JPS62272437A - 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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- JPS62272437A JPS62272437A JP61114806A JP11480686A JPS62272437A JP S62272437 A JPS62272437 A JP S62272437A JP 61114806 A JP61114806 A JP 61114806A JP 11480686 A JP11480686 A JP 11480686A JP S62272437 A JPS62272437 A JP S62272437A
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 23
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 28
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/08—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means
- G21K1/093—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means by magnetic means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/31701—Ion implantation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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、イオン注入装置用質量分析装置に関し、さ
らに詳しくいうと、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っ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
質量分析装置に関するものである。
らに詳しくいうと、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っ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
質量分析装置に関するものである。
従来、この種の質量分析装置として特開昭６０−３７６
４２号公報に示されたものがあり、これを第２図、第６
図により説明する。これらの図において、イオン源（１
）より加速出射されたイオンビーム（２）は、第２図矢
印（Ａｌに示す如きイオン源（１）のスリット幅の方向
（ラジアル方向）に拡がっていき。
４２号公報に示されたものがあり、これを第２図、第６
図により説明する。これらの図において、イオン源（１
）より加速出射されたイオンビーム（２）は、第２図矢
印（Ａｌに示す如きイオン源（１）のスリット幅の方向
（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（５）を通って扇形電磁石
（６）内に入射される。この扇形電磁石（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ンビ
ーム（２）を分解孔（４）に向けて収束させる。一方、
イオン源（１）より加速出射されたイオンビーム（２）
は“、第３図矢印（Ｂ）に示す如きイオン源（１）のス
リット長さ方向（アキシャル方向）にも拡がっていき、
ある拡がりをもって磁極端面（５）を通って扇形電磁石
（３）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、扇形電磁石（３）ζこ
磁極端面（５）に対して入射する角度を！、Ｉ４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１こ収束させるため番こは、入射エッジ回転角（ｕｌ
）や出射エツジ回転角（ｕｌ）を第２図化示す如く磁極
端面（５）を矢印（０）、（ＤＪの方向に傾斜させて形
成し、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に対して人、
出射点で磁極端面（５）とある傾斜角をもって人、出射
する場合、ビームは人、出射点で収束方向に作用する。
（６）内に入射される。この扇形電磁石（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ンビ
ーム（２）を分解孔（４）に向けて収束させる。一方、
イオン源（１）より加速出射されたイオンビーム（２）
は“、第３図矢印（Ｂ）に示す如きイオン源（１）のス
リット長さ方向（アキシャル方向）にも拡がっていき、
ある拡がりをもって磁極端面（５）を通って扇形電磁石
（３）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、扇形電磁石（３）ζこ
磁極端面（５）に対して入射する角度を！、Ｉ４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１こ収束させるため番こは、入射エッジ回転角（ｕｌ
）や出射エツジ回転角（ｕｌ）を第２図化示す如く磁極
端面（５）を矢印（０）、（ＤＪの方向に傾斜させて形
成し、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に対して人、
出射点で磁極端面（５）とある傾斜角をもって人、出射
する場合、ビームは人、出射点で収束方向に作用する。
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。
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（
２）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図に示す如く、磁極端面（５）に対して入射エ
