JPH052996A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH052996A JPH052996A JP17733791A JP17733791A JPH052996A JP H052996 A JPH052996 A JP H052996A JP 17733791 A JP17733791 A JP 17733791A JP 17733791 A JP17733791 A JP 17733791A JP H052996 A JPH052996 A JP H052996A
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- current
- discharge
- power source
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Abstract
(57)【要約】
【目的】熱電子放出フィラメントを有するイオン源にお
いて、ガス圧が変動しても安定したイオンビ−ムを得
る。 【構成】フィラメント用定電流電源の正極とア−ク電源
の負極とを接続したので、 【効果】ガス圧が変動してもフィラメントから放出され
る熱電子を一定に制御できるので安定したイオンビ−ム
が得られる。
いて、ガス圧が変動しても安定したイオンビ−ムを得
る。 【構成】フィラメント用定電流電源の正極とア−ク電源
の負極とを接続したので、 【効果】ガス圧が変動してもフィラメントから放出され
る熱電子を一定に制御できるので安定したイオンビ−ム
が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はカウフマン型、バケッ
ト型など所詮、熱電子放出フィラメントを有するイオン
源に関する。
ト型など所詮、熱電子放出フィラメントを有するイオン
源に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、カウフマン型イオン源のプラズ
マ生成部の構成を示す。タングステン（Ｗ）、タンタル
（Ｔａ）などの熱電子放出フィラメント１にフィラメン
ト電源２が接続され、電源２の負極とア−ク電源３の負
極とが接続され、電源３の正極がアノ−ド（陽極）４と
接続されている。また、プラズマ遮蔽用の電極５は抵抗
６を介して電源３の負極と接続されている。なお、７は
マグネットコイル、８は放電室、９はプラズマ、１０は
加速用電極である。
マ生成部の構成を示す。タングステン（Ｗ）、タンタル
（Ｔａ）などの熱電子放出フィラメント１にフィラメン
ト電源２が接続され、電源２の負極とア−ク電源３の負
極とが接続され、電源３の正極がアノ−ド（陽極）４と
接続されている。また、プラズマ遮蔽用の電極５は抵抗
６を介して電源３の負極と接続されている。なお、７は
マグネットコイル、８は放電室、９はプラズマ、１０は
加速用電極である。
【０００３】フィラメント電源２により、フィラメント
１を通電加熱すると、該フィラメント１から熱電子が飛
び出す。ア−ク電源３によりアノ−ド４に直流電圧を印
加すると、直流放電により放電室８内に導入されている
中性ガスが電離されて高密度のプラズマ９が生成され
る。そして電極に電界をかけてイオンを引き出す。
１を通電加熱すると、該フィラメント１から熱電子が飛
び出す。ア−ク電源３によりアノ−ド４に直流電圧を印
加すると、直流放電により放電室８内に導入されている
中性ガスが電離されて高密度のプラズマ９が生成され
る。そして電極に電界をかけてイオンを引き出す。
【０００４】而して、直流放電に伴う放電電流Ｉａは、
フィラメント１を通ってア−ク電源３の負極へ帰還す
る。このとき放電電流Ｉａは、その殆どがフィラメント
１の負側を通る。つまり図中Ａ→フィラメント１→Ｎ→
Ｋが主な放電路となる。従って、フィラメント１の負側
の大部分にフィラメント電源２の電流Ｉｆに放電電流Ｉ
ａが重畳された電流Ｉｆ＋Ｉａが流れて通電加熱される
こととなる。
フィラメント１を通ってア−ク電源３の負極へ帰還す
る。このとき放電電流Ｉａは、その殆どがフィラメント
１の負側を通る。つまり図中Ａ→フィラメント１→Ｎ→
Ｋが主な放電路となる。従って、フィラメント１の負側
の大部分にフィラメント電源２の電流Ｉｆに放電電流Ｉ
ａが重畳された電流Ｉｆ＋Ｉａが流れて通電加熱される
こととなる。
【０００５】この状態で運転中に放電室８内のガス圧が
変動すると、放電電流Ｉａが減少又は増加するため、こ
れに伴ってフィラメント１を流れる電流は、たとえフィ
ラメント電源２が定電流電源でＩｆが一定としても減少
又は増加する。
変動すると、放電電流Ｉａが減少又は増加するため、こ
れに伴ってフィラメント１を流れる電流は、たとえフィ
ラメント電源２が定電流電源でＩｆが一定としても減少
又は増加する。
【０００６】放電電流Ｉａが減少すると、フィラメント
１から飛び出す電子の量も減少し、一方、放電電流Ｉａ
が増加すると、フィラメント１から飛び出す電子の量も
