JPH01189839A - Ionization of electric field ionized gas and ion source therefor - Google Patents
Ionization of electric field ionized gas and ion source thereforInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は微細加工に用いる集束イオンビームを形成する
ための電界電離ガスイオン化方法及びその装置に関する
もので大電流の集束イオンビームを形成することができ
る。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a field ionization gas ionization method and apparatus for forming a focused ion beam used in microfabrication, and relates to a method for forming a focused ion beam with a large current. Can be done.
（従来の技術）
イオン源とイオン光学系を用いて形成される集束イオン
ビーム技術はその微細加工性、清浄雰囲気中で加工が行
えること、ビームを電気的に偏向できるためパターン形
成が容易であるなどから、将来の微細加工技術の一つと
して注目されている。このためのイオン源として０．０
１ｐｍ径の集束イオンビームが形成できるイオン源とし
て高輝度な電界電離ガスイオン源がある。(Conventional technology) Focused ion beam technology, which uses an ion source and an ion optical system, has the advantages of fine processing, the ability to perform processing in a clean atmosphere, and the ability to electrically deflect the beam, making pattern formation easy. For these reasons, it is attracting attention as one of the microfabrication technologies of the future. 0.0 as an ion source for this
A high-intensity field ionization gas ion source is an ion source capable of forming a focused ion beam with a diameter of 1 pm.
電界電離ガスイオン源は、鋭く尖らせた導電性針状電極
（主に金属）の周囲にイオン化させる気体を供給し針状
電極先端にＩＯＶ／ｎｍ程度の高電界を印加しその先端
付近で気体分子を電界電離させるものである。この原理
によりＨ，Ｈｅ、Ａｒなどの液体金属イオン源ではイオ
ン化できない元素をイオン化することができる。このイ
オン源ではイオン電流を多く得るために、針状電極及び
供給する気体を極低温に冷却し気体分子の針状電極先端
での密度を増して供給量を増すとともに、電極先端での
気体の運動エネルギーを下げて針先端の前面的０．４ｎ
ｍにあるイオン化領域内での気体分子の滞在時間を延ば
しイオン化効率を上げ、イオン電流を増加させている。Field ionization gas ion sources supply ionizing gas around a sharply pointed conductive needle electrode (mainly metal), apply a high electric field of about IOV/nm to the tip of the needle electrode, and ionize the gas near the tip. It ionizes molecules in an electric field. This principle makes it possible to ionize elements that cannot be ionized with liquid metal ion sources, such as H, He, and Ar. In order to obtain a large amount of ion current in this ion source, the needle electrode and the gas to be supplied are cooled to an extremely low temperature to increase the density of gas molecules at the tip of the needle electrode to increase the amount of gas supplied. Reduce the kinetic energy to 0.4n at the front of the needle tip.
The residence time of gas molecules in the ionization region at m is increased to increase ionization efficiency and ion current.
通常このイオン源では全放出イオン電流は１００ｎＡ以
下である。またこのイオン源のイオン化領域は０．Ｏ２
ｎｍと大変狭いため、気体分子の運動エネルギーが揃い
、放出されるイオンのエネルギー幅が約１ｅＶと狭く集
束イオンビームの形成に有利である。Typically, the total emitted ion current for this ion source is less than 100 nA. Also, the ionization region of this ion source is 0. O2
Because it is very narrow (nm), the kinetic energies of the gas molecules are uniform, and the energy width of the emitted ions is narrow, about 1 eV, which is advantageous for forming a focused ion beam.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながらこの方法ではイオン化物質を気体の状態で
供給するため、極低温に冷却しても気体分子の密度の増
加には限界があり、その供給量は十分ではない。そのた
め全放出イオン電流は小さく実用的ではない。(Problem to be solved by the invention) However, since this method supplies the ionized substance in a gaseous state, there is a limit to the increase in the density of gas molecules even when cooled to an extremely low temperature, and the amount supplied is not sufficient. do not have. Therefore, the total emitted ion current is small and is not practical.
