JPH07272654A - イオンビーム発生装置 - Google Patents
イオンビーム発生装置Info
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- JPH07272654A JPH07272654A JP6062801A JP6280194A JPH07272654A JP H07272654 A JPH07272654 A JP H07272654A JP 6062801 A JP6062801 A JP 6062801A JP 6280194 A JP6280194 A JP 6280194A JP H07272654 A JPH07272654 A JP H07272654A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオン源からタンデム型静電加速器入口まで
の間の入射部のビームラインを短縮したイオンビーム発
生装置を提供する。 【構成】 イオン源１で生成した正イオンを負イオンに
変換する荷電変換装置３と、タンデム型静電加速器６と
の間に偏向電極４を配置し、荷電変換装置３で変換され
たイオンのうち、所定エネルギの負イオンのみを加速器
６へ導くための静電場を形成するよう構成している。
の間の入射部のビームラインを短縮したイオンビーム発
生装置を提供する。 【構成】 イオン源１で生成した正イオンを負イオンに
変換する荷電変換装置３と、タンデム型静電加速器６と
の間に偏向電極４を配置し、荷電変換装置３で変換され
たイオンのうち、所定エネルギの負イオンのみを加速器
６へ導くための静電場を形成するよう構成している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高エネルギ（500KeV程度
以上）のイオンビームを発生するための装置に関し、例
えば高エネルギイオンビームを利用した分析やイオン注
入などの分野に適用することのできるイオンビーム発生
装置に関する。
以上）のイオンビームを発生するための装置に関し、例
えば高エネルギイオンビームを利用した分析やイオン注
入などの分野に適用することのできるイオンビーム発生
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高エネルギのイオンビームを利用した分
析装置では、通常、ＨまたはＨｅのイオンビームが用い
られることが多く、これらのイオンを高エネルギに加速
するには一般にタンデム型静電加速器が使用されること
が多い。これは、タンデム型静電加速器が、シングルエ
ンド加速器に比して低い電圧で同一レベルの加速エネル
ギを得ることができるといった利点があることによる。
しかし、タンデム型静電加速器では初期イオンとして負
イオンが必要となる。
析装置では、通常、ＨまたはＨｅのイオンビームが用い
られることが多く、これらのイオンを高エネルギに加速
するには一般にタンデム型静電加速器が使用されること
が多い。これは、タンデム型静電加速器が、シングルエ
ンド加速器に比して低い電圧で同一レベルの加速エネル
ギを得ることができるといった利点があることによる。
しかし、タンデム型静電加速器では初期イオンとして負
イオンが必要となる。
【０００３】そこで、タンデム型静電加速器を利用した
装置では、例えば図４に示すようにイオン源ａの次段に
荷電変換装置ｃを配置している。この荷電変換装置ｃと
しては、イオン源ａから出射した正イオンをアルカリ金
属またはアルカリ土類金属の蒸気中を通過させ、その蒸
気と正イオンとの荷電変換反応を利用した荷電変換セル
が一般に用いられる。また、このように荷電変換された
イオン中には不純物イオン等が含まれているので、目的
とするイオン種のみを選択するため、荷電変換装置ｃの
次段に、通常、マグネットｄあるいはウィーンフィルタ
（マグネット＋静電場）を配置している。
装置では、例えば図４に示すようにイオン源ａの次段に
荷電変換装置ｃを配置している。この荷電変換装置ｃと
しては、イオン源ａから出射した正イオンをアルカリ金
属またはアルカリ土類金属の蒸気中を通過させ、その蒸
気と正イオンとの荷電変換反応を利用した荷電変換セル
が一般に用いられる。また、このように荷電変換された
イオン中には不純物イオン等が含まれているので、目的
とするイオン種のみを選択するため、荷電変換装置ｃの
次段に、通常、マグネットｄあるいはウィーンフィルタ
（マグネット＋静電場）を配置している。
【０００４】さらに、アルカリ金属等の蒸気を利用して
荷電変換を行う方法では、正イオンの一部のみが負イオ
ンとなり、蒸気通過後のイオンには正イオンと負イオン
