(57)【要約】      （修正有）【課題】実効排気速度が大きく、イオンビーム量を増加できるイオン注入装置を提供する。【解決手段】イオン源槽１１内の残留気体がイオン源槽１１に直結された真空排気装置５０に流入する経路の途中の場所に複数の熱遮蔽板を有する熱遮蔽装置が配置されている。イオン化槽から真空排気装置５０に向かって放出された熱線は熱遮蔽板によって遮蔽され、熱線が真空排気装置５０の内部に入射しないようにされており、真空排気装置５０の内部が昇温しないようになっている。熱遮蔽板は黒色にされ、冷却されている。【選択図】図１
2020136227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気装置と、
前記真空排気装置の動作によって内部の残留気体が前記真空排気装置の内部に移動されるイオン源槽と、
前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、
前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、
前記イオン化槽から射出された前記イオンビームの加速と質量分析とを行って所望の質量・電荷比のイオンから成るイオンビームを試料室の内部に入射させる走行部と、を有し、
前記試料室内には照射対象物が配置され、前記走行部から入射された前記イオンビームを前記照射対象物に照射され、
前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記真空排気装置の内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記真空排気装置の内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン注入装置。
【請求項２】
前記真空排気装置の筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記真空排気装置が動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン注入装置であって、
前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられた請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記熱遮蔽装置は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却される請求項２記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられた請求項３記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、
前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、
前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、
前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のイオン注入装置。
【請求項６】
前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記熱線が照射される被照射面には、黒色の第一の吸熱層が設けられた請求項５記載のイオン注入装置。
【請求項７】
前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられた請求項６記載のイオン注入装置。
【請求項８】
前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われた請求項５記載のイオン注入装置。 
【請求項９】
真空排気装置と、
前記真空排気装置の動作によって内部の残留気体が前記真空排気装置の内部に移動されるイオン源槽と、
前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、
前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、
を有し、
前記イオンビームを前記イオン源槽の外部に射出するイオン源であって、
前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記真空排気装置の内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記真空排気装置の内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン源。
【請求項１０】
前記真空排気装置の筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記真空排気装置が動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン源であって、
前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられた請求項９記載のイオン源。
【請求項１１】
前記熱遮蔽装置は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却される請求項１０記載のイオン源。
【請求項１２】
前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられた請求項１１記載のイオン源。
【請求項１３】
前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、
