JPH09180665A - 荷電粒子装置 - Google Patents
荷電粒子装置Info
- Publication number
- JPH09180665A JPH09180665A JP7340358A JP34035895A JPH09180665A JP H09180665 A JPH09180665 A JP H09180665A JP 7340358 A JP7340358 A JP 7340358A JP 34035895 A JP34035895 A JP 34035895A JP H09180665 A JPH09180665 A JP H09180665A
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- JP
- Japan
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- electrode
- charged particle
- particle device
- electrostatic lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多重電極で構成された静電レンズは組立てが困
難な上、電極間の軸心精度も求めにくい。高感度に荷電
粒子ビームを加速，集束するため一体化した静電レンズ
を提供する。 【解決手段】絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
コーティングにより形成された外側電極７及び内側電極
８に各々電位を印加して発生する電界が静電レンズ３内
側に浸透し、浸透した電界によって静電レンズ３の内側
を通るイオンビーム２の集束を行う。
難な上、電極間の軸心精度も求めにくい。高感度に荷電
粒子ビームを加速，集束するため一体化した静電レンズ
を提供する。 【解決手段】絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
コーティングにより形成された外側電極７及び内側電極
８に各々電位を印加して発生する電界が静電レンズ３内
側に浸透し、浸透した電界によって静電レンズ３の内側
を通るイオンビーム２の集束を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン打込み装置や
四重極質量分析装置などの荷電粒子装置に係り、特に、
組立作業性がよく構造が簡単かつ高感度な荷電粒子装
置、あるいは高精度に荷電粒子ビームを集束又は加減速
するのに適した荷電粒子装置用静電レンズに関する。
四重極質量分析装置などの荷電粒子装置に係り、特に、
組立作業性がよく構造が簡単かつ高感度な荷電粒子装
置、あるいは高精度に荷電粒子ビームを集束又は加減速
するのに適した荷電粒子装置用静電レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の静電レンズとして特開平2−78143
号に記載のような金属製の多重型の静電レンズがある。
以下、図１０に示す断面図で従来の静電レンズを使用し
たイオン分析装置について説明する。イオン源１によっ
て発生されたイオンビーム２を静電レンズ３により引出
し集束する。静電レンズ３によって集束されたイオンビ
ーム２は、分離用磁石４の磁場の強さによって軌道を曲
げられ特定の質量を持ったイオンのみが検出器５に取り
込まれる。
号に記載のような金属製の多重型の静電レンズがある。
以下、図１０に示す断面図で従来の静電レンズを使用し
たイオン分析装置について説明する。イオン源１によっ
て発生されたイオンビーム２を静電レンズ３により引出
し集束する。静電レンズ３によって集束されたイオンビ
ーム２は、分離用磁石４の磁場の強さによって軌道を曲
げられ特定の質量を持ったイオンのみが検出器５に取り
込まれる。
【０００３】以下、静電レンズ３の詳細構造を図１１に
示す断面図で説明する。静電レンズ３は金属製の外側電
極７と内側電極８から構成されており、内側電極８には
軸方向に沿って位相を９０°ずつずらしながら開口部９
が開いている。外側電極７と内側電極８は絶縁物１１を
介し、電気的に絶縁され固定される。なお、図１１のＡ
Ａ部の横断面図を図１２に示す。
示す断面図で説明する。静電レンズ３は金属製の外側電
極７と内側電極８から構成されており、内側電極８には
軸方向に沿って位相を９０°ずつずらしながら開口部９
が開いている。外側電極７と内側電極８は絶縁物１１を
介し、電気的に絶縁され固定される。なお、図１１のＡ
Ａ部の横断面図を図１２に示す。
【０００４】次に、静電レンズ３のイオンビーム集束作
用原理について図１３によって説明する。例として静電
レンズ３の内部を通るイオンビーム２が正電位を帯びて
いる場合、外側電極７に正電位を、内側電極８には外側
電極７よりも低い正電位あるいはアース電位を印加する
ことで、等電位線１０に示すような電界が発生し、内側
電極８の開口部９より内側に電界が浸透する。この浸透
した電界によってイオンビーム２を集束する。
用原理について図１３によって説明する。例として静電
レンズ３の内部を通るイオンビーム２が正電位を帯びて
いる場合、外側電極７に正電位を、内側電極８には外側
電極７よりも低い正電位あるいはアース電位を印加する
