JP2011171316A - Charged particle sorting device and charged particle irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子選別装置及び荷電粒子照射装置に関する。 The present invention relates to a charged particle sorting device and a charged particle irradiation device.
複数個の原子等が凝集してできるガスクラスターは特異な物理化学的挙動を示し、広い分野における利用が検討されている。即ち、ガスクラスターからなるクラスターイオンビームは、従来困難であった固体表面から数ナノメートルの深さの領域で、イオン注入、表面加工、薄膜形成を行うプロセスに適している。 A gas cluster formed by agglomeration of a plurality of atoms exhibits a unique physicochemical behavior, and its use in a wide range of fields is being studied. That is, the cluster ion beam composed of gas clusters is suitable for processes in which ion implantation, surface processing, and thin film formation are performed at a depth of several nanometers from a solid surface, which has been difficult in the past.
ガスクラスター発生装置においては、加圧ガスの供給を受けて原子の数が数100〜数1000となるクラスターを発生させることが可能である。ガスクラスター発生装置では、発生するクラスターにおける原子の数は確率的に存在し、ガスクラスターの質量には幅を有しており、実用的には、ガスクラスターの質量に基づいて選別する必要がある。 In the gas cluster generator, it is possible to generate a cluster whose number of atoms is several hundred to several thousand by being supplied with pressurized gas. In a gas cluster generator, the number of atoms in the generated cluster stochastically exists, and the mass of the gas cluster has a range, and in practice it is necessary to sort based on the mass of the gas cluster .
このため、発生したクラスターをイオン化し、質量に基づいて選別する方法がある。 For this reason, there is a method of ionizing generated clusters and sorting them based on mass.
しかしながら、イオン化したクラスターは質量について選別するのみならず、イオン化されている価数に応じて選別することが望まれている。これは、イオン化されているガスクラスターの価数により用途等が大きく異なるためであり、所望の価数のガスクラスターのみを選別して使用することにより、より高効率で、より精細な加工等を行うことが可能となる。即ち、実験等の結果に基づくならば、表面の限られた領域より深い部分に、イオンの痕跡が確認され、検討の結果、これは多価イオンの混在に起因するものであることが確認された。従って、固体表面から数ナノメートルの深さの領域で、イオン注入、表面加工、薄膜形成を行うプロセスを安定的に行うためには、多価イオンのガスクラスターを除去することが必要となる。一方、用途においては、多価イオンのガスクラスターを用いる方がスループット等の点から好ましい場合がある。更に、ガスクラスターを生成する際に生じる高速中性ビームも除去することができればより好ましい。 However, ionized clusters are desired not only to be sorted by mass but also to be sorted according to the ionized valence. This is because the use and the like vary greatly depending on the valence of the ionized gas cluster. By selecting and using only the gas cluster having the desired valence, higher efficiency and finer processing can be achieved. Can be done. That is, based on the results of experiments and the like, traces of ions are confirmed in a deeper part than a limited area of the surface, and as a result of examination, it is confirmed that this is due to the mixing of multivalent ions. It was. Therefore, in order to stably perform the processes of ion implantation, surface processing, and thin film formation in a region several nanometers deep from the solid surface, it is necessary to remove gas clusters of multiply charged ions. On the other hand, in applications, it may be preferable to use a gas cluster of multiply charged ions from the viewpoint of throughput. Furthermore, it is more preferable if the high-speed neutral beam generated when generating the gas cluster can also be removed.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、イオン化したクラスターを価数に応じて選別することが可能な荷電粒子選別装置及び荷電粒子照射装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a charged particle sorting apparatus and a charged particle irradiation apparatus capable of sorting ionized clusters according to valence.
本発明は、イオン化したガスクラスターを選別するための荷電粒子選別装置において、前記ガスクラスターの進行方向に配列された電界を印加するための3つ以上の電界印加部と、前記ガスクラスターを選別するためのスリットと、を有し、前記電界印加部は2枚の電極から構成されており、前記電極に交流電圧を印加することにより、イオン化したガスクラスターを偏向させるものであって、隣接する前記電界印加部においては、異なる位相の交流電圧が印加されており、前記スリットは、前記電界印加部により偏向した前記ガスクラスターを通過する開口部を有するものであって、前記交流電圧は、前記ガスクラスターを構成する原子数が同じガスクラスターにおいて、所定の価数の前記ガスクラスターのみが、前記スリットの開口部を通過する周波数であることを特徴とする。 In the charged particle sorting apparatus for sorting ionized gas clusters, the present invention sorts the gas clusters by three or more electric field applying units for applying an electric field arranged in the traveling direction of the gas clusters. And the electric field application unit is composed of two electrodes, and deflects ionized gas clusters by applying an alternating voltage to the electrodes, In the electric field applying unit, alternating voltages of different phases are applied, and the slit has an opening that passes through the gas cluster deflected by the electric field applying unit, and the alternating voltage is the gas In a gas cluster having the same number of atoms constituting the cluster, only the gas cluster having a predetermined valence passes through the opening of the slit. Characterized in that an over frequency.
