JPH07192669A - 電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法 - Google Patents
電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法Info
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- JPH07192669A JPH07192669A JP33133093A JP33133093A JPH07192669A JP H07192669 A JPH07192669 A JP H07192669A JP 33133093 A JP33133093 A JP 33133093A JP 33133093 A JP33133093 A JP 33133093A JP H07192669 A JPH07192669 A JP H07192669A
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- 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]
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い角電流密度のイオンビームを発生させる
ことができる電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方
法を実現する。 【構成】 エミッタ１の先端を電界蒸発させるため、引
出電圧を例えば、１１ｋＶ程度に引き上げる。エミッタ
先端の電界蒸発をこの電圧によって行った後、引出電圧
を下げ、エミッタ先端の（１１１）面にイオン化を集中
させる。その後、引出電圧を連続して変化させながらＭ
ＣＰ１１で得られた電流を電流計１２で検出する。電流
計１２の検出信号はコンピュータ１３に送られて記憶す
る。このようなステップを電界蒸発電圧を徐々に上昇さ
せながら多数回実行する。コンピュータ１３は、各電界
蒸発ごとの最大角電流密度を監視しており、最大角電流
密度が飽和したことを確認すると、電界蒸発動作を停止
する。その後、最大角電流密度が得られた時の引出電圧
に引出電圧を設定する。
ことができる電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方
法を実現する。 【構成】 エミッタ１の先端を電界蒸発させるため、引
出電圧を例えば、１１ｋＶ程度に引き上げる。エミッタ
先端の電界蒸発をこの電圧によって行った後、引出電圧
を下げ、エミッタ先端の（１１１）面にイオン化を集中
させる。その後、引出電圧を連続して変化させながらＭ
ＣＰ１１で得られた電流を電流計１２で検出する。電流
計１２の検出信号はコンピュータ１３に送られて記憶す
る。このようなステップを電界蒸発電圧を徐々に上昇さ
せながら多数回実行する。コンピュータ１３は、各電界
蒸発ごとの最大角電流密度を監視しており、最大角電流
密度が飽和したことを確認すると、電界蒸発動作を停止
する。その後、最大角電流密度が得られた時の引出電圧
に引出電圧を設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、先端部に高電界が形成
されたエミッタ部分にイオン化ガスを供給し、ガスのイ
オン化を行うようにした電界電離型ガスフェーズイオン
源の調整方法に関する。
されたエミッタ部分にイオン化ガスを供給し、ガスのイ
オン化を行うようにした電界電離型ガスフェーズイオン
源の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電界電離型ガスフェーズイオン源におい
ては、先端が鋭くされたエミッタと引出電極との間に引
出電圧を印加してエミッタ先端部近傍に高電界を形成す
る。そして、エミッタ先端部にヘリウムなどのイオン化
ガスを供給している。供給されたガス原子は、エミッタ
先端部の高電界によって電界電離してイオン化され、引
出電極によって引き出され、加速電極によって加速され
てイオンビームとして取り出される。加速されたイオン
