JP2002343265A - イオン源及びフィラメントの交換方法 - Google Patents
イオン源及びフィラメントの交換方法Info
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Abstract
ィラメントの交換を短時間で行う。 【構成】 プラズマ発生室2に隣接して設けられた真空
ボックス5と、この真空ボックス5とプラズマ発生室2
とを気密状態で区画開閉するゲートバルブ6と、真空ボ
ックス5内に設けられフィラメント3を支持すると共に
開いた状態のゲートバルブ6を通過させてフィラメント
3を真空ボックス5内とプラズマ発生室2内間とで移動
させる支持アーム7と、真空ボックス5を開放するため
の蓋部材8と、フィラメント交換後に真空ボックス5内
を真空状態とするための大気吸引手段9とを備えた。
Description
動ガスを満たし、アーク放電によりこの作動ガスをプラ
ズマ化させ、このプラズマよりイオンビームを引き出す
イオン源に係り、特にフィラメントの交換を好適に行う
ことができるように改良されたイオン源に関するもので
ある。
で作動ガスをプラズマ化させ、このプラズマに電場を与
えてイオンを引出すものである。プラズマ発生室に満た
される作動ガスは、所望のイオンの元になる元素が水素
と化合したガスであり、例えば、燐イオンを得るために
はPH3 、硼素イオンを得るためにはB2 H6 が用いら
れる。
ズマ発生室内でアーク放電が行われる。電離されてプラ
ズマとなった作動ガス構成元素のイオンは、引き出し用
の電場で加速され、プラズマ発生室外に引き出される。
転に伴って、アーク放電を行うためのフィラメントが劣
化するため、定期的なフィラメントの交換が必要であ
る。従来、フィラメントの交換作業は、プラズマ発生室
を大気開放して行われていた。
マ発生室を大気開放すると、作動ガスの種類によって
は、プラズマ発生室内の表面に酸化膜や窒化膜が生成さ
れたり、様々な不純物がプラズマ発生室内に入り、汚染
された状態となる。この種のイオン源は半導体基板材料
へのイオンドーピング等のプロセスに用いるものであ
り、高純度雰囲気を要求し、極度に汚染を嫌う。このた
め、プラズマ発生室を大気開放して真空チャンバ内壁全
体の掃除を行った後、再び真空排気して運転を開始する
までの立ち上げに丸一日かかっていた。
トの交換を行うために、運転を停止し、分解掃除を行
い、長時間をかけて立ち上げる必要があった。
めに案出されたものであり、その目的は、プラズマ発生
室を大気開放することなく、フィラメントの交換を短時
間で行うことができるイオン源及びフィラメントの交換
方法を提供することにある。
に請求項1の発明は、プラズマ発生室内に作動ガスを満
たし、アーク放電によりこの作動ガスをプラズマ化さ
せ、このプラズマよりイオンビームを引き出すイオン源
において、上記プラズマ発生室に隣接して設けられた真
空ボックスと、この真空ボックスと上記プラズマ発生室
とを気密状態で区画開閉するゲートバルブと、上記真空
ボックス内に設けられフィラメントを支持すると共に開
いた状態の上記ゲートバルブを通過させて上記フィラメ
ントを真空ボックス内とプラズマ発生室内間で移動させ
る支持アームと、上記真空ボックスを開放するための蓋
部材と、フィラメント交換後に上記真空ボックス内を真
空状態とするための大気吸引手段とを備えたものであ
る。
ックス内に移動させて、ゲートバルブを閉塞した後に、
真空ボックスを開けてフィラメントを交換することによ
って、プラズマ発生室を大気開放することなくフィラメ
ントの交換を行うことができ、プラズマ発生室の分解掃
除等を行う必要がなく、短時間で交換作業を行うことが
できる。
して設けられた真空ボックス内に基端部が支持された支
持アームを作動させてその支持アームの先端に支持され
たフィラメントを上記プラズマ発生室と上記真空ボック
スとを気密状態で区画開閉するゲートバルブを通過させ
上記真空ボックス内に移動させて、上記ゲートバルブを
閉塞した後に、上記真空ボックスの蓋部材を開けて上記
フィラメントを交換し、その後上記蓋部材を閉めて、大
気吸引手段で真空ボックス内を真空状態にした後、上記
ゲートバルブを開けて、フィラメントをプラズマ発生室
内に移動させるようにしたイオン源のフィラメント交換
方法である。
添付図面に基づいて詳述する。
を示した斜視図、図2は本発明に係るイオン源の運転時
の状態を示した断面図、図3は図2のA−A線を示した
断面図である。
を説明する。
られている。プラズマ発生室2は、上部が閉じられ且つ
下部が開放された円筒状に形成されており、その内部に
は、図示しない作動ガス注入部より注入された作動ガス
が満たされている。
放電用のカソード電極となるフィラメント3が配置され
ている。これに対するアーク放電用のアノード電極はプ
ラズマ発生室2の側壁4に沿って環状に設けられてい
る。プラズマ発生室2の側壁4にはプラズマを閉じ込め
るための磁場を形成する環状の磁石が多段に設けられて
いる。
速する引出し電極が、開放された部分を覆うように設け
られている。この引出し電極は、イオンビームを通過さ
せる多数の穴を有するグリッド電極である。引出し電極
の外方にはプラズマ発生室2に連通するプロセス室が設
けられており、このプロセス室内にはイオンビームの照
射対象である半導体基板を置くようになっている。プロ
セス室は真空排気系に連通している。
放電電圧を印加して、アーク放電によりプラズマ発生室
2内の作動ガスをプラズマ化させ、発生したプラズマ
は、環状の磁石が形成する磁場によって閉じ込められ、
引出し電極の電位によって加速され、均一な流れのイオ
ンビームとなってプロセス室に引き出される。
隣接して設けられた真空ボックス5と、この真空ボック
ス5と上記プラズマ発生室2とを気密状態で区画開閉す
るゲートバルブ6と、上記真空ボックス5内に設けられ
フィラメント3を支持すると共に開いた状態の上記ゲー
トバルブ6を通過させて上記フィラメント3を真空ボッ
クス5内とプラズマ発生室2内間で移動させる支持アー
ム7と、上記真空ボックス5を開放するための蓋部材8
と、フィラメント2の交換後に上記真空ボックス5内を
真空状態とするための大気吸引手段9とでなるフィラメ
ント交換機構11を備えたことを特徴とする。
おり、プラズマ発生室2の上部に、フィラメント3の導
入部となるゲートバルブ6を覆うように配置されてい
る。
部壁12の真空ボックス5に覆われた部分に形成された
開口部14とこの開口部14を閉塞する閉塞板15とで
構成されている。開口部14は長穴状に形成されてお
り、この開口部14を通過して、フィラメント3がプラ
ズマ発生室2と真空ボックス5間で移動することとな
る。閉塞板15は開口部14と同形に形成され、プラズ
マ発生室2と真空ボックス5内とを気密に区画するよう
になっている。
塞板15を移動して開口部14を開閉させるための回転
ロッド17が掛け渡されている。閉塞板15は、回転ロ
ッド17にブラケット19を介して一体的に固定されて
いる。回転ロッド17は、その少なくとも一方が側壁1
6を気密状態で貫通して、外部に突出しており、その突
出部分18を操作して回転ロッド17を回転させ閉塞板
15を移動させるようになっている。
のパイプにて構成されており、その内部にはフィラメン
ト3に接続される導線が挿入されている。支持アーム7
の基端部は、真空ボックス5の側壁21に設けられた回
転板22に支持されている。回転板22は、円盤状に形
成されており、側壁21に対して気密状態を保持しなが
ら回転すると共に、フィラメント3に接続される導線を
気密状態で貫通させるようになっている。一対の支持ア
ーム7の先端には、フィラメント3が掛け渡されてい
る。
る場合は、フィラメント3がプラズマ発生室2内に位置
し、回転板22の回転時には、フィラメント3が開口部
14を周囲に接触しないように回転し、先端部が側方を
向いている場合(支持アーム7が真空ボックス5内に収
容されている場合)は、フィラメント3が真空ボックス
5の内壁に接触しないような長さとなっている。
されており、その外周に沿ってビード等が周設され、真
空ボックス5内外を気密状態で区画可能となっている。
なお、蓋部材8の形成位置は、真空ボックス5の上部に
限られるものではなく、フィラメント3の交換が可能な
位置であれば、側部であっても構わない。
に開口して接続された大気吸引管23と、この大気吸引
管23の途中に接続された開閉弁24と、ブロア等の吸
引装置(図示せず)とで構成されている。
メント3の交換作業手順とその作用を説明する。
うに、回転板22を90度回転させて、支持アーム7を
回動させる。これによって、支持アーム7の先端に支持
されたフィラメント3がプラズマ発生室2と真空ボック
ス5とを気密状態で区画開閉するゲートバルブ6の開口
部14を通過して真空ボックス5内に移動して収容され
