JP7850376B2 - Ion source and ion implanter - Google Patents
Ion source and ion implanterInfo
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Description
本発明は、イオン源、および当該イオン源を備えるイオン注入装置に関する。 This invention relates to an ion source and an ion implantation apparatus equipped with the ion source.
フラットパネルディスプレイ製造工程や半導体製造工程において使用されるイオン注入装置に使用されるイオン源として、特許文献1に示されたイオン源がある。このイオン源は、プラズマが生成されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室からイオンビームを引き出すための3または4枚の電極から構成される引出電極系を収容する第一のフランジおよび第二のフランジを有する。 As an ion source used in ion implantation equipment used in flat panel display manufacturing processes and semiconductor manufacturing processes, there is an ion source shown in Patent Document 1. This ion source has a plasma generation chamber where plasma is generated, and a first flange and a second flange that house an extraction electrode system consisting of three or four electrodes for extracting an ion beam from the plasma generation chamber.
第一のフランジは、プラズマ生成室から電気的に絶縁された状態でプラズマ生成室に固定されており、第一のフランジの内部には、加速電極と引出電極の2枚の電極、およびこれらの電極を支持する電極支持枠が収容されている。また、第二のフランジは、第一のフランジから電気的に絶縁された状態で第一のフランジに固定されており、第二のフランジの内部には、抑制電極と接地電極の2枚の電極、およびこれらの電極を支持する電極支持枠が収容されている。 The first flange is fixed to the plasma generation chamber, electrically insulated from the chamber. Inside the first flange are two electrodes, an accelerating electrode and an extraction electrode, and an electrode support frame that supports these electrodes. The second flange is fixed to the first flange, electrically insulated from the first flange. Inside the second flange are two electrodes, an inhibitory electrode and a ground electrode, and an electrode support frame that supports these electrodes.
プラズマ生成室の内部には、プラズマ生成室の内部空間に電子を供給するためのフィラメントが外側から差し込まれるようにして配置されている。また、プラズマ生成室は、その内部空間に、所定のイオンを含むプラズマを生成するための原料となる原料ガスがガスポートを通じて外部から導入されるように構成されている。プラズマ生成室の内部空間では、当該原料ガスがフィラメントから放出される熱電子によって電離され、所定のイオンを含むプラズマが生成する。プラズマ中に含まれるイオンは、第一のフランジおよび第二のフランジに収容された電極の作用によって、イオンビームとしてイオン源の外部に引き出される。 Inside the plasma generation chamber, a filament is positioned to supply electrons to the internal space of the chamber, inserted from the outside. The plasma generation chamber is also configured to introduce a raw material gas, which serves as the raw material for generating a plasma containing predetermined ions, from the outside through a gas port. Within the internal space of the plasma generation chamber, the raw material gas is ionized by thermionic electrons emitted from the filament, generating a plasma containing the predetermined ions. The ions contained in the plasma are then drawn out as an ion beam from the ion source by the action of electrodes housed in the first and second flanges.
プラズマ生成部は、外部に配置された電源に接続されており、接地電位に対して所定の電位が印加されるよう構成されている。第一のフランジおよび第二のフランジもまた、外部に配置された電源にそれぞれ接続されており、それぞれ接地電位に対して所定の電位が印加されるよう構成されている。 The plasma generation unit is connected to an externally located power supply and is configured to apply a predetermined potential relative to the ground potential. The first and second flanges are also connected to externally located power supplies and are configured to apply predetermined potentials relative to the ground potential.
このようなイオン源においては、イオン源の使用に伴い、例えば、プラズマ生成部内で生成された絶縁性生成物が電極または電極支持枠に堆積し、帯電していった結果、異常放電が発生する。このような場合、瞬間的にサージ電流が電源に流れてしまい、電源の故障を引き起こすなどの不具合が生じる恐れがある。 In such ion sources, as the ion source is used, insulating products generated within the plasma generation section may accumulate on the electrodes or electrode support frames, becoming charged and resulting in abnormal discharge. In such cases, a surge current may instantaneously flow into the power supply, potentially causing malfunctions such as power supply failure.
このようなイオン源では、サージ電流の発生によって発生し得る例えば上述のような不具合を抑制するため、プラズマ生成容器と第一のフランジと間に、サージ電流から回路を保護する、セラミックコンデンサやサージアブソーバ等のサージ対策部品が電気的に接続される場合がある。 In such ion sources, to suppress problems like those described above that can occur due to surge currents, surge protection components such as ceramic capacitors and surge absorbers may be electrically connected between the plasma generation vessel and the first flange to protect the circuit from surge currents.
従来のイオン源においては、作業者がプラズマ生成室と第一のフランジおよび第二のフランジとを互いに固定した後、電線等の配線部材を使用してプラズマ生成室および第一のフランジとサージ対策部品とを電気的に接続する作業を行っていた。 In conventional ion sources, after the operator fixed the plasma generation chamber to the first flange and the second flange, they electrically connected the plasma generation chamber, the first flange, and the surge protection component using wiring materials such as electric wires.
また、メンテナンス作業時にプラズマ生成容器を第一フランジから離脱させる場合がある。このような場合においても、プラズマ生成容器を第一フランジから取り外す前に、作業者が手作業によって当該配線部材を取り外す必要があった。そして、メンテナンス作業後は、プラズマ生成容器を第一フランジに固定した後、作業者が再び配線部材を取り付ける作業を行う必要があった。このように、従来のイオン源においては、イオン源の組立作業時およびメンテナンス作業時に、プラズマ生成室とサージ対策部品とを電気的に接続する作業が必要であり、これによってイオン源の組立作業およびメンテナンス作業における作業効率が低下していた。 Furthermore, during maintenance, the plasma generation vessel may need to be detached from the first flange. Even in such cases, before removing the plasma generation vessel from the first flange, the operator had to manually remove the wiring components. After the maintenance, the operator had to reattach the wiring components after securing the plasma generation vessel to the first flange. Thus, in conventional ion sources, electrical connection between the plasma generation chamber and surge protection components was required during assembly and maintenance, which reduced the efficiency of these operations.
本発明は、上記問題を解決するものであり、イオン源の組立作業またはメンテナンス作業における作業時間を従来と比較して短縮できるイオン源およびイオン注入装置を提供することを目的としている。 This invention aims to solve the above problems and provide an ion source and ion implanter that can shorten the working time in assembly or maintenance operations of the ion source compared to conventional methods.
本発明のイオン源は、内部でプラズマが生成される第一内部空間を有する第一筐体と、前記プラズマからイオンビームを引き出すための電極を収容する第二内部空間を有する第二筐体とを備え、前記第一筐体と前記第二筐体とが、前記第一内部空間と前記第二内部空間とを連通させつつ、互いに電気的に絶縁された状態で固定されるイオン源であって、前記第二筐体に配置され、前記第一筐体を前記第二筐体に固定する固定装置と、前記第一筐体または前記第二筐体に配置されたサージ対策部品と、をさらに備え、前記固定装置が前記第一筐体を前記第二筐体に固定するのに伴って、前記第一筐体と前記第二筐体とが、前記固定装置の少なくとも一部および前記サージ対策部品を介して電気的に接続される接続状態となるように構成されている。 The ion source of the present invention comprises a first housing having a first internal space in which plasma is generated, and a second housing having a second internal space for housing electrodes for extracting an ion beam from the plasma, wherein the first housing and the second housing are fixed together while communicating the first and second internal spaces, and are electrically insulated from each other. The ion source further comprises a fixing device disposed in the second housing for fixing the first housing to the second housing, and surge protection components disposed in the first housing or the second housing, wherein as the fixing device fixes the first housing to the second housing, the first housing and the second housing become electrically connected via at least a part of the fixing device and the surge protection components.
この構成によれば、第一筐体と第二筐体とは互いに電気的に絶縁された状態で固定され、第二筐体には固定装置が配置され、第一筐体または第二筐体にはサージ対策部品が配置される。そして、固定装置が第一筐体を第二筐体に固定するのに伴って、第一筐体と第二筐体とが、固定装置の少なくとも一部およびサージ対策部品を介して電気的に接続される接続状態となる。つまり、イオン源が上記の接続状態にある状態においては、第一筐体と第二筐体がサージ対策部材を介して電気的に接続されることになる。
すなわち、この構成によれば、第一筐体と第二筐体を固定した後に、第一筐体とサージ対策部品とを電気的に接続する作業が不要となる。
なお、本発明において、第一筐体と第二筐体とが電気的に絶縁された状態で固定されることは、第一筐体と第二筐体とがサージ対策部品を介さずに電気的に接続されることがないことを指し、第一筐体と第二筐体とが所定の電位差を維持した状態で互いに固定されることを指すと捉えてもよい。
In this configuration, the first and second housings are fixed together while electrically insulated from each other, a fixing device is placed in the second housing, and surge protection components are placed in either the first or second housing. As the fixing device fixes the first housing to the second housing, the first and second housings become electrically connected via at least a part of the fixing device and the surge protection components. In other words, when the ion source is in the above-described connection state, the first and second housings are electrically connected via the surge protection components.
In other words, with this configuration, after fixing the first and second housings together, there is no need to electrically connect the first housing to the surge protection component.
In this invention, the fact that the first housing and the second housing are fixed in an electrically insulated state means that the first housing and the second housing are not electrically connected without surge protection components, and may be interpreted as meaning that the first housing and the second housing are fixed to each other while maintaining a predetermined potential difference.
また、前記固定装置はさらに、前記第一筐体の前記第二筐体に対する固定を解除するのに伴って、第一筐体と第二筐体との、固定装置の少なくとも一部およびサージ対策部品を介した電気的接続が解除される解除状態となるように構成されていてもよい。
この構成によれば、固定装置により第一筐体と第二筐体の固定が解除されると、第一筐体とサージ対策部品との電気的接続も解除されることになる。したがって、第一筐体とサージ対策部品の電気的接続を解除する作業も不要となる。
Furthermore, the fixing device may be configured such that when the fixing of the first housing to the second housing is released, the electrical connection between the first housing and the second housing, via at least a part of the fixing device and surge protection components, is released.
In this configuration, when the fixing device releases the first and second housings, the electrical connection between the first housing and the surge protection component is also released. Therefore, the work of disconnecting the electrical connection between the first housing and the surge protection component becomes unnecessary.
また、本発明のイオン源は、前記固定装置が、前記第一筐体に作用して前記第一筐体を前記第二筐体に固定する固定部材と、
遠隔操作により駆動され、前記固定部材を、前記第一筐体が前記第二筐体から離脱した離脱位置から、前記第一筐体を前記第二筐体に固定する固定位置に移動させる駆動機構部と、を備え、前記固定部材が前記固定位置にあるときに前記接続状態となるように構成されていてもよい。
Furthermore, the ion source of the present invention includes a fixing member that acts on the first housing to fix the first housing to the second housing,
The system may include a drive mechanism that is driven by remote control and moves the fixing member from a detached position where the first housing is separated from the second housing to a fixed position where the first housing is fixed to the second housing, and the system may be configured such that the connection state is achieved when the fixing member is in the fixed position.
