JPH10208652A - Ion current stabilizing method and ion beam device using the same - Google Patents

Ion current stabilizing method and ion beam device using the same

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JPH10208652A
JPH10208652A JP1222297A JP1222297A JPH10208652A JP H10208652 A JPH10208652 A JP H10208652A JP 1222297 A JP1222297 A JP 1222297A JP 1222297 A JP1222297 A JP 1222297A JP H10208652 A JPH10208652 A JP H10208652A
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JP
Japan
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liquid metal
ion
ion source
metal ion
current
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Application number
JP1222297A
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Japanese (ja)
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Kaoru Umemura
馨 梅村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize an ion current by introducing oxygen to the vicinity of a liquid metal ion source, guiding the secondary electrons from an optical part irradiated by discharged ions to the liquid metal ion source and removing impurities on the liquid metal surface. SOLUTION: When a discharged ion current becomes unstable, oxygen is introduced from a gas cylinder 10, by applying a potential negative to an extraction electrode 3 to a beam limiting aperture 4, most of the secondary electrons generated in the aperture 4 pass a hole 6 and rush in a emitter. The quantity of generated secondary electrons is approximately equal to that of the irradiation ion current. As a result of the interaction between the electrons generated by positive irradiation of the emitter and the introduced oxygen, an insoluble film including carbides as the main component formed on the liquid metal surface is decomposed and removed so that a clean liquid metal surface can be exposed. In this way, the tailor cone is stabilized both in position and time and a discharge ion current is stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はイオン電流安定化方
法およびそれを用いたイオンビーム装置に関する。
The present invention relates to an ion current stabilizing method and an ion beam apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体金属イオン源(Liquid Metal Ion S
ource:以下略してLMIS)を用いて、直径0.1μm 以下
の集束イオンビーム(Focused Ion Beam:以下略してF
IB)や、開口パターンを有するステンシルマスクと適
度なレンズ構成によってプロジェクションイオンビーム
(Projected Ion Beam:以下略してPJIB)を形成す
ることができる。FIBは局所断面形成や、半導体デバ
イスの配線修正などに用いられ、PJIBはイオン露光
やマスクレスイオン注入に適用しようとされている。
2. Description of the Related Art Liquid metal ion source (Liquid Metal Ion S)
Focused Ion Beam (Focused Ion Beam: Abbreviated below) using ource: LMIS (abbreviated below)
IB) or a stencil mask having an aperture pattern and an appropriate lens configuration can form a projection ion beam (PJIB). FIB is used for forming local cross sections and correcting wiring of semiconductor devices, and PJIB is being applied to ion exposure and maskless ion implantation.

【0003】図2は従来のFIB装置29の概略構成例
である。実質的に点状領域のイオン放出部となる針状の
エミッタを有するLMIS2,エミッタ先端に高電界を
形成するための引出し電極3,放出イオンのうち中心部
のみを選択するビーム制限アパチャ4,イオンビームの
拡がりを抑制したり集束させる集束レンズ(コンデンサ
レンズともいう)15,イオンビーム16の軌道を修正
する偏向器17a,17b,イオンビーム16の集束性
を高めるための絞りで、特に口径の異なる複数個の開口
18a,18b,18cを備えて選択できる選択絞り1
9,イオンビーム16を試料23上に集束させてFIB
16′にする対物レンズ21,FIB16′を試料23
上で走査掃引するスキャナ22,試料23を保持して微
動する試料ステージ24,FIB28の試料23への照
射によって放出する二次電子を検出する二次電子検出器
25などから構成され、これらのイオン光学部品は真空
容器28に保持される。
FIG. 2 is a schematic configuration example of a conventional FIB device 29. An LMIS having a needle-like emitter serving as an ion emitting portion of a substantially point-like region; an extraction electrode for forming a high electric field at the tip of the emitter; a beam limiting aperture for selecting only a central portion of the emitted ions; A focusing lens (also referred to as a condenser lens) 15 for suppressing or converging the beam, deflectors 17a and 17b for correcting the trajectory of the ion beam 16, and a stop for improving the convergence of the ion beam 16, particularly having different diameters Selectable aperture 1 having a plurality of openings 18a, 18b, 18c and selectable
9. FIB by focusing ion beam 16 on sample 23
16 ′, the objective lens 21 and the FIB 16 ′
The scanner 22 includes a scanner 22 that scans and sweeps the sample, a sample stage 24 that finely moves while holding the sample 23, and a secondary electron detector 25 that detects secondary electrons emitted by irradiating the sample 23 with the FIB 28. The optical components are held in a vacuum container 28.

【0004】ただし、これらイオン光学部品の配列,位
置関係はイオンビーム特性を高めるため種々の方式があ
り、本図は一例に過ぎない。また、LMIS2,集束レ
ンズ15,偏向器17a,17b,対物レンズ21,ス
キャナ22,試料ステージ24には、これらに電圧を供
給するための電源が設置されるが本図では省略した。
However, there are various types of arrangements and positional relationships of these ion optical components in order to enhance the ion beam characteristics, and this diagram is merely an example. A power supply for supplying a voltage to the LMIS 2, the focusing lens 15, the deflectors 17a and 17b, the objective lens 21, the scanner 22, and the sample stage 24 is provided, but is omitted in the drawing.

【0005】LMIS2は図3(a)のように、絶縁碍
子のベース30に固着した電流導入端子31を結びイオ
ン化すべきイオン材料を液体にするためのヒータ32
と、イオン材料33を貯溜するためのリザーバ34と、
実質的にイオン放出部となる針状のエミッタ35などか
ら構成される。エミッタ35に加速電圧、対向する引出
し電極3にエミッタ30に対して負電位(引出し電圧)
を印加することにより、図3(b)のように、エミッタ
35の先端にテーラーコーンと呼ばれる微小突起36を
形成し、その先端からイオン5が放出される。放出イオ
ン5の大半はビーム制限アパチャ4で遮断され、中心部
のみが下流のイオン光学系に導かれFIBに形成され
る。
As shown in FIG. 3A, a LMIS 2 connects a current introduction terminal 31 fixed to a base 30 of an insulator, and a heater 32 for converting an ionic material to be ionized into a liquid.
A reservoir 34 for storing the ionic material 33;
It is composed of a needle-like emitter 35 which substantially serves as an ion emitting portion. An acceleration voltage is applied to the emitter 35, and a negative potential (extraction voltage) is applied to the opposing extraction electrode 3 with respect to the emitter 30.
As shown in FIG. 3B, a small projection 36 called a Taylor cone is formed at the tip of the emitter 35, and the ions 5 are emitted from the tip. Most of the emitted ions 5 are blocked by the beam limiting aperture 4, and only the central portion is guided to the downstream ion optical system and formed in the FIB.

