JPH0448626Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エミツタ、エクストラクタ及びコン
デンサ電極が同軸に形成され、前記エミツタを冷
却する手段を備えたガスフエーズ・イオン源に関
する。

（従来の技術） イオンビーム装置はイオン源より出射したイオ
ンビームを加速、集束してターゲツトを照射して
マスクレスイオン注入やビーム描画を行う装置で
ある。イオン源としては、液体イオン源やガスフ
エーズ・イオン源がある。第２図は従来のガスフ
エーズ・イオン源の構成断面図である。図におい
て、１は強電界を発生させるエミツタ、２は該エ
ミツタ１と対向して配されると共にイオン化室の
一部を形成するエクストラクタ（引出し電極）で
ある。該エクストラクタ２の中央にはイオンを通
過させために開口３が設けられている。そして、
エミツタ１の先端とエクストラクタ２の開口３と
は充分に機械的軸合わせがなされている。

４はその内部に液体ヘリウムが充填された容
器、５は該容器４と隣接して配された絶縁碍子、
６は該絶縁碍子５に隣接して配され、その先端部
に前記エミツタ１が形成されたアノード（陽極）
である。７は該アノード６とエクストラクタ２間
に取付けられた熱伝導性に秀れた絶縁碍子であ
る。液体ヘリウムでの冷却は絶縁碍子５を経てア
ノード６に伝わり、アノード６及びエミツタ１を
液体ヘリウムの温度近くまで冷却する。同時に、
この冷却は熱伝導性に秀れた絶縁碍子７を経てエ
クストラクタ２にも伝わり、該エクストラクタ２
を液体ヘリウムの温度近くまで冷却する。

８はエクストラクタ２の下方に配されたイオン
ビーム集束用のコンデンサ電極、９は該コンデン
サ電極８の下方に設けられたカソード（接地電
極）、１０はコンデンサ電極８を所定位置に保持
する絶縁碍子である。コンデンサ電極８は絶縁碍
子１０によりカソード９と同軸にイオン銃内に設
置されている。１１は真空容器で、容器４は高熱
抵抗化された構造で該真空容器１１と接続されて
いる。１２はH₂ガス等の活性ガスを導入するパ
イプで、該パイプにはエクストラクタ２の内部を
貫通して開口３まで導びかれている。

このように構成された装置の動作を概説すれ
ば、以下の通りである。アノード６とエクストラ
クタ２間に例えば5KV程度の電圧を印加し、パ
イプ１２から活性ガスを導入する。アノード６及
びエクストラクタ２が充分に冷却されている状態
において、パイプ１２及びエクストラクタ２内に
形成された通気孔を通つてガスがエミツタ１に到
達すると、エミツタ１の先端に生じた強い電界の
ためにイオン化される。このイオンはエクストラ
クタ２の中央部に形成された開口を通過し、続く
コンデンサ電極８の電極孔を通過する間に集束さ
れ、カソード９の電極孔を通過し、後段に送られ
る。

（考案が解決しようとする問題点） 上述のような構造のイオン源の場合、液体ヘリ
ウムが容器４内で沸騰する時の振動等のために真
空容器１１と容器４とを充分に固定することがで
きない。このため、エミツタ１、開口３の軸とコ
ンデンサ電極８の電極孔、カソード９の電極孔の
軸が充分に合わない等の問題が生ずる。このよう
な問題点を解決するために、エクストラクタ２と
コンデンサ電極８間を絶縁円筒碍子で固定する方
法もあるが、エクストラクタ２、エミツタ１及び
アノード６の低温部位へコンデンサ電極８、絶縁
碍子１０を通じて熱が流入するので好ましくな
い。

本考案はこのような点に鑑みてなされたもので
あつて、その目的はエクストラクタ２とコンデン
サ電極８の軸合わせを確実に行うことができるガ
スフエーズ・イオン源を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本考案は、エミツ
タ、エクストラクタ及びコンデンサ電極が同軸に
形成され、前記エミツタを冷却する手段を備えた
ガスフエーズ・イオン源において、エクストラク
タ面とコンデンサ電極面の少なくとも３対の対応
する位置に円錐状の窪みを設け、中央が絶縁物で
両端がピポツトの支持部材を、前記少なくとも３
対の窪みのそれぞれに嵌合せしめるように構成し
たことを特徴とするものである。

（作用） エクストラクタとコンデンサ電極間をピポツト
で保持する。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に
説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す構成断面図で
本考案に係る部分のみを示している。その他の部
分の構成は第２図と同様であるものとする。図に
示すように、エクストラクタ２面及びコンデンサ
電極８面の対応する位置に円錐状の窪みを設けて
いる。この円錐状の窪みは少なくとも３対設け
る。そして、この対をなす窪みそれぞれに図に示
すような中央が絶縁物１２で両端がピポツト１３
の支持部材を嵌合させる。この結果、エクストラ
クタ２とコンデンサ電極８とは図に示すような支
持部位で少なくとも３点で支持される。３点支持
によればトラス構造により、エクストラクタ２と
コンデンサ電極８を安定に保持することができ
る。このような一種のピンコンタクト構造で支持
すれば、エクストラクタ２とコンデンサ電極８間
の軸Ｚを合わせることが容易になる。従つて、エ
ミツタ１で発生したイオンはイオンビームBiと
なつて、軸Ｚに沿つて容易に開口３、コンデンサ
電極孔１４を通過することができる。尚、ピポツ
ト１３の材料としては例えばステンレスが用いら
れ、絶縁物１２としては例えばテフロン等が用い
られる。

ここで、支持部材の中央部に形成した絶縁物と
して高熱抵抗の材料を用いれば、コンデンサ電極
８からエクストラクタ２へ熱が流入する不都合も
ない。更に支持部材で３点のコクンタクト構造に
すれば、前記した絶縁円筒碍子よりも熱の伝導経
路が少ないので高熱抵抗化に貢献する。又、この
ような少なくとも３点支持のピンコンタクト構造
にすれば振動により位置がずれても、振動が止め
ば再び元の位置に戻りやすい。即ち、振動に強い
構造とすることができる。

（考案の効果） 以上詳細に説明したように、本考案によればエ
クストラクタ面とコンデンサ電極面の対応する少
なくとも３対の位置に円錐状の窪みを設け、この
少なくとも３対の窪みのそれぞれに中央が絶縁物
で両端がピポツトの支持部材を嵌合せしめること
により、軸合せを確実に行うことができるガスフ
エーズ・イオン源を実現することができる。又、
本考案によればピンコンタクト構造を用いている
ので振動にも強く軸がずれることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成断面図、
第２図はガスフエーズ・イオン源の従来構成例を
示す図である。 １……エミツタ、２……エクストラクタ、３…
…開口、４……容器、５，７，１０……絶縁碍
子、６……アノード、８……コンデンサ電極、９
……カソード、１１……真空容器、１２……絶縁
物、１３……ピポツト、１４……電極孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エミツタ、エスクトラクタ及びコンデンサ電極
   が同軸に形成され、前記エミツタを冷却する手段
   を備えたガスフエーズ・イオン源において、エク
   ストラクタ面とコンデンサ電極面の少なくとも３
   対の対応する位置に円錐状の窪みを設け、中央が
   絶縁物で両端がピポツトの支持部材を、前記少な
   くとも３対の窪みのそれぞれに嵌合せしめるよう
   に構成したことを特徴とするガスフエーズ・イオ
   ン源。