JPS6121789Y2 - - Google Patents

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JPS6121789Y2
JPS6121789Y2 JP11894480U JP11894480U JPS6121789Y2 JP S6121789 Y2 JPS6121789 Y2 JP S6121789Y2 JP 11894480 U JP11894480 U JP 11894480U JP 11894480 U JP11894480 U JP 11894480U JP S6121789 Y2 JPS6121789 Y2 JP S6121789Y2
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gas
adsorbent
ion gun
cylinder
emitter
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はイオン銃に関し、特に小型のイオン銃
に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an ion gun, and particularly to a small ion gun.

従来のイオンビーム発生装置においては、ガス
ボンベに貯えられているガスを真空排気されてい
るイオン銃筒内に導入し、該ガス分子をイオン化
してイオンビームを発生するようにしている。
In a conventional ion beam generator, gas stored in a gas cylinder is introduced into an evacuated ion gun barrel, and the gas molecules are ionized to generate an ion beam.

従つて装置がガスボンベ収容部を要するため大
型になる欠点があつた。
Therefore, the device requires a gas cylinder accommodating portion, resulting in a large size.

本考案はこのような従来の欠点を解除すべくな
されたもので、以下図面に基づき本考案の一実施
例を詳述する。
The present invention has been made to overcome these conventional drawbacks, and one embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本考案の一実施例の概略図であり、図
中1はイオン銃上部筒であり、該イオン銃上部筒
1の上部は絶縁物2で形成されている。該絶縁物
2には加熱電流を導くための金属端子3a,3b
が貫通している。該絶縁物2の中央には後述する
エミツター4に正の高圧を印加するための金属端
子5が貫通している。6は絶縁物で形成された支
持板であり、該支持板6にはエミツター4と、プ
ラグ8a,8bが該支持板6を貫通して取り付け
られている。プラグ8a,8bはフイラメント7
に接続されている。前記端子3a,3b,5の先
端部は各々プラグ8a,8b、エミツター4が挿
入された際にそれらを機械的に固定すると共に電
気的に接続するためソケツト部が形成されてい
る。該支持板6には分子と同程度の大きさの孔を
無数有しイオン種となるガスを吸着する吸着材9
を収納するドーナツ状の収納筒10が一体的に取
り付けられている。該収納筒の先端部には、第2
図に拡大して示すように開孔11a,11b,1
1c,11dが穿たれている。該先端部の内側に
は該開孔11a,11b,11c,11dをガス
吸着時及びガス放出時のみ開放するため弁体12
が備えられている。該弁体12は等角度おいて4
個の孔を有し回転可能な板である。該弁体12に
はアーム13が一体的に取り付けられており、該
アーム13はイオン銃筒外から挿入される棒体1
4によつて開孔11a,11b,11c,11d
と弁体12の孔の位置により収納筒10の開閉を
行なう。15はイオン銃下部筒であり、該下部筒
15と前記上部筒1とはフランジ部16によつて
脱着自在になつている。下部筒15には陰極17
が取り付けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an ion gun upper cylinder, and the upper part of the ion gun upper cylinder 1 is formed of an insulator 2. As shown in FIG. The insulator 2 has metal terminals 3a and 3b for conducting heating current.
is penetrated. A metal terminal 5 for applying a positive high voltage to an emitter 4, which will be described later, passes through the center of the insulator 2. Reference numeral 6 denotes a support plate made of an insulator, and an emitter 4 and plugs 8a and 8b are attached to the support plate 6 so as to pass through the support plate 6. Plugs 8a and 8b are filament 7
It is connected to the. At the tips of the terminals 3a, 3b, 5, sockets are formed to mechanically fix the plugs 8a, 8b and emitter 4 and to connect them electrically when they are inserted. The support plate 6 has an adsorbent material 9 that has numerous pores of the same size as molecules and adsorbs gases that become ionic species.
A donut-shaped storage tube 10 for storing the is integrally attached. At the tip of the storage tube, there is a second
As shown enlarged in the figure, the openings 11a, 11b, 1
1c and 11d are perforated. A valve body 12 is provided inside the tip to open the openings 11a, 11b, 11c, and 11d only during gas adsorption and gas release.
is provided. The valve body 12 is arranged at 4 equal angles.
It is a rotatable plate with several holes. An arm 13 is integrally attached to the valve body 12, and the arm 13 is connected to the rod 1 inserted from outside the ion gun barrel.
4, openings 11a, 11b, 11c, 11d
The housing cylinder 10 is opened and closed depending on the position of the hole in the valve body 12. Reference numeral 15 denotes a lower cylinder of the ion gun, and the lower cylinder 15 and the upper cylinder 1 are detachably attached to each other through a flange portion 16. The lower cylinder 15 has a cathode 17
is installed.

