-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die hier beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf eine Ionenquelle, die Ionen durch Einstrahlen mit einem Laserstrahl generiert.
-
HINTERGRUND
-
Im Allgemeinen war als ein Verfahren zum Generieren von Ionen in einer Ionenquelle beispielsweise ein Verfahren zum Generieren der Ionen durch Verursachen einer Entladung in einem Gas bekannt. In diesem Fall kann eine Mikrowelle oder ein Elektronenstrahl verwendet werden, um die Entladung zu verursachen.
-
In der Zwischenzeit gibt es eine Technik, die Ionen durch Einstrahlen mit einem Laser generiert. Bei einer Ionenquelle, im Folgenden als eine Laserionenquelle bezeichnet, die Ionen unter Verwendung des Lasers generiert, wird ein Laserstrahl fokussiert und auf ein Ziel eingestrahlt, das in einer Vakuumkammer ausgesetzt ist, wobei ein Element, das in dem Ziel enthalten ist, verdampft (abgetragen wird) und durch die Energie des Laserstrahls zum Erzeugen eines Plasmas ionisiert wird, wobei die in dem Plasma vorhandenen Ionen transportiert werden, wenn das Plasma mit den Ionen beim Entnehmen eines Ionenstrahls beschleunigt wird.
-
Entsprechend der Laserionenquelle können die Ionen durch Einstrahlen des Lasers auf das feste Ziel generiert werden, und dies ist zum Erzeugen von mehrfach geladenen Ionen vorteilhaft.
-
Die in der Laserionenquelle generierten Ionen haben eine Anfangsvertikalgeschwindigkeit bezüglich des festen Ziels (Oberfläche des festen Ziels, auf die der Laserstrahl eingestrahlt wird). Im Ergebnis wird sich ein Transportrohr mit gleichen Potential als ein Generierungsabschnitt der Ionen hin zu einem stromab gelegenen Teil erstrecken, um die Ionen zu transportieren. Des Weiteren werden die in der Laserionenquelle generierten Ionen zu einem stromab liegenden Gerät (beispielsweise einem Linearbeschleuniger und ähnlichem) transportiert, der mit der Laserionenquelle verbunden ist.
-
Um jedoch die Ionengenerierungsbedingung in der Laserionenquell zu stabilisieren, müssen die Zustände (Oberflächenrauhigkeit, Abstand von einer Fokussierlinse und ähnliches) an einem Punkt (im Folgenden als Einstrahlpunkt bezeichnet) auf dem Ziel, auf das der Laserstrahl eingestrahlt wird, über die Zeit gleich bleiben. Jedoch wird auf dem Ziel, auf das der Laserstrahl fokussiert und eingestrahlt wird, durch die Abtragung, die durch das Fokussieren und Einstrahlen des Laserstrahls erzeugt wird, ein Krater gebildet. Das heißt, da sich die Zustände des Einstrahlpunktes in dem Fall voneinander unterscheiden, in dem der Laserstrahl weiter auf einen Punkt eingestrahlt wird, auf den der Laserstrahl bereits eingestrahlt wurde, ist es schwierig, Ionen stabil zu generieren.
-
Im Ergebniss muss bei der Laserionenquelle, wenn der Laserstrahl auf das Ziel eingestrahlt wird, das Ziel bewegt werden, um den Punkt auf dem Ziel zu vermeiden, auf den der Laserstrahl bereits eingestrahlt wurde. In dem Fall, in dem der Laserstrahl auf alle Oberflächen des Zieles eingestrahlt wird (das heißt, in dem Fall, in dem alle Oberflächen des Zieles verwendet werden), muss das in der Vakuumkammer eingesetzte Ziel ausgetauscht werden.
-
Bei der vorgenannten Laserionenquelle muss das Vakuum gelöst werden, um den Austausch des in der Vakuumkammer eingesetzten Ziels zu ermöglichen. In diesem Fall wird auch ein Vakuumzustand des stromab gelegenen Geräts, das mit der Laserionenquelle verbunden ist, beschädigt, und eine lange Zeit ist notwendig, um den Hochvakuumzustand wiederherzustellen. Im Ergebnis ist die Wartungszeit in der Laserionenquelle verlängert, was unpraktisch ist.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
2 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
3 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
4 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
5 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
6 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
7 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
8 ist eine Querschnittansicht, die eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Entsprechend einer Ausführungsform ist im Allgemeinen eine Ionenquelle mit einem evakuierten stromab gelegenen Gerät vorgesehen. Die Ionenquelle enthält eine evakuierte Vakuumkammer; ein Ziel, das in der Vakuumkammer eingesetzt ist und Ionen durch Einstrahlen mit einem Laserstrahl generiert, eine Transporteinheit, die die von dem Ziel generierten Ionen zu dem stromab gelegenen Gerät transportiert, und eine Vakuumabdichteinheit, die die Transporteinheit abdichtet, um so die Vakuumbedingungen auf der Vakuumkammerseite und der <Seite des stromab gelegenen Gerätes zu trennen, bevor das Ziel in der Vakuumkammer eingesetzt wird.
-
Erste Ausführungsform
-
Als erstes wird eine erste Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 zeigt eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Die Ionenquelle ist beispielsweise eine Vorrichtung, die zum Erzeugen eines Plasmas unter Verwendung eines Laserstrahls ein Zielelement verdampft (abträgt) und ionisiert, die in dem Plasma enthaltenen Ionen als Plasma transportiert und die Ionen beschleunigt, während diese entnommen werden, um einen Ionenstrahl zu bilden.
-
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform eine Vakuumkammer 10. Die Vakuumkammer 10 ist beispielsweise mit einer Vakuumpumpe zum Evakuieren der Vakuumkammer 10 verbunden. Als die Vakuumpumpe zum Evakuieren der Vakuumkammer 10 wird beispielsweise eine Turbomolekularpumpe 12 und eine Drehpumpe (Hilfspumpe) verwendet.
-
Ein Ziel 13 zum Erzeugen von Ionen durch Einstrahlen mit dem Laserstrahl ist in der Vakuumkammer 10 vorgesehen. Der Laserstrahl, der unter Verwendung einer Fokussierlinse (nicht gezeigt) fokussiert wird, wird zum Erzeugen eines Plasmas 14 auf das Ziel 13 eingestrahlt. Das Plasma enthält mehrfach geladene Ionen eines Zielmaterials, das als Ziel in der Ionenquelle dient. Des Weiteren können eine Hochfrequenzwelle, Bogenentladung oder ein Elektronenstrahl zum Erzeugen des Plasmas 14 verwendet werden.
