JPH03187148A

JPH03187148A - 素粒子の磁気分析装置

Info

Publication number: JPH03187148A
Application number: JP32759589A
Authority: JP
Inventors: Teruo Iwata; 輝夫岩田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1991-08-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

この発明は、例えばイオン等の素粒子の磁気分析装置に
関する。

【従来の技術】

例えば、半導体ウェーハにイオン注入を行なうときには
、そのイオン源からのイオンビームを、質量分析器に供
給して目的とするイオンだけを取り出し、この取り出さ
れたイオンを半導体ウェーハに注入している。そして、そのとき使用される質量分析器として、例えば
第３図及び第４図に示すような磁気分析装置が知られて
いる。すなわち、第３図はその磁気分析装置の側面図、第４図
はそのＢ−Ｂ線における断面図である。使用時にその内部が真空とされる散乱槽本体１の上端部
に円筒２が設けられ、その両端はフランジ３．３により
気密とされるとともに、円筒２の周囲には、散乱槽本体
１との接続部を除いて、外側の帯状の窓４と、内側の帯
状の窓５とが形成されている。この場合、窓４．５は、
長方形状に、かつ、その長辺が円周方向となるように形
成されている。また、窓４の周囲には、外性材、例えばゴム材により形
成された長方形状のＯリング６が設けられているととも
に、これら窓４及びＯリング６を外側から覆うように可
撓性を有する例えばステンレス製の帯状のシール板７が
配されている。このシール板７の外側には、弧状の抑さえ板８が設けら
れ、この押さえ板８がシール板７を押さえることにより
、シール板７及びＯリング６が窓４に対する気密を保つ
ようにされている。また、シール板７には、その円周方
向に、ｎつ、窓４に対応する位置に、長方形状の透孔９
が形成されている。そして、イオン源からのイオンビームが人力されるビー
ムダクト１０の出力口が、透孔９を通じ、さらに、シー
ル板７の透孔（図示せず）を通じて窓４に臨んでいる。そして、ビームダクト１０の周囲と、シール板７とはシ
ール板７の透孔において接続され、その接続部は、気密
とされている。また、第３図に示すように、ビームダクト１０は、円筒
２の中心相位置を回転中心とするアーム１１により、円
筒２の中心軸を回転中心として回転自在に保持されてい
る。さらに、円筒２には、その中心軸方向を磁束方向と
する所定の大きさの磁場が与えられている。したがって、イオン源（図示せず）からビームダクト１
０にイオンビームが導入されると、このイオンビームは
、窓４を通じて円筒２の内部まで進み、この内部まで進
んだイオンビームは、磁場の大きさに応じて、それぞれ
の質量に応じた偏向角だけ■げられ、これによりある特
定の質量のイオンはＩ’１ｇ？ｉ２の内部から窓５を通
じ、さらに、散乱槽本体１（第３図）の右側の出力口１
２へと進み、他の質量の異なるイオンは、円筒２の内部
から窓５を通じて本体１の下部へと進み、出力口１２に
は到達しない。そして、ダクト１０を、例えば第４図に破線で示すよう
に、円筒２の円周方向に移動（回転）させれば、ダクト
１０から円筒２に対するイオンビームの入射角を変更で
きるので、この入射角と、磁場の大きさとを絹み合わせ
ることにより、目的とする質量のイオンだけを出力口１
２から取り出すことができる。そして、このとき、ダクト１０をどのような入射角に移
動させても、シール板７が、ダクト１０と一体に、円筒
２の円周方向に移動するとともに、シール板７は、０リ
ング６に接しているので、散乱槽本体１に対する真空が
保たれるようにされている。

【発明が解決しようとする課題１ところで、上述の質量分析装置においては、真空装置で
あるので、散乱槽本体１が気密構造を要求されるが、上
述の従来の質量分析装置では、ビームダクト１０が円ｎ
２の円周方向に移動（回転）できるようにするため、Ｏ
リング６及びシール板７により、その散乱槽本体１の気
密性を得るようにしている。しかし、このような構成では、ビームダクト１０をある
角度位置で長時間使用した場合、ステンレス製のシール
板７がその位置の状態で変形し、ビームダクト１０の角
度位置を変更したときに、その変形部分において十分な
気密性を得ることができず、外気が、シール板７と、リ
ング６との接触部分から窓４．５を通じて散乱槽本体１
に侵入してしまい、十分な気密状態を保持できない欠点
がある。この発明は、以上の点に鑑み、気密性を十分に保持でき
る素粒子の磁気分析装置を提供しようとするものである
。【課題を解決するための手段】この発明は、散乱層本体に素粒子を導入し、この素粒子
を磁界により、その質量に応じて偏向することにより、
上記素粒子の分析を行なう素粒子の磁気分析装置におい
て、散乱槽本体の一部に固定されて設けられた外筒と、この外筒の内部に回転自在に設けられた内筒と、上記外
筒に形成された窓を通じて上記内筒に接続され、上記散
乱層本体の内部に素粒子ビームを供給するためのビーム
ダクトと、上記外筒と上記内筒との間の空隙を通じての上記散乱層
本体内部と外気との連通を遮断するためのＯリングとを有することを特徴とする。

