KR101871914B1 - A high power ion beam fraction measuring device - Google Patents
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Abstract
이온 빔 분율 측정장치가 개시된다. 이온 빔 분율 측정장치는, 필터 몸체, 상기 필터 몸체를 제1방향으로 관통하는 슬릿 및 상기 필터 몸체 내부에 형성된 냉각 도관을 포함하는 슬릿형 필터 유닛; 상기 제1방향으로 상기 슬릿형 필터 유닛에 이웃하게 배치되는 빔 편향 영구 자석 유닛; 상기 빔 편향 영구 자석으로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되는 빔 스캐닝 유닛; 상기 빔 스캐닝 유닛을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 수직 이동시키는 수직 이동 기구; 및 상기 수직 이동 기구에 의한 상기 수직 이동을 제어하며, 상기 빔 스캐닝 유닛으로부터 생성된 스캐닝 신호를 수신하여 기록하는 제어부를 포함한다.An ion beam fraction measuring apparatus is disclosed. The ion beam fraction measuring apparatus includes: a slit-shaped filter unit including a filter body, a slit passing through the filter body in a first direction, and a cooling conduit formed inside the filter body; A beam deflection permanent magnet unit disposed adjacent to the slit-shaped filter unit in the first direction; A beam scanning unit arranged to be spaced apart from the beam deflection permanent magnet in the first direction; A vertical moving mechanism for vertically moving the beam scanning unit in a second direction perpendicular to the first direction; And a control unit for controlling the vertical movement by the vertical movement mechanism and receiving and recording a scanning signal generated from the beam scanning unit.
Description
본 발명은 이온 빔 분율 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고출력인 이온 빔 분율 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ion beam fraction measuring apparatus, and more particularly, to a high output ion beam fraction measuring apparatus.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.
붕소중성자포획치료법(BNCT: Boron Neutron Capture Therapy, 이하, BNCT라 한다)은 중성자선의 조사에 의하여 암세포를 사멸시키는 중성자 포착요법이다. BNCT에서는 붕소를 포함하는 약재를 환자에게 투여하여 암세포가 존재하는 부위에 붕소를 집적시키고, 이 붕소가 집적된 부위에 중성자선을 조사하면 암세포에 모인 붕소화합물이 중성자를 집중적으로 흡수하게 되고, 이때 나오는 2차 방사선으로 암세포를 사멸시킨다.Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) is a neutron capture therapy that kills cancer cells by neutron beam irradiation. In the case of BNCT, a boron-containing medicinal material is administered to a patient to accumulate boron at a site where cancer cells are present, and when the neutron beam is irradiated to the site where the boron is accumulated, the boron compound collected in the cancer cells intensively absorbs the neutron, Secondary radiation is used to kill cancer cells.
이러한 중성자 포착요법 장치는 양성자선 발생장치와, 양성자선을 조사대상인 환자에게 유도하는 진공 배관인 빔라인과, 양성자선을 집속하고 양성자선의 지향성을 높이는 콜리메이터(collimator), 양성자선의 진행 방향을 제어하는 전자석, 중성자 생성을 위한 중성자 표적계 등의 장치 요소를 포함한다. Such a neutron capture therapy device includes a proton beam generator, a beam line as a vacuum tube for guiding the proton to the subject to be examined, a collimator for focusing the proton and increasing the directivity of the proton, an electromagnet for controlling the traveling direction of the proton, And a neutron target system for the neutron target system.
중성자선은 원자로, 가속기로부터 인출할 수 있다. 원자로는 열중성자(Thermal neutron)가 대부분이며 유해 방사선 피폭 문제 외에도 치료 깊이가 낮다는 단점이 있다. 최근에는 가속기를 이용한 BNCT 연구가 활발하며, 특히 치료 깊이가 열중성자의 2~3 cm 보다 깊은 7~8 cm수준인 고강도의 열외중성자속(Epithermal neutron flux)을 생성할 수 있고, 잔류 방사선량이 작은 선형가속기가 주목 받고 있다.The neutron beam can be drawn from the reactor, accelerator. Most of the reactors are thermal neutrons and have a disadvantage in that they have a low treatment depth in addition to harmful radiation exposure problems. Recently, BNCT studies using accelerators have been actively carried out. Especially, it is possible to produce a high-intensity epithermal neutron flux whose treatment depth is 7 ~ 8 cm deeper than 2 ~ 3 cm of thermal neutrons, Linear accelerators are attracting attention.
이온원은 입자가속기의 제일 앞단에 설치되어 가속 조건에 맞는 특정한 이온을 가속기에 제공하는 역할을 한다. 선형입자가속기는 입사된 이온은 정전 또는 고주파 전기장을 사용하여 가속시켜 빠른 속도와 큰 운동에너지를 발생시키는 장치로서, 원자핵이나 소립자에 관한 물질의 심층구조를 탐구하는 물리실험 및 암 치료를 위한 의료장비 등에 널리 사용되고 있다. 보통 이온원에서는 여러 종류의 이온이 생성되어 인출되는데 이온들의 성분과 전하량을 측정하고 이중에 가속을 위한 특정 이온이 얼마나 효율적으로 인출되는지를 측정 분석하여, 이온원의 운전 변수들을 최적화 하는 것이 필요하다. 이때 이온빔 분석의 핵심 기본 장비로 이온빔 분율 측정장치가 사용된다.The ion source is installed at the front of the particle accelerator and serves to supply the accelerator with specific ions that meet the acceleration conditions. The linear particle accelerator is a device that generates high speed and large kinetic energy by accelerating the incident ions using electrostatic or high frequency electric field. It is a physics experiment for exploring the deep structure of matter about atomic nuclei or small particles, And the like. It is necessary to optimize the operating parameters of the ion source by measuring and analyzing the component and charge amount of ions and measuring how efficiently specific ions are drawn out for accelerating. . At this time, ion beam fraction measuring device is used as a core basic device of ion beam analysis.
