(57)【要約】【課題】入射部を切り替えて主加速ラインにビームを供給する場合であっても、ビーム性能を低下させること無く安定的に加速運転できる荷電粒子加速装置及び荷電粒子加速方法を提供する。【解決手段】荷電粒子加速装置１０は、荷電粒子のビームを、第１入射ライン１２を介して入射する第１入射部１３と、周回路を形成して、入射したビームを加速する主加速ライン１４と、主加速ライン１４を中心にして第１入射ライン１２と線対称に設けられた第２入射ライン１５を介して、ビームを入射可能な第２入射部１６と、主加速ライン１４に設けられて、第１入射部１３及び第２入射部１６のそれぞれから出力されるビームに応じて極性を切り替えて、ビームを主加速ライン１４に合流させる合流偏向部１７と、を備える。【選択図】  図１
2019009003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子のビームを、第１入射ラインを介して入射する第１入射部と、
周回路を形成して、入射した前記ビームを加速する主加速ラインと、
前記主加速ラインを中心にして前記第１入射ラインと線対称に設けられた第２入射ラインを介して前記ビームを入射可能な第２入射部と、
前記主加速ラインに設けられて、前記第１入射部及び前記第２入射部のそれぞれから出力される前記ビームに応じて極性を切り替えて、前記ビームを前記主加速ラインに合流させる合流偏向部と、を備えることを特徴とする荷電粒子加速装置。
【請求項２】
前記合流偏向部は、前記ビームを偏向するための偏向面が所定の角度傾けて設けられて、
前記第１入射部及び前記第２入射部は、それぞれから出力される前記ビームが前記偏向面上を進行するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項３】
前記合流偏向部に対して前記主加速ラインの上流に設けられて、前記主加速ラインを進行する主ビームを偏向して、前記主ビームの進行面を上方向または下方向にずらす第１偏向部と、
前記第１偏向部と前記合流偏向部との間に設けられて、前記主ビームを前記第１偏向部とは逆の方向に偏向して前記主ビームの進行面を元に戻す第２偏向部と、
前記第２入射部から出力される前記ビームは、前記第１偏向部により前記主ビームが偏向された領域を通過することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項４】
前記第１入射部または前記第２入射部から出力された前記ビームを偏向する前記合流偏向部は、アクロマットかつアイソクロナスに配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項５】
荷電粒子のビームを、第１入射ラインを介して入射する第１入射部と、
周回路を形成して、入射した前記ビームを加速する主加速ラインと、
前記ビームを入射可能な第２入射部と、
２つの入射部と前記主加速ラインとの間に配置されて、前記第１入射部及び前記第２入射部のそれぞれから出力される前記ビームに応じて極性を切り替えて、合流ラインに出力する偏向切替部と、
前記合流ラインを介して入射した前記ビームを偏向して前記主加速ラインに合流させる合流部と、備えて、
前記第２入射部は、前記合流ラインを中心にして前記第１入射ラインと線対称に設けられた第２入射ラインを介して前記ビームを入射すること特徴とする荷電粒子加速装置。
【請求項６】
前記ビームを偏向する前記偏向切替部及び前記合流部は、アクロマットかつアイソクロナスに配置されることを特徴とする請求項５に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項７】
一方の入射部において所定の時間ビーム出力が実行された後に、他方の入射部にビーム出力を自動で切り替える切り替え制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項８】
前記ビームは電子ビームであり、
前記主加速ラインに設けられて、前記主加速ラインに入射された前記ビームを加速するとともに前記主加速ラインを周回した後の前記電子ビームを減速する超電導加速空洞と、
前記主加速ラインに設けられて、前記超電導加速空洞から出力された前記ビームから自由電子レーザーを発生するアンジュレータと、を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項９】
第１入射ラインを介して荷電粒子のビームを出力する第１入射部と、周回路を形成する主加速ラインと、前記主加速ラインを中心にして第１入射ラインと線対称に設けられた第２入射ラインを介して前記ビームを入射可能な第２入射部と、を用いて、
