(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ室内のカソードを支持する支持ベースを所望の位置に簡単に保持できるようにする。【解決手段】永久磁石を周囲に配置したイオン源のプラズマ生成室の外部に設けられたカソードを支持する支持ベースを、プラズマ生成室の外壁面から引き離す方向に移動させる駆動機構３０と、支持ベースとプラズマ生成室の外壁面との間に介在してカソード貫通孔の周囲を覆い支持ベースとプラズマ生成室の外壁面との間の空間を気密に保つ伸縮部材４とを具備し、駆動機構３０の駆動力によってプラズマ生成室の外壁面から引き離された後退位置にある支持ベースがプラズマ生成室の真空排気により生じる吸引力によって後退位置よりもプラズマ生成室の外壁面に引き寄せられて前進位置に保持されるようにした。【選択図】図２
2018045905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ生成室の周囲に永久磁石を配置したイオン源であって、
前記プラズマ生成室の壁面に形成された貫通孔から前記プラズマ生成室内に挿通されて、前記プラズマ生成室内に電子を放出するカソードと、
前記プラズマ生成室の外部に設けられて前記カソードを支持する支持ベースと、
前記支持ベースを前記プラズマ生成室の外壁面から引き離す方向に移動させる駆動機構と、
前記支持ベースと前記プラズマ生成室の外壁面との間に介在するとともに前記貫通孔の周囲を覆い、前記支持ベースと前記プラズマ生成室の外壁面との間の空間を気密に保つ伸縮部材とを具備し、
前記駆動機構の駆動力によって前記プラズマ生成室の外壁面から引き離された後退位置にある前記支持ベースが、前記プラズマ生成室の真空排気により生じる吸引力によって前記後退位置よりも前記プラズマ生成室の外壁面に引き寄せられて前進位置に保持されるイオン源。
【請求項２】
前記後退位置及び前記前進位置それぞれが、前記プラズマ生成室の内壁面から前記カソードの先端部までの突出量に基づいて定められた位置であり、
前記後退位置及び前記前進位置それぞれに対する前記突出量が、前記カソードと前記プラズマ生成室との間に流れるアーク電流、又は、イオンビームを引き出すための引出電極に流れる加速電流の少なくとも一方をパラメータとして定められている請求項１記載のイオン源。
【請求項３】
前記後退位置及び前記前進位置それぞれに対する前記突出量が、前記アーク電流又は前記加速電流の少なくとも一方が最小になるように設定されている請求項２記載のイオン源。
【請求項４】
前記駆動機構によって前記プラズマ生成室の外壁面から引き離される前記支持ベースを前記後退位置に位置決めする位置決め機構をさらに具備し、
前記位置決め機構が、
前記支持ベースとともに移動する当接面と、
前記支持ベースが前記後退位置に移動した場合に前記当接面が当接して、前記支持ベースを前記後退位置に位置決めする被当接面とを有している請求項１乃至３のうち何れか一項に記載のイオン源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンビーム照射装置に用いられるイオン源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のイオン源としては、特許文献１に示すように、プラズマ生成室の周囲に永久磁石を配置した、いわゆるバケット型イオン源において、電子を放出するカソードをプラズマ生成室の壁面に形成された貫通孔からプラズマ生成室内に挿通したものがある。
【０００３】
このイオン源は、プラズマ生成室内におけるカソード配置を調整可能にすべく、支持ベースとプラズマ生成室との間に伸縮可能なベローズを設けて、支持ベースとプラズマ生成室との距離を可変にしてある。カソード配置を調整する方法としては、手動で支持ベースを移動させる方法や、モータを用いて機械的に移動させる方法が挙げられている。
【０００４】
