JPH09147788A - 電荷変換装置 - Google Patents
電荷変換装置Info
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- JPH09147788A JPH09147788A JP7307418A JP30741895A JPH09147788A JP H09147788 A JPH09147788 A JP H09147788A JP 7307418 A JP7307418 A JP 7307418A JP 30741895 A JP30741895 A JP 30741895A JP H09147788 A JPH09147788 A JP H09147788A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/31701—Ion implantation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン注入装置に搭載する電荷変換装置のメ
ンテナンス間稼動時間を向上させること。 【解決手段】 ハウジング１３の内部に充填したマグネ
シウム１４と、前記ハウジング１３の内部に設けられ該
マグネシウム１４を加熱するための第１の加熱用ヒータ
１５とを含み、前記ハウジングは、正イオンを該正イオ
ン電離電圧より小さな電離電圧を有する元素の蒸気中を
通過させて負イオン化させて供給するビーム通過孔１７
を有し、前記ハウジング１３の外側にかつ該ビーム通過
孔１７の周囲に第２の加熱用ヒータ１１を設けた。
ンテナンス間稼動時間を向上させること。 【解決手段】 ハウジング１３の内部に充填したマグネ
シウム１４と、前記ハウジング１３の内部に設けられ該
マグネシウム１４を加熱するための第１の加熱用ヒータ
１５とを含み、前記ハウジングは、正イオンを該正イオ
ン電離電圧より小さな電離電圧を有する元素の蒸気中を
通過させて負イオン化させて供給するビーム通過孔１７
を有し、前記ハウジング１３の外側にかつ該ビーム通過
孔１７の周囲に第２の加熱用ヒータ１１を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電荷変換装置に属
し、特にタンデム加速方式を用いたイオン注入装置に搭
載する正イオンを負イオンに電荷変換させる電荷変換装
置に属する。
し、特にタンデム加速方式を用いたイオン注入装置に搭
載する正イオンを負イオンに電荷変換させる電荷変換装
置に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電荷変換装置としては、特開平３
−２３３８４３号公報に開示されているような、負イオ
ン発生装置に搭載した電荷変換装置が周知である。図５
は特開平３−２３３８４３号公報に記載されている電荷
変換装置が搭載されている負イオン発生装置を示してい
る。
−２３３８４３号公報に開示されているような、負イオ
ン発生装置に搭載した電荷変換装置が周知である。図５
は特開平３−２３３８４３号公報に記載されている電荷
変換装置が搭載されている負イオン発生装置を示してい
る。
【０００３】図５を参照して、従来の電荷変換装置が搭
載されている負イオン発生装置においては、ガス導入口
３０２よりＢＦ3 ガスまたは固体リンやヒ素の加熱蒸気
をイオン源３０１に導入し、イオン源電源３０３により
アーク電圧５０Ｖ程度をアノード電極とカソード（熱陰
極フィラメント）電極間に印加してイオン源３０１内に
プラズマを発生させ、所望の正イオンを引き出してい
る。
載されている負イオン発生装置においては、ガス導入口
３０２よりＢＦ3 ガスまたは固体リンやヒ素の加熱蒸気
をイオン源３０１に導入し、イオン源電源３０３により
アーク電圧５０Ｖ程度をアノード電極とカソード（熱陰
極フィラメント）電極間に印加してイオン源３０１内に
プラズマを発生させ、所望の正イオンを引き出してい
る。
【０００４】ここでイオン源３０１はフィラメントから
の熱電子放出によるプラズマ生成を行うフリーマン型が
一般的に用いられる。このイオン源３０１に対して−２
０ｋＶから−５０ｋＶに引き出し電極３０５の電位を設
定して図５の矢印によって示した正イオンビーム３０６
をイオン源３０１から引き出す。このときサプレッショ
ン電極３０４は、イオン源３０１に対し−１ｋＶ〜−５
ｋＶに電位設定されており、イオン源３０１から電子が
引き出されるのを阻止し、かつ引き出し電極３０５とと
もに正イオンビーム３０６を集束させる静電電極レンズ
の働きをしている。
の熱電子放出によるプラズマ生成を行うフリーマン型が
一般的に用いられる。このイオン源３０１に対して−２
０ｋＶから−５０ｋＶに引き出し電極３０５の電位を設
定して図５の矢印によって示した正イオンビーム３０６
をイオン源３０１から引き出す。このときサプレッショ
