JPH09219169A - Ion source - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置な
どに好適に用いられるイオン源に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion source suitable for use in an ion implantation device or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】前記イオン注入装置は、半導体の製造工
程において、半導体ウエハに注入すべき不純物としての
イオンを生成するためなどに用いられる。前記イオン注
入装置において、最もメンテナンスに時間を要するの
は、前記イオン源である。これは、たとえば前記イオン
源がいわゆるフリーマン型のイオン源であるときには、
フィラメントの溶損による交換の必要や、プラズマ生成
室内の絶縁物に汚れが付着することによる絶縁不良を防
止するための清掃を行う必要が生じるためである。した
がって、該イオン注入装置の稼働率を向上するために
は、イオン源のメンテナンスに要する時間を短くするこ
とが要求される。2. Description of the Related Art The ion implantation apparatus is used for producing ions as impurities to be implanted in a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process. In the ion implanter, it is the ion source that requires the most maintenance time. This means that, for example, when the ion source is a so-called Freeman type ion source,
This is because it is necessary to replace the filament due to melting damage or to perform cleaning for preventing insulation failure due to dirt attached to the insulator in the plasma generation chamber. Therefore, in order to improve the operating rate of the ion implanter, it is required to shorten the time required for maintenance of the ion source.
【０００３】したがって、前記プラズマ生成室は、清掃
を容易に可能とするために、分解可能に構成されてい
る。このプラズマ生成室の組立にあたって、今日では、
たとえば特開平６−１７６７２４号公報で示されるよう
に、ばねを使用することが一般的である。これは、イオ
ン源のメンテナンスで最も時間を要するプラズマ生成室
の清掃および組立にあたって、ネジを使用すると分解お
よび組立が面倒になり、メンテナンス時間が長くなって
しまうという問題が生じるからである。また、前記プラ
ズマ生成室は、１０００℃以上の高温になることがあ
り、ネジが焼付いたり、ネジ山が変形して分解が不可能
になる場合が生じるためである。Therefore, the plasma generating chamber is constructed so that it can be disassembled in order to facilitate cleaning. In assembling this plasma generation chamber, today,
For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-176724, it is common to use a spring. This is because, when a screw is used for cleaning and assembling the plasma generation chamber, which requires the most time for maintenance of the ion source, disassembling and assembling becomes troublesome, and maintenance time becomes long. In addition, the plasma generation chamber may reach a high temperature of 1000 ° C. or higher, which may result in seizure of screws or deformation of screw threads, making disassembly impossible.
【０００４】図５は前記特開平６−１７６７２４号公報
で示される典型的な従来技術のイオン源のプラズマ生成
室１の構成を示す分解斜視図であり、図６は図５の切断
面線Ａ−Ａから見た断面図である。このプラズマ生成室
１は、いわゆる電子ビーム励起イオン源装置に用いら
れ、電子生成室２と、イオン生成室３とを備えて構成さ
れている。FIG. 5 is an exploded perspective view showing the structure of the plasma generating chamber 1 of the typical prior art ion source shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-176724, and FIG. 6 is a section line A of FIG. It is sectional drawing seen from -A. The plasma generation chamber 1 is used in a so-called electron beam excitation ion source device, and includes an electron generation chamber 2 and an ion generation chamber 3.
【０００５】電子生成室２にはフィラメント４が設けら
れており、このフィラメント４を加熱することによっ
て、管路５から供給されてきたアルゴンなどのガスがプ
ラズマ化される。前記電子生成室２で生成されたプラズ
マ中からは、引出電極６に印加される引出電圧および該
プラズマ生成室１に加えられている磁界によって電子が
引出され、前記イオン生成室３へ供給される。イオン生
成室３では、管路７から供給されてきた所望のイオンを
生成するための、たとえばＢＦ3 等の原料ガスが前記電
子によってイオン化され、生成されたイオンＢＦ
3 + は、引出スリット３ａから引出されて、図示しない
加速電極などを通して、後段の質量分析器および加速器
などに供給される。A filament 4 is provided in the electron generation chamber 2, and by heating the filament 4, a gas such as argon supplied from the conduit 5 is turned into plasma. Electrons are extracted from the plasma generated in the electron generation chamber 2 by the extraction voltage applied to the extraction electrode 6 and the magnetic field applied to the plasma generation chamber 1, and are supplied to the ion generation chamber 3. . In the ion generating chamber 3, a raw material gas such as BF 3 for generating desired ions supplied from the conduit 7 is ionized by the electrons to generate the generated ions BF.
3 + is extracted from the extraction slit 3a and is supplied to a mass spectrometer and an accelerator in the subsequent stage through an acceleration electrode (not shown).
【０００６】このように構成されるプラズマ生成室１に
おいて、イオン生成室３は、前記加速電圧が印加される
金属製の筒体８と、この筒体８の内周面を保護するため
の導電性セラミックから成る内筒９と、前記筒体８およ
び内筒９の両端部を閉塞する電気絶縁性の絶縁部材１
０，１１となどによって形成されており、分解可能であ
る。In the plasma generating chamber 1 having the above-described structure, the ion generating chamber 3 has a metal cylindrical body 8 to which the accelerating voltage is applied and a conductive material for protecting the inner peripheral surface of the cylindrical body 8. Inner cylinder 9 made of conductive ceramic, and an electrically insulating insulating member 1 for closing both ends of the cylindrical body 8 and the inner cylinder 9.
