JP2014149920A - ガス電界電離イオン源、および走査イオン顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、イオンビームの電流が長期間安定な走査イオン顕微鏡を提供することに関する。
【解決手段】
本発明では、ガス電界電離イオン源およびこれを用いた走査イオン顕微鏡において、エミッタ電極の近傍と同じガス圧の空間に、エミッタ電極に対して相対的に低い温度に制御した構造物を備える。好ましくは、その温度を６０K以下に制御する。また、装置の稼働時間やまたはイオンビーム電流の不安定さを判断基準として、イオン源の動作を停止して、前記構造物の温度を所定時間、所定の温度差だけ高める制御を行う。
本発明によれば、イオンビームの電流が長期間安定になるため、試料像に余分なノイズの入ることが減り、定量的な測定、加工や分析の精度が向上する。また、エミッタ電極の破壊を未然に防止できるため、その修復（再生または交換）作業が減らせ、装置稼働率が向上する。

【選択図】図１

Description

本発明は、ガス電界電離イオン源、および走査イオン顕微鏡、ならびにこれらから派生するイオンビーム応用装置に関する。

特許文献１及び２には、エミッタ電極の先端に微小突起を持つ高輝度なガス電解電離イオン源（Gas Field Ionization Ion Source、略称：ＧＦＩＳ）が記載されている。また、これを搭載して、水素（Ｈ₂）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）などのガスイオンのビームを形成する集束イオンビーム（Focused Ion Beam、略称：ＦＩＢ）装置が記載されている。これらのガス集束イオンビーム（略称：ガスＦＩＢ）は、現在よく使われている液体金属イオン源（Liquid Metal Ion Source、略称：ＬＭＩＳ）からのガリウム（Ｇａ：金属）集束イオンビーム（略称：Ｇａ−ＦＩＢ）とは異なり、試料にＧａ汚染をもたらさないという利点がある。加えて、ＧＦＩＳは、ここから引出したガスイオンのエネルギー幅が狭いこと、およびイオン発生源サイズが小さいことから、Ｇａ−ＦＩＢと較べ、より微細なビームが形成できる。

これらのガスＦＩＢ装置は、高分解能の走査イオン顕微鏡として用いられる。すなわち、試料上でのイオンの走査と同期して、試料から放出される二次粒子を検出することにより試料の像を形成する。

特許文献３には、ＧＦＩＳにおいて、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ことが記載されている。

特開平７−１９２６６９号公報 特表２００９−５１７８４６号公報 特開２０１１−８６４６５号公報

本願発明者が、ガス電解電離イオン源の安定稼動について鋭意検討した結果、次の知見を得るに至った。

ガス電界電離イオン源を用いた走査イオン顕微鏡では、稼働を続けるにしたがってイオンビーム電流の不安定さが増す。このイオンビーム電流の不安定さがさらに増すと、エミッタ電極先端が破壊して突然イオンビーム電流がゼロ近くに低下する状況も発生する。

イオンビームのどのような応用においても、その電流の時間的な安定性の確保が、最重要の課題である。本願発明者のこれまでの研究によって、次のことが分かった。すなわち、エミッタ電極からのイオン放出の安定性は、イオン化すべきガスに含まれる不純物ガスの存在量に最も影響される。この不純物ガスの大部分は、イオン化すべきガスの導入によって、エミッタ電極や引出電極などが配置されている真空容器内の種々の壁から発生している。この不純物ガスは、エミッタ電極の温度を６０K以下に冷却すると急激に吸着量が増加して、エミッタ電極の電界顕微鏡（Field Ion Microscope、略称：FIM）像の輝点明滅を発生させる。さらに、この不純物ガスの量が多いとエミッタ電極の先端の原子の電界蒸発を誘発して、特にエミッタ電極の先端が原子レベルで先鋭化されている場合には、この寿命が短くなってしまう。

