JP2017134934A - Ion source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イオン源に関する。 The present invention relates to an ion source.
ある知られているイオン源は、プラズマ室と、プラズマ室の外周を囲うように設けられる絶縁部材と、絶縁部材の外側に設けられ、プラズマ室に磁場を発生させる磁場発生器と、プラズマ室、絶縁部材および磁場発生器を内部に格納する真空容器と、を備える。プラズマ室は、磁場発生器よりも高電位とするための電源に接続される。 One known ion source includes a plasma chamber, an insulating member provided so as to surround the outer periphery of the plasma chamber, a magnetic field generator provided outside the insulating member and generating a magnetic field in the plasma chamber, a plasma chamber, And a vacuum container for storing the insulating member and the magnetic field generator therein. The plasma chamber is connected to a power source for setting a higher potential than the magnetic field generator.
このイオン源によると、プラズマ室と磁場発生器の間に絶縁部材が設けられるため、プラズマ室と磁場発生器との間の絶縁性を高めることができる。また、プラズマ室と磁場発生器の間にプラズマが発生する場合であっても、絶縁部材の表面が帯電することによりプラズマ室と磁場発生器との間の電界が低減されるため、プラズマ室と磁場発生器との間の放電を抑制することができる。これにより、プラズマ室を高電圧に印加する電源に過電流が流れることを防止し、イオン源の信頼性を高めることができる。 According to this ion source, since the insulating member is provided between the plasma chamber and the magnetic field generator, the insulation between the plasma chamber and the magnetic field generator can be enhanced. Further, even when plasma is generated between the plasma chamber and the magnetic field generator, the electric field between the plasma chamber and the magnetic field generator is reduced by charging the surface of the insulating member. The discharge between the magnetic field generator can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent an overcurrent from flowing to a power source that applies a high voltage to the plasma chamber, and to improve the reliability of the ion source.
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、イオン源の信頼性を高めるための代替的な構成を有するイオン源を提供することにある。 One exemplary object of certain aspects of the present invention is to provide an ion source having an alternative configuration for increasing the reliability of the ion source.
本発明のある態様によると、イオン源は、真空容器と、前記真空容器内に設置される環状の磁場発生器であって、その径方向内側領域に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記磁場発生器の径方向内側領域を電極外部区域と電極内部区域とに仕切るよう前記磁場発生器の径方向内側領域に配置され、前記電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、前記電極外部区域に配置され、前記磁場発生器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第1導体邪魔部材と、前記電極外部区域において前記第1導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記磁場発生器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第2導体邪魔部材と、を備える。 According to an aspect of the present invention, the ion source includes a vacuum vessel, an annular magnetic field generator installed in the vacuum vessel, and a magnetic field generator that generates an axial magnetic field in a radially inner region thereof; A cylindrical high-voltage electrode unit installed in the vacuum vessel, wherein the magnetic field generator is arranged in a radially inner region so as to partition a radially inner region of the magnetic field generator into an electrode outer region and an electrode inner region. A high voltage electrode unit disposed and generating a radial electric field in the electrode external region, and disposed in the electrode external region, electrically connected to the magnetic field generator and electrically insulated from the high voltage electrode unit A first conductor baffle member, a second conductor baffle disposed in the circumferential direction in the electrode external area, electrically insulated from the magnetic field generator and electrically connected to the high voltage electrode portion; A conductor baffle member.
