JPS58106748A - イオン銃 - Google Patents
イオン銃Info
- Publication number
- JPS58106748A JPS58106748A JP20484081A JP20484081A JPS58106748A JP S58106748 A JPS58106748 A JP S58106748A JP 20484081 A JP20484081 A JP 20484081A JP 20484081 A JP20484081 A JP 20484081A JP S58106748 A JPS58106748 A JP S58106748A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- reservoir
- needle
- power
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本＠明は液体金属イオン源ｌこ関し、ヒーターに安定な
加熱電力を供給すること−こより安定なイオンビームを
発生することができるイオン銃６ζ関する０ 光ｌこ比較して小さいことから、サブミクロン以下のパ
ターン製作用の露光手段として注目されており、その為
各方面ｌζおいて金属イオン源の研究が進められている
。第１図は液体金属イオン源の一例を示しており、１は
底部に細孔２が設けられたタンタル、タングステン等の
金属で形成されたリザーバであり、該リザーバ内部ｌこ
は液体金属９例えばガリウム６が入れられている０該リ
ザ一バ底部の細孔２を貫通して配置されたタングステン
製の針状部材４の一端は該リザーバｍ面Ｉこ例えばスポ
ット溶接によって固着されており、電解研磨Ｉこよって
針状にされた他端は接地電位の陰極５Ｉこ対向して配置
される。該リザーバ１ｇ：はタングステン製のヒーター
６がスポット溶接されており該ヒーター６には加熱電源
７から加熱電流が供給實れ６・更１該リザーバ１・針状
部材４ ＃ｃｉ背速−源８ｔｐｂ正（Ｄ高ｔ４；印加さ
れている０上述したイオン源において針状部材４の先端
部Ｉζは強電界が印加され、その結果リザーバ内部のガ
リウムは該強電界壷こよって底部の細孔２を通り、針状
部材４先端まで引出される０該先端部のガリウムは強電
界基こよってテーラ−の円錐ＣＴａＹｌｏｒＣｏｎｅ
）と称される円錐突起を形成する。この円錐突起の先端
部には電界が集中し、先端部のガリウムは電界蒸発し、
ガリウムイオンとなって引出される。このようなイオン
源は非常に輝度が高いがガリウムの温度がある温度に保
持されていないと安定なイオンビームの発生が困難とな
る。すなわら、ガリウムの温度が低いと、針状部材４の
真向を先端部に向けて移送される通路の移送抵抗が高く
なり先端部より電界蒸発に供されるガリウムの流れが不
安定、不連続となり、結果としてイオンビームの不安定
性を招くことｔＣなる０このためヒーター６に一１％流
を供給して加熱し、更には該ヒーター６からの伝導熱に
よってリザーバ１．針状部材４．ガリウム６を加熱し、
安定に連続してリザーバ内のガリウムが針状部材４の先
端部に移送されるようにしている。
加熱電力を供給すること−こより安定なイオンビームを
発生することができるイオン銃６ζ関する０ 光ｌこ比較して小さいことから、サブミクロン以下のパ
ターン製作用の露光手段として注目されており、その為
各方面ｌζおいて金属イオン源の研究が進められている
。第１図は液体金属イオン源の一例を示しており、１は
底部に細孔２が設けられたタンタル、タングステン等の
金属で形成されたリザーバであり、該リザーバ内部ｌこ
は液体金属９例えばガリウム６が入れられている０該リ
ザ一バ底部の細孔２を貫通して配置されたタングステン
製の針状部材４の一端は該リザーバｍ面Ｉこ例えばスポ
ット溶接によって固着されており、電解研磨Ｉこよって
針状にされた他端は接地電位の陰極５Ｉこ対向して配置
される。該リザーバ１ｇ：はタングステン製のヒーター
６がスポット溶接されており該ヒーター６には加熱電源
７から加熱電流が供給實れ６・更１該リザーバ１・針状
部材４ ＃ｃｉ背速−源８ｔｐｂ正（Ｄ高ｔ４；印加さ
れている０上述したイオン源において針状部材４の先端
部Ｉζは強電界が印加され、その結果リザーバ内部のガ
リウムは該強電界壷こよって底部の細孔２を通り、針状
部材４先端まで引出される０該先端部のガリウムは強電
界基こよってテーラ−の円錐ＣＴａＹｌｏｒＣｏｎｅ
）と称される円錐突起を形成する。この円錐突起の先端
部には電界が集中し、先端部のガリウムは電界蒸発し、
