JP3414398B2 - イオンビームガン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、誘電励起イオンビームガンに関するもので
ある。より詳しくは、本発明は、高周波励磁コイルによ
りガスを電離することによってイオンを発生させる方法
及び装置に関する。

発明の背景 イオンビーム源は、宇宙空間における推進用から半導
体や光学フィルムに使用される膜のエッチングやスパッ
タ蒸着に至るまで、多種多様な用途に使用されている。
これらの用途では全て、気体分子から電子を除去して正
帯電したイオンにすることによって気体分子を電離す
る。

これらの電離方法の中で最も簡単なものは、フィラメ
ントまたは熱電子放出体を用いて電離箱内に電子を発生
させることである。フィラメントによって発生した電子
が気体分子に衝突すると、気体分子から電子をたたき出
して、気体分子を正に帯電させる。この方法は、使用可
能ではあるが、下記のようないくつかの欠点がある。傾
向的に言うと、フィラメントは一般に寿命が短い。ま
た、フィラメントは熱電子放出体であり、電離気体と比
較して負電位になっているため、フィラメントから材料
物質が放出され、イオンビーム中に汚染物質として導入
されるという問題があった。

フィラメント型のイオン生成技術の改良として行われ
たのが、中空カソードの導入である。これによってフィ
ラメントを用いる必要がなくなり、イオンビーム源の使
用寿命が大幅に改善された。しかしながら、中空カソー
ド内にある物質によるイオンビームの汚染の可能性の問
題は依然として残されている。

イオンビーム発生器のその後の進歩としては、チェン
バ内のプレートまたはコイルに結合された高周波発生器
を用いて、高周波エネルギーによる励起によって気体分
子を電離する技術がある。この場合も、使用する材料物
質、特にプラズマ場中のコイルがイオンビームに汚染を
引き起こすという問題があった。この点における改良と
しては、ガスチェンバ外にコイルを配置することが汚染
をなくすのに効果があった。しかしながら、チェンバ内
にプラズマを閉じ込め、イオン化効率を高めると共に、
プラズマからチェンバ内の様々な部品へのアーク放電の
発生を防ぐには、通常外部磁場が必要であった。このよ
うなアーク放電は、プラズマの急速な劣化を引き起こ
し、最終的にはチェンバ内の部品の破壊にもつながる。
また高周波プラズマ発生を利用する大部分の試みでは、
発生器コイルの内部の冷却水手段によって冷却する必要
があった。そのために、コイルの両端を同じ電位、好ま
しくは接地電位に保って、高周波エネルギーが接地に逃
げないようにしなければならないという問題が生じた。
これらの目標を達成するためには、精巧なマッチング回
路網や、ウェーブガイド（導波管）またはコイルの長さ
の厳格な管理が必要であった。

そのために、プラズマがチェンバ内の汚染の原因とな
る部品等に接触することによるビームの汚染なしに、ま
た水冷コイルや外部磁場の必要なしに、正帯電した気体
分子のプラズマを発生させることができる技術が要望さ
れている。

発明の概要 本発明は、外部コイルに印加した高周波エネルギーに
より気体を励起させることによって気体分子を電離する
イオンビームガンにある。イオンビームガンは、電離し
ようとする気体を入れるためのチェンバまたは容器を有
する。この容器は、側壁と、閉じた第１の端部、及びイ
オンを抽出するためのアパーチャが貫通形成された第２
の端部を有する。

コイルは、容器の側壁の外側に絶縁スペーサにより側
壁から離して巻かれている。コイルは、第１の端部及び
第２の端部を有する。第１の端部は接地されている。コ
イルの第２の端部は可変コンデンサの片側に接続され、
可変コンデンサの反対側は接地されている。コイルに
は、その接地された端部、すなわち第１の端部から１回
巻きの約３分の１の所に高周波エネルギーが印加され
る。エネルギーは高周波発生器よりマッチング回路を介
してコイルに供給される。

チェンバ（容器）内には、その第１の端部に接続され
たアノード（陽極）が設けられている。このアノードに
は高圧直流電圧が印加される。容器の第２の端部には、
円筒状金属板よりなる共振器が設けられ、この円筒状金
属板には第２の端部の端板のアパーチャと位置整合され
た穴が貫通形成されている。この共振器も高圧直流電源
に接続されている。

