(57)【要約】【課題】従来のイオン源に比べて、フィラメント（カソード）の断線が少なく、安定して、大型かつ大電流のイオンビームを生成する。【解決手段】イオン源８は、スリット状開口部１１を有し、内部に突出した先端部がプラズマ３に接触しない位置に配置された少なくとも１つのカソード２を備えたプラズマ生成容器Ｕ１１〜Ｕ４２を複数備えている。さらに、スリット状開口部１１の長手方向に沿って各プラズマ生成用器内Ｕ１１〜Ｕ４２に磁場を発生させる磁場生成手段１２と、スリット状開口部１１を通して、断面形状が略長方形状のリボン状のイオンビーム１９を引き出す引出電極６とを備えている。そして、略長方形状断面の短手方向から見たとき、各プラズマ生成容器Ｕ１１〜Ｕ４２から引き出されたリボン状のイオンビーム１９の略長方形状断面の長手方向における一端部が互いに重なっている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプラズマ生成容器と、
各プラズマ生成容器内に設けられ、プラズマ生成容器内部に突出した先端部がプラズマと接触しない位置に配置された少なくとも１つのカソードと、
各プラズマ生成容器に連結され、各プラズマ生成容器内に導入されるイオン化ガスの流量を個別に調整するガス流量調節器と、
各プラズマ生成容器に形成されたスリット状開口部と、
前記スリット状開口部より、引出し方向と垂直な平面内で略長方形状の断面を有するリボン状のイオンビームを引き出す引出電極と、
前記スリット状開口部の長手方向に沿って、各プラズマ生成容器内に磁場を発生させる磁場生成手段とを備えたイオン源であって、
各プラズマ生成容器から引き出された前記リボン状のイオンビームを前記断面の短手方向から見たとき、前記断面の長手方向における少なくとも一方の端部が互いに重なるように構成されていることを特徴とするイオン源。
【請求項２】
前記スリット状開口部の長手方向において、前記プラズマ生成容器内に前記カソードと対向配置された反射電極が設けられていることを特徴とする請求項１記載のイオン源。
【請求項３】
前記磁場発生手段は複数個設けられており、所定数のプラズマ生成容器毎に独立して磁場を発生させることを特徴とする請求項１または２記載のイオン源。
【請求項４】
前記磁場発生手段は、各プラズマ生成容器の内部に共通した磁場を発生させることを特徴とする請求項１、２または３記載のイオン源。
【請求項５】
請求項１、２、３または４に記載のイオン源を備えたイオン注入装置であって、
当該イオン注入装置は、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが導入される処理室と、
前記処理室内で、前記リボン状のイオンビームが照射される基板の全面にイオン注入処理がなされるように、前記基板を前記リボン状のイオンビームと交差する方向に移動させる基板駆動機構とを備えていることを特徴としている。
【請求項６】
請求項１、２、３または４に記載のイオン源を備えたイオン注入装置であって、
当該イオン注入装置は、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームの質量分析を行う分析電磁石と、
前記分析電磁石を通過したリボン状のイオンビームのうち、所望するイオンを含むリボン状のイオンビームのみを通過させる分析スリットと、
各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが導入される処理室と、
前記処理室内で、前記リボン状のイオンビームが照射される基板の全面にイオン注入処理がなされるように、前記基板を前記リボン状のイオンビームと交差する方向に移動させる基板駆動機構とを備えていることを特徴としている。
【請求項７】
前記分析電磁石は、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームをその長辺方向より挟むように対向配置された磁極対を複数有しており、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが前記分析電磁石を通過する距離が長くなるほど、各磁極対を構成する磁極間の距離が広がるように構成されていることを特徴とする請求項６記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記イオン源と前記処理室までの経路には、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが通過する経路を電位的に分離する導電性部材が配置されていることを特徴とする請求項５、６または７記載のイオン注入装置。
【請求項９】
前記イオン注入装置は、前記処理室内に各イオンビームのビーム電流密度分布を測定するビーム電流計測器を備えていることを特徴とする請求項５、６、７または８記載のイオン注入装置。
【請求項１０】
前記ビーム電流計測器での計測結果に応じて、各イオンビームのビーム電流密度分布を合成した分布が所望範囲内であるかどうかを判断し、当該判断に基づき、所望範囲外であると判断された場合に、前記イオン源の運転パラメーターの調整を行う機能を有する制御装置を備えていることを特徴とする請求項９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、リボン状（長尺状）のイオンビームを生成するイオン源と当該イオン源を備えたイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
年々、イオン注入される基板（シリコンウェハやガラス基板等）の寸法は大型化の一途をたどっている。このような基板の大型化に対応すべく、基板に照射されるイオンビームの寸法を大きくすることが検討されている。
【０００３】
基板に照射されるイオンビームの寸法を大きくする手法の一つとして、イオンビームを生成するイオン源を大型にすることが考えられている。この種のイオン源としては、特許文献１に記載されるようなカスプ磁場を生成する複数の永久磁石と複数本のフィラメントを備えたいわゆるバケット型イオン源が用いられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１５４７３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のバケット型イオン源では、プラズマ生成容器内に導入されたイオンビーム生成用のイオン化ガスとプラズマ生成容器内に配置された複数本のフィラメントより放出された電子が衝突して、プラズマが生成される。そして、プラズマ生成容器の開口部に隣接して配置された引出電極系を構成する複数枚の電極によって、このプラズマからイオンビームの引出が行われる。
【０００６】
