JP4269342B2 - イオン注入装置 - Google Patents
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Description
図6は特許文献2のイオン源ガス供給方法を適用したイオン注入装置の構成を示す図である。このイオン注入装置におけるイオン源ガス供給装置62は、接地電位側に設置された材料ガスボンベ63と、絶縁リング53に処理室51側からイオン源52側に向って設けられた絶縁パイプ64と、材料ガスボンベ63と絶縁リング53とを接続する材料ガスボンベ側配管65と、絶縁リング53とイオン源52とを接続するイオン源側配管66とを備えている。絶縁パイプ64は絶縁リング53に形成された貫通穴である。材料ガスは、材料ガスボンベ側配管65、絶縁パイプ64、イオン源側配管66を通って、高電位側のイオン源52に供給される。このため、連続操業時間が長く、材料ガスが外部に漏れることがなく、しかも材料ガスを効率よく使用できる。
上述した特許文献2の装置における流量調整器69は高圧のガスを低圧にすることによって所望の流量だけを通すものである。したがって、流量調整器69より上流側ではガス圧は高く、流量調整器69の下流側ではガス圧が低い。ガス圧が低くて電位差が大きいと放電が起きやすい。絶縁パイプ64の通過時にガス圧が低いと放電が起き、これを防止しようとすると高電位側(つまりイオン源)の印加電圧が制限される。このため、特許文献2の装置では、絶縁パイプ64よりも下流側に流量調整器69を設置し、絶縁パイプ64でのガス圧を供給元圧力のまま高圧に保持している。
すなわち、本発明にかかるイオン注入装置は、接地電位に保持され内部に被処理物が収容される処理室と、接地電位よりも高電位に保持され内部でイオンを発生させるイオン源と、前記イオン源と前記処理室とを電気的に絶縁状態で連結するとともに両者を連通する開口部を有する主絶縁体と、前記イオン源に材料ガスを供給する材料ガス供給装置と、を備え、前記主絶縁体は、処理室側からイオン源側に向って貫通する貫通穴を有し、前記材料ガス供給装置は、前記貫通穴内の全長に渡って設けられ前記主絶縁体の絶縁耐力よりも高い絶縁耐力をもつ材料からなる絶縁管部と、接地電位側に設置された材料ガスボンベと、該材料ガスボンベと前記絶縁管部の前記処理室側端部と接続する材料ガスボンベ側ガスラインと、前記絶縁管部の前記イオン源側端部と前記イオン源とを接続するイオン源側ガスラインとを有し、前記主絶縁体の前記イオン源側と前記処理室側にはそれぞれリング状フランジが配置されており、各リング状フランジには前記貫通穴と連通するガス通過穴が形成されており、前記絶縁管部は、前記貫通穴に挿入された中空筒状部材であり、該中空筒状部材は、一端にフランジ部が形成されており、他端に主絶縁体から突出する突出部を有し、一方のリング状フランジと前記フランジ部との間、及び、他方のリング状フランジの前記ガス通過穴の内周面と前記中空筒状部材の前記突出部の外周面との間には、それぞれOリングが介装されている、ことを特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態にかかるイオン注入装置1の構成を示す図である。このイオン注入装置1は、処理室2、イオン源4、主絶縁体6、材料ガス供給装置10を主たる構成要素として備えている。
主絶縁体6と処理室2の間、主絶縁体6とイオン源4との間には、それぞれ、金属製(例えばステンレス)のリング状フランジ8,9が配設されている。
主絶縁体6の開口部6aには、所定の電圧が印加されることによりイオン源4で発生したイオンを処理室2に引き出すためのイオンビーム引き出し部7a,7b,7cが形成されている。このイオンビーム引き出し部7a,7b,7cは、格子状または網状の電極からなる。
なお、材料ガスとしてのホスフィンやジボランは、毒性が高いので、通常はガス単体としては使用されず水素により5〜20%に希釈されて使用される。
中空筒状部材12Aは、主絶縁体6の絶縁耐力よりも高い絶縁耐力をもつ材料からなる。絶縁耐力は、例えば、ガラスで20〜40kV/mm、テフロン(登録商標)、物質名:ポリテトラフルオロエチレン)で20kV/mm、ナイロン66で15〜20kV/mmである。したがって、例えば、主絶縁体6がナイロン66からなる場合、中空筒状部材12Aの材料として、ガラスやテフロン(登録商標)を用いることができる。ただし、主絶縁体6の絶縁耐力よりも高い絶縁耐力をもつ材料であれば、上述した材料以外の材料であってもよい。
また、本実施形態において、中空筒状部材12Aは、一端(この図で上端)にフランジ部13が形成されており、他端(この図で下端)に主絶縁体6から突出する突出部を有する。
リング状フランジ8,9には、それぞれ、中空筒状部材12Aの一端と他端に対応する位置に、ガス通過穴8a,9aが形成されている。
