JPH1116485A - Electron gun, ion generator, ion trap device, electron trap device, or vapor deposition device - Google Patents

Electron gun, ion generator, ion trap device, electron trap device, or vapor deposition device

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JPH1116485A
JPH1116485A JP9163710A JP16371097A JPH1116485A JP H1116485 A JPH1116485 A JP H1116485A JP 9163710 A JP9163710 A JP 9163710A JP 16371097 A JP16371097 A JP 16371097A JP H1116485 A JPH1116485 A JP H1116485A
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JP
Japan
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ion
electron
magnetic field
electron beam
field generating
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Application number
JP9163710A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Yamamura
豪 山村
Koichi Kotani
皓一 小谷
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LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Hitachi Ltd
Original Assignee
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU
LASER NOSHUKU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To trap unnecessary reverse flow electrons, reduce discharge elements, obstruct the entry of reverse flow electrons, and lengthen the life by arranging a magnetic field generating means as an ion trap, an ion trap target, and a magnetic shield means. SOLUTION: Cations reversely advancing to electron beams pass through a magnetic lens 12 and a gas pouring chamber 11, and the amount of cations is increased in the gas pouring chamber 11. The cations enter from an opening 9a of a magnetic shield 9 in reverse to electron beams. Since magnetic field is generated by a coil 7 on the inside of the magnetic shield 9, the cations go out from an opening 9c different from an opening 9b from which the electron beams go in, and collide with an ion trap target 8. Since the ion trap target 8 is at an earth potential the same as an anode 5, charges are absorbed, generated scattered atoms flow out on the electron beam side with a vacuum exhaust device 10 nearly arranged, to avert generating ions again eventually.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子銃又はイオン
発生装置又はイオントラップ装置又は電子トラップ装置
又は蒸着装置に係る技術に関する。
The present invention relates to a technique relating to an electron gun, an ion generator, an ion trap device, an electron trap device, or a vapor deposition device.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開昭56−52845 号公報や特開昭57−15
8930号公報には電子ビームとイオンとを分離してイオン
をトラップし電子ビームだけを出射して利用する電子銃
が受像管(ブラウン管)に採用されることが開示されて
いる。
2. Description of the Related Art JP-A-56-52845 and JP-A-57-15
No. 8930 discloses that an electron gun that separates an electron beam and ions, traps ions, emits only an electron beam, and uses the electron gun is used in a picture tube (CRT).

【0003】その技術では、イオンが陰イオンであるか
ら、以下に述べる陽イオンの持つ電子ビームと逆行する
方向にイオンが進んで電子銃をいためることの課題を備
えていない。
[0003] In this technique, since the ions are anions, there is no problem in that the ions travel in a direction opposite to the electron beam of the cations described below to attack the electron gun.

【0004】負の電荷の粒子束である電子ビームの場合
には、電子ビームの内部はその周囲より電位が負にな
る。
[0004] In the case of an electron beam which is a particle bundle of negative charge, the potential inside the electron beam becomes negative from its surroundings.

【0005】熱電離,電子との相互作用で生じた陽イオ
ンはこの負の電位により電子ビーム内部に加速しながら
取り込まれ電子ビームと逆方向に進む。
Positive ions generated by the thermal ionization and interaction with the electrons are taken into the electron beam while being accelerated by the negative potential and proceed in the opposite direction to the electron beam.

【0006】この電子ビームを逆行するイオンは、電子
ビームが形成する電場により加速され電子ビームの電荷
密度,ビーム径,生成されるイオン密度に依存した速度
を有する。
[0006] The ions traveling backward from the electron beam are accelerated by an electric field formed by the electron beam and have a velocity depending on the charge density, beam diameter, and generated ion density of the electron beam.

【0007】逆方向に進んだイオンは、カソード,アノ
ード間に形成している電子加速用の電場により更に加速
されカソードに衝突し、いわゆるスパッタリングを起こ
し、カソードを減量させる。
The ions traveling in the opposite direction are further accelerated by an electric field for electron acceleration formed between the cathode and the anode, and collide with the cathode, causing so-called sputtering to reduce the amount of the cathode.

【0008】カソードは、多くの電子を放出させるため
電子発生面を高温に維持する必要がある。
In the cathode, it is necessary to maintain the electron generating surface at a high temperature in order to emit many electrons.

【0009】このため電子発生面の裏側にフィラメント
を配置し、カソードを薄くして高温に維持している。従
ってカソードが減量されると、貫通口を生ずることにな
り、電子の発生量制限,貫通口形成による電界変化のた
めの電子ビーム発生方向の変化,貫通口を通過するイオ
ンによるフィラメント等カソード後方に配置する機器の
損傷などの悪影響を生ずる。
For this reason, a filament is arranged on the back side of the electron generating surface, and the cathode is thinned to maintain a high temperature. Therefore, when the cathode is reduced, a through hole is formed, which restricts the amount of generated electrons, changes the electron beam generation direction due to electric field change due to the formation of the through hole, and causes a filament such as a filament by the ions passing through the through hole to be behind the cathode. This has adverse effects such as damage to the equipment to be placed.

【0010】蒸着装置,溶接装置等金属を標的として電
子銃を適用する装置では、標的の金属がイオンとなり電
子ビームに逆行して、電子発生部であるカソード等に損
傷を与え、その寿命を非常に短くしている。
In a device such as a vapor deposition device or a welding device which applies an electron gun to a metal as a target, the target metal becomes ions and goes back to the electron beam, damaging a cathode or the like, which is an electron generating portion, and greatly shortening its life. To be shorter.

【0011】このため、カソードの後方にイオンコレク
タを設置したり、中間にイオントラップを設けるなどの
対策が講じられている。
For this reason, countermeasures such as installing an ion collector behind the cathode and providing an ion trap in the middle have been taken.

【0012】イオントラップ型の電子銃としては、特開
平3−84838号に見られるような、磁気レンズの間に多数
の電場をかけたフィンを設置し、電子ビーム内部を逆行
するイオンを除去しようとするものがある。
As an ion trap type electron gun, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-84838, fins with a large number of electric fields applied between magnetic lenses are provided to remove ions traveling backward inside the electron beam. There is something to say.

【0013】これは電界のイオンと電子に作用する力が
逆方向であることを利用したものである。
This utilizes the fact that forces acting on ions and electrons in an electric field are in opposite directions.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来の電子の進行方向
とイオンの進行方向とが互いに逆である陽イオンのイオ
ントラップは、電子銃内部に進入する残留ガス,金属等
のイオン,気体を媒介とした電圧印可部,ケーシング等
のアース電位領域間での放電が頻繁に起こると考えられ
る。
A conventional cation ion trap, in which the traveling direction of electrons and the traveling direction of ions are opposite to each other, is a conventional ion trap for cations, which is a medium for ions and gases such as residual gas, metal and the like entering the inside of the electron gun. It is considered that the discharge frequently occurs between the ground potential regions such as the voltage application portion and the casing which are set as described above.

【0015】放電が生ずると、電圧を維持している電源
に急峻な立ち上がりを有する電圧電流が負荷され、電源
に損傷を与え寿命が低下しやすい事が懸念される。
When the discharge occurs, a voltage current having a steep rise is applied to the power supply maintaining the voltage, and there is a concern that the power supply may be damaged and the life thereof may be shortened.

