JPH0193038A - イオン銃 - Google Patents
イオン銃Info
- Publication number
- JPH0193038A JPH0193038A JP62248571A JP24857187A JPH0193038A JP H0193038 A JPH0193038 A JP H0193038A JP 62248571 A JP62248571 A JP 62248571A JP 24857187 A JP24857187 A JP 24857187A JP H0193038 A JPH0193038 A JP H0193038A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- ion
- ionization chamber
- gas pressure
- repeller
- Prior art date
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- Pending
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は安定なイオンビーム量を得ることができるイオ
ン銃に関するものである。
ン銃に関するものである。
−ｇに、イオンビームは、分析や表面クリーニング等に
使用されているが、その場合に安定なイオンビーム量が
得られることが重要である。そのため電子衝撃型イオン
銃やプラズマからイオンを引き出す方式のイオン銃では
、イオン化室のガス圧力を測定し、これを一定になるよ
うにガスリークバルブの開度を制御している。
使用されているが、その場合に安定なイオンビーム量が
得られることが重要である。そのため電子衝撃型イオン
銃やプラズマからイオンを引き出す方式のイオン銃では
、イオン化室のガス圧力を測定し、これを一定になるよ
うにガスリークバルブの開度を制御している。
第５図はこのような従来のイオン銃の構成を示す図で、
図中、１はイオン化室、２はガス源、３はリークバルブ
、４は排気ポンプ、５は圧力測定器、６は誤差増幅器、
７はガス圧力設定回路、８はアクチュエータ駆動回路、
９はアクチュエータである。
図中、１はイオン化室、２はガス源、３はリークバルブ
、４は排気ポンプ、５は圧力測定器、６は誤差増幅器、
７はガス圧力設定回路、８はアクチュエータ駆動回路、
９はアクチュエータである。
イオン化室１へはガス源２からリークバルブ３を通して
イオン化用ガスが供給され、排気ポンプ４で排気されて
いる。圧力測定器５はイオン化室付近に取付けられて内
部の圧力を）食出し、その検出出力は、ガス圧力設定回
路７からの設定値と加えられ、誤差分が増幅器６で増幅
される。この誤差信号により駆動回路８を介してアクチ
ュエータ９を駆動し、リークバルブの開度を制御してイ
オン化室の圧力が設定値になるようにしている。
イオン化用ガスが供給され、排気ポンプ４で排気されて
いる。圧力測定器５はイオン化室付近に取付けられて内
部の圧力を）食出し、その検出出力は、ガス圧力設定回
路７からの設定値と加えられ、誤差分が増幅器６で増幅
される。この誤差信号により駆動回路８を介してアクチ
ュエータ９を駆動し、リークバルブの開度を制御してイ
オン化室の圧力が設定値になるようにしている。
しかしながら、第５図に示す従来のイオン銃では、専用
圧力測定装置をイオン化室付近に取り付けるため、イオ
ン化室付近の排気負荷が大きくなってしまうと共に、専
用の圧力測定装置を設けるため、コストアップになって
しまうという問題があった。
圧力測定装置をイオン化室付近に取り付けるため、イオ
ン化室付近の排気負荷が大きくなってしまうと共に、専
用の圧力測定装置を設けるため、コストアップになって
しまうという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、専用の圧
力測定装置を設けることなくイオン化室の圧力を一定に
し、イオンビーム量を安定化させることの可能なイオン
銃を提供することを目的とする。
力測定装置を設けることなくイオン化室の圧力を一定に
し、イオンビーム量を安定化させることの可能なイオン
銃を提供することを目的とする。
そのために本発明のイオン銃は、イオン化室のガス圧力
を測定し；測定圧力と基準値とを比較し、比較結果に基
づきイオン化室へのガス流入量を制御してガス圧力を一
定にすることによりイオンビーム量を安定化させるよう
にしたイオン銃において、リペラ電流、またはイオン電
流を検出する電流検出手段を設け、該電流検出手段によ
りイオン化室の圧力を測定することを特徴とする。
を測定し；測定圧力と基準値とを比較し、比較結果に基
づきイオン化室へのガス流入量を制御してガス圧力を一
定にすることによりイオンビーム量を安定化させるよう