とが混在している。この正イオンがそのまま加速管に入
射しても加速されることはないが、加速管に正イオンが
入射すると２次電子の大量発生などの有害な作用が及
ぶ。そのため、変換後に正イオンと負イオンとを分離す
ることが必要となり、この正イオンの分離には、上記し
た不純物イオンの分離用のマグネットｄが兼用される。
荷電変換を行う方法では、正イオンの一部のみが負イオ
ンとなり、蒸気通過後のイオンには正イオンと負イオン
とが混在している。この正イオンがそのまま加速管に入
射しても加速されることはないが、加速管に正イオンが
入射すると２次電子の大量発生などの有害な作用が及
ぶ。そのため、変換後に正イオンと負イオンとを分離す
ることが必要となり、この正イオンの分離には、上記し
た不純物イオンの分離用のマグネットｄが兼用される。
【０００５】そして、タンデム型静電加速器ｇに導かれ
た負イオンは、ここで加速されて高エネルギのイオンビ
ームとなって、分析部の後部静電レンズ系ｈ及び分析マ
グネットｉを経た後に分析チェンバｊ内の試料ｋに照射
される。
た負イオンは、ここで加速されて高エネルギのイオンビ
ームとなって、分析部の後部静電レンズ系ｈ及び分析マ
グネットｉを経た後に分析チェンバｊ内の試料ｋに照射
される。
【０００６】なお、図４において、ｂは引き出しレンズ
系で、ｅ及びｆはそれぞれビームスプリッタ及び前部静
電レンズ系である。
系で、ｅ及びｆはそれぞれビームスプリッタ及び前部静
電レンズ系である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、マグネット
によりイオン種の分離を行う場合、通常、電磁石が用い
られている。これは、永久磁石を使用した場合、磁場を
容易に変えることができないため、イオン種を含めたビ
ームパラメータを容易に変更できないことから、その用
途が極度に限定されるといった理由による。
によりイオン種の分離を行う場合、通常、電磁石が用い
られている。これは、永久磁石を使用した場合、磁場を
容易に変えることができないため、イオン種を含めたビ
ームパラメータを容易に変更できないことから、その用
途が極度に限定されるといった理由による。
【０００８】一方、電磁石を用いた場合、電磁石用コイ
ルはビームラインの真空維持のために大気中に配置する
必要があり、そのヨークを含めた形状寸法が大きくなる
ことから、イオン源から加速器入口まで間のビームライ
ンがどうして長くなる。
ルはビームラインの真空維持のために大気中に配置する
必要があり、そのヨークを含めた形状寸法が大きくなる
ことから、イオン源から加速器入口まで間のビームライ
ンがどうして長くなる。
【０００９】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、イオン源からタンデム型静電加速器入口までの
間の入射部のビームラインを短縮したイオンビーム発生
装置の提供を目的とする。
もので、イオン源からタンデム型静電加速器入口までの
間の入射部のビームラインを短縮したイオンビーム発生
装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のイオンビーム発生装置は、実施例に対応す
る図１に示すように、正のイオンを生成するイオン源１
と、その生成した正イオンを負イオンに変換する荷電変
換装置（荷電変換セル）３と、この変換装置３の後段に
配置されるタンデム型静電加速器６と、この加速器６と
荷電変換装置３との間に配置され、当該荷電変換装置３
で変換されたイオンのうち、所定エネルギの負イオンの
みを加速器６へ導くための静電場を形成する偏向電極４
を備えていることによって特徴づけられる。
め、本発明のイオンビーム発生装置は、実施例に対応す
る図１に示すように、正のイオンを生成するイオン源１
と、その生成した正イオンを負イオンに変換する荷電変
換装置（荷電変換セル）３と、この変換装置３の後段に
配置されるタンデム型静電加速器６と、この加速器６と
荷電変換装置３との間に配置され、当該荷電変換装置３
で変換されたイオンのうち、所定エネルギの負イオンの
みを加速器６へ導くための静電場を形成する偏向電極４
を備えていることによって特徴づけられる。
【００１１】
【作用】この種の高エネルギイオンビーム発生装置にお
いて、タンデム型静電加速器に導く負イオンを、例えば
H- とする場合、その負イオンの生成に用いる正イオン
は、通常、 H+ が選択されており、このため、生成した
H- のエネルギは、元の引き出しエネルギのままで他の
不純物イオンと相違がなく、静電場での分離は不可能で
ある。