ン電極３０４は、イオン源３０１に対し−１ｋＶ〜−５
ｋＶに電位設定されており、イオン源３０１から電子が
引き出されるのを阻止し、かつ引き出し電極３０５とと
もに正イオンビーム３０６を集束させる静電電極レンズ
の働きをしている。
【０００５】引き出し電極３０５を通過した正イオンビ
ーム３０６は電荷変換装置３０７に入る。電荷変換装置
３０７は、マグネシウム３１０を内部に充填してある蒸
発容器３０９の外部に加熱用ヒータ３０８を設置した構
造である。加熱ヒータ３０８により加熱されたマグネシ
ウム３１０は昇華した蒸気となって、蒸発容器３０９の
内部に充填している電荷変換装置３０７に入った正イオ
ンビーム３０６は、負イオンビーム３１１となって出て
くる。これは、正イオンビーム３０６が、加熱用ヒータ
３０８によって加熱されて発生するマグネシウム蒸気と
衝突して電子を供給され、負イオンビーム３１１に変換
されるからである。
ーム３０６は電荷変換装置３０７に入る。電荷変換装置
３０７は、マグネシウム３１０を内部に充填してある蒸
発容器３０９の外部に加熱用ヒータ３０８を設置した構
造である。加熱ヒータ３０８により加熱されたマグネシ
ウム３１０は昇華した蒸気となって、蒸発容器３０９の
内部に充填している電荷変換装置３０７に入った正イオ
ンビーム３０６は、負イオンビーム３１１となって出て
くる。これは、正イオンビーム３０６が、加熱用ヒータ
３０８によって加熱されて発生するマグネシウム蒸気と
衝突して電子を供給され、負イオンビーム３１１に変換
されるからである。
【０００６】次に、負イオンビーム３１１はアナライザ
３１２により質量的に分離され、所望の負イオン３１３
のみが接地電位スリット３１７を通過してタンデム部３
１４に入射する。タンデム部３１４内では負イオン３１
３が、中央の正の最高電圧が印加される荷電変換部３１
５に至るまで電極群３１６により形成される電界で加速
される。荷電変換部３１５には、Ｎ2 ガス３１８が導入
してあり、負イオン３１３はこのＮ2 ガス３１８との相
互作用により正イオン３２１に変換される。こうして生
じた正イオン３２１は正の最高電圧から電極群３１９な
らびに接地電位スリット３２０により形成される電界の
加速をうけたのち、所望のエネルギーを得たイオンのみ
がエネルギーフィルタ３２２により選択され、ターゲッ
ト３２３に導かれる。
３１２により質量的に分離され、所望の負イオン３１３
のみが接地電位スリット３１７を通過してタンデム部３
１４に入射する。タンデム部３１４内では負イオン３１
３が、中央の正の最高電圧が印加される荷電変換部３１
５に至るまで電極群３１６により形成される電界で加速
される。荷電変換部３１５には、Ｎ2 ガス３１８が導入
してあり、負イオン３１３はこのＮ2 ガス３１８との相
互作用により正イオン３２１に変換される。こうして生
じた正イオン３２１は正の最高電圧から電極群３１９な
らびに接地電位スリット３２０により形成される電界の
加速をうけたのち、所望のエネルギーを得たイオンのみ
がエネルギーフィルタ３２２により選択され、ターゲッ
ト３２３に導かれる。
【０００７】このようなタンデム加速方式の負イオン発
生装置では、タンデム部３１４の中央に正の最高電圧、
たとえば１０００ｋＶを印加して、正イオン３２１が１
価イオンならば２０００ｋｅＶ、２価イオンならば３０
００ｋｅＶの加速エネルギーを得ることができる。即
ち、最高加速エネルギーをその１／２、あるいは１／３
相当の電圧で発生させることができるので、高電圧の絶
縁分離距離、ひいては装置サイズの縮小効果を得ること
ができる。
生装置では、タンデム部３１４の中央に正の最高電圧、
たとえば１０００ｋＶを印加して、正イオン３２１が１
価イオンならば２０００ｋｅＶ、２価イオンならば３０
００ｋｅＶの加速エネルギーを得ることができる。即
ち、最高加速エネルギーをその１／２、あるいは１／３
相当の電圧で発生させることができるので、高電圧の絶
縁分離距離、ひいては装置サイズの縮小効果を得ること
ができる。
【０００８】次に、このタンデム加速方式を用いた負イ
オン発生装置に適用される電荷変換装置の具体例を図６
及び図７によって説明する。図６及び図７に示す電荷変
換装置の具体例では、ハウジング４０３の内部にマグネ
シウム４０４と温度調整用の加熱用ヒータ４０５、冷却
チューブ４０６とを含んでいる。マグネシウム４０４
は、加熱用ヒータ４０５によりが加熱される。加熱され
たマグネシウム４０４は、昇華した蒸気をハウジング４
０３内部に充満し、ビーム通過孔４０７から導入する正
イオンビームを負イオンビームに変換させる機能を果た
すことは、先に説明した図５の電荷変換装置と同じであ
る。図５では加熱用ヒータ３０８が蒸発容器３０９の外
部に設置されているのに対し、図６及び図７ではハウジ
ング４０３の内部に加熱用ヒータ４０５が設置されてい