本発明のある態様によると、イオン源は、真空容器と、前記真空容器を囲むように設置される環状の磁場発生器であって、前記真空容器内に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記真空容器と前記高電圧電極部との間の電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、前記電極外部区域に配置され、前記真空容器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第1導体邪魔部材と、前記電極外部区域において前記第1導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記真空容器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第2導体邪魔部材と、を備える。 According to an aspect of the present invention, the ion source includes a vacuum vessel, and an annular magnetic field generator installed so as to surround the vacuum vessel, the magnetic field generator generating an axial magnetic field in the vacuum vessel; A cylindrical high-voltage electrode unit installed in the vacuum vessel, the high-voltage electrode unit generating a radial electric field in an electrode external area between the vacuum vessel and the high-voltage electrode unit, A first conductor baffle member disposed in the electrode outer section, electrically connected to the vacuum vessel and electrically insulated from the high voltage electrode portion; and in the circumferential direction of the first conductor baffle member in the electrode outer section A second conductor baffle member that is disposed in proximity, electrically insulated from the vacuum vessel, and electrically connected to the high voltage electrode portion.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、イオン源の信頼性を高めることができる。 According to the present invention, the reliability of the ion source can be improved.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. Moreover, the structure described below is an illustration and does not limit the scope of the present invention at all.
図1および図2は、実施の形態に係るイオン源10の構成を模式的に示し、図2は、図1におけるA−A線断面を示す。なお図1は、図2におけるB−B線断面を示す。
1 and 2 schematically show a configuration of an
イオン源10は、電子サイクロトロン共鳴(ECR)条件を満たす磁場またはそれよりも高い磁場を印加したプラズマ室12にマイクロ波電力Cを入力し、高密度プラズマを生成してイオンを引き出すマイクロ波イオン源である。イオン源10は、ECRイオン源であってもよい。イオン源10は、磁場とマイクロ波との相互作用によって原料ガスのプラズマを生成し、そのプラズマからプラズマ室12の外部へイオンを引き出すように構成されている。
The
イオン源10は、例えばイオン注入装置又は粒子線治療装置のためのイオン源に使用される。イオン源10は例えば、一価イオン源または多価イオン源として使用される。また、イオン源10は、プロトン加速器のためのイオン源、またはX線源としても使用されうる。
The
よく知られるように、ECR条件を満たす磁場の強さは使用されるマイクロ波の周波数に対し一意に定まり、マイクロ波周波数が2.45GHzの場合には87.5mT(875ガウス)の磁場が必要である。以下では説明の便宜上、ECR条件を満たす磁場を、共鳴磁場と呼ぶことがある。 As is well known, the strength of the magnetic field that satisfies the ECR condition is uniquely determined with respect to the microwave frequency used, and a magnetic field of 87.5 mT (875 gauss) is required when the microwave frequency is 2.45 GHz. It is. Hereinafter, for convenience of explanation, a magnetic field that satisfies the ECR condition may be referred to as a resonance magnetic field.
