【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハの製造などに用いるイオン注入装置において、イオン源となる固体試料を加熱して蒸気を発生させ、蒸発した気化ガスをプラズマ生成容器に導入する際に使用するイオン源用オーブンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイオン注入装置は、固体試料からの気化ガスをプラズマ化してイオンビームを発生させる際に、加熱したフィラメントから発生する熱電子を利用してイオン化するもの、あるいはマイクロ波の高周波電界によるプラズマ放電を利用してイオン化するものなどがある。
【０００３】
いずれの方法においても、常温で固体であるアルミニウム、アンチモン、砒素などの固体試料を加熱により蒸気化させ、気化した状態でプラズマ生成容器に導入する必要がある。そのために、固体試料を入れる試料室を有し、試料室を周囲から加熱できるヒーターを備えたイオン源用オーブンがイオン化容器に接続されている。このような従来のイオン源用オーブンの構造について、図５、図６及び図７の各断面図を用いて説明する。
【０００４】
まず、一例として図５に示すように、従来のイオン源用オーブンは、ステンレス等の金属からなるオーブン本体１、ノズル３、およびヒーター５を主要部として構成されている（例えば、特許文献１参照。）。オーブン本体１には、試料室２となる空洞部が設けられ、空洞部の開口部にはキャップ４をねじ込むネジ部１０が設けられている。試料室２に固体試料６を入れたのち試料室２の蓋となるキャップ４がネジ部１０にねじ込まれ、同時にノズル３をオーブン本体１に固定するようになっている。ノズル３は一端にフランジ部を有し、フランジ部をキャップ４によってオーブン本体１に固定し、他端をプラズマ生成容器７に接続して気化した固体試料６をノズル３を通してプラズマ生成容器７に導入するようになっている。また、オーブン本体１の外部には、試料室２内の固体試料６を加熱するためのヒーター５が設けられている。
【０００５】
オーブン本体１に固体試料６を装填する際は、まず、オーブン本体１の試料室２に固体試料６を入れ、ノズル３をはめ込んでキャップ４をねじ込むことによって蓋をし、固体試料６を封じ込める。その後、ノズル３をプラズマ生成容器７に接続し、ヒーター５を加熱することによってオーブン本体１及び試料室２が加熱され、試料室２内の固体試料６が蒸発し、蒸気化したガスはノズル３を経て、例えばフィラメント８を有するプラズマ生成容器７に導入される。なお、図示していないがオーブン本体１には温度センサーが取り付けられ、ヒーター５の温度制御を行なっている。
【０００６】
また、従来のイオン源用オーブンの他の例として、図６に示すように、ステンレス等の金属からなるオーブン本体１、カートリッジ１１、ノズル３、及びヒーター５等から構成されたものも用いられている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
この従来例は、オーブン本体１に開口部を有する空洞部１３が設けられ、開口部にはカートリッジ１１を着脱自在にねじ込んで固定するネジ部１４ａが設けられている。カートリッジ１１は、その内部に固体試料６を入れる試料室２を有し、固体試料６を入れたのち試料室２の蓋となるキャップ１２がネジ部１４ｂでねじ込まれるようになっている。ノズル３は一端がカートリッジ１１に固定されてカートリッジ１１と一体構造をなし、他端がプラズマ生成容器７に接続されて、気化した固体試料６をプラズマ生成容器７に導入するようになっている。また、オーブン本体１の外部には、固体試料６を加熱するためのヒーター５が設けられている。
【０００８】
オーブン本体１に固体試料６を装填する際は、まず、カートリッジ１１の試料室２に固体試料６を入れ、キャップ１２をネジ部１４ｂでねじ込んで蓋をし固体試料６を封じ込める。次いで、このカートリッジ１１をネジ部１４ａでオーブン本体１の空洞部１３にねじ込み、装填を完了する。その後、ノズル３をプラズマ生成容器７に接続し、ヒーター５を加熱することによってオーブン本体１及び試料室２が加熱され、試料室２内の固体試料６が蒸発し、蒸気化したガスはノズル３を経てプラズマ生成容器７に導入される。なお、図示していないがオーブン本体１には温度センサーが取り付けられ、ヒーター５の温度制御を行なっている。
【０００９】
また、従来のイオン源用オーブンにおけるさらに別の例を図７で説明する。図７のイオン源用オーブンは、図６とほぼ同一構造であるが、カートリッジ１１内部の試料室２の構造が異なっている（例えば、特許文献３参照。）。すなわち、試料室２内に有底の円筒を内筒１５として挿入する構造となっており、この内筒１５に固体試料６を入れて試料室２に挿入したのちキャップ１２を用いて封止するようにしたもので、それ以外の構造および加熱手段は図６で説明したものと同様である。この内筒１５は、試料室２内で蒸発した気化ガスの漏れを防ぐための遮蔽板の役目をしている。
【００１０】
