JP2001332181A - イオン抽出アセンブリ - Google Patents
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
- H01J37/15—External mechanical adjustment of electron or ion optical components
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- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/28—Static spectrometers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/31701—Ion implantation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 抽出条件を２つの離散集合のみに限定しな
い、改善されたイオン抽出アセンブリを提供する。 【解決手段】 イオン源２０と、使用中に抽出されたイ
オンのビームが通過する空隙を有する少なくとも１つの
電極５０を含むイオン抽出アセンブリを提供する。空隙
の幅をイオンビームに対して横方向に変化させ、電極を
イオンビームに対して横方向に移動させ、かつ電極をイ
オンビームの方向に移動させるように、電極を移動させ
るための電極マニピュレータアセンブリ５５を設ける。
３度の動作は、相互に独立して実行される。
い、改善されたイオン抽出アセンブリを提供する。 【解決手段】 イオン源２０と、使用中に抽出されたイ
オンのビームが通過する空隙を有する少なくとも１つの
電極５０を含むイオン抽出アセンブリを提供する。空隙
の幅をイオンビームに対して横方向に変化させ、電極を
イオンビームに対して横方向に移動させ、かつ電極をイ
オンビームの方向に移動させるように、電極を移動させ
るための電極マニピュレータアセンブリ５５を設ける。
３度の動作は、相互に独立して実行される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオンビームを生
成するためのイオン抽出アセンブリに関する。特に本発
明は、このアセンブリ用の改善された電極マニピュレー
タに関する。
成するためのイオン抽出アセンブリに関する。特に本発
明は、このアセンブリ用の改善された電極マニピュレー
タに関する。
【０００２】
【従来の技術】抽出アセンブリは、この分野では知られ
ており、イオン源からイオンビームを抽出するためイオ
ン源に隣接して配置された幾つかの電極を有している。
電極はそれぞれ、イオンビームが通過するスリットを有
している。
ており、イオン源からイオンビームを抽出するためイオ
ン源に隣接して配置された幾つかの電極を有している。
電極はそれぞれ、イオンビームが通過するスリットを有
している。
【０００３】ＷＯ９７／０４４７４は、１対の抽出電極
がイオン源に向かうか遠ざかる第１の方向（つまりイオ
ンビームの方向）に可動であり、また横方向に（つまり
イオンビームを横切る）互いに独立に可動であるように
装着されたイオンビーム装置を開示している。
がイオン源に向かうか遠ざかる第１の方向（つまりイオ
ンビームの方向）に可動であり、また横方向に（つまり
イオンビームを横切る）互いに独立に可動であるように
装着されたイオンビーム装置を開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】各々の抽出電極は、電
極の横方向の移動により選択的にイオンビームに適合さ
せることができる１対のアパーチャを備えている。アパ
ーチャは様々な大きさを有し、各々特定の範囲の抽出条
件のための抽出光学系を画定する。これは従来の電極ア
センブリに対する改善であるが、依然として２つの離散
集合の抽出条件に限定される。
極の横方向の移動により選択的にイオンビームに適合さ
せることができる１対のアパーチャを備えている。アパ
ーチャは様々な大きさを有し、各々特定の範囲の抽出条
件のための抽出光学系を画定する。これは従来の電極ア
センブリに対する改善であるが、依然として２つの離散
集合の抽出条件に限定される。
【０００５】本発明は、このアセンブリを向上させるも
のである。
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によると、イオン
源と、イオン源からイオンを抽出するための少なくとも
１つの電極であって、抽出されたイオンのビームが使用
中に通過するスリットを有する電極と、電極が装着され
た電極マニピュレータであって、イオンビームに対して
横方向に電極スリットの幅を選択的に変化させ、かつイ
オンビームに対して横方向に電極を移動させるための第
１および第２のアクチュエータ、ならびに電極をイオン
ビームの方向に移動させる第３のアクチュエータを有す
るマニピュレータとを備えるイオン抽出アセンブリが提
供される。
源と、イオン源からイオンを抽出するための少なくとも
１つの電極であって、抽出されたイオンのビームが使用
中に通過するスリットを有する電極と、電極が装着され
た電極マニピュレータであって、イオンビームに対して
横方向に電極スリットの幅を選択的に変化させ、かつイ
オンビームに対して横方向に電極を移動させるための第
１および第２のアクチュエータ、ならびに電極をイオン
ビームの方向に移動させる第３のアクチュエータを有す
るマニピュレータとを備えるイオン抽出アセンブリが提
供される。
【０００７】電極の位置のみならずスリットの幅の制御
を提供することによって、本発明は、電極が広い動的範
囲にわたって使用されるマニピュレータを提供する。こ
の幅広い範囲にわたって、連続的に調整を行うことがで
き、抽出条件の微調整が可能である。種々の抽出条件間
の素早い切換えができることがますます重要になりつつ
ある現状において、これは実際に極めて有用である。
を提供することによって、本発明は、電極が広い動的範
囲にわたって使用されるマニピュレータを提供する。こ
の幅広い範囲にわたって、連続的に調整を行うことがで
き、抽出条件の微調整が可能である。種々の抽出条件間
の素早い切換えができることがますます重要になりつつ
ある現状において、これは実際に極めて有用である。
【０００８】第１のアクチュエータが電極全体をイオン
ビームに対して横方向に移動させるように作動し、かつ
第２のアクチュエータが電極の一部を固定された他の部
分に対して相対的に移動させてスリット幅を制御するよ
うに作動するように、アクチュエータを構成することが
できる。あるいは、電極の２つの部分は各々、電極の横
方向の位置およびスリット幅の両方を制御するために、
それぞれ第１および第２のアクチュエータの制御下で横
方向に移動可能とすることができる。しかし、これらの
代替案のどちらにおいても、スリット幅または横方向位
置のいずれかを変更するために１つのアクチュエータに
よって生じる移動によって、所望のスリット幅および横
方向位置を維持するために、もう１つのアクチュエータ
の補正的な移動が必要となるので、電極のスリット幅と
横方向位置の独立制御はできない。
ビームに対して横方向に移動させるように作動し、かつ
第２のアクチュエータが電極の一部を固定された他の部
分に対して相対的に移動させてスリット幅を制御するよ
うに作動するように、アクチュエータを構成することが
できる。あるいは、電極の２つの部分は各々、電極の横
方向の位置およびスリット幅の両方を制御するために、
それぞれ第１および第２のアクチュエータの制御下で横
方向に移動可能とすることができる。しかし、これらの
代替案のどちらにおいても、スリット幅または横方向位
置のいずれかを変更するために１つのアクチュエータに
よって生じる移動によって、所望のスリット幅および横
方向位置を維持するために、もう１つのアクチュエータ
の補正的な移動が必要となるので、電極のスリット幅と
横方向位置の独立制御はできない。
【０００９】したがって、第１のアクチュエータは電極
スリットの幅を変化させるように作動し、第２のアクチ
ュエータは電極をイオンビームに対して横方向に移動さ
せるように作動し、第１、第２および第３のアクチュエ
ータが相互に独立して作動するように構成することが好
ましい。これにより、スリット幅および横方向の位置の
独立制御が提供される。
スリットの幅を変化させるように作動し、第２のアクチ
ュエータは電極をイオンビームに対して横方向に移動さ
せるように作動し、第１、第２および第３のアクチュエ
ータが相互に独立して作動するように構成することが好
ましい。これにより、スリット幅および横方向の位置の
独立制御が提供される。
【００１０】電極は相互に対して移動可能な２つの部分
を備えるので、電極の２つの部分のイオンビームの方向
