JP2001160369A - 集束イオンビーム装置のレンズ保護用絞り - Google Patents
集束イオンビーム装置のレンズ保護用絞りInfo
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- JP2001160369A JP2001160369A JP34482199A JP34482199A JP2001160369A JP 2001160369 A JP2001160369 A JP 2001160369A JP 34482199 A JP34482199 A JP 34482199A JP 34482199 A JP34482199 A JP 34482199A JP 2001160369 A JP2001160369 A JP 2001160369A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、コンデンサレンズの焦点距
離を短くとることによって球面収差係数Ｃsも色収差係
数Ｃcも小さくしてビーム径を小さくできるようにする
と共に、スパッタリングによって飛散された絞りの素材
がイオン源の表面近くに付着してイオン源表面の金属に
悪影響を与えることが無いようなレンズ保護用絞りを提
供することにある。 【解決手段】 本発明は、集束イオンビーム装置におい
てイオンビームのスパッタリングによって素材が飛散
し、該素材がイオン源の表面に付着しても、イオン源表
面の金属に悪影響を与えない材料をコンデンサレンズの
保護用絞りに用いることを基本思想とするものであっ
て、液体金属イオン源として一般的なガリウムが用いら
れている場合には同種のガリウムまたは、スズ、インジ
ウムといった悪影響を与えない材料を保護用絞りに用
い、イオン源とコンデンサレンズの距離を短く出来るよ
うにした。
離を短くとることによって球面収差係数Ｃsも色収差係
数Ｃcも小さくしてビーム径を小さくできるようにする
と共に、スパッタリングによって飛散された絞りの素材
がイオン源の表面近くに付着してイオン源表面の金属に
悪影響を与えることが無いようなレンズ保護用絞りを提
供することにある。 【解決手段】 本発明は、集束イオンビーム装置におい
てイオンビームのスパッタリングによって素材が飛散
し、該素材がイオン源の表面に付着しても、イオン源表
面の金属に悪影響を与えない材料をコンデンサレンズの
保護用絞りに用いることを基本思想とするものであっ
て、液体金属イオン源として一般的なガリウムが用いら
れている場合には同種のガリウムまたは、スズ、インジ
ウムといった悪影響を与えない材料を保護用絞りに用
い、イオン源とコンデンサレンズの距離を短く出来るよ
うにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、 集束イオンビー
ム装置に用るコンデンサレンズ保護用の絞りに関するも
のである。
ム装置に用るコンデンサレンズ保護用の絞りに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】集束イオンビーム装置のイオン光学系基
本構造は図６に示すようにまず一般にＧa液体金属が用
いられるイオン源１と、該イオン源１からイオンビーム
を引出す引き出し電極２と、開き半角が約１４度の広が
りを持つイオン源１からのイオンビームを広がらない平
行ビームにするためのコンデンサレンズ４と、該コンデ
ンサレンズ４がイオンビームによりエッチングされてし
まうことを防止するため、その前に設置されるレンズ保
護用の絞り３と、試料面７にイオンビームを集束させる
対物レンズ５と、イオンビームを走査させる偏向装置６
とからなる。前記のコンデンサレンズ４は静電型のレン
ズであり、中心部に開口をもった３枚の円盤状の電極か
らなっていて、イオン源１からのイオンビームが中心部
の開口より広いときにはその周辺部にビーム照射がなさ
れ、１枚目の電極がエッチングされてしまう。そこで従
来からこの１枚目の電極の前にスパッタレートの低い物
質からなり、電極中心部の開口以下の径の穴を有する絞
りを配置し、該電極の劣化を防止する手段がとられてい
る。この絞りの材質としては、モリブデンＭo やタング
ステンＷのようなスパッタレートの低い物質が用いられ
