JPS62229100A - 中性の原子および分子ビ−ムの発生方法と装置 - 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】 技術分野 本発明は原子および分子ビームに関し、特に制御自在の
、低エネルギーの中性原子および分子のビームを発生す
る方法および装置に関する。

背景技術 低地球軌道の宇宙船および衛崖の使用が増すにつれて、
露出表面の著しい浸食に証明されるように、そのような
軌道での残留大気に伴う問題が表面化した。３００〜５
００ｋｍの低地球軌道の領域における環境は主として酸
素原子である。このｌ高度における原子は数少ないけれ
ども、軌道上のペイロードが高速であることおよび酸素
原子の反応性が高いことが多くの有機性表面物質をはや
く劣化させる。炭素、水素、酸素、窒素および硫黄を含
む有機重合体に対する浸食は最もはげしい。そのことは
下記の文献に記載されている： ・１９８５年１月１４〜１７臼ネバタ州リノ市、ＡＩＡ
Ａ第２３第２窒 イセンチン（Ｖｉｓｅｎｔｉｎｅ）およびＪ．Ａ．シュ
リージング（Ｓｃｂｌｉｅｓｉｎｇ）の「宇宙ステーシ
ョンニ対スる酸素原子の影響の一考案（Ａ　ｃｏｎｓｉ
ｄｅｒａｔｉｏｎｏ１’　ａｔｏｍｉｃ　ｏｘｙｇｅｎ
　１ｎｔｅｒａｅｔｉｏｎ　Ｗｉｔｌｌ　５ｐａｅｓｔ
ａｔｉｏｎ＞Ｊ ・１９８５年１月１４〜１７０ネバタ州リノ市、ＡＩＡ
Ａ第２３第２窄 ィテカ−（Ｗｈｉｔａｋｅｒ）　、Ｓ．Ａ．　　リ　ト
　ル（Ｌｉｔｔｌｅ）　。

Ｒ．Ｊ．バーウェル（ｌｌａｒｖｅｌｌ）　、Ｄ．Ｂ．
グライナー（Ｇｒｉｎｃｒ）Ｒ．Ｐ．デヘイ（Ｄｅｂａ
ｙｅ）およびＡ．Ｔ．フロムホルト（Ｆｒｏｍｈｏｌｄ
）の「熱制御物質および光学物質に対する軌道上の酸素
の影響−８ＴＳ−８の成果（Ｏｒｂｉｔａｌ　ａｔｏｍ
ｉｃ　ｏｘｙｇｅｎ　ｅｌ’ｆ’ｃｃｔｓ　ｏｎ　ｔｈ
ｅｒａａｌｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　
ｒａｔｃｒｉａｌｓ−−３ＴＳ−８　ｒｅｓｕ−Ｉｔｓ
）コ 宇宙ステーションおよび他の宇宙飛行体の設計をする場
合、要素の有効寿命を予測し得なければならない。過去
では、物質を低地球軌道で露出し、分析のために該物質
を回収することにより種々の物質の調査が行われた。こ
の方法は時間と費用がかかり過ぎ、またそのような試験
の機会も限られている。よって実験室で低地球軌道環境
をシミュレート（模擬）し得ることが大いに望ましい。

前記のように、この環境の顕著な成分は酸素分子の光分
解によって形成される酸素原子である。

１Ｏ　　〜１０　　ａｔｏｍ／ｃ−の密度での酸素原子
は熱エネルギーを有するのみである。しかし８　ｋｍ／
ｓの速度で飛行する宇宙船は平均原子エネルギー５ｃＶ
を有すル１Ｏ１３〜１１０１５ａｔｏ／ｃ■２ｓノフラ
ックス（原子束）に遭遇する。材料表面はまたその向き
によりＵＶ（紫外線）放射を受け、また高度により窒素
ガスの分子のフラックスを受けることがある。

理想的には、実験室試験で酸素原子、窒素分子およびＵ
Ｖ光子を別個でも、また種々の組合せでも試料に入射し
得ることである．う。しかし、大きな問題は、前記の幾
つかの要因のうち最も破壊性が強いと見なされる酸素原
子のフラックスを実験室内で発生させることである。

