JPH11283552A - Device and method for ion implantation, ion-beam source and variable slit mechanism - Google Patents
Device and method for ion implantation, ion-beam source and variable slit mechanismInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置、
イオン注入方法、可変スリット機構に関し、特に低エネ
ルギでのイオン注入に適したイオン注入装置、イオン注
入方法、及びその加速電極に用いることができる可変ス
リット機構に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ion implantation apparatus,
The present invention relates to an ion implantation method and a variable slit mechanism, and more particularly to an ion implantation apparatus and an ion implantation method suitable for low-energy ion implantation, and a variable slit mechanism that can be used for an accelerating electrode thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路装置の微細化に伴い、イ
オン注入の低エネルギ化が望まれている。従来のイオン
注入装置では、正の電位を与えられたイオン源で生成さ
れた正イオンを、接地電位を与えられた加速電極で引出
し、イオンビームを形成する。このイオンビームを、偏
向電磁石を含んで構成される質量分析器で分析し、所望
のイオンのみを含むイオンビームを形成する。所望のイ
オンのみを含むイオンビームを半導体基板に照射し、イ
オン注入を行う。2. Description of the Related Art With miniaturization of semiconductor integrated circuit devices, it has been desired to reduce the energy of ion implantation. In a conventional ion implantation apparatus, positive ions generated by an ion source provided with a positive potential are extracted by an acceleration electrode provided with a ground potential to form an ion beam. This ion beam is analyzed by a mass analyzer including a bending electromagnet to form an ion beam containing only desired ions. The semiconductor substrate is irradiated with an ion beam containing only desired ions to perform ion implantation.
【０００３】イオン源に与える電位を低くすることによ
り、イオンビームのエネルギを低くすることができる。[0003] The energy of the ion beam can be reduced by lowering the potential applied to the ion source.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】イオン源と加速電極と
の間の電位差が減少すると、両者の間隔を狭める必要が
ある。両者の間には、ビームダクト中の電子がイオン源
に逆流しないように、負電圧を印加されたサプレッショ
ン電極が配置される。イオン源、サプレッション電極、
及び加速電極を相互に狭い間隔を隔てて配置し、位置制
御を行うことは困難である。When the potential difference between the ion source and the accelerating electrode decreases, it is necessary to reduce the distance between the two. Between both, a suppression electrode to which a negative voltage is applied is arranged so that electrons in the beam duct do not flow back to the ion source. Ion source, suppression electrode,
It is difficult to control the position by arranging the acceleration electrodes at a small interval from each other.
【０００５】また、低エネルギのイオンビームを用い
て、高エネルギのイオンビームと等しいイオン電流密度
を確保するためには、イオン密度を高める必要がある。
イオンビーム中のイオン密度を高めると、イオン間の斥
力によりビームが発散し易くなる。Further, in order to use a low-energy ion beam to secure an ion current density equal to that of a high-energy ion beam, it is necessary to increase the ion density.
When the ion density in the ion beam is increased, the beam is likely to diverge due to repulsion between the ions.
【０００６】さらに、低エネルギのイオンビームは、ビ
ーム通路内に存在するガスを電離させにくいため、ビー
ム通路内に電子が滞留せず、電子による空間電荷の中和
が行われなくなる。このため、イオンビームが発散し易
くなる。Furthermore, since a low-energy ion beam does not easily ionize a gas present in the beam path, electrons do not stay in the beam path, and the space charge is not neutralized by the electrons. For this reason, the ion beam is easily diverged.
【０００７】本発明の目的は、イオンビームの発散を抑
制し、低エネルギで制御性よくイオン注入を行うことが
できるイオン注入装置を提供することである。An object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus capable of suppressing ion beam divergence and performing ion implantation with low energy and good controllability.
【０００８】本発明の他の目的は、イオンビームの発散
を抑制し、低エネルギで制御性よくイオン注入を行うこ
とができるイオン注入方法を提供することである。It is another object of the present invention to provide an ion implantation method capable of suppressing ion beam divergence, performing low-energy ion implantation with good controllability.
【０００９】本発明の他の目的は、イオン注入装置の加
速電極として用いるのに適した可変スリット機構を提供
することである。Another object of the present invention is to provide a variable slit mechanism suitable for use as an acceleration electrode of an ion implantation apparatus.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、ビーム電位を与えられる空間内にイオンを発生させ
るイオン源と、前記ビーム電位よりも低い加速電位が与
えられ、前記イオン源内に発生したイオンを取り出して
加速し、イオンビームを形成する加速電極と、前記加速
電極で加速されたイオンビームから所望のイオンを抽出
し、実質的に該所望のイオンのみを含むイオンビームを
出射する質量分析器と、前記ビーム電位と加速電位との
中間の減速電位が与えられ、前記質量分析器から出射し
たイオンビームを減速する減速電極と、前記減速電極に
より減速されたイオンビームから、所望のエネルギを持
ったイオンを取り出し、実質的に該所望のエネルギのイ
オンのみを含むイオンビームを出射するフィルタ電磁石
とを有するイオン注入装置が提供される。According to one aspect of the present invention, an ion source for generating ions in a space to which a beam potential is applied is provided, and an acceleration potential lower than the beam potential is applied to generate an ion in the ion source. An accelerated electrode for extracting and accelerating the ions, forming an ion beam, and a mass for extracting desired ions from the ion beam accelerated by the accelerated electrode and emitting an ion beam substantially containing only the desired ions An analyzer, a deceleration potential intermediate between the beam potential and the acceleration potential, and a deceleration electrode for decelerating the ion beam emitted from the mass analyzer; and a desired energy from the ion beam decelerated by the deceleration electrode. And a filter electromagnet that emits an ion beam containing substantially only ions of the desired energy. Apparatus is provided.
【００１１】イオンビームを質量分析した後に減速する
ことにより、低エネルギのイオンビームを得ることがで
きる。質量分析するまでのイオンビームのエネルギは比
較的高いため、ビームの発散を抑制することができる。
イオンビームを減速した後に、フィルタ電磁石により所
望のエネルギのイオンのみを取り出しているため、減速
時に所望のエネルギまで減速されなかったイオン、また
は減速されすぎたイオンを除去することができる。By decelerating the ion beam after mass analysis, a low energy ion beam can be obtained. Since the energy of the ion beam until mass analysis is relatively high, the divergence of the beam can be suppressed.
After decelerating the ion beam, only ions of desired energy are extracted by the filter electromagnet, so that ions that have not been decelerated to the desired energy during deceleration or ions that have been decelerated too much can be removed.
【００１２】本発明の他の観点によると、第１のエネル
ギを有する第１のイオンビームを出射する工程と、前記
第１のイオンビームから所望のイオンを抽出し、実質的
に該所望のイオンのみからなる第２のイオンビームを得
る工程と、前記第２のイオンビームを減速し、第３のイ
オンビームを得る工程と、前記第３のイオンビームか
ら、所望のエネルギのイオンを抽出し、実質的に該所望
のエネルギを有するイオンのみからなる第４のイオンビ
ームを処理基板に注入する工程とを有するイオン注入方
法が提供される。According to another aspect of the present invention, a step of emitting a first ion beam having a first energy, extracting desired ions from the first ion beam, and substantially extracting the desired ions A step of obtaining a second ion beam consisting only of: a step of decelerating the second ion beam to obtain a third ion beam; extracting ions of a desired energy from the third ion beam; Implanting a fourth ion beam substantially consisting of only ions having the desired energy into the processing substrate.
【００１３】本発明の他の観点によると、一方向に長い
イオン生成空洞を画定するアークチャンバと、前記イオ
ン生成空洞内の、前記一方向に関してほぼ中央に配置さ
れ、熱電子を放出するフィラメントと、前記イオン生成
空洞内にイオン原料を導入するイオン原料導入手段と、
前記イオン生成空洞内に前記一方向の磁場を発生させる
磁石と、前記アークチャンバの側壁に設けられたビーム
取出スリットであって、該ビーム取出スリットをその正
面から見たとき、該ビーム取出スリットが前記一方向に
延在する前記ビーム取出スリットとを有するイオンビー
ム源が提供される。According to another aspect of the present invention, an arc chamber defining an ion generation cavity that is elongated in one direction, and a filament in the ion generation cavity that is substantially centered with respect to the one direction and emits thermoelectrons. An ion source introducing means for introducing an ion source into the ion generation cavity,
A magnet for generating the magnetic field in the one direction in the ion generation cavity, and a beam extraction slit provided on a side wall of the arc chamber, wherein when the beam extraction slit is viewed from the front thereof, the beam extraction slit is An ion beam source having the beam extraction slit extending in the one direction is provided.
【００１４】フィラメントがイオン生成空洞のほぼ中央
に配置されているため、フィラメントから放出された熱
電子を有効利用することができる。[0014] Since the filament is disposed substantially at the center of the ion generation cavity, thermionic electrons emitted from the filament can be effectively used.
【００１５】本発明の他の観点によると、真空容器と、
該真空容器内にｘｙｚ直交座標系を考えたとき、ｘｙ面
内においてｘ軸方向に延在するスリットを画定するよう
に、該スリットの両側に配置された第１及び第２のスリ
ット画定部材と、前記第１のスリット画定部材に固定さ
れた中空の第１の支持部材であって、その内部空洞が前
記真空容器の外部に連通する前記第１の支持部材と、前
記第２のスリット画定部材に固定され、前記第１の支持
部材の壁を貫通してその内部空洞内まで延在する第２の
支持部材と、前記第２の支持部材が前記第１の支持部材
の壁を貫通する部分の気密性を保つ第１の真空ベローズ
と、前記第１の支持部材の内部空洞内において、該第１
の支持部材に対して前記第２の支持部材をｙ方向に移動
可能に支持するスリット幅可変機構とを有する可変スリ
ット機構が提供される。According to another aspect of the present invention, a vacuum vessel,
When considering an xyz rectangular coordinate system in the vacuum vessel, first and second slit defining members arranged on both sides of the slit so as to define a slit extending in the x-axis direction in the xy plane. A hollow first support member fixed to the first slit defining member, the first supporting member having an internal cavity communicating with the outside of the vacuum vessel, and the second slit defining member A second support member extending through the wall of the first support member and into the interior cavity thereof; and a portion where the second support member penetrates the wall of the first support member. A first vacuum bellows for maintaining the airtightness of the first support member and the first vacuum bellows inside the internal cavity of the first support member.
