DE19641439A1 - ECR-Ionen-Quelle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Electronen-Cyclotron-Resonanz-Ionenquelle
(ECR-Ionenquelle) mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
ECR-Ionenquellen sind seit Jahren bekannt und finden insbesondere in der For
schung Verwendung. Sie sind allgemein durch die Überlagerung bzw. Kombina
tion eines magnetischen Querfeldes und eines magnetischen Längsfeldes ge
kennzeichnet. Diese Felder bewirken zusammen den magnetischen Einschluß,
der den Vakuumeinschluß überlagert.
Gegenüber Ionenquellen, die einen Glühdraht verwenden (Ohm'sche Heizung),
weisen ECR-Ionenquellen den Vorteil einer weit verbesserten Standzeit auf.
Bisher bekannte ECR-Ionenquellen weisen jedoch den Nachteil sehr hoher Ko
sten für den Hochfrequenz-Generator für die Erzeugung hochgeladener Ionen
(z. B. Ar9⁺) auf, welcher Frequenzen von beispielsweise 7, 9 oder 14 GHz erzeu
gen muß. Zu den hohen Kosten für die Senderanlage addieren sich die Kosten
des von der Arbeitsfrequenz abhängigen Magneteinschlusses. Zudem muß zur
Lösung der Kühlprobleme ein entsprechender Aufwand betrieben werden (vgl.
z. B. Hitz et al., KIV-Report 996 Rijksuniversiteit Groningen, S. 91-96).
Der Einsatz bekannter ECR-Ionenquellen ist daher für eine wirtschaftliche An
wendung/Nutzung - außerhalb der staatlich finanzierten Forschung - zu kosten
intensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ECR-Ionenquelle zu
schaffen, die kostengünstiger herstellbar und demzufolge auch für kommerzielle
Anwendungszwecke geeignet ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü
chen.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 195 13 345.5 des
Erfinders ist bereits eine spezielle Ankopplung eines Hohlleiters an die Cavity
der ECR-Ionenquelle beschrieben, durch welche bereits bei niedrigeren Frequen
zen der Mikrowellenenergie, beispielsweise bei 2,45 GHz, eine sehr effektive
Plasmaheizung gewährleistet werden kann.
Dabei ist davon auszugehen, daß ein erheblicher Anteil der Mikrowellenenergie
über die Landau-Dämpfung in das Plasma eingespeist bzw. auf das Plasma über
tragen wird. Dies erklärt die hohe Plasmatemperatur, die durch experimentelle
Werte der Ionen-Ladungszahl, z. B. Ar9+ bzw. B4+ oder Alphateilchen, doku
mentiert werden konnte.
Eine Reflexion der mittels dieser Hohlleiterankopplung eingespeisten Mikro
wellenenergie wurde nicht beobachtet.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein einfacher und damit kostengünstiger
konstruktiver Aufbau für einen hervorragenden magnetischen und Vakuumein
schluß des Plasmas geschaffen. Hieraus resultiert eine sehr gute Beherrschung
bzw. eine sehr gute Bedienbarkeit des Plasmas.
Des weiteren kann so die außergewöhnlich hohe Standzeit von ECR-Ionenquellen noch verbessert werden.
Diese Vorteile werden durch den einfachen konstruktiven Aufbau des Confine
ment und die vorteilhafte Anordnung zumindest der Permanentmagnete für die
Erzeugung des magnetischen Querfeldes erreicht. Unter Confinement sei dabei
im Folgenden der magnetische Einschluß und der Vakuumeinschluß (bzw. die
hierzu erforderlichen Komponenten) verstanden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann aufgrund der erzielbaren au
ßergewöhnlich guten Einspeisung der Mikrowellenenergie in das Plasma (über
die Landau-Dämpfung) die Erzeugung des Plasmas ohne Längsfeldeinschluß
erreicht werden.