本発明の目的は０．０１ｐｍオーダーの直径をもつ集束
イオンビームを形成するために必要な高輝度なイオンビ
ームを放出する電界電離ガスイオン源のイオン電流を増
加させ、微細加工技術用として実用的なイオン源を提供
することにある。The purpose of the present invention is to increase the ion current of a field ionization gas ion source that emits a high-intensity ion beam necessary to form a focused ion beam with a diameter on the order of 0.01 pm, thereby making it practical for microfabrication technology. The objective is to provide a reliable ion source.
（問題を解決するための手段）
第１の発明の電界電離ガスイオン化方法は高電界を印加
した針状電極に気体を供給することにより、気体分子を
電界電離させることを特徴とするイオン化方法において
針状電極上に吸着した気体に表面拡散エネルギーを与え
た後、イオン化させることを特徴とする電界電離ガスイ
オン化方法を提供するものである。(Means for Solving the Problem) The field ionization gas ionization method of the first invention is an ionization method characterized in that gas molecules are field ionized by supplying gas to a needle electrode to which a high electric field is applied. The present invention provides a field ionization gas ionization method characterized by applying surface diffusion energy to a gas adsorbed on a needle electrode and then ionizing the gas.
第２の発明の電界電離ガスイオン源は第１の発明の方法
を実施するための装置であって、針状電極と前記電極に
電界を印加する手段と前記電極周囲に気体を供給する装
置と電極と気体を冷却する手段とより構成される電界電
離ガスイオン源において前記針状電極に光を照射させる
ための光源と針状電極とを備えたことを特徴とする電界
電離ガスイオン源である。The field ionization gas ion source of the second invention is an apparatus for carrying out the method of the first invention, which comprises a needle-shaped electrode, means for applying an electric field to the electrode, and a device for supplying gas around the electrode. A field ionization gas ion source comprising an electrode and a means for cooling gas, the field ionization gas ion source comprising a light source for irradiating the needle electrode with light and a needle electrode. .
第３の発明の電界電離ガスイオン源は第１の発明の方法
を実施するための装置であって、針状電極と前記電極に
電界を印加する手段と前記電極周囲に気体を供給する装
置と電極と気体とを冷却する手段とより構成される電界
電離ガスイオン源において前記針状電極に電子を照射さ
せるための電子銃とで構成される電界電離ガスイオン源
である。A field ionization gas ion source according to a third invention is an apparatus for carrying out the method according to the first invention, which comprises a needle-shaped electrode, means for applying an electric field to the electrode, and a device for supplying gas around the electrode. This field ionization gas ion source is comprised of an electrode and means for cooling gas, and an electron gun for irradiating the needle-shaped electrode with electrons.
（作用）
本発明においては、電界電離ガスイオン源において通常
備えられる冷却機構に加え、針表面への吸着気体分子（
原子）を表面拡散させるに必要なエネルギーを表面吸着
分子（原子）に供給する。吸着エネルギーは典型的には
、物理吸着で０．２ｅＶ以下、化学吸着した場合は０．
４〜１．２ｅＶ程度である。これは光の波長にして１０
〜ｌｐｍはどで、この波長領域で適当な値を選択し照射
することにより、表面拡散を制御することができる。表
面吸着分子（原子）はイオン化させるためにかけられた
高電界（１０８Ｖ／ｃｍ）により分極し針先端に向かう
力を受けている。吸着分子（原子）層は、１原子層吸着
すると固体の原子間隔と同等になり気体と比べ密度が高
く、吸着分子（原子）の拡散により多くの分子（原子）
を供給することができる。さらに拡散による供給は広い
面積に吸着した気体分子がイオン化領域であるニードル
先端に向かうので、より多くの気体分子（原子）を供給
することができる。また針先端部へ供給された吸着分子
（原子）は、針から脱離し針先端前面的０．４ｎｍにあ
るイオン化領域に届くが、冷却されているため低運動エ
ネルギーで大量に供給されるためエネルギー幅は広がら
ない。その後イオン化領域でイオン化されて高電界に引
かれて放出される。これにより、従来の電界電離ガスイ
オン源より高い１ｐＡ以上の電流のイオンビームを放出
させることができる。このイオンビームは従来形式の電
界電離ガスイオン源と同等の輝度（１０８Ａ／ａｍ２・
ｓｒ）と低エネルギー幅（約１ｅＶ）を持ち、イオン光
学系により０．０１ｐｍ径以下の集束イオンビームを形
成することが可能である。以上のように液体金属イオン
源では形成できなかった超微細加工用の集束イオンビー
ムが得られ、かつ電流量が多いため実用的な集束イオン
ビームを利用することができるようになる。(Function) In the present invention, in addition to the cooling mechanism normally provided in a field ionization gas ion source, gas molecules adsorbed on the needle surface (
It supplies the energy necessary for surface diffusion of molecules (atoms) adsorbed on the surface. Adsorption energy is typically less than 0.2 eV for physical adsorption and 0.2 eV for chemisorption.
