JPH0660838A - 低エネルギーイオン銃 - Google Patents
低エネルギーイオン銃Info
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- JPH0660838A JPH0660838A JP4229432A JP22943292A JPH0660838A JP H0660838 A JPH0660838 A JP H0660838A JP 4229432 A JP4229432 A JP 4229432A JP 22943292 A JP22943292 A JP 22943292A JP H0660838 A JPH0660838 A JP H0660838A
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 12
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウィーンフィルタ部の小型化と中性粒子の除
去。 【構成】 ウィーンフィルタ部における真空チャンバ４
１は、一つの対向側面部を磁性体４１1で、他の対向側
面部を非磁性体４１2で構成する。励磁コイル４６の励
磁により同磁性体は磁極となり、チャンバ内に磁界を形
成する。ウィーンフィルタ部は所望のイオンビ−ムが僅
かに偏向されるように動作状態を設定し、ビーム下流部
に設けられるスリット板５４とそのスリット５４1は、
同ビームが通過できるように配置する。中性粒子ビーム
はウィーンフィルタ部を直進し、スリット板で除去され
る。
去。 【構成】 ウィーンフィルタ部における真空チャンバ４
１は、一つの対向側面部を磁性体４１1で、他の対向側
面部を非磁性体４１2で構成する。励磁コイル４６の励
磁により同磁性体は磁極となり、チャンバ内に磁界を形
成する。ウィーンフィルタ部は所望のイオンビ−ムが僅
かに偏向されるように動作状態を設定し、ビーム下流部
に設けられるスリット板５４とそのスリット５４1は、
同ビームが通過できるように配置する。中性粒子ビーム
はウィーンフィルタ部を直進し、スリット板で除去され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウィーンフィルタによ
る質量分離部を備えた低エネルギーイオン銃に関する。
る質量分離部を備えた低エネルギーイオン銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】分子線エピタキシー（ＭＢＥ）装置にイ
オン銃を併設し、ＭＢＥ装置で分子線を飛ばしながらイ
オン銃で酸素、シリコンイオンを同時に注入して成膜を
行う複合技術の開発が進んでいる。ただ単なるガス、中
性ビームと比べて、イオンビ−ムは付着性に優れ、しか
もコントロールが容易であるという性質、利点を有す
る。かかるイオン銃は、分子線セルと共にＭＢＥ装置の
成長室に並設されることから、通常の半導体製造装置に
用いられているイオン注入装置を小型化したものとして
構成することを要する。
オン銃を併設し、ＭＢＥ装置で分子線を飛ばしながらイ
オン銃で酸素、シリコンイオンを同時に注入して成膜を
行う複合技術の開発が進んでいる。ただ単なるガス、中
性ビームと比べて、イオンビ−ムは付着性に優れ、しか
もコントロールが容易であるという性質、利点を有す
る。かかるイオン銃は、分子線セルと共にＭＢＥ装置の
成長室に並設されることから、通常の半導体製造装置に
用いられているイオン注入装置を小型化したものとして
構成することを要する。
【０００３】図３は、別途出願において開示したもので
あって、ＭＢＥ装置の一部品として用いることができる
低エネルギーイオン銃の構成図である。同イオン銃は、
全体として、イオン源部１、アインツェルレンズによる
レンズ部２、Ｘ−Ｙ静電偏向板による偏向部３、ウィー
ンフィルタによる質量分離部４、そしてアインツェルレ
ンズ一体化方式の減速管による減速部５からなる。イオ
ン源部１のフランジ１１、レンズ部チャンバ２１のフラ
ンジ２２、２３、偏向部チャンバ３１のフランジ３２、
３３、質量分離部チャンバ４１のフランジ４２、４３、
減速部チャンバ５１のフランジ５２、５３は同一寸法に
形成されている。これに伴い、用途に応じてイオン銃の
各構成部を任意に組み合わせることができる。
あって、ＭＢＥ装置の一部品として用いることができる
低エネルギーイオン銃の構成図である。同イオン銃は、
全体として、イオン源部１、アインツェルレンズによる
レンズ部２、Ｘ−Ｙ静電偏向板による偏向部３、ウィー
ンフィルタによる質量分離部４、そしてアインツェルレ
ンズ一体化方式の減速管による減速部５からなる。イオ
ン源部１のフランジ１１、レンズ部チャンバ２１のフラ
ンジ２２、２３、偏向部チャンバ３１のフランジ３２、
３３、質量分離部チャンバ４１のフランジ４２、４３、
減速部チャンバ５１のフランジ５２、５３は同一寸法に
形成されている。これに伴い、用途に応じてイオン銃の
各構成部を任意に組み合わせることができる。
