JPH0574396A - ロードロツク機構をもつヒータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】真空中で、フィラメントまたはヒータを点灯す
る装置において、フィラメントまたはヒータの交換を、
ロードロック室において行い、本体装置のチャンバーの
真空を破らずに処理できる。 【構成】イオンビーム１０２は、接地アパーチャ１０
３，サプレッサ１０４を経て、ファラデーケージ１０
６，打込室回転円板１０５からなるファラデーカップに
打込まれる。ファラデーケージ１０６の側面に、電子導
入孔１１０があり、そこへロードロック室１１２からゲ
ートバルブ１１１をはさんで電子源１０８が挿入され
る。電子源のフィラメント交換は、ロードロック室のみ
大気にして行うので、本体のチャンバーの真空は破らな
くてすむ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空中で有寿命のフィ
ラメントまたは、ヒータ等を点灯する装置に係わり、特
にイオンビーム装置の帯電中和用エレクトロンシャワシ
ステム、及びこのシステムを用いたイオン打込装置、及
びイオン打込方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の帯電中和用エレクトロンシャワ
は、例えば特願昭59−166439号他に記載のように、真空
チャンバー中にフィラメントを備えており、フィラメン
トが切れたら、チャンバー内の真空を破り、大気圧にし
てからフィラメントを交換していた。

【０００３】また、フィラメントの交換に際し、電子源
部を分解しなければならない装置もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、電
子源のフィラメントが切れたらそのつど装置運転を中断
し、チャンバーの真空を破って大気にしてから、フィラ
メントの交換作業を行っていた。フィラメント交換が終
了すると、またチャンバーの真空引きを行い、装置のセ
ットアップを行って運転を再開する。この間の時間は、
個々の装置形態によりバラツキはあるが、装置中断から
完全復旧まで、約１５分から１時間かかる。

【０００５】例えば、装置が量産用イオン打込装置の場
合、この時間ロスは無視できない値である。

【０００６】さらに近年の傾向として、真空チャンバー
が大型化してきており、真空ベント，エバックの時間が
増大しつつある。

【０００７】また、一度真空を破ると、水分の付着他の
ため装置の運転状態や、処理製品の表面状態が変化し、
通常の加工状態と異なる状態になる恐れがある。特に装
置が、ＶＬＳＩ製産用イオン打込装置などの場合真空ベ
ントやエバック時の異物の舞い上がりが懸念され、不必
要に製品を汚染させてしまう恐れがある。

【０００８】本発明の目的は、真空を破らずに短時間で
フィラメントの交換ができるエレクトロンシャワシステ
ムを提供することにある。

【０００９】また他の本発明の目的は、装置運転を中断
せずにフィラメントの交換を行えるエレクトロンシャワ
システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電子源用のロードロック室を設け、本体装置のチャ
ンバーの真空を破らずに、フィラメントを交換できるよ
うにした。

【００１１】本目的達成の１形態として、電子源をロー
ドロック室からゲートバルブを介して、本体真空チャン
バ内に挿入して、電子供給できるようにし、フィラメン
ト交換時等のメンテナンス時は、ロードロック室に電子
源を戻し、ロードロック室のみ真空を破ってフィラメン
ト交換を行えるようにした。また、電子銃、またはフィ
ラメントのみをコネクタの脱着により瞬時に交換可能に
した。

【００１２】さらに、複数個の電子源を個別にロードロ
ックできるようにし、一方の電子源の稼動中に、他方の
電子源のメンテナンス（フィラメント交換）ができるよ
うにした。

【００１３】本目的達成の他の形態として、電子源また
はフィラメントを単独で取り外し可とし、ロードロック
室からこの電子源または、フィラメントを本体真空チャ
ンバ内へ移す搬送手（例えばロボット等）によって真空
チャンバに取付けられるようにした。

【００１４】

【作用】まず、ロードロック室において整備済の電子源
をセットする。次にロードロック室の真空引きを行う。
真空引きが完了したら、ゲートバルブを開け、電子源を
挿入し、所定の位置にセットする。

