JP2018510471A - イオン源用の統合型引き出し電極マニピュレーター - Google Patents

Abstract

モジュール式のイオン源および引き出し電極装置２００は、選択的に電圧に電気的に接続され、引出し開口２０３を有するイオン源チャンバ２０２を含む。引き出し電極２０６は、上記イオン源チャンバの上記引出し開口の近くに配置され、上記イオン源チャンバからイオンを引き出すように構成されており、接地されていてもよい。１つ以上の連結部材２０８は、上記イオン源チャンバと動作可能に連結し、１つ以上の絶縁体２１０は、上記引き出し電極を上記１つ以上の連結部材に連結する一方で、上記引き出し電極から上記１つ以上の連結部材を電気的に絶縁することによって、上記イオン源チャンバから上記引き出し電極を電気的に絶縁する。１つ以上のアクチュエータ２１２、２１８および２２０は、上記１つ以上の連結部材と上記イオン源チャンバとを動作可能に連結し、上記イオン源チャンバに対して上記１つ以上の連結部材を移動させることによって、１つ以上の軸に沿って上記引き出し電極を移動させるように構成されている。

Description

本発明は、概して言えば、イオン注入装置に関し、より詳細には、イオン源および引き出し電極に関連した時間およびメンテナンス量を減らす統合型引き出し電極マニピュレーターを備えたモジュール式のイオン源を含む上記イオン源に関する。

半導体デバイスおよびその他のイオン関連製品の製造において、ドーパント元素を半導体ウェハ、表示パネル、またはその他のワークピースに付与するのにイオン注入装置が用いられる。一般的なイオン注入装置またはイオン注入機は、ｎ型またはｐ型ドープ領域を形成するために、あるいはワークピースにパッシベーション層を形成するために、既知の方法または工程を利用してイオンビームを当該ワークピースに衝突させる。イオン注入装置は、半導体に不純物を加えるために用いられると、選択されたイオンを注入して所望の外因性材料を得る。一般的に、ドーパント原子または分子は、イオン化されて分離され、時には加速または減速されて、イオンビームになり、ワークピースに注入される。ドーパントイオンは、当該ワークピースの表面に物理的にぶつかって入り、結晶格子構造を有して当該表面内に止まる。

イオン注入は、集積回路の大量生産において、不純物を半導体に加えるために好んで行われてきた技術である。イオン線量およびイオンエネルギーは、注入工程を規定するのに用いられる非常に重要な２つの変数である。イオン線量は、任意の半導体材における注入イオン濃度に関係する。一般的に、大電流注入機（通常、１０ミリアンペア（ｍＡ）より大きいイオンビーム電流）は、大量注入のために用いられ、中位電流注入機（通常、最大で１０ｍＡのイオンビーム電流）は、少量注入のために用いられる。

イオンエネルギーは、半導体デバイスにおける接合深さを制御するのに用いられる主要なパラメータである。イオンビームを構成するイオンのエネルギーレベルは、当該イオンの注入深さを決定する。半導体デバイスにおいてレトログレードウェルを形成するのに用いられる工程などの高エネルギー工程は、最大で数百万エレクトロンボルト（ＭｅＶ）ものエネルギーを有するイオンの注入を必要とするが、浅い接合は、１０００エレクトロンボルト（１ｋｅＶ）より小さい超低エネルギー（ＵＬＥ）でよい。

一般的なイオン注入機は、（ｉ）イオンビームを発生させるイオン源と、（ｉｉ）イオンビーム引き出し装置と、（ｉｉｉ）上記イオンビームの質量分解を行う質量分析マグネットを含むビームラインと、（ｉｖ）上記イオンビームでイオン注入される半導体ウェハまたはその他の基板を含むターゲットチャンバとの３つの部またはサブシステムを含む。半導体デバイスの小型化がますます求められるため、ビームライン構造は、低エネルギーで大電流イオンビームをもたらさなければならない。大電流イオンビームにより所望のイオンビーム量に達するが、一方で低エネルギーでは注入が浅くなってしまう。そのような大電流および低エネルギーは、例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスのソース／ドレインエクステンションに好適に適用される。

一般的に、イオン注入機のイオン源は、所望のドーパント元素を含む原料ガスをイオン源チャンバ内にてイオン化することによってイオンビームを発生させ、引き出し装置が、当該イオン化された原料ガスを当該イオンビームの形態で引き出す。このイオン化工程は、電子ビームによって行われ、熱フィラメント等の熱イオン放出器または高周波（ＲＦ）アンテナの形態をとることができる。通常、熱イオン放出器には、放出された電子がイオン化のためのエネルギーを十分に得ることができるように、バイアスがかけられる。一方、ＲＦアンテナは、イオン源チャンバに高エネルギーＲＦ信号を送って、周囲の電子にエネルギーを与える。

このように、高エネルギー電子は、イオン源チャンバにて原料ガスをイオン化して所望のイオンを発生させる。当該原料ガスから作られる所望のドーパントイオンの例としては、ボロン（Ｂ）、燐（Ｐ）、および砒素（Ａｓ）が挙げられる。イオン化のために熱イオン放出器を利用するイオン源においては、局所的な放出器温度が通常２５００℃を超え、当該熱イオン放出器によって熱照射されるイオン源チャンバは、約７００℃に達する。

上記イオン源で発生したイオンは、上記イオン源チャンバの外側にある１つ以上の引き出し電極に対応する電界によって、上記イオン源の細長い開口またはスリットを通って引き出される。シリコンに含まれる炭素量が少ないと、半導体の電気的性質に及ぼされる影響が少ないため、上記開口および上記１つ以上の引き出し電極は、高温で蒸気圧が低くかつワークピースを汚染しにくい黒鉛でできている。各引き出し電極系は通常、イオンビームが通るイオン引出し用の細長い隙間を介して互いに離間した構成要素を含む。正に帯電したイオンビームが必要な場合、上記１つ以上の引き出し電極には、上記開口に対して負のバイアスがかけられる。

通常、正イオンを引き出すためには、上記引き出し装置より下流にある上記引き出し電極系に存在する電子に障壁を提供することによって電子抑制電極として機能する電極とともに、２つ以上の引き出し電極が使われる。そのため、上記電子抑制電極には、上記ビームラインの電位に対して負のバイアスがかけられ、上記引き出し装置における最後の電極は通常、上記ビームラインの上記電位であり、上記引き出し装置からの電界が引き出し後のビーム移動に影響を及ぼすことを防ぐ。そのため、一般的な引き出し装置は、２つの電極を含むが、さらに電極が用いられる場合、複数の電極にかかる電圧の大きさは通常、抑制バイアスに達するまで、上記正に帯電したイオンビームに加速領域を提供できるように下流に向かうにつれて減少する。

