JP3412190B2 - イオン源の電極駆動機構 - Google Patents
イオン源の電極駆動機構Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン源においてイオ
ン電流を引き出す引出電極等を適正な位置に駆動するた
めのイオン源の電極駆動機構に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】イオン注入装置等には、イオンビームを
発生するイオン源が備えられている。 【０００３】例えば、図３に示すＥＣＲ(Electron Cycl
otron Resonance)イオン源は、プラズマ室２１ａを備え
たイオン源ヘッド２１と、磁界を発生するソースマグネ
ット２２とを有している。また、ＥＣＲイオン源には、
チャンバ２３側に、生成されたイオンを引き出すための
引出電極２４および接地電極２５が設けられており、両
電極２４・２５はインシュレータ２６で絶縁されてい
る。そして、高電位となるイオン源ヘッド２１側と低電
位となる引出電極２４側の電位差を確保するために、ソ
ースマグネット２２とチャンバ２３との間に絶縁筒２７
が介装されている。 【０００４】ところで、上記のＥＣＲイオン源において
は、イオンビームの形状を最適にするため、イオン源ヘ
ッド２１と引出電極２４との間のギャップ長を調整する
必要がある。また、イオンビームの水平方向および上下
方向への偏向角度を最適に設定するため、引出電極２４
の水平方向の位置および上下方向の傾斜角度を微調整す
る必要がある。 【０００５】このため、ＥＣＲイオン源では、引出電極
２４が図示しない駆動機構により上記の各方向に駆動さ
れる構造になっている。具体的には、引出電極２４が、
電極支持棒２８…を介して駆動支持部２９に取り付けら
れており、この駆動支持部２９が駆動軸３０を介して駆
動機構におけるモータに接続されている。 【０００６】このような構成では、モータを含む駆動機
構が引出電極２４を矢印Ａ−Ａ’方向に駆動することに
より、ギャップ長が調整される。また、駆動機構が引出
電極２４を矢印Ｂ−Ｂ’方向に駆動することにより、引
出電極２４の水平方向の位置が調整される。さらに、駆
動機構のモータが駆動軸３０により引出電極２４を矢印
Ｃ−Ｃ’方向に回転駆動することにより、引出電極２４
の上下方向の角度（チルト角度）が調整される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ＥＣＲイオン源では、駆動軸３０を中心として引出電極
２４を回転させる構造になっているが、さらに引出電極
２４と駆動支持部２９とが離れているため、わずかに駆
動支持部２９を回転させただけでも、引出電極２４が大
きく駆動される。それゆえ、引出電極２４のチルト角度
の調整が正確に行なえなくなる。この結果、イオン源ヘ
ッド２１からのイオンビームがほとんど引出電極２４に
当たって引き出せなくなるという不都合が生じる。 【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、引出電極と駆動支持部とが離間して設けら
れている構造で、引出電極のチルト角度の調整を正確に
行なうことを目的としている。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明のイオン源の電極
駆動機構は、引出電極を電極支持棒を介して支持する駆
動支持部を駆動して上記引出電極の傾きを変化させるこ
とによりイオンビームの方向を調整するイオン源の電極
駆動機構であって、上記の課題を解決するために、以下
の手段を講じていることを特徴としている。 【００１０】すなわち、上記イオン源の電極駆動機構
は、駆動基体に対し回動自在に支持されている円弧部材
と、上記円弧部材を回動駆動する駆動源と、上記駆動支
持部が上記円弧部材とともに回動するように上記駆動支
持部と上記円弧部材とを接続する接続部材とを備え、上
記駆動支持部の回動の中心が上記引出電極にあるように
設定されている。 【００１１】 【作用】上記の構成では、駆動支持部の回転駆動の中心
が引出電極にあるので、駆動支持部が引出電極との距離
