JPH06281602A

JPH06281602A - 表面分析兼イオン注入装置

Info

Publication number: JPH06281602A
Application number: JP5092351A
Authority: JP
Inventors: Masataka Hirose; 全高廣瀬; Arata Yokoyama; 新横山; Rajimusukii Zubiniefu; ズビニエフ・ラジムスキー; Yoshiaki Agawa; 阿川　　義昭; Yuzo Sakurada; 勇蔵桜田
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】［目的］装置全体としてコンパクトで試料にイオン注
入も、その表面分析も行なうことができ、かつ一旦大気
中にイオン注入された試料を取出す必要がなく行なうこ
とができること。［構成］試料チャンバ５０内にゴニオメータ２１を設
け、これに対向してコリメートアパーチャー１７ａ、１
７ｂから到来するイオンビームを照射される試料を保持
する。同試料チャンバ５０内にサンプルホルダ１１２を
移動自在に設け、少なくともイオン注入位置と、試料受
け渡し位置とをとることができ、この試料受け渡し位置
は試料搬送ロッド４１の先端部に取り付けられた試料を
受けることができ、かつこれから転送することができ、
イオン注入された試料はこの試料搬送ロッド４１を往動
させることにより、ゴニオメータ２１に近接した位置で
停止し、この試料保持部に転送させることができ、かつ
表面分析した後にこの試料をこの先端部で受けて準備室
４０から外方に取出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面分析を兼ねたイオン
注入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】図４及び図５はこの種の
装置の従来例を示すものであるが、図においてほぼ直方
形状の遮蔽箱１内には高電圧ターミナル２が配設されて
おり、これは図示せずとも遮蔽箱１のグランド電位の床
上に取り付けられた複数本の絶縁支柱によって、このグ
ランド床から所定の印加電圧（この場合は約２００ｋ
Ｖ）に対して、充分な耐電圧を保証する距離を隔てて設
置されている。

【０００３】また更に、高電圧ターミナル２は所定の印
加電圧に対して、充分な耐電圧を有する空間距離を隔て
て遮蔽箱１によって覆われている。

【０００４】高電圧ターミナル２内には公知のように、
イオン源３が配設されており、これに真空配管Ｒを介し
て質量分離磁石４が結合されている。これは更に、真空
配管Ｒを介して加速管５に接続されており、この他端部
は遮蔽箱１の内壁面に固定されている。

【０００５】遮蔽箱１外では、加速管５は一対のイオン
ビーム集束磁気レンズ６ａ、６ｂに接続されており、こ
れは更に、ビーム配管１４を介してスイッチング磁石７
に接続されている。これは公知の構造を有するが、この
コイルに流す電流によって、分離管１５ａ側か１５ｂ側
に上流側からのイオンビームを通すように構成されてい
る。

【０００６】図４において鎖線Ａで示す範囲がイオン注
入用ビームラインの領域を示し、また鎖線Ｂで示す領域
は表面分析用ビームライン領域である。

【０００７】イオン注入用ビームライン領域Ａにおいて
は、分岐管１５ｂにＸ−Ｙ走査チャンバ８が接続されて
おり、この内部にＹ方向走査プレート（一対の偏向電
極）９及びやはり一対の偏向電極からなるＸ方向走査プ
レート１０が配設されている。また、Ｘ−Ｙ走査チャン
バ８は注入チャンバ１１に接続されており、これの外壁
面には注入チャンバ１１内を排気するための真空ポンプ
１３が取り付けられている。また、注入チャンバ１１内
には、サンプルホルダ１２が設けられている。

【０００８】表面分析用ビームライン領域Ｂにおいて
は、スイッチング磁石７の一方の分岐管１５ａにイオン
走行ビーム配管１６が接続されており、この両端部近く
には、コリメートアパーチャー１７ａ、１７ｂが設けら
れている。また、イオン走行ビーム配管１６の下流側端
部には、分析チャンバ１８が接続されており、この内部
に回転テーブル１９が分析チャンバ１８と同心的に配設
され、その中心軸のまわりに回動可能に配設されてい
る。

