(57)【要約】【課題】イオン源の信頼性を高める。【解決手段】イオン源１０は、真空容器１８と、真空容器１８内に設置される環状の磁場発生器１６であって、その径方向内側領域に軸方向磁場Ｂを生成する磁場発生器１６と、真空容器１８内に設置される筒状のプラズマ室１２であって、磁場発生器１６の径方向内側領域を電極外部区域４６と電極内部区域とに仕切るよう磁場発生器１６の径方向内側領域に配置され、電極外部区域４６に径方向電場を生成するプラズマ室１２と、電極外部区域４６に配置され、磁場発生器１６に電気的に接続されプラズマ室１２から電気的に絶縁された第１導体邪魔部材５０と、電極外部区域４６において第１導体邪魔部材５０と周方向に近接配置され、磁場発生器１６から電気的に絶縁されプラズマ室１２に電気的に接続された第２導体邪魔部材５２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内に設置される環状の磁場発生器であって、その径方向内側領域に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、
前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記磁場発生器の径方向内側領域を電極外部区域と電極内部区域とに仕切るよう前記磁場発生器の径方向内側領域に配置され、前記電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、
前記電極外部区域に配置され、前記磁場発生器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第１導体邪魔部材と、
前記電極外部区域において前記第１導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記磁場発生器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第２導体邪魔部材と、を備えることを特徴とするイオン源。
【請求項２】
前記第１導体邪魔部材は、前記磁場発生器から前記高電圧電極部に向けて第１長さ延びており、前記第２導体邪魔部材は、前記高電圧電極部から前記磁場発生器に向けて第２長さ延びており、前記第１長さおよび前記第２長さはそれぞれ前記磁場発生器と前記高電圧電極部との径方向距離より小さく、前記第１長さと前記第２長さとの和は前記径方向距離より大きいことを特徴とする請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記第１導体邪魔部材は、前記高電圧電極部の軸方向長さの少なくとも一部にわたり軸方向に延びており、前記第２導体邪魔部材は、前記第１導体邪魔部材と周方向に向かい合うように軸方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン源。
【請求項４】
前記第１導体邪魔部材から前記第２導体邪魔部材への周方向間隔は、前記軸方向磁場および前記径方向電場のもとで前記第１導体邪魔部材の先端を迂回するようサイクロイド運動をする電子を前記第２導体邪魔部材の表面に受け入れるように、前記軸方向磁場および前記径方向電場に基づき設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のイオン源。
【請求項５】
前記第１導体邪魔部材および前記第２導体邪魔部材は、互いに電気的に絶縁されるよう離れて配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のイオン源。
【請求項６】
前記第１導体邪魔部材を前記第２導体邪魔部材に構造的に連結する絶縁部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のイオン源。
【請求項７】
前記高電圧電極部は、イオンが生成されるプラズマ室の側壁部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のイオン源。
【請求項８】
真空容器と、
前記真空容器を囲むように設置される環状の磁場発生器であって、前記真空容器内に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、
前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記真空容器と前記高電圧電極部との間の電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、
前記電極外部区域に配置され、前記真空容器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第１導体邪魔部材と、
