CN103021772A - 电极框体以及具备该电极框体的带电粒子束发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电极框体以及具备该电极框体的带电粒子束发生装置，所述带电粒子束发生装置具备由所述电极框体构成的引出电极，所述电极框体及所述带电粒子束发生装置能够改善更换形成狭缝状开口部的电极棒时的工作效率。电极框体（2）构成带电粒子束引出用的电极，具有使带电粒子束通过的开口部（3）。从一个方向观察电极框体（2）时，在电极框体（2）的开口部（3）周围的一部分上形成有电极棒支承部（7），该电极棒支承部（7）支承横跨开口部（3）配置的电极棒（5）的两端。此外，带电粒子束发生装置具备由所述电极框体（2）构成的引出电极。

Description

电极框体以及具备该电极框体的带电粒子束发生装置
技术领域
本发明涉及一种电极框体和带电粒子束发生装置，所述电极框体构成在离子束照射装置的离子源和电子束照射装置的电子源等带电粒子束发生装置中使用的带电粒子束引出用的电极。
背景技术
以往，在用于从离子束照射装置的离子源引出离子束的引出电极系统中使用有多个狭缝状开口部（长方形的开口部）的狭缝电极。这样的狭缝电极的狭缝状开口部暴露在等离子体下，或与引出的离子束碰撞等，因此被加热到高温。
如果狭缝状开口部被加热到高温，则由此产生热变形。如果由于热变形导致狭缝状开口部的变形（歪み）变大，则例如不能引出具有所希望的电流量的离子束。其结果，必须更换部件。
虽然说是更换部件，但是如果更换狭缝电极的整体，则费用变高。因此希望在构成狭缝状开口部的部件中，只更换变形大的部件。
为了应对这样的要求，到现在为止设计了专利文献1中记载的狭缝电极。
在专利文献1中公开了能够更换构成狭缝电极的狭缝状开口部的电极棒的狭缝电极。
在专利文献1的图2中公开了在离子源的引出电极系统中使用的等离子体电极（也称为加速电极）的结构。在该等离子体电极中，通过在电极框体的开口部配置多个电极棒，在各电极棒间形成狭缝状开口部。通过形成在电极框体上的贯通孔从电极框体的外部独立地沿电极棒的长度方向抽出或插入，由此进行各电极棒的安装拆卸。
此外，在专利文献1的图3中表示了构成引出电极系统的抑制电极和接地电极的例子。和图2的例子相同，通过在电极框体的开口部配置多个电极棒构成狭缝状开口部。在该图3的例子中，电极框体由两个框体构成，以电极棒的端部插入设置在各框体上的孔的状态，组合两个框体，由此进行狭缝电极的组装。
专利文献1：日本公告特许公报特公平7-34358号（图2，图3，（2）4第33行～（3）5第40行）。
通常，构成狭缝电极的电极棒不只一个变形，配置在某区域的多个电极棒产生变形。因此，有必要对这些电极棒集中更换。
然而，在专利文献1的图2中记载的电极的结构中，通过形成在电极框体上的贯通孔，沿电极棒的长度方向一个一个地抽出或插入电极棒，由此进行更换，因此需要花费较多的时间。
此外，在专利文献1的图3中记载的电极的结构中，和图2的结构相比可以简单地更换多个电极棒，但是与作为更换对象的电极棒的个数无关，总是必须分解电极框体，所以工作效率不好。特别是，如果离子源的尺寸大，则电极框体也变大，所以分解操作需要很多的时间和劳力。
发明内容
本发明的主要目的在于改善更换形成引出电极用的狭缝状开口部的电极棒时的工作效率。
本发明提供一种电极框体，构成带电粒子束引出用的电极，所述电极框体具有使带电粒子束通过的开口部，并且从一个方向观察所述电极框体时，在所述电极框体的所述开口部周围的至少一部分上形成有电极棒支承部，该电极棒支承部支承横跨所述开口部配置的电极棒的两端。
通过使用所述的电极框体，可以把电极棒从与其长度方向大体垂直的方向安装在电极框体上，所以更换操作变得简便。此外，更换电极棒时无需分解电极框体，所以可以大幅缩短更换电极棒所需要的时间。
更具体地说，所述电极棒支承部形成在所述电极框体的表面上，并从所述表面凹陷。
此外，优选的是，所述电极棒支承部与所述开口部连接。
此外，优选的是，所述电极棒支承部形成于隔着所述开口部相对的位置。
此外，优选的是，在所述电极棒支承部上方安装有盖体。
另一方面，本发明提供一种带电粒子束发生装置，其具备由所述的电极框体构成的引出用电极。
由于可以从与电极棒长度方向大体垂直的方向把电极棒安装在电极框体上，所以更换操作变得简便。此外，更换电极棒时无需分解电极框体，所以可以大幅缩短更换电极棒所需要的时间。
附图说明
图1是表示本发明的狭缝电极的一个例子的俯视图。
图2是表示从图1的狭缝电极取下盖体和电极棒时的样子的俯视图。
图3是图2的主要部分的放大图，表示电极棒向电极棒支承部配置时的样子。
图4是图2的主要部分放大图，表示电极棒支承部上配置有盖体时的样子。
图5是表示离子源的模式图。
附图标记说明
1…狭缝电极
2…电极框体
3…开口部
4…狭缝状开口部
5…电极棒
6…盖体
7…电极棒支承部
8…固定螺丝
9…螺丝孔
10…开放端部
11…离子源
12…等离子体室
具体实施方式
在下面的实施方式中，各图中描绘的X、Y、Z各轴互相垂直。
图1中描绘了本发明的狭缝电极1的一个例子。该狭缝电极1主要包括：电极框体2，具有开口部3；以及多个电极棒5（图中画有斜线的部件），配置在开口部3内。
