JP2016081753A - ビーム引出スリット構造及びイオン源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ビーム引出スリット構造は、使用時にプラズマに接触するプラズマ室内側表面66と、引出電極に対向するプラズマ室外側表面67と、ビーム引出方向においてプラズマ室内側表面66とプラズマ室外側表面67との間にビーム引出スリット42を形成するスリット表面部68と、を備える。スリット表面部68は、プラズマのプラズマ界面を固定的に保持するプラズマ界面固定部69と、プラズマのプラズマ界面をビーム引出方向に移動可能に保持するプラズマ界面非固定部70と、を備える。プラズマ界面固定部69は、スリット長手方向におけるプラズマの高密度領域に形成されている。プラズマ界面非固定部70は、スリット長手方向におけるプラズマの低密度領域に形成されている。
【選択図】図4
Description
Claims (11)
- 引出電極に隣接するイオン源プラズマ室のビーム引出スリット構造であって、
前記引出電極は、前記ビーム引出スリット構造の細長スリットからビーム引出方向に隙間を空けて配置され、前記細長スリットは、前記ビーム引出方向に直交するスリット長手方向に沿って延びており、
前記ビーム引出スリット構造は、
使用時にプラズマに接触するプラズマ室内側表面と、
前記引出電極に対向するプラズマ室外側表面と、
前記ビーム引出方向において前記内側表面と前記外側表面との間に前記細長スリットを形成する細長スリット表面と、を備え、
前記細長スリット表面は、前記プラズマのプラズマ界面を固定的に保持するプラズマ界面固定部と、前記プラズマのプラズマ界面を前記ビーム引出方向に移動可能に保持するプラズマ界面非固定部と、を備え、
前記プラズマ界面固定部は、前記スリット長手方向における細長スリット中央部に形成され、前記プラズマ界面非固定部は、前記スリット長手方向における細長スリット端部に形成されていることを特徴とするビーム引出スリット構造。 - 前記プラズマ界面固定部は、前記スリット長手方向に沿って延びる尾根部を備え、
前記プラズマ界面非固定部は、前記尾根部に比べて前記ビーム引出方向において広い幅を有する台地部を備えることを特徴とする請求項1に記載のビーム引出スリット構造。 - 前記プラズマ界面固定部は、前記スリット長手方向に垂直な断面において前記長手方向及びビーム引出方向に直交する前記細長スリットの幅方向に突き出すエッジ部を備え、
前記プラズマ界面非固定部は、前記スリット長手方向に垂直な断面において前記ビーム引出方向に沿って延びる平坦部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のビーム引出スリット構造。 - 前記プラズマ界面固定部は、前記プラズマ界面を固定的に保持する単一の稜線部を備え、
前記プラズマ界面非固定部は、前記プラズマ界面を前記ビーム引出方向に移動可能に保持するくさび状領域を定める2つの稜線部を備え、
前記2つの稜線部は、前記スリット長手方向において前記細長スリット中央部と前記細長スリット端部との間の細長スリット中間部にて前記単一の稜線部から分岐しており、
前記くさび状領域は、前記2つの稜線部の分岐点から前記細長スリット端部に向けて前記ビーム引出方向における幅が徐々に広くなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のビーム引出スリット構造。 - 前記細長スリットは、プラズマ側に形成され第1輪郭線を有するスリット入口と、引出電極側に形成され第2輪郭線を有するスリット出口と、を備え、
前記第2輪郭線は、前記細長スリットの長手方向中央部において前記第1輪郭線と共通であり、前記細長スリットの長手方向端部において前記第1輪郭線から離れていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のビーム引出スリット構造。 - 前記第2輪郭線は、前記細長スリットの幅方向に延びる第2楕円柱面上にあり、
前記第1輪郭線は、前記細長スリットの幅方向に延び前記第2楕円柱を包含する第1楕円柱面上にあり、
前記第2楕円柱は、前記細長スリット中央部において前記第1楕円柱と接触することを特徴とする請求項5に記載のビーム引出スリット構造。 - 前記第2輪郭線は、前記細長スリットの幅方向に延びる楕円柱面上にあり、
前記第1輪郭線は、前記細長スリットの幅方向及び長手方向に平行な平面上にあり、
前記楕円柱は、前記細長スリット中央部において前記平面と接触することを特徴とする請求項5に記載のビーム引出スリット構造。 - 前記プラズマ界面固定部は、60度から120度の範囲から選択される開口角を有する傾斜面を備え、前記傾斜面は、プラズマ室外側表面側に設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のビーム引出スリット構造。
- 前記プラズマ界面非固定部は、20度以内の範囲から選択される開口角を有する面をプラズマ室内側表面側に備えることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のビーム引出スリット構造。
- 請求項1から9のいずれかに記載のビーム引出スリット構造を備えるイオン源であって、前記イオン源プラズマ室は、前記ビーム引出方向から見て前記スリット長手方向に細長いアークチャンバーであり、前記イオン源は、
前記アークチャンバー内に熱電子を放出する熱電子放出部と、
前記スリット長手方向に沿う磁場を前記アークチャンバー内に印加する磁場発生器と、をさらに備えることを特徴とするイオン源。 - 引出電極に隣接するイオン源プラズマ室のビーム引出スリット構造であって、
前記引出電極は、前記ビーム引出スリット構造の細長スリットからビーム引出方向に隙間を空けて配置され、前記細長スリットは、前記ビーム引出方向に直交するスリット長手方向に沿って延びており、
前記ビーム引出スリット構造は、
使用時にプラズマに接触するプラズマ室内側表面と、
前記引出電極に対向するプラズマ室外側表面と、
前記ビーム引出方向において前記内側表面と前記外側表面との間に前記細長スリットを形成する細長スリット表面と、を備え、
前記細長スリット表面は、前記プラズマのプラズマ界面を固定的に保持するプラズマ界面固定部と、前記プラズマのプラズマ界面を前記ビーム引出方向に移動可能に保持するプラズマ界面非固定部と、を備え、
前記プラズマ界面固定部は、前記スリット長手方向における前記プラズマの高密度領域に形成され、前記プラズマ界面非固定部は、前記スリット長手方向における前記プラズマの低密度領域に形成されていることを特徴とするビーム引出スリット構造。
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