JP2729502B2 - 高速原子線源装置 - Google Patents

高速原子線源装置

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JP2729502B2 JP7402289A JP7402289A JP2729502B2 JP 2729502 B2 JP2729502 B2 JP 2729502B2 JP 7402289 A JP7402289 A JP 7402289A JP 7402289 A JP7402289 A JP 7402289A JP 2729502 B2 JP2729502 B2 JP 2729502B2
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裕夫 沼尻
俊哉 内田
宏 堀川
房男 下川
一敏 長井
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、スパッタ蒸着、エッチング等の材料加工に
用いる高速原子線源装置に関するものである。
(従来の技術) 高速原子線源装置として、第7図及び第8図に示すよ
うに、中空円筒形の第1の冷陰極11aと、この第1の冷
陰極11aの一端部に固着された中心にガス導入孔12aの穿
設された第2の冷陰極11bと、前記第1の冷陰極11aの他
端部に固着された中心にビーム放出孔12bの穿設された
第3の冷陰極11cと、前記第1の冷陰極11aの外周面中央
に穿設された環状陽極導入孔13を覆うて貼設されたセラ
ミックス等の絶縁部材14と、前記第1,第2,第3の冷陰極
11a,11b,11cで形成される円筒筐体内部のガス放電室15
中に前記絶縁部材14に吊設された一端に環状陽極16の固
着された高圧導入端子17とを備えた構成のものが提案さ
れている。このような高速原子線源装置にガス導入孔12
aからAr等の不活性ガスを導入し、環状陽極16と第1〜
第3の冷陰極11a,11b,11cとの間に高電圧H.Vを圧着端子
18から印加すると、ガス放電室15内でグロー放電が発生
し、プラズマが形成され、前記ガス導入孔12aから導入
された不活性ガスは、イオン化されて、更に該環状陽極
16と第1〜第3の冷陰極11a,11b,11c間に印加された静
電界により、第2,第3の冷陰極11b,11cに向けて加速さ
れ、そのうち第3の冷陰極11cに側に向けて加速された
放電プラズマのイオンhは、第3の冷陰極11cのビーム
放出孔12b付近で電子と結合することによって、高速中
性原子となり、第3の冷陰極11cのビーム放出孔12bから
放出されて、高速原子線が得られる。
(発明が解決しようとする課題) 本発明が解決しようとする課題を第8図を用いて説明
すると、前記従来の高速原子線源装置では、グロー放電
中にグラファイト製の環状陽極16や第1〜第3の冷陰極
11a,11b,11cのグラファイトが、導入ガスの放電プラズ
マのイオンhによりスパッタされ、絶縁部材14のガス放
電室15側に露出している面の全面に付着する。このため
付着したグラファイトiが導電体となって高電圧が印加
されている高圧導入端子17と第1の冷陰極11aとの絶縁
を破壊し、安定したグロー放電を維持することが可能と
なる。又、前記従来の高速原子線源装置では、高電圧が
印加されている高圧導入端子17がガス放電室15において
露出しているため、高圧導入端子17と第1の冷陰極11a
との間で異常放電を起こしたり、放電プラズマの電子e
や放電プラズマのイオンhによって漸次高温となり、溶
断する等の問題があった。
(課題を解決するための手段) 本発明は、前記課題を解決するためになされたもの
で、実施例に対応する第1図〜第6図で説明すると、本
発明は、中空円筒形の第1の冷陰極1aと、この第1の冷
陰極1aの一端部に固着された中心にガス導入孔2aの穿設
された第2の冷陰極1bと、前記第1の冷陰極1aの他端部
に固着された中心にビーム放出孔2bの穿設された第3の
冷陰極1cと、前記第1の冷陰極1aの外周面中央に穿設さ
れた環状陽極導入孔3を覆うて貼設された絶縁部材4
と、前記第1,第2,第3の冷陰極1a,1b,1cで形成される円
筒筐体内部のガス放電室5中に前記絶縁部材4に吊設さ
れた一端に環状陽極6の固着された高圧導入端子7とを
備えたものにおいて、前記絶縁部材4は断面逆工字状又
は断面逆土字状に形成されると共にその中心孔4aを通し
て前記高圧導入端子7を吊設するようにしたものであ
る。
(作用) 本発明によれば、絶縁部材4が基部4bと鍔部4cとによ
って溝部4eを形成し、鍔部4cと第1の冷陰極1aとの間に
は微小隙間sが設けられているので、ガス放電室5内の
放電プラズマのイオンhによってスパッタされたグラフ
ァイトiは鍔部4cの影になっている溝部4eには付着しな
いので、高圧導入端子7と第1の冷陰極1aとの絶縁が保
たれ、安定したグロー放電が維持できる。
更に、高圧導入端子7をカバーしているので、高圧導
入端子7にグラファイトiが付着しないので、耐久性が
向上する。
(実施例) 以下、本発明を図により説明する。第1図〜第3図は
本発明による第1の実施例を示し、1aは中空円筒形の第
1の冷陰極、1bは第1の冷陰極1aの一端部に固着され、
中心にガス導入孔2aの穿設された第2の冷陰極、1cは第
1の冷陰極1aの他端部に固着された中心にビーム放出孔
2bの穿設された第3の冷陰極、4は第1の冷陰極1aの外
周面中央に穿設された環状陽極導入孔3を覆うて、外周
面に貼設された例えばセラミック製の絶縁部材、5は第
1,第2,第3の冷陰極1a,1b,1cで形成される円筒筐体内部
のガス放電室、6は環状陽極、7はガス放電室5中に絶
縁部材4に吊設された高圧導入端子、8は圧着端子であ
る。尚、第1,第2,第3の冷陰極1a,1b,1c及び環状陽極6
は例えばグラファイトで形成されている。更に絶縁部材
4は、第2図に示すように断面逆工字状に形成され、そ
の中心孔4aを通して高圧導入端子7を吊設している。絶
