JPH0131659B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、荷電粒子源からの荷電粒子を被照射
体に照射する荷電粒子照射装置に関する。

荷電粒子照射装置においては照射量を把握する
ために被照射体が収納された打込室に照射される
荷電粒子の電流を測定している。従来の電流測定
方法は、被照射体から接地方向へ流れる電流を、
途中に電流計を配置することによつて測定するも
のである。

しかし、この方法では被照射体から生ずる二次
電子が接地電位部分に流出するために数十から数
百パーセントの誤差を生ずる。一般には被照射体
からの二次電子の流出をおさえる為に、被照射体
の荷電粒子入射側に負電圧（数百から数千ボル
ト）を印加した板（以下サプレツサと呼ぶ）を配
する。ところが、サプレツサにより打込室の外側
にある二次電子が打込室内に流入することも出来
なくなるのである。照射電流が数ｍＡ以上になる
と、被照射体上に絶縁物があつた場合、その部分
に電荷が畜積する現象が著しくなるが、この部分
を電気的に中和するべき二次電子が打込室内に流
入しない為、ついには被照射物体表面が静電破壊
されるにいたるいわゆるチヤージアツプ現象を起
こす欠点がある。この方法では被照射体又はその
支持体を電気的に浮かせる必要があるので、製作
上も保守上も問題がある。

本発明の目的は電荷の畜積を中和する二次電子
を流し得るにもかかわらず、電流測定誤差が小さ
い荷電粒子照射装置を提供することにある。

本発明は、荷電粒子源と被照射体の間に荷電粒
子線を挾むように電極対を配置し、その電極対と
荷電粒子線との位置関係を相対的に変える位置変
更装置を設け、位置変更にともなつて電極対から
得られる誘導電流量に応じて被照射体に対する照
射量を変える照射量変更装置を設けたものであ
る。

位置変更装置は、荷電粒子線を偏向して粒子線
通路を変えるものであつても、荷電粒子線に対し
て電極対を移動するものであつてもよい。照射量
変更装置は、誘導電流量に応じて被照射体を照射
場所に対して移動するものであつても、誘導電流
量に応じて荷電粒子線自体の電流を制限するよう
な絞りであつてもよい。

本発明の実施例を説明するに先立つて、誘導電
流に関して簡単に説明する。

第１図に示すように電極２と電極３の間に正電
荷＋Ｑがあると、電極２，３には負電荷−Q_A、−
Q_Bが生じており、これらは次式の関係を有して
いる。

Q_A＋Q_B＝Ｑ 正電荷＋Ｑが図の右方へ動くと、電極２，３上
には負電荷が再分布されるので、この時、電線４
には右から左へ電流ｉが流れる。電流ｉは、 ｉ＝Q_V で表わせる。ここでｖは電荷の移動速度である。
このｉが誘導電流と呼ばれるものである。具体的
には電荷が振幅で５mmで1kHzの単振動を行なつ
ている時、 ｉ＝Ｑ×５√２πcos2000πt（アンペア） となる。ここではｔは時間（単位は秒）である。

電荷として、 Ｑ＝1.35×10^-8（クローン） をとれば、 ｉ＝2.99cos2000πt×10^-7（アンペア） の誘導電流が流れることになる。

この電荷量1.35×10^-8クーロンという値は、第
２図の如き構成において正電荷に相当するものと
して、20kVに加速したP⁺（リン）の荷電粒子線
５がＩ＝10ｍＡの電流で飛行している時、長さｌ
＝0.3ｍの電極板６の間に存在する電荷量にほぼ
等しい。

すなわち第２図における荷電粒子線５の飛行方
向に対して電極６と垂直な方向の変調７を与えれ
ば電極６，６間に変調速度に応じた誘導電流が生
ずる。

次に第３図を参照して本発明の一実施例につい
てて説明する。荷電粒子源１１から加速電源１２
により加速された荷電粒子線例えば電子線１３
は、粒子線の飛行方向を変える二重偏向型の電磁
石１４により照射路が左右に振られる。つまり照
射路が電極１５間で往復する。電極対１５で検出
された誘導電流は、電流電圧変換器１６により電
圧に変換した後、整流回路１７にて直流にする。