【0006】LMIS,FIB装置ならびにFIBを用
いた応用例に関しては、ジョン・メリンガイリス(John
Melngailis)が論文集『ジャーナル・オブ・ヴァキュー
ム・サイエンス・アンド・テクノロジ』(Journal of V
acuum Science and Technology)の第B5巻(1987
年)の第469頁から第495頁にかけて詳細に記載し
ている。
[0006] For an LMIS, FIB apparatus and an application using the FIB, see John Melingairis.
Melngailis) has published a book, Journal of V Science and Technology (Journal of V)
acuum Science and Technology), Volume B5 (1987)
) From page 469 to page 495.

【0007】また、PJIBについては、エイ・チャル
プカ(A. Chalupka )らが、論文集『マイクロエレクト
ロニク・エンジニアリング』(Microelectronic Engine
ering)の第17巻(1992年)の第229頁から第2
40頁にかけて、イオン源にプラズマイオン源を用いた
縮小イオン露光装置を例に詳述している。
Regarding PJIB, A. Chalupka et al. Published a paper collection “Microelectronic Engine”.
ering) Vol. 17 (1992), pp. 229 to 2
On page 40, a reduced ion exposure apparatus using a plasma ion source as an ion source is described in detail as an example.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】LMISを搭載したイ
オンビーム装置がいかなる用途に用いられようと、イオ
ンビーム電流の長時間安定が要求される。イオン電流が
安定であるためには、LMISにおける液体金属がリザ
ーバからエミッタ先端までよどみなく円滑に供給され、
エミッタ先端のテーラーコーンが位置的に、時間的に安
定でなければならない。しかし、現状のイオンビーム装
置で用いられるLMISは、その動作環境や動作条件な
どによって必ずしも常に高安定ではない。
Whatever the application of an ion beam apparatus equipped with an LMIS, the ion beam current must be stable for a long time. In order for the ion current to be stable, the liquid metal in the LMIS is smoothly supplied from the reservoir to the tip of the emitter without stagnation,
The tailor cone at the tip of the emitter must be positionally and temporally stable. However, the LMIS used in the current ion beam apparatus is not always highly stable depending on its operating environment and operating conditions.

【0009】イオン電流の不安定性は、真空容器内の残
留ガス粒子の酸素や炭素によって液体金属表面に酸化膜
や炭素膜が生成し、液体金属表面に浮遊する酸化膜や炭
素膜がエミッタ先端に達すると、テーラーコーンの安定
形成を阻害し、イオン電流を不安定にするものと解釈さ
れている。一方、イオンビーム装置の動作中にイオン電
流が不安定に陥った場合、装置のオペレータは習慣的に
LMISを通常動作状態よりも高温にしたり、大電流放
出させたり、もしくはその両方を同時に行って安定性を
回復させようとしている。また、イオン電流安定化の他
の方法として、特公平6−18109号公報『液体金属イオン
源の清浄化方法』(公知例1)に開示されているもの
は、LMIS周辺に水素またはアルゴンを導入し、LM
ISに高電圧を印加してLMISを放電させ、液体金属
に付着した炭素を炭化水素ガスにして除去するか、物理
的に除去する方法である。また別の例として、特開平7
−153403号公報『液体金属イオン源およびイオン電流の
安定化方法』(公知例2)では、水素イオン、または水
素ラジカルを照射する方法も開示されている。
[0009] The instability of the ion current is caused by the formation of an oxide film or a carbon film on the surface of the liquid metal due to the oxygen or carbon of the residual gas particles in the vacuum vessel. When reached, it is interpreted as inhibiting the stable formation of the Taylor cone and destabilizing the ionic current. On the other hand, if the ion current becomes unstable during the operation of the ion beam apparatus, the apparatus operator customarily raises the LMIS to a higher temperature than the normal operation state, discharges a large current, or performs both at the same time. We are trying to restore stability. As another method of stabilizing the ion current, the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-18109, "Method for Cleaning Liquid Metal Ion Source" (known example 1) introduces hydrogen or argon around the LMIS. LM
This is a method in which a high voltage is applied to the IS to discharge the LMIS, and carbon attached to the liquid metal is removed as a hydrocarbon gas or removed physically. As another example, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-153403A, "Liquid metal ion source and method for stabilizing ion current" (known example 2), also discloses a method of irradiating hydrogen ions or hydrogen radicals.

【0010】液体金属表面に形成された酸化膜の多く
は、液体金属の加熱により比較的容易に除去できる。例
えば、液体金属として最も広く使われているガリウム
(Ga)の場合、Ga酸化物は600℃程度で揮散し、
清浄なGa表面が露出し、イオン電流は安定化する。し
かし、炭素膜や有機化合物膜は加熱では除去しにくく、
Ga−LMISの場合、600℃に加熱しても除去でき
ない。それ以上の加熱ではGa自体が蒸発し、Gaの無
用の蒸発を促進してLMIS寿命を短命化したり、蒸発
したGaの絶縁物への蒸着による絶縁破壊など二次的な
問題を引き起こす。また、LMISを通常動作状態より
も大電流放出させる方法では、エミッタ先端のわずかな
不純物は一時的に除去できるが、液体金属表面に付着し
た不純物すべてを除去できないため、イオン電流は短時
間後に再び不安定になり、その都度、大電流放出しなけ
ればならず抜本的な安定化方法ではない。
Many oxide films formed on the surface of the liquid metal can be removed relatively easily by heating the liquid metal. For example, in the case of gallium (Ga), which is most widely used as a liquid metal, Ga oxide volatilizes at about 600 ° C.
The clean Ga surface is exposed, and the ionic current is stabilized. However, carbon films and organic compound films are difficult to remove by heating,
In the case of Ga-LMIS, it cannot be removed even by heating to 600 ° C. If the temperature is further increased, Ga itself evaporates, which promotes unnecessary evaporation of Ga to shorten the life of the LMIS, and causes secondary problems such as dielectric breakdown due to evaporation of the evaporated Ga on an insulator. Further, in the method in which the LMIS emits a larger current than in the normal operation state, a slight impurity at the tip of the emitter can be temporarily removed, but not all the impurities attached to the surface of the liquid metal can be removed. It becomes unstable, and a large current must be emitted each time, which is not a drastic stabilization method.