容器の第２の端部のアパーチャ内には、スクリーング
リッドと加速グリッドから成る抽出手段が配置されてい
る。スクリーングリッドには直流高電圧が印加される。
加速グリッドには、イオンビームガンからイオンを抽出
するために負の直流電圧が印加される。

アノードには、うず電流がアノード内に電場または磁
場を生じさせるのを防ぐために周囲にスリットが形成さ
れている。しかしながら、共振器は、全周にわたって連
続した完全面よりなり、共振器中でうず電流を生じさせ
る第２の電極として作用する。

このようなコイルに印加される高周波エネルギー、ア
ノード、共振器及びスクリーングリッドに印加される直
流電圧の組合わせは、電離気体をプラズマとして容器内
に閉じ込めると共に安定させる。

始動時、プラズマを発生させるには、フィラメントの
ような内部あるいは外部の電子供給源が全く不要であ
る。さらに、プラズマを閉じ込めたり、整形整形したり
する必要も全くない。

本発明の目的は比較的高エネルギーの陽イオンを発生
させ得めの高密度イオン源を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、比較的簡単かつ安価に製
造することができるイオン発生源を提供することにあ
る。

本発明のもう一つの目的は、コイルと高周波発生器を
用いて、補助磁場を用いる必要なく気体分子を電離する
イオン発生源を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、イオン生成チェンバ内か
らフィラメント及びこれに付随する電子ビームをなくし
て、フィラメント焼損、フィラメント短絡、及びこれら
のフィラメントから放出され、蒸発した材料物質による
イオンビームの汚染のようなフィラメント関連の問題を
解消することにある。

以下、本発明を添付図面により詳細に示す実施例によ
り詳細に説明する。

図面の簡単な説明 図１は、本発明のイオンビームガンのイオン生成チェ
ンバの縦断面図である。

図２は、本発明のイオンビームガンの縦断面図で一部
を破断図として示す。

図３は、本発明のイオンビームガンのイオン生成チェ
ンバの構成部分を示す分解斜視図である。

図４は、本発明のイオンビームガンの電気的構成部分
及びこれらの構成部分とイオン生成チェンバ内の各構成
部分との相互接続関係を示すブロック図である。

実施例の説明 まず図１において、図示のイオンビームガンは、電離
しようとする気体（ガス）を入れるための容器またはチ
ェンバ100を有する。容器100は側壁200を有し、この実
施例においては、容器の側壁200は円筒状の耐熱ガラス
管の管壁よりなる。もちろん、容器の側壁200の断面
は、正方形等、円形以外の幾何学形状であってもよい。
本発明の他の実施例においては、側壁200の溶融石英製
とすることも可能である。しかしながら、側壁200の材
料に耐熱ガラスを用いると、透明な側壁を透過して放散
される紫外線を低減するということが確認されている。
この側壁に要求される唯一の条件は、材料として、溶融
したり、高周波エネルギーを伝達したりすることがない
ように耐熱性誘電体で、電離気体によって引き起こされ
る側壁内面からの材料のスパッタリングまたは損失が最
小となるよう十分な一体性を有する材料を用いるという
ことである。

また、容器またはチェンバ100は、アルミニウムのよ
うな適切な材料で形成された閉じた第１の端部202、及
びやはりアルミニウムのような適切な材料製のアパーチ
ャが貫通生成された第２の端部204を有する。アルミニ
ウムは、良導体であるため理想的な材料であり、また以
下に説明するように、プラズマは容器100内部の他の構
成部分によってアルミニウム製の第１の端部202及び第
２の端部204に対して遮蔽されるため、これらのアルミ
ニウムの部分がプラズマによって侵されることはない。

側壁200と第１の端部202の間にはぴったり適合するシ
ール206によって気密シールが形成されている。側壁200
と第２の端部204の間にも、ぴったり嵌合する設計され
た同様のガスケット208によって気密シールが形成され
ている。第１の端部202は適切なボルト210によって第２
の端部204に結合されている。以下に説明するように、
第１の端部202と第２の端部204は互いに異なる電位にあ
るため、通しボルト210は第１の端部202から電気的に絶
縁する必要がある。第１の端部202には、最終的に第１
の端部202に現わる電気信号が通しボルト210に印加され
るのを防ぐために、適切な絶縁体220が設けられてい
る。第１の端部202と第２の端部204との間に側壁200を
挟んで、適切なナット222を通しボルト210に嵌め込み、
締め付けることによって組み立ては完了する。コイル23
0は、一実施例においては銅管で形成され、側壁200の外
側にその外面から絶縁体232により離間して巻いてあ
る。第１の端部202には、ガスをチェンバ100に注入する
ことができるようガス入口240が設けられている。

