JPS60235347A - Ion beam generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体加工装置をはじめ材料改質。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention is applicable to material modification including semiconductor processing equipment.
材料合成等に使われるイオンビーム発生装置に、関する
ものである。This relates to ion beam generators used for materials synthesis, etc.
従来、イオンビーム発生装置によるイオン発生方法とし
ては、種々の手法が考えられ実用化されて来た。その大
部分は放電を利用したものであったが、近年レーザ光を
使ったイオン源が考え出されて来ている。このレーザ光
等の光を使った方式には2つあり、1つはレーザ光を金
属等の固体に照射してそのプラズマをイオン源として使
ったり、レーザ光を集光して気体、液体に照射してプラ
ズマを作り、これをイオン源としたりするものであり、
他の1つは波長の可変な光源を使い、レーザ光等の単一
波長を対象とするイオン化されるべき物質のエネルギ準
位に共鳴させて該物質をイオン化させるものであり、本
発明は後者に関するものである。Conventionally, various methods have been considered and put into practical use as ion generation methods using ion beam generators. Most of them used electric discharge, but in recent years ion sources using laser light have been devised. There are two methods that use light such as laser light. One is to irradiate a solid such as a metal with laser light and use the resulting plasma as an ion source, or to focus the laser light and convert it into gas or liquid. irradiation to create plasma, which is used as an ion source.
The other method uses a variable wavelength light source to ionize a substance by resonating a single wavelength such as a laser beam with the energy level of the substance to be ionized. It is related to.
本発明は、上記共鳴光励起、イオン化方式のイオンビー
ム発生装置において、イオン化させる物質の共鳴光励起
にてイオン化させる直前の状態として、該物質のシュタ
ルク効果によりイオン化できるリュードベルグ状態(R
ydberg 1evel )を使うことにより、従来
の共鳴光励起、イオン化方式に比べ入力光エネルギに対
するイオン化効率を数桁以上向上でき、かつ選択イオン
化における選択性に優れたイオンビーム発生装置を提供
することを目的としている。The present invention provides an ion beam generator using resonant light excitation and ionization as described above, in which the substance to be ionized is set in the Rydberg state (R
The purpose of this project is to provide an ion beam generator that can improve the ionization efficiency for input light energy by several orders of magnitude compared to conventional resonant optical excitation and ionization methods, and has excellent selectivity in selective ionization. There is.
まず本発明装置におけるイオン化方法をベリリウムイオ
ンビームを発生する場合を例にとって従来の方法と比較
しつつ説明する。第1図はベリリウム中性原子のエネル
ギ準位図である。First, the ionization method in the apparatus of the present invention will be explained by comparing it with a conventional method using an example in which a beryllium ion beam is generated. FIG. 1 is an energy level diagram of beryllium neutral atoms.
従来のイオン化方法は、例えば波長が2349人及び4
573人の2本のレーザビームBl、B2をイオン化さ
せたいベリリウム蒸気に照射する方法であり、即ち基底
状態2s(Is)にあるベリリウム原子をまず2349
人のレーザビームB1により第1励起状fi2p(IP
O)に共鳴励起し、その後4573人のレーザビームB
2によりエネルギ準位3d(1D)に共鳴励起し、さら
に4573人のレーザビームB2でイオン化させるもの
である。Conventional ionization methods, for example, have wavelengths of 2349 and 4
This is a method of irradiating beryllium vapor to be ionized with two laser beams Bl and B2 of 573 people, that is, beryllium atoms in the ground state 2s (Is) are first ionized into 2349
The first excited state fi2p (IP
O), then the 4573 laser beam B
2 to resonantly excite it to energy level 3d (1D), and further ionize it with the laser beam B2 of 4573 people.
