JPS60193247A - 点状ガスイオン源 - Google Patents
点状ガスイオン源Info
- Publication number
- JPS60193247A JPS60193247A JP60026239A JP2623985A JPS60193247A JP S60193247 A JPS60193247 A JP S60193247A JP 60026239 A JP60026239 A JP 60026239A JP 2623985 A JP2623985 A JP 2623985A JP S60193247 A JPS60193247 A JP S60193247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- pipe
- ion source
- chip
- needle
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/08—Ion sources; Ion guns using arc discharge
-
- 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
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/08—Ion sources
- H01J2237/0802—Field ionization sources
- H01J2237/0807—Gas field ion sources [GFIS]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、イオンビーム微小部分析装置間する。
イオンビーム応用機器の性能はイオン源の能力に負うと
ころが大きい。イオン源に必要な条件は高輝度の点状イ
オンビームを長時間安定に放射することである。この目
的を実現する一手段として雷Ｊｉｌｔ、／オンイヒ現象
を応用した点状ガメスイオン源がある。これは、正の高
電圧を印加した針状チップの先端部に１０”−２Ｔｏｒ
ｒ以下に減圧したガスを供給し、高電界の作用でこのガ
スをイオン化するものである。従来の点状ガスイオン源
の構成は、第１図に示すようにイオン化室１を設け、こ
れは高真空室２と小孔３を介して接続されており、差動
排気法によってイオン化室と高真空室の圧力差が保たれ
るようになっている。ガスイオンを発生させるためには
、ガスボンベ４からガスを供給してイオン化室１内を適
当なガス圧に保ち、ついで針状チップ５に正の高電圧を
印加してガスイオンを得る。従来法の問題点は（１）特
殊なイオン化室が必要であること、（２）供給ガスが有
効にイオン化されないこと、にある。さらにはイオン化
効率を上げるために針状チップとガスの温度をガスの液
化点付近まで冷却するが、従来例ではガスが有効に冷却
され難いといった問題点がある。
ころが大きい。イオン源に必要な条件は高輝度の点状イ
オンビームを長時間安定に放射することである。この目
的を実現する一手段として雷Ｊｉｌｔ、／オンイヒ現象
を応用した点状ガメスイオン源がある。これは、正の高
電圧を印加した針状チップの先端部に１０”−２Ｔｏｒ
ｒ以下に減圧したガスを供給し、高電界の作用でこのガ
スをイオン化するものである。従来の点状ガスイオン源
の構成は、第１図に示すようにイオン化室１を設け、こ
れは高真空室２と小孔３を介して接続されており、差動
排気法によってイオン化室と高真空室の圧力差が保たれ
るようになっている。ガスイオンを発生させるためには
、ガスボンベ４からガスを供給してイオン化室１内を適
当なガス圧に保ち、ついで針状チップ５に正の高電圧を
印加してガスイオンを得る。従来法の問題点は（１）特
殊なイオン化室が必要であること、（２）供給ガスが有
効にイオン化されないこと、にある。さらにはイオン化
効率を上げるために針状チップとガスの温度をガスの液
化点付近まで冷却するが、従来例ではガスが有効に冷却
され難いといった問題点がある。
本発明は、これらの問題点を解決した単純な構成の点状
ガスイオン源を提供するものである。
ガスイオン源を提供するものである。
本発明は、ガス供給の方法を改良することにより、（１
）供給ガスの有効なイオン化、（２）ガスの温度制御、
（３）点状ガスイオン源の構成の単純化、が可能となっ
ている。
）供給ガスの有効なイオン化、（２）ガスの温度制御、
（３）点状ガスイオン源の構成の単純化、が可能となっ
ている。
本発明の点状ガスイオン源は、ガス供給と電位供給を兼
用した電気伝導性を有するパイプの少なくとも一箇所に
イオン発生用の針状チップを持ち、イオン化用ガスは該
パイプの内部を通って針状チップの根元、もしくはその
近傍より針状チップに供給することを特徴とする。
用した電気伝導性を有するパイプの少なくとも一箇所に
イオン発生用の針状チップを持ち、イオン化用ガスは該
パイプの内部を通って針状チップの根元、もしくはその
近傍より針状チップに供給することを特徴とする。
さらにまた本発明の点状ガスイオン源の他の形状は、電
気絶縁性を持つパイプの少なくとも一箇所にガスイオン