この構成によれば、作業者等が遠隔操作するによって駆動機構部を駆動させ、固定部材を離脱位置から固定位置に移動させることにより、第一筐体を第二筐体に固定できると同時に、イオン源を上記の接続状態にすることができる。なお、固定部材が第一筐体に作用するとは、固定部材が第一筐体に何らかの力を加えることを指す。 With this configuration, the drive mechanism can be driven by a remote operator, moving the fixing member from the detached position to the fixed position. This allows the first housing to be fixed to the second housing, while simultaneously enabling the ion source to be connected as described above. Note that "the fixing member acting on the first housing" refers to the fixing member applying some force to the first housing.
前記駆動機構部はさらに、前記固定部材を前記固定位置から前記離脱位置に移動させ得るよう構成されていてもよい。この構成によれば、作業者等が遠隔操作するによって駆動機構部を駆動させ、固定部材を固定位置から離脱位置に移動させることにより、第一筐体と第二筐体の固定を解除できると同時に、イオン源を上記の解除状態にすることができる。 The drive mechanism may further be configured to move the fixing member from the fixed position to the detached position. With this configuration, an operator can remotely operate the drive mechanism to move the fixing member from the fixed position to the detached position, thereby releasing the fixing of the first and second housings and simultaneously bringing the ion source into the detached state.
また、本発明のイオン源は、前記固定部材が、前記駆動機構部から電気的に絶縁された状態で、前記駆動機構部に連結されており、前記固定部材が前記固定位置にあるときに前記第一筐体に直接または間接的に電気的に接続される導電部を備える構成とされていてもよい。 Furthermore, the ion source of the present invention may be configured such that the fixed member is connected to the drive mechanism while being electrically insulated from the drive mechanism, and includes a conductive part that is directly or indirectly electrically connected to the first housing when the fixed member is in the fixed position.
また、本発明のイオン源は、前記第一筐体が、前記固定部材が前記固定位置にあるときに前記導電部に接触される被接触部を有し、前記固定部材が前記固定位置にあるときに、前記導電部が前記駆動機構部から前記第一筐体に向けた押圧力を加えられた状態で前記被接触部に接触するよう構成されていてもよい。 Furthermore, the ion source of the present invention may be configured such that the first housing has a contacted portion that comes into contact with the conductive portion when the fixed member is in the fixed position, and when the fixed member is in the fixed position, the conductive portion comes into contact with the contacted portion while a pressing force is applied from the drive mechanism toward the first housing.
この構成によれば、固定部材が固定位置にあるときに、固定部材の導電部が、駆動機構部から第一筐体に向けた押圧力を加えられた状態で第一筐体の有する被接触部に接触することから、導線部と被接触部との接触がより確実なものとなる。したがって、第一筐体と導電部とをより確実に電気的に接続させることができる。 With this configuration, when the fixing member is in its fixed position, the conductive part of the fixing member contacts the contacted part of the first housing while a pressing force is applied from the drive mechanism toward the first housing. This ensures more reliable contact between the conductor and the contacted part. Therefore, the first housing and the conductive part can be electrically connected more reliably.
また、本発明のイオン源は、前記固定装置が、前記第二筐体から電気的に絶縁された状態で、前記第二筐体に配置されており、前記固定装置が前記第二筐体に直接または前記サージ対策部品を介して電気的に接続されている構成とされていてもよい。
なお、固定装置が第二筐体に直接電気的に接続されているとは、固定装置がサージ対策部品を介することなく接続されていることを指す。
Furthermore, the ion source of the present invention may be configured such that the fixing device is placed in the second housing in a state where it is electrically insulated from the second housing, and the fixing device is electrically connected to the second housing either directly or via the surge protection component.
Furthermore, the statement that the fixing device is directly electrically connected to the second enclosure means that the fixing device is connected without the use of surge protection components.
また、本発明のイオン源は、前記第一筐体が、前記第一内部空間を形成する長尺状の本体部を有し、複数の前記固定装置および複数の前記サージ対策部品が、前記第一筐体が前記第二筐体に固定された状態において、前記本体部の長手方向に沿って前記第二筐体に配置されており、前記長手方向を鉛直方向に一致させた状態でイオン注入装置のイオン源取付部に取り付けられるよう構成されていてもよい。 Furthermore, the ion source of the present invention may be configured such that the first housing has an elongated main body portion forming the first internal space, and the plurality of fixing devices and the plurality of surge protection components are arranged in the second housing along the longitudinal direction of the main body portion when the first housing is fixed to the second housing, and are mounted to the ion source mounting portion of the ion implanter with the longitudinal direction aligned with the vertical direction.
一般に、プラズマが生成される内部空間を有する長尺状の本体部を有するイオン源は、本体部の長手方向を鉛直方向に一致させた状態でイオン注入装置のイオン源取付部に取り付けられる。このようなイオン源において、複数のサージ対策部品が当該長手方向に沿って並ぶように配置されている場合、従来は、メンテナンス作業時等において、作業者が鉛直方向に並んだサージ対策部品と第一筐体とを電線等の配線部材により順次接続する作業が発生していた。そして、このような作業は、イオン源が大型化するにつれて、より高い位置で行う必要があり、作業性および作業効率がさらに低下していた。
これに対し、この構成によれば、メンテナンス作業等において従来必要であったサージ対策部品と第一筐体とを電気的に接続する作業が不要となる。すなわち、イオン源が本体部の長手方向を鉛直方向に一致させた状態でイオン注入装置のイオン源取付部に取り付けられる場合であっても、当該作業における作業時間が短縮される。
Generally, an ion source having a long main body with an internal space for plasma generation is mounted to the ion source mounting section of an ion implanter with the longitudinal direction of the main body aligned with the vertical direction. In such an ion source, if multiple surge protection components are arranged along the longitudinal direction, conventionally, during maintenance work, the worker had to sequentially connect the vertically aligned surge protection components to the first housing using wiring materials such as electric wires. Furthermore, as the ion source became larger, this work had to be performed at a higher position, further reducing workability and efficiency.
In contrast, this configuration eliminates the need for the conventional work of electrically connecting surge protection components to the first housing during maintenance work. In other words, even when the ion source is attached to the ion source mounting section of the ion implanter with the longitudinal direction of the main body aligned with the vertical direction, the work time for this operation is reduced.
また、固定装置が、第一筐体の第二筐体に対する固定を解除するのに伴って上記の解除状態となるように構成されている場合にはさらに、前記第一筐体を前記第二筐体から離脱させる際に従来必要であった、作業者が第一筐体とサージ対策部品との電気的接続を解除する作業も不要となる。 Furthermore, if the fixing device is configured to enter the above-mentioned released state when the fixing of the first housing to the second housing is released, then the operation of disconnecting the electrical connection between the first housing and the surge protection component, which was conventionally required when detaching the first housing from the second housing, becomes unnecessary.
また、本発明のイオン注入装置は、内部でプラズマが生成される第一内部空間を有する第一筐体と、前記プラズマからイオンビームを引き出すための電極を収容する第二内部空間を有する第二筐体とを備え、前記第一筐体と前記第二筐体とが、前記第一内部空間と前記第二内部空間とを連通させつつ、互いに電気的に絶縁された状態で固定されるイオン源を備えるイオン注入装置であって、前記イオン源が、 前記第二筐体に配置され、前記第一筐体を前記第二筐体に着脱可能に固定する固定装置と、前記第一筐体または前記第二筐体に配置されたサージ対策部品と、をさらに備え、前記固定装置が前記第一筐体を前記第二筐体に固定するのに伴って、前記第一筐体と前記第二筐体とが、前記固定装置の少なくとも一部および前記サージ対策部品を介して電気的に接続される接続状態となるように構成されている。 Furthermore, the ion implantation apparatus of the present invention comprises a first housing having a first internal space in which plasma is generated, and a second housing having a second internal space for housing electrodes for extracting an ion beam from the plasma, wherein the first housing and the second housing are fixed together while connecting the first and second internal spaces, and the ion implantation apparatus comprises an ion source that is electrically insulated from each other, wherein the ion source is further provided with a fixing device arranged in the second housing and detachably fixing the first housing to the second housing, and surge protection components arranged in the first housing or the second housing, wherein as the fixing device fixes the first housing to the second housing, the first housing and the second housing are connected electrically via at least a part of the fixing device and the surge protection components.
本発明によれば、イオン源の組立作業またはメンテナンス作業における作業時間を従来と比較して短縮することができる。 According to the present invention, the working time for assembly or maintenance of ion sources can be reduced compared to conventional methods.
本発明の第一実施形態における第一のイオン源10A、および第一のイオン源10Aを備えるイオン注入装置1について説明する。なお、図1~図8は本発明が理解されることを目的として作成されており、各図間における各構成要素の長さ寸法の比や縮尺の比率は必ずしも一致させられているものではない。 The first ion source 10A and the ion implantation apparatus 1 equipped with the first ion source 10A in the first embodiment of the present invention will be described. Note that Figures 1 to 8 have been prepared for the purpose of understanding the present invention, and the ratios of the lengths and scales of the components in each figure are not necessarily consistent.
まず、第一のイオン源10Aおよびイオン注入装置1の構成について説明する。
図1は本実施形態における第一のイオン源10Aおよび第一のイオン源10Aを備えるイオン注入装置1を示す模式図である。
本実施形態のイオン注入装置1は、フラットパネルディスプレイ製造工程において使用され、基板Sに所望のイオンを注入するために使用される装置である。なお、本実施形態における基板Sは矩形状のガラス基板であるが、基板Sの形状および材質は特定のものに限定されるものではない。
First, the configuration of the first ion source 10A and the ion implanter 1 will be described.
Figure 1 is a schematic diagram showing the first ion source 10A and the ion implantation apparatus 1 equipped with the first ion source 10A in this embodiment.
The ion implantation apparatus 1 of this embodiment is used in the manufacturing process of flat panel displays and is used to implant desired ions into a substrate S. In this embodiment, the substrate S is a rectangular glass substrate, but the shape and material of the substrate S are not limited to any particular type.
図1に示すように、イオン注入装置1は、外部から供給される原料ガスからプラズマを生成し、当該プラズマに含まれるイオンをイオンビームIBとして取り出す第一のイオン源10Aを備えている。また、イオン注入装置1は、第一のイオン源10Aから引き出されたイオンを質量分離し、所望のイオンを含むイオンビームIBを輸送するイオン輸送部2と、イオン輸送部2からイオンビームIBが導入される処理室3をさらに備えている。 As shown in Figure 1, the ion implanter 1 includes a first ion source 10A that generates plasma from a source gas supplied from an external source and extracts the ions contained in the plasma as an ion beam IB. The ion implanter 1 also includes an ion transport unit 2 that mass-separates the ions extracted from the first ion source 10A and transports the ion beam IB containing the desired ions, and a processing chamber 3 into which the ion beam IB is introduced from the ion transport unit 2.