このように、従来のイオン源用オーブンは、図５の場合は、オーブン本体１の空洞部に直接固体試料６を充填していたので、固体試料６を交換する度にオーブン本体１のクリーニングを必要としていた。これを改良したものとして図６、図７で示したものがあり、これらは試料室２を有するカートリッジ１１をオーブン本体１に着脱可能にねじ込む方式を採用している。そのため、カートリッジ１１を交換する際は、試料室２をキャップ１２で蓋をした状態でまとめて取り外しができるため、固体試料の補充や交換が容易であるとともに、オーブン本体１のクリーニングの必要がないという利点がある。
【００１１】
【特許文献１】
実開平３−１１６５５３号公報（第３図）
【特許文献２】
実開平３−１１６５５３号公報（第１図）
【特許文献３】
実開平３−１１６５５３号公報（第２図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のイオン源用オーブンは、図５に示したものは試料室２とノズル３との隙間９を通って試料室２とキャップ４のネジ部１０に気化ガスが入り込み、オーブン本体１の冷却とともに再結晶化してキャップ４がオーブン本体１に固着する原因となる。このキャップ固着の問題を解決するために採用されたのが図６、図７に示したカートリッジ方式であるが、この方式を採用することによってカートリッジ１１がオーブン本体１に固着するという問題は発生しないものの、あらたな問題点が発生している。
【００１３】
それは、図６においては、オーブン本体１の冷却とともにカートリッジ１１とキャップ１２のネジ部１４ｂに入り込んだ気化ガスが再結晶化し、キャップ１２がカートリッジ１１に固着してしまうという問題である。また、図７のように気化ガスの漏洩を防ぐためにさらに内筒を設けた場合においては、カートリッジ１１とキャップ１２のネジ部１４ｂのほかに、カートリッジ１１と内筒１５の隙間１６にも気化ガスが入り込み、内筒１５もカートリッジ１１に固着してしまうという問題である。いずれにしても、キャップや内筒がカートリッジに固着して外れない場合には、従来は固体試料を補充する際、カートリッジ、キャップ、内筒などをまとめて新規部品と交換しなければならず、常に交換部品の数を揃えて準備しておく必要があった。
【００１４】
また、従来のカートリッジ方式のイオン源用オーブンは、オーブン本体に設けた空洞部にカートリッジを挿入する構造であるため、カートリッジ内に設ける試料室の容積が狭くなり、特に図７の場合は、試料室の中にさらに試料室を設ける構造となるため、固体試料の１回の充填量がさらに少なくなる。そのため、固体試料の補充を頻繁に行なわなければならず、イオン注入装置のダウンタイムが増加するという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたもので、カートリッジ方式ではなく試料室は従来どおりオーブン本体に設けた空洞部をそのまま使用することによって試料室の容積を確保するとともに、キャップのネジ部を試料室の外部に設け、かつ、試料室の蓋となるキャップにガス抜き穴を設けることによって隙間を通り抜けてくる気化ガスをキャップのネジ部に至る前に積極的に排出し、キャップのオーブン本体への固着をなくすようにしたイオン源用オーブンを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部を有し試料室となる空洞部を備えたオーブン本体と、試料室に装填した固体試料を加熱するヒーターと、試料室で発生した固体試料の気化ガスをプラズマ生成容器に導入するノズルと、試料室の開口部にねじ込んで蓋をすると同時に試料室に挿入されたノズルの一端部を押さえて固定するキャップとを備えたイオン源用オーブンにおいて、前記キャップは袋ナット構造を有し、このキャップをねじ込むネジ部をオーブン本体の試料室開口部の外側に設け、このネジ部にキャップをオーブン本体に被せるようにしてねじ込み、試料室の開口部を塞ぐ構造としている。
【００１７】
また、本発明における前記キャップには、前記ノズルが貫通する穴がキャップ軸心に沿って開けられ、この貫通穴を中心にして貫通穴と同方向に複数のガス抜き穴が開けられており、このガス抜き穴は、試料室内側と試料室に挿入されたノズル一端部の外側とで形成される円周状の隙間に位置を合わせて均等に配置されている。
【００１８】
また、本発明における前記キャップには、前記ノズルが貫通する穴がキャップ軸心に沿って開けられ、この貫通穴を中心にして貫通穴と直角方向に複数のガス抜き穴が開けられており、この貫通穴と直角方向に開けられたガス抜き穴は、キャップ内側のネジの逃げ部からキャップ外側に向けて均等に配置されている。
【００１９】
また、本発明において、前記試料室内側とノズル一端部の外側とで形成される円周状の隙間を通り抜けた気化ガスは、オーブン本体とキャップとのネジ部に入り込む以前にガス抜き穴から外部に排出されるようになっている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明におけるイオン源用オーブンの一実施の形態を示す断面図である。なお、従来例と同一の部品は同一の符号を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明のイオン源用オーブンは、ステンレス等の金属からなるオーブン本体１、ノズル３、およびヒーター５を主要部として構成されている。オーブン本体１には試料室２となる空洞部が設けられ、また、空洞部の開口部を塞ぐ蓋となるキャップ１８をねじ込むためのネジ部１７がオーブン本体１の外側に設けられている。