Dies hat weitreichende Folgen in der praktischen Anwendung der erfindungsge
mäßen Vorrichtung. Beispielsweise ist durch die geringe Baugröße und durch die
geringen Herstellungs- und Betriebskosten eine Verwendung zur Plasmasterili
sation im medizinischen Bereich möglich, die eine neue Qualität bzw. einen
neuen Standard im Bereich der Sterilisation setzen kann.
Eine derartige erfindungsgemäße ECR-Ionenquelle kann in modifizierter Form
auch in der medizinischen Geräte- und Implantatsterilisation und Implantatbe
schichtung einen weiteren Anwendungsbereich finden.
Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Ionenquelle in einer Vakuumkammer
geeigneter Größe beweglich oder fest installiert sein, wobei feste oder flexible
Versorgungsleitungen die Plasmaerzeugung und die Plasmadotierung sicherstel
len. Der extraliierte Plasmastrahl bzw. die extrahierte Plasmafackel kann dann
auf die betreffende Oberfläche gelenkt werden (Fig. 15, Bezugszeichen 55, 59).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausfüh
rungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 und 2 schematische Systemübersichten einer ECR-Ionenquelle nach
der Erfindung mit laserinduzierter Plasmadotierung;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform eines System
(Kern)-Moduls in den Fig. 1 und 2;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des System (Kern)-Moduls in Fig. 3 und
der wesentlichen weiteren Komponenten der ECR-Ionenquelle in
den Fig. 1 und 2;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Ankopplung eines Hohllei
ters an das System (Kern)-Modul nach Fig. 3;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform für das System (Kern)-Modul;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform für das System (Kern)-Modul mit
einer Integralcavity als integriertes Element für den Vakuumein
schluß und die Plasmaheizung;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform für das System (Kern)-Modul mit
ummantelten Permanentmagneten für das Querfeld und System
trennung als Voraussetzung für ein Ersatzcavity-System (Fig. 10
und 11);
Fig. 9 eine Frontalansicht eines Steuer-/Absaug-/Beschleunigungs
gitters;
Fig. 10 eine Querschnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform
eines System (Kern)-Moduls mit im wesentlichen kreiszylindri
scher Ersatzcavity;
Fig. 11 eine Querschnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform
eines System (Kern)-Moduls mit im wesentlichen sechseckiger
Ersatzcavity;
Fig. 12 eine Teil-Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform für die
Steuer-/Absaug-/Beschleunigungselemente einer ECR-Ionenquelle;
Fig. 13 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines
System (Kern)-Moduls mit Permanentmagneten für die Längs
felderzeugung;
Fig. 14 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines
System (Kern)-Moduls mit Permanentmagneten für die Längs
felderzeugung und magnetischem Ausgleichsring;
Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer erfin
dungsgemäßen ECR-Ionenquelle in einer Vakuumkammer mit
extrahierter Plasmafackel; und
Fig. 16 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer an eine
Vakuumkammer angekoppelten erfindungsgemäßen ECR-Ionenquelle
als Wechselsystem für radioaktive Prozesse.
Wie in Fig. 3 gezeigt, bilden der Fe-Flansch 4 und der Al-Flansch 5 eine kon
struktive Einheit zur Aufnahme der Cavity 1 und des Vakuumrohrs 2, welches
aus einem mikrowellentransparenten Material besteht und in den Flanschen 4, 5
vakuumdicht und spannungsfrei gelagert ist. Die Cavity 1 ist galvanisch mit den
Flanschen 4, 5 verbunden.
An den Verbindungsteilen 21, welche die Flansche 4 und 5 verbinden, sind Per
manentmagnete 3 befestigt. Die Permanentmagnete sind über Vorrichtungen 26
radial einstellbar. Die an den Permanentmagneten wirkenden Kräfte werden
mittels als Nuten 35 ausgebildete Vorrichtungen in den Flanschen 4 und 5 aufge
nommen.
Die Permanentmagnete 3 und die Verbindungsteile 21 mit den Einstellvorrich
tungen 26 bilden einen Sechspol.