And a variable slit width mechanism for supporting the second support member movably in the y direction with respect to the support member.
【００１６】第１の支持部材の内部空洞が真空容器外に
連通しているため、外部からスリット幅可変機構を操作
し、スリット幅を変化させることができる。Since the internal cavity of the first support member communicates with the outside of the vacuum vessel, the slit width can be changed by operating the slit width variable mechanism from the outside.
【００１７】本発明の他の観点によると、ビーム電位を
与えられる空間内にイオンを発生させるイオン源と、前
記ビーム電位よりも低い加速電位が与えられ、前記イオ
ン源内に発生したイオンを取り出して加速し、イオンビ
ームを形成する加速電極と、前記加速電極で加速された
イオンビームから所望のイオンを抽出し、実質的に該所
望のイオンのみを含むイオンビームを出射する質量分析
器と、前記ビーム電位と加速電位との中間の減速電位が
与えられ、前記質量分析器から出射したイオンビームを
減速する減速電極と、前記加速電極に取り付けられ、該
加速電極により加速されたイオンビームの通路を包み、
前記加速電位が与えられる第１の電圧シールド部材と、
前記第１の電圧シールド部材を包み、接地電位が与えら
れたビームダクトとを有するイオン注入装置が提供され
る。According to another aspect of the present invention, an ion source for generating ions in a space to which a beam potential is applied, and an acceleration potential lower than the beam potential are applied, and ions generated in the ion source are taken out. An accelerating electrode that accelerates to form an ion beam; a mass analyzer that extracts a desired ion from the ion beam accelerated by the accelerating electrode and emits an ion beam substantially containing only the desired ion; A deceleration potential intermediate between the beam potential and the acceleration potential is given, a deceleration electrode for decelerating the ion beam emitted from the mass analyzer, and a path for the ion beam accelerated by the acceleration electrode attached to the acceleration electrode. Wrap,
A first voltage shield member to which the acceleration potential is applied;
There is provided an ion implanter having a beam duct enclosing the first voltage shield member and provided with a ground potential.
【００１８】第１の電圧シールド部材でイオンビームを
シールドしている。イオン源全体をシールドする必要が
ないため、装置の小型化を図ることが可能になる。The ion beam is shielded by the first voltage shield member. Since there is no need to shield the entire ion source, the size of the apparatus can be reduced.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例によるイ
オン注入装置の概略図を示す。実施例によるイオン注入
装置は、イオンビーム発生部１０、質量分析器５０、減
速部６０、フィルタ部９０、イオン注入チャンバ９５を
含んで構成される。これらの構成部分によりビーム通路
１が画定される。FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention. The ion implantation apparatus according to the embodiment includes an ion beam generation unit 10, a mass analyzer 50, a reduction unit 60, a filter unit 90, and an ion implantation chamber 95. These components define a beam path 1.
【００２０】イオンビーム発生部１０は、イオン源１
５、サプレッション電極３０、及び加速電極４０を含ん
で構成される。これらの構成部分は、接地されたビーム
ダクト１１内に配置される。ビームダクト１１内は、タ
ーボ分子ポンプ１２で真空排気される。イオン源１５の
電位はビーム電位ＶB に設定されており、イオン源１５
は、ビーム電位ＶB に相当するポテンシャルエネルギを
持ったイオンを生成する。The ion beam generator 10 includes the ion source 1
5, including the suppression electrode 30 and the acceleration electrode 40. These components are arranged in a grounded beam duct 11. The inside of the beam duct 11 is evacuated by a turbo molecular pump 12. Potential of the ion source 15 is set to the beam potential V B, the ion source 15
Generates ions having a potential energy corresponding to the beam potential V B.
【００２１】加速電極４０には、ビーム電位ＶB よりも
低い負の加速電位（−ＶA ）、例えば−２０ｋＶが与え
られている。サプレッション電極３０には加速電極４０
に対してサプレッション電圧（−ＶS1）、例えば１８０
０Ｖだけ低い電位、即ちサプレッション電位（−ＶA −
ＶS1）が与えられている。イオン源１５内に生成された
イオンが、加速電極４０により引き出され、ビーム通路
１に沿って進行するイオンビームを形成する。サプレッ
ション電極３０は、ビームダクト内に発生した電子がイ
オン源１５に向かって逆流することを防止する。[0021] accelerating electrode 40 is lower than the beam potential V B negative acceleration potential (-V A), for example -20kV is given. An acceleration electrode 40 is provided for the suppression electrode 30.
, The suppression voltage (−V S1 ), for example, 180
0 V, that is, the suppression potential (−V A −
V S1 ). Ions generated in the ion source 15 are extracted by the accelerating electrode 40 and form an ion beam traveling along the beam path 1. The suppression electrode 30 prevents electrons generated in the beam duct from flowing back toward the ion source 15.
【００２２】質量分析器５０は、偏向電磁石５１、リゾ
ルビングアパーチャ５２、ビーム通路容器５３、電圧シ
ールド５４、及び接地されたシールド容器５５を含んで
構成される。イオンビーム発生部１０から出射したイオ
ンビームは、ビーム通路容器５３内を進行し、偏向電磁
石５１で進行方向を曲げられる。ビーム軌道の曲率半径
は、イオンの質量、電荷量、及びエネルギの関数となる
ため、所望のイオンのみが、偏向電磁石５１の下流側に
配置されたリゾルビングアパーチャ５２を通過する。こ
のようにして、実質的に所望のイオンのみを含むイオン
ビームが形成される。ここで、「実質的」とは、半導体
基板に不純物イオンを注入して半導体素子を形成する場
合に、半導体素子の動作上問題にならない程度に他のイ
オンが除去されていることを意味する。The mass analyzer 50 includes a bending electromagnet 51, a resolving aperture 52, a beam path container 53, a voltage shield 54, and a grounded shield container 55. The ion beam emitted from the ion beam generator 10 travels in the beam path container 53, and the traveling direction is bent by the bending electromagnet 51. Since the radius of curvature of the beam trajectory is a function of the mass, charge, and energy of the ions, only the desired ions pass through the resolving aperture 52 disposed downstream of the bending electromagnet 51. In this way, an ion beam containing substantially only desired ions is formed. Here, “substantially” means that when impurity ions are implanted into a semiconductor substrate to form a semiconductor element, other ions are removed to such an extent that operation of the semiconductor element is not problematic.
【００２３】ビーム通路容器５３の電位は、加速電位
（−ＶA ）に等しい。従って、加速電極４０からリゾル
ビングアパーチャ５２までのビーム通路内は、加速電位
（−Ｖ A ）に保たれている。偏向電磁石５１及びその電
源等は、電位（−ＶA ）に設定された電圧シールド５４
内に配置されている。電圧シールド５４は、接地された
シールド容器５５内に配置されている。The potential of the beam path container 53 is the accelerating potential
(-VA)be equivalent to. Therefore, the resolution
The accelerating potential in the beam path up to the bing aperture 52
(-V A) Is kept. Bending electromagnet 51 and its electromagnet
The source or the like has a potential (−VA) Set voltage shield 54
Is located within. The voltage shield 54 is grounded
It is arranged in the shield container 55.
【００２４】リゾルビングアパーチャ５２を通過したイ
オンビームは、減速部６０に入射する。減速部６０に入
射したイオンビームは、サプレッション電極６２、減速
電極６３、ガス供給部７０、及び電子供給部８０を通過
してビームフィルタ部９０に入射する。これらの構成部
分は、接地されたビームダクト６１内に配置される。ビ
ームダクト６１内は、真空ポンプ６４により真空排気さ
れる。The ion beam that has passed through the resolving aperture 52 enters the deceleration unit 60. The ion beam that has entered the deceleration unit 60 passes through the suppression electrode 62, the deceleration electrode 63, the gas supply unit 70, and the electron supply unit 80, and enters the beam filter unit 90. These components are arranged in a grounded beam duct 61. The inside of the beam duct 61 is evacuated by a vacuum pump 64.
【００２５】サプレッション電極６２には、加速電位
（−ＶA ）よりも電圧ＶS2、例えば１８００Ｖだけ低い
サプレッション電位（−ＶA −ＶS2）が与えられてい
る。サプレッション電極６２は、質量分析器５０内の電
子が減速部６０のビーム通路内に流入することを防止す
る。減速電極６３には、減速電位ＶD が与えられてい
る。実施例の場合では、減速電位ＶD は接地電位と等し
い。The suppression electrode 62 is supplied with a voltage V S2 , for example, a suppression potential (−V A −V S2 ) lower than the acceleration potential (−V A ) by, for example, 1800V. The suppression electrode 62 prevents electrons in the mass analyzer 50 from flowing into the beam path of the reduction unit 60. A deceleration electrode 63, reduction potential V D is applied. In the case of Example, the deceleration potential V D is equal to the ground potential.
【００２６】減速部６０から出射したイオンビームは、
ビームフィルタ部９０の偏向電磁石９１により、進行方
向を曲げられる。ビーム軌道の曲率半径は、イオンの質
量、電荷量、エネルギの関数となる。このため、所望の
エネルギのイオンのみが、偏向電磁石９１の下流側に配
置されたスリット９２を通過し、イオン注入チャンバ９
５内に入射する。フィルタ部９０のビーム通路は、接地
されたビームダクト９３で包まれている。The ion beam emitted from the deceleration unit 60 is
The traveling direction can be bent by the bending electromagnet 91 of the beam filter unit 90. The radius of curvature of the beam trajectory is a function of ion mass, charge, and energy. For this reason, only ions of the desired energy pass through the slit 92 arranged on the downstream side of the bending electromagnet 91, and
5 is incident. The beam path of the filter unit 90 is covered by a grounded beam duct 93.
