JPH04274149A - 電子源 - Google Patents
電子源Info
- Publication number
- JPH04274149A JPH04274149A JP3262284A JP26228491A JPH04274149A JP H04274149 A JPH04274149 A JP H04274149A JP 3262284 A JP3262284 A JP 3262284A JP 26228491 A JP26228491 A JP 26228491A JP H04274149 A JPH04274149 A JP H04274149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- extraction
- electron
- baffle
- downstream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/02—Electron guns
- H01J3/025—Electron guns using a discharge in a gas or a vapour as electron source
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Plasma Technology (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに対向する陽極と
陰極を有し陽極と陰極との間に適切な電圧差を印加する
とプラズマを発生するプラズマ源と、電子抽出装置と、
電子抽出装置とプラズマ源との間に配置された物質保持
装置とを具えた真空アーク電子源に関するものである。
陰極を有し陽極と陰極との間に適切な電圧差を印加する
とプラズマを発生するプラズマ源と、電子抽出装置と、
電子抽出装置とプラズマ源との間に配置された物質保持
装置とを具えた真空アーク電子源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような電子源は「Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ」Ｖｏｌ．Ｎｏ．
３（１９８５ 年２月）、第７００ 〜７１３ 頁のＳ
．Ｈｕｍｐｈｒｉｅｓ 等の論文「Ｇｒｉｌｄ−ｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｃａｔｈｏｄｅｓ」に
開示されている。この論文によれば、物質保持装置をプ
ラズマ中に設けた、プラズマ源と同一電位のイオン制御
グリッド（ＩＣＧ） で構成すると共に、電子抽出装置
をプラズマ源に対し正にバイアスしたグリッドから成る
抽出カソードＫと電子収集アノードＡとで構成する。イ
オン制御グリッドＩＣＧ の機能はグリッドＩＣＧ ‐
カソードＫ空間内でイオンと電子を分離することにあり
、電子はカソードＫとアノードＡとの抽出空間内の空間
電荷の関数として抽出され、また抽出されない。
ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ」Ｖｏｌ．Ｎｏ．
３（１９８５ 年２月）、第７００ 〜７１３ 頁のＳ
．Ｈｕｍｐｈｒｉｅｓ 等の論文「Ｇｒｉｌｄ−ｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｃａｔｈｏｄｅｓ」に
開示されている。この論文によれば、物質保持装置をプ
ラズマ中に設けた、プラズマ源と同一電位のイオン制御
グリッド（ＩＣＧ） で構成すると共に、電子抽出装置
をプラズマ源に対し正にバイアスしたグリッドから成る
抽出カソードＫと電子収集アノードＡとで構成する。イ
オン制御グリッドＩＣＧ の機能はグリッドＩＣＧ ‐
カソードＫ空間内でイオンと電子を分離することにあり
、電子はカソードＫとアノードＡとの抽出空間内の空間
電荷の関数として抽出され、また抽出されない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような構造は、プ
ラズマ源をパルス駆動する必要があり、特に抽出グリッ
ドの電気的負荷及びブレークダウンを避けるためにプラ
ズマのパルス長を電子に必要とされるパルス長に対し大
きくしすぎてはならないという特定の動作条件がある。 本発明の基本的アイデアはプラズマを抽出領域から電気
的に最適に分離して上述の欠点を回避することにある。
ラズマ源をパルス駆動する必要があり、特に抽出グリッ
ドの電気的負荷及びブレークダウンを避けるためにプラ
ズマのパルス長を電子に必要とされるパルス長に対し大
きくしすぎてはならないという特定の動作条件がある。 本発明の基本的アイデアはプラズマを抽出領域から電気
的に最適に分離して上述の欠点を回避することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は頭書に記載したタイプの電子源において、
物質保持装置は電子抽出方向に配置された少なくとも１
つの上流バッフルと１つの下流バッフルとを具え、これ
らバッフルは電気的に導電性であって五点形に配置され
た孔を有し、これらバッフルを所定電位にするとプラズ
マが下流バッフルの下流まで延在し得ないように構成し
たことを特徴とする。このようにすると、プラズマ物質
、即ちイオン（中和されたイオン又は中和されてないイ
オン）並びに同時に発生される中性粒子及び微粒子の有
効な遮蔽保持が得られる。