また、本発明は、イオン化したガスクラスターを選別するための荷電粒子選別装置において、前記ガスクラスターの進行方向に配列された電界を印加するための電界印加部と、前記ガスクラスターを選別するためのスリットと、を有し、前記電界印加部は2枚の電極から構成されており、前記電界印加部は交流電界印加部と、直流電界印加部を有しており、前記電極に前記直流電界印加部において発生させた直流電圧に前記交流電界印加部において発生させた交流電圧を重畳させた電圧を印加することにより、イオン化したガスクラスターを偏向させるものであって、隣接する前記電界印加部においては、異なる位相の交流電圧が印加されており、前記スリットは、前記電界印加部により偏向した前記ガスクラスターを通過する開口部を有するものであって、前記交流電圧は、前記ガスクラスターを構成する原子数が同じガスクラスターにおいて、所定の価数の前記ガスクラスターのみが、前記スリットの開口部を通過する周波数であることを特徴とする。 Further, the present invention provides a charged particle sorting apparatus for sorting ionized gas clusters, an electric field applying unit for applying an electric field arranged in the traveling direction of the gas clusters, and a method for sorting the gas clusters. And the electric field application unit includes two electrodes, and the electric field application unit includes an AC electric field application unit and a DC electric field application unit, and the DC electric field application is applied to the electrodes. By applying a voltage obtained by superimposing the AC voltage generated in the AC electric field application unit on the DC voltage generated in the unit, the ionized gas cluster is deflected. In the adjacent electric field application unit, AC voltages having different phases are applied, and the slit has an opening that passes through the gas cluster deflected by the electric field applying unit. In the gas cluster having the same number of atoms constituting the gas cluster, the AC voltage is a frequency at which only the gas cluster having a predetermined valence passes through the opening of the slit. To do.
また、本発明は、前記交流電圧は、前記ガスクラスターを構成する原子数が同じガスクラスターにおいて、所定の価数の前記ガスクラスターのみが、前記スリットの開口部を通過する周波数であることを特徴とする。 Further, in the present invention, the AC voltage is a frequency at which only the gas cluster having a predetermined valence passes through the opening of the slit in the gas cluster having the same number of atoms constituting the gas cluster. And
また、本発明は、前記所定の価数は、1価であることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the predetermined valence is monovalent.
また、本発明は、隣接する前記電界印加部における電極には、相互に位相が180°異なる電圧が印加されるものであることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that voltages at phases different from each other by 180 ° are applied to the electrodes in the adjacent electric field applying units.
また、本発明は、前記電界印加部の数は、3又は4であることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the number of the electric field applying units is 3 or 4.
また、本発明は、ガスクラスターを生成するガスクラスター生成部と、前記ガスクラスターをイオン化するイオン化電極と、前記イオン化したガスクラスターを加速するための加速電極と、前記加速したイオン化したガスクラスターにおいて、所定の価数のイオン化したガスクラスターを選別するための前記記載の荷電粒子選別装置と、を有し、前記荷電粒子選別装置より射出されたイオン化したガスクラスターを部材に照射することを特徴とする。 Further, the present invention provides a gas cluster generation unit for generating a gas cluster, an ionization electrode for ionizing the gas cluster, an acceleration electrode for accelerating the ionized gas cluster, and the accelerated ionized gas cluster, A charged particle sorting device as described above for sorting ionized gas clusters having a predetermined valence, and irradiating a member with ionized gas clusters ejected from the charged particle sorting device. .
本発明によれば、イオン化したクラスターを価数に応じて選別することが可能な荷電粒子選別装置及び荷電粒子照射装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the charged particle sorting apparatus and charged particle irradiation apparatus which can sort out the ionized cluster according to a valence can be provided.
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。 The form for implementing this invention is demonstrated below.
〔第1の実施の形態〕
(荷電粒子選別装置及び荷電粒子照射装置)
第1の実施の形態について説明する。本実施の形態は、発生したガスクラスターを選別する荷電粒子選別装置及び荷電粒子選別装置により選別された荷電粒子を基板等に照射する荷電粒子照射装置に関するものである。
[First Embodiment]
(Charged particle sorting device and charged particle irradiation device)
A first embodiment will be described. The present embodiment relates to a charged particle sorting apparatus that sorts generated gas clusters and a charged particle irradiation apparatus that irradiates a substrate or the like with charged particles sorted by the charged particle sorting apparatus.
図1に基づき、本実施の形態における荷電粒子照射装置について説明する。 Based on FIG. 1, the charged particle irradiation apparatus in this Embodiment is demonstrated.
本実施の形態における荷電粒子照射装置は、ガスクラスターを生成するノズル部11、イオン化電極12、加速電極13、クラスター選別部14を有している。尚、クラスター選別部14は本実施の形態の荷電粒子選別装置に相当する。
The charged particle irradiation apparatus in the present embodiment includes a
ノズル部11では、圧縮されたガスによりガスクラスターが生成される。具体的には、高圧状態でノズル部11に供給されたガスが、ノズル部11より噴出することにより、ガスクラスターが生成される。この際に用いられるガスは、酸素及びアルゴン等のガスであり、常温で気体状態を示すものが好ましい。
In the
このように、アルゴン等を供給することにより、アルゴンのガスクラスターが生成されるが、生成されるガスクラスターの原子の数は一定ではなく、様々な原子の数のガスクラスターが生成される。 Thus, by supplying argon or the like, an argon gas cluster is generated, but the number of atoms of the generated gas cluster is not constant, and gas clusters of various numbers of atoms are generated.
