JPH0578897B2 - - Google Patents

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。

〔従来の技術〕

この種のイオン源の従来例を第３図に示す。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

〔作用〕

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。

〔実施例〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 筒状の真空容器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。