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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