ガリウムイオンとなって引出される。このようなイオン
源は非常に輝度が高いがガリウムの温度がある温度に保
持されていないと安定なイオンビームの発生が困難とな
る。すなわら、ガリウムの温度が低いと、針状部材４の
真向を先端部に向けて移送される通路の移送抵抗が高く
なり先端部より電界蒸発に供されるガリウムの流れが不
安定、不連続となり、結果としてイオンビームの不安定
性を招くことｔＣなる０このためヒーター６に一１％流
を供給して加熱し、更には該ヒーター６からの伝導熱に
よってリザーバ１．針状部材４．ガリウム６を加熱し、
安定に連続してリザーバ内のガリウムが針状部材４の先
端部に移送されるようにしている。
さて一般ｌこガリウム等の液体金属は熱拡散によって吻
′ＪＩＫ表面を移動するが、この拡欽速度は温度によっ
て変化し高温度では速くなる０このため上述した従来の
イオン源ｇ：＃３いては液体金属はリザーバの外側表面
ｔこにじみ出し更擾こはヒーター表面を移動する。更に
ヒーターの加熱しすぎはガリウムのこの移送速度を早め
又ヒーターおよびリザーバ真向からのガリウムの蒸発を
促し結果としてガリウムの消費を早めでイオン源の寿命
を短くすると共に温度上昇により、イオンビームのエネ
ルギー分布が拡が１安定なイオンビームの発生が達成で
きなくなる。
′ＪＩＫ表面を移動するが、この拡欽速度は温度によっ
て変化し高温度では速くなる０このため上述した従来の
イオン源ｇ：＃３いては液体金属はリザーバの外側表面
ｔこにじみ出し更擾こはヒーター表面を移動する。更に
ヒーターの加熱しすぎはガリウムのこの移送速度を早め
又ヒーターおよびリザーバ真向からのガリウムの蒸発を
促し結果としてガリウムの消費を早めでイオン源の寿命
を短くすると共に温度上昇により、イオンビームのエネ
ルギー分布が拡が１安定なイオンビームの発生が達成で
きなくなる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので液体金属を
保持するリザーバと、該リザーバの一端が固定されたヒ
ーターと該ヒーター醗ご接続された加熱電源と、前記ヒ
ーターに供給される電力を検出する手段と該検出手段の
出力と設定基準値の比較に基づいて前記加熱電源を制御
する手段を備えたことを特徴としておりヒーターｌこ一
定電力を供給することにより安定なイオンビームを発生
さぜ、更ｉζはイオン銃の長寿命化を針ることを目的と
している。
保持するリザーバと、該リザーバの一端が固定されたヒ
ーターと該ヒーター醗ご接続された加熱電源と、前記ヒ
ーターに供給される電力を検出する手段と該検出手段の
出力と設定基準値の比較に基づいて前記加熱電源を制御
する手段を備えたことを特徴としておりヒーターｌこ一
定電力を供給することにより安定なイオンビームを発生
さぜ、更ｉζはイオン銃の長寿命化を針ることを目的と
している。
以下本発明の実施例を添付図１ｉｉ＃ｃ基づき詳述する
。第２図は本発明の一実施例を示しているがこの実施例
で第１図と同一部分は同一番号を付してそのａ明を省略
する。１０は支持棒９を固定する岡えば碍子からなる絶
縁体、１１は針状部材４に対抗して設けられた引き出し
電極、１２は引き出し成極用電源、１６はヒーター６１
こ直列番ご挿入された＃に抗、１４はヒーター６瘉こ供
給される電流及びヒーター両端憂ζ印加される電圧を乗
じることｌこよって電力を検出する電力検出器、１５は
絶縁屋信号伝送回路、１６は電力検出器１４の出力と設
定基準電源１７の値の比較手段としての演算器である０
１８〜２１はヒーターの加熱電源を構成するもので１８
は演算器１６よりの信号１こより高量波発振−の振幅を
＃ｌ整するデートＩｇｌ略、１９は高ｊ＃［１４！器、
２０Ｇ！絶１ｍ）ｔｙス、２１１ｔＡｊｉｉｍ発振器１
９よりの高周波信号を整流する整流回路である。
。第２図は本発明の一実施例を示しているがこの実施例
で第１図と同一部分は同一番号を付してそのａ明を省略
する。１０は支持棒９を固定する岡えば碍子からなる絶
縁体、１１は針状部材４に対抗して設けられた引き出し
電極、１２は引き出し成極用電源、１６はヒーター６１
こ直列番ご挿入された＃に抗、１４はヒーター６瘉こ供
給される電流及びヒーター両端憂ζ印加される電圧を乗
じることｌこよって電力を検出する電力検出器、１５は
絶縁屋信号伝送回路、１６は電力検出器１４の出力と設
定基準電源１７の値の比較手段としての演算器である０
１８〜２１はヒーターの加熱電源を構成するもので１８
は演算器１６よりの信号１こより高量波発振−の振幅を
＃ｌ整するデートＩｇｌ略、１９は高ｊ＃［１４！器、