【０００９】回転テーブル１９上には、図５に明示され
る静電型分析器２０が配設されており、また、その中心
部近くにはゴニオメータ２１が配設されている。ゴニオ
メータ２１は公知の構成を有するものであるが、回転テ
ーブル１９とは、独立して並進運動、回転運動が行なわ
れるように構成されている。

【００１０】分析チャンバ１８の外壁部には真空ポンプ
２２が設けられており、これにより、分析チャンバ１８
内を所定の減圧度に排気するように構成されている。

【００１１】次に、図５を参照して回転テーブル１９上
に配設される各構造物につき、その詳細を説明すると、
静電型分析器２０の全体は一点鎖線で示されているが、
これは直方形状のケーシング内に各構成要素を内蔵させ
ており、その内部の下方領域には一対の円弧状の偏向電
極２５ａ、２５ｂが所定の距離をおいて配設されてい
る。これは、ホルダーとしてのゴニオメータ２１に取り
付けられたサンプルにイオンビーム３１が当てられるの
であるが、これから散乱したイオンビーム３１ａを電極
２５ａ、２５ｂ間の空隙に導き、ここでローレンツ力を
イオンに加えられるのであるが、これが上方へと導出さ
れ、偏向電極２５ａ、２５ｂの上方にはスリット板２６
が設けられており、これに形成されたスリット孔２６ａ
を通ったイオンビームは荷電粒子増倍管兼位置検出器２
７に導入され、この出力端子２８は分析器２０のケーシ
ングの上壁部に形成した挿通孔を通り、更に分析チャン
バ１８の上壁部に形成した孔を通って外部のデータ処理
システムに接続される。

【００１２】また、高電圧電源２９が分析チャンバ１８
の外方に設けられており、この出力端から高圧ケーブル
３０が導出され、分析チャンバ１８の真空壁を介して同
チャンバ内に導入され、上述の偏向電極２５ａ、２５ｂ
に接続されている。

【００１３】従来例の表面分析を兼ねたイオン注入装置
は以上のように構成されるが、次にこの作用について説
明する。

【００１４】表面分析を兼ねたイオン注入装置は以上の
ように構成されるが、次にこの作用について説明する。
図４において、イオン源３は図示せずとも真空ポンプ及
び配管を介して気体分子が排気され、真空状態に保たれ
ている。このイオン源３中には高電圧ターミナル２内に
収納され、図示されていないがガスボンベより所望する
イオンの材料となるガスと、同じく図示されていない電
源供給装置から電力が供給されると、イオン源３中でプ
ラズマが生成され、やはり図示されていないが、イオン
源３に印加した電圧によって、このイオン源３から高電
圧ターミナル２の電位までイオンが加速される。イオン
源３から導出されるイオンは、質量分離磁石４内に収納
されている真空配管内に入射し、この内部で発生してい
る磁場とイオンの持つ速度によるローレンツ力によって
イオンの軌道が曲げられ、この時、質量分離電磁石４に
入力している電流値を調節することにより、所望のイオ
ンがこれから導出されて、下流側の加速管５内へと導か
れる。

【００１５】図示されていないが、高電圧発生装置によ
り高電圧ターミナル２に印加される電圧により加速管５
内に入射したイオンは、上述の高電圧とイオンの値数の
積のエネルギーをもってグランド電位まで加速され、遮
蔽箱１外の集束用レンズ６ａ、６ｂによって集束された
後に、下流側に配設されるイオン注入ビームライン領域
Ａか表面分析ビームライン領域Ｂに導かれることになる
のであるが、これはスイッチング磁石７のコイルに流す
電流によりいずれかが選択され、今イオン注入ビームラ
イン領域Ａに導入される場合を説明すると、このイオン
はＸ方向及びＹ方向の偏向電極９、１０により、所定の
軌跡にのせられる。

【００１６】また、Ｘ−Ｙの走査プレート９、１０に
は、ある周波数の電圧が印加されているので、注入チャ
ンバ１１内に配設されたサンプル台の試料上にこのイオ
ンビームが一様に照射され、この試料にイオンが注入さ
れる。

