JPH0922675A - Ion implanting device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
等に用いられるイオン注入装置に関し、さらに詳しく
は、イオンビームをイオン源より引き出す引き出し電極
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion implantation apparatus used in a semiconductor device manufacturing process and the like, and more particularly to an extraction electrode for extracting an ion beam from an ion source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、イオン注入装置は半導体集積回路
の製造工程において最も多用されている装置の一つで、
常に稼働状態にある。従って、イオン注入装置の故障を
させないことや、イオン注入装置の稼働を止めて行う定
期的な装置整備の期間をできるだけ長期間にし、イオン
注入装置を連続稼働状態を維持すること等が望まれる。
イオン源、質量分離器、後段加速管、ビーム走査器およ
び打ち込み室より構成されたイオン注入装置において、
保守項目の一つに、イオン源のイオン引き出し電極を電
極固定基板より電気的に絶縁して固定させる絶縁体支柱
の絶縁性を確保するための定期的なクリーニング作業が
ある。2. Description of the Related Art At present, an ion implantation apparatus is one of the most frequently used apparatuses in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits.
Always operational. Therefore, it is desired that the ion implanter is not broken down and that the periodical maintenance of the ion implanter is stopped to be as long as possible to maintain the ion implanter in a continuous operating state.
In an ion implanter composed of an ion source, a mass separator, a post-stage acceleration tube, a beam scanner and an implantation chamber,
One of the maintenance items is a periodical cleaning operation for ensuring the insulation of the insulator pillar that electrically fixes and fixes the ion extraction electrode of the ion source from the electrode fixing substrate.
【０００３】この絶縁体支柱の絶縁性が劣化する原因
は、イオン源のソース部で放電により発生させたイオン
注入のためのイオンや、このイオンがソース部の構成材
料をスパッタしてできる金属原子やイオン注入装置内の
高圧電極構成材料をスパッタしてできる金属原子等が引
き出し電極の絶縁体支柱に付着する為である。さらにこ
の絶縁体支柱に付着した、注入するためのイオンがイオ
ン注入装置内の残留ガスと反応して他の物質となって導
電性が生じ、絶縁体支柱の絶縁性を劣化させている場合
もある。従来、上述のような絶縁体支柱の絶縁性劣化を
防止するため、絶縁体支柱を汚染防止用シールドカップ
で取り囲む手段が取られていた。この従来の汚染防止用
のシールドカップを取り付けたイオン引き出し電極を持
つイオン源の概略断面構造の一例を図３（ａ）、（ｂ）
に示す。以下この図３（ａ）、（ｂ）を参照して従来の
イオン引き出し電極構造を説明する。The cause of deterioration of the insulating property of the insulator pillar is ions for ion implantation generated by discharge in the source part of the ion source, and metal atoms formed by the ions by sputtering the constituent material of the source part. This is because metal atoms or the like produced by sputtering the high-voltage electrode constituent material in the ion implantation apparatus adhere to the insulating pillars of the extraction electrode. In addition, when the ions for implantation attached to the insulator pillars react with the residual gas in the ion implanter to become another substance and conductivity is generated, the insulating pillars may be deteriorated in insulation property. is there. Conventionally, in order to prevent the above-mentioned deterioration of the insulation of the insulating support, a means for surrounding the insulating support with a pollution-preventing shield cup has been taken. An example of a schematic cross-sectional structure of an ion source having an ion extraction electrode attached with a conventional shield cup for preventing contamination is shown in FIGS.
Shown in A conventional ion extraction electrode structure will be described below with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).
【０００４】図３（ａ）はイオン注入装置を構成するイ
オン源の概略断面図で、イオン源はイオンソース部１と
イオン引き出し電極部２より構成されている。イオンソ
ース部１は、アーク放電をさせるアークチャンバ１１
と、このアークチャンバ１１に絶縁体１２で保持された
タングステンフィラメント１３と、アークチャンバ１１
に接続されていてイオン化させるガスを導入するガス導
入パイプ１４とにより構成されている。また、このアー
クチャンバ１１には、イオンを引き出す縦長の引き出し
スリット１５が設けられている。一方、イオン引き出し
電極部２は、楕円形状の円筒１６と電圧導入部１７を持
ち、引き出しスリット１５に対応して縦長のスリット１
８が設けられたイオン引き出し電極１９と、汚染防止用
シールドカップ２０、２１をもった絶縁体支柱２２を介
してイオン引き出し電極１９を保持している電極固定基
板２３より構成されている。図３（ｂ）は図３（ａ）の
イオン引き出し電極部２の破線で囲まれた部分Ａを拡大
し、詳細に示したものである。イオン引き出し電極１９
は２個の汚染防止用シールドカップ２０、２１と絶縁体
支柱２２を介して電極固定基板２３に、２個のネジ２
４、２５で固定されている。FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of an ion source that constitutes an ion implantation apparatus. The ion source comprises an ion source section 1 and an ion extraction electrode section 2. The ion source unit 1 includes an arc chamber 11 that causes an arc discharge.
A tungsten filament 13 held by an insulator 12 in the arc chamber 11, and the arc chamber 11
And a gas introduction pipe 14 for introducing a gas to be ionized. Further, the arc chamber 11 is provided with a vertically long extraction slit 15 for extracting ions. On the other hand, the ion extracting electrode section 2 has an elliptic cylinder 16 and a voltage introducing section 17, and has a vertically long slit 1 corresponding to the extracting slit 15.
