KR20230111236A - 공진기, 선형 가속기 구성 및 토로이드형 공진기를갖는 이온 주입 시스템 - Google Patents

공진기, 선형 가속기 구성 및 토로이드형 공진기를갖는 이온 주입 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230111236A
KR20230111236A KR1020237021532A KR20237021532A KR20230111236A KR 20230111236 A KR20230111236 A KR 20230111236A KR 1020237021532 A KR1020237021532 A KR 1020237021532A KR 20237021532 A KR20237021532 A KR 20237021532A KR 20230111236 A KR20230111236 A KR 20230111236A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
toroidal coil
coil
drift tube
toroidal
resonator
Prior art date
Application number
KR1020237021532A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230111236A9 (ko
Inventor
코스텔 빌로이유
찰스 티. 칼슨
프랭크 싱클레어
폴 제이. 머피
데이빗 티. 블라닉
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20230111236A publication Critical patent/KR20230111236A/ko
Publication of KR20230111236A9 publication Critical patent/KR20230111236A9/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/14—Vacuum chambers
    • H05H7/18—Cavities; Resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/22—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/04—Means for controlling the discharge
    • H01J2237/047—Changing particle velocity
    • H01J2237/0473—Changing particle velocity accelerating
    • H01J2237/04735—Changing particle velocity accelerating with electrostatic means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/22—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
    • H05H2007/222—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes drift tubes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

장치는, 이온 빔을 송신하도록 배열된 드리프트 튜브 조립체를 포함할 수 있다. 드리프트 튜브 조립체는 제1 접지 전극; 제1 접지 전극의 하류에 배치된 RF 드리프트 튜브 조립체; 및 RF 드리프트 튜브 조립체의 하류에 배치된 제2 접지 전극을 포함할 수 있다. RF 드리프트 튜브 조립체는 삼중 갭 구성을 한정할 수 있다. 장치는 공진기를 포함할 수 있고, 공진기는 토로이드형 코일을 포함하고, 토로이드형 코일은, RF 드리프트 튜브 조립체의 제1 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제1 단부, 및 RF 드리프트 튜브 조립체의 제2 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제2 단부를 갖는다.

Description

공진기, 선형 가속기 구성 및 토로이드형 공진기를 갖는 이온 주입 시스템
본 개시내용은 일반적으로, 이온 주입 장치에 관한 것이고, 더 구체적으로, 고에너지 빔라인 이온 주입기들에 관한 것이다.
이온 주입은 이온 충격을 통해 기판 내에 도펀트들 또는 불순물들을 도입하는 프로세스이다. 이온 주입 시스템들은 이온 공급원 및 일련의 빔라인 구성요소들을 포함할 수 있다. 이온 공급원은 이온들이 생성되는 챔버를 포함할 수 있다. 이온 공급원은 또한, 챔버에 인접하여 배치된 추출 전극 조립체 및 전원을 포함할 수 있다. 빔라인 구성요소들은, 예를 들어, 질량 분석기, 제1 가속 또는 감속 스테이지, 시준기, 및 제2 가속 또는 감속 스테이지를 포함할 수 있다. 광 빔을 조작하기 위한 일련의 광학 렌즈들과 마찬가지로, 빔라인 구성요소들은 특정 종들, 형상, 에너지, 및/또는 다른 품질들을 갖는 이온들 또는 이온 빔을 필터링, 집속, 및 조작할 수 있다. 이온 빔은 빔라인 구성요소들을 통과하고, 플래튼 또는 클램프 상에 장착된 기판을 향하여 지향될 수 있다.
대략 1 MeV 이상의 이온 에너지들을 생성할 수 있는 주입 장치는 종종, 고에너지 이온 주입기들 또는 고에너지 이온 주입 시스템들로 지칭된다. 고에너지 이온 주입기의 일 유형은 선형 가속기, 또는 LINAC로 지칭되고, 여기서 튜브들로서 배열된 일련의 전극들은 연속적인 튜브들을 따라 이온 빔을 전도하고 점점 더 높은 에너지로 가속하며, 여기서 전극들은 AC 전압 신호를 수신한다. 알려진 (RF) LINAC들은 13.56 MHz - 120 MHz 사이의 주파수들로 인가되는 RF 전압에 의해 구동된다.
목표로 하는 최종 에너지, 예컨대, 1 MeV, 수 MeV 또는 그 초과에 도달하기 위해, 알려진 LINAC들(간결성을 위해, 본원에서 사용되는 바와 같은 LINAC라는 용어는 이온 빔을 가속하기 위해 RF 신호들을 사용하는 RF LINAC를 지칭할 수 있음)에서, 이온 빔은 다수의 가속 스테이지들에서 가속될 수 있다. LINAC의 각각의 연속적인 스테이지는 점점 더 높은 에너지의 이온 빔을 수신할 수 있고, 이온 빔을 더욱 더 높은 에너지로 가속할 수 있다.
드리프트 튜브들(가속 전극들)의 개수에 따라, 알려진 가속 스테이지들은 소위 이중 갭 구성 또는 소위 삼중 갭 구성을 채용할 수 있다. 삼중 갭 구성의 장점은, 주어진 가속 스테이지 내에 3개의 가속 갭들이 제공되고, 가속된 이온들이, 이온 전하 상태와 전극들 상에 생성된 최대 rf 전압 진폭을 곱한 것의 4배와 동일한 최대 증가만큼 에너지를 증가시키는 것을 허용한다는 점이다. 비교를 위해, 동일한 이온 종들의 경우 이중 갭 구성은 이온 빔을 이온 전하 상태와 가속 드리프트 튜브들 상의 최대 rf 전압 진폭을 곱한 것의 최대 2배로 가속할 수 있다. 따라서, 주어진 최대 가용 구동 전압의 경우, 삼중 갭 구성은 이중 갭 구성보다 더 적은 가속 스테이지들을 사용하여 이온 빔을 목표 이온 에너지로 가속할 수 있다.
주어진 가속 스테이지 내에서의 삼중 갭 구성의 사용이 이중 갭 구성들보다 더 효율적인 구성을 제시할 수 있지만, LINAC들의 크기는, 부분적으로, 드리프트 튜브들(가속 전극들) 상에 높은 rf 전압을 생성하는 데 필요한 큰 공진기 구성요소들로 인해, 여전히 비교적 길다.
이들 및 다른 고려사항들과 관련하여 본 개시내용이 제공된다.