Der Flansch 4 mit wenigstens einer Gaszufuhr 10 ist mit wenigstens einer Öff
nung für die Zufuhr von Laserenergie 11, wenigstens einer Öffnung für Targethalter
12 und der Zentralbohrung 22 ausgestattet.
Der Flansch 5 ist mit der Öffnung 23, 24 zur Aufnahme der Plasmasteuerele
mente 42, 7 und der Anschlußfläche 25 für den vakuumdichten Anschluß des
Isolators 8 mit den Ionenstrahl- und/oder Plasmasteuerelementen 9, 41, 18 ausge
stattet (Fig. 12 und 12a).
Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung ist hinsichtlich des gezeigten Prinzips unab
dingbar Voraussetzung für den Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Vorrich
tung.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 4 besteht die Cavity 1 aus
einem Cu-Rohr oder einem beschichteten Cu-Rohr. Die Länge 29 und der Innen
umfang betragen ein Vielfaches der Wellenlänge der Hf-Energie bzw. des
HF-Strahlers (vgl. Fig. 6). Die Angaben bedeuten keine Einschränkung bezüglich
Material und Wellenlänge/Frequenz.
Ein Hf-Hohlleiter 14 trifft rechtwinklig und zentral auf die Cavity 1. Der Hohl
leiter 14 ist in y-Achse verändert und bildet einen Einkoppelschlitz 15 (von bei
spielsweise 8 × 86 mm). Der Hohlleiter 14 ist galvanisch mit der Cavity 1 ver
bunden (vgl. Fig. 4, Bezugszeichen 1, 14, 15).
Die Cavity 1 und der geänderte Hohlleiter 14 werden in der Folge als Cavity
bezeichnet. Die Bezeichnung beinhaltet auch den Anschlußteil des Hohlleiters in
Richtung Hf-Generator und Kühlgasvorrichtung 16.
Der Hohlleiter 14 und der Einkoppelschlitz 15 sind, wie in Fig. 5 dargestellt, in
y- und x-Achse geändert. Hierbei sitzen die Schmalseiten des Hohlleiters 14
ungleich 90° zur Längsachse des Hohlzylinders 1 auf diesem auf. Der Einkoppel
schlitz kann mit einem Keil 27 ausgestattet sein.
Der Vakuumeinschluß, gebildet durch den Hohlzylinder 2 und die Flansche 4, 5,
ist nicht durch radiale Pumpöffnungen belastet. Der Pumpprozeß kann über die
Zentralbohrung 22 und/oder die Prozeßöffnung 23 erfolgen (vgl. Fig. 3, 4, 6).
Am Ende des Hf-Hohlleiters 14 kann eine Hochspannungstrennstelle angebracht
sein, die in der weiteren Ausgestaltung/Entwicklung mit einer Vakuumabdich
tung kombinierbar ist.
Über den Einlaß 16 kann ein Kühlgas eingeleitet werden, wobei sich zwischen
Cavity 1 und Vakuumeinschluß 2 ein Kühlgasstrom ausbilden kann. Einlaß 16
und Einkoppelschlitz 15 bilden einen von 180° verschiedenen Winkel. Der Kühl
gaseinlaß kann dem Auslaß gegenüber liegen, wobei darin keine Einschränkung
in der Anordnung zu sehen ist.
Der Vakuumeinschluß 2 mit magnetischem Quereinschluß 3 (z. B. Sechspol),
magnetischem Längseinschluß 6 und Cavity 1 - zur Einspeisung der Mikrowel
lenenergie - bilden eine als "Confinement" bezeichnete Einheit.
Die Beherrschung des Plasmaeinschlusses und die Anpassung an den verfolgten
Prozeß ist von entscheidender Bedeutung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
hat zu diesem Zweck einstellbare magnetische Komponenten.
Vorzugsweise sind der magnetische Quereinschluß und der magnetische Längs
einschluß einstellbar ausgebildet.