に、本発明は頭書に記載したタイプの電子源において、
物質保持装置は電子抽出方向に配置された少なくとも１
つの上流バッフルと１つの下流バッフルとを具え、これ
らバッフルは電気的に導電性であって五点形に配置され
た孔を有し、これらバッフルを所定電位にするとプラズ
マが下流バッフルの下流まで延在し得ないように構成し
たことを特徴とする。このようにすると、プラズマ物質
、即ちイオン（中和されたイオン又は中和されてないイ
オン）並びに同時に発生される中性粒子及び微粒子の有
効な遮蔽保持が得られる。
【０００５】少なくとも１つの孔を、電子抽出方向を横
切って延在するスロットとすることができる。少なくと
も１つのバッフルは少なくとも１つの孔の周囲にプラズ
マ源側に折り返した縁を設けたものとすることができ、
このようにするとプラズマのイオン並びに真空アークに
より同時に発生される中性粒子及び微粒子の一層良好な
遮蔽保持が得られる。物質保持装置の好適実施例では上
流及び下流バッフルを電子抽出方向に整列した折り返し
縁を有するものとする。
切って延在するスロットとすることができる。少なくと
も１つのバッフルは少なくとも１つの孔の周囲にプラズ
マ源側に折り返した縁を設けたものとすることができ、
このようにするとプラズマのイオン並びに真空アークに
より同時に発生される中性粒子及び微粒子の一層良好な
遮蔽保持が得られる。物質保持装置の好適実施例では上
流及び下流バッフルを電子抽出方向に整列した折り返し
縁を有するものとする。
【０００６】孔の幅は孔間部分の幅に等しいかそれより
大きくすることができる。バッフルの間隔は孔の幅およ
び孔間部分の幅に少なくとも等しくすることができる。 抽出電子量は実際上孔間部分に対する孔の相対幅並びに
バッフル間隔に応じて増大する。電子ビームの均一性に
関し特に有利な実施例においては、電子抽出方向に、互
いにほぼ平行に配置された上流抽出電極と下流抽出電極
を設ける。これら電極の間隔は前記バッフルの間隔に少
なくとも等しくするのが好ましい。少なくとも１つの抽
出電極は下流バッフルの孔の下流に位置する通路内に配
置するのが好ましい。
大きくすることができる。バッフルの間隔は孔の幅およ
び孔間部分の幅に少なくとも等しくすることができる。 抽出電子量は実際上孔間部分に対する孔の相対幅並びに
バッフル間隔に応じて増大する。電子ビームの均一性に
関し特に有利な実施例においては、電子抽出方向に、互
いにほぼ平行に配置された上流抽出電極と下流抽出電極
を設ける。これら電極の間隔は前記バッフルの間隔に少
なくとも等しくするのが好ましい。少なくとも１つの抽
出電極は下流バッフルの孔の下流に位置する通路内に配
置するのが好ましい。
【０００７】従来の抽出構造は抽出電圧に近いエネルギ
ー（ｅＶで表される） で電子放出を生じる。この初期
エネルギーを低減しビーム制御の向上を得るためには電
子抽出方向において抽出装置の下流に電子エネルギー低
減電極を設けるのが有利であり、この場合にはこの電極
を抽出装置の電位より低い電位に調整することによりこ
の低減を得ることができる。
ー（ｅＶで表される） で電子放出を生じる。この初期
エネルギーを低減しビーム制御の向上を得るためには電
子抽出方向において抽出装置の下流に電子エネルギー低
減電極を設けるのが有利であり、この場合にはこの電極
を抽出装置の電位より低い電位に調整することによりこ
の低減を得ることができる。
【０００８】図面につき本発明を説明する。図１に示す
ように、従来の電子源は少なくとも１つの陰極１及び１
つの陽極２（２極型）、及び場合によりゲート電極３（
３極型）を具え、またフランス国特許出願第２６１６５
８７ 号のように二次アーク（４極型）を具える。２極
型では、陽極２と陰極１を互いに極めて近接させ、適度
の陽極電圧を印加するだけでプラズマアークＰのトリガ
が得られるようにする。３極型では、ゲート電極３を陰
極１に近接させると共に陽極２を遠く離し、ゲート電極
３の位置、形状及び付勢モードを主プラズマアークＰの
基部に陰極点を励起し得るように設定する。４極型の場
合には、主アークＰより短い持続時間で極めて低いエネ
ルギー消費の二次アークから得られるプラズマを注入す
ることにより主プラズマアークＰをトリガする。
ように、従来の電子源は少なくとも１つの陰極１及び１
つの陽極２（２極型）、及び場合によりゲート電極３（
３極型）を具え、またフランス国特許出願第２６１６５
８７ 号のように二次アーク（４極型）を具える。２極
型では、陽極２と陰極１を互いに極めて近接させ、適度
の陽極電圧を印加するだけでプラズマアークＰのトリガ
が得られるようにする。３極型では、ゲート電極３を陰
極１に近接させると共に陽極２を遠く離し、ゲート電極
３の位置、形状及び付勢モードを主プラズマアークＰの
基部に陰極点を励起し得るように設定する。４極型の場
合には、主アークＰより短い持続時間で極めて低いエネ
ルギー消費の二次アークから得られるプラズマを注入す
ることにより主プラズマアークＰをトリガする。
【０００９】また、これらのプラズマ源は絶縁物質上に
堆積された薄い層の形態に実現することができ、この場
合には一般に著しく再現性の良い瞬時電子放射を行い得
るが、可能ショット数が減少する。電子はプラズマＰか
ら電子抽出装置ＥＥ（例えばグリッド）により抽出され
、その抽出方向（矢印Ｆ）は抽出装置ＥＥに垂直である
。必要に応じ、集束／加速装置ＦＡにより電子をターゲ
ットＡに指向させる。
堆積された薄い層の形態に実現することができ、この場
