JPS63216248A - ガスフエ−ズイオン源 - Google Patents
ガスフエ−ズイオン源Info
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- JPS63216248A JPS63216248A JP4818387A JP4818387A JPS63216248A JP S63216248 A JPS63216248 A JP S63216248A JP 4818387 A JP4818387 A JP 4818387A JP 4818387 A JP4818387 A JP 4818387A JP S63216248 A JPS63216248 A JP S63216248A
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- Japan
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- emitter
- tank
- ion source
- gas phase
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- Granted
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/08—Ion sources
- H01J2237/0802—Field ionization sources
- H01J2237/0807—Gas field ion sources [GFIS]
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］
本発明は、イオンビーム描画装置等のイオンビーム装置
に使用して好適なガスフェーズイオン源に関し、特に、
エミッタを効率良く冷却することのできるガスフェーズ
イオン源を提供するものである。
に使用して好適なガスフェーズイオン源に関し、特に、
エミッタを効率良く冷却することのできるガスフェーズ
イオン源を提供するものである。
［従来の技術］
最近、ガスフェーズイオン源を用いたイオンビーム装置
が開発されている。
が開発されている。
このガスフェーズイオン源は、先端が鋭く形成されたエ
ミッタ先端に例えばヘリウムガスを供給し、ヘリウムガ
ス分子を強電界によって電離させ、イオン化するイオン
源である。
ミッタ先端に例えばヘリウムガスを供給し、ヘリウムガ
ス分子を強電界によって電離させ、イオン化するイオン
源である。
このようなイオン源においては、エミッタに高電圧を印
加すると共にビーム電流を増大させるため、エミッタを
効率良く４°に程度に冷却Ｊ゛る必要がある。そのため
、従来第２図に示すような構造のものが開発されている
。
加すると共にビーム電流を増大させるため、エミッタを
効率良く４°に程度に冷却Ｊ゛る必要がある。そのため
、従来第２図に示すような構造のものが開発されている
。
第２図において、１は内部が高真空に保たれたイオン源
外壁、２は内部に冷媒、例えば液体ヘリウム３を満たし
たタンクで、イオン源外壁１１部に形成した間口４の縁
部分にステンレス製のベローズ５を介して熱的に遮断さ
れた状態で支持されている。６はこのタンク２の底部に
固定された熱伝導性が高い電気絶縁物質、例えばサファ
イアでおり、このサファイアの底部中央部にホルダアを
介して先端が尖鋭に加工されたエミッタ８が保持されて
いる。９はこのエミッタ８対向して配置された引出電極
で、中央部にイオン通過用穴９ａが形成されており、ま
た、この引出電極は絶縁物質で形成された支持筒１０を
介して前記サファイア６に支持されている。１１は前記
エミッタ８近傍に例えばヘリウムガスを導入するための
パイプである。１２は前記タンク２内に液体ヘリウムを
供給づるための供給パイプ、１３はタンク２内で気化し
たヘリウムガスを外部に排出するための排出パイプであ
る。１４は前記間口４を塞ぐための蓋体で、熱絶縁物質
で形成されている。
外壁、２は内部に冷媒、例えば液体ヘリウム３を満たし
たタンクで、イオン源外壁１１部に形成した間口４の縁
部分にステンレス製のベローズ５を介して熱的に遮断さ
れた状態で支持されている。６はこのタンク２の底部に
固定された熱伝導性が高い電気絶縁物質、例えばサファ
イアでおり、このサファイアの底部中央部にホルダアを
介して先端が尖鋭に加工されたエミッタ８が保持されて
いる。９はこのエミッタ８対向して配置された引出電極
で、中央部にイオン通過用穴９ａが形成されており、ま
た、この引出電極は絶縁物質で形成された支持筒１０を
介して前記サファイア６に支持されている。１１は前記
エミッタ８近傍に例えばヘリウムガスを導入するための
パイプである。１２は前記タンク２内に液体ヘリウムを
供給づるための供給パイプ、１３はタンク２内で気化し
