JP3359447B2 - イオン銃 - Google Patents
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- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン銃（イオン源）
に関し、詳しくは、イオン銃における加速電極の絶縁構
造に関する。
に関し、詳しくは、イオン銃における加速電極の絶縁構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン銃は、放電によりイオンを発生せ
しめ、これを引き出して照射するものであり、イオンビ
ームスパッタリング装置、イオンビームエッチング（イ
オンビームミリング）装置、真空薄膜装置内での基板の
清浄化、イオンビームアシスト蒸着などに使用されてい
る。
しめ、これを引き出して照射するものであり、イオンビ
ームスパッタリング装置、イオンビームエッチング（イ
オンビームミリング）装置、真空薄膜装置内での基板の
清浄化、イオンビームアシスト蒸着などに使用されてい
る。
【０００３】イオン銃は主として、イオンを発生させる
イオン化室と、発生したイオンを引き出して加速させる
加速電極からなっており、さらに必要に応じて加速電極
の前方に中和電極（ニュートライザー）が設けられてい
る。イオン化室（放電室）は正の高電位に保たれてお
り、これに対して加速電極に負の電位を与えることによ
りイオンの引き出し、加速を行なう。そのため、加速電
極は、イオン化室に対して高度に絶縁して取り付ける必
要があり、一般にセラミックス等の絶縁体を介して加速
電極を取り付けている。
イオン化室と、発生したイオンを引き出して加速させる
加速電極からなっており、さらに必要に応じて加速電極
の前方に中和電極（ニュートライザー）が設けられてい
る。イオン化室（放電室）は正の高電位に保たれてお
り、これに対して加速電極に負の電位を与えることによ
りイオンの引き出し、加速を行なう。そのため、加速電
極は、イオン化室に対して高度に絶縁して取り付ける必
要があり、一般にセラミックス等の絶縁体を介して加速
電極を取り付けている。
【０００４】しかしながら、イオン化のための放電を繰
り返すうちに、フィラメントの蒸発や金属部品のスパッ
タリング等が起こり、これが絶縁体の表面に付着して、
加速電極とイオン化室が短絡してしまう。
り返すうちに、フィラメントの蒸発や金属部品のスパッ
タリング等が起こり、これが絶縁体の表面に付着して、
加速電極とイオン化室が短絡してしまう。
【０００５】このため従来は、絶縁体上への付着が起こ
らないように、加速電極に対して影となる位置に絶縁体
を配置するなどの工夫をしてきた。しかしこれでは構造
的に複雑となり、コストアップや組立て作業の煩雑さを
招く。また、このような工夫によっても、短絡化が十分
防止できないのが現状であった。さらに、加速電極とイ
オン化室とは近接しており、しかも位置決め精度が厳し
く、部品自体も小さいことから、より簡便な構造で確実
に短絡化を防止することが望まれていた。
らないように、加速電極に対して影となる位置に絶縁体
を配置するなどの工夫をしてきた。しかしこれでは構造
的に複雑となり、コストアップや組立て作業の煩雑さを
招く。また、このような工夫によっても、短絡化が十分
防止できないのが現状であった。さらに、加速電極とイ
オン化室とは近接しており、しかも位置決め精度が厳し
く、部品自体も小さいことから、より簡便な構造で確実
に短絡化を防止することが望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な構成
でかつ信頼性が高い、イオン銃における加速電極の絶縁
構造を提供するものである。
でかつ信頼性が高い、イオン銃における加速電極の絶縁
構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン化銃は、
イオン化室内で発生せしめたイオンを、イオン化室に対
して電気的に絶縁して取り付けられた加速電極により加
速してイオン化室外部に取り出すイオン銃において、直
径が大きな絶縁性リングと直径が小さな絶縁性リングと
を交互に少なくとも３枚以上重ねてこれら絶縁性リング
の貫通孔に螺合部材を貫挿して装着し、これら絶縁性リ
ングを介して螺合部材により、加速電極をイオン化室に
対して絶縁して固定したことを特徴とする。
イオン化室内で発生せしめたイオンを、イオン化室に対
して電気的に絶縁して取り付けられた加速電極により加
速してイオン化室外部に取り出すイオン銃において、直
径が大きな絶縁性リングと直径が小さな絶縁性リングと
を交互に少なくとも３枚以上重ねてこれら絶縁性リング
の貫通孔に螺合部材を貫挿して装着し、これら絶縁性リ
ングを介して螺合部材により、加速電極をイオン化室に
対して絶縁して固定したことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明のイオン源の概略図であり、
カウフマン型イオン銃を示している。真空排気系（図示
せず）により適度の圧力に保たれたイオン化室１１内に
は、アノード６１とフィラメント６３が配設され、外部
には磁界発生用のマグネット６５が設けられている。ま
た、イオン化室１１には、バルブ系６７を介してアルゴ
ンガス（発生するイオン種によっては反応性ガスの場合
もある）が導入されている。
カウフマン型イオン銃を示している。真空排気系（図示
せず）により適度の圧力に保たれたイオン化室１１内に
は、アノード６１とフィラメント６３が配設され、外部
には磁界発生用のマグネット６５が設けられている。ま
た、イオン化室１１には、バルブ系６７を介してアルゴ
ンガス（発生するイオン種によっては反応性ガスの場合
もある）が導入されている。
【０００９】アノード６１に正の電位を印加しフィラメ
ント６３を加熱すると放電が起こり、イオンが発生す