Die Neutralgaszufuhr 10 erfolgt über den Flansch 4 in das Confinement bzw. den
Vakuumeinschluß. Die Neutralgaseinleitung befindet sich außerhalb
der ECR-Zone. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wenigstens mit einer
Neutralgaseinleitung 10 ausgestattet (Fig. 1, 4, 7, 8).
Die gesamte Vorrichtung weist eine Gasflaschen-/Gasdosenbatterie auf. Hier
durch kann eine Mono- oder Mixgaseinleitung zur Erzeugung eines prozess- und
dotierungskonformen Plasmas erfolgen (Fig. 2).
Nach der Plasmaelektrode 7 ist, durch einen Isolator 8 von der ECR-Ionenquelle
bzw. vom Plasma getrennt, ein Al-Hohlzylinder 9 (Fig. 4) vorgesehen. Dieser
nimmt ein vom Ionenstrom/Plasma verschiedenes Potential an oder wird mit
einem entsprechenden Potential angesteuert. Die Materialangabe ist dabei nicht
als Einschränkung zu sehen.
Zur prozesskonformen Steuerung des extrahierten Ionenstroms/Plasmas kann
eine Kombination von Elektroden und/oder Steuergittern (Fig. 4, Bezugszeichen
7, 18) in den Isolatoren 8, 8a eingesetzt sein (Fig. 9, 12, 12a). Die Steuergitter 41
sind in x-y Richtung mit verschiedenem Potential ansteuerbar (Fig. 9).
Mittels eines oder mehrerer Targethalter 12, 12a (Fig. 4) kann das Dotiermateri
al/Target 13 in den Vakuumeinschluß eingebracht bzw. deponiert werden. Die
Targethalter können beispielsweise aus Rubin oder Saphir bestehen. Das im Tar
gethalter 12 deponierte Targetmaterial 13 kann auf ein vom Plasma verschiede
nes Potential (voltaisch) eingestellt werden.
Der Laserstrahl und damit die Laserenergie kann zentral, durch eine Laseroptik
des Targethalters (12, 12a in Fig. 4) und/oder über die Laseroptik 11 (Fig. 4) auf
das Target geleitet werden. Wie aus den Fig. 4 bzw. 7 ersichtlich, kann we
nigstens eine Laseroptik an der Stirnseite (Fig. 4, Bezugszeichen 11) und/oder an
der Zylinderseite (Fig. 7, Bezugszeichen 1) angebracht sein.
Das Gesamtsystem Targethalter-Target-Laser ist räumlich so angeordnet, daß
die Laserfackel 31 (Fig. 6, 7) die Plasma-Randzone bzw. ECR-Zone tangiert
und/oder in die Randzone unter einem definierten Raumwinkel eindringt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, besitzt die Vorrichtung bzw. der Targethalter 12, 12a eine
Laseroptik, die eine Einleitung der Laserenergie in axialer Richtung gestattet
(Vorteil in der Dotierung des Plasmas).
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können der Vakuumeinschluß 2
(Fig. 4) und die Cavity 1 (Fig. 4) vereinigt sein. Dieses Element wird als Inte
gralcavity 33 bezeichnet (Fig. 7).
Die Hf-relevanten Dimensionen bleiben
vorzugsweise erhalten.
Die Integralcavity 33 gemäß Fig. 7 kann an Stelle der Elemente 1 und 2 in Fig. 4
eingesetzt sein. Dies ist bei bestimmten Prozessen sogar zwingend. Die Gasküh
lung (Fig. 2) dient dann der Temperaturregelung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einer Systemtrennstelle 36 (Fig. 7)
ausgestattet sein. Die Integralcavity 33 ist mit dem Innenteil der Flansche 4, 5
fest oder lösbar und vakuumdicht verbunden.
Die Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen können selbstver
ständlich auch mit dieser Ausführungsform verwendet werden.
