JPS58169761A - 電界放出型イオンビ−ム発生装置 - Google Patents
電界放出型イオンビ−ム発生装置Info
- Publication number
- JPS58169761A JPS58169761A JP5162682A JP5162682A JPS58169761A JP S58169761 A JPS58169761 A JP S58169761A JP 5162682 A JP5162682 A JP 5162682A JP 5162682 A JP5162682 A JP 5162682A JP S58169761 A JPS58169761 A JP S58169761A
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- JP
- Japan
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- ion beam
- voltage
- needle
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- 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
-
- 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)
- Analytical Chemistry (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】
本発明は液体金属を電界蒸発させてイオン化し、イオン
ビームとして取り出す装置に関する。
ビームとして取り出す装置に関する。
ガリウム等の金属イオンによるイオノビーム露九におい
ては、レジスト内でのイオンの拡散が重子ビームによる
露光に比較して小さいことから、リブミク［１ン以トの
パターン製作用のノビ丁段として注目されており、その
為各方面に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、該リザーバ内部には
液体金属１例えばガリウム３が入れられている。該リザ
ーバ底部の細孔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側面に例えばスポット
溶接によって固着されており、電昇研磨によって針状に
された他端はこの他端の電位に対し負の電位に保たれた
引き出し電極５に対向して配置される。該リザーバ１に
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には加熱型１！７から加熱電流が供給
される。更に該リザーバ１．針状部材４には加速電源８
から正の高電圧が印加されている。
ては、レジスト内でのイオンの拡散が重子ビームによる
露光に比較して小さいことから、リブミク［１ン以トの
パターン製作用のノビ丁段として注目されており、その
為各方面に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、該リザーバ内部には
液体金属１例えばガリウム３が入れられている。該リザ
ーバ底部の細孔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側面に例えばスポット
溶接によって固着されており、電昇研磨によって針状に
された他端はこの他端の電位に対し負の電位に保たれた
引き出し電極５に対向して配置される。該リザーバ１に
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には加熱型１！７から加熱電流が供給
される。更に該リザーバ１．針状部材４には加速電源８
から正の高電圧が印加されている。
９は支持棒である。
■−述したイオン源において針状部材４の先端部では強
電界が印加され、その結果リザーバ内部のガリウムは該
強電界によって底部の細孔２を通り、針状部材４先端ま
で引出される。該先端部のガリウムは強電界によつＣテ
ーラ−の円錐（Ｔ ａｙｌｏｒＣｏｎｅ）と称される円
錐突起Ｔを形成する。この円錐突起Ｔ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。尚針状部材４の先端と引き出
し電極５間に印加される電圧と取り出されるイオンビー
ム電流との関係は第２図において実線イで示す如きもの
である。
電界が印加され、その結果リザーバ内部のガリウムは該
強電界によって底部の細孔２を通り、針状部材４先端ま
で引出される。該先端部のガリウムは強電界によつＣテ
ーラ−の円錐（Ｔ ａｙｌｏｒＣｏｎｅ）と称される円
錐突起Ｔを形成する。この円錐突起Ｔ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。尚針状部材４の先端と引き出
し電極５間に印加される電圧と取り出されるイオンビー
ム電流との関係は第２図において実線イで示す如きもの
である。
このようなイオン発生源よりのイオンをイオンビームと
して取り出す従来の電界放出型イオンビーム発生装置に
おいては、イオンビームの発生を停止させる際には針状
部材４の先端と引き出し電極５間に電圧を印加するため
の電源をオフにしていた。その為、引出し電界が無くな
るため針状部材４の根元の方へ液体金属が移動（拡散）