る。ここで、スクリーン状の加速電極３１に負の電位を
印加すると、イオン化室１１に取り付けられたスクリー
ン電極２１の空隙を通り、イオンビームが加速電極３１
により加速されて引き出され、加速電極３１の空隙部を
通って外部（真空槽内）に取り出される。
ント６３を加熱すると放電が起こり、イオンが発生す
る。ここで、スクリーン状の加速電極３１に負の電位を
印加すると、イオン化室１１に取り付けられたスクリー
ン電極２１の空隙を通り、イオンビームが加速電極３１
により加速されて引き出され、加速電極３１の空隙部を
通って外部（真空槽内）に取り出される。
【００１０】このとき、加速電極３１は、イオン化室１
１（スクリーン電極２１）に対して、完全に絶縁を保っ
て取り付けられていることが必要であり、図２にその取
り付け構造および組立て方法を示す。
１（スクリーン電極２１）に対して、完全に絶縁を保っ
て取り付けられていることが必要であり、図２にその取
り付け構造および組立て方法を示す。
【００１１】まず、組立用治具５３の位置決めピン５５
に位置決め穴１７を通して、イオン化室１１のフロント
フランジ１３を載置する。ついで、同様に位置決め穴２
７をピン５５に通してスクリーン電極２１を載置する。
次に、５枚の絶縁性ワッシャー３７，３９，３７，３
９，３７を介して加速電極３１を載置し、さらに押えリ
ング４１を介して、ネジ４５を固定用ネジ穴１５に螺合
して、フロントフランジ１３に対してスクリーン電極２
１および加速電極３１を固定する。なお、２３，３３は
それぞれ位置合わせ用穴である。
に位置決め穴１７を通して、イオン化室１１のフロント
フランジ１３を載置する。ついで、同様に位置決め穴２
７をピン５５に通してスクリーン電極２１を載置する。
次に、５枚の絶縁性ワッシャー３７，３９，３７，３
９，３７を介して加速電極３１を載置し、さらに押えリ
ング４１を介して、ネジ４５を固定用ネジ穴１５に螺合
して、フロントフランジ１３に対してスクリーン電極２
１および加速電極３１を固定する。なお、２３，３３は
それぞれ位置合わせ用穴である。
【００１２】スクリーン電極２１の８つの締結用穴２
５、加速電極３１の８つの締結用穴３５を利用して上記
操作を繰り返すことにより、加速電極３１のスクリーン
電極２１に対する絶縁固定作業が完了する。ついで、加
速電極３１に電圧を供給する電極リング４７を、ネジ４
９により固定し、さらに配線端子５１をネジ４９により
固定する。さらに、フロントフランジ１３をイオン化室
１１に固定することにより、イオン銃の組立て作業が終
了する。
５、加速電極３１の８つの締結用穴３５を利用して上記
操作を繰り返すことにより、加速電極３１のスクリーン
電極２１に対する絶縁固定作業が完了する。ついで、加
速電極３１に電圧を供給する電極リング４７を、ネジ４
９により固定し、さらに配線端子５１をネジ４９により
固定する。さらに、フロントフランジ１３をイオン化室
１１に固定することにより、イオン銃の組立て作業が終
了する。
【００１３】このようなイオン銃においては、スクリー
ン電極２１に対して加速電極３１が、交互に重ねられた
合計５枚の大径絶縁性ワッシャー３７と小径絶縁性ワッ
シャー３９によって、絶縁性を保って固定されている。
スクリーン電極２１と加速電極３１の近傍のみについ
て、この状態を示したのが、図３の一部断面図である。
ワッシャー３７，３９の積み重ね構造においては、径が
異なるため凹部Ａが生じ、この部分には放電を繰り返し
ても、蒸発物質やスパッタされた物質が付着しにくい。
よって、加側電極３１とスクリーン電極２１との間に導
電路が形成されて両者が短絡することが防止される。
ン電極２１に対して加速電極３１が、交互に重ねられた
合計５枚の大径絶縁性ワッシャー３７と小径絶縁性ワッ
シャー３９によって、絶縁性を保って固定されている。
スクリーン電極２１と加速電極３１の近傍のみについ
て、この状態を示したのが、図３の一部断面図である。
ワッシャー３７，３９の積み重ね構造においては、径が
異なるため凹部Ａが生じ、この部分には放電を繰り返し
ても、蒸発物質やスパッタされた物質が付着しにくい。
よって、加側電極３１とスクリーン電極２１との間に導
電路が形成されて両者が短絡することが防止される。
【００１４】また、絶縁性ワッシャー３７，３９の枚数
や厚さを変えることによりギャップの大きさを制御する
ことができる。さらに、絶縁性ワッシャー３７，３９は
比較的小さなものであるが、形状が単純であるので製造
が容易であり、精度も出しやすい。
や厚さを変えることによりギャップの大きさを制御する
ことができる。さらに、絶縁性ワッシャー３７，３９は
比較的小さなものであるが、形状が単純であるので製造
が容易であり、精度も出しやすい。
【００１５】なお、絶縁性ワッシャー３７，３９の枚数
は合計３枚以上であればよく、また、スクリーン電極２
１あるいは加速電極３１と接するワッシャーが小径絶縁
性ワッシャー３９でもよい。また、カウフマン型以外の
電子銃、例えばＥＣＲ（電子サイクロトン共鳴型）イオ
ン銃などでもよい。
は合計３枚以上であればよく、また、スクリーン電極２
１あるいは加速電極３１と接するワッシャーが小径絶縁
性ワッシャー３９でもよい。また、カウフマン型以外の
電子銃、例えばＥＣＲ（電子サイクロトン共鳴型）イオ
ン銃などでもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、直径が大きい絶縁性リ
ングと小さい絶縁性リングを交互に少なくとも３枚以上
重ねて螺合部材に装着して、加速部材をイオン化室に対
して絶縁して固定することにより、放電の繰返しにより
導電性物質が絶縁性リングに付着し、導電路が形成され
て短絡を生じることを防止できる。
ングと小さい絶縁性リングを交互に少なくとも３枚以上
重ねて螺合部材に装着して、加速部材をイオン化室に対
して絶縁して固定することにより、放電の繰返しにより