る点以外に、図５に示した電荷変換装置の構成上の相違
はない。
オン発生装置に適用される電荷変換装置の具体例を図６
及び図７によって説明する。図６及び図７に示す電荷変
換装置の具体例では、ハウジング４０３の内部にマグネ
シウム４０４と温度調整用の加熱用ヒータ４０５、冷却
チューブ４０６とを含んでいる。マグネシウム４０４
は、加熱用ヒータ４０５によりが加熱される。加熱され
たマグネシウム４０４は、昇華した蒸気をハウジング４
０３内部に充満し、ビーム通過孔４０７から導入する正
イオンビームを負イオンビームに変換させる機能を果た
すことは、先に説明した図５の電荷変換装置と同じであ
る。図５では加熱用ヒータ３０８が蒸発容器３０９の外
部に設置されているのに対し、図６及び図７ではハウジ
ング４０３の内部に加熱用ヒータ４０５が設置されてい
る点以外に、図５に示した電荷変換装置の構成上の相違
はない。
【０００９】即ち、この電荷変換装置は、マグネシウム
４０４を内部に充填してあるハウジング４０３の内部に
加熱用ヒータ４０５を設置した構造である。図５に示し
た電荷変換装置と同様に、サプレッション電極４０１か
ら正イオンビームが電荷変換装置に入り、引き出し電極
４０２にとともに正イオンビームを集束させ、マグネシ
ウム補集カップ４０８を通じてビーム通過孔４０７から
ハウジング４０３に入る。
４０４を内部に充填してあるハウジング４０３の内部に
加熱用ヒータ４０５を設置した構造である。図５に示し
た電荷変換装置と同様に、サプレッション電極４０１か
ら正イオンビームが電荷変換装置に入り、引き出し電極
４０２にとともに正イオンビームを集束させ、マグネシ
ウム補集カップ４０８を通じてビーム通過孔４０７から
ハウジング４０３に入る。
【００１０】加熱用ヒータ４０５により加熱されたマグ
ネシウム４０４が昇華した蒸気となっており、ハウジン
グ４０３の内部に充満している正イオンビームが、加熱
用ヒータ４０５によって加熱されて発生するマグネシウ
ム蒸気と衝突して電子が供給され、負イオンビームに変
換される（具体例としては、特開平２−６５０３４号公
報を参照）。
ネシウム４０４が昇華した蒸気となっており、ハウジン
グ４０３の内部に充満している正イオンビームが、加熱
用ヒータ４０５によって加熱されて発生するマグネシウ
ム蒸気と衝突して電子が供給され、負イオンビームに変
換される（具体例としては、特開平２−６５０３４号公
報を参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の電荷変換装置で
は、これを搭載した負イオン発生装置の稼働率を著しく
低下させるという問題があった。その原因は、図５に示
したように、電荷変換装置３０７の蒸発容器３０９内部
に充填してあるマグネシウム３１０を加熱するための加
熱用ヒータ３０８が、蒸発容器３０９の外部に設置され
ていて、マグネシウム３１０が昇華した蒸気を発生させ
るのであるが、このマグネシウム蒸気が電荷変換装置３
０７のビーム通過孔３２４付近で冷却され、再結晶化し
て付着することにより、ビーム通過孔３２４が塞がって
くる。マグネシウム蒸気が冷却されるのは、加熱ヒータ
３０８が蒸発容器３０９に近接して配置してあるため、
加熱ヒータ３０８付近は比較的高温、ビーム通過孔３２
４付近は比較的低温になっているためである。
は、これを搭載した負イオン発生装置の稼働率を著しく
低下させるという問題があった。その原因は、図５に示
したように、電荷変換装置３０７の蒸発容器３０９内部
に充填してあるマグネシウム３１０を加熱するための加
熱用ヒータ３０８が、蒸発容器３０９の外部に設置され
ていて、マグネシウム３１０が昇華した蒸気を発生させ
るのであるが、このマグネシウム蒸気が電荷変換装置３
０７のビーム通過孔３２４付近で冷却され、再結晶化し
て付着することにより、ビーム通過孔３２４が塞がって
くる。マグネシウム蒸気が冷却されるのは、加熱ヒータ
３０８が蒸発容器３０９に近接して配置してあるため、
加熱ヒータ３０８付近は比較的高温、ビーム通過孔３２
４付近は比較的低温になっているためである。
【００１２】マグネシウム蒸気の再結晶化、付着によ
り、ビーム通過孔３２４が塞がるようになる。すなわ
ち、正イオンビーム３０６が電荷変換装置３０７を通過
しにくくなるので、必要な負イオンビーム３１１の生成
量を減少させることになる。こうして所望のビーム生成
量（ビーム電流）が得られなくなると、電荷変換装置３
０７のビーム通過孔３２４に付着したマグネシウムを除
去するためのメンテナンス作業が必要となり、装置の稼
働率を低下させる原因となっていた。
り、ビーム通過孔３２４が塞がるようになる。すなわ
ち、正イオンビーム３０６が電荷変換装置３０７を通過
しにくくなるので、必要な負イオンビーム３１１の生成
量を減少させることになる。こうして所望のビーム生成
量（ビーム電流）が得られなくなると、電荷変換装置３