前記電極外部区域において前記第１導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記真空容器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第２導体邪魔部材と、を備えることを特徴とするイオン源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある知られているイオン源は、プラズマ室と、プラズマ室の外周を囲うように設けられる絶縁部材と、絶縁部材の外側に設けられ、プラズマ室に磁場を発生させる磁場発生器と、プラズマ室、絶縁部材および磁場発生器を内部に格納する真空容器と、を備える。プラズマ室は、磁場発生器よりも高電位とするための電源に接続される。
【０００３】
このイオン源によると、プラズマ室と磁場発生器の間に絶縁部材が設けられるため、プラズマ室と磁場発生器との間の絶縁性を高めることができる。また、プラズマ室と磁場発生器の間にプラズマが発生する場合であっても、絶縁部材の表面が帯電することによりプラズマ室と磁場発生器との間の電界が低減されるため、プラズマ室と磁場発生器との間の放電を抑制することができる。これにより、プラズマ室を高電圧に印加する電源に過電流が流れることを防止し、イオン源の信頼性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０９１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、イオン源の信頼性を高めるための代替的な構成を有するイオン源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によると、イオン源は、真空容器と、前記真空容器内に設置される環状の磁場発生器であって、その径方向内側領域に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記磁場発生器の径方向内側領域を電極外部区域と電極内部区域とに仕切るよう前記磁場発生器の径方向内側領域に配置され、前記電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、前記電極外部区域に配置され、前記磁場発生器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第１導体邪魔部材と、前記電極外部区域において前記第１導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記磁場発生器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第２導体邪魔部材と、を備える。
【０００７】
本発明のある態様によると、イオン源は、真空容器と、前記真空容器を囲むように設置される環状の磁場発生器であって、前記真空容器内に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記真空容器と前記高電圧電極部との間の電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、前記電極外部区域に配置され、前記真空容器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第１導体邪魔部材と、前記電極外部区域において前記第１導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記真空容器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第２導体邪魔部材と、を備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、イオン源の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係るイオン源の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態に係るイオン源の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】比較例に係るイオン源において、プラズマ室と磁場発生器の間に生じる電界および磁場を模式的に示す図である。
【図４】他の実施の形態に係るイオン源の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】他の実施の形態に係るイオン源の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１２】
図１および図２は、実施の形態に係るイオン源１０の構成を模式的に示し、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面を示す。なお図１は、図２におけるＢ−Ｂ線断面を示す。
