JPS58137940A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPS58137940A JPS58137940A JP2040682A JP2040682A JPS58137940A JP S58137940 A JPS58137940 A JP S58137940A JP 2040682 A JP2040682 A JP 2040682A JP 2040682 A JP2040682 A JP 2040682A JP S58137940 A JPS58137940 A JP S58137940A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- needle
- filament
- alloy
- reservoir
- substance
- 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.)
- Pending
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (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】
本発明はイオン源に関し、特にイオン化される物質とし
−て合金あるいは金属を使用したイオン源に関する。
−て合金あるいは金属を使用したイオン源に関する。
金属イオン等によるイオンビーム露光はフォトレジスト
内でのイオンの拡散が電子ビームによる露光と比較して
小さいことから、微細パターンの露光を行うことができ
る。又金属イオン等を細く絞って半導体ウェハ上の所望
微細領域に照射すれば、マスクレスのイオン注入が可能
である。従ってイオンによる微細加工は超ＬＳＩ製造の
将来技術として注目をされており、それに適した金属イ
オン源の研究が各方面で盛んに行われている。この種イ
オン源は通常イオン化すべき物質をリザーバに入れ、該
リザーバを直接あるいは■的に加熱することによって該
物質を加熱して縁状とし、該液状物質を先端の径が１μ
ｍ程度に鋭くされた針状部材の先端部に導き、該先端部
近傍に形成された強電界によってイオン化するようにし
ている。
内でのイオンの拡散が電子ビームによる露光と比較して
小さいことから、微細パターンの露光を行うことができ
る。又金属イオン等を細く絞って半導体ウェハ上の所望
微細領域に照射すれば、マスクレスのイオン注入が可能
である。従ってイオンによる微細加工は超ＬＳＩ製造の
将来技術として注目をされており、それに適した金属イ
オン源の研究が各方面で盛んに行われている。この種イ
オン源は通常イオン化すべき物質をリザーバに入れ、該
リザーバを直接あるいは■的に加熱することによって該
物質を加熱して縁状とし、該液状物質を先端の径が１μ
ｍ程度に鋭くされた針状部材の先端部に導き、該先端部
近傍に形成された強電界によってイオン化するようにし
ている。
このようなイオン源は物質を加熱して液状としなければ
ならず、従って融点の高い物質を単体の状態ではイオン
化物質として使用することができない。その結果、一般
に合金の融点はその合金を構成する物質申体の融点より
も低いことから高融点のイオンを得るためにはその物質
を含む合金を上述したリザーバに入れ、加熱して液状と
している。
ならず、従って融点の高い物質を単体の状態ではイオン
化物質として使用することができない。その結果、一般
に合金の融点はその合金を構成する物質申体の融点より
も低いことから高融点のイオンを得るためにはその物質
を含む合金を上述したリザーバに入れ、加熱して液状と
している。
例えば、融点が２，０００℃以上の硼素（Ｂ）のイオン
を得たい場合には、白金（Ｐｔ ）との合金Ｐ【−Ｂ（
融点７９５℃）を用い、該Ｐｔ −８を加熱して液状と
し、強電界によってＰｔイオンとＢイオンとを発生させ
、更に両イオンの混合したイオンビームを直交する電界
と磁界からなるウィーン型の質層分離器の如き分離器に
導き、Ｂイオンのみを得るようにしている。
を得たい場合には、白金（Ｐｔ ）との合金Ｐ【−Ｂ（
融点７９５℃）を用い、該Ｐｔ −８を加熱して液状と
し、強電界によってＰｔイオンとＢイオンとを発生させ
、更に両イオンの混合したイオンビームを直交する電界
と磁界からなるウィーン型の質層分離器の如き分離器に
導き、Ｂイオンのみを得るようにしている。
ところで上述した合金を使用したイオン源においてリザ
ーバ内部の合金を加熱するために、該リザーバに熱的に
接続されたタングステン類のフィラメントが用いられる
。該フィラメントへの通電加熱により該合金は加熱され
、液状となるが、液状合金は熱拡散によって物質表面を
移動し、フィラメント部に達する。該フィラメント部に
おいて、応し、該合金に溶は込む。その結果該フィラメ
ントは徐々に細くなり、それにつれて加熱温度が上昇し
、該フィラメントは断線する。このような現象はイオン
化物質に白金が含まれ、フィラメント材料としてタング
ステンを使用した場合のみならず、フィラメント材料と
液状のイオン化物質とが反応性を有している場合すべて