酸素原子のフラックスを従来技術の実験室で容易に発生
し得なかった理由は様々であって、望ましいフラックス
が比較的高い；中性ビームは操作し難い：そして５ｅＶ
のイオンは集中および速度選択を容易に行うにはエネル
ギーが低過ぎるが、熱的に発生させるにはエネルギーが
高過ぎる；等である。１９８５年１月１４〜２７０ネバ
タ州リノ市、ＡＩＡＡ第２３第２窄 Ｊ．［３．クロス（Ｃｒｏｓｓ）およびり、Ａ．クリー
マーズ（Ｃｒｅｍｅｒｓ）の「酸素原子の表面作用−地
上施設を用いる機械学的研究（Ａｔｏｍｉｃ　ｏｘｙｇ
ｅｎ　５ｕｒｆ’ａｃｅＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ−−ｏ
＋ｃｃｈａｎｉｓｔｌｅ　５ｔｕｄｙ　ｕｓｉＢ　ｇｒ
ｏｕｎｄ−ｂａｓｅｄ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ）　Ｊ　
参照。

低地球軌道の環境のシミュレーションを可能にするため
に、実験室において制御された酸素原子の低エネルギー
・ビームを発生させる方法が必要とされる。

発明の開示 本発明は純粋に中性の酸素ビームを発生させる方法およ
び装置をｌｊ、える。コラトロン（Ｃｏ　ｊｕｔ　ｒｏ
ｎ）イオン・ガンは０２＋およびＯ＋を含むイオン化酸
素原子のビームを発生する。イオンは静電式加速機によ
り加速され、ウィーン（Ｖｉｅ口）フィルターに通され
て所要速度の原子および分子の種（スピーシーズ）が選
択される。

流れは３　ＫｃＶの位数の比較的高いエネルギー・レベ
ルにある。フィルターに通されたビームは減速機に通さ
れてエネルギーか５〜Ｉ　ＯｅＶのレベルまて落とされ
る。ビームがグレージング入射角（ｇｒａｚｉｎｇ　１
ｎｃｉｄｅｎｃｅ）で、代表的には１〜４°の範囲で表
面に衝突するように、低速ビームの進路に平らな、また
は僅かに曲がった表面が置かれる。

この表面は金属、金属酸化物または半導体物質であるこ
とができる。望ましい物質の一つは高度に研磨された結
晶ニッケルである。

表面に衝突する時、電子を原子および分子に付与してビ
ームの部分的中性化を生じる電子作用か起きる。中性化
表面から出るビームは従って、イオン化された原子およ
び分子と同時に中性の原子および分子を含む。次にこの
ビームは静電式偏向装置に通されて、残留イオンを分離
され、中性ビームが残される。試験されるべき試料は中
性ビームが試料に衝突するように置かれる。

試料から放出される物質の分析は数多くの方法で行うこ
とかできる。例えば、試料に向けられるレーザーを同期
させて個々の原子および分子の種の共振ラインを励起す
ることができる。つぎに分光計によって特性ライン放射
線から反応物質および生成物質を識別することができる
。

従って、中性気体原子および分子のビームを発生し制御
するための方法および装置を与えることが本発明の主目
的である。

中性原子ビームの衝突により物質の調整された試験また
は物質の処理を可能にするための方法および装置を与え
ることか本発明のいま一つの目的である。

ビーム内の陽イオンを中性化するために電子を供給する
表面にクレージング入射角で衝突するように、加速され
、濾過され、集中され、制御されることかできる気体原
子および分子から或るイオン・ビームを用いる方法およ
び装置を与えることが本発明のさらにいま一つの目的で
ある。

残りのイオン原子および分子を分離除去して純粋に中性
の原子および分子のビームを発生するために、静電式偏
向装置（デフレクタ−）に中性ビームを通すための装置
を与えることが本発明のいま一つの目的である。

添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことによ
って」−２および他の本発明の目的および利点か明らか
となるであろう。

発明を実施するための最良の形態 本発明は所要気体の非イオン化、つまり中性の原子およ
び分子のビームを形成し、集中し、制御することをＩＩ
Ｊ能にする。明らかに、すべてのイオン化可能の気体が
本発明の実施に適している。記載および図解の目的のた
めに、低地球軌道の宇宙船に使用される物質の試験に特
に適用される酸素をこのようなビームに使用することが
記載される。