イオン源4側のリング状フランジ8と中空筒状部材12Aのフランジ部13との間にはOリング29が介装されており、両者は、ガス通過穴8aと中空筒状部材12Aの中空部分とが連通する状態で気密に接続されている。このような構成により、中空筒状部材12Aとリング状フランジ8との間から主絶縁体6側に材料ガスが漏れ出るのを防止することができる。
なお、本実施形態では、ガス貫通穴8aも、イオン源側ガスライン18の一部を構成している。
なお、本実施形態では、ガス貫通穴9aも、材料ガスボンベ側ガスライン16の一部を構成している。
図3は、第2実施形態にかかるイオン注入装置1の、図1のA部拡大図に相当する図である。
上述した第1実施形態では、絶縁管部12は、貫通穴6bに挿入された中空筒状部材12Aであったが、このような構成に代えて、図3に示すように、絶縁管部12は、貫通穴6bの内周面の全面に被覆された絶縁コーティング12Bであってもよい。材料ガスは絶縁コーティング12Bの中空部分を図中の矢印の方向に流れる。
絶縁コーティング12Bは、主絶縁体6の絶縁耐力よりも高い絶縁耐力をもつ材料からなる。例えば、主絶縁体6がナイロン66からなる場合、絶縁コーティング12Bの材料として、ガラスやテフロン(登録商標)を用いることができる。ただし、主絶縁体6の絶縁耐力よりも高い絶縁耐力をもつ材料であれば、上述した材料以外の材料であってもよい。
なお、その他の部分の構成は、上述した第1実施形態と同様である。
また、絶縁管部12を主絶縁体6の貫通穴6bの内周面に被覆された絶縁コーティング12Bとすることで、部品点数を増やすことなく絶縁管部12を形成することができる。
2 処理室
4 イオン源
6 主絶縁体
6a 開口部
6b 貫通穴
10 材料ガス供給装置
12 絶縁管部
12A 中空筒状部材
12B 絶縁コーティング
16 材料ガスボンベ側ガスライン
18 イオン源側ガスライン
Claims (2)
- 接地電位に保持され内部に被処理物が収容される処理室と、接地電位よりも高電位に保持され内部でイオンを発生させるイオン源と、前記イオン源と前記処理室とを電気的に絶縁状態で連結するとともに両者を連通する開口部を有する主絶縁体と、前記イオン源に材料ガスを供給する材料ガス供給装置と、を備え、
前記主絶縁体は、処理室側からイオン源側に向って貫通する貫通穴を有し、
前記材料ガス供給装置は、前記貫通穴内の全長に渡って設けられ前記主絶縁体の絶縁耐力よりも高い絶縁耐力をもつ材料からなる絶縁管部と、接地電位側に設置された材料ガスボンベと、該材料ガスボンベと前記絶縁管部の前記処理室側端部と接続する材料ガスボンベ側ガスラインと、前記絶縁管部の前記イオン源側端部と前記イオン源とを接続するイオン源側ガスラインとを有し、
前記主絶縁体の前記イオン源側と前記処理室側にはそれぞれリング状フランジが配置されており、各リング状フランジには前記貫通穴と連通するガス通過穴が形成されており、
前記絶縁管部は、前記貫通穴に挿入された中空筒状部材であり、該中空筒状部材は、一端にフランジ部が形成されており、他端に主絶縁体から突出する突出部を有し、
一方のリング状フランジと前記フランジ部との間、及び、他方のリング状フランジの前記ガス通過穴の内周面と前記中空筒状部材の前記突出部の外周面との間には、それぞれOリングが介装されている、ことを特徴とするイオン注入装置。 - 接地電位に保持され内部に被処理物が収容される処理室と、接地電位よりも高電位に保持され内部でイオンを発生させるイオン源と、前記イオン源と前記処理室とを電気的に絶縁状態で連結するとともに両者を連通する開口部を有する主絶縁体と、前記イオン源に材料ガスを供給する材料ガス供給装置と、を備え、
前記主絶縁体は、処理室側からイオン源側に向って貫通する貫通穴を有し、
前記材料ガス供給装置は、前記貫通穴内の全長に渡って設けられ前記主絶縁体の絶縁耐力よりも高い絶縁耐力をもつ材料からなる絶縁管部と、接地電位側に設置された材料ガスボンベと、該材料ガスボンベと前記絶縁管部の前記処理室側端部と接続する材料ガスボンベ側ガスラインと、前記絶縁管部の前記イオン源側端部と前記イオン源とを接続するイオン源側ガスラインとを有し、
前記主絶縁体の前記イオン源側と前記処理室側にはそれぞれリング状フランジが配置されており、各リング状フランジには前記貫通穴と連通するガス通過穴が形成されており、
前記絶縁管部は、前記貫通穴の内周面に被覆された絶縁コーティングであり、該絶縁コーティングの両端部には、前記主絶縁体のうち前記貫通穴の一端側と他端側の開口部分周りの部位を被覆する端部コーティング部が設けられ、
前記各リング状フランジと前記端部コーティング部との間にはOリングが介装されている、ことを特徴とするイオン注入装置。
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