の正確な位置合せを、アセンブリ上で達成することが困
難である。したがって、電極が２つの部分を備え、それ
らの間にスリットを形成し、電極の一部分がイオンビー
ムの方向に電極の他の部分に対して相対的に可動である
ことが好ましい。これにより、ビーム方向における電極
の部分の位置合せ不良を補正することができる。これ
は、第３のアクチュエータを使用して両方の電極部分を
一緒にイオンビームの方向に移動させ、第４アクチュエ
ータを設けて電極の一部分をこの方向で他の部分に対し
て相対的に移動させることによって達成することができ
る。あるいは、第３のアクチュエータは、電極の一部分
をイオンビームの方向に移動させることができ、第４ア
クチュエータは他の部分をこの方向に移動させることが
できるようにしてもよい。
を備えるので、電極の２つの部分のイオンビームの方向
の正確な位置合せを、アセンブリ上で達成することが困
難である。したがって、電極が２つの部分を備え、それ
らの間にスリットを形成し、電極の一部分がイオンビー
ムの方向に電極の他の部分に対して相対的に可動である
ことが好ましい。これにより、ビーム方向における電極
の部分の位置合せ不良を補正することができる。これ
は、第３のアクチュエータを使用して両方の電極部分を
一緒にイオンビームの方向に移動させ、第４アクチュエ
ータを設けて電極の一部分をこの方向で他の部分に対し
て相対的に移動させることによって達成することができ
る。あるいは、第３のアクチュエータは、電極の一部分
をイオンビームの方向に移動させることができ、第４ア
クチュエータは他の部分をこの方向に移動させることが
できるようにしてもよい。
【００１１】第１のアクチュエータは、第２および第３
のアクチュエータのうちの１つの上に装着され、それと
一緒に可動であり、第２および第３のアクチュエータの
うちの１つは、第２および第３のアクチュエータのうち
のもう１つの上に装着され、それと共に可動であること
が好ましい。第１のアクチュエータを他のアクチュエー
タのうちの１つに装着することによって、単一アクチュ
エータが装着されているアクチュエータの動作から独立
したままで、スリット幅の制御が単一アクチュエータを
使用して実行可能となる。
のアクチュエータのうちの１つの上に装着され、それと
一緒に可動であり、第２および第３のアクチュエータの
うちの１つは、第２および第３のアクチュエータのうち
のもう１つの上に装着され、それと共に可動であること
が好ましい。第１のアクチュエータを他のアクチュエー
タのうちの１つに装着することによって、単一アクチュ
エータが装着されているアクチュエータの動作から独立
したままで、スリット幅の制御が単一アクチュエータを
使用して実行可能となる。
【００１２】電極は、少なくとも１つのエアベアリング
によって移動可能に装着することが好ましい。エアベア
リングは、差動排気シールを有する多孔板エアベアリン
グであることが好ましい。そのようなベアリングは、高
い剛性と精度、低摩擦、および高速サーボ能力を提供す
るので、本出願において特に有益であることが分かって
いる。この種のエアベアリングを、電極スリットの幅を
イオンビームに対して横方向に変化させ、電極をイオン
ビームに対して横方向に移動させるアクチュエータに少
なくとも使用することが好ましい。エアベアリングを汚
染物質から遮蔽するために、電極が少なくとも１つの軸
上に支持される場合、その軸または各軸は、電極のあら
ゆる位置でエアベアリングを遮蔽するために軸と共に移
動可能な遮蔽板によって取り囲むことが好ましい。
によって移動可能に装着することが好ましい。エアベア
リングは、差動排気シールを有する多孔板エアベアリン
グであることが好ましい。そのようなベアリングは、高
い剛性と精度、低摩擦、および高速サーボ能力を提供す
るので、本出願において特に有益であることが分かって
いる。この種のエアベアリングを、電極スリットの幅を
イオンビームに対して横方向に変化させ、電極をイオン
ビームに対して横方向に移動させるアクチュエータに少
なくとも使用することが好ましい。エアベアリングを汚
染物質から遮蔽するために、電極が少なくとも１つの軸
上に支持される場合、その軸または各軸は、電極のあら
ゆる位置でエアベアリングを遮蔽するために軸と共に移
動可能な遮蔽板によって取り囲むことが好ましい。
【００１３】第１のアクチュエータは、ねじ山付きの第
１の部分と第１のねじ山とは逆方向の形状のねじ山が施
された第２の部分とを有する第１の親ねじを駆動するた
めの第１のモータを備えることが好ましく、第１の親ね
じの回転により両方向に移動可能であるように、電極は
２つの半部品で提供され、その一方は第１のねじ山部分
に螺合可能に結合され、もう一方は第２のねじ山部分に
螺合可能に結合される。
１の部分と第１のねじ山とは逆方向の形状のねじ山が施
された第２の部分とを有する第１の親ねじを駆動するた
めの第１のモータを備えることが好ましく、第１の親ね
じの回転により両方向に移動可能であるように、電極は
２つの半部品で提供され、その一方は第１のねじ山部分
に螺合可能に結合され、もう一方は第２のねじ山部分に
螺合可能に結合される。
【００１４】第１のアクチュエータは平板上に滑動可能
に装着することが好ましく、第２のアクチュエータは平
板上に固定し、第２の親ねじの回転により第１のアクチ
ュエータ全体および電極をイオンビームに対して横方向
に移動させるために、第２のモータと、第１のアクチュ
エータに螺合可能に結合された第２の親ねじとを備える
ことが好ましい。
に装着することが好ましく、第２のアクチュエータは平
板上に固定し、第２の親ねじの回転により第１のアクチ
ュエータ全体および電極をイオンビームに対して横方向
に移動させるために、第２のモータと、第１のアクチュ
エータに螺合可能に結合された第２の親ねじとを備える
ことが好ましい。
【００１５】電極がイオンビームに対して横方向にだけ
移動するよう制限するために、１対のエアベアリング・
サイド・ガイドを平板から垂下するように設けることが
好ましい。
移動するよう制限するために、１対のエアベアリング・
サイド・ガイドを平板から垂下するように設けることが
好ましい。
【００１６】第３のアクチュエータは筐体に固定するこ
とが好ましく、上板に螺合可能に結合される第３の親ね
じを駆動する第３のモータを備え、上板は第３の親ねじ
の回転によりイオンビームの方向に可動であるように筐
体上に滑動可能に保持される。
とが好ましく、上板に螺合可能に結合される第３の親ね
じを駆動する第３のモータを備え、上板は第３の親ねじ
の回転によりイオンビームの方向に可動であるように筐
体上に滑動可能に保持される。
【００１７】本発明はまた、イオン源からイオンを抽出
するための少なくとも１つの電極であって、使用中に抽
出されたイオンのビームが通過する間隙を有する電極
と、電極が装着された電極マニピュレータとを備えるイ
オン抽出アセンブリにおいて電極を調整する方法にも及
び、この方法は、電極スリットの幅をイオンビームに対
して横方向に変化させるステップと、電極をイオンビー
ムに対して横方向に調整するステップと、電極をイオン
ビームの方向に調整するステップとを備え、３つの動作
が全て独立して実行される。
するための少なくとも１つの電極であって、使用中に抽
出されたイオンのビームが通過する間隙を有する電極
と、電極が装着された電極マニピュレータとを備えるイ
オン抽出アセンブリにおいて電極を調整する方法にも及
び、この方法は、電極スリットの幅をイオンビームに対
して横方向に変化させるステップと、電極をイオンビー
ムに対して横方向に調整するステップと、電極をイオン
ビームの方向に調整するステップとを備え、３つの動作
が全て独立して実行される。
【００１８】この方法はさらに、電極を支持するために
差動排気シールを備えた少なくとも１つの多孔板エアベ
アリングを設け、エアベアリングに空気を供給し、差動
排気シールをポンプで排気することを備える。
差動排気シールを備えた少なくとも１つの多孔板エアベ
アリングを設け、エアベアリングに空気を供給し、差動
排気シールをポンプで排気することを備える。
【００１９】電極マニピュレータは、本発明によって提
供される３度の動作が必要とされるどんな種類の電極に
も使用することができる。本発明の１つの特に好適な適
用例として、イオン源電極と、電極マニピュレータによ
って一緒に移動可能な１対の電極とを備える三極管アセ
ンブリがある。本発明は、四極管アセンブリにも同等に
適用可能である。
供される３度の動作が必要とされるどんな種類の電極に
も使用することができる。本発明の１つの特に好適な適
用例として、イオン源電極と、電極マニピュレータによ
って一緒に移動可能な１対の電極とを備える三極管アセ
ンブリがある。本発明は、四極管アセンブリにも同等に