従来のガス電界電離イオン源では、イオンビームの電流を増やすために、イオン化すべきガスの圧力を高める構造を採用している。すなわち、エミッタ電極先端から離間した位置に配置されている引出電極の中心にある小さな開口を作動排気口として、エミッタ電極を小部屋に閉じ込め、且つ、こららを均一な温度とするのが一般的である。この場合、イオン化すべきガスが小部屋の壁から放出させる不純物ガスを減らす手段が無い。さらに、イオンビームの電流を増やすためにエミッタ電極の温度を低下させると、イオン放出の安定性が低下するため、低温動作に限界が生じる。

本発明の目的は、イオンビームの電流が長期間安定な走査イオン顕微鏡を提供することに関する。

本発明では、ガス電界電離イオン源およびこれを用いた走査イオン顕微鏡において、エミッタ電極の近傍と同じガス圧の空間に、エミッタ電極に対して相対的に低い温度に制御した構造物を備える。好ましくは、その温度を６０K以下に制御する。また、装置の稼働時間やまたはイオンビーム電流の不安定さを判断基準として、イオン源の動作を停止して、前記構造物の温度を所定時間、所定の温度差だけ高める制御を行う。

本発明によれば、イオンビームの電流が長期間安定になるため、試料像に余分なノイズの入ることが減り、定量的な測定、加工や分析の精度が向上する。また、エミッタ電極の破壊を未然に防止できるため、その修復（再生または交換）作業が減らせ、装置稼働率が向上する。

実施例１にかかるガス電界電離イオン源の全体構成図である。 実施例２にかかるガス電界電離イオン源の全体構成図である。 実施例３にかかる走査イオン顕微鏡の全体構成図である。

実施例にかかるガス電界電離イオン源では、エミッタ電極の近傍のガス圧力を高めるような作動排気構造を作らずに、不純物ガス自体の発生量を低下させている。ここで、エミッタ電極の温度を低下させることにより、イオンビームの電流の低下をカバーしている。また、エミッタ電極と同じガス圧の空間にエミッタ電極に対して相対的に低い温度に制御した構造物を設置して、そのクライオ効果によって、エミッタ電極に吸着する不純物ガスの量を減らしている。

実施例では、針状の先端を持つエミッタ電極と、エミッタ電極の先端方向に離間した位置に開口を有する引出電極と、エミッタ電極の先端近傍へガスを供給してその圧力を制御するガス圧制御手段と、エミッタ電極と引出電極との間に引出電圧を印加してエミッタ電極の先端近傍にガスをイオン化する電界を形成する引出電圧制御手段と、を備えるガス電界電離イオン源において、エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間に、エミッタ電極とは熱的に絶縁されている低温構造物を備え、イオン放出時に低温構造物の温度をエミッタ電極より低くする制御を行うことを開示する。

また、実施例では、針状の先端を持つエミッタ電極と、エミッタ電極の先端方向に離間した位置に開口を有する引出電極と、エミッタ電極の先端近傍へガスを供給してその圧力を制御するガス圧制御手段と、エミッタ電極と引出電極との間に引出電圧を印加してエミッタ電極の先端近傍にガスをイオン化する電界を形成する引出電圧制御手段と、を備えるガス電界電離イオン源において、エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間に、エミッタ電極を冷却する冷却構造物と、冷却構造物とエミッタ電極とを熱的に接続する接続構造物と、接続構造物のエミッタ電極側部またはエミッタ電極を加熱する手段とを備え、イオン放出時にエミッタ電極の温度を冷却構造物より高くする制御を行うことを開示する。

また、実施例では、針状の先端を持つエミッタ電極と、エミッタ電極の先端方向に離間した位置に開口を有する引出電極と、エミッタ電極の先端近傍へガスを供給してその圧力を制御するガス圧制御手段と、エミッタ電極と引出電極との間に引出電圧を印加してエミッタ電極の先端近傍にガスをイオン化する電界を形成する引出電圧制御手段と、を有備えるガス電界電離イオン源において、エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間に、エミッタ電極とは独立に温度制御可能な低温構造物を備え、イオン放出時に低温構造物の温度をエミッタ電極より低くする制御を行うことを開示する。

また、実施例では、エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時に６０K以下に制御することを開示する。