Eine Hochspannungsisolierung 8 (Fig. 4) bzw. 17 (Fig. 13) erlaubt eine Plas
mapotential-Einstellung bis 400 keV, ohne daß diese Wertangabe als Einschrän
kung zu werten ist.
Hiermit sind die Voraussetzungen für die Einbringung des
Beschichtungs-Implantations-Materials in tiefe Schichten des Implantaten gegeben.
Die Spulen 6 (Fig. 4) zur Erzeugung des Längsfeldes sind bei den Ausführungs
formen gemäß den Fig. 13 und 14 durch Permanentmagnete 52 ersetzt. Die
axiale Einstellbarkeit bleibt erhalten.
Die das magnetische Querfeld erzeugenden Permanentmagnete 3 können drei
seitig durch einen Cu-Blechmantel 38 (Fig. 8) eingeschlossen sein. Diese Anga
ben bedeuten jedoch keine Einschränkung auf dieses Material.
Die symmetrische Sechspolanordnung der Permanentmagnete 3 ermöglichen die
Ausgestaltung einer Ersatzcavity 49 (Fig. 10), wobei die Ummantelung 38 der
Permanentmagnete 3 in die Cavitygestaltung 49, 50 einbezogen ist.
Die übrigen, oben beschriebenen Merkmale, wie z. B. die Dimension 29, die
Schlitzeinspeisung 15, die Verjüngung des Hf-Hohlleiters 14, die Kühlgasein
leitung 16, die radiale Einstellbarkeit der Permanentmagnete 3 etc., können
selbstverständlich auch mit diesen Ausführungsformen verwendet werden.
Insbesondere die Kombination einer 400 keV Isolation und Permanentmagnete
erweitert das Anwendungsspektrum der erfindungsgemäßen Vorrichtung we
sentlich.
Eine Segmentierung der erfindungsgemäßen Ersatzcavity gestattet eine bessere
bzw. wirksamere Anpassung der Resonanzbedingungen der Mikrowelleneinspei
sung in das Plasma, eine Verbesserung der Landau-Dämpfung und in der Folge
eine höhere Plasmatemperatur.
Vorzugsweise bilden die Bodenseiten der z. B. aus Kupfer bestehenden Umman
telung 38 der Permanentmagnete gemeinsam mit den Segmenten 50 der Ersatz
cavity ein Sechseck (Fig. 11).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 54 gemäß den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen kann innerhalb einer geeigneten Prozeßkammer bzw. eines
Vakuumbehälters 20 fest oder beweglich eingebaut sein (Fig. 15). Gegenüber
dem Vakuumbehälter bzw. der Prozeßkammer 20 ist die Vorrichtung dabei
hochspannungsfest angeordnet.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann ein Ionenstrahl
oder eine Plasmafackel 55 extrahiert werden.
Wie in Fig. 15 dargestellt, kann auch ein Substrat(Werkstück 59 gereinigt
und/oder beschichtet/implantiert und/oder einer Schichten-/Oberflächen
behandlung unterzogen werden.
Die mit und ohne magnetischem Längsfeldeinschluß extrahierbare
ECR-Plasmafackel hat in der praktischen Anwendung weitreichende Konsequenzen.
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 16 bildet der Vakuumeinschluß der er
findungsgemäßen Vorrichtung ein geschlossenes System/Kolben 61 und kann
den Vakuumeinschluß 2 in Fig. 4 ersetzen. Der Vakuumeinschluß 61 besitzt
wenigstens einen Targethalter 62, wenigstens einen Gaseinlaß 65, wenigstens
ein Laserfenster 66 und wenigstens eine Elektrode 63. Der Vakuumeinschluß 61
besteht aus mikrowellentransparentem Material. Die zur Erzeugung eines Ionen
strahls 67 erforderlichen Vorrichtungen, insbesondere die Plasmaelektrode 7 und
Absaugelektrode 18 sind, sind in der Prozeßöffnung eingebaut.
