特許 7487342 ブレークダウンイオン源放電防止装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-10

(45)【発行日】2024-05-20

(54)【発明の名称】ブレークダウンイオン源放電防止装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 27/08 20060101AFI20240513BHJP

   H01J 37/08 20060101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

H01J27/08

H01J37/08

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022570368

(86)(22)【出願日】2021-05-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-21

(86)【国際出願番号】 CN2021094603

(87)【国際公開番号】W WO2021233334

(87)【国際公開日】2021-11-25

【審査請求日】2022-12-19

(31)【優先権主張番号】202010441767.3

(32)【優先日】2020-05-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】519453825

【氏名又は名称】江蘇魯▲もん▼儀器股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＪＩＡＮＧＳＵ ＬＥＵＶＥＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯ． ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｌｉａｏｈｅ Ｗｅｓｔ Ｒｏａｄ ８， Ｐｉｚｈｏｕ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ Ｘｕｚｈｏｕ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１３００， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】張 瑶瑶

(72)【発明者】

【氏名】胡 冬冬

(72)【発明者】

【氏名】張 軍

(72)【発明者】

【氏名】李 娜

(72)【発明者】

【氏名】劉 海洋

(72)【発明者】

【氏名】程 実然

(72)【発明者】

【氏名】郭 頌

(72)【発明者】

【氏名】許 開東

【審査官】後藤 慎平

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２１０２２３９３３（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０４１６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００１－５０６４０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ２７／００－２７／２６

Ｈ０１Ｊ ３／００－３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオン源チャンバが室外に形成され、前記イオン源チャンバとともに放電部材を収納する領域を画定する放電室を含み、
前記放電部材はＲＦコイルと、下部導電性接続部と、上部導電性接続部と、を含み、
前記ＲＦコイルは前記放電室外に形成され、前記ＲＦコイルはコイルベースに固定され、
前記下部導電性接続部の一端は下部接続板によって前記ＲＦコイルの末端に接続され、前記下部導電性接続部の他端は下部ＲＦポストに接続され、前記下部ＲＦポストは前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定され、
前記上部導電性接続部の一端は上部接続板によって前記ＲＦコイルの先端に接続され、前記上部導電性接続部の他端は上部ＲＦポストに接続され、前記上部ＲＦポストは前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定されるブレークダウンイオン源放電防止装置であって、
前記ＲＦコイルを支持することに用いられ、前記コイルベースの周方向に設けられるコイルサポートであって、前記コイルベースは前記イオン源チャンバの底部の内壁に係着され、前記ＲＦコイルは前記コイルサポートに挿通され、前記上部導電性接続部は前記ＲＦコイルの外部から前記ＲＦコイルと前記コイルベースを順次迂回し、前記コイルベースの底部から前記放電室の底部まで伸びるコイルサポートと、
前記上部導電性接続部を固定することに用いられ、前記上部導電性接続部に形成され、前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定される上部絶縁固定ブロックと、をさらに含むことを特徴とするブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項2】

前記下部導電性接続部に形成され、前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定される下部絶縁固定ブロックをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項3】

前記下部導電性接続部は前記ＲＦコイルの外部から、前記ＲＦコイルと前記コイルベースを順次迂回し、前記コイルベースの底部から前記放電室の底部まで伸びることを特徴とする請求項２に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項4】

前記上部接続板は水平に設けられ、前記上部接続板には前記上部導電性接続部を取り付けるためのネジ孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項5】

前記上部導電性接続部は垂直部と前記垂直部に接続される水平部とを含むＬ字形ものであり、前記垂直部は前記ＲＦコイルと前記コイルベースの外部に位置することを特徴とする請求項３に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項6】

前記コイルベースは前記イオン源チャンバの軸方向に移動可能であり、前記垂直部に移動溝が開口され、前記移動溝内に上部導電性移動部材が取り付けられ、前記上部導電性移動部材は前記上部接続板に接続されることを特徴とする請求項５に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項7】

前記上部導電性移動部材は上部接続板に接続される一端が凸状構造であることを特徴とする請求項６に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項8】

前記イオン源チャンバの外側の底部に固定され、油圧ロッドが前記イオン源チャンバに挿通され、前記コイルベースに固定される油圧シリンダをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【請求項9】

前記放電室の底部の角取り部の半径が１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のブレークダウンイオン源放電防止装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は機械加工設備の分野に属し、特にブレークダウンイオン源放電防止装置に関する。

【背景技術】

【0002】

イオン源装置は中性原子や分子をイオン化し、そこからイオンビーム電流を引き出す装置であり、イオンビーム電流はその軌跡の制御が正確で、イオン化効率が高く、ビーム電流の均一性が良く、エネルギーの調節範囲が広く、反応ガスと互換性があるなどの利点により、イオンビームエッチングに広く応用され、その性能の優劣はイオン注入の効果に対して極めて重要な影響を与える。ＲＦイオン源装置の動作原理は、ＲＦ電源を利用してガスをイオン化し、放電チャンバ内にプラズマを形成し、多孔質ゲートが加速電場を生成し、この加速電場によりイオンが引き出され加速された後、中和器により中和されてプラズマビームが形成されることである。ＫＲＩが生成したＲＦイオン源装置内では、上部ＲＦポスト８とＲＦコイル３とはそれぞれ長尺の銅板を用いて電気的に接続され、下部ＲＦポスト９とＲＦコイル３は短尺の銅板４を用いて電気的に接続される。銅板が薄く、固定されていないため、放電室１の下に長尺の銅板と短尺の銅板が自然に垂れ下がってしまうため（図１参照）、放電室と銅板との距離が制御できず、両者の距離が近いと、長期間の電場の影響で放電室が破壊され、製造コストが高くなることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は放電チャンバのブレークダウンを防止するためのブレークダウンイオン源放電防止装置を提供することを目的とする。上記目的を実現するために、本発明は下記技術的解決手段を採用している。

【課題を解決するための手段】

【0004】

イオン源チャンバが室外に外嵌され、前記イオン源チャンバとともに放電部材を収納する領域を画定する放電室を含み、
前記放電部材はＲＦコイルと、下部導電性接続部と、上部導電性接続部と、を含み、
前記ＲＦコイルは前記放電室外に外嵌され、前記ＲＦコイルはコイルベースに固定され、
前記下部導電性接続部の一端は下部接続板によって前記ＲＦコイルの末端に接続され、前記下部導電性接続部の他端は下部ＲＦポストに接続され、前記下部ＲＦポストは前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定され、
前記上部導電性接続部の一端は上部接続板によって前記ＲＦコイルの先端に接続され、前記上部導電性接続部の他端は上部ＲＦポストに接続され、前記上部ＲＦポストは前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定されるブレークダウンイオン源放電防止装置であって、
前記ＲＦコイルを支持することに用いられ、前記コイルベースの周方向に設けられるコイルサポートであって、前記コイルベースは前記イオン源チャンバの底部の内壁に係着され、前記ＲＦコイルは前記コイルサポートに挿通され、前記上部導電性接続部は前記ＲＦコイルの外部から前記ＲＦコイルと前記コイルベースを順次迂回し、前記コイルベースの底部から前記放電室の底部まで伸びるコイルサポートと、
前記上部導電性接続部を固定することに用いられ、前記上部導電性接続部に外嵌され、前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定される上部絶縁固定ブロックと、をさらに含む。

【0005】

好ましくは、前記下部導電性接続部に外嵌され、前記イオン源チャンバの底部の内壁に固定される下部絶縁固定ブロックをさらに含む。

【0006】

好ましくは、前記下部導電性接続部は前記ＲＦコイルの外部から、前記ＲＦコイルと前記コイルベースを順次迂回し、前記コイルベースの底部から前記放電室の底部まで伸びる。

【0007】

好ましくは、前記上部接続板は水平に設けられ、前記上部接続板には前記上部導電性接続部を取り付けるためのネジ孔が設けられている。

【0008】

好ましくは、前記上部導電性接続部は垂直部と前記垂直部に接続される水平部とを含むＬ字形のものであり、前記垂直部は前記ＲＦコイルと前記コイルベースの外部に位置する。

【0009】

好ましくは、前記コイルベースは前記イオン源チャンバの軸方向に移動可能であり、前記垂直部に移動溝が開口され、前記移動溝内に上部導電性移動部材が取り付けられ、前記上部導電性移動部材は前記上部接続板に接続される。

【0010】

好ましくは、前記上部導電性移動部材は上部接続板に接続される一端が凸状構造である。

【0011】

好ましくは、前記イオン源チャンバの外側の底部に固定され、油圧ロッドが前記イオン源チャンバに挿通され、前記コイルベースに固定される油圧シリンダをさらに含む。

【0012】

好ましくは、前記放電室の底部の角取り部の半径が１５ｍｍ以上である。

【発明の効果】

【0013】

従来技術に比べて、本発明の利点は以下のとおりである。
（１）上部絶縁固定ブロックによって上部導電性接続部がイオン源チャンバの底部に固定され、下部絶縁固定ブロックによって下部導電性接続部がイオン源チャンバの底部に固定されることによって、上部導電性接続部と下部導電性接続部との垂下を回避し、これらの放電室の底部との間の距離を大きくする。
（２）上部導電性接続部及び下部導電性接続部がいずれもＲＦコイルの外側から取り付けられるので、ＲＦコイルの内側から取り付けられる場合よりも、上部導電性接続部と放電室底部との距離、下部導電性接続部と放電室底部との距離を大きくする。
（３）放電室底部の角取り部の半径を大きくすることによって、放電室と上部導電性接続部との距離Ｌ、放電室と下部導電性接続部との距離Ｌを効果的に大きくする。
（４）ＲＦ性能をデバッグする際には、油圧シリンダの作用によって、ＲＦコイルが油圧シリンダにしたがって、放電室の軸方向に移動し、上部導電性移動部材は上部接続板により駆動されて、上部導電性接続部の垂直部の溝内をスライドし、下導電性移動部材は下部接続板により駆動されて、下部導電性接続部の垂直部の溝内をスライドし、これによって、ＲＦコイルとＧｒｉｄユニットとの距離を効果的に調整し、テーブルを着脱するときに手動で調整することによる欠陥を回避する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は従来技術のイオン源放電装置の断面図である。

【図2】本発明の一実施例のブレークダウンイオン源放電防止装置におけるイオン源チャンバ及び放電部材の斜視図である。

【図3】図２の断面図である。

【図4】図２のさらなる斜視図である。

【図5】（ａ）～（ｂ）は図１の上部移動接続部材の斜視図である。

【図6】（ａ）は本発明の一実施例における上部導電性移動部材の垂直部との接続端の横断面図であり、（ｂ）～（ｃ）は本発明の他の実施例の上部導電性移動部材の横断面図である。

【図7】（ａ）は本発明の一実施例における垂直部の導電性移動部材との接続端の横断面図であり、（ｂ）は本発明の他の実施例における垂直部の横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、概略図を参照して本発明をさらに詳細に説明し、本発明の好適な実施例は記載されるが、当業者にとって明らかなように、本発明の有利な効果を達成したままここで説明される本発明を修正できると理解すべきである。このため、以下の説明は当業者にとって公知のものとして理解すべきであり、本発明を限定するものではない。

【0016】

本実施例では、従来技術（図１参照）に基づいて、以下の対策を取って上部導電性接続部４と放電室１の底部との距離、下部導電性接続部５と放電室１の底部との距離を大きくし、具体的には、１）コイルベース１１の構造を最適化させる。２）上部絶縁固定ブロック１２、下部絶縁固定ブロック１３を増設する。３）また、上部導電性接続部４、下部導電性接続部５を取付形態を変える。４）放電室１の底部の角取り部の半径を大きくする。

【0017】

図２～４に示すように、ブレークダウンイオン源放電防止装置は、放電室１と、イオン源チャンバ２と、放電部材と、コイルサポート１０と、上部絶縁固定ブロック１２と、下部絶縁固定ブロック１３と、を含む。