【００２７】イオン注入チャンバ９５内には、イオン注
入すべき半導体基板９６が配置されている。イオン注入
チャンバ９５内に入射したイオンビームが半導体基板９
６を照射し、イオン注入が行われる。In the ion implantation chamber 95, a semiconductor substrate 96 to be ion-implanted is arranged. The ion beam that has entered the ion implantation chamber 95 is
Then, ion implantation is performed.
【００２８】以下、イオンビームの進行方向をｚ軸、鉛
直上向きをｘ軸とするｘｙｚ直交座標系を用いて、説明
する。Description will be made below using an xyz rectangular coordinate system in which the traveling direction of the ion beam is the z axis and the vertically upward direction is the x axis.
【００２９】図２は、図１に示すイオン注入装置のブロ
ック図と、それに対応してビーム進行方向（ｚ軸方向）
の電位の分布を示すグラフである。イオン源１５に正の
ビーム電位ＶB が与えられ、サプレッション電極３０に
負のサプレッション電位（−ＶA −ＶS1）が与えられ、
加速電極４０に負の加速電位（−ＶA ）が与えられてい
る。FIG. 2 is a block diagram of the ion implantation apparatus shown in FIG. 1 and a beam traveling direction (z-axis direction) corresponding thereto.
5 is a graph showing a distribution of potentials of the first embodiment. A positive beam potential V B is applied to the ion source 15, a negative suppression potential (−V A −V S1 ) is applied to the suppression electrode 30,
A negative acceleration potential (−V A ) is given to the acceleration electrode 40.
【００３０】加速電極４０からリゾルビングアパーチャ
５２までのビーム通路の電位は、加速電位（−ＶA ）に
保たれている。サプレッション電極６２に負のサプレッ
ション電位（−ＶA −ＶS2）が与えられ、減速電極６３
に接地電位が与えられている。減速電極６３よりも下流
側のビーム通路の電位は、接地電位に保たれている。The potential of the beam path from the accelerating electrode 40 to resolvase Bing aperture 52 is maintained at accelerating potential (-V A). A negative suppression potential (−V A −V S2 ) is applied to the suppression electrode 62 and the deceleration electrode 63
Is supplied with a ground potential. The potential of the beam path downstream of the deceleration electrode 63 is maintained at the ground potential.
【００３１】イオン源１５から取り出され、加速電極４
０を通過した１価のイオンは、ｅ（ＶA ＋ＶB ）の運動
エネルギを持つ。ここで、ｅは、電荷素量である。減速
電極６３を通過した１価のイオンは、運動エネルギｅＶ
B を持つ。すなわち、運動エネルギｅＶB を持つイオン
を半導体基板に注入することになる。The acceleration electrode 4 taken out of the ion source 15
Monovalent ions that have passed through the 0 has a kinetic energy of e (V A + V B) . Here, e is the elementary charge. The monovalent ions that have passed through the deceleration electrode 63 have a kinetic energy eV
Have B. That is, ions having kinetic energy eV B are implanted into the semiconductor substrate.
【００３２】減速電極６３の上流側においては、ビーム
速度が減速後のビーム速度に比べて速く、同じビーム電
流でもイオン密度が低い。また、イオンビームに、ビー
ム通路内のガスを電離させるのに十分な高い運動エネル
ギ（ＶA ＋ＶB ）を持たせることができる。このため、
ビーム通路内に電子を滞留させ、空間電荷を中和させる
ことができる。これにより、ビームの発散が抑制され
る。On the upstream side of the deceleration electrode 63, the beam speed is higher than the beam speed after deceleration, and the ion density is low even with the same beam current. In addition, the ion beam can have a high kinetic energy (V A + V B ) high enough to ionize the gas in the beam path. For this reason,
Electrons can be retained in the beam path to neutralize space charges. Thereby, the divergence of the beam is suppressed.
【００３３】特に、質量分析器５０で分析される前のイ
オンビームには、所望のイオン以外のイオンが多く含ま
れている。例えば、Ｂ+ イオンビームを取り出す場合、
質量分析前のイオンビームのＢ+ イオンの数は、全体の
イオンの数の約２０％程度である。このため、質量分析
前のイオンビームは、イオン密度が高く、発散し易い。
減速電極６３よりも下流側のイオンビームには所望のイ
オンしか含まれていないため、そのイオン密度は比較的
低い。このため、減速電極６３よりも下流側のイオンビ
ームの発散傾向は弱い。In particular, the ion beam before being analyzed by the mass analyzer 50 contains many ions other than the desired ions. For example, when extracting a B + ion beam,
The number of B + ions in the ion beam before mass analysis is about 20% of the total number of ions. For this reason, the ion beam before mass analysis has a high ion density and easily diverges.
Since the ion beam downstream of the deceleration electrode 63 contains only desired ions, its ion density is relatively low. For this reason, the divergence of the ion beam downstream of the deceleration electrode 63 is weak.
【００３４】ビームの発散傾向の強い領域において、イ
オンビームの運動エネルギを高く設定しているため、ビ
ームの発散を効果的に抑制することができる。Since the kinetic energy of the ion beam is set high in the region where the beam divergence is strong, the beam divergence can be effectively suppressed.
【００３５】ガス供給手段７０は、減速電極６３よりも
下流側のビーム通路内に、Ａｒ、Ｘｅ等の不活性ガスを
供給する。このガスは、イオンビームに衝突されて電離
し、空間電荷中和用の電子を生成する。電離したガスイ
オンは、ビームダクトの壁に衝突し、中性化される。The gas supply means 70 supplies an inert gas such as Ar or Xe into the beam passage downstream of the deceleration electrode 63. This gas is impacted by the ion beam and ionized to generate electrons for space charge neutralization. The ionized gas ions collide with the beam duct walls and are neutralized.
【００３６】電子供給手段８０は、ビーム通路内に電子
を放出する。この電子が、ビーム通路内の空間電荷を中
和する。ガス供給手段７０により供給されたガスの分離
により生成する電子が不足する場合に、電子供給手段８
０から電子を供給することにより、ビームの発散を抑制
することができる。なお、フィルタ部９０の下流側にも
電子供給手段８０と同様の電子供給手段を配置してもよ
い。The electron supply means 80 emits electrons into the beam path. These electrons neutralize the space charge in the beam path. When there is a shortage of electrons generated by the separation of the gas supplied by the gas supply means 70, the electron supply means 8
By supplying electrons from zero, divergence of the beam can be suppressed. Note that an electron supply unit similar to the electron supply unit 80 may be disposed downstream of the filter unit 90.
【００３７】質量分析器５０で所望のイオンのみを抽出
した後、減速電極６３に達するまでに、一部のイオンは
中性化したり、所望の電荷量と異なる電荷量のイオンに
なる場合がある。このようなイオンは、減速電極６３を
通過しても、所望のエネルギまで減速されないか、また
は過度に減速される。すなわち、減速電極６３を通過し
たイオンビームは、所望のエネルギ以外のエネルギを持
った粒子、特に中性化して減速されなかった粒子を含
む。After only the desired ions are extracted by the mass spectrometer 50, some of the ions may be neutralized or may have a charge amount different from the desired charge amount before reaching the deceleration electrode 63. . Even if such ions pass through the deceleration electrode 63, they are not decelerated to the desired energy or are decelerated excessively. That is, the ion beam that has passed through the deceleration electrode 63 includes particles having energy other than the desired energy, particularly particles that have been neutralized and have not been decelerated.
【００３８】フィルタ部９０は、このイオンビームか
ら、所望のエネルギのイオンのみを抽出する。これによ
り、実質的に所望のエネルギのイオンのみを含むイオン
ビームを得ることができる。The filter section 90 extracts only ions having a desired energy from the ion beam. As a result, an ion beam substantially containing only ions having desired energy can be obtained.
【００３９】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれイ
オン源１５の断面図及び正面図を示す。アークチャンバ
１６が、ｘ軸方向に長いイオン生成空洞１７を画定して
いる。アークチャンバ１６は、例えばＭｏにより形成さ
れる。イオン生成空洞１７内の、ｘ軸方向に関してほぼ
中央に、タングステン（Ｗ）のフィラメント１８が配置
されている。フィラメント１８は、イオン生成空洞１７
内に熱電子を放出する。アークチャンバ１６に、イオン
原料導入管１９及び２０が接続されている。イオン原料
導入管１９は、イオン生成空洞１７に、固体原料から蒸
発した原料ガスを供給し、イオン原料導入管２０は、室
温で気体状態のガス原料を供給する。FIGS. 3A and 3B are a sectional view and a front view of the ion source 15, respectively. An arc chamber 16 defines an ion generation cavity 17 that is long in the x-axis direction. The arc chamber 16 is formed of, for example, Mo. A tungsten (W) filament 18 is disposed substantially at the center of the ion generation cavity 17 in the x-axis direction. The filament 18 has an ion generating cavity 17
Emit thermoelectrons in The ion source introduction pipes 19 and 20 are connected to the arc chamber 16. The ion source introduction pipe 19 supplies the ion generation cavity 17 with the source gas evaporated from the solid source, and the ion source introduction pipe 20 supplies the gas source in a gaseous state at room temperature.
【００４０】アークチャンバ１６の両端近傍に、磁石２
１が配置されている。磁石２１は、イオン生成空洞１７
内にｘ軸方向の磁場を発生する。The magnet 2 is located near both ends of the arc chamber 16.
1 is arranged. The magnet 21 is connected to the ion generating cavity 17.
Generates a magnetic field in the x-axis direction.