【００２２】
キャップ１８は、図２に示すように袋ナット構造をなし、軸心に沿ってノズル３が通る貫通穴が開けられるとともに締め付け用の角型ボスを設けている。このキャップ１８をオーブン本体１の開口部に被せるようにしてネジ部１７にねじ込み、試料室２を塞ぐようになっている。そして、試料室２に固体試料６を装填してキャップ１８を締め付ける際、同時にノズル３を押さえてオーブン本体１に固定するようになっている。
【００２３】
また、キャップ１８の底面部周辺には、ノズル３の貫通穴を中心にして貫通穴と同方向に複数個（本例では４個）のガス抜き穴１９が開けられている。このガス抜き穴１９は、試料室２の内側と試料室２に挿入されたノズル３のフランジ部外側とで形成される円周状の隙間９を通り抜けた気化ガスが、ネジ部１７に到達する以前にキャップ１８より外部に排出できるように設けたものである。
【００２４】
本例で使用するノズル３は従来例１と同じ構造である。すなわち、一端にフランジ部を有するノズル３をオーブン本体１に挿入する際、フランジ部の外周に設けた段部と試料室２の開口部内周に設けた段部とを係合させ、このフランジ部をキャップ１８によってオーブン本体１に押し付けて締結固定し、また、ノズル３の他端は、プラズマ生成容器７に接続されて固体試料６の気化ガスをプラズマ生成容器７に導入するようになっている。また、オーブン本体１の外部には、固体試料６を加熱するためのヒーター５が設けられている。
【００２５】
このような本発明のイオン源用オーブンに固体試料６を装填する際は、まず、オーブン本体１の試料室２に固体試料６を入れ、ノズル３にキャップ１８を通してネジ部１７にねじ込んで蓋を被せ、ノズル３を押し付けてオーブン本体１に固定すると同時に固体試料６を封じ込める。その後、ヒーター５で加熱することによってオーブン本体１及び試料室２が加熱され、試料室２内の固体試料６が蒸発し、蒸発した気化ガスはノズル３を経てプラズマ生成容器７に導入される。なお、図示していないがオーブン本体１には温度センサーが取り付けられており、ヒーター５の温度制御を行なっている。また、ガス抜き穴１９から排出された気化ガスは、イオン源用オーブンが取り付けられた真空室内に設置されている拡散ポンプで排気される。
【００２６】
次に、図３を参照して本発明におけるイオン源用オーブンの他の実施形態について説明する。図３の断面図に示す本実施の形態は、基本的には図１、図２で示した一実施の形態と同様であり、キャップ２０の構造のみが異なっている。すなわち、図４に示すように、ノズル３が貫通する穴がキャップ軸心に沿って開けられ、この貫通穴を中心にして貫通穴と直角方向に複数（本例では２個）のガス抜き穴２１が開けられている。このガス抜き穴２１は、キャップ内側のネジの逃げ部からキャップ外側に向けて均等に配置されている。そして、オーブン本体１とキャップ２０とのネジ部１７に入り込もうとする気化ガスを、キャップ２０の側面方向にガス抜きできるようにしている。このキャップ２０を用いてノズル３を締結固定するとともに試料室２に蓋をすることによって、隙間９を通り抜けた気化ガスをネジ部１７に到達する以前に外部に排出することができる。
【００２７】
また、本発明に用いるキャップは、図２、図４に示すいずれのもの、あるいは組み合わせたものを用いても同様な効果が得られ、必要に応じてガス抜き穴の数や大きさ、又は穴方向を任意に設定することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べてきたように、従来のカートリッジ方式のイオン源用オーブンは、試料室の蓋となるキャップがカートリッジに固着した場合にはまとめて交換しなければならないこと、また、カートリッジの中に試料室を設ける構造のため試料室の容積が小さくなり頻繁に試料の補充を行なわなければならないという問題点があった。
【００２９】
しかし、本発明のイオン源用オーブンは、試料室をカートリッジに設ける方式ではなく、試料室は従来どおりオーブン本体に設けた空洞部をそのまま使用するようにして試料室の容積を確保するとともに、試料室の開口にねじ込んで蓋となるキャップを袋ナット構造としてオーブン本体の外側に設けたネジ部に被せるようにしてねじ込み、このキャップにガス抜き用の穴を設けることによって、試料室で蒸発した気化ガスがネジ部へ侵入する以前に外部へ逃がすようにしたので、気化ガスの再結晶によってキャップがオーブン本体へ固着するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】一実施の形態に用いるキャップの構造を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】他の実施の形態に用いるキャップの構造を示す図である。
【図５】従来のイオン源用オーブンの例１を示す断面図である。
【図６】従来のイオン源用オーブンの例２を示す断面図である。
【図７】従来のイオン源用オーブンの例３を示す断面図である。
【符号の説明】
１ オーブン本体
２ 試料室
３ ノズル
４ キャップ
５ ヒーター
６ 固体試料
７ プラズマ生成容器
８ フィラメント
９ 隙間
１０ ネジ部
１１ カートリッジ
１２ キャップ
１３ 空洞部
１４ａ、１４ｂ ネジ部
１５ 内筒
