JPH1140069A - マイクロチャネルプレートを用いたイオン源 - Google Patents
マイクロチャネルプレートを用いたイオン源Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積に亘り一様なイオンビーム束が得られ
るイオン源を得ることを目的とする。 【解決手段】 高真空度を維持することができる真空チ
ャンバ８内には、マイクロチャンネルプレート（ＭＣ
Ｐ）１が配置されており、ＭＣＰ１の電子出射面６側に
は、電子コレクタ９が配置されている。これらのＭＣＰ
１及び電子コレクタ９には、それぞれＭＣＰ用電源１０
（Ｖａ）及び電子コレクタ用電源１１（Ｖｅ）が接続さ
れている。また、ＭＣＰ１の電子出射面６と電子コレク
タ９との間にガスを導入するガス導入管１２が真空チャ
ンバ８に設けられている。また、ＭＣＰ１の電子入射面
４側には、イオンコレクタ１３が配置されており、この
イオンコレクタ１３にはイオンコレクタ用電源１３ａ
（Ｖｉ）が接続されている。
るイオン源を得ることを目的とする。 【解決手段】 高真空度を維持することができる真空チ
ャンバ８内には、マイクロチャンネルプレート（ＭＣ
Ｐ）１が配置されており、ＭＣＰ１の電子出射面６側に
は、電子コレクタ９が配置されている。これらのＭＣＰ
１及び電子コレクタ９には、それぞれＭＣＰ用電源１０
（Ｖａ）及び電子コレクタ用電源１１（Ｖｅ）が接続さ
れている。また、ＭＣＰ１の電子出射面６と電子コレク
タ９との間にガスを導入するガス導入管１２が真空チャ
ンバ８に設けられている。また、ＭＣＰ１の電子入射面
４側には、イオンコレクタ１３が配置されており、この
イオンコレクタ１３にはイオンコレクタ用電源１３ａ
（Ｖｉ）が接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロチャネル
プレート（以下、場合によりＭＣＰとする）を用いたイ
オン源に関し、特に、ＭＣＰで生成された電子で雰囲気
（ガス）をイオン化し、そのイオンをＭＣＰを通して取
り出す、マイクロチャネルプレートを用いたイオン源に
関するものである。
プレート（以下、場合によりＭＣＰとする）を用いたイ
オン源に関し、特に、ＭＣＰで生成された電子で雰囲気
（ガス）をイオン化し、そのイオンをＭＣＰを通して取
り出す、マイクロチャネルプレートを用いたイオン源に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、イオン源の代表的なものとして、
ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）型イオン源、
ＰＩＧ（ｐｅｎｎｉｎｇ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｇａ
ｕｇｅ）型イオン源、ビームプラズマ型イオン源、デュ
オプラズマトロンなどがある。これらは、それぞれ独自
の方式によりプラズマを形成し、イオンビームを形成す
る。
ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）型イオン源、
ＰＩＧ（ｐｅｎｎｉｎｇ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｇａ
ｕｇｅ）型イオン源、ビームプラズマ型イオン源、デュ
オプラズマトロンなどがある。これらは、それぞれ独自
の方式によりプラズマを形成し、イオンビームを形成す
る。
【０００３】例えば、ＲＦ型イオン源は、数十ＭＨｚの
マイクロ波の印加によりガスをイオン化する。また、Ｐ
ＩＧ型イオン源は、冷陰極放電によりプラズマを形成す
る。ビームプラズマ型イオン源では、電子ビームを形成
し、この電子ビームをガス中を走らせることにより、電
子ビームに沿ってプラズマを形成し、電子ビームと逆方
向にイオンビームを取り出す。デュオプラズマトロン
は、フィラメントより放出された電子流によりプラズマ
を形成し、このプラズマよりイオンビームを引き出して
いる。
マイクロ波の印加によりガスをイオン化する。また、Ｐ
ＩＧ型イオン源は、冷陰極放電によりプラズマを形成す
る。ビームプラズマ型イオン源では、電子ビームを形成
し、この電子ビームをガス中を走らせることにより、電
子ビームに沿ってプラズマを形成し、電子ビームと逆方
向にイオンビームを取り出す。デュオプラズマトロン
は、フィラメントより放出された電子流によりプラズマ
を形成し、このプラズマよりイオンビームを引き出して
いる。
【０００４】さらに、これらとは別に、高温表面に接触
した物質の一部がイオン化して放出される現象（表面電
離）を利用したものや、液体金属（例えばＧａなど）を
用いたイオン源などもある。これらのイオン源は、用途
に応じて適宜使い分けられている。
した物質の一部がイオン化して放出される現象（表面電
離）を利用したものや、液体金属（例えばＧａなど）を
用いたイオン源などもある。これらのイオン源は、用途
に応じて適宜使い分けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のイオ
ン源では、まずプラズマを形成し、そこからイオンを引
き出している。従って、このイオン引き出しに要する電
極構造から、イオン流はビーム状になる場合が多く、あ
る程度広い範囲に面分布したイオンビーム束を作ろうと
しても、一様なイオンビーム束が得られないという問題
点があった。また、表面電離を利用したイオン源では、
イオンビーム束をある程度広げることはできるが、十分
に広げることはできないという問題点があった。
ン源では、まずプラズマを形成し、そこからイオンを引
き出している。従って、このイオン引き出しに要する電
極構造から、イオン流はビーム状になる場合が多く、あ
る程度広い範囲に面分布したイオンビーム束を作ろうと
しても、一様なイオンビーム束が得られないという問題
点があった。また、表面電離を利用したイオン源では、
イオンビーム束をある程度広げることはできるが、十分
に広げることはできないという問題点があった。
【０００６】そこで本発明は、このような問題点を解決
するためになされたものであり、ＭＣＰを用いることに
よって、大面積に亘り一様なイオンビーム束が得られる
イオン源を得ることを目的とする。
するためになされたものであり、ＭＣＰを用いることに
よって、大面積に亘り一様なイオンビーム束が得られる
イオン源を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、電子入射面及び電子出射面を有するマイクロ
チャネルプレートと、マイクロチャネルプレートの電子
入射面及び電子出射面間に所定の電圧を印加するマイク