8 is provided, and an electrode fixing substrate 23 holding the ion extracting electrode 19 via an insulator support 22 having shield cups 20 and 21 for preventing contamination. FIG. 3B is an enlarged and detailed view of a portion A of the ion extraction electrode portion 2 of FIG. 3A surrounded by a broken line. Ion extraction electrode 19
Is attached to the electrode fixing substrate 23 via the two pollution prevention shield cups 20 and 21 and the insulator support 22, and the two screws 2
4 and 25 are fixed.
【０００５】上述したイオン源によりイオンビームを発
射させるときは、イオン化させるガスをアークチャンバ
１１に導入し、タングステンフィラメント１３を加熱し
て熱電子を放出させて、タングステンフィラメント１３
とアークチャンバ１１との間に印加された電圧によるア
ーク放電でアークチャンバ１１内にイオンを発生させ
る。この発生したイオンは、イオン引き出し電極部２に
よりアークチャンバ１１より引き出され、イオン引き出
し電極１９のスリット１８を通ってイオン源よりイオン
ビームが放出される。この様なイオン源の動作状態にお
いて、発生したイオン自体および上述した様な原因にて
発生した汚染物質が、拡散によってイオン引き出し電極
１９を保持している絶縁体支柱２２の側面に堆積し、絶
縁体支柱２２の絶縁性を劣化させる。この様になるとイ
オン引き出し電極１９の設定電圧が変動し、イオン注入
装置の動作異常となったり、極端な場合はイオン引き出
し電極１９に電圧を与えている電源が故障したりする。
通常は、この様な現象が発生する前に、絶縁体支柱２２
の側面に堆積した汚染物質を除去するためのクリーニン
グを定期的に実施する。現状ではこの定期的クリーニン
グの周期が短いため、クリーニング自体の作業工数損失
やイオン注入装置の稼働率低下がある。When the ion beam is emitted by the above-mentioned ion source, a gas to be ionized is introduced into the arc chamber 11, the tungsten filament 13 is heated to emit thermoelectrons, and the tungsten filament 13 is emitted.
Ions are generated in the arc chamber 11 by the arc discharge caused by the voltage applied between the arc chamber 11 and the arc chamber 11. The generated ions are extracted from the arc chamber 11 by the ion extraction electrode unit 2, pass through the slit 18 of the ion extraction electrode 19, and an ion beam is emitted from the ion source. In such an operating state of the ion source, the generated ions themselves and the pollutants generated due to the above-mentioned causes are accumulated on the side surface of the insulator pillar 22 holding the ion extraction electrode 19 by diffusion, and insulation is performed. The insulation of the body support 22 is deteriorated. In such a case, the set voltage of the ion extraction electrode 19 fluctuates, the operation of the ion implantation apparatus becomes abnormal, and in an extreme case, the power supply that supplies the voltage to the ion extraction electrode 19 fails.
Normally, before the occurrence of such a phenomenon, the insulator support 22
Cleaning is regularly performed to remove contaminants accumulated on the side surface of the. At present, this periodic cleaning cycle is short, which results in a loss of man-hours for cleaning itself and a decrease in the operating rate of the ion implantation apparatus.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、イオ
ン注入装置のイオン源のイオン引き出し電極を固定して
いる絶縁体支柱の側面に汚染物質が堆積して起こる絶縁
性劣化を押さえて、絶縁体支柱の定期的クリーニングの
周期を長くし、クリーニング自体の作業工数損失やイオ
ン注入装置の稼働率低下の問題を解決することが可能な
イオン注入装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to suppress the deterioration of insulation caused by the deposition of contaminants on the side surface of an insulator pillar which fixes an ion extraction electrode of an ion source of an ion implanter. It is an object of the present invention to provide an ion implanter capable of prolonging the period of periodic cleaning of an insulator support column and solving the problems of loss of man-hours for cleaning itself and reduction of operating rate of the ion implanter.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のイオン注入装置
は、上述の課題を解決するために提案するものであり、
イオン引き出し電極側に設けられた第１の汚染防止用シ
ールドカップと、電極固定基板側に設けられた第２の汚
染防止用シールドカップとにより取り囲まれた絶縁体支
柱を持つイオン引き出し電極部構造のイオン源を有する
イオン注入装置であって、これら汚染防止用シールドカ
ップの一方は、２重の側壁を有し、この２重側壁の中間
に他方の汚染防止用シールドカップの側壁が挿入され、
絶縁体支柱と汚染防止用シールドカップの側壁間および
２個の汚染防止用シールドカップ間には間隔を設けたイ
オン引き出し電極部構造のイオン源を有することを特徴
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An ion implantation apparatus according to the present invention is proposed to solve the above-mentioned problems.
Of the ion extraction electrode section structure having an insulator support surrounded by a first contamination prevention shield cup provided on the ion extraction electrode side and a second contamination prevention shield cup provided on the electrode fixing substrate side An ion implanter having an ion source, wherein one of these pollution prevention shield cups has a double side wall, and the side wall of the other pollution prevention shield cup is inserted between the double side walls,
The present invention is characterized in that an ion source having an ion extraction electrode portion structure is provided between the insulator pillar and the side wall of the pollution prevention shield cup and between the two pollution prevention shield cups.
