JPS62272436A - 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】 〔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し、さ
らに詳しくいうと、イオンビームを所定の角度偏向する
ための扇形電磁石を備えたイオン注入製電用質量分析装
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、例えば特開昭６Ｏ−３２６
ｅｓ号公報に示されたものがあり、これを第１図、第５
図について説明する、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１は
。

扇形電磁石（３１で質量分離され、特定のイオン種だけ
が分解孔（り）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。

さらに詳しく説明すると、イオン源（ハより加速。

出射されたイオンビーム（２１は、第弘図で矢印（ＡＩ
に示す如きイオン源（ハのスリット幅の方向Ｃラジアル
方向）に拡がっていき、ある拡がりをもって磁極端面Ｌ
ｒ）を通して扇形電磁石（３１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（コ１を分解孔（
ｌＩｌ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（りは、第５図で矢印（Ｂｌ’
　Ｋ示す如きイオン源（ハのスリット長さ方向（アキシ
ヤル方向）にも拡がっていき、ある拡がりをもって磁極
端面（、ｔｌ全通して扇形電磁石（３１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を収束さ
せるには、磁極端面（Ｓ）への入射角度を調整する必要
がある、一般に、磁極の入口や出口でイオンビームをア
キシャル方向く収束させるためには、入射エツジ回転角
１，１／や出射エツジ回転角１、Ａｘを第ダ図に示すよ
うに磁極端面（５１を矢印（Ｃ１゜（ＤＩの方向に傾斜
させ、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１人、出射点
で磁極端面（ｙｓ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向かう。また、逆方向の人。

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（コ１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φ図に
示す如く、磁極端面（ｊ）に対して入射エツジ回転角Ｕ
／、出射エツジ回転角味コの角度を形成し、イオンビー
ムを斜めに人。

出射させることによって実現できる、 〔発明が解決しようとする問題点１ 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け磁極が形成する
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Ｆ
ｒｉｎｇｉｎｇ　Ｆｉｅｌｄ　）を考慮した実効的危磁
堝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存在していた、一方、
近年、イオン注入装置では、スルーブツトの向上のため
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、特定のイオン椙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ます重要になって
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質量分析装置は、扇形
電磁石の上、下磁極が同時に磁極面に水平方向に平行変
位可能としたものである、〔作　用〕 この発明においては、扇形電磁石の磁極面がつくる機械
的な磁極形状とは一致しないがそれと対応して一意的に
定まる実効的な磁場境界が囲むくさび形の実効磁場領域
は、可動磁極をイオンビーム軌道平面上を平行変位させ
ることにより、イオン光学上イオ／ビーム軌道に対して
設定された位置に実効的な磁場境界を一致させることが
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ｌ！電磁石上下の可動磁極（６）は、水
平方向に平行変位になっている。（り）はイオンビーム
強度モニタである。、（Ｅｌは実、動的な磁場境界線。

（Ｆ）はイオン光学上の磁場境界線を示している、その
他、第１図、第５図におけると同一符号は同一部分を示
している。

以上の構成により、第１図、第一図では、実効的な磁場
境界線（口と、イオン光学上の磁場境界線（Ｆｌとは一
致していないが、第３図に示すように。

可動磁極（＆１を矢印１（）Ｉ　、　（Ｈ）の方向に変
位させることにより、実効的な磁場境界線（Ｅｌをイオ
ン光学上の等分線に沿う方向とすれば、磁極端面の平行
変位は１人、出射側とも等しくとれ、磁場のしみ出し量
、すなわち実効的な磁場境界と磁極端面とのずれ量は、
磁極端面に垂直な方向にほぼ等しくなつて都合がよく、
矢印凹方向への変位量は最小限にできる、 この可動磁極（６）の変位量の調整は、簡単な磁場測定
によって扇形電磁石単体で粗調整を行ったのち、実際に
質址分析装置を構成し、イオンビーム強度モニタ（り）
でイオンビーム強度をモニタしながら、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、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の中心磁場強度を変
化させる必要があり、従来のように磁極端面を固定した
構造では、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、この発
明はかかる調整も可能であり、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る。

なお、上記実施例では可動磁極（６）が変位するものを
示したが扇形電磁石自体が同様に変位してもよく、同様
の効果を奏する、 また、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、扇形電磁石の磁極端
面位置を水平変位させることができるようにしたので、
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】

ｆＪｇ１図はこの発明の一実施例の要部平面図、第一図
は、第１図のものの側断面図、第３図は当該実施例の作
用を示す要部平面図、第ダ図は従来のイオン注入装置用
質量分析装置の要部平面図、第Ｓ図は第ｖ図のものの側
断面図である、 （ハ・・イオン源、Ｃコ）・・イオンビーム、（り）−
・分解孔、Ｃ６）・拳可動磁極。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、上記扇形電磁石の上、下磁極が任意の水平方
   向に平行変位可能な可動磁極からなることを特徴とする
   イオン注入装置用質量分析装置。
2. （２）イオンビームの入・出射側両磁極端のなす角の２
   等分線に沿う方向に変位し、それと直交する方向に微調
   整可能な可動磁極を備えた特許請求の範囲第１項記載の
   イオン注入装置用質量分析装置。