-
Weiterhin, da der Laserstrahl jedes Mal auf eine neue Oberfläche (Einstrahlpunkt) auf dem Ziel 13 eingestrahlt wird, ist das Ziel 13 entlang zweier Achsen unter Verwendung eines Schrittmotors 15 getrieben, der mit dem Ziel 13 verbunden ist. Zusätzlich kann der Schrittmotor 15 über ein Kabel 16 gesteuert werden, das aus der Vakuumkammer herausgeführt wird, beispielsweise mit einem Flansch zum Anbringen eines Einführterminals oder ähnlichem.
-
Die die in dem Plasma 14 enthaltenen Ionen, die durch Einstrahlen des Laserstrahls auf das Ziel generiert werden, werden zu einem stromab gelegenen Gerät der Ionenquelle, beispielsweise mittels eines Linearbeschleunigers (im Folgenden als RFQ bezeichnet) 50, über ein Transportrohr 17, eine Öffnung 18, eine Zwischenelektrode 19 und eine Beschleunigungselektrode 20 transportiert. Das heißt, das Transportrohr 17, das Gerät 18, die Zwischenelektrode 19 und die Beschleunigungselektrode 20 bilden eine Transporteinheit, die die Ionen (die in dem Plasma 14 enthaltenen Ionen), die von dem Ziel 13 generiert werden, zu dem stromab gelegenen Gerät der Ionenquelle transportiert.
-
Des Weiteren steuert das Transportrohr 17, das Gerät 18, die Zwischenelektrode 19 und die Beschleunigungselektrode 20 das Extrahieren des Ionenstrahls, der von der Ionenquelle emittiert wird.
-
Wie es in 1 gezeigt ist, ist das Transportrohr 17 an einer Position zum Transportieren der Ionen installiert, die in dem Plasma 14 enthalten sind, das durch Einstrahlen des Laserstrahls auf das Ziel 13 in der Vakuumkammer 10 generiert wird, und die Öffnung 18 ist beispielsweise an der Seite der Vakuumkammer 10 vorgesehen.
-
Die Zwischenelektrode 19 wird beispielsweise mit einer Spannung beaufschlagt, um mehrfach geladene Ionen aus einem Zielmaterial als ein Ziel der Ionenquelle von dem Plasma 14 zu extrahieren, das über das Transportrohr 17 und die Öffnung 18 transportiert wird. Die Zwischenelektrode 19 ist beispielsweise in der Beschleunigungselektrode 20 oder einem Flansch 21 über eine Isolierung installiert. Eine Verdrahtung 22 zum Anlegen einer Spannung an die Zwischenelektrode 19 ist beispielsweise über den Flansch 21 verbunden. Des Weiteren sind die Vakuumkammer 10 und der Flansch 21 miteinander über beispielsweise eine Isolierung, wie etwa eine keramische Überführung 23 oder ähnlichem verbunden, um so die Beschleunigungsspannung anzulegen (Spannung, die an die Beschleunigungselektrode 20 angelegt wird).
-
Die Beschleunigungselektrode 20 wird mit einer Spannung beaufschlagt, um die Ionen, die durch die Zwischenelektrode 19 laufen, zu beschleunigen. Die Beschleunigungselektrode 20 ist an dem Flansch 21 gehalten, der mit der RFQ 50 verbunden ist.
-
Des Weiteren enthält die Ionenquelle der Ausführungsform eine Vakuumabdichtscheibe (Vakuumabdichtscheibe) 24. Die Vakuumabdichtscheibe 24 ist mit einem Aktuator 25 verbunden. Der Aktuator 25 treibt linear die Vakuumabdichtscheibe 24 zwischen einem Endabschnitt des Transportrohres 17 auf der Seite des RFQ 50 und der Apparatur 18, wie es beispielsweise in 1 gezeigt ist. Im Ergebnis dichtet die Vakuumabdichtscheibe 24 die Öffnung (das heißt eine Transporteinheit) 18, um so die Vakuumbedingungen (Vakuumzustände) der Seite der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50 – mit der Öffnung 18 (als Seitenwand der Vakuumkammer 10 zu der Seite der RFQ 50) als Grenze – beizubehalten. Anders gesagt, die Vakuumabdichtscheibe 24 versiegelt das Vakuum auf der Seite der RFQ 50 gegenüber der Öffnung 18. Zusätzlich ist der Aktuator 25 über ein Kabel 26 steuerbar, das aus dem Vakuum mit dem Flansch zur Anbringung eines Einführungsterminals hinausgeführt.
-
Die Vakuumabdichtscheibe 24 ist an einer Führung 27 und einem komprimierbaren elastischen Körper (beispielsweise einer Feder oder ähnlichem) 28 angebracht.
-
Wie es beschrieben wurde, da der Laserstrahl zu jedem Zeitpunkt auf eine neue Oberfläche des Ziels eingestrahlt wird, muss hierbei in der Ionenquelle, beispielsweise in dem Fall, in dem der Laserstrahl auf alle Oberflächen des Ziels 13 eingestrahlt wurde, das Ziel in der Vakuumkammer 10 durch ein neues Ziel 13 ausgetauscht werden. Im Anschluss wird ein Betrieb beschrieben, wenn das Ziel 13 in der Ionenquelle der Ausführungsform ausgetauscht wird.
-
Bei der Ausführungsform wird die Vakuumabdichtscheibe 24 unter Verwendung eines Aktuators 25, wie es beschrieben wurde, getrieben, und im Ergebnis, können ein Zustand, in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 voneinander getrennt werden (das heißt, in einem Zustand, in dem das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 versiegelt ist), und ein Zustand, in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sind (das heißt ein Zustand, in dem das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 nicht versiegelt ist), umgeschaltet werden. Genauer gesagt, können in dem Fall, in dem die Vakuumabdichtscheibe 24 an einer Position in der Nähe des Durchflussweges zwischen der Vakuumkammer 10 und dem RFQ 50 vorgesehen ist (das heißt in einer Position zum Unterbrechen der Öffnung 18), die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ mittels des Aktuators 25 voneinander getrennt werden. Währenddessen können in dem Fall, in dem die Vakuumabdichtscheibe 24 an einer Position vorgesehen ist, um den Flussweg zwischen der Vakuumkammer 10 und dem RFQ 50 zu öffnen (das heißt in einer Position zum Öffnen der Öffnung 18), mittels des Aktuators 25 die Vakuumbedingung auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sein.
