JPS6039751A - Vacuum device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent electrons and ions from leaking into a chamber by providing a mesh-shaped electrode for applying plus voltage and a similar electrode for applying minus voltage between a sputter ion pump and the chamber. CONSTITUTION:A vacuum device is constructed by connecting a sputter ion pump 1 to a chamber 3 for housing an electron microscope, etc., via a pipe 2, and arranging on the way of the pipe 2 a mesh-shaped ion stopping electrode 9 for applying plus voltage and a mesh-shaped electron stopping electrode 10 for applying minus voltage perpendicularly to the exhaust direction. Accordingly, ions 5 and electrons 4 produced by a sputter ion pump 1 can be prevented from leaking into the chamber 3 without reducing exhaust conductance by checking them by the electrodes 9, 10, enabling any noise generated when a very weak current is treated within the chamber 3 to be eliminated together with the improvement of the accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 コノ発明は、真空排気用スパッタイオンポンプ１（用い
た真空装置に係少、特にスパッタイオンポンプのノイズ
を除去するに好適な真空装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a sputter ion pump 1 for vacuum evacuation (a vacuum device suitable for removing the noise of a sputter ion pump, which is particularly related to the vacuum device used). be.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

スパッタイオンポンプは、該ポンプ内で発生させた電子
で気体分子全衝撃してイオン化し。A sputter ion pump ionizes gas molecules by bombarding them with electrons generated within the pump.

該イオンを加速してチタン等の吸着材に吸着させること
によって、裏窒排気？行うポンプである。従って第１図
に示した従来例のように、スパッタイオンポンプ１、排
気すべきチャンバ３および該両者間を接続するパイプ２
によって構成した真空排気系におして、上記スバッタイ
オンボンプ１から電子４とイオン５が、上記チャンバ３
内にまで漏れて来る場合がある。実際に該チャンバ３内
にプローブ６を挿入し、電流計７によってノイズ電流を
測定すると、第２図のように真空度、つまり、スパッタ
イオンポンプ１内で発生する２次電子を含む電子４とイ
オン５の量に比例したノイズ電流が検出される。該ノイ
ズ電流はマイナス電流であるが、該図において電極８に
プラス電位を印加した場合、上記電子４が上記電極８に
引き寄せられるため、上記電流計７にはプラス電流が検
出される。これによシ、イオン５も上記チャンバ３内に
漏れて来ていることが確認できる。従って該チャンバ３
内において、数ｐＡから数ｎＡの微小電流を取シ扱う場
合には、上記スパッタイオンポンプ１から漏れて来る電
子４とイオン５が致命的なノイズとなるという欠点があ
った。By accelerating the ions and adsorbing them to an adsorbent such as titanium, the back nitrogen is exhausted? It is a pump that does. Therefore, as in the conventional example shown in FIG.
In the vacuum evacuation system configured by
It may even leak inside. When the probe 6 is actually inserted into the chamber 3 and the noise current is measured by the ammeter 7, the degree of vacuum is determined as shown in FIG. A noise current proportional to the amount of ions 5 is detected. Although the noise current is a negative current, when a positive potential is applied to the electrode 8 in the figure, the electrons 4 are attracted to the electrode 8, so that the ammeter 7 detects a positive current. This confirms that the ions 5 are also leaking into the chamber 3. Therefore, the chamber 3
However, when dealing with minute currents of several pA to several nA, there is a drawback that the electrons 4 and ions 5 leaking from the sputter ion pump 1 become fatal noise.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、
スパッタイオンポンプから漏れる電子とイオンと金チャ
ンバに到達させないようにスパッタイオンポンプとパイ
プと全接続させた真空装置を提供するにある。The purpose of this invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art.
To provide a vacuum device which is fully connected to a sputter ion pump and a pipe so that electrons and ions leaking from the sputter ion pump do not reach a gold chamber.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