合には一般に著しく再現性の良い瞬時電子放射を行い得
るが、可能ショット数が減少する。電子はプラズマＰか
ら電子抽出装置ＥＥ（例えばグリッド）により抽出され
、その抽出方向（矢印Ｆ）は抽出装置ＥＥに垂直である
。必要に応じ、集束／加速装置ＦＡにより電子をターゲ
ットＡに指向させる。
【００１０】図２は前記のＳ．Ｈｕｍｐｈｒｉｅｓ 等
の論文に記載されている装置を示し、この装置ではイオ
ン制御グリッド（ＩＣＧ） をプラズマ中に設けると共
にこのプラズマと同一の電位にする。抽出グリッドとし
て作用する抽出陰極Ｋをイオン制御グリッド（ＩＣＧ）
に対し正にバイアスすると、発生する電圧差が抽出空
間、即ちカソードＫとターゲット電極Ａとの間の空間内
にイオンが侵入するのを阻止する。抽出電位のない場合
には電子が抽出空間Ａ−Ｋを横切るのが阻止される。抽
出電流密度に対しイオンと電子との分離が生ずる空間の
幅は抽出グリッドＫの孔の幅の半分にほぼ等しいかそれ
より大きくする必要がある。他の条件として、プラズマ
を発生するパルスの長さが電子に対し予定されたパルス
長を越えないようにして抽出カソードＫの電気的負荷を
阻止し破壊の惧れを低減させる必要がある。換言すれば
、プラズマパルスを一回の電子抽出に対応させる必要が
ある。
の論文に記載されている装置を示し、この装置ではイオ
ン制御グリッド（ＩＣＧ） をプラズマ中に設けると共
にこのプラズマと同一の電位にする。抽出グリッドとし
て作用する抽出陰極Ｋをイオン制御グリッド（ＩＣＧ）
に対し正にバイアスすると、発生する電圧差が抽出空
間、即ちカソードＫとターゲット電極Ａとの間の空間内
にイオンが侵入するのを阻止する。抽出電位のない場合
には電子が抽出空間Ａ−Ｋを横切るのが阻止される。抽
出電流密度に対しイオンと電子との分離が生ずる空間の
幅は抽出グリッドＫの孔の幅の半分にほぼ等しいかそれ
より大きくする必要がある。他の条件として、プラズマ
を発生するパルスの長さが電子に対し予定されたパルス
長を越えないようにして抽出カソードＫの電気的負荷を
阻止し破壊の惧れを低減させる必要がある。換言すれば
、プラズマパルスを一回の電子抽出に対応させる必要が
ある。
【００１１】
【実施例】図３ａ〜３ｃ及び図５に示すように、本発明
では陰極（又は陽極）プラズマを２つのバッフル１０及
び２０により最適に隔離する。この２つのバッフルは電
子抽出方向（矢印Ｆ）に配置された上流バッフル１０及
び下流バッフル２０であって、これらバッフルは大地電
位又は陽極電位（陰極プラズマの場合）に調整されると
共に互いに五点形に配置された孔１６及び２６を有する
。抽出電圧のない場合にはプラズマはバッフルによりさ
えぎられ、下流バッフル２０の下流まで侵入し得ない。 図２（従来技術）では、グリッドＩＣＧ はプラズマＰ
内に設けられ、プラズマは常にその下流へ伸びて抽出陰
極Ｋの近くまで到達する。これに対し、本発明によれば
、プラズマＰはバッファ１０， ２０により止められ、
その下流まで延在し得ない。 抽出電極３０はどのような動作状態でもプラズマＰによ
り汚染されることがなく、従ってプラズマＰを所望回数
の電子抽出を得るのに必要な全時間に亘って連続的に維
持することができる。更に、少なくとも２レベルのこの
ようなバッフル構造は陰極により放出される微小粒子を
さえぎることができる。図４のａはプラズマ源の電流Ｉ
ａｒｃ の波形を示し、ｂは抽出電位Ｖｅｘｔ の波形
を示し（一回のプラズマ点弧中に数個のパルスを含む）
、ｃは抽出電子の電流Ｉｅｘｔ の波形を示す。平頭台
形の抽出電圧Ｖｅｘｔ （数ＫＶ） に対し抽出電流Ｉ
ｅｘｔ は慣例の如く負勾配の台形を示す。
では陰極（又は陽極）プラズマを２つのバッフル１０及
び２０により最適に隔離する。この２つのバッフルは電
子抽出方向（矢印Ｆ）に配置された上流バッフル１０及
び下流バッフル２０であって、これらバッフルは大地電
位又は陽極電位（陰極プラズマの場合）に調整されると
共に互いに五点形に配置された孔１６及び２６を有する
。抽出電圧のない場合にはプラズマはバッフルによりさ
えぎられ、下流バッフル２０の下流まで侵入し得ない。 図２（従来技術）では、グリッドＩＣＧ はプラズマＰ
内に設けられ、プラズマは常にその下流へ伸びて抽出陰
極Ｋの近くまで到達する。これに対し、本発明によれば
、プラズマＰはバッファ１０， ２０により止められ、
その下流まで延在し得ない。 抽出電極３０はどのような動作状態でもプラズマＰによ
り汚染されることがなく、従ってプラズマＰを所望回数
の電子抽出を得るのに必要な全時間に亘って連続的に維
持することができる。更に、少なくとも２レベルのこの
ようなバッフル構造は陰極により放出される微小粒子を
さえぎることができる。図４のａはプラズマ源の電流Ｉ
ａｒｃ の波形を示し、ｂは抽出電位Ｖｅｘｔ の波形
を示し（一回のプラズマ点弧中に数個のパルスを含む）
、ｃは抽出電子の電流Ｉｅｘｔ の波形を示す。平頭台
形の抽出電圧Ｖｅｘｔ （数ＫＶ） に対し抽出電流Ｉ
ｅｘｔ は慣例の如く負勾配の台形を示す。
【００１２】図３ｂはプラズマの輪郭を構成する分離表
面１２間の等電位線を示し、電子はこれら分離表面から
抽出される。これら表面１２は抽出電圧及び発生したプ
ラズマの電荷密度の関数である。これら表面１２は２つ
のバッフル１０及び２０間に位置し、それらの孔１６及
び２６の一方の縁から他方の縁へほぼ垂直方向に延在す
る。等電位線は、バッフル２０に平行な第１部分及びプ
ラズマＰを越えてバッフル内の空間内に大きく侵入する