前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、
前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、
前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動する請求項９乃至請求項１２のいずれか１項記載のイオン源。
【請求項１４】
前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記熱線が照射される被照射面には、黒色の第一の吸熱層が設けられた請求項１３記載のイオン源。
【請求項１５】
前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられた請求項１４記載のイオン源。
【請求項１６】
前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われた請求項１３記載のイオン源。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン源の実効排気速度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入装置はイオン源のイオン源槽内でイオンビームを生成し、半導体基板等の照射対象物に照射して、所望の原子のイオンを照射対象物に注入する装置である。物質の表面の性質を変化させたり、半導体にｐ型又はｎ型のドーパントを注入し、ｐｎ接合を形成する等の用途がある。
【０００３】
イオン源槽には、イオンの原料となる原料ガスが導入され、イオン化されてイオンビームが形成されるが、イオンビームにされた原料ガス以外の原料ガスを真空排気するため、イオン源槽に接続された真空排気装置には大きな実効排気速度が求められる。
【０００４】
イオン源槽と真空排気装置とを接続する排気管の長さを短くすると実効排気速度が大きくなるため、特に、イオン源槽と真空排気装置とを直結する対策が考えられている。
【０００５】
真空排気装置には、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等のオイルフリーの装置が適しているが、真空排気装置を直結した場合は、イオン源槽の内部で発生した熱線(赤外線)が真空排気装置の内部に照射されると、ターボ分子ポンプの動翼が熱膨張によって動作不良となったり、クライオポンプの低温面の温度が上昇することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１５５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、簡素な構成で、イオン源槽と真空排気装置との間の排気管の長さを短縮させたときに生じるイオン源の内部で発生した熱線の真空排気装置への入射を防止すると共に、過熱による異常停止を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、真空排気装置と、前記真空排気装置の動作によって内部の残留気体が前記真空排気装置の内部に移動されるイオン源槽と、前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、前記イオン化槽から射出された前記イオンビームの加速と質量分析とを行って所望の質量・電荷比のイオンから成るイオンビームを試料室の内部に入射させる走行部と、を有し、前記試料室内には、照射対象物が配置され、前記走行部から入射された前記イオンビームを前記照射対象物に照射され、前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記真空排気装置の内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記真空排気装置の内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記真空排気装置の筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記真空排気装置が動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン注入装置であって、前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記熱遮蔽装置は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却されるイオン注入装置である。
本発明は、前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動するイオン注入装置である。
本発明は、前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記熱線が照射される被照射面には、黒色の第一の吸熱層が設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われたイオン注入装置である。 
本発明は、真空排気装置と、前記真空排気装置の動作によって内部の残留気体が前記真空排気装置の内部に移動されるイオン源槽と、前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、を有し、前記イオンビームを前記イオン源槽の外部に射出するイオン源であって、前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記真空排気装置の内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記真空排気装置の内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン源である。
