イオン注入装置
【課題】イオンビームの加減速、特に減速を行った場合においても、偏向中心位置が大きく変化しないようにして、ターゲットに入射するイオンビームの入射角度を所望の角度に保ったまま、ターゲットに入射するイオンビームの中心位置を所望の位置にすることができるイオン注入装置を提供する。
【解決手段】イオンビームＩＢを加減速し偏向させてターゲットＴに入射させる静電加速管３を具備したイオン注入装置において、前記静電加速管３の一部を構成する偏向電極５が、前記イオンビームＩＢを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極５１と第２偏向電極５２とを備えたものであって、前記第２偏向電極５２は、イオンビームＩＢが偏向される側に設けられるものであり、上流側に設けられる上流側電極５２１と、これから離間して設けられる下流側電極５２２とを具備し、前記上流側電極及び下流側電極はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成した。
【解決手段】イオンビームＩＢを加減速し偏向させてターゲットＴに入射させる静電加速管３を具備したイオン注入装置において、前記静電加速管３の一部を構成する偏向電極５が、前記イオンビームＩＢを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極５１と第２偏向電極５２とを備えたものであって、前記第２偏向電極５２は、イオンビームＩＢが偏向される側に設けられるものであり、上流側に設けられる上流側電極５２１と、これから離間して設けられる下流側電極５２２とを具備し、前記上流側電極及び下流側電極はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンビームを加速又は減速するとともに偏向させる偏向電極及びそれを備えたイオン注入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオン注入においてイオンビームに所望のエネルギーとは異なるエネルギーを有するイオンや中性粒子が混入するのを防ぐために、特許文献１に開示されるようなイオン注入装置が提案されている。
【０００３】
このイオン注入装置Ａ１００は、図１（ａ）に示すように、イオン源Ａ１からある電圧で引き出されたイオンビームＩＢを分析磁石Ａ２によって所望の種類のイオンだけを選択し、前記分析磁石Ａ２を通過した後のイオンビームＩＢを静電加速管Ａ３に通過させることによって、所望のエネルギーにするとともに偏向させて所定の入射角度でターゲットＴに入射させるものである。
【０００４】
前記静電加速管Ａ３について詳述すると、図１（ｂ）に示すように、イオンビームＩＢの上流から、加減速電極Ａ４、偏向電極Ａ５、対向電極Ａ６がこの順で設けられているものである。前記偏向電極Ａ５は、偏向前のイオンビームＩＢの進行方向と平行に設けられた第１偏向電極Ａ５１と、上流部が偏向前のイオンビームＩＢの進行方向と平行であり、下流部が偏向後のイオンビームＩＢの進行方向に平行に形成された概略くの字形状の第２偏向電極Ａ５２とから構成されている。これら第１偏向電極Ａ５１と第２偏向電極Ａ５２の電位をそれぞれ異ならせることによってイオンビームＩＢを加減速しつつ、偏向させている。その結果、イオンビームＩＢを所望のエネルギーを有したものにして、それ以外のエネルギーを有したイオンは偏向によって分離し、所望のエネルギーを有したイオンビームＩＢのみをターゲットＴに入射させることができる。
【０００５】
しかしながら、上述したようなイオン注入装置Ａ１００においてイオンビームＩＢの加減速を行った場合には、偏向される前のイオンビームＩＢにおける直線部分の光軸ＬＳと、偏向された後のイオンビームＩＢにおける直線部分の光軸ＬＥとの交点である偏向中心位置Ｃの位置がずれてしまい、ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心位置が所望の場所からずれてしまうという問題が発生する。
【０００６】
図２に示すような、ターゲットＴに略垂直にイオンビームＩＢを入射させる場合のイオン注入を例としてより具体的に説明する。図２（ｂ）は加減速を行わずに、引き出されたイオンビームＩＢのエネルギーのままイオンビームＩＢをターゲットＴに入射させる通常時の場合を示している。このとき、イオンビームＩＢの中心は、ターゲットＴの中心に入射するようにしてある。
【０００７】
それに対して、図２（ａ）に示すイオンビームＩＢを加速する場合、すなわち、引き出されたイオンビームＩＢのエネルギーよりも大きなエネルギーでターゲットＴに入射させる場合には、図２（ｂ）に示した通常時と比べて、偏向中心位置ＣがイオンビームＩＢの上流側へ変化し、その結果ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心は、イオンビームＩＢの偏向方向に少しずれることになる。
【０００８】
さらに、図２（ｃ）に示すイオンビームＩＢの減速する場合、すなわち、引き出されたイオンビームＩＢのエネルギーよりも小さいエネルギーでターゲットＴに入射させる場合には、図２（ｂ）に示した通常時と比べて、偏向中心位置ＣがイオンビームＩＢの下流側へ大きく変化し、その結果ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心は、イオンビームＩＢの反偏向方向に大きくずれてしまう。
なお、図２（ａ）〜図２（ｃ）でのシミュレーション条件は、イオンビームＩＢの引き出し電圧を３０ｋＶとし、加速時には６０ｋｅＶ、通常時には３０ｋｅＶ、減速時には１ｋｅＶといった所望のエネルギーとなるようにイオンビームIBを静電加速管Ａ３によって加減速した後、ターゲットＴの面に対して垂直にイオンビームが照射されるように設定されている。
【０００９】
このように、特にイオンビームＩＢの減速を行った場合、偏向中心位置Ｃが大きくずれてしまうために、ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心位置もずれてしまい、所望のイオン注入を行うことが難しくなってしまう。
【００１０】
また、仮に上述したイオン注入装置Ａ１００において偏向電極Ａ５の電位を調節することによって、イオンビームＩＢのターゲットＴに入射する位置を所望の位置になるよう調節すると、図３に示すように、ターゲットＴに入射する入射角度が変化してしまうので、やはり所望のイオン注入を行うことができない。
