DE3834984C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

In der Mikrostrukturtechnik, etwa bei der Herstellung von Halbleiter-Bau­ elementen oder bei der Beschichtung von Materialien mit dünnen Filmen, werden geladene oder ungeladene Teilchen benötigt, die zum Ätzen bzw. Beschichten verwendet werden. Für die Herstellung dieser geladenen und ungeladenen Teilchen dienen steuerbare Plasma- oder Ionenquellen, die eine möglichst hohe Dichte der jeweils benötigten Teilchen bereitstellen sollen. Beispielsweise ist es für viele Anwendungsfälle erwünscht, daß Ionendichten von mehr als 10¹¹ cm^-3 bei akzeptabler Dichteverteilung innerhalb des Plasmas zugelassen werden, was beispielsweise einer Argon- Ionen-Sättigungsstromdichte von mehr als 10 mA/cm² entspricht.

Es ist bereits ein Plasmaprozessor mit einem Plasmaerzeugungsbereich bekannt, in dem eine Elektronen-Zyklotronresonanz erzeugt wird (DE-OS 37 29 347). Der Plasmaerzeugungsbereich weist hierbei ein Plasmaerzeugungsrohr auf, in das eine Mikrowelle eingespeist wird und das von zwei Spulen umgeben ist, die ein nicht-homogenes magnetostatisches Feld in axialer Richtung ausbilden, wobei zumindest ein Teil des Magnetfelds der Spulenanordnung einer Drehbewegung ausgesetzt ist. Die maximale Feldstärke rotiert hierbei gewissermaßen um die Achse des Plasmaerzeugungsrohrs, so daß eine gleichmäßige Behandlung eines Substrats mittels eines Plasmas ermöglicht wird.

Weiterhin ist eine Mikrowellenbreitstrahl-Ionenquelle bekannt, die einen zylindrischen Hohlraumresonator aufweist, der von einer kreisringförmigen Magnetspule umschlossen ist (DD-PS 2 48 904). Aufgrund der Inhomogenität des statischen Magnetfelds der Spule stehen elektrische Feldstärkekomponenten des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes und magnetische Feldstärkekomponenten senkrecht aufeinander, so daß sich eine Elektronen-Zyklotronresonanz (=ECR) zur Plasmaanregung ausbildet.

Bei einer anderen bekannten Mikrowellen-Plasma-Einrichtung, mit der ein ECR-Betrieb ermöglicht wird, ist ebenfalls ein Hohlraumresonator vorgesehen, der von einer Magnetspule umgeben ist (M. Matsuoka, K. Ono: "Low-energy ion extraction with small dispersion from an electron cyclotron resonance microwave plasma stream", Appl. Phys. Lett. 50 (26), 29. Juni 1987, S. 1864-1866). In einem Abstand von dieser Magnetspule ist eine zweite Magnetspule vorgesehen, die den Feldgradienten des resultierenden Magnetfelds mitbestimmt. Da der Plasmastrom vom Feldgradienten abhängt, kann mit Hilfe der zweiten Spule die Extraktion der Ionen beeinflußt werden.

Es ist auch bekannt, höhere Moden in Hohlraumresonatoren zu dämpfen (N. Lehnhart und H. Petersen:" Damping antennas for spurious rf-modes in electron-positron storage rings", Nuclear Instruments and Methods, 1978, S. 51-52). Hierzu wird eine Dämpfungs-Antenne verwendet, die einen Glaszylinder mit einem hieran anschließenden Lambda-Viertel-Resonator aufweist.

Des weiteren sind YIG (=Yttrium Iron Garnets)-Bauelemente und -Funktionsgruppen bekannt, mit denen Schaltungsfunktionen im Mikrowellenbereich realisiert werden können (radio, fernsehen, elektronik, Bd. 31, 1982, Heft 10, S. 661). Hierbei wird z. B. eine YIG-Kugel zwischen den Polen eines Magneten angeordnet, dessen Feld durch Feldspulen erzeugt wird. Mit Hilfe des Stroms durch die Feldspulen kann ein YIG-Resonator abgestimmt werden.

Schließlich ist auch eine Ionenquelle bekannt, die einen Mikrowellen-Hohlraumresonator aufweist (US-PS 37 78 656). Um den Hohlraumresonator herum sind zwei Spulen angeordnet. Diese Spulen, die in der Regel von einem gemeinsamen Gleichstrom durchflossen werden, erzeugen ein statisches Magnetfeld, das parallel zur Längsachse des Hohlraumresonators verläuft. Die Spulen können auch von verschiedenen Strömen derart durchflossen werden, daß das statische Magnetfeld in einem vorgegebenen räumlichen Bereich für eine Elektronen-Zyklotronresonanz ausreicht.