前記第１入射部から出力された前記ビームを、第１入射ラインを介して前記主加速ラインに入射するステップと、
前記主加速ラインにおいて、入射した前記ビームを加速するステップと、
前記主加速ラインに設けられた合流偏向部を用いて、前記第１入射部及び前記第２入射部のそれぞれから出力される前記ビームに応じて極性を切り替えて、前記ビームを前記主加速ラインに合流させるステップと、を含むことを特徴とする荷電粒子加速方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子などの荷電粒子を加速する荷電粒子加速装置に関し、特に半導体リソグラフィに用いられるＥＵＶ光源用の加速装置及び荷電粒子の加速方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造では、回路パターンが形成されたマスクを感光性樹脂（フォトレジスト）が塗布されたシリコンウェハから離して設置し、光源を用いて露光して、マスクの回路パターンをシリコンウェハ上に転写するフォトリソグラフィが知られている。
【０００３】
フォトレジストによりシリコンウェハ上に形成される回路パターンを微細化するためには光源の短波長化が必要となる。現状では、波長が約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーが主流になっているが、より波長の短い極紫外線（ＥＵＶ，Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を発生させる光源技術としてレーザー生成プラズマ光源や放電生成プラズマ光源が開発されている。
【０００４】
このレーザー生成プラズマ光源や放電生成プラズマ光源は、高出力化が難しいという課題があるため、近年、高出力化を実現できる電子加速器を用いて自由電子レーザーを発生し、その自由電子レーザーの放射光をＥＵＶ光源として利用するシステムが提案されている。
【０００５】
自由電子レーザーを発生させる加速装置では、電子銃で生成された電子を加速して出力する入射部と、入射した電子ビームを高エネルギーに加速させる加速空洞と、磁石のＮ極とＳ極を交互に配置して、高エネルギーの電子ビームから自由電子レーザーを発生させるアンジュレータと、電子ビームを廃棄するビームダンプと、から構成されている。
【０００６】
特に、消費電力と加速後のビームによる放射化が低減できる加速装置として、自由電子レーザー発振後の電子ビームを、加速空洞で減速して電子のエネルギーを回収するエネルギー回収型リニアック（ＥＲＬ，Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｌｉｎａｃ）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１１９０９７号公報
【特許文献２】特表２０１６−５４１０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、半導体工場では２４時間の稼働体制がとられており、光源にも高い稼働率が求められる。一方、自由電子レーザーを発生させる加速装置の構成要素の中で、電子銃の陰極（カソード）は消耗品であるため、定期的な交換は免れない。このため、自由電子レーザーを発生させる加速装置を用いてＥＵＶ光源を実現する場合、２つ以上の電子銃を１つの加速システムに組み込んで、電子銃を適宜切り替えて運転することが望ましい。
【０００９】
通常、周回路が形成されて、加速空洞などを備えた主加速ラインに対して電子ビームを入射する場合、入射ビームは主加速ラインに対して角度をつけて入射される。そして、主加速ライン内のビームと入射ビームとのエネルギー差を利用して偏向磁石を用いて主加速ラインに入射ビームを合流させる。
【００１０】
この構成において、入射部を２つ以上設けて、これらを切り替えて運転する方法としては、２つの入射部を直列に設けて主加速ラインに合流させる方法、または、合流部に設置された偏向磁石の磁場強度を変化できる構造にして、１つの合流部に対して入射角度が異なる２つの入射部を接続する方法がある。
【００１１】
しかし、入射部から加速空洞までの距離が大きくなるほど、また合流部での偏向角が大きくなるほどビームの質を示す指標となるエミッタンスが増大する。つまり、直列に設ける方法ではより遠い入射部から出力されたビームの性能が、異なる入射角度で出力する方法ではより角度を持って設置された入射部から出力されたビームの性能が低下する。
【００１２】
入射ビームの広がりやサイズ等の性質が大きく異なる場合には、使用される入射部に応じて主加速ライン全体のパラメータを大きく変える必要が生じ、入射部を切り替えて加速装置を運転する場合に、簡易な構成でビーム性能を低下させること無く安定的に加速装置