また、実施例では、ガス電界電離イオン源を備える走査イオン顕微鏡において、ガス電界電離イオン源の稼働時間の長さを判断して、電界電離イオン源のイオン放出を停止させ、エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時より高くする制御を行うことを開示する。

また、実施例では、ガス電界電離イオン源を備える走査イオン顕微鏡において、イオンビームの電流の安定性低下を判断して、電界電離イオン源のイオン放出を停止させ、エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時より高くする制御を行うことを開示する。

以下、上記およびその他の新規な特徴と効果について、図面を参酌して説明する。なお、図面はもっぱら発明の理解のために用いるものであり、権利範囲を限縮するものではない。

図１に、本実施例にかかるガス電界電離イオン源の全体構成図を示す。ガス電界電離イオン源１００の中心部分は、先端が針状のエミッタ電極１と、その先端から離間した位置に配置された、中心に開口を持つ引出電極２である。これらは真空容器１０の中に保持されている。エミッタ電極１の先端近傍には、イオン化すべきガスがガス供給口３から供給されている。このガスの圧力は、ガス供給系３０からの供給量と、作動排気口１２および排気系１１からの排出量のバランスにより調整されている。エミッタ電極１と引出電極２の間に、エミッタ電極１側を正とする高電圧を印加すると、ある閾値以上でガスのイオン化が起こり、エミッタ電極１の先端からイオンビーム４が放出される。なお、図示はされていないが、ガス電解電離イオン源には、エミッタ電極１や引出電極２の保持部、微動機構部、高電圧印加部、高電圧絶縁部、および熱絶縁部なども存在する。

本実施例のガス電界電離イオン源では、エミッタ電極１を冷却するのは、冷凍機の第１冷却ステージ５である。第１冷却ステージ５からエミッタ電極１までは、熱伝導性の非常に高い構造物で熱的に接続されてほぼ同じ温度に保たれている。すなわち、銅の網線で作られた熱接続体２２−１、銅で作られた円筒状の熱シールド２５、熱接続体２２−２、銅ブロックで作られたエミッタ支持体２０、良熱伝導性かつ電気絶縁性のセラミクスで作られたエミッタホルダ２１、エミッタ電極１のベースの順に熱的に接続されている。本実施例で特徴的な点は、エミッタ電極１の近傍と同じガス圧の空間（真空容器１０の内部空間）に、冷凍機の第２冷却ステージ６を設け、その温度をイオンビーム４の放出中に第１冷却ステージ５の温度、すなわちエミッタ電極１の温度より低温に保つことである。このガス空間で発生する不純物ガスを、最も低い温度に保たれる第２冷却ステージ６にトラップさせることにより、エミッタ電極１でのイオン放出を安定化させている。

なお、通電加熱型のヒータ４０およびヒータ５０は、それぞれ前記の第２冷却ステージ６の温度およびエミッタ電極１の温度を独立に調整するために設けられている。各冷却ステージの温度を真空容器１０の外側で十分に調整できる装置構成とすれば、これらのヒータを用いなくても良い。

本実施例のエミッタ電極１としては、針状に成形したタングステン（W）の基材にイリジウム（Ir）をコートして、アニールにより先端に三角錐状のナノピラミッド構造を形成したものを用いている。エミッタ電極１の最先端は、単原子（Single Atom）である。また、イオン化すべきガスとしては、クリプトン（Kr）を用いている。イオン放出を行っている際、エミッタ電極１の温度は、クリプトンの沸点より若干低い約１００Kに保たれており、イオンビーム４の電流を高めている。第２冷却ステージ６は、ヒータ４０を調整して約６０Kから５０Kに保たれており、不純物ガスをトラップしている。クリプトンは、この程度の低温でも高い蒸気圧を持っているため、エミッタ電極１へのガス供給がとまることは無い。さらに、ガス供給口３は、エミッタ電極１とほぼ同温度の熱シールド２５に接続されており、第２冷却ステージ６をこの熱シールド２５より外側の遠い位置においたことによっても、ガス供給の安定性がもたらされている。