Dort ist bereits erkannt worden, daß das Plasma selbst eine Verschiebung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators bewirkt. Es wird dort auch hervorgehoben, daß bei niedrigen Plasmadichten die Frequenzdrift völlig verschwindet, wenn das Magnetfeld so gewählt wird, daß die Elektronen-Zyklotronresonanzbedingung erfüllt wird. Jedoch werden dort in jedem Fall beide Spulen ausschließlich für den ECR-Betrieb eingesetzt und nicht zur Abstimmung der Resonanzfrequenz. Zur Abstimmung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators ist dort eine mechanische Abstimmschraube vorgesehen, die sich zwischen den beiden Spulen befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ionen- und Plasmaquelle zu schaffen, welche auch bei großen Dimensionen relativ wenig Energie benötigt und die schnell auf ihren maximalen Wirkungsgrad eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß der durch das Plasma belastete Resonator sehr schnell auf Resonanz gebracht werden kann, indem gyromagnetische Bauelemente in dem Resonator elek­ trisch verstimmt werden. Druckschwankungen, Kontaminationen und der­ gleichen während des Betriebs der Plasmaquelle werden auf diese Weise schnell ausgeregelt. Außerdem ist es möglich, eine Modulation der Plasma­ anregung willentlich herbeizuführen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine gyromagnetisch abstimmbare Quelle für die Erzeugung geladener Teilchen;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Topfkreis der Quelle gemäß Fig. 1;

Fig. 3 den Verlauf der elektrischen und magnetischen Feldlinien der Hauptmode in einem Topfkreis, der breiter als höher ist;

Fig. 4a einen Ausschnitt aus dem oberen Bereich des Topfkreises gemäß Fig. 1;

Fig. 4b eine Draufsicht auf die in der Fig. 4a gezeigte Anordnung.

In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine gyromagnetisch abstimmbare Ionen- und Plasmaquelle 1 dargestellt, bei welcher das Prinzip der Elektron- Zyklotron-Resonanz zur Anwendung kommt. Diese Ionen- und Plasmaquelle 1 weist ein Quarzgefäß 2 zur Aufnahme eines Plasmas auf, das auf seiner Oberseite eine Einbuchtung 3 besitzt und auf seiner Unterseite mit einem Extraktionsgitter versehen ist, mit dem Ionen abgezogen werden können. Bei einer reinen Plasmaextraktion entfällt dieses Gitter 4. Um das Quarz­ gefäß 2 herum ist ein Topfkreis 5 vorgesehen, der eine Öffnung 6 aufweist, durch die ein Mikrowellen-Einkoppler 7 in einen Raum 8 eintritt, der sich oberhalb des Quarzgefäßes 2 befindet. Die Einkopplung der Mikrowelle kann kapazitiv, induktiv oder über eine Leitung erfolgen. Die Fig. 1 zeigt eine kapazitive Einkopplung, bei der das Ende einer offenen Leitung in einen Hohlraum hineinragt. Die Einkopplung erfolgt zweckmäßigerweise dort, wo große elektrische Feldstärken auftreten.

Der Topfkreis 5 ist an die Einbuchtung 3 des Quarzgefäßes 2 angepaßt, d.h. er besitzt ebenfalls eine Einbuchtung 9, in der sich eine ringförmige Spule 10 befindet, die einen senkrechten Steg eines im Querschnitt T-förmigen Weicheisenkerns 11 umgibt. Diese Spule 10 dient dazu, die Elektron-Zyklotron-Resonanzbedingung herzustellen. Hat die eingekoppelte Mikrowelle eine Frequenz von 2,45 GHz, so beträgt die von der Spule 10 erzeugte magnetische Flußdichte 8,75×10^-2V×s/m², damit die ECR-Bedingung erfüllt ist.

Der Topfkreis 5 schmiegt sich im wesentlichen an die Außenkonturen des Quarzgefäßes an, wobei allerdings im oberen Bereich die beiden in der Längsschnittdarstellung erkennbaren Hohlräume 8 und 12 im Topfkreis 5 gebildet werden, die einen Ring bilden, der wenigstens teilweise die Spule 10 umgibt. Dieser Ring 8, 12 ist auf seiner Oberseite mit einem dünnen Ring 13, 14 eines gyromagnetischen Materials, z.B. Ferrit, abgeschlossen.

