JPH03279900A - 絶縁排気管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、イオン注入装置のビームライン管と真空ポ
ンプとの間に連結される絶縁排気管に関するものである
。

〔従来の技術〕

たとえば中電流イオン注入装置は、第３図に示すように
、高電位ボックスのような高電位部５゜内にイオンｆ１
５１を収納し、イオン源５１から弓き出したイオンビー
ム５２を、絶縁リング５３、ビームライン管５４および
加速管５５等を経由して、ターゲット（図示せず）に導
いている。５６は加速管５５の高電位部５０と大地電位
部間の高電位差を均等配分するために多段配置された電
極、５７は電極５６に接続された分圧抵抗である。

また、ビームライン管５４等の内部は、真空排気管５８
および絶縁排気管５９を介して、大地電位部に設けられ
た真空ポンプ６０によって排気される。この場合、絶縁
排気管５９は、高電位のビームライン管５４に接続され
た真空排気管５８と大地電位にある真空ポンプ６０とを
電気絶縁するために設けられる。

従来の絶縁排気管の構造を第４図および第５図に示して
いる。すなわち、この絶縁排気管は、高電圧を均等配分
するための複数の半月状穴付電位プレート６１を介して
、たとえばテフロン製の複数のリング状絶縁管６３を多
段に積み重ね、前記半月状穴付電位プレート６１に分圧
抵抗６２を接続し、一端をビームライン管５４に連通ず
るとともに他端を真空ポンプ６０に連通している。各半
月状穴付電位プレート６１は第５図に示すように、平板
の約半分に半月状の穴５６ａを形成したものであり、こ
れを積層方向に積み重ねた際に穴６１ａが互いに重なら
ないように取付けている。また分圧抵抗６２の抵抗値は
、リング状絶縁管６３内の電界が均一になるように１段
あたり８００ＭΩ程度にしている。

なお、６４は真空ポンプ６０側に設けられ絶縁管６３の
内径と等しい丸穴をもつリング状電位プレートである。

この絶縁排気管によれば、高電位部のビームライン管５
４と大地電位部の真空ポンプ６０との間の放電を防止で
き、耐電圧を維持することができる。すなわち、たとえ
ば半月状穴付電位プレート６１がすべてリング状電位プ
レートであった場合、高電位のビームライン管５４から
絶縁排気管に迷い込んだイオンが加速されて大地電位の
真空ポンプ６０に衝突するとともに、その衝突に伴う２
次電子の放出等により、高電位部と大地電位部との間に
真空放電を誘発する。

このような放電が誘発されると、イオン注入装置の高電
圧電源の電流容量を超える放電電流が流れるため、高電
圧電源の電流制限回路により出力が遮断され、イオン注
入装置は停止する。また放電の際に発生するノイズも非
常に大きくなり、各種の電子回路に影響を与える。

これに対し、半月状穴付電位プレート６１を用いると、
絶縁排気管内を移動するイオン等は必ず半月状穴付電位
プレート６１に衝突するため、高電位部のビームライン
管５４または大地電位部の真空ポンプ６０と、半月状穴
付電位プレート６１との間、あるいは半月状穴付電位プ
レート６１の相互間で放電が生ずる。これらの放電部位
と高電圧電源の間には分圧抵抗６２が直列に接続されて
いるため、放電電流を制限するので放電は成長せず、放
電を発生している部分の電位差が低下するため放電は消
滅する。また、放電時の高電位部の電位は放電を発生し
ていない部分で担持されている。したがって、半月状穴
付電位プレート６１を用いることにより、高電位部と大
地電位部との間の放電を防止することができる。この半
月状穴付電位プレート６１の枚数は、必要な耐圧を得る
ために３枚必要であることが実験により確かめられてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この絶縁排気管は、イオンのみならず、排気
する必要のある中性粒子の真空ポンプ６０側への移動の
妨げとなるため、コンダクタンスの減少になり、同一の
到達真空度をもつ真空ポンプ６０を用いた場合ビームラ
イン管５４での真空度が悪くなるという問題があった。

とくに、分析スリ、ト部の高真空度が要求される２価イ
オンの注入においては問題が生じ、分析スリット付近の
真空度を向上する必要があった。

したがって、この発明の目的は、高電位部の放電を防止
するとともにコンタリタンスを向上することができる絶
縁排気管を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の絶縁排気管は、複数のリング状電位プレート
を介して複数のリング状絶縁管を多段に積み重ね、前記
リング状電位プレートに分圧抵抗を接続し、一端をビー
ムライン管に連通ずるとともに他端を真空ポンプに連通
した絶縁排気管において、両端部にサプレッサ電極また
はアブソーバ電極を設けたことを特徴とするものである
。

〔作用〕

この発明の構成によれば、ビームライン管をイオンビー
ムが通過してターゲットに照射される過程で、ビームラ
イン管は真空ポンプにより真空にされる。この場合、絶
縁排気管は、リング状電位プレートを介してリング状絶
縁管を多段に積み重ねているため、従来例のように中性
粒子の移動が妨げられないので、コンタリタンスを向上
することができる。一方、イオンは、絶縁排気管の両端
部にサブレフサ電極またはアブソーバ電極により電位の
山または谷が形成されているため、イオンの大部分がサ
プレッサ電極の場合反発力により追い返され、アブソー
バ電極の場合吸引力により捕獲吸収される。ビームライ
ン管側のサブレフサ電極またはアブソーバ電極を通過し
たイオンは、リング状電位プレートへ放電し消滅する。

