JPH08190881A - イオン流の取り出し方法 - Google Patents
イオン流の取り出し方法Info
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- JPH08190881A JPH08190881A JP7020938A JP2093895A JPH08190881A JP H08190881 A JPH08190881 A JP H08190881A JP 7020938 A JP7020938 A JP 7020938A JP 2093895 A JP2093895 A JP 2093895A JP H08190881 A JPH08190881 A JP H08190881A
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- vacuum space
- ion current
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000005465 channeling Effects 0.000 abstract 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/301—Arrangements enabling beams to pass between regions of different pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J5/02—Vessels; Containers; Shields associated therewith; Vacuum locks
- H01J5/18—Windows permeable to X-rays, gamma-rays, or particles
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】高密度のイオン流および大口径のイオン流への
適用が可能である、新たなイオン流の真空空間外への取
り出し方法を提供することを主な目的とする。 【構成】１．高真空度空間内を飛行するイオン流６を、
高真空度空間と低真空度空間との間に配置した結晶方位
の揃った窓材５を通過させることにより、低真空度空間
に取り出す方法。 ２．高真空度空間内を飛行するイオン流の荷電と低真空
度空間に取り出したイオン流の荷電とが同一である上記
項１に記載の方法。 ３．高真空度空間内を飛行するイオン流の荷電と低真空
度空間に取り出したイオン流の荷電とが異なる上記項１
に記載の方法。
適用が可能である、新たなイオン流の真空空間外への取
り出し方法を提供することを主な目的とする。 【構成】１．高真空度空間内を飛行するイオン流６を、
高真空度空間と低真空度空間との間に配置した結晶方位
の揃った窓材５を通過させることにより、低真空度空間
に取り出す方法。 ２．高真空度空間内を飛行するイオン流の荷電と低真空
度空間に取り出したイオン流の荷電とが同一である上記
項１に記載の方法。 ３．高真空度空間内を飛行するイオン流の荷電と低真空
度空間に取り出したイオン流の荷電とが異なる上記項１
に記載の方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン流を真空空間外
に取り出す方法に関する。
に取り出す方法に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】従来、真空空間中を飛行する
イオン流をその真空空間よりも低真空度の空間に取り出
す方法としては、両空間の間に配置した厚さ５〜６μｍ
程度の多結晶金属膜或いは高分子膜、或いは直径５〜６
μｍ程度の細孔を通過させる方法が知られている。しか
しながら、多結晶金属膜或いは高分子膜を使用する場合
には、膜材中の原子或いは分子との衝突により、イオン
流中のイオンが散乱して、イオン流密度が急速に低下し
てしまい、またイオン流のエネルギーも急激に低下して
しまう欠点がある。さらに、イオンと膜構成原子或いは
分子との頻繁な衝突により、膜強度が低下するので、高
密度イオン流への適用が困難である。特に、膜強度の低
い高分子膜を使用する場合には、膜破壊が生じるため、
膜の交換回数が多くなり、また装置自体の真空保護機構
が必要となる。一方、細孔を通過させる方法では、細孔
により隔てられる両空間の圧力差（或いは真空度の差）
を維持するために、細孔の大きさをある程度以上大きく
することが出来ないので、ミリオーダーの直径のイオン
流を用いることは困難であった。
イオン流をその真空空間よりも低真空度の空間に取り出
す方法としては、両空間の間に配置した厚さ５〜６μｍ
程度の多結晶金属膜或いは高分子膜、或いは直径５〜６
μｍ程度の細孔を通過させる方法が知られている。しか
しながら、多結晶金属膜或いは高分子膜を使用する場合
には、膜材中の原子或いは分子との衝突により、イオン
流中のイオンが散乱して、イオン流密度が急速に低下し
てしまい、またイオン流のエネルギーも急激に低下して
しまう欠点がある。さらに、イオンと膜構成原子或いは
分子との頻繁な衝突により、膜強度が低下するので、高
密度イオン流への適用が困難である。特に、膜強度の低
い高分子膜を使用する場合には、膜破壊が生じるため、
膜の交換回数が多くなり、また装置自体の真空保護機構
が必要となる。一方、細孔を通過させる方法では、細孔
により隔てられる両空間の圧力差（或いは真空度の差）
を維持するために、細孔の大きさをある程度以上大きく
することが出来ないので、ミリオーダーの直径のイオン
流を用いることは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、高