Oberhalb dieses Rings 13, 14 und auf dem Topfkreis 5 befindet sich ein rotationssymmetrischer Weicheisenkern 15, in den eine kreisringförmige Abstimmspule 16 zur gyromagnetischen Einstellung der Resonanzfrequenz des Topfkreises 5 eingelassen ist.

Der Topfkreis 5 stellt bei der Anordnung gemäß Fig. 1 einen kapazitiv belasteten Resonator dar, der nach außen vollständig durch leitende, aber magnetisch nicht abschirmende Wände, zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium, abgeschlossen ist. Durch Veränderung der Gesamthöhe A des Topfkreises 5 und/oder der Höhe a der den Boden der Einbuchtung 3 über­ ragenden Einbuchtung 9 und/oder des Gesamtdurchmessers D des Topf­ kreises 5 und/oder des Durchmessers d der Einbuchtung 9 läßt sich sowohl eine im Topfkreis 5 stabile Feldkonfiguration als auch eine kapazitive Last in weiten Grenzen variieren und so einem optimalen Arbeitspunkt der Plasma- und Ionenquelle 1 anpassen.

Die Spule 10 erzeugt ein rotationssymmetrisches toroidales Magnetfeld hinreichender Stärke, dessen Flußdichte zum Beispiel bei einer eingespeisten Mikrowelle durch die Formel

bestimmt wird, wobei m_e die Masse eines Elektrons, e die Ladung eines Elektrons und f die Frequenz der eingespeisten Mikrowelle bedeuten. Dieses Magnetfeld erstreckt sich auch in die Plasmakammer, die vor dem Quarz­ gefäß 2 gebildet wird. Durch unterschiedliche Stromspeisung dieser Spule 10 läßt sich die interne Zone, in der Elektron-Zyklotron-Resonanz auftritt, in gewissen Grenzen einstellen.

Statt einer gewickelten Spule können für die Erzeugung eines ECR-Magnet­ felds auch Permanentmagnete in einer Multicuspanordnung, einer Linien­ anordnung oder in einer anderen geeigneten Anordnung vorgesehen sein.

Für die Erfindung wesentlich ist der gyromagnetische Ring 13, 14 in Verbindung mit der Spule 16, durch deren Magnetfeld eine Verstimmung des Topfkreises 5 bewirkt werden kann. Als gyromagnetischer Ring 13, 14 kommt, wie bereits erwähnt, zum Beispiel ein Ring aus Ferriten in Frage, die ausgeprägte magnetische Eigenschaften, aber nur geringe Leitfähigkeit haben, so daß in ihnen eine Wellenausbreitung möglich ist. Durch die Vor­ magnetisierung solcher Ferrite lassen sich die Permeabilität bzw. die Di­ elektrizitätskonstante verändern; man spricht dann von einer gyromagne­ tischen Permeabilität bzw. Dielektrizitätskonstanten, die sich durch einen Tensor beschreiben läßt. Der Topfkreis 5, der die gyromagnetischen Schei­ ben 13, 14 enthält, läßt sich folglich durch das Magnetfeld der Spule 16 über die Veränderung der Permeabilität bzw. der Dielektrizitätskonstanten verstimmen, wobei die Güte oder die Resonanzfrequenz oder beide in ge­ wissen Grenzen geändert werden kann. Magnetisch abstimmbare ferri­ magnetische Resonatoren weisen bekanntlich im Frequenzbereich zwischen 300 MHz bis etwa 100 GHz eine ausreichend hohe Resonanzgüte für den Einsatz als frequenzbestimmende Elemente in abstimmbaren Halbleiter­ oszillatoren und Filtern auf. Die Wirkungsweise der erwähnten Veränderung der Permeabilität beruht auf der Anregung der ferrimagnetischen Resonanz in vormagnetisierten Ferritkugeln oder -scheiben durch ein Wechselmagnet­ feld mit Richtung senkrecht zum Vormagnetisierungsfeld. Als Festkörper­ effekt ist die ferrimagnetische Resonanz unmittelbar mit der Kreiseleigen­ schaft des Elektronenspins verknüpft, die in der angeregten Ferritprobe zu einer Präzessionsbewegung der Drehimpulsachsen der Elektronenspins um die Richtung des Vormagnetisierungsfelds führt, was auch als gyro­ magnetischer Effekt bezeichnet wird (Meinke/Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 4. Auflage, L 50, Punkt 9.8). Die Spinpräzessions­ resonanz hängt über das gyromagnetische Verhältnis γ = 35,2 KHz m/A linear mit dem Vormagnetisierungsfeld zusammen.