ビームは適宜集束レンズによって集束され、イオンビー
ム加工装置であれば、被加工材料上に細く集束されて照
射される。
ては、先端が鋭くされたエミッタと引出電極との間に引
出電圧を印加してエミッタ先端部近傍に高電界を形成す
る。そして、エミッタ先端部にヘリウムなどのイオン化
ガスを供給している。供給されたガス原子は、エミッタ
先端部の高電界によって電界電離してイオン化され、引
出電極によって引き出され、加速電極によって加速され
てイオンビームとして取り出される。加速されたイオン
ビームは適宜集束レンズによって集束され、イオンビー
ム加工装置であれば、被加工材料上に細く集束されて照
射される。
【０００３】一般に、このような電界電離型ガスフェー
ズイオン源においては、正規の動作を行う前に、引出電
圧を上昇させ、エミッタ先端部を電界蒸発させてエミッ
タの清浄な表面を得る手法が知られている。例えば、エ
ミッタとしてタングステンを使用した場合、電界蒸発時
には、タングステンの（１１１）面の周辺部での電界が
ガス原子のイオン化に十分となっているため、表面拡散
によりエミッタの柄から（１１１）面領域へガス原子が
補給されるまで（１１１）面の周辺部でもイオン化が起
こり、（１１１）面へのガス原子の補給が減少してしま
う。
ズイオン源においては、正規の動作を行う前に、引出電
圧を上昇させ、エミッタ先端部を電界蒸発させてエミッ
タの清浄な表面を得る手法が知られている。例えば、エ
ミッタとしてタングステンを使用した場合、電界蒸発時
には、タングステンの（１１１）面の周辺部での電界が
ガス原子のイオン化に十分となっているため、表面拡散
によりエミッタの柄から（１１１）面領域へガス原子が
補給されるまで（１１１）面の周辺部でもイオン化が起
こり、（１１１）面へのガス原子の補給が減少してしま
う。
【０００４】その後、電界をある電圧まで下げると、電
界蒸発により他の結晶面より多少突出した（１１１）面
に他より高い表面電界がかかり、それまで（１１１）面
の周辺部でイオン化されていた結像ガス原子は、そこで
は電界が弱くなり、イオン化し難くなるため、エミッタ
先端の（１１１）面領域への表面拡散によって補給され
てくる。
界蒸発により他の結晶面より多少突出した（１１１）面
に他より高い表面電界がかかり、それまで（１１１）面
の周辺部でイオン化されていた結像ガス原子は、そこで
は電界が弱くなり、イオン化し難くなるため、エミッタ
先端の（１１１）面領域への表面拡散によって補給され
てくる。
【０００５】この様子を図１の（ａ），（ｂ）に示す。
図１でＷはタングステン製のエミッタであり、Ｈｅは結
像ガスであるヘリウム原子、Ｃは（１１１）面である。
図１の（ａ）の状態では、（１１１）面Ｃの周辺部に結
像ガス原子Ｈｅが存在しているが、この原子Ｈｅは、他
より高い表面電界がかかっている（１１１）面Ｃに表面
拡散により移動し、図１（ｂ）の状態となって原子はイ
オン化される。その結果、（１１１）面領域からイオン
化されるイオンの角電流密度は増加し、その時の（１１
１）面領域の曲率半径と印加電圧とで決まる最適電圧
で、図２に示す角電流密度のピークを有する。図２で横
軸は引出電圧、縦軸は各電流密度である。
図１でＷはタングステン製のエミッタであり、Ｈｅは結
像ガスであるヘリウム原子、Ｃは（１１１）面である。
図１の（ａ）の状態では、（１１１）面Ｃの周辺部に結
像ガス原子Ｈｅが存在しているが、この原子Ｈｅは、他
より高い表面電界がかかっている（１１１）面Ｃに表面
拡散により移動し、図１（ｂ）の状態となって原子はイ
オン化される。その結果、（１１１）面領域からイオン
化されるイオンの角電流密度は増加し、その時の（１１
１）面領域の曲率半径と印加電圧とで決まる最適電圧
で、図２に示す角電流密度のピークを有する。図２で横
軸は引出電圧、縦軸は各電流密度である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電界電離型ガスフェー
ズイオン源をイオンビーム加工装置用に用いる場合に
は、イオンビームによる加工のスループツトの向上が要
求される。従って、そのためにはより大きなイオンビー