密度のイオン流および大口径のイオン流への適用が可能
である、新たなイオン流の真空空間外への取り出し方法
を提供することを主な目的とする。
密度のイオン流および大口径のイオン流への適用が可能
である、新たなイオン流の真空空間外への取り出し方法
を提供することを主な目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
従来技術の問題点に鑑みて研究を進めた結果、結晶方位
の揃った薄板を高真空度空間と低真空度空間との間に窓
材として配置する場合には、高真空度空間から低真空度
空間へのイオン流の取り出しが、イオン流の密度低下お
よび窓材の損傷を殆ど生じることなく、可能となること
を見出した。
従来技術の問題点に鑑みて研究を進めた結果、結晶方位
の揃った薄板を高真空度空間と低真空度空間との間に窓
材として配置する場合には、高真空度空間から低真空度
空間へのイオン流の取り出しが、イオン流の密度低下お
よび窓材の損傷を殆ど生じることなく、可能となること
を見出した。
【０００５】すなわち、本発明は、下記の「イオン流の
真空空間外への取り出し方法」を提供するものである： １．高真空度空間内を飛行するイオン流を、高真空度空
間と低真空度空間との間に配置した結晶方位の揃った窓
材を通過させることにより、低真空度空間に取り出す方
法。
真空空間外への取り出し方法」を提供するものである： １．高真空度空間内を飛行するイオン流を、高真空度空
間と低真空度空間との間に配置した結晶方位の揃った窓
材を通過させることにより、低真空度空間に取り出す方
法。
【０００６】２．高真空度空間内を飛行するイオン流の
荷電と低真空度空間に取り出したイオン流の荷電とが同
一である上記項１に記載の方法。
荷電と低真空度空間に取り出したイオン流の荷電とが同
一である上記項１に記載の方法。
【０００７】３．高真空度空間内を飛行するイオン流の
荷電と低真空度空間に取り出したイオン流の荷電とが異
なる上記項１に記載の方法。
荷電と低真空度空間に取り出したイオン流の荷電とが異
なる上記項１に記載の方法。
【０００８】なお、本発明において、高真空度空間と
は、１．００×１０-5Torr以上の真空度（≦１．００×
１０-5Torr）の空間を意味し、低真空度空間とは、１．
００×１０-5Torr未満の真空度（＞１．００×１０-5To
rr）の空間を意味するものとする。
は、１．００×１０-5Torr以上の真空度（≦１．００×
１０-5Torr）の空間を意味し、低真空度空間とは、１．
００×１０-5Torr未満の真空度（＞１．００×１０-5To
rr）の空間を意味するものとする。
【０００９】以下、図面を参照しつつ、本発明をさらに
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１０】本発明方法を実施するための装置の一例を
模式的な断面図として図１に示す。図１において、高真
空度空間を形成する容器１は、イオン流のチャネリング
状態を満足させるための微調整機構を設けた開口部２を
備えており、開口部２の窓５は、窓材表面とほぼ垂直の
方向に結晶方位の揃った材料により形成されている。３
は、検出器である。
模式的な断面図として図１に示す。図１において、高真
空度空間を形成する容器１は、イオン流のチャネリング
状態を満足させるための微調整機構を設けた開口部２を
備えており、開口部２の窓５は、窓材表面とほぼ垂直の
方向に結晶方位の揃った材料により形成されている。３
は、検出器である。
【００１１】本発明において使用する結晶方位の揃った
窓材としては、単結晶薄板、結晶方位が窓材表面とほぼ
垂直の方向に揃っている結晶体などが挙げらる。単結晶
薄板として、具体的には、シリコン単結晶（ｐ型、〈１
００〉面）、ダイヤモンド、グラファイトなどが例示さ
れる。また、結晶方位が一定方向に揃った結晶体として
は、パイログラファイトなどが例示される。窓材の厚さ
は、特に限定されるものではないが、１〜５μｍ程度で
あることが好ましい。なお、本発明の実施例で使用した
図示の装置においては、外部からの擾乱を避けるため
に、容器１の開口部２側の空間を第２の容器４で覆って
あり、容器４内にはアルゴンガスを封入してある。
窓材としては、単結晶薄板、結晶方位が窓材表面とほぼ
垂直の方向に揃っている結晶体などが挙げらる。単結晶
薄板として、具体的には、シリコン単結晶（ｐ型、〈１
００〉面）、ダイヤモンド、グラファイトなどが例示さ
れる。また、結晶方位が一定方向に揃った結晶体として
は、パイログラファイトなどが例示される。窓材の厚さ
は、特に限定されるものではないが、１〜５μｍ程度で
あることが好ましい。なお、本発明の実施例で使用した
図示の装置においては、外部からの擾乱を避けるため
に、容器１の開口部２側の空間を第２の容器４で覆って
あり、容器４内にはアルゴンガスを封入してある。
【００１２】図１に示す装置を使用して本発明方法を実
施する場合には、窓材の表面に向けてその結晶方向に平
行となる様に所定のイオン流を入射させ、チャネリング
現象により、イオン流を散乱させることなく且つイオン
流密度およびイオン流エネルギーを大幅に低下させるこ
ともなく、容器１外の低真空度空間にイオン流を取り出
すことが出来る。イオン流のエネルギーは、チャネリン
グ現象を利用できる限り、特に限定されない。
施する場合には、窓材の表面に向けてその結晶方向に平
行となる様に所定のイオン流を入射させ、チャネリング
現象により、イオン流を散乱させることなく且つイオン
流密度およびイオン流エネルギーを大幅に低下させるこ
ともなく、容器１外の低真空度空間にイオン流を取り出
すことが出来る。イオン流のエネルギーは、チャネリン