일 실시예에서, 이온 빔을 송신하도록 배열되는 드리프트 튜브 조립체를 포함하는 장치가 제공된다. 드리프트 튜브 조립체는 제1 접지 전극; 제1 접지 전극의 하류에 배치된 RF 드리프트 튜브 조립체; 및 RF 드리프트 튜브 조립체의 하류에 배치된 제2 접지 전극을 포함할 수 있다. 이로써, RF 드리프트 튜브 조립체는 삼중 갭 구성을 한정할 수 있다. 장치는 또한, 토로이드형 코일을 포함하는 공진기를 포함할 수 있고, 토로이드형 코일은, RF 드리프트 튜브 조립체의 제1 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제1 단부, 및 RF 드리프트 튜브 조립체의 제2 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제2 단부를 갖는다.
다른 실시예에서, 이온 빔을 생성하기 위한 이온 공급원, 및 이온 빔을 운송하고 가속하기 위한 선형 가속기를 포함하는 이온 주입기가 제공되고, 여기서 선형 가속기는 복수의 가속 스테이지들을 포함한다. 복수의 가속 스테이지들 중 주어진 가속 스테이지는 RF 신호를 출력하도록 배열되는 RF 전력 조립체, 및 이온 빔을 송신하도록 배열되고 RF 전력 조립체에 결합되는 드리프트 튜브 조립체를 포함할 수 있고, 드리프트 튜브 조립체는 삼중 갭 구성을 한정한다. 주어진 가속 스테이지는 토로이드형 코일을 포함하는 공진기를 더 포함할 수 있고, 토로이드형 코일은, 드리프트 튜브 조립체의 제1 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제1 단부, 및 드리프트 튜브 조립체의 제2 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제2 단부를 갖는다.
다른 실시예에서, 선형 가속기를 위한 공진기가 제공된다. 공진기는 RF 인클로저, 및 RF 인클로저 내에 배치된 토로이드형 코일을 포함할 수 있다. 토로이드형 코일은, 제1 방향으로 권취된, 제1 복수 횟수의 턴들을 갖는, 제1 코일을 형성하는 제1 절반부; 및 제1 방향으로 권취된, 제2 복수 횟수의 턴들을 갖는, 제2 코일을 형성하는 제2 절반부를 포함할 수 있다. 이로써, 제1 절반부는 선형 가속기의 제1 전극에 결합하기 위한 제1 단부를 더 포함할 수 있고, 제2 절반부는 선형 가속기의 제2 전극에 결합하기 위한 제2 단부를 더 포함할 수 있다. 공진기는 또한, 토로이드형 코일 내부에 배치된 여자기 코일(exciter coil)을 포함할 수 있고, 여자기 코일은 접지에 연결된 제1 레그 및 RF 전력을 수신하도록 결합된 제2 레그를 갖는다.
도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 예시적인 장치를 도시하고;
도 2는 토로이드형 코일의 실시예의 상세한 정면도를 제시하고;
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 가속 스테이지에 대한 측면도, 사시도, 및 정면도를 각각 도시하고;
도 4a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 여자기 코일을 예시하고;
도 4b는 예시적인 토로이드형 코일 내의, 도 4a의 여자기 코일을 예시하고;
도 4c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 공진기를 위한 튜너의 실시예를 도시하고;
도 4d는 도 4c의 튜너 구조에 대한 공진 주파수의 의존도를 도시하고;
도 5a-5d는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 삼중 갭 구성의 공진기로서 채용되는 토로이드형 공진기 코일의 전기적 특징들을 도시하고;
도 5e는 본 개시내용의 실시예들에 따라 배열된 공진기 코일의 전자기 특성들의 모의를 제시하고;
도 6a 및 도 6b는 본 개시내용의 상이한 실시예들에 따른, 공진기로서 사용하기 위한 토로이드형 코일의 대안적인 실시예들을 도시하고;
도 7은 도 6b에 도시된 코일 실시예에 대한 코일 튜브 직경 대 튜브 길이의 의존도를 도시하고;
도 8a-8c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 토로이드형 코일에 대한 측면도, 사시도 및 정면도를 각각 도시하고;
도 9a 및 도 9b는 본 개시내용의 상이한 실시예들에 따른 토로이드형 공진기의 대안적인 구성들을 도시하고;
도 10은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 이온 주입기 장치의 개략도를 도시한다.
도면들은 반드시 축척에 맞는 것은 아니다. 도면들은 단지 표현들일 뿐이며, 본 개시내용의 특정 파라미터들을 묘사하도록 의도되지 않는다. 도면들은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 도시하도록 의도되므로 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 도면들에서, 유사한 번호는 유사한 요소들을 나타낸다.
이제, 본 개시내용에 따른 장치, 시스템 및 방법이, 시스템 및 방법의 실시예들이 도시되는 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더 완전히 설명될 것이다. 시스템 및 방법은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고, 본원에 제시된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이러한 실시예들은 본 개시내용이 철저하고 완전하도록, 그리고 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 본 시스템 및 방법의 범위를 완전히 전달하도록 제공된다.
본원에서, "최상부", "바닥", "상부", "하부", "수직", "수평", "측방향" 및 "종방향"과 같은 용어들은, 도면들에 나타나는 바와 같은 반도체 제조 디바이스의 구성요소의 기하형상 및 배향에 대해, 이러한 구성요소들 및 그들의 구성 부분들의 상대적인 배치 및 배향을 설명하는 데 사용될 수 있다. 용어는 구체적으로 언급된 단어들, 그 파생어들 및 유사한 의미의 단어들을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 단수로 언급되고 단수 단어가 선행되는 요소 또는 작동은 잠재적으로 복수의 요소들 또는 작동들도 포함하는 것으로 이해된다. 또한, 본 개시내용의 "일 실시예"에 대한 참조들은, 언급된 특징들을 또한 포함하는 추가적인 실시예들의 존재를 배제하는 것으로서 해석되도록 의도되지 않는다.
빔라인 아키텍처에 기초한, 개선된 고에너지 이온 주입 시스템들 및 구성요소들, 특히, 선형 가속기들에 기초한 이온 주입기들에 대한 접근법들이 본원에 제공된다. 간결성을 위해, 이온 주입 시스템은 또한, 본원에서 "이온 주입기"로 지칭될 수 있다. 다양한 실시예들은, 선형 가속기의 가속 스테이지들 내에서 유효 드리프트 길이를 유연하게 조정하는 능력을 제공하는 신규한 접근법들을 수반한다.
도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 구성의, 예시적인 장치를 도시한다. 장치(100)는, 선형 가속기에서 이온 빔(104)을 가속하기 위한, 드리프트 튜브 조립체(102) 및 연관된 공진기(110)를 포함하는 가속 스테이지를 나타낸다. 아래에 논의되는 도 10에 도시된 바와 같이, 장치(100)는 이온 주입기(300)에서 이온 빔(306)을 가속하기 위한 선형 가속기(314)의 복수의 가속 스테이지들로 구현될 수 있다.