ロチャネルプレート用電源と、マイクロチャネルプレー
トの電子出射面側に配置された電子コレクタと、電子コ
レクタに所定の電圧を印加する電子コレクタ用電源と、
マイクロチャネルプレートの電子出射面側にガスを導入
するガス導入手段と、マイクロチャネルプレート及び電
子コレクタを内部に収容し、ガス導入手段が設けられる
と共に、高真空度に維持される真空チャンバとを備えた
イオン源であって、真空チャンバ内に導入されたガスを
マイクロチャネルプレートで生成された電子でイオン化
し、このイオン化されたガスイオンをマイクロチャネル
プレートを介して電子入射面から放出することを特徴と
するマイクロチャネルプレートを用いたイオン源であ
る。
の発明は、電子入射面及び電子出射面を有するマイクロ
チャネルプレートと、マイクロチャネルプレートの電子
入射面及び電子出射面間に所定の電圧を印加するマイク
ロチャネルプレート用電源と、マイクロチャネルプレー
トの電子出射面側に配置された電子コレクタと、電子コ
レクタに所定の電圧を印加する電子コレクタ用電源と、
マイクロチャネルプレートの電子出射面側にガスを導入
するガス導入手段と、マイクロチャネルプレート及び電
子コレクタを内部に収容し、ガス導入手段が設けられる
と共に、高真空度に維持される真空チャンバとを備えた
イオン源であって、真空チャンバ内に導入されたガスを
マイクロチャネルプレートで生成された電子でイオン化
し、このイオン化されたガスイオンをマイクロチャネル
プレートを介して電子入射面から放出することを特徴と
するマイクロチャネルプレートを用いたイオン源であ
る。
【０００８】この発明によれば、導入されたガスをマイ
クロチャネルプレートで生成された電子でイオン化し、
このイオン化されたガスイオンをマイクロチャネルプレ
ートを介して電子入射面から取り出すので、マイクロチ
ャネルプレートと同等の大面積に亘って均一なイオンビ
ーム束を得ることができる。
クロチャネルプレートで生成された電子でイオン化し、
このイオン化されたガスイオンをマイクロチャネルプレ
ートを介して電子入射面から取り出すので、マイクロチ
ャネルプレートと同等の大面積に亘って均一なイオンビ
ーム束を得ることができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、ガスの電子によ
るイオン化を、自励発振状態で行うことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、マイクロチャネルプレートに
光を照射する光照射手段を、さらに備えたことを特徴と
する。請求項４に記載の発明は、マイクロチャネルプレ
ートの電子入射面側に配置されたイオンコレクタと、イ
オンコレクタに所定の電圧を印加するイオンコレクタ用
電源とをさらに備えたことを特徴とする。
るイオン化を、自励発振状態で行うことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、マイクロチャネルプレートに
光を照射する光照射手段を、さらに備えたことを特徴と
する。請求項４に記載の発明は、マイクロチャネルプレ
ートの電子入射面側に配置されたイオンコレクタと、イ
オンコレクタに所定の電圧を印加するイオンコレクタ用
電源とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】請求項５に記載の発明は、マイクロチャネ
ルプレートに印加される電圧が、１０００Ｖ〜１６００
Ｖの範囲であることを特徴とする。請求項６に記載の発
明は、電子コレクタに印加される電圧が、５０Ｖ〜５０
０Ｖの範囲であることを特徴とする。請求項７に記載の
発明は、イオンコレクタに印加される電圧が、＋２００
００Ｖ〜−１５００Ｖの範囲であることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、真空チャンバ内に導入される
ガスが、酸素、水素、窒素、希ガス、アルカリ金属蒸
気、金属蒸気、有機化合物及び高分子ガスからなる群か
ら選ばれたガスであることを特徴とする。請求項９に記
載の発明は、真空チャンバ内に導入されるガスの真空度
が、１０-3Ｔｏｒｒ〜１０2Ｔｏｒｒの範囲であること
を特徴とする。
ルプレートに印加される電圧が、１０００Ｖ〜１６００
Ｖの範囲であることを特徴とする。請求項６に記載の発
明は、電子コレクタに印加される電圧が、５０Ｖ〜５０
０Ｖの範囲であることを特徴とする。請求項７に記載の
発明は、イオンコレクタに印加される電圧が、＋２００
００Ｖ〜−１５００Ｖの範囲であることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、真空チャンバ内に導入される
ガスが、酸素、水素、窒素、希ガス、アルカリ金属蒸
気、金属蒸気、有機化合物及び高分子ガスからなる群か
ら選ばれたガスであることを特徴とする。請求項９に記
載の発明は、真空チャンバ内に導入されるガスの真空度
が、１０-3Ｔｏｒｒ〜１０2Ｔｏｒｒの範囲であること
を特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
に係るマイクロチャネルプレートを用いたイオン源の実
施形態について説明する。なお、各図中、同一符号は同
一又は相当部分を示し、重複する説明は省略する。本発
明者らは、大口径イオン源の開発を目的として、微弱光
や荷電粒子の検出器として使用されてきたマイクロチャ
ネルプレート（ＭＣＰ）の発振モードに注目して研究を
進めてきた。ＭＣＰをこの発振モードすなわち、自励発
振状態で動作させると、ＭＣＰの片側の面からイオンビ
ームが放出され、ＭＣＰの外径と等しいビーム径をもつ
任意の大口径ガスイオンビームを得ることができること
を見出し、本発明を完成するに到った。
に係るマイクロチャネルプレートを用いたイオン源の実
施形態について説明する。なお、各図中、同一符号は同
一又は相当部分を示し、重複する説明は省略する。本発
明者らは、大口径イオン源の開発を目的として、微弱光
や荷電粒子の検出器として使用されてきたマイクロチャ
ネルプレート（ＭＣＰ）の発振モードに注目して研究を
進めてきた。ＭＣＰをこの発振モードすなわち、自励発
振状態で動作させると、ＭＣＰの片側の面からイオンビ
ームが放出され、ＭＣＰの外径と等しいビーム径をもつ
任意の大口径ガスイオンビームを得ることができること
を見出し、本発明を完成するに到った。
【００１２】図１は、本発明の一実施形態によるイオン
源に用いられるＭＣＰを示す概略斜視図である。ＭＣＰ
１は、微小なチャネルエレクトロンマルチプライア（Ｃ
ＥＭ）すなわち、チャネル２を数百万本束ねて薄い板状
とした二次元マルチプライアである。それぞれのチャネ