を半径として円運動する。このとき、引出電極は、駆動
支持部の回転駆動の中心にあることから、駆動支持部の
ように円運動せず回転角度に応じて傾く。 【００１２】ここで、上記の円運動の半径をＲ、駆動支
持部の移動距離をＬ、駆動支持部の回転角度をθとすれ
ば、Ｌ＝Ｒθとなることから、Ｌを一定とすればＲが大
きいほどθが小さくなる。すなわち、駆動支持部と引出
電極とが離れているほどチルト角度を細かく調整するこ
とができる。 【００１３】このように、引出電極と駆動支持部とが離
間しているため、駆動支持部が大きく回転駆動されて
も、それに比べて引出電極の変位量は小さい。それゆ
え、微妙な引出電極のチルト角度の調整が可能になり、
チルト角度調整不良がなくなる。 【００１４】 【実施例】本発明の一実施例について図１および図２に
基づいて説明すれば、以下の通りである。 【００１５】図１に示すように、本実施例に係るイオン
源の電極駆動機構は、図示しないチャンバ内の真空側と
チャンバ外の大気側とに分けて設けられている。 【００１６】真空側には、引出電極１および接地電極２
とこれらを支持する機構が設けられている。引出電極１
は、図示しないイオン源ヘッドから放出されたイオンを
引き出してイオンビームを形成するための電極であり、
上下方向に長く形成されたスリット１ａを有している。
また、引出電極１には接地電極２に対し負電位となるよ
うに電圧が印加されており、接地電極２の下流側で発生
した電子の逆流が防止されるようになっている。 【００１７】図２に示すように、引出電極１と接地電極
２との間には、インシュレータ３が介装されており、こ
のインシュレータ３により引出電極１と接地電極２との
絶縁が図られている。また、接地電極２は、４本の電極
支持棒４…を介して駆動支持部５に固定されている。 【００１８】駆動部としての駆動支持部５は、環状に形
成されており、引出電極１、接地電極２等を一体に支持
する一方、電極支持棒４…と垂直な方向に延びる駆動軸
６が接続されている。上記の引出電極１、接地電極２、
駆動支持部５等からなる部分により被駆動系が構成さ
れ、この被駆動系は後述する電極駆動系により駆動され
るようになっている。 【００１９】大気側に設けられる電極駆動系は、縦断面
がＬ字形状をなす駆動基体７を有している。この駆動基
体７は、図示しない基体駆動機構により、ギャップ方向
となる矢印Ａ−Ａ’方向および水平方向となる矢印Ｂ−
Ｂ’方向に駆動されるようになっている。 【００２０】駆動基体７の垂直面７ａには、駆動支持部
５側に貫通する窓部７ｂが設けられており、この窓部７
ｂに駆動軸６が通されている。駆動軸６の端部は、円弧
をなす円弧部材８の中央部に固定されている。一方、垂
直部７ａには、窓部７ｂの周辺に４個のプーリ９…が設
けられるとともに、円弧部材８の外周側付近に支持部材
１０によりモータ１１が取り付けられている。 【００２１】円弧部材８は、外周端縁と内周端縁とにそ
れぞれ上記のプーリ９…が２個ずつ当接しており、プー
リ９…により垂直面７ａに対し回動自在となるように支
持されている。また、円弧部材８には、外周端縁におけ
る中央部周辺に歯部８ａが設けられている。歯部８ａ
は、モータ１１の駆動軸に固定された歯車１２に歯合し
ている。 【００２２】円弧部材８は、このように構成されること
により、モータ１１により歯部８ａにて駆動されて、矢
印Ｄ−Ｄ’方向に移動するようになっている。また、上
記の構成により、駆動支持部５が円弧部材８とともに回
動するが、その中心は図２に示すように引出電極１にあ
るように設定されている。 【００２３】なお、駆動軸６はチャンバ壁を貫通して配
されているが、チャンバ壁の貫通部分が大きめのベロー
ズで覆われているため、チャンバ内の気密性が保持され
るとともに駆動軸６の上記各方向への移動が自在となっ
ている。 【００２４】上記の構成において、円弧部材８がモータ
１１により駆動されて矢印Ｄ方向に回動すると、駆動軸
６も同方向に移動する。これにより、被駆動系全体が、
引出電極１を通るチルト中心軸Ｏを中心とし、駆動軸６
の中心Ｐとチルト中心Ｏとの距離Ｒを半径とした円運動
を行ない、引出電極１が下側に傾く。一方、円弧部材８