-
Im Folgenden wird der Zustand, in dem die Vakuumabdichtscheibe 24 an einer Position in der Nähe des Flussweges zwischen der Vakuumkammer 10 und dem RFQ 50 vorgesehen ist, als Abdichtzustand, und der Zustand, in dem die Vakuumabdichtscheibe 24 an einer Position zum Öffnen des Flussweges zwischen der Vakuumkammer 10 und der RFQ-Seite 50 ist, als Offenzustand bezeichnet.
-
In dem Fall, in dem Ionen, die durch Fokussieren und Einstrahlen des Laserstrahls auf das Ziel 13 in der Ionenquelle generiert werden, zu dem RFQ 50 transportiert werden, wie es beschrieben wurde, ist die Vakuumabdichtscheibe 24 in dem Offenzustand durch Treiben von der Vakuumabdichtscheibe 24 mittels des Aktuators 25.
-
Währenddessen, in dem Fall, in dem der Laserstrahl auf alle Oberflächen des Ziels 13 eingestrahlt wurde und das Ziel ausgetauscht werden muss, wird die Vakuumabdichtscheibe 25 in den Abdichtzustand durch Treiben der Vakuumabdichtscheibe 25 mittels des Aktuators 25, wie es beschrieben wurde, gebracht, bevor das Ziel 13 ausgetauscht wird (der Offenzustand wird in den Abdichtzustand geschaltet).
-
Wenn die Vakuumabdichtscheibe 24 in dem Abdichtzustand ist, wie es beschrieben wurde, wird die Vakuumkammer 10 gegenüber der Atmosphäre bzw. Umgebung freigegeben, und das Ziel (das Ziel, von dem alle Oberflächen mit dem Laserstrahl einstrahlt wurden) 13, das in der Vakuumkammer 10 ist, wird durch ein neues Ziel 13 ausgetauscht. In diesem Fall, da die Vakuumabdichtscheibe 24 in dem Abdichtzustand ist, wie es beschrieben ist, wird das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 beibehalten.
-
Wenn das neue Ziel 13 in der Vakuumkammer 10 eingesetzt ist, wird die Vakuumkammer 10 mit der mit der Vakuumkammer 10 verbundenen Vakuumpumpe (Turbomolekularpumpe 11 und Drehpumpe 12) evakuiert.
-
Wenn die Vakuumkammer 10, in der das neue Ziel 13 eingesetzt ist, evakuiert ist, wird die Vakuumabdichtscheibe 24 in den Offenzustand durch Treiben der Vakuumabdichtscheibe 24 mittels des Aktuators 25 gebracht (der Abdichtzustand wird in den Offenzustand geschaltet).
-
Nachdem die Vakuumabdichtscheibe 24 in dem Offenzustand ist, wird der Laserstrahl fokussiert und auf das in die Vakuumkammer 10 eingesetzte, neue Ziel 13 eingestrahlt, um Ionen zu generieren, und die Ionen können zu dem RFQ 50 transportiert werden.
-
Bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann durch die Konfiguration mit der evakuierten Vakuumkammer 10, dem in der Vakuumkammer 10 eingesetzten Ziel 13, das Ionen durch Einstrahlen mit dem Laserstrahl generiert, der Transporteinheit (beispielsweise dem Transportrohr 17, der Öffnung 18, der Zwischenelektrode 19 und der Beschleunigungselektrode 20), die die von dem Ziel 13 generierten Ionen zu einem stromab gelegenen Gerät transportieren, wie etwa dem RFQ 50 oder ähnlichem, und mit der Vakuumabdichtscheibe 24, die die Transporteinheit (beispielsweise die Öffnung 18) abdichtet, um so die Vakuumzustände der Seite der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50 zu trennen, zu der Zeit des Austauschens des in der Vakuumkammer 10 eingesetzten Ziels 13 das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 nur dann abgedichtet sein, wenn es nötig ist, ohne das Entnehmen des Ionenstrahls aus der Ionenquelle zu beeinflussen, um dadurch das Ziel 13 auszutauschen, ohne das Vakuum auf dem stromab gelegenen Gerät freizulassen.
-
Des Weiteren, ist bei der Ausführungsform die Öffnung 18 auf der Seite stromab (der RFQ 50-Seite) der Vakuumabdichtscheibe 24 vorgesehen, aber die Öffnung 18 kann auch als Endabschnitt des Transportrohres 14 oder der Führung 27 dienen.
-
Zweite Ausführungsform
-
Anschließend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 zeigte eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Des Weiteren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen Elemente wie in 1, und ihre detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen. Im Folgenden werden in erster Linie jene Elemente beschrieben, die sich von denen aus 1 unterscheiden.
-
Bei der Ausführungsform, wie es in 2 gezeigt ist, ist eine Vakuumabdichtscheibe 24 mit einem linearen Introducer 29 bzw. einer linearen mechanische Betätigungsvorrichtung verbunden, der außerhalb der Vakuumkammer 10 vorgesehen ist.
-
Der lineare Introducer 29 treibt linear die Vakuumabdichtscheibe 24 zwischen Endabschnitten eines Transportrohres 17 auf der Seite des RFQ 50 und einer Öffnung 18. Im Ergebnis schließt die Vakuumabdichtscheibe 25 die Öffnung 18 dicht ab (das heißt, die Transporteinheit), um so die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50 zu trennen, wobei die Öffnung 18 als Grenze dient (die Seitenwand der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50).
-
Des Weiteren ist die Vakuumabdichtscheibe 24 mittels einer Führung 27 und einem komprimierbaren elastischen Körper 28 fixiert, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
-
Bei der Ausführungsform, wie sie vorangehend beschrieben wurde, wird die Vakuumabdichtscheibe 24 durch den linear Introducer 29 getrieben, wodurch ein Zustand (Abdichtzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 voneinander getrennt sind, und ein Zustand (Offenzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sind, umgeschaltet.
