JPH0644007U - イオン注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉体に万遍無くイオン注入を行うことがで
き、かつイオン注入に伴う粉体の正電荷を万遍無く中和
して粉体の飛散を確実に防止することができるイオン注
入装置を提供する。 【構成】 イオンビーム２を照射してイオン注入を行う
粉体８を入れる粉体容器６内に、複数の金属球２８を収
納している。また粉体容器６内に、粉体８を金属球２８
と共に攪拌する金属製の攪拌羽根３０を設けている。更
にこの攪拌羽根３０を粉体容器６とは逆方向に回転させ
る攪拌羽根回転装置３６を設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、真空雰囲気中で粉体にイオン注入を行うイオン注入装置に関し、 より具体的には、粉体に万遍無くイオン注入を行うと共に、粉体の帯電による飛 散を防止する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のイオン注入装置の従来例を図２に示す。このイオン注入装置は、基本 的には、金属製の粉体容器６内に入れられた粉体８に真空雰囲気中でイオンビー ム２を照射して当該粉体８にイオン注入を行うものであるが、その際、粉体８に できるだけ万遍無くイオン注入を行うために、粉体容器回転装置１０で粉体容器 ６を例えば矢印Ａ方向に回転させるようにしている。

【０００３】 粉体容器６の上流側には、この例では、イオンビーム２が粉体容器６等に当た った際に放出される二次電子がアースへ逃げるのを防止してビーム電流計測器２ ６によるイオンビーム２のビーム電流計測を正確に行うためのファラデーボック ス４が設けられている。

【０００４】 また、イオン注入に伴って粉体８が、特にそれが絶縁物から成る場合、正に帯 電（チャージアップ）して互いの電荷で反発して飛散するのを防止するために、 次のような電子供給手段を設けている。即ち、ファラデーボックス４の側壁部に フィラメント１４を有する電子銃１２を設け、これから引き出した一次電子２１ をファラデーボックス４の側壁に当ててそこから二次電子２２を放出させ、これ を粉体容器６内の粉体８に浴びせて粉体８のイオンビーム照射に伴う正電荷を中 和させるようにしている。１６はフィラメント１４を加熱するフィラメント電源 、１８は一次電子２１を引き出す引出し電源である。

【０００５】 また、粉体容器６とファラデーボックス４間には、粉体容器６にファラデーボ ックス４に対し正電圧を印加する直流電源２４を接続して、二次電子２２を粉体 容器６内へ引き込むようにしている。２５はブラシのようなものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記イオン注入装置においては、粉体容器６を単に回転させるだけ であるので、粉体容器６内での粉体８の攪拌が不十分であり、そのため表層部の 粉体８に主としてイオン注入が行われるため、粉体８に万遍無くイオン注入を行 うことができないという問題がある。

【０００７】 また、粉体容器６内の粉体８に単に二次電子２２を浴びせるだけでは、どうし ても二次電子２２の浴びせ方に偏りが生じるため、粉体８を万遍無く中性化する のが難しく、そのため、中性化されずに残った正電荷による反発によって粉体８ が飛散するという問題がある。

【０００８】 そこでこの考案は、粉体に万遍無くイオン注入を行うことができ、かつイオン 注入に伴う粉体の正電荷を万遍無く中和して粉体の飛散を確実に防止することが できるイオン注入装置を提供することを主たる目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案のイオン注入装置は、前述したような粉体 容器内に複数の金属球を収納し、かつ同粉体容器内に、粉体を金属球と共に攪拌 する金属製の攪拌羽根であって粉体容器と同電位のものを設け、更にこの攪拌羽 根を粉体容器とは逆方向に回転させる攪拌羽根回転装置を設けたことを特徴とす る。

【００１０】

【作用】

上記構成によれば、粉体容器内に攪拌羽根を設け、しかもこれを粉体容器とは 逆方向に回転させるようにしているので、イオン注入中に、粉体容器内の粉体を 万遍無く攪拌することができる。その結果、粉体に万遍無くイオン注入を行うこ とができる。

【００１１】 しかも、粉体容器内に複数の金属球を収納していて、この金属球は攪拌羽根に よる攪拌に伴って金属球同士、攪拌羽根あるいは粉体容器に接触するので、この 金属球を介してイオンビーム照射に伴う粉体の正電荷を粉体容器へ逃がすことが でき、それによって粉体に帯電する正電荷自体を減少させることができる。また 、上記のように接触することによって金属球は粉体容器とほぼ同電位になり、し かも攪拌によって金属球は粉体容器内に万遍無く存在するようになるので、この 金属球に向けて電子供給手段からの電子が万遍無く引き込まれるようになり、こ の電子による粉体の正電荷の中和が万遍無く行われるようになる。これらの作用 が相俟って、イオン注入に伴う粉体の正電荷を万遍無く中和することができ、従 って粉体の飛散を確実に防止することができる。

【００１２】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例に係るイオン注入装置を示す断面図である。図２ の従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従 来例との相違点を主に説明する。

【００１３】 この実施例においては、前述したような粉体容器６内に複数の金属球２８を収 納している。また、粉体容器６内に、粉体８をこの金属球２８と共に攪拌する金 属製の攪拌羽根３０を設けている。更に、この攪拌羽根３０を粉体容器６とは逆 方向に回転させる攪拌羽根回転装置３６を設けている。図１中の矢印ＡおよびＢ はそれぞれ粉体容器６および攪拌羽根３０の回転方向の例を示す。

【００１４】 金属球２８の大きさや数は、粉体容器６の大きさやその中に入れる粉体８の量 等によって異なる。金属球２８の数が多いほど、粉体８の帯電を防止する効果は 大きくなるが、処理できる粉体８の量が減ってしまう。従って両者の兼ね合いに なるが、一例を示せば、粉体容器６の内径および高さがそれぞれ約１０ｃｍでそ の中に粉体８を１／３ないし１／２程度入れる場合は、直径が約５ｍｍの金属球 ２８を１０〜１５個入れれば良い。

