[发明专利]微波离子源及其启动方法

说明书

技术领域

本申请主张基于2013年2月18日申请的日本专利申请第2013-028722号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种微波离子源、及微波离子源的启动方法。

背景技术

已知有将微波用于等离子体生成的离子源。向真空等离子体室导入微波。供给到等离子体室的原料气体被微波激发而生成等离子体。从等离子体引出离子。这样从离子源引出的离子被用作例如离子注入处理。

专利文献1：日本特开昭63-66827号公报

发明内容

本发明的一方式的示例性目的之一在于提供一种用于启动微波离子源的实用方法、及根据这种启动方法被控制的微波离子源。

根据本发明的一方式，提供一种微波离子源，其具备：等离子体室；磁场发生器，用于在所述等离子体室产生磁场；及控制部，将所述磁场发生器控制成，对所述等离子体室施加用于等离子体点火的初始磁场，且在等离子体点火后使所述初始磁场变更为普通磁场。

所述初始磁场也可以被设定为在所述等离子体室引起电子回旋共振。

所述等离子体室也可具备用于接受微波的窗、及离子引出开口。所述初始磁场也可从所述窗遍及所述离子引出开口具有平坦的磁场分布。

所述普通磁场也可以是比从所述窗遍及所述离子引出开口满足电子回旋共振条件的磁场高的磁场。

所述控制部也可以将所述磁场发生器控制成在向所述等离子体室供给微波之前开始施加所述初始磁场。

根据本发明的一方式，提供一种微波离子源的启动方法，其特征在于，具备：对微波离子源的等离子体室施加用于等离子体点火的初始磁场的步骤；及在等离子体点火后使所述初始磁场变更为普通磁场的步骤。

另外，以上构成要件的任意组合和对本发明的构成要件及表现在方法、装置、及系统等之间彼此替换的技术也作为本发明的方式仍然有效。

发明效果：

根据本发明，能够提供一种用于启动微波离子源的实用方法、及根据这种启动方法被控制的微波离子源。

附图说明

图1是示意表示本发明的一实施方式所涉及的微波离子源的结构的图。

图2是表示本发明的一实施方式所涉及的普通磁场的一例的图。

图3是表示本发明的一实施方式所涉及的初始磁场的一例的图。

图4是用于说明本发明的一实施方式所涉及的微波离子源的启动方法的流程图。

图中：10-微波离子源，12-等离子体室，16-磁场发生器，24-真空窗，26-微波供给系统，66-离子引出开口，B1-普通磁场，B2-初始磁场，C-控制装置。

具体实施方式

图1是示意表示本发明的一实施方式所涉及的微波离子源10的结构的图。微波离子源10是向施加有满足电子回旋共振（ECR）条件的磁场或比该磁场高的磁场的等离子体室12内沿磁力线方向输入微波电力而生成高密度等离子体且引出离子的离子源。微波离子源10构成为通过磁场与微波的相互作用生成原料气体的等离子体，并从该等离子体向等离子体室12的外部引出离子。

众所周知，满足ECR条件的磁场的强度唯一决定所使用的微波频率，当微波频率为2.45GHz时需要87.5mT（875高斯）的磁场。以下为了方便，将满足ECR条件的磁场称作共振磁场。

微波离子源10例如用于离子注入装置所需的离子源。所注入的离子中例如具有氧。并且，微波离子源10可用作质子加速器所需的离子源、或X射线源。微波离子源10主要用作一价离子源。

微波离子源10具备离子源主体14。离子源主体14具备等离子体室12、磁场发生器16、及真空容器18。

等离子体室12具有具备两端的筒状形状。以下为了方便，将从等离子体室12的一端朝向另一端的方向称作轴向。并且，将与轴向正交的方向称作径向，将包围轴向的方向称作周向。但是，他们并不一定意味着等离子体室12为具有旋转对称性的形状。图示的例子中，等离子体室12为圆筒形状，但是，只要等离子体室12能够适当地收容等离子体，也可为任何形状。并且，等离子体室12的轴向长度可以比等离子体室12的端部的径向长度长，也可以比该径向长度短。

磁场发生器16为了对等离子体室12施加磁场而设置。磁场发生器16构成为产生沿等离子体室12的中心轴的磁场。在图1中，用箭头M表示其磁力线方向。磁场发生器16构成为在等离子体室12的轴线上的至少一部分产生共振磁场或与其相比高强度的磁场。磁场发生器16也能够在等离子体室12的轴线上的至少一部分产生低于共振磁场的磁场。