上述した方法によって支持ベースを移動させた後、放っておくとプラズマ生成室の真空排気の影響を受けて支持ベースがプラズマ生成室側に移動してしまうことが、特許文献１では懸念されている。この対策として、手動で移動させる場合は、着脱可能なストッパを用いて支持ベースの移動を規制することや、機械的に移動させる場合は、支持ベースに連結されている駆動機構が抑止力となって支持ベースの移動を規制できることが挙げられている。
【０００５】
しかしながら、手動で移動させた後にストッパを用いて支持ベースの移動を規制する場合は、支持ベースを所望の位置に保持することが難しい。
また、機械的に移動させる場合に支持ベースが所望の位置に保持されるためには、例えば支持ベースが所望の位置で正しく停止するようにモータを動作させる制御が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−７６３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、支持ベースを所望の位置に保持するためのストッパや、支持ベースを所望の位置に保持するための制御を必要とせず、従来とは全く異なる発想を用いて支持ベースを所望の位置に簡単に保持できるようにすることをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るイオン源は、プラズマ生成室の周囲に永久磁石を配置したイオン源であって、前記プラズマ生成室の壁面に形成された貫通孔から前記プラズマ生成室内に挿通されて、前記プラズマ生成室内に電子を放出するカソードと、前記プラズマ生成室の外部に設けられて前記カソードを支持する支持ベースと、前記支持ベースを前記プラズマ生成室の外壁面から引き離す方向に移動させる駆動機構と、前記支持ベースと前記プラズマ生成室の外壁面との間に介在するとともに前記貫通孔の周囲を覆い、前記支持ベースと前記プラズマ生成室の外壁面との間の空間を気密に保つ伸縮部材とを具備するものである。
そして、このイオン源は、前記駆動機構の駆動力によって前記プラズマ生成室の外壁面から引き離された後退位置にある前記支持ベースが、前記プラズマ生成室の真空排気により生じる吸引力によって前記後退位置よりも前記プラズマ生成室の外壁面に引き寄せられて前進位置に保持されることを特徴とする。
【０００９】
このようなイオン源であれば、プラズマ生成室の真空排気により生じる吸引力によって支持ベースを前進位置に引き寄せて保持することができるので、この前進位置を予め所望の位置に設定しておくことで、支持ベースを保持するためのストッパや専用の制御などを用いることなく、支持ベースを簡単に所望の位置に保持することが可能となる。
さらに、従来のように手動で支持ベースを移動させる場合、移動させた各位置それぞれに対して支持ベースを位置決めして固定する必要があるが、本発明に係るイオン源であれば、少なくとも前進位置に対しては支持ベースが吸引力によって位置決めされるので、全体として位置決めに要する時間を従来よりも短くすることが可能となる。
【００１０】
上述したように、支持ベースを後退位置と前進位置との間で移動可能にしているのは、イオン源を半導体素子の製造に用いる際などに、製造プロセスに応じて必要とされるイオン種に鑑みて支持ベースの配置を適切に切り替えることできるようにするためである。
一例としては、イオンビーム中に含まれるＰ型ドーパントイオン（例えばＢイオン）の比率を高めることのできる位置を後退位置として設定し、Ｎ型ドーパントイオン（例えばＰイオン）の比率を高めることのできる位置を前進位置として設定しておくことが考えられる。
【００１１】
ところで、支持ベースの位置に応じてプラズマ生成室の内壁面からカソードの先端部までの突出量は変化する。本願発明者が実験を重ねた結果、前記突出量の変化によって、カソードとプラズマ生成室との間に流れるアーク電流やイオンビームを引き出すための引出電極に流れる加速電流が変化することが分かった。
アーク電流が大きくなると、カソードに流れる電流が大きくなり、カソードの寿命が短くなるし、加速電流が大きくなると、引出電極間の放電が起こる恐れがあり、注入不良につながる。
【００１２】
