JPH04215007A - 電界イオン顕微鏡および走査型トンネル顕微鏡 - Google Patents
電界イオン顕微鏡および走査型トンネル顕微鏡Info
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- JPH04215007A JPH04215007A JP2401719A JP40171990A JPH04215007A JP H04215007 A JPH04215007 A JP H04215007A JP 2401719 A JP2401719 A JP 2401719A JP 40171990 A JP40171990 A JP 40171990A JP H04215007 A JPH04215007 A JP H04215007A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子の配列を実空間で
観察する電界イオン顕微鏡および走査型トンネル顕微鏡
に関する。
観察する電界イオン顕微鏡および走査型トンネル顕微鏡
に関する。
【0002】
【従来の技術】原子分解能を有する走査型トンネル顕微
鏡(以下、STMと略称する。)による観察では、用い
る探針チップの先端形状は、原子的レベルでの制御が必
要である。言い換えれば、原子分解能を達成するために
は、探針チップの先端は、原子1個分が突出して他の原
子はトンネル電流に寄与しない構造が要求される。現実
的な構造の1つとして、円錐状に先細りに形成されて、
最終的に原子1個で終端するチップが提供されている。 一方、このようなチップの先端を観察し、また形状を制
御する方法として、電界イオン顕微鏡(以下、FIMと
略称する。)を使用する技術が知られている。
鏡(以下、STMと略称する。)による観察では、用い
る探針チップの先端形状は、原子的レベルでの制御が必
要である。言い換えれば、原子分解能を達成するために
は、探針チップの先端は、原子1個分が突出して他の原
子はトンネル電流に寄与しない構造が要求される。現実
的な構造の1つとして、円錐状に先細りに形成されて、
最終的に原子1個で終端するチップが提供されている。 一方、このようなチップの先端を観察し、また形状を制
御する方法として、電界イオン顕微鏡(以下、FIMと
略称する。)を使用する技術が知られている。
【0003】図3は従来のFIMの概略構成を示してい
る。図3において、301は観察すべき試料チップ、3
02は試料チップ301に対向して配置された結像スク
リーン、303はこれら試料 チップ301および結
像スクリーン302を収容する真空槽、304は試料チ
ップ301と結像スクリーン302との間に高電圧を印
加するための高圧電源、305は結像ガスを収容する結
像ガスボンベ、306は結像ガスボンベ305内の結像
ガスを真空槽303内に導く配管、307および308
は配管306の途中に設けられた圧力ゲージおよび可変
リークバルブ、309は真空槽303内の結像ガスを排
気するターボ分子ポンプである。
る。図3において、301は観察すべき試料チップ、3
02は試料チップ301に対向して配置された結像スク
リーン、303はこれら試料 チップ301および結
像スクリーン302を収容する真空槽、304は試料チ
ップ301と結像スクリーン302との間に高電圧を印
加するための高圧電源、305は結像ガスを収容する結
像ガスボンベ、306は結像ガスボンベ305内の結像
ガスを真空槽303内に導く配管、307および308
は配管306の途中に設けられた圧力ゲージおよび可変
リークバルブ、309は真空槽303内の結像ガスを排
気するターボ分子ポンプである。
【0004】次に上記従来例の動作について説明する。
第3図おいて、結像ガスボンベ305に収容された結像
ガス(ヘリウム)は、配管306および圧力ゲージ30
7を通って、可変リークバルブ308により真空槽30
3の内部全体が一様なガス圧力(10−3Pa程度)に
なるように、ターボ分子ポンプ309により排気されな
がら真空槽303に供給される。この結像ガス雰囲気中
で試料チップ301と結像スクリーン302との間に高
圧電源304により高電圧を印加し、試料チップ301
の先端でイオン化された結像ガスを結像スクリーンに当
てて光らせ、試料チップ301の先端の原子配列を観察
する。また、加える電界をより大きくすることにより、
試料チップ301の先端形状の加工を電界蒸発により行
なうことができる。
ガス(ヘリウム)は、配管306および圧力ゲージ30
7を通って、可変リークバルブ308により真空槽30
3の内部全体が一様なガス圧力(10−3Pa程度)に
