專(zhuān)利名稱(chēng)：離子源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有捕獲從離子源的下游一側(cè)流入離子源的電子的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件的離子源。
背景技術(shù)：
在離子注入裝置、離子摻雜裝置或離子束定向裝置等離子束照射裝置的離子源中，使用了被稱(chēng)為引出電極系統(tǒng)的、由多個(gè)電極構(gòu)成的電極組，用于把離子束引出。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的圖2中公開(kāi)了這樣的引出電極系統(tǒng)的例子。在此，作為構(gòu)成引出電極系統(tǒng)的電極，使用了等離子體電極、引出電極、抑制電極及接地電極等四個(gè)電極。等離子體電極決定引出的離子束的能量，引出電極用于在引出電極與等離子體電極之間產(chǎn)生電位差，并通過(guò)由此形成的電場(chǎng)從等離子體引出離子束。抑制電極抑制電子從離子源下游一側(cè)流入離子源，抑制電極的電位被設(shè)定成相對(duì)于接地電位為負(fù)電位，由此具有使具有負(fù)電荷的電子折回離子源下游一側(cè)的功能。接地電極在電的方面接地，用于固定電位。在所述的引出電極系統(tǒng)中使用的電極不限于四個(gè)。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的圖I、圖 2中公開(kāi)了由等離子體電極、抑制電極及接地電極的三個(gè)電極構(gòu)成的引出電極系統(tǒng)，使用這樣的引出電極系統(tǒng)，也可以從離子源引出離子束。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2007-115511 (圖2、第0037段 第0039段)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平5-82075(圖I、圖2、第0011段)為了設(shè)定在引出電極系統(tǒng)中所使用的各電極的電位，使用了多個(gè)電源。由于所述的電源價(jià)格昂貴，所以期望盡量不使用。為了減少電源的數(shù)量，可以考慮減少電極的個(gè)數(shù)，但僅僅單純?nèi)∠姌O會(huì)對(duì)離子源的功能造成障礙。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的是提供一種新的離子源，該新的離子源與以往的離子源相比， 盡管電極個(gè)數(shù)少，卻具有與以往的離子源相同的功能。本發(fā)明提供一種離子源，不具有抑制電子從下游一側(cè)流入的抑制電極，所述離子源的特征在于，所述離子源包括多個(gè)電極，沿離子束的引出方向配置；以及磁場(chǎng)產(chǎn)生部件，配置在所述電極的下游一側(cè)，至少具有一對(duì)磁極，該一對(duì)磁極產(chǎn)生橫穿從所述離子源引出的所述離子束的磁場(chǎng)。按照所述的包括磁場(chǎng)產(chǎn)生部件的離子源與以往的離子源相比，不僅可以減少電極個(gè)數(shù)，還可以具有與以往的離子源相同的功能。此外，為了修正因磁場(chǎng)產(chǎn)生部件而偏轉(zhuǎn)的離子束的行進(jìn)方向，優(yōu)選的是，所述磁場(chǎng)產(chǎn)生部件在沿著所述離子束的引出方向上的不同位置具有第一磁極對(duì)和第二磁極對(duì)，并且在所述第一磁極對(duì)和所述第二磁極對(duì)之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相反，所述第一磁極對(duì)和所述
3第二磁極對(duì)具有夾著所述離子束配置的一對(duì)磁極。采用所述的結(jié)構(gòu)可以修正離子束的行進(jìn)方向。此外，優(yōu)選的是，所述第一磁極對(duì)和所述第二磁極對(duì)由磁體構(gòu)成，構(gòu)成所述第一磁極對(duì)和所述第二磁極對(duì)的磁體通過(guò)永磁體連接。采用所述的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化磁場(chǎng)產(chǎn)生部件的結(jié)構(gòu)。此外，優(yōu)選的是，通過(guò)在所述第一磁極對(duì)之間和在所述第二磁極對(duì)之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)，對(duì)所述離子束施加方向相反、且大小基本相等的洛倫茲力。采用所述的結(jié)構(gòu)，可以在離子束通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生部件的前后保持離子束的行進(jìn)方向大體相同。