It is about 4 to 1.2 eV. This is the wavelength of light, which is 10
~ lpm, and surface diffusion can be controlled by selecting an appropriate value and irradiating in this wavelength range. The molecules (atoms) adsorbed on the surface are polarized by a high electric field (108 V/cm) applied for ionization and receive a force directed toward the tip of the needle. When one atomic layer is adsorbed, the adsorbed molecule (atom) layer has a density that is equivalent to the atomic spacing of a solid and is higher than that of a gas, and due to the diffusion of the adsorbed molecule (atom), many molecules (atoms) are absorbed.
can be supplied. Furthermore, when supplying by diffusion, gas molecules adsorbed over a wide area head toward the tip of the needle, which is the ionization region, so that more gas molecules (atoms) can be supplied. In addition, adsorbed molecules (atoms) supplied to the needle tip are desorbed from the needle and reach the ionization region located 0.4 nm in front of the needle tip, but because they are cooled, they are supplied in large quantities with low kinetic energy, so they are energy efficient. The width does not increase. Thereafter, it is ionized in the ionization region, attracted by a high electric field, and emitted. This makes it possible to emit an ion beam with a current of 1 pA or more, which is higher than that of conventional field ionization gas ion sources. This ion beam has the same brightness as a conventional field ionization gas ion source (108 A/am2.
sr) and a low energy width (approximately 1 eV), and it is possible to form a focused ion beam with a diameter of 0.01 pm or less using an ion optical system. As described above, a focused ion beam for ultra-fine processing, which could not be formed using a liquid metal ion source, can be obtained, and since the amount of current is large, a practical focused ion beam can be used.
（実施例）
（実施例１）
第１の発明に関し表面拡散増速エネルギー供給装置を備
えた電界電離ガスイオン化法の実施例について説明する
。電界電離させるイオン化気体としテＸｅヲ用いる。電
界電離ガスイオン源ではＸｅガスの供給装置、イオン化
させるために先端半径を５０〜２００ｎｍはどに電界研
磨したタングステン針、イオン化に必要な電界を与える
ための引出し電極、及びＸｅとタングステン針の冷却機
溝を備えている。また本発明の特徴である吸着した気体
分子を表面拡散させるための表面拡散増速エネルギー供
給装置を備えている。冷却機構は通常イオン化効率を高
めるために設けられており、導電性針とイオン化させる
気体自身を冷却し、気体分子（原子）の運動エネルギー
を下げる。この結果、針先端から約０．４ｎｍのところ
にある幅０．Ｏ２ｎｍはどのイオン化領域内に滞在する
時間が長くなりイオン化効率が高まる。本発明では、冷
却機構はＸｅ及び針状電極を冷却し、導電性針の表面に
Ｘｅを吸着させる目的を兼ねている。冷却された気体は
導電性針と引出し電極の間に放出され１０−５〜１０−
３Ｔｏｒｒに保たれる。(Example) (Example 1) Regarding the first invention, an example of the field ionization gas ionization method equipped with a surface diffusion acceleration energy supply device will be described. TeXe is used as the ionized gas for electric field ionization. The field ionization gas ion source includes a Xe gas supply device, a tungsten needle whose tip radius is electropolished to a radius of 50 to 200 nm for ionization, an extraction electrode to provide the electric field necessary for ionization, and cooling of the Xe and tungsten needles. It is equipped with a machine groove. It is also equipped with a surface diffusion acceleration energy supply device for surface diffusion of adsorbed gas molecules, which is a feature of the present invention. A cooling mechanism is usually provided to increase ionization efficiency, cooling the conductive needle and the gas itself to be ionized, and lowering the kinetic energy of the gas molecules (atoms). As a result, a width of 0.4 nm is located approximately 0.4 nm from the needle tip. O2nm stays longer in any ionization region, increasing ionization efficiency. In the present invention, the cooling mechanism serves the purpose of cooling the Xe and the needle electrode and adsorbing the Xe onto the surface of the conductive needle. The cooled gas is released between the conductive needle and the extraction electrode and
Maintained at 3 Torr.