この種のイオン源では、プラズマ生成容器内で生成されたプラズマ中に、フィラメントの一部（先端部）が配置されている。長時間プラズマ中に配置されたフィラメントは、プラズマ内のイオンによってスパッタリングされて、急激にやせ細ってしまう。その場合、安定して電子の供給ができなくなり、プラズマ生成容器内で生成されるプラズマの生成効率に悪影響を及ぼしてしまう。一般的に、長時間、イオン源から安定してイオンビームを供給することが望まれるが、前述したスパッタリングによってフィラメントが急激にやせ細ってしまった場合、イオンビームの安定供給ができなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
また、イオン注入処理に要する時間を短縮させる場合やいわゆる高ドーズ注入といわれる多量のイオンを注入する場合には、イオン源で生成されるイオンビームのビーム電流量を増加させること（イオンビームの大電流化）が必要となる。
【０００８】
このような大電流化を実現する為に、例えば、フィラメントからの電子の放出量を増加させ、生成されるプラズマを濃くすることが考えられる。しかしながら、電子放出量の増加は、フィラメントに流す電流量を多くして、フィラメントをより高温に加熱することを意味するので、そうなるとフィラメントの加熱による蒸発が進み、フィラメントがやせ細ってしまう。
【０００９】
特許文献１のイオン源において、フィラメントへ流す電流量を多くしてイオンビームの大電流化を行うと、前述したプラズマによるフィラメントのスパッタリング作用と高温によるフィラメントの蒸発作用とが相俟って、ごく短時間でフィラメントが消耗してしまう恐れがある。フィラメントの消耗により、フィラメントが断線してしまうと、イオン源を停止してメンテナンスを行わなければならないので、装置の可動効率が悪くなってしまう。
【００１０】
このような事情を鑑み、本発明では、従来のイオン源に比べて、フィラメント（カソード）の断線が少なく、安定して大型かつ大電流のイオンビームを生成することのできるイオン源および当該イオン源を備えたイオン注入装置を提供することを期所の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るイオン源は、複数のプラズマ生成容器と、各プラズマ生成容器内に設けられ、プラズマ生成容器内部に突出した先端部がプラズマと接触しない位置に配置された少なくとも１つのカソードと、各プラズマ生成容器に連結され、各プラズマ生成容器内に導入されるイオン化ガスの流量を個別に調整するガス流量調節器と、各プラズマ生成容器に形成されたスリット状開口部と、前記スリット状開口部より、引出し方向と垂直な平面内で略長方形状の断面を有するリボン状のイオンビームを引き出す引出電極と、前記スリット状開口部の長手方向に沿って、各プラズマ生成容器内に磁場を発生させる磁場生成手段とを備えたイオン源であって、各プラズマ生成容器から引き出された前記リボン状のイオンビームを前記断面の短手方向から見たとき、前記断面の長手方向における少なくとも一方の端部が互いに重なるように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
カソードの先端部をプラズマと接触しない位置に配置しているので、プラズマによるカソードのスパッタリングが大幅に軽減される。その為、カソードが断線する可能性が低く、長時間、安定してイオンビームを生成することができる。また、大電流化に伴ってカソードへ流す電流量が増加したとしても、プラズマによるスパッタリング作用の影響が小さいので、カソードが著しく短時間で消耗してしまうといった問題も生じない。さらに、複数のプラズマ生成容器から引出し方向と垂直な平面内で略長方形状の断面を有するリボン状のイオンビームを引出し、それらをその断面の短手方向から見たとき、長手方向における少なくとも一方の端部が互いに重なるように構成したので、大型基板に対しても従来と同様に対応することができる。
【００１３】
プラズマ生成容器内でのプラズマ生成効率を向上させる為に、前記スリット状開口部の長手方向において、前記プラズマ生成容器内に前記カソードと対向配置された反射電極が設けられていることが望まれる。
【００１４】
前記磁場生成手段は複数個設けられており、所定数のプラズマ生成容器毎に独立して磁場を発生させるようにしておいても良い。
【００１５】
一方で、前記磁場生成手段は、各プラズマ生成容器の内部に共通した磁場を発生させるようにしておいても良い。この場合、磁場生成手段が一つで済むので、その分、メンテナンスが簡便になるといったメリットがある。
【００１６】
本発明に係るイオン注入装置は、上記したイオン源を備えたイオン注入装置であって、当該イオン注入装置は、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが導入される処理室と、  前記処理室内で、前記リボン状のイオンビームが照射される基板の全面にイオン注入処理がなされるように、前記基板を前記リボン状のイオンビームと交差する方向に移動させる基板駆動機構とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
一方で、本発明に係る他のイオン注入装置は、上記したイオン源を備えたイオン注入装置であって、当該イオン注入装置は、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームの質量分析を行う分析電磁石と、前記分析電磁石を通過したリボン状の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、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが導入される処理室と、前記処理室内で、前記リボン状のイオンビームが照射される基板の全面にイオン注入処理がなされるように、前記基板を前記リボン状のイオンビームと交差する方向に移動させる基板駆動機構とを備えていることを特徴としている。
【００１８】
このようなイオン注入装置であれば、分析電磁石によりイオンビームの質量分析を行って所望するイオン種を含むイオンビームのみを基板に照射することができる。
【００１９】
また、前記分析電磁石は、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームをその長辺方向より挟むように対向配置された磁極対を複数有しており、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが前記分析電磁石を通過する距離が長くなるほど、各磁極対を構成する磁極間の距離が広がるように構成されていることが望まれる。
【００２０】