ムの角電流密度が必要とされる。しかしながら、上述し
た電界蒸発手法によって角電流密度の向上を計っても、
必ずしも十分な電流密度を得ることができない。
ズイオン源をイオンビーム加工装置用に用いる場合に
は、イオンビームによる加工のスループツトの向上が要
求される。従って、そのためにはより大きなイオンビー
ムの角電流密度が必要とされる。しかしながら、上述し
た電界蒸発手法によって角電流密度の向上を計っても、
必ずしも十分な電流密度を得ることができない。
【０００７】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、高い角電流密度のイオンビームを
発生させることができる電界電離型ガスフェーズイオン
源の調整方法を実現するにある。
もので、その目的は、高い角電流密度のイオンビームを
発生させることができる電界電離型ガスフェーズイオン
源の調整方法を実現するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく電界電離
型ガスフェーズイオン源の調整方法は、エミッタと、エ
ミツタ部分にイオン化ガスを供給するための手段と、引
出電極と、エミッタと引出電極との間に引出電圧を印加
するための引出電圧電源と、エミッタの先端部分からイ
オン化されたガスを加速するための加速電極とを備えた
電界電離型ガスフェーズイオン源において、エミッタと
引出電極との間にエミツタ先端部を電界蒸発させる電圧
をその電圧値を高くしながら多数回繰り返し印加し、そ
の繰り返しの都度、引出電圧を下げてイオンビームの電
流を測定し、イオンビーム電流の最大値が得られたとき
の引出電圧を記憶し、記憶された多数回の電界蒸発後の
各引出電圧に基づいて最適引出電圧の設定を行うように
したことを特徴としている。
型ガスフェーズイオン源の調整方法は、エミッタと、エ
ミツタ部分にイオン化ガスを供給するための手段と、引
出電極と、エミッタと引出電極との間に引出電圧を印加
するための引出電圧電源と、エミッタの先端部分からイ
オン化されたガスを加速するための加速電極とを備えた
電界電離型ガスフェーズイオン源において、エミッタと
引出電極との間にエミツタ先端部を電界蒸発させる電圧
をその電圧値を高くしながら多数回繰り返し印加し、そ
の繰り返しの都度、引出電圧を下げてイオンビームの電
流を測定し、イオンビーム電流の最大値が得られたとき
の引出電圧を記憶し、記憶された多数回の電界蒸発後の
各引出電圧に基づいて最適引出電圧の設定を行うように
したことを特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明に基づく電界電離型ガスフェーズイオン
源の調整方法は、エミッタと引出電極との間にエミツタ
先端部を電界蒸発させる電圧をその電圧値を高くしなが
ら多数回繰り返し印加し、その繰り返しの都度、引出電
圧を下げてイオンビームの電流を測定し、イオンビーム
電流の最大値が得られたときの引出電圧を記憶し、記憶
された多数回の電界蒸発後の各引出電圧に基づいて最適
引出電圧の設定を行う。
源の調整方法は、エミッタと引出電極との間にエミツタ
先端部を電界蒸発させる電圧をその電圧値を高くしなが
ら多数回繰り返し印加し、その繰り返しの都度、引出電
圧を下げてイオンビームの電流を測定し、イオンビーム
電流の最大値が得られたときの引出電圧を記憶し、記憶
された多数回の電界蒸発後の各引出電圧に基づいて最適
引出電圧の設定を行う。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図３は本発明の方法を実施するためのイオ
ンビーム加工装置の一例を示している。図中１はタング
ステンで形成されたエミッタである。このエミッタ１に
接近して引出電極２が設けられている。エミッタ１と引
出電極２との間には引出電圧電源３から引出電圧が印加
される。４は接地電位の加速電極であり、加速電極４と
エミッタ１との間には加速電源５から加速電圧が印加さ
れる。６はヘリウムガス源であり、ガス源６からのヘリ
ウムガスは、イオン化ガスとしてエミッタ１の先端部に
供給される。このエミッタ１、引出電極２、加速電極