It is formed by 0, 11 and the like and can be disassembled.
【０００７】したがって、前記電子生成室２の外周面に
形成された一対の突起１２，１３にそれぞれ係合して支
持される一対の保持部材１４，１５に対して、前記イオ
ン生成室３を保持する底板１６が板状体１７を介して、
固定部材１８によって固定されている。Therefore, the ion generating chamber 3 is held by the pair of holding members 14 and 15 which are engaged with and supported by the pair of projections 12 and 13 formed on the outer peripheral surface of the electron generating chamber 2. The bottom plate 16 for
It is fixed by the fixing member 18.
【０００８】前記固定部材１８は、本体１９に、サラば
ね２０によって弾発的に付勢される圧着部材２１が搭載
されるとともに、該本体１９の両側方から相互に離反す
る方向に延びる係止ピン２２，２３が立設されて構成さ
れている。前記保持部材１４，１５には、前記係止ピン
２２，２３に対応して、係止溝２４，２５がそれぞれ形
成されている。したがって、前記固定部材１８は、圧着
部材２１が板状体１７の凹所２６に嵌入した状態で該圧
着部材２１の軸線まわりに参照符２７で示すように角変
位されることによって、前記係止ピン２２，２３がそれ
ぞれ係止溝２４，２５に係止されて、前記板状体１７を
介して、イオン生成室３を保持部材１４，１５に保持さ
せる。The fixing member 18 has a main body 19 on which a crimping member 21 elastically biased by a flat spring 20 is mounted, and a locking member extending from both sides of the main body 19 in directions away from each other. The pins 22 and 23 are provided upright. Locking grooves 24 and 25 are formed in the holding members 14 and 15 corresponding to the locking pins 22 and 23, respectively. Therefore, the fixing member 18 is angularly displaced around the axis of the crimping member 21 as indicated by the reference numeral 27 in a state where the crimping member 21 is fitted in the recess 26 of the plate-like body 17, whereby the locking member 18 is locked. The pins 22 and 23 are locked in the locking grooves 24 and 25, respectively, and hold the ion generation chamber 3 in the holding members 14 and 15 via the plate-shaped body 17.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
るプラズマ生成室１のように、従来からのプラズマ生成
室の組立固定構造では、ばねは該プラズマ生成室に直接
接触しているか、または近接している場所に配置されて
いる。したがって、ばねはプラズマ室から放出される伝
導熱および輻射熱に晒され、弾性を失ってしまうことが
ある。イオン源の運転中にこのような不具合が発生する
と、プラズマ生成室の気密が保持できなくなり、ガス漏
れによる運転パラメーターの変化や、ビーム量の減少と
いった不具合を生じることになる。このため、イオン源
のメンテナンス時にばねを新品に交換する必要があり、
運転コストの上昇を招くという問題もある。In the conventional plasma generating chamber assembly and fixing structure such as the plasma generating chamber 1 configured as described above, the spring is in direct contact with the plasma generating chamber, or They are located in close proximity. Therefore, the spring may be exposed to the conductive heat and the radiant heat emitted from the plasma chamber and lose elasticity. If such a problem occurs during the operation of the ion source, the airtightness of the plasma generation chamber cannot be maintained, which causes a problem such as a change in the operation parameter due to a gas leak and a decrease in the beam amount. Therefore, it is necessary to replace the spring with a new one when maintaining the ion source.
There is also a problem of causing an increase in operating costs.
【００１０】本発明の目的は、運転およびメンテナンス
のためのコストを削減することができるイオン源を提供
することである。An object of the present invention is to provide an ion source which can reduce the cost for operation and maintenance.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るイ
オン源は、複数の部分に分解可能なプラズマ生成室を備
えるイオン源において、チャンバ壁に立設される支持部
材と、前記プラズマ生成室に一端部が当接して該プラズ
マ生成室を組立状態で挟持し、前記支持部材に揺動自在
に枢支されるクランプ部材と、前記プラズマ生成室から
離間して配置され、前記クランプ部材の一端部をプラズ
マ生成室側に弾発的に付勢する弾発部材とを含むことを
特徴とする。An ion source according to the invention of claim 1 is an ion source having a plasma generating chamber capable of being decomposed into a plurality of parts, and a supporting member standing on a chamber wall and the plasma generating chamber. A clamp member pivotally supported by the support member so as to swingably support the plasma generation chamber by sandwiching the plasma generation chamber with its one end in contact with the chamber, and the clamp member disposed apart from the plasma generation chamber. An elastic member that elastically biases one end toward the plasma generation chamber is included.