【0016】また電源の容量を大きくし、保護回路を設
け電子ビーム発生を一時的に中断し、真空装置によりイ
オンを排気するような損傷防止を施してある場合でも、
電子ビームの一時中断による作業時間の縮小が生じる。
Even when the capacity of the power supply is increased, a protection circuit is provided, the generation of electron beams is temporarily interrupted, and damage is prevented by exhausting ions by a vacuum device,
The interruption of the electron beam results in a reduction of the working time.

【0017】従って電界を利用するイオントラップは、
放電が頻繁に生じる状態でも適用可能な特殊な装置構成
にしか適用できない。
Therefore, an ion trap utilizing an electric field is
It can be applied only to a special device configuration that can be applied even in a state where discharge frequently occurs.

【0018】本発明の第1目的は寿命の長い電子銃を提
供することにあり、第2目的は不要な逆流電子をトラッ
プできる長寿命なイオン発生装置を提供することにあ
り、第3目的は放電要素の少ない長寿命なイオントラッ
プ装置を提供することにあり、第4目的はイオン発生装
置のイオン発生源方向へ進入しようとする逆流電子の進
入を阻止する長寿命な電子トラップ装置を提供すること
にあり、第5目的は長寿命な蒸着装置を提供することに
ある。
A first object of the present invention is to provide a long-life electron gun, a second object is to provide a long-life ion generator capable of trapping unnecessary back-flow electrons, and a third object is to provide an ion generator having a long life. A fourth object of the present invention is to provide a long-lived ion trap device having a small number of discharge elements, and a long-lived electron trap device for preventing the back-flow electrons from entering the ion source of the ion generator. In particular, a fifth object is to provide a long-life evaporation apparatus.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の第1目的を達成
するための第1手段は、電子ビームの軌道の周りにイオ
ントラップを備えた電子銃において、前記イオントラッ
プとして、前記電子ビームの軌道の側方に配置した磁界
発生手段と、前記磁界発生手段より前記電子ビームの上
流側で且つ前記電子ビームの軌道より側方側にずれた位
置に配置したアース電位のイオン捕獲用標的と、前記磁
界発生部を覆い前記電子ビームの通過部位に開口を有す
る磁気シールド手段とを備えた電子銃であり、磁界を適
用したイオントラップは放電を抑えることが可能であ
り、連続使用が出来て長寿命な電子銃が提供できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electron gun having an ion trap around a trajectory of an electron beam. Magnetic field generating means arranged on the side of the orbit, and a target for capturing ions of earth potential arranged at a position upstream of the electron beam from the magnetic field generating means and at a position shifted laterally from the orbit of the electron beam, A magnetic shield means covering the magnetic field generating portion and having an opening at a site where the electron beam passes, wherein the ion trap to which a magnetic field is applied can suppress discharge, and can be used continuously for a long time. A long-life electron gun can be provided.

【0020】同じく第2手段は、第1手段において、開
口の中心に対して磁界発生手段の中心を偏心してあるこ
とを特徴とした電子銃であり、第1手段による作用効果
に加えて、その偏心に応じて磁界発生手段によるイオン
トラップ内の磁界の大きさに傾きを与え、イオンを電子
の軌道から大きく離すことが出来、電子とイオンとの分
離性能が良くなる。
Similarly, the second means is an electron gun characterized in that the center of the magnetic field generating means is eccentric with respect to the center of the opening in the first means. In accordance with the eccentricity, a gradient is given to the magnitude of the magnetic field in the ion trap by the magnetic field generating means, so that the ions can be largely separated from the trajectories of the electrons, and the separation performance of the electrons and the ions is improved.

【0021】同じく第3手段は、第1手段又は第2手段
において、イオン捕獲用標的の近傍の雰囲気を排気する
真空排気装置を備えた電子銃であり、第1手段又は第2
手段による作用効果に加えて、イオン捕獲用標的にイオ
ンが衝突した際のスパッタリングにより発生する散乱原
子を電子ビームまで拡散させ再度電離しイオンを生成し
ないように積極的に排気することが出来、トラップ後の
不要なイオンの発生を抑制することが出来る。
Similarly, the third means is an electron gun provided with a vacuum exhaust device for exhausting the atmosphere near the ion capturing target in the first means or the second means.
In addition to the function and effect of the means, scattered atoms generated by sputtering when ions collide with the ion capture target can be diffused to the electron beam and ionized again to positively exhaust gas so as not to generate ions. Generation of unnecessary ions later can be suppressed.

【0022】同じく第4手段は、第1手段から第3手段
までのいずれか一手段において、磁界発生手段よりも電
子ビームの下流方向側に前記電子ビームを通過させるガ
ス流入室と、前記ガス流入室から出てきた前記電子ビー
ムを通過させる磁気レンズとを備えた電子銃であり、第
1手段から第3手段までのいずれか一手段による作用効
果に加えて、電子ビームがガス流入室を通過する過程で
プラズマフォーカスの作用を受けて、引きつづいて磁気
レンズで電子ビーム径を小さく制御する事が出来て、蒸
着装置や溶接装置において要求される電子ビーム径を小
さく制御する作用が得やすく、また電子ビームがガス流
入室を通過する過程で発生したイオンは電子ビームと逆
の方向へ進んでトラップされる。
Similarly, the fourth means is any one of the first means to the third means, wherein the gas inflow chamber through which the electron beam passes downstream of the magnetic field generating means with respect to the electron beam; An electron gun having a magnetic lens for passing the electron beam out of the chamber, wherein the electron beam passes through the gas inflow chamber in addition to the function and effect of any one of the first to third means. In the process of receiving, by the action of the plasma focus, it is possible to subsequently control the electron beam diameter to be small with a magnetic lens, and it is easy to obtain the function of controlling the electron beam diameter required in a vapor deposition apparatus or a welding apparatus, In addition, ions generated in the process of passing the electron beam through the gas inflow chamber travel in the opposite direction to the electron beam and are trapped.

【0023】第2目的を達成するための第5手段は、イ
オン源と、前記イオン源よりイオンビーム下流側に配置
したイオン加速用の引き出し電極と、前記引き出し電極
よりイオンビーム下流側に配置した電子トラップとより
構成されるイオン発生装置において、前記電子トラップ
として前記イオンビーム軌道の側方に配置した磁界発生
手段と、前記磁界発生手段より前記イオンビーム上流側
で且つ前記イオンビーム軌道の側方側にずれた位置に配
置したアース電位の電子捕獲用標的と、前記イオンビー
ムが通過できる開口を有して前記磁気発生手段を覆う磁
気シールド手段とを備えたイオン発生装置であり、磁界
を適用した電子トラップは放電を抑えることが可能であ
り、連続使用が出来て長寿命なイオン銃が提供できる。
Fifth means for achieving the second object is an ion source, an extraction electrode for ion acceleration disposed downstream of the ion source from the ion source, and an ion source disposed downstream of the ion beam from the extraction electrode. In an ion generator comprising an electron trap, a magnetic field generating means disposed on the side of the ion beam trajectory as the electron trap, and an ion beam upstream of the magnetic field generating means and a side of the ion beam trajectory An ion generating apparatus comprising: a target for capturing an electron at a ground potential disposed at a position shifted to the side; and a magnetic shield means having an opening through which the ion beam can pass and covering the magnetic generating means, and applying a magnetic field. The electron trap can suppress discharge, and can provide a long-life ion gun that can be used continuously.