第１のアノードプレート242及び第２のアノードレー
ト244は、中心支柱246に電気的に接続されると共にこれ
に機械的に結合されており、他方中心支柱246は第１の
端部202に電気的に接続されると共に、これに機械的に
結合されている。

チェンバ100の内部には、第２の端部204の近傍に共振
器250が設けられている。この実施例においては、共振
器250は、アパーチャが貫通形成されると共に外フラン
ジを有して第２の端部204のアパーチャの内周に沿って
嵌め込まれた円筒状チタン板よりなる。共振器250は、
ガラス絶縁板252によって第２の端部204に対して電気的
に絶縁されると共に、機械的もに分離されている。共振
器250は、チタンネジ256によって絶縁体254に機械的に
取り付けられている。第２の端部204のアパーチャの内
側には、多孔スクリーングリッド260及び加速グリッド2
62が設けられており、これらのグリッドは、絶縁体254
に固着される絶縁スペーサ270によって互いに離間させ
て保持されている。

次に、図２には、上記とは別の１本の通しボルト212
及び絶縁スペーサ224と、アタッチメントナット226が詳
細に示されている。同様に、232と類似したコイル230を
保持するためのもう１つの離隔絶縁体234が図示のよう
に設けられている。

コイル230は、容器200の外側に３回巻きと４回巻きの
中間の巻き数のソレノイドとして巻装された１本の導体
よりなる。本発明の一実施例においては、コイル230は
直径3/8インチの薄肉銅管体の側壁200の回りに約３回半
巻きされている。コイル230は、この実施例の場合、第
１の端部280がチェンバの第２の端部204に取り付けられ
ており、コイルの第２の端部は以下に説明するようにし
て電気的に接続されている。さらに、コイルの中間部の
一点には電気コネクタ282が取り付けられている。この
中間部の点は、コイルの第１の端部280から約３分の１
回巻きの所にある。

完成状態のイオンビームガンアセンブリは、第１の端
部202から離間した位置にファンを取付けるフランジ290
を有する。このフランジ290は、アパーチャを有し、そ
の中にファン292が取り付けられる。ファン292は、側壁
200の外面と金属製の保護シールド298のの間のイオンビ
ームガンの周りに冷却空気を強制的に送り込む。冷却空
気は、第２の端部204の部分においてシールド298の周壁
に沿って設けられた多数の出口穴300から外部に放出さ
れる。

図２に示すように、電離しようとする気体はガス供給
源294から管296によってガス入口240に送給され、そこ
からチェンバ100中に導入される。この実施例において
は、気体はキセノンである。他の実施例においては、ア
ルゴンが効果的に使用される。これ以外の不活性ガスも
動揺に使用することができる。

次に、図３を参照しつつ、本発明のイオンビームガン
の様々な構成部分についてさらに詳細に説明する。図示
実施例においては、アノードは、２枚のプレート、すな
わち互いに離間させて共通の中心支柱246に取り付けら
れた第１のアノードプレート242及び第２のアノードプ
レート244から成る。支柱246は、容器の第１の端部202
の端板に機械的に結合され、かつこれに電気的に接続さ
れている。

第１のアノードプレート242及び第２のアノードプレ
ート244は、各々、中心支柱246から各プレートの周縁に
向けて放射状外向きに延びる複数のスリット245を有す
る。図示実施例においては、第１のアノードプレート24
2、第２のアノードプレート244共各々８つのスリットが
設けられている。第２のアノードプレート244は、中心
支柱246上で、第１のアノードプレート242中のスリット
245が第２のアノードレート244のスリット245と軸方向
に見て重なり合わないように、第１のアノードプレート
242に対して回転されて配置されている。これらのスリ
ットは、第１のアノードレート242または第２のアノー
ドプレート244のどちらについても、コイル230に印加さ
れる高周波エネルギーによってうず電流が誘導されるの
を防ぐよう作用する。また、スリット245は、容器内で
気体を一様に分散させ、拡散させるための気体通路とし
ての役割をも有する。