本発明は、前記真空排気装置の筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記真空排気装置が動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン源であって、前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられたイオン源である。
本発明は、前記熱遮蔽装置は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却されるイオン源である。
本発明は、前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられたイオン源である。
本発明は、前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動するイオン源である。
本発明は、前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記熱線が照射される被照射面には、黒色の第一の吸熱層が設けられたイオン源である。
本発明は、前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられたイオン源である。
本発明は、前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われたイオン源である。
【発明の効果】
【０００９】
真空排気装置の内部に熱線が入射しないので、真空排気装置の排気速度が低下したり、真空排気装置が停止するようなことはなく、実効排気速度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のイオン注入装置の一例を説明するための図
【図２】イオン源の外形を説明するための図
【図３】イオン源の斜視図
【図４】イオン源の平面図
【図５】(ａ)：図４のＢ−Ｂ線截断断面図  (ｂ)：熱遮蔽板の断面図
【図６】図４のＣ−Ｃ線截断断面図
【図７】真空排気装置の一例の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜イオン注入工程＞
図１の符号２は、本発明のイオン注入装置を示している。
【００１２】
このイオン注入装置２は、試料室３と、走行部４と、イオン源５とを有している。
【００１３】
走行部４は走行槽５１を有しており、試料室３は試料槽５２を有している。図２〜図４にはイオン源５が示されており、イオン源５はイオン源槽１１を有している。
【００１４】
イオン源槽１１の内部と走行槽５１の内部と試料槽５２の内部とは連通されており、それらの内部は後述するイオン源５に接続された真空排気装置や試料槽５２に接続された真空排気装置とによって真空排気され、真空雰囲気にされている。
【００１５】
走行槽５１には、引出部６と、分析部７と、加速部８と、スキャン部９とが配置されている。
【００１６】
引出部６は、走行槽５１のうち、イオン源５に隣接した部分に配置されており、引出部６に位置する部分の走行槽５１の内部には複数の引出電極５３が設けられている。
【００１７】
後述するように、イオン源５にはイオン化させる原料ガスが導入され、イオン源５の内部で原料ガスのイオンが生成されている。
【００１８】
引出電極５３には正電荷のイオンを吸引する負の引出電圧が印加されており、イオン源５の内部で生成されたイオンは引出電極５３が形成する電界によってイオン源５から吸引され、放出口１２からイオンビームとなって走行槽５１の内部に引き出され、イオンビームは走行槽５１の内部の走行を開始する。
【００１９】
走行を開始したイオンビームの進行方向には分析部７が配置されており、走行槽５１のうち分析部７に位置する部分の外側には一対の分析用電磁石５４ａ、５４ｂが設けられている。
【００２０】
分析用電磁石５４ａ、５４ｂは、流れる電流の大きさに対応した強度の磁界を走行槽５１の内部に形成する。分析部７に入射したイオンビーム中のイオンは分析用電磁石５４ａ、５４ｂが形成した磁界によって走行方向が湾曲され、磁界の強度に対応した質量電荷比を有するイオンが分析部７を通過する。
【００２１】
分析部７を通過したイオンから成るイオンビームの進行方向には加速部８が配置されており、走行槽５１のうち加速部８に位置する部分の内部には複数枚の加速用電極５５が設けられている。
【００２２】
各加速用電極５５には、走行槽５１の接地電位に対して正電圧の加速電圧が印加されており、加速部８に入射したイオンビームは加速用電極５５に印加された加速電圧によって加速されながら加速部８を通過する。
【００２３】
加速部８を通過したイオンビームの進行方向にはスキャン部９が配置されており、走行槽５１のうちスキャン部９に位置する部分の内部には複数個の電極と電磁石とから成るスキャン装置５７が設けられている。
【００２４】
スキャン部９の走行槽５１の内部には、スキャン装置５７によって電界と磁界とが形成されており、スキャン部９に入射したイオンビームは電界と磁界によって進行方向が曲げられてスキャン部９を通過する。
【００２５】
スキャン部９を通過したイオンビームの進行方向には試料槽５２が配置されており、走行槽５１と試料槽５２とを接続する入射口３９から試料槽５２の内部にイオンビームが入射する。
【００２６】
入射したイオンビームの進行方向には照射対象５９が配置されており、照射対象５９には、試料槽５２の内部に入射したイオンビームが照射される。
【００２７】
照射対象５９に照射されるイオンビームの断面積は照射対象５９の一表面よりも小さくされており、スキャン部９の電界と磁界の大きさが変化されると、イオンビームの照射対象５９上の照射位置が移動され、照射対象５９の全面又は設定された領域にイオンビームが照射される。イオンビームの照射により、照射対象５９の内部にイオンビームに含まれるイオンが表面から注入される。
