JPH0696707A - シートイオンビーム装置 - Google Patents

シートイオンビーム装置

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JPH0696707A
JPH0696707A JP27094592A JP27094592A JPH0696707A JP H0696707 A JPH0696707 A JP H0696707A JP 27094592 A JP27094592 A JP 27094592A JP 27094592 A JP27094592 A JP 27094592A JP H0696707 A JPH0696707 A JP H0696707A
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JP
Japan
Prior art keywords
ion beam
core coil
rectangular air
anode
yoke
Prior art date
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Pending
Application number
JP27094592A
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English (en)
Inventor
Ryota Fukui
了太 福井
Takayuki Tsugueda
孝行 継枝
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Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】巻線数の少ないコイルおよび電気容量の小さい
電源で、シートプラズマの生成に必要な強度の磁場を得
ることができ、また、イオンビーム引き出し領域にはみ
出す磁場を制限して、安定なイオンビームの引き出しが
可能になり、更に、個々の放電を独立に制御することが
出来るシートイオンビーム装置を提供する。 【構成】対向する第1の矩形空芯コイル3と第2の矩形
空芯コイル4との廻りを磁性体のヨーク14で囲み、そ
の磁性体のヨークにアノード8を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はシートイオンビーム装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のシートイオンビーム装置は図3に
示されており、同図において、横一列に水平に配列され
た複数の柱状のカソード1の前方には、中央部に円形断
面の放電路2aを持つ複数の浮動電極2が各カソード1
毎に対応して横一列に水平に配列されている。複数の浮
動電極2の廻りには第1の矩形空芯コイル3が巻回され
ている。第1の矩形空芯コイル3の前方にはこれと対向
するように第2の矩形空芯コイル4が配設され、その第
2の矩形空芯コイル4に第1の矩形空芯コイル3に流す
電流と逆向きの電流を流すと、第1の矩形空芯コイル3
と第2の矩形空芯コイル4との間にカプス磁場5が形成
されるようになる。第1の矩形空芯コイル3と第2の矩
形空芯コイル4とを結ぶ線上の第2の矩形空芯コイル4
に近い側には横方向に長い第1の放電調整用電極6が配
設され、また、第1の矩形空芯コイル3と第2の矩形空
芯コイル4とを結ぶ線上の上方には横方向に長い第2の
放電調整用電極7が配設されている。第1の矩形空芯コ
イル3と第2の矩形空芯コイル4とを結ぶ線上の下方に
は横方向に長いアノード8が配設され、そのアノード8
は第2の放電調整用電極7と対向している。アノード8
にはイオンビーム引き出しスリット8aが設けられてい
る。アノード8の下方にはイオンビーム引き出し電極9
が配設され、そのイオンビーム引き出し電極9にはイオ
ンビーム引き出しスリット9aが設けられている。イオ
ンビーム引き出し電極9の下方には試料10が配設され
ている。
【0003】このようなシートイオンビーム装置におい
て、複数のカソード1とアノード8との間の放電により
生成される複数の円形断面のプラズマ11を、第1の矩
形空芯コイル3と第2の矩形空芯コイル4との間に形成
されるカプス磁場5の領域で横方向に拡散させ、1つの
プラズマ12に合成する。合成したプラズマ12はアノ
ード8の手前で横幅方向に長いシートプラズマ13に形
成される。シートプラズマ13の横幅方向の密度分布の
ばらつきの修正は、複数の円形断面のプラズマ11の放
電電流を独立に調整することにより行う。シートプラズ
マ13はアノード8のイオンビーム引き出しスリット8
aに達する。シートプラズマ13からイオンビーム引き
出し電極9により引き出されたシートイオンビーム17
はイオンビーム引き出し電極9のイオンビーム引き出し
スリット9aを通過する。その後、シートイオンビーム
17は試料10に照射される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のシートイオンビ
ーム装置は、第1の矩形空芯コイル3と第2の矩形空芯
コイル4とでカプス磁場5を形成するようにしている
が、これらのコイル3、4はシートプラズマ13を生成
するために巻線数の多いものを使用しなければならず、
大電流容量の電源が必要になる問題があった。また、こ
れらのコイル3、4によって形成される磁場はアノード