各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームは、分析電磁石内を通過する経路が異なる。分析電磁石内を通過する距離が長ければ、その分、リボン状のイオンビームの偏向量が大きくなる。そうなると、分析電磁石を通過した後で、各プラズマ生成容器から引き出されたリボン状のイオンビームのビーム経路が交差してしまう恐れがある。また、各リボン状のイオンビームの基板への照射角度が過度に異なると、基板上に製造されるデバイスの特性に悪影響を及ぼしてしまう。これに対して、上記したように、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが分析電磁石を通過する距離が長くなるほど、各磁極対を構成する磁極間の距離が広がるように構成しておくと、上記したビーム経路の交差を防止し、基板上に製造されるデバイスの特性への悪影響を防止することが期待できる。
【００２１】
さらに、前記イオン源と前記処理室までの経路には、各プラズマ生成容器より引き出されたリボン状のイオンビームが通過する経路を、電位的に分離する導電性部材が配置されていることが望ましい。
【００２２】
このような導電性部材を用いると、隣り合うビーム経路を通過している一方のイオンビームの周囲で生じた空間電荷効果による空間的な電位の変動が、他方のイオンビームへ影響を及ぼすことを防止することができる。
【００２３】
また、前記イオン注入装置は、前記処理室内に各イオンビームのビーム電流密度分布を測定するビーム電流計測器を備えていることが望ましい。
【００２４】
このようなビーム電流計測器を備えておけば、測定結果をモニターし、イオン注入装置の操作者がイオン注入装置の各種パラメーターを変更して、基板に照射される各リボン状のイオンビームのビーム電流密度分布を調整するといった作業を行うことが可能となる。
【００２５】
さらに、前記ビーム電流計測器での計測結果に応じて、各リボン状のイオンビームのビーム電流密度分布を合成した分布が所望範囲内であるかどうかを判断し、当該判断に基づき、所望範囲外であると判断された場合に、前記イオン源の運転パラメーターの調整を行う機能を有する制御装置を備えていることが望ましい。
【００２６】
このような制御装置を備えていれば、自動的にビーム電流密度分布を目標とする値に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
従来のイオン源に比べて、フィラメント（カソード）の断線が少なく、安定して、大型かつ大電流のイオンビームを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る一のイオン源で用いられるプラズマ生成容器の断面図を表す。
【図２】図１のプラズマ生成容器をＺ方向反対側から見たときの様子を表す。
【図３】本発明に係るイオン源で用いられる磁場生成手段の一例を表す。
【図４】本発明に係るイオン源で用いられる磁場生成手段の別の例を表す。
【図５】本発明に係るイオン源で用いられる引出電極の例を表す。（Ａ）は複数のプラズマ生成容器に対して、共通の引出し開口を有する引出電極の例で、（Ｂ）は複数のプラズマ生成容器に対して、個別の引出し開口を有する引出電極の例である。
【図６】本発明に係るイオン源で用いられるプラズマ生成容器の配置例を表す。（Ａ）はＹ方向に沿って、Ｘ方向の位置を互い違いに異ならせた複数のプラズマ生成容器の配置例で、（Ｂ）は（Ａ）で示した配置例の変形例で、（Ｃ）はＹ方向に沿って、不規則にプラズマ生成容器を配置した例である。
【図７】本発明に係る他のイオン源で用いられるプラズマ生成容器の断面図を表す。
【図８】本発明に係る一のイオン注入装置の平面図を表す。
【図９】本発明に係るイオン注入装置で用いられるビーム電流計測器の一例を表す。
【図１０】ビーム電流計測器で計測されたビーム電流密度分布の調整に係る説明図である。（Ａ）は調整前のビーム電流密度分布を表し、（Ｂ）は調整後のビーム電流密度分布を表す。
【図１１】本発明に係るイオン注入装置で用いられる分析電磁石の一例を表す。（Ａ）はＺ方向から分析電磁石内部を見た時の様子を表し、（Ｂ）はＸ方向から分析電磁石を見た時の様子を表す。
【図１２】本発明に係るイオン注入装置で用いられる遮蔽手段の一例を表す。（Ａ）はＺ方向から遮蔽手段を見た時の様子を表し、（Ｂ）はＹ方向から遮蔽手段を見た時の様子を表す。
【図１３】本発明に係るイオン注入装置で用いられる基板駆動機構の一例を表す。
【図１４】本発明に係るイオン注入装置で、基板上にイオンビームが照射される様子を表す。
【図１５】本発明に係る他のイオン注入装置の平面図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１には、本発明に係る一のイオン源を構成するプラズマ生成容器１の断面図が描かれている。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに１点で直交しており、Ｚ方向はプラズマ生成容器１より後述するイオンビーム１９が引き出される方向である。
【００３０】
プラズマ生成容器１の壁面には、ガス供給路５が連結されている。このガス供給路５には、バルブ９を介してガス源６が取り付けられており、このガス源６よりイオンビーム１９の原料となるイオン化ガスの供給がなされる。また、ガス供給路５にはガス流量調節器７（マスフローコントローラー）が設けられており、これによってガス源６からプラズマ生成容器１内部へのイオン化ガスの供給量が調整される。
【００３１】
プラズマ生成容器１の一側面には、絶縁物１０を介して、Ｕ字型のフィラメント２が取り付けられている。フィラメント２の端子間には、フィラメント電源ＶＦが接続されており、フィラメント２に流す電流量の調整が行えるように構成されている。このフィラメント電源ＶＦは、アーク電源ＶＡを介してプラズマ生成容器１に接続されている。
【００３２】
フィラメント２に電流を流して、フィラメント２を加熱させることによって、そこから電子が放出される。プラズマ生成容器１内部には、後述する磁場生成手段１２により、プラズマ生成容器１内部に図示される矢印の方向に磁場Ｂが生成されており、この磁場Ｂに沿って、フィラメント２から放出された電子が移動する。この電子が、プラズマ生成容器１の内部に供給されたイオン化ガス（ＰＨ３やＢＦ３等）に衝突してイオン化ガスの電離を引き起こし、プラズマ生成容器１内にプラズマ３が生成される。
【００３３】
本発明のフィラメント２は、Ｘ方向に位置する先端部がプラズマ３に接触しない位置に配置されている。この為、プラズマ３によるフィラメント２のスパッタリングを軽減させることができる。ここでは、フィラメント２の本数は１本しか描かれていないが、従来技術と同様に複数本のフィラメント２を配置するようにしても良い。
【００３４】
プラズマ生成容器１内部には、反射電極４がフィラメント２と対向する位置に設けられている。この反射電極４は、絶縁物１０を介してプラズマ生成容器１に取り付けられており、プラズマ生成容器１を基準電位にして、負の電位となるように電源ＶＢが接続されている。このようにして、反射電極４の電位を負電位にしておくことで、フィラメント２より放出された電子が磁場Ｂによって反射電極４側に移動した際、これを反対側に反射させることができる。その結果、イオン化ガスと電子との衝突確率が向上し、プラズマ３の生成効率を高めることができる。なお、この反射電極４はプラズマ３の生成効率を向上させる為のものであって、必ず設けなければならないといったものではない。
