JP2605692B2 - Ion beam equipment - Google Patents
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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- H01J2237/08—Ion sources
- H01J2237/0802—Field ionization sources
- H01J2237/0807—Gas field ion sources [GFIS]
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Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.
A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術[第4図、第5図] D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F作用 G.実施例[第1図乃至第3図] H.発明の効果 (A.産業上の利用分野) 本発明はイオンビーム装置、特に気体イオン源方式の
イオンビーム装置に関する。A. Industrial application fields B. Summary of the invention C. Prior art [FIGS. 4 and 5] D. Problems to be solved by the invention E. Means for solving problems F. Action G. Implementation Examples [FIGS. 1 to 3] H. Effects of the Invention (A. Industrial Application Field) The present invention relates to an ion beam apparatus, particularly to a gas ion source type ion beam apparatus.
(B.発明の概要) 本発明は、イオンビーム装置において、 イオン源用ガスの供給量を増加することなくエミッタ
の先端側におけるイオン源用ガスのガス圧を高め、且つ
エミッタ周辺で放電が起きないようにするため、 サーマルシールドの内側にてエミッタを囲繞する絶縁
材料からなる気体イオン源供給部材と、該気体イオン源
供給部材の先端側に設けられ、イオンビームを通し上記
エミッタ先端よりも更に該エミッタの延長方向側に位置
し且つ上記引き出し電極の開口よりもエミッタに近いと
ころに位置する開口を有する蓋を少なくとも備え、該蓋
の開口の面積が、気体イオン源供給部材の基部側の内部
断面積よりも、そして、上記引き出し電極の開口の面積
よりも小さくしたものであり、 従って、本発明イオンビーム装置によれば、気体イオ
ン源供給部材によって差動排気によりエミッタ先端周辺
のイオン源用ガスのガス圧を高めることができ、そのガ
ス圧を高めるためにイオン源用ガスの供給量を増すこと
を必ずしも要しない。そして、差動排気を引き出し電極
によって行うのではなく絶縁性を有する気体イオン源供
給部材によって行うので引き出し電極をエミッタに徒ら
に接近して配置する必要がなくなり、また、蓋によりエ
ミッタ先端と引き出し電極との間を遮ることが可能なの
でエミッタ周辺で放電が起きるのを防止することができ
る。(B. Summary of the Invention) In an ion beam apparatus, the present invention provides a method for increasing the gas pressure of an ion source gas on the tip side of an emitter without increasing the supply amount of the ion source gas, and causing discharge around the emitter. In order to prevent this, a gas ion source supply member made of an insulating material surrounding the emitter inside the thermal shield, and a gas ion source supply member provided on the distal end side of the gas ion source supply member, through which an ion beam is passed, and furthermore than the emitter distal end At least a lid having an opening located on the extension direction side of the emitter and closer to the emitter than the opening of the extraction electrode, wherein the area of the opening of the lid is inside the base side of the gas ion source supply member. It is smaller than the cross-sectional area and smaller than the area of the opening of the extraction electrode. By on source feed member can increase the gas pressure in the ion source gas near the emitter tip by differential pumping, not always necessary to increase the supply amount of the ion source gas to increase its gas pressure. Since the differential evacuation is performed not by the extraction electrode but by the gas ion source supply member having an insulating property, it is not necessary to arrange the extraction electrode in close proximity to the emitter. Since it is possible to block between the electrodes, it is possible to prevent discharge from occurring around the emitter.
