JPH01221847A - ガスフェーズイオン源における高圧導入部 - Google Patents
ガスフェーズイオン源における高圧導入部Info
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- JPH01221847A JPH01221847A JP4584288A JP4584288A JPH01221847A JP H01221847 A JPH01221847 A JP H01221847A JP 4584288 A JP4584288 A JP 4584288A JP 4584288 A JP4584288 A JP 4584288A JP H01221847 A JPH01221847 A JP H01221847A
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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の改良に関する。
［従来技術］
ガスフェーズイオン源は、鋭く形成されたエミッタ先端
にイオン種となるガスを供給すると共にこのエミッタを
冷却し、このエミッタ先端に形成した強電界によりガス
をイオン化するイオン源で、最近、イオンビーム描画装
置等のイオン加工装置等に用いられている。
にイオン種となるガスを供給すると共にこのエミッタを
冷却し、このエミッタ先端に形成した強電界によりガス
をイオン化するイオン源で、最近、イオンビーム描画装
置等のイオン加工装置等に用いられている。
第３図はこのようなガスフェーズイオン°源の構成概略
を示したものである。
を示したものである。
図中、１は内部が高真空に保たれたイオン源外壁、２は
内部に液体ヘリウムのような冷媒３を収容したタンク、
４はサファイアのような熱伝導性の良い電気良導体で、
前記タンク２の底部に固定されている。５はホルダで、
前記電気良導体の底部中央に取付けられている。６は先
端が尖鋭に加工されたエミッタで、前記ホルダ５に保持
されている。７は引出電極で、エミッタ６に対向して配
置されている。８は陽極で、アース電位に保たれている
。９はイオン種ガス導入用パイプ、１０は高圧導入線１
１（高圧ケーブル）を介して前記エミッタ６に加速電圧
を供給する加速電源、１２は高圧導入線１３（高圧ケー
ブル）を介して前記引出電極７に引出電圧を供給するた
めの引出電源である。
内部に液体ヘリウムのような冷媒３を収容したタンク、
４はサファイアのような熱伝導性の良い電気良導体で、
前記タンク２の底部に固定されている。５はホルダで、
前記電気良導体の底部中央に取付けられている。６は先
端が尖鋭に加工されたエミッタで、前記ホルダ５に保持
されている。７は引出電極で、エミッタ６に対向して配
置されている。８は陽極で、アース電位に保たれている
。９はイオン種ガス導入用パイプ、１０は高圧導入線１
１（高圧ケーブル）を介して前記エミッタ６に加速電圧
を供給する加速電源、１２は高圧導入線１３（高圧ケー
ブル）を介して前記引出電極７に引出電圧を供給するた
めの引出電源である。
かかる構成において、パイプ９を通じてエミッタ６の周
囲に例えばヘリウムガスを供給する。そ毛で、エミッタ
６に加速電源１０から百ＫＶ程度の加速電圧を印加する
と共に、引出電源１２からエミッタ６と引出電極７の間
に数十ＫＶ程度の引出電圧を印加する。すると、ヘリウ
ムガスはエミッタ６の先端に吸着され、その吸着ガス分
子がこのエミッタと引出電極７間の強電界により電離す
る。この電離により発生したイオンは引出電圧により引
出されると共に、加速電圧により陽極８に加速される。
囲に例えばヘリウムガスを供給する。そ毛で、エミッタ
６に加速電源１０から百ＫＶ程度の加速電圧を印加する
と共に、引出電源１２からエミッタ６と引出電極７の間
に数十ＫＶ程度の引出電圧を印加する。すると、ヘリウ
ムガスはエミッタ６の先端に吸着され、その吸着ガス分
子がこのエミッタと引出電極７間の強電界により電離す
る。この電離により発生したイオンは引出電圧により引
出されると共に、加速電圧により陽極８に加速される。
ところで、このようなイオン源においては、稼動中の放
電を防止するため、エミッタ６及び引出電極７とアース
電位に保たれたイオン源外壁１（陽極８）との間で強制
的に放電を行なわせる所謂コンディショニングと称され
る処理が定期的に行なわれる。そのため、第３図に示す
ようにエミッタ６及び引出電極７とその各電源１０．１
２とを接続する各高圧ケーブルの途中に切換スイッチ１
４が設けである。そして、電源１０．ｊ２をオフにした
状態で、切換スイッチ１４を点線で示すように端子す側
に切換え、引出電極用高圧ケーブルをエミッタ用高圧ケ
ーブルに接続した後、加速電源１０の出力を通常の運転
時よりも数刻高めにすれば、エミッタ６及び引出電極７
とイオン源外壁１との間で放電が発生し、稼動中の放電
の原因となる各電極表面の突起やゴミなどが取り除かれ
、コンディショニング処理が行なわれる。コンディショ
ニング処理が終了すると、加速電源１０をオフにした後
、切換スイッチ１４を再び実線で示すように端子ａ側に
切換え、引出電極用高圧ケーブルを引出電源１２に接続
する。
電を防止するため、エミッタ６及び引出電極７とアース
電位に保たれたイオン源外壁１（陽極８）との間で強制
的に放電を行なわせる所謂コンディショニングと称され
る処理が定期的に行なわれる。そのため、第３図に示す
ようにエミッタ６及び引出電極７とその各電源１０．１