因此可以容易地設(shè)計(jì)離子束照射裝置整體的光學(xué)系統(tǒng)。除此以外，優(yōu)選的是，在所述磁極上形成有電極支承槽，該電極支承槽沿與所述離子束的引出方向基本垂直的方向延伸設(shè)置。采用所述的結(jié)構(gòu)，由于可以用磁場(chǎng)產(chǎn)生部件支承電極，所以無(wú)需特別設(shè)置電極的支承構(gòu)件。此外，優(yōu)選的是，在所述磁極的面上配置有所述電極中的位于最下游一側(cè)的電極。即使采用這樣的結(jié)構(gòu)，也可以與前述的結(jié)構(gòu)相同，可以用磁場(chǎng)產(chǎn)生部件支承電極， 因此無(wú)需特別設(shè)置電極的支承構(gòu)件。由于使用了抑制電子從離子源下游一側(cè)流入的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件來(lái)代替在以往的引出電極系統(tǒng)中使用的抑制電極，所以與以往的離子源相比，不僅可以減少電極個(gè)數(shù)，而且可以具有與以往的離子源相同的功能。


圖I是表示本發(fā)明使用的離子源的一個(gè)例子的平面圖。圖2是表示從X方向看圖I的離子源情況的平面圖。圖3表示電子流入磁場(chǎng)產(chǎn)生部件時(shí)的情況。圖4是具有第一磁極對(duì)、第二磁極對(duì)的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件的其他例子。圖5是具有一對(duì)磁極的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件的例子。圖6是具有一對(duì)磁極的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件的其他例子。圖7是在磁場(chǎng)產(chǎn)生部件上形成的電極支承構(gòu)造的一個(gè)例子。圖8是在磁場(chǎng)產(chǎn)生部件上形成的電極支承構(gòu)造的其他例子。附圖標(biāo)記說(shuō)明I.離子源3.離子束4.等離子體生成容器5.等離子體電極6.引出電極7.接地電極8.燈絲9.等離子體10.絕緣件
11.磁場(chǎng)產(chǎn)生部件
13.永磁體
14.磁體
16.電極支承槽
17.電極支承面
20.第一磁極對(duì)
21.第二磁極對(duì)
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，設(shè)Z方向?yàn)閺碾x子源引出的離子束的引出方向，設(shè)與Z方向相互垂直的兩個(gè)方向?yàn)閄方向、Y方向。此外，在本發(fā)明中，所謂的下游一側(cè)是指離子束引出方向一側(cè)(Z方向一側(cè))。圖I表示了本發(fā)明使用的離子源的一個(gè)例子。該離子源I是被稱(chēng)為桶式離子源類(lèi)型的離子源的一種。 該離子源I具有長(zhǎng)方形的等離子體生成容器4，從等離子體生成容器4引出大體為帶狀的離子束3。在下面的實(shí)施例中，將從離子源I引出的離子束3的形狀設(shè)為在X方向上具有長(zhǎng)邊、在Y方向上具有短邊的形狀來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但是在應(yīng)用本發(fā)明的離子源I中使用的離子束3的形狀不限于此。氣體源2通過(guò)圖中沒(méi)有表示的閥安裝在等離子體生成容器4上，從該氣體源2提供作為離子束3的原料的氣體。此外，在該氣體源2上連接有圖中沒(méi)有表示的氣體流量調(diào)節(jié)器(質(zhì)量流量控制器)，由此來(lái)調(diào)節(jié)從氣體源2向等離子體生成容器4內(nèi)部提供的氣體的
供給量。在等離子體生成容器4的一個(gè)側(cè)面上，沿X方向安裝有多個(gè)U形的燈絲8。使用連接在燈絲8端子之間的電源Vf，來(lái)對(duì)流經(jīng)各燈絲8的電流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)采用所述的結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)從離子源I引出的離子束3的電流密度分布。通過(guò)使電流在燈絲8中流動(dòng)，使該燈絲8加熱，從而可以從燈絲8釋放出電子。該電子沖擊提供到等離子體生成容器4內(nèi)部的氣體，引起氣體的電離，在等離子體生成容器4 內(nèi)生成等離子體9。此外，在所述的離子源I中，沿等離子體生成容器4外壁安裝有多個(gè)永磁體12。通過(guò)該永磁體12在等離子體生成容器4的內(nèi)部區(qū)域形成會(huì)切磁場(chǎng)，將從燈絲8釋放出來(lái)的電子關(guān)在規(guī)定區(qū)域內(nèi)。