４、ガス源６などは電界電離型ガスフェーズイオン源を
構成している。
に説明する。図３は本発明の方法を実施するためのイオ
ンビーム加工装置の一例を示している。図中１はタング
ステンで形成されたエミッタである。このエミッタ１に
接近して引出電極２が設けられている。エミッタ１と引
出電極２との間には引出電圧電源３から引出電圧が印加
される。４は接地電位の加速電極であり、加速電極４と
エミッタ１との間には加速電源５から加速電圧が印加さ
れる。６はヘリウムガス源であり、ガス源６からのヘリ
ウムガスは、イオン化ガスとしてエミッタ１の先端部に
供給される。このエミッタ１、引出電極２、加速電極
４、ガス源６などは電界電離型ガスフェーズイオン源を
構成している。
【００１１】イオン源から発生したイオンビームは、集
束レンズ７、対物レンズ８によって集束され、被加工材
料９上に細く集束されて照射される。被加工材料９に照
射されるイオンビームは、偏向器１０によって任意に偏
向され、その結果、被加工材料には所望パターンのイオ
ンビームによる加工が実行されることになる。
束レンズ７、対物レンズ８によって集束され、被加工材
料９上に細く集束されて照射される。被加工材料９に照
射されるイオンビームは、偏向器１０によって任意に偏
向され、その結果、被加工材料には所望パターンのイオ
ンビームによる加工が実行されることになる。
【００１２】イオン源から発生されたイオンビームの光
軸上にはマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）１１が
配置されている。このＭＣＰ１１の裏面には螢光面が設
けられている。また、ＭＣＰ１１はイオンビームの電流
量を検出でき、この検出信号は電流計１２に供給され
る。電流計１２の値はコンピュータ１３に供給される。
このコンピュータ１３は、引出電圧電源３や加速電源
５、更には図示していないが各レンズ電源や偏向器１０
の偏向制御回路などを制御する。
軸上にはマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）１１が
配置されている。このＭＣＰ１１の裏面には螢光面が設
けられている。また、ＭＣＰ１１はイオンビームの電流
量を検出でき、この検出信号は電流計１２に供給され
る。電流計１２の値はコンピュータ１３に供給される。
このコンピュータ１３は、引出電圧電源３や加速電源
５、更には図示していないが各レンズ電源や偏向器１０
の偏向制御回路などを制御する。
【００１３】イオンビームの光軸上のＭＣＰ１１の下部
には、ミラー１４が配置されており、このミラー１４
は、ＭＣＰ１１の裏面の螢光面の像を反射させ、ＣＣＤ
カメラ１５に導くように作用する。ＣＣＤカメラ１５で
得られた像信号は、陰極線管１６に供給され、螢光面の
像は陰極線管１６上に表示される。このような構成の動
作を次に説明する。
には、ミラー１４が配置されており、このミラー１４
は、ＭＣＰ１１の裏面の螢光面の像を反射させ、ＣＣＤ
カメラ１５に導くように作用する。ＣＣＤカメラ１５で
得られた像信号は、陰極線管１６に供給され、螢光面の
像は陰極線管１６上に表示される。このような構成の動
作を次に説明する。
【００１４】最初にイオンビームによる加工動作につい
て説明するが、加工動作を実行する場合には、イオンビ
ーム光軸からＭＣＰ１１とミラー１４は取り除かれてい
る。エミッタ１と引出電極２との間に引出電圧電源３か
ら所定の引出電圧を印加し、更に、エミッタ１と加速電
極４との間に加速電源５から加速電圧を印加する。この
ようにしてエミッタ１の先端部に高電界を形成すると共
に、ガス源６からヘリウムガスをエミッタ１の先端部に
供給する。
て説明するが、加工動作を実行する場合には、イオンビ
ーム光軸からＭＣＰ１１とミラー１４は取り除かれてい
る。エミッタ１と引出電極２との間に引出電圧電源３か
ら所定の引出電圧を印加し、更に、エミッタ１と加速電
極４との間に加速電源５から加速電圧を印加する。この
ようにしてエミッタ１の先端部に高電界を形成すると共
に、ガス源６からヘリウムガスをエミッタ１の先端部に
供給する。
【００１５】ヘリウムガス原子は、エミッタ１の先端部