なるように、ターボ分子ポンプ309により排気されな
がら真空槽303に供給される。この結像ガス雰囲気中
で試料チップ301と結像スクリーン302との間に高
圧電源304により高電圧を印加し、試料チップ301
の先端でイオン化された結像ガスを結像スクリーンに当
てて光らせ、試料チップ301の先端の原子配列を観察
する。また、加える電界をより大きくすることにより、
試料チップ301の先端形状の加工を電界蒸発により行
なうことができる。
【0005】一方、図4には、このようなFIMを複合
化したSTMの概略構成が示されている。図4において
、401は探針チップ、402は探針チップ401を保
持してこれをx,y,z方向に3次元に走査させる微動
機構および床面からの振動を防ぐ除振機構等を備えたS
TM本体、403は測定対象となる試料、404は試料
403を先端部下部に保持するアーム、405はFIM
の結像スクリーン、406はこれらSTM本体402、
アーム404、結像スクリーン405等を収容する真空
槽、407は試料403を保持したアーム404を探針
チップ401の上方位置から側方位置へ選択的に回動退
避させるアーム駆動装置、408は結像スクリーン40
5を探針チップ401の上方位置から側方位置へ選択的
に直動退避させるスクリーン駆動装置、409は真空槽
406内に結像ガスを選択的に供給する結像ガス供給装
置、410は真空槽406内の結像ガスを排気して選択
的に超高真空にする排気装置である。
化したSTMの概略構成が示されている。図4において
、401は探針チップ、402は探針チップ401を保
持してこれをx,y,z方向に3次元に走査させる微動
機構および床面からの振動を防ぐ除振機構等を備えたS
TM本体、403は測定対象となる試料、404は試料
403を先端部下部に保持するアーム、405はFIM
の結像スクリーン、406はこれらSTM本体402、
アーム404、結像スクリーン405等を収容する真空
槽、407は試料403を保持したアーム404を探針
チップ401の上方位置から側方位置へ選択的に回動退
避させるアーム駆動装置、408は結像スクリーン40
5を探針チップ401の上方位置から側方位置へ選択的
に直動退避させるスクリーン駆動装置、409は真空槽
406内に結像ガスを選択的に供給する結像ガス供給装
置、410は真空槽406内の結像ガスを排気して選択
的に超高真空にする排気装置である。
【0006】次に上記従来例の動作について説明する。
図4において、まず初めに、アーム駆動装置407によ
りアーム404が探針チップ401の上方位置から回動
して側方位置に退避し、スクリーン駆動装置408によ
り結像スクリーン405が探針チップ401の上方位置
に配置される。次に、結像ガス供給装置409から結像
ガスが真空槽406内に供給され、探針チップ401に
高電界を加えてその先端部付近の結像ガスをイオン化し
て結像スクリーン405に向けて放出する。これにより
、結像スクリーン405上に探針チップ401の先端の
原子配列が投影され、その投影像を観察する。必要な場
合は、さらに高電界を加えて探針チップ401の先端形
状を整える。
りアーム404が探針チップ401の上方位置から回動
して側方位置に退避し、スクリーン駆動装置408によ
り結像スクリーン405が探針チップ401の上方位置
に配置される。次に、結像ガス供給装置409から結像
ガスが真空槽406内に供給され、探針チップ401に
高電界を加えてその先端部付近の結像ガスをイオン化し
て結像スクリーン405に向けて放出する。これにより
、結像スクリーン405上に探針チップ401の先端の
原子配列が投影され、その投影像を観察する。必要な場
合は、さらに高電界を加えて探針チップ401の先端形
状を整える。
【0007】探針チップ401の先端形状が正しく形成
されている場合は、FIMによる探針チップ401の先
端の測定を終了し、結像ガスの供給を止めて、スクリー
ン駆動装置408により結像スクリーン405を探針チ
ップ401の上方位置から側方位置へ直動退避させ、真
空槽406内の結像ガスを排気装置410により排気す
るとともに10−8Pa程度の超高真空状態にする。そ
して、アーム駆動装置407によりアーム404を下方
に回動させてその先端部の試料403を探針チップ40
1の先端に1nm程度まで近接させる。次に試料403
と探針チップ401との間にトンネル電流を流しながら
、STM本体402内の微動機構により探針チップ40
1をx,y方向に走査するともに、トンネル電流が一定
になるようにz方向に微動させて、その制御信号により
試料403の表面状態を観察する。