グ現象を利用できる限り、特に限定されない。
【００１３】本発明が対象とするイオン流を構成するイ
オンは、基本元素に実質的に制限はなく、また正イオン
でも或いは負イオンでも良い。窓材５を通過する際に、
イオン流のエネルギーが低い場合には、イオンの荷電変
換を生じる場合もあるが、この場合も、本発明の範囲に
包含されるものである。
オンは、基本元素に実質的に制限はなく、また正イオン
でも或いは負イオンでも良い。窓材５を通過する際に、
イオン流のエネルギーが低い場合には、イオンの荷電変
換を生じる場合もあるが、この場合も、本発明の範囲に
包含されるものである。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、イオン流中のイオンと
窓材中の原子乃至分子との衝突が殆どないので、イオン
流が当初有していた密度およびエネルギーを殆ど減少さ
せることなく、イオンを高真空度空間外へ取り出すこと
が出来る。
窓材中の原子乃至分子との衝突が殆どないので、イオン
流が当初有していた密度およびエネルギーを殆ど減少さ
せることなく、イオンを高真空度空間外へ取り出すこと
が出来る。
【００１５】また、窓材の損傷も殆どなくなるので、長
期間の継続的使用が可能である。
期間の継続的使用が可能である。
【００１６】さらに、イオン流の荷電状態に関係なく、
イオン流の取り出しを行うことが出来る。
イオン流の取り出しを行うことが出来る。
【００１７】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。本発明がこの実施例により
限定されるものではないことは、いうまでもない。
ころをより一層明確にする。本発明がこの実施例により
限定されるものではないことは、いうまでもない。
【００１８】実施例１ 図１に概要を示す形式の装置を使用して、本発明を実施
した。
した。
【００１９】すなわち、到達真空度１．０×１０-8Torr
以下の高真空度容器１において、窓材５を厚さ２μｍの
シリコン単結晶（ｐ型、〈１００面〉）により構成し、
イオン流密度１０μＡ／ｃｍ2、エネルギー２ＭｅＶの
プロトン（Ｈ+）流を窓材５を経て大気圧相当のアルゴ
ンガスを充填した容器４内に取り出した。
以下の高真空度容器１において、窓材５を厚さ２μｍの
シリコン単結晶（ｐ型、〈１００面〉）により構成し、
イオン流密度１０μＡ／ｃｍ2、エネルギー２ＭｅＶの
プロトン（Ｈ+）流を窓材５を経て大気圧相当のアルゴ
ンガスを充填した容器４内に取り出した。
【００２０】シリコン単結晶を通過した直後のイオン流
のエネルギーは、１．９８ＭｅＶであり、当初のエネル
ギーを殆ど失っていなかった。
のエネルギーは、１．９８ＭｅＶであり、当初のエネル
ギーを殆ど失っていなかった。
【００２１】また、シリコン単結晶を通過した直後のイ
オン流強度の角度分布を測定したところ、図２に示す通
りであり、イオン流が指向性に優れていることが明らか
となった。
オン流強度の角度分布を測定したところ、図２に示す通
りであり、イオン流が指向性に優れていることが明らか
となった。
【００２２】比較例１ シリコン単結晶に代えて芳香族ポリイミド膜（商標名
“カプトン膜”、東レ・デュポン（株）、厚さ７．５μ
ｍ）を窓材として使用する以外は実施例１と同様にして
イオン流の取り出しを行った。
“カプトン膜”、東レ・デュポン（株）、厚さ７．５μ
ｍ）を窓材として使用する以外は実施例１と同様にして
イオン流の取り出しを行った。
【００２３】芳香族ポリイミド膜を通過した直後のイオ
ン流のエネルギーは、１．５４ＭｅＶであった。
ン流のエネルギーは、１．５４ＭｅＶであった。
【００２４】また、芳香族ポリイミド膜を通過した直後
のイオン流強度の角度分布を測定したところ、図２に示
す通りであり、シリコン単結晶を使用する場合に比し
て、イオン流が指向性に劣っていることが明らかであ
る。
のイオン流強度の角度分布を測定したところ、図２に示
す通りであり、シリコン単結晶を使用する場合に比し
て、イオン流が指向性に劣っていることが明らかであ
る。
【図１】本発明方法を実施するために使用する装置の一
例の概要を示す断面図である。
例の概要を示す断面図である。
【図２】本発明による窓材であるシリコン単結晶および
比較例で使用した窓材である芳香族ポリイミド膜をそれ
ぞれ通過した直後のイオン流強度の角度分布を示すグラ
フである。
比較例で使用した窓材である芳香族ポリイミド膜をそれ
ぞれ通過した直後のイオン流強度の角度分布を示すグラ
フである。
１…真空容器 ２…開口部 ３…検出器 ４…アルゴン充填容器 ５…シリコン単結晶からなる窓材 ６…イオン流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木野村 淳 大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 杢野 由明 大阪府池田市緑丘１丁目８番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】高真空度空間内を飛行するイオン流を、高
真空度空間と低真空度空間との間に配置した結晶方位の
揃った窓材を通過させることにより、低真空度空間に取
り出す方法。 - 【請求項２】高真空度空間内を飛行するイオン流の荷電
と低真空度空間に取り出したイオン流の荷電とが同一で
ある請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】高真空度空間内を飛行するイオン流の荷電
と低真空度空間に取り出したイオン流の荷電とが異なる