도 1의 실시예에서, 드리프트 튜브 조립체(102)는, 접지된 드리프트 튜브 전극들(102B)과 유사하게 라벨링된, 상류의 접지된 드리프트 튜브 및 하류의 접지된 드리프트 튜브를 포함한다. 드리프트 튜브 조립체(102)는, RF 드리프트 튜브 전극들(102A)로서 도시된, 그 사이의 갭에 의해 분리된 RF 드리프트 튜브 전극들의 쌍을 더 포함한다. 집합적으로, RF 드리프트 튜브 전극들(102A) 및 접지된 드리프트 튜브 전극들(102B)은 삼중 갭 구성을 한정한다.
공진기(110)는, 토로이드형 코일(114)을 하우징하고, 생성된 코일-인클로저 정전 커패시턴스를 통해 전기 진동 회로를 형성하기 위해, rf 인클로저(캔)(112)를 포함한다. 토로이드형 코일(114) 및 유사한 공진기 코일들은 이하의 실시예들에서 상세히 설명된다. 간략하게, 도 2는 토로이드형 코일(114)의 실시예의 상세한 정면도를 제시한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "토로이드형 코일"이라는 용어는 토로이드 형상을 한정하도록 상호 배열되는 2개의 별개의 코일들을 지칭할 수 있고, 여기서 별개의 코일들 각각은 토로이드 형상의 일부, 예컨대, 토로이드의 유사한 절반부들을 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 토로이드형 코일(114)은 복수 횟수의 루프들 또는 턴들을 포함한다. 토로이드형 코일(114)은, 2개의 절반부들로서 배열되고, 각각 N회의 턴을 갖고, 구리 튜빙과 같은 적합한 전도체로 구성된 2개의 코일들을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 토로이드형 코일(114)의 각각의 절반부의 턴들은 동일한 방향으로 권취된다. 토로이드형 코일(114)의 상부 부분에서, 토로이드형 코일(114)의 2개의 단부들은, 위에서 설명된 2개의 별개의 전력공급되는 RF 드리프트 튜브 전극들로의 별개의 연결을 위해 그리고 인클로저에서의 추가의 통합을 허용하기 위해, 길이(l0)만큼 연장되고, rf 인클로저(캔)의 개구부를 통과한다. 바닥 부분에서, 토로이드형 코일(114)의 루프들은 접지된 캔 벽에 연결된다.
토로이드형 코일(114)은 여자기 코일(116)에 의해 전력공급되고, 토로이드형 코일(114)의 접지된 레그들 사이에 대칭으로 위치된다. 절연 슬리브(118)는 여자기 코일의 전력공급되는 레그와 접지된 캔 벽 사이의 전기적 절연을 보장한다. 여자기 코일(116)은, RF 생성기(120) 및 임피던스 요소(122)를 포함하는, rf 회로(124)로서 도시된, RF 전력 조립체의 일부로서 RF 전력을 수신하도록 배열된다. 공진기(110)는 튜너(130)를 더 포함하고, 튜너는 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 용량성 구조로서 배열될 수 있다.
장치(100)는, 공진기(110)가, 알려진 삼중 갭 가속기 스테이지들의 솔레노이드(또는 나선형) 코일들과는 대조적으로, 토로이드형 코일(114)을 통해 드리프트 튜브 조립체(102)에 전압을 전달한다는 점에서, 알려진 삼중 갭 가속기 스테이지들과 상이하다. 도 5a-5d와 관련하여 더 상세히 논의되는 바와 같이, 도 1의 토로이드형 코일 공진기 구조는, 토로이드형 코일(114) 내부에 자속이 포함되고, 토로이드형 코일(114) 외부의 역선들의 누설을 회피하고, 따라서 공진기의 rf 인클로저(112)에서 더 적게 유도되는 와전류들로 이어진다는 사실로부터 이익을 향유한다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 가속 스테이지(200)에 대한 측면도, 사시도, 및 정면도를 각각 도시한다. 가속 스테이지는, 이온 빔 하우징(126) 내에, 삼중 갭 구성으로서 배열되는 드리프트 튜브 전극 조립체뿐만 아니라, 절연 홀더들(128)을 포함한다. 가속 스테이지(200)는 위에서 설명된 토로이드형 코일(114)을 포함하는 공진기(210)를 더 포함한다. 공진기(210)는 튜너(130)를 더 포함하고, 튜너(130)는, 각각, 토로이드형 코일(114)의 제1 측 및 토로이드형 코일(114)의 제2 측을 따라, 제1 부분 및 제2 부분에 배치되는 튜너 몸체를 포함한다. 튜너(130)의 실시예의 세부사항들은 도 4c에 도시되고, 이하에서 상세히 논의된다. 간략하게, 튜너(130)는, 도시된 데카르트 좌표계에서 x 축으로서 도시된, 토로이드형 코일(114)의 주 축을 따라 이동가능할 수 있다. X 축을 따른 튜너(130)의 이동은 공진기(210)에 의해 한정된 전기 RLC 회로의 커패시턴스를 변화시킬 수 있고, 이로써 공진기(210)의 공진 주파수가 조정될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 도 4a는 여자기 코일(116)을 예시하는 한편, 도 4b는 토로이드형 코일(114) 내에 배치된 여자기 코일(116)을 도시한다. 여자기 코일(116)은 접지에 연결된 제1 레그(우측 레그) 및 rf 전력 조립체에 결합된 제2 레그(좌측 레그)를 가질 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, rf 전력 조립체에 결합된 여자기 코일(116)의 레그는 rf 인클로저(112)로부터 절연 슬리브(118)로 절연될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 여자기 코일(116)은 유체 냉각을 위해 구리 튜빙과 같은 금속 튜빙으로 만들어진 1회 턴 루프이다. 루프 직경(d)은 토로이드형 코일(114)의 부 반경과 대략 동일하도록 배열될 수 있다. 각진 개구부 각도(θ)는 15 도와 20 도 사이일 수 있고, 토로이드형 코일(114)의 접지된 레그에 대한 아킹을 방지하기 위해 필요한 공간 분리에 따라 설정된다. 여자기 코일과 토로이드형 코일 사이의 상호 결합 계수(M)를 최대화하기 위해, 여자기 코일 평면(이 경우에서는 X-Y 평면)은 토로이드형 코일(114)에 의해 한정되는 토로이드의 방위각 축에 수직으로 배열될 수 있고, 이러한 축 상에 중심을 갖고, 도 3a 및 3b에 또한 도시된 바와 같이 토로이드형 절반부들의 마지막 접지된 측 루프들 사이의 중간 거리에 배치될 수 있다.