종래의 이온빔 분율 측정장치는 크고 복잡한 질량분리 2극 전자석, 슬릿(slit) 및 패러데이 컵(Faraday cup)으로 구성되고, 전자석 구동 전원의 전류를 조정함으로써 자기장을 변화시켜 전하를 집속하는 패러데이 컵에 포집된 이온빔 전류를 측정하였다. 그러나 종래의 이온빔 편향장치는 가격이 고가일 뿐만 아니라, 이 장치를 설치할 별도의 공간이 필요하고, 장치를 설치한 후에는 치수변경이 불가능하며, 다양한 변수를 갖는 장치를 설치할 수 없는 일회성의 성격을 갖는 등 여러 가지 불편이 따르기 때문에 널리 사용되지 못하고 있다는 문제점이 있다.Conventional ion beam fraction measuring apparatus is composed of a large and complex mass separating electromagnet, a slit and a Faraday cup. By regulating the current of the electromagnet driving power source, the magnetic field is changed to trap the electric charge in the Faraday cup Ion beam current was measured. However, the conventional ion beam deflecting apparatus is not only expensive, but also requires a separate space for installing the apparatus, and it is impossible to change the dimensions after the apparatus is installed, and a one-time characteristic And thus it is not widely used.
이러한, 문제를 해결하기 위한 방법으로, 영구자석 필터를 이용한 이온분률 측정장치는, 대한민국등록특허공보 제10-0716136호(2007.05.02)에 제시되었다.As a method for solving such a problem, an apparatus for measuring an ion fraction using a permanent magnet filter is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0716136 (2007.05.02).
그러나, 이와 같은 종래의 이온분율 측정장치는 10 Watt/cm2 정도 이상의 고출력의 빔에 대한 분율을 측정하기는 어렵다. 왜냐하면, 종래의 이온 분율측정장치에서, 이온 빔의 대부분의 에너지는 슬릿을 갖는 판형 콜리메이터 또는 필터에 흡수되어야 하므로, 고출력 빔이 조사될 때, 막대한 열이 발생되기 때문이다. 이에, 종래의 이온분율 측정장치는, 단지 저출력(Low Power)의 빔 측정에 사용되어야 하며, 고출력 (High Power)의 빔 측정에 적용되기는 어렵다.However, it is difficult to measure the fraction of a beam having a high output of about 10 Watt / cm 2 or more in the conventional ion fraction measuring apparatus. This is because, in the conventional ion fraction measuring apparatus, most of the energy of the ion beam must be absorbed by the plate-type collimator or the filter having the slit, so that a great amount of heat is generated when the high output beam is irradiated. Therefore, the conventional ion fraction measuring apparatus should be used for beam measurement of only low power, and it is difficult to apply it to high power beam measurement.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 설치가 용이하고, 위치조절이 가능하여 이온원으로 부터 인출되는 이온빔에 포함된 각 이온들의 성분 및 전하량을 빠른 시간 내에 효율적으로 측정하며 고출력(High Power) 이온빔 분율 측정이 가능한 냉각기능이 포함된 출력 이온빔, 특히 수소 이온 중의 양성자 분율 측정장치를 제공하는 것이다.Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring an amount of charge and an amount of each ion contained in an ion beam extracted from an ion source, An output ion beam including a cooling function capable of measuring an ion beam fraction, and an apparatus for measuring a proton fraction in hydrogen ion.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이온 빔 분율 측정 장치는, 필터 몸체, 상기 필터 몸체를 제1방향으로 관통하는 슬릿 및 상기 필터 몸체 내부에 형성된 냉각 도관을 포함하는 슬릿형 필터 유닛; 상기 제1방향으로 상기 슬릿형 필터 유닛에 이웃하게 배치되는 빔 편향 영구 자석 유닛; 상기 빔 편향 영구 자석으로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되는 빔 스캐닝 유닛; 상기 빔 스캐닝 유닛을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 수직 이동시키는 수직 이동 기구; 및 상기 수직 이동 기구에 의한 상기 수직 이동을 제어하며, 상기 빔 스캐닝 유닛으로부터 생성된 스캐닝 신호를 수신하여 기록하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring an ion beam fraction comprising: a filter body; a slit passing through the filter body in a first direction; and a slit- A filter unit; A beam deflection permanent magnet unit disposed adjacent to the slit-shaped filter unit in the first direction; A beam scanning unit arranged to be spaced apart from the beam deflection permanent magnet in the first direction; A vertical moving mechanism for vertically moving the beam scanning unit in a second direction perpendicular to the first direction; And a control unit for controlling the vertical movement by the vertical movement mechanism and receiving and recording a scanning signal generated from the beam scanning unit.
한편, 상기 이온 빔 분율 측정 장치는, 상기 냉각 도관에 연결되는 냉각 유체 공급관 및 상기 냉각 유체 공급관을 통해 상기 냉각 도관 내부로 냉각 유체를 순환시키는 냉각 유체 순환장치를 더 포함한다.On the other hand, the ion beam fraction measuring apparatus further includes a cooling fluid supply pipe connected to the cooling duct and a cooling fluid circulating device for circulating the cooling fluid into the cooling duct through the cooling fluid supply pipe.
한편, 상기 냉각 도관은 상기 판형 몸체의 일부가 비워진 공동형 도관이고, 상기 냉각 도관은 상기 슬릿을 적어도 부분적으로 둘러싼다.On the other hand, the cooling conduit is a cavity-type conduit in which a part of the plate-shaped body is emptied, and the cooling conduit at least partially surrounds the slit.
한편, 상기 슬릿은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 연장하는 홈 형상이다.On the other hand, the slit has a groove shape extending in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction.
한편, 상기 빔 편향 영구 자석 유닛은 영구 자석 유닛 몸체, 일측이 상기 영구 자석 유닛 몸체의 대면하는 두 내면에 각각 부착되는 한 쌍의 영구 자석 및 상기 한 쌍의 영구 자석의 타측에 각각 부착되는 한 쌍의 자성 분배판을 포함한다.The beam deflection permanent magnet unit includes a permanent magnet unit body, a pair of permanent magnets, one side of which is attached to two opposite inner surfaces of the permanent magnet unit body, and a pair of permanent magnets attached to the other side of the pair of permanent magnets, Of the magnetic distribution plate.