Der Kolben 61 ist an der Absaugseite/Prozeßseite mit einem zum Vakuuman
schluß geeigneten Flansch 64 ausgestattet.
Die Ausführungsformen nach Fig. 16 in Verbindung mit Fig. 3 wird z. B. bei
Prozessen mit toxischen und/oder radioaktiven Materialien und/oder Substanzen
zum Einsatz gebracht.
Die vorliegende Erfindung bietet somit folgende Vorteile:
Durch die spezielle Art der Ankopplung eines Hohlleiters an das Confine ment/Cavity ist bereits bei relativ niedrigen Frequenzen von z. B. 2,45 GHz die Erzeugung hochgeladener Ionen möglich.
Durch die spezielle Art der Ankopplung eines Hohlleiters an das Confine ment/Cavity ist bereits bei relativ niedrigen Frequenzen von z. B. 2,45 GHz die Erzeugung hochgeladener Ionen möglich.
Eine Dotierung des Plasmas mit Solidelementen des Periodensystems mittels
laserinduzierter Verdampfung von Material an geeigneter Stelle im Plasmaraum
und eine Erzeugung eines entsprechenden Ionenstroms wird auf einfache Weise
ermöglicht, wobei eine hochgenaue Dotierung sichergestellt werden kann.
Ein Ionenstrom bzw. eine Plasmafackel kann mit und ohne magnetischem Längs
feldeinschluß in einer geeigneten Prozeßkammer erzeugt werden.
Die Aufbereitung bzw. Erzeugung eines Mixplasmas zur Erzeugung eines pro
zeßkonformen Primärplasmas ist auf einfache Weise möglich.
Es wird die Erzeugung von Legierungen in der Plasmaphase der Materie ermög
licht bzw. die Erzeugung von entsprechenden Schichten und/oder das Implantie
ren dieser Legierungen, was bisher nicht oder nicht wirtschaftlich durchführbar
ist. In der Folge sind hierdurch neue Erkenntnisse, insbesondere auf dem Gebiet
der Supraleitung, der Solartechnik, Solarschutz, Optik, Laseroptik, Oberflächen-
und Verschleißtechnik und Korrosionsschutz, zu erwarten.
Neue Horizonte eröffnen sich für Behandlungsmethoden von Tumoren, insbe
sondere bei Hautkrebs, beispielsweise durch Ionen-Implantation in Oberflächen-
Tumorgewebe/offengelegter Tumore.
Die ECR-Ionenquelle bietet nahezu ideale Voraussetzungen zu Ionisation von
Radionukliden und kann daher hervorragend auf dem Gebiet der
Radionuklid-Implantationstechnik eingesetzt werden, das derzeit in starker Entwicklung be
griffen ist.
Mit der ECR-Ionenquelle kann die Aufbereitung eines prozeßgerechten Plasmas
(Mixplasmas) erfolgen. Die exakte Dotierung des Plasmas mit dem Radionuklid
zum Zweck der Ionisation, Extraktion, Beschleunigung und Implantation ist
möglich.
Des weiteren kann eine systemkonforme periodische Entsorgung des Vaku
umeinschlusses ermöglicht werden. Hierzu kann ein Vakuumeinsatz verwendet
werden, der leicht montierbar/demontierbar ist, wodurch nach dem Gebrauch
bzw. nach einer Kontamination eine systemgerechte Entsorgung sichergestellt
werden kann. Die unerwünschte aber unvermeidbare Kontamination durch radio
aktive Substanzen kann mittels laserinduzierter Verdampfung des Radionuklids
in den engen Grenzen des Unvermeidbaren gehalten werden.