ことで、等電位線１０に示すような電界が発生し、内側
電極８の開口部９より内側に電界が浸透する。この浸透
した電界によってイオンビーム２を集束する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】金属製の多重電極型の
静電レンズを用いる装置では外側と内側の電極に異なる
電位を印加するため、これらの電極を電気的に絶縁する
ことが要求される。そのため電極間に絶縁物質を介在す
るなどの手段が必要であり、組立性や組立精度が悪くな
る。
静電レンズを用いる装置では外側と内側の電極に異なる
電位を印加するため、これらの電極を電気的に絶縁する
ことが要求される。そのため電極間に絶縁物質を介在す
るなどの手段が必要であり、組立性や組立精度が悪くな
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
には、電気絶縁材料で筒状体を形成し、電極として必要
な範囲に金属などの電気導体を付着させ、複数の物質か
ら構成されるレンズの一体化を図る。
には、電気絶縁材料で筒状体を形成し、電極として必要
な範囲に金属などの電気導体を付着させ、複数の物質か
ら構成されるレンズの一体化を図る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施例につ
いて説明する。以下、図１に示す断面図で本発明の静電
レンズを使用したイオン分析装置について説明する。イ
オン源１によって発生されたイオンビーム２を静電レン
ズ３により引出し集束する。静電レンズ３によって集束
されたイオンビーム２は、分離用磁石４の磁場の強さに
よって軌道を曲げられ特定の質量を持ったイオンのみが
検出器５に取り込まれる。
いて説明する。以下、図１に示す断面図で本発明の静電
レンズを使用したイオン分析装置について説明する。イ
オン源１によって発生されたイオンビーム２を静電レン
ズ３により引出し集束する。静電レンズ３によって集束
されたイオンビーム２は、分離用磁石４の磁場の強さに
よって軌道を曲げられ特定の質量を持ったイオンのみが
検出器５に取り込まれる。
【０００８】静電レンズ３の詳細構造を図２に示す断面
図で説明する。静電レンズ３はセラミックス等で形成さ
れた絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属等の導体
をコーティングすることで、外側電極７及び内側電極８
を構成する。この内側電極８には軸方向に沿って位相を
９０°ずつずらしながら金属がコーティングされていな
い開口部９が設けられている。なお、図２のＡＡ部の横
断面図を図３に示している。
図で説明する。静電レンズ３はセラミックス等で形成さ
れた絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属等の導体
をコーティングすることで、外側電極７及び内側電極８
を構成する。この内側電極８には軸方向に沿って位相を
９０°ずつずらしながら金属がコーティングされていな
い開口部９が設けられている。なお、図２のＡＡ部の横
断面図を図３に示している。
【０００９】静電レンズ３のイオンビーム集束作用の原
理について、図４によって説明する。例として静電レン
ズ３の内部を通るイオンビーム２が正電位を帯びている
場合、外側電極７に正電位を、内側電極８には外側電極
７よりも低い正電位あるいはアース電位を印加すること
で、等電位線１０に示すような電界が発生し、内側電極
８の開口部９より内側に電界が浸透する。この浸透した
電界によってイオンビーム２を集束する。
理について、図４によって説明する。例として静電レン
ズ３の内部を通るイオンビーム２が正電位を帯びている
場合、外側電極７に正電位を、内側電極８には外側電極
７よりも低い正電位あるいはアース電位を印加すること
で、等電位線１０に示すような電界が発生し、内側電極
８の開口部９より内側に電界が浸透する。この浸透した
電界によってイオンビーム２を集束する。
【００１０】本発明の第二の実施例として、図５に断面
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
等の導体をコーティングすることで、外側電極７及び内
側電極８を構成する。このとき、外周面には複数範囲に
分けて金属をコーティングし複数の外側電極７を構成す
る。なお、内側電極８には軸方向に沿って位相を９０°
ずつずらしながら金属がコーティングされていない開口
部９が設けられている。イオンビーム集束作用原理は第
一の実施例と同様であるが、本実施例では複数の外側電
極７に印加する電位を各々変えることで、内側電極８の
開口部９より内側に浸透する電界の強さが各々で異な
り、イオンビーム２を集束する力の差によりイオンビー
ム２の加速や減速が可能となる。
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
等の導体をコーティングすることで、外側電極７及び内
側電極８を構成する。このとき、外周面には複数範囲に
分けて金属をコーティングし複数の外側電極７を構成す
る。なお、内側電極８には軸方向に沿って位相を９０°
ずつずらしながら金属がコーティングされていない開口