【0024】第3目的を達成するための第6手段は、電
子ビーム軌道の側方に配置した磁界発生手段と、前記磁
界発生手段より前記電子ビーム上流側で且つ前記電子ビ
ーム軌道より側方側にずれた位置に配置したアース電位
のイオン捕獲用標的と、前記磁界発生部を覆い前記電子
ビームの通過を許容する開口を有する磁気シールド手段
と、前記イオン捕獲用標的近傍の雰囲気を排出する真空
排気装置とを備えたイオントラップ装置であり、磁界を
適用したイオントラップは放電を抑えることが可能であ
り、長寿命なイオントラップ装置が提供できる。
Sixth means for achieving the third object is a magnetic field generating means arranged on the side of the electron beam trajectory, an electron beam upstream of the magnetic field generating means and a lateral side of the electron beam trajectory. An ion trapping target having a ground potential disposed at a position deviated from the target, magnetic shielding means having an opening covering the magnetic field generating portion and allowing passage of the electron beam, and a vacuum for exhausting an atmosphere near the ion trapping target. This is an ion trap device including an exhaust device, and an ion trap to which a magnetic field is applied can suppress discharge, and can provide a long-life ion trap device.

【0025】第4目的を達成するための第7手段は、イ
オンビーム軌道の側方に配置した磁界発生手段と、前記
磁界発生手段よりイオンビーム上流側で且つ前記イオン
ビーム軌道より側方側にずれた位置に配置したアース電
位の電子捕獲用標的と、前記磁界発生手段を覆い前記イ
オンビームの通過を許容する開口を有する磁気シールド
手段とを備えた電子トラップ装置であり、磁界を適用し
た電子トラップは放電を抑えることが可能であり、長寿
命な電子トラップ装置を提供できる。
A seventh means for achieving the fourth object is a magnetic field generating means arranged on the side of the ion beam trajectory, an ion beam upstream of the magnetic field generating means and a side of the ion beam trajectory. An electron trap device comprising: a target for capturing an electron at a ground potential disposed at a shifted position; and a magnetic shield means having an opening covering the magnetic field generating means and allowing passage of the ion beam. The trap can suppress discharge, and can provide a long-life electron trap device.

【0026】第5目的を達成するための第8手段は、第
1手段から第4手段までのいずれか一手段による電子銃
と、前記電子銃からの電子ビームを真空容器内のるつぼ
に入れられた蒸発物質に向ける電子ビーム偏向手段と、
前記るつぼよりも上方において前記真空容器内に蒸着用
プレートを装備する領域を備えた蒸着装置であり、電子
銃のイオントラップ装置は放電を起こしにくい磁界利用
のものであるから、放電により蒸着作業が中断したり、
損傷したりする事が無く、更には、発生したイオンが電
子銃内に進入して電子銃を損傷させることをイオントラ
ップ装置でイオンを捕らえることで阻止出来て蒸着装置
の寿命をより一層長くする事が出来る。
An eighth means for achieving the fifth object is that an electron gun by any one of the first means to the fourth means and an electron beam from the electron gun are put into a crucible in a vacuum vessel. Electron beam deflecting means for directing the evaporated material;
Above the crucible is a vapor deposition device provided with a region for mounting a vapor deposition plate in the vacuum vessel, and the ion trap device of the electron gun uses a magnetic field that is unlikely to cause a discharge. Interrupt,
There is no damage, and furthermore, it is possible to prevent the generated ions from entering the electron gun and damaging the electron gun by capturing the ions with an ion trap device, thereby further extending the life of the vapor deposition device. I can do things.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】まずは、イオントラップ型電子銃
(以下、単に電子銃という。)の実施例を以下に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an embodiment of an ion trap type electron gun (hereinafter simply referred to as an electron gun) will be described below.

【0028】電子銃に組み込まれたイオントラップは、
イオンを電子ビームから分離するのに磁界を適用したも
のであるから、そのイオントラップは、イオン,蒸気が
飛来する領域にアース電位である蒸着防止板等を設置す
ることによりイオン,蒸気等を媒介とした放電を抑える
ことが可能である。
The ion trap incorporated in the electron gun is
Since the magnetic field is applied to separate the ions from the electron beam, the ion trap mediates the ions and vapors by installing a deposition prevention plate at earth potential in the area where the ions and vapors fly. It is possible to suppress the discharge that occurred.

【0029】従ってイオントラップとしては、どのよう
な装置構成に対しても放電による作業中断をもたらすこ
と無く適用可能である。
Therefore, the ion trap can be applied to any apparatus configuration without interrupting the operation due to discharge.

【0030】また磁界を適用した場合のイオンの分離性
能について考えると、磁界を通過する単電荷の荷電粒子
は運動量に比例した軌道半径を描き、イオンと電子の質
量比は約10,000倍以上であることを考慮すれば軌道半径
が異なり分離性能に問題ない。具体的には、電子ビーム
内部に形成される電場は、電子ビーム周囲とその中心を
比較した場合、数10V〜100V程度の大きさと報告
されている。
Considering the ion separation performance when a magnetic field is applied, a single charged charged particle passing through a magnetic field draws an orbital radius proportional to the momentum, and the mass ratio of ions to electrons is about 10,000 times or more. In consideration of this, the orbital radii are different and there is no problem in the separation performance. Specifically, it is reported that the electric field formed inside the electron beam has a magnitude of about several tens V to 100 V when comparing the periphery of the electron beam with the center thereof.

【0031】このイオンの加速メカニズムから計算した
イオンと電子の一様磁界中での軌道を図7,図8に示
す。
FIGS. 7 and 8 show the orbits of ions and electrons in a uniform magnetic field calculated from the ion acceleration mechanism.

【0032】それぞれ磁界が0.001T,0.01Tの
場合である。
The case where the magnetic field is 0.001T and 0.01T, respectively.

【0033】また、電子ビームの加速電圧は30,40
kVである。
The accelerating voltage of the electron beam is 30, 40.
kV.

【0034】図7,図8からイオンと電子を分離するこ
とが十分可能であることが判る。
FIGS. 7 and 8 show that it is sufficiently possible to separate ions and electrons.

【0035】例えば、図7では中心軸に0.1〜0.2m
も進めば、この軸に垂直方向にイオンと電子は十分に分
離できる。
For example, in FIG. 7, the center axis is 0.1 to 0.2 m.
By further proceeding, ions and electrons can be sufficiently separated in the direction perpendicular to this axis.

【0036】イオントラップを組み込んだ電子銃は図1
に示され、具体的には以下の構成を備える。
FIG. 1 shows an electron gun incorporating an ion trap.
And specifically has the following configuration.

