イオン源
【課題】従来のイオン源に比べて電極枚数が少ないにも関わらず、従来のイオン源と同等の機能を有する新規なイオン源を提供する。
【解決手段】イオン源１は、下流側（Ｚ方向側）からの電子の流入を抑制する抑制電極を備えていないイオン源１である。そして、イオンビーム３の引出し方向（Ｚ方向）に沿って配置された複数枚の電極（５、６、７）と、それら電極（５、６、７）の下流側（Ｚ方向側）に配置され、イオン源１より引出されたイオンビーム３を横切る磁界を発生させる少なくとも一対の磁極１４を有する磁界発生手段１１とを備えている。
【解決手段】イオン源１は、下流側（Ｚ方向側）からの電子の流入を抑制する抑制電極を備えていないイオン源１である。そして、イオンビーム３の引出し方向（Ｚ方向）に沿って配置された複数枚の電極（５、６、７）と、それら電極（５、６、７）の下流側（Ｚ方向側）に配置され、イオン源１より引出されたイオンビーム３を横切る磁界を発生させる少なくとも一対の磁極１４を有する磁界発生手段１１とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン源の下流側よりイオン源に流入する電子を捕捉する磁界発生手段を備えたイオン源に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入装置やイオンドーピング装置、あるいはイオンビーム配向装置といったイオンビーム照射装置のイオン源には、イオンビームを引出す為に引き出し電極系と呼ばれる複数枚の電極で構成される電極群が用いられている。
【０００３】
特許文献１の図２には、このような引出し電極系の例が開示されている。ここでは、引出し電極系を構成する電極として、プラズマ電極、引き出し電極、抑制電極、接地電極の４枚電極が用いられている。
【０００４】
プラズマ電極は引き出すイオンビームのエネルギーを決める電極であり、引き出し電極はプラズマ電極との間に電位差を生じさせ、それによる電界によってプラズマからイオンビームを引き出す為の電極である。抑制電極はイオン源の下流側からイオン源に電子が流入するのを抑制する電極であり、電極の電位が接地電位に対して負電位となるように設定されており、これによって負の電荷を有する電子をイオン源の下流側へ追い返す機能を有している。そして、接地電極は電位を固定する為に電気的に接地された電極である。
【０００５】
このような引出し電極系で用いられる電極の枚数は４枚に限定されていない。例えば、特許文献２の図１、図２にはプラズマ電極、抑制電極、接地電極からなる３枚の電極から構成される引き出し電極系が開示されており、このような引出し電極系を用いて、イオン源よりイオンビームの引出しが行われることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１１５５１１（図２、段落００３７〜段落００３９）
【特許文献２】特開平５−８２０７５（図１、図２、段落００１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
引出し電極系で用いられる各電極の電位を設定する為に、複数の電源が用いられている。このような電源は高価なものである為、出来るだけ使用したくないという要望がある。
【０００８】
電源の数を減らす為には電極の枚数を減らすことが考えられるが、単純に電極を取り除くだけであればイオン源の機能に支障を来たしてしまう。
【０００９】
そこで本発明では、従来のイオン源に比べて電極枚数が少ないにも関わらず、従来のイオン源と同等の機能を有する新規なイオン源を提供することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のイオン源は、下流側からの電子の流入を抑制する抑制電極を備えていないイオン源であって、イオンビームの引出し方向に沿って配置された複数枚の電極と、前記電極の下流側に配置され、前記イオン源より引出された前記イオンビームを横切る磁界を発生させる少なくとも一対の磁極を有する磁界発生手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このような磁界発生手段を備えたイオン源であれば、従来のイオン源よりも電極枚数を少なくすることが出来るだけでなく、従来のイオン源と同等の機能を有することが出来る。
【００１２】
また、磁界発生手段によって偏向されるイオンビームの進行方向を修正するには、前記磁界発生手段は、前記イオンビームの引出し方向に沿って異なる位置で、前記イオンビームを挟んで配置された一対の磁極を有する第一の磁極対と第二の磁極対とを備えているとともに、各磁極対間で発生される磁界の方向が互いに逆向きであることが望ましい。
【００１３】
このような構成を採用すると、イオンビームの進行方向を修正することが出来る。
【００１４】
さらには、前記第一の磁極対と前記第二の磁極対は磁性体で構成されており、各磁極対を構成する磁性体は永久磁石を介して連結されていることが望ましい。
【００１５】
このような構成を採用すると、磁界発生手段を簡素な構成にしておくことが出来る。
【００１６】
また、前記第一の磁極対間と前記第二の磁極対間とで発生される磁界によって、前記イオンビームに対して向きが逆向きで大きさが略等しいローレンツ力が働くことように構成しておいても良い。
【００１７】
このような構成を採用すると、イオンビームが磁界発生手段を通過する前後で、イオンビームの進行方向をほぼ同一に保つことが出来る。その為、イオンビーム照射装置全体の光学系を容易に設計にすることが出来る。
【００１８】
そのうえ、前記磁極には前記イオンビームの引出し方向と略直交する方向に延設された電極支持溝が形成されていても良い。
【００１９】
このような構成を採用すると、磁界発生手段で電極を支持することが出来るので、電極の支持部材を特別に設けておく必要がない。
【００２０】
また、前記電極と対向する前記磁極の面上に、最も下流側に配置される前記電極が配置されていても良い。
【００２１】
このような構成を用いても、前述した構成と同様に磁界発生手段で電極を支持することが出来るので、電極の支持部材を特別に設けておく必要がない。
【発明の効果】
【００２２】
従来の引出し電極系で用いられている抑制電極の代わりにイオン源の下流側からの電子の流入を抑制する磁界発生手段を用いているので、従来のイオン源よりも電極枚数を少なくすることが出来るだけでなく、従来のイオン源と同等の機能を有することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明で用いられるイオン源の一例を示す平面図である。
【図２】図１のイオン源をＸ方向からみた様子を表す平面図である。
【図３】磁界発生手段に電子が流入した時の様子を表す。
【図４】第一、第二の磁極対を有する磁界発生手段の他の例である。
【図５】一対の磁極を有する磁界発生手段の例である。
【図６】一対の磁極を有する磁界発生手段の他の例である。
