JP2020506505A5 - - Google Patents

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JP2020506505A5
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いくつかの実施形態では、半導体製造のためのシステムおよび方法が、本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、システムは、半導体材料を保持する構成要素にビームを向かわせる、本明細書に説明されるような高エネルギーイオンビーム（例えば、水素イオンビーム）を発生させる加速器システムを備えている。いくつかの実施形態では、本方法は、半導体材料を、本明細書に説明される高エネルギーイオンビーム発生器システムから発生させられる陽子と接触させることを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、（例えば、注入水素イオンによって形成される割断部位において）半導体材料を割断することによって、薄膜ウエハを生成することを含む。
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、薄膜ウエハから光起電（ＰＶ）ウエハを加工することを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、光起電ウエハを備えている、太陽電池パネルを加工することを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、光起電ウエハを備えている、発光ダイオード（ＬＥＤ）を加工することを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、薄膜ウエハから発光ダイオード（ＬＥＤ）を加工することを含む。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
デバイスであって、前記デバイスは、
ａ）導波路であって、前記導波路は、
ｉ）電磁波入射点を備えている近位端と、
ｉｉ）電磁波出射点を備えている遠位端と、
ｉｉｉ）前記近位端と前記遠位端との間に延び、電磁波を伝搬するように構成された外壁と
を備えている、導波路と、
ｂ）前記導波路構成要素の内側に位置している逆インピーダンス整合構成要素と
を備え、
前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記導波路の前記遠位端から前記導波路の前記近位端に向かって少なくとも途中まで延び、
前記逆インピーダンス整合構成要素は、遠位端と近位端とを備え、前記インピーダンス整合構成要素の前記遠位端は、前記導波路の前記遠位端またはその近傍に位置し、前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端よりも大きい断面積を有する、デバイス。
（項目２）
前記逆インピーダンス整合構成要素は、金属を備えている、項目１に記載のデバイス。
（項目３）
前記逆インピーダンス整合構成要素は、水によって冷却されるように構成されている、項目１に記載のデバイス。
（項目４）
前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記導波路の中心線に沿って位置している、項目１に記載のデバイス。
（項目５）
前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記導波路の外壁に取り付けられた１つ以上の支持脚部によって支持されている、項目４に記載のデバイス。
（項目６）
前記電磁波は、マイクロ波である、項目１に記載のデバイス。
（項目７）
前記逆インピーダンス整合構成要素の前記遠位端における断面積は、前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端における断面積の少なくとも２倍、３倍、または４倍大きい、項目１に記載のデバイス。
（項目８）
前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記断面積が前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端から前記遠位端まで変化することを可能にする１つ以上の段階を備えている、項目１に記載のデバイス。
（項目９）
前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端から前記遠位端までのテーパを備え、それによって、前記断面積が変化することを可能にする、項目１に記載のデバイス。
（項目１０）
前記逆インピーダンス整合構成要素の前記遠位端における断面積は、前記デバイスが加速器システムの一部であるとき、全てまたはほぼ全ての逆流する電子を遮断するために十分に大きい、項目１に記載のデバイス。
（項目１１）
ａ）電磁波源と、
ｂ）プラズマチャンバと、
ｃ）項目１に記載のデバイスと
を備えているシステム。
（項目１２）
前記導波路の前記近位端は、前記電磁波源に動作可能に取り付けられ、前記導波路の前記遠位端は、前記プラズマチャンバに動作可能に取り付けられている、項目１１に記載のシステム。
（項目１３）
前記電磁波源は、マイクロ波源を備えている、項目１１に記載のシステム。
（項目１４）
システムであって、前記システムは、
ａ）コンピュータプロセッサと、
ｂ）１つ以上のコンピュータプログラムとデータベースとを備えている非一過性のコンピュータメモリであって、前記１つ以上のコンピュータプログラムは、加速器システム監視および／または最適化ソフトウェアを備えている、非一過性のコンピュータメモリと、
ｃ）高エネルギーイオンビームを発生させる加速器システムと
を備え、
前記加速器システムは、前記非一過性のコンピュータメモリと動作可能に通信し、前記加速器システム監視および／または最適化ソフトウェアによって自動的に調節されることが可能な以下のサブシステム：
ｉ）イオン源およびイオン源監視構成要素と、
ｉｉ）集束ソレノイド磁石および集束ソレノイド磁石監視構成要素と、
ｉｉｉ）管開口および管開口監視構成要素と、