【００１７】次に表面分析用ビームライン領域Ｂについ
て説明すると、スイッチング磁石７により分岐管１５ａ
側に導かれたイオンビーム３１は、イオン走行ビーム配
管１６内に配設された一対のコリメートアパーチャー１
７ａ、１７ｂを通過させることにより、このコリメート
アパーチャー１７ａ、１７ｂの孔径とコリメートアパー
チャー１７ａ、１７ｂ間の距離で定まる発散角を有する
ビームとなり、このイオンビーム３１は分析チャンバ１
８内に入射され、ゴニオメータ２１に取り付けられた試
料に照射される。

【００１８】図５において照射されたイオンビーム３１
がゴニオメータ２１に取り付けられた試料上で散乱さ
れ、３１ａで示すビーム流れとなり、静電型分析器２０
の偏向電極２５ａ、２５ｂ間に導入される。この時、こ
れら偏向電極２５ａ、２５ｂに印加された電圧により、
散乱されたイオンビーム粒子３１ａの内、荷電粒子のみ
が偏向電極２５ａ、２５ｂ間に形成されている電界によ
って偏向されて、スリット板２６により更に分別され、
検出器２７に導かれる。この流れの信号を図示していな
いが、信号ケーブル２８を介してデータ処理システムに
供給され、その散乱されたエネルギー及び散乱された角
度に応じたエネルギースペクトル及び角度スペクトルが
得られる。

【００１９】

【発明が解決しようとする問題点】従来の表面分析を兼
ねたイオン注入装置は、以上のような構成を有し、かつ
作用を行なうのであるが、静電型分析器２０の容積はＷ
×Ｈ×Ｄは１００ｍｍ×３５０ｍｍ×１５０ｍｍとかな
り大きく、このような分析器２０を載置させる回転テー
ブル１９の半径（図中ｒで示す）も約２０ｃｍ〜２５ｃ
ｍ程度必要となり、この結果、回転テーブル１９を収納
する分析チャンバ１８に至っては、その直径が４０ｃｍ
〜５０ｃｍにもなってしまう。その結果、分析チャンバ
１８を図示するようにスイッチング磁石７の下流側に設
置する場合、ビームライン１６の長さを大きくしなけれ
ばならない。このために注入チャンバ１１を分析チャン
バ１８と共にスイッチング磁石７から同程度の距離をお
いて併設する場合には、スイッチング磁石７によって不
純物除去のために偏向する角度（図４において角度α）
で走査チャンバ８及び注入チャンバ１１の間の距離、す
なわちｔａｎαの長さ（図４においてＬで示す）が大き
くなり、注入チャンバ１１と分析チャンバ１８の距離が
このように大きくなると、装置全体として大型化してし
まう。

【００２０】一方、イオンチャンバ１１内においては、
イオン注入により試料へのダメージ及びこのイオン注入
による試料の結晶性の変化などの測定を行なうために
は、この試料を注入チャンバ１１から分析チャンバ１８
に移さなければならないが、この時、大気に触れるとこ
の試料が汚れてしまい表面の情報が失われてしまう恐れ
がある。そこで、注入チャンバ１１内でイオン注入され
た試料を大気に触れさせずに、分析チャンバ１９内に搬
送するためには注入チャンバ１１と分析チャンバ１８と
の間に真空バルブなどを間に挟んで真空配管で接続し、
真空搬送機構を新たに設け、サンプルホルダー１２とゴ
ニオメータ２１との間で受け渡しを行なえるようにしな
ければならないが、このような搬送機構は複雑であり、
コストも高くる。本発明はこのような問題に鑑みてなさ
れ、イオン注入された試料の表面分析を行なうチャンバ
に搬送するのに、コストを従来より大巾に小とし、装置
全体を小型化することのできる表面分析を兼ねたイオン
注入装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、イオン
ビームの走行方向を所定の２方向のうちいずれかの方向
に切換えるための切換手段と、該切換手段に前記２方向
の一方で気密に接続された表面分析用チャンバと、前記
２方向の他方で気密に接続されたイオン注入用チャンバ
と、前記表面分析用チャンバ内で前記一方の方向で投射
されるイオンビームを受けるように試料を支持する第１
支持台と、該第１支持台に支持された試料に近接して配
設され、該試料に投射されるイオンビームの該試料から
の散乱イオンビームを受けて、これを分析するための表
面分析器と、前記イオン注入用チャンバ内で前記他方の
方向で投射されるイオンビームを受けるように試料を支
持する第２支持台とを備えた表面分析兼イオン注入装置
において、前記表面分析用チャンバと前記イオン注入用
チャンバとを、外壁部を共通にして一体化し、前記表面
分析器は半導体検出器であることを特徴とする表面分析
兼イオン注入装置、によって達成される。

