JPS6122537A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
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- JPS6122537A JPS6122537A JP59140517A JP14051784A JPS6122537A JP S6122537 A JPS6122537 A JP S6122537A JP 59140517 A JP59140517 A JP 59140517A JP 14051784 A JP14051784 A JP 14051784A JP S6122537 A JPS6122537 A JP S6122537A
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- metal ion
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Links
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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 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】
〔発明の利用分野〕
本発明はイオン化しようとする物質を加熱して溶融し高
電界を介して高譚度かつ点状のイオンビームを得る液体
金属イオン源に係り、特に、この種のイオン源における
イオン化物質の溜め部および針状陽極の周囲に水素ガス
を導入して溶融イオン化物質の表面に形成される酸化物
を還元することにより、イオン源装置の長寿命化と信頼
性向上化を図った液体金属イオン源に関する。このよう
なイオン源は、例えば、イオンマイクロビーム装置のイ
オン源として使用できる。
電界を介して高譚度かつ点状のイオンビームを得る液体
金属イオン源に係り、特に、この種のイオン源における
イオン化物質の溜め部および針状陽極の周囲に水素ガス
を導入して溶融イオン化物質の表面に形成される酸化物
を還元することにより、イオン源装置の長寿命化と信頼
性向上化を図った液体金属イオン源に関する。このよう
なイオン源は、例えば、イオンマイクロビーム装置のイ
オン源として使用できる。
従来技術とその問題点を第１図によって説明する。第１
図は針状陽極を用いた従来の液体金属イオン源の基本構
成を示す図である。例えば、特開昭５６−１１２０５８
号公報に示される。針状陽極１はイオン化物質２を溶融
するための通電加熱ヒータを兼ねたＶ字型溜め部３のコ
ーナに接続されている。
図は針状陽極を用いた従来の液体金属イオン源の基本構
成を示す図である。例えば、特開昭５６−１１２０５８
号公報に示される。針状陽極１はイオン化物質２を溶融
するための通電加熱ヒータを兼ねたＶ字型溜め部３のコ
ーナに接続されている。
針状陽極１を溶融イオン化物質２でその先端まで十分に
濡らし、引出し電極４との間にｌ０ＫＶ程度の電圧を印
加することにより、針状陽極１の先端部から電離したイ
オン５を、引出し電極４にあけた開口部を介して下方に
引出すことができる。
濡らし、引出し電極４との間にｌ０ＫＶ程度の電圧を印
加することにより、針状陽極１の先端部から電離したイ
オン５を、引出し電極４にあけた開口部を介して下方に
引出すことができる。
しかしながら、上述した従来機構には次のような問題点
があった。即ち、イオン化物質２の融点が高く、かつ活
性で、その周囲の真空度が十分に高くない場合、溶融イ
オン化物質の表面で、残留ガス中の酸素との酸化作用に
より、その酸化物が形成される。その酸化物の融点は、
一般に、そのイオン化物質よりも高く、その酸化物の集
合体が針状陽極１の先端まで流れてきた時、イオン放出
が中断したり、不安定になったりし、イオン源装置寿命
を短くしたり、信頼性を低いものにするという問題点が
あった。
があった。即ち、イオン化物質２の融点が高く、かつ活
性で、その周囲の真空度が十分に高くない場合、溶融イ
オン化物質の表面で、残留ガス中の酸素との酸化作用に
より、その酸化物が形成される。その酸化物の融点は、
一般に、そのイオン化物質よりも高く、その酸化物の集
合体が針状陽極１の先端まで流れてきた時、イオン放出
が中断したり、不安定になったりし、イオン源装置寿命
を短くしたり、信頼性を低いものにするという問題点が
あった。
本発明の目的は、従来技術で上記した問題点を解決し、
長寿命かつ信頼性の高い液体金属イオン源を提供するこ
とにある。
長寿命かつ信頼性の高い液体金属イオン源を提供するこ
とにある。
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、イオン化
特質の溜め部および針状陽極の周囲に還元性ガスを定期
的に、あるいは連続的に導入し、イオン化物質の酸化物
を還元させることにある。
特質の溜め部および針状陽極の周囲に還元性ガスを定期
的に、あるいは連続的に導入し、イオン化物質の酸化物
を還元させることにある。
以下１本発明の一実施例を第２図により説明する。第２
図において、９が、本発明において、針状陽極１、溶融
金属２、およびその溜め部３の周囲に還元性ガスを導入
するために真空容器６に接続されたバルブである。真空
容器６には、導入ガスを排気したり、真空を維持するた
めの真空ポンプ（図示されていない）が接続されている
。本実施例では、イオン化物質としてＣｕ−Ｐ（Ｐを約
１６ａｔ％含む）合金であり、融点は約７２０℃である
。針状陽極１は直径２００μｍのタングステン線を先端
曲率半径を数μｍに加工したものである。イオン源の動
作温度（Ｔ）は７５０℃〜８００℃である。真空度５Ｘ
１０−”Ｐａでイオン源を運転した時、約１時間で溶融
イオン化物質２の表面に残留ガス中の酸素との反応によ
り酸化銅が形成され、目視できるようになる。
図において、９が、本発明において、針状陽極１、溶融
金属２、およびその溜め部３の周囲に還元性ガスを導入
するために真空容器６に接続されたバルブである。真空
容器６には、導入ガスを排気したり、真空を維持するた
めの真空ポンプ（図示されていない）が接続されている
。本実施例では、イオン化物質としてＣｕ−Ｐ（Ｐを約
１６ａｔ％含む）合金であり、融点は約７２０℃である
。針状陽極１は直径２００μｍのタングステン線を先端
曲率半径を数μｍに加工したものである。イオン源の動
作温度（Ｔ）は７５０℃〜８００℃である。真空度５Ｘ
１０−”Ｐａでイオン源を運転した時、約１時間で溶融
イオン化物質２の表面に残留ガス中の酸素との反応によ