増加する。そしてこれらの現象は徐々に拡大されること
になる。
１から飛び出す電子の量も減少し、一方、放電電流Ｉａ
が増加すると、フィラメント１から飛び出す電子の量も
増加する。そしてこれらの現象は徐々に拡大されること
になる。
【０００７】このようにガス圧が変動すると放電電流の
減少または増加によって、フィラメント１を流れる電流
が増、減して放電が安定せず、結果安定したイオンビ−
ムを得ることができない。
減少または増加によって、フィラメント１を流れる電流
が増、減して放電が安定せず、結果安定したイオンビ−
ムを得ることができない。
【０００８】なお、真空引きと同時に中性のガス（例え
ばＡｒガス）を導入している最中、例えばイオンビ−ム
を遮蔽する遮蔽板を作動させたとき、放電室内のガス圧
変動が見られる。放電室内のガス圧はプラズマの生成効
率、即ち放電効率に密接な関わりをもっている。
ばＡｒガス）を導入している最中、例えばイオンビ−ム
を遮蔽する遮蔽板を作動させたとき、放電室内のガス圧
変動が見られる。放電室内のガス圧はプラズマの生成効
率、即ち放電効率に密接な関わりをもっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成即ち、フィ
ラメント電源とア−ク電源の負極同志を接続する方式で
は、放電電流の増、減が電子放出量の増、減へつながる
のでガス圧変動に対して安定したイオンビ−ムが得られ
ないという問題があった。この発明は、安定したイオン
ビ−ムを得ることを目的とする。
ラメント電源とア−ク電源の負極同志を接続する方式で
は、放電電流の増、減が電子放出量の増、減へつながる
のでガス圧変動に対して安定したイオンビ−ムが得られ
ないという問題があった。この発明は、安定したイオン
ビ−ムを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、熱電子放出
フィラメントを有するイオン源において、フィラメント
用定電流電源の正極をア−ク電源の負極と接続したこと
を特徴とする。
フィラメントを有するイオン源において、フィラメント
用定電流電源の正極をア−ク電源の負極と接続したこと
を特徴とする。
【００１１】
【作用】上記手段によれば、ガス圧が低下して放電電流
が減少すると、減少した分だけフィラメントに流れる電
流が増加し、フィラメントから飛び出す電子量を増加さ
せる。一方、ガス圧が上昇して放電電流が増加すると、
増加した分だけフィラメントを流れる電流が減少し、フ
ィラメントから飛び出す電子量を減少させる。
が減少すると、減少した分だけフィラメントに流れる電
流が増加し、フィラメントから飛び出す電子量を増加さ
せる。一方、ガス圧が上昇して放電電流が増加すると、
増加した分だけフィラメントを流れる電流が減少し、フ
ィラメントから飛び出す電子量を減少させる。
【００１２】このようにガス圧の変動に対して、フィラ
メントから放出される電子を一定に制御できる結果、安
定したイオンビ−ムが得られる。イオンビ−ムの安定性
は、イオンビ−ムスパッタリング装置を例にとると膜厚
など膜特性に大きく影響を与える。
メントから放出される電子を一定に制御できる結果、安
定したイオンビ−ムが得られる。イオンビ−ムの安定性
は、イオンビ−ムスパッタリング装置を例にとると膜厚
など膜特性に大きく影響を与える。
【００１３】
【実施例】以下図１を参照してこの発明の１実施例を説
明する。なお、図２と同等物には同一符号を付してあ
る。
明する。なお、図２と同等物には同一符号を付してあ
る。
【００１４】２１は定電流のフィラメント電源で、その
正極がア−ク電源３の負極と接続してある。電源２１に
より、フィラメント１を通電加熱すると、該フィラメン
ト１から熱電子が飛び出す。ア−ク電源３によりアノ−
ド４に直流電圧を印加すると、直流放電により放電室８
内に導入されている中性ガスが電離されて高密度のプラ
ズマ９が生成される。そして電極に電界をかけてイオン
を引き出す。
正極がア−ク電源３の負極と接続してある。電源２１に
より、フィラメント１を通電加熱すると、該フィラメン
ト１から熱電子が飛び出す。ア−ク電源３によりアノ−
ド４に直流電圧を印加すると、直流放電により放電室８
内に導入されている中性ガスが電離されて高密度のプラ
ズマ９が生成される。そして電極に電界をかけてイオン
を引き出す。
【００１５】直流放電に伴う放電電流Ｉａは、その殆ど
がフィラメント１の負側を通って電源３の負極へ帰還す
る。つまり図中Ａ→フィラメント１→Ｎ→電源２１→Ｋ
が主な放電路となる。従ってフィラメント１の負側はＩ
ｆ’＋Ｉａ、正側はＩｆ’により通電加熱されることと
なる。ここでフィラメント電源２１は定電流電源である
から、ＮーＫ間を流れる電流Ｉｆ’＋Ｉａを一定化する
ように作用する。
がフィラメント１の負側を通って電源３の負極へ帰還す
る。つまり図中Ａ→フィラメント１→Ｎ→電源２１→Ｋ
が主な放電路となる。従ってフィラメント１の負側はＩ
ｆ’＋Ｉａ、正側はＩｆ’により通電加熱されることと