してしまい、成る程度の時間がたつと、針状部材４の先
端にテーラ−コーンを形成（るのに充分な金属の滞留が
なくなってしまう。そのため、再度イオンビームを発生
させるため引き出し電圧を印加しても、心ぐにイオンビ
ームを発生させることができず、数分乃至数１０分の待
ち時間を必要としたり、直ぐに発生したとしても液体金
属が充分先端に供給されるまでビームが不安定であった
。
して取り出す従来の電界放出型イオンビーム発生装置に
おいては、イオンビームの発生を停止させる際には針状
部材４の先端と引き出し電極５間に電圧を印加するため
の電源をオフにしていた。その為、引出し電界が無くな
るため針状部材４の根元の方へ液体金属が移動（拡散）
してしまい、成る程度の時間がたつと、針状部材４の先
端にテーラ−コーンを形成（るのに充分な金属の滞留が
なくなってしまう。そのため、再度イオンビームを発生
させるため引き出し電圧を印加しても、心ぐにイオンビ
ームを発生させることができず、数分乃至数１０分の待
ち時間を必要としたり、直ぐに発生したとしても液体金
属が充分先端に供給されるまでビームが不安定であった
。
本発明はこのような従来の問題を解決し、イオンビーム
の発生を停止させて長い時間経過した後においても、持
ち時間無しに安定なイオンビームを発生させることので
きる電界放出型イオンビーム発生ＩＩを提供するもので
、リザーバに貯えられた液体金属を針状先端と引出し電
極との間に形成される電界によって針状先端へ引き出さ
せ、該引き出された液体金属を電界蒸発させてイオン化
し、イオンビームとして取り出すようにした装置におい
て、イオンビームの発生を停止させた状態においてテー
ラ−コーンが形成される臨界電圧より低い電圧を針状先
端と引き出し電極との間に印加するように構成したこと
を特徴としており、以下第３図に基づき本発明の一実施
例を詳述するが、第１図と同一の構成要素に対しては同
一番号を付し説明を省略する。
の発生を停止させて長い時間経過した後においても、持
ち時間無しに安定なイオンビームを発生させることので
きる電界放出型イオンビーム発生ＩＩを提供するもので
、リザーバに貯えられた液体金属を針状先端と引出し電
極との間に形成される電界によって針状先端へ引き出さ
せ、該引き出された液体金属を電界蒸発させてイオン化
し、イオンビームとして取り出すようにした装置におい
て、イオンビームの発生を停止させた状態においてテー
ラ−コーンが形成される臨界電圧より低い電圧を針状先
端と引き出し電極との間に印加するように構成したこと
を特徴としており、以下第３図に基づき本発明の一実施
例を詳述するが、第１図と同一の構成要素に対しては同
一番号を付し説明を省略する。
第３図において１０は支持棒９を固定する例えば碍子か
らなる絶縁体、１１は設置された加速電極である。１２
は発生したイオンビームをモニターするためのアパーチ
ャ板であり、このアパーチャ板１２によって検出された
イオン電流信号は電流電圧変換器１３によって電圧信号
に変換され、差動増幅器１４の一方の入力端に供給され
る。この差動増幅器１４の他方の入力端には基準信号源
１５よりの基準信号がスイッチ１６を介して供給されて
いる。差動増幅器１４の出力信号は加紳回路１７の一方
の入力端に供給されており、加算回路１７の他方の入力
端にはバイアス信号源１８よりの出力信号が供給されて
いる。この加糖回路１７の出力信号はコレクタ端子が電
源２０に接続されたゲートトランジスタ１９のベースに
接続されている。ゲートトランジスタ１９のエミッタ出
力は＾周波発振器２１に供給されている。高周波発振器
２１よりの出力は昇圧トランス２２ａ、ブリッジ整流器
２２ｂ等より成る昇圧整流回路２２に供給されており、
この回路２２より＾周波発振器２１の出力の振幅に応じ
た電圧が発生し、この電圧は組状部材４と引き出し電極
５の間に印加される。又前記バイアス信号源１８の出力
信号は、この出力信号のみに基づいて昇圧整流回路２２
より電圧が発生した際にこの電圧がテーラ−コーンが形
成される臨界電圧よりやや低い第２図においてＶｏ ぐ
示す電圧になるように設定されている。
らなる絶縁体、１１は設置された加速電極である。１２
は発生したイオンビームをモニターするためのアパーチ
ャ板であり、このアパーチャ板１２によって検出された
イオン電流信号は電流電圧変換器１３によって電圧信号
に変換され、差動増幅器１４の一方の入力端に供給され
る。この差動増幅器１４の他方の入力端には基準信号源
１５よりの基準信号がスイッチ１６を介して供給されて
いる。差動増幅器１４の出力信号は加紳回路１７の一方
の入力端に供給されており、加算回路１７の他方の入力
端にはバイアス信号源１８よりの出力信号が供給されて
いる。この加糖回路１７の出力信号はコレクタ端子が電
源２０に接続されたゲートトランジスタ１９のベースに
接続されている。ゲートトランジスタ１９のエミッタ出
力は＾周波発振器２１に供給されている。高周波発振器
２１よりの出力は昇圧トランス２２ａ、ブリッジ整流器
２２ｂ等より成る昇圧整流回路２２に供給されており、
この回路２２より＾周波発振器２１の出力の振幅に応じ
た電圧が発生し、この電圧は組状部材４と引き出し電極
５の間に印加される。又前記バイアス信号源１８の出力
信号は、この出力信号のみに基づいて昇圧整流回路２２
より電圧が発生した際にこの電圧がテーラ−コーンが形
