[发明专利]离子束照射装置

说明书

本发明提供一种离子束照射装置，与以往相比能够使包含在离子束中的不需要的离子减少。该离子束照射装置包括：离子源(2)；质量分离器(3)，从由离子源(2)引出的离子束(IB)中挑选并导出确定的质量和价数的掺杂离子；以及能量过滤器，形成离子束(IB)通过的束通过区域，并且通过被施加过滤器电压(V_F)而成为规定的过滤器电位(V_fil)，利用离子的能量差，区分通过所述束通过区域的通过离子和不通过所述束通过区域的非通过离子，以使所述通过离子中包含所述掺杂离子并且使所述非通过离子中包含在质量分离器(3)中不能与所述掺杂离子区分的不需要的离子的至少一部分的方式设定过滤器电位(V_fil)。

技术领域

本发明涉及一种离子束照射装置，其用于向目标照射从离子源引出的离子束并实施离子注入等处理。

背景技术

这种离子束照射装置包括离子源，该离子源具有在内部生成等离子体的室和从该室引出离子束的引出电极。

在这样的离子束照射装置中，当引出离子束时，如果例如在用于室等的金属被在室内生成的等离子体溅射，则有时所述金属飞散而被离子化。于是，所述金属离子(以下称为不需要的离子)与所需要的离子(以下称为掺杂离子)一起混入目标，从而成为目标的特性劣化和制造不良的主要原因。

因此，如专利文献1所示，存在一种离子束照射装置，该离子束照射装置具备从由离子源引出的离子束中挑选出掺杂离子并将其导出的质量分离磁铁。

如以下的数学式所示，当离子的引出电压相等时，所述质量分离磁铁在内部产生磁场，使得能够利用离子的曲率半径按照离子的质量数和价数不同的原理，对不需要的离子和掺杂离子进行区分挑选。

[数学式1]

其中，R：曲率半径，B：磁通密度，m：离子的质量数，q：离子的价数，V：电压，e：元电荷。

然而，存在有下述这样的不需要的离子：虽然质量数和价数与掺杂离子不同，但是曲率半径有时与掺杂离子接近，这种不需要的离子不能被质量分离磁铁与掺杂离子区分开，而是会到达目标。

这种不需要的离子存在的理由如下所述：有时被等离子体溅射了的金属向室的外部飞出而被离子化，于是，与在室的内部被离子化了的情况相比，引出的电压变小，所述数学式中的mV/q有时与掺杂离子的值接近。

将具体例子表示在以下的表中。例如，在掺杂离子为BF₂⁺的情况下，存在W⁺、W₂⁺、W₃⁺、WF⁺、WF²⁺、WF³⁺等不需要的离子的mV/q成为与BF₂⁺的mV/q接近的值的情况，从而导致存在下述问题：所述不需要的离子不能被质量分离磁铁与掺杂离子区分开而是到达目标。

[表1]