KR20180058243A - Monitoring system for RF power of Linaer accelerator - Google Patents

Monitoring system for RF power of Linaer accelerator

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KR20180058243A KR1020160156211A KR20160156211A KR20180058243A KR 20180058243 A KR20180058243 A KR 20180058243A KR 1020160156211 A KR1020160156211 A KR 1020160156211A KR 20160156211 A KR20160156211 A KR 20160156211A KR 20180058243 A KR20180058243 A KR 20180058243A
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Abstract

Disclosed is an RF power monitoring system for a linear accelerator, which is an RF power monitoring system for a linear accelerator accelerating an ion beam. The system comprises: a master oscillator generating radio frequency (RF) of 13.56 MHz; a phase control means controlling a phase of the RF generated by the master oscillator; an amplification means amplifying power of the RF generated by the master oscillator; a resonator matched to the RF controlled by the phase control means and the amplification means to generate resonance; an electrode means inducing acceleration of the ion beam by means of the resonance generated by the resonator; and a display means comparing a power signal of the RF matched to the resonator with a predetermined reference value to make visual display. Accordingly, it is possible to monitor whether acceleration and focusing of an ion beam caused by a linear accelerator are stably performed in real time.

Description

선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템{Monitoring system for RF power of Linaer accelerator}Technical Field [0001] The present invention relates to an RF power monitoring system for linear accelerators,

본 발명(Disclosure)은, 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 선형가속기에 의한 이온빔의 가속과 포커싱이 안정적으로 이루어지고 있는지를 실시간 확인할 수 있는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템에 관한 것이다.Disclosure of the Invention The present invention relates to an RF power monitoring system of a linear accelerator, and more particularly, to an RF power monitoring system of a linear accelerator capable of confirming in real time whether acceleration and focusing of an ion beam by a linear accelerator is stable.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present invention is provided, and they are not necessarily referred to as known arts.

일반적으로 이온주입공정은 고에너지의 이온을 웨이퍼에 충돌시켜 웨이퍼 내에 이온을 주입하는 도핑 공정의 하나이다.Generally, the ion implantation process is one of the doping processes in which ions are implanted into the wafer by colliding high energy ions with the wafer.

이와같은 이온주입공정은 이온소스에서 발생된 이온빔을 공급 가스의 중성원자에 쏘아서 양이온으로 대전시키고, 이온분류기에서 양이온 각각의 질량에 의해서 필요로 하는 양이온(즉, 웨이퍼에 도핑하고자 하는 양이온)만을 추출하고, 그 추출된 이온빔을 선형가속기에서 가속한다.In such an ion implantation process, an ion beam generated from an ion source is injected into a neutral atom of a supply gas to charge a cation, and only the cation required by the mass of each cation in the ion classifier (that is, a cation to be doped into the wafer) And accelerates the extracted ion beam in the linear accelerator.

기판에 깊은 이온 주입을 위해서는 고에너지(High Energy) 이온 주입기가 사용되는데, 이러한 고에너지 이온 주입기에서 이온빔은 선형가속기(linac(리낙);linear accelerator)를 통과할 때 가속되고, 이렇게 가속된 이온빔은 웨이퍼로 침투되어 원하는 전도도의 영역을 형성한다. 이러한 선형가속기에서는 이온빔을 걸러내며 튜닝(Tuning)하는 정도에 따라 이온주입 후의 웨이퍼 표면의 저항값(Rs)이 변하게 된다.A high energy ion implanter is used for deep ion implantation on the substrate. In such a high energy ion implanter, the ion beam is accelerated as it passes through a linear accelerator (linac), and the accelerated ion beam And penetrates into the wafer to form a region of desired conductivity. In such a linear accelerator, the resistance value Rs of the surface of the wafer after ion implantation changes depending on the extent to which the ion beam is filtered and tuned.

이온빔은, 공진기(Resonator)에서 가속되는데, 공진기는 주파수 13.56 메가헤르츠(MHz)에서 공진하도록 설계되어 있다. The ion beam is accelerated in a resonator, which is designed to resonate at a frequency of 13.56 megahertz (MHz).