成される臨界電圧よりやや低い第２図においてＶｏ ぐ
示す電圧になるように設定されている。
このようへ構成において、基準（８９源１５の出力信号
が例えば第２図において■１で示１イＡン電流錯に対応
した値に設定されているものとすると、スイップ１６を
オンしてこの基準信号源を差動増幅器１４に供給すれば
差動増幅器１４の出力信号とバイアス信号源１８の出力
信号とが加算回路１７において加算された信号がゲート
トランジスタ１９のベースに供給される。そのためトラ
ンジスタ１９のコレクタよりこのベース入力に基づいた
出〕Ｊが高周波発振器２１に供給されてこの高周波発振
器２１の発振振幅を定め、この振幅に対応しｌζ例えば
第２図においてＶｌで示すような引出し電１１が針状部
材４と引き出し電極５間にかけられ、針状部材４の先端
よりイオンビームが発生暖る。このイオンビームの電Ｆ
ＲＩは、アパーチＶ板１２によって検出された信号と基
準信号′ｍ１５よりの基準信号とを一致させる負帰還ル
ープが差動増幅器１４を用いて構成されているため、前
述した１１に一致した飴となる。そこで、イオンビーム
の発生を停止させるためスイッチ１６をオフにしたとす
ると、差動増幅器１４の出力信ｇはＯとなるが加締回路
１７にはバイアス信号源１８の出力信号が引き続き供給
されているため、高周波発振器２１はこのバイアス信号
源１８よりの出力に対応したエミッタ出力に応じた振幅
の高周波出力を発生する。従って昇圧整流回路２２より
テーラ−］−ンが形成される臨界電圧（この実施例の場
合には約５ＫＶ）よりもやや低い前記電圧Ｖ。
が例えば第２図において■１で示１イＡン電流錯に対応
した値に設定されているものとすると、スイップ１６を
オンしてこの基準信号源を差動増幅器１４に供給すれば
差動増幅器１４の出力信号とバイアス信号源１８の出力
信号とが加算回路１７において加算された信号がゲート
トランジスタ１９のベースに供給される。そのためトラ
ンジスタ１９のコレクタよりこのベース入力に基づいた
出〕Ｊが高周波発振器２１に供給されてこの高周波発振
器２１の発振振幅を定め、この振幅に対応しｌζ例えば
第２図においてＶｌで示すような引出し電１１が針状部
材４と引き出し電極５間にかけられ、針状部材４の先端
よりイオンビームが発生暖る。このイオンビームの電Ｆ
ＲＩは、アパーチＶ板１２によって検出された信号と基
準信号′ｍ１５よりの基準信号とを一致させる負帰還ル
ープが差動増幅器１４を用いて構成されているため、前
述した１１に一致した飴となる。そこで、イオンビーム
の発生を停止させるためスイッチ１６をオフにしたとす
ると、差動増幅器１４の出力信ｇはＯとなるが加締回路
１７にはバイアス信号源１８の出力信号が引き続き供給
されているため、高周波発振器２１はこのバイアス信号
源１８よりの出力に対応したエミッタ出力に応じた振幅
の高周波出力を発生する。従って昇圧整流回路２２より
テーラ−］−ンが形成される臨界電圧（この実施例の場
合には約５ＫＶ）よりもやや低い前記電圧Ｖ。
が発生し、スイッチ１６をオフした後もρ１状部祠４と
引き出し電極５との間に印加される。そのためスイッチ
１６をオフにしてイオンビームの発生を停止させた後に
おいても、常時液体金属３は針状部材４の先端に引き付
けられており、この先端部に充分な鯖の液体金属が引き
続いて停溜することになる。従ってスイッチ１６を再び
オンにしてイオンビームを発生させる時にはｖｌちに安
定したビームを発生させることができる。
引き出し電極５との間に印加される。そのためスイッチ
１６をオフにしてイオンビームの発生を停止させた後に
おいても、常時液体金属３は針状部材４の先端に引き付
けられており、この先端部に充分な鯖の液体金属が引き
続いて停溜することになる。従ってスイッチ１６を再び
オンにしてイオンビームを発生させる時にはｖｌちに安
定したビームを発生させることができる。
第１図は液体金属イオン源の一例を示すための図、第２
図はイオンビーム発生時に印加される引ぎ出し電圧とイ
オンビーム発生停止時に印加される電圧との関係を示す
ための図、第３図は本発明の一実施例を示寸ための図で
ある。 １：リザーバ、３：液体金属、４：針状部材、５：引ぎ
出し電極、６：ヒーター、７：加熱電源、８：加速電源
、１１：加速電極、１２ニアバーチ でＪｐ板、
１４：差動増幅器、１５：基準信号源、１６：スイッチ
、１７：加算回路、１８：バイアス信号源、１９：ブー
トトランジスタ、２１：ａ周波発振器、２２：昇圧整流
回路。 第１図 第２図 （ｐ＾）
図はイオンビーム発生時に印加される引ぎ出し電圧とイ
オンビーム発生停止時に印加される電圧との関係を示す
ための図、第３図は本発明の一実施例を示寸ための図で
ある。 １：リザーバ、３：液体金属、４：針状部材、５：引ぎ
出し電極、６：ヒーター、７：加熱電源、８：加速電源
、１１：加速電極、１２ニアバーチ でＪｐ板、
１４：差動増幅器、１５：基準信号源、１６：スイッチ
、１７：加算回路、１８：バイアス信号源、１９：ブー
トトランジスタ、２１：ａ周波発振器、２２：昇圧整流
回路。 第１図 第２図 （ｐ＾）
Claims (1)
- リリ゛−バに貯えられた液体金属を針状先端と引出し電
極との間に形成される電界によって釘状先端へ引き出さ
Ｕ、該引き出された液体金属を電界蒸発させてイオン化
し、イオンビームとして取り１１１寸ようにしたＨ１ｆ
’ｆにおいて、イオンビームの発生を停止させた状態に