8より下方の領域、即ち、イオンビーム引き出し領域に
はみ出すようになるため、安定したイオンビーム引き出
しを得ることが出来ない問題があった。更に、これらの
コイル3、4で磁場を形成するようにしているため、カ
ソード1側に形成される磁場の形状が個々の放電路2a
の中心軸に対して対称になっておらず、カソード1と複
数の浮動電極2との間の空間が放電路2aごとに独立し
ていないことから、個々の放電を独立に制御することが
出来ないなどの問題があった。
【0005】この発明の目的は、従来の上記問題を解決
して、巻線数の少ないコイルおよび電流容量の小さな電
源で、シートプラズマの生成に必要な強度の磁場を得る
ことができ、また、イオンビーム引き出し領域にはみ出
す磁場を制限して、安定なイオンビームの引き出しが可
能になり、更に、個々の放電を独立に制御することが出
来るシートイオンビーム装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、一列に配列された複数のカソードの前
方に、中央部に放電路を持つ複数の浮動電極を各カソー
ド毎に対応して一列に配置し、一列に配置された複数の
浮動電極の廻りに第1の矩形空芯コイルを巻回し、この
第1の矩形空芯コイルと対向するように第2の矩形空芯
コイルを配置してカプス磁場を形成し、更に、第1の矩
形空芯コイルと第2の矩形空芯コイルとを結ぶ線上の上
方または下方にイオンビーム引き出しスリットをもつア
ノードを配置し、このアノードと間隔をおいてイオンビ
ーム引き出しスリットをもつイオンビーム引き出し電極
を配置したシートイオンビーム装置において、上記第1
の矩形空芯コイルと第2の矩形空芯コイルとの廻りを磁
性体のヨークで囲み、その磁性体のヨークに上記アノー
ドを取り付けていること特徴とするものである。
【0007】なお、上記磁性体のヨークは一列に配列さ
れた複数のカソードを囲むとともに、各カソードの廻り
に磁性体の熱シールドを配置してもよい。また、各カソ
ードと各浮動電極との間に円筒形コイルを配置したもの
であってもよい。
【0008】
【作用】この発明は、第1の矩形空芯コイルと第2の矩
形空芯コイルとの廻りを磁性体のヨークで囲み、その磁
性体のヨークにアノードを取り付けているので、これら
のコイルによって形成される磁場はアノードより下方の
領域、即ち、イオンビーム引き出し領域にはみ出さなく
なり、安定したイオンビーム引き出すことが出来る。し
たがって、巻線数の少ないコイルおよび電流容量の小さ
な電源で、シートプラズマの生成に必要な強度の磁場を
得ることができる。また、上記磁性体のヨークで一列に
配列された複数のカソードを囲むとともに、各カソード
の廻りに磁性体の熱シールドを配置すると、カソード側
に個々の放電路の中心軸に対して対称な磁場が形成さ
れ、個々の放電を独立に制御することが可能になる。更
に、各カソードと各浮動電極との間に円筒形コイルを配
置した場合にも、カソード側に個々の放電路の中心軸に
対して対称な磁場が形成され、個々の放電を独立に制御
することが可能になる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の第1実施例のシートイオ
ンビーム装置は図1に示されており、同図において、横
一列に水平に配列された複数の柱状のカソード1の前方
には、中央部に円形断面の放電路2aを持つ複数の浮動
電極2が各カソード1毎に対応して横一列に水平に配列
されている。複数の浮動電極2の廻りには第1の矩形空
芯コイル3が巻回されている。第1の矩形空芯コイル3
の前方にはこれと対向するように第2の矩形空芯コイル
4が配設され、その第2の矩形空芯コイル4に第1の矩
形空芯コイル3に流す電流と逆向きの電流を流すと、第
1の矩形空芯コイル3と第2の矩形空芯コイル4との間
にカプス磁場5が形成されるようになる。第1の矩形空
芯コイル3と第2の矩形空芯コイル4とを結ぶ線上の第
2の矩形空芯コイル4に近い側には横方向に長い第1の
放電調整用電極6が配設され、また、第1の矩形空芯コ
イル3と第2の矩形空芯コイル4とを結ぶ線上の上方に
は横方向に長い第2の放電調整用電極7が配設されてい
る。第1の矩形空芯コイル3と第2の矩形空芯コイル4
とを結ぶ線上の下方には横方向に長いアノード8が配設
され、そのアノード8は第2の放電調整用電極7と対向
している。アノード8にはイオンビーム引き出しスリッ
ト8aが設けられている。アノード8の下方にはイオン
ビーム引き出し電極9が配設され、そのイオンビーム引
き出し電極9にはイオンビーム引き出しスリット9aが
設けられている。イオンビーム引き出し電極9の下方に
は試料10が配設されている。第1の矩形空芯コイル3
と第2の矩形空芯コイル4との廻りは磁性体のヨーク1
4で囲まれ、その磁性体のヨーク14の下部にアノード
8を取り付けている。各カソード1の廻りには磁性体の
熱シールド15が配置され、また、各カソード1と各浮
動電極2との間に円筒形コイル16を配置している。
【0010】このような第1実施例において、複数のカ
ソード1とアノード8との間の放電により生成される複
数の円形断面のプラズマ11を、第1の矩形空芯コイル
3と第2の矩形空芯コイル4との間に形成されるカプス
磁場5の領域で横方向に拡散させ、1つのプラズマ12
に合成する。合成したプラズマ12はアノード8の手前
で横幅方向に長いシートプラズマ13に形成され、アノ