適用可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、イオン注入装
置は、イオンビーム源１０と１組の抽出電極１１を含む
抽出アセンブリ１を備え、イオン質量セレクタ１３を通
してイオンビーム１２を方向付けて、ターゲット基板ホ
ルダ１４Ａに装着されたターゲット基板１４に衝突させ
る。この分野の当業者にはよく知られている通り、イオ
ン注入装置の上記要素は真空筐体内に収容されており、
図１にはその一部１５だけが図示されている。真空筐体
は、真空ポンプ１６によって排気することができる。
置は、イオンビーム源１０と１組の抽出電極１１を含む
抽出アセンブリ１を備え、イオン質量セレクタ１３を通
してイオンビーム１２を方向付けて、ターゲット基板ホ
ルダ１４Ａに装着されたターゲット基板１４に衝突させ
る。この分野の当業者にはよく知られている通り、イオ
ン注入装置の上記要素は真空筐体内に収容されており、
図１にはその一部１５だけが図示されている。真空筐体
は、真空ポンプ１６によって排気することができる。
【００２１】イオン源１０は、フリーマン源またはバー
ナス源など、任意の既知のイオン源を含む。イオン源１
０は、ターゲット基板１４に注入しようとするイオンの
元素を含む、原子または分子が供給されるアークチャン
バを備える。分子は、気体または蒸気の形で、例えばガ
スボンベ１７からアークチャンバに供給することができ
る。
ナス源など、任意の既知のイオン源を含む。イオン源１
０は、ターゲット基板１４に注入しようとするイオンの
元素を含む、原子または分子が供給されるアークチャン
バを備える。分子は、気体または蒸気の形で、例えばガ
スボンベ１７からアークチャンバに供給することができ
る。
【００２２】抽出電極１１の組は、イオンをアークチャ
ンバから正面の出口アパーチャを通して抽出するよう
に、イオン源１０のアークチャンバの正面のすぐ外に配
置される。
ンバから正面の出口アパーチャを通して抽出するよう
に、イオン源１０のアークチャンバの正面のすぐ外に配
置される。
【００２３】図１に示したイオン質量セレクタ１３は、
質量選択スリット３４と共に作動する磁気セクタ質量分
析器３３を備える。磁気分析器３３は、図１の用紙の面
に対して直角方向の磁場の領域を含む。そのような磁場
の中で、同一の質量荷電比を持つ定エネルギの全てのイ
オンは、円形経路を描く。エネルギが均等であると想定
すると、経路の曲率半径は、イオンの質量荷電比に依存
する。
質量選択スリット３４と共に作動する磁気セクタ質量分
析器３３を備える。磁気分析器３３は、図１の用紙の面
に対して直角方向の磁場の領域を含む。そのような磁場
の中で、同一の質量荷電比を持つ定エネルギの全てのイ
オンは、円形経路を描く。エネルギが均等であると想定
すると、経路の曲率半径は、イオンの質量荷電比に依存
する。
【００２４】そのような磁気セクタ分析器についてよく
知られているように、そのような経路の形状は、分析器
３３の入口アパーチャの外側にあるビームの起点となる
中心点から発する円錐形のイオン経路となり、分析器の
出口アパーチャを超えた先で再び焦点を結ぶ傾向があ
る。図１に示すように、ビームの起点となる集合点すな
わち中心ビームの発生点は、イオン源１０のアークチャ
ンバの出口アパーチャに接近した、通常はすぐ内側の点
である。ビーム３０は、分析器の出口アパーチャを超え
て質量選択スリット３４の面で焦点を結ぶ。
知られているように、そのような経路の形状は、分析器
３３の入口アパーチャの外側にあるビームの起点となる
中心点から発する円錐形のイオン経路となり、分析器の
出口アパーチャを超えた先で再び焦点を結ぶ傾向があ
る。図１に示すように、ビームの起点となる集合点すな
わち中心ビームの発生点は、イオン源１０のアークチャ
ンバの出口アパーチャに接近した、通常はすぐ内側の点
である。ビーム３０は、分析器の出口アパーチャを超え
て質量選択スリット３４の面で焦点を結ぶ。
【００２５】図１には、単一の質量／荷電比のイオンだ
けを示すビーム３０が描かれているので、ビームはスリ
ット３４のアパーチャに単一の焦点を結び、この質量／
荷電比のイオンのビームはターゲット基板１４に向かっ
てスリット３４を通過することができる。実際には、イ
オン源１０によって放出されるビームには、基板１４へ
の注入に望ましいものとは異なる質量／荷電比のイオン
も含まれる。これらの望ましくないイオンは、所望のイ
オンとは異なる曲率半径を持ち、スリットを通過しな
い。所望のイオンは、分析器３３によって、スリット３
４の面内の一点に焦点を結ぶ。したがって分析器３３
は、図面の面内に分散面を持つ。
けを示すビーム３０が描かれているので、ビームはスリ
ット３４のアパーチャに単一の焦点を結び、この質量／
荷電比のイオンのビームはターゲット基板１４に向かっ
てスリット３４を通過することができる。実際には、イ
オン源１０によって放出されるビームには、基板１４へ
の注入に望ましいものとは異なる質量／荷電比のイオン
も含まれる。これらの望ましくないイオンは、所望のイ
オンとは異なる曲率半径を持ち、スリットを通過しな
い。所望のイオンは、分析器３３によって、スリット３
４の面内の一点に焦点を結ぶ。したがって分析器３３
は、図面の面内に分散面を持つ。
【００２６】図２を参照すると、イオン源および抽出電
極が概略的に示されている。イオン源２０は、筐体１５
に装着されたアークチャンバ２０Ａを備える。ブシュ２
０Ｂは、イオン源２０を筐体の残部から隔離する絶縁体
としての働きをする。アークチャンバ２０Ａ内で形成さ
れたイオンは、イオン源の正面２２にある出口アパーチ
ャ２１を通してイオン源２０から抽出される。イオン源
２０の正面２２は、イオン源の電位の第１のアパーチャ
付きイオン源電極を形成する。抽出電極１１は、図２で
は、それぞれ抑制および接地アパーチャ付き電極２４、
２５によって示される。各々のアパーチャ付き電極２
４、２５は、イオン源２０から発生するイオンビームを
通過させるために平板を貫通するアパーチャを有する単
一の導電性平板を備える。各アパーチャは細長いスロッ
トの形状を有し、伸長の方向は図２の面に対して直角で
ある。
極が概略的に示されている。イオン源２０は、筐体１５
に装着されたアークチャンバ２０Ａを備える。ブシュ２
０Ｂは、イオン源２０を筐体の残部から隔離する絶縁体
としての働きをする。アークチャンバ２０Ａ内で形成さ
れたイオンは、イオン源の正面２２にある出口アパーチ
ャ２１を通してイオン源２０から抽出される。イオン源
２０の正面２２は、イオン源の電位の第１のアパーチャ
付きイオン源電極を形成する。抽出電極１１は、図２で
は、それぞれ抑制および接地アパーチャ付き電極２４、
２５によって示される。各々のアパーチャ付き電極２
４、２５は、イオン源２０から発生するイオンビームを
通過させるために平板を貫通するアパーチャを有する単
一の導電性平板を備える。各アパーチャは細長いスロッ
トの形状を有し、伸長の方向は図２の面に対して直角で
ある。
【００２７】正イオンのビームの場合、イオン源２０は
電圧供給によって地面に対して正電圧に維持される。接
地電極２５は、接地電極２５とイオン源２０との間の電
界が電極２５の右側（図２で）の領域に侵入するのを制
止する。抽出アセンブリから発生するイオンビームのエ
ネルギは、イオン源に供給される電圧によって決定され
る。この電圧の典型値は２０ｋＶであり、２０ｋｅＶの
抽出ビームエネルギを提供する。しかし、８０ｋｅＶま
たはそれ以上、または０．５ｋｅＶまたはそれ以下の抽
出ビームエネルギも企図することができる。より高い電
圧またはより低い電圧を得る手段としては、電源電圧を
それぞれ上昇または下降させればよい。
電圧供給によって地面に対して正電圧に維持される。接
地電極２５は、接地電極２５とイオン源２０との間の電
界が電極２５の右側（図２で）の領域に侵入するのを制
止する。抽出アセンブリから発生するイオンビームのエ
ネルギは、イオン源に供給される電圧によって決定され
る。この電圧の典型値は２０ｋＶであり、２０ｋｅＶの
抽出ビームエネルギを提供する。しかし、８０ｋｅＶま
たはそれ以上、または０．５ｋｅＶまたはそれ以下の抽
出ビームエネルギも企図することができる。より高い電
圧またはより低い電圧を得る手段としては、電源電圧を
それぞれ上昇または下降させればよい。
【００２８】抑制電極２４は電圧供給によって、地面に
対して負電位にバイアスされる。負にバイアスされた抑
制電極２４は、接地電極２５の下流（図２では右側）の
イオンビーム内の電子が抽出領域内およびイオン源に引
き込まれるのを防止するように作動する。この分野の当
業者には知られているように、ゼロ電界領域におけるイ
オンビームからの電子の損失を最小にして、イオンビー
ムの中和を維持することは重要である。
対して負電位にバイアスされる。負にバイアスされた抑
制電極２４は、接地電極２５の下流（図２では右側）の
