(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームの進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｙ方向の寸法よりもＸ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビームを生成するイオン源と、
内部に少なくとも１つのソレノイドコイルを備え、前記ソレノイドコイルによって発生される磁場によって前記イオンビームを偏向させる質量分析マグネットと、
前記質量分析マグネットを通過した前記イオンビームのうち所望するイオンを含むイオンビームのみを通過させる分析スリットとを有するイオン注入装置であって、
ＸＺ平面において、前記ソレノイドコイルで発生される磁場の方向と前記質量分析マグネットに入射する前記イオンビームの進行方向とが斜めに交差することを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記ソレノイドコイルには前記イオンビームを通過させる為の開口部が形成されているとともに、前記開口部の略中央を前記イオンビームが通過することを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
ＸＺ平面において重力方向に対して前記開口部が斜めになるように前記質量分析マグネット内に前記ソレノイドコイルが支持されていることを特徴とする請求項２記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記質量分析マグネットは２つのソレノイドコイルを有しているとともに、ＸＺ平面において各ソレノイドコイルに設けられた前記イオンビームを通過させる為の開口部は重力方向に対して互いに同じ向きに傾斜しているとともに、前記開口部で発生される磁場の方向は互いに略平行であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記質量分析マグネットは２つのソレノイドコイルを有しているとともに、ＸＺ平面において各ソレノイドコイルに設けられた前記イオンビームを通過させる為の開口部は重力方向に対して互いに異なる向きに傾斜しているとともに、前記開口部で発生される磁場の方向は互いに斜めに交差していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記分析スリットの下流側にＸ方向に前記イオンビームを偏向させる偏向手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに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、質量分析マグネット内にソレノイドコイルを備えた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、所望の質量を有するイオンを半導体基板（シリコンウェーハやガラス基板）に注入する為に、質量分析マグネットが用いられている。
【０００３】
この質量分析マグネットの例としては、特許文献１に記載の質量分析マグネットがある。具体的には、特許文献１に記載の質量分析マグネットは、磁気ヨーク内に一対のソレノイドコイルを備えている。そして、質量分析マグネットの入口側に配置されたソレノイドコイルで発生される磁場の方向に対して、分析マグネットに入射するリボン状のイオンビームの短辺方向が斜めに交差するように構成されている。なお、ここで言うリボン状のイオンビームとは、イオンビームの進行方向に垂直な面でイオンビームを切断したとき、その断面が略長方形状を成すイオンビームのことを意味している。また、イオンビームの短辺方向とは略長方形状のイオンビームの断面における短辺の方向を意味しており、イオンビームの長辺方向とは略長方形状のイオンビームの断面における長辺の方向を意味している。
【０００４】
質量分析マグネット内を通過するリボン状のイオンビームはローレンツ力によって偏向され、最終的に質量分析マグネットの下流側に配置された分析スリットによって、その短辺方向で質量分析される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１１６９８３号明細書（ＦＩＧ.１Ａ、ＦＩＧ.１Ｂ、ＦＩＧ.２Ａ、ＦＩＧ.３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の質量分析マグネットでは、リボン状のイオンビームを短辺方向に偏向させて質量分析を行うタイプの質量分析マグネットであることから、質量分析マグネットの分解能の大きさを調整するのに、短辺方向での偏向作用を調整する必要がある。
【０００７】
