JPH04118553U - 磁場ビ−ムダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 イオンビ−ム、電子ビ−ムの輸送系に於いて
ビ−ム電流を測定するためビ−ムを曲げてファラディカ
ップへ入射させる装置であって、真空系を汚染すること
なく、真空系内にできるだけ部品を入れることなく、細
い輸送管にも備えることのできる装置を提供すること。 【構成】 ビ−ム輸送管１に分岐管５を設けここにファ
ラディカップ２を設ける。分岐に於いて縦方向の磁場１
を生ずる電磁石を設置し、この磁場１によってイオンビ
−ムを曲げファラディカップ２に入るようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はイオンビ−ム、電子ビ−ムなどのビ−ム輸送系に於いて、真空内部 にできるだけ機構部品を入れることなくビ−ム電流計測などが行えるようにした 機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

イオン注入装置などイオンビ−ム輸送系を持つ装置に於いて、イオンビ−ムの 電流計測を行ったり、ドーズ量コントロールのためイオンビ−ムの遮蔽を行った りする必要がある。イオンビ−ムの遮蔽だけなら、金属板でビ−ムを遮断するこ とによってなされる。しかし電流計測の場合はビ−ム輸送主管に枝分かれした輸 送分岐管を設けここにファラディカップを設けておきビ−ムを曲げてファラディ カップへ入射させる必要がある。

【０００３】 従来はこのため電界を使ってビ−ム方向を曲げるか、或はビ−ムダンパーを進 退させるようにしていた。 図３は従来例のひとつを示している。ビ−ム輸送主管１の途中に電流計測用の ファラディカップ２を設置している。また電極３、４をビ−ム輸送主管１の内部 に設けている。電極３、４に直流電圧を印加すると電界の作用で荷電ビ−ムが曲 がりファラディカップ２に入って、電流計測ができる。

【０００４】 図４は他の従来例を示している。これはビ−ムダンパーとしてのファラディカ ップ２を、輸送主管の直径方向に移動できるように設けたものである。ファラデ ィカップ２を中央に移動させるとビ−ムは遮断され電流計測がなされる。ファラ ディカップを片隅へ寄せるとビ−ムが直進する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

図３のものは偏向電極がビ−ム輸送主管の内部にあるから、ビ−ムが偏向電極 に当たりこれをスパッタするので、真空輸送系の内部が汚れるし、ビ−ム自体に 異種のイオンが混合する惧れもある。偏向電極やこれを支持する部材などからの アウトガスが増え真空度を低下させるということもある。このように真空系の中 に多くの部材があるということは望ましいことではない。

【０００６】 図４のものは真空内部にファラディカップを移動させるための駆動系がなけれ ばならず、コンタミネーションの原因になる。また部品の数が多いので、これら 部品表面からのアウトガスが多く真空度を低下させる。 荷電粒子ビ−ムの方向を切り換えるための装置であって真空の内部にできるだ け機構部品を入れなくて済むようにしたビ−ムダンパーを提供することが本考案 の目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のダンパーは電界の力によるのではなく磁界の作用によって荷電粒子（ イオン）ビ−ムを分岐管の方へ曲げるものである。すなわち本考案のダンパーは イオン、電子などの荷電粒子のビ−ムを輸送するための輸送管であって、ビ−ム 輸送の主管と、これに対して狭い角度をなす分岐管とを有し、イオンビ−ムを主 管と分岐管のいずれかへ通すこととしたものであって、主管と分岐管の軸の交点 の位置に於いて輸送管の外部に直径方向に設けられた強磁性体のコアと、コアに 巻かれたコイルとを含み。コイルに通電すると直径方向に磁場が生じて荷電粒子 を分岐管の方へ曲げるようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案は電磁石の磁力によって荷電粒子を曲げるものである。電磁石の作用は 遠隔作用であるので、コアやコイルは輸送管の外部に設けることができる。輸送 管が強磁性体でなければ、外部で形成された磁力線が輸送管の内部に入って荷電 粒子の経路を曲げることができるのである。輸送管の内部に電極を入れたり、駆 動機構を入れたりすると、これらによる真空度の低下、コンタミネーションなど が問題になるが、本考案の場合はそういうことがない。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の実施例に係る磁場ビ−ムダンパーの縦断面図である。図２は輸 送管を切断して示す斜視図である。図２に示すように輸送主管１には斜め前方に 続く分岐管５が連結してある。分岐管５の終端にはビ−ムダンパーであるファラ ディカップ２が設けてある。これはビ−ム電流を測定するためである。本考案で はこの分岐点に於いて分岐面に垂直に磁場を印加することによってイオン、電子 ビ−ムを分岐管５の方へ曲げる。