이제, 도 4c를 참조하면, 토로이드형 코일(114)의 대향 측들 상에 있도록 배열된, 크라운들(130A)로서 도시된, 제1 및 제2 절반부들을 포함하는 튜너(130)의 실시예가 도시된다. 이 실시예에서, 크라운들(130A)은 토로이드형 코일(114)의 형상을 모방하는 토로이드형 크라운들로서 배열된다. 십자 형상의 홀더(130B)는 절반부들 각각에 부착되는 한편, 로드들(130C)에 또한 부착된다. 로드들(130C)은 안내 스테이지(도시되지 않음) 상에 장착될 수 있고 rf 인클로저(112)를 통과할 수 있다. 로드들(130C)은 메커니즘, 예컨대, 전동화된 선형 운동 스테이지에 의해 rf 인클로저(112)의 외부로부터 구동될 수 있고, 이 스테이지는 로드들(130C)을 x 축을 따라 병진시킬 수 있다. 일 실시예에서, 튜닝 범위를 최대화하기 위해, 크라운들(130A)의 곡률 반경은 토로이드형 코일(114)을 형성하는 토러스(torus)의 부 반경과 동일하게 설정될 수 있고; 실시예에서, 크라운(130A)의 높이(h)는 토로이드의 부 직경인 2r보다 살짝 더 클 수 있다. 튜너(130)는, 토로이드형 코일-토로이드형 크라운 조립체가, 병렬로 연결된 2개의 커패시터들로 형성된 전기 회로 또는 시스템을 형성하도록 접지 전위로 설정될 수 있다. 코일 대 크라운 거리가 증가함에 따라, 커패시턴스가 감소하여, 공진 주파수의 증가로 이어진다.
다양한 비제한적인 실시예들에서, 토로이드형 공진기의 특징들은, 작동 공진 주파수가, 적합한 RF 전력 공급부 또는 rf 생성기 작동 주파수, 예컨대, 13.56 MHz와 매칭되도록 설계된다. 토로이드형 코일을 포함하는 공동은 RLC 회로를 형성하기 때문에, 회로는,
(1)
에 의해 주어지는 공진에서의 값을 갖는 특정 주파수 f0로 진동할 것이고, 여기서, L은 코일의 인덕턴스이고, C는 시스템의 커패시턴스이다.
도 4d를 참조하면, 도 4c의 튜너 구조에 대한 공진 주파수의 의존도가, 크라운들(130A)의 위치를 변경하는 함수로서 도시된다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 방위각 평면(Oyz)으로부터 x=100 mm로부터 x=150 mm로의 50 mm의 병진을 위해, 튜너(130)는 13.56 MHz의 원하는 주파수 주위에 1.5 MHz보다 큰 튜닝 범위를 생성한다.
본 개시내용의 실시예들에 따른, 삼중 갭 구성의 공진기로서 채용되는 토로이드형 공진기 코일의 전기적 특징들을 도시하는 도 5a-5d를 참조한다. 도 5a에서, rf 사이클 동안 주어진 순간에 여자기 코일(116)을 통해 이동하는 rf 전류(어두운 화살표들로 도시된 전류)가 도시된다. 여자기 코일(116)의 입력에 인가되는 rf 전력은 rf 전류(152)를 생성할 것이고, 전류는 국부적 시변 자기장을 더 생성할 것이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 여자기 코일(116)과 토로이드형 코일(114) 사이의 상호 결합은 자속선들(154)이 토로이드형 코일(114)의 체적을 통해 폐쇄되는 것을 허용한다. rf 전력이 rf 생성기로부터 여자기 코일을 통해 전기 진동 회로로 전달되기 때문에, 토로이드형 코일(114)의 자기 에너지는,
(2)
여기서, B는 코일의 자기장 강도이고, μ0는 진공의 투자율이고, 정전 에너지
(3)
로 주기적으로 변환될 것이고, 여기서, ε0는 진공의 유전율이고, E는 도면의 최상부에서의, 토로이드형 코일(114) 종단들에서의 정전기장이다. RF 드리프트 튜브 전극들(102A)에서 생성되는 전압은 RF 드리프트 튜브 전극들(102A)과 접지된 드리프트 튜브 전극들(102B) 사이의 3개의 갭들에 정전기 등전위 선들(156)을 생성하고, 여기서 전기장 벡터들(158)은 도 5d에 도시된다. 알려진 바와 같이, 이로써 형성되는 전기장은 인가되는 RF 신호의 주파수에 따라 진동할 것이다. 가속 갭들의 입구에서의 펄싱된 또는 집군된 이온 빔의 이온 도달의 정확한 타이밍을 적용함으로써, 이온들은 전하와 rf 전압 진폭을 곱한 곱의 최대 4배와 동일한 에너지를 얻을 수 있다.
도 5e는 본 개시내용의 실시예들에 따라 배열된 공진기 코일의 전자기 특성들의 모의를 제시한다. 도면에서, B(t)는 공진기 코일에서의 가변 자속을 나타내는 한편, V1(t)는 공진기 코일의 일 단부에 결합된, 제1 전력공급되는 전극 상의 가변 rf 전압이고, V2(t)는 공진기 코일의 제2 단부에 결합된, 제2 전력공급되는 전극 상의 가변 rf 전압이다. 전극들 상의 자속 및 rf 전압들의 시간적 변화는 2πf0t와 동일한 rf 위상에 의해 설명되며, 여기서 t는 경과 시간이다. 자속은 주어진 순간에서의 토로이드형 코일의 체적을 통해 이어지는 선속을 나타낼 수 있다. rf 사이클의 절반 동안, 선속은 한 방향으로, 예를 들어, 시계 방향으로 배향될 것이고, 다음 절반 기간 동안, 선속은 반시계 방향으로 배향될 것이다.
볼 수 있는 바와 같이, 전극들 상의 전압들과 자기장 사이에 π/2 라디안(90 도와 등가)의 위상차가 존재한다. 식 (2) 및 (3)에 따르면, 자기 에너지는 정전 에너지가 최대일 때 제로이고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 또한, 전력공급되는 전극들 상의 전압들 사이에는 π 라디안의 위상차가 존재하고; 따라서, 하나의 전극 상의 전압이 +V최대일 때, 다른 전극 상의 전압은 -V최대이다.
도 6a-6b, 및 도 7은 본 개시내용의 상이한 실시예들에 따른, 공진기로서 사용하기 위한 토로이드형 코일의 대안적인 실시예들을 도시한다. 도 6a의 토로이드형 코일(114A)은 일정한 튜브 직경(불변 튜브 직경을 의미함)을 갖는 전기 전도성 튜브로 구성될 수 있고, 여기서 직경은, 구성의 단순화를 위해, Φ로서 도시되고, 여기서 토로이드형 코일(114A)의 내측 부분에서의 인접한 턴들 사이의 피치는 p로서 정의된다. 토로이드형 코일(114A)을 통한 RF 전류는 13.56 MHz 범위의 주파수에 대해 대략 20 마이크로미터 미만의 표피 깊이로 제한될 수 있기 때문에, 전도성 튜브의 벽들의 두께는 50 마이크로미터, 100 마이크로미터 등보다 더 두꺼울 필요는 없다. 그러나, 코일의 기계적 견고성을 제공하고 기계적 진동들을 방지하기 위해, 수 mm 두께의 튜브 벽들이 사용된다.
도 6b의 토로이드형 코일(114B)은 연속 가변 직경을 갖는 전기 전도성 튜브로 구성될 수 있고, 토로이드형 코일(114B)의 외측을 따른 외측 튜브 직경(Φ)은 제1 치수를 갖고, 토로이드형 코일(114B)의 내측을 따른 내측 튜브 직경(Φ')은 제1 치수보다 작은 제2 치수를 갖는다. 이러한 후자의 구성의 결과는, p의 값이, 도 6a의 실시예에 비해 비교적 더 크고, 이로써 토로이드형 코일(114B)의 인접한 턴들 사이의 전기장은 비교적 더 작다. 이러한 더 낮은 전기장은 아킹을 회피하는 것을 도울 수 있다. 특정 실시예들에서, 튜빙이 토로이드형 코일(114C)의 내측 부분을 향해 구부러짐에 따라, 튜브의 직경은 토로이드형 코일의 내측 위치들에서 튜브가 최소 직경을 갖도록 연속적으로 감소할 수 있고, 더 큰 값의 p'로의 피치의 증가를 초래한다. 추가적으로, 더 큰 피치는 더 작은 인터루프 커패시턴스, 및 진동 회로의 결과적인 더 높은 품질(Q) 인자를 의미한다.
(4)
전술한 실시예들의 변형들에서, 토로이드형 코일의 개별 턴들의 형상은 타원형 단면, 예컨대, 원형 단면을 특징으로 할 수 있다는 점을 주목한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 연속 가변 직경 튜빙이, 도 6b에 도시된 코일을 구축하는 데 사용되고, 튜빙은 코일의 최외측 위치들에서 최대 직경(d최대)을 갖고 최내측 위치들에서 최소 직경(d최소)을 가지며, 튜브 길이를 따라 2πr의 주기성을 갖는다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 토로이드형 코일(114C)에 대한 측면도, 사시도, 및 정면도를 각각 도시한다. 이 예에서, 토로이드형 코일은 D 형상 단면을 한정하는 코일 턴들을 특징으로 한다. 이러한 D 형상 단면은, 동일한 주 직경 및 동일한 코일 턴 직경을 고려하면, 원형 단면에 의해 한정되는 코일 턴들을 갖는 토로이드형 코일에 비해, 토로이드형 코일 내의 전체 체적을 증가시킬 것이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시내용의 상이한 실시예들에 따른 토로이드형 공진기의 대안적인 구성들을 도시한다. 방위각 절반 대칭으로 인해, 토로이드형 기하형상은 상이한 구성들로 배열되는 데에 매우 다재다능하고: 이러한 다재다능함은 공진기 풋 프린트의 최소화를 허용할 것이다. 구성(250)은, (Z 축을 따른) 빔 방향이 도면의 평면 안팎으로 이동하는 하우징(212)을 예시한다. 구성(260)은 또한, (Z 축을 따른) 빔 방향이 도면의 평면 안팎으로 이동하는 하우징(212)을 예시한다. 도시된 바와 같이, 공진기(210)의 토로이드형 코일의 축은 X 축을 따라 정렬된다. 공진기들이 z 축을 따라 정렬될 때, 도 9a에 도시된 구성(250)이 바람직하다(캔 공진기의 높이는 일반적으로, 직경보다 작다). 반대로, 공진기들이 z 방향 및 방위각 방향 양쪽 모두로 분포되는 경우, 도 9b에 도시된 구성(260)이 바람직하다.
도 10은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 장치의 개략도를 도시한다. 이온 주입기(300)는 선형 가속기(314)를 포함한다. 이온 주입기(300)는 빔라인 이온 주입기를 나타낼 수 있고, 설명의 명확성을 위해 일부 요소들은 도시되지 않는다. 이온 주입기(300)는, 관련 기술분야에 알려진 바와 같이, 이온 공급원(302) 및 가스 박스(307)를 포함할 수 있다. 이온 공급원(302)은 제1 에너지로 이온 빔(306)을 생성하기 위해 추출 구성요소들 및 필터들(도시되지 않음)을 포함하는 추출 시스템을 포함할 수 있다. 제1 이온 에너지에 적합한 이온 에너지의 예들은 5 keV 내지 300 keV의 범위인 한편, 실시예들은 이러한 맥락에 제한되지 않는다. 고에너지 이온 빔을 형성하기 위해, 이온 주입기(300)는 이온 빔(306)을 가속하기 위한 다양한 추가적인 구성요소들을 포함한다.
이온 주입기(300)는, 도시된 바와 같이, 이온 빔(306)의 궤적을 변경함으로써, 알려진 장치에서와 같이 이온 빔(306)을 분석하도록 기능하는 분석기(310)를 포함할 수 있다. 이온 주입기(300)는 또한, 집군기(312), 및 집군기(312)의 하류에 배치된 선형 가속기(314)(파선으로 도시됨)를 포함할 수 있고, 여기서 선형 가속기(314)는, 선형 가속기(314)에 진입하기 전에, 이온 빔(306)의 이온 에너지보다 큰 고에너지 이온 빔(315)을 형성하기 위해 이온 빔(306)을 가속하도록 배열된다. 집군기(312)는 이온 빔(306)을 연속 이온 빔으로서 수신하고 이온 빔(306)을 집군 이온 빔으로서 선형 가속기(314)로 출력할 수 있다. 선형 가속기(314)는, 도시된 바와 같이, 직렬로 배열된, 공진기들(110)로 표현된 복수의 가속 스테이지들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 고에너지 이온 빔(315)의 이온 에너지는 이온 빔(306)에 대한 최종 이온 에너지, 또는 대략 최종 이온 에너지를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예들에서, 이온 주입기(300)는 추가적인 구성요소들, 예컨대, 필터 자석(316), 스캐너(318), 시준기(320)를 포함할 수 있고, 여기에서 스캐너(318) 및 시준기(320)의 일반적인 기능들은 잘 알려져 있고 본원에서 더 상세히 설명되지 않을 것이다. 이로써, 고에너지 이온 빔(315)으로 표현되는 고에너지 이온 빔은 기판(324)을 처리하기 위해 종단 스테이션(322)에 전달될 수 있다. 고에너지 이온 빔(315)에 대한 비제한적인 에너지 범위는 500 keV - 10 MeV를 포함하고, 여기에서 이온 빔(306)의 이온 에너지는 선형 가속기(314)의 다양한 가속 스테이지들을 통한 단계별로 증가된다. 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따르면, 선형 가속기(314)의 가속 스테이지들은 공진기들(110)에 의해 전력공급되고, 공진기들(110)의 설계는 도 1-9b의 실시예들에 따를 수 있다.