【００２８】
なお、加速部８が位置する部分の走行槽５１は電気絶縁性を有しており、走行槽５１のうち上流側の部分と下流側の部分とは加速部８が位置する部分の走行槽５１によって絶縁され、加速部８よりもイオンビームの上流側に位置する引出部６と、分析部７とイオン源槽１１とには高電圧が印加されており、イオンビームの下流側に位置するスキャン部９と試料槽５２とは接地電位に接続されている。
【００２９】
＜真空排気装置＞
図２を参照し、イオン源５はイオン源槽１１を有しておりイオン源槽１１には真空排気装置５０が接続されている。イオン源５に接続する真空排気装置５０にはターボ分子ポンプやクライオポンプ等の真空排気装置を用いることができる。
【００３０】
図３は真空排気装置５０を取り外した状態のイオン源５の外観斜視図である。図４はその平面図であり、図５(ａ)は図４のＢ−Ｂ線截断断面図であり、図６は図４のＣ−Ｃ線截断断面図である。真空排気装置５０は、この例ではターボ分子ポンプであり、その内部概略は図７に示されている。
【００３１】
真空排気装置５０は筺体６１を有しており、筺体６１には吸入口６２が設けられている。吸入口６２の周囲にはポンプ側フランジ面６３が形成されている。
【００３２】
イオン源槽１１には排気口２２が設けられており、排気口２２の周囲にはイオン源側フランジ面１３が形成されている。
【００３３】
ポンプ側フランジ面６３とイオン源側フランジ面１３とは互いに気密に当接され、筺体６１とイオン源槽１１とが取付部品１４によって互いに動かないように固定されている。固定された状態では、筺体６１の内部とイオン源槽１１の内部とは、吸入口６２と排気口２２とを介して接続されており、イオン源槽１１内部の気体が筺体６１の内部に移動できるようにされている。
【００３４】
筺体６１の内部には、モータ６７が配置されている。モータ６７には回転軸６４が接続されており、モータ６７が動作すると回転軸６４が回転する。
【００３５】
回転軸６４には複数枚の動翼６６が設けられている。動翼６６と動翼６６との間には、筺体６１に固定された静翼６５が配置されている。
【００３６】
静翼６５は、動翼６６と動翼６６との間に一枚ずつ配置されている。
【００３７】
筺体６１のうち、吸入口６２から離間した位置には排気管６８が設けられており、動翼６６と静翼６５とは、吸入口６２と排気管６８が接続された場所との間に配置されている。
【００３８】
回転軸６４が回転し、イオン源槽１１の内部の残留ガスの気体分子が回転移動する動翼６６に衝突すると、衝突した気体分子は静翼６５方向に移動し、静翼６５と動翼６６の間を通過して、衝突した動翼６６よりも、排気管６８が接続された場所に近い他の動翼６６の方向に移動し、その動翼６６に衝突する。
【００３９】
そして、衝突した気体分子はその動翼６６と静翼６５との間を通過して、排気管６８が接続された場所に近い他の動翼６６の方向に移動する。このような移動を繰り返して気体分子は排気管６８が接続された場所に移動する。
【００４０】
排気管６８は補助真空排気装置に接続されており、筺体６１の内部は、排気管６８を介して補助真空排気装置によって真空排気されている。
【００４１】
排気管６８が接続された場所に移動した気体は補助真空排気装置によって真空排気される。
【００４２】
その結果、イオン源槽１１の内部の残留気体は真空排気装置５０と補助真空排気装置とによって真空排気される。
【００４３】
＜イオン源＞
図６を参照し、イオン源槽１１は筒状であり、互いに対向する二底面のうち、一方の底面側の壁面には放出口１２が設けられており、走行槽５１の内部とイオン源槽１１の内部とは、放出口１２によって接続されている。
【００４４】
他方の底面側には絶縁フランジ４５が配置されている。イオン源槽１１の内部には、イオン化槽３１が配置されている。イオン化槽３１は、図示しない部材によって絶縁フランジ４５に固定されている。
【００４５】
イオン化槽３１には供給配管３２の先端４３が接続されており、供給配管３２の他端はイオン源槽１１の外部に導出され、ガス源３５(図１)に接続されている。
【００４６】
ガス源３５には原料ガスが配置されており、供給配管３２を介してガス源３５からイオン化槽３１に供給された原料ガスは、流量制御された状態で先端４３の開口からイオン化槽３１の内部に放出され、イオン化槽３１の内部を走行する。
【００４７】
イオン化槽３１の内部には、フィラメント３６が配置されている。
【００４８】
イオン源槽１１の外部には、イオン化用電源３８が配置されており、フィラメント３６はイオン化用電源３８に電気的に接続され、イオン化用電源３８からフィラメント３６に電力が供給される。この電力によってフィラメント３６に電流が流れ、フィラメント３６は高温に発熱する。
【００４９】
イオン化槽３１とフィラメント３６との間には引出電源が接続されており、フィラメント３６には負電圧が印加されている。
【００５０】
フィラメント３６は熱電子を放出する温度に昇温されており、フィラメント３６から、熱電子がイオン化槽３１の内部に放出され、イオン化槽３１の内部を走行するガスに照射されると、ガスがイオン化され、イオンが生成される。
【００５１】
イオン化槽３１には放出口１２と対面する位置に出口側開口４４が配置されている。
【００５２】
イオン化槽３１の内部には放出口１２と出口側開口４４とを介して引出電極５３によって電界が形成されており、イオンは、引出電極５３とイオン化槽３１とが形成する電界によって加速され、イオンビームとなって出口側開口４４を通過して、走行槽５１の内部に放出口１２から放出され、上述したように走行槽５１の内部を走行し、照射対象５９に照射される。
【００５３】
＜イオン化槽＞
