JPH0714534A - Electrode drive mechanism for ion source - Google Patents
Electrode drive mechanism for ion sourceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode driving mechanism of an ion source for driving an extraction electrode for drawing an ion current in the ion source to an appropriate position.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art An ion implanter or the like is equipped with an ion source for generating an ion beam.
【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。For example, the ECR (Electron Cycl) shown in FIG.
The ion source has an ion source head 21 having a plasma chamber 21a and a source magnet 22 for generating a magnetic field. In addition, the ECR ion source,
An extraction electrode 24 and a ground electrode 25 for extracting the generated ions are provided on the chamber 23 side, and both electrodes 24, 25 are insulated by an insulator 26. Then, in order to secure a potential difference between the ion source head 21 side having a high potential and the extraction electrode 24 side having a low potential, an insulating cylinder 27 is provided between the source magnet 22 and the chamber 23.
Is installed.
【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。By the way, in the above ECR ion source, it is necessary to adjust the gap length between the ion source head 21 and the extraction electrode 24 in order to optimize the shape of the ion beam. Further, in order to optimally set the horizontal and vertical deflection angles of the ion beam, the extraction electrode 24
It is necessary to finely adjust the horizontal position and the vertical tilt angle.
【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。Therefore, the ECR ion source has a structure in which the extraction electrode 24 is driven in each of the above directions by a drive mechanism (not shown). Specifically, the extraction electrode 24 is
It is attached to a drive support portion 29 via electrode support rods 28, and this drive support portion 29 is connected to a motor in a drive mechanism via a drive shaft 30.
【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。In such a structure, the gap length is adjusted by driving the extraction electrode 24 in the direction of arrow AA 'by the driving mechanism including the motor. Further, the drive mechanism drives the extraction electrode 24 in the direction of the arrow BB ′, so that the horizontal position of the extraction electrode 24 is adjusted. Furthermore, the motor of the drive mechanism rotationally drives the extraction electrode 24 in the direction of the arrow CC ′ by the drive shaft 30, so that the extraction electrode 24
The vertical angle (tilt angle) of is adjusted.
【０００７】[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。However, in the above-mentioned conventional ECR ion source, the extraction electrode 24 is rotated around the drive shaft 30, but the extraction electrode 24 and the drive support portion 29 are further separated from each other. Therefore, even if the drive support portion 29 is slightly rotated, the extraction electrode 24 is largely driven. Therefore, the tilt angle of the extraction electrode 24 cannot be adjusted accurately. As a result, the ion beam from the ion source head 21 almost hits the extraction electrode 24 and cannot be extracted.
【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。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a structure in which the extraction electrode and the drive support portion are provided separately from each other, and the tilt angle of the extraction electrode is accurately adjusted. It is an object.
【０００９】[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。An electrode driving mechanism for an ion source according to the present invention is an electrode driving mechanism for an ion source which adjusts the direction of an ion beam by changing the inclination of an extraction electrode. In order to solve the problem, the following measures are taken.
【００１０】すなわち、上記イオン源の電極駆動機構
は、上記引出電極と一体に設けられるとともに上記引出
電極と離間した位置に配される駆動部を上記引出電極を
中心として回転駆動するようになされている。That is, the electrode driving mechanism of the ion source is configured so as to rotate the driving unit provided integrally with the extraction electrode and arranged at a position separated from the extraction electrode about the extraction electrode. There is.
【００１１】[0011]
【作用】上記の構成では、駆動部の回転駆動の中心が引
出電極にあるので、駆動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、駆動部の回転
駆動の中心にあることから、駆動部のように円運動せず
回転角度に応じて傾く。In the above structure, since the center of the rotational drive of the drive unit is at the extraction electrode, the drive unit makes a circular motion with the distance from the extraction electrode as the radius. At this time, since the extraction electrode is located at the center of the rotational drive of the drive unit, the extraction electrode does not move circularly like the drive unit and tilts according to the rotation angle.
【００１２】ここで、上記の円運動の半径をＲ、駆動部
の移動距離をＬ、駆動部の回転角度を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。Here, if the radius of the circular motion is R, the moving distance of the drive unit is L, and the rotation angle of the drive unit is θ, then L =
Since R becomes θ, if L is constant, the larger R becomes, the smaller θ becomes. That is, the tilt angle can be finely adjusted as the drive unit and the extraction electrode are further apart.