いて、タンデム型静電加速器に導く負イオンを、例えば
H- とする場合、その負イオンの生成に用いる正イオン
は、通常、 H+ が選択されており、このため、生成した
H- のエネルギは、元の引き出しエネルギのままで他の
不純物イオンと相違がなく、静電場での分離は不可能で
ある。
【００１２】しかし、例えば H- を得るにあたり、生成
の起点となる正イオンをH2 + またはH3 + とすれば、これ
らのイオンから生成される H- のエネルギは、後述する
ように、元の引き出しエネルギに対して低くなり、他の
不純物イオンとの間にエネルギの相違ができる。従っ
て、これらの正イオンH2 + またはH3 + から生成した H-
を利用すれば、静電場でのイオン種の選別が可能にな
る。
の起点となる正イオンをH2 + またはH3 + とすれば、これ
らのイオンから生成される H- のエネルギは、後述する
ように、元の引き出しエネルギに対して低くなり、他の
不純物イオンとの間にエネルギの相違ができる。従っ
て、これらの正イオンH2 + またはH3 + から生成した H-
を利用すれば、静電場でのイオン種の選別が可能にな
る。
【００１３】
【実施例】図１は本発明実施例の構成図で、本発明装置
を表面分析装置に適用した例を示す。
を表面分析装置に適用した例を示す。
【００１４】まず、この例のイオンビーム発生装置は、
高周波イオン源１，引き出しレンズ系２，荷電変換セル
３及び前部静電レンズ系５が順次に配置された入射部
と、加速部としてのタンデム型静電加速器６によって構
成されている。
高周波イオン源１，引き出しレンズ系２，荷電変換セル
３及び前部静電レンズ系５が順次に配置された入射部
と、加速部としてのタンデム型静電加速器６によって構
成されている。
【００１５】タンデム型静電加速器６は、前部加速管６
ａ及び後部加速管６ｂと、この間に配置されたガス変換
セル６ｃにより構成されるビームラインと、このビーム
ラインの中央部に高電圧を印加する高電圧発生装置６ｄ
を備えており、先の高周波イオン源１から引き出され荷
電変換セル３によって電荷が変換された負イオンを、前
部加速管６ａで加速し、中央部で正イオンに荷電変換し
た後、後部加速管６ｂにより再び加速することによって
高エネルギビームを出射するように構成されている。
ａ及び後部加速管６ｂと、この間に配置されたガス変換
セル６ｃにより構成されるビームラインと、このビーム
ラインの中央部に高電圧を印加する高電圧発生装置６ｄ
を備えており、先の高周波イオン源１から引き出され荷
電変換セル３によって電荷が変換された負イオンを、前
部加速管６ａで加速し、中央部で正イオンに荷電変換し
た後、後部加速管６ｂにより再び加速することによって
高エネルギビームを出射するように構成されている。
【００１６】そして、この例では、タンデム型静電加速
器６から出た高エネルギビームが、分析部へと導かれ、
後部静電レンズ７及び分析マグネット８を経た後、分析
チェンバ９内の試料表面（図示せず）に照射される。
器６から出た高エネルギビームが、分析部へと導かれ、
後部静電レンズ７及び分析マグネット８を経た後、分析
チェンバ９内の試料表面（図示せず）に照射される。
【００１７】なお、この例で使用する荷電変換セル３
は、セル内部にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の
蒸気を生成する構造のものである。さて、本発明実施例
で注目すべきところは、荷電変換セル３とタンデム型静
電加速器６との間に偏向電極４を配置している点にあ
る。また、その偏向電極４に電圧を印加する偏向電源４
ａは可変電源で、後述する負イオン偏向のための静電場
を形成するのに適した電圧値を設定することができる。
は、セル内部にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の
蒸気を生成する構造のものである。さて、本発明実施例
で注目すべきところは、荷電変換セル３とタンデム型静
電加速器６との間に偏向電極４を配置している点にあ
る。また、その偏向電極４に電圧を印加する偏向電源４
ａは可変電源で、後述する負イオン偏向のための静電場
を形成するのに適した電圧値を設定することができる。
【００１８】次に、本発明実施例の作用を述べる。ま
ず、上記した荷電変換セル３により負イオンを生成する
場合、変換効率は正イオンのエネルギに依存する。しか
し、そのエネルギ（すなわち変換電圧）の最適値は概し
て低く、正イオンの引き出し最適電圧がその値より高く
なる。従って両者の最適電圧の間に、最大負イオンビー
ムを得ることのできる最適電圧が存在する。
