JPH0845457A - イオン源装置 - Google Patents
イオン源装置Info
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- JPH0845457A JPH0845457A JP6197649A JP19764994A JPH0845457A JP H0845457 A JPH0845457 A JP H0845457A JP 6197649 A JP6197649 A JP 6197649A JP 19764994 A JP19764994 A JP 19764994A JP H0845457 A JPH0845457 A JP H0845457A
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 5
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型化が図れるとともに大出力の装置が容易
かつ安価に製造し得るようにする。 【構成】 ＭＰカソード１５の各電子放出孔３９に軸方
向の磁場を形成して高密度プラズマを閉じこめる磁場印
加手段を、各電子放出孔３９の近傍部それぞれを囲んだ
複数の磁石体３５により形成する。
かつ安価に製造し得るようにする。 【構成】 ＭＰカソード１５の各電子放出孔３９に軸方
向の磁場を形成して高密度プラズマを閉じこめる磁場印
加手段を、各電子放出孔３９の近傍部それぞれを囲んだ
複数の磁石体３５により形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子供給源として複数
の電子放出孔を有するマイクロ波プラズマカソード（以
下ＭＰカソードという）を用いたイオン源装置に関す
る。
の電子放出孔を有するマイクロ波プラズマカソード（以
下ＭＰカソードという）を用いたイオン源装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種ＭＰカソード型のイオン源
装置は、図２に示すように構成され、同図において、１
は非磁性体金属材料の副筐体、２は副筐体１により形成
された副プラズマ室、３，４は副筐体１の両側の強磁性
体金属材料の外蓋，中蓋、５は外蓋３に形成された副プ
ラズマ室２のガス導入口、６は先端部が外蓋３を介して
副プラズマ室２内に導入されたマイクロ波導入用の３本
の同軸ケーブル、７は各同軸ケーブル６の先端のアンテ
ナである。
装置は、図２に示すように構成され、同図において、１
は非磁性体金属材料の副筐体、２は副筐体１により形成
された副プラズマ室、３，４は副筐体１の両側の強磁性
体金属材料の外蓋，中蓋、５は外蓋３に形成された副プ
ラズマ室２のガス導入口、６は先端部が外蓋３を介して
副プラズマ室２内に導入されたマイクロ波導入用の３本
の同軸ケーブル、７は各同軸ケーブル６の先端のアンテ
ナである。
【０００３】８は副筐体１の外側に設けられた環状の永
久磁石であり、副プラズマ室２に電子サイクロトロン共
鳴（ＥＣＲ）条件以上の磁場を発生する。９は隔壁板４
に形成された複数個の開孔である。
久磁石であり、副プラズマ室２に電子サイクロトロン共
鳴（ＥＣＲ）条件以上の磁場を発生する。９は隔壁板４
に形成された複数個の開孔である。
【０００４】１０は永久磁石８より大径の環状の１個の
永久磁石であり、磁場印加手段を形成する。１１は中蓋
４と永久磁石１０の一側との間の強磁性体金属材料のフ
ランジ状の中間板、１２は中間板１１に形成された複数
個の開孔であり、各開孔９に重合する。１３は永久磁石
１０の他側の強磁性体金属材料のフランジ状の基蓋、１
４は基蓋１３に形成された複数個の電子放出孔であり、
各開孔１３に重合する。
永久磁石であり、磁場印加手段を形成する。１１は中蓋
４と永久磁石１０の一側との間の強磁性体金属材料のフ
ランジ状の中間板、１２は中間板１１に形成された複数
個の開孔であり、各開孔９に重合する。１３は永久磁石
１０の他側の強磁性体金属材料のフランジ状の基蓋、１
４は基蓋１３に形成された複数個の電子放出孔であり、
各開孔１３に重合する。
【０００５】１５は副筐体１，副プラズマ室，外蓋３，
中蓋４，アンテナ７，永久磁石８，１０，中間板１１，
基蓋１３が形成するＭＰカソードである。
中蓋４，アンテナ７，永久磁石８，１０，中間板１１，