がモータ１１により駆動されて矢印Ｄ’方向に回動する
と、被駆動系全体が上記とは逆方向に回動し、引出電極
１が上側に傾く。これにより、引出電極１のスリット１
ａからは、チルト角度に比例した幅のイオンビームが出
射される。 【００２５】このように、上記の構成によれば、駆動支
持部５と引出電極１との間が電極支持棒４…により隔て
られているうえ、引出電極１が被駆動系の円運動の中心
となっているので、引出電極１の変位量は駆動支持部５
が移動する距離に比べて小さくなる。駆動支持部５が移
動する距離をＬとし、駆動支持部５の回転角度をθとす
ればＬ＝Ｒθとなり、Ｒが大きいほどθを細かく調整す
ることができる。それゆえ、上記の構成によれば、引出
電極１のチルト角度を微妙に調整することができるよう
になる。 【００２６】なお、被駆動系および電極駆動系の詳細な
構造は、上記の構造に限られることはなく、本発明の前
記特許請求の範囲で述べた主旨に基づいて種々変更しう
るものであることは勿論である。 【００２７】 【発明の効果】本発明のイオン源の電極駆動機構は、以
上のように、駆動基体に対し回動自在に支持されている
円弧部材と、上記円弧部材を回動駆動する駆動源と、上
記駆動支持部が上記円弧部材とともに回動するように上
記駆動支持部と上記円弧部材とを接続する接続部材とを
備え、上記駆動支持部の回動の中心が上記引出電極にあ
るように設定されているので、駆動支持部が大きく回転
駆動されても、それに比べて引出電極の変位量は小さ
い。それゆえ、引出電極のチルト角度の微妙な調整が容
易に行なえるようになる。これにより、チルト角度の調
整不良のために引出電極にイオンビームが当たり、イオ
ンビームが引き出せなくなるという不都合を解消するこ
とができる。 【００２８】これは、引出電極が、イオン源ヘッドによ
る高電位側に配されるとともに、高電位側と間隔をおい
た接地電位側で駆動されるような構造となるＥＣＲイオ
ン源等に特に有効である。 【００２９】したがって、本発明のイオン源の電極駆動
機構を採用すれば、引出電極のチルト角度の調整を正確
に行なうことができるという効果を奏する。
ン電流を引き出す引出電極等を適正な位置に駆動するた
めのイオン源の電極駆動機構に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】イオン注入装置等には、イオンビームを
発生するイオン源が備えられている。 【０００３】例えば、図３に示すＥＣＲ(Electron Cycl
otron Resonance)イオン源は、プラズマ室２１ａを備え
たイオン源ヘッド２１と、磁界を発生するソースマグネ
ット２２とを有している。また、ＥＣＲイオン源には、
チャンバ２３側に、生成されたイオンを引き出すための
引出電極２４および接地電極２５が設けられており、両
電極２４・２５はインシュレータ２６で絶縁されてい
る。そして、高電位となるイオン源ヘッド２１側と低電
位となる引出電極２４側の電位差を確保するために、ソ
ースマグネット２２とチャンバ２３との間に絶縁筒２７
が介装されている。 【０００４】ところで、上記のＥＣＲイオン源において
は、イオンビームの形状を最適にするため、イオン源ヘ
ッド２１と引出電極２４との間のギャップ長を調整する
必要がある。また、イオンビームの水平方向および上下
方向への偏向角度を最適に設定するため、引出電極２４
の水平方向の位置および上下方向の傾斜角度を微調整す
る必要がある。 【０００５】このため、ＥＣＲイオン源では、引出電極
２４が図示しない駆動機構により上記の各方向に駆動さ
れる構造になっている。具体的には、引出電極２４が、
電極支持棒２８…を介して駆動支持部２９に取り付けら
れており、この駆動支持部２９が駆動軸３０を介して駆
動機構におけるモータに接続されている。 【０００６】このような構成では、モータを含む駆動機
構が引出電極２４を矢印Ａ−Ａ’方向に駆動することに
より、ギャップ長が調整される。また、駆動機構が引出
電極２４を矢印Ｂ−Ｂ’方向に駆動することにより、引
出電極２４の水平方向の位置が調整される。さらに、駆
動機構のモータが駆動軸３０により引出電極２４を矢印
Ｃ−Ｃ’方向に回転駆動することにより、引出電極２４