상기 내용을 고려하여, 본 개시내용은 적어도 다음의 장점들을 제공한다. 하나의 장점에 대해, 본 실시예들의 토로이드형 코일 공진기를 사용하여 더 작은 공진기 풋프린트가 실현될 수 있고, 이에 따라, 알려진 LINAC 기반 이온 주입기들과 비교하여 더 작은 LINAC 풋프린트가 실현될 수 있다. 본 실시예들은 솔레노이드형 공진기들과 비교하여 진동 회로의 더 높은 품질 인자(Q)의 장점을 더 제공한다.
본 개시내용의 특정 실시예들이 본원에 설명되었지만, 본 개시내용은 이에 제한되지 않는데, 이는, 본 개시내용이, 관련 기술분야가 허용할 바와 같이 그 범위가 광범위하고 본 명세서도 그와 같이 읽혀질 수 있기 때문이다. 그러므로, 상기 설명은 제한으로서 해석되어서는 안 된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는 첨부된 청구항들의 범위 및 사상 내에서 다른 수정들을 구상할 것이다.

Claims (20)

  1. 장치로서,
    이온 빔을 송신하도록 배열되는 드리프트 튜브 조립체 - 상기 드리프트 튜브 조립체는:
    제1 접지 전극;
    상기 제1 접지 전극의 하류에 배치된 RF 드리프트 튜브 조립체; 및
    상기 RF 드리프트 튜브 조립체의 하류에 배치된 제2 접지 전극을 포함하고,
    상기 RF 드리프트 튜브 조립체는 삼중 갭 구성을 한정함 -; 및
    공진기 - 상기 공진기는 토로이드형 코일을 포함하고, 상기 토로이드형 코일은, 상기 RF 드리프트 튜브 조립체의 제1 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제1 단부, 및 상기 RF 드리프트 튜브 조립체의 제2 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제2 단부를 가짐 -
    를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 제1 절반부 및 제2 절반부를 갖고, 상기 제1 절반부는 상기 제2 절반부의 제2 턴 횟수와 동일한 제1 턴 횟수를 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 타원형 단면을 한정하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 D 형상 단면을 한정하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은, 일정한 튜브 직경을 갖는 전기 전도성 튜브를 포함하는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 불균일한 튜브 직경을 갖는 전기 전도성 튜브를 포함하고, 상기 토로이드형 코일의 외측을 따라 배치되는 외측 튜브 직경은 제1 치수를 갖고, 상기 토로이드형 코일의 내측을 따라 배치되는 내측 튜브 직경은 상기 제1 치수보다 작은 제2 치수를 갖는, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공진기는 튜너를 더 포함하고, 상기 튜너는, 각각, 상기 토로이드형 코일의 제1 측 및 상기 토로이드형 코일의 제2 측을 따라, 제1 부분 및 제2 부분에 배치되는 튜너 몸체를 포함하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일 내부에 배치된 여자기 코일을 더 포함하고, 상기 여자기 코일은 접지에 연결된 제1 레그 및 rf 전력 조립체에 결합된 제2 레그를 갖는, 장치.
  9. 이온 주입기로서,
    이온 빔을 생성하기 위한 이온 공급원; 및
    상기 이온 빔을 운송하고 가속하기 위한 선형 가속기
    를 포함하고, 상기 선형 가속기는 복수의 가속 스테이지들을 포함하고, 상기 복수의 가속 스테이지들 중 주어진 가속 스테이지는:
    RF 신호를 출력하도록 배열된 RF 전력 조립체;
    상기 이온 빔을 송신하도록 배열되고 상기 RF 전력 조립체에 결합되는 드리프트 튜브 조립체 - 상기 드리프트 튜브 조립체는 삼중 갭 구성을 한정함 -; 및
    공진기 - 상기 공진기는 토로이드형 코일을 포함하고, 상기 토로이드형 코일은, 상기 드리프트 튜브 조립체의 제1 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제1 단부, 및 상기 드리프트 튜브 조립체의 제2 RF 드리프트 튜브에 연결되는 제2 단부를 가짐 - 를 포함하는, 이온 주입기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 제1 절반부 및 제2 절반부를 갖고, 상기 제1 절반부는 상기 제2 절반부의 제2 턴 횟수와 동일한 제1 턴 횟수를 포함하는, 이온 주입기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 타원형 단면을 한정하는, 이온 주입기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 D 형상 단면을 한정하는, 이온 주입기.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은, 일정한 튜브 직경을 갖는 전기 전도성 튜브를 포함하는, 이온 주입기.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 불균일한 튜브 직경을 갖는 전기 전도성 튜브를 포함하고, 상기 토로이드형 코일의 외측을 따라 배치되는 외측 튜브 직경은 제1 치수를 갖고, 상기 토로이드형 코일의 내측을 따라 배치되는 내측 튜브 직경은 상기 제1 치수보다 작은 제2 치수를 갖는, 이온 주입기.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 공진기는 튜너를 더 포함하고, 상기 튜너는, 각각, 상기 토로이드형 코일의 제1 측 및 상기 토로이드형 코일의 제2 측을 따라, 제1 부분 및 제2 부분에 배치되는 튜너 몸체를 포함하는, 이온 주입기.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일 내부에 배치된 여자기 코일을 더 포함하고, 상기 여자기 코일은 접지에 연결된 제1 레그 및 rf 전력 조립체에 결합된 제2 레그를 갖는, 이온 주입기.
