JPH01137549A - イオン注入装置 - Google Patents
イオン注入装置Info
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- JPH01137549A JPH01137549A JP62297117A JP29711787A JPH01137549A JP H01137549 A JPH01137549 A JP H01137549A JP 62297117 A JP62297117 A JP 62297117A JP 29711787 A JP29711787 A JP 29711787A JP H01137549 A JPH01137549 A JP H01137549A
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 31
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、イオンの加速手段に高周波線形加速器を用
いたイオン注入装置に関し、特に当該イオンの加速エネ
ルギーの可変手段に関する。
いたイオン注入装置に関し、特に当該イオンの加速エネ
ルギーの可変手段に関する。
イオンの加速エネルギーがＭｅＶオーダーという高エネ
ルギーのイオン注入装置の一つに、イオンの加速手段と
して高周波線形加速器を用いたものがあり、その−例を
第６図に示す。
ルギーのイオン注入装置の一つに、イオンの加速手段と
して高周波線形加速器を用いたものがあり、その−例を
第６図に示す。
この装置は、イオン源１から引出し電源４を用いて引き
出したイオン２を、質量分析器３によって質量分析して
所望の質量のイオン２のみを選択的に導出し、これを加
速電源６に接続された静電加速管５によって高周波線形
加速器８に適合するエネルギーまで加速し、かつＱレン
ズ等の集束系７によって高周波線形加速器８内でその電
極等に当たらないように整形して高周波線形加速器８に
入射させ、そこでその構造等によって決まる一定の高エ
ネルギーまで加速し、更に分析器１０によって分析して
所望のエネルギーかつ質量のイオン２のみを選択的に導
出し、そしてこれを注入室（図示省略。以下同じ）等へ
導いてターゲット（例えばウェハ）１１に注入するよう
構成されている。尚、イオン２の経路は全て真空雰囲気
にされる。
出したイオン２を、質量分析器３によって質量分析して
所望の質量のイオン２のみを選択的に導出し、これを加
速電源６に接続された静電加速管５によって高周波線形
加速器８に適合するエネルギーまで加速し、かつＱレン
ズ等の集束系７によって高周波線形加速器８内でその電
極等に当たらないように整形して高周波線形加速器８に
入射させ、そこでその構造等によって決まる一定の高エ
ネルギーまで加速し、更に分析器１０によって分析して
所望のエネルギーかつ質量のイオン２のみを選択的に導
出し、そしてこれを注入室（図示省略。以下同じ）等へ
導いてターゲット（例えばウェハ）１１に注入するよう
構成されている。尚、イオン２の経路は全て真空雰囲気
にされる。
上記高周波線形加速器８には、例えば、空洞内に４個の
羽根（ｖａｎｅ ）状の電極（４ベーン型の場合）ある
いは４本の棒（ｒｏｄ ）状の電極（４ロッド型の場合
）を取り付け、それに高周波電源９から高周波電力を供
給して中心軸上に４重極電場ができるように共振させ、
それによってイオンの加速と集束を高周波電場で行わせ
るＲＦＱ型（高周波４電極型）線形加速器が用いられる
。
羽根（ｖａｎｅ ）状の電極（４ベーン型の場合）ある
いは４本の棒（ｒｏｄ ）状の電極（４ロッド型の場合
）を取り付け、それに高周波電源９から高周波電力を供
給して中心軸上に４重極電場ができるように共振させ、
それによってイオンの加速と集束を高周波電場で行わせ
るＲＦＱ型（高周波４電極型）線形加速器が用いられる
。
高周波線形加速器８を用いると、バンプグラフ型やガス
絶縁コツククロフトウオルトン型等の静電加速器を用い
る場合に比べて、高エネルギーのイオン２を容易に得る
ことができるが、在来の高周波線形加速器８では、その
共振周波数が、その構造によって決まる一定のものに固
定されているため、一種類のイオン２について見れば、
一つの決まったエネルギーにしか加速することができず
、その加速エネルギーを任意に変えることができないと
いう問題がある。
絶縁コツククロフトウオルトン型等の静電加速器を用い
る場合に比べて、高エネルギーのイオン２を容易に得る
ことができるが、在来の高周波線形加速器８では、その
共振周波数が、その構造によって決まる一定のものに固
定されているため、一種類のイオン２について見れば、
一つの決まったエネルギーにしか加速することができず
、その加速エネルギーを任意に変えることができないと
いう問題がある。
これに対しては、高周波線形加速器８の後段側（例えば
高周波線形加速器８と分析器１０との間）に空洞共振器
のようなエネルギー調整手段を１段あるいは複数段設け
、それによってイオン２の加速エネルギーを調整すると
いう考えもあるが、そのようなものを設けると装置が大
型化すると共にコスト的にも非常に高くなる。
高周波線形加速器８と分析器１０との間）に空洞共振器
のようなエネルギー調整手段を１段あるいは複数段設け
、それによってイオン２の加速エネルギーを調整すると
いう考えもあるが、そのようなものを設けると装置が大
型化すると共にコスト的にも非常に高くなる。
そこでこの発明は、高周波線形加速器を用いたものであ
って、しかも空洞共振器のような特別なエネルギー調整
手段を設けることなく、イオンの加速エネルギーを変え
ることができるようにしたイオン注入装置を提供するこ
とを目的とする。
って、しかも空洞共振器のような特別なエネルギー調整
手段を設けることなく、イオンの加速エネルギーを変え
ることができるようにしたイオン注入装置を提供するこ
とを目的とする。
この発明のイオン注入装置は、高周波線形加速器として
、真空容器内に４本の棒状の電極を４重極電場ができる
ように導電性の支柱で支持した４ロッド構造のものであ
って、しかもその支柱にその上下方向に可動な導電性の
短絡板を設けて共振周波数を可変にしたＲＦＱ型線形加
速器を用い、かつ当該線形加速器に高周波電力を供給す
る高周波電源に周波数可変型のものを用いていることを
特徴とする。
、真空容器内に４本の棒状の電極を４重極電場ができる
ように導電性の支柱で支持した４ロッド構造のものであ
って、しかもその支柱にその上下方向に可動な導電性の
短絡板を設けて共振周波数を可変にしたＲＦＱ型線形加
速器を用い、かつ当該線形加速器に高周波電力を供給す
る高周波電源に周波数可変型のものを用いていることを
特徴とする。
高周波線形加速器における加速エネルギーは、他の条件
を一定とすると、加速周波数の２乗に比例する。従って
、ＲＦＱ型線形加速器内の短絡板を動かすことによって
その共振周波数を変化させると共に、当該線形加速器に
供給する高周波電力の周波数もそれに対応させて変化さ
せることにより、当該線形加速器によるイオンの加速エ
ネルギーを変化させることができる。
を一定とすると、加速周波数の２乗に比例する。従って
、ＲＦＱ型線形加速器内の短絡板を動かすことによって
その共振周波数を変化させると共に、当該線形加速器に
供給する高周波電力の周波数もそれに対応させて変化さ
せることにより、当該線形加速器によるイオンの加速エ
ネルギーを変化させることができる。
第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す概略図である。第６図の例と同一または相当する部
分には同一符号を付し、以下においてはそれとの相違点
を主に説明する。
示す概略図である。第６図の例と同一または相当する部
分には同一符号を付し、以下においてはそれとの相違点
を主に説明する。
この実施例においては、高周波線形加速器として以下に
詳述するようなＲＦＱ型線形加速器１８を用いており、
かつ当該線形加速器１８に高周波電力を供給する高周波
電源１９として周波数可変型のものを用いている。
詳述するようなＲＦＱ型線形加速器１８を用いており、
かつ当該線形加速器１８に高周波電力を供給する高周波
電源１９として周波数可変型のものを用いている。
このＲＦＱ型線形加速器（以下においては単に線形加速
器と呼ぶ）１８は、第２図ないし第４図を参照して、基
本的には、筒状の真空容器２０内に、４本の棒状の電極
２１〜２４を４重極電場ができるように導電性の、例え
ば金属製の支柱２５．２６で支持した４０ンド構造のも
のであるが、更にその支柱２５．２６にその上下方向に
可動な導電性の、例えば金属製の短絡板２７を設けて、
支柱長日を可変にしている。
器と呼ぶ）１８は、第２図ないし第４図を参照して、基
本的には、筒状の真空容器２０内に、４本の棒状の電極
２１〜２４を４重極電場ができるように導電性の、例え
ば金属製の支柱２５．２６で支持した４０ンド構造のも
のであるが、更にその支柱２５．２６にその上下方向に
可動な導電性の、例えば金属製の短絡板２７を設けて、
支柱長日を可変にしている。
高周波電源１９（第１図参照）から供給された高周波電
力による共振電流ｉは、１組の支柱２５．２６および短
絡板２７を通して第２図中に図示するように流れる。従
って支柱長Ｈは共振空洞のりアクタンスＬを決めるから
、支柱長Ｈを変化させると、当該線形加速器１８の共振
周波数ｆはおよそｒ ｃｃ １７．／Ｗと変化する。
力による共振電流ｉは、１組の支柱２５．２６および短
絡板２７を通して第２図中に図示するように流れる。従
って支柱長Ｈは共振空洞のりアクタンスＬを決めるから
、支柱長Ｈを変化させると、当該線形加速器１８の共振
周波数ｆはおよそｒ ｃｃ １７．／Ｗと変化する。
所で、高周波線形加速器における加速エネルギーは一般
的に、他の条件を一定とすると、加速周波数の２乗に比
例する。従って上記のようにして共振周波数ｆを変化さ
せると共に、供給する高周被電力の周波数もそれに対応
させて変化させることにより、線形加速器１８の出口に
おけるイオン２のエネルギーＥは、そのイオン種や供給
する高周波電力のパワーが一定とすると、Ｅｃｃｆ”で
変化する。従ってこれにより、イオン２の加速エネルギ
ーを広範囲に変化させることができる。
的に、他の条件を一定とすると、加速周波数の２乗に比
例する。従って上記のようにして共振周波数ｆを変化さ
せると共に、供給する高周被電力の周波数もそれに対応
させて変化させることにより、線形加速器１８の出口に
おけるイオン２のエネルギーＥは、そのイオン種や供給
する高周波電力のパワーが一定とすると、Ｅｃｃｆ”で
変化する。従ってこれにより、イオン２の加速エネルギ
ーを広範囲に変化させることができる。
その結果、従来のようにイオン２のエネルギー調整用の
空洞共振器等を設ける場合と違って、装置が大型化する
ことはなく、またコスト的にも安くできる。
空洞共振器等を設ける場合と違って、装置が大型化する
ことはなく、またコスト的にも安くできる。
勿論、共振周波数ｆおよび供給する高周波電力の周波数
を一定とすると、供給する高周波電力のパワーをイオン
２の質量に応じて変化させることによって、加速するイ
オン種を様々に変化させることもできる。
を一定とすると、供給する高周波電力のパワーをイオン
２の質量に応じて変化させることによって、加速するイ
オン種を様々に変化させることもできる。
尚、電極２１〜２４の支柱２５．２６は、第２図等に示
したような板状のもの以外に、例えば第５図に示すよう
な棒状のものでも良く、また、短絡板２７も、第２図等
に示したような複数組の支柱２５．２６に共通のもの以
外に、例えば第５図に示すように１組の支柱２５．２６
ごとに設けるものであっても良い。第５図中のｉはその
場合の共振電流の一例を示す。
したような板状のもの以外に、例えば第５図に示すよう
な棒状のものでも良く、また、短絡板２７も、第２図等
に示したような複数組の支柱２５．２６に共通のもの以
外に、例えば第５図に示すように１組の支柱２５．２６
ごとに設けるものであっても良い。第５図中のｉはその
場合の共振電流の一例を示す。
また、加速するイオン種の範囲があまり広くない等によ
り、線形加速器１８に入射させるイオン２のエネルギー
をあまり広範囲に変化させる必要がない場合は、第１図
に示した静電加速管５およびそれ用の加速電源６は必ず
しも設けなくても良い。
り、線形加速器１８に入射させるイオン２のエネルギー
をあまり広範囲に変化させる必要がない場合は、第１図
に示した静電加速管５およびそれ用の加速電源６は必ず
しも設けなくても良い。
また、線形加速器１８は上述したような条件に合うイオ
ン２しか加速しないので、質量分析器３や分析器１０を
設けずに、当該線形加速器１８によって、ターゲット１
１に注入するイオン種等を選択することも可能である。
ン２しか加速しないので、質量分析器３や分析器１０を
設けずに、当該線形加速器１８によって、ターゲット１
１に注入するイオン種等を選択することも可能である。
もっともこの例のようにそれらを設ける方が、イオン種
等の選択がより簡単で正確になると共に、余分なイオン
が線形加速器１８内に入らず汚れやパワーロスが少なく
て済むので好ましい。
等の選択がより簡単で正確になると共に、余分なイオン
が線形加速器１８内に入らず汚れやパワーロスが少なく
て済むので好ましい。
また集束系７も、この例のようにそれを設ける方が線形
加速器１日内の汚れやパワーロスが少なくて済むので好
ましいが、必ずしも設けなければならないものではない
。
加速器１日内の汚れやパワーロスが少なくて済むので好
ましいが、必ずしも設けなければならないものではない
。
〔発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、高周波線形加速器を用
いているので高エネルギーのイオンを容易に得ることが
でき、しかもその共振周波数およびそれに供給する高周
波電力の周波数を可変にしているので、空洞共振器のよ
うな特別なエネルギー調整手段を設けることなく、イオ
ンの加速エネルギーを広範囲に変化させることができる
。
いているので高エネルギーのイオンを容易に得ることが
でき、しかもその共振周波数およびそれに供給する高周
波電力の周波数を可変にしているので、空洞共振器のよ
うな特別なエネルギー調整手段を設けることなく、イオ
ンの加速エネルギーを広範囲に変化させることができる
。
第１図は、この発明の一実施例に係るイオン注入装置を
示す概略図である。第２図は、第１図中のＲＦＱ型線形
加速器の一例を示す縦断面図である。第３図および第４
図は、それぞれ、第２図の線■−■およびＩＶ−ＩＶに
沿う断面図である。第５図は、第１図中のＲＦＱ型線形
加速器の他の例を示す断面図である。第６図は、従来の
イオン注入装置の一例を示す概略図である。 ２・・・イオン、１日・・・ＲＦＱ型線形加速器、１９
・・・高周波電源、２０・・・真空容器、２１〜２４・
・・電極、２５．２６・・・支柱、２７・１．短絡板。
示す概略図である。第２図は、第１図中のＲＦＱ型線形
加速器の一例を示す縦断面図である。第３図および第４
図は、それぞれ、第２図の線■−■およびＩＶ−ＩＶに
沿う断面図である。第５図は、第１図中のＲＦＱ型線形
加速器の他の例を示す断面図である。第６図は、従来の
イオン注入装置の一例を示す概略図である。 ２・・・イオン、１日・・・ＲＦＱ型線形加速器、１９
・・・高周波電源、２０・・・真空容器、２１〜２４・
・・電極、２５．２６・・・支柱、２７・１．短絡板。
Claims (1)
- （１）イオンの加速手段に高周波線形加速器を用いたイ
オン注入装置において、当該高周波線形加速器として、
真空容器内に４本の棒状の電極を４重極電場ができるよ
うに導電性の支柱で支持した４ロッド構造のものであっ
て、しかもその支柱にその上下方向に可動な導電性の短
絡板を設けて共振周波数を可変にしたＲＦＱ型線形加速
器を用い、かつ当該線形加速器に高周波電力を供給する
高周波電源に周波数可変型のものを用いていることを特
徴とするイオン注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297117A JP2526941B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | イオン注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297117A JP2526941B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | イオン注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01137549A true JPH01137549A (ja) | 1989-05-30 |
| JP2526941B2 JP2526941B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=17842430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62297117A Expired - Fee Related JP2526941B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | イオン注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526941B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03245500A (ja) * | 1990-02-21 | 1991-11-01 | Hitachi Ltd | 四重極粒子加速装置、及びその運転方法 |
| JPH03245499A (ja) * | 1990-02-21 | 1991-11-01 | Hitachi Ltd | 四重極粒子加速器 |
| JPH0774000A (ja) * | 1993-09-02 | 1995-03-17 | Nissin Electric Co Ltd | 高周波四重極装置 |
| WO2020209210A1 (ja) * | 2019-04-10 | 2020-10-15 | 株式会社東芝 | イオン生成装置、方法及びプログラム |
| CN112136200A (zh) * | 2018-06-01 | 2020-12-25 | 瓦里安半导体设备公司 | 致密高能离子植入系统 |
| WO2022252542A1 (zh) * | 2021-06-04 | 2022-12-08 | 南京品生医疗科技有限公司 | 一种极低串扰的碰撞反应池离子加速装置 |
| JP2023510256A (ja) * | 2020-01-09 | 2023-03-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | リニアックにおける共振器周波数と位相のデジタルサンプリングによる制御 |
| US11929244B2 (en) | 2021-06-04 | 2024-03-12 | Nanjing Qlife Medical Technology Co., Ltd. | Collision reaction cell ion acceleration apparatus with extremely low crosstalk |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141120A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 光スイツチ |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP62297117A patent/JP2526941B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141120A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 光スイツチ |
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| JP2021525446A (ja) * | 2018-06-01 | 2021-09-24 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | コンパクトな高エネルギーイオン注入システム |
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| KR20210107088A (ko) * | 2019-04-10 | 2021-08-31 | 가부시끼가이샤 도시바 | 이온 생성 장치, 방법 및 프로그램 |
| JP2020173966A (ja) * | 2019-04-10 | 2020-10-22 | 株式会社東芝 | イオン生成装置、方法及びプログラム |
| WO2020209210A1 (ja) * | 2019-04-10 | 2020-10-15 | 株式会社東芝 | イオン生成装置、方法及びプログラム |
| US12002646B2 (en) | 2019-04-10 | 2024-06-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ion generation device, ion generation method, and ion generation program |
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| US11929244B2 (en) | 2021-06-04 | 2024-03-12 | Nanjing Qlife Medical Technology Co., Ltd. | Collision reaction cell ion acceleration apparatus with extremely low crosstalk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2526941B2 (ja) | 1996-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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