JPH10199471A - 排気管汚れ検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン注入装置における排気管の汚れ状態を
気密ボックス、シールドキャビネット、排気管自体等の
分解作業を伴うことなく、簡単容易に検知できる排気管
汚れ検知装置を提供する。 【解決手段】 イオン源１１からイオン加速管１４にい
たる部分並びにイオン源１１に接続された排気装置２及
びイオン源ガス供給部３を囲み、イオン加速管入口側電
極に接続された気密ボックス４と、該ボックスを囲み、
加速管出口側の電圧印加電極に接続され、接地されたシ
ールドキャビネット５とを含むイオン注入装置部分の気
密ボックス４からシールドキャビネット５外へ排気する
ための排気管６の内面汚れを検出する排気管汚れ検知装
置７であり、汚れ検知対象排気管６における汚れ検知用
管部分６０の途中に、他から絶縁され、排気管内面を形
成する電極部６３を設け、該電極部６３とアース間に電
流検出器７１を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はイオン注入装置にお
けるイオン源用の排気装置に接続された排気管等のイオ
ン注入装置における排気管の内面汚れを検知する装置、
さらに詳しくは、イオン源からイオン加速管にいたる部
分並びに前記イオン源に接続された排気装置及びイオン
源ガス供給部を囲み、前記イオン加速管入口側の電圧印
加電極に接続された気密ボックスと、前記気密ボックス
から電気的に絶縁されて該ボックスを囲み、前記イオン
加速管出口側の電圧印加電極に接続されるとともに接地
されたシールドキャビネットとを含むイオン注入装置部
分の前記気密ボックスから前記シールドキャビネット外
へ排気を導く排気管における内面汚れを検出する排気管
汚れ検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】イオン注入装置は半導体デバイスの基に
なるデバイス基板に所定のイオンを注入する等に使用さ
れるものであり、種々のタイプのものが提案され、使用
されているが、その中に、イオン源からイオン加速管に
いたる部分並びに前記イオン源に接続された排気装置及
びイオン源ガス供給部を囲み、前記イオン加速管入口側
の電圧印加電極に接続された気密ボックスと、前記気密
ボックスから電気的に絶縁されて該ボックスを囲み、前
記イオン加速管出口側の電圧印加電極に接続されるとと
もに接地されたシールドキャビネットとを含むイオン注
入装置が知られている。

【０００３】このように、気密ボックスを設けるのは、
使用されるイオン源ガスが人体や自然環境に悪影響を与
えるものが多いことから、安全のためイオン源等を気密
に囲ってしまうためと、イオン源、イオン加速管、排気
装置等から発せられる熱の周囲への無制限の放出を防止
するとともに排熱し易くするためである。そしてこのよ
うに気密ボックスを設ける場合、それはイオン加速管へ
のイオン加速電圧印加のために兼用され、イオン加速管
入口側の電圧印加電極に接続され、該気密ボックスの外
側にはイオン加速管出口側の電圧印加電極に接続される
とともに接地されたシールドキャビネットが設けられ
る。

【０００４】イオン源からの排気は、排気装置からシー
ルドキャビネット外へ延びる排気管により導出される。
また、イオン源ガス供給部からシールドキャビネット外
の所定の部位へ排気を行える排気管や、気密ボックス内
からの排熱のための排気管も設けられる。このような排
気管の気密ボックスからシールドキャビネットにいたる
部分は通常電気絶縁性材料で形成されており、これによ
り排気管の気密ボックス側部分とシールドキャビネット
側部分とが電気的に非導通状態におかれるとともに、気
密ボックス及びシールドキャビネットの双方に対しても
絶縁状態におかれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
注入装置の使用を重ねると、かかる排気管の内面に汚れ
が付着し、この汚れを放置しておくと、排気管の気密ボ
ックスからシールドキャビネットにいたる部分もその汚
れにより導通状態となり始め、放電が発生し、排気管内
面を伝う沿面リーク電流が発生し始める。このように放
電が発生し始めると、その程度にもよるが、イオン加速
管への印加電圧が不安定になり、被処理基板へ照射され
るイオンビームの均一性が悪化し、イオン注入処理に支
障が生じたり、気密ボックス内に設置した機器の誤動作
や故障が誘発されたりする恐れが生じる。さらに排気管
内汚れが進行し、大きい放電が起こると、気密ボックス
と大地間が短絡してイオン注入装置を正常に運転できな
くなる。

