JP2006114241A - 電子線発生装置、クラスターイオンビーム装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
プラズマ生成室15とプラズマ拡張室16とを小径の通過孔17で接続し、プラズマ生成手段によってプラズマ生成室15内部にプラズマを発生させ、通過孔17を通るプラズマがプラズマ拡張室16内で拡散するようにする。プラズマ拡張室16とイオン化室25の間には電子シャワーパネル35を配置し、それに形成された複数の放出孔36からイオン化室25内に電子線が照射されるようにする。多数の放出孔36から電子線が照射されるので、プラズマ拡張室16内部のプラズマ密度を低くすることができる。プラズマ拡張室16に差圧用真空排気系47を接続すると、真空槽11からプラズマ拡張室16に侵入した照射ガスは真空排気され、プラズマ生成室15内部に侵入しないようにできる。
【選択図】図1
Description
クラスター生成装置228には、ガス導入系231が接続されており、ガス導入系231から導入されたクラスタ用ガスはクラスター生成装置228でクラスター化され、イオン化装置216内に導入される。
図5の符号242は加速電極227等に電圧を印加する電源装置、符号245、246は真空槽211の内部を真空排気する真空排気系を示している。
また、より長寿命にするためには、熱陰極を用いずにプラズマ生成室内にプラズマを生成させるとよい。
すなわち、空間電荷制限電流の領域では、クラスターのイオン化に寄与する電子ビーム電流が小さくなるという問題がある。
また、本発明は、前記貫通孔の合計面積よりも前記放出孔の合計面積の方が大きくされた電子線発生装置である。
また、本発明は、前記プラズマ拡張室には差圧用真空排気系が接続され、前記プラズマ拡張室内の圧力は前記プラズマ生成室内の圧力よりも小さくなるように構成された電子線発生装置である。
また、本発明は、前記プラズマ生成手段は通電によって電子を放出するフィラメントを有する電子線発生装置である。
また、本発明は、前記プラズマ生成手段は前記プラズマ生成室内に交流磁界を形成する誘導コイルを有する電子線発生装置である。
また、本発明は、真空槽と、前記真空槽に配置されたクラスター生成装置と、上記いずれかの電子線発生装置とを有し、前記クラスター生成装置から放出され、前記真空槽11の内部を飛行するクラスターに前記電子線発生装置から放出された電子線が照射され、クラスターイオンが生成されるように構成されたクラスターイオンビーム装置である。
本発明の放出孔は、板状の電子引出し電極に設けた貫通孔の他、網状の電子引出し電極の網目であってもよい。
このイオンビーム装置1は真空槽11を有しており、その内部にはノズル21が配置されている。
ノズル21の前面には、スキマー22が配置されており、ノズル21とスキマー22とでクラスター生成装置28が構成されている。
ノズル21とスキマー22の間と、後述する試料212の近傍には、真空排気系45、46がそれぞれ接続されており、真空排気系45によってノズル21とスキマー22の間を真空排気しながらノズル21からクラスタ用ガスを噴出すると、噴出されたクラスタ用ガスは断熱膨張によって凝集し、クラスタ用ガスのクラスターが生成される。
放出されたクラスターは、真空槽11の内部をノズル21とは反対方向に向けて飛行する。クラスターの進行方向にはイオン化室25が配置されており、クラスターはイオン化室25内部に進入する。
電子線発生装置20aは、プラズマ生成室15とプラズマ拡張室16とを有している。
プラズマ生成室15の内部には、プラズマの生成手段としてフィラメント33が配置されている。真空槽11の外部には、プラズマ生成用電源装置41が配置されており、フィラメント33やプラズマ生成室15及びプラズマ拡張室16はプラズマ生成用電源装置41から所定値の電圧が印加されるように構成されている。
また、プラズマ生成室15には、第二のガス導入系32が接続されている。
図3の符号2は、そのようなイオンビーム装置の一例であり、第一例のイオンビーム装置1と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
プラズマ拡張室16内部のプラズマから放出された電子は、多数の放出孔36からイオン化室25の内部に放射され、クラスターを電離してクラスターイオンを生成する。
プラズマ用ガスには、アルゴンやキセノンの他、窒素ガスを用いることができる。
11……真空槽
15……プラズマ生成室
16……プラズマ拡張室
17……通過孔
20a〜20c……電子線発生装置
28……クラスター生成装置
33、37……プラズマ生成手段
36……放出孔
47……差圧用真空排気系
53、54……プラズマ
Claims (6)
- プラズマ生成室と、
前記プラズマ生成室と通過孔で接続され、一面に電子引出し電極が配置されたプラズマ拡張室とを有し、
前記プラズマ生成室にはプラズマ生成手段が設けられ、
前記プラズマ生成室に導入されたプラズマ用ガスは前記プラズマ生成手段によってプラズマ化され、前記貫通孔を通って前記プラズマ拡張室内に進入するように構成され、
前記電子引出し電極には複数の放出孔が設けられ、前記プラズマ拡張室内に存するプラズマから放出された電子が前記放出孔を通って前記プラズマ拡張室の外部に放出するように構成された電子線発生装置。 - 前記貫通孔の合計面積よりも前記放出孔の合計面積の方が大きくされた請求項1記載の電子線発生装置。
- 前記プラズマ拡張室には差圧用真空排気系が接続され、前記プラズマ拡張室内の圧力は前記プラズマ生成室内の圧力よりも小さくなるように構成された請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の電子線発生装置。
- 前記プラズマ生成手段は通電によって電子を放出するフィラメントを有する請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の電子線発生装置。
- 前記プラズマ生成手段は前記プラズマ生成室内に交流磁界を形成する誘導コイルを有する請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の電子線発生装置。
- 真空槽と、
前記真空槽に配置されたクラスター生成装置と、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の電子線発生装置とを有し、
前記クラスター生成装置から放出され、前記真空槽の内部を飛行するクラスターに前記電子線発生装置から放出された電子線が照射され、クラスターイオンが生成されるように構成されたクラスターイオンビーム装置。
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