第２のアノードプレート244と第１の端部プレート202
との間でプラズマを全く発生させないように、第２のア
ノードプレート244が容器100の側壁200及び第１の端部2
02の端板から離間させて取り付けられている。同様に、
第１のアノードプレート242は、第１のアノードプレー
ト242と第２のアノードプレート244の間でプラズマが発
生するのを防ぐようにして、側壁200及び第２のアノー
ドプレート244から離間させて取り付けられている。

コイル230を直接絶縁側壁200に巻くと、絶縁側壁200
を通してプラズマからコイル230へアーク放電が起こる
ことがあるということが実験によって確認されている。
絶縁側壁200に対してコイル230を直接巻くと、側壁200
の内面から材料物質が側壁200の内部からスパッタリン
グにより放出されて、側壁200の強度が低下したり、ス
パッタリングされた材料物質によってイオンビームが汚
染されたりするという不具合もある。また、側壁200に
直接コイル230を巻装すると、側壁200にホットスポット
が生じ、これによってさらに別の問題が生じ得る。

コイル230を側壁200から離間させてこれらの間にエア
ギャップを設けることによって、これらの問題は全て最
小限に抑えることができる。この実施例においては、コ
イル230はスペーサ232及び234のような複数の絶縁スペ
ーサによって側壁200から離間されている。これによれ
ば、アーク放電、汚染及び側壁200のスパッタリングが
防止されるのみならず、コイル230と側壁200の間に空気
通路が形成されて、ファン292からの冷却空気によるコ
イル230及び側壁200の表面の冷却効果がさらに改善され
る。

図３には、スクリーングリッド260及び加速グリッド2
62も詳細に図示されている。スクリーングリッド260
は、複数のアパーチャを有する。これらのアパーチャ
は、直径約0.075インチの穴よりなり、約100穴／平方イ
ンチの密度を有する。同様に、加速グリッド262も複数
のアパーチャを有する。加速グリッドのこれらのアパー
チャは、直径約0.050インチの穴よりなり、約100穴／平
方インチの密度を有する。この実施例においては、スク
リーングリッド260及び加速グリッド262は、いずれもグ
ラファイト製である。スクリーングリッド260のアパー
チャと加速グリッド262のアパーチャは、軸方向に見て
互いに位置整合されている。

次に、図４には、イオンビームガンの様々な構成部分
に対する電気的接続関係が詳細に示されている。出力電
圧を約1000乃至2000ボルトの範囲で調節可能な直流電源
装置302は、フィルタ304及び中心支柱246への電気配線
を介してイオンビームガンの第１の端部202に電源電圧
を供給するよう接続されている。また、電源装置302
は、フィルタ306を介して共振器250にも電源を供給す
る。同様に、スクリーングリッド260にもフィルタ308を
介して同じ電圧が印加される。図示実施例においては、
この正の直流電圧は1750ボルトにすると効果的であると
いうことが確認されている。電源装置302は、第２の電
源装置である。

高周波発生器320は、周波数が６メガヘルツ乃至50メ
ガヘルツの範囲、電力が数ワット乃至〜数100ワットの
範囲で可変な電気エネルギーを供給することができる。
この実施例の高周波発生器320は、当業界で標準的な13.
56メガヘルツの周波数を出力する。高周波エネルギー
は、マッチング回路322を介してコイル230の中間部の点
のコネクタ282に接続される。コイル230の第１の端部は
接地された第２の端部204の端板に接続されており、従
ってこのコイル230の第１の端部は接地電位に保たれ
る。コイル230の第２の端部284は、５マイクロファラド
〜100マイクロファラドの範囲で容量可変な可変コンデ
ンサ324の第１の端部に接続されている。可変コンデン
サ324の第２の端部は接地されている。

複数のコンデンサ330、332及び334は、例えば0.01ピ
コファラッドのコンデンサでありは、これらの各コンデ
ンサの第１の端部はチェンバ100の第１の端部202に接続
されている。コンデンサ330、332及び334の第２の端部
は接地されている。この実施例においては、これらのコ
ンデンサの接地との接続は、図２に示すように、通しボ
ルト210のような通しボルトを介して行われる。コンデ
ンサ330、332及び334は、コイル230に供給される高周波
エネルギーによって第１の端部202に高周波電荷が誘導
された場合、それらの誘導電荷を接地に落とすよう作用
する。ここで、コイル230に供給されるRFエネルギーが
共振器250にうず電流を誘導するということに留意すべ
きであろう。この点に関しては、共振器250のうず電流
は、コンデンサ330、332及び334と共に利用すると、イ
オンビームガンの出力ビームのビーム強度を約20％増大
させるということが明らかになっている。第３の電源装
置340は、フィルタ342を介して負の直流電圧を加速グリ
ッド262に供給する。この電圧は、初期の目的に使用す
るために、チェンバ100の内側からイオンを抽出するよ
う作用する。

