(57)【要約】      （修正有）【課題】荷電粒子ビーム引出し用電極の電極棒を交換する際の作業効率を改善する。【解決手段】引出し用電極は、スリット状開口部４を有するスリット電極１により構成される。スリット電極１は電極枠体２および電極棒５より構成される。電極枠体２は一体構造であり、荷電粒子ビームを通過させる開口部３、及び溝状の電極支持部を有している。電極棒５は、開口部３を跨いで電極枠体２上に配列され、両端を電極支持部により支持されて、スリット状開口部４を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビーム引出し用の電極を構成する電極枠体であって、
前記電極枠体は略中央部に荷電粒子ビームを通過させる開口部を備えているとともに、
前記電極枠体を一方向からみたとき、前記開口部周りの一部に前記開口部を跨いで配置される電極棒の両端部を支持する電極棒支持部が形成されていることを特徴とする電極枠体。
【請求項２】
前記電極棒支持部は前記電極枠体の表面上に形成されており、当該表面より溝状に凹んでいることを特徴とする請求項１記載の電極枠体。
【請求項３】
前記電極棒支持部は前記開口部に連結していることを特徴とする請求項１または２記載の電極枠体。
【請求項４】
前記電極棒支持部上方には蓋体が取り付けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電極枠体。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電極枠体から構成される引出し用電極を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム発生装置。
【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のイオン源や電子ビーム照射装置の電子源といった荷電粒子ビーム発生装置で用いられるビーム引出し用の電極を構成する電極枠体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、イオンビーム照射装置のイオン源よりイオンビームを引き出す為の引出し電極系として、複数のスリット状開口部（長方形状の開口部）を有するスリット電極が用いられている。このようなスリット電極のスリット状開口部はプラズマに曝されたり、引き出されたイオンビームが衝突したりして、高温に加熱される。
【０００３】
スリット状開口部が高温に加熱されると、それによって熱変形が生じる。熱変形によるスリット状開口部の歪みが大きくなると、例えば、所望するビーム量を有するイオンビームの引出しが行なえなくなる。その結果、部品の交換が必要となる。
【０００４】
部品の交換といっても、スリット電極全体を交換すると費用が高額となる。その為、複数のスリット状開口部を構成する部品のうち、特に歪みが大きい部品だけを交換したいという要望がある。
【０００５】
このような要望に応えるべく、これまでに特許文献１に記載のスリット電極が考案されてきた。
【０００６】
特許文献１にはスリット電極のスリット状開口部を構成する部材を部分的に交換することが可能なスリット電極が開示されている。
【０００７】
特許文献１の図２にはイオン源の引出し電極系で使用されるプラズマ電極（加速電極とも言う）の構成が開示されている。このプラズマ電極では、電極枠体の開口部に複数本の電極棒を配置することで、各電極棒間にスリット状開口部が形成されている。各電極棒は、電極枠体に形成された貫通穴を介して電極枠体の外部より個別に抜き差しされることで、電極枠体への取り付けや取り外しが行われている。
【０００８】
また、特許文献１の図３には引出し電極系を構成する抑制電極と接地電極の例が示されている。図２の例と同様に、電極枠体の開口部に複数本の電極棒を配置することでスリット状開口部が構成されている。この図３の例においては、電極枠体は２つの枠体から構成されており、各枠体に設けられた穴に電極棒の端部を挿入した状態で、２つの枠体を組み合わせることでスリット電極の組立が行われる。反対に、スリット電極の分解時には、２つの枠体を分解して、各枠体の穴より複数本の電極棒が取り外される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平７−３４３５８号公報（図２、図３、（２）４  ３３行目〜（３）５  ４０行目）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