にしたイオン銃において、リペラ電流、またはイオン電
流を検出する電流検出手段を設け、該電流検出手段によ
りイオン化室の圧力を測定することを特徴とする。
本発明のイオン銃は、リペラ電流、またはイオン電流が
イオン化室のガス圧力と一定の関係にあることを利用し
、リペラ電源、またはイオン加速電源に接続された電流
検出抵抗によりガス圧力を測定し、測定結果と基準値と
を比較して誤差増幅し、誤差増幅器の出力でガス流量を
制御してイオン化室のガス圧力を設定圧力に保ち、その
結果専用のガス圧力測定装置を用いることなく、イオン
ビーム量を安定化させることができる。
イオン化室のガス圧力と一定の関係にあることを利用し
、リペラ電源、またはイオン加速電源に接続された電流
検出抵抗によりガス圧力を測定し、測定結果と基準値と
を比較して誤差増幅し、誤差増幅器の出力でガス流量を
制御してイオン化室のガス圧力を設定圧力に保ち、その
結果専用のガス圧力測定装置を用いることなく、イオン
ビーム量を安定化させることができる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明によるイオン銃の一実施例を示す図であ
り、第５図と同一番号は同一内容を示している。なお、
図中、１１はグリッド、１２はフィラメント、１３はリ
ペラ、１４はリペラ電源、１５はフィラメント電源、１
６はバイアス電源、１７はリペラ電流検出抵抗、１８は
加速電圧設定電源、１９はイオン加速電源である。
り、第５図と同一番号は同一内容を示している。なお、
図中、１１はグリッド、１２はフィラメント、１３はリ
ペラ、１４はリペラ電源、１５はフィラメント電源、１
６はバイアス電源、１７はリペラ電流検出抵抗、１８は
加速電圧設定電源、１９はイオン加速電源である。
イオン化室１は通常１０°〜１０−’Ｔｏｒｒ程度の圧
力であり、フィラメント１２にはフィラメント電源゛１
５から電流が供給され、またグリッド１１とリペラ１３
との間にはバイアスＴｌＨ１６によりバイアス電圧が加
えられて電界が形成されており、グリッドにはイオン加
速電源１９により加速電圧が加えられている。この加速
電圧は、加速電圧設定電源１８により設定され、同時に
設定加速電圧はりベラ電源１４に加えられて、加速電圧
が変更されてちりペラ電流が一定に保たれるように構成
されている。リペラ電源１４は、イオン引き出し用の電
源であり、リペラ電圧は常にフィラメント電位と同じか
あるいはそれより僅かに高電位となるように設定されて
いる。
力であり、フィラメント１２にはフィラメント電源゛１
５から電流が供給され、またグリッド１１とリペラ１３
との間にはバイアスＴｌＨ１６によりバイアス電圧が加
えられて電界が形成されており、グリッドにはイオン加
速電源１９により加速電圧が加えられている。この加速
電圧は、加速電圧設定電源１８により設定され、同時に
設定加速電圧はりベラ電源１４に加えられて、加速電圧
が変更されてちりペラ電流が一定に保たれるように構成
されている。リペラ電源１４は、イオン引き出し用の電
源であり、リペラ電圧は常にフィラメント電位と同じか
あるいはそれより僅かに高電位となるように設定されて
いる。
このような構成において、フィラメント１２からの熱電
子は、グリッド１２とリペラ電極１３との間を振動して
気体を電離し、電離したイオンはイオン加速電圧により
加速されてイオン化室より発射される。そしてリペラ電
極１３に流れ込む電流はイオン化室のガス圧力に比例す
るので、このリペラ電流をモニタすることによりガス圧
力を一定にすることが可能となる。このリペラ電流は、
リペラ電流検出抵抗１７で検出される。この場合、検出
電圧には加速電圧設定型ｉｔｓからの設定電圧が加え合
わされる。この検出電圧は、ガス圧力設定回路７からの
基準電圧と加え合わされて誤差信号として増幅されてア
クチュエータ駆動回路８に入力される。アクチュエータ
駆動回路８は、入力される誤差信号に応じてアクチュエ
ータ９を駆動し、誤差信号がゼロとなる方向にガス導入
用リークバルブの開度を調節し、ガス圧力が一定になる
ようにガスの流入量を変える。この場合、検出電圧には
加速電圧設定電源１８からイオン加速電圧が変わっても
リペラ電流は常に不変となるように電圧が加えられてい
る。
子は、グリッド１２とリペラ電極１３との間を振動して
気体を電離し、電離したイオンはイオン加速電圧により
加速されてイオン化室より発射される。そしてリペラ電
極１３に流れ込む電流はイオン化室のガス圧力に比例す
るので、このリペラ電流をモニタすることによりガス圧
力を一定にすることが可能となる。このリペラ電流は、
リペラ電流検出抵抗１７で検出される。この場合、検出
電圧には加速電圧設定型ｉｔｓからの設定電圧が加え合
わされる。この検出電圧は、ガス圧力設定回路７からの
