JPS61225748A - ガスフエ−ズイオン源 - Google Patents
ガスフエ−ズイオン源Info
- Publication number
- JPS61225748A JPS61225748A JP6583085A JP6583085A JPS61225748A JP S61225748 A JPS61225748 A JP S61225748A JP 6583085 A JP6583085 A JP 6583085A JP 6583085 A JP6583085 A JP 6583085A JP S61225748 A JPS61225748 A JP S61225748A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chip
- helium
- ion source
- cooled
- extraction electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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]
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］
本発明は引出電極を冷却するようになしたガスフェーズ
イオン源の改良に関する。
イオン源の改良に関する。
［従来の技術］
近時、イオンビーム描画装置に用いられるイオン源とし
てガスフェーズイオン源がある。このガスフェーズイオ
ン源は先端が鋭くされたエミッターチップを例えば液体
ヘリウムで４°に程度に冷却すると共に、チップ先端部
にヘリウムガスを供給し、先端に付着したヘリウムガス
分子を電界によって電離させ、イオン化するようにして
いる。
てガスフェーズイオン源がある。このガスフェーズイオ
ン源は先端が鋭くされたエミッターチップを例えば液体
ヘリウムで４°に程度に冷却すると共に、チップ先端部
にヘリウムガスを供給し、先端に付着したヘリウムガス
分子を電界によって電離させ、イオン化するようにして
いる。
［発明が解決しようとする問題点］
このようなガスフェーズイオン源においては、チップ先
端に電界を形成するための引出電極がチップに対向して
配置されるが、この引出電極の温度が高いと、引出電極
からの輻射熱によりチップの温度上昇を引き起してしま
う。そのため、チップ先端に付着するガス分子の量が減
少し、イオン化量が少なくなる欠点がある。
端に電界を形成するための引出電極がチップに対向して
配置されるが、この引出電極の温度が高いと、引出電極
からの輻射熱によりチップの温度上昇を引き起してしま
う。そのため、チップ先端に付着するガス分子の量が減
少し、イオン化量が少なくなる欠点がある。
本発明はかかる点に鑑みて、引出電極からの輻射熱に基
づくチップの温度上昇を抑えることにより、生成される
イオンの量の低下を防止することを目的とする。
づくチップの温度上昇を抑えることにより、生成される
イオンの量の低下を防止することを目的とする。
Ｅ問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明はエミッターチップ
と、該チップの近傍に配置され、このチップを冷却する
ための冷媒が供給される冷媒槽と、前記チップの周囲に
イオン化されるガスを供給する手段と、前記チップに対
向して配置される引出電極と、該引出電極を冷却する手
段とを備えたことを特徴とする。
と、該チップの近傍に配置され、このチップを冷却する
ための冷媒が供給される冷媒槽と、前記チップの周囲に
イオン化されるガスを供給する手段と、前記チップに対
向して配置される引出電極と、該引出電極を冷却する手
段とを備えたことを特徴とする。
［実施例］
添附図面は本発明の一実施例を示す構成略図であり、１
はエミッターチップで、その先端は数百乃至数千オング
ストロームの曲率半径をもつように形成されており、ま
た、このチップはホルダ２に保持されている。３は熱絶
縁物４を介して熱的に遮断された状態でイオン源室５に
固定された環状の冷媒槽で、該冷媒槽の中央部下端に前
記ホルダ２が着脱可能に取付けられており、また、この
冷媒槽の内部には供給バイブロを介して液体ヘリウム７
が供給される。この液体ヘリウムの供給により、ホルダ
２を介して前記チップ１が液体ヘリウム温度（４°に程
度）まで冷却される。さらに、この冷媒ｍ３内で気化し
たヘリウムガスは排出パイプ已により外部に放出される
。
はエミッターチップで、その先端は数百乃至数千オング
ストロームの曲率半径をもつように形成されており、ま
た、このチップはホルダ２に保持されている。３は熱絶
縁物４を介して熱的に遮断された状態でイオン源室５に
固定された環状の冷媒槽で、該冷媒槽の中央部下端に前
記ホルダ２が着脱可能に取付けられており、また、この
冷媒槽の内部には供給バイブロを介して液体ヘリウム７
が供給される。この液体ヘリウムの供給により、ホルダ
２を介して前記チップ１が液体ヘリウム温度（４°に程
度）まで冷却される。さらに、この冷媒ｍ３内で気化し
たヘリウムガスは排出パイプ已により外部に放出される
。
９は前記チップ１に対向して置かれた中心部に開口９ａ
を有する引出電極で、この引出電極にはチップに対して
負の２５Ｋｖ程度の引出電圧が印加されている。この引
出電極は絶縁材料で形成された電極支持台１０を介して
イオン源室５に気密の熱遮蔽体２０を介して固定されて
いる。前記電極支持台１０の中心部には前記開口９ａと
同芯状の穴が形成されている熱良導体の筒体１１が気密
を保って嵌合されている。この筒体１１の上端は前記引
出電極９の開口９ａの縁部分に固定されている。また、
前記電極支持台１０の内部には筒体１１の外周が露出す
るようになした空間１２が形成しである。
を有する引出電極で、この引出電極にはチップに対して
負の２５Ｋｖ程度の引出電圧が印加されている。この引
出電極は絶縁材料で形成された電極支持台１０を介して
イオン源室５に気密の熱遮蔽体２０を介して固定されて
いる。前記電極支持台１０の中心部には前記開口９ａと