【００４１】アークチャンバ１６の正面の壁にビーム取
出スリット２２が形成されている。ビーム取出スリット
２２は、その正面から見たとき、ｘ軸方向に沿って延在
する。また、フィラメント１８の配置された位置に対応
する部分にはスリットが形成されていない。すなわち、
ビーム取出スリット２２は、ほぼ中央で分離された１対
のサブスリットにより構成される。A beam extraction slit 22 is formed in a front wall of the arc chamber 16. The beam extraction slit 22 extends along the x-axis direction when viewed from the front. Further, no slit is formed in a portion corresponding to the position where the filament 18 is arranged. That is,
The beam extraction slit 22 is constituted by a pair of sub-slits separated at substantially the center.
【００４２】ビーム取出スリット２２を、ｘ軸に直交す
る横方向から見たとき、すなわちｙ軸方向に沿って見た
とき、１対のサブスリットの各々は、ｘ軸方向に対して
相互に反対向きにわずかに傾いている。その傾きは、ｘ
ｚ面内において、各サブスリットに直交する仮想直線が
イオン生成空洞１７の外側で交わる向きである。When the beam extraction slit 22 is viewed from the lateral direction orthogonal to the x-axis, that is, along the y-axis direction, each of the pair of sub-slits is opposite to each other with respect to the x-axis direction. Slightly tilted in the direction. The slope is x
In the z-plane, a virtual straight line orthogonal to each sub-slit is a direction that intersects outside the ion generation cavity 17.
【００４３】イオン生成空洞１７内の両端部に電子反射
部材２５が配置されている。電子反射部材２５は、電気
的にフローティング状態にされている。フィラメント１
８から放出された熱電子は、ｘ軸方向の磁場に巻きつく
ように、ｘ軸の正及び負の向きに移動する。この電子に
より電子反射部材２５が帯電し、その電位を低下させ
る。電子反射部材２５の電位が低下すると、ｘ軸方向に
進む熱電子が、電子反射部材２５により形成されたポテ
ンシャル障壁により反射される。このようにして、イオ
ン生成空洞１７内に、電子が蓄積される。なお、電子反
射部材２５をバイアスしておいてもよい。Electron reflecting members 25 are arranged at both ends in the ion generating cavity 17. The electron reflection member 25 is in an electrically floating state. Filament 1
The thermoelectrons emitted from 8 move in the positive and negative x-axis directions so as to wind around the magnetic field in the x-axis direction. These electrons charge the electron reflecting member 25 and lower its potential. When the potential of the electron reflecting member 25 decreases, thermoelectrons traveling in the x-axis direction are reflected by the potential barrier formed by the electron reflecting member 25. In this way, electrons are accumulated in the ion generation cavity 17. The electron reflecting member 25 may be biased.
【００４４】イオン生成空洞１７内に導入されたイオン
原料ガスが、この電子により電離し、イオンが生成され
る。イオン生成空洞１７内に生成したイオンは、ビーム
取出スリット２２の近傍に発生した電場により、ビーム
取出スリット２２から外部に取り出される。The ion source gas introduced into the ion generating cavity 17 is ionized by the electrons to generate ions. The ions generated in the ion generation cavity 17 are extracted outside from the beam extraction slit 22 by an electric field generated near the beam extraction slit 22.
【００４５】ビーム取出スリット２２が、ｘ軸方向に対
して僅かに傾いているため、ビーム取出スリット２２の
近傍の電場の向きは、ｘｚ面内においてｚ軸から僅かに
傾く。このため、１対のサブスリットから取り出された
１対のリボン状のイオンビームは、ｚ軸方向に進むに従
って徐々に近づき、１つのリボン状のイオンビームにな
る。Since the beam extraction slit 22 is slightly inclined with respect to the x-axis direction, the direction of the electric field near the beam extraction slit 22 is slightly inclined from the z-axis in the xz plane. For this reason, the pair of ribbon-shaped ion beams extracted from the pair of sub-slits gradually approach each other in the z-axis direction and become one ribbon-shaped ion beam.
【００４６】図３（Ａ）に示すイオン源では、フィラメ
ント１８がイオン生成空洞１７のほぼ中央に配置されて
いる。熱電子は、フォラメント１８からｘ軸の正の向き
と負の向きにほぼ等量放出される。フィラメント１８
を、イオン生成空洞１７の端部に配置すると、熱電子の
約半分しか利用することができない。図３（Ａ）に示す
ように、フィラメント１８を、ｘ軸方向に関してほぼ中
央に配置することにより、熱電子の利用効率を高めるこ
とができる。In the ion source shown in FIG. 3A, the filament 18 is arranged substantially at the center of the ion generation cavity 17. Thermions are emitted from the orientation 18 in substantially equal amounts in the positive and negative directions of the x-axis. Filament 18
Is located at the end of the ion generation cavity 17, only about half of the thermoelectrons are available. As shown in FIG. 3A, by arranging the filament 18 substantially at the center in the x-axis direction, the utilization efficiency of thermoelectrons can be increased.
【００４７】図４は、イオンビーム発生部１０の加速部
のｙｚ面に平行な断面図を示す。イオン源１５に対向す
るように、ｘｙ面に沿ってサプレッション電極３０が配
置され、そのやや下流側に加速電極４０が配置されてい
る。サプレッション電極３０及び加速電極４０は、例え
ばステンレスもしくはグラファイトにより形成される。
サプレッション電極３０は、アルミナ若しくは窒化ボロ
ン（ＢＮ）等からなる絶縁性のスペーサ３３により、加
速電極４０に一定の間隔を隔てて保持される。サプレッ
ション電極３０及び加速電極４０には、ｘ軸に平行なス
リットが設けられている。イオン源１５から取り出され
たリボン状のイオンビームが、このスリットを通過す
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of the acceleration part of the ion beam generator 10 parallel to the yz plane. The suppression electrode 30 is arranged along the xy plane so as to face the ion source 15, and the acceleration electrode 40 is arranged slightly downstream of the suppression electrode 30. The suppression electrode 30 and the acceleration electrode 40 are formed of, for example, stainless steel or graphite.
The suppression electrode 30 is held on the acceleration electrode 40 at a constant interval by an insulating spacer 33 made of alumina, boron nitride (BN), or the like. The suppression electrode 30 and the acceleration electrode 40 are provided with slits parallel to the x-axis. A ribbon-shaped ion beam extracted from the ion source 15 passes through the slit.
【００４８】加速電極４０は、加速電極支持腕４２Ａ及
び４２Ｂにより、ビームダクト１１内に支持されてい
る。この支持機構については、後に図６及び図７を参照
して、詳述する。The acceleration electrode 40 is supported in the beam duct 11 by acceleration electrode support arms 42A and 42B. This support mechanism will be described later in detail with reference to FIGS.
【００４９】加速電極４０から、その下流側に筒状の第
１の電圧シールド部材４１が延びている。第１の電圧シ
ールド部材４１は、例えばステンレスで形成され、加速
電極４０により加速されたイオンビームの通路を包む。
第１の電圧シールド部材４１には、加速電極４０と同一
の加速電位（−ＶA ）が与えられており、イオンビーム
に対し、ビームダクト１１の接地電位をシールドする。A cylindrical first voltage shield member 41 extends downstream from the acceleration electrode 40. The first voltage shield member 41 is formed of, for example, stainless steel, and encloses a path of the ion beam accelerated by the acceleration electrode 40.
The first voltage shield member 41, the same acceleration potential and accelerating electrode 40 (-V A) are is given to the ion beam, to shield the ground potential of the beam duct 11.
【００５０】第１の電圧シールド部材４１を通過したイ
オンビームの通路を包むように、第２の電圧シールド部
材５３ａが配置されている。第２の電圧シールド部材５
３ａは、例えばアルミニウム、ステンレス等により形成
され、質量分析器５０のビーム通路容器５３に取り付け
られて、ビーム通路容器５３と電気的に同電位とされて
いる。The second voltage shield member 53a is arranged so as to cover the path of the ion beam that has passed through the first voltage shield member 41. Second voltage shield member 5
3a is made of, for example, aluminum, stainless steel, or the like, and is attached to the beam passage container 53 of the mass spectrometer 50, and has the same electric potential as the beam passage container 53.
【００５１】第２の電圧シールド部材５３ａは、そのイ
オンビーム入射端近傍と第１の電圧シールド部材４１の
イオンビーム出射端近傍とが、ｚ軸方向に関して重なる
ように配置されている。また、ｘｙ面内においては、第
２の電圧シールド部材５３ａが第１の電圧シールド部材
４１を、ある間隔をおいて取り囲むように配置されてい
る。このため、第１の電圧シールド部材４１の出射端近
傍と第２の電圧シールド部材５３ａの入射端近傍との間
に、間隙部３４が形成される。The second voltage shield member 53a is arranged so that the vicinity of the ion beam incident end thereof and the vicinity of the ion beam exit end of the first voltage shield member 41 overlap in the z-axis direction. In the xy plane, the second voltage shield member 53a is disposed so as to surround the first voltage shield member 41 at a certain interval. For this reason, a gap 34 is formed between the vicinity of the emission end of the first voltage shield member 41 and the vicinity of the incidence end of the second voltage shield member 53a.
【００５２】間隙部３４に沿って電子反射部材３２が配
置されている。電子反射部材３２は、加速電極４０を貫
通する支持棒３１により、サプレッション電極３０に取
り付けられ、サプレッション電極３０と同電位にされて
いる。電子反射部材３２は、第２の電圧シールド部材５
３ａの内部の電子が間隙部３４から漏れることを防止す
る。The electron reflecting member 32 is arranged along the gap 34. The electron reflecting member 32 is attached to the suppression electrode 30 by the support rod 31 that penetrates the acceleration electrode 40, and has the same potential as the suppression electrode 30. The electron reflecting member 32 includes the second voltage shield member 5.