２とを接続する各高圧ケーブルの途中に切換スイッチ１
４が設けである。そして、電源１０．ｊ２をオフにした
状態で、切換スイッチ１４を点線で示すように端子す側
に切換え、引出電極用高圧ケーブルをエミッタ用高圧ケ
ーブルに接続した後、加速電源１０の出力を通常の運転
時よりも数刻高めにすれば、エミッタ６及び引出電極７
とイオン源外壁１との間で放電が発生し、稼動中の放電
の原因となる各電極表面の突起やゴミなどが取り除かれ
、コンディショニング処理が行なわれる。コンディショ
ニング処理が終了すると、加速電源１０をオフにした後
、切換スイッチ１４を再び実線で示すように端子ａ側に
切換え、引出電極用高圧ケーブルを引出電源１２に接続
する。
［発明が解決しようとする問題点］
このような回路において、切換スイッチ１４を端子すか
らａ側に切換えてエミッタと引出電極を各電源に接続し
たとき、高圧ケーブルの浮遊容量により高圧ケーブルに
たまった電荷が各電源へ流れて消滅するが、電源１０の
方が出力容量が大きい関係上エミッタ６側の方が引出電
極７側よりも電荷の減り方が遅くなり、エミッタ６と引
出電極７との間に瞬間的ではあるが電位差が生じること
は避けられない。高圧ケーブルの浮遊容量が大きくてた
まる電荷量も大きくなるとその電位差も大きくなり、エ
ミッタと引出電極との間で瞬間的に放電が発生しエミッ
タが損傷を受ける。
らａ側に切換えてエミッタと引出電極を各電源に接続し
たとき、高圧ケーブルの浮遊容量により高圧ケーブルに
たまった電荷が各電源へ流れて消滅するが、電源１０の
方が出力容量が大きい関係上エミッタ６側の方が引出電
極７側よりも電荷の減り方が遅くなり、エミッタ６と引
出電極７との間に瞬間的ではあるが電位差が生じること
は避けられない。高圧ケーブルの浮遊容量が大きくてた
まる電荷量も大きくなるとその電位差も大きくなり、エ
ミッタと引出電極との間で瞬間的に放電が発生しエミッ
タが損傷を受ける。
このような放電を防止するために、エミッタ及び引出電
極と切換スイッチまでの距離をできるだけ短くして高圧
ケーブルの長さを短くし高圧ケーブルの浮遊容量を小さ
くする必要がある。
極と切換スイッチまでの距離をできるだけ短くして高圧
ケーブルの長さを短くし高圧ケーブルの浮遊容量を小さ
くする必要がある。
一方、イオン源内への高圧ケーブルの導入部分からの熱
流入もできるだけ少なくすることが要求されている。
流入もできるだけ少なくすることが要求されている。
そこで、本発明はかかる要求を満足することのできるガ
スフェーズイオン源における高圧導入部を提供すること
を目的とするものである。
スフェーズイオン源における高圧導入部を提供すること
を目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するため、本発明のガスフェーズイオン
源における高圧導入部はエミッタと、エミッタ冷却手段
と、引出電極と、前記エミッタ近傍にイオン種用ガスを
導入する手段と、これら部材を収納するイオン源外壁と
、前記エミッタ及び引出電極に夫々電圧を印加するため
の高圧導入線と、該各高圧導入線の前記イオン源外壁と
の貫通部分に設けられた冷却槽と、前記引出電極用高圧
導入線・がエミッタ用高圧導入線に接続されるように切
換えるための切換スイッチと、該切換スイッチを収納す
るため前記冷却槽を挟んで前記イオン源外壁に取付けら
れたスイッチ室とを備え、前記スイッチ室と冷却槽との
間に真空空間を形成したことを特徴とするものである。
源における高圧導入部はエミッタと、エミッタ冷却手段
と、引出電極と、前記エミッタ近傍にイオン種用ガスを
導入する手段と、これら部材を収納するイオン源外壁と
、前記エミッタ及び引出電極に夫々電圧を印加するため
の高圧導入線と、該各高圧導入線の前記イオン源外壁と
の貫通部分に設けられた冷却槽と、前記引出電極用高圧
導入線・がエミッタ用高圧導入線に接続されるように切
換えるための切換スイッチと、該切換スイッチを収納す
るため前記冷却槽を挟んで前記イオン源外壁に取付けら
れたスイッチ室とを備え、前記スイッチ室と冷却槽との
間に真空空間を形成したことを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示す断面図であり、第３図
と同一符号のものは同一構成要素を示す。
と同一符号のものは同一構成要素を示す。
ン
る高圧導入線１１．１３の導入部分に設けた冷却 （
槽で、内部に例えば液体窒素のような冷媒１６が 行
コ満たされている。この冷却槽は例えばセラミック
ン１やサファイアのような熱伝導性の良い電気絶縁物
３１質で形成され、また、この冷却槽部分をエミッタ
・用高圧導入線１１及び引出電極用高圧導入線１
３ ツ・が適宜な間隔を保って貫通、保持されている
。 え１１７は前記冷却槽１６をその間に挟むによ
うイ る１オン源外壁１に取付けられたスイッチ室で
、この をｉスイッチ室内には切換スイッチ１４が周
囲と絶縁 ンされた状態で収納されている。また、
このスイツ 切１チ室の内部は蓋体１８で封じること
により気密に こ。
槽で、内部に例えば液体窒素のような冷媒１６が 行
コ満たされている。この冷却槽は例えばセラミック
ン１やサファイアのような熱伝導性の良い電気絶縁物
３１質で形成され、また、この冷却槽部分をエミッタ
・用高圧導入線１１及び引出電極用高圧導入線１
３ ツ・が適宜な間隔を保って貫通、保持されている
。 え１１７は前記冷却槽１６をその間に挟むによ
うイ る１オン源外壁１に取付けられたスイッチ室で
、この をｉスイッチ室内には切換スイッチ１４が周