(C.従来技術)[第4図、第5図] IC、LSIの製造に不可欠な露光、半導体基板表面部へ
の不純物元素の注入、半導体基板表面のイオンエッチン
グによる加工等にイオンビーム装置が多く用いられてい
る。第4図はイオンビーム装置のイオンガンの部分を示
すものである。同図において、aは冷凍機、bは該冷凍
機aの先端面に形成された絶縁サファイア、cは該絶縁
サファイアbの先端面中央部に突設された針状のエミッ
タ、dは筒状のサーマルシールドで、冷凍機aの先端部
の周面及びその下側を外部から遮るように設けられてい
る。eはサーマルシールドd内へイオン源用ガスである
ヘリウムHeガスを供給するパイプ、fは上記サーマルシ
ールドdの下端部に取り付けられたドーナツ状の引き出
し電極で、その中心部に形成された開口gは上記エミッ
タcの先端の稍下側に位置するようにされており、上記
エミッタcと引き出し電極fとの間には数KVから数十KV
の高電圧が与えられている。このようなイオンガンは真
空ベルジャー内に設けられている。(C. Prior Art) [Fig. 4 and Fig. 5] Ion beam equipment is used for exposure, indispensable for the manufacture of ICs and LSIs, implantation of impurity elements into the surface of semiconductor substrates, and processing of semiconductor substrates by ion etching Many are used. FIG. 4 shows an ion gun portion of the ion beam apparatus. In the same figure, a is a refrigerator, b is an insulating sapphire formed on the tip surface of the refrigerator a, c is a needle-shaped emitter protruding from the center of the tip surface of the insulating sapphire b, and d is a cylindrical shape. Is provided so as to shield the peripheral surface of the distal end portion of the refrigerator a and the lower side thereof from the outside. e is a pipe for supplying helium He gas as an ion source gas into the thermal shield d, f is a donut-shaped extraction electrode attached to the lower end of the thermal shield d, and an opening g formed at the center thereof. Is positioned slightly below the tip of the emitter c, and between the emitter c and the extraction electrode f is several KV to several tens KV.
High voltage is applied. Such an ion gun is provided in a vacuum bell jar.
このイオンビーム装置のイオンビーム発生原理を簡単
に説明すると、外部から上記パイプeを通してサーマル
シールドd内に供給されたヘリウムHeガスはエミッタc
の先端近傍を通って引き出し電極fの開口gからサーマ
ルシールドd外部へ排気される際に上記高電圧によって
生じる高電界によって原子イオン化してイオンビームと
なる。このような気体イオン源式イオンビーム装置は、
ヘリウムHeガスの供給量を徒らに増大させることなくエ
ミッタcの先端側におけるヘリウムHeガスのガス圧を充
分な輝度が得られるようにする必要がある。というの
は、エミッタcは冷凍機aによって10゜K以下に冷却され
ているが、サーマルシールドd内に供給されてくるヘリ
ウムHeガスは室温であるので、第4図に示すようにガス
の供給量が多くなると必然的にエミッタcの温度が高く
なり、その結果、イオンビームの輝度が低下する。The ion beam generation principle of this ion beam apparatus will be briefly described. Helium He gas supplied from outside into the thermal shield d through the pipe e is an emitter c.
When the air is exhausted from the opening g of the extraction electrode f to the outside of the thermal shield d through the vicinity of the leading end of the lead electrode f, the ion is atomized by a high electric field generated by the high voltage to become an ion beam. Such a gas ion source type ion beam device,
It is necessary that the gas pressure of the helium He gas at the tip side of the emitter c be obtained with sufficient luminance without unnecessarily increasing the supply amount of the helium He gas. This is because the helium He gas supplied into the thermal shield d is at room temperature, while the emitter c is cooled to 10 ° K or less by the refrigerator a. As the amount increases, the temperature of the emitter c naturally increases, and as a result, the brightness of the ion beam decreases.
その反面においてエミッタcの先端側におけるヘリウ
ムHeガスのガス圧が低いとやはりイオンビームの輝度は
低くなる。特に、供給されたガスに対する実際にイオン
されたガスの割合は例えば0.1%以下ときわめて低く、
輝度を高めるためにはエミッタc先端側におけるガス圧
を高めることが重要である。On the other hand, if the gas pressure of the helium He gas on the tip side of the emitter c is low, the brightness of the ion beam also becomes low. In particular, the ratio of the gas actually ionized to the supplied gas is extremely low, for example, 0.1% or less,
In order to increase the luminance, it is important to increase the gas pressure on the tip side of the emitter c.
ということは、ヘリウムHeガスの供給量を増大させな
いでエミッターc先端側におけるそのガス圧を高めると
いう謂わば二律背反の要求に応じなければならないとい
うことであるが、この要求には従来引き出し電極fをエ
ミッタcに接近させ開口gを小径にすることによって差
動排気することで応えようとしていた。This means that it is necessary to meet the so-called trade-off requirement of increasing the gas pressure at the tip of the emitter c without increasing the supply amount of the helium He gas. It has been attempted to respond by performing differential evacuation by making the opening g smaller in diameter by approaching the emitter c.