이러한 공진기에서의 공진을 위해, 주파수 13.56 메가헤르츠(MHz)의 RF 파워를 사용하게 된다.For resonance in this resonator, RF power of 13.56 MHz (MHz) is used.

여기서, RF 파워는 최대의 효율을 얻기 위해 위상과 전압 피크 값을 조절하는 과정을 거치게 된다. Here, the RF power is subjected to a process of adjusting the phase and voltage peak values to obtain the maximum efficiency.

그러나 RF 위상 및 전압에 문제 발생시, 공진기에 의한 이온빔의 가속에 영향을 미치게 되고, 이는 이온빔 포커싱의 문제가 발생 된다. However, when a problem occurs in the RF phase and voltage, it affects the acceleration of the ion beam by the resonator, which causes the problem of ion beam focusing.

따라서 RF 위상 및 전압, 즉 RF 파워 시그널의 문제 발생 여부를 작업자가 감시하여 이상 동작여부를 확인하도록 하는 것을 필요로 한다. Therefore, it is required that the operator monitors the RF phase and voltage, that is, whether the RF power signal has a problem, and confirms whether or not the operation is abnormal.

1. 한국공개특허공보 제10-2006-0066793호1. Korean Patent Publication No. 10-2006-0066793 2. 한국공개특허공보 제10-2007-0080501호2. Korean Patent Publication No. 10-2007-0080501

본 발명(Disclosure)은, 선형가속기에 의한 이온빔의 가속과 포커싱이 안정적으로 이루어지고 있는지를 실시간 확인할 수 있는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템의 제공을 일 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The object of the present invention is to provide an RF power monitoring system of a linear accelerator capable of real time checking whether acceleration and focusing of an ion beam by a linear accelerator is stable.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).The present invention is not intended to be exhaustive or to limit the scope of the present invention to the full scope of the present invention. of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템은, 이온빔을 가속하는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템으로서, 13.56MHz의 RF(Radio Frequency)를 발생시키는 마스터 오실레이터; 상기 마스터 오실레이터에 의해 발생 된 상기 RF의 위상을 조절하는 위상조절 수단; 상기 마스터 오실레이터에 의해 발생 된 상기 RF의 파워를 증폭하는 증폭 수단; 상기 위상조절 수단 및 상기 증폭 수단에 의해 제어된 상기 RF와 정합 되어 공진을 발생시키는 공진기; 상기 공진기에 의한 공진에 의해 상기 이온빔의 가속을 유발하는 전극수단; 및 상기 공진기에 정합 되는 상기 RF의 파워 시그널을 설정된 기준 값과 비교하여 시각적으로 표시하는 표시수단;을 포함한다.In order to solve the above problems, an RF power monitoring system of a linear accelerator according to an aspect of the present invention is an RF power monitoring system of a linear accelerator that accelerates an ion beam, and generates an RF (Radio Frequency) of 13.56 MHz A master oscillator; Phase adjusting means for adjusting the phase of the RF generated by the master oscillator; Amplifying means for amplifying the power of the RF generated by the master oscillator; A resonator matching the RF controlled by the phase adjusting means and the amplifying means to generate resonance; Electrode means for causing acceleration of the ion beam by resonance by the resonator; And display means for visually displaying the power signal of the RF matched to the resonator by comparing the power signal with a set reference value.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템에 있어서, 상기 표시수단은, 상기 표시수단은, 오실로스코프로 구비되며, BNC 커넥터에 의해 연결되어 상기 RF의 파워 시그널을 수신하는 것을 특징으로 한다.In the RF power monitoring system of a linear accelerator according to an aspect of the present invention, the display means is provided with an oscilloscope and is connected by a BNC connector to receive the RF power signal .

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템에 있어서, 상기 RF의 파워 시그널은, 위상 및 전압인 것을 특징으로 한다.In an RF power monitoring system of a linear accelerator according to an aspect of the present invention, the RF power signal is characterized by being phase and voltage.