このイオンビームガンは、高周波発生器から約550ワ
ットを入力することによって、1750ボルト、200ミリア
ンペアの出力ビームが得られるということが確認されて
いる。

動作 動作について説明すると、イオンビームガンは、イオ
ンを衝突させる装置を入れる真空チェンバ（図示省略）
に取り付けられる。真空チェンバ外壁と容器の第２の端
部204の間にはシールを入れて気密シールが形成され
る。

そして、気体供給源294からアルゴンまたはキセノン
ガスが流量3.5標準立方センチメートル／分でチェンバ1
00内に供給される。このガスは、第２のアノードプレー
ト244のスロット245及び第１のアノードプレート242の
スロット245を通り、またアノードプレート242及び244
の周部の周りにおいて拡散され、チェンバ100内に一様
に分散される。

コイル230には、第１の電源装置、すなわち高周波発
生器320からマッチング回路322を介して高周波エネルギ
ーが供給される。この実施例においては、高周波発生器
320の周波数は、13.56メガヘルツで、出力550ワットで
ある。マッチング回路322は、高周波発生器の出力イン
ピーダンスを50オームの伝送線路インピーダンスと整合
させる。マッチング回路322からの伝送線路は、プラズ
マが発生して動作状態にある時、その点から接地までの
インピーダンスが50オームに近くなるようなコイル230
の中間部の点282に接続される。

第１の端部202、及びこれと電気的に接続されたアノ
ードプレート242及び244には、第２の電源装置302から1
750ボルトが供給される。また、第２の電源装置302は、
1750ボルトを共振器250及びスクリーングリッド260にも
供給する。

このようにして発生したイオンは、第３の電源装置34
0から加速グリッド342に第２の直流電圧（この実施例に
おいてはマイナス100ボルト）を印加することによって
容器100から抽出される。この実施例においては、イオ
ンビームガンからの出力は、1750ボルトで200ミリアン
ペアと測定された。

