JPS62272434A - イオン注入装置用質量分析装置 - Google Patents
イオン注入装置用質量分析装置Info
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- JPS62272434A JPS62272434A JP11480286A JP11480286A JPS62272434A JP S62272434 A JPS62272434 A JP S62272434A JP 11480286 A JP11480286 A JP 11480286A JP 11480286 A JP11480286 A JP 11480286A JP S62272434 A JPS62272434 A JP S62272434A
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 18
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- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３ 発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
この発明は、イオン注入袋蓋用質量分析装置に関するも
のであり、もう少し詳しくいうと、イオン源からのイオ
ンビームを扇形電磁石で角度偏向したのち１分解孔から
所望の質量数のイオンを選択するイオン圧入装置用質量
分析装置に関するものである。
のであり、もう少し詳しくいうと、イオン源からのイオ
ンビームを扇形電磁石で角度偏向したのち１分解孔から
所望の質量数のイオンを選択するイオン圧入装置用質量
分析装置に関するものである。
従来、この種の装置として特開昭４Ｏ−７７Ａｕλ号公
報に示されたものがあり、これをｗＸコ図、第３図につ
いて説明する。図においてイオン源Ｃハで生成、加速さ
れたイオンビーム（２）は、上下７対の扇形電磁石（３
１で質量分離され、特定のイオン種のみが分解孔（り）
で選択される７これらのビームライン系は真空ポンプで
高真空に保たれている。
報に示されたものがあり、これをｗＸコ図、第３図につ
いて説明する。図においてイオン源Ｃハで生成、加速さ
れたイオンビーム（２）は、上下７対の扇形電磁石（３
１で質量分離され、特定のイオン種のみが分解孔（り）
で選択される７これらのビームライン系は真空ポンプで
高真空に保たれている。
イオン源（ハより加速、出射されたイオンビーム（コ１
は、第λ図矢印ＩＡＩに示す如きイオン源（ハのスリッ
ト幅の方向〔ラジアル（ｒａｄｉａｌ）方向〕に拡がっ
ていき、ある拡がりをもって磁極端面（ｓｌ ｆｔ通っ
て扇形電磁石（３）内に入射される。この扇形電磁石（
３１は、磁極が扇形になっており、ラジアル方向に拡が
ったイオンビームＣλ）を分解孔（ダ１上に収束させる
６一方、イオン源（ハより加速、出射されたイオンビス
リット長さ方向（アキシャルｒａｘｉａｌ）方向１ ｉ
ｃも拡がっていき、ある拡がりをもって磁極端面（Ｓｌ
を通って扇形電磁石（，７１内に入射される、このアキ
シャル方向に拡がったイオンビーム（コ）を収束させる
には、扇形電磁石（３１に磁極端面１ｒｌ Ｋ対して入
射する角度を調整する必要がある、一般に、磁極の入口
や出口でアキシャル方向にイオンビームラ収束させるた
めには、入射エツジ回転角Ｕ、や出射エツジ回転角ＴＪ
ｓを、第２図に示したように、磁極端面ＩＳｌを矢印（
ＣＩ 、 （ＤＩ方向に傾斜させ、ビームが入射ビーム
と直交する面と出射ビームと直交する面とによって形成
される偏向角θに対して入・出射点で磁極端面（ｓｌと
ある傾斜角をもって入出射する場合、ビームは入・出射
点で収束方向に作用する、また、３Ｉ！方向の入・出射
角がセットされると。
は、第λ図矢印ＩＡＩに示す如きイオン源（ハのスリッ
ト幅の方向〔ラジアル（ｒａｄｉａｌ）方向〕に拡がっ
ていき、ある拡がりをもって磁極端面（ｓｌ ｆｔ通っ
て扇形電磁石（３）内に入射される。この扇形電磁石（
３１は、磁極が扇形になっており、ラジアル方向に拡が
ったイオンビームＣλ）を分解孔（ダ１上に収束させる
６一方、イオン源（ハより加速、出射されたイオンビス
リット長さ方向（アキシャルｒａｘｉａｌ）方向１ ｉ
ｃも拡がっていき、ある拡がりをもって磁極端面（Ｓｌ
を通って扇形電磁石（，７１内に入射される、このアキ
シャル方向に拡がったイオンビーム（コ）を収束させる
には、扇形電磁石（３１に磁極端面１ｒｌ Ｋ対して入
射する角度を調整する必要がある、一般に、磁極の入口
や出口でアキシャル方向にイオンビームラ収束させるた
めには、入射エツジ回転角Ｕ、や出射エツジ回転角ＴＪ
ｓを、第２図に示したように、磁極端面ＩＳｌを矢印（
ＣＩ 、 （ＤＩ方向に傾斜させ、ビームが入射ビーム
と直交する面と出射ビームと直交する面とによって形成
される偏向角θに対して入・出射点で磁極端面（ｓｌと
ある傾斜角をもって入出射する場合、ビームは入・出射
点で収束方向に作用する、また、３Ｉ！方向の入・出射
角がセットされると。
ビームは発散方向のレンズ作用を受けることがイオン光
学上周知である。
学上周知である。
したがって、アキシャル方向に拡がったイオンビーム（