한편, 상기 한 쌍의 영구 자석은 일측이 상기 영구 자석 유닛 몸체의 일 내면에 부착되는 제1 영구 자석 및 일측이 상기 영구 자석 유닛 몸체의 타 내면에 부착되는 제2 영구 자석을 포함하고, 상기 한 쌍의 자성 분배판은 상기 제1 영구 자석의 타측에 부착되는 제1 자성 분배판 및 상기 제2 영구 자석의 타측에 부착되는 제2 자성 분배판을 포함하고, 상기 제1 자성 분배판의 종방향 길이는 상기 제1 영구 자석의 종방향 길이 보다 길고, 상기 제2 자성 분배판의 종방향 길이는 상기 제2 영구 자석의 종방향 길이 보다 길다.The pair of permanent magnets include a first permanent magnet having one side attached to one inner surface of the permanent magnet unit body and a second permanent magnet having one side attached to the inner surface of the body of the permanent magnet unit, Wherein the pair of magnetic distribution plates include a first magnetic distribution plate attached to the other side of the first permanent magnet and a second magnetic distribution plate attached to the other side of the second permanent magnet, The length is longer than the longitudinal length of the first permanent magnet and the longitudinal length of the second magnetic distribution plate is longer than the longitudinal length of the second permanent magnet.
한편, 상기 제1 자성 분배판 및 상기 제2 자성 분배판은 강자성체이고, 상기 제1 영구 자석은 상기 영구 자석 유닛 몸체의 일면과 상기 제1 자성 분배판 사이에서 상기 제1 자성 분배판에 의해 완전히 중첩되고, 상기 제2 영구 자석은 상기 영구 자석 유닛 몸체의 타면과 상기 제2 자성 분배판 사이에서 상기 제2 자성 분배판에 의해 완전히 중첩된다.On the other hand, the first magnetic distribution plate and the second magnetic distribution plate are ferromagnetic, and the first permanent magnet is completely surrounded by the first magnetic distribution plate between one surface of the permanent magnet unit body and the first magnetic distribution plate. And the second permanent magnet is completely overlapped by the second magnetic distribution plate between the other surface of the permanent magnet unit body and the second magnetic distribution plate.
한편, 상기 빔 스캐닝 유닛은 금속 프로브, 수직 이동 축 및 상기 금속 프로브와 상기 수직 이동 축을 연결하는 금속 지지대를 포함하고, 상기 금속 지지대는 중앙 부분으로부터 두 말단이 일 방향으로 구부러지며, 상기 금속 프로브는 상기 금속 지지대의 상기 두 말단에 고정된다.The beam scanning unit includes a metal probe, a vertical movement axis, and a metal support connecting the metal probe and the vertical movement axis, wherein the metal support has two ends bent in one direction from a center portion thereof, And are fixed to the two ends of the metal support.
한편, 상기 금속 프로브는 텅스텐 와이어이다.On the other hand, the metal probe is a tungsten wire.
한편, 상기 이온 빔 분율 측정장치는, 제1 면에 형성되는 제1 플랜지 및 제2 플랜지와 상기 제1 면에 수직한 제2 면에 설치되는 제3 플랜지 및 제4 플랜지를 포함하는 진공함을 더 포함하고, 상기 슬릿형 필터 유닛, 상기 빔 편향 영구 자석 유닛, 상기 빔 스캐닝 유닛 및 상기 수직 이동 기구는, 상기 진공함의 제1 면의 제1 플랜지 및 제2 플랜지 중 하나 이상에 설치되거나 또는 상기 진공함의 제2 면의 제3 플랜지 및 제4 플랜지 중 하나 이상에 설치된다.On the other hand, the ion beam fraction measuring apparatus includes a vacuum chamber including a first flange and a second flange formed on a first surface, and a third flange and a fourth flange provided on a second surface perpendicular to the first surface, Wherein the slit-shaped filter unit, the beam deflection permanent magnet unit, the beam scanning unit and the vertical movement mechanism are installed in at least one of a first flange and a second flange of the first surface of the vacuum chamber, And a third flange and a fourth flange on a second side of the vacuum enclosure.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 이온원으로부터 인출되는 이온빔 수송 경로의 임의의 위치에 간편하게 부착하여 이온빔의 상태를 용이하게 측정할 수 있다.According to the exemplary embodiments of the present invention, it is possible to easily measure the state of the ion beam by simply attaching it to an arbitrary position of the ion beam transport path drawn out from the ion source.
또한, 저출력(low power) 빔으로부터 고출력(high power) 빔 까지 넓은 에너지 범위인 이온빔의 분율을 간편하게 측정할 수 있다.In addition, it is possible to easily measure the fraction of the ion beam having a wide energy range from a low power beam to a high power beam.
전술한 본 발명의 효과는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 의한 효과는 본 발명이 포함하고 있는 기술 구성들의 유기적 결합으로부터 발생 및 파생될 수 있는 다른 여러 효과를 포함하는 것으로 해석될 것이다.The effects of the present invention described above are merely illustrative, and the effects of the present invention will be interpreted as including various other effects that can be generated and derived from the organic combination of the technical constructions included in the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정장치의 블록도이다.
도 2는 예시적인 수직 방향 위치별 전류량을 도시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 빔 분율 측정장치의 더 세부적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 빔 분율 측정장치의 빔 편향 영구 자석 유닛의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 스캐닝 유닛의 일부에 대한 투시 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이온빔 분율 측정 장치의 전체 설치 모습을 예시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정의 다른 측정 방식을 나타내는 사시도이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring an ion beam fraction according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the amount of current by an exemplary vertical position.
3 is a more detailed perspective view of an ion beam fraction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a beam deflection permanent magnet unit of an ion beam fraction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective cross-sectional view of a portion of a beam scanning unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating an entire installation of the ion beam fraction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating another measurement method of ion beam fraction measurement according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring an ion beam fraction according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정장치는 슬릿형 필터 유닛(100), 빔 편향 영구 자석 유닛(200), 빔 스캐닝 유닛(300), 수직 이동 기구(400), 및 제어부(500)를 포함한다.1, an apparatus for measuring an ion beam fraction according to an embodiment of the present invention includes a slit-
슬릿형 필터 유닛(100)은 이온 빔 진행 방향으로 형성된 슬릿(120) 및 적어도 일부가 이온 빔 진행 방향에 수직한 수직 방향으로 형성된 냉각 도관(110)을 포함하는 판형 부재일 수 있다.The slit-
본 명세서에서, 용어 "진행 방향"은 이온원으로부터 조사되는 이온빔의 진행 방향에 평행한 방향(x)을 의미하며, 용어 "수직 방향"은 이온빔의 진행 방향에 수직한 방향(z)을 의미한다.In this specification, the term " advancing direction " means a direction (x) parallel to the traveling direction of the ion beam irradiated from the ion source, and the term "vertical direction" means a direction (z) .