本発明装置におけるイオン化方法が上記従来のイオン化
方法と異なるのは共鳴励起のみを用いている点であり、
ベリリウム蒸気をガス放電により準安定状態2p(3P
O)が支配的な状態に共鳴励起し、レーザビーム、第1
図の例では波長3321A、 1.46μ、 6449
人の3本のレーザビームB3〜B5により上記励起蒸気
をこの励起状態からりュードベルグ状態に共鳴励起し、
さらに従来の゛イオン化方法のようにベリリウム蒸気を
レーザビーム、第1図の例ではB2、により自由電子状
態、即ちイオン状態にするのではな(、次式で示される
電界により上記励起状態からイオン状態にする。The ionization method in the device of the present invention differs from the conventional ionization method described above in that only resonance excitation is used.
Beryllium vapor is transformed into a metastable state 2p (3P) by gas discharge.
O) is resonantly excited to a dominant state, and the laser beam, the first
In the example shown, the wavelength is 3321A, 1.46μ, 6449
Resonantly exciting the excited vapor from this excited state to the Rydberg state using three human laser beams B3 to B5,
Furthermore, unlike the conventional ionization method, beryllium vapor is not brought into a free electronic state, that is, an ion state, by a laser beam, B2 in the example of FIG. state.
E (V/cI11) =0.3125x109 n−
4ここでnはリュードベルグ状態の有効量子数である。E (V/cI11) =0.3125x109 n-
4 where n is the effective quantum number of the Rydberg state.
この発明装置におけるイオン化方法の場合、従来のイオ
ン化方法が波長4573人のレーザビームB2によりベ
リリウム蒸気をエネルギ準位3d (ID)から直接イ
オン化させるのに比べ、イオン化させる衝突断面積が数
桁以上高い。従ってレーザビームの出力エネルギが小さ
くてすみ、また基底状態からではなく準安定状態からの
励起であるので光子の波長は短かくてすみ、しかも完全
に共鳴のみを使うためレーザビームのエネルギ準位、波
長を不純物原子のそれらと一致しないように選択すれば
イオン化させたい物質のみをイオン化でき、しかも純度
の高いものができる。In the case of the ionization method in this inventive device, the collision cross section for ionization is several orders of magnitude higher than in the conventional ionization method, in which beryllium vapor is directly ionized from the energy level 3d (ID) using a laser beam B2 with a wavelength of 4573. . Therefore, the output energy of the laser beam is small, and since the excitation is from a metastable state rather than the ground state, the wavelength of the photon is short, and since only resonance is used, the energy level of the laser beam By selecting wavelengths that do not match those of impurity atoms, it is possible to ionize only the substance to be ionized, and moreover, it is possible to ionize the substance with high purity.
また上記レーザビームの波長や電界強度を変えることに
より、容易に他種の物質のイオンビームを発生すること
ができ、この場合イオン化される多種の物質を前もって
イオンビーム発生容器内に導入しておいても良い。この
ように発生するイオンビームの種類を容易に変えること
ができる本発明の手法は従来の方法にないものであり、
イオンビームで処理する2つ以上の行程を連続して行な
うことができる利点がある。Furthermore, by changing the wavelength and electric field strength of the laser beam, ion beams of other types of substances can be easily generated.In this case, various types of substances to be ionized can be introduced into the ion beam generation container in advance. It's okay to stay. The method of the present invention, which can easily change the type of ion beam generated in this way, is unlike any conventional method.
There is an advantage that two or more steps of processing with an ion beam can be performed in succession.
次にこの発明の実施例を図について説明する。Next, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
第2図は本発明の第1の実施例を示し、図において、1
はイオン化されるべき物質が導入される容器、1aは上
記物質を該容器1内に導入するためのガス導入孔、1b
はガス排出孔、3a又番よ3bは各々図示しないレーザ
ビーム発生部からのレーザビームB3.B5又はB4を
上記容器1内に導入する窓であり、該容器1内のレーザ
ビームB3〜B5が交差する空間はイオン生成空間4と
なっている。そして上記レーザビーム発生部は励起源用
のフランシュランプと、これにより励起されて上記レー
ザビームB3〜B5を発生する3つのレーザとからなり
、このレーザとしては、波長可変レーザ、色素レーザ、
自由電子レーザ、アレキサンドライトレーザ等の固体レ
ーザ又はエキシマ。FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention, in which 1
1a is a container into which the substance to be ionized is introduced; 1a is a gas introduction hole for introducing the substance into the container 1; 1b is a gas introduction hole for introducing the substance into the container 1;
3a and 3b are gas exhaust holes, respectively, and laser beams B3. This is a window through which B5 or B4 is introduced into the container 1, and the space in the container 1 where the laser beams B3 to B5 intersect is an ion generation space 4. The laser beam generating section includes a Franche lamp as an excitation source and three lasers that are excited by the Franche lamp and generate the laser beams B3 to B5, and these lasers include a wavelength tunable laser, a dye laser,
Solid state lasers or excimers such as free electron lasers and alexandrite lasers.
窒素等の気体レーザが用いられる。A gas laser such as nitrogen is used.
5.6は上記イオン生成空間4を挟んで配置された電極
、5a、6aは上記電極5.6に電圧を印加する端子で
あり、これらは上記イオン生成空間4にパルス電界を生
ぜしめる電界発生部15を構成している。16はこれも
上記イオン生成空間4を挟んで配置された誘導コイルで
あり、これは該イオン生成空間4において高周波(RF
)放電を生ぜしめるRF放電発生部となっている。8は
試料、8aは該試料8を保持する試料台であり、該試料
台8aと上記電極6との間には直流電圧が印加され、こ
れによりイオン化された物質をイオンビームとして引き
出すための引き出し電界が発生される。Reference numerals 5.6 and 5.6 are electrodes placed across the ion generation space 4; 5a and 6a are terminals that apply voltage to the electrodes 5.6; 15. Reference numeral 16 designates an induction coil which is also placed across the ion generation space 4, and which generates high frequency (RF) waves in the ion generation space 4.
) It serves as an RF discharge generating section that generates electric discharge. 8 is a sample, and 8a is a sample stand that holds the sample 8. A direct current voltage is applied between the sample stand 8a and the electrode 6, and a drawer is used to extract the ionized substance as an ion beam. An electric field is generated.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
本実施例装置により、ベリリウムのイオンビームを発生
する場合を考える。まず容器1にガス導入孔1aからベ
リリウム蒸気10を導入する。そして上記誘導コイル1
6によりRF放電が発生し、またこれと同時にレーザビ
ーム発生部が発振し、さらに該レーザ発振と時間的に同
期して電極5と電極6の各々に端子5a、6aから電圧
が印加される。するとこれにより、上記基底状態2S
(IS)にあるベリリウム蒸気10にRF放電による電
子が衝突し、その結果該ベリリウム蒸気10は準安定状
態2p(3PO)に励起される。また上記レーザの発振
により3321人、 6449人のレーザビームB3.
B5が窓3aを介して容器1内に導入され、また1、4
6μのレーザビームB5が窓3bを介して同様に導入さ
れ、各ビームB3〜B5が容器1内のイオン生成空間4
において交差し、これにより上記ベリリウム蒸気10は
3321人のレーザビームB3により準安定状態2p(
3PO)から励起状i!”13s(3S)に共鳴励起さ
れ、さらに1゜46μのレーザビームB4により上記励
起状態3S(3S)から励起状態3p(3P’)に励起
され、さらに6449人のレーザビームB5によりリュ
ードベルグ状態12d(3D)に階段状に共鳴励起され
、最後に該励起蒸気は上記電界発生部15からのパルス
電界によりイオン化される。また上記電極6と試料台8
aとの間には直流電圧が印加されており、これにより上
記イオン化されたベリリウム蒸気10はベリリウムのイ
オンのみからなるイオンビーム9として引き出され、該
イオンビーム9は上記試料8に照射される。Let us consider the case where a beryllium ion beam is generated by the apparatus of this embodiment. First, beryllium vapor 10 is introduced into the container 1 through the gas introduction hole 1a. and the above induction coil 1
6 generates an RF discharge, and at the same time, the laser beam generator oscillates, and a voltage is applied to each of the electrodes 5 and 6 from the terminals 5a and 6a in temporal synchronization with the laser oscillation. Then, due to this, the above ground state 2S
Electrons from the RF discharge collide with the beryllium vapor 10 at (IS), and as a result, the beryllium vapor 10 is excited to a metastable state 2p (3PO). In addition, the oscillation of the above laser caused laser beam B3 for 3,321 people and 6,449 people.
B5 is introduced into the container 1 through the window 3a, and 1, 4
A laser beam B5 of 6μ is similarly introduced through the window 3b, and each beam B3-B5 enters the ion production space 4 in the container 1.
This causes the beryllium vapor 10 to enter the metastable state 2p (
3PO) to excited state i! "13s (3S) is resonantly excited, and further excited from the excited state 3S (3S) to excited state 3p (3P') by the 1° 46μ laser beam B4, and further excited to the Rydberg state 12d by the 6449 laser beam B5. (3D), and finally the excited vapor is ionized by a pulsed electric field from the electric field generator 15. Also, the electrode 6 and the sample stage 8
A DC voltage is applied between the ion beam 10 and the ion beam 9. As a result, the ionized beryllium vapor 10 is extracted as an ion beam 9 consisting only of beryllium ions, and the ion beam 9 is irradiated onto the sample 8.
以上の動作説明における本実施例の特徴を示すと、まず
第1に本実施例は完全に共鳴のみを用いて選択イオン化
を行なうものであるので、上記容器1内にイオン化させ
るべき物質、この場合ベリリウム、以外の不純物、酸素
、窒素、炭素、水素等が含まれていて、しかもその量が
ベリリウムより多くても、レーザビームのエネルギ準位
、波長を上記不純物等のそれらと一致させないようにし
て希望の元素、この場合はベリリウムのみ、がイオン化
された純粋なベリリウムイオンビームが得られる。The characteristics of this embodiment in the above operation description are as follows: First of all, since this embodiment performs selective ionization completely using only resonance, the substance to be ionized in the container 1, in this case, Even if it contains impurities other than beryllium, such as oxygen, nitrogen, carbon, hydrogen, etc., and even if the amount is greater than beryllium, the energy level and wavelength of the laser beam should not be made to match those of the above impurities, etc. A pure beryllium ion beam is obtained in which only the desired element, in this case beryllium, is ionized.
第2に本実施例は上述のとおり、選択イオン化を行なう
ものであり、かつ共鳴光励起によるイオン化を行なうも
のであるので、電子や他の元素が励起されたり、エネル
ギ吸収により温度上昇したりすることはなく、その結果
イオンビームを照射する対象試料8、例えば半導体の場
合は基板、の温度を上昇させることはなく、低温処理が
できる。Second, as mentioned above, this embodiment performs selective ionization and ionization by resonant optical excitation, so there is no possibility that electrons or other elements will be excited or that the temperature will rise due to energy absorption. As a result, low-temperature processing can be performed without increasing the temperature of the target sample 8 to be irradiated with the ion beam, such as a substrate in the case of a semiconductor.
第3にイオンビームの種類や特性を変える場合はレーザ
ビームの波長、印加電圧を変えれば良く、従来のような
試料を取り出したり、イオン源部を交換するために容器
を開閉したりする必要はなく、従って、イオン注入とア
ニーリング等の連続動作が容易にできる。Third, if you want to change the type or characteristics of the ion beam, you can simply change the wavelength of the laser beam and the applied voltage, and there is no need to open and close the container to take out the sample or replace the ion source, as in the past. Therefore, continuous operations such as ion implantation and annealing can be easily performed.
第3図は本発明の第2の実施例を示す。図において、第
2図と同一符号は同−又は相当部分を示し、13はイオ
ン化させるべき物質12を収容するオーブン、13aは
上記オーブン13の外周に設けられたヒータ、14はイ
オン化されたベリリウム蒸気10をイオンビーム9とし
て引き出す引き出し電極である。FIG. 3 shows a second embodiment of the invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same or equivalent parts, 13 is an oven containing the substance 12 to be ionized, 13a is a heater provided on the outer periphery of the oven 13, and 14 is ionized beryllium vapor. 10 as an ion beam 9.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
オーブン13内にイオン化させる物質であるベリリウム
12を入れ、ヒータ13aによりオーブン13を加熱す
ると上記ベリリウム12が溶融。When beryllium 12, which is a substance to be ionized, is placed in the oven 13 and the oven 13 is heated by the heater 13a, the beryllium 12 is melted.