処理室3の内部では、外部から搬入された基板Sに所望のイオンを含むイオンビームIBが照射されることによって基板Sに対するイオン注入処理が施される。第一のイオン源10A、イオン輸送部2、および処理室3は、それぞれの内部空間が連通するように連結されており、イオンビームIBは当該内部空間を通過して第一のイオン源10Aから基板Sに到達する。また、イオン注入装置1の運転時には、当該内部空間は真空排気されて高真空下に置かれている。 Inside the processing chamber 3, an ion beam IB containing the desired ions is irradiated onto the substrate S, which has been brought in from the outside, thereby performing ion implantation on the substrate S. The first ion source 10A, the ion transport unit 2, and the processing chamber 3 are connected so that their internal spaces are in communication, and the ion beam IB passes through this internal space to reach the substrate S from the first ion source 10A. Furthermore, during operation of the ion implantation apparatus 1, this internal space is evacuated and placed under high vacuum.
図2は、第一のイオン源10Aがイオン注入装置1に搭載された状態を示す第一のイオン源10Aの斜視図である。図2では、第一のイオン源10Aに加え、イオン輸送部2の一部が示されている。
図1および図2に示すように、第一のイオン源10Aは互いに固定される第一筐体20および第二筐体30と、第一筐体20と第二筐体30を着脱可能に固定する複数の第一の固定装置40とを備えている。第一筐体20と第二筐体30はともにアルミニウム等の金属材料により形成されており、電気伝導性を有している。
Figure 2 is a perspective view of the first ion source 10A, showing it mounted on the ion implanter 1. In addition to the first ion source 10A, a portion of the ion transport unit 2 is also shown in Figure 2.
As shown in Figures 1 and 2, the first ion source 10A comprises a first housing 20 and a second housing 30 fixed to each other, and a plurality of first fixing devices 40 that detachably fix the first housing 20 and the second housing 30. Both the first housing 20 and the second housing 30 are made of a metallic material such as aluminum and are electrically conductive.
第一のイオン源10Aは、第一筐体20と第二筐体30とが互いに固定された状態で、後述する第二筐体30の第三フランジ部33が、イオン輸送部2のイオン源取付部2aにボルト等の締結部材(不図示)で固定されることによって、イオン輸送部2に連結されている。第一筐体20には、第一のイオン源10Aの外部に配置された図1に模式的に示す電源11が接続されている。第一のイオン源10Aは、第一のイオン源10Aの運転中、すなわちイオン注入装置1の運転中、電源11により、第一筐体20に接地電位に対して所定の電位が印加されるよう構成されている。 The first ion source 10A is connected to the ion transport unit 2 by fastening a bolt or other fastening member (not shown) to the ion source mounting portion 2a of the ion transport unit 2, with the first housing 20 and the second housing 30 fixed to each other. A power supply 11, schematically shown in Figure 1, is connected to the first housing 20, which is located outside the first ion source 10A. During operation of the first ion source 10A, i.e., during operation of the ion implanter 1, the power supply 11 is configured to apply a predetermined potential relative to the ground potential to the first housing 20.
図3は、図2中のX-X線における第一のイオン源10Aの横断面図であり、第一のイオン源10Aの内部構造を模式的に示している。
図3に示すように、第一筐体20は、プラズマが生成される第一内部空間A1を有する。また、第二筐体30は、第一内部空間A1に生成したプラズマからイオンビームIBを引き出すための引出電極群31を収容する第二内部空間A2を有する。
Figure 3 is a cross-sectional view of the first ion source 10A in the X-X line in Figure 2, schematically showing the internal structure of the first ion source 10A.
As shown in Figure 3, the first housing 20 has a first internal space A1 in which plasma is generated. The second housing 30 has a second internal space A2 that houses a group of extraction electrodes 31 for extracting an ion beam IB from the plasma generated in the first internal space A1.
第一筐体20と第二筐体30は、第一内部空間A1と第二内部空間A2を連通させつつ、第一筐体20と第二筐体30とを電気的に絶縁する筐体間絶縁部材25を介在させた状態で第一の固定装置40により固定される。筐体間絶縁部材25は、第一筐体20と第二筐体30との間に介在し、第一筐体20と第二筐体30とを絶縁するだけでなく、第一筐体20と第二筐体30との間を密封している。つまり、第一のイオン源10Aは、運転中、筐体間絶縁部材25によって、第一筐体20内と第二筐体30内は高真空状態が維持されるよう構成されている。 The first housing 20 and the second housing 30 are fixed together by the first fixing device 40, with an inter-housing insulating member 25 interposed between them, which electrically insulates the first housing 20 and the second housing 30 while maintaining communication between the first internal space A1 and the second internal space A2. The inter-housing insulating member 25 is interposed between the first housing 20 and the second housing 30, not only insulating them but also sealing the space between them. In other words, during operation, the first ion source 10A is configured such that a high vacuum state is maintained inside both the first housing 20 and the second housing 30 by the inter-housing insulating member 25.
なお、第一の固定装置40は、第一筐体20と第二筐体30との固定に寄与するものであればよい。つまり、第一のイオン源10Aは、第一筐体20と第二筐体30とが一または複数の第一の固定装置40のみによって固定されるものに限定されるものではない。例えば、第一のイオン源10Aは、第二筐体30に固定され、第一筐体20の下方を支持する筐体支持部材(不図示)をさらに備え、当該筐体支持部材と複数の第一の固定装置40によって第一筐体20が第二筐体30に固定される構成であってもよい。 Furthermore, the first fixing device 40 only needs to contribute to fixing the first housing 20 and the second housing 30. In other words, the first ion source 10A is not limited to a configuration where the first housing 20 and the second housing 30 are fixed by only one or more first fixing devices 40. For example, the first ion source 10A may further include a housing support member (not shown) fixed to the second housing 30 and supporting the lower part of the first housing 20, and the first housing 20 may be fixed to the second housing 30 by this housing support member and multiple first fixing devices 40.
また、第一の固定装置40は、後述する第一の固定部材41と、第一の固定部材41を動作させる駆動機構部42を備えている。第一の固定部材41は、駆動機構部42から電気的に絶縁された状態で、駆動機構部42に連結されるようにして組み立てられている。第一の固定部材41と駆動機構部42が絶縁されていることにより、第一筐体20と第二筐体30とが、後述する第二筐体30に配置されたサージ対策部品50を介することなく第一の固定装置40を通じて電気的に接続されることが防止されている。
なお、本実施形態において、第一筐体20と第二筐体30とが電気的に絶縁されていることは、第一筐体20と第二筐体30とが後述するサージ対策部品50を介さずに電気的に接続されることがない、という意味を指し、第一筐体20と第二筐体30とが所定の電位差を維持した状態で互いに固定されることを指すと捉えてもよい。
Furthermore, the first fixing device 40 includes a first fixing member 41, which will be described later, and a drive mechanism 42 that operates the first fixing member 41. The first fixing member 41 is assembled to be connected to the drive mechanism 42 while being electrically insulated from the drive mechanism 42. Because the first fixing member 41 and the drive mechanism 42 are insulated from each other, it is prevented that the first housing 20 and the second housing 30 are electrically connected through the first fixing device 40 without going through the surge protection component 50 located in the second housing 30, which will be described later.
In this embodiment, the fact that the first housing 20 and the second housing 30 are electrically insulated means that the first housing 20 and the second housing 30 are not electrically connected without the surge protection component 50 described later, and can also be understood as meaning that the first housing 20 and the second housing 30 are fixed to each other while maintaining a predetermined potential difference.
図2および図3に示すように、第一筐体20は、内壁面が第一内部空間A1を形成する長尺状の本体部21と、本体部21の側面から外方に張り出すように形成された第一フランジ部22を有している。図3に示すように、第一内部空間A1には、第一内部空間A1に電子を供給する複数のフィラメント23が配置されている。 As shown in Figures 2 and 3, the first housing 20 has a long main body portion 21 whose inner wall surface forms the first internal space A1, and a first flange portion 22 formed to protrude outward from the side surface of the main body portion 21. As shown in Figure 3, a plurality of filaments 23 that supply electrons to the first internal space A1 are arranged in the first internal space A1.
フィラメント23は、図2および図3に示す本体部21の二つの角部21aに、本体部21の長手方向Dに沿って複数形成された貫通部(不図示)に差し込むようにして配置されている。当該貫通部は一般的な構成であり、いずれの図においても図示が省略されている。また、図2および図5においてもフィラメント23の図示は省略されている。 The filament 23 is positioned so as to be inserted into multiple through-holes (not shown) formed along the longitudinal direction D of the main body 21 at two corners 21a of the main body 21 shown in Figures 2 and 3. These through-holes have a general configuration and are omitted from the illustration in all figures. Furthermore, the filament 23 is also omitted from the illustration in Figures 2 and 5.
また、本体部21の外側には、第一のイオン源10Aの外部に配置されたフィラメント用電源(不図示)に接続され、第一筐体20に配置された各フィラメント23に電力を供給する回路部材24が配置されている。 Furthermore, a circuit component 24 is located on the outside of the main body 21. This component is connected to a filament power supply (not shown) located outside the first ion source 10A and supplies power to each filament 23 arranged in the first housing 20.
図3に示すように、第二筐体30は、第一筐体20と第二筐体30が固定された状態において、筐体間絶縁部材25を介して第一筐体20の第一フランジ部22に対向する第二フランジ部32を有する。また、図1および図2に示すように、第二筐体30は、イオン源取付部2aに固定される第三フランジ部33を有する。 As shown in Figure 3, the second housing 30 has a second flange portion 32 that faces the first flange portion 22 of the first housing 20 via an inter-housing insulating member 25 when the first housing 20 and the second housing 30 are fixed together. Furthermore, as shown in Figures 1 and 2, the second housing 30 has a third flange portion 33 that is fixed to the ion source mounting portion 2a.
第二筐体30は、第二フランジ部32と第三フランジ部33を連結する筒状部30aを有する。本実施形態においては、第二フランジ部32、筒状部30a、および第三フランジ部33は一体に形成されている。なお、第二フランジ部32、筒状部30a、および第三フランジ部33は別個に形成され、ボルト等の締結部材によって一体にされることで第二筐体30を構成するものであってもよい。また、筒状部30aがさらに別個に構成された部材を連結することで構成されるものであってもよい。 The second housing 30 has a cylindrical portion 30a connecting the second flange portion 32 and the third flange portion 33. In this embodiment, the second flange portion 32, the cylindrical portion 30a, and the third flange portion 33 are integrally formed. Alternatively, the second flange portion 32, the cylindrical portion 30a, and the third flange portion 33 may be formed separately and then joined together by fastening members such as bolts to constitute the second housing 30. Furthermore, the cylindrical portion 30a may be formed by connecting separately constructed members.
