JPH0317935A - 荷電粒子ビーム発生装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム発生装置Info
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- JPH0317935A JPH0317935A JP14961289A JP14961289A JPH0317935A JP H0317935 A JPH0317935 A JP H0317935A JP 14961289 A JP14961289 A JP 14961289A JP 14961289 A JP14961289 A JP 14961289A JP H0317935 A JPH0317935 A JP H0317935A
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- 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
従来のＬＭＩＳに関する技術が「特開昭６３−１２８５
２５Ｊにおいて述べられている．第３図は上記従来例の
装置ｍ或図である。 この装置では、溶融金属を搭載した針状エミッタ１とエ
ミッタに対向して設置された引出し電極４から或るＬＭ
ＩＳを、加速電源６によりエミッタに加速電位を与え、
引出し電極４と接地との間に真空管７，電流検出抵抗８
，誤差増幅器９から或る高耐圧定電流回路を接続して，
イオンビーム放出を行っている． かかる構戒によると、ビーム引出し専用に高電圧電源を
用意する必要がなく，接地電位をシグナルグランドとす
る制御回路でビーム電流を制御できるため、高電圧に浮
いた部分が極少となり、装置の小型化．低コスト化が実
現できる．
２５Ｊにおいて述べられている．第３図は上記従来例の
装置ｍ或図である。 この装置では、溶融金属を搭載した針状エミッタ１とエ
ミッタに対向して設置された引出し電極４から或るＬＭ
ＩＳを、加速電源６によりエミッタに加速電位を与え、
引出し電極４と接地との間に真空管７，電流検出抵抗８
，誤差増幅器９から或る高耐圧定電流回路を接続して，
イオンビーム放出を行っている． かかる構戒によると、ビーム引出し専用に高電圧電源を
用意する必要がなく，接地電位をシグナルグランドとす
る制御回路でビーム電流を制御できるため、高電圧に浮
いた部分が極少となり、装置の小型化．低コスト化が実
現できる．
【発明が解決しようとする課題１
上記の従来技術によれば、簡易な装置構成で安定なビー
ム放出が可能となるが、 （１）エミッタ温度がイオン材料の融点に達していない
場合（常温で固体のイオン材料、イオン源はヒーター付
き） （２）エミッタが上下方向に微動できる構造のＬＭＩＳ
であり，エミッタチップが溶融金属中に埋もれた状態に
ある場合 において不用意に動作させると，エミッタと引出し電極
との間にほぼ加速電圧が印加される。このため放電が起
こり、エミッタが破損したり溶融金属がドロップレット
となって落下したりするため、信頼性の面で問題があっ
た。 本発明の課題は、上記（１）（２）の場合においてエミ
ッタと引出し電極間で放電を起こすことが無いようにし
，エミッタの破損やドロップレソトの滴下を防止して、
装置の信頼性を向上することにある。 ［課題を解決するための手段１ 上記課題は、エミッタと引出し電極の間に定電圧放電素
子を電気的に接続することにより達或される。 【実施例】 以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。 第１図は本発明の第一の実施例の装置構戒図である。Ｌ
ＭＩＳはエミッタ可動型で、タンタル製のリザーバ２に
常温で溶融状態にあるガリウム・インジウム・スズ合金
をイオン材料３として搭載し、エミソタチップ１はステ
ンレス針の先端をリン酸中での電解エッチング処理した
ものを用いた。 引出し電極４はステンレス製である． エミッタ１から放出したイオンのうちビーム放出方向数
ミリラジアン以内（立体角）のビームは引出し電極を通
り抜け、イオンビーム１００を形或する．それ以外のビ
ーム（放出ビームの９９％以上）は引出し電極に吸収さ
れ、電流を形成する．加速電ｇ６はエミッタに２０ｋｅ
Ｖの加速電位を供給しており高耐圧定電流回路は電流検
出抵抗８をＩＭΩとし誤差増幅器９の基準電圧Ｖｒを２
ｖとして２μＡの定電流動作とした。 本実施例のようにエミッタ可動型のＬＭＩＳを用いると
、エミッタの突出し量によりエミッタとＦＡ整できるた
め，例えば、後段にレンズを配しビーム集束を行う際、
集束条件の最適化もしくは集束条件の再現性の確保が容
易となる。 このエミッタの移動による引出し電圧の調整を行う際、
不用意にエミッタを上げすぎ、エミッタ先端をイオン材