イオンビーム内の電子が抽出領域内およびイオン源に引
き込まれるのを防止するように作動する。この分野の当
業者には知られているように、ゼロ電界領域におけるイ
オンビームからの電子の損失を最小にして、イオンビー
ムの中和を維持することは重要である。
【００２９】抑制および接地電極２４、２５は、矢印ｘ
で示すイオンビーム３０の進行方向に、イオン源２０に
対して相対的に移動可能に装着される。装置は、抽出電
極と抑制電極との間の空隙がより大きくなり、ビーム・
エネルギが大きくなるように、「調整」することができ
る。電極はさらに、抑制電極２４および接地電極２５が
横方向、矢印ｙの方向に、すなわち用紙の面内でイオン
ビーム方向２６に対して直交方向に、イオン源２０に対
して相対的に移動可能なように装着される。電極スリッ
トの大きさを、図２の矢印Ｙで示すように横方向ｙに調
整できるようにするための機構も設けられる。
で示すイオンビーム３０の進行方向に、イオン源２０に
対して相対的に移動可能に装着される。装置は、抽出電
極と抑制電極との間の空隙がより大きくなり、ビーム・
エネルギが大きくなるように、「調整」することができ
る。電極はさらに、抑制電極２４および接地電極２５が
横方向、矢印ｙの方向に、すなわち用紙の面内でイオン
ビーム方向２６に対して直交方向に、イオン源２０に対
して相対的に移動可能なように装着される。電極スリッ
トの大きさを、図２の矢印Ｙで示すように横方向ｙに調
整できるようにするための機構も設けられる。
【００３０】本発明は、図２を参照して説明した三極管
アセンブリと同じであるが追加の抽出電極を含む四極
管、または任意の数の電極を持ち、少なくとも１つの電
極が可動であることが必要とされる抽出構造にも同等に
適用できる。
アセンブリと同じであるが追加の抽出電極を含む四極
管、または任意の数の電極を持ち、少なくとも１つの電
極が可動であることが必要とされる抽出構造にも同等に
適用できる。
【００３１】電極を矢印ｘおよびｙの方向に移動可能に
し、かつスリットの大きさをｙ方向に調整する機構につ
いて、ここで図３ないし図６を参照しながら説明する。
し、かつスリットの大きさをｙ方向に調整する機構につ
いて、ここで図３ないし図６を参照しながら説明する。
【００３２】この機構は、相互に一緒に移動可能である
ように電極筐体５０に装着された抑制および接地電極２
４、２５を移動させるように設計される。電極筐体５０
は２つの部分５１、５２を有し、それらは各々２つの電
極２４、２５の各々の半部品を収容する。２つの部分５
１、５２は、電極スリットの大きさを変化させるため
に、ｙ方向に相互に相手に向かってまたは相互に相手か
ら遠ざかるように移動可能である。電極筐体５０はまた
全体として矢印ｙの方向にすなわちビーム方向を横切っ
て、およびビーム方向に沿って矢印ｘの方向に移動する
こともできる。
ように電極筐体５０に装着された抑制および接地電極２
４、２５を移動させるように設計される。電極筐体５０
は２つの部分５１、５２を有し、それらは各々２つの電
極２４、２５の各々の半部品を収容する。２つの部分５
１、５２は、電極スリットの大きさを変化させるため
に、ｙ方向に相互に相手に向かってまたは相互に相手か
ら遠ざかるように移動可能である。電極筐体５０はまた
全体として矢印ｙの方向にすなわちビーム方向を横切っ
て、およびビーム方向に沿って矢印ｘの方向に移動する
こともできる。
【００３３】各部分５１、５２は、マニピュレータアセ
ンブリ５５から突出するそれぞれの電極支持軸５３、５
４上に装着される。電極支持軸５３、５４が筐体によっ
て画定される真空チャンバ内に突出するように、マニピ
ュレータアセンブリ５５は筐体１５の外側に装着され
る。
ンブリ５５から突出するそれぞれの電極支持軸５３、５
４上に装着される。電極支持軸５３、５４が筐体によっ
て画定される真空チャンバ内に突出するように、マニピ
ュレータアセンブリ５５は筐体１５の外側に装着され
る。
【００３４】ここで、電極スリットの幅を変化させるた
めの機構について説明する。マニピュレータアセンブリ
５５は、この機構を装着する台板５６を有する。電極ス
リット幅を調整するための原動力は、電極スリット幅モ
ータ５７によって提供される。このモータ５７は、滑動
板５９に対して固着されるように、ブラケット５８を介
して装着される。滑動板５９は上板６０上に、上板６０
に対して相対的に矢印ｙの方向に滑動可能に装着され
る。上板６０は１対の貫通穴６１、６２を有し、そこを
通して電極支持軸５３、５４が突出する。モータ５７
は、継手６６によって接続された左ねじ山部分６４およ
び右ねじ山部分６５を有する親ねじ６３を駆動する。電
極支持軸５３は、親ねじの回転により矢印ｙの方向に移
動できるように、ねじ継手６６を介して左ねじ山部分６
４に装着される。電極支持軸５４は、親ねじ６３の回転
によりブラケット６６の反対方向の矢印ｙの方向に移動
できるように、ねじ継手６７を介して右ねじ山部分６５
に装着される。図４および図６に、親ねじ筐体６８が親
ねじ６３を囲っていることが示されていることに注意さ
れたい。この筐体は他の図のいずれにも示されていな
い。
めの機構について説明する。マニピュレータアセンブリ
５５は、この機構を装着する台板５６を有する。電極ス
リット幅を調整するための原動力は、電極スリット幅モ
ータ５７によって提供される。このモータ５７は、滑動
板５９に対して固着されるように、ブラケット５８を介
して装着される。滑動板５９は上板６０上に、上板６０
に対して相対的に矢印ｙの方向に滑動可能に装着され
る。上板６０は１対の貫通穴６１、６２を有し、そこを
通して電極支持軸５３、５４が突出する。モータ５７
は、継手６６によって接続された左ねじ山部分６４およ
び右ねじ山部分６５を有する親ねじ６３を駆動する。電
極支持軸５３は、親ねじの回転により矢印ｙの方向に移
動できるように、ねじ継手６６を介して左ねじ山部分６
４に装着される。電極支持軸５４は、親ねじ６３の回転
によりブラケット６６の反対方向の矢印ｙの方向に移動
できるように、ねじ継手６７を介して右ねじ山部分６５
に装着される。図４および図６に、親ねじ筐体６８が親
ねじ６３を囲っていることが示されていることに注意さ
れたい。この筐体は他の図のいずれにも示されていな
い。
【００３５】各々の電極支持軸５３、５４は、説明する
ように台板５６に対して滑動可能に、エアベアリングア
センブリ上に支持される。２つの電極支持軸のベアリン
グは同一であり、したがって電極支持軸５３のベアリン
グのみを詳しく説明する。
ように台板５６に対して滑動可能に、エアベアリングア
センブリ上に支持される。２つの電極支持軸のベアリン
グは同一であり、したがって電極支持軸５３のベアリン
グのみを詳しく説明する。
【００３６】図６に最もよく示されるエアベアリング
は、エアベアリングの表面のひずみを防止するために、
下で説明するようにキネマティック支持体およびエアピ
ストン補正を介して台板５６に対して固着された、エア
ベアリング支持板６９を含む。
は、エアベアリングの表面のひずみを防止するために、
下で説明するようにキネマティック支持体およびエアピ
ストン補正を介して台板５６に対して固着された、エア
ベアリング支持板６９を含む。
【００３７】多孔性グラファイト板７０は、エアベアリ
ング支持板６９上に装着される。一般的に環状の凹部７
１が、エアベアリング支持板の上面の周囲に、軸５３を
取り囲み、多孔性グラファイト板に面して伸長する。Ｏ
状リング７２によって封止される凹部７１は、加圧空気
源（図示せず）から供給されるように配設される。
ング支持板６９上に装着される。一般的に環状の凹部７
１が、エアベアリング支持板の上面の周囲に、軸５３を
取り囲み、多孔性グラファイト板に面して伸長する。Ｏ
状リング７２によって封止される凹部７１は、加圧空気
源（図示せず）から供給されるように配設される。
【００３８】差動排気シール７３が、図６に概略的に示
される。差動排気シールの概念は、例えばＷＯ ９９／
１３４８８（これを参照によってここに包含する）から
技術上知られており、ここでは詳しく説明しない。この
シールは、筐体１５内の真空を保持しかつ板７０に対し
充分な空気の流れをも提供する１つの方法を提供する。
これは、環状凹部７１の半径方向内側に環状通気口７３
を設けることによって行われる。通気口７３の半径方向
内側に、真空圧まで排気される環状チャンバ７４があ
る。したがって、多孔板７０を通して半径方向に内側に
およびＯ状リング・シール７２の周囲に漏出する空気の
大部分は、通気口７３を介して大気中に放散される。残
りの空気は、筐体１５の内側のチャンバ内の真空を保持
するように、環状チャンバを通してポンプで排気され
る。通気口の存在によって、環状チャンバ７４内でポン
プで排気すべき圧力がかなり低減される。