【０００４】例えば、数１０ｅＶ〜３００ｅＶの低エネ
ルギーイオン銃として、単一質量のイオン照射を行う場
合、各機能構成部は同図に示した配列で使用される。イ
オン源部１は接地点に対し数１０〜３００Ｖ正電位にバ
イアスされ、減速部５の減速管５２をイオン源部に対し
負の高電位とし、接地電位にある試料に数１０〜３００
ｅＶのイオンが注入される。同じく単一質量のイオンビ
ームを大きな面積に照射する場合には、質量分離部４及
び減速部５をレンズ部２に縦続して結合し、偏向部３を
ビームの最下流部に位置させる。
ルギーイオン銃として、単一質量のイオン照射を行う場
合、各機能構成部は同図に示した配列で使用される。イ
オン源部１は接地点に対し数１０〜３００Ｖ正電位にバ
イアスされ、減速部５の減速管５２をイオン源部に対し
負の高電位とし、接地電位にある試料に数１０〜３００
ｅＶのイオンが注入される。同じく単一質量のイオンビ
ームを大きな面積に照射する場合には、質量分離部４及
び減速部５をレンズ部２に縦続して結合し、偏向部３を
ビームの最下流部に位置させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】イオン銃全体のコンパ
クト化を考慮し、質量分離部４はウィーンフィルタによ
り構成されており、このウィーンフィルタ部の横断面図
を図４に示す。質量分離部の真空チャンバ４１は非磁性
体材料で形成されており、同チャンバ内に一様な電界を
形成させる平行平板電極４４が設けられている。チャン
バ４１内に電界と直交する一様な磁界を形成するため
に、磁性体による磁極４５がチャンバの外側に対向して
設けられ、同磁極には励磁コイル４６を有する磁気回路
４７が結合されている。
クト化を考慮し、質量分離部４はウィーンフィルタによ
り構成されており、このウィーンフィルタ部の横断面図
を図４に示す。質量分離部の真空チャンバ４１は非磁性
体材料で形成されており、同チャンバ内に一様な電界を
形成させる平行平板電極４４が設けられている。チャン
バ４１内に電界と直交する一様な磁界を形成するため
に、磁性体による磁極４５がチャンバの外側に対向して
設けられ、同磁極には励磁コイル４６を有する磁気回路
４７が結合されている。
【０００６】このように磁極４４を真空チャンバ４１の
外側に設けていることから、磁極間距離が長くなり、こ
れに伴い、大きな起磁力を必要とする関係上、大きな励
磁電流を要し、励磁コイル４６が大型化し、質量分離部
全体が大きくなる。
外側に設けていることから、磁極間距離が長くなり、こ
れに伴い、大きな起磁力を必要とする関係上、大きな励
磁電流を要し、励磁コイル４６が大型化し、質量分離部
全体が大きくなる。
【０００７】また、ウィーンフィルタでは、所望のイオ
ンビ−ムを直進させるように電界及び磁界を設定する
が、フィルタに入ってきた中性粒子も同様にそのまま通
り抜けるから、イオンビ−ムと共に試料に照射されてし
まう。
ンビ−ムを直進させるように電界及び磁界を設定する
が、フィルタに入ってきた中性粒子も同様にそのまま通
り抜けるから、イオンビ−ムと共に試料に照射されてし
まう。
【０００８】本発明は、ウィーンフィルタ部の小型化を
図ると共に、中性粒子ビームを除去することができる質
量分離部を備えた低エネルギーイオン銃を提供すること
を目的とするものである。
図ると共に、中性粒子ビームを除去することができる質
量分離部を備えた低エネルギーイオン銃を提供すること
を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ウィーンフィ
ルタを有するイオン銃において、一つの対向側面部が磁
極部としての磁性体で構成された真空チャンバを有する
ウィーンフィルタと、このフィルタのビーム下流部に設
けられ、ウィーンフィルタにおけるビーム直進方向に対
して、ずれた位置にスリットを有するスリット板とを備
えてなることを特徴とするものである。
ルタを有するイオン銃において、一つの対向側面部が磁
極部としての磁性体で構成された真空チャンバを有する
ウィーンフィルタと、このフィルタのビーム下流部に設
けられ、ウィーンフィルタにおけるビーム直進方向に対
して、ずれた位置にスリットを有するスリット板とを備
えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】ウィーンフィルタ部の真空チャンバの一つの対
向側面部を磁性体で形成し、磁極として機能させたか
ら、磁極間ギャップが短くなる。また、ウィーンフィル
タにおける所望質量のイオンビ−ムに対する電界と磁界
の作用力のバランス状態をずらして同ビームを僅かに偏
向させ、この偏向方向に合わせてスリット板のスリット
が位置し、ウィーンフィルタに導入された所望のイオン
ビ−ムは曲げられてスリットを通過するが、中性粒子ビ
ームはウィーンフィルタ部を直進してスリットを通過で
きず、スリット板でカットされることになる。
向側面部を磁性体で形成し、磁極として機能させたか
ら、磁極間ギャップが短くなる。また、ウィーンフィル