Dieses an sich aus der Hochfrequenztechnik für die elektrische Abstimmung von Sendern bekannte Prinzip wird gemäß der Erfindung für die Kompen­ sation der Resonanzfrequenzverschiebung eines durch ein Plasma belasteten Topfkreisresonators verwendet. Aus der Störungstheorie (R. F. Harrington: Time-Harmonic Electromagnetic Fields, McGraw-Hill Book Company, 1961, Kapitel 7) folgt für die Resonanzverschiebung Δω = ω-ω₀ eines mit einem gyromagnetischen Material des Volumens Δτ belasteten Re­ sonators:

mit
ω₀ Resonanzfrequenz des unbelasteten Resonators, d. h. es befindet sich kein gyromagnetisches Material in dem Hohlraumresonator;
Δω Verschiebung der Resonanzfrequenz;
ε, μ Hochfrequenz-Dielektrizitäts- und Permeabilitätszahl einer ungestörten Substanz innerhalb des Resonators, d. h. es treten keine externen elektrischen und/oder magnetischen Felder auf;
Δε, Δμ Änderung von ε und μ aufgrund externer elektrischer und/oder magnetischer Felder;
E, H elektrisches bzw. magnetisches Feld innerhalb des gestörten Resonators, d. h. des durch den gyromagnetischen Werkstoff verstimmten Resonators;
E₀*, H₀* konjugiert komplexe elektrische bzw. magnetishe Felder innerhalb des verstimmten Resonators;
dτ Raumelement des Resonators.

Die größten Änderungen der Resonanzfrequenz treten dann auf, wenn die Perturbation, d. h. das gyromagnetische Material im Resonator, am Orte maximaler elektrischer Feldstärke E und verschwindendem magnetischem Feld H oder umgekehrt lokalisiert ist.

Ist das Verhältnis des Volumens Δτ des gyromagnetischen Materials zum Gesamtvolumen τ des Resonators klein, so gilt mit hinreichender Genauig­ keit E = E₀ und H = H₀. Für E und H können so mit guter Näherung die formabhängigen inneren Felder in dem gyromagnetischen Material E_int. bzw. H_int. angenommen werden.

Die Frequenzverschiebung, die sich durch eine Änderung der Dielektrizitäts­ kennzahl einstellt, ist durch

gegeben, während die Frequenzverschiebung, die sich durch eine Änderung der Permeabilität ergibt, durch die Gleichung

definiert ist.

Vereinfachend wurden hierbei in beiden Fällen die magnetische und die elektrische Feldenergie im Nenner der Ausgangsgleichung einander gleich­ gesetzt. Die stoffliche Zusammensetzung, die Form und die Positionierung des Rings 13, 14 aus gyromagnetischem Material werden so gewählt, daß Δω/ω₀ in Abhängigkeit von extern angelegten Feldern ein Maximum annimmt. Für die technisch bedeutsame Frequenzverschiebung durch Änderung der Hochfrequenz-Permeabilität sind im wesentlichen die Arbeitsfrequenz ω, die Formgebung des gyromagnetischen Werkstoffs, die Positionierung des gyromagnetischen Werkstoffs innerhalb des Resonators, die Arbeitsmode des Resonators, die Größe des externen statischen Magnetfelds und die Orientierung des externen Magnetfeld-Vektors relativ zum Hochfrequenz­ magnetfeldvektor, vorzugsweise der Hauptmode im Resonator, von Bedeutung.

In der Fig. 2 sind die Einbuchtung 3 des Quarzgefäßes 2, die Spule 10, der Weicheisenkern 11 und die Einbuchtung 9 des Topfkreises 5 noch einmal im einzelnen dargestellt. Die Richtung des Stromflusses durch die Spule 10 ist dabei durch die Symbole ⊗ bzw. ⊖ bei 17 und 18 angedeutet. Das Symbol bei 17 bedeutet hierbei den hineinfließenden Strom, während das Symbol bei 18 den herausfließenden Strom bedeutet. Durch diesen Strom­ fluß baut sich eine magnetische Flußdichte B auf, die durch die Linien 19, 20 schematisch dargestellt ist. Man erkennt hierbei, daß die Flußdichte 20 auf der rechten Seite im Uhrzeigersinn verläuft. Dagegen hat die Fluß­ dichte 19 eine Richtung im Gegenuhrzeigersinn. Dies bedeutet, daß sich die Flußdichten 19, 20 im Steg 21 des T-förmigen Weicheisenkerns 11 addieren. Der die Spule 10 durchfließende Strom ist stets ein Gleichstrom, so daß das hierdurch erzeugte magnetische Feld auch stets ein Gleichfeld ist.