【００１５】このとき、電子源はロードロック室から支
持してもいいし、本体真空チャンバー内に装着し、ゲー
トバルブを閉にしてしまってもよい。後者の場合、真空
内で電子源を搬送装着させる搬送手を用いる。この搬送
手は、ロボット等による自動運転でもかまわない。

【００１６】運転中の電子源のフィラメントが切れた
ら、その電子源をロードロック室にもどし、ゲートバル
ブを閉じてロードロック室のみ大気にする。大気の状態
でフィラメントを交換し再びロードロック室の真空引き
を行う。次にゲートバルブを開け、ゲートバルブ越しに
電子源を本体に装着する。このようにして、本体の真空
チャンバーの真空は破らずにフィラメントの交換が可能
である。

【００１７】さらに、電子源を複数個備えそれぞれにつ
いて、独立に交換可能にしておくことによって、一方の
電子源の運転中に他方の電子源のフィラメントの交換を
行い、装置を停止させることなくフィラメントの交換が
可能である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
より説明する。図１ないし図２は、図３に示したイオン
打込装置等イオンビーム装置の打込室の部分である。図
３は、ほんいん出願の特願平2−159738 号の明細に記載
されているごとき従来のイオン打込装置を示したもので
ある。図３において、イオン源３０１から放出加速され
たイオンビーム３０２は、電磁石３０３内の質量分析管
３０４にて質量分離される。質量分離されたイオンのう
ち必要なイオンが質量分離スリット３０５にて選択さ
れ、打込室３０６の回転円板３０７の上の試料３０８に
イオンが打込まれる。

【００１９】図１は、従来のイオン打込装置の打込室に
本発明のエレクトロンシャワを適用した例である。イオ
ンビーム１０２は、接地されたアパーチャ１０３，負電
位のサプレッサ電極１０４を経て、打込室円板１０５と
ファラデーケージ１０６によって構成される、ファラデ
ーカップによって捕獲され、イオンビーム電流計107に
よってイオンビーム電流が計測される。ファラデーケー
ジ１０６の側面には、電子源１０８から放出される電子
１０９を導入するための開口部１１０がある。電子源１
０８は、ロードロック室１１２からゲートバルブ１１１
を介して、ファラデーケージ１０６の側面の開口部１１
０の近くに挿入される。電子源１０８はシリンダ１１３
に接続され、ロードロック室１１２からの出し入れが行
われる。フィラメントの配線は、常にロードロック室１
１２に接線されており、そこからフィラメント電源１１
４，電子加速電源１１５に接続されている。

【００２０】電子源運転中に、フィラメント１１６が切
れると、シリンダ１１３が縮み、電子源１０８がロード
ロック室１１２に引き戻される。

【００２１】そして、ゲートバルブ１１１が閉じ、ロー
ドロック室１１２の真空が破られる。そして大気になる
と、ロードロック室１１２のみを開けて、切れたフィラ
メントを交換する。そしてまた、再びロードロック室１
１２を真空引きし、高真空に達したらゲートバルブ１１
１を開けて電子源１０８をファラデーゲージ１０６へ挿
入し、フィラメント１１６を点灯させ、運転を続ける。
この間、フィラメントの切れていない電子源の方は断え
ることなく運転を続けている。

【００２２】本実施例によれば、フィラメント交換をロ
ードロック室にて行い、打込室の真空を破ることなく行
える。さらに一方のフィラメント交換中に他方のフィラ
メントが運転を続行しているので、本体装置の運転を停
止することなく、切れたフィラメントの交換を行うこと
ができる。

【００２３】図２は、図１と同様、従来のイオン打込装
置の打込室に本発明のエレクトロンシャワを適用した他
の例である。

【００２４】基本的構成は、図１と同じである。図２に
おいて、電子源２０８は、ファラデーケージ２０６に取
り付けられ、ファラデーケージ２０６の外側に配線され
たフィラメント配線とコネルタにて接続される。電子源
２０８は、ロードロック室２１２からファラデーケージ
２０６まで、搬送腕２１７によって運ばれ、ファラデー
ケージ２０６に取り付けられた後は、搬送腕から離れ
る。フィラメントを交換するときなどは、ゲートバルブ
２１１が開き搬送腕２１７が出てきて電子源２０８をつ
かみ、ロードロック室へ移す。その後の動作は、図１の
場合と基本的に等しい。