【００１２】上記の構成によれば、プラズマ生成室を弾
発部材の弾発力によって組立状態で保持固定するように
し、分解および組立作業を容易に行うことができるよう
にしたイオン源において、弾発力を直接プラズマ生成室
に作用させるのではなく、クランプ部材を介して作用さ
せる。According to the above structure, the plasma generation chamber is held and fixed in the assembled state by the elastic force of the elastic member, so that the ion source can be easily disassembled and assembled. The force is not directly applied to the plasma generation chamber, but is applied via the clamp member.
【００１３】したがって、弾発部材を高温となるプラズ
マ生成室から離間して配置することができ、プラズマ生
成室からの伝導熱および輻射熱による弾発部材の劣化を
抑えることができ、運転およびメンテナンスのためのコ
ストを削減することができる。Therefore, it is possible to dispose the elastic member away from the high temperature plasma generating chamber, and it is possible to suppress deterioration of the elastic member due to conduction heat and radiant heat from the plasma generating chamber. The cost for can be reduced.
【００１４】また請求項２の発明に係るイオン源では、
前記弾発部材は棒状に形成され、その一端は支持部材に
係合しており、他端には拡径されたフランジが形成され
ており、棒状に形成される前記クランプ部材には、前記
フランジが遊通する遊通孔と、この遊通孔に連通する狭
幅の係止孔とが形成されることを特徴とする。In the ion source according to the invention of claim 2,
The elastic member is formed in a rod shape, one end of which is engaged with a support member, and the other end of which is formed with a flange having an enlarged diameter. The clamp member formed in a rod shape has the flange. Is formed, and a narrow-width locking hole communicating with this free passage hole is formed.
【００１５】上記の構成によれば、前記プラズマ生成室
の組立時には、弾発部材の他端をクランプ部材の遊通孔
に挿通し、フランジが該遊通孔から突出した状態で該他
端を係止孔側へ変位することによって、弾発部材はクラ
ンプ部材に弾発力を作用する。こうして、清掃やフィラ
メント交換のための分解および組立を容易に行うことが
でき、メンテナンス性を向上することができる。According to the above construction, when the plasma generating chamber is assembled, the other end of the elastic member is inserted into the free hole of the clamp member, and the other end of the elastic member is inserted with the flange protruding from the free hole. By being displaced to the side of the locking hole, the elastic member exerts an elastic force on the clamp member. In this way, disassembly and assembly for cleaning and filament replacement can be easily performed, and maintainability can be improved.
【００１６】さらにまた請求項３の発明に係るイオン源
は、前記イオン生成室と弾発部材との間に、熱遮蔽板を
設けることを特徴とする。Further, the ion source according to the invention of claim 3 is characterized in that a heat shield plate is provided between the ion generating chamber and the elastic member.
【００１７】上記の構成によれば、プラズマ生成室から
離間して配置される弾発部材への輻射熱をさらに抑える
ことができ、弾発部材の劣化をさらに抑えることができ
る。According to the above structure, it is possible to further suppress the radiant heat to the elastic member arranged apart from the plasma generating chamber, and further suppress the deterioration of the elastic member.
【００１８】また請求項４の発明に係るイオン源では、
前記支持部材およびクランプ部材は導電性材料から成
り、前記支持部材はチャンバ壁とは電気的に絶縁されて
おり、該支持部材およびクランプ部材を介して、前記イ
オン生成室に給電を行うことを特徴とする。Further, in the ion source according to the invention of claim 4,
The support member and the clamp member are made of a conductive material, the support member is electrically insulated from the chamber wall, and power is supplied to the ion generation chamber via the support member and the clamp member. And
【００１９】上記の構成によれば、イオン生成室に引出
電圧や加速電圧を印加するための給電線を、ネジ止めな
どの煩雑な構造で取付ける必要はなく、支持部材からク
ランプ部材を介して給電を行うことができ、給電線を削
減してメンテナンス作業の作業性を向上することができ
る。According to the above construction, it is not necessary to attach a power supply line for applying the extraction voltage or the acceleration voltage to the ion generation chamber with a complicated structure such as screwing, and the power is supplied from the support member through the clamp member. Therefore, it is possible to reduce the number of power supply lines and improve workability of maintenance work.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図４に基づいて説明すれば以下のとおりである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Regarding one embodiment of the present invention,
The following is a description based on FIGS. 1 to 4.
【００２１】図１は本発明の実施の一形態のイオン源３
１のプラズマ生成室３２およびその支持部材３３付近を
拡大して示す下方から見た斜視図であり、図２は前記イ
オン源３１の簡略化した縦断面図であり、図３は前記イ
オン源３１を下方から見た斜視図である。このイオン源
３１は、電子ビーム励起イオン源装置であり、前記プラ
ズマ生成室３２は、大略的に、電子生成室３４と、イオ
ン生成室３５とを備えて構成されている。FIG. 1 shows an ion source 3 according to an embodiment of the present invention.
1 is an enlarged perspective view of the vicinity of the plasma generation chamber 32 of FIG. 1 and its supporting member 33 as seen from below, FIG. 2 is a simplified vertical sectional view of the ion source 31, and FIG. 3 is the ion source 31. It is the perspective view which looked at from below. The ion source 31 is an electron beam excitation ion source device, and the plasma generation chamber 32 is roughly configured to include an electron generation chamber 34 and an ion generation chamber 35.