料内に埋めてしまうと、ビームが出なくなり、引出し電
極は接地電位になろうとする。引出し電極が接地電位に
なると、エミッタと引出し電極間に加速電位（２ ０
ｋ ｅ Ｖ）が印加され、放電やイオン材料の滴下が起
り、ＬＭＩＳに損傷を与えてしまう。 本実施例では，エミッタと引出し電極間にツエナー電圧
７ｋＶのツェナーダイオードアレー５を電気的に接続し
ているため、ビームが放出されない場合もツエナーダイ
オード５を介し電流が供給されるためエミッタと引出し
電極間の電圧はツェナー電圧の７ｋＶ以上にはならず、
ＬＭＩＳに損傷を与えない。 本実施例では、定電圧放電素子としてツェナーダイオー
ドアレー５を用いたが，このかわりに例えば、定電圧放
電管等も利用できる。また、本実施例では、常温で溶融
状態にあるイオン材料を用いたが、イオン材料として金
等の高融点材料を用い、ヒーターにより加熱溶融してイ
オン放出を行うＬＭＩＳでは、イオン材料の温度が融点
に達していない時点で電圧を印加すると、上記と同様エ
ミッタと引出し電極間に過電圧が印加される危険性があ
る。この場合も定電圧放電素子の設置によりＬＭＩＳの
損傷を回避できる。 第２図は本発明の第二の実施例の装置構或図である．こ
の実施例では前記定電流回路の代わりに７．５ＧΩの帰
還抵抗工０を用いている。加速電圧を２０ｋＶ，引出し
電圧を約５ｋＶとすると放出イオン電流は約２μＡに安
定化される。放出イオン電流値を固定して使う場合、シ
ンプルで実用的な回路構成である。
ム放出が可能となるが、 （１）エミッタ温度がイオン材料の融点に達していない
場合（常温で固体のイオン材料、イオン源はヒーター付
き） （２）エミッタが上下方向に微動できる構造のＬＭＩＳ
であり，エミッタチップが溶融金属中に埋もれた状態に
ある場合 において不用意に動作させると，エミッタと引出し電極
との間にほぼ加速電圧が印加される。このため放電が起
こり、エミッタが破損したり溶融金属がドロップレット
となって落下したりするため、信頼性の面で問題があっ
た。 本発明の課題は、上記（１）（２）の場合においてエミ
ッタと引出し電極間で放電を起こすことが無いようにし
，エミッタの破損やドロップレソトの滴下を防止して、
装置の信頼性を向上することにある。 ［課題を解決するための手段１ 上記課題は、エミッタと引出し電極の間に定電圧放電素
子を電気的に接続することにより達或される。 【実施例】 以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。 第１図は本発明の第一の実施例の装置構戒図である。Ｌ
ＭＩＳはエミッタ可動型で、タンタル製のリザーバ２に
常温で溶融状態にあるガリウム・インジウム・スズ合金
をイオン材料３として搭載し、エミソタチップ１はステ
ンレス針の先端をリン酸中での電解エッチング処理した
ものを用いた。 引出し電極４はステンレス製である． エミッタ１から放出したイオンのうちビーム放出方向数
ミリラジアン以内（立体角）のビームは引出し電極を通
り抜け、イオンビーム１００を形或する．それ以外のビ
ーム（放出ビームの９９％以上）は引出し電極に吸収さ
れ、電流を形成する．加速電ｇ６はエミッタに２０ｋｅ
Ｖの加速電位を供給しており高耐圧定電流回路は電流検
出抵抗８をＩＭΩとし誤差増幅器９の基準電圧Ｖｒを２
ｖとして２μＡの定電流動作とした。 本実施例のようにエミッタ可動型のＬＭＩＳを用いると
、エミッタの突出し量によりエミッタとＦＡ整できるた
め，例えば、後段にレンズを配しビーム集束を行う際、
集束条件の最適化もしくは集束条件の再現性の確保が容
易となる。 このエミッタの移動による引出し電圧の調整を行う際、
不用意にエミッタを上げすぎ、エミッタ先端をイオン材
料内に埋めてしまうと、ビームが出なくなり、引出し電
極は接地電位になろうとする。引出し電極が接地電位に
なると、エミッタと引出し電極間に加速電位（２ ０
ｋ ｅ Ｖ）が印加され、放電やイオン材料の滴下が起
り、ＬＭＩＳに損傷を与えてしまう。 本実施例では，エミッタと引出し電極間にツエナー電圧
７ｋＶのツェナーダイオードアレー５を電気的に接続し
ているため、ビームが放出されない場合もツエナーダイ
オード５を介し電流が供給されるためエミッタと引出し
電極間の電圧はツェナー電圧の７ｋＶ以上にはならず、
ＬＭＩＳに損傷を与えない。 本実施例では、定電圧放電素子としてツェナーダイオー
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電管等も利用できる。また、本実施例では、常温で溶融
状態にあるイオン材料を用いたが、イオン材料として金
等の高融点材料を用い、ヒーターにより加熱溶融してイ
オン放出を行うＬＭＩＳでは、イオン材料の温度が融点
に達していない時点で電圧を印加すると、上記と同様エ
ミッタと引出し電極間に過電圧が印加される危険性があ
る。この場合も定電圧放電素子の設置によりＬＭＩＳの
損傷を回避できる。 第２図は本発明の第二の実施例の装置構或図である．こ
の実施例では前記定電流回路の代わりに７．５ＧΩの帰
還抵抗工０を用いている。加速電圧を２０ｋＶ，引出し
電圧を約５ｋＶとすると放出イオン電流は約２μＡに安
定化される。放出イオン電流値を固定して使う場合、シ
ンプルで実用的な回路構成である。
本発明によれば、荷電粒子ビーム源がいかなる状態であ
ってもビーム発生部と引出し電極間で放電を起すことが
無いため、装置の信頼性が向上し、かつ、これを簡易な
回路構或で実現できる効果がある．
ってもビーム発生部と引出し電極間で放電を起すことが
無いため、装置の信頼性が向上し、かつ、これを簡易な
回路構或で実現できる効果がある．
第１図は本発明の一実施例の装置構或図、第２図は他の
実施例の装置構成図、第３図は従来技術の装置構成図で
ある． １・・・エミッタチップ、２・・・リザーバ、３・・・
イオン材料、４・・・引出し電極、５・・・定電圧放電
素子、６・・・加速電源，７・・・真空管，８・・・電
流検出抵抗，９・・・誤差増幅器，１０・・・帰還抵抗
、１００・・・イオン第 ｊ 図 ｌ・・・ エミツフチ・ソフ″ ３・・・ イプン１５オ叶 ！ ・・・ 楚電ａｉｘ電贋晋テ ７・・・ 真哩嗜 ｑ ・・・ １１蒐贈π一苓 ／ρρ・・・ イ１／ｃ−ム ・・・ リサ゜ニハ゛ ・・・５ｊ出レｆａ ・・・刀ｔ７連電詞ｋ ・・・電琉誇蚤外｝え
実施例の装置構成図、第３図は従来技術の装置構成図で
ある． １・・・エミッタチップ、２・・・リザーバ、３・・・
イオン材料、４・・・引出し電極、５・・・定電圧放電
素子、６・・・加速電源，７・・・真空管，８・・・電
流検出抵抗，９・・・誤差増幅器，１０・・・帰還抵抗
、１００・・・イオン第 ｊ 図 ｌ・・・ エミツフチ・ソフ″ ３・・・ イプン１５オ叶 ！ ・・・ 楚電ａｉｘ電贋晋テ ７・・・ 真哩嗜 ｑ ・・・ １１蒐贈π一苓 ／ρρ・・・ イ１／ｃ−ム ・・・ リサ゜ニハ゛ ・・・５ｊ出レｆａ ・・・刀ｔ７連電詞ｋ ・・・電琉誇蚤外｝え
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、荷電粒子放出を行うエミッタと荷電粒子放出部に電
界を印加する引出し電極から成る荷電粒子源、荷電粒子
放出部に電位を与える加速電源、荷電粒子放出部と引出
し電極との間に電気的に接続された定電圧放電素子、引
出し電極と接地との間に電気的に接続された高抵抗素子
もしくは定電流回路により構成された荷電粒子ビーム発
生装置。 ２、荷電粒子源が液体金属イオン源（以下ＬＭＩＳと略
す）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の荷電粒子ビーム発生装置。 ３、ＬＭＩＳがエミッタ可動型であることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の荷電粒子ビーム発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14961289A JPH0317935A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 荷電粒子ビーム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14961289A JPH0317935A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 荷電粒子ビーム発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317935A true JPH0317935A (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=15479015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14961289A Pending JPH0317935A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 荷電粒子ビーム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0317935A (ja) |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP14961289A patent/JPH0317935A/ja active Pending
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