JPS63216251A - ガスフエ−ズイオン源 - Google Patents
ガスフエ−ズイオン源Info
- Publication number
- JPS63216251A JPS63216251A JP4933287A JP4933287A JPS63216251A JP S63216251 A JPS63216251 A JP S63216251A JP 4933287 A JP4933287 A JP 4933287A JP 4933287 A JP4933287 A JP 4933287A JP S63216251 A JPS63216251 A JP S63216251A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitter
- tip
- ion source
- heating
- gas
- 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
- 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
- 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］
本発明はガスフェーズイオン源に関する。
［従来の技術１
ガスフェーズイオン源では、イオン種となるガス雰囲気
中に配置したエミッタを例えば液体ヘリウム等により冷
却すると共に、このエミッタの先端に形成した強電界に
よりガスをイオン化している。
中に配置したエミッタを例えば液体ヘリウム等により冷
却すると共に、このエミッタの先端に形成した強電界に
よりガスをイオン化している。
［発明が解決しようとする問題点］
エミッタ先端に強電界を形成するため、エミッタ先端を
極めて尖鋭に加工する必要がある。この先端の尖鋭度に
より、得られるイオンビームを細く絞れるかどうかが決
まるが、現在の加工技術では、エミッタ先端の曲率半径
は１００人から１０００人程度７あり、それに対応した
径のイオンビームしか得られない。
極めて尖鋭に加工する必要がある。この先端の尖鋭度に
より、得られるイオンビームを細く絞れるかどうかが決
まるが、現在の加工技術では、エミッタ先端の曲率半径
は１００人から１０００人程度７あり、それに対応した
径のイオンビームしか得られない。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、新たな動
作モードを設けることにより、エミッタ先端に微小突起
を作成し、これによって微小径のイオンビームを得るこ
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
としている。
作モードを設けることにより、エミッタ先端に微小突起
を作成し、これによって微小径のイオンビームを得るこ
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
としている。
［問題点を解決するための手段］
この目的を達成するため、本発明は、ガス雰囲気中に配
置したエミッタを冷却すると共に該エミ ゛ツタに高電
圧を印加してガスをイオン化するようにしたガスフェー
ズイオン源において、前記エミッタ先端を高温に加熱す
る加熱手段を設け、前記エミッタ周辺へのガスの供給を
停止した状態で該加熱手段によりエミッタ先端を加熱し
且つエミッタに高電圧を印加する動作モードを設けたこ
とを特徴としている。
置したエミッタを冷却すると共に該エミ ゛ツタに高電
圧を印加してガスをイオン化するようにしたガスフェー
ズイオン源において、前記エミッタ先端を高温に加熱す
る加熱手段を設け、前記エミッタ周辺へのガスの供給を
停止した状態で該加熱手段によりエミッタ先端を加熱し
且つエミッタに高電圧を印加する動作モードを設けたこ
とを特徴としている。
［作用］
エミッタ周辺へのガスの供給を停止した状態でエミッタ
先端を加熱し、且つエミッタに高電圧を印加すると、エ
ミッタ先端部の表面原子が静電気力により移動する所謂
ビルドアップ現象が起り、先端部に微小突起が形成され
る。
先端を加熱し、且つエミッタに高電圧を印加すると、エ
ミッタ先端部の表面原子が静電気力により移動する所謂
ビルドアップ現象が起り、先端部に微小突起が形成され
る。
以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳説する。
［実施例］
添付図面は本発明の一実施例の構成を示す概略図である
。図において１は内部が高真空に保たれるイオン源外壁
、２は液体ヘリウム３を満たしたタンクで、上記外壁の
頂部に形成した開口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。
。図において１は内部が高真空に保たれるイオン源外壁
、２は液体ヘリウム３を満たしたタンクで、上記外壁の
頂部に形成した開口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。
このタンク２の底部にはサファイアのように熱伝導性が
