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JPH0754916Y2 - Ion implanter - Google Patents

Ion implanter

Info

Publication number
JPH0754916Y2
JPH0754916Y2 JP5768990U JP5768990U JPH0754916Y2 JP H0754916 Y2 JPH0754916 Y2 JP H0754916Y2 JP 5768990 U JP5768990 U JP 5768990U JP 5768990 U JP5768990 U JP 5768990U JP H0754916 Y2 JPH0754916 Y2 JP H0754916Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holder
holder shaft
linear motion
ion
motion mechanism
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP5768990U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0416862U (en
Inventor
司 野上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP5768990U priority Critical patent/JPH0754916Y2/en
Publication of JPH0416862U publication Critical patent/JPH0416862U/ja
Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、イオンビームを走査せずに、イオン注入さ
れるべき試料を機械的に走査する方式のイオン注入装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an ion implantation apparatus of a type which mechanically scans a sample to be ion-implanted without scanning an ion beam.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種のイオン注入装置の従来例を第7図に示す。 A conventional example of this type of ion implantation apparatus is shown in FIG.

4は真空容器であり、この例では真空弁6によって、試
料8にイオン注入を行う注入室4aと、試料8を出し入れ
するための予備室4bとに仕切られており、図示しない真
空排気装置によってそれぞれ真空排気される。注入室4a
には、位置の固定されたイオンビーム2が導入される
(この例では紙面表側から裏側方向へ導入される)。
Reference numeral 4 denotes a vacuum container, and in this example, it is partitioned by a vacuum valve 6 into an injection chamber 4a for ion-implanting the sample 8 and a preliminary chamber 4b for putting the sample 8 in and out. Each is evacuated. Injection chamber 4a
The ion beam 2 whose position is fixed is introduced into the device (in this example, it is introduced from the front side to the back side of the paper).

真空容器4の端部には真空シール機能を有する軸受部12
が設けられており、そこをホルダ軸14が矢印Aのように
直動可能に貫通している。このホルダと軸14の真空容器
4内側端には、前記試料8を保持するホルダ10が取り付
けられている。
A bearing portion 12 having a vacuum sealing function is provided at the end of the vacuum container 4.
Is provided, and the holder shaft 14 penetrates therethrough so as to be linearly movable. A holder 10 for holding the sample 8 is attached to the inside end of the vacuum container 4 of the holder and the shaft 14.

真空容器4の外側には、直動機構15が設けられている。A direct acting mechanism 15 is provided outside the vacuum container 4.

この直動機構15は、支持台16に軸支されたボールねじ24
およびそれと螺合するボールナット26を有しており、こ
のボールナット26は、ホルダ軸14の端部に取り付けられ
た可動体22に取り付けられている。この可動体22にはリ
ニヤベアリング20が設けられており、支持台16上に設け
られたガイドレール18でガイドされている。
The linear motion mechanism 15 includes a ball screw 24 pivotally supported by a support base 16.
And a ball nut 26 screwed with the ball nut 26. The ball nut 26 is attached to the movable body 22 attached to the end of the holder shaft 14. The movable body 22 is provided with a linear bearing 20, and is guided by a guide rail 18 provided on the support base 16.

また、支持台16には可逆転式のモータ34が取り付けられ
ており、これによって、プーリ32、タイミングベルト30
およびプーリ28を介してボールねじ24を左右に回転さ
せ、ボールナット26等を介してホルダ軸14を往復直線駆
動することができる。
Further, a reversible motor 34 is attached to the support base 16, whereby the pulley 32 and the timing belt 30 are provided.
The ball screw 24 can be rotated left and right via the pulley 28, and the holder shaft 14 can be linearly driven reciprocally via the ball nut 26 and the like.

従ってその直動機構15によって、ホルダ10に取り付けら
れた試料8を注入室4aにおいてホルダ軸14の軸方向に機
械的に走査することができ、それによって試料8にイオ
ンビーム2を照射してイオン注入を行うことができる。
Therefore, the direct-acting mechanism 15 can mechanically scan the sample 8 mounted on the holder 10 in the injection chamber 4a in the axial direction of the holder shaft 14, thereby irradiating the sample 8 with the ion beam 2 and ion. Injection can be performed.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

上記のようなイオン注入装置において、試料8を大型化
したい要望があるが、従来の装置では試料8を一方向に
しか走査することができないので、そのままでは大型の
試料8の全面に均一性良くイオン注入を行うことはでき
ない。
In the ion implantation apparatus as described above, there is a demand for increasing the size of the sample 8. However, the conventional apparatus can scan the sample 8 in only one direction. Ion implantation cannot be performed.