そこで、例えば被処理物にＰ型ドーパントイオンを注入する際やＮ型ドーパントイオンを注入する際それぞれにおいて、支持ベースを適切な位置に保持するためには、前記後退位置及び前記前進位置それぞれが、前記プラズマ生成室の内壁面から前記カソードの先端部までの突出量に基づいて定められた位置であり、前記後退位置及び前記前進位置それぞれに対する前記突出量が、前記カソードと前記プラズマ生成室との間に流れるアーク電流、又は、イオンビームを引き出すための引出電極に流れる加速電流の少なくとも一方をパラメータとして定められていることが好ましい。
【００１３】
具体的な実施態様としては、前記後退位置及び前記前進位置それぞれに対する前記突出量が、前記アーク電流又は前記加速電流の少なくとも一方が最小になるように設定されていることが好ましい。
【００１４】
前記駆動機構によって前記プラズマ生成室の外壁面から引き離される前記支持ベースを前記後退位置に位置決めする位置決め機構をさらに具備し、前記位置決め機構が、前記支持ベースとともに移動する当接面と、前記支持ベースが前記後退位置に移動した場合に前記当接面が当接して、前記支持ベースを前記後退位置に位置決めする被当接面とを有していることが好ましい。
このような構成であれば、前進位置のみならず、後退位置においても支持ベースを簡単に位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成した本発明によれば、プラズマ生成室の真空排気により生じる吸引力を用いて支持ベースを前進位置に保持しているので、従来に比べて極めて支持ベースを所望の位置に簡単に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態のイオン源の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態のカソードがプラズマ生成室内に挿通された状態を示す模式図。
【図３】同実施形態の支持ベースが後退位置にある状態を示す模式図。
【図４】同実施形態の支持ベースが前進位置にある状態を示す模式図。
【図５】アーク電流と突出量との相関及び加速電流と突出量との相関を示す実験データ。
【図６】その他の実施形態における伸縮部材を示す模式図。
【図７】その他の実施形態における縮み規制機構を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
本実施形態のイオン源ＩＳは、例えばＰ型、Ｎ型の半導体素子を製造するためのイオンビーム照射装置に用いられるものであり、具体的には図１に示すように、内部でプラズマが生成されるプラズマ生成室６と、プラズマ生成室６内に挿通された複数のカソード１と、カソード１を支持する支持ベース２０と、プラズマ生成室６の外壁面６１と支持ベース２０との間に設けられた伸縮部材４と、支持ベース２０を移動させる駆動機構３０とを具備する。
【００１９】
プラズマ生成室６は、直方体、立方体あるいは円柱体の部屋で、その一面に開口が形成されている。この開口には絶縁フランジ８が取り付けられていて、絶縁フランジ８にはプラズマ生成室６からイオンビームを引き出す為の引出電極系９と呼ばれる複数枚の電極が電気的に離間した状態で支持されている。また、プラズマ生成室６の周囲には複数の永久磁石１０が配置されており、この永久磁石１０によってプラズマ生成室６内にカスプ磁場が生成される。
【００２０】
カソード１は、プラズマ生成室６内に電子を放出するためのものであり、プラズマ生成室６の壁面に形成された貫通孔Ｈからプラズマ生成室６内に挿通されている。このカソード１から放出される電子はプラズマ生成室６内にガスポート７を通じて導入されたイオン化ガスを電離させ、これによりプラズマ生成室６内にプラズマＰが生成される。
ここではフィラメントがカソード１をなす構成であるが、カソード１としては、フィラメントからなるものに限られず、傍熱型あるいは間接型イオン源で用いられるフィラメントとカソードキャップからなるカソードであっても良いし、ホローカソードであっても良い。
【００２１】
このカソード１たるフィラメントは、基端部がフィラメントチャック２によって支持された状態で、先端部１１が上述した引出電極系９を向くようにプラズマ生成室６内に挿通されている。フィラメントチャック２は、プラズマ生成室６外に設けられた電流導入端子３に接続されている。この電流導入端子３はフィラメントに電流を導入する為の端子であり、セラミックからなる絶縁体５に取り付けられている。