以上、本発明の原理を実施例により詳細に説明した
が、本発明は、その原理から逸脱することなく種々の修
正や変更態様が可能であるということは、当業者にとっ
て明白であろう。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−290428（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−110737（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−148539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180747（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−103088（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−297098（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−8132（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−62650（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3798568（ＵＳ，Ａ) 米国特許3432721（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 37/08 H01J 27/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）内壁面、外壁面、側壁（200）、第１
   の端部（202）及び第２の端部（204）を有する電離しよ
   うとする気体を入れるための容器（100）と； ｂ）上記容器（100）の外壁面から離間して設けられた
   コイル（230）と； ｃ）高周波エネルギーを上記コイル（230）に供給して
   上記容器（100）の内壁面の内側にある上記気体をプラ
   ズマをなす正帯電したイオンと電子とに電離するための
   上記コイル（230）に接続された高周波発生器（320）
   と； ｄ）上記容器（100）内にその上記第２の端部（204）に
   近接させて設けられていて、上記容器（100）の上記第
   ２の端部（204）から電気的に絶縁され且つ電源（302）
   に接続されており、上記容器（100）から取り出される
   イオンのビーム強度を強める共振器（250）と； ｅ）上記容器（100）から上記の正帯電したイオンを取
   り出すための抽出手段（262）と； ｆ）上記容器（100）内にその上記第１の端部（202）に
   近接させて設けられたアノード（242）と； からなるイオンビームガン。
2. 【請求項２】ａ）側壁（200）、閉じた第１の容器端部
   （202）、及びアパーチャが貫通形成された上記第２の
   容器端部（204）を有する容器（100）と； ｂ）電離しようとするガスを供給するための供給手段
   （294）と； ｃ）上記供給手段（294）からの上記ガスを上記容器（1
   00）の上記第１の容器端部（202）を介して上記容器（1
   00）に導入するためのガス入口手段（240）と； ｄ）上記容器（100）内の上記ガスを一様に分布させる
   ためのガス拡散手段（242、244）と； ｅ）接地された第１のコイル端部（280）、中間部の点
   （282）、及び第２のコイル端部（284）を有し、上記容
   器（100）の側壁（200）の周りにそこから離間させて巻
   かれたコイル（230）と； ｆ）上記コイル（230）の上記中間部の点（282）に接続
   された高周波エネルギーを上記コイル（230）に供給し
   て上記容器（100）内で上記ガスをプラズマへ電離する
   ための第１の電源装置（320）と； ｇ）上記コイル（230）の上記第２のコイル端部（284）
   に接続された一方の端部と、接地された他方の端部を有
   する可変コンデンサ（324）と； ｈ）上記容器（100）中に上記容器（100）の上記第１の
   容器端部（202）に近接させて設けられたアノード（24
   2,244）と； ｉ）上記アノード（242,244）に接続されていて、上記
   アノード（242,244）に第１の直流電圧を供給するため
   の第２の電源装置（302）と； ｊ）上記コイル（230）を介して供給される高周波エネ
   ルギーによって上記アノード（242,244）にうず電流が
   発生するのを防ぐために上記アノード（242,244）に関
   連させて設けられた第１の抑制手段（245）と； ｋ）上記容器（100）の上記第１の容器端部（202）から
   高周波誘導電圧を除去するための上記容器（100）の上
   記第１の容器端部（202）に関連させて設けられた第２
   の抑制手段（330,332,334）と； ｌ）上記容器（100）内で上記第２の容器端部（204）に
   近接させて設けられていて、上記第２の容器端部（20
   4）の上記アパーチャと位置的に整合されたアパーチャ
   が貫通形成されている共振器（250）にして、上記第２
   の容器端部（204）の上記アパーチャ内を延びる部分お
   よびその部分から延びるフランジを含むとともに、上記
   第２の電源装置（302）に電気的に接続されている共振
   器（250）と； ｍ）上記容器（100）の外部に上記第２の容器端部（20
   4）の上記アパーチャに近接させて設けられ、上記第２
   の電源装置（302）に電気的に接続された多孔スクリー
   ングリッド（260）と； ｎ）上記容器（100）の外部に上記スクリーングリッド
   （260）に近接させて設けられた多孔加速（262）グリッ
   ドと； ｏ）上記加速グリッド（262）に接続されていて、第２
   の直流電圧を上記加速グリッド（262）に供給して上記
   電離気体を上記容器（100）から外部に向けて加速する
   ための第３の電源装置（240）と； からなるイオンビームガン。
3. 【請求項３】ａ）プラズマを得るために電離しようとす
   るガスを供給するステップと； ｂ）側壁（200）、第１の端部（202）及びアパーチャが
   形成された第２の端部（204）を有する上記の電離しよ
   うとするガスを入れるための容器（100）を設けるステ
   ップと； ｃ）上記容器（100）の側壁（200）の回りにコイル（23
   0）を設けるステップと； ｄ）上記コイル（230）への高周波エネルギーを有する
   高周波信号を導入するステップと； ｅ）上記容器（100）の上記第１の端部（202）に近接さ
   せてアノード（242,244）を設けるステップと； ｆ）上記容器（100）の上記第２の端部（204）に近接さ
   せ且つ上記容器（100）の上記第２の端部（204）から電
   気的に絶縁して共振器（250）を設けるステップと； ｇ）上記容器（100）の上記第２の端部（204）の上記ア
   パーチャに多孔スクリーングリッド（260）を設けるス
   テップと； ｈ）上記ガスを上記容器（100）に導入するステップ
   と； ｉ）別途に磁場をかけることなく上記コイル（230）か
   らの上記高周波エネルギーによって上記ガスを上記プラ
   ズマに電離するステップと； ｊ）第１の直流電圧を、上記アノード（242,244）、上
   記スクリーングリッド（260）及び上記共振器（250）に
   供給して、上記プラズマを閉じ込めると共に整形し且つ
   上記容器（100）から取り出されるイオンのビーム強度
   を強めるステップと； ｋ）上記容器（100）の外部に上記スクリーングリッド
   （260）に近接させて多孔加速グリッド（262）を設ける
   ステップと； ｌ）負の直流電圧を上記加速グリッド（262）に印加し
   て上記容器（100）からイオンを抽出するステップと； からなるイオン生成方法。