特許文献１の質量分析マグネットではリボン状のイオンビームをその短辺方向に向けて偏向させる場合、まず長辺方向に偏向させてから短辺方向に偏向させている。より詳細には、質量分析マグネットにイオンビームが入射する際に最初に受ける力の方向はイオンビームの長辺方向であり、それによって発生したイオンビームの速度成分と磁場により、イオンビームの短辺方向に力が発生する。つまり、端的に言えば２段階でイオンビームを偏向させている。
【０００８】
この偏向作用について説明する。図９（Ａ）〜（Ｄ）には特許文献１に記載のイオン注入装置と同じく、質量分析マグネット内に入射するリボン状のイオンビームの短辺方向に対して、質量分析マグネット内で発生する磁場の方向が斜めに交差する構成のイオン注入装置が記載されている。特許文献１のイオン注入装置では、質量分析マグネット内に一対のソレノイドコイルを設けた例が開示されているが、ここでは説明を簡単に行う為に、質量分析マグネット内に１つのソレノイドコイルが設けられている例を用いる。
【０００９】
図９（Ａ）にはイオン注入装置ＩＭを上から見たときの断面の様子が描かれている。このイオン注入装置ＩＭではイオン源１で生成されたイオンビーム２が質量分析マグネット３で偏向され、その下流に設けられた分析スリット５を通過することで質量分析が行われる。その後、基板６（半導体基板で、例えばシリコンウェーハやガラス基板等）にイオンビーム２が照射されることで基板６へのイオン注入処理が実施される。一方で、図９（Ｃ）にはイオン注入装置ＩＭを横から見たときの断面の様子が描かれていて、この図９（Ｃ）と図９（Ａ）とでは見ている断面の方向が９０度異なっている。
【００１０】
この例で用いられるイオンビーム２は特許文献１と同様にリボン状のイオンビームであり、図示されるＸ、Ｙ、Ｚ方向はイオン源１で生成されたイオンビーム２の長辺方向、短辺方向、進行方向にそれぞれ対応している。そして、これらの図に描かれている矢印Ｇは重力の方向を表している。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向はイオンビーム２の飛行経路において適宜変更される。
【００１１】
イオン源１で生成されたイオンビーム２の短辺方向に対して、質量分析マグネット３に備えられたソレノイドコイル４で発生する磁場Ｂの方向が斜めに交差する場合、イオンビーム２中に含まれるイオンは質量分析マグネット３内で螺旋軌道を描きながら偏向される。ただし、ここでは図示および説明を簡略化するために、螺旋軌道についての詳細は省略し、イオンビーム２の偏向に関する概要を述べるに留めておく。
【００１２】
図９（Ｂ）には図９（Ａ）の質量分析マグネット３内を通過するイオンビーム２の様子が描かれている。この図において、イオンビーム２は破線でイオンビームＩＢとして描かれている。図示されるように、イオンビームＩＢは磁場Ｂの方向に対して平行な速度成分（ＩＢ//Ｂ）と垂直な速度成分（ＩＢ⊥Ｂ）に分けることができる。磁場Ｂの方向に対して垂直なイオンビームＩＢの速度成分により、イオンビームＩＢにはローレンツ力Ｆ１が働く。その結果、イオンビームＩＢはＸ方向に偏向される。
【００１３】
イオンビーム２がＸ方向に偏向されると、図９（Ｃ）に描かれる断面でもイオンビーム２にローレンツ力が働くことになる。この様子が図９（Ｄ）に描かれている。図９（Ｄ）には図９（Ｃ）の質量分析マグネット３内を通過するイオンビーム２の様子が描かれている。
【００１４】
この例では、図９（Ｃ）に描かれているように、イオンビーム２は質量分析マグネット３に対して、ソレノイドコイル４で発生する磁場Ｂの方向と平行に入射するので磁場Ｂによる偏向作用を受けない。しかしながら、図９（Ｂ）で説明したローレンツ力Ｆ１が働くことにより、Ｘ方向への偏向が生じると、磁場Ｂに対するイオンビーム２の進行方向が変化する為に、図９（Ｄ）に描かれているように磁場Ｂの方向に対して垂直なイオンビームの速度成分（ＩＢ⊥Ｂ）が現れる。これにより、図９（Ｄ）に描かれているようにイオンビームＩＢにはローレンツ力Ｆ２が働き、イオンビームＩＢはＹ方向に向けて偏向されることになる。
【００１５】
このようにして２段階で偏向されたイオンビーム２が分析スリット５を通過することで、Ｙ方向において質量分析がなされる。この質量分析の能力（分解能）を調整するのに次の２つの方法が考えられる。
【００１６】
１つは、ソレノイドコイル４に流す電流量を多くして、質量分析マグネット３内で発生する磁場Ｂの磁束密度の強度を調整する方法である。このような手法を用いることで、前述したローレンツ力Ｆ２による偏向作用を調整して、分解能の大きさを所望するものに設定することができる。
【００１７】