【図７】磁界発生手段に形成された電極支持構造の一例である。
【図８】磁界発生手段に形成された電極支持構造の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明において、Ｚ方向をイオン源より引き出されるイオンビームの引出し方向とし、Ｚ方向に対して互いに直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向としている。また、本発明において下流側とは、イオンビーム引出し方向側（Ｚ方向側）を意味する。
【００２５】
図１には、本発明で用いられるイオン源の一例が示されている。このイオン源１はいわゆるバケット型イオン源と呼ばれるタイプのイオン源の一種である。
【００２６】
このイオン源１は長方形状のプラズマ生成容器４を備えており、プラズマ生成容器４より略リボン状のイオンビーム３が引き出される。以下の実施例では、イオン源１より引き出されるイオンビーム３の形状を、Ｘ方向に長辺を有しＹ方向に短辺を有するものとして説明するが、本発明が適用されるイオン源１で用いられるイオンビーム３の形状はこれに限られない。
【００２７】
プラズマ生成容器４には図示されないバルブを介してガス源２が取り付けられており、このガス源２よりイオンビーム３の原料となるガスの供給がなされる。なお、このガス源２には図示されないガス流量調節器（マスフローコントローラー）が接続されており、これによってガス源２からプラズマ生成容器４内部へのガスの供給量が調整されている。
【００２８】
プラズマ生成容器４の一側面には、Ｘ方向に沿って複数のＵ字型のフィラメント８が取り付けられている。そして、フィラメント８の端子間に接続される電源ＶＦを用いて、各フィラメント８に流す電流量の調整が行えるように構成されている。このような構成にしておくとこで、イオン源１より引き出されるイオンビーム３の電流密度分布の調整が可能となる。
【００２９】
フィラメント８に電流を流し、当該フィラメント８を加熱させることによって、そこから電子が放出される。この電子が、プラズマ生成容器４内部に供給されたガスに衝突してガスの電離を引き起こし、プラズマ生成容器４内にプラズマ９が生成される。
【００３０】
また、このイオン源１においては、プラズマ生成容器４の外壁に沿って複数の永久磁石１２が取り付けられている。この永久磁石１２によって、プラズマ生成容器４の内部領域にカスプ磁場が形成され、フィラメント８より放出された電子が所定領域内に閉じ込められる。
【００３１】
イオン源１は引出し電極系として３枚の電極を有しており、プラズマ生成容器４からＺ方向に沿ってプラズマ電極５、引出し電極６、接地電極７の順に配置されている。そして、これらの電極にはそれぞれ複数の孔が設けられており、これらの孔を通してイオンビーム３の引出しが行なわれる。これらの電極の機能は、従来技術で説明されている機能と同等である為、その説明は省略する。各電極とプラズマ生成容器４との電位は、複数の電源（Ｖ１〜Ｖ４）によって、それぞれ異なる値に設定されているとともに、各部材の取り付けは絶縁物１０を介してなされている。なお、上述したプラズマ電極５は加速電極と呼ばれることもある。
【００３２】
従来のイオン源には、上述した電極群の１つとして、接地電極の電位に対して５００Ｖ程度の負電位に設定されている電極で、イオン源の下流側（本発明で言うところのイオン源よりＺ方向側）よりイオン源に流入する電子を抑制する抑制電極が備えられているが、本発明ではこの抑制電極が備えられていない。その代わりに後述する磁界発生手段１１が備えられている。
【００３３】
抑制電極は、イオン源１より引き出されるイオンビーム３のエネルギーや広がりに影響を与えない電極である。また、抑制電極の電位設定に用いられる抑制電源には、引出し電極系の電極間で異常放電が起こった際に、大電流が流れてしまう可能性が高い。その為、抑制電源の容量を十分に大きなものにしておかなければならない。その場合、電源の価格も高価なものになってしまう。このような点に着目して、本発明ではイオン源の引出し電極系より抑制電極を削除している。
【００３４】
本実施形態の磁界発生手段１１は、Ｚ方向に沿って第一の磁極対２０と第二の磁極対２１とを有しており、イオンビーム３は各磁極対２０、２１の間を通過している。図１には、このような磁極対２０、２１のイオンビーム３を挟んで配置される一方側の様子が描かれている。
【００３５】
各磁極対２０、２１は個別の磁性体１４により構成されており、異なる磁極対を構成する磁性体１４は永久磁石１３を介して連結されている。この図１に示される構成と同様のものが、イオンビーム３を挟んでＹ方向反対側にも設けられている。ただし、異なる磁極対を構成する磁性体１４の間に設けられた永久磁石１３の極性の向きは図１に示されているものと反対である。
【００３６】
上述した構成の磁界発生手段１１において、第一の磁極対２０では、イオンビーム３に対しておおよそＸ方向に向けてＦ１のローレンツ力が働くことになる。一方で、第二の磁極対２１では、イオンビーム３に対しておおよそＸ方向と逆方向に向けてＦ２のローレンツ力が働くことになる。このような構成にすることで、第一の磁極対２０で偏向されたイオンビーム３を、第二の磁極対２１で反対方向に曲げ戻すことが出来るので、イオンビーム３の進行方向を修正することが出来る。
【００３７】
イオンビーム３の進行方向はイオンビーム照射装置で製造されるデバイスの微細化の程度やイオン源１の下流側に配置される光学要素（分析電磁石や加速管等）の性能や構成、あるいはイオン源１からイオンビーム３が照射されるターゲット（ウエハやガラス基板等）までの距離といった要素を総合的に考慮すると、必ずしもＺ方向に平行でなければならないというものではない。
【００３８】
イオンビーム照射装置の構成や製造するデバイスに応じた許容範囲が設けられているので、磁界発生手段１１を通過した後のイオンビーム３の進行方向が、そのような許容範囲内に入るように修正されていれば十分である。その為、前述したイオンビーム３に働くローレンツ力Ｆ１とＦ２とは同じ大きさである必要はない。
【００３９】
しかしながら、イオンビーム照射装置全体の光学設計を考えた場合、これを容易に行なうには、磁界発生手段１１をイオンビーム３が通過する前後でその進行方向を略同一に保っておくことが望まれる。その為、このような観点からは、イオンビーム３に働くローレンツ力Ｆ１とＦ２とを略同一にしておくことが望まれる。
【００４０】
なお、ローレンツ力Ｆ１とローレンツ力Ｆ２とが向きが反対で略等しい大きさを持つ場合、磁界発生手段１１に入る前のイオンビーム３の中心軌道の位置Ａ１と磁界発生手段１１を出た後のイオンビームの３の中心軌道の位置Ａ２とは、Ｘ方向において距離Ｄだけ離間することになる。ただし、この中心軌道のズレはあまり問題にならない。
【００４１】
磁界発生手段１１を用いて、イオン源１側への電子の流入を抑制する為には、数ｍＴといった小さな磁束密度の磁界が形成出来れば十分である。イオン源１より引出されるイオンビーム３のエネルギーの値やイオンの種類にもよるが、磁界発生手段１１でイオンビーム３が偏向される量はさほど大きなものにはならない。その為、距離Ｄの値もそれほど大きなものではない。