１６ 隙間
１７ ネジ部
１８ キャップ
１９ ガス抜き穴
２０ キャップ
２１ ガス抜き穴[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is directed to an ion implantation apparatus used for manufacturing a semiconductor wafer, for example, for an ion source used to heat a solid sample serving as an ion source to generate vapor, and to introduce an evaporated vaporized gas into a plasma generation container. About the oven.
[0002]
[Prior art]
Conventional ion implanters use a thermoelectron generated from a heated filament to ionize a vaporized gas from a solid sample into plasma to generate an ion beam, or a plasma discharge by a microwave high-frequency electric field. There is a thing which is ionized by utilizing.
[0003]
In either method, it is necessary to vaporize a solid sample such as aluminum, antimony, arsenic, etc. which is solid at room temperature by heating and introduce the vaporized state into a plasma generation vessel. For this purpose, an ion source oven having a sample chamber for holding a solid sample and having a heater capable of heating the sample chamber from the surroundings is connected to the ionization container. The structure of such a conventional ion source oven will be described with reference to the cross-sectional views of FIGS. 5, 6, and 7. FIG.
[0004]
First, as shown in FIG. 5, as an example, a conventional oven for an ion source is mainly composed of an oven body 1, a nozzle 3, and a heater 5 made of metal such as stainless steel (for example, see Patent Document 1). .). The oven main body 1 is provided with a hollow portion serving as the sample chamber 2, and an opening of the hollow portion is provided with a screw portion 10 into which the cap 4 is screwed. After the solid sample 6 is put in the sample chamber 2, a cap 4 serving as a lid of the sample chamber 2 is screwed into the screw portion 10, and at the same time, the nozzle 3 is fixed to the oven body 1. The nozzle 3 has a flange portion at one end, the flange portion is fixed to the oven body 1 by a cap 4, and the other end is connected to the plasma generation container 7 to introduce the vaporized solid sample 6 into the plasma generation container 7 through the nozzle 3. It is supposed to. A heater 5 for heating the solid sample 6 in the sample chamber 2 is provided outside the oven body 1.