酸素のような気体のイオン化ビームを発生させ、制御す
ることは公知である。第１図において、主として正荷電
した酸素原子および正荷電した酸素分子から或る陽イオ
ン化ビーム（６）が示される。

ビーム（Ｇ）はグレージング角度θで板（５）の表面に
衝突するように板（５）に向けられる。本発明は角度θ
が非常に小さい時に最も効率的に動作する。

例えば、１〜４″の角度が高効率の動作を与えることが
判明した。角度θが大きくなるにつれて、本発明は依然
として宵効であるが効率が下る。イオン化ビーム（６）
が板（５）の表面に衝突する時、電子的作用が生じて、
その結果、表面からの電子が酸素イオンに付若し、中性
の酸素原子および分子を発生する。ビームは角度θにて
反射されて、中性酸素原子、中性酸素分子、および中性
化しない残りのイオンから或るであろう。

明らかに、仮（５）は秀れた光放射性を有する材料から
形成することが望ましく、表面に大密度の阜自由電子を
有する。ビームの中性化の比率はグレージング角度およ
び入射ビームのエネルギーの関数である。よって、板（
５）の表面から偏向されたビーム（７）は依然、イオン
化原子および分子を含むであろう。ビーム（７）は、イ
オン化粒子、例えば（１０）に示される陽性酸素原子を
偏向させる１対の静電式偏向板（８）に通される。ビー
ム（９）は偏向板から出て、中性の酸素原子および分子
から形成される。

本発明の或る種の用途では、大きな断面を有するビーム
を発生することが望ましい。第２図に示されるように、
段数の板が設けられる中性化板装置（１２）を用いるこ
とかできる。すなわち、入射するビーム（６）は大きな
断面積ををし、そのため幅の広い中性ビーム（７）を発
生することができる。

第１図および第２図に示すイオン化ビーム（６）も公知
の方法により集中することができるけれども、第３図の
中性化板装置を用いて中性化ビームを或る程度、集中す
ることができる。ここで、中性化装置（１４）は、入射
するビーム（６）に対してその角度を矢印Ａにより個別
に調整し得る段数の仮（１５）から形成される。例えば
、第３図において、中性化ビーム（１１）を収斂させる
ように種々の角度に板（１５）を調整する。また気付く
であろうが、この収斂は使用個所におけるビームの密度
を増す。

その代わりに、中性化ビーム（１１）を拡散させて、低
密度にてより広い面積をおおうように表面（１５）を調
整することもできるであろう。中性化原子および分子の
ビームの形状も中性化板装置の形式により調整すること
ができる。例えば、第４図は第２図の平面４−４におけ
る形態であるが、これは断面積の大きなイオン化ビーム
が中性化板（１２）に向けられる時に、中性原子および
分子の矩形ビームを生じる。第５図に１組の円筒形中性
化板（１６）を示すが、これはそれに向けられた断面積
の大きいイオン・ビームを円形の中性ビームに変換する
。

第５図の円筒も、収斂または拡散する中性ビームを生じ
るように相互に角度を付けて設定することができる。

以」ニで中性気体ビーム、例えば酸素原子および分子の
中性ビームを発生する方法を記載したが、次に第６図の
説明図を参照しつつ、そのようなビームを発生するため
の望ましい装置を記載する。

１０”　ｊｏｒｒの位数での超真空度を有する真空チャ
ンバー（２０）が設けられる。コラトロン・ガン（３０
）をイオン化ガス・ビームの発生源として用いる。ガン
（ａＯ）はコラトロン・コーポレーション（Ｃｏｌｕｔ
ｒｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から人手し得る０本
例において、酸素ビームを発生するべく、酸素ガス源（
２２）がガン（３０）に設けられる。酸素がガン（３０
）の加熱された要素に対して釘する高い反応性による損
傷を防ぐために、公知のようにヘリウム（２３）も導入
する。ガン（３０）からビーム（１７）が放射され、正
電荷酸素原子および分子イオンに、ヘリウム原子および
存在が避けられない様々な汚染物が混合して構成される
。ビーム（１７）は加速機（１８）に通され、これはビ
ーム（１７）のエネルギーを、例えば３ＫｃＶにまで増
す。加速機（１８）からの出力は加速されたビーム（Ｉ
９）であり、これは次にウィーン・フィルター（３３）
に通される。当業者にとって公知のように、特定の運動
エネルギーおよび速度を有する酸素イオン（または分子
イオン）を選別して通過させ、異なる速度を有するヘリ
ウム・イオンおよび不純物イオンを排除するようにウィ
ーン・フィルター（３３）を調整することができる。加
速機（Ｉ８）の目的はビーム（１７）を充分な速度にま
で上げてこれらの無縁のビーム部分をウィーン・フィル
ター（３３）により排除させることにある。よって、フ
ィルター（３３）から出るビーム（２１）は各々が正電
荷を有する実質的な酸素イオン（または分子イオン）で
ある。