【００４２】
距離Ｄの大きさはさほど大きなものではないが、それでもその値を小さなものにする必要がある場合には、第一の磁極対２０と第二の磁極対２１とのＺ方向における間隔を狭めておけばよい。この場合、イオンビーム３は最初に偏向された後、すぐに逆方向に偏向されることになるので、距離Ｄの間隔を小さなものにすることが出来る。ただし、第一の磁極対２０と第二の磁極対２１との間隔を狭め過ぎると、永久磁石１３で発生する磁場がイオンビーム３に影響することが考えられる。その為、第一の磁極対２０と第二の磁極対２１との間隔は、永久磁石１３で発生した磁場がイオンビーム３に及ぼす影響を考慮した上で、適当なものに設定しておく必要がある。
【００４３】
さらに、距離Ｄを見越して、予めイオン源１をＸ方向逆側にずらして配置しておいても良い。そのような配置にしておくことで、イオン源１より下流側に配置されたビーム光学系でイオンビーム３の中心軌道ずれによる影響を生じなくすることが出来る。
【００４４】
図２には、図１のイオン源１をＸ方向から見た時の様子が描かれている。また、この図２ではプラズマ電極５やフィラメント８等に接続されている電源（ＶＦ、Ｖ１〜Ｖ４）および接地（グランド）の記載を省略している。
【００４５】
第一の磁極対２０と第二の磁極対２１とを構成する各磁性体１４は、Ｙ方向に沿ってイオンビーム３側に突出している。このように磁性体１４を構成しておくことで、Ｚ方向に引き出されるイオンビーム３を横切る磁界を容易に発生させることが出来る。
【００４６】
また、第一の磁極対２０に発生する磁界の方向と第二の磁極対２１に発生する磁界の方向とは逆向きとなっており、このような磁界によって逆方向のローレンツ力Ｆ１とローレンツ力Ｆ２が発生する。
【００４７】
なお、磁界発生手段１１は、接地電極７の下面からＺ方向に向けて延設された図示されない接地電極の支持枠の内壁にボルト等で取り付けられていても良いし、これとは別にイオン源１のフランジに取り付けられていても良い。
【００４８】
図３には、電子がイオン源１の下流側から磁界発生手段１１に流入する様子が描かれている。電子は第二の磁極対２１に形成された磁場領域に進入すると、磁力線に沿って螺旋運度をしながら進行する。このように磁界発生手段１１によって電子が捕捉されることになるので、磁界発生手段１１よりも上流側（Ｚ方向反対側）への電子の進入を防止することが出来る。
【００４９】
図４（ａ）〜（ｅ）には、これまでに述べてきた磁界発生手段１１の変形例が描かれている。これらの構成について以下に説明する。なお、各図においてＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向は共通であって、各磁極対２０、２１に描かれる矢印は磁界の向きを表す。
【００５０】
図４（ａ）では、各磁極対２０、２１を永久磁石１３で構成している。永久磁石１３の数は図１〜３で述べた構成に比べて２つ増えることになるが、本発明の磁界発生手段１１としては図４（ａ）の構成を採用しても良い。
【００５１】
図４（ｂ）でも図４（ａ）と同じく各磁極対２０、２１を永久磁石１３で構成している。永久磁石１３は磁性体１４の端部に設けられている必要はないので、図４（ｂ）に示す構成を採用してもいいことは言うまでもない。また、図４（ａ）、図４（ｂ）ともに磁性体１４とした部分は非磁性体としても良い。さらに、磁性体、非磁性体問わず、Ｚ方向において各磁極対を個別に支持するような構成にしておいても良い。
【００５２】
図４（ｃ）には、図１〜３に描かれた磁界発生手段１１と類似する構成が描かれている。図４（ｃ）のようにＺ方向に沿って延びた磁性体１４の途中からイオンビーム３側に突出するように各磁極対２０、２１を構成するようにしても構わない。
【００５３】
図４（ｄ）では、第一の磁極対２０を永久磁石１３で構成し、第二の磁極対２１を磁性体１４で構成している。第二の磁極対２１を構成する磁性体１４は、第一の磁極対２０を構成している永久磁石１３に連接しているので、図４（ｃ）の例と同様に永久磁石１３の数を少なくすることが出来る。なお、図４（ｄ）の構成とは反対に、第一の磁極対２０を磁性体１４で構成し、第二の磁極対２１を永久磁石１３で構成しても良い。
【００５４】
さらには、図４（ｅ）に開示されているように、永久磁石１３の代わりにコイル１５をＹ方向に配置された各磁性体１４に巻き回しておき、そこに電流を流すことで磁界を発生させるようにしておいても良い。各磁性体１４に対してコイル１５を同じ方向に巻いておく場合には、各コイルに流す電流の向きを逆にしておく。反対に、各磁性体１４に対してコイル１５を逆方向に巻いておく場合には、各コイルに流す電流の向きを同じにしておく。図４（ｅ）の例では、左側の磁性体１４に巻き回されるコイル１５の向きが右巻きであるのに対して、右側の磁性体１４に巻き回されるコイル１５の向きが左巻きとなっている。その為、各コイル１５に対して同じ方向（Ｚ方向の向きに、上から下へ）に電流を流している。このような構成を用いることで、他の例と同様にイオンビーム３を横切るように逆向きとなる磁界を発生させることが可能となる。
【００５５】
なお、コイル１５を用いた場合、磁界の強さを制御することが出来る。その為、イオン源１の下流側でイオンビーム３の進行方向を測定しておき、これに応じて磁界発生手段１１にてイオンビーム３の進行方向を微調整することも可能となる。さらに、図４（ｅ）では、各磁極対２０、２１を構成する磁性体１４を一体ものとしているが、これを個別に分けておき、それぞれにコイル１５を巻き回しておくようにしておいても良い。そうすると、各磁極対で形成される磁界の強さを各磁極対で細かく調整することが出来る。
【００５６】
また、図４（ａ）〜（ｅ）にはＹＺ平面内での様子のみが描かれているが、ここに記載されている磁界発生手段１１もＸ方向に長辺を有するリボン状のイオンビーム３を取り扱う場合、図１に示された磁界発生手段１１と同様にＸ方向において長さを有している。
【００５７】
図５（ａ）〜（ｃ）には、一対の磁極２２を有する磁界発生手段１１の例が描かれている。図４と同様に、各図においてＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向は共通しているとともに、磁極対に描かれる矢印は磁界の向きを表す。イオンビーム３のエネルギーが比較的高い場合（例えば、３００ｋｅＶ以上）、磁界発生手段１１で発生される磁界によって、イオンビーム３はほとんど偏向されない。また、イオンビーム３のエネルギーが低い場合であっても、前述したように磁界発生手段１１を通過したイオンビーム３の進行方向が許容範囲内であれば、イオンビーム３を曲げ戻す為の磁界を発生させる必要がない。その為、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにイオンビーム３を横切る磁界が１方向にのみに発生されるものであっても構わない。