【特許文献１】特許第３７３８７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述したような問題点を鑑みてなされたものであり、イオンビームの加減速、特に減速を行った場合においても、偏向中心位置Ｃが大きく変化しないようにして、ターゲットに入射するイオンビームの入射角度を所望の角度に保ったまま、ターゲットに入射するイオンビームの中心位置を所望の位置にすることができるイオン注入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明のイオン注入装置は、イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管を具備したイオン注入装置において、静電加速管の一部を構成する偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、前記第２偏向電極は、イオンビームが偏向される側に設けられ、前記イオンビームの上流側に設けられる上流側電極と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極とを具備し、前記上流側電極及び前記下流側電極はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の偏向電極は、イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管の一部を構成する偏向電極において、前記偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、前記第２偏向電極は、荷電粒子ビームの上流側に設けられる上流側電極体と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極体とを具備し、前記上流側電極体及び前記下流側電極体はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
このようなものであれば、第２偏向電極が、上流側電極と下流側電極とを備えており、しかもそれぞれが独立に電位を設定することができるように構成されているので、特に第１偏向電極と第２偏向電極の間に形成される電場を制御するための自由度が高くなる。特に、下流側電極は上流側電極から離間して設けられているので、前記上流側電極と前記下流側電極の間を通過する等電位線を有する電場を形成することができる。従って、従来であれば、電場の形状を適切な形に制御しにくかった第２偏向電極の下流側の電場を所望の形状に制御することができるようになる。そのため、イオンビームを減速してターゲットに入射させる場合でも、偏向中心位置が下流側へほとんど変化しないようにしてイオンビームを偏向させることができるので、入射角度を所望の角度に保ったまま、イオンビームの中心がターゲットの所望の位置からほとんどずれないように調節を行うことができる。
【００１５】
さらに、上流側電極と下流側電極の電位を適切に設定することによって、イオンビームを加速する場合や、イオンビームの加減速を行わない場合でも、従来と同様に所望の入射角度で、イオンビームの中心をターゲットの所定の位置に入射させることができる。
【００１６】
上流側電極及び下流側電極の電位の具体的な態様としては、前記イオンビームが正の電荷を有したものであり、前記イオンビームを減速して、引き出された時のエネルギーよりも低くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極よりも高い電位に設定されるものが挙げられる。このようなものであれば、上流側電極に設定されている電位よりも高く、下流側電極に設定されている電位よりも低い電位の等電位線が上流側電極と下流側電極の間を通過するような電場が形成されるので、イオンビームが十分減速されて大きな影響を受ける第２偏向電極終端付近の電場の形状や強さを偏向中心位置が変化しないようなものにすることができる。
【００１７】
イオンビームを加速して、引き出された時のエネルギーよりも高くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極と略同電位に設定されればよい。このようにすれば、イオンビームの加速時においても、前記上流側電圧や前記下流側電圧に低い電圧を印加して、所定の電位に設定することによってイオンビームを効率的に偏向することができ、偏向中心位置が上流側へ変化する量を許容できうる程度の範囲内に収めることができる。なお、偏向中心位置の変化量をより小さなものにする場合は、前記下流側電極に、前記上流側電極よりも低い電位を設定した上で、適切な電位の設定を行えばよい。
【００１８】
前記第２偏向電極の電極長を長くして、高エネルギーのイオンビームを大きな電力を用いることなく効率的に偏向させることができるようにするには、前記第１偏向電極及び前記上流側電極は、偏向される前のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものであり、前記下流側電極は、偏向された後のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものであればよい。
【００１９】
特にイオンビームの減速時において、偏向電極に偏向されたイオンが衝突することによる電圧の変動の影響を小さくする、また、設定する電位の分解能を適度な大きさにして容易に制御できるようにするには、前記上流側電極が偏向される前のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法が、前記下流側電極が偏向された後のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法よりも長いものであればよい。このようなものであれば、前記下流側電極を所定の電位に設定するために印加される電圧の大きさをある程度大きなものにすることができるので、電圧の変動があったとしても、印加している電圧に対しては小さいものであるので無視できるようになり、また、高い分解能で制御を行わなくてもよくなる。
【発明の効果】
【００２０】
このように本発明の偏向電極及びそれを用いたイオン注入装置によれば、特にイオンビームの減速を行った場合において、偏向中心位置が加減速を行わない場合に比べて大きく変化しないようにして、イオンビームのターゲットへの入射角度を所定の角度に保ったまま、イオンビームの中心をターゲットの所定の位置へと入射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明の偏向電極５及びそれを用いたイオン注入装置１００は、例えば、シリコン基板などの表面にイオンを所定の角度や深さ、濃度で注入することによって、その特性を変化させたり、改質させたりするために用いられるものである。
【００２２】
本実施形態のイオン注入装置１００は、図４（ａ）に示されるようなイオン源１からある電圧で引き出されたイオンビームＩＢを分析磁石２によって所望の種類のイオンだけを選択し、前記分析磁石２を通過した後のイオンビームＩＢを静電加速管３に通過させることによって、所望のエネルギーにするとともに偏向させて所定の入射角度でターゲットＴに入射させるものである。なお、以下の説明では、イオンビームＩＢの光軸が形成する平面をＸＺ平面として、前記静電加速管３にイオンビームＩＢが入射する方向をＺ軸、イオンビームＩＢが偏向される側を正としてＸ軸を設定し、右手系をなすように座標軸を設定する。
【００２３】
なお、本実施形態での説明では正の電荷を有したスポット状のイオンビームＩＢを例として説明を行っているが、リボン状に引き出されたイオンビームＩＢなど、所定の形状のビームであっても同様の構成によって、略同じ効果を得ることができる。また、負の電荷を有したイオンビームＩＢの場合には、設定される電位は正の場合と逆にすればよい。
【００２４】
前記静電加速管３は、図４（ｂ）に示すように、少なくとも加減速電極４、偏向電極５、対向電極６をイオンビームＩＢの上流側からこの順で備えたものである。静電加速管３は加減速電極４と偏向電極５の間と偏向電極５と対向電極６の間において、２段階に分けて加速又は減速が行われるように構成してある。