본 발명에 따르면, 공진기에 의한 공진을 일으키는 RF 파워 시그널을 모니터링함으로써, 이온빔의 가속이 정상적으로 진행되는지를 실시간으로 확인할 수 있는 이점을 가진다.According to the present invention, by monitoring an RF power signal causing resonance by a resonator, it is possible to confirm in real time whether acceleration of the ion beam normally proceeds.

본 발명에 따르면, 영-위상 캘리브레이션(zero phase calibration) 상태 비교가 가능해 캘리브레이션 과정에서 발생되는 오류를 확인할 수 있는 이점을 가진다. According to the present invention, it is possible to compare the zero phase calibration state, which is advantageous in that errors occurring in the calibration process can be confirmed.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템의 구성도.
도 2는 도 1을 모식적으로 보인 도면.
도 3은 표시수단의 일 예를 보인 도면.1 is a configuration diagram of an RF power monitoring system of a linear accelerator according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a schematic view of FIG. 1. FIG.
3 is a view showing an example of display means;

이하, 본 발명에 따른 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an RF power monitoring system of a linear accelerator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.It is to be understood, however, that the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and those skilled in the art of the present invention, other than the scope of the present invention, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다. In addition, the terms used below are selected for convenience of explanation. Therefore, the technical meaning of the present invention should not be limited to the prior meaning, but should be properly interpreted in accordance with the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템의 구성도, 도 2는 도 1을 모식적으로 보인 도면, 도 3은 표시수단의 일 예를 보인 도면이다.FIG. 1 is a configuration diagram of an RF power monitoring system of a linear accelerator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing an example of a display means.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템(100)은, 이온빔을 가속하는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템으로서, 13.56MHz에서 공진이 되도록 설계된 공진기(140)에 전달되는 RF 파워의 시그널을 실시간 감시함으로써, 공진기에 의한 이온빔의 가속이 정상적으로 진행되는지 여부를 확인하거나 예측할 수 있게 된다.1 to 3, the RF power monitoring system 100 for a linear accelerator according to the present embodiment is an RF power monitoring system for a linear accelerator that accelerates an ion beam. The RF power monitoring system includes a resonator 140 designed to resonate at 13.56 MHz, It is possible to confirm or predict whether the acceleration of the ion beam by the resonator proceeds normally.

이를 위해, 마스터 오실레이터(110), 위상조절 수단(120), 증폭 수단(130), 공진기(140), 전극 수단(150) 및 표시수단(160)을 포함한다.To this end, it includes a master oscillator 110, a phase adjusting means 120, an amplifying means 130, a resonator 140, an electrode means 150 and a display means 160.

여기서, 마스터 오실레이터(110), 위상조절 수단(120), 증폭 수단(130), 공진기(140), 전극 수단(150)은 선형가속기의 서브 시스템으로 구성되는 공지의 구성이 적용될 수 있다.Here, a well-known configuration in which the master oscillator 110, the phase adjusting means 120, the amplifying means 130, the resonator 140, and the electrode means 150 are constituted by subsystems of linear accelerators can be applied.

마스터 오실레이터(110)는, 13.56MHz의 RF(Radio Frequency)를 발생시키는 구성이다. 이는 공지의 구성이 적용될 수 있다.The master oscillator 110 is configured to generate a radio frequency (RF) of 13.56 MHz. A known configuration can be applied.

위상조절 수단(120)은, 마스터 오실레이터(110)에 의해 발생 된 RF의 위상을 조절하는 수단이다. The phase adjusting means 120 is means for adjusting the phase of the RF generated by the master oscillator 110.

증폭 수단(130)은, 마스터 오실레이터(110)에 의해 발생 된 RF의 파워를 증폭하는 수단이다.The amplifying means 130 is means for amplifying the power of RF generated by the master oscillator 110.

공진기(140)는, 증폭 수단(130)에 의해 제어된 RF와 정합 되어 공진을 발생시키는 수단이다. 13.56MHz에서 공진이 되도록 설계된다.The resonator 140 is a means for matching with RF controlled by the amplifying means 130 to generate resonance. And is designed to resonate at 13.56 MHz.

