JPH0582040A - イオン源装置 - Google Patents
イオン源装置Info
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- JPH0582040A JPH0582040A JP3269032A JP26903291A JPH0582040A JP H0582040 A JPH0582040 A JP H0582040A JP 3269032 A JP3269032 A JP 3269032A JP 26903291 A JP26903291 A JP 26903291A JP H0582040 A JPH0582040 A JP H0582040A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ波プラズマカソ−ドを用いたバケッ
ト型のイオン源装置のイオンビ−ムの生成効率を向上す
る。 【構成】 主プラズマ室１１の外側に，イオンビ−ム２
４の中心軸２４ｃ方向の磁場を主プラズマ室１１に導入
するコイル２５を備える。また、マイクロ波プラズマカ
ソ−ド１の電子放出孔１０が形成された蓋板４を主プラ
ズマ室１１側に突出した帽子状に形成し、蓋板４の主プ
ラズマ室１１側の端面を主プラズマ室１１のカソ−ド１
側の端面より引出電極１５側に配置してもよい。さら
に、蓋板４の主プラズマ室１１側に強磁性体材料の補助
磁極体２６を設けてもよい。
ト型のイオン源装置のイオンビ−ムの生成効率を向上す
る。 【構成】 主プラズマ室１１の外側に，イオンビ−ム２
４の中心軸２４ｃ方向の磁場を主プラズマ室１１に導入
するコイル２５を備える。また、マイクロ波プラズマカ
ソ−ド１の電子放出孔１０が形成された蓋板４を主プラ
ズマ室１１側に突出した帽子状に形成し、蓋板４の主プ
ラズマ室１１側の端面を主プラズマ室１１のカソ−ド１
側の端面より引出電極１５側に配置してもよい。さら
に、蓋板４の主プラズマ室１１側に強磁性体材料の補助
磁極体２６を設けてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子放出源にマイクロ
波プラズマカソ−ド（以下ＭＰカソ−ドという）を用い
たバケット型のイオン源装置に関する。
波プラズマカソ−ド（以下ＭＰカソ−ドという）を用い
たバケット型のイオン源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種ＭＰカソ−ドを用いたバケ
ット型のイオン源装置はＭＰカソ−ド及びバケット型の
主プラズマ室を備え、図８に示すように構成される。Ｍ
Ｐカソ−ド１は非磁性体金属材料の副筐体２の左，右側
に磁性体材料又は非磁性体材料の蓋板３，４を装着して
形成され、内部に副プラズマ室５を形成する。
ット型のイオン源装置はＭＰカソ−ド及びバケット型の
主プラズマ室を備え、図８に示すように構成される。Ｍ
Ｐカソ−ド１は非磁性体金属材料の副筐体２の左，右側
に磁性体材料又は非磁性体材料の蓋板３，４を装着して
形成され、内部に副プラズマ室５を形成する。
【０００３】また、この副プラズマ室５に設けられたマ
イクロ波導入用のアンテナ６は左側の蓋板３を貫通して
同軸ケ−ブル７に接続され、副筐体２の外周に電子サイ
クロトロン共鳴（ＥＣＲ）条件以上の磁場発生用の環状
の永久磁石８が設けられている。さらに、左側の蓋板３
にガス導入口９が形成され、右側の蓋板４に電子放出孔
１０が形成されている。なお、アンテナ６の先端部は、
マイクロ波放電を引き起し易いように副プラズマ室５の
壁面に接近して設けられている。
イクロ波導入用のアンテナ６は左側の蓋板３を貫通して
同軸ケ−ブル７に接続され、副筐体２の外周に電子サイ
クロトロン共鳴（ＥＣＲ）条件以上の磁場発生用の環状
の永久磁石８が設けられている。さらに、左側の蓋板３
にガス導入口９が形成され、右側の蓋板４に電子放出孔
１０が形成されている。なお、アンテナ６の先端部は、
マイクロ波放電を引き起し易いように副プラズマ室５の
壁面に接近して設けられている。
【０００４】つぎに、ＭＰカソ−ド１に供給されたバケ