【0037】図1は、タングステン,6ほう化ランタ
ン,金属酸化物等高融点もしくは仕事関数の小さい材質
からなり、電子ビームを発生し、加速した電子のビーム
に逆行して進入するイオンからの損傷を避けるため中央
に穴を設けたカソード3,カソードの支持と電流導入系
を兼ねたカソード支持部4,カソード中央の穴より透過
したイオンを受け止めるイオンコレクタ1,電子ビーム
発生するためカソードを高温に維持するフィラメント
2,カソードから発生した電子を加速するアノード5,
アノードより出てきた電子ビームを収束する磁気レンズ
6,アノードの下流側にあり、イオンをトラップする構
成のうち磁界を発生するコイル7,分離されたイオンを
捕獲するイオン捕獲用標的8,周囲への磁界の影響を最
小に抑える磁気シールド9,捕獲したイオン及びその散
乱原子を電子銃外に排気する真空排気装置10,電子ビ
ームの非点収差等を補正し再度収束する(プラズマフォ
ーカス作用)ガス注入室11,磁気レンズ12及び1〜
12までの構成物を収納あるいは支持する電子銃収納容
器13より構成されるイオントラップ型電子銃である。
電子ビームと逆進する陽イオンは、標的,残留ガスより
磁気レンズ12,ガス注入室11を通過して、ガス注入
室11内で陽イオンの量を増加させる。
FIG. 1 shows damage from ions which are made of a material having a high melting point or a small work function, such as tungsten, lanthanum hexaboride, or a metal oxide, generate an electron beam, and enter the electron beam in a direction opposite to the accelerated electron beam. In order to avoid the problem, the cathode provided with a hole in the center 3, the cathode support part which also serves as a cathode support and a current introduction system 4, an ion collector which receives ions transmitted through the hole in the center of the cathode 1, the cathode is heated to generate an electron beam Maintaining filament 2, Anode for accelerating electrons generated from cathode 5,
A magnetic lens 6 for converging an electron beam emitted from the anode 6, a coil 7 for generating a magnetic field in a configuration for trapping ions downstream of the anode, an ion capturing target 8 for capturing separated ions, and surroundings. A magnetic shield 9 for minimizing the influence of the magnetic field of the vacuum, a vacuum exhaust device 10 for exhausting the trapped ions and their scattered atoms out of the electron gun, and a gas that corrects astigmatism of the electron beam and converges again (plasma focus action). Injection chamber 11, magnetic lens 12 and 1 to 1
This is an ion trap type electron gun including an electron gun storage container 13 that stores or supports up to 12 components.
Positive ions traveling backward from the electron beam pass through the magnetic lens 12 and the gas injection chamber 11 from the target and residual gas, and increase the amount of cations in the gas injection chamber 11.

【0038】陽イオンは電子ビームとは逆に磁気シール
ド9の開口9aから進入するのであるが、磁気シールド
9の内部にはコイル7による磁界がかかっているため、
陽イオンは電子ビームの流入する開口9bとは別の開口
9cから出てイオン捕獲用標的8に衝突する。イオン捕
獲用標的8はアノード5と同じく接地(アース)電位で
あるので電荷は吸収される。またイオンがイオン捕獲用
標的8に衝突したことにより散乱原子が発生するが、近
接して真空排気装置10を設置しているため電子ビーム
側に流れ込んで再度イオンを生成することはない。
The cations enter from the opening 9a of the magnetic shield 9 in the opposite direction to the electron beam. However, since the magnetic field from the coil 7 is applied inside the magnetic shield 9,
Positive ions exit from an opening 9 c different from the opening 9 b into which the electron beam flows, and collide with the ion capturing target 8. Since the ion capturing target 8 is at the ground (earth) potential similarly to the anode 5, the electric charge is absorbed. In addition, scattered atoms are generated due to the collision of the ions with the ion capturing target 8, but the ions are not generated again by flowing into the electron beam side because the vacuum pumping device 10 is provided close to the scattered atoms.

【0039】コイル7による磁界を受けた陽イオンと電
子ビームとの各軌道を判り易く極端に描き表せば、図9
のAが電子ビームの軌道であり、Bが陽イオンの軌道で
あり、両者は逆方向に進行し、軌道半径が異なるから、
互いに分離できる。
If the trajectories of the positive ion and the electron beam, which have been subjected to the magnetic field by the coil 7, are drawn in an extremely easy-to-understand manner, FIG.
A is the orbit of the electron beam, B is the trajectory of the cation, and both travel in the opposite direction and have different orbital radii.
Can be separated from each other.

【0040】第2実施例として図2に高効率イオン分離
イオントラップ型電子銃を示す。
FIG. 2 shows a high-efficiency ion separation ion trap type electron gun as a second embodiment.

【0041】図2は、タングステン,6ほう化ランタ
ン,金属酸化物等高融点もしくは仕事関数の小さい材質
からなり、電子ビームを発生し、加速した電子のビーム
に逆行して進入するイオンからの損傷を避けるため中央
に穴を設けたカソード3,カソードの支持と電流導入系
を兼ねたカソード支持部4,カソード中央の穴より透過
したイオンを受け止めるイオンコレクタ1,電子ビーム
が発生するためカソードを高温に維持するフィラメント
2,カソードから発生した電子を加速するアノード5,
アノードより出てきた電子ビームを収束する磁気レンズ
6,アノードの下流側にあり、イオンをトラップする構
成のうち磁界を発生するコイル7,分離されたイオンを
捕獲するアース電位のイオン捕獲用標的8,周囲への磁
界の影響を最小に抑える磁気シールド9,捕獲したイオ
ン及びその散乱原子を電子銃外に排気する真空排気装置
10,電子ビームの非点収差等を補正し再度収束するガ
ス注入室11,磁気レンズ12及び1〜12までの構成
物を収納乃至は支持する電子銃収納容器13より構成さ
れるイオントラップ型電子銃である。
FIG. 2 shows damage from ions that are made of a material having a high melting point or a small work function, such as tungsten, lanthanum hexaboride, or a metal oxide, generate an electron beam, and enter the accelerated electron beam. In order to avoid the problem, the cathode with a hole in the center 3, the cathode support part 4 which also serves as a cathode support and current introduction system 4, the ion collector 1 which receives the ions transmitted through the hole in the center of the cathode 1, the cathode is heated to generate an electron beam Filament 2, which maintains the anode, anode 5, which accelerates the electrons generated from the cathode 5,
A magnetic lens 6 for converging an electron beam emitted from the anode, a coil 7 that is located downstream of the anode and generates a magnetic field in a configuration for trapping ions, and a target 8 for capturing ions at a ground potential for capturing separated ions. A magnetic shield 9 for minimizing the influence of a magnetic field on the surroundings; a vacuum exhaust device 10 for exhausting the trapped ions and their scattered atoms outside the electron gun; a gas injection chamber for correcting astigmatism of the electron beam and converging again; This is an ion trap type electron gun comprising an electron gun housing container 13 for housing or supporting components 11, magnetic lenses 12 and 1 to 12.

