特開 2020-198197 イオン注入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-198197(P2020-198197A)

(43)【公開日】2020年12月10日

(54)【発明の名称】イオン注入装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/317 20060101AFI20201113BHJP

   H01J 37/08 20060101ALI20201113BHJP

   H01J 37/04 20060101ALI20201113BHJP

   H01J 27/02 20060101ALI20201113BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/317 C

   H01J37/08

   H01J37/04 B

   H01J27/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-103114(P2019-103114)

(22)【出願日】2019年5月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100144211

【弁理士】

【氏名又は名称】日比野 幸信

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 徳康

(72)【発明者】

【氏名】湯瀬 琢巳

(72)【発明者】

【氏名】寺澤 寿浩

【テーマコード（参考）】

5C030

5C034

【Ｆターム（参考）】

5C030AA02

5C030AA07

5C030AA09

5C030AA10

5C030AB05

5C030DE04

5C034CD02

5C034CD03

5C034CD10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】イオンの照射量を増加させる。
【解決手段】引出電極２２と質量分析装置１６との間でイオンの飛行範囲を横断させる第一の検出装置４１と、焦点よりも上流側と、焦点よりも下流側にそれぞれ配置された第二、第三の検出装置４２、４３とによってイオンビームの電流を検出し、電流を検出した検出位置と電流値とから、イオンビームの光軸のずれと、焦点の位置のずれとを求め、引出電極２２を移動させてずれを解消する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

引出電極に印加する電圧によってイオン源からイオンを引き出しイオンビームとして質量分析装置の内部に入射させ、前記質量分析装置の内部を通過した前記イオンを注入対象物に照射して前記注入対象物に前記イオンを注入するイオン注入装置であって、
前記イオン源から引き出され、前記質量分析装置に入射する前の前記イオンを入射させて流れる電流を検出する第一の検出装置と、
前記第一の検出装置に前記イオンが飛行する範囲を横断させて前記イオンを入射させる第一の移動装置と、
を有するイオン注入装置。

【請求項2】

前記引出電極には電極移動装置が設けられ、前記電極移動装置は、前記第一の検出装置が前記電流を検出した複数の検出位置と、各検出位置で検出した前記電流の電流値とに基づいて、前記イオンビームの光軸と一致すべき中心軸に対して垂直な方向に前記引出電極を移動させる請求項１記載のイオン注入装置。

【請求項3】

前記質量分析装置を通過した前記イオンビームが、前記質量分析装置よりも下流側で焦点を結ぶイオン注入装置であって、
前記焦点よりも上流側であって前記質量分析装置よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第二の検出装置と、
前記焦点よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第三の検出装置と、
前記第二、第三の検出装置に前記イオンが飛行する範囲をそれぞれ横断させて前記イオンをそれぞれ入射させる第二、第三の移動装置と、
前記第二、第三の検出装置の間に配置されたスリットと、
を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のイオン注入装置。

【請求項4】

前記質量分析装置を通過した前記イオンビームが、前記質量分析装置よりも下流側で焦点を結ぶイオン注入装置であって、
前記焦点よりも上流側であって前記質量分析装置よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第二の検出装置と、
前記焦点よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第三の検出装置と、
前記第二、第三の検出装置に前記イオンが飛行する範囲をそれぞれ横断させて前記イオンをそれぞれ入射させる第二、第三の移動装置と、
前記第二、第三の検出装置の間に配置されたスリットと、
を有し、
前記第二、第三の検出装置が前記電流を検出した複数の検出位置と、各前記検出位置で検出した前記電流の電流値とに基づいて、前記電極移動装置は、前記焦点の位置が前記スリットに近くなるように前記引出電極を前記中心軸と平行な方向に移動させる請求項２記載のイオン注入装置。

【請求項5】

引出電極に印加する電圧によってイオン源からイオンを引き出して質量分析装置の内部に入射させ、前記質量分析装置の内部を通過した前記イオンから成るイオンビームが、前記質量分析装置よりも下流側で焦点を結ぶイオン注入装置であって、
前記焦点よりも上流側であって前記質量分析装置よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第二の検出装置と、
前記焦点よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第三の検出装置と、
前記第二、第三の検出装置に前記イオンが飛行する範囲をそれぞれ横断させて前記イオンをそれぞれ入射させる第二、第三の移動装置と、
前記第二、第三の検出装置の間に配置されたスリットと、
を有するイオン注入装置。