【００３５】
また、ここでは、電源ＶＢを用いて反射電極６の電位が負電位となるように構成したが、このような電源を用いずに、浮遊電位にしておいても良い。その場合、フィラメント２より放出された電子が反射電極６に衝突することで、反射電極６が負に帯電し、最終的にはフィラメント２側に電子を反射させることができる。また、図示はなされていないが、フィラメント２の背面側にも反射電極を設けておいても良い。
【００３６】
図２には、図１をＺ方向反対側より見た時のプラズマ生成容器１の様子が描かれている。この図２に示されているように、プラズマ生成容器１のＺ方向側に位置する側面には、スリット状開口部１１が形成されており、ここを通して、後述する引出電極１６を用いてイオンビーム１９の引き出しが行われる。
【００３７】
本発明では、複数のプラズマ生成容器１によって、イオン源８が構成されている。図３には、その一例として、おおよそ行列状に配置された４つのプラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）を備えた例が開示されている。なお、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）の構成は、図１で説明したプラズマ生成容器１と同一の構成である。
【００３８】
図１で説明したように、本発明のイオン源８には、プラズマ生成容器１内部に磁場Ｂを生成する為の磁場生成手段１２が設けられている。図３の例では、４つのプラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）の全てに対して、その内部に共通した磁場Ｂを生成する磁場生成手段１２の例が開示されている。
【００３９】
図３に描かれる磁場生成手段１２は、内部に各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）が配置される略ロの字状のヨーク１３と当該ヨーク１３よりＸ方向に沿って、ヨーク１３の内側領域（各プラズマ生成容器が配置される側の領域）に突出し、互いに対向配置された一対の磁極１４を備えている。各磁極１４にはそれぞれコイル１５が巻回されており、それぞれのコイル１５には図示されない電源に接続されている。
【００４０】
例えば、紙面上側に位置する磁極１４がＮ極、紙面下側に位置する磁極１４がＳ極となるように、各コイル１５に電流を流すと、図示されるように各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）の内側領域に共通した磁場Ｂが生成される。
【００４１】
図３の例では、１つの磁場生成手段１２を用いて、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）の内側領域に共通した磁場Ｂを生成したが、これに代えて、図４のように、磁場生成手段１２を複数設けても良い。図４の例では、プラズマ生成容器Ｕ１１とＵ１２からなる組と、プラズマ生成容器Ｕ２１とＵ２２からなる組とで、個別に磁場生成手段１２が設けられている。各磁場生成手段１２の構成は、前述の例で説明したものと同一である為、その詳細な説明は省略するが、ここでは、個々の磁場生成手段１２によって、各プラズマ生成容器組に対して独立して磁場を発生させることが可能となる。なお、図４の例では、プラズマ生成容器Ｕ１１とＵ１２からなる組に対して磁場Ｂ１が生成されているのに対して、プラズマ生成容器Ｕ２１とＵ２２からなる組では磁場Ｂ２が生成されているが、各プラズマ生成容器組に対して発生される磁場を同じにしても良い。
【００４２】
図４の例では、２つのプラズマ生成容器を組として、それに１つの磁場生成手段１２を対応させる構成であったが、各プラズマ生成容器に対して、１つの磁場生成手段１２を対応させるようにしても良い。さらに、１つの組を２つのプラズマ生成容器で構成し、別の組を３つのプラズマ生成容器で構成するようにしても良い。その場合、先の例と同じく、各組に対して１つずつ磁場生成手段１２設けておく。また、ここでは、磁場生成手段１２として電磁石を用いたが、これに代えて、永久磁石を用いるようにしても良い。その場合、２つの永久磁石を用意し、互いに異なる極性がＸ方向において対向配置されるようにして、各々の磁極１４に取り付けて置けば良い。
【００４３】
本発明のイオン源８には、イオンビーム１９をプラズマ生成容器１より引き出す為の引出電極１６が設けられている。この引出電極１６の構成について、図５を基に説明する。図５（Ａ）、図５（Ｂ）には、図３と図４で一例として挙げた４つのプラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）とその前方（Ｚ方向側）に配置された引出電極１６が描かれている。なお、この図において、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）とプラズマ生成容器に形成されたスリット状開口部１１は、破線で描かれている。
【００４４】
この例では、引き出されるイオンビームとして正の電荷を有するイオンビームを想定している。その為、引出電極１６には、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）を基準にして、引出電極１６の電位が負の電位となるような図示されない電源が接続されている。引出電極１６の構成について具体的に説明する。図５（Ａ）の例では、１枚の大きな引出電極１６に２つの引出し開口１７が形成されている。各引出し開口１７は、プラズマ生成容器Ｕ１１とプラズマ生成容器Ｕ１２からなる組とプラズマ生成容器Ｕ２１とプラズマ生成容器Ｕ２２からなる組に対して個別に設けられている。
【００４５】
図５（Ａ）では２つプラズマ生成容器に対して１つの引出し開口１７が配置される構成であったが、これに代えて図５（Ｂ）に示されるように、個々のプラズマ生成容器に対して個別に引出し開口１７を設けておいても良い。また、ここには図示されていないが、このような引出電極１６の引出し開口部１７を通して引き出されるイオンビーム１９は、引出し方向（Ｚ方向）に垂直な平面内で略長方形状の断面を有するリボン状のイオンビームとなる。
【００４６】
図３〜図５では、４つのプラズマ生成容器を配置した例を挙げたが、本発明のプラズマ生成容器の配置はこれに限られない。図６（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明のイオン源８を構成するプラズマ生成容器の配置例が挙げられている。
【００４７】