【００１０】 図１に示すように輸送主管１を囲むように矩形状の強磁性体よりなるポールピ ース７が設けられる。ポールピース７の対向内面には、同一直線上に並ぶコア８ 、８が形成されている。コア８、８にはコイル９、９が同一方向に巻回してある 。直流電流をコイル９、９に流すと、ポールピース７と輸送管を含む磁気回路に 磁束が形成される。磁束は輸送管を上下方向に横切る。ポールピースが閉磁路を 形成しているので全体の磁気抵抗が低く、コア８、８の間に生ずる磁束を大きく することができるのである。磁場がないときは、イオン源からイオンビ−ムはタ −ゲットへと直進する。磁場が縦方向にかかるとイオンビ−ムが分岐管の方へ曲 げられる。

【００１１】 ファラディカップ２は分岐管５の真空の内部に存在するが、その他の部品は真 空系の外部にあるので、脱ガスによって真空度が低下するということがない。ま たイオンビ−ムが衝突するようなものがないからスパッタ粒子が発生しない。従 ってスパッタ粒子がイオンに混ざるということもなく、スパッタ粒子によって真 空系が汚染されるということもない。

【００１２】 輸送管はステンレスやアルミなど非磁性体で作ることが多いから、外部から磁 場を印加することは容易なことである。図３のように電界を加える場合、電極を 外部に出すと、電圧を余分に必要とするということだけでなく、金属の輸送管は 電気力線に対してシールドとして働くので内部に電界が生じないので全く役に立 たない。 もうひとつ電界より優れているのは、イオンの速度が速い場合、磁界によるも のの方が強い偏向力を得ることができるということである。これはＥとｖＢの力 の差異による。ここでＥは電界、ｖはイオン速度、Ｂは磁束密度である。

【００１３】

【考案の効果】

ビ−ム輸送系の真空内部には電極も磁石もコイルもない。ファラディカップだ けである。ビ−ムが直進しているときは途中で衝突するようなものがなにもない ので、スパッタ粒子が発生せずコンタミネーションの原因にはならない。 ビ−ム輸送管の外部に電磁石を設けるのであるから細いビ−ム輸送管であって も容易に取り付けることができ、ビ−ム電流の正確な計測ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る磁場ビ−ムダンパーの正
面図。

【図２】本考案の磁場ビ−ムダンパーの原理を示す斜視
図。

【図３】従来例に係るビ−ムダンパーの概略断面図。

【図４】他の従来例に係るビ−ムダンパーの概略断面
図。

【符号の説明】

１ 輸送主管２ ファラディカップ ３、４ 電極 ５ 分岐管 ６ ビ−ム ７ ポールピース ８ コア ９ コイル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン、電子などの荷電粒子のビ−ムを
   輸送するための輸送管であって、ビ−ム輸送の主管と、
   これに対して狭い角度をなす分岐管とを有し、イオンビ
   −ムを主管と分岐管のいずれかへ通すこととしたもので
   あって、主管と分岐管の軸の交点の位置に於いて輸送管
   の外部に直径方向に設けられた強磁性体のコアと、コア
   に巻かれたコイルとを含み、コイルに通電すると直径方
   向に磁場が生じて荷電粒子を分岐管の方へ曲げるように
   したことを特徴とする磁場ビ−ムダンパー。