良い電気絶縁体６を介してエミッタ７が取付けられる。
良い電気絶縁体６を介してエミッタ７が取付けられる。
具体的には、エミッタ７はタングステンフィラメント８
の屈曲部にスポット溶接され、更にこのフィラメント８
が絶縁体６の表面に形成された支持電極９に取付けられ
る。１０はエミッタ７に対向して配置される引出し電極
、１１はこの引出し電極１０を絶縁体６に取付けるため
の絶縁筒、１２はエミッタ７の周囲にヘリウムなどのイ
オン化用ガスを導入するためのパイプである。
の屈曲部にスポット溶接され、更にこのフィラメント８
が絶縁体６の表面に形成された支持電極９に取付けられ
る。１０はエミッタ７に対向して配置される引出し電極
、１１はこの引出し電極１０を絶縁体６に取付けるため
の絶縁筒、１２はエミッタ７の周囲にヘリウムなどのイ
オン化用ガスを導入するためのパイプである。
前記フィラメント８にはスイッチ１３を介して電源１４
より加熱電流が供給される。１５はエミッタ７に正の高
電圧を印加する加速電源、１６はエミッタ７と引出し電
極１０の間に引出し電圧を印加するための電源である。
より加熱電流が供給される。１５はエミッタ７に正の高
電圧を印加する加速電源、１６はエミッタ７と引出し電
極１０の間に引出し電圧を印加するための電源である。
上述の如き構成において、装置の稼働時にはパイプ１２
を介してエミッタ７の周囲にヘリウムガスを供給し、エ
ミッタ７の周囲の圧力を１Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度に保ち、
その状態で電源１６により電極１０へ引出し電圧を印加
してエミッタ先端に強電界を形成し、この強電界により
ヘリウムをイオン化する。この時、エミッタ７はタンク
２に満たされた液体ヘリウム３によって極低温に冷却さ
れており、これによりヘリウム原子がエミッタ表面に付
着するため、生成イオン量が増大する。
を介してエミッタ７の周囲にヘリウムガスを供給し、エ
ミッタ７の周囲の圧力を１Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度に保ち、
その状態で電源１６により電極１０へ引出し電圧を印加
してエミッタ先端に強電界を形成し、この強電界により
ヘリウムをイオン化する。この時、エミッタ７はタンク
２に満たされた液体ヘリウム３によって極低温に冷却さ
れており、これによりヘリウム原子がエミッタ表面に付
着するため、生成イオン量が増大する。
このような装置の稼働に先立ち、以下に述べるような準
備作業が行われる。即ち、タンク２内に液体ヘリウム３
を満す前、バイブ１２からのヘリウムの供給を停止した
状態で、スイッチ１３が閉じられる。フィラメント８は
電源１４から加熱電流により発熱し、エミッタ７の温度
は上昇する。
備作業が行われる。即ち、タンク２内に液体ヘリウム３
を満す前、バイブ１２からのヘリウムの供給を停止した
状態で、スイッチ１３が閉じられる。フィラメント８は
電源１４から加熱電流により発熱し、エミッタ７の温度
は上昇する。
この加熱電流は、例えばエミッタ７の温度が１６００に
程度になるような適当な値に選ばれる。
程度になるような適当な値に選ばれる。
そして、この状態で電［１６によりエミッタと電極１０
の間に引出し電圧を印加すると、高温度により流動性が
増したエミッタ先端部表面の原子がエミッタ先端部に形
成される静電気力により移動する所謂ビルドアップ現象
が起き、それによりエミッタ先端部に曲率半径が数１０
人程度の微小突起が形成される。
の間に引出し電圧を印加すると、高温度により流動性が
増したエミッタ先端部表面の原子がエミッタ先端部に形
成される静電気力により移動する所謂ビルドアップ現象
が起き、それによりエミッタ先端部に曲率半径が数１０
人程度の微小突起が形成される。
予め選ばれた適当な時間経過後、スイッチ１３を開いて
加熱を停止し、準備作業を終える。そして、エミッタ部
分の温度が十分低くなった時点でタンク２内に液体ヘリ
ウム３を満し、更にバイブ１２を介してヘリウムガスを
エミッタ周囲へ供給して装置を稼働させる。
加熱を停止し、準備作業を終える。そして、エミッタ部
分の温度が十分低くなった時点でタンク２内に液体ヘリ
ウム３を満し、更にバイブ１２を介してヘリウムガスを
エミッタ周囲へ供給して装置を稼働させる。
この時点でエミッタ先端部には極めて小さな曲率半径を
持った微小突起が形成されており、この微小突起の周゛
囲に形成される強電界によってヘリウムがイオン化され
る。イオンが生成される領域がこの微小突起の周囲の狭
い範囲に限定されるため、イオン源の輝度は高く、従っ
て、イオン源に接続されるレンズ手段により極めて細く
絞ったイオンビームを得ることができる。
持った微小突起が形成されており、この微小突起の周゛
囲に形成される強電界によってヘリウムがイオン化され
る。イオンが生成される領域がこの微小突起の周囲の狭
い範囲に限定されるため、イオン源の輝度は高く、従っ
て、イオン源に接続されるレンズ手段により極めて細く
絞ったイオンビームを得ることができる。
尚、電源１５．１６の極性を逆にしてエミッタ先端部か
ら電界放射電子を発生させ、その電子の発生状態を調べ