-
Des Weiteren ist der Betrieb des Austauschens des Ziels 13 in der Ionenquelle entsprechend dieser Ausführungsform der Gleiche, wie bei der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass der Abdichtzustand und der Offenzustand durch Treiben der Vakuumabdichtscheibe 24 mittels des linearen Introducers 29 erfolgt, und eine detaillierte Beschreibung hiervon wird weggelassen.
-
In der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann mittels einer Konfiguration zum Abdichten der Transporteinheit (beispielsweise die Öffnung 18), um so die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 durch die Vakuumabdichtscheibe 24 zu trennen, die mit dem linearen Introducer 29 verbunden ist, das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 dann abgedichtet werden, wenn dies notwendig ist, ohne das Entnehmen eines Ionenstrahls aus der Ionenquelle zu beeinträchtigen, wodurch ein Austausch des Ziels 13 ohne Freilassen des Vakuums des stromab liegenden Gerätes erfolgen kann.
-
Dritte Ausführungsform
-
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Des Weiteren beziehen sich Bezugszeichen auf die gleichen Elemente wie in 1, und ihre detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen. Im Folgenden werden in erster Linie jene Elemente beschrieben, die sich von denen aus 1 unterscheiden.
-
Bei der Ausführungsform, wie es in 3 gezeigt ist, ist eine Vakuumabdichtscheibe 30 mit einem Drehintroducer 31 verbunden, der außerhalb der Vakuumkammer 10 vorgesehen ist.
-
Der Drehintroducer 31 dreht die Vakuumabdichtscheibe 30 zwischen einem Endabschnitt einer Seite des RFQ 50 eines Transportrohres 17 und einer Öffnung 18. Des Weiteren ist ein Lochabschnitt 32, durch den die Ionen hindurchlaufen können, in der Vakuumabdichtscheibe 30 gebildet, um die Ionen zu transportieren.
-
Bei der Ausführungsform, wenn die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 voneinander getrennt werden, wird die Vakuumabdichtscheibe 30 unter Verwendung des Drehintroducers 31 gedreht, und im Ergebnis wird eine andere Oberfläche als der Lochabschnitt 32 zwischen den Endabschnitt auf der Seite des RFQ 50 des Transportrohres 17 und der Öffnung 18 gesetzt. Während hingegen in dem Fall, in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sind, die Vakuumabdichtscheibe 30 unter Verwendung des Drehintroducers 31 so gedreht wird, dass im Ergebnis der in der Vakuumabdichtscheibe 30 vorgesehene Lochabschnitt 32 an einer Position eingesetzt wird, um den Transport der Ionen zwischen dem Transportrohr 17 und der Öffnung 18 zu ermöglichen. Des Weiteren ist die Vakuumabdichtscheibe 30 mit einem Führungselement 27 und einem komprimierbaren elastischen Körper 28 fixiert, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
-
Im Ergebnis wird bei der Ausführungsform die Vakuumabdichtscheibe 30 durch den Drehintroducer 31 gedreht, wodurch ein Zustand (Abdichtzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 voneinander getrennt sind, und ein Zustand (Offenzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sind, ineinander umgeschaltet.
-
Des Weiteren ist ein Betrieb zum Austauschen eines Ziels 13 in der Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform der Gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass der Abdichtzustand und der Offenzustand durch Treiben der Vakuumabdichtscheibe 30 mittels des Drehintroducers 31 umschaltet, und eine detaillierte Beschreibung hiervon wird weggelassen.
-
Bei der Ausführungsform, wie es vorangehend beschrieben wurde, kann durch eine Konfiguration des Abdichtens der Transporteinheit (beispielsweise der Öffnung 18), um so die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 durch die Vakuumabdichtscheibe 30, die mit dem Drehintroducer 31 verbunden ist, zu trennen, das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 abgedichtet werden, nur wenn dies nötig ist, ohne das Entnehmen eines Ionenstrahls in der Ionenquelle zu beeinträchtigen, wodurch ein Austausch des Ziels 13 ohne Lösen des Vakuums auf dem stromab liegenden Gerät möglich ist.
-
Vierte Ausführungsform
-
Anschließend wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 zeigt eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Des Weiteren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen Elemente wie in 1, und ihre detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen. Hier werden in erster Linie jene Elemente beschrieben, die sich von denen aus 1 unterscheiden. Zusätzlich dient in 4 die Öffnung 18 auch als ein Endabschnitt des Transportrohres 17.
-
Bei der Ausführungsform ist eine Kappe 34 mit einem vorderen Ende eines Drehintroducers 33 verbunden, der außerhalb einer Vakuumkammer 10 vorgesehen ist, wie es in 4 gezeigt ist.
-
Der Drehintroducer 33 hat eine Funktion, bei der eine Welle durch Drehung des Drehintroducers 33 gedehnt bzw. gestreckt wird.
-
Bei der Ausführungsform, wenn die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 voneinander getrennt sind, wird die Welle durch Drehung des Drehintroducers 33 gedehnt, und eine Kappe 34, die am vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist, wird in engen Kontakt mit einem Endabschnitt des Transportrohres 17 auf der Seite der Vakuumkammer 10 gebracht. Des Weiteren, wenn die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sind, wird die Welle durch die Drehen des Drehintroducers 33 zusammengezogen, und die Kappe 34, die am vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist, wird von dem Endabschnitt des Transportrohres 17 auf der Seite der Vakuumkammer 10 getrennt.
-
Im Ergebnis wird bei der Ausführungsform der Endabschnitt des Transportrohres 17 auf der Seite der Vakuumkammer 10 mittels der Kappe 34 abgedichtet und geöffnet, die an dem vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist, wodurch ein Umschalten eines Zustands (Abdichtzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 voneinander getrennt sind, und eines Zustands (Offenzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sind, erfolgt.
-
Des Weiteren wird die Kappe 34, die am vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist, in engen Kontakt mit dem Endabschnitt des Transportrohres 17 auf der Seite der Vakuumkammer 10 gebracht und der Vakuumzustand beibehalten. Die Kappe 34 kann beispielsweise aus Teflon (eingetragene Handelsmarke), Teflon mit einem O-Ring oder Metall mit O-Ring gebildet sein.
-
Anschließend wird ein Betrieb, wenn ein Ziel 13 in der Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform ausgetauscht wird, beschrieben.