縁部材4の基部4bは第1の冷陰極1aの外周面1aaに貼設
され、鍔部4cは環状陽極導入孔内において、第1の冷陰
極1aとの間に微小隙間sを保ち、面4dと第1の冷陰極1a
の内周面1abとは、ほぼ同一線上に位置するようになっ
ている。
以上のように構成された高速原子線源装置のガス導入
孔2aからAr通の不活性ガスを導入し、環状陽極6と第1
〜第3の冷陰極1a,1b,1cとの間に高電圧を圧着端子8か
ら印加すると第7図で示した従来例と同様にガス放電室
5内でグロー放電が発生し、プラズマが形成され、前記
ガス導入孔2aから導入された不活性ガスはイオン化され
て、更に環状陽極6と第1〜第3の冷陰極1a,1b,1c間に
印加された静電界により、第2,第3の冷陰極1b,1cに向
けて加速され、そのうち第3の冷陰極1c側に向けて加速
された放電プラズマのイオンhは第3の冷陰極1cのビー
ム放出孔2b付近で電子と結合することによって高速中性
原子となり、第3の冷陰極1cのビーム放出孔2bから放出
されて高速原子線となる。この場合ガス放電室5内の放
電プラズマのイオンhによってスパッタされた第1〜第
3の冷陰極1a,1b,1c及び環状陽極6の構成材であるグラ
ファイトiはガス放電室5側に露出している面の全面に
付着する。しかし、本発明においては、第5図で示した
従来例とは異なり第3図に示すように絶縁部材4に鍔部
4cが設けられ、基部4bと鍔部4cとによって溝部4eが形成
され、鍔部4cと第1の冷陰極1aとの間には微小隙間sが
設けられているので、スパッタされたグラファイトiは
微小隙間sを通して環状陽極導入孔3内の絶縁部材4と
第1の冷陰極1aにも図示のように付着するが、スパッタ
されたグラファイトiは直線的に移動するので、鍔部4c
の影になっている溝部4eには付着しない。よって高圧導
入端子7と第1の冷陰極1aとの絶縁が保たれ、安定した
グロー放電が維持できる。
第4図〜第6図は本発明による第2の実施例を示し、
第4図は本発明における第2の実施例を示す断面図、第
5図は本発明の第2の実施例の絶縁部材の拡大断面図、
第6図は第2の実施例におけるグラファイトiの付着状
態を示す説明図で、第1の実施例と同一部分には同一符
号を付してその説明を省略する。本発明の第2の実施例
において第1の実施例と違う点は、絶縁部材4にカバー
部4fが形成され、絶縁部材4が断面逆土字状に形成され
たことである。この様な構成としたので、第1の実施例
と同様の効果に加えて、高圧導入端子7を放電プラズマ
の電子eや放電プラズマのイオンhによるダメージから
カバーできる。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、絶縁部
材を断面逆工字状又は断面逆土字状に形成し、その鍔部
と第1の冷陰極との間には微小隙間が設けられているの
で、ガス放電室内のガスイオンによってスパッタされた
グラファイトは、鍔部の影になっている溝部には付着し
ないので、高圧導入端子部と第1の冷陰極との絶縁が保
たれ、安定したグロー放電が維持できる。
更に高圧端子7をカバーしているので耐久性を向上さ
せることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における第1の実施例を示す断面図、第
2図は本発明の第1の実施例の絶縁部材の拡大断面図、
第3図は第1の実施例におけるグラファイトの付着状態
を示す説明図、第4図は本発明における第2の実施例を
示す断面図、第5図は本発明の第2の実施例の絶縁部材
の拡大断面図、第6図は第2の実施例におけるグラファ
イトの付着状態を示す説明図、第7図は従来例を示す断
面図、第8図は従来例のグラファイトの付着状態を示す
説明図である。 1a……第1の冷陰極 1b……第2の冷陰極 1c……第3の冷陰極 2a……ガス導入孔 2b……ビーム放出孔 3……環状陽極導入孔 4……絶縁部材 5……ガス放電室 6……環状陽極 7……高圧導入端子 8……圧着端子 e……放電プラズマの電子 h……放電プラズマのイオン i……グラファイト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀川 宏 埼玉県入間市新久下新田110―1 コパ ル電子株式会社入間事業所内 (72)発明者 下川 房男 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 長井 一敏 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 審査官 三宅 正之 (56)参考文献 特開 昭61−163537(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中空円筒形の第1の冷陰極1aと、この第1
    の冷陰極1aの一端部に固着された中心にガス導入孔2aの
    穿設された第2の冷陰極1bと、前記第1の冷陰極1aの他
    端部に固着された中心にビーム放出孔2bの穿設された第
    3の冷陰極1cと、前記第1の冷陰極1aの外周面中央に穿
    設された環状陽極導入孔3を覆うて貼設された絶縁部材
    4と、前記第1,第2,第3の冷陰極1a,1b,1cで形成される
    円筒筐体内部のガス放電室5中に前記絶縁部材4に吊設
    された一端に環状陽極6の固着された高圧導入端子7
    と、を備えたものにおいて、 前記絶縁部材4は断面逆工字状に形成されると共にその
    中心孔4aを通して前記高圧導入端子7を吊設するように
    したことを特徴とする高速原子線源装置。
  2. 【請求項2】上記絶縁部材4が断面逆土字状に形成され
    ると共にその中心孔4aを通して前記高圧導入端子7を吊
    設するようにしたことを特徴とする請求項1記載の高速
    原子線源装置。
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