また、特開昭58-4252号公報においてエミッタの先端
側のイオン源用ガスのガス圧をより高めるためにエミッ
タを囲繞するガス導入機構を設けることも紹介されてい
る。しながら、気体イオン源方式のイオンビーム装置に
おいても基本的には開口を有する引き出し電極を用いて
差動排気をすることによりエミッタ先端のガス圧を高め
る技術を用いており、ガス導入機構はガス圧をほんの少
し高めるために付加したものにすぎない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-4252 also introduces the provision of a gas introduction mechanism surrounding the emitter in order to further increase the gas pressure of the ion source gas on the tip side of the emitter. On the other hand, gas ion source type ion beam devices basically use a technology to increase the gas pressure at the tip of the emitter by performing differential evacuation using an extraction electrode with an opening. It is only added to increase the pressure slightly.
(D.発明が解決しようとする問題点) ところで、上述した従来の差動排気は引き出し電極f
の開口gを小さくし、その引き出し電極fをエミッタc
の先端に近ずけることによって行っていたので接地レベ
ルの引き出し電極fとそれに対して数K〜数十KVのプラ
スの電位が与えられているエミッタとの間で放電が起き
易いという問題があった。(D. Problems to be Solved by the Invention) By the way, the above-described conventional differential pumping is based on the extraction electrode f.
Opening g is made small, and the extraction electrode f is connected to the emitter c.
However, there is a problem that discharge easily occurs between the extraction electrode f at the ground level and the emitter to which a positive potential of several K to several tens KV is applied. Was.
尤も、上記特開昭58-4252号公報によって紹介された
ガス導入機構を用いる技術によれば、そのガス導入機構
を設けることによって若干ガス圧を高めることができる
ので、そのガス圧導入機構によってガス圧を高めること
ができる分引き出し電極をエミッタから離すことができ
る。従って、若干放電を起きにくくすることができ得る
といえる。しかし、上記公報のイオンビーム装置におい
ても基本的には引き出し電極によって差動排気を行って
いるので引き出し電極をエミッタから離すことができる
距離はほんの僅かであり、放電が起き易いという問題を
根本的に回避することはできなかった。However, according to the technique using the gas introduction mechanism introduced in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-4252, the gas pressure can be slightly increased by providing the gas introduction mechanism. The extraction electrode can be separated from the emitter as much as the pressure can be increased. Therefore, it can be said that discharge can be made slightly less likely to occur. However, even in the ion beam apparatus disclosed in the above-mentioned publication, since the differential evacuation is basically performed by the extraction electrode, the distance that the extraction electrode can be separated from the emitter is very small, and the problem that discharge easily occurs is fundamental. Could not be avoided.
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもの
であり、エミッタと、該エミッタを囲繞するサーマルシ
ールドと、該サーマルシールドの先端に上記エミッタ先
端よりも更に該エミッタの延長方向側に位置するように
設けられ、該エミッタと対応する位置に開口を有する引
き出し電極とを少なくとも備え、上記エミッタと上記引
き出し電極との間に高電圧を印加することによって該エ
ミッタの先端に高電界を形成することにより気体イオン
源をイオン化して該エミッタ先端から上記イオンビーム
を発生させ上記引き出し電極の上記開口から外部へ出射
するようにしたイオンビーム装置において、イオン源用
ガスの供給量を増加することなくエミッタの先端側にお
けるイオン源用ガスのガス圧を高め、且つエミッタ周辺
で放電が起きないようにすることを目的とするものであ
る。The present invention has been made to solve such a problem, and has an emitter, a thermal shield surrounding the emitter, and a tip of the thermal shield further extending from the tip of the emitter in the extension direction of the emitter. At least an extraction electrode provided at a position corresponding to the emitter and having an opening at a position corresponding to the emitter, and forming a high electric field at the tip of the emitter by applying a high voltage between the emitter and the extraction electrode. Increasing the supply amount of the ion source gas in the ion beam apparatus in which the gas ion source is ionized to generate the ion beam from the tip of the emitter and emit the ion beam to the outside through the opening of the extraction electrode. The gas pressure of the ion source gas on the tip side of the emitter is increased, and no discharge occurs around the emitter It is an object of the present invention to be in.