ット型の主プラズマ室１１は非磁性体金属材料の主筐体
１２により形成され、この主筐体１２の左側開口部が絶
縁体１３を介してＭＰカソ−ド１の右側の蓋体４に結合
されている。また、主筐体１２の外周にカスプ磁場（多
極磁場）発生用の複数の棒状の永久磁石１４が配設さ
れ、主筐体１２の左側開口部にイオンビ−ム引出用の引
出電極１５が取付けられている。
ット型の主プラズマ室１１は非磁性体金属材料の主筐体
１２により形成され、この主筐体１２の左側開口部が絶
縁体１３を介してＭＰカソ−ド１の右側の蓋体４に結合
されている。また、主筐体１２の外周にカスプ磁場（多
極磁場）発生用の複数の棒状の永久磁石１４が配設さ
れ、主筐体１２の左側開口部にイオンビ−ム引出用の引
出電極１５が取付けられている。
【０００５】この引出電極１５は電位が異なる第１ない
し第３電極１６，１７，１８及び絶縁体１９，２０，２
１により形成されている。なお、主プラズマ室１１に電
子を導入して直流放電を発生するため、主，副筐体１
２，２間に副筐体２をカソ−ド電位，主筐体１２をアノ
−ド電位とする直流電圧が印加される。
し第３電極１６，１７，１８及び絶縁体１９，２０，２
１により形成されている。なお、主プラズマ室１１に電
子を導入して直流放電を発生するため、主，副筐体１
２，２間に副筐体２をカソ−ド電位，主筐体１２をアノ
−ド電位とする直流電圧が印加される。
【０００６】そして、ケ−ブル７，アンテナ６を介して
副プラズマ室５にマイクロ波が導入されると、アンテナ
６の先端部と副プラズマ室５の壁面との間の高電界によ
りマイクロ波放電が容易に発生し、このマイクロ波放電
により、導入口９から副プラズマ室５に導入された希ガ
ス等のガスが電離され、副プラズマ２２が生成されて電
子ｅが形成され、この電子ｅが放出孔１０から主プラズ
マ室１１に供給される。
副プラズマ室５にマイクロ波が導入されると、アンテナ
６の先端部と副プラズマ室５の壁面との間の高電界によ
りマイクロ波放電が容易に発生し、このマイクロ波放電
により、導入口９から副プラズマ室５に導入された希ガ
ス等のガスが電離され、副プラズマ２２が生成されて電
子ｅが形成され、この電子ｅが放出孔１０から主プラズ
マ室１１に供給される。
【０００７】さらに、主プラズマ室１１においては、供
給された電子ｅの直流放電により、導入口９又は図示省
略された主筐体１２のガス導入口から導入された希ガス
等のイオン化ガスが電離されて主プラズマ２３が生成さ
れる。そして、引出電極１５のビ−ム引出作用により、
主プラズマ２３からイオンがイオンビ−ム２４として後
段のスパッタ室等に引出される。このとき、磁石１４の
カスプ磁場により主プラズマ２３が主プラズマ室１１に
効率よく閉込められる。
給された電子ｅの直流放電により、導入口９又は図示省
略された主筐体１２のガス導入口から導入された希ガス
等のイオン化ガスが電離されて主プラズマ２３が生成さ
れる。そして、引出電極１５のビ−ム引出作用により、
主プラズマ２３からイオンがイオンビ−ム２４として後
段のスパッタ室等に引出される。このとき、磁石１４の
カスプ磁場により主プラズマ２３が主プラズマ室１１に
効率よく閉込められる。
【０００８】ところで、アンテナ６を複数個設けると、
電子放出量の増大が図れる。また、蓋板３，４を磁性体
材料で形成する場合は、副プラズマ室５からの磁束の漏
れがほとんどなく、磁石８の小形化等が図れる。
電子放出量の増大が図れる。また、蓋板３，４を磁性体
材料で形成する場合は、副プラズマ室５からの磁束の漏
れがほとんどなく、磁石８の小形化等が図れる。
【０００９】そして、電子放出源としてのＭＰカソ−ド
１のプラズマ生成により主プラズマ２３の生成に必要な
電子ｅを生成して主プラズマ室１１に供給し、イオンビ
−ム２４を形成するため、カソ−ドでの材料消耗がな
く、電子放出源が極めて長寿命になり、数百時間以上の
長時間の連続運転が可能になる。
１のプラズマ生成により主プラズマ２３の生成に必要な
電子ｅを生成して主プラズマ室１１に供給し、イオンビ
−ム２４を形成するため、カソ−ドでの材料消耗がな