【００１３】
イオン源１０は、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）条件を満たす磁場またはそれよりも高い磁場を印加したプラズマ室１２にマイクロ波電力Ｃを入力し、高密度プラズマを生成してイオンを引き出すマイクロ波イオン源である。イオン源１０は、ＥＣＲイオン源であってもよい。イオン源１０は、磁場とマイクロ波との相互作用によって原料ガスのプラズマを生成し、そのプラズマからプラズマ室１２の外部へイオンを引き出すように構成されている。
【００１４】
イオン源１０は、例えばイオン注入装置又は粒子線治療装置のためのイオン源に使用される。イオン源１０は例えば、一価イオン源または多価イオン源として使用される。また、イオン源１０は、プロトン加速器のためのイオン源、またはＸ線源としても使用されうる。
【００１５】
よく知られるように、ＥＣＲ条件を満たす磁場の強さは使用されるマイクロ波の周波数に対し一意に定まり、マイクロ波周波数が２．４５ＧＨｚの場合には８７．５ｍＴ（８７５ガウス）の磁場が必要である。以下では説明の便宜上、ＥＣＲ条件を満たす磁場を、共鳴磁場と呼ぶことがある。
【００１６】
イオン源１０は、プラズマ室１２と、磁場発生器１６と、真空容器１８を備える。プラズマ室１２および磁場発生器１６は、真空容器１８の内部に収容される。
【００１７】
プラズマ室１２は、その内部空間にプラズマを生成し維持するよう構成されている真空チャンバである。プラズマ室１２の内部空間を以下では、プラズマ生成空間１４と呼ぶことがある。
【００１８】
プラズマ室１２は、両端をもつ筒状の形状を有する。プラズマ室１２の一端から他端に向かう方向を以下では便宜上、軸方向と呼ぶことがある。また、軸方向に直交する方向を径方向と呼び、軸方向を包囲する方向を周方向と呼ぶことがある。しかしこれらは、プラズマ室１２が回転対称性を有する形状であることを必ずしも意味するものではない。また、プラズマ室１２の軸方向長さは、プラズマ室１２の端部の径方向長さより長くてもよいし短くてもよい。
【００１９】
プラズマ室１２は、イオン引出部２２と、マイクロ波導入部２６と、を備える。イオン引出部２２とマイクロ波導入部２６とは、プラズマ生成空間１４を挟んで対向している。
【００２０】
また、プラズマ室１２は、イオン引出部２２とマイクロ波導入部２６とを接続し、プラズマ生成空間１４を囲む側壁部２０を備える。イオン引出部２２およびマイクロ波導入部２６それぞれの外周部分に側壁部２０が固定されている。側壁部２０は例えばステンレス鋼またはアルミニウムのような非磁性金属材料で形成されている。
【００２１】
なお側壁部２０は、側壁部２０を冷却するための冷却部を備えてもよい。この冷却部は側壁部２０に内蔵されていてもよいし、側壁部２０の外側に付設されていてもよい。また、プラズマ室１２の側壁部２０をプラズマから保護するために、側壁部２０の内面を被覆する（例えば窒化ホウ素の）ライナが設けられていてもよい。
【００２２】
マイクロ波導入部２６、イオン引出部２２、及び側壁部２０によってプラズマ室１２の中にプラズマ生成空間１４が画定されている。なお、プラズマ室１２は、マイクロ波導入部２６、イオン引出部２２、及び側壁部２０が一体にプラズマ生成空間１４を囲むよう構成されているから、イオン引出部２２に接続される側壁部２０の末端はイオン引出部２２の一部であるとみなすこともできる。同様に、マイクロ波導入部２６に接続される側壁部２０の末端はマイクロ波導入部２６の一部であるとみなすこともできる。
【００２３】
プラズマ室１２は例えば円筒形状を有する。この場合、マイクロ波導入部２６及びイオン引出部２２は概ね円板形状であり、側壁部２０は概ね円筒である。なおプラズマ室１２は、プラズマを適切に収容し得る限り、いかなる形状であってもよい。
【００２４】
マイクロ波導入部２６は、真空窓３２を備える。真空窓３２はプラズマ室１２の内部を真空に封じる。真空窓３２の一方の側がプラズマ生成空間１４に面しており、真空窓３２の他方の側がマイクロ波供給系または導波管３０に向けられている。マイクロ波の伝搬方向Ｃは真空窓３２に垂直である。本実施の形態では真空窓３２はマイクロ波導入部２６の全体を占めているが、真空窓３２はマイクロ波導入部２６の一部（例えば中心部）に形成されていてもよい。
【００２５】
プラズマ室１２へのマイクロ波の入射電力は例えば、約１００Ｗより大きい。あるいは、プラズマ室１２へのマイクロ波の入射電力は、約５００Ｗ以上または約１ｋＷ以上でもよい。このような高電力のマイクロ波の供給には、同軸線のような他の供給手段に比べて、導波管３０及び真空窓３２が適する。
【００２６】