クリプトンのような重いガスは不純物ガスをより多く発生するため、安定なイオン放出を得にくい課題があった。しかし、本実施例では、その不純物ガスの影響を軽減して、イオンビームの電流を安定化することができた。クリプトンのような重いイオンはスパッタ効果が高いため、試料の加工に向いており、上記のイオン放出安定化により、ガス電界電離イオン源を、長時間のイオン照射が必要な加工応用に実用可能となった。

図２に、本実施例にかかるガス電界電離イオン源の全体構成図を示す。本実施例のガス電界電離イオン源１００‘の基本的構成と動作は、イオン放出に関わる主要部分において、図１に示した実施例１とほぼ同じである。

本実施例でも、エミッタ電極１と同じガス圧の空間にエミッタ電極１に対して相対的に低い温度に制御した構造物を設置して、そのクライオ効果によって、エミッタ電極１に吸着する不純物ガスの量を減らしている。実施例１と異なるのは、具体的な低温構造物の設置方法である。以下、実施例１との相違点を中心に説明する。

本実施例において、エミッタ電極１を冷却するのは、冷凍機の第２冷却ステージ６である。第２冷却ステージ６からエミッタ電極１までは、熱伝導性の非常に高い構造物で熱的に接続されている。すなわち、銅の網線で作られた熱接続体２２、銅ブロックで作られたエミッタ支持体２０、良熱伝導性かつ電気絶縁性のセラミクスで作られたエミッタホルダ２１、エミッタ電極１のベースの順に熱的に接続されている。本実施例で特徴的な点は、エミッタ支持体２０に取り付けられている通電加熱型のヒータ４１によって、イオンビーム４の放出中に、エミッタ電極１の温度を第２冷却ステージ６の温度より相対的に高く制御していることである。エミッタ電極１の近傍と同じガス圧の空間（真空容器１０の内部空間）で発生する不純物ガスを、最も低い温度に保たれている第２冷却ステージ６にトラップさせることにより、エミッタ電極１でのイオン放出を安定化させている。

ここで、冷凍機の第１冷却ステージ５について説明する。第１冷却ステージ５は、第２冷却ステージ６より高い温度に保たれており、熱接続体２６で接続されている熱シールド２５を冷却している。熱シールド２５は、エミッタ電極１へ入る輻射熱を一部ブロックしている。これによりエミッタ電極１が低温に保たれやすくなっている。また、通電加熱型のヒータ４０およびヒータ５０は、それぞれ前記の第２冷却ステージ６の温度および熱シールド２５の温度を独立に調整するために設けられている。各冷却ステージの温度を真空容器１０の外側で十分に調整できる装置構成をとすれば、これらのヒータを用いなくても良い。

本実施例のエミッタ電極１は、第１の実施例と同じで、その最先端が単原子（Single Atom）である。イオン化すべきガスとしては、ヘリウム（He）を用いている。イオン放出を行っている際、エミッタ電極１の温度は約４０Kに保たれており、イオンビーム４の電流を高めている。第２冷却ステージ６は、約２０Kに保たれており、不純物ガスをトラップしている。２０K程度の温度差があれば選択的なトラップがおこる。ヒータ４１は、この温度差を維持するように制御する。熱接続体２２には、エミッタ電極１などに入る輻射熱も流れるので、ヒータ４１で発生が必要な熱量は小さい。

ヘリウムはイオン化に必要な電界が高いため、イオン放出中に不純物ガスの影響でエミッタ電極１の先端の原子レベルの突起が電界蒸発しやすい（すなわち破壊されやすい）課題があった。本実施例では、エミッタ電極１への不純物ガスの影響を軽減した。本実施例のエミッタ電極１の先端単原子を再生するには数時間を要するが、この作業の頻度が大幅に減少した。これにより、ガス電界電離イオン源を用いた装置の稼働率が向上した。

なお、本実施例では、エミッタ電極１の温度を第２冷却ステージ６の温度に対して一定量高くするためにヒータ４１を用いているが、エミッタ電極１のベース部のフィラメントに通電加熱することにより代替えすることもできる。