【0042】電子ビームと逆進する陽イオンは、イオン
捕獲用標的8,残留ガスより磁気レンズ12,ガス注入
室11を通過して、ガス注入室内でイオンの量を増加さ
せ、磁気シールド9の開口9aから進入する。磁気シー
ルド9の内部にはコイル7による磁界がかかっているた
め、陽イオンは電子ビームの流入する開口9bとは別の
開口9cから出てアース電位のイオン捕獲用標的8に衝
突する。この磁界は磁界発生コイル7が中心軸より右側
に寄っているため、中心から左側では端に近づくに従い
磁界の強さが弱くなる。このため電子ビームから分離さ
れたイオンは、電子ビームから離れるに従って軌道半径
が大きくなり電子ビームとの距離が一様磁場の場合に比
べて拡大する。イオン捕獲用標的8はアノード5と同じ
く接地電位であるので電荷は吸収される。またイオンが
衝突したことにより散乱原子が発生するが、近接して真
空排気装置10を設置しているため電子ビーム側に流れ
込むことはない。
Positive ions traveling backward from the electron beam pass from the ion capturing target 8 and the residual gas through the magnetic lens 12 and the gas injection chamber 11 to increase the amount of ions in the gas injection chamber, and the magnetic shield 9 It enters from the opening 9a. Since a magnetic field generated by the coil 7 is applied to the inside of the magnetic shield 9, positive ions exit from an opening 9c different from the opening 9b into which the electron beam flows, and collide with the ion capturing target 8 at a ground potential. Since this magnetic field is closer to the right side than the center axis by the magnetic field generating coil 7, the strength of the magnetic field becomes weaker toward the left side from the center as it approaches the end. Therefore, the radius of the orbit of the ions separated from the electron beam increases as the distance from the electron beam increases, and the distance between the ions and the electron beam increases as compared with the case of a uniform magnetic field. Since the ion capture target 8 has the same ground potential as the anode 5, the charge is absorbed. In addition, scattered atoms are generated by the collision of ions, but do not flow into the electron beam side because the evacuation device 10 is provided close to the scattered atoms.

【0043】この例における電子ビームの軌道と陽イオ
ンの軌道とは図9に示されており、Aが電子ビームの軌
道であり、Cが陽イオンの軌道であり、第1実施例より
もこの第2実施例による陽イオンの軌道半径が大きいか
ら、第2実施例による電子ビームから陽イオンの分離距
離が拡大して分離性能が良くなる。
The orbit of the electron beam and the cations in this example are shown in FIG. 9, where A is the trajectory of the electron beam and C is the trajectory of the cations. Since the orbital radius of the cations according to the second embodiment is large, the separation distance of the cations from the electron beam according to the second embodiment is increased and the separation performance is improved.

【0044】第3実施例は図3に示された電子トラップ
型イオン銃として示されている。
The third embodiment is shown as the electron trap type ion gun shown in FIG.

【0045】図3では、イオン用ガス導入口16からイ
オンビームの基となる中性ガスを導入し充填させるイオ
ン・中性ガス収納部14と、充填した中性ガスを電離さ
せイオンを生成するイオン生成用電子発生フィラメント
15と、生成したイオンをイオン・中性ガス収納部から
取り出し、加速するイオン引き出し電極17と、イオン
引き出し電極17の下流側にあり、電子をトラップする
構成のうち磁界を発生するコイル7と、分離された電子
を捕獲する電子捕獲用標的18と、周囲への磁界の影響
を最小に抑える磁気シールド9とより構成される電子ト
ラップ型イオン銃が示されている。
In FIG. 3, an ion / neutral gas storage unit 14 for introducing and filling a neutral gas serving as a base of an ion beam from an ion gas inlet 16 and ionizing the charged neutral gas to generate ions. The ion generating electron generating filament 15, the generated ions are taken out of the ion / neutral gas storage unit, and the ion extraction electrode 17 accelerates the ion generation. An electron trap type ion gun is shown that includes a generated coil 7, an electron capture target 18 for capturing separated electrons, and a magnetic shield 9 for minimizing the influence of a magnetic field on the surroundings.

【0046】イオンビームと逆進する電子は、磁気シー
ルド9の開口9aから進入する。磁気シールド9の内部
には磁界がかかっているため、電子はイオンビームの流
入する開口9bとは別の開口9cから出て電子捕獲用標
的18に衝突する。電子捕獲用標的18はイオン引き出
し電極17と同じく接地電位であるので電荷は吸収され
る。
Electrons traveling backward from the ion beam enter through the opening 9 a of the magnetic shield 9. Since a magnetic field is applied to the inside of the magnetic shield 9, the electrons exit from an opening 9 c different from the opening 9 b into which the ion beam flows, and collide with the electron capturing target 18. Since the electron capture target 18 has the same ground potential as the ion extraction electrode 17, the charge is absorbed.

【0047】イオンビームと電子の軌道は概念的には図
9のAがイオンビームの軌道と、Dが電子の軌道と考え
れば良い。
Conceptually, the trajectories of the ion beam and the electron can be considered assuming that A in FIG. 9 is the trajectory of the ion beam and D is the trajectory of the electron.

【0048】第4実施例は図4にイオントラップ装置単
体として示されている。
The fourth embodiment is shown in FIG. 4 as a single ion trap device.

【0049】図4では、電子ビーム上流開口19,電子
ビーム下流開口20,真空排気用ポートを備えた真空容
器38と、真空容器38の内部に設置した磁気シールド
開口9a,9b,9cを備えた磁気シールド9と、真空
容器内部に設置した磁界発生用コイル21,真空容器3
8の外部に設置し、磁界発生用コイルと電気的に接続し
た磁界発生用コイル電源22と、イオン捕獲用標的8
と、真空排気装置10より構成されるイオントラップ装
置が示される。電子ビーム発生装置は電子ビーム上流開
口19と接続し、標的となる物質,物体は電子ビーム下
流開口20と接続して使用する。電子ビームの軌道の適
正化は、磁界発生用コイル電源22の電流調整によって
行う。
In FIG. 4, a vacuum vessel 38 having an electron beam upstream opening 19, an electron beam downstream opening 20, a vacuum exhaust port, and magnetic shield openings 9a, 9b, 9c provided inside the vacuum vessel 38 are provided. Magnetic shield 9, magnetic field generating coil 21 installed inside vacuum vessel, vacuum vessel 3
A magnetic field generating coil power supply 22 installed outside the magnetic field generating coil 8 and electrically connected to the magnetic field generating coil;
And an ion trap device constituted by the vacuum exhaust device 10. The electron beam generator is connected to the electron beam upstream aperture 19, and a target substance or object is connected to the electron beam downstream aperture 20 for use. The trajectory of the electron beam is optimized by adjusting the current of the coil power supply 22 for generating the magnetic field.

【0050】この場合にも、第1実施例と同じく、電子
ビームは開口9bから磁気シールド9内に入射して磁界
発生用コイル21による磁界を受けて電子ビーム軌道が
曲がり、開口9aから磁気シールド9外へ出射される。
Also in this case, as in the first embodiment, the electron beam enters the magnetic shield 9 from the opening 9b and receives the magnetic field from the magnetic field generating coil 21 to bend the orbit of the electron beam. 9 is emitted outside.