【００２２】
支持ベース２０は、プラズマ生成室６外に配置されて前記カソード１を支持するものであり、本実施形態では上述した絶縁体５がネジ留めなどにより取り付けられたものである。
このように支持ベース２０がカソード１を支持することにより、支持ベース２０の位置に応じて、すなわち支持ベース２０とプラズマ生成室６の外壁面６１との離間距離に応じて、プラズマ生成室６の内壁面６２からカソード１の先端部１１までの距離（以下、突出量Ｌという）が定まる。
【００２３】
伸縮部材４は、図２に示すように、支持ベース２０とプラズマ生成室６の外壁面６１との間に介在させた例えば筒状をなすものであり、プラズマ生成室６の壁面に形成された貫通孔Ｈの周囲を覆うとともに、支持ベース２０とプラズマ生成室６の外壁面６１との間の空間を気密に保つように配置されている。
この伸縮部材４は、縮む方向に限度があるものであり、具体的には成形ベローズや溶接ベローズ等の金属性のベローズや非金属性である蛇腹といった伸縮性のあるものである。
【００２４】
駆動機構３０は、図２に示すように、支持ベース２０をプラズマ生成室６の外壁面６１から引き離す方向に移動させるものであり、プラズマ生成室６外に配置されている。
この駆動機構３０は、支持ベース２０に固定されている部材又は支持ベース２０に接触して支持ベース２０を移動させる駆動部３１を有するものであり、ここでは駆動機構３０としてエアシリンダを利用している。詳細には、エアシリンダに図示しない圧縮空気源から圧縮空気を供給することで、シャフト（駆動部３１）が駆動して、支持ベース２０が外壁面６１から引き離される。なお、ここでは１つの圧縮空気源からの圧縮空気を複数のエアシリンダに供給することで、１つの圧縮空気源を用いて複数のカソード１を同時に移動させることができるようにしてある。
【００２５】
このように構成された前記駆動機構３０は、ここでは図３及び図４に示すように、支持ベース２０を予め定められた前進位置ｆから、この前進位置ｆよりもプラズマ生成室６の外壁面６１から離れた後退位置ｂに向かって移動させるためのものである。
【００２６】
後退位置ｂは、被処理物にＰ型ドーパントイオンを注入する際の位置であり、ここではＰ型ドーパントイオンとしてＢイオンが必要とされる際に、この後退位置ｂに支持ベース２０を移動させる。なお、後退位置ｂは、伸縮部材４が伸びきった状態における支持ベース２０の位置又はその位置よりもプラズマ生成室６の外壁面６１側の位置である。
【００２７】
一方、前進位置ｆは、被処理物にＮ型ドーパントイオンを注入する際の位置であり、ここではＮ型ドーパントイオンとしてＰイオンが必要とされる際に、この前進位置ｆに支持ベース２０を移動させる。なお、前進位置ｆは、伸縮部材４が縮みきった状態における支持ベース２０の位置又はその位置よりもプラズマ生成室６の外壁面６１と反対側の位置である。
【００２８】
次に、後退位置ｂ及び前進位置ｆがどのように決められているかを説明する。
【００２９】
支持ベース２０をプラズマ生成室６の外壁面６１に対して前進又は後退させると、上述した突出量Ｌが変動する。そして、本願発明者が実験を重ねた結果、図５に示すように、突出量Ｌに応じて、カソード１とプラズマ生成室６との間に流れるアーク電流、及び、イオンビームを引き出すための引出電極系９を構成する電極に流れる加速電流が変動することが分かった。
【００３０】
より詳細には、アーク電流及び加速電流は、ある突出量Ｌにおいて最小となり、突出量Ｌがそれより大きく又は小さくなると、アーク電流及び加速電流はいずれも増大する傾向にある。この原因は、本イオン源ＩＳが、突出量Ｌを変動させる、すなわちプラズマ生成室６内におけるカソード１の配置を変更すると、プラズマＰが生成される位置が変わり、プラズマＰ中のイオンに作用するカスプ磁場の影響が変わるように構成されたものであるからと考えられ、詳細は以下のように推定される。
【００３１】