【0011】さらに、公知例1の方法では、液体金属表
面の炭素膜は除去できるものの、LMISのヒータ部や
電流導入端子部等、液体金属の付着していない高電位金
属部でも放電を生じるため、液体金属以外の金属粒子を
真空容器中に飛散させることになり、液体金属や試料へ
の汚染源となる。また、特に、アルゴン導入による物理
スパッタでも液体金属表面の炭素膜は除去できるもの
の、ヒータや電流導入端子,液体金属までスパッタする
ため、液体金属の付着していない高電位金属部からのス
パッタ粒子の飛散や、液体金属の不必要な消耗をもたら
すという問題点を内包している。また、公知例2の方法
では、エミッタに向かって照射すべき水素イオン源やラ
ジカル発生源が必要で、それに伴う電源なども必要とな
る。これは、装置構成上煩雑になるとともに、使用頻度
の少ない水素イオン源やラジカル源のための電源を搭載
するなど装置効率が良くないという問題点を有してい
る。
Further, in the method of the prior art 1, although the carbon film on the surface of the liquid metal can be removed, a discharge occurs even in a high-potential metal portion to which the liquid metal does not adhere, such as a heater portion and a current introduction terminal portion of the LMIS. In addition, metal particles other than the liquid metal are scattered in the vacuum vessel, which becomes a source of contamination to the liquid metal and the sample. In particular, although the carbon film on the surface of the liquid metal can be removed even by physical sputtering by introducing argon, since the heater, the current introduction terminal, and the liquid metal are sputtered, the sputtered particles from the high-potential metal portion to which the liquid metal is not adhered. It involves the problem of scattering and unnecessary consumption of liquid metal. Further, the method of the known example 2 requires a hydrogen ion source and a radical generation source to be irradiated toward the emitter, and also requires a power supply and the like. This has a problem that the device configuration is complicated and the efficiency of the device is not good, such as mounting a power source for a hydrogen ion source or a radical source that is used less frequently.

【0012】このような状況から、FIB装置やPJI
B装置のようにLMISを搭載するイオンビーム装置で
は、イオン電流が不安定に陥った場合、簡単な装置構成
で、二次的な問題を引き起こすことなく、イオン電流を
回復させる何らかの方法が望まれていた。
Under such circumstances, the FIB device and the PJI
In an ion beam apparatus equipped with an LMIS such as an apparatus B, if the ion current becomes unstable, some method of recovering the ion current without causing a secondary problem with a simple apparatus configuration is desired. I was

【0013】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の第1の目的はイオンビーム装置における
イオン電流安定化方法を提供することにある。また、第
2の目的は、イオン電流安定化方法が実現できるイオン
ビーム装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a method for stabilizing an ion current in an ion beam apparatus. A second object is to provide an ion beam apparatus that can realize an ion current stabilizing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】イオン電流を不安定にす
る原因は、上述のような真空容器内の残留酸素や炭素が
液体金属表面に吸着して形成する酸化膜や炭素膜の他に
あることがわかった。図4(a)はLMISのエミッタ
先端付近の断面図であり、エミッタ35上にイオン化す
べき液体金属33が付着しており、引出し電極3への引
出し電圧の印加によりイオンが放出されている(図中4
1は放出イオンの軌道を示す)。
The cause of destabilizing the ion current is other than the oxide film and carbon film formed by adsorbing the residual oxygen and carbon in the vacuum vessel on the surface of the liquid metal as described above. I understand. FIG. 4A is a cross-sectional view of the vicinity of the tip of the LMIS emitter. A liquid metal 33 to be ionized is attached on the emitter 35, and ions are emitted by applying an extraction voltage to the extraction electrode 3 (FIG. 4A). 4 in the figure
1 indicates the trajectory of the emitted ions).

【0015】放出イオンは引出し電極3の孔6を通過し
てビーム制限アパチャ4に衝突する。イオン照射を受け
たビーム制限アパチャ4からは二次電子42が発生し、
ビーム制限アパチャ4や引出し電極3に対して正電位に
あるエミッタ35、特に先端の液体金属33に集中して
戻る(図中43は二次電子の軌道を示す)。例えば、放
出イオン電流が2μAとすると、放出二次電子は約1.
5μA で、その大半が孔6を通過してエミッタ35に
衝突する。
The emitted ions pass through the hole 6 of the extraction electrode 3 and collide with the beam limiting aperture 4. Secondary electrons 42 are generated from the beam limiting aperture 4 which has been subjected to ion irradiation,
The beam returns to the emitter 35 which is at a positive potential with respect to the beam limiting aperture 4 and the extraction electrode 3, particularly to the liquid metal 33 at the tip (43 in the figure indicates the trajectory of secondary electrons). For example, if the emitted ion current is 2 μA, the emitted secondary electrons are about 1.
At 5 μA, most of it passes through hole 6 and strikes emitter 35.

【0016】一方、エミッタ近傍に漂っている残留ガス
44(特に、炭素)の一部は液体金属33に吸着する。
この吸着した残留ガス44と二次電子42と液体金属3
3が相互に反応して液体金属の炭化物が形成される。例
えば、液体金属がGaの場合、Ga/C化合物を形成す
る。
On the other hand, a part of the residual gas 44 (in particular, carbon) floating near the emitter is adsorbed on the liquid metal 33.
The adsorbed residual gas 44, secondary electrons 42 and liquid metal 3
3 react with each other to form a liquid metal carbide. For example, when the liquid metal is Ga, a Ga / C compound is formed.

【0017】長時間のイオン源動作(FIB形成)によ
り炭化物は成長して図4(b)のように、液体金属33
表面で不溶性の炭化被膜45となる。この炭化被膜45
は単なる加熱や大電流イオン放出では除去することがで
きないため、これが液体金属33先端を覆うようになる
とテーラーコーンの安定維持が困難になりイオン電流は
不安定となり、ついには、イオン電流の停止にまで陥ら
せてしまう。
The carbide grows by the operation of the ion source (FIB formation) for a long time, and as shown in FIG.
An insoluble carbonized film 45 is formed on the surface. This carbonized film 45
Cannot be removed by simple heating or high-current ion emission, so if it covers the tip of the liquid metal 33, it becomes difficult to maintain a stable Taylor cone, the ion current becomes unstable, and finally the ion current stops. It will fall until.

【0018】本発明では、このようなイオン電流の不安
定さを解決するために以下の方法をとる。図5で説明す
る。LMIS近傍に酸素50を導入するとともに、通常
通りイオン放出させる。上述のように放出イオンはイオ
ン光学部品、例えばビーム制限アパチャ4を照射し、照
射部から二次電子42が発生し、エミッタ35に衝突す
る。この時、液体金属表面の不溶性の炭化被膜45は、
酸素50と突入する二次電子42との相互作用により炭
化水素ガスなどに変化し、気体となって液体金属33か
ら離脱する。
In the present invention, the following method is used to solve such instability of the ion current. This will be described with reference to FIG. Oxygen 50 is introduced near the LMIS, and ions are released as usual. As described above, the emitted ions irradiate the ion optical component, for example, the beam limiting aperture 4, and secondary electrons 42 are generated from the irradiated portion and collide with the emitter 35. At this time, the insoluble carbonized film 45 on the liquid metal surface is
Due to the interaction between the oxygen 50 and the rushing secondary electrons 42, the oxygen 50 changes into a hydrocarbon gas or the like, and becomes a gas and separates from the liquid metal 33.