通常、スリット電極を構成する電極棒は１本だけが歪んでしまうのではなく、ある領域に配置されている複数本の電極棒に歪みが生じてしまう。その為、これらをまとめて交換することが必要とされる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の図２に記載される電極の構成では、電極棒をその長さ方向に沿って１本ずつ電極枠体に対して抜き差しして交換することになるので、時間がかかってしまう。
【００１２】
また、特許文献１の図３に記載される電極の構成では、複数本の電極棒をまとめて交換できるが、交換対象とする電極棒の本数に関わらず、常に電極枠体を分解しなければならないので、作業効率が悪い。特に、イオン源の寸法が大きなものになると、電極枠体も大きなものとなるので、分解作業に多大な時間や労力を要することになる。
【００１３】
本発明では引出し用電極のスリット状開口部を形成する電極棒を交換する際の作業効率を改善することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電極枠体は、荷電粒子ビーム引出し用の電極を構成する電極枠体であって、前記電極枠体は略中央部に荷電粒子ビームを通過させる開口部を備えているとともに、前記電極枠体を一方向からみたとき、前記開口部周りの一部に前記開口部を跨いで配置される電極棒の両端を支持する電極棒支持部が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成を採用すると、電極棒をその長さ方向と略直交する方向から電極枠体に簡単に取り付けることができる。また、電極枠体を分解する必要がないので、電極棒の交換に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１６】
より具体的には、前記電極棒支持部は前記電極枠体の表面上に形成されており、当該表面より溝状に凹んでいる。
【００１７】
また、前記電極棒支持部は前記開口部に連結していることが望ましい。
【００１８】
そのうえ、前記電極棒支持部上方には蓋体が取り付けられることが望まれる。
【００１９】
一方で、荷電粒子ビーム発生装置としては上記の電極枠体から構成されるビーム引出し用電極を備えている。
【発明の効果】
【００２０】
電極棒をその長さ方向と略直交する方向から電極枠体に取り付けることができるので、交換作業が簡便となる。また、電極棒の交換時に電極枠体を分解する必要がないので、電極棒の交換に要する時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のスリット電極の一例を表す平面図である。
【図２】図１のスリット電極から蓋体および電極棒を取り除いた時の様子を表す平面図である。
【図３】図２の要部拡大図であり、電極棒が電極棒支持部に配置される時の様子を表す。
【図４】図２の要部拡大図であり、電極棒支持部上に蓋体を配置した時の様子を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の実施形態において、各図に描かれているＸ、Ｙ、Ｚの各軸は互いに直交している。
【００２３】
図１には本発明のスリット電極１の一例が描かれている。このスリット電極１は、主に開口部３を有する電極枠体２と開口部３内に配置された複数本の電極棒５（図中、ハッチングされている部材）とで構成されている。
【００２４】
各電極棒５は、長手方向がＸ方向に沿うように電極枠体２に支持されているとともに、概ねＹ方向に沿って略等しい間隔を空けて並設されている。
【００２５】
概ねＹ方向に沿って並設された各電極棒５の間やＹ方向の端部に位置する各電極棒５と電極枠体２との間には、スリット状開口部４が形成されている。なお、図１、後述する図７および図８では、図面の簡略化の為、電極棒５とスリット状開口部４の符号を一部にしか付記していない。
【００２６】
図１に示されるスリット電極１から電極棒５と蓋体６とを取り除いた時の様子が図２に描かれている。複数本の電極棒５は、電極枠体２の開口部３を挟んでＸ方向に沿って対向配置された図２に記載の電極棒支持部７に、その長手方向における両端部が支持されている。この電極棒支持部７は、一例として、電極枠体２の開口部３に隣接する端部を矩形状に切り欠くことで形成されている。