２０Ｇ！絶１ｍ）ｔｙス、２１１ｔＡｊｉｉｍ発振器１
９よりの高周波信号を整流する整流回路である。
上述した如き構成において、リザーバ１を加熱するヒー
ター６の表面が液体金属で覆われた場合や１共晶合金を
用いる場合でこのヒーターと反応した場合を考えると、
ヒーター６の電気抵抗が変化すること■こなり抵抗１６
を流れる電流工■及びヒーター６の端子電圧Ｖ■が変化
するＯこれにより電力検出器１４の出力信号Ｐ■が変化
し絶縁屋信号伝送回路１５を経て演算器１６＃ｃ入力さ
れるＯ演算器１６に入力された信号は設定基準電源１７
と比較されその差分信号ΔＶとして出力される。
ター６の表面が液体金属で覆われた場合や１共晶合金を
用いる場合でこのヒーターと反応した場合を考えると、
ヒーター６の電気抵抗が変化すること■こなり抵抗１６
を流れる電流工■及びヒーター６の端子電圧Ｖ■が変化
するＯこれにより電力検出器１４の出力信号Ｐ■が変化
し絶縁屋信号伝送回路１５を経て演算器１６＃ｃ入力さ
れるＯ演算器１６に入力された信号は設定基準電源１７
と比較されその差分信号ΔＶとして出力される。
ここにおいてデート回路１８は入力された差分信号ΔＶ
により高周波発振器１９の振幅を変化させる。この振幅
変化は絶縁トランス２０を経て整流回路２１に入力され
整流された後Ｉこヒーター６に供給される〇 このように本発明はヒータ一端子電圧ＶＨ，ヒーター電
流Ｉｎをモーターして電力検出器に入力しヒーター６の
消費電力ＰＨが一定となる様フィードバック系を構成し
てヒーターの加熱電力を一定に制御し、ヒーターによる
加熱温度を一定に維持するものである０これｌこ上り安
定なイオンビームを発生することができ、′加熱しすぎ
による液体金属の無駄な消費舅なくなり安定で長寿命の
イオン銃が提供される〇 尚本発明は上述した実施例に限定されることなく例えば
イオン化する金属としてガリウムを用いたがセシウムや
共晶合金など、他の金属をイオン化金属とする場＆Ｉこ
も本発明を適用し得る。又リザーバ部番こ液体金属を入
れる盤のイオン源のみならず例えばセシウム化合物の如
き粉末状の物質をリザーバ部に入れ、咳物質を加熱する
ことｌこよって液状として針状先端部１ｃ供給するよう
にした型のイオン源にも本発明を適用し得る。
により高周波発振器１９の振幅を変化させる。この振幅
変化は絶縁トランス２０を経て整流回路２１に入力され
整流された後Ｉこヒーター６に供給される〇 このように本発明はヒータ一端子電圧ＶＨ，ヒーター電
流Ｉｎをモーターして電力検出器に入力しヒーター６の
消費電力ＰＨが一定となる様フィードバック系を構成し
てヒーターの加熱電力を一定に制御し、ヒーターによる
加熱温度を一定に維持するものである０これｌこ上り安
定なイオンビームを発生することができ、′加熱しすぎ
による液体金属の無駄な消費舅なくなり安定で長寿命の
イオン銃が提供される〇 尚本発明は上述した実施例に限定されることなく例えば
イオン化する金属としてガリウムを用いたがセシウムや
共晶合金など、他の金属をイオン化金属とする場＆Ｉこ
も本発明を適用し得る。又リザーバ部番こ液体金属を入
れる盤のイオン源のみならず例えばセシウム化合物の如
き粉末状の物質をリザーバ部に入れ、咳物質を加熱する
ことｌこよって液状として針状先端部１ｃ供給するよう
にした型のイオン源にも本発明を適用し得る。
以上本発明を詳述したが本発明はイオン化されるべき物
質を加熱する手段を加熱手段に供給される電力を検出し
、フィードバック系を構成して該手段に供給される電力
を常Ｉｍ一定になる機制御することにより安定したイオ
ンビームの発生とイオン源の長寿命化を提供する。
質を加熱する手段を加熱手段に供給される電力を検出し
、フィードバック系を構成して該手段に供給される電力
を常Ｉｍ一定になる機制御することにより安定したイオ
ンビームの発生とイオン源の長寿命化を提供する。
第１図は液体金属イオン源の一例を示す略図、第２ｇｌ
は本発明Ｅこよるヒーター加熱電源の一例を示す略図で
ある。 １：リザーバ、６：ヒーター、８：加速電源、９：支持
棒、１０：絶縁体、１１：引き出し電極、１２：引き出
し電源、１６：抵抗、１４：電力検出器、１５：絶縁型
信号伝送回路、１６：演算器、１７：設定基準電源、１
８：デート回路、１９：高周波発振器、２０：絶縁トラ
ンス、２１：整流回路。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者加勢忠雄
は本発明Ｅこよるヒーター加熱電源の一例を示す略図で
ある。 １：リザーバ、６：ヒーター、８：加速電源、９：支持