ツジ回転角（ｕｌ）、出射エツジ回転角（ｕｌ）の角度
を形成し、イオンビームを斜めζζ入、出射させること
によって実現できる。
２）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図に示す如く、磁極端面（５）に対して入射エ
ツジ回転角（ｕｌ）、出射エツジ回転角（ｕｌ）の角度
を形成し、イオンビームを斜めζζ入、出射させること
によって実現できる。
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。しかしながら実際にイオンビー
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および
回転角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。また、たとえ、ある中心磁場についてこ
れらが決定できたとしても中心磁場の大きさの変化によ
って磁極端面付近の磁性材の磁化力の飽和の影響で磁場
分布も変化し、実効的な磁場境界は移動する。さらに、
イオン源の運転状態の変化によって実効的なイオンビー
ムの出発点（ビームウェスト）がビーム軌道方向の前後
に移動し、同様に、本来はスリット上にあるべきラジア
ル方向の収束点も前後に移動し、磁極端面の形状の決定
には不確定性が存在しているなどの問題点があった。
、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。しかしながら実際にイオンビー
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および
回転角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。また、たとえ、ある中心磁場についてこ
れらが決定できたとしても中心磁場の大きさの変化によ
って磁極端面付近の磁性材の磁化力の飽和の影響で磁場
分布も変化し、実効的な磁場境界は移動する。さらに、
イオン源の運転状態の変化によって実効的なイオンビー
ムの出発点（ビームウェスト）がビーム軌道方向の前後
に移動し、同様に、本来はスリット上にあるべきラジア
ル方向の収束点も前後に移動し、磁極端面の形状の決定
には不確定性が存在しているなどの問題点があった。
一方、近年、イオン注入装置ではスループットの向上の
ため１こ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
を少なくし、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ます重要に
なってきた。
ため１こ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
を少なくし、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決するためになされ
たもので、実効的な磁場′境界および回転角を望む位置
に容易に設定できるとともに、より正確に磁場境界位置
および回転角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。
たもので、実効的な磁場′境界および回転角を望む位置
に容易に設定できるとともに、より正確に磁場境界位置
および回転角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。
この発明に係るイオン注入装置の質量分析装置は、扇形
電磁石の磁極を、磁極本体と磁極端面をつくる弓形の磁
極片およびくさび形の磁極片とによって形成し、弓形磁
極片を磁極本体に設けられた円弧凹面に沿って変位可能
にするとともに弓形磁極片に沿ってくさび形磁極片を変
位可能にしたものである。
電磁石の磁極を、磁極本体と磁極端面をつくる弓形の磁
極片およびくさび形の磁極片とによって形成し、弓形磁
極片を磁極本体に設けられた円弧凹面に沿って変位可能
にするとともに弓形磁極片に沿ってくさび形磁極片を変
位可能にしたものである。
この発明においては、扇形電磁石の磁極端面をつくる弓
形磁極片がくさび形磁極片とともに磁極本体に沿って円
弧上を変位することにより磁極本体の中心線に対してく
さび形磁極片の端面（磁極端面）は任意の角度をとるこ
とができる。また、くさび形磁極片が弓形磁極片に沿っ
て変位することにより、弓形磁極片とくさび形磁極片が
つくる磁極片全体は厚みを任意に変えることができる。
形磁極片がくさび形磁極片とともに磁極本体に沿って円
弧上を変位することにより磁極本体の中心線に対してく
さび形磁極片の端面（磁極端面）は任意の角度をとるこ
とができる。また、くさび形磁極片が弓形磁極片に沿っ
て変位することにより、弓形磁極片とくさび形磁極片が
つくる磁極片全体は厚みを任意に変えることができる。
このようにして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（磁場端）の回転および平行移動
が可能にな長。
なく実効的な磁場境界（磁場端）の回転および平行移動
が可能にな長。
第１図はこの発明の一実施例を示し、扇形電磁石（６Ａ
）は、磁極本体（６）と、この磁極本体の両側に配置さ
れた弓形磁極片”）＊（７ｂ）と、弓形磁極片（７ｆＬ
）ｓ（７ｂ’）それぞれの外側に配置されたくさび形磁
極片（８ａ）、（８ｂ）とからなっている。また、弓形
磁極片（７ａ）、（７１））の円弧面は磁極本体（６）
の円弧凹面（６ａ）。
）は、磁極本体（６）と、この磁極本体の両側に配置さ
れた弓形磁極片”）＊（７ｂ）と、弓形磁極片（７ｆＬ
）ｓ（７ｂ’）それぞれの外側に配置されたくさび形磁
極片（８ａ）、（８ｂ）とからなっている。また、弓形
磁極片（７ａ）、（７１））の円弧面は磁極本体（６）
の円弧凹面（６ａ）。
（６ｂ）にそれぞれ回動可能に密接している。くさび形
磁極片（１３ａ）、（ａｂ）はそれぞれ弓形磁極片（７
ａ）、（７ｂ）の外側平面部に摺動可能に密接している
。（９）はイオンビーム強度モニタである。
磁極片（１３ａ）、（ａｂ）はそれぞれ弓形磁極片（７
ａ）、（７ｂ）の外側平面部に摺動可能に密接している