図3に示すように、第二筐体30の第二内部空間A2には、図示されない電源から接地電位に対して互いに異なる電位がそれぞれ印加される第一電極31a、第二電極31b、第三電極31cの三枚の電極から構成される引出電極群31が収容されている。本実施形態においては、第一筐体20に近いものから、第一電極31a、第二電極31b、第三電極31cの順に配置されおり、第一電極31aは特許文献1(特開2016-91795)における加速電極に相当する。 As shown in Figure 3, the second internal space A2 of the second housing 30 houses a group of three electrodes, a first electrode 31a, a second electrode 31b, and a third electrode 31c, to which different potentials relative to the ground potential are applied from a power source (not shown). In this embodiment, the electrodes are arranged in the order of first electrode 31a, second electrode 31b, and third electrode 31c, starting from the one closest to the first housing 20, with the first electrode 31a corresponding to the accelerating electrode in Patent Document 1 (JP 2016-91795).
また、第二内部空間A2には、引出電極群31に加え、引出電極群31を保持する電極保持部材34、および、引出電極群31と電極保持部材34を第二筐体30から絶縁させた状態で第二筐体30内に配置する絶縁保持部材35が収容されている。 Furthermore, the second internal space A2 houses, in addition to the extraction electrode group 31, an electrode holding member 34 for holding the extraction electrode group 31, and an insulating holding member 35 that is placed inside the second housing 30 in a state where the extraction electrode group 31 and the electrode holding member 34 are insulated from the second housing 30.
本実施形態においては、電極保持部材34は、第一電極31a、第二電極31b、および第三電極31cの幅方向両側の端部をそれぞれ保持する第一保持部34a、第二保持部34b、および第三保持部34cにより構成されている。 In this embodiment, the electrode holding member 34 is composed of a first holding portion 34a, a second holding portion 34b, and a third holding portion 34c, which respectively hold the ends on both sides in the width direction of the first electrode 31a, the second electrode 31b, and the third electrode 31c.
また、絶縁保持部材35は、第一保持部34a、第二保持部34b、および第三保持部34cと第二筐体30の内周面とをそれぞれ絶縁する、第一絶縁保持部35a、第二絶縁保持部35b、および第三絶縁保持部35cにより構成されている。 Furthermore, the insulating retaining member 35 is composed of a first insulating retaining portion 35a, a second insulating retaining portion 35b, and a third insulating retaining portion 35c, which insulate the first retaining portion 34a, the second retaining portion 34b, and the third retaining portion 34c from the inner circumferential surface of the second housing 30, respectively.
第一電極31a、第二電極31b、および第三電極31cは、電極保持部材34および絶縁保持部材35によって、互いに絶縁され、かつ互いに所定の間隔を維持した状態で第二内部空間A2に配置される。 The first electrode 31a, the second electrode 31b, and the third electrode 31c are insulated from each other by the electrode holding member 34 and the insulating holding member 35, and are arranged in the second internal space A2 while maintaining a predetermined distance from each other.
電極保持部材34および絶縁保持部材35は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、第一電極31a、第二電極31b、および第三電極31cを所定位置に固定できるとともに互いに絶縁できる構成であればよい。すなわち、電極保持部材34および絶縁保持部材35は、第一電極31a、第二電極31b、および第三電極31cに所定の電位を印加できるように構成されていればどのような構成であってもよい。 The electrode holding member 34 and the insulating holding member 35 are not limited to the configuration of this embodiment; any configuration that can fix the first electrode 31a, the second electrode 31b, and the third electrode 31c in predetermined positions and insulate them from each other is acceptable. In other words, the electrode holding member 34 and the insulating holding member 35 can have any configuration that allows a predetermined potential to be applied to the first electrode 31a, the second electrode 31b, and the third electrode 31c.
図2に示すように、第一筐体20の本体部21は、直方体形状に形成されている。そして、第一のイオン源10Aは本体部21の長手方向Dを鉛直方向(各図中のZ方向)に一致させた状態でイオン源取付部2aに取り付けられている。 As shown in Figure 2, the main body 21 of the first housing 20 is formed in a rectangular parallelepiped shape. The first ion source 10A is attached to the ion source mounting portion 2a with the longitudinal direction D of the main body 21 aligned with the vertical direction (Z direction in each figure).
第二筐体30の第二フランジ部32には、図2に示す第一筐体20が第二筐体30に固定された状態において、本体部21を挟んだ幅方向両側のそれぞれに、長手方向Dに沿って5個の第一の固定装置40が並ぶよう、計10個の第一の固定装置40が配置されている。
なお、本実施形態における第一のイオン源10Aは、第一の固定装置40を10個備えているが、第一の固定装置40の数は適宜変更してよい。また、各第一の固定装置40が配置される位置も本実施形態の配置に限定されるものではない。第一の固定装置40の個数および配置位置は、第一筐体20を第二筐体30に固定できるものであれば、どのようなものであってもよい。
On the second flange portion 32 of the second housing 30, a total of 10 first fixing devices 40 are arranged such that, when the first housing 20 shown in Figure 2 is fixed to the second housing 30, five first fixing devices 40 are lined up along the longitudinal direction D on each of the widthwise sides of the main body portion 21.
In this embodiment, the first ion source 10A is equipped with 10 first fixing devices 40, but the number of first fixing devices 40 may be changed as appropriate. Also, the position in which each first fixing device 40 is arranged is not limited to the arrangement in this embodiment. The number and arrangement position of the first fixing devices 40 can be any as long as the first housing 20 can be fixed to the second housing 30.
第二フランジ部32にはさらに、後述する第一筐体20に発生するサージ電流から電源11や第一のイオン源10Aを構成する回路を保護するためのサージ対策部品50が複数配置されている。本実施形態におけるサージ対策部品50はセラミックコンデンサであるが、これに限定されるものではない。例えば、サージ対策部品50はサージアブソーバであってもよい。 The second flange portion 32 further contains multiple surge protection components 50 to protect the power supply 11 and the circuits constituting the first ion source 10A from surge currents generated in the first housing 20, which will be described later. While the surge protection components 50 in this embodiment are ceramic capacitors, they are not limited to ceramic capacitors. For example, the surge protection components 50 may be surge absorbers.
本実施形態においては、一つの第一の固定装置40に対して一つのサージ対策部品50が近接するように配置されている。すなわち、第一のイオン源10Aでは、第一筐体20が第二筐体30に固定された状態において、本体部21を挟んだ第二フランジ部32の幅方向両側のそれぞれに、長手方向Dに沿って5個のサージ対策部品50が並ぶように、計10個のサージ対策部品50が配置されている。 In this embodiment, one surge protection component 50 is positioned close to one first fixing device 40. Specifically, in the first ion source 10A, with the first housing 20 fixed to the second housing 30, a total of 10 surge protection components 50 are arranged such that five surge protection components 50 are lined up along the longitudinal direction D on each side in the width direction of the second flange portion 32, which sandwiches the main body portion 21.
本実施形態における第一の固定装置40は、エア式クランプであり、図3に示すように、第一筐体20の第一フランジ部22に接触して第一筐体20を第二筐体30に固定する第一の固定部材41を備える。また、第一の固定装置40は、第一の固定部材41を移動させる駆動機構部42をさらに備えている。後述するように、第一の固定部材41は、駆動機構部42によって、離脱位置P1から途中位置P2を経由して固定位置P3に至り、反対に、固定位置P3から途中位置P2を経由して離脱位置P1に至るように動作する。 In this embodiment, the first fixing device 40 is an air-operated clamp and, as shown in Figure 3, includes a first fixing member 41 that contacts the first flange portion 22 of the first housing 20 to fix the first housing 20 to the second housing 30. The first fixing device 40 further includes a drive mechanism 42 for moving the first fixing member 41. As will be described later, the first fixing member 41 is operated by the drive mechanism 42 to move from the detachment position P1, via an intermediate position P2, to the fixing position P3, and conversely, from the fixing position P3, via an intermediate position P2, to the detachment position P1.
図4A~Cはそれぞれ、第一の固定部材41が離脱位置P1、途中位置P2、固定位置P3にある状態を示す第一の固定装置40の側面図である。図4A~Cには、第一の固定装置40に加え、第一筐体20の第一フランジ部22の一部、第二筐体30の第二フランジ部32の一部、サージ対策部品50、および、後述するサージ対策部品50を支持する支持部材52も示されている。また、図4A~Cには、駆動機構部42を動作させるコントローラ60が模式的に示されている。 Figures 4A to 4C are side views of the first fixing device 40, showing the first fixing member 41 in the detached position P1, intermediate position P2, and fixed position P3, respectively. In addition to the first fixing device 40, Figures 4A to 4C also show a portion of the first flange portion 22 of the first housing 20, a portion of the second flange portion 32 of the second housing 30, the surge protection component 50, and a support member 52 that supports the surge protection component 50, which will be described later. Furthermore, Figures 4A to 4C schematically show the controller 60 that operates the drive mechanism 42.
図4A~Cに示すように、第一の固定部材41は、第一の固定部材41と、第一の固定部材41を移動させる駆動機構部42を備えている。第一の固定部材41は、略直方体形状で絶縁体により形成された第一のブロック体41aと、第一のブロック体41aの底面および側面の一部を覆うよう断面コ字状の樋状に形成された第一の導電部41bにより構成されている。第一のブロック体41aと第一の導電部41bは螺子(不図示)によって固定されている。本実施形態においては、第一のブロック体41aはPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の絶縁性を有する合成樹脂により形成され、第一の導電部41bはステンレス等の金属により形成されているが、これに限定されるものではない。 As shown in Figures 4A to 4C, the first fixing member 41 comprises the first fixing member 41 and a drive mechanism 42 for moving the first fixing member 41. The first fixing member 41 is composed of a first block body 41a, which is substantially rectangular in shape and made of an insulator, and a first conductive part 41b, which is formed in a trough shape with a U-shaped cross-section to cover the bottom surface and part of the sides of the first block body 41a. The first block body 41a and the first conductive part 41b are fixed together by screws (not shown). In this embodiment, the first block body 41a is made of an insulating synthetic resin such as PEEK (polyetheretherketone), and the first conductive part 41b is made of a metal such as stainless steel, but it is not limited to these.
駆動機構部42は、第二フランジ部32に固定される台座部42aと、台座部42a内に配置されたエアシリンダ(不図示)によって昇降可能とされており、一端部が第一のブロック体41aを介して第一の固定部材41に固定される軸部42bと、を有している。 The drive mechanism 42 includes a base portion 42a fixed to the second flange portion 32, and a shaft portion 42b that is movable up and down by an air cylinder (not shown) located within the base portion 42a, with one end fixed to the first fixing member 41 via the first block body 41a.
本実施形態における第一の固定装置40は、所謂スイングタイプのクランプであり、軸部42bが軸部42bの軸方向Rに沿って昇降可能であるとともに、軸方向R中心に回転動作可能であるように構成されている。 In this embodiment, the first fixing device 40 is a so-called swing-type clamp, and the shaft portion 42b is configured to be able to move up and down along the axial radius R of the shaft portion 42b, and to be able to rotate around the axial radius R.