化用の電気伝導性を持つ針状チップが取りつけられてお
り、該チップ先端に対向して、中心に孔を有する電極を
配置して成ることを特徴とする。
気絶縁性を持つパイプの少なくとも一箇所にガスイオン
化用の電気伝導性を持つ針状チップが取りつけられてお
り、該チップ先端に対向して、中心に孔を有する電極を
配置して成ることを特徴とする。
以下本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
実施例１
第２図は、本発明の点状ガスイオン源の一実施例であり
、５は針状チップ、６は電気伝導性を持つパイプ、７は
セラミックである。この点状ガスイオン源においては、
ガスはパイプ内部を通り、針状チップ５の根元部に設け
られた孔８を通って針状チップ先端に供給される。この
場合、ガスの流れは針状チップの近傍に限定されるので
、ガスの有効なイオン化が可能となる。針状チップとし
てはＷ、Ｍｏ、Ｉｒなどの高融点金属、あるいはＴｉＣ
，ＨｆＣ，ＴｉＮなどの高融点化合物が適している。パ
イプとしてはＴａ、Ｐｔ、あるいはステンレスなどが良
い。このパイプに通電することによってパイプと針状チ
ップを高温に加熱することもできる。
、５は針状チップ、６は電気伝導性を持つパイプ、７は
セラミックである。この点状ガスイオン源においては、
ガスはパイプ内部を通り、針状チップ５の根元部に設け
られた孔８を通って針状チップ先端に供給される。この
場合、ガスの流れは針状チップの近傍に限定されるので
、ガスの有効なイオン化が可能となる。針状チップとし
てはＷ、Ｍｏ、Ｉｒなどの高融点金属、あるいはＴｉＣ
，ＨｆＣ，ＴｉＮなどの高融点化合物が適している。パ
イプとしてはＴａ、Ｐｔ、あるいはステンレスなどが良
い。このパイプに通電することによってパイプと針状チ
ップを高温に加熱することもできる。
第３図は、このイオン源を装置に装着した様子を示す模
式図である。イオン源はコネクター９によってイオンビ
ーム応用装置の鏡体にセットされる。第３図において、
１０は冷却用の液化ガス。
式図である。イオン源はコネクター９によってイオンビ
ーム応用装置の鏡体にセットされる。第３図において、
１０は冷却用の液化ガス。
１１は絶縁パイプ、１２はガスボンベ、１３対向電極で
ある。ガスは、スローリークバルブ１４゜つなぎパイプ
１５を通って針状チップ先端部に送られる。途中、ガス
はつなぎパイプ内を通るとき 。
ある。ガスは、スローリークバルブ１４゜つなぎパイプ
１５を通って針状チップ先端部に送られる。途中、ガス
はつなぎパイプ内を通るとき 。
極低温の液化ガスによって冷却される。一方、針状チッ
プはパイプを通しての熱伝達によって極低温に冷却され
る。第３図においては、ガスと針状チップの冷却と、ガ
スの針状チップへの供給が有効に行なわれるので、特別
なイオン化室も不要で、しかもガスの供給量も必要最少
限に止めることができる。
プはパイプを通しての熱伝達によって極低温に冷却され
る。第３図においては、ガスと針状チップの冷却と、ガ
スの針状チップへの供給が有効に行なわれるので、特別
なイオン化室も不要で、しかもガスの供給量も必要最少
限に止めることができる。
実施例２
第４図は、本発明の他の実施例を示すもので、５は針状
チップ、６は電気伝導性を持つパイプ。
チップ、６は電気伝導性を持つパイプ。
１６は小孔であり、パイプ内を通って供給されたガスは
この小孔１６から針状チップ先端へ供給される。第４図
に示した点状ガスイオン源は、針状チップの加熱を行な
わない場合に使用する。
この小孔１６から針状チップ先端へ供給される。第４図
に示した点状ガスイオン源は、針状チップの加熱を行な
わない場合に使用する。
実施例３
第５図、第６図は、本発明のその他の実施例を示すもの
であり、ここでは電気絶縁性のパイプ１７ Ｌ ７＃
ｍ Ｉ ｆ ＋−％ス占１−枇ｆＬＭｒ −ｂ＜ 火ス
ｍｃ、＋ｉ ｍ６図において、５は針状チップ、１７
は電気絶縁性パイプ、１８は中央に小孔を有する電極で
ある。
であり、ここでは電気絶縁性のパイプ１７ Ｌ ７＃
ｍ Ｉ ｆ ＋−％ス占１−枇ｆＬＭｒ −ｂ＜ 火ス
ｍｃ、＋ｉ ｍ６図において、５は針状チップ、１７
は電気絶縁性パイプ、１８は中央に小孔を有する電極で
ある。
ガスはパイプ内を通って針状チップ先端部に供給される
。針状チップ５と電極１８の間に、針状チップが正にな
るような高電圧を印加することにより、ガスのイオン化
が起こり、電極に設けられた小孔１通ってイオンビーム
が放射される。電気絶縁性のパイプ材料としては、ガラ
ス、プラスチックなどの加工性の良いものを用いれば良
い。
。針状チップ５と電極１８の間に、針状チップが正にな
るような高電圧を印加することにより、ガスのイオン化
が起こり、電極に設けられた小孔１通ってイオンビーム
が放射される。電気絶縁性のパイプ材料としては、ガラ
ス、プラスチックなどの加工性の良いものを用いれば良
い。
以上の実施例で明らかなように、針状チップを支える構
造材に、パイプを使用し、このパイプを通してガスを針
状チップに供給する構成のイオン源を用いることにより
、ガスの有効供給と有効イオン化が可能となり、イオン
源とイオンビーム応用装置の構成が極めて単純化される