り酸化銅が形成され、目視できるようになる。
酸化銅Ｃｕ２Ｏの融点は１２３０℃であり、又、ＣｕＯ
の融点は１１４８℃であり、蒸気圧が低いため、これら
酸化銅は表面で集合し、これが針状陽極１の先端まで流
れ、イオン放出を中断させたり、不安定性を引起したり
する。
の融点は１１４８℃であり、蒸気圧が低いため、これら
酸化銅は表面で集合し、これが針状陽極１の先端まで流
れ、イオン放出を中断させたり、不安定性を引起したり
する。
そこで、本発明ではイオン放出に不安定性が生じた場合
、イオン化物質２を溶融状態に保つたまま、引出し電源
８の出力電圧を切り、還元性ガスとして水素ガスをバル
ブ９からほぼ一気圧までリークし、１０分間さらした。
、イオン化物質２を溶融状態に保つたまま、引出し電源
８の出力電圧を切り、還元性ガスとして水素ガスをバル
ブ９からほぼ一気圧までリークし、１０分間さらした。
これにより、酸化鋼は還元され、再び銅の表面となる。
その後、再び真空にし、りｌ／ｆ５シ電圧を印加するこ
とにより、安定なイオン放出が得られるようになった。
とにより、安定なイオン放出が得られるようになった。
本発明によりイオン源の再生が可能になり、高信頼性が
確認された。
確認された。
酸化物の還元には上記実施例のように還元性ガスで行う
ガス方式の他、炭素粉、あるいは炭素板などで行なうバ
ルク方式がある。バルク方式は、イオン化物質の汚染の
恐れもあり、ガス方式の方が適している。
ガス方式の他、炭素粉、あるいは炭素板などで行なうバ
ルク方式がある。バルク方式は、イオン化物質の汚染の
恐れもあり、ガス方式の方が適している。
上記実施例では、針状陽極を用いた通電加熱型の液体金
属イオン源であったが、針状陽極の代わりに内径数十〜
数百μｍのパイプを用いたものでも、又、加熱方式が通
電加熱型でなく、電子衝撃加熱型、あるいは傍熱型であ
っても、溶融金属からイオンを引出す液体金属イオン源
であればいずれでも同様な効果が期待できる。
属イオン源であったが、針状陽極の代わりに内径数十〜
数百μｍのパイプを用いたものでも、又、加熱方式が通
電加熱型でなく、電子衝撃加熱型、あるいは傍熱型であ
っても、溶融金属からイオンを引出す液体金属イオン源
であればいずれでも同様な効果が期待できる。
本発明によれば、溶融イオン化物質の酸化物を還元性ガ
スの導入により還元できるようになり、イオン源装置の
長寿命化を実現し、信頼性を高めることができる効果が
ある。
スの導入により還元できるようになり、イオン源装置の
長寿命化を実現し、信頼性を高めることができる効果が
ある。
第１図は従来の針状陽極型液体金屑イオン源の基本構成
を示す図、第２図は本発明の一実施例の構成図である。 １・・・針状陽極、２・・・イオン化物質、３・・・溜
め部。
を示す図、第２図は本発明の一実施例の構成図である。 １・・・針状陽極、２・・・イオン化物質、３・・・溜
め部。
Claims (1)
- イオン化しようとする物質を溶融して保持する溜め部と
、この溜め部から供給される上記溶融物質のイオンをそ
の先端から放射するように配置される針状陽極と、この
針状陽極との間に高電界を印加して針状電極先端からイ
オンを引出す引出し電極とからなる液体金属イオン源に
おいて、上記イオン化物質の溜め部および針状陽極の周
囲に還元性ガスを導入することを特徴とする液体金属イ
オン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140517A JPS6122537A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140517A JPS6122537A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122537A true JPS6122537A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15270492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59140517A Pending JPS6122537A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122537A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6448353A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Apparatus and method for ion implantation by focused ion beam |
| US7947225B2 (en) | 2007-01-15 | 2011-05-24 | Ids Co., Ltd. | Automated test tube cap removal apparatus |
| KR20210035731A (ko) | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 액체 금속 이온원 및 집속 이온 빔 장치 |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP59140517A patent/JPS6122537A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6448353A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Apparatus and method for ion implantation by focused ion beam |
| US7947225B2 (en) | 2007-01-15 | 2011-05-24 | Ids Co., Ltd. | Automated test tube cap removal apparatus |
| KR20210035731A (ko) | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 액체 금속 이온원 및 집속 이온 빔 장치 |
| US11749493B2 (en) | 2019-09-24 | 2023-09-05 | Hitachi High-Tech Science Corporation | Liquid metal ion source and focused ion beam apparatus |
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