离子照射装置、离子照射方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使离子加速的技术，特别是涉及在不产生X射线的情况下使离子加速的技术。
【背景技术】
[0002]加速离子的技术被用于离子注入装置、质量分析装置。如图7 (a)的离子加速装置116那样，在离子加速管124的内部配置有多个图6 Ca)所示的加速电极102。
[0003]在该离子加速装置116中，飞行轨道的一端的离子的入射侧为纸面右侧，飞行轨道的另一端的离子的射出侧为纸面左侧。
[0004]各加速电极102是在外周为圆形的电极主体141的中央形成有圆形的贯通孔142的平板，在离子加速管124内，使表面相互相向，以相对于飞行轨道的中心轴线130垂直的方式从入射侧朝向射出侧配置成一列。
[0005]附图标记102S表示位于最靠近入射侧的加速电极，附图标记102E表示位于最靠近射出侧的加速电极。
[0006]在入射侧，从离子产生源供给的离子首先入射到位于最靠近入射侧的加速电极102S的贯通孔142内，通过中途的加速电极102所包围的飞行轨道，从位于最靠近射出侧的加速电极102E朝向照射对象物射出。
[0007]由该离子加速装置116加速的离子为具有正电荷的离子，在各加速电极102S、102、102E对接地电位的离子加速管124施加正电压。
[0008]越是各加速电极102S、102、102E之中的接近入射侧的加速电极102、102S，越是施加比位于射出侧的加速电极102、102E高的正电压，在离子在由电极主体141包围的飞行轨道上从入射侧向射出侧飞行时，离子在由各加速电极102形成的电场中飞行，离子被来自该电场的力加速，飞行速度增大。
[0009]离子加速管124的内部被真空排气，但是，存在飞行中的离子之中的一部分的离子与加速管124内的残留气体冲撞或者一部分的离子与加速电极102、离子加速管124冲撞的情况。
[0010]在离子与加速电极102、离子加速管124冲撞时，从所冲撞的部分放出电子。
[0011]所放出的电子的电荷为负，为与正离子相反的极性，因此，对入射到飞行轨道内的电子与离子相反地通过对各加速电极102S、102、102E施加的电压而施加从射出侧朝向入射侧的力。
[0012]电子通过该力在飞行轨道上从射出侧向入射侧逆行，在逆行的期间被各加速电极102S、102、102E所形成的电场加速，飞行距离越长，电子的能量越大。
[0013]因此，在离子与接近射出侧的加速电极102、102E冲撞来产生电子而该电子在飞行轨道上逆行而与接近入射侧的加速电极102S、102冲撞的情况下，该电子飞行长距离而被很多加速电极102E、102所形成的电场加速，因此，变为高速的电子即高能量的电子。当这种高能量电子与加速电极102S、102、离子加速管124冲撞时，存在从所冲撞的部分产生有害的高能量X射线的可能性。
[0014]作为其对策，存在如图6 (b)、图7 (b)所示那样在离子加速管124内配置设置有磁铁装置105的加速电极102a来代替图7 Ca)的加速电极102S、102、102E的方法。
[0015]该加速电极102a的磁铁装置105被配置在夹持贯通孔142的电极主体141上的位置，具有N极朝向贯通孔142方向的N极向磁铁105N和S极朝向的S极向磁铁105S，在一个磁铁装置105内，在N极向磁铁105N与S极向磁铁105S之间形成有磁力线，通过贯通孔142的粒子与该磁力线交叉。
[0016]位于离子加速管124内的多个磁铁装置105中的N极向磁铁105N排列在与飞行轨道的中心轴线130平行的直线上，S极朝向飞行轨道的S极向磁铁105S也排列在与飞行轨道的中心轴线130平行的直线上，对在飞行轨道上飞行的电子施加相同的方向的洛伦兹力，关于质量电荷比(质量/电荷)小的电子，飞行方向被较大地弯曲，在飞行长距离而加速到高速之前，电子与加速电极102a、离子加速管124冲撞。因此，不会变为高能量的电子，不会产生高能量X射线。