-
In dem Fall, in dem entsprechend der Ausführungsform Ionen durch Fokussieren und Einstrahlen eines Laserstrahls auf das Ziel 13 in der Ionenquelle erzeugt werden, werden diese zu dem RFQ 50 transportiert, wobei die Welle durch die Rotation des Drehintroducers 33 zusammengezogen ist, um den Offenzustand herzustellen. In diesem Fall ist das Ziel 13 an einer Position eingesetzt, an der Plasma (bzw. in diesem enthaltene Ionen), das durch Fokussieren und Einstrahlen des Laserstrahls auf das Ziel 13 erzeugt wird, zu einer stromab gelegenen Seite des Transportrohres 17 transportiert wird. Des Weiteren ist die Welle des Drehintroducers 33 (und die an dem vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebrachte Kappe 34) zu einer Position zurückgezogen, die nicht mit dem Ziel 13 kollidiert.
-
Währen dessen, in einem Fall, in dem der Laserstrahl auf alle Oberflächen des Ziels 13 eingestrahlt wurde und das Ziel 13 ausgetauscht werden muss, ist das Ziel 13 zu einer Position zurückgezogen, die nicht mit der Welle des Drehintroducers 33 kollidiert (und der Kappe 34, die an dem vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist), wobei ein Schrittmotor 15 verwendet wird. Wenn das Ziel 13 zurückgezogen ist, wird die Welle durch Drehung des Drehintroducers 33 gedehnt und der Abdichtzustand wird durch die Kappe 34 erreicht, die an dem vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist (Zustand wird in den Abdichtzustand umgeschaltet).
-
Wenn der Abdichtzustand durch die Kappe 34 erreicht ist, die an dem vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist, wird die Vakuumkammer 10 gegenüber der Atmosphäre freigegeben, und das Ziel (das Ziel, dessen Oberflächen durch den Lasterstrahl einstrahlt wurden) 13 in der Vakuumkammer 10 wird durch ein neues Ziel 13 ausgetauscht.
-
Wenn das neue Ziel in die Vakuumkammer 10 eingesetzt ist, wird die Vakuumkammer 10 mit einer mit der Vakuumkammer 10 verbundenen Vakuumpumpe (Turbomolekularpumpe 11 und Drehpumpe 12) evakuiert.
-
Wenn die Vakuumkammer 10 mit dem darin eingesetzten, neuen Ziel 13 evakuiert ist, wird die Welle durch die Rotation des Drehintroducers 33 zusammengezogen, mit dem Ergebnis, dass der Offenzustand erreicht wird (der Abdichtzustand wird in den Offenzustand umgeschaltet).
-
Nachdem der Offenzustand erreicht ist, wird das neue Ziel 13 an eine Position gesetzt, um die Ionen durch das Transportrohr 17 zu transportieren, wobei der Schrittmotor 15 verwendet wird, und im Ergebnis werden Ionen durch das Fokussieren und Einstrahlen des Laserstrahls auf das neue Ziel 13 generiert, und die Ionen können zu dem RFQ 50 transportiert werden.
-
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird durch Abdichten der Transporteinheit (des Endabschnitts des Transportrohres 17 auf der Seite der Vakuumkammer 10), um so die Vakuumbedingungen der Seite der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50 zu trennen, mittels des Drehintroducers 33, der die Welle durch die Rotation dehnen kann, und durch die Kappe 34, die am vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht ist, das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 abgedichtet, nur wenn dies nötig ist, ohne das Entnehmen von einem Ionenstrahl in der Ionenquelle zu beeinflussen, um so das Ziel 13 auszutauschen, ohne das Vakuum des stromab liegenden Gerätes freizugeben.
-
Des Weiteren ist bei der Ausführungsform die Kappe 34 am vorderen Ende des Drehintroducers 33 angebracht, aber das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 kann auch abgedichtet werden, indem direkt die Welle des Drehintroducers 33 in das Transportrohr 17 beispielsweise mittels einer Wilson-Dichtung eingesetzt wird.
-
Fünfte Ausführungsform
-
Anschließend wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 zeigt eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Des Weiteren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen Elemente wie in 1, und ihre detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen. Hier werden in erster Linie jene beschrieben Elemente, die sich von denen aus 1 unterscheiden.
-
Bei der Ausführungsform ist ein Torventil (gate valve) 35 zwischen einem Endabschnitt eines Transportrohres 17 auf der Seite des RFQ 50 und einer Öffnung 18 vorgesehen, wie es in 5 beschrieben ist. Des Weiteren ist bei der Ausführungsform die Öffnung 18 an einer Position vorgesehen, um Ionen über den Endabschnitt des Transportrohres 17 und das Torventil 35 zu der Seite des in einer Vakuumkammer 10 vorgesehenen RFQ 50 zu transportieren, wie es in 5 gezeigt ist.
-
Das Torventil 35 dient zum Öffnen/Schließen eines Flussweges zwischen der Vakuumkammer 10 und einem stromab gelegenen Gerät einer Ionenquelle, beispielsweise dem RFQ 50.
-
Bei der Ausführungsform sind die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 getrennt, wenn das Torventil 35 geschlossen ist. Währenddessen sind die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt, wenn das Torventil 35 geöffnet ist.
-
Des Weiteren ist bei der in 5 gezeigten Ionenquelle die Öffnung 18 in einem stromab gelegenen Teil des Torventils 35 vorgesehen, aber die Öffnung 18 kann auch ein Endabschnitt des Transportrohres 17 auf der Seite des RFQ 50 sein. Auch in dem Fall, in dem die Öffnung 18 als ein Endabschnitt des Transportrohres 17 auf der Seite des RFQ 50 dient, kann das Torventil 35 in geeigneter Weise an einer Position eingebaut sein, um die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und der Seite des RFQ 50 zu trennen.
-
Im Ergebnis wird bei der Ausführungsform das Torventil 35 geöffnet/geschlossen, wodurch ein Zustand (ein Abdichtzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 voneinander getrennt sind, und ein Zustand (Offenzustand), in dem die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 nicht voneinander getrennt sind, umgeschaltet.
-
Des Weiteren ist ein Betrieb, wenn ein Ziel 13 in der Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform ausgetauscht wird, der Gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass der Abdichtzustand und der Offenzustand durch Verwendung des Torventils 35 umgeschaltet wird, und eine detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen.