なる。ここでフィラメント電源２１は定電流電源である
から、ＮーＫ間を流れる電流Ｉｆ’＋Ｉａを一定化する
ように作用する。
【００１６】いまＩｆ’＝１０アンペア、Ｉａ＝３アン
ペアと仮定し、この状態で運転しているときＮーＫ間に
は合成電流１３アンペアが流れている。このとき放電室
８内のガス圧が低下して放電電流Ｉａが１アンペア減少
したとすれば、フィラメント１の負側ＮーＫ間の電流は
一定に保たれるため、Ｉｆ’が１アンペアだけ増加す
る。従ってフィラメント１の正側を加熱する電流が１ア
ンペア増加するように補正されフィラメント１から放出
される電子量はその分増加する。
ペアと仮定し、この状態で運転しているときＮーＫ間に
は合成電流１３アンペアが流れている。このとき放電室
８内のガス圧が低下して放電電流Ｉａが１アンペア減少
したとすれば、フィラメント１の負側ＮーＫ間の電流は
一定に保たれるため、Ｉｆ’が１アンペアだけ増加す
る。従ってフィラメント１の正側を加熱する電流が１ア
ンペア増加するように補正されフィラメント１から放出
される電子量はその分増加する。
【００１７】この状態から逆にガス圧が上昇して放電電
流が１アンペアだけ増加した場合には、上述と同様の理
由からフィラメント１の正側を加熱する電流が１アンペ
アだけ減少するように補正されフィラメント１から放出
される電子量はその分減少する。通常放電電流は、フィ
ラメントの電子放出量と比例関係をもつため、放電電流
の減少分又は増加分と電子量の減少分又は増加分が略々
等しくなるように、フィラメントの長さ、径あるいは本
数等を適宜設定すれば、電子放出量の増減により、イオ
ンビ−ムを安定に維持することができる。なお、ア−ク
電源として通常定電圧電源を用いるが特にこれには限定
されない。
流が１アンペアだけ増加した場合には、上述と同様の理
由からフィラメント１の正側を加熱する電流が１アンペ
アだけ減少するように補正されフィラメント１から放出
される電子量はその分減少する。通常放電電流は、フィ
ラメントの電子放出量と比例関係をもつため、放電電流
の減少分又は増加分と電子量の減少分又は増加分が略々
等しくなるように、フィラメントの長さ、径あるいは本
数等を適宜設定すれば、電子放出量の増減により、イオ
ンビ−ムを安定に維持することができる。なお、ア−ク
電源として通常定電圧電源を用いるが特にこれには限定
されない。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、熱電子放出フィラメント用定電流電源の正極をア−
ク電源の負極と接続したので、ガス圧変動に起因する放
電電流の変動分をしてイオンビ−ムを安定に維持できる
イオン源を提供できるといった効果を奏する。
ば、熱電子放出フィラメント用定電流電源の正極をア−
ク電源の負極と接続したので、ガス圧変動に起因する放
電電流の変動分をしてイオンビ−ムを安定に維持できる
イオン源を提供できるといった効果を奏する。
【図１】この発明の一実施例を示すカウフマン型イオン
源のプラズマ生成部の電気接続図である。
源のプラズマ生成部の電気接続図である。
【図２】従来例を示すカウフマン型イオン源のプラズマ
生成部の電気接続図である。
生成部の電気接続図である。
１：熱電子放出フィラメント ２１：フィラメント用定電流電源 ３：ア−ク電源
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 熱電子放出フィラメントと、前記フィラ
メント用定電流電源と、ア−ク電源を備えてなるイオン
源において、前記フィラメント用定電流電源の正極を前
記ア−ク電源の負極と接続したことを特徴とするイオン
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17733791A JPH052996A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17733791A JPH052996A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH052996A true JPH052996A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=16029209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17733791A Pending JPH052996A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH052996A (ja) |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP17733791A patent/JPH052996A/ja active Pending
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