(E.問題点を解決するための手段) 本発明イオンビーム装置は、サーマルシールドの内側
にてエミッタを囲繞する絶縁材料からなる気体イオン源
供給部材と、該気体イオン源供給部材の先端側に設けら
れ、イオンビームを通し上記エミッタ先端よりも更に該
エミッタの延長方向側に位置し且つ上記引き出し電極の
開口よりもエミッタに近いところに位置する開口を有す
る蓋を少なくとも備え、該蓋の開口の面積が、気体イオ
ン源供給部材の基部側の内部断面積よりも、そして、上
記引き出し電極の開口の面積よりも小さくされてなるこ
とを特徴とする。(E. Means for Solving the Problems) The ion beam apparatus of the present invention includes a gas ion source supply member made of an insulating material surrounding an emitter inside a thermal shield, and a gas ion source supply member provided at a tip end side of the gas ion source supply member. And at least a lid having an opening through which the ion beam passes and which is located further in the direction of extension of the emitter than the tip of the emitter and closer to the emitter than the opening of the extraction electrode. The area is smaller than the internal cross-sectional area on the base side of the gas ion source supply member and smaller than the area of the opening of the extraction electrode.
(F.作用) 本発明イオンビーム装置によれば、気体イオン源供給
部材の基部側の内部断面積よりも面積を小さくした開口
をエミッタの先端に臨ませるのでその気体イオン源供給
部材によって差動排気をすることができ、引き出し電極
を差動排気に利用する必要性がなくなる。従って、引き
出し電極をエミッタから充分に離してもエミッタ先端側
のイオン源用ガスのガス圧を充分に高くすることができ
るので、放電の虞れをなくしつつ充分な輝度のイオンビ
ームを得ることが可能になる。(F. Function) According to the ion beam apparatus of the present invention, since the opening whose area is smaller than the internal cross-sectional area on the base side of the gas ion source supply member is made to face the tip of the emitter, the differential operation is performed by the gas ion source supply member. Evacuation can be performed, eliminating the need to use the extraction electrode for differential evacuation. Therefore, even if the extraction electrode is sufficiently separated from the emitter, the gas pressure of the ion source gas at the tip of the emitter can be sufficiently increased, so that an ion beam with sufficient luminance can be obtained without fear of discharge. Will be possible.
また、絶縁性を有する気体イオン源供給部材の蓋でエ
ミッタ先端と引き出し電極との間を遮ることができるの
で、より有効にエミッタ・引き出し電極間の放電を防止
することができる。Further, since the gap between the tip of the emitter and the extraction electrode can be blocked by the lid of the gaseous ion source supply member having an insulating property, discharge between the emitter and the extraction electrode can be more effectively prevented.
(G.実施例)[第1図乃至第3図] 以下、本発明イオンビーム装置を図示実施例に従って
詳細に説明する。(G. Embodiment) [FIGS. 1 to 3] Hereinafter, an ion beam apparatus of the present invention will be described in detail with reference to illustrated embodiments.
第1図は本発明イオンビーム装置の一つの実施例を示
す断面図である。同図において、1は冷凍機、2は該冷
凍機2の先端面に形成された絶縁サファイア、3は該絶
縁サファイア2の先端面に形成されたエミッタ取付部
で、ガス導入孔4が形成されている。該ガス導入孔4は
エミッタ取付部3の周面からその中心部に略水平に延
び、その中心部から垂直に下方に延びて先端面中心に開
口しており、その開口部にエミッタ5の基部がその開口
部のガスの流通を妨げないようにしつつ取着されてい
る。FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the ion beam apparatus of the present invention. In the figure, 1 is a refrigerator, 2 is an insulating sapphire formed on the tip surface of the refrigerator 2, 3 is an emitter mounting portion formed on the tip surface of the insulating sapphire 2, and a gas introduction hole 4 is formed. ing. The gas introduction hole 4 extends substantially horizontally from the peripheral surface of the emitter mounting portion 3 to the center thereof, extends vertically downward from the center portion, and opens at the center of the tip end surface. Are attached without obstructing the gas flow through the opening.