そのようなイオン注入機を設計する際には、イオン源が発生させそこから引き出されたイオンビームは、所定のビーム経路を正確に通ることが望ましい。上記イオン源の開口に対する引き出し電極の正確な位置は、上記所定のビーム経路に一致するビーム経路を達成するのに重要である。そのため、上記開口に対する上記引き出し電極の位置合わせおよび配置は通常、正確に行われることが望ましい。

引き出し電極は通常、イオン源の筐体から伸びるかつ／または当該筐体に接続された構造物に搭載される。イオン注入工程中において上記イオン源が作動することで生じた熱により、上記構造物はたびたび熱膨張する。その結果、引き出し電極系は均衡状態になる一方で当該系の温度が変動すると、上記イオン源の開口に対して上記引き出し電極の位置がずれる。また、上記イオン源に対して上記引き出し電極の位置合わせを行うためには、従来より、上記イオン源および／または上記引き出し電極をイオン注入装置から取り外さなければならず、それによって、上記位置合わせに対して様々な有害な問題が引き起こされる。あるいは、上記引き出し電極は上記イオン源から離間されているが、それにより、上記イオン源および上記引き出し電極のうちのどちらか一方をメンテナンスのために取り外した際に、位置ずれが起こりうる。そのような位置ずれは、イオンビーム経路の望まない断絶、望まない「ビームステアリング」、および後のビームラインにおけるイオンビームの移動を害しうる当該イオンビームの質の低下を引き起こす。

イオン注入機において開口に対する引き出し電極の位置を調整するための様々なメカニズムが知られている。そのようなメカニズムは、米国特許第５４２０４１５号（Ｔｒｕｅｉｒａ）、米国特許第５６６１３０８号（Ｂｅｎｖｅｎｉｓｔｅ ｅｔ ａｌ．）、および米国特許出願公開第２００５／０２４２２９３号（Ｂｅｎｖｅｎｉｓｔｅ）に開示されている。従来より、引き出し電極は、イオン発生メカニズムまたはイオン源から離間した引き出し電極マニピュレーターによって制御される。このように、複数の構成要素をイオン注入装置から取り外すことによって、更なる位置ずれが引き起こされる。

さらに、従来より、引き出し電極は、当該引き出し電極とイオン源との間で適切な引き出し電位を提供するために上記イオン源とは電気的に絶縁している。上記引き出し電極と上記イオン源との分離は、電気絶縁体としての真空を用いることによって行われ、そうすることによって、個々の構成要素を容易に扱い維持することができる。しかしながら、上記電気絶縁体としての真空を用いると、機械的な切り離しにおいて不利となり、上述した位置合わせの問題が生じる。従来より、上記イオン源または上記引き出し電極のメンテナンスを行うためには、操作者はメンテナンスされる上記イオン源または上記引き出し電極を個別に取り外さなければならず、そしてメンテナンス後は固定具を用いてまた位置合わせを行わなければならい。このように、イオン源および引き出し電極のこれまでのメンテナンスには、時間がかかり、中断時間や時間の浪費をもたらす位置ずれの問題をたびたび伴うものであった。

本発明は、統合型引き出し電極マニピュレーターを備えたモジュール式のイオン源を提供することによって、従来技術の様々な制限を克服する。上記モジュール式のイオン源のモジュール式の性質により、メンテナンス費が軽減された効率的なイオン注入装置がもたらされる。以下に、本発明の態様を基本的に理解するために、本発明の概要を簡潔に記載する。当該概要は、本発明の概略を広範に述べるものではなく、本発明の重要な要素を確認するものでなければ、本発明の範囲を定めるものでもない。当該概要の目的は、後述されるより詳細な記載の前置きとして本発明の概念を簡潔に示すことである。

本発明は概して、イオン注入装置において容易に交換かつメンテナンス可能なモジュール式のイオン源および引き出し電極装置に関する。本発明の一態様によれば、上記モジュール式のイオン源および引き出し電極装置は、選択的に電圧に電気的に接続されたイオン源チャンバを含む。上記イオン源チャンバは、上記イオン源チャンバの遠位端近くに配置されたイオン源開口または引出し開口を有する。

上記イオン源チャンバの上記引出し開口の近くには、引き出し電極系が配置されており、第１の引き出し電極にはバイアスをかけ適切な電位とし、上記第１の引き出し電極は、上記イオン源チャンバからイオンを引き出すように構成されている。上記引き出し電極系の上記第１の引き出し電極に続く引き出し電極は、バイアスがかけられ、引き出されたイオンビームを加速および集束して所望のエネルギーおよび形状にする。例えば、上記引き出し電極系から下流の電子がポテンシャル井戸によって効果的に抑制されて上記イオン源チャンバに到達しないように、最後から２番目の引き出し電極にはビームガイドに対して負のバイアスがかけられる。例えば、抑制電極は、上記電子が、電気引き出し回路に負荷をかける強力な電子ビームであって、上記イオン源チャンバにおいて材料を局所的に融解しうる余分な熱を放散し、かつ操作者に安全上の問題を引き起こしうるＸ線照射を発生させる強力な電子ビームを形成することを防止する。

このように、上記抑制電極は、上記イオンビームの適切な集束および加速に貢献する一方で、上記引き出し電極系の安全な操作を可能にする。例えば、上記引き出し電極系のうちの最後の引き出し電極は、上記ビームガイドの電位とされて、引出し領域を効果的に終結させ、上記引き出し電極系の下流における上記イオンビームの自己中性化を可能にする。自己中性化は、特に大電流イオンビームにおける、イオンの移動を促進する手助けとなる。例えば、２つの引き出し電極を含む引き出し電極系の場合、第１の引き出し電極は、引き出しおよび抑制電極として機能し、第２の（最後の）引き出し電極は、接地される。

一態様によれば、１つ以上の連結部材は、上記イオン源チャンバと動作可能に連結されており、１つ以上の絶縁体は、上記引き出し電極系を上記１つ以上の連結部材に連結する一方で、上記引き出し電極系の引き出し電極から上記１つ以上の連結部材を電気的に絶縁する。このようにして、上記引き出し電極系は、上記１つ以上の絶縁体によって上記イオン源チャンバから電気的に絶縁される。