【0051】陽イオンは開口9aから磁気シールド9内
に入って磁界発生用コイル21による磁界を受けて陽イ
オンの軌道が曲がり、アース電位のイオン捕獲用標的8
に衝突して捕獲され、その捕獲時の散乱原子による影響
雰囲気は真空排気装置10により排気され磁気シールド
9外へ放出される。
The cations enter the magnetic shield 9 through the opening 9a and receive a magnetic field from the magnetic field generating coil 21 to bend the trajectory of the cations, so that the ion capturing target 8 at the earth potential is obtained.
At this time, the atmosphere affected by the scattered atoms at the time of capture is exhausted by the vacuum exhaust device 10 and released to the outside of the magnetic shield 9.

【0052】この例でも、イオントラップは磁界の適用
により成されるから、放電事故が抑制できる。
Also in this example, since the ion trap is formed by applying a magnetic field, a discharge accident can be suppressed.

【0053】第5実施例は図5に電子トラップ装置とし
て示されている。
The fifth embodiment is shown in FIG. 5 as an electron trap device.

【0054】図5では、イオンビーム上流開口23,イ
オンビーム下流開口24,真空排気用ポートを備えた真
空容器38と、真空容器38の内部に設置した磁気シー
ルド開口9a,9bを備えた磁気シールド9と、真空容
器内部に設置した磁界発生用コイル21,真空容器38
の外部に設置し、磁界発生用コイルと電気的に接続した
磁界発生用コイル電源22と、電子捕獲用標的18と、
真空排気装置10より構成される電子トラップ装置であ
る。イオンビーム発生装置はイオンビーム上流開口23
と接続し、標的となる物質,物体はイオンビーム下流開
口24と接続して使用する。電子ビームの軌道の適正化
は、磁界発生用コイル電源22の電流調整によって行
う。
In FIG. 5, a vacuum container 38 having an ion beam upstream opening 23, an ion beam downstream opening 24, a vacuum exhaust port, and a magnetic shield having magnetic shield openings 9a and 9b installed inside the vacuum container 38 are shown. 9, a magnetic field generating coil 21 installed inside the vacuum vessel, and a vacuum vessel 38
A magnetic field generating coil power supply 22 that is installed outside the device and is electrically connected to the magnetic field generating coil; an electron capture target 18;
This is an electron trap device including the vacuum evacuation device 10. The ion beam generator has an ion beam upstream aperture 23.
And the target substance or object is connected to the ion beam downstream opening 24 for use. The trajectory of the electron beam is optimized by adjusting the current of the coil power supply 22 for generating the magnetic field.

【0055】この場合には、イオンビームは開口9bか
ら磁気シールド9内に入射して磁界発生用コイル21に
よる磁界を受けてイオンビーム軌道が曲がり、開口9a
から磁気シールド9外へ出射される。
In this case, the ion beam enters the magnetic shield 9 from the opening 9b and receives a magnetic field from the magnetic field generating coil 21 to bend the trajectory of the ion beam.
From the magnetic shield 9.

【0056】電子は開口9aから磁気シールド9内に入
って磁界発生用コイル21による磁界を受けて電子の軌
道が曲がり、アース電位のイオン捕獲用標的8に衝突し
て捕獲される。
The electrons enter the magnetic shield 9 through the opening 9a and receive a magnetic field generated by the magnetic field generating coil 21 to bend the trajectory of the electrons, and collide with the ion capturing target 8 at the ground potential to be captured.

【0057】この例でも、電子トラップは磁界の適用に
より成されるから、放電事故が抑制できる。
Also in this example, since the electron trap is formed by applying a magnetic field, a discharge accident can be suppressed.

【0058】第6実施例は図6に蒸着装置として示され
ている。
The sixth embodiment is shown in FIG. 6 as a vapor deposition apparatus.

【0059】図6では、タングステン,6ほう化ランタ
ン,金属酸化物等高融点もしくは仕事関数の小さい材質
からなり、電子ビームを発生し、電子ビームに対して逆
進するイオンからの損傷を避けるため中央に穴を設けた
カソード3,カソードの支持と電流導入系を兼ねたカソ
ード支持部4,カソード中央の穴より透過したイオンを
受け止めるイオンコレクタ1,電子ビームを発生するた
めカソードを高温に維持するフィラメント2,カソード
から発生した電子を加速するアノード5,アノードより
出てきた電子ビームを収束する磁気レンズ6,アノード
の下流側にあり、イオンをトラップする構成のうち磁界
を発生するコイル7,分離されたイオンを捕獲するアー
ス電位のイオン捕獲用標的8,周囲への磁界の影響を最
小に抑える磁気シールド9,捕獲したイオン及びその散
乱原子を電子銃外に排気する真空排気装置10,電子ビ
ームの批点収差等を補正し再度収束するガス注入室1
1,磁気レンズ12及び1〜12までの構成物を収納す
る電子銃収納容器13,蒸発物質36,蒸発物質を装荷
するるつぼ35,蒸着プレート37,蒸着量を計測する
ための膜厚計30,電子ビームを蒸発物質に照射するた
め電子ビーム軌道を偏向する電子ビーム偏向コイル3
3,その電源の偏向コイル電源34,イオンコレクタ電
流計25,イオン捕獲用標的電流計26,カソード電圧
調整装置27,フィラメント電圧,電流調整装置28,
コイル7の磁界調整装置29,膜厚計制御装置31,電
子銃フィードバック用制御装置32より構成される蒸着
装置用電子銃である。
In FIG. 6, a material having a high melting point or a small work function, such as tungsten, lanthanum hexaboride, or a metal oxide, is used to generate an electron beam and to avoid damage from ions that travel backward to the electron beam. A cathode 3 having a hole in the center 3, a cathode support portion 4 serving also as a cathode support and a current introducing system 4, an ion collector 1 for receiving ions transmitted through the hole in the center of the cathode 1, and maintaining the cathode at a high temperature to generate an electron beam. A filament 2, an anode for accelerating electrons generated from a cathode 5, a magnetic lens 6 for converging an electron beam emitted from the anode, a coil 7, which is located downstream of the anode and traps ions, and generates a magnetic field; A target 8 for capturing an ion at a ground potential for capturing trapped ions, a magnetic system for minimizing the influence of a magnetic field on the surroundings. Field 9, the vacuum exhaust device for exhausting the trapped ions and scattered atoms outside the electron gun 10, the gas injection chamber 1 converging corrected correction marks aberration of the electron beam again
1, an electron gun storage container 13 for storing the magnetic lens 12 and components 1 to 12, an evaporating substance 36, a crucible 35 for loading the evaporating substance, an evaporation plate 37, a film thickness meter 30 for measuring an evaporation amount, Electron beam deflection coil 3 for deflecting the electron beam trajectory to irradiate the electron beam to the evaporating substance
3, a deflection coil power supply 34 of the power supply, an ion collector ammeter 25, a target ammeter 26 for ion capture, a cathode voltage adjuster 27, a filament voltage and a current adjuster 28,
This is an electron gun for a vapor deposition apparatus that includes a magnetic field adjusting device 29 for the coil 7, a film thickness gauge control device 31, and an electron gun feedback control device 32.