るのであるが、それでもスパッタリングによって飛散さ
れた該素材がイオン源の表面近くに付着すると該イオン
源表面の金属に悪影響を与えるため、これを低減するよ
うにイオン源と絞り間の距離を50ｍｍ程度と長くするよ
うにしている。
本構造は図６に示すようにまず一般にＧa液体金属が用
いられるイオン源１と、該イオン源１からイオンビーム
を引出す引き出し電極２と、開き半角が約１４度の広が
りを持つイオン源１からのイオンビームを広がらない平
行ビームにするためのコンデンサレンズ４と、該コンデ
ンサレンズ４がイオンビームによりエッチングされてし
まうことを防止するため、その前に設置されるレンズ保
護用の絞り３と、試料面７にイオンビームを集束させる
対物レンズ５と、イオンビームを走査させる偏向装置６
とからなる。前記のコンデンサレンズ４は静電型のレン
ズであり、中心部に開口をもった３枚の円盤状の電極か
らなっていて、イオン源１からのイオンビームが中心部
の開口より広いときにはその周辺部にビーム照射がなさ
れ、１枚目の電極がエッチングされてしまう。そこで従
来からこの１枚目の電極の前にスパッタレートの低い物
質からなり、電極中心部の開口以下の径の穴を有する絞
りを配置し、該電極の劣化を防止する手段がとられてい
る。この絞りの材質としては、モリブデンＭo やタング
ステンＷのようなスパッタレートの低い物質が用いられ
るのであるが、それでもスパッタリングによって飛散さ
れた該素材がイオン源の表面近くに付着すると該イオン
源表面の金属に悪影響を与えるため、これを低減するよ
うにイオン源と絞り間の距離を50ｍｍ程度と長くするよ
うにしている。
【０００３】ところが、このイオン源と絞り間の距離と
いうのは、該静電レンズがコンデンサレンズすなわち点
光源から出た光を平行光線にするような作用をするもの
であることから、該レンズの焦点距離に相当することに
なる。この焦点距離が長いということは試料に照射する
ビームスポットを小さくするという観点からは好ましい
ことではない。何故ならば、ビーム径は光学系の球面収
差係数Ｃsと色収差係数Ｃcが関係しており、それらが小
さい程ビーム径を小さくできるからである。ビームスポ
ットを小さく出来るということは走査イオン顕微鏡とし
ては解像度の向上に、イオン加工装置としては緻密な加
工につながる重要な事柄である。いま、収差とボケ量の
関係を、図５に示すような点源としてのイオン源１とコ
ンデンサレンズ４と対物レンズ５と試料面７というシン
プルな光学系のモデルで考えたとき、コンデンサレンズ
４による球面収差によるボケ量をｄｓ1とし、色収差に
よるボケ量をｄｃ1とすると、 ｄｓ1＝Ｃs*α３／２ ， ｄｃ1＝Ｃc*α*ΔＵ／Ｕ で表される。ここに α：ビームの開き半角， ΔＵ：
イオンビームのエネルギーの広がり， Ｕ：イオンビー
ムのエネルギーである。対物レンズの球面収差によるボ
ケ量をｄｓ2とし、色収差によるボケ量をｄｃ2とする
と、試料面でのボケ量は ｄ＝{（Ｍρ0）2＋ｄｓ2＋ｄc2}1/2 ただし、ｄｓ＝Ｍｄｓ1＋ｄｓ2 ，ｄｃ＝Ｍｄｃ1＋ｄｃ
2 なお、ここに Ｍ は倍率であり、 ρ0 はイオン源の
ソースサイズである。いま、イオン源のソースサイズで
あるρ0 は一定であるとして試料面でのボケ量ｄを小さ
くするには、倍率Ｍが小さく球面収差係数Ｃsと色収差
係数Ｃcが小さいことが求められる。ところで、この集
束イオンビーム装置における収差係数とコンデンサレン
ズの焦点距離の関係は図４に示されるような関係にあ
り、この焦点距離は短い方が球面収差係数Ｃsも色収差
係数Ｃcも小さくなることが分かっている。
いうのは、該静電レンズがコンデンサレンズすなわち点
光源から出た光を平行光線にするような作用をするもの
であることから、該レンズの焦点距離に相当することに
なる。この焦点距離が長いということは試料に照射する
ビームスポットを小さくするという観点からは好ましい
ことではない。何故ならば、ビーム径は光学系の球面収
差係数Ｃsと色収差係数Ｃcが関係しており、それらが小
さい程ビーム径を小さくできるからである。ビームスポ
ットを小さく出来るということは走査イオン顕微鏡とし
ては解像度の向上に、イオン加工装置としては緻密な加