を運転することは困難であった。
【００１３】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、入射部を切り替えて主加速ラインにビームを供給する場合であっても、ビーム性能を低下させること無く安定的に加速運転できる荷電粒子加速装置及び荷電粒子加速方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施形態に係る荷電粒子加速装置は、荷電粒子のビームを、第１入射ラインを介して入射する第１入射部と、周回路を形成して、入射した前記ビームを加速する主加速ラインと、前記主加速ラインを中心にして前記第１入射ラインと線対称に設けられた前記第２入射ラインを介して前記ビームを入射可能な第２入射部と、前記主加速ラインに設けられて、前記第１入射部及び前記第２入射部のそれぞれから出力される前記ビームに応じて極性を切り替えて、前記ビームを前記主加速ラインに合流させる合流偏向部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の実施形態に係る荷電粒子加速方法は、第１入射ラインを介して荷電粒子のビームを出力する第１入射部と、周回路を形成する主加速ラインと、前記主加速ラインを中心にして第１入射ラインと線対称に設けられた第２入射ラインを介して前記ビームを入射可能な第２入射部と、を用いて、前記第１入射部から出力された前記ビームを、第１入射ラインを介して前記主加速ラインに入射するステップと、前記主加速ラインにおいて、入射した前記ビームを加速するステップと、前記主加速ラインに設けられた合流偏向部を用いて、前記第１入射部及び前記第２入射部のそれぞれから出力される前記ビームに応じて極性を切り替えて、前記ビームを前記主加速ラインに合流させるステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態により、入射部を切り替えて主加速ラインにビームを供給する場合であっても、ビーム性能を低下させること無く安定的に加速運転できる荷電粒子加速装置及び荷電粒子加速方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る荷電粒子加速装置の構成図。
【図２】（Ａ）は第２入射部から出力される入射ビームに切り替える場合の構成を示す説明図、（Ｂ）は偏向面が傾けられた合流偏向部と、主加速ライン、２つの入射部との位置関係を示した説明図。
【図３】（Ａ）は第２実施形態に係る荷電粒子加速装置の構成図、（Ｂ）は主ビームが偏向された偏向領域に対する第２入射ラインの位置を示す説明図。
【図４】第３実施形態に係る荷電粒子加速装置の構成図。
【図５】第３実施形態における、２つの入射部、偏向切替部、及び合流部の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す第１実施形態に係る荷電粒子加速装置１０は、入射ビームを偏向して主加速ライン１４に合流させる合流偏向部１７の偏向面を傾けることにより、切り替え用として配置される第２入射部１６から出力される入射ビームと主加速ライン１４内の主ビームとの干渉を回避し、入射部を切り替えた場合であってもビーム性能を低下させること無く安定的に加速運転できる装置である。
【００１９】
荷電粒子加速装置１０は、第１入射ライン１２を介して入射ビームを合流偏向部１７に入射する第１入射部１３と、第２入射ライン１５を介して入射ビームを合流偏向部１７に入射可能な第２入射部１６と、ビームの周回路を形成して、入射ビームを加速する主加速ライン１４と、を少なくとも備えている。ここでは、加速した電子ビームを用いて自由電子レーザーを発生させて、自由電子レーザー発振後の電子ビームを減速する際にエネルギーを回収するエネルギー回収型リニアックを例に説明する。
【００２０】
第１入射部１３は、所定のエネルギー（最大１５ＭｅＶまで）に加速された電子ビームを、第１入射ライン１２を介して合流偏向部１７に入射する。電子ビームを出力する第１入射部１３は、例えば、陰極と陽極との間に高電圧をかけて陰極から電子を取り出す電子銃と、発生した電子を加速する線形加速器と、から構成される。
【００２１】
第１入射ライン１２は、第１入射部１３から出力された電子ビームを合流偏向部１７に導くビーム路であり、一端は第１入射部１３に接続されており、他端は合流偏向部１７に接続されている。第１入射ライン１２は、入射ビームが合流偏向部１７に斜角で入射するように、主加速ライン１４の外部で主加速ライン１４の直線部に対して斜めに配置される。
【００２２】
