JP2017523566A5 - イオン源の温度制御装置 - Google Patents

Description

イオン源の温度を制御する装置を開示する。前記イオン源はイオンが生成されるチャンバを画定する複数の壁を含む。前記イオン源の温度を制御するために一つ以上の可動熱シールドが前記チャンバの外部に配置される。前記可動熱シールドは熱を前記イオン源の方へ反射して戻すように設計された高温材料及び／又は耐熱材料で作られる。第１の位置において、これらの可動熱シールドは第１の量の熱を前記イオン源の方へ反射して戻すように配置される。第２の位置において、これらの可動熱シールドは前記第１の量より少ない第２の量の熱を前記イオン源の方へ反射して戻すように配置される。いくつかの実施形態では、前記可動熱シールドは第１及び第２の位置の間に位置する一つ以上の中間位置に配置することができる。

図１Ａ−１Ｃは第１の実施形態の装置１０を示す。装置１０はイオン源１００と一以上の可動熱シールド１７０，１７５を含む。イオン源１００はチャンバ１２０を画定する複数の壁を有する。イオン源１００は高さ、長さ及び幅を有する直方体の形状とし得る。イオン源１００は底壁１１１、対向上壁１１２、２つの対向側壁１１３，１１４（図３Ａ参照）及び２つの対向端壁１１５，１１６を有する。これらの壁はチャンバを画定し得る。他の実施形態では、チャンバは複数の区画に分離してもよい。「上」、「底」、「側」及び「端」という語を使用するが、それらはイオン源が所定の向きに配置されることを意味しない。それらは説明の便宜上使用されている。

図１Ａは可動熱シールド１７０，１７５が両方とも第１の位置にある装置１００を示し、この場合には可動熱シールドは第１の量の熱をイオン源１００の方へ反射して戻すように配置されている。この配置は、可動熱シールド１７０，１７５がそれぞれの端壁１１５，１１６の大部分又は全体と近接もしくはオーバラップするときに起こり得る。図１Ａはそれぞれの端壁１１５，１１６の全体を覆う又はオーバラップする可動熱シールド１７０，１７５を示すが、他の実施形態も可能である。例えば、可動熱シールド１７０，１７５は第１の位置においてそれぞれの端壁１１５，１１６の一部分のみを覆う又はオーバラップすることができる。この第１の位置はイオン源１００の最大所望温度を達成するために選択することができる。

直線運動を使用する実施形態のいずれにおいても、可動熱シールドは一組のレール又はブッシュと連携し、可動熱シールドが所望の通路に沿って移動できるようにする。例えば、図１Ａ−１Ｄにおいて、可動熱シールドが所望の通路に沿って摺動するように一組のレール又はブッシュを各可動熱シールド１７０，１７５の両側に配置することができる。

いくつかの実施形態では、可動熱シールド１７０，１７５は、それらを異なる位置にし得るように独立に制御可能にし得る。例えば、一方の可動熱シールドを第１の位置にするとともに、他方の可動熱シールドを第２の位置にすることができる。別の実施形態では、上述したように、一つの可動熱シールドのみを存在させてもよい。更に別の実施形態では、可動熱シールドを縦方向及び横方向の両方向に移動可能にしてもよい。

加えて、図１Ａ−１Ｄ及び図３Ａ−３Ｄの実施形態に示す装置は組み合わせて、可動熱シールドを端壁１１５，１１６及び側壁１１３，１１４に近接して設けてもよい。一実施形態では、これらの可動熱シールド１７０，１７５，２００，２０５はすべて独立に移動可能にし得る。別の実施形態では、これらの可動熱シールドは対として移動可能にし、可動熱シールド１７０，１７５が一致して移動されるとともに可動熱シールド２００，２０５が一致して移動されるようにすることができる。一代替実施形態では、これらの可動熱シールドは端壁及び側壁の平面に平行な方向（すなわち、図１Ａ−１Ｄ及び３Ａ−３Ｄに示すように垂直方向）に移動可能にし得る。別の実施形態では、これらの可動熱シールドは端壁及び側壁の平面に直角の方向（すなわち、図２Ａ−２Ｃに示すように横方向）に移動可能にし得る。

更に、可動熱シールドは、必要に応じ底壁１１１に近接して配置してもよい。上記の任意の可動熱シールドと同様に、この可動熱シールドも底壁１１１の平面に平行に、又はその平面に直角に移動可能にしてよい。

図１Ａ−１Ｄ、図２Ａ−２Ｃ及び図３Ａ−３Ｄの実施形態に示す装置はすべてが直線通路に沿って移動する可動熱シールドを示している。しかしながら、他の実施形態も可能である。例えば、図４Ａ−４Ｄは可動熱シールド３００，３０５が回転可能に枢支されている装置４０を示す。図４Ａにおいて、装置４０はその可動熱シールド３００，３０５が第１の位置にあり、この位置では第１の量の熱がイオン源１００の方へ反射されて戻される。一実施形態では、可動熱シールド３００，３０５は側壁１１３，１１４に平行であるが、他の角度にすることもできる。更に、図４Ａ−４Ｄは可動熱シールド３００，３０５が側壁１１３，１１４に近接して配置されている装置４０を示すが、これらの可動熱シールドは端壁１１５，１１６に近接して配置してもよい。別の実施形態では、可動熱シールドは必要に応じこれらの４つの壁のすべてに近接して配置してもよい。

Claims (15)