離子源I具有三個(gè)電極作為引出電極系統(tǒng)，從等離子體生成容器4沿Z方向順序配置有等離子體電極5、引出電極6及接地電極7。在這些電極上分別設(shè)置有多個(gè)孔，通過(guò)這些孔把離子束3引出。這些電極的功能由于與在以往技術(shù)中所說(shuō)明的功能相同，所以省略了對(duì)它們的說(shuō)明。通過(guò)多個(gè)電源(Vi V4)將各電極和等離子體生成容器4的電位分別設(shè)定為不同的值，并且通過(guò)絕緣件10對(duì)各部件進(jìn)行安裝。此外，所述的等離子體電極5也可以被稱(chēng)為加速電極。在以往的離子源中，作為所述的電極組之一具有抑制電極，該抑制電極的電位被設(shè)定成相對(duì)于接地電極的電位為500V左右的負(fù)電位，并抑制電子從離子源的下游一側(cè)(從本發(fā)明中所說(shuō)的離子源靠向Z方向一側(cè))流入離子源，但在本發(fā)明中沒(méi)有該抑制電極。代替與此，本發(fā)明具有后述的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11。抑制電極對(duì)從離子源I引出的離子束3的能量和擴(kuò)展沒(méi)有影響。此外，在用于設(shè)定抑制電極的電位所使用的抑制電源中，在引出電極系統(tǒng)的電極之間產(chǎn)生異常放電時(shí)，導(dǎo)致流過(guò)大電流的可能性大。為此，必須使抑制電源的容量足夠大。在該情況下，電源價(jià)格也變得昂貴。著眼于這方面，在本發(fā)明中從離子源的引出電極系統(tǒng)中刪除了抑制電極。本實(shí)施方式的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11沿Z方向具有第一磁極對(duì)20和第二磁極對(duì)21,離子束3通過(guò)各磁極對(duì)20、21之間。圖I描繪了夾著離子束3配置的所述的磁極對(duì)20、21的一側(cè)的情況。各磁極對(duì)20、21由一個(gè)個(gè)的磁體14構(gòu)成，構(gòu)成不同磁極對(duì)的磁體14通過(guò)永磁體 13連接。在Y方向上相對(duì)的一側(cè)夾著離子束3也設(shè)置有與該圖I所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)， 但是，在構(gòu)成不同磁極對(duì)的磁體14之間設(shè)置的永磁體13的極性方向與圖I所示的相反。在所述結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11中,在第一磁極對(duì)20中，對(duì)離子束3作用有大致朝向X方向的洛倫茲力F1。另一方面，在第二磁極對(duì)21中，對(duì)離子束3作用有大致朝向與X 方向相反方向的洛倫茲力F2。由于通過(guò)所述的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)第二磁極對(duì)21使由第一磁極對(duì)20偏轉(zhuǎn)了的離子束3向相反方向彎曲回去，所以可以修正離子束3的行進(jìn)方向。如果綜合考慮通過(guò)離子束照射裝置制造的器件的微細(xì)程度、配置在離子源I下游一側(cè)的光學(xué)部件(分析磁鐵和加速管等)的性能和結(jié)構(gòu)、或者從離子源I到離子束3所照射的目標(biāo)(晶片或玻璃基板等)的距離等因素，則離子束3的行進(jìn)方向不一定必須與Z方向平行。由于設(shè)置了與離子束照射裝置的結(jié)構(gòu)和所制造的器件對(duì)應(yīng)的允許范圍，所以只要把通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11后的離子束3的行進(jìn)方向修正成在所述的允許范圍內(nèi)就足夠了。因此所述的作用在離子束3上的洛倫茲力Fl和洛倫茲力F2的大小無(wú)須相同。可是，在考慮了離子束照射裝置整體的光學(xué)設(shè)計(jì)的情況下，為了可以容易地進(jìn)行該光學(xué)設(shè)計(jì)，希望在離子束3通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的前后，使離子束3的行進(jìn)方向保持大體相同。因此從這樣的觀(guān)點(diǎn)考慮，希望作用在離子束3上的洛倫茲力Fl和洛倫茲力F2基本相等。此外，在洛倫茲力Fl和洛倫茲力F2方向相反、且大小基本相等的情況下，進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11前的離子束3的中心軌道的位置Al和出了磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11后的離子束3 的中心軌道的位置A2，在X方向上僅分離距離D。但是該中心軌道的偏離并不會(huì)成為問(wèn)題。