主加速ライン１４は、直線部とアーク部（円弧部分）から構成されたレーストラック形状のビーム周回路を形成しており、合流偏向部１７と、超電導加速空洞１８と、アンジュレータ１９と、ビームダンプ２０と、を少なくとも備えている。なお、図１では、ビームの収束や偏向を行うために主加速ライン１４のアーク部等に設けられる４極電磁石、６極電磁石、偏向電磁石などの記載は省略している。
【００２３】
合流偏向部１７は、偏向電磁石を備えており、第１入射部１３（または第２入射部１６）から入射された入射ビームをローレンツ力により偏向して、入射ビームを主加速ライン１４に合流させるものである。
【００２４】
合流偏向部１７は、入射ビームを主加速ライン１４中の主ビームと同軸に入射するために、磁場中を進む電子のエネルギー差（入射ビームと主ビームのエネルギー差）に起因して生じる旋回曲率半径の差を利用した磁場を発生させる。合流偏向部１７によって主加速ライン１４に合流された入射ビームは超電導加速空洞１８に入力する。なお、合流偏向部１７の具体的な構成については後述する。
【００２５】
超電導加速空洞１８は、高周波（ＲＦ）電場を印加して、加速位相時に入射された入射ビームを５００ＭｅＶ〜１．５ＧｅＶの高エネルギーに加速する。また、アンジュレータ１９から出力されたレーザー発振後のビームを、高周波電場の減速位相時に入射して、ビームを減速させるとともにエネルギーを回収する。超電導加速空洞１８で減速されたビームはビームダンプ２０により偏向されて、ダンプライン２１を介して排出される。
【００２６】
アンジュレータ１９は、超電導加速空洞１８から出力された高エネルギーの電子ビームを入射して、多数並べられた磁石を用いて電子を蛇行させて自由電子レーザーを発生させる。発生した自由電子レーザーの放射光は、シリコンウェハに回路パターンを形成するためのＥＵＶ光源として利用される。
【００２７】
続けて、入射ビームを切り替える構成について説明する。
第２入射部１６は、第１入射部１３と同一のビーム出力装置であり、第１入射部１３におけるビーム出力停止時（例えば、電子銃の陰極交換作業時など）に第１入射部１３から切り替えられて入射ビームの出力を実行する。第２入射部１６は、ビーム切り替え時に、所定のエネルギーに加速された電子ビームを、第２入射ライン１５を介して合流偏向部１７に入射する。
【００２８】
第２入射ライン１５は、第２入射部１６から出力された電子ビームを合流偏向部１７に導くビーム路であり、一端は第２入射部１６に接続されており、他端は合流偏向部１７に接続されている。
【００２９】
第２入射ライン１５は、主加速ライン１４の直線部を中心にして第１入射ライン１２と線対称となるように配置される。つまり、主加速ライン１４を第１入射ライン１２と第２入射ライン１５とで挟むように配置される。
【００３０】
図２（Ａ）は、第２入射部１６から出力される入射ビームに切り替える場合の構成を示す図である。
【００３１】
合流偏向部１７は、磁場を発生させる偏向電磁石に供給する電流の方向を反転可能に構成されており、第１入射部１３から第２入射部１６にビームを切り替える時に極性を切り替える。極性が切り替わる（Ｎ極とＳ極が反転する）ことで、磁場の向きが反転する。これにより、ビームに働くローレンツ力の向きが逆になるため、第２入射部１６から出力された入射ビームは、主ビームと同軸に入射される。
【００３２】
入射ビームの切り替えは、例えば、ビーム出力中の一方の入射部を停止して、他方の入射部をユーザによって稼動させる。入射部を切り替えるときに、合流偏向部１７では、偏向電磁石に供給される電流の方向が反転されて、極性が切り替えられる。
あるいは、第１入射部１３、第２入射部１６、及び合流偏向部１７の動作を制御するための切り替え制御手段（図示省略）を備えて、一方の入射部においてビーム出力が所定の時間実施された後に、他方の入射部に自動で切り替える構成としても良い。切り替え制御手段は、入射部の切り替えが実行される際に、ビーム出力が開始される前に合流偏向部１７の偏向電磁石に供給される電流の方向を反転させて、極性を切り替える。
【００３３】
なお、合流偏向部１７における極性の切り替えは、磁極の配置を１８０度回転させることで実現しても良い。この場合、合流偏向部１７の偏向電磁石に供給される電流の方向を反転可能とするため、偏向電磁石を手動や機械的に回転させる。
【００３４】
具体的には、合流偏向部１７で磁極となる偏向電磁石を、主ビームの位置を中心として回転可能に構成して、入射部の切り替えが実行される際、ビーム出力が開始される前にユーザによって偏向電磁石の配置を１８０度回転させる。
あるいは、第１入射部１３、第２入射部１６、及び合流偏向部１７の動作を制御するための切り替え制御手段を用いて、入射部の切り替えが実行される際、ビーム出力が開始される前に偏向電磁石の配置を１８０度自動で回転させる構成としても良い。