０７のビーム通過孔３２４に付着したマグネシウムを除
去するためのメンテナンス作業が必要となり、装置の稼
働率を低下させる原因となっていた。
【００１３】図６及び図７の具体例においても同様の問
題がある。即ち、加熱用ヒータ４０５付近は比較的高温
であるのに対し、ハウジング４０３の外周に位置するビ
ーム通過孔４０７付近は比較的低温になっており、マグ
ネシウム蒸気が冷却され、再結晶化して付着する。
題がある。即ち、加熱用ヒータ４０５付近は比較的高温
であるのに対し、ハウジング４０３の外周に位置するビ
ーム通過孔４０７付近は比較的低温になっており、マグ
ネシウム蒸気が冷却され、再結晶化して付着する。
【００１４】このため、約５０時間の稼動後にはビーム
通過孔４０７が小径化して、本願発明者は３０ｍｍφの
ビーム通過孔４０７が１０ｍｍφ以下になって所望のビ
ーム電流が得られなくなることを確認した。このため、
メンテナンス作業が必要となる。この作業は、圧力を数
Ｐａから大気圧（約１０6 Ｐａ）にして電荷変換装置を
取り出して行うこと、また、メンテナンス後、再び圧力
数Ｐａの真空状態を保つよう調整する必要があることか
ら、一連のメンテナンスは１日程度必要である。したが
って、装置稼動率を向上させるためには、こうしたメン
テナンス作業の頻度を少なくする必要があった。
通過孔４０７が小径化して、本願発明者は３０ｍｍφの
ビーム通過孔４０７が１０ｍｍφ以下になって所望のビ
ーム電流が得られなくなることを確認した。このため、
メンテナンス作業が必要となる。この作業は、圧力を数
Ｐａから大気圧（約１０6 Ｐａ）にして電荷変換装置を
取り出して行うこと、また、メンテナンス後、再び圧力
数Ｐａの真空状態を保つよう調整する必要があることか
ら、一連のメンテナンスは１日程度必要である。したが
って、装置稼動率を向上させるためには、こうしたメン
テナンス作業の頻度を少なくする必要があった。
【００１５】それ故に本発明の課題は、マグネシウム蒸
気がビーム通過孔で冷却、再結晶化するのを防ぎ、メン
テナンス間稼動時間を向上させることができる電荷変換
装置を提供することにある。
気がビーム通過孔で冷却、再結晶化するのを防ぎ、メン
テナンス間稼動時間を向上させることができる電荷変換
装置を提供することにある。
【００１６】また、本発明の他の課題は、マグネシウム
の温度分布を均一化することにより、必要なマグネシウ
ム蒸気が得られる時間を延長できる電荷変換装置を提供
することにある。
の温度分布を均一化することにより、必要なマグネシウ
ム蒸気が得られる時間を延長できる電荷変換装置を提供
することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の電荷変換装置に
よれば、ハウジングと、該ハウジングの内部に充填した
マグネシウムと、前記ハウジングの内部に設けられ該マ
グネシウムを加熱するための第１の加熱用ヒータととを
含み、前記ハウジングは、正イオンを該正イオン電離電
圧より小さな電離電圧を有する元素を蒸気中に通過させ
て負イオン化させて供給するビーム通過孔を有している
電荷変換装置において、前記ハウジングの外側にかつ該
ビーム通過孔の周囲に第２の加熱用ヒータを設けたこと
を特徴とする電荷変換装置が得られる。
よれば、ハウジングと、該ハウジングの内部に充填した
マグネシウムと、前記ハウジングの内部に設けられ該マ
グネシウムを加熱するための第１の加熱用ヒータととを
含み、前記ハウジングは、正イオンを該正イオン電離電
圧より小さな電離電圧を有する元素を蒸気中に通過させ
て負イオン化させて供給するビーム通過孔を有している
電荷変換装置において、前記ハウジングの外側にかつ該
ビーム通過孔の周囲に第２の加熱用ヒータを設けたこと
を特徴とする電荷変換装置が得られる。
【００１８】
【作用】電荷変換装置のビーム通過孔の周囲に加熱用ヒ
ータを設置し、４００〜４５０℃に加熱する。これによ
り、マグネシウム蒸気が冷却、再結晶化してビーム通過
孔に付着することを防ぎ、電荷変換装置のメンテナンス
間稼動時間ならびにイオン注入装置の稼動率を向上させ
る。
ータを設置し、４００〜４５０℃に加熱する。これによ
り、マグネシウム蒸気が冷却、再結晶化してビーム通過
孔に付着することを防ぎ、電荷変換装置のメンテナンス
間稼動時間ならびにイオン注入装置の稼動率を向上させ
る。
【００１９】ビーム通過孔付近に熱電対内蔵の第２の加
熱用ヒータを備え、所定の温度に保つことにより電荷変
換に使用するマグネシウム蒸気がビーム通過孔で冷却、
再結晶化するのを防ぐ。
熱用ヒータを備え、所定の温度に保つことにより電荷変
換に使用するマグネシウム蒸気がビーム通過孔で冷却、
再結晶化するのを防ぐ。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の電荷変換