おいてテーラ−コーンが形成される臨界電Ｉ■Ｊ、り低
い電圧を針状先端と引き出し電極との間に印加するよう
に構成したことを特徴と覆る電界放出型イオンビーム発
生装窮。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162682A JPS58169761A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 電界放出型イオンビ−ム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162682A JPS58169761A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 電界放出型イオンビ−ム発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58169761A true JPS58169761A (ja) | 1983-10-06 |
| JPS6340013B2 JPS6340013B2 (ja) | 1988-08-09 |
Family
ID=12892062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5162682A Granted JPS58169761A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 電界放出型イオンビ−ム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58169761A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269838A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Hitachi Ltd | イオンビーム装置およびイオンビーム形成方法 |
| JP2008034371A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-02-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 集束イオンビーム装置 |
| JP2012142312A (ja) * | 2006-07-06 | 2012-07-26 | Hitachi High-Technologies Corp | 集束イオンビーム装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0738022B2 (ja) * | 1990-01-26 | 1995-04-26 | パイオニア株式会社 | 車載用ｇｐｓ受信機 |
| JPH03254504A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-13 | Pioneer Electron Corp | アンテナ装置 |
| JPH0539011U (ja) * | 1991-10-21 | 1993-05-25 | 株式会社ケンウツド | 車載用アンテナの取付構造 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56112058A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-04 | Hitachi Ltd | High brightness ion source |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP5162682A patent/JPS58169761A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56112058A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-04 | Hitachi Ltd | High brightness ion source |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269838A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Hitachi Ltd | イオンビーム装置およびイオンビーム形成方法 |
| JP2008034371A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-02-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 集束イオンビーム装置 |
| JP2012142312A (ja) * | 2006-07-06 | 2012-07-26 | Hitachi High-Technologies Corp | 集束イオンビーム装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340013B2 (ja) | 1988-08-09 |
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