JPS6345733Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電界放射型イオン源の長寿命化に関
する。

近年、半導体分野において素子の微細化、高集
積化が著しく進み、最小線幅が１ミクロンメート
ル以下の素子の製造方法が盛んに研究されてい
る。そこでサブミクロン素子を製造するキー。テ
クノロジーとしてマイクロイオンビーム技術が注
目を集めている。そのマイクロイオンビーム装置
を実用化する上で電界放射型イオン源が必要であ
り、その長寿命化は重要な課題である。

液体金属をイオン化材料とする電界放射型イオ
ン源において、イオン源の寿命は、(1)液体金属の
消耗、(2)引出し電極、あるいはカソードからのス
パツタ金属によるアノード、引出し電極間の絶縁
の劣化、の二つの要因によつて決定される。

要因(1)については、液体金属を貯蔵するリザー
バの容量を大きくすることで解決する。例えば液
体金属としてガリウムを使用する場合、0.1グラ
ムをイオン化に利用できる容量のリザーバを使用
すれば、イオン放出電流10マイクロアンペアとし
て4000時間近い寿命が期待できる。さらに必要と
あればより大容量のリザーバを使用することがで
きる。

ところがリザーバを大きくしたのみでは、前述
の要因(2)による寿命が問題となる。本考案はこの
問題を解決し、もつて電界放射型イオン源の長寿
命化を実現するものである。

以下、この考案の一実施例を図により説明す
る。第１図は、従来の電界放射型イオン源の例を
示す。図中、アノード１は、液体金属２を貯蔵す
るリザーバ３と、そのリザーバ３を貫通するエミ
ツタ・ニードル４とからなり、アノード１の先
端、すなわちエミツタ。ニードルの先端は、曲率
半径が0.1〜数ミクロン程度になつており、リザ
ーバ３から供給される液体金属がコーン状に表面
をおおつている。リザーバ３はヒーター（図示せ
ず）によつて加熱され、液体金属を液状に保つよ
うになつている。アノード１と引出し電極５との
間に数キロボルトの高電圧を印加すると、アノー
ド１の先端からイオンが放射される。放射される
イオンビームの広がり全角は30〜60゜程度である。

アノード３とカソード６との間には加速電圧が
印加される。従つてアノード先端から放射された
イオンビームは、大部分がカソード６、及び引出
し電極５を衝撃する。すると電極金属、及び電極
表面に付着した液体金属がスパツタされ、アノー
ド１と引出し電極５とを絶縁する絶縁板７上に付
着する。この金属付着膜８が導電性を持つ厚さに
達すると、絶縁板の有効沿面距離が非常に小さく
なり、アノード１と引出し電極５との間に高圧を
印加できなくなつて寿命となる。

第２図は、この問題を解決する本考案の一実施
例である。アノード１の先端に近い位置にシール
ド板９を設けることにより、絶縁板７上に金属膜
が付着するのを防止することができる。従つて絶
縁が劣化しないので長寿命を実現することができ
る。

以上詳述したように、本考案によれば電界放射
型イオン源の寿命要因を解決することができ、も
つて、長時間連続使用できるマイクロイオンビー
ム装置の実用化に貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電界放射型イオン源の断面
図、第２図は、本考案の一実施例を示す電界放射
型イオン源である。 １はアノード、２は液体金属、３はリザーバ、
４はエミツタニードル、５は引出し電極、６はカ
ソード、８は金属付着膜である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 絶縁板上に取付けられたアノードと、それをと
   り囲む引出し電極と、カソードとからなる電界放
   射型イオン源において、引出し電極あるいはカソ
   ードからスパツタされる金属が絶縁板に付着する
   のを防止するように、アノードにシールド板を設
   けたことを特徴とする電界放射型イオン源。