１つ以上のアクチュエータは、上記１つ以上の連結部材を上記イオン源チャンバに動作可能に連結する。例えば、上記１つ以上のアクチュエータは、上記イオン源チャンバに対して上記１つ以上の連結部材を移動させることによって、１つ以上の軸に沿って上記引き出し電極系を移動させるように構成されている。モジュール式のイオン源および引き出し電極アセンブリは、このように設けられており、そのため、従来のメンテナンスおよび位置合わせの問題は、本開示のモジュール式の性質によって改善される。

一態様によれば、上記１つ以上の連結部材は、少なくとも１つの間隙制御連結部材と少なくとも１つの角度制御連結部材とを含む。上記１つ以上のアクチュエータは、間隙制御アクチュエータと角度制御アクチュエータとを含む。例えば、上記間隙制御アクチュエータは、上記イオン源チャンバと動作可能に連結されており、上記イオン源チャンバに対して第１の軸に沿って上記少なくとも１つの間隙制御連結部材を直線移動させるように構成されている。例えば、上記角度制御アクチュエータは、上記イオン源チャンバと動作可能に連結されており、上記イオン源チャンバに対して第２の軸に沿って上記少なくとも１つの角度制御連結部材を直線移動させるように構成されている。上記第１の軸と上記第２の軸とは、互いにほぼ平行でありかつ所定の距離離間している。例えば、上記第２の軸は、上記第１の軸に対して角度を変動させてもよい。しかしながら、そのような傾斜角度の変動が小さい限り、上述の変動は、ほぼ傾斜角度の程度であり小さい。

直線移動台は、上記直線移動台のベースが上記イオン源チャンバに概ね固定して連結され、上記直線移動台のプラットホームが上記ベースとかみ合って直線的にスライドするように、設けられている。例えば、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材は、上記プラットホームに概ね固定して連結されている。フレームは、上記プラットホームに動作可能に連結されている。上記間隙制御アクチュエータは、上記プラットホームおよび上記フレームを上記第１の軸に概ね平行に直線移動させることによって、上記第１の軸に沿って上記少なくとも１つの間隙制御連結部材を直線移動させるように構成されている。

別の例として、上記角度制御アクチュエータは、上記プラットホームに固定して連結されており、上記間隙制御アクチュエータは、上記角度制御アクチュエータを上記第１の軸に概ね平行に直線移動させるように構成されている。このように、上記少なくとも１つの角度制御連結部材は、上記間隙制御アクチュエータの作動により、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材ともに上記第２の軸に沿って直線移動させられ、一方で上記角度制御アクチュエータは、上記プラットホームに対して上記角度制御連結部材を直線移動させるように構成されている。

さらに別の例によれば、上記イオン源チャンバは、上記引出し開口とは反対側の端部にあるフランジを含む。例えば、上記フランジは、上記引出し開口に対向する内面と当該内面とは反対側にある外面とを有する。例えば、上記直線移動台および上記フレームは、上記フランジの上記外面と動作可能に連結されている。上記直線移動台の上記ベースは、上記フランジの上記外面に固定して連結されていてもよい。上記フランジは、上記フランジを通って上記内面から上記外面に伸びる１つ以上の通路を含み、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材および上記少なくとも１つの角度制御連結部材は、上記フランジの上記１つ以上の通路を通過する。一例として、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材および上記少なくとも１つの角度制御連結部材は、上記１つ以上の通路とかみ合ってスライドする。

蛇腹は、上記フランジと上記少なくとも１つの間隙制御連結部材とを、上記フランジと上記少なくとも１つの角度制御連結部材とをそれぞれ連結し、上記蛇腹のそれぞれは、上記フランジの上記内面を上記フランジの上記外面に関連する環境から隔てて密閉（例えば、真空密閉）する。あるいは、Ｏリングを用いたスライド式密封などの、真空密封を行うことができるその他の各種密封方法を用いることができる。

例えば、上記フレームは、遠位端を有するヨークを含み、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材は、傾斜軸に沿って、上記ヨークの上記遠位端のうちの一方に固定して連結された第１の間隙制御連結部材と、上記遠位端のうちの他方に固定して連結された第２の間隙制御連結部材とを含む。したがって、上記直線移動台は、上記イオン源チャンバに固定して連結された複数のベースと、上記複数のベースとそれぞれかみあって直線的にスライドする複数のプラットホームとを含み、上記複数のプラットホームは、上記ヨークに固定して連結されている。

コントローラがさらに設けられてもよく、コントローラは、上記間隙制御アクチュエータおよび上記角度制御アクチュエータを選択的に独立して作動させることによって、上記１つ以上の軸に沿った上記引き出し電極系の移動を独立して制御するように構成されている。

別の例として、上記間隙制御アクチュエータおよび上記角度制御アクチュエータは、上記イオン源チャンバの側壁と動作可能に連結されている。

本発明の別の態様によれば、イオン注入機は、上述のモジュール式のイオン源および引き出し電極マニピュレーター装置を含むイオンビーム源を含む。選択されたイオンを選択的に通過させる質量分析計を含むビームラインアセンブリは、上記イオンビーム源からイオンビームを受け取り、上記ビームラインアセンブリからイオンビームを受け取るエンドステーションをさらに含んでいる。

最後に、本発明は、請求項の範囲において十分に記載されとりわけ示された特徴を含む。以下の記載および添付図面は、本発明の例示的な実施形態を詳述する。しかしながら、それらの実施形態は、本発明の本質を採用した様々な方法のいくつかを示すものである。本発明のその他の目的、利点および新規な特徴は、添付図面と本発明についての以下の詳細な記載とから明らかであろう。

図１は、本開示の一例に係るイオン注入装置を示す。 図２は、本開示の一態様に係るモジュール式のイオン源および引き出し電極装置の部分断面図を示す。 図３は、本開示の一態様に係る図２の上記モジュール式のイオン源および引き出し電極装置の端面図を示す。 図４Ａは、本開示の別の態様に係るモジュール式のイオン源および引き出し電極装置の異なる位置における部分断面図を示す。 図４Ｂは、本開示の別の態様に係るモジュール式のイオン源および引き出し電極装置の異なる位置における部分断面図を示す。 図４Ｃは、本開示の別の態様に係るモジュール式のイオン源および引き出し電極装置の異なる位置における部分断面図を示す。

本発明は概して、モジュール式のイオン源および引き出し電極マニピュレーターおよびその使用方法に関する。より具体的には、上記モジュール式のイオン源および引き出し電極マニピュレーターおよび上記使用方法は、モジュール式のイオン源および引き出し電極マニピュレータアセンブリを提供することにより、メンテナンス費が安いイオン注入装置内で利用されるイオンビームを効率的に引き出す。