される。差動排気シールの概念は、例えばＷＯ ９９／
１３４８８（これを参照によってここに包含する）から
技術上知られており、ここでは詳しく説明しない。この
シールは、筐体１５内の真空を保持しかつ板７０に対し
充分な空気の流れをも提供する１つの方法を提供する。
これは、環状凹部７１の半径方向内側に環状通気口７３
を設けることによって行われる。通気口７３の半径方向
内側に、真空圧まで排気される環状チャンバ７４があ
る。したがって、多孔板７０を通して半径方向に内側に
およびＯ状リング・シール７２の周囲に漏出する空気の
大部分は、通気口７３を介して大気中に放散される。残
りの空気は、筐体１５の内側のチャンバ内の真空を保持
するように、環状チャンバを通してポンプで排気され
る。通気口の存在によって、環状チャンバ７４内でポン
プで排気すべき圧力がかなり低減される。
【００３９】ここで、エアベアリング支持板６９の台板
５６への固定について、特に図６、７、７Ａ、および７
Ｂを参照しながら説明する。各エアベアリング台板６９
は、３つのキネマティックマウントによって台板５６に
固定される。これら３つのマウントのうちの２つが図７
に示される。３つのマウントが図７で上から見たときに
一般的にＬ字形に配置されるように、第３のマウントは
図７の面の外に、図示されたマウントのうちの１つの背
後に配置される。図７に示した左側のエアベアリング支
持板６９は、３つの固定されたキネマティックマウント
１６９Ａを使用し、そのうちの１つが図７Ａに示される
一方、図７の右側のエアベアリング支持板６９は、３つ
の調整可能なキネマティックマウント１６９Ｂを使用
し、そのうちの１つが図７Ｂに示される。
５６への固定について、特に図６、７、７Ａ、および７
Ｂを参照しながら説明する。各エアベアリング台板６９
は、３つのキネマティックマウントによって台板５６に
固定される。これら３つのマウントのうちの２つが図７
に示される。３つのマウントが図７で上から見たときに
一般的にＬ字形に配置されるように、第３のマウントは
図７の面の外に、図示されたマウントのうちの１つの背
後に配置される。図７に示した左側のエアベアリング支
持板６９は、３つの固定されたキネマティックマウント
１６９Ａを使用し、そのうちの１つが図７Ａに示される
一方、図７の右側のエアベアリング支持板６９は、３つ
の調整可能なキネマティックマウント１６９Ｂを使用
し、そのうちの１つが図７Ｂに示される。
【００４０】固定されたキネマティックマウント１６９
Ａは本質的に、台板５６のショルダに突き当たるまで定
位置にねじ込まれるボルト部材２６９Ａを備える。ボル
ト部材２６９Ａは、ベアリング支持板６９内の相補形凹
部に保持される部分球面部３６９Ａを有する。この構成
は、ねじり力がベアリング支持板６９に伝達されるのを
防止する。
Ａは本質的に、台板５６のショルダに突き当たるまで定
位置にねじ込まれるボルト部材２６９Ａを備える。ボル
ト部材２６９Ａは、ベアリング支持板６９内の相補形凹
部に保持される部分球面部３６９Ａを有する。この構成
は、ねじり力がベアリング支持板６９に伝達されるのを
防止する。
【００４１】調整可能なキネマティックマウント１６９
Ｂは、固定されたキネマティックマウント１６９Ａと同
様の構造を持ち、同一部品を示すために同一参照番号が
使用されるが、接尾語Ａは接尾語Ｂに置き換えられる。
違いは、調整可能なキネマティックマウント１６９Ｂの
場合、ボルト２６９Ｂが一重ねのばね座金５６９Ｂを通
して装着されることである。これにより、各々の調整可
能なキネマティックマウントの位置で、台板５６に対す
るエアベアリング支持板６９の高さを調整することが可
能になる。
Ｂは、固定されたキネマティックマウント１６９Ａと同
様の構造を持ち、同一部品を示すために同一参照番号が
使用されるが、接尾語Ａは接尾語Ｂに置き換えられる。
違いは、調整可能なキネマティックマウント１６９Ｂの
場合、ボルト２６９Ｂが一重ねのばね座金５６９Ｂを通
して装着されることである。これにより、各々の調整可
能なキネマティックマウントの位置で、台板５６に対す
るエアベアリング支持板６９の高さを調整することが可
能になる。
【００４２】図６に示すように、台板５６上のエアベア
リング支持板６９に対しさらなる支持を与えるために、
エアピストン補正システムを設ける。これは、エアベア
リング支持板６９から下方に垂下する環状ピストン６９
Ａの形を取る。ピストン６９Ａは、エアベアリングの耐
力環状凹部７１の真下に配設される。ピストン６９Ａ
は、台板５６の相補形溝１５６内に受容される。溝１５
６内の１対のＯ状リング２５６、３５６は、ピストン６
９Ａと溝１５６との間に実質的に気密封止をもたらす。
エアピストン補正システムを真空チャンバから隔離する
ために、溝１５６より半径方向に内側にさらなるО状リ
ング・シール４５６を設ける。ピストン６９Ａと溝１５
６との間のチャンバ５５６には、エアベアリング支持板
６９がキネマティックマウント１６９Ａと１６９Ｂの間
の位置で反らないように支持するのにちょうど足りる圧
力の圧縮空気などの流体が充填される。
リング支持板６９に対しさらなる支持を与えるために、
エアピストン補正システムを設ける。これは、エアベア
リング支持板６９から下方に垂下する環状ピストン６９
Ａの形を取る。ピストン６９Ａは、エアベアリングの耐
力環状凹部７１の真下に配設される。ピストン６９Ａ
は、台板５６の相補形溝１５６内に受容される。溝１５
６内の１対のＯ状リング２５６、３５６は、ピストン６
９Ａと溝１５６との間に実質的に気密封止をもたらす。
エアピストン補正システムを真空チャンバから隔離する
ために、溝１５６より半径方向に内側にさらなるО状リ
ング・シール４５６を設ける。ピストン６９Ａと溝１５
６との間のチャンバ５５６には、エアベアリング支持板
６９がキネマティックマウント１６９Ａと１６９Ｂの間
の位置で反らないように支持するのにちょうど足りる圧
力の圧縮空気などの流体が充填される。
【００４３】装置のセットアップ・プロセスの一部とし
て、図６および図７に示す左側のエアベアリング支持板
６９は、支持板のそれぞれのショルダにねじで締め付け
られる３つの固定されたキネマティックマウント１６９
Ａによって、定位置に固定される。次いで右側のエアベ
アリング支持板６９が定位置に固定され、その位置は、
電極の２つの部品５１、５２が相互に対して正確に配置
されるように、３つの調整可能なキネマティックマウン
ト１６９Ｂを用いて調整される。電極部品５１の高さを
調整するために、３つの調整可能なキネマティックマウ
ント１６９Ｂを全て、同量だけ調整することができる。
電極部品５１の傾きを変える手段としては、３次元にお
ける所望の傾斜度が得られるまで、単に各調整可能なキ
ネマティックマウント１６９Ｂの高さを相互に対して調
整するということがある。次いで、エアベアリング補正
システムのチャンバ５５６内に空気が流入される。
て、図６および図７に示す左側のエアベアリング支持板
６９は、支持板のそれぞれのショルダにねじで締め付け
られる３つの固定されたキネマティックマウント１６９
Ａによって、定位置に固定される。次いで右側のエアベ
アリング支持板６９が定位置に固定され、その位置は、
電極の２つの部品５１、５２が相互に対して正確に配置
されるように、３つの調整可能なキネマティックマウン
ト１６９Ｂを用いて調整される。電極部品５１の高さを
調整するために、３つの調整可能なキネマティックマウ
ント１６９Ｂを全て、同量だけ調整することができる。
電極部品５１の傾きを変える手段としては、３次元にお
ける所望の傾斜度が得られるまで、単に各調整可能なキ
ネマティックマウント１６９Ｂの高さを相互に対して調
整するということがある。次いで、エアベアリング補正
システムのチャンバ５５６内に空気が流入される。
【００４４】この種のキネマティック支持体およびエア
ベアリング補正については、米国特許出願第０９／２９
３，９５４号により詳しく記載されており、その内容は
参照としてここに包含されている。
ベアリング補正については、米国特許出願第０９／２９
３，９５４号により詳しく記載されており、その内容は
参照としてここに包含されている。
【００４５】台板５６の下面にアルミニウム支持板７５
を設ける。この板は、環状グラファイト遮蔽板７６を電
極支持軸５３、５４の各々の周囲で支持するように配設
されている。遮蔽板７６は、支持板７５の上面にある大
きめの円形凹部７７内に支持される。遮蔽板７６と対応
する円形凹部７７との間の隙間により、電極支持軸５
３、５４がその移動範囲全体にわたって自由に移動でき
るようになる。この移動中にわたり、遮蔽板７６は、電
極支持軸５３、５４が伸長する開口全体を閉塞し、スパ
ッタされたり凝縮された物質がエアベアリング表面に達
するのを防止する。差動排気シール７３と遮蔽板７６の
この組合せは、粒状汚染物質を発生することがよく知ら