く、電子放出源が極めて長寿命になり、数百時間以上の
長時間の連続運転が可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記図８の従来のＭＰ
カソ−ドを用いたバケット型のイオン源装置の場合、イ
オンビ−ム２４の生成効率を考慮することなく装置が形
成され、カソ−ド１の電子放出能力に比して主プラズマ
室１１のイオンビ−ム出力能力が劣る問題点がある。
カソ−ドを用いたバケット型のイオン源装置の場合、イ
オンビ−ム２４の生成効率を考慮することなく装置が形
成され、カソ−ド１の電子放出能力に比して主プラズマ
室１１のイオンビ−ム出力能力が劣る問題点がある。
【００１１】すなわち、実験によりイオンビ−ム２４の
生成効率が主プラズマ室１１内でのイオンビ−ム２４の
中心軸方向の磁場の強さに依存することが判明した。そ
して、従来はこの中心軸方向の磁場となるカソ−ド１か
ら主プラズマ室１１内への漏れ磁場の大きさが全く考慮
されず、不十分なため、イオンビ−ム２４の生成効率が
低く、主プラズマ室１１のイオンビ−ム出力能力が劣
る。
生成効率が主プラズマ室１１内でのイオンビ−ム２４の
中心軸方向の磁場の強さに依存することが判明した。そ
して、従来はこの中心軸方向の磁場となるカソ−ド１か
ら主プラズマ室１１内への漏れ磁場の大きさが全く考慮
されず、不十分なため、イオンビ−ム２４の生成効率が
低く、主プラズマ室１１のイオンビ−ム出力能力が劣
る。
【００１２】本発明はＭＰカソ−ドを用いたバケット型
のイオン源装置において、主プラズマ室でのイオンビ−
ムの生成効率を向上することを目的とする。
のイオン源装置において、主プラズマ室でのイオンビ−
ムの生成効率を向上することを目的とする。
【００１３】
【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、請求項１の場
合、主プラズマ室の外側に，イオンビ−ムの中心軸方向
の磁場を主プラズマ室に導入するコイルを備える。
めに、本発明のイオン源装置においては、請求項１の場
合、主プラズマ室の外側に，イオンビ−ムの中心軸方向
の磁場を主プラズマ室に導入するコイルを備える。
【００１４】また、請求項２の場合、ＭＰカソ−ド室の
電子放出孔が形成された蓋板を前記主プラズマ室側に突
出した帽子状に形成し、この蓋板の主プラズマ室側の端
面を主プラズマ室のカソ−ド側の端面より引出電極側に
配置する。さらに、請求項３の場合、電子放出孔が形成
された蓋板の主プラズマ室側に強磁性体材料の補助磁極
体を設ける。
電子放出孔が形成された蓋板を前記主プラズマ室側に突
出した帽子状に形成し、この蓋板の主プラズマ室側の端
面を主プラズマ室のカソ−ド側の端面より引出電極側に
配置する。さらに、請求項３の場合、電子放出孔が形成
された蓋板の主プラズマ室側に強磁性体材料の補助磁極
体を設ける。
【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、請求項１の構成においては、コイルにより主プ
ラズマ室にイオンビ−ムの中心軸方向の磁場が導入さ
れ、主プラズマ室内でのイオンビ−ムの中心軸方向の磁
場が増大し、引出電極の近傍での主プラズマが高密度化
してイオンビ−ムの生成効率が向上する。
の場合、請求項１の構成においては、コイルにより主プ
ラズマ室にイオンビ−ムの中心軸方向の磁場が導入さ
れ、主プラズマ室内でのイオンビ−ムの中心軸方向の磁
場が増大し、引出電極の近傍での主プラズマが高密度化
してイオンビ−ムの生成効率が向上する。
【００１６】また、請求項２の構成においては、ＭＰカ
ソ−ドの電子放出孔が形成された主プラズマ室側の蓋板
の端面が主プラズマ室内に突出し、ＭＰカソ−ドからの
漏れ磁場に基づく強い磁場部分が従来より主プラズマ室
の中央部に近づき、主プラズマ室内でのイオンビ−ムの
中心軸方向の磁場が増大し、請求項１の場合と同様イオ
ンビ−ムの生成効率が向上する。
ソ−ドの電子放出孔が形成された主プラズマ室側の蓋板
の端面が主プラズマ室内に突出し、ＭＰカソ−ドからの
漏れ磁場に基づく強い磁場部分が従来より主プラズマ室