[0005]
When the solid sample 6 is loaded into the oven main body 1, first, the solid sample 6 is put into the sample chamber 2 of the oven main body 1, the nozzle 3 is fitted therein, and the cap 4 is screwed in to cover the solid sample 6, thereby sealing the solid sample 6. Thereafter, the nozzle 3 is connected to the plasma generation vessel 7, and the heater 5 is heated to heat the oven body 1 and the sample chamber 2, the solid sample 6 in the sample chamber 2 evaporates, and the vaporized gas is supplied to the nozzle 3. Is introduced into a plasma generation container 7 having, for example, a filament 8. Although not shown, a temperature sensor is attached to the oven body 1 to control the temperature of the heater 5.
[0006]
As another example of a conventional ion source oven, as shown in FIG. 6, an oven main body made of metal such as stainless steel, a cartridge 11, a nozzle 3, a heater 5, and the like are also used. (For example, see Patent Document 2).
[0007]
In this conventional example, a cavity 13 having an opening is provided in the oven main body 1, and a screw portion 14 a for detachably screwing and fixing the cartridge 11 is provided in the opening. The cartridge 11 has a sample chamber 2 in which a solid sample 6 is placed, and a cap 12 serving as a lid of the sample chamber 2 is screwed by a screw portion 14b after the solid sample 6 is placed. One end of the nozzle 3 is fixed to the cartridge 11 to form an integral structure with the cartridge 11, and the other end is connected to the plasma generation container 7 so that the vaporized solid sample 6 is introduced into the plasma generation container 7. Further, a heater 5 for heating the solid sample 6 is provided outside the oven body 1.
[0008]
When loading the solid sample 6 into the oven main body 1, first, the solid sample 6 is put into the sample chamber 2 of the cartridge 11, and the cap 12 is screwed in with the screw portion 14b to cover and the solid sample 6 is sealed. Next, the cartridge 11 is screwed into the hollow portion 13 of the oven main body 1 with the screw portion 14a, and the loading is completed. Thereafter, the nozzle 3 is connected to the plasma generation vessel 7, and the heater 5 is heated to heat the oven body 1 and the sample chamber 2, the solid sample 6 in the sample chamber 2 evaporates, and the vaporized gas is supplied to the nozzle 3. And is introduced into the plasma generation container 7. Although not shown, a temperature sensor is attached to the oven body 1 to control the temperature of the heater 5.
[0009]
Still another example of a conventional ion source oven will be described with reference to FIG. The ion source oven of FIG. 7 has substantially the same structure as that of FIG. 6, but differs in the structure of the sample chamber 2 inside the cartridge 11 (for example, see Patent Document 3). That is, the bottomed cylinder is inserted into the sample chamber 2 as the inner cylinder 15. The solid sample 6 is put into the inner cylinder 15, inserted into the sample chamber 2, and then sealed using the cap 12. The other structure and heating means are the same as those described with reference to FIG. The inner cylinder 15 functions as a shielding plate for preventing leakage of vaporized gas evaporated in the sample chamber 2.
[0010]
As described above, in the conventional oven for an ion source, in the case of FIG. 5, since the solid sample 6 is directly filled in the cavity of the oven body 1, the cleaning of the oven body 1 is performed every time the solid sample 6 is replaced. Needed. FIGS. 6 and 7 show an improved version of this, and employs a method in which a cartridge 11 having a sample chamber 2 is detachably screwed into the oven body 1. Therefore, when the cartridge 11 is replaced, the sample chamber 2 can be collectively removed while the sample chamber 2 is covered with the cap 12, so that replenishment or replacement of the solid sample is easy and cleaning of the oven body 1 is not required. There is an advantage.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-116553 (FIG. 3)
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-116553 (FIG. 1)
[Patent Document 3]
Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 3-116553 (FIG. 2)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional ion source oven, as shown in FIG. 5, the vaporized gas enters the screw portion 10 of the sample chamber 2 and the cap 4 through the gap 9 between the sample chamber 2 and the nozzle 3, and the oven body The cap 4 is recrystallized together with the cooling of the cap 1 and causes the cap 4 to adhere to the oven body 1. The cartridge system shown in FIGS. 6 and 7 has been adopted to solve the problem of cap fixing. However, by adopting this system, the problem that the cartridge 11 is fixed to the oven main body 1 does not occur. However, there is a new problem.