本発明では、各プラズマ生成容器から引き出されたリボン状のイオンビームを引出し方向に垂直な平面で切断し、そのときの略長方形状の切断面において、切断面の短手方向から各リボン状のイオンビームを見たときに、切断面の長手方向における少なくとも一方の端部が互いに重なっていることを特徴としている。このような構成にすることで、基板寸法が大型になった場合でも、従来と同様に問題なくイオン注入処理を行うことができる。引出電極１６によって引き出されるリボン状のイオンビーム１９の略長方形状断面は、各プラズマ生成容器に形成されたスリット状開口部１１の形状にほぼ等しい。その為、図６（Ａ）〜（Ｃ）に描かれるように、各プラズマ生成容器を配置することができる。
【００４８】
具体的に説明すると、図６（Ａ）では、Ｙ方向において、奇数番目に配置されるプラズマ生成容器の組（Ｕ１１とＵ１２からなる組、Ｕ３１とＵ３２からなる組）と、偶数番目に配置されるプラズマ生成容器の組（Ｕ２１とＵ２２からなる組、Ｕ４１とＵ４２からなる組）とのＸ方向における位置が異なっている。奇数番目に配置されたプラズマ生成容器組と偶数番目に配置されたプラズマ生成容器組のＸ方向における位置は、Ｙ方向（リボン状のイオンビームを引出し方向に垂直な平面で切断したときの略長方形状の切断面の短手方向に相当）において隣り合うプラズマ生成容器に形成されたスリット状開口部１１のＸ方向（リボン状のイオンビームを引出し方向に垂直な平面で切断したときの略長方形状の切断面の長手方向に相当）における少なくとも一方の端部が互いに重なるように配置されている。このような配置にすることで、各プラズマ生成容器から引き出されたリボン状のイオンビーム１９を略長方形状断面の短手方向から見たとき、略長方形状断面の長手方向における少なくとも一方の端部が互いに重なるように構成することができる。
【００４９】
図６（Ａ）では、奇数番目のプラズマ生成容器組と偶数番目のプラズマ生成容器組とのＸ方向における位置を交互に異ならせて配置した例を示したが、これを図６（Ｂ）に示すように、変形しても良い。図６（Ｂ）では、Ｙ方向に沿って１番目と４番目に配置されるプラズマ生成容器組（Ｕ１１とＵ１２からなる組、Ｕ４１とＵ４２からなる組）と２番目と３番目に配置されるプラズマ生成容器組（Ｕ２１とＵ２２からなる組、Ｕ３１とＵ３２からなる組）とのＸ方向における位置が異なるように配置されている。このようにしても、図６（Ａ）で示した例と同様の作用効果を奏することができる。
【００５０】
また、図６（Ｃ）に示すように、Ｙ方向に配置される各プラズマ生成容器組の構成を変更しても良い。ここでは、Ｙ方向において１番目と２番目に配置されるプラズマ生成容器の個数は１つであって、３番目に配置されるプラズマ生成容器の個数は２つである。このような構成であっても、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１、Ｕ３１、Ｕ３２）に形成されたスリット状開口部１１のＸ方向（リボン状のイオンビームを引出し方向に垂直な平面で切断したときの略長方形状の切断面の長手方向に相当）における少なくとも一方の端部が、Ｙ方向（リボン状のイオンビームを引出し方向に垂直な平面で切断したときの略長方形状の切断面の短手方向に相当）から見たときに重なるように配置されていれば、先に示した図６（Ａ）、図６（Ｂ）と同等の効果を奏することができる。なお、当然ながら、プラズマ生成容器の数は、ここに示されるものに限定されない。プラズマ生成容器の数は、２個以上であれば良い。
【００５１】
図７に記載のプラズマ生成容器１の構成は、図１に記載のものとカソード部分が異なっている。図７の例では、電子を放出するカソードが傍熱型カソード１８によって構成されている。この構成は、傍熱型イオン源として知られる構成である。フィラメント電源ＶＦによってフィラメント２に電流を流し、フィラメント２を加熱して電子を放出させる。フィラメント２を基準電位にして、傍熱型カソード１８の電位がそれよりも正の電位となるようにカソード電源ＶＣが接続されている。このカソード電源ＶＣによって、フィラメント２より放出された電子が傍熱型カソード１８に引き寄せられて、そこにたたきつけられる。電子が傍熱型カソード１８にたたきつけられると、傍熱型カソード１８が加熱され、ある温度まで加熱されると、傍熱型カソード１８より電子が放出される。以降、プラズマ３の生成に仕組みについては、図１の例と同じである為、ここではその説明を省略するが、電子を放出するためのカソードとしてこのような傍熱型カソード１８を用いても良い。なお、本発明で言うプラズマ生成容器の内部とは、プラズマ生成容器に形成された傍熱型カソード１８が配置される開口部も含めた領域を意味する。
【００５２】
図８には、本発明に係るイオン注入装置ＩＭの例が描かれている。ここではイオン源８の図示を簡略化する為に、これまでに説明した磁場生成手段１２、引出電極１６等の図示を省略している。また、以降の説明を簡略化する為、複数のプラズマ生成容器の構成としては、ここでは図４に示した４つのプラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２）のうち、２つのプラズマ生成容器（Ｕ１１とＵ２１）を備えた構成を例として挙げている。
【００５３】
各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）より引き出されたイオンビーム１９には、所望するイオン種以外のものが含まれている。その為、所望するイオン種のみを基板２３に照射する為に、従来から知られているように、分析電磁石２０と分析スリット２１を用いて質量分析が行われる。質量分析されたイオンビーム１９は、処理室２２内に配置されたビーム電流計測器２５に照射される。ビーム電流計測器２５では、後述するようにＸ方向に沿ってビーム電流密度分布の計測がなされ、その計測結果が制御装置２６に信号Ｓ９として送信される。制御装置２６は、ビーム電流密度分布が所望する範囲内にあると判断した場合、基板２３を支持する基板駆動機構２４に制御信号Ｓ７を送信する。制御信号Ｓ７を受信した基板駆動機構２４は、２本のイオンビーム１９を用いて、基板２３の全面にイオンビーム１９が照射されるように、当該イオンビーム１９と交差する方向（ここでは、Ｙ方向）に基板２３を駆動する。
【００５４】
一方、ビーム電流密度分布が所定範囲外であると判断された場合には、制御装置２６によって、イオン源８に制御信号Ｓ１〜Ｓ４が送信され、イオン源８に備えられたフィラメント電源ＶＦ、アーク電源ＶＡ、マスフローコントローラー７、カソード電源ＶＣといったイオン源の運転パラメーターの値が調整される。また、この運転パラメーターの調整に加えて、分析スリット２１の下流側（処理室２２側）に、各イオンビーム１９を部分的に遮蔽する遮蔽手段２７を設けておき、これを用いてビーム電流密度分布の調整を行うようにしても良い。なお、この遮蔽手段２７は、制御装置２６からの制御信号Ｓ６によって制御され、図示される矢印の方向への移動量の調整が行われる。また、ビーム電流密度分布の調整時にはビーム電流計測器２５によってビーム電流密度分布のモニタリングがなされている。
【００５５】