【0019】本発明において、さらに具体的には、上記
第1の目的を達成するために次の構成をとる。
More specifically, in the present invention, the following configuration is employed to achieve the first object.

【0020】(1)液体金属イオン源を用いたイオンビ
ーム装置におけるイオン電流安定化方法であって、上記
液体金属イオン源近傍に酸素を導入し、放出イオンが照
射する光学部品からの二次電子を上記液体金属イオン源
に導いて、液体金属表面の不純物を除去する。
(1) A method of stabilizing an ion current in an ion beam apparatus using a liquid metal ion source, wherein oxygen is introduced into the vicinity of the liquid metal ion source, and secondary electrons from an optical component irradiated with emitted ions are irradiated. To the liquid metal ion source to remove impurities on the surface of the liquid metal.

【0021】(2)上記(1)のイオン電流安定化方法
で、放出イオンが照射する光学部品を特に、ビーム制限
アパチャとする。
(2) In the ion current stabilizing method of the above (1), the optical component irradiated with the emitted ions is particularly a beam limiting aperture.

【0022】(3)上記(1)または(2)のイオン電
流安定化方法で、イオン電流を計測する工程と、予め定
めたイオン電流の変動幅と比較する工程と、上記イオン
電流の変動幅が上記予め定めた変動幅を超える場合に酸
素を上記液体金属イオン源近傍に導入する工程と、上記
液体金属イオン源からの放出イオンが照射するイオン光
学部品で発生する二次電子を上記液体金属イオン源に導
く工程とを含む方法を採用する。
(3) A step of measuring the ion current by the ion current stabilizing method of (1) or (2), a step of comparing the ion current with a predetermined fluctuation width of the ion current, and a fluctuation width of the ion current Introducing oxygen into the vicinity of the liquid metal ion source when the predetermined fluctuation range is exceeded, and discharging the secondary electrons generated in the ion optical component irradiated with ions emitted from the liquid metal ion source to the liquid metal ion source. And a step of leading to an ion source.

【0023】(4)液体金属イオン源と、上記液体金属
イオン源のイオン放出を制御する引出し電極と、上記液
体金属イオン源から放出したイオンビームの実質的な開
き角を制限するビーム制限アパチャとを少なくとも含む
イオンビーム装置におけるイオン電流安定化方法であっ
て、上記ビーム制限アパチャは上記引出し電極と電気絶
縁し、通常のイオン放出時には上記ビーム制限アパチャ
は上記引出し電極に対して同電位もしくは正電位とし、
イオン電流の安定性回復が必要な場合、上記液体金属イ
オン源近傍に酸素を導入すると共に、上記ビーム制限ア
パチャを上記引出し電極に対して負電位に設定して上記
ビーム制限アパチャで発生した二次電子を少なくとも上
記液体金属イオン源に導いて上記液体金属表面に浮遊す
る不純物を除去する工程を含む。
(4) A liquid metal ion source, an extraction electrode for controlling the ion emission of the liquid metal ion source, and a beam limiting aperture for limiting a substantial opening angle of the ion beam emitted from the liquid metal ion source. Wherein the beam limiting aperture is electrically insulated from the extraction electrode, and the beam limiting aperture is at the same potential or positive potential with respect to the extraction electrode during normal ion emission. age,
When it is necessary to recover the stability of the ion current, oxygen is introduced into the vicinity of the liquid metal ion source, and the beam limiting aperture is set to a negative potential with respect to the extraction electrode, and the secondary generated by the beam limiting aperture is set. A step of guiding electrons to at least the liquid metal ion source to remove impurities floating on the surface of the liquid metal.

【0024】(5)上記(1)から(4)のいずれかの
イオン電流安定化方法で、液体金属に特にガリウムを用
いる。
(5) In the ion current stabilizing method according to any one of the above (1) to (4), gallium is particularly used as the liquid metal.

【0025】(6)液体金属イオン源における液体金属
表面の不純物除去方法であって、上記液体金属イオン源
を設置した真空容器に酸素を導入するとともに、上記液
体金属に電子を照射することで液体金属表面の不純物を
除去する。
(6) A method for removing impurities on the surface of a liquid metal in a liquid metal ion source, wherein oxygen is introduced into a vacuum vessel in which the liquid metal ion source is installed, and the liquid metal is irradiated with electrons. Remove impurities on the metal surface.

【0026】(7)上記(6)の不純物除去方法で、上
記液体金属が特にガリウムである。
(7) In the impurity removing method of (6), the liquid metal is gallium.

【0027】また、本発明の第2の目的は、以下の構成
によって達成される。
The second object of the present invention is achieved by the following constitution.

【0028】(8)液体金属イオン源を搭載するイオン
源室と、上記液体金属イオン源からイオンを放出させる
引出し電極と、上記液体金属イオン源から放出したイオ
ンビームの実質的な開き角を制限するビーム制限アパチ
ャとを少なくとも備えたイオンビーム装置において、少
なくとも上記液体金属イオン源近傍に酸素を導入するガ
ス導入手段と、上記ビーム制限アパチャに電位を与える
電源とを有するイオンビーム装置。
(8) An ion source chamber in which a liquid metal ion source is mounted, an extraction electrode for emitting ions from the liquid metal ion source, and a substantial opening angle of an ion beam emitted from the liquid metal ion source is limited. 1. An ion beam apparatus comprising at least a beam limiting aperture for introducing a gas, comprising: gas introducing means for introducing oxygen at least near the liquid metal ion source; and a power supply for applying a potential to the beam limiting aperture.

【0029】(9)上記(8)で、さらに、上記液体金
属イオン源から放出されるイオン電流を計測する電流
計,上記イオン源室の真空度を計測する真空計、少なく
とも上記電流計の出力を処理すると共に上記ガス導入手
段を制御する信号処理手段を含む。
(9) In the above (8), further, an ammeter for measuring an ion current emitted from the liquid metal ion source, a vacuum gauge for measuring a degree of vacuum in the ion source chamber, and at least an output of the ammeter. And a signal processing means for controlling the gas introduction means.

【0030】(10)上記(8)から(9)で、特に、
上記イオンビーム装置が集束イオンビーム装置もしくは
プロジェクションイオンビーム装置である。
(10) In the above (8) to (9),
The ion beam device is a focused ion beam device or a projection ion beam device.