Claims (12)
1. ECR-Ionenquelle mit einer Einheit (Confinement) für das magnetische und
Vakuumeinschließen eines mittels Mikrowellenstrahlung erzeugten Plas
mas,
dadurch gekennzeichnet,
- a) daß die Einheit einen ersten, vorzugsweise aus Eisen bestehenden Flansch (4) und einen zweiten, vorzugsweise aus Aluminium beste henden Flansch (5) umfaßt, zwischen welchen eine Cavity (1) vorge sehen ist,
- b) daß die Flansche (4, 5) über Verbindungsteile (21) zu einer konstruk tiven Einheit verbunden sind, und
- c) daß an den Verbindungsteilen (21) Permanentmagnete (3) zur Erzeu gung eines magnetischen Querfeldes für den magnetischen Einschluß des Plasmas gehalten sind.
2. ECR-Ionenquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Permanentmagnete (3) über Vorrichtungen (26) radial einstellbar ausgebil
det sind.
3. ECR-Ionenquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Permanentmagnete (3) über im wesentlichen die gesamte axiale
Länge zwischen den Flanschen (4, 5) erstrecken und
in den Innenwandungen der Flansche (4, 5) geführt sind.
4. ECR-Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Cavity als Ersatzcavity ausgebildet ist, wobei Er
satzcavity Segmente (50) aufweist, zwischen welchen die Permantentma
gnete angeordnet sind, und wobei die Permantentmagnete (3) dreiseitig mit
einem für das Bilden einer Cavity geeigneten Material ummantelt sind und
die Ummantelung in die Cavity-Gestaltung einbezogen ist.
5. ECR-Ionenquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bodenseiten der Ummantelung der Permanentmagnete zusammen mit den
Segmenten (50) der Ersatzcavity ein Sechseck bilden.
6. ECR-Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Cavity als Integralcavity (33) ausgebildet ist, welche aus
Metall ausgebildet ist und welche gleichzeitig den Vakuumeinschluß und
die Wirkung einer Cavity übernimmt.
7. ECR-Ionenquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Integralcavity (33) mit den Innenwandungen der Flansche (4, 5) fest oder
lösbar verbunden ist.
8. ECR-Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das magnetische Längsfeld durch axial verschiebbare
Permanentmagnete (52) erzeugt ist.
9. ECR-Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge und der Innenumfang der Cavity (1), der
Ersatzcavity oder der Integralcavity (33) ein Vielfaches der Wellenlänge
der Mikrowellenstrahlung betragen.
10. ECR-Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Mikrowellenankopplung ein Hohlleiter (14)
rechtwinklig und zentral auf die Cavity (1), die Ersatzcavity oder die Inte
gralcavity trifft und in der Richtung quer zur Längsachse der Einheit bis auf
einen Einkoppelschlitz verjüngt und galvanisch mit der Cavity, Ersatzcavity
oder Integralcavity verbunden ist.
11. ECR-Ionenquelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hohlleiter in der Richtung der Längsachse der Einheit sich konisch erwei
ternd ausgebildet ist.
12. ECR-Ionenquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im
Hohlleiter (14) im Bereich der Ankopplung ein Keil (27) vorgesehen ist,
welcher die eingekoppelte Strahlung in zwei schräg zur Längsachse der
Einheit verlaufende Bündel aufteilt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996141439 DE19641439C2 (de) | 1995-04-08 | 1996-10-08 | ECR-Ionen-Quelle |
EP19970117431 EP0967628A2 (de) | 1996-10-08 | 1997-10-08 | ECR-Ionenquelle 2,45GHz |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995113345 DE19513345C2 (de) | 1995-04-08 | 1995-04-08 | ECR-Ionenquelle |
DE1996141439 DE19641439C2 (de) | 1995-04-08 | 1996-10-08 | ECR-Ionen-Quelle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19641439A1 true DE19641439A1 (de) | 1998-05-07 |
DE19641439C2 DE19641439C2 (de) | 2000-09-07 |
Family
ID=26014266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996141439 Expired - Fee Related DE19641439C2 (de) | 1995-04-08 | 1996-10-08 | ECR-Ionen-Quelle |
Country Status (1)
Country | Link |
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