されている場合は、FIMによる探針チップ401の先
端の測定を終了し、結像ガスの供給を止めて、スクリー
ン駆動装置408により結像スクリーン405を探針チ
ップ401の上方位置から側方位置へ直動退避させ、真
空槽406内の結像ガスを排気装置410により排気す
るとともに10−8Pa程度の超高真空状態にする。そ
して、アーム駆動装置407によりアーム404を下方
に回動させてその先端部の試料403を探針チップ40
1の先端に1nm程度まで近接させる。次に試料403
と探針チップ401との間にトンネル電流を流しながら
、STM本体402内の微動機構により探針チップ40
1をx,y方向に走査するともに、トンネル電流が一定
になるようにz方向に微動させて、その制御信号により
試料403の表面状態を観察する。
【0008】このように、FIMをSTMに複合化する
ことにより、その場で探針チップの加工と評価ができ、
FIMがない場合や他の真空槽でFIM加工した探針チ
ップを大気中を移動させて使用する場合に比べて、ST
Mの測定像の高い信頼性を確保することができ、また、
探針チップの評価後、STMの測定までの時間および工
程を効率化できる利点がある。
ことにより、その場で探針チップの加工と評価ができ、
FIMがない場合や他の真空槽でFIM加工した探針チ
ップを大気中を移動させて使用する場合に比べて、ST
Mの測定像の高い信頼性を確保することができ、また、
探針チップの評価後、STMの測定までの時間および工
程を効率化できる利点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
FIMでは、結像ガスを供給しつつ、かつ排気しながら
真空槽内部全体を10−3Pa程度の一様な圧力に保持
して測定を行なっていたため、必要以上の多量の結像ガ
スを使用するという問題があった。
FIMでは、結像ガスを供給しつつ、かつ排気しながら
真空槽内部全体を10−3Pa程度の一様な圧力に保持
して測定を行なっていたため、必要以上の多量の結像ガ
スを使用するという問題があった。
【0010】また、FIMをSTMと複合化して使用す
る場合、STMを動作させるときには真空槽内の結像ガ
スは不要なものであり、逆にSTMによる測定に悪影響
を及ぼす可能性がある。そのため、従来は真空槽から結
像ガスを取り除いた後に、改めて真空槽内を超高真空状
態にしてSTMの測定を行なっていた。
る場合、STMを動作させるときには真空槽内の結像ガ
スは不要なものであり、逆にSTMによる測定に悪影響
を及ぼす可能性がある。そのため、従来は真空槽から結
像ガスを取り除いた後に、改めて真空槽内を超高真空状
態にしてSTMの測定を行なっていた。
【0011】しかしがら、真空槽内から結像ガスを排除
し、超高真空を得るためには通常かなりの時間を要する
。その理由としては、FIMの測定中に、真空槽を低真
空状態に長時間保っていたためである。また、真空槽内
の探針チップ、電極、結像スクリーン等は、接地電位と
電気的に絶縁されていないため、真空槽内の種々の部位
で結像ガスや残留ガス原子がイオン化される。このため
、真空槽中に余分なガスが真空槽内の壁面等から誘起さ
れ、さらに超高真空への回帰が遅れることになる。この
ため、従来においては、FIM測定後、STMによる超
高真空下における測定に余分な時間を要するという問題
があった。
し、超高真空を得るためには通常かなりの時間を要する
。その理由としては、FIMの測定中に、真空槽を低真
空状態に長時間保っていたためである。また、真空槽内
の探針チップ、電極、結像スクリーン等は、接地電位と
電気的に絶縁されていないため、真空槽内の種々の部位
で結像ガスや残留ガス原子がイオン化される。このため
、真空槽中に余分なガスが真空槽内の壁面等から誘起さ
れ、さらに超高真空への回帰が遅れることになる。この
ため、従来においては、FIM測定後、STMによる超
高真空下における測定に余分な時間を要するという問題
があった。
【0012】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、結像ガスの使用量を減少させることので
きるFIMを提供することを目的とする。
るものであり、結像ガスの使用量を減少させることので
きるFIMを提供することを目的とする。
【0013】本発明の別の目的は、超高真空への回帰を
速く行なうことのできるFIMを備えたSTMを提供す
ることにある。
速く行なうことのできるFIMを備えたSTMを提供す
ることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるFIMは、結像ガスを供給するための