低地球軌道の環境において遭遇する諸問題のシミュレー
ションによって物質（３２）を試験する［１的のために
、運動エネルギーは５　ｅＶの位数にあることが要求さ
れる。従ってビーム（２３）が所要のエネルギー範囲に
入るようにビーム（２１）の速度を減じるために減速機
（３５）が設けられる。

ビームのフラックスを測定するために、減速速機（２５
）の後にボロメータまたはファラデー（ｆ’ａｒａｄａ
ｙ）のカップ・センサー（２４）を据付けることができ
る。

場合により、薄くて幅の広いビームが必要である。その
ような場合、所要のグレージング角度にて中性化装置（
２８）に衝突する薄くて幅の広いビーム（２５）を発生
するために、薄い水平のスリット（すきま）を有するＥ
　（２Ｂ）を使用することができる。前述のように、イ
オン化ビーム（２５）は仮（２８）の表面から電子をひ
ろって、それにより酸素の原子および分子の一部を中性
化する。従って板（２８）から偏向されたビーム（２７
）は、中性化された酸素原子および分子に、残りの陽イ
オンおよび表面（２８）からひろわれる可能性のある重
粒子を加えて＋７，７成される。ビーム（２７）は静電
式偏向板（３１）に通され、残りのイオン化粒子を分離
・排除して、中性酸素原子および分子から或るビーム（
２９）を発生する。

本発明の一実施例では、中性化板（２８）は、他の利料
でも適当であるが、高度に研磨された結晶ニッケルで形
成した。

中性ビーム（２９）は、試験され分析されるべき試料（
３２）に衝突させられる。これは試料（３２）の表面」
二の物質の浸食を生じ、衝突しまた放出される物質（４
０）が分析される。

未だ充分には理解されない現象が見られた。中性ビーム
（２９）に衝突される表面物質から光が放出され、ビー
ム（２９）の特性はこの光を分析して得られるであろう
。衝突の区域および射出される物質（４０）を照明する
ためにレーザー（３４）が試料分析に用いられ、これが
蛍光を誘起する。つぎにその区域に集中された分光計（
３６）か種々の反応物質および生成物質を、励起された
特性ライン放射から識別することができる。

第６図に説明的に図解される装置による代表的な結果は
以下の通りである。２μ八までの等価電流を有し、１ｍ
ＬＩ１２の面積に集中された中性酸素ビームが得られた
。これは低地球軌道におけるフラックスの大きさの位数
にある１Ｏ１５ａｔｏｎ＋ｓ／ｃｍ２ｓｅｃのフラック
スに相当する。

人口衛星および宇宙船に用いられる物質の試験では、比
較的大きな面積にわたってフラックスが入射する必要が
ある。大きな断面積を有する中性ビームを発生させ、こ
のビームを、第２図乃至第５図に開示する方法により拡
散させるように第６図の装置を改造することは当業者に
とって明らかである。中性の酸素および窒素のビームと
同様に電子および光子を発生する多重放射源を用いて材
料を試験することも望ましい。

そのような多重放射源の相乗効果の研究を可能にする試
料（３２）に対して多重放射線環境を生じる装置の実例
を第７図に示す。この図面では、真空チャンバー（２０
）は物質（３２）の酸素ビーム（２９）の区域内で、紫
外線放射（４５）を生じるＵＶｒｉ、と窒素（４３）の
ビームを発生し１する窒素粒子！（４２）を含む。