以下、図面を参照して本発明について記載する。全ての図面において、同じ部材には同じ部材番号が付けられる。以下に記載の態様は、例示に過ぎず、限定的な意味にとられるべきではない。以下では、本発明を十分に理解できるように、説明目的で多数の詳述を行う。しかしながら、それらの詳述なしに本発明を実践できることは当業者にとっては明らかであろう。

図面を参照すると、本開示をよりよく理解するために、イオン注入装置１００が、一例として、図１に概略的に示されている。上記イオン注入装置１００は、本発明の１つ以上の態様を実行するのに適している。なお、上記イオン注入装置１００は、一例として示されているが、本発明は、高エネルギー装置、低エネルギー装置、その他のイオン注入装置等のその他の各種イオン注入装置を用いて実践でき、そのような装置は全て、本発明の範囲に含まれる。

図１の上記イオン注入装置１００は、例えば、ターミナル１０２と、ビームラインアセンブリ１０４と、エンドステーション１０６（例えば、処理チャンバを含む）とを含み、通常、１つ以上の真空ポンプ１０８によって真空にされる。例えば、上記イオン注入装置１００は、ワークピース１１０（例えば、半導体ウェハ、表示パネル等）にイオンを注入するように構成されており、一例として、上記イオン注入装置１００は、単一のワークピース１１０にイオンを注入するように構成されている（例えば、「連続型」イオン注入機）。上記単一のワークピース１１０は通常、上記エンドステーション１０６内に位置する支え１１２（例えば、台または静電チャック）に置かれる。あるいは、上記イオン注入装置１００は、複数のワークピース１１０にイオンを注入するように構成されており（例えば、「バッチ型」イオン注入機）、上記エンドステーション１０６は、回転盤（不図示）を含む。上記回転盤上にて、複数のワークピースは、イオンビーム１１４に対して移動する。なお、イオン源からイオンを引き出し、それらイオンを一つ以上のワークピースに注入するように構成されたいかなるイオン注入装置も、本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記ターミナル１０２は、引き出されたイオンのエネルギーを定義するイオン源用電源１２２（Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}）によって電力供給されるイオン源１２０と、引き出し電極用電源１２６（Ｖ_Ｅｘ）によって電力供給されて引出し電圧Ｖ_{Ｅｘｔｒａｃｔ}で上記イオン源１２０からイオンを引き出す引出しアセンブリ１２４とを含む。例えば、上記引出しアセンブリ１２４は、上記ビームラインアセンブリ１０４とともに、任意のエネルギーレベルでのイオン注入のために上記エンドステーション１０６内の上記支え１１２に置かれた上記ワークピース１１０にイオンを方向づけるように構成されている。

一例として、バイアスがかけられることにより電位Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}とされた上記イオン源１２０は、プラズマチャンバ１２８を含み、比較的高いプラズマ密度（例えば、１０^１０〜１０^１３ｃｍ^−３）で加工材料Ｍ_{ｓｏｕｒｃｅ}からイオンが作られる。本発明は、上記イオン源１２０が負イオンを発生させる装置にも適応可能であるが、通常、正イオンを発生させる。上記引出しアセンブリ１２４は、引出し開口１３０と、１つ以上の引き出し電極１３２とを含む。上記引出し開口１３０には、バイアスをかけ引出し電位Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}とする。上記引出し電圧Ｖ_{Ｅｘｔｒａｃｔ}は、上記電位Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}と上記１つ以上の引き出し電極１３２に印加される電圧Ｖ_Ｅｘとによって規定され、結果、引き出されたイオンビーム１１４は上記ビームラインアセンブリ１０４に供給される。一例として、必要なイオンエネルギーが１２０ｋｅＶである場合、接地された上記ワークピース１１０に対してＶ_{ｓｏｕｒｃｅ}は１２０ｋＶである。以下に、上記引出しアセンブリ１２４およびその構成を詳述する。

上記開示に基づいて、例えば、上記１つ以上の引き出し電極１３２のうちの第１の引き出し電極１３２に抑制電位が印加されていると、上記引出し電圧Ｖ_{Ｅｘｔｒａｃｔ}は、上記電源１２６（Ｖ_ＥＸ）と上記電源１２２（Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}）との電位差として規定される。別の例として、上記第１の引き出し電極１３２が接地されると、上記引出し電圧Ｖ_{Ｅｘｔｒａｃｔ}は、上記電源１２２の電位として規定されてもよい。上記１つ以上の引き出し電極１３２およびその電気的接続のその他各種構成は、本開示の範囲に含まれると理解されるであろう。

正イオンが発生すると、上記１つ以上の引き出し電極１３２は、例えば、バイアスがかけられることによりＶ_{ｓｏｕｒｃｅ}より小さい電圧（例えば、０〜１００ｋＶの引出し電圧）とされる。上記１つ以上の引き出し電極１３２における負の相対電位は、上記引出し開口１３０と、上記正イオンを上記イオン源１２０から引き出し加速する１つ以上の引き出し電極１３２と、の間に静電界を形成する。例えば、上記１つ以上の引き出し電極１３２は、１つ以上の電極開口１３４を有し、正に帯電したイオンは、上記引出し開口１３０および上記１つ以上の電極開口１３４を通過して上記イオン源１２０から出て上記イオンビーム１１４を形成する。引き出されたイオンの速度は通常、上記１つ以上の引き出し電極１３２に印加される電位Ｖ_{Ｅｘｔｒａｃｔ}によって決まる。引き出し後の最終的な速度は、Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}によって決まる。

上記ビームラインアセンブリ１０４は、例えば、上記イオン源１２０の近くに（例えば、上記引出し開口１３０に関連する）入口を有するビームガイド１３５と、引き出されたイオンビーム１１４を受け入れる質量分析計１３６と、分解板１３８を備えた出口とを含む。上記質量分析計１３６は通常、双極子磁場を形成して、帯電対質量比が適切なイオンあるいは当該比の範囲にあるイオン（例えば、所望の質量範囲のイオンを持つ、質量分析されたイオンビーム）のみを上記エンドステーション１０６の上記ワークピース１１０に向けて著しく通過させる。通常、上記イオン源１２０は、原料物質をイオン化して、所望の原子質量を有する正に帯電したイオンを発生させる。しかしながら、上記イオンとは別に、イオン化工程においては、上記所望の原子質量以外の質量を有するイオンもある割合で発生する。上記所望の原子質量より大きいあるいは小さい原子質量または分子質量を有するイオンは、注入には不適切で、好ましくないものとみなされる。上記質量分析計１３６によって形成された上記双極子磁場は通常、上記イオンビーム１１４の上記イオンを弓形の軌跡を描いて移動させる。したがって、上記双極子磁場は、上記所望の原子質量に等しい質量のイオンのみがビーム経路Ｐにそって上記エンドステーション１０６へ向かうように、形成される。