ル２は、内壁を抵抗体とした非常に細いガラスパイプで
構成され、独立した二次電子増倍器を形成している。
源に用いられるＭＣＰを示す概略斜視図である。ＭＣＰ
１は、微小なチャネルエレクトロンマルチプライア（Ｃ
ＥＭ）すなわち、チャネル２を数百万本束ねて薄い板状
とした二次元マルチプライアである。それぞれのチャネ
ル２は、内壁を抵抗体とした非常に細いガラスパイプで
構成され、独立した二次電子増倍器を形成している。
【００１３】ＭＣＰ１を低真空中内で高利得で動作させ
ると、イオンフィードバック効果によりＳＳＣＭ（Ｓｅ
lf-Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｃａｓｃａｄｅ Ｍｏｄｅ）と
よばれる自励発振という発振状態を起こす。図２は、Ｍ
ＣＰのチャネル壁を示す概略断面図である。図２（ａ）
に示すように、電子入射面４からチャネル２内に入射し
た粒子、放射線又は電子（ｅ-）は、チャネル壁３に衝
突して二次電子が放出される。放出された二次電子５
は、電子出射面６から出射し、電子出射面６の近傍に存
在するガス分子をイオン化して正イオン７例えばアルゴ
ンイオン（Ａｒ+）を生成する。生成した正イオン７
は、図２（ｂ）に示すように、今度は逆に電子出射面６
からチャネル２内に入射し、チャネル壁３に衝突して二
次電子５を生成する。生成された二次電子５は、図２
（ｃ）に示すように、再び電子出射面６から放出され
る。
ると、イオンフィードバック効果によりＳＳＣＭ（Ｓｅ
lf-Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｃａｓｃａｄｅ Ｍｏｄｅ）と
よばれる自励発振という発振状態を起こす。図２は、Ｍ
ＣＰのチャネル壁を示す概略断面図である。図２（ａ）
に示すように、電子入射面４からチャネル２内に入射し
た粒子、放射線又は電子（ｅ-）は、チャネル壁３に衝
突して二次電子が放出される。放出された二次電子５
は、電子出射面６から出射し、電子出射面６の近傍に存
在するガス分子をイオン化して正イオン７例えばアルゴ
ンイオン（Ａｒ+）を生成する。生成した正イオン７
は、図２（ｂ）に示すように、今度は逆に電子出射面６
からチャネル２内に入射し、チャネル壁３に衝突して二
次電子５を生成する。生成された二次電子５は、図２
（ｃ）に示すように、再び電子出射面６から放出され
る。
【００１４】この時、正イオンの二次電子放出係数βと
ＭＣＰのゲインＧとの積で表されるループゲインが１に
達すると、自励発振状態となる。このような発振状態
で、ＭＣＰ１を動作させると、フィラメント等の電子源
を使用せずにＭＣＰ１の片側で電離を起こすことができ
る。従って、図２（ｄ）に示すように、ＭＣＰ１の外径
にほぼ等しいイオンビーム７ａを自動的に得ることがで
きる。
ＭＣＰのゲインＧとの積で表されるループゲインが１に
達すると、自励発振状態となる。このような発振状態
で、ＭＣＰ１を動作させると、フィラメント等の電子源
を使用せずにＭＣＰ１の片側で電離を起こすことができ
る。従って、図２（ｄ）に示すように、ＭＣＰ１の外径
にほぼ等しいイオンビーム７ａを自動的に得ることがで
きる。
【００１５】図３は、本発明の一実施形態によるＭＣＰ
を用いたイオン源を示す概略構成図である。図におい
て、高真空度を維持することができるガラス等で作製さ
れた真空チャンバ８内には、ＭＣＰ１が配置されてお
り、ＭＣＰ１の電子出射面６側には、電子コレクタ９が
配置されている。これらのＭＣＰ１及び電子コレクタ９
には、それぞれＭＣＰ用電源１０（Ｖａ）及び電子コレ
クタ用電源１１（Ｖｅ）が接続されている。また、ＭＣ
Ｐ１の電子出射面６と電子コレクタ９との間にガスを導
入するガス導入管１２が真空チャンバ８に設けられてい
る。また、ＭＣＰ１の電子入射面４側には、イオンコレ
クタ１３が配置されており、このイオンコレクタ１３に
はイオンコレクタ用電源１３ａ（Ｖｉ）が接続されてい
る。なお、電子コレクタ９及びイオンコレクタ１３は、
ガス放出を極力少なくするため、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｍｏ等
の材質で作製することが望ましい。
を用いたイオン源を示す概略構成図である。図におい
て、高真空度を維持することができるガラス等で作製さ
れた真空チャンバ８内には、ＭＣＰ１が配置されてお
り、ＭＣＰ１の電子出射面６側には、電子コレクタ９が
配置されている。これらのＭＣＰ１及び電子コレクタ９
には、それぞれＭＣＰ用電源１０（Ｖａ）及び電子コレ
クタ用電源１１（Ｖｅ）が接続されている。また、ＭＣ
Ｐ１の電子出射面６と電子コレクタ９との間にガスを導
入するガス導入管１２が真空チャンバ８に設けられてい
る。また、ＭＣＰ１の電子入射面４側には、イオンコレ
クタ１３が配置されており、このイオンコレクタ１３に
はイオンコレクタ用電源１３ａ（Ｖｉ）が接続されてい
る。なお、電子コレクタ９及びイオンコレクタ１３は、
ガス放出を極力少なくするため、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｍｏ等
の材質で作製することが望ましい。
【００１６】本発明によるイオン源は以上のように構成
され、使用するＭＣＰ１としては、低抵抗のＭＣＰの方
が、高い出力電子電流を得ることができるため、高抵抗
のＭＣＰよりも望ましい。低抵抗のＭＣＰとしては、１
０ＭΩ〜１００ＭΩのＭＣＰを使用するのが望ましい。
され、使用するＭＣＰ１としては、低抵抗のＭＣＰの方
が、高い出力電子電流を得ることができるため、高抵抗
のＭＣＰよりも望ましい。低抵抗のＭＣＰとしては、１
０ＭΩ〜１００ＭΩのＭＣＰを使用するのが望ましい。
【００１７】また、ＭＣＰ１に対する印加電圧として
は、１０００Ｖ〜１６００Ｖ、より好適には、１０００
Ｖ〜１２００Ｖとするのが望ましい。このような印加電
圧をＭＣＰ１に印加することにより、ＭＣＰ１の動作
を、イオンフィードバックを仲介とした自励発振状態を
達成することができる。この場合、イオン流束は、ＭＣ
Ｐ１の抵抗値で決まる一定の周期（周波数）で繰り返し
パルス状に放射される。
は、１０００Ｖ〜１６００Ｖ、より好適には、１０００
Ｖ〜１２００Ｖとするのが望ましい。このような印加電
圧をＭＣＰ１に印加することにより、ＭＣＰ１の動作
を、イオンフィードバックを仲介とした自励発振状態を
達成することができる。この場合、イオン流束は、ＭＣ
Ｐ１の抵抗値で決まる一定の周期（周波数）で繰り返し
パルス状に放射される。
【００１８】さらに、電子コレクタ９に印加する電圧
は、導入するガスや真空度に依存するが、好適には５０