台座部42aと軸部42bはともに金属により形成され、電気伝導性を有しており、軸部42bと第一の固定部材41とは、絶縁体の第一のブロック体41aの内部でのみ接触している。つまり、第一の固定部材41は、第一の導電部41bと軸部42bとが接触することがない状態で、軸部42bに固定されている。また、第一の固定装置40は、駆動機構部42が動作する間においても、第一の導電部41bと軸部42b、および第一の導電部41bと台座部42aとが接触することがないよう構成されている。これによって第一の固定部材41と駆動機構部42との絶縁が確保されている。 The base portion 42a and the shaft portion 42b are both made of metal and are electrically conductive. The shaft portion 42b and the first fixing member 41 are in contact only within the first insulator block body 41a. In other words, the first fixing member 41 is fixed to the shaft portion 42b in a manner that prevents contact between the first conductive portion 41b and the shaft portion 42b. Furthermore, the first fixing device 40 is configured such that, even while the drive mechanism 42 is operating, the first conductive portion 41b and the shaft portion 42b, and the first conductive portion 41b and the base portion 42a, do not come into contact. This ensures insulation between the first fixing member 41 and the drive mechanism 42.
駆動機構部42は遠隔操作されることによって駆動する。より詳細には、駆動機構部42は、図4A~Cに模式的に示された第一のイオン源10Aから離れた位置に配置されたコントローラ60からの信号を受けて動作するよう構成されている。本実施形態におけるコントローラ60は、各第一の固定装置40の駆動機構部42が同時に同一の動作を行うよう、第一のイオン源10Aが有するすべての第一の固定装置40を制御する。これにより、作業者はひとつのコントローラ60を操作することで、すべての第一の固定装置40を同時に作動させることができる。 The drive mechanism 42 is driven by remote control. More specifically, the drive mechanism 42 is configured to operate in response to signals from a controller 60 located at a distance from the first ion source 10A, as schematically shown in Figures 4A-C. In this embodiment, the controller 60 controls all first fixing devices 40 of the first fixing device 40 such that the drive mechanism 42 of each first fixing device 40 performs the same operation simultaneously. This allows the operator to operate all first fixing devices 40 simultaneously by operating a single controller 60.
本実施形態におけるサージ対策部品50は、一側端部50aと他側端部50bを有している。一側端部50aと他側端部50bは、電気回路におけるサージ対策部品50の両端部を指し、サージ対策部品50の形状に基づく両端部を指すものではない。本実施形態におけるサージ対策部品50の一側端部50aと他側端部50bはそれぞれ、セラミックコンデンサの一側の端子および他側の端子と捉えてよい。 In this embodiment, the surge protection component 50 has one end 50a and the other end 50b. The one end 50a and the other end 50b refer to both ends of the surge protection component 50 in an electrical circuit, and do not refer to ends based on the shape of the surge protection component 50. In this embodiment, the one end 50a and the other end 50b of the surge protection component 50 can be considered as the terminals on one side and the other side of a ceramic capacitor, respectively.
本実施形態においては、サージ対策部品50は、第二フランジ部32に固定された支持部材52に支持された状態で第二フランジ部32に配置されている。支持部材52は金属等の導電性材料により形成されている。サージ対策部品50は、一側端部50aが支持部材52に電気的に接続されている。サージ対策部品50と一側端部50aとの接続構造は限定されるものではないが、例えば、支持部材52に雌型端子を設け、一側端部50aを雄型端子として、雄雌嵌合させるように接続させてもよい。 In this embodiment, the surge protection component 50 is positioned on the second flange portion 32, supported by a support member 52 fixed to the second flange portion 32. The support member 52 is made of a conductive material such as metal. One end 50a of the surge protection component 50 is electrically connected to the support member 52. The connection structure between the surge protection component 50 and the one end 50a is not limited; for example, a female terminal may be provided on the support member 52, and the one end 50a may be a male terminal, connecting them in a male-female mating configuration.
本第一実施形態におけるサージ対策部品50は、第二筐体30と直接または間接的に電気的に接続された状態で、直接第二フランジ部32に配置されていればよく、支持部材52を介して第二筐体30と電気的に接続される構成に限定されるものではない。 In this first embodiment, the surge protection component 50 may be directly positioned on the second flange portion 32 while being electrically connected to the second housing 30, either directly or indirectly. It is not limited to a configuration where it is electrically connected to the second housing 30 via the support member 52.
サージ対策部品50の他側端部50bは、各サージ対策部品50の近傍に配置された第一の固定装置40の第一の導電部41bと接続部材51によって予め電気的に接続されている。なお、本実施形態における接続部材51は電線であるが、これに限定されるこのではない。 The other end 50b of the surge protection component 50 is electrically connected in advance to the first conductive portion 41b of the first fixing device 40, which is located near each surge protection component 50, by a connecting member 51. In this embodiment, the connecting member 51 is an electric wire, but it is not limited to this.
したがって、サージ対策部品50の他側端部50bと第一筐体20とが電気的に接続されると、第一筐体20と第二筐体30とがサージ対策部品50を介して電気的に接続されることになる。 Therefore, when the other end 50b of the surge protection component 50 is electrically connected to the first housing 20, the first housing 20 and the second housing 30 are electrically connected via the surge protection component 50.
また、図4Cに示すように、第一の固定部材41が固定位置P3にあるときには、第一の導電部41bが第一筐体20の第一フランジ部22に接触し、第一の導電部41bと第一筐体20とが電気的に接続されることになる。 Furthermore, as shown in Figure 4C, when the first fixing member 41 is in the fixed position P3, the first conductive portion 41b contacts the first flange portion 22 of the first housing 20, and the first conductive portion 41b and the first housing 20 are electrically connected.
したがって、第一のイオン源10Aは、第一の固定部材41が固定位置P3にあるときには、他側端部50bが、第一の導電部41bおよび接続部材51を介して第一筐体20に電気的に接続される接続状態となる。これにより、第一筐体20にサージ電流が発生した場合、サージ電流は第一筐体20から、サージ対策部品50を介して第二筐体30に流れるようになる。つまり、当該異常電はサージ対策部品50によって所定の回路に流されることから、例えば、電源11にサージ電流が流れることによって電源11が故障する等の不具合の発生が回避される。 Therefore, when the first fixing member 41 of the first ion source 10A is in the fixed position P3, the other end 50b of the first ion source 10A is electrically connected to the first housing 20 via the first conductive part 41b and the connecting member 51. As a result, if a surge current occurs in the first housing 20, the surge current flows from the first housing 20 to the second housing 30 via the surge protection component 50. In other words, since the abnormal current is directed to a predetermined circuit by the surge protection component 50, problems such as the power supply 11 failing due to a surge current flowing through it are avoided.
接続部材51は、第一の固定装置40が動作する間に第一の固定部材41および駆動機構部42の動作に追従し、第一の導電部41bとサージ対策部品50との電気的接続を維持できるよう、余長を有して配線されている。 The connecting member 51 is wired with excess length so that it can follow the movement of the first fixing member 41 and the drive mechanism 42 while the first fixing device 40 is operating, and maintain the electrical connection between the first conductive part 41b and the surge protection component 50.
本実施形態における第一の固定装置40は、エア式クランプに限定されず、例えば、油圧式クランプであってもよい。また、本実施形態における第一の固定装置40は、所謂スイングタイプの動作を行うクランプ装置であるが、これに限定されず、例えば、所謂リンクタイプの動作を行うクランプ装置であってもよい。第一の固定装置40は、第一のイオン源10Aの構成や大きさ、重量等に応じて適切な構成を採用すればよい。 The first fixing device 40 in this embodiment is not limited to an air-operated clamp, but may be, for example, a hydraulic clamp. Furthermore, while the first fixing device 40 in this embodiment is a clamping device that performs a so-called swing-type operation, it is not limited to this, and may be, for example, a clamping device that performs a so-called link-type operation. The first fixing device 40 should adopt an appropriate configuration depending on the configuration, size, weight, etc., of the first ion source 10A.
次に、第一の固定装置40の動作、および、第一筐体20を第二筐体30に対して固定および着脱させる作業について説明する。
第一筐体20を第二筐体30に固定する場合には、作業者はまず、第一フランジ部22を、第二フランジ部32の図5に破線で示す載置領域Bに合わせるように、第二筐体30上に載置する。このとき、図4Aに示すように、第一の固定部材41は離脱位置P1にあり、第一筐体20は第一の固定部材41に干渉することなく第二筐体30に載置される。
Next, the operation of the first fixing device 40 and the process of fixing and detaching the first housing 20 from the second housing 30 will be described.
When fixing the first housing 20 to the second housing 30, the worker first places the first flange portion 22 on the second housing 30 so as to align it with the mounting area B shown by the dashed line in Figure 5 of the second flange portion 32. At this time, as shown in Figure 4A, the first fixing member 41 is in the detached position P1, and the first housing 20 is placed on the second housing 30 without interfering with the first fixing member 41.
続いて、作業者はコントローラ60を操作して、第一の固定部材41を図4Bに示す途中位置P2に移動させる。この間、第一の固定部材41は、軸部42bが軸方向Rに沿って回転動作するのに伴って回転動作し、第一の固定部材41が第一フランジ部22の上方に位置する途中位置P2に移動する。 Next, the operator operates the controller 60 to move the first fixing member 41 to the intermediate position P2 shown in Figure 4B. During this time, the first fixing member 41 rotates as the shaft portion 42b rotates along the axial direction R, and moves to the intermediate position P2 located above the first flange portion 22.
その後、第一の固定部材41は、軸部42bが軸方向Rに沿って下降するのに伴って第一フランジ部22に向かって下降し、第一筐体20を第二筐体30に固定する図4Cに示す固定位置P3に移動する。第一の固定部材41が固定位置P3にある状態では、第一の固定部材41が第一フランジ部22の被接触部22aを第二フランジ部32に向けて押圧することで第一筐体20を第二筐体30に固定する。 Subsequently, as the shaft portion 42b descends along the axial direction R, the first fixing member 41 descends toward the first flange portion 22 and moves to the fixing position P3 shown in Figure 4C, which fixes the first housing 20 to the second housing 30. While the first fixing member 41 is in the fixing position P3, it presses the contacted portion 22a of the first flange portion 22 toward the second flange portion 32, thereby fixing the first housing 20 to the second housing 30.
この動作に伴い、第一のイオン源10Aは、第一筐体20とサージ対策部品50の他側端部50bとが、第一の固定装置40の一部である第一の導電部41b、および接続部材51を介して電気的に接続された接続状態となる。 As a result of this operation, the first ion source 10A enters a connected state where the first housing 20 and the other end 50b of the surge protection component 50 are electrically connected via the first conductive part 41b, which is part of the first fixing device 40, and the connecting member 51.
また、第一の固定部材41が固定位置P3にあるときに、第一の固定部材41は第一筐体20に押圧力を加えているが、これは、駆動機構部42が、第一の固定部材41を介して第一筐体20に当該押圧力を加えていると捉えてもよい。 Furthermore, when the first fixing member 41 is in the fixed position P3, it applies a pressing force to the first housing 20. This can be understood as the drive mechanism 42 applying this pressing force to the first housing 20 via the first fixing member 41.