基蓋１３が形成するＭＰカソードである。
【０００６】１６は非磁性体金属材料の主筐体、１７は
主筐体１６により形成された主プラズマ室、１８，１９
は主筐体１６の両側に形成された開口部、２０は基蓋１
３と開口部１８との間に介在した絶縁体、２１は開口部
１９に取り付けられたイオンビーム引出電極であり、開
口部１９から順の第１電極２２，第２電極２３，第３電
極２４からなる。２５は開口部１９各電極２２，２３，
２４それぞれの間に介在する絶縁体、２６は主筐体１６
の外側に設けられたカスプ磁場発生用の永久磁石であ
る。
主筐体１６により形成された主プラズマ室、１８，１９
は主筐体１６の両側に形成された開口部、２０は基蓋１
３と開口部１８との間に介在した絶縁体、２１は開口部
１９に取り付けられたイオンビーム引出電極であり、開
口部１９から順の第１電極２２，第２電極２３，第３電
極２４からなる。２５は開口部１９各電極２２，２３，
２４それぞれの間に介在する絶縁体、２６は主筐体１６
の外側に設けられたカスプ磁場発生用の永久磁石であ
る。
【０００７】２７は負極が外蓋３に接続されたカソード
電源であり、正極は基蓋１３に接続されている。２８は
負極がカソード電源２７の正極に接続された放電電源で
あり、正極は主筐体１６に接続されている。２９は正極
が主筐体１６に接続された加速電源であり、負極はアー
スされている。３０は放電電源２８の負極あるいは正極
と第１電極２２との間に設けられた抵抗、３１は負極が
第２電極２３に接続された減速電源であり、正極はアー
スされている。なお、第３電極２４はアースされてい
る。
電源であり、正極は基蓋１３に接続されている。２８は
負極がカソード電源２７の正極に接続された放電電源で
あり、正極は主筐体１６に接続されている。２９は正極
が主筐体１６に接続された加速電源であり、負極はアー
スされている。３０は放電電源２８の負極あるいは正極
と第１電極２２との間に設けられた抵抗、３１は負極が
第２電極２３に接続された減速電源であり、正極はアー
スされている。なお、第３電極２４はアースされてい
る。
【０００８】そして、ＭＰカソード１５においては、永
久磁石８及び強磁性体金属材料の外蓋３，中蓋４の磁気
回路が形成され、アンテナ７の近傍にＥＣＲ条件以上の
磁場が形成されている。したがって、ガス導入口５から
副プラズマ室２にガスを供給し、アンテナ７から副プラ
ズマ室２にマイクロ波を供給すると、マイクロ波放電に
よって供給ガスが電離され、副プラズマ３２が形成され
る。
久磁石８及び強磁性体金属材料の外蓋３，中蓋４の磁気
回路が形成され、アンテナ７の近傍にＥＣＲ条件以上の
磁場が形成されている。したがって、ガス導入口５から
副プラズマ室２にガスを供給し、アンテナ７から副プラ
ズマ室２にマイクロ波を供給すると、マイクロ波放電に
よって供給ガスが電離され、副プラズマ３２が形成され
る。
【０００９】さらに、永久磁石１０及び強磁性体金属材
料の中間板１１，基蓋１３により電子放出孔１４の近傍
部に開孔９，１２及び電子放出孔１４を通る矢印Ｂの軸
方向の磁場が形成される。そして、カソード電源２７に
より中間板１１と基蓋１３との間に直流電界が印加さ
れ、この直流電界と前記軸方向の磁場とにより、各電子
放出孔１４の近傍部である中間板１１と基蓋１３との間
に高密度のプラズマを閉じこめる。
料の中間板１１，基蓋１３により電子放出孔１４の近傍
部に開孔９，１２及び電子放出孔１４を通る矢印Ｂの軸
方向の磁場が形成される。そして、カソード電源２７に
より中間板１１と基蓋１３との間に直流電界が印加さ
れ、この直流電界と前記軸方向の磁場とにより、各電子
放出孔１４の近傍部である中間板１１と基蓋１３との間
に高密度のプラズマを閉じこめる。
【００１０】さらに、主筐体１６と内蓋１３との間の放
電電源２２の直流電圧の印加により、副プラズマ３２か
ら電子が各電子放出孔１４を通って主プラズマ室１７内
に供給され、直流放電による主プラズマ３３が形成され
る。そして、イオン引出電極２１のイオン引き出し作用
により、主プラズマ３３よりイオンビーム３４が引き出
される。
電電源２２の直流電圧の印加により、副プラズマ３２か
ら電子が各電子放出孔１４を通って主プラズマ室１７内
に供給され、直流放電による主プラズマ３３が形成され
る。そして、イオン引出電極２１のイオン引き出し作用