突出量Ｌを大きくした場合、半導体製造の一プロセスにおいて必要とされるイオンの他に、不要なイオンがプラズマＰ内に存在してしまう。このことは、突出量Ｌが大きいとプラズマ生成室６の内壁面６２から遠い位置にプラズマＰが生成されて、不要なイオンがカスプ磁場に捕捉されにくくなり、不要なイオンをプラズマ生成室６の内壁面６２で消滅させにくくなるからである。その結果、イオンビーム中の必要とされるイオンの比率を高めようとすると、アーク電流が大きくなる。
なお、半導体製造の一プロセスにおいて必要とされるイオンや不要なイオンの例としては、Ｂ＋がＰ型ドーパントイオンとして必要とされ、ＢＦ＋、ＢＦ２＋、Ｆ＋が不要なイオンとなり、Ｐ＋、ＰＨ＋、ＰＨ２＋、ＰＨ３＋がＮ型ドーパントイオンとして必要とされ、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋が不要なイオンとなる。
【００３２】
また、上述したように不要なイオンがプラズマＰ内に存在すると、これらの不要なイオンが引出電極系９を構成する電極に衝突して電流が流れる。このことが、突出量Ｌを大きくした場合に加速電流が大きくなる原因であると推定される。
【００３３】
一方、突出量Ｌを小さくした場合、カソード１の先端部１１が引出電極系９から遠い位置にあり、プラズマＰが引出電極系９から遠い位置にプラズマＰが生成されるので、引出電極系９により引き出されるイオンビームを所望のビーム電流とするためには、アーク電流を大きくする必要がある。
【００３４】
また、上述したように所望のビーム電流を得るべくアーク電流を大きくすると、その分イオンビーム中に不要なイオンが多く含まれることとなり、その結果、不要なイオンが引出電極系９を構成する電極に衝突して電流が流れ、加速電流が大きくなる。
【００３５】
こうした理由によって、アーク電流が大きくなるとカソード１に流れる電流が大きくなり、カソード１の寿命が短くなるし、加速電流が大きくなると引出電極系９を構成する電極間に放電が起こる恐れがあり、注入不良につながる。
そこで本実施形態では、アーク電流又は加速電流の少なくとも一方をパラメータとして、突出量Ｌが最適となるように後退位置ｂ及び前進位置ｆを定めている。
【００３６】
具体的には、プラズマ生成室６内でＢ＋を発生させた場合にアーク電流及び加速電流が最小となる第１突出量を予め実験などにより求めておき、支持ベース２０を後退位置ｂに配置した状態における突出量Ｌが前記第１突出量となるようにしている。
なお、アーク電流が最小となる突出量Ｌと加速電流が最小となる突出量Ｌとが僅かにせよずれている場合は、加速電流が最小となる突出量Ｌを第１突出量としておくことが好ましい。この理由は、プラズマ生成室６内でＢ＋を発生させる場合、イオン化ガスとしてＢＦ３が用いられ、引出電極系９を構成する電極にフッ化金属などの汚れが生じて放電が起こりやすいからである。
【００３７】
また、第１突出量と同様、プラズマ生成室６内でＰ＋、ＰＨ＋、ＰＨ２＋、ＰＨ３＋を発生させた場合にアーク電流及び加速電流が最小となる第２突出量を予め実験などにより求めておき、支持ベース２０を前進位置ｆに配置した状態における突出量Ｌが前記第２突出量となるようにしている。
【００３８】
このようにして定められた後退位置ｂ及び前進位置ｆに対して、上述したように駆動機構３０が支持ベース２０を前進位置ｆから後退位置ｂに向かって移動させる。
【００３９】
ここで、本実施形態のイオン源ＩＳは、後退位置ｂと前進位置ｆとの間における支持ベース２０の移動をガイドするガイド機構４０と、駆動機構３０によって後退位置ｂに向かって移動する支持ベース２０を後退位置ｂに位置決めする位置決め機構５０とをさらに具備している。
【００４０】
ガイド機構４０は、支持ベース２０がプラズマ生成室６の外壁面６１に対して前進又は後退をスムーズに行えるようにするためのものであり、支持ベース２０とプラズマ生成室６の外壁面６１との間に介在している。
具体的にこのものは、例えばリニアガイドなどを利用して構成されたものであり、ここでは支持ベース２０の上下両側それぞれに設けられているが、上下片側に設けられていても良いし、左右両側又は左右片側に設けられていても良い。
【００４１】
