JP2012508957A - リボンビーム用質量分析マグネット - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (27)
- 走行するリボンイオンビーム内の異なるイオン種の質量分析を実行し、その像を生成するイオン質量分析器であって、前記分析器は、
イオンリボンビームが通る空間を画定する第1のソレノイドコイルを備え、前記第1のソレノイドコイルは、前記第1のソレノイドコイルの空間中を走行する前記イオンリボンビーム内のイオンと関連する軌道を前記イオンのそれぞれの質量に基づいて偏向するために印加電流に応答して第1の方向に第1の磁場を生成するように構成されており、
前記第1のソレノイドコイルから前記走行イオンリボンビームの方向に距離dだけ下流に置かれ、前記第1のソレノイドコイルから受け取った前記イオンリボンビームが走行する空間を確定する第2のソレノイドコイルを備え、前記第2のソレノイドコイルは、印加電流に応答して前記第1の磁場と反対方向に第2の磁場を生成するように構成され、前記第1のソレノイドコイルからの前記イオンリボンビーム内のイオンの軌道を前記イオンのそれぞれの質量に基づいて更に曲げるように構成されており、
更に第1の凹部及び第2の凹部を有する少なくとも一つのヨークを備え、前記第1の凹部は前記第1のソレノイドコイルの一部分を受け入れるように構成され、前記第2の凹部は前記第2のソレノイドコイルの一部分を受け入れるように構成され、前記ヨークは前記ヨーク、前記第1のソレノイドコイル及び前記第2のソレノイドコイルの間に形成される回路を完成するために前記第1及び第2のソレノイドコイルに接続されている、
イオン質量分析器。 - 前記第1のソレノイドコイルは前記空間内に規定された中央平面を有し、前記第1のソレノイドコイルの前記空間内に受け取られる前記イオンリボンビームは前記中央平面から離れている、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記第2のソレノイドコイルは前記空間内に規定された中央片面を有し、前記第1のソレノイドコイルから前記第2のソレノイドコイルにより受け取られる前記イオンリボンビームは前記中央平面から離れている、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記第1及び第2のソレノイドコイルの各々は上部及び下部を有し、前記ヨークの前記第1及び第2の凹部は前記第1及び第2のソレノイドコイルの各々の上部を受け入れるように構成されている、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記ヨークは第1のヨークであり、前記質量分析器は前記第1及び第2のソレノイドコイルの各々の下部を受け入れるように構成された第1及び第2の凹部を有する第2のヨークを更に備える、請求項4記載のイオン質量分析器。
- 前記第1のソレノイドコイルは、第1及び第2の湾曲部分と、前記第1及び第2の湾曲部分を連結する第1及び第2のほぼ直線部分とを有し、前記第1及び第2の湾曲部分と前記第1及び第2のほぼ直線部分は前記入口及び出口空間を確定する、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記第2のソレノイドコイルは、第1及び第2の湾曲部分と、前記第1及び第2の湾曲部分を連結する第1及び第2のほぼ直線部分とを有し、前記第1及び第2の湾曲部分と前記第1及び第2のほぼ直線部分は前記第2のソレノイドコイルの前記入口空間を確定する、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記リボンビームは幅を有し、前記第1のソレノイドコイルの前記第1及び第2のほぼ直線部分は前記リボンビームの幅より大きい長さを有する、請求項6記載のイオン質量分析器。
- 前記リボンビームは幅を有し、前記第2のソレノイドコイルの前記第1及び第2のほぼ直線部分は前記リボンビームの幅より大きい長さを有する、請求項7記載のイオン質量分析器。
- 前記ヨークは、前記第1のソレノイドコイルの前記第1及び第2のほぼ直線部分の前記長さにほぼ等しい幅を有する、請求項6記載のイオン質量分析器。
- 前記ヨークは、前記第2のソレノイドコイルの前記第1及び第2のほぼ直線部分の前記長さにほぼ等しい幅を有する、請求項9記載のイオン質量分析器。
- 前記第1及び第2のソレノイドコイルにより画定された前記空間中を走行する前記イオンリボンビームの通路に沿って配置された少なくとも一つの壁を有する真空容器と、
前記容器の少なくとも一つの容器壁から直角にある距離突出し、特定の質量を有するイオンが前記第2のソレノイドコイルの空間中を通過するのを阻止するように構成されたスクレーパと、