【００２２】又、以上の目的は、イオンビーム導入口を
設けた真空チャンバ内に試料を支持するための支持台を
設け、該支持台に取り付けた試料に近接して、該試料に
前記イオンビーム導入口より導入されたイオンビームを
投射して、これから散乱するイオンビームを受ける半導
体検出器を移動可能に設け、前記真空チャンバの外壁部
の開口部に気密に取り付けられた真空保持バルブを介し
て試料を一旦収容するための予備室を接続し、該予備室
及び前記開口を通って前記真空チャンバ内に導入及びこ
れから導出可能な試料搬送ロッドを設け、該試料搬送ロ
ッドにより前記支持台との間でイオン注入すべき及びイ
オン注入された試料の受け渡しを行なうようにし、表面
分析するときには前記半導体検出器を前記支持台に取り
付けた試料に近接した位置におき、イオンを注入すると
きには、離隔した位置に移動させるようにしたことを特
徴とする表面分析兼イオン注入装置、によって達成され
る。

【００２３】

【作用】半導体検出器は、従来の静電型表面分析器に比
べてはるかに小型であり、かつイオン注入用チャンバと
表面分析用チャンバとを外壁部を共通にして一体化した
ので、装置全体を大巾に小とすることができる。

【００２４】また、一つの真空チャンバ内で、かつ一つ
の支持台上で試料にイオンを注入することができ、かつ
表面分析を行なうことができ、更にこの支持台にイオン
を注入して表面分析をすべき試料の支持台の受け渡しを
試料搬送ロッドにより行なうことができるので、試料が
大気に触れることを防止しながら装置全体を大巾に縮小
することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の各実施例について図面を参照
して説明する。なお、上記従来例に対応する部分につい
ては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００２６】図１において、スイッチング磁石１５の上
流側に配設される高電圧ターミナル２やイオン加速管５
などは図示省略するが、これらは従来と全く同様である
ので、説明も省略する。

【００２７】本発明に係わる試料チャンバ５０内には従
来例と異なり、この試料チャンバ５０内にコリメートア
パーチャー１７ａ、１７ｂが対向して配設されている。
この下流側のコリメートアパーチャー１７ｂの更に下流
側にはファラデーフラッグ３４が矢印で示す方向に移動
可能に配設されており、コリメートアパーチャー１７ｂ
の孔に対向する位置と、これから側方へ移動して、これ
から回避した位置を選択的に取ることができる。ゴニオ
メータ２１の上には試料４２が取り付けられているが、
これにイオンビームが当てられて、これから散乱するビ
ームを受けるように、半導体検出器３３が配設されてい
るが、この半導体検出器３３は公知の構成を有し、イオ
ンビームがこれに衝突することにより、半導体内にホー
ルと電子の対が発生するが、これが両電極に加えられて
いる電位によってどちらかに急激に流れ、パルスが発生
する。これにより、散乱されたイオンビームのエネルギ
ーや、そのイオン数を検知するようになっている。これ
は半導体の空乏層を利用しているのであるが、このつく
り方で表面障壁型（略称ＳＳＤ：Ｓｕｒｆａｃｅｂａｒ
ｒｉｅｒＳｉｌｉｃｏｎｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ
Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、リチウムドリフト型、高純度真空
半導体型があり、本実施例では、表面障壁型の半導体検
出器３３を用いている。