Electrons inside 3a are prevented from leaking from gap 34.
【００５３】第２の電圧シールド部材５３ａ内の空洞と
ビーム通路容器５３内の空洞とは、ゲートバルブ５６で
仕切られている。ゲートバルブ５６のやや上流に、グラ
ファイト製の保護部材５７が配置されている。保護部材
５７は、ビーム通路から外れて進行するイオンビーム
が、ビームダクトの内壁に衝突することを防止する。The cavity in the second voltage shield member 53 a and the cavity in the beam path container 53 are separated by a gate valve 56. A protection member 57 made of graphite is arranged slightly upstream of the gate valve 56. The protection member 57 prevents the ion beam traveling out of the beam path from colliding with the inner wall of the beam duct.
【００５４】接地されたビームダクト１１と加速電位
（−ＶA ）が与えられたビーム通路容器５３との間は、
例えばエポキシ製の絶縁部材５８で気密に保たれてい
る。[0054] between the beam duct 11 that is grounded accelerating potential (-V A) beam path vessel 53 which given the
For example, it is kept airtight by an insulating member 58 made of epoxy.
【００５５】図５は、図１の減速部６０のｙｚ面に平行
な断面図を示す。ビーム通路容器５３から、イオンビー
ムの通路に沿って下流側に第３の電圧シールド部材５２
ａが延びている。第３の電圧シールド部材５２ａの先端
に、リゾルビングアパーチャ５２が配置されている。リ
ゾルビングアパーチャ５２に、絶縁性のスペーサ６２ａ
を介して第２のサプレッション電極６２が取り付けられ
ている。第２のサプレッション電極６２には、リード線
６２ｂを介して、第２のサプレッション電位（−ＶA −
ＶS2）が与えられている。FIG. 5 is a sectional view of the speed reducer 60 of FIG. 1 parallel to the yz plane. A third voltage shield member 52 is provided downstream from the beam path container 53 along the path of the ion beam.
a is extended. The resolving aperture 52 is disposed at the tip of the third voltage shield member 52a. An insulating spacer 62a is provided on the resolving aperture 52.
The second suppression electrode 62 is attached via the. The second suppression potential (−V A −) is applied to the second suppression electrode 62 via a lead wire 62b.
V S2 ).
【００５６】このように、質量分析器５０、第２の電圧
シールド部材５３ａ、及び第３の電圧シールド部材５２
ａを電位（−ＶA ）にすることにより、ビームダクト１
１を接地電位としたままイオンビームの加速、減速を行
うことができる。イオン源１５全体を電位（−ＶA ）の
シールド部材で覆う必要がないため、装置を小型化、簡
略化することが可能になる。As described above, the mass analyzer 50, the second voltage shield member 53a, and the third voltage shield member 52
By setting a to a potential (−V A ), the beam duct 1
The acceleration and deceleration of the ion beam can be performed while 1 is kept at the ground potential. Since it is not necessary to cover the entire ion source 15 with a shield member having a potential (-V A ), the apparatus can be reduced in size and simplified.
【００５７】第２のサプレッション電極６２のやや下流
側に、減速電極６３が配置されている。減速電極６３の
下流側に、ガス供給手段７０が配置されている。ガス供
給手段７０は、減速電極６３から、その下流側に延びた
筒状のビーム通路画定部材７１、ビーム通路画定部材７
１に接続されたガス供給管７２により構成される。ガス
供給管７２は、ビームダクト６１の壁を貫通してその外
部に導出されている。ガス供給管７２の貫通部は、真空
ベローズ７３により気密に保たれている。A deceleration electrode 63 is disposed slightly downstream of the second suppression electrode 62. Downstream of the deceleration electrode 63, a gas supply means 70 is arranged. The gas supply means 70 includes a cylindrical beam path defining member 71 and a beam path defining member 7 extending from the deceleration electrode 63 to the downstream side thereof.
1 comprises a gas supply pipe 72 connected to the gas supply pipe 72. The gas supply pipe 72 penetrates the wall of the beam duct 61 and is led out. The gas supply pipe 72 has a penetrating portion which is kept airtight by a vacuum bellows 73.
【００５８】ガス供給管７２からビーム通路画定部材７
１の内部の空洞に空間電荷中和のためのガスが供給され
る。また、ガス供給管７２及びビーム通路画定部材７１
により、減速電極６３がビームダクト６１内に保持され
る。From the gas supply pipe 72 to the beam path defining member 7
A gas for space charge neutralization is supplied to the cavity inside 1. The gas supply pipe 72 and the beam path defining member 71
Thereby, the deceleration electrode 63 is held in the beam duct 61.
【００５９】ガス供給手段７０の下流側に電子供給手段
８０が配置されている。電子供給手段８０は、筒状のビ
ーム通路画定部材８２、プラズマ室８３、及びプラズマ
室８３内に取り付けられたフィラメント８１を含んで構
成される。プラズマ室８３内の空洞とビーム通路画定部
材８２内のビーム通路とは、スリットを介して連通して
いる。An electron supply means 80 is arranged downstream of the gas supply means 70. The electron supply unit 80 includes a cylindrical beam path defining member 82, a plasma chamber 83, and a filament 81 mounted in the plasma chamber 83. The cavity in the plasma chamber 83 communicates with the beam path in the beam path defining member 82 via a slit.
【００６０】ガス導入孔８４からプラズマ室８３内にＡ
ｒガス等の不活性ガスが供給される。フィラメント８１
から熱電子を放出することにより、プラズマ室８３内に
Ａｒイオンと電子を生成する。生成したＡｒイオンと電
子が、スリットを通ってビーム通路内に輸送される。こ
のようにして、ビーム通路内に電子を供給することがで
きる。A is introduced into the plasma chamber 83 through the gas introduction hole 84.
An inert gas such as r gas is supplied. Filament 81
By generating thermal electrons from the semiconductor device, Ar ions and electrons are generated in the plasma chamber 83. The generated Ar ions and electrons are transported through the slit into the beam path. In this way, electrons can be supplied into the beam path.
【００６１】図６は、加速電極４０及びその支持機構
を、下流側からｚ軸に沿って見た正面図を示す。加速電
極４０は、第１及び第２のスリット画定部材４０Ａ及び
４０Ｂに分離されている。第１及び第２のスリット画定
部材４０Ａ及び４０Ｂの間に、イオンビームが通過する
スリットが画定される。FIG. 6 is a front view of the accelerating electrode 40 and its supporting mechanism viewed from the downstream side along the z-axis. The accelerating electrode 40 is separated into first and second slit defining members 40A and 40B. A slit through which the ion beam passes is defined between the first and second slit defining members 40A and 40B.
【００６２】イオンビームの通路脇に、中空の第１の支
持部材１００が配置されている。第１のスリット画定部
材４０Ａは、加速電極支持腕４２Ａを介して第１の支持
部材１００に固定されている。第２の支持部材１０１
が、第１の支持部材１００の内部空洞から、その壁を貫
通してビームダクト１１内の空洞まで延在している。そ
の貫通部は、第１の真空ベローズ１０３により気密に保
たれている。A hollow first support member 100 is arranged beside the path of the ion beam. The first slit defining member 40A is fixed to the first supporting member 100 via the acceleration electrode supporting arm 42A. Second support member 101
Extend from the internal cavity of the first support member 100 to the cavity in the beam duct 11 through its wall. The penetrating part is kept airtight by the first vacuum bellows 103.
【００６３】第１の支持部材１００の内部空洞内に、ス
リット幅可変機構１０２が配置されている。スリット幅
可変機構１０２は、第２の支持部材１０１を、第１の支
持部材１００に対してｙ軸方向に移動可能に支持する。
第２のスリット画定部材４０Ｂが、加速電極支持腕４２
Ｂを介して第２の支持部材１０１に固定されている。In the internal cavity of the first support member 100, a variable slit width mechanism 102 is arranged. The variable slit width mechanism 102 supports the second support member 101 movably in the y-axis direction with respect to the first support member 100.
The second slit defining member 40B is connected to the accelerating electrode support arm 42.
It is fixed to the second support member 101 via B.
【００６４】第１の支持部材１００に対して第２の支持
部材１０１をｙ軸方向に平行移動することにより、第１
及び第２のスリット画定部材４０Ａと４０Ｂにより画定
されるスリットの幅を変えることができる。By moving the second support member 101 in parallel with the first support member 100 in the y-axis direction,
And the width of the slit defined by the second slit defining members 40A and 40B can be changed.
【００６５】図７は、加速電極４０の支持機構のｙｚ面
に平行な断面図を示す。第１の支持部材１００が、ビー
ムダクト１１の壁をｚ軸方向に貫通し、第１の支持部材
１００の内部空洞がビームダクト１１の外部に連通して
いる。この貫通部は、第２の真空ベローズ１０４により
気密に保たれている。ビームダクト１１の外部から、第
２の支持部材１０１を直接操作し、ｙ軸方向に駆動する
ことができる。FIG. 7 is a cross-sectional view of the support mechanism of the acceleration electrode 40 parallel to the yz plane. The first support member 100 penetrates the wall of the beam duct 11 in the z-axis direction, and the internal cavity of the first support member 100 communicates with the outside of the beam duct 11. This through portion is kept airtight by the second vacuum bellows 104. The second support member 101 can be directly operated from outside the beam duct 11 and driven in the y-axis direction.
【００６６】第１の支持部材１００は、ビームダクト１
１の外部において、ｙ方向可動支持機構１０６を介して
第３の支持部材１０５に取り付けられている。ｙ方向可
動支持機構１０６は、第１の支持部材１００を、第３の
支持部材１０５に対してｙ軸方向に平行移動可能に支持
する。The first support member 100 is provided on the beam duct 1
Outside the device 1, it is attached to the third support member 105 via a y-direction movable support mechanism 106. The y-direction movable support mechanism 106 supports the first support member 100 so as to be able to move parallel to the third support member 105 in the y-axis direction.