要するにこの発明は、スパッタイオンポンプからチャン
バ内に漏れてノイズの原因となる電子とイオンはともに
荷電粒子であるから、上記スパッタイオンポンプとチャ
ンバとの間に、電極または磁極を、排気コンダクタンス
を低下させなしような形にするかまたは低下させない位
置において、上記電子およびイオンを除去するものであ
る。In short, this invention requires that electrodes or magnetic poles be placed between the sputter ion pump and the chamber to reduce the exhaust conductance, since both electrons and ions that leak into the chamber from the sputter ion pump and cause noise are charged particles. The electrons and ions are removed at positions where they are not reduced or degraded.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、この発明の一実施例を第３図に示す概略構成図に
よって説明する。この実施例においては、スパッタイオ
ンポンプ１とチャンバ３とを接続するバイブ２の途中に
、排気方向に垂直に後述の２枚の電極９．１０’ｉ設け
て、上記スパッタイオンポンプ１から漏れて来る電子４
およびイオン５全除去し、かつ、上記電極９．１０ｔ−
メツシュ状にして、スパッタイオンポンプ１の排気コン
ダクタンスの低下を極力小さくするようにした“もので
ある。ところでチャンバ３は、電子顕微鏡、オージェ電
子分光装置、イオンマイクロアナライザ、質量分析装置
等の分析装置、ｔたは電子線露光装置、イオンビーム露
光装置、マスクレスイオン打込み装置、イオンマイクロ
加工装置等の半導体製造装置のように数ｐＡから数μＡ
程度の電流１取り扱う機器ケ収納するものである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the schematic configuration diagram shown in FIG. In this embodiment, two electrodes 9 and 10'i, which will be described later, are provided in the middle of the vibrator 2 that connects the sputter ion pump 1 and the chamber 3, perpendicular to the exhaust direction, to prevent leakage from the sputter ion pump 1. coming electron 4
and ions 5 are completely removed, and the above electrode 9.10t-
The chamber 3 is designed to minimize the drop in exhaust conductance of the sputter ion pump 1 by using a mesh-like structure.By the way, the chamber 3 is used for analysis equipment such as an electron microscope, an Auger electron spectrometer, an ion microanalyzer, and a mass spectrometer. , t or several pA to several μA, such as semiconductor manufacturing equipment such as electron beam exposure equipment, ion beam exposure equipment, maskless ion implantation equipment, and ion microprocessing equipment.
It is intended to house equipment that handles about 100 volts of current.

スパッタイオンポンプ１において発生したイオン５は、
イオン阻止電極９にプラス電圧を印加してスパッタイオ
ンポンプ１へ追い返す。漏洩イオン５の持つエネルギー
は小さいため、上記イオン阻止電極９には１　＆Ｆ程度
の電圧を印加しておけば充分であった。また、漏洩電子
４は、メツシュ状の上記イオン阻止電極９ｔ−通過する
が、つぎの電子阻止電極１０にマイナス電圧を印加し、
漏洩電子４阻止する。上記のような構成でそれぞれの電
極に上記の電圧全印加した状態でチャンバ３内にプロー
ブ（図示せず）全挿入して調査して見たが、ノイズ電流
は検出できながった。The ions 5 generated in the sputter ion pump 1 are
A positive voltage is applied to the ion blocking electrode 9 to drive back the ions to the sputtering ion pump 1. Since the energy possessed by the leaked ions 5 is small, it was sufficient to apply a voltage of about 1 &F to the ion blocking electrode 9. Further, the leaked electrons 4 pass through the mesh-like ion blocking electrode 9t, but a negative voltage is applied to the next electron blocking electrode 10,
Prevent leaked electrons 4. An investigation was carried out by fully inserting a probe (not shown) into the chamber 3 with the above-mentioned configuration in which all the voltages mentioned above were applied to each electrode, but no noise current could be detected.

つぎに第４図によって第２の実施例を説明する。上記の
実施例においては、イオン阻止電極９および電子阻止電
極１０をメツシュ状にして排気コンダクタンスの低下金
抑えたが、電極が排気方向に直角に挿入されていたため
、排気コンダクタンスが若干低下した。そこで、との実
施例におりでは、２枚の電極全排気方向に平行に配置し
、排気コンダクタンスの低下を最小にしたもので、該電
極をイオン引き込み電極１１および電子引き込み電極１
２とし、これらの電極にそれぞれマイナス電圧またはプ
ラス電圧全印加し、両電極間の電界によって漏洩電子４
および漏洩イオン５全偏向させて、それぞれの電極に引
き込み、スパッタイオンポンプ１から漏れた上記漏洩電
子４および漏洩イオン５ｔチヤンバ６への侵入以前に除
去するようにした。この方式によっても、上記第１の実
施例と同様に上記チャソバ３内に配置し次プローブ（図
示せず）には、ノイズ電流が検出されなかった。また、
上記の実施例では電極数が２枚であったが、多数の電極
を列べて、プラス、マイナスを交互に印加した多極平行
平板形の方が、電極間の距離が短く、かつ、印加電圧が
低くて済む。特に真空度が低く、ノイズが小さいときに
はプラスまたはマイナスの込ずれかの電圧を数百Ｖ印加
しただけで′充分なノイズ除去効果が得られた。Next, a second embodiment will be explained with reference to FIG. In the above embodiment, the ion blocking electrode 9 and the electron blocking electrode 10 were made into a mesh shape to suppress the decrease in exhaust conductance, but since the electrodes were inserted at right angles to the exhaust direction, the exhaust conductance was slightly decreased. Therefore, in the embodiment, two electrodes are arranged parallel to the entire exhaust direction to minimize the decrease in exhaust conductance, and the electrodes are arranged as follows: ion-drawing electrode 11 and electron-drawing electrode 1.
2, a full negative or positive voltage is applied to each of these electrodes, and the electric field between the two electrodes leaks electrons 4.
The leaked ions 5 are completely deflected and drawn into the respective electrodes, and the leaked electrons 4 and leaked ions 5 leaked from the sputter ion pump 1 are removed before they enter the chamber 6. Even with this method, no noise current was detected in the probe (not shown) placed inside the tea bath 3, as in the first embodiment. Also,
In the above example, the number of electrodes was two, but a multi-pole parallel plate type in which many electrodes are lined up and positive and negative voltages are applied alternately is shorter between the electrodes and the voltage can be applied more easily. Low voltage is required. Particularly when the degree of vacuum is low and the noise is small, a sufficient noise removal effect can be obtained by applying either a positive or negative voltage of several hundred volts.