슬릿(120)은 수직 방향 슬릿 두께(t_S)를 가질 수 있다. 슬릿형 필터 유닛(100)의 조사면에 대략의 수직 방향 빔 두께(t_B)를 갖는 이온 빔이 조사될 수 있고, 슬릿형 필터 유닛(100)의 출사면으로부터 수직 방향 슬릿 두께(t_S)를 갖는 이온 빔이 슬릿(120)을 통과하여 출사될 수 있다.The
냉각 도관(110)은 적어도 일부가 이온 빔 진행 방향에 수직한 수직 방향(z)으로 형성될 수 있다. 냉각 도관(110)은 판형 부재로 형성되는 슬릿형 필터 유닛(100)의 몸체 내부의 일부가 비워져 형성되는 공동형 도관일 수 있다. 냉각 도관(110) 내부로 냉각 유체, 예를 들어, 냉각수가 유동할 수 있고, 슬릿형 필터 유닛(100)에서 유발되는 열을 냉각 유체 공급관(610)를 통해 외부로 배출할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정 장치는, 냉각 유체 순환장치(600) 및 냉각 유체 공급관(610)을 더 포함할 수 있다.The ion beam fraction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a cooling
냉각 도관(110)은 냉각 유체 공급관(610)에 연결될 수 있고, 냉각 유체 공급관(610)을 통해 외부의 냉각 유체 순환장치(600)에 연결될 수 있다. 냉각 유체 순환장치(600)는 냉각 유체 공급관(610)을 통해 냉각 도관(110) 내부로 냉각 유체를 순환시킬 수 있다.The
빔 편향 영구 자석 유닛(200)은 슬릿형 필터 유닛(100)의 일측에,슬릿형 필터 유닛(100)에 대해 진행 방향(x)으로 이웃하게 배치될 수 있다.The beam deflection
예를 들어, 빔 편향 영구 자석은 슬릿형 필터 유닛(100)의 출사면에 인접하게 배치될 수 있고, 슬릿형 필터 유닛(100)의 슬릿(120)을 통과하여 출사면을 통해 출사되는 이온빔의 경로를 둘러싸도록 배치될 수 있다.For example, the beam deflection permanent magnet may be disposed adjacent to the exit surface of the slit-
빔 편향 영구 자석 유닛(200)은 진행하는 이온 빔에 수평한 자기장을 작용하여 이온 빔의 수직 방향 편향을 유도할 수 있다.The beam deflection
이온 빔은 상이한 이온 성분들로 구성될 수 있고, 이온 빔의 상이한 이온 성분들은 빔 편향 영구 자석 유닛(200)을 통과할 때 상이한 정도로 편향될 수 있다. 예를 들어, 각각의 이온 성분들은 다른 질량, 전하량 또는 운동량을 가질 수 있고, 각각의 이온 성분의 물리적 또는 전기적 특성에 따라 빔 편향 영구 자석 유닛(200)을 통과하는 이온 빔의 편향의 정도는 상이할 수 있다.The ion beam can be composed of different ion components and different ion components of the ion beam can be deflected to different degrees as they pass through the beam deflection
빔 스캐닝 유닛(300)은 빔 편향 영구 자석 유닛(200)으로부터 진행 방향(x)으로 이격되어 배치된다.The
빔 스캐닝 유닛(300)은 금속 프로브(310), 수직 이동 축(330) 및 수직 이동 축(330)과 금속 프로브(310)를 연결하는 금속 지지대(320)를 포함할 수 있다.The
빔 편향 영구 자석 유닛(200)을 통과하며 상이하게 편향된 이온 빔의 일부는 금속 프로브(310)에 입사될 수 있다. 금속 프로브(310)는 금속 프로브(310)에 입사되는 이온 빔의 입사 에너지에 상응하는 스캐닝 신호를 생성할 수 있다.A portion of the ion beam passing through the beam deflection
예를 들어, 금속 프로브(310)의 스캐닝 신호는 전류의 세기 신호일 수 있다. 즉, 금속 프로브(310)에 이온 빔이 입사됨에 따라, 금속 프로브(310) 내부에서 금속 이온화(ionization)가 이루어질 수 있고, 이온화에 의해 금속 프로브(310)는 하전될 수 있다. 이에, 하전된 금속 프로브(310)와 외부 단자, 예를 들어, 제어부(500)의 그라운드 단자 사이에 전하량 차이가 발생될 수 있고, 전하량 차이에 의해, 금속 프로브(310) 및 금속 지지대(320)를 관류하는 전류가 유도되어 전류의 세기 신호가 생성될 수 있다.For example, the scanning signal of the
수직 이동 기구(400)는 빔 스캐닝 유닛(300)을 수직 방향(z)으로 이동시킨다.The
수직 이동 기구(400)는 예를 들어, 수직 이동 축(330)을 수직 방향으로 이동시키는 리니어 모터(420)를 포함할 수 있다. 수직 이동 축(330)의 이동에 따라 이에 연결된 금속 지지대(320) 및 금속 프로브(310)는 수직 방향으로 이동될 수 있다.The
제어부(500)는 수직 이동 기구(400)의 수직 이동을 제어하며, 빔 스캐닝 유닛(300)으로부터 생성된 스캐닝 신호, 예를 들어, 전류의 세기 신호를 수신하여 기록할 수 있다.The
제어부(500)에 의해 수직 이동 기구(400)는 금속 프로브(310)를 수직 방향으로 이동 시킬 수 있고, 금속 프로브(310)는 수직 이동에 따라 수직 방향으로 상이하게 편향된 이온 빔의 수직 방향(z) 위치별 스캐닝 신호, 예를 들어, 위치별 전류의 세기 신호를 생성할 수 있다. The
도 2는 예시적인 수직 방향 위치별 전류량을 도시하는 그래프이다.2 is a graph showing the amount of current by an exemplary vertical position.