気化してベリリウム蒸気10が発生し、該蒸気10はガ
ス導入孔1aを通って容器1内に導入される。そして誘
導コイル16によりRF放電が発生し、また同時に33
21人、 6449人のレーザビームB3.85が窓3
aを介して、また1、46μのレーザビームB4が窓3
bを介して上記容器1内に導入され、さらに電極5.6
に電圧が印加されてパルス電界が発生し、これにより蒸
気10は基底状態2s(13)から励起状態2p (3
PO)、3s(3S)、3p (3P’)を経てリュー
ドベルグ状態12d(3D)に階段状に励起され、さら
に該リュードベルグ状態12d(3D)にあるベリリウ
ム蒸気10の電子が自由電子となり、これによりイオン
生成空間4にベリリウムイオンが生成され、該ベリリウ
ムイオンは引き出し電極14によってイオンビーム9と
して放出される。Beryllium vapor 10 is generated by vaporization, and this vapor 10 is introduced into the container 1 through the gas introduction hole 1a. Then, an RF discharge is generated by the induction coil 16, and at the same time 33
21 people, 6449 people laser beam B3.85 is window 3
Through a, a laser beam B4 of 1,46μ is also applied to the window 3.
b into the container 1, and further an electrode 5.6
A voltage is applied to generate a pulsed electric field, which causes the vapor 10 to change from the ground state 2s (13) to the excited state 2p (3
PO), 3s (3S), and 3p (3P') are excited stepwise to the Rydberg state 12d (3D), and furthermore, the electrons of the beryllium vapor 10 in the Rydberg state 12d (3D) become free electrons, As a result, beryllium ions are generated in the ion generation space 4, and the beryllium ions are emitted as an ion beam 9 by the extraction electrode 14.
第4図は本発明の第3の実施例によるイオンビーム発注
装置におけるレーザ発振装置の構成例を示す。FIG. 4 shows an example of the configuration of a laser oscillation device in an ion beam ordering apparatus according to a third embodiment of the present invention.
本発明において階段状に元素を励起させるためには複数
の各々特定周波数のレーザビームが必要であり、該複数
のレーザビームは同期させる必要がある訳であるが、第
4図はその同期方法の一例を示すものである。In the present invention, in order to excite elements stepwise, a plurality of laser beams each having a specific frequency are required, and the plurality of laser beams must be synchronized. Fig. 4 shows the synchronization method. This is an example.
本レーザ発振装置20は、3台の波長可変のダイレーザ
22,23.24と、該各ダイレーザ22〜24を励起
するための励起源レーザ21と、ハーフミラ−25,2
6と、全反射ミラー27とから構成されている。このよ
うに励起源を1台のレーザ1で構成したことにより、発
振するレーザビームω1.ω2.ω3は時間的に同期さ
れたものとなる。This laser oscillation device 20 includes three wavelength-tunable dye lasers 22, 23, 24, an excitation source laser 21 for exciting each of the dye lasers 22 to 24, and half mirrors 25, 2.
6 and a total reflection mirror 27. By configuring the excitation source with one laser 1 in this way, the oscillated laser beam ω1. ω2. ω3 becomes temporally synchronized.
また上記励起源レーザ21の発振、上記電極5゜6及び
誘導コイル16への電圧印加を同時に行なうことにより
、レーザビーム、電界及びRF放電を時間的に同期でき
ることとなる。Furthermore, by simultaneously oscillating the excitation laser 21 and applying voltage to the electrode 5.6 and the induction coil 16, the laser beam, electric field, and RF discharge can be synchronized in time.