本実施形態においては、第一の固定部材41は、第一のブロック体41aの底面に配置された第一の導電部41bを介して第一筐体20の被接触部22aを押圧している。すなわち、第一の固定部材41が固定位置P3にあるときには、第一の導電部41bは、駆動機構部42から第一筐体20に向けた押圧力を加えられた状態で第一筐体20に接触している。したがって、第一の導電部41bと第一筐体20との接触がより確実なものとなり、第一筐体20とサージ対策部品50とをより確実に電気的に接続させることができる。 In this embodiment, the first fixing member 41 presses against the contacted portion 22a of the first housing 20 via the first conductive portion 41b located on the bottom surface of the first block body 41a. That is, when the first fixing member 41 is in the fixed position P3, the first conductive portion 41b is in contact with the first housing 20 with a pressing force applied from the drive mechanism 42 toward the first housing 20. Therefore, the contact between the first conductive portion 41b and the first housing 20 becomes more reliable, and the first housing 20 and the surge protection component 50 can be electrically connected more reliably.
図5は、第一筐体20が第二筐体30から取り外された状態を示す第一のイオン源10Aの斜視図である。
イオン注入装置1を運転するのに伴って、作業者は、フィラメント23の交換作業や第一筐体20内部の清掃作業等のメンテナンス作業を行う必要がある。この場合、第一のイオン源10A全体をイオン輸送部2から取り外すと大掛かりな作業となる。そこで、第二筐体30がイオン輸送部2に固定された状態で、第一筐体20を第二筐体30から取り外し、メンテナンス作業を行う場合がある。
Figure 5 is a perspective view of the first ion source 10A, showing the first housing 20 detached from the second housing 30.
In order to operate the ion implanter 1, the operator needs to perform maintenance tasks such as replacing the filament 23 and cleaning the inside of the first housing 20. In this case, removing the entire first ion source 10A from the ion transport unit 2 would be a major undertaking. Therefore, maintenance work is sometimes performed by removing the first housing 20 from the second housing 30 while the second housing 30 is still fixed to the ion transport unit 2.
このようなメンテナンス作業を行う場合には、作業者は、イオン注入装置1の運転を停止させた後、まず、コントローラ60を操作して、第一の固定部材41を固定位置P3から離脱位置P1に移動させる。これによって、第一筐体20は第二筐体30から離脱し得る状態となる。この動作に伴い、第一のイオン源10Aは、第一筐体20とサージ対策部品50の他側端部50bとの、第一の固定装置40の一部である第一の導電部41b、および接続部材51を介した電気的接続が解除された解除状態となる。
この間の第一の固定装置40の動作は、前述の第一の固定部材41が離脱位置P1から固定位置P3に至る動作と単に反対の動作をするのみであるため、その説明は省略する。
When performing such maintenance work, the worker first stops the operation of the ion implanter 1 and then operates the controller 60 to move the first fixing member 41 from the fixing position P3 to the detachment position P1. This makes the first housing 20 ready to be detached from the second housing 30. As a result of this operation, the first ion source 10A is released from the electrical connection between the first housing 20 and the other end 50b of the surge protection component 50, via the first conductive part 41b, which is part of the first fixing device 40, and the connecting member 51.
The operation of the first fixing device 40 during this period is simply the opposite of the operation of the first fixing member 41 from the detachment position P1 to the fixing position P3, so its explanation will be omitted.
その後、クレーン(不図示)等を使用して第一筐体20を支持しつつ、図5に示すように第一筐体20を第二筐体30から離脱させる。そして、メンテナンス作業を行った後、先ほどとは反対の動作を行って第一筐体20を第二筐体30に固定させる。 Subsequently, using a crane (not shown) or similar device to support the first housing 20, the first housing 20 is detached from the second housing 30 as shown in Figure 5. After performing maintenance work, the first housing 20 is then fixed to the second housing 30 by performing the reverse operation.
本実施形態における第一のイオン源10Aおよびイオン注入装置1においては、第一筐体20と第二筐体30とは互いに絶縁保持部材35により電気的に絶縁された状態で第一の固定装置40により固定されている。さらに、第二筐体30の第二フランジ部32には、複数の第一の固定装置40と複数のサージ対策部品50が配置されている。 In this embodiment, the first ion source 10A and ion implantation apparatus 1 are electrically insulated from each other by insulating retaining members 35 and fixed together by a first fixing device 40. Furthermore, multiple first fixing devices 40 and multiple surge protection components 50 are arranged on the second flange portion 32 of the second housing 30.
そして、サージ対策部品50の一側端部50aが第二筐体30に電気的に接続されており、第一の固定装置40が第一筐体20を第二筐体30に固定するのに伴って、第一筐体20とサージ対策部品50の他側端部50bとが第一の固定装置40の第一の導電部41bおよび接続部材51を介して電気的に接続される。 Furthermore, one end 50a of the surge protection component 50 is electrically connected to the second housing 30. As the first fixing device 40 fixes the first housing 20 to the second housing 30, the first housing 20 and the other end 50b of the surge protection component 50 are electrically connected via the first conductive part 41b and connecting member 51 of the first fixing device 40.
ここで、第一のイオン源10Aの運転中、すなわちイオン注入装置1の運転中には、第一筐体20の本体部21の内壁や第二筐体30内に、図3に模式的に示す導電性を有する絶縁性の生成物70が経時的に堆積する。生成物70は、例えば、第一筐体20内でプラズマが生成するのに伴って生成する物質や、イオンビームIBが第一のイオン源10A内の引出電極群31や電極保持部材34等をスパッタリングすることによって発生する物質を含んでいてよく、特定の物質に限定されない During the operation of the first ion source 10A, i.e., during the operation of the ion implanter 1, a conductive, insulating product 70, schematically shown in Figure 3, accumulates over time on the inner wall of the main body 21 of the first housing 20 and inside the second housing 30. The product 70 may include, for example, materials generated as plasma is generated within the first housing 20, or materials generated by the sputtering of the extraction electrode group 31 and electrode holding member 34 within the first ion source 10A by the ion beam IB, and is not limited to any specific material.
この絶縁性の生成物70が引出電極群31やその周囲に堆積し、帯電していった結果、異常放電が発生する。このような場合、引出電極群31に放電が発生し、瞬間的にサージ電流が電源に流れてしまい、電源の故障を引き起こすなどの不具合が生じる恐れがある。これに対し、第一のイオン源10Aにおいては、瞬間的に発生するサージ電流を第一筐体20からサージ対策部品50および第一の固定装置40の一部である第一の導電部41bを介して第二筐体30側に流すようにしている。また、第一のイオン源10Aにおいては、サージ対策部品50が所定の位置に複数配置されていることにより、第一筐体20に発生したサージ電流が意図しない回路に流れることや電源11に流れることがより確実に防止されている。 This insulating product 70 accumulates on and around the extraction electrode group 31, and as it becomes charged, abnormal discharge occurs. In such cases, a discharge occurs in the extraction electrode group 31, and a surge current instantaneously flows to the power supply, potentially causing malfunctions such as power supply failure. In contrast, the first ion source 10A is designed to divert the instantaneously generated surge current from the first housing 20 to the second housing 30 via the surge protection component 50 and the first conductive part 41b, which is part of the first fixing device 40. Furthermore, in the first ion source 10A, multiple surge protection components 50 are arranged in predetermined positions, which more reliably prevents the surge current generated in the first housing 20 from flowing to unintended circuits or to the power supply 11.
本実施形態においては、第一の固定装置40によって第一筐体20を第二筐体30に固定すると、第一筐体20と第二筐体30とがサージ対策部品50を介して電気的に接続されることになる。また、第一の固定装置40が第一筐体20の第二筐体30に対する固定を解除するのに伴って、第一筐体20とサージ対策部品50の他側端部50bとの第一の固定装置40を介した電気的接続が解除される。したがって、第一の固定装置40により第一筐体20と第二筐体30の固定が解除されると、第一筐体20とサージ対策部品50との電気的接続も解除されることになる。 In this embodiment, when the first housing 20 is fixed to the second housing 30 by the first fixing device 40, the first housing 20 and the second housing 30 are electrically connected via the surge protection component 50. Furthermore, when the first fixing device 40 releases the fixing of the first housing 20 to the second housing 30, the electrical connection between the first housing 20 and the other end 50b of the surge protection component 50 via the first fixing device 40 is released. Therefore, when the fixing of the first housing 20 and the second housing 30 by the first fixing device 40 is released, the electrical connection between the first housing 20 and the surge protection component 50 is also released.
すなわち、本実施形態によれば、従来は必要であった、第一筐体20と第二筐体30を固定した後に、第一筐体20とサージ対策部品50とを配線部材によって電気的に接続する作業が不要となる。また、従来は必要であった、第一筐体20を第二筐体30から離脱させる前に、第一筐体20とサージ対策部品50の電気的接続を解除する作業も不要となる。 In other words, according to this embodiment, the conventional procedure of electrically connecting the first housing 20 and the surge protection component 50 with wiring members after fixing the first housing 20 and the second housing 30 is eliminated. Furthermore, the conventional procedure of disconnecting the electrical connection between the first housing 20 and the surge protection component 50 before detaching the first housing 20 from the second housing 30 is also eliminated.
本実施形態によれば、従来必要であった第一筐体20とサージ対策部品50とを接続する作業、および当該接続を解除する作業が不要となることから、第一のイオン源10Aの組立作業またはメンテナンス作業における作業時間を短縮できる。特に、メンテナンス作業にかかる作業時間が短縮されると、イオン注入装置1を停止する期間が短縮されることになり、イオン注入装置1の基板Sを処理する処理効率も向上することになる。 According to this embodiment, the conventional work of connecting the first housing 20 and the surge protection component 50, and the work of disconnecting said connection, are eliminated, thus shortening the working time in the assembly or maintenance of the first ion source 10A. In particular, shortening the working time for maintenance reduces the downtime of the ion implanter 1, and improves the processing efficiency of the substrate S processed by the ion implanter 1.
また、本実施形態によれば、第一筐体20を第二筐体30に固定した後、サージ対策部品50と第一筐体20とを接続し忘れてしまうことや、第一筐体20を第二筐体30から離脱させる前にサージ対策部品50を第一筐体20から外し忘れるという作業ミスの発生を防止できる。 Furthermore, this embodiment prevents operational errors such as forgetting to connect the surge protection component 50 to the first housing 20 after fixing the first housing 20 to the second housing 30, or forgetting to remove the surge protection component 50 from the first housing 20 before detaching the first housing 20 from the second housing 30.
図6は、本実施形態における第一の固定装置40の第一の変形例である第二の固定装置80を示す側面図である。
第二の固定装置80は、第二の固定部材81、および第一の固定装置40と共通する駆動機構部42とを備えている。第二の固定装置80は、第一の固定装置40から第一の固定部材41を第二の固定部材81に置き換えたものと捉えてよい。
Figure 6 is a side view showing a second fixing device 80, which is a first modified example of the first fixing device 40 in this embodiment.
The second fixing device 80 comprises a second fixing member 81 and a drive mechanism 42 common to the first fixing device 40. The second fixing device 80 can be considered as the first fixing device 40 with the first fixing member 41 replaced by the second fixing member 81.
第二の固定装置80は、駆動機構部42が駆動することによって、第一の固定装置40と同様に、第二の固定部材81が離脱位置P1と固定位置P3の間を、途中位置P2を経由して移動するように構成されている。図6は、第二の固定部材81が固定位置P3にある状態を示している。 The second fixing device 80 is configured, similar to the first fixing device 40, to move the second fixing member 81 between the detached position P1 and the fixed position P3 via an intermediate position P2, when driven by the drive mechanism 42. Figure 6 shows the second fixing member 81 in the fixed position P3.
図6に示すように、第二の固定装置80における第二の固定部材81は、ステンレス等の金属材料で形成あれた第二のブロック体81aと、側面視L字状の第二の導電部81b、第二のブロック体81aと第二の導電部81bの間に介在し、第二のブロック体81aと第二の導電部81bを絶縁する絶縁部81cを有している。また、第二の固定部材81は、第二の導電部81bの端部に取り付けられた端子部81dをさらに有している。 As shown in Figure 6, the second fixing member 81 in the second fixing device 80 has a second block body 81a made of a metal material such as stainless steel, a second conductive part 81b which is L-shaped in side view, and an insulating part 81c which is interposed between the second block body 81a and the second conductive part 81b to insulate them. Furthermore, the second fixing member 81 has a terminal part 81d attached to the end of the second conductive part 81b.
また、第一フランジ部22には、第二の固定部材81が固定位置P3にあるときに、第二のブロック体81aに押圧される被押圧部26が形成されている。被押圧部26は、PEEK材等の絶縁性材料により形成されており、第二の固定部材81が固定位置P3にあるときに、第一フランジ部22と第二のブロック体81aは電気的に絶縁されている。
なお、第一フランジ部22に被押圧部26を形成する代わりに、第二のブロック体81aの底面に絶縁材料により形成された部材を配置することによって、第一フランジ部22と第二のブロック体81aとの絶縁を確保してもよい。
Furthermore, the first flange portion 22 has a pressing portion 26 that is pressed against the second block body 81a when the second fixing member 81 is in the fixed position P3. The pressing portion 26 is made of an insulating material such as PEEK material, and the first flange portion 22 and the second block body 81a are electrically insulated when the second fixing member 81 is in the fixed position P3.
Alternatively, instead of forming a pressed portion 26 on the first flange portion 22, insulation between the first flange portion 22 and the second block body 81a may be ensured by placing a member made of insulating material on the bottom surface of the second block body 81a.
第二の固定装置80においても、駆動機構部42の軸部42bと第二の導電部81bとが電気的に絶縁されるように、第二の固定部材81は軸部42bに取り付けられている。また、第二の固定装置80においても、第二の導電部81bと他側端部50bとが接続部材51により電気的に接続されている。なお、本実施形態においても接続部材51は電線であるが、これに限定されるものではない。 In the second fixing device 80, the second fixing member 81 is attached to the shaft portion 42b of the drive mechanism 42 so that the shaft portion 42b and the second conductive portion 81b are electrically insulated. Furthermore, in the second fixing device 80, the second conductive portion 81b and the other end portion 50b are electrically connected by a connecting member 51. While the connecting member 51 in this embodiment is an electric wire, it is not limited to this.
本変形例における端子部81dは弾性を有する例えば板状の弾性接触端子であり、第一フランジ部22に形成された接点部27と弾性接触するように構成されている。なお、端子部81dは板状端子に限定されず、例えば、コイルスプリング状でもよく、弾性を有することにも限定されない。端子部81dは、接点部27と確実に電気的に接続される構成であればよい。 In this modified example, the terminal portion 81d is an elastic contact terminal, for example, a plate-shaped elastic contact terminal, and is configured to elastically contact the contact portion 27 formed on the first flange portion 22. Note that the terminal portion 81d is not limited to a plate-shaped terminal; for example, it may be coil spring-shaped, and is not limited to being elastic. The terminal portion 81d only needs to be configured to reliably electrically connect with the contact portion 27.
また、本変形例における接点部27は第一フランジ部22に取り付けられた金属等の導電性材により形成された部材により形成されているが、第一フランジ部22の一部分であってもよい。また、第二の導電部81bに端子部81dを設ける代わりに、第一フランジ部22に弾性接触端子(不図示)を配置し、当該弾性接触端子と第二の導電部81bとを電気的に接続するように構成としてもよい。 Furthermore, in this modified example, the contact portion 27 is formed by a member made of a conductive material such as metal attached to the first flange portion 22, but it may also be a part of the first flange portion 22. Alternatively, instead of providing a terminal portion 81d on the second conductive portion 81b, an elastic contact terminal (not shown) may be placed on the first flange portion 22, and the elastic contact terminal and the second conductive portion 81b may be electrically connected.
図7は、本実施形態における第一の固定装置40の第二の変形例である第三の固定装置90を示す側面図である。
第三の固定装置90は、第三の固定部材91、および第一の固定装置40と共通する駆動機構部42とを備えている。第三の固定装置90は、第一の固定装置40から第一の固定部材41を第二の固定部材81に置き換えたものと捉えてよい。
Figure 7 is a side view showing a third fixing device 90, which is a second modified example of the first fixing device 40 in this embodiment.
The third fixing device 90 comprises a third fixing member 91 and a drive mechanism 42 common to the first fixing device 40. The third fixing device 90 can be considered as the first fixing device 40 with the first fixing member 41 replaced by a second fixing member 81.
第三の固定装置90は、駆動機構部42が駆動することによって、第一の固定装置40と同様に、第二の固定部材81が離脱位置P1と固定位置P3の間を、途中位置P2を経由して移動するように構成されている。図7は、第三の固定部材91が固定位置P3にある状態を示している。 The third fixing device 90 is configured, similar to the first fixing device 40, to move the second fixing member 81 between the detached position P1 and the fixed position P3 via an intermediate position P2, when driven by the drive mechanism 42. Figure 7 shows the third fixing member 91 in the fixed position P3.
第三の固定装置90は、第二フランジ部32に配置された絶縁固定部材28を介して、第二フランジ部32に固定される。絶縁固定部材28は、PEEK等の絶縁材料により構成されており、絶縁固定部材28によって、第三の固定装置90と第二フランジ部32とが絶縁されている。つまり、第三の固定部材91は、第三の固定部材91の全体が第二筐体30から電気的に絶縁された状態で、第二筐体30に配置されている。 The third fixing device 90 is fixed to the second flange portion 32 via an insulating fixing member 28 positioned on the second flange portion 32. The insulating fixing member 28 is made of an insulating material such as PEEK, and the insulating fixing member 28 insulates the third fixing device 90 from the second flange portion 32. In other words, the third fixing member 91 is positioned on the second housing 30 in a state where its entirety is electrically insulated from the second housing 30.
第三の固定装置90において、第三の固定部材91は、ステンレス等の金属材料により形成された第三のブロック体91aにより構成されている。また、第三のブロック体91aは電気的に接続された状態で駆動機構部42に取り付けられている。 In the third fixing device 90, the third fixing member 91 is composed of a third block body 91a made of a metal material such as stainless steel. The third block body 91a is attached to the drive mechanism 42 in an electrically connected state.
本変形例においては、サージ対策部品50の他側端部50bと、駆動機構部42が有する台座部42aとが接続部材51により電気的に接続されている。本実施形態においても接続部材51は電線であるが、これに限定されるものではない。 In this modified example, the other end 50b of the surge protection component 50 and the base portion 42a of the drive mechanism 42 are electrically connected by a connecting member 51. In this embodiment, the connecting member 51 is an electric wire, but it is not limited to this.
本変形例は、第一筐体20とサージ対策部品50を第三の固定装置90を介して接続するものであり、サージ対策部品50の他側端部50bは台座部42aと電気的に接続されている形態に限らず、例えば第三のブロック体91aに接続されていてもよい。 This modified configuration connects the first housing 20 and the surge protection component 50 via a third fixing device 90. The other end 50b of the surge protection component 50 is not limited to being electrically connected to the base portion 42a; for example, it may be connected to a third block body 91a.
本変形例においては、第三のブロック体91aがステンレス等の金属により形成されていることによって、より確実に第一筐体20を第二筐体30に固定させることができる。 In this modified example, the third block body 91a is made of a metal such as stainless steel, which allows the first housing 20 to be more securely fixed to the second housing 30.
また、本実施形態の第一のイオン源10Aは、本体部21の長手方向Dを鉛直方向に一致させた状態でイオン注入装置1のイオン源取付部2aに取り付けられるよう構成される。また、第一のイオン源10Aにおいては、複数の第一の固定装置40および複数のサージ対策部品50が、長手方向Dに沿って配置されている。 Furthermore, the first ion source 10A in this embodiment is configured to be attached to the ion source mounting portion 2a of the ion implanter 1 with the longitudinal direction D of the main body 21 aligned with the vertical direction. In addition, in the first ion source 10A, multiple first fixing devices 40 and multiple surge protection components 50 are arranged along the longitudinal direction D.
このような構成の場合、従来では、メンテナンス作業時等において、作業者が鉛直方向に並んで配置されたサージ対策部品50と第一筐体20とを電線等の配線部材により順次接続する作業が発生していた。この作業は、装置が大型化するにつれて、当該作業をより高い位置で行う必要があり、作業効率がさらに低下していた。 In this configuration, conventionally, during maintenance work, workers had to sequentially connect the surge protection components 50 and the first housing 20, which were arranged vertically, using wiring materials such as electric wires. As the device became larger, this work had to be performed at a higher position, further reducing work efficiency.
これに対し、本実施形態の構成によれば、第一の固定装置40の駆動機構部42が遠隔操作されることによって駆動されることから、作業者は第一のイオン源10Aから離れた位置においてコントローラ60を操作することによって、第一筐体20の第二筐体30に対する固定および当該固定の解除を行うことができる。これにより、前述の作業効率が向上するのに加え、作業の安全性も確保されることになる。 In contrast, according to the configuration of this embodiment, since the drive mechanism 42 of the first fixing device 40 is driven by remote operation, the operator can fix and release the first housing 20 from the second housing 30 by operating the controller 60 at a location away from the first ion source 10A. This improves the aforementioned work efficiency and also ensures work safety.
本実施形態においては、サージ対策部品50は支持部材52に支持された状態で、第一の固定部材41とは別個に配置されているが、サージ対策部品50は、第一の固定部材41に固定されている構成であってもよい。例えば、サージ対策部品50を台座部42aに固定させるともに、サージ対策部品50の一側端部50aと台座部42aとを電気的に接続させる構成であってもよい。この場合、第一筐体20とサージ対策部品50とは、台座部42aを介して電気的に接続されることになる。 In this embodiment, the surge protection component 50 is supported by the support member 52 and arranged separately from the first fixing member 41. However, the surge protection component 50 may also be fixed to the first fixing member 41. For example, the surge protection component 50 may be fixed to the base portion 42a, and one end portion 50a of the surge protection component 50 may be electrically connected to the base portion 42a. In this case, the first housing 20 and the surge protection component 50 will be electrically connected via the base portion 42a.