たヘリウムガスを外部に排出するための排出パイプであ
る。１４は前記間口４を塞ぐための蓋体で、熱絶縁物質
で形成されている。
かようになせば、エミッタ８はサファイア６によりアー
ス電位のイオン源外壁１やタンク２に対して電気的に絶
縁されると同時に、このサファイアを通して冷却される
。そこで、このエミッタ８に図示外の加速電源から数百
Ｋｖ８度の加速電圧を印加すると共に、エミッタ８と引
出′電極９との間に数十ＫＶ程度の引出電圧を印加した
状態にＪ５いて、パイプ１１よりヘリウムガスをエミッ
タ近傍に供給覆れば、ヘリウムガスの分子がエミッタ８
の先端に付着し、その付着したガス分子がエミッタと引
出電極間の強電界により電離される。このｌｆｉＭによ
り発生したイオンが引出電圧により引出されると同時に
、加速電圧により図示外の陽極方向に加速される。
ス電位のイオン源外壁１やタンク２に対して電気的に絶
縁されると同時に、このサファイアを通して冷却される
。そこで、このエミッタ８に図示外の加速電源から数百
Ｋｖ８度の加速電圧を印加すると共に、エミッタ８と引
出′電極９との間に数十ＫＶ程度の引出電圧を印加した
状態にＪ５いて、パイプ１１よりヘリウムガスをエミッ
タ近傍に供給覆れば、ヘリウムガスの分子がエミッタ８
の先端に付着し、その付着したガス分子がエミッタと引
出電極間の強電界により電離される。このｌｆｉＭによ
り発生したイオンが引出電圧により引出されると同時に
、加速電圧により図示外の陽極方向に加速される。
［発明が解決しようとする問題点］
このようにｔサファイアを用いれば、高電圧に保たれた
エミッタをアース電位のタンクに対して電気的に絶縁し
て取付【ノた状態でこのエミッタを冷却することが可能
となるわけであるが、タンクとエミッタとの間にはサフ
ァイアが介在しているため、冷却効率が悪く、エミッタ
を液体ヘリウム温度まで冷却するのに時間がかかるし、
温度勾配が発生することも避けられない。
エミッタをアース電位のタンクに対して電気的に絶縁し
て取付【ノた状態でこのエミッタを冷却することが可能
となるわけであるが、タンクとエミッタとの間にはサフ
ァイアが介在しているため、冷却効率が悪く、エミッタ
を液体ヘリウム温度まで冷却するのに時間がかかるし、
温度勾配が発生することも避けられない。
そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり
、簡単な構成にてエミッタを効率良く冷」することので
きるガスフェーズイオン源を提供することを目的とづる
ものである。
、簡単な構成にてエミッタを効率良く冷」することので
きるガスフェーズイオン源を提供することを目的とづる
ものである。
１問題点を解決するための手段１
上記目的を達成するため、本発明は高電圧が印加された
エミッタと、該エミッタを冷却するため内部に冷媒を満
たしたタンクと、前記エミッタに対向して配置され高電
圧に保たれた引出ｆｆ１ｌｆｉと、＋ｉｆｆ記エミッタ
及びその周辺部にイオン化されるガスを供給づる手段と
、これら部材を収納する真空容器とを（イミえたガスフ
ェーズイオン源において、前記エミッタに印加された高
電圧に対応する冷媒の絶縁耐圧距離以上の良さを右する
電気絶縁体を介して前記タンクを真空容器内壁に取付け
ると共に、該タンクの底部に前記エミッタを固定したこ
とを特徴とするものである。
エミッタと、該エミッタを冷却するため内部に冷媒を満
たしたタンクと、前記エミッタに対向して配置され高電
圧に保たれた引出ｆｆ１ｌｆｉと、＋ｉｆｆ記エミッタ
及びその周辺部にイオン化されるガスを供給づる手段と
、これら部材を収納する真空容器とを（イミえたガスフ
ェーズイオン源において、前記エミッタに印加された高
電圧に対応する冷媒の絶縁耐圧距離以上の良さを右する
電気絶縁体を介して前記タンクを真空容器内壁に取付け
ると共に、該タンクの底部に前記エミッタを固定したこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳説する。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示す構成略図であり、第２
図と同一符号のものは同一構成５３索を示すものである
。
図と同一符号のものは同一構成５３索を示すものである
。
即ら、本実施例ではタンク２を番号２ａ、２ｂで示すよ
うに上下方向に２分割し、この分割された各タンク２ａ
と２ｂとを中空円筒状の電気絶縁物質、例えば碍子１５
によって互いに一体的に接続すると共に、イオン源外壁
１に対して電気的に絶縁されるタンク２ｂの底部にエミ
ッタ８を保持したホルダアを直接固定しｋことを特徴と
づるものである。
うに上下方向に２分割し、この分割された各タンク２ａ
と２ｂとを中空円筒状の電気絶縁物質、例えば碍子１５
によって互いに一体的に接続すると共に、イオン源外壁