ｉｖ）固体またはガス標的、および、固体またはガス標的監視構成要素と、
ｖ）抽出および抑制構成要素、および、抽出および抑制監視構成要素と、
ｖｉ）ビーム発生サブシステムおよびビーム発生サブシステム監視構成要素と、
ｖｉｉ）ビーム集束および操向サブシステム、および、ビーム集束および操向サブシステム監視構成要素と、
ｖｉｉｉ）加速器／抵抗器サブシステムおよび加速器／抵抗器サブシステム監視構成要素と、
ｉｘ）ビーム操向サブシステムおよびビーム操向サブシステム監視構成要素と、
ｘ）加圧ガスサブシステム構成要素および加圧ガスサブシステム構成要素監視構成要素と
のうちの１つ以上を備えている、システム。
（項目１５）
１）前記イオン源監視構成要素は、質量流量計、熱電対、冷却剤流量計、および／または圧力計を備え、２）前記集束ソレノイド監視構成要素は、熱電対、冷却剤流量計、電圧モニタ、および／または電流モニタを備え、３）前記管開口監視構成要素は、カメラ、熱電対、および／または、冷却剤流量計を備え、４）前記固体またはガス標的監視構成要素は、カメラ、熱電対、冷却剤流量計、および／または放射線検出器を備え、５）前記抽出および抑制監視構成要素は、圧力計、熱電対、電流モニタ、および／または電圧モニタを備え、６）前記ビーム発生サブシステム監視構成要素は、電流モニタおよび／またはエミッタンススキャナを備え、７）前記加圧ガスサブシステム構成要素監視構成要素は、圧力計および／またはガス分析器を備えている、項目１４に記載のシステム。
（項目１６）
前記加速器システム監視および／または最適化ソフトウェアは、前記サブシステムの複数の異なる設定値を収集および分析し、そのようなサブシステムのための最適化された設定を計算するように構成されている、項目１４に記載のシステム。
（項目１７）
前記加速器システム監視および／または最適化ソフトウェアは、前記サブシステムのうちの１つ以上のものにおける前記設定値を変更し、前記加速器システムの性能を少なくとも部分的に最適化するように構成されている、項目１６に記載のシステム。
（項目１８）
システムであって、前記システムは、
ａ）イオン源プラズマチャンバであって、前記イオン源プラズマチャンバは、前記プラズマチャンバから出射するビームの方向に沿った源軸を有する、プラズマチャンバと、
ｂ）少なくとも１つのイオン源磁石であって、前記少なくとも１つのイオン源磁石は、開口部と、少なくとも１つの外壁とを備え、前記イオン源プラズマチャンバは、前記少なくとも１つのイオン源磁石の前記開口部を通して延びている、少なくとも１つのイオン源磁石と、
ｃ）前記少なくとも１つのイオン源磁石の前記少なくとも１つの外壁に取り付けられているか、またはそれと一体的である少なくとも１つの受け取り構成要素と、
ｄ）強磁性エンクロージャであって、前記少なくとも１つのイオン源磁石および前記イオン源プラズマチャンバは、前記強磁性エンクロージャの内側にあり、前記少なくとも１つのイオン源磁石は、前記プラズマチャンバの前記源軸に沿って前記強磁性エンクロージャの内側の複数の異なる位置に移動することができ、前記源軸の方向に沿って延び、前記受け取り構成要素と整列している少なくとも１つの縦開口部が存在する、強磁性エンクロージャと、
ｅ）前記縦開口部を通して延び、前記受け取り構成要素に取り付くように構成された少なくとも１つの調節構成要素と
を備え、
前記少なくとも１つの調節構成要素は、前記強磁性エンクロージャの内側の前記複数の異なる位置において前記少なくとも１つのイオン源磁石を固定することができる、
システム。
（項目１９）
前記受け取り構成要素は、ねじ山付き金属コネクタを備えている、項目１８に記載のシステム。
（項目２０）
前記調節構成要素は、ねじ山付きボルトを備えている、項目１８に記載のシステム。
（項目２１）
前記受け取り構成要素は、前記少なくとも１つのイオン源磁石と一体である、項目１８に記載のシステム。
（項目２２）
前記少なくとも１つのイオン源磁石は、少なくとも部分的にエポキシに包み込まれている、項目１８に記載のシステム。
（項目２３）
少なくとも１つのイオン源磁石は、２つのイオン源磁石を備えている、項目１８に記載のシステム。
（項目２４）
前記少なくとも１つの縦開口部は、少なくとも２つ、３つ、または４つの縦開口部を備えている、項目１８に記載のシステム。
（項目２５）
方法であって、前記方法は、
ａ）項目１８−２４のいずれかに記載のシステムを提供することと、
ｂ）前記複数の位置の中の第１の位置から前記複数の位置の中の第２の位置に前記少なくとも１つのイオン源磁石を移動させることと、
ｃ）前記少なくとも１つの縦開口部を通して前記少なくとも１つの受け取り構成要素の中に前記少なくとも１つの調節構成要素を挿入することと、
ｄ）前記少なくとも１つの調節構成要素を前記少なくとも１つの受け取り構成要素に固定し、それによって、前記第２の位置において前記少なくとも１つのイオン源磁石を固定することと
を含む、方法。
（項目２６）
前記少なくとも１つのイオン源磁石は、第１および第２のイオン源磁石を備え、前記第１および第２のイオン源磁石の両方は、第１の位置から第２の位置に移動させられ、前記第２の位置で固定される、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
高エネルギーイオンビームを発生させる加速器システムの金属アセンブリを備えている製造品であって、
前記金属アセンブリは、前記加速器システムの中に位置付けられているとき、ｉ）前記高エネルギーイオンビームを部分的にさえぎり、ｉｉ）真空環境内にあり、
前記金属アセンブリは、ｉ）少なくとも１つの水冷チャネルと、ｉｉ）第１の金属構成要素、第２の金属構成要素、および充填金属とを備え、前記充填金属は、継手において前記第１の金属構成要素を前記第２の金属構成要素に取り付ける、製造品。
（項目２８）
前記第１および第２の金属構成要素は、高度に熱伝導性の金属を備えている、項目２７に記載の製造品。
（項目２９）
前記充填金属は、前記第１および第２の金属構成要素よりも低い融点を有する、項目２７に記載の製造品。
（項目３０）
前記第１の金属構成要素は、管板を備え、前記第２の金属構成要素は、板栓を備えている、項目２７に記載の製造品。
（項目３１）
前記充填金属は、ＢＮｉ−７合金を備えている、項目２７に記載の製造品。
（項目３２）
