JPS6348930Y2 - - Google Patents

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JPS6348930Y2
JPS6348930Y2 JP12524382U JP12524382U JPS6348930Y2 JP S6348930 Y2 JPS6348930 Y2 JP S6348930Y2 JP 12524382 U JP12524382 U JP 12524382U JP 12524382 U JP12524382 U JP 12524382U JP S6348930 Y2 JPS6348930 Y2 JP S6348930Y2
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JP
Japan
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filament
ionization chamber
pressure
gas
voltage
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JP12524382U
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Japanese (ja)
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JPS5928952U (en
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はイオン源に関し、特に長時間に渡つて
安定したイオンビームを発生し得るイオン源に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ion source, and particularly to an ion source that can generate a stable ion beam over a long period of time.

オージエ分析装置や光電子分光装置等の表面分
析装置では試料表面にイオンを照射してエツチン
グを行い、試料の深さ方向の分析を行つている。
この際試料に照射するイオンビームの電流密度が
時間と共に変化すると、それに伴い、エツチング
速度が変化し、所望の深さ毎の分析を正確に行う
ことが困難となる。
Surface analyzers such as Auger analyzers and photoelectron spectrometers perform etching by irradiating the surface of a sample with ions to analyze the depth of the sample.
At this time, if the current density of the ion beam irradiating the sample changes with time, the etching rate changes accordingly, making it difficult to accurately perform analysis at each desired depth.

本考案は上述した点に鑑みてなされたもので、
エツチング速度は照射するイオンの電流密度に比
例することから、該電流密度を、長時間に渡つ
て、一定に保ち得るイオン源を提供することを目
的とする。
This invention was made in view of the above points,
Since the etching rate is proportional to the current density of irradiated ions, it is an object of the present invention to provide an ion source that can keep the current density constant over a long period of time.

本考案においてはイオンの電流密度はイオン化
ガスの圧力と、該ガスのイオン化を行うための電
子のエミツシヨン電流とに依存することに鑑み、
該圧力とエミツシヨン電流との積が一定となるよ
うに制御を行つている。
In the present invention, considering that the ion current density depends on the pressure of the ionized gas and the electron emission current for ionizing the gas,
Control is performed so that the product of the pressure and the emission current is constant.

本考案に基づくイオン源は内部にイオン化ガス
が供給されるイオン化室と、該イオン化室内に配
置され該ガスをイオン化するための電子を発生す
るフイラメントと、該フイラメントの加熱電源
と、該イオン化室内の圧力を実質的に検出する手
段と、該圧力に応じた信号と該フイラメントから
発生する電子の量に応じた信号との積を得る手段
と、該積の信号値が一定となるように該フイラメ
ント加熱電源を制御する手段とを備えている。
The ion source based on the present invention includes an ionization chamber into which an ionized gas is supplied, a filament disposed within the ionization chamber that generates electrons for ionizing the gas, a heating power source for the filament, and a heating source within the ionization chamber. means for substantially detecting pressure; means for obtaining a product of a signal corresponding to the pressure and a signal corresponding to the amount of electrons generated from the filament; and means for controlling the heating power source.

