JPS58178944A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JPS58178944A JPS58178944A JP57061063A JP6106382A JPS58178944A JP S58178944 A JPS58178944 A JP S58178944A JP 57061063 A JP57061063 A JP 57061063A JP 6106382 A JP6106382 A JP 6106382A JP S58178944 A JPS58178944 A JP S58178944A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- 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】
本発明は、イオンマイクロアナライザ、イオン打込機、
イオンビーム描画装置などに使用される液体金属イオン
源の改良に関するものである。
イオンビーム描画装置などに使用される液体金属イオン
源の改良に関するものである。
液体金属イオン源は高１１度な点状イオン源であり、イ
オンビーム応用機器の性能向上に望ましい特性を有して
いるものである。このイオン源の基本構造と動作原理は
特開昭５２−１２５９９８号（対応米国特許番号４，０
８８，９１９ ）に詳述されている。液体金属イオン源
の基本構造は、第１図に示すように、針状テップ１、イ
オン化すべき物質２、イオン化すべき物質２のため部３
′、および引出し電極４から成っている。イオン化すべ
き物質２のため部３′には、ヘアービン形状、リボン形
状、あるいはパイプ形状のものなどがあるが、第１図は
パイプ形状のため部３′を示したものである。真空中で
イオン化すべき物ｉＭ２のため部３′を通１１１加熱あ
るいは電子衝撃加熱し、イオン化すべき物質２を液体状
に保った状態で針状チップ１の先端を十分に濡らし、こ
れに正の、又、こ扛と対向して設けた引出しｔ惨４に負
の高電圧會印加すると、その針状テップ１の先端から液
体金属成分のイオンビーム５が放出される。このような
液体金楓イオン源において、イオン源が安定に動作する
条件は、その針状チップ１の先端において、イオン化す
べき物質２のイオンビーム５となって先端から出ていく
放出量と、イオン化すべき物質２のため部３′から先端
への流入量との・（ランスがと詐ることである。このイ
オン化すべき物質２の放出ｔに、引出すイオン電流値に
依存しており、−万、流入ｔは、イオン化すべき物＊２
の粘性。
オンビーム応用機器の性能向上に望ましい特性を有して
いるものである。このイオン源の基本構造と動作原理は
特開昭５２−１２５９９８号（対応米国特許番号４，０
８８，９１９ ）に詳述されている。液体金属イオン源
の基本構造は、第１図に示すように、針状テップ１、イ
オン化すべき物質２、イオン化すべき物質２のため部３
′、および引出し電極４から成っている。イオン化すべ
き物質２のため部３′には、ヘアービン形状、リボン形
状、あるいはパイプ形状のものなどがあるが、第１図は
パイプ形状のため部３′を示したものである。真空中で
イオン化すべき物ｉＭ２のため部３′を通１１１加熱あ
るいは電子衝撃加熱し、イオン化すべき物質２を液体状
に保った状態で針状チップ１の先端を十分に濡らし、こ
れに正の、又、こ扛と対向して設けた引出しｔ惨４に負
の高電圧會印加すると、その針状テップ１の先端から液
体金属成分のイオンビーム５が放出される。このような
液体金楓イオン源において、イオン源が安定に動作する
条件は、その針状チップ１の先端において、イオン化す
べき物質２のイオンビーム５となって先端から出ていく
放出量と、イオン化すべき物質２のため部３′から先端
への流入量との・（ランスがと詐ることである。このイ
オン化すべき物質２の放出ｔに、引出すイオン電流値に
依存しており、−万、流入ｔは、イオン化すべき物＊２
の粘性。
六回張力、針状テップ１とのぬれ性や重力、及び引出し
電界による力などに影響を受ける。そのため、上述のバ
ランスはながなが摩りづらく、仮りに取扛ても許容条件
が非常に狭い場合が多く何らかの対策が望筐扛ていた。
電界による力などに影響を受ける。そのため、上述のバ
ランスはながなが摩りづらく、仮りに取扛ても許容条件
が非常に狭い場合が多く何らかの対策が望筐扛ていた。
したがって、本発明の目的は、動作特性の極めて安定な
液体金属イオン源を提供することにある。
液体金属イオン源を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明においては、針状に形
成場ｎた先端を有する電極と、イオン化すべき物質を溶
融状態で保持するためのため部と、溶融した物質で澗ら
さｎた針状電極の先端に高電界を印加することによって
先端から物質のイオンを引き出すための引き員し電極と
からなる液体金属イオン源において、針状電極全ため部
から離間、 して設け、かつ、ため部から針状を極の
先端までの距離を可変にする手段を設けて液体金属イオ
ン源を構成したことを丑似としている。
成場ｎた先端を有する電極と、イオン化すべき物質を溶
融状態で保持するためのため部と、溶融した物質で澗ら
さｎた針状電極の先端に高電界を印加することによって
先端から物質のイオンを引き出すための引き員し電極と
からなる液体金属イオン源において、針状電極全ため部
から離間、 して設け、かつ、ため部から針状を極の
先端までの距離を可変にする手段を設けて液体金属イオ
ン源を構成したことを丑似としている。
かかる本発明の特徴的な構成によってイオン化物質のた
め重力・ら針状電極の先端までの距離を最適値に設定す
ることが可能となり、その結果、動作特性の極めて安定
な液体金属イオン源の提供が可能となる。
め重力・ら針状電極の先端までの距離を最適値に設定す
ることが可能となり、その結果、動作特性の極めて安定