装置の第１実施の形態例を示している。図１及び図２を
参照して、本発明の電荷変換装置は、金属材料によって
両端開口が閉塞されている円筒形状に作られているハウ
ジング１３と、このハウジング１３の内部に充填したマ
グネシウム１４と、ハウジング１３の内部に設けられマ
グネシウム１４を加熱するための電熱ヒータである第１
の加熱用ヒータ１５と、、ハウジング１３の内部に設け
られ冷却のための冷却（空冷）チューブ１６とを含んで
いる。
装置の第１実施の形態例を示している。図１及び図２を
参照して、本発明の電荷変換装置は、金属材料によって
両端開口が閉塞されている円筒形状に作られているハウ
ジング１３と、このハウジング１３の内部に充填したマ
グネシウム１４と、ハウジング１３の内部に設けられマ
グネシウム１４を加熱するための電熱ヒータである第１
の加熱用ヒータ１５と、、ハウジング１３の内部に設け
られ冷却のための冷却（空冷）チューブ１６とを含んで
いる。
【００２１】ハウジング１３は、正イオンを正イオン電
離電圧より小さな電離電圧を有する元素の蒸気中を通過
させて負イオン化させて供給する一対のビーム通過孔１
７を有している。
離電圧より小さな電離電圧を有する元素の蒸気中を通過
させて負イオン化させて供給する一対のビーム通過孔１
７を有している。
【００２２】なお、従来例（特開平３−２３３８４３号
公報及び特開平２−６５０３４号公報）で説明したよう
に、電荷変換装置は負イオン発生装置に搭載されるもの
であり、サプレッション電極１０から正イオンビーム
が、引き出し電極１２にとともに正イオンビームを集束
させ、マグネシウム補集カップ１８を通じて一方のビー
ム通過孔（イオンビーム通過孔）１７から電荷変換装置
のハウジング１３に入れるものである。
公報及び特開平２−６５０３４号公報）で説明したよう
に、電荷変換装置は負イオン発生装置に搭載されるもの
であり、サプレッション電極１０から正イオンビーム
が、引き出し電極１２にとともに正イオンビームを集束
させ、マグネシウム補集カップ１８を通じて一方のビー
ム通過孔（イオンビーム通過孔）１７から電荷変換装置
のハウジング１３に入れるものである。
【００２３】即ち、第１の加熱用ヒータ１５により加熱
されたマグネシウム１４は昇華したマグネシウム蒸気と
なり、サプレッション電極１０から正イオンビームが電
荷変換装置に入り、引き出し電極１２とともに正イオン
ビームを集束させ、マグネシウム補集カップ１８を通じ
て一方のビーム通過孔１７からハウジング１３に入る。
ここで第１の加熱用ヒータ１５により加熱されたマグネ
シウム１４が昇華した蒸気となっており、ハウジング１
３の内部に充填している正イオンビームが、第１の加熱
用ヒータ１５によって加熱されて発生するマグネシウム
蒸気と衝突して電子が供給され、負イオンビームに変換
される。
されたマグネシウム１４は昇華したマグネシウム蒸気と
なり、サプレッション電極１０から正イオンビームが電
荷変換装置に入り、引き出し電極１２とともに正イオン
ビームを集束させ、マグネシウム補集カップ１８を通じ
て一方のビーム通過孔１７からハウジング１３に入る。
ここで第１の加熱用ヒータ１５により加熱されたマグネ
シウム１４が昇華した蒸気となっており、ハウジング１
３の内部に充填している正イオンビームが、第１の加熱
用ヒータ１５によって加熱されて発生するマグネシウム
蒸気と衝突して電子が供給され、負イオンビームに変換
される。
【００２４】ハウジング１３の外側には、電熱ヒータで
ある第２の加熱用ヒータ１１が設けられている。第２の
加熱用ヒータ１１は一対のビーム通過孔１７の周囲に設
けられている。第２の加熱用ヒータ１１は、ビーム通過
孔１７の周囲に環状に配設されている。また、ハウジン
グ１３の外側には、図示しない熱電対が第２の加熱用ヒ
ータ１１に内蔵されている。ハウジングの外側に設けた
熱電対及び第２の加熱用ヒータ１１にはヒータ配線３１
が接続されている。第２の加熱用ヒータ１１は、熱電対
とヒータ配線３１とに接続されて、約４００℃〜４５０
℃に加熱される。マグネシウム１４を第１の加熱用ヒー
タ１５により４００℃程度に加熱、昇華させた蒸気はハ
ウジング１３内部に充満させるので、第２の加熱用ヒー
タ１１を約４００℃〜４５０℃に加熱することにより、
ビーム通過孔１７にはマグネシウム１４が再結晶化して
付着することがない。
ある第２の加熱用ヒータ１１が設けられている。第２の
加熱用ヒータ１１は一対のビーム通過孔１７の周囲に設
けられている。第２の加熱用ヒータ１１は、ビーム通過
孔１７の周囲に環状に配設されている。また、ハウジン
グ１３の外側には、図示しない熱電対が第２の加熱用ヒ
ータ１１に内蔵されている。ハウジングの外側に設けた
熱電対及び第２の加熱用ヒータ１１にはヒータ配線３１
が接続されている。第２の加熱用ヒータ１１は、熱電対
とヒータ配線３１とに接続されて、約４００℃〜４５０
