JP2019504442A5 - イオンビームを生成するための装置 - Google Patents
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Description
外側の突起５０及び凹部空洞８１は、外側の突起５０が凹部空洞８１内に適合するように、相補的形状として形成することができる。特定の実施形態において、外側の突起５０及び凹部空洞８１は、外側の突起５０が凹部空洞８１を十分に占めるように、同一のサイズ及び形状を有することができる。他の実施形態において、外側の突起５０は、凹部空洞８１と同一形状を有することができるが、凹部空洞８１と同一の深さに伸びなくても良い。例えば、外側の突起５０は、４インチの直径及び２インチの高さを有する円柱とすることができる。凹部空洞８１も、円柱として形成することができるが、ヒートシンク８０内の２．５インチの深さで終わることができる。したがって、本実施形態において、外側の突起５０を凹部空洞８１の中に挿入するとき、凹部空洞８１の後端に（大体、０．５インチの）小さい空間がある。しかしながら、外側の突起５０は、膨張するときに、凹部空洞８１の側面に接触するように、形成される。したがって、凹部空洞８１の直径は、４インチより少し大きくすることができる。
ヒートシンク８０は、液体又は気体の形状で、冷却流体をヒートシンク８０の中の流路８５を通って流すことにより、冷却することができる。特定の実施形態において、ヒートシンク８０の所望の温度に依存して、他の冷却流体も用いることができるけれども、冷却流体は水とすることができる。冷却流体は、ヒートシンク８０を任意の温度に維持するために、用いることができる。例えば、ヒートシンク８０を水の沸点より高い温度に保つことが望ましい場合、エチレングリコール又はプロピレングリコールなどの他の流体を用いることができる。ヒートシンク８０を水の融点より低い温度に保つことが望ましい場合、エチルアルコールなどの他の流体を用いることができる。言い換えれば、ヒートシンク８０は、適切な冷却流体を流路８５を通して循環させることにより、任意の所望の温度に維持することができる。
どの特定の理論に縛られることなく、最初に、ヒートシンク８０とイオン源１０との間の第１の熱伝達係数があるとされている。この第１の熱伝達係数は、凹部空洞８１と外側の突起５０との間のギャップ８２、及び、ヒートシンク８０の温度に基づく。イオン源１０が動作を始めるときに、この第１の熱伝達係数により、熱がチャンバ壁１１から引出される。特定の実施形態において、この第１の熱伝達係数を用いることにより、ヒートシンク８０により引出すことができるよりもっと多くの熱がイオン源１０により生成される。その結果として、イオン源１０の温度は増大し始める。イオン源１０の温度のこの増大により、チャンバ壁１１及び外側の突起５０の熱膨張を引き起す。外側の突起５０が膨張するときに、ヒートシンク８０の凹部空洞８１と外側の突起５０との間のギャップ８２は低減し、これにより、熱伝達係数を向上する。ギャップ８２の厚さが低減するときに、イオン源１０を一定の又はほとんど一定の温度に維持するために十分な熱の量を、ヒートシンク８０が引出すことができる点に達するとされている。この点において、イオン源１０の温度は大体一定のままであり、イオン源１０は、これ以上膨張しない。したがって、外側の突起５０と凹部空洞８１との間の関係は平衡に達する。
さらに、特定の実施形態において、ギャップを調整するために、シムを用いることができる。例えば、図５Ａ〜５Ｂは、先細の円柱として形成される外側の突起５５０を有するイオン源５１０を示す。ヒートシンク５８０は、類似の形状の凹部空洞５８１を有する。外側の突起５５０が凹部空洞５８１に挿入される深さを変えることにより、ギャップ５８２を変えることができる。図５Ａは、イオン源５１０の本体とヒートシンク５８０の本体との間の第１の間隔を供給するために用いる第１の組のシム５０１を示す。外側の突起５５０及び凹部空洞５８１は、共に、先細のため、シムの使用により、凹部空洞５８１の背面での間隔と、外側の突起５５０の側面と凹部空洞５８１との間のギャップ５８２の両方を創生する。上記のように、最初のギャップのサイズはイオン源５１０の最終温度を決定するのに役立つことができる。図５Ｂは、それらの間に配置される第２の組のシム５０２を有するイオン源５１０及びヒートシンク５８０を示す。第２の組のシム５０２は、第１の組のシム５０１より厚く、その結果として、外側の突起５５０の側面と凹部空洞５８１の側面との間のより大きいギャップ５８２を創生する。したがって、外側の突起５５０及び凹部空洞５８１が先細の場合、シムは、これらのコンポーネント間の最初のギャップを変えるために、用いることができる。これにより、イオン源５１０の温度を調整するために、別の機構を供給する。
したがって、異なるサイズのシムと一体になって、先細の外側の突起５５０の使用により、イオン源５１０の温度を調整するために、別のパラメータを使用することを可能にする。例えば、特定の実施形態において、複数の温度を創生するために、イオン源５１０及びヒートシンク５８０を含む一組のコンポーネントを用いる。例えば、異なる温度を達成するために、イオン源５１０及びヒートシンク５８０と共に、各組が異なる厚さを有する複数の組のシムを用いることができる。したがって、特定の実施形態において、ヒートシンク５８０の温度は一定に保持され、一方、イオン源５１０の温度は、異なる組のシムの使用により、調整される。
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