Die in der Fig. 2 gezeigte Anordnung dient zur Erzeugung einer Feldstärke für die Elektron-Zyklotron-Resonanz und ist als solche im Prinzip nicht neu. Von Bedeutung ist indessen, daß die Spule 10 in der Einbuchtung 3 vor­ gesehen ist und daß der Durchmesser D des Topfkreises 5 zur Höhe A des Topfkreises 5 in einem bestimmten Verhältnis steht. Ist D größer als A, so stellt sich die Feldverteilung im Topfkreis 5 so ein, wie es die Fig. 3 zeigt. Man erkennt hierbei, daß die elektrischen Feldlinien 22, 23 der Hauptmode der Mikrowelle bogenförmig vom Quersteg 33 des Weicheisen­ kerns zur Resonatorwand 9 verlaufen, während andere elektrische Feldlinien 24 bis 32 vom Steg 21 des Weicheisenkerns 11 auf das Extraktionsgitter 4 gerichtet sind. Die magnetischen Feldlinien, von denen nur eine Feldlinie 45 dargestellt ist, verlaufen kreisringförmig um den Steg 21, d.h. am oberen Rand des Topfkreises 5 verlaufen die magnetischen Feldlinien parallel zur Topfkreis-Ebene.

An dem oberen Rand des Topfkreises 5 wird ein gyromagnetischer Kreis­ ring, von dem man die zwei Scheiben 13, 14 erkennt, so plaziert, daß das in ihm wirksame erzeugte Magnetfeld 39, 40 senkrecht zu den magnetischen Feldlinien 45 verläuft. Wie dieses externe Magnetfeld 39, 40 erzeugt wird, zeigt die Fig. 4a. Man erkennt aus dieser Darstellung, daß der Weich­ eisenkern 15 einen im wesentlichen E-förmigen Querschnitt hat, wobei zwischen den äußeren Stegen 34, 35 des E und um dessen Mittelsteg 36 herum die Spule 16 gewunden ist. Die Richtung des Stromes I, der durch die Spule 16 fließt, ist durch die Symbole 37, 38 dargestellt, wobei das Symbol 37 den hineinfließenden Strom und das Symbol 38 den heraus­ fließenden Strom I bezeichnet. Auch hier handelt es sich bei dem durch die Spule 16 fließenden Strom um einen Gleichstrom, so daß ein magne­ tisches Gleichfeld erzeugt wird. Die magnetischen Feldlinien, die sich auf­ bauen, sind mit 39 und 40 bezeichnet. Man erkennt, daß diese Feldlinien den Ring 13, 14 aus gyromagnetischem Material durchdringen und somit vormagnetisieren. Die Ausbuchtungen des Topfkreises 5 sind mit 41 und 42 bezeichnet, wobei diese Ausbuchtungen natürlich ein ringförmiges Gebilde darstellen.

In der Fig. 4b ist die Anordnung der Fig. 4a noch einmal in einer ge­ schnittenen Draufsicht dargestellt, wobei dicht oberhalb der Spule 16 ein Schnitt durchgeführt ist. Der Ring 34, 35 ist hierbei als kreisringförmiger Querschnitt des Weicheisenkerns 15 erkennbar. Das gyromagnetische Material, das in der Fig. 4a durch zwei Querschnitte 13 und 14 dargestellt war, ist hier deutlich als Kreisring 13, 14 zu erkennen. Entsprechendes gilt für die Ausbuchtungen 41, 42 des Topfkreises 5, die zwei Zylindermäntel 41, 42 bilden, welche das gyromagnetische Material einschließen. Die magne­ tischen Feldlinien 43 der Grundmode der eingespeisten Mikrowelle sind dabei als Kreis angedeutet, während die Feldlinien des externen Felds H_ext mit 44 bezeichnet sind und radial von innen nach außen verlaufen. Ist e die Breite des Kreisrings 13, 14 und c seine Höhe, so lassen sich für e<c und eine hinreichende Dicke c des gyromagnetischen Materials bei Ver­ wendung von Ferriten Frequenzverstimmungen |Δω|/ω₀ in der Größen­ ordnung von 10% erzielen. Die dazu erforderlichen statischen Magnetfelder der Vormagnetisierung durch die Spule 16 liegen bei maximal 1 kOe und sind technisch problemlos zu realisieren.

