JPH0722850Y2 - 荷電粒子源 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えばイオン源または電子ビーム源等のよ
うに、プラズマを生成させてそこからイオンまたは電子
等の荷電粒子を引き出す荷電粒子源に関し、特にそのプ
ラズマ生成用容器と荷電粒子引出し用電極間の電気絶縁
および真空シール手段の改良に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の荷電粒子源の一例を示す概略断面図で
ある。この荷電粒子源は、いわゆるバケット型と呼ばれ
るものであり、プラズマ生成用の容器であるアークチャ
ンバー４内にガスを導入して、アノード兼用のアークチ
ャンバー４とフィラメント８間でアーク放電を起こさせ
てアークチャンバー４内にプラズマ（図示省略）を生成
させるようにしている。10は、当該プラズマ閉じ込め用
の多極磁場を発生させるための磁石である。

アークチャンバー４の開口部には、最プラズマ側に位置
していて正（イオンを引き出す場合）または負（電子を
引き出す場合）の高電位にされる引出し電極（または一
般的にプラズマ電極と呼ばれることもある。以下同じ）
18を含む引出し電極系が設けられており、それによって
電界の作用で荷電粒子22としてイオンまたは電子を引き
出すようにしている。尚、引出し電極系を構成するもの
として、引出し電極18の荷電粒子22引出し側には、フラ
ンジ20以外の部分で支持されて他の電極、例えば負の電
位にされる抑制電極や接地電位にされる接地電極等が適
宜設けられるが、第１図および第２図ではいずれもその
図示を省略している。

上記アークチャンバー４と引出し電極18間には、より具
体的にはそれらのフランジ６、20間には、引出し電極18
とアークチャンバー４内に発生させたプラズマとの間に
適当な（例えば数Ｖ〜数十Ｖ程度の）電位差を持たせる
必要から、電気絶縁用に例えばセラミック製の絶縁スペ
ーサ12が挟まれている。

また、アークチャンバー４内を真空にするため、フラン
ジ６と絶縁スペーサ12間、および絶縁スペーサ12とフラ
ンジ20間は、Ｏリング14、16によってそれぞれ真空シー
ルされている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のような荷電粒子源においては、アークチャンバー
４と引出し電極18間の電気絶縁および真空シール用に絶
縁スペーサ12および二つのＯリング14、16を用いている
ため、その部分の構造が複雑であり分解、組立等の作業
が容易でないという問題がある。

また、絶縁スペーサ12としては通常、アウトガスを少な
くするという観点からセラミックが使用されているが、
セラミックは高価であり、しかも損傷され易いためその
取扱いに大きな注意を要するという問題もある。

そこでこの考案は、上記のような点を改善した荷電粒子
源を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に荷電粒子源は、プラズマ生成用容器のフラン
ジ部と荷電粒子引出し用電極の内の最プラズマ側の電極
のフランジ部の相対向する面の少なくとも一方に環状の
溝を設け、その溝に環状をしていて絶縁材料から成る断
面角形のシール用パッキンを嵌めてそれを両フランジ部
間に、両フランジ部同士間に隙間が存在するように挟
み、このシール用パッキンによって両フランジ間を電気
絶縁および真空シールしていることを特徴とする。

〔作用〕

上記断面角形のシール用パッキンによれば、プラズマ生
成用容器のフランジ部と荷電粒子引出し用電極の内の最
プラズマ側電極のフランジ部との間の電気絶縁および真
空シールの両方が行われる。従ってその部分の構造が簡
素化される。

〔実施例〕

第１図は、この考案の一実施例に係る荷電粒子源を示す
概略断面図である。第２図と同一または対応する部分に
は同一符号を付し、以下においては従来例との相違点を
主に説明する。

この実施例においては、アークチャンバー４のフランジ
６と引出し電極18のフランジ20間に、断面角形のシール
用パッキンとして絶縁材料から成る角リング24を挟み、
それによってフランジ６と20間に電気絶縁および真空シ
ールの両方を行わせている。より具体的には、両フラン
ジ６、20の相対向する面に環状の溝26、28をそれぞれ設
け、その溝に角リング24を嵌めてそれを両フランジ６、
20間に、両フランジ６、20同士間に隙間が存在するよう
に挟んでいる。