-
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann durch eine Konfiguration zum Abdichten der Transporteinheit, um so die Vakuumbedingungen auf der Seite der Vakuumkammer 10 und auf der Seite des RFQ 50 durch das Torventil 35, das eine Flussweg der Transporteinheit öffente/schließt, zu trennen, (beispielsweise zwischen dem Transportrohr 17 und der Öffnung 18), das Vakuum auf der Seite des RFQ 50 abgedichtet werden, nur wenn dies nötig ist, ohne das Entnehmen des Ionenstrahls in der Ionenquelle zu beeinflussen, um dadurch das Ziel 13 ohne Freilassen des Vakuums in dem stromab gelegenen Gerät durchzuführen.
-
Sechste Ausführungsform
-
Anschließend wird eine sechste Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 zeigt eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Des Weiteren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen Elemente wie in 1, und ihre detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen. Hier werden in erster Linie jene Elemente beschrieben, die sich von denen aus 1 unterscheiden. Zusätzlich ist in 6 eine Öffnung 18 auch als ein Endabschnitt eines Transportrohres 17 vorgesehen.
-
Bei der Ausführungsform ist eine Vakuumkammer (zweite Vakuumkammer) 36, die eine getrennte Kammer von einer Vakuumkammer (erste Vakuumkammer) 10 ist, vorgesehen, wobei diese an der Vakuumkammer 10 angebracht ist, wie es in 6 gezeigt ist. Ein Ziel (zweites Ziel) 13, das mit einem Ziel (erstes Ziel) 13 in der Vakuumkammer 10 auszutauschen ist, ist in der Vakuumkammer 36 aufgenommen.
-
Eine Vakuumpumpe 37, die einen Vakuumabsaugvorgang unabhängig von der Vakuumkammer 10 durchführen kann, ist mit der Vakuumkammer 36 verbunden. Des Weiteren ist ein Ventil (erstes Ventil) 38, das einen Flussweg öffnet/schließt, zwischen der Vakuumkammer 10 und der Vakuumkammer 36 vorgesehen. Das Ventil 38 wird geöffnet/geschlossen, um die Vakuumbedingungen der Vakuumkammer 10 und der Vakuumkammer 36 zu trennen.
-
Des Weiteren ist eine Führung 39 zum Transportieren des Ziels 13 von der Vakuumkammer 36 zu der Vakuumkammer 10 zwischen einer Position in der Vakuumkammer 36, in der das Ziel 13 gelagert ist, und einer Position in der Vakuumkammer 10, in die das Ziel 13 gesetzt wird, vorgesehen.
-
Zusätzlich kann die Vakuumkammer 36 an der Oberseite oder dem Boden der Vakuumkammer 10 oder an einer linken Seite oder einer rechten Seite der Vakuumkammer 10 vorgesehen sein.
-
Des Weiteren, da ein Laserstrahl eingestrahlt wird, ist ein Zielhalter 40, der das Ziel in der Vakuumkammer 10 hält, in der Vakuumkammer 10 vorgesehen. Ein Aktuator 41 entfernt das in dem Zielhalter 40 vorgesehene Ziel 13, bei dem alle Oberflächen mit dem Laserstrahl einstrahlt wurden, von dem Zielhalter 40. Zusätzlich ist der Schrittmotor 15 mit dem Zielhalter 40 verbunden, und das Ziel 13, das in dem Zielhalter 40 gehalten wird, kann biaxial durch den Schrittmotor 15 angetrieben werden.
-
Anschließend wird ein Betrieb beschrieben, wenn das Ziel 13 in der Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform ausgetauscht wird. Im Folgenden wird beispielsweise das in dem Zielhalter 40 gehaltene Ziel 13, bei dem alle Seiten mit dem Laserstrahl einstrahlt wurden, als das vollständig verwendete Ziel 13 bezeichnet, und das Ziel 13, mit dem das vollständig verwendete Ziel ausgetauscht wird, wird als künftiges Ziel bezeichnet. Hierbei wird das vollständig verwendete Ziel 13 durch den Zielhalter 40 in der Vakuumkammer 10 gehalten, und das künftige Ziel 13 ist bereits in der Vakuumkammer 36 gelagert.
-
Wenn das vollständig verwendete Ziel 13 durch das künftige Ziel 13 ausgetauscht wird, wird die Vakuumkammer 36 durch die Vakuumpumpe 37 evakuiert, wobei das Ventil 38 geschlossen ist, und die Vakuumkammer 36 wird in einen Vakuumzustand bei dem gleichen Pegel wird die Vakuumkammer 10 versetzt, und anschließend wird das Ventil 38 geöffnet.
-
Anschließend wird das künftige Ziel 13, das in der Vakuumkammer 36 gelagert ist, von der Vakuumkammer 36 in die Vakuumkammer 10 unter Verwendung beispielsweise eines linearen Introducers oder eines Aktuators (nicht gezeigt) transportiert. In diesem Fall wird das künftige Ziel 13 entlang der Führung 19 transportiert, sodass es stabil transportiert werden kann. Des Weiteren ist die Führung 39 an einer Position des Ventils 38 geteilt bzw. unterbrochen, um so zu verhindern, dass sie mit dem Öffnen/Schließen des Ventils 38 interferiert. Das künftige Ziel 13 wird von der Vakuumkammer 36 zu der Vakuumkammer 10 transportiert, und anschließend wird das Ventil 38 geschlossen.
-
Währenddessen wird das vollständig verwendete Ziel 13, das in der Vakuumkammer 10 in dem Zielhalter 40 gehalten ist, von dem Zielhalter 40 bzw. der Vakuumkammer 10 entfernt, bevor das künftige Ziel 13 in die Vakuumkammer 10 transportiert wird. Genauer gesagt, der Boden des Zielhalters 40 wird mittels eines Aktuators 41 geöffnet, der linear sich bewegt, um das vollständig verwendete Ziel 13 nach unten fallenzulassen. Im Ergebnis wird das vollständig verwendete Ziel 13 von dem Zielhalter 40 der Vakuumkammer 10 entfernt.
-
Durch Austauschen des vollständig verwendeten Ziels 13 mit dem künftigen Ziel 13 wird der Laserstrahl fokussiert und auf das künftigen Ziel 13 eingestrahlt, das in der Vakuumkammer 10 eingesetzt ist, um Ionen zu erzeugen, und die Ionen werden zu einem RFQ 50 transportiert.
