JP5655881B2 - リボン状イオンビームのためのイオンビーム偏向マグネットおよびそれを備えるイオンビーム照射装置 - Google Patents
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Description
(1)a1 x+b1 y=a1 b1
(2)a2 x−b1 y=a2 b1
(3)a3 x+b2 y=−a3 b2
(4)a4 x−b2 y=−a4 b2
H=(1/μ)B
j=Icosθ/G
By(x,y)=2μ0I/G
Bx(x,y)=0
Ib /Ia =Gb /Ga
(1)a1 x+b1 y=a1 b1
(2)a2 x−b1 y=a2 b1
(3)a3 x+b2 y=−a3 b2
(4)a4 x−b2 y=−a4 b2
(5)b2 /a4 =tanθ1
(6)b1 /a1 =tanθ2
(7)b2 /a3 =tanθ3
(8)b1 /a2 =tanθ4
11 リボン状イオンビーム
12 入口
13 イオンビーム偏向マグネット
14 ビーム通路
15 出口
16 中心ビーム軸
17 質量分析スリット
18 処理室
19 質量分離されたイオンビーム
20 基板
25 強磁性体のヨーク
26、27 電気巻線
28、29、30、31 斜めの辺
32 頂部
33 底部
35 リボンビーム
40、41、42、43 斜めの辺
45 頂部
46 底部
50、51 導体要素
60 ヨークのセグメント
61 天板
62 外側セグメント
63 切り抜き
65、66、67、68、75、76、77、78 鞍型コイルユニット
65a、66a、67a、68a 軸方向導体要素
65b、66b、67b、68b 第1の接続導体要素
65c、66c、67c、68c 第2の接続導体要素
70 ヨークのセグメント
80 入口マニフォールド
81 出口マニフォールド
82、83 磁界クランプ
84 アクセスカバー
90 真空ビームガイド
91、92 側部トリムコイル
91a、92a 上側導体要素
91b、92b 下側導体要素
95、96 ステアリングコイル
97、98、99、100 四重極コイル組立体
97a 内側巻線
97b 外側巻線
110、111 四重極コイル組立体
110a、110b 巻線
Claims (10)
- イオンビーム入口、イオンビーム出口およびイオンビームのためのイオンビーム偏向マグネットを貫いている曲がった経路を有しているイオンビーム偏向マグネットであって、前記曲がった経路は、前記イオンビーム入口および前記イオンビーム出口間の経路長を有しており、前記曲がった経路は、イオンビーム偏向面において単調に曲がっており、かつ曲がった中心ビーム軸を有しており、更に当該イオンビーム偏向マグネットは、前記イオンビーム偏向面に垂直な方向に長寸法を有する断面形状を持っているリボン状イオンビームに適応しかつそれを前記曲がった経路に沿って曲げるように構成されており、
当該イオンビーム偏向マグネットは、強磁性体のヨークおよび電気巻線を備えており、
前記強磁性体のヨークは、前記曲がった経路を前記経路長に沿って囲んでいて、前記曲がった中心ビーム軸に垂直なそれぞれの平面において、前記経路長伝いに断面内側輪郭を画定しており、当該断面内側輪郭は、原点を前記中心ビーム軸に有し、x軸が前記イオンビーム偏向面内で伸びており、かつy軸が当該イオンビーム偏向面に垂直である直交座標(x,y)において画定されており、
前記電気巻線は、前記強磁性体のヨークと関連づけられていて、前記強磁性体のヨーク内に、前記曲がった経路を横切っていて、所定の質量対電荷比を有するイオンから成るリボン状イオンビームを前記曲がった経路に沿って曲げる偏向磁界を発生させるように構成されており、
前記断面内側輪郭は、次の四つの式によって定義される線上にそれぞれ位置する四つの斜めの辺を含む複数の辺を有しており、
(1)a1 x+b1 y=a1 b1
(2)a2 x−b1 y=a2 b1
(3)a3 x+b2 y=−a3 b2
(4)a4 x−b2 y=−a4 b2
前記a1 、a2 、a3 、a4 、b1 およびb2 は正数であり、
前記式(1)および(4)によって定義される線上に位置する二つの前記斜めの辺の各々は、それぞれの前記線上でy=y’まで伸びており、かつ前記式(2)および(3)によって定義される線上に位置する二つの前記斜めの辺の各々は、それぞれの前記線上でy=−y”まで伸びており、ここでy’およびy”は共に正であり、y’はa1 およびa4 の内の小さい方と等しいか又はそれよりも小さく、かつy”はa2 およびa3 の内の小さい方と等しいか又はそれよりも小さい、イオンビーム偏向マグネット。 - 前記正数a1 、a2 、a3 、a4 、b1 およびb2 の関係は、b2 /a4 =tanθ1 、b1 /a1 =tanθ2 、b2 /a3 =tanθ3 およびb1 /a2 =tanθ4 であつ、かつ前記角度θ1 、θ2 、θ3 およびθ4 の各々は、20°以上かつ60°以下である、請求項1記載のイオンビーム偏向マグネット。
- 前記tanθ1 、tanθ2 、tanθ3 およびtanθ4 の関係は、tanθ1 /tanθ3 =tanθ2 /tanθ4 である、請求項2記載のイオンビーム偏向マグネット。
- 前記断面内側輪郭は、前記四つの斜めの辺に加えて頂部および底部を有しており、かつ当該頂部および底部はx軸に平行である、請求項1記載のイオンビーム偏向マグネット。
- 前記頂部および底部は長さc1 およびc2 をそれぞれ有しており、当該長さc1 およびc2 の各々は(b1 +b2 )/2以下である、請求項4記載のイオンビーム偏向マグネット。
- 前記強磁性体のヨークは、前記断面内側輪郭の前記四つの斜めの辺にそれぞれ対応する四つの斜めの内面を有しており、前記電気巻線は、当該イオンビーム偏向マグネットの前記入口および前記出口の間において、前記斜めの内面に隣接して前記曲がった中心ビーム軸に平行に伸びている複数の軸方向導体要素を有しており、これらの軸方向導体要素は、前記断面内側輪郭の四つの斜めの辺の各々に沿って、単位距離ごとに均一な数の導体を提供するように構成されている、請求項1記載のイオンビーム偏向マグネット。
- 前記強磁性体のヨークの前記断面内側輪郭の四つの斜めの辺の各々は、|x|が最大であり|y|が最小であるそれぞれの上下方向中央部端と、|x|が最小であり|y|が最大であるそれぞれの頂部端との間で伸びており、
かつ前記強磁性体のヨークは、それぞれの前記斜めの内面に垂直な断面厚さを有しており、当該断面厚さは、前記斜めの辺の前記上下方向中央部端での最大値から前記斜めの辺の前記頂部端での最小値へと減少している、請求項6記載のイオンビーム偏向マグネット。 - 前記電気巻線は、少なくとも一対の鞍型コイルユニットを備えている、請求項6記載のイオンビーム偏向マグネット。
- 前記強磁性体のヨークの内側に取り付けられていて、前記曲がった経路に近接して伸びており、かつ前記曲がった経路に沿う位置において整形磁界を発生させるように励磁され、それによって前記偏向磁界によってもたらされる前記リボン状イオンビームの断面形状の歪みを減少させる働きをする複数のトリムコイルを更に備えている、請求項1記載のイオンビーム偏向マグネット。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のイオンビーム偏向マグネットを備えていて、当該イオンビーム偏向マグネットを通って出て来たリボン状イオンビームを基板に照射して当該基板に処理を施すように構成されているイオンビーム照射装置。
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