【００６７】第３の支持部材１０５は、θｙ方向可動支
持機構１０８を介して第４の支持部材１０７に取り付け
られている。θｙ方向可動支持機構１０８は、第３の支
持部材１０５を、第４の支持部材１０７に対してｙ軸方
向の回りに回転可能に支持する。The third support member 105 is attached to the fourth support member 107 via a θy direction movable support mechanism 108. The θy direction movable support mechanism 108 supports the third support member 105 so as to be rotatable around the y-axis direction with respect to the fourth support member 107.
【００６８】第４の支持部材１０７は、ｚ方向可動支持
機構１０９を介してビームダクト１１に取り付けられて
いる。ｚ方向可動支持機構１０９は、第４の支持部材１
０７を、ビームダクト１１に対してｚ軸方向に平行移動
可能に支持する。The fourth support member 107 is attached to the beam duct 11 via a z-direction movable support mechanism 109. The z-direction movable support mechanism 109 includes the fourth support member 1.
07 is supported on the beam duct 11 so as to be movable in parallel in the z-axis direction.
【００６９】スリット幅可変機構１０２、ｙ方向可動支
持機構１０６、及びｚ方向可動支持機構１０９は、例え
ばリニアベアリングを含んで構成される。θｙ方向可動
支持機構１０８は、例えばボールベアリングを含んで構
成される。The variable slit width mechanism 102, the y-direction movable support mechanism 106, and the z-direction movable support mechanism 109 include, for example, linear bearings. The θy direction movable support mechanism 108 is configured to include, for example, a ball bearing.
【００７０】第３の支持部材１０５は、ビームダクト１
１に対してｙ軸方向に関する相対位置が固定される。従
って、ｙ方向可動支持機構を作動させることにより、図
１における加速電極４０をｙ軸方向に移動させることが
できる。これにより、イオンビームの進行方向をｙｚ面
内で変化させることができる。The third support member 105 is provided for the beam duct 1.
The relative position in the y-axis direction with respect to 1 is fixed. Therefore, by operating the y-direction movable support mechanism, the acceleration electrode 40 in FIG. 1 can be moved in the y-axis direction. Thereby, the traveling direction of the ion beam can be changed in the yz plane.
【００７１】θｙ方向可動支持機構１０８を作動させる
ことにより、加速電極４０をｙ軸方向を中心軸としてあ
おることができる。加速電極４０をあおることにより、
イオンビームの進行方向をｘｚ面内で変化させることが
できる。加速電極４０をあおったときに、加速電極４０
のｚ軸方向の位置を変化させないために、θｙ方向可動
支持機構１０８の回転中心軸が、加速電極４０のスリッ
トの中心を通過するように配置することが好ましい。By operating the θy direction movable support mechanism 108, the acceleration electrode 40 can be raised with the y axis direction as the center axis. By raising the acceleration electrode 40,
The traveling direction of the ion beam can be changed in the xz plane. When the acceleration electrode 40 is lifted, the acceleration electrode 40
In order not to change the position in the z-axis direction, it is preferable that the rotation center axis of the θy-direction movable support mechanism 108 be disposed so as to pass through the center of the slit of the acceleration electrode 40.
【００７２】ｚ方向可動支持機構１０９を作動させるこ
とにより、加速電極４０及びそれに取り付けられたサプ
レッション電極３０のｚ軸方向の位置を変化させること
ができる。加速電圧及びビーム電流に応じて、図４に示
すイオン源１５とサプレッション電極３０との間隔を調
整することができる。By operating the z-direction movable support mechanism 109, the position of the acceleration electrode 40 and the suppression electrode 30 attached thereto in the z-axis direction can be changed. The interval between the ion source 15 and the suppression electrode 30 shown in FIG. 4 can be adjusted according to the acceleration voltage and the beam current.
【００７３】図８は、図１に示すイオン注入装置の電源
系統図の一例を示す。イオン源１５が、スイッチＳＷ１
により電圧ＶB1の直流電源ＤＣ２及び電圧ＶB2の直流電
源ＤＣ３のいずれか一方の正極に接続される。直流電源
ＤＣ２の負極は接地されている。直流電源ＤＣ３の負極
は、スイッチＳＷ２により、電圧（−ＶA ）の直流電源
ＤＣ１の負極及び接地電位のいずれか一方に接続され
る。直流電源ＤＣ１の負極は接地されている。FIG. 8 shows an example of a power supply system diagram of the ion implantation apparatus shown in FIG. When the ion source 15 is switched on
To the positive electrode of one of the DC power supply DC2 of the voltage V B1 and the DC power supply DC3 of the voltage V B2 . The negative electrode of the DC power supply DC2 is grounded. The negative electrode of the DC power supply DC3 is connected to one of the negative electrode of the DC power supply DC1 of the voltage (−V A ) and the ground potential by the switch SW2. The negative electrode of the DC power supply DC1 is grounded.
【００７４】加速電極４０、ビーム通路容器５３、及び
リゾルビングアパーチャ５２が、スイッチＳＷ２に接続
されている。スイッチＳＷ２を切り換えることにより、
加速電極４０、ビーム通路容器５３、及びリゾルビング
アパーチャ５２に、電圧（−ＶA ）及び接地電位のいず
れか一方を与えることができる。The acceleration electrode 40, the beam path container 53, and the resolving aperture 52 are connected to the switch SW2. By switching the switch SW2,
Either the voltage (−V A ) or the ground potential can be applied to the acceleration electrode 40, the beam path container 53, and the resolving aperture 52.
【００７５】サプレッション電極３０には、直流電源Ｄ
Ｃ４により、加速電極４０に対して電圧（−ＶS1）が与
えられる。サプレッション電極６２には、直流電源ＤＣ
５により、リゾルビングアパーチャ５２に対して電圧
（−ＶS2）が与えられる。減速電極６３及びイオン注入
チャンバ９５には、接地電位が与えられる。The suppression electrode 30 has a DC power supply D
The voltage (−V S1 ) is given to the acceleration electrode 40 by C4. The suppression electrode 62 has a DC power supply DC
By 5, the voltage (-V S2) given to resolvase Bing aperture 52. A ground potential is applied to the deceleration electrode 63 and the ion implantation chamber 95.
【００７６】高エネルギ、例えば１００ｋｅＶ程度でイ
オン注入を行う場合には、スイッチＳＷ２を接地電位側
に倒し、スイッチＳＷ１を直流電源ＤＣ２側に倒す。す
なわち、直流電源ＤＣ２からイオンビーム形成用の電流
を供給する。このため、直流電源ＤＣ２には、例えば最
大出力電圧１００ｋＶ以上が必要とされる。When performing ion implantation at a high energy, for example, about 100 keV, the switch SW2 is turned to the ground potential side, and the switch SW1 is turned to the DC power supply DC2 side. That is, a current for ion beam formation is supplied from the DC power supply DC2. Therefore, the DC power supply DC2 needs, for example, a maximum output voltage of 100 kV or more.
【００７７】低エネルギ、例えば５ｋｅＶ程度でイオン
注入を行う場合には、スイッチＳＷ２を直流電源ＤＣ１
側に倒し、スイッチＳＷ１を直流電源ＤＣ３側に倒す。
すなわち、直流電源ＤＣ１とＤＣ３とを直列接続した電
源からイオンビーム形成用の電流を供給する。このと
き、直流電源ＤＣ３の電圧ＶB2を５ｋＶとする。When ion implantation is performed at low energy, for example, at about 5 keV, the switch SW2 is connected to the DC power supply DC1.
Switch SW1 to the DC power supply DC3 side.
That is, a current for ion beam formation is supplied from a power supply in which DC power supplies DC1 and DC3 are connected in series. At this time, the voltage V B2 of the DC power supply DC3 is set to 5 kV.
【００７８】一般に、最大出力電圧１００ｋＶ程度の電
源を用いて、出力５ｋＶ程度の低電圧を精度良く出力す
ることは困難である。イオンビーム形成用の電源とし
て、低エネルギ用の電源ＤＣ３と高エネルギ用の電源Ｄ
Ｃ２との独立に配置することにより、イオンビームのエ
ネルギを、低エネルギから高エネルギまで精度よく制御
することができる。Generally, it is difficult to accurately output a low voltage of about 5 kV using a power supply having a maximum output voltage of about 100 kV. As a power source for ion beam formation, a power source DC3 for low energy and a power source D for high energy
By arranging the ion beam independently from C2, the energy of the ion beam can be accurately controlled from low energy to high energy.
【００７９】また、直流電源ＤＣ３の最大出力電圧は低
くてもよいため、比較的大きな電流を必要とする場合で
も、最大出力電力を低く抑えることができる。このた
め、直流電源ＤＣ３として、比較的電力容量の小さな電
源を用いることができる。Since the maximum output voltage of DC power supply DC3 may be low, the maximum output power can be kept low even when a relatively large current is required. Therefore, a power supply having a relatively small power capacity can be used as the DC power supply DC3.
【００８０】図９は、他の実施例によるイオン注入装置
の概略図を示す。イオンビーム発生部１０、偏向電磁石
５１、リゾルビングアパーチャ５２、減速部６０、及び
フィルタ用の偏向電磁石９１が、図１に示すイオン注入
装置とほぼ同様のイオンビーム通路を構成する。他の実
施例のイオン注入装置は、さらに、他の質量分析器１２
０を有する。FIG. 9 is a schematic view of an ion implantation apparatus according to another embodiment. The ion beam generator 10, the bending electromagnet 51, the resolving aperture 52, the deceleration unit 60, and the deflection electromagnet 91 for the filter constitute an ion beam path substantially similar to the ion implantation apparatus shown in FIG. The ion implantation apparatus of another embodiment further includes another mass analyzer 12.
Has zero.
【００８１】分析電磁石５１を機能させない場合に、イ
オンビームはそのまま直進し、直進したイオンビームが
他の質量分析器１２０に入射する。他の質量分析器１２
０の偏向電磁石１２１は、偏向電磁石５１よりも大きな
曲率半径の軌道を画定する。すなわち、高エネルギのイ
オンビームの質量分析に適している。他の質量分析器１
２１により分析されたイオンビームは、偏向電磁石９１
に入射する。この場合には、減速部６０を通過しない。When the analyzing electromagnet 51 is not operated, the ion beam travels straight as it is, and the ion beam that has traveled straight enters another mass analyzer 120. Other mass spectrometer 12
The zero bending electromagnet 121 defines a trajectory having a larger radius of curvature than the bending electromagnet 51. That is, it is suitable for mass analysis of a high energy ion beam. Other mass spectrometer 1
The ion beam analyzed by 21 is a bending electromagnet 91
Incident on. In this case, it does not pass through the speed reduction unit 60.
【００８２】高エネルギ、例えば２０ｋｅＶ以上ののイ
オン注入を行う場合には、他の質量分析器１２０を作動
させ、低エネルギ、例えば２０ｋｅＶ以下のイオン注入
を行う場合には、質量分析器５０、減速部６０を作動さ
せる。このようにして、低エネルギから高エネルギまで
のイオン注入を行うことが可能になる。When high energy, for example, ion implantation of 20 keV or more is performed, another mass analyzer 120 is operated. When ion implantation of low energy, for example, 20 keV or less is performed, the mass analyzer 50 is decelerated. The part 60 is operated. In this manner, it is possible to perform ion implantation from low energy to high energy.
【００８３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
【００８４】[0084]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イオンビームを高エネルギまで加速して質量分析を行
い、その後減速して、所望のエネルギのイオンを抽出し
ている。分析前のイオンビームを高いエネルギとしてい
るため、ビームの発散を抑制することができる。減速
後、所望のエネルギのイオンを抽出するため、減速時に
所望のエネルギまで減速されなかった、または減速され
過ぎたイオンを除去することができる。As described above, according to the present invention,
Mass analysis is performed by accelerating the ion beam to high energy, and then decelerating to extract ions of desired energy. Since the energy of the ion beam before analysis is high, the divergence of the beam can be suppressed. After the deceleration, ions having a desired energy are extracted, so that ions that have not been decelerated to the desired energy during deceleration or that have been excessively decelerated can be removed.
【図１】本発明の実施例によるイオン注入装置の概略図
である。FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示すイオン注入装置のブロック図、及び
電位分布を示すグラフである。FIG. 2 is a block diagram of the ion implantation apparatus shown in FIG. 1 and a graph showing a potential distribution.
【図３】図１に示すイオン注入装置のイオン源の断面図
及び正面図である。3 is a sectional view and a front view of an ion source of the ion implantation apparatus shown in FIG.
【図４】図１に示すイオン注入装置のイオンビーム発生
部の加速部の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an acceleration section of an ion beam generation section of the ion implantation apparatus shown in FIG.
【図５】図１に示すイオン注入装置の減速部の断面図で
ある。FIG. 5 is a sectional view of a deceleration section of the ion implantation apparatus shown in FIG.
【図６】図１に示すイオン注入装置の加速電極支持機構
の正面図である。FIG. 6 is a front view of an acceleration electrode support mechanism of the ion implantation apparatus shown in FIG.
【図７】図１に示すイオン注入装置の加速電極支持機構
の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of an acceleration electrode support mechanism of the ion implantation apparatus shown in FIG.
【図８】図１に示すイオン注入装置の電源系統図であ
る。FIG. 8 is a power supply system diagram of the ion implantation apparatus shown in FIG.
【図９】本発明の他の実施例によるイオン注入装置の概
略図である。FIG. 9 is a schematic view of an ion implantation apparatus according to another embodiment of the present invention.
１ ビーム軌道 １１、６１、９３ ビームダクト １２ ターボ分子ポンプ １５ イオン源 １６ アークチャンバ １７ イオン生成空洞 １８ フィラメント １９、２０ イオン原料供給管 ２１ 磁石 ２２ ビーム取出スリット ２５ 電子反射部材 ３０ サプレッション電極 ３１ 支持棒 ３２ 電子反射部材 ３３ スペーサ ３４ 間隙部 ４０ 加速電極 ４０Ａ、４０Ｂ スリット画定部材 ４１ 第１の電圧シールド部材 ４２Ａ、４２Ｂ 加速電極支持腕 ５０ 質量分析器 ５１ 偏向電磁石 ５２ リゾルビングアパーチャ ５２ａ 第３の電圧シールド部材 ５３ ビーム通路容器 ５３ａ 第２の電圧シールド部材 ５４ 電圧シールド ５５ 接地容器 ５６ ゲートバルブ ５７ 保護部材 ５８ 絶縁部材 ６０ 減速部 ６２ サプレッション電極 ６３ 減速電極 ６４ 真空ポンプ ６５ 絶縁部材 ７０ ガス供給手段 ７１ ビーム通路画定部材 ７２ ガス供給管 ７３ 真空ベローズ ８０ 電子供給手段 ８１ フィラメント ８２ ビーム通路画定部材 ８３ プラズマ室 ８４ ガス供給孔 ９０ ビームフィルタ部 ９５ イオン注入チャンバ ９６ 半導体基板 １００ 第１の支持部材 １０１ 第２の支持部材 １０２ スリット幅可変機構 １０３、１０４ 真空ベローズ １０５ 第３の支持部材 １０６ ｙ方向可動支持機構 １０７ 第４の支持部材 １０８ θｙ方向可動支持機構 １０９ ｚ方向可動支持機構 Reference Signs List 1 beam orbit 11, 61, 93 beam duct 12 turbo molecular pump 15 ion source 16 arc chamber 17 ion generation cavity 18 filament 19, 20 ion source supply tube 21 magnet 22 beam extraction slit 25 electron reflection member 30 suppression electrode 31 support rod 32 Electron reflecting member 33 Spacer 34 Gap 40 Acceleration electrode 40A, 40B Slit defining member 41 First voltage shield member 42A, 42B Acceleration electrode support arm 50 Mass analyzer 51 Bending electromagnet 52 Resolving aperture 52a Third voltage shield member 53 Beam passage container 53a Second voltage shield member 54 Voltage shield 55 Grounding container 56 Gate valve 57 Protective member 58 Insulating member 60 Reduction unit 62 Suppression electrode 63 Reduction electrode 64 Vacuum pump 65 Insulating member 70 Gas supply means 71 Beam path defining member 72 Gas supply pipe 73 Vacuum bellows 80 Electron supply means 81 Filament 82 Beam path defining member 83 Plasma chamber 84 Gas supply hole 90 Beam filter section 95 Ion implantation chamber 96 Semiconductor substrate 100 First Support member 101 second support member 102 slit width variable mechanism 103, 104 vacuum bellows 105 third support member 106 y-direction movable support mechanism 107 fourth support member 108 θy-direction movable support mechanism 109 z-direction movable support mechanism
Claims (22)
を発生させるイオン源と、 前記ビーム電位よりも低い加速電位が与えられ、前記イ
オン源内に発生したイオンを取り出して加速し、イオン
ビームを形成する加速電極と、 前記加速電極で加速されたイオンビームから所望のイオ
ンを抽出し、実質的に該所望のイオンのみを含むイオン
ビームを出射する質量分析器と、 前記ビーム電位と加速電位との中間の減速電位が与えら
れ、前記質量分析器から出射したイオンビームを減速す
る減速電極と、 前記減速電極により減速されたイオンビームから、所望
のエネルギを持ったイオンを取り出し、実質的に該所望
のエネルギのイオンのみを含むイオンビームを出射する
フィルタ電磁石とを有するイオン注入装置。1. An ion source for generating ions in a space to which a beam potential is applied, and an acceleration potential lower than the beam potential is applied. The ions generated in the ion source are taken out and accelerated to form an ion beam. An accelerating electrode, a mass analyzer that extracts desired ions from the ion beam accelerated by the accelerating electrode, and emits an ion beam substantially containing only the desired ions; A deceleration electrode applied with an intermediate deceleration potential to decelerate the ion beam emitted from the mass analyzer; and extracting ions having desired energy from the ion beam decelerated by the deceleration electrode. And a filter electromagnet that emits an ion beam containing only ions of a given energy.
に記載のイオン注入装置。2. The method according to claim 1, wherein the deceleration potential is a ground potential.
3. The ion implantation apparatus according to claim 1.
の間に配置され、前記イオン源から取り出されたイオン
ビームが通過する貫通部が設けられ、前記加速電位より
も低い電位が与えられる第１のサプレッション電極を有
する請求項１または２に記載のイオン注入装置。3. A penetrating portion, which is disposed between the ion source and the acceleration electrode and through which an ion beam extracted from the ion source passes, and which is provided with a potential lower than the acceleration potential. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the ion implantation apparatus has one suppression electrode.
との間に配置され、前記質量分析器から出射したイオン
ビームが通過する貫通部が設けられ、前記加速電位より
も低い電位が与えられる第２のサプレッション電極を有
する請求項１〜３のいずれかに記載のイオン注入装置。4. A penetrating portion, which is disposed between the mass analyzer and the deceleration electrode and through which an ion beam emitted from the mass analyzer passes, is provided with a potential lower than the acceleration potential. The ion implantation apparatus according to claim 1, further comprising a second suppression electrode.
磁石との間のイオンビームの通路内にガスを供給するガ
ス供給手段を有する請求項１〜４のいずれかに記載のイ
オン注入装置。5. The ion implantation apparatus according to claim 1, further comprising gas supply means for supplying gas into an ion beam passage between said deceleration electrode and said filter electromagnet.
磁石との間のイオンビームの通路内に電子を供給する電
子供給手段を有する請求項１〜５のいずれかに記載のイ
オン注入装置。6. The ion implantation apparatus according to claim 1, further comprising electron supply means for supplying electrons to a path of an ion beam between said deceleration electrode and said filter electromagnet.