冷却温度はイオン化ガスとしてＸｅを用いた場合、Ｘｅ
の融点近＜ １６０Ｋにする。融点まで冷却されると気
体は容易に導電性針長面に吸着する。本発明ではこの吸
着した気体をイオン化領域である導電性針先端まで表面
拡散で供給し、先端付近で脱離させることにより低運動
エネルギーの気体分子（原子）を供給し、針先端でのイ
オン化気体の密度を高めイオン化効率を高めて、得られ
るイオンビーム電流を増加させるものである。When Xe is used as the ionized gas, the cooling temperature is
Near the melting point of < 160K. When cooled to the melting point, the gas easily adsorbs to the long surface of the conductive needle. In the present invention, this adsorbed gas is supplied by surface diffusion to the tip of the conductive needle, which is the ionization region, and is desorbed near the tip to supply gas molecules (atoms) with low kinetic energy. This increases the ion beam current by increasing the density of the ion beam and increasing the ionization efficiency.
表面拡散増速エネルギー供給装置として光を用いる。Ｘ
ｅのタングステン表面への表面拡散の活性化エネルギー
は０．１７ｅＶ程度である。また脱離の活性化エネルギ
ーは０．３９ｅＶ程度である。よって照射する光のエネ
ルギーは０．１７〜０．３９ｅＶ、すなわち波長１０〜
５ｐｍ程廉の光が用いられる。一方針状電極先端にはイ
オン化させるためにＩＯＶ／ｎｍ程度の高電界が印加さ
れており、吸着Ｘｅ原子は分極して針先端方向へ引力を
受けている。光を照射すると冷却により強く吸着してい
たＸｅはエネルギーを吸収して拡散の速度が速まり、高
電界による引力により針先端方向へ拡散する。その結果
先端まで拡散したＨｅは脱離し、イオン化領域に入りイ
オン化される。その後高電界により加速され放出される
。このようにして得られたイオンビームは、イオン化の
機構は電界電離であるので通常の電界電離ガスイオン源
と同様に輝度が高くエネルギー幅も小さいため、極微小
径の集束イオンビームを形成するのに好都合の特性をも
っている。Light is used as a surface diffusion-enhanced energy supply device. X
The activation energy for surface diffusion of e into the tungsten surface is about 0.17 eV. Furthermore, the activation energy for desorption is about 0.39 eV. Therefore, the energy of the irradiated light is 0.17~0.39eV, that is, the wavelength is 10~
Light as low as 5 pm is used. On the other hand, a high electric field of approximately IOV/nm is applied to the tip of the needle-shaped electrode for ionization, and the adsorbed Xe atoms are polarized and receive an attractive force toward the tip of the needle. When irradiated with light, the strongly adsorbed Xe absorbs energy due to cooling, increasing the speed of diffusion, and is diffused toward the tip of the needle due to the attractive force caused by the high electric field. As a result, the He that has diffused to the tip is desorbed, enters the ionization region, and is ionized. It is then accelerated by a high electric field and released. The ionization mechanism of the ion beam obtained in this way is field ionization, so it has high brightness and small energy width like a normal field ionization gas ion source, so it is suitable for forming a focused ion beam with an extremely small diameter. It has favorable characteristics.
イオン化できる気体は反応性の物も含み、全ての元素が
可能である。反応性ガスの場合は気体そのものを針の表
面に吸着させるために、その気体と反応しないか、もし
くは反応しにくい材料であることが必要となる。Gases that can be ionized include all elements, including reactive ones. In the case of a reactive gas, in order to adsorb the gas itself onto the surface of the needle, it is necessary to use a material that does not react with the gas or does not react with it easily.