  17. 선형 가속기를 위한 공진기로서,
    RF 인클로저;
    상기 RF 인클로저 내에 배치된 토로이드형 코일 - 상기 토로이드형 코일은:
    제1 방향으로 권취된, 제1 복수 횟수의 턴들을 갖는, 제1 코일을 형성하는 제1 절반부; 및
    상기 제1 방향으로 권취된, 제2 복수 횟수의 턴들을 갖는, 제2 코일을 형성하는 제2 절반부를 포함하고,
    상기 제1 절반부는 상기 선형 가속기의 제1 전극에 결합하기 위한 제1 단부를 더 포함하고, 상기 제2 절반부는 상기 선형 가속기의 제2 전극에 결합하기 위한 제2 단부를 더 포함함 -; 및
    상기 토로이드형 코일 내부에 배치된 여자기 코일 - 상기 여자기 코일은 접지에 연결된 제1 레그 및 RF 전력을 수신하도록 결합된 제2 레그를 가짐 -
    을 포함하는, 공진기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 타원형 단면을 한정하는, 공진기.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 D 형상 단면을 한정하는, 공진기.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 토로이드형 코일은 불균일한 튜브 직경을 갖는 전기 전도성 튜브를 포함하고, 상기 토로이드형 코일의 외측을 따라 배치되는 외측 튜브 직경은 제1 치수를 갖고, 상기 토로이드형 코일의 내측을 따라 배치되는 내측 튜브 직경은 상기 제1 치수보다 작은 제2 치수를 갖는, 공진기.
KR1020237021532A 2020-12-01 2021-10-29 공진기, 선형 가속기 구성 및 토로이드형 공진기를 갖는 이온 주입 시스템 KR20230111236A9 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/108,747 2020-12-01
US17/108,747 US11596051B2 (en) 2020-12-01 2020-12-01 Resonator, linear accelerator configuration and ion implantation system having toroidal resonator
PCT/US2021/057412 WO2022119674A1 (en) 2020-12-01 2021-10-29 Resonator, linear accelerator configuration and ion implantation system having toroidal resonator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230111236A true KR20230111236A (ko) 2023-07-25
KR20230111236A9 KR20230111236A9 (ko) 2024-03-25

Family

ID=81752033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237021532A KR20230111236A9 (ko) 2020-12-01 2021-10-29 공진기, 선형 가속기 구성 및 토로이드형 공진기를 갖는 이온 주입 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11596051B2 (ko)
JP (1) JP2023553359A (ko)
KR (1) KR20230111236A9 (ko)
CN (1) CN116547778A (ko)
TW (1) TWI810706B (ko)
WO (1) WO2022119674A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11596051B2 (en) * 2020-12-01 2023-02-28 Applied Materials, Inc. Resonator, linear accelerator configuration and ion implantation system having toroidal resonator
US11818830B2 (en) * 2021-01-29 2023-11-14 Applied Materials, Inc. RF quadrupole particle accelerator
US11825590B2 (en) * 2021-09-13 2023-11-21 Applied Materials, Inc. Drift tube, apparatus and ion implanter having variable focus electrode in linear accelerator
US11985756B2 (en) * 2021-10-20 2024-05-14 Applied Materials, Inc. Linear accelerator coil including multiple fluid channels
US11812539B2 (en) * 2021-10-20 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Resonator, linear accelerator configuration and ion implantation system having rotating exciter
US20240098871A1 (en) * 2022-09-21 2024-03-21 Applied Materials, Inc. Drift tube electrode arrangement having direct current optics

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796219A (en) * 1988-07-15 1998-08-18 Shimadzu Corp Method and apparatus for controlling the acceleration energy of a radio-frequency multipole linear accelerator
US5386177A (en) * 1993-05-20 1995-01-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Plasma klystron amplifier
US5504341A (en) 1995-02-17 1996-04-02 Zimec Consulting, Inc. Producing RF electric fields suitable for accelerating atomic and molecular ions in an ion implantation system
US5581154A (en) * 1995-04-10 1996-12-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Resistive wall klystron amplifier
US5714913A (en) * 1995-12-08 1998-02-03 The Regents Of The University Of California Discrete monotron oscillator having one-half wavelength coaxial resonator with one-quarter wavelength gap spacing
US5801488A (en) * 1996-02-29 1998-09-01 Nissin Electric Co., Ltd. Variable energy radio-frequency type charged particle accelerator
US5744919A (en) * 1996-12-12 1998-04-28 Mishin; Andrey V. CW particle accelerator with low particle injection velocity
JP3448731B2 (ja) * 1998-06-19 2003-09-22 住友イートンノバ株式会社 イオン注入装置
US6262638B1 (en) * 1998-09-28 2001-07-17 Axcelis Technologies, Inc. Tunable and matchable resonator coil assembly for ion implanter linear accelerator
US6423976B1 (en) * 1999-05-28 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Ion implanter and a method of implanting ions
US6326746B1 (en) * 1999-06-23 2001-12-04 Advanced Ion Beam Technology, Inc. High efficiency resonator for linear accelerator
US6291828B1 (en) * 1999-12-21 2001-09-18 Axchlisrtechnologies, Inc. Glass-like insulator for electrically isolating electrodes from ion implanter housing
US6320334B1 (en) * 2000-03-27 2001-11-20 Applied Materials, Inc. Controller for a linear accelerator
TW523796B (en) * 2000-12-28 2003-03-11 Axcelis Tech Inc Method and apparatus for improved ion acceleration in an ion implantation system
US6611106B2 (en) 2001-03-19 2003-08-26 The Regents Of The University Of California Controlled fusion in a field reversed configuration and direct energy conversion
GB2380601A (en) 2001-10-05 2003-04-09 Applied Materials Inc Radio frequency linear accelerator
US7098615B2 (en) * 2002-05-02 2006-08-29 Linac Systems, Llc Radio frequency focused interdigital linear accelerator
US6777893B1 (en) * 2002-05-02 2004-08-17 Linac Systems, Llc Radio frequency focused interdigital linear accelerator
GB2395354B (en) 2002-11-11 2005-09-28 Applied Materials Inc Ion implanter and a method of implanting ions
US6949895B2 (en) * 2003-09-03 2005-09-27 Axcelis Technologies, Inc. Unipolar electrostatic quadrupole lens and switching methods for charged beam transport
US6992308B2 (en) 2004-02-27 2006-01-31 Axcelis Technologies, Inc. Modulating ion beam current
US7767561B2 (en) * 2004-07-20 2010-08-03 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation reactor having an ion shower grid
US7402821B2 (en) * 2006-01-18 2008-07-22 Axcelis Technologies, Inc. Application of digital frequency and phase synthesis for control of electrode voltage phase in a high-energy ion implantation machine, and a means for accurate calibration of electrode voltage phase
US7835499B2 (en) * 2007-12-07 2010-11-16 David U. Yu Compact, short-pulse X-ray and T-ray fused source
US7994488B2 (en) 2008-04-24 2011-08-09 Axcelis Technologies, Inc. Low contamination, low energy beamline architecture for high current ion implantation