工につながる重要な事柄である。いま、収差とボケ量の
関係を、図５に示すような点源としてのイオン源１とコ
ンデンサレンズ４と対物レンズ５と試料面７というシン
プルな光学系のモデルで考えたとき、コンデンサレンズ
４による球面収差によるボケ量をｄｓ1とし、色収差に
よるボケ量をｄｃ1とすると、 ｄｓ1＝Ｃs*α３／２ ， ｄｃ1＝Ｃc*α*ΔＵ／Ｕ で表される。ここに α：ビームの開き半角， ΔＵ：
イオンビームのエネルギーの広がり， Ｕ：イオンビー
ムのエネルギーである。対物レンズの球面収差によるボ
ケ量をｄｓ2とし、色収差によるボケ量をｄｃ2とする
と、試料面でのボケ量は ｄ＝{（Ｍρ0）2＋ｄｓ2＋ｄc2}1/2 ただし、ｄｓ＝Ｍｄｓ1＋ｄｓ2 ，ｄｃ＝Ｍｄｃ1＋ｄｃ
2 なお、ここに Ｍ は倍率であり、 ρ0 はイオン源の
ソースサイズである。いま、イオン源のソースサイズで
あるρ0 は一定であるとして試料面でのボケ量ｄを小さ
くするには、倍率Ｍが小さく球面収差係数Ｃsと色収差
係数Ｃcが小さいことが求められる。ところで、この集
束イオンビーム装置における収差係数とコンデンサレン
ズの焦点距離の関係は図４に示されるような関係にあ
り、この焦点距離は短い方が球面収差係数Ｃsも色収差
係数Ｃcも小さくなることが分かっている。
【０００４】ところが前述のとおり、従来装置において
はスパッタリングによって飛散されたレンズ保護用絞り
の素材がイオン源の表面近くに付着してイオン源表面の
金属に悪影響を与えることを防止するため、イオン源と
絞り間の距離を50ｍｍ程度と長くするようにしている。
焦点距離を長くとることでレンズの収差係数の大きな領
域を使用することとなり、ビーム径を大きくしてしま
う。このように、スパッタにより飛散された素材のイオ
ン源付着による悪影響とイオンビームの径を小さくした
いという要求への対応は相矛盾するものであり、ビーム
径を小さくする障害となっていた。
はスパッタリングによって飛散されたレンズ保護用絞り
の素材がイオン源の表面近くに付着してイオン源表面の
金属に悪影響を与えることを防止するため、イオン源と
絞り間の距離を50ｍｍ程度と長くするようにしている。
焦点距離を長くとることでレンズの収差係数の大きな領
域を使用することとなり、ビーム径を大きくしてしま
う。このように、スパッタにより飛散された素材のイオ
ン源付着による悪影響とイオンビームの径を小さくした
いという要求への対応は相矛盾するものであり、ビーム
径を小さくする障害となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記の
問題を解決すること、すなわち、コンデンサレンズの焦
点距離を短くとることによって球面収差係数Ｃsも色収
差係数Ｃcも小さくしてビーム径を小さくできるように
すると共に、スパッタリングによって飛散された絞りの
素材がイオン源の表面近くに付着してイオン源表面の金
属に悪影響を与えることが無いようなレンズ保護用絞り
を提供することにある。
問題を解決すること、すなわち、コンデンサレンズの焦
点距離を短くとることによって球面収差係数Ｃsも色収
差係数Ｃcも小さくしてビーム径を小さくできるように
すると共に、スパッタリングによって飛散された絞りの
素材がイオン源の表面近くに付着してイオン源表面の金
属に悪影響を与えることが無いようなレンズ保護用絞り
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、集束イオンビ
ーム装置においてイオンビームのスパッタリングによっ
て素材が飛散し、該素材がイオン源の表面に付着して
も、イオン源表面の金属に悪影響を与えない材料をコン
デンサレンズの保護用絞りに用いることを基本思想とす
るものであって、液体金属イオン源として一般的なガリ
ウムが用いられている場合には同種のガリウムまたは、
スズ、インジウムといった悪影響を与えない材料を保護
用絞りに用い、イオン源とコンデンサレンズの距離を短
くできるようにした。
ーム装置においてイオンビームのスパッタリングによっ
て素材が飛散し、該素材がイオン源の表面に付着して
も、イオン源表面の金属に悪影響を与えない材料をコン
デンサレンズの保護用絞りに用いることを基本思想とす
るものであって、液体金属イオン源として一般的なガリ