ード8のイオンビーム引き出しスリット8aに達する。
シートプラズマ13からイオンビーム引き出し電極9に
より引き出されたシートイオンビーム17はイオンビー
ム引き出し電極9のイオンビーム引き出しスリット9a
を通過する。その後、シートイオンビーム17は試料1
0に照射される。その場合、第1の矩形空芯コイル3と
第2の矩形空芯コイル4との廻りを磁性体のヨーク14
で囲み、その磁性体のヨーク14にアノード8を取り付
けているので、これらのコイル3、4によって形成され
る磁場はアノード8より下方の領域、即ち、イオンビー
ム引き出し領域にはみ出さなくなり、安定したイオンビ
ーム引き出すことが出来る。したがって、巻線数の少な
いコイルおよび電流容量の小さな電源で、シートプラズ
マの生成に必要な強度の磁場を得ることができる。ま
た、各カソード1の廻りに磁性体の熱シールド15を配
置し、かつ、各カソード1と各浮動電極2との間に円筒
形コイル16を配置すると、カソード1側に個々の放電
路2aの中心軸に対して対称な磁場が形成され、個々の
放電を独立に制御することが可能になる。
【0011】次に、第2実施例が図2に示されており、
同図において、磁性体のヨーク14は、一列に配列され
た複数のカソード1、第1の矩形空芯コイル3および第
2の矩形空芯コイル4との廻りを磁性体のヨーク14で
囲むもので、その他は第1実施例と同様につき説明を省
略する。
【0012】ところで、上記第1実施例および第2実施
例は、各カソード1の廻りに筒状の磁性体の熱シールド
15を配置しているが、磁性体の熱シールド15は配置
しなくてもよい。また、各カソード1と各浮動電極2と
の間に円筒形コイル16を配置しているが、円筒形コイ
ル16を配置しなくてもよい。
【0013】
【発明の効果】この発明は、第1の矩形空芯コイルと第
2の矩形空芯コイルとの廻りを磁性体のヨークで囲み、
その磁性体のヨークにアノードを取り付けているので、
これらのコイルによって形成される磁場はアノードより
下方の領域、即ち、イオンビーム引き出し領域にはみ出
さなくなり、安定したイオンビーム引き出すことが出来
る。したがって、巻線数の少ないコイルおよび電流容量
の小さな電源で、シートプラズマの生成に必要な強度の
磁場を得ることができる。また、上記磁性体のヨークで
一列に配列された複数のカソードを囲むとともに、各カ
ソードの廻りに磁性体の熱シールドを配置すると、カソ
ード側に個々の放電路の中心軸に対して対称な磁場が形
成され、個々の放電を独立に制御することが可能にな
る。更に、各カソードと各浮動電極との間に円筒形コイ
ルを配置した場合にも、カソード側に個々の放電路の中
心軸に対して対称な磁場が形成され、個々の放電を独立
に制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の説明図
【図2】この発明の第2実施例の説明図
【図3】従来のシートイオンビーム装置の斜視図
【符号の説明】
1・・・・・・・カソード 2・・・・・・・浮動電極 2a・・・・・・浮動電極の放電路 3・・・・・・・第1の矩形空芯コイル 4・・・・・・・第2の矩形空芯コイル 5・・・・・・・カプス磁場 6・・・・・・・第1の放電調整用電極 7・・・・・・・第2の放電調整用電極 8・・・・・・・アノード 8a・・・・・・イオンビーム引き出しスリット 9・・・・・・・イオンビーム引き出し電極 9a・・・・・・オンビーム引き出しスリット 10・・・・・・試料 11・・・・・・プラズマ 12・・・・・・プラズマ 13・・・・・・シートプラズマ 14・・・・・・磁性体のヨーク 15・・・・・・磁性体の熱シールド 16・・・・・・円筒形コイル 17・・・・・・シートイオンビーム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一列に配列された複数のカソードの前方
    に、中央部に放電路を持つ複数の浮動電極を各カソード
    毎に対応して一列に配置し、一列に配置された複数の浮
    動電極の廻りに第1の矩形空芯コイルを巻回し、この第
    1の矩形空芯コイルと対向するように第2の矩形空芯コ
    イルを配置してカプス磁場を形成し、更に、第1の矩形
    空芯コイルと第2の矩形空芯コイルとを結ぶ線上の上方
    または下方にイオンビーム引き出しスリットをもつアノ
    ードを配置し、このアノードと間隔をおいてイオンビー
    ム引き出しスリットをもつイオンビーム引き出し電極を
    配置したシートイオンビーム装置において、上記第1の
    矩形空芯コイルと第2の矩形空芯コイルとの廻りを磁性
    体のヨークで囲み、その磁性体のヨークに上記アノード
    を取り付けていること特徴とするシートイオンビーム装
    置。
  2. 【請求項2】上記複数のカソードを上記磁性体のヨーク
    で囲むとともに、上記複数のカソードの各々の廻りに磁
    性体の熱シールドを配置したこと特徴とする請求項1記
    載のシートイオンビーム装置。
  3. 【請求項3】 は上記複数のカソードの各カソード
    と、上記複数の浮動電極の各浮動電極との間に円筒形コ
    イルを配置したこと特徴とする請求項1又は2記載のシ
    ートイオンビーム装置。
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