イオン源10は、プラズマ室12と、磁場発生器16と、真空容器18を備える。プラズマ室12および磁場発生器16は、真空容器18の内部に収容される。
The
プラズマ室12は、その内部空間にプラズマを生成し維持するよう構成されている真空チャンバである。プラズマ室12の内部空間を以下では、プラズマ生成空間14と呼ぶことがある。
The
プラズマ室12は、両端をもつ筒状の形状を有する。プラズマ室12の一端から他端に向かう方向を以下では便宜上、軸方向と呼ぶことがある。また、軸方向に直交する方向を径方向と呼び、軸方向を包囲する方向を周方向と呼ぶことがある。しかしこれらは、プラズマ室12が回転対称性を有する形状であることを必ずしも意味するものではない。また、プラズマ室12の軸方向長さは、プラズマ室12の端部の径方向長さより長くてもよいし短くてもよい。
The
プラズマ室12は、イオン引出部22と、マイクロ波導入部26と、を備える。イオン引出部22とマイクロ波導入部26とは、プラズマ生成空間14を挟んで対向している。
The
また、プラズマ室12は、イオン引出部22とマイクロ波導入部26とを接続し、プラズマ生成空間14を囲む側壁部20を備える。イオン引出部22およびマイクロ波導入部26それぞれの外周部分に側壁部20が固定されている。側壁部20は例えばステンレス鋼またはアルミニウムのような非磁性金属材料で形成されている。
The
なお側壁部20は、側壁部20を冷却するための冷却部を備えてもよい。この冷却部は側壁部20に内蔵されていてもよいし、側壁部20の外側に付設されていてもよい。また、プラズマ室12の側壁部20をプラズマから保護するために、側壁部20の内面を被覆する(例えば窒化ホウ素の)ライナが設けられていてもよい。
Note that the
マイクロ波導入部26、イオン引出部22、及び側壁部20によってプラズマ室12の中にプラズマ生成空間14が画定されている。なお、プラズマ室12は、マイクロ波導入部26、イオン引出部22、及び側壁部20が一体にプラズマ生成空間14を囲むよう構成されているから、イオン引出部22に接続される側壁部20の末端はイオン引出部22の一部であるとみなすこともできる。同様に、マイクロ波導入部26に接続される側壁部20の末端はマイクロ波導入部26の一部であるとみなすこともできる。
A
プラズマ室12は例えば円筒形状を有する。この場合、マイクロ波導入部26及びイオン引出部22は概ね円板形状であり、側壁部20は概ね円筒である。なおプラズマ室12は、プラズマを適切に収容し得る限り、いかなる形状であってもよい。
The
マイクロ波導入部26は、真空窓32を備える。真空窓32はプラズマ室12の内部を真空に封じる。真空窓32の一方の側がプラズマ生成空間14に面しており、真空窓32の他方の側がマイクロ波供給系または導波管30に向けられている。マイクロ波の伝搬方向Cは真空窓32に垂直である。本実施の形態では真空窓32はマイクロ波導入部26の全体を占めているが、真空窓32はマイクロ波導入部26の一部(例えば中心部)に形成されていてもよい。
The
プラズマ室12へのマイクロ波の入射電力は例えば、約100Wより大きい。あるいは、プラズマ室12へのマイクロ波の入射電力は、約500W以上または約1kW以上でもよい。このような高電力のマイクロ波の供給には、同軸線のような他の供給手段に比べて、導波管30及び真空窓32が適する。
The microwave incident power to the
真空窓32は、例えばアルミナ(Al2O3)または窒化ホウ素(BN)などの誘電体で形成されている。なお、真空窓32はアルミナ層と窒化ホウ素層からなる二層構造を有していてもよい。例えば、アルミナからなる真空窓32のうち、プラズマ生成空間14に接する面に窒化ホウ素層を設ける。これにより、真空窓32を被覆する窒化ホウ素層は、プラズマ室12の外から引出開口24を通じてプラズマ室12に逆流する電子から真空窓32を保護する。
The
一方、イオン引出部22には少なくとも一つの引出開口24が形成されている。引出開口24は例えば、紙面に垂直な方向に細長いスリットである。引出開口24はイオン引出部22の中心部分に形成されている。引出開口24は、プラズマ生成空間14を挟んで真空窓32に対向する位置に形成されている。真空窓32、プラズマ生成空間14、及び引出開口24は、プラズマ室12の中心軸に沿って配列されている。
On the other hand, at least one
プラズマ室12は、正の高電圧を印加するための電源62に接続される。プラズマ室12に高電圧が印加されるとき、その一部であるイオン引出部22にも同じ高電圧が印加されるので、イオン引出部22はプラズマ電極と呼ばれることもある。プラズマ室12の側壁部20は、真空容器18内に設置される筒状の高電圧電極部として働く。
The
引出開口24の軸方向外側には、イオンをプラズマ室12の外に引き出すための少なくとも一つの引出電極40を有する引出電極系が設けられる。引出電極40は、イオン引出部22との間に軸方向に引出ギャップ42を有して対向する。引出電極40は、例えば環状に形成されており、プラズマ室12から引き出されたイオンを通すための開口部44をその中心部分に有する。また、引出電極系は、引出電極40に電位を印加するための引出電源(図示せず)を備える。