Ｖ〜５００Ｖの範囲とするのが望ましい。また、イオン
コレクタ１３に印加する電圧は、好適には＋２００００
Ｖ〜−１５００Ｖとするのが望ましい。真空チャンバ８
内に導入されるガスとしては、酸素、水素、窒素、希ガ
ス例えばＨｅ、Ｎｅ、アルカリ金属例えばＣｓの蒸気、
Ｇａ蒸気のように気化し易い金属の蒸気、有機化合物例
えばメタン等のガス及び高分子ガスからなる群から選ば
れたガス等が好適に使用できる。また、導入されたガス
の真空度は、１０-3Ｔｏｒｒ〜１０2Ｔｏｒｒ、さらに
好ましくは１０-1Ｔｏｒｒ〜１０1Ｔｏｒｒとするのが
望ましい。
は、導入するガスや真空度に依存するが、好適には５０
Ｖ〜５００Ｖの範囲とするのが望ましい。また、イオン
コレクタ１３に印加する電圧は、好適には＋２００００
Ｖ〜−１５００Ｖとするのが望ましい。真空チャンバ８
内に導入されるガスとしては、酸素、水素、窒素、希ガ
ス例えばＨｅ、Ｎｅ、アルカリ金属例えばＣｓの蒸気、
Ｇａ蒸気のように気化し易い金属の蒸気、有機化合物例
えばメタン等のガス及び高分子ガスからなる群から選ば
れたガス等が好適に使用できる。また、導入されたガス
の真空度は、１０-3Ｔｏｒｒ〜１０2Ｔｏｒｒ、さらに
好ましくは１０-1Ｔｏｒｒ〜１０1Ｔｏｒｒとするのが
望ましい。
【００１９】［実施例］以下、実施例に基づいて、本発
明をさらに詳細に説明する。図４は、本発明の実施例に
よるＭＣＰを用いたイオン源を示す概略構成図である。
図において、ＭＣＰ１は、低抵抗（４２ＭΩ）のＭＣＰ
であり、外径１インチ、チャネル内径１０μｍ、チャネ
ル長−内径比４０、開孔率５７％、チャネルのバイアス
角度はＯ゜である。また、導入ガスは、窒素又はアルゴ
ンを使用した。
明をさらに詳細に説明する。図４は、本発明の実施例に
よるＭＣＰを用いたイオン源を示す概略構成図である。
図において、ＭＣＰ１は、低抵抗（４２ＭΩ）のＭＣＰ
であり、外径１インチ、チャネル内径１０μｍ、チャネ
ル長−内径比４０、開孔率５７％、チャネルのバイアス
角度はＯ゜である。また、導入ガスは、窒素又はアルゴ
ンを使用した。
【００２０】このＭＣＰ１を真空チャンバ８内に配置
し、ＭＣＰ１の電子出射面６側には電子コレクタ９を配
置し、電子入射面４側にはイオンコレクタ１３を設置し
た。また、出力特性の向上を目的として、ＭＣＰ１のイ
オン放出面となる電子入射面４に光照射を行った。すな
わち、光源として重水素ランプ１４を使用し、この重水
素ランプ１４からの光は、レンズ１５、ミラー１６を通
り、真空チャンバ８の側壁に設けられた窓１７を介し、
ミラー１８によりＭＣＰ１の電子出射面６に導かれる。
し、ＭＣＰ１の電子出射面６側には電子コレクタ９を配
置し、電子入射面４側にはイオンコレクタ１３を設置し
た。また、出力特性の向上を目的として、ＭＣＰ１のイ
オン放出面となる電子入射面４に光照射を行った。すな
わち、光源として重水素ランプ１４を使用し、この重水
素ランプ１４からの光は、レンズ１５、ミラー１６を通
り、真空チャンバ８の側壁に設けられた窓１７を介し、
ミラー１８によりＭＣＰ１の電子出射面６に導かれる。
【００２１】ここで、光照射手段である重水素ランプ１
４によりＭＣＰ１に照射される光の光量は、１０ｎＷ／
ｃｍ2〜１μＷ／ｃｍ2の範囲とするのが望ましい。この
範囲内であれば、ＭＣＰ１から取り出されるイオン流束
の出力特性を向上させることができる。光照射手段は、
ＵＶ光や電子ビーム等の照射手段であっても良い。な
お、イオンコレクタ１３は、重水素ランプ１４からの光
を透過し易いように、メッシュ状となっている。イオン
コレクタ１３には、オシロスコープ１９が接続されてい
る。ここで、光の照射は、ＭＣＰ１の電子入射面４側か
ら行っているが、電子出射面６側から行っても良い。
４によりＭＣＰ１に照射される光の光量は、１０ｎＷ／
ｃｍ2〜１μＷ／ｃｍ2の範囲とするのが望ましい。この
範囲内であれば、ＭＣＰ１から取り出されるイオン流束
の出力特性を向上させることができる。光照射手段は、
ＵＶ光や電子ビーム等の照射手段であっても良い。な
お、イオンコレクタ１３は、重水素ランプ１４からの光
を透過し易いように、メッシュ状となっている。イオン
コレクタ１３には、オシロスコープ１９が接続されてい
る。ここで、光の照射は、ＭＣＰ１の電子入射面４側か
ら行っているが、電子出射面６側から行っても良い。
【００２２】イオン源の動作は、まず、真空チャンバ８
内を１０-5Ｔｏｒｒ程度の高真空状態に排気した後、ガ
ス導入管１２から窒素又はアルゴンを導入して０．０９
Ｔｏｒｒ〜０．１１Ｔｏｒｒ程度に維持した。ＭＣＰ用
電源１０の印加電圧Ｖａをパラメータとして、ＭＣＰ１
のストリップ電流Ｉｓ、電子電流Ｉｅ、出力イオン電流
Ｉｉを測定し、ＳＳＣＭの発生を検出した。また、光照
射を行った場合の効果も検討した。出力イオン電流につ
いては、直流電圧測定の他に、波形の観測も行った。
内を１０-5Ｔｏｒｒ程度の高真空状態に排気した後、ガ
ス導入管１２から窒素又はアルゴンを導入して０．０９
Ｔｏｒｒ〜０．１１Ｔｏｒｒ程度に維持した。ＭＣＰ用
電源１０の印加電圧Ｖａをパラメータとして、ＭＣＰ１
のストリップ電流Ｉｓ、電子電流Ｉｅ、出力イオン電流
Ｉｉを測定し、ＳＳＣＭの発生を検出した。また、光照
射を行った場合の効果も検討した。出力イオン電流につ
いては、直流電圧測定の他に、波形の観測も行った。
【００２３】図５は、印加電圧Ｖａとストリップ電流Ｉ
ｓ、電子電流Ｉｅ、出力イオン電流Ｉｉとの関係を示す
線図である。この図から明らかなように、導入されたガ
スのガス圧を一定に保ち、印加電圧を徐々に増加させる
と、Ｉｓは最初はオーミックな特性を示す。しかし、発
振開始電圧（発振閾値電圧）Ｖthを越えると、Ｉｓは急
激な増加を示し、それと同時に電子電流Ｉｅ、出力イオ
ン電流Ｉｉが観測され始める。一度発振が開始される
と、印加電圧をＶth以下に低下させても発振状態はある
程度まで維持され、ヒステリシスが観測される。
ｓ、電子電流Ｉｅ、出力イオン電流Ｉｉとの関係を示す
線図である。この図から明らかなように、導入されたガ
スのガス圧を一定に保ち、印加電圧を徐々に増加させる
と、Ｉｓは最初はオーミックな特性を示す。しかし、発
振開始電圧（発振閾値電圧）Ｖthを越えると、Ｉｓは急
激な増加を示し、それと同時に電子電流Ｉｅ、出力イオ
ン電流Ｉｉが観測され始める。一度発振が開始される
と、印加電圧をＶth以下に低下させても発振状態はある
程度まで維持され、ヒステリシスが観測される。
【００２４】低抵抗ＭＣＰでは、出力電子飽和を起こし
にくいため、Ｖthは高抵抗ＭＣＰに比べて高くなる。図
５では、真空チャンバ８内のガス圧力を上げイオンの生
成効率を高くし、電子コレクタ９及びイオンコレクタ１