【0031】(11)上記(10)で、上記液体金属イ
オン源が特にガリウム液体金属イオン源であるイオンビ
ーム装置。
(11) The ion beam apparatus according to (10), wherein the liquid metal ion source is a gallium liquid metal ion source.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明によるイオンビーム装置
は、液体金属イオン源と、この液体金属イオン源から放
出したイオンビームの実質的開き角を制限するビーム制
限アパチャとを含むイオンビーム装置において、液体金
属イオン源周辺に反応性ガスを導入するガス導入手段
と、ビーム制限アパチャに電位を与える電源とを少なく
とも有するような構成にする。本イオンビーム装置を用
いて、放出イオン電流が不安定になってきた時、LMI
S近傍に酸素を導入し、通常通りイオン放出させる。ビ
ーム制限アパチャを引出し電圧に対して数十V正電位に
設定しておくことで、放出イオンがビーム制限アパチャ
を照射して発生した二次電子の大半は液体金属イオン源
のエミッタを照射し、導入された酸素と二次電子照射の
相互作用により液体金属表面に浮遊する不溶性の炭化被
膜は分解され清浄な液体金属表面が形成される。このよ
うな装置構成および方法によって放出イオン電流は安定
化する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An ion beam apparatus according to the present invention is an ion beam apparatus including a liquid metal ion source and a beam limiting aperture for limiting a substantial opening angle of an ion beam emitted from the liquid metal ion source. The configuration is such that at least gas introducing means for introducing a reactive gas around the liquid metal ion source and a power supply for applying a potential to the beam limiting aperture are provided. When the emission ion current becomes unstable using this ion beam device, the LMI
Oxygen is introduced near S, and ions are released as usual. By setting the beam limiting aperture to several tens of volts positive potential with respect to the extraction voltage, most of the secondary electrons generated by the emitted ions irradiating the beam limiting aperture irradiate the emitter of the liquid metal ion source, The insoluble carbon film floating on the surface of the liquid metal is decomposed by the interaction between the introduced oxygen and the irradiation of the secondary electrons to form a clean liquid metal surface. The emitted ion current is stabilized by such a device configuration and method.

【0033】(実施例1)本発明によるイオンビーム装
置の具体的一実施例を図1を用いて説明する。図1はイ
オンビーム装置1の概略構成を示し、LMIS2,引出
し電極3,ビーム制限アパチャ4,ビーム制限アパチャ
4に電圧を与えるための電源4′,ガスボンベ10,調
整弁12などを含んでいる(図2と共通する部分の説明
は省略する)。
(Embodiment 1) A specific embodiment of an ion beam apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic configuration of the ion beam apparatus 1, and includes an LMIS 2, an extraction electrode 3, a beam limiting aperture 4, a power supply 4 'for applying a voltage to the beam limiting aperture 4, a gas cylinder 10, an adjusting valve 12, and the like ( The description of the parts common to FIG. 2 is omitted).

【0034】酸素はガスボンベ10からバルブ11,調
整弁12を介して徐々にLMIS2近傍に導入できる。
ガスの導入量の調整は真空計14をモニタしながら調整
弁12で行うが、これら真空計14のモニタや調整弁1
2の制御は信号処理装置26によって行う。なお、電源
2′,3′,4′,15′,17′,21′の出力、選
択絞り19や試料ステージ24のコントローラ20′,
24′の制御、および、二次電子検出器25や試料23
からの信号のモニタは信号処理装置26が行い、必要に
応じてモニタ27に表示できる。
Oxygen can be gradually introduced from the gas cylinder 10 to the vicinity of the LMIS 2 via the valve 11 and the regulating valve 12.
The adjustment of the gas introduction amount is performed by the adjustment valve 12 while monitoring the vacuum gauge 14.
2 is performed by the signal processing device 26. The outputs of the power supplies 2 ', 3', 4 ', 15', 17 ', and 21', the selection aperture 19 and the controller 20 'of the sample stage 24,
Control of 24 ', secondary electron detector 25 and sample 23
Is monitored by the signal processing device 26 and can be displayed on the monitor 27 as needed.

【0035】このような装置構成により、試料23に流
入するビーム電流、もしくは、LMIS2が放出するイ
オン電流を逐一モニタし、その変動幅が所定の変動幅よ
り大きくなれば、調整弁12を所定の真空度になるまで
徐々に解放し、液体金属の洗浄を行う。実施した具体的
数値を示すと、全放出イオン電流を3μAで、電流変動
幅を1時間あたり3%以内と設定する。通常のイオン電
流放出時の真空度を3×10~5Pa,酸素導入時の真空
度を3×10~2Pa,ビーム制限アパチャへの印加電圧
−40Vとした。特に、設定導入量は1×10~2から1
×10~4Pa程度であり、多量に導入するとイオン放出時
に放電の原因となり、逆に少なすぎると本来の効果は望
めない。
With such an apparatus configuration, the beam current flowing into the sample 23 or the ion current emitted by the LMIS 2 is monitored one by one, and if the fluctuation width is larger than a predetermined fluctuation width, the adjusting valve 12 is set to a predetermined value. Release gradually until the degree of vacuum is reached, and clean the liquid metal. To show specific numerical values, the total emission ion current is set to 3 μA and the current fluctuation width is set to within 3% per hour. The degree of vacuum during normal ion current emission was 3 × 10 to 5 Pa, the degree of vacuum during oxygen introduction was 3 × 10 to 2 Pa, and the applied voltage to the beam limiting aperture was −40 V. In particular, setting the introduction amount of from 1 × 10 ~ 2 1
× a 10 ~ 4 Pa approximately, cause discharge when a large amount introduced to the ion emission can not be expected inherent effect is too small to reverse.

【0036】LMIS2およびビーム制限アパチャ4周
辺の詳細を図6を用いて説明する。図6(a)はビーム
制限アパチャ4が絶縁層60を介して引出し電極3との
電気的接触を絶っている構造例を示している。ビーム制
限アパチャ4は電源4′によって引出し電極3と異電位
に設定でき、エミッタ35に二次電子を積極的に衝突さ
せるためには引出し電極3に対して数十V正電位に設定
する。通常のイオン放出時には電源4′の出力はゼロと
し、引出し電圧3と同電位に設定しておく。
Details around the LMIS 2 and the beam limiting aperture 4 will be described with reference to FIG. FIG. 6A shows an example of a structure in which the beam limiting aperture 4 disconnects the electrical contact with the extraction electrode 3 via the insulating layer 60. The beam limiting aperture 4 can be set at a potential different from that of the extraction electrode 3 by the power supply 4 ′. To positively collide secondary electrons with the emitter 35, the extraction electrode 3 is set at a positive potential of several tens of volts. During normal ion emission, the output of the power supply 4 'is set to zero and set to the same potential as the extraction voltage 3.