一方、打込室１８に入射された粉子線１３は最
初被照射体とは無関係な水平状態と垂直状態に可
変できる金属製シヤツタ１９を垂直に立てること
により打込室内への侵入を阻止されている。この
シヤツタ１９は電気的に浮いた状態になつてお
り、電流計２０によつて照射電流が測定される。
被照射体への照射前の精密な電流測定では、シヤ
ツタ１９の直前のサプレツサ２１に負電圧を印加
しておく。次にシヤツタ１９を水平方向たおして
被照射体２３への照射を開始した後はスイツチ３
０を電源３１から離して接地側へ切換えサプレツ
サ２１を接地する。これにより打込室１８内への
二次電子の流入出を妨げないのである。

打込室１８の中には、回転可能な円筒２２の外
周に複数の被照射物体２３を配置し、回転軸２４
を上下させ、被照射物体上の照射量を均一に制御
する。

この実施例では、シヤツタ１９を立て、サプレ
ツサ２１に負電圧を印加すると同時に電磁石１４
に1kHzの交流を印加し、電流計２０の値と整流
回路１７の出力を対応させ基準電圧とする。次
に、サプレツサ２０を接地電位とし、シヤツタ１
９をたおし円筒２２に照射を開始する。円筒２２
の回転軸２４の上下移動速度は、整流回路１７の
出力を上下駆動用モータ２５に与えることにより
定まる。この上下移動速度は照射粒子線１３の電
流変動に応じて変化し、均一な照射が行なわれ
る。サプレツサ２１は接地電位であるため、チヤ
ージアツプの現象は見られず、均一度も問題は生
じなかつた。

第３図におい整流回路１７の出力を上下駆動モ
ータ２５に与えず、電流を制限するしぼり２６に
与えることにより、照射電流を一定にする。この
場合円筒２２の上下送り速度は一定にして照射を
行い、良好な結果を得ている。

本実施例では、電磁石１４は粒子線に変調を与
える為に使用しているが、粒子線を広範囲に照射
する為の機能を兼ねても良いことは明らかであ
る。又、偏向電磁石に直流を印加しておき、加速
電圧に変調を加えても、粒子の飛行方向が変化す
るから、第３図の実施例と同様の効果が期待でき
る。

第３図の実施例においては、荷電粒子線電流を
非接触に測定することが出来、被照射体又はその
支持体を電気的に浮かせる必要がないため、構造
が簡単になる効果がある。また、被照射体がチヤ
ージアツプにより静電破壊することもなくなる。
さらに、被照射体への荷電粒子線照射時にサプレ
ツサによる二次電子流入阻止という影響を排除で
き、粒子線の電流を高精度検出できる。また、正
確な電流検出が可能になるから、誤差の小さい荷
電粒子照射量制御ができる。

以上説明したように本発明によれば、荷電粒子
線の電流を高精度検出でき、正確な照射量制御が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は誘導電流発生の説明図、
第３図は本発明の一実施例の概略構成を示す図で
ある。 １３……荷電粒子線、１４……二重偏向型電磁
石、１５……電極、１８……打込室、２１……サ
プレツサ、２３……被照射体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 荷電粒子源からの荷電粒子を被照射体に照射
   する装置において、上記荷電粒子源と上記被照射
   体の間に荷電粒子線を挾むように電極対を配置
   し、その電極対と上記荷電粒子線との位置関係を
   相対的に変える位置変更装置を設け、上記電極対
   から得られる誘導電流量に応じて上記被照射体に
   対する照射量を変える照射量変更装置を動作させ
   るように構成したことを特徴とする荷電粒子照射
   装置。 ２ 上記位置変更装置は、荷電粒子線を偏向する
   磁石装置であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の荷電粒子照射装置。 ３ 上記照射量変更装置は、誘導電流量に応じて
   上記被照射体を照射場所に対して移動するもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の荷電粒子照射装置。 ４ 上記照射量変更装置は、荷電粒子線の電流制
   限絞りであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の荷電粒子照射装置。