ウムが用いられている場合には同種のガリウムまたは、
スズ、インジウムといった悪影響を与えない材料を保護
用絞りに用い、イオン源とコンデンサレンズの距離を短
くできるようにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１Ａに示したように集束イオン
ビーム装置はイオン源１と引き出し電極２間に印加され
た電圧により、イオンが引出されて放射されるものであ
る。イオン群はイオン源１と引き出し電極２の位置関
係、形状、印加電圧、イオンの種類等によって相違ある
が、ある広がりを持って放射される。ちなみにガリウム
をイオン源とした従来装置における広がり角度は中心軸
に対して半角が１４度であった。この広がりを有するイ
オンビームを広がりをもたない平行ビームに集光するた
めコンデンサレンズ４が用いられるのであるが、そのコ
ンデンサレンズ４を構成する１枚目の電極にイオンビー
ムが照射され、そのスパッタリングによって電極がエッ
チングされ劣化してしまうことを防止するため、その前
面に電極の中心部開口より小さい開口の保護用の絞り３
（図１Ｂ参照）を設置し、レンズ電極へイオンビームが
照射されないようにすることは従来技術において既に説
明したとおりである。本発明は、レンズ電極に代わって
イオンビームのスパッタリングを受けることになる保護
用絞り３の素材が飛散し、該素材がイオン源１の表面に
付着しても、イオン源表面の金属に悪影響を与えない材
料を保護用絞りに用いることを基本思想とするものであ
る。
ビーム装置はイオン源１と引き出し電極２間に印加され
た電圧により、イオンが引出されて放射されるものであ
る。イオン群はイオン源１と引き出し電極２の位置関
係、形状、印加電圧、イオンの種類等によって相違ある
が、ある広がりを持って放射される。ちなみにガリウム
をイオン源とした従来装置における広がり角度は中心軸
に対して半角が１４度であった。この広がりを有するイ
オンビームを広がりをもたない平行ビームに集光するた
めコンデンサレンズ４が用いられるのであるが、そのコ
ンデンサレンズ４を構成する１枚目の電極にイオンビー
ムが照射され、そのスパッタリングによって電極がエッ
チングされ劣化してしまうことを防止するため、その前
面に電極の中心部開口より小さい開口の保護用の絞り３
（図１Ｂ参照）を設置し、レンズ電極へイオンビームが
照射されないようにすることは従来技術において既に説
明したとおりである。本発明は、レンズ電極に代わって
イオンビームのスパッタリングを受けることになる保護
用絞り３の素材が飛散し、該素材がイオン源１の表面に
付着しても、イオン源表面の金属に悪影響を与えない材
料を保護用絞りに用いることを基本思想とするものであ
る。
【０００８】ところで、イオン源に用いられるガリウム
は融点が29.8℃と低く、一旦液相になったものは過冷却
特性で融点以下まで液相を保つ性質が有り、集束イオン
ビーム装置の稼動中はイオン電極のガリウムは液相であ
ると考えてよい。悪影響とはこの液体金属である電極に
異種の物質が付着して電極物質と化合物を作り、電極表
面にこの化合物の被膜を形成してしまうことである。ス
パッタリングによって飛ばされ、付着する物質が電極と
同じ物質、すなわち電極がガリウムであるならば付着に
よって何らの不都合も生じることはないはずであること
から、本発明ではこのガリウムを絞りに使用することに
想到した。このガリウムは前述したように融点が低く１
枚目のレンズ電極上で溶融して、固体として自身で絞り
形状を安定して保つことが出来ないため、図１Ｃ，Ｄに
示すように他の物質で皿状の容器31を作りその器にガリ
ウムＧaを盛る形態として絞りとするのがよい。
は融点が29.8℃と低く、一旦液相になったものは過冷却
特性で融点以下まで液相を保つ性質が有り、集束イオン
ビーム装置の稼動中はイオン電極のガリウムは液相であ
ると考えてよい。悪影響とはこの液体金属である電極に
異種の物質が付着して電極物質と化合物を作り、電極表
面にこの化合物の被膜を形成してしまうことである。ス
パッタリングによって飛ばされ、付着する物質が電極と
同じ物質、すなわち電極がガリウムであるならば付着に
よって何らの不都合も生じることはないはずであること