【0037】放出イオン電流が不安定に陥った時、ガス
ボンベから酸素を導入するとともに、ビーム制限アパチ
ャ4に引出し電極3に対して負電位を与えると、ビーム
制限アパチャ4で発生した二次電子の一部は引出し電極
に向かうが、大半は孔6を通過してエミッタ35に突入
する。引出し電極3とエミッタ35間の電位差は5〜1
0kVであるので、5〜10keVのエネルギの電子を
エミッタに衝突している。発生する二次電子量はおおよ
そ照射イオン電流と同程度である。導入した酸素とエミ
ッタに積極的に照射させた電子の相互作用により、液体
金属表面に形成されていた炭化物を主成分とする不溶性
被膜は分解除去され、清浄な液体金属表面が露出するよ
うになる。これによりテーラーコーンは位置的に時間的
に安定し、放出イオン電流は安定して結果的に形成され
るFIBも安定化する。
When the emission ion current becomes unstable, oxygen is introduced from the gas cylinder and a negative potential is applied to the extraction electrode 3 to the beam limiting aperture 4. A part goes to the extraction electrode, but most passes through the hole 6 and enters the emitter 35. The potential difference between the extraction electrode 3 and the emitter 35 is 5 to 1
Since it is 0 kV, electrons having energy of 5 to 10 keV are colliding with the emitter. The amount of secondary electrons generated is approximately the same as the irradiation ion current. Due to the interaction between the introduced oxygen and the electrons actively irradiated to the emitter, the insoluble coating mainly composed of carbide formed on the surface of the liquid metal is decomposed and removed, and the clean liquid metal surface is exposed. . As a result, the tailor cone is temporally stabilized in position, the emission ion current is stabilized, and the resulting FIB is also stabilized.

【0038】また、図6(b)は、ビーム制限アパチャ
4と引出し電極3との間に空間を設けて電気絶縁を保っ
ている例である。ビーム制限アパチャ4は導電性の支持
部材61に取り付けられており、電源(図示せず)から
の電圧は支持部材61に印加される。
FIG. 6B shows an example in which a space is provided between the beam limiting aperture 4 and the extraction electrode 3 to maintain electrical insulation. The beam limiting aperture 4 is attached to a conductive support member 61, and a voltage from a power supply (not shown) is applied to the support member 61.

【0039】このようなイオンビーム装置1を用いるこ
とで、LMISの放電によって余分な金属粒子を飛散さ
せることなく、また、液体金属表面の不純物除去用に他
の高価なイオン源やラジカル源を設置することなくイオ
ン電流を安定化でき、さらに、液体金属の洗浄の間もイ
オン放出しているため、イオン電流をモニタしておくこ
とで、イオン電流の安定性回復状態を知ることができ、
必要に応じて洗浄時間を増減させることが可能で、洗浄
を効果的に終了させることができる。さらには、一連の
作業を信号処理装置によって制御することができるの
で、人手を経ることなくイオン電流安定性を自動的に回
復させることができる。
By using such an ion beam apparatus 1, unnecessary metal particles are not scattered by the discharge of the LMIS, and another expensive ion source or radical source for removing impurities on the surface of the liquid metal is installed. Since the ion current can be stabilized without performing, and the ions are released even during the cleaning of the liquid metal, monitoring the ion current allows the user to know the stability recovery state of the ion current,
The cleaning time can be increased or decreased as necessary, and the cleaning can be effectively terminated. Further, since a series of operations can be controlled by the signal processing device, the stability of the ionic current can be automatically restored without human intervention.

【0040】(実施例2)本実施例は、安定動作が望め
なくなったLMISをクリーニングし、安定動作を回復
させるための装置である。図7を用いて説明する。真空
容器70には少なくともLMIS71a,71bおよび
引出し電極72a,72bの組を1組以上設置でき(図
7では2組の例)、電子発生手段を有している。電子発
生手段はフィラメント73であり、フィラメント73を
加熱して、LMIS71a,71bとの間に電位差を設
けることにより、フィラメント73で発生した電子をL
MIS71a,71bに照射できる。また、本装置は真
空容器70内に酸素を供給するためのガスボンベ,バル
ブ,調整弁などからなるガス導入手段74を有してい
る。
(Embodiment 2) This embodiment is an apparatus for cleaning an LMIS in which stable operation cannot be expected and restoring stable operation. This will be described with reference to FIG. At least one set of LMISs 71a, 71b and extraction electrodes 72a, 72b can be installed in the vacuum vessel 70 (two sets in FIG. 7), and has an electron generating means. The electron generating means is a filament 73. By heating the filament 73 and providing a potential difference between the LMISs 71a and 71b, the electrons generated by the filament 73 are reduced to L.
The MISs 71a and 71b can be irradiated. Further, the present apparatus has gas introducing means 74 including a gas cylinder, a valve, a regulating valve, and the like for supplying oxygen into the vacuum vessel 70.

【0041】電子発生とともにガス導入手段74から微
量の酸素を導入することで、エミッタ先端で炭化被膜と
酸素と電子の相互作用により、炭化被膜は分解され除去
できる。本真空容器内にはLMISと電子発生手段とガ
ス導入手段のみを配した簡単な構成であるため、イオン
ビーム装置に敢えてガスボンベなど付帯手段を設置する
ことなく、専ら定期的なLMISの安定電流回復装置と
して使用することができる。
By introducing a small amount of oxygen from the gas introducing means 74 along with the generation of electrons, the carbonized film can be decomposed and removed by the interaction between the carbonized film and oxygen and electrons at the tip of the emitter. Since this vacuum vessel has a simple configuration in which only the LMIS, the electron generating means, and the gas introducing means are arranged, it is possible to recover the stable current of the LMIS exclusively on a regular basis without installing any additional means such as a gas cylinder in the ion beam apparatus. Can be used as a device.

【0042】本装置は、LMIS作成時、リザーバへの
イオン材料(液体金属)充填の際の液体金属の表面洗浄
にも使用でき、充填前に液体金属に浮遊する炭化物を除
去でき、クリーンな液体金属を充填できるという効果を
発揮する。
The present apparatus can be used for cleaning the surface of a liquid metal at the time of filling an ionic material (liquid metal) into a reservoir at the time of preparing an LMIS, and can remove carbides floating in the liquid metal before filling, thereby providing a clean liquid. It has the effect of filling metal.

【0043】なお、図7におけるLMISの安定電流回
復装置にはイオン加速電源,イオン引出し電源,電子加
速電源,LMIS加熱電源などが必要であるが本図では
省略した。
The LMIS stable current recovery device shown in FIG. 7 requires an ion accelerating power source, an ion extracting power source, an electron accelerating power source, an LMIS heating power source, etc., but they are omitted in FIG.