前記第１の金属構成要素は、第１の管、管キャップ、異なる管板、および弁から成る群から選択される第１のアイテムを備え、前記第２の金属構成要素は、第２の管、管キャップ、異なる管板、および弁から成る群から選択される第２のアイテムを備えている、項目２７に記載の製造品。
（項目３３）
前記少なくとも１つの水冷チャネルは、少なくとも２つの水冷チャネルを備えている、項目２７に記載の製造品。
（項目３４）
システムであって、前記システムは、
ａ）高エネルギーイオンビームを発生させる加速器システムと、
ｂ）金属アセンブリと
を備え、
前記金属アセンブリは、前記加速器システムの中に位置付けられ、それによって、前記金属アセンブリは、ｉ）前記高エネルギーイオンビームを部分的にさえぎり、ｉｉ）真空環境内にあり、
前記金属アセンブリは、ｉ）少なくとも１つの水冷チャネルと、ｉｉ）第１の金属構成要素、第２の金属構成要素、および充填金属とを備え、前記充填金属は、継手において前記第１の金属構成要素を前記第２の金属構成要素に取り付ける、システム。
（項目３５）
方法であって、前記方法は、
ａ）ろう付け技法を使用して、充填金属を用いて第１の金属構成要素を第２の金属構成要素に取り付け、金属アセンブリを生成することと、
ｂ）高エネルギーイオンビームを発生させる加速器システムの中に前記金属アセンブリを挿入することと
を含み、
前記金属アセンブリは、前記高エネルギーイオンビームを部分的にさえぎるように位置付けられる、方法。
（項目３６）
前記金属アセンブリは、少なくとも１つの水冷チャネルをさらに備えている、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記金属アセンブリは、真空環境内にあるようにさらに位置付けられる、項目３５に記載の方法。
（項目３８）
システムであって、前記システムは、
ａ）高電圧ドームと、
ｂ）前記高電圧ドームの内側に位置しているイオン源プラズマチャンバと、
ｃ）前記イオン源プラズマチャンバに動作可能に連結された抽出構成要素と、
ｄ）ガス除去サブシステムであって、前記ガス除去サブシステムは、
ｉ）前記高電圧ドームの内側に位置している排気構成要素と、
ｉｉ）絶縁ホースであって、前記絶縁ホースの第１の部分は、前記高電圧ドームの内側に位置し、前記絶縁ホースの第２の部分は、より低い電圧のエリアにおいて前記高電圧ドームの外側に位置している、絶縁ホースと、
ｉｉｉ）前記高電圧ドームの内側に位置し、前記排気構成要素および前記抽出構成要素に動作可能に連結された第１の真空ポンプであって、前記第１の真空ポンプは、前記抽出構成要素からガスを除去し、前記ガスを前記排気構成要素に送達するように構成されている、第１の真空ポンプと、
ｉｖ）前記高電圧ドームの内側に位置し、前記排気構成要素に動作可能に連結された第２の真空ポンプと
を備えている、ガス除去サブシステムと
を備え、
前記第２の真空ポンプは、第１の圧力において前記排気構成要素から前記ガスを受け取り、第２の圧力において前記ガスを前記絶縁ホースに送達するように構成され、前記第２の圧力は、前記第１の圧力よりも高い、システム。
（項目３９）
ｅ）外側圧力容器をさらに備え、前記高電圧ドーム、前記イオン源プラズマチャンバ、前記抽出構成要素、前記排気構成要素、前記第１の真空ポンプ、前記第２のポンプ、および前記絶縁ホースの少なくとも一部は、前記圧力容器の中に位置している、項目３８に記載のシステム。
（項目４０）
前記絶縁ホースは、前記ガスを大気に放出するように構成されている、項目３８に記載のシステム。
（項目４１）
前記ガスは、非イオン化ガスである、項目３８に記載のシステム。
（項目４２）
前記非イオン化ガスは、重水素ガスである、項目４１に記載のシステム。
（項目４３）
前記ガスをさらに備えている、項目３８に記載のシステム。
（項目４４）
前記ガスは、非イオン化ガスである、項目４３に記載のシステム。
（項目４５）
前記絶縁ホースは、螺旋形状を有する、項目３８に記載のシステム。
（項目４６）
前記絶縁ホースは、約２０〜３０の螺旋形状の巻きを有し、長さが約５〜１５フィートである、項目４５に記載のシステム。
（項目４７）
前記第１の真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、イオンポンプ、および高真空ポンプから選択されるポンプを備えている、項目３８に記載のシステム。
（項目４８）
前記第２の真空ポンプは、粗引ポンプを備えている、項目３８に記載のシステム。
（項目４９）
ｅ）前記高電圧ドームの内側に位置している内側圧力容器をさらに備え、前記第２の真空ポンプは、前記ポンプ圧力容器の中に位置し、以下の構成要素：前記高電圧ドーム、前記イオン源プラズマチャンバ、前記抽出構成要素、および前記第１の真空ポンプは、前記内側圧力容器の中に位置していない、項目３８に記載のシステム。
（項目５０）
高電圧ドームおよび抽出構成要素を有する高エネルギーイオンビーム発生システムの中に導入されるように構成されたガス除去サブシステムであって、前記ガス除去サブシステムは、
ａ）前記高電圧ドームの内側に位置するように構成された排気構成要素と、
ｂ）絶縁ホースであって、前記絶縁ホースの第１の部分は、前記高電圧ドーム内の開口部を通して延びているように構成されている、絶縁ホースと、
ｃ）前記高電圧ドームの内側に位置するように構成され、前記排気構成要素および前記抽出構成要素に動作可能に連結されるように構成された第１の真空ポンプであって、前記第１の真空ポンプは、前記抽出構成要素からガスを除去し、前記ガスを前記排気構成要素に送達するように構成されている、第１の真空ポンプと、
ｄ）前記高電圧ドームの内側に位置するように構成され、前記排気構成要素に動作可能に連結されるように構成された第２の真空ポンプと
を備え、
前記第２の真空ポンプは、第１の圧力において前記排気構成要素から前記ガスを受け取り、第２の圧力において前記ガスを前記絶縁ホースに送達するように構成され、前記第２の圧力は、前記第１の圧力よりも高い、ガス除去サブシステム。
（項目５１）
方法であって、前記方法は、
ａ）項目５０に記載のシステムを提供することと、
ｂ）前記ガス除去サブシステムをアクティブにすることと
を含み、
前記抽出構成要素の中に存在するガスは、
ｉ）前記第１の真空ポンプによって前記排気構成要素へ除去され、
ｉｉ）前記第２の真空ポンプによって、第１の圧力において前記排気構成要素から受け取られ、前記第１の圧力よりも高い第２の圧力において前記絶縁ホースに送達され、
ｉｉｉ）前記絶縁ホースによって大気に送達される、
方法。
（項目５２）
前記抽出構成要素内の前記ガスは、前記イオン源プラズマチャンバから前記抽出構成要素に進行した非イオン化ガスである、項目５１に記載の方法。
（項目５３）
システムであって、前記システムは、
ａ）外側圧力容器と、
ｂ）前記外側圧力容器の内側に位置している内側圧力容器と、
ｃ）前記外側圧力容器の内側に位置している排気構成要素であって、前記排気構成要素の一部は、前記内側圧力容器の中にも位置している、排気構成要素と、
ｄ）前記外側圧力容器の内側に位置している絶縁ホースであって、前記絶縁ホースの一部は、前記内側圧力容器の中にも位置している、絶縁ホースと、
ｅ）前記外側圧力容器の内側に位置し、前記排気構成要素に動作可能に連結された第１の真空ポンプと、
ｆ）前記内側圧力容器の内側に位置し、前記排気構成要素に動作可能に連結された第２の真空ポンプと
を備えている、システム。
（項目５４）
前記外側圧力容器は、前記内側圧力容器内のガスよりも高い圧力におけるガスを備えている、項目５３に記載のシステム。
（項目５５）
前記内側圧力容器内の前記ガスは、ほぼ大気圧にある、項目５３に記載のシステム。
（項目５６）
前記第１の真空ポンプは、高エネルギーイオンビームを発生させる加速器システムの抽出構成要素に動作可能に連結されるように構成され、前記第１の真空ポンプは、前記抽出構成要素からガスを除去し、前記ガスを前記排気構成要素に送達するように構成されている、項目５３に記載のシステム。
（項目５７）
前記第２の真空ポンプは、第１の圧力において前記排気構成要素から前記ガスを受け取り、第２の圧力において前記ガスを前記絶縁ホースに送達するように構成され、前記第２の圧力は、前記第１の圧力よりも高い、項目５６に記載のシステム。
（項目５８）
前記システムは、抽出構成要素をさらに備えている、項目５３に記載のシステム。
（項目５９）
前記システムは、前記外側圧力容器の内側に位置しているイオン源プラズマチャンバをさらに備えている、項目５８に記載のシステム。
（項目６０）
前記抽出構成要素は、前記イオン源プラズマチャンバに動作可能に連結されている、項目５９に記載のシステム。
（項目６１）
システムであって、前記システムは、
ａ）高エネルギーイオンビームを発生させる加速器システムの中で高電圧において保持された少なくとも１つの高電圧構成要素と、
ｂ）前記少なくとも１つの高電圧構成要素に電気的に連結された電力構成要素と
を備え、
前記電力構成要素は、電力を前記少なくとも１つの高電圧構成要素に提供し、
前記電力構成要素は、Ｖベルトを備え、
前記Ｖベルトは、複数の区分を備え、ｉ）不良な電気導体、または、ｉｉ）非電気導体である、システム。
（項目６２）
前記Ｖベルトは、ポリエステル・ポリウレタン複合材料を備えている、項目６１に記載のシステム。
（項目６３）
前記電力構成要素は、モータと、発電機とをさらに備えている、項目６１に記載のシステム。
（項目６４）
前記電力構成要素は、前記モータに動作可能に取り付けられた第１のＶベルトプーリと、前記発電機に動作可能に取り付けられた第２のＶベルトプーリとをさらに備えている、項目６１に記載のシステム。
（項目６５）
前記少なくとも１つの高電圧構成要素は、イオン源プラズマチャンバを備えている、項目６１に記載のシステム。
（項目６６）
システムであって、前記システムは、
ａ）高エネルギーイオンビームを発生させる加速器サブシステムであって、前記加速器サブシステムは、
ｉ）イオン源プラズマチャンバと、
ｉｉ）マイクロ波を発生させるマイクロ波発生構成要素と、
ｉｉｉ）前記マイクロ波発生構成要素に動作可能に連結された電源と、
ｉｖ）前記マイクロ波を受け取り、それらを前記イオン源プラズマチャンバに送達するために位置付けられた導波路であって、前記マイクロ波が前記イオンプラズマチャンバ内のガスに接触すると、イオン源を発生させる、導波路と、
ｖ）前記イオンプラズマチャンバから低エネルギーイオンビームを抽出するために前記イオン源プラズマチャンバに動作可能に連結されたイオンビーム抽出構成要素と、
ｉｖ）加速器カラムと、低エネルギーイオンビームを受け取るための加速器入口開口部と、高エネルギーイオンビームを送達するための加速器出口開口部とを備えている加速器構成要素と
を備えている、加速器サブシステムと、
ｂ）前記電源に動作可能に連結された電力変調構成要素と
を備え、
前記電力変調構成要素は、前記電源から前記マイクロ波発生構成要素に流動する電力を変調するように構成され、それによって、前記導波路に入射する前記マイクロ波は、高速でパルス化され、および／または、消滅／発生させられ、それによって、前記高エネルギーイオンビームを高速でパルス化し、および／または、消滅／発生させる、システム。
（項目６７）
前記加速器システムは、直接注入加速器システムである、項目６６に記載のシステム。
（項目６８）
前記マイクロ波発生構成要素は、マグネトロンを備えている、項目６６に記載のシステム。
（項目６９）
方法であって、前記方法は、
ａ）項目６６に記載のシステムを提供することと、
ｂ）前記高エネルギーイオンビームが発生させられ、前記高エネルギーイオンビームが高速でパルス化され、および／または、消滅／発生させられるように、前記加速器サブシステムおよび前記電力変調構成要素をアクティブにすることと
を含む、方法。
（項目７０）
方法であって、前記方法は、
ａ）高エネルギーイオンビームを発生させる直接注入加速器システムにおいて、加速器カラムの加速器入口から第１の距離にイオンビーム発生構成要素を位置付けることと、
ｂ）加速器カラムの加速器入口から第２の距離に前記イオンビーム発生構成要素を位置付けることと
を含み、
前記第２の距離は、前記第１の距離と異なり、前記第２の距離は、前記直接注入加速器システムの性能を改良する、方法。
（項目７１）
前記第１および第２の距離は、２０〜５００ｍｍの範囲内である、項目７０に記載の方法。
（項目７２）
システムであって、前記システムは、
ａ）高エネルギーイオンビームを発生させる直接注入加速器サブシステムであって、前記加速器システムは、
ｉ）イオン源プラズマチャンバと、
ｉｉ）マイクロ波を発生させるマイクロ波発生構成要素と、
ｉｉｉ）前記マイクロ波発生構成要素に動作可能に連結された電源と、
ｉｖ）前記マイクロ波を受け取り、それらを前記イオン源プラズマチャンバに送達するために位置付けられた導波路であって、前記マイクロ波が前記イオンプラズマチャンバ内のガスに接触すると、イオンビームが発生させられる、導波路と、
ｖ）前記イオン源プラズマチャンバに動作可能に連結された抽出構成要素と、
ｉｖ）加速器カラムと、前記イオンビームを受け取るための加速器入口開口部とを備えている加速器構成要素と
を備えている、直接注入加速器サブシステムと、
ｂ）真空構成要素と
を備え、
前記真空構成要素は、前記抽出構成要素および／または前記加速器構成要素に動作可能に連結され、前記真空構成要素は、前記抽出構成要素および／または前記加速器構成要素内の圧力を低減させるように構成されている、システム。
（項目７３）
前記圧力の低減は、前記高エネルギーイオンビームの直径を低減させるレベルにある、項目７２に記載のシステム。
（項目７４）
方法であって、前記方法は、
ａ）項目７２に記載のシステムを提供することと、
ｂ）前記高エネルギーイオンビームが発生させられるように、前記直接注入加速器サブシステムおよび前記真空構成要素をアクティブにすることと
を含み、
前記高エネルギーイオンビームは、前記圧力の低減がない場合にそれが有するであろうよりも小さい直径を有する、方法。
（項目７５）
システムであって、前記システムは、
ａ）高エネルギーイオンビームを発生させる加速器サブシステムであって、前記加速器システムは、
ｉ）高電圧ドームと、
ｉｉ）前記高電圧ドームの内側に位置しているイオンビーム発生構成要素と、
ｉｉｉ）加速器カラムを備えている加速器構成要素と
を備えている、加速器サブシステムと、
ｂ）水抵抗器サブシステムと
を備え、
前記水抵抗器サブシステムは、
ｉ）水配管と、水リザーバとを備えている水循環構成要素と、
ｉｉ）前記加速器カラムに沿って延びている水抵抗器要素と
を備え、
前記水抵抗器要素は、前記水配管に流体的に連結された、またはそれと一体である非導電性管類を備え、それによって、前記水循環構成要素内の制御伝導度水循環は、前記水抵抗器要素を通過する、システム。
（項目７６）
前記制御伝導度水をさらに備え、前記制御伝導度水は、ｉ）脱イオン水と、２）脱イオン化（ＤＩ）樹脂と、金属塩とを備えている、項目７５に記載のシステム。
（項目７７）
前記加速器構成要素は、前記加速器カラムに沿って延びている複数のグレーディングリングをさらに備えている、項目７５に記載のシステム。
（項目７８）
前記絶縁管類は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、およびポリエチレンから成る群から選択される材料を備えている、項目７５に記載のシステム。
（項目７９）
前記水循環構成要素は、水ポンプと、熱交換器とをさらに備えている、項目７５に記載のシステム。
（項目８０）
前記制御伝導度水は、前記脱イオン水が１５メガオーム−ｃｍ以上の抵抗率を有するように、十分な量の前記ＤＩ樹脂を含む、項目７５に記載のシステム。
（項目８１）
前記金属塩は、硫酸銅、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、硫酸マグネシウム、およびチオ硫酸ナトリウムから成る群から選択される、項目７５に記載のシステム。
（項目８２）
前記水抵抗器要素は、最大約３００ｋＶ ＤＣの電圧に耐え、最大約３ｋＷの熱を除却することができる、項目７５に記載のシステム。
（項目８３）
方法であって、前記方法は、
ａ）項目７５に記載のシステムを提供することと、
ｂ）前記加速器サブシステムおよび前記水抵抗器サブシステムをアクティブにすることと
を含み、
前記高エネルギーイオンビームが発生させられている間、前記制御伝導度水は、前記水循環構成要素を通して循環し、前記水抵抗器要素は、前記加速器カラムに沿った電気抵抗器として機能する、方法。
（項目８４）
システムであって、前記システムは、
ａ）高エネルギーイオンビームを発生させる加速器サブシステムの構成要素に電力を送達するように構成された少なくとも１つの高電圧電力供給源（ＨＶＰＳ）と、
ｂ）水抵抗器サブシステムと
を備え、
前記水抵抗器サブシステムは、
ｉ）水配管と、水リザーバとを備えている水循環構成要素と、
ｉｉ）絶縁管類を備えている水抵抗器要素と
を備え、
前記絶縁管類は、前記水配管に流体的に連結され、またはそれと一体であり、それによって、前記水循環構成要素内の制御伝導度水循環は、前記水抵抗器要素を通過する、
システム。
（項目８５）
方法であって、前記方法は、
ａ）項目８４に記載のシステムを提供することと、
ｂ）試験負荷として前記水抵抗器サブシステムを使用して、前記少なくとも１つのＨＶＰＳを試験することと
を含む、方法。
（項目８６）
レンズを設計する方法であって、前記方法は、
ａ）加速器システムのプラズマレンズ開口における以下のパラメータ：ビーム電流、抽出電圧、イオン種比率、最大電場、およびイオン電流密度をソフトウェアアプリケーションに入力することと、
ｂ）静電レンズスタックの中の少なくとも１つのレンズの設計のための前記ソフトウェアから出力を受信することであって、前記静電レンズスタックは、プラズマレンズと、抽出レンズと、抑制レンズと、出射レンズとを備えている、ことと、
ｃ）前記出力に基づいて前記少なくとも１つのレンズを加工することと
を含む、方法。
（項目８７）
前記ソフトウェアアプリケーションは、ＰＢＧＵＮＳソフトウェアアプリケーションを備えている、項目８６に記載の方法。
（項目８８）
前記少なくとも１つのレンズは、前記静電レンズスタックの中の前記レンズのうちの少なくとも２つ、少なくとも３つ、または４つ全てを備えている、項目８６に記載の方法。
（項目８９）
グリッド精度、経験的に決定されたビーム中和因子、および、源プラズマ内の電子およびイオン温度のうちの少なくとも１つを前記ソフトウェアアプリケーションに入力することをさらに含む、項目８６に記載の方法。
（項目９０）
抽出レンズスタックを備えている高エネルギーイオンビーム発生器システムであって、前記抽出レンズスタックは、前記抽出レンズスタックのレンズ間隙の間に位置付けられた複数の絶縁ボールを有している、高エネルギーイオンビーム発生器システム。
（項目９１）
３つの絶縁ボールが、各レンズ間隙の間に位置付けられている、項目９０に記載のシステム。
（項目９２）
前記３つの絶縁ボールは、方位座標において均等に間隔を置かれている、項目９１に記載のシステム。
（項目９３）
前記レンズスタックは、金属ボルトを用いて一緒に保持されている、項目９０に記載のシステム。
（項目９４）
前記絶縁ボールは、アルミナセラミックボールである、項目９０に記載のシステム。
（項目９５）
項目９０−９４のいずれかに記載のシステムを使用することを含む中性子または陽子を発生させる方法。
（項目９６）
中性子発生器システムであって、前記中性子発生器システムは、
ａ）固体マトリクスに埋め込まれた反応性水素種を備えている高電力密度固体標的と、
ｂ）冷却構成要素と
を備えている、中性子発生器システム。
（項目９７）
前記固体マトリクスは、チタンを備えている、項目９６に記載のシステム。
（項目９８）
前記反応性水素種は、重水素である、項目９６に記載のシステム。
（項目９９）
前記反応性水素種は、トリチウムである、項目９６に記載のシステム。
（項目１００）
前記冷却構成要素は、閉ループ構成要素である、項目９６に記載のシステム。
（項目１０１）
前記冷却構成要素は、冷却剤源を備えている、項目９６に記載のシステム。
（項目１０２）
前記冷却剤は、水である、項目１０１に記載のシステム。
（項目１０３）
前記標的は、０．０２インチ以下の壁厚を有する、項目９６に記載のシステム。
（項目１０４）
前記壁厚は、０．０１インチ以下である、項目１０３に記載のシステム。
（項目１０５）
前記壁は、銅、銀、金、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、またはそれらの組み合わせから成る群から選択される材料で構成されている、項目１０３または１０４に記載のシステム。
（項目１０６）
前記標的は、渦巻きを備え、前記渦巻きは、前記渦巻きを欠いている標的に対して表面積を増加させる、項目９６に記載のシステム。
（項目１０７）
前記渦巻きは、フィンおよびリブ、またはそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目１０６に記載のシステム。
（項目１０８）
前記閉ループ構成要素は、脱イオン化サブ構成要素を備えている、項目１００に記載のシステム。
（項目１０９）
前記閉ループ構成要素は、濾過サブ構成要素を備えている、項目１００に記載のシステム。
（項目１１０）
前記冷却構成要素は、冷却剤の層流のために構成されている、項目９６に記載のシステム。
（項目１１１）
前記冷却構成要素は、不規則な表面特徴を有するチャネルを備えている、項目９６に記載のシステム。
（項目１１２）
前記不規則な表面特徴は、へこみおよび螺旋状くぼみ、またはそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目１１１に記載のシステム。
（項目１１３）
前記冷却剤構成要素は、前記標的との接触に先立って冷却剤を予冷するために位置付けられた冷却装置を備えている、項目９６に記載のシステム。
（項目１１４）
項目９６−１１３のいずれかに記載のシステムの使用を含む高電力密度固体標的を用いて中性子を発生させる方法。
（項目１１５）
システムであって、前記システムは、中性子発生器システムの一部であるか、または中性子発生器システムでの使用のためであり、前記システムは、
ａ）固体標的と、ｂ）真空システムと、ｃ）前記真空システムと流体連通し、前記固体標的の近傍に希ガスを放出するように構成された希ガス源とを備えている、システム。
（項目１１６）
希ガスは、アルゴンである、項目１１５に記載のシステム。
（項目１１７）
中性子発生器固体標的を浄化する方法であって、前記方法は、前記固体標的がイオンビームにさらされている間、前記固体標的を希ガスにさらすことを含む、方法。
（項目１１８）
前記希ガスは、アルゴンである、項目１１７に記載の方法。
（項目１１９）
前記希ガスは、１〜１０立方センチメートル／分で流動させられる、項目１１７に記載の方法。
（項目１２０）
中性子発生器システムであって、前記中性子発生器システムは、
ａ）イオンビームを生成する加速器と、ｂ）前記イオンビームによって接触されるように位置付けられたガス標的と、ｃ）前記加速器および前記ガス標的を分離している標的開口と、ｄ）前記イオンビームを前記開口に集束させる操向構成要素と、ｅ）前記標的開口の上流に向いた表面の近傍に位置付けられた複数の熱センサとを備えている、中性子発生器システム。
（項目１２１）
前記複数の熱センサは、前記開口の軸の周りに９０度の間隔で等しく間隔を置かれた４つの熱センサを備えている、項目１２０に記載のシステム。
（項目１２２）
前記センサは、熱電対を備えている、項目１２０に記載のシステム。
（項目１２３）
前記熱電対は、銅コンスタンタン熱電対である、項目１２２に記載のシステム。
（項目１２４）
前記センサは、白金抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、サーミスタ、および半導体温度センサから成る群から選択される、項目１２０に記載のシステム。
（項目１２５）
前記センサから温度信号を受信するプロセッサをさらに備えている、項目１２０に記載のシステム。
（項目１２６）
前記プロセッサは、前記センサからの温度信号を合計し、平均標的開口温度を生成する、項目１２５に記載のシステム。
（項目１２７）
前記プロセッサは、前記平均標的開口温度に基づいて前記イオンビーム位置を調節し、前記標的開口の温度を最小化する、項目１２６に記載のシステム。
（項目１２８）
中性子発生器システムにおいてイオンビームを標的開口に操向する方法であって、前記方法は、ａ）前記標的開口の周囲の複数の場所において温度を測定することと、ｂ）前記標的開口における温度を最小化するようにイオンビームを操向することとを含む、方法。
（項目１２９）
中性子発生器システムであって、前記中性子発生器システムは、ａ）イオンビームを生成する加速器と、ｂ）前記イオンビームによって接触されるように位置付けられたガス標的と、ｃ）前記加速器および前記ガス標的を分離している標的開口と、ｄ）前記開口を横断する圧力差を増加させる逆ガス噴射とを備えている、中性子発生器システム。