な液体金属イオン源の提供が可能となる。
以下、本発明を図を用いて詳細に説明する。
はじめに、本発明の原理について説明する。針状テップ
の先端におけるイオン化すべき物質の放出量と流入量と
のバランスを広範囲の実験条件の下で満足させるために
は、イオン化すべき物質のため部から針状チップの先端
までの距離を真空容器壁の外側力・ら微調整して最適値
に設定することが有効であることが判明した。つ萱り、
この距離が長すぎる場合、液状のイオン化すべき物質の
ため部から針状チップの先端への流ｎは、特にイオン化
すべき物質の融点が鍋い場合や、針状チップの表面との
儒ｎ性が悪い場合には、その流ｎが不安定となり、流扛
が途中でとき°ｎたりする。逆に、この距離が短かすぎ
る場合は必要以上の流入量になり、針状チップの先端で
液体金属が表面張力のため丸くなり、イオン放出のため
の必要な電界強度が得ら扛ず、イオン放出が停止する。
の先端におけるイオン化すべき物質の放出量と流入量と
のバランスを広範囲の実験条件の下で満足させるために
は、イオン化すべき物質のため部から針状チップの先端
までの距離を真空容器壁の外側力・ら微調整して最適値
に設定することが有効であることが判明した。つ萱り、
この距離が長すぎる場合、液状のイオン化すべき物質の
ため部から針状チップの先端への流ｎは、特にイオン化
すべき物質の融点が鍋い場合や、針状チップの表面との
儒ｎ性が悪い場合には、その流ｎが不安定となり、流扛
が途中でとき°ｎたりする。逆に、この距離が短かすぎ
る場合は必要以上の流入量になり、針状チップの先端で
液体金属が表面張力のため丸くなり、イオン放出のため
の必要な電界強度が得ら扛ず、イオン放出が停止する。
そこで、本発明では、イオン化すべき物質のため部から
針状チップの先端までの距離をその都度最適化するため
その距離を可変できる手段を設けｉものである。
針状チップの先端までの距離をその都度最適化するため
その距離を可変できる手段を設けｉものである。
次に、本発明による液体金属イオン源の一実施例會第２
図を用いて説明する。初めにイオン化すべき物［２のた
め部３′となるモリブデン製の幅２■、厚さ５０μｍ、
長さ２５＋ｗのリボン状シート３の中心に直径０．８−
の貫通孔６をあけ、このシート３をＶ字型に折り曲げ、
この両端ｉｔ電流導入端子、７にとりつけてヒーターを
形成する。
図を用いて説明する。初めにイオン化すべき物［２のた
め部３′となるモリブデン製の幅２■、厚さ５０μｍ、
長さ２５＋ｗのリボン状シート３の中心に直径０．８−
の貫通孔６をあけ、このシート３をＶ字型に折り曲げ、
この両端ｉｔ電流導入端子、７にとりつけてヒーターを
形成する。
−７ｊ、［１２００μｍのタングステン製の針状チップ
１會孔６に通し、その一端金電流導入端子８にとりつけ
て針状電極全形成する。ここでは、イオン化すべき物質
２の一例として金（融点１０６３Ｃ１用いた。イオン化
すべき物質２の友め部３′であるｖ字コーナに金を約８
０ｍｇのせ、ためｓ３’ ｋ有するリボン状シート３、
つまり、ヒーターを通電加熱により約１１００Ｃまで温
度を上げて金を液状にする。針状チップ１は電流導入端
子８にその一端が固足さｎており、この端子８はベロー
ズ９を介して真空容器壁１０に接続さｎている。そして
、電流導入端子８は、金属板１１に固定さ扛ており、そ
の高さは、真空容器壁１０から立てら扛た４本の細目ネ
ジを切った金楓柱１２に通しであるナツト１３を回転す
ることにより微動することができる。イオン化すべき物
質２を液状に保った１筐、ため部３′のＶ字型コーナか
ら針状ランス１の先端１での距離Ｈを０．３ｗ程度まで
上述のナツト１３をゆるめることにより調節すると、針
状チップ１の先端は、ため部３′の孔６からし、み出し
た液状イオン化物旬２中に没し、児全に濡扛る。その後
、貴び針状チップ１の先端をため部３′から約１．５簡
までつき出し、針状チップ１の先端に引出し電極４に対
して正の７〜８ｋｖの電圧全印加するとイオン５の放出
が始まる。
１會孔６に通し、その一端金電流導入端子８にとりつけ
て針状電極全形成する。ここでは、イオン化すべき物質
２の一例として金（融点１０６３Ｃ１用いた。イオン化
すべき物質２の友め部３′であるｖ字コーナに金を約８
０ｍｇのせ、ためｓ３’ ｋ有するリボン状シート３、
つまり、ヒーターを通電加熱により約１１００Ｃまで温
度を上げて金を液状にする。針状チップ１は電流導入端
子８にその一端が固足さｎており、この端子８はベロー
ズ９を介して真空容器壁１０に接続さｎている。そして
、電流導入端子８は、金属板１１に固定さ扛ており、そ
の高さは、真空容器壁１０から立てら扛た４本の細目ネ
ジを切った金楓柱１２に通しであるナツト１３を回転す
ることにより微動することができる。イオン化すべき物
質２を液状に保った１筐、ため部３′のＶ字型コーナか
ら針状ランス１の先端１での距離Ｈを０．３ｗ程度まで
上述のナツト１３をゆるめることにより調節すると、針
状チップ１の先端は、ため部３′の孔６からし、み出し
た液状イオン化物旬２中に没し、児全に濡扛る。その後
、貴び針状チップ１の先端をため部３′から約１．５簡
までつき出し、針状チップ１の先端に引出し電極４に対
して正の７〜８ｋｖの電圧全印加するとイオン５の放出
が始まる。
この筐までは、イオン電流の変動率が約２０〜５０％／
１０分と大きいが、再び、針状チップ１の先端の位置を
微調整することによりイオン電流変動率を３〜７％７１
０分と低減することができた。この時のイオン電流は約
４０μＡである。引出し電圧の調節によりこのイオン電
流値は１０〜２００μＡの範囲で可変でき、そｎぞｎの
電流値一対して針状テップ１を微動させ、その距離Ｈの
最適化を行なつ皮。この結果、この広範囲のイオンを流
値に対し、イオンを流の変動率を３〜１５％／１０分に
とどめることが可能となった。
１０分と大きいが、再び、針状チップ１の先端の位置を
微調整することによりイオン電流変動率を３〜７％７１