により、主プラズマ３３よりイオンビーム３４が引き出
される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記図２の従来装置の
場合、ＭＰカソード１５の各電子放出孔１４の近傍部に
軸方向の磁場を印加するため、大径の１個の永久磁石１
０を備える。この場合、大型の環状の永久磁石等を要
し、装置全体が大型化する問題点がある。
場合、ＭＰカソード１５の各電子放出孔１４の近傍部に
軸方向の磁場を印加するため、大径の１個の永久磁石１
０を備える。この場合、大型の環状の永久磁石等を要
し、装置全体が大型化する問題点がある。
【００１２】また、電子放出孔１４の数を変更する毎
に、その個数に応じた所要の磁束密度が得られるように
永久磁石１０の保磁力，寸法を計算しなければならず、
容易に製造できない問題点もある。
に、その個数に応じた所要の磁束密度が得られるように
永久磁石１０の保磁力，寸法を計算しなければならず、
容易に製造できない問題点もある。
【００１３】さらに装置が大型化すると、永久磁石１０
として非常に大きな環状の永久磁石が必要になるが、こ
のような大型の永久磁石は作成が困難で高価になり、そ
の上、割れ易いという欠点もあり、大出力の装置の製造
が容易でなく、極めて高価になる問題点もある。本発明
は、小型化が図れるとともに大出力の装置を容易かつ安
価に製造し得るようにすることを目的とする。
として非常に大きな環状の永久磁石が必要になるが、こ
のような大型の永久磁石は作成が困難で高価になり、そ
の上、割れ易いという欠点もあり、大出力の装置の製造
が容易でなく、極めて高価になる問題点もある。本発明
は、小型化が図れるとともに大出力の装置を容易かつ安
価に製造し得るようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明のイオン源装置においては、ＭＰカソード
の各電子放出孔に軸方向の磁場を形成して高密度プラズ
マを閉じこめる磁場印加手段を、各電子放出孔の近傍部
それぞれを囲んだ複数の磁石体により形成する。
めに、本発明のイオン源装置においては、ＭＰカソード
の各電子放出孔に軸方向の磁場を形成して高密度プラズ
マを閉じこめる磁場印加手段を、各電子放出孔の近傍部
それぞれを囲んだ複数の磁石体により形成する。
【００１５】
【作用】前記のように構成された本発明のイオン源装置
の場合、従来の大型の１個の永久磁石の代わりに電子放
出孔毎の小型の磁石体を用いて磁場発生手段が形成され
る。
の場合、従来の大型の１個の永久磁石の代わりに電子放
出孔毎の小型の磁石体を用いて磁場発生手段が形成され
る。
【００１６】そのため、装置の小型化が図られるととも
に、従来のような保磁力や寸法の計算を行うことなく、
電子放出孔の数の磁石体を設ける簡単な手法で製造し得
る。しかも、各磁石体が小型であるため、その作成が容
易であり安価であり、その上、割れることもなく、大出
力の装置の製造が容易かつ安価になる。
に、従来のような保磁力や寸法の計算を行うことなく、
電子放出孔の数の磁石体を設ける簡単な手法で製造し得
る。しかも、各磁石体が小型であるため、その作成が容
易であり安価であり、その上、割れることもなく、大出
力の装置の製造が容易かつ安価になる。
【００１７】
１実施例について、図１を参照して説明する。同図の
（ａ），（ｂ）において、図２と同一符号は同一もしく
は相当するものを示し、３５は磁場印加手段として図２
の永久磁石１０の代わりに設けられた３個の磁石体であ
り、後述の各電子放出孔３９の近傍部それぞれを囲んだ
環状の永久磁石からなる。
（ａ），（ｂ）において、図２と同一符号は同一もしく
は相当するものを示し、３５は磁場印加手段として図２
の永久磁石１０の代わりに設けられた３個の磁石体であ
り、後述の各電子放出孔３９の近傍部それぞれを囲んだ
環状の永久磁石からなる。
【００１８】３６，３７は図２の中間板１１，基蓋１３
に対応する磁石体３５の両側のフランジ状の中間板，基
蓋、３８は図２の開孔１２に対応する中間板３６の３個
の開孔、３９は図２の電子放出孔１４に対応する基蓋３
７の３個の電子放出孔である。なお、中間板３６と基蓋
３７とを電気的に絶縁するため、中間板３６と各磁石体
３５とは、各電子放出孔３９の近傍部に所望の磁束密度