３への印加電圧Ｖｅ及びＶｉを上げることで、Ｖthを下
げることができた。また、出力イオン電流Ｉｉは、高抵
抗ＭＣＰ（例えば２０００ＭΩ）を使用した場合と比べ
ると約６０倍多く得ることができた。また、電子電流Ｉ
ｅから出力イオン電流Ｉiへの変換効率をη：Ｉｉ／Ｉ
ｅで表すと、ηは印加電圧に対してほぼ一定であった。
このイオン電流の飽和について、チャネル内の二次電子
の持つエネルギー変化に着目し、動作時のチャネル内の
電位分布についてシミュレーションを行った。
にくいため、Ｖthは高抵抗ＭＣＰに比べて高くなる。図
５では、真空チャンバ８内のガス圧力を上げイオンの生
成効率を高くし、電子コレクタ９及びイオンコレクタ１
３への印加電圧Ｖｅ及びＶｉを上げることで、Ｖthを下
げることができた。また、出力イオン電流Ｉｉは、高抵
抗ＭＣＰ（例えば２０００ＭΩ）を使用した場合と比べ
ると約６０倍多く得ることができた。また、電子電流Ｉ
ｅから出力イオン電流Ｉiへの変換効率をη：Ｉｉ／Ｉ
ｅで表すと、ηは印加電圧に対してほぼ一定であった。
このイオン電流の飽和について、チャネル内の二次電子
の持つエネルギー変化に着目し、動作時のチャネル内の
電位分布についてシミュレーションを行った。
【００２５】ＭＣＰ１がＶth以上の飽和動作領域に入る
と、電子の出力端すなわち、電子出射面６の近傍では、
放出二次電子により電界強度が低下し、チャネル２内の
電位分布が変形する。単一ＣＥＭについてＣ．Ｂｏｕｃ
ｈｏｒｄらの解析によると、発振状態における出力端の
電界強度はさらに減少するため、チャネル２内の電子増
倍度が１となり、飽和領域では実質的なゲインが行われ
ない。またＣＥＭに対して、このチャネル有効長の減少
についてシミュレーションが示されており、この解析法
をＭＣＰ１に適用して計算を行った。計算では、ＭＣＰ
１の特性定数と共に、実験値を規格化したパラメータを
用いている。
と、電子の出力端すなわち、電子出射面６の近傍では、
放出二次電子により電界強度が低下し、チャネル２内の
電位分布が変形する。単一ＣＥＭについてＣ．Ｂｏｕｃ
ｈｏｒｄらの解析によると、発振状態における出力端の
電界強度はさらに減少するため、チャネル２内の電子増
倍度が１となり、飽和領域では実質的なゲインが行われ
ない。またＣＥＭに対して、このチャネル有効長の減少
についてシミュレーションが示されており、この解析法
をＭＣＰ１に適用して計算を行った。計算では、ＭＣＰ
１の特性定数と共に、実験値を規格化したパラメータを
用いている。
【００２６】図６は、印加電圧とチャネル有効長につい
ての計算結果を示す線図である。図６に示すように、発
振開始電圧Ｖthでチャネル有効長は急激に減少し、印加
電圧の増加と共にさらに減少して飽和する傾向を示して
いる。また、印加電圧を下げることでチャネル有効長は
増加し、発振条件を満たせなくなるとチャネル有効長の
減少がなくなることがわかる。
ての計算結果を示す線図である。図６に示すように、発
振開始電圧Ｖthでチャネル有効長は急激に減少し、印加
電圧の増加と共にさらに減少して飽和する傾向を示して
いる。また、印加電圧を下げることでチャネル有効長は
増加し、発振条件を満たせなくなるとチャネル有効長の
減少がなくなることがわかる。
【００２７】次に、自励発振状態におけるチャネル内の
電位及び電界変化の計算結果を図７に示す。図７から明
らかなように、飽和領域では電界強度は急激に減少し、
それに伴い電位分布も変化する。飽和領域では、二次電
子は十分なエネルギーを得られず、高エネルギー側の分
布が減少する。このことから、印加電圧を上げた場合、
飽和領域が長くなり、距離がほぼ０．５以上において、
ηは一定に留まると考えられる。
電位及び電界変化の計算結果を図７に示す。図７から明
らかなように、飽和領域では電界強度は急激に減少し、
それに伴い電位分布も変化する。飽和領域では、二次電
子は十分なエネルギーを得られず、高エネルギー側の分
布が減少する。このことから、印加電圧を上げた場合、
飽和領域が長くなり、距離がほぼ０．５以上において、
ηは一定に留まると考えられる。
【００２８】イオン電流Ｉｉのリターディング電圧Ｖre
tに対する依存性を図８に示す。リターディング曲線を
微分することによりエネルギー分布が得られる。図から
ＶretがＶａに近づくとＩｉが減少している。これはイ
オンと残留気体とが衝突することなく、イオンがイオン
コレクタまで到達したことを意味しており、チャネルか
ら放出されたときにイオンのもつエネルギーが保持され
ている。放出イオンが印加電圧付近に分布をもつという
ことは、ほとんどのイオンはＭＣＰ１と電子コレクタ間
とで生成され、ＭＣＰ１のチャネルを通って放出してい
ると考えられる。従って、ＭＣＰ１のチャネル長−内径
比α（通常４０）を考慮にいれると、放出イオンは直線
性の優れたビームとなっていることが予想される。
tに対する依存性を図８に示す。リターディング曲線を
微分することによりエネルギー分布が得られる。図から
ＶretがＶａに近づくとＩｉが減少している。これはイ
オンと残留気体とが衝突することなく、イオンがイオン
コレクタまで到達したことを意味しており、チャネルか
ら放出されたときにイオンのもつエネルギーが保持され
ている。放出イオンが印加電圧付近に分布をもつという
ことは、ほとんどのイオンはＭＣＰ１と電子コレクタ間
とで生成され、ＭＣＰ１のチャネルを通って放出してい
ると考えられる。従って、ＭＣＰ１のチャネル長−内径
比α（通常４０）を考慮にいれると、放出イオンは直線
性の優れたビームとなっていることが予想される。
【００２９】そこでイオンコレクタとして、蛍光体を塗
布した透明電極付きのガラス基板を用い、イオンビーム
のパターンを撮影した。蛍光スクリーン上に写ったイオ
ンビームのパターンを示す写真を図９に示す。但し、撮
影は、窒素ガス圧９．０×１０-3Ｔｏｒｒ、Ｖａ＝１３
００Ｖ、Ｖｅ＝９０Ｖ、Ｖｉ＝２００Ｖ、ＭＣＰとガラ
ス基板との距離は１ｃｍであった。図９から明らかなよ
うに、ビーム径はＭＣＰ１の有効面積（２０mmφ）に対
応し、均一性も確認できた。動作状態が変化するとパタ
ーンは多少の広がりをみせるものの、均一性、指向性に
優れたビームを得ることができた。
布した透明電極付きのガラス基板を用い、イオンビーム
のパターンを撮影した。蛍光スクリーン上に写ったイオ
ンビームのパターンを示す写真を図９に示す。但し、撮
影は、窒素ガス圧９．０×１０-3Ｔｏｒｒ、Ｖａ＝１３
００Ｖ、Ｖｅ＝９０Ｖ、Ｖｉ＝２００Ｖ、ＭＣＰとガラ
ス基板との距離は１ｃｍであった。図９から明らかなよ
うに、ビーム径はＭＣＰ１の有効面積（２０mmφ）に対
応し、均一性も確認できた。動作状態が変化するとパタ
ーンは多少の広がりをみせるものの、均一性、指向性に