ガスノズルを試料チップの先端部に向けて配置して、試
料チップの先端部のみに結像ガスを供給するようにした
ものである。
に、本発明によるFIMは、結像ガスを供給するための
ガスノズルを試料チップの先端部に向けて配置して、試
料チップの先端部のみに結像ガスを供給するようにした
ものである。
【0015】また、本発明によるSTMは、探針チップ
の先端部のみに結像ガスを供給するガスノズルを備えた
FIMを複合化したものである。
の先端部のみに結像ガスを供給するガスノズルを備えた
FIMを複合化したものである。
【0016】本発明はまた、真空槽のガスノズルに対向
する位置に差動排気装置を備えたものである。
する位置に差動排気装置を備えたものである。
【0017】
【作用】したがって、本発明のFIMによれば、結像ガ
スを試料チップの先端部のみに供給するので、結像ガス
の使用量を減少させることができる。また、本発明のS
TMによれば、結像ガスを試料チップの先端部のみに供
給するので、試料チップ以外の部位でのガスのイオン化
による真空槽内壁面からの余分のガスの誘起を抑制する
ことができ、超高真空への回帰を速く行なうことができ
る。
スを試料チップの先端部のみに供給するので、結像ガス
の使用量を減少させることができる。また、本発明のS
TMによれば、結像ガスを試料チップの先端部のみに供
給するので、試料チップ以外の部位でのガスのイオン化
による真空槽内壁面からの余分のガスの誘起を抑制する
ことができ、超高真空への回帰を速く行なうことができ
る。
【0018】さらにまた、真空槽内に供給された結像ガ
スを真空槽中に広がる前に差動排気装置により排気する
ので、排気速度を一層速めることができる。
スを真空槽中に広がる前に差動排気装置により排気する
ので、排気速度を一層速めることができる。
【0019】
【実施例】図1は本発明によるFIMの一実施例の概略
構成を示している。図1において、101は観察すべき
試料チップであり、水平に配置されている。102は試
料チップ101に対向して垂直に配置された結像スクリ
ーンである。103はこれら試料チップ101および結
像スクリーン102を収容する真空槽である。104は
試料チップ101と結像スクリーン102との間に高電
圧を印加するための高圧電源である。105は結像ガス
を収容する結像ガスボンベ、106は結像ガスボンベ1
05内の結像ガスを真空槽103内に導く配管、107
および108は配管106の途中に設けられた圧力ゲー
ジおよび可変リークバルブである。109は真空槽10
3の内部に延びる配管107の先端部に設けられた石英
製のガスノズルであり、試料チップ101の先端に向け
て配置されている。110は真空槽103内の結像ガス
を排気するターボ分子ポンプである。
構成を示している。図1において、101は観察すべき
試料チップであり、水平に配置されている。102は試
料チップ101に対向して垂直に配置された結像スクリ
ーンである。103はこれら試料チップ101および結
像スクリーン102を収容する真空槽である。104は
試料チップ101と結像スクリーン102との間に高電
圧を印加するための高圧電源である。105は結像ガス
を収容する結像ガスボンベ、106は結像ガスボンベ1
05内の結像ガスを真空槽103内に導く配管、107
および108は配管106の途中に設けられた圧力ゲー
ジおよび可変リークバルブである。109は真空槽10
3の内部に延びる配管107の先端部に設けられた石英
製のガスノズルであり、試料チップ101の先端に向け
て配置されている。110は真空槽103内の結像ガス
を排気するターボ分子ポンプである。
【0020】次に上記実施例の動作について説明する。
図1においてて、ガスノズル109の先端は、料チップ
101の先端に向けてその上方約3cmの位置に配置さ
れている。結像ガスボンベ105内に収容された結像ガ
ス(ヘリウム)は、配管106および圧力ゲージ107
を通って、可変リークバルブ108により試料チップ1
01の先端部付近のガス圧力が10−3Pa程度になる
ように、ターボ分子ポンプ110に排気されながら真空
槽103に供給される。この結像ガス雰囲気中で試料チ
ップ101と結像スクリーン102との間に高圧電源1
04により高電圧を印加し、試料チップ101の先端で
イオン化された結像ガスを結像スクリーンに当てて光ら
せ、試料チップ101の先端の原子配列を観察する。ま
た、加える電界をより大きくすることにより、試料チッ
プ101の先端形状の加工を電界蒸発により行なうこと
ができる。
101の先端に向けてその上方約3cmの位置に配置さ
れている。結像ガスボンベ105内に収容された結像ガ
ス(ヘリウム)は、配管106および圧力ゲージ107
を通って、可変リークバルブ108により試料チップ1
01の先端部付近のガス圧力が10−3Pa程度になる
ように、ターボ分子ポンプ110に排気されながら真空
槽103に供給される。この結像ガス雰囲気中で試料チ
ップ101と結像スクリーン102との間に高圧電源1
04により高電圧を印加し、試料チップ101の先端で
イオン化された結像ガスを結像スクリーンに当てて光ら
せ、試料チップ101の先端の原子配列を観察する。ま
た、加える電界をより大きくすることにより、試料チッ
プ101の先端形状の加工を電界蒸発により行なうこと
ができる。
【0021】このように、結像ガスを供給するガスノズ
ル109を試料チップ101の先端部に向けて配置する
ことにより、観察像が得られる結像ガスの量は、従来に
比べて約100分の1に減少し、動作中の真空度は、約
1桁程度まで改善された。また測定終了後、真空度が1
0−8Pa台になるまでの時間も、従来に比べて約50
〜60%程度改善された。
ル109を試料チップ101の先端部に向けて配置する
ことにより、観察像が得られる結像ガスの量は、従来に
比べて約100分の1に減少し、動作中の真空度は、約
1桁程度まで改善された。また測定終了後、真空度が1
0−8Pa台になるまでの時間も、従来に比べて約50
〜60%程度改善された。
【0022】図2はこのようなFIMを複合化した本発
明によるSTMの一実施例の概略構成を示している。図
2において、201は水平面に対し垂直に上方に向けて
配置されたに探針チップ、202は探針チップ201を
保持してこれをx,y,z方向に3次元に走査させる微
動機構および床面からの振動を防ぐ除振機構等を備えた
STM本体、203は測定対象となる試料、204は試
料203を先端部下部に保持するアーム、205は水平
に配置されたFIMの結像スクリーン、206はこれら
STM本体202、アーム204、結像スクリーン20
5等を収容する真空槽、207は試料203を保持した
アーム204を探針チップ201の上方位置から側方位
置へ選択的に回動退避させるアーム駆動装置、208は
結像スクリーン205を探針チップ201の上方位置か
ら側方位置へ選択的に直動退避させるスクリーン駆動装
置、209は真空槽206内に結像ガスを選択的に供給
する結像ガス供給装置、210は真空槽206内に結像
ガスを供給するための配管、211は真空槽206内で
配管210の先端部に接続されて、噴出口を探針チップ
201の先端に向けて配置された石英製のガスノズル、
212はガスノズル211の噴出口の方向に対向して配
置された差動排気装置、213は差動排気装置212に
連続して設けられて、真空槽206内の結像ガスを排気
して選択的に超高真空にするターボ分子ポンプ(排気装
置)である。真空槽206内に配置されたSTMの部分
をSTMユニットと呼ぶことにする。
明によるSTMの一実施例の概略構成を示している。図
2において、201は水平面に対し垂直に上方に向けて
配置されたに探針チップ、202は探針チップ201を
保持してこれをx,y,z方向に3次元に走査させる微
動機構および床面からの振動を防ぐ除振機構等を備えた
STM本体、203は測定対象となる試料、204は試
料203を先端部下部に保持するアーム、205は水平
に配置されたFIMの結像スクリーン、206はこれら
STM本体202、アーム204、結像スクリーン20
5等を収容する真空槽、207は試料203を保持した
アーム204を探針チップ201の上方位置から側方位
置へ選択的に回動退避させるアーム駆動装置、208は
結像スクリーン205を探針チップ201の上方位置か
ら側方位置へ選択的に直動退避させるスクリーン駆動装
置、209は真空槽206内に結像ガスを選択的に供給
する結像ガス供給装置、210は真空槽206内に結像
ガスを供給するための配管、211は真空槽206内で
配管210の先端部に接続されて、噴出口を探針チップ
201の先端に向けて配置された石英製のガスノズル、
212はガスノズル211の噴出口の方向に対向して配
置された差動排気装置、213は差動排気装置212に
連続して設けられて、真空槽206内の結像ガスを排気
して選択的に超高真空にするターボ分子ポンプ(排気装
置)である。真空槽206内に配置されたSTMの部分
をSTMユニットと呼ぶことにする。
【0023】次に上記実施例の動作について説明する。
図2において、まず初めに、アーム駆動装置207によ
りアーム204が探針チップ201の上方位置から回動
して側方位置に退避し、スクリーン駆動装置208によ
り結像スクリーン205が探針チップ201の上方位置
に配置される。次に、結像ガス供給装置209から結像
ガスが配管210を通ってガスノズル211の噴出口か
ら探針チップ210の先端部に供給され、探針チップ2
01と結像スクリーン205との間に高電圧が印加され
る。これにより、探針チップ201の先端部付近の結像
ガスがイオン化されて結像スクリーン205に向けて放
出され、結像スクリーン205上に探針チップ201の
先端の原子配列が投影されるので、その投影像を観察す
る。必要な場合は、さらに高電界を加えて探針チップ2
01の先端形状を整える。この間、ガスノズル211か
ら噴出された結像ガスは、差動排気装置212を通過し
てターボ分子ポンプ213により排気される。
りアーム204が探針チップ201の上方位置から回動
して側方位置に退避し、スクリーン駆動装置208によ
り結像スクリーン205が探針チップ201の上方位置
に配置される。次に、結像ガス供給装置209から結像
ガスが配管210を通ってガスノズル211の噴出口か
ら探針チップ210の先端部に供給され、探針チップ2
01と結像スクリーン205との間に高電圧が印加され
る。これにより、探針チップ201の先端部付近の結像
ガスがイオン化されて結像スクリーン205に向けて放
出され、結像スクリーン205上に探針チップ201の
先端の原子配列が投影されるので、その投影像を観察す
る。必要な場合は、さらに高電界を加えて探針チップ2
01の先端形状を整える。この間、ガスノズル211か
ら噴出された結像ガスは、差動排気装置212を通過し
てターボ分子ポンプ213により排気される。
【0024】探針チップ201の先端形状が正しく形成
されている場合は、FIMによる探針チップ201の先
端形状の測定を終了し、結像ガスの供給を止めて、スク
リーン駆動装置208により結像スク リーン205
を探針チップ201の上方位置から側方位置へ直動退避
させ、真空槽206内の結像ガスを差動排気装置212
により吸引してターボ分子ポンプ213により排気し、
10−8Pa程度の超高真空状態にする。そして、アー
ム駆動装置207によりアーム204を下方に回動させ
てその先端部の試料203を探針チップ201の先端に
1nm程度近接させる。次に試料203と探針チップ2
01との間にトンネル電流を流しながら、STM本体2
02内の微動機構により探針チップ201をx,y方向
に走査するともに、トンネル電流が一定になるようにz
方向に微動させて、その制御信号により試料203の表
面状態を観察する。
されている場合は、FIMによる探針チップ201の先
端形状の測定を終了し、結像ガスの供給を止めて、スク
リーン駆動装置208により結像スク リーン205
を探針チップ201の上方位置から側方位置へ直動退避
させ、真空槽206内の結像ガスを差動排気装置212
により吸引してターボ分子ポンプ213により排気し、
10−8Pa程度の超高真空状態にする。そして、アー
ム駆動装置207によりアーム204を下方に回動させ
てその先端部の試料203を探針チップ201の先端に
1nm程度近接させる。次に試料203と探針チップ2
01との間にトンネル電流を流しながら、STM本体2
02内の微動機構により探針チップ201をx,y方向
に走査するともに、トンネル電流が一定になるようにz
方向に微動させて、その制御信号により試料203の表
面状態を観察する。
【0025】このように、図1に示したFIMをSTM
に複合化することにより、試料チップ以外の部位でのガ
スのイオン化による真空槽内壁面からの余分のガスの誘
起を抑制することができるので、超高真空への回帰を速
く行なうことができる。
に複合化することにより、試料チップ以外の部位でのガ
スのイオン化による真空槽内壁面からの余分のガスの誘
起を抑制することができるので、超高真空への回帰を速
く行なうことができる。
【0026】また、差動排気装置212を使用すること
により、動作時の真空度は約2桁程度改善され、FIM
測定終了後に真空度が10−8Pa台になるまでの時間
も約40%程改善された。
により、動作時の真空度は約2桁程度改善され、FIM
測定終了後に真空度が10−8Pa台になるまでの時間
も約40%程改善された。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明によるFIMによ
れば、結像ガスを試料チップの先端部のみに供給するこ
とができるので、結像ガスの使用量の減少を図ることが
できる。
れば、結像ガスを試料チップの先端部のみに供給するこ
とができるので、結像ガスの使用量の減少を図ることが
できる。
【0028】また、本発明のSTMによれば、結像ガス