が得られる範囲内の間隙を設けて取付けられている。
に対応する磁石体３５の両側のフランジ状の中間板，基
蓋、３８は図２の開孔１２に対応する中間板３６の３個
の開孔、３９は図２の電子放出孔１４に対応する基蓋３
７の３個の電子放出孔である。なお、中間板３６と基蓋
３７とを電気的に絶縁するため、中間板３６と各磁石体
３５とは、各電子放出孔３９の近傍部に所望の磁束密度
が得られる範囲内の間隙を設けて取付けられている。
【００１９】そして、マイクロ波放電により副プラズマ
室２に副プラズマ３２が発生し、各電子放出孔３９形成
された軸方向の磁場及び中間板３６，基蓋３７間の直流
電界の印加により、従来装置の場合と同様、副プラズマ
３２に基づく高密度プラズマが閉じこめられる。
室２に副プラズマ３２が発生し、各電子放出孔３９形成
された軸方向の磁場及び中間板３６，基蓋３７間の直流
電界の印加により、従来装置の場合と同様、副プラズマ
３２に基づく高密度プラズマが閉じこめられる。
【００２０】このとき、前記軸方向の磁場は各磁石体３
５及び中間板３６，基蓋３７の磁気回路により形成され
る。また、前記直流電界は図２のカソード電源２７によ
り印加される。
５及び中間板３６，基蓋３７の磁気回路により形成され
る。また、前記直流電界は図２のカソード電源２７によ
り印加される。
【００２１】そして、図２の場合と同様、主筐体１６と
基蓋３７間の同図の放電電源２８の直流電圧印加によ
り、副プラズマ３２より電子が各電子放出孔３９を通っ
て主プラズマ室１７内に供給され、直流放電による主プ
ラズマ３３が形成され、イオン引出電極２１のイオン引
出作用により主プラズマ３２よりイオンビーム３４が引
出される。ところで、前記実施例では各磁石体３５を環
状の１個の永久磁石により形成したが、それぞれこの１
個の永久磁石を分割したような複数の磁石片により形成
してもよい。
基蓋３７間の同図の放電電源２８の直流電圧印加によ
り、副プラズマ３２より電子が各電子放出孔３９を通っ
て主プラズマ室１７内に供給され、直流放電による主プ
ラズマ３３が形成され、イオン引出電極２１のイオン引
出作用により主プラズマ３２よりイオンビーム３４が引
出される。ところで、前記実施例では各磁石体３５を環
状の１個の永久磁石により形成したが、それぞれこの１
個の永久磁石を分割したような複数の磁石片により形成
してもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。ＭＰカソー
ド１０の磁場印加手段が、従来の大型の１個の永久磁石
の代わりに電子放出孔３９毎の小型の磁石体３５により
形成されるため、装置を大幅に小型することができると
ともに、電子放出孔３９の数に応じた磁石の保持力，寸
法等をその都度設計する必要がなく、電子放出孔３９の
数の磁石体３５を設けて装置を容易に形成することがで
きる。
ているため、以下に記載する効果を奏する。ＭＰカソー
ド１０の磁場印加手段が、従来の大型の１個の永久磁石
の代わりに電子放出孔３９毎の小型の磁石体３５により
形成されるため、装置を大幅に小型することができると
ともに、電子放出孔３９の数に応じた磁石の保持力，寸
法等をその都度設計する必要がなく、電子放出孔３９の
数の磁石体３５を設けて装置を容易に形成することがで
きる。
【００２３】しかも、各磁石体３５が小型であるため、
その作成が容易で安価であり、その上、割れることもな
い。したがって、大出力の装置の製造が非常に容易かつ
安価に行える。
その作成が容易で安価であり、その上、割れることもな
い。したがって、大出力の装置の製造が非常に容易かつ
安価に行える。
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の１実施例の要部の切
断正面図，切断左側面図である。
断正面図，切断左側面図である。
【図２】従来例の切断正面図である。
２ 副プラズマ室 １５ ＭＰカソード １７ 主プラズマ室 ２１ イオン引出電極 ３５ 磁石体 ３９ 電子放出孔
Claims (1)
- 【請求項１】 マイクロ波放電により副プラズマ室に生
成したプラズマを電子供給源とするマイクロ波プラズマ
カソード（以下ＭＰカソードという）と、 前記ＭＰカソードに形成された複数の電子放出孔と、 前記各電子放出孔に軸方向の磁場を形成して高密度プラ