【００２８】試料チャンバ５０は全体として図１で示す
ような形状を呈するが、この端壁部でゴニオメータ２１
の背後には、真空保持扉３５が開閉自在に設けられてい
る。一方、イオン注入系ではＹ偏向プレート９及びＸ偏
向プレート１０がやはり試料チャンバ５０内に図示する
ように対向して配設されており、この下流側には試料ホ
ルダ１１２が軸１１２ａのまわりに実線及び一点鎖線で
示すように回動自在、かつその位置を保持するように設
けられている。この背後の試料チャンバ５０の端壁部に
は、真空保持扉３７が開閉自在に設けられている。

【００２９】また、試料チャンバ５０の図において下壁
部には、真空保持バルブ３８を介して予備室、あるいは
試料準備チャンバ４０が接続されており、これの一側壁
部には試料導入口３９が設けられている。更に、上述の
真空保持バルブ３８及び試料準備チャンバ４０を貫通し
て矢印方向に往復動自在に試料搬送ロッド４１が配設さ
れている。これは試料チャンバ５０内で一点鎖線で示す
ように、ゴニオメータ２１の試料保持部及びイオン注入
用の試料台１１２に近接した位置で位置決めして停止す
るように構成されている。

【００３０】本発明の実施例による表面分析を兼ねたイ
オン注入装置は以上のように構成されるが、次にこの作
用について説明する。

【００３１】まず、試料導入口３９を開けて試料搬送ロ
ッド４１の先端部に試料を取り付けて、予備室４０内に
位置させる。ここで、真空保持バルブ３８は閉じたまま
で（なお、ロッド４１は予備室４０の前壁に気密に摺動
自在とする。）予備室４０を図示しない排気系により排
気する。所定の圧力まで下がると、真空保持バルブ３８
を開けて予備室４０内で試料４２を取り付けている試料
搬送ロッド４１を往動させる。この時、試料チャンバ５
０内では、サンプルホルダ１１２には一点鎖線で示す左
方位置をとっており、この保持部に試料搬送ロッド４１
の先端部に取り付けられた試料を転送し取り付ける。こ
の後、試料搬送ロッド４１は後退する。そしてサンプル
ホルダ１１２は軸１１２ａのまわりに時計方向に９０°
回動し、実線で示す位置をとる。すなわち、Ｘ−Ｙプレ
ート９、１０から投射されるビームを直角に受けるよう
にセットする。この後、図示しないイオン加速器よりイ
オンを加速し、スイッチング磁石１５でサンプルホルダ
１１２側に偏向し、かつＸ−Ｙプレート９、１０に電圧
を印加して、サンプルホルダ１１２上の試料４２にイオ
ンを二次元的に均一に照射する。

【００３２】このように所定のイオンを注入し終える
と、次にこのサンプルホルダ１１２を反時計方向に９０
°回動し、試料搬送ロッド４１に対向する位置をとる。
ここで試料搬送ロッド４１の先端部にサンプルホルダ１
１２からイオンを注入された試料４２を受け取る。この
後、サンプルホルダ１１２は軸１１２ａのまわりに時計
方向に１８０°回動し、一点鎖線で示す右方位置をと
る。次いで、試料搬送ロッド４１は往動し、ゴニオメー
タ２１に近接する位置で停止する。ここでゴニオメータ
２１の試料保持部に試料搬送ロッド４１の先端部からイ
オンを注入された試料４２を搭載する。次いで、スイッ
チング磁石１５を切換えて、所望するイオンを分別して
分析系に導入する。この分析系に導入されたイオンビー
ムは一対のコリメートアパーチャー１７ａ、１７ｂによ
りコリメートされてゴニオメータ２１に取り付けられた
試料４２の上に照射する。照射されたイオンの内、試料
４２の表面上で後方散乱されるイオンが半導体検出器３
３に入射する。

【００３３】半導体検出器３３内で形成された信号は、
ケーブルによって試料チャンバ５０の壁面を通して大気
側に取出され、表面分析処理システム（ＲＢＳ等）に導
入され、データ処理される。分析が終了し、試料４２は
試料搬送ロッド４１の先端部に再び載せ代えられ、（こ
のとき、サンプルホルダ１２は一点鎖線の右方位置にあ
る）真空保持バルブ３８が開けられ、予備室４０に搬送
される。この時、予備室４０はバルブ３８が開けられる
前に真空状態に保たれているものとする。予備室４０に
搬送された試料４２は、真空保持バルブ３８が閉じられ
た後に予備室４０が図中に示されていないが、ガス導入
口よりパージガスが導入され、大気圧に戻される。この
後で試料導入口３９を開けてテスト済の試料が外部に取
出される。