Die Regeleinrichtung, welche den Strom durch die Spule 16 verändert, ist im einzelnen nicht dargestellt. Es kann jedoch eine Regeleinrichtung Ver­ wendung finden, wie sie in der Hochfrequenztechnik bei der gyromagne­ tischen Abstimmung von Sendern üblich ist.

Bei Verwendung von Dauermagneten anstelle des Elektromagneten 15, 16 ist eine schnelle Ausregelung der Belastungen des Topfkreises 5 durch das Plasma nicht ohne weiteres möglich. Es wäre allerdings denkbar, die ein­ zelnen Magnete mittels kleiner motorischer Antriebe dem Weicheisenkern 15 mehr oder weniger zu nähern. Die motorischen Antriebe könnten dann wieder mit denselben elektrischen Signalen angesteuert werden wie die Spule 16.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen Teilchen, bei der in einen mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllten Hohlraumresonator elektromagnetische Energie eingeführt wird und bei der ein erstes Magnetfeld das Gas oder Gasgemisch durchsetzt und zur Erzeugung einer Elektronenzyklotronresonanz dient und bei der ein zweites, vom ersten Magnetfeld unabhängiges Magnetfeld erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetfeld (H_ext, 34,39) gyromagnetisches Material (13, 14) durchdringt, das sich in dem Hohlraumresonator (5) befindet, wodurch die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators (5) beeinflußt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumresonator ein Topfkreis (5) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetfeld (H_ext) durch einen Elektromagneten (16) erzeugt wird, dessen Spule in einem magnetisch leitenden Teil (15) angeordnet ist, wobei dieser magnetisch leitende Teil (15) einen Spalt aufweist, in dem sich der Gegenstand (13, 14) aus gyromagnetischem Material befindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auf­ nahme der geladenen und/oder ungeladenen Teilchen ein Glasgefäß (2) vorgesehen ist, welches auf seiner Oberseite geschlossen ist und eine Einbuchtung (3) für die Aufnahme eines die ECR-Bedingung erfüllenden Erzeugers des ersten Magnetfelds aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas­ gefäß (2) von dem Topfkreis (5) umgeben ist, wobei sich dieser Topfkreis (5) im wesentlichen den Konturen des Glasgefäßes (2) anpaßt und ledig­ lich in einem Bereich (8, 12), in dem die elektromagnetische Energie ein­ gespeist wird, einen freien Raum entstehen läßt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Glasgefäß (2) abgewandten Oberseite des freien Raums (8, 12) gyromagne­ tisches Material (13, 14) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem oder nach mehreren der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasgefäß (2) und der Topfkreis (5) rotationssymmetrisch sind, daß das gyromagnetische Material die Form eines Kreisrings (13, 14) hat, der auf der Oberseite des freien Raums (8, 12) angeordnet ist und daß dieser Kreisring (13, 14) in einer Aussparung eines Weicheisenkerns (15) liegt, der von dem Feld eines Dauer- oder Elektromagneten (16) beaufschlagt wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger des für die ECR-Bedingung erforderlichen Magnetfelds ein Elektromagnet ist, der eine Spule (10) aufweist, welche um den senkrechten Schenkel (21) eines im Querschnitt T-förmigen Weicheisenteils (11) gewickelt ist, wobei der querverlaufende Schenkel des T parallel zum Boden der Einbuchtung (3) des Glasgefäßes (2) verläuft.

9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas­ gefäß (2) auf seiner Unterseite mit einem Extraktionsgitter (4) abge­ schlossen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf­ kreis (5) einen Durchmesser D und eine Höhe A hat, wobei die Einbuchtung dieses Topfkreises (5) einen Durchmesser d und eine Höhe a aufweist und die ungefähre Bedingung A = 2a bzw. D = 2d gilt.

11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf­ kreis (5) eine Aussparung (6) aufweist, durch welche die Einkopplung der elektromagnetischen Energie erfolgt.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein­ richtung zur Erfassung der Resonanzbedingung vorgesehen ist, die bei Nicht­ vorliegen von Resonanz den Stromfluß durch eine Spule (16) derart beein­ flußt, daß das durch diesen Stromfluß erzeugte Magnetfeld ein gyromagne­ tisches Material (13, 14) durchdringt, welches hierauf seine magnetischen Eigenschaften verändert und die Resonanzbedingung wieder herstellt.