基準電圧と加え合わされて誤差信号として増幅されてア
クチュエータ駆動回路８に入力される。アクチュエータ
駆動回路８は、入力される誤差信号に応じてアクチュエ
ータ９を駆動し、誤差信号がゼロとなる方向にガス導入
用リークバルブの開度を調節し、ガス圧力が一定になる
ようにガスの流入量を変える。この場合、検出電圧には
加速電圧設定電源１８からイオン加速電圧が変わっても
リペラ電流は常に不変となるように電圧が加えられてい
る。
こうして、リペラ電流に流入する電流がイオン化室内の
ガス圧力に対して比例関係にあることを利用してリペラ
電流をモニタすることによりイオン化室内のガス圧力を
一定にし、最終的に得られるイオンビーム電流量を一定
に保つことができる。
ガス圧力に対して比例関係にあることを利用してリペラ
電流をモニタすることによりイオン化室内のガス圧力を
一定にし、最終的に得られるイオンビーム電流量を一定
に保つことができる。
第２図は本発明の他の実施例を示す図で、第１図、第５
図と同一番号は同一内容を示している。
図と同一番号は同一内容を示している。
なお、図中、２０はイオン電流検出抵抗、２１は演算器
、２２は増幅器である。
、２２は増幅器である。
本実施例は、イオン加速電源を流れるイオン電流は、一
般にイオン加速電圧とガス圧力が決まれば一義的に決ま
ることを利用し、引き出したイオン電流をモニタするこ
とによりガス圧力を一定にするようにしたものである。
般にイオン加速電圧とガス圧力が決まれば一義的に決ま
ることを利用し、引き出したイオン電流をモニタするこ
とによりガス圧力を一定にするようにしたものである。
イオン加速電源１９からの加速電圧によりイオン化室１
から引き出されたイオン電流は、いずれアース電位に到
達するので、一端をアース電位にした検出抵抗２０によ
りイオン電流を検出することができる。この場合、Ｉｐ
をイオン電流、■をイオン加速電圧としたとき、一般に
、 Ｉｐ＝ｋＶ”” （ｋ：定数） が成り立ち、第３図に示すようにガス圧力、イオン加速
電圧が決まれば一義的にイオン電流が決まるので、この
検出電圧（第１図の場合と同様加速電圧設定電圧が重畳
されている）を増幅器２２で増幅し、基準電圧と加え合
わされて誤差増幅され、第１図の実施例の場合と同様に
バルブ制御してガス流入量の制御を行うことによりガス
圧力を一定、したがってイオン電流を一定にすることが
できる。
から引き出されたイオン電流は、いずれアース電位に到
達するので、一端をアース電位にした検出抵抗２０によ
りイオン電流を検出することができる。この場合、Ｉｐ
をイオン電流、■をイオン加速電圧としたとき、一般に
、 Ｉｐ＝ｋＶ”” （ｋ：定数） が成り立ち、第３図に示すようにガス圧力、イオン加速
電圧が決まれば一義的にイオン電流が決まるので、この
検出電圧（第１図の場合と同様加速電圧設定電圧が重畳
されている）を増幅器２２で増幅し、基準電圧と加え合
わされて誤差増幅され、第１図の実施例の場合と同様に
バルブ制御してガス流入量の制御を行うことによりガス
圧力を一定、したがってイオン電流を一定にすることが
できる。
この場合、イオン加速電圧に比例する信号Ｖ（ｖ ｏｃ
Ｖ ）を演算器２１に入力してｖ４／！で補正し、こ
れをガス圧力を決めるための基準電圧として用いれば、
この補正により検出電圧をＶに比例させることができる
。
Ｖ ）を演算器２１に入力してｖ４／！で補正し、こ
れをガス圧力を決めるための基準電圧として用いれば、
この補正により検出電圧をＶに比例させることができる
。
なお、ガス圧力を決めるための基準電圧は、イオン加速
電圧の変更に応じて変わるようにしておく必要があり、
調整可能なように可変抵抗を通してアースに落とし、こ
の可変抵抗により最適なガス圧力が得られるようにする
。
電圧の変更に応じて変わるようにしておく必要があり、
調整可能なように可変抵抗を通してアースに落とし、こ
の可変抵抗により最適なガス圧力が得られるようにする
。
このように、イオン加速電源を流れる全イオン電流がイ
オン化室内のガス圧力に対して一定の関係にあることを
利用して、このイオン電流をモニタすることによりイオ
ン化室内のガス圧力を一定にし、最終的に得られるイオ
ンビーム電流量を一定に保つことができる。また加速電
圧が変更されても圧力値が変動しないようにできる。
オン化室内のガス圧力に対して一定の関係にあることを
利用して、このイオン電流をモニタすることによりイオ
ン化室内のガス圧力を一定にし、最終的に得られるイオ
ンビーム電流量を一定に保つことができる。また加速電
圧が変更されても圧力値が変動しないようにできる。
第４図は第２図の実施例の変形例を示す図で、イオン電
流検出抵抗をイオン加速電源のアース側でなく、高電位
側に接続したものである。ただし、この場合は全体が高
電圧下に置かれるので、信号を比較器まで伝送する過程
