JPH0793123B2 - イオン注入装置 - Google Patents

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に関する。

（従来の技術） 周知のようにこの種装置は、イオン源から引き出したイ
オンを磁場による質量分析装置によって所望のイオンを
分析し、このあとそのイオンをスリット、加速管を経て
ターゲットに注入するようにしている。

ところで前記した磁場による質量分析装置によって分析
されるイオンの質量数は、その磁場における磁束密度の
自乗に比例し、イオン源装置におけるイオン引出のため
の引出電圧に逆比例する。また前記磁束密度は分析マグ
ネットコイルに供給するコイル電流とは関数関係にある
ので、前記質量数はこのコイル電流の自乗に比例し、引
出電圧に逆比例するとも言える。

したがって従来では引出電圧と、質量分析装置の磁束密
度またはコイル電流のいずれか一方を検出し、これに基
づいて演算部で所要の演算を行うようにし、その演算結
果に基づいて前記コイル電流を適宜制御して、所望の質
量数のイオンを質量分析装置によって分析するようにし
ている。

ところでこの種装置ではイオン源、質量分析装置など
は、加速管にかかる加速電圧によって決定される高電圧
部位に設置されているので、これらからの情報信号を低
電圧部位にある演算部に伝送するのに、この情報信号を
光信号に変換してから光伝送系を使用して低電圧部位に
伝送するのを普通としている。

しかしこのような光伝送系は内部にガラスを内蔵してい
る関係上、使用状態の如何によっては破損などの異常が
発生することがある。このような異常が発生した場合
は、誤った情報信号が伝送されるようになり、そのため
演算部では誤った演算を行なうことにより、誤ったマス
値のイオンを注入し続けてしまう可能性がある。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は磁場による質量分析装置を備えたイオン注入
装置において、光伝送系を用いて演算部に情報信号を伝
送する場合でも、その光伝送系の異常を検出し、もって
所望のイオン種を正確に選択できるようにすることを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は質量分析によるマス値を決定する演算式の演
算要素である、質量分析装置のコイル電流または磁束密
度のうちの少なくとも何れか一方についての情報信号、
およびイオン源における引出電圧についての情報信号
を、光伝送系によって低電圧部位にある演算部に伝送す
るとともに、光伝送系のうちの異常検出対象の光伝送系
から伝送されてくる情報信号を対象基準信号と常時比較
し、その比較により異常検出対象の光伝送系の異常を監
視するようにしたことを特徴とする。

（実施例） この発明の実施例を図によって説明する。第１図に示す
第１の実施例は磁束密度についての信号伝送系統の異常
を対象とした構成であり、同図において１はイオン源装
置、２はこれからイオンを引出すために引出電圧を発生
する引出電源、３はスリット部、４は質量分析装置で、
マグネット部５とコイル６とによって主として構成され
てある。これらは高電圧部位に配置されてある。７は加
速管、８は加速電圧を発生する加速電源である。

引出電源２の電圧（引出電圧）の値が変換された光信号
は光伝送系９によって低電圧部位に伝送される。伝送さ
れてきた光信号はテレメータ10によって引出電圧に対応
する電気的な情報信号に変換され、演算部11に与えられ
る。

演算部11では後記する別のテレメータ12からの情報信号
と前記したテレメータ10からの情報信号に基づいて予め
定めた演算式にしたがってマス値を演算する。その演算
結果に基づいて選択されたイオンは表示部13によって表
示される。

前記した演算結果によっては所望のイオン種が選択され
ていないときは、演算部11から制御指令が図示しない別
の光伝送系を経てコイル用電源（図示せず）に与えら
れ、磁束密度を所望のイオン種が選択されるよう制御す
る。

以上の構成は通常のものと特に相違するところはない。
この発明にしたがって図の実施例では、情報信号の一つ
として磁束密度を選択した場合を示し、そのためにマグ
ネット部５の内部に２個のホール素子14,15を、互いに
接近した位置に設置する。そして各ホール素子が感応し
た磁束密度に対応する電気的な情報信号は、増幅部16,1
7によって増幅され、かつ光信号に変換される。そのあ
とそれぞれ別個の光伝送系18,19によって伝送される。

伝送されてきた光信号はテレメータ12,20によって受光
され、ここで再び先の電気的な情報信号に変換される。
そして前述したようにテレメータ12からの出力は、マス
値演算のための演算式のひとつの演算要素として演算部
11に与えられる。また両テレメータ12,20からの出力は
比較器21に与えられここで比較かれる。そして両出力の
値に差があるとき、異常状態が発生しているとして、出
力を出す。

以上の構成において、ホール素子14,15のうちの何れか
一方、あるいは光伝送系18,19のうちの何れか一方に異
常が発生していたとすると、テレメータ12,20からの出
力に差が生じる。この差に基づいて比較器21から出力が
出るので、これによって計測系に異常が発生したことが
確認される。比較器21からの出力に基づいて異常である
旨を表示するなり、イオンの注入を停止するインターロ
ックをかけるようにする。

第２図に示す第２の実施例は、コイル６に流れるコイル
電流についての信号伝送系統の異常を対象とした構成で
あり、同図において22はコイル電流を供給する電源を示
し、この電源回路中に抵抗23,24を挿入してその各抵抗
からコイル電流を検出するようにしている。

この場合でも何れか一方のコイル電流に関する信号伝送
系統に異常があれば、両テレメータ12,20の出力に差が
生じるようになるので、これからも計測系に異常が発生
したことが確認される。

第３図に示す第３の実施例は、引出電源２の引出電圧に
ついての信号伝送系統の異常を対象とした構成であり、
この構成では引出電源２からの情報信号は光伝送系９に
よってテレメータ10に伝送されるが、イオン種を変更し
ない限りは引出電圧は固定であるので、テレメータ10の
出力は比較器21により定電圧と比較するようにすればよ
い。25はこの定電圧が印加される電圧端子を示す。

この場合でも引出電圧の信号伝送系に異常があれば、両
テレメータ12,10の出力に差が生じるようになるので、
これからも計測系に異常が発生したことが確認される。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、イオン種の選択
のための演算に必要な情報信号を光伝送系を利用して、
低電圧部位にあるマス値演算のための演算部に伝送する
にあたり、異常検出対象の光伝送系に異常が発生したと
きは、直ちにこれを検出することができるようになり、
したがって光伝送系を利用して所要の情報信号を伝送す
る場合でも、所望のイオン種を確実に選択することがで
きる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は何れもはこの発明の実施例を示す回
路図である。 １……イオン源装置、２……引出電源、４……質量分析
装置、５……マグネット部、６……コイル、9,18,19…
…信号伝送系、10,12,20……テレメータ、11……演算
部、21……比較器、22……コイル用の電源、23,24……
抵抗、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン源装置と、前記イオン源装置から引
   き出されたイオンを磁場によって所望のイオンを分析す
   る質量分析装置と、前記質量分析装置によって分析され
   たイオンをターゲットに加速して注入する加速管を備
   え、前記イオン源装置、質量分析装置を、前記加速管に
   かかる加速電圧によって決定される高電圧部位に設置し
   てあるイオン注入装置において、 マス値を演算する演算部を低電圧部位に設置するととも
   に、質量分析しようとするマス値を決定する演算式の演
   算要素である、前記質量分析装置のコイル電流または磁
   束密度とのうちの少なくとも一方についての情報信号、
   および前記イオン源装置における引出電圧についての情
   報信号を、それぞれ前記演算部に伝送する光伝送系を設
   けてなり、更に前記光伝送系のうちの異常検出対象の光
   伝送系によって伝送される情報信号を、対象基準信号と
   常時比較する比較手段を、低電圧部位に設け、前記比較
   手段による比較結果により、前記異常検出対象の光伝送
   系の異常を監視するようにしてなる イオン注入装置。