を試料チップの先端部のみに供給するので、試料チップ
以外の部位でのガスのイオン化による真空槽内壁面から
の余分のガスの誘起を抑制することができ、超高真空へ
の回帰を速く行なうことができる。
を試料チップの先端部のみに供給するので、試料チップ
以外の部位でのガスのイオン化による真空槽内壁面から
の余分のガスの誘起を抑制することができ、超高真空へ
の回帰を速く行なうことができる。
【0029】さらにまた、真空槽内に供給された結像ガ
スを真空槽中に広がる前に差動排気装置により排気する
ので、排気速度を一層速めることができる。
スを真空槽中に広がる前に差動排気装置により排気する
ので、排気速度を一層速めることができる。
【図1】本発明の一実施例を示すFIMの概略構成図
【
図2】本発明の別の実施例を示すFIMを複合化したS
TMの概略構成図
図2】本発明の別の実施例を示すFIMを複合化したS
TMの概略構成図
【図3】従来のFIMの概略構成図
【図4】従来のFIMを複合化したSTMの概略構成図
101 試料チップ
102 結像スクリーン
103 真空槽
104 高圧電源
105 結像ガスボンベ
106 配管
107 圧力ゲージ
108 可変リークバルブ
109 ガスノズル
110 ターボ分子ポンプ
201 探針チップ
202 STM本体
203 試料
204 アーム
205 結像スクリーン
206 真空槽
207 アーム駆動装置
208 スクリーン駆動装置
209 結像ガス供給装置
210 配管
211 ガスノズル
212 差動排気装置
Claims (4)
- 【請求項1】 真空槽内に配置された試料チップの先
端部のみに結像ガスを供給するために、結像ガスを供給
するためのガスノズルを試料チップの先端部に向けて配
置したことを特徴とする電界イオン顕微鏡。 - 【請求項2】 真空槽のガスノズルに対向する位置に
差動排気装置を備えた請求項1記載の電界イオン顕微鏡
。 - 【請求項3】 真空槽内に配置された走査型トンネル
顕微鏡本体と、前記走査型トンネル顕微鏡本体の試料を
保持したアームを探針チップの上方位置から選択的に退
避させるアーム駆動装置と、電界イオン顕微鏡の結像ス
クリーンを前記探針チップの上方位置から選択的に退避
させるスクリーン駆動装置と、前記真空槽内に結像ガス
を選択的に供給する結像ガス供給装置と、前記真空槽内
の結像ガスを排気して選択的に超高真空にする排気装置
とを備え、前記電界イオン顕微鏡における結像ガスを前
記探針チップの先端部に向けて配置されたガスノズルか
ら供給することを特徴とする走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項4】 真空槽のガスノズルに対向する位置に
差動排気装置を備えた請求項3記載の走査型トンネル顕
微鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2401719A JPH04215007A (ja) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | 電界イオン顕微鏡および走査型トンネル顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2401719A JPH04215007A (ja) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | 電界イオン顕微鏡および走査型トンネル顕微鏡 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04215007A true JPH04215007A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=18511557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2401719A Pending JPH04215007A (ja) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | 電界イオン顕微鏡および走査型トンネル顕微鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04215007A (ja) |
-
1990
- 1990-12-12 JP JP2401719A patent/JPH04215007A/ja active Pending
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