部９が設けられている。イオンビーム集束作用原理は第
一の実施例と同様であるが、本実施例では複数の外側電
極７に印加する電位を各々変えることで、内側電極８の
開口部９より内側に浸透する電界の強さが各々で異な
り、イオンビーム２を集束する力の差によりイオンビー
ム２の加速や減速が可能となる。
【００１１】本発明の第三の実施例として、図６に断面
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
等の導体をコーティングすることで、外側電極７及び内
側電極８を構成する。このとき、内周面には複数範囲に
分けて金属をコーティングし複数の内側電極８を構成す
る。なお、内側電極８には軸方向に沿って位相を９０°
ずつずらしながら金属がコーティングされていない開口
部９が設けられている。イオンビーム集束作用原理は第
一の実施例と同様であるが、本実施例では複数の内側電
極８に印加する電位を各々変えることで、内側電極８の
開口部９より内側に浸透する電界の強さが各々で異な
り、イオンビーム２を集束する力の差によりイオンビー
ム２の加速や減速が可能となる。
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
等の導体をコーティングすることで、外側電極７及び内
側電極８を構成する。このとき、内周面には複数範囲に
分けて金属をコーティングし複数の内側電極８を構成す
る。なお、内側電極８には軸方向に沿って位相を９０°
ずつずらしながら金属がコーティングされていない開口
部９が設けられている。イオンビーム集束作用原理は第
一の実施例と同様であるが、本実施例では複数の内側電
極８に印加する電位を各々変えることで、内側電極８の
開口部９より内側に浸透する電界の強さが各々で異な
り、イオンビーム２を集束する力の差によりイオンビー
ム２の加速や減速が可能となる。
【００１２】本発明の第四の実施例として、図７に断面
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
等の導体をコーティングすることで、外側電極７及び内
側電極８を構成する。このとき内外周面共に複数範囲に
分けて金属をコーティングし複数の外側電極７及び複数
の内側電極８を構成する。なお、内側電極８には軸方向
に沿って位相を９０°ずつずらしながら金属がコーティ
ングされていない開口部９が設けられている。イオンビ
ーム集束作用原理は第一の実施例と同様であるが、本実
施例では複数の外側電極７及び複数の内側電極８に印加
する電位を各々変えることで、内側電極８の開口部９よ
り内側に浸透する電界の強さが各々で異なり、イオンビ
ーム２を集束する力の差によりイオンビーム２の加速や
減速が可能となる。
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内周面に金属
等の導体をコーティングすることで、外側電極７及び内
側電極８を構成する。このとき内外周面共に複数範囲に
分けて金属をコーティングし複数の外側電極７及び複数
の内側電極８を構成する。なお、内側電極８には軸方向
に沿って位相を９０°ずつずらしながら金属がコーティ
ングされていない開口部９が設けられている。イオンビ
ーム集束作用原理は第一の実施例と同様であるが、本実
施例では複数の外側電極７及び複数の内側電極８に印加
する電位を各々変えることで、内側電極８の開口部９よ
り内側に浸透する電界の強さが各々で異なり、イオンビ
ーム２を集束する力の差によりイオンビーム２の加速や
減速が可能となる。
【００１３】本発明の第五の実施例として、図８に断面
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
でテーパ状に形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内
周面に金属等の導体をコーティングすることで、外側電
極７及び内側電極８を構成する。なお、内側電極８には
軸方向に沿って位相を９０°ずつずらしながら金属がコ
ーティングされていない開口部９が設けられている。図
８に示すようにテーパ状の絶縁物パイプ６は、イオンビ
ーム２の進行方向に向かい内径が小さくなっている。こ
のため、イオンビーム集束作用原理は第一の実施例と同
様であるが、内側電極８の開口部９から浸透する電界が
イオンビーム２を押し戻すような方向に発生するので、
本実施例の静電レンズではイオンビーム２を減速しなが
ら集束する減速レンズを構成することができる。
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
でテーパ状に形成された絶縁物パイプ６の外周面及び内
周面に金属等の導体をコーティングすることで、外側電
極７及び内側電極８を構成する。なお、内側電極８には
軸方向に沿って位相を９０°ずつずらしながら金属がコ
ーティングされていない開口部９が設けられている。図
８に示すようにテーパ状の絶縁物パイプ６は、イオンビ
ーム２の進行方向に向かい内径が小さくなっている。こ
のため、イオンビーム集束作用原理は第一の実施例と同
様であるが、内側電極８の開口部９から浸透する電界が
イオンビーム２を押し戻すような方向に発生するので、
本実施例の静電レンズではイオンビーム２を減速しなが