【請求項6】

前記引出電極には電極移動装置が設けられ、
前記第二、第三の検出装置が前記電流を検出した複数の検出位置と、各前記検出位置で検出した前記電流の電流値とに基づいて、前記電極移動装置は、前記焦点の位置が前記スリットに近くなるように前記引出電極を前記イオンビームと一致すべき中心軸と平行な方向に移動させる請求項５記載のイオン注入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はイオン注入装置の技術分野に係り、特に、イオンビームの光軸のずれや焦点位置のずれを解消することができるイオン注入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

イオン注入装置では、イオンビームの光軸を、イオンが飛行すべき経路の中心軸と一致させ、イオンビームの焦点をスリットに位置させると発生させたイオンが注入対象物に有効に照射され、イオン注入量を多くすることができる。

【0003】

しかしながらメンテナンス作業や経時変化により、イオン源で発生させたイオンが注入対象物に有効に照射されず、照射量が減少するという問題がある。

【0004】

この問題は、プラズマ生成能力の低下、電離効率の低下、圧力や磁場の変動、部品劣化等が原因である場合があるが、引出電極の取り外しや経時変化によって発生したときには、引出電極の位置が変わってしまうと、イオンビームの光軸が中心軸から離間したり、スリットの外部に焦点が位置し、イオンがスリット装置に衝突して減少することが原因になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−５０１４７号公報

【特許文献2】特開２０１５−４３２７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために創作された発明であり、その課題は、イオンビームの光軸のずれや焦点位置のずれを解消し、イオン照射量を増加させることができるイオン注入装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は、引出電極に印加する電圧によってイオン源からイオンを引き出しイオンビームとして質量分析装置の内部に入射させ、前記質量分析装置の内部を通過した前記イオンを注入対象物に照射して前記注入対象物に前記イオンを注入するイオン注入装置であって、前記イオン源から引き出され、前記質量分析装置に入射する前の前記イオンを入射させて流れる電流を検出する第一の検出装置と、前記第一の検出装置に前記イオンが飛行する範囲を横断させて前記イオンを入射させる第一の移動装置と、を有するイオン注入装置である。
本発明は、前記引出電極には電極移動装置が設けられ、前記電極移動装置は、前記第一の検出装置が前記電流を検出した複数の検出位置と、各検出位置で検出した前記電流の電流値とに基づいて、前記イオンビームの光軸と一致すべき中心軸に対して垂直な方向に前記引出電極を移動させるイオン注入装置である。
本発明は、前記質量分析装置を通過した前記イオンビームが、前記質量分析装置よりも下流側で焦点を結ぶイオン注入装置であって、前記焦点よりも上流側であって前記質量分析装置よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第二の検出装置と、前記焦点よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第三の検出装置と、前記第二、第三の検出装置に前記イオンが飛行する範囲をそれぞれ横断させて前記イオンをそれぞれ入射させる第二、第三の移動装置と、前記第二、第三の検出装置の間に配置されたスリットと、を有するイオン注入装置である。
本発明は、前記質量分析装置を通過した前記イオンビームが、前記質量分析装置よりも下流側で焦点を結ぶイオン注入装置であって、前記焦点よりも上流側であって前記質量分析装置よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第二の検出装置と、前記焦点よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第三の検出装置と、前記第二、第三の検出装置に前記イオンが飛行する範囲をそれぞれ横断させて前記イオンをそれぞれ入射させる第二、第三の移動装置と、前記第二、第三の検出装置の間に配置されたスリットと、を有し、前記第二、第三の検出装置が前記電流を検出した複数の検出位置と、各前記検出位置で検出した前記電流の電流値とに基づいて、前記電極移動装置は、前記焦点の位置が前記スリットに近くなるように前記引出電極を前記中心軸と平行な方向に移動させるイオン注入装置である。
本発明は、引出電極に印加する電圧によってイオン源からイオンを引き出して質量分析装置の内部に入射させ、前記質量分析装置の内部を通過した前記イオンから成るイオンビームが、前記質量分析装置よりも下流側で焦点を結ぶイオン注入装置であって、前記焦点よりも上流側であって前記質量分析装置よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第二の検出装置と、前記焦点よりも下流側で前記イオンを入射させて電流を検出する第三の検出装置と、前記第二、第三の検出装置に前記イオンが飛行する範囲をそれぞれ横断させて前記イオンをそれぞれ入射させる第二、第三の移動装置と、前記第二、第三の検出装置の間に配置されたスリットと、を有するイオン注入装置である。
本発明は、前記引出電極には電極移動装置が設けられ、前記第二、第三の検出装置が前記電流を検出した複数の検出位置と、各前記検出位置で検出した前記電流の電流値とに基づいて、前記電極移動装置は、前記焦点の位置が前記スリットに近くなるように前記引出電極を前記イオンビームと一致すべき中心軸と平行な方向に移動させるイオン注入装置である。