ず、上記した荷電変換セル３により負イオンを生成する
場合、変換効率は正イオンのエネルギに依存する。しか
し、そのエネルギ（すなわち変換電圧）の最適値は概し
て低く、正イオンの引き出し最適電圧がその値より高く
なる。従って両者の最適電圧の間に、最大負イオンビー
ムを得ることのできる最適電圧が存在する。
【００１９】ここで、Ｈ（水素）の負イオンを得る場合
は、通常、次の過程が選択される。 H+ ＋(Li)→ H* ＋Li+ H* ＋Li ⇒ H- ＋Li+ しかし、荷電変換により水素負イオンを得る場合、次に
示すように、H2 + またはH3 + から H- イオンが形成され
る過程が存在する。
は、通常、次の過程が選択される。 H+ ＋(Li)→ H* ＋Li+ H* ＋Li ⇒ H- ＋Li+ しかし、荷電変換により水素負イオンを得る場合、次に
示すように、H2 + またはH3 + から H- イオンが形成され
る過程が存在する。
【００２０】 H2 + ＋(Li)→ H- ＋ H* ｏr H- ＋ H+ H3 + ＋(Li)→ H- ＋ H* ＋ H* ｏr H- ＋ H2
(H* : 励起状態） なお、これらの変換反応において中間過程は確立された
ものではないため、現状で提案されている一例を記載し
ている。また、これらの反応過程では上記と同様にＬｉ
を介して荷電変換が行われるので、そのＬｉの記載は省
略している。
(H* : 励起状態） なお、これらの変換反応において中間過程は確立された
ものではないため、現状で提案されている一例を記載し
ている。また、これらの反応過程では上記と同様にＬｉ
を介して荷電変換が行われるので、そのＬｉの記載は省
略している。
【００２１】そして、以上の変換反応過程の途中におい
て分子状水素イオン (H2 + , H3 + )の解離が生じると、
H* または H+ のエネルギは、元の引き出しエネルギの1
/2または1/3 となり、中性化または負イオン化を生じる
のに適当な電圧（速度）となる。これにより、引き出し
電圧及び変換電圧の最適化をはかることが可能となり、
その結果、より多くの H- イオンを得ることができる。
て分子状水素イオン (H2 + , H3 + )の解離が生じると、
H* または H+ のエネルギは、元の引き出しエネルギの1
/2または1/3 となり、中性化または負イオン化を生じる
のに適当な電圧（速度）となる。これにより、引き出し
電圧及び変換電圧の最適化をはかることが可能となり、
その結果、より多くの H- イオンを得ることができる。
【００２２】さらに、このような過程で生成した H- イ
オンはエネルギが、元の引き出しエネルギの1/2 または
1/3 となるので、他の不純物イオンに対してエネルギが
異なることになり、従って、その H- イオンのエネルギ
に合った静電場を、図１で示した偏向電極４により形成
することによって、必要とする負イオンのみを選択する
ことが可能となる。また、静電場を用いて低エネルギイ
オンビームの偏向を行うことにより、正イオンと負イオ
ンとの分離も可能になる。
オンはエネルギが、元の引き出しエネルギの1/2 または
1/3 となるので、他の不純物イオンに対してエネルギが
異なることになり、従って、その H- イオンのエネルギ
に合った静電場を、図１で示した偏向電極４により形成
することによって、必要とする負イオンのみを選択する
ことが可能となる。また、静電場を用いて低エネルギイ
オンビームの偏向を行うことにより、正イオンと負イオ
ンとの分離も可能になる。
【００２３】そして、以上のように静電場により負イオ
ンの選別が可能になることにより、入射部のビームライ
ンの長さを、負イオンの偏向に電磁石を用いる場合に比
して短くすることができる。
ンの選別が可能になることにより、入射部のビームライ
ンの長さを、負イオンの偏向に電磁石を用いる場合に比
して短くすることができる。
【００２４】ところで、H2 + またはH3 + から H- を生成
する場合、得られた H- イオンのエネルギが低く、か
つ、分子の解離過程を含むため、 H- イオンビームのエ
ミッタンスが悪くなり発散しやくなることが問題とな
る。
する場合、得られた H- イオンのエネルギが低く、か
つ、分子の解離過程を含むため、 H- イオンビームのエ
ミッタンスが悪くなり発散しやくなることが問題とな
る。
【００２５】そこで、このような H- イオンを利用する
際には、電荷変換後にできるだけ早い時点で加速を行う
ことが重要となり、そのビームラインの短縮化が必要に
なるが、本発明では、先に述べたように、偏向電極４で
形成される静電場により不純物イオンの分離を行うの