為了使用磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11抑制電子向離子源I 一側(cè)流入，只要形成數(shù)mT這樣的小磁通密度的磁場(chǎng)就足夠了。雖然也與從離子源I引出的離子束3的能量值和離子種類(lèi)有關(guān)，但離子束3因磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11偏轉(zhuǎn)的量并不會(huì)變得那么大。因此距離D的值也不是那么大。距離D的大小不是那么大，但在即使這樣也需要使距離D的值減小的情況下，只要使第一磁極對(duì)20和第二磁極對(duì)21在Z方向上的間隔變窄就可以。在這種情況下，由于離子束3在最初偏轉(zhuǎn)后，馬上向相反方向偏轉(zhuǎn)，所以可以使距離D的間隔成為小間隔。但是， 如果使第一磁極對(duì)20和第二磁極對(duì)21的間隔過(guò)窄，則要考慮由永磁體13產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)離子束3的影響。因此，需要在考慮了由永磁體13產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)離子束3的影響的基礎(chǔ)上，將第一磁極對(duì)20和第二磁極對(duì)21的間隔設(shè)定成適當(dāng)?shù)闹?。此外，也可以估?jì)距離D，預(yù)先使離子源I配置成向與X方向相反的一側(cè)偏離。通過(guò)進(jìn)行這樣的配置，可以在配置在離子源I的下游一側(cè)的離子束光學(xué)系統(tǒng)中，不產(chǎn)生因離子束3的中心軌道的偏離造成的影響。圖2描繪了從X方向看圖I的離子源I時(shí)的情況。此外，在該圖2中省略了對(duì)連接在等離子體電極5和燈絲8等上的電源(VF, V1 V4)和接地(ground)的記載。構(gòu)成第一磁極對(duì)20和第二磁極對(duì)21的各磁體14沿Y方向朝離子束3 —側(cè)突出。 通過(guò)這樣構(gòu)成磁體14，可以容易地產(chǎn)生橫穿向Z方向引出的離子束3的磁場(chǎng)。此外，在第一磁極對(duì)20中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向和在第二磁極對(duì)21中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，由這樣的磁場(chǎng)產(chǎn)生相反方向的洛倫茲力Fl和洛倫茲力F2。此外，磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11可以通過(guò)螺栓等安裝在圖中沒(méi)有表示的接地電極7的支承框架的內(nèi)壁上，所述接地電極7的支承框架從接地電極7下側(cè)的面向Z方向延伸設(shè)置，此外與此不同，磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11也可以安裝在離子源I的凸緣上。圖3描繪了電子從離子源I的下游一側(cè)流入磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的情況。如果電子進(jìn)入到第二磁極對(duì)21形成的磁場(chǎng)區(qū)域，則電子沿磁力線(xiàn)邊螺旋運(yùn)動(dòng)邊行進(jìn)。這樣，由于通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11捕獲了電子，所以可以防止電子進(jìn)入到磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的上游一側(cè)(與 Z方向相反的一側(cè))。圖4的(a) 圖4的(e)描繪了至此為止敘述過(guò)的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的變形例。下面對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。此外，在各圖中，X、Y、Z軸的方向是通用的，在各磁極對(duì)20、21上描繪的箭頭表示磁場(chǎng)的方向。在圖4的(a)中，通過(guò)永磁體13構(gòu)成各磁極對(duì)20、21。永磁體13的數(shù)量比在圖 I 圖3中敘述過(guò)的結(jié)構(gòu)增加了兩個(gè)，本發(fā)明的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11也可以采用圖4的(a)的結(jié)構(gòu)。在圖4的(b)中也與圖4的(a)相同，通過(guò)永磁體13構(gòu)成各磁極對(duì)20、21。由于永磁體13無(wú)需設(shè)置在磁體14的端部，所以當(dāng)然也可以采用圖4的(b)所示的結(jié)構(gòu)。此外， 圖4的(a)、圖4的(b)中的磁體14的部分也都可以采用非磁體。此外，不管是磁體還是非磁體，也可以采用在Z方向上對(duì)各磁極對(duì)進(jìn)行單獨(dú)支承的結(jié)構(gòu)。圖4的(C)描繪了與圖I 圖3描繪的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。如圖4的 (C)所示，也可以以使各磁極對(duì)20、21從在沿Z方向延伸的磁體14的中途向離子束3 —側(cè)突出的方式來(lái)構(gòu)成各磁極對(duì)20、21。在圖4的(d)中用永磁體13構(gòu)成第一磁極對(duì)20，用磁體14構(gòu)成第二磁極對(duì)21。 由于構(gòu)成第二磁極對(duì)21的磁體14連接在構(gòu)成第一磁極對(duì)20的永磁體13上，所以與圖4 的(c)的例子相同，可以減少永磁體13的數(shù)量。此外，也可以與圖4的(d)的結(jié)構(gòu)相反，用磁體14構(gòu)成第一磁極對(duì)20,用永磁體13構(gòu)成第二磁極對(duì)21。此外，如圖4的(e)所示，代替永磁體13，也可以通過(guò)把線(xiàn)圈15繞在配置在Y方向上的各磁體14上,在線(xiàn)圈15中流過(guò)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。在相對(duì)于各磁體14把線(xiàn)圈15向相同方向纏繞的情況下，預(yù)先使流過(guò)各線(xiàn)圈的電流方向相反。反之，在相對(duì)于各磁體14把線(xiàn)圈15 向相反方向纏繞的情況下，預(yù)先使流過(guò)各線(xiàn)圈的電流方向相同。在圖4的(e)的例子中，繞在左側(cè)磁體14上的線(xiàn)圈15的方向?yàn)橛倚?，與此相反，繞在右側(cè)磁體14上的線(xiàn)圈15的方向?yàn)樽笮?。因此，相?duì)于各線(xiàn)圈15向相同的方向(在Z方向的朝向上從上向下)流過(guò)電流。 與其他例子相同，通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，也可以以橫穿離子束3的方式產(chǎn)生相反方向的磁場(chǎng)。此外，在使用了線(xiàn)圈15的情況下，可以控制磁場(chǎng)的強(qiáng)度。因此，預(yù)先在離子源I下游一側(cè)測(cè)量離子束3的行進(jìn)方向，據(jù)此可以用磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11對(duì)離子束3的行進(jìn)方向進(jìn)行微調(diào)。此外,在圖4的(e)中，可以把構(gòu)成各磁極對(duì)20、21的磁體14做成一體，也可以把各磁極對(duì)20、21的磁體14分開(kāi)成獨(dú)立的磁體，分別纏繞線(xiàn)圈15。于是，可以通過(guò)各磁極對(duì)精細(xì)調(diào)節(jié)由各磁極對(duì)形成的磁場(chǎng)強(qiáng)度。此外，在圖4的(a) 圖4的(e)中僅描繪了在YZ平面內(nèi)的情況，但是在此記載的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11對(duì)在X方向上具有長(zhǎng)邊的帶狀離子束3進(jìn)行處理的情況下，與圖I所示的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11相同，在X方向上也具有一定長(zhǎng)度。圖5的(a) 圖5的(C)描繪了具有一對(duì)磁極22的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的例子。與圖4相同，在各圖中，X、Y、Z軸的方向是通用的，并且在磁極對(duì)中所畫(huà)的箭頭表示磁場(chǎng)的方向。在離子束3的能量比較高的情況(例如300keV以上)下，離子束3幾乎不會(huì)因由磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11產(chǎn)生的磁場(chǎng)而偏轉(zhuǎn)。此外，如前所述，即使在離子束3的能量低的情況下，如果通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11后的離子束3的行進(jìn)方向在允許范圍內(nèi)，則也無(wú)需產(chǎn)生用于使離子束 3彎曲回去的磁場(chǎng)。因此，如圖5的(a) 圖5的(c)所示，也可以?xún)H在一個(gè)方向上產(chǎn)生橫穿尚子束3的磁場(chǎng)。圖5的(a)公開(kāi)了由一組永磁體13和支承它們的磁體14構(gòu)成的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件