【発明の効果】

【0008】

光軸や焦点の位置がずれても、引出電極を移動させることでイオンビームの焦点をスリットに位置させることができるので、イオン照射量が増大する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明のイオン注入装置を説明するための図

【図2】(ａ)：光軸と中心軸とが一致し、焦点がスリットに位置している状態を示す図 (ｂ)：光軸が中心軸からずれている状態を説明するための図(ｃ)：焦点がスリットよりも下流側にずれた状態を説明するための図(ｄ)：焦点がスリットよりも上流側にずれた状態を説明するための図

【図3】検出装置を説明するための図

【図4】検出装置のファラデーカップを説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜イオン注入装置＞
図１の符号２は本発明のイオン注入装置であり、特にＳｉＣ基板にイオンを注入するための装置であり、真空槽１１とイオン源１２と注入室１３とを有している。なお、図示しないがイオン源１２等の各部位は絶縁碍子で独立に電位を与えられるようにされている。

【0011】

真空槽１１は、高電圧が印加される高電圧槽７と、内部加速電極が配置された加速管８と、接地電位に電気的に接続された接地槽９とを有しており、高電圧槽７の一端と接地槽９の一端とは、加速管８を介して気密に接続されている。

【0012】

高電圧槽７の他端と、接地槽９の他端とは、それぞれイオン源１２と注入室１３とに接続されており、イオン源１２の内部と真空槽１１の内部と注入室１３の内部とは、真空排気されて真空雰囲気が形成されるようになっている。

【0013】

この例では、真空排気装置２９によって、イオン源１２の内部と真空槽１１の内部と注入室１３の内部とが真空排気され、真空雰囲気にされている。

【0014】

注入室１３はイオンを注入する例えば半導体基板等の対象物を搬出入可能に構成されており、ここでは注入室１３の内部に注入対象物１０が配置されている。

【0015】

イオン源１２には、注入ガス供給装置１８が接続されている。イオン源１２の内部にはプラズマ生成装置が配置されており、注入ガス供給装置１８からイオン源１２に注入ガスが導入され、プラズマ生成装置が動作すると注入ガスが電離され、プラズマ１９が生成される。プラズマ１９はイオン源１２の内部に充満する。

【0016】

高電圧槽７の内部のイオン源１２の近くの場所にはプラズマ電極２１が配置され、真空槽１１の内部のプラズマ電極２１よりもイオン源１２から遠い場所には引出電極２２が配置されている。引出電極２２は、通常、加速・減速の２枚電極構造になっているが、ここでは簡略化して１枚で図示している。

【0017】

真空槽１１の外部には電源装置３０が配置されており、高電圧槽７を基準電位としている。プラズマ電極２１と引出電極２２とは電源装置３０に接続されている。

【0018】

プラズマ電極２１と引出電極２２とには、通過孔３１、３２がそれぞれ設けられている。

【0019】

イオン源１２の内部はプラズマ電極２１の通過孔３１によって高電圧槽７の内部に接続されており、電源装置３０によってプラズマ電極２１と引出電極２２とに電圧を印加して、イオン源１２の内部と高電圧槽７の内部のイオン源１２の近傍とに電界を形成すると、イオン源１２の内部に生成されたプラズマ１９からイオンが引き出され、通過孔３１、３２を通過して高電圧槽７の内部に放出され、放出されたイオンは高電圧槽７の内部を飛行する。

【0020】

飛行するイオンの進行方向には、内部湾曲された質量分析装置１６が配置されている。質量分析装置１６は磁力装置２３を有しており、質量分析装置１６が設けられた高電圧槽７の内部には、イオンの飛行方向を曲げる磁界が形成されており、質量分析装置１６に入射したイオンはその質量電荷比に応じた曲げ量で飛行方向が曲げられ、質量分析装置１６に設定された質量電荷比のイオンが質量分析装置１６を通過する。

【0021】

イオンの流れについてイオン源１２を上流側、注入室１３を下流側とすると、質量分析装置１６の下流側にはスリット装置２４が配置されており、スリット装置２４には、鉛直な上下方向に長く、水平な左右方向に狭い縦長のスリット３４が設けられている。

【0022】

質量分析装置１６の中に入射したイオンは、飛行方向が湾曲されると共に、質量分析装置１６の内部を飛行する間に幅が狭くなるように集束され、質量分析装置１６から放出されてスリット装置２４に入射するとスリット３４を通過する。

【0023】

上述の加速管８は、スリット装置２４の下流側に配置されており、スリット３４を通過したイオンが加速管８の内部に入射すると、加速管８の内部に配置された加速電極によって所定の速度まで加速される。

【0024】

加速管８の下流側には下流側スリット装置２５が配置されている。

【0025】

下流側スリット装置２５の内部には下流側スリット３５が設けられており、加速管８で加速されたイオンは下流側スリット装置２５に入射し、下流側スリット３５を通過する。

【0026】

下流側スリット装置２５の下流側には走査装置２６が配置されている。

【0027】

下流側スリット３５を通過したイオンは走査装置２６に入射し、走査装置２６の内部を飛行する間に、飛行方向が制御されて走査装置２６から放出される。

【0028】

注入室１３は走査装置２６の下流側に配置されており、走査装置２６から放出されたイオンは注入対象物１０の表面に照射される。

【0029】

イオンが照射される注入対象物１０上の位置は、走査装置２６によって変更されるので、イオンが照射される範囲の面積は注入対象物１０の表面の面積よりも小さくても、走査装置２６によって照射位置が移動されて注入対象物１０の表面全部にイオンが照射されるようになっている。

【0030】

注入対象物１０に照射されたイオンは注入対象物１０の内部に注入される。

【0031】

＜第一〜第三の検出装置＞
引出電極２２と質量分析装置１６との間の位置と、質量分析装置１６とスリット装置２４との間の位置と、スリット装置２４と加速管８との間の位置とには、第一〜第三の検出装置４１〜４３がそれぞれ設けられている。

【0032】

第一〜第三の検出装置４１〜４３の平面図を図３に示し、そのＡ−Ａ線截断断面図を図４に示す。

【0033】

第一〜第三の検出装置４１〜４３は同じ構造であり、第一〜第三の検出装置４１〜４３は、複数個のファラデーカップ５１が一列に並べられて成るカップ列をそれぞれ複数列有している。

【0034】

図３の符号５０₁〜５０₅はカップ列を示しており、カップ列５０₁〜５０₅は互いに平行で等間隔に配置されている。

【0035】

各ファラデーカップ５１は容器形形状であり、開口５３を有している。各ファラデーカップ５１は、開口５３が同じ方向に向けられると共に、開口５３が同一の平面に位置するように配置されて取り付け板５８に固定されている。各ファラデーカップ５１の開口５３と近接して平行な位置には入射制限板５５が設けられており、入射制限板５５の各ファラデーカップ５１の開口５３の中心と対面する位置には、貫通孔５２が形成されており、後述するように入射制限板５５にイオンが照射されると、貫通孔５２を通過してイオンだけがファラデーカップ５１に入射し、電流を検出するようになっている。

【0036】

第一〜第三の検出装置４１〜４３は、各カップ列５０₁〜５０₅が鉛直になるように高電圧槽７の内部でそれぞれ立設されている。

【0037】

各ファラデーカップ５１の開口５３が位置する平面を入射平面５６とし、入射平面５６に含まれ、カップ列５０₁〜５０₅と平行な方向に伸びる一直線をＹ軸とし、また、同じ入射平面５６に含まれ、カップ列５０₁〜５０₅と直角な方向に伸びる一直線をＸ軸として、第一〜第三の検出装置４１〜４３にそれぞれ一組のＸ軸とＹ軸とを定めると、各カップ列５０₁〜５０₅はそれぞれ平行で等間隔Δｘで並んでおり、各カップ列５０₁〜５０₅中の一列の中では、各ファラデーカップ５１も一列中に等間隔Δｙに並んでいる。

【0038】

ここで、第一〜第三の検出装置４１〜４３のうち、一台の検出装置の中では、隣接する二列のカップ列５０₁〜５０₅の間では、ファラデーカップ５１は高さがΔｔ(Δｙ＝列数×Δｔ)だけ異なるようにされており、従って、同じ高さのファラデーカップ５１はないようになっている。

【0039】

つまり、一台の検出装置中で各ファラデーカップ５１のＹ軸の座標を昇べき又は降べきの順に並べたときには隣接するＹ軸の座標はΔｔだけ異なるようになっている。

【0040】

＜第一〜第三の移動装置＞
第一〜第三の検出装置４１〜４３は第一〜第三の移動装置４６〜４８にそれぞれ接続されており、第一〜第三の移動装置４６〜４８が動作すると、第一〜第三の検出装置４１〜４３は高電圧槽７の内部で、第一〜第三の検出装置４１〜４３のＸ軸に沿った方向に移動する。ここではＸ軸は水平面内に位置しており、第一〜第三の検出装置４１〜４３は水平面内で直線移動する。

【0041】

図２(ａ)〜(ｄ)は、高電圧槽７の壁面に沿ったイオンの飛行軌道を示した平面図であり、質量分析装置１６内部の高電圧槽７の壁面も平面としてイオンが飛行する軌道が表されている。

【0042】

各図では、第一〜第三の検出装置４１〜４３は移動開始位置６１〜６３に配置されており、第一〜第三の移動装置４６〜４８が動作して移動を開始すると、第一〜第三の検出装置４１〜４３は、移動開始位置６１〜６３から移動終了位置７１〜７３まで移動できるようにされている。

【0043】

引出電極２２によってイオン源１２からイオンが引き出され、高電圧槽７の内部をイオンが飛行している状態で第一〜第三の検出装置４１〜４３が移動開始位置６１〜６３から移動終了位置７１〜７３まで移動すると、入射制限板５５がイオンの上流側に向けられた状態で、第一〜第三の検出装置４１〜４３は、イオンが飛行する範囲４４を横断する。

【0044】

第一〜第三の検出装置４１〜４３の入射制限板５５は、横断するイオンが飛行する範囲４４に対して略垂直にされており、入射制限板５５に入射したイオンの一部が貫通孔５２を通過してファラデーカップ５１の底面に入射する。

【0045】

各ファラデーカップ５１には、イオンの入射量に応じた電流が流れ、第一〜第三の検出装置４１〜４３によってファラデーカップ５１の電流が検出され、測定装置４０に出力されて電流値が求められる。

【0046】

第一〜第三の移動装置４６〜４８は測定装置４０に接続され、測定装置４０によって制御されている。ここでは第一〜第三の移動装置４６〜４８によって第一〜第三の検出装置４１〜４３の位置が検出されており、第一〜第三の検出装置４１〜４３が検出した電流が測定装置４０に出力され測定装置４０で電流値が求められる。測定装置４０には、第一〜第三の移動装置４６〜４８から電流を検出したときの第一〜第三の検出装置４１〜４３の位置が出力され、電流を検出した各ファラデーカップ５１の位置が、検出位置として、各ファラデーカップ５１が検出した電流の電流値と対応付けられて第一〜第三の測定結果としてそれぞれ記憶される。

【0047】

従って、第一〜第三の測定結果から、イオンが飛行する範囲の境界と面積やイオンの強度分布を求めることができる。

【0048】

高電圧槽７の内部を飛行するイオンをイオンビームとすると、イオンビームの断面形状や、断面形状内のイオンの強度分布が分かる。イオンが飛行する範囲の中心を通る直線はイオンビームの中心を通る直線であり、それら中心を通る直線を光軸と呼ぶと、測定装置４０によって高電圧槽７内の光軸の位置が求められる。

【0049】

図２(ａ)の符号４５は光軸を示している。スリット３４の中心と、プラズマ電極２１の通過孔３１の中心とを結ぶ直線を中心軸５７と呼ぶと、図２(ａ)では光軸４５と中心軸５７とは一致している。中心軸５７は光軸４５と一致すべき直線である。

【0050】

質量分析装置１６によって集束されたイオンは、スリット３４中で焦点が結ぶようにされており、スリット３４は縦長であるから、質量分析装置１６によって集束左右方向に集束されていないと、イオンの一部分はスリット装置２４に衝突し、衝突した部分はスリット３４を通過することができない。

【0051】

なお、第一〜第三の検出装置４１〜４３が静止しているときに、イオンによる電流を測定する場合は、第一〜第三の検出装置４１〜４３に静止と移動を繰り返させてイオンが飛行する範囲４４を横断させて電流を検出するようにすればよい。

【0052】

＜電極移動装置＞
引出電極２２は消耗品であり寿命に達した引出電極２２は取り外して新しい引出電極２２を取り付ける。この取り付けの際に位置がずれると、イオンビームの光軸４５がずれることになる。

【0053】

図２(ｂ)は、引出電極２２がＸ軸に沿った方向にずれてしまい、その結果、イオンが飛行する範囲４４の一方向側(この例では移動終了位置７１側)に引出電極２２が近接し、その反対側では引出電極２２から離間された場合である。

【0054】

一般に飛行するイオンに引出電極２２が近づいた場合は、イオンは引出電極２２に引きつけられて、近づいた引出電極２２が位置する方向に曲がる。つまり、光軸４５は中心軸５７と一致しなくなり、曲がりが大きい程、スリット装置２４の表面に衝突するイオンが増加し、注入対象物１０に入射するイオンが減少する。

【0055】

このような減少が確認されたときには、第一の検出装置４１を移動させて第一の測定結果を求めると、第一の測定結果から、中心軸５７の所定位置上での、光軸４５の中心軸５７に対して垂直な方向のずれである、垂直方向ずれ距離と、中心軸５７に対して垂直な平面内の方向であるずれ方向とを算出することができる。

【0056】

引出電極２２には、引出電極２２を移動させる電極移動装置３６が設けられており、電極移動装置３６を動作させると、引出電極２２を中心軸５７に対して垂直な方向と、中心軸５７に沿った方向とに移動できるようにされている。

【0057】

引出電極２２を、中心軸５７と垂直な平面内で移動させたときの、引出電極２２の移動方向と移動距離と、光軸４５の所定位置での中心軸５７に垂直な平面内の移動方向や移動距離との関係を、シミュレーションや実験によって光軸移動関係として予め求めておき、第一の測定結果から、垂直方向ずれ距離とずれ方向とを算出し、算出した垂直方向ずれ距離とずれ方向と求めておいた光軸移動関係とから、光軸４５を中心軸５７に一致させるための引出電極２２の移動方向と移動距離とを算出し、引出電極２２を、算出した移動方向に移動距離だけ移動させると、ずれを解消させることができる。

【0058】

引出電極２２を算出した移動方向に少しだけ移動させて第一の測定結果を求め、移動方向と移動距離を再度算出するようにして、引出電極２２の移動と第一の測定結果を求めることとを繰り返し行い、ずれを解消させることもできる。

【0059】

電極移動装置３６や測定装置４０は制御装置１５に接続されており、制御装置１５に光軸移動関係を記憶させ、測定装置４０や制御装置１５によって第一の測定結果から垂直方向ずれ距離とずれ方向とを算出し、算出した垂直方向ずれ距離とずれ方向と電極移動装置３６や測定装置４０に記憶された光軸移動関係とから、引出電極２２を移動させる移動方向と移動距離とを算出し、電極移動装置３６によって引出電極２２を移動させることができる。