で、荷電変換セル３から加速器６の入口までのビームラ
インの短縮化が可能で、従って、H2 + またはH3 + から H
- を生成するといった反応過程の利用が可能になる。
際には、電荷変換後にできるだけ早い時点で加速を行う
ことが重要となり、そのビームラインの短縮化が必要に
なるが、本発明では、先に述べたように、偏向電極４で
形成される静電場により不純物イオンの分離を行うの
で、荷電変換セル３から加速器６の入口までのビームラ
インの短縮化が可能で、従って、H2 + またはH3 + から H
- を生成するといった反応過程の利用が可能になる。
【００２６】また、負イオンの偏向に静電場を用いた場
合、イオンの分離は電荷とエネルギだけで決まるため、
同一エネルギの D- (D：重水素) と H- とを分離するこ
とはできない。通常の圧縮水素ガスを水素源として使用
する場合、微量であるが重水素が含まれている（ 0.014
% 程度）。しかし、本発明実施例のように、H2 + または
H3 + を起点とする H- を利用すると、重水素による影響
を防ぐことができる。
合、イオンの分離は電荷とエネルギだけで決まるため、
同一エネルギの D- (D：重水素) と H- とを分離するこ
とはできない。通常の圧縮水素ガスを水素源として使用
する場合、微量であるが重水素が含まれている（ 0.014
% 程度）。しかし、本発明実施例のように、H2 + または
H3 + を起点とする H- を利用すると、重水素による影響
を防ぐことができる。
【００２７】すなわち、水素源に重水素の存在量が少な
いと、その分子イオンとしてD2 + またはD3 + が存在する
確率は極めて少なく（重水素の存在比率の２乗または３
乗程度）、殆ど無視することができる。一方、水素源に
はDH+ または DH2 + イオンが存在する確率は比較的大で
あるが、これらのイオンから生じる D- は、H2 + または
H3 + から生じる H- イオンとエネルギが異なるので、静
電場により分離可能である。ただし、 DH2 + から生成し
た D- は、H2 + から生成した H- とエネルギが同一とな
り分離できないが、 DH2 + の生成確率及び DH2 + から D
- が生じる生成確率が重水素の存在比率との積となるた
め、その殆どを無視することができる。
いと、その分子イオンとしてD2 + またはD3 + が存在する
確率は極めて少なく（重水素の存在比率の２乗または３
乗程度）、殆ど無視することができる。一方、水素源に
はDH+ または DH2 + イオンが存在する確率は比較的大で
あるが、これらのイオンから生じる D- は、H2 + または
H3 + から生じる H- イオンとエネルギが異なるので、静
電場により分離可能である。ただし、 DH2 + から生成し
た D- は、H2 + から生成した H- とエネルギが同一とな
り分離できないが、 DH2 + の生成確率及び DH2 + から D
- が生じる生成確率が重水素の存在比率との積となるた
め、その殆どを無視することができる。
【００２８】ここで、以上説明したような静電場による
負イオンの偏向を行う場合、以下の二つの点を考慮する
必要がある。まず、その第１の点は、偏向静電場を形成
する電極として図２(a) に示すような平行電極を用いた
場合、ビーム出口側において電極端部の電場に乱れが生
じ、その乱れによるビーム形状への影響である。この影
響を避けるには、電極形状を同図(b) に示すように、目
的とするビーム偏向コースに沿った湾曲形状とすればよ
い。また、この場合、図２(a) と(b) とを比較して明ら
かなように、正電極と負電極との間の隙間を小さくする
ことができるので、偏向に必要な電圧も低く抑えること
ができる。
負イオンの偏向を行う場合、以下の二つの点を考慮する
必要がある。まず、その第１の点は、偏向静電場を形成
する電極として図２(a) に示すような平行電極を用いた
場合、ビーム出口側において電極端部の電場に乱れが生
じ、その乱れによるビーム形状への影響である。この影
響を避けるには、電極形状を同図(b) に示すように、目
的とするビーム偏向コースに沿った湾曲形状とすればよ
い。また、この場合、図２(a) と(b) とを比較して明ら
かなように、正電極と負電極との間の隙間を小さくする
ことができるので、偏向に必要な電圧も低く抑えること
ができる。
【００２９】次に、第２の点は、正イオンの電極板への
衝突による２次電子の発生で、このような正イオン及び
２次電子は偏向電源に対する負荷となり、場合によって
は電源の故障や電圧低下をまねくことになる。このよう
な現象を避けるための手法としては二つの方法が考えら