【０００６】そのため、排気管内の汚れは定期的に点検
しなければならないのであるが、その点検作業は、排気
管周囲の気密ボックス、シールドキャビネット等を分解
して点検する作業となり、非常に手間を要していた。そ
こで本発明は、かかる排気管の汚れ状態を気密ボック
ス、シールドキャビネット、排気管自体等の分解作業を
伴うことなく、簡単容易に検知できる排気管汚れ検知装
置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、イオン源からイオン加速管にいたる部分並び
に前記イオン源に接続された排気装置及びイオン源ガス
供給部を囲み、前記イオン加速管入口側の電圧印加電極
に接続された気密ボックスと、前記気密ボックスから電
気的に絶縁されて該ボックスを囲み、前記イオン加速管
出口側の電圧印加電極に接続されるとともに接地された
シールドキャビネットとを含むイオン注入装置部分の前
記気密ボックスから前記シールドキャビネット外へ排気
するための排気管の内面汚れを検出する排気管汚れ検知
装置であり、汚れ検知対象排気管における前記気密ボッ
クスからシールドキャビネットにわたる汚れ検知用管部
分であって、前記気密ボックスに電気導体を介して接続
され、該排気管の他の部分及び前記シールドキャビネッ
トに対して電気的に導通不能に形成され、途中に、他か
ら絶縁され、排気管内面を形成する電極部を有する汚れ
検知用管部分と、前記電極部とアース間に接続された電
流検出器とを備えたことを特徴とする排気管汚れ検知装
置を提供する。

【０００８】本発明検知装置によると、排気管内面に汚
れが付着すると、その汚れの種類や程度に応じてイオン
加速電圧を印加された気密ボックスと大地間に該汚れ及
びその汚れが付着した電極部を介してリーク電流が流
れ、これが電流検出器により検出される。その検出電流
から排気管内面の汚れの程度を簡単容易に知ることがで
きる。

【０００９】該電流検出器にて検出される電流に基づい
て汚れ状態を報知する手段を設けてもよい。かかる報知
手段としては、例えば前記電流検出器にて検出される電
流と予め定めた安全基準値とを比較し、検出電流が該基
準値を超えると信号を出力する比較器、比較器から出力
される信号回数を加算するカウンタ並びに比較器及び
（又は）カウンタからの出力を表示する表示器からなる
ものを挙げることができる。該表示器には比較器からの
出力を表示する手段として比較器からの信号出力がある
と点灯するランプを設けることができる。また、表示器
にはカウンタからの出力を表示するものとして、カウン
タにおける加算値を表示するディスプレイ部を設けるこ
とができる。さらに表示器には電流検出器による検出電
流を入力できるようにして該検出電流を表示する部分を
設けてもよい。

【００１０】また、比較器から信号が出力されるとイオ
ン加速管への電圧印加を停止するインターロック手段、
或いはカウンタによるカウント値が予め定めた設定値を
超えるとイオン加速管への電圧印加を停止するインター
ロック手段を設けてもよい。前記汚れ検出対象排気管と
しては、前記排気装置に接続された排気管、前記気密ボ
ックス内から排熱するために該ボックスに接続された排
気管及び前記イオン源ガス供給部に接続された排気管等
を挙げることができ、本発明検知装置はこれらの１又は
２以上について設けることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１はイオン注入装置の１例及び
それに適用された本発明に係る排気管汚れ検出装置例の
構成を示す図である。図示のイオン注入装置は、イオン
源１１、イオン源１１が発するイオンビームから所定の
イオン種を選択するための質量分析器１２、分析器１２
を出たイオンのうち所定のイオン種を選択的に通過させ
るための分析スリット１３、スリット１３を通過したイ
オンを加速するイオン加速管１４、加速管１４により加
速されたイオンからなるイオンビームを収束させる４重
極レンズ（いわゆるＱレンズ）１５、イオン注入される
被処理基板表面の所定領域をイオンビームでＸ方向及び
これに垂直なＹ方向に走査するためのスキャン装置１６
及びエンドステーション１７を備えている。