【0018】

放電室１外にイオン源チャンバ２が外嵌され、放電室１はイオン源チャンバ２とともに放電部材を収納する領域を画定する。放電室１の底部の角取り部の半径が１５ｍｍ以上である。

【0019】

放電部材はＲＦコイル３と、下部導電性接続部５と、上部導電性接続部４と、を含み、ＲＦコイル３は放電室１外に外嵌され、ＲＦコイル３はコイルベース１１に固定される。

【0020】

コイルサポート１０は、ＲＦコイル３を支持することに用いられ、コイルサポート１０はコイルベース１１の周方向に設けられ、コイルベース１１はイオン源チャンバ２の底部の内壁に係着され、ＲＦコイル３はコイルサポート１０に挿通される。本実施例では、コイルベース１１はイオン源チャンバ２に移動可能に接続され、即ち、コイルベース１１はイオン源チャンバ２の軸方向に移動可能であり、これによって、ＲＦコイル３とＧｒｉｄユニット１６との距離が調整される。本実施例以外の実施例では、ＲＦコイル３とＧｒｉｄユニット１６との距離が必要ではない場合、コイルベース１１はイオン源チャンバ２の底部の内壁に係着又は固定されてもよい。ＲＦコイル３の他の部位の導電を回避するために、前記コイルベース１１及びコイルサポート１０の材質はセラミックス、石英などの絶縁材質を選択すべきである。

【0021】

下部導電性接続部５の一端は下部接続板７によってＲＦコイル３の末端に接続され、下部導電性接続部５の他端は下部ＲＦポスト９に接続され、下部ＲＦポスト９はイオン源チャンバ２の底部の内壁に固定される。下部導電性接続部５はＲＦコイル３の外部から、ＲＦコイル３とコイルベース１１を順次迂回し、コイルベース１１の底部から放電室１の底部まで伸びる。本実施例では、下部導電性接続部５と下部接続板７はネジ方式で接続され、下部接続板７とＲＦコイル３の末端は溶接方式で接続される。

【0022】

上部導電性接続部４の一端は上部接続板６によってＲＦコイル３の先端に接続され、上部導電性接続部４の他端は上部ＲＦポスト８に接続され、上部ＲＦポスト８はイオン源チャンバ２の底部の内壁に固定される。上部導電性接続部４はＲＦコイル３の外部から、ＲＦコイル３とコイルベース１１を順次迂回し、コイルベース１１の底部から放電室１の底部まで伸びる。本実施例では、上部導電性接続部４と上部接続板６はネジ方式で接続され、上部接続板６とＲＦコイル３の先端は溶接方式で接続される。

【0023】

上部絶縁固定ブロック１２は、上部導電性接続部４を固定することに用いられ、上部絶縁固定ブロック１２は上部導電性接続部４に外嵌され、イオン源チャンバ２の底部の内壁に固定される。

【0024】

下部絶縁固定ブロック１３は、下部導電性接続部５を固定することに用いられ、下部絶縁固定ブロック１３は下部導電性接続部５に外嵌され、イオン源チャンバ２の底部の内壁に固定される。

【0025】

好ましくは、上部接続板６は水平に設けられ、上部接続板６には上部導電性接続部４を取り付けるためのネジ孔が設けられている。下部接続板７は水平に設けられ、下部接続板７には下部導電性接続部５を取り付けるためのネジ孔が設けられている。上部接続板６及び下部接続板７のいずれも非導電性である。

【0026】

従来技術では、ＲＦ性能をデバッグする際には、ＲＦコイル３を移動し、上部ＲＦポスト８及び下部ＲＦポスト９の座標を一定にし、ＲＦコイル３の位置座標を変える必要があるので、ＲＦコイル３と上部ＲＦポスト８を接続するための長尺の銅板（上部導電性接続部４に相当）、ＲＦコイル３と下部ＲＦポスト９を接続するための短尺の銅板（下部導電性接続部５に相当）の長さを変える必要があるが、長尺の銅板と短尺の銅板が限られるので、ＲＦコイル３と上部ＲＦポスト８、下部ＲＦポスト９とを接続する際には、銅板の長さを手動で変更しなければならず、操作が面倒になる。

【0027】

本実施例では、油圧シリンダ１５を増設することによって、上部導電性接続部４及び下部導電性接続部５の長さを調整可能にし、ＲＦコイル３とＧｒｉｄユニット１６との距離を自在に調整することを図る。具体的な手段は以下のとおりである。

【0028】

図５（ａ）～（ｂ）に示すように、上部導電性接続部４は垂直部４２と垂直部４２に接続される水平部４１とを含むＬ字形とされ、垂直部４２はＲＦコイル３とコイルベース１１の外部に位置する。本実施例では、コイルベース１１はイオン源チャンバ２に可動に接続され、即ち、コイルベース１１はイオン源チャンバ２の軸方向に移動可能であり、これによって、ＲＦコイル３とＧｒｉｄユニット１６との距離が調整される。即ち、コイルベース１１はイオン源チャンバ２の軸方向に移動可能であり、垂直部４２には移動溝が開口され、移動溝内に上部導電性移動部材１４が取り付けられ、上部導電性移動部材１４は上部接続板６に接続される。図６に示すように、イオン源チャンバ２の底部に油圧シリンダ１５が増設され、油圧シリンダ１５はイオン源チャンバ２の外側の底部に固定され、油圧シリンダ１５の油圧ロッドはイオン源チャンバ２に挿通され、コイルベース１１に固定される。

【0029】

ＲＦ性能をデバッグする際には、油圧シリンダ１５の作用により、ＲＦコイル３は油圧シリンダ１５にしたがって放電室１の軸方向に移動し、上部導電性移動部材１４は上部接続板６によって駆動されて、上部導電性接続部４の垂直部４２の溝内をスライドし、下部導電性移動部材は下部接続板７によって駆動されて、下部導電性接続部５の垂直部４２の溝内をスライドし、これによって、ＲＦコイル３とＧｒｉｄユニット１６との距離を効果的に調整し、テーブルを着脱するときに手動で調整することによる欠陥を回避する。

【0030】

本実施例では、油圧シリンダ１５は２つ設けられ、しかも、対称的に設けられる。

【0031】

図６（ａ）に示すように、本実施例では、上部導電性移動部材１４は上部接続板６に接続される一端が凸状構造であり、即ち、接続凸起１４１であり、上部導電性接続部４は凸状リブ構造であり、図７（ａ）に示すように、上部導電性移動部材１４と上部導電性接続部４との接触面積を効果的に増大し、接触不良という問題を回避することができ、図６（ｂ）に示すように、本実施例以外の実施例では、上部導電性移動部材１４の横断面が円状のキースロットであり、上部導電性接続部４の横断面が円状溝である場合、図７（ｂ）に示すように、相対摺動を可能とし、接触性を良好なものとする。本実施例以外の実施例では、上部導電性移動部材１４の横断面図は図６（ｃ）に示される。

【0032】

上記は本発明の好適実施例に過ぎず、本発明を何ら限定するものではない。当業者であれば、本発明の技術的解決手段を逸脱しない範囲内で、本発明で開示された技術的解決手段及び技術内容について行う任意の形態の等同置換や修正などの変化は全て本発明の技術的解決手段に属する内容であり、本発明の特許範囲に属する。

【符号の説明】

【0033】

１ 放電室
２ イオン源チャンバ
３ ＲＦコイル
４ 上部導電性接続部
４１ 水平部
４２ 垂直部
５ 下部導電性接続部
６ 上部接続板
７ 下部接続板
８ 上部ＲＦポスト
９ 下部ＲＦポスト
１０ コイルサポート
１１ コイルベース
１２ 上部絶縁固定ブロック
１３ 下部絶縁固定ブロック
１４ 上部導電性移動部材
１４１ 接続凸起
１５ 油圧シリンダ
１６ Ｇｒｉｄユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図6(a)】

【図6(b)】

【図6(c)】

【図7(a)】

【図7(b)】