1. チャンバを画定する複数の壁を有するイオン源と、
   前記チャンバの外部に前記壁の少なくとも一つに近接して配置された可動熱シールドとを備え、前記可動熱シールドは第１の量の熱を前記チャンバの方へ反射して戻す第１の位置及び前記第１の量より少ない第２の量の熱を反射して戻す第２の位置を有する、
   イオン源の温度制御装置。
2. 前記複数の壁は底壁、開口を有する上壁、２つの端壁及び２つの側壁を備え、陰極が前記２つの端壁の一つに近接して配置され、且つ前記可動熱シールドが前記２つの端壁の一つに近接して配置されている、請求項１記載のイオン源の温度制御装置。
3. 前記可動熱シールドは前記２つの端壁の内の第１の端壁の平面に平行な方向に移動し、前記第１の位置において、前記可動熱シールドは前記第１の端壁の一部分とオーバラップし、前記第２の位置において、前記可動熱シールドは前記第１の端壁のより小さい部分とオーバラップする、請求項２記載のイオン源の温度制御装置。
4. 前記可動熱シールドは前記２つの端壁の内の第１の端壁に近接する枢支点を中心に回転し、前記第１の位置に置いて、前記可動熱シールドは前記第１の端壁と第１の角度を成し、前記第２の位置において、前記可動熱シールドは前記第１の端壁と前記第１の角度より大きい第２の角度を成す、請求項２記載のイオン源の温度制御装置。
5. 前記複数の壁は底壁、開口を有する上壁、２つの端壁及び２つの側壁を備え、陰極が前記２つの端壁の一つに近接して配置され、且つ前記可動熱シールドが前記２つの側壁の一つに近接して配置されている、請求項１記載のイオン源の温度制御装置。
6. 前記可動熱シールドは前記２つの側壁の内の第１の側壁の平面に平行な方向に移動し、前記第１の位置において、前記可動熱シールドは前記第１の側壁の一部分とオーバラップし、前記第２の位置において、前記可動熱シールドは前記第１の側壁のより小さい部分とオーバラップする、請求項５記載のイオン源の温度制御装置。
7. 前記可動熱シールドは前記２つの側壁の内の第１の側壁に近接する枢支点を中心に回転し、前記第１の位置に置いて、前記可動熱シールドは前記第１の側壁と第１の角度を成し、前記第２の位置において、前記可動熱シールドは前記第１の側壁と前記第１の角度より大きい第２の角度を成す、請求項５記載のイオン源の温度制御装置。
8. 前記可動熱シールドを前記第１の位置と前記第２の位置の間で移動させるために前記可動熱シールドと連動するアクチュエータを更に備える、請求項１記載のイオン源の温度制御装置。
9. チャンバを画定する複数の壁を有するイオン源を備え、前記複数の壁は底壁、開口を有する上壁、２つの端壁及び２つの側壁を有し、陰極が前記２つの端壁の一つに近接して配置され、
   前記チャンバの外部に前記２つの側壁のそれぞれに近接して各々が配置された２つの可動熱シールドを備え、前記２つの可動熱シールドの各々は第１の量の熱を前記チャンバの方へ反射して戻す第１の位置及び前記第１の量より少ない第２の量の熱を前記チャンバの方へ反射して戻す第２の位置を有し、且つ
   前記可動熱シールドの各々と連動し、前記可動熱シールドの各々を前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記側壁の平面に平行な方向に移動させるアクチュエータを備え、前記第１の位置において、前記可動熱シールドが前記側壁の一部分とオーバラップし、前記第２の位置において、前記可動熱シールドが前記側壁のより小さい部分とオーバラップする、
   イオン源の温度制御装置。
10. 前記アクチュエータが前記可動熱シールドを独立に移動させる、請求項９記載のイオン源の温度制御装置。
11. 前記アクチュエータが前記可動熱シールドの各々を前記第１の位置と前記第２の位置の間の少なくとも一つの中間位置に移動させる、請求項９記載のイオン源の温度制御装置。
12. 前記可動熱シールドを前記第１の位置と前記第２の位置の間の所望の通路に沿って案内するレールを更に備える、請求項９記載のイオン源の温度制御装置。
13. チャンバを画定する複数の壁を有するイオン源を備え、前記複数の壁は底壁、開口を有する上壁、２つの端壁及び２つの側壁を有し、陰極が前記２つの端壁の一つに近接して配置され、
    前記チャンバの外部に前記２つの側壁のそれぞれに近接して各々が配置された２つの可動熱シールドを備え、前記２つの可動熱シールドの各々は第１の量の熱を前記チャンバの方へ反射して戻す第１の位置及び前記第１の量より少ない第２の量の熱を前記チャンバの方へ反射して戻す第２の位置を有し、且つ
    前記可動熱シールドの各々と連動し、前記可動熱シールドの各々をそれぞれの枢支点を中心に回転させるアクチュエータを備え、前記第１の位置において、前記可動熱シールドはそれぞれの側壁と第１の角度を成し、前記第２の位置において、前記可動熱シールドはそれぞれの側壁と第１の角度より小さい第２の角度を成す、
    イオン源の温度制御装置。
14. 前記アクチュエータは前記可動熱シールドを独立に回転させる、請求項１３記載のイオン源の温度制御装置。
15. 前記アクチュエータは前記可動熱シールドの各々を前記第１の位置と前記第２の位置の間の少なくとも一つの中間位置に回転させる、請求項１３記載のイオン源の温度制御装置。