の上下方向の角度（チルト角度）が調整される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ＥＣＲイオン源では、駆動軸３０を中心として引出電極
２４を回転させる構造になっているが、さらに引出電極
２４と駆動支持部２９とが離れているため、わずかに駆
動支持部２９を回転させただけでも、引出電極２４が大
きく駆動される。それゆえ、引出電極２４のチルト角度
の調整が正確に行なえなくなる。この結果、イオン源ヘ
ッド２１からのイオンビームがほとんど引出電極２４に
当たって引き出せなくなるという不都合が生じる。 【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、引出電極と駆動支持部とが離間して設けら
れている構造で、引出電極のチルト角度の調整を正確に
行なうことを目的としている。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明のイオン源の電極
駆動機構は、引出電極を電極支持棒を介して支持する駆
動支持部を駆動して上記引出電極の傾きを変化させるこ
とによりイオンビームの方向を調整するイオン源の電極
駆動機構であって、上記の課題を解決するために、以下
の手段を講じていることを特徴としている。 【００１０】すなわち、上記イオン源の電極駆動機構
は、駆動基体に対し回動自在に支持されている円弧部材
と、上記円弧部材を回動駆動する駆動源と、上記駆動支
持部が上記円弧部材とともに回動するように上記駆動支
持部と上記円弧部材とを接続する接続部材とを備え、上
記駆動支持部の回動の中心が上記引出電極にあるように
設定されている。 【００１１】 【作用】上記の構成では、駆動支持部の回転駆動の中心
が引出電極にあるので、駆動支持部が引出電極との距離
を半径として円運動する。このとき、引出電極は、駆動
支持部の回転駆動の中心にあることから、駆動支持部の
ように円運動せず回転角度に応じて傾く。 【００１２】ここで、上記の円運動の半径をＲ、駆動支
持部の移動距離をＬ、駆動支持部の回転角度をθとすれ
ば、Ｌ＝Ｒθとなることから、Ｌを一定とすればＲが大
きいほどθが小さくなる。すなわち、駆動支持部と引出
電極とが離れているほどチルト角度を細かく調整するこ
とができる。 【００１３】このように、引出電極と駆動支持部とが離
間しているため、駆動支持部が大きく回転駆動されて
も、それに比べて引出電極の変位量は小さい。それゆ
え、微妙な引出電極のチルト角度の調整が可能になり、
チルト角度調整不良がなくなる。 【００１４】 【実施例】本発明の一実施例について図１および図２に
基づいて説明すれば、以下の通りである。 【００１５】図１に示すように、本実施例に係るイオン
源の電極駆動機構は、図示しないチャンバ内の真空側と
チャンバ外の大気側とに分けて設けられている。 【００１６】真空側には、引出電極１および接地電極２
とこれらを支持する機構が設けられている。引出電極１
は、図示しないイオン源ヘッドから放出されたイオンを
引き出してイオンビームを形成するための電極であり、
上下方向に長く形成されたスリット１ａを有している。
また、引出電極１には接地電極２に対し負電位となるよ
うに電圧が印加されており、接地電極２の下流側で発生
した電子の逆流が防止されるようになっている。 【００１７】図２に示すように、引出電極１と接地電極
２との間には、インシュレータ３が介装されており、こ
のインシュレータ３により引出電極１と接地電極２との
絶縁が図られている。また、接地電極２は、４本の電極
支持棒４…を介して駆動支持部５に固定されている。 【００１８】駆動部としての駆動支持部５は、環状に形
成されており、引出電極１、接地電極２等を一体に支持
する一方、電極支持棒４…と垂直な方向に延びる駆動軸
６が接続されている。上記の引出電極１、接地電極２、
駆動支持部５等からなる部分により被駆動系が構成さ
れ、この被駆動系は後述する電極駆動系により駆動され
るようになっている。 【００１９】大気側に設けられる電極駆動系は、縦断面
がＬ字形状をなす駆動基体７を有している。この駆動基
体７は、図示しない基体駆動機構により、ギャップ方向