各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）より引き出されるイオンビーム１９の経路は、イオン源８から処理室２２までの間で、メッシュ状の孔を有する導電性部材３１によって電位的に分離されている。また、この導電性部材３１は、例えば、非磁性体であるカーボンで構成されており、電気的に接地されている。このような導電性部材３１によって、２本のイオンビーム１９のビーム経路を電位的に分離しておくと、空間電荷効果によって一方のイオンビーム１９の周囲で生じた空間的な電位の変動が、他方のイオンビーム１９へ影響を及ぼすことを防止することができる。また、各イオンビームは正の電荷を有しているので、近づけ過ぎると互いに反発し合う。しかしながら、このような導電性部材３１を設けておくと、電位的に分離されるので、２本のイオンビーム１９を近づけて配置することが可能となり、イオン注入装置ＩＭの小型化や、基板駆動機構２４を用いて基板２３の全面にイオン注入処理を施す時の基板２３の駆動範囲を狭くすることができる。
【００５６】
イオン注入装置ＩＭを構成する各部について以下に説明する。図９には、ビーム電流計測器２５の例が描かれている。ビーム電流計測器２５は、例えば、Ｙ方向に長いファラデーカップ４０が、Ｘ方向に沿って複数個配置されている。このファラデーカップ４０は、Ｙ方向において各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）より引き出された２本のイオンビーム１９を覆うほど大きく、Ｘ方向において２本のイオンビーム１９の一端から他端を覆うように複数個配置されている。
【００５７】
このビーム電流計測器２５での計測結果が、図９に記載のビーム電流計測器２５の紙面右側に描かれている。この計測結果において、縦軸はビーム電流計測器２５上の位置を表し、横軸はビーム電流密度の大きさを表す。各イオンビーム１９のビーム電流密度分布に着目すると、イオンビーム１９の中央部近傍でのビーム電流密度は大きく、端部に行くに従ってなだらかな分布となる。この例では、プラズマ生成容器Ｕ１１とプラズマ生成容器Ｕ２１から引き出された各イオンビーム１９のＸ方向における端部は、Ｙ方向から見たときに重なっている。この重なり部分は、計測結果にＡとして示される領域に位置しており、この領域において、各イオンビーム１９によるビーム電流密度分布は、破線で示されるようになだらかに減少しているが、ここでは各イオンビーム１９の電流密度が重ね合わされて、実線で記載されているようなビーム電流密度分布が計測される。
【００５８】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）を用いて、所望するビーム電流密度分布を得るための手法について、簡単に説明する。図１０（Ａ）には、ビーム電流計測器２５で計測されたビーム電流密度分布が描かれている。ここでは、ビーム電流密度の値がＨ±αであって、Ｘ方向における幅がＷのイオンビーム１９を用いて、基板２３へのイオン注入を行うことを想定している。
【００５９】
この場合、図示されるＣとＤの領域では、ビーム電流密度の値がＨ＋αの範囲を超えている。その為、この領域でのビーム電流密度を減らさなければならない。この場合、例えば、制御装置２６によって、フィラメント電源ＶＦが制御され、フィラメント２に流れる電流量が減少させられる。電流量が減少すると、プラズマ３の濃度が薄くなるので、プラズマ生成容器１より引き出されるイオンビーム１９のビーム量が減少する。その結果、図１０（Ｂ）に示すように、ビーム電流密度分布が全体的に減少し、所定の範囲内を満たすようになる。
【００６０】
ここでは、フィラメント電源ＶＦを調整する制御例を述べたが、これ以外に、前述したイオン源８に備えられたアーク電源ＶＣやプラズマ生成容器に導入されるガス流量等を制御するようにしても良い。また、制御対象としては、予め順番を決めておき、その順番を制御装置２６内に記憶させておいて、所定の順番に従って、制御対象を制御していくようにすることが考えられる。この場合、制御する順番は、所望する範囲と計測されたビーム電流密度分布との差で決定されるようにしても良い。例えば、差が大きい場合には、粗い調整に適したパラメーター（少しの調整で、大きくビーム電流密度分布が変動するパラメーター）の調整を行うようにし、差が小さくなった場合には、細かい調整に適したパラメーター（調整量が多くても、ほとんどビーム電流密度分布が変動しないパラメーター）の調整を行うようにして、調整対象とする運転パラメーターの順番が決定されるようにしても良い。
【００６１】
一方、制御装置２６を設けずに、イオン注入装置ＩＭの操作者（オペレーター）が手動で調整できるようにしておいても良い。その場合、ビーム電流計測器２５による計測結果を映し出すモニターを用意しておき、このモニターを見ながら、計測されたビーム電流密度分布が所望の範囲内に入るように、操作者が調整できるように構成しておくことが考えられる。
【００６２】
また、ビーム電流計測器２５の構成としては、複数本のイオンビーム１９を一括して計測する構成ではなく、個々のイオンビーム１９を個別に計測できるように、各イオンビーム１９に対して個別にビーム電流計測器２５を設けておいても良い。その場合、計測結果は、後で足し合わせが行われるようにしておけば良い。
【００６３】
図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）は、図８に記載の分析電磁石２０の一例である。図１１（Ａ）には分析電磁石２０の断面の様子が描かれている。分析電磁石２０は、ヨーク２８を備えており、ヨーク２８には、Ｘ方向における磁極間距離（ギャップ）の異なる第一の磁極対２９と第二の磁極対３０が設けられている。Ｙ方向において、Ｘ方向に対向配置された第一の磁極対２９と第二の磁極対３０の両磁極を覆うようにコイル１５が巻回されており、この例では、紙面上側に配置された各磁極対より紙面下側に配置された各磁極対に向けて、磁場が生成されている。また、第一の磁極対２９と第二の磁極対３０は、モーター等からなる磁極駆動機構３９によって、独立して磁極間距離の変更ができるように構成されている。
【００６４】
第一の磁極対２９間には、図８に記載のプラズマ生成容器Ｕ１１から引き出されたイオンビーム１９が通過し、同様に、第二の磁極対３０間には、図８に記載のプラズマ生成容器Ｕ２１から引き出されたイオンビーム１９が通過する。また、Ｙ方向において、各イオンビーム１９のビーム経路を電位的に分離するように、導電性部材３１が設けられている。
【００６５】
