초록 ▼

본 발명에 따른 이온빔 장치는, 이온빔(4)을 추출하는 이온 소스(2)와, 상기 이온 소스(2)로부터 추출된 이온빔(4)에서 원하는 질량의 이온빔(4)을 분리하는 질량 분리 전자석(6)과, 입사된 이온빔(4)을 소정 주사면내에 소정 주사 중심을 중심으로 주사하는 주사기(12)와, 원하는 에너지의 이온빔이 상기 주사 중심에 중심을 둔 원호형 편향 영역 내에서 상기 주사면에 수직한 방향으로 진행하도록, 이온빔을 정전적으로 90°편향시키는 정전 편향기(3), 그리고 타겟(50)을 유지하고, 상기 타켓이 정전 편향기(30)로부터 출사된 이

본 발명에 따른 이온빔 장치는, 이온빔(4)을 추출하는 이온 소스(2)와, 상기 이온 소스(2)로부터 추출된 이온빔(4)에서 원하는 질량의 이온빔(4)을 분리하는 질량 분리 전자석(6)과, 입사된 이온빔(4)을 소정 주사면내에 소정 주사 중심을 중심으로 주사하는 주사기(12)와, 원하는 에너지의 이온빔이 상기 주사 중심에 중심을 둔 원호형 편향 영역 내에서 상기 주사면에 수직한 방향으로 진행하도록, 이온빔을 정전적으로 90°편향시키는 정전 편향기(3), 그리고 타겟(50)을 유지하고, 상기 타켓이 정전 편향기(30)로부터 출사된 이온빔에 소정 각도로 교차하는 방향으로, 상기 타켓(50)을 기계적 및 왕복적으로 이동시키는 주사 기구(54)를 포함한다.

대표청구항 ▼

입사된 이온빔을 소정 주사면내에 소정 주사 중심을 중심으로 주사하는 주사기|원하는 에너지의 이온빔이 상기 주사 중심에 중심을 둔 원호형 편향 영역 내에서 상기 주사면에 수직한 방향으로 진행하도록, 상기 주사기로부터 출사된 이온빔을 정전적으로 90°편향시키는 정전 편향기를 포함하는 이온빔 장치.이온빔을 추출하는 이온 소스|상기 이온 소스로부터 추출된 이온빔에서 원하는 질량의 이온빔을 분리하는 질량 분리 전자석|질량 분리 전자석을 통과한 이온빔을 소정 주사면내에 소정 주사 중심을 중심으로 주사하는 주사기|원하는 에너지의 이온빔이 상기