전극 수단(150)은 공진기(140)에 의한 발생 된 공진에 의해 이온빔의 가속을 유발하는 구성이다. The electrode means 150 is configured to cause acceleration of the ion beam by resonance generated by the resonator 140.

표시수단(160)은, 본 발명의 주된 특징으로서, 공진기(140)에 정합 되는 RF의 파워 시그널을 설정된 기준 값과 비교하여 시각적으로 표시하는 구성이다.The display means 160 is a main feature of the present invention in which the power signal of RF matched to the resonator 140 is visually displayed by comparing it with a set reference value.

여기서, 표시수단(160)은, 오실로스코프로 구비되며, BNC 커넥터에 의해 연결되어 RF의 파워 시그널을 수신하도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the display means 160 is provided as an oscilloscope and is configured to receive a power signal of RF connected by a BNC connector.

한편, RF의 파워 시그널은, 위상 및 전압이다.On the other hand, RF power signals are phase and voltage.

이에 의해, 공진기(140)에 의한 공진을 일으키는 RF 파워 시그널을 모니터링함으로써, 이온빔의 가속이 정상적으로 진행되는지를 실시간으로 확인할 수 있는 이점을 가진다.By monitoring the RF power signal causing the resonance by the resonator 140, it is possible to confirm in real time whether the acceleration of the ion beam normally proceeds.

또한, 영-위상 캘리브레이션(zero phase calibration) 상태 비교가 가능해 캘리브레이션 과정에서 발생 되는 오류를 확인할 수 있는 이점을 가진다. In addition, it is possible to compare the zero phase calibration state, which is advantageous in confirming errors occurring in the calibration process.

도 3을 참조하면, 표시수단(160)에 의해 기준 시그널(적색 파형)에 대해, 노이즈나 이상파형을 확인할 수 있게 된다.Referring to FIG. 3, the display means 160 can check the noise or the abnormal waveform with respect to the reference signal (red waveform).

Claims (3)

이온빔을 가속하는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템으로서,
13.56MHz의 RF(Radio Frequency)를 발생시키는 마스터 오실레이터;
상기 마스터 오실레이터에 의해 발생 된 상기 RF의 위상을 조절하는 위상조절 수단;
상기 마스터 오실레이터에 의해 발생 된 상기 RF의 파워를 증폭하는 증폭 수단;
상기 위상조절 수단 및 상기 증폭 수단에 의해 제어된 상기 RF와 정합 되어 공진을 발생시키는 공진기;
상기 공진기에 의한 공진에 의해 상기 이온빔의 가속을 유발하는 전극수단; 및
상기 공진기에 정합 되는 상기 RF의 파워 시그널을 설정된 기준 값과 비교하여 시각적으로 표시하는 표시수단;을 포함하는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템.1. An RF power monitoring system for a linear accelerator that accelerates an ion beam,
A master oscillator for generating a radio frequency (RF) of 13.56 MHz;
Phase adjusting means for adjusting the phase of the RF generated by the master oscillator;
Amplifying means for amplifying the power of the RF generated by the master oscillator;
A resonator matching the RF controlled by the phase adjusting means and the amplifying means to generate resonance;
Electrode means for causing acceleration of the ion beam by resonance by the resonator; And
And display means for visually displaying the power signal of the RF matched to the resonator by comparing the power signal with a set reference value. 청구항 1에 있어서,
상기 표시수단은, 오실로스코프로 구비되며, BNC 커넥터에 의해 연결되어 상기 RF의 파워 시그널을 수신하는 것을 특징으로 하는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the display means is provided as an oscilloscope and connected by a BNC connector to receive the power signal of the RF. 청구항 1에 있어서,
상기 RF의 파워 시그널은, 위상 및 전압인 것을 특징으로 하는 선형가속기의 RF 파워 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the power signal of the RF is a phase and a voltage.
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