れる。
衝突による２次電子の発生で、このような正イオン及び
２次電子は偏向電源に対する負荷となり、場合によって
は電源の故障や電圧低下をまねくことになる。このよう
な現象を避けるための手法としては二つの方法が考えら
れる。
【００３０】その第１の方法は、図３(a) に示すよう
に、負電極４ｂの一部に貫通穴４１を設けて正イオンの
衝突を避けるか、また、同図(b) に示すように、負電極
４ｂの内方側に溝４２を設けて、その溝４２の内部に正
イオンを衝突させ、この溝４２内で、２次電子 ( e- )
を捕獲（トラップ）して正電極側への移動を抑制する方
法である。
に、負電極４ｂの一部に貫通穴４１を設けて正イオンの
衝突を避けるか、また、同図(b) に示すように、負電極
４ｂの内方側に溝４２を設けて、その溝４２の内部に正
イオンを衝突させ、この溝４２内で、２次電子 ( e- )
を捕獲（トラップ）して正電極側への移動を抑制する方
法である。
【００３１】また、第２の方法は、負電極の長手方向
（偏向電場と直交する方向）に弱い磁場を形成し、発生
した２次電子を負電極側へと戻して２次電子が負電極か
ら失われることを防ぐ方法である。なお、この場合、２
次電子のエネルギは高々数十eV程度であり、数十gauss
程度の磁場によってイオンビームには殆ど影響を与えず
に十分な防止効果を得ることできる。また、負電極自体
を磁性材料製として着磁しておけば同等な防止効果を得
ることも可能である。
（偏向電場と直交する方向）に弱い磁場を形成し、発生
した２次電子を負電極側へと戻して２次電子が負電極か
ら失われることを防ぐ方法である。なお、この場合、２
次電子のエネルギは高々数十eV程度であり、数十gauss
程度の磁場によってイオンビームには殆ど影響を与えず
に十分な防止効果を得ることできる。また、負電極自体
を磁性材料製として着磁しておけば同等な防止効果を得
ることも可能である。
【００３２】なお、以上の実施例では、表面分析装置に
本発明を適用した例を示したが、このほか、高エネルギ
のイオンビームを用いるイオン注入装置にも本発明は適
用可能である。
本発明を適用した例を示したが、このほか、高エネルギ
のイオンビームを用いるイオン注入装置にも本発明は適
用可能である。
【００３３】ここで、本発明装置において、偏向電極に
電圧を印加する偏向電源を可変電源とし、その偏向電圧
の調整により、H2 + またはH3 + を起点として生成された
H-を選別するのに適した強さの静電場を形成するよう
に構成しておいてもよい。
電圧を印加する偏向電源を可変電源とし、その偏向電圧
の調整により、H2 + またはH3 + を起点として生成された
H-を選別するのに適した強さの静電場を形成するよう
に構成しておいてもよい。
【００３４】また、本発明装置で用いる偏向電極を、負
イオンのビーム偏向コースに沿う形状の湾曲電極として
おけば、ビーム出口側の電極端部の電場に乱れ少なくな
り、ビーム形状への影響を軽減できる。しかも、電極間
の隙間も狭くできるので、偏向に必要な電圧を低く抑え
ることができる。なお、湾曲電極としては、例えば同心
円筒電極あるいは球面電極などが挙げられる。
イオンのビーム偏向コースに沿う形状の湾曲電極として
おけば、ビーム出口側の電極端部の電場に乱れ少なくな
り、ビーム形状への影響を軽減できる。しかも、電極間
の隙間も狭くできるので、偏向に必要な電圧を低く抑え
ることができる。なお、湾曲電極としては、例えば同心
円筒電極あるいは球面電極などが挙げられる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イオン源から引き出された正イオンを荷電変換装置で負
イオンに変換してタンデム静電型加速器に導くビームラ
インにおいて、生成した負イオンと他の不純物イオンと
の分離を、偏向電極により形成される静電場で行うよう
に構成したので、入射部のビームラインの短縮化をはか
ることができ、装置全体の小型化を達成できる。また、
偏向電極は、この種のイオン選別に利用される電磁石に
比して構造が簡単なことから、コストの低減化も達成で
きる。
イオン源から引き出された正イオンを荷電変換装置で負
イオンに変換してタンデム静電型加速器に導くビームラ
インにおいて、生成した負イオンと他の不純物イオンと
の分離を、偏向電極により形成される静電場で行うよう
に構成したので、入射部のビームラインの短縮化をはか
ることができ、装置全体の小型化を達成できる。また、
偏向電極は、この種のイオン選別に利用される電磁石に
比して構造が簡単なことから、コストの低減化も達成で
きる。
【図１】本発明実施例の全体構成図
