JPH088097A - 静電型イオン加速装置 - Google Patents

静電型イオン加速装置

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JPH088097A
JPH088097A JP6159598A JP15959894A JPH088097A JP H088097 A JPH088097 A JP H088097A JP 6159598 A JP6159598 A JP 6159598A JP 15959894 A JP15959894 A JP 15959894A JP H088097 A JPH088097 A JP H088097A
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JP
Japan
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electrode
accelerating
ring
ring electrode
electrode member
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JP6159598A
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English (en)
Inventor
Kazuo Taguchi
和夫 田口
Toshio Kimura
寿男 木村
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Nissin High Voltage Co Ltd
Original Assignee
Nissin High Voltage Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速管の加速電極、イオン源の引き出し電極
系でのX線の発生を低減すること。 【構成】 加速管の加速電極13は、外周リング部材1
1,コーン状部材132,リング電極部材133からな
る。ビームが通過する開口23を有するリング電極部材
はカーボン、アルミニウム等の原子番号の小さい材料で
形成されている。同部材は、周縁の複数の取付け片部2
2をコーン状部材の取付け片部21にボルト24で固定
することにより、コーン状部材に取外し可能に取り付け
られている。ビームが加速電極部、残留ガスに当って発
生した2次電子が電場で加速され、リング電極部材に当
ってもX線の発生量は少ない。イオン源のビーム引き出
し電極系に対し、接地電極に原子番号の小さい材料で形
成したリング電極部材を絶縁して取外し可能に取り付け
る。同部材をイオン抑制電極として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン源のビ−ム引き
出し電極系、加速管の電極部から発生するX線を低減し
た静電型イオン加速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4はタンデム型静電加速器を用いた静
電型高エネルギーイオン加速装置の一例の基本構成図で
ある。負イオン源1から引き出されたイオンビームを質
量分析電磁石2の磁場に通し、所望質量の負イオンを分
離抽出する。次いで負イオンビームは低エネルギー側Q
レンズ3を通り、タンデム加速器本体4に導入される。
同加速器本体は高圧絶縁ガスが充填された圧力タンクに
収容する形で構成されており、導入された負イオンビー
ムは、高圧電源5から高電圧ターミナル部6を介して正
の電圧が印加されている低エネルギー側加速管7で最初
の加速が行われ、荷電変換用のストリッパガスが導入さ
れているストリッパカナール8で正イオンビームに変換
される。正イオンビームは高エネルギー側加速管9で接
地電位に向かって再び加速される。そして、高エネルギ
ー側Qレンズ10を経てエネルギー分析電磁石11で所
望の価数、エネルギーの正イオンビームが抽出され、試
料12、例えば半導体ウエハに注入される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる静電型イオン加
速装置では、加速器本体の部分及びイオン源のビ−ム引
き出し電極系部分からX線が発生する。図5は加速管の
一例、低エネルギー側加速管7の一例についての概略断
面図であり、加速管はステンレス或いはチタン製の多数
の加速電極13と絶縁環14を積み重ねて構成されてい
るが、加速管の中を負イオンビームが通過するときに、
ビ−ムが加速電極14に当ると、そこから2次電子が発
生し、また負イオンビームが加速管内の残留ガスに衝突
することにより2次電子が発生する。これらの2次電子
-が加速電極による電場で加速されて、加速電極に衝
突すると制動放射、X線が発生する。高エネルギー側加
速管9も低エネルギー側加速管7とほぼ同じ構造のもの
であり、発生した2次電子と正イオンビームの加速方向
は異なるが、やはり2次電子が加速電極に当ることによ
りX線が発生する。
【0004】図6は負イオン源1から負イオンビームを
引き出すビ−ム引き出し電極系15部分の一例を示す概
略構成図であり、引き出し電極系は、イオン源チャンバ
のビーム引き出し口部分のプラズマ電極16、引き出し
電極17及び接地電極18で構成されており、各電極は
絶縁体19によって電気的に絶縁して支持されている。
イオン源1にはイオン源ガスが供給されているから、引
き出し電極系に続くビ−ム搬送路に真空排気系が接続さ
れているが、引き出し電極系内にはガスが残留してお
り、これに負イオンビームが当ると2次電子が発生す
る。この2次電子e-がイオン源のチャンバ及び引き出
し電極17に対して高電位にバイアスされているステン
レス又はチタン製の接地電極18で加速されて同電極に
衝突すると制動放射、X線が発生する。