【００１３】このように、引出電極と駆動部とが離間し
ているため、駆動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。As described above, since the extraction electrode and the drive section are separated from each other, the displacement amount of the extraction electrode is smaller than that even when the drive section is largely rotated. Therefore, the tilt angle of the extraction electrode can be finely adjusted, and the tilt angle adjustment failure is eliminated.
【００１４】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following will describe one embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 and 2.
【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。As shown in FIG. 1, the electrode driving mechanism of the ion source according to the present embodiment is provided separately on the vacuum side inside the chamber (not shown) and on the atmosphere side outside the chamber.
【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。On the vacuum side, the extraction electrode 1 and the ground electrode 2
And a mechanism for supporting them. Extraction electrode 1
Is an electrode for extracting ions emitted from an ion source head (not shown) to form an ion beam,
It has a slit 1a formed long in the vertical direction.
Further, a voltage is applied to the extraction electrode 1 so as to have a negative potential with respect to the ground electrode 2, so that backflow of electrons generated on the downstream side of the ground electrode 2 is prevented.
【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。As shown in FIG. 2, an insulator 3 is interposed between the extraction electrode 1 and the ground electrode 2, and the insulator 3 insulates the extraction electrode 1 and the ground electrode 2 from each other. There is. Further, the ground electrode 2 is fixed to the drive support portion 5 via the four electrode support rods 4.
【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。The drive support portion 5 as a drive portion is formed in an annular shape and integrally supports the extraction electrode 1, the ground electrode 2 and the like, while a drive shaft 6 extending in a direction perpendicular to the electrode support rods 4 ... It is connected. The extraction electrode 1, the ground electrode 2,
A driven system is constituted by a portion including the drive supporting portion 5 and the like, and the driven system is driven by an electrode driving system described later.
【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。The electrode drive system provided on the atmosphere side has a drive base 7 having an L-shaped vertical section. The drive base 7 is driven by a base drive mechanism (not shown) so that the direction of the gap is the arrow AA 'and the direction of the horizontal is the arrow B-.
It is designed to be driven in the B'direction.
【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。The vertical surface 7a of the drive base 7 is provided with a window portion 7b penetrating to the drive supporting portion 5 side.
The drive shaft 6 is passed through b. The end of the drive shaft 6 is fixed to the central portion of an arc member 8 forming an arc. On the other hand, in the vertical portion 7a, four pulleys 9 ... Are provided around the window portion 7b, and a motor 11 is attached near the outer peripheral side of the arc member 8 by a support member 10.
【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。The arc member 8 has two pulleys 9 ... Contacting the outer peripheral edge and the inner peripheral edge, respectively, and is supported by the pulleys 9 so as to be rotatable with respect to the vertical surface 7a. Has been done. Further, the circular arc member 8 is provided with a tooth portion 8a around the central portion of the outer peripheral edge. Tooth 8a
Mesh with a gear 12 fixed to the drive shaft of the motor 11.
【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。With this structure, the circular arc member 8 is driven by the tooth portion 8a by the motor 11 to move in the arrow DD 'direction. Further, with the above configuration, the drive support portion 5 rotates together with the circular arc member 8, but the center thereof is set to be on the extraction electrode 1 as shown in FIG.
【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。The drive shaft 6 is arranged so as to penetrate through the chamber wall, but since the penetrating portion of the chamber wall is covered with a large bellows, the airtightness inside the chamber is maintained and the drive shaft 6 is maintained. Is freely movable in each of the above directions.
【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。In the above structure, when the circular arc member 8 is driven by the motor 11 to rotate in the arrow D direction, the drive shaft 6 also moves in the same direction. As a result, the entire driven system
The tilt axis O passing through the extraction electrode 1 is used as the center, and the drive axis 6
A circular movement is performed with a distance R between the center P of the and the tilt center O as a radius, and the extraction electrode 1 tilts downward. On the other hand, the arc member 8
Is driven by the motor 11 to rotate in the direction of the arrow D ′, the entire driven system rotates in the opposite direction to the above, and the extraction electrode 1 tilts upward. Thereby, the slit 1 of the extraction electrode 1
An ion beam having a width proportional to the tilt angle is emitted from a.