An extraction electrode system having at least one
磁場発生器16は、プラズマ室12の中心軸上において軸方向に向けられた磁場を発生させるために、プラズマ室12の側壁部20を囲むように配設されている。その磁力線方向を図1に矢印Bで示す。磁場発生器16による磁力線方向Bは、マイクロ波の伝搬方向Cと同一の方向である。また、この磁場Bは、プラズマ室12の中心軸上の少なくとも一部分において共鳴磁場またはそれよりも高強度である。なお、磁場発生器16は、プラズマ室12の軸線上の少なくとも一部分に共鳴磁場よりも低い磁場を発生させることも可能である。
The
磁場発生器16は、環状に形成されるコイルを有し、プラズマ室12の周方向に導線が巻かれている。磁場発生器16は、コイルに電流を流すためのコイル電源(図示せず)を有する。なお、磁場発生器16は、プラズマ室12の軸方向に沿って複数配列されていてもよく、コイルの代わりに、またはコイルとともに、永久磁石を備えてもよい。
The
磁場発生器16は、例えば真空容器18の内壁に直に取り付けられて接地される。真空容器18は接地されている。このため、接地される磁場発生器16と、電源62に接続されるプラズマ室12とに異なる電位が与えられる。なお、プラズマ室12と異なる電位を与えるための、電源62と異なる電源(図示せず)が、磁場発生器16に接続されてもよい。この場合、磁場発生器16には接地電位と異なる電位が印加されてもよい。
The
このように、磁場発生器16は、環状に形成されており、その径方向内側領域に軸方向の磁場Bを生成するよう構成されている。プラズマ室12の側壁部20は、磁場発生器16の径方向内側領域を電極外部区域46と電極内部区域(すなわちプラズマ生成空間14)とに仕切るよう磁場発生器16の径方向内側領域に配置されている。側壁部20および磁場発生器16にはそれぞれ異なる電位が印加されているから、電極外部区域46には径方向の電場Eが生成される。
Thus, the
イオン源10はさらに、プラズマ抑制構造を電極外部区域46に備える。プラズマ抑制構造は、電極外部区域46に配置されている第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52を備える。第2導体邪魔部材52は、電極外部区域46において第1導体邪魔部材50と周方向に近接配置されている。ただし、第2導体邪魔部材52は、第1導体邪魔部材50と非接触に配置されている。第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52はそれぞれ、例えば、金属製の矩形板である。プラズマ抑制構造の周方向位置は任意である。理解の容易のために、図1において第1導体邪魔部材50を破線で示す。
The
第1導体邪魔部材50は、磁場発生器16に電気的に接続される一方、プラズマ室12の側壁部20から電気的に絶縁されている。したがって、第1導体邪魔部材50は、磁場発生器16と同じ電位が印加される。すなわち、第1導体邪魔部材50は接地されている。第2導体邪魔部材52は、磁場発生器16から電気的に絶縁される一方、プラズマ室12の側壁部20に電気的に接続されている。したがって、第2導体邪魔部材52には、電源62によってプラズマ室12と同じ電位が印加される。第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52は、互いに電気的に絶縁されるよう離れて配置されている。つまり第1導体邪魔部材50は、第2導体邪魔部材52から絶縁距離を確保するよう隔てられている。
The first
図3は、比較例に係るイオン源において、プラズマ室12の側壁部20と磁場発生器16の間に生じる径方向電場Eおよび軸方向磁場Bを模式的に示す図である。比較例は、上記のプラズマ抑制構造を有しない点で本実施の形態とは異なる。図示されるように、電位の異なるプラズマ室12の側壁部20と磁場発生器16の間には、径方向に電場Eが生じるとともに、磁場発生器16による磁場Bが電場Eに交差する軸方向に生じている。磁場発生器16が陰極にあたり、プラズマ室12が陽極にあたるので、磁場発生器16から電子が放出されうる。電子は、軸方向磁場Bおよび径方向電場Eのもとで加速され、周方向に向かってサイクロイド運動をする。電子は、プラズマ室12の側壁部20と磁場発生器16の間の真空領域を時計回りまたは反時計回りに動き、プラズマ室12の側壁部20に衝突するまで真空領域に滞在しうる。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a radial electric field E and an axial magnetic field B generated between the
プラズマ室12の側壁部20と磁場発生器16の間の真空領域には、微量の残留ガスが存在しうる。ドリフトして加速された電子が衝突することにより残留ガスがイオン化され、プラズマ室12の側壁部20と磁場発生器16の間の領域にプラズマPが生成されうるそうすると、発生したプラズマPによりプラズマ室12の側壁部20と磁場発生器16の間に電流が流れ、絶縁が確保できなくなるおそれがある。このような放電は、プラズマ室12を高電圧に印加する電源62に影響を及ぼすおそれがある。
In the vacuum region between the
図1および図2に示すように、第1導体邪魔部材50と第2導体邪魔部材52とは互いに周方向に間隔Gだけ隔てられている。周方向間隔Gは、軸方向磁場Bおよび径方向電場Eのもとで第1導体邪魔部材50の先端50aを迂回するようサイクロイド運動をする電子を第2導体邪魔部材52の表面に受け入れるように、軸方向磁場Bおよび径方向電場Eに基づき設定されている。例えば、周方向間隔Gは、径方向電場Eから見積もられる最大運動エネルギーをもつ電子が第1導体邪魔部材50及び/または第2導体邪魔部材52の近傍での軸方向磁場Bにより行う回転運動の直径(いわゆるラーモア半径の2倍)より小さいことが望ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first
このようにすれば、電極外部区域46においてサイクロイド運動をする電子を第2導体邪魔部材52の表面に効率的に捕捉することができる。よって、電極外部区域46におけるプラズマの生成を抑制し、当該区域での磁場発生器16と側壁部20との放電を抑制することができる。
In this way, electrons that perform a cycloidal motion in the electrode
図1に示すように、第1導体邪魔部材50は、プラズマ室12の側壁部20の軸方向長さの少なくとも一部にわたり軸方向に延びている。ここでは、第1導体邪魔部材50は、プラズマ室12の側壁部20の軸方向長さのほぼ全体にわたり軸方向に延びている。第2導体邪魔部材52は、第1導体邪魔部材50と周方向に向かい合うように軸方向に延びている。よって、第2導体邪魔部材52も、プラズマ室12の側壁部20の軸方向長さのほぼ全体にわたり軸方向に延びている。これにより、電極外部区域46において軸方向のほぼ全長にわたりプラズマの生成を抑制し、当該区域での磁場発生器16と側壁部20との放電を抑制することができる。
As shown in FIG. 1, the first
第1導体邪魔部材50は、磁場発生器16からプラズマ室12の側壁部20に向けて第1長さL1だけ延びている。第2導体邪魔部材52は、プラズマ室12の側壁部20から磁場発生器16に向けて第2長さL2だけ延びている。第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52は、概ね径方向に沿って互いに平行に延びている。第1長さL1は第2長さL2に等しい。あるいは、第1長さL1は第2長さL2と異なってもよい。
The first
第1長さL1および第2長さL2はそれぞれ、磁場発生器16とプラズマ室12の側壁部20との径方向距離Dより小さい。第1長さL1と第2長さL2との和は、径方向距離Dより大きい。このようにして、第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52によって、電極外部区域46に迷路構造が形成される。第1導体邪魔部材50の先端50aを迂回する電子を第2導体邪魔部材52の表面に受け入れて吸収することが容易となる。
The first length L1 and the second length L2 are each smaller than the radial distance D between the
以上説明したように、本実施の形態によると、電子放出源となりうる磁場発生器16と同じ電位をもつ第1導体邪魔部材50が電子を第2導体邪魔部材52に向けて案内するいわばバッフル板として作用する。そうした電子が高電位の第2導体邪魔部材52の表面に受け入れられ吸収される。こうして、第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52は、電極外部区域46に滞在してサイクロイド運動をしうる電子の軌道を妨げることができる。その結果、電子が残留ガスと衝突する頻度を下げることができるので、電極外部区域46におけるプラズマの生成が抑制される。故に、プラズマ室12と磁場発生器16との間の放電も抑制され、イオン源10の信頼性が向上される。
As described above, according to the present embodiment, the first
本書の冒頭に言及したイオン源は、プラズマ室を囲む筒状の絶縁部材をプラズマ室と磁場発生器との間に有する。この既存技術においては、筒状絶縁部材の表面がイオン源の運転とともに導電性の汚染物質で汚染され、そうした汚染が極度に進行すると沿面放電により絶縁性能が低下しうる。それに対し、本実施の形態は、そのような筒状の絶縁部材を有しないので、ここに言及した絶縁性能の劣化は起こらない。 The ion source mentioned at the beginning of this document has a cylindrical insulating member surrounding the plasma chamber between the plasma chamber and the magnetic field generator. In this existing technology, the surface of the cylindrical insulating member is contaminated with conductive pollutants along with the operation of the ion source, and when such contamination progresses excessively, the insulation performance can be reduced by creeping discharge. On the other hand, since this embodiment does not have such a cylindrical insulating member, the deterioration of the insulating performance mentioned here does not occur.
他の優位な点としては、例えば、第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52は安価に入手しやすいことが挙げられる。アルミナ等の絶縁材料に比べて、一般に金属材料は安価である。また、本実施の形態のプラズマ抑制構造は周方向に局所的に設ければよいので、全周に設ける既存技術に比べて軽量化されるという利点もある。局所的な設置により真空コンダクタンスへの影響を小さくすることもできる。
Another advantage is that, for example, the first
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are within the scope of the present invention. By the way.
図4は、他の実施の形態に係るイオン源10の構成を模式的に示す断面図である。上述の実施の形態では第1導体邪魔部材50が第2導体邪魔部材52から離れているのに対し、図4に示す実施の形態では、イオン源10は、第1導体邪魔部材50を第2導体邪魔部材52に構造的に連結する絶縁部材54を備える。絶縁部材54は、第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52とともに軸方向に(例えば、プラズマ室12の側壁部20の軸方向長さのほぼ全体にわたり)延在する。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the
このようにしても、上述の実施の形態と同様に、プラズマ室12と磁場発生器16との間の放電を抑制することができる。また、第1導体邪魔部材50と第2導体邪魔部材52との間が絶縁部材54で埋められているので、第1導体邪魔部材50と第2導体邪魔部材52との間の電子の通過を確実に防止することができる。
Even if it does in this way, the discharge between the
図5は、他の実施の形態に係るイオン源10の構成を模式的に示す図である。上述の実施の形態では磁場発生器16が真空容器18の中に配置されているが、図5に示す実施の形態では、磁場発生器16は、真空容器18の外に配置されている。磁場発生器16は、真空容器18を囲むように環状に設置される。そのため、真空容器18とプラズマ室12の側壁部20との間の電極外部区域46に径方向電場Eが生成される。第1導体邪魔部材50は、電極外部区域46に配置され、真空容器18に電気的に接続されプラズマ室12の側壁部20から電気的に絶縁される。第2導体邪魔部材52は、電極外部区域46において第1導体邪魔部材50と周方向に近接配置され、真空容器18から電気的に絶縁されプラズマ室12の側壁部20に電気的に接続される。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of an
ある実施の形態においては、プラズマ室12の側壁部20に代えて、引出電極40が筒状の高電圧電極部として形成されてもよい。この場合、第1導体邪魔部材50は、電極外部区域46に配置され、真空容器18に電気的に接続され引出電極40から電気的に絶縁される。第2導体邪魔部材52は、電極外部区域46において第1導体邪魔部材50と周方向に近接配置され、真空容器18から電気的に絶縁され引出電極40に電気的に接続される。
In an embodiment, the
このようにしても、上述の実施の形態と同様に、プラズマ室12と磁場発生器16との間の放電を抑制することができる。
Even if it does in this way, the discharge between the
なお、上述の実施の形態においては、のプラズマ抑制構造が周方向に一箇所に設けられているが、これに限られない。電極外部区域46に複数のプラズマ抑制構造(すなわち、複数組の第1導体邪魔部材50および第2導体邪魔部材52)が設けられ、それぞれ周方向に異なる位置に配置されていてもよい。
In the above-described embodiment, the plasma suppressing structure is provided at one place in the circumferential direction, but the present invention is not limited to this. A plurality of plasma suppression structures (that is, a plurality of sets of the first
10 イオン源、 12 プラズマ室、 16 磁場発生器、 18 真空容器、 20 側壁部、 46 電極外部区域、 50 第1導体邪魔部材、 52 第2導体邪魔部材、 B 軸方向磁場、 E 径方向電場。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記真空容器内に設置される環状の磁場発生器であって、その径方向内側領域に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、
前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記磁場発生器の径方向内側領域を電極外部区域と電極内部区域とに仕切るよう前記磁場発生器の径方向内側領域に配置され、前記電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、
前記電極外部区域に配置され、前記磁場発生器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第1導体邪魔部材と、