【００２５】
前記加減速電極４は、静電加速管３に入射したイオンビームＩＢを挟むように設けてある一対の平行板電極であり、それぞれの電極は電気的に接続されており、電位Ｖ１が与えられるものである。この電位Ｖ１は、イオンビームＩＢを加速するときには正の高電位に設定され、イオンビームＩＢを減速するときには負の高電位に設定される。
【００２６】
前記偏向電極５は、第１偏向電極５１と第２偏向電極５２とから構成してあるものであり、それぞれの電極は、それぞれの対向している面がイオンビームＩＢを挟むように設けてある。
【００２７】
前記第１偏向電極５１は、平板電極でありイオンビームＩＢと対向する面の延伸する方向が静電加速管３に入射するイオンビームＩＢの光軸ＬＳであるＺ軸と平行になるように設けてある。この第１偏向電極５１は通常、設定される電位Ｖ２ａが０Ｖとなるように接地してある。
【００２８】
前記第２偏向電極５２は、図４に示すようにＹ軸方向から見て概略くの字形状をなすように構成されているものであり、前記第１偏向電極５１とその対向面が平行となるように設けられる平板電極である上流側電極５２１と、前記第１偏向電極５１からイオンビームＩＢの下流側に離間して設けられる平板電極である下流側電極５２２とから構成してある。
【００２９】
前記上流側電極５２１と前記下流側電極５２２の関係について説明すると、前記上流側電極５２１のイオンビームＩＢに沿った方向の長さは、前記下流側電極５２２の長さよりも長く構成してある。また、前記上流側電極５２１と前記下流側電極５２２はそれぞれ独立して電位Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃを設定できるように構成してある。
【００３０】
前記対向電極６は、前記偏向電極５を通過して偏向されたイオンの中で、所望のエネルギー以外を有しているために偏向量の異なるイオンや偏向されなかった中性粒子などを衝突させて、除去する働きを有する。前記対向電極６は偏向された後にターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの光軸を挟むように設けてある一対の平行板電極で構成してある。そして、この対向電極６は通常、静電加速管３で発生する電界が対向電極６の下流側へ流出するのを抑制する為に、電位Ｖ３が０Ｖとなるように接地してある。
【００３１】
このように構成されたイオン注入装置１００を用いて、イオンビームＩＢを偏向させてターゲットＴに入射させた場合のシミュレーション結果を図に示す。ここで、イオンビームＩＢの加減速の状態に応じて、加減速電極４、上流側電極５２１、下流側電極５２２の電位は設定してある。それぞれの状態における設定してある電位を表１に示す。なお、このときのイオンビームＩＢの引き出し電圧は３０ｋＶであり、イオンビームＩＢのエネルギーは加速時には６０ｋｅＶ、通常時には３０ｋｅＶ、減速時には１ｋｅＶにされるとともに、ターゲットＴの面に対して、イオンビームIBは垂直に照射されている。表１からわかるように、図５（ａ）の加速時のシミュレーションでは、上流側電極５２１の電位Ｖ２ｂと下流側電極５２２の電位Ｖ２ｃとが同じ値になるように設定してある。
【００３２】
また、図５（ｃ）の減速時には下流側電極５２２の電位のほうが高い電位になるように設定してある。ここで、この実施形態では正の電荷をもつイオンビームＩＢの偏向及び減速を行うので上流側電極５２１及び下流側電極５２２が負の電位となるようにしてある。従って、下流側電極５２２を上流側電極５２１よりも高い電位に設定しようとすると、上流側電極５２１よりもオーダーの小さい負の電位に設定しなくてはならない場合がある。すると、オーダーの小さい下流側電極５２２に合わせて分解能の高い電源を用意しなくてはならなくなり、コストの増大を招いてしまう。そこで、本実施形態では上流側電極５２１に設定される電位と下流側電極５２２に設定される電位のオーダーが大きく異ならないように、上流側電極５２１及び下流側電極５２２の長さや、離間させている位置等を調整してある。
【表１】
【００３３】
図５に示されるシミュレーション結果と図１に示される従来のイオン注入装置Ａ１００を用いて行われた図２に示されるシミュレーション結果とを比較すると、偏向中心位置Ｃの変化に大きな違いが出ていることがわかる。具体的には、イオンビームＩＢの加速時には、偏向中心位置Ｃの変化は、従来のイオン注入装置１００の場合とほとんど変わらない上に、イオンビームＩＢの減速時には、偏向中心位置Ｃは従来であれば大きく下流側へ変化していたものが、ほとんど変化せずわずかに上流側へ変化している。
【００３４】
このため、イオンビームＩＢの加減速を行ったとしても、いずれの場合でもターゲットＴの略中心にイオンビームＩＢを照射することができている。
【００３５】
次に、イオンビームＩＢの加速時において偏向中心位置Ｃがほとんど変化していない理由とイオンビームＩＢの減速時における偏向中心位置Ｃが下流側へ変化しないようになった理由について説明する。
【００３６】
イオンビームＩＢの加速時には、イオンは加速しているために偏向電極５によって形成されている電場から力を受ける時間は下流側ほど短くなっていく。このため、加速時には、偏向に関しては上流側に形成されている電場の影響が支配的であり、下流側に形成されている電場の影響はそれほど大きく影響を受けない。さらに、加速時には、上流側電極５２１と下流側電極５２２の電位を同じにしてあるので、略一体物の電極として近似的に作用することになり、従来のイオン注入装置１００で形成されていた電場と略同じ形の電場を形成することができるので、略同じ結果になっていると考えられる。
【００３７】
それに対して、イオンビームＩＢの減速時には、イオンは減速しているために、偏向電極５によって形成されている電場から力を受ける時間は下流側ほど長くなっていく。このため、減速時には、偏向に関しては下流側に形成されている電場の影響が支配的であることが分かる。
【００３８】
従来のイオン注入装置１００において減速時に形成されている偏向電極５間の電場を図６に示す。ここで、以下の電場の図にはイオンビームＩＢを偏向させるのに実質的に影響を与えることができる電位までしか記載していない。図６に示されるように従来においては、第２偏向電極５２と対向電極６の間にまで大きく膨出した等電位線（図中太線）を有した電場が形成されていた。このため、下流側で大きく偏向させられるので下流側へと偏向中心位置Ｃが変化していた。
【００３９】
一方、図７に示されるように、本実施形態のイオン注入装置１００において偏向電極５間に形成される電場は、等電位線が上流側電極５２１と下流側電極５２２の間を通過するように形成できる。このため、イオンビームＩＢの偏向に影響を与える最終の等電位線（図中太線）を従来に比べてより上流側に形成できている。従って、従来に比べるとイオンの速度が遅くなった下流側でイオンビームＩＢが受ける影響を小さくし、大きく偏向しないようにして、所望のエネルギーにしつつ、所定の角度でターゲットＴに入射させることができる。
【００４０】
言い換えると、上流側電極５２１と下流側電極５２２が離間しており、それぞれの電極の電位を独立に設定できるので、従来では形成することが難しかった形状の電場を形成することができるので、減速時においても所望のエネルギーにしつつ、下流側へ偏向中心Ｃが移動してしまうのを防止することができる。従って、予め定めた入射角度と入射位置でイオンビームＩＢをターゲットＴに入射させることができる。
