JPH0754959Y2 - Multi-stage accelerator tube - Google Patents

Multi-stage accelerator tube

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JPH0754959Y2
JPH0754959Y2 JP1990090999U JP9099990U JPH0754959Y2 JP H0754959 Y2 JPH0754959 Y2 JP H0754959Y2 JP 1990090999 U JP1990090999 U JP 1990090999U JP 9099990 U JP9099990 U JP 9099990U JP H0754959 Y2 JPH0754959 Y2 JP H0754959Y2
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JP
Japan
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accelerating
electrode
suppressor
tube
electrodes
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JPH0447300U (en
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勝男 内藤
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、イオン注入装置等に用いられる多段式加速
管に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a multistage accelerating tube used in an ion implantation apparatus or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

イオン注入装置は、当初原子核物理学の分野で使用され
た荷電粒子加速器から発展し、1970年代に半導体製造装
置として工業用に利用されるようになり、また、半導体
以外へのイオン注入法の活用も進められた。現在ではシ
リコンや化合物半導体への不純物ドーピング用としては
不可欠のものとなり、また、鉄鋼をはじめとする各種金
属からセラミック,ポリマー等の諸材料の表面・表層の
改質用として研究・実用化がさかんである。
Ion implanters were developed from charged particle accelerators that were originally used in the field of nuclear physics, and became industrially used as semiconductor manufacturing equipment in the 1970s. Was also advanced. Nowadays, it is indispensable for doping impurities into silicon and compound semiconductors, and research and practical applications are being carried out for modifying the surface and surface layers of various metals such as steel, ceramics, and polymers. Is.

さて、イオン注入法とは、注入したい物質をイオン化さ
せ、そのイオンを選択し、数KeV〜数100KeV(最近ではM
eVクラスもある)まで加速し、その運動エネルギで固体
基板の中に打ち込む技術である。イオン注入装置は、注
入する元素をイオン化しイオンビームとして引き出すイ
オン源系、所定の質量のイオンだけを選別する質量分析
系、所定のエネルギを与える加速系、ウェハをセットし
注入処理を行うエンドステーション部等から構成され、
イオン源系からエンドステーション部までのイオンビー
ムの通路はすべて高真空になっている。
Now, the ion implantation method is to ionize a substance to be implanted, select the ions, and then perform several KeV to several 100 KeV (recently M
There is also eV class), and the kinetic energy is used to drive into a solid substrate. The ion implanter is an ion source system that ionizes the elements to be implanted and extracts them as an ion beam, a mass analysis system that selects only ions of a prescribed mass, an acceleration system that imparts prescribed energy, and an end station that sets the wafer and performs the implantation process. It is composed of parts,
The path of the ion beam from the ion source system to the end station is all in high vacuum.

加速系における従来の多段式加速管の構成を第2図に示
す。
The structure of a conventional multistage accelerating tube in an accelerating system is shown in FIG.

第2図(a)は従来例の多段式加速管の概略構造図であ
り、第2図(b)は第2図(a)の電位分布を示す図で
ある。
FIG. 2 (a) is a schematic structural diagram of a conventional multistage accelerating tube, and FIG. 2 (b) is a diagram showing the potential distribution of FIG. 2 (a).

従来の多段式加速管は、第2図(a)に示すように、た
とえばアルミ製の加速電極1〜9およびサプレッサ電極
10とこれを等間隔に支える絶縁管11からなっている。加
速電極1には電圧Vaが与えられ、加速電極1〜9にはそ
れぞれブリーダ抵抗12〜19が接続され均等な電位分担を
与えている。サプレッサ電極10には、負のサプレッサ電
圧Vsが印加され、大地側の電極9とイオンの衝突により
発生した2次電子が加速管内で加速されることを防ぐこ
とにより、X線の発生を抑制している。なお、矢印Bは
イオンビームを示す。
As shown in FIG. 2 (a), the conventional multistage accelerating tube has, for example, aluminum accelerating electrodes 1 to 9 and a suppressor electrode.
It consists of 10 and an insulating tube 11 that supports this at equal intervals. A voltage Va is applied to the accelerating electrode 1, and bleeder resistors 12 to 19 are connected to the accelerating electrodes 1 to 9, respectively, so as to give an equal potential sharing. A negative suppressor voltage Vs is applied to the suppressor electrode 10 to prevent secondary electrons generated by collision of ions with the ground-side electrode 9 from being accelerated in the accelerating tube, thereby suppressing generation of X-rays. ing. The arrow B indicates an ion beam.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

