JPH0578897B2 - - Google Patents
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- JPH0578897B2 JPH0578897B2 JP63094518A JP9451888A JPH0578897B2 JP H0578897 B2 JPH0578897 B2 JP H0578897B2 JP 63094518 A JP63094518 A JP 63094518A JP 9451888 A JP9451888 A JP 9451888A JP H0578897 B2 JPH0578897 B2 JP H0578897B2
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、真空容器およびその蓋の内側に内
張り板を設けた構造のイオン源に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion source having a structure in which a vacuum container and a lining plate are provided inside the lid thereof.
この種のイオン源の従来例を第3図に示す。 A conventional example of this type of ion source is shown in FIG.
即ちこのイオン源は、筒状の真空容器2を備
え、それの一方の開口部付近にはイオンビーム2
2引出し用の電極6が設けられており、他方の開
口部側は蓋10によつて塞がれている。8は真空
シール用のOリングである。また、真空容器2の
外側には、プラズマ閉込め磁場発生用の磁石4が
設けられており、蓋10の内側には、ブツシング
12を介してフイラメント14が取り付けられて
いる。 That is, this ion source includes a cylindrical vacuum container 2, and an ion beam 2 is placed near one opening of the container.
Two lead-out electrodes 6 are provided, and the other opening side is covered with a lid 10. 8 is an O-ring for vacuum sealing. Further, a magnet 4 for generating a plasma confinement magnetic field is provided on the outside of the vacuum container 2, and a filament 14 is attached to the inside of the lid 10 via a bushing 12.
そして、真空容器2の内側にはそこを覆う第1
の内張り板(熱シールド板とも呼ばれる。以下同
じ)16が、蓋10の内側にはそこを覆う第2の
内張り板18がそれぞれ設けられており、しかも
両内張り板16,18は、それぞれ真空容器2、
蓋10から熱的に絶縁されているが電気的にはそ
れらと同電位にされている。そして、電極6、内
張り板16および18によつてプラズマ生成室2
0を構成している。 There is a first tube inside the vacuum container 2 that covers it.
A second lining plate 16 (also called a heat shield plate; the same applies hereinafter) is provided on the inside of the lid 10, and a second lining plate 18 is provided inside the lid 10 to cover it. 2,
Although it is thermally insulated from the lid 10, it is electrically at the same potential as them. Then, the plasma generation chamber 2 is connected by the electrode 6 and the lining plates 16 and 18.
It constitutes 0.
尚、電極6は熱シールド板も兼ねており、これ
らの電極6や内張り板16,18には、非磁性の
高融点金属を用いるのが好ましい。 Note that the electrode 6 also serves as a heat shield plate, and it is preferable to use a nonmagnetic high-melting point metal for the electrode 6 and the lining plates 16 and 18.
プラズマ生成室20内を真空排気すると共にそ
こに図示しない導入口から蒸気またはガス状のイ
オン源物質を導入し、フイラメント6を点灯して
そこをカード電位に、内張り板16をアノード電
位にしてそれらの間でアーク放電を起こさせる
と、イオン源物質からプラズマ化されてプラズマ
生成室20内にプラズマが生成され、そこから電
極6によつて電界の作用でイオンビーム22が引
き出される。 The inside of the plasma generation chamber 20 is evacuated and a vapor or gaseous ion source material is introduced therein from an inlet (not shown), the filament 6 is turned on to bring it to a card potential, and the lining plate 16 is brought to an anode potential. When an arc discharge is caused between the ion source materials, the ion source material is turned into plasma and a plasma is generated in the plasma generation chamber 20, from which an ion beam 22 is extracted by the action of an electric field by the electrode 6.
その場合、内張り板16,18を設けることに
より、それらはフイラメント14からの輻射熱お
よびアーク放電による熱によつて高温化されるの
で、飽和蒸気圧の低いイオン源物質をプラズマ生
成室20内に導入する場合でもそれらが内張り板
16,18に付着しにくく、従つてプラズマ生成
室20内の気体密度の維持ひいてはアーク放電の
維持が容易になる。 In that case, by providing the lining plates 16 and 18, the ion source material with a low saturated vapor pressure is introduced into the plasma generation chamber 20 because they are heated to a high temperature by the radiant heat from the filament 14 and the heat due to arc discharge. Even if they do, they are less likely to adhere to the lining plates 16 and 18, making it easier to maintain the gas density within the plasma generation chamber 20 and, therefore, to maintain arc discharge.
