JPS62272435A - イオン注入装置用質量分析装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、イオン注入装置用質量分析装置に関するも
のであり、さらに詳しくいうと、イオンビームに所定の
角度偏向を与える扇形１に缶石を備えたイオン注入装置
用質量分析装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として１例えば特開昭６０−３７４
１２号公報に示されたものがあり、これを第ダ図、第５
図について説明する。これらの図においてイオン源（ハ
で生成、加速されたイオンビーム（コｌｄ、扇形域−石
（Ｊｌで買置分離され、特定のイオン橿のみが分解孔（
ｖ＋で選択される。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、 これをさらに詳しく述べると、イオン源（ハより加速、
出射されたイオンビーム（コ１は、第１図で矢印（Ａｌ
に示すようにイオン源（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（ｓ）を通って扇形電磁石（３）内に
入射される。この扇形を研石（３）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ノビーム（クラ
分解孔（ダ１上に収束させる。一方、イオン源（ハより
加速、出射されたイオンビーム（コ）は。

第５図で矢印（Ｂｌに示す如きイオン源（ハのスリット
長さ方向〔アキシャルｒａｘｉａｌ）方向〕にも拡がっ
ていき、ある拡がりをもって磁極端面（ｊｌを通って扇
形ｌＩｇ＜石（、／ｌ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Ｃコ）を収束させるには、
扇形電磁石（Ｊｌに、磁極端面（５）に対して入射する
角度を調りする必要がある２一般に、磁極の入口や出口
でアキシャル方向にイオンビームを収束させるには、入
射エツジ回転角μｌや出射エツジ回転角リコを第Ｖ図に
示したように磁極端面（ｓ）を矢印（Ｃ１、ｆＤｌの方
向に傾斜させて形成し、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、とする偏向角θ
に対しＣ人・出射点で磁極端面１ｊｌとある傾斜角をも
って入・出射させると、ビームは入・出射点で所定の収
束方向に向かう、また、逆方向の入・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。

したがって、アキシャル方向に拡がったイオンビーム（
りを収束させるには、均一な磁場に対してイオンビーム
を第１図に示す如く、磁極端面（ｓｌに対して入射エツ
ジ回転角ｕｌ、出射エツジ回転角Ｕコの角度を形成し、
イオンビームを斜めに入・出射させることによって実現
できる７ 〔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注入装置用質量分析装置では
、磁極端面を正確に定めることは、望むイオン光学系を
得るために重要であるのに対し。

実際にイオンビームに影響を与えるのは磁極が形成する
磁場の境界であり、この磁場境界は一般に機械的な磁極
端面とは一致せず、磁極端面からの磁場のしみ出しく　
Ｆｒｉｎｇｉｎｇ　Ｆｉｅｌｄ　）を考慮した実効的な
磁場境界を定め、イオン光学系を取り扱う。

この磁場境界を望む位置に設定するために、精密な磁場
分布測定と磁極端面の修正加工の繰り返しが必要であり
、多くの時間と労力を要していた、さらには中心磁場が
、大きさが変化する場合、その大き、さによって磁極端
面付近の磁性材の磁化力の飽和の影響により磁場分布は
変化し、実効的な磁場境界も移動し、磁極端面の形状の
決定には不確定性が避けられないなどの問題点があった
。

一方、近年、イオン注入装智では、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、特定のイオン種を効率よく質量分離する透
過率の高いイオン光学系に対する工夫がます筺す重要に
麿ってきた。

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、実効的な磁場境界を、望む位置に容易に設定
できるとともに、より正確に磁場境界位置を調整できる
イオン注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注入装置用／ｊｔｉｋ分析装置は
、扇形電磁石の磁極を、磁極本体と磁極端面をつくるく
さび形の磁極片とによって形成し、くさび形感極−片は
磁極本体に沿って変位可能になっている。

〔作　用〕

この発明においては、扇形電磁石の磁極端面ｔつくるく
さび形磁極片が磁極本体に沿って変位することにより、
磁極本体の任意の位置における磁極片の厚みが変えるこ
とができるため、磁極片あるいは磁極本体を加工するこ
となく実効的な磁場境界の位＃を調整することができる
、 〔実施例〕 第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し。

図において、扇形電磁石（３）は、磁極本体（６）とこ
れに沿って変位可能な／対のく嘔び形磁極片（７１から
なっている。（ｔ）はイオンビーム強度モニタである。

Ｅは実効的な磁場境界線、Ｆはイオン光学上の磁場境界
線を示している。その他、第ダ図、第ｊ図と同一符号は
同一部分である。

以上の構成により、第１図では実効的な磁場境界Ｅとイ
オン光学上の磁場境界線Ｆは一致していない、これに対
して、第３図に示すように、くさび形磁極片（り）を矢
印（Ｇｌ　、　（Ｈｌの方向にそれぞれ変位させること
により、実効的な磁場境界Ｅをイオン光学上の磁場境界
線Ｆに一致させることができる。

このくさび形磁極片（り）の変位量の調整は、簡単な磁
場測定によって扇形電磁石（３）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、イオンビーム強度
モニタ（ｇｌでイオンビーム強度ヲモニタしながら、イ
オンビーム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。、￥ｆに、イオン注入装置に使用される
場合、注入に選択されろイオン種によって扇形電磁石（
Ｊｌの中心磁場強度を変化させる必要があり、この点、
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位置調整はできず。

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、この発明はかかる位置調整
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できろ。

なお、上記実施例では質量分析用電磁石について示した
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。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば％扇形電磁石の磁極を
磁極本体と可動のくさび形磁極片で形成し、扇形電磁石
の磁極端面位置を、磁極を加工することｙ（（変位させ
ることができるようにしだので、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。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部平面図、第２図は第
１図のものの側断面図、第３図は当該実施例の作用を示
す平面図、第９図は従来のイオン圧入製蓋用質量分析装
置の要部平面図、第５図は第９図のものの側断面図であ
る、 （ハ・・イオン源、（２１・・イオンビーム、（３）・
・扇形１！、磁石、（ダ１・・分解孔、　（６１ａ　会
磁極本体、（７）Φ・くさび形磁極片、 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す、 ２　　　イｆ：＋こ−４ ３Ａ詐電朧石 ７　　　〈さぴ′υ１甑昏δ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、磁極を磁極本体とこの磁極本体に沿つて変位可能な
   くさび形磁極片とによつて形成した上記扇形電磁石を備
   えてなることを特徴とするイオン注入装置用質量分析装
   置。