【００３４】次に図２を参照して、本発明の第２実施例
による表面分析を兼ねたイオン注入装置について説明す
る。なお、従来例及び第１実施例に対応する部分につい
ては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００３５】本実施例では、やはりイオンの加速電圧を
２００ｋＶと設定しており、質量分離磁石４は高電圧タ
ーミナル２内ではなく、グランド電位側に設置すること
により、イオン加速部Ｃを第１実施例より、更にコンパ
クトにしている。

【００３６】また、コリメートアパーチャー１７ａ、１
７ｂ及び半導体検出器３３は分析チャンバ５０内で図示
しない移動機構により、上流側から到来するイオンビー
ムを妨げない位置に移動可能としている。そして、試料
４２を分析する場合には図示の位置に移動できるように
している。すなわち、本実施例ではイオン注入用ビーム
ラインと分析用ビームラインを一つにすることで試料室
５０を、更にコンパクトなものとすることができ、この
中央部に試料ホルダ５１を設けている。本実施例では、
イオン加速部Ｃでは質量分離磁石４を内蔵させていない
ので、イオン加速部Ｃを従来より大巾に小型化すること
ができるが、このイオン加速部Ｃと試料チャンバ５０と
の間のイオンビームを通過させる通路を有効に利用する
ことにより、イオン加速部Ｃを含む全装置を大巾にコン
パクトにしている。また、本実施例において質量分離磁
石４の下流側に集束用のレンズ（磁気、電場などいずれ
も可）を設置してもよい。また、図においてＸ方向走査
プレート１０の中性粒子トラックを設けるようにしても
よい。その他の作用効果は第１実施例と同様である。

【００３７】図３は本発明の第３実施例による表面分析
を兼ねたイオン注入装置を示すものであるが、上記実施
例及び従来例に対応する部分については同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００３８】すなわち、本実施例によれば、試料チャン
バ５０内に分析側とイオン注入側とを分離する隔壁４３
を設け、これに試料搬送ロッド４１を挿通自在に真空仕
切りバルブ３６を設けている。これにより、上記実施例
の作用効果の他に表面分析側とイオン注入側とで独立し
て真空度を変えることができるが、特に表面分析では超
真空が望ましいので、この場合にはイオン注入側には関
係なく、所定の圧力に排気することができる。その他の
作用、効果は第１、第２実施例と同様である。

【００３９】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００４０】例えば、以上の実施例では、加速部におい
てはイオンを２００ｋＶで加速するようにしたが、この
数値はこれに限ることなく、更に高い加速電圧で加速さ
せるようにしてもよい。

【００４１】また、以上の実施例では、半導体検出器３
３を可動に設けたが、固定させてもよい。

【００４２】以上の実施例では、また試料搬送ロッド４
１は、単にロッド状として図示したが、これは従来真空
容器内で、例えば準備室からスパッタ室、あるいはこの
逆で試料を受け渡ししている、全ての構造が適用可能で
ある。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の表面分析を
兼ねたイオン注入装置によれば、装置全体を大巾にコン
パクトにすることができ、従って各部の組立てなどに要
するコストも大巾に低下させることができ、またイオン
注入された試料の表面分析を行なうために、一旦大気に
取出す必要がないので、試料の表面分析を正確に行なう
ことができる。これが複雑な搬送機構を必要とせず搬送
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による表面分析を兼ねたイ
オン注入装置の部分破断平面図である。