【００２７】
図２に記載される電極棒支持部７の上面には、図１に記載の蓋体６がＺ方向側より取り付けられる。蓋体６には図示されない貫通穴が形成されており、Ｚ方向側より止めネジ８を蓋体６の貫通穴に挿通し、電極枠体２のネジ穴９に螺合することで、蓋体６の取り付けが行われる。
【００２８】
図１に記載の蓋体６は、電極棒５が並設された方向（おおよそ図中のＹ方向）に沿って複数に分割されているが、これらを分割せずに１つの蓋体６としても良い。１つの蓋体６の場合、蓋体６の取り付け作業が簡便となる。また、蓋体６には熱膨張が生じるので、熱膨張率が小さいモリブデンやタングステンのような高融点材料を蓋体６に使用することが望まれる。
【００２９】
蓋体６に熱膨張が発生した場合、１つの大きな蓋体６だと、熱膨張による蓋体６の伸びも大きくなる。一方で、蓋体６を分割しておくと、１つの大きな蓋体６に比べて蓋体６の熱膨張による伸びを許容できうる程度の小さなものにすることができる。また、蓋体６を分割して設けておくと、熱変形の大きい蓋体のみを交換することができるので、部材交換による費用を低額に抑えることが期待できる。
【００３０】
図３は、図２の要部拡大図であり、電極棒５が電極棒支持部７に配置される時の様子が描かれている。Ｘ方向及びＹ方向において、電極棒５の寸法とＸ方向に配置された一対の電極棒支持部７間の寸法との関係は、Ｒ１Ｘ＜ＬＸ＜Ｒ２Ｘ、ＬＹ≦ＲＹとなるように設定されている。Ｚ方向においては、電極棒５は電極棒支持部７内に収まるように互いの寸法関係が設定されている。ただし、これに限られない。例えば、電極棒支持部７の上方を覆う蓋体６の一部にザグリを設けておき、ここに電極棒５の一部が収納されるように構成しておく場合、電極棒５は電極棒支持部７内に収まらなくても良い。
【００３１】
図３では、電極棒支持部７を電極枠体２に形成していた。その場合、電極棒支持部７を構成する特別な部材が必要ないので、その分の部材費用を安くすることが期待できる。
【００３２】
しかしながら、電極棒支持部７が形成される近辺は、プラズマに曝されたり、イオンビームが衝突したりして比較的高温に加熱される。その為、電極棒支持部７が熱変形してしまう可能性がある。電極棒支持部７が熱変形した場合、図３の例では電極枠体２を交換しなければならない。イオン源の大きさにもよるが、電極枠体２は比較的大型な部材となる為、その分、部材費用が高い。
【００３３】
図４は、図２の要部拡大図であり、電極棒支持部７上に蓋体６を配置した時の様子が描かれている。この図より理解できるように蓋体６を電極棒支持部７の上面に配置した場合、電極棒５の長手方向であるＸ方向において、電極棒支持部７に開放端部１３が形成される。このような構成によって、電極棒５端部の電極棒支持部７からの抜け落ちが防止される。
【００３４】
本発明が適用される電極枠体２に形成される開口部３は長方形状である必要はなく、それ以外の形状であっても良い。例えば、円形状や楕円形状、多角形状のものであっても良く、開口部３に電極棒５を配置した際に、イオンビームを通過させるスリット状開口部４が形成されるものであれば、どのような形状であっても良い。
【００３５】
電極棒５の材質としては、高温に加熱されることから高融点材料（例えば、モリブデン、タングステン）が用いられることが考えられる。
【００３６】
上述した実施形態では、イオンビーム照射装置に用いられるイオン源のイオンビーム引出し用の電極に本発明の電極枠体が適用される例について述べてきたが、電子ビーム照射装置で用いられる電子源の電子ビーム引出し用の電極に本発明の電極枠体を適用させても良い。電子源においてもイオン源と同じく、電子ビームの引出し時に電極部が加熱される問題が生じるので、本発明の電極枠体を適用させることができる。
【００３７】
前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・スリット電極
２・・・電極枠体
３・・・開口部
４・・・スリット状開口部
５・・・電極棒
６・・・蓋体
７・・・電極棒支持部
８・・・止めネジ
９・・・ネジ穴
１３・・・開放端部
【図１】
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【図２】
2013069661.tif 000004
【図３】
2013069661.tif 000005
【図４】
2013069661.tif 000006