ところで、フィラメント３６から放出される熱線や熱電子は、一部は出口側開口４４からイオン源槽１１の内部に放出され、他の一部はイオン化槽３１に照射され、イオン化槽３１が加熱され７００℃〜８００℃の温度に昇温されている。
【００５４】
加熱されたイオン化槽３１からも熱線が放出されており、従って、イオン化槽３１が位置する領域から放出される熱線には、イオン源槽１１がその領域の表面から放出する熱線と、フィラメント３６が、領域の内部から放出する熱線とが含まれる。
【００５５】
イオン源槽１１から放出される熱線の一部は排気口２２に向かい、排気口２２と吸入口６２とを通過すると、真空排気装置５０の内部に照射され、真空排気装置５０の内部を昇温させる。
【００５６】
イオン化槽３１に導入される原料ガスのうち、一部がイオンビームとなって走行槽５１の内部に入射し、他の一部は残留気体となってイオン源槽１１の内部に充満し、残留気体は排気口２２と吸入口６２とを通過して真空排気装置５０によって真空排気される。
【００５７】
このイオン注入装置２では、残留気体がイオン源槽１１の内部から真空排気装置５０の内部に移動する途中の場所に、残留気体を通過させながらイオン化槽１１から放出されて真空排気装置の内部に向かう熱線を遮蔽する熱遮蔽装置２０が設けられている。
【００５８】
この熱遮蔽装置２０は、取付フランジ４９を有しており、細長の熱遮蔽板２１が複数枚互いに離間して平行に配置され、隣接する熱遮蔽板２１の間に隙間２９が形成された状態で、熱遮蔽板２１は長手方向の両端を取付フランジ４９に固定されている。
【００５９】
取付フランジ４９は、イオン源槽１１の内部壁面のうち排気口２２に近接する位置に固定されて、取付フランジ４９の真空排気装置５０側の表面がイオン源側フランジ面１３にされている。
【００６０】
イオン源槽１１の内部の残留気体が熱遮蔽装置２０を通過しながら、イオン化槽３１から放出される赤外線が熱遮蔽装置２０に設けられた熱遮蔽板２１に入射して吸収されるようになっている。
【００６１】
各熱遮蔽板２１は長方形の四角形状であり、二長辺のうち一辺が排気口２２が形成する平面に近い位置に配置され、他方の辺が排気口２２が形成する平面から遠い位置に配置されている。
【００６２】
符号１５はイオンビームの中心軸線であり、排気口２２は、排気口２２が形成する平面と垂直に交叉する直線と、イオンビームの中心軸線１５とはねじれの位置にあり、排気口２２が形成する平面とイオンビームの中心軸線１５との間には所定の大きさの距離が存するように配置されている。
【００６３】
図５(ｂ)には、取付フランジ４９に取り付けられた複数の熱照射板２１のうちの隣接する二枚の熱照射板２１が示されている。
【００６４】
各熱遮蔽板２１の六表面のうち、面積の大きな一表面を被照射面２５ａとし、被照射面２５ａとは反対側に位置し、面積の大きな面を裏面２５ｂとすると、各熱遮蔽板２１は、被照射面２５ａがイオン化槽３１に対して正対するように、排気口２２が形成する平面に対して傾いて配置されている（この例では１２０°）。
【００６５】
熱遮蔽板２１は、銅製又はアルミニウム製等の金属製の本体板２４を有しており、本体板２４には、本体板２４の全表面を覆う吸熱層２７が設けられている。吸熱層２７は黒色であり、赤外線を吸収する吸収率が８０％以上が望ましく、例えば窒化チタン等の金属酸化物によって構成されている。
【００６６】
吸熱層２７のうち、本体板２４の面積が広い面２６ａ上に形成され、表面が被照射面２５ａにされた部分を第一の吸熱層２７ａとすると、被照射面２５ａに照射された熱線は大部分が第一の吸着層２７ａに吸収される。
【００６７】
本体板２４の面のうち、第一の吸熱層２７ａが形成された面２６ａとは反対側の面２６ｂには、表面が裏面２５ｂにされた第二の吸熱層２７ｂが形成されており、被照射面２５ａやイオン源槽１１の内壁面等で反射され、隙間２９に侵入した熱線は、裏面２５ｂに照射され、大部分が第二の吸熱層２７ｂに吸収される。熱照射板２１は熱線の吸収によって昇温する。イオン源槽１１のうち、熱遮蔽装置２０が取り付けられた部分の外周には、吸熱配管２３が巻き回されており、イオン源槽１１の外部に配置された冷却装置３７(図１)から供給された低温の冷熱媒体が吸熱配管２３の内部を流れ、イオン源槽１１の壁を介して熱遮蔽装置２０を冷却して熱遮蔽板２１の温度が低下するようにされている。
【００６８】
また熱遮蔽板２１は動翼６６から見ても冷却効果を奏する（動翼６６は一般的に磁気浮上状態で回転するため、熱収支は放射が支配的な要因となる為である）。これは侵入を防げなかった熱線により動翼６６の温度が上昇する事に対して、熱遮蔽板２１が冷却面となり、熱収支が改善されることを意味する。この結果、動翼６６の過熱に基づく熱膨張の発生、つまりは静翼６５と動翼６６との物理的な干渉の発生、を防ぐ事が出来、ひいては異常停止や破壊等の事故を防止する事が可能となる。
【００６９】
イオン源槽１１から伝達された熱によって冷熱媒体は昇温する。昇温した冷熱媒体は冷却装置３７に戻され、冷却装置３７によって冷却された後、イオン源槽１１の外周に位置する吸熱配管２３に供給され、熱遮蔽装置２０を冷却する。このように吸熱配管２３に冷熱媒体が循環されて熱遮蔽装置２０が冷却されるので、熱遮蔽板２１が昇温しないようになっている。冷却装置３７と吸熱配管２３はイオン注入装置２を運転する際にイオン源槽１１を冷却する設備として必須である事から、構成要素を増やすこと無く熱遮蔽版２１の過昇温を防ぐ事が可能となっている。なおこの吸熱配管２３はイオン源槽１１の冷却と兼用されている為（図示せず）、熱遮蔽装置２０の外周に巻き回された吸熱配管２３の配置は、その全長から見て上流側（配管長1/2の位置より冷却装置側）に配置する事が望ましい。
【００７０】
本体板２４には、面積の広い二個の片面２６ａ、２６ｂの他、他の四面にも、吸熱層２７が形成されており、熱遮蔽板２１に入射する熱線は、熱照射板２１に吸収されるようになっている。