【０００８】また、本発明のイオン注入装置は、イオン
引き出し電極側に設けられた第１の汚染防止用シールド
カップと、電極固定基板側に設けられた第２の汚染防止
用シールドカップとにより取り囲まれた絶縁体支柱を持
つイオン引き出し電極部構造のイオン源を有するイオン
注入装置であって、これら汚染防止用シールドカップの
一方を、類似の形状で大きさの異なる２個のカップを重
ねた構成とし、重ねられた２個のカップの側壁の中間に
他方の汚染防止用シールドカップの側壁が挿入され、絶
縁体支柱と汚染防止用シールドカップの側壁間および２
個の汚染防止用シールドカップ間には間隔を設けたイオ
ン引き出し電極部構造のイオン源を有することを特徴と
するものである。Further, the ion implantation apparatus of the present invention is surrounded by a first contamination prevention shield cup provided on the ion extraction electrode side and a second contamination prevention shield cup provided on the electrode fixing substrate side. Ion implanting apparatus having an ion source having an ion extraction electrode structure having an isolated support pillar, in which one of these shield cups for preventing pollution is stacked with two cups having similar shapes and different sizes. The side wall of the other pollution prevention shield cup is inserted in the middle of the side walls of the two stacked cups, and the space between the side wall of the insulator support and the side wall of the pollution prevention shield cup and 2
The present invention is characterized in that an ion source having an ion extraction electrode section structure is provided between the individual shield cups for preventing pollution.
【０００９】更に、本発明のイオン注入装置は、２個の
汚染防止用シールドカップの側壁が互いに挿入され重な
り合う部分の長さが、一方の汚染防止用シールドカップ
の側壁の先端と他方の汚染防止用シールドカップの底部
との間隔の２倍以上とすることを特徴とするものであ
る。Further, in the ion implantation apparatus of the present invention, the lengths of the portions where the side walls of the two pollution prevention shield cups are inserted and overlap each other are such that the tip of the side wall of one pollution prevention shield cup and the other side of the pollution prevention shield cup. It is characterized in that it is at least twice the distance from the bottom of the shield cup.
【００１０】更にまた、本発明のイオン注入装置は、絶
縁体支柱と汚染防止用シールドカップの側壁との間隔お
よび２個の汚染防止用シールドカップの相互の間隔を、
イオン引き出し電極に印加される電圧において、火花放
電する間隔を越える範囲に広げるが、イオン注入装置内
で発生した数百μｍの金属性ダストが上記の絶縁体支柱
や２汚染防止用シールドカップに付着しても火花放電す
る間隔以下に成らない程度に狭い間隔として構成したこ
とを特徴とするものである。Furthermore, in the ion implantation apparatus of the present invention, the distance between the insulator pillar and the side wall of the pollution prevention shield cup and the distance between the two pollution prevention shield cups are set to
In the voltage applied to the ion extraction electrode, it spreads to a range exceeding the interval of spark discharge, but metallic dust of several hundreds of μm generated in the ion implantation device adheres to the above-mentioned insulator support pillar and the shield cup for preventing pollution 2. It is characterized in that the intervals are so narrow as not to become less than the interval for spark discharge.
【００１１】また、本発明のイオン注入装置は、上述し
た汚染防止用シールドカップを絶縁体で構成することを
特徴とするものである。。Further, the ion implantation apparatus of the present invention is characterized in that the above-mentioned pollution-preventing shield cup is made of an insulator. .
【００１２】[0012]
【作用】本発明の骨子は、イオン引き出し電極部の絶縁
体支柱の汚染による絶縁性劣化軽減を図るために、２個
の汚染防止用シールドカップの一方を２重の側壁を持た
せ、この２重の側壁の中間に他方の汚染防止用シールド
カップの側壁を挿入したイオン引き出し電極部構造のイ
オン源を有するイオン注入装置にある。イオン源でイオ
ンビームを放射時は、イオンソース部のアークチャンバ
にイオン化させるガスが導入されて、アークチャンバ内
は数十ｍＴｏｒｒ〜数百ｍＴｏｒｒの圧力となってお
り、このごく近傍にあるイオン引き出し電極部の絶縁体
支柱の付近は、高真空にならず、まだ１ｍＴｏｒｒ程度
の圧力があるものと考えられる。従って、絶縁体支柱の
付近のイオン原子を含む残留分子の平均自由行程Ｌは数
ｃｍ程度となる。The essence of the present invention is that one of the two pollution prevention shield cups has a double side wall in order to reduce the deterioration of the insulation due to the contamination of the insulator support of the ion extraction electrode section. The ion implantation apparatus has an ion source having an ion extraction electrode section structure in which the side wall of the other shield cup for preventing contamination is inserted in the middle of the heavy side wall. When the ion beam is emitted from the ion source, a gas to be ionized is introduced into the arc chamber of the ion source, and the pressure in the arc chamber is several tens of mTorr to several hundreds of mTorr. It is considered that the vicinity of the insulator pillar of the electrode portion does not become a high vacuum and there is still a pressure of about 1 mTorr. Therefore, the mean free path L of the residual molecules including the ion atoms near the insulator pillar is about several cm.