導電性物質が絶縁性リングに付着し、導電路が形成され
て短絡を生じることを防止できる。
【図１】本発明のイオン銃を示す概略図である。
【図２】本発明のイオン銃における絶縁構造およびその
組立てを示す分解斜視図である。
組立てを示す分解斜視図である。
【図３】本発明のイオン銃における絶縁構造を示す一部
断面図である。
断面図である。
１１ イオン化室 １３ フロントフランジ １５ 固定用ネジ穴 １７ 位置決め穴 ２１ スクリーン電極 ２３ 位置合わせ用穴 ２５ 締結用穴 ３１ 加速電極 ３３ 位置合わせ用穴 ３５ 締結用穴 ３７ 大径絶縁性ワッシャー ３９ 小径絶縁性ワッシャー ４１ 押えリング ４３ 締結用穴 ４５ ネジ ４７ 電極リング ４９ ネジ ５１ 配線端子 ６１ アノード ６３ フィラメント ６５ マグネット ６７ バルブ系 Ａ 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−65033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−34832（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−231712（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−36638（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/08 H01J 27/02 H01J 37/147
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン化室内で発生せしめたイオンを、
イオン化室に対して電気的に絶縁して取り付けられた加
速電極により加速してイオン化室外部に取り出すイオン
銃において、 直径が大きな絶縁性リングと直径が小さな絶縁性リング
とを交互に少なくとも３枚以上重ねてこれら絶縁性リン
グの貫通孔に螺合部材を貫挿して装着し、これら絶縁性
リングを介して螺合部材により、加速電極をイオン化室
に対して絶縁して固定したことを特徴とするイオン
銃。」
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33261494A JP3359447B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | イオン銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33261494A JP3359447B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | イオン銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167397A JPH08167397A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3359447B2 true JP3359447B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=18256922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33261494A Expired - Fee Related JP3359447B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | イオン銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3359447B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7515376B2 (ja) | 2020-11-19 | 2024-07-12 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | 絶縁構造および絶縁構造の製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7495241B2 (en) | 2004-02-26 | 2009-02-24 | Tdk Corporation | Ion beam irradiation apparatus and insulating spacer for the same |
| WO2014097576A1 (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | キヤノンアネルバ株式会社 | グリッドアセンブリおよびイオンビームエッチング装置 |
| JP6330785B2 (ja) * | 2015-11-11 | 2018-05-30 | 日新イオン機器株式会社 | 絶縁スペーサ、電極体、荷電粒子源および荷電粒子ビーム照射装置 |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP33261494A patent/JP3359447B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7515376B2 (ja) | 2020-11-19 | 2024-07-12 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | 絶縁構造および絶縁構造の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08167397A (ja) | 1996-06-25 |
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