位置決め機構５０は、支持ベース２０とともに移動する当接面５１と、駆動機構３０により支持ベース２０が後退位置ｂに移動した場合に当接面５１が当接して、支持ベース２０を後退位置ｂに位置決めする被当接面５２とを有している。
【００４２】
具体的に位置決め機構５０は、プラズマ生成室６の外壁面６１又は支持ベース２０の一方に固定されるとともに支持ベース２０の移動方向に沿ってスライド溝５４が形成された位置決めプレート５３と、他方に固定されるとともに前記スライド溝５４内をスライドするスライド部５５とから構成されている。
【００４３】
本実施形態では、位置決めプレート５３がプラズマ生成室６の外壁面６１に固定されており、スライド部５５が設けられた中間部材Ｘが支持ベース２０に固定されている。そして、支持ベース２０が後退位置ｂにある状態において、スライド部５５の外周面とスライド溝５４の一端部（プラズマ生成室６の外壁面６１と反対側の端部）における内周面とが接触するように位置決めプレート５３及びスライド部５５を設けてある。つまり、スライド部５５の外周面が前記当接面５１として形成されており、スライド溝５４の一端部における内周面が前記被当接面５２として形成されている。
【００４４】
かかる構成により、駆動機構３０によって移動する支持ベース２０が後退位置ｂに到達すると、上述した当接面５１が被当接面５２に当接し、支持ベース２０が後退位置ｂに位置決めされて保持される。
【００４５】
なお、ここではスライド溝５４及びスライド部５５がそれぞれ２つ設けられているが、その数はこれに限定されるものではない。
また、ここでは１つの支持ベース２０に対して１つの位置決め機構５０を設けてあるが、例えば支持ベース２０を挟み込むように支持ベース２０の両側に位置決め機構５０を設けても良い。このようにすれば、当接面５１と被当接面５２との当接箇所を増やすことができ、当接時の衝撃を分散して各当接箇所における負荷を軽減させることができる。
【００４６】
しかして、本実施形態のイオン源ＩＳは、後退位置ｂにある支持ベース２０が、プラズマ生成室６の真空排気により生じる吸引力によって前進位置ｆに向かって移動し、この吸引力によって前進位置ｆに保持されるように構成されている。
【００４７】
より詳細に説明すると、プラズマ生成室６を真空排気すると、これにより生じる吸引力が伸縮部材４の内部空間を介して支持ベース２０に作用する。この状態において、上述した駆動機構３０の駆動力をオフにする、或いは、駆動力を吸引力よりも小さくすることで、支持ベース２０が吸引力によってプラズマ生成室６の外壁面６１に向って引き寄せられるとともに伸縮部材４が縮む。
【００４８】
ここで、本実施形態のイオン源ＩＳは、吸引力による支持ベース２０の移動に伴う伸縮部材４の縮みを規制する縮み規制機構７０を備えている。ここでは上述したように、伸縮部材４が軸方向に沿った長さが所定長さよりも短くならないように構成されていることを利用して、伸縮部材４に縮み規制機構７０を備えさせている。
【００４９】
つまり、支持ベース２０が吸引力によってプラズマ生成室６の外壁面６１に向かって移動すると、その移動に伴って伸縮部材４は縮むが、この伸縮部材４は軸方向に沿った長さが所定長さになると自らの縮み規制機構７０によりそれ以上は縮まない。これにより、支持ベース２０の移動も規制されて支持ベース２０は停止する。この停止した状態における支持ベース２０の位置が、前進位置ｆとして設定された位置である。
【００５０】
このように構成された本実施形態に係るイオン源ＩＳによれば、プラズマ生成室６の真空排気により生じる吸引力によって支持ベース２０を前進位置ｆに引き寄せて保持することができるので、支持ベース２０を保持するためのストッパや専用の制御などを用いることなく、支持ベース２０を簡単に且つ精度良く所望の位置に保持することが可能となる。
【００５１】
また、手動で支持ベース２０を移動させる場合、移動させた各位置それぞれに対して支持ベース２０を位置決めする必要があるが、本実施形態に係るイオン源ＩＳであれば、後退位置ｂに対しては位置決め機構５０によって自動的に位置決めされ、前進位置ｆに対しては吸引力によって自動的に位置決めされるので、位置決めに要する時間を短くすることができる。