【0060】まずカソード電圧調整装置16,フィラメ
ント電圧,電流調整装置17の加速電圧調整範囲を設定
しておく。次いでイオンコレクタ電流計14が最小にな
るよう、また同時にイオン捕獲用標的電流計が最大にな
るよう加速電圧を当初設定した範囲で変化させる。この
時膜厚制御装置31からの信号が一定になるようフィラ
メント電圧,電流調整装置17からフィラメント2に流
れる電流を制御する。これにより長時間安定した電子銃
の運転が確保され、蒸着装置の寿命が長くなるし、放電
事故による障害が無くて蒸着作業を途中で中断すること
が無い。
First, the accelerating voltage adjusting range of the cathode voltage adjusting device 16, the filament voltage and current adjusting device 17 is set. Next, the acceleration voltage is changed within the initially set range so that the ion collector ammeter 14 is minimized, and at the same time, the ion capturing target ammeter is maximized. At this time, the filament voltage and the current flowing from the current adjusting device 17 to the filament 2 are controlled so that the signal from the film thickness control device 31 becomes constant. As a result, stable operation of the electron gun is ensured for a long time, the life of the vapor deposition apparatus is prolonged, and there is no obstacle due to a discharge accident and the vapor deposition operation is not interrupted.

【0061】このように、イオントラップの性能を向上
させる制御装置を付加した構成であれば、電子ビーム発
生源であるカソードの後方にイオンコレクタを設置して
電子銃に流入するイオン量を電流として計測し、この電
流値が最小となるようイオントラップの磁界の強さを調
節する。この調節により電子ビームの軌道半径が変化す
るので、加速電圧であるアノード印可電圧,フィラメン
ト電流にフィードバック制御を施せる。
As described above, according to the configuration in which the control device for improving the performance of the ion trap is added, an ion collector is provided behind the cathode, which is an electron beam generating source, and the amount of ions flowing into the electron gun is used as a current. It measures and adjusts the strength of the magnetic field of the ion trap so that this current value is minimized. Since the orbit radius of the electron beam is changed by this adjustment, feedback control can be performed on the anode application voltage and the filament current which are acceleration voltages.

【0062】特に蒸着装置等の電子ビーム加熱により金
属等を蒸発させる場合は、蒸発量を制御する必要がある
装置に適用でき、蒸着装置に設置した膜厚計からの信号
をフィードバック制御信号として利用した場合について
述べている。即ち、イオンコレクタからの信号によりイ
オントラップの磁界の強さBを決め、これに対応したア
ノード印可電圧VをB/√Vが一定となるよう設定す
る。次いで、膜厚計からの信号が一定になるようフィラ
メント電流を調整し、無駄の無い精度の高い作業が成せ
る。
In particular, when evaporating a metal or the like by electron beam heating such as an evaporation apparatus, the present invention can be applied to an apparatus that needs to control the amount of evaporation, and a signal from a film thickness gauge installed in the evaporation apparatus is used as a feedback control signal. The case is described. That is, the intensity B of the magnetic field of the ion trap is determined based on a signal from the ion collector, and the corresponding anode application voltage V is set so that B / ΔV becomes constant. Next, the filament current is adjusted so that the signal from the film thickness meter becomes constant, and a highly efficient operation without waste can be performed.

【0063】[0063]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、イオンにより
スパッタリングされ短寿命となるのを阻止し、放電事故
も低減できて電子銃を長寿命化出来る。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent a short life from being sputtered by ions, reduce a discharge accident, and extend the life of the electron gun.

【0064】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
による効果に加えて、電子ビームからイオンの分離性能
が良くなるという効果が得られる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, an effect of improving the performance of separating ions from an electron beam can be obtained.

【0065】請求項3の発明によれば、請求項1又は請
求項2の発明による効果に加えて、イオンをトラップし
たあとに生じる再度のイオン生成を阻止してイオンによ
る電子銃の損耗をより一層低減できる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect of the present invention, the generation of ions again after trapping the ions is prevented, so that the ion gun is less worn out by the ions. It can be further reduced.

【0066】請求項4の発明によれば、請求項1から請
求項3までのいずれか一項の発明による効果に加えて、
電子ビームにプラズマフォーカス作用を加えて収束性を
良くする事が出来るという効果が得られる。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to third aspects of the present invention,
The effect is obtained that the convergence can be improved by adding a plasma focus effect to the electron beam.

【0067】請求項5の発明によれば、イオンビームの
進行と逆進する電子を捕獲してイオン発生源側の構成が
損耗を受けないように出来、放電事故も無いから、長寿
命なイオン銃が提供できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the configuration of the ion source can be prevented from being worn by capturing the electrons that travel in reverse with the progress of the ion beam, and there is no discharge accident. A gun can be provided.

【0068】請求項6の発明によれば、電子ビームの進
行と逆進するイオンを捕獲して且つ放電事故も抑制でき
るイオントラップ装置を提供できる。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide an ion trap device capable of capturing ions traveling backward with respect to the progress of the electron beam and suppressing a discharge accident.

【0069】請求項7の発明によれば、イオンビームの
進行と逆進する電子を捕獲して且つ放電事故も抑制でき
る電子トラップ装置を提供できる。
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to provide an electron trap device that captures electrons that travel in reverse with the progress of the ion beam and can suppress a discharge accident.

【0070】請求項8の発明によれば、蒸着装置の寿命
を伸ばすことが出来、且つ放電事故による作業の中断が
抑制できるという効果が得られる。
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to extend the life of the vapor deposition apparatus and to suppress interruption of the work due to a discharge accident.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例による電子銃の縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electron gun according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例による電子銃の縦断面図で
ある。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an electron gun according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例によるイオン銃の縦断面図
である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an ion gun according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例によるイオントラップ装置
の縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an ion trap device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施例による電子トラップ装置の
縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an electron trap device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6実施例による蒸着装置の縦断面図
である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a deposition apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】電子とイオンの0.001T における軌道計算
結果を示したグラフ図である。
FIG. 7 is a graph showing the orbital calculation results of electrons and ions at 0.001T.

【図8】電子とイオンの0.01T における軌道計算結
果を示したグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing the results of orbital calculations of electrons and ions at 0.01T.