つぎに第５図によって第３の実施例を説明する。該実施
例においては、上記電極の代りに上記バイブ２の外側に
Ｎ極とＳ極とを対持させた磁極１３ヲ配置してスパッタ
イオンポンプ１からの漏洩電子４シよび漏洩イオン５−
ｔ−排除したものである。この場合、上記漏洩電子４と
漏洩イオン５は偏向され、上記パイプ２の内壁でアース
へ電荷を逃がし、漏洩電子４は上記チャンバ３まで到゛
達しない。同様に漏洩イオン５もその大部分を除去する
ことができた。また、この実施例では上記バイブ２内に
何も挿入してないがら、排気コンダクタンスの低下は全
くなかった。Next, a third embodiment will be explained with reference to FIG. In this embodiment, instead of the electrodes, a magnetic pole 13 having an N pole and an S pole facing each other is placed outside the vibrator 2 to prevent leakage electrons 4 and leakage ions 5- from the sputter ion pump 1.
t-excluded. In this case, the leaked electrons 4 and leaked ions 5 are deflected, and the charges are released to the ground on the inner wall of the pipe 2, so that the leaked electrons 4 do not reach the chamber 3. Similarly, most of the leaked ions 5 could be removed. Furthermore, although nothing was inserted into the vibrator 2 in this example, there was no decrease in exhaust conductance at all.

つぎに第６図によって第４の実施例を説明する。該実施
例においては、漏洩イオン阻止用としてスパッタイオン
ポンプ１の排気方向と垂直な面にメツ゛シュ状のイオン
阻止電極９を設けて、漏洩イオン５を阻止するとともに
、上記パイプ２の外側に上記第３の実施例と同様、Ｎ極
とＳ極とを対持させた磁極１３ヲ配置して、漏洩電子４
を偏向させ、かつ、スパッタイオンポンプ１の排気方向
に垂直な面に設けたメツシュ状電極１５に接続しかつ排
気方向と平行に設けた電子阻止浮動電極１４？マイナス
に帯電させて、大部分の漏洩電子４を阻止した。上記の
ように構成することによって漏洩電子４および漏洩イオ
ン５を完全に阻止することができる。Next, a fourth embodiment will be explained with reference to FIG. In this embodiment, a mesh-like ion blocking electrode 9 is provided on a surface perpendicular to the exhaust direction of the sputter ion pump 1 to block leaking ions to block leaking ions 5, and the above-mentioned ion blocking electrode 9 is provided on the outside of the pipe 2. Similar to the embodiment 3, the magnetic pole 13 with the north pole and the south pole facing each other is arranged to prevent leakage electrons 4.
An electron blocking floating electrode 14 is connected to a mesh-like electrode 15 provided on a plane perpendicular to the evacuation direction of the sputter ion pump 1 and is provided parallel to the evacuation direction. Most of the leakage electrons 4 were blocked by being negatively charged. By configuring as described above, leakage electrons 4 and leakage ions 5 can be completely prevented.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明しｆｃ４ように、この発明によれば、真空チャ
ンバの排気用ポンプとしてスパッタイオンポンプを使用
したとき、該スパッタイオンポンプからの漏洩電子およ
び漏洩イオンが真空チャンバに到達する前に除去できる
ので、該真空チャンバ内において微小電流管取シ扱う場
合、例えば電子等を照射して被照射物から放射する２次
電子を検出する走査電子顕微鏡、オージェ電子分光装置
等の電子線を使用した分析装置、またはイオンビームを
１μｍ以下のスポットに集束してイオン打込みやスパッ
タ加工を行なう際、イオン電流の正確な値を把握する必
要があるマイクレスイオン打込み装置、イオンマイクロ
加工装置等の半導体製造装置において、ノイズの影響な
しに精度の良い電流測定が可能となり、それぞれの性能
向上に効果１奏する。As explained above and fc4, according to the present invention, when a sputter ion pump is used as an exhaust pump for a vacuum chamber, leaked electrons and leaked ions from the sputter ion pump can be removed before they reach the vacuum chamber. When dealing with microcurrent tubes in the vacuum chamber, for example, an analysis device using an electron beam such as a scanning electron microscope or an Auger electron spectrometer that detects secondary electrons emitted from the irradiated object by irradiating electrons, etc. , or in semiconductor manufacturing equipment such as microphoneless ion implantation equipment and ion microprocessing equipment where it is necessary to know the exact value of the ion current when performing ion implantation or sputter processing by focusing the ion beam to a spot of 1 μm or less. , it becomes possible to measure current with high accuracy without the influence of noise, and this has the effect of improving each performance.