の中央部に近づき、主プラズマ室内でのイオンビ−ムの
中心軸方向の磁場が増大し、請求項１の場合と同様イオ
ンビ−ムの生成効率が向上する。
【００１７】さらに、請求項３の構成においては、ＭＰ
カソ−ドの電子放出孔が形成された蓋板の主プラズマ室
側に強磁性体材料の補助磁極体を設けることにより、こ
の磁極体の磁場により主プラズマ室内でのイオンビ−ム
の中心軸方向の磁場が増大し、イオンビ−ムの生成効率
が向上する。
カソ−ドの電子放出孔が形成された蓋板の主プラズマ室
側に強磁性体材料の補助磁極体を設けることにより、こ
の磁極体の磁場により主プラズマ室内でのイオンビ−ム
の中心軸方向の磁場が増大し、イオンビ−ムの生成効率
が向上する。
【００１８】
【実施例】実施例について、図１ないし図７を参照して
説明する。 （第１の実施例）まず、請求項１に対応する第１の実施
例について、図１ないし図５を参照して説明する。
説明する。 （第１の実施例）まず、請求項１に対応する第１の実施
例について、図１ないし図５を参照して説明する。
【００１９】図１において、図８と同一符号は同一もし
くは相当するものを示し、図８の従来装置と異なる点
は、主プラズマ室１１を形成する主筐体１２の外側に円
筒状の空心のコイル２５を設けた点である。そして、コ
イル２５は主プラズマ室１１内に、イオンビ−ム２４の
中心軸２４ｃの方向（イオンビ−ム引出方向）の磁場を
発生して導入する。
くは相当するものを示し、図８の従来装置と異なる点
は、主プラズマ室１１を形成する主筐体１２の外側に円
筒状の空心のコイル２５を設けた点である。そして、コ
イル２５は主プラズマ室１１内に、イオンビ−ム２４の
中心軸２４ｃの方向（イオンビ−ム引出方向）の磁場を
発生して導入する。
【００２０】この磁場の強さ（磁場強度）はコイル２５
の通電電流に依存し、この実施例においては、後述のイ
オンビ−ム２４の生成効率と均一性の兼ね合いに基づ
き、図２に示すように、主プラズマ室１１の中央部の中
心軸２４ｃ上（以下主プラズマ室中心部という）での中
心軸２４ｃ方向の磁束密度Ｂ1 が約５０〜２００Ｇ（ガ
ウス）の範囲内の適当な値，例えば１００Ｇになるよう
に通電電流を設定している。図２において、Ｌは主プラ
ズマ室１１の左，右の端面間の距離を示し、破線は磁束
密度が１００Ｇになる位置の線分である。
の通電電流に依存し、この実施例においては、後述のイ
オンビ−ム２４の生成効率と均一性の兼ね合いに基づ
き、図２に示すように、主プラズマ室１１の中央部の中
心軸２４ｃ上（以下主プラズマ室中心部という）での中
心軸２４ｃ方向の磁束密度Ｂ1 が約５０〜２００Ｇ（ガ
ウス）の範囲内の適当な値，例えば１００Ｇになるよう
に通電電流を設定している。図２において、Ｌは主プラ
ズマ室１１の左，右の端面間の距離を示し、破線は磁束
密度が１００Ｇになる位置の線分である。
【００２１】ところで、主プラズマ室中心部の磁束密度
Ｂ1 とイオンビ−ム２４の生成効率とは図３の関係を有
し、磁場が増大して磁束密度Ｂ1が大きくなる程生成効
率が向上することが実験により判明した。これは、磁束
密度Ｂ1 が増大すると、カソ−ド１から主プラズマ室１
１に供給された電子ｅ（１次電子）が中心軸２４ｃ方向
の磁場の作用で引出電極１５の近傍領域に到達し易くな
り、この領域において、イオン化ガスの電離効率が向上
して主プラズマ２３が高密度プラズマになり、イオンビ
−ム２４の高効率の引出しが可能になるからである。
Ｂ1 とイオンビ−ム２４の生成効率とは図３の関係を有
し、磁場が増大して磁束密度Ｂ1が大きくなる程生成効
率が向上することが実験により判明した。これは、磁束
密度Ｂ1 が増大すると、カソ−ド１から主プラズマ室１
１に供給された電子ｅ（１次電子）が中心軸２４ｃ方向
の磁場の作用で引出電極１５の近傍領域に到達し易くな
り、この領域において、イオン化ガスの電離効率が向上
して主プラズマ２３が高密度プラズマになり、イオンビ
−ム２４の高効率の引出しが可能になるからである。
【００２２】また、主プラズマ室中心部の磁束密度Ｂ1
とイオンビ−ム２４が均一なビ−ム断面の大きさ（イオ