。（９）はイオンビーム強度モニタである。
−その他、第２図におけると同一符号は同一部分を示し
ている。
ている。
以上の構成ｌこより、まず、イオン源（１）で生成・加
速されたイオンビーム（２）はラジアル方向のビームウ
ェスト（ビーム出発点）を−）として、磁極本体（６）
、弓形磁極片（７ａ）、（７ｂ）およびくさび形磁極片
（８ａ）、（８ｂ）でなる偏向電磁石（３Ａ）に入射し
、偏向収束を受け、分解孔（４）上の点便）で焦点を結
んでいる。
速されたイオンビーム（２）はラジアル方向のビームウ
ェスト（ビーム出発点）を−）として、磁極本体（６）
、弓形磁極片（７ａ）、（７ｂ）およびくさび形磁極片
（８ａ）、（８ｂ）でなる偏向電磁石（３Ａ）に入射し
、偏向収束を受け、分解孔（４）上の点便）で焦点を結
んでいる。
このとき、エツジ回転角は入射側で（ｕｌ）、出射側で
（ｕ＋ｚ）であり、有効磁場境界は、入射側（１）、出
射側（Ｊ）でイオンビーム光学上設定された位置に一致
しており、イオンビーム強度モニタ（９）上のビーム強
度出力は最大重こなりイオン源から出射されたビーム強
度に対する比（ビーム透過率）は最大である。
（ｕ＋ｚ）であり、有効磁場境界は、入射側（１）、出
射側（Ｊ）でイオンビーム光学上設定された位置に一致
しており、イオンビーム強度モニタ（９）上のビーム強
度出力は最大重こなりイオン源から出射されたビーム強
度に対する比（ビーム透過率）は最大である。
欠番こ、例えば、イオンビーム電流を変化させるために
イオン源（１）の運転状態を変え、ビームウェストが（
Ｇｌに移動したとする。このときにはビーム焦点も（Ｈ
）ｊこ移動し、ビーム透過率は低下する。そこで、ビー
ム焦点を（ＩＦ）にもどすために、偏向電磁石（３Ａ）
の収束力を変える（図の場合、弱くする）必要がある。
イオン源（１）の運転状態を変え、ビームウェストが（
Ｇｌに移動したとする。このときにはビーム焦点も（Ｈ
）ｊこ移動し、ビーム透過率は低下する。そこで、ビー
ム焦点を（ＩＦ）にもどすために、偏向電磁石（３Ａ）
の収束力を変える（図の場合、弱くする）必要がある。
ラジアル方向の収束力を弱くするためにはエツジ回転角
を太き（すればよく、図においては弓形磁極片（７ａ）
を矢印（Ｌｌの方向に回転し、出射側のエツジ回転角（
ｕ１２）を（ｕｌ）に変更する。ただし、このとき、実
効的な磁場境界位置がイオンビーム光学上あるべき位置
（Ｋ１）から（Ｋ２）にずれたとすると、図に示すよう
に、くさび形磁極片（８ａ）を矢印（Ｍ）の方向に変位
させることにより、（Ｋ１）に一致させることが可能で
ある。このようにして、ビーム焦点は再び伊）に一致し
、ビーム透過率は最大となる。あるイオン源（１）の運
転条件（イオン種、ビーム電流値）に対する、以上のよ
うな設定は、イオンビーム強度モニタ（９）でビーム強
度をモニタしながらビーム強度が最大になるように調整
することにより可能であり、調整作業は簡略化される。
を太き（すればよく、図においては弓形磁極片（７ａ）
を矢印（Ｌｌの方向に回転し、出射側のエツジ回転角（
ｕ１２）を（ｕｌ）に変更する。ただし、このとき、実
効的な磁場境界位置がイオンビーム光学上あるべき位置
（Ｋ１）から（Ｋ２）にずれたとすると、図に示すよう
に、くさび形磁極片（８ａ）を矢印（Ｍ）の方向に変位
させることにより、（Ｋ１）に一致させることが可能で
ある。このようにして、ビーム焦点は再び伊）に一致し
、ビーム透過率は最大となる。あるイオン源（１）の運
転条件（イオン種、ビーム電流値）に対する、以上のよ
うな設定は、イオンビーム強度モニタ（９）でビーム強
度をモニタしながらビーム強度が最大になるように調整
することにより可能であり、調整作業は簡略化される。
なお上記実施例ではイオン注入装置用質量分析装置の偏
向電磁石について示したが偏向機能と収束機能を兼ね備
えた機能結合形の偏向電磁石であれば、上記実施例と同
様の効果を奏する。
向電磁石について示したが偏向機能と収束機能を兼ね備
えた機能結合形の偏向電磁石であれば、上記実施例と同
様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、扇形電磁石の磁極端
面を平行移動および回転可能なよう１こし強度の変化等
によるイオンビーム光学系のずれから生じるビーム透過
率の低下を防ぐことができ、広範囲の運転条件に対して
、適用可能なものが得られる効果がある。
面を平行移動および回転可能なよう１こし強度の変化等
によるイオンビーム光学系のずれから生じるビーム透過
率の低下を防ぐことができ、広範囲の運転条件に対して
、適用可能な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
来のイオン注入装置用質量分析装置の要部平面図、第３
図は第２図のものの側断面図である。 （１）・・イオン源、（２）・・イオンビーム、（ＬＡ
）・・扇形電磁石、（４）・・分解孔、（６）・・磁極
本体、（７ａ）、（７ｂ） 、 、弓形磁極片、（８ａ
）、（８１）） −−＜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。
来のイオン注入装置用質量分析装置の要部平面図、第３
図は第２図のものの側断面図である。 （１）・・イオン源、（２）・・イオンビーム、（ＬＡ
）・・扇形電磁石、（４）・・分解孔、（６）・・磁極
本体、（７ａ）、（７ｂ） 、 、弓形磁極片、（８ａ
）、（８１）） −−＜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。
Claims (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
よっ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、磁極が磁極本体とこの磁極本体に沿って変位可能
な弓形磁極片およびくさび形磁極片によって形成された
前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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114806A JPS62272437A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | イオン注入装置用質量分析装置 |