【００１３】一方、通常の絶縁体支柱の汚染防止用シー
ルドカップの側壁長Ａは１ｃｍ程度で、２個の汚染防止
用シールドカップの側壁間の間隔Ｄ1 や一方の側壁と他
方の底部との間隔Ｄ2 は２ｍｍ程度なので、平均自由行
程Ｌに比べて非常に小さくはない。従って、残留ガス中
に含まれる汚染物質は汚染防止用シールドカップを回り
込んで絶縁体支柱に付着し絶縁性を劣化させている。い
ま、残留ガス中に含まれる汚染物質が汚染防止用シール
ドカップの側面等の物体の表面に衝突したとき、必ずそ
の表面に付着すると仮定し、汚染防止用シールドカップ
の側壁の高さをＨとすると、２個の汚染防止用シールド
カップに取り囲まれた絶縁体支柱に付着する汚染物質の
単位時間当たりの付着量は、（Ｄ1 ／２πＨ）×（Ｄ2
／Ｌ）に概略比例すると考えられる。On the other hand, the side wall length A of the conventional pollution prevention shield cup of the insulator pillar is about 1 cm, and the distance D 1 between the side walls of the two pollution prevention shield cups and the side wall of one side and the bottom of the other side. Since the distance D 2 is about 2 mm, it is not very small compared to the mean free path L. Therefore, the pollutants contained in the residual gas flow around the pollution-preventing shield cup and adhere to the insulator columns to deteriorate the insulating property. Now, assuming that the contaminant contained in the residual gas collides with the surface of an object such as the side surface of the pollution prevention shield cup, it is assumed that it adheres to the surface without fail, and the height of the side wall of the pollution prevention shield cup is set to H. Then, the adhered amount of the pollutant adhered to the insulator support surrounded by the two pollution prevention shield cups per unit time is (D 1 / 2πH) × (D 2
/ L).
【００１４】そこで、請求項１または請求項２のよう
に、一方の汚染防止用シールドカップの側壁を２重に
し、この２重の側壁の中間に他方の汚染防止用シールド
カップの側壁を挿入すると、従来の汚染物質の単位時間
当たりの付着量より更に（Ｄ1 ／２πＨ）×（Ｄ2 ／
Ｌ）だけ少なくなり、従って定期クリーニングを必要と
する期間をそれだけ長くすることが可能となる。上記の
概略計算値では２桁以上定期クリーニング期間が長くな
るが、この値は汚染防止用シールドカップの側面等の物
体の表面に衝突したときは必ずその表面に付着すると仮
定したこと等によるものと考えられる。しかし、前記仮
定が大幅に異ならない限り、即ち付着率が１／２より大
きければ、定期的クリーニング期間を確実に２倍以上長
くすることが可能である。Therefore, when the side wall of one of the pollution preventing shield cups is doubled and the side wall of the other pollution preventing shield cup is inserted in the middle of the double side wall as in the first or second aspect. , (D 1 / 2πH) × (D 2 /
L), so that it is possible to lengthen the period in which periodic cleaning is required. In the above rough calculation value, the regular cleaning period will be longer by 2 digits or more, but it is assumed that this value is assumed to adhere to the surface of an object such as the side surface of the pollution prevention shield cup without fail when it collides with the surface. Conceivable. However, as long as the above assumption does not differ significantly, that is, if the adhesion rate is greater than 1/2, it is possible to reliably lengthen the regular cleaning period by more than twice.
【００１５】また、上記のことより明らかな様に、請求
項３の汚染防止用シールドカップの側壁の重なる部分を
側壁と底部の間隔の２倍以上にすれば、定期クリーニン
グ期間は大幅に長くすることが可能となる。なお、ここ
で側壁の重なる部分を側壁と底部の間隔の２倍以上とし
た理由は、最初の側壁間を拡散してきた汚染物質で、こ
の側壁間の底部付近の残留ガスと衝突し散乱したもの
が、直接絶縁体支柱に付するのを避ける為である。更
に、上述の式より明らかな様に、請求項４の汚染防止用
シールドカップ間の間隔や、汚染防止用シールドカップ
の側壁と絶縁体支柱との間隔を狭くすることにより、此
等間隔に比例して単位時間当たりの付着量が減少するの
で、定期クリーニング期間をそれだけ長くすることが可
能となる。Further, as is clear from the above, if the overlapped portion of the side wall of the pollution control shield cup is set to be twice or more the distance between the side wall and the bottom, the periodic cleaning period is significantly lengthened. It becomes possible. The reason why the overlapped portion of the side walls is more than twice the distance between the side wall and the bottom is that the pollutants diffused between the first side walls, which are scattered by colliding with the residual gas near the bottom between the side walls. However, it is for avoiding attaching directly to the insulator support. Further, as is clear from the above equation, by narrowing the distance between the pollution prevention shield cups and the distance between the side wall of the pollution prevention shield cup and the insulator support, the proportion is proportional to these distances. As a result, the amount of adhesion per unit time is reduced, so that the regular cleaning period can be extended by that much.