囲と絶縁 ンされた状態で収納されている。また、
このスイツ 切１チ室の内部は蓋体１８で封じること
により気密に こ。
保たれると共に、排気管１９を介して図示外の油 の
ｉ拡散ポンプ等の高真空ポンプに接続され、内部か
にｊコ ル、２１は図示外の液体窒素タンクにより液体室 る
。
ｉ拡散ポンプ等の高真空ポンプに接続され、内部か
にｊコ ル、２１は図示外の液体窒素タンクにより液体室 る
。
ｇ度に保たれた熱シールド部材で、エミッタ６タンク２
）とイオン源外壁１間の熱シールドを−うためのもので
ある。２２はタンク２をイオン外壁１内に支持するため
の金属ベローズ、２よ絶縁筒である。
）とイオン源外壁１間の熱シールドを−うためのもので
ある。２２はタンク２をイオン外壁１内に支持するため
の金属ベローズ、２よ絶縁筒である。
年、切換ハンドル２０を操作すれば、切換スイｆ−１４
は第３図中端子す側あるいはａ側に切換られるため、コ
ンディショニング処理モードあハは稼動モード、つまり
エミッタ６からイオン；１出すモードを切換えることが
できる。
は第３図中端子す側あるいはａ側に切換られるため、コ
ンディショニング処理モードあハは稼動モード、つまり
エミッタ６からイオン；１出すモードを切換えることが
できる。
！１１ようになせば、コンディショニング処理用の奥ス
イッチをイオン源外壁に接近して配置するとかできるた
め、高圧ケーブル（高圧導入線）手遊容量を小さくでき
る。その結果、浮遊容量〃づくエミッタと引出電極間の
放電を防止するとができるため、エミッタの損傷が防止
できる。
イッチをイオン源外壁に接近して配置するとかできるた
め、高圧ケーブル（高圧導入線）手遊容量を小さくでき
る。その結果、浮遊容量〃づくエミッタと引出電極間の
放電を防止するとができるため、エミッタの損傷が防止
できる。
ｐ１同時に、高圧導入線は冷却槽を貫通させて６ため、
高圧導入部における熱流入も少なくで、エミッタの冷却
効果を向上させることができ第２図は本発明の他の実施
例を示す断面図であり、第１図と同一符号のものは同一
構成要素を示す。
高圧導入部における熱流入も少なくで、エミッタの冷却
効果を向上させることができ第２図は本発明の他の実施
例を示す断面図であり、第１図と同一符号のものは同一
構成要素を示す。
本実施例では、冷却槽１５とスイッチ室１７との境に仕
切板２４を設けることにより空間２５を形成すると共に
、この空間を排気管１９を介して高真空ポンプにて排気
することにより高真空に保つことを特徴とするものであ
る。
切板２４を設けることにより空間２５を形成すると共に
、この空間を排気管１９を介して高真空ポンプにて排気
することにより高真空に保つことを特徴とするものであ
る。
このようにすれば、真空に保たれた空間２５による断熱
効果により仕切板２４は略常温に保たれるため、スイッ
チ室１７内に絶縁性向上のためフレオンガスを導入して
も、このフレオンガスが冷却槽１５の影響で液化するこ
とがなくなる。従って、スイッチ室内を第１図で示す実
施例のように真空に排気することなく、スイッチ室内に
フレオンガスを十分な圧力で充填することができるため
、絶縁耐圧が真空の場合に比べて向上し、スイッチ室の
小形化が図られる。
効果により仕切板２４は略常温に保たれるため、スイッ
チ室１７内に絶縁性向上のためフレオンガスを導入して
も、このフレオンガスが冷却槽１５の影響で液化するこ
とがなくなる。従って、スイッチ室内を第１図で示す実
施例のように真空に排気することなく、スイッチ室内に
フレオンガスを十分な圧力で充填することができるため
、絶縁耐圧が真空の場合に比べて向上し、スイッチ室の
小形化が図られる。
［効果］
以上詳述したように本発明によれば、コンディショニン
グ処理終了後に生じる浮遊容量に基づくエミッタと引出
電極間の放電を防止することができると共に、高圧導入
部における熱流入を少なくすることができる。
グ処理終了後に生じる浮遊容量に基づくエミッタと引出
電極間の放電を防止することができると共に、高圧導入
部における熱流入を少なくすることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第３図は従来例を説明す
るための図である。 １：イオン源外壁 ２：タンク ３：冷媒 ６：エミツタ ７：引出電極 ８：陽極 １０：加速電源 １１．１３：高圧導入線 １２：引出電源 １４：切換スイッチ１５：冷却
槽 １６：液体窒素１７：スイッチ室 １
８：！！体 １９：排気管 ２４：仕切板 ２５：空間
明の他の実施例を示す断面図、第３図は従来例を説明す
るための図である。 １：イオン源外壁 ２：タンク ３：冷媒 ６：エミツタ ７：引出電極 ８：陽極 １０：加速電源 １１．１３：高圧導入線 １２：引出電源 １４：切換スイッチ１５：冷却
槽 １６：液体窒素１７：スイッチ室 １
８：！！体 １９：排気管 ２４：仕切板 ２５：空間
Claims (1)
- エミッタと、エミッタ冷却手段と、引出電極と、前記エ
ミッタ近傍にイオン種用ガスを導入する手段と、これら
部材を収納するイオン源外壁と、前記エミッタ及び引出
電極に夫々電圧を印加するための高圧導入線と、該各高
圧導入線の前記イオン源外壁との貫通部分に設けられた
冷却槽と、前記引出電極用高圧導入線がエミッタ用高圧
導入線に接続されるように切換えるための切換スイッチ
と、該切換スイッチを収納するため前記冷却槽を挟んで
前記イオン源外壁に取付けられたスイッチ室とを備え、
前記スイッチ室と冷却槽との間に真空空間を形成したこ
とを特徴とするガスフェーズイオン源における高圧導入