他の組合せの多重放射源も当業者によって考えられる。

以上で非イオン化気体原子および分子のビームを発生す
る方法を開示したわけであるが、その方法は、 １　正電荷気体原子および分子のビームを発生すること
、 ２　電子作用を生ずる物質から形成される表面にグレー
ジング角度でビームを送って、電子がビームを部分的に
中性化するように電子がビームに付与されること、 ３　その部分的に中性化されたビームを前記表面から偏
向させること、 ４　偏向されたビームから残りのイオン化原子および分
子を除去することを含む。

物質の試験のために本発明の方法および装置を使用する
ことを以上に述べた。他の用途も当業者には明らかであ
ろう。例えば、本方法は半導体工業におけるような重粒
子エツチングに適したビームを発生することができる。

エツチングにイオン化ビームを使用する時、集積回路チ
ップにマスクその他の操作を行う際に問題が生じる。中
性ビームを使用すれば、空間荷電によるビームの焦点ぼ
けが無くなり、′−１６導体物質の荷電を防上てきる。

以上特定の装置を説明したけれども、本発明がここに開
示した実施例に限定されるべきでないことは当然である
。当業者にとって本発明を種々改造し得ることは明らか
であり、そのような変更は本発明の精神と範囲に含まれ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、陽イオン化酸素ビームを中性化するために本
発明による表面に衝突する酸素ビームの説明図、 第２図は大きな断面積を有するイオン化ビームと共に使
用される多重表面の使用を示す説明図、第３図は断面積
および中性化ビームの密度を制御するように表面の角度
が調整自在である表面装置の、第２図に似た説明図、 第４図は第２図の４−４平面から見た前記表面の端面図
、 第５図は円形ビームを発生するために円筒表面を用いる
代替多重表面装置、 第６図は中性気体原子および分子のビームを発生し制御
するための装置の望ましい実施例の説明図、 第７図は物質を試験するために多重放射線環境を生じる
装置の説明図である。 ５・・・板（表面）　６・・・陽イオン・ビーム７・・
・偏向ビーム　１２・・・平行板　１４・・・中性化装
置１５・・・板　　　　　１６・・・円筒状表面１７・
・・陽イオン・ビーム　　　　１８・・・加速装置Ｉ９
・・・加速ビーム　２０・・・真空チャンバー２２．２
３・・・気体　　２５・・・イオン化ビーム２７・・・
部分中性化ビーム ２８・・・中性化板装置（導電性表面）２９・・・中性
ビーム　３０・・・イオン・ガン３１・・・静電式偏向
装置　　３２・・・分析すべき物質３３・・・フィルタ
ー装置　　３５・・・減速装置４０・・・物質部分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）非イオン化された気体原子および分子のビームを
   発生する方法であって： ａ）正荷電された気体の原子および分子のビーム（６）
   を発生する段階と； ｂ）導電性物質の表面（５）を与える段階と；ｃ）電子
   を前記ビームに付与することにより前記ビームの前記正
   荷電された気体の原子 および分子の一部（７）を中性化する電子作用を発生す
   るために或る角度で前記表面に 前記ビームを指向させる段階と； ｄ）前記表面から前記部分的に中性化されたビームを偏
   向させる段階と； を有することを特徴とする方法。 （２）選ばれた気体の非イオン化原子および分子のビー
   ムを発生する方法であって： ａ）ビームの中に汚染性気体物質を有する、前記気体の
   正荷電された原子および分子の ビーム（１７）を発生する段階と； ｂ）前記ビームを加速する段階と； ｃ）前記汚染性の気体物質を除去するために前記加速さ
   れたビーム（１７）をろ過する段階と； ｄ）前記ろ過されたビーム（２１）を選ばれたエネルギ
   ーにまで減速する段階と； ｅ）導電性物質の表面（２８）を与える段階と；ｆ）前
   記ビームに電子を付与することによって前記ビームの前
   記正荷電された原子およ び分子の少なくとも一部を中性化する電子 作用を前記表面に生ずるために或る角度で 前記表面に前記減速されたビーム（２３）を指向させる
   段階と； ｇ）前記部分的に中性化されたビーム（２７）を前記表
   面から偏向させる段階と； ｈ）残留する荷電した原子および分子を前記部分的に中