第２部分を有する形状の等電位線（２２）、バッフルの
もっと下流にあって同様の２つの部分を有するがその第
２部分のバッフル内への侵入が、小さい形状の等電位線
（２３）、もっと下流にあってほぼ平坦であり電子を基
本的に抽出方向Ｆに指向させることができる形状の等電
位線（２４）（電子は実際には基本的にこの等電位線に
垂直方向に抽出される）、及び抽出グリッド３０の近傍
のほぼ正弦波状の形状の等電位線（２５）が生ずる。
面１２間の等電位線を示し、電子はこれら分離表面から
抽出される。これら表面１２は抽出電圧及び発生したプ
ラズマの電荷密度の関数である。これら表面１２は２つ
のバッフル１０及び２０間に位置し、それらの孔１６及
び２６の一方の縁から他方の縁へほぼ垂直方向に延在す
る。等電位線は、バッフル２０に平行な第１部分及びプ
ラズマＰを越えてバッフル内の空間内に大きく侵入する
第２部分を有する形状の等電位線（２２）、バッフルの
もっと下流にあって同様の２つの部分を有するがその第
２部分のバッフル内への侵入が、小さい形状の等電位線
（２３）、もっと下流にあってほぼ平坦であり電子を基
本的に抽出方向Ｆに指向させることができる形状の等電
位線（２４）（電子は実際には基本的にこの等電位線に
垂直方向に抽出される）、及び抽出グリッド３０の近傍
のほぼ正弦波状の形状の等電位線（２５）が生ずる。
【００１３】図３ｃは分離表面１２のほぼ理想的な形状
（１４）を示し、この形状は極めて強い凹面を有し、抽
出表面及び従って抽出効率を著しく増大する。この２重
バッフル装置において、従来の抽出表面、即ち抽出グリ
ッドのものより優れた抽出表面を有する幾何構成を推考
することは容易である。更に、プラズマ及び粒子をバッ
フル、特に下流バッフル（２０）内に遮蔽保持する特性
を、バッフル２０及び／又は１０にそれぞれ深さｄ２及
び／又はｄ１の折り返し縁２１及び／又は１１を設ける
ことにより更に向上させることができる。
（１４）を示し、この形状は極めて強い凹面を有し、抽
出表面及び従って抽出効率を著しく増大する。この２重
バッフル装置において、従来の抽出表面、即ち抽出グリ
ッドのものより優れた抽出表面を有する幾何構成を推考
することは容易である。更に、プラズマ及び粒子をバッ
フル、特に下流バッフル（２０）内に遮蔽保持する特性
を、バッフル２０及び／又は１０にそれぞれ深さｄ２及
び／又はｄ１の折り返し縁２１及び／又は１１を設ける
ことにより更に向上させることができる。
【００１４】抽出に影響を及ぼすパラメータは、バッフ
ル１０及び２０間の高さｈ、上流バッフル１０の孔間部
分の幅ｌ１及び上流バッフル１０の孔１６の幅ｌ２であ
る。下流バッファ２０は上流バッファの“ネガ像”であ
る点に注意されたい。抽出電子量は・ｈに比例し、・ｌ
２／ｌ１ 及びセルの数に比例する。更に、印加電界が
抽出電子量を決定する。 同一のバイアスにおいて、２つの極端位置（３０Ａ：孔
の縁の下流に位置する抽出電極；３０Ｂ：孔の中心及び
孔間の中心に位置する抽出電極）は最小抽出位置（３０
Ａ） 及び最大抽出位置（３０Ｂ） に対応し、抽出電
極によるインタセプトは３０Ｂ の位置で最大になる。 最大理想効率はｌ１ ≦ｌ２ ＜ｈ に対応し、且つ図３ｃのプラズマ分離表面の形状１４に
対応する。
ル１０及び２０間の高さｈ、上流バッフル１０の孔間部
分の幅ｌ１及び上流バッフル１０の孔１６の幅ｌ２であ
る。下流バッファ２０は上流バッファの“ネガ像”であ
る点に注意されたい。抽出電子量は・ｈに比例し、・ｌ
２／ｌ１ 及びセルの数に比例する。更に、印加電界が
抽出電子量を決定する。 同一のバイアスにおいて、２つの極端位置（３０Ａ：孔
の縁の下流に位置する抽出電極；３０Ｂ：孔の中心及び
孔間の中心に位置する抽出電極）は最小抽出位置（３０
Ａ） 及び最大抽出位置（３０Ｂ） に対応し、抽出電
極によるインタセプトは３０Ｂ の位置で最大になる。 最大理想効率はｌ１ ≦ｌ２ ＜ｈ に対応し、且つ図３ｃのプラズマ分離表面の形状１４に
対応する。
【００１５】これらの考察からバッフルの好適な構成は
次の通りである。 ・ｌ１≦ｌ２及びｈ＞ｌ２である直線構造：ワイヤから
なる抽出電極をバッフル１０及び２０の互いに整列した
折り返し縁（１１及び２１） 近くであってバッフル２
０で僅かに遮蔽される位置に位置させる（図３ａ及び３
ｂ） 。 ・円筒（回転又は非回転）ビーム用の丸孔（１６′，
２６′） を有する構造（図６ａ）及び軸対称の均一性
を必要とする場合の図６ｂ及び６ｃの構造：図６ｂ及び
６ｃの構造では上流バッフル１０及び下流バッフル２０
は折り返し縁付リング１０′及び２０′であり、これら
リングは半径方向に連結して機械的に支持してある（図
６ｂには孔１６′を破線で示してある） 。ｉ番目及び
ｉ−１番目の２つのリング（バッフル１０′及び２０′
） に対し、 Ｒ１０′，ｉ−Ｒ１０′，ｉ−１≦Ｒ２０′，ｉ−Ｒ２
０′，ｉ−１ｈ＞Ｒ２０′，ｉ−Ｒ２０′，ｉ−１ である。
次の通りである。 ・ｌ１≦ｌ２及びｈ＞ｌ２である直線構造：ワイヤから
なる抽出電極をバッフル１０及び２０の互いに整列した
折り返し縁（１１及び２１） 近くであってバッフル２
０で僅かに遮蔽される位置に位置させる（図３ａ及び３
ｂ） 。 ・円筒（回転又は非回転）ビーム用の丸孔（１６′，
２６′） を有する構造（図６ａ）及び軸対称の均一性
を必要とする場合の図６ｂ及び６ｃの構造：図６ｂ及び
６ｃの構造では上流バッフル１０及び下流バッフル２０
は折り返し縁付リング１０′及び２０′であり、これら