。パイプの直径は２ｍｍφ以下のものが実用的には適当
であるが、大きくても本質的な問題は生じない。
造材に、パイプを使用し、このパイプを通してガスを針
状チップに供給する構成のイオン源を用いることにより
、ガスの有効供給と有効イオン化が可能となり、イオン
源とイオンビーム応用装置の構成が極めて単純化される
。パイプの直径は２ｍｍφ以下のものが実用的には適当
であるが、大きくても本質的な問題は生じない。
本発明による点状ガスイオン源をイオンビーム応用機器
に使用することにより、同ＭＷ類の性能の向上が可能と
なる。
に使用することにより、同ＭＷ類の性能の向上が可能と
なる。
第１図は、従来の点状ガスイオン源の構成を示す模式図
、第２図は、本発明の一実施例を示す図。 第３図は、本発明の一実施例の点状ガスイオン源をイオ
ンビーム応用装置に実装した状態を示す図、第４図、第
５図及び第６図は、本発明の他の実施例を示す図である
。 １・・・イオン化室、２・・・高真空室、３・・・差動
排気用小孔、４・・・ガスボンベ、５・・・針状チップ
。 ６・・・電気伝導性パイプ、７・・・セラミック、８・
・・出口孔、９・・・コネクター、１０・・・液化ガス
。 １１・・・絶縁パイプ、１２・・・ガスボンベ、１３・
・・対向電極、１４・・・スローリークバルブ、１５・
・・つなぎパイプ、１６・・・ガス吹き出し用の小孔。 １７・・・電気絶縁性のパイプ、１８・・・電極。 乙 代理人 弁理士 小 川 勝 男鮨 第 １ 図 第２図 ￥ＥＪ Ｊ 図 ′ｆｌ ４ 図 ＹＪ６図
、第２図は、本発明の一実施例を示す図。 第３図は、本発明の一実施例の点状ガスイオン源をイオ
ンビーム応用装置に実装した状態を示す図、第４図、第
５図及び第６図は、本発明の他の実施例を示す図である
。 １・・・イオン化室、２・・・高真空室、３・・・差動
排気用小孔、４・・・ガスボンベ、５・・・針状チップ
。 ６・・・電気伝導性パイプ、７・・・セラミック、８・
・・出口孔、９・・・コネクター、１０・・・液化ガス
。 １１・・・絶縁パイプ、１２・・・ガスボンベ、１３・
・・対向電極、１４・・・スローリークバルブ、１５・
・・つなぎパイプ、１６・・・ガス吹き出し用の小孔。 １７・・・電気絶縁性のパイプ、１８・・・電極。 乙 代理人 弁理士 小 川 勝 男鮨 第 １ 図 第２図 ￥ＥＪ Ｊ 図 ′ｆｌ ４ 図 ＹＪ６図
Claims (1)
- １、 ガス供給のためのパイプの少なくとも一箇所にイ
オン発生用の針状チップを持ち、イオン化用ガスは該パ
イプの内部を通って針状チップの根元、もしくはその近
傍〆より針状チップに供給することを特徴とする点状ガ
スイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026239A JPS60193247A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 点状ガスイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026239A JPS60193247A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 点状ガスイオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60193247A true JPS60193247A (ja) | 1985-10-01 |
| JPS6366022B2 JPS6366022B2 (ja) | 1988-12-19 |
Family
ID=12187756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60026239A Granted JPS60193247A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 点状ガスイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60193247A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310449A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-18 | Sony Corp | イオンビ−ム装置 |
-
1985
- 1985-02-15 JP JP60026239A patent/JPS60193247A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310449A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-18 | Sony Corp | イオンビ−ム装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6366022B2 (ja) | 1988-12-19 |
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