【００５８】
図５（ａ）には一組の永久磁石１３とそれを支持する磁性体１４で構成された磁界発生手段１１が開示されている。この例においては一対の磁極２２を構成する永久磁石１３を磁性体１４のＺ方向における中央部に配置しているが、これを端部に設けるようにしても良い。また、永久磁石１３の支持部材として磁性体１４を用いているが、これを非磁性体としても良い。
【００５９】
図５（ｂ）には一組の永久磁石１３を支持する磁性体１４がＹ方向に突出し、これが一対の磁極２２を形成している磁界発生手段１１が開示されている。このような構成を採用しても良い。
【００６０】
図５（ｃ）には一組の磁性体１４にコイル１５が巻き回された磁界発生手段１１が開示されている。コイル１５を巻き回する方向とそれに流す電流Ｉの向きについては、図４（ｅ）の例と同じように構成しておけば良い。
【００６１】
なお、図５（ａ）〜（ｃ）の構成においても、Ｘ方向に長辺を有するリボン状のイオンビーム３を取り扱う場合、図１に示された磁界発生手段１１と同様にＸ方向において長さを有している。
【００６２】
図６には、一対の磁極２２を有する磁界発生手段１１の他の例が描かれている。この例において、磁性体１４のＹ方向に突起した部分が一対の磁極２２を構成している。この場合、永久磁石１３に近い位置をイオンビーム３が通過すると、永久磁石１３からの強い磁場の影響を受けてイオンビーム３の形状が変形してしまう恐れがある。その為、イオンビーム３を通過させる一対の磁極２２の部分を永久磁石１３より十分に離しておくようにすることが望まれる。
【００６３】
図７には、磁界発生手段に形成された電極支持構造の一例が描かれている。磁界発生手段１１を構成する引出し電極系側に配置された第一の磁極対２０に、イオンビーム３の引出し方向と略直交する方向に延設された電極支持溝１６が形成されている。
【００６４】
この例では、この電極支持溝１６に対して、第一の電極対２０にもっとも近い位置にある接地電極７がスライドにより収納されるように構成されている。この場合、接地電極７そのものを電気的に接地せずに、接地電極７を支持する磁性体１４を接地しておいても良い。また、この例において磁界発生手段１１として第一の磁極対２０と第二の磁極対２１を有する構成のものを挙げたが、前述したような一対の磁極２２を有する構成の磁界発生手段１１にここに記載した電極支持溝１６を設けても良い。
【００６５】
図８には、磁界発生手段に形成された電極支持構造の他の例が描かれている。図８（ａ）には、磁界発生手段１１を構成する引出し電極系側に配置された第一の磁極対２０の上面を電極支持面１７とし、ここに接地電極７をボルト１８等で固定させる。この様子が図８（ｂ）に描かれている。
【００６６】
図７の例と同じく、図５、図６で説明した一対の磁極２２を有する構成の磁界発生手段１１に図８の例を適用させても良い。
【００６７】
このような電極支持面１７を磁界発生手段１１の一部に備えておくことで、電極の支持部材を別に用意しておく必要がなくなる。
【００６８】
＜その他の変形例＞
本発明では、バケット型のイオン源を例にとって説明したが、このタイプのイオン源に限定されるわけではない。例えば、フリーマン型、バーナス型あるいは傍熱型陰極を有するイオン源であっても構わない。
【００６９】
また、イオン源より引き出されるイオンビーム３はＸ方向に長辺を有し、Ｙ方向に短辺を有するリボン状のイオンビーム３を例に挙げて説明したが、引き出されるイオンビーム３の形状はこれに限られない。例えば、引き出されるイオンビームの形状は、スポット状であっても良い。
【００７０】
さらに、フィラメント８の本数も複数本ではなく１本であっても構わない。そして、引出し電極系を構成する電極群は抑制電極を有していないものであれば、どのような枚数であって構わない。
【００７１】
一方、本発明で述べた実施形態では、各磁極対間の中央にイオンビーム３の中心が位置するようにしているが、イオンビーム３の中心位置が一方の磁極側にずれていても構わない。ただし、中心位置が磁極間の中央に位置しいている場合、磁界を通過した際にイオンビーム３が対称性をもって偏向されることになるので、イオン源の後段に続く光学系において取り扱いがし易いと言える。
【００７２】
また、引出し電極系として使用される電極は多孔電極に限らず、スリットを有する電極であっても良い。
【００７３】
さらに、本実施形態において磁界発生手段１１で発生される磁界の方向とイオンビーム３の進行方向とが略直交する関係であるように図示されているが、そのような関係でなくても良い。例えば、磁界発生手段１１で発生される磁界の方向とイオンビーム３の進行方向とが斜めに交差していても良く、磁界発生手段１１で発生される磁界がイオンビーム３を横切るように形成されていれば、両者がどのような関係であっても構わない。
【００７４】
前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７５】
１．イオン源
３．イオンビーム
４．プラズマ生成容器
５．プラズマ電極
６．引出し電極
７．接地電極
８．フィラメント
９．プラズマ
１０．絶縁物
１１．磁界発生手段
１３．永久磁石
１４．磁性体
１６．電極支持溝
１７．電極支持面
２０．第一の磁極対
２１．第二の磁極対
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン源の下流側よりイオン源に流入する電子を捕捉する磁界発生手段を備えたイオン源に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入装置やイオンドーピング装置、あるいはイオンビーム配向装置といったイオンビーム照射装置のイオン源には、イオンビームを引出す為に引き出し電極系と呼ばれる複数枚の電極で構成される電極群が用いられている。
【０００３】
特許文献１の図２には、このような引出し電極系の例が開示されている。ここでは、引出し電極系を構成する電極として、プラズマ電極、引き出し電極、抑制電極、接地電極の４枚電極が用いられている。
【０００４】
プラズマ電極は引き出すイオンビームのエネルギーを決める電極であり、引き出し電極はプラズマ電極との間に電位差を生じさせ、それによる電界によってプラズマからイオンビームを引き出す為の電極である。抑制電極はイオン源の下流側からイオン源に電子が流入するのを抑制する電極であり、電極の電位が接地電位に対して負電位となるように設定されており、これによって負の電荷を有する電子をイオン源の下流側へ追い返す機能を有している。そして、接地電極は電位を固定する為に電気的に接地された電極である。
【０００５】
このような引出し電極系で用いられる電極の枚数は４枚に限定されていない。例えば、特許文献２の図１、図２にはプラズマ電極、抑制電極、接地電極からなる３枚の電極から構成される引き出し電極系が開示されており、このような引出し電極系を用いて、イオン源よりイオンビームの引出しが行われることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１１５５１１（図２、段落００３７〜段落００３９）