部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4584288A JPH01221847A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | ガスフェーズイオン源における高圧導入部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4584288A JPH01221847A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | ガスフェーズイオン源における高圧導入部 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01221847A true JPH01221847A (ja) | 1989-09-05 |
| JPH0559536B2 JPH0559536B2 (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12730474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4584288A Granted JPH01221847A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | ガスフェーズイオン源における高圧導入部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01221847A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009147894A1 (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンビーム装置 |
| US8115184B2 (en) | 2008-01-07 | 2012-02-14 | Hitachi High-Technologies Corporation | Gas field ion source, charged particle microscope, and apparatus |
| JP2012142292A (ja) * | 2005-12-02 | 2012-07-26 | Arisu Corporation:Kk | イオン源、システム及び方法 |
| DE112010002774T5 (de) | 2009-06-30 | 2012-10-18 | Hitachi High-Technologies Corporation | Ionenmikroskop |
| JP2014135291A (ja) * | 2009-01-15 | 2014-07-24 | Hitachi High-Technologies Corp | イオンビーム装置 |
| US9012867B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-04-21 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07168750A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Nec Corp | 情報処理装置 |
-
1988
- 1988-03-01 JP JP4584288A patent/JPH01221847A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9012867B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-04-21 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
| US9236225B2 (en) | 2003-10-16 | 2016-01-12 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Ion sources, systems and methods |
| JP2012142292A (ja) * | 2005-12-02 | 2012-07-26 | Arisu Corporation:Kk | イオン源、システム及び方法 |
| US8530865B2 (en) | 2008-01-07 | 2013-09-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Gas field ion source, charged particle microscope, and apparatus |
| US8115184B2 (en) | 2008-01-07 | 2012-02-14 | Hitachi High-Technologies Corporation | Gas field ion source, charged particle microscope, and apparatus |
| JP5097823B2 (ja) * | 2008-06-05 | 2012-12-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンビーム装置 |
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