上述した如き構成において、まず上部筒1を下
部筒15から取り外して、支持板6と該支持板6
に一体的に取り付けられたプラグ8a,8b、エ
ミツター4及び収納筒10を上部筒1の金属端子
3a,3b,5から取り外した後、収納筒10を
焼き出して吸着材9に吸着されていたガスを吸着
材9から完全に脱離せしめ、更に収納筒10を低
温状態にしてイオン種のガス雰囲気中に放置し、
該吸着材に充分ガスを吸着せしめる。次に弁体1
2により孔11a,11b,11c,11dを閉
じた後、支持板6に一体的に取り付けられたプラ
グ8a,8b、エミツター4の先端を各々金属端
子3a,3b,5のソケツト部に挿入し、支持板
6を上部筒1に取り付ける。
In the configuration as described above, first, the upper cylinder 1 is removed from the lower cylinder 15, and the support plate 6 and the support plate 6 are removed.
After removing the plugs 8a, 8b, emitter 4, and storage cylinder 10 that were integrally attached to the upper cylinder 1 from the metal terminals 3a, 3b, and 5 of the upper cylinder 1, the storage cylinder 10 was baked out and was absorbed by the absorbent material 9. The gas is completely desorbed from the adsorbent 9, and the storage cylinder 10 is kept at a low temperature and left in a gas atmosphere of ionic species.
The adsorbent is allowed to sufficiently adsorb the gas. Next, valve body 1
After closing the holes 11a, 11b, 11c, and 11d with 2, insert the plugs 8a, 8b integrally attached to the support plate 6, and the ends of the emitter 4 into the sockets of the metal terminals 3a, 3b, and 5, respectively. The support plate 6 is attached to the upper cylinder 1.

斯くして上部筒1と下部筒15とによつて囲ま
れている空間を真空排気した後、棒体14により
アーム13に接続されている弁体12を回転せし
め、収納筒10を開放する。この状態で金属端子
5を介してエミツター5に陰極17に対して正の
高圧を印加すると共に、フイラメント7に端子3
a,3bを介して適切なガスの放出速度に見合つ
た所定電流の加熱電流を供給する。その結果、吸
着材9に吸着されていたガスが吸着材から放出さ
れ収納筒10の開孔11a,11b,11c,1
1dより飛び出してくる。該収納筒10より飛び
出したガスはエミツター4の先端近傍に形成され
ている高電界により分極して、更にエミツター4
の先端の極く近くまで引き付けられ、該先端部に
おいて強電界により正にイオン化される。このよ
うにして発生した陽イオンは陰極17に向つて加
速され、陰極17に設けた開孔よりイオンビーム
として取り出される。
After the space surrounded by the upper tube 1 and the lower tube 15 is evacuated, the valve body 12 connected to the arm 13 by the rod 14 is rotated to open the storage tube 10. In this state, a high positive voltage is applied to the emitter 5 through the metal terminal 5 with respect to the cathode 17, and the filament 7 is connected to the terminal 3.
A heating current of a predetermined current commensurate with an appropriate gas release rate is supplied via a and 3b. As a result, the gas adsorbed by the adsorbent 9 is released from the adsorbent, and the openings 11a, 11b, 11c, 1 of the storage cylinder 10 are
It jumps out from 1d. The gas ejected from the storage cylinder 10 is polarized by the high electric field formed near the tip of the emitter 4, and is further polarized by the emitter 4.
is attracted very close to the tip of the particle, and is positively ionized at the tip by a strong electric field. The positive ions thus generated are accelerated toward the cathode 17 and taken out as an ion beam through an aperture provided in the cathode 17.

第3図は更に他の実施例を示すもので、第2図
と同様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18は液体窒素デユ
アーであり、該液体窒素デユアー18は金属端子
5に熱的に接続されている。該端子5は絶縁され
たケーブル19を介して高圧を与えられるため、
デユアー18は絶縁物で形成されたケース20に
よつて囲まれている。21は液体窒素であり、2
2はデユアーの蓋体である。又金属端子3a,3
bもケーブル23a,23bを介して図示外の加
熱電源に接続されている。更にこの実施例では収
納筒10は熱伝導率の良い金属で形成され、且つ
エミツター4に接触して取り付けられている。
FIG. 3 shows still another embodiment, and the same components as in FIG. 2 are given the same numbers and their explanations are omitted. In FIG. 3, reference numeral 18 denotes a liquid nitrogen dewar, and the liquid nitrogen dewar 18 is thermally connected to the metal terminal 5. Since the terminal 5 is given high voltage via the insulated cable 19,
The dual 18 is surrounded by a case 20 made of an insulator. 21 is liquid nitrogen; 2
2 is the lid of the Duer. Also, metal terminals 3a, 3
b is also connected to a heating power source (not shown) via cables 23a, 23b. Furthermore, in this embodiment, the storage tube 10 is made of metal with good thermal conductivity, and is attached in contact with the emitter 4.