優れたビームを得ることができた。
【００３０】次に、ＭＣＰ１に光照射を行ったときの効
果を確認するために、暗状態、光照射状態でそれぞれ測
定を行った。これらの結果を印加電圧と電流密度との関
係として、それぞれ図１０（ａ）、（ｂ）に示す。光照
射を行った場合には、暗状態のときと比べ発振開始電圧
Ｖthが約３００Ｖ低くなっていることがわかる。光照射
することにより、ＭＣＰ１の端面には暗状態のときより
も多くの電子が存在する。そのため、ＳＳＣＭ状態の開
始に必要な増倍電子が低い印加電圧にも関わらず得るこ
とができる。図５で示したように、本発明によるイオン
源は、印加電圧が低いときほど効率が高い。従って、光
強度の増大によりＶthがさらに低下し、高効率化が可能
である。
果を確認するために、暗状態、光照射状態でそれぞれ測
定を行った。これらの結果を印加電圧と電流密度との関
係として、それぞれ図１０（ａ）、（ｂ）に示す。光照
射を行った場合には、暗状態のときと比べ発振開始電圧
Ｖthが約３００Ｖ低くなっていることがわかる。光照射
することにより、ＭＣＰ１の端面には暗状態のときより
も多くの電子が存在する。そのため、ＳＳＣＭ状態の開
始に必要な増倍電子が低い印加電圧にも関わらず得るこ
とができる。図５で示したように、本発明によるイオン
源は、印加電圧が低いときほど効率が高い。従って、光
強度の増大によりＶthがさらに低下し、高効率化が可能
である。
【００３１】ＭＣＰ１から出力されたイオン電流及び電
子電流の波形をオシロスコープで観測した。結果を図１
１に示す。イオン電流及び電子電流双方ともに周期的な
パルス波形となっており、イオン電流が電子電流に同期
していることがわかる。鋭いパルス波形となるのは、次
のように説明される。すなわち、発振の開始時にはＭＣ
Ｐ１の出力端から放出された電子に対応する正の電荷が
ＭＣＰ１の内部に取り残される。この電荷が後続の電子
を押さえ込むように作用する。そして、チャネル壁３を
流れるストリップ電流Ｉｓによって電子が補給され、正
電荷を中和する。この中和までに時間がかかるため、周
期的な波形になる。また、イオン電流が電子電流に同期
しているのは、残留気体がＭＣＰ１内で増倍された電子
と衝突することによりイオンが放出されているという一
連の動作を示している。
子電流の波形をオシロスコープで観測した。結果を図１
１に示す。イオン電流及び電子電流双方ともに周期的な
パルス波形となっており、イオン電流が電子電流に同期
していることがわかる。鋭いパルス波形となるのは、次
のように説明される。すなわち、発振の開始時にはＭＣ
Ｐ１の出力端から放出された電子に対応する正の電荷が
ＭＣＰ１の内部に取り残される。この電荷が後続の電子
を押さえ込むように作用する。そして、チャネル壁３を
流れるストリップ電流Ｉｓによって電子が補給され、正
電荷を中和する。この中和までに時間がかかるため、周
期的な波形になる。また、イオン電流が電子電流に同期
しているのは、残留気体がＭＣＰ１内で増倍された電子
と衝突することによりイオンが放出されているという一
連の動作を示している。
【００３２】次に、出力イオン電流波形の変化を知るた
め、導入ガスであるＡｒガスのガス圧をパラメータとし
たときのピークイオン電流、周期の印加電圧依存性の結
果を図１２に示す。印加電圧を増加していくにつれ、ピ
ークイオン電流は大きくなり、周期は減少する。これ
は、それぞれ電離効率及びストリップ電流の増大による
と考えられる。また、Ａｒガス圧を高くするにつれ、Ｍ
ＣＰ１端面でのＡｒ原子の電離効率が向上しイオン電流
は増大する。
め、導入ガスであるＡｒガスのガス圧をパラメータとし
たときのピークイオン電流、周期の印加電圧依存性の結
果を図１２に示す。印加電圧を増加していくにつれ、ピ
ークイオン電流は大きくなり、周期は減少する。これ
は、それぞれ電離効率及びストリップ電流の増大による
と考えられる。また、Ａｒガス圧を高くするにつれ、Ｍ
ＣＰ１端面でのＡｒ原子の電離効率が向上しイオン電流
は増大する。
【００３３】このように、ＭＣＰ１のイオンフィードバ
ック効果を利用した自励発振状態である発振モードが確
認でき、均一で、指向性に優れたイオンビームを得るこ
とができた。本発明によるＭＣＰを用いたイオン源の動
作理論から、自励発振状態ではＭＣＰの有効長が制限さ
れ、チャネル内の電位分布が変化していることがわかっ
た。また、出力イオン電流は、電子電流と同期した周期
的なパルス波形を有し、ガス圧、印加電圧に依存する。
本発明によるＭＣＰを用いたイオン源の動作条件、出カ
イオンのエネルギー等を考慮すると、大口径イオン源と
しての利用が可能である。
ック効果を利用した自励発振状態である発振モードが確
認でき、均一で、指向性に優れたイオンビームを得るこ
とができた。本発明によるＭＣＰを用いたイオン源の動
作理論から、自励発振状態ではＭＣＰの有効長が制限さ
れ、チャネル内の電位分布が変化していることがわかっ
た。また、出力イオン電流は、電子電流と同期した周期
的なパルス波形を有し、ガス圧、印加電圧に依存する。
本発明によるＭＣＰを用いたイオン源の動作条件、出カ
イオンのエネルギー等を考慮すると、大口径イオン源と
しての利用が可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導入されたガスをＭＣＰで生成された電子でイオン化
し、このイオン化されたガスイオンをＭＣＰを介して電
子入射面から放出するので、ＭＣＰと同等の大面積に亘
って均一なイオン流束を得ることができるという効果を
奏する。また、各チャネルからＭＣＰ面に垂直にイオン
が放出されることから、面内の電流密度の均一性も得ら
れる。
導入されたガスをＭＣＰで生成された電子でイオン化
し、このイオン化されたガスイオンをＭＣＰを介して電
子入射面から放出するので、ＭＣＰと同等の大面積に亘
って均一なイオン流束を得ることができるという効果を
奏する。また、各チャネルからＭＣＰ面に垂直にイオン
が放出されることから、面内の電流密度の均一性も得ら
れる。
【００３５】さらに、自励発振状態においてイオンを発
生させれば、フィラメント等の電子源を使用せずにイオ
ンビームを自動的に得ることができる。従って、本発明
によるイオン源は、スパッタリング、露光、ガス反応促
進など種々の用途に利用することができるという効果を
奏する。
生させれば、フィラメント等の電子源を使用せずにイオ
ンビームを自動的に得ることができる。従って、本発明
によるイオン源は、スパッタリング、露光、ガス反応促
進など種々の用途に利用することができるという効果を
奏する。
【００３６】本発明によるＭＣＰを用いたイオン源で
は、イオン流束の大きさは利用するＭＣＰのサイズで決