【００１６】なお、真空度が１ｍＴｏｒｒ程度以下の状
態での火花放電は、電界による電子の放出とこの電子ビ
ームによる局部加熱等により起こると言われており、電
極材料や表面状態によっても異なるが、電極間隔が１ｍ
ｍの時で３０ＫＶ以上ある。通常のイオン引き出し電極
の電圧は１０ＫＶ程度なので、数百μｍの金属ダスト付
着による火花放電の可能性を考慮すると、最短の電極間
隔としては１ｍｍ程度である。また、請求項５のよう
に、汚染防止用シールドカップを絶縁体にすれば、汚染
物質膜が堆積して汚染防止用シールドカップ間に電界が
掛かるようになり、この汚染防止用シールドカップ上に
大きな金属ダストが付着して火花放電しても、汚染物質
膜の抵抗が大きい状態にある期間においては、イオン引
き出し電極の電圧変動や電源の故障にはならない。Incidentally, it is said that the spark discharge in a state where the degree of vacuum is about 1 mTorr or less is caused by the emission of electrons by the electric field and the local heating by the electron beam, and it depends on the electrode material and the surface condition. Electrode spacing is 1m
At m, there is more than 30KV. Since the voltage of a normal ion extracting electrode is about 10 KV, the shortest electrode interval is about 1 mm in consideration of the possibility of spark discharge due to metal dust adhesion of several hundred μm. Further, when the pollution prevention shield cup is made of an insulator as in claim 5, an electric field is applied between the pollution prevention shield cups by depositing a contaminant film on the pollution prevention shield cup. Even if a large amount of metal dust adheres and spark discharge occurs, the voltage fluctuation of the ion extraction electrode and the power supply failure do not occur during the period when the resistance of the contaminant film is large.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図３中の構成部分と同様の構成部分には、同一の参照符
号を付すものとする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The same components as those in FIG. 3 referred to in the description of the prior art are denoted by the same reference numerals.
【００１８】実施例１ 本実施例はイオン注入装置を構成するイオン源のイオン
引き出し電極部に本発明を適用した例であり、これを図
１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図１はイオン引
き出し電極部のイオン引き出し電極を電極固定基板に固
定する絶縁体支柱およびこの絶縁体支柱の絶縁性を維持
させるための汚染防止用シールドカップの概略構造を示
したもので、（ａ）は絶縁体支柱および汚染防止用シー
ルドカップの概略斜視図を、（ｂ）は此れ等を用いてイ
オン引き出し電極を電極固定基板の固定した時の概略断
面図である。Example 1 This example is an example in which the present invention is applied to an ion extraction electrode portion of an ion source constituting an ion implantation apparatus, and this will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b). . FIG. 1 shows a schematic structure of an insulator pillar for fixing the ion extracting electrode of the ion extracting electrode portion to an electrode fixing substrate and a contamination prevention shield cup for maintaining the insulating property of the insulator pillar. 8B is a schematic perspective view of an insulator support pillar and a contamination prevention shield cup, and FIG. 9B is a schematic cross-sectional view of the ion extraction electrode fixed to the electrode fixing substrate using these.
【００１９】まず、図１（ａ）に示す様に、イオン引き
出し電極側に設置する第１の汚染防止用シールドカップ
２０は、第１側壁３１と第３側壁３２の２重の側壁と底
部３３とによる円筒状のカップ形状で底部３３の中心に
は固定用の開口３４が開けられた構造とする。また、絶
縁体支柱２２は固定用の２個のネジ穴３３が形成されて
いる。電極固定基板側に設置する第２の汚染防止用シー
ルドカップ２１は、第２の側壁３６と固定用の開口３８
が開けられた底部３７とによる円筒状のカップ形状の構
造とする。これら２個の汚染防止用シールドカップ２
０、２１と絶縁体支柱２２を用い、イオン引き出し電極
１９を電極固定基板２３に固定ネジ２４、２５で固定し
た状態の概略断面構造を示したのが、図１（ｂ）であ
る。First, as shown in FIG. 1A, the first contamination preventing shield cup 20 installed on the side of the ion extracting electrode has a double side wall of a first side wall 31 and a third side wall 32 and a bottom portion 33. It has a cylindrical cup-like shape with a structure in which a fixing opening 34 is formed at the center of the bottom portion 33. Further, the insulator support column 22 is formed with two screw holes 33 for fixing. The second contamination prevention shield cup 21 installed on the electrode fixing substrate side has the second side wall 36 and the fixing opening 38.
A cylindrical cup-shaped structure is formed by the bottom portion 37 having an opening. These two shield cups 2 for pollution prevention
FIG. 1B shows a schematic cross-sectional structure in which the ion extraction electrode 19 is fixed to the electrode fixing substrate 23 with fixing screws 24 and 25 by using 0 and 21 and the insulator support 22.
【００２０】いま、一例として、直径１０ｍｍ、高さ１
０ｍｍの円柱で、４．５ｍｍφのネジ穴３３が開いたセ
ラミックの絶縁体支柱２２が使用された場合において、
図１に示した汚染防止用シールドカップの材料、寸法に
関して以下に述べる。第１の汚染防止用シールドカップ
２０は、０．５ｍｍのＡｌ板をプレス法により外径２２
ｍｍφで高さ９ｍｍの円筒状のカップを形成し、カップ
の底部３３の中心に４．７ｍｍφの固定用の開口３４を
形成し、次に板厚０．５ｍｍのＡｌ板により高さ８．５
ｍｍ、外径１４ｍｍφの円筒を作製し、これを上記のカ
ップに中心軸を一致させて溶接して形成する。第２の汚
染防止用シールドカップ２１は、０．５ｍｍのＡｌ板を
プレス法により外径１８ｍｍφで高さ９ｍｍの円筒状の
カップを形成し、カップの底部３７の中心に４．７φの
固定用の開口３８を開けて形成する。この様な寸法とし
た時、第１、第２、第３側壁および絶縁体支柱２２の相
互の間隔や第２、第３側壁と対向する底部との間隔は
１．５ｍｍとなる。Now, as an example, a diameter of 10 mm and a height of 1
In the case where a ceramic insulator column 22 having a 0 mm column and a 4.5 mmφ screw hole 33 is used,
The materials and dimensions of the pollution prevention shield cup shown in FIG. 1 will be described below. The first pollution-preventing shield cup 20 has an outer diameter 22 of 0.5 mm formed by pressing an Al plate.