から、本発明ではこのガリウムを絞りに使用することに
想到した。このガリウムは前述したように融点が低く１
枚目のレンズ電極上で溶融して、固体として自身で絞り
形状を安定して保つことが出来ないため、図１Ｃ，Ｄに
示すように他の物質で皿状の容器31を作りその器にガリ
ウムＧaを盛る形態として絞りとするのがよい。
【０００９】本発明の次なる形態として、電極に付着し
ても悪影響を与えることが無い物質を用いて保護用の絞
りを形成させることに想到した。従来この種の保護用絞
りとして採用されてきたモリブデンＭoによる作用では
付着によってモリブデン−ガリウムの化合物が固相状態
で電極表面に形成される。このことを図３に示されるＭ
o-Ｇaの相状態図からみてみると、100％Ｇaであれば常
温レベルでも液相状態となるが、微量のＭoが混合され
ると固相となることから、常温のイオン源のガリウム電
極表面ではＭo-Ｇa合金の固体が付着することが、更に
モリブデンの量が増えると化合物を形成することがわか
る。したがって、この付着を避けるため、イオン源１と
引き出し電極２間の距離を長くとっていたのである。そ
こで本発明ではモリブデンのようにガリウム電極表面に
付着して固相の合金や化合物を形成してしまうことのな
い物質を見つけて絞り３の素材として採用した。まず、
その一つインジウムであるが、図２に示したＧa-Ｉnの
相状態図をみると、常温でかつガリウムの高濃度領域の
状態に着目すると、ガリウム100％ではその融点29.8℃
で若干のインジウムが混合されると21.4重量パーセント
まで融点は下がる現象を示し15.3℃に達する。したがっ
て、イオン電極表面にインジウムが飛んできて付着して
も液体ガリウムは電極表面に露出することになり悪影響
は生じない。絞りの素材としてスズを採用した場合もほ
ぼ同様である。図２にＧa-Ｓnの相状態図を示すが、常
温でかつガリウムの高濃度領域の状態に着目すると、ガ
リウム100％での融点29.8℃に対し、若干のスズが混合
されると13.5重量パーセントまで融点は下がる現象を示
し20.5℃に達し、それを越してから徐々に融点が上昇す
るようになっている。したがって、このスズの場合もイ
オン電極表面に飛んできて付着しても液体ガリウムは電
極表面に露出されることになり悪影響は生じない。
ても悪影響を与えることが無い物質を用いて保護用の絞
りを形成させることに想到した。従来この種の保護用絞
りとして採用されてきたモリブデンＭoによる作用では
付着によってモリブデン−ガリウムの化合物が固相状態
で電極表面に形成される。このことを図３に示されるＭ
o-Ｇaの相状態図からみてみると、100％Ｇaであれば常
温レベルでも液相状態となるが、微量のＭoが混合され
ると固相となることから、常温のイオン源のガリウム電
極表面ではＭo-Ｇa合金の固体が付着することが、更に
モリブデンの量が増えると化合物を形成することがわか
る。したがって、この付着を避けるため、イオン源１と
引き出し電極２間の距離を長くとっていたのである。そ
こで本発明ではモリブデンのようにガリウム電極表面に
付着して固相の合金や化合物を形成してしまうことのな
い物質を見つけて絞り３の素材として採用した。まず、
その一つインジウムであるが、図２に示したＧa-Ｉnの
相状態図をみると、常温でかつガリウムの高濃度領域の
状態に着目すると、ガリウム100％ではその融点29.8℃
で若干のインジウムが混合されると21.4重量パーセント
まで融点は下がる現象を示し15.3℃に達する。したがっ
て、イオン電極表面にインジウムが飛んできて付着して
も液体ガリウムは電極表面に露出することになり悪影響
は生じない。絞りの素材としてスズを採用した場合もほ
ぼ同様である。図２にＧa-Ｓnの相状態図を示すが、常
温でかつガリウムの高濃度領域の状態に着目すると、ガ
リウム100％での融点29.8℃に対し、若干のスズが混合
されると13.5重量パーセントまで融点は下がる現象を示
し20.5℃に達し、それを越してから徐々に融点が上昇す
るようになっている。したがって、このスズの場合もイ
オン電極表面に飛んできて付着しても液体ガリウムは電
極表面に露出されることになり悪影響は生じない。
【００１０】
【実施例１】この実施例は図１Ｆに図示したようにタン
