JP2013165076A - ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 - Google Patents
ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013165076A JP2013165076A JP2013111230A JP2013111230A JP2013165076A JP 2013165076 A JP2013165076 A JP 2013165076A JP 2013111230 A JP2013111230 A JP 2013111230A JP 2013111230 A JP2013111230 A JP 2013111230A JP 2013165076 A JP2013165076 A JP 2013165076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- ion beam
- sample
- ion
- emitter electrode
- 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.)
- Granted
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims description 74
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 118
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 143
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 64
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 25
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 8
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 45
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001632427 Radiola Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- -1 hydrogen (H 2 ) Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明に係るガス電界電離イオン源は、エミッタ電極の先端部の温度とガス供給部のガス放出口部分の温度を個別に制御する温度制御部を備えている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るイオンビーム装置200の構成を示す断面図である。イオンビーム装置200は、ガス電界電離イオン源(GFIS)を備え、GFISから放出されるイオンビームを収束して試料に照射し、試料の観察や加工を行なう装置である。以下、図1に示す各構成要素について説明する。
図4は、本発明の実施の形態2に係るイオンビーム装置200の構成を示す模式図である。本実施の形態2に係るイオンビーム装置200は、実施の形態1で説明したGFIS(図4中の符号100)を、従来のGa−LMIS用に作製された集束イオンビーム装置に組み込んで構成したものである。以下、図4の各構成について説明する。
実施の形態1〜2では、重いイオン種を高輝度で放出することを説明した。一方、加工を行なう前には、ビーム照射位置を決めるためにSIM像観察などを行なう。この過程でイオンビームを試料に照射する必要がある。このとき、イオンビームが試料へ余分な加工ダメージを与えてしまう可能性がある。加工ダメージを減らすために、イオン電流を減らしたり、イオンのドーズ量を減らしたりするには問題がある。
引出し制限絞り8は、エミッタ電極が放出するイオンビームを通過させる開口部を有する。この開口部の位置と口径を適切に設定することにより、所望のイオン種のビームを選択的に通過させることができる。詳細は後述の図6で説明する。
図8は、本発明の実施の形態4に係るイオンビーム装置200の構成を示す模式図である。本実施の形態4に係るイオンビーム装置200は、実施の形態3で説明したGFIS(図4中の符号100−2)を、従来のGa−LMIS用に作製された集束イオンビーム装置に組み込んで改良を加えたものである。以下、図8の各構成について説明する。
実施の形態4では、照射位置を決めるときと加工を行なうときでイオン種を切り替えることのできるイオンビーム装置200の構成を説明した。本発明の実施の形態5では、イオン種を切り替える機能を別の目的に使用する例を説明する。
実施の形態3〜5では、あらかじめ記憶しておいた混合ガスの主成分に対応する引出し電圧を記憶装置から呼び出し、それと対応するレンズ系や偏向系の設定を連動して呼び出すことで、高速にイオン種を切り替え可能なことを示した。
実施の形態4の図8で説明したイオンビーム装置200において、実施の形態6で説明したような、抑制電極120を用いてエミッタティップ1先端部の電界強度を変化させる構成を採用することもできる。
Claims (8)
- エミッタ電極と引出し電極を有する電極部と、
前記エミッタ電極の先端近傍にガスを供給するガス供給部と、
前記エミッタ電極と前記引出し電極の間に電圧を印加して前記ガスをイオン化する電界を形成する電圧印加部と、
前記エミッタ電極の先端部の温度より前記ガス供給部のガス放出口部分の温度が高くなるように、前記エミッタ電極の先端部の温度と前記ガス供給部のガス放出口部分の温度を個別に制御する温度制御部と、
を備え、
前記エミッタ電極の先端部と前記ガス供給部のガス放出口部分との間には直接の熱伝導経路を有しない
ことを特徴とするガス電界電離イオン源。 - 前記温度制御部は、
前記エミッタ電極の先端部と前記ガス供給部のガス放出口部分とを並列かつ独立な熱伝導経路で同時に冷却する冷却部と、
前記ガス供給部のガス放出口部分を加熱する加熱部と、
を有することを特徴とする請求項1記載のガス電界電離イオン源。 - 前記エミッタ電極と前記引出し電極の間に配置する抑制電極を備え、
前記電圧印加部は、前記抑制電極と前記エミッタ電極の間に抑制電圧を印加して前記ガ
スをイオン化する電界を調整する
ことを特徴とする請求項1記載のガス電界電離イオン源。 - 請求項1記載のガス電界電離イオン源と、
試料を保持する試料ステージと、
前記ガス電界電離イオン源から放出されるイオンビームを集束して前記試料上に照射す
るレンズ系と、
前記イオンを偏向して前記試料上のイオンビームの照射位置を変える偏向系と、
前記試料から放出される2次粒子を検出する2次粒子検出器と、
前記2次粒子検出器の検出結果を用いて前記試料の観察像を形成する画像処理部と、
前記レンズ系および前記偏向系を制御して前記イオンビームの照射位置を調整する制御
部と、
を備えたことを特徴とするイオンビーム装置。 - 前記ガス供給部は、複数の元素のガスを主成分として含む混合ガスを供給するように構
成されており、
前記エミッタ電極が放出するイオンビームを通過させる開口部を有する引出し制限絞り
と、
前記エミッタ電極から放出されるイオンの種類とそのとき前記電圧印加部が印加する電
圧値との対応関係を表すデータを記憶する第1記憶部と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載のガス電界電離イオン源。 - 請求項5記載のガス電界電離イオン源と、
試料を保持する試料ステージと、
前記ガス電界電離イオン源から放出されるイオンビームを集束して前記試料上に照射す
るレンズ系と、
前記イオンを偏向して前記試料上のイオンビームの照射位置を変える偏向系と、
前記試料から放出される2次粒子を検出する2次粒子検出器と、
前記2次粒子検出器の検出結果を用いて前記試料の観察像を形成する画像処理部と、