各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）から引き出されたイオンビーム１９の旋回半径は、所望するイオン種とイオンビームのエネルギーが同じである場合、分析電磁石２０での旋回半径が同一となる。分析電磁石２０と基板２３までの距離等にもよるが、旋回半径が同一である場合、各イオンビーム１９の経路が交差してしまう恐れがある。また、各イオンビーム１９による基板２３への入射角度の差が大きくなると、基板上に製造されるデバイスの特性が場所によって大きく異なってしまう。  その為、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）から引き出されたイオンビーム１９の旋回半径を異ならせ、出来るだけ両イオンビーム１９の軌道が平行となるように調整することが望まれる。
【００６６】
図８の場合、各イオンビーム１９は分析電磁石２０で時計回りに旋回させられるので、外側を旋回する（図１１（Ａ）でＹ方向側に位置する）イオンビーム１９（プラズマ生成容器Ｕ１１より引き出されたイオンビーム１９）の旋回半径を、内側を旋回する他方のイオンビーム１９（プラズマ生成容器Ｕ２１より引き出されたイオンビーム１９）の旋回半径よりも大きくしておく必要がある。イオンビーム１９のイオン種とエネルギーが同じ場合、イオンビーム１９を旋回させる磁場の強度に応じて、旋回半径は異なる。磁場の強度は、磁極間距離が広がるのに従って弱くなるので、この例では第一の磁極対２９の磁極間距離を第二の磁極対３０の磁極間距離よりも広くしている。磁極間距離の大小関係については、上記した通りであるが、各磁極間距離の間隔をどのように設定するかは、分析電磁石２０と基板２３までの距離、基板２３上に製造されるデバイスの特性等の諸条件に応じて、適宜、設定される。
【００６７】
このように各磁極間距離を異ならせることで、第一の磁極対２９で発生する第一の磁場Ｂ１を第二の磁極対３０で発生する第二の磁場Ｂ２よりも弱くすることができ、磁極間距離の設定次第では、各イオンビーム１９のビーム経路をほぼ平行にすることができる。ここでは、分析電磁石２０において、外側を旋回するイオンビーム１９の旋回半径を、内側を旋回する他方のイオンビーム１９の旋回半径よりも大きくする為に、外側を旋回するイオンビーム１９が通過する磁極間の距離を他方のイオンビーム１９が通過する磁極間の距離よりも広げる旨の表現を用いたが、これを換言すると、次のように表現することができる。分析電磁石２０の内部をイオンビームが通過する距離が長くなるほど、分析電磁石２０に形成された各磁極間の距離は広がるように構成されている。つまり、分析電磁石２０内部で、外側を通過するイオンビーム１９ほど、分析電磁石２０内を通過する距離は長くなる。反対に、分析電磁石２０内部で、内側を通過するイオンビーム１９ほど、分析電磁石２０内を通過する距離は短くなる。その為、内側、外側という表現に代えて、イオンビーム１９が分析電磁石２０内を通過する距離という表現を用いることができる。
【００６８】
磁極２９と磁極３０のＹ方向における幅は、そこを通過するイオンビーム１９の同方向における寸法に比べて、十分に広くしておく。また、磁極間を通過するイオンビーム１９は、Ｙ方向において各磁極の中央部分を通過するように構成しておくことが望まれる。これは、Ｙ方向において隣り合う磁極間に配置された磁極端部では、磁場同士が干渉して磁場分布に歪みが生じて、イオンビーム１９の質量分析に支障を来す恐れがある為である。このような理由から、上記したように磁極寸法と磁極間を通過するイオンビームの通過位置を設定することが望ましい。
【００６９】
図１１（Ｂ）には、Ｘ方向から分析電磁石２０を見たときの様子が描かれている。この図で、分析電磁石２０の内側領域に記載の一点鎖線は第一の磁極対２９と第二の磁極対３０の外形を表し、実線は所望するイオンビーム１９の軌道を表す。そして、破線は導電性部材３１を表している。この図を見れば理解できるように、第一の磁極対２９の幅と第二の磁極対３０の幅は、それぞれイオンビーム１９のビーム経路に沿って同一である。なお、図１１（Ｂ）に記載のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、分析電磁石２０の出口（紙面右側）での方向を示しており、分析電磁石２０内部では、Ｘ軸の方向を除いて、これらの方向は適宜変更される。
【００７０】
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）には、図８に記載の遮蔽手段２７の一例が記載されている。ここに示されているように、例えば、遮蔽手段２７は、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）より引き出されたイオンビーム１９に対して、個別に設けられている。この遮蔽手段２７は、各イオンビーム１９をその短辺方向（Ｙ方向）より挟むように対向配置された一対の遮蔽部材３４を備えており、対を成す遮蔽部材３４はイオンビーム１９の長辺方向（Ｘ方向）に沿って複数配置されている。
【００７１】
個々の遮蔽部材３４には、支持軸３３が連結されており、この支持軸３３が遮蔽部材駆動機構３２により図示される矢印の方向に、独立して移動させられることで、イオンビーム１９の一部を遮蔽して、ビーム電流密度分布の調整が行われる。遮蔽部材駆動機構３２としては、例えば、動力源として複数のモーターを有し、個々の支持軸３３を個別に駆動させる機構で構成されるものが考えられる。
【００７２】
図１２（Ｂ）には、遮蔽手段２７をＹ方向から見たときの様子が描かれている。この図に描かれているように、複数の遮蔽部材３４は、Ｘ方向に沿って、Ｚ方向における位置が交互に異なるように、千鳥状に配置されている。このような配置にしておくと、イオンビーム１９の電流密度分布をＸ方向全域に渡って、切れ目無く調整することができる。
【００７３】
図１３には、図８に記載の基板駆動機構２４の一例が描かれている。基板駆動機構２４は、基板２３を支持する基板ホルダ３８を備えており、基板ホルダ３８の下方端面（Ｘ方向側に位置する端面）と下方端面よりＺ方向に沿って延設された下方端部は、４つの回転体３７によって支持されている。基板ホルダ３８の下方端面を支持する２つの回転体３７は、処理室２２上に配置された支持台４１に取り付けられた支持軸３６によって、図示される矢印の方向へ回動可能に支持されている。基板ホルダ３８の下方端部のＺ方向側を支持する回転体３７は、処理室２２上に設けられた支持軸３６によって図示される矢印の方向へ回動可能に支持されている。一方、下方端部のＺ方向反対側を支持する回転体３７は、真空シール３５を介して処理室２２の外側に設けられた駆動源４２（モーター）の回転軸４３に固定されており、駆動源４２によって回転軸４３が回転されることで、回転軸４３と一体となって図示される矢印の方向へ回転させられる。これによって、基板ホルダ３８をＹ方向へ移動させることができる。なお、図示は省略しているが、上記した４つの回転体３７を有する基板ホルダ３８の支持機構は、Ｙ方向に沿って、複数設けられている。
【００７４】
図１４には、基板２３上に、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）から引き出されたイオンビーム１９が照射される様子が描かれている。基板２３はＹ方向に沿って２本のイオンビーム１９と交差する方向（この例では、Ｙ方向）に移動されるので、これによって基板２３の全面へのイオン注入が達成される。