に生じる。
ーバ内部の合金を加熱するために、該リザーバに熱的に
接続されたタングステン類のフィラメントが用いられる
。該フィラメントへの通電加熱により該合金は加熱され
、液状となるが、液状合金は熱拡散によって物質表面を
移動し、フィラメント部に達する。該フィラメント部に
おいて、応し、該合金に溶は込む。その結果該フィラメ
ントは徐々に細くなり、それにつれて加熱温度が上昇し
、該フィラメントは断線する。このような現象はイオン
化物質に白金が含まれ、フィラメント材料としてタング
ステンを使用した場合のみならず、フィラメント材料と
液状のイオン化物質とが反応性を有している場合すべて
に生じる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、フィラメ
ントの断線を防止し得、長時間に亙って安定したイオン
ビームを発生し得るイオン源を提供することを目的とす
る。
ントの断線を防止し得、長時間に亙って安定したイオン
ビームを発生し得るイオン源を提供することを目的とす
る。
本発明に基づくイオン源はイオン化すべき物質を貯蔵す
るリザーバ部と、該リザーバ部から液状となった該物質
が供給される針状先端部を有した針状部材と、該針状先
端部に強電界を形成するための手段と、該リザーバ部あ
るいは該針状部材に熱的に接続され、該イオン化づべき
物質を加熱するためのフィラメントとを備えており、該
フィラメントが該液状物質と反応性を有しているイオン
源において、該フィラメントの表面を耐熱性を有し、更
には該液状物質と反応しない絶縁物によって被うように
したことを特徴としている。
るリザーバ部と、該リザーバ部から液状となった該物質
が供給される針状先端部を有した針状部材と、該針状先
端部に強電界を形成するための手段と、該リザーバ部あ
るいは該針状部材に熱的に接続され、該イオン化づべき
物質を加熱するためのフィラメントとを備えており、該
フィラメントが該液状物質と反応性を有しているイオン
源において、該フィラメントの表面を耐熱性を有し、更
には該液状物質と反応しない絶縁物によって被うように
したことを特徴としている。
以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳述する。、
第１図は本発明の一実施例であるイオン源の断面図を示
しており、第２図は第１図におけるＡ−Ａ′断面図であ
る。図中１は内部に合金、例えばＰｔ−８２が入れられ
たリザーバであり、該リザーバ１はセラミックによって
形成されている。該リザーバ１はタンタルの如き変形し
易い２枚の金属板３．４によって挾まれて支持されてお
り、該２枚の金属板３．４の夫々の端部は互いに合せら
れ、スポット溶接されている。該リザーバ１の底部には
細孔５が設けられており、該細孔５を貫通して白金製の
針状部材６が配置される。該針状部材６の一端は該金属
板に例えばスポット溶接によっ−Ｃ固着されており、針
状の他端は引き出し電極７に対向して配置されているが
、該針状の先端部は予めエツチング等の方法によってそ
の径が１μｌ程度に尖鋭にされている。該金属板３，４
Ｉこ番まタングステン類のフィラメント８，９の一端ｈ
（スポット溶接されており、該フィラメント８．９の他
端は夫々碍子１０によって固定されて（Ｘるステム１１
，１２に溶接されている。該金属板３，４及びフィラメ
ント８．９の表面にはセラミックコーティング１３が施
されている。なお、図示していないが該ステム１１，１
２は引き出し電圧電源及び加速電源に接続されることか
ら、該釘状部材６と引き出し電極７との間には５ＫＶ乃
至１０ＫＶの引き出し電圧が印加され、該針状部材６と
接地電位の陰極１４との間には２０ＫＶ乃至１００ＫＶ
の加速電圧が印加され、該針状部材６の先端部には強電
界が形成される。
しており、第２図は第１図におけるＡ−Ａ′断面図であ
る。図中１は内部に合金、例えばＰｔ−８２が入れられ
たリザーバであり、該リザーバ１はセラミックによって
形成されている。該リザーバ１はタンタルの如き変形し
易い２枚の金属板３．４によって挾まれて支持されてお
り、該２枚の金属板３．４の夫々の端部は互いに合せら
れ、スポット溶接されている。該リザーバ１の底部には
細孔５が設けられており、該細孔５を貫通して白金製の
針状部材６が配置される。該針状部材６の一端は該金属
板に例えばスポット溶接によっ−Ｃ固着されており、針
状の他端は引き出し電極７に対向して配置されているが
、該針状の先端部は予めエツチング等の方法によってそ
の径が１μｌ程度に尖鋭にされている。該金属板３，４
Ｉこ番まタングステン類のフィラメント８，９の一端ｈ
（スポット溶接されており、該フィラメント８．９の他
端は夫々碍子１０によって固定されて（Ｘるステム１１
，１２に溶接されている。該金属板３，４及びフィラメ
ント８．９の表面にはセラミックコーティング１３が施
されている。なお、図示していないが該ステム１１，１
２は引き出し電圧電源及び加速電源に接続されることか
ら、該釘状部材６と引き出し電極７との間には５ＫＶ乃
至１０ＫＶの引き出し電圧が印加され、該針状部材６と