１に対して電気的に絶縁されるタンク２ｂの底部にエミ
ッタ８を保持したホルダアを直接固定しｋことを特徴と
づるものである。
このようになぜば、イオン源外壁１に対して絶縁された
タンク部分にエミッタを保持させることができる。その
ためエミッタ８（ホルダ７）は従来のようにサファイア
を介して冷却されることなく直接液体ヘリウムで冷却さ
れるので、エミッタを液体ヘリウム温度まで冷Ｆｉ＋す
ることが可能となる。
タンク部分にエミッタを保持させることができる。その
ためエミッタ８（ホルダ７）は従来のようにサファイア
を介して冷却されることなく直接液体ヘリウムで冷却さ
れるので、エミッタを液体ヘリウム温度まで冷Ｆｉ＋す
ることが可能となる。
ところで、タンク２ｂは液体ヘリウム３を介してイオン
源外壁１に電気的に接続されているため、それによる絶
縁破壊を防止する必要がある。そこで、６１１子１５の
高さを、液体ヘリウムがエミッタ８に印加される高電圧
（加速電圧）に耐えられる長さに選定することにより、
液体ヘリウムによる絶縁破壊を防止する。ここで、液体
ヘリウムの絶縁耐圧は約２０ Ｋ Ｖ ／＋ｎｍｆ１度
なので、加速電圧を１００ＫＶとすれば、碍子１５の良
さを５ｍｍｍｍ以上口とにＪ、り加速電圧（１００ＫＶ
）に対づ゛る液体ヘリウムの絶縁は保たれる。
源外壁１に電気的に接続されているため、それによる絶
縁破壊を防止する必要がある。そこで、６１１子１５の
高さを、液体ヘリウムがエミッタ８に印加される高電圧
（加速電圧）に耐えられる長さに選定することにより、
液体ヘリウムによる絶縁破壊を防止する。ここで、液体
ヘリウムの絶縁耐圧は約２０ Ｋ Ｖ ／＋ｎｍｆ１度
なので、加速電圧を１００ＫＶとすれば、碍子１５の良
さを５ｍｍｍｍ以上口とにＪ、り加速電圧（１００ＫＶ
）に対づ゛る液体ヘリウムの絶縁は保たれる。
尚、この時、６１１子の長さ及び形状の選定に際しては
、この碍子の沿面放電による絶縁破壊が防止できるよう
沿面距離をも考Ｉ！Ｆ１する必要があることは言うまで
もない。
、この碍子の沿面放電による絶縁破壊が防止できるよう
沿面距離をも考Ｉ！Ｆ１する必要があることは言うまで
もない。
また、前述の説明は本発明の一例であり、実施にあたっ
ては幾多の変形が考えられる。例えば上記実施例ではタ
ンクを絶縁するための碍子１５をタンクの中間部に設け
た場合を示したが、これに限定されることなく碍子の一
端を直接イオン源外壁１（このとき碍子とイオン源外壁
との間にベローズを介在させても良い）に固定すると共
に、碍子の他端にタンクを取付けるようにしても良い。
ては幾多の変形が考えられる。例えば上記実施例ではタ
ンクを絶縁するための碍子１５をタンクの中間部に設け
た場合を示したが、これに限定されることなく碍子の一
端を直接イオン源外壁１（このとき碍子とイオン源外壁
との間にベローズを介在させても良い）に固定すると共
に、碍子の他端にタンクを取付けるようにしても良い。
但し、この場合にはタンク全体が高電圧に保た礼るため
、放電し易くなる恐れがある。その点、第１図で示すよ
うな構造となせば、タンクの限られた部分だけが高電圧
に保たれるだけであるため、その心配はなくなる。
、放電し易くなる恐れがある。その点、第１図で示すよ
うな構造となせば、タンクの限られた部分だけが高電圧
に保たれるだけであるため、その心配はなくなる。
［効果］
以上詳述した如く本発明によれば、エミッタをタンクに
直接取付け、このタンクを周囲と絶縁するようにしたた
め、エミッタの冷却効率の向上が図られ、短時間でエミ
ッタを液体ヘリウム温度に冷ｕ１ツることができるし、
温度勾配も発生しない。
直接取付け、このタンクを周囲と絶縁するようにしたた
め、エミッタの冷却効率の向上が図られ、短時間でエミ
ッタを液体ヘリウム温度に冷ｕ１ツることができるし、
温度勾配も発生しない。
第１図は本発明の一実施例を示す構成略図、第２図は従
来例を示す説明するための図である。 １：イオン源外壁 ２：タンク ３：液体ヘリウム ４：開口 ５：ベローズ ６：サフアイア７：ホルダ
８：エミッタ ９：引出電極 ９ａ：イオン通過用穴１０：支
持筒 １１：バイブ １２：供給バイブ １３：排出バイブ１４：蓋体
１５：ｖＪ子 出出願人 日本電子株式会社 手続補正書く自発） 昭和６２年７月２０日 １、事件の表示 昭和６２年特許願第４８１８３号 ２、発明の名称 ガスフェーズイオン源 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都昭島市中神町１４１８番地（Ｔ Ｅ Ｌ
０４２５ （４３） １１６５＞４、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄１発明の詳細５、補正の内
容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細山中第２頁第１３行目に「エミッタを効率良
く４°Ｋ」とあるを「エミッタを４°Ｋ」と補正する。 （３）明細山中第３頁第２０行目に１数百ＫＶ程度」と
あるを「百ＫＶ程度」と補正する。 （４）明細書中第５頁第４行目乃至同頁筒１５行目を次
の通り補正する。 ［上記目的を達成するため、本発明は高電圧が印加され
るエミッタと、該エミッタを冷却するため内部に冷媒を
満たしたタンクと、前記エミッタに対向して配置され該
エミッタとの間に引出し電圧が印加される引出電極と、
前記エミッタ及びその周辺部にイオン化されるガスを供
給する手段と、これら部材を収納する真空容器とを備え
たガスフェーズイオン源において、前記エミッタに印加
された高電圧に対応する冷媒の絶縁耐圧距離以上の良さ
を有する電気絶縁体によって前記タンクの一部を構成す
ることにより該タンクの底部を周囲から絶縁し、該タン
クの底部に前記エミッタを固定したことを特徴とするも
のである。」 （５）明細山中第８頁第４行目と同頁第５行目との間に
次の文章を挿入する。 ［また、第３図に示すようにタンク２の側壁全体を碍子
１５で形成すると其に、この碍子の下端に例えば銅の如
き熱伝導性の高い物質で形成された底板１６を固定し、
この底板の下面にホルダ７を介してエミッタ８を取り付
けるように構成しても良い。 また、碍子を使用してイオン源外壁に対してタンクを電
気的に絶縁するようにしたが、これに限定されることな
く、例えばサファイアやアルミナの如き高い熱伝導性を
有する電気絶縁物質を使用しても良い。」 （６）明細山中第８頁第１３行目を次の通り補正する。 「２図は従来例を説明するための図、第３図は本発明の
他の実施例を示す構成略図である。」（７）添付図面に
第３図を別紙の通り追加する。 以上 特許請求の範囲 高電圧が印加されるエミッタと、該エミッタを冷却する
ため内部に冷媒を満たしたタンクと、前記エミッタに対
向して配置され該エミッタとの間に引出し電圧が印加さ
れる引出電極と、前記エミッタ及びその周辺部にイオン
化されるガスを供給する手段と、これら部材を収納する
真空容器とを備えたガスフェーズイオン源において、前
記エミッタに印加された高電圧に対応する冷媒の絶縁耐
圧距離以上の良さを有する電気絶縁体によって前ミッタ
を固定したことを特徴とするガスフェーズイオン源。
来例を示す説明するための図である。 １：イオン源外壁 ２：タンク ３：液体ヘリウム ４：開口 ５：ベローズ ６：サフアイア７：ホルダ
８：エミッタ ９：引出電極 ９ａ：イオン通過用穴１０：支
持筒 １１：バイブ １２：供給バイブ １３：排出バイブ１４：蓋体
１５：ｖＪ子 出出願人 日本電子株式会社 手続補正書く自発） 昭和６２年７月２０日 １、事件の表示 昭和６２年特許願第４８１８３号 ２、発明の名称 ガスフェーズイオン源 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都昭島市中神町１４１８番地（Ｔ Ｅ Ｌ
０４２５ （４３） １１６５＞４、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄１発明の詳細５、補正の内
容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細山中第２頁第１３行目に「エミッタを効率良
く４°Ｋ」とあるを「エミッタを４°Ｋ」と補正する。 （３）明細山中第３頁第２０行目に１数百ＫＶ程度」と
あるを「百ＫＶ程度」と補正する。 （４）明細書中第５頁第４行目乃至同頁筒１５行目を次
の通り補正する。 ［上記目的を達成するため、本発明は高電圧が印加され
るエミッタと、該エミッタを冷却するため内部に冷媒を
満たしたタンクと、前記エミッタに対向して配置され該
エミッタとの間に引出し電圧が印加される引出電極と、
前記エミッタ及びその周辺部にイオン化されるガスを供
給する手段と、これら部材を収納する真空容器とを備え
たガスフェーズイオン源において、前記エミッタに印加
された高電圧に対応する冷媒の絶縁耐圧距離以上の良さ
を有する電気絶縁体によって前記タンクの一部を構成す
ることにより該タンクの底部を周囲から絶縁し、該タン
クの底部に前記エミッタを固定したことを特徴とするも
のである。」 （５）明細山中第８頁第４行目と同頁第５行目との間に
次の文章を挿入する。 ［また、第３図に示すようにタンク２の側壁全体を碍子
１５で形成すると其に、この碍子の下端に例えば銅の如
き熱伝導性の高い物質で形成された底板１６を固定し、
この底板の下面にホルダ７を介してエミッタ８を取り付
けるように構成しても良い。 また、碍子を使用してイオン源外壁に対してタンクを電
気的に絶縁するようにしたが、これに限定されることな
く、例えばサファイアやアルミナの如き高い熱伝導性を
