JPS60257048A - 電界電離型イオン源 - Google Patents
電界電離型イオン源Info
- Publication number
- JPS60257048A JPS60257048A JP59110881A JP11088184A JPS60257048A JP S60257048 A JPS60257048 A JP S60257048A JP 59110881 A JP59110881 A JP 59110881A JP 11088184 A JP11088184 A JP 11088184A JP S60257048 A JPS60257048 A JP S60257048A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ionization chamber
- gas
- wall
- ion source
- ionization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
-
- 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]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (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〕
本発明は、イオン・ビームで例えばレジストＩｔ！にパ
ターン露光する際に用いるイオン・ビーム露光装置に好
適な電界型に１型イオン源に関する。
ターン露光する際に用いるイオン・ビーム露光装置に好
適な電界型に１型イオン源に関する。
近年、半導体装置の高密度化に対処する為、イオン・ビ
ーム露光装置に依りレジスト１１９にパターン露光する
ことが行われている。
ーム露光装置に依りレジスト１１９にパターン露光する
ことが行われている。
そのイオン・ビーム露光装置に於いては、電子ビーム露
光装置について開発された技術をかなり流用できるが、
イオン源に関しては独自の未解決な問題が存在している
。
光装置について開発された技術をかなり流用できるが、
イオン源に関しては独自の未解決な問題が存在している
。
第２図圓゛従来の電界電離型イオン源の要部切断側面図
である。
である。
図に於いて、１はイオン化室壁、ＩＡばアパーチャ、２
ばイオン化室内、３ば冷却器、４はサファイアからなり
エミッタ・チップを保持する絶縁部分、５ばエミッタ・
チップ、６ ＬＪイオン化ガス導入管をそれぞれ示して
いる。尚、このイオン源全体は、超高真空に維持された
真空室内に配設されている。
ばイオン化室内、３ば冷却器、４はサファイアからなり
エミッタ・チップを保持する絶縁部分、５ばエミッタ・
チップ、６ ＬＪイオン化ガス導入管をそれぞれ示して
いる。尚、このイオン源全体は、超高真空に維持された
真空室内に配設されている。
このイオン源では、イオン化室壁１とエミッタ・チップ
５との間に５乃至５０（ＫＶ）の電圧を印加し、ガス導
入管６から送出されるヘリウム（Ｈｅ）成いは水素（Ｌ
ｌｚ）ガス等を前記電圧に依る電界で電離してイオン化
し、それをイオン・ビームとしてアパーチャＩＡから放
射するようにしている。
５との間に５乃至５０（ＫＶ）の電圧を印加し、ガス導
入管６から送出されるヘリウム（Ｈｅ）成いは水素（Ｌ
ｌｚ）ガス等を前記電圧に依る電界で電離してイオン化
し、それをイオン・ビームとしてアパーチャＩＡから放
射するようにしている。
ところで、前記従来例では、ガス導入管６から導入され
るガスは室温である為、このガスやガス導入管６からの
熱伝導に依って、冷却器３がサファイアからなる絶縁部
分４と接している冷却面に於ける最低到達温度は１５（
Ｋ）程度にしかならない。
るガスは室温である為、このガスやガス導入管６からの
熱伝導に依って、冷却器３がサファイアからなる絶縁部
分４と接している冷却面に於ける最低到達温度は１５（
Ｋ）程度にしかならない。
この種のイオン・ビーム露光装置に於いては、イオン源
とイオン・ビーム集束偏向系と結合することが行われ、
イオン源の高輝度化を図ろうとする場合には、より多く
のイオン電流が得られるようにする為、イオン化室内２
のガス圧を高く、例えば１〜５ （Ｐａ）にすることに
依って行われ、マタ、イオン・ビーム集束偏向系に於い
ては、イオン・ビームの散乱を防止し、そして、放電耐
圧を向上することを目的とし、ガス圧を低く、例えば＜
１０−３（Ｐａ）に維持する必要があり、従って、ガ
スを供給しなから差動排気を行うようにしている。
とイオン・ビーム集束偏向系と結合することが行われ、
イオン源の高輝度化を図ろうとする場合には、より多く
のイオン電流が得られるようにする為、イオン化室内２
のガス圧を高く、例えば１〜５ （Ｐａ）にすることに
依って行われ、マタ、イオン・ビーム集束偏向系に於い
ては、イオン・ビームの散乱を防止し、そして、放電耐
圧を向上することを目的とし、ガス圧を低く、例えば＜
１０−３（Ｐａ）に維持する必要があり、従って、ガ
スを供給しなから差動排気を行うようにしている。
この場合、ガスは、大量に導入されるこ吉になるが、そ
のように導入ガスの量が多量になると、当然、イオン化
室内２の温度は−Ｆ昇し、従って、極低温、例えば、２