れた従来のベロー構成にとって代わるものである。
を設ける。この板は、環状グラファイト遮蔽板７６を電
極支持軸５３、５４の各々の周囲で支持するように配設
されている。遮蔽板７６は、支持板７５の上面にある大
きめの円形凹部７７内に支持される。遮蔽板７６と対応
する円形凹部７７との間の隙間により、電極支持軸５
３、５４がその移動範囲全体にわたって自由に移動でき
るようになる。この移動中にわたり、遮蔽板７６は、電
極支持軸５３、５４が伸長する開口全体を閉塞し、スパ
ッタされたり凝縮された物質がエアベアリング表面に達
するのを防止する。差動排気シール７３と遮蔽板７６の
この組合せは、粒状汚染物質を発生することがよく知ら
れた従来のベロー構成にとって代わるものである。
【００４６】電極支持軸５３は、多孔性グラファイト板
７０の上面にある薄い空気のクッション上で浮かんで滑
動可能に支持された、エアベアリング滑動体７８に固定
される。多孔性グラファイト・ベアリングを使用するに
は、多孔性グラファイト板７０とエアベアリング滑動体
７８との間に非常に小さいエアギャップだけが必要とさ
れ、それにより、ベアリングの剛性が最適化され、圧潰
の危険性が最小化される。電極の位置の制御は、高速サ
ーボ・モータを用いて電子的に行うことができる。これ
により、電極の移動の非常に精密な高速低摩擦制御が提
供され、装置の高速調整が可能になる。装置は、全移動
範囲にわたって電極を移動させ、８００ｍｓ以内にそれ
らを選択された位置に定着させることができる。
７０の上面にある薄い空気のクッション上で浮かんで滑
動可能に支持された、エアベアリング滑動体７８に固定
される。多孔性グラファイト・ベアリングを使用するに
は、多孔性グラファイト板７０とエアベアリング滑動体
７８との間に非常に小さいエアギャップだけが必要とさ
れ、それにより、ベアリングの剛性が最適化され、圧潰
の危険性が最小化される。電極の位置の制御は、高速サ
ーボ・モータを用いて電子的に行うことができる。これ
により、電極の移動の非常に精密な高速低摩擦制御が提
供され、装置の高速調整が可能になる。装置は、全移動
範囲にわたって電極を移動させ、８００ｍｓ以内にそれ
らを選択された位置に定着させることができる。
【００４７】エアベアリング・サイド・ガイド７９は、
上板６０のいずれかの側から垂下する（図３にはこれら
のうちの１つだけが示される）。エアベアリング・サイ
ド・ガイドは、滑動体を矢印ｙの方向の移動だけに制限
するように、エアベアリング滑動体７８を支持する。
上板６０のいずれかの側から垂下する（図３にはこれら
のうちの１つだけが示される）。エアベアリング・サイ
ド・ガイドは、滑動体を矢印ｙの方向の移動だけに制限
するように、エアベアリング滑動体７８を支持する。
【００４８】ここで、電極筐体５０全体を矢印ｙの方向
に移動させる機構について説明する。この横方向の運動
は、ブラケット８１によって上板６０に対して装着され
た横方向位置モータによって駆動される。モータ８０
は、電極スリット幅モータ５７を支持するブラケット５
８を通して突出しそれに螺合可能に結合された親ねじ８
２を駆動する。したがって、親ねじ８２の回転により、
滑動板５９上に支持されたブラケット５８が、電極スリ
ット幅モータ５７、親ねじ６３、継手６６、６７、電極
支持軸５３、５４、エアベアリング滑動体７８、および
電極筐体５０を伴って、矢印ｙの方向に移動を生じさせ
る。滑動板５９は、横ローラ・ベアリング（図示せず）
によって、矢印ｙの方向だけに移動するように制限され
る。
に移動させる機構について説明する。この横方向の運動
は、ブラケット８１によって上板６０に対して装着され
た横方向位置モータによって駆動される。モータ８０
は、電極スリット幅モータ５７を支持するブラケット５
８を通して突出しそれに螺合可能に結合された親ねじ８
２を駆動する。したがって、親ねじ８２の回転により、
滑動板５９上に支持されたブラケット５８が、電極スリ
ット幅モータ５７、親ねじ６３、継手６６、６７、電極
支持軸５３、５４、エアベアリング滑動体７８、および
電極筐体５０を伴って、矢印ｙの方向に移動を生じさせ
る。滑動板５９は、横ローラ・ベアリング（図示せず）
によって、矢印ｙの方向だけに移動するように制限され
る。
【００４９】ここで、電極アセンブリをｘ方向に移動さ
せる機構について説明する。この動作は、台板５６に対
して固定された抽出間隙モータ９０によって駆動され
る。このモータは、１対のプーリ９２、９３およびタイ
ミングベルト９４を介して第３の親ねじ９１を駆動する
ように配設される。親ねじ９１は、上板６０の下面に固
定され横ローラ・ベアリングによって直線方向ｘに移動
するように制限された滑動体９５を駆動する。板９５
は、台板５６上に装着された溝９６内に支持される。
せる機構について説明する。この動作は、台板５６に対
して固定された抽出間隙モータ９０によって駆動され
る。このモータは、１対のプーリ９２、９３およびタイ
ミングベルト９４を介して第３の親ねじ９１を駆動する
ように配設される。親ねじ９１は、上板６０の下面に固
定され横ローラ・ベアリングによって直線方向ｘに移動
するように制限された滑動体９５を駆動する。板９５
は、台板５６上に装着された溝９６内に支持される。
【００５０】抽出間隙モータ９０は、滑動体９５を矢印
ｘの方向に移動させる親ねじ９１を駆動する。これによ
り、上板６０全体が、電極スリット幅モータ５７、横位
置モータ８０、親ねじ６３および８２、継手６６、６
７、電極支持軸５３、５４、および電極筐体５０を含
め、上板に対し装着されている全てのものと共に移動す
る。
ｘの方向に移動させる親ねじ９１を駆動する。これによ
り、上板６０全体が、電極スリット幅モータ５７、横位
置モータ８０、親ねじ６３および８２、継手６６、６
７、電極支持軸５３、５４、および電極筐体５０を含
め、上板に対し装着されている全てのものと共に移動す
る。
【００５１】ここで、電極部品５１、５２の構造につい
て、特に図６、図８Ａ、および図８Ｂを参照しながら説
明する。これらの２つの電極部品５１、５２は、１対の
２部品電極、すなわち前板１０１と後方に伸長する部分
１０２とから成る抑制電極１００、および後板１０４と
前方に伸長する部分１０５とから成る接地電極１０３を
収容する。２つの電極は４つの絶縁体１０６によって相
互に装着される。抑制電極への電気接続は、支持軸５
３、５４内を下方に伸長し、最下端で支持電極１００の
前板１０１にある１対のソケット１０８に接続された、
１対の導電性ロッド１０７によって提供される。
て、特に図６、図８Ａ、および図８Ｂを参照しながら説
明する。これらの２つの電極部品５１、５２は、１対の
２部品電極、すなわち前板１０１と後方に伸長する部分
１０２とから成る抑制電極１００、および後板１０４と
前方に伸長する部分１０５とから成る接地電極１０３を
収容する。２つの電極は４つの絶縁体１０６によって相
互に装着される。抑制電極への電気接続は、支持軸５
３、５４内を下方に伸長し、最下端で支持電極１００の
前板１０１にある１対のソケット１０８に接続された、
１対の導電性ロッド１０７によって提供される。
【００５２】接地電極１０３への電気接続は、支持軸５
３、５４内で導電性ロッド１０７を取り囲んで下方に伸
長する１対の管状スリーブ１０９によって行われる。こ
れらの管状スリーブ１０９は、図６に示すように、その
下端で接地電極１０３の後板１０４に接続される。
３、５４内で導電性ロッド１０７を取り囲んで下方に伸
長する１対の管状スリーブ１０９によって行われる。こ
れらの管状スリーブ１０９は、図６に示すように、その
下端で接地電極１０３の後板１０４に接続される。
【００５３】抑制電極１００の前板１０１と接地電極１
０３の後板１０４との間に、１対の絶縁蝶着クランプ１
１０を接続する。これらは電極支持軸５３、５４を締め
付け、電極アセンブリを定位置に保持する。電極スリッ
トの上部および下部では、上部および下部が閉止される
ように、板１１１がスリットを横切って伸長する。図面
からは明らかではないが、板１１１の１つは、電極アセ
ンブリの１つの半部品上に設けることが好ましく、もう
１つの板は、もう１つの半部品上に設けることが好まし
い。そうすることにより、一方の部品を他方に対して逆
の形状にして、電極アセンブリの両側に２つの同一部品
を使用することができる。板の反対側の電極の部分には
充分な間隙を設けて、電極スリットの幅を調整するとき
に、板が移動するのに充分な空間が得られるようにす
る。
０３の後板１０４との間に、１対の絶縁蝶着クランプ１
１０を接続する。これらは電極支持軸５３、５４を締め
付け、電極アセンブリを定位置に保持する。電極スリッ
トの上部および下部では、上部および下部が閉止される
ように、板１１１がスリットを横切って伸長する。図面
からは明らかではないが、板１１１の１つは、電極アセ