【００４１】
このように、本実施形態のイオン注入装置１００によれば、上流側電極５２１と下流側電極５２２が離間しており、それぞれの電極の電位を独立に設定できるので、減速時においても偏向中心位置Ｃがほとんど変化しないようにすることができ、ターゲットＴに対する所望の入射位置からイオンビームＩＢが大きくずれてしまうことを防ぐことができる。
【００４２】
しかも、イオンビームＩＢのエネルギーを所望の状態にしつつ、その入射角度も所望の状態にすることができる。そして、イオンビームＩＢの加速時においても同様に偏向中心位置Ｃをほとんど変化させることがなく、イオンビームＩＢのターゲットＴへの入射位置や角度等に関して、減速時と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、第１偏向電極５１と上流側電極５２１は、偏向される前のイオンビームＩＢの光軸ＬＳとその対向面が平行に延伸するように設けてあり、下流側電極５２２のイオンビームＩＢへの対向面は偏向後のイオンビームＩＢがターゲットＴに入射するときの光軸ＬＥに対して平行に延伸するように設けてあるので、イオンビームＩＢに影響を与える電場をある程度広範囲に形成することができ、高エネルギーのイオンビームＩＢを大きな電力を用いることなく効率的に偏向させることができる。
【００４４】
さらに、上流側電極５２１のほうが下流側電極５２２よりも長くしてあるので、下流側電極５２２が電場に影響を与える範囲を上流側電極５２１に比べて小さなものにすることができる。このため、イオンビームＩＢの減速及び偏向に必要な負の電位の大きさをある程度の大きさにしても、イオンビームＩＢを偏向しすぎてしまい、偏向中心位置Ｃが下流に変化することを心配する必要がない。従って、上流側電極５２１と近いオーダーの電位に設定することができ、大まかに設定しても構わないようになるので、非常に高い分解能の電源を用いる必要がなくなり、コストダウンの一助となる。
【００４５】
その他の実施形態について説明する。なお、以下の説明においても前記実施形態に対応する部材には同じ符号を付すこととする。
【００４６】
前記実施形態では、上流側電極５２１のほうが下流側電極５２２よりも長く設定してあったが、このようなものでなくても構わない。例えば、上流側電極５２１、下流側電極５２２それぞれに設定する電位を調節することによって、若干性能は落ちるものの、略同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、上流側電極５２１が直線部分だけでなく、偏向後のイオンビームＩＢの進行方向に湾曲した部分を有しているものであっても構わない。要するに、上流側電極５２１と下流側電極５２２のそれぞれが離間しており、それぞれの電位を独立に設定することができればよい。なお、本明細書における離間しているとは、例えば、上流側電極５２１と下流側電極５２２が絶縁体などで接続されて一体になっているようなものも含む概念である。
【００４８】
本実施形態で説明した、電位の設定値は一例であり、電極の長さやイオンの種類等に応じて適宜変更しても構わない。
【００４９】
第２偏向電極は、２つ以上の電極で構成されていても構わない。すなわち、第２偏向電極が３つ以上の電極に分割されているものであり、それぞれの電位が独立に設定可能に構成されているものであっても構わない。このようなものであっても、イオンビームの減速時の電場を所望の形状にして、偏向中心位置Ｃがずれないようにすることができる。
【００５０】
また、第１偏向電極が複数に分割されているものであっても構わない。
【００５１】
その他、本発明の趣旨に反しない範囲において、それぞれの実施形態を組み合わせるなどして、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のイオン注入装置及び静電加速管を示す模式的構成図。
【図２】従来のイオン注入装置においてイオンビームを加減速した場合の偏向中心位置の変化を示す模式的比較図。
【図３】従来のイオン注入装置においてイオンビームの入射位置を調整した場合を示す模式図。
【図４】本発明の一実施形態を示す模式的構成図。
【図５】同実施形態におけるイオンビームを加減速した場合の偏向中心位置の変化を示す模式的比較図。
【図６】従来のイオン注入装置において偏向電極間に形成される電場を示した模式図。
【図７】本発明のイオン注入装置において偏向電極間に形成される電場を示した模式図。
【符号の説明】
【００５３】
１００・・・イオン注入装置
１・・・イオン源
５・・・偏向電極
５１・・・第１偏向電極
５２・・・第２偏向電極
５２１・・・上流側電極
５２２・・・下流側電極
ＩＢ・・・イオンビーム
Ｔ・・・ターゲット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンビームを加速又は減速するとともに偏向させる偏向電極及びそれを備えたイオン注入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオン注入においてイオンビームに所望のエネルギーとは異なるエネルギーを有するイオンや中性粒子が混入するのを防ぐために、特許文献１に開示されるようなイオン注入装置が提案されている。
【０００３】
このイオン注入装置Ａ１００は、図１（ａ）に示すように、イオン源Ａ１からある電圧で引き出されたイオンビームＩＢを分析磁石Ａ２によって所望の種類のイオンだけを選択し、前記分析磁石Ａ２を通過した後のイオンビームＩＢを静電加速管Ａ３に通過させることによって、所望のエネルギーにするとともに偏向させて所定の入射角度でターゲットＴに入射させるものである。
【０００４】
前記静電加速管Ａ３について詳述すると、図１（ｂ）に示すように、イオンビームＩＢの上流から、加減速電極Ａ４、偏向電極Ａ５、対向電極Ａ６がこの順で設けられているものである。前記偏向電極Ａ５は、偏向前のイオンビームＩＢの進行方向と平行に設けられた第１偏向電極Ａ５１と、上流部が偏向前のイオンビームＩＢの進行方向と平行であり、下流部が偏向後のイオンビームＩＢの進行方向に平行に形成された概略くの字形状の第２偏向電極Ａ５２とから構成されている。これら第１偏向電極Ａ５１と第２偏向電極Ａ５２の電位をそれぞれ異ならせることによってイオンビームＩＢを加減速しつつ、偏向させている。その結果、イオンビームＩＢを所望のエネルギーを有したものにして、それ以外のエネルギーを有したイオンは偏向によって分離し、所望のエネルギーを有したイオンビームＩＢのみをターゲットＴに入射させることができる。
【０００５】
しかしながら、上述したようなイオン注入装置Ａ１００においてイオンビームＩＢの加減速を行った場合には、偏向される前のイオンビームＩＢにおける直線部分の光軸ＬＳと、偏向された後のイオンビームＩＢにおける直線部分の光軸ＬＥとの交点である偏向中心位置Ｃの位置がずれてしまい、ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心位置が所望の場所からずれてしまうという問題が発生する。
【０００６】
