JPH0572720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばシリコンウエハにイオンを注
入するイオン注入装置等に使用されるイオンビー
ム用静電加速器に関する。

（従来の技術） 従来の静電加速器の加速管は、第１図示のよう
に、イオンビームａの通過孔ｂを形成した絶縁部
材ｃを備え、該イオンビームａのイオンは絶縁部
材ｃの両端に加えられる例えば200kvの高電圧に
より加速するを一般とする。この場合通過孔ｂの
内壁面には、イオン加速のために抵抗ｄにより電
位差を与えられた円板ｅからなる加速電極が設け
られ、各円板ｅには高圧放電リングｆを設けて荷
電粒子が集積したときの放電を行なわせている。
また円板ｅは絶縁部材ｃのブロツク間に接着剤ｇ
で接着固定される。

該通過孔ｂ内は真空であり、絶縁部材ｃの外周
はリングｆの放電のため大気中にさらされる。

（発明が解決しようとする問題点） 第１図示のような加速管では絶縁部材ｃは加速
軸方向に一様な電場がかからず、局部的に荷電粒
子が集積して高電場が発生する。この高電場と円
板ｅとの間で放電が生ずるがその放電量が大きい
と円板ｅを止める接着剤ｇが熱で解け、通過孔ｂ
内の真空状態が破れてしまう。そのため理想的な
一様の電場が得られる場合に比べて加速軸方向の
長さを数倍以上に構成して耐電圧性を高め、放電
の発生を防いでいる。

加速管が長いと製作性が悪く、静電加速器の形
状が大型化して好ましくない。

本発明は放電が発生しない長さの短い放電管を
得て前記した不都合を解決することを目的とする
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、イオンビームの通過孔を形成した
絶縁部材と、該絶縁部材の両端部及びその中間部
に設けられ且つイオンビームの通過孔を形成した
加速電極と、を有する加速管を備えたイオンビー
ム用静電加速器に於いて、該絶縁部材を導電性セ
ラミツクで構成し、該絶縁部材の温度を制御する
温度制御装置を設け、前記の問題点を解決するよ
うにした。

（作用） 真空化した加速管の通過孔をイオンビームが通
過し、該加速管の絶縁部材の両端に電源から与え
た加速電圧によりイオンビームを加速するが、該
絶縁部材は導電性セラミツクで構成されてるので
加速電圧を与えた場合、該絶縁部材をわずかに電
流が流れる。この電流は該絶縁部材の軸方向に流
れ、その軸方向の電場が一様になるので局所的に
高電場が発生することがなく、加速管の耐電圧性
が従来のものよりも高くなるので加速管の長さを
従来のものよりも短く、例えば数分の１にするこ
とが出来る。しかも該加速管の絶縁部材の温度を
制御する温度制御装置を設けたので、該セラミツ
クの温度を適当な温度に保つことによりその電気
伝導度を任意に制御することが出来る。電気伝導
度が低いと局所的高電場が発生して放電を生じ、
電気伝導度が高いと導電性セラミツクの絶縁物中
を流れる電流が多くなつて損失が大きくなるので
適当な電気伝導度とすることが必要になるが、そ
の制御を温度により行うと簡単になる。

（実施例） 本発明の実施例は図面第２図示の如くであり、
１はイオンビーム２の通過孔３を形成したイオン
ビーム用静電加速器の加速管４の絶縁部材で、該
絶縁部材１は例えばセラミツクにジルコニウムを
混入したデンスジルコン等の導電性セラミツクで
モールド成形される。５は該通過孔３に突出させ
た鍔形の加速電極で、例えば銀ろう付けで取付け
られ、電源６から該絶縁部材１の両端へ通電され
ると該加速電極５に電位が生じてイオンが加速さ
れる。７はヒータ、８は該ヒータ７への電気量を
制御する制御装置を示し、該ヒータ７と制御装置
８とで導電性セラミツクの絶縁部材１の温度を任
意に制御する温度制御装置９を構成するようにし
た。

該絶縁部材１として導電性エポキシ樹脂を使用
することも考えられる。

該通過孔３内を真空化してそこにイオンビーム
２を導入し、電源６からの電力を入力すると該イ
オンビーム２のイオンは加速電極５の電位により
加速される。絶縁部材１は導電性セラミツクで構
成され、わずかに電流が流れるのでイオンビーム
の加速軸方向に一様な電場となり、局所的に高電
場が発生することがなく、放電を防止出来るので
耐電圧が向上し、その結果従来のものよりも短く
構成出来る。該導電性セラミツクが前記デンスジ
ルコンの場合の温度と比抵抗の関係は第３図示の
曲線Ａで示す如くであり、温度が高いと電流が流
れ易くなる性質があるので、前記温度制御装置９
により適当温度に制御することによつて簡単に電
気伝導度を調節し、絶縁耐圧と電力損失が適当に
なるように設定出来る。即ち、電子伝導度が低く
なりすぎて局所的高電場が発生し、絶縁耐圧が悪
くなる不都合と、電気伝導度が高くなりすぎて絶
縁部材１中を流れる電流が多くなる電力損失の増
大の不都合と妥協点を任意に設定出来る。

また、温度制御装置９で絶縁部材１を常温より
高く維持することが出来るので通過孔の内面の吸
着ガスが減少し、放電発生の確立を低くすること
が出来る。

（発明の効果） このように本発明では加速管の絶縁部材を導電
性セラミツクスで構成し、さらにこれの温度制御
装置を設けるようにしたので、一様な電場が得ら
れ、耐絶縁性が向上し、短い加速管で放電の少な
いものを製作出来、温度を制御して簡単に絶縁部
材の電気伝導度を調節出来るので使用上便利であ
る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加速管の説明図、第２図は本発
明の実施例の説明図、第３図は導電性セラミツク
の電気伝導度の曲線である。 １……絶縁部材、２……イオンビーム、３……
通過孔、４……加速管、９……温度制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ イオンビームの通過孔を形成した絶縁部材
   と、該絶縁部材の両端部及びその中間部に設けら
   れ且つイオンビームの通過孔を形成した加速電極
   と、を有する加速管を備えたイオンビーム用静電
   加速器に於いて、該絶縁部材を導電性セラミツク
   で構成し、該絶縁部材の温度を制御する温度制御
   装置を設けたことを特徴とするイオンビーム用静
   電加速器。