前記電極外部区域において前記第1導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記磁場発生器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第2導体邪魔部材と、を備えることを特徴とするイオン源。 A vacuum vessel;
An annular magnetic field generator installed in the vacuum vessel, the magnetic field generator generating an axial magnetic field in a radially inner region thereof;
A cylindrical high-voltage electrode unit installed in the vacuum vessel, wherein the magnetic field generator is arranged in a radially inner region so as to partition a radially inner region of the magnetic field generator into an electrode outer region and an electrode inner region. A high voltage electrode portion disposed and generating a radial electric field in the electrode external area;
A first conductor baffle member disposed in the electrode external area, electrically connected to the magnetic field generator and electrically insulated from the high voltage electrode portion;
A second conductor baffle member disposed in the circumferential direction adjacent to the first conductor baffle member in the electrode external area, and electrically insulated from the magnetic field generator and electrically connected to the high voltage electrode portion. An ion source characterized by that.
前記真空容器を囲むように設置される環状の磁場発生器であって、前記真空容器内に軸方向磁場を生成する磁場発生器と、
前記真空容器内に設置される筒状の高電圧電極部であって、前記真空容器と前記高電圧電極部との間の電極外部区域に径方向電場を生成する高電圧電極部と、
前記電極外部区域に配置され、前記真空容器に電気的に接続され前記高電圧電極部から電気的に絶縁された第1導体邪魔部材と、
前記電極外部区域において前記第1導体邪魔部材と周方向に近接配置され、前記真空容器から電気的に絶縁され前記高電圧電極部に電気的に接続された第2導体邪魔部材と、を備えることを特徴とするイオン源。 A vacuum vessel;
An annular magnetic field generator installed so as to surround the vacuum vessel, and a magnetic field generator for generating an axial magnetic field in the vacuum vessel;
A cylindrical high-voltage electrode unit installed in the vacuum vessel, and a high-voltage electrode unit that generates a radial electric field in an electrode external area between the vacuum vessel and the high-voltage electrode unit;
A first conductor baffle member disposed in the electrode external area, electrically connected to the vacuum vessel and electrically insulated from the high voltage electrode portion;
A second conductor baffle member disposed in the circumferential direction adjacent to the first conductor baffle member in the electrode external area, and electrically insulated from the vacuum vessel and electrically connected to the high voltage electrode portion. An ion source characterized by.
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