グステンＷを素材として粉末冶金によって保護用の絞り
の形状を形成するもので、圧粉したタングステンを700
℃〜800℃で焼いて多孔質の焼結体30にし液体ガリウム
を含浸させる。これは図１Ｅに示したようにガリウムを
皿状の容器31に盛って保護用の絞りとするとガリウムが
はじけ載りが悪い時があるため、本実施例ではガリウム
が多孔質の焼結体に含浸されるようにすることで、イオ
ンビームの照射を受ける部分に安定してガリウムが存在
するようにしようという技術的思想に基づいたものであ
る。ガリウムが容器上ではじけてしまうと、イオンビー
ムがガリウムではなく容器に照射され、スパッタリング
によって該容器の素材がイオン源１の電極表面に付着し
て悪影響を及ぼすことになる。
グステンＷを素材として粉末冶金によって保護用の絞り
の形状を形成するもので、圧粉したタングステンを700
℃〜800℃で焼いて多孔質の焼結体30にし液体ガリウム
を含浸させる。これは図１Ｅに示したようにガリウムを
皿状の容器31に盛って保護用の絞りとするとガリウムが
はじけ載りが悪い時があるため、本実施例ではガリウム
が多孔質の焼結体に含浸されるようにすることで、イオ
ンビームの照射を受ける部分に安定してガリウムが存在
するようにしようという技術的思想に基づいたものであ
る。ガリウムが容器上ではじけてしまうと、イオンビー
ムがガリウムではなく容器に照射され、スパッタリング
によって該容器の素材がイオン源１の電極表面に付着し
て悪影響を及ぼすことになる。
【００１１】
【実施例２】上記の実施例ではイオンビームがガリウム
だけでなく、多孔質の物質即ち上記の実施例ではタング
ステン焼結体にも照射される。そのため、その素材であ
るタングステンばかりでなく、その焼結体に異物が含ま
れていた場合にはその異物がスパッタリングによって飛
ばされ、イオン源１の電極表面に付着して悪影響を及ぼ
すことになる。そこで本実施例はタングステンを素材と
した燒結体の皿状の容器31を用い、これに予めガリウム
を含浸させておき、そこに液体ガリウムを乗せて保護用
の絞りとした。多孔質の焼結体に液体ガリウムを予め含
浸させておくことでガリウムを盛った場合に濡れが良く
なりはじけることが無くなるのである。この実施例によ
ればイオンビームの照射にさらされるのはガリウムのみ
であり、焼結体にたとえ異物が含まれていてもそれがス
パッタリングによって飛ばされることはない。
だけでなく、多孔質の物質即ち上記の実施例ではタング
ステン焼結体にも照射される。そのため、その素材であ
るタングステンばかりでなく、その焼結体に異物が含ま
れていた場合にはその異物がスパッタリングによって飛
ばされ、イオン源１の電極表面に付着して悪影響を及ぼ
すことになる。そこで本実施例はタングステンを素材と
した燒結体の皿状の容器31を用い、これに予めガリウム
を含浸させておき、そこに液体ガリウムを乗せて保護用
の絞りとした。多孔質の焼結体に液体ガリウムを予め含
浸させておくことでガリウムを盛った場合に濡れが良く
なりはじけることが無くなるのである。この実施例によ
ればイオンビームの照射にさらされるのはガリウムのみ
であり、焼結体にたとえ異物が含まれていてもそれがス
パッタリングによって飛ばされることはない。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、集束イオンビーム装置におけ
るコンデンサレンズの前に設置されるレンズ保護用絞り
であって、その素材をイオン源に用いる金属と同じもの
とするか、該素材がイオンビームのスパッタリングによ
って飛散しイオン源の表面に付着しても、イオン源表面
の金属に悪影響を与えることのないものを用いるように
したものであるから、イオン源とコンデンサレンズ間の
距離を短くとることが可能となった。このことは、該コ
ンデンサレンズの焦点距離を短くすることができること
を意味し、レンズ系の球面収差と色収差を小さくしてイ
オンビーム系を細くすることができるようになり、集束
イオンビーム装置としての解像度、並びに加工精度を向
上させることにつながるのである。
るコンデンサレンズの前に設置されるレンズ保護用絞り
であって、その素材をイオン源に用いる金属と同じもの
とするか、該素材がイオンビームのスパッタリングによ