ところが上記のようなイオン源では、内張り板
16,18の温度は、それらの表面積が一定であ
るため、フイラメント14等からそれらに与えら
れる加熱パワーが一定とするとある決まつた温度
に固定され、そのため飽和蒸気圧のより低いイオ
ン源物質に対応することができない、即ちそれの
内張り板16,18への付着が多くなつてプラズ
マ生成室20の気体密度の維持が困難になるとい
う問題があつた。
However, in the above-mentioned ion source, the temperature of the inner lining plates 16 and 18 is fixed at a certain temperature if the heating power applied to them from the filament 14 etc. is constant because their surface areas are constant. Therefore, it is not possible to deal with ion source substances having lower saturated vapor pressures, that is, there is a problem that the ion source substances tend to adhere to the lining plates 16 and 18, making it difficult to maintain the gas density in the plasma generation chamber 20. .
そこでこの発明は、このような点を改善して、
様々な飽和蒸気圧のイオン源物質に対応すること
ができるようにしたイオン源を提供することを主
たる目的とする。 Therefore, this invention improves these points and
The main object of the present invention is to provide an ion source that can be used with ion source materials having various saturated vapor pressures.
上記目的を達成するため、この発明のイオン源
は、前記蓋および第2の内張り板を第1の内張り
板の内側に入れることができる大きさにし、かつ
この蓋を、それと共働して前記真空容器の他方の
開口部側を塞ぐ内筒であつて第1の内張り板の内
側に入れることができる大きさのものに取り付
け、かつこの内筒を交換または移動可能にし、そ
れによつて前記蓋および第2の内張り板の位置を
可変にして第1の内張り板のプラズマ生成室を構
成する部分の表面積を可変にしたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the ion source of the present invention is sized such that the lid and the second lining plate can be placed inside the first lining plate, and the lid is cooperating with the ion source of the ion source. The lid is attached to an inner cylinder that closes the other opening side of the vacuum container and is large enough to be placed inside the first lining plate, and the inner cylinder is replaceable or movable. Also, the surface area of the portion of the first lining plate constituting the plasma generation chamber is made variable by making the position of the second lining plate variable.
上記構成によれば、内筒の交換または移動によ
つて、第1の内張り板のプラズマ生成室を構成す
る部分の表面積が可変になるので、ひいてはプラ
ズマ生成室を構成する第1および第2の内張り板
の合計の表面積を可変になる。その結果、第1お
よび第2の内張り板に入る単位面積当りの加熱パ
ワーが可変になり、それらの温度を様々なイオン
源物質の飽和蒸気圧に応じて最適な温度に設定す
ることができ、従つて様々なイオン源物質に対応
することができるようになる。
According to the above configuration, by replacing or moving the inner cylinder, the surface area of the portion of the first lining plate that constitutes the plasma generation chamber can be changed, so that the surface area of the portion of the first lining plate that constitutes the plasma generation chamber can be changed. The total surface area of the lining board is variable. As a result, the heating power per unit area entering the first and second lining plates becomes variable, and their temperature can be set to an optimal temperature depending on the saturated vapor pressure of various ion source materials, Therefore, it becomes possible to deal with various ion source materials.
第1図は、この発明の一実施例に係るイオン源
を示す断面図である。第3図の例と同一または相
当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。
FIG. 1 is a sectional view showing an ion source according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts as in the example of FIG. 3, and the differences from the conventional example will be mainly explained below.
この実施例においては、前述したような蓋10
および第2の内張り板18を、第1の内張り板1
6の内側に入れることができる大きさ(外形寸
法)にしている。 In this embodiment, a lid 10 as described above is used.
and the second lining board 18, the first lining board 1
The size (external dimensions) is such that it can be placed inside the 6.
また、内張り板16の内側に入れることができ
る大きさの内筒26を用意して、それの一端側の
フランジ部を前述したような真空容器2の端部に
Oリング8によつて真空シールした状態で取り付
けると共に、その他端側のフランジ部に上記蓋1
0をOリング24によつて真空シールした状態で
取り付け、この内筒26と蓋10との共働によつ
て真空容器2の他方の開口部側を塞ぐようにして
おり、しかもこの内筒26を交換可能にしてい
る。 In addition, an inner cylinder 26 of a size that can be placed inside the lining plate 16 is prepared, and its flange on one end is vacuum-sealed to the end of the vacuum container 2 as described above with an O-ring 8. At the same time, attach the lid 1 to the flange on the other end.
0 is attached in a vacuum-sealed state with an O-ring 24, and the other opening side of the vacuum container 2 is closed by the cooperation of this inner cylinder 26 and the lid 10, and furthermore, this inner cylinder 26 are made interchangeable.