ンブリの１つの半部品上に設けることが好ましく、もう
１つの板は、もう１つの半部品上に設けることが好まし
い。そうすることにより、一方の部品を他方に対して逆
の形状にして、電極アセンブリの両側に２つの同一部品
を使用することができる。板の反対側の電極の部分には
充分な間隙を設けて、電極スリットの幅を調整するとき
に、板が移動するのに充分な空間が得られるようにす
る。
【００５４】したがって、上述の機構によって、抑制電
極２４と抽出電極２３との間の間隙を増大するための電
極筐体５０のｘ方向の移動、電極スリットをイオンビー
ム３０の方向に対して直角の方向に移すための電極２
４、２５の横方向の移動、および抑制および接地電極の
スリットの幅の制御が独立して制御されることは理解さ
れるであろう。
極２４と抽出電極２３との間の間隙を増大するための電
極筐体５０のｘ方向の移動、電極スリットをイオンビー
ム３０の方向に対して直角の方向に移すための電極２
４、２５の横方向の移動、および抑制および接地電極の
スリットの幅の制御が独立して制御されることは理解さ
れるであろう。
【図１】本発明に従って構成されたイオン抽出アセンブ
リをここで、添付の図面に関連して説明する。図１は、
本発明によるイオン抽出アセンブリに用いられ得るイオ
ン注入装置の略平面図である。
リをここで、添付の図面に関連して説明する。図１は、
本発明によるイオン抽出アセンブリに用いられ得るイオ
ン注入装置の略平面図である。
【図２】本発明のイオン抽出アセンブリの略平面図であ
る。
る。
【図３】本発明によるイオン抽出アセンブリで使用する
電極マニピュレータの斜視図である。
電極マニピュレータの斜視図である。
【図４】図３の電極マニピュレータの平面図である。
【図５】図３および図４の電極マニピュレータの左端か
らの端面図である。
らの端面図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【図７】図５の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図であ
る。
る。
【図７Ａ】図７で「Ａ」として円で囲まれた部分の詳細
図である。
図である。
【図７Ｂ】図７で「Ｂ」として円で囲まれた部分の詳細
図である。
図である。
【図８Ａ】図６の線８Ａ−８Ａにおける断面図である。
【図８Ｂ】図６の線８Ｂ−８Ｂにおける断面図である。
１…抽出アセンブリ、１０…イオンビーム源、１１…抽
出電極、１２…イオンビーム、１３…イオン質量セレク
タ、１４…ターゲット基板、１４Ａ…ターゲット基板ホ
ルダ、１５…筐体、１６…真空ポンプ、１７…ガスボン
ベ、２０…イオン源、２０Ａ…アークチャンバ、２１…
出口アパーチャ、２２…正面、２４…接地電極、２５…
抑制電極、３０…ビーム、３４…質量選択スリット、３
３…磁気セクタ質量分析器、５０…電極筐体、５３，５
４…電極支持軸、５５…マニピュレータアセンブリ、５
６…台板、５７…電極スリット幅モータ、５８…ブラケ
ット、５９…滑動板、６０…上板、６１、６２…貫通
穴、６３…親ねじ６３、６４…左ねじ山部分、６５…右
ねじ山部分、６６、６７…継手、６９…エアベアリング
支持板、６９Ａ…環状ピストン、７０…多孔性グラファ
イト板、７１…凹部、７２…Ｏ状リング、７３…差動排
気シール、７３…環状通気口、７４…環状チャンバ、７
５…アルミニウム支持板、７６…環状グラファイト遮蔽
板、７７…円形凹部、７８…エアベアリング滑動体、７
９…エアベアリング・サイド・ガイド、８０…モータ、
８１…ブラケット、８２…親ねじ、９０…抽出間隙モー
タ、９１…親ねじ、９２、９３…プーリ、９４…タイミ
ングベルト、９５…滑動体、９６…溝、１００…抑制電
極、１０１…前板、１０２…後方に伸長する部分、１０
３…接地電極、１０４…後板、１０５…前方に伸長する
部分、１０６…絶縁体、１０７…導電性ロッド、１０８
…ソケット、１０９…管状スリーブ、１１０…絶縁蝶着
クランプ、１１１…板、１５６…相補形溝、１６９Ａ…
キネマティックマウント、１６９Ｂ…キネマティックマ
ウント、２５６…Ｏ状リング、２６９Ａ…ボルト部材、
２６９Ｂ…ボルト、３５６…Ｏ状リング、３６９Ａ…球
面部、４５６…О状リング・シール、５５６…チャン
バ、５６９Ｂ…ばね座金。
出電極、１２…イオンビーム、１３…イオン質量セレク
タ、１４…ターゲット基板、１４Ａ…ターゲット基板ホ
ルダ、１５…筐体、１６…真空ポンプ、１７…ガスボン
ベ、２０…イオン源、２０Ａ…アークチャンバ、２１…
出口アパーチャ、２２…正面、２４…接地電極、２５…
抑制電極、３０…ビーム、３４…質量選択スリット、３
３…磁気セクタ質量分析器、５０…電極筐体、５３，５
４…電極支持軸、５５…マニピュレータアセンブリ、５
６…台板、５７…電極スリット幅モータ、５８…ブラケ
ット、５９…滑動板、６０…上板、６１、６２…貫通
穴、６３…親ねじ６３、６４…左ねじ山部分、６５…右
ねじ山部分、６６、６７…継手、６９…エアベアリング
支持板、６９Ａ…環状ピストン、７０…多孔性グラファ
イト板、７１…凹部、７２…Ｏ状リング、７３…差動排
気シール、７３…環状通気口、７４…環状チャンバ、７
５…アルミニウム支持板、７６…環状グラファイト遮蔽
板、７７…円形凹部、７８…エアベアリング滑動体、７
９…エアベアリング・サイド・ガイド、８０…モータ、
８１…ブラケット、８２…親ねじ、９０…抽出間隙モー
タ、９１…親ねじ、９２、９３…プーリ、９４…タイミ
ングベルト、９５…滑動体、９６…溝、１００…抑制電
極、１０１…前板、１０２…後方に伸長する部分、１０
３…接地電極、１０４…後板、１０５…前方に伸長する
部分、１０６…絶縁体、１０７…導電性ロッド、１０８
…ソケット、１０９…管状スリーブ、１１０…絶縁蝶着
クランプ、１１１…板、１５６…相補形溝、１６９Ａ…
キネマティックマウント、１６９Ｂ…キネマティックマ
ウント、２５６…Ｏ状リング、２６９Ａ…ボルト部材、
２６９Ｂ…ボルト、３５６…Ｏ状リング、３６９Ａ…球
面部、４５６…О状リング・シール、５５６…チャン
バ、５６９Ｂ…ばね座金。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/265 ６０３ Ｈ０１Ｌ 21/265 ６０３Ｂ (72)発明者 ジオフレイ ライディング アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, マンチェスター， マスコノモ ストリ ート 30 (72)発明者 セオドア エイチ． スミック アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, エセックス， ラフキン ポイント ロ ード 31 (72)発明者 マーヴィン ファーレイ アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, イプスウィッチ， ミル ロード 16 (72)発明者 タカオ サカセ アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, ロウレイ， グリーン ニードル レー ン 27
Claims (15)
- 【請求項１】 イオン源と、前記イオン源からイオンを
抽出するための少なくとも１つの電極であって、使用中
に抽出されたイオンのビームが通過するスリットを有す
る電極と、前記電極を装着した電極マニピュレータであ
って、前記電極スリットの幅をイオンビームに対して横
方向に選択的に変化させ、かつ前記電極をイオンビーム
に対して横方向に移動させるための第１および第２のア
クチュエータならびに前記電極をイオンビームの方向に
移動させるための第３のアクチュエータを有するマニピ
ュレータとを備えるイオン抽出アセンブリ。 - 【請求項２】 前記第１のアクチュエータが前記電極ス
リットの幅を変化させるように作動し、前記第２のアク
チュエータが前記電極をイオンビームに対して横方向に
移動させるように作動し、前記第１、第２、および第３
のアクチュエータが相互に独立して作動するように配設
された請求項１に記載のアセンブリ。 - 【請求項３】 前記電極が２つの部分を備え、それらの
間にスリットが形成され、電極の一部分が電極の他の部
分に対して相対的にイオンビームの方向に移動可能であ
る請求項１または２に記載のアセンブリ。 - 【請求項４】 前記第１のアクチュエータが前記第２お
よび第３のアクチュエータのうちの１つの上に装着さ
れ、かつそれと一緒に移動可能であり、前記第２および
第３のアクチュエータのうちの前記１つが前記第２およ
び第３のアクチュエータのうちのもう１つの上に装着さ
れ、かつそれと一緒に移動可能である請求項２に記載の
アセンブリ。 - 【請求項５】 前記電極が少なくとも１つのエアベアリ