【００１２】イオン源１１にはイオン引出し電極部１１
ａが付設されている。また、イオン源１１には排気装置
２及びイオン源ガス供給部３が接続されている。排気装
置２は、電磁弁２１、２２を介してイオン源１１に配管
接続されたロータリー排気ポンプ２３と、イオン源１１
から前記二つの電磁弁２１、２２の間の配管部分に、電
磁弁２１と並列に配管接続されたターボ分子ポンプ２４
とを含んでいる。ターボ分子ポンプ２４の吸入口近傍に
は電磁弁２４１を設けてある。

【００１３】イオン源ガス供給部３はイオン源ガスボン
ベ３１と、これを気密に囲む容器３２とを備えている。
エンドステーション７は、図示を省略しているが、イオ
ン注入処理にあたり被処理基板を支持するターゲット台
を備えたターゲット室、該ターゲット台に対し基板の搬
入搬出を行う基板搬送手段等を備えている。

【００１４】また、このイオン注入装置は導電性材料か
らなる気密ボックス４及びシールドキャビネット５を備
えている。気密ボックス４は、イオン源１１からイオン
加速管１４の入口部にいたる部分、排気装置２及びイオ
ン源ガス供給部３を気密に囲っており、イオン加速管１
４にの入口側にある電圧印加電極に接続されていととも
にイオン加速電圧電源ＰＷに接続されて、加速電圧を印
加できるようになっている。

【００１５】イオン源ガス供給部３は絶縁碍子３２１を
介して該ボックス底に配置されており、排気装置２もロ
ータリーポンプ２３の部分で該ボックス底に配置されて
いる。シールドキャビネット５は、気密ボックス４を一
定の空間をおいて囲っており、気密ボックス４は該シー
ルドキャビネット５の底に絶縁碍子４１を介して配置さ
れている。

【００１６】シールドキャビネット５はイオン加速管１
４の出口側の電圧印加電極に接続されるとともに接地さ
れている。気密ボックス４には排気ダクトＤが接続され
ている。これは該ボックス４からシールドキャビネット
５にわたる、電気絶縁性材料で形成された二つの排気管
ｄ１、ｄ２を介して接続されている。排気管ｄ１はボッ
クス４内から排熱するためのものであり、排気管ｄ２は
イオン源ガス供給部３における気密容器３２に配管３０
で接続されている。排気ダクトＤは図示を省略した排風
機を含む排気ガス処理装置等の適当なガス放出部分に接
続されている。

【００１７】また、ロータリーポンプ２３には排気管６
が接続されており、該排気管はボックス４内からシール
ドキャビネット５外まで延び、排気ダクトＤに接続され
ている。本発明に係る排気管汚れ検知装置７は、図２に
も示すように、排気管６のうち、ボックス４からシール
ドキャビネット５にわたる汚れ検出用管部分６０と、電
流検出器７１と、該電流検出器にて検出される電流に基
づいて汚れ状態を報知する装置７０とを含んでいる。

【００１８】報知装置７０はここでは、電流検出器７１
による検出電流と予め定めた安全基準値とを比較し、検
出電流が該基準値を超えると信号を出力する比較器７
２、比較器７２から出力される信号回数を加算するカウ
ンタ７３並びに比較器７２及びカウンタ７３からの出力
を表示する表示器７４からなっている。表示器７４は比
較器７２から信号出力があると点灯するランプ７４１を
備えているとともに、カウンタ７３における加算値を表
示するディスプレイ部７４２を備えている。