真空窓３２は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または窒化ホウ素（ＢＮ）などの誘電体で形成されている。なお、真空窓３２はアルミナ層と窒化ホウ素層からなる二層構造を有していてもよい。例えば、アルミナからなる真空窓３２のうち、プラズマ生成空間１４に接する面に窒化ホウ素層を設ける。これにより、真空窓３２を被覆する窒化ホウ素層は、プラズマ室１２の外から引出開口２４を通じてプラズマ室１２に逆流する電子から真空窓３２を保護する。
【００２７】
一方、イオン引出部２２には少なくとも一つの引出開口２４が形成されている。引出開口２４は例えば、紙面に垂直な方向に細長いスリットである。引出開口２４はイオン引出部２２の中心部分に形成されている。引出開口２４は、プラズマ生成空間１４を挟んで真空窓３２に対向する位置に形成されている。真空窓３２、プラズマ生成空間１４、及び引出開口２４は、プラズマ室１２の中心軸に沿って配列されている。
【００２８】
プラズマ室１２は、正の高電圧を印加するための電源６２に接続される。プラズマ室１２に高電圧が印加されるとき、その一部であるイオン引出部２２にも同じ高電圧が印加されるので、イオン引出部２２はプラズマ電極と呼ばれることもある。プラズマ室１２の側壁部２０は、真空容器１８内に設置される筒状の高電圧電極部として働く。
【００２９】
引出開口２４の軸方向外側には、イオンをプラズマ室１２の外に引き出すための少なくとも一つの引出電極４０を有する引出電極系が設けられる。引出電極４０は、イオン引出部２２との間に軸方向に引出ギャップ４２を有して対向する。引出電極４０は、例えば環状に形成されており、プラズマ室１２から引き出されたイオンを通すための開口部４４をその中心部分に有する。また、引出電極系は、引出電極４０に電位を印加するための引出電源（図示せず）を備える。
【００３０】
磁場発生器１６は、プラズマ室１２の中心軸上において軸方向に向けられた磁場を発生させるために、プラズマ室１２の側壁部２０を囲むように配設されている。その磁力線方向を図１に矢印Ｂで示す。磁場発生器１６による磁力線方向Ｂは、マイクロ波の伝搬方向Ｃと同一の方向である。また、この磁場Ｂは、プラズマ室１２の中心軸上の少なくとも一部分において共鳴磁場またはそれよりも高強度である。なお、磁場発生器１６は、プラズマ室１２の軸線上の少なくとも一部分に共鳴磁場よりも低い磁場を発生させることも可能である。
【００３１】
磁場発生器１６は、環状に形成されるコイルを有し、プラズマ室１２の周方向に導線が巻かれている。磁場発生器１６は、コイルに電流を流すためのコイル電源（図示せず）を有する。なお、磁場発生器１６は、プラズマ室１２の軸方向に沿って複数配列されていてもよく、コイルの代わりに、またはコイルとともに、永久磁石を備えてもよい。
【００３２】
磁場発生器１６は、例えば真空容器１８の内壁に直に取り付けられて接地される。真空容器１８は接地されている。このため、接地される磁場発生器１６と、電源６２に接続されるプラズマ室１２とに異なる電位が与えられる。なお、プラズマ室１２と異なる電位を与えるための、電源６２と異なる電源（図示せず）が、磁場発生器１６に接続されてもよい。この場合、磁場発生器１６には接地電位と異なる電位が印加されてもよい。
【００３３】
このように、磁場発生器１６は、環状に形成されており、その径方向内側領域に軸方向の磁場Ｂを生成するよう構成されている。プラズマ室１２の側壁部２０は、磁場発生器１６の径方向内側領域を電極外部区域４６と電極内部区域（すなわちプラズマ生成空間１４）とに仕切るよう磁場発生器１６の径方向内側領域に配置されている。側壁部２０および磁場発生器１６にはそれぞれ異なる電位が印加されているから、電極外部区域４６には径方向の電場Ｅが生成される。
【００３４】
イオン源１０はさらに、プラズマ抑制構造を電極外部区域４６に備える。プラズマ抑制構造は、電極外部区域４６に配置されている第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２を備える。第２導体邪魔部材５２は、電極外部区域４６において第１導体邪魔部材５０と周方向に近接配置されている。ただし、第２導体邪魔部材５２は、第１導体邪魔部材５０と非接触に配置されている。第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２はそれぞれ、例えば、金属製の矩形板である。プラズマ抑制構造の周方向位置は任意である。理解の容易のために、図１において第１導体邪魔部材５０を破線で示す。
【００３５】
第１導体邪魔部材５０は、磁場発生器１６に電気的に接続される一方、プラズマ室１２の側壁部２０から電気的に絶縁されている。したがって、第１導体邪魔部材５０は、磁場発生器１６と同じ電位が印加される。すなわち、第１導体邪魔部材５０は接地されている。第２導体邪魔部材５２は、磁場発生器１６から電気的に絶縁される一方、プラズマ室１２の側壁部２０に電気的に接続されている。したがって、第２導体邪魔部材５２には、電源６２によってプラズマ室１２と同じ電位が印加される。第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２は、互いに電気的に絶縁されるよう離れて配置されている。つまり第１導体邪魔部材５０は、第２導体邪魔部材５２から絶縁距離を確保するよう隔てられている。