棒、１０：絶縁体、１１：引き出し電極、１２：引き出
し電源、１６：抵抗、１４：電力検出器、１５：絶縁型
信号伝送回路、１６：演算器、１７：設定基準電源、１
８：デート回路、１９：高周波発振器、２０：絶縁トラ
ンス、２１：整流回路。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者加勢忠雄
Claims (1)
- 液体金属を保持するリザーバと、該リザーバの一端が固
定されたヒーターと、該ヒーターに接続された加熱電源
と、前記ヒーターに供給される電力を検出する検出手段
と、該検出手段の出力と設定基準値の比較に基づいて前
記加熱電源を制御する手段を備えたことを特徴とするイ
オン銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20484081A JPS58106748A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | イオン銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20484081A JPS58106748A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | イオン銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106748A true JPS58106748A (ja) | 1983-06-25 |
| JPH0228221B2 JPH0228221B2 (ja) | 1990-06-22 |
Family
ID=16497254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20484081A Granted JPS58106748A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | イオン銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106748A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010192808A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nuflare Technology Inc | 電子ビーム描画装置、その電子ビーム描画装置の電子銃のカソード加熱用の電力制御装置及び電力制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5486262A (en) * | 1977-12-21 | 1979-07-09 | Toshiba Corp | Electron beam device |
| JPS54129968A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-08 | Jeol Ltd | Electron gun |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP20484081A patent/JPS58106748A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5486262A (en) * | 1977-12-21 | 1979-07-09 | Toshiba Corp | Electron beam device |
| JPS54129968A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-08 | Jeol Ltd | Electron gun |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010192808A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nuflare Technology Inc | 電子ビーム描画装置、その電子ビーム描画装置の電子銃のカソード加熱用の電力制御装置及び電力制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0228221B2 (ja) | 1990-06-22 |
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