【0044】(実施例3)図8はLMISを用いたPJ
IB装置80の実施例であり、LMIS2から引出した
イオンはビーム制限アパチャ4で開き角が制限され照射
レンズ81に向かい、照射レンズ81でイオンビーム8
2は投射レンズ83の中心に集束するように軌道を変え
つつ、開口パターン84を有するステンシルマスク85
を照射する。開口パターン84は試料85に投射すべき
ビーム形状の拡大した貫通孔であり、FIBが細いイオ
ンビームを走査して所望の照射領域を形成するのに対
し、PJIBはステンシルマスク85に設けた開口パタ
ーン84形状で決まる。本実施例では、矩型開口を示し
たが開口パターン84はこれに限ることはない。
(Embodiment 3) FIG. 8 shows a PJ using an LMIS.
This is an embodiment of the IB device 80, in which the ions extracted from the LMIS 2 are directed to the irradiation lens 81 with the opening angle limited by the beam limiting aperture 4, and the ion beam 8
Reference numeral 2 denotes a stencil mask 85 having an opening pattern 84 while changing the trajectory so as to focus on the center of the projection lens 83.
Is irradiated. The opening pattern 84 is a through hole having an enlarged beam shape to be projected onto the sample 85. The FIB scans a thin ion beam to form a desired irradiation area, whereas the PJIB is an opening pattern provided on the stencil mask 85. It is determined by 84 shapes. In this embodiment, a rectangular opening is shown, but the opening pattern 84 is not limited to this.

【0045】このようなPJIB装置80においては、
イオンビームの不安定さが所望の形成すべき投射パター
ン86を損ねてしまうので、ビーム電流の安定性回復方
法が必須の技術となる。本実施例では、反応性ガス、特
に、酸素ガスが充填されたガスボンベを設置し、バル
ブ,調整弁,ノズルを介してイオン源室に導入する。真
空計でイオン源室の真空度をモニタしつつ、調整弁を開
閉し、導入すべきガス量を調整する。反応性ガスの導入
量は10の−1乗から−5乗パスカルに設定すればよ
い。
In such a PJIB device 80,
Since the instability of the ion beam impairs the desired projection pattern 86 to be formed, a method for restoring the stability of the beam current is an essential technique. In this embodiment, a gas cylinder filled with a reactive gas, particularly an oxygen gas, is installed and introduced into the ion source chamber via a valve, a regulating valve, and a nozzle. While monitoring the degree of vacuum in the ion source chamber with a vacuum gauge, the control valve is opened and closed to adjust the amount of gas to be introduced. The amount of reactive gas introduced may be set to 10 -1 to -5 Pascal.

【0046】本実施例でも、反応性ガスの導入時期,真
空度のモニタ,調整弁の制御,放出イオン電流の調整な
どは信号処理装置によってなされるが、図8での図示は
省略した。
Also in this embodiment, the timing of introducing the reactive gas, the monitoring of the degree of vacuum, the control of the regulating valve, the regulation of the released ion current, etc. are performed by the signal processing device, but are not shown in FIG.

【0047】[0047]

【発明の効果】FIB装置におけるLMISの放出イオ
ン電流が不安定に陥った場合に、簡単な装置構成でイオ
ン電流を安定化することができる。
According to the present invention, when the emission ion current of the LMIS in the FIB device becomes unstable, the ion current can be stabilized with a simple device configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるイオンビーム装置の縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an ion beam device according to the present invention.

【図2】従来のFIB装置の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional FIB device.

【図3】従来のFIB装置におけるLMISの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an LMIS in a conventional FIB device.

【図4】従来のLMISで生じる問題点の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a problem that occurs in a conventional LMIS.

【図5】本発明によるイオンビーム装置におけるLMI
Sの説明図。
FIG. 5 shows an LMI in the ion beam apparatus according to the present invention.
FIG.

【図6】本発明によるイオンビーム装置におけるビーム
制限アパチャの設置方法の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a setting method of a beam limiting aperture in the ion beam device according to the present invention.

【図7】本発明によるイオンビーム装置の別の実施例
で、不安定イオン放出をするLMISのイオン電流を安定化
する装置の説明図。
FIG. 7 is an explanatory view of another embodiment of an ion beam apparatus according to the present invention, which stabilizes an ion current of an LMIS that emits unstable ions.