도 2에 예시된 바를 참조하면, 빔 편향 영구 자석 유닛(200)을 통과하는 이온 빔은 이온 성분에 따라 수직 방향으로 상이하게 편향될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 빔 스캐닝 유닛(300)은 수직 이동 기구(400)에 의해 수직 방향(z)으로 이동할 수 있고, 수직 방향(z)으로 이동하며 스캐닝 신호, 예를 들어, 전류의 세기 신호를 탐침할 수 있다.2, the ion beam passing through the beam deflection
제어부(500)는 수직 이동 기구(400)에 의해 이동되는 빔 스캐닝 유닛(300)의 수직 방향 위치에 따른 스캐닝 신호를 기록할 수 있고, 도 2에 예시된 바와 같이, 이온 성분별 에너지 세기에 관한 분포를 도출할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 빔 분율 측정장치의 더 세부적인 사시도이다.3 is a more detailed perspective view of an ion beam fraction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 빔 분율 측정장치의 빔 편향 영구 자석 유닛(200)의 단면도이다.4 is a sectional view of a beam deflection
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 스캐닝 유닛(300)의 일부에 대한 투시 단면도이다.5 is a perspective cross-sectional view of a portion of a
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 빔 분율 측정장치의 슬릿형 필터 유닛(100)은 판형 부재인 필터 몸체(130) 및 필터 몸체(130)를 관통하여 형성되는 슬릿(120) 및 냉각 도관(110)을 포함할 수 있다.3, the slit-shaped
본 명세서에서, "판형 부재"는 대향하는 두 면이 다른 측면들에 비해 큰 면적을 갖는 부재, 즉, 상대적으로 큰 면에 대해 얇은 측면을 갖는 부재를 의미할 수 있다. 도시된 실시예에서, 필터 몸체(130)는 전체적으로 육면체인 판형 부재로 예시되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 슬릿형 필터 유닛(100)을 구성하는 필터 몸체(130)의 형상은 다른 측면에 비해 상대적으로 큰 면적을 갖는 이온 빔 조사면 및 출사면이 형성된 다른 형상, 예를 들어, 원판 또는 다각형 판 형상일 수도 있다. As used herein, the term "plate-like member" may refer to a member having two opposite sides in comparison with other side surfaces, that is, a member having a thin side surface with respect to a relatively large surface. In the illustrated embodiment, the
필터 몸체(130)는 비자성체의 금속으로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 무산소동으로 이루어질 수 있다.The
필터 몸체(130)는 냉각 도관(110)이 형성될 수 있도록 냉각 도관(110)의 직경 보다 큰 두께인 소정의 두께로 형성될 수 있다.The
슬릿(120)은 필터 몸체(130)의 상대적으로 대면적인 조사면과 출사면을 관통하도록, 즉, 이온빔의 진행 방향(x)으로 필터 몸체(130)를 관통하도록 형성될 수 있다. 슬릿(120)은 이온빔이 조사면에 조사되는 영역의 중간 지점에 형성되는 홈 형상일 수 있다.The
여기서, 용어 "수평 방향(y)"은 이온 빔의 "진행 방향(x)" 및 수직 이동 기구(400)의 이동 방향에 대응되는 "수직 방향(z)" 모두에 수직한 방향의 의미로 사용된다.Here, the term "horizontal direction (y)" is used to mean a direction perpendicular to both the "advancing direction (x)" of the ion beam and the "vertical direction (z) " do.
슬릿(120)은 이온 빔의 진행 방향에 수직한 수평 방향으로 배치될 수 있고, 이로써, 슬릿(120)을 통과하는 빔의 밀도가 동일하게 유지될 수 있다.The
냉각 도관(110)은 슬릿(120)의 주변부에 형성될 수 있고 적어도 부분적으로 슬릿(120)을 둘러쌀 수 있다. 냉각 도관(110)은 판형 부재로 형성되는 필터 몸체(130) 내부의 일부가 비워져 형성되는 도관일 수 있다. 냉각 도관(110) 내부로 냉각 유체, 예를 들어, 냉각수가 유동할 수 있고, 슬릿형 필터 유닛(100)에서 유발되는 열은 냉각 유체를 통해 외부로 배출될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에서, 슬릿형 필터 유닛(100)은 냉각 유체를 이용한 강제 냉각이 이루어 질 수 있고, 이로써 급격한 온도 상승 없이 고출력인 이온빔의 부분적 차폐 또는 필터링을 수행할 수 있다. 이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이온빔에 대한 이온 분율 측정장치가 구현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the slit-shaped
도 3 및 도 4를 참조하면, 빔 편향 영구 자석 유닛(200)은 슬릿형 필터 유닛(100)에 빔의 진행 방향으로 이웃하게 배치될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the beam deflection
예를 들어, 빔 편향 영구 자석 유닛(200)은 슬릿형 필터 유닛(100)의 출사면에 이웃하여 인접하게 배치될 수 있고, 슬릿형 필터 유닛(100)의 슬릿(120)을 통과하여 출사면을 통해 출사되는 이온빔의 경로를 둘러싸도록 배치될 수 있다.For example, the beam deflection
본 발명의 일 실시예에서, 빔 편향 영구 자석 유닛(200)은 영구 자석 유닛 몸체(210, 212, 214), 일측이 상기 영구 자석 유닛 몸체의 대면하는 두 내면에 각각 부착되는 한 쌍의 영구 자석(220, 222) 및 상기 한 쌍의 영구 자석의 타측에 각각 부착되는 한 쌍의 자성 분배판(230, 232)을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the beam deflection
영구 자석 유닛 몸체는, 예를 들어, 일 방향으로 나란하게 연장하는 제1 자석 지지 몸체(210) 및 제2 자석 지지 몸체(212)와 제1 자석 지지 몸체(210)의 일단 및 제2 자석 지지 몸체(212)의 일단을 연결하는 제3 자석 지지 몸체(214)를 포함할 수 있다.The permanent magnet unit body includes, for example, a first
또한, 영구 자석 유닛 몸체는, 제1 자석 지지 몸체(210) 및 제2 자석 지지 몸체(212)가 연장하는 제1 방향에 평행하게 연장하는 자석 지지대(216)를 더 포함할 수 있고, 자석 지지대(216)는 제3 자석 지지 몸체(214)에 연결될 수 있다.The permanent magnet unit body may further include a
제1 자석 지지 몸체(210), 제2 자석 지지 몸체(212) 및 제3 자석 지지 몸체(214) 중 하나 이상은 강자성체, 예를 들어, 연철으로 형성될 수 있다.At least one of the first
한 쌍의 영구 자석은 일측이 제1 자석 지지 몸체(210)에 부착되는 제1 영구 자석(220) 및 일측이 제2 자석 지지 몸체(212)에 부착되는 제2 영구 자석(222)을 포함할 수 있다.The pair of permanent magnets includes a first