このように全ての気体様の高電流、高輝度で低エネルギ
ー幅のイオンが得られ、第３図に示した光学系と組み合
わせることにより数ＰＡで０．０１ｐｍ径以下の集束イ
オンビームを形成することができる。In this way, all gas-like high current, high brightness, and low energy width ions can be obtained, and when combined with the optical system shown in Figure 3, a focused ion beam with a diameter of 0.01 pm or less can be formed in a few PAs. be able to.
これにより極微細集束イオンビームによる０、０１ｐｍ
オーダーのマスクレス超微細加工を行うことができる。As a result, 0.01 pm is generated by the extremely fine focused ion beam.
Custom maskless ultra-fine processing can be performed.
（実施例２）
第２の発明に関し光表面拡散増速エネルギー供給装置を
備えた電界電離ガスイオン装置について説明する。第１
図は本発明の電界電離ガスイオン源の概略図である。電
界電離ガスイオン源はイオン化気体の供給装置、イオン
化させるための先端半径の小さな（５０〜２００ｎｍ）
導電性針、イオン化に必要な電界を与えるための引出し
電極、針とイオン化気体の冷却機構とからなる。本発明
では、吸着した気体分子を表面拡散させるために光を用
いた表面拡散増速エネルギー供給装置を備えている。導
電性針は通常先端半径を０．１ｐｍ程度にするために電
界研磨される。そのため針材料としては研磨しやすく丈
夫なタングステンがよく用いられている。冷却機構は通
常イオン化効率を高めるために設けられており、導電性
針とイオン化させる気体自身を冷却し、気体分子（原子
）の運動エネルギーを下げる。本発明ではこの冷却によ
り気体分子を針表面に吸着させる目的も兼ねている。冷
却された気体は導電性針と引出し電極の間に放出され通
常１０−５〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒに保たれる。冷却温度は
冷却機の性能や取扱の簡便さからＨｅの沸点である４、
２に以上である。ＨｅやＨ等の気体が電界電離ガスイオ
ン源ではよく用いられる。(Example 2) Regarding the second invention, a field ionization gas ion device equipped with a light surface diffusion acceleration energy supply device will be described. 1st
The figure is a schematic diagram of the field ionization gas ion source of the present invention. Field ionization gas ion source is an ionized gas supply device with a small tip radius (50 to 200 nm) for ionization.
It consists of a conductive needle, an extraction electrode for applying the electric field necessary for ionization, and a cooling mechanism for the needle and ionized gas. The present invention includes a surface diffusion acceleration energy supply device that uses light to diffuse adsorbed gas molecules on the surface. The conductive needle is usually electropolished to have a tip radius of about 0.1 pm. For this reason, tungsten, which is easy to polish and is durable, is often used as the needle material. A cooling mechanism is usually provided to increase ionization efficiency, cooling the conductive needle and the gas itself to be ionized, and lowering the kinetic energy of the gas molecules (atoms). In the present invention, this cooling also serves the purpose of adsorbing gas molecules onto the needle surface. The cooled gas is released between the conductive needle and the extraction electrode and is typically maintained at 10-5 to 10-3 Torr. The cooling temperature is set at the boiling point of He due to the performance of the cooler and ease of handling4.
That's all for 2. Gases such as He and H are often used in field ionization gas ion sources.
第１図に示すように表面拡散増速エネルギー供給装置と
して光を用いる。波長は各気体による吸着エネルギー、
表面拡散エネルギーおよび吸収波長を考慮して適当な拡
散を起こすエネルギーを選ぶ。針の一部を照射してもよ
いが、効率を高めるため針の表面全体を照射させるため
に図１に示すように集光性のある反射板を用いる構成に
することが考えられる。光源として波長領域の広い水銀
ランプ、強度の強いレーザー、特に波長を可変できる色
素レーザー等を用いることが有用である。As shown in FIG. 1, light is used as a surface diffusion acceleration energy supply device. The wavelength is the adsorption energy by each gas,
Select the energy that causes appropriate diffusion by considering the surface diffusion energy and absorption wavelength. Although a portion of the needle may be irradiated, in order to increase the efficiency, it is conceivable to adopt a configuration using a light-condensing reflector as shown in FIG. 1 in order to irradiate the entire surface of the needle. As a light source, it is useful to use a mercury lamp with a wide wavelength range, a high-intensity laser, and especially a dye laser whose wavelength can be varied.