請求項１に記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020938A JPH08190881A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | イオン流の取り出し方法 |
| US08/580,817 US5637880A (en) | 1995-01-12 | 1995-12-29 | Method for extracting ion current from space of high vacuum into space of low vacuum |
| DE19600298A DE19600298C2 (de) | 1995-01-12 | 1996-01-05 | Verfahren zum Extrahieren eines Ionenstromes von einem Raum hohen Vakuums in einen Raum niederen Vakuums |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020938A JPH08190881A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | イオン流の取り出し方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08190881A true JPH08190881A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=12041157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7020938A Pending JPH08190881A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | イオン流の取り出し方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5637880A (ja) |
| JP (1) | JPH08190881A (ja) |
| DE (1) | DE19600298C2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU3234097A (en) * | 1996-06-12 | 1998-01-07 | American International Technologies, Inc. | Actinic radiation source having anode that includes a window area formed by a thin, monolithic silicon membrane |
| DE102008051519B4 (de) * | 2008-10-13 | 2012-08-30 | rtw RÖNTGEN-TECHNIK DR. WARRIKHOFF GmbH & Co. KG | Elektronenstrahler mit Austrittsfenster sowie Röntgenstrahler |
| US10991540B2 (en) | 2018-07-06 | 2021-04-27 | Moxtek, Inc. | Liquid crystal polymer for mounting x-ray window |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3022127A1 (de) * | 1980-06-10 | 1982-01-07 | Hahn-Meitner-Institut für Kernforschung Berlin GmbH, 1000 Berlin | Strahlendurchtrittsfenster mit einer in einen rahmen gefassten duennen metallfolie |
| JP3026284B2 (ja) * | 1990-09-18 | 2000-03-27 | 住友電気工業株式会社 | Ｘ線窓材とその製造方法 |
| US5509046A (en) * | 1994-09-06 | 1996-04-16 | Regents Of The University Of California | Cooled window for X-rays or charged particles |
-
1995
- 1995-01-12 JP JP7020938A patent/JPH08190881A/ja active Pending
- 1995-12-29 US US08/580,817 patent/US5637880A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-01-05 DE DE19600298A patent/DE19600298C2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| N W CHEUNG PREPARATION OF LARGE-AREA MONOCRYSTALLINE SILICON THIN WINDOWS REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5637880A (en) | 1997-06-10 |
| DE19600298A1 (de) | 1996-07-18 |
| DE19600298C2 (de) | 2000-10-05 |
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