０ＣＫ）以下に冷却されているエミッタ・チップ５やエ
ミッタ・チップを保持する絶縁部分４の温度も」二昇す
るので、充分なイオン・ビーム、即ち、イオン電流を取
り出すことができず、高輝度化を実現することは不可能
になる。因に、第１図に示したイオン源に於いて、導入
するヘリウム・ガスの量をｌ（ｍｂａｒ・ｌ／秒〕にし
た場合、前記した冷却面の温度は１００（Ｋ）以上に上
昇した。
のように導入ガスの量が多量になると、当然、イオン化
室内２の温度は−Ｆ昇し、従って、極低温、例えば、２
０ＣＫ）以下に冷却されているエミッタ・チップ５やエ
ミッタ・チップを保持する絶縁部分４の温度も」二昇す
るので、充分なイオン・ビーム、即ち、イオン電流を取
り出すことができず、高輝度化を実現することは不可能
になる。因に、第１図に示したイオン源に於いて、導入
するヘリウム・ガスの量をｌ（ｍｂａｒ・ｌ／秒〕にし
た場合、前記した冷却面の温度は１００（Ｋ）以上に上
昇した。
通常、第２図に見られるように、供給ガスはイオン化室
内２に直接導入するようになっていて、該ガスに供給途
中でイオン化室２内の温度上昇を抑制できる程度の予備
冷却を施すことは困難である。
内２に直接導入するようになっていて、該ガスに供給途
中でイオン化室２内の温度上昇を抑制できる程度の予備
冷却を施すことは困難である。
本発明は、ガス流量を増加してイオン源の高輝度化をは
かっても、エミッタ・チップ及びエミッタ・チップの保
持部である絶縁部分には温度上昇がないようにする。
かっても、エミッタ・チップ及びエミッタ・チップの保
持部である絶縁部分には温度上昇がないようにする。
本発明の電界電離型イオン源は、空隙を介して二重壁を
なすイオン化室壁と、該二重壁をなすイオン化室壁を貫
通してイオン化室と外部とを結ぶアパーチャと、前記二
重壁間に介在する空隙と連通ずるイオン化ガス導入管と
、前記イオン化室内に設けられエミッタ・チップを保持
する絶縁部分と、該絶縁部分に保持され先端が前記イオ
ン化室内に露出されたエミッタ・チップとを備えてなる
構成を採っている。
なすイオン化室壁と、該二重壁をなすイオン化室壁を貫
通してイオン化室と外部とを結ぶアパーチャと、前記二
重壁間に介在する空隙と連通ずるイオン化ガス導入管と
、前記イオン化室内に設けられエミッタ・チップを保持
する絶縁部分と、該絶縁部分に保持され先端が前記イオ
ン化室内に露出されたエミッタ・チップとを備えてなる
構成を採っている。
このイオン源では、ガス導入管６から供給されるガスは
、前記二重壁間の空隙を通って前記アパーチャに達する
ので、イオン化室内を直接流れることはなく、従って、
ガスの量を増大しても、イオン化室内は低温に維持され
る。
、前記二重壁間の空隙を通って前記アパーチャに達する
ので、イオン化室内を直接流れることはなく、従って、
ガスの量を増大しても、イオン化室内は低温に維持され
る。
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図であり、第２
図に関して説明した部分と同部分は同記号で指示しであ
る。
図に関して説明した部分と同部分は同記号で指示しであ
る。
本実施例が第２図に見られる従来例と相違する点は、イ
オン化室壁が外壁１１と内壁１２の二重壁で構成され、
それ等二重壁の間には空隙ＩＢが介在し、その空隙ＩＢ
にはイオン化ガス導入管６が連通していることである。
オン化室壁が外壁１１と内壁１２の二重壁で構成され、
それ等二重壁の間には空隙ＩＢが介在し、その空隙ＩＢ
にはイオン化ガス導入管６が連通していることである。
勿論、アパーチャＩＡは二重壁をなすイオン化室壁を貫
通している。
通している。
このような構成になっている為、ガスはガス導入管６→
空隙ＩＢ→アパーチヤＩＡの順に流れ、イオン化室内２
に直接流れることはなくなり、最初に入り込んだガスが
滞留しているような状態になっている。
空隙ＩＢ→アパーチヤＩＡの順に流れ、イオン化室内２
に直接流れることはなくなり、最初に入り込んだガスが
滞留しているような状態になっている。
従って、大量のガスを供給しても、イオン化室内２は低
温に維持され、エミッタ・チップ５や絶縁部分４が温度
上昇することはない。
温に維持され、エミッタ・チップ５や絶縁部分４が温度
上昇することはない。
第２図に示した従来例に於いては、ガスを流さない場合
、エミッタ・チップ５を保持している絶縁部分４の到達
温度は１０（Ｋ）であったが、これに最大１（ｍｂａｒ
−β／秒〕のヘリウム・ガスを流すと絶縁部分４の温度
は２０（Ｋ）以−１−になって１００（ＴＯにも−Ｌ昇
したが、第１図に見られる本発明の実施例では、同様な
条件で、１２（Ｋ）を維持することができた。尚、前記
両方の場合とも、ヘリウム・ガスは、真空装置内で液体
窒素で予め予備冷却したものを用いた。
、エミッタ・チップ５を保持している絶縁部分４の到達
温度は１０（Ｋ）であったが、これに最大１（ｍｂａｒ
−β／秒〕のヘリウム・ガスを流すと絶縁部分４の温度
は２０（Ｋ）以−１−になって１００（ＴＯにも−Ｌ昇
したが、第１図に見られる本発明の実施例では、同様な
条件で、１２（Ｋ）を維持することができた。尚、前記
両方の場合とも、ヘリウム・ガスは、真空装置内で液体
窒素で予め予備冷却したものを用いた。
一般に、この種のイオン源から放出されるイオン電流は
、エミッタ・チップ及びイオン化室内のガスの温度が低