ることとなる。
7を回転させて、閉塞板15を開口部14に嵌合させ、
プラズマ発生室2と真空ボックス5内とを気密状態で区
画する。
5のみを大気吸引管23及び開閉弁24によって大気開
放した後、蓋部材8を開けて支持アーム7の先端のフィ
ラメント3を交換する。
た後に、蓋部材8を閉じて、大気吸引手段9を構成する
吸引手段で真空ボックス5内の空気を吸い出し、開閉弁
24を閉じて、真空ボックス5内を真空状態に戻す。そ
して、ゲートバルブ6を開けて、真空ボックス5とプラ
ズマ発生室2とを連通させる。その後、支持アーム7が
下方に向くように、回転板22を90度回転させて、フ
ィラメント3をプラズマ発生室2内に移動させ、フィラ
メント3の交換作業が終了する。
ボックス5内のみを大気開放するだけでフィラメント3
の交換が行える。従って、プラズマ発生室2を大気開放
する必要がないので、プラズマ発生室2内の汚染を防止
できる。よって、従来行われていたプラズマ発生室2の
分解掃除等を行わなくてよいので、作業時間の大幅な短
縮が達成されると共に、すぐに運転を開始できるので、
運転効率の向上が図れる。
ントを真空ボックス内に移動させて、ゲートバルブを閉
塞した後に、真空ボックスを開けてフィラメントを交換
することによって、プラズマ発生室を大気開放すること
なく、プラズマ発生室内の汚染を防止できるので、プラ
ズマ発生室の分解掃除等を行う必要がなく、作業短時間
で交換作業を終わらせることができ、運転効率の向上が
図れるといった優れた効果を発揮する。
視図である。
断面図である。
第一工程の状態を示した断面図である。
第二工程の状態を示した断面図である。
第三工程の状態を示した断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 プラズマ発生室内に作動ガスを満たし、
アーク放電によりこの作動ガスをプラズマ化させ、この
プラズマよりイオンビームを引き出すイオン源におい
て、上記プラズマ発生室に隣接して設けられた真空ボッ
クスと、この真空ボックスと上記プラズマ発生室とを気
密状態で区画開閉するゲートバルブと、上記真空ボック
ス内に設けられフィラメントを支持すると共に開いた状
態の上記ゲートバルブを通過させて上記フィラメントを
真空ボックス内とプラズマ発生室内間で移動させる支持
アームと、上記真空ボックスを開放するための蓋部材
と、フィラメント交換後に上記真空ボックス内を真空状
態とするための大気吸引手段とを備えたことを特徴とす
るイオン源。 - 【請求項2】 プラズマ発生室に隣接して設けられた真
空ボックス内に基端部が支持された支持アームを作動さ
せてその支持アームの先端に支持されたフィラメントを
上記プラズマ発生室と上記真空ボックスとを気密状態で
区画開閉するゲートバルブを通過させ上記真空ボックス
内に移動させて、上記ゲートバルブを閉塞した後に、上
記真空ボックスの蓋部材を開けて上記フィラメントを交
換し、その後上記蓋部材を閉めて、大気吸引手段で真空
ボックス内を真空状態にした後、上記ゲートバルブを開
けて、フィラメントをプラズマ発生室内に移動させるよ
うにしたことを特徴とするイオン源のフィラメント交換
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001143317A JP4649774B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | イオン源及びフィラメントの交換方法 |
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Publications (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-05-14 JP JP2001143317A patent/JP4649774B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN114156150B (zh) * | 2021-11-12 | 2023-10-20 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 考夫曼离子源装置及其控制方法 |
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