（実施例３）
第３の発明に関し電子表面拡散増速エネルギー供給装置
を備えた電界電離ガスイオン装置について説明する。第
２図は本発明の電界電離ガスイオン源の概略図である。(Example 3) Regarding the third invention, a field ionization gas ion device equipped with an electron surface diffusion acceleration energy supply device will be described. FIG. 2 is a schematic diagram of the field ionization gas ion source of the present invention.
電界電離ガスイオン源はイオン化気体の供給装置、イオ
ン化させるための先端半径の小さな（５０〜２００ｎｍ
）導電性針、イオン化に必要な電界を与えるための引出
し電極、針先端の近傍のイオン化領域におけるイオン化
効率を高めるための、針とイオン化気体の冷却機構とか
らなる。Field ionization gas ion source is an ionized gas supply device, and a small tip radius (50 to 200 nm) for ionization.
) Consists of a conductive needle, an extraction electrode to provide the electric field necessary for ionization, and a cooling mechanism for the needle and ionized gas to increase the ionization efficiency in the ionization region near the tip of the needle.
本発明では、導電性針の表面に気体分子（原子）を吸着
させることも目的として冷却し、吸着した気体分子を表
面拡散させるための電子表面拡散増速エネルギー供給装
置とからなる。導電性針は通常先端半径を０．１ｐｍ程
度にするために電界研磨される。In the present invention, the conductive needle is cooled for the purpose of adsorbing gas molecules (atoms) onto the surface, and includes an electron surface diffusion acceleration energy supply device for surface-diffusing the adsorbed gas molecules. The conductive needle is usually electropolished to have a tip radius of about 0.1 pm.
冷却された気体は導電性針と引出し電極の間に放出され
通常１０−５〜１０＝Ｔｏｒｒに保たれる。表面拡散増
速エネルギー供給装置としては第２図に示すように電子
を用いる。電子を発生させる電子銃は真空容器内の電子
銃本体と容器外におかれた電源とからなる。電子銃とし
てはタングステンフィラメント等一般的な物が使用でき
る。電子ビームの加速エネルギー、電流密度（電流量）
を調節してイオン化気体と針材料の組み合わせに対して
最適な照射条件を選び吸着した気体分子（原子）が十分
拡散できるようにすることができる。The cooled gas is released between the conductive needle and the extraction electrode and is normally maintained at 10-5 to 10 Torr. As shown in FIG. 2, electrons are used as the surface diffusion acceleration energy supply device. An electron gun that generates electrons consists of an electron gun body inside a vacuum container and a power source placed outside the container. A common electron gun such as a tungsten filament can be used. Electron beam acceleration energy, current density (current amount)
can be adjusted to select the optimal irradiation conditions for the combination of ionized gas and needle material, so that the adsorbed gas molecules (atoms) can be sufficiently diffused.
上記電界電離ガススオン源を用いて集束イオンビームを
形成するイオン光学系の一例を第３図に示す。この例で
は集束用に２段の静電レンズを備えている。また化合物
ガスを用いた電界電離ガスイオン源から放出される２種
以上のイオンから、必要なイオンのみを選択するために
ＥｘＢ型質量分析器を備えている。これによって半導体
やその他の物質の超微細加工が集束イオンビームによっ
て容易に行うことができる。FIG. 3 shows an example of an ion optical system for forming a focused ion beam using the field ionization gas ion source. In this example, two stages of electrostatic lenses are provided for focusing. Additionally, an ExB type mass spectrometer is provided to select only necessary ions from two or more types of ions emitted from a field ionization gas ion source using a compound gas. This allows ultrafine processing of semiconductors and other materials to be easily performed using a focused ion beam.
（発明の効果）
本発明は以上説明したように、各種気体のイオン化が可
能で高電流、高輝度、低エネルギー幅のイオンビームを
得ることができる方法と装置である。このイオンビーム
を用いて実用的な超微細径（０，０１ｐｍ以下）の集束
イオンビームが形成でき、半導体ソの他の材料のマスク
レスエツチング、マスクレスイオン注入、マスクレスイ
オンビーム改質等がレジストやマスク材の汚染なしに清
浄雰囲気中で行える効果を有するものである。(Effects of the Invention) As described above, the present invention is a method and apparatus that can ionize various gases and obtain an ion beam with high current, high brightness, and low energy width. This ion beam can be used to form a focused ion beam with a practical ultra-fine diameter (0.01 pm or less), and can be used for maskless etching, maskless ion implantation, maskless ion beam modification, etc. of other materials such as semiconductors. This has the advantage that it can be carried out in a clean atmosphere without contaminating the resist or mask material.