図３に、本実施例にかかる走査イオン顕微鏡の全体構成図を示す。走査イオン顕微鏡２００の基本構成は、ガリウム液体金属イオン源（Ga−LMIS）用に製作された最大加速電圧４０ｋVの集束イオンビーム（FIB）装置と同じであり、イオン源部を実施例１で説明したガス電界電離イオン源１００へ入れ替えたものである。以下、実施例１〜２との相違点を中心に説明する。

走査イオン顕微鏡２００では、ガス電界電離イオン源１００から放出されたKrのイオンビーム４をイオン光学系３００に入射させる。このイオン光学系３００によって加速と集束ならびに偏向されたイオンビーム４は、試料ステージ１０１に載置された試料８上に照射される。イオンビーム４の照射により試料８から発生した二次電子９は、二次電子検出器１０４で検出される。なお、イオンビーム４の通過領域は基本的に真空排気がなされている。

イオン光学系３００のうち、イオンビーム５の加速、集束、軸調整、および開き角制限に関わる部分は、レンズ系制御部１０５で制御される。また、イオン光学系３００のうち、イオンビーム４の試料８上での偏向と走査に関わる部分は、偏向系制御部１０６で制御される。画像処理部１１０は、二次電子検出器１０４からの二次電子９の強度信号と偏向系制御部１０６の走査信号を対応させて二次電子観察像を形成する。

顕微鏡制御部１２０は、イオン源制御部９０、レンズ系制御部１０５、偏向系制御部１０６、および画像処理部１１０を含む走査イオン顕微鏡２００全体を制御するとともに、他の機器やユーザからの入出力も制御する。たとえば、顕微鏡制御系１２０は、画像処理部１１０から二次電子観察像を読みだし、図示しない画面上に表示する。顕微鏡制御系１２０は、偏向系駆動部１０６を制御して、この画面上でユーザが指定した位置へイオンビーム４を照射させることができる。

本実施例の顕微鏡制御部１２０は、ガス電界電離イオン源１００の稼働時間、すなわちイオン放出時間をモニタして記憶している。また、定期的に（例えば一分間隔で）イオンビーム４の電流をモニタして記憶している。ここで、イオンビーム４の電流は、例えばイオン光学系３００内でブランキング偏向した先に設置されているファラデーカップで測定できる。さらに、顕微鏡制御部１２０は、モニタしたイオンビーム４の電流の変化からイオン放出の安定性低下の度合いを計算する機能を備えている。

本実施例で特徴的な点は、顕微鏡制御部１２０が、ガス電界電離イオン源１００の稼働時間の長さ、またはイオンビーム電流の安定性低下のレベルを判断して、ガス電界電離イオン源１００のイオン放出を停止させ、さらにガス電界電離イオン源１００のエミッタ電極１と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時より高くすることである。最低温の構造物に不純物ガスが多量に蓄積するとトラップ効果が弱くなり、エミッタ電極１からのイオン放出が不安定化することへの対処として、不純物ガスを加熱除去して活性化するのである。基本的には、不安定化がおきる前に一定時間毎に処理を行うが、モニタしているイオンビーム電流の不安定化を検出したら、その時点で処理を行う。

図１を用いて、この処理を説明する。ガス電界電離イオン源１００の最低温の構造物は、冷凍機の第２冷却ステージ６である。その温度は、（Kr）イオン放出時に５０Kから６０Kに保たれており、不純物ガスをトラップしている。この部分の温度をヒータ４０により２０Kほど上げると、トラップされていた不純物ガスの大部分がリリースされ、排気系１１および作動排気口１２から放出される。

ここで、顕微鏡制御部１２０には、この処理を事前にユーザへ告知するようなルーチンを組み込んでおくのが望ましい。また、イオンビーム４を使った自動的な作業プログラムには、予めこれに対応する非常処理ルーチンを組み込んでおくのが望ましい。また、再稼働可能となった処理後は、ユーザに次の動作を判断させるようなルーチンを組み込んでおくのが望ましい。

本実施例によれば、イオン放出の不安定化を未然に防止でき、発生した不安定化を除去することができるので、イオン顕微鏡を用いた加工などの長時間作業の自動化が可能となる。