【符号の説明】
【００７１】
２……イオン注入装置
３……試料室
５……イオン源
１１……イオン源槽
２０……熱遮蔽装置
２１……熱遮蔽板
２２……排気口
２３……吸熱配管
２５ａ……被照射面
２５ｂ……裏面
２７ａ……第一の吸熱層
２７ｂ……第二の吸熱層
２９……隙間
３１……イオン化槽
５０……真空排気装置
６１……筺体
６２……吸入口
【図１】
2020136227.tif 000003
【図２】
2020136227.tif 000004
【図３】
2020136227.tif 000005
【図４】
2020136227.tif 000006
【図５】
2020136227.tif 000007
【図６】
2020136227.tif 000008
【図７】
2020136227.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月9日(2019.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、ターボ分子ポンプと、前記ターボ分子ポンプの筺体の内部に配置された動翼の回転動作によって内部の残留気体が排気管が接続された場所に移動し、補助真空排気装置によって真空排気されるイオン源槽と、前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、前記イオン化槽から射出された前記イオンビームの加速と質量分析とを行って所望の質量・電荷比のイオンから成るイオンビームを試料室の内部に入射させる走行部と、を有し、前記試料室内には照射対象物が配置され、前記走行部から入射された前記イオンビームを前記照射対象物に照射され、前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記ターボ分子ポンプの内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記ターボ分子ポンプの内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン注入装置であって、前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動するようにされ、前記熱遮蔽板の表面のうち、一表面が前記イオン化槽に対して正対するように配置されて前記熱線が照射される被照射面にされ、前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記被照射面には黒色の第一の吸熱層が設けられ、前記熱遮蔽板は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却されるイオン注入装置である。
本発明は、前記ターボ分子ポンプの前記筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記ターボ分子ポンプが動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン注入装置であって、前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられたイオン注入装置である。
本発明は、前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われたイオン注入装置である。
本発明は、 ターボ分子ポンプと、前記ターボ分子ポンプの筺体の内部に配置された動翼の回転動作によって内部の残留気体が排気管が接続された場所に移動し、補助真空排気装置によって真空排気されるイオン源槽と、前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、を有し、前記イオンビームを前記イオン源槽の外部に射出するイオン源であって、前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記ターボ分子ポンプの内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記ターボ分子ポンプの内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン源であって、前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動するようにされ、前記熱遮蔽板の表面のうち、一表面が前記イオン化槽に対して正対するように配置されて前記熱線が照射される被照射面にされ、前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記被照射面には黒色の第一の吸熱層が設けられ、前記熱遮蔽板は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却されるイオン源である。
本発明は、前記ターボ分子ポンプの前記筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記ターボ分子ポンプが動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン源であって、前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられたイオン源である。
本発明は、前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられたイオン源である。
本発明は、前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられたイオン源である。