該加速電極により加速されたイオンビームの通路を包
み、前記加速電位が与えられる第１の電圧シールド部材
を有する請求項１〜６のいずれかに記載のイオン注入装
置。7. An accelerating electrode attached to the accelerating electrode,
The ion implantation apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a first voltage shield member enclosing a path of the ion beam accelerated by the acceleration electrode and receiving the acceleration potential.
前記質量分析器との間のイオンビームの通路を包む第２
の電圧シールド部材であって、該第２の電圧シールド部
材のイオンビーム入射端と前記第１の電圧シールド部材
のイオンビーム出射端とが、イオンビームの進行方向と
直交する向きの間隙を隔てて配置され、前記加速電位が
与えられる前記第２の電圧シールド部材を有する請求項
７に記載のイオン注入装置。8. The method according to claim 1, further comprising the step of: enclosing a path of the ion beam between the first voltage shield member and the mass analyzer.
Wherein the ion beam incidence end of the second voltage shield member and the ion beam emission end of the first voltage shield member are separated by a gap in a direction orthogonal to the traveling direction of the ion beam. The ion implantation apparatus according to claim 7, further comprising the second voltage shield member arranged and provided with the acceleration potential.
出射端と第２の電圧シールド部材の入射端との間の間隙
部に配置され、前記加速電位よりも低い電位が与えられ
る電子反射部材を有する請求項８に記載のイオン注入装
置。9. An electron reflecting member which is disposed in a gap between an emission end of the first voltage shield member and an incidence end of the second voltage shield member, and is provided with a potential lower than the acceleration potential. The ion implantation apparatus according to claim 8, comprising:
い場合に、前記加速電極により加速されたイオンビーム
が入射し、入射したイオンビームから所望のイオンを抽
出し、実質的に該所望のイオンのみからなるイオンビー
ムを前記フィルタ電磁石に入射させる他の質量分析器を
有する請求項１〜９のいずれかに記載のイオン注入装
置。10. When the analyzing electromagnet is not operated, an ion beam accelerated by the accelerating electrode is incident, and desired ions are extracted from the incident ion beam, and substantially only the desired ions are extracted. The ion implantation apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising another mass analyzer that causes the ion beam to enter the filter electromagnet.
ビームを出射する工程と、 前記第１のイオンビームから所望のイオンを抽出し、実
質的に該所望のイオンのみからなる第２のイオンビーム
を得る工程と、 前記第２のイオンビームを減速し、第３のイオンビーム
を得る工程と、 前記第３のイオンビームから、所望のエネルギのイオン
を抽出し、実質的に該所望のエネルギを有するイオンの
みからなる第４のイオンビームを処理基板に注入する工
程とを有するイオン注入方法。11. A step of emitting a first ion beam having a first energy, and extracting a desired ion from the first ion beam, and a second ion substantially consisting only of the desired ion. Obtaining a beam; decelerating the second ion beam to obtain a third ion beam; extracting ions of a desired energy from the third ion beam; Implanting a fourth ion beam consisting of only ions having the following characteristics into the processing substrate.
るアークチャンバと、 前記イオン生成空洞内の、前記一方向に関してほぼ中央
に配置され、熱電子を放出するフィラメントと、 前記イオン生成空洞内にイオン原料を導入するイオン原
料導入手段と、 前記イオン生成空洞内に前記一方向の磁場を発生させる
磁石と、 前記アークチャンバの側壁に設けられたビーム取出スリ
ットであって、該ビーム取出スリットをその正面から見
たとき、該ビーム取出スリットが前記一方向に延在する
前記ビーム取出スリットとを有するイオンビーム源。12. An arc chamber defining an ion generation cavity that is elongated in one direction; a filament in the ion generation cavity, substantially centrally disposed with respect to the one direction, for emitting thermoelectrons; Ion source introduction means for introducing an ion source, a magnet for generating the one-way magnetic field in the ion generation cavity, and a beam extraction slit provided on a side wall of the arc chamber, wherein the beam extraction slit is When viewed from the front, an ion beam source having the beam extraction slit, wherein the beam extraction slit extends in the one direction.
部に配置され、電気的にフローティング状態にされた電
子反射部材を有する請求項１２に記載のイオンビーム
源。13. The ion beam source according to claim 12, further comprising an electron reflecting member disposed at both ends in the ion generation cavity and electrically floated.
ラメントの配置された位置に対応する部分で１対のサブ
スリットに分離されている請求項１２または１３に記載
のイオンビーム源。14. The ion beam source according to claim 12, wherein the beam extraction slit is separated into a pair of sub-slits at a portion corresponding to a position where the filament is arranged.
向に直交する横方向から見たとき、該１対のサブスリッ
トの各々に直交する仮想直線が前記イオン生成空洞の外
側で交わるように、該１対のサブスリットが前記一方向
に対して相互に反対向きに傾いている請求項１４に記載
のイオンビーム源。15. When the pair of sub-slits are viewed from a lateral direction perpendicular to the one direction, virtual straight lines perpendicular to each of the pair of sub-slits intersect outside the ion generation cavity. 15. The ion beam source according to claim 14, wherein the pair of sub-slits are inclined in mutually opposite directions with respect to the one direction.
内においてｘ軸方向に延在するスリットを画定するよう
に、該スリットの両側に配置された第１及び第２のスリ
ット画定部材と、 前記第１のスリット画定部材に固定された中空の第１の
支持部材であって、その内部空洞が前記真空容器の外部
に連通する前記第１の支持部材と、 前記第２のスリット画定部材に固定され、前記第１の支
持部材の壁を貫通してその内部空洞内まで延在する第２
の支持部材と、 前記第２の支持部材が前記第１の支持部材の壁を貫通す
る部分の気密性を保つ第１の真空ベローズと、 前記第１の支持部材の内部空洞内において、該第１の支
持部材に対して前記第２の支持部材をｙ方向に移動可能
に支持するスリット幅可変機構とを有する可変スリット
機構。16. A vacuum container and, when considering an xyz orthogonal coordinate system in the vacuum container, second and third slits arranged on both sides of the slit so as to define a slit extending in the x-axis direction in the xy plane. A first and second slit defining member; and a first hollow supporting member fixed to the first slit defining member, wherein the first supporting member has an internal cavity communicating with the outside of the vacuum vessel. And a second fixed to the second slit defining member and extending through the wall of the first support member and into the interior cavity thereof.
A first vacuum bellows for maintaining the airtightness of a portion where the second support member penetrates the wall of the first support member; and A variable slit mechanism for supporting the second support member movably in the y direction with respect to the one support member.
の壁を貫通して真空容器外に導出され、 さらに、前記第１の支持部材が前記真空容器の壁を貫通
する部分の気密性を保つ第２の真空ベローズを有する請
求項１６に記載の可変スリット機構。17. The airtightness of a portion where the first support member penetrates through the wall of the vacuum vessel and is led out of the vacuum vessel through the wall of the vacuum vessel. 17. The variable slit mechanism according to claim 16, further comprising a second vacuum bellows for maintaining the pressure.
記第１の支持部材を前記真空容器に対してｙ方向に移動
可能に支持するｙ方向可動支持機構を有する請求項１７
に記載の可変スリット機構。18. The apparatus according to claim 17, further comprising a y-direction movable support mechanism for supporting the first support member movably in the y-direction relative to the vacuum vessel outside the vacuum vessel.
3. The variable slit mechanism according to 1.
記第１の支持部材を前記真空容器に対してｚ方向に移動
可能に支持するｚ方向可動支持機構を有する請求項１７
または１８に記載の可変スリット機構。19. A z-direction movable support mechanism for supporting the first support member movably in the z-direction with respect to the vacuum container outside the vacuum container.
Or the variable slit mechanism according to 18.
記第１の支持部材を前記真空容器に対してｙ軸の回りに
回転可能に支持するθｙ方向可動支持機構を有する請求
項１７〜１９のいずれかに記載の可変スリット機構。20. The apparatus according to claim 17, further comprising: a θy-direction movable support mechanism that rotatably supports the first support member around the y-axis with respect to the vacuum vessel outside the vacuum vessel. A variable slit mechanism according to any one of the above.
ンを発生させるイオン源と、 前記ビーム電位よりも低い加速電位が与えられ、前記イ
オン源内に発生したイオンを取り出して加速し、イオン
ビームを形成する加速電極と、 前記加速電極で加速されたイオンビームから所望のイオ
ンを抽出し、実質的に該所望のイオンのみを含むイオン
ビームを出射する質量分析器と、 前記ビーム電位と加速電位との中間の減速電位が与えら
れ、前記質量分析器から出射したイオンビームを減速す
る減速電極と、 前記加速電極に取り付けられ、該加速電極により加速さ
れたイオンビームの通路を包み、前記加速電位が与えら
れる第１の電圧シールド部材と、 前記第１の電圧シールド部材を包み、接地電位が与えら
れたビームダクトとを有するイオン注入装置。21. An ion source for generating ions in a space to which a beam potential is applied, and an acceleration potential lower than the beam potential is applied. The ions generated in the ion source are taken out and accelerated to form an ion beam. An accelerating electrode, a mass analyzer that extracts desired ions from the ion beam accelerated by the accelerating electrode, and emits an ion beam substantially containing only the desired ions; An intermediate deceleration potential is applied, a deceleration electrode for decelerating the ion beam emitted from the mass analyzer, and a deceleration electrode attached to the acceleration electrode, wrapping a path of the ion beam accelerated by the acceleration electrode, and applying the acceleration potential. Ion implantation comprising: a first voltage shield member to be provided; and a beam duct enclosing the first voltage shield member and provided with a ground potential. Location.
２１に記載のイオン注入装置。22. The ion implantation apparatus according to claim 21, wherein the acceleration potential is a negative potential.
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