11。在該例子中，把構(gòu)成一對(duì)磁極22的永磁體13配置在磁體14的Z方向上的中央部，但也可以把構(gòu)成一對(duì)磁極22的永磁體13設(shè)置在磁體14的Z方向上的端部。此外，作為永磁體13的支承構(gòu)件使用了磁體14，但也可以使用非磁體作為永磁體13的支承構(gòu)件。圖5的(b)公開(kāi)了支承一組永磁體13的磁體14在Y方向上突出，由此形成一對(duì)磁極22的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11。本發(fā)明也可以采用這樣的結(jié)構(gòu)。圖5的(C)公開(kāi)了把線(xiàn)圈15繞在一組磁體14上的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11。關(guān)于纏繞線(xiàn)圈15的方向和在線(xiàn)圈15中流過(guò)的電流I的方向，也可以與圖4的(e)的例子相同。此外，在圖5的(a) 圖5的(C)的結(jié)構(gòu)中，在對(duì)在X方向上有長(zhǎng)邊的帶狀離子束 3進(jìn)行處理的情況下，與圖I所示的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11相同，在X方向上也有一定長(zhǎng)度。圖6中描繪了具有一對(duì)磁極22的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的其他例子。在該例子中,磁體14的在Y方向上突出的部分構(gòu)成一對(duì)磁極22。在這種情況下，如果離子束3通過(guò)靠近永磁體13的位置，則離子束3受到來(lái)自永磁體13的強(qiáng)磁場(chǎng)的影響，存在離子束3的形狀變形的問(wèn)題。因此，優(yōu)選的是使離子束3通過(guò)的一對(duì)磁極22的部分離永磁體13足夠遠(yuǎn)。圖7中描繪了在磁場(chǎng)產(chǎn)生部件上形成的電極支承構(gòu)造的一個(gè)例子。在配置在構(gòu)成磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的引出電極系統(tǒng)一側(cè)的第一磁極對(duì)20上，形成有在與離子束3的引出方向基本垂直的方向上延伸設(shè)置的電極支承槽16。在該例子中，位于最靠近第一電極對(duì)20位置的接地電極7通過(guò)滑動(dòng)的方式容納在所述電極支承槽16中。在這種情況下，可以使接地電極7本身不與地電連接，而是把支承接地電極7的磁體14接地。此外，在該例子中，作為磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11列舉了具有第一磁極對(duì)20和第二磁極對(duì)21的結(jié)構(gòu)，但也可以在前述的具有一對(duì)磁極22結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11 上設(shè)置在此記載的電極支承槽16。
圖8中描繪了在磁場(chǎng)產(chǎn)生部件上形成的電極支承構(gòu)造的其他例子。圖8的(a)為使配置在構(gòu)成磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的引出電極系統(tǒng)一側(cè)的第一磁極對(duì)20的上側(cè)的面作為電極支承面，用螺栓18等把接地電極7固定在該電極支承面上。圖8的(b)描繪了該情況。與圖7的例子相同，也可以將圖8的例子應(yīng)用于圖5、圖6中說(shuō)明過(guò)的具有一對(duì)磁極22結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11。這樣，通過(guò)在磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11的一部分上設(shè)置電極支承面17，可以無(wú)需另外準(zhǔn)備電極的支承構(gòu)件。<其他變形例>在本發(fā)明中，以桶式離子源為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于該類(lèi)型的離子源。例如也可以是弗里曼式、伯納斯式或具有旁熱式陰極的離子源。此外，從離子源引出的離子束3以在X方向上具有長(zhǎng)邊、在Y方向上具有短邊的帶狀離子束3為例進(jìn)行了說(shuō)明，但引出的離子束3形狀不限于此。例如引出的離子束的形狀也可以是點(diǎn)狀。此外，燈絲8的個(gè)數(shù)也可以不是多個(gè)，可以是一個(gè)。此外，只要構(gòu)成引出電極系統(tǒng)的電極組沒(méi)有抑制電極，則什么樣的個(gè)數(shù)都可以。