【００２２】前記電子生成室３４は、箱型に形成されて
おり、その内部にはフィラメント３６が設けられてい
る。前記電子生成室３４の下方には、絶縁部材３７を介
して、筒状のイオン生成室３５が設けられる。イオン生
成室３５の下方は、絶縁部材３８によって閉塞されてい
る。前記電子生成室３４とイオン生成室３５との間に
は、絶縁部材３７を貫通して筒状の中間電極３９が設け
られている。The electron generating chamber 34 is formed in a box shape, and a filament 36 is provided inside it. Below the electron generation chamber 34, a cylindrical ion generation chamber 35 is provided via an insulating member 37. The lower part of the ion generation chamber 35 is closed by an insulating member 38. A cylindrical intermediate electrode 39 is provided between the electron generation chamber 34 and the ion generation chamber 35 so as to penetrate the insulating member 37.
【００２３】前記電子生成室３４には、図示しない管路
によって、アルゴンガスなどのキャリアガスまたは所望
とするイオンの原料ガスが供給されており、フィラメン
ト３６の両端子間には、図示しない加熱電源から所定の
加熱電圧が印加されるとともに、該フィラメント３６
は、第１の放電電源４７によって、たとえば−１００Ｖ
とされ、前記中間電極３９は、第２の放電電源４８によ
って、たとえば−８０Ｖとされ、こうしてフィラメント
の加熱、および中間電極３９とフィラメント３６との間
の電位差、ならびに該プラズマ生成室３２に加えられて
いる磁界によって発生された電子は、イオン生成室３５
へ導入される。A carrier gas such as argon gas or a raw material gas of desired ions is supplied to the electron generation chamber 34 by a conduit (not shown), and a heating power supply (not shown) is provided between both terminals of the filament 36. A predetermined heating voltage is applied from the filament 36
Is, for example, −100V by the first discharge power supply 47.
The intermediate electrode 39 is set to, for example, −80 V by the second discharge power source 48, and thus the filament is heated and the potential difference between the intermediate electrode 39 and the filament 36 and the plasma generation chamber 32 are applied. The electrons generated by the magnetic field that is generated are generated in the ion generation chamber 35.
Is introduced to
【００２４】イオン生成室３５は、チャンバ壁の一部を
構成する基台４０に立設された支柱４１ａ，４１ｂによ
って支持されており、前記基台４０と同電位の０Ｖとな
っている。また、イオン生成室３５には、前記基台４０
に取付けられているバーナ４２から、所望とするイオン
の原料ガス、たとえばＰ、Ａｓなどのガスが供給されて
いる。さらにまた、イオン生成室３５の底面の絶縁部材
３８上には、反射電極４３が設けられている。したがっ
て、前記電子生成室３４から該イオン生成室３５へ供給
されてきた電子によって、前記電子生成室３４から該イ
オン生成室３５へ流込んできたＢＦ３などの原料ガスま
たは前記バーナ４２から供給されてきた原料ガスがイオ
ン化され、作成されたイオンは、図示しない引出電極に
よって発生された電界によって引出スリット４４から引
出されて、質量分析器や加速管などの後段の構成へ供給
される。The ion generating chamber 35 is supported by columns 41a and 41b which are erected on a base 40 which constitutes a part of the chamber wall, and has an electric potential of 0 V which is the same as that of the base 40. In addition, the ion generating chamber 35 has the base 40.
A source gas of desired ions, for example, a gas such as P or As is supplied from a burner 42 attached to. Furthermore, the reflective electrode 43 is provided on the insulating member 38 on the bottom surface of the ion generation chamber 35. Therefore, the electrons supplied from the electron generation chamber 34 to the ion generation chamber 35 are supplied from the source gas such as BF 3 flowing into the ion generation chamber 35 from the electron generation chamber 34 or the burner 42. The raw material gas is ionized, and the created ions are extracted from the extraction slit 44 by the electric field generated by the extraction electrode (not shown), and are supplied to the subsequent structure such as the mass analyzer and the acceleration tube.
【００２５】このように構成されるプラズマ生成室３２
において、イオン生成室３５は、前記基台４０に立設さ
れた支柱４１ａ，４１ｂによって支持されている。これ
に対して、電子生成室３４および絶縁部材３７，３８
は、前記支持部材３３によって支持されている。この支
持部材３３は、大略的に、前記支柱４１ａに絶縁部材５
１を介して支持されるホルダ５２と、該ホルダ５２に対
してピン４９，５０によって揺動自在となるように基端
側が枢支されるクランパ５３，５４；５５と、クランパ
５３，５４；５５をそれぞれ矢符５６および５７方向に
弾発的に付勢する弾発部材５８，５９；６０とを備えて
構成されている。The plasma generating chamber 32 having the above structure
In, the ion generation chamber 35 is supported by columns 41 a and 41 b provided upright on the base 40. On the other hand, the electron generation chamber 34 and the insulating members 37 and 38
Are supported by the support member 33. The support member 33 is generally formed by attaching the insulating member 5 to the pillar 41a.