の高電界によって電界電離しイオン化する。イオン化さ
れたガス原子は、加速電極４によって加速され、イオン
ビームとして取り出される。このイオンビームは集束レ
ンズ７と対物レンズ８によって集束され、被加工材料９
に照射される。偏向器１０にはコンピュータ１３から図
示していない偏向制御回路を介して加工データに応じた
偏向信号が供給され、その結果、被加工材料９はイオン
ビームによって所望のパターンが加工される。
の高電界によって電界電離しイオン化する。イオン化さ
れたガス原子は、加速電極４によって加速され、イオン
ビームとして取り出される。このイオンビームは集束レ
ンズ７と対物レンズ８によって集束され、被加工材料９
に照射される。偏向器１０にはコンピュータ１３から図
示していない偏向制御回路を介して加工データに応じた
偏向信号が供給され、その結果、被加工材料９はイオン
ビームによって所望のパターンが加工される。
【００１６】さて、上記した加工動作に先立って、十分
な電流のイオンビームが得られるように、イオン源の調
整が行われる。この調整の間は、加速電源５からの加速
電圧は一定値とされている。また、イオンビームの光軸
上には、ＭＣＰ１１とミラー１４とが図に示されている
ように配置される。次に引出電圧電源３からの引出電圧
を徐々に上昇させると、ガス原子のイオン化が始まる。
このとき、引出電圧と集束レンズ７のレンズ電圧とを連
動して引き上げると、エミッタ１の電界イオン像（ＦＩ
Ｍ像）を観察することができる。例えば、引出電圧を７
ｋＶ程度まで上昇させると、ＭＣＰ１１の裏面の螢光面
にＦＩＭ像が写し出される。このＭＣＰ１１の裏面の螢
光面の像は、ミラー１４によってＣＣＤカメラ１５に導
かれ、更に、ＣＣＤカメラ１５によって得られた像信号
は、陰極線管１６に供給されるため、オペレータはＦＩ
Ｍ像を陰極線管１６によって観察することができる。
な電流のイオンビームが得られるように、イオン源の調
整が行われる。この調整の間は、加速電源５からの加速
電圧は一定値とされている。また、イオンビームの光軸
上には、ＭＣＰ１１とミラー１４とが図に示されている
ように配置される。次に引出電圧電源３からの引出電圧
を徐々に上昇させると、ガス原子のイオン化が始まる。
このとき、引出電圧と集束レンズ７のレンズ電圧とを連
動して引き上げると、エミッタ１の電界イオン像（ＦＩ
Ｍ像）を観察することができる。例えば、引出電圧を７
ｋＶ程度まで上昇させると、ＭＣＰ１１の裏面の螢光面
にＦＩＭ像が写し出される。このＭＣＰ１１の裏面の螢
光面の像は、ミラー１４によってＣＣＤカメラ１５に導
かれ、更に、ＣＣＤカメラ１５によって得られた像信号
は、陰極線管１６に供給されるため、オペレータはＦＩ
Ｍ像を陰極線管１６によって観察することができる。
【００１７】次に、エミッタ１の先端を電界蒸発させる
ため、引出電圧を例えば、１１ｋＶ程度に引き上げる。
エミッタ先端の電界蒸発をこの電圧によって行った後、
引出電圧を下げ、エミッタ先端の（１１１）面にイオン
化を集中させる。そうすると、例えば、６ｋＶ程度の引
出電圧で（１１１）面にイオン化が集中して起こる状態
が観察される。ここで、引出電圧を連続して変化させな
がらＭＣＰ１１で得られた電流を電流計１２で検出す
る。電流計１２の検出信号はコンピュータ１３に送られ
て記憶される。この記憶された引出電圧に応じた検出信
号は図４のＩ１となる。図４のグラフの横軸は引出電圧
であり、縦軸はＭＣＰ１１によって検出されたイオンビ
ームの角電流密度である。この図４の角電流密度の変化
曲線Ｉ１から、コンピュータ１３は角電流密度の最大値
Ｂ１とその時の引出電圧Ｖ１とを記憶する。
ため、引出電圧を例えば、１１ｋＶ程度に引き上げる。
エミッタ先端の電界蒸発をこの電圧によって行った後、
引出電圧を下げ、エミッタ先端の（１１１）面にイオン
化を集中させる。そうすると、例えば、６ｋＶ程度の引
出電圧で（１１１）面にイオン化が集中して起こる状態
が観察される。ここで、引出電圧を連続して変化させな
がらＭＣＰ１１で得られた電流を電流計１２で検出す
る。電流計１２の検出信号はコンピュータ１３に送られ
て記憶される。この記憶された引出電圧に応じた検出信