接地電位の陰極１４との間には２０ＫＶ乃至１００ＫＶ
の加速電圧が印加され、該針状部材６の先端部には強電
界が形成される。
上述した如き構成において、ステム１１と１２との間に
は加熱電源（図示せず）から加熱電流が供給され、その
結果タングステンフィラメント８゜９は加、熱される。
は加熱電源（図示せず）から加熱電流が供給され、その
結果タングステンフィラメント８゜９は加、熱される。
該フィラメントの加熱に伴（Ｘ、伝導熱によってリザー
バ１内部の合金２は加熱され、該合金（Ｐｔ−Ｂ）の融
点以上に加熱されると合金は液状となる。該リザーバ１
内部で液状となった合金は針状部材６先端部の強電界に
よってリザーバ１底部の細孔５を通り、針状部材先端部
にまで引出される。該先端部の液状合金は強電界によっ
てテーラ−の円錐（Ｔａｌｏｒ Ｃｏｎｅ ）と称さ
れる円錐突起を形成する。この円錐突起の先端部の径は
０．０３μ−程度と極めて細く、従ってイの先端部近傍
には著しく電界が集中することになる。該先端部の合金
はこの強電界によって電界蒸発し、イオン化され、Ｐｔ
イオンと８イオンとが発生し陰［１１４によって加速さ
れる。該加速されたイオンは該陰極１３の下部に配置さ
れた、例えばウィーン型の質量分離器（図示せず）に導
かれてＢイオンのみが選別され、イオン注入等のために
使用される。
バ１内部の合金２は加熱され、該合金（Ｐｔ−Ｂ）の融
点以上に加熱されると合金は液状となる。該リザーバ１
内部で液状となった合金は針状部材６先端部の強電界に
よってリザーバ１底部の細孔５を通り、針状部材先端部
にまで引出される。該先端部の液状合金は強電界によっ
てテーラ−の円錐（Ｔａｌｏｒ Ｃｏｎｅ ）と称さ
れる円錐突起を形成する。この円錐突起の先端部の径は
０．０３μ−程度と極めて細く、従ってイの先端部近傍
には著しく電界が集中することになる。該先端部の合金
はこの強電界によって電界蒸発し、イオン化され、Ｐｔ
イオンと８イオンとが発生し陰［１１４によって加速さ
れる。該加速されたイオンは該陰極１３の下部に配置さ
れた、例えばウィーン型の質量分離器（図示せず）に導
かれてＢイオンのみが選別され、イオン注入等のために
使用される。
このようなイオン源はイオンの発生部の径が針状部材６
の先端部の合金による円錐突起先端の径に略等しいこと
から極めて細く収束することができると共に、該円錐突
起先端近傍には強電界が形成されるため、高輝度のイオ
ンビームを得ることがＣき、超ＬＳＩ製造過程のイオン
ビーム露光。
の先端部の合金による円錐突起先端の径に略等しいこと
から極めて細く収束することができると共に、該円錐突
起先端近傍には強電界が形成されるため、高輝度のイオ
ンビームを得ることがＣき、超ＬＳＩ製造過程のイオン
ビーム露光。
イオン注入等の処理工程に使用して好適である。
ここで、上述した実施例においては、針状部材６として
白金を使用しているため、該白金が基となっている共晶
合金Ｐｔ−８が液状となっても、該部材表面の白金は該
液状合金に溶けることはない。
白金を使用しているため、該白金が基となっている共晶
合金Ｐｔ−８が液状となっても、該部材表面の白金は該
液状合金に溶けることはない。
従って液状合金の構成比は長時間の使用によっても変化
せず、従って加熱温度が一定温度以上である限り、合金
は固化することなく安定に針状部材６先端に供給される
。
せず、従って加熱温度が一定温度以上である限り、合金
は固化することなく安定に針状部材６先端に供給される
。
又、タングステンフィラメント８，９の表面にはセラミ
ックコーティングが施されているので、加熱され液状と
なった合金が熱拡散によって移動し、該フィラメント部
に到達しても、該高温の液状金属とタングステンとが触
れ合うことは無く、従って長時間の使用によってもフィ
ラメントが断線することは無い。
ックコーティングが施されているので、加熱され液状と
なった合金が熱拡散によって移動し、該フィラメント部
に到達しても、該高温の液状金属とタングステンとが触
れ合うことは無く、従って長時間の使用によってもフィ
ラメントが断線することは無い。
更に上述した実施例ではりＶ−バ１の材料としてセラミ
ックを用いていることから、リザーバ材料と液状合金と
が反応し、該材料が合金中に溶は込むことはなく、合金
の成分及び構成比は長時間にｈって一定に雑持される。
ックを用いていることから、リザーバ材料と液状合金と
が反応し、該材料が合金中に溶は込むことはなく、合金
の成分及び構成比は長時間にｈって一定に雑持される。
以上詳述した如く本発明に基づくイオン源はフィラメン
トの断線が生じることは無く、長時間に厘っで安定した
イオンビームを発生し得るものである。尚、本発明は上
述した実施例に限定されることなく幾多の変形が可能で
ある。例えば、フィラメント材料及びイオン化物質がタ
ングステン及びＰｔ−８の場合に限定されず、フィラメ
ント材料とイオン化物質が反応性を有する場合であれば
本発明を適用することができる。又リザーバとして容器
状のものを用いず、例えば針状部材あるいはフィラメン
トの一部をコイル状に巻回し、該コイル部分をリザーバ