１：エミッタ電極、２：引出電極、３：ガス供給口、４：イオンビーム、５：第１冷却ステージ、６：第２冷却ステージ、８：試料、９：二次電子、１０：真空容器、１１：排気系、１２：作動排気口、２０：エミッタ支持体、２１：エミッタホルダ、２２、２２−１、２２−２：熱接続体、２５：熱シールド、２６：熱接続体、３０：ガス供給系、４０、４１、５０：ヒータ、９０：イオン源制御部、１００、１００‘：ガス電界電離イオン源、１０１：試料ステージ、１０２：レンズ系、１０３：偏向系、１０４：二次電子検出器、１０５：レンズ系制御部、１０６：偏向系制御部、１１０：画像処理部、１２０：顕微鏡制御部、２００：走査イオン顕微鏡、３００：イオン光学系

Claims (8)

1. 針状の先端を持つエミッタ電極と、当該エミッタ電極の先端方向に離間した位置に開口を有する引出電極と、前記エミッタ電極の先端近傍へガスを供給してその圧力を制御するガス圧制御手段と、前記エミッタ電極と前記引出電極との間に引出電圧を印加して前記エミッタ電極の先端近傍にガスをイオン化する電界を形成する引出電圧制御手段と、を備えるガス電界電離イオン源において、
   前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間に、前記エミッタ電極とは熱的に絶縁されている低温構造物を備え、
   イオン放出時に当該低温構造物の温度を前記エミッタ電極より低くする制御を行うことを特徴とするガス電界電離イオン源。
   
2. 請求項１に記載のガス電界電離イオン源において、
   前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時に６０K以下に制御することを特徴とするガス電界電離イオン源。
   
3. 針状の先端を持つエミッタ電極と、当該エミッタ電極の先端方向に離間した位置に開口を有する引出電極と、前記エミッタ電極の先端近傍へガスを供給してその圧力を制御するガス圧制御手段と、前記エミッタ電極と前記引出電極との間に引出電圧を印加して前記エミッタ電極の先端近傍にガスをイオン化する電界を形成する引出電圧制御手段と、を備えるガス電界電離イオン源において、
   前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間に、前記エミッタ電極を冷却する冷却構造物と、当該冷却構造物と前記エミッタ電極とを熱的に接続する接続構造物と、当該接続構造物のエミッタ電極側部または当該エミッタ電極を加熱する手段とを備え、
   イオン放出時に前記エミッタ電極の温度を前記冷却構造物より高くする制御を行うことを特徴とするガス電界電離イオン源。
   
4. 請求項３に記載のガス電界電離イオン源において、
   前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時に６０K以下に制御することを特徴とするガス電界電離イオン源。
   
5. 針状の先端を持つエミッタ電極と、当該エミッタ電極の先端方向に離間した位置に開口を有する引出電極と、前記エミッタ電極の先端近傍へガスを供給してその圧力を制御するガス圧制御手段と、前記エミッタ電極と前記引出電極との間に引出電圧を印加して前記エミッタ電極の先端近傍にガスをイオン化する電界を形成する引出電圧制御手段と、を有備えるガス電界電離イオン源において、
   前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間に、前記エミッタ電極とは独立に温度制御可能な低温構造物を備え、
   イオン放出時に当該低温構造物の温度を前記エミッタ電極より低くする制御を行う
   ことを特徴とするガス電界電離イオン源。
   
6. 請求項５に記載のガス電界電離イオン源において、
   前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時に６０K以下に制御することを特徴とするガス電界電離イオン源。
   
7. 請求項１から６のいずれかに記載のガス電界電離イオン源を備える走査イオン顕微鏡において、
   前記ガス電界電離イオン源の稼働時間の長さを判断して、前記電界電離イオン源のイオン放出を停止させ、前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時より高くする制御を行うことを特徴とする走査イオン顕微鏡。
   
8. 請求項１から６のいずれかに記載のガス電界電離イオン源を備える走査イオン顕微鏡において、
   前記イオンビームの電流の安定性低下を判断して、前記電界電離イオン源のイオン放出を停止させ、前記エミッタ電極の先端近傍と同じガス圧の空間にある最低温の構造物の温度を、イオン放出時より高くする制御を行うことを特徴とする走査イオン顕微鏡。