しかしながら、イオンビーム２に対する偏向作用は２段階で発生する。２段階目で発生するローレンツ力Ｆ２は、一段階目で発生するローレンツ力Ｆ１に起因して間接的に発生する。ローレンツ力Ｆ１の大きさはイオンビーム２が通過する質量分析マグネット３内の磁場分布、質量分析マグネット３に入射するイオンビーム２の空間分布(入射位置や方向)およびイオンビームの速度成分に応じて変化する。その為、このようなローレンツ力Ｆ１を制御しつつ、ローレンツ力Ｆ１によって発生するローレンツ力Ｆ２の大きさを制御することは非常に難しい。
【００１８】
一方、別の方法として、磁場Ｂの方向に対してリボン状のイオンビーム２の短辺方向が交差する角度を調整することが考えられる。このような手法を用いることで、磁場Ｂの方向に対するイオンビーム２の垂直成分の大きさを変化させ、イオンビーム２に生じる偏向作用を調整し、分解能の大きさを所望するものに設定することができる。
【００１９】
しかしながら、この方法であっても２段階目で発生するローレンツ力Ｆ２は、１段階目で発生するローレンツ力Ｆ１に起因して間接的に発生する。前述したようにローレンツ力Ｆ１の大きさはイオンビーム２が通過する質量分析マグネット３内の磁場分布、質量分析マグネット３に入射するイオンビーム２の空間分布(入射位置や方向)およびイオンビームの速度成分に応じて変化する。その為、この方法を用いたとしてもローレンツ力Ｆ２の大きさを制御することは非常に難しい。
【００２０】
上記した理由により、特許文献１の質量分析マグネットで分解能を調整する場合、１段階目で発生するローレンツ力Ｆ１に起因して間接的に発生するローレンツ力Ｆ２の大きさを制御することが必要とされるが、これを制御することが非常に困難である為、分解能を調整することは容易ではなかった。
【００２１】
そこで、本発明では、前述した従来の構成に比べて、分解能を容易に調整することができるイオン注入装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係るイオン注入装置は、イオンビームの進行方向をＺ方向とし、Ｚ方向と実質的に直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とすると、Ｙ方向の寸法よりもＸ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビームを生成するイオン源と、内部に少なくとも１つのソレノイドコイルを備え、前記ソレノイドコイルによって発生される磁場によって前記イオンビームを偏向させる質量分析マグネットと、前記質量分析マグネットを通過した前記イオンビームのうち所望するイオンを含むイオンビームのみを通過させる分析スリットとを有するイオン注入装置であって、ＸＺ平面において、前記ソレノイドコイルで発生される磁場の方向と前記質量分析マグネットに入射する前記イオンビームの進行方向とが斜めに交差することを特徴としている。
【００２３】
このようなイオン注入装置であれば、１段階目で発生するローレンツ力による偏向作用が質量分析時の偏向作用として直接作用するので、分解能を容易に調整することができる。
【００２４】
また、前記ソレノイドコイルには前記イオンビームを通過させる為の開口部が形成されているとともに、前記開口部の略中央を前記イオンビームが通過することが望ましい。
【００２５】
開口部の略中央部は磁場分布が均一であるため、ここを通過するイオンビームの偏向量制御を容易に行うことができる。
【００２６】
また、ＸＺ平面において重力方向に対して前記開口部が斜めになるように前記質量分析マグネット内に前記ソレノイドコイルが支持されていることが望ましい。
【００２７】
このような構成であれば、大型のイオン源を採用する場合に、イオン源全体を重力方向に対して斜めに設置する必要がないので、イオン源のメンテナンス作業が従来と同様にスムーズに行うことができる。
【００２８】
さらに、前記質量分析マグネットは２つのソレノイドコイルを有しているとともに、ＸＺ平面において各ソレノイドコイルに設けられた前記イオンビームを通過させる為の開口部は重力方向に対して互いに同じ向きに傾斜しているとともに、前記開口部で発生される磁場の方向は互いに略平行であるように構成されていても良い。
【００２９】
このような構成を採用すれば、イオンビームの経路を曲げ戻すことにより、装置の外形を概略直線状にすることができる。
【００３０】
一方で、  前記質量分析マグネットは２つのソレノイドコイルを有しているとともに、ＸＺ平面において各ソレノイドコイルに設けられた前記イオンビームを通過させる為の開口部は重力方向に対して互いに異なる向きに傾斜しているとともに、前記開口部で発生される磁場の方向は互いに斜めに交差するように構成されていても良い。
【００３１】
このような構成を採用すれば、分解能を高めることができる。
【００３２】
また、前述したイオン注入装置は、前記分析スリットの下流側にＸ方向に前記イオンビームを偏向させる偏向手段を備えていることが望ましい。
【００３３】
このような構成を採用すれば、ＸＺ平面でのイオンビームの進行方向を調整した上で基板にイオンビームを照射することができる。
【発明の効果】
【００３４】
ＸＺ平面において、ソレノイドコイルで発生される磁場の方向と質量分析マグネットに入射するイオンビームの進行方向とが斜めに交差するようにしたので、１段階目で発生するローレンツ力による偏向作用が質量分析時の偏向作用として直接作用する。その結果、分解能を容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るイオン注入装置の斜視図である。
【図２】図１に記載のイオン注入装置の断面図と各断面においてイオンビームに働くローレンツ力の説明図である。（Ａ）はＸＺ平面におけるイオン注入装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に記載の質量分析マグネット内でイオンビームに働くローレンツ力の説明図である。（Ｃ）はＹＺ平面におけるイオン注入装置の断面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）に記載の質量分析マグネット内でイオンビームに働くローレンツ力の説明図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係るイオン注入装置の断面図である。（Ａ）はＸＺ平面における断面図を表し、（Ｂ）はＹＺ平面における断面図を表す。
【図４】図３に記載のイオン注入装置の変形例である。（Ａ）はＸＺ平面における断面図を表し、（Ｂ）はＹＺ平面における断面図を表す。
【図５】本発明の他の実施形態に係るイオン注入装置の断面図である。（Ａ）はＸＺ平面における断面図を表し、（Ｂ）はＹＺ平面における断面図を表す。
【図６】図５に記載のイオン注入装置の変形例である。（Ａ）はＸＺ平面における断面図を表し、（Ｂ）はＹＺ平面における断面図を表す。
【図７】図２に記載のイオン注入装置の変形例である。（Ａ）はＸＺ平面における断面図を表し、（Ｂ）はＹＺ平面における断面図を表す。
【図８】分析スリット下流に偏向手段を備えたイオン注入装置の例を表す。（Ａ）はＸＺ平面における断面図を表し、（Ｂ）はＹＺ平面における断面図を表す。
【図９】従来のイオン注入装置に係る断面図と各断面においてイオンビームに働くローレンツ力の説明図である。（Ａ）はＸＺ平面における断面図を表し、（Ｂ）は（Ａ）に記載の質量分析マグネット内でイオンビームに働くローレンツ力の説明図であり、（Ｃ）はＹＺ平面における断面図を表し、（Ｄ）は（Ｃ）に記載の質量分析マグネット内でイオンビームに働くローレンツ力の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明において、各図に記載されるＸ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれイオン源で生成されたイオンビームの長辺方向、短辺方向、進行方向に対応しており、矢印Ｇは重力方向を示している。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向はイオンビームの飛行経路によって適宜変更される。
【００３７】
図１には本発明に係るイオン注入装置ＩＭの全体を表す斜視図が記載されている。破線で描かれる平面Ｐ１、Ｐ２はイオンビーム２の経路に沿って設けられた互いに直交する平面であり、それぞれＸＺ平面、ＹＺ平面に対応している。
【００３８】
イオン源１で生成されたイオンビーム２は、Ｙ方向の寸法よりもＸ方向の寸法が大きいリボン状のイオンビームである。このイオンビーム２は質量分析マグネット３を通過することでＹ方向に偏向され、その下流側に配置された分析スリット５で質量分析される。この質量分析マグネット３には、特許文献１と同様に図示されないソレノイドコイルが設けられているが、これについては後述する。分析スリット５を通過したイオンビーム２は基板６に照射される。この際、基板６は図示される矢印の方向に沿って搬送されることによって、基板６の全面にイオンビーム２が照射される。
【００３９】
図２には、図１の平面Ｐ１、Ｐ２によるイオン注入装置の切断面の様子が描かれている。図２（Ａ）は平面Ｐ１における切断面の様子を表し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に記載の質量分析マグネット３内でイオンビーム２が偏向される様子を表している。また、図２（Ｃ）は平面Ｐ２における切断面の様子を表し、図２（Ｄ）は図２（Ｃ）に記載の質量分析マグネット３内でイオンビーム２が偏向される様子を表している。これらの図を基に、本発明におけるイオンビーム２に働く偏向作用について説明する。なお、実際にはイオンビーム２中に含まれるイオンは質量分析マグネット３内で螺旋軌道を描きながら偏向されるが、ここでは図示および説明を簡略化するために、螺旋軌道についての詳細は省略し、イオンビーム２の偏向に関する概要を述べるに留めておく。
【００４０】
図２（Ａ）の質量分析マグネット３にはソレノイドコイル４が設けられている。このソレノイドコイル４は特許文献１に描かれているものと同じく環状のコイルであり、コイルの中心部にはイオンビーム２が通過する開口部８が形成されている。この例において、ソレノイドコイル４は重力方向Ｇに対してイオンビーム２が入射する面が斜めとなるように質量分析マグネット３内に支持されている。その為、ＸＺ平面において、ソレノイドコイル４で発生する磁場Ｂの方向とイオンビーム２の進行方向は斜めに交差するような位置関係となる。
【００４１】
図２（Ｂ）には、ＸＺ平面でソレノイドコイル４を通過するイオンビーム２に働くローレンツ力Ｆ１が描かれている。従来技術の説明と同じく、イオンビーム２はここでは破線でイオンビームＩＢとして描かれている。前述したように、磁場Ｂの方向とイオンビーム２の進行方向は斜めに交差している。この場合、イオンビームＩＢを磁場Ｂと平行な速度成分（ＩＢ//Ｂ）と磁場Ｂに垂直な速度成分（ＩＢ⊥Ｂ）に分けることが出来る。そして、磁場Ｂに垂直な速度成分（ＩＢ⊥Ｂ）によってローレンツ力Ｆ１が発生して、イオンビームＩＢはＹ方向に偏向される。
【００４２】
このローレンツ力Ｆ１によって、イオンビーム２がＹ方向に偏向される様子が図２（Ｃ）に描かれている。この図２（Ｃ）には平面Ｐ２におけるイオン注入装置ＩＭの断面の様子が描かれており、この断面において質量分析マグネット３を通過するイオンビーム２には図２（Ｄ）に記載のローレンツ力Ｆ２が発生する。
【００４３】
図２（Ｄ）に描かれているように、イオンビームＩＢは質量分析マグネット３に入射する際、磁場Ｂの方向に対して略平行である為、イオンビームＩＢにはローレンツ力はほとんど働かない。一方、図２（Ｂ）に記載のローレンツ力Ｆ１が発生すると、イオンビームＩＢはＹ方向へ偏向されるので、磁場Ｂに対して斜めに交差する方向にその進行方向が変化する。その結果、イオンビームＩＢには磁場Ｂに対して垂直な速度成分（ＩＢ⊥Ｂ）が発生し、これによりローレンツ力Ｆ２が発生する。そして、図２（Ａ）に描かれているように、このローレンツ力Ｆ２によってイオンビームＩＢはＸ方向に偏向される。なお、ここで述べた略平行とは、平行な状態からわずかに外れた状態も含んでいる。
【００４４】
上述したように、本発明ではＸＺ平面においてソレノイドコイル４で発生される磁場Ｂの方向と質量分析マグネット３に入射するイオンビーム２の進行方向とが斜めに交差するような位置関係にあるので、１段階目で発生するローレンツ力による偏向作用が質量分析時の偏向作用として直接作用する。その結果、分解能を容易に調整することができる。
【００４５】
本発明の構成は、これに限らず様々な変形が考えられる。例えば、特許文献１で挙げられているようにソレノイドコイルを２つ設けても良い。このソレノイドコイルを２つ設けた例が図３〜図６に描かれている。これらの例について以下に説明する。
【００４６】
図３（Ａ）と図４（Ａ）には質量分析マグネット３内に配置された各ソレノイドコイル４に形成された開口部８が重力方向Ｇに対して同じ方向に傾斜している構成が開示されている。各図において各ソレノイドコイル４の略中央部で発生する磁場Ｂの方向は互いに略平行で、向きが約１８０度異なっている。また、質量分析マグネット３のイオンビーム２の入射側に配置されたソレノイドコイル４と出射側に配置されたソレノイドコイル４で発生する磁場Ｂの向きを、図３（Ａ）と図４（Ａ）の構成で比較したとき、その向きは約１８０度異なっている。この磁場Ｂの向きの違いにより、図３（Ｂ）と図４（Ｂ）に記載されているようにＹＺ平面でイオンビーム２の経路を曲げ戻す方向が反対方向となる。
【００４７】
このようなソレノイドコイル４の配置構成を用いることで、イオンビーム２の経路をＸＺ平面とＹＺ平面で曲げ戻し、おおよそ直線状にすることが可能となる。
【００４８】
一方で、図５と図６に開示されている例を用いることも考えられる。図５（Ａ）と図６（Ａ）には、各ソレノイドコイル４に形成された開口部８が重力方向Ｇに対して異なる方向に傾斜している構成が開示されている。各図において各ソレノイドコイル４の略中央部で発生する磁場Ｂの方向は互いに斜めに交差している。また、質量分析マグネット３のイオンビーム２の入射側に配置されたソレノイドコイル４と出射側に配置されたソレノイドコイル４で発生する磁場Ｂの向きを、図５（Ａ）と図６（Ａ）の構成で比較したとき、その向きは約１８０度異なっている。この磁場Ｂの向きの違いにより、図５（Ｂ）と図６（Ｂ）に記載されているようにＹＺ平面でイオンビーム２の経路が曲げられる方向が反対方向となる。