い程大きくなることは前記した通りである。
、エミッタ・チップ及びイオン化室内のガスの温度が低
い程大きくなることは前記した通りである。
本発明に於けるイオン源では、前記実施例に関する説明
で明らかなように、供給ガス量を増加してもエミッタ・
チップ及びイオン化室内の温度を低温に維持することが
できるので、従来型イオン源に比較して１０乃至５０〔
％〕のイオン電流値改善が達成され高輝度化される。
で明らかなように、供給ガス量を増加してもエミッタ・
チップ及びイオン化室内の温度を低温に維持することが
できるので、従来型イオン源に比較して１０乃至５０〔
％〕のイオン電流値改善が達成され高輝度化される。
本発明の電界電離型イオン源では、ガス導入管からガス
を供給すると、該ガスはイオン化室壁を構成する二重壁
の間の空隙を通り抜けてアパーチャに到達する。そして
、イオン化室内は、若Ｔの出入はあるものの、当初に入
り込んだガスが滞留しているような状態となっていて、
ガスがイオン化室内を直接１ｆｆｌ遇することはない。
を供給すると、該ガスはイオン化室壁を構成する二重壁
の間の空隙を通り抜けてアパーチャに到達する。そして
、イオン化室内は、若Ｔの出入はあるものの、当初に入
り込んだガスが滞留しているような状態となっていて、
ガスがイオン化室内を直接１ｆｆｌ遇することはない。
従って、イオン電流値を増大さ一１！る為、供給ガス量
を多くしても、エミッタ・チップやイオン化室内の温度
が−に昇することはなくなり、高輝度化の目的は充分に
達成することができる。
を多くしても、エミッタ・チップやイオン化室内の温度
が−に昇することはなくなり、高輝度化の目的は充分に
達成することができる。
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図、第２図は従
来例の要部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、１ばイオン化室壁、１１；Ｉアパーチャ、
１Ｂは空隙、２はイオン化室内、３は冷却器、４は４ノ
フアイアからなりエミッタ・チップを保持する絶縁部分
、５はエミッタ・チップ、６はイオン化ガス導入管、１
１は外壁、１２は内壁をそれぞれ示している。 第 １ 息 第２
来例の要部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、１ばイオン化室壁、１１；Ｉアパーチャ、
１Ｂは空隙、２はイオン化室内、３は冷却器、４は４ノ
フアイアからなりエミッタ・チップを保持する絶縁部分
、５はエミッタ・チップ、６はイオン化ガス導入管、１
１は外壁、１２は内壁をそれぞれ示している。 第 １ 息 第２
Claims (1)
- 空隙を介して二重壁をなすイオン化室壁と、該二重壁を
なすイオン化室壁を貫通してイオン化室と外部とを結ぶ
アパーチャと、前記二重壁間に介在する空隙と連通ずる
イオン化ガス導入管と、前記イオン化室内に設けられエ
ミッタ・デツプを保持する絶縁部分と、該絶縁部分に保
持され先端が前記イオン化室内に露出されたエミッタ・
チップとを備えてなることを特徴とする電界電離型イオ
ン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110881A JPS60257048A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 電界電離型イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110881A JPS60257048A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 電界電離型イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257048A true JPS60257048A (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=14547055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110881A Pending JPS60257048A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 電界電離型イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257048A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2374979A (en) * | 2000-12-28 | 2002-10-30 | Ims Ionen Mikrofab Syst | A field ionisation source |
| JP2007227381A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Fei Co | 気体イオン源を備えた粒子光学装置 |