   性化されたビームから除去する 段階と； を有することを特徴とする方法。 （３）前記導電性物質が金属である、特許請求の範囲第
   （２）項に記載の方法。 （４）前記導電性物質が半導体である、特許請求の範囲
   第（２）項に記載の方法。 （５）前記導電性物質がニッケルである、特許請求の範
   囲第（２）項に記載の方法。 （６）前記段階（ｆ）の前記角度がグレージング（ｇｒ
   ａｚｉｎｇ）角度である、特許請求の範囲第（２）項に
   記載の方法。 （７）前記段階（ｈ）が静電式偏向板（デフレクター）
   （３１）を通して前記部分的に中性化されたビームを指
   向させる段階を含む、特許請求の範囲第（２）項に記載
   の方法。 （８）低地球軌道における酸素原子が物質に与える浸食
   効果を分析するための方法であって：ａ）正荷電された
   酸素原子のビーム（１７）を発生する段階と； ｂ）低地球軌道にある物体に衝突する酸素原子の速度を
   シミュレート（模擬）するため に前記ビームのエネルギーを制御する段階 と； ｃ）前記ビームに電子を付与することにより前記正荷電
   された酸素原子のビームを部分 的に中性化する電子作用を生ずるために或 る角度で前記制御されたエネルギーのビー ム（２５）を導電性表面（２８）に指向させる段階と； ｄ）酸素原子の中性ビーム（２９）を発生するために、
   前記部分的に中性化されたビーム （２７）から残りの荷電原子を除去する段階と；ｅ）分
   析すべき物質（３２）を前記中性ビームに衝突させる段
   階と； ｆ）前記衝突により浸食された前記物質の部分（４０）
   を分析する段階と； を含む方法。 （９）中性の気体原子および分子のビームを発生する装
   置であって： 真空チャンバー（２０）と； 選ばれた気体（２２、２３）の供給源と； 正荷電された気体イオンのビーム（１７）を発生して前
   記チャンバー内に噴射するために前記気体源に接続され
   たイオン・ガン（３０）と； 前記ビームのエネルギーを制御するための装置（１８、
   ３５）と； 前記陽気体イオンの一部を中性化するために板の表面に
   自由電子を発生して部分的に中性化されたビーム（２７
   ）を該板の表面から偏向させるように、或る角度にて前
   記陽気体イオンのビームの進路に配設される少なくとも
   １個の板を有する中性化板装置（２８）と； 残りのイオン化原子を分離することにより、制御された
   エネルギーを有する気体原子および分子の中性ビーム（
   ２９）を発生するために、前記偏向され部分的に中性化
   されたビームの進路に配設された静電式偏向装置（３１
   ）と； を含む装置。 （１０）前記ビームのエネルギーを制御する装置が：前
   記ビームを加速するための加速装置（１８）と；前記ビ
   ームから望ましくない汚染性イオンを除去するためのフ
   ィルター装置（３３）と； 前記ビームの選ばれたエネルギーを生じるための減速装
   置（３５）と； を含んでいる、特許請求の範囲第（９）項に記載の装置
   。 （１１）前記フィルター装置がウィーン（Ｗｉｅｎ）フ
   ィルターを含む、特許請求の範囲第（１０）項に記載の
   装置。 （１２）前記ビームの広い断面積を部分的に中性化する
   ために複数の平行表面を提供する複数の平行な板（１２
   ）を前記中性化板装置が含んでいる、特許請求の範囲第
   （９）項に記載の装置。 （１３）前記陽気体イオンに異なる角度を与えて、偏向
   される前記部分的に中性化されたビームを収斂させるよ
   うに配置された１組の表面を有する複数の板（１５）を
   前記中性化板装置が含む、特許請求の範囲第（１０）項
   に記載の装置。 （１４）前記陽気体イオンに異なる角度を与えて、偏向
   される前記部分的に中性化されたビームを拡散させるよ
   うに配置される１組の表面を有する複数の板を前記中性
   化板装置が含む、特許請求の範囲第（１０）項に記載の
   装置。 （１５）平板により前記ビームに与えられる角度を独立
   に調整し得るように個別に各板（１５）が枢動自在とな
   っている複数の平板を前記中性化板装置が含む、特許請
   求の範囲第（１０）項に記載の装置。 （１６）前記部分的に中性化されたビームを実質的に円
   筒状にするように配置される複数の同心の円筒状表面（
   １６）を前記中性化板装置が含む、特許請求の範囲第（
   １０）項に記載の装置。