第１図は本発明による光表面拡散増速エネルギー供給装
置を備えた電界電離ガスイオン源の略本図、第２図は電
子ビーム表面拡散増速エネルギー供給装置を備えた電界
電離ガスイオン源の略本図、第３図は電界電離ガスイオ
ン源を用いた集束イオンビーム装置である。
１１０１表面拡散増速エネルギー供給装置（光源）２・
・・光線
３・・・導電性針
４０９．引出し電極
５・・・冷却装置
６・・・イオン化気体供給装置
９・・・反射板
１６・・・表面拡散増速エネルギー供給装置（電子）１
８・・・電子ビーム
１９・・−ＥＸＢ型質量分析器
２０・・・対物レンズ
２１・・・被加工試料FIG. 1 is a schematic diagram of a field ionized gas ion source equipped with an optical surface diffusion enhanced energy supply device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a field ionized gas ion source equipped with an electron beam surface diffusion enhanced energy supply device. This schematic diagram and FIG. 3 show a focused ion beam device using a field ionization gas ion source. 1101 Surface diffusion acceleration energy supply device (light source) 2.
...Light ray 3...Conductive needle 409. Extraction electrode 5...Cooling device 6...Ionized gas supply device 9...Reflection plate 16...Surface diffusion acceleration energy supply device (electron) 1
8... Electron beam 19...-EXB type mass spectrometer 20... Objective lens 21... Sample to be processed
Claims (3)
により、気体分子を電界電離させることを特徴とする電
界電離ガスイオン化方法において針状電極上に吸着した
気体に表面拡散エネルギーを与えた後、イオン化させる
ことを特徴とする電界電離ガスイオン化方法。(1) In the field ionization gas ionization method, which is characterized by electric field ionization of gas molecules by supplying gas to a needle electrode to which a high electric field is applied, surface diffusion energy is applied to the gas adsorbed on the needle electrode. A field ionization gas ionization method characterized by ionizing the gas after ionization.
電極周囲に気体を供給する装置と電極と気体を冷却する
手段とより構成される電界電離ガスイオン源において前
記針状電極に光を照射させるための光源と針状電極とを
備えたことを特徴とする電界電離ガスイオン源。(2) In a field ionization gas ion source consisting of a needle-like electrode, a means for applying an electric field to the electrode, a device for supplying gas around the electrode, and a means for cooling the electrode and the gas, light is applied to the needle-like electrode. A field ionization gas ion source comprising a light source and a needle-like electrode for irradiating.
電極周囲に気体を供給する装置と電極と気体を冷却する
手段とより構成される電界電離ガスイオン源において前
記針状電極に電子を照射させるための電子銃を備えたこ
とを特徴とする電界電離ガスイオン源。(3) In a field ionization gas ion source consisting of a needle-shaped electrode, a means for applying an electric field to the electrode, a device for supplying gas around the electrode, and a means for cooling the electrode and the gas, electrons are applied to the needle-shaped electrode. A field ionization gas ion source characterized by being equipped with an electron gun for irradiating.
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|---|---|---|---|
| JP63013055A JP2752626B2 (en) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | Field ionization gas ionization method and its ion source |
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|---|---|
| JPH01189839A true JPH01189839A (en) | 1989-07-31 |
| JP2752626B2 JP2752626B2 (en) | 1998-05-18 |
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ID=11822441
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| JP (1) | JP2752626B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009517842A (en) * | 2005-12-02 | 2009-04-30 | アリス コーポレーション | Ion source, system and method |
| US9012867B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-04-21 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
| US9159527B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-10-13 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Systems and methods for a gas field ionization source |
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1988
- 1988-01-22 JP JP63013055A patent/JP2752626B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2752626B2 (en) | 1998-05-18 |
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