０分と低減することができた。この時のイオン電流は約
４０μＡである。引出し電圧の調節によりこのイオン電
流値は１０〜２００μＡの範囲で可変でき、そｎぞｎの
電流値一対して針状テップ１を微動させ、その距離Ｈの
最適化を行なつ皮。この結果、この広範囲のイオンを流
値に対し、イオンを流の変動率を３〜１５％／１０分に
とどめることが可能となった。
以上述べた如く、イオン化すべき物質のため部から針状
チップの先端までの距離を可変にし得るチップ微動機構
を備えた本発明による液体金塊イオン源によって常に安
定したイオンビームが得らｎるようになり、このような
イオン源を備えた機器の高性化金達成できるようになっ
た。
チップの先端までの距離を可変にし得るチップ微動機構
を備えた本発明による液体金塊イオン源によって常に安
定したイオンビームが得らｎるようになり、このような
イオン源を備えた機器の高性化金達成できるようになっ
た。
なお、上述の実施例はイオン化すべき物質のため部をリ
ボン状シートｔ−用いて形成した例であるが、これはパ
イプ形状であってもコイル形状であっても同様な効果の
得ら扛ることが確認さｎている。さらに、イオン化すべ
き物質として全以外の物質でも同様であった。
ボン状シートｔ−用いて形成した例であるが、これはパ
イプ形状であってもコイル形状であっても同様な効果の
得ら扛ることが確認さｎている。さらに、イオン化すべ
き物質として全以外の物質でも同様であった。
第１図は従来の液体金塊イオン源の断面構成図、第２図
は本発明による液体金属イオン源の断面構成図である。 １・・・針状チップ、２・・・イオン化すべき物質、３
・・・ヒーター、３′・・・ため部、４・・・引出し電
極、５・・・イオンビーム、６・・・貫通孔、７，８・
・・を光導入端子、９・・・ベローズ、１０・・・真空
容器壁、１１・・・金属板、１２・・・ささえ柱、１３
・・・ナツト、Ｈ・・・ため′！ｆＪ ｌ＠ ′￥Ｊ ｚ 図
は本発明による液体金属イオン源の断面構成図である。 １・・・針状チップ、２・・・イオン化すべき物質、３
・・・ヒーター、３′・・・ため部、４・・・引出し電
極、５・・・イオンビーム、６・・・貫通孔、７，８・
・・を光導入端子、９・・・ベローズ、１０・・・真空
容器壁、１１・・・金属板、１２・・・ささえ柱、１３
・・・ナツト、Ｈ・・・ため′！ｆＪ ｌ＠ ′￥Ｊ ｚ 図
Claims (1)
- １、針状に形成され次光端を有する電極と、イオン化す
べき物質を溶融状態で保持するためのため部と、上記溶
融したイオン化すべき物質で濡らされた上記針状電極の
先端に高電界を印加することによって上記針状電極の先
端から上記イオン化すべき物質のイオンを引き出すため
の引き出し電極とからなる液体金属イオン源において、
上記針状電極全上記ため部から離間して設け、かつ、上
記ため部から上記針状電極の先端までの距離を可変にす
る手段を設けてなることを特徴とする液体金属イオン源
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57061063A JPS58178944A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | イオン源 |
| US06/474,473 US4567398A (en) | 1982-04-14 | 1983-03-11 | Liquid metal ion source |
| EP83301924A EP0091777B1 (en) | 1982-04-14 | 1983-04-06 | Liquid metal ion source |
| DE8383301924T DE3378943D1 (en) | 1982-04-14 | 1983-04-06 | Liquid metal ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57061063A JPS58178944A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58178944A true JPS58178944A (ja) | 1983-10-20 |
| JPH0415574B2 JPH0415574B2 (ja) | 1992-03-18 |
Family
ID=13160326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57061063A Granted JPS58178944A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | イオン源 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4567398A (ja) |
| EP (1) | EP0091777B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58178944A (ja) |
| DE (1) | DE3378943D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61279038A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 液体金属イオン源 |
| JPS61279041A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 液体金属イオン源 |
| JP2007503691A (ja) * | 2003-08-27 | 2007-02-22 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 改善されたイオン・カラム動作のための成形スパッタ・シールド |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8602176A (nl) * | 1986-08-27 | 1988-03-16 | Philips Nv | Ionen bundel apparaat voor nabewerking van patronen. |