한 쌍의 자성 분배판은 제1 영구 자석(220)의 타측에 부착되는 제1 자성 분배판(230) 및 제2 영구 자석(222)의 타측에 부착되는 제2 자성 분배판(232)을 포함할 수 있다.The pair of magnetic distribution plates includes a first
제1 자성 분배판(230) 및 제2 자성 분배판(232)은 강자성체, 예를 들어, 연철으로 이루어질 수 있다.The first
본 발명의 일 실시예에서, 제1 자성 분배판(230) 및 제2 자성 분배판(232)의 종방향 길이는 각각 제1 영구 자석(220) 및 제2 영구 자석(222)의 종방향 길이보다 길 수 있다. 또한, 제1 영구 자석(220) 은 제1 자성 분배판(230)과 제1 자석 지지 몸체(210)의 사이에서 제1 자성 분배판(230)에 의해 완전히 중첩될 수 있고, 제2 영구 자석(222)은 제2 자성 분배판(232)과 제2 자석 지지 몸체(212) 사이에서 제2 자성 분배판(232)에 의해 완전히 중첩될 수 있다.The longitudinal lengths of the first
일반적으로 거리를 두어 대면하는 두 판형 영구 자석 사이에는 두 판형 영구 자석의 대면하는 면에 법선 방향에 전체적으로 평행한 자기장이 형성될 것이다. 그러나, 특히, 두 판형 영구 자석의 모서리 부분의 자기장은 그 외부를 향하여 상당히 일그러지는 또는 휘어진 양상을 보일 수 있다. 즉, 대면하는 두 판형 영구 자석의 중앙 부위의 자기장은 비교적 균일할 수 있으나, 모서리 부분의 자기장은 상대적으로 비균일할 수 있다. 이러한 자기장의 비 균일성은 자기장이 외부에 영향을 미치는 원인이 될 수 있고 또한 빔 편향 영구 자석 유닛(200)을 지나는 이온빔의 편향의 정도를 불균일하게 하여 이온빔 분율 측정의 오차 원인이 될 수 있다.Generally, a magnetic field generally parallel to the normal direction will be formed on the facing surfaces of two plate-like permanent magnets between the two plate-like permanent magnets facing each other at a distance. However, in particular, the magnetic field of the corner portion of the two-plate permanent magnets may show a considerably distorted or curved aspect toward the outside. That is, the magnetic field at the center portion of the two plate-like permanent magnets facing each other can be relatively uniform, but the magnetic field at the corner portion can be relatively non-uniform. This non-uniformity of the magnetic field may cause the magnetic field to affect the outside, and may also cause the deviation of the deflection of the ion beam passing through the beam deflection
반면에, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 영구 자석(220) 및 제2 영구 자석(222)의 사이에 각각 강자성체로 이루어진 제1 자성 분배판(230) 및 제2 자성 분배판(232)이 배치됨으로써, 제1 영구 자석(220) 및 제2 영구 자석(222)으로부터 방사되는 자기장이 제1 자성 분배판(230) 및 제2 자성 분배판(232)을 거쳐 균일하게 방사될 수 있다. The first
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 자성 분배판(230) 및 제2 자성 분배판(232)이 제1 영구 자석(220) 및 제2 영구 자석(222)을 각각 완전히 중첩함으로써, 제1 영구 자석(220) 및 제2 영구 자석(222)의 모서리에서 발생하는 자기장의 불균형을 해소하여 자기장이 손실되는 것을 방지하며 균일한 자기장을 형성할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the first
이어, 도 3 및 도 5를 참조하면, 빔 스캐닝 유닛(300)은 빔 편향 영구 자석 유닛(200)의 일측에 이격되어 배치된다.3 and 5, the
본 발명의 일 실시예에서, 빔 스캐닝 유닛(300)은 수직 이동 축(330), 제1 지지대 고정 블록(332), 제2 지지대 고정 블록(334), 금속 지지대(320), 제1 프로브 고정 블록(312), 제2 프로브 고정 블록(314), 및 금속 프로브(310)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
수직 이동 축(330)은 수직 이동 기구(400)에 연결될 수 있고, 수직 이동 기구(400)에 의해 수직 방향으로 이동될 수 있다. 수직 이동 축(330)은 비자성체의 금속으로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 비자성체인 스테인레스 강으로 이루어질 수 있다.The
금속 지지대(320)는 중앙 부분으로부터 두 말단이 일 방향으로 구부러진, 대략 U자, V자에 가깝게 구부러진 활형 탄성 부재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속 지지대(320)는 내열성, 내산화성 및 복원성을 갖는 도전성 금속일 수 있고, 예를 들어, 인코넬로 이루어질 수 있다.The
금속 지지대(320)의 휘어진 중앙 머리부는 제1 지지대 고정 블록(332) 및 제2 지지대 고정 블록(334) 사이에 위치될 수 있다.The curved central head of the
제1 지지대 고정 블록(332)은 제2 지지대 고정 블록(334)은 서로 결합될 수 있고, 그 사이에 배치되는 금속 지지대(320)의 중앙 머리부를 단단히 고정할 수 있다.The first support
제1 지지대 고정 블록(332)은 수직 이동 축(330)에 연결될 수 있다. 수직 이동 축(330)의 이동에 따라 금속 지지대(320) 및 이에 연결된 금속 프로브(310)는 수직 방향으로 이동될 수 있다.The first support
금속 지지대(320)의 두 말단에는 각각 제1 프로브 고정 블록(312) 및 제2 프로브 고정 블록(314)이 장착될 수 있다.A first
제1 프로브 고정 블록(312) 및 제2 프로브 고정 블록(314)은 그 사이에 배치되는 금속 프로브(310)를 고정할 수 있다.The first
본 발명의 일 실시예에서, 금속 프로브(310)는 일 방향으로 연장하는 금속 와이어, 예를 들어, 텅스텐 와이어일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
여기서, 금속 프로브(310)는 "수평 방향(y)"으로 연장될 것이며, "수평 방향"은 앞서 정의된 바와 같이, 이온 빔의 진행 방향 및 수직 이동 기구(400)의 수직 이동 방향에 모두 수직한 방향으로 이해될 것이다.Here, the
금속 와이어인 금속 프로브(310)가 제1 프로브 고정 블록(312) 및 제2 프로브 고정 블록(314)에 의해 금속 지지대(320)에 고정된 상태에서, 금속 프로브(310)에 소정의 장력이 작용할 수 있다. 예를 들어, 활형인 금속 지지대(320)를 다소 오므린 상태에서 팽팽한 금속 프로브(310)를 제1 프로브 고정 블록(312) 및 제2 프로브 고정 블록(314)에 고정시킬 수 있고, 이로써 금속 프로브(310)에 소정의 장력이 작용될 수 있다.A predetermined tension is exerted on the