【作用】

ビームダクトを回転すると、内筒が固定の外筒内で回転
する。このとき、内筒と外筒との間の空隙は、０リング
により遮断されており、散乱層本体内は気密が保持され
る。

【実施例】

以下、この発明による素粒子の磁気分析装置の一実施例
を、イオン注入装置の質量分析装置に適用した場合を例
にとって、第１ず及び第２図を参照しながら説明する。散乱槽本体２１は、使用時には、その内部が真空とされ
るもので、この散乱槽本体２１の上端部に、外筒２２が
設けられ、その両端はフランジ２３．２３により閉塞さ
れて気密とされる。また、この外筒２２の周囲には、散
乱槽本体２１の外側に位置する帯状の窓２４と、内側に
位置する帯状の窓２５とが形成されている。この場合、
窓２４．２５は、長方形状に、且つ、その長辺が円周方
向となるように形成されている。また、外筒２２の内部には、内筒２６が回転自在の状態
で設けられている。この内筒２６の両端には、円形の底
板２７．２７が設けられるとともに、その中心間には、
回転軸２８が設けられ、この回転軸２８の両端部がベア
リング２つ、２つを介してフランジ２３．２３に対して
、回転自在に支持されている。また、内筒２６の散乱層
本体２１側には、長方形状の窓３０が形成されている。さらに、窓２４の内側には、弾性材、例えばゴム材によ
り形成されたＯリング３１．３２が、長方形状に二重に
設けられているとともに、窓２４に嵌め込まれるように
、且つ、リング３１．３２を外側から覆うように、弧状
の押さえ板３３が設けられている。この場合、押さえ板３３の内筒２６との対向面側には、
二重に溝が形成され、これらの満にＯリング３１．３２
が嵌め込まれて０リング３１．３２の位置決めが行われ
ている。このＯリング３１．３２により、外筒２２と内
筒２６との間の、内筒２６の回転のための空隙に対する
散乱層本体２１内の気密が保持される。また、押さえ板３３には、その円周方向に、且つ、リン
グ３１の内側に対応する位置に、長方形の透孔３４が形
成されている。さらに、差動排気ボート（パイプ）３５
が、押さえ板３３を通じて０リング３１と、０リング３
２との間の空間にまで導かれるとともに、このボート３
５は、図示はしないが、排気ポンプに連結され、０リン
グ３１．３２と、抑さえ板３３と、内筒２６とにより形
成されている空間の排気が行われる。また、内筒２６にビームダクト取り付は用の透孔が設け
られ、イオンビームのダクト４０の出力口が、透孔３４
を通じ、外筒２２の窓２４を通じ、さらに、内筒２６の
透孔を通じてその内部に導かれている。そして、ビーム
ダクト４０が、その出力口が内筒２６の内部に臨むよう
な状態で、この内筒２６の透孔部において気密を保って
接続されている。そして、内筒２６内においては、図示しなＬ）が、回転
軸２８の方向を磁束方向とする所定の大きさの磁場が与
えられている。このような構成によれば、イオン源（図示せず）からダ
クト４０にイオンビームが供給されると、このイオンビ
ームは、内筒２６の内部まで進み、その内部に与えられ
ている磁場により、イオンｔｉｔその質量に応じて偏向
される。このとき、内筒２６は、回転軸２８を回転中心として回
転自在に支持されているので、ダクト４０を、円周方向
に回転移動させれば、ダクト４０から入射するイオンビ
ームの入射角を変更できる。したがって、この入射角と、磁場の大きさとを組み合わ
せることにより、目的とする質量のイオンだけを取り出
すことができ、その目的のイオンを内筒２６の窓３０を
介して散乱槽本体２１の出力口（図示せず）へと進ませ
、他のイオンは、内筒２６の内部から窓３０を介して散
乱層本体２１の下部へと進ませ、排除するようにするこ
とができる。このとき、内筒２６が回転しても、０リング３１．３２
により散乱層本体２１内の気密が保持されるものである
。しかも、以上の例においては、リング３１と、リング
３２とを二重に設けるとともに、このリング３１と、リ
ング３２との間の空間に対して、排気を行うようにして
いるので、散乱槽本体２１における真空度を十分に高く
保つことができる。なお、以上の例はこの発明をイオン注入装置の質量分析
装置に適用した場合であるが、この発明はこれに限られ
るものでないことはいうまでもない。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば、ビームダクト
を取り付けた内筒を、外向内で回転させるようにするも
のであるから、ビームダクトを一定角度位置で長期に渡
って使用しても、従来のシール板のように、シール部が
変形することはなく、Ｏリングにより、常に確実に気密
保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一例の側面図及び断面図
、第３図及び第４図はこの発明を説明するための側面図
及び断面図である。２１；散乱槽本体２２；外筒２６；内筒３１；０リング３２；０リング３３；押さえ板３４；差動排気ボート４０；ビームダクト

Claims

【特許請求の範囲】散乱層本体に素粒子を導入し、この素粒子を磁界により
、その質量に応じて偏向することにより、上記素粒子の
分析を行なう素粒子の磁気分析装置において、散乱槽本体の一部に固定されて設けられた外筒と、この外筒の内部に回転自在に設けられた内筒と、上記外
筒に形成された窓を通じて上記内筒に接続され、上記散
乱層本体の内部に素粒子ビームを供給するためのビーム
ダクトと、上記外筒と上記内筒との間の空隙を通じての上記散乱層
本体内部と外気との連通を遮断するためのＯリングとを有する素粒子の磁気分析装置。