| US9941094B1 (en) | 2017-02-01 | 2018-04-10 | Fei Company | Innovative source assembly for ion beam production |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59110881A patent/JPS60257048A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2374979A (en) * | 2000-12-28 | 2002-10-30 | Ims Ionen Mikrofab Syst | A field ionisation source |
| JP2007227381A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Fei Co | 気体イオン源を備えた粒子光学装置 |
| US7772564B2 (en) | 2006-02-22 | 2010-08-10 | Fei Company | Particle-optical apparatus equipped with a gas ion source |
| US9941094B1 (en) | 2017-02-01 | 2018-04-10 | Fei Company | Innovative source assembly for ion beam production |
| JP2018125279A (ja) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | エフ イー アイ カンパニＦｅｉ Ｃｏｍｐａｎｙ | イオンビーム生成のための革新的なソースアセンブリ |
| US10651005B2 (en) | 2017-02-01 | 2020-05-12 | Fei Company | Innovative source assembly for ion beam production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4785220A (en) | Multi-cathode metal vapor arc ion source | |
| US4841197A (en) | Double-chamber ion source | |
| US3315125A (en) | High-power ion and electron sources in cascade arrangement | |
| US3138729A (en) | Ultra-soft X-ray source | |
| US2285622A (en) | Ion source | |
| US4739214A (en) | Dynamic electron emitter | |
| US3569756A (en) | Ion source having a plasma and gridlike electrode | |
| US4540868A (en) | Plasma gun that reduces cathode contamination | |
| US3906392A (en) | Combination electron window-sustainer electrode for electron beam discharge devices | |
| Masic et al. | A new way of producing ion beams from metals and gases using the plasma jet from a duoplasmatron | |
| US2442493A (en) | Electric discharge device comprising an exhaust system | |
| JPH01221847A (ja) | ガスフェーズイオン源における高圧導入部 | |
| JPS60207238A (ja) | 電界電離型イオン源 | |
| JP2716833B2 (ja) | ガスレーザ管 | |
| US3319097A (en) | High intensity-gas lamp with recirculation means | |
| JPS594428Y2 (ja) | イオン源装置先端イオン発生部の真空封止機構 | |
| JPH01197950A (ja) | ホローカソード型イオン源 | |
| US4801839A (en) | Mounting of a cold cathode directly to a vacuum chamber wall | |
| CN118658764B (zh) | 一种用于反应刻蚀的磁芯聚集增强射频离子源 | |
| US20240331972A1 (en) | Actively Cooled Gas Line For Ion Source | |
| JP3369210B2 (ja) | 金属蒸気レーザ発振管 | |
| JPS60180048A (ja) | 電界型イオン源 | |
| JPH0828197B2 (ja) | イオンビ−ム装置 | |
| US2265001A (en) | Vapor electric device | |
| US2084163A (en) | Electric discharge device |