【0005】このように、静電型イオン加速装置の加速
器本体、イオン源のビ−ム引き出し電極系での主要なX
線発生源の一つは、ビ−ムがその中を通り抜ける加速管
の加速電極13、引き出し電極系における接地電極1
8、ビーム引き出し下流部の電極部分である。
【0006】本発明は、かかる電極部分からのX線発生
を低減させた静電型イオン加速装置の提供を目的とする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、静電型イオン
加速装置における加速管の加速電極が、ビームが通過す
る開口を有する、原子番号の小さい材料で形成された取
外し可能のリング電極部材を備えて構成されていること
を特徴とするものである。
【0008】そして、本発明は、静電型イオン加速装置
において、イオン源のビ−ム引き出し電極系の接地電極
に、ビームが通過する開口を有し、原子番号の小さい材
料で形成されたリング電極部材が絶縁して取外し可能に
取り付けられていることを特徴とし、さらに、このリン
グ電極部材が接地電極に対し正電位にバイアスされてい
ることを特徴とするものである。
【0009】また本発明は、静電型イオン加速装置にお
いて、イオン源と、ビームが通過する開口を有し、原子
番号の小さい材料で形成されたリング電極部材が、接地
電極に絶縁して取外し可能に取り付けられているイオン
源のビーム引き出し電極系と、加速電極が、ビームが通
過する開口を有し、原子番号の小さい材料で形成された
取外し可能のリング電極部材を有してなる加速管とから
構成されていることを特徴とするものである。
【0010】
【作用】加速管の加速電極、イオン源におけるビ−ム引
き出し電極系の接地電極に、小さい原子番号の材料で形
成されたリング電極部材が取り付けられているから、2
次電子が当ってもX線の発生量は少ない。そして、かか
るリング電極部材は取外し可能に取り付けられているか
ら、ビーム軌道、通過ビ−ム径に応じて最適のリング電
極部材を使用することができる。また、イオン源のビー
ム引き出し電極系に取り付けたリング電極部材は、接地
電極に対し正電位にバイアスすることにより、イオン抑
制電極として働く。
【0011】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図1は静電型イオン加速装置についての実施例の
要部、加速管部の断面図、図2はビ−ム入射側から見た
加速電極の部分的正面図であり、図5と同一符号は同等
部分を示す。加速管の加速電極13は外周リング部材1
1、コーン状部材132、リング電極部材133の3つ
の部分からなり、外周リング部材とコーン状部材はステ
ンレス又はチタン製であり、加速電極13は外周リング
部材によって絶縁環14で挾持されている。この外周リ
ング部材131に、中央部分に開口部20が形成されて
いるバケット状部材132がボルト止めにより取り付け
られている。コーン状部材132の開口部20には、リ
ング電極部材133に対する複数個の取付け片部21が
形成されている。
【0012】リング電極部材133は、原子番号の小さ
い材料、例えばカーボン、アルミニウムで形成されてお
り、その周縁には複数の取付け片部22を有し、中央部
にビームが通過する開口23を有する。リング電極部材
133は、その取付け片部22をコーン状部材132の取
付け片部21にボルト24で固定することにより、コー
ン状部材に取外し可能に取り付けられている。これら取
付け片部21,22の位置は、一点鎖線で例示するよう
に各加速電極段毎に組立ての便宜上少しずつずらしてあ
る。なお、外周リング部材131とコーン状部材132
取付け片部21,22と同様の取付け片部により結合さ
れている。
【0013】このように、加速電極13におけるビーム
が通過する開口を有する電極部分、リング電極部材13
3は原子番号の小さい材料で形成されているから、イオ
ンビームが加速電極、残留ガスに当って発生した2次電
子が加速されてリング電極部材に当ることによるX線の
発生が低減され、X線の発生量は従来の場合に比し半分
以下になる。また、加速電極13におけるリング電極部
材133は取外し可能のものであるから、加速されるイ
オンビームの拡がり、所望のイオンビーム軌道を考慮
し、例えば開口23に関し、最適の口径を有するリング
電極部材を適宜使用することができる。
【0014】図3は静電型イオン加速装置についての他
の実施例の要部、イオン源のビーム引き出し電極系の断
面図であり、図6と同一符号は同等部分を示す。負イオ
ンはイオン源から、プラズマ電極16、引き出し電極1
7及び接地電極18によるビーム引き出し電極系で引き
出され、これら電極は絶縁体19によって電気的に絶縁
して支持されている。
【0015】接地電極18に絶縁スタッド24を介して
リング部材25を固定し、このリング部材に、原子番号
の小さい材料、例えばカーボン、アルミニウムで形成さ
れたリング電極部材26が取付けネジ27を用いて取外
し可能に取り付けられている。リング電極部材26は接
地電極18よりイオン源側に設けられており、リング電
極部材の開口28は接地電極の開口29と同口径であ
り、両開口は接近して位置する。リング電極部材26に
は、引き出し電極17より高電位で、接地電極18より
高い、例えば2kV程度高いバイアス電位が与えられて
いる。これにより、リング電極部材26は、接地電極1
8より下流側で生じたイオンが引き出し電極系内に逆流
するのを防ぐイオン抑制電極として機能する。
【0016】このように原子番号の小さい材料で形成さ
れたリング電極部材26が設けられていることにより、
引き出し電極17で引き出された負イオンビームと残留
ガスとの衝突により、2次電子が発生し、それがリング
電極部材及び接地電極18の電場で加速されて同電極部
材に当っても発生するX線の発生量は、リング電極部材
が設けられておらず、接地電極18に当る場合より低減
させることができる。ステンレス又はチタン製の電極に
2次電子が当る従来の場合と比べて、X線の発生量は1
/2以下になる。接地電極18の開口部はリング電極部
材26でカバーされているから、殆ど2次電子は当らな
い。リング電極部材26は取外し可能のものであるか
ら、接地電極18の開口径を考慮し、最適の開口径のも
のを適宜使用することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、加速管
の加速電極部に、小さい原子番号の材料で形成されたリ
ング電極部材が取り付けられているから、加速電極部分
から発生するX線量を低減することができる。そして、
かかるリング電極部材は取外し可能に取り付けられてい
るから、ビーム軌道、通過ビ−ム径に応じて最適のリン
グ電極部材を使用することができる。
【0018】同様に、イオン源におけるビ−ム引き出し
電極系の電極部に、小さい原子番号の材料で形成された
リング電極部材が取り付けられているから、引き出し電
極系部分から発生するX線量を低減することができる。
そして、かかるリング電極部材は取外し可能に取り付け
られているから、ビーム軌道、通過ビ−ム径に応じて最
適のリング電極部材を使用することができる。
【0019】X線の発生量はステンレス、チタン製の電
極部分に当る従来の装置と比べて半分以下になる。した
がって、加速管部及びイオン源のビーム引き出し電極系
部からのX線に対する遮蔽材を少なくすることができ、
ビームに対する加速電場が低い場合には遮蔽材を用いず
に済む。
【0020】また、イオン源のビーム引き出し電極系に
取り付けたリング電極部材は、接地電極に対し正電位に
バイアスすることにより、イオン抑制電極として働かせ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の要部、加速管部の断面図である。
【図2】図1のビ−ム入射側から見た加速電極部の部分
的正面図である。
【図3】他の実施例の要部、イオン源のビーム引き出し
電極系の断面図である。
【図4】タンデム型静電加速器を用いた静電型高エネル
ギーイオン加速装置の一例の基本構成図である。
【図5】従来の加速管の一例についての概略断面図であ
る。
【図6】従来のイオン源のビーム引き出し電極系の一例
についての概略断面図である。
【符号の説明】
1 イオン源 13 加速電極 131 外周リング部材 132 コーン状部材 133 リング電極部材 16 プラズマ電極 17 引き出し電極 18 接地電極 21,22 取付け片部 23 開口 24 絶縁スタッド 25 リング部材 26 リング電極部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加速管の加速電極が、ビームが通過する
    開口を有し、原子番号の小さい材料で形成された取外し
    可能のリング電極部材を備えて構成されていることを特
    徴とする静電型イオン加速装置。
  2. 【請求項2】 イオン源のビ−ム引き出し電極系の接地
    電極に、ビームが通過する開口を有し、原子番号の小さ
    い材料で形成されたリング電極部材が絶縁して取外し可
    能に取り付けられていることを特徴とする静電型イオン
    加速装置。
  3. 【請求項3】 リング電極部材が接地電極に対し正電位
    にバイアスされていることを特徴とする請求項2記載の
    静電型イオン加速装置。
  4. 【請求項4】 イオン源と、ビームが通過する開口を有
    し、原子番号の小さい材料で形成されたリング電極部材
    が、接地電極に絶縁して取外し可能に取り付けられてい
    るイオン源のビーム引き出し電極系と、加速電極が、ビ
    ームが通過する開口を有し、原子番号の小さい材料で形
    成された取外し可能のリング電極部材を有してなる加速
    管とから構成されていることを特徴とする静電型イオン
    加速装置。
JP6159598A 1994-06-20 1994-06-20 静電型イオン加速装置 Pending JPH088097A (ja)

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JP6159598A JPH088097A (ja) 1994-06-20 1994-06-20 静電型イオン加速装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005108842A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Ims Nanofabrication Gmbh 粒子光学静電レンズ
NL2013813A (en) * 2013-11-14 2015-05-19 Mapper Lithography Ip Bv Multi-electrode support arrangement.
KR20190026938A (ko) * 2016-08-04 2019-03-13 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. 전극, 가속기 컬럼 및 이를 포함하는 이온 주입 장치

Cited By (4)

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JP2019523531A (ja) * 2016-08-04 2019-08-22 ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド 電極、加速器カラム及びそれらを含むイオン注入装置

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