って飛散しイオン源の表面に付着しても、イオン源表面
の金属に悪影響を与えることのないものを用いるように
したものであるから、イオン源とコンデンサレンズ間の
距離を短くとることが可能となった。このことは、該コ
ンデンサレンズの焦点距離を短くすることができること
を意味し、レンズ系の球面収差と色収差を小さくしてイ
オンビーム系を細くすることができるようになり、集束
イオンビーム装置としての解像度、並びに加工精度を向
上させることにつながるのである。
【００１３】また、保護用絞りの素材としてガリウムを
採用する場合において、多孔質の燒結体にガリウムを含
浸させる形態で該絞りを形成することにより、液相にな
りやすい該金属を皿状の容器に載せて使用する際にガリ
ウムが容器上ではじけてしまう現象を防止することがで
きる。さらに、その場合において、予め燒結体にガリウ
ムを含浸させた皿状の容器にガリウムを盛って該絞りと
する形態を採用すれば、燒結金属に含まれる異物がスパ
ッタリングによって飛びイオン源の表面に付着しても、
イオン源表面の金属に悪影響を与えることがない。
採用する場合において、多孔質の燒結体にガリウムを含
浸させる形態で該絞りを形成することにより、液相にな
りやすい該金属を皿状の容器に載せて使用する際にガリ
ウムが容器上ではじけてしまう現象を防止することがで
きる。さらに、その場合において、予め燒結体にガリウ
ムを含浸させた皿状の容器にガリウムを盛って該絞りと
する形態を採用すれば、燒結金属に含まれる異物がスパ
ッタリングによって飛びイオン源の表面に付着しても、
イオン源表面の金属に悪影響を与えることがない。
【図１】本発明による保護用絞りの形態を示す図。
【図２】イオン源に悪影響を及ぼさない物質のイオン源
物質との相状態図。
物質との相状態図。
【図３】イオン源に悪影響を及ぼす物質のイオン源物質
との相状態図。
との相状態図。
【図４】焦点距離と収差係数との関係を示すグラフ。
【図５】シンプルな光学系モデルを示した図。
【図６】集束イオンビーム装置の基本構成を示す図。
１ イオン源 ４ コンデンサレンズ ２ 引き出し電極 ５ 対物レンズ ３ 保護用絞り ６ 偏向装置 ３０ 燒結体 ７ 試料面 ３１ 皿状容器
Claims (6)
- 【請求項１】 集束イオンビーム装置におけるコンデン
サレンズの前に設置されるものであって、イオンビーム
のスパッタリングによって素材が飛散し、該素材がイオ
ン源の表面に付着しても、イオン源表面の金属に悪影響
を与えない材料を用いたことを特徴とするレンズ保護用
絞り。 - 【請求項２】 液体金属イオン源として一般的なガリウ
ムが用いられている場合に、同種のガリウムを保護用絞
りの素材に用いるようにした請求項１に記載のレンズ保
護用絞り。 - 【請求項３】 液体金属イオン源として一般的なガリウ
ムが用いられている場合に、悪影響を与えない材料とし
てスズ，インジウムを保護用絞りの素材に用いるように
した請求項１に記載のレンズ保護用絞り。 - 【請求項４】 保護用絞りの形状を多孔質材で形成し、
該多孔質材に液体ガリウムを含浸させた形態とすること
を特徴とする請求項２に記載のレンズ保護用絞り。 - 【請求項５】 皿状の容器素材の上にガリウムを載せた
形態とすることを特徴とする請求項２に記載のレンズ保
護用絞り。 - 【請求項６】 皿状の容器素材を多孔質材で形成し、該
多孔質材に予め液体ガリウムを含浸させておいた上にガ
リウムを載せた形態とすることを特徴とする請求項２に
記載のレンズ保護用絞り。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34482199A JP2001160369A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 集束イオンビーム装置のレンズ保護用絞り |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34482199A JP2001160369A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 集束イオンビーム装置のレンズ保護用絞り |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001160369A true JP2001160369A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=18372240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34482199A Pending JP2001160369A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 集束イオンビーム装置のレンズ保護用絞り |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001160369A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003257330A (ja) * | 2002-03-06 | 2003-09-12 | Jeol Ltd | 集束イオンビーム装置 |
| US7005651B2 (en) | 2003-12-08 | 2006-02-28 | Hitachi High-Technologies Corporation | Liquid metal ion gun |
| US7189982B2 (en) | 2004-09-10 | 2007-03-13 | Hitachi High-Technologies Corporation | Focused ion beam apparatus and aperture |
| JP2011204672A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-10-13 | Fei Co | 誘導結合プラズマ・イオン源用のプラズマ点火装置 |
| US8581484B2 (en) | 2009-05-29 | 2013-11-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Liquid metal ion gun |
| JP2016212956A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | マスク、マスクの使用方法及びマスクを備えたイオンミリング装置 |
-
1999
- 1999-12-03 JP JP34482199A patent/JP2001160369A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7211805B2 (en) | 2003-12-08 | 2007-05-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Liquid metal ion gun |
| US7420181B2 (en) | 2003-12-08 | 2008-09-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Liquid metal ion gun |
| US7804073B2 (en) | 2003-12-08 | 2010-09-28 | Hitachi High-Technologies Corporation | Liquid metal ion gun |
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| US7435972B2 (en) | 2004-09-10 | 2008-10-14 | Hitachi High-Technologies Corporation | Focused ion beam apparatus and liquid metal ion source |
| US8581484B2 (en) | 2009-05-29 | 2013-11-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Liquid metal ion gun |
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