リングは半径方向に連結して機械的に支持してある（図
６ｂには孔１６′を破線で示してある） 。ｉ番目及び
ｉ−１番目の２つのリング（バッフル１０′及び２０′
） に対し、 Ｒ１０′，ｉ−Ｒ１０′，ｉ−１≦Ｒ２０′，ｉ−Ｒ２
０′，ｉ−１ｈ＞Ｒ２０′，ｉ−Ｒ２０′，ｉ−１ である。
【００１６】図７及び８に示すように、ｎ個のプラズマ
源を、バッフル１０及び２０（又は１０′及び２０′）
に沿って均一なプラズマ密度が得られるように並列に
配置することにより大きな電子源を得ることができる。 これらプラズマ源は電源（−ＨＴ） から個々の抵抗Ｒ
を経て個々に給電する（図７）か、或いは１つの抵抗Ｒ
／ｎを経て共通に給電する（図８）ことができる。
源を、バッフル１０及び２０（又は１０′及び２０′）
に沿って均一なプラズマ密度が得られるように並列に
配置することにより大きな電子源を得ることができる。 これらプラズマ源は電源（−ＨＴ） から個々の抵抗Ｒ
を経て個々に給電する（図７）か、或いは１つの抵抗Ｒ
／ｎを経て共通に給電する（図８）ことができる。
【００１７】図９及び１０に示すように、２つの抽出グ
リッド３０及び３１を前後に配置するのも有効である。 第１グリッドと同一電位の第２グリッド３１は電子の加
速を阻止して電子をバッフルのピッチ（ｌ１＋ｌ２）を
越える距離Ｄに亘り自由に移動し得るようにする。これ
により孔２６から抽出されたビームがオーバラップして
バッフル２０の下流で連続し、密度分布の歪みが減少す
る。図９では上流抽出グリッドを下流バッフル２０の近
くに位置させてあるが、図１０では下流バッフル２０か
ら離して位置させてある。
リッド３０及び３１を前後に配置するのも有効である。 第１グリッドと同一電位の第２グリッド３１は電子の加
速を阻止して電子をバッフルのピッチ（ｌ１＋ｌ２）を
越える距離Ｄに亘り自由に移動し得るようにする。これ
により孔２６から抽出されたビームがオーバラップして
バッフル２０の下流で連続し、密度分布の歪みが減少す
る。図９では上流抽出グリッドを下流バッフル２０の近
くに位置させてあるが、図１０では下流バッフル２０か
ら離して位置させてある。
【００１８】図１１及び１２に示すように、電子エネル
ギー低減グリッド（４０）を抽出グリッド（３０， ３
１）の下流に設けることができる。このグリッド４０は
抽出グリッド（３０， ３１）より低い電位に調整する
。図１１は抽出グリッド３０のみを示す。図１２ではグ
リッド４０が２つの抽出グリッド３０及び３１と関連し
、従って電子の抽出及びエネルギーが同時に最適になる
。グリッド４０の電位は抽出装置（３０， ３１）の電
圧とバッフル（１０， ２０）のバイアス電圧との間の
電圧に調整することができる。
ギー低減グリッド（４０）を抽出グリッド（３０， ３
１）の下流に設けることができる。このグリッド４０は
抽出グリッド（３０， ３１）より低い電位に調整する
。図１１は抽出グリッド３０のみを示す。図１２ではグ
リッド４０が２つの抽出グリッド３０及び３１と関連し
、従って電子の抽出及びエネルギーが同時に最適になる
。グリッド４０の電位は抽出装置（３０， ３１）の電
圧とバッフル（１０， ２０）のバイアス電圧との間の
電圧に調整することができる。
【図１】従来の一般的な電子源の構成を示す図である。
【図２】Ｈｕｍｐｈｒｉｅｓ 等の前記論文に開示され
た電子源の構成図である。
た電子源の構成図である。
【図３】図３ａは本発明電子源の一実施例の一部の断面
図である。図３ｂは等電位線を示す図３ａの詳細図であ
る。図３ｃは寸法を示す図３ａの詳細図である。
図である。図３ｂは等電位線を示す図３ａの詳細図であ
る。図３ｃは寸法を示す図３ａの詳細図である。
【図４】本発明電子源の動作説明用波形図である。
【図５】本発明電子源に用いるバッフルの一実施例を示
す図である。
す図である。
【図６】図６ａは本発明電子源に用いるバッフルの他の
実施例の平面図である。図６ｂは本発明電子源に用いる
バッフルの更に他の実施例の平面図である。図６ｃは図
６ｂのバッフルのＸ−Ｘ線上の断面図である。
実施例の平面図である。図６ｂは本発明電子源に用いる
バッフルの更に他の実施例の平面図である。図６ｃは図
６ｂのバッフルのＸ−Ｘ線上の断面図である。
【図７】大面積の電子放射を得るための多数のプラズマ
源の接続モードの一例を示す図である。
源の接続モードの一例を示す図である。
【図８】大面積の電子放射を得るための多数のプラズマ
源の接続モードの他の例を示す図である。
源の接続モードの他の例を示す図である。
【図９】本発明電子源の一好適実施例を示す図である。
【図１０】本発明電子源の他の好適実施例を示す図であ
る。
る。
【図１１】本発明電子源の更に他の好適実施例を示す図
である。
である。
【図１２】本発明電子源の更に他の好適実施例を示す図
である。
である。
１，２，３ プラズマ源
Ｐ プラズマ
Ｆ 電子抽出方向
ＩＣＧ イオン制御グリッド
Ｋ 抽出カソード
Ａ ターゲット
１０ 上流バッフル
２０ 下流バッフル
１６， ２６ 孔
３０， ３１ 抽出電極
Claims (8)
- 【請求項１】 互いに対向する陽極と陰極を有し陽極
と陰極との間に適切な電圧差を印加するとプラズマを発
生するプラズマ源と、電子抽出装置と、電子抽出装置と
プラズマ源との間に配置された物質保持装置とを具えた
真空アーク電子源において、前記物質保持装置は電子抽
出方向（Ｆ） に配置された少なくとも１つの上流バッ
フル（１０）と１つの下流バッフル（２０）とを具え、