次に、本発明の第二実施形態である第二のイオン源10Bについて説明する。
第二のイオン源10Bは、イオン注入装置1において第一のイオン源10Aと置き換えて使用可能である。また、第一実施形態の第一のイオン源10Aと共通する構成要素については第一実施形態と共通する符号を付与し、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention, the second ion source 10B, will be described.
The second ion source 10B can be used in place of the first ion source 10A in the ion implantation apparatus 1. Furthermore, components common to the first ion source 10A of the first embodiment are given the same reference numerals as in the first embodiment, and their descriptions are omitted.
第二のイオン源10Bは、図2に示された位置と同じ位置に配置された複数の第一の固定装置40を備え、各第一の固定装置40は第一実施形態と同一の動作を行う。また、第二のイオン源10Bにおいては、図2に示された各サージ対策部品50が、第一筐体20の第一フランジ部22に配置されており、この点が第一のイオン源10Aとの主な違いである。 The second ion source 10B includes a plurality of first fixing devices 40 positioned at the same locations as shown in Figure 2, and each first fixing device 40 performs the same operation as in the first embodiment. Furthermore, in the second ion source 10B, the surge protection components 50 shown in Figure 2 are positioned on the first flange portion 22 of the first housing 20; this is the main difference from the first ion source 10A.
図8は、第二のイオン源10Bの一部を示す側面図であり、より詳細には、第二のイオン源10Bが備える第一の固定装置40が固定位置P3にある状態を示している。
図8に示すように、第二のイオン源10Bは、第一フランジ部22上に固定され、絶縁体により形成された板状の第二支持部材29と、第二支持部材29の上面に配置された導電性材料により形成された第二被接触部22bを有する。
Figure 8 is a side view showing a part of the second ion source 10B, and more specifically, it shows the state in which the first fixing device 40 of the second ion source 10B is in the fixed position P3.
As shown in Figure 8, the second ion source 10B is fixed on the first flange portion 22 and has a plate-shaped second support member 29 made of an insulator and a second contact portion 22b made of a conductive material placed on the upper surface of the second support member 29.
また、第二支持部材29にはサージ対策部品50が支持されており、サージ対策部品50は、一側端部50aが第一フランジ部22に、他側端部50bが第二被接触部22bに電気的に接続されている。 Furthermore, a surge protection component 50 is supported on the second support member 29. The surge protection component 50 is electrically connected at one end 50a to the first flange portion 22 and at the other end 50b to the second contact portion 22b.
第二のイオン源10Bにおいては、第一の固定装置40の第一の導電部41bは、第一実施形態と異なり、電線である接続部材51によって第二フランジ部32に、サージ対策部品50を介することなく、直接接続されている。 In the second ion source 10B, unlike in the first embodiment, the first conductive portion 41b of the first fixing device 40 is directly connected to the second flange portion 32 by a connecting member 51, which is an electric wire, without the need for a surge protection component 50.
第二のイオン源10Bにおいては、第一筐体20の第一フランジ部22と第二被接触部22bとが、サージ対策部品50を介して電気的に接続されている。また、第一の固定装置40の第一の導電部41bと第二筐体30の第二フランジ部32とが電気的に接続されている。つまり、第一の導電部41bが第二被接触部22bに接触すると、第一筐体20と第二筐体30とが、サージ対策部品50および第二被接触部22bを介して、電気的に接続されることになる。 In the second ion source 10B, the first flange portion 22 and the second contact portion 22b of the first housing 20 are electrically connected via the surge protection component 50. Furthermore, the first conductive portion 41b of the first fixing device 40 and the second flange portion 32 of the second housing 30 are electrically connected. In other words, when the first conductive portion 41b contacts the second contact portion 22b, the first housing 20 and the second housing 30 become electrically connected via the surge protection component 50 and the second contact portion 22b.
したがって、第二のイオン源10Bにおいては、第一の固定装置40が固定位置P3にあるときには、第一筐体20と第二筐体30とが、サージ対策部品50および第二被接触部22bを介して、電気的に接続される。また、第一の固定装置40が離脱位置P1にあるときには、第一筐体20と第二筐体30との電気的接続が解除される。 Therefore, in the second ion source 10B, when the first fixing device 40 is in the fixed position P3, the first housing 20 and the second housing 30 are electrically connected via the surge protection component 50 and the second contact portion 22b. Furthermore, when the first fixing device 40 is in the detached position P1, the electrical connection between the first housing 20 and the second housing 30 is released.
このように、サージ対策部品50は、第一実施形態のように第二筐体30に配置されていること限らず、第二実施形態のように第一筐体20に配置することができる。また、第二のイオン源10Bは、第一のイオン源10Aが奏する作用効果を同様に奏することは明らかであるから、その説明は省略する。 Thus, the surge protection component 50 is not limited to being located in the second housing 30 as in the first embodiment, but can also be located in the first housing 20 as in the second embodiment. Furthermore, since it is clear that the second ion source 10B performs the same effects as the first ion source 10A, its explanation will be omitted.
また、本発明は前記実施形態および前記変形例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments and modifications described above, and various modifications are possible without departing from its spirit.
S 基板
IB イオンビーム
A1 第一内部空間
A2 第二内部空間
1 イオン注入装置
10A 第一のイオン源
10B 第二のイオン源
20 第一筐体
21 本体部
22 第一フランジ部
30 第二筐体
31 引出電極群
34 保持部材
40 第一位の固定装置
41 第一の固定部材
41a 第一のブロック体
41b 第一の導電部
42 第一の駆動機構部
42a 第一の台座部
42b 第一の軸部
50 サージ対策部品
50a 一側端部
50b 他側端部
51 電線
60 コントローラ
S Substrate IB Ion beam A1 First internal space A2 Second internal space 1 Ion implantation device 10A First ion source 10B Second ion source 20 First housing 21 Main body 22 First flange 30 Second housing 31 Extraction electrode group 34 Holding member 40 First fixing device 41 First fixing member 41a First block body 41b First conductive part 42 First drive mechanism part 42a First base part 42b First shaft part 50 Surge protection part 50a One end 50b Other end 51 Electric wire 60 Controller
Claims (7)
前記第二筐体に配置され、前記第一筐体を前記第二筐体に固定する固定装置と、
前記第一筐体または前記第二筐体に配置されたサージ対策部品と、
をさらに備え、
前記固定装置が前記第一筐体を前記第二筐体に固定するのに伴って、前記第一筐体と前記第二筐体とが、前記固定装置の少なくとも一部および前記サージ対策部品を介して電気的に接続される接続状態となるイオン源。 An ion source comprising a first housing having a first internal space in which plasma is generated, and a second housing having a second internal space for housing electrodes for extracting an ion beam from the plasma, wherein the first housing and the second housing are fixed together while being electrically insulated from each other, with the first internal space and the second internal space in communication,
A fixing device is provided for the second housing and for fixing the first housing to the second housing,
A surge protection component disposed in the first housing or the second housing,
Furthermore,
An ion source in which, as the fixing device fixes the first housing to the second housing, the first housing and the second housing are electrically connected via at least a part of the fixing device and the surge protection component.
前記第一筐体に作用して前記第一筐体を前記第二筐体に固定する固定部材と、
遠隔操作により駆動され、前記固定部材を、前記第一筐体が前記第二筐体から離脱した離脱位置から、前記第一筐体を前記第二筐体に固定する固定位置に移動させる駆動機構部と、
を備え、
前記固定部材が前記固定位置にあるときに前記接続状態となる請求項1に記載のイオン源。 The aforementioned fixing device
A fixing member that acts on the first housing to fix the first housing to the second housing,
A drive mechanism that is driven by remote control to move the fixing member from a detached position where the first housing is separated from the second housing to a fixed position where the first housing is fixed to the second housing,
Equipped with,
The ion source according to claim 1, wherein the connection state is achieved when the fixing member is in the fixed position.
前記駆動機構部から電気的に絶縁された状態で、前記駆動機構部に連結されており、
前記固定位置にあるときに前記第一筐体に直接または間接的に電気的に接続される導電部を備える請求項2に記載のイオン源。 The aforementioned fixing member,
It is connected to the drive mechanism while being electrically insulated from the drive mechanism,
The ion source according to claim 2, further comprising a conductive part that is electrically connected directly or indirectly to the first housing when it is in the fixed position.
前記固定部材が前記固定位置にあるときに、前記導電部が前記駆動機構部から前記第一筐体に向けた押圧力を加えられた状態で前記被接触部に接触する請求項3に記載のイオン源。 The first housing has a contacted portion that is in contact with the conductive portion when the fixing member is in the fixed position,
The ion source according to claim 3, wherein when the fixing member is in the fixed position, the conductive part contacts the contacted part while a pressing force is applied from the drive mechanism toward the first housing.
前記固定装置が前記第二筐体に前記サージ対策部品を介して電気的に接続されている請求項1に記載のイオン源。 The fixing device is positioned in the second housing via an insulating fixing member positioned in the second housing,
The ion source according to claim 1, wherein the fixing device is electrically connected to the second housing via the surge protection component.
複数の前記固定装置および複数の前記サージ対策部品が、前記第一筐体が前記第二筐体に固定された状態において、前記本体部の長手方向に沿って前記第二筐体に配置されており、
前記長手方向を鉛直方向に一致させた状態でイオン注入装置のイオン源取付部に取り付けられる請求項1~5のいずれか一項に記載のイオン源。 The first housing has an elongated main body portion that forms the first internal space,
Multiple of the aforementioned fixing devices and multiple of the aforementioned surge protection components are arranged in the second housing along the longitudinal direction of the main body when the first housing is fixed to the second housing.
The ion source according to any one of claims 1 to 5, which is attached to the ion source mounting section of an ion implanter with the longitudinal direction aligned with the vertical direction.
前記イオン源が、
前記第二筐体に配置され、前記第一筐体を前記第二筐体に固定する固定装置と、
前記第一筐体または前記第二筐体に配置されたサージ対策部品と、
をさらに備え、
前記固定装置が前記第一筐体を前記第二筐体に固定するのに伴って、前記第一筐体と前記第二筐体とが、前記固定装置の少なくとも一部および前記サージ対策部品を介して電気的に接続される接続状態となるイオン注入装置。 An ion implantation apparatus comprising a first housing having a first internal space in which plasma is generated, and a second housing having a second internal space for housing electrodes for extracting an ion beam from the plasma, wherein the first housing and the second housing are fixed together while being electrically insulated from each other, and the ion source is fixed together, the first housing and the second housing communicating the first internal space and the second internal space,
The ion source is,
A fixing device is provided for the second housing and for fixing the first housing to the second housing,
A surge protection component disposed in the first housing or the second housing,
Furthermore,
An ion implantation apparatus in which, as the fixing device fixes the first housing to the second housing, the first housing and the second housing are electrically connected via at least a part of the fixing device and the surge protection component.
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