| US5034612A (en) * | 1989-05-26 | 1991-07-23 | Micrion Corporation | Ion source method and apparatus |
| DE69432899D1 (de) | 1994-10-07 | 2003-08-07 | Ibm | Flüssige ionische Zusammensetzungen verwendende Ionenpunktquellen hoher Luminosität |
| EP1705684A1 (en) * | 2005-03-22 | 2006-09-27 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Stabilized emitter and method for stabilizing same |
| CN111712899B (zh) * | 2017-12-13 | 2024-06-04 | 应用材料以色列公司 | 带电粒子束源和用于组装带电粒子束源的方法 |
| TWI719666B (zh) | 2018-10-16 | 2021-02-21 | 美商卡爾蔡司Ｓｍｔ公司 | 在半導體物件上移動結構的方法及檢驗半導體物件的檢驗裝置 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS56123453U (ja) * | 1980-02-22 | 1981-09-19 |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| US3867704A (en) * | 1974-05-30 | 1975-02-18 | Atomic Energy Commission | Magazine for handling stripping foils in a particle accelerator |
| DE2433781C2 (de) * | 1974-07-13 | 1984-12-13 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Elektronenquelle |
| GB1574611A (en) * | 1976-04-13 | 1980-09-10 | Atomic Energy Authority Uk | Ion sources |
| US4318029A (en) * | 1980-05-12 | 1982-03-02 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| GB2115604B (en) * | 1982-02-22 | 1986-06-11 | Atomic Energy Authority Uk | Liquid metal ion sources |
-
1982
- 1982-04-14 JP JP57061063A patent/JPS58178944A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-11 US US06/474,473 patent/US4567398A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-04-06 EP EP83301924A patent/EP0091777B1/en not_active Expired
- 1983-04-06 DE DE8383301924T patent/DE3378943D1/de not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56123453U (ja) * | 1980-02-22 | 1981-09-19 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS61279038A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 液体金属イオン源 |
| JPS61279041A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 液体金属イオン源 |
| JP2007503691A (ja) * | 2003-08-27 | 2007-02-22 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 改善されたイオン・カラム動作のための成形スパッタ・シールド |
| JP4743788B2 (ja) * | 2003-08-27 | 2011-08-10 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 改善されたイオン・カラム動作のための成形スパッタ・シールド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0091777B1 (en) | 1989-01-11 |
| US4567398A (en) | 1986-01-28 |
| EP0091777A2 (en) | 1983-10-19 |
| DE3378943D1 (en) | 1989-02-16 |
| JPH0415574B2 (ja) | 1992-03-18 |
| EP0091777A3 (en) | 1985-05-22 |
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