[0013]
6, there is a problem that the vaporized gas that has entered the threaded portion 14b of the cartridge 11 and the cap 12 is recrystallized as the oven body 1 is cooled, and the cap 12 adheres to the cartridge 11. When an inner cylinder is further provided to prevent leakage of the vaporized gas as shown in FIG. 7, the vaporized gas is not only provided in the gap 16 between the cartridge 11 and the inner cylinder 15 in addition to the screw portion 14b of the cartridge 11 and the cap 12. And the inner cylinder 15 also adheres to the cartridge 11. In any case, if the cap or inner cylinder is fixed to the cartridge and does not come off, conventionally, when refilling the solid sample, the cartridge, cap, inner cylinder, etc. must be replaced with new parts collectively. It was necessary to always prepare the number of replacement parts.
[0014]
In addition, since the conventional cartridge type ion source oven has a structure in which the cartridge is inserted into a cavity provided in the oven main body, the volume of the sample chamber provided in the cartridge is reduced. In particular, in the case of FIG. Since the sample chamber is further provided in the chamber, the filling amount of the solid sample at one time is further reduced. Therefore, replenishment of the solid sample must be performed frequently, and there is a problem that the downtime of the ion implantation apparatus increases.
[0015]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the sample chamber is not a cartridge type, and the volume of the sample chamber is secured by using the hollow portion provided in the oven body as it is conventionally, and the cap is secured. By providing a screw portion outside the sample chamber, and by providing a gas vent hole in the cap serving as the lid of the sample chamber, the vaporized gas passing through the gap is positively discharged before reaching the screw portion of the cap, An object of the present invention is to provide an ion source oven in which the cap is prevented from sticking to the oven body.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an oven body having an opening and a cavity serving as a sample chamber, a heater for heating a solid sample loaded in the sample chamber, and a vaporized gas of the solid sample generated in the sample chamber to a plasma generation container. In an ion source oven comprising a nozzle to be introduced, and a cap which is screwed into an opening of the sample chamber to cover and simultaneously press and fix one end of the nozzle inserted into the sample chamber, the cap has a cap nut structure. A screw portion for screwing the cap is provided outside the opening of the sample chamber of the oven body, and the screw portion is screwed so as to cover the oven body so as to close the opening of the sample chamber.
[0017]
In the cap of the present invention, a hole through which the nozzle penetrates is formed along the axis of the cap, and a plurality of gas vent holes are formed in the same direction as the through hole with the through hole as a center, The gas vent holes are evenly aligned with a circumferential gap formed between the inside of the sample chamber and the outside of one end of the nozzle inserted into the sample chamber.
[0018]
In the cap of the present invention, a hole through which the nozzle penetrates is formed along the axis of the cap, and a plurality of gas vent holes are formed in a direction perpendicular to the through hole with the through hole as a center. The gas vent holes formed at right angles to the through holes are evenly arranged from the escape portion of the screw inside the cap toward the outside of the cap.
[0019]
Further, in the present invention, the vaporized gas that has passed through a circumferential gap formed between the inside of the sample chamber and the outside of one end of the nozzle is externally discharged from the vent hole before entering the screw portion between the oven body and the cap. It is to be discharged to.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an ion source oven according to the present invention. The same parts as those in the conventional example will be described using the same reference numerals.
[0021]
As shown in FIG. 1, the oven for an ion source of the present invention includes an oven main body 1, a nozzle 3, and a heater 5 made of metal such as stainless steel as main parts. The oven main body 1 is provided with a cavity serving as the sample chamber 2, and a screw portion 17 for screwing a cap 18 serving as a lid for closing an opening of the cavity is provided outside the oven main body 1.
[0022]
As shown in FIG. 2, the cap 18 has a cap nut structure, has a through hole through which the nozzle 3 passes along the axis, and has a rectangular boss for tightening. The cap 18 is screwed into the screw portion 17 so as to cover the opening of the oven main body 1 so as to close the sample chamber 2. When the solid sample 6 is loaded into the sample chamber 2 and the cap 18 is tightened, the nozzle 3 is simultaneously held down and fixed to the oven body 1.