【００３５】
第２入射部１６から出力されるビームは、第１入射部１３から出力されるビームと同じ距離、同じ角度で合流偏向部１７に入射される。このため、入射部を切り替えた場合であっても、ビーム性能を低下させること無く超電導加速空洞１８にビームを入力できる。
【００３６】
合流偏向部１７は、ビームを偏向するための偏向面が、主加速ライン１４により形成される面に対して所定の角度傾けて設けられている。ここでは、主加速ライン１４が形成する面が水平面と一致する場合を例に説明する。なお、所定の角度とは、第２入射部１６から出力されるビームと主ビームとの干渉を回避するために必要な角度であり、偏向面を少なくとも５度以上傾ける。
【００３７】
そして、第１入射部１３及び第２入射部１６は、それぞれから出力されるビームが偏向面上を進行するように配置される。
【００３８】
図２（Ｂ）は、偏向面が傾けられた合流偏向部１７と、主加速ライン１４、２つの入射部との位置関係を示した説明図である。
【００３９】
合流偏向部１７の偏向面が水平面から角度を有することで、第２入射部１６の入射ビームが進行する第２入射ライン１５と主加速ライン１４が３次元空間上で干渉することは無い。
【００４０】
ビーム周回路の内部に第２入射部１６を配置しようとした場合、主加速ライン１４と第２入射部１６が干渉を回避するためには、主加速ライン１４の全長を大きくする必要がある。このように、合流偏向部１７の偏向面を傾けることで、簡易な構成で第２入射ライン１５と主加速ライン１４との干渉を避けることができる。
【００４１】
なお、入射ビームを偏向する合流偏向部１７は、ビームを偏向するために用いられる偏向電磁石がアクロマットかつアイソクロナスに配置されることが望ましい。
【００４２】
以上のように、第１施形態に係る荷電粒子加速装置１０では、第１入射ライン１２と第２入射ライン１５とを線対称に配置して、合流偏向部１７の偏向面を傾ける。これにより、入射部を切り替えて主加速ライン１４に入射ビームを供給する場合であっても、ビーム性能を低下させること無く安定的に加速運転できる。これにより、アンジュレータ１９で発生するＥＵＶ光を長期間安定的に供給することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
図３（Ａ）は、第２実施形態に係る荷電粒子加速装置１０の構成図を示している。なお、図３（Ａ）において第１実施形態（図１）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態における荷電粒子加速装置１０が第１実施形態と異なる点は、主ビームを偏向させる第１偏向部２２及び第２偏向部２３を備えて、この偏向された領域に第２入射部１６から出力される入射ビームを通過させることで、主ビームと第２入射部１６から出力される入射ビームとの干渉を回避する点にある。
【００４５】
第１偏向部２２は、合流偏向部１７に対して主加速ライン１４の上流（アンジュレータ１９の出口側）に設けられて、主加速ライン１４を進行する主ビームを偏向して、ビームの進行面を上方向または下方向にずらすための偏向電磁石である。第１偏向部２２は、第２入射部１６から出力される入射ビームと主ビ−ムとの干渉を回避するために、主ビ−ムを上方または下方に少なくとも５度以上偏向する。
【００４６】
第２偏向部２３は、第１偏向部２２と合流偏向部１７との間に設けられて、主ビームを第１偏向部２２とは逆の方向に偏向して、主ビームの進行面を元に戻すための偏向電磁石である。
【００４７】
第１入射ライン１２と第２入射ライン１５とは、偏向されてない主ビームの進行面上で線対称に配置される。そして、第２入射ライン１５は、第１偏向部２２で偏向された領域を通過するように配置される。これにより、第２入射部１６から出力されるビームは、第１入射部１３から出力されるビームと同じ距離、同じ角度で合流偏向部１７に入射される。
【００４８】
図３（Ｂ）は、主ビームが偏向された偏向領域に対する第２入射ライン１５の位置を示す説明図である。このように、第２入射部１６から出力された入射ビームが進行する第２入射ライン１５を、第１偏向部２２によって主ビームが偏向された領域に通過させる。これにより、主ビームと第２入射部１６の入射ビームとが干渉することは無い。
【００４９】
なお、主ビームを偏向する第１偏向部２２及び第２偏向部２３は、ビームを偏向するために用いられる偏向電磁石がアクロマットかつアイソクロナスに配置されることが望ましい。
【００５０】