そこでこの考案は、上記のような装置を改良して、大型
の試料に対してもその全面に均一性良くイオン注入を行
うことができるイオン注入装置を提供することを主たる
目的とする。
Therefore, the main object of the present invention is to provide an ion implantation apparatus by improving the above-mentioned apparatus so that even a large sample can be ion-implanted over the entire surface with good uniformity.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、この考案のイオン注入装置
は、前述したようなホルダ軸が真空容器を貫通する部分
に、当該ホルダ軸を直動可能に支える球面軸受であって
真空シール機能を有するものを設け、かつこの球面軸受
の中心線上を中心にして揺動可能な支持部材を設けてこ
の支持部材で前述したような直動機構を支え、更に当該
支持部材を直動機構およびホルダ軸と共に揺動させる揺
動機構を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the ion implanter of the present invention is a spherical bearing that linearly supports the holder shaft in a portion where the holder shaft penetrates the vacuum container as described above and has a vacuum sealing function. And a supporting member swingable around the center line of the spherical bearing is provided to support the linear motion mechanism as described above by the supporting member, and further the supporting member swings together with the linear motion mechanism and the holder shaft. It is characterized in that a swinging mechanism for moving is provided.

〔作用〕[Action]

上記構成によれば、直動機構によってホルダ軸を往復直
線駆動することによって、ホルダに取り付けられた試料
を真空容器内においてホルダ軸の軸方向に機械的に走査
することができる。
According to the above configuration, the holder shaft can be mechanically scanned in the axial direction of the holder shaft in the vacuum container by driving the holder shaft to reciprocate linearly by the linear motion mechanism.

しかも、揺動機構によって、ホルダ軸をその直動機構と
共に揺動させて傾けることができる。
Moreover, the swing mechanism can swing and tilt the holder shaft together with the linear motion mechanism.

従ってこの直動機構と揺動機構との併用により、大型の
試料に対してもその全面に均一性良くイオン注入を行う
ことができる。
Therefore, by using the direct-acting mechanism and the swinging mechanism together, it is possible to perform uniform ion implantation on the entire surface of a large sample.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、この考案の一実施例に係るイオン注入装置を
イオンビームの進行方向に見て示す図である。第2図
は、第1図のイオン注入装置を下から見上げた図であ
る。第3図は、第1図の直動機構部分の左側面図であ
る。第7図の従来例と同一または相当する部分には同一
符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主
に説明する。
FIG. 1 is a diagram showing an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention as viewed in the direction of travel of an ion beam. FIG. 2 is a view of the ion implantation apparatus of FIG. 1 looking up from below. FIG. 3 is a left side view of the linear motion mechanism portion of FIG. The same or corresponding portions as those of the conventional example shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the differences from the conventional example will be mainly described below.

この実施例においては、前述したようなホルダ軸14が真
空容器4を(より具体的にはその予備室4bの側壁部を)
貫通する部分に、ホルダ軸14を矢印Aのように直動可能
に支えるものであって真空シール機能を有する球面軸受
36を設けている。即ちこの球面軸受36とホルダ軸14との
間はOリングのようなパッキン40によって真空シールさ
れており、真空容器4との間はOリングのようなパッキ
ン38によって真空シールされている。
In this embodiment, the holder shaft 14 as described above holds the vacuum container 4 (more specifically, the side wall portion of the auxiliary chamber 4b).
A spherical bearing for supporting the holder shaft 14 in a penetrating portion so as to be linearly movable as shown by an arrow A and having a vacuum sealing function.
36 are provided. That is, the spherical bearing 36 and the holder shaft 14 are vacuum-sealed with a packing 40 such as an O-ring, and the spherical bearing 36 is vacuum-sealed with a packing 38 such as an O-ring.

そして、この球面軸受36の左右であってその中心と一直
線上にある位置に2本のピン42を設け、これによって平
面形状がコ字状をした支持部材44を矢印Bのように回転
自在に支えている。より具体的には、支持部材44はその
左右に互いに平行な側板44aをそれぞれ有しており、こ
の各側板44aを各ピン42によって矢印Bのように回転自
在に支えている。
Then, two pins 42 are provided at positions on the left and right of the spherical bearing 36 and in line with the center of the spherical bearing 36, so that the support member 44 having a U-shaped planar shape can be freely rotated as shown by an arrow B. Supporting. More specifically, the support member 44 has side plates 44a parallel to each other on the left and right sides thereof, and each side plate 44a is rotatably supported by the pins 42 as indicated by arrow B.

そしてこの支持部材44で、前述した直動機構15に相当す
る直動機構54を支えている。
The support member 44 supports the linear motion mechanism 54 corresponding to the linear motion mechanism 15 described above.

直動機構54は、この例では、前述したようなボールねじ
24、ボールナット26、プーリ28、タイミングベルト30、
プーリ32およびモータ34の他に、互いに三角状に配置さ
れた3本のガイド棒46を有しており、これでボールブッ
シュ52を介して可動板50をガイドしている。そしてこの
可動板50に、ホルダ軸14の端部を固定すると共にボール
ナット26を取り付けている。48は支持板である。
In this example, the linear motion mechanism 54 is a ball screw as described above.
24, ball nut 26, pulley 28, timing belt 30,
In addition to the pulley 32 and the motor 34, it has three guide rods 46 arranged in a triangular shape, which guide the movable plate 50 via the ball bush 52. The end of the holder shaft 14 is fixed to the movable plate 50 and the ball nut 26 is attached. 48 is a support plate.

この直動機構54の場合も、そのモータ34を正転および逆
転させることによって、ボールねじ24およびボールナッ
ト26等を介して、ホルダ軸14をその軸方向に、即ち矢印
A方向に往復直線駆動することができる。
Also in the case of the linear motion mechanism 54, the holder shaft 14 is reciprocally linearly driven in the axial direction thereof, that is, in the direction of arrow A through the ball screw 24, the ball nut 26, etc. by rotating the motor 34 in the forward and reverse directions. can do.

一方、揺動機構68を構成するものとして、この例では予
備室4bの上部に支持台56を設けてこれにピン58を介して
可逆転式のモータ60を取り付け、その出力軸にボールね
じ62を連結している。また、上記支持部材44の上部にピ
ン66を介してボールナット64を回転自在に取り付け、こ
れに上記ボールねじ62を通して互いに螺合させている。
上記ピン58および66は、支持部材44等を揺動させること
に伴うモータ60およびボールナット64の回転をそれぞれ
許容するためのものである。
On the other hand, as a structure of the swinging mechanism 68, in this example, a support base 56 is provided above the auxiliary chamber 4b, and a reversible motor 60 is attached to the support base 56 via a pin 58, and a ball screw 62 is attached to its output shaft. Are connected. A ball nut 64 is rotatably attached to the upper portion of the support member 44 via a pin 66, and the ball screw 62 is passed through the ball nut 64 to be screwed together.
The pins 58 and 66 are for allowing the rotation of the motor 60 and the ball nut 64 accompanying the swinging of the support member 44 and the like, respectively.

この揺動機構68によれば、そのモータ60を正転および逆
転させることによって、ボールねじ62およびボールナッ
ト64等を介して、前述したピン42を中心にして支持部材
44を直動機構54およびホルダ軸14と共に、上記矢印A方
向と交差する矢印B方向に揺動回転させることができ
る。
According to the swing mechanism 68, the motor 60 is rotated in the normal direction and the reverse direction, so that the support member is centered around the pin 42 through the ball screw 62, the ball nut 64, and the like.
It is possible to swing the 44 together with the linear motion mechanism 54 and the holder shaft 14 in the arrow B direction intersecting the arrow A direction.

なお、第2図中に示した70は予備室4bの扉であり、72は
それを支える蝶番である。またこの実施例では、注入室
4aの下流側に真空弁を介して他の処理室(いずれも図示
省略)を接続して当該処理室内へもイオンビーム2を導
入することができるようにしているが、必ずそのように
しなければならないものではない。
In addition, 70 shown in FIG. 2 is a door of the spare chamber 4b, and 72 is a hinge for supporting it. Also in this example, the injection chamber
Other processing chambers (both not shown) are connected to the downstream side of 4a via a vacuum valve so that the ion beam 2 can be introduced into the processing chamber as well. It's not something that doesn't happen.

この実施例のイオン注入装置の動作例を説明すると、第
1図の状態でホルダ10に試料8を取り付け、予備室4bを
真空排気後、真空弁6を開き、直動機構54によってホル
ダ10を注入室4a内の水平走査原点(第4図に示すC線
上)まで移動させる。次に第4図に示すように、揺動機
構68によってホルダ軸14を水平位置(0度)より例えば
時計方向に+θ傾けてホルダ10を2点鎖線で示す位置に
して、直動機構54によってホルダ10を同図中の実線で示
す位置まで(即ちホルダ10の中心をC線位置からD線位
置まで)移動させる。それによって、ホルダ10および試
料8には、イオンビーム2が斜線で示した領域Eに照射
されイオン注入される。
Explaining an operation example of the ion implantation apparatus of this embodiment, the sample 8 is attached to the holder 10 in the state shown in FIG. 1, the preliminary chamber 4b is evacuated, the vacuum valve 6 is opened, and the holder 10 is moved by the linear motion mechanism 54. It is moved to the origin of horizontal scanning in the injection chamber 4a (on the line C shown in FIG. 4). Next, as shown in FIG. 4, the swing mechanism 68 tilts the holder shaft 14 from the horizontal position (0 degree) by + θ, for example, in the clockwise direction to move the holder 10 to the position shown by the chain double-dashed line, and the linear mechanism 54 The holder 10 is moved to the position shown by the solid line in the figure (that is, the center of the holder 10 is moved from the C line position to the D line position). As a result, the holder 10 and the sample 8 are irradiated with the ion beam 2 in the hatched region E and ion-implanted.

次に、揺動機構68によってホルダ軸14を半時計方向に回
転(揺動)させる。ここでは一例として5回走査するも
のとして、この第2回目はホルダ軸14の水平からの角度
を+θ/2度にし、その状態で直動機構54によってホルダ
10をD線上よりC線上まで走査する。
Next, the swing mechanism 68 rotates (swings) the holder shaft 14 counterclockwise. Here, as an example, scanning is performed 5 times, and in the second time, the angle of the holder shaft 14 from the horizontal is set to + θ / 2 degrees, and the holder is moved by the linear motion mechanism 54 in this state.
Scan 10 from D line to C line.

以降は同様にして、ホルダ軸14を0度にしてホルダ10を
C線上よりD線上まで走査し、次にホルダ軸14を−θ/2
度にしてホルダ10をD線上よりC線上まで走査し、次に
第5図に示すようにホルダ軸14を−θ度にしてホルダ10
をC線上よりD線上まで走査する。終りの走査では、イ
オンビーム2は斜線で示す領域Fに照射される。
Thereafter, similarly, the holder shaft 14 is set to 0 °, the holder 10 is scanned from the line C to the line D, and then the holder shaft 14 is moved to −θ / 2.
Scan the holder 10 from the D line to the C line, and then as shown in FIG. 5, set the holder shaft 14 to −θ degrees.
Is scanned from the C line to the D line. In the final scan, the ion beam 2 is applied to the area F indicated by the diagonal lines.

以上の場合のイオンビーム2の中心2aの軌跡を第6図に
示す。即ち、相対的に言えば、試料8に対してイオンビ
ーム2が一定間隔で平行に走査されたことになる。
The trajectory of the center 2a of the ion beam 2 in the above case is shown in FIG. That is, relatively speaking, the ion beam 2 is scanned parallel to the sample 8 at a constant interval.

このように、直動機構54と揺動機構68とを併用すること
により、試料8に一定間隔でイオン注入を行うことがで
きるので、大型の試料8に対してもその全面に均一性良
くイオン注入を行うことができる。
As described above, by using the direct-acting mechanism 54 and the swinging mechanism 68 together, it is possible to perform ion implantation into the sample 8 at regular intervals. Injection can be performed.