| US07/051,786 US4804879A (en) | 1986-05-21 | 1987-05-20 | Deflecting electromagnet apparatus with moveable pole piece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114806A JPS62272437A (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 |
|---|---|
| JPS62272437A true JPS62272437A (ja) | 1987-11-26 |
Family
ID=14647155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61114806A Pending JPS62272437A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | イオン注入装置用質量分析装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4804879A (ja) |
| JP (1) | JPS62272437A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01155252U (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-25 | ||
| JP2008027846A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Nissin Ion Equipment Co Ltd | イオン注入装置およびその調整方法 |
| JP2008300149A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビーム偏向装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5006759A (en) * | 1988-05-09 | 1991-04-09 | Siemens Medical Laboratories, Inc. | Two piece apparatus for accelerating and transporting a charged particle beam |
| US5132545A (en) * | 1989-08-17 | 1992-07-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ion implantation apparatus |
| US5311028A (en) * | 1990-08-29 | 1994-05-10 | Nissin Electric Co., Ltd. | System and method for producing oscillating magnetic fields in working gaps useful for irradiating a surface with atomic and molecular ions |
| US5414783A (en) * | 1993-09-24 | 1995-05-09 | Xerox Corporation | Write head for a MICR reader having an adjustable field profile |
| GB9503305D0 (en) * | 1995-02-20 | 1995-04-12 | Univ Nanyang | Filtered cathodic arc source |
| US5554853A (en) * | 1995-03-10 | 1996-09-10 | Krytek Corporation | Producing ion beams suitable for ion implantation and improved ion implantation apparatus and techniques |
| US5534699A (en) * | 1995-07-26 | 1996-07-09 | National Electrostatics Corp. | Device for separating and recombining charged particle beams |
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| US6194734B1 (en) | 1999-02-19 | 2001-02-27 | Axcelis Technologies, Inc. | Method and system for operating a variable aperture in an ion implanter |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3418538A (en) * | 1968-12-24 | Oerlikon Eng Co | Device having two parts which can be oriented in predetermined positions |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP61114806A patent/JPS62272437A/ja active Pending
-
1987
- 1987-05-20 US US07/051,786 patent/US4804879A/en not_active Expired - Fee Related
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