以上のように、第２実施形態に係る荷電粒子加速装置１０では、主加速ライン１４内の主ビームを偏向して、この偏向領域に第２入射ライン１５を通過させる。これにより、第１実施形態の効果と同様に、入射部を切り替えて主加速ライン１４に入射ビームを供給する場合であっても、ビーム性能を低下させること無く安定的に加速運転できる。これにより、アンジュレータ１９で発生するＥＵＶ光を長期間安定的に供給することができる。
【００５１】
（第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係る荷電粒子加速装置１０の構成図を示している。図４において第１実施形態（図１）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００５２】
第３実施形態における荷電粒子加速装置１０では、第１入射部１３及び第２入射部１６が主加速ライン１４の外側において上下に配置されており、２つの入射部と合流部２６との間に偏向切替部２４が配置される。偏向切替部２４で偏向された入射ビームは、合流ライン２５を介して主加速ライン１４上の合流部２６に入射される。
【００５３】
図５（装置を横方向から見た図）を用いて、２つの入射部、偏向切替部２４、及び合流部２６の構成を説明する。
【００５４】
第２入射部１６に対して下方に配置された第１入射部１３は、第１入射ライン１２を介して入射ビームを偏向切替部２４に斜め方向から入射する。
【００５５】
一方、第２入射部１６は、ビーム切り替え時に、第２入射ライン１５を介して入射ビームを偏向切替部２４に入射する。第２入射ライン１５は、合流ライン２５を中心にして第１入射ライン１２と線対称に設けられている。
【００５６】
偏向切替部２４は、磁場を発生させる偏向電磁石に供給する電流の方向を反転可能に構成されている。そして、第１入射部１３及び第２入射部１６のそれぞれから出力されるビームに応じて極性を切り替えて、入射ビームを偏向して合流ライン２５に出力する。なお、合流偏向部１７における極性の切り替えは、磁極の配置を１８０度回転させる構成することで実現しても良い。
【００５７】
合流ライン２５は、主加速ライン１４と同一の平面（図５中の主加速ライン１４により形成される面）に配置されており、入射ビームを合流部２６に入射する。
【００５８】
合流部２６は、合流ライン２５を介して入射された入射ビームを偏向して、主加速ライン１４内の主ビームと同軸に入射する。
【００５９】
なお、第３実施形態では、２つの入射部を上下方向に配置して、偏向切替部２４の偏向面と合流部２６の偏向面が直角に交わるように構成しているが、２つの入射部を水平方向に配置して、偏向切替部２４と合流部２６の偏向面が平行となるように構成しても良い。
【００６０】
また、入射ビームを偏向する偏向切替部２４及び合流部２６は、ビームを偏向するために用いられる偏向電磁石がアクロマットかつアイソクロナスに配置されることが望ましい。
【００６１】
このように、第２入射部１６から出力されるビームは、第１入射部１３から出力される入射ビームと同じ距離、同じ角度で偏向切替部２４に入射される。そして、第１入射部１３から出力されるビームと同じ経路で合流部２６に到達し、超電導加速空洞１８に入力する。
【００６２】
このため、入射部を切り替えて主加速ライン１４に入射ビームを供給する場合であっても、ビーム性能を低下させること無く安定的に加速運転できる。これにより、アンジュレータ１９で発生するＥＵＶ光を長期間安定的に供給することができる。
【００６３】
以上述べた各実施形態の荷電粒子加速装置によれば、入射部から出力される入射ビームと主加速ライン中のビームとの干渉を避けつつ、ビーム路を対称に設けることで、入射部を切り替えて主加速ラインにビームを供給する場合であっても、簡易な構成で安定的に加速装置を運転できる。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６５】
なお、本実施形態では、エネルギー回収型リニアックを例に説明したが、陽子、重陽子、重イオンなどの荷電粒子を加速する加速装置に本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…荷電粒子加速装置、１２…第１入射ライン、１３…第１入射部、１４…主加速ライン、１５…第２入射ライン、１６…第２入射部、１７…合流偏向部、１８…超電導加速空洞、１９…アンジュレータ、２０…ビームダンプ、２１…ダンプライン、２２…第１偏向部、２３…第２偏向部、２４…偏向切替部、２５…合流ライン、２６…合流部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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