【００５２】
さらに、支持ベース２０が後退位置ｂ及び前進位置ｆそれぞれにある状態における突出量Ｌを、アーク電流が最小となるように設定しているので、カソード１に流れる電流が大きくなることを防ぎ、カソード１の寿命を長くすることができる。
【００５３】
そのうえ、支持ベース２０が後退位置ｂ及び前進位置ｆそれぞれにある状態における突出量Ｌを、加速電流が最小となるように設定しているので、引出電極系９を構成する電極間に放電が起こることを抑制し、注入不良を低減することができる。
【００５４】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５５】
例えば、支持ベースは、前記実施形態では絶縁体が取り付けられたものであったが、絶縁体が支持ベースをなす構成としても良い。
【００５６】
駆動機構は、前記実施形態ではエアシリンダを利用した構成であったが、圧縮空気の代わりに作動流体を用いて駆動部を駆動させる構成でも良いし、モータやボールネジ等を用いて機械的に駆動部を駆動させる構成であっても良い。
なお、機械的に駆動部を駆動させる場合は、駆動部を駆動させて支持ベースを後退位置に移動させたあと、例えばラッチなどで支持ベースを後退位置に保持しつつ、駆動部を支持ベースから引き離す。これにより、ラッチを外せば真空排気による吸引力によって後退位置にある支持ベースを前進位置に移動させることができる。
【００５７】
伸縮部材は、前記実施形態ではベローズや蛇腹などの伸縮性を有するものであったが、支持ベースの移動方向に沿ってスライドする部材を用いて構成されていても良い。具体的には、図６に示すように、外筒４１と、外筒４１の内側に配置されるとともに軸方向にスライド可能な内筒４２とを有し、支持ベース２０とプラズマ生成室６の外壁面６１との間の空間を気密に保つことのできる二重筒構造の伸縮部材４が挙げられる。このような伸縮部材４を用いた場合、例えば外筒４１又は内筒４２の一方を支持ベース２０に、他方をプラズマ生成室６の外壁面６１１に固定するとともに、外筒４１と内筒４２との間に例えば図示しないシール部材などを介在させることにより、支持ベース２０とプラズマ生成室６との間の空間を気密に保ちつつ、伸縮部材４を伸縮させることができる。
なお、このような伸縮部材４としては、二重筒構造のものに限らず、多重筒構造のものであっても構わない。
【００５８】
前記実施形態では、縮み規制機構を伸縮部材に備えさせていたが、伸縮部材とは別部材に縮み規制機構を備えさせても良い。
一例としては、図７に示すように、位置決め機構５０に縮み規制機構７０としての機能を兼ね備えさせることが挙げられる。具体的に説明すると、この縮み規制機構７０は、支持ベース２０とともに移動する第２当接面７１と、吸引力によって支持ベース２０が前進位置ｆに向かって移動して伸縮部材４が所定長さになった場合に、前記第２当接面７１が当接する第２被当接面７２とを備えている。ここではスライド部５５の外周面における当接面５１とは別の部分が第２当接面７１として形成されており、スライド溝５４の他端部（プラズマ生成室６の外壁面６１側の端部）における内周面が前記第２被当接面７２として形成されている。
なお、縮み規制機構は、伸縮部材や位置決め機構とは別の部材で構成しても良い。
【００５９】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
ＩＳ・・・イオン源
６  ・・・プラズマ生成室
６１・・・外壁面
６２・・・内壁面
１  ・・・カソード
１１・・・先端部
２０・・・支持ベース
４  ・・・伸縮部材
３０・・・駆動機構
１０・・・永久磁石
Ｈ  ・・・貫通孔
Ｌ  ・・・突出量
Ｆ  ・・・前進位置
Ｂ  ・・・後退位置
【図１】
2018045905.tif 000003
【図２】
2018045905.tif 000004
【図３】
2018045905.tif 000005
【図４】
2018045905.tif 000006
【図５】
2018045905.tif 000007
【図６】
2018045905.tif 000008
【図７】
2018045905.tif 000009