例えば、上記ビームガイド１３５の出口に設けられた上記分解板１３８は、所望の上記イオンの帯電対質量比とは異なる帯電対質量比を有する好ましくないイオンを上記イオンビーム１１４から取り除くために、上記質量分析計１３６と共に作動する。上記分解板１３８は、例えば、１つ以上の細長い開口１４０を有する。上記イオンビーム１１４の上記イオンは、上記ビームガイド１３５を出ると上記開口１４０を通過する。上記分解板１３８において、上記ビーム経路Ｐを通る上記イオンビーム１１０（例えば、Ｐ’として図示）の上記所望のイオンの分散は最小限である。上記開口１４０を通過する上記イオンビームの幅（Ｐ’‐Ｐ’）は、最小である。上記所望の原子質量よりはるかに大きいあるいははるかに小さい質量の好ましくないイオンは、図１の上記ビームガイド１３５内で上記ビーム経路Ｐから実質的にそれて、通常は上記ビームガイド１３５から出ない。しかしながら、好ましくないイオンの質量が上記所望のイオンの上記所望の原子質量に近似する場合、当該好ましくないイオンの軌跡は、上記ビーム経路Ｐから少しだけそれる。したがって、上記ビーム経路Ｐから少しだけそれたそのような好ましくないイオンは、上記開口１４０の上流面１４２に衝突する傾向がある。

一例として、上記イオン源１２０から引き出されたイオンの速度と同様に、上記質量分析計１３６の上記双極子磁場の強さおよび方向は、通常、上記所望のイオンの上記質量に等しい質量を有するイオンのみが所定の上記イオンビーム経路Ｐを上記エンドステーション１０６まで進むように、コントローラ１４４によって制御される。一例として、上記コントローラ１４４は、上記イオン注入装置１００をあらゆる面で制御するように構成されている。例えば、上記コントローラ１４４は、上記電源１２６とともに、イオンを発生する上記イオン源用の上記電源１２２を制御するように構成されており、それによって上記イオンビーム経路Ｐは通常、制御される。例えば、上記コントローラ１４４は、とりわけ、上記質量分析計１３６の上記双極子磁場の上記強さおよび上記方向を調整するようにさらに構成されている。別の例として、上記コントローラ１４４は、上記エンドステーション１０６内にて上記ワークピース１１０の位置を制御するようにさらに構成されており、また、上記エンドステーション１０６と外部環境１４３との間での上記ワークピース１１０の移動を制御するようにさらに構成されてもよい。上記コントローラ１４４は、上記イオン注入装置１００を全体的に制御するためのプロセッサ、コンピューターシステム、かつ／または演算子（例えば、演算子による入力を伴うコンピューターシステム）を含むことが好ましい。

例えば、上記イオン注入装置１００が大電流で作動する場合、上記イオンビーム経路Ｐの長さは比較的短く、上記イオンビーム１１４は、上記ワークピース１１０に衝突する直前に減速すること（例えば、「減速モード」と称される）が多くの場合望まれる。上記イオン注入装置１００において、減速抑制板１４６が上記分解板１３８の下流側に設けられており、減速抑制板用電源１４８が印加する減速抑制電圧Ｖ_{Ｄｅｃｅｌ}は通常、上記イオンビーム１１４を減速させ、電子が上記ビームラインＰに沿って上流側へ流れるのを防ぐ。上記減速抑制板１４６の下流側の効果をなくすために、接地板１５０が上記減速抑制板１４６の下流側にさらに設けられている。例えば、上記減速抑制板１４６および上記接地板１５０は、減速した上記イオンビーム１１４が上記ワークピース１１０に衝突する前に上記イオンビーム１１４を集束する光学素子としてさらに利用される。なお、上記減速抑制板１４６が、一例として、上記イオンビーム１１４を減速するかつ／または抑制するのに利用される一方で、上記減速抑制板１４６は、バイアスをかけられた板かつ／または開口で構成されてもよく、そのような板かつ／または開口も本発明の範囲に含まれる。また、一例として上記イオンビーム１１４に言及するのであれば、上記イオンビーム１１４の減速の一方で、本発明は減速なしに実践可能であると理解されるであろうし、上記イオン注入装置１００の多種多様な構成およびそれら多種多様な構成を有する上記イオン注入装置１００の動作も本開示の範囲に含まれる。

上記イオン注入装置１００のメンテナンスには、各種部品の分解が必要なことが多く、再度組み立てるにあたりそれらの部品の位置合わせを再度正確に行うことは、イオン注入を再び行うために重要である。上述したように、従来困難なのは、イオン源に対して引き出し電極の位置合わせを行うことである。上記問題を解決するために、本開示は、一態様に係るモジュール式のイオン源および引き出し電極装置２００（以下、装置２００と称す）を提供する。上記装置２００は、上記イオン注入装置１００からの上記装置２００の取り外しおよび上記装置２００のメンテナンス後に、モジュール式のイオン源と引き出し装置との再現可能な位置合わせがもたらされる。

図２は、一例として、本開示に係る上記装置２００を詳細に示す。図２の上記装置２００は、例えば、選択的に電圧電位（図１の上記電源１２２のＶ_{ｓｏｕｒｃｅ}）に電気的に接続されたイオン源チャンバ２０２を含む。上記イオン源チャンバ２０２は、引出し開口面２０４を備えた引出し開口２０３を有する。引き出し電極面２０７に関連した１つ以上の引き出し電極２０６を含む引き出し電極系２０５は、上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３の近くに配置される。上述のように、上記１つ以上の引き出し電極２０６はそれぞれ、接地されるか電圧を印加され、上記イオン源チャンバ２０２からイオンを引き出すように構成されている。

一例によれば、上記イオン源チャンバ２０２には、１つ以上の連結部材２０８（例えば、１つ以上のシャフトまたはその他の部材）が動作可能にさらに連結されている。上記１つ以上の連結部材２０８は、それぞれ１つ以上の絶縁体２１０を介して上記引き出し電極系２０５に連結されている。したがって、上記１つ以上の絶縁体２１０は、上記１つ以上の連結部材２０８を上記引き出し電極系２０５から電気的に絶縁し、それによって上記１つ以上の引き出し電極２０６を上記イオン源チャンバ２０２から電気的に絶縁する。