まるものであり、現在４．５インチ程度まで利用でき
る。形成されるイオン流束は、ＭＣＰ全面に亘り一様な
イオン密度分布を持つことができる。これは、自励発振
状態すなわち、自己発振モードの場合、自己発振がＭＣ
Ｐの全面に亘り一様に生ずることによる。また、ＵＶ光
又は電子ビームの照射分布を一様にすることにより、一
様で均一なイオンビーム束が得られる。
は、イオン流束の大きさは利用するＭＣＰのサイズで決
まるものであり、現在４．５インチ程度まで利用でき
る。形成されるイオン流束は、ＭＣＰ全面に亘り一様な
イオン密度分布を持つことができる。これは、自励発振
状態すなわち、自己発振モードの場合、自己発振がＭＣ
Ｐの全面に亘り一様に生ずることによる。また、ＵＶ光
又は電子ビームの照射分布を一様にすることにより、一
様で均一なイオンビーム束が得られる。
【００３７】この大面積に亘る一様性は、従来技術では
実現できなかった点であり、これにより、例えば直径の
大きなウエハー全面に亘り、一様なイオンスパッターエ
ッチングが可能となり、また、逆のイオンインプラも可
能となる。さらに、本発明によるＭＣＰを用いたイオン
源では、イオン流束は、アスペクト比α＝４０〜８０と
いったチャネルをすり抜けたものから成るため、良くコ
リメートされており平行性が良い。従って、イオンレン
ズ系を用いて、精度の高いフォーカスが可能となる。さ
らに、例えばマスクを通して露光やスパッターを行った
り、イオンインプラを行う場合に都合が良いという効果
を奏する。
実現できなかった点であり、これにより、例えば直径の
大きなウエハー全面に亘り、一様なイオンスパッターエ
ッチングが可能となり、また、逆のイオンインプラも可
能となる。さらに、本発明によるＭＣＰを用いたイオン
源では、イオン流束は、アスペクト比α＝４０〜８０と
いったチャネルをすり抜けたものから成るため、良くコ
リメートされており平行性が良い。従って、イオンレン
ズ系を用いて、精度の高いフォーカスが可能となる。さ
らに、例えばマスクを通して露光やスパッターを行った
り、イオンインプラを行う場合に都合が良いという効果
を奏する。
【図１】本発明の一実施形態によるイオン源に用いられ
るＭＣＰを示す概略斜視図である。
るＭＣＰを示す概略斜視図である。
【図２】ＭＣＰのチャネル壁を示す概略断面図である。
（ａ）は、ＭＣＰのチャネルから二次電子が放出された
状態、（ｂ）は、二次電子によりイオン化されたアルゴ
ンイオンがＭＣＰのチャネル内に入射する状態、（ｃ）
は、ＭＣＰのチャネル内に入射したアルゴンイオンから
再び二次電子が放出される状態、及び（ｄ）は、放出さ
れた二次電子によりイオン化されたアルゴンイオンが再
びＭＣＰのチャネル内に入射する状態をそれぞれ示す。
（ａ）は、ＭＣＰのチャネルから二次電子が放出された
状態、（ｂ）は、二次電子によりイオン化されたアルゴ
ンイオンがＭＣＰのチャネル内に入射する状態、（ｃ）
は、ＭＣＰのチャネル内に入射したアルゴンイオンから
再び二次電子が放出される状態、及び（ｄ）は、放出さ
れた二次電子によりイオン化されたアルゴンイオンが再
びＭＣＰのチャネル内に入射する状態をそれぞれ示す。
【図３】本発明の一実施形態によるＭＣＰを用いたイオ
ン源を示す概略構成図である。
ン源を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施例によるＭＣＰを用いたイオン源
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
【図５】印加電圧とストリップ電流、電子電流及び出力
イオン電流との関係を示す線図である。
イオン電流との関係を示す線図である。
【図６】印加電圧とチャネル有効長についての計算結果
を示す線図である。
を示す線図である。
【図７】自励発振状態におけるチャネル〜の電位及び電
界変化の計算結果を示す線図である。
界変化の計算結果を示す線図である。
【図８】イオン電流のリターディング電圧に対する依存
性を示す線図である。
性を示す線図である。
【図９】蛍光ディスプレー上に表示した中間調画像を表
した写真である。
した写真である。
【図１０】ＭＣＰに光照射を行わなかった場合及び行っ
た場合の印加電圧と電流密度との関係を示す線図であ
る。（ａ）は、ＭＣＰに光照射を行わなかった場合、及
び（ｂ）はＭＣＰに光照射を行った場合をそれぞれ示
す。
た場合の印加電圧と電流密度との関係を示す線図であ
る。（ａ）は、ＭＣＰに光照射を行わなかった場合、及
び（ｂ）はＭＣＰに光照射を行った場合をそれぞれ示
す。
【図１１】ＭＣＰから出力されたイオン電流及び電子電
流の波形を示す線図である。
流の波形を示す線図である。
【図１２】アルゴンガスのガス圧をパラメータとした時
のピークイオン電流及び周期と印加電圧との関係を示す
線図である。
のピークイオン電流及び周期と印加電圧との関係を示す
線図である。
１…マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、２…チャネ
ル、３…チャネル壁、４…電子入射面、５…二次電子、
６…電子出射面、７…正イオン、７ａ…イオンビーム、
８…真空チャンバ、９…電子コレクタ、１０…ＭＣＰ用
電源、１１…電子コレクタ用電源、１２…ガス導入管、
１３…イオンコレクタ、１３ａ…イオンコレクタ用電
源、１４…重水素ランプ、１５…レンズ、１６，１８…
ミラー、１７…窓、１９…オシロスコープ。
ル、３…チャネル壁、４…電子入射面、５…二次電子、
６…電子出射面、７…正イオン、７ａ…イオンビーム、
８…真空チャンバ、９…電子コレクタ、１０…ＭＣＰ用
電源、１１…電子コレクタ用電源、１２…ガス導入管、
１３…イオンコレクタ、１３ａ…イオンコレクタ用電
源、１４…重水素ランプ、１５…レンズ、１６，１８…
ミラー、１７…窓、１９…オシロスコープ。
Claims (9)
- 【請求項１】 電子入射面及び電子出射面を有するマイ
クロチャネルプレートと、 前記マイクロチャネルプレートの前記電子入射面及び前
記電子出射面間に所定の電圧を印加するマイクロチャネ
ルプレート用電源と、 前記マイクロチャネルプレートの前記電子出射面側に配
置された電子コレクタと、 前記電子コレクタに所定の電圧を印加する電子コレクタ
用電源と、 前記マイクロチャネルプレートの前記電子出射面側にガ
スを導入するガス導入手段と、 前記マイクロチャネルプレート及び前記電子コレクタを
内部に収容し、前記ガス導入手段が設けられると共に、
高真空度に維持される真空チャンバとを備えたイオン源
であって、 前記真空チャンバ内に導入されたガスを前記マイクロチ
ャネルプレートで生成された電子でイオン化し、このイ