-
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann durch eine Konfiguration, in der die Vakuumkammer 36 mit geschlossenen Ventil 38 evakuiert wird, und anschließend das vollständig verwendete Ziel 13, das in der Vakuumkammer 10 vorgesehen ist, mit dem künftigen Ziel 13 ausgetauscht wird, das in der Vakuumkammer 36 gelagert ist, wobei das Ventil 38 geöffnet wird, das Ziel 13 somit ausgetauscht werden, ohne das Vakuum der Vakuumkammer 10 und des stromab gelegenen Geräts freizugeben.
-
Siebte Ausführungsform
-
Anschließend wird eine siebte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 zeigt eine Konfiguration einer Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Des Weiteren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen Elemente wie in 6, und ihre detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen. Anschließend werden in erster Linie jene beschrieben Elemente, die sich von denen aus 6 unterscheiden.
-
Bei der Ausführungsform ist eine Vakuumkammer (dritte Vakuumkammer) 42, die sich von einer Vakuumkammer (zweite Vakuumkammer) 36 unterscheidet, an dem Boden der Vakuumkammer (erste Vakuumkammer) 10 vorgesehen, wie es in 7 gezeigt ist. Das vollständig verwendete Ziel 13, das von einem Zielhalter 40 in der Vakuumkammer 10 zum Zeitpunkt des Austauschens des Ziels 13 entfernt wurde, wird in der Vakuumkammer 42 gelagert. Des Weiteren ist bei der Ausführungsform die Vakuumkammer 36 an der Oberseite der Vakuumkammer 10 vorgesehen.
-
Eine Vakuumpumpe 43, die Vakuumabsaugung unabhängig von der Vakuumkammer 10 und der Vakuumkammer 36 vornehmen kann, ist mit der Vakuumkammer 42 verbunden. Des Weiteren ist ein Ventil (zweites Ventil) 44, das einen Flussweg öffnet/schließt, zwischen der Vakuumkammer 10 und der Vakuumkammer 42 vorgesehen. Das Ventil 44 wird geöffnet/geschlossen, um die Vakuumbedingungen der Vakuumkammer 10 und der Vakuumkammer 42 zu trennen.
-
Im Anschluss wird ein Betrieb beschrieben, wenn das Ziel 13 der Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform ausgetauscht wird. In diesem Fall wird die Vakuumkammer 42 durch Vakuumpumpe 43 evakuiert, und das Ventil 44 ist in einem offenen Zustand.
-
Wie es im Zusammenhang mit der sechsten Ausführungsform beschrieben wurde, wenn das vollständig verwendete Ziel 13, das von dem Zielhalter 40 gehalten wurde, in der Vakuumkammer 10 ausgetauscht wird, muss das vollständig verwendete Ziel 13 von dem Zielhalter 40 entfernt werden, aber das vollständig verwendete Ziel 13 wird auf den Boden der Vakuumkammer 10 fallen, wenn der Boden des Zielhalters 40 geöffnet wird, wenn z. B. ein Aktuator 41 verwendet wird.
-
In diesem Fall, da das Ventil 44, das zwischen der Vakuumkammer 42, die an dem Boden der Vakuumkammer 10 vorgesehen ist, und der Vakuumkammer 10 vorgesehen ist, in einem offenen Zustand ist, wird das vollständig verwendete Ziel 13, das auf den Boden der Vakuumkammer 10 fallengelassen wird, in der Vakuumkammer 42 aufgenommen (gelagert).
-
In dem Fall, in dem das vollständig verwendete Ziel 13 in der Vakuumkammer 42 aufgenommen wird, wird dann das Ventil 44 in einem geschlossenen Zustand, und die Vakuumkammer 42 wird gegenüber der Atmosphäre freigegeben, um das vollständig verwendete Ziel 13 herauszunehmen, das in der Vakuumkammer 42 aufgenommen ist, ohne das Vakuum in der Vakuumkammer 10 und einem stromab gelegenen Gerät, wie etwa einem RFQ 50, freizugeben.
-
Des Weiteren wird nach dem Entfernen des vollständig verwendeten Ziels 13 aus dem Zielhalter 40 in der Vakuumkammer 10, und dessen Aufnahme in der Vakuumkammer 42, ein künftiges Ziel 13 transportiert und in dem Zielhalter 40 der Vakuumkammer 10 eingesetzt, aber, da ein Betrieb, in dem das künftige Ziel 13 in die Vakuumkammer 10 transportiert wird, der gleiche ist, wie in der sechsten Ausführungsform, wird eine detaillierte Beschreibung hier weggelassen.
-
Bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann durch eine Konfiguration, in der die Vakuumkammer 42 mit dem Ventil 44 im geschlossenen Zustand evakuiert wird, und anschließend das vollständig verwendete Ziel 13 von der Vakuumkammer 10 entfernt wird, indem es in der Vakuumkammer 42 gelagert wird, wobei das Ventil 44 geöffnet ist, und das vollständig verwendete Ziel 13 in der Vakuumkammer 42 gelagert wird, und anschließend das künftige Ziel 13 in die Vakuumkammer 10 transportiert und dort eingesetzt wird, das Ziel 13 ohne Störung bzw. Beeinträchtigung des Vakuums bei dem stromab gelegenen Geräts ausgetauscht werden.
-
Achte Ausführungsform
-
Im Folgenden wird eine achte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 zeigt eine Konfiguration der Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform. Des Weiteren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen Elemente wie in 1, und eine detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen. Hier werden in erster Linie jene Elemente beschrieben, die sich von jenen aus 1 unterscheiden. Zusätzlich dient in 8 eine Öffnung 18 auch als ein Endabschnitt eines Transportrohres 17.
-
Bei der Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Zielen 13 in einer Vakuumkammer 10 gestapelt und eingesetzt, wie es in 8 gezeigt ist.