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

第１図は、スパッタイオンポンプ上用いた従来の排気系
の断面図、第２図は、チャンバ内のプローブで検出した
ノイズ電流と真空度の関係を示すグラフ、第３図は、第
１図に示した排気系において、ノイズ阻止電極を挿入し
た場合の概略構成断面図、第４図は、上記第３図と違っ
たタイプの電極を挿入した場合の排気系の概略構成断面
図、第５図は、ノイズの除去に磁極を使用した場合の排
気系の概略構成断面図、第６図は、ノイズの除去のため
にノイズ阻止電極と磁極との双方全使用した場合の排気
系の概略構成断面図を示す。 符号の説明 １・・・スパッタイオンポンプ ２・・・バイブ　３・・・チャンバ ６・・・プローブ　７・・・電流計 ８・・・電極　９・・・イオン阻止電極１０・・・電子
阻止電極 １１・・・イオン引き込み電極 １２・・・電子引き込み電極　１６・・・磁極１４・・
・電子阻止浮動電極 ■１図 第２図 眞空度（Ｔｃ＋ｒｒ） 晰３図 第４０ 第Ｓ図 第６図Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional evacuation system used on a sputter ion pump, Figure 2 is a graph showing the relationship between the noise current detected by a probe in the chamber and the degree of vacuum, and Figure 3 is the graph shown in Figure 1. Fig. 4 is a schematic cross-sectional view of the exhaust system when a noise blocking electrode is inserted, and Fig. 5 is a schematic cross-sectional view of the exhaust system when a different type of electrode than that shown in Fig. 3 is inserted. The figure is a schematic cross-sectional view of the exhaust system when magnetic poles are used to remove noise, and Figure 6 is a schematic cross-sectional view of the exhaust system when both noise blocking electrodes and magnetic poles are used to remove noise. A cross-sectional view is shown. Explanation of symbols 1...Sputter ion pump 2...Vibe 3...Chamber 6...Probe 7...Ammeter 8...Electrode 9...Ion blocking electrode 10...Electron blocking electrode 11... Ion drawing electrode 12... Electron drawing electrode 16... Magnetic pole 14...
・Electron blocking floating electrode ■1 Figure 2 Clearance (Tc+rr) Clearance 3 Figure 40 Figure S Figure 6

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　スパッタイオンポンプを用いた真空装置におい
て、上記スパッタイオンポンプから漏洩する電子、イオ
ンが、該スパッタイオンポンプによって排気する真空チ
ャンバに達する前に除去されるようにしであることを特
徴とする真空装置。(1) A vacuum apparatus using a sputter ion pump, characterized in that electrons and ions leaking from the sputter ion pump are removed before reaching a vacuum chamber to be evacuated by the sputter ion pump. Vacuum equipment. （２）　上記電子、イオンを除去する機構として、上記
スパッタイオンポンプのパイプ付近に電極または磁極あ
るいはその双方が設けであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の真空装置。(2) The vacuum apparatus according to claim 1, wherein the mechanism for removing the electrons and ions is provided with an electrode or a magnetic pole, or both, near the pipe of the sputter ion pump. （３）　上記電子、イオン除去用電極として、上記スパ
ッタイオンポンプの排気方向に垂直な面に２枚・以上の
メツシュ状電極が配置しであることを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の真空装置。(3) As the electron and ion removal electrode, two or more mesh-like electrodes are arranged on a plane perpendicular to the exhaust direction of the sputter ion pump. vacuum equipment. （４）　上記電子、イオン除去用電極として、上記スパ
ッタイオンポンプの排気方向に水平な面に２枚以上の平
板状電極が配置しであるととｔ特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の真空装置。(4) Claim 2, characterized in that the electrode for removing electrons and ions is two or more flat electrodes arranged on a plane horizontal to the exhaust direction of the sputter ion pump. vacuum equipment.