号は図４のＩ１となる。図４のグラフの横軸は引出電圧
であり、縦軸はＭＣＰ１１によって検出されたイオンビ
ームの角電流密度である。この図４の角電流密度の変化
曲線Ｉ１から、コンピュータ１３は角電流密度の最大値
Ｂ１とその時の引出電圧Ｖ１とを記憶する。
【００１８】次に引出電圧を例えば、１２ｋＶというよ
うに、１回目の電界蒸発時の値より大きくさせて電界蒸
発を行わせ、その後、再び引出電圧を下げ、（１１１）
面領域にイオン化を集中させて、そのときのＦＩＭ像を
モニターする。そうすると、特定範囲の引出電圧になる
とエミッタの（１１１）面にイオン化が集中して起こる
状態が観察される。この状態で、上記したように引出電
圧を連続して変化させながらＭＣＰ１１で得られた電流
を電流計１２で検出し、検出信号をコンピュータ１３に
送って記憶する。この記憶された引出電圧に応じた検出
信号は図４のＩ２となる。この図４の角電流密度の変化
曲線Ｉ２から、コンピュータ１３は角電流密度の最大値
Ｂ２とその時の引出電圧Ｖ２とを記憶する。この２回目
の電界蒸発動作とそれに引き続く角電流密度の検出、更
には最大角電流密度と引出電圧の記憶が終了すると、３
回目の電界蒸発動作が行われ、図４のＩ３の曲線が得ら
れる。そして、コンピュータ１３には３回目の動作にお
ける最大角電流密度Ｂ３とその時の引出電圧値Ｖ３とが
記憶される。
うに、１回目の電界蒸発時の値より大きくさせて電界蒸
発を行わせ、その後、再び引出電圧を下げ、（１１１）
面領域にイオン化を集中させて、そのときのＦＩＭ像を
モニターする。そうすると、特定範囲の引出電圧になる
とエミッタの（１１１）面にイオン化が集中して起こる
状態が観察される。この状態で、上記したように引出電
圧を連続して変化させながらＭＣＰ１１で得られた電流
を電流計１２で検出し、検出信号をコンピュータ１３に
送って記憶する。この記憶された引出電圧に応じた検出
信号は図４のＩ２となる。この図４の角電流密度の変化
曲線Ｉ２から、コンピュータ１３は角電流密度の最大値
Ｂ２とその時の引出電圧Ｖ２とを記憶する。この２回目
の電界蒸発動作とそれに引き続く角電流密度の検出、更
には最大角電流密度と引出電圧の記憶が終了すると、３
回目の電界蒸発動作が行われ、図４のＩ３の曲線が得ら
れる。そして、コンピュータ１３には３回目の動作にお
ける最大角電流密度Ｂ３とその時の引出電圧値Ｖ３とが
記憶される。
【００１９】上記した動作を多数回繰り返すと、最大角
電流密度は徐々に上昇し、飽和することになる。コンピ
ュータ１３は、各電界蒸発ごとの最大角電流密度を監視
しており、最大角電流密度が飽和したことを確認する
と、電界蒸発動作を停止する。その後、最大角電流密度
が得られた時の引出電圧Ｖｎに引出電圧を設定し、この
状態で加工動作を開始する。加工動作を開始するときに
は、当然のことながらＭＣＰ１１とミラー１２とはイオ
ンビームの光軸から取り除かれる。
電流密度は徐々に上昇し、飽和することになる。コンピ
ュータ１３は、各電界蒸発ごとの最大角電流密度を監視
しており、最大角電流密度が飽和したことを確認する
と、電界蒸発動作を停止する。その後、最大角電流密度
が得られた時の引出電圧Ｖｎに引出電圧を設定し、この
状態で加工動作を開始する。加工動作を開始するときに
は、当然のことながらＭＣＰ１１とミラー１２とはイオ
ンビームの光軸から取り除かれる。
【００２０】さて、上記したように、エミッタの電界蒸
発を繰り返すことによりエミッタからのイオンの角電流
密度は上昇する。この現象は、電界蒸発により、エミッ
タ全体と（１１１）面の曲率半径が両方共に大きくなる
が、エミッタ全体の曲率半径に対する（１１１）面の曲
率半径の比率が小さくなることに基因しているものと考
えられる。すなわち、図５のエミッタの断面図に示すよ
うに、第１回目の電界蒸発により、Ｗエミッタの先端部
はＳ１のような形状に成形される。このときのエミッタ
全体の曲率半径はＲ１、（１１１）面Ｃの曲率半径はｒ
１である。また、２回目、３回目の電界蒸発により、エ
ミッタはそれぞれ図５のＳ２、Ｓ３のように成形され、
それぞれのエミッタ全体の曲率半径はＲ２，Ｒ３、（１