前記レンズ系および前記偏向系を制御して前記イオンビームの照射位置を調整する制御
部と、
を備えたことを特徴とするイオンビーム装置。 - 前記エミッタ電極から放出されるイオンの種類とそのときの前記レンズ系および前記偏
向系の設定値との対応関係を表すデータを記憶する第2記憶部を備え、
前記制御部は、
前記第1記憶部が格納しているデータに対応するデータを前記第2記憶部から読み出し
てそのデータが表す前記設定値に基づき前記レンズ系および前記偏向系を制御する
ことを特徴とする請求項6記載のイオンビーム装置。 - 前記画像処理部は、前記イオンビームの照射位置を指定する旨の操作入力を受け取り、
前記制御部は、その照射位置に前記イオンビームを照射するよう前記偏向系を制御する
ことを特徴とする請求項6記載のイオンビーム装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013111230A JP5591378B2 (ja) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013111230A JP5591378B2 (ja) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009237599A Division JP5383419B2 (ja) | 2009-10-14 | 2009-10-14 | イオンビーム装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013165076A true JP2013165076A (ja) | 2013-08-22 |
JP5591378B2 JP5591378B2 (ja) | 2014-09-17 |
Family
ID=49176284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013111230A Expired - Fee Related JP5591378B2 (ja) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5591378B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016143660A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 集束イオンビーム装置 |
JP2017188459A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー | 荷電粒子ビームシステム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61225748A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-07 | Jeol Ltd | ガスフエ−ズイオン源 |
JP2009517840A (ja) * | 2005-12-02 | 2009-04-30 | アリス コーポレーション | イオン源、システム及び方法 |
JP2009187950A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | デュアルモードガス電界イオン源 |
-
2013
- 2013-05-27 JP JP2013111230A patent/JP5591378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61225748A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-07 | Jeol Ltd | ガスフエ−ズイオン源 |
JP2009517840A (ja) * | 2005-12-02 | 2009-04-30 | アリス コーポレーション | イオン源、システム及び方法 |
JP2009187950A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | デュアルモードガス電界イオン源 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016143660A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 集束イオンビーム装置 |
JP2017188459A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー | 荷電粒子ビームシステム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5591378B2 (ja) | 2014-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5383419B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
JP5086105B2 (ja) | ガス電界電離イオン源 | |
JP6043476B2 (ja) | イオン源およびそれを用いたイオンビーム装置 | |
JP5194154B2 (ja) | ガス電界電離イオン源,走査荷電粒子顕微鏡 | |
JP6166376B2 (ja) | イオンビーム装置およびエミッタティップの調整方法 | |
JP6777746B2 (ja) | 電子顕微鏡 | |
JP5591378B2 (ja) | ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 | |
JP6328023B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
KR20180117527A (ko) | 이온 빔 장치 | |
WO2013035411A1 (ja) | エミッタ、ガス電界電離イオン源、およびイオンビーム装置 | |
JP6370085B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
US10971329B2 (en) | Field ionization source, ion beam apparatus, and beam irradiation method | |
JP6696019B2 (ja) | イオンビーム装置、及びその作動方法 | |
JP6568501B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
JP5969586B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
JP6377920B2 (ja) | 高輝度電子銃、高輝度電子銃を用いるシステム及び高輝度電子銃の動作方法 | |
JP6568627B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
JP5677365B2 (ja) | 荷電粒子顕微鏡 | |
JP2014149920A (ja) | ガス電界電離イオン源、および走査イオン顕微鏡 | |
JP2010257854A (ja) | イオンビーム装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130527 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140708 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140729 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5591378 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |