JPS6125100A - イオン照射装置 - Google Patents

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） この発明はイオン照射装置に関する。

（従来の技術） 近時高エネＶギーイオンの照射（注入を含む。）が広（
要求されてｂる。この要求を満足させるにはイオンを高
エネＶギーで加速することが必要である。このような高
エネＶギーでの加速のために最近ではタンデム加速器が
多（使用されて込る。

Ｃ１７ この加速器は重イオンを高エネＶギーで加速するのに効
率が極めてより装置とされてｂる。

ところが前記タンデム加速器は負イオンの生成から行な
わなければならず、そのためビーム量が著るしく制限さ
れて−る。又タンデム・ターミナＶ部で荷電変換する際
、重イオンであればある程。

又高エネＶギーであればある程、荷電変換後広す範囲の
イオン価数に分布してしまうため、ビームの分析（偏向
）後におりて使用できるビームは更に少な（なってしま
う。これはイオンが分析用の電磁石を通過すると、イオ
ン価数に応じた曲率半径によって分離されて込（、これ
を詳細に説明すると、磁場中の曲率半径、９は としてあられされる。なおＰけ運動量、ｎけイオン価数
、ｅは電荷素置、Ｂけ磁場の強さである。

とこにタンデム加速方式の場合を考えると、非相対論的
として十分であるから、タンデム加速後の加速イオンの
運動量Ｐは である。ただしｍはイオンのＷ奮、■は加速電圧である
６Ｌｆｔがって すなわち となる。

以上の膨出により持重位置に設置されたターゲットには
、分離されたビームのうちの特定のイオン価数をもつ１
種類のビームのみしか投射されなりようになるからであ
る。

本ともとターゲットには特定した一種類のイオン価数を
もつイオンビームを照射、注入することが望４１−”ａ
　ｌ、＃ｈし前述のようにタンデム加速器の場合のよう
にビーム量が著、ＬＬ（制限されて卦り、のみならず分
析後はイオン価数を同じ（するイオンのビームのみしか
照射されなりとするならば、ターゲットに要求される量
だけのイオンを照射するのに極めて長す時間が必要とさ
れることになる。

しかしながら照射の目的によっては同じ価数のイオンを
照射、注入することは望ましｂとしても、目標の価数に
対して■又は負で１価数程度異なるイオンを注入して本
別段支障がな−ことがある。

たとえばイオン価数が６のイオンを注入しようとすると
き、イオン価数が４．６　のものも併せて注入しても注
入深さが少々変化するだけであって特別な支障は何らな
いのである。このようにイオン価数が少々異なる本のを
併せて注入してもよいのなら、所定のイオン量を注入す
るのに要する時間は短縮されて極めて都合がよ−。しか
し従来のとの種装曾では前述したように特定の一種類の
価数をもつイオンのみが分離注入されるにすぎず、これ
では注入に要する時間の短縮は到底期待できな−。

Ｃ発明が解決しようとする問題点） この発明は価数が近似するイオンビームを照射注入する
ことによって、所定量のビームの照射注入に要する時間
の短縮化を図ることを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段） この発明は分析偏向されたイオンビームを特定の価数及
びこれに近似する価数をもつイオンビームな改めて集束
してターゲットに照射注入するようにしたことを特徴と
する。

（作用） イオンビームは磁場によって偏向されると、イオン価数
に応じた曲率半径によって偏向される。

したがって同じイオン価数を龜つイオンビー上は同じ箇
所を通過して−（、、シたがって今特定のイオン価数を
龜つイオンビームをターゲットに照射しようとして−る
とき、と九忙正負に近似する価数をもつイオンビームけ
、前記した特定のイオン価数をもつイオンビームと隣り
合う軌道を通過して−（ようになる。そこでこの隣り合
う軌道を通るイオンビームを偏向装置を介して偏向させ
て、前記特定のイオン価数をもつイオンビームが向うタ
ーゲット上に集束させる。これによって特定のイオン価
数をもつイオンビームと、とれに正負に近似するイオン
価数を龜つイオンビームとを併せてターゲットに照射、
注入させることができるようにｆＸ〕。すなわちイオン
照射注入景を従来よりも倍増させることができるように
なるのである。

（実施例） この発明の実施例ｆ１３ｊｌによって謄明すると、ｌは
偏向磁場を形成する電磁石からなる偏向装置で、たトエ
ばタンデム加速器によって加速された多価イオンビーム
が、これによって偏向され、イオン価数に応じた曲率半
径を本って偏向される。たとえばＮ１イオンにつきとれ
を加速偏向したとき、イオン価数が６　のイオンビーム
Ａを中心とした場合、これより小さ込価数をもつイオン
ビームのイオンビームけそれぞれＢ、Ｃのように偏向さ
れる。逆に太き５価数ケもつイオンビームの曲率半径は
小さく、たとえば価数が６．７　のイオンビームけそれ
ぞれり、Ｅのように偏向される。

以上の構成並びに作用は従来のものと特別相違するとこ
ろけない。

この発明にしたが一１価数５　のイオンビームに併せて
、価数が価数５　に近似する他のイオンビームすなわち
、価数が４．６のイオンビームＢ、Ｄをターゲット２に
照射しようとする。そのために偏向装［１の後方に更に
集束用の偏向装置８を設置する。図示する偏向装ｗ８は
複数の電極板を所定の間隔を置込て並設して構成された
。ｂわゆる電界偏向装置である。ここでは中央に一対の
電極板４Ａ、４Ｂを設け、これをアース電位としてｂる
。なお、アース電位とせψ第８図に示すように構成して
本より０したがって電極板４Ａ、　４Ｂ間を通過するイ
オンビームは何ら偏向されることな（直進する。

一方の電極板４Ａに相対して他のｔ極板５を並設し、こ
れを１極板４Ａに対して正の高電位とする。６けその高
電圧電源を示す。又他方の電極板４Ｂに相対して夏に別
の電極板７を並設し、これを電極板４Ｂに対して同じく
正の高電位とする。

８けその高電圧電源である。なきこれら電極板からなる
偏向装置８けイオンビームが通る真空容器の内部に設置
されであることは当然である。

以上の構成におりて、偏向装置ｌにより偏向され、イオ
ン価数に応じて分散されたイオンビームのうち、イオン
価数が５　のイオンビームＡにっｂてけ電極板４Ａ、４
Ｂの間を両Ｗ極板４Ａ　、４Ｂと平行する方向に偏向装
ｗ１によって偏向されてきたとした場合、イオン価数が
４　のイオンビームＢＩＣつｂてｈｗ極板４Ａ、５間に
到達するように、又イオン価数が６　のイオンビームＤ
につ−テハ、電極板４Ｂ、７との間に到達するように、
各電極板４Ａ、４Ｂ、５．７をセットしておく。すると
イオン価数が５　のイオンビームＡにつ込てけ、両電極
板４Ａ、４Ｂ間を何ら偏向されることな（そのまま直進
する。し赤しイオンビームＢについては電極板４Ａ、５
間に卦すて正電位とされている電極板５に反ｊ発するよ
うに偏向されるし、又イオンビームＤにつ−ても正電位
とされて−る電極板７反１発偏向されたイオンビームを
示す。

このようにして偏向装ｆｆｓにより偏向されたイオンビ
ームｂ、υにイオンビームＡに集束δ几てｂ（ようにな
る。従って偏向電圧を調整することによりイオン価数が
５　のイオンに加えて、イオン価数が４．６　のイオン
がともに偏向されてターゲット８に照射注入されるよう
になる。以上のようにして照射目標の価数のイオンに加
えて、これに近似する価数のイオンをも集束してターゲ
ットに照射できるようになるのである。

そして照射ビーム量は、イオン価数が５　のものだけを
利用する場合に比較して約８倍に増すととができる。こ
のことは照射注入に要する時間を約１７８に短縮するこ
とが可能であることを意味する。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、各イオン価数に
偏向分散されたイオンビームのうち互いに近似する価数
をもつ複数のイオンビームを選択的に集束して照射注入
するようにしたので、イオンビームの照射注入に要する
時間を従来構成に比較して著るしぐ短縮させることがで
きるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はとの発明の実施例を示す正面図、第２図は偏向
装置の結締図、第８図は同じく別の偏向装着の結ａｍ図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加速器により加速された多価イオンを各価数毎に偏向分
   散させる偏向装置の後方に、前記偏向分散されたイオン
   ビームのうちの、互いに近似する価数をもつ複数のイオ
   ンビームを同一箇所に集束させる集束用の偏向装置を設
   け、集束された各価数のイオンビームを被照射体に照射
   せしめてなるイオン照射装置。