１１）面の曲率半径はｒ２，ｒ３となる。各電界蒸発後
の２種の曲率半径の比率Ｒは次のようになる。
発を繰り返すことによりエミッタからのイオンの角電流
密度は上昇する。この現象は、電界蒸発により、エミッ
タ全体と（１１１）面の曲率半径が両方共に大きくなる
が、エミッタ全体の曲率半径に対する（１１１）面の曲
率半径の比率が小さくなることに基因しているものと考
えられる。すなわち、図５のエミッタの断面図に示すよ
うに、第１回目の電界蒸発により、Ｗエミッタの先端部
はＳ１のような形状に成形される。このときのエミッタ
全体の曲率半径はＲ１、（１１１）面Ｃの曲率半径はｒ
１である。また、２回目、３回目の電界蒸発により、エ
ミッタはそれぞれ図５のＳ２、Ｓ３のように成形され、
それぞれのエミッタ全体の曲率半径はＲ２，Ｒ３、（１
１１）面の曲率半径はｒ２，ｒ３となる。各電界蒸発後
の２種の曲率半径の比率Ｒは次のようになる。
【００２１】ｒ１／Ｒ１＞ｒ２／Ｒ２＞ｒ３／Ｒ３ この比率Ｒは、電界蒸発を繰り返すに従って大きくな
り、上記したように、エミッタ全体の曲率半径に対する
（１１１）面の曲率半径の比率が小さくなる。従って、
（１１１）面領域にイオン化が集中して起こる電圧は上
がるが、（１１１）面領域以外ではイオン化は起こりに
くくなり、その結果、より多くの結像ガス原子が（１１
１）面領域に補給され、（１１１）面の角電流密度は増
大することになる。前記曲率半径の比率Ｒは電界蒸発を
繰り返すにしたがって大きくなるが、やがて飽和し、そ
れに伴ってイオンビームの角電流密度も飽和する。この
飽和した時点でのイオンビームの角電流密度は、１回の
電界蒸発後の角電流密度に比べて４〜５倍となることが
確認された。
り、上記したように、エミッタ全体の曲率半径に対する
（１１１）面の曲率半径の比率が小さくなる。従って、
（１１１）面領域にイオン化が集中して起こる電圧は上
がるが、（１１１）面領域以外ではイオン化は起こりに
くくなり、その結果、より多くの結像ガス原子が（１１
１）面領域に補給され、（１１１）面の角電流密度は増
大することになる。前記曲率半径の比率Ｒは電界蒸発を
繰り返すにしたがって大きくなるが、やがて飽和し、そ
れに伴ってイオンビームの角電流密度も飽和する。この
飽和した時点でのイオンビームの角電流密度は、１回の
電界蒸発後の角電流密度に比べて４〜５倍となることが
確認された。
【００２２】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、エミッタ先端部
の形状をモニターしながら電界蒸発を繰り返すようにし
たが、エミッタ先端部の形状のモニターは必ずしも必要
ではない。すなわち、自動的に電界蒸発電圧を設定する
と共にこの電圧を徐々に上昇させ、各電界蒸発後におい
て、イオン化が集中して起きる引出電圧の近傍で自動的
にこの引出電圧を変化させるように構成しても良い。ま
た、イオン化原子はヘリウム以外にもアルゴン，窒素，
酸素ガスなどを用いることができる。
はこの実施例に限定されない。例えば、エミッタ先端部
の形状をモニターしながら電界蒸発を繰り返すようにし
たが、エミッタ先端部の形状のモニターは必ずしも必要
ではない。すなわち、自動的に電界蒸発電圧を設定する
と共にこの電圧を徐々に上昇させ、各電界蒸発後におい
て、イオン化が集中して起きる引出電圧の近傍で自動的
にこの引出電圧を変化させるように構成しても良い。ま
た、イオン化原子はヘリウム以外にもアルゴン，窒素，
酸素ガスなどを用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく電
界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法は、エミッタ
と引出電極との間にエミツタ先端部を電界蒸発させる電
圧をその電圧値を高くしながら多数回繰り返し印加し、
その繰り返しの都度、引出電圧を下げてイオンビームの
電流を測定し、イオンビーム電流の最大値が得られたと
きの引出電圧を記憶し、記憶された多数回の電界蒸発後
の各引出電圧に基づいて最適引出電圧の設定を行うよう
にしたので、高い角電流密度のイオンビームを発生させ