を更に備える、請求項1記載のイオン質量分析器。 - 前記リボンビームは前記第1及び第2のソレノイドコイルのそれぞれの空間中を第1の方向に走行し、前記第1及び第2のソレノイドコイルは前記第1の方向に対して直角に構成されている、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記リボンビームは前記第1及び第2のソレノイドコイルのそれぞれの空間中を第1の方向に基準角で走行し、前記第1のソレノイドコイルは前記基準角に対してある角度(β1)をなしている、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記リボンビームは前記第1及び第2のソレノイドコイルのそれぞれの空間中を第1の方向に基準角で走行し、前記第2のソレノイドコイルは前記基準角に対してある角度(β2)をなしている、請求項1記載のイオン質量分析器。
- 前記第1のソレノイドコイルにより画定された空間内に前記中央平面に沿って置かれた第1の板及びコイルアセンブリと、
前記第2のソレノイドコイルにより画定された空間内に前記中央平面に沿って置かれた第2の板及びコイルアセンブリと、
を更に備える、請求項2記載のイオン質量分析器。 - リボンイオンビームを生成するように動作し得るイオン源と、
入口及び出口を有し、イオン源からの走行するリボンイオンビームを前記入口から受け入れ、リボンビーム内の所望の電荷対質量比を有するイオンを所定の通路に沿って前記出口に出力するように偏向する質量分析器と、
前記質量分析器の下流にあって、前記リボンビームによる注入処理中加工片を支持するように構成されたエンドステーションと、
を備え、前記質量分析器は、
イオンリボンビームの走行方向に沿って規定の距離離れて位置し、それぞれ前記リボンイオンビームが走行する空間を画定する第1及び第2のソレノイドコイルと、
前記第1のソレノイドコイルの第1の部分を受け入れるように構成された第1の凹部及び前記第2のソレノイドコイルの第1の部分を受け入れるように構成された第2の凹部を有するヨークと、
を備える、イオン注入システム。 - 前記第1及び第2のソレノイドコイルは均一磁場を生成し、前記リボンイオンビームが前記均一磁場中を走行する、請求項17記載のイオン注入システム。
- 前記第1のソレノイドコイルは前記リボンビームが走行する第1の空間を画定する、請求項17記載のイオン注入システム。
- 前記第2のソレノイドコイルは前記リボンビームが走行する第1の空間を画定する、請求項17記載のイオン注入システム。
- 前記ヨークは第1のヨークであり、前記イオン注入システムは前記第1のソレノイドコイルの第2の部分を受け入れるように構成された第1の凹部及び前記第2のソレノイドコイルの第2の部分を受け入れるように構成された第2の凹部を有する第2のヨークを更に備える、請求項17記載のイオン注入システム。
- 前記第1のソレノイドコイルは前記空間内に規定される中央平面を有し、前記第1のソレノイドコイルの前記空間内で受け取られるイオンリボンビームは前記中央平面から離れて位置する、請求項17記載のイオン注入システム。
- 前記質量分析器は、
前記第1及び第2のソレノイドコイルにより画定された前記空間中を走行する前記イオンリボンビームの通路に沿って配置された少なくとも一つの壁を有する真空容器と、
前記容器の少なくとも一つの壁から直角にある距離突出し、特定の質量を有するイオンが前記第2のソレノイドコイルの空間中を通過するのを阻止するように構成されたスクレーパと、
を更に備える、請求項17記載のイオン注入システム。 - 前記質量分析器と前記エンドステーションとの間に位置する質量スリットを更に備え、前記質量スリットは、特定の質量及び軌道を有するイオンリボンビームからのイオンを質量分析器の出力イオンとして選択するように構成されている、請求項17記載のイオン注入システム。
- 前記第1のソレノイドコイルは、前記第1のソレノイドコイルの空間中を走行する前記イオンリボンビーム内のイオンと関連する軌道を前記イオンのそれぞれの質量に基づいて偏向するために印加電流に応答して第1の方向に第1の磁場を生成するように構成されている、請求項17記載のイオン注入システム。
- 前記第2のソレノイドコイルは、印加電流に応答して前記第1の磁場と反対方向に第2の磁場を生成するように構成され、前記イオンリボンビームが前記第2のソレノイドコイル中を走行するとき、前記第1のソレノイドコイルからの前記イオンリボンビーム内のイオンの軌道を前記イオンのそれぞれの質量に基づいて更に曲げるように構成されている、請求項25記載のイオン注入システム。
- 前記少なくとも一つの壁が第1の壁であり、前記真空容器は第2の壁を更に備え、前記スクレーパは前記少なくとも一つの壁から突出する第1の部分及び前記第2の壁から突出する第2の部分を備え、前記第1及び第2の部分は特定の質量を有するイオンが前記第2のソレノイドコイルの空間を通過するのを更に阻止するアパーチャを画成する、請求項23記載のイオン注入システム。
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