본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정장치가 작동될 때, 금속 지지대(320) 및 금속 프로브(310)는 지속적인 이온빔 충돌에 의해 가열될 수 있다. 이로써 금속 지지대(320) 및 금속 프로브(310)는 열팽창될 것으로 예상된다. 만일, 금속 와이어인 금속 프로브(310)가 열팽창 되어 그 길이가 늘어난다면, 느슨해진 금속 프로브(310)가 중력 방향으로 휘어질 수 있다. 이 경우, 금속 프로브(310)는 의도된 수직 방향 위치 지점이 아닌 그 하방 위치로 입사되는 이온빔에 노출될 수 있고, 장비의 측정 신뢰도가 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따를 때, 활형인 금속 지지대(320)도 마찬가지로 열팽창 되어 그 길이가 증가될 수 있고, 이에 따라, 금속 프로브(310)에 가해지는 탄성 또는 장력이 계속 유지될 수 있다. 즉, 금속 프로브(310)의 열팽창에도 금속 프로브(310)는 의도된 수직 위치에 정렬될 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정 장치의 측정 신뢰성 보장될 수 있다. 특히, 이러한 효과는 고온 환경에 노출되는 고출력 이온빔 분율 측정 장치에서 더 유리할 것이다.When the ion beam fraction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is operated, the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이온빔 분율 측정 장치의 전체 설치 모습을 예시하는 사시도이다.6 is a perspective view illustrating an entire installation of the ion beam fraction measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정 장치는 이온빔 이동 경로상에 설치되는 진공함(700)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the apparatus for measuring an ion beam fraction according to an embodiment of the present invention may further include a
진공함(700)은 제1 면(710)에 형성되는 제1 플랜지(712) 및 제2 플랜지(714)와 제1 면(710)에 수직한 제2 면(720)에 형성되는 제3 플랜지(722) 및 제4 플랜지(724)를 포함할 수 있다.The
도시된 실시예에서, 진공함(700)이 일부 개방된 것으로 도시되었으나, 작동 시 진공함(700)은 플랜지 덮개(미도시) 및 다른 빔 수송 요소에 의해 밀폐될 것이며, 그 내부는 진공 상태로 유지될 것이다.In the illustrated embodiment, although the
본 발명의 일 실시예에서, 수직 이동 기구(400)는 제1 플랜지(712) 상에 설치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
수직 이동 기구(400)는 빔 스캐닝 유닛(300)의 수직 이동 축(330)에 연결될 수 있고, 수직 이동 축(330)을 수직 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에서, 수직 이동 기구(400)는, 리니어 모터(420), 리니어 모터(420)에 고정되며 제1 플랜지(712)에 결합되는 하부 연결 플랜지(412), 상기 리니어 모터(420)에 의해 선형 이동되는 상부 연결 플랜지(422), 상부 연결 플랜지(422)에 결합되는 제1 절연 플랜지(414), 제1 절연 플랜지(414) 상에 결합되는 제2 절연 플랜지(416), 상기 하부 연결 플랜지(412)와 상기 제1 절연 플랜지(414) 사이에 배치되는 주름관(410)을 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에서, 수직 이동 축(330)은 제2 절연 플랜지(416)에 고정될 수 있다. 상부 연결 플랜지(422) 및 제1 절연 플랜지(414)가 결합되고 제1 절연 플랜지(414) 및 제2 절연 플랜지(416)가 결합되므로, 리니어 모터(420)에 의해 상부 연결 플랜지(422)가 선형 이동할 때, 제2 절연 플랜지(416)에 고정된 수직 이동 축(330)은 함께 이동될 수 있다. 또한, 수직 이동 축(330)의 선형 이동시 주름관(410)은 연장 또는 축소될 수 있고, 진공함(700) 내부의 진공 상태가 유지될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에서, 제2 절연 플랜지(416) 외부로 노출된 수직 이동 축(330)의 일단에는 연결 단자(306)가 형성될 수 있고, 제어부(500)는 연결 단자(306)를 통해 빔 스캐닝 유닛(300)에서 생성된 스캐닝 신호를 수신할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(500)는 진공함(700)을 관통하는 별도의 도전 라인을 통해 빔 스캐닝 유닛(300)에서 생성된 스캐닝 신호, 예를 들어, 전류 세기 신호를 수신할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에서, 슬릿형 필터 유닛(100) 및 빔 편향 영구 자석 유닛(200)은 제2 플랜지(714)를 통해 진공함(700) 내부에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the slit-shaped
필터 및 자석 지지 플랜지(612)가 제2 플랜지(714)에 결합될 수 있다. 냉각 유체 공급관(610) 및 빔 편향 영구 자석 유닛(200)의 자석 지지대(216)는 필터 및 자석 지지 플랜지(612)에 고정될 수 있다.The filter and
냉각 유체 공급관(610)은 필터 및 자석 지지 플랜지(612)를 관통하여 진공함(700) 외부로 노출될 수 있고, 노출된 냉각 유체 공급관(610)은 외부의 냉각 유체 순환장치(600)에 연결될 수 있다(미도시).The cooling
냉각 유체 공급관(610)은 예를 들어, 무자성체인 강성 금속 도관일 수 있다. 슬릿형 필터 유닛(100)은 별도의 지지 부재 없이 강성 금속 도관인 냉각 유체 공급관(610)에 의해 진공함(700) 내부에서 그 위치를 유지할 수 있다.The cooling
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정의 다른 측정 방식을 나타내는 사시도이다.7 is a perspective view illustrating another measurement method of ion beam fraction measurement according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온빔 분율 측정 장치는 앞서 도 6에 도시된 바와 같이, 진공함(700)의 제1 면(710) 상의 제1 플랜지(712) 및 제2 플랜지(714)가 아니라, 진공함(700)의 제2 면(720) 상의 제3 플랜지(722) 및 제4 플랜지(724)에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 7, an apparatus for measuring an ion beam fraction according to an embodiment of the present invention includes a
이로써, 이온빔의 진행 방향에 수직한 수평 방향으로 이온 빔을 편향시킬 수 있고, 편향된 이온 빔의 위치별 스캐닝 신호를 측정할 수 있다.Thereby, the ion beam can be deflected in the horizontal direction perpendicular to the traveling direction of the ion beam, and the scanning signal for each position of the deflected ion beam can be measured.
즉, 본 발명의 실시예들에 따르면, 도 6 및 도 7에 도시된 두 방식으로 수직 방향 및 수평 방향으로 이온 빔의 분율을 용이하게 측정할 수 있다.That is, according to the embodiments of the present invention, the fractions of the ion beam can be easily measured in the vertical direction and the horizontal direction in the two schemes shown in FIGS.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 슬릿형 필터 유닛 110: 냉각 도관
120: 슬릿 200: 빔 편향 영구 자석 유닛
300: 빔 스캐닝 유닛 310: 금속 프로브
320: 금속 지지대 400: 수직 이동 기구
500: 제어부 600: 냉각 유체 순환장치100: slit type filter unit 110: cooling conduit
120: slit 200: beam deflection permanent magnet unit
300: beam scanning unit 310: metal probe
320: metal support 400: vertical movement mechanism
500: controller 600: cooling fluid circulator
Claims (10)
상기 제1방향으로 상기 슬릿형 필터 유닛에 이웃하게 배치되는 빔 편향 영구 자석 유닛;
상기 빔 편향 영구 자석으로부터 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되되, 금속 프로브, 수직 이동 축 및 상기 금속 프로브와 상기 수직 이동 축을 연결하는 금속 지지대를 포함하고, 상기 금속 지지대는 중앙 부분으로부터 두 말단이 일 방향으로 구부러져 탄성을 가지고, 상기 금속 프로브는 상기 금속 지지대의 상기 두 말단에 장력이 작용된 상태로 고정되는 빔 스캐닝 유닛;
상기 빔 스캐닝 유닛을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 수직 이동시키는 수직 이동 기구;
상기 수직 이동 기구에 의한 상기 수직 이동을 제어하며, 상기 빔 스캐닝 유닛으로부터 생성된 스캐닝 신호를 수신하여 기록하는 제어부; 및
상기 냉각 도관에 연결되는 냉각 유체 공급관 및 상기 냉각 유체 공급관을 통해 상기 냉각 도관 내부로 냉각 유체를 순환시키는 냉각 유체 순환장치;
를 포함하는,
이온 빔 분율 측정장치.A slit-shaped filter unit including a filter body, a slit passing through the filter body in a first direction, and a cooling conduit formed inside the filter body;
A beam deflection permanent magnet unit disposed adjacent to the slit-shaped filter unit in the first direction;
And a metal support which is spaced apart from the beam deflection permanent magnet in the first direction, the metal support including a metal probe, a vertical movement axis, and a metal support connecting the metal probe and the vertical movement axis, Wherein the metal probe is fixed in a tensioned state at the two ends of the metal support;
A vertical moving mechanism for vertically moving the beam scanning unit in a second direction perpendicular to the first direction;
A control unit for controlling the vertical movement by the vertical movement mechanism and receiving and recording a scanning signal generated from the beam scanning unit; And
A cooling fluid supply pipe connected to the cooling duct and a cooling fluid circulating device for circulating the cooling fluid into the cooling duct through the cooling fluid supply pipe;
/ RTI >
Ion beam fraction measuring device.
이온 빔 분율 측정장치.2. The apparatus of claim 1 wherein the cooling conduit is a cavity-type conduit in which a portion of the filter body is emptied, the cooling conduit at least partially surrounding the slit,
Ion beam fraction measuring device.
이온 빔 분율 측정장치.The slit of claim 1, wherein the slit has a groove shape extending in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction,
Ion beam fraction measuring device.
이온 빔 분율 측정장치.The beam deflection permanent magnet unit according to claim 1, wherein the beam deflection permanent magnet unit comprises a permanent magnet unit body, a pair of permanent magnets, one side of which is attached to each of the two inner surfaces of the permanent magnet unit body facing each other, Comprising a pair of magnetic distribution plates to be attached,
Ion beam fraction measuring device.
상기 제1 자성 분배판의 상기 제2 방향 길이는 상기 제1 영구 자석의 상기 제2 방향 길이 보다 길고, 상기 제2 자성 분배판의 상기 제2 방향 길이는 상기 제2 영구 자석의 상기 제2 방향 길이 보다 긴,
이온 빔 분율 측정장치.[6] The apparatus of claim 5, wherein the pair of permanent magnets includes a first permanent magnet having one side attached to one inner surface of the permanent magnet unit body and a second permanent magnet having one side attached to the inner surface of the body of the permanent magnet unit And the pair of magnetic distribution plates include a first magnetic distribution plate attached to the other side of the first permanent magnet and a second magnetic distribution plate attached to the other side of the second permanent magnet,
Wherein the second directional length of the first magnetic distribution plate is longer than the second directional length of the first permanent magnet and the second directional length of the second magnetic distribution plate is longer than the second directional length of the second permanent magnet Longer than the length,
Ion beam fraction measuring device.
이온 빔 분율 측정장치.7. The magnetic disk apparatus according to claim 6, wherein the first magnetic distribution plate and the second magnetic distribution plate are ferromagnetic, and the first permanent magnet is disposed between the first magnetic distribution plate and one surface of the permanent magnet unit body, Wherein the second permanent magnet is completely overlapped by the second magnetic distribution plate between the other surface of the permanent magnet unit body and the second magnetic distribution plate,
Ion beam fraction measuring device.
이온 빔 분율 측정장치.The method of claim 1, wherein the metal probe is a tungsten wire.
Ion beam fraction measuring device.
이온 빔 분율 측정장치.3. The apparatus of claim 1, further comprising a vacuum enclosure comprising a first flange and a second flange formed on a first side and a third flange and a fourth flange on a second side perpendicular to the first side, Wherein the slit-shaped filter unit, the beam deflection permanent magnet unit, the beam scanning unit and the vertical movement mechanism are installed on at least one of the first flange and the second flange of the first surface of the vacuum chamber, A third flange of the face and a fourth flange of the flange,
Ion beam fraction measuring device.
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