このように、本発明に係るイオンビーム発生装置によれ
ば、イオン化されるべき物質をガス放電によりその比較
的下位の励起状態に励起し、レーザビームの照射により
該励起状態からりュードベルグ状態に共鳴光励起し、さ
らに上記物質を電界印加により該励起状態からイオン状
態にするようにしたので、イオン化効率及びイオンの選
択性を大きく向上できる効果がある。As described above, according to the ion beam generator of the present invention, the substance to be ionized is excited to a relatively lower excited state by gas discharge, and the substance to be ionized is resonated from the excited state to the Rydberg state by laser beam irradiation. Since the substance is photoexcited and then brought from the excited state to the ion state by applying an electric field, the ionization efficiency and ion selectivity can be greatly improved.
第1図はベリリウム中性原子のシングレット系のエネル
ギ状態図、第2図は本発明の第1の実施例によるシャワ
ー型イオンビーム発生装置の概略構成図、第3図は本発
明の第2の実施例による集束型イオンビーム発生装置の
概略構成図、第4図は本発明の第3の実施例によるイオ
ンビーム発生・・・ガス放電発生部、20・・・レーザ
ビーム発生部、B1へB5・・・レーザビーム。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
代理人 大岩増雄
第3図
第4図FIG. 1 is an energy phase diagram of a singlet system of beryllium neutral atoms, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a shower type ion beam generator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. A schematic configuration diagram of a focused ion beam generator according to an embodiment, FIG. 4 shows an ion beam generation according to a third embodiment of the present invention...Gas discharge generation section, 20...Laser beam generation section, B1 to B5 ...Laser beam. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Agent Masuo Oiwa Figure 3 Figure 4
Claims (1)
器内の上記物質にレーザビームを照射するレーザビーム
発生部と、上記容器内の上記物質に電界を印加する電界
発生部と、上記容器内の上記物質雰囲気中でガス放電を
発生するガス放電発生部とを備え、上記物質のイオンビ
ームを発生する装置において、上記ガス放電発生部はガ
ス放電により上記物質をエネルギ準位の基底状態から比
較的下位の励起状態に励起するものであり、上記レーザ
ビーム発生部は上記物質を上記比較的下位の励起状態か
らりュードベルグ状態に共鳴光励起するような波長を有
するレーザビームを発生するものであり、上記電界発生
部は上記物質をシュタルク効果によりリュードベルグ状
態からイオン状態とする電界を発生するものであること
を特徴とするイオンビーム発生装置。 (2)上記レーザビーム発生部は、上記物質を上記比較
的下位の励起状態から中間状態を経て上記リュードベル
グ状態に階段状に共鳴励起するような波長の異なる複数
のレーザビームを発生するものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のイオンビーム発生装置。 (3)上記レーザビーム発生部として、エキシマ。 窒素等の気体レーザ又は該気体レーザがらの高調波によ
って励起される色素レーザのいずれか一方又は両方を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項
記載のイオンビーム発生装置。 (4)上記レーザビーム発生部として、波長可変レーザ
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
2項記載のイオンビーム発生装置。 (5) 上記レーザビーム発生部として、色素レーザを
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
項記載のイオンビーム発生装置。 (6) 上記レーザビーム発生部として、アレキサンド
ライトレーザ等の固体レーザ又は該固体レーザからの高
調波によって励起される色素レーザのいずれか一方又は
両方を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載のイオンビーム発生装置。 (7)上記レーザビーム発生部として、自由電子レーザ
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
2項記載のイオンビーム発生装置。 (8) 上記レーザビーム発生部は、1つの励起源と、
該励起源により励起される相互に時間同期可能な複数の
色素レーザとからなることを特徴とする特許請求の範囲
第1項又は第2項記載のイオンビーム発生装置。 (9)上記比較的下位の励起状態が準安定状態であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第8項のい
ずれかに記載のイオンビーム発生装置。 α0)上記電界発生部のシュタルク効果によりイオン化
させる電界がイオンをビームとして引き出す引き出し電
界を兼ねていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
ないし第9項のいずれかに記載のイオンビーム発生装置
。 (11)上記ガス放電発生部は、高周波(R’ F )
放電を発生せしめるものであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項ないし第10項のいずれかに記載のイオ
ンビーム発生装置。 (12)上記物質は、化合物又は分子状態のガスとして
上記容器内に導入され、上記ガス放電は、上記容器内に
導入された物質を中性原子状態にするためのガス放電を
兼ねていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
し第11項のいずれかに記載のイオンビーム発生装置。 (13)上記各レーザビーム、ガス放電、電界は、これ
らのうちの少なくこともいずれか2つの位相が時間的に
同期できるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項ないし第12項のいずれかに記載のイオンビーム
発生装置。 (14)上記物質は、固体又は液体の物質を加熱気化し
て生成された蒸気として上記容器内に導入されることを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第13項のいず
れかに記載のイオンビーム発生装置。