これらバッフルは電気的に導電性であって五点形に配置
された孔（１６， ２６）を有し、これらバッフルを所
定電位にするとプラズマが下流バッフル（２０）の下流
まで延在し得ないように構成したことを特徴とする電子
源。 - 【請求項２】 少なくとも１つの孔（１６， ２６）
は電子抽出方向を横切る方向に延在するスロットである
ことを特徴とする請求項１記載の電子源。 - 【請求項３】 少なくとも１つのバッフル（１０，
２０）は少なくとも１つの孔（１６， ２６）の周囲に
プラズマ源側に折り返した縁（１１， ２１）を有して
いることを特徴とする請求項１または２記載の電子源。 - 【請求項４】 下流バッフル（２０）の孔（２６）の
幅は孔（２６）間の部分の幅に等しいかそれより大きい
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子源
。 - 【請求項５】 バッフル間の間隔（ｈ） は孔の幅及
び孔間部分の幅に少なくとも等しいことを特徴とする請
求項１〜４の何れかに記載の電子源。 - 【請求項６】 電子抽出装置は少なくとも１つの抽出
電極（３０）を具えることを特徴とする請求項１〜５の
何れかに記載の電子源。 - 【請求項７】 電子抽出装置は電子抽出方向にほぼ平
行に配置された上流抽出電極（３０）及び下流抽出電極
（３１）を具えることを特徴とする請求項６記載の電子
源。 - 【請求項８】 下流バッフル（２０）の孔（２６）の
下流に位置する通路内に少なくとも１つの抽出電極を設
けたことを特徴とする請求項６又は７記載の電子源。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9012613A FR2667980A1 (fr) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | Source d'electrons presentant un dispositif de retention de matieres. |
| FR9012613 | 1990-10-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04274149A true JPH04274149A (ja) | 1992-09-30 |
Family
ID=9401171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262284A Pending JPH04274149A (ja) | 1990-10-12 | 1991-10-09 | 電子源 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5256931A (ja) |
| EP (1) | EP0480518B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04274149A (ja) |
| DE (1) | DE69107162T2 (ja) |
| FR (1) | FR2667980A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19621874C2 (de) * | 1996-05-31 | 2000-10-12 | Karlsruhe Forschzent | Quelle zur Erzeugung von großflächigen, gepulsten Ionen- und Elektronenstrahlen |
| US7220937B2 (en) * | 2000-03-17 | 2007-05-22 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with overhead RF source power electrode with low loss, low arcing tendency and low contamination |
| US8048806B2 (en) | 2000-03-17 | 2011-11-01 | Applied Materials, Inc. | Methods to avoid unstable plasma states during a process transition |
| US8617351B2 (en) | 2002-07-09 | 2013-12-31 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with minimal D.C. coils for cusp, solenoid and mirror fields for plasma uniformity and device damage reduction |
| US7196283B2 (en) | 2000-03-17 | 2007-03-27 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor overhead source power electrode with low arcing tendency, cylindrical gas outlets and shaped surface |