として合金を保持するようにしても良い。更にフィラメ
ントを被う絶縁物としてはセラミック以外にも石英ガラ
スあるいは石英ガラスを主成分とする材料を用いること
ができる。
トの断線が生じることは無く、長時間に厘っで安定した
イオンビームを発生し得るものである。尚、本発明は上
述した実施例に限定されることなく幾多の変形が可能で
ある。例えば、フィラメント材料及びイオン化物質がタ
ングステン及びＰｔ−８の場合に限定されず、フィラメ
ント材料とイオン化物質が反応性を有する場合であれば
本発明を適用することができる。又リザーバとして容器
状のものを用いず、例えば針状部材あるいはフィラメン
トの一部をコイル状に巻回し、該コイル部分をリザーバ
として合金を保持するようにしても良い。更にフィラメ
ントを被う絶縁物としてはセラミック以外にも石英ガラ
スあるいは石英ガラスを主成分とする材料を用いること
ができる。
第１図は本発明の一実施例であるイオン源の断面図であ
り、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面図である。 １：リザーバ、２：合金、３，４：金属板、５：細孔、
６：針状部材、７：引き出し電極、８，９フイラメント
、１０：碍子、１１．１２：スデム、１３：セラミック
コーティング、１４：陰極。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢 忠雄
り、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面図である。 １：リザーバ、２：合金、３，４：金属板、５：細孔、
６：針状部材、７：引き出し電極、８，９フイラメント
、１０：碍子、１１．１２：スデム、１３：セラミック
コーティング、１４：陰極。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢 忠雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン化すべき物質を貯蔵するリザーバ部と、該リ
ザーバ部から液状となった該物質が供給される針状先端
部を有した針状部材と、該針状先端部に強電界を形成す
るための手段と、該リザーバ部あるいは該針状部材に熱
的に接続され、該イオン化すべき物質を加熱するための
フィラメントとを備えており、該フィラメントが該液状
物質と反応性を有しているイオン源において、該フィラ
メントの表面を耐熱性を有し、更には該液状物質と反応
しない絶縁物によって被うようにしたことを特徴とする
イオン源。 ２、前記絶縁物はセラミックである特許請求の範囲第１
項記載のイオン源。 ３、前記絶縁物は石英ガラスである特許請求の範囲第１
項記載のイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040682A JPS58137940A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040682A JPS58137940A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58137940A true JPS58137940A (ja) | 1983-08-16 |
Family
ID=12026140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040682A Pending JPS58137940A (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58137940A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008111600A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838905A (ja) * | 1981-09-02 | 1983-03-07 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子用色分解フイルタ |
-
1982
- 1982-02-10 JP JP2040682A patent/JPS58137940A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838905A (ja) * | 1981-09-02 | 1983-03-07 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子用色分解フイルタ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008111600A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
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