【００２５】本実施例では、あらかじめフィラメントを
セットしておいた電子源を用意していれば、ロードロッ
ク室を大気にするだけで、さらに短時間でフィラメント
交換が行われる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、ロードロック室の真空
ベント，エバックの時間だけで、フィラメント交換がな
される。フィラメント交換の際、本体装置のチャンバー
の真空は破られないので、チャンバ内の状態の変動、真
空ベントによるチャンバ内部品の水分等の吸着、ベント
及びエバック時の異物の舞い上がり等は、生じないの
で、安定した加工等の処理がなされる。

【００２７】またさらに、複数の電子源それぞれにロー
ドロックによりフィラメント交換ができるようにするこ
とにより、本体装置の運転を停止することなく、切れた
フィラメントの交換ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例をイオンビーム装置のエレク
トロンシャワに適用した例を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例をイオンビーム装置のエレ
クトロンシャワに適用した例を示す図である。

【図３】本発明を実施し得るイオン打込装置を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０２，２０２，３０２…イオンビーム、１０５，２０
５…打込室回転円板、１０６，２０６…ファラデーケー
ジ、１０８，２０８…電子源、１０９，２０９…電子、
１１１，２１１…ゲートバルブ、１１２，２１２…ロー
ドロック室、１１４，２１４…フィラメント電源、１１
５，２１５…電子加速電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｄ 8617−4Ｍ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空中で処理を行う装置において、前記真
   空処理室内へ、有寿命のフィラメントまたは、ヒータを
   点灯させる装置において、処理室の真空を破らずに、前
   記フィラメントまたは、ヒータを交換できるようにした
   ことを特徴とするロードロック機構をもつヒータ装置。
2. 【請求項２】真空バルブをはさんで、ロードロック室か
   ら本体真空処理室へ、ヒータまたはフィラメントを挿入
   し、前記ヒータまたはフィラメント交換時には、前記ロ
   ードロック室に前記ヒータまたは、フィラメントをもど
   し、真空バルブを閉じ、ロードロック室のみ大気開放し
   て、前記ヒータまたはフィラメントを交換できるように
   したことを特徴とするロードロック機構をもつヒータ装
   置。
3. 【請求項３】コネクタにより、ヒータまたはフィラメン
   ト回りの部分を脱着可能にしたことを特徴とする請求項
   １又は２記載のロードロック機構をもつヒータ装置。
4. 【請求項４】真空処理室内の搬送腕により、ロードロッ
   ク室から本体処理室内に、ヒータまたはフィラメントを
   装着することができることを特徴とした請求項３記載の
   ロードロック機構をもつヒータ装置。
5. 【請求項５】搬送腕を自動動作可能なロボットにしたこ
   とを特徴とする請求項４記載のロードロック機構をもつ
   ヒータ装置。
6. 【請求項６】複数のヒータまたはフィラメントをそれぞ
   れ個別に交換できることを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれか１項に記載のロードロック機構をもつヒータ
   装置。
7. 【請求項７】一方のヒータまたはフィラメントを点灯中
   に他方のヒータまたはフィラメントを交換できるように
   し、本体装置の運転を止めることなく、前記ヒータまた
   はフィラメントを交換可能にしたことを特徴とする請求
   項１ないし６のいずれか１項に記載のロードロック機構
   をもつヒータ装置。
8. 【請求項８】前記ヒータが、電子放出用のフィラメント
   であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１
   項に記載のロードロック機構をもつヒータ装置。
9. 【請求項９】前記請求項８のヒータ装置を、帯電中和用
   の電子源、またはイオン源部分に用いたことを特徴とす
   るイオン打込装置。
10. 【請求項１０】請求項９記載のヒータ装置を用いて、全
    体装置運転稼動中でもフィラメントの交換を行えること
    を特徴としたイオン打込方法。
11. 【請求項１１】前記請求項８のヒータ装置を電子ビーム
    蒸着に用いたことを特徴とするロードロック機構をもつ
    ヒータ装置。