上記１つ以上の連結部材２０８および上記イオン源チャンバ２０２には、さらに、１つ以上のアクチュエータ２１２が動作可能に連結されている。上記１つ以上のアクチュエータ２１２は、上記イオン源チャンバ２０２に対して上記１つ以上の連結部材２０８を移動させるように構成されており、それによって上記引き出し電極系２０５は１つ以上の軸に対して移動されられる。したがって、上記イオン源チャンバ２０２は上記引き出し電極系２０５と統合されて、１つの統合装置となる。上記イオン源チャンバ２０２と上記１つ以上の引き出し電極２０６とは、図１の上記イオン注入装置１００における上記装置２００の配置あるいは図１の上記イオン注入装置１００からの上記装置２００の取り外しに関係なく、互いに連結されている。

例えば、図２の上記装置２００は、上記１つ以上の連結部材２０８および上記１つ以上の絶縁体２１０を介して上記イオン源チャンバ２０２と上記引き出し電極系２０５とを機械的に連結する。上記１つ以上のアクチュエータ２１２は、上記イオン源チャンバ２０２と電気的に接続されるが、上記引き出し電極系２０５は、上記イオン源チャンバ２０２から電気的に絶縁される。このように、図１の上記イオン注入装置１００の作動中、上記１つ以上の絶縁体２１０により上記引き出し電極系２０５は接地されるか上記イオン源チャンバ２０２の電圧電位より小さい電位となる一方で、図２の上記１つ以上のアクチュエータ２１２および上記１つ以上の連結部材２０８は、例えば、電圧電位Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}となる。

別の例によれば、上記１つ以上の連結部材２０８は、少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４と少なくとも１つの角度制御連結部材２１６とを含み、上記１つ以上のアクチュエータ２１２は、間隙制御アクチュエータ２１８と角度制御アクチュエータ２２０とを含む。上記間隙制御アクチュエータは、上記イオン源チャンバと動作可能に連結されており、上記イオン源チャンバ２０２に対して第１の軸２２２に沿って上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４を直線移動させるように構成されている。このように、上記間隙制御アクチュエータ２１８は、上記１つ以上の引き出し電極２０６と上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３との間隙２２３を選択的に制御する。

例えば、上記角度制御アクチュエータ２２０は、上記イオン源チャンバ２０２と動作可能に連結されており、上記イオン源チャンバ２０２に対して第２の軸２２４に沿って上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６を直線移動させるように構成されている。別の例として、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４と上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６とに関連した上記１つ以上の絶縁体２１０は、１つ以上の玉継手２２５を介して上記引き出し電極系２０５と動作可能に連結されている。上記１つ以上の玉継手２２５は、上記イオン源チャンバ２０２に対する上記引き出し電極系２０５の動きに複数の自由度をもたらす。本例において、上記第１の軸２２２および上記第２の軸２２４は、互いに概ね平行であり、所定の距離２２６離間している。したがって、上記角度制御アクチュエータ２２０は、上記引き出し電極系２０５と上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３との（例えば、上記引出し開口面２０４と上記引き出し電極面２０７との）角度２２７を選択的に制御する。上記第１の軸２２２と上記第２の軸２２４とは、例えば、互いにほぼ平行であるが、上記角度２２７が制御されることにより一方に対する他方の角度を変動させてもよい。しかしながら、角度の変動が小さいと、平行度の誤差は小さくなる。

図３に示すように、１つ以上の直線移動台２２８がさらに設けられている。上記１つ以上の直線移動台２２８のそれぞれは、例えば、上記イオン源チャンバ２０２に固定して連結されたベース２３０を含む。上記１つ以上の直線移動台２２８のそれぞれは、上記ベース２３０とかみ合って直線的にスライドするプラットホーム２３２をさらに含む。本例において、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４は、上記プラットホーム２３２に概ね固定して連結されている。上記プラットホーム２３２には、例えば、フレーム２３４が動作可能にさらに連結されている。上記間隙制御アクチュエータ２１８は、上記プラットホーム２３２と上記フレーム２３４とを図２の上記第１の軸２２２に概ね平行に直線移動させるように構成されている。そのため、上記フレーム２３４を介して、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４は、上記間隙制御アクチュエータ２１８によって上記第１の軸２２２に沿って直線移動される。

別の例において、図３の上記角度制御アクチュエータ２２０は、上記プラットホーム２３２に固定して連結されており、上記間隙制御アクチュエータ２１８は、上記角度制御アクチュエータを図２の上記第１の軸２２２に概ね平行に直線移動させることによって、上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６を上記第２の軸２２４に沿って直線移動させるように構成されている。このように、上記引き出し電極系２０５と上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３との上記角度２２７は、上記間隙２２３とは無関係に維持される。例えば、上記角度制御アクチュエータ２２０は、上記フレーム２３４に対して上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６を移動させることによって、上記間隙２２３とは無関係に上記角度２２７を制御するようにさらに構成されている（後述の図４Ｃ参照）。

別の例によれば、図２の上記イオン源チャンバ２０２の筐体２３５は、上記引出し開口２０３とは反対側の端部にあるフランジ２３６を含む。例えば、上記フランジ２３６は、上記引出し開口２０３に対向する内面２３８と当該内面２３８とは反対側にある外面２４０とを有する。例えば、上記フランジ２３６は、図１の上記イオン注入装置１００内で上記装置２００を搭載するための搭載面（不図示）を提供する。本例において、上記１つ以上の直線移動台２２８（例えば、各直線移動台の上記ベース２３０）および上記フレーム２３４は、上記フランジ２３６の上記外面２４０と動作可能に連結されており、上記フランジ２３６と上記フランジ２３６に電気的に接続された部材（例えば、上記１つ以上の間隙制御アクチュエータ２１８、上記１つ以上の角度制御アクチュエータ２２０、上記１つ以上の間隙制御連結部材２１４、および上記１つ以上の角度制御連結部材２１６）とは、電圧Ｖ_{ｓｏｕｒｃｅ}とされる。

例えば、上記フランジ２３６は、上記フランジ２３６を通って上記内面２３８から上記外面２４０に伸びる１つ以上の通路２４２を含んでもよく、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４および上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６は、上記フランジ２３６の上記１つ以上の通路２４２を通過する。一例として、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４および上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６は、上記１つ以上の通路２４２とかみ合ってスライドする。別の例として、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４および上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６は、上記１つ以上の通路２４２を単に通過するだけで上記フランジ２３６とは接触しない。

例えば、蛇腹２４４は、上記フランジ２３６と上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４とを、上記フランジ２３６と上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６とを、それぞれ連結する。上記蛇腹のそれぞれは、上記フランジ２３６の上記内面２３８を図２の上記フランジ２３６の上記外面２４０に関連する環境２４６から隔てて密閉する（例えば、大気、または図１の上記外部環境１４３から隔てて、真空にされた上記ビームラインを密閉する）。あるいは、スライド式密閉またはその他の従来の密閉により、真空密閉が行われてもよい。