有する電気絶縁物質を使用しても良い。」 （６）明細山中第８頁第１３行目を次の通り補正する。 「２図は従来例を説明するための図、第３図は本発明の
他の実施例を示す構成略図である。」（７）添付図面に
第３図を別紙の通り追加する。 以上 特許請求の範囲 高電圧が印加されるエミッタと、該エミッタを冷却する
ため内部に冷媒を満たしたタンクと、前記エミッタに対
向して配置され該エミッタとの間に引出し電圧が印加さ
れる引出電極と、前記エミッタ及びその周辺部にイオン
化されるガスを供給する手段と、これら部材を収納する
真空容器とを備えたガスフェーズイオン源において、前
記エミッタに印加された高電圧に対応する冷媒の絶縁耐
圧距離以上の良さを有する電気絶縁体によって前ミッタ
を固定したことを特徴とするガスフェーズイオン源。
Claims (1)
- 高電圧が印加されたエミッタと、該エミッタを冷却する
ため内部に冷媒を満たしたタンクと、前記エミッタに対
向して配置され高電圧に保たれた引出電極と、前記エミ
ッタ及びその周辺部にイオン化されるガスを供給する手
段と、これら部材を収納する真空容器とを備えたガスフ
ェーズイオン源において、前記エミッタに印加された高
電圧に対応する冷媒の絶縁耐圧距離以上の良さを有する
電気絶縁体を介して前記タンクを真空容器内壁に取付け
ると共に、該タンクの底部に前記エミッタを固定したこ
とを特徴とするガスフェーズイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4818387A JPS63216248A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | ガスフエ−ズイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4818387A JPS63216248A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | ガスフエ−ズイオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216248A true JPS63216248A (ja) | 1988-09-08 |
| JPH0423372B2 JPH0423372B2 (ja) | 1992-04-22 |
Family
ID=12796270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4818387A Granted JPS63216248A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | ガスフエ−ズイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63216248A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0326039U (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-18 | ||
| US20130020496A1 (en) * | 2011-05-16 | 2013-01-24 | 38th RESEARCH INSTITUTE, CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY FROUP CORPORATION | Particle sources and apparatuses using the same |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP4818387A patent/JPS63216248A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0326039U (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-18 | ||
| US20130020496A1 (en) * | 2011-05-16 | 2013-01-24 | 38th RESEARCH INSTITUTE, CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY FROUP CORPORATION | Particle sources and apparatuses using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0423372B2 (ja) | 1992-04-22 |
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