-
Ein Zielhalter 45 ist in der Vakuumkammer 10 vorgesehen. Der Zielhalter 45 hält die gestapelten Ziele 13. Die Ziele 13, um Ionen in der Ionenquelle zu generieren, werden in engen Kontakt gebracht und sind in einer Richtung (hin zu einer vorderen Oberfläche des Zielhalters 45) mittels eines elastischen Körpers (beispielsweise einer Feder oder ähnlichem) 46, der zwischen dem Ziel 13 und dem Zielhalter 45 vorgesehen ist, wie es in 8 gezeigt ist, befestigt. Des Weiteren wird bei der Ionenquelle der Ausführungsform ein Laserstrahl auf das Ziel 13, das an einer Einstrahlseite für den Laserstrahl gesetzt ist (das heißt an einer Position, an der der Laserstrahl eingestrahlt wird) unter den Zielen 13 eingestrahlt, mit einem Ergebnis, dass ein Plasma 14 erzeugt wird. Anschließend wird das Ziel 13, das an der Einstrahlstelle des Laserstrahls unter den Zielen 13 gesetzt ist, als ein Einstrahlziel 13 bezeichnet.
-
Des Weiteren ist der Zielhalter 45 mit einem Aktuator 47 verbunden, und ein Lochabschnitt 48, der auf der Bodenseite des Einstrahlziels 13 vorgesehen ist, kann durch den Aktuator 47 geöffnet werden.
-
Zusätzlich ist der Zielhalter 45 mit dem Aktuator 49 verbunden, der an der Oberseite (eine Einstellposition) des Einstrahlziels 13 unter den Zielen 13 vorgesehen ist, die von dem Zielhalter 45 gehalten werden. Das Einstrahlziel 13 kann nach unten durch den Aktuator 49 herausgedrückt werden.
-
Des Weiteren sind Aktuatoren 47 und 49, die mit dem Zielhalter 45 verbunden sind, von der Außenseite der Vakuumkammer 10 über ein Kabel (nicht gezeigt) steuerbar.
-
Anschließend wird ein Betrieb beschrieben, wenn das Ziel 13 in der Ionenquelle entsprechend der Ausführungsform ausgetauscht wird.
-
In dem Fall, in dem der Laserstrahl auf alle Oberflächen des Einstrahlziels 13 unter den Zielen 13, die in dem Zielhalter 45 gehalten werden, fokussiert und eingestrahlt wurde, wird der Lochabschnitt 48, der am Boden des Zielhalters 45 vorgesehen ist, unter Verwendung des Aktuators 47 geöffnet, der mit dem Zielhalter 45 verbunden ist. In diesem Fall, da die Ziele 13, die in dem Zielhalter 45 gehalten sind, in engen Kontakt gebracht und in der Erzeugungsrichtung des Ionenstrahls durch den elastischen Körper 46 befestigt sind, wird das Einstrahlziel 13 nicht nach unten herausfallen, auch wenn der Lochabschnitt 48 geöffnet wird.
-
Das Einstrahlziel 13 wird hier nach unten unter Verwendung des Aktuators (der Aktuator, der an der Oberseite des Einstrahlziels 13 vorgesehen ist) 49 herausgedrückt, der mit dem Zielhalter 45 verbunden ist. Im Ergebnis kann das Einstrahlziel 13 durch den Lochabschnitt 48 herausfallen, der durch den Aktuator 47 geöffnet wurde, wie es vorangehend beschrieben wurde.
-
In dem Fall, in dem das Einstrahlziel 13 nach unten durch den Lochabschnitt 48 herausfällt, wird ein Ziel (ein Ziel, das an einer Einstrahlseite des Laserstrahls als nächstes zu dem Einstrahlziel 13 gesetzt war) als eine darauffolgende Stufe des Einstrahlziels 13 an die vorderste Fläche des Zielhalters 45 durch den elastischen Körper 46 gedrückt. Im Ergebnis wird das Einstrahlziel 13 ausgetauscht. Anschließend wird der Laserstrahl auf das ausgetauschte Ziel eingestrahlt (das heißt, das herausgedrückte Ziel an der vordersten Oberfläche).
-
Das heißt, bei der Ausführungsform wird das Einstrahlziel 13, bei dem alle Oberflächen mit dem Laserstrahl einstrahlt wurden, unter den Zielen 13, die in dem Zielhalter 45 gestapelt und gehalten sind, von dem Zielhalter 45 entfernt, und das Ziel 13 der darauffolgenden Stufe des Einstrahlziels 13 wird an die an die vorderste Oberfläche des Zielhalters 45 zum Austausch des Ziels 13 herausgedrückt, ohne das Vakuum in der Vakuumkammer 10 und des stromab liegenden Geräts freizugeben, bis alle Ziele 13, die von dem Zielhalter 45 gehalten sind, verwendet wurden.
-
Des Weiteren, in dem Fall, in dem alle Ziele 13, die in dem Zielhalter 45 gehalten wurden, verwendet wurden, können die Ziele 13 erneut durch den Zielhalter 45 gehalten werden, ohne das Vakuum aus der Vakuumkammer 10 und dem stromab gelegenen Gerät zu lösen (beispielsweise dem RFQ 50), wobei die Vakuumkammer (Vakuumkammer 36, die in 6 gezeigt ist) verwendet wird, die in der sechsten Ausführungsform beschrieben wurde.
-
Zusätzlich, wie es vorangehend beschrieben wurde, kann das Ziel 13, das durch den Lochabschnitt 48 gefallen ist, in der Vakuumkammer (Vakuumkammer 42, die in 7 gezeigt ist) gelagert werden, wie es in der siebten Ausführungsform beschrieben wurde.
-
Bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann mit einer Konfiguration, in der ein Ziel 13, das als nächstes zu der Einstrahlseite des Laserstrahls eingestellt wird, unter den Zielen (die Ziele, die in dem Zielhalter 45 gehalten werden) 13 gestapelt und in der Vakuumkammer 10 eingesetzt sind, zum Austausch des Ziels 13, das entfernt wird und auf das der Laserstrahl eingestrahlt wurde, durch das Ziel 13 ausgetauscht werden, wobei das Ziel 13 zugeführt werden kann, ohne das Vakuum aus der Vakuumkammer 10 und dem stromab gelegenen Gerät freizugeben.
-
Während bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, sind diese Ausführungsformen hier nur als Beispiele gezeigt und dienen nicht zum Beschränken des Schutzumfangs der Erfindung. Tatsächlich können die hier beschriebenen neuen Ausführungsformen in einer Vielzahl von anderen Formen ausgestaltet werden, wobei verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Form der hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente sind vorgesehen, um auch solche Formen und Modifikationen abzudecken, wie sie unter den Umfang und Geist der Erfindung fallen.