で絶縁を施すなどの処置を行う必要がある。
流検出抵抗をイオン加速電源のアース側でなく、高電位
側に接続したものである。ただし、この場合は全体が高
電圧下に置かれるので、信号を比較器まで伝送する過程
で絶縁を施すなどの処置を行う必要がある。
以上のように本発明によれば、専用圧力測定装置を用い
ることなく、イオン化室内のガス圧力を一定に保つこと
ができ、最終的に得られるイオンビーム電流量を安定化
させることができる。
ることなく、イオン化室内のガス圧力を一定に保つこと
ができ、最終的に得られるイオンビーム電流量を安定化
させることができる。
第１図は本発明によるイオン銃の一実施例を示す図、第
２図は本発明の他の実施例を示す図、第３図はイオン加
速電圧とイオン電流の関係を示す図、第４図は第２図の
変形例を示す図、第５図は従来のイオン銃を示す図であ
る。 １・・・イオン化室、２・・・ガス源、３・・・リーク
パルプ、４・・・排気ポンプ、５・・・圧力測定器、６
・・・誤差増幅器、７・・・ガス圧力設定回路、８・・
・アクチュエータ駆動回路、９・・・アクチュエータ、
１１・・・グリッド、１２・・・フィラメント、１３・
・・リペラ、１４・・・・リペラ電源、１５・・・フィ
ラメント電源、１６・・・バイアス電源、１７・・・リ
ペラ電流検出抵抗、１８・・・加速電圧設定電源、１９
・・・イオン加速電源、２０・・・イオン電流検出抵抗
、２１・・・演算器、２２・・・増幅器。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外２名）第１図 ｉ呉、を結巾各 第２図 第３図 ７オン加遇」Ｅ圧（Ｖ） 第４図 第５図
２図は本発明の他の実施例を示す図、第３図はイオン加
速電圧とイオン電流の関係を示す図、第４図は第２図の
変形例を示す図、第５図は従来のイオン銃を示す図であ
る。 １・・・イオン化室、２・・・ガス源、３・・・リーク
パルプ、４・・・排気ポンプ、５・・・圧力測定器、６
・・・誤差増幅器、７・・・ガス圧力設定回路、８・・
・アクチュエータ駆動回路、９・・・アクチュエータ、
１１・・・グリッド、１２・・・フィラメント、１３・
・・リペラ、１４・・・・リペラ電源、１５・・・フィ
ラメント電源、１６・・・バイアス電源、１７・・・リ
ペラ電流検出抵抗、１８・・・加速電圧設定電源、１９
・・・イオン加速電源、２０・・・イオン電流検出抵抗
、２１・・・演算器、２２・・・増幅器。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外２名）第１図 ｉ呉、を結巾各 第２図 第３図 ７オン加遇」Ｅ圧（Ｖ） 第４図 第５図
Claims (1)
- イオン化室のガス圧力を測定し、測定圧力と基準値とを
比較し、比較結果に基づきイオン化室へのガス流入量を
制御してガス圧力を一定にすることによりイオンビーム
量を安定化させるようにしたイオン銃において、リペラ
電流、またはイオン電流を検出する電流検出手段を設け
、該電流検出手段によりイオン化室の圧力を測定するこ
とを特徴とするイオン銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248571A JPH0193038A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | イオン銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248571A JPH0193038A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | イオン銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193038A true JPH0193038A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17180119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248571A Pending JPH0193038A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | イオン銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0193038A (ja) |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP62248571A patent/JPH0193038A/ja active Pending
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