ンビ−ム均一性領域）とは図４の関係を有し、磁束密度
Ｂ1 が２００Ｇ以上になると、中心軸２４ｃの方向の磁
場の影響を受けて均一性が劣化することが実験により判
明した。図４において、縦軸はＢ1 ＝５０Ｇのときの均
一なビ−ム断面を１として規格化したときのビ−ム断面
の大きさを示す。
とイオンビ−ム２４が均一なビ−ム断面の大きさ（イオ
ンビ−ム均一性領域）とは図４の関係を有し、磁束密度
Ｂ1 が２００Ｇ以上になると、中心軸２４ｃの方向の磁
場の影響を受けて均一性が劣化することが実験により判
明した。図４において、縦軸はＢ1 ＝５０Ｇのときの均
一なビ−ム断面を１として規格化したときのビ−ム断面
の大きさを示す。
【００２３】そして、図３，図４から明らかなように磁
束密度Ｂ1 を約５０〜２００Ｇの範囲にすると、均一性
の範囲を狭くすることなくイオンビ−ム２４の生成効率
が向上するため、図１においてはコイル２５の通電電流
を調整して磁束密度Ｂ1 を１００Ｇにしている。なお、
従来装置の場合は磁束密度Ｂ1 が３０Ｇ程度にしかなら
ず、イオンビ−ム２４の生成効率が低い。
束密度Ｂ1 を約５０〜２００Ｇの範囲にすると、均一性
の範囲を狭くすることなくイオンビ−ム２４の生成効率
が向上するため、図１においてはコイル２５の通電電流
を調整して磁束密度Ｂ1 を１００Ｇにしている。なお、
従来装置の場合は磁束密度Ｂ1 が３０Ｇ程度にしかなら
ず、イオンビ−ム２４の生成効率が低い。
【００２４】そして、磁束密度Ｂ1 を１００Ｇに大きく
した結果、イオンビ−ム２４の生成効率を示す主プラズ
マ室１１の放電電力とイオンビ−ム電流量との関係は、
図５の実線ａに示すようになり、同図の実線ｂに示す従
来装置の場合に比し、同一の放電電力で約４割もイオン
ビ−ム電流量が増大し、均一性の良いイオンビ−ムが高
効率に得られる。したがって、従来装置と同じ投入電力
で従来より大量の均質なイオンビ−ム２４を得ることが
できる。
した結果、イオンビ−ム２４の生成効率を示す主プラズ
マ室１１の放電電力とイオンビ−ム電流量との関係は、
図５の実線ａに示すようになり、同図の実線ｂに示す従
来装置の場合に比し、同一の放電電力で約４割もイオン
ビ−ム電流量が増大し、均一性の良いイオンビ−ムが高
効率に得られる。したがって、従来装置と同じ投入電力
で従来より大量の均質なイオンビ−ム２４を得ることが
できる。
【００２５】また、従来と同量のイオンビ−ム２４を得
るときは、投入電力を従来より少なくすることができ、
冷却部（図示せず）の簡素化等に基づき、装置の小形化
等が図れる。なお、図３，図４の関係は主プラズマ室１
１の大小等の装置規模に依存せずに成立し、磁束密度Ｂ
1 を約５０〜２００Ｇにすると、装置規模によらず、前
記の効果が得られる。
るときは、投入電力を従来より少なくすることができ、
冷却部（図示せず）の簡素化等に基づき、装置の小形化
等が図れる。なお、図３，図４の関係は主プラズマ室１
１の大小等の装置規模に依存せずに成立し、磁束密度Ｂ
1 を約５０〜２００Ｇにすると、装置規模によらず、前
記の効果が得られる。
【００２６】また、コイル２５により導入する磁場の向
きは左，右いずれでもよいが、蓋板４を介したカソ−ド
１からの漏れ磁場が比較的大きいとき等には、図１，図
２のＢ1 の矢印と逆向き，すなわち漏れ磁場と同一の向
き（左向き）にすることにより、漏れ磁場を有効に利用
して磁束密度Ｂ1 を増大できる。
きは左，右いずれでもよいが、蓋板４を介したカソ−ド
１からの漏れ磁場が比較的大きいとき等には、図１，図
２のＢ1 の矢印と逆向き，すなわち漏れ磁場と同一の向
き（左向き）にすることにより、漏れ磁場を有効に利用
して磁束密度Ｂ1 を増大できる。
【００２７】（第２の実施例）つぎに、請求項２に対応
する第２の実施例について、図６を参照して説明する。
図６において、図１と同一符号は同一もしくは相当する
ものを示し、図１の装置と異なる点は、コイル２５を省
き、蓋板４を主プラズマ室１１側に突出した帽子状に形
成し、蓋板４の主プラズマ室１１側の線分Ｂ−Ｂ’上の
端面４ａを、主プラズマ室１１を形成する主筐体１２の