同芯状の穴が形成されている熱良導体の筒体１１が気密
を保って嵌合されている。この筒体１１の上端は前記引
出電極９の開口９ａの縁部分に固定されている。また、
前記電極支持台１０の内部には筒体１１の外周が露出す
るようになした空間１２が形成しである。
１３は前記チップ１の近傍に接近して置かれた導入バイ
ブで、外部に設けられたボンベ（図示せず）からのヘリ
ウムガスをチップ１の周囲に導入するためのものである
。また、この導入バイブ１３の途中には第１の熱交換器
１４が設けられている。この熱交換器１４内にはバイブ
１５を介して液体窒素１６が導入され、ヘリウムガスを
冷却する。この熱交換器１４に導入された液体窒素１６
はバイブ１７を介して前記電極支持台１０の空間１２内
に導入され、筒体１１を介して引出電極９を冷却する。
ブで、外部に設けられたボンベ（図示せず）からのヘリ
ウムガスをチップ１の周囲に導入するためのものである
。また、この導入バイブ１３の途中には第１の熱交換器
１４が設けられている。この熱交換器１４内にはバイブ
１５を介して液体窒素１６が導入され、ヘリウムガスを
冷却する。この熱交換器１４に導入された液体窒素１６
はバイブ１７を介して前記電極支持台１０の空間１２内
に導入され、筒体１１を介して引出電極９を冷却する。
前記バイブ１７には前記ヘリウムガス導入バイブ１３が
挿入されており、バイブ１７はヘリウムガスの昇温を防
ぐ役目も果している。
挿入されており、バイブ１７はヘリウムガスの昇温を防
ぐ役目も果している。
２１はバイブ１３とバイブ１７の間の気密を保ち、且つ
熱絶縁をするシール部である。
熱絶縁をするシール部である。
１８は前記冷媒槽３内で気化したヘリウムガスを排出す
る排出バイブ８の途中に設けた第２の熱交換器で、この
熱交換器内には前記電極支持台１０の空間１２内で気化
された液体窒素ガスが排出バイブ１９を介して導入され
、ヘリウムガスの放出路を介しての熱の流入を防ぐよう
にしている。
る排出バイブ８の途中に設けた第２の熱交換器で、この
熱交換器内には前記電極支持台１０の空間１２内で気化
された液体窒素ガスが排出バイブ１９を介して導入され
、ヘリウムガスの放出路を介しての熱の流入を防ぐよう
にしている。
尚、第１の熱交換器１４とバイブ１７との外周及び第２
の熱交換器１８と排出バイブ１９との外周は夫々イオン
源室５に連通して真空に保たれた外筒（図示せず）によ
り包囲され、大気と遮断されている。
の熱交換器１８と排出バイブ１９との外周は夫々イオン
源室５に連通して真空に保たれた外筒（図示せず）によ
り包囲され、大気と遮断されている。
このような構成において、導入バイブ１３を介してイオ
ン源室５内に導入されたヘリウムのガス分子は４°に程
度に冷却されたチップ１の先端に付着された後、チップ
先端に印加された強電界により電離され、生成されたヘ
リウムイオンは引出電極９により引出されて加速される
。ここで、この引出電極９は筒体１１を介して電極支持
台１０の内部に導入された液体窒素１６により冷却され
ているため、温度上昇が抑えられており、チップ１への
熱輻射は抑制されている。また、チップ１の近傍に導入
されるヘリウムガスは第１の熱交換器１４により液体窒
素温度付近まで冷却された状態でイオン源室５内に導か
れるため、ヘリウムガスの熱によりチップの温度が上昇
するのを防止できる。さらに、冷媒［３内で気化したガ
スを排出する排出バイブ８の途中にも第２の熱交換器１
８が設けであるため、このバイブあるいはバイブ内の気
化ガスを介して外部の熱が冷媒槽３まで到達するのを防
ぐことができる。その結果、チップを効率よく冷却する
ことができると共に、液体ヘリウムの無駄な消費を避け
ることができる。
ン源室５内に導入されたヘリウムのガス分子は４°に程
度に冷却されたチップ１の先端に付着された後、チップ
先端に印加された強電界により電離され、生成されたヘ
リウムイオンは引出電極９により引出されて加速される
。ここで、この引出電極９は筒体１１を介して電極支持
台１０の内部に導入された液体窒素１６により冷却され
ているため、温度上昇が抑えられており、チップ１への
熱輻射は抑制されている。また、チップ１の近傍に導入
されるヘリウムガスは第１の熱交換器１４により液体窒
素温度付近まで冷却された状態でイオン源室５内に導か
れるため、ヘリウムガスの熱によりチップの温度が上昇
するのを防止できる。さらに、冷媒［３内で気化したガ
スを排出する排出バイブ８の途中にも第２の熱交換器１
８が設けであるため、このバイブあるいはバイブ内の気
化ガスを介して外部の熱が冷媒槽３まで到達するのを防
ぐことができる。その結果、チップを効率よく冷却する
ことができると共に、液体ヘリウムの無駄な消費を避け
ることができる。
尚、前述の説明は本発明の一実施例を示すもので、実施
に際しては幾多の変形が考えられる。例えば第１．第２
の熱交換器１４．１８内に供給する冷媒として、引出電
極９を冷却するための冷媒を利用した場合について述べ
たが、独立した冷媒により冷却するようになしても良い
。また、冷媒槽３の外周にシールド用の冷却槽を設け、
この冷却槽内に冷媒槽３内で気化したヘリウムガスを供
給あるいは液体窒素等を導入して冷却するようになせば
、さらにチップ１の冷却を効率良く行うことができる。
に際しては幾多の変形が考えられる。例えば第１．第２
の熱交換器１４．１８内に供給する冷媒として、引出電
極９を冷却するための冷媒を利用した場合について述べ
たが、独立した冷媒により冷却するようになしても良い
。また、冷媒槽３の外周にシールド用の冷却槽を設け、
この冷却槽内に冷媒槽３内で気化したヘリウムガスを供
給あるいは液体窒素等を導入して冷却するようになせば
、さらにチップ１の冷却を効率良く行うことができる。
［発明の効果］
以上のように本発明においては、引出電極を冷却するよ
うになしているため、イオン衝撃による引出電極の加熱
を防止することができる。その結果、従来のように引出
電極からの熱輻射によるチップの温度上昇を防止できる
ため、チップ先端に付着するヘリウムガスの量が多くな
り、それによってイオン化量を増大させることができる
。また、引出電極を冷却する冷媒によりチップ近傍に導
入するヘリウムガスを冷却するようになしたため、冷媒
を有効に使用することができる。
うになしているため、イオン衝撃による引出電極の加熱
を防止することができる。その結果、従来のように引出
電極からの熱輻射によるチップの温度上昇を防止できる
ため、チップ先端に付着するヘリウムガスの量が多くな
り、それによってイオン化量を増大させることができる
。また、引出電極を冷却する冷媒によりチップ近傍に導
入するヘリウムガスを冷却するようになしたため、冷媒
を有効に使用することができる。
添附図面は本発明の一実施例を示す構成略図である。
１：エミッターチップ
２：ホルダ
３：冷媒槽
４：熱絶縁物
５：イオン源室
６：供給バイブ
７：液体ヘリウム
８．１９：排出パイプ
９：引出電極
１０：電極支持台
１１：筒体
１２：空間
１３：ｓ入パイプ
１４：第１の熱交換器
１８：第２の熱交換器
Claims (2)
- （１）エミッターチップと、該チップの近傍に配置され
、このチップを冷却するための冷媒が供給される冷媒槽
と、前記チップの周囲にイオン化されるガスを供給する
手段と、前記チップに対向して配置される引出電極と、
該引出電極を冷却する手段とを備えてなるガスフェーズ
イオン源。 - （２）前記イオン化されるガスを供給する手段の途中に
熱交換部を設け、この熱交換部に前記引出電極を冷却す
るための冷媒を供給するように構成した特許請求の範囲
第１項に記載のガスフェーズイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6583085A JPS61225748A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | ガスフエ−ズイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6583085A JPS61225748A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | ガスフエ−ズイオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61225748A true JPS61225748A (ja) | 1986-10-07 |
Family
ID=13298329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6583085A Pending JPS61225748A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | ガスフエ−ズイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61225748A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012169297A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-09-06 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP2013165076A (ja) * | 2013-05-27 | 2013-08-22 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 |
| US8809801B2 (en) | 2009-10-14 | 2014-08-19 | Hitachi High-Technologies Corporation | Gas field ionization ion source and ion beam device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57180047A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ion beam generator |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6583085A patent/JPS61225748A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57180047A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ion beam generator |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8809801B2 (en) | 2009-10-14 | 2014-08-19 | Hitachi High-Technologies Corporation | Gas field ionization ion source and ion beam device |
| US9196453B2 (en) | 2009-10-14 | 2015-11-24 | Hitachi High-Technologies Corporation | Gas field ionization ion source and ion beam device |
| JP2012169297A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-09-06 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源，荷電粒子顕微鏡、及び装置 |
| JP2013165076A (ja) * | 2013-05-27 | 2013-08-22 | Hitachi High-Technologies Corp | ガス電界電離イオン源、イオンビーム装置 |
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