さらに真空ポンプ側のサプレッサ電極またはアブソーバ
電極をも通過したイオンは、大地電位部に衝突して電子
や陰イオン等を生成するが、これらが高電位部に移動す
るとき、真空ポンプ側のサプレッサ電極またはアブソー
バ電極のつくる電位により追い返されるか捕獲吸収され
、高電位部側に加速されることを防止できる。その結果
、高電位部の放電を防止することができる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。すなわち、この絶縁排気管は、複数のリング状
絶縁管１〜５と、複数のリング状電位プレート６〜９と
、分圧抵抗１０と、一対のサプレッサ電極１１．１２と
を有する。

リング状絶縁管１〜５は、複数のリング状電位プレート
６〜９を介して多段に積み重ね、一端をビームライン管
（図示せず）に連通ずるとともに他端を真空ポンプ（図
示せず）に連通している。

このリング状絶縁管１〜５はテフロン等の絶縁体により
円筒状に形成されて積層され、連結具１３によりリング
状絶縁管１〜５の相互をリング状電位プレート６〜９を
挟着するように連結している。

リング状電位プレート６〜９は、内径をリング状絶縁管
１〜５の内径とほぼ等しくした円形に形成されている。

分圧抵抗１０．１４．１５は、リング状電位プレート６
〜９に接続される。この分圧抵抗１０１４．１５は相互
に直列に接続するとともに、端のリング状電位プレート
６とビームライン管の高電位部とを分圧抵抗１６を介し
て接続し、リング状電位プレート９と真空ポンプの大地
電位部とを分圧抵抗１７を介して接続している。これら
の分圧抵抗１０，１４．１５〜１７はリング状絶縁管１
〜５内の電界を均一にするとともに、リング状電位プレ
ート６〜９への放電時の族１ｔｉｔ流を制限する等の役
目をなす。

サブレフサ電極１１．１２は両端のリング状絶縁管１．
５にそれぞれ重ねられている。このサプレッサ電極１１
．１２はリング状を実施例とし、これに絶縁管１８．１
９が重ねられて絶縁管１８とリング状絶縁管１との間お
よび絶縁管１９とリング状絶縁管５との間に挟着される
とともに、直流電源２０に接続されている。

この実施例によれば、ビームライン管をイオンビームが
通過してターゲットに照射される過程で、ビームライン
管は真空ポンプにより真空にされる。

この場合、リング状電位プレート６〜９を介してリング
状絶縁管１〜５を多段に積み重ねているため、従来例の
ように中性粒子の移動が妨げられず、単にオリフィスま
たは金網としてコンダクタンスに軽微な影響を与えるの
みであるため、コンダクタンスを向上することができる
。

一方、イオンは、絶縁排気管の両端部のサブレフサ電極
１１．１２により電位の山が形成されているため、イオ
ンの大部分が反発力により追い返される。サブレフサ電
極１１により追い返されずにビームライン管側のサブレ
フサ電極１１を通過したイオンは、従来例で説明した半
月状穴付電位プレートへの放電と同様に、リング状電位
プレート６〜９に放電し消滅する。さらに真空ポンプ側
のサプレッサ電極１２に追い返されずにサブレフサ電極
１２をも通過したイオンは真空ポンプ等の大地電位部に
衝突して電子や陰イオン等を生成するが、これらが高電
位部に移動するとき、真空ポンプ側のサブレフサ電極１
２により追い返されるため、高電位部側に加速され衝突
することを防止できる。すなわち、大地電位部において
生成された電子または陰イオンが高電位部へ加速されて
衝突した場合、その衝突部分では局部的にかなり高温に
なって吸蔵ガスや蒸気が放出されイオン化されて、高電
位部−大地電位部間の直接放電へ成長していくおそれが
ある。このように、絶縁排気管の両端部にサプレッサ電
極１１．１２を設けることにより、高電位部の放電を防
止することができ、耐電圧を向上できる。

なお、前記実施例は、イオン等を追い返すサブレフサ電
極であったが、イオン等を吸引して捕獲するアブソーバ
電極であってもよい。

またサブレフサ電極はリング状であったが、サブレフサ
電極またはアブソーバ電極に印加する電圧との兼ね合い
で適切な電界を得るために金網を使用してもよい。

〔発明の効果〕

この発明の絶縁排気管によれば、リング状電位プレート
を介してリング状絶縁管を多段に積み重ねたため、コン
ダクタンスを向上でき、高真空度を達成することができ
るとともに、両端部にサプレッサ電極またはアブソーバ
電極を設けたため、高電位部の放電を防止でき、耐電圧
を維持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はその平
面図、第３図はイオン注入装置の説明図、第４図は従来
例の断面図、第５図はその平面図である。 １〜５・・・リング状絶縁管、６〜９・・・リング状電
位プレート、１０．１４．１５〜１７・・・分圧抵抗、
１１．１２・・・サブレフサ電極 第 図 田 図 図 Ｕ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のリング状電位プレートを介して複数のリング状絶
   縁管を多段に積み重ね、前記リング状電位プレートに分
   圧抵抗を接続し、一端をビームライン管に連通するとと
   もに他端を真空ポンプに連通した絶縁排気管において、
   両端部にサプレッサ電極またはアブソーバ電極を設けた
   ことを特徴とする絶縁排気管。