本発明は、前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われたイオン源である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ分子ポンプと、
前記ターボ分子ポンプの筺体の内部に配置された動翼の回転動作によって内部の残留気体が排気管が接続された場所に移動し、補助真空排気装置によって真空排気されるイオン源槽と、
前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、
前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、
前記イオン化槽から射出された前記イオンビームの加速と質量分析とを行って所望の質量・電荷比のイオンから成るイオンビームを試料室の内部に入射させる走行部と、を有し、
前記試料室内には照射対象物が配置され、前記走行部から入射された前記イオンビームを前記照射対象物に照射され、
前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記ターボ分子ポンプの内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記ターボ分子ポンプの内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン注入装置であって、
前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、
前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、
前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、
前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動するようにされ、
前記熱遮蔽板の表面のうち、一表面が前記イオン化槽に対して正対するように配置されて前記熱線が照射される被照射面にされ、
前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記被照射面には黒色の第一の吸熱層が設けられ、
前記熱遮蔽板は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却されるイオン注入装置。
【請求項２】
前記ターボ分子ポンプの前記筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記ターボ分子ポンプが動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン注入装置であって、
前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられた請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項３】
前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられた請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項４】
前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられた請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項５】
前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われた請求項１記載のイオン注入装置。
【請求項６】
ターボ分子ポンプと、
前記ターボ分子ポンプの筺体の内部に配置された動翼の回転動作によって内部の残留気体が排気管が接続された場所に移動し、補助真空排気装置によって真空排気されるイオン源槽と、
前記イオン源槽の内部に配置され、内部に原料ガスが入射するイオン化槽と、
前記イオン化槽の内部に入射した前記原料ガスに熱電子を照射してイオン化させ、イオンビームを生成するフィラメントと、
を有し、
前記イオンビームを前記イオン源槽の外部に射出するイオン源であって、
前記残留気体が前記イオン源槽の内部から前記ターボ分子ポンプの内部に移動する途中の場所に、前記イオン化槽が位置する領域から放出され、前記ターボ分子ポンプの内部に向かう熱線を遮蔽して通過させずに前記残留気体を通過させる熱遮蔽装置が設けられたイオン源であって、
前記熱遮蔽装置は、複数の熱遮蔽板を有し、
前記熱遮蔽板は互いに離間して配置され、
前記イオン化槽が位置する領域から放出される前記熱線は前記熱遮蔽板に照射され、
前記残留気体は隣接する前記熱遮蔽板の間の隙間を通過して前記イオン源槽の内部から前記筺体の内部に移動するようにされ、
前記熱遮蔽板の表面のうち、一表面が前記イオン化槽に対して正対するように配置されて前記熱線が照射される被照射面にされ、
前記熱遮蔽板の表面のうち、少なくとも前記被照射面には黒色の第一の吸熱層が設けられ、
前記熱遮蔽板は、冷熱媒体が流れる吸熱配管によって冷却されるイオン源。
【請求項７】
前記ターボ分子ポンプの前記筺体に設けられた吸気口と前記イオン源槽に設けられた排気口とが接続され、前記ターボ分子ポンプが動作すると、前記残留気体は前記排気口と前記吸気口とを通って前記イオン源槽の中から前記筺体の中に移動するイオン源であって、
前記熱遮蔽装置は前記排気口に設けられた請求項６記載のイオン源。
【請求項８】
前記吸熱配管は、前記イオン源槽のうち、前記熱遮蔽装置が設けられた部分に接触して設けられた請求項６記載のイオン源。
【請求項９】
前記被照射面とは反対側の裏面は黒色の第二の吸熱層が設けられた請求項６記載のイオン源。
【請求項１０】
前記熱遮蔽板は、黒色の吸熱層で覆われた請求項６記載のイオン源。