【００１５】 攪拌羽根３０は、粉体容器６と電気的に接続された状態にして、粉体容器６と 同電位になるようにしている。

【００１６】 攪拌羽根回転装置３６は、この実施例では、粉体容器６を貫通して攪拌羽根３ ０に接続された回転軸３２およびそれを回転させるモータ３４から成る。

【００１７】 またこの実施例では、粉体容器６を矢印Ａのように回転させる粉体容器回転装 置４８を、粉体容器６に接続されておりかつ前記回転軸３２が中を貫通している 回転軸３８、それに接続されたプーリ４０、駆動用のモータ４６、その回転軸に 接続されたプーリ４２、および両プーリ４０、４２間に懸け渡されたベルト４４ によって構成している。

【００１８】 更にこの実施例では、攪拌羽根３０による粉体８および金属球２８の攪拌をよ り効果的に行えるようにするために、全体を斜めに傾けている。

【００１９】 このイオン注入装置においては、粉体容器６および攪拌羽根３０を矢印Ａおよ びＢのようにそれぞれ回転させながら、粉体容器６内の粉体８にイオンビーム２ を照射すると同時に二次電子２２を浴びせる。

【００２０】 その際、従来のように単に粉体容器６を回転させるのと違って、この実施例で は粉体容器６内に攪拌羽根３０を設け、しかもこれを粉体容器６とは逆方向に回 転させるようにしているので、イオン注入中に、粉体容器６内の粉体８を万遍無 く攪拌することができる。その結果、粉体８に万遍無くイオン注入を行うことが できる。

【００２１】 しかも、粉体８の帯電防止について言えば、次のような二つの作用が同時に行 われる。

【００２２】 粉体容器６内に複数の金属球２８を収納していて、この金属球２８は攪拌 羽根３０による攪拌に伴って金属球２８同士、攪拌羽根３０あるいは粉体容器６ に接触するので、この金属球２８を介してイオンビーム照射に伴う粉体８の正電 荷を粉体容器６へ逃がすことができ、それによって粉体８に帯電する正電荷自体 を減少させることができる。

【００２３】 上記のように接触することによって金属球２８は粉体容器６とほぼ同電位 になり、しかも攪拌によって金属球２８は粉体８内に万遍無く存在するようにな るので、この金属球２８に向けて、ファラデーボックス４から放出された二次電 子２２が万遍無く引き込まれるようになり、この二次電子２２による粉体８の正 電荷の中和が万遍無く行われるようになる。

【００２４】 その結果、上記およびのような作用が相俟って、イオン注入に伴う粉体８ の正電荷を万遍無く中和することができ、従って粉体８の飛散を確実に防止する ことができる。

【００２５】 その結果、例えば、粉体８に対して長時間イオン注入を行うことによる高ドー ズ注入が可能になる。

【００２６】 なお、上記例のように電子銃１２から引き出した一次電子２１をファラデーボ ックス４の側壁に当ててそこから二次電子２２を放出させるようにしているのは 、粉体８にできるだけ低エネルギーの電子を供給することによって電子による粉 体８の負帯電を防止するためであるが、勿論、上記以外の電子供給手段によって 、低エネルギーの電子を粉体８に浴びせるようにしても良い。

【００２７】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、粉体容器内に攪拌羽根を設け、しかもこれを 粉体容器とは逆方向に回転させるようにしているので、イオン注入中に、粉体容 器内の粉体を万遍無く攪拌することができる。その結果、粉体に万遍無くイオン 注入を行うことができる。

【００２８】 しかも、粉体容器内に複数の金属球を収納していて、この金属球は攪拌羽根に よる攪拌に伴って金属球同士、攪拌羽根あるいは粉体容器に接触するので、この 金属球を介してイオンビーム照射に伴う粉体の正電荷を粉体容器へ逃がすことが でき、それによって粉体に帯電する正電荷自体を減少させることができる。また 、上記のように接触することによって金属球は粉体容器とほぼ同電位になり、し かも攪拌によって金属球は粉体容器内に万遍無く存在するようになるので、この 金属球に向けて電子供給手段からの電子が万遍無く引き込まれるようになり、こ の電子による粉体の正電荷の中和が万遍無く行われるようになる。これらの作用 が相俟って、イオン注入に伴う粉体の正電荷を万遍無く中和することができ、従 って粉体の飛散を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係るイオン注入装置を示
す断面図である。

【図２】従来のイオン注入装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２ イオンビーム ４ ファラデーボックス ６ 粉体容器 ８ 粉体 １２ 電子銃 ２１ 一次電子 ２２ 二次電子 ２４ 直流電源 ２８ 金属球 ３０ 攪拌羽根 ３６ 攪拌羽根回転装置 ４８ 粉体容器回転装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/265

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体を入れる金属製の粉体容器と、この
   粉体容器を回転させる粉体容器回転装置と、粉体容器内
   の粉体に電子を浴びせる電子供給手段と、粉体容器に電
   子供給手段に対して正電圧を印加する直流電源とを備
   え、粉体容器内に入れられた粉体に真空雰囲気中でイオ
   ンビームを照射してイオン注入を行うイオン注入装置に
   おいて、前記粉体容器内に複数の金属球を収納し、かつ
   同粉体容器内に、粉体を金属球と共に攪拌する金属製の
   攪拌羽根であって粉体容器と同電位のものを設け、更に
   この攪拌羽根を粉体容器とは逆方向に回転させる攪拌羽
   根回転装置を設けたことを特徴とするイオン注入装置。