[Scope of Claims] (11) A container containing a substance to be ionized, a laser beam generator that irradiates the substance in the container with a laser beam, and an electric field generator that applies an electric field to the substance in the container. and a gas discharge generation section that generates a gas discharge in the atmosphere of the substance in the container, the device generating an ion beam of the substance, wherein the gas discharge generation section energizes the substance by gas discharge. The laser beam generator generates a laser beam having a wavelength that resonantly excites the substance from the relatively lower excited state to the Rydberg state. The ion beam generating device is characterized in that the electric field generating section generates an electric field that changes the substance from the Rydberg state to the ion state by the Stark effect. (2) The laser beam generating section The patent claim is characterized in that a plurality of laser beams having different wavelengths are generated to resonantly excite the substance stepwise from the relatively lower excited state to the Rydberg state via the intermediate state. The range of the ion beam generator according to item 1. (3) The laser beam generating section includes an excimer, a gas laser such as nitrogen, or a dye laser excited by harmonics of the gas laser, or both. (4) The ion beam generator according to claim 1 or 2, characterized in that the ion beam generator is used. The ion beam generating device according to claim 1 or 2. (5) Claim 1 or 2, characterized in that a dye laser is used as the laser beam generating section.
The ion beam generator described in Section 1. (6) As the laser beam generating section, one or both of a solid-state laser such as an alexandrite laser and a dye laser excited by harmonics from the solid-state laser is used. The ion beam generator according to item 1 or 2. (7) The ion beam generating device according to claim 1 or 2, wherein a free electron laser is used as the laser beam generating section. (8) The laser beam generating section includes one excitation source,
3. The ion beam generator according to claim 1, comprising a plurality of mutually time-synchronized dye lasers excited by the excitation source. (9) The ion beam generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the relatively lower excited state is a metastable state. α0) Ion beam generation according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the electric field for ionization due to the Stark effect of the electric field generating section also serves as an extraction electric field for extracting ions as a beam. Device. (11) The gas discharge generating section generates a high frequency (R'F)
An ion beam generator according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the ion beam generator generates a discharge. (12) The substance is introduced into the container as a compound or molecular gas, and the gas discharge also serves as a gas discharge to bring the substance introduced into the container into a neutral atomic state. An ion beam generator according to any one of claims 1 to 11, characterized in that: (13) Claims 1 to 12 are characterized in that the phases of at least any two of the laser beams, gas discharges, and electric fields can be temporally synchronized. 2. The ion beam generator according to any one of paragraphs. (14) The substance is introduced into the container as a vapor generated by heating and vaporizing a solid or liquid substance. ion beam generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59093495A JPS60235347A (en) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | Ion beam generating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59093495A JPS60235347A (en) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | Ion beam generating apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60235347A true JPS60235347A (en) | 1985-11-22 |
JPH0512814B2 JPH0512814B2 (en) | 1993-02-19 |
Family
ID=14083924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59093495A Granted JPS60235347A (en) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | Ion beam generating apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60235347A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5022999A (en) * | 1973-06-28 | 1975-03-12 |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59093495A patent/JPS60235347A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5022999A (en) * | 1973-06-28 | 1975-03-12 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0512814B2 (en) | 1993-02-19 |
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