℃に加熱される。マグネシウム１４を第１の加熱用ヒー
タ１５により４００℃程度に加熱、昇華させた蒸気はハ
ウジング１３内部に充満させるので、第２の加熱用ヒー
タ１１を約４００℃〜４５０℃に加熱することにより、
ビーム通過孔１７にはマグネシウム１４が再結晶化して
付着することがない。
【００２５】図３及び図４は、本発明の電荷変換装置の
第２実施の形態例を示している。図３及び図４に示した
本発明の電荷変換装置は、第１実施の形態例で説明した
電荷変換装置の構成において、ハウジングの外側にかつ
ビーム通過孔１７の下方に第３の加熱用ヒータ２２が配
設されている。第３の加熱用ヒータ２２には、ハウジン
グの外周に環状に取り巻くように螺旋状に配設されてい
る。第３の加熱用ヒータ２２は、加熱温度が約４００℃
〜４５０℃となっている。
第２実施の形態例を示している。図３及び図４に示した
本発明の電荷変換装置は、第１実施の形態例で説明した
電荷変換装置の構成において、ハウジングの外側にかつ
ビーム通過孔１７の下方に第３の加熱用ヒータ２２が配
設されている。第３の加熱用ヒータ２２には、ハウジン
グの外周に環状に取り巻くように螺旋状に配設されてい
る。第３の加熱用ヒータ２２は、加熱温度が約４００℃
〜４５０℃となっている。
【００２６】この第３の加熱用ヒータ２２においても、
ハウジング１３内部に充填してあるマグネシウム１４を
ハウジング１３の外周部から加熱する。第１の実施の形
態例では、マグネシウム１４が第１の加熱用ヒータ１５
近傍から減少していくのに対し、第２の実施の形態例で
はハウジング１３全体を加熱することにより、マグネシ
ウム１４の温度分布を均一化することができるので、ハ
ウジング１３内部のマグネシウム１４を有効に使用で
き、ひいてはマグネシウム１４の単位充填量に対する装
置の稼動時間を高めることができる。
ハウジング１３内部に充填してあるマグネシウム１４を
ハウジング１３の外周部から加熱する。第１の実施の形
態例では、マグネシウム１４が第１の加熱用ヒータ１５
近傍から減少していくのに対し、第２の実施の形態例で
はハウジング１３全体を加熱することにより、マグネシ
ウム１４の温度分布を均一化することができるので、ハ
ウジング１３内部のマグネシウム１４を有効に使用で
き、ひいてはマグネシウム１４の単位充填量に対する装
置の稼動時間を高めることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電荷変換装
置の第１の実施の形態例によれば、ビーム通過孔付近に
第２の加熱用ヒータを備え、加熱温度を約４００〜４５
０℃とすることにより、マグネシウム蒸気がビーム通過
孔で冷却、再結晶化するのを防ぐことができるので、従
来、電荷変換装置のメンテナンス間稼動時間が約５０時
間であったところを、約１００時間に向上させるという
効果が得られる。
置の第１の実施の形態例によれば、ビーム通過孔付近に
第２の加熱用ヒータを備え、加熱温度を約４００〜４５
０℃とすることにより、マグネシウム蒸気がビーム通過
孔で冷却、再結晶化するのを防ぐことができるので、従
来、電荷変換装置のメンテナンス間稼動時間が約５０時
間であったところを、約１００時間に向上させるという
効果が得られる。
【００２８】さらに、本発明の電荷変換装置の第２実施
の形態例によれば、ハウジングの内部のマグネシウムの
温度分布を均一化することにより、必要なマグネシウム
蒸気が得られる時間を延長できるので、メンテナンス間
の稼動時間を約１２０時間に向上させるという効果が得
られる。
の形態例によれば、ハウジングの内部のマグネシウムの
温度分布を均一化することにより、必要なマグネシウム
蒸気が得られる時間を延長できるので、メンテナンス間
の稼動時間を約１２０時間に向上させるという効果が得
られる。
【図１】本発明の負イオン発生装置における電荷変換装
置の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
置の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
【図２】図１の負イオン発生装置の一部の構成と、電荷
変換装置の内部構成とを示す断面図である。
変換装置の内部構成とを示す断面図である。
【図３】本発明の負イオン発生装置における電荷変換装
置の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
置の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
【図４】図１の負イオン発生装置の一部の構成と、電荷
変換装置の内部構成とを示す断面図である。
変換装置の内部構成とを示す断面図である。
【図５】従来の電荷変換装置を搭載した負イオン発生装
置の模式構成図である。
置の模式構成図である。