【００１９】排気管６の汚れ検出用管部分６０は、気密
ボックス４に貫通接続されている部分６１及びシールド
キャビネット５に貫通接続されている部分６２が電気絶
縁性材料から形成されており、両部分６１、６２の間の
部分６３が導電性材料からなるリング電極部となってい
る。これら部分６１、６２、６３はいずれも排気管６の
他の部分と同じ内径に形成してあり、リング電極部６３
はその上下の部分６１、６２におけるフランジ部６１
ａ、６２ａの間に気密シール用オーリング６４を介在さ
せて挟まれ、ボルトナト６５でしっかりと連結されてい
る。

【００２０】リング電極部６３は前記の電流検出器７１
を介してシールドキャビネット５に配線接続されてい
る。また、排気管のうち気密ボックス４内の部分６００
は導電性金属材料から形成されており、前記の管部分６
０に近い部分で気密ボックス４に配線６６にて接続され
ている。以上説明したイオン注入装置においては、当
初、ターボ分子ポンプ２４の吸入口の弁２４１が閉じら
れた状態で、弁２１、２２が開かれ、ロータリーポンプ
２３が運転される。イオン源１１内真空度がターボ分子
ポンプ２４の運転を許容する程度に達すると、ロータリ
ーポンプの運転を続行したまま弁２１が閉じられるとと
もに弁２４１が開かれターボ分子ポンプ２４も運転され
る。かくしてイオン源１１が所定の真空度に維持される
一方、イオン源ガス供給部３からイオン源１１にイオン
源ガスが供給され、該ガスがプラズマ化され、イオンが
生成される。生成されたイオンは、引出し電極部１１ａ
の作用でイオン源１１から引き出される。

【００２１】引き出されたイオンは質量分析器１２を通
ることで所定のイオン種が所定の運動軌跡を描き、引き
続き分析スリット１３を該所定のイオン種が選択的に通
過し、イオン加速管１４に入る。イオン加速管１４には
電源ＰＷからイオン加速電圧として、ここでは約１６０
ｋＶの電圧が印加され、これによりイオンが加速され、
イオン加速管１４を出たイオンビームはＱレンズ１５で
収束され、ＸＹスキャン装置１６でＸ、Ｙ方向に振ら
れ、エンドステーション１７に予め設置した被処理基板
に照射される。かくして該基板にイオンが注入される。

【００２２】排気装置２から吐出される排気は排気管６
から排気ダクトＤへ導出される。気密ボックス４内の気
体も外部へ漏洩することなく排気管ｄ１から排気ダクト
Ｄへ吸い込まれ得る。これによりボックス４から排熱さ
れる。また、ガス供給部３におけるガスボンベ密閉容器
３２中の気体も排気管３０、ｄ２を介して排気ダクトＤ
に吸い込まれ得る。かくして、有害なガスがイオン注入
装置外へ漏洩することが防止される。

【００２３】イオン注入装置運転に伴って排気管６の内
面には汚れが付着していくが、この汚れの付着程度は、
装置の分解の必要なく汚れ検知装置７において簡単容易
に検出される。すなわち、排気管６内面に汚れが付着す
ると、その汚れの種類や程度に応じて排気管内面の沿面
耐圧が低下し、イオン加速電圧を印加された気密ボック
ス４と前記の汚れ検知用管部分６０におけるシールドキ
ャビネット５を介して接地されたリング電極部６３との
間にリーク電流（放電電流）が流れ、これが電流検出器
７１により検出される。その検出電流から排気管６内面
の汚れの程度を簡単容易に知ることができる。

【００２４】ここでは、電流検出器７１にて検出された
電流が比較器７２において予め定めた安全基準値と比較
され、検出電流が該基準値を超えると比較器７２から信
号が出力される。基準値を超えるリーク電流は、汚れの
初期段階では、比較的長い間隔をおいて発生したり、相
当散発的に発生したりする。汚れが進行すると次第に頻
繁に検出されるようになり、さらに汚れが進行すると短
絡状態またはそれに近い状態となる。