イオン化電極12では、生成されたガスクラスターをイオン化する。これにより、生成されたガスクラスターがイオン化されるが、イオン化される価数は一定ではなく、1価、2価、3価等にイオン化されたガスクラスターが生成される。
The ionized
次に、加速電極13によりイオン化したガスクラスターが加速される。この際、ガスクラスターは、ガスクラスターを構成する原子の数の平方根、即ち、質量の平方根に反比例する速度で加速される。また、イオン化されている価数の平方根に比例する速度で加速される。
Next, the ionized gas cluster is accelerated by the
次に、クラスター選別部14においてガスクラスターがイオン化されている価数に応じて選別される。本実施の形態では、1価のイオン化したガスクラスター15のみを選別することができる。
Next, the
クラスター選別部14について、図2に基づき説明する。図2は、本実施の形態におけるクラスター選別部14の構成図である。
The
本実施の形態におけるクラスター選別部14は、3組の電界印加部21、22及び23、スリット24及び電源25を有している。
The
電界印加部21は、電極21a及び21bにより構成されており、電極21aと電極21bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部22は、電極22a及び22bにより構成されており、電極22aと電極22bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部23は、電極23a及び23bにより構成されており、電極23aと電極23bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric
電圧の印加は電源25によってなされ、交流電圧が各々の電極に印加される。電極21a、22b及び23aは電気的に接続されており、また、電極21b、22a及び23bは電気的に接続されている。電極21a、22b及び23aに対し、電極21b、22a及び23bには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は電源25により調整可能である。
The voltage is applied by the
また、スリット24は、3組の電界印加部21、22及び23を通過した粒子のうち、直進方向に進む粒子が通過することが可能な開口部24aを有しており、3組の電界印加部21、22及び23において偏向された粒子は、破線の矢印で示すように、スリット24の開口部24aを通過することができないため遮ることができる。よって、クラスター選別部14では、実線の矢印で示されるような、直進方向に進むガスクラスターのみを選別し得ることができる。
In addition, the
このようにして、本実施の形態では、電極21a、22b及び23aと、電極21b、22a及び23bと間に所定の周波数の電圧を印加することにより、所望の価数のガスクラスターを選別するものである。
Thus, in this embodiment, a gas cluster having a desired valence is selected by applying a voltage of a predetermined frequency between the
(ガスクラスターの偏向)
次に、イオン化されたガスクラスターの偏向について説明する。
(Gas cluster deflection)
Next, the deflection of the ionized gas cluster will be described.
具体的には、
θl=ωl/v0・・・・・・・(1)
とした場合、θlとガスクラスターの偏向角について説明する。尚、ωは、電源25より印加される電圧の角周波数であり、印加される電圧の周波数fは、
f=ω/2π・・・・・・・・(2)
となる。
In particular,
θ l = ωl / v 0 (1)
In this case, θ l and the deflection angle of the gas cluster will be described. Is the angular frequency of the voltage applied from the
f = ω / 2π (2)
It becomes.
また、lは偏向系の長さ、即ち、電極の長さであり、ガスクラスターの進行方向に沿った方向における各々の電極の長さの和である。また、v0は、ガスクラスターの速度である。 Further, l is the length of the deflection system, that is, the length of the electrode, and is the sum of the lengths of the respective electrodes in the direction along the traveling direction of the gas cluster. V 0 is the velocity of the gas cluster.
図3〜図5に、電界印加部が、1組の場合、2組の場合、3組の場合について、θlとガスクラスターの偏向角との関係を示す。尚、lは0.1mであって、ガスクラスターのクラスターサイズが1000原子/クラスターであって、10kVでガスクラスターを加速した場合のものである。また、ガスクラスターを構成する原子はアルゴンである。 FIGS. 3 to 5 show the relationship between θ 1 and the deflection angle of the gas cluster when the electric field application unit is one set, two sets, and three sets. Here, l is 0.1 m, the cluster size of the gas cluster is 1000 atoms / cluster, and the gas cluster is accelerated at 10 kV. Moreover, the atom which comprises a gas cluster is argon.
図3に電界印加部が1組、即ち、1組の電極の場合におけるθlとガスクラスターの偏向角との関係を示す。図に示されるように、1価、2価、3価のガスクラスターにより、各々の偏向角は異なる。しかしながら、電界印加部が1組の場合では、各々の価数におけるガスクラスターの偏向角が安定するθl幅が狭く、印加する周波数を変えても偏向角を利用して、1価、2価、3価のガスクラスターを完全に分離することは困難である。 FIG. 3 shows the relationship between θ l and the deflection angle of the gas cluster when the electric field applying unit is one set, that is, one set of electrodes. As shown in the figure, the deflection angles of the monovalent, divalent, and trivalent gas clusters are different. However, in the case of a single electric field application unit, the θ l width in which the deflection angle of the gas cluster at each valence is stable is narrow, and even if the applied frequency is changed, the deflection angle is utilized to make the monovalent, bivalent It is difficult to completely separate trivalent gas clusters.
次に、図4に電界印加部が2組、即ち、2組の電極の場合におけるθlとガスクラスターの偏向角との関係を示す。尚、2組の電界印加部には、電源等により相互に位相が180°異なる逆位相の電圧が印加されている。電界印加部が2組の場合では、各々の価数におけるガスクラスターの偏向角が安定するθl幅はあるものの、各々が重複しない領域であり、周波数を変えても偏向角を利用して、1価、2価、3価のガスクラスターを分離して実用的に用いることは困難である。 Next, FIG. 4 shows the relationship between θ l and the deflection angle of the gas cluster when there are two sets of electric field application units, that is, two sets of electrodes. The two sets of electric field applying units are applied with voltages having opposite phases with a phase difference of 180 ° by a power source or the like. In the case where there are two sets of electric field application parts, there is a θ l width in which the deflection angle of the gas cluster at each valence is stable, but each is a non-overlapping region. It is difficult to separate monovalent, divalent and trivalent gas clusters for practical use.
なお、θlが12〜13前後、即ち、約130〜140kHzの周波数においては、1価のガスクラスターの偏向角は略0であるが、2価、3価のガスクラスターは、偏向角が安定しておらず、1価との差の少ない領域がある。このように、電界印加部が2組の場合では、イオン化したクラスターの価数ごとの分解性能は、電界印加部が1組の場合よりも向上するものの、実用的に用いることは困難を伴う。 When θ l is around 12 to 13, that is, a frequency of about 130 to 140 kHz, the deflection angle of the monovalent gas cluster is substantially 0, but the bivalent and trivalent gas cluster has a stable deflection angle. There is a region with little difference from monovalent. Thus, in the case where there are two sets of electric field application units, the decomposition performance for each valence of the ionized cluster is improved as compared with the case where there is one set of electric field application units, but it is difficult to use practically.
次に、図5に電界印加部が3組、即ち、3組の電極の場合におけるθlとガスクラスターの偏向角との関係を示す。この構成は、本実施の形態におけるガスクラスター選別部14における構成であり、相互に隣接する電界印加部には、電源等により相互に位相が180°ことなるいわゆる逆位相の電圧が印加されている。電界印加部が3組の場合では、各々の価数におけるガスクラスターの偏向角が安定するθl幅が広く、各々が重複している領域が存在する。
Next, FIG. 5 shows the relationship between θ l and the deflection angle of the gas cluster when the electric field application section has three sets, that is, three sets of electrodes. This configuration is a configuration in the gas
例えば、θlが16前後、即ち、約170kHzの周波数においては、1価のガスクラスターの偏向角は略0であるが、2価、3価のガスクラスターは偏向しているため、1価のガスクラスターは偏向角を利用して分離することが可能である。そして、2価、3価のガスクラスターの偏向角は比較的大きい。またθl幅も広く1価のガスクラスターをほぼ完全に分離することが可能である。このように、電界印加部が3組の場合では、イオン化したクラスターの価数ごとの分解性能は、電界印加部が1組の場合、2組の場合よりも格段に向上し、実用性が高まる。 For example, when θ l is around 16, that is, a frequency of about 170 kHz, the deflection angle of the monovalent gas cluster is substantially 0, but the bivalent and trivalent gas clusters are deflected, so Gas clusters can be separated using the deflection angle. The deflection angle of the bivalent and trivalent gas clusters is relatively large. In addition, the θ l width is wide and it is possible to almost completely separate monovalent gas clusters. Thus, in the case where there are three sets of electric field application units, the decomposition performance for each valence of the ionized cluster is significantly improved in the case of one set of electric field application units than in the case of two sets, and practicality is increased. .
以上より、本実施の形態では、電源25により、θlが16前後となるような周波数の電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを直進させ、2価、3価のガスクラスターを偏向させることができる。これにより、スリット24において、直進方向の粒子のみを通過させ、偏向されている2価、3価のガスクラスターは、スリット24を遮蔽させることができる。よって、1価のガスクラスターのみを選別して得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、電源25において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In this embodiment, the case of selecting a monovalent gas cluster has been described. However, by changing the frequency of the applied voltage in the
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態と同様に3組の電界印加部を有している。本実施の形態では、1価のイオン化したガスクラスターのみを選別することができる荷電粒子選別装置である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment has three sets of electric field applying units as in the first embodiment. In the present embodiment, the charged particle sorting apparatus is capable of sorting only monovalent ionized gas clusters.
本実施の形態におけるクラスター選別部について、図6に基づき説明する。 The cluster selection part in this Embodiment is demonstrated based on FIG.
本実施の形態におけるクラスター選別部は、3組の電界印加部31、32及び33、スリット34及び電源35を有している。
The cluster selection unit in the present embodiment has three sets of electric
電界印加部31は、電極31a及び31bにより構成されており、電極31aと電極31bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部32は、電極32a及び32bにより構成されており、電極32aと電極32bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部33は、電極33a及び33bにより構成されており、電極33aと電極33bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric
電圧の印加は電源35によってなされ、交流電圧が各々の電極に印加される。電極31a、32b及び33aは電気的に接続されており、また、電極31b、32a及び33bは電気的に接続されている。電極31a、32b及び33aに対し、電極31b、32a及び33bには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は電源35により調整可能である。
The voltage is applied by the
また、スリット34は、3組の電界印加部31、32及び33を通過した粒子のうち、所定の偏向角で偏向された粒子が通過することが可能な開口部34aを有しており、3組の電界印加部31、32及び33において所定の偏向角で偏向されていない粒子は、スリット34の開口部34aを通過することができないため遮られる。よって、クラスター選別部では、所定の偏向角で偏向されたガスクラスターのみを選別することができる。
Further, the
即ち、本実施の形態では、図5に示すように、電源35により、θlが8前後となるような周波数の電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを大きな角度で偏向させ、2価、3価のガスクラスターをできるだけ偏向させないようにすることができる。これにより、スリット34を所定の大きさの角度で偏向した粒子のみを通過させることが可能な位置に配置し、実線の矢印で示される偏向角の大きな1価のガスクラスターは、スリット34を通過させ、破線の矢印で示す偏向角の小さな2価、3価のガスクラスターは、スリット34を通過させることなく遮蔽させることができる。これにより、1価のガスクラスターのみを選別することができる。また、本実施の形態では、直進する粒子はすべてスリット34を通過することができないため、イオン化されていない中性粒子についてもスリット34によって遮ることができる。これにより中性粒子の混入を防ぐことができ、中性粒子が含まれないイオン化された1価のガスクラスターのみを得ることができる。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, by applying a voltage having a frequency such that θ 1 is about 8 by the
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、電源35において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In this embodiment, the case of selecting a monovalent gas cluster has been described. However, by changing the frequency of the voltage to be applied in the
また、本実施の形態における上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様であり、本実施の形態の荷電粒子選別装置を用いることにより、第1の実施の形態に示される荷電粒子照射装置と同様の荷電粒子照射装置を得ることができる。 The contents other than the above in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and the charged particles shown in the first embodiment are obtained by using the charged particle sorting apparatus of the present embodiment. A charged particle irradiation apparatus similar to the irradiation apparatus can be obtained.
〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、4組の電界印加部を有している。本実施の形態では、1価のイオン化したガスクラスターのみを選別することができる荷電粒子選別装置である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. The present embodiment has four sets of electric field application units. In the present embodiment, the charged particle sorting apparatus is capable of sorting only monovalent ionized gas clusters.
本実施の形態におけるクラスター選別部について、図7に基づき説明する。本実施の形態におけるクラスター選別部は、4組の電界印加部41、42、43及び44、スリット45及び電源46を有している。
The cluster selection part in this Embodiment is demonstrated based on FIG. The cluster selection unit in the present embodiment has four sets of electric
電界印加部41は、電極41a及び41bにより構成されており、電極41aと電極41bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部42は、電極42a及び42bにより構成されており、電極42aと電極42bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部43は、電極43a及び43bにより構成されており、電極43aと電極43bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部44は、電極44a及び44bにより構成されており、電極44aと電極44bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric field applying unit 41 includes
電圧の印加は電源46によってなされ、交流電圧が各々の電極に印加される。電極41a、42b、43a及び44bは電気的に接続されており、また、電極41b、42a、43b及び44aは電気的に接続されている。電極41a、42b、43a及び44bに対し、電極41b、42a、43b及び44aには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は電源46により調整可能である。
The voltage is applied by a
図8に、電界印加部が、4組の場合について、θlとガスクラスターの偏向角との関係を示す。尚、lは0.1mであって、ガスクラスターのクラスターサイズが1000原子/クラスターであって、10kVでガスクラスターを加速した場合のものである。また、ガスクラスターを構成する原子はアルゴンである。この構成は、本実施の形態におけるガスクラスター選別部における構成であり、相互に隣接する電界印加部には、電源等により逆位相の電圧が印加されている。 FIG. 8 shows the relationship between θ 1 and the deflection angle of the gas cluster when the electric field application unit has four sets. Here, l is 0.1 m, the cluster size of the gas cluster is 1000 atoms / cluster, and the gas cluster is accelerated at 10 kV. Moreover, the atom which comprises a gas cluster is argon. This configuration is a configuration in the gas cluster selection unit in the present embodiment, and voltages having opposite phases are applied to the electric field application units adjacent to each other by a power source or the like.
電界印加部が4組の場合では、θlが18.5前後、即ち、約200kHzの周波数においては、1価のガスクラスターの偏向角は略0であり、2価、3価のガスクラスターは偏向しているため、1価のガスクラスターは偏向角を利用して分離することが可能である。このように、電界印加部が4組の場合では、イオン化したクラスターの価数ごとの分解性能は、電界印加部が3組の場合よりも向上する。 In the case where there are four sets of electric field applying portions, when θ l is around 18.5, that is, at a frequency of about 200 kHz, the deflection angle of the monovalent gas cluster is substantially 0, and the divalent and trivalent gas clusters are Since they are deflected, monovalent gas clusters can be separated using the deflection angle. Thus, in the case where there are four sets of electric field application units, the decomposition performance for each valence of the ionized cluster is improved compared to the case where there are three sets of electric field application units.
本実施の形態は、上記結果に基づくものであり、電源45により、θlが18.5前後となるような周波数の電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを直進させ、2価、3価のガスクラスターを偏向させたものである。
The present embodiment is based on the above result, and by applying a voltage having a frequency such that θ l is around 18.5 by the
スリット45は、4組の電界印加部41、42、43及び44を通過した粒子のうち、直進方向に進む粒子が通過することが可能な開口部45aを有しており、4組の電界印加部41、42、43及び44において偏向された粒子は、スリット45の開口部45aを通過することができないため遮られる。これにより、スリット45において、実線の矢印で示すような直進方向の粒子のみを通過させ、破線の矢印で示すような偏向されている2価、3価のガスクラスターは、遮蔽させることができる。よって、1価のガスクラスターのみを選別して得ることができる。
The
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、電源46において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In the present embodiment, the case of selecting a monovalent gas cluster has been described. However, by changing the frequency of the voltage to be applied in the
また、本実施の形態における上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様であり、本実施の形態の荷電粒子選別装置を用いることにより、第1の実施の形態に示される荷電粒子照射装置と同様の荷電粒子照射装置を得ることができる。 The contents other than the above in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and the charged particles shown in the first embodiment are obtained by using the charged particle sorting apparatus of the present embodiment. A charged particle irradiation apparatus similar to the irradiation apparatus can be obtained.
〔第4の実施の形態〕
次に、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第3の実施の形態と同様に4組の電界印加部を有している。本実施の形態では、1価のイオン化したガスクラスターのみを選別することができる荷電粒子選別装置である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. The present embodiment has four sets of electric field application units as in the third embodiment. In the present embodiment, the charged particle sorting apparatus is capable of sorting only monovalent ionized gas clusters.
本実施の形態におけるクラスター選別部について、図9に基づき説明する。本実施の形態におけるクラスター選別部は、4組の電界印加部51、52、53及び54、スリット55及び電源56を有している。
The cluster selection part in this Embodiment is demonstrated based on FIG. The cluster selection unit in the present embodiment has four sets of electric
電界印加部51は、電極51a及び51bにより構成されており、電極51aと電極51bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部52は、電極52a及び52bにより構成されており、電極52aと電極52bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部53は、電極53a及び53bにより構成されており、電極53aと電極53bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部54は、電極54a及び54bにより構成されており、電極54aと電極54bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric
電圧の印加は電源56によってなされ、交流電圧が各々の電極に印加される。電極51a、52b、53a及び54bは電気的に接続されており、また、電極51b、52a、53b及び54aは電気的に接続されている。電極51a、52b、53a及び54bに対し、電極51b、52a、53b及び54aには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は電源56により調整可能である。
The voltage is applied by a
また、スリット55は、4組の電界印加部51、52、53及び54を通過した粒子のうち、所定の偏向角で偏向された粒子が通過することが可能な開口部55aを有しており、4組の電界印加部51、52、53及び54において所定の偏向角で偏向されていない粒子は、スリット55の開口部55aを通過することができず遮られる。よって、クラスター選別部では、所定の偏向角で偏向されたガスクラスターのみを選別することができる。
The
即ち、本実施の形態では、図8に示すように、電源56により、θlが11.5前後となるような周波数の電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを大きな角度で偏向させ、2価、3価のガスクラスターをできるだけ偏向させないようにした構成のものである。これにより、スリット55は所定の大きさの角度で偏向した粒子のみを通過させることが可能な位置に配置し、実線の矢印で示される偏向角の大きな1価のガスクラスターは、スリット55を通過させ、破線の矢印で示す偏向角の小さな2価、3価のガスクラスターは、スリット55を通過させることなく遮蔽させることができる。これにより、1価のガスクラスターのみを選別して得ることができる。また、本実施の形態では、直進する粒子はすべてスリット55を通過することができないため、イオン化されていない中性粒子についてもスリット55によって遮ることができる。これにより中性粒子の混入を防ぐことができ、中性粒子の含まれないイオン化された1価のガスクラスターのみを得ることができる。
In other words, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, a monovalent gas cluster is deflected at a large angle by applying a voltage with a frequency such that θ 1 is around 11.5 by a
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、電源56において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In this embodiment, the case of selecting a monovalent gas cluster has been described. However, by changing the frequency of the applied voltage in the
また、本実施の形態における上記以外の内容については、第1又は第3の実施の形態と同様であり、本実施の形態の荷電粒子選別装置を用いることにより、第1の実施の形態に示される荷電粒子照射装置と同様の荷電粒子照射装置を得ることができる。 Further, the contents other than the above in the present embodiment are the same as those in the first or third embodiment, and are shown in the first embodiment by using the charged particle sorting apparatus of the present embodiment. A charged particle irradiation device similar to the charged particle irradiation device to be obtained can be obtained.