タにおける所望質量のイオンビ−ムに対する電界と磁界
の作用力のバランス状態をずらして同ビームを僅かに偏
向させ、この偏向方向に合わせてスリット板のスリット
が位置し、ウィーンフィルタに導入された所望のイオン
ビ−ムは曲げられてスリットを通過するが、中性粒子ビ
ームはウィーンフィルタ部を直進してスリットを通過で
きず、スリット板でカットされることになる。
【００１１】
【実施例】本考案の一実施例について図面を参照して説
明する。図１（ａ）は本発明の要部である低エネルギー
イオン銃におけるウィーンフィルタ部の断面図、同図
（ｂ）は質量分離部の配置状況及び動作説明図であり、
図２、図３と同一符号は同等部分を示す。図１（ａ）に
おいて、ウィーンフィルタ部における真空チャンバ４１
の一つの対向側面部は磁性体４１1で構成されており、
もう一つの対向側面部は非磁性体４１2で構成されてい
る。磁性体４１1には励磁コイル４６を有する磁気回路
４７が結合されており、励磁コイルへの通電により対向
配置されている磁性体４１1は、チャンバ４１内に一様
な磁界を形成させる磁極として動作する。
明する。図１（ａ）は本発明の要部である低エネルギー
イオン銃におけるウィーンフィルタ部の断面図、同図
（ｂ）は質量分離部の配置状況及び動作説明図であり、
図２、図３と同一符号は同等部分を示す。図１（ａ）に
おいて、ウィーンフィルタ部における真空チャンバ４１
の一つの対向側面部は磁性体４１1で構成されており、
もう一つの対向側面部は非磁性体４１2で構成されてい
る。磁性体４１1には励磁コイル４６を有する磁気回路
４７が結合されており、励磁コイルへの通電により対向
配置されている磁性体４１1は、チャンバ４１内に一様
な磁界を形成させる磁極として動作する。
【００１２】真空チャンバ４１内には磁界と直交する電
界を形成するための平行平板電極４４が設けられてい
る。ウィーンフィルタは、所望の質量、電荷のイオンビ
ームに対する電界と磁界の作用力がバランスするように
して同ビームのみを直進させると共に、ウィーンフィル
タのビーム下流部に同ビームを通すスリット板（図２の
減速部５におけるスリット板５４に相当）を設けて質量
分離を行っている。図１（ｂ）は、図１（ａ）のチャン
バの中心線、Ａ−Ａ線断面部におけるに平行平板電極４
４及びウィーンフィルタのビーム下流部に設けられるス
リット板５４の配置状況及び動作説明図である。所望の
質量、電荷のイオンビ−ムに対する電界と磁界による作
用力のバランス状態をずらし、同ビームが矢印で示すよ
うに、例えば、直進方向から７°ないし１０°ずれた方
向に偏向されてウィーンフィルタを通過するように、電
極４４の印加電圧を調節する。そして、スリット板５４
は、そのスリット５４1が、この偏向方向に位置するよ
うに配置する。
界を形成するための平行平板電極４４が設けられてい
る。ウィーンフィルタは、所望の質量、電荷のイオンビ
ームに対する電界と磁界の作用力がバランスするように
して同ビームのみを直進させると共に、ウィーンフィル
タのビーム下流部に同ビームを通すスリット板（図２の
減速部５におけるスリット板５４に相当）を設けて質量
分離を行っている。図１（ｂ）は、図１（ａ）のチャン
バの中心線、Ａ−Ａ線断面部におけるに平行平板電極４
４及びウィーンフィルタのビーム下流部に設けられるス
リット板５４の配置状況及び動作説明図である。所望の
質量、電荷のイオンビ−ムに対する電界と磁界による作
用力のバランス状態をずらし、同ビームが矢印で示すよ
うに、例えば、直進方向から７°ないし１０°ずれた方
向に偏向されてウィーンフィルタを通過するように、電
極４４の印加電圧を調節する。そして、スリット板５４
は、そのスリット５４1が、この偏向方向に位置するよ
うに配置する。
【００１３】これに伴い、所望の質量、電荷のイオンビ
−ムをウィーンフィルタ及びスリットを通して得ること
ができる。そして、ウィーンフィルタに入ってくる中性
粒子ビームは、電界及び磁界の影響を受けないから、そ
のまま直進し、スリット板５４でカットされることにな
る。なお、スリット板５４以降のビームラインはビーム
のスリット通過方向に合わせて構成する。また、ウィー
ンフィルタの平行平板電極４４については、点線で示す
ように、途中から屈曲させてもよく、こうすることによ
り、質量分離に対称性を与えて分解能を向上させること
ができる。
−ムをウィーンフィルタ及びスリットを通して得ること
ができる。そして、ウィーンフィルタに入ってくる中性
粒子ビームは、電界及び磁界の影響を受けないから、そ
のまま直進し、スリット板５４でカットされることにな
る。なお、スリット板５４以降のビームラインはビーム
のスリット通過方向に合わせて構成する。また、ウィー
ンフィルタの平行平板電極４４については、点線で示す
ように、途中から屈曲させてもよく、こうすることによ
り、質量分離に対称性を与えて分解能を向上させること
ができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ウィー