上記ガス導入孔4のエミッタ取付部3周面に開口した
部分にはガス導入パイプ6が連結されている。7はサー
マルシールド、8は該サーマルシールド7の下端部に形
成された引き出し電極、9は該引き出し電極8の開口で
ある。A gas introduction pipe 6 is connected to a portion of the gas introduction hole 4 opened on the peripheral surface of the emitter mounting portion 3. 7 is a thermal shield, 8 is a lead electrode formed at the lower end of the thermal shield 7, and 9 is an opening of the lead electrode 8.
10はエミッタ5を囲繞するようにエミッタ取付部3先
端面に形成されたノズルで、その先端には蓋11が形成さ
れ、該蓋11の中心部には開口12が形成され、該開口12が
エミッタ5の先端の稍下方に位置されている。Reference numeral 10 denotes a nozzle formed at the tip end surface of the emitter mounting portion 3 so as to surround the emitter 5. A lid 11 is formed at the tip, an opening 12 is formed at the center of the lid 11, and the opening 12 is formed. It is located slightly below the tip of the emitter 5.
ガス導入パイプ6を通して供給されたヘリウムHeガス
はエミッタ取付部3に形成されたガス導入孔4を通り更
に上記ノズル10とエミッタ5との間の部分を通り上記蓋
11の開口12から差動排気され、そして引き出し電極8の
開口9からサーマルシールド8外に排気される。The helium He gas supplied through the gas introduction pipe 6 passes through the gas introduction hole 4 formed in the emitter mounting part 3 and further passes through the portion between the nozzle 10 and the emitter 5 and the lid
The air is differentially evacuated from the opening 12 of the eleventh electrode and is exhausted out of the thermal shield 8 through the opening 9 of the extraction electrode 8.
この第1図に示したイオンビーム装置によれば、ノズ
ル10を設け、そのノズル10の先端に小さな開口12を有す
る蓋11を設けることによってノズル10内部の断面積より
も開口12の面積を著しく小さくすることによってヘリウ
ムHeガスを非常に効果的に差動排気することを実現する
ことができる。従って、ヘリウムHeガスの供給量をさほ
ど増すことなくエミッタ5の先端が臨むノズル10の開口
12付近のヘリウムHeガスのガス圧を高くすることができ
る。依って、非常に高輝度のイオンビームを得ることが
できる。According to the ion beam apparatus shown in FIG. 1, a nozzle 10 is provided, and a lid 11 having a small opening 12 is provided at the tip of the nozzle 10, whereby the area of the opening 12 is significantly larger than the cross-sectional area inside the nozzle 10. By making the size smaller, it is possible to realize very effective differential exhaust of the helium He gas. Therefore, the opening of the nozzle 10 facing the tip of the emitter 5 without significantly increasing the supply amount of the helium He gas.
The gas pressure of helium He gas around 12 can be increased. Accordingly, an ion beam with extremely high brightness can be obtained.
そして、差動排気は引き出し電極8によって行うので
はなくノズル10によって行うので引き出し電極8をエミ
ッタ5に徒らに接近させる必要がなく、放電が生じる虞
れがないように充分に離すことができる。従って、放電
も確実に防止することが可能になる。Since the differential evacuation is performed not by the extraction electrode 8 but by the nozzle 10, the extraction electrode 8 does not need to be individually approached to the emitter 5 and can be sufficiently separated so as not to cause a discharge. . Therefore, it is possible to reliably prevent discharge.
尚、上記エミッタ5の直径を0.125mm、ノズル10(ア
ルミナ等からなる)の内径を0.2mm、蓋11の開口12の径
を0.1mmとすることによってエミッタ5先端側における
ヘリウムHeガスのガス圧をベルジャー内のガス圧の10分
の1以下にすることができた。具体的にはエミッタ5先
端におけるヘリウム分圧を2×10-5Torrにすることがで
きた。これはエミッタ5先端から20cm下方におけるヘリ
ウム分圧2×10-6Torrの10倍程度のガス圧である。尚、
エミッタ5先端から20cm下方とは露光の際等に被照射体
である半導体ウエハが置かれる位置(それはエミッタ5
先端から10cm下方)よりも更に下側の位置である。The diameter of the emitter 5 is 0.125 mm, the inner diameter of the nozzle 10 (made of alumina or the like) is 0.2 mm, and the diameter of the opening 12 of the lid 11 is 0.1 mm. Was reduced to less than one tenth of the gas pressure in the bell jar. Specifically, the helium partial pressure at the tip of the emitter 5 could be set to 2 × 10 −5 Torr. This gas pressure is about 10 times the helium partial pressure 2 × 10 −6 Torr 20 cm below the tip of the emitter 5. still,
The position 20 cm below the tip of the emitter 5 means the position where the semiconductor wafer to be irradiated is placed at the time of exposure or the like (that is, the position of the emitter 5
10 cm below the tip).