となる矢印Ａ−Ａ’方向および水平方向となる矢印Ｂ−
Ｂ’方向に駆動されるようになっている。 【００２０】駆動基体７の垂直面７ａには、駆動支持部
５側に貫通する窓部７ｂが設けられており、この窓部７
ｂに駆動軸６が通されている。駆動軸６の端部は、円弧
をなす円弧部材８の中央部に固定されている。一方、垂
直部７ａには、窓部７ｂの周辺に４個のプーリ９…が設
けられるとともに、円弧部材８の外周側付近に支持部材
１０によりモータ１１が取り付けられている。 【００２１】円弧部材８は、外周端縁と内周端縁とにそ
れぞれ上記のプーリ９…が２個ずつ当接しており、プー
リ９…により垂直面７ａに対し回動自在となるように支
持されている。また、円弧部材８には、外周端縁におけ
る中央部周辺に歯部８ａが設けられている。歯部８ａ
は、モータ１１の駆動軸に固定された歯車１２に歯合し
ている。 【００２２】円弧部材８は、このように構成されること
により、モータ１１により歯部８ａにて駆動されて、矢
印Ｄ−Ｄ’方向に移動するようになっている。また、上
記の構成により、駆動支持部５が円弧部材８とともに回
動するが、その中心は図２に示すように引出電極１にあ
るように設定されている。 【００２３】なお、駆動軸６はチャンバ壁を貫通して配
されているが、チャンバ壁の貫通部分が大きめのベロー
ズで覆われているため、チャンバ内の気密性が保持され
るとともに駆動軸６の上記各方向への移動が自在となっ
ている。 【００２４】上記の構成において、円弧部材８がモータ
１１により駆動されて矢印Ｄ方向に回動すると、駆動軸
６も同方向に移動する。これにより、被駆動系全体が、
引出電極１を通るチルト中心軸Ｏを中心とし、駆動軸６
の中心Ｐとチルト中心Ｏとの距離Ｒを半径とした円運動
を行ない、引出電極１が下側に傾く。一方、円弧部材８
がモータ１１により駆動されて矢印Ｄ’方向に回動する
と、被駆動系全体が上記とは逆方向に回動し、引出電極
１が上側に傾く。これにより、引出電極１のスリット１
ａからは、チルト角度に比例した幅のイオンビームが出
射される。 【００２５】このように、上記の構成によれば、駆動支
持部５と引出電極１との間が電極支持棒４…により隔て
られているうえ、引出電極１が被駆動系の円運動の中心
となっているので、引出電極１の変位量は駆動支持部５
が移動する距離に比べて小さくなる。駆動支持部５が移
動する距離をＬとし、駆動支持部５の回転角度をθとす
ればＬ＝Ｒθとなり、Ｒが大きいほどθを細かく調整す
ることができる。それゆえ、上記の構成によれば、引出
電極１のチルト角度を微妙に調整することができるよう
になる。 【００２６】なお、被駆動系および電極駆動系の詳細な
構造は、上記の構造に限られることはなく、本発明の前
記特許請求の範囲で述べた主旨に基づいて種々変更しう
るものであることは勿論である。 【００２７】 【発明の効果】本発明のイオン源の電極駆動機構は、以
上のように、駆動基体に対し回動自在に支持されている
円弧部材と、上記円弧部材を回動駆動する駆動源と、上
記駆動支持部が上記円弧部材とともに回動するように上
記駆動支持部と上記円弧部材とを接続する接続部材とを
備え、上記駆動支持部の回動の中心が上記引出電極にあ
るように設定されているので、駆動支持部が大きく回転
駆動されても、それに比べて引出電極の変位量は小さ
い。それゆえ、引出電極のチルト角度の微妙な調整が容
易に行なえるようになる。これにより、チルト角度の調
整不良のために引出電極にイオンビームが当たり、イオ
ンビームが引き出せなくなるという不都合を解消するこ
とができる。 【００２８】これは、引出電極が、イオン源ヘッドによ
る高電位側に配されるとともに、高電位側と間隔をおい
た接地電位側で駆動されるような構造となるＥＣＲイオ
ン源等に特に有効である。 【００２９】したがって、本発明のイオン源の電極駆動
機構を採用すれば、引出電極のチルト角度の調整を正確
に行なうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るイオン源の電極駆動機
構の構造を示す斜視図である。 【図２】図１の電極駆動機構における被駆動系の構成を