別の例として、図示はしないが、上記フレーム２３４は、傾斜軸２４７に対して回転可能に上記プラットホーム２３２と連結されてもよく、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４は、上記傾斜軸２４７に沿って上記フレーム２３４に固定して連結されており、上記傾斜軸２４７は、上記第１の軸２２２に対して概ね垂直である。別の例として、図３の上記フレーム２３４は、遠位端２５０を有するヨーク２４８を含むことができ、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４は、上記傾斜軸２４７に沿ってあるいは平行に、上記ヨーク２４８の上記遠位端２５０のうちの一方に固定して連結された第１の間隙制御連結部材２１４Ａと、上記遠位端２５０のうちの他方に固定して連結された第２の間隙制御連結部材２１４Ｂとを含む。また、上記直線移動台２２８は、上記イオン源チャンバ２０２に固定して連結された複数のベース２３０を含むことができ、上記複数のベース２３０にそれぞれ対応する複数のプラットホーム２３２は、上記ヨーク２４８に（例えば、上記ヨーク２４８の上記遠位端２５０それぞれに）固定して連結されている。

さらに別の態様によれば、図１のコントローラ１４４は、上記間隙制御アクチュエータ２１８と上記角度制御アクチュエータ２２０とを選択的に独立して作動させることによって、上述の１つ以上の軸に沿った上記１つ以上の引き出し電極２０６の移動を独立して制御するようにさらに構成されている。

さらに別の例として、上記間隙制御アクチュエータ２１８および上記角度制御アクチュエータ２２０は、図２の上記イオン源チャンバ２０２の上記筐体２３５の側壁２５１と動作可能に連結されている。図示しないが、別の例として、１つの間隙制御アクチュエータ２１８および１つの角度制御アクチュエータ２２０は、互いに対向して（例えば、上記１つの間隙制御アクチュエータ２１８と上記１つの角度制御アクチュエータ２２０とが最大で１８０°の角度をなすように）、上記イオン源チャンバ２０２の上記筐体２３５の上記側壁２５１に固定して連結されている。そのため、上記１つの間隙制御アクチュエータ２１８および上記１つの角度制御アクチュエータ２２０は、共に作動させられた場合、上記間隙２２３を制御し、一方、独立してあるいは異なるように作動させられた場合、上記角度２２７つまり傾斜を制御する。

図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、本開示のいくつかの例に係る上記装置２００の様々な構成を示す。例えば、図４Ａは、後退位置２５４にある上記装置２００を示す。図４Ａでは、上記引き出し電極系２０５は、上記間隙制御アクチュエータ２１８を介して上記引出し開口２０３の近くに配置されている。図４Ａの上記後退位置２５４において、上記１つ以上の引き出し電極２０６と上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３との上記間隙２２３が第１の所定間隙値を有するように、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４は後退している。図４Ｂに示すように、上記１つ以上の引き出し電極２０６と上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３との上記間隙２２３が第２の所定間隙値を有するように、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材２１４は前進して上記間隙制御アクチュエータ２１８を介して前進位置２５６に上記引き出し電極系２０５を配置させる。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、上記角度制御アクチュエータ２２０は、上記フレーム２３４に対してほぼ一定の位置にて上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６を保持して、図４Ａの上記後退位置２５２と図４Ｂの上記前進位置２５４との両方において上記角度２２７を維持する（図４Ａおよび図４Ｂに示される上記角度２２７は、例えば、ほぼ０°であり、上記引出し開口面２０４と上記引き出し電極面２０７とは通常平行である）。

例えば、図４Ｃも、上記前進位置２５６にある上記装置２００を示す。図４Ｃにおいて、上記１つ以上の引き出し電極２０６と上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３との上記間隙２２３は、上記第１の所定間隙値を有する。しかしながら、図４Ｃに示された上記装置２００は、傾斜位置２５８にあり、上記引き出し電極系２０５は、上記角度制御アクチュエータ２２０を介して傾斜している。図４Ｃに示すように、上記１つ以上の引き出し電極２０６と上記イオン源チャンバ２０２の上記引出し開口２０３との上記角度２２７は、上記角度制御アクチュエータ２２０によって、図４Ｂに示された上記角度２２７から修正されており、上記フレーム２３４に対する上記少なくとも１つの角度制御連結部材２１６の位置は、上記角度制御アクチュエータ２２０によって制御され、それによって上記引き出し電極系２０５は上記傾斜位置２５８に位置する。図４Ｃに示された上記角度２２７は、数ある可能な角度のうちの一例に過ぎず、いかなる正の角度および負の角度も本開示の範囲に含まれる。また、上述以外の角度制御アクチュエータおよび／または角度制御連結部材（不図示）は、上記イオン源チャンバ２０２に対して多数の面にて上記引き出し電極系２０５の様々な角度を制御するために、設けられていてもよく、それらの角度制御アクチュエータおよび／または角度制御連結部材も本開示の範囲に含まれる。

したがって、図１〜図４の上記装置２００は、上記イオン注入装置１００から取り外すことができ、上記装置２００の代わりに別の装置２００を上記イオン注入装置１００に取り付けることができる。従来のイオン注入装置は、このようなモジュール性は有しておらず、イオン源あるいは引き出し電極のメンテナンスのたびに、当該イオン注入装置１００において当該イオン源あるいは当該引き出し電極を再度組み立ててから位置合わせを行わなければならない。本開示は、モジュール性をもたらすものであり、上記装置２００は作業台に載せて、メンテナンスおよび位置合わせが完了した別の装置２００と取り替えることができる。

本発明は、好適な実施形態に関して図示されかつ記載されているが、当業者であれば、本明細書および添付図面を読み理解することによって同等の代替例や変形例に到達するであろうことは明らかである。特に、上述した構成要素（アセンブリ、装置、回路等）によって実行される各種機能に関して、それら構成要素を述べるのに用いられた（「手段」への言及を含む）用語は、特に示唆がない限り、たとえ本発明の上述の実施形態における特定の上記機能を実行する上述の構造と同等な構造でないとしても、当該機能を実行するいかなる構成要素（つまり、機能的に同等な構成要素）に対応する。さらに、本発明のある特定の特徴は、いくつかの実施形態のうちの１つのみに関して開示されているが、そのような特徴は、任意のあるいは特定の適用に望ましく有利な別の実施形態の１つ以上の別の特徴と組み合わせることができる。