【００３６】
図３は、比較例に係るイオン源において、プラズマ室１２の側壁部２０と磁場発生器１６の間に生じる径方向電場Ｅおよび軸方向磁場Ｂを模式的に示す図である。比較例は、上記のプラズマ抑制構造を有しない点で本実施の形態とは異なる。図示されるように、電位の異なるプラズマ室１２の側壁部２０と磁場発生器１６の間には、径方向に電場Ｅが生じるとともに、磁場発生器１６による磁場Ｂが電場Ｅに交差する軸方向に生じている。磁場発生器１６が陰極にあたり、プラズマ室１２が陽極にあたるので、磁場発生器１６から電子が放出されうる。電子は、軸方向磁場Ｂおよび径方向電場Ｅのもとで加速され、周方向に向かってサイクロイド運動をする。電子は、プラズマ室１２の側壁部２０と磁場発生器１６の間の真空領域を時計回りまたは反時計回りに動き、プラズマ室１２の側壁部２０に衝突するまで真空領域に滞在しうる。
【００３７】
プラズマ室１２の側壁部２０と磁場発生器１６の間の真空領域には、微量の残留ガスが存在しうる。ドリフトして加速された電子が衝突することにより残留ガスがイオン化され、プラズマ室１２の側壁部２０と磁場発生器１６の間の領域にプラズマＰが生成されうるそうすると、発生したプラズマＰによりプラズマ室１２の側壁部２０と磁場発生器１６の間に電流が流れ、絶縁が確保できなくなるおそれがある。このような放電は、プラズマ室１２を高電圧に印加する電源６２に影響を及ぼすおそれがある。
【００３８】
図１および図２に示すように、第１導体邪魔部材５０と第２導体邪魔部材５２とは互いに周方向に間隔Ｇだけ隔てられている。周方向間隔Ｇは、軸方向磁場Ｂおよび径方向電場Ｅのもとで第１導体邪魔部材５０の先端５０ａを迂回するようサイクロイド運動をする電子を第２導体邪魔部材５２の表面に受け入れるように、軸方向磁場Ｂおよび径方向電場Ｅに基づき設定されている。例えば、周方向間隔Ｇは、径方向電場Ｅから見積もられる最大運動エネルギーをもつ電子が第１導体邪魔部材５０及び／または第２導体邪魔部材５２の近傍での軸方向磁場Ｂにより行う回転運動の直径（いわゆるラーモア半径の２倍）より小さいことが望ましい。
【００３９】
このようにすれば、電極外部区域４６においてサイクロイド運動をする電子を第２導体邪魔部材５２の表面に効率的に捕捉することができる。よって、電極外部区域４６におけるプラズマの生成を抑制し、当該区域での磁場発生器１６と側壁部２０との放電を抑制することができる。
【００４０】
図１に示すように、第１導体邪魔部材５０は、プラズマ室１２の側壁部２０の軸方向長さの少なくとも一部にわたり軸方向に延びている。ここでは、第１導体邪魔部材５０は、プラズマ室１２の側壁部２０の軸方向長さのほぼ全体にわたり軸方向に延びている。第２導体邪魔部材５２は、第１導体邪魔部材５０と周方向に向かい合うように軸方向に延びている。よって、第２導体邪魔部材５２も、プラズマ室１２の側壁部２０の軸方向長さのほぼ全体にわたり軸方向に延びている。これにより、電極外部区域４６において軸方向のほぼ全長にわたりプラズマの生成を抑制し、当該区域での磁場発生器１６と側壁部２０との放電を抑制することができる。
【００４１】
第１導体邪魔部材５０は、磁場発生器１６からプラズマ室１２の側壁部２０に向けて第１長さＬ１だけ延びている。第２導体邪魔部材５２は、プラズマ室１２の側壁部２０から磁場発生器１６に向けて第２長さＬ２だけ延びている。第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２は、概ね径方向に沿って互いに平行に延びている。第１長さＬ１は第２長さＬ２に等しい。あるいは、第１長さＬ１は第２長さＬ２と異なってもよい。
【００４２】
第１長さＬ１および第２長さＬ２はそれぞれ、磁場発生器１６とプラズマ室１２の側壁部２０との径方向距離Ｄより小さい。第１長さＬ１と第２長さＬ２との和は、径方向距離Ｄより大きい。このようにして、第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２によって、電極外部区域４６に迷路構造が形成される。第１導体邪魔部材５０の先端５０ａを迂回する電子を第２導体邪魔部材５２の表面に受け入れて吸収することが容易となる。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によると、電子放出源となりうる磁場発生器１６と同じ電位をもつ第１導体邪魔部材５０が電子を第２導体邪魔部材５２に向けて案内するいわばバッフル板として作用する。そうした電子が高電位の第２導体邪魔部材５２の表面に受け入れられ吸収される。こうして、第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２は、電極外部区域４６に滞在してサイクロイド運動をしうる電子の軌道を妨げることができる。その結果、電子が残留ガスと衝突する頻度を下げることができるので、電極外部区域４６におけるプラズマの生成が抑制される。故に、プラズマ室１２と磁場発生器１６との間の放電も抑制され、イオン源１０の信頼性が向上される。