【図６】従来の電荷変換装置の具体例を示す斜視図であ
る。
る。
【図７】従来の負イオン発生装置の一部の構成と、図６
に示した電荷変換装置の内部構成とを示す断面図であ
る。
に示した電荷変換装置の内部構成とを示す断面図であ
る。
１０，３０４，４０１ サプレッション電極 １２，３０５，４０２ 引き出し電極 １３，４０３ ハウジング １４，３１０，４０４ マグネシウム １５ 第１の加熱用ヒータ １６，４０６ 冷却チューブ １７，４０７ ビーム通過孔 １８，４０８ マグネシウム捕集カップ １１ 第２の加熱用ヒータ ２２ 第３の加熱用ヒータ ３１ ヒータ配線 ３０１ イオン源 ３０２ ガス導入口 ３０３ イオン源電源 ３０６ 正イオンビーム ３０７ 電荷変換装置 ３０８ 加熱用ヒータ ３０９ 蒸発容器 ３１１ 負イオンビーム ３１２ アナライザ ３１３ 負イオン ３１４ タンデム部 ３１５ 荷電変換部 ３１６、３１９ 電極群 ３１７ 接地電位スリット ３１８ Ｎ2 ガス ３２０ 接地電極スリット ３２２ エネルギーフィルタ ３２３ ターゲット
Claims (6)
- 【請求項１】 ハウジングと、該ハウジングの内部に充
填したマグネシウムと、前記ハウジング１３の内部に設
けられ該マグネシウムを加熱する第１の加熱用ヒータと
を含み、前記ハウジングは、正イオンを該正イオン電離
電圧より小さな電離電圧を有する元素を蒸気中に通過さ
せて負イオン化させ供給するビーム通過孔を有している
電荷変換装置において、 前記ハウジングの外側にかつ該ビーム通過孔の周囲に第
２の加熱用ヒータを設けたことを特徴とする電荷変換装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電荷変換装置において、
前記第２の加熱用ヒータは、前記ビーム通過孔の周囲に
環状に配設されていることを特徴とする電荷変換装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の電荷変換装置において、
前記ハウジングの外側には前記イオンビーム通過孔付近
に前記第２の加熱用ヒータに内蔵した熱電対を設けたこ
とを特徴とする電荷変換装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の電荷変換装置において、
前記前記ハウジングの外側には熱電対及び前記第２の加
熱用ヒータに接続した配線を有していることを特徴とす
る電荷変換装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の電荷変換装置において、
前記ハウジングの外側には、前記ビーム通過孔の下方に
第３の加熱用ヒータを配設したことを特徴とする電荷変
換装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の電荷変換装置において、
前記第３の加熱用ヒータを前記ハウジングの外周に環状
かつ螺旋状に配設したことを特徴とする電荷変換装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07307418A JP3123909B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 電荷変換装置 |
| US08/756,560 US5670785A (en) | 1995-11-27 | 1996-11-26 | Charge converter provided in an ion implantation apparatus |
| KR1019960058160A KR100254837B1 (ko) | 1995-11-27 | 1996-11-27 | 이온주입 장치내에 제공되는 전하 컨버터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07307418A JP3123909B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 電荷変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09147788A true JPH09147788A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3123909B2 JP3123909B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=17968824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07307418A Expired - Fee Related JP3123909B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 電荷変換装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3123909B2 (ja) |