| US6894245B2 (en) * | 2000-03-17 | 2005-05-17 | Applied Materials, Inc. | Merie plasma reactor with overhead RF electrode tuned to the plasma with arcing suppression |
| US7141757B2 (en) * | 2000-03-17 | 2006-11-28 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with overhead RF source power electrode having a resonance that is virtually pressure independent |
| US6586886B1 (en) | 2001-12-19 | 2003-07-01 | Applied Materials, Inc. | Gas distribution plate electrode for a plasma reactor |
| TWI283899B (en) | 2002-07-09 | 2007-07-11 | Applied Materials Inc | Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control |
| US7901952B2 (en) | 2003-05-16 | 2011-03-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor control by translating desired values of M plasma parameters to values of N chamber parameters |
| US7470626B2 (en) | 2003-05-16 | 2008-12-30 | Applied Materials, Inc. | Method of characterizing a chamber based upon concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of source power, bias power and chamber pressure |
| US7910013B2 (en) | 2003-05-16 | 2011-03-22 | Applied Materials, Inc. | Method of controlling a chamber based upon predetermined concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of source power, bias power and chamber pressure |
| US7452824B2 (en) | 2003-05-16 | 2008-11-18 | Applied Materials, Inc. | Method of characterizing a chamber based upon concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of plural chamber parameters |
| US7247218B2 (en) | 2003-05-16 | 2007-07-24 | Applied Materials, Inc. | Plasma density, energy and etch rate measurements at bias power input and real time feedback control of plasma source and bias power |
| US7795153B2 (en) | 2003-05-16 | 2010-09-14 | Applied Materials, Inc. | Method of controlling a chamber based upon predetermined concurrent behavior of selected plasma parameters as a function of selected chamber parameters |
| US7359177B2 (en) | 2005-05-10 | 2008-04-15 | Applied Materials, Inc. | Dual bias frequency plasma reactor with feedback control of E.S.C. voltage using wafer voltage measurement at the bias supply output |
| US8513619B1 (en) | 2012-05-10 | 2013-08-20 | Kla-Tencor Corporation | Non-planar extractor structure for electron source |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2926393C2 (de) * | 1979-06-29 | 1982-10-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gasentladungsanzeigevorrichtung |