ング上に可動的に装着される請求項１ないし４のいずれ
か一項に記載のアセンブリ。 - 【請求項６】 前記エアベアリングが差動排気シールを
備えた多孔板エアベアリングである請求項５に記載のア
センブリ。 - 【請求項７】 前記電極が少なくとも１つの軸上に支持
され、前記または各軸が、前記電極の全ての位置でエア
ベアリングを汚染物質から遮蔽するために軸と共に移動
可能な遮蔽板で囲まれた請求項５に記載のアセンブリ。 - 【請求項８】 前記第１のアクチュエータが、ねじ山を
有する第１の部分および前記第１のねじ山とは逆方向の
形状のねじ山を有する第２の部分を有する第１の親ねじ
を駆動するための第１のモータを備え、前記第１の親ね
じの回転により両方向に移動可能となるように、前記電
極が２つの半部品として設けられ、その一方が前記第１
のねじ山部分に螺合可能に結合され、他方が前記第２の
ねじ山部分に螺合可能に結合される請求項１ないし７の
いずれか一項に記載のアセンブリ。 - 【請求項９】 前記第１のアクチュエータが平板上に滑
動可能に装着され、前記第２のアクチュエータが好まし
くは前記平板に固定され、かつ前記第１のアクチュエー
タおよび電極全体を第２の親ねじの回転によりイオンビ
ームに対して横方向に移動させるために、第２のモータ
と前記第１のアクチュエータに螺合可能に結合される第
２の親ねじとを備える請求項１ないし８のいずれか一項
に記載のアセンブリ。 - 【請求項１０】 電極がイオンビームを横切る方向のみ
に移動するように制限するために、１対のエアベアリン
グ・サイド・ガイドを前記平板から垂下するように設け
た請求項９に記載のアセンブリ。 - 【請求項１１】 前記第３のアクチュエータが筐体に固
定され、上板に螺合可能に結合された第３の親ねじを駆
動する第３のモータを備え、前記上板は前記第３の親ね
じの回転によりイオンビームの方向に移動できるように
前記筐体上に滑動可能に保持された請求項１ないし１０
のいずれか一項に記載のアセンブリ。 - 【請求項１２】 前記少なくとも１つの電極が、電極マ
ニピュレータによってイオン源電極および抽出電極に対
して一緒に移動可能な抑制電極および接地電極によって
提供される請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の
アセンブリ。 - 【請求項１３】 イオン源からイオンを抽出するための
少なくとも１つの電極であって、使用中に抽出されたイ
オンのビームが通過するスリットを有する電極と、前記
電極を装着した電極マニピュレータとを備えるイオン抽
出アセンブリにおける電極を調節する方法において、前
記方法は前記電極スリットの幅をイオンビームに対して
横方向に変化させるステップと、前記電極をイオンビー
ムに対して横方向に調整するステップと、前記電極をイ
オンビームの方向に調整するステップとを備え、３つの
動作が全て独立して実行されるようにした方法。 - 【請求項１４】 電極を支持するために差動排気シール
を有する少なくとも１つの多孔板エアベアリングを設
け、前記エアベアリングに空気を供給し、前記差動排気
シールをポンプで排気することをさらに備える請求項１
３に記載の方法。 - 【請求項１５】 注入される基板を保持するための基板
ホルダ、およびイオン源と、前記イオン源からイオンを
抽出するための少なくとも１つの電極であって、使用中
に抽出されたイオンのビームが通過するスリットを有す
る電極と、前記電極を装着した電極マニピュレータであ
って、前記電極スリットの幅をイオンビームに対して横
方向に選択的に変化させ、かつ前記電極をイオンビーム
に対して横方向に移動させるための第１および第２のア
クチュエータならびに前記電極をイオンビームの方向に
移動させるための第３のアクチュエータを持つマニピュ
レータとを備えるイオン抽出アセンブリを備えるイオン
注入装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/527,031 US6501078B1 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Ion extraction assembly |
| US09/527031 | 2000-03-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001332181A true JP2001332181A (ja) | 2001-11-30 |
| JP4918193B2 JP4918193B2 (ja) | 2012-04-18 |
Family
ID=24099819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001072481A Expired - Lifetime JP4918193B2 (ja) | 2000-03-16 | 2001-03-14 | イオン抽出アセンブリ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6501078B1 (ja) |
| JP (1) | JP4918193B2 (ja) |
| DE (1) | DE10112817A1 (ja) |
| GB (1) | GB2362027A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008546155A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-12-18 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | ビームストップ及びビーム調整方法 |
| JP2010519681A (ja) * | 2007-02-16 | 2010-06-03 | ノルディコ テクニカル サーヴィシズ リミテッド | 可動マウントに取り付けられた電極を備えるイオンビーム加速装置 |
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| GB2386247B (en) * | 2002-01-11 | 2005-09-07 | Applied Materials Inc | Ion beam generator |
| US6661009B1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-09 | Fei Company | Apparatus for tilting a beam system |
| KR100510559B1 (ko) * | 2003-12-30 | 2005-08-26 | 삼성전자주식회사 | 이온 주입 장비의 매니퓰레이터 어셈블리 |
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| US7842931B2 (en) * | 2008-09-25 | 2010-11-30 | Axcelis Technologies, Inc. | Extraction electrode manipulator |
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| WO2017079588A1 (en) | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion source liner having a lip for ion implantion systems |
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| US10361069B2 (en) | 2016-04-04 | 2019-07-23 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion source repeller shield comprising a labyrinth seal |
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- 2001-03-13 GB GB0106180A patent/GB2362027A/en not_active Withdrawn
- 2001-03-14 JP JP2001072481A patent/JP4918193B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-16 DE DE10112817A patent/DE10112817A1/de not_active Withdrawn
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