1, a clamper 53, 54; 55 having a base end side pivotally supported so as to be swingable with respect to the holder 52 by pins 49, 50, and a clamper 53, 54; 55. Is provided with elastic members 58, 59; 60 for elastically urging the respective parts in the directions of arrows 56 and 57.
【００２６】前記ホルダ５２には、プラズマ生成室３２
へ向けて、支持壁５２ａが立設されている。前記弾発部
材６０は、ロッド６１と、ばね６２と、ばね受部材６３
と、Ｅリング６４とを備えて構成されている。これに対
応して、前記支持壁５２ａには、前記ロッド６１の一端
が遊通し、かつばね受部材６３を係止することができる
遊通孔５２ｂが形成されている。また、クランパ５５に
は、前記ロッド６１の他端に形成されているフランジ６
１ａが遊通することができる遊通孔５５ａと、該遊通孔
５５ａに連通する狭幅の長孔５５ｂとが形成されてい
る。The holder 52 has a plasma generation chamber 32.
A support wall 52a is erected toward. The elastic member 60 includes a rod 61, a spring 62, and a spring receiving member 63.
And an E ring 64. Correspondingly, the support wall 52a is formed with a free passage hole 52b through which one end of the rod 61 is free to pass and the spring receiving member 63 can be locked. The clamper 55 has a flange 6 formed at the other end of the rod 61.
A free passage hole 55a through which 1a can freely pass and a narrow long hole 55b communicating with the free passage hole 55a are formed.
【００２７】前記ロッド６１には、その一端が前記ホル
ダ５２の遊通孔５２ｂに挿通された状態で、ばね受部材
６３を挿通するとともに、該一端を巻回するようにばね
６２が嵌込まれる。その後、ばね６２の脱落を防止する
ために、該ロッド６１の一端に抜止め用のＥリング６４
が嵌込まれ、こうして該ロッド６１は矢符６５方向に弾
発的に付勢されて支持壁５２ａに保持されている。With the rod 61 having one end inserted in the free hole 52b of the holder 52, the spring receiving member 63 is inserted, and the spring 62 is fitted so as to wind the one end. . After that, in order to prevent the spring 62 from falling off, one end of the rod 61 is provided with an E-ring 64 for retaining.
, And thus the rod 61 is elastically biased in the direction of arrow 65 and held by the support wall 52a.
【００２８】前記ばね６２は、たとえばＳＵＳなどから
成り、またさらに高温にも耐えることができる、いわゆ
るインコネルやセラミックなどが用いられてもよい。The spring 62 is made of, for example, SUS, and may be made of so-called Inconel or ceramic which can withstand high temperature.
【００２９】前記電子生成室３４から突出しているフィ
ラメント３６の両端部には、電極端子８１，８２が締着
される。前記電極端子８１，８２は、前記基台４０に立
設された支柱８３，８４によって、それぞれ前記基台４
０から電気的に絶縁されて支持されており、前記第１の
放電電源４７によって発生された電圧が印加されるとと
もに、加熱電源によって発生された電圧が印加される。
前記電極端子８１，８２は、前記支柱８３，８４内を挿
通してチャンバ外方に引出される給電線８５と接続され
ている。Electrode terminals 81 and 82 are fastened to both ends of the filament 36 protruding from the electron generating chamber 34. The electrode terminals 81 and 82 are respectively attached to the base 4 by means of columns 83 and 84 which are erected on the base 40.
It is electrically insulated and supported from 0, and the voltage generated by the first discharge power source 47 is applied and the voltage generated by the heating power source is applied.
The electrode terminals 81 and 82 are connected to a power supply line 85 that is inserted into the columns 83 and 84 and is drawn to the outside of the chamber.
【００３０】また、基台４０を貫通して該イオン源３１
のチャンバ外から導入された給電線６７が、前記基台４
０および支柱４１ａとは絶縁部材５１によって電気的に
絶縁されたホルダ５２に接続されている。前記給電線６
７からは、前記第２の放電電源４８から電圧が与えられ
ている。したがって、該電圧は、前記給電線６７からホ
ルダ５２およびピン４９ならびにクランパ５３，５４を
介して、電子生成室３４に供給される。Further, the ion source 31 is penetrated through the base 40.
Of the power supply line 67 introduced from the outside of the chamber of the base 4
0 and the column 41a are connected to a holder 52 electrically insulated by an insulating member 51. The power supply line 6
A voltage is applied from the second discharge power source 48 from 7. Therefore, the voltage is supplied from the power supply line 67 to the electron generation chamber 34 via the holder 52, the pin 49, and the clampers 53 and 54.
【００３１】前記支柱４１ａ，４１ｂには、前記プラズ
マ生成室３２へ、バーナ４２からの輻射熱および伝導熱
を抑えるための熱遮蔽板７１，７２が設けられる。ま
た、前記バーナ４２に隣接して、基台４０には、軸直角
断面が略コの字状の熱遮蔽板７３，７４が立設されてい
る。さらにまた、プラズマ生成室３２の背後側において
支柱４１ａ，４１ｂには、熱遮蔽板７０が支持されてい
る。The pillars 41a, 41b are provided with heat shield plates 71, 72 for suppressing radiant heat and conductive heat from the burner 42 to the plasma generating chamber 32. Further, adjacent to the burner 42, the base 40 is provided with the heat shield plates 73 and 74 having an approximately U-shaped cross section perpendicular to the axis. Furthermore, a heat shield plate 70 is supported by the columns 41a and 41b on the back side of the plasma generation chamber 32.