US7994472B2 (en) * 2008-06-16 2011-08-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Laser-driven deflection arrangements and methods involving charged particle beams
US7897945B2 (en) * 2008-09-25 2011-03-01 Twin Creeks Technologies, Inc. Hydrogen ion implanter using a broad beam source
WO2010085653A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-29 Kazakov S Yu Multi-mode, multi-frequency, two-beam accelerating device and method
US8637816B1 (en) * 2012-07-31 2014-01-28 Agilent Technologies, Inc. Systems and methods for MS-MS-analysis
WO2014123591A2 (en) * 2012-10-17 2014-08-14 Cornell University Generation and acceleration of charged particles using compact devices and systems
JP6053611B2 (ja) * 2013-05-27 2016-12-27 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 高エネルギーイオン注入装置
CN104465296B (zh) 2013-09-13 2017-10-31 岛津分析技术研发（上海）有限公司 离子传输装置以及离子传输方法
WO2015039622A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-26 The Hong Kong University Of Science And Technology Active control of membrane-type acoustic metamaterial
JP6253362B2 (ja) * 2013-11-21 2017-12-27 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 高エネルギーイオン注入装置、ビーム電流調整装置、及びビーム電流調整方法
CN107078009B (zh) 2014-09-01 2019-04-12 恩特格里斯公司 利用增强源技术进行磷或砷离子植入
DE112015006944B4 (de) * 2015-09-25 2023-03-23 Intel Corporation Einrichtung, System und Verfahren zum Ermöglichen einer Kommunikation über eine Verbindung mit einer Vorrichtung außerhalb einer Baugruppe
US10126500B2 (en) * 2016-11-01 2018-11-13 Purdue Research Foundation Optical coupler having exposed subwavelength gratings for coupling electromagnetic field
US10568196B1 (en) * 2016-11-21 2020-02-18 Triad National Security, Llc Compact, high-efficiency accelerators driven by low-voltage solid-state amplifiers
JP6898753B2 (ja) 2017-03-06 2021-07-07 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン生成装置
US10505334B2 (en) * 2017-04-03 2019-12-10 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and methods for generating and enhancing Smith-Purcell radiation
US10342114B2 (en) 2017-09-15 2019-07-02 Axcelis Technologies, Inc. RF resonator for ion beam acceleration
US10763071B2 (en) * 2018-06-01 2020-09-01 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Compact high energy ion implantation system
US10651011B2 (en) * 2018-08-21 2020-05-12 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and techniques for generating bunched ion beam
US11295931B2 (en) * 2018-08-21 2022-04-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and techniques for generating bunched ion beam
WO2020072332A1 (en) * 2018-10-03 2020-04-09 Varex Imaging Corporation Multiple head linear accelerator system
US11476084B2 (en) * 2019-09-10 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Apparatus and techniques for ion energy measurement in pulsed ion beams
US10991546B1 (en) * 2019-10-25 2021-04-27 Applied Materials, Inc. Isolated LINAC resonator pickup circuit
US11576252B2 (en) * 2020-03-24 2023-02-07 Applied Materials, Inc. Controller and control techniques for linear accelerator and ion implanter having linear accelerator
US20210321876A1 (en) * 2020-04-21 2021-10-21 Ehsan Zare Bidaki System and method for imaging, segmentation, temporal and spatial tracking, and analysis of visible and infrared images of ocular surface and eye adnexa
US11476087B2 (en) * 2020-08-03 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Ion implantation system and linear accelerator having novel accelerator stage configuration
US11388810B2 (en) * 2020-09-17 2022-07-12 Applied Materials, Inc. System, apparatus and method for multi-frequency resonator operation in linear accelerator
US11189460B1 (en) * 2020-11-06 2021-11-30 Applied Materials, Inc. System, apparatus and method for variable length electrode in linear accelerator
US11217427B1 (en) * 2020-11-27 2022-01-04 Applied Materials, Inc. System, apparatus and method for bunched ribbon ion beam
US11596051B2 (en) * 2020-12-01 2023-02-28 Applied Materials, Inc. Resonator, linear accelerator configuration and ion implantation system having toroidal resonator
US11665810B2 (en) * 2020-12-04 2023-05-30 Applied Materials, Inc. Modular linear accelerator assembly

Also Published As

Publication number Publication date
TW202240624A (zh) 2022-10-16
JP2023553359A (ja) 2023-12-21
WO2022119674A1 (en) 2022-06-09
US20220174810A1 (en) 2022-06-02
TWI810706B (zh) 2023-08-01
US11596051B2 (en) 2023-02-28
KR20230111236A9 (ko) 2024-03-25
CN116547778A (zh) 2023-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230111236A (ko) 공진기, 선형 가속기 구성 및 토로이드형 공진기를갖는 이온 주입 시스템
US5504341A (en) Producing RF electric fields suitable for accelerating atomic and molecular ions in an ion implantation system
US6423976B1 (en) Ion implanter and a method of implanting ions
US4943781A (en) Cyclotron with yokeless superconducting magnet
US6060833A (en) Continuous rotating-wave electron beam accelerator
Pottier A new type of RF electron accelerator: the Rhodotron
US2129713A (en) High frequency oscillation system
TW202013415A (zh) 緻密高能離子植入系統及用於生成高能離子射束的設備及方法
KR19990022825A (ko) 중첩 정적 및 시변자계를 생성하는 시스템 및 방법
US20240032183A1 (en) Resonator, linear accelerator configuration and ion implantation system having rotating exciter
KR20220121864A (ko) 공진기 및 이온 주입기의 공진기
US20240179828A1 (en) Linear accelerator assembly including flexible high-voltage connection
JP2006156394A (ja) コイル巻線数の調節による電磁気誘導加速装置
CN113382529A (zh) 一种超导离子环形同步加速器
US3013173A (en) Magnetic beam focusing method and apparatus
JP3168903B2 (ja) 高周波加減速器、および、その使用方法
CN115279008A (zh) 一种医用离子直线加速器
US6326746B1 (en) High efficiency resonator for linear accelerator
WO2018096648A1 (ja) 加速器および粒子線照射装置
US2953750A (en) Magnetic cable
US4737726A (en) Charged particle beam storage and circulation apparatus
JP3168776B2 (ja) 高周波型荷電粒子加速装置
US20240098871A1 (en) Drift tube electrode arrangement having direct current optics
TWI843188B (zh) 線性加速器組合件及離子植入機
JP2002305100A (ja) マイクロトロン電子加速器

Legal Events

Date Code Title Description
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]