なお、試料8により均一にイオン注入を行うためには、
ホルダ10等の上下方向の走査間隔を小さくして走査回数
を多くする方が好ましい。また、イオン注入中のイオン
ビーム2のビーム電流の変動対策として、イオンビーム
2のビーム電流に比例してホルダ10の走査速度を制御す
るのが好ましい。
In order to perform the ion implantation more uniformly with the sample 8,
It is preferable to increase the number of times of scanning by reducing the vertical scanning interval of the holder 10 and the like. Further, as a measure against the fluctuation of the beam current of the ion beam 2 during the ion implantation, it is preferable to control the scanning speed of the holder 10 in proportion to the beam current of the ion beam 2.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上のようにこの考案によれば、ホルダ軸を往復直線駆
動する直動機構の他に、この直動機構をホルダ軸と共に
揺動させる揺動機構等を設けたので、大型の試料に対し
てもその全面に均一性良くイオン注入を行うことができ
る。
As described above, according to the present invention, in addition to the linear motion mechanism that linearly drives the holder shaft in a reciprocating manner, the swing mechanism that swings the linear motion mechanism together with the holder shaft is provided. Also, it is possible to perform ion implantation on the entire surface with good uniformity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、この考案の一実施例に係るイオン注入装置を
イオンビームの進行方向に見て示す図である。第2図
は、第1図中のイオン注入装置を下から見上げた図であ
る。第3図は、第1図の直動機構部分の左側面図であ
る。第4図および第5図は、それぞれ、第1図のイオン
注入装置の動作状態の例を示す図である。第6図は、イ
オンビームの中心の軌跡の例を示す図である。第7図
は、従来のイオン注入装置の一例をイオンビームの進行
方向に見て示す図である。 2……イオンビーム、4……真空容器、4a……注入室、
4b……予備室、8……試料、10……ホルダ、14……ホル
ダ軸、34……モータ、36……球面軸受、44……支持部
材、54……直動機構、60……モータ、68……揺動機構。
FIG. 1 is a diagram showing an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention as viewed in the direction of travel of an ion beam. FIG. 2 is a view of the ion implanter in FIG. 1 looking up from below. FIG. 3 is a left side view of the linear motion mechanism portion of FIG. FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing examples of operating states of the ion implantation apparatus of FIG. 1, respectively. FIG. 6 is a diagram showing an example of the locus of the center of the ion beam. FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional ion implantation apparatus as viewed in the traveling direction of an ion beam. 2 ... ion beam, 4 ... vacuum container, 4a ... injection chamber,
4b ... spare room, 8 ... sample, 10 ... holder, 14 ... holder shaft, 34 ... motor, 36 ... spherical bearing, 44 ... supporting member, 54 ... linear motion mechanism, 60 ... motor , 68 …… Swing mechanism.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】イオンビームが導入される真空容器と、こ
の真空容器内に収納されていて、イオン注入されるべき
試料を保持するホルダと、このホルダを支えるホルダ軸
と、このホルダ軸をその軸方向に往復直線駆動する直動
機構とを備えるイオン注入装置において、前記ホルダ軸
が真空容器を貫通する部分に、当該ホルダ軸を直動可能
に支える球面軸受であって真空シール機能を有するもの
を設け、かつこの球面軸受の中心線上を中心にして揺動
可能な支持部材を設けてこの支持部材で前記直動機構を
支え、更に当該支持部材を直動機構およびホルダ軸と共
に揺動させる揺動機構を設けたことを特徴とするイオン
注入装置。
1. A vacuum container into which an ion beam is introduced, a holder which is contained in the vacuum container and holds a sample to be ion-implanted, a holder shaft for supporting the holder, and a holder shaft for the holder shaft. An ion implantation apparatus including a linear motion mechanism that linearly reciprocates in the axial direction, in a portion where the holder shaft penetrates the vacuum container, a spherical bearing that linearly supports the holder shaft and has a vacuum sealing function. And a supporting member swingable about the center line of the spherical bearing is provided to support the linear motion mechanism by the supporting member, and further the supporting member is rocked together with the linear motion mechanism and the holder shaft. An ion implanter having a moving mechanism.
JP5768990U 1990-05-30 1990-05-30 Ion implanter Expired - Lifetime JPH0754916Y2 (en)

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JP2555059Y2 (en) * 1991-08-09 1997-11-19 日新電機株式会社 Ion implanter

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