另一方面，在本發(fā)明說(shuō)明的實(shí)施方式中，使離子束3的中心位于各磁極對(duì)之間的中央，但也可以使離子束3的中心位置偏向一個(gè)磁極一側(cè)。但是，在離子束3的中心位置位于磁極之間的中央的情況下，由于通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)離子束3對(duì)稱(chēng)地偏轉(zhuǎn)，所以可以說(shuō)在接在離子源之后的光學(xué)系統(tǒng)中容易處理。此外，作為引出電極系統(tǒng)使用的電極不限于多孔電極，也可以是具有狹縫的電極。此外，在本實(shí)施方式中，如圖中表示的那樣，由磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向和離子束3的行進(jìn)方向是基本垂直的關(guān)系，但是也可以不是基本垂直的關(guān)系。例如，也可以是由磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向和離子束3的行進(jìn)方向斜交叉的關(guān)系。只要由磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11產(chǎn)生的磁場(chǎng)形成為可以橫穿離子束3,則磁場(chǎng)產(chǎn)生部件11產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向和離子束3的行進(jìn)方向二者的關(guān)系是什么樣的都可以。除了前面敘述的以外，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變形。
權(quán)利要求
1.一種離子源，不具有抑制電子從下游一側(cè)流入的抑制電極，所述離子源的特征在于， 所述離子源包括多個(gè)電極，沿離子束的引出方向配置；以及磁場(chǎng)產(chǎn)生部件，配置在所述電極的下游一側(cè)，至少具有一對(duì)磁極，該一對(duì)磁極產(chǎn)生橫穿從所述離子源引出的所述離子束的磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子源，其特征在于，所述磁場(chǎng)產(chǎn)生部件在沿著所述離子束的引出方向上的不同位置具有第一磁極對(duì)和第二磁極對(duì)，并且在所述第一磁極對(duì)和所述第二磁極對(duì)之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相反，所述第一磁極對(duì)和所述第二磁極對(duì)具有夾著所述離子束配置的一對(duì)磁極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子源，其特征在于，所述第一磁極對(duì)和所述第二磁極對(duì)由磁體構(gòu)成，構(gòu)成所述第一磁極對(duì)和所述第二磁極對(duì)的磁體通過(guò)永磁體連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的離子源，其特征在于，通過(guò)在所述第一磁極對(duì)之間和在所述第二磁極對(duì)之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)，對(duì)所述離子束施加方向相反、且大小基本相等的洛倫茲力。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子源，其特征在于，在所述磁極上形成有電極支承槽，該電極支承槽沿與所述離子束的引出方向基本垂直的方向延伸設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子源，其特征在于，在所述磁極的面上配置有所述電極中的位于最下游一側(cè)的電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的離子源，與以往的離子源相比，盡管電極個(gè)數(shù)少，也具有與以往的離子源相同的功能。本發(fā)明的離子源(1)不具有抑制電子從下游一側(cè)(Z方向一側(cè))流入的抑制電極。離子源(1)包括多個(gè)電極(5、6、7)，沿離子束(3)的引出方向(Z方向)配置；以及磁場(chǎng)產(chǎn)生部件(11)，配置在所述電極(5、6、7)的下游一側(cè)(Z方向一側(cè))，至少具有一對(duì)磁極(20、21)，該一對(duì)磁極(20、21)產(chǎn)生橫穿從所述離子源(1)引出的所述離子束(3)的磁場(chǎng)。
文檔編號(hào)H01J37/08GK102592930SQ20111034096
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月8日
發(fā)明者井內(nèi)裕 申請(qǐng)人:日新離子機(jī)器株式會(huì)社