ンフィルタ部の真空チャンバの一つの対向側面部を磁性
体で形成し、磁極として機能させたから、磁極間ギャッ
プが短くなり、これに伴い、励磁コイルの小型化、励磁
電流の低減を図ることができ、全体として、低エネルギ
ーイオン銃のウィーンフィルタをコンパクトに構成する
ことができる。
ンフィルタ部の真空チャンバの一つの対向側面部を磁性
体で形成し、磁極として機能させたから、磁極間ギャッ
プが短くなり、これに伴い、励磁コイルの小型化、励磁
電流の低減を図ることができ、全体として、低エネルギ
ーイオン銃のウィーンフィルタをコンパクトに構成する
ことができる。
【００１５】また、ウィーンフィルタで所望質量のイオ
ンビ−ムを僅かに偏向させ、この偏向方向に合わせてス
リット板のスリットを位置させたから、ウィーンフィル
タに導入された所望のイオンビ−ムは曲げられてスリッ
トを通過するが、中性粒子ビームはウィーンフィルタ部
を直進し、スリット板で除去することができる。
ンビ−ムを僅かに偏向させ、この偏向方向に合わせてス
リット板のスリットを位置させたから、ウィーンフィル
タに導入された所望のイオンビ−ムは曲げられてスリッ
トを通過するが、中性粒子ビームはウィーンフィルタ部
を直進し、スリット板で除去することができる。
【図１】本発明の一実施例である低エネルギー銃におけ
るウィーンフィルタ部の断面図並びに質量分離部の配置
状況、動作説明図である。
るウィーンフィルタ部の断面図並びに質量分離部の配置
状況、動作説明図である。
【図２】従来の低エネルギーイオン銃の構成図である。
【図３】従来のウィーンフィルタ部の断面図である。
1 イオン源部 2 レンズ部 3 偏向部 4 質量分離部 5 減速部 41 真空チャンバ 411 磁性体 412 非磁性体 46 励磁コイル 47 磁気回路 54 スリット板
Claims (1)
- 【請求項１】 ウィーンフィルタを有するイオン銃にお
いて、一つの対向側面部が磁極部としての磁性体で構成
された真空チャンバを有するウィーンフィルタと、この
フィルタのビーム下流部に設けられ、ウィーンフィルタ
におけるビーム直進方向に対して、ずれた位置にスリッ
トを有するスリット板とを備えてなることを特徴とする
低エネルギーイオン銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229432A JPH0660838A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 低エネルギーイオン銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229432A JPH0660838A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 低エネルギーイオン銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660838A true JPH0660838A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16892139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4229432A Pending JPH0660838A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 低エネルギーイオン銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660838A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2719051A1 (fr) * | 1994-04-20 | 1995-10-27 | Atochem Elf Sa | Film thermoplastique soudable par haute fréquence. |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4229432A patent/JPH0660838A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2719051A1 (fr) * | 1994-04-20 | 1995-10-27 | Atochem Elf Sa | Film thermoplastique soudable par haute fréquence. |
| BE1008677A3 (fr) * | 1994-04-20 | 1996-07-02 | Atochem Elf Sa | Film thermoplastique soudable par haute frequence. |
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