| US4507588A (en) * | 1983-02-28 | 1985-03-26 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Ion generating apparatus and method for the use thereof |
| FR2613897B1 (fr) * | 1987-04-10 | 1990-11-09 | Realisations Nucleaires Et | Dispositif de suppression des micro-projections dans une source d'ions a arc sous vide |
| FR2616587B1 (fr) * | 1987-06-12 | 1989-11-24 | Realisations Nucleaires Et | Source d'ions a quatre electrodes |
| US5107170A (en) * | 1988-10-18 | 1992-04-21 | Nissin Electric Co., Ltd. | Ion source having auxillary ion chamber |
-
1990
- 1990-10-12 FR FR9012613A patent/FR2667980A1/fr active Pending
-
1991
- 1991-10-03 DE DE69107162T patent/DE69107162T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-03 EP EP91202587A patent/EP0480518B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-09 JP JP3262284A patent/JPH04274149A/ja active Pending
- 1991-10-10 US US07/775,654 patent/US5256931A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2667980A1 (fr) | 1992-04-17 |
| EP0480518B1 (fr) | 1995-02-01 |
| EP0480518A1 (fr) | 1992-04-15 |
| DE69107162T2 (de) | 1995-08-31 |
| US5256931A (en) | 1993-10-26 |
| DE69107162D1 (de) | 1995-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04274149A (ja) | 電子源 | |
| US4587430A (en) | Ion implantation source and device | |
| US5841235A (en) | Source for the generation of large area pulsed ion and electron beams | |
| US3218431A (en) | Self-focusing electron beam apparatus | |
| Septier | Production of ion beams of high intensity | |
| JP4052731B2 (ja) | 電子銃 | |
| KR930017662A (ko) | 넒은 비임 선속밀도 제어장치 및 방법 | |
| CA2011644A1 (en) | Vacuum switch apparatus | |
| RU2395866C1 (ru) | Источник импульсных электронных пучков (варианты) | |
| US5030885A (en) | Charged particle control device | |
| JPS63279552A (ja) | イオンビ−ム照射装置 | |
| JP3736086B2 (ja) | イオン源 | |
| JP3577785B2 (ja) | イオンビーム発生装置 | |
| US3912930A (en) | Electron beam focusing system | |
| JPS63108645A (ja) | イオン源 | |
| JP2858776B2 (ja) | ビーム照射装置 | |
| JP2778227B2 (ja) | イオン源 | |
| JP2001511293A (ja) | プラズマ浸漬イオン注入用の変調器 | |
| JPH1064437A (ja) | イオンビーム発生装置 | |
| JP2757963B2 (ja) | イオン源加速電極 | |
| JPH058546B2 (ja) | ||
| US3667058A (en) | Electrostatic accelerated-charged-particle deflector | |
| JP3265988B2 (ja) | イオン照射装置 | |
| JP2000133153A (ja) | イオン源，核融合用中性粒子ビーム入射装置，及びイオンビームプロセス装置 | |
| Lee | Emittance measurements of the ion sources for induction Linac driven heavy ion fusion |