Claims (20)

1. 選択的に電圧に電気的に接続され、引出し開口を有するイオン源チャンバと、
   上記イオン源チャンバの上記引出し開口の近くに配置され、１つ以上の引き出し電極を用いて上記イオン源チャンバからイオンを引き出すように構成された引き出し電極系と、
   上記イオン源チャンバと動作可能に連結された１つ以上の連結部材と、
   上記引き出し電極系を上記１つ以上の連結部材のそれぞれに連結する一方で、上記引き出し電極系から上記１つ以上の連結部材のそれぞれを電気的に絶縁することによって上記イオン源チャンバから上記引き出し電極系を電気的に絶縁する１つ以上の絶縁体と、
   上記１つ以上の連結部材を上記イオン源チャンバに動作可能に連結し、上記イオン源チャンバに対して上記１つ以上の連結部材を移動させることによって、１つ以上の軸に沿って上記引き出し電極を移動させるように構成された１つ以上のアクチュエータとを含むことを特徴とするモジュール式のイオン源および引き出し装置。
2. 上記イオン源チャンバと上記引き出し電極とは、上記１つ以上の連結部材および複数の絶縁体を介して機械的に連結されており、
   上記１つ以上のアクチュエータは、上記イオン源チャンバと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
3. 上記１つ以上の連結部材は、少なくとも１つの間隙制御連結部材と少なくとも１つの角度制御連結部材とを含み、
   上記１つ以上のアクチュエータは、間隙制御アクチュエータと角度制御アクチュエータとを含み、
   上記間隙制御アクチュエータは、上記イオン源チャンバと動作可能に連結されており、上記イオン源チャンバに対して第１の軸に沿って上記少なくとも１つの間隙制御連結部材を直線的に移動させるように構成されており、
   上記角度制御アクチュエータは、上記イオン源チャンバと動作可能に連結されており、上記イオン源チャンバに対して第２の軸に沿って上記少なくとも１つの角度制御連結部材を直線的に移動させるように構成されており、
   上記第１の軸と上記第２の軸とは、互いにほぼ平行であり、かつ所定の距離だけ離間していることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
4. 上記イオン源チャンバに固定して連結されたベースと、上記ベースとかみ合って直線的にスライドし、上記少なくとも１つの間隙制御連結部材に概ね固定して連結されたプラットホームとを含む直線移動台と、
   上記プラットホームに動作可能に連結されたフレームとをさらに含み、
   上記間隙制御アクチュエータは、上記プラットホームおよび上記フレームを上記第１の軸に概ね平行に直線的に移動させることによって、上記第１の軸に沿って上記少なくとも１つの間隙制御連結部材を直線的に移動させるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
5. 上記角度制御アクチュエータは、上記プラットホームに固定して連結されており、
   上記間隙制御アクチュエータは、上記角度制御アクチュエータを上記第１の軸に概ね平行に直線的に移動させることによって、上記第２の軸に沿って上記少なくとも１つの角度制御連結部材を直線的にさらに移動させるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
6. 上記イオン源チャンバは、上記引出し開口とは反対側の端部にあるフランジを含み、
   上記フランジは、上記引出し開口に対向する内面と当該内面とは反対側にある外面とを有し、
   上記直線移動台および上記フレームは、上記フランジの上記外面と動作可能に連結されていることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
7. 上記ベースは、上記フランジの上記外面に固定して連結されていることを特徴とする請求項６に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
8. 上記フランジは、上記フランジを通って上記内面から上記外面に伸びる１つ以上の通路を含み、
   上記少なくとも１つの間隙制御連結部材および上記少なくとも１つの角度制御連結部材は、上記フランジの上記１つ以上の通路を通過することを特徴とする請求項６に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
9. 上記フランジと上記少なくとも１つの間隙制御連結部材とを、上記フランジと上記少なくとも１つの角度制御連結部材とをそれぞれ連結する蛇腹をさらに含み、
   上記蛇腹のそれぞれは、上記フランジの上記内面を上記フランジの上記外面に関連する環境から隔てて密閉することを特徴とする請求項８に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
10. 上記少なくとも１つの間隙制御連結部材および上記少なくとも１つの角度制御連結部材は、上記１つ以上の通路とかみ合ってスライドすることを特徴とする請求項８に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
11. 複数の直線移動台を含み、
    上記複数の直線移動台は、上記複数のベースおよび上記複数のプラットホームを含み、
    上記フレームは、上記複数のプラットホームのそれぞれに固定して連結されていることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
12. 上記フレームは、傾斜軸に対して回転可能に上記プラットホームと連結されており、
    上記少なくとも１つの間隙制御連結部材は、上記傾斜軸に沿って上記フレームに固定して連結されており、
    上記傾斜軸は、上記第１の軸に対して概ね垂直であることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
13. 上記フレームは、遠位端を有するヨークを含み、
    上記少なくとも１つの間隙制御連結部材は、上記傾斜軸に沿って、上記ヨークの上記遠位端のうちの一方に固定して連結された第１の間隙制御連結部材と、上記遠位端のうちの他方に固定して連結された第２の間隙制御連結部材とを含むことを特徴とする請求項４に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
14. 上記直線移動台は、上記イオン源チャンバに固定して連結された複数のベースと、上記複数のベースとそれぞれかみあって直線的にスライドする複数のプラットホームとを含み、
    上記複数のプラットホームは、上記ヨークに固定して連結されていることを特徴とする請求項１３に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
15. 上記複数のプラットホームのうちの少なくとも２つは、上記ヨークの上記遠位端それぞれの近くにおいて上記ヨークに固定して連結されていることを特徴とする請求項１４に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
16. 上記間隙制御アクチュエータおよび上記角度制御アクチュエータを選択的に独立して作動させることによって、上記１つ以上の軸に沿った上記引き出し電極の移動を独立して制御するように構成されたコントローラをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
17. 上記間隙制御アクチュエータおよび上記角度制御アクチュエータは、上記イオン源チャンバの側壁と動作可能に連結されていることを特徴とする請求項３に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
18. 上記１つ以上のアクチュエータを選択的に独立して作動させることによって、上記１つ以上の軸に沿った上記引き出し電極の移動を制御するように構成されたコントローラをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
19. 上記イオン源チャンバに対する上記引き出し電極の位置は、上記１つ以上のアクチュエータおよび上記１つ以上の連結部材によって選択的に固定されることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。
20. 上記イオン源チャンバと上記引き出し電極とをモジュールとしてイオン注入装置に選択的に連結するように構成された取付装置をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のモジュール式のイオン源および引き出し装置。

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