【特許文献２】特開平５−８２０７５（図１、図２、段落００１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
引出し電極系で用いられる各電極の電位を設定する為に、複数の電源が用いられている。このような電源は高価なものである為、出来るだけ使用したくないという要望がある。
【０００８】
電源の数を減らす為には電極の枚数を減らすことが考えられるが、単純に電極を取り除くだけであればイオン源の機能に支障を来たしてしまう。
【０００９】
そこで本発明では、従来のイオン源に比べて電極枚数が少ないにも関わらず、従来のイオン源と同等の機能を有する新規なイオン源を提供することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のイオン源は、下流側からの電子の流入を抑制する抑制電極を備えていないイオン源であって、イオンビームの引出し方向に沿って配置された複数枚の電極と、前記電極の下流側に配置され、前記イオン源より引出された前記イオンビームを横切る磁界を発生させる少なくとも一対の磁極を有する磁界発生手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このような磁界発生手段を備えたイオン源であれば、従来のイオン源よりも電極枚数を少なくすることが出来るだけでなく、従来のイオン源と同等の機能を有することが出来る。
【００１２】
また、磁界発生手段によって偏向されるイオンビームの進行方向を修正するには、前記磁界発生手段は、前記イオンビームの引出し方向に沿って異なる位置で、前記イオンビームを挟んで配置された一対の磁極を有する第一の磁極対と第二の磁極対とを備えているとともに、各磁極対間で発生される磁界の方向が互いに逆向きであることが望ましい。
【００１３】
このような構成を採用すると、イオンビームの進行方向を修正することが出来る。
【００１４】
さらには、前記第一の磁極対と前記第二の磁極対は磁性体で構成されており、各磁極対を構成する磁性体は永久磁石を介して連結されていることが望ましい。
【００１５】
このような構成を採用すると、磁界発生手段を簡素な構成にしておくことが出来る。
【００１６】
また、前記第一の磁極対間と前記第二の磁極対間とで発生される磁界によって、前記イオンビームに対して向きが逆向きで大きさが略等しいローレンツ力が働くことように構成しておいても良い。
【００１７】
このような構成を採用すると、イオンビームが磁界発生手段を通過する前後で、イオンビームの進行方向をほぼ同一に保つことが出来る。その為、イオンビーム照射装置全体の光学系を容易に設計にすることが出来る。
【００１８】
そのうえ、前記磁極には前記イオンビームの引出し方向と略直交する方向に延設された電極支持溝が形成されていても良い。
【００１９】
このような構成を採用すると、磁界発生手段で電極を支持することが出来るので、電極の支持部材を特別に設けておく必要がない。
【００２０】
また、前記電極と対向する前記磁極の面上に、最も下流側に配置される前記電極が配置されていても良い。
【００２１】
このような構成を用いても、前述した構成と同様に磁界発生手段で電極を支持することが出来るので、電極の支持部材を特別に設けておく必要がない。
【発明の効果】
【００２２】
従来の引出し電極系で用いられている抑制電極の代わりにイオン源の下流側からの電子の流入を抑制する磁界発生手段を用いているので、従来のイオン源よりも電極枚数を少なくすることが出来るだけでなく、従来のイオン源と同等の機能を有することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明で用いられるイオン源の一例を示す平面図である。
【図２】図１のイオン源をＸ方向からみた様子を表す平面図である。
【図３】磁界発生手段に電子が流入した時の様子を表す。
【図４】第一、第二の磁極対を有する磁界発生手段の他の例である。
【図５】一対の磁極を有する磁界発生手段の例である。
【図６】一対の磁極を有する磁界発生手段の他の例である。
【図７】磁界発生手段に形成された電極支持構造の一例である。
【図８】磁界発生手段に形成された電極支持構造の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明において、Ｚ方向をイオン源より引き出されるイオンビームの引出し方向とし、Ｚ方向に対して互いに直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向としている。また、本発明において下流側とは、イオンビーム引出し方向側（Ｚ方向側）を意味する。
【００２５】
図１には、本発明で用いられるイオン源の一例が示されている。このイオン源１はいわゆるバケット型イオン源と呼ばれるタイプのイオン源の一種である。
【００２６】
このイオン源１は長方形状のプラズマ生成容器４を備えており、プラズマ生成容器４より略リボン状のイオンビーム３が引き出される。以下の実施例では、イオン源１より引き出されるイオンビーム３の形状を、Ｘ方向に長辺を有しＹ方向に短辺を有するものとして説明するが、本発明が適用されるイオン源１で用いられるイオンビーム３の形状はこれに限られない。
【００２７】
プラズマ生成容器４には図示されないバルブを介してガス源２が取り付けられており、このガス源２よりイオンビーム３の原料となるガスの供給がなされる。なお、このガス源２には図示されないガス流量調節器（マスフローコントローラー）が接続されており、これによってガス源２からプラズマ生成容器４内部へのガスの供給量が調整されている。
【００２８】
プラズマ生成容器４の一側面には、Ｘ方向に沿って複数のＵ字型のフィラメント８が取り付けられている。そして、フィラメント８の端子間に接続される電源ＶＦを用いて、各フィラメント８に流す電流量の調整が行えるように構成されている。このような構成にしておくとこで、イオン源１より引き出されるイオンビーム３の電流密度分布の調整が可能となる。
【００２９】
フィラメント８に電流を流し、当該フィラメント８を加熱させることによって、そこから電子が放出される。この電子が、プラズマ生成容器４内部に供給されたガスに衝突してガスの電離を引き起こし、プラズマ生成容器４内にプラズマ９が生成される。
【００３０】
また、このイオン源１においては、プラズマ生成容器４の外壁に沿って複数の永久磁石１２が取り付けられている。この永久磁石１２によって、プラズマ生成容器４の内部領域にカスプ磁場が形成され、フィラメント８より放出された電子が所定領域内に閉じ込められる。
【００３１】
