JP2000228299A5 - イオン注入装置のリニア加速器用の共振器 - Google Patents

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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニア加速器(68)において所定の周波数で共振するための共振器(70)であって、
(a) 長手軸線(99)を有し、低電圧の第１端部(94)と高電圧の第２端部(96)を備える固定位置の誘導コイル(90)と、
(b) この誘導コイルに接続される無線周波数(RF)入力と、
(c) 前記誘導コイルと並列に電気接続されたコンデンサ（Ｃｓ）と、
(d) 長手軸線(98)を有し、前記誘導コイル(90)の高電圧の前記第２端部(96)に配置される円筒状のドリフトチューブ(97)とを含み、
このチューブの長手軸線(98)と前記誘導コイル(90)の長手軸線(99)が互いにほぼ平行になっていることを特徴とする共振器。
【請求項２】
低電圧の前記第１端部(94)は、電気的にアースされていることを特徴とする請求項１記載の共振器。
【請求項３】
前記ＲＦ入力は、第２コンデンサ（Ｃｃ）を介して誘導コイル(90)に容量結合されていることを特徴とする請求項１記載の共振器。
【請求項４】
前記所定の周波数は、少なくとも２７メガヘルツ（ＭＨｚ）であることを特徴とする請求項１記載の共振器。
【請求項５】
前記誘導コイル(90)は、銅で作られていることを特徴とする請求項１記載の共振器。
【請求項６】
リニア加速器(68)において所定の周波数で共振するための共振器(70)であって、
(a) 長手軸線(99)を有し、低電圧の第１端部(94)と高電圧の第２端部(96)を備える固定位置の誘導コイル(90)と、
(b) この誘導コイルに接続される無線周波数(RF)入力と、
(c) 前記誘導コイルと並列に電気接続されたコンデンサ（Ｃｓ）と、
(d) 長手軸線(98)を有し、前記誘導コイル(90)の高電圧の前記第２端部(96)に配置される円筒状のドリフトチューブ(97)とを含み、
このチューブの長手軸線(98)と前記誘導コイル(90)の長手軸線(99)が互いにほぼ平行になっていることを特徴とする共振器。
【請求項７】
低電圧の前記第１端部(94)は、電気的にアースされていることを特徴とする請求項６記載の共振器。
【請求項８】
前記ＲＦ入力は、第２コンデンサ（Ｃｃ）を介して前記誘導コイル(90)に容量結合されていることを特徴とする請求項６記載の共振器。
【請求項９】
前記所定の周波数は、少なくとも２７メガヘルツ（ＭＨｚ）であることを特徴とする請求項６記載の共振器。
【請求項１０】
前記誘導コイル(90)は、銅で作られていることを特徴とする請求項６記載の共振器。
【請求項１１】
前記誘導コイル(90)は、複数のほぼ円形のコイルセグメント（90a〜90ｎ）からなり、各コイルセグメントは、多角形断面を有し、隣接するコイルセグメントの平坦な面（122）が互いに対面していることを特徴とする請求項６記載の共振器。
【請求項１２】
前記多角形断面は、長さＸ、幅Ｙの寸法を有するほぼ矩形状であり、長さＸは、隣接する前記コイルセグメント（90a〜90ｎ）の平坦な面（122）を形成することを特徴とする請求項１１記載の共振器。
【請求項１３】
前記コイルセグメント（90a〜90ｎ）は、コイルを冷却する媒体を導くために、２チャンネルの通路を備え、該通路は、前記誘導コイルの第１端部（94）においてそれぞれ入口（100）と出口（102）が分離する、入口通路（118）と出口通路（120）からなり、これらの通路（118,120）は、互いに前記誘導コイルの第２端部（96）において連結されかつ連通していることを特徴とする請求項１１記載の共振器。
図１には、一般的な高エネルギーイオン注入装置１０のブロック図が示されている。このイオン注入装置は、３つの部分またはサブシステム、すなわち、(a) 所望の電流とエネルギーのイオンビーム１７を出力するために高電圧源１６によって電力が供給されるイオン源１４を含むターミナル１２と、(b) イオンビームによって注入されるウエハＷを支持する回転ディスク２０を含む端部ステーション１８と、(c) ターミナル１２と端部ステーション１８の間に位置し、質量分析磁石２４と無線周波（ＲＦ）リニア加速器２６（linac）を含むビームラインアセンブリ２２とを備えている。最終のエネルギー磁石（図１では省略）は、リニア加速器２６と回転ディスクの間に配置することができる。
ＣとＬの値は、回路が共振状態を達成するように選択され、大きい振幅の正弦波電圧が加速電極３２に与えられる。この加速電極３２と設置電極３４，３６は、公知のプッシュプル方式で通過するイオンブームを加速し、パケット内に束ねられる(bunched into packets)。ＲＦ正弦波電極電圧の負の半サイクルの間、正に荷電されたイオンパケットがギャップ３８を横切って第１接地電極３４から加速される（加速電極３２によって引っ張られる）。正弦波サイクルの変移点では、電極３２はニュートラル状態であり、イオンパケットは、電極３２（またドリフトチューブともいう。）を通過して低速度でドリフトする。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情に鑑みて、本発明は、イオン注入装置のリニア加速器用の共振器を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明は、リニア加速器において所定の周波数で共振するための共振器であって、長手軸線を有し、低電圧の第１端部と高電圧の第２端部を備える固定位置の誘導コイルと、この誘導コイルに接続される無線周波数入力と、前記誘導コイルと並列に電気接続されたコンデンサと、長手軸線を有し、前記誘導コイルの高電圧の第２端部に配置される円筒状のドリフトチューブとを含み、このチューブの長手軸線と前記誘導コイルの長手軸線が互いにほぼ平行になっていることを特徴としている。この誘導コイルは、複数のほぼ円形状のコイルセグメントを有し、各コイルセグメントが多角形の断面を有し、隣接するコイルセグメントの平坦な面が互いに対面している。多角形断面が長さｘと幅ｙの寸法を有する長方形で、前記ｘの長さ寸法が隣接するコイルセグメントの平坦な面を定める。コイルセグメントは、２チャンネル構造で、コイル冷却媒体をコイルに導く２チャンネル構造であり、コイルの第１端部で入口と出口が分離する入口通路と出口通路を有し、前記入口通路と出口通路がコイルの第２端部で連通するように接続されている。
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