ることによりエミッタ表面の微小突起の様子をモニタす
ることが可能である。
ら電界放射電子を発生させ、その電子の発生状態を調べ
ることによりエミッタ表面の微小突起の様子をモニタす
ることが可能である。
［効果］
以上詳述した如く、本発明によれば、エミッタ先端を高
温に加熱する加熱手段を設け、前記エミツタ周辺へのガ
スの供給を停止した状態で該加熱手段によりエミッタ先
端を加熱し且つエミッタに高電圧を印加する動作モード
を設けたことにより、エミッタ先端に微小突起を作成で
き、これによって微小径のイオンビームを得ることので
きるガスフェーズイオン源が実現される。
温に加熱する加熱手段を設け、前記エミツタ周辺へのガ
スの供給を停止した状態で該加熱手段によりエミッタ先
端を加熱し且つエミッタに高電圧を印加する動作モード
を設けたことにより、エミッタ先端に微小突起を作成で
き、これによって微小径のイオンビームを得ることので
きるガスフェーズイオン源が実現される。
添付図面は本発明の一実施例の構成を示す概略図である
。 ７：エミッタ ８：フィラメント ９：支持電極 １０：引出し電極 １２：バイブ １３：スイッチ １４：加熱型１ １５：加速電源 １６：電源
。 ７：エミッタ ８：フィラメント ９：支持電極 １０：引出し電極 １２：バイブ １３：スイッチ １４：加熱型１ １５：加速電源 １６：電源
Claims (1)
- ガス雰囲気中に配置したエミッタを冷却すると共に該エ
ミッタに高電圧を印加してガスをイオン化するようにし
たガスフェーズイオン源において、前記エミッタ先端を
高温に加熱する加熱手段を設け、前記エミッタ周辺への
ガスの供給を停止した状態で該加熱手段によりエミッタ
先端を加熱し且つエミッタに高電圧を印加する動作モー
ドを設け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 |
|---|---|---|---|
| JP4933287A JPS63216251A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | ガスフエ−ズイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4933287A JPS63216251A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | ガスフエ−ズイオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216251A true JPS63216251A (ja) | 1988-09-08 |
Family
ID=12828035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4933287A Pending JPS63216251A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | ガスフエ−ズイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63216251A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009016354A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | モジュラガスイオン源 |
| JP2009163981A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP2012169297A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-09-06 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP4933287A patent/JPS63216251A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009016354A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | モジュラガスイオン源 |
| US8101922B2 (en) | 2007-07-06 | 2012-01-24 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Modular gas ion source |
| JP2009163981A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP2012169297A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-09-06 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
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