ら集束する減速レンズを構成することができる。
【００１４】本発明の第六の実施例として、第五の実施
例とは反対にイオンビーム２の進行方向に向かい内径が
大きくなるようなテーパ状の絶縁物パイプ６を形成する
ことで、イオンビーム２をレンズ出口方向に押し出すよ
うに電界が発生するので、イオンビーム２を加速しなが
ら集束する加速レンズも構成することができる。
例とは反対にイオンビーム２の進行方向に向かい内径が
大きくなるようなテーパ状の絶縁物パイプ６を形成する
ことで、イオンビーム２をレンズ出口方向に押し出すよ
うに電界が発生するので、イオンビーム２を加速しなが
ら集束する加速レンズも構成することができる。
【００１５】本発明の第七の実施例として、図９に断面
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で中央部の内径が小さく形成された絶縁物パイプ６の外
周面及び内周面に金属等の導体をコーティングすること
で、外側電極７及び内側電極８を構成する。なお、内側
電極８には軸方向に沿って位相を９０°ずつずらしなが
ら金属がコーティングされていない開口部９が設けられ
ている。本実施例では、レンズ中央部までは第五の実施
例と同様に減速作用が、レンズ中央部からは加速作用が
起こるので、イオンビーム２を一旦減速しながら小径に
集束しその後加速する加減速レンズを構成できる。
図で示すような静電レンズを説明する。セラミックス等
で中央部の内径が小さく形成された絶縁物パイプ６の外
周面及び内周面に金属等の導体をコーティングすること
で、外側電極７及び内側電極８を構成する。なお、内側
電極８には軸方向に沿って位相を９０°ずつずらしなが
ら金属がコーティングされていない開口部９が設けられ
ている。本実施例では、レンズ中央部までは第五の実施
例と同様に減速作用が、レンズ中央部からは加速作用が
起こるので、イオンビーム２を一旦減速しながら小径に
集束しその後加速する加減速レンズを構成できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、多重電極のような複数の電極
からなる静電レンズを一体化して成形可能なので、静電
レンズの構造の簡素化，軽量化，小型化及び組立性や組
立精度の向上、更には荷電粒子装置の高感度化，構造の
簡素化に有効である。
からなる静電レンズを一体化して成形可能なので、静電
レンズの構造の簡素化，軽量化，小型化及び組立性や組
立精度の向上、更には荷電粒子装置の高感度化，構造の
簡素化に有効である。
【図１】本発明の荷電粒子装置の一実施例の断面図。
【図２】本発明の静電レンズの一実施例の断面図。
【図３】本発明の静電レンズの一実施例の横断面図。
【図４】本発明の静電レンズの一実施例の説明図。
【図５】本発明の静電レンズの第二の実施例の断面図。
【図６】本発明の静電レンズの第三の実施例の断面図。
【図７】本発明の静電レンズの第四の実施例の断面図。
【図８】本発明の静電レンズの第五の実施例の断面図。
【図９】本発明の静電レンズの第七の実施例の断面図。
【図１０】従来の荷電粒子装置の断面図。
【図１１】従来の静電レンズの断面図。
【図１２】従来の静電レンズの横断面図。
【図１３】従来の静電レンズの説明図。
１…イオン源、２…イオンビーム、３…静電レンズ、４
…分離用磁石、５…検出器、６…絶縁物パイプ、７…外
側電極、８…内側電極、９…開口部、１０…等電位線、
１１…絶縁物。
…分離用磁石、５…検出器、６…絶縁物パイプ、７…外
側電極、８…内側電極、９…開口部、１０…等電位線、
１１…絶縁物。
Claims (14)
- 【請求項１】荷電粒子を発生する手段と上記荷電粒子を
制御する静電レンズを有する荷電粒子装置において、電
気絶縁材料で形成した筒状体の外周面及び内周面の所定
範囲もしくは全面に、電気導体を付着させ外側電極と内
側電極を形成した静電レンズで構成されることを特徴と
する荷電粒子装置。 - 【請求項２】請求項１において、上記電気絶縁材料で形
成した筒状体の外周面及び内周面の所定範囲もしくは全
面に、電気導体を付着し上記外側電極と上記内側電極を
形成した静電レンズで構成され、上記筒状体の断面形状
が上記荷電粒子の軌道方向に沿って変化する箇所を有す
る形状である荷電粒子装置。 - 【請求項３】請求項１において、上記筒状体を板状体の
組合せで構成した荷電粒子装置。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、内側電極
が付着されていない開口部を内周面の所定範囲内に少な
くとも一箇所有する荷電粒子装置。 - 【請求項５】請求項４において、外側電極と内側電極各
々に所定の電位を与えることで、外側電極による電界が
内側電極の上記開口部から静電レンズの内側に浸透さ
せ、その浸透した電界により荷電粒子の引出し，集束，
発散，加減速，偏向等のビーム操作作用を行わしめる荷
電粒子装置。 - 【請求項６】請求項１，２または３において、上記外周
面の複数の所定範囲に電気導体を付着させて複数の外側
電極を形成する荷電粒子装置。 - 【請求項７】請求項６において、内側電極が付着されて
いない開口部を所定範囲内に少なくとも一箇所有する荷
電粒子装置。 - 【請求項８】請求項７において、複数の上記外側電極と
上記内側電極各々に所定の電位を与えることで、複数の
上記外側電極各々による電界が上記内側電極の上記開口
部から上記静電レンズの内側に浸透させ、その浸透した
上記電界により上記荷電粒子の引出し，集束，発散，加
減速，偏向等のビーム操作作用を行わしめる。 - 【請求項９】請求項１，２または３において、上記内周
面の複数の所定範囲に電気導体を付着させて複数の内側
電極を形成する荷電粒子装置。 - 【請求項１０】請求項９において、内側電極が付着され
ていない開口部を複数の所定範囲内に少なくとも一箇所
ずつ有する荷電粒子装置。 - 【請求項１１】請求項１０において、上記外側電極と複
数の上記内側電極各々に所定の電位を与えることで、上
記外側電極による電界が複数の上記内側電極各々の上記
開口部から上記静電レンズの内側に浸透させ、その浸透
した上記電界により上記荷電粒子の引出し，集束，発
散，加減速，偏向等のビーム操作作用を行わしめる。 - 【請求項１２】請求項１，２または３において、上記外
側電極が上記外周面の複数の所定範囲に電気導体を付着
させて複数の外側電極を形成され、上記内側電極が上記
内周面の複数の所定範囲に電気導体を付着させて複数の
内側電極を形成される荷電粒子装置。 - 【請求項１３】請求項１２において、上記内側電極が付
着されていない開口部を上記内周面の上記複数の所定範
囲に少なくとも一箇所ずつ有する荷電粒子装置。 - 【請求項１４】請求項１３において、複数の上記外側電
極と複数の上記内側電極各々に所定の電位を与えること
で、複数の上記外側電極による電界が複数の上記内側電
極各々の上記開口部から上記静電レンズの内側に浸透
し、その浸透した上記電界により上記荷電粒子の引出
し，集束，発散，加減速，偏向等のビーム操作作用を行
う荷電粒子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340358A JPH09180665A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 荷電粒子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340358A JPH09180665A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 荷電粒子装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09180665A true JPH09180665A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18336180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7340358A Pending JPH09180665A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 荷電粒子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09180665A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002045153A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Ebara Corporation | Inspection method and apparatus using electron beam, and device production method using it |
| US8368031B2 (en) | 2000-06-27 | 2013-02-05 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| JP2018521471A (ja) * | 2015-07-09 | 2018-08-02 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置並びに該装置においてイオンの損失及び次段の真空負荷を低減するために用いられる方法 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP7340358A patent/JPH09180665A/ja active Pending
Cited By (9)
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| US8803103B2 (en) | 2000-06-27 | 2014-08-12 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
| US9368314B2 (en) | 2000-06-27 | 2016-06-14 | Ebara Corporation | Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system |
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