図２に示すような、ターゲットＴに略垂直にイオンビームＩＢを入射させる場合のイオン注入を例としてより具体的に説明する。図２（ｂ）は加減速を行わずに、引き出されたイオンビームＩＢのエネルギーのままイオンビームＩＢをターゲットＴに入射させる通常時の場合を示している。このとき、イオンビームＩＢの中心は、ターゲットＴの中心に入射するようにしてある。
【０００７】
それに対して、図２（ａ）に示すイオンビームＩＢを加速する場合、すなわち、引き出されたイオンビームＩＢのエネルギーよりも大きなエネルギーでターゲットＴに入射させる場合には、図２（ｂ）に示した通常時と比べて、偏向中心位置ＣがイオンビームＩＢの上流側へ変化し、その結果ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心は、イオンビームＩＢの偏向方向に少しずれることになる。
【０００８】
さらに、図２（ｃ）に示すイオンビームＩＢの減速する場合、すなわち、引き出されたイオンビームＩＢのエネルギーよりも小さいエネルギーでターゲットＴに入射させる場合には、図２（ｂ）に示した通常時と比べて、偏向中心位置ＣがイオンビームＩＢの下流側へ大きく変化し、その結果ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心は、イオンビームＩＢの反偏向方向に大きくずれてしまう。
なお、図２（ａ）〜図２（ｃ）でのシミュレーション条件は、イオンビームＩＢの引き出し電圧を３０ｋＶとし、加速時には６０ｋｅＶ、通常時には３０ｋｅＶ、減速時には１ｋｅＶといった所望のエネルギーとなるようにイオンビームIBを静電加速管Ａ３によって加減速した後、ターゲットＴの面に対して垂直にイオンビームが照射されるように設定されている。
【０００９】
このように、特にイオンビームＩＢの減速を行った場合、偏向中心位置Ｃが大きくずれてしまうために、ターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの中心位置もずれてしまい、所望のイオン注入を行うことが難しくなってしまう。
【００１０】
また、仮に上述したイオン注入装置Ａ１００において偏向電極Ａ５の電位を調節することによって、イオンビームＩＢのターゲットＴに入射する位置を所望の位置になるよう調節すると、図３に示すように、ターゲットＴに入射する入射角度が変化してしまうので、やはり所望のイオン注入を行うことができない。
【特許文献１】特許第３７３８７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述したような問題点を鑑みてなされたものであり、イオンビームの加減速、特に減速を行った場合においても、偏向中心位置Ｃが大きく変化しないようにして、ターゲットに入射するイオンビームの入射角度を所望の角度に保ったまま、ターゲットに入射するイオンビームの中心位置を所望の位置にすることができるイオン注入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明のイオン注入装置は、イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管を具備したイオン注入装置において、静電加速管の一部を構成する偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、前記第２偏向電極は、イオンビームが偏向される側に設けられ、前記イオンビームの上流側に設けられる上流側電極と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極とを具備し、前記上流側電極及び前記下流側電極はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の偏向電極は、イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管の一部を構成する偏向電極において、前記偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、前記第２偏向電極は、荷電粒子ビームの上流側に設けられる上流側電極体と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極体とを具備し、前記上流側電極体及び前記下流側電極体はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
このようなものであれば、第２偏向電極が、上流側電極と下流側電極とを備えており、しかもそれぞれが独立に電位を設定することができるように構成されているので、特に第１偏向電極と第２偏向電極の間に形成される電場を制御するための自由度が高くなる。特に、下流側電極は上流側電極から離間して設けられているので、前記上流側電極と前記下流側電極の間を通過する等電位線を有する電場を形成することができる。従って、従来であれば、電場の形状を適切な形に制御しにくかった第２偏向電極の下流側の電場を所望の形状に制御することができるようになる。そのため、イオンビームを減速してターゲットに入射させる場合でも、偏向中心位置が下流側へほとんど変化しないようにしてイオンビームを偏向させることができるので、入射角度を所望の角度に保ったまま、イオンビームの中心がターゲットの所望の位置からほとんどずれないように調節を行うことができる。
【００１５】
さらに、上流側電極と下流側電極の電位を適切に設定することによって、イオンビームを加速する場合や、イオンビームの加減速を行わない場合でも、従来と同様に所望の入射角度で、イオンビームの中心をターゲットの所定の位置に入射させることができる。
【００１６】
上流側電極及び下流側電極の電位の具体的な態様としては、前記イオンビームが正の電荷を有したものであり、前記イオンビームを減速して、引き出された時のエネルギーよりも低くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極よりも高い電位に設定されるものが挙げられる。このようなものであれば、上流側電極に設定されている電位よりも高く、下流側電極に設定されている電位よりも低い電位の等電位線が上流側電極と下流側電極の間を通過するような電場が形成されるので、イオンビームが十分減速されて大きな影響を受ける第２偏向電極終端付近の電場の形状や強さを偏向中心位置が変化しないようなものにすることができる。
【００１７】
イオンビームを加速して、引き出された時のエネルギーよりも高くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極と略同電位に設定されればよい。このようにすれば、イオンビームの加速時においても、前記上流側電圧や前記下流側電圧に低い電圧を印加して、所定の電位に設定することによってイオンビームを効率的に偏向することができ、偏向中心位置が上流側へ変化する量を許容できうる程度の範囲内に収めることができる。なお、偏向中心位置の変化量をより小さなものにする場合は、前記下流側電極に、前記上流側電極よりも低い電位を設定した上で、適切な電位の設定を行えばよい。
【００１８】
前記第２偏向電極の電極長を長くして、高エネルギーのイオンビームを大きな電力を用いることなく効率的に偏向させることができるようにするには、前記第１偏向電極及び前記上流側電極は、偏向される前のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものであり、前記下流側電極は、偏向された後のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものであればよい。
【００１９】
特にイオンビームの減速時において、偏向電極に偏向されたイオンが衝突することによる電圧の変動の影響を小さくする、また、設定する電位の分解能を適度な大きさにして容易に制御できるようにするには、前記上流側電極が偏向される前のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法が、前記下流側電極が偏向された後のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法よりも長いものであればよい。このようなものであれば、前記下流側電極を所定の電位に設定するために印加される電圧の大きさをある程度大きなものにすることができるので、電圧の変動があったとしても、印加している電圧に対しては小さいものであるので無視できるようになり、また、高い分解能で制御を行わなくてもよくなる。
【発明の効果】
【００２０】
このように本発明の偏向電極及びそれを用いたイオン注入装置によれば、特にイオンビームの減速を行った場合において、偏向中心位置が加減速を行わない場合に比べて大きく変化しないようにして、イオンビームのターゲットへの入射角度を所定の角度に保ったまま、イオンビームの中心をターゲットの所定の位置へと入射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明の偏向電極５及びそれを用いたイオン注入装置１００は、例えば、シリコン基板などの表面にイオンを所定の角度や深さ、濃度で注入することによって、その特性を変化させたり、改質させたりするために用いられるものである。
【００２２】
本実施形態のイオン注入装置１００は、図４（ａ）に示されるようなイオン源１からある電圧で引き出されたイオンビームＩＢを分析磁石２によって所望の種類のイオンだけを選択し、前記分析磁石２を通過した後のイオンビームＩＢを静電加速管３に通過させることによって、所望のエネルギーにするとともに偏向させて所定の入射角度でターゲットＴに入射させるものである。なお、以下の説明では、イオンビームＩＢの光軸が形成する平面をＸＺ平面として、前記静電加速管３にイオンビームＩＢが入射する方向をＺ軸、イオンビームＩＢが偏向される側を正としてＸ軸を設定し、右手系をなすように座標軸を設定する。
【００２３】
なお、本実施形態での説明では正の電荷を有したスポット状のイオンビームＩＢを例として説明を行っているが、リボン状に引き出されたイオンビームＩＢなど、所定の形状のビームであっても同様の構成によって、略同じ効果を得ることができる。また、負の電荷を有したイオンビームＩＢの場合には、設定される電位は正の場合と逆にすればよい。
【００２４】
前記静電加速管３は、図４（ｂ）に示すように、少なくとも加減速電極４、偏向電極５、対向電極６をイオンビームＩＢの上流側からこの順で備えたものである。静電加速管３は加減速電極４と偏向電極５の間と偏向電極５と対向電極６の間において、２段階に分けて加速又は減速が行われるように構成してある。
【００２５】
前記加減速電極４は、静電加速管３に入射したイオンビームＩＢを挟むように設けてある一対の平行板電極であり、それぞれの電極は電気的に接続されており、電位Ｖ１が与えられるものである。この電位Ｖ１は、イオンビームＩＢを加速するときには正の高電位に設定され、イオンビームＩＢを減速するときには負の高電位に設定される。
【００２６】
前記偏向電極５は、第１偏向電極５１と第２偏向電極５２とから構成してあるものであり、それぞれの電極は、それぞれの対向している面がイオンビームＩＢを挟むように設けてある。
【００２７】
前記第１偏向電極５１は、平板電極でありイオンビームＩＢと対向する面の延伸する方向が静電加速管３に入射するイオンビームＩＢの光軸ＬＳであるＺ軸と平行になるように設けてある。この第１偏向電極５１は通常、設定される電位Ｖ２ａが０Ｖとなるように接地してある。
【００２８】
前記第２偏向電極５２は、図４に示すようにＹ軸方向から見て概略くの字形状をなすように構成されているものであり、前記第１偏向電極５１とその対向面が平行となるように設けられる平板電極である上流側電極５２１と、前記第１偏向電極５１からイオンビームＩＢの下流側に離間して設けられる平板電極である下流側電極５２２とから構成してある。
【００２９】
前記上流側電極５２１と前記下流側電極５２２の関係について説明すると、前記上流側電極５２１のイオンビームＩＢに沿った方向の長さは、前記下流側電極５２２の長さよりも長く構成してある。また、前記上流側電極５２１と前記下流側電極５２２はそれぞれ独立して電位Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃを設定できるように構成してある。
【００３０】
前記対向電極６は、前記偏向電極５を通過して偏向されたイオンの中で、所望のエネルギー以外を有しているために偏向量の異なるイオンや偏向されなかった中性粒子などを衝突させて、除去する働きを有する。前記対向電極６は偏向された後にターゲットＴに入射するイオンビームＩＢの光軸を挟むように設けてある一対の平行板電極で構成してある。そして、この対向電極６は通常、静電加速管３で発生する電界が対向電極６の下流側へ流出するのを抑制する為に、電位Ｖ３が０Ｖとなるように接地してある。
【００３１】
このように構成されたイオン注入装置１００を用いて、イオンビームＩＢを偏向させてターゲットＴに入射させた場合のシミュレーション結果を図に示す。ここで、イオンビームＩＢの加減速の状態に応じて、加減速電極４、上流側電極５２１、下流側電極５２２の電位は設定してある。それぞれの状態における設定してある電位を表１に示す。なお、このときのイオンビームＩＢの引き出し電圧は３０ｋＶであり、イオンビームＩＢのエネルギーは加速時には６０ｋｅＶ、通常時には３０ｋｅＶ、減速時には１ｋｅＶにされるとともに、ターゲットＴの面に対して、イオンビームIBは垂直に照射されている。表１からわかるように、図５（ａ）の加速時のシミュレーションでは、上流側電極５２１の電位Ｖ２ｂと下流側電極５２２の電位Ｖ２ｃとが同じ値になるように設定してある。
【００３２】
また、図５（ｃ）の減速時には下流側電極５２２の電位のほうが高い電位になるように設定してある。ここで、この実施形態では正の電荷をもつイオンビームＩＢの偏向及び減速を行うので上流側電極５２１及び下流側電極５２２が負の電位となるようにしてある。従って、下流側電極５２２を上流側電極５２１よりも高い電位に設定しようとすると、上流側電極５２１よりもオーダーの小さい負の電位に設定しなくてはならない場合がある。すると、オーダーの小さい下流側電極５２２に合わせて分解能の高い電源を用意しなくてはならなくなり、コストの増大を招いてしまう。そこで、本実施形態では上流側電極５２１に設定される電位と下流側電極５２２に設定される電位のオーダーが大きく異ならないように、上流側電極５２１及び下流側電極５２２の長さや、離間させている位置等を調整してある。
【表１】
【００３３】
図５に示されるシミュレーション結果と図１に示される従来のイオン注入装置Ａ１００を用いて行われた図２に示されるシミュレーション結果とを比較すると、偏向中心位置Ｃの変化に大きな違いが出ていることがわかる。具体的には、イオンビームＩＢの加速時には、偏向中心位置Ｃの変化は、従来のイオン注入装置１００の場合とほとんど変わらない上に、イオンビームＩＢの減速時には、偏向中心位置Ｃは従来であれば大きく下流側へ変化していたものが、ほとんど変化せずわずかに上流側へ変化している。
【００３４】
このため、イオンビームＩＢの加減速を行ったとしても、いずれの場合でもターゲットＴの略中心にイオンビームＩＢを照射することができている。
【００３５】
次に、イオンビームＩＢの加速時において偏向中心位置Ｃがほとんど変化していない理由とイオンビームＩＢの減速時における偏向中心位置Ｃが下流側へ変化しないようになった理由について説明する。
【００３６】
イオンビームＩＢの加速時には、イオンは加速しているために偏向電極５によって形成されている電場から力を受ける時間は下流側ほど短くなっていく。このため、加速時には、偏向に関しては上流側に形成されている電場の影響が支配的であり、下流側に形成されている電場の影響はそれほど大きく影響を受けない。さらに、加速時には、上流側電極５２１と下流側電極５２２の電位を同じにしてあるので、略一体物の電極として近似的に作用することになり、従来のイオン注入装置１００で形成されていた電場と略同じ形の電場を形成することができるので、略同じ結果になっていると考えられる。
【００３７】
それに対して、イオンビームＩＢの減速時には、イオンは減速しているために、偏向電極５によって形成されている電場から力を受ける時間は下流側ほど長くなっていく。このため、減速時には、偏向に関しては下流側に形成されている電場の影響が支配的であることが分かる。
【００３８】
従来のイオン注入装置１００において減速時に形成されている偏向電極５間の電場を図６に示す。ここで、以下の電場の図にはイオンビームＩＢを偏向させるのに実質的に影響を与えることができる電位までしか記載していない。図６に示されるように従来においては、第２偏向電極５２と対向電極６の間にまで大きく膨出した等電位線（図中太線）を有した電場が形成されていた。このため、下流側で大きく偏向させられるので下流側へと偏向中心位置Ｃが変化していた。
【００３９】
一方、図７に示されるように、本実施形態のイオン注入装置１００において偏向電極５間に形成される電場は、等電位線が上流側電極５２１と下流側電極５２２の間を通過するように形成できる。このため、イオンビームＩＢの偏向に影響を与える最終の等電位線（図中太線）を従来に比べてより上流側に形成できている。従って、従来に比べるとイオンの速度が遅くなった下流側でイオンビームＩＢが受ける影響を小さくし、大きく偏向しないようにして、所望のエネルギーにしつつ、所定の角度でターゲットＴに入射させることができる。
【００４０】
言い換えると、上流側電極５２１と下流側電極５２２が離間しており、それぞれの電極の電位を独立に設定できるので、従来では形成することが難しかった形状の電場を形成することができるので、減速時においても所望のエネルギーにしつつ、下流側へ偏向中心Ｃが移動してしまうのを防止することができる。従って、予め定めた入射角度と入射位置でイオンビームＩＢをターゲットＴに入射させることができる。
【００４１】
このように、本実施形態のイオン注入装置１００によれば、上流側電極５２１と下流側電極５２２が離間しており、それぞれの電極の電位を独立に設定できるので、減速時においても偏向中心位置Ｃがほとんど変化しないようにすることができ、ターゲットＴに対する所望の入射位置からイオンビームＩＢが大きくずれてしまうことを防ぐことができる。
【００４２】
しかも、イオンビームＩＢのエネルギーを所望の状態にしつつ、その入射角度も所望の状態にすることができる。そして、イオンビームＩＢの加速時においても同様に偏向中心位置Ｃをほとんど変化させることがなく、イオンビームＩＢのターゲットＴへの入射位置や角度等に関して、減速時と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、第１偏向電極５１と上流側電極５２１は、偏向される前のイオンビームＩＢの光軸ＬＳとその対向面が平行に延伸するように設けてあり、下流側電極５２２のイオンビームＩＢへの対向面は偏向後のイオンビームＩＢがターゲットＴに入射するときの光軸ＬＥに対して平行に延伸するように設けてあるので、イオンビームＩＢに影響を与える電場をある程度広範囲に形成することができ、高エネルギーのイオンビームＩＢを大きな電力を用いることなく効率的に偏向させることができる。
【００４４】
さらに、上流側電極５２１のほうが下流側電極５２２よりも長くしてあるので、下流側電極５２２が電場に影響を与える範囲を上流側電極５２１に比べて小さなものにすることができる。このため、イオンビームＩＢの減速及び偏向に必要な負の電位の大きさをある程度の大きさにしても、イオンビームＩＢを偏向しすぎてしまい、偏向中心位置Ｃが下流に変化することを心配する必要がない。従って、上流側電極５２１と近いオーダーの電位に設定することができ、大まかに設定しても構わないようになるので、非常に高い分解能の電源を用いる必要がなくなり、コストダウンの一助となる。
【００４５】
その他の実施形態について説明する。なお、以下の説明においても前記実施形態に対応する部材には同じ符号を付すこととする。
【００４６】
前記実施形態では、上流側電極５２１のほうが下流側電極５２２よりも長く設定してあったが、このようなものでなくても構わない。例えば、上流側電極５２１、下流側電極５２２それぞれに設定する電位を調節することによって、若干性能は落ちるものの、略同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、上流側電極５２１が直線部分だけでなく、偏向後のイオンビームＩＢの進行方向に湾曲した部分を有しているものであっても構わない。要するに、上流側電極５２１と下流側電極５２２のそれぞれが離間しており、それぞれの電位を独立に設定することができればよい。なお、本明細書における離間しているとは、例えば、上流側電極５２１と下流側電極５２２が絶縁体などで接続されて一体になっているようなものも含む概念である。
【００４８】
本実施形態で説明した、電位の設定値は一例であり、電極の長さやイオンの種類等に応じて適宜変更しても構わない。
【００４９】
第２偏向電極は、２つ以上の電極で構成されていても構わない。すなわち、第２偏向電極が３つ以上の電極に分割されているものであり、それぞれの電位が独立に設定可能に構成されているものであっても構わない。このようなものであっても、イオンビームの減速時の電場を所望の形状にして、偏向中心位置Ｃがずれないようにすることができる。
【００５０】
また、第１偏向電極が複数に分割されているものであっても構わない。
【００５１】
その他、本発明の趣旨に反しない範囲において、それぞれの実施形態を組み合わせるなどして、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のイオン注入装置及び静電加速管を示す模式的構成図。
【図２】従来のイオン注入装置においてイオンビームを加減速した場合の偏向中心位置の変化を示す模式的比較図。
【図３】従来のイオン注入装置においてイオンビームの入射位置を調整した場合を示す模式図。