この構成においては、収納筒10はエミツター
4及び端子5を介して液体窒素で冷却される。従
つて吸着材9にイオン種ガスを吸着させるとき極
めて低い温度でガスを多量に吸着せしめた後、温
度上昇が起こらないうちにプラグ8a,8b、エ
ミツター4を各々端子3a,3b,5のソケツト
部に挿入して吸着材9を収納した収納筒10を上
部筒1内に取り付けることができる。
In this configuration, the storage cylinder 10 is cooled with liquid nitrogen via the emitter 4 and the terminal 5. Therefore, when the adsorbent 9 adsorbs a large amount of gas at an extremely low temperature, the plugs 8a, 8b and the emitter 4 are inserted into the sockets of the terminals 3a, 3b, 5, respectively, before the temperature rises. A storage cylinder 10 containing the adsorbent 9 can be attached to the upper cylinder 1 by inserting it into the upper cylinder 1.

このようにすれば、フイラメント7に加熱電流
を供給して収納筒10を加熱することにより、多
量に吸着されていたガスを吸着材9から順次放出
させて、イオン化を行うことができる。
In this way, by supplying a heating current to the filament 7 and heating the storage cylinder 10, a large amount of the adsorbed gas can be sequentially released from the adsorbent 9 and ionized.

上述したように本考案に基づくイオン銃におい
ては、ガスの供給源としてガスボンベ等を不要と
するため、イオン銃の収容スペースを小さくする
ことができ、イオン銃を電子顕微鏡の試料スパツ
ター手段等のアタツチメントとして用いる場合
に、その有用性は大である。
As mentioned above, the ion gun based on the present invention does not require a gas cylinder or the like as a gas supply source, so the ion gun housing space can be reduced, and the ion gun can be used as an attachment such as an electron microscope sample sputtering means. Its usefulness is great when used as a

更に又、ガスボンベが不要になるため、接地電
位側に配置されるガスボンベとイオン銃部との絶
縁を配慮しなくても済むため、イオン銃の製作が
容易になる。
Furthermore, since the gas cylinder is not required, there is no need to consider insulation between the gas cylinder placed on the ground potential side and the ion gun section, which facilitates the production of the ion gun.

尚、上述した実施例においては電界放射型イオ
ン銃に本考案を適用した例について述べたが、電
子衝撃型等の他の型のイオン銃にも本考案は適用
できる。
In the above-described embodiments, an example was described in which the present invention was applied to a field emission type ion gun, but the present invention can also be applied to other types of ion guns such as an electron impact type.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の一実施例を示すための図、第
2図は収納筒の先端部の拡大図、第3図は本考案
の他の実施例を示すための図である。 1:イオン銃上部筒、2:絶縁物、3a,3
b,5:金属端子、4:エミツター、6:支持
板、7:フイラメント、8a,8b:プラグ、
9:吸着材、10:収納筒、11a,11b,1
1c,11d:開孔、12:弁体、13:アー
ム、14:棒体、15:イオン銃下部筒、16:
フランジ部、17:陰極、18:液体窒素デユア
ー、19,23a,23b:ケーブル、20:ケ
ース、21:液体窒素、22:蓋体。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of the tip of the storage cylinder, and FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention. 1: Ion gun upper cylinder, 2: Insulator, 3a, 3
b, 5: metal terminal, 4: emitter, 6: support plate, 7: filament, 8a, 8b: plug,
9: Adsorbent, 10: Storage tube, 11a, 11b, 1
1c, 11d: Opening hole, 12: Valve body, 13: Arm, 14: Rod body, 15: Ion gun lower cylinder, 16:
Flange portion, 17: cathode, 18: liquid nitrogen duer, 19, 23a, 23b: cable, 20: case, 21: liquid nitrogen, 22: lid body.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] イオン銃筒内にイオン種となるガスを放出する
ためのガス放出手段と、該放出されたガスをイオ
ン化するための手段と、該イオン化によつて生じ
たイオンを引き出すための引き出し電極とを備え
た装置において、該ガス放出手段は該ガスを吸着
するための吸着剤と該吸着剤を該イオン銃筒内の
イオン化手段の近傍に着脱自在に取り付けるため
の手段と、該イオン銃筒内にに配置された該吸着
剤を加熱するための手段とから成ることを特徴と
するイオン銃。
Comprising a gas discharge means for discharging a gas serving as an ion species into an ion gun barrel, a means for ionizing the discharged gas, and an extraction electrode for extracting ions generated by the ionization. In the device, the gas release means includes an adsorbent for adsorbing the gas, a means for removably attaching the adsorbent near the ionization means in the ion gun barrel, and a means for detachably attaching the adsorbent to the ion gun barrel. and means for heating the adsorbent disposed therein.
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