JPH01115040A - 荷電粒子ビームの集束偏向装置 - Google Patents
荷電粒子ビームの集束偏向装置Info
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- JPH01115040A JPH01115040A JP27256487A JP27256487A JPH01115040A JP H01115040 A JPH01115040 A JP H01115040A JP 27256487 A JP27256487 A JP 27256487A JP 27256487 A JP27256487 A JP 27256487A JP H01115040 A JPH01115040 A JP H01115040A
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、真空ダクト内を進行する荷電粒子ビームを集
束および偏向する装置に関する。
束および偏向する装置に関する。
〈従来の技術〉
従来、荷電粒子ビームの集束および偏向は、例えば第３
図に示すように、加速器３０１と分析マグネット３０７
間における荷電粒子のビームコース上に、前段偏向用マ
グネット３０２．３連の集束用４霊位マグネット３０３
．３０４．３０５、および後段偏向用マグネット３０６
を配列し、それぞれの装置において荷電粒子ビームの集
束および偏向を個別に行なう方法が採られていた。
図に示すように、加速器３０１と分析マグネット３０７
間における荷電粒子のビームコース上に、前段偏向用マ
グネット３０２．３連の集束用４霊位マグネット３０３
．３０４．３０５、および後段偏向用マグネット３０６
を配列し、それぞれの装置において荷電粒子ビームの集
束および偏向を個別に行なう方法が採られていた。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、現状では、−台の装置で荷電粒子ビームを集
束および偏向し得るものがなく、荷電粒子のビームコー
スを現状より短くすることが困難である。このことが荷
電粒子輸送装置全体の小型化を図る上での妨げになると
いう問題があった。
束および偏向し得るものがなく、荷電粒子のビームコー
スを現状より短くすることが困難である。このことが荷
電粒子輸送装置全体の小型化を図る上での妨げになると
いう問題があった。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、その構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説明
すると、本発明は、真空ダクト１内に、そのダクト１が
延びる方向を軸として回転対称に配設され、かつ、真空
ダクト１の壁体に電気的絶縁物３１，３２，３３．３４
を介して支持される４本の強磁性材料製の電極２１，２
２，２３゜２４と、この各電極２１．２２，２３．２４
に所定の電位を付与する手段（直流電源）６，７と、各
電極２１．２２．２３．２４を磁化する手段（リターン
ヨークの突起部、コイル）４１．４２，４３，４４゜５
１．５２，５３．５４を備え、荷電粒子ビームの進行領
域上における同一空間に所定の電場および磁場を形成す
るよう構成したことを特徴としている。
、その構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説明
すると、本発明は、真空ダクト１内に、そのダクト１が
延びる方向を軸として回転対称に配設され、かつ、真空
ダクト１の壁体に電気的絶縁物３１，３２，３３．３４
を介して支持される４本の強磁性材料製の電極２１，２
２，２３゜２４と、この各電極２１．２２，２３．２４
に所定の電位を付与する手段（直流電源）６，７と、各
電極２１．２２．２３．２４を磁化する手段（リターン
ヨークの突起部、コイル）４１．４２，４３，４４゜５
１．５２，５３．５４を備え、荷電粒子ビームの進行領
域上における同一空間に所定の電場および磁場を形成す
るよう構成したことを特徴としている。
く作用〉
例えば、電極２２および２４がＮ極、電極２１および２
３がＳ極となるよう各電極２１，２２゜２３．２４を磁
化することによって生じる磁場により、荷電粒子ビーム
を集束することができるとともに、各電極２１．２２．
２３．２４に所定の電位を付与することによって生じた
電場によって荷電粒子ビームを所定の方向に偏向するこ
とができる。
３がＳ極となるよう各電極２１，２２゜２３．２４を磁
化することによって生じる磁場により、荷電粒子ビーム
を集束することができるとともに、各電極２１．２２．
２３．２４に所定の電位を付与することによって生じた
電場によって荷電粒子ビームを所定の方向に偏向するこ
とができる。
〈実施例〉
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第１図は本発明実施例の縦断面図である。
円筒形の真空ダクト１の内部に強磁性材料からなる４本
の電極２１，２２，２３．２４が真空ダクト１の中心軸
に対して回転対称となるよう配設されており、各電極２
１，２２，２３．２４は真空ダクト１の内部壁面に電気
的絶縁物３１，３２゜３３．３４を介して固着されてい
る。
の電極２１，２２，２３．２４が真空ダクト１の中心軸
に対して回転対称となるよう配設されており、各電極２
１，２２，２３．２４は真空ダクト１の内部壁面に電気