各电极棒5以长度方向沿着X方向的方式支承在电极框体2上，并且大致沿Y方向以隔开大体相等间隔的方式设置。
各电极棒5之间形成有狭缝状开口部4。此外，在该图1中，为了简化图面，只标记了一部分电极棒5和狭缝状开口部4的附图标记。
图2中描绘的是从图1中描绘的狭缝电极1取下电极棒5和盖体6时的样子。隔着电极框体2的开口部3沿X方向相对配置有图2中记载的电极棒支承部7，多个电极棒5的长度方向的两端部支承在所述电极棒支承部7上。作为一个例子，所述电极棒支承部7是通过把位于开口部3的周围的电极框体2的端部切开成长方体形而形成的。
在图2中记载的电极棒支承部7的上侧的面上，从Z方向一侧安装图1中记载的盖体6。盖体6上形成有未图示的贯通孔，从Z方向一侧将固定螺丝8穿过盖体6的贯通孔，并将螺丝8螺合在电极框体2的螺丝孔9中，由此安装盖体6。
图1中记载的盖体6，沿电极棒5排列设置的方向（图中的大致Y方向）分割成多个，也可以不分割成多个而是作为一个盖体6。在一个盖体6的情况下，盖体6的安装操作变得简便。此外，由于盖体6产生热膨胀，所以优选的是将热膨胀率小的钼或钨等高融点材料用于盖体6。
在盖体6产生热膨胀的情况下，如果是一个大的盖体6，则由于因热膨胀造成的盖体6的伸长也大。另一方面，如果预先分割盖体6，则与一个大的盖体6相比，可以使盖体6的因热膨胀造成的伸长成为可以允许的程度小的伸长。此外，如果预先分割设置盖体6，则由于可以只更换热变形大的盖体6，所以可以期待使更换部件的费用降低。
图3是图2的主要部分的放大图，描绘的是电极棒5向电极棒支承部7配置时的样子。在X方向上，电极棒5的尺寸和隔着开口部3形成的电极棒支承部7之间的尺寸的关系以满足R1X＜LX＜R2X的关系的方式进行设定。此外，在Y方向上，电极棒5的直径和电极棒支承部7的尺寸以满足LY≦RY的关系的方式进行设定。此外，在Z方向上，电极棒5以能够完全容纳在电极棒支承部7内的方式设定相互的尺寸关系。但是，Z方向的尺寸关系不限于这样的关系。例如，在覆盖电极棒支承部7的上方的盖体6的一部分上预先设置沉孔，以将电极棒5的一部分容纳在沉孔中的方式来构成时，电极棒5也可以不完全容纳在电极棒支承部7内。
图4是图2的主要部分的放大图，描绘的是在电极棒支承部7上配置有盖体6时的样子。根据该图可以理解的是，在盖体6配置在电极棒支承部7的上侧的面上时，在作为电极棒5的长度方向的X方向上，电极棒支承部7形成有开放端部10。通过这样的结构，可以可靠地防止电极棒5的端部从电极棒支承部7脱落。但是，盖体6不是必须的。例如，在将电极框体2用于带电粒子束发生装置的引出电极时，如果以使大致重力方向成为图示的Z方向的方式安装引出电极，则由于不会发生电极棒5从电极棒支承部7脱落，所以无需另外设置盖体6。
图5中描绘的是具备由本发明的电极框体2构成的引出电极的离子源11的模式图。例如，该离子源11是以往技术中所示结构的离子源，与等离子体生成容器12邻接设有三个狭缝电极1作为引出电极系统，使得沿Z方向引出离子束。另外，作为离子源11的结构不限于此，作为引出电极系统既可以由两个狭缝电极1构成，也可以由四个狭缝电极1构成。
在应用本发明的电极框体2上形成的开口部3无需是长方形的，也可以是长方形以外的形状。例如，可以是圆形或椭圆形，也可以是多边形，只要在将电极棒5配置在开口部3时，形成使离子束通过的狭缝状开口部4，则开口部3是什么形状都可以。此外，形成开口部3的位置也可以不在电极框体2的大体中央部。
因为被加热到高温，因此作为电极棒5的材质，可以考虑使用高融点材料（例如钼、钨等）。
在所述的实施方式中，针对将本发明的电极框体应用于在离子束照射装置中使用的离子源的离子束引出用的电极的例子进行了说明，但是本发明的电极框体也可以用于在电子束照射装置中使用的电子源的电子束引出用的电极。在电子源中也与离子源相同，由于在电子束的引出时产生电极部被加热的问题，需要进行电极棒的更换操作。此时，如果使用本发明的电极框体，则可以高效地进行所述更换操作。
除了以上所述的内容以外，在不脱离本发明宗旨的范围内，当然可以进行各种改良和变形。

Claims (6)

1.一种电极框体，构成带电粒子束引出用的电极，其特征在于，所述电极框体具有使带电粒子束通过的开口部，并且从一个方向观察所述电极框体时，在所述电极框体的所述开口部周围的至少一部分上形成有电极棒支承部，该电极棒支承部支承横跨所述开口部配置的电极棒的两端。
2.根据权利要求1所述的电极框体，其特征在于，所述电极棒支承部形成在所述电极框体的表面上，并从所述表面凹陷。
3.根据权利要求2所述的电极框体，其特征在于，所述电极棒支承部与所述开口部连接。
4.根据权利要求1所述的电极框体，其特征在于，所述电极棒支承部形成于隔着所述开口部相对的位置。
5.根据权利要求1所述的电极框体，其特征在于，所述电极棒支承部上方安装有盖体。
6.一种带电粒子束发生装置，其特征在于，具备由权利要求1至5中任一项所述的电极框体构成的引出用电极。
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