【００３２】絶縁部材３８のイオン生成室３５への組付
時には、クランパ５５が矢符５７方向に変位されて、そ
の一端部５５ｃが絶縁部材３８に当接される。この状態
で、ロッド６１が、ばね６２の弾発力に抗して前記矢符
６５方向と反対方向に変位され、フランジ６１ａが遊通
孔５５ａを挿通し、突出した状態で長孔５５ｂに嵌込ま
れる。これによって、フランジ６１ａは長孔５５ｂの周
縁部で係止され、クランパ５５はばね６２によって矢符
５７方向に弾発的に付勢され、絶縁部材３８がイオン生
成室３５に組付けられた状態で保持される。When the insulating member 38 is attached to the ion generating chamber 35, the clamper 55 is displaced in the direction of the arrow 57, and one end 55c of the clamper 55 is brought into contact with the insulating member 38. In this state, the rod 61 is displaced in the direction opposite to the direction of the arrow 65 against the elastic force of the spring 62, and the flange 61a is inserted into the free hole 55a and fitted into the elongated hole 55b in a protruding state. Get caught. As a result, the flange 61a is locked at the peripheral portion of the elongated hole 55b, the clamper 55 is elastically biased in the direction of arrow 57 by the spring 62, and the insulating member 38 is assembled in the ion generation chamber 35. Held in.
【００３３】残余の弾発部材５８，５９に関しても、前
記弾発部材６０と同様に構成されており、これに対応し
てクランパ５３，５４には、遊通孔５３ａ，５４ａおよ
び長孔５３ｂ，５４ｂが形成されている。ただし、これ
らの弾発部材５８，５９のロッド６１は、前記矢符６５
方向とは反対方向に付勢されている。したがって、イオ
ン生成室３５に、絶縁部材３７および電子生成室３４
が、矢符６５方向へ弾発的に付勢されて組付けられる。The remaining elastic members 58 and 59 are also constructed in the same manner as the elastic member 60. Correspondingly, the clampers 53 and 54 have free passage holes 53a and 54a and elongated holes 53b, respectively. 54b is formed. However, the rod 61 of these elastic members 58, 59 is the same as the arrow 65.
It is biased in the opposite direction. Therefore, the insulating member 37 and the electron generation chamber 34 are provided in the ion generation chamber 35.
, But is elastically biased in the direction of arrow 65 to be assembled.
【００３４】図４は、上述のように構成されたイオン源
３１を用いるイオン注入装置９１の全体の構成を簡略化
して示す平面図である。イオン源３１から引出されたイ
オンビームは、分析電磁石９３で所望とするイオンのみ
に抽出された後、加速装置９４においてターゲットへの
注入深さに対応した所望とする速度にまで加速または減
速される。加速装置９４からのイオンビームは、ＦＥＭ
（Final Energy Magnet ）９５において、エネルギーコ
ンタミネーションが除去された後、スイープマグネット
９６によって所望とするビーム幅となるように掃引さ
れ、コリメータマグネット９７を介してターゲットチャ
ンバ９８内のターゲット９９に注入される。FIG. 4 is a plan view showing a simplified overall structure of an ion implantation apparatus 91 using the ion source 31 having the above-mentioned structure. The ion beam extracted from the ion source 31 is extracted by the analyzing electromagnet 93 into only desired ions, and then accelerated or decelerated by the accelerator 94 to a desired speed corresponding to the implantation depth into the target. . The ion beam from the accelerator 94 is FEM
In (Final Energy Magnet) 95, after energy contamination is removed, it is swept by a sweep magnet 96 so as to have a desired beam width, and is injected into a target 99 in a target chamber 98 via a collimator magnet 97. .
【００３５】前記ターゲット９９は、たとえばシリコン
ウエハなどであり、作業者によってエンドステーション
１００に搬入された前記ターゲット９９は、搬送ロボッ
ト１０１によって前記ターゲットチャンバ９８内のプラ
テン上の所定の装填位置に装填され、またイオン注入の
終了したターゲット９９は、搬送ロボット１０１によっ
て前記エンドステーション１００に取出される。The target 99 is, for example, a silicon wafer, and the target 99 loaded into the end station 100 by an operator is loaded by the transfer robot 101 into a predetermined loading position on the platen in the target chamber 98. The target 99 for which the ion implantation has been completed is taken out to the end station 100 by the transfer robot 101.