上述したように、電界印加部を3つ以上設けることにより、イオン化したガスクラスターを価数ごとに効率よく選別することができる。また、電界印加部の数を増やすことにより、イオン化したガスクラスターについて価数ごとの分解性能を向上させることができる。 As described above, by providing three or more electric field application units, ionized gas clusters can be efficiently sorted for each valence. Moreover, the decomposition performance for every valence can be improved about the ionized gas cluster by increasing the number of electric field application parts.
〔第5の実施の形態〕
次に、第5の実施の形態について説明する。本実施の形態は、電源にさらに直流のバイアス電源を加えた構成の荷電粒子選別装置である。本実施の形態におけるクラスター選別部について、図10に基づき説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. The present embodiment is a charged particle sorting apparatus having a configuration in which a DC bias power source is further added to a power source. The cluster selection part in this Embodiment is demonstrated based on FIG.
本実施の形態におけるクラスター選別部は、1組の電界印加部61、スリット65、交流電源66及び直流電源67を有している。
The cluster selection unit in the present embodiment has a set of electric
電界印加部61は、電極61a及び61bにより構成されており、電極61aと電極61bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric
電圧の印加は交流電源66及び直流電源67によってなされ、直流電源67によりバイアスのかかった交流電圧が各々の電極に印加される。電極61aに対し、電極61bには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は交流電源66及び直流電源67により調整可能である。
The voltage is applied by an
また、スリット65は、1組の電界印加部61を通過した粒子のうち、所定の偏向角で偏向された粒子が通過することが可能な開口部65aを有しており、1組の電界印加部61において所定の偏向角で偏向されていない粒子は、スリット65の開口部65aを通過することができないため遮られる。よって、クラスター選別部では、所定の偏向角で偏向されたガスクラスターのみを選別することができる。
The
即ち、本実施の形態では、図3に示すように、交流電源66により、θlが6.3前後、即ち、約70kHzとなる周波数の電圧を印加し、直流電源67に所定のバイアス電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを所望の角度で偏向させ、イオン化されていない中性粒子をスリット65によって遮ることができる。これにより中性粒子の混入を防ぐことができ、中性粒子が含まれないイオン化された1価のガスクラスターのみを得ることができる。
In other words, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a voltage having a frequency at which θ l is around 6.3, that is, about 70 kHz is applied by an
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、交流電源66及び直流電源67において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In this embodiment, the case of selecting a monovalent gas cluster has been described. However, in the
また、本実施の形態における上記以外の内容については、第1の実施の形態等と同様であり、本実施の形態の荷電粒子選別装置を用いることにより、第1の実施の形態に示される荷電粒子照射装置と同様の荷電粒子照射装置を得ることができる。 The contents other than the above in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and the charge shown in the first embodiment is obtained by using the charged particle sorting apparatus of the present embodiment. A charged particle irradiation device similar to the particle irradiation device can be obtained.
〔第6の実施の形態〕
次に、第6の実施の形態について説明する。本実施の形態は、電源にさらに直流のバイアス電源を加えた構成の荷電粒子選別装置である。本実施の形態におけるクラスター選別部について、図11に基づき説明する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment will be described. The present embodiment is a charged particle sorting apparatus having a configuration in which a DC bias power source is further added to a power source. The cluster selection part in this Embodiment is demonstrated based on FIG.
本実施の形態におけるクラスター選別部は、2組の電界印加部71及び73、スリット75、交流電源76及び直流電源77を有している。
The cluster selection unit in the present embodiment includes two sets of electric
電界印加部71は、電極71a及び71bにより構成されており、電極71aと電極71bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部72は、電極72a及び72bにより構成されており、電極72aと電極72bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric
電圧の印加は交流電源76及び直流電源77によってなされ、直流電源77によりバイアスのかかった交流電圧が各々の電極に印加される。電極71a及び72bは電気的に接続されており、また、電極71b及び72aは電気的に接続されている。電極71a及び72bに対し、電極71b及び72aには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は交流電源76及び直流電源77により調整可能である。
The voltage is applied by an
また、スリット75は、2組の電界印加部71及び72を通過した粒子のうち、所定の偏向角で偏向された粒子が通過することが可能な開口部75aを有しており、2組の電界印加部71及び72において所定の偏向角で偏向されていない粒子は、スリット75の開口部75aを通過することができないため遮られる。よって、クラスター選別部では、所定の偏向角で偏向されたガスクラスターのみを選別することができる。
The
即ち、本実施の形態では、図4に示すように、交流電源76により、θlが12〜13前後、即ち、約130〜140kHzとなる周波数の電圧を印加し、直流電源87に所定のバイアス電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを所望の角度で偏向させ、イオン化されていない中性粒子をスリット75によって遮ることができる。これにより中性粒子の混入を防ぐことができ、中性粒子が含まれないイオン化された1価のガスクラスターのみを得ることができる。
In other words, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a voltage having a frequency at which θ 1 is around 12 to 13, that is, about 130 to 140 kHz is applied by the
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、交流電源76及び直流電源77において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In the present embodiment, the case of selecting a monovalent gas cluster has been described. However, in the
また、本実施の形態における上記以外の内容については、第1の実施の形態等と同様であり、本実施の形態の荷電粒子選別装置を用いることにより、第1の実施の形態に示される荷電粒子照射装置と同様の荷電粒子照射装置を得ることができる。 The contents other than the above in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and the charge shown in the first embodiment is obtained by using the charged particle sorting apparatus of the present embodiment. A charged particle irradiation device similar to the particle irradiation device can be obtained.
〔第7の実施の形態〕
次に、第7の実施の形態について説明する。本実施の形態は、電源にさらに直流のバイアス電源を加えた構成の荷電粒子選別装置である。本実施の形態におけるクラスター選別部について、図12に基づき説明する。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment will be described. The present embodiment is a charged particle sorting apparatus having a configuration in which a DC bias power source is further added to a power source. The cluster selection part in this Embodiment is demonstrated based on FIG.
本実施の形態におけるクラスター選別部は、3組の電界印加部81、82及び83、スリット85、交流電源86及び直流電源87を有している。
The cluster selection unit in the present embodiment has three sets of electric
電界印加部81は、電極81a及び81bにより構成されており、電極81aと電極81bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部82は、電極82a及び82bにより構成されており、電極82aと電極82bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部83は、電極83a及び83bにより構成されており、電極83aと電極83bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric
電圧の印加は交流電源86及び直流電源87によってなされ、直流電源87によりバイアスのかかった交流電圧が各々の電極に印加される。電極81a、82b及び83aは電気的に接続されており、また、電極81b、82a及び83bは電気的に接続されている。電極81a、82b及び83aに対し、電極81b、82a及び83bには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は交流電源86及び直流電源87により調整可能である。
The voltage is applied by an
また、スリット85は、3組の電界印加部81、82及び83を通過した粒子のうち、所定の偏向角で偏向された粒子が通過することが可能な開口部85aを有しており、3組の電界印加部81、82及び83において所定の偏向角で偏向されていない粒子は、スリット85の開口部85aを通過することができないため遮られる。よって、クラスター選別部では、所定の偏向角で偏向されたガスクラスターのみを選別することができる。
The
即ち、本実施の形態では、図5に示すように、交流電源86により、θlが16前後、即ち、約170kHzとなる周波数の電圧を印加し、直流電源87に所定のバイアス電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを所望の角度で偏向させ、イオン化されていない中性粒子をスリット85によって遮ることができる。これにより中性粒子の混入を防ぐことができ、中性粒子が含まれないイオン化された1価のガスクラスターのみを得ることができる。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a voltage having a frequency at which θ 1 is around 16 or about 170 kHz is applied by an
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、交流電源86及び直流電源87において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In the present embodiment, the case where the monovalent gas cluster is selected has been described. However, in the
また、本実施の形態における上記以外の内容については、第1の実施の形態等と同様であり、本実施の形態の荷電粒子選別装置を用いることにより、第1の実施の形態に示される荷電粒子照射装置と同様の荷電粒子照射装置を得ることができる。 The contents other than the above in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and the charge shown in the first embodiment is obtained by using the charged particle sorting apparatus of the present embodiment. A charged particle irradiation device similar to the particle irradiation device can be obtained.
〔第8の実施の形態〕
次に、第8の実施の形態について説明する。本実施の形態は、電源にさらに直流のバイアス電源を加えた構成の荷電粒子選別装置である。本実施の形態におけるクラスター選別部について、図13に基づき説明する。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment will be described. The present embodiment is a charged particle sorting apparatus having a configuration in which a DC bias power source is further added to a power source. The cluster selection part in this Embodiment is demonstrated based on FIG.
本実施の形態におけるクラスター選別部は、4組の電界印加部91、92、93及び94、スリット95、交流電源96及び直流電源97を有している。
The cluster selection unit in the present embodiment includes four sets of electric
電界印加部91は、電極91a及び91bにより構成されており、電極91aと電極91bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部92は、電極92a及び92bにより構成されており、電極92aと電極92bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部93は、電極93a及び93bにより構成されており、電極93aと電極93bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。電界印加部94は、電極94a及び94bにより構成されており、電極94aと電極94bとの間に電圧を印加することにより電界を発生させる。
The electric field applying unit 91 includes
電圧の印加は交流電源96及び直流電源97によってなされ、直流電源97によりバイアスのかかった交流電圧が各々の電極に印加される。電極91a、92b、93a及び94bは電気的に接続されており、また、電極91b、92a、93b及び94aは電気的に接続されている。電極91a、92b、93a及び94bに対し、電極91b、92a、93b及び94aには、位相が180°反転したいわゆる逆位相の電圧が印加されている。印加される電圧の周波数及び電圧値は交流電源96及び直流電源97により調整可能である。
The voltage is applied by an
また、スリット95は、4組の電界印加部91、92、93及び94を通過した粒子のうち、所定の偏向角で偏向された粒子が通過することが可能な開口部85aを有しており、4組の電界印加部91、92、93及び94において所定の偏向角で偏向されていない粒子は、スリット95の開口部95aを通過することができないため遮られる。よって、クラスター選別部では、所定の偏向角で偏向されたガスクラスターのみを選別することができる。
The
即ち、本実施の形態では、図8に示すように、交流電源96により、θlが18.5前後、即ち、約200kHzとなる周波数の電圧を印加し、直流電源97に所定のバイアス電圧を印加することにより、1価のガスクラスターを所望の角度で偏向させ、イオン化されていない中性粒子をスリット95によって遮ることができる。これにより中性粒子の混入を防ぐことができ、中性粒子が含まれないイオン化された1価のガスクラスターのみを得ることができる。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, a voltage having a frequency at which θ 1 is around 18.5, that is, about 200 kHz is applied by an
尚、本実施の形態では、1価のガスクラスターを選別する場合について説明したが、交流電源96及び直流電源97において、印加する電圧の周波数を変えることにより、用途に応じて2価のガスクラスター又は、3価のガスクラスターを選別することも可能である。
In the present embodiment, the case of selecting a monovalent gas cluster has been described. However, in the
また、本実施の形態における上記以外の内容については、第1の実施の形態等と同様であり、本実施の形態の荷電粒子選別装置を用いることにより、第1の実施の形態に示される荷電粒子照射装置と同様の荷電粒子照射装置を得ることができる。 The contents other than the above in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and the charge shown in the first embodiment is obtained by using the charged particle sorting apparatus of the present embodiment. A charged particle irradiation device similar to the particle irradiation device can be obtained.
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。 As mentioned above, although the form which concerns on implementation of this invention was demonstrated, the said content does not limit the content of invention.
11 ノズル部
12 イオン化電極
13 加速電極
14 クラスター選別部
21 電界印加部
21a 電極
21b 電極
22 電界印加部
22a 電極
22b 電極
23 電界印加部
23a 電極
23b 電極
24 スリット
25 電源
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ガスクラスターの進行方向に配列された電界を印加するための3つ以上の電界印加部と、
前記ガスクラスターを選別するためのスリットと、を有し、
前記電界印加部は2枚の電極から構成されており、前記電極に交流電圧を印加することにより、イオン化したガスクラスターを偏向させるものであって、
隣接する前記電界印加部においては、異なる位相の交流電圧が印加されており、
前記スリットは、前記電界印加部により偏向した前記ガスクラスターを通過する開口部を有するものであって、
前記交流電圧は、前記ガスクラスターを構成する原子数が同じガスクラスターにおいて、所定の価数の前記ガスクラスターのみが、前記スリットの開口部を通過する周波数であることを特徴とする荷電粒子選別装置。 In a charged particle sorting device for sorting ionized gas clusters,
Three or more electric field application units for applying electric fields arranged in the traveling direction of the gas cluster;
A slit for selecting the gas cluster,
The electric field application unit is composed of two electrodes, and deflects ionized gas clusters by applying an alternating voltage to the electrodes,
In the adjacent electric field application unit, alternating voltages of different phases are applied,
The slit has an opening that passes through the gas cluster deflected by the electric field application unit,
The charged particle sorting apparatus, wherein the AC voltage is a frequency at which only the gas cluster having a predetermined valence passes through the opening of the slit in the gas cluster having the same number of atoms constituting the gas cluster. .
前記ガスクラスターの進行方向に配列された電界を印加するための電界印加部と、
前記ガスクラスターを選別するためのスリットと、を有し、
前記電界印加部は2枚の電極から構成されており、前記電界印加部は交流電界印加部と、直流電界印加部を有しており、前記電極に前記直流電界印加部において発生させた直流電圧に前記交流電界印加部において発生させた交流電圧を重畳させた電圧を印加することにより、イオン化したガスクラスターを偏向させるものであって、
隣接する前記電界印加部においては、異なる位相の交流電圧が印加されており、
前記スリットは、前記電界印加部により偏向した前記ガスクラスターを通過する開口部を有するものであって、
前記交流電圧は、前記ガスクラスターを構成する原子数が同じガスクラスターにおいて、所定の価数の前記ガスクラスターのみが、前記スリットの開口部を通過する周波数であることを特徴とする荷電粒子選別装置。 In a charged particle sorting device for sorting ionized gas clusters,
An electric field applying unit for applying an electric field arranged in the traveling direction of the gas cluster;
A slit for selecting the gas cluster,
The electric field applying unit includes two electrodes, the electric field applying unit includes an AC electric field applying unit and a DC electric field applying unit, and a DC voltage generated in the DC electric field applying unit is applied to the electrode. By applying a voltage in which an alternating voltage generated in the alternating electric field application unit is superimposed on the ionized gas cluster,
In the adjacent electric field application unit, alternating voltages of different phases are applied,
The slit has an opening that passes through the gas cluster deflected by the electric field application unit,
The charged particle sorting apparatus, wherein the AC voltage is a frequency at which only the gas cluster having a predetermined valence passes through the opening of the slit in the gas cluster having the same number of atoms constituting the gas cluster. .
前記ガスクラスターをイオン化するイオン化電極と、
前記イオン化したガスクラスターを加速するための加速電極と、
前記加速したイオン化したガスクラスターにおいて、所定の価数のイオン化したガスクラスターを選別するための請求項1から5のいずれかに記載の荷電粒子選別装置と、を有し、
前記荷電粒子選別装置より射出されたイオン化したガスクラスターを部材に照射することを特徴とする荷電粒子照射装置。 A gas cluster generation unit for generating a gas cluster;
An ionization electrode for ionizing the gas cluster;
An acceleration electrode for accelerating the ionized gas cluster;
The charged particle sorting device according to any one of claims 1 to 5, for sorting ionized gas clusters having a predetermined valence in the accelerated ionized gas clusters,
A charged particle irradiation apparatus characterized by irradiating a member with ionized gas clusters ejected from the charged particle sorting apparatus.
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