しかしながら上記従来の構成では、加速管の出口周辺で
発生した2次電子は、負のサプレッサ電圧Vsが印加され
ているサプレッサ電極10により追い返され、加速管内を
逆流するのを防ぐことができるが、加速管内で発生した
2次電子は、加速管内を逆流して上流側の電極または加
速管入口部のマスクや配管に衝突し、制動放射によりX
線を発生させる。このため、X線遮蔽のための鉛が大量
に装置周辺に必要であった。この場合、2次電子は、イ
オンビームと電極との衝突,イオンビームと管内残留ガ
ス粒子との衝突等によって発生したものである。
However, in the above-described conventional configuration, secondary electrons generated around the exit of the acceleration tube are prevented from being repelled by the suppressor electrode 10 to which the negative suppressor voltage Vs is applied and flowing backward in the acceleration tube. The secondary electrons generated in the accelerating tube flow backward in the accelerating tube and collide with the upstream electrode or the mask or pipe at the entrance of the accelerating tube, and X rays are generated by bremsstrahlung
Generate a line. Therefore, a large amount of lead for X-ray shielding is required around the device. In this case, the secondary electrons are generated by the collision between the ion beam and the electrode, the collision between the ion beam and the residual gas particles in the tube, and the like.

この考案の目的は、X線の発生を抑制することができる
多段式加速管を提供することである。
An object of the present invention is to provide a multistage accelerating tube capable of suppressing the generation of X-rays.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この考案の多段式加速管は、イオンビームの上流から下
流方向へ配置された順に低い電圧が印加される多数の加
速電極と、多数の加速電極の間に配置された少なくとも
1つのサプレッサ電極とを備え、サプレッサ電極は下流
側に隣接する加速電極の次段の加速電極と接続されてい
る。
The multistage accelerating tube of the present invention comprises a large number of accelerating electrodes to which a low voltage is applied in the order arranged from the upstream side to the downstream side of an ion beam, and at least one suppressor electrode arranged between the large number of accelerating electrodes. The suppressor electrode is connected to the accelerating electrode next to the accelerating electrode adjacent to the downstream side.

〔作用〕[Action]

この考案の構成によれば、サプレッサ電極は下流側に隣
接する加速電極の次段の加速電極と接続されているた
め、サプレッサ電極には接続された加速電圧と同じ電圧
が供給される。したがってサプレッサ電極にその下流側
に隣接する加速電極の電圧より低い電圧が供給されるこ
とにより、ポテンシャル・バリアが形成される。このポ
テンシャル・バリアにより、加速管内で発生した2次電
子が補捉され、加速管内を2次電子が逆流するのが抑制
される。この結果、制動放射によりX線が発生するのを
防ぐことができる。さらに、ポテンシャル・バリアに補
捉された2次電子がイオンビームの空間電荷を打ち消す
ため、管内でのイオンビームの発散が抑えられる。ま
た、サプレッサ電極には、その下流側に隣接する加速電
極の次段の加速電極の印加電圧を供給するようにしてい
るため、Einzel(アインツェル)レンズ効果が十分に得
られ、ビーム集束効果を良くできる。
According to the configuration of the present invention, the suppressor electrode is connected to the accelerating electrode at the next stage of the accelerating electrode adjacent to the downstream side, so that the same voltage as the connected accelerating voltage is supplied to the suppressor electrode. Therefore, a potential barrier is formed by supplying the suppressor electrode with a voltage lower than the voltage of the acceleration electrode adjacent to the suppressor electrode on the downstream side. This potential barrier traps the secondary electrons generated in the acceleration tube, and suppresses the backflow of the secondary electrons in the acceleration tube. As a result, it is possible to prevent X-rays from being generated by bremsstrahlung. Further, since the secondary electrons captured by the potential barrier cancel the space charge of the ion beam, the divergence of the ion beam in the tube can be suppressed. In addition, the suppressor electrode is supplied with the voltage applied to the accelerating electrode at the stage next to the accelerating electrode adjacent to the downstream side of the suppressor electrode, so that the Einzel lens effect is sufficiently obtained and the beam focusing effect is improved. it can.