【００４４】
本書の冒頭に言及したイオン源は、プラズマ室を囲む筒状の絶縁部材をプラズマ室と磁場発生器との間に有する。この既存技術においては、筒状絶縁部材の表面がイオン源の運転とともに導電性の汚染物質で汚染され、そうした汚染が極度に進行すると沿面放電により絶縁性能が低下しうる。それに対し、本実施の形態は、そのような筒状の絶縁部材を有しないので、ここに言及した絶縁性能の劣化は起こらない。
【００４５】
他の優位な点としては、例えば、第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２は安価に入手しやすいことが挙げられる。アルミナ等の絶縁材料に比べて、一般に金属材料は安価である。また、本実施の形態のプラズマ抑制構造は周方向に局所的に設ければよいので、全周に設ける既存技術に比べて軽量化されるという利点もある。局所的な設置により真空コンダクタンスへの影響を小さくすることもできる。
【００４６】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【００４７】
図４は、他の実施の形態に係るイオン源１０の構成を模式的に示す断面図である。上述の実施の形態では第１導体邪魔部材５０が第２導体邪魔部材５２から離れているのに対し、図４に示す実施の形態では、イオン源１０は、第１導体邪魔部材５０を第２導体邪魔部材５２に構造的に連結する絶縁部材５４を備える。絶縁部材５４は、第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２とともに軸方向に（例えば、プラズマ室１２の側壁部２０の軸方向長さのほぼ全体にわたり）延在する。
【００４８】
このようにしても、上述の実施の形態と同様に、プラズマ室１２と磁場発生器１６との間の放電を抑制することができる。また、第１導体邪魔部材５０と第２導体邪魔部材５２との間が絶縁部材５４で埋められているので、第１導体邪魔部材５０と第２導体邪魔部材５２との間の電子の通過を確実に防止することができる。
【００４９】
図５は、他の実施の形態に係るイオン源１０の構成を模式的に示す図である。上述の実施の形態では磁場発生器１６が真空容器１８の中に配置されているが、図５に示す実施の形態では、磁場発生器１６は、真空容器１８の外に配置されている。磁場発生器１６は、真空容器１８を囲むように環状に設置される。そのため、真空容器１８とプラズマ室１２の側壁部２０との間の電極外部区域４６に径方向電場Ｅが生成される。第１導体邪魔部材５０は、電極外部区域４６に配置され、真空容器１８に電気的に接続されプラズマ室１２の側壁部２０から電気的に絶縁される。第２導体邪魔部材５２は、電極外部区域４６において第１導体邪魔部材５０と周方向に近接配置され、真空容器１８から電気的に絶縁されプラズマ室１２の側壁部２０に電気的に接続される。
【００５０】
ある実施の形態においては、プラズマ室１２の側壁部２０に代えて、引出電極４０が筒状の高電圧電極部として形成されてもよい。この場合、第１導体邪魔部材５０は、電極外部区域４６に配置され、真空容器１８に電気的に接続され引出電極４０から電気的に絶縁される。第２導体邪魔部材５２は、電極外部区域４６において第１導体邪魔部材５０と周方向に近接配置され、真空容器１８から電気的に絶縁され引出電極４０に電気的に接続される。
【００５１】
このようにしても、上述の実施の形態と同様に、プラズマ室１２と磁場発生器１６との間の放電を抑制することができる。
【００５２】
なお、上述の実施の形態においては、のプラズマ抑制構造が周方向に一箇所に設けられているが、これに限られない。電極外部区域４６に複数のプラズマ抑制構造（すなわち、複数組の第１導体邪魔部材５０および第２導体邪魔部材５２）が設けられ、それぞれ周方向に異なる位置に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  イオン源、  １２  プラズマ室、  １６  磁場発生器、  １８  真空容器、  ２０  側壁部、  ４６  電極外部区域、  ５０  第１導体邪魔部材、  ５２  第２導体邪魔部材、  Ｂ  軸方向磁場、  Ｅ  径方向電場。
【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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