【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。As described above, according to the above construction, the drive support portion 5 and the extraction electrode 1 are separated by the electrode support rods 4 ... And the extraction electrode 1 is the center of the circular motion of the driven system. Since the amount of displacement of the extraction electrode 1 is
Is smaller than the distance traveled. If the distance that the drive support portion 5 moves is L and the rotation angle of the drive support portion 5 is θ, then L = Rθ, and θ can be finely adjusted as R increases. Therefore, according to the above configuration, the tilt angle of the extraction electrode 1 can be finely adjusted.
【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。The detailed structures of the driven system and the electrode driving system are not limited to the above-mentioned structures, but can be variously modified based on the gist of the present invention. Of course.
【００２７】[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、引出電極と一体に設けられるとともに上記
引出電極と離間した位置に配される駆動部を上記引出電
極を中心として回転駆動するようになされているので、
駆動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。As described above, in the electrode driving mechanism of the ion source of the present invention, the driving portion provided integrally with the extraction electrode and arranged at a position separated from the extraction electrode is rotated about the extraction electrode. Since it is designed to drive,
Even if the drive section is driven to rotate largely, the displacement amount of the extraction electrode is smaller than that. Therefore, the tilt angle of the extraction electrode can be finely adjusted easily. As a result, it is possible to eliminate the inconvenience that the ion beam hits the extraction electrode due to poor tilt angle adjustment and the ion beam cannot be extracted.
【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。This is particularly effective for an ECR ion source having a structure in which the extraction electrode is arranged on the high potential side by the ion source head and is driven on the ground potential side spaced apart from the high potential side. Is.
【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。Therefore, if the electrode driving mechanism of the ion source of the present invention is adopted, the tilt angle of the extraction electrode can be accurately adjusted.
【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。FIG. 1 is a perspective view showing a structure of an electrode driving mechanism of an ion source according to an embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a driven system in the electrode driving mechanism of FIG.
【図３】従来のイオン源の構成を示す縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view showing a configuration of a conventional ion source.
１ 引出電極 ４ 電極支持棒 ５ 駆動支持部（駆動部） 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 1 Extraction Electrode 4 Electrode Support Rod 5 Drive Support Part (Drive Part) 6 Drive Shaft 7 Drive Base 8 Arc Member 8a Teeth 9 Pulley 11 Motor 12 Gear
Claims (1)
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、 上記引出電極と一体に設けられるとともに上記引出電極
と離間した位置に配される駆動部を上記引出電極を中心
として回転駆動するようになされていることを特徴とす
るイオン源の電極駆動機構。1. An electrode driving mechanism of an ion source for adjusting the direction of an ion beam by changing the inclination of an extraction electrode, which is provided integrally with the extraction electrode and is arranged at a position separated from the extraction electrode. An electrode driving mechanism for an ion source, characterized in that the driving unit is driven to rotate about the extraction electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15381893A JP3412190B2 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Electrode drive mechanism of ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15381893A JP3412190B2 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Electrode drive mechanism of ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714534A true JPH0714534A (en) | 1995-01-17 |
| JP3412190B2 JP3412190B2 (en) | 2003-06-03 |
Family
ID=15570767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15381893A Expired - Fee Related JP3412190B2 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Electrode drive mechanism of ion source |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412190B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0769891A1 (en) * | 1995-10-17 | 1997-04-23 | THE INSTITUTE OF PHYSICAL & CHEMICAL RESEARCH | Cylotron and method of adjusting the same |
| CN108490478A (en) * | 2018-03-30 | 2018-09-04 | 大连交通大学 | A kind of fast silk scanning means of beam current measurement |
| CN111822836A (en) * | 2020-06-12 | 2020-10-27 | 汤忠武 | Welding system of automobile exhaust pipe |
| CN115662869A (en) * | 2022-12-22 | 2023-01-31 | 常州鑫立离子技术有限公司 | Multi-grid radio frequency ion source |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP15381893A patent/JP3412190B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN108490478B (en) * | 2018-03-30 | 2023-12-08 | 大连交通大学 | Beam measuring fast wire scanning device |
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| CN111822836B (en) * | 2020-06-12 | 2021-10-12 | 十堰市倍力汽车管业有限公司 | Welding system of automobile exhaust pipe |
| CN115662869A (en) * | 2022-12-22 | 2023-01-31 | 常州鑫立离子技术有限公司 | Multi-grid radio frequency ion source |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3412190B2 (en) | 2003-06-03 |
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| JPH11333581A (en) | Nozzle for cutting and cutter |
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