【0060】

上述の図２(ｂ)は、引出電極２２が、中心軸５７と垂直な左右方向にずれた場合であり、その場合のずれの解消手順を説明したが、左右方向ではなく、中心軸５７と垂直な上方又は下方にずれた場合でも、ずれの解消手順は同じである。

【0061】

次に、図２(ｃ)、(ｄ)は、引出電極２２が、中心軸５７と平行な方向にずれた場合であり、図２(ｃ)は、引出電極２２がプラズマ電極２１から離間する方向にずれ、図２(ｄ)は、引出電極２２がプラズマ電極２１に近接する方向にずれている。

【0062】

図２(ａ)のように、引出電極２２にずれが無い場合には、飛行するイオンの焦点４９はスリット３４が配置された場所に位置するが、引出電極２２がプラズマ電極２１から離間すると、焦点４９がスリット３４よりも下流側に移動し、引出電極２２がプラズマ電極２１に近接すると、焦点４９はスリット３４の上流側に移動する。

【0063】

引出電極２２がプラズマ電極２１から最も離間したときと、最も近接したときとの焦点４９が位置する場所は予め求められており、焦点４９が最も上流側に移動したときの位置よりも上流側に第二の検出装置４２が配置され、焦点４９が最も下流側に移動したとき位置よりも下流側に第三の検出装置４３が配置されている。

【0064】

図２(ａ)のように、焦点４９がスリット３４に位置しているときの、第二、第三の検出装置４２、４３の電流の検出によって得られたイオンが飛行する範囲の面積を、第二、第三の基準面積としてそれぞれ求めて測定装置４０や制御装置１５に記憶させておき、第二、第三の移動装置４７，４８によって第二、第三の検出装置４２、４３を移動させ、第二の検出装置４２のファラデーカップ５１に流れた電流の電流値と、電流を検出したファラデーカップ５１の検出位置とを第二の測定結果として求め、また、第三の検出装置４３のファラデーカップ５１に流れた電流の電流値と、電流を検出したファラデーカップ５１の検出位置とを第三の測定結果として求め、第二、第三の測定結果から算出したイオンが飛行する範囲の面積と、予め測定された第二、第三の基準面積と比較することができる。

【0065】

この場合、第二の測定結果から算出した範囲の面積が第二の基準面積よりも大きくなり、第三の測定結果から算出した範囲の面積が第三の基準面積よりも小さくなった場合は、焦点４９がスリット装置２４よりも下流側に位置することが分かり、逆に、第二の測定結果から求めた面積が第二の基準面積よりも小さくなり、第三の測定結果から算出した面積が第三の基準面積よりも大きくなった場合は焦点４９がスリット装置２４よりも上流側に位置することが分かる。

【0066】

また、焦点４９の中心軸５７に沿った方向の位置と、第二、第三の測定結果とを対応させて測定装置４０や制御装置１５に記憶させておくと、求めた第二、第三の測定結果から、焦点４９の中心軸５７上の実際位置を求め、スリット３４からの焦点４９が位置する方向と、スリット３４と焦点４９との間の距離を算出することができる。

【0067】

また、引出電極２２の、中心軸５７と平行な方向の移動方向と移動距離と、焦点４９の中心軸５７と平行な方向内での移動方向と移動距離との関係である焦点移動関係を、予めシミュレーションや実験によって求め、制御装置１５や測定装置４０に記憶させておく。

【0068】

第二、第三の測定結果から、スリット３４からの焦点４９が位置する方向と距離とを算出し、焦点移動関係から、焦点４９をスリット３４に位置させるために引出電極２２を中心軸５７と平行に移動させるための方向と移動距離とが算出できるから、算出した方向に算出した移動距離引出電極２２を移動させることで、焦点４９をスリット３４中に配置することができる。

【符号の説明】

【0069】

２……イオン注入装置
１０……注入対象物
１６……質量分析装置
１２……イオン源
２２……引出電極
３４……スリット
３６……電極移動装置
４１……第一の検出装置
４２……第二の検出装置
４３……第三の検出装置
４５……光軸
４６……第一の移動装置
４７……第二の移動装置
４８……第三の移動装置
４９……焦点
５７……中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】