従つてこの構造によれば、内筒26を交換して
その長さを変えることにより、蓋10、内張り板
18等の内張り板16内での位置を変えることが
でき、それによつて内張り板16のプラズマ生成
室20を構成する部分の表面積を変えることがで
きる。 Therefore, according to this structure, by replacing the inner cylinder 26 and changing its length, the positions of the lid 10, the lining plate 18, etc. within the lining plate 16 can be changed, and thereby the lining plate 16 The surface area of the parts constituting the plasma generation chamber 20 can be changed.
その結果例えば、フイラメント14からの輻射
熱やアーク放電の熱による内張り板16,18へ
の加熱パワーを一定とすると、蓋10、内張り板
18等を内側へ入れて内張り板16のプラズマ生
成室20を構成する部分の表面積を小さくする
程、プラズマ生成室20を構成する内張り板16
および18の合計の表面積も小さくなり、その結
果それらに入る単位面積当りの加熱パワーが大き
くなつて内張り板16,18は高温化されるの
で、飽和蒸気圧のより低いイオン源物質にも対応
することができるようになる。即ち、当該イオン
源物質の内張り板16,18への付着を少なくし
てプラズマ生成室20内の気体密度を高めること
ができるようになる。 As a result, for example, assuming that the heating power to the lining plates 16 and 18 due to radiant heat from the filament 14 or heat from arc discharge is constant, the plasma generation chamber 20 of the lining plate 16 can be opened by inserting the lid 10, the lining plate 18, etc. inside. The smaller the surface area of the constituent parts, the smaller the lining plate 16 constituting the plasma generation chamber 20.
The total surface area of lining plates 16 and 18 also becomes smaller, and as a result, the heating power per unit area entering them becomes larger, and the inner lining plates 16 and 18 are heated to a higher temperature, so that they can also accommodate ion source materials with lower saturated vapor pressures. You will be able to do this. That is, it becomes possible to reduce the adhesion of the ion source material to the lining plates 16 and 18 and increase the gas density within the plasma generation chamber 20.
その場合、プラズマ生成室20内におけるイオ
ン生成効率は、一般的にプラズマ生成室20の体
積が大きくかつその中の気体密度が高い方が良
く、上記のようにしてプラズマ生成室20を構成
する内張り板16,18の表面積を小さくしてそ
の温度を上げて気体密度を高めることとプラズマ
生成室20の体積を大きくすることとは相反する
関係にあるが、内筒26の長さを適当に選べば両
者が両立する条件を選ぶことができ、それによつ
て様々な飽和蒸気圧のイオン源物質についてイオ
ン生成効率の最適化を図ることが可能になる。 In that case, the ion generation efficiency in the plasma generation chamber 20 is generally better when the volume of the plasma generation chamber 20 is large and the gas density therein is high. Although there is a contradictory relationship between reducing the surface area of the plates 16 and 18 and increasing their temperature to increase the gas density and increasing the volume of the plasma generation chamber 20, it is possible to appropriately select the length of the inner cylinder 26. For example, it is possible to select conditions that are compatible with both conditions, thereby making it possible to optimize the ion production efficiency for ion source materials with various saturated vapor pressures.
つまり上記構造によれば、真空容器2とか磁石
4の部分を変えずに、様々な飽和蒸気圧のイオン
源物質に対応することができるようになると共
に、そのイオン生成効率の最悪化を図ることもで
きるようになる。 In other words, according to the above structure, it is possible to deal with ion source materials of various saturated vapor pressures without changing the vacuum container 2 or the magnet 4, and it is possible to minimize the ion generation efficiency. You will also be able to do
第2図は、この発明の他の実施例に係るイオン
源を示す断面図である。第1図の実施例との相違
点を説明すると、この実施例では内筒26を移動
可能にしている。即ち、内筒26を、調整ボルト
32およびガイド棒36等を用いて真空容器2に
前後動可能に支持すると共に、真空容器2の端部
にOリング8によつて真空シールした状態で取付
けたフランジ28と内筒26のフランジ部間にベ
ローズ30を設け、それによつて内筒26と真空
容器2間を真空シールしている。 FIG. 2 is a sectional view showing an ion source according to another embodiment of the invention. To explain the difference from the embodiment shown in FIG. 1, in this embodiment, the inner cylinder 26 is movable. That is, the inner cylinder 26 is supported by the vacuum container 2 so as to be movable back and forth using an adjustment bolt 32, a guide rod 36, etc., and is attached to the end of the vacuum container 2 in a vacuum-sealed state with an O-ring 8. A bellows 30 is provided between the flange 28 and the flange portion of the inner cylinder 26, thereby providing a vacuum seal between the inner cylinder 26 and the vacuum container 2.
