[发明专利]等离子体源

说明书

本发明提供能够实现装置尺寸的小型化和抑制永磁铁升温两者的等离子体源。等离子体源(1)包括：室(2)，在内部生成等离子体；一对镜像磁铁(m1、m2)，在室(2)的周围沿第一方向(Z)配置；以及勾形磁铁(c)，配置在一对镜像磁铁(m1、m2)之间，勾形磁铁(c)由多个永磁铁(P)构成，所述多个永磁铁(P)在与第一方向(Z)垂直的面内在室(2)的周围隔开间隙(S)配置，所述永磁铁(P)的室一侧的极性与相邻配置的所述永磁铁(P)的极性交替不同，各镜像磁铁(m1、m2)由多个永磁铁(P)构成，所述多个永磁铁(P)在与第一方向(Z)垂直的面内，以室一侧的极性为同极性的方式在室(2)的周围隔开间隙(S)配置，各镜像磁铁(m1、m2)的室一侧的极性不同。

技术领域

本发明涉及一种利用配置在室周围的镜像磁铁和勾形磁铁关住在室内部生成的等离子体的等离子体源。

背景技术

作为利用配置在室周围的镜像磁铁和勾形磁铁关住在室内部生成的等离子体的等离子体源的应用例公知有专利文献1记载的微波离子源。

该离子源是利用正电极和引出电极从在等离子体室中生成的等离子体引出离子束的离子源。

在圆柱状的室周围设置有勾形磁铁，该勾形磁铁配置在沿室的轴向(离子束的引出方向)配置的一对的镜像磁铁与镜像磁铁之间。

为了使除了用于引出离子束的电极以外的等离子体源的尺寸小型化，希望各磁铁不是由电磁铁而是由永磁铁构成。在离子源的运转中等离子体室成为高温。由于设置在室周围的永磁铁因高温而退磁，所以为了保持永磁铁的特性，需要用于抑制磁铁温度上升的冷却装置。

在专利文献1中公开了镜像磁铁和勾形磁铁使用永磁铁，但是对于用于使等离子体源的小型化和抑制永磁铁升温两者成立的永磁铁配置没有任何记载。

例如，如果仅考虑抑制永磁铁升温，则可以考虑在永磁铁的外周部设置制冷剂流道。但是，由于在这种情况下室周围的外周尺寸变大，所以等离子体源的尺寸大型化。

专利文献1：日本专利公开公报特开2000-173486

发明内容

本发明提供一种具有能够实现等离子体源的小型化和抑制永磁铁升温的永磁铁配置的等离子体源。

等离子体源包括：室，在内部生成等离子体；一对镜像磁铁，在所述室的周围沿第一方向配置；以及勾形磁铁，配置在所述一对镜像磁铁之间，所述勾形磁铁由多个永磁铁构成，所述多个永磁铁在与所述第一方向垂直的面内在所述室的周围隔开间隙配置，所述永磁铁的所述室一侧的极性与相邻配置的所述永磁铁的极性交替不同，各镜像磁铁由多个永磁铁构成，所述多个永磁铁在与所述第一方向垂直的面内，以所述室一侧的极性为同极性的方式在所述室的周围隔开间隙配置，各镜像磁铁的所述室一侧的极性不同。

按照上述结构的等离子体源，由于在构成各磁铁的永磁铁间设置有间隙，所以能够在上述部分内设置制冷剂流道，从而能够实现等离子体源的小型化和抑制永磁铁升温两者。

具体地说，在构成所述勾形磁铁和所述镜像磁铁的多个永磁铁间的间隙内设置有制冷剂流道。

为了使制冷剂流道的结构简单，优选的是，构成所述勾形磁铁和所述镜像磁铁的多个永磁铁间的间隙沿所述第一方向排列。

为了进一步使制冷剂流道的结构简单，优选的是，具有多个所述间隙，所述制冷剂流道的制冷剂流入通道和制冷剂流出通道设置在不同的间隙内。

为了使装置结构简单，优选的是，在所述室的第一面上形成有开口，所述开口用于从在内部生成的等离子体释放离子或电子，在所述第一方向上，制冷剂从与所述第一面相反侧的所述室的第二面流入流出。

为了使第一面上的制冷剂流道的结构简单，优选的是，在所述室的第一面上具有与设置在所述间隙内的制冷剂流道的端部连接的环状制冷剂流道。