的絶縁物３１，３２゜３３．３４を介して固着されてい
る。
真空ダクト１の外部周囲には所定の空隙を隔ててリター
ンヨーク４が設けられている。その壁体には、４本の電
極２１，２２．２３．２４と対応する位置関係で内方に
向かって突出する４本の突起部４１，４２．４３．４４
が形成されており、その各先端部は真空チャンバ１の外
部壁面に当接している。
ンヨーク４が設けられている。その壁体には、４本の電
極２１，２２．２３．２４と対応する位置関係で内方に
向かって突出する４本の突起部４１，４２．４３．４４
が形成されており、その各先端部は真空チャンバ１の外
部壁面に当接している。
各電極２１，２２．２３．２４は荷電粒子ビームの進行
方向（紙面と直交する方向）に所定の長さを有するとと
もに、先端部が半円形の断面を有している。また、リタ
ーンヨーク４の各突起０部４１゜４２．４３．４４の幅
および荷電粒子ビームの進行方向長さは各電極２１．２
２．２３．２４と同程度が好ましい。
方向（紙面と直交する方向）に所定の長さを有するとと
もに、先端部が半円形の断面を有している。また、リタ
ーンヨーク４の各突起０部４１゜４２．４３．４４の幅
および荷電粒子ビームの進行方向長さは各電極２１．２
２．２３．２４と同程度が好ましい。
リターンヨーク４の各突起部４１，４２，４３゜４４の
外周面には、それぞれコイル５１．５２゜５３．５４が
巻かれている。各コイル５１，５２゜５３．５４の両端
は装置外部の電源（図示せず）に接続されており、コイ
ル５１および５３に同じ向きの電流を流すことができる
とともに、その反対の向きの電流をコイル５２および５
４に流すことができる。なお、各コイル５１．５２．５
３．５４に流す電流の強さは同じとする。
外周面には、それぞれコイル５１．５２゜５３．５４が
巻かれている。各コイル５１，５２゜５３．５４の両端
は装置外部の電源（図示せず）に接続されており、コイ
ル５１および５３に同じ向きの電流を流すことができる
とともに、その反対の向きの電流をコイル５２および５
４に流すことができる。なお、各コイル５１．５２．５
３．５４に流す電流の強さは同じとする。
装置外部に直流電源６および７が配設されており、電極
２１および２３は直流電源６に接続され、電極２２およ
び２４はそれぞれ切り換えスイッチＳ、、Ｓ、および切
り換えスイッチＳｔ、Ｓａを介して直流電源６または７
に選択的に接続される。
２１および２３は直流電源６に接続され、電極２２およ
び２４はそれぞれ切り換えスイッチＳ、、Ｓ、および切
り換えスイッチＳｔ、Ｓａを介して直流電源６または７
に選択的に接続される。
切り換えスイッチＳ２は切り換えスイッチＳ、と連動し
て切り換わり、スイッチＳ、が接点１１ａに接続される
時は、スイッチＳｔは接点１２ａに接続され、スイッチ
Ｓ、が接点１１ｂに接続される時は、スイッチＳｚは接
点１２ｂに接続される。また、切り換えスイッチＳ４は
切り換えスイッチＳ３と連動して切り換わり、上述と同
様に、スイッチＳ３が接点１３ａの時スイッチＳ、は接
点１４ａに、スイッチＳ３が接点１３ｂの時スイッチＳ
４は接点１４ｂに接続される。
て切り換わり、スイッチＳ、が接点１１ａに接続される
時は、スイッチＳｔは接点１２ａに接続され、スイッチ
Ｓ、が接点１１ｂに接続される時は、スイッチＳｚは接
点１２ｂに接続される。また、切り換えスイッチＳ４は
切り換えスイッチＳ３と連動して切り換わり、上述と同
様に、スイッチＳ３が接点１３ａの時スイッチＳ、は接
点１４ａに、スイッチＳ３が接点１３ｂの時スイッチＳ
４は接点１４ｂに接続される。
なお、各電極２１．２２，２３．２４の配線が真空ダク
ト１およびリターンヨーク４の壁体を貫通する部分には
、それぞれ絶縁がいし１ａおよび４ｂが設けられている
。
ト１およびリターンヨーク４の壁体を貫通する部分には
、それぞれ絶縁がいし１ａおよび４ｂが設けられている
。
以上の構成において、コイル５１および５３に同じ向き
の電流を流すとともに、その反対の向きの電流をコイル
５２および５４に流すことによって、例えば電極２２お
よび２４をＮ極、電極２１および２３をＳ極とする磁場
を荷電粒子ビームの進行領域に形成することができる。
の電流を流すとともに、その反対の向きの電流をコイル
５２および５４に流すことによって、例えば電極２２お
よび２４をＮ極、電極２１および２３をＳ極とする磁場
を荷電粒子ビームの進行領域に形成することができる。
従って、公知の４電極マグネットと同様に、荷電粒子ビ
ームを、ｘ−ｚ面（２軸は荷電粒子ビームの進行方向と
する）およびｙ−ｚ面において集束および発散、または
、発散および集束させることができる。
ームを、ｘ−ｚ面（２軸は荷電粒子ビームの進行方向と
する）およびｙ−ｚ面において集束および発散、または
、発散および集束させることができる。
ここで、各コイル５１．５２，５３．５４の給電と同時
に各電極２１，２２．２３．２４に所定の電位を付与す
ることによって、上述の電場と同一空間に所定の電場を
形成することができ、この電場によって荷電粒子ビーム
を所定方向に偏向することができる。
に各電極２１，２２．２３．２４に所定の電位を付与す
ることによって、上述の電場と同一空間に所定の電場を
形成することができ、この電場によって荷電粒子ビーム
を所定方向に偏向することができる。
例えば、切り換えスイッチＳＩおよびＳ２を接点１１ａ
および１２ａに接続するとともに、切り換えスイッチＳ
、およびＳ４を接点１３ａおよび１４ａに接続し、上方
２つの電極２１．２４と下方の２つの電極２２．２３と
の間に電位差を与えた場合、荷電粒子ビームを上下方向
つまりｙ軸方向に偏向することができ、また、切り換え
スイッチＳｆｆおよびＳ４を切り換えてそれぞれを接点
１３ｂおよび１４ｂに接続し、左方２つの電極２３．２
４と右方２つの電極２１．２２との間に電位差を与えた
場合、荷電粒子ビームを左右方向つまりＸ軸方向に偏向
することができ、さらに、切り換えスイッチＳ１および
Ｓ２を切り換えてそれぞれを接点１１ｂおよび１２ｂに
接続し、互いに対向する電極２１゜２３および２２．２
４に電位差を与えた場合、いずれか一方の電極対２１．
２３または２２．２４もしくは双方の電極対２１．２３
および２２．２４の電位差のレベルを適宜に変化させる
ことによって、荷電粒子ビームを任意の方向に偏向する
ことができる。
および１２ａに接続するとともに、切り換えスイッチＳ
、およびＳ４を接点１３ａおよび１４ａに接続し、上方
２つの電極２１．２４と下方の２つの電極２２．２３と
の間に電位差を与えた場合、荷電粒子ビームを上下方向
つまりｙ軸方向に偏向することができ、また、切り換え
スイッチＳｆｆおよびＳ４を切り換えてそれぞれを接点
１３ｂおよび１４ｂに接続し、左方２つの電極２３．２
４と右方２つの電極２１．２２との間に電位差を与えた
場合、荷電粒子ビームを左右方向つまりＸ軸方向に偏向
することができ、さらに、切り換えスイッチＳ１および
Ｓ２を切り換えてそれぞれを接点１１ｂおよび１２ｂに
接続し、互いに対向する電極２１゜２３および２２．２
４に電位差を与えた場合、いずれか一方の電極対２１．
２３または２２．２４もしくは双方の電極対２１．２３
および２２．２４の電位差のレベルを適宜に変化させる
ことによって、荷電粒子ビームを任意の方向に偏向する
ことができる。
さらに、上述の構成と同様な装置複数を荷電粒子ビーム
の進行方向上に配列し、先の装置において形成された電
場と逆方向の分布の電場を次の装置で形成すれば、荷電
粒子ビームの進行方向の位置をずらすこともできる。
の進行方向上に配列し、先の装置において形成された電
場と逆方向の分布の電場を次の装置で形成すれば、荷電
粒子ビームの進行方向の位置をずらすこともできる。
なお、本実施例では、電場を形成するための４本の電極
２１，２２，２３．２４が四極マグネットの磁掻を兼ね
るため、各電極２１．２２，２３゜２４の先端部が曲面
を有しており、偏向の収差が、一般に使用される平行平
板電極に比して大きいが、第２図に示すように各電極２
１．２２．２３．２４の先端部に、例えば銅等、磁化率
の低い金属によって形成され、かつ、互いに対向する面
が平面を有する電極片２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ
を設ければ、平行平板電極と同様な電場を形成すること
ができる。また、各電極片２１ａ、２２ａ。
２１，２２，２３．２４が四極マグネットの磁掻を兼ね
るため、各電極２１．２２，２３゜２４の先端部が曲面
を有しており、偏向の収差が、一般に使用される平行平
板電極に比して大きいが、第２図に示すように各電極２
１．２２．２３．２４の先端部に、例えば銅等、磁化率
の低い金属によって形成され、かつ、互いに対向する面
が平面を有する電極片２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ
を設ければ、平行平板電極と同様な電場を形成すること
ができる。また、各電極片２１ａ、２２ａ。
２３ａ、２４ａの形状を適宜に変更することにより、電
場の分布を目標とする分布に設定することができる。
場の分布を目標とする分布に設定することができる。
以上の実施例では、荷電粒子ビームを磁場によって集束
し、電場によって偏向するよう構成しているが、本発明
はこれに限られることなく、電場によって集束し、磁場
によって偏向するよう構成してもよい。
し、電場によって偏向するよう構成しているが、本発明
はこれに限られることなく、電場によって集束し、磁場
によって偏向するよう構成してもよい。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、荷電粒子輸送用
の真空ダクト内に、そのダクトが延びる方向を軸として
回転対称に配設された４本の電極それぞれに、所定の電
位を付与することによって生じる電場と、４本の電極そ
れぞれを磁化することによって生じる磁場とにより、真
空ダクト内を進行する荷電粒子ビームの集束および偏向
を行なうよう構成したから、−台の装置で荷電粒子ビー
ムを集束および偏向することが可能になり、例えば第３
図における前段偏向マグネット３０２および前段四霊位
マグネット３０３の機能を一台の装置で受は持つことが
でき、また、後段四霊位マグネット３０５および後段偏
向マグネット３０６の機能を一台の装置で受は持つこと
ができるので、荷電粒子のビームコースを従来に比して
短くすることができる結果、荷電粒子輸送装置の小型化
を図ることが可能になる。
の真空ダクト内に、そのダクトが延びる方向を軸として
回転対称に配設された４本の電極それぞれに、所定の電
位を付与することによって生じる電場と、４本の電極そ
れぞれを磁化することによって生じる磁場とにより、真
空ダクト内を進行する荷電粒子ビームの集束および偏向
を行なうよう構成したから、−台の装置で荷電粒子ビー
ムを集束および偏向することが可能になり、例えば第３
図における前段偏向マグネット３０２および前段四霊位
マグネット３０３の機能を一台の装置で受は持つことが
でき、また、後段四霊位マグネット３０５および後段偏
向マグネット３０６の機能を一台の装置で受は持つこと
ができるので、荷電粒子のビームコースを従来に比して
短くすることができる結果、荷電粒子輸送装置の小型化
を図ることが可能になる。
第１図は本発明の実施例の縦断面図、
第２図は本発明の他の実施例の要部縦断面図、第３図は
従来の技術を説明するための図である。 １・・・真空ダクト ２１．２２．２３．２４・・・電極 ３１．３２．３３．３４・・・電気的絶縁物４・・・リ
ターンヨーク ４１．４２，４３．４４・・・突起部 ５１．５２，５３．５４・・・コイル ６．７・・・直流電源 第１図 第２図 第３図
従来の技術を説明するための図である。 １・・・真空ダクト ２１．２２．２３．２４・・・電極 ３１．３２．３３．３４・・・電気的絶縁物４・・・リ
ターンヨーク ４１．４２，４３．４４・・・突起部 ５１．５２，５３．５４・・・コイル ６．７・・・直流電源 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 真空ダクト内を進行する荷電粒子ビームを集束および偏
向する装置であって、上記真空ダクト内に、そのダクト
が延びる方向を軸として回転対称に配設され、かつ、当
該真空ダクトの壁体に電気的絶縁物を介して支持される
４本の強磁性材料製の電極と、この各電極に所定の電位
を付与する手段と、上記各電極を磁化する手段を備え、
荷電粒子ビームの進行領域上における同一空間に所定の
電場および磁場を形成するよう構成したことを特徴とす
る、荷電粒子ビームの集束偏向装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27256487A JPH01115040A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 荷電粒子ビームの集束偏向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27256487A JPH01115040A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 荷電粒子ビームの集束偏向装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01115040A true JPH01115040A (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=17515662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27256487A Pending JPH01115040A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 荷電粒子ビームの集束偏向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01115040A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0660840A (ja) * | 1992-08-10 | 1994-03-04 | Hitachi Ltd | 磁気四重極レンズ、これを用いたイオンビーム加速装置並びにイオンビーム減速装置 |
| US5295411A (en) * | 1993-06-22 | 1994-03-22 | Speckhart Frank H | Torsional vibration absorber system |
| US5351574A (en) * | 1992-06-08 | 1994-10-04 | Nissan Motor Company, Ltd. | Flywheel |
| JP2001015055A (ja) * | 1999-04-15 | 2001-01-19 | Applied Materials Inc | 荷電粒子ビームカラム |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP27256487A patent/JPH01115040A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5351574A (en) * | 1992-06-08 | 1994-10-04 | Nissan Motor Company, Ltd. | Flywheel |
| JPH0660840A (ja) * | 1992-08-10 | 1994-03-04 | Hitachi Ltd | 磁気四重極レンズ、これを用いたイオンビーム加速装置並びにイオンビーム減速装置 |
| US5295411A (en) * | 1993-06-22 | 1994-03-22 | Speckhart Frank H | Torsional vibration absorber system |
| JP2001015055A (ja) * | 1999-04-15 | 2001-01-19 | Applied Materials Inc | 荷電粒子ビームカラム |
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