【００２５】比較器７２から信号出力があると、表示器
７４においてランプ７４１が点灯する。また、比較器７
２から出力される信号の回数がカウンタ７３において加
算され、該カウンタによる加算値が表示器７４のディス
プレイ部７４２に表示される。従って、該表示器７４を
見ることで、排気管６内面の汚れの程度を簡単容易に知
ることができる。

【００２６】以上、排気装置２からの排気管６の内面汚
れを検出する装置を説明したが、本発明は、イオン源ガ
ス供給部３からの排気管３０、ｄ２の汚れ検出や、排熱
用の排気管ｄ１の汚れ等の検出にも適用できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によると、イオン源からイオン加
速管にいたる部分並びに前記イオン源に接続された排気
装置及びイオン源ガス供給部を囲み、前記イオン加速管
入口側の電圧印加電極に接続された気密ボックスと、前
記気密ボックスから電気的に絶縁されて該ボックスを囲
み、前記イオン加速管出口側の電圧印加電極に接続され
るとともに接地されたシールドキャビネットとを含むイ
オン注入装置部分の前記気密ボックスから前記シールド
キャビネット外へ排気するための排気管の内面汚れを検
出する排気管汚れ検知装置であって、排気管の汚れ状態
を気密ボックス、シールドキャビネット、排気管自体等
の分解作業を伴うことなく、簡単容易に検知できる排気
管汚れ検知装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態である排気管汚れ検知装置
を適用したイオン注入装置の構成を概略的に示す図であ
る。

【図２】図１に示す排気管汚れ検知装置の構成を拡大し
て示す図である。

【符号の説明】

１１ イオン源 １２ 質量分析器 １３ 分析スリット １４ イオン加速管 １５ ４重極レンズ １６ ＸＹスキャン装置 １７ エンドステーション ２ 排気装置 ２１、２２、２４１ 電磁弁 ２３ ロータリー排気ポンプ ２４ ターボ分子ポンプ ３ イオン源ガス供給部 ３１ ガスボンベ ３２ ガスボンベを囲む容器 ４ 気密ボックス ５ シールドキャビネット ６ 排気管 ６０ 排気管６０の汚れ検知用管部分 ６１、６２ 電気絶縁性材料製部分 ６３ リング電極部 ６６ 電線 ７ 排気管汚れ検知装置 ７１ 電流検出器 ７０ 報知装置 ７２ 比較器 ７３ カウンタ ７４ 表示器 ７４１ ランプ ７４２ ディスプレイ部 ｄ１、ｄ２ 排気管 ３０ 排気管 Ｄ 排気ダクト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン源からイオン加速管にいたる部分並
   びに前記イオン源に接続された排気装置及びイオン源ガ
   ス供給部を囲み、前記イオン加速管入口側の電圧印加電
   極に接続された気密ボックスと、前記気密ボックスから
   電気的に絶縁されて該ボックスを囲み、前記イオン加速
   管出口側の電圧印加電極に接続されるとともに接地され
   たシールドキャビネットとを含むイオン注入装置部分の
   前記気密ボックスから前記シールドキャビネット外へ排
   気するための排気管の内面汚れを検出する排気管汚れ検
   知装置であり、汚れ検知対象排気管における前記気密ボ
   ックスからシールドキャビネットにわたる汚れ検知用管
   部分であって、前記気密ボックスに電気導体を介して接
   続され、該排気管の他の部分及び前記シールドキャビネ
   ットに対して電気的に導通不能に形成され、途中に、他
   から絶縁され、排気管内面を形成する電極部を有する汚
   れ検知用管部分と、前記電極部とアース間に接続された
   電流検出器とを備えたことを特徴とする排気管汚れ検知
   装置。