以下本考案の一実施例を添付図面に基づき詳述
する。
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図中1はイオン化室であり、該イオン化室1に
はガス溜2からバルブ3を介してアルゴンガスが
供給される。該イオン化室1内にはフイラメント
加熱電源4から加熱電流が供給されるフイラメン
ト5及びコイル状の陽極6が配置されているが、
該陽極6は電源Eにより該フイラメント5に対
し、僅かに高い電位に保たれている。従つてフイ
ラメント5を加熱することによつて発生した電子
はコイル状陽極6によつて囲れた空間を飛行し、
最終的には該陽極6に向つて流れる。該飛行する
電子は室内のガス分子と衝突して該ガス分子をイ
オン化し、該イオン化ガスは陽極あるいはフイラ
メントに対して負の低い電位に保たれた引出し電
極7によつて取り出され、試料(図示せず)に照
射される。8は電離真空計、9は電離真空計の制
御回路であり、イオン化室1内の圧力に応じた信
号が該電離真空計の制御回路9から得られる。該
圧力信号は陽極6に流れ込む電子の量(エミツシ
ヨン電流)に応じた電圧信号と共に積算器10に
供給され、該積算器10において該2種の信号の
積が求められる。該積算器10の出力電圧は帰還
抵抗Rを介して基準電圧源11からの基準電圧と
共に演算増幅器12に供給される。該演算増幅器
12の出力信号は前記フイラメント加熱電源に供
給され、フイラメント加熱電流を制御する。
In the figure, 1 is an ionization chamber, and argon gas is supplied from a gas reservoir 2 through a valve 3 to the ionization chamber 1. A filament 5 to which a heating current is supplied from a filament heating power source 4 and a coiled anode 6 are arranged in the ionization chamber 1.
The anode 6 is kept at a slightly higher potential than the filament 5 by a power source E. Therefore, the electrons generated by heating the filament 5 fly in the space surrounded by the coiled anode 6,
Eventually it flows towards the anode 6. The flying electrons collide with gas molecules in the chamber to ionize the gas molecules, and the ionized gas is taken out by the extraction electrode 7, which is kept at a low negative potential with respect to the anode or filament, and is drawn out from the sample (Fig. (not shown). 8 is an ionization vacuum gauge, 9 is a control circuit for the ionization vacuum gauge, and a signal corresponding to the pressure inside the ionization chamber 1 is obtained from the control circuit 9 of the ionization vacuum gauge. The pressure signal is supplied to an integrator 10 together with a voltage signal corresponding to the amount of electrons flowing into the anode 6 (emission current), and the integrator 10 calculates the product of the two types of signals. The output voltage of the integrator 10 is supplied via a feedback resistor R to an operational amplifier 12 together with a reference voltage from a reference voltage source 11. The output signal of the operational amplifier 12 is supplied to the filament heating power supply to control the filament heating current.

上述した如き構成において、イオン化室1内に
はガス溜2からバルブ3を介してアルゴンガスが
供給されるが、該イオン化室内が所望の圧力とな
るようにバルブ3が調整される。更に該基準電圧
源11は所望の電圧とされるが、この電圧は積算
器10の出力電圧が予め定めた電圧の時、差動増
幅器12の出力が零となるような電圧値とされて
いる。ここでイオン化室1内のガス圧力が低くな
ると、それに応じて発生するイオンビームの電流
密度も低くなるが、この時、電離真空計制御回路
9からの圧力検出信号電圧は低く、それに伴い、
積算器10の出力電圧も低くなる。従つて演算増
幅器12からは差電圧が発生し、この差電圧に応
じてフイラメント加熱電源4によつてフイラメン
ト5に流される加熱電流は増加させられる。該加
熱電流はエミツシヨン電流が増加し、それにつれ
て点Aの電圧が上昇し、積算器10の出力が予め
定めた電圧と等しくなるようにふやされ、その結
果ガスの圧力の低下により減少したイオンの発生
量はエミツシヨン電流の増加により増加させら
れ、従つて電極7から引出されるイオンビームの
電流密度は一定に維持されることになる。又イオ
ン化室1内のガス圧力が高くなると、それに応じ
てフイラメント加熱電源4は制御され、フイラメ
ント5に流される電流は少くされ、結果としてイ
オンビーム電流密度は一定に維持される。
In the above-described configuration, argon gas is supplied into the ionization chamber 1 from the gas reservoir 2 via the valve 3, and the valve 3 is adjusted so that the inside of the ionization chamber has a desired pressure. Further, the reference voltage source 11 is set to a desired voltage, and this voltage is set to a voltage value such that when the output voltage of the integrator 10 is a predetermined voltage, the output of the differential amplifier 12 becomes zero. . When the gas pressure in the ionization chamber 1 decreases, the current density of the generated ion beam also decreases, but at this time, the pressure detection signal voltage from the ionization vacuum gauge control circuit 9 is low, and accordingly,
The output voltage of integrator 10 also becomes lower. Therefore, a differential voltage is generated from the operational amplifier 12, and the heating current applied to the filament 5 by the filament heating power source 4 is increased in accordance with this differential voltage. The heating current is increased as the emission current increases, the voltage at point A increases accordingly, and the output of the integrator 10 is increased to be equal to the predetermined voltage.As a result, the ions decreased due to the decrease in gas pressure. The amount of ion generated is increased by increasing the emission current, and therefore the current density of the ion beam extracted from the electrode 7 is maintained constant. Furthermore, when the gas pressure in the ionization chamber 1 increases, the filament heating power source 4 is controlled accordingly, the current flowing through the filament 5 is reduced, and as a result, the ion beam current density is maintained constant.