A cylindrical cup having a diameter of 9 mm and a height of 9 mm is formed, a fixing opening 34 having a diameter of 4.7 mm is formed at the center of the bottom portion 33 of the cup, and then a height of 8.5 is formed by an Al plate having a thickness of 0.5 mm.
A cylinder having a diameter of 14 mm and an outer diameter of 14 mm is produced, and this is formed by welding the above-mentioned cup with its central axis aligned. The second pollution-preventing shield cup 21 is formed by pressing a 0.5 mm Al plate into a cylindrical cup having an outer diameter of 18 mmφ and a height of 9 mm, and is fixed to the center of the bottom portion 37 of the cup with 4.7φ. Is formed by opening the opening 38. With such dimensions, the mutual distance between the first, second and third side walls and the insulator pillar 22 and the distance between the second and third side walls and the facing bottom are 1.5 mm.
【００２１】ここでは汚染防止用シールドカップ２０、
２１の材質をＡｌとしたが、他の金属材料でもよく、絶
縁体材料でもよい。また、上述した寸法で作製された汚
染防止用シールドカップ２０、２１の構造は一例であっ
て、本発明の技術的思想の範囲内で寸法を変えた構造を
とることも可能である。さらに、絶縁体支柱が角柱であ
る場合は、角形の側壁を持つ汚染防止用シールドカップ
として、絶縁体支柱と側壁の間隔および側壁間の間隔を
均一にすることが望ましい。さらにまた、２重側壁をゆ
うする第１の汚染防止用シールドカップ２０を電極固定
基板２３側にし、第２の汚染防止用シールドカップ２１
をイオン引き出し電極１９側に配置して、イオン引き出
し電極１９を電極固定基板２３に絶縁体支柱２２で固定
させてもよい。Here, a shield cup 20 for preventing pollution is provided.
Although the material of 21 is Al, it may be another metal material or an insulator material. Further, the structure of the pollution-preventing shield cups 20 and 21 manufactured with the above-described dimensions is an example, and it is also possible to adopt a structure with different dimensions within the scope of the technical idea of the present invention. Further, when the insulator pillar is a prism, it is desirable that the distance between the insulator pillar and the side wall and the distance between the side walls are uniform as a pollution-preventing shield cup having a rectangular side wall. Furthermore, the first pollution prevention shield cup 20 having a double side wall is provided on the electrode fixing substrate 23 side, and the second pollution prevention shield cup 21 is provided.
May be arranged on the side of the ion extraction electrode 19 and the ion extraction electrode 19 may be fixed to the electrode fixing substrate 23 by the insulator support 22.
【００２２】実施例２ 本実施例はイオン注入装置を構成するイオン源のイオン
引き出し電極部に本発明を適用した例であり、これを図
２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図２はイオン引
き出し電極部のイオン引き出し電極を電極固定基板に固
定する絶縁体支柱およびこの絶縁体支柱の絶縁性を維持
させるための汚染防止用シールドカップの概略構造を示
したもので、（ａ）は絶縁体支柱および汚染防止用シー
ルドカップの概略斜視図を、（ｂ）は此れ等を用いてイ
オン引き出し電極を電極固定基板の固定した時の概略断
面図である。Embodiment 2 This embodiment is an example in which the present invention is applied to an ion extraction electrode portion of an ion source constituting an ion implantation apparatus, which will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). . FIG. 2 shows a schematic structure of an insulator pillar for fixing the ion extracting electrode of the ion extracting electrode portion to the electrode fixing substrate and a contamination preventing shield cup for maintaining the insulating property of the insulator pillar. 8B is a schematic perspective view of an insulator support pillar and a contamination prevention shield cup, and FIG. 9B is a schematic cross-sectional view of the ion extraction electrode fixed to the electrode fixing substrate using these.
【００２３】まず、図２（ａ）に示す如く、イオン引き
出し電極側に設置する第１の汚染防止用シールドカップ
は、第１側壁３１と底部３３とで構成され、底部３３の
中心には固定用の開口３４が開けられた円筒状の第１カ
ップ２０ａと、第３側壁３２と底部３９とで構成され、
底部３９の中心には固定用の開口４０が開けられた円筒
状の第２カップ２０ｂとで構成させる。また、絶縁体支
柱２２は固定用の２個のネジ穴３３が形成されている。
電極固定基板側に設置する第２の汚染防止用シールドカ
ップ２１は第２の側壁３６と固定用の開口３８が開けら
れた底部３７とによる円筒状のカップ形状の構造とす
る。この２個の汚染防止用シールドカップ２０、２１と
絶縁体支柱２２を用い、イオン引き出し電極１９を電極
固定基板２３に固定ネジ２４、２５で固定した状態の概
略断面構造を示したのが、図２（ｂ）である。本実施例
における汚染防止用シールドカップの材質や寸法も、実
施例１の場合と同様である。First, as shown in FIG. 2A, the first contamination preventing shield cup installed on the side of the ion extracting electrode is composed of the first side wall 31 and the bottom portion 33, and is fixed to the center of the bottom portion 33. A first cup 20a having a cylindrical shape with an opening 34 for opening, a third side wall 32 and a bottom 39,
The bottom 39 has a cylindrical second cup 20b having a fixing opening 40 at the center thereof. Further, the insulator support column 22 is formed with two screw holes 33 for fixing.