[0017]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特开平6 - 5239号公报；
专利文献2:日本实开平3 - 118600号公报。
【发明内容】
[0018]发明要解决的课题
近年来，要求高能量的离子照射，使加速电极102a之间的电位差变大而通过强电场来生成高能量的离子。
[0019]然而，在该情况下，当电位差过大时，逆行的电子被强烈地加速而放出高能量X射线。
[0020]作为其对策，能够在N极向磁铁105N和S极向磁铁105S使用磁力大的磁铁来较大地弯曲电子而使高能量X射线的放出减少，但是，随着高能量且大电流的离子的生成，高能量离子的一部分与加速电极102a冲撞，使加速电极102a加热，因此，当离子加速装置216的运转时间变长时，N极向磁铁105N和S极向磁铁105S被加速电极102a加热的时间变长，磁力变弱，放出高能量X射线。
[0021]本发明是为了解决上述现有技术的问题而制作的，其目的在于提供一种在不使永久磁铁的磁力增大的情况下防止高能量X射线的产生的技术。
[0022]用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明是一种离子照射装置，具有:离子源，产生正离子；以及离子加速装置，使从所述离子源供给并且向入射侧入射的所述正离子一边被排列成一列的加速电极加速一边在飞行轨道上飞行而从射出侧射出，将所述被加速的所述正离子向照射对象物照射，其中，所述离子加速装置具有多个磁铁装置，所述多个磁铁装置由N极表面朝向所述飞行轨道的N极向磁铁和S极表面朝向所述飞行轨道的S极向磁铁的组构成，在各所述磁铁装置中，所述N极向磁铁的所述N极表面与所述S极向磁铁的所述S极表面以夹持所述飞行轨道在中间的方式面对面，使从所述N极向磁铁的所述N极表面的中心朝向所述S极向磁铁的所述S极表面的中心的方向向量与所述飞行轨道的中心轴线为垂直，构成具有一个所述磁铁装置或所述方向向量分离且朝向相同的方向的相邻的二个以上的所述磁铁装置的轨道修正装置，所述轨道修正装置沿着所述飞行轨道被配置，关于排列成一列的多个所述轨道修正装置之中的相邻的二个所述轨道修正装置的所述方向向量，方向仅有比O度大且90度以下的旋转角度不同，当将左旋转或右旋转设为旋转方向时，以从所述入射侧向所述射出侧排列的所述轨道修正装置的所述方向向量沿左旋转和右旋转的任一个的相同的旋转方向旋转的方式配置各所述轨道修正装置。
[0023]本发明是一种离子照射装置，在所述离子照射装置中，使相邻的二个所述轨道修正装置的所述旋转角度相等。
[0024]本发明是一种离子照射装置，在所述离子照射装置中，将所述旋转角度设定为45度，各所述轨道修正装置每一个地分别具有所述磁铁装置。
[0025]本发明是一种离子照射装置，在所述离子照射装置中，将所述旋转角度设定为90度，各所述轨道修正装置每一个地分别具有所述磁铁装置。
[0026]本发明是一种离子照射装置，在所述离子照射装置中，将所述旋转角度设定为90度，各所述轨道修正装置每二个地分别具有所述磁铁装置。
[0027]在本发明中，是一种离子照射装置，在所述离子照射装置中，各所述磁铁装置分别被设置于不同的所述加速电极。
[0028]本发明是一种离子照射方法，在配置有多个加速电极的离子加速管的内部，使由离子源生成的正离子从所述离子加速管的入射侧入射，使所述正离子在所述离子加速管内一边在飞行轨道上飞行一边被所述加速电极加速而从所述离子加速管的射出侧射出并向照射对象物照射，其中，形成与所述飞行轨道交叉的磁力线，对在所述离子加速管内产生并且在所述离子加速管内沿从所述射出侧朝向所述入射侧的方向前进的电子施加根据所述磁力线的洛伦兹力的旋转力，使所述电子在所述离子加速管内一边沿从所述射出侧朝向所述入射侧的方向前进一边增加离所述