〔実施例〕〔Example〕

この考案の一実施例を第1図に基づいて説明する。 An embodiment of this invention will be described with reference to FIG.

第1図(a)はこの考案の一実施例の多段式加速管の概
略構造図であり、第1図(b)は第1図(a)の電位分
布を示す図である。
FIG. 1 (a) is a schematic structural diagram of a multistage accelerating tube according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a diagram showing the potential distribution of FIG. 1 (a).

この多段式加速管は第1図(a)に示すように、第2図
(a)に示した従来の多段式加速管に、隣接する一対の
加速電極間にリング状になった4つのサプレッサ電極2
0,21,22,23を、それぞれ加速電極2・3間,加速電極3
・4間,加速電極4・5間,加速電極5・6間に設けて
いる。そして、加速電極2・3間に設けられたサプレッ
サ電極20には、隣接する加速電極3より低電位の加速電
極4と外部結線することにより電圧が供給されている。
同様にしてサプレッサ電極21,22,23にも、それぞれ隣接
する加速電極4,5,6より低電位の電圧が供給されてい
る。
As shown in FIG. 1 (a), this multistage accelerating tube is different from the conventional multistage accelerating tube shown in FIG. 2 (a) in that four suppressors are formed in a ring shape between a pair of adjacent acceleration electrodes. Electrode 2
0,21,22,23 between accelerating electrodes 2 and 3, respectively, accelerating electrode 3
・ 4, between acceleration electrodes 4 and 5, and between acceleration electrodes 5 and 6. The suppressor electrode 20 provided between the accelerating electrodes 2 and 3 is supplied with a voltage by externally connecting to the accelerating electrode 4 having a lower potential than the adjacent accelerating electrode 3.
Similarly, the suppressor electrodes 21, 22 and 23 are also supplied with a lower potential voltage than the adjacent acceleration electrodes 4, 5 and 6, respectively.

このように、サプレッサ電極20〜23には、隣接する加速
電極3〜6の印加電圧より低い電圧を印加するようにし
ている。なお、第1図(a)において、第2図(a)に
対応するものには同一の符号を付してある。
Thus, the suppressor electrodes 20-23 are applied with a voltage lower than the applied voltage of the adjacent acceleration electrodes 3-6. Incidentally, in FIG. 1 (a), those corresponding to FIG. 2 (a) are designated by the same reference numerals.

また、第1図(b)に示すように、サプレッサ電極20〜
23に隣接する加速電極3〜6の電圧より低い電圧をかけ
ることにより、ポテンシャル・バリアVbが形成され
る。なお、二点鎖線Xはサプレッサ電極20〜23を設けて
いない従来の場合を示している。
In addition, as shown in FIG.
By applying a voltage lower than the voltage of the acceleration electrodes 3 to 6 adjacent to 23, the potential barrier V b is formed. The two-dot chain line X shows the conventional case where the suppressor electrodes 20 to 23 are not provided.

そして、ポテンシャル・バリアVbにより、管内で発生
した2次電子が補捉され、加速管内を2次電子が逆流す
るのが抑制される。この結果、制動放射によりX線が発
生するのを防ぐことができ、X線遮蔽のための遮蔽材が
減少あるいは不要になり、装置の低コスト・コンパクト
化を実現することができる。さらに、ポテンシャル・バ
リアVbに補足された2次電子がイオンビームの空間電
荷を打ち消すため、管内でのイオンビームの発散が抑え
られる。また、サプレッサ電極20〜23には、その下流側
に隣接した加速電極3〜6の次段の加速電極4〜7の印
加電極を供給するようにしているため、Einzel(アイン
ツェル)レンズ効果が十分に得られ、ビーム集束効果を
良くできる。
Then, the potential barrier V b captures the secondary electrons generated in the tube, and suppresses the secondary electrons from flowing backward in the acceleration tube. As a result, it is possible to prevent generation of X-rays due to bremsstrahlung, and it is possible to reduce or eliminate the shielding material for shielding X-rays, and to realize low cost and compactness of the device. Further, since the secondary electrons captured by the potential barrier Vb cancel the space charge of the ion beam, the divergence of the ion beam in the tube can be suppressed. Further, since the suppressor electrodes 20 to 23 are supplied with the application electrodes of the accelerating electrodes 4 to 7 next to the accelerating electrodes 3 to 6 which are adjacent to the suppressor electrodes 20 to 23, the Einzel lens effect is sufficient. Therefore, the beam focusing effect can be improved.

なお、この実施例では、従来のサプレッサ電極10に加
え、4つのサプレッサ電極20〜23を設けているが1つ以
上設けてあればよい。
Although four suppressor electrodes 20 to 23 are provided in addition to the conventional suppressor electrode 10 in this embodiment, one or more suppressor electrodes may be provided.

〔考案の効果〕[Effect of device]

この考案の多段式加速管は、サプレッサ電極は下流側に
隣接する加速電極の次段の加速電極と接続されているた
め、サプレッサ電極には接続された加速電圧と同じ電圧
が供給される。したがってサプレッサ電極にその下流側
に隣接する加速電極の電圧より低い電圧が供給されるこ
とにより、ポテンシャル・バリアが形成される。このポ
テンシャル・バリアにより、加速管内で発生した2次電
子が補捉され、加速管内を2次電子が逆流するのが抑制
される。この結果、制動放射によりX線が発生するのを
防ぐことができ、X線遮蔽のための遮蔽材が減少あるい
は不要になり、装置の低コスト・コンパクト化を実現す
ることができる。さらに、ポテンシャル・バリアに補捉
された2次電子がイオンビームの空間電荷を打ち消すた
め、管内でのイオンビームの発散が抑えられる。また、
サプレッサ電極には、その下流側に隣接する加速電極の
次段の加速電極の印加電圧を供給するようにしているた
め、Einzel(アインツェル)レンズ効果が十分に得ら
れ、ビーム集束効果を良くできる。
In the multi-stage accelerating tube of the present invention, the suppressor electrode is connected to the accelerating electrode next to the accelerating electrode adjacent to the downstream side, so that the same voltage as the connected accelerating voltage is supplied to the suppressor electrode. Therefore, a potential barrier is formed by supplying the suppressor electrode with a voltage lower than the voltage of the acceleration electrode adjacent to the suppressor electrode on the downstream side. This potential barrier traps the secondary electrons generated in the acceleration tube, and suppresses the backflow of the secondary electrons in the acceleration tube. As a result, it is possible to prevent generation of X-rays due to bremsstrahlung, and it is possible to reduce or eliminate the shielding material for shielding X-rays, and to realize low cost and compactness of the device. Further, since the secondary electrons captured by the potential barrier cancel the space charge of the ion beam, the divergence of the ion beam in the tube can be suppressed. Also,
Since the suppressor electrode is supplied with the voltage applied to the accelerating electrode at the stage next to the accelerating electrode adjacent to the downstream side of the suppressor electrode, the Einzel lens effect can be sufficiently obtained and the beam focusing effect can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)はこの考案の一実施例の多段式加速管の概
略構造図、第1図(b)は第1図(a)の電位分布を示
す図、第2図(a)は従来の多段式加速管の概略構造
図、第2図(b)は第2図(a)の電位分布を示す図で
ある。 1〜9……加速電極、10,20〜23……サプレッサ電極
FIG. 1 (a) is a schematic structural diagram of a multistage accelerating tube according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (b) is a diagram showing the potential distribution of FIG. 1 (a), and FIG. 2 (a) is FIG. 2 (b) is a diagram showing the potential distribution in FIG. 2 (a), which is a schematic structural diagram of a conventional multistage accelerating tube. 1-9 ... Accelerator electrode, 10, 20-23 ... Suppressor electrode

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】イオンビームの上流から下流方向へ配置さ
れた順に低い電圧が印加される多数の加速電極と、前記
多数の加速電極の間に配置された少なくとも1つのサプ
レッサ電極とを備え、前記サプレッサ電極は下流側に隣
接する加速電極の次段の加速電極と接続されている多段
式加速管。
1. A plurality of accelerating electrodes to which a low voltage is applied in the order arranged from the upstream side to the downstream side of an ion beam, and at least one suppressor electrode arranged between the plurality of accelerating electrodes, The suppressor electrode is a multi-stage accelerating tube connected to the accelerating electrode next to the accelerating electrode adjacent to the downstream side.
JP1990090999U 1990-08-29 1990-08-29 Multi-stage accelerator tube Expired - Lifetime JPH0754959Y2 (en)

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JPH0447300U JPH0447300U (en) 1992-04-22
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