調整ボルト32は、真空容器2の外側に設けた
雌ねじ部34に螺合しており、この調整ボルト3
2を回転させることによつて、内筒26を矢印の
ように移動させてそれに取り付けた蓋10、内張
り板18等の内張り板16内での位置を変えるこ
とができる。 The adjustment bolt 32 is screwed into a female threaded portion 34 provided on the outside of the vacuum container 2.
By rotating the inner cylinder 26, the inner cylinder 26 can be moved as shown by the arrow, and the positions of the lid 10, the lining plate 18, etc. attached thereto can be changed within the lining plate 16.
従つて、先の実施例とこの実施例を比べれば、
前者は機構が簡単なコスト的に安くでるという特
徴があるのに対して、後者は内筒26を交換する
必要が無いので手間がかからずまたプラズマ生成
室20内の真空を破る必要が無いという特徴があ
る。 Therefore, if we compare the previous example and this example,
The former has a simple mechanism and is low cost, whereas the latter does not require replacing the inner cylinder 26, so it is labor-intensive and does not require breaking the vacuum in the plasma generation chamber 20. There is a characteristic that.
以上のようにこの発明によれば、第1および第
2の内張り板を温度を様々なイオン源物質の飽和
蒸気圧に応じて最適な温度に設定することができ
るようになり、その結果様々なイオン源物質に対
応することができるようになる。
As described above, according to the present invention, the temperature of the first and second lining plates can be set to the optimum temperature according to the saturated vapor pressure of various ion source materials, and as a result, various ion source materials can be used. It becomes possible to correspond to the ion source material.
第1図は、この発明の一実施例に係るイオン源
を示す断面図である。第2図は、この発明の他の
実施例に係るイオン源を示す断面図である。第3
図は、従来のイオン源の一例を示す断面図であ
る。
2……真空容器、6……電極、10……蓋、1
6……第1の内張り板、18……第2の内張り
板、10……プラズマ生成室、26……内筒。
FIG. 1 is a sectional view showing an ion source according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing an ion source according to another embodiment of the invention. Third
The figure is a cross-sectional view showing an example of a conventional ion source. 2... Vacuum container, 6... Electrode, 10... Lid, 1
6...First lining plate, 18...Second lining plate, 10...Plasma generation chamber, 26...Inner cylinder.
Claims (1)
それと熱的に絶縁して設けた第1の内張り板と、
この真空容器の一方の開口部付近に設けたイオン
ビーム引出し用の電極と、この真空容器の他方の
開口部側を塞ぐための蓋の内側にそれと同電位に
かつそれと熱的に絶縁して設けた第2の内張り板
とによつてプラズマ生成室を構成したイオン源に
おいて、前記蓋および第2の内張り板を第1の内
張り板の内側に入れることができる大きさにし、
かつこの蓋を、それと共働して前記真空容器の他
方の開口部側を塞ぐ内筒であつて第1の内張り板
の内側に入れることができる大きさのものに取り
付け、かつこの内筒を交換または移動可能にし、
それによつて前記蓋および第2の内張り板の位置
を可変にして第1の内張り板のプラズマ生成室を
構成する部分の表面積を可変にしたことを特徴と
するイオン源。1. A first lining plate provided inside the cylindrical vacuum container at the same potential as the vacuum container and thermally insulated therefrom;
An electrode for extracting the ion beam is provided near one opening of this vacuum container, and an electrode is provided inside a lid for closing the other opening of this vacuum container at the same potential and thermally insulated from it. In an ion source in which a plasma generation chamber is configured by a second lining plate, the lid and the second lining plate are sized so that they can be placed inside the first lining plate,
and this lid is attached to an inner cylinder that cooperates with the lid to close the other opening side of the vacuum container and is large enough to be placed inside the first lining plate, and this inner cylinder is replaceable or movable;
An ion source characterized in that the positions of the lid and the second lining plate are thereby made variable, thereby making the surface area of the portion of the first lining plate that constitutes the plasma generation chamber variable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094518A JPH01267944A (en) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | Ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094518A JPH01267944A (en) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | Ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01267944A JPH01267944A (en) | 1989-10-25 |
| JPH0578897B2 true JPH0578897B2 (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=14112547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63094518A Granted JPH01267944A (en) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | Ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01267944A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03109258U (en) * | 1990-02-22 | 1991-11-11 |
-
1988
- 1988-04-19 JP JP63094518A patent/JPH01267944A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01267944A (en) | 1989-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |