JPS6264034A - ビ−ムプラズマ型イオン銃 - Google Patents
ビ−ムプラズマ型イオン銃Info
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- JPS6264034A JPS6264034A JP60203835A JP20383585A JPS6264034A JP S6264034 A JPS6264034 A JP S6264034A JP 60203835 A JP60203835 A JP 60203835A JP 20383585 A JP20383585 A JP 20383585A JP S6264034 A JPS6264034 A JP S6264034A
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- Japan
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- electrode
- anode
- electron beam
- ion
- cathode
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- Granted
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 23
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 241000257303 Hymenoptera Species 0.000 description 1
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明はエツチング、デポジション、スパッタ等の微
細加工に使用されるイオンビーム装置のイオン銃に関し
、特にガス源用のビームプラズマ型イオン銃に関するも
のである。
細加工に使用されるイオンビーム装置のイオン銃に関し
、特にガス源用のビームプラズマ型イオン銃に関するも
のである。
一般に安定なイオンの引出しを行わせる方法として電子
ビームの作る負の電位の谷にイオンを捕捉して引出すビ
ームプラズマ型イオン銃が用いられている。
ビームの作る負の電位の谷にイオンを捕捉して引出すビ
ームプラズマ型イオン銃が用いられている。
従来のビームプラズマ型イオン銃では、カソードは金属
円筒からなり、外側に巻いたフィラメントからの電子衝
撃によって電子ビームを発生し、アノードで電子ビーム
を加速しアノードに続いて設けられたドリフトチューブ
、ターゲットチェンバそれぞれの電位をアノードより階
段的に高くし、電位傾度をもたせプラズマ内のイオンを
アノード端へ加速してイオンビーJ1を発生していた。
円筒からなり、外側に巻いたフィラメントからの電子衝
撃によって電子ビームを発生し、アノードで電子ビーム
を加速しアノードに続いて設けられたドリフトチューブ
、ターゲットチェンバそれぞれの電位をアノードより階
段的に高くし、電位傾度をもたせプラズマ内のイオンを
アノード端へ加速してイオンビーJ1を発生していた。
上述した従来のビームプラズマ型イオン銃は、カソード
形状が加熱フィラメント、金属円筒等その構成要素が多
くなっていること、またアノード以降のドリフトチュー
ブターゲットチェンバにも電圧を印加するため、それぞ
れを絶縁する必要性もあること等構造が複雑化するとと
もにターゲットチェンバ内での操作性が悪くなること、
更に電界領域でイオン化するためイオン初速度が揃わな
いことなとから細いイオンビームを得るのが難しく輝度
が上らない等の欠点を有していた。
形状が加熱フィラメント、金属円筒等その構成要素が多
くなっていること、またアノード以降のドリフトチュー
ブターゲットチェンバにも電圧を印加するため、それぞ
れを絶縁する必要性もあること等構造が複雑化するとと
もにターゲットチェンバ内での操作性が悪くなること、
更に電界領域でイオン化するためイオン初速度が揃わな
いことなとから細いイオンビームを得るのが難しく輝度
が上らない等の欠点を有していた。
本発明の目的は、カソードに直熱形フィラメントを用い
、2段加速とし、初段加速用電極にイオン加速機能をも
たぜ、アノード以降の後段加速電極を無くずことにより
電極構造を簡素化させ、且つ集束電子ビームにより長い
距離をイオン化させ、高輝度のイオンビームを得ること
ができるガス源用ビームプラズマ型イオン銃を提供する
にある。
、2段加速とし、初段加速用電極にイオン加速機能をも
たぜ、アノード以降の後段加速電極を無くずことにより
電極構造を簡素化させ、且つ集束電子ビームにより長い
距離をイオン化させ、高輝度のイオンビームを得ること
ができるガス源用ビームプラズマ型イオン銃を提供する
にある。
r問題点を解決するための手段〕
本発明のビームプラズマ型イオン銃は、中心部に細孔を
有する直熱形リボンフィラメントからなりカソードとア
ノードとこのアノ−I・の間に設けられ前記アノードよ
り負電位とした引出電極およびウェネルトを有する電子
銃と、ターゲットチェンバーと、このターゲットチェン
バー内にM当な圧力の気体を導入するカス導入1段と、
前記電=r銃が発生ずる電子ビームを通して前記ターゲ
ットチェンバー内に導入された前記気体に照射させる細
管と、この細管の外周に配置され前記電子ビームを収束
させるための電磁レンズとを含み、前記気体からのイオ
ンビームか前記電子ビームの進路を遡り前記引出電極に
より加速されて前記細孔より出射されることを特徴とす
る。
有する直熱形リボンフィラメントからなりカソードとア
ノードとこのアノ−I・の間に設けられ前記アノードよ
り負電位とした引出電極およびウェネルトを有する電子
銃と、ターゲットチェンバーと、このターゲットチェン
バー内にM当な圧力の気体を導入するカス導入1段と、
前記電=r銃が発生ずる電子ビームを通して前記ターゲ
ットチェンバー内に導入された前記気体に照射させる細
管と、この細管の外周に配置され前記電子ビームを収束
させるための電磁レンズとを含み、前記気体からのイオ
ンビームか前記電子ビームの進路を遡り前記引出電極に
より加速されて前記細孔より出射されることを特徴とす
る。
本発明のビームプラズマ型イオン銃において、電子ビー
ムは直熱形フィラメントで発生され、引出電極、アノ−
1〜により比較的高電圧で加速される。引出電極は、ア
ノードより負電位が印加されており初段加速を行う。こ
の加速された電子ビームは、電磁レンズにより収束され
つつ細管を通過し、ターゲラ1〜チエンバに達する。こ
のターゲットチェンバでは、電子ビームの焦点をぼかし
くデフォーカス)内部に導入した気体を電子ビームとの
衝突電離によりイオン化する。
ムは直熱形フィラメントで発生され、引出電極、アノ−
1〜により比較的高電圧で加速される。引出電極は、ア
ノードより負電位が印加されており初段加速を行う。こ
の加速された電子ビームは、電磁レンズにより収束され
つつ細管を通過し、ターゲラ1〜チエンバに達する。こ
のターゲットチェンバでは、電子ビームの焦点をぼかし
くデフォーカス)内部に導入した気体を電子ビームとの
衝突電離によりイオン化する。
アノードからターゲットチェンバまでは全て同電位であ
り、無電界領域でイオン化され、発生したイオンは電子
ビームの進路を遡り、引出電極により加速され、カソー
ドのリボンフィラメントの中心部の細孔を通過し、イオ
ンビームとして照射される。このように、アノード電極
以降に電極を構成せず、無電界領域でイオン化すること
によりイオンの初速度を揃えることができ高輝度のイオ
ンビームを発生することができる。
り、無電界領域でイオン化され、発生したイオンは電子
ビームの進路を遡り、引出電極により加速され、カソー
ドのリボンフィラメントの中心部の細孔を通過し、イオ
ンビームとして照射される。このように、アノード電極
以降に電極を構成せず、無電界領域でイオン化すること
によりイオンの初速度を揃えることができ高輝度のイオ
ンビームを発生することができる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の構成図である。カソード1
は第2図に示すように細孔13を有するリボンフィラメ
ントからなり、2500°に以上に直接加熱されると共
にアノード2との間に100KV〜1−50 K Vの
負の高電圧(加速電圧15)が印加され、電子ビームを
発生加速する。その際のビーム電流の制御はウェネルト
3にバイアス電圧16を印加して行う。引出電極4には
アノード2とカソード1の間の電圧、例えばカソード1
に対し正の50 K Vを印加し、初段加速電圧17と
する。カソード1.アノード2.ウニネル1−3および
引出電極4を設けた電子銃とターゲットチェンバ8の間
には細管6が設けられ、加速された電子ビーム5は、徐
々に拡がりつつ細管6に進入するが細管6の外側に配置
した電磁レンズ7により徐々に集束されターゲットチェ
ンバ8に導入される。電子銃とターゲットチェンバ8そ
れぞれには排気口9,10に連なる専用の真空排気系を
備えており(図示せず)、電子銃内は電子ビームを発生
ずるに必要なI X ] O’−’Torr以下の高真
空に品持される一方、ターゲ・ソトチェンバ8は、同様
に高真空に排気されるが、ガス導入装置11からのガス
導入によりI X 10−5〜10−’Torr程度の
雰囲気にして運転することができる。細管6は6一 電子銃とターゲットチェンバ8間の差圧を保持できる。
は第2図に示すように細孔13を有するリボンフィラメ
ントからなり、2500°に以上に直接加熱されると共
にアノード2との間に100KV〜1−50 K Vの
負の高電圧(加速電圧15)が印加され、電子ビームを
発生加速する。その際のビーム電流の制御はウェネルト
3にバイアス電圧16を印加して行う。引出電極4には
アノード2とカソード1の間の電圧、例えばカソード1
に対し正の50 K Vを印加し、初段加速電圧17と
する。カソード1.アノード2.ウニネル1−3および
引出電極4を設けた電子銃とターゲットチェンバ8の間
には細管6が設けられ、加速された電子ビーム5は、徐
々に拡がりつつ細管6に進入するが細管6の外側に配置
した電磁レンズ7により徐々に集束されターゲットチェ
ンバ8に導入される。電子銃とターゲットチェンバ8そ
れぞれには排気口9,10に連なる専用の真空排気系を
備えており(図示せず)、電子銃内は電子ビームを発生
ずるに必要なI X ] O’−’Torr以下の高真
空に品持される一方、ターゲ・ソトチェンバ8は、同様
に高真空に排気されるが、ガス導入装置11からのガス
導入によりI X 10−5〜10−’Torr程度の
雰囲気にして運転することができる。細管6は6一 電子銃とターゲットチェンバ8間の差圧を保持できる。
Lう、その口径を定めである。本実施例では、その「J
径を15ミリメー)・りとしている。今カス源からイオ
ン化する際には、ターゲットチェンバ8内を一月十分に
真空排気後、カス導入装置11からガスを導入するとと
もに、電子ビームを電磁レンズ7によりデフォーカスし
、導入ガスと電子ビームとの衝突電離の確立を拡げて行
う。
径を15ミリメー)・りとしている。今カス源からイオ
ン化する際には、ターゲットチェンバ8内を一月十分に
真空排気後、カス導入装置11からガスを導入するとと
もに、電子ビームを電磁レンズ7によりデフォーカスし
、導入ガスと電子ビームとの衝突電離の確立を拡げて行
う。
このイオン化を生じる領域はターゲットチェンバ8のみ
でなく細管部6に於ても生じる。発生したイオンは発生
部位では周囲がアノード2と同じ電位であり電界の影響
を受けないので、拡散により軸方向に細管6を電子ビー
ムと逆方向に遡りアノード2に達し、引出電極4の負電
位により引っ張られ加速される。加速されたイオンは第
2図に示ずカソード1をなすリボンフィラメン1〜の中
心部に設けられた細孔13を通過し、イオンビーム14
として射出される。本実施例では、カソード1のリボン
フィラメントの幅Wを2ミリメートルとし、細孔13の
直径を0.5ミリメーI・ルとしである。
でなく細管部6に於ても生じる。発生したイオンは発生
部位では周囲がアノード2と同じ電位であり電界の影響
を受けないので、拡散により軸方向に細管6を電子ビー
ムと逆方向に遡りアノード2に達し、引出電極4の負電
位により引っ張られ加速される。加速されたイオンは第
2図に示ずカソード1をなすリボンフィラメン1〜の中
心部に設けられた細孔13を通過し、イオンビーム14
として射出される。本実施例では、カソード1のリボン
フィラメントの幅Wを2ミリメートルとし、細孔13の
直径を0.5ミリメーI・ルとしである。
以1=、述べたとおり本発明は、電子ビームを発生ずる
電極部の構造を単純化でき、イオン化域の電極に複数の
電圧を加えることがないなめ構造を簡素化でき無電界領
域でイオン化することにより、指向性のよい高輝度のイ
オンビームを射出することができ、微細加Tを高効率に
実現することかできる。
電極部の構造を単純化でき、イオン化域の電極に複数の
電圧を加えることがないなめ構造を簡素化でき無電界領
域でイオン化することにより、指向性のよい高輝度のイ
オンビームを射出することができ、微細加Tを高効率に
実現することかできる。
第1図は本発明一実施例の構成図、第2図は第1図に於
けるカソード1の主要部を示す斜視図である。 1・・・カソード、2・・・アノード、3・・・ウニネ
ル1〜.4・・・引出電極、5・・・電子ビーム、6・
・・細管、7・・・電磁レンズ、8・・・ターゲットチ
ェンバ、9,10・・排気、11・・・ガス導入装置、
13・・細孔、14・・イオンビーム、15・・・加速
電圧、16・・・バイアス電圧、17・・・初段加速電
圧。
けるカソード1の主要部を示す斜視図である。 1・・・カソード、2・・・アノード、3・・・ウニネ
ル1〜.4・・・引出電極、5・・・電子ビーム、6・
・・細管、7・・・電磁レンズ、8・・・ターゲットチ
ェンバ、9,10・・排気、11・・・ガス導入装置、
13・・細孔、14・・イオンビーム、15・・・加速
電圧、16・・・バイアス電圧、17・・・初段加速電
圧。
Claims (1)
- 中心部に細孔を有する直熱型リボンフィラメントからな
るカソードとアノードとこのカソードとアノードの間に
設けられ前記アノードより負電位とした引出電極および
ウェネルトを有する電子銃と、ターゲットチェンバーと
、このターゲットチェンバー内に適当な圧力の気体を導
入するガス導入手段と、前記電子銃が発生する電子ビー
ムを通して前記ターゲットチェンバー内に導入された前
記気体に照射させる細管と、この細管の外周に配置され
前記電子ビームを収束させるための電磁レンズとを含み
、前記気体からのイオンビームが前記電子ビームの進路
を遡り前記引出電極により加束されて前記細孔より出射
されることを特徴とするビームプラズマ型イオン銃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60203835A JP2637947B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | ビームプラズマ型イオン銃 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60203835A JP2637947B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | ビームプラズマ型イオン銃 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6264034A true JPS6264034A (ja) | 1987-03-20 |
JP2637947B2 JP2637947B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=16480488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60203835A Expired - Lifetime JP2637947B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | ビームプラズマ型イオン銃 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2637947B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01109648A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-26 | Nec Corp | ビームプラズマ型イオン銃 |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP60203835A patent/JP2637947B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01109648A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-26 | Nec Corp | ビームプラズマ型イオン銃 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2637947B2 (ja) | 1997-08-06 |
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