ることができる。
界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法は、エミッタ
と引出電極との間にエミツタ先端部を電界蒸発させる電
圧をその電圧値を高くしながら多数回繰り返し印加し、
その繰り返しの都度、引出電圧を下げてイオンビームの
電流を測定し、イオンビーム電流の最大値が得られたと
きの引出電圧を記憶し、記憶された多数回の電界蒸発後
の各引出電圧に基づいて最適引出電圧の設定を行うよう
にしたので、高い角電流密度のイオンビームを発生させ
ることができる。
【図１】ガスフェーズイオン源におけるイオン化を説明
するための図である。
するための図である。
【図２】引出電圧と角電流密度との関係を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明を実施するためのイオンビーム加工装置
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図４】複数回の電界蒸発後の引出電圧と角電流密度と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図５】電界蒸発後のエミッタの形状を示す図である。
１ エミッタ ２ 引出電極 ３ 引出電圧電源 ４ 加速電極 ５ 加速電源 ６ ガス源 ７ 集束レンズ ８ 対物レンズ ９ 被加工材料 １０ 偏向器 １１ マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ） １２ 電流計 １３ コンピュータ １４ ミラー １５ ＣＣＤカメラ １６ 陰極線管
Claims (2)
- 【請求項１】 エミッタと、エミツタ部分にイオン化ガ
スを供給するための手段と、引出電極と、エミッタと引
出電極との間に引出電圧を印加するための引出電圧電源
と、エミッタの先端部分からイオン化されたガスを加速
するための加速電極とを備えた電界電離型ガスフェーズ
イオン源において、エミッタと引出電極との間にエミツ
タ先端部を電界蒸発させる電圧をその電圧値を高くしな
がら多数回繰り返し印加し、その繰り返しの都度、引出
電圧を下げてイオンビームの電流を測定し、イオンビー
ム電流の最大値が得られたときの引出電圧を記憶し、記
憶された多数回の電界蒸発後の各引出電圧に基づいて最
適引出電圧の設定を行うようにした電界電離型ガスフェ
ーズイオン源の調整方法。 - 【請求項２】 電界蒸発後のイオンビーム電流の測定時
にエミッタ先端部の観察を行うようにした請求項１記載
の電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33133093A JPH07192669A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33133093A JPH07192669A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192669A true JPH07192669A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18242482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33133093A Withdrawn JPH07192669A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07192669A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2020073512A1 (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种电子源工作方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33133093A patent/JPH07192669A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |