JPH03233844A

JPH03233844A - 高周波４重極型線形加速器

Info

Publication number: JPH03233844A
Application number: JP2031156A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujisawa; 博藤澤
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1991-10-17
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2920993B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、イオン注入装置などに用いられる高周波４
重極型線形加速器に関し、特にその冷却構造に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来より、高周波４重極型線形加速器はイオンなどの加
速手段として、イオン注入装置に用いられている。この
−例を第７図ないし第９図に示す。

第７図はイオン注入装置の概略構成を示す、この図にお
いて、イオン源５１は引出し電源５４によりイオンＩを
引き出す。引き出されたイオン１は質量分析器５３によ
って質量分析され、所定の質量のイオンＩのみが選択的
に導出されて、静電加速管５５に導入される。静電加速
管５５は加速電源５６に接続されており、高周波４重極
型線形加速器５８（以下ｒ　ＲＦＱ型線形加速器５８」
という）に適合するエネルギまでイオン■を加速する。

加速されたイオン■は、Ｑレンズ等の集束系５７によっ
て整形された後、ＲＦ［ｌＪ！２線形加速器５８に導入
される。このＲＦＱ型線形加速器５８はイオンｌをさら
に加速して分析器６０に導出する０分析器６０は所定の
エネルギかつ質量のイオン■のみを選択的に導出し、図
示しない注入室に導く、導出されたイオン■は、たとえ
ばウェハのようなターゲット６１に注入される。

なお、イオンＩの経路は全て真空雰囲気とされている。

ＲＰＱ型線形加速器５８は、たとえば第８図のように、
トンネル状の真空容器６５のベース６２にボスト６３を
設け、このボスト６３によって棒状の電極６４を支持し
ている。１を極６４はイオン■を加速する方向に、第９
図のように４本配置しである。　　ＲＦＱ型線形加速器
５８は、４本の電極６４に高周波電源５９（第７図）か
らの高周波電力を供給して、中心軸上に４型棒電場がで
きるように共振させ、所定の高エネルギまでイオンＩを
加速させるものである。

１２ＦＱ型線形加速器５８の電極６４は大きな電力が供
給されることにより高温になるので、各電極６４には、
冷却液を流す電極内通路（図示せず）が設けである。こ
の電極内通路には、冷却液を導入・導出する手段として
、鋼管（図示せず）を各電極６４の！極内通路ごとに接
続しである。この接続は、１ｌＰＱ型線形加速器５８が
真空雰囲気内に設けられていることから、ろう付などに
よりなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、イオンＩが電極６４に衝突するのは避けられ
ず、そのため、電極６４が汚れる。また、電極６４が経
時的に撓む、これらの原因により、共振周波数に変動が
生じたり、放電などが起きた場合には、ＲＦＱ型線形加
速器５８を分解しメンテナンスを行う。

ところが、電極６４またはベース６２と、ボスト６３と
は、ボルトによって接続されているのに対し、電極６４
と鋼管とはろう付により接続されているので、前記ＲＦ
Ｇ型線形加速器５８を分解するには、ろうを溶かす必要
がある。また、前記加速器をメンテナンスした後、組立
てるには、再びろう付を行う必要がある。このようなろ
うの熔融やろう付は、導入・導出用の鋼管ごとに行うの
で、合計８ケ所にもなるため面倒で、初期の組立作業や
メンテナンスが容易でない、すなわち、従来は導入・導
出用のバイブの接続箇所が多いので、組立・分解が面倒
であるという問題を有していた。

また、ＲＦＱ型線形加速器５８は、共振周波数がその構
造により一定の周波数になり、これにより、特定のイオ
ン■について所定のエネルギまで加速できるようになっ
ている。ところが、ボスト６３を介して電極６４に大電
力が供給されるため、ボスト６３やベース６２などの支
持部材も昇温するので、この昇温によって共振周波数が
変動してしまう。

この発明の目的は、導入・導出用バイブとの接続箇所を
少なくして、分解・組立を容易にでき、しかも、共振周
波数の変動を抑制しうる高周波４重極型線形加速器を供
給することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の高周波４重極型線形加速器は、各電極内に設
けた冷却液の電極内通路に冷却液を導入する導入路と、
前記電極内通路の間を連通させる連通路と、前記電極内
通路から冷却液を導出する導出路とを、電極を支持する
支持部材内に設けたものである。電極は棒状で、真空雰
囲気内においてイオンなどを加速する方向に４本配置し
である。

〔作用〕

この発明の構成によると、冷却液は、導入路から電極内
通路に導入され、さらに連通路、電極内通路および導出
路内を流れる。前記導入路および連通路は、支持部材内
に設けであるので、冷却液が流れることにより支持部材
も冷却される。

また、電極間通路の間を連通ずる連通路を支持部材内に
設けたので、電極内通路から連通路を経由して他の電極
内ｉｌ路に冷却液が導入されるため、各電極内通路ごと
に導入・導出用のバイブを接続する必要がなく、したが
って、導入・導出用パイプとの接続箇所が減少する。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説
明する。この高周波４重極型線形加速器は、イオン注入
装置に適用したものである。

第６図はイオン注入装置を示す概略構成図である。この
図において、第７図の従来例と同一部分または相当部分
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。

第２図のように、高周波４重極型線形加速器８は、筒状
の真空容器３のベース３Ａ上に４つのボスト２＾〜２Ｄ
がボルト（図示せず）で固定しである。

ボスト２Ａ〜２Ｄは、たとえば金属などの導電性の材料
からなり、電極ＩＡ〜ＩＤに高周波電力を導く。

第３図のように、ボスト２Ａ、　２Ｂは２本の電極ＩＡ
ｌＣを支持している。他のボスト２Ｃ，２Ｄは、他の電
極ＩＢ、　ＩＤを支持している。これらの電極１＾〜Ｉ
Ｄは、第２図のようにイオン■の加速方向に平行に配置
されており、４電極電場を形成している。前記ボスト２
Ａ〜２Ｄおよびベース３＾により、この発明の支持部材
が構成されている。

第４図および第５図のように、各電極ＩＡ〜ＩＤ内には
、水などの冷却液Ｃが流れる電極内通路１８〜１ｄが穿
設しである。各電極内通路１ａ＝１ｄは、各電極ＩＡ〜
ＩＤの端部において折り返し、たとえば、第２図の一点
鎖線で示すように、冷却液Ｃが電極ＩＡ〜ＩＤ内を隈な
く流れるようになっている。

第１図は電極ＩＡ−ＩＤおよびボス）２Ａ〜２Ｄの骨組
を示す、この図において、−点鎖線は電極１＾〜ＩＤ内
の電極内通路１８〜１ｄおよび冷却液Ｃの流れを示し、
二点鎖線はボス）２Ａ〜２Ｄ内の冷却液Ｃの流れを示し
、破線はベース３Ａ内の冷却液Ｃの流れを示す。

一方の同一極１８．１０内の電極内通路ｉｂ、　ｉａ間
は、その電極１８．１０を支持するボスト２Ｄ内に形成
された連通路２ｄによって達通しである（第５図参照）
。

他方の同一極ＩＡ、　ＩＣ内の電極内通路１ａ、　ｌＣ
間は、その電極ｌ＾、　ＩＣを支持するボス）２Ｂ内に
形成された連通路２ｂによって連通しである。また、ボ
スト２Ａ、ベース３Ａおよびボスト２Ｃには、電極内通
路１ｃ。

１６間を連通ずる連通路２ａ、　３ａ、　２ｃが各々形
成しである。したがって、この実施例では、全ての電極
内通路ＩＡ〜ＩＤが連通路２ａ〜２ｄ、　３ａを介して
連通している。

ベース３＾およびボスト２Ａには、電極内通路１ａに冷
却液Ｃを導入する導入路３１および導入路２１が各々穿
設しである（第４図参照）、ボスト２Ｃおよびベース３
Ａには、最も下流の電極内通路ｔｂから冷却液Ｃを導出
する導出路２２および導出路３２が各々穿設されている
。ベース３Ａ内の導入路３１および導出路３２には、そ
れぞれ、第２図のように、たとえば鋼管からなる導入管
４Ａおよび導出管４Ｂがろう付で接続されている。

第１図の各電極ＩＡ〜ＩＤと各ボスト２Ａ〜２Ｄとは、
金属製の真空シール５により接続されており、真空シー
ルされている。

つぎに、冷却液Ｃの流れについて説明する。

冷却液Ｃは、導入管４Ａからベース３Ａ内の導入路３１
およびボスト２Ａ内の導入路２１を経由して、電極ｌＡ
内に導入される。ｉｔ極ＩＡ内に導入された冷却液Ｃは
、電極ＬＡの一端部から他端部まで流れた後に、ボスト
２Ｂ内の連通路２ｂを経て電極ＩＣ内に導入され、さら
に、ボスト２Ａ、ベース３＾およびボスト２Ｃ内の各連
通路２ａ、　３ａ、　２ｃを経由して電極１［１内に導
入される。電極ｌＤに導入された冷却液Ｃは、ボス）２
Ｄ内の連通路２ｄを経由して電極ＩＤ内に導入された後
、ボスト２Ｃおよびベース３Ａ内の導出路２２．３２を
経由して導出管４Ｂから系外に排出される。なお、電極
ＩＢ−ＬＤ内においても、前述のように各電極内通路１
ｂ〜１ｄが各々の電極１Ｂ−１０の端部で折返しており
、冷却液Ｃが、電極ＩＢ〜ＩＤ内を隈なく流れる。

このように、ボスト２Ａ〜２Ｄおよびベース３Ａ内に形
成した連通路２ａ〜２ｄ、　３ａによって各電極内通路
１ａ〜１ｄを連通させたので、導入管４＾および導出管
４Ｂにより、全ての電極ＩＡ〜１０を冷却することがで
きる。そのため、導入管４Ａおよび導出管４Ｂとのろう
付による接続箇所が減少するので、高周波４重極型線形
加速器８の組立・分解が容易になり、その結果、初期の
組立作業や、メンテナンスが極めて容易になる。

また、冷却液Ｃは、電極内通路１８〜１ｄだけでなく、
ボスト２Ａ〜２Ｄ内やベース３＾内を流れるので、これ
らのボスト２Ａ〜２Ｄやベース３Ａが冷却液Ｃにより冷
却される。そのため、ボスト２Ａ〜２Ｄやベース３Ａの
昇温か抑制され、したがって、共振周波数の変動が小さ
くなる。

なお、この実施例では、１組の導入管４＾および導出管
４Ｂにより、冷却液Ｃの導入・導出を行ったが、導入管
４Ａおよび導出管４Ｂの数は２組以上であってもよい、
また、ベース３＾内にも導入路３１および導出路３２を
形成したが、ボスト２Ａ〜２Ｄ内にのみ導入路および導
出路を設けてもよい。

〔発明の効果〕

この発明の高周波４重極型線形加速器は、電極内通路に
冷却液を導入する導入路と、前記電極内通路の間を連通
させる連通路と、前記電極内通路から冷却液を導出する
導出路とを、電極の支持部材内に設けたので、支持部材
内にも冷却液が流れることにより、支持部材の昇温が抑
制されて、共振周波数の変動を抑制することができる。

また、電極内に設けた電極内通路の間が支持部材の連通
路を介して互いに連通しているので、電極内通路から連
通路を経由して他の電極内通路に冷却液が導入されるた
め、各電極内通路ごとに導入・導出用のパイプを設ける
必要がない。したがって、面倒な導入・導出用のパイプ
との接Ｖｔｍ所が減少するので、組立・分解が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の電極および支持部材の骨
組と冷却液の流れを示す斜視図、第２図は高周波４重極
型線形加速器の縦断面図、第３図は第２図の■−■線に
沿った横断面図、第４図は第２図のｒＶ−ｒＶ線に沿っ
た横断面図、第５図は第２図のＶ−■線に沿った横断面
図、第６図はこの発明にかかるイオン注入装置の概略構
成図、第７図は、従来のイオン注入装置の概略構成図、
第８図は従来の高周波４重極型線形加速器の縦断面図、
第９図は同横断面図である。１＾〜ＩＤ・・・電極、１８〜１ｄ・・・電極内通路、
２＾〜２Ｄ。

Claims

【特許請求の範囲】

真空雰囲気内に４本の棒状の電極を配置し、これらの電
極を支持する支持部材を設け、前記各電極内に冷却液の
電極内通路を設けた高周波４重極型線形加速器において
、前記電極内通路に冷却液を導入する導入路と、前記電
極内通路の間を連通させる連通路と、前記電極内通路か
ら冷却液を導出する導出路とを、前記支持部材内に設け
たことを特徴とする高周波４重極型線形加速器。