以上詳述した如く本考案は簡単な構成で長時間
に渡つて電流密度が一定のイオンビームを発生し
得るイオン源を提供するもので、本考案に基づく
イオン源を用いてオージエ分析装置あるいは光電
子分光装置等における試料のエツチングを行え
ば、エツチング速度を一定とすることができるた
め、正確な試料分析を行うことが可能となる。
尚、本考案は上述した実施例に限定されることな
く幾多の変形が可能である。例えば、本考案をイ
オンマイクロアナライザ等のイオン源として用い
ることも可能である。又上述した実施例では、イ
オン化室内のガス圧力が変動する場合について詳
述したが、何等かの原因でエミツシヨン電流が変
動した場合にも本考案を適用してイオンビームの
電流密度を一定に維持することが可能である。更
にイオン化室内の圧力を直接検出するようにした
が、該イオン化室と連通する他の部屋(試料室
等)の圧力を検出するようにしても良い。
As detailed above, the present invention provides an ion source that can generate an ion beam with a constant current density over a long period of time with a simple configuration. If a sample is etched using a spectrometer or the like, the etching rate can be kept constant, making it possible to perform accurate sample analysis.
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in many ways. For example, the present invention can be used as an ion source for an ion microanalyzer or the like. Furthermore, in the above embodiment, the case where the gas pressure in the ionization chamber fluctuates was described in detail, but even if the emission current fluctuates for some reason, the present invention can be applied to maintain the current density of the ion beam constant. It is possible to do so. Furthermore, although the pressure inside the ionization chamber is directly detected, the pressure in another chamber (such as a sample chamber) communicating with the ionization chamber may also be detected.

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

添付図面は本考案の一実施例を示す図である。 1:イオン化室、2:ガス溜、3:バルブ、
4:フイラメント加熱電源、5:フイラメント、
6:陽極、7:引出し電極、8:電離真空計、
9:電離真空計制御回路、10:積算器、11:
基準電圧源、12:演算増幅器。
The accompanying drawings illustrate an embodiment of the present invention. 1: Ionization chamber, 2: Gas reservoir, 3: Valve,
4: Filament heating power supply, 5: Filament,
6: anode, 7: extraction electrode, 8: ionization vacuum gauge,
9: Ionization vacuum gauge control circuit, 10: Integrator, 11:
Reference voltage source, 12: operational amplifier.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 内部にイオン化ガスが供給されるイオン化室
と、該イオン化室内に配置され該ガスをイオン化
するための電子を発生するフイラメントと、該フ
イラメントの加熱電源と、該イオン化室内の圧力
を実質的に検出する手段と、該圧力に応じた信号
と該フイラメントから発生する電子の量に応じた
信号との積を得る手段と、該積の信号値が一定と
なるように該フイラメント加熱電源を制御する手
段とを備えたイオン源。
an ionization chamber into which an ionized gas is supplied; a filament disposed within the ionization chamber that generates electrons for ionizing the gas; a power source for heating the filament; and substantially detecting the pressure within the ionization chamber. means for obtaining a product of a signal corresponding to the pressure and a signal corresponding to the amount of electrons generated from the filament; and means for controlling the filament heating power source so that the signal value of the product is constant. Ion source with.
JP12524382U 1982-08-18 1982-08-18 ion source Granted JPS5928952U (en)

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JP12524382U JPS5928952U (en) 1982-08-18 1982-08-18 ion source

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JPS5928952U JPS5928952U (en) 1984-02-23
JPS6348930Y2 true JPS6348930Y2 (en) 1988-12-15

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