ズマを閉じこめる磁場印加手段と、 前記各電子放出孔から電子が供給され，直流放電により
主プラズマを生成する主プラズマ室と、 前記主プラズマ室の前記ＭＰカソードに対向する位置に
設けられ，前記主プラズマからイオンビームを引き出す
イオン引出電極とを備えたイオン源装置において、 前記磁場印加手段を、前記各電子放出孔の近傍部それぞ
れを囲んだ複数の磁石体により形成したことを特徴とす
るイオン源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6197649A JPH0845457A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | イオン源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6197649A JPH0845457A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | イオン源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845457A true JPH0845457A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16378014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6197649A Pending JPH0845457A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | イオン源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845457A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19821802A1 (de) * | 1998-05-15 | 1999-12-02 | Andrae Juergen | Vorrichtung für die Erzeugung von Ionen- und Elektronenstrahlen mit großem Querschnitt |
| WO2001006534A1 (fr) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Ebara Corporation | Source de faisceaux |
| EP1401249A2 (de) * | 2002-09-18 | 2004-03-24 | Leybold Optics GmbH | Plasmaquelle |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP6197649A patent/JPH0845457A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19821802A1 (de) * | 1998-05-15 | 1999-12-02 | Andrae Juergen | Vorrichtung für die Erzeugung von Ionen- und Elektronenstrahlen mit großem Querschnitt |
| WO2001006534A1 (fr) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Ebara Corporation | Source de faisceaux |
| US6949735B1 (en) | 1999-07-14 | 2005-09-27 | Ebara Corporation | Beam source |
| EP1401249A2 (de) * | 2002-09-18 | 2004-03-24 | Leybold Optics GmbH | Plasmaquelle |
| EP1401249A3 (de) * | 2002-09-18 | 2005-10-26 | Leybold Optics GmbH | Plasmaquelle |
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