입사된 이온빔을 소정 주사면내에 소정 주사 중심을 중심으로 주사하는 주사기|원하는 에너지의 이온빔이 상기 주사 중심에 중심을 둔 원호형 편향 영역 내에서 상기 주사면에 수직한 방향으로 진행하도록, 상기 주사기로부터 출사된 이온빔을 정전적으로 90°편향시키는 정전 편향기를 포함하는 이온빔 장치.이온빔을 추출하는 이온 소스|상기 이온 소스로부터 추출된 이온빔에서 원하는 질량의 이온빔을 분리하는 질량 분리 전자석|질량 분리 전자석을 통과한 이온빔을 소정 주사면내에 소정 주사 중심을 중심으로 주사하는 주사기|원하는 에너지의 이온빔이 상기 주사 중심에 중심을 둔 원호형 편향 영역 내에서 상기 주사면에 수직한 방향으로 진행하도록, 상기 주사기로부터 출사된 이온빔을 정전적으로 90°편향시키는 정전 편향기| 및이온 주입하여야 할 타겟을 유지하고, 상기 타켓이 상기 정전 편향기로부터 출사된 이온빔에 소정 각도로 교차하는 방향으로, 상기 타켓을 기계적 및 왕복적으로 이동시키는 주사 기구를 포함하는 이온빔 장치.제2항에 있어서, 상기 주사 기구는 상기 타겟을 타겟의 표면에 평행한 방향으로 이동시키는 것인 이온빔 장치.제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 편향기는 서로 간격을 두고서 마주보는 1쌍의 편향 전극을 구비하는 것인 이온빔 장치.제4항에 있어서, 1점에서 서로 직교하는 3개의 축을 X축, Y축 및 Z축으로 했을 때,상기 이온빔은 Z축에 평행하게 상기 주사기에 입사하고|상기 주사기는 상기 입사된 이온빔을 Y-Z 평면에 평행한 주사 면내에서 주사 중심을 중심으로 하여 주사하며|상기 정전 편향기는 상기 입사된 이온빔 안의 원하는 에너지의 이온빔을 90° 편향시켜 X축에 평행하게 출사하고|상기 주사 및 편향된 이온빔 안에서 원하는 에너지를 갖는 하나의 이온빔의 궤도를 고려한 경우에, 그 궤도는 직선부의 선단에, X축에 평행하게 되도록 호(弧) 형상으로 90°구부러진 호형부를 지니며|상기 정전 편향기를 구성하는 1쌍의 편향 전극의 서로 대향하는 면은 각각, 상기 주사 중심을 통과하고 X축에 평행한 축에 기준한 상기 주사 방향으로 상기 하나의 이온빔의 궤도를 소정 각도 회전시켰을 때에, 상기 호형부가 그리는 회전면과 거의 정렬된 형상을 갖는 것인 이온빔 장치.제5항에 있어서, 상기 편향 전극을 구성하는 각 편향 전극의 서로 대향하는 면은 각각, 상기 주사 중심을 통과하고 X축에 평행한 토러스 중심축에 중심을 둔 토러스를 원주 방향으로 소정 각도만큼 잘라내고, 토러스 종단면의 외주를 90°만큼만 잘라냄으로써 형성된 형상을 지니는 것인 이온빔 장치.제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 편향 전극을 구성하는 1쌍의 편향 전극의 서로 대향하는 면은 각각 상기 회전면과 정렬된 복수의 면의 조합에 의해 형성되는 것인 이온빔 장치.제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 편향기를 구성하는 1쌍의 편향 전극 중 적어도 하나는 편향각이 증대되는 방향으로 간극을 두고서 복수의 부분으로 분할되어 있는 것인 이온빔 장치.제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 편향기를 구성하는 1쌍의 편향 전극의 적어도 서로 대향하는 면은 카본으로 형성되어 있는 것인 이온빔 장치.제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 편향기를 구성하는 1쌍의 편향 전극의 상기 서로 대향하는 면에, 직류 전압이고 접지 전위에 대하여 대칭인 편향 전압을 인가하는 편향 전원을 갖추고 더 포함하는 것인 이온빔 장치,제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주사기는 주사기에 입사된 상기 이온빔을 이온빔의 입사축에 대하여 대칭으로 주사하는 것인 이온빔 장치.제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주사기는 주사기에 입사된 이온빔을 이온빔의 입사축에 대하여 한 쪽에 있는 영역에만 주사하는 것인 이온빔 장치.제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주사기와 상기 정전 편향기 사이에 개재되어 상기 주사된 이온빔을 정전적으로 가속 또는 감속하는 가감속기를 더 포함하고|상기 가감속기는 상기 이온빔의 진행 방향으로 소정 간격을 두고서 배치된 적어도 2개의 전극을 구비하며|상기 전극은 각각, 상기 주사 중심에 중심을 둔 원호 형상부와, 상기 주사된 이온빔의 주사 방향의 폭보다도 넓은 빔 통과 구멍을 구비하는 것인 이온빔 장치.제13항에 있어서, 상기 가감속기를 구성하는 입구 전극이, 원하는 질량의 이온빔의 통과를 허용하고 원하지 않는 질량의 이온의 통과를 저지하는 분석 슬릿을 겸하는 있는 것인 이온빔 장치.제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 원하는 에너지의 이온빔의 통과는 허용하고 원하지 않는 에너지의 이온의 통과는 저지하는 빔 마스크가 정전 편향기의 출구 부근에 배치되는 것인 이온빔 장치.제15항에 있어서, 상기 정전 편향기를 통과한 상기 이온빔에 있어서 상기 이온빔의 진행 방향에 수직한 주사 빔의 단면이 호 형상을 지니고, 상기 빔 마스크는 상기 호형의 주사 빔 단면과 실질적으로 유사한 호형 기하 구조를 가진 빔 통과 구멍을 구비하는 것인 이온빔 장치.제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주사기는 서로 평행한 1쌍의 주사 전극과, 이 1쌍의 주사 전극 사이에 Vs=ct/(1-c2t2)1/2("c"는 상수, "t"는 시간)로 표현되는 주사 전압(Vs)을 인가하는 주사 전원을 구비하는 것인 이온빔 장치.제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 편향기의 입구의 전위는 그 출구의 전위보다도 낮고, 상기 정전 편향기는 정전 편향기에 입사된 이온빔 중에서 원하는 에너지의 이온빔을 감속시키면서 편향시키는 것인 이온빔 장치.제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 편향기의 입구의 전위는 그 출구의 전위보다도 높고, 상기 정전 편향기는 정전 편향기에 입사된 이온빔 중에서 원하는 에너지의 이온빔을 가속시키면서 편향시키는 것인 이온빔 장치.제18항에 있어서, 상기 정전 편향기는 소정 간격을 사이에 두고서 서로 마주보는 내측 편향 전극 및 외측 편향 전극을 구비하며,상기 내측 편향 전극 및 외측 편향 전극의 서로 대향하는 면 사이의 간격은 편향기의 출구로 갈수록 넓어지는 것인 이온빔 장치.제19항에 있어서, 상기 정전 편향기는 소정 간격을 사이에 두고서 서로 마주보는 내측 편향 전극 및 외측 편향 전극을 구비하며,상기 내측 편향 전극 및 외측 편향 전극의 서로 대향하는 면 사이의 간격은 편향기의 출구로 갈수록 좁아지는 것인 이온빔 장치.제18항에 있어서, 상기 정전 편향기는 소정 간격을 사이에 두고서 서로 마주보는 내측 편향 전극 및 외측 편향 전극을 구비하고| 상기 내측 편향 전극 및 외측 편향 전극은 편향각이 증대되는 방향으로 "n"쌍(n은 2 이상의 정수)로 분할되어, "n"쌍의 편향 전극을 형성하며| 상기 "n"쌍의 편향 전극 중 내측 편향 전극에 인가되는 전압을 입구측에서부터 차례로 Va1, Va2, …, Van으로 하고| 상기 "n"쌍의 편향 전극 중 외측 편향 전극에 인가되는 전압을 입구측에서부터 차례로 Vb1, Vb2, …, Vbn으로 하는 조건에서, 다음의 관계가 충족되는 것인 이온빔 장치.Va1Va2> … >Van,Vb1>Vb2> … >Vbn, 그리고Va1