【図２】その実施例の偏向電極の形状を説明するための
図
図
【図３】負イオンの偏向に偏向電極を用いた際に発生す
る問題を解消するための手段の説明図
る問題を解消するための手段の説明図
【図４】従来の高エネルギイオンビーム発生装置の構成
例を示す図
例を示す図
１ 高周波イオン源 ３ 荷電変換セル ４ 偏向電極 ４ａ 偏向電源 ６ タンデム型静電加速器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小河 潔 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 小西 善之 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 坂内 尚史 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 正のイオンを生成するイオン源と、その
生成した正イオンを負イオンに変換する荷電変換装置
と、この変換装置の後段に配置されるタンデム型静電加
速器と、この加速器と上記荷電変換装置との間に配置さ
れ、当該荷電変換装置で変換されたイオンのうち、所定
エネルギの負イオンのみを上記加速器へ導くための静電
場を形成する偏向電極を備えてなるイオンビーム発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06280194A JP3543356B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | イオンビーム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06280194A JP3543356B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | イオンビーム発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272654A true JPH07272654A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3543356B2 JP3543356B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=13210815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06280194A Expired - Fee Related JP3543356B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | イオンビーム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3543356B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013148286A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for generating a high current negative hydrogen ion beam |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP06280194A patent/JP3543356B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013148286A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for generating a high current negative hydrogen ion beam |
| US9437341B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-09-06 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for generating high current negative hydrogen ion beam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3543356B2 (ja) | 2004-07-14 |
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