【図8】本発明によるイオンビーム装置の別の実施例の
説明図。
FIG. 8 is an explanatory view of another embodiment of the ion beam device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオンビーム装置、2…LMIS、3…引出し電
極、4…ビーム制限アパチャ、5…イオン、33…液体
金属、35…エミッタ、42…二次電子、45…炭化被
膜、50…酸素。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion beam apparatus, 2 ... LMIS, 3 ... Extraction electrode, 4 ... Beam limiting aperture, 5 ... Ion, 33 ... Liquid metal, 35 ... Emitter, 42 ... Secondary electrons, 45 ... Carbonized film, 50 ... Oxygen.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液体金属イオン源を用いたイオンビーム装
置におけるイオン電流安定化方法において、上記液体金
属イオン源の近傍に酸素を導入し、放出イオンが照射す
る光学部品からの二次電子を上記液体金属イオン源に導
いて、上記液体金属表面の不純物を除去することを特徴
とするイオン電流安定化方法。
1. A method for stabilizing an ion current in an ion beam apparatus using a liquid metal ion source, wherein oxygen is introduced into the vicinity of the liquid metal ion source, and secondary electrons from an optical component irradiated with emitted ions are emitted from the optical element. An ion current stabilizing method, wherein the method is directed to a liquid metal ion source to remove impurities on the surface of the liquid metal.
【請求項2】請求項1において、上記放出イオンが照射
する光学部品がビーム制限アパチャであるイオン電流安
定化方法。
2. The ion current stabilizing method according to claim 1, wherein the optical component irradiated with the emitted ions is a beam limiting aperture.
【請求項3】請求項1または2において、イオン電流を
計測する工程と、予め定めたイオン電流の変動幅と比較
する工程と、上記イオン電流の変動幅が上記予め定めた
変動幅を超える場合に酸素を上記液体金属イオン源近傍
に導入する工程と、上記液体金属イオン源からの放出イ
オンが照射するイオン光学部品で発生する二次電子を上
記液体金属イオン源に導く工程とを含むイオン電流安定
化方法。
3. The method according to claim 1, wherein the step of measuring the ion current, the step of comparing the ion current with a predetermined fluctuation width of the ion current, and the case where the fluctuation width of the ion current exceeds the predetermined fluctuation width are performed. Introducing an oxygen into the vicinity of the liquid metal ion source, and a step of guiding secondary electrons generated in an ion optical component irradiated with ions emitted from the liquid metal ion source to the liquid metal ion source. Stabilization method.
【請求項4】液体金属イオン源と、上記液体金属イオン
源のイオン放出を制御する引出し電極と、上記液体金属
イオン源から放出したイオンビームの実質的な開き角を
制限するビーム制限アパチャとを少なくとも含むイオン
ビーム装置におけるイオン電流安定化方法において、 上記ビーム制限アパチャは上記引出し電極と電気絶縁
し、通常のイオン放出時には上記ビーム制限アパチャは
上記引出し電極に対して同電位もしくは正電位とし、イ
オン電流の安定性回復が必要な場合、上記液体金属イオ
ン源近傍に酸素を導入すると共に、上記ビーム制限アパ
チャを上記引出し電極に対して負電位に設定して上記ビ
ーム制限アパチャで発生した二次電子を少なくとも上記
液体金属イオン源に導いて上記液体金属表面に浮遊する
不純物を除去する工程を含むことを特徴とするイオン電
流安定化方法。
4. A liquid metal ion source, an extraction electrode for controlling ion emission of the liquid metal ion source, and a beam limiting aperture for limiting a substantial opening angle of an ion beam emitted from the liquid metal ion source. In an ion current stabilizing method for an ion beam device including at least, the beam limiting aperture is electrically insulated from the extraction electrode, and the beam limiting aperture is set to the same potential or a positive potential with respect to the extraction electrode during normal ion emission. When it is necessary to recover the stability of the current, oxygen is introduced into the vicinity of the liquid metal ion source, and the beam limiting aperture is set to a negative potential with respect to the extraction electrode, and the secondary electrons generated in the beam limiting aperture are set. At least to the liquid metal ion source to remove impurities floating on the liquid metal surface A method for stabilizing an ion current, comprising:
【請求項5】請求項1,2,3または4において、上記
液体金属が特にガリウムであるイオン電流安定化方法。
5. The method according to claim 1, wherein said liquid metal is gallium.
【請求項6】液体金属イオン源における液体金属表面の
不純物除去方法において、上記液体金属イオン源を設置
した真空容器に酸素を導入するとともに、上記液体金属
に電子を照射することで液体金属表面の不純物を除去す
ることを特徴とする不純物除去方法。
6. A method for removing impurities on a surface of a liquid metal in a liquid metal ion source, wherein oxygen is introduced into a vacuum vessel in which the liquid metal ion source is installed, and the liquid metal is irradiated with electrons to thereby remove the surface of the liquid metal. A method for removing impurities, comprising removing impurities.
【請求項7】請求項6において、上記液体金属が特にガ
リウムである不純物除去方法。
7. A method according to claim 6, wherein said liquid metal is gallium.
【請求項8】液体金属イオン源を搭載するイオン源室
と、上記液体金属イオン源からイオンを放出させる引出
し電極と、上記液体金属イオン源から放出したイオンビ
ームの実質的な開き角を制限するビーム制限アパチャと
を含むイオンビーム装置において、上記液体金属イオン
源の近くに酸素を導入するガス導入手段と、上記ビーム
制限アパチャに電位を与える電源とを含むことを特徴と
するイオンビーム装置。
8. An ion source chamber for mounting a liquid metal ion source, an extraction electrode for emitting ions from the liquid metal ion source, and limiting a substantial opening angle of an ion beam emitted from the liquid metal ion source. An ion beam apparatus including a beam limiting aperture, comprising: gas introducing means for introducing oxygen near the liquid metal ion source; and a power supply for applying a potential to the beam limiting aperture.
【請求項9】請求項8において、上記液体金属イオン源
から放出されるイオン電流を計測する電流計、上記イオ
ン源室の真空度を計測する真空計,上記電流計の出力を
処理し上記ガス導入手段を制御する信号処理手段を含む
イオンビーム装置。
9. An ammeter for measuring an ion current emitted from the liquid metal ion source, a vacuum gauge for measuring a degree of vacuum in the ion source chamber, and processing the output of the ammeter to produce the gas by processing the output of the ammeter. An ion beam device including signal processing means for controlling the introduction means.
【請求項10】請求項8または9において、上記イオン
ビーム装置が集束イオンビーム装置もしくはプロジェク
ションイオンビーム装置であるイオンビーム装置。
10. An ion beam device according to claim 8, wherein said ion beam device is a focused ion beam device or a projection ion beam device.
【請求項11】請求項10において、上記液体金属イオ
ン源がガリウム液体金属イオン源であるイオンビーム装
置。
11. An ion beam apparatus according to claim 10, wherein said liquid metal ion source is a gallium liquid metal ion source.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003257330A (en) * 2002-03-06 2003-09-12 Jeol Ltd Converged ion beam device
JP2007503691A (en) * 2003-08-27 2007-02-22 エフ・イ−・アイ・カンパニー Molded sputter shield for improved ion column operation
JP2010205447A (en) * 2009-02-27 2010-09-16 Kobe Steel Ltd Film removing device of beam irradiation electrode in ion source, ion source equipped with this, and member for film removing of beam irradiation electrode
WO2013043794A3 (en) * 2011-09-22 2013-08-01 Carl Zeiss Nts, Llc Liquid metal ion source, system and method
US9218935B2 (en) 2013-07-08 2015-12-22 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
JP2021051844A (en) * 2019-09-24 2021-04-01 株式会社日立ハイテクサイエンス Liquid metal ion source and focused ion beam device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003257330A (en) * 2002-03-06 2003-09-12 Jeol Ltd Converged ion beam device
JP2007503691A (en) * 2003-08-27 2007-02-22 エフ・イ−・アイ・カンパニー Molded sputter shield for improved ion column operation
JP4743788B2 (en) * 2003-08-27 2011-08-10 エフ・イ−・アイ・カンパニー Molded sputter shield for improved ion column operation
JP2010205447A (en) * 2009-02-27 2010-09-16 Kobe Steel Ltd Film removing device of beam irradiation electrode in ion source, ion source equipped with this, and member for film removing of beam irradiation electrode
WO2013043794A3 (en) * 2011-09-22 2013-08-01 Carl Zeiss Nts, Llc Liquid metal ion source, system and method
US9218934B2 (en) 2013-07-08 2015-12-22 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
US9218935B2 (en) 2013-07-08 2015-12-22 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
US9530611B2 (en) 2013-07-08 2016-12-27 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
US9530612B2 (en) 2013-07-08 2016-12-27 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
US9536699B2 (en) 2013-07-08 2017-01-03 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
US9627172B2 (en) 2013-07-08 2017-04-18 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
US9640364B2 (en) 2013-07-08 2017-05-02 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system
JP2021051844A (en) * 2019-09-24 2021-04-01 株式会社日立ハイテクサイエンス Liquid metal ion source and focused ion beam device

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