JP2018206504A - イオン注入装置、イオンビーム被照射体およびイオン注入方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)偏向量が90°の磁石が1つ+偏向量が45°の磁石が2つ
(2)偏向量が60°の磁石が3つ
(3)偏向量が45°の磁石が4つ
(4)偏向量が30°の磁石が6つ
(5)偏向量が60°の磁石が1つ+偏向量が120°の磁石が1つ
(6)偏向量が30°の磁石が1つ+偏向量が150°の磁石が1つ
11B+11B → 21Ne+n+kγ
ここで、nは中性子、γはガンマ線を表し、kは整数である。核反応の結果生じる放射線は、注入エネルギーが高いほど、またイオンビーム電流が増すほど、核反応率(すなわち単位時間あたりの核反応の回数)が増加し、顕著となりうる。天然のホウ素には安定同位体として10Bも微量に含まれるが、10Bイオンについても同様にB−B反応により放射線が発生しうる。比較的原子番号の小さい炭素、窒素など他のイオン種についても、新たに照射されるイオンと既に被照射域に蓄積されたイオンまたは原子との核反応により放射線が発生するかもしれない。
イオンビーム被照射体を支持するよう構成されたビームラインと、
前記イオンビーム被照射体に入射する前記非放射性核種のイオンと以前に行われたイオンビーム照射の結果として前記イオンビーム被照射体に蓄積された前記非放射性核種との核反応により発生する放射線の推定線量を演算するよう構成された制御装置と、を備えることを特徴とするイオン注入装置。
前記イオンビーム被照射体に蓄積された前記非放射性核種の推定深さプロファイルを演算する深さプロファイル演算部と、
前記イオンビームのエネルギーおよび単位時間あたりの照射量を含むイオンビーム照射条件と前記非放射性核種の推定深さプロファイルとに基づいて推定核反応率を演算する核反応率演算部と、
前記推定核反応率に基づいて前記放射線の推定線量を演算する放射線量演算部と、を備えることを特徴とする実施形態1から3のいずれかに記載のイオン注入装置。
前記制御装置は、前記放射線の推定線量が所定の上限線量を下回るように前記複数の被照射域からいずれかの被照射域を選択するよう構成され、
前記ビームラインは、選択された前記被照射域に前記非放射性核種のイオンが入射するように前記イオンビーム被照射体と前記イオンビームとの相対位置を調整するよう構成された相対位置調整機構を備えることを特徴とする実施形態1から6のいずれかに記載のイオン注入装置。
前記制御装置は、前記ビーム電流計測器により計測された実測ビーム電流に基づいて前記放射線の推定線量を演算することを特徴とする実施形態1から10のいずれかに記載のイオン注入装置。
互いに異なる場所に位置する複数の被照射域を備え、
前記複数の被照射域は、所定のエネルギーしきい値を超えるエネルギーに加速された高エネルギーイオンビーム専用に割り当てられた高エネルギー専用被照射域を含むことを特徴とするイオンビーム被照射体。
イオンビーム被照射体を支持することと、
前記イオンビーム被照射体に入射する前記非放射性核種のイオンと以前に行われたイオンビーム照射の結果として前記イオンビーム被照射体に蓄積された前記非放射性核種との核反応により放出される放射線の推定線量を演算することと、を備えることを特徴とするイオン注入方法。
Claims (14)
- 非放射性核種のイオンを含むイオンビームを生成するよう構成されたイオン源と、
イオンビーム被照射体を支持するよう構成されたビームラインと、
前記イオンビーム被照射体に入射する前記非放射性核種のイオンと以前に行われたイオンビーム照射の結果として前記イオンビーム被照射体に蓄積された前記非放射性核種との核反応により発生する放射線の推定線量を演算するよう構成された制御装置と、を備えることを特徴とするイオン注入装置。 - 前記非放射性核種は、11Bまたは10Bであり、前記放射線は、中性子線であることを特徴とする請求項1に記載のイオン注入装置。
- 前記イオン源により生成された前記イオンビームを少なくとも4MeVの超高エネルギーに加速可能な加速器をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のイオン注入装置。
- 前記制御装置は、
前記イオンビーム被照射体に蓄積された前記非放射性核種の推定深さプロファイルを演算する深さプロファイル演算部と、
前記イオンビームのエネルギーおよび単位時間あたりの照射量を含むイオンビーム照射条件と前記非放射性核種の推定深さプロファイルとに基づいて推定核反応率を演算する核反応率演算部と、
前記推定核反応率に基づいて前記放射線の推定線量を演算する放射線量演算部と、を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のイオン注入装置。 - 前記深さプロファイル演算部は、イオンビーム照射条件ごとに演算される前記非放射性核種の深さプロファイルを積算することにより、前記非放射性核種の推定深さプロファイルを演算することを特徴とする請求項4に記載のイオン注入装置。
- 前記制御装置は、前記放射線の推定線量が所定の上限線量を超える場合に、警告を表示し及び/または前記イオンビーム被照射体への前記イオンビームの照射を禁止するよう構成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のイオン注入装置。
- 前記イオンビーム被照射体は、互いに異なる場所に位置する複数の被照射域を有し、
前記制御装置は、前記放射線の推定線量が所定の上限線量を下回るように前記複数の被照射域からいずれかの被照射域を選択するよう構成され、
前記ビームラインは、選択された前記被照射域に前記非放射性核種のイオンが入射するように前記イオンビーム被照射体と前記イオンビームとの相対位置を調整するよう構成された相対位置調整機構を備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のイオン注入装置。 - 前記イオンビーム被照射体は、所定のエネルギーしきい値を超えるエネルギーに加速された高エネルギーイオンビーム専用に割り当てられた高エネルギー専用被照射域を有することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のイオン注入装置。
- 前記制御装置は、前記高エネルギー専用被照射域について前記放射線の推定線量を演算することを特徴とする請求項8に記載のイオン注入装置。
- 前記所定のエネルギーしきい値は、4MeV以上の超高エネルギー領域にあることを特徴とする請求項8または9に記載のイオン注入装置。
- 前記イオンビーム被照射体は、前記ビームラインに備えられたビーム電流計測器として構成され、
前記制御装置は、前記ビーム電流計測器により計測された実測ビーム電流に基づいて前記放射線の推定線量を演算することを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のイオン注入装置。 - 前記イオンビーム被照射体は、ビーム偏向装置、アパチャープレート、ビームシャッター、ビームダンパー、ウェハ支持部、またはウェハの少なくとも一部として構成されていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のイオン注入装置。
- イオン注入装置のビームラインにおけるイオンビーム被照射体であって、
互いに異なる場所に位置する複数の被照射域を備え、
前記複数の被照射域は、所定のエネルギーしきい値を超えるエネルギーに加速された高エネルギーイオンビーム専用に割り当てられた高エネルギー専用被照射域を含むことを特徴とするイオンビーム被照射体。 - 非放射性核種のイオンを含むイオンビームを生成することと、
イオンビーム被照射体を支持することと、
前記イオンビーム被照射体に入射する前記非放射性核種のイオンと以前に行われたイオンビーム照射の結果として前記イオンビーム被照射体に蓄積された前記非放射性核種との核反応により放出される放射線の推定線量を演算することと、を備えることを特徴とするイオン注入方法。
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