【００３６】以上のように本発明に従うイオン源３１
は、プラズマ生成室３２を組立てた状態で保持固定する
ための構成にクランパ５３〜５５を用い、このクランパ
５３〜５５の基端側で、前記プラズマ生成室３２から離
間して弾発部材５８〜６０を設けるので、ばね６２への
プラズマ生成室３２からの熱の伝搬経路長が長くなり、
かつ輻射熱も小さくなり、該ばね６２の劣化を抑えて、
運転およびメンテナンスのためのコストを低減すること
ができる。なお、クランパ５３〜５５の軸直角断面積
を、プラズマ生成室３２の保持固定に要求される強度を
満たすことができる範囲内で小さくすることによって、
伝導熱をさらに抑制できることは言うまでもない。As described above, the ion source 31 according to the present invention
Uses clampers 53 to 55 in a structure for holding and fixing the plasma generation chamber 32 in an assembled state, and the elastic members 58 to 55 are separated from the plasma generation chamber 32 on the base end side of the clampers 53 to 55. Since 60 is provided, the length of the heat propagation path from the plasma generation chamber 32 to the spring 62 becomes long,
Moreover, the radiant heat is reduced, and the deterioration of the spring 62 is suppressed,
The costs for operation and maintenance can be reduced. In addition, by reducing the cross-sectional area of the clampers 53 to 55 at right angles to the axis within a range that can satisfy the strength required for holding and fixing the plasma generation chamber 32,
It goes without saying that the conduction heat can be further suppressed.
【００３７】また、前記クランパ５３〜５５は、ロッド
６１をわずかに変位させるだけで容易に開放／挟持可能
とすることができ、メンテナンス性を向上することがで
きる。Further, the clampers 53 to 55 can be easily opened / clamped by only slightly displacing the rod 61, and the maintainability can be improved.
【００３８】さらにまた、給電線６７は、ホルダ５２、
ピン４９およびクランパ５３，５４を介して前記電子生
成室３４に接続されるので、該給電線６７が電子生成室
３４の分解／組立時にも邪魔になることはなく、メンテ
ナンス作業の作業性をさらに向上することができる。ま
た、熱遮蔽板７０によって、前記プラズマ生成室３２か
らばね６２への輻射熱をさらに抑えることができる。Furthermore, the power supply line 67 includes a holder 52,
Since the power supply line 67 is connected to the electron generation chamber 34 via the pin 49 and the clampers 53 and 54, the feeder line 67 does not hinder the disassembly / assembly of the electron generation chamber 34 and further improves the workability of maintenance work. Can be improved. Further, the heat shield plate 70 can further suppress the radiant heat from the plasma generation chamber 32 to the spring 62.
【００３９】なお、前記反射電極４３は、図２では浮遊
電位となっているけれども、電子生成室３４の電位に固
定されてもよく、この場合には、該電子生成室３４と同
様に、クランパ５５を用いることによって給電を行うこ
とができる。Although the reflection electrode 43 has a floating potential in FIG. 2, it may be fixed to the potential of the electron generation chamber 34. In this case, like the electron generation chamber 34, a clamper is used. Power can be supplied by using 55.
【００４０】[0040]
【発明の効果】請求項１の発明に係るイオン源は、以上
のように、プラズマ生成室を組立状態で保持固定してお
くための弾発部材の弾発力を、クランプ部材を介してプ
ラズマ生成室に作用させる。As described above, in the ion source according to the invention of claim 1, the elastic force of the elastic member for holding and fixing the plasma generation chamber in the assembled state is supplied to the plasma through the clamp member. Act on the production chamber.
【００４１】それゆえ、弾発部材を高温となるプラズマ
生成室から離間して配置することができ、プラズマ生成
室からの伝導熱および輻射熱による弾発部材の劣化を抑
えることができ、運転およびメンテナンスのためのコス
トを削減することができる。Therefore, the elastic member can be arranged away from the high temperature plasma generating chamber, and the deterioration of the elastic member due to the conduction heat and the radiant heat from the plasma generating chamber can be suppressed, and the operation and maintenance can be performed. The cost for can be reduced.
【００４２】また請求項２の発明に係るイオン源は、以
上のように、弾発部材を棒状とし、一端を支持部材に係
合しておき、他端に形成されたフランジをクランプ部材
に引っ掛けるだけで弾発力を発生するようにする。In the ion source according to the second aspect of the present invention, as described above, the elastic member is rod-shaped, one end thereof is engaged with the support member, and the flange formed at the other end is hooked on the clamp member. Just to generate the resilience.
【００４３】それゆえ、清掃やフィラメント交換などの
ための分解および組立を容易に行うことができ、メンテ
ナンス性を向上することができる。Therefore, disassembly and assembly for cleaning, filament replacement, etc. can be easily performed, and maintainability can be improved.
【００４４】さらにまた請求項３の発明に係るイオン源
は、以上のように、イオン生成室と弾発部材との間に、
熱遮蔽板を設ける。Further, in the ion source according to the invention of claim 3, as described above, between the ion generating chamber and the elastic member,
Provide a heat shield.
【００４５】それゆえ、弾発部材への輻射熱をさらに抑
えることができ、弾発部材の劣化をさらに抑えることが
できる。Therefore, the radiant heat to the elastic member can be further suppressed, and the deterioration of the elastic member can be further suppressed.