イオン源１は引出し電極系として３枚の電極を有しており、プラズマ生成容器４からＺ方向に沿ってプラズマ電極５、引出し電極６、接地電極７の順に配置されている。そして、これらの電極にはそれぞれ複数の孔が設けられており、これらの孔を通してイオンビーム３の引出しが行なわれる。これらの電極の機能は、従来技術で説明されている機能と同等である為、その説明は省略する。各電極とプラズマ生成容器４との電位は、複数の電源（Ｖ１〜Ｖ４）によって、それぞれ異なる値に設定されているとともに、各部材の取り付けは絶縁物１０を介してなされている。なお、上述したプラズマ電極５は加速電極と呼ばれることもある。
【００３２】
従来のイオン源には、上述した電極群の１つとして、接地電極の電位に対して５００Ｖ程度の負電位に設定されている電極で、イオン源の下流側（本発明で言うところのイオン源よりＺ方向側）よりイオン源に流入する電子を抑制する抑制電極が備えられているが、本発明ではこの抑制電極が備えられていない。その代わりに後述する磁界発生手段１１が備えられている。
【００３３】
抑制電極は、イオン源１より引き出されるイオンビーム３のエネルギーや広がりに影響を与えない電極である。また、抑制電極の電位設定に用いられる抑制電源には、引出し電極系の電極間で異常放電が起こった際に、大電流が流れてしまう可能性が高い。その為、抑制電源の容量を十分に大きなものにしておかなければならない。その場合、電源の価格も高価なものになってしまう。このような点に着目して、本発明ではイオン源の引出し電極系より抑制電極を削除している。
【００３４】
本実施形態の磁界発生手段１１は、Ｚ方向に沿って第一の磁極対２０と第二の磁極対２１とを有しており、イオンビーム３は各磁極対２０、２１の間を通過している。図１には、このような磁極対２０、２１のイオンビーム３を挟んで配置される一方側の様子が描かれている。
【００３５】
各磁極対２０、２１は個別の磁性体１４により構成されており、異なる磁極対を構成する磁性体１４は永久磁石１３を介して連結されている。この図１に示される構成と同様のものが、イオンビーム３を挟んでＹ方向反対側にも設けられている。ただし、異なる磁極対を構成する磁性体１４の間に設けられた永久磁石１３の極性の向きは図１に示されているものと反対である。
【００３６】
上述した構成の磁界発生手段１１において、第一の磁極対２０では、イオンビーム３に対しておおよそＸ方向に向けてＦ１のローレンツ力が働くことになる。一方で、第二の磁極対２１では、イオンビーム３に対しておおよそＸ方向と逆方向に向けてＦ２のローレンツ力が働くことになる。このような構成にすることで、第一の磁極対２０で偏向されたイオンビーム３を、第二の磁極対２１で反対方向に曲げ戻すことが出来るので、イオンビーム３の進行方向を修正することが出来る。
【００３７】
イオンビーム３の進行方向はイオンビーム照射装置で製造されるデバイスの微細化の程度やイオン源１の下流側に配置される光学要素（分析電磁石や加速管等）の性能や構成、あるいはイオン源１からイオンビーム３が照射されるターゲット（ウエハやガラス基板等）までの距離といった要素を総合的に考慮すると、必ずしもＺ方向に平行でなければならないというものではない。
【００３８】
イオンビーム照射装置の構成や製造するデバイスに応じた許容範囲が設けられているので、磁界発生手段１１を通過した後のイオンビーム３の進行方向が、そのような許容範囲内に入るように修正されていれば十分である。その為、前述したイオンビーム３に働くローレンツ力Ｆ１とＦ２とは同じ大きさである必要はない。
【００３９】
しかしながら、イオンビーム照射装置全体の光学設計を考えた場合、これを容易に行なうには、磁界発生手段１１をイオンビーム３が通過する前後でその進行方向を略同一に保っておくことが望まれる。その為、このような観点からは、イオンビーム３に働くローレンツ力Ｆ１とＦ２とを略同一にしておくことが望まれる。
【００４０】
なお、ローレンツ力Ｆ１とローレンツ力Ｆ２とが向きが反対で略等しい大きさを持つ場合、磁界発生手段１１に入る前のイオンビーム３の中心軌道の位置Ａ１と磁界発生手段１１を出た後のイオンビームの３の中心軌道の位置Ａ２とは、Ｘ方向において距離Ｄだけ離間することになる。ただし、この中心軌道のズレはあまり問題にならない。
【００４１】
磁界発生手段１１を用いて、イオン源１側への電子の流入を抑制する為には、数ｍＴといった小さな磁束密度の磁界が形成出来れば十分である。イオン源１より引出されるイオンビーム３のエネルギーの値やイオンの種類にもよるが、磁界発生手段１１でイオンビーム３が偏向される量はさほど大きなものにはならない。その為、距離Ｄの値もそれほど大きなものではない。
【００４２】
距離Ｄの大きさはさほど大きなものではないが、それでもその値を小さなものにする必要がある場合には、第一の磁極対２０と第二の磁極対２１とのＺ方向における間隔を狭めておけばよい。この場合、イオンビーム３は最初に偏向された後、すぐに逆方向に偏向されることになるので、距離Ｄの間隔を小さなものにすることが出来る。ただし、第一の磁極対２０と第二の磁極対２１との間隔を狭め過ぎると、永久磁石１３で発生する磁場がイオンビーム３に影響することが考えられる。その為、第一の磁極対２０と第二の磁極対２１との間隔は、永久磁石１３で発生した磁場がイオンビーム３に及ぼす影響を考慮した上で、適当なものに設定しておく必要がある。
【００４３】
さらに、距離Ｄを見越して、予めイオン源１をＸ方向逆側にずらして配置しておいても良い。そのような配置にしておくことで、イオン源１より下流側に配置されたビーム光学系でイオンビーム３の中心軌道ずれによる影響を生じなくすることが出来る。
【００４４】
図２には、図１のイオン源１をＸ方向から見た時の様子が描かれている。また、この図２ではプラズマ電極５やフィラメント８等に接続されている電源（ＶＦ、Ｖ１〜Ｖ４）および接地（グランド）の記載を省略している。
【００４５】
第一の磁極対２０と第二の磁極対２１とを構成する各磁性体１４は、Ｙ方向に沿ってイオンビーム３側に突出している。このように磁性体１４を構成しておくことで、Ｚ方向に引き出されるイオンビーム３を横切る磁界を容易に発生させることが出来る。
【００４６】
また、第一の磁極対２０に発生する磁界の方向と第二の磁極対２１に発生する磁界の方向とは逆向きとなっており、このような磁界によって逆方向のローレンツ力Ｆ１とローレンツ力Ｆ２が発生する。
【００４７】
なお、磁界発生手段１１は、接地電極７の下面からＺ方向に向けて延設された図示されない接地電極の支持枠の内壁にボルト等で取り付けられていても良いし、これとは別にイオン源１のフランジに取り付けられていても良い。
【００４８】
図３には、電子がイオン源１の下流側から磁界発生手段１１に流入する様子が描かれている。電子は第二の磁極対２１に形成された磁場領域に進入すると、磁力線に沿って螺旋運度をしながら進行する。このように磁界発生手段１１によって電子が捕捉されることになるので、磁界発生手段１１よりも上流側（Ｚ方向反対側）への電子の進入を防止することが出来る。
【００４９】