示す説明図である。 【図３】従来のイオン源の構成を示す縦断面図である。 【符号の説明】 １ 引出電極 ４ 電極支持棒 ５ 駆動支持部 ６ 駆動軸 ７ 駆動基体 ８ 円弧部材 ８ａ 歯部 ９ プーリ １１ モータ １２ 歯車
構の構造を示す斜視図である。 【図２】図１の電極駆動機構における被駆動系の構成を
示す説明図である。 【図３】従来のイオン源の構成を示す縦断面図である。 【符号の説明】 １ 引出電極 ４ 電極支持棒 ５ 駆動支持部 ６ 駆動軸 ７ 駆動基体 ８ 円弧部材 ８ａ 歯部 ９ プーリ １１ モータ １２ 歯車
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】引出電極を電極支持棒を介して支持する駆
動支持部を駆動して上記引出電極の傾きを変化させるこ
とによりイオンビームの方向を調整するイオン源の電極
駆動機構であって、駆動基体に対し回動自在に支持されている円弧部材と、 上記円弧部材を回動駆動する駆動源と、 上記駆動支持部が上記円弧部材とともに回動するように
上記駆動支持部と上記円弧部材とを接続する接続部材と
を備え、 上記駆動支持部の回動の中心が上記引出電極にあるよう
に設定されている ことを特徴とするイオン源の電極駆動
機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15381893A JP3412190B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | イオン源の電極駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15381893A JP3412190B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | イオン源の電極駆動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714534A JPH0714534A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3412190B2 true JP3412190B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=15570767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15381893A Expired - Fee Related JP3412190B2 (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | イオン源の電極駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412190B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3416924B2 (ja) * | 1995-10-17 | 2003-06-16 | 理化学研究所 | サイクロトロンのイオン引出部及びその調整方法 |
| CN108490478B (zh) * | 2018-03-30 | 2023-12-08 | 大连交通大学 | 一种束流测量快丝扫描装置 |
| CN111822836B (zh) * | 2020-06-12 | 2021-10-12 | 十堰市倍力汽车管业有限公司 | 一种汽车排气管的焊接系统 |
| CN115662869B (zh) * | 2022-12-22 | 2023-02-24 | 常州鑫立离子技术有限公司 | 一种多栅极射频离子源 |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP15381893A patent/JP3412190B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0714534A (ja) | 1995-01-17 |
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