| KR (1) | KR100254837B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100735743B1 (ko) * | 2001-04-02 | 2007-07-06 | 삼성전자주식회사 | 이온주입설비의 이온변환장치 및 이온변환방법 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5838012A (en) * | 1997-03-19 | 1998-11-17 | Genus, Inc. | Charge exchange cell |
| US5814819A (en) * | 1997-07-11 | 1998-09-29 | Eaton Corporation | System and method for neutralizing an ion beam using water vapor |
| KR100296669B1 (ko) * | 1998-11-17 | 2001-10-26 | 윤종용 | 이온변환기와이를이용한이온변환율조절방법및이를구비한이온주입설비 |
| US6573510B1 (en) * | 1999-06-18 | 2003-06-03 | The Regents Of The University Of California | Charge exchange molecular ion source |
| US9520204B2 (en) * | 2013-12-26 | 2016-12-13 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Cold stripper for high energy ion implanter with tandem accelerator |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4298798A (en) * | 1979-11-29 | 1981-11-03 | Thermo Electron Corporation | Method and apparatus for producing negative ions |
| JPS61148758A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 表面分析装置 |
| JPH0821352B2 (ja) * | 1986-04-30 | 1996-03-04 | 九州日本電気株式会社 | 半導体基板イオン注入装置 |
| JPH0715808B2 (ja) * | 1991-04-23 | 1995-02-22 | 株式会社荏原製作所 | イオン中和器 |
| US5352899A (en) * | 1992-08-18 | 1994-10-04 | Ruxam, Inc. | Method and apparatus for fabricating a device/circuit pattern by a converging atomic beam |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP07307418A patent/JP3123909B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-26 US US08/756,560 patent/US5670785A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-27 KR KR1019960058160A patent/KR100254837B1/ko not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100735743B1 (ko) * | 2001-04-02 | 2007-07-06 | 삼성전자주식회사 | 이온주입설비의 이온변환장치 및 이온변환방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970030322A (ko) | 1997-06-26 |
| JP3123909B2 (ja) | 2001-01-15 |
| KR100254837B1 (ko) | 2000-05-01 |
| US5670785A (en) | 1997-09-23 |
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