[0023]
A plurality (four in this example) of gas vent holes 19 are formed around the bottom of the cap 18 in the same direction as the through hole with the through hole of the nozzle 3 as the center. In this gas vent hole 19, vaporized gas passing through a circumferential gap 9 formed between the inside of the sample chamber 2 and the outside of the flange portion of the nozzle 3 inserted into the sample chamber 2 reaches the screw portion 17. It is provided so that it can be discharged from the cap 18 to the outside.
[0024]
The nozzle 3 used in this embodiment has the same structure as that of the conventional example 1. That is, when the nozzle 3 having a flange at one end is inserted into the oven body 1, a step provided on the outer periphery of the flange and a step provided on the inner periphery of the opening of the sample chamber 2 are engaged with each other. Is pressed against the oven body 1 by the cap 18 and fastened and fixed. The other end of the nozzle 3 is connected to the plasma generation container 7 to introduce the vaporized gas of the solid sample 6 into the plasma generation container 7. . Further, a heater 5 for heating the solid sample 6 is provided outside the oven body 1.
[0025]
When loading the solid sample 6 into such an oven for an ion source of the present invention, first, the solid sample 6 is put into the sample chamber 2 of the oven main body 1, the screw 18 is screwed into the screw portion 17 through the cap 18 through the nozzle 3, and the lid is opened. The solid sample 6 is sealed while the nozzle 3 is pressed and fixed to the oven body 1 by pressing. Thereafter, the oven body 1 and the sample chamber 2 are heated by heating with the heater 5, the solid sample 6 in the sample chamber 2 evaporates, and the evaporated gas is introduced into the plasma generation container 7 through the nozzle 3. Although not shown, a temperature sensor is attached to the oven main body 1 to control the temperature of the heater 5. The vaporized gas discharged from the gas vent hole 19 is exhausted by a diffusion pump installed in a vacuum chamber to which an ion source oven is attached.
[0026]
Next, another embodiment of the ion source oven according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment shown in the cross-sectional view of FIG. 3 is basically the same as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, except for the structure of the cap 20. That is, as shown in FIG. 4, a hole through which the nozzle 3 penetrates is formed along the axis of the cap, and a plurality (two in this example) of gas vent holes are formed in a direction perpendicular to the through hole with the through hole as a center. 21 is open. The gas vent holes 21 are arranged evenly from the escape portion of the screw inside the cap toward the outside of the cap. Then, the vaporized gas that is going to enter the screw portion 17 between the oven body 1 and the cap 20 can be vented in the lateral direction of the cap 20. By using the cap 20 to fasten and fix the nozzle 3 and cover the sample chamber 2, the vaporized gas that has passed through the gap 9 can be discharged to the outside before reaching the screw portion 17.
[0027]
The same effect can be obtained by using any of the caps shown in FIG. 2 and FIG. 4 or a combination thereof as the cap used in the present invention. The direction can be set arbitrarily.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, in the conventional cartridge-type ion source oven, when the cap serving as the lid of the sample chamber adheres to the cartridge, it must be replaced at a time. However, there is a problem in that the volume of the sample chamber is reduced due to the structure in which the sample is provided, and the sample must be replenished frequently.
[0029]
However, the ion source oven of the present invention is not a method in which the sample chamber is provided in the cartridge, and the sample chamber secures the volume of the sample chamber by using the hollow portion provided in the oven body as it is conventionally, while securing the volume of the sample chamber. The cap which is screwed into the opening of the chamber is screwed so as to cover the screw part provided on the outside of the oven body as a cap nut structure as a cap nut structure, and this cap is provided with a hole for degassing, so that the vaporization evaporated in the sample chamber Since the gas is allowed to escape to the outside before entering the screw portion, it is possible to prevent the cap from sticking to the oven body due to recrystallization of the vaporized gas.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a cap used in one embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a cap used in another embodiment.
FIG. 5 is a sectional view showing Example 1 of a conventional oven for an ion source.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing Example 2 of a conventional ion source oven.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing Example 3 of a conventional ion source oven.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oven main body 2 Sample chamber 3 Nozzle 4 Cap 5 Heater 6 Solid sample 7 Plasma generation container 8 Filament 9 Gap 10 Screw part 11 Cartridge 12 Cap 13 Cavities 14a, 14b Screw part 15 Inner cylinder 16 Gap 17 Screw part 18 Cap 19 Gas Hole 20 Cap 21 Gas vent hole
