JPH01302700A - 高周波多重極線型加速器 - Google Patents

高周波多重極線型加速器

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JPH01302700A
JPH01302700A JP63132467A JP13246788A JPH01302700A JP H01302700 A JPH01302700 A JP H01302700A JP 63132467 A JP63132467 A JP 63132467A JP 13246788 A JP13246788 A JP 13246788A JP H01302700 A JPH01302700 A JP H01302700A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高周波多重極線型加速器に関し、特に、例えば
半導体製造プロセスにおけるイオン注入装置用の加速器
や、あるいは材料の表面改質のために各種荷電粒子を材
料内に打ち込むための粒子加速器等として利用するのに
適した高周波多重極線型加速器に関する。
〈従来の技術〉 高周波多重極線型加速器においては、一般に、第２図に
四重極線型加速器を例にとってその構造を示すように、
両端にプレー１−１２．ｌｂが装着されてなる加速空洞
１内に複数の電極２・・・２が固着されており、この加
速空洞１内に高周波電力を導入することによって電極２
・・・２の先端で囲まれた空間３に加速電場を形成し、
粒子を加速するよう構成されている。加速空洞１は共振
器を形成するものであって、所定の共振周波数ｆ０を持
ち、その周波数の高周波電力のみを導入することができ
る。
ところで、加速空洞１の共振周波数は、高周波電力の導
入による加速空洞１の熱変形等に起因して変化する。そ
こで従来、これを補正するために、第３図（ａ）および
（ｂｌに部分断面正面図および側面図を示すように、加
速空洞１に複数のサイドチューナ３０・・・３０を設け
、これらを駆動することによって加速空洞１の共振周波
数ｆ０を一定に保ちながら、その一定周波数ｆ０の高周
波電力を導入していた。
すなわち、従来装置においては、第４図にその構成図を
示すように、周波数一定の水晶発振器４゜からの信号を
電力増幅器１０によって必要とするパワーの高周波電力
に増幅し、フィーダ１１を通じて加速空洞１に導入する
。この電力増幅器１゜からの基卓信号Ａと、加速空洞１
に設けられたピックアップ１２による実際の共振信号Ｂ
を位相検波器１３に入力し、信号Ａ、Ｂ間の位相差を検
出する。そして、この検出信号をアンプ１４を介してサ
イドチューナ３０・・・３ｏに供給し、信号Ａ。
８間の位相差を一定に保つようにサイドチューナ３０・
・・３０の位置を制御する。このようにして、ＰＬＬの
原理に基づき、加速空洞１が熱変形してもその共振周波
数ｆ０は一定に保たれ、一定周波数の高周波電力を導入
し得るように構成されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、サイドチューナ３０・・・３ｏは電流の最も
多く流れる加速空洞１に取付けられ、しがもこの加速空
洞１に対して出入する必要があることから、接触子等を
設けねばならず、機構の複雑さや接触子の寿命等に関し
て問題があった。
また、熱変形による共振周波数ｆｏの変化Δｆ０が大き
いと、サイドチューナ３０・・・３０を大型化し、ある
いは多数個設けることが必要となるから、これを避ける
ために加速空洞１の冷却水の温度コントロール等を行っ
てΔｆ０を小さく抑えることも必要となり、高周波多重
極線型加速器の価格を引き上げる要因になっている。
本発明はこのような諸問題点を一挙に解決するためにな
されたものである。
〈課題を解決するための手段〉 本発明の高周波多重極線型加速器は、実施例に対応する
第１図に示すように、入力信号に応じて出力周波数が変
化する高周波電力発生手段（電圧制御発振器１５および
電力増幅器１０）と、その高周波電力発生手段の出力周
波数と加速空洞１の実際の共振周波数との差を検出して
その検出出力を高周波電力発生手段の入力信号として供
給する周波数差検出手段（位相検波器１３およびアンプ
１４）を備え、加速空洞１に導入する高周波電力の周波
数がその加速空洞１の共振周波数に追従するよう構成さ
れていることによって、特徴づけられる。
く作用〉 加速空洞１の熱変形等によってその共振周波数が変化す
ると、周波数差検出手段による検出出力が変化し、高周
波電力発生手段からの高周波電力の周波数がこれに追従
して変化する。つまり、加速空洞１の共振周波数を一定
に保つことなく共振させることができ、サイドチューナ
を設ける必要がない。
〈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構成図で、四重極線型加速器に
本発明を適用した例を示している。
加速空洞１自体の構造やその内部の電極２・・・２の構
造は従来装置と同等であり、また、加速空洞１には、従
来と同様、電力増幅器１０からの高周波電力を導入する
ためのフィーダ１１と、加速空洞１の共振信号を取り出
すためのピックアップ１２が装着されている。
更に、電力増幅器１０から出力される高周波電力の周波
数信号と、ピックアップ１２からの共振信号とは、これ
も従来と同様に位相検波１３に入力されている。
さて、本発明実施例においては、位相検波器１３の出力
はアンプ１４を介して電圧制御発振器１５（以下、ＶＣ
Ｏ１５と称する）に供給されており、このＶＣＯ１５の
出力が電力増幅器１ｏの入力信号となっている。また、
加速空洞１にはサイドチューナが設けられていない。
以上の本発明実施例によると、位相検波器１３の出力が
変化すればＶＣＯ１５の発振周波数が変化し、これによ
って加速空洞１に導入される高周被電力の周波数が変化
する。つまり、加速空洞１の共振信号とこの加速空洞１
に導入される高周波電力の位相差を一定に保つよう、導
入すべき高周波電力側の周波数が制御されることになる
。
従って、加速空洞１が熱変形等によってその共振周波数
が変化しても、高周波電力の周波数がこれに刻々と追従
してその導入が可能な状態に保たれる。
ここで、留意すべき点は、加速空洞１の共振周波数の変
化に伴って粒子の加速エネルギが変化するものの、その
変化の程度は極わずかであって、表面改質やイオン注入
等への応用に際しては、無視し得る程度であるという点
である。すなわち、一般に、加速空洞１の熱変形による
共振周波数の変化量は、共振周波数のせいぜい０．５％
程度であることから、加速エネルギの変化に関して上述
した応用に対して全く問題とはならない。
なお、本発明は、四重極線型加速器以外の高周波多重極
線型加速器に広く応用し得ることは云うまでもない。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、加速空洞の共振
周波数の変化に対して、導入すべき高周波電力の周波数
を追従させるから、従来のようにサイドチューナを設け
る必要がなく、構造を著しく簡素化することができ、し
かも、基本的には制御回路における水晶発振器をＶＣＯ
に変更するだけでよいから、全体としてのコストを大幅
に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の構成図、 第２図は高周波多重極線型加速器の概略構造の説明図、 第３図および第４図は従来の多重極線型加速器の加速空
洞および全体構成の説明図である。 １・・・加速空洞 ２・・・電極 １０・・・電力増幅器 １１・・・フィーダ １２・・・ピックアップ １３・・・位相検波器 １４・・・アンプ １５・・・ＶＣＯ 特許出願人　　　　株式会社島律製作所代　理　人　　
　　弁理士　西１）新 第１図 第４図 ″手続令甫正書 】、事件の表示 昭和６３年　特　許　願　第１３２４６’７号２、　発
明の名称 高周波多重極線型加速器 ３、補正をする者 代表者　西へ條　實 ４、代理人 補正の内容 ＋１１明細書第３頁１８行目ｒＰＬＬ１の記載をｒ　Ｐ
ｈａｓｅＬｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ　Ｊと補正する。 （２）明細書第５頁１３行目〜１６行目の「つまり、・
・・必要がない。」の記載を次の通り補正する。 「つまり、共振条件を熱変形等に対して維持する方法と
して、従来技術のように一定の高周波電力の周波数に対
して加速空洞１の共振周波数を追従させるのではなく、
逆に加速空洞１の共振周波数に高周波電力の周波数を追
従させるもので、サイドチューナーを設ける必要がない
。」 （３）明細書第６頁１０行目「位相検波１３」を「位相
検波器１３」と補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内部に複数の電極が配設された空洞内に高周波電力を導
    入することによって、当該空洞を共振させて上記複数の
    電極の先端で囲まれた空間に加速電場を形成する線型加
    速器において、入力信号に応じて出力周波数が変化する
    高周波電力発生手段と、その高周波電力発生手段の出力
    周波数と上記空洞の実際の共振周波数との差を検出して
    その検出出力を上記高周波電力発生手段への入力信号と
    して供給する周波数差検出手段を備え、上記空洞に導入
    する高周波電力の周波数が当該空洞の共振周波数に追従
    するよう構成されていることを特徴とする、高周波多重
    極線型加速器。
JP63132467A 1988-05-30 1988-05-30 高周波多重極線型加速器 Expired - Lifetime JPH079839B2 (ja)

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