オン化されたガスイオンを前記マイクロチャネルプレー
トを介して前記電子入射面から取り出すことを特徴とす
るマイクロチャネルプレートを用いたイオン源。 - 【請求項２】 前記ガスの前記電子によるイオン化を、
自励発振状態で行うことを特徴とする請求項１記載のマ
イクロチャネルプレートを用いたイオン源。 - 【請求項３】 前記マイクロチャネルプレートに光を照
射する光照射手段を、さらに備えたことを特徴とする請
求項１又は２に記載のマイクロチャネルプレートを用い
たイオン源。 - 【請求項４】 前記マイクロチャネルプレートの前記電
子入射面側に配置されたイオンコレクタと、 前記イオンコレクタに所定の電圧を印加するイオンコレ
クタ用電源とをさらに備えたことを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載のマイクロチャネルプレート
を用いたイオン源。 - 【請求項５】 前記マイクロチャネルプレートに印加さ
れる電圧は、１０００Ｖ〜１６００Ｖの範囲であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイ
クロチャネルプレートを用いたイオン源。 - 【請求項６】 前記電子コレクタに印加される電圧は、
５０Ｖ〜５００Ｖの範囲であることを特徴とする請求項
１〜５のいずれか１項に記載のマイクロチャネルプレー
トを用いたイオン源。 - 【請求項７】 前記イオンコレクタに印加される電圧
は、＋２００００Ｖ〜−１５００Ｖの範囲であることを
特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のマイク
ロチャネルプレートを用いたイオン源。 - 【請求項８】 前記真空チャンバ内に導入されるガス
は、酸素、水素、窒素、希ガス、アルカリ金属蒸気、金
属蒸気、有機化合物ガス及び高分子ガスからなる群から
選ばれたガスであることを特徴とする請求項１〜７のい
ずれか１項に記載のマイクロチャネルプレートを用いた
イオン源。 - 【請求項９】 前記真空チャンバ内に導入されるガスの
真空度は、１０-3Ｔｏｒｒ〜１０2Ｔｏｒｒの範囲であ
ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載
のマイクロチャネルプレートを用いたイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21419697A JP3778664B2 (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | マイクロチャネルプレートを用いたイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21419697A JP3778664B2 (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | マイクロチャネルプレートを用いたイオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140069A true JPH1140069A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3778664B2 JP3778664B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=16651829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21419697A Expired - Fee Related JP3778664B2 (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | マイクロチャネルプレートを用いたイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3778664B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2792773A1 (fr) * | 1999-04-22 | 2000-10-27 | Cit Alcatel | Source ionique pour spectrometre de masse a temps de vol analysant des echantillons gazeux |
| WO2013042830A1 (ko) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 한국기초과학지원연구원 | 자외선 다이오드와 cem을 이용한 질량분석기의 이온화원 획득장치 |
| WO2013042829A1 (ko) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 한국기초과학지원연구원 | 자외선 다이오드와 mcp를 이용한 질량분석기의 이온화원 획득장치 |
| CN104714246A (zh) * | 2013-12-12 | 2015-06-17 | 深圳先进技术研究院 | 气体电离正比计数x光二维图像探测器 |
-
1997
- 1997-07-24 JP JP21419697A patent/JP3778664B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2792773A1 (fr) * | 1999-04-22 | 2000-10-27 | Cit Alcatel | Source ionique pour spectrometre de masse a temps de vol analysant des echantillons gazeux |
| EP1052672A1 (fr) * | 1999-04-22 | 2000-11-15 | Alcatel | Source ionique pour spectromètre de masse à temps de vol analysant des echantillons gazeux |
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| WO2013042830A1 (ko) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 한국기초과학지원연구원 | 자외선 다이오드와 cem을 이용한 질량분석기의 이온화원 획득장치 |
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