JP3427150B2 - イオン注入装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置に
係り、特に、イオン源から発生するイオンビームを加速
器で加速して半導体ウエハ等に注入するに好適なイオン
注入装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体製造装置においては、ウエハに絶
縁膜等を形成するに際して、イオン注入装置からのイオ
ンビームを注入することが行なわれている。従来、この
種のイオン注入装置としては、例えば、イオンビームを
発生するイオン源と、イオンビームに磁場を与えてイオ
ンビーム中の特定のイオンのみを通過させる質量分離器
と、質量分離器からのイオンビームから加速する加速器
（後段加速管）と、加速器により加速されたイオンビー
ムに磁場を与えてイオンビームのビーム径を成形する４
重極レンズと、４重極レンズによって成形されたイオン
ビームをウエハ等に注入するイオン注入器と、イオン源
と加速器にそれぞれ直流電力を供給する電源とを備えた
ものが知られている。イオン源と加速器には直流の高電
圧が電源から印加されるようになっており、この電源と
して、従来、コッククロフト・ウオルトン回路を用いた
もの、あるいは商用周波数で昇圧・整流して高電圧を発
生し、この電圧を真空管や半導体スイッチで定電圧制御
およびオン・オフ制御を行なうようにしたものが提案さ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来技術のうちコック
クロフォト・ウオルトン回路を用いた高圧電源は、回路
構成は簡単であるが以下のような問題点がある。 【０００４】（１）出力電流を大きくすることが困難で
あり、また出力電流を大きくすると装置が指数関数的に
大きくなる。 【０００５】（２）出力電流を大きくすると、出力電圧
の変動が大きくなる。 【０００６】（３）負荷変動に伴う高速の定電圧制御が
困難である。 【０００７】（４）負荷端で放電が発生した際、電源遮
断スピードが遅く、負荷に大量のエネルギが流入するた
め、装置全体のエージングに長時間を要する。 【０００８】（５）負荷端で放電し、電源出力を遮断し
た場合、次に電源を立上げるまでに時間がかかる。 【０００９】一方、商用周波数で昇圧・整流して、高電
圧を発生し、この電圧を真空管や半導体スイッチで定電
圧制御およびオンオフ制御を行なうタイプの電源では、
真空管や半導体スイッチを高電位にフロートした個所に
設置し、これらを光ケーブルを用いて制御しなければな
らず、高圧の浮遊容量に起因するノイズによって誤動作
が多く発生する。また電源全体が複雑な制御回路を必要
とする。 【００１０】また近年の半導体製造装置では、従来のも
のに比べて、高電圧・大電流のビーム電流を必要とする
ようになっている。したがって、ビーム発生源のイオン
源も従来のものに比べて高電圧・大電流の出力のものが
必要である。しかし、イオン源は、放電を起こしやす
く、従来の高電圧、大電流のイオン源を用いたのでは、
放電を起こした際には、電源を高速に遮断し、イオン源
の電極を保護しないと放電に伴って電極が損傷し、イオ
ン源の性能が低下する。また電圧を高速に印加しない
と、電圧印加の途中で放電を起こす可能性が高くなる。
すなわち、近年の半導体製造装置に用いるイオン注入装
置としては、負荷で放電が発生した場合でも、出力を高
速に遮断ができるものが必要とされる。 【００１１】本発明の目的は、負荷で放電が発生した際
に、電源を高速に遮断することができるイオン注入装置
を提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、直流電力を受けてイオンビームを発生す
るイオン源と、イオン源からのイオンビームに磁場を与
えてイオンビームの中の特定のイオンのみを通過させる
質量分離器と、直流電力を受けて質量分離器からのイオ
ンビームを加速する加速器と、加速器により加速された
イオンビームに磁場を与えてイオンビームのビーム径を
成形するイオンビーム成形器と、イオンビーム成形器に
より成形されたイオンビームを注入対象に対して注入す
るイオン注入器と、イオン源と加速器にそれぞれ直流電
力を供給する複数の電源とを備えているイオン注入装置
において、前記複数の電源のうち少なくとも一方の電源
は、直流電力をインバータ制御信号に従って交流電力に
変換するインバータと、インバータにインバータ制御信
号を与えてインバータの変換出力を制御するインバータ
制御部と、インバータの出力を整流する整流器とから構
成されていることを特徴とするイオン注入装置を構成し
たものである。 【００１３】前記イオン注入装置を構成するに際して
は、電源として、インバータの出力を昇圧する昇圧器
と、昇圧器の出力を整流する整流器と、整流器の出力を
平滑する平滑回路を備えているもので構成するこもでき
る。また前記イオン注入装置を構成するに際しては、以
下の要素を付加することができる。 【００１４】（１）コンバータ制御部は、電源の出力電
圧を監視して出力電圧を粗く調整するためのコンバータ
制御信号を生成してなり、インバータ制御部は、電源の
出力電圧を監視して出力電圧をコンバータ制御部よりも
細かく調整するためのインバータ制御信号を生成してな
る。 【００１５】（２）インバータは、インバータ制御信号
に応答してスイッチング動作する自己消弧素子を備えて
構成されている。 【００１６】（３）コンバータは、コンバータ制御信号
に応答してスイッチング動作するサイリスタを備えて構
成されている。 【００１７】前記した手段によれば、インバータの出力
をオンオフ制御することにより、電源自体の出力をオン
オフすることができるとともに負荷で放電が発生した場
合、出力遮断が可能となる。またインバータの出力周波
数を上げることにより、電源の高速立ち上げが可能とな
る。さらにインバータの出力幅の制御を行なうことによ
り、電源の定電圧制御が可能となる。また電源の出力電
圧を制御するに際して、低圧側のコンバータの出力を粗
調整し、高圧側のインバータの出力を細かく調整するこ
とで、リップル成分を少なくすることができ、インバー
タの出力側に配置された平滑回路のフィルタを小型化す
ることができ、装置全体のコンパクト化に寄与すること
ができる。 【００１８】またコンバータ制御部およびインバータ制
御部はそれぞれアースレベルでコンバータやインバータ
を制御することができるため、浮遊容量等に起因するノ
イズによって誤動作するのを防止することができる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。 【００２０】図１は本発明の一実施形態を示すイオン注
入装置の電源を示すブロック構成図、図２はイオン注入
装置の全体構成図である。 【００２１】図２において、イオン注入装置は、イオン
源１０、質量分離器１２、後段加速管１４、４重極レン
ズ１６、イオン注入器１８を備えており、イオン注入器
１８がエンドステーション（処理室）２０に連結されて
いる。イオン源１０はマイクロ波が照射されるＯ2ガス
を収納するプラズマ室、複数の加速用の電極を収納する
室等を備えおり、加速用の電極からＯ＋によるイオンビ
ームを発生するようになっている。そして加速用の電極
は、例えば５ｋＶ、６０ｋＶの電圧を発生する直流電源
に接続されている。そしてイオン源１０から発生したイ
オンビームは質量分離器１２に導入される。質量分離器
１２はイオン源１０からのイオンビームに磁場を与えて
イオンビーム中の特定のイオン、例えばＯ＋のみを通過
させるようになっている。そして質量分離器１２を通過
したイオンビームは加速器としての後段加速管１４に導
入され、ここで加速される。後段加速管１４には、例え
ば１３０ｋＶの直流電圧を発生する直流電源が収納され
ている。後段加速管１４で加速されたイオンビームは４
重極レンズ１６内に導入される。この４重極レンズ１６
は、後段加速管１４からのイオンビームに磁場を与えて
イオンビームのビーム径を小径に成形するイオンビーム
成形器として構成されている。４重極レンズ１６で成形
されたイオンビームはイオン注入器１８に導入され、こ
こで、例えば３０度偏向され、偏向されたイオンビーム
がエンドステーション２０内のウエハに向けて注入され
る。そしてイオン源１０、後段加速管１４で用いられる
直流電源としては、例えば図１に示す電源が用いられて
いる。 【００２２】電源は、サイリスタ整流器２６、リアクト
ル２８、コンデンサ３０、インバータ３２、変圧器３
４、整流器３６、コンデンサ３８、分圧器４０、サイリ
スタ制御部４２、インバータ制御部４４、電流計測器４
６、保護インターロック制御部４８を備えて構成されて
おり、サイリスタ整流器２６がスイッチ２４を介して交
流電源２２に接続されている。 【００２３】サイリスタ整流器２６はスイッチング素子
としてサイリスタを備えており、サイリスタ制御部４２
からのコンバータ制御信号にしたがって交流電源２２か
らの交流電力を直流電極に変換するコンバータとして構
成されている。サイリスタ整流器２６の出力はリアクト
ル２８、コンデンサからなるフィルタ回路によって平滑
され、例えば、交流電源２２が２００Ｖのときには２５
０Ｖの直流電圧がサイリスタ整流器２６から発生する。
コンデンサ３０の両端には複数のインバータ３２が接続
されている。各インバータ３２は、例えばＩＧＢＴ、Ｆ
ＥＴ等の自己消弧素子からなるスイッチング素子を備え
ており、インバータ制御部４４からのインバータ制御信
号にしたがって、コンデンサ３０の出力電力を交流電源
２２より高い周波数、例えば交流電源２２が５０Ｈｚの
ときに、３０ｋＨＺの交流電圧を発生するようになって
いる。各インバータ３２の出力にはそれぞれ変圧器３４
が接続されている。各変圧器３４はインバータ３２の出
力電圧を所定の電圧、例えば、１０ｋＶに昇圧するよう
になっている。各変圧器３４の出力側には整流器３６が
接続されており、各整流器３６は互いに直列に接続され
ている。また各整流器３６の出力側には整流器３６の出
力を平滑する平滑回路としてのコンデンサ３８が接続さ
れている。そして各整流器３６で各変圧器３４の出力電
流が整流されると、各コンデンサ３８の両端には、例え
ば、１３ｋＶの直流電圧が発生する。このとき、出力端
子全体では、インバータ３２、変圧器３４、整流器３６
が１０個で構成されていた場合、１３０ｋＶの電圧が発
生する。この出力電圧は分圧器４０によって分圧され、
分圧された電圧がフィードバック電圧としてそれぞれサ
イリスタ制御部４２、インバータ制御部４４に供給され
る。サイリスタ制御部４２は設定電圧とフィードバック
電圧との偏差に応じてサイリスタ整流器２６の変換出力
を制御し、インバータ制御部４４は設定電圧とフィード
バック電圧との偏差に応じて各インバータ３２の変換出
力を制御するようになっている。 【００２４】また出力側の電流は電流計測器４６で計測
されており、負荷にいて放電が発生した場合に、電流計
測器４６の計測値が設定値を越えると、保護インターロ
ック制御部４８からサイリスタ制御部４２、インバータ
制御部４４に対して遮断指令が出力される。これにより
サイリスタ整流器２６と各インバータ３２が遮断制御さ
れ、直流電圧の発生が停止される。 【００２５】なお、電流計測器４６によって過電流が検
出された場合は、過電流レベルにより電源の出力電圧を
一時遮断し、一定時間、例えば数ｍＳ〜数Ｓ後に再度出
力電圧を発生するモードと、サイリスタ整流器２６の出
力を停止する遮断モードに分けて運転することもでき
る。 【００２６】本実施形態においては、自己消弧素子を用
いたインバータ３２をオンオフ制御しているため、負荷
で放電が発生した場合でも、電源の高速遮断が可能とな
る。さらにインバータ３２の出力周波数を高く設定して
いるため、電源の高速立ち上げが可能となる。またサイ
リスタ整流器２６と各インバータ３２の運転を制御する
に際して、サイリスタ制御部４２によりサイリスタ整流
器２６に対して粗調整を行ない、インバータ制御部４４
によって各インバータ３２に対して細かい調整を行なう
ことで、交流電源２２からの交流電力に含まれるリップ
ル分をサイリスタ整流器２６、リアクトル２８、コンデ
ンサ３０によってある程度低減した状態で、インバータ
３２の変換出力を制御することができる。このため、コ
ンデンサ３８を小型化することができ、装置全体のコン
パクト化に寄与することができる。 【００２７】またサイリスタ制御部４２を用いてサイリ
スタ整流器２６の変換出力を制御するとともに、インバ
ータ制御部４４によってインバータ３２の変換出力を制
御しているため、サイリスタ制御部４２、インバータ制
御部４４を全てアースレベルで設置することができ、浮
遊容量等に起因するノイズによってサイリスタ整流器２
６、インバータ３２が誤動作するのを防止することがで
きる。 【００２８】また電源の高速立ち上げが可能となるた
め、イオン源１０から発生するイオンビームが指定のビ
ーム伝送路とは異なる方向に曲がることがないので、電
源の立ち上げ時に、イオンビームがビーム伝送路を構成
する壁に当たって壁が損傷するのを防止することができ
る。 【００２９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イオン源あるいは加速器の電源としてインバータを用
い、インバータの変換出力を制御するようにしたため、
負荷で放電が発生した場合でも、電源の高速遮断が可能
となり、負荷を保護することができる。
係り、特に、イオン源から発生するイオンビームを加速
器で加速して半導体ウエハ等に注入するに好適なイオン
注入装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体製造装置においては、ウエハに絶
縁膜等を形成するに際して、イオン注入装置からのイオ
ンビームを注入することが行なわれている。従来、この
種のイオン注入装置としては、例えば、イオンビームを
発生するイオン源と、イオンビームに磁場を与えてイオ
ンビーム中の特定のイオンのみを通過させる質量分離器
と、質量分離器からのイオンビームから加速する加速器
（後段加速管）と、加速器により加速されたイオンビー
ムに磁場を与えてイオンビームのビーム径を成形する４
重極レンズと、４重極レンズによって成形されたイオン
ビームをウエハ等に注入するイオン注入器と、イオン源
と加速器にそれぞれ直流電力を供給する電源とを備えた
ものが知られている。イオン源と加速器には直流の高電
圧が電源から印加されるようになっており、この電源と
して、従来、コッククロフト・ウオルトン回路を用いた
もの、あるいは商用周波数で昇圧・整流して高電圧を発
生し、この電圧を真空管や半導体スイッチで定電圧制御
およびオン・オフ制御を行なうようにしたものが提案さ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来技術のうちコック
クロフォト・ウオルトン回路を用いた高圧電源は、回路
構成は簡単であるが以下のような問題点がある。 【０００４】（１）出力電流を大きくすることが困難で
あり、また出力電流を大きくすると装置が指数関数的に
大きくなる。 【０００５】（２）出力電流を大きくすると、出力電圧
の変動が大きくなる。 【０００６】（３）負荷変動に伴う高速の定電圧制御が
困難である。 【０００７】（４）負荷端で放電が発生した際、電源遮
断スピードが遅く、負荷に大量のエネルギが流入するた
め、装置全体のエージングに長時間を要する。 【０００８】（５）負荷端で放電し、電源出力を遮断し
た場合、次に電源を立上げるまでに時間がかかる。 【０００９】一方、商用周波数で昇圧・整流して、高電
圧を発生し、この電圧を真空管や半導体スイッチで定電
圧制御およびオンオフ制御を行なうタイプの電源では、
真空管や半導体スイッチを高電位にフロートした個所に
設置し、これらを光ケーブルを用いて制御しなければな
らず、高圧の浮遊容量に起因するノイズによって誤動作
が多く発生する。また電源全体が複雑な制御回路を必要
とする。 【００１０】また近年の半導体製造装置では、従来のも
のに比べて、高電圧・大電流のビーム電流を必要とする
ようになっている。したがって、ビーム発生源のイオン
源も従来のものに比べて高電圧・大電流の出力のものが
必要である。しかし、イオン源は、放電を起こしやす
く、従来の高電圧、大電流のイオン源を用いたのでは、
放電を起こした際には、電源を高速に遮断し、イオン源
の電極を保護しないと放電に伴って電極が損傷し、イオ
ン源の性能が低下する。また電圧を高速に印加しない
と、電圧印加の途中で放電を起こす可能性が高くなる。
すなわち、近年の半導体製造装置に用いるイオン注入装
置としては、負荷で放電が発生した場合でも、出力を高
速に遮断ができるものが必要とされる。 【００１１】本発明の目的は、負荷で放電が発生した際
に、電源を高速に遮断することができるイオン注入装置
を提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、直流電力を受けてイオンビームを発生す
るイオン源と、イオン源からのイオンビームに磁場を与
えてイオンビームの中の特定のイオンのみを通過させる
質量分離器と、直流電力を受けて質量分離器からのイオ
ンビームを加速する加速器と、加速器により加速された
イオンビームに磁場を与えてイオンビームのビーム径を
成形するイオンビーム成形器と、イオンビーム成形器に
より成形されたイオンビームを注入対象に対して注入す
るイオン注入器と、イオン源と加速器にそれぞれ直流電
力を供給する複数の電源とを備えているイオン注入装置
において、前記複数の電源のうち少なくとも一方の電源
は、直流電力をインバータ制御信号に従って交流電力に
変換するインバータと、インバータにインバータ制御信
号を与えてインバータの変換出力を制御するインバータ
制御部と、インバータの出力を整流する整流器とから構
成されていることを特徴とするイオン注入装置を構成し
たものである。 【００１３】前記イオン注入装置を構成するに際して
は、電源として、インバータの出力を昇圧する昇圧器
と、昇圧器の出力を整流する整流器と、整流器の出力を
平滑する平滑回路を備えているもので構成するこもでき
る。また前記イオン注入装置を構成するに際しては、以
下の要素を付加することができる。 【００１４】（１）コンバータ制御部は、電源の出力電
圧を監視して出力電圧を粗く調整するためのコンバータ
制御信号を生成してなり、インバータ制御部は、電源の
出力電圧を監視して出力電圧をコンバータ制御部よりも
細かく調整するためのインバータ制御信号を生成してな
る。 【００１５】（２）インバータは、インバータ制御信号
に応答してスイッチング動作する自己消弧素子を備えて
構成されている。 【００１６】（３）コンバータは、コンバータ制御信号
に応答してスイッチング動作するサイリスタを備えて構
成されている。 【００１７】前記した手段によれば、インバータの出力
をオンオフ制御することにより、電源自体の出力をオン
オフすることができるとともに負荷で放電が発生した場
合、出力遮断が可能となる。またインバータの出力周波
数を上げることにより、電源の高速立ち上げが可能とな
る。さらにインバータの出力幅の制御を行なうことによ
り、電源の定電圧制御が可能となる。また電源の出力電
圧を制御するに際して、低圧側のコンバータの出力を粗
調整し、高圧側のインバータの出力を細かく調整するこ
とで、リップル成分を少なくすることができ、インバー
タの出力側に配置された平滑回路のフィルタを小型化す
ることができ、装置全体のコンパクト化に寄与すること
ができる。 【００１８】またコンバータ制御部およびインバータ制
御部はそれぞれアースレベルでコンバータやインバータ
を制御することができるため、浮遊容量等に起因するノ
イズによって誤動作するのを防止することができる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。 【００２０】図１は本発明の一実施形態を示すイオン注
入装置の電源を示すブロック構成図、図２はイオン注入
装置の全体構成図である。 【００２１】図２において、イオン注入装置は、イオン
源１０、質量分離器１２、後段加速管１４、４重極レン
ズ１６、イオン注入器１８を備えており、イオン注入器
１８がエンドステーション（処理室）２０に連結されて
いる。イオン源１０はマイクロ波が照射されるＯ2ガス
を収納するプラズマ室、複数の加速用の電極を収納する
室等を備えおり、加速用の電極からＯ＋によるイオンビ
ームを発生するようになっている。そして加速用の電極
は、例えば５ｋＶ、６０ｋＶの電圧を発生する直流電源
に接続されている。そしてイオン源１０から発生したイ
オンビームは質量分離器１２に導入される。質量分離器
１２はイオン源１０からのイオンビームに磁場を与えて
イオンビーム中の特定のイオン、例えばＯ＋のみを通過
させるようになっている。そして質量分離器１２を通過
したイオンビームは加速器としての後段加速管１４に導
入され、ここで加速される。後段加速管１４には、例え
ば１３０ｋＶの直流電圧を発生する直流電源が収納され
ている。後段加速管１４で加速されたイオンビームは４
重極レンズ１６内に導入される。この４重極レンズ１６
は、後段加速管１４からのイオンビームに磁場を与えて
イオンビームのビーム径を小径に成形するイオンビーム
成形器として構成されている。４重極レンズ１６で成形
されたイオンビームはイオン注入器１８に導入され、こ
こで、例えば３０度偏向され、偏向されたイオンビーム
がエンドステーション２０内のウエハに向けて注入され
る。そしてイオン源１０、後段加速管１４で用いられる
直流電源としては、例えば図１に示す電源が用いられて
いる。 【００２２】電源は、サイリスタ整流器２６、リアクト
ル２８、コンデンサ３０、インバータ３２、変圧器３
４、整流器３６、コンデンサ３８、分圧器４０、サイリ
スタ制御部４２、インバータ制御部４４、電流計測器４
６、保護インターロック制御部４８を備えて構成されて
おり、サイリスタ整流器２６がスイッチ２４を介して交
流電源２２に接続されている。 【００２３】サイリスタ整流器２６はスイッチング素子
としてサイリスタを備えており、サイリスタ制御部４２
からのコンバータ制御信号にしたがって交流電源２２か
らの交流電力を直流電極に変換するコンバータとして構
成されている。サイリスタ整流器２６の出力はリアクト
ル２８、コンデンサからなるフィルタ回路によって平滑
され、例えば、交流電源２２が２００Ｖのときには２５
０Ｖの直流電圧がサイリスタ整流器２６から発生する。
コンデンサ３０の両端には複数のインバータ３２が接続
されている。各インバータ３２は、例えばＩＧＢＴ、Ｆ
ＥＴ等の自己消弧素子からなるスイッチング素子を備え
ており、インバータ制御部４４からのインバータ制御信
号にしたがって、コンデンサ３０の出力電力を交流電源
２２より高い周波数、例えば交流電源２２が５０Ｈｚの
ときに、３０ｋＨＺの交流電圧を発生するようになって
いる。各インバータ３２の出力にはそれぞれ変圧器３４
が接続されている。各変圧器３４はインバータ３２の出
力電圧を所定の電圧、例えば、１０ｋＶに昇圧するよう
になっている。各変圧器３４の出力側には整流器３６が
接続されており、各整流器３６は互いに直列に接続され
ている。また各整流器３６の出力側には整流器３６の出
力を平滑する平滑回路としてのコンデンサ３８が接続さ
れている。そして各整流器３６で各変圧器３４の出力電
流が整流されると、各コンデンサ３８の両端には、例え
ば、１３ｋＶの直流電圧が発生する。このとき、出力端
子全体では、インバータ３２、変圧器３４、整流器３６
が１０個で構成されていた場合、１３０ｋＶの電圧が発
生する。この出力電圧は分圧器４０によって分圧され、
分圧された電圧がフィードバック電圧としてそれぞれサ
イリスタ制御部４２、インバータ制御部４４に供給され
る。サイリスタ制御部４２は設定電圧とフィードバック
電圧との偏差に応じてサイリスタ整流器２６の変換出力
を制御し、インバータ制御部４４は設定電圧とフィード
バック電圧との偏差に応じて各インバータ３２の変換出
力を制御するようになっている。 【００２４】また出力側の電流は電流計測器４６で計測
されており、負荷にいて放電が発生した場合に、電流計
測器４６の計測値が設定値を越えると、保護インターロ
ック制御部４８からサイリスタ制御部４２、インバータ
制御部４４に対して遮断指令が出力される。これにより
サイリスタ整流器２６と各インバータ３２が遮断制御さ
れ、直流電圧の発生が停止される。 【００２５】なお、電流計測器４６によって過電流が検
出された場合は、過電流レベルにより電源の出力電圧を
一時遮断し、一定時間、例えば数ｍＳ〜数Ｓ後に再度出
力電圧を発生するモードと、サイリスタ整流器２６の出
力を停止する遮断モードに分けて運転することもでき
る。 【００２６】本実施形態においては、自己消弧素子を用
いたインバータ３２をオンオフ制御しているため、負荷
で放電が発生した場合でも、電源の高速遮断が可能とな
る。さらにインバータ３２の出力周波数を高く設定して
いるため、電源の高速立ち上げが可能となる。またサイ
リスタ整流器２６と各インバータ３２の運転を制御する
に際して、サイリスタ制御部４２によりサイリスタ整流
器２６に対して粗調整を行ない、インバータ制御部４４
によって各インバータ３２に対して細かい調整を行なう
ことで、交流電源２２からの交流電力に含まれるリップ
ル分をサイリスタ整流器２６、リアクトル２８、コンデ
ンサ３０によってある程度低減した状態で、インバータ
３２の変換出力を制御することができる。このため、コ
ンデンサ３８を小型化することができ、装置全体のコン
パクト化に寄与することができる。 【００２７】またサイリスタ制御部４２を用いてサイリ
スタ整流器２６の変換出力を制御するとともに、インバ
ータ制御部４４によってインバータ３２の変換出力を制
御しているため、サイリスタ制御部４２、インバータ制
御部４４を全てアースレベルで設置することができ、浮
遊容量等に起因するノイズによってサイリスタ整流器２
６、インバータ３２が誤動作するのを防止することがで
きる。 【００２８】また電源の高速立ち上げが可能となるた
め、イオン源１０から発生するイオンビームが指定のビ
ーム伝送路とは異なる方向に曲がることがないので、電
源の立ち上げ時に、イオンビームがビーム伝送路を構成
する壁に当たって壁が損傷するのを防止することができ
る。 【００２９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イオン源あるいは加速器の電源としてインバータを用
い、インバータの変換出力を制御するようにしたため、
負荷で放電が発生した場合でも、電源の高速遮断が可能
となり、負荷を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すイオン注入装置の電
源のブロック構成図である。 【図２】イオン注入装置の全体構成図である。 【符号の説明】 １０ イオン源 １２ 質量分離器 １４ 後段加速管 １６ ４重極レンズ １８ イオン注入器 ２０ エンドステーション ２６ サイリスタ整流器 ２８ リアクトル ３０ コンデンサ ３２ インバータ ３４ 変圧器 ３６ 整流器 ３８ コンデンサ ４２ サイリスタ制御部 ４４ インバータ制御部 ４６ 電流計測器 ４８ 保護インターロック制御部
源のブロック構成図である。 【図２】イオン注入装置の全体構成図である。 【符号の説明】 １０ イオン源 １２ 質量分離器 １４ 後段加速管 １６ ４重極レンズ １８ イオン注入器 ２０ エンドステーション ２６ サイリスタ整流器 ２８ リアクトル ３０ コンデンサ ３２ インバータ ３４ 変圧器 ３６ 整流器 ３８ コンデンサ ４２ サイリスタ制御部 ４４ インバータ制御部 ４６ 電流計測器 ４８ 保護インターロック制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−64166（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−180829（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−325866（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−74400（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−33846（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−112277（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−74250（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−154445（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−208534（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−116000（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−44353（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 37/317
H01J 37/248
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 直流電力を受けてイオンビームを発生す
るイオン源と、イオン源からのイオンビームに磁場を与
えてイオンビームの中の特定のイオンのみを通過させる
質量分離器と、直流電力を受けて質量分離器からのイオ
ンビームを加速する加速器と、加速器により加速された
イオンビームに磁場を与えてイオンビームのビーム径を
成形するイオンビーム成形器と、イオンビーム成形器に
より成形されたイオンビームを注入対象に対して注入す
るイオン注入器と、イオン源と加速器にそれぞれ直流電
力を供給する複数の電源とを備えているイオン注入装置
において、前記複数の電源のうち少なくとも一方の電源
は、交流電源からの交流電力をコンバータ制御信号に従
って直流電力に変換するコンバータと、コンバータにコ
ンバータ制御信号を与えてコンバータの変換出力を制御
するコンバータ制御部と、コンバータの出力をインバー
タ制御信号に従って交流電源より高い周波数の交流電力
に変換するインバータと、インバータにインバータ制御
信号を与えてインバータの変換出力を制御するインバー
タ制御部と、インバータの出力を昇圧する昇圧器と、昇
圧器の出力を整流する整流器とから構成され、コンバー
タ制御部は、電源の出力電圧を監視して出力電圧を粗く
調整するためのコンバータ制御信号を生成してなり、イ
ンバータ制御部は、電源の出力電圧を監視して出力電圧
をコンバータ制御部よりも細かく調整するためのインバ
ータ制御信号を生成してなることを特徴とするイオン注
入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34135896A JP3427150B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34135896A JP3427150B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10188875A JPH10188875A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3427150B2 true JP3427150B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=18345452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34135896A Expired - Fee Related JP3427150B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427150B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100713194B1 (ko) | 2005-02-24 | 2007-05-02 | 이엔테크놀로지 주식회사 | 단위 용량 증대 및 출력 리플 저감을 위한 장치 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34135896A patent/JP3427150B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10188875A (ja) | 1998-07-21 |
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|---|---|---|---|
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