図４（ａ）〜（ｅ）には、これまでに述べてきた磁界発生手段１１の変形例が描かれている。これらの構成について以下に説明する。なお、各図においてＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向は共通であって、各磁極対２０、２１に描かれる矢印は磁界の向きを表す。
【００５０】
図４（ａ）では、各磁極対２０、２１を永久磁石１３で構成している。永久磁石１３の数は図１〜３で述べた構成に比べて２つ増えることになるが、本発明の磁界発生手段１１としては図４（ａ）の構成を採用しても良い。
【００５１】
図４（ｂ）でも図４（ａ）と同じく各磁極対２０、２１を永久磁石１３で構成している。永久磁石１３は磁性体１４の端部に設けられている必要はないので、図４（ｂ）に示す構成を採用してもいいことは言うまでもない。また、図４（ａ）、図４（ｂ）ともに磁性体１４とした部分は非磁性体としても良い。さらに、磁性体、非磁性体問わず、Ｚ方向において各磁極対を個別に支持するような構成にしておいても良い。
【００５２】
図４（ｃ）には、図１〜３に描かれた磁界発生手段１１と類似する構成が描かれている。図４（ｃ）のようにＺ方向に沿って延びた磁性体１４の途中からイオンビーム３側に突出するように各磁極対２０、２１を構成するようにしても構わない。
【００５３】
図４（ｄ）では、第一の磁極対２０を永久磁石１３で構成し、第二の磁極対２１を磁性体１４で構成している。第二の磁極対２１を構成する磁性体１４は、第一の磁極対２０を構成している永久磁石１３に連接しているので、図４（ｃ）の例と同様に永久磁石１３の数を少なくすることが出来る。なお、図４（ｄ）の構成とは反対に、第一の磁極対２０を磁性体１４で構成し、第二の磁極対２１を永久磁石１３で構成しても良い。
【００５４】
さらには、図４（ｅ）に開示されているように、永久磁石１３の代わりにコイル１５をＹ方向に配置された各磁性体１４に巻き回しておき、そこに電流を流すことで磁界を発生させるようにしておいても良い。各磁性体１４に対してコイル１５を同じ方向に巻いておく場合には、各コイルに流す電流の向きを逆にしておく。反対に、各磁性体１４に対してコイル１５を逆方向に巻いておく場合には、各コイルに流す電流の向きを同じにしておく。図４（ｅ）の例では、左側の磁性体１４に巻き回されるコイル１５の向きが右巻きであるのに対して、右側の磁性体１４に巻き回されるコイル１５の向きが左巻きとなっている。その為、各コイル１５に対して同じ方向（Ｚ方向の向きに、上から下へ）に電流を流している。このような構成を用いることで、他の例と同様にイオンビーム３を横切るように逆向きとなる磁界を発生させることが可能となる。
【００５５】
なお、コイル１５を用いた場合、磁界の強さを制御することが出来る。その為、イオン源１の下流側でイオンビーム３の進行方向を測定しておき、これに応じて磁界発生手段１１にてイオンビーム３の進行方向を微調整することも可能となる。さらに、図４（ｅ）では、各磁極対２０、２１を構成する磁性体１４を一体ものとしているが、これを個別に分けておき、それぞれにコイル１５を巻き回しておくようにしておいても良い。そうすると、各磁極対で形成される磁界の強さを各磁極対で細かく調整することが出来る。
【００５６】
また、図４（ａ）〜（ｅ）にはＹＺ平面内での様子のみが描かれているが、ここに記載されている磁界発生手段１１もＸ方向に長辺を有するリボン状のイオンビーム３を取り扱う場合、図１に示された磁界発生手段１１と同様にＸ方向において長さを有している。
【００５７】
図５（ａ）〜（ｃ）には、一対の磁極２２を有する磁界発生手段１１の例が描かれている。図４と同様に、各図においてＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向は共通しているとともに、磁極対に描かれる矢印は磁界の向きを表す。イオンビーム３のエネルギーが比較的高い場合（例えば、３００ｋｅＶ以上）、磁界発生手段１１で発生される磁界によって、イオンビーム３はほとんど偏向されない。また、イオンビーム３のエネルギーが低い場合であっても、前述したように磁界発生手段１１を通過したイオンビーム３の進行方向が許容範囲内であれば、イオンビーム３を曲げ戻す為の磁界を発生させる必要がない。その為、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにイオンビーム３を横切る磁界が１方向にのみに発生されるものであっても構わない。
【００５８】
図５（ａ）には一組の永久磁石１３とそれを支持する磁性体１４で構成された磁界発生手段１１が開示されている。この例においては一対の磁極２２を構成する永久磁石１３を磁性体１４のＺ方向における中央部に配置しているが、これを端部に設けるようにしても良い。また、永久磁石１３の支持部材として磁性体１４を用いているが、これを非磁性体としても良い。
【００５９】
図５（ｂ）には一組の永久磁石１３を支持する磁性体１４がＹ方向に突出し、これが一対の磁極２２を形成している磁界発生手段１１が開示されている。このような構成を採用しても良い。
【００６０】
図５（ｃ）には一組の磁性体１４にコイル１５が巻き回された磁界発生手段１１が開示されている。コイル１５を巻き回する方向とそれに流す電流Ｉの向きについては、図４（ｅ）の例と同じように構成しておけば良い。
【００６１】
なお、図５（ａ）〜（ｃ）の構成においても、Ｘ方向に長辺を有するリボン状のイオンビーム３を取り扱う場合、図１に示された磁界発生手段１１と同様にＸ方向において長さを有している。
【００６２】
図６には、一対の磁極２２を有する磁界発生手段１１の他の例が描かれている。この例において、磁性体１４のＹ方向に突起した部分が一対の磁極２２を構成している。この場合、永久磁石１３に近い位置をイオンビーム３が通過すると、永久磁石１３からの強い磁場の影響を受けてイオンビーム３の形状が変形してしまう恐れがある。その為、イオンビーム３を通過させる一対の磁極２２の部分を永久磁石１３より十分に離しておくようにすることが望まれる。
【００６３】
図７には、磁界発生手段に形成された電極支持構造の一例が描かれている。磁界発生手段１１を構成する引出し電極系側に配置された第一の磁極対２０に、イオンビーム３の引出し方向と略直交する方向に延設された電極支持溝１６が形成されている。
【００６４】
この例では、この電極支持溝１６に対して、第一の電極対２０にもっとも近い位置にある接地電極７がスライドにより収納されるように構成されている。この場合、接地電極７そのものを電気的に接地せずに、接地電極７を支持する磁性体１４を接地しておいても良い。また、この例において磁界発生手段１１として第一の磁極対２０と第二の磁極対２１を有する構成のものを挙げたが、前述したような一対の磁極２２を有する構成の磁界発生手段１１にここに記載した電極支持溝１６を設けても良い。
【００６５】
図８には、磁界発生手段に形成された電極支持構造の他の例が描かれている。図８（ａ）には、磁界発生手段１１を構成する引出し電極系側に配置された第一の磁極対２０の上面を電極支持面１７とし、ここに接地電極７をボルト１８等で固定させる。この様子が図８（ｂ）に描かれている。