The second pollution prevention shield cup 21 installed on the electrode fixing substrate side has a cylindrical cup-shaped structure composed of the second side wall 36 and the bottom portion 37 in which the fixing opening 38 is opened. The schematic cross-sectional structure in a state in which the ion extraction electrode 19 is fixed to the electrode fixing substrate 23 by the fixing screws 24 and 25 using the two pollution preventing shield cups 20 and 21 and the insulator support 22 is shown in the figure. 2 (b). The material and dimensions of the pollution-preventing shield cup in this embodiment are the same as those in the first embodiment.
【００２４】また、実施例１と同様に、汚染防止用シー
ルドカップは、材質としてＡｌ以外の金属材料でも絶縁
体でもよく、本発明の技術的思想の範囲なら、寸法を変
えた構造をとることも可能である。さらに、絶縁体支柱
が角柱である場合は、角形の側壁を持つ汚染防止用シー
ルドカップとして、絶縁体支柱と側壁の間隔および側壁
間の間隔を均一にすることが望ましい。さらにまた、２
重側壁を有する第１の汚染防止用シールドカップ２０を
電極固定基板２３側にし、第２の汚染防止用シールドカ
ップ２１をイオン引き出し電極１９側に配置して、イオ
ン引き出し電極１９を電極固定基板２３に絶縁体支柱２
２で固定させてもよい。Further, as in the first embodiment, the pollution-preventing shield cup may be made of a metal material other than Al or an insulator, and within the scope of the technical concept of the present invention, the structure having different dimensions is adopted. Is also possible. Further, when the insulator pillar is a prism, it is desirable that the distance between the insulator pillar and the side wall and the distance between the side walls are uniform as a pollution-preventing shield cup having a rectangular side wall. Furthermore, 2
The first pollution prevention shield cup 20 having a heavy side wall is arranged on the electrode fixing substrate 23 side, the second pollution prevention shield cup 21 is arranged on the ion extracting electrode 19 side, and the ion extracting electrode 19 is arranged on the electrode fixing substrate 23. Insulator support 2
It may be fixed at 2.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のイオン注入装置は、イオン源のイオン引き出し電極を
固定している絶縁体支柱の側面への汚染物質の堆積速度
を大幅に低減させることが可能となる。この結果、汚染
物質が一定量以上堆積して絶縁体支柱の絶縁性劣化し、
イオン引き出し電極の電圧変動が制限値以上になった
り、電源の故障の原因となったりする前に行う絶縁体支
柱の定期的クリーニングの周期を大幅に長くすることが
でき、クリーニング自体の作業工数損失を軽減し、イオ
ン注入装置の稼働率を向上させることが可能となる。As is apparent from the above description, the ion implantation apparatus of the present invention greatly reduces the deposition rate of contaminants on the side surface of the insulator pillar that fixes the ion extraction electrode of the ion source. It becomes possible. As a result, a certain amount or more of pollutants are deposited and the insulation of the insulator pillar deteriorates,
It is possible to significantly lengthen the cycle of periodic cleaning of the insulator support before the fluctuation of the voltage of the ion extraction electrode exceeds the limit value or cause a power supply failure, resulting in a loss of man-hours for cleaning itself. It is possible to improve the operating rate of the ion implantation apparatus by reducing the above.
【図１】本発明をイオン注入装置を構成するイオン源の
イオン引き出し電極部に適用した実施例１の汚染防止用
シールドカップの概略構造を示したもので、（ａ）は絶
縁体支柱および汚染防止用シールドカップの概略斜視
図、（ｂ）は此れ等を用いてイオン引き出し電極を電極
固定基板の固定した時の概略断面図である。FIG. 1 shows a schematic structure of a contamination prevention shield cup according to a first embodiment in which the present invention is applied to an ion extraction electrode section of an ion source that constitutes an ion implantation apparatus. FIG. FIG. 3B is a schematic perspective view of the prevention shield cup, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view when the ion extraction electrode is fixed to the electrode fixing substrate by using these or the like.
【図２】本発明をイオン注入装置を構成するイオン源の
イオン引き出し電極部に適用した実施例２の汚染防止用
シールドカップの概略構造を示したもので、（ａ）は絶
縁体支柱および汚染防止用シールドカップの概略斜視
図、（ｂ）は此れ等を用いてイオン引き出し電極を電極
固定基板の固定した時の概略断面図である。FIG. 2 shows a schematic structure of a contamination prevention shield cup of Example 2 in which the present invention is applied to an ion extraction electrode portion of an ion source constituting an ion implantation apparatus. (A) shows an insulator pillar and contamination. FIG. 3B is a schematic perspective view of the prevention shield cup, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view when the ion extraction electrode is fixed to the electrode fixing substrate by using these or the like.
【図３】従来のイオン装置を構成するイオン源の概略断
面構造を示したもので、（ａ）はイオン源の概略断面構
造図、（ｂ）は図３（ａ）のイオン引き出し電極部の破
線Ａで囲まれた部分を拡大した詳細な断面図である。3A and 3B show a schematic cross-sectional structure of an ion source that constitutes a conventional ion device. FIG. 3A is a schematic cross-sectional structural view of the ion source, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of the ion extraction electrode portion of FIG. It is the detailed sectional view which expanded the part enclosed with the broken line A.
