[发明专利]狭缝电极和具有该狭缝电极的带电粒子束发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及狭缝电极和具有该狭缝电极的带电粒子束发生装置，所述狭缝电极应用于离子束照射装置的离子源和电子束照射装置的电子源之类的带电粒子束发生装置。

背景技术

以往，利用具有多个狭缝状开口部的狭缝电极作为引出电极系统，所述引出电极系统从离子束照射装置的离子源引出离子束。这种狭缝电极能够防止开口部形状因离子源运转时的热量而产生变形。专利文献1(日本专利公开公报特公平7-34358号(图2、图3))公开了这种狭缝电极的具体例子。

专利文献1公开的电极包括：电极框体，具有开口部；以及多根电极棒，大致等间隔地并列设置于该电极框体的开口部内。在各电极棒之间形成有狭缝状开口部。另外，各电极棒支承于电极框体，并且各电极棒的长度方向端部不固定、能在长度方向上移动，以允许热伸缩。

此外，专利文献2(日本专利公开公报特开平8-148106号(图3、图5～图7)也公开了与专利文献1相同的电极结构。其公开的狭缝电极中，矩形的电极支承框上设有多个穿杆孔，当这些孔中插入多根杆时，穿杆孔的终端部和杆长度方向的端部之间形成余量部(间隙)。所述狭缝电极的各杆之间形成有狭缝状开口部。

在离子源的引出电极系统采用专利文献1或专利文献2所述的狭缝电极时，离子束会冲击形成狭缝状开口部的电极棒或杆。因此，电极棒或杆被加热到高温。另一方面，尽管电极框体或电极支承框没有被加热到电极棒那样的高温，但也在离子源运转时被加热到一定高的温度。

因此，电极框体或电极支承框也因热量而产生伸缩。尽管专利文献1和专利文献2中公开了允许电极棒或杆热伸缩的结构，却没有公开如何允许电极框体或电极支承框热伸缩。由于离子束或电子束对电极棒或杆进行冲击，所以使电极棒或杆被局部加热，或因溅射而消耗。因此，所述构件使用热变形小的高熔点金属材料(例如钼和钨)。而由于电极框体或电极支承框为大型构件，所以采用加工性良好的构件，例如铝。虽然铝的加工性良好，却不耐热。因此，电极框体或电极支承框的热伸缩非常大。

如果电极框体或电极支承框发生热变形，则狭缝状开口部的形状也会相应发生变形。伴随这种形状变化，狭缝状开口部的位置产生偏移。而且，这种狭缝状开口部的变形和位置偏移，随着狭缝电极的尺寸加大而逐渐增大。因此，专利文献1和专利文献2所公开的结构不能充分抑制电极的热应变，当电极框体或电极支承框热变形时，不能引出需要的离子束或电子束。

发明内容

本发明的目的在于提供狭缝电极和具有该狭缝电极的带电粒子束发生装置，当带电粒子束发生装置运转时，使狭缝状开口部的形状难以发生热变形。

本发明的狭缝电极包括：电极框体，具有开口部；以及多根电极棒，在长度方向上以能够相对于所述电极框体移动的方式支承于所述电极框体，并且沿与所述长度方向基本垂直相交的方向并列设置在所述开口部上，所述狭缝电极的特征在于，至少在所述电极框体的所述开口部外周区域的一部分上设置有制冷剂流路，所述制冷剂流路包括：制冷剂流入口，使制冷剂流入所述电极框体；以及制冷剂流出口，使制冷剂从所述电极框体流出。

如果采用这种结构的狭缝电极，则不仅能够允许电极棒的热伸缩，还可以抑制电极框体的热应变，所以能够充分抑制狭缝状开口部的形状变化。

此外，为提高电极框体的冷却能力，优选的是，所述制冷剂流路设置有多条。

如果采用这种结构，则制冷剂流路的数量增加部分可以提高冷却能力。

作为制冷剂流路的具体结构，优选的是，所述制冷剂流路包括以围绕所述开口部的方式配置的至少一对制冷剂流路，并且在成对的所述制冷剂流路中，一方的制冷剂流路上设置的制冷剂流入口与另一方的制冷剂流路上设置的制冷剂流出口相邻配置，且流过所述开口部周围的制冷剂的流动方向在各制冷剂流路中为相同方向。

此外，优选的是，所述制冷剂流路包括以围绕所述开口部的方式配置的至少一对制冷剂流路，并且在成对的所述制冷剂流路中，一方的制冷剂流路上设置的制冷剂流入口与另一方的制冷剂流路上设置的制冷剂流出口相邻配置，且流过所述开口部周围的制冷剂的流动方向在各制冷剂流路中为相反方向。

此外，制冷剂流路也可以采用以下结构。具体而言，优选的是，所述制冷剂流路包括以围绕所述开口部的方式配置的至少一对制冷剂流路，并且在成对的所述制冷剂流路中，各制冷剂流路上设置的制冷剂流入口相对于所述开口部的中心呈点对称配置，各制冷剂流路上设置的制冷剂流出口相对于所述开口部的中心呈点对称配置，且流过所述开口部周围的制冷剂的流动方向在各制冷剂流路中为相同方向。