＜その他変形例＞
【００７５】
図８の例では、プラズマ生成容器Ｕ１１とプラズマ生成容器Ｕ２１のＺ方向における位置を同一にしていた。その場合、各プラズマ生成容器から引き出されたイオンビーム１９が基板に照射されるまでのビーム経路の距離が異なる。ビーム経路の距離が異なると、各イオンビーム１９が受ける空間電荷効果の影響が異なるので、基板２３に照射されるイオンビーム１９の形状に差が生じてしまう。また、図８の例では、プラズマ生成容器の個数は２つであるが、Ｙ方向に配置するプラズマ生成容器の数が増えるほど、各イオンビーム１９のビーム輸送距離の差が大きくなってしまう。
【００７６】
基板２３に照射されるイオンビーム１９の形状がほぼ同一であれば、各イオンビーム１９のビーム電流密度分布の制御を容易に行うことができる。これは、１本のイオンビームの電流密度分布を調整して得られた結果を用いて、別のイオンビームの電流密度分布の調整が行うことが期待できるからである。
【００７７】
その為、図１５に描かれているように各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）のイオンビーム１９の進行方向における位置を異ならせて、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）から基板２３にイオンビーム１９が照射されるまでの距離Ｌ１とＬ２が同じ距離となるようにしておく。このような構成を用いると、基板２３への照射位置で、各プラズマ生成容器（Ｕ１１、Ｕ２１）より引き出されたイオンビーム１９の形状をほぼ同一にすることができる。
【００７８】
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良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７９】
１、Ｕ１１、Ｕ１２、Ｕ２１、Ｕ２２、Ｕ３１、Ｕ３２、Ｕ４１、Ｕ４２・・・プラズマ生成容器
２・・・フィラメント
３・・・プラズマ
７・・・ガス流量調節器
８・・・イオン源
１１・・・スリット状開口部
１２・・・磁場生成手段
１６・・・引出電極
１７・・・引出し開口
１９・・・イオンビーム
２０・・・分析電磁石
２１・・・分析スリット
２３・・・基板
２４・・・基板駆動機構
３１・・・導電性部材
ＩＭ・・・イオン注入装置
【図１】
2013004272.tif 000003
【図２】
2013004272.tif 000004
【図３】
2013004272.tif 000005
【図４】
2013004272.tif 000006
【図５】
2013004272.tif 000007
【図６】
2013004272.tif 000008
【図７】
2013004272.tif 000009
【図８】
2013004272.tif 000010
【図９】
2013004272.tif 000011
【図１０】
2013004272.tif 000012
【図１１】
2013004272.tif 000013
【図１２】
2013004272.tif 000014
【図１３】
2013004272.tif 000015
【図１４】
2013004272.tif 000016
【図１５】
2013004272.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月12日(2012.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、ここでは、電源ＶＢを用いて反射電極４の電位が負電位となるように構成したが、このような電源を用いずに、浮遊電位にしておいても良い。その場合、フィラメント２より放出された電子が反射電極４に衝突することで、反射電極４が負に帯電し、最終的にはフィラメント２側に電子を反射させることができる。また、図示はなされていないが、フィラメント２の背面側にも反射電極を設けておいても良い。  
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）は、図８に記載の分析電磁石２０の一例である。図１１（Ａ）には分析電磁石２０の断面の様子が描かれている。分析電磁石２０は、ヨーク２８を備えており、ヨーク２８には、Ｘ方向における磁極間距離（ギャップ）の異なる第一の磁極対２９と第二の磁極対３０が設けられている。Ｙ方向において、Ｘ方向に対向配置された第一の磁極対２９と第二の磁極対３０の両磁極を覆うようにコイル１５が巻回されており、この例では、紙面下側に配置された各磁極対より紙面上側に配置された各磁極対に向けて、磁場が生成されている。また、第一の磁極対２９と第二の磁極対３０は、モーター等からなる磁極駆動機構３９によって、独立して磁極間距離の変更ができるように構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
このように各磁極間距離を異ならせることで、第一の磁極対２９で発生する第一の磁場Ｂ３を第二の磁極対３０で発生する第二の磁場Ｂ４よりも弱くすることができ、磁極間距離の設定次第では、各イオンビーム１９のビーム経路をほぼ平行にすることができる。ここでは、分析電磁石２０において、外側を旋回するイオンビーム１９の旋回半径を、内側を旋回する他方のイオンビーム１９の旋回半径よりも大きくする為に、外側を旋回するイオンビーム１９が通過する磁極間の距離を他方のイオンビーム１９が通過する磁極間の距離よりも広げる旨の表現を用いたが、これを換言すると、次のように表現することができる。分析電磁石２０の内部をイオンビームが通過する距離が長くなるほど、分析電磁石２０に形成された各磁極間の距離は広がるように構成されている。つまり、分析電磁石２０内部で、外側を通過するイオンビーム１９ほど、分析電磁石２０内を通過する距離は長くなる。反対に、分析電磁石２０内部で、内側を通過するイオンビーム１９ほど、分析電磁石２０内を通過する距離は短くなる。その為、内側、外側という表現に代えて、イオンビーム１９が分析電磁石２０内を通過する距離という表現を用いることができる。  
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記磁場生成手段は複数個設けられており、所定数のプラズマ生成容器毎に独立して磁場を発生させることを特徴とする請求項１または２記載のイオン源。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記磁場生成手段は、各プラズマ生成容器の内部に共通した磁場を発生させることを特徴とする請求項１、２または３記載のイオン源。  
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2013004272.tif 000018