１ イオンソース部 ２ イオン引き出し電極部 １９ イオン引き出し電極 ２０ 第１の汚染防止用シールドカップ ２１ 第２の汚染防止用シールドカップ ２２ 絶縁体支柱 ２３ 電極固定基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion source part 2 Ion extraction electrode part 19 Ion extraction electrode 20 1st contamination prevention shield cup 21 2nd contamination prevention shield cup 22 Insulator support 23 Electrode fixed substrate
Claims (5)
で構成されるイオン注入装置のイオン源で、前記イオン
引き出し電極部はイオン引き出し電極と電極固定基板を
有し、前記イオン引き出し電極側に設けられた第１の汚
染防止用シールドカップと、前記電極固定基板側に設け
られた第２の汚染防止用シールドカップとにより取り囲
まれた電極固定用絶縁体支柱を持つイオン引き出し電極
部構造のイオン源を有するイオン注入装置において、 前記汚染防止用シールドカップの一方は、２重の側壁を
有し、前記２重側壁の中間に他方の汚染防止用シールド
カップの側壁が挿入され、 前記絶縁体支柱と前記汚染防止用シールドカップの側壁
間および前記２個の汚染防止用シールドカップ間には間
隔を設けたイオン引き出し電極部構造のイオン源を有す
ることを特徴とするイオン注入装置。1. An ion source for an ion implantation apparatus comprising an ion source part and an ion extraction electrode part, wherein the ion extraction electrode part has an ion extraction electrode and an electrode fixing substrate, and is provided on the side of the ion extraction electrode. An ion source having an ion extraction electrode section structure having an electrode fixing insulator pillar surrounded by a first pollution preventing shield cup and a second pollution preventing shield cup provided on the electrode fixing substrate side. In the ion implantation apparatus having, one of the pollution prevention shield cups has a double side wall, and the side wall of the other pollution prevention shield cup is inserted in the middle of the double side wall. An ion source having an ion extraction electrode structure in which a space is provided between the side walls of the pollution prevention shield cup and between the two pollution prevention shield cups. Ion implantation apparatus characterized by having.
で構成されるイオン注入装置のイオン源で、前記イオン
引き出し電極側に設けられた第１の汚染防止用シールド
カップと前記電極固定基板側に設けられた第２の汚染防
止用シールドカップとにより取り囲まれた絶縁体支柱を
持つイオン引き出し電極部構造のイオン源を有するイオ
ン注入装置において、 前記汚染防止用シールドカップの一方を、類似の形状で
大きさの異なる２個のカップを重ねた構成とし、重ねら
れた前記２個のカップの側壁の中間に他方の汚染防止用
シールドカップの側壁が挿入され、 前記絶縁体支柱と前記汚染防止用シールドカップの側壁
間および前記２個の汚染防止用シールドカップ間には間
隔を設けたイオン引き出し電極部構造のイオン源を有す
ることを特徴とするイオン注入装置。2. An ion source of an ion implantation apparatus comprising an ion source part and an ion extraction electrode part, wherein the first contamination prevention shield cup provided on the side of the ion extraction electrode and the electrode fixed substrate side. An ion source having an ion extraction electrode part structure having an insulator pillar surrounded by a second contamination prevention shield cup, wherein one of the contamination prevention shield cups has a similar shape and a large size. The two cups having different heights are stacked, and the side wall of the other pollution preventing shield cup is inserted between the side walls of the two stacked cups, and the insulator column and the pollution preventing shield cup are inserted. An ion source having an ion extraction electrode section structure provided with a space between the side walls of and of the two pollution prevention shield cups. That ion implantation apparatus.
側壁が互いに挿入され重なり合う部分の長さは、一方の
汚染防止用シールドカップの側壁の先端と他方の汚染防
止用シールドカップの底部との間隔の２倍以上とするこ
とを特徴とした請求項１または請求項２のイオン注入装
置。3. The length of the portion where the side walls of the two pollution prevention shield cups are inserted and overlap each other is such that the tip of the side wall of one pollution prevention shield cup and the bottom of the other pollution prevention shield cup. The ion implantation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the interval is twice or more.
との間隔および前記２個の汚染防止用シールドカップの
相互の間隔を、イオン引き出し電極に印加される電圧に
おいて、火花放電する間隔を越える範囲の間隔で、しか
も可能なかぎり狭い間隔として構成したことを特徴とす
る請求項１または請求項２のイオン注入装置。4. A range in which the distance between the insulator support and the side wall of the shield cup and the distance between the two pollution preventing shield cups exceeds the spark discharge interval at the voltage applied to the ion extraction electrode. 3. The ion implantation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the ion implantation apparatus is configured to have the above-mentioned interval and the interval as narrow as possible.
で構成することを特徴とする請求項１または請求項２の
イオン注入装置。5. The ion implantation apparatus according to claim 1, wherein the pollution-preventing shield cup is made of an insulator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7167326A JPH0922675A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Ion implanting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7167326A JPH0922675A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Ion implanting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922675A true JPH0922675A (en) | 1997-01-21 |
Family
ID=15847679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7167326A Pending JPH0922675A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Ion implanting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0922675A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-07-03 JP JP7167326A patent/JPH0922675A/en active Pending
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