【図２】本発明の第２実施例による表面分析を兼ねたイ
オン注入装置の部分破断平面図である。

【図３】本発明の第３実施例による部分破断平面図であ
る。

【図４】従来例の表面分析を兼ねたイオン注入装置の部
分破断平面図である。

【図５】同要部の拡大斜視図である。

【符号の説明】

３３半導体検出器４１搬送ロッド５０試料チャンバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿川義昭神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内 (72)発明者桜田勇蔵神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオンビームの走行方向を所定の２方向
のうちいずれかの方向に切換えるための切換手段と、該
切換手段に前記２方向の一方で気密に接続された表面分
析用チャンバと、前記２方向の他方で気密に接続された
イオン注入用チャンバと、前記表面分析用チャンバ内で
前記一方の方向で投射されるイオンビームを受けるよう
に試料を支持する第１支持台と、該第１支持台に支持さ
れた試料に近接して配設され、該試料に投射されるイオ
ンビームの該試料からの散乱イオンビームを受けて、こ
れを分析するための表面分析器と、前記イオン注入用チ
ャンバ内で前記他方の方向で投射されるイオンビームを
受けるように試料を支持する第２支持台とを備えた表面
分析兼イオン注入装置において、前記表面分析用チャン
バと前記イオン注入用チャンバとを、外壁部を共通にし
て一体化し、前記表面分析器は半導体検出器であること
を特徴とする表面分析兼イオン注入装置。
【請求項２】前記外壁部の開口部に気密に取り付けら
れた真空保持バルブを介して試料を一旦収容するための
予備室を接続し、該予備室及び前記開口を通って前記一
体化したチャンバ内に導入及びこれから導出可能な試料
搬送ロッドを設け、該試料搬送ロッドにより前記第２支
持台との間でイオン注入すべき及びイオン注入された試
料の受け渡しを行ない、かつ前記第１支持台との間でイ
オン注入された及び表面分析された試料の受け渡しを行
なうようにした請求項１に記載の表面分析兼イオン注入
装置。
【請求項３】前記半導体検出器は前記試料に対向する
方向が変更し得るように回動可能である請求項１に記載
の表面分析兼イオン注入装置。
【請求項４】前記第２支持台は３つの位置に回動可能
であり、第１の角度位置で前記試料搬送ロッドとの間で
試料の受け渡しを行ない、第２の角度位置でイオンビー
ムの照射を受け、第３の角度位置で該第２支持台の側方
を通過すべく前記試料搬送ロッドの移動を許容する請求
項２に記載の表面分析兼イオン注入装置。
【請求項５】前記一体化チャンバ内を前記表面分析用
チャンバ側と前記イオン注入用チャンバ側とを気密に画
成するように隔壁を設けた請求項１に記載の表面分析兼
イオン注入装置。
【請求項６】前記外壁部の開口部に気密に取り付けら
れた真空保持バルブを介して試料を一旦収容するための
予備室を接続し、該予備室及び前記開口を通って前記一
体化したチャンバ内に導入及びこれから導出可能な試料
搬送ロッドを設け、該試料搬送ロッドにより前記第２支
持台との間でイオン注入すべき及びイオン注入された試
料の受け渡しを行ない、前記隔壁部に仕切りバルブを設
けて、該仕切りバルブを前記試料搬送ロッドは挿通自在
で、かつ前記第１支持台との間でイオン注入された及び
表面分析された試料の受け渡しを行なうようにした請求
項５に記載の表面分析兼イオン注入装置。
【請求項７】イオンビーム導入口を設けた真空チャン
バ内に試料を支持するための支持台を設け、該支持台に
取り付けた試料に近接して、該試料に前記イオンビーム
導入口より導入されたイオンビームを投射して、これか
ら散乱するイオンビームを受ける半導体検出器を移動可
能に設け、前記真空チャンバの外壁部の開口部に気密に
取り付けられた真空保持バルブを介して試料を一旦収容
するための予備室を接続し、該予備室及び前記開口を通
って前記真空チャンバ内に導入及びこれから導出可能な
試料搬送ロッドを設け、該試料搬送ロッドにより前記支
持台との間でイオン注入すべき及びイオン注入された試
料の受け渡しを行なうようにし、表面分析するときには
前記半導体検出器を前記支持台に取り付けた試料に近接
した位置におき、イオンを注入するときには、離隔した
位置に移動させるようにしたことを特徴とする表面分析
兼イオン注入装置。