【００４９】
このようなソレノイドコイル４の配置構成を用いることで、イオンビーム２の経路をＸＺ平面で曲げ戻すとともに、ＹＺ平面で大きく一方向に曲げることができる。このような構成であれば、質量分析の分解能を向上させることが可能となる。特にガラス基板へのイオン注入時に用いられる寸法が比較的大きいイオンビームを取り扱う場合、図３と図４に開示された例に比べて図５と図６に開示された例を用いることが望ましい。
【００５０】
これまでの実施形態では、ＸＺ平面において質量分析マグネット３内のソレノイドコイル４の開口部８を重力方向Ｇに対して傾斜させる例について述べてきたが、これに限らず本発明は図７（Ａ）に示されるようにソレノイドコイル４の開口部８を重力方向Ｇに対して平行に配置した構成であっても良い。図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、図２（Ａ）と図２（Ｃ）に記載の構成をＹ方向周りに回転させた構成である。その為、イオンビーム２に働くローレンツ力による偏向作用は、図２で説明したものと同じになる。
【００５１】
上述したような図７（Ａ）、図７（Ｂ）に記載の構成を本発明に適用することもできるが、イオン源１のメンテンナンスを考えると、図２に記載の構成を用いることが望ましい。例えば、イオン源１に設けられたフィラメントや防着板の交換を行う際、地上から高い位置にイオン源１が固定されていると、交換作業の効率が悪くなることが考えられる。
【００５２】
さらに、本発明のイオン注入装置ＩＭはＸＺ平面でのイオンビーム２の進行方向を補正する為の偏向手段を備えていてもいい。偏向手段としては静電偏向板や電磁石あるいは永久磁石などを用いることが考えられる。図８（Ａ）と図８（Ｂ）にはこのような偏向手段を備えたイオン注入装置ＩＭが記載されている。
【００５３】
この図８に記載されているように、分析スリット５の下流側にイオンビーム２のＸＺ平面における進行方向を制御する為の電磁石７を設けておく。例えば、この電磁石７はＹ方向においてイオンビーム２を挟むようにして設けられた一対の磁極を有しており、各磁極周りにコイルが巻回されたものが考えられる。
【００５４】
これまでの実施形態に記載されているように、イオンビーム２がソレノイドコイル４の略中央部を通過するように構成しておくと、イオンビーム２の偏向量制御をより簡単に行うことができるという効果を奏する。この理由はソレノイドコイル４の略中央部では発生される磁場Ｂの分布がおおよそ均一になるからである。磁場Ｂの分布が不均一なソレノイドコイル４の端部領域を用いてイオンビーム２を質量分析した場合、不均一な磁場分布によってイオンビーム２が全体に渡って不均一に偏向してしまう。この不均一な磁場分布による影響は寸法の大きなイオンビームほど大きく現れる。例えば、イオンビーム２の短辺方向の寸法が大きい幅広のイオンビームを取り扱う場合、磁場が不均一なソレノイドコイル４の端部領域を用いて質量分析を行った場合、イオンビーム２に大きな歪みが生じてしまい、所望するような質量分析ができなくなってしまう恐れがある。また、基板６に対して電流密度分布が均一なイオンビームを照射する場合には、上記したような歪みの影響を補正する為に特別なレンズ要素を設けることが必要になると考えられる。ただし、上記した点を考慮しないのであれば、ソレノイドコイル４の端部をイオンビーム２が通過するように構成しておいてもいい。
【００５５】
また、これまでの実施形態ではＹＺ平面においてソレノイドコイル４で発生される磁場Ｂの方向と質量分析マグネット３に入射するイオンビーム２の進行方向とが互いに略平行な関係となるように設定されていたが、本発明の構成はこれに限られない。本発明ではＸＺ平面でのソレノイドコイル４で発生される磁場Ｂの方向と質量分析マグネット３に入射するイオンビーム２の進行方向とが斜めに交差する関係となるように設定されていれば良く、ＹＺ平面での両者の方向に関してはどのような関係でも良い。
【００５６】
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よいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・イオン源
２・・・イオンビーム
３・・・質量分析マグネット
４・・・ソレノイドコイル
５・・・分析スリット
６・・・基板
７・・・電磁石
８・・・開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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