上述したように、同じガス供給量でガス圧を従来の場
合の10倍にすることができたということは、同じガス圧
ではガス供給量を従来の10分の1にすることができると
いうことである。As mentioned above, the fact that the gas pressure could be increased by a factor of 10 with the same gas supply amount means that the gas supply amount could be reduced by a factor of 10 with the same gas pressure. It is.
第2図は同じガス圧を保とうとする場合における蓋11
の開口12の口径とガスの流量との関係を示すものであ
り、その口径を小さくするとガス流量が少くて済むこと
がこの図から明らかである。FIG. 2 shows the lid 11 when the same gas pressure is to be maintained.
This figure shows the relationship between the diameter of the opening 12 and the gas flow rate, and it is clear from this figure that the gas flow rate can be reduced by reducing the diameter.
尚、絶縁物がチャージアップされるのを回避するため
には蓋11にビームが照射されないようにすることが必要
であるので、ガス流量を少なくするためだからといって
開口12の口径をあまり小さくすることはできない。やは
りエミッタ先端からの見込角をある程度広くすることが
必要である。In order to prevent the insulator from being charged up, it is necessary to prevent the beam from irradiating the lid 11, so that the diameter of the opening 12 is not made too small just to reduce the gas flow rate. Can not. Again, it is necessary to increase the expected angle from the emitter tip to some extent.
第3図は本発明イオンビーム装置の一つの変形例を示
すものであり、この変形例はノズル10aの径を蓋11aの開
口12aの口径よりも著しく大きくしたものである。この
ように、本発明には種々のバリエーションが考えられ得
る。FIG. 3 shows a modification of the ion beam apparatus of the present invention, in which the diameter of the nozzle 10a is significantly larger than the diameter of the opening 12a of the lid 11a. Thus, various variations can be considered in the present invention.
(H.発明の効果) 以上に述べたように、本発明イオンビーム装置は、サ
ーマルシールドの内側にてエミッタを囲繞する絶縁材料
からなる気体イオン源供給部材と、該気体イオン源供給
部材の先端側に設けられ、イオンビームを通し上記エミ
ッタ先端よりも更に該エミッタの延長方向側に位置し且
つ上記引き出し電極の開口よりもエミッタに近いところ
に位置する開口を有する蓋を少なくとも備え、蓋の開口
の面積が、気体イオン源供給部材の基部側の内部断面積
よりも、そして、上記引き出し電極の開口の面積よりも
小さくされてなることを特徴とする。(H. Effects of the Invention) As described above, the ion beam device of the present invention includes a gas ion source supply member made of an insulating material surrounding an emitter inside a thermal shield, and a tip of the gas ion source supply member. And a lid having an opening that is provided on the side and that is located further in the direction of extension of the emitter than the tip of the emitter through the ion beam and closer to the emitter than the opening of the extraction electrode. Is smaller than the internal cross-sectional area on the base side of the gas ion source supply member and smaller than the area of the opening of the extraction electrode.
従って、本発明イオンビーム装置によれば、気体イオ
ン源供給部材の基部側の内部断面積よりも面積を小さく
した開口をエミッタの先端に臨ませるのでその気体イオ
ン源供給部材によって差動排気をすることができ、引き
出し電極を差動排気に利用する必要性がなくなる。従っ
て、引き出し電極をエミッタから充分に離してもエミッ
タ先端側のイオン源用ガスのガス圧をガス供給量の増大
を伴うことなく充分に高くすることができるので、放電
の虞れをなくしつつ充分な輝度のイオンビームを得るこ
とが可能になる。Therefore, according to the ion beam apparatus of the present invention, since the opening whose area is smaller than the internal cross-sectional area on the base side of the gas ion source supply member faces the tip of the emitter, differential exhaust is performed by the gas ion source supply member. This eliminates the need to use the extraction electrode for differential evacuation. Therefore, even if the extraction electrode is sufficiently separated from the emitter, the gas pressure of the ion source gas at the tip of the emitter can be sufficiently increased without increasing the gas supply amount. It is possible to obtain an ion beam with high brightness.