【図４】本発明の一実施形態を示す模式的構成図。
【図５】同実施形態におけるイオンビームを加減速した場合の偏向中心位置の変化を示す模式的比較図。
【図６】従来のイオン注入装置において偏向電極間に形成される電場を示した模式図。
【図７】本発明のイオン注入装置において偏向電極間に形成される電場を示した模式図。
【符号の説明】
【００５３】
１００・・・イオン注入装置
１・・・イオン源
５・・・偏向電極
５１・・・第１偏向電極
５２・・・第２偏向電極
５２１・・・上流側電極
５２２・・・下流側電極
ＩＢ・・・イオンビーム
Ｔ・・・ターゲット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管を具備したイオン注入装置において、
前記静電加速管の一部を構成する偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、
前記第２偏向電極は、イオンビームが偏向される側に設けられるものであり、前記イオンビームの上流側に設けられる上流側電極と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極とを具備し、前記上流側電極及び前記下流側電極はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記イオンビームが正の電荷を有したものであり、
前記イオンビームを減速して、引き出された時のエネルギーよりも低くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極よりも高い電位に設定される請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記イオンビームを加速して、引き出された時のエネルギーよりも高くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極と略同電位かそれよりも低い電位に設定される請求項１又は２記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記第１偏向電極及び前記上流側電極は、偏向される前のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものであり、
前記下流側電極は、偏向された後のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものである請求項１、２又は３記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記上流側電極が偏向される前のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法が、前記下流側電極が偏向された後のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法よりも長い請求項４記載のイオン注入装置。
【請求項６】
イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管の一部を構成する偏向電極において、
前記偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、
前記第２偏向電極は、荷電粒子ビームの上流側に設けられる上流側電極体と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極体とを具備し、前記上流側電極体及び前記下流側電極体はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とする偏向電極。
【請求項１】
イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管を具備したイオン注入装置において、
前記静電加速管の一部を構成する偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、
前記第２偏向電極は、イオンビームが偏向される側に設けられるものであり、前記イオンビームの上流側に設けられる上流側電極と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極とを具備し、前記上流側電極及び前記下流側電極はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記イオンビームが正の電荷を有したものであり、
前記イオンビームを減速して、引き出された時のエネルギーよりも低くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極よりも高い電位に設定される請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記イオンビームを加速して、引き出された時のエネルギーよりも高くする場合には、前記下流側電極は、前記上流側電極と略同電位かそれよりも低い電位に設定される請求項１又は２記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記第１偏向電極及び前記上流側電極は、偏向される前のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものであり、
前記下流側電極は、偏向された後のイオンビームの進行方向と平行に延伸するものである請求項１、２又は３記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記上流側電極が偏向される前のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法が、前記下流側電極が偏向された後のイオンビームの進行方向に延伸する長さ寸法よりも長い請求項４記載のイオン注入装置。
【請求項６】
イオン源から引き出されたイオンビームを所望のエネルギーにするとともに、偏向させてターゲットに入射させる静電加速管の一部を構成する偏向電極において、
前記偏向電極が、前記イオンビームを挟んで設けられ、互いに異なる電位が設定される第１偏向電極と第２偏向電極とを備えたものであって、
前記第２偏向電極は、荷電粒子ビームの上流側に設けられる上流側電極体と、その上流側電極から下流側に離間して設けられる下流側電極体とを具備し、前記上流側電極体及び前記下流側電極体はそれぞれ独立に電位を設定可能に構成されていることを特徴とする偏向電極。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１２３５４７（Ｐ２０１０−１２３５４７Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９８７９４（Ｐ２００８−２９８７９４）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（３０２０５４８６６）日新イオン機器株式会社 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（３０２０５４８６６）日新イオン機器株式会社 (161)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]