カソ−ド１側の線分Ａ−Ａ’上の端面２ａより引出電極
１５側に配置した点である。
する第２の実施例について、図６を参照して説明する。
図６において、図１と同一符号は同一もしくは相当する
ものを示し、図１の装置と異なる点は、コイル２５を省
き、蓋板４を主プラズマ室１１側に突出した帽子状に形
成し、蓋板４の主プラズマ室１１側の線分Ｂ−Ｂ’上の
端面４ａを、主プラズマ室１１を形成する主筐体１２の
カソ−ド１側の線分Ａ−Ａ’上の端面２ａより引出電極
１５側に配置した点である。
【００２８】そして、カソ−ド１が従来装置より主プラ
ズマ室１１側にずらして設けられるため、蓋板４の端面
４ａが主プラズマ室中心部に近づき、この端面４ａを介
したカソ−ド１の漏れ磁場の増大に基づき、プラズマ室
中心部での中心軸２４ｃ方向の磁束密度Ｂ1 が従来の３
０Ｇ程度から約５０〜２００Ｇに増加し、この増加によ
り第１の実施例の場合と同様の効果が得られる。そし
て、コイル２５等を付加せず、カソ−ド１の蓋板を加工
する構成であるため、第１の実施例より簡素な構成にな
る利点がある。
ズマ室１１側にずらして設けられるため、蓋板４の端面
４ａが主プラズマ室中心部に近づき、この端面４ａを介
したカソ−ド１の漏れ磁場の増大に基づき、プラズマ室
中心部での中心軸２４ｃ方向の磁束密度Ｂ1 が従来の３
０Ｇ程度から約５０〜２００Ｇに増加し、この増加によ
り第１の実施例の場合と同様の効果が得られる。そし
て、コイル２５等を付加せず、カソ−ド１の蓋板を加工
する構成であるため、第１の実施例より簡素な構成にな
る利点がある。
【００２９】（第３の実施例）つぎに、請求項３に対応
する第３の実施例について、図７を参照して説明する。
図７において、図１と同一符号は同一もしくは相当する
ものを示し、図１の装置と異なる点は、コイル２５を省
き、蓋板４の主プラズマ室１１側に強磁性体材料の補助
磁極体２６を設けた点である。
する第３の実施例について、図７を参照して説明する。
図７において、図１と同一符号は同一もしくは相当する
ものを示し、図１の装置と異なる点は、コイル２５を省
き、蓋板４の主プラズマ室１１側に強磁性体材料の補助
磁極体２６を設けた点である。
【００３０】そして、補助磁極体２６は例えば円筒状に
形成され、この磁極体２６によりコイル２５を設けた場
合と同様、主プラズマ室１１内に中心軸２４ｃ方向の磁
場が発生し、プラズマ室中心部での中心軸２４ｃ方向の
磁束密度Ｂ1が約５０〜２００Ｇに増大する。そのた
め、第１の実施例の場合と同様の効果が得られる。
形成され、この磁極体２６によりコイル２５を設けた場
合と同様、主プラズマ室１１内に中心軸２４ｃ方向の磁
場が発生し、プラズマ室中心部での中心軸２４ｃ方向の
磁束密度Ｂ1が約５０〜２００Ｇに増大する。そのた
め、第１の実施例の場合と同様の効果が得られる。
【００３１】そして、コイル及びその通電回路を省ける
ため構成が簡素化し、しかも、補助磁極体２６の形状，
材質を種々に調整することにより、磁束密度Ｂ1 を所望
の大きさに設定できる。ところで、前記各実施例におい
て、イオンビ−ムの生成効率の向上のみを図るときは、
磁束密度Ｂ1 を従来より大きくする程よい結果が得られ
るのは勿論である。
ため構成が簡素化し、しかも、補助磁極体２６の形状，
材質を種々に調整することにより、磁束密度Ｂ1 を所望
の大きさに設定できる。ところで、前記各実施例におい
て、イオンビ−ムの生成効率の向上のみを図るときは、
磁束密度Ｂ1 を従来より大きくする程よい結果が得られ
るのは勿論である。
【００３２】
【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。請求項１の
構成の場合はコイル２５により主プラズマ室１１内にイ
オンビ−ム２４の中心軸２４ｃ方向の磁場を導入したた
め、この磁場の増大によって引出電極１５の近傍での主
プラズマ２３を高密度化し、イオンビ−ム２４の生成効
率を向上することができる。
ているため、以下に記載する効果を奏する。請求項１の
構成の場合はコイル２５により主プラズマ室１１内にイ
オンビ−ム２４の中心軸２４ｃ方向の磁場を導入したた
め、この磁場の増大によって引出電極１５の近傍での主
プラズマ２３を高密度化し、イオンビ−ム２４の生成効
率を向上することができる。
【００３３】また、請求項２の構成の場合はＭＰカソ−
ド１の蓋板４を主プラズマ室１１側に突出した帽子状に
し、蓋板４の端面４ａを主プラズマ室１１のカソ−ド１
側の端面２ａより引出電極１５側に配置したため、端面
２ａからの漏れ磁場に基づく強い磁場部分が従来より主
プラズマ室１１の中央部に近づき、主プラズマ室１１内
でのイオンビ−ム２４の中心軸２４ｃ方向の磁場が増大
し、コイル等を付加することなく引出電極１５の近傍で
の主プラズマ２３を高密度化し、イオンビ−ム２４の生
成効率を向上することができる。
ド１の蓋板４を主プラズマ室１１側に突出した帽子状に
し、蓋板４の端面４ａを主プラズマ室１１のカソ−ド１
側の端面２ａより引出電極１５側に配置したため、端面
２ａからの漏れ磁場に基づく強い磁場部分が従来より主
プラズマ室１１の中央部に近づき、主プラズマ室１１内
でのイオンビ−ム２４の中心軸２４ｃ方向の磁場が増大
し、コイル等を付加することなく引出電極１５の近傍で
の主プラズマ２３を高密度化し、イオンビ−ム２４の生
成効率を向上することができる。
【００３４】さらに、請求項３の構成の場合はＭＰカソ
−ド１の蓋板４の主プラズマ室１１側に強磁性体材料の
補助磁極体２６を設けたため、この磁極体２６の磁場に
より主プラズマ室１１内でのイオンビ−ム２４の中心軸
２４ｃ方向の磁場が増大し、請求項１，２の場合と同
様、イオンビ−ム２４の生成効率を向上することができ
る。
−ド１の蓋板４の主プラズマ室１１側に強磁性体材料の
補助磁極体２６を設けたため、この磁極体２６の磁場に
より主プラズマ室１１内でのイオンビ−ム２４の中心軸
２４ｃ方向の磁場が増大し、請求項１，２の場合と同
様、イオンビ−ム２４の生成効率を向上することができ
る。
【図１】本発明のイオン源装置の第１の実施例の構成図
である。
である。
【図２】図１の主プラズマ室内に導入された磁場の説明
図である。
図である。
【図３】図１の主プラズマ室中心部の磁束密度とイオン
ビ−ム生成効率との関係図である。
ビ−ム生成効率との関係図である。
【図４】図１の主プラズマ室中心部の磁束密度とイオン
ビ−ム均一領域との関係図である。
ビ−ム均一領域との関係図である。
【図５】図１の放電電力とイオンビ−ム電流との関係図
である。
である。
【図６】本発明の第２の実施例の構成図である。
【図７】本発明の第３の実施例の構成図である。
【図８】従来装置の構成図である。
１ マイクロ波プラズマカソ−ド ４ 蓋板 １０ 電子放出孔 １１ 主プラズマ室 １５ 引出電極 ２３ 主プラズマ ２４ イオンビ−ム ２５ コイル ２６ 補助磁極体
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロ波放電のプラズマ生成により電
子を発生する電子放出源としてのマイクロ波プラズマカ
ソ−ドと、 前記カソ−ドの蓋板に形成された電子放出孔から前記電
子が供給され直流放電により生成した主プラズマをカス
プ磁場により閉込めるバケット型の主プラズマ室と、 前記主プラズマ室の前記カソ−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−ムを引出す引出電極
とを備えたイオン源装置において、 前記主プラズマ室の外側に，前記イオンビ−ムの中心軸
方向の磁場を前記主プラズマ室に導入するコイルを備え
たことを特徴とするイオン源装置。 - 【請求項２】 マイクロ波放電のプラズマ生成により電
子を発生する電子放出源としてのマイクロ波プラズマカ
ソ−ドと、 前記カソ−ドの蓋板に形成された電子放出孔から前記電
子が供給され直流放電により生成した主プラズマをカス
プ磁場により閉込めるバケット型の主プラズマ室と、 前記主プラズマ室の前記カソ−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−ムを引出す引出電極
とを備えたイオン源装置において、 前記蓋板を前記主プラズマ室側に突出した帽子状に形成
し、前記蓋板の前記主プラズマ室側の端面を前記主プラ
ズマ室の前記カソ−ド側の端面より前記引出電極側に配
置したことを特徴とするイオン源装置。 - 【請求項３】 マイクロ波放電のプラズマ生成により電
子を発生する電子放出源としてのマイクロ波プラズマカ
ソ−ドと、 前記カソ−ドの蓋板に形成された電子放出孔から前記電
子が供給され直流放電により生成した主プラズマをカス
プ磁場により閉込めるバケット型の主プラズマ室と、 前記主プラズマ室の前記カソ−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−ムを引出す引出電極
とを備えたイオン源装置において、 前記蓋板の前記主プラズマ室側に強磁性体材料の補助磁
極体を設け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 |
|---|---|---|---|
| JP3269032A JPH0582040A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | イオン源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3269032A JPH0582040A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | イオン源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582040A true JPH0582040A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17466733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3269032A Pending JPH0582040A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | イオン源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582040A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100644048B1 (ko) * | 2005-09-07 | 2006-11-10 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이온빔 발생장치의 일렉트로드 헤드 |
| WO2025132161A1 (fr) * | 2023-12-20 | 2025-06-26 | Cameca | Source d'ions |
| FR3157655A1 (fr) * | 2023-12-20 | 2025-06-27 | Polygon Physics | Source d’ions |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP3269032A patent/JPH0582040A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100644048B1 (ko) * | 2005-09-07 | 2006-11-10 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이온빔 발생장치의 일렉트로드 헤드 |
| WO2025132161A1 (fr) * | 2023-12-20 | 2025-06-26 | Cameca | Source d'ions |
| FR3157655A1 (fr) * | 2023-12-20 | 2025-06-27 | Polygon Physics | Source d’ions |
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