λ）を収束させるには、均一な磁場に対してイオンビー
ムを第２図に示すように、磁極端面（ｓ）に対して入射
エツジ回転角υ１．出射エツジ回転角Ｕコの角１現を形
成し、イオンビーム（２）を斜めに入出射させることに
よって実現できる。
λ）を収束させるには、均一な磁場に対してイオンビー
ムを第２図に示すように、磁極端面（ｓ）に対して入射
エツジ回転角υ１．出射エツジ回転角Ｕコの角１現を形
成し、イオンビーム（２）を斜めに入出射させることに
よって実現できる。
近年、イオン注入装置では、スループットの向上のため
に、大電流のイオンビームを注入できるものが要求され
ており、イオン源で生成されたイオンビームの損失を少
なくシ、特定のイオン棟を効率よく輸送する透過率の高
いイオン光学系を得るため罠数々の工夫がなされている
、特に、前記〜のような質量分析装置においては、イオ
ン光学系を決定するパラメータ偏向角θやエツジ回転角
σ／、ＵＪに対する工夫により、装置の改良が試みられ
ている。イオンビームの軌道は、磁場内に入曽出射する
ときに磁場境界となす角度とｖＩ！！場中で偏向される
角変とによって一意的に決定される。、また、均一磁場
中ではイオンビームの偏向曲率半径は一定であるから、
偏向角は入・出射側の両磁場境界で切られる円弧の長さ
で決まる、このことから、質量分析装置の扇形電磁石に
おいて、磁場境界をいかに望むように形成するが大きな
問題となる。
に、大電流のイオンビームを注入できるものが要求され
ており、イオン源で生成されたイオンビームの損失を少
なくシ、特定のイオン棟を効率よく輸送する透過率の高
いイオン光学系を得るため罠数々の工夫がなされている
、特に、前記〜のような質量分析装置においては、イオ
ン光学系を決定するパラメータ偏向角θやエツジ回転角
σ／、ＵＪに対する工夫により、装置の改良が試みられ
ている。イオンビームの軌道は、磁場内に入曽出射する
ときに磁場境界となす角度とｖＩ！！場中で偏向される
角変とによって一意的に決定される。、また、均一磁場
中ではイオンビームの偏向曲率半径は一定であるから、
偏向角は入・出射側の両磁場境界で切られる円弧の長さ
で決まる、このことから、質量分析装置の扇形電磁石に
おいて、磁場境界をいかに望むように形成するが大きな
問題となる。
一般に磁場境界の形状は機械的な磁極の形状と一致しな
い。その理由は磁極端面付近の磁場のしみ出しがあり、
この分布形状から決定される実効的な磁場境界を考慮す
る必要があるからであり、さらに磁極の三次元的形状や
、磁極をつくる磁性材の磁化力の飽和の度合によって、
との実効的な磁場境界は複雑に変化する、 〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のような従来のイオン圧入装置用質量分析装置では
、磁場境界を望む形状、すなわち、イオンビームと入・
出射するときになす角、吠（エツジ回転角、）や位置に
設定するには、精密な磁場分布測定と実効的な磁場境界
の決定、および磁極端面の修正加工の繰り返しが必要で
あった。特に、磁場境界を回転させることは容易ではな
いなどの問題点があった。
い。その理由は磁極端面付近の磁場のしみ出しがあり、
この分布形状から決定される実効的な磁場境界を考慮す
る必要があるからであり、さらに磁極の三次元的形状や
、磁極をつくる磁性材の磁化力の飽和の度合によって、
との実効的な磁場境界は複雑に変化する、 〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のような従来のイオン圧入装置用質量分析装置では
、磁場境界を望む形状、すなわち、イオンビームと入・
出射するときになす角、吠（エツジ回転角、）や位置に
設定するには、精密な磁場分布測定と実効的な磁場境界
の決定、および磁極端面の修正加工の繰り返しが必要で
あった。特に、磁場境界を回転させることは容易ではな
いなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、実効的な磁場境界回転角を容易に設定できる
とともに、より正確に磁場境界位置を調整できるイオン
圧入装置用質量分析装置を得ることを目的とする、 〔問題点を解決するための手段］ この発明に係るイオン圧入装置用質量分析装置は、扇形
電磁石の磁極を磁極本体と、一定の曲率をもった７対の
可動磁極片とによって形成し、この曲率をもった可動磁
極片が磁極本体に沿って変位可能としたものである。
たもので、実効的な磁場境界回転角を容易に設定できる
とともに、より正確に磁場境界位置を調整できるイオン
圧入装置用質量分析装置を得ることを目的とする、 〔問題点を解決するための手段］ この発明に係るイオン圧入装置用質量分析装置は、扇形
電磁石の磁極を磁極本体と、一定の曲率をもった７対の
可動磁極片とによって形成し、この曲率をもった可動磁
極片が磁極本体に沿って変位可能としたものである。
この発明においては、扇形電磁石の磁極端面をつくる曲
率をもった可動磁極片が磁極本体に沿って変位すること
により、イオンビームの入・出射点と入・出射側それぞ
れの可動磁極片がつくる実効的な磁場境界の曲率の中心
点を結ぶ直線とイオンビームの入・出射方向とがなす角
度を変えることができ、実効的な入・出射側磁場境界の
回転角を任意に設定できる、 〔実施例〕 第７図はこの発明の一実施例を示し１図において扇形を
磁石（３１は磁極本体（６）と／対の可動磁極片（７ａ
）（？ｂ’）とからなっている、、（ｆｆｌはイオンビ
ーム強度モニタである。可動磁極片（７ａ）（りｂ）は
それぞれ外側面が凸面および凹面になっており、磁極本
体（６）の両端面にそれぞれ沿って可動になっている、
ただし、第１図の磁極の形状は実効的な磁場境界で表わ
されている。その他、第２図におけると同一符号は同一
部分である。
率をもった可動磁極片が磁極本体に沿って変位すること
により、イオンビームの入・出射点と入・出射側それぞ
れの可動磁極片がつくる実効的な磁場境界の曲率の中心
点を結ぶ直線とイオンビームの入・出射方向とがなす角
度を変えることができ、実効的な入・出射側磁場境界の
回転角を任意に設定できる、 〔実施例〕 第７図はこの発明の一実施例を示し１図において扇形を
磁石（３１は磁極本体（６）と／対の可動磁極片（７ａ
）（？ｂ’）とからなっている、、（ｆｆｌはイオンビ
ーム強度モニタである。可動磁極片（７ａ）（りｂ）は
それぞれ外側面が凸面および凹面になっており、磁極本
体（６）の両端面にそれぞれ沿って可動になっている、
ただし、第１図の磁極の形状は実効的な磁場境界で表わ
されている。その他、第２図におけると同一符号は同一
部分である。
以上の構成により、磁極端面の回転角（エツジ回転角）
を、Ｕｌ、υコからそれぞれυ／／ 、υ／Ｊに変更し
たい場合、すなわち、ここでは入・出射側とも、エツジ
回転角を増加させたい場合、入射側の可動磁極片（７ａ
）を矢印ＴＥＩの方向へ、出射側の可動磁極片（りｂ）
を矢印（Ｆｌの方向へそれぞれ変位させて破線で示す位
置とする。このとき磁極位置のずれ、すなわち入・出射
点のずれへＸ／、ΔＸＪを生じるが、これが無視できな
い場合は矢印（Ｇｌの方向へ磁極位置を微調整すればよ
い、、またＵｔ 、 ＵＪをともに減少したい場合は、
変位方向（矢印Ｅ 、 Ｆ。
を、Ｕｌ、υコからそれぞれυ／／ 、υ／Ｊに変更し
たい場合、すなわち、ここでは入・出射側とも、エツジ
回転角を増加させたい場合、入射側の可動磁極片（７ａ
）を矢印ＴＥＩの方向へ、出射側の可動磁極片（りｂ）
を矢印（Ｆｌの方向へそれぞれ変位させて破線で示す位
置とする。このとき磁極位置のずれ、すなわち入・出射
点のずれへＸ／、ΔＸＪを生じるが、これが無視できな
い場合は矢印（Ｇｌの方向へ磁極位置を微調整すればよ
い、、またＵｔ 、 ＵＪをともに減少したい場合は、
変位方向（矢印Ｅ 、 Ｆ。
Ｇ）を上記の逆にすればよい、このようにすれば。
入・出射点にずれを生じさせず、エツジ回転角の増減、
すなわち収束力の増減（υ／／＋υ／Ｊに依存する）が
可能である、 この可動磁極片（７ａ）（７ｂ）の変位量の調整は。
すなわち収束力の増減（υ／／＋υ／Ｊに依存する）が
可能である、 この可動磁極片（７ａ）（７ｂ）の変位量の調整は。
簡単な磁場測定によって扇形電磁石（３１単体で粗調整
を行ったのち、実際に質量分析装置を構成し。
を行ったのち、実際に質量分析装置を構成し。
イオンビーム強度モニタ（ｆｆｌでイオンビーム強度を
モニタし９強度が最大になるように微調整することによ
ってなされる。特にイオン注入装置に使用される場合、
注入に選択されるイオン種によって扇形電磁石（３）の
中心磁場強度を変化させる必要があり、従来装置のよう
に磁極端面を固定した構成では、中心磁場強度の変化に
ともなう磁極端面付近の磁場のしみ出し分布の変化によ
る実効的な磁場境界の移動は調整できず、全てのイオン
種について最適なイオン光学系にすることができなかっ
たのであるが、上記実施例ではこのような調整も可能で
あり、全てのイオン種について最適なイオン光学系を設
定することが可能である。
モニタし９強度が最大になるように微調整することによ
ってなされる。特にイオン注入装置に使用される場合、
注入に選択されるイオン種によって扇形電磁石（３）の
中心磁場強度を変化させる必要があり、従来装置のよう
に磁極端面を固定した構成では、中心磁場強度の変化に
ともなう磁極端面付近の磁場のしみ出し分布の変化によ
る実効的な磁場境界の移動は調整できず、全てのイオン
種について最適なイオン光学系にすることができなかっ
たのであるが、上記実施例ではこのような調整も可能で
あり、全てのイオン種について最適なイオン光学系を設
定することが可能である。
なお、上記実施例では、入射側可動磁極片が凸形の、出
射側が凹形の場合のものを示したが、その逆でもよい。
射側が凹形の場合のものを示したが、その逆でもよい。
また１人ψ出射点の微調整はできないが、入・出射側と
も凸形あるいは凹形であってもエツジ回転角の設定、調
整に関しては上記実施例と同様の効果を奏する。
も凸形あるいは凹形であってもエツジ回転角の設定、調
整に関しては上記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記実施例では質量分析用ｍｓ石について示した
が、偏向作用と収束作用を兼ね備えた機能結合形の扇形
電磁石であれば、上記実施例と同様の効果を奏する７ 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、扇形電磁石の磁極端
面位置を磁極を加工することなく移動させることができ