【００６６】
図７の例と同じく、図５、図６で説明した一対の磁極２２を有する構成の磁界発生手段１１に図８の例を適用させても良い。
【００６７】
このような電極支持面１７を磁界発生手段１１の一部に備えておくことで、電極の支持部材を別に用意しておく必要がなくなる。
【００６８】
＜その他の変形例＞
本発明では、バケット型のイオン源を例にとって説明したが、このタイプのイオン源に限定されるわけではない。例えば、フリーマン型、バーナス型あるいは傍熱型陰極を有するイオン源であっても構わない。
【００６９】
また、イオン源より引き出されるイオンビーム３はＸ方向に長辺を有し、Ｙ方向に短辺を有するリボン状のイオンビーム３を例に挙げて説明したが、引き出されるイオンビーム３の形状はこれに限られない。例えば、引き出されるイオンビームの形状は、スポット状であっても良い。
【００７０】
さらに、フィラメント８の本数も複数本ではなく１本であっても構わない。そして、引出し電極系を構成する電極群は抑制電極を有していないものであれば、どのような枚数であって構わない。
【００７１】
一方、本発明で述べた実施形態では、各磁極対間の中央にイオンビーム３の中心が位置するようにしているが、イオンビーム３の中心位置が一方の磁極側にずれていても構わない。ただし、中心位置が磁極間の中央に位置しいている場合、磁界を通過した際にイオンビーム３が対称性をもって偏向されることになるので、イオン源の後段に続く光学系において取り扱いがし易いと言える。
【００７２】
また、引出し電極系として使用される電極は多孔電極に限らず、スリットを有する電極であっても良い。
【００７３】
さらに、本実施形態において磁界発生手段１１で発生される磁界の方向とイオンビーム３の進行方向とが略直交する関係であるように図示されているが、そのような関係でなくても良い。例えば、磁界発生手段１１で発生される磁界の方向とイオンビーム３の進行方向とが斜めに交差していても良く、磁界発生手段１１で発生される磁界がイオンビーム３を横切るように形成されていれば、両者がどのような関係であっても構わない。
【００７４】
前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７５】
１．イオン源
３．イオンビーム
４．プラズマ生成容器
５．プラズマ電極
６．引出し電極
７．接地電極
８．フィラメント
９．プラズマ
１０．絶縁物
１１．磁界発生手段
１３．永久磁石
１４．磁性体
１６．電極支持溝
１７．電極支持面
２０．第一の磁極対
２１．第二の磁極対
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下流側からの電子の流入を抑制する抑制電極を備えていないイオン源であって、
イオンビームの引出し方向に沿って配置された複数枚の電極と、
前記電極の下流側に配置され、前記イオン源より引出された前記イオンビームを横切る磁界を発生させる少なくとも一対の磁極を有する磁界発生手段とを備えていることを特徴とするイオン源。
【請求項２】
前記磁界発生手段は、前記イオンビームの引出し方向に沿って異なる位置で、前記イオンビームを挟んで配置された一対の磁極を有する第一の磁極対と第二の磁極対とを備えているとともに、各磁極対間で発生される磁界の方向が互いに逆向きであることを特徴とする請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記第一の磁極対と前記第二の磁極対は磁性体で構成されており、各磁極対を構成する磁性体は永久磁石を介して連結されていることを特徴とする請求項２記載のイオン源。
【請求項４】
前記第一の磁極対間と前記第二の磁極対間とで発生される磁界によって、前記イオンビームに対して向きが逆向きで大きさが略等しいローレンツ力が働くことを特徴とする請求項２または３記載のイオン源。
【請求項５】
前記磁極には前記イオンビームの引出し方向と略直交する方向に延設された電極支持溝が形成されていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のイオン源。
【請求項６】
前記電極と対向する前記磁極の面上に、最も下流側に配置される前記電極が配置されていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のイオン源。
【請求項１】
下流側からの電子の流入を抑制する抑制電極を備えていないイオン源であって、
イオンビームの引出し方向に沿って配置された複数枚の電極と、
前記電極の下流側に配置され、前記イオン源より引出された前記イオンビームを横切る磁界を発生させる少なくとも一対の磁極を有する磁界発生手段とを備えていることを特徴とするイオン源。
【請求項２】
前記磁界発生手段は、前記イオンビームの引出し方向に沿って異なる位置で、前記イオンビームを挟んで配置された一対の磁極を有する第一の磁極対と第二の磁極対とを備えているとともに、各磁極対間で発生される磁界の方向が互いに逆向きであることを特徴とする請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記第一の磁極対と前記第二の磁極対は磁性体で構成されており、各磁極対を構成する磁性体は永久磁石を介して連結されていることを特徴とする請求項２記載のイオン源。
【請求項４】
前記第一の磁極対間と前記第二の磁極対間とで発生される磁界によって、前記イオンビームに対して向きが逆向きで大きさが略等しいローレンツ力が働くことを特徴とする請求項２または３記載のイオン源。
【請求項５】
前記磁極には前記イオンビームの引出し方向と略直交する方向に延設された電極支持溝が形成されていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のイオン源。
【請求項６】
前記電極と対向する前記磁極の面上に、最も下流側に配置される前記電極が配置されていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のイオン源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１４６４２４（Ｐ２０１２−１４６４２４Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７８（Ｐ２０１１−２５７８）
【出願日】平成２３年１月８日（２０１１．１．８）
【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２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月８日（２０１１．１．８）
【出願人】（３０２０５４８６６）日新イオン機器株式会社 (161)
【Ｆターム（参考）】
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