【図9】本発明の第1と第2実施例における電子ビーム
と陽イオンとの軌道経路を概略的に示した経路図であ
る。
FIG. 9 is a path diagram schematically showing an orbital path between an electron beam and positive ions in the first and second embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオンコレクタ、2…フィラメント、3…カソー
ド、4…カソード支持部、5…アノード、6,12…磁
気レンズ、7…コイル、8…イオン捕獲用標的、9…磁
気シールド、9a,9b,9c…磁気シールド開口、1
0…真空排気装置、11…ガス注入室、11a…ガス流
入口、11b…ガス排気口、13…電子銃収納容器、1
4…イオン・中性ガス収納部、15…イオン生成用電子
発生フィラメント、16…イオン用ガス導入口、17…
イオン引き出し電極、18…電子捕獲用標的、19…電
子ビーム上流開口、20…電子ビーム下流開口、21…
磁界発生用コイル、22…磁界発生用コイル電源、23
…イオンビーム上流開口、24…イオンビーム下流開
口、25…イオンコレクタ電流計、26…イオン捕獲標
的電流計、27…カソード電圧調整装置、28…フィラ
メント電圧、電流調整装置、29…磁界発生装置用磁界
調整装置、30…膜厚計、31…膜厚計制御装置、32
…電子銃フィードバック用制御装置、33…電子ビーム
偏向コイル、34…偏向コイル用電源、35…るつぼ、
36…蒸発物質、37…蒸着プレート、38…真空容
器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion collector, 2 ... Filament, 3 ... Cathode, 4 ... Cathode support part, 5 ... Anode, 6, 12 ... Magnetic lens, 7 ... Coil, 8 ... Target for ion capture, 9 ... Magnetic shield, 9a, 9b, 9c: magnetic shield opening, 1
0: vacuum exhaust device, 11: gas injection chamber, 11a: gas inlet, 11b: gas exhaust port, 13: electron gun storage container, 1
4 ... ion / neutral gas storage unit, 15 ... electron generating filament for ion generation, 16 ... ion gas inlet, 17 ...
Ion extraction electrode, 18: electron capture target, 19: electron beam upstream opening, 20: electron beam downstream opening, 21 ...
Coil for generating magnetic field, 22 ... Coil power supply for generating magnetic field, 23
... Ion beam upstream aperture, 24 ... Ion beam downstream aperture, 25 ... Ion collector ammeter, 26 ... Ion capture target ammeter, 27 ... Cathode voltage regulator, 28 ... Filament voltage and current regulator, 29 ... For magnetic field generator Magnetic field adjusting device, 30: thickness gauge, 31: thickness gauge control device, 32
... Electron gun feedback control device, 33 ... Electron beam deflection coil, 34 ... Power supply for deflection coil, 35 ... Crucible,
36: evaporation substance, 37: evaporation plate, 38: vacuum container.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子ビームの軌道の周りにイオントラップ
を備えた電子銃において、前記イオントラップとして、
前記電子ビームの軌道の側方に配置した磁界発生手段
と、前記磁界発生手段より前記電子ビームの上流側で且
つ前記電子ビームの軌道より側方側にずれた位置に配置
したアース電位のイオン捕獲用標的と、前記磁界発生部
を覆い前記電子ビームの通過部位に開口を有する磁気シ
ールド手段とを備えた電子銃。
1. An electron gun having an ion trap around a trajectory of an electron beam.
Magnetic field generating means arranged on the side of the electron beam trajectory; and ground potential ion capture arranged at a position upstream of the electron beam from the magnetic field generating means and at a position shifted laterally from the electron beam trajectory. An electron gun comprising: a target for use; and magnetic shield means covering the magnetic field generating portion and having an opening at a site where the electron beam passes.
【請求項2】請求項1において、開口の中心に対して磁
界発生手段の中心を偏心してあることを特徴とした電子
銃。
2. The electron gun according to claim 1, wherein the center of the magnetic field generating means is eccentric with respect to the center of the opening.
【請求項3】請求項1又は請求項2において、イオン捕
獲用標的の近傍の雰囲気を排気する真空排気装置を備え
た電子銃。
3. An electron gun according to claim 1, further comprising a vacuum exhaust device for exhausting an atmosphere near the ion capturing target.
【請求項4】請求項1から請求項3までのいずれか一項
において、磁界発生手段よりも電子ビームの下流方向側
に前記電子ビームを通過させるガス流入室と、前記ガス
流入室から出てきた前記電子ビームを通過させる磁気レ
ンズとを備えた電子銃。
4. The gas inflow chamber according to claim 1, wherein the gas inflow chamber passes the electron beam on the downstream side of the electron beam with respect to the magnetic field generation means, and the gas inflow chamber exits from the gas inflow chamber. And a magnetic lens that passes the electron beam.
【請求項5】イオン源と、前記イオン源よりイオンビー
ム下流側に配置したイオン加速用の引き出し電極と、前
記引き出し電極よりイオンビーム下流側に配置した電子
トラップとより構成されるイオン発生装置において、前
記電子トラップとして前記イオンビーム軌道の側方に配
置した磁界発生手段と、前記磁界発生手段より前記イオ
ンビーム上流側で且つ前記イオンビーム軌道の側方側に
ずれた位置に配置したアース電位の電子捕獲用標的と、
前記イオンビームが通過できる開口を有して前記磁気発
生手段を覆う磁気シールド手段とを備えたイオン発生装
置。
5. An ion generating apparatus comprising: an ion source; an extraction electrode for ion acceleration disposed downstream of the ion beam from the ion source; and an electron trap disposed downstream of the ion beam from the extraction electrode. A magnetic field generating means disposed on the side of the ion beam trajectory as the electron trap; and a ground potential disposed at a position shifted from the magnetic field generating means on the ion beam upstream side and on the side of the ion beam trajectory. An electron capture target;
A magnetic shield unit having an opening through which the ion beam can pass and covering the magnetic generation unit.
【請求項6】電子ビーム軌道の側方に配置した磁界発生
手段と、前記磁界発生手段より前記電子ビーム上流側で
且つ前記電子ビーム軌道より側方側にずれた位置に配置
したアース電位のイオン捕獲用標的と、前記磁界発生部
を覆い前記電子ビームの通過を許容する開口を有する磁
気シールド手段と、前記イオン捕獲用標的近傍の雰囲気
を排出する真空排気装置とを備えたイオントラップ装
置。
6. A magnetic field generating means disposed on a side of an electron beam orbit, and an ion having a ground potential disposed at a position upstream of the magnetic field generating means and on a side of the electron beam orbit shifted from the magnetic field generating means. An ion trap device comprising: a capture target; magnetic shield means covering the magnetic field generating portion and having an opening allowing passage of the electron beam; and a vacuum exhaust device for exhausting an atmosphere near the ion capture target.
【請求項7】イオンビーム軌道の側方に配置した磁界発
生手段と、前記磁界発生手段よりイオンビーム上流側で
且つ前記イオンビーム軌道より側方側にずれた位置に配
置したアース電位の電子捕獲用標的と、前記磁界発生手
段を覆い前記イオンビームの通過を許容する開口を有す
る磁気シールド手段とを備えた電子トラップ装置。
7. A magnetic field generating means disposed on a side of an ion beam orbit, and an electron capture of a ground potential disposed on a position upstream of the magnetic field generating means and on a side of the ion beam orbit. An electron trap device comprising: a target for use; and a magnetic shield unit that covers the magnetic field generation unit and has an opening that allows the passage of the ion beam.
【請求項8】請求項1から請求項4までのいずれか一項
による電子銃と、前記電子銃からの電子ビームを真空容
器内のるつぼに入れられた蒸発物質に向ける電子ビーム
偏向手段と、前記るつぼよりも上方において前記真空容
器内に蒸着用プレートを装備する領域を備えた蒸着装
置。
8. An electron gun according to any one of claims 1 to 4, and electron beam deflecting means for directing an electron beam from said electron gun to a vaporized substance placed in a crucible in a vacuum vessel. A vapor deposition apparatus including a region for mounting a vapor deposition plate in the vacuum vessel above the crucible.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112582247A (en) * 2020-12-14 2021-03-30 北京无线电计量测试研究所 Small vacuum device and method for trapping ions

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