るようにしたので、装置の初期設定および運転条件によ
る微調整が容易にでき、安価に、かつ、高精度、高効率
のものが得られる効果がある。
が、偏向作用と収束作用を兼ね備えた機能結合形の扇形
電磁石であれば、上記実施例と同様の効果を奏する７ 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、扇形電磁石の磁極端
面位置を磁極を加工することなく移動させることができ
るようにしたので、装置の初期設定および運転条件によ
る微調整が容易にでき、安価に、かつ、高精度、高効率
のものが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の要部平面図、第２図は従
来のイオン圧入装置用質量分析装置の要部平面図、第３
図は第２図のものの側面図である、（ハ・・イオンｍ、
Ｔｕｔ・・イオンビーム、（３１・・扇形ｔｍ石、（す
）・・分解孔、（６）・・磁極本体。 （７ａ）（７ｂ）・・可動磁極片、 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 −へのすψＤ 犀２図 差３図
来のイオン圧入装置用質量分析装置の要部平面図、第３
図は第２図のものの側面図である、（ハ・・イオンｍ、
Ｔｕｔ・・イオンビーム、（３１・・扇形ｔｍ石、（す
）・・分解孔、（６）・・磁極本体。 （７ａ）（７ｂ）・・可動磁極片、 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 −へのすψＤ 犀２図 差３図
Claims (2)
- （１）イオン源から出射されたイオンビームを扇形電磁
石によつて所定の角度偏向した後、分解孔から所望の質
量数のイオンを選択するイオン注入装置用質量分析装置
において、上記扇形電磁石の磁極の端面を一定の曲率を
もつた曲面とし、上記磁極が磁極本体とこの磁極本体に
沿つて変位可能な１対の可動磁極片とからなることを特
徴とするイオン圧入装置用質量分析装置。 - （２）可動磁極片が磁極本体に対して互いに反対の曲率
をもち、上下磁極全体が水平方向に変位可能である特許
請求の範囲第１項記載のイオン注入装置用質量分析装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11480286A JPS62272434A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | イオン注入装置用質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11480286A JPS62272434A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | イオン注入装置用質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62272434A true JPS62272434A (ja) | 1987-11-26 |
Family
ID=14647054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11480286A Pending JPS62272434A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | イオン注入装置用質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62272434A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017074557A1 (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | Thermo Electron Scientific Instruments Llc | Charged particle filter |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP11480286A patent/JPS62272434A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017074557A1 (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | Thermo Electron Scientific Instruments Llc | Charged particle filter |
| US9697984B2 (en) | 2015-10-28 | 2017-07-04 | Thermo Electron Scientific Instruments Llc | Charged particle filter |
| US9837242B2 (en) | 2015-10-28 | 2017-12-05 | Thermo Electron Scientific Instruments Llc | Charged particle filter |
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