角リング24としては、それからのアウトガスを少なくす
る観点から、例えばバイトン製、あるいはテフロンコー
ティングしたバイトン製等のものを用いるのが好まし
い。

ちなみに、角リング24に代わりにＯリングを用いようと
しても、Ｏリングは角リング24に比べて締付け時の変形
（ひしゃげ）が大きいため、フランジ６と20の締め具合
によっては両フランジ６、20間が電気的に接触する可能
性が非常に高く、絶縁体としての役割をも付加した状態
で用いることは容易ではない。これに対して角リング24
の場合は、それ用のフランジ６、20に設ける溝26、28の
寸法を適当に設定することによって、締付け時の変形
（ひしゃげ）を容易に小さくできるので、両フランジ
６、20間の接触は容易に避けることができる。尚、角リ
ング24収納用の溝26、28は、両フランジ６、20に設ける
のが好ましいがいずれか一方でも良い。

上記構造によれば、従来のように絶縁スペーサ12および
二つのＯリング14、16を用いる場合に比べて、アークチ
ャンバー４と引出し電極18間の電気絶縁および真空シー
ル部分の構造が極めて簡素化される。その結果、その部
分の、ひいては荷電粒子源の分解、組立等の作業も非常
に容易となる。

更に、従来では絶縁スペーサ12にセラミックが用いられ
て高価かつ取扱いに注意を要していたのに対して、上記
構造ではそのような絶縁スペーサ12等が不要になって角
リング24のみで済むため、その部分の価格も非常に安く
なり、また取扱いも極めて容易になる。

尚、以上ではいわゆるバケット型の荷電粒子源を例に説
明したけれども、この考案はそれ以外のタイプ、例えば
熱陰極とマグネトロン放電を組み合わせたいわゆるカウ
フマン型や、マイクロ波による冷陰極放電を用いたいわ
ゆるECR型等の荷電粒子源にも適用することができる。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、断面角形のシール用パ
ッキンによって、プラズマ生成用容器にフランジ部と最
プラズマ側電極にフランジ部との間の電気絶縁および真
空シールの両方が行われるので、従来のように絶縁スペ
ーサとＯリングとを組み合わせて用いる場合に比べて、
プラズマ生成用容器と最プラズマ側電極との間の電気絶
縁および真空シール部分の構造が極めて簡素化される。
その結果、その部分の、ひいては荷電粒子源の分解、組
立等の作業も非常に容易になる。

しかも、高価かつ取扱いに注意を要するセラミック製の
絶縁スペーサが不要になるので、上記電気絶縁および真
空シール部分の価格も非常に安くなり、また取扱いも極
めて容易になる。

また、断面角形のシール用パッキンは、Ｏリングに比べ
て締付け時の変形（ひしゃげ）を容易に小さくすること
ができるので、それを用いることによってフランジ部間
の接触を容易に避けることができる。その結果、当該シ
ール用パッキンの締付け等の作業が容易になると共に、
両フランジ部間の電気絶縁の信頼性も高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係る荷電粒子源を示す
概略断面図である。第２図は、従来の荷電粒子源の一例
を示す概略断面図である。 ４……アークチャンバー、6,20……フランジ、18……引
出し電極、22……荷電粒子、24……角リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】プラズマ生成用の容器とその中のプラズマ
   から荷電粒子を引き出すための１枚以上の電極を有する
   荷電粒子源において、前記容器のフランジ部と前記電極
   の内の最プラズマ側の電極のフランジ部の相対向する面
   の少なくとも一方に環状の溝を設け、その溝に環状をし
   ていて絶縁材料から成る断面角形のシール用パッキンを
   嵌めてそれを両フランジ部間に、両フランジ部同士間に
   隙間が存在するように挟み、このシール用パッキンによ
   って両フランジ部間を電気絶縁および真空シールしてい
   ることを特徴とする荷電粒子源。