（項目１３０）
前記逆ガス噴射は、ノズルを備え、前記ノズルは、それが収束した後、広がる、項目１２９に記載のシステム。
（項目１３１）
前記逆ガス噴射は、約３／８インチのノズル開口を備えている、項目１２９に記載のシステム。
（項目１３２）
前記逆ガス噴射は、０．０１インチ未満の狭径部間隙を備えている、項目１３１に記載のシステム。
（項目１３３）
前記逆ガス噴射は、１２．５度のノズル角度を備えている、項目１３２に記載のシステム。
（項目１３４）
中性子発生器の標的開口を横断する圧力差を増加させる方法であって、前記方法は、前記標的開口において逆ガス噴射を採用することを含む、方法。
（項目１３５）
ビームスクレーパを備えている中性子発生器システムであって、前記ビームスクレーパは、モータを使用してイオンビームの経路の中へ移動可能であり、前記モータは、標的を含む真空容器の外側の前記発生器システムに搭載されている、システム。
（項目１３６）
前記モータは、磁気的に結合された真空フィードスルーを介して前記ビームスクレーパに接続されている、項目１３５に記載のシステム。
（項目１３７）
前記モータ、ビームスクレーパ、およびそれらの間の接続は、ろう付け製造を伴う全金属である、項目１３５に記載のシステム。
（項目１３８）
中性子発生器内の標的に衝打するイオンビームの一部を遮断する方法であって、前記方法は、モータを使用してイオンビームによって接触される位置にビームスクレーパを移動させることを含み、前記モータは、前記標的を含む真空容器の外側の前記発生器システムに搭載されている、方法。
（項目１３９）
システムであって、前記システムは、
ａ）第１のインターロックを有する高エネルギーイオンビーム発生器デバイスと、
ｂ）第２のインターロックを有するユーザ制御ステーションと
を備え、
前記高エネルギーイオンビーム発生器と前記ユーザ制御ステーションとは、光ファイバインターロックを介して接続され、前記光ファイバインターロックは、前記発生器が動作するために安全であることを示すために閉鎖されたままである直列ループ内の複数の通常閉スイッチ、前記発生器が動作するために安全であることを示すために開放したままである並列ループ内のいくつかの通常開スイッチ、または、前記直列ループおよび前記並列ループの両方を備えている、システム。
（項目１４０）
前記高エネルギーイオンビーム発生器および前記ユーザ制御ステーションは、互いから電気的に分離されている、項目１３９に記載のシステム。
（項目１４１）
前記光ファイバインターロックは、周波数発生器を備えている、項目１３９に記載のシステム。
（項目１４２）
前記周波数発生器は、光ファイバ伝送機をトリガし、設定された周波数において光が脈打つようにする、項目１４１に記載のシステム。
（項目１４３）
前記システムは、前記光ファイバインターロックを管理する制御ソフトウェアを備えている、項目１３９に記載のシステム。
（項目１４４）
前記制御ソフトウェアは、前記光ファイバインターロックの多重信号検証プロシージャを動作させる、項目１４３に記載のシステム。
（項目１４５）
方法であって、前記方法は、項目１３９−１４４のいずれかに記載のシステムを使用して、前記高エネルギーイオンビーム発生器から前記ユーザ制御ステーションに情報を伝送すること、または前記ユーザ制御ステーションから前記高エネルギーイオンビーム発生器に情報を伝送することを含む、方法。
（項目１４６）
システムであって、前記システムは、
ａ）ビームを生成する高エネルギーイオンビーム発生器デバイスと、
ｂ）損傷軽減構成要素と
を備え、
前記損傷軽減構成要素は、
ｉ）前記デバイス上に位置付けられ、前記ビームと相互作用し得る前記デバイスの複数の領域を監視するように構成された複数のセンサと、
ｉｉ）前記複数のセンサと通信し、アラートまたはアラームを発生させ、前記アラートまたはアラームに応答して前記デバイスを調節するように構成された制御ソフトウェアと
を備えている、システム。
（項目１４７）
前記複数のセンサのうちの１つ以上のものは、前記デバイスの領域の温度を測定する、項目１４６に記載のシステム。
（項目１４８）
前記複数のセンサのうちの１つ以上のものは、冷却剤流率を測定する、項目１４６に記載のシステム。
（項目１４９）
前記センサは、連続感知モードである、項目１４６に記載のシステム。
（項目１５０）
各センサは、それに関連付けられた閾値を有し、前記閾値を超えた場合、前記アラートまたはアラームを発生させる、項目１４６に記載のシステム。
（項目１５１）
前記アラートは、ユーザ警告を備えている、項目１４６に記載のシステム。
（項目１５２）
前記アラームは、デバイスシャットダウンをトリガする、項目１４６に記載のシステム。
（項目１５３）
前記アラームは、さらなる動作に先立って前記デバイスをリセットすることをユーザに要求するラッチアームである、項目１４６に記載のシステム。
（項目１５４）
前記制御ソフトウェアは、ＥＭＩを除外する、項目１４６に記載のシステム。
（項目１５５）
前記除外されたＥＭＩは、所定の閾値持続時間または周波数の下にある、項目１５４に記載のシステム。
（項目１５６）
項目１４６−１５５のいずれかに記載のシステムを使用して、高エネルギーイオンビーム発生器デバイスへの潜在的損傷事象を検出することを含む方法。
（項目１５７）
システムであって、前記システムは、
ａ）高エネルギーイオンビーム発生器デバイスと、
ｂ）アークダウン軽減構成要素と
を備え、
前記アークダウン軽減構成要素は、
ｉ）前記デバイス上に位置付けられ、アークダウン事象と一致する条件を監視するように構成された複数のセンサと、
ｉｉ）前記複数のセンサと通信し、アラートまたはアラームを発生させ、前記アラートまたはアラームに応答して前記デバイスを調節するように構成された制御ソフトウェアと
を備えている、システム。
（項目１５８）
前記アラームは、ユーザ介入を伴わずに前記デバイスを正常動作に戻す自動復旧シーケンスをトリガする、項目１５７に記載のシステム。
（項目１５９）
項目１５７−１５８のいずれかに記載のシステムを使用して、アークダウン事象に応答することを含む方法。
（項目１６０）
ｉ）高電圧電力供給源（ＨＶＰＳ）設定値、および／または、ｉｉ）イオン源電流設定値を管理する閉ループ制御構成要素を備えている高エネルギーイオンビーム発生器システム。
（項目１６１）
ｉ）閉ループ制御構成要素を用いて高電圧電力供給源（ＨＶＰＳ）設定値を管理すること、および／または、ｉｉ）イオン源電流設定値を管理することを含む高エネルギーイオンビーム発生器における中性子束出力変動性を制御する方法。
（項目１６２）
中性子ラジオグラフィでの使用のための中性子コリメータであって、前記中性子コリメータは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）層と、ホウ酸化ポリエチレン層と、金属層と、カドミウム層とを備えている、中性子コリメータ。
（項目１６３）
ａ）中性子源と、ｂ）項目１６２に記載の中性子コリメータと、ｃ）検出器とを備えている熱中性子ラジオグラフィのためのシステム。
（項目１６４）
前記コリメータは、それが高速中性子源とまっすぐに整列しないようにオフセットされている、項目１６３に記載のシステム。
（項目１６５）
サンプルを撮像する方法であって、前記方法は、項目１６３または１６４に記載のシステムによって発生させられる中性子にサンプルをさらすことを含む、方法。
（項目１６６）
項目１−１６５のいずれかに記載の高エネルギーイオンビームを発生させる加速器システムを備えている半導体製造システムまたは方法であって、前記加速器システムは、ビームを半導体材料を保持する構成要素に向かわせる、半導体製造システムまたは方法。
（項目１６７）
項目１−１６５のいずれかに記載の高エネルギーイオンビーム発生器システムまたは方法から発生させられる陽子と半導体材料を接触させることを含む半導体ウエハを製造する方法。
（項目１６８）
前記半導体材料を割断することによって、薄膜ウエハを生成するステップをさらに含む、項目１６７に記載の方法。
（項目１６９）
前記薄膜ウエハから光起電（ＰＶ）ウエハを加工するステップをさらに含む、項目１６８に記載の方法。
（項目１７０）
前記光起電ウエハを備えている太陽電池パネルを加工するステップをさらに含む、項目１６９に記載の方法。
（項目１７１）
前記薄膜ウエハから発光ダイオード（ＬＥＤ）を加工するステップをさらに含む、項目１６８に記載の方法。

Claims (15)

  1. デバイスであって、前記デバイスは、
    ａ）導波路であって、前記導波路は、
    ｉ）電磁波入射点を備えている近位端と、
    ｉｉ）電磁波出射点を備えている遠位端と、
    ｉｉｉ）前記近位端と前記遠位端との間に延び、電磁波を伝搬するように構成された外壁と
    を備えている、導波路と、
    ｂ）前記導波路構成要素の内側に位置している逆インピーダンス整合構成要素と
    を備え、
    前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記導波路の前記遠位端から前記導波路の前記近位端に向かって少なくとも途中まで延び、
    前記逆インピーダンス整合構成要素は、遠位端と近位端とを備え、前記インピーダンス整合構成要素の前記遠位端は、前記導波路の前記遠位端またはその近傍に位置し、前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端よりも大きい断面積を有する、デバイス。
  2. 前記逆インピーダンス整合構成要素は、金属を備えている、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記逆インピーダンス整合構成要素は、水によって冷却されるように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
  4. 前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記導波路の中心線に沿って位置している、請求項１に記載のデバイス。
  5. 前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記導波路の外壁に取り付けられた１つ以上の支持脚部によって支持されている、請求項４に記載のデバイス。
  6. 前記電磁波は、マイクロ波である、請求項１に記載のデバイス。
  7. 前記逆インピーダンス整合構成要素の前記遠位端における断面積は、前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端における断面積の少なくとも２倍、３倍、または４倍大きい、請求項１に記載のデバイス。
  8. 前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記断面積が前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端から前記遠位端まで変化することを可能にする１つ以上の段階を備えている、請求項１に記載のデバイス。
  9. 前記逆インピーダンス整合構成要素は、前記逆インピーダンス整合構成要素の前記近位端から前記遠位端までのテーパを備え、それによって、前記断面積が変化することを可能にする、請求項１に記載のデバイス。
  10. 前記逆インピーダンス整合構成要素の前記遠位端における断面積は、前記デバイスが加速器システムの一部であるとき、全てまたはほぼ全ての逆流する電子を遮断するために十分に大きい、請求項１に記載のデバイス。
  11. ａ）電磁波源と、
    ｂ）プラズマチャンバと、
    ｃ）請求項１に記載のデバイスと
    を備えているシステム。
  12. 前記導波路の前記近位端は、前記電磁波源に動作可能に取り付けられ、前記導波路の前記遠位端は、前記プラズマチャンバに動作可能に取り付けられている、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記電磁波源は、マイクロ波源を備えている、請求項１１に記載のシステム。
  14. 中性子発生器固体標的を浄化する方法であって、前記方法は、前記固体標的がイオンビームにさらされている間、前記固体標的を希ガスにさらすことを含む、方法。
  15. 前記希ガスは、１〜１０立方センチメートル／分で流動させられる、請求項１４に記載の方法。
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