【００４６】また請求項４の発明に係るイオン源は、以
上のように、支持部材およびクランプ部材を介してイオ
ン生成室に給電を行う。As described above, the ion source according to the invention of claim 4 supplies power to the ion generating chamber through the support member and the clamp member.
【００４７】それゆえ、イオン生成室に引出電圧や加速
電圧を印加するための給電線を削減して、メンテナンス
作業の作業性を向上することができる。Therefore, it is possible to reduce the number of power supply lines for applying the extraction voltage and the acceleration voltage to the ion generation chamber, and improve the workability of the maintenance work.
【図１】本発明の実施の一形態のイオン源のプラズマ生
成室およびその支持部材付近を拡大して示す斜視図であ
る。FIG. 1 is an enlarged perspective view showing a plasma generation chamber of an ion source and its supporting member and its vicinity according to an embodiment of the present invention.
【図２】前記イオン源の簡略化した縦断面図である。FIG. 2 is a simplified vertical sectional view of the ion source.
【図３】前記イオン源の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the ion source.
【図４】前記イオン源を用いるイオン注入装置の全体の
構成を簡略化して示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a simplified overall configuration of an ion implantation apparatus using the ion source.
【図５】典型的な従来技術のイオン源のプラズマ生成室
の構成を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration of a plasma generation chamber of a typical prior art ion source.
【図６】図５の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the section line AA of FIG.
３１ イオン源 ３２ プラズマ生成室 ３３ 支持部材 ３４ 電子生成室 ３５ イオン生成室 ３６ フィラメント ４０ 基台（チャンバ壁） ４１ａ，４１ｂ 支柱（支持部材） ４２ バーナ ４３ 反射電極 ４４ 引出スリット ４７ 第１の放電電源 ４８ 第２の放電電源 ５３，５４，５５ クランパ（クランプ部材） ５８，５９，６０ 弾発部材 ５３ａ，５４ａ，５５ａ 遊通孔 ５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ 長孔（係止孔） ６１ ロッド ６１ａ フランジ ６２ ばね ６３ ばね受部材 ６４ Ｅリング ６７ 給電線 ７０ 熱遮蔽板 ９１ イオン注入装置 31 ion source 32 plasma generation chamber 33 support member 34 electron generation chamber 35 ion generation chamber 36 filament 40 bases (chamber walls) 41a, 41b pillars (support members) 42 burner 43 reflection electrode 44 extraction slit 47 first discharge power source 48 Second discharge power source 53, 54, 55 Clamper (clamp member) 58, 59, 60 Repulsive member 53a, 54a, 55a Free passage hole 53b, 54b, 55b Long hole (locking hole) 61 Rod 61a Flange 62 Spring 63 Spring receiving member 64 E-ring 67 Power supply line 70 Heat shield plate 91 Ion implanter
Claims (4)
備えるイオン源において、 チャンバ壁に立設される支持部材と、 前記プラズマ生成室に一端部が当接して該プラズマ生成
室を組立状態で挟持し、前記支持部材に揺動自在に枢支
されるクランプ部材と、 前記プラズマ生成室から離間して配置され、前記クラン
プ部材の一端部をプラズマ生成室側に弾発的に付勢する
弾発部材とを含むことを特徴とするイオン源。1. An ion source having a plasma generation chamber capable of being decomposed into a plurality of parts, wherein a support member standing on a chamber wall and one end of the plasma generation chamber abut on the plasma generation chamber are assembled. And a clamp member that is pivotally supported by the support member so as to be swingable, and is arranged apart from the plasma generation chamber, and one end of the clamp member is elastically biased toward the plasma generation chamber side. An ion source including an elastic member.
は支持部材に係合しており、他端には拡径されたフラン
ジが形成されており、 棒状に形成される前記クランプ部材には、前記フランジ
が遊通する遊通孔と、この遊通孔に連通する狭幅の係止
孔とが形成されることを特徴とする請求項１記載のイオ
ン源。2. The clamp member formed in a rod shape, wherein the elastic member is formed in a rod shape, one end of which is engaged with a support member, and the other end of which is formed with an enlarged flange. The ion source according to claim 1, wherein a free passage hole through which the flange is allowed to pass and a narrow width locking hole communicating with the free passage hole are formed in the ion source.
遮蔽板を設けることを特徴とする請求項１または２記載
のイオン源。3. The ion source according to claim 1, wherein a heat shield plate is provided between the ion generating chamber and the elastic member.
材料から成り、前記支持部材はチャンバ壁とは電気的に
絶縁されており、該支持部材およびクランプ部材を介し
て、前記イオン生成室に給電を行うことを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載のイオン源。4. The support member and the clamp member are made of a conductive material, the support member is electrically insulated from the chamber wall, and the ion generation chamber is supplied with power via the support member and the clamp member. The ion source according to any one of claims 1 to 3, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8024354A JPH09219169A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8024354A JPH09219169A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Ion source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219169A true JPH09219169A (en) | 1997-08-19 |
Family
ID=12135869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8024354A Pending JPH09219169A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09219169A (en) |
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-
1996
- 1996-02-09 JP JP8024354A patent/JPH09219169A/en active Pending
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