また、絶縁性を有する気体イオン源供給部材の蓋でエ
ミッタ先端と引き出し電極との間を遮ることができるの
で、より有効にエミッタ・引き出し電極間の放電を防止
することができる。Further, since the gap between the tip of the emitter and the extraction electrode can be blocked by the lid of the gaseous ion source supply member having an insulating property, discharge between the emitter and the extraction electrode can be more effectively prevented.
第1図及び第2図は本発明イオンビーム装置の一つの実
施例を説明するためのもので、第1図は断面図、第2図
は開口の口径とガス流量とのガス圧を一定に保つ場合の
関係図、第3図は本発明イオンビーム装置の一つの変形
例を示す断面図、第4図はイオンビーム装置の従来例の
一を示す断面図、第5図はガス流量とエミッタ温度の関
係を示す関係図である。 符号の説明 5……エミッタ、7……サーマルシールド、8……引き
出し電極、10、10a……気体イオン源供給部材、11……
蓋、12、12a……開口部。1 and 2 are views for explaining one embodiment of the ion beam apparatus of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view, and FIG. 2 is a drawing in which the gas pressure between the aperture diameter and the gas flow rate is kept constant. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of the ion beam apparatus of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional example of the ion beam apparatus, and FIG. FIG. 4 is a relationship diagram illustrating a relationship between temperatures. DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Emitter, 7 ... Thermal shield, 8 ... Extraction electrode, 10, 10a ... Gas ion source supply member, 11 ...
Lid, 12, 12a ... Opening.
Claims (1)
ルシールドと、該サーマルシールドの先端に上記エミッ
タ先端よりも更に該エミッタの延長方向側に位置するよ
うに設けられ、該エミッタと対応する位置に開口を有す
る引き出し電極とを少なくとも備え、 上記エミッタと上記引き出し電極との間に高電圧を印加
することによって該エミッタ先端に高電界を形成するこ
とにより気体イオン源をイオン化して該エミッタ先端か
らイオンビームを発生させ上記引き出し電極の上記開口
から外部へ出射するようにしたイオンビーム装置におい
て、 上記サーマルシールドの内側にてエミッタを囲繞する絶
縁材料からなる気体イオン源供給部材と、該気体イオン
源供給部材の先端側に設けられ、上記イオンビームを通
し上記エミッタ先端よりも更に該エミッタの延長方向側
に位置し且つ引き出し電極の開口よりもエミッタに近い
ところに位置する開口を有する蓋を少なくとも備え、 上記蓋の開口の面積が、気体イオン源供給部材の基部側
の内部断面積よりも、そして、上記引き出し電極の開口
の面積よりも小さくされてなる ことを特徴とするイオンビーム装置1. An emitter, a thermal shield surrounding the emitter, and a tip of the thermal shield provided at a position further extending than the tip of the emitter in a direction in which the emitter extends, at a position corresponding to the emitter. At least an extraction electrode having an opening; applying a high voltage between the emitter and the extraction electrode to form a high electric field at the tip of the emitter, thereby ionizing the gaseous ion source to form ions from the tip of the emitter; An ion beam device configured to generate a beam and emit the beam to the outside from the opening of the extraction electrode; a gas ion source supply member made of an insulating material surrounding an emitter inside the thermal shield; It is provided on the tip side of the member and passes the ion beam further than the tip of the emitter. At least a lid having an opening located on the extension direction side of the emitter and closer to the emitter than the opening of the extraction electrode, wherein the area of the opening of the lid is an internal cutoff on the base side of the gas ion source supply member. An ion beam device characterized by being smaller than the area and the area of the opening of the extraction electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61184868A JP2605692B2 (en) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | Ion beam equipment |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61184868A JP2605692B2 (en) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | Ion beam equipment |
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ID=16160717
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP61184868A Expired - Fee Related JP2605692B2 (en) | 1986-08-06 | 1986-08-06 | Ion beam equipment |
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JPS6182644A (en) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | Nec Home Electronics Ltd | Ion source |
-
1986
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