JPS6388739A - イオン銃 - Google Patents
イオン銃Info
- Publication number
- JPS6388739A JPS6388739A JP23406886A JP23406886A JPS6388739A JP S6388739 A JPS6388739 A JP S6388739A JP 23406886 A JP23406886 A JP 23406886A JP 23406886 A JP23406886 A JP 23406886A JP S6388739 A JPS6388739 A JP S6388739A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- ion beams
- aperture
- diaphragm
- ions
- 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
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 25
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
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- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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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】
イ、産業上の利用分野
本発明は、試料表面をイオン衝撃によってエツチングす
る場合等に用いるイオン銃に関する。
る場合等に用いるイオン銃に関する。
口、従来の技術
表面分析機器において、試料表面の汚れの除去或は試料
面の深さ方向の分析における試料面の削除等でイオンエ
ツチングを行う場合、カウフマン型イオン銃等が用いら
れている。このカウフマン型イオン銃は大口径、大電流
のイオンビームが得られるが、大口径、大電流のイオン
ビームによってエツチングを行う場合、イオンビームの
ニュートラライズ（中和化）を行わないと、イオンビー
ムの電荷相互間の反発力により、ビームが収束しないで
拡がってしまい、所定のビーム電流密度が得られず、ま
た絶縁性の試料をエツチングする場合、イオンビームを
中和させないと、試料に照射ビームの電荷が帯電して、
イオンビームの入射を反撥するので、試料をエツチング
するのが困難になる。
面の深さ方向の分析における試料面の削除等でイオンエ
ツチングを行う場合、カウフマン型イオン銃等が用いら
れている。このカウフマン型イオン銃は大口径、大電流
のイオンビームが得られるが、大口径、大電流のイオン
ビームによってエツチングを行う場合、イオンビームの
ニュートラライズ（中和化）を行わないと、イオンビー
ムの電荷相互間の反発力により、ビームが収束しないで
拡がってしまい、所定のビーム電流密度が得られず、ま
た絶縁性の試料をエツチングする場合、イオンビームを
中和させないと、試料に照射ビームの電荷が帯電して、
イオンビームの入射を反撥するので、試料をエツチング
するのが困難になる。
従来は、この中和化は第３図に示すようにイオンビーム
の通路上にフィラメントを配置し、フィラメントから発
生する熱電子をイオンビーム中のイオンと結合させるこ
とにより行っている。しがし、フィラメントがイオンビ
ームの通路上に配置されているために、イオンビームに
よってフィラメント自身がエツチングされるので、フィ
ラメントの寿命が短いと云う問題がある。
の通路上にフィラメントを配置し、フィラメントから発
生する熱電子をイオンビーム中のイオンと結合させるこ
とにより行っている。しがし、フィラメントがイオンビ
ームの通路上に配置されているために、イオンビームに
よってフィラメント自身がエツチングされるので、フィ
ラメントの寿命が短いと云う問題がある。
また、フィラメントをイオンビームの通路外に配置した
場合、イオンビームにフィラメントから放射される電子
が衝突する効率が悪いために、中和化能力が低下してイ
オンビームの空間電荷効果の減少効果が充分に得られな
い等と云う間届かある。
場合、イオンビームにフィラメントから放射される電子
が衝突する効率が悪いために、中和化能力が低下してイ
オンビームの空間電荷効果の減少効果が充分に得られな
い等と云う間届かある。
ハ１発明が解決しようとする問題点
本発明は、上述したようにイオンビームの空間電荷効果
の発生の防止を行う場合に、中和用電子源のフィラメン
トの寿命を長くしようとすると中和効率が低下すると云
う問題点を解消することを目的とする。
の発生の防止を行う場合に、中和用電子源のフィラメン
トの寿命を長くしようとすると中和効率が低下すると云
う問題点を解消することを目的とする。
二５問題点解決のための手段
イオン銃の真空外筺内において、イオンビームの通路上
に有孔の板を臨ませ、イオンビームが板上の孔を通過で
きるようにした。
に有孔の板を臨ませ、イオンビームが板上の孔を通過で
きるようにした。
ホ、作用
本発明は、イオンビームの一部を有孔の板に入射させ、
照射されることによって同板から放出される２次電子に
よってこのイオンビームの中和化を行おうとするもので
ある。有孔板に当たらないイオン及び中和化された原子
はそのまま有孔板の孔を通って試料に照射される。この
場合有孔板自身はイオン、ツチングを受けることになる
が、フィラメンｌ−と異なり厚さが大であり、また電流
を流すのではないので、断線と云う問題がなく、寿命を
心配する必要がない。
照射されることによって同板から放出される２次電子に
よってこのイオンビームの中和化を行おうとするもので
ある。有孔板に当たらないイオン及び中和化された原子
はそのまま有孔板の孔を通って試料に照射される。この
場合有孔板自身はイオン、ツチングを受けることになる
が、フィラメンｌ−と異なり厚さが大であり、また電流
を流すのではないので、断線と云う問題がなく、寿命を
心配する必要がない。
へ、実施例
第１図に本発明の一実施例を示す、第１図において、Ｗ
は真空外筐で、１はイオン化室である。
は真空外筐で、１はイオン化室である。
イオン化室１内にはフィラメント２と室内周囲にイオン
加速電極が配置されており、イオン化室１内に送り込ま
れるアルゴンガス（ＡｒＧａｓ）に、フィラメント２か
ら放出された電子をイオン加速電極によって加速させて
衝突させ、ガス分子をイオン化する。ガス分子のイオン
化によって発生した＋イオンは、加速電極が正電位であ
り、第１グリツド３が０或は負電位であるから、第１グ
リツ小３の負電圧によってイオン化室１から引出され、
第２グリツド４で加速される。加速されたイオンビーム
の断面のイオン分布は第２図に示すように中央に殆ど収
束された状態となっているが、周辺部にも同図に示すよ
うに幾分かのイオンが分布している。５は中央に孔を有
する金属板の円孔絞りであり、この円孔の周辺部がビー
ムの第２図に示すイオン分布の裾内に臨んでおり、第２
図で斜線を入れた部分のイオンなカットし、カットされ
たイオンは円孔絞り５に衝突して、第１図（Ｂ）に示す
ように絞り５から２次電子が放出され、この放出された
電子がイオンビームの空ｒＸ１電荷に引かれてイオンビ
ーム中に進入しイオンと衝突することによってイオンビ
ーム中のイオンの一部が中和される。このようにして中
和化されたイオンビームが試料Ｓに照射される。
加速電極が配置されており、イオン化室１内に送り込ま
れるアルゴンガス（ＡｒＧａｓ）に、フィラメント２か
ら放出された電子をイオン加速電極によって加速させて
衝突させ、ガス分子をイオン化する。ガス分子のイオン
化によって発生した＋イオンは、加速電極が正電位であ
り、第１グリツド３が０或は負電位であるから、第１グ
リツ小３の負電圧によってイオン化室１から引出され、
第２グリツド４で加速される。加速されたイオンビーム
の断面のイオン分布は第２図に示すように中央に殆ど収
束された状態となっているが、周辺部にも同図に示すよ
うに幾分かのイオンが分布している。５は中央に孔を有
する金属板の円孔絞りであり、この円孔の周辺部がビー
ムの第２図に示すイオン分布の裾内に臨んでおり、第２
図で斜線を入れた部分のイオンなカットし、カットされ
たイオンは円孔絞り５に衝突して、第１図（Ｂ）に示す
ように絞り５から２次電子が放出され、この放出された
電子がイオンビームの空ｒＸ１電荷に引かれてイオンビ
ーム中に進入しイオンと衝突することによってイオンビ
ーム中のイオンの一部が中和される。このようにして中
和化されたイオンビームが試料Ｓに照射される。
絞り５に使用する材ゴは、イオンビームによる消耗を防
ぐ意味において、スパッタ率の低い物質を用いるほうが
良いが、加工容易さ及び耐久性の面から、グリフ１〜と
して用いられているＭＯを使用する、 まｔ：、実際に本発明の絞りと用いたイオン銃で、絶縁
物の塗工紙を工・ソチングした結果、毎分８００人のエ
ツチング速度が得られた。
ぐ意味において、スパッタ率の低い物質を用いるほうが
良いが、加工容易さ及び耐久性の面から、グリフ１〜と
して用いられているＭＯを使用する、 まｔ：、実際に本発明の絞りと用いたイオン銃で、絶縁
物の塗工紙を工・ソチングした結果、毎分８００人のエ
ツチング速度が得られた。
上記実施例におい“では、絞りは固定孔径の円板である
が、カメラの可変絞りのように、所望のビーム径に合わ
せて絞りの孔径を調整できるようにすると、イオン収束
を強めたときも中和化を効率良く行うことができる。
が、カメラの可変絞りのように、所望のビーム径に合わ
せて絞りの孔径を調整できるようにすると、イオン収束
を強めたときも中和化を効率良く行うことができる。
ト、効果
本発明によれば、ニュートラライザとして高温フィラメ
ントの熱電子による電子源でなく、常温板状の２次電子
による電子源を用いるから、イオンエツチングに対する
抵抗はフイラメン１−より格段に優れ、断線の問題もな
いから極めて長寿命であり、電子源はイオンビーム内に
臨んでいるので中和効率も良く構造が簡単になりコスト
ダウンが計れ、また寿命が伸びた、またエツチング能力
が向上した。
ントの熱電子による電子源でなく、常温板状の２次電子
による電子源を用いるから、イオンエツチングに対する
抵抗はフイラメン１−より格段に優れ、断線の問題もな
いから極めて長寿命であり、電子源はイオンビーム内に
臨んでいるので中和効率も良く構造が簡単になりコスト
ダウンが計れ、また寿命が伸びた、またエツチング能力
が向上した。
第１図は本発明の一実施例の断面図で、同図Ａは全体図
、同図Ｂは詳細図、第２図はイオンビームの電流密度分
布図、第３図は従来例の断面図である。 Ｓ・・・試料、Ｗ・・・真空外筐、１・・・イオン化室
、２・・・フィラメン１−１３・・・第１グリツド、４
・・・第２グリツド、５・・・絞り。
、同図Ｂは詳細図、第２図はイオンビームの電流密度分
布図、第３図は従来例の断面図である。 Ｓ・・・試料、Ｗ・・・真空外筐、１・・・イオン化室
、２・・・フィラメン１−１３・・・第１グリツド、４
・・・第２グリツド、５・・・絞り。
Claims (1)
- 真空外筺内において、イオンビームの通路上に有孔の板
を、イオンビームが板上の孔を通過できるように設置し
たことを特徴とするイオン銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23406886A JPS6388739A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | イオン銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23406886A JPS6388739A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | イオン銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6388739A true JPS6388739A (ja) | 1988-04-19 |
Family
ID=16965086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23406886A Pending JPS6388739A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | イオン銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6388739A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007286036A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-11-01 | National Institute For Materials Science | 材料試験装置と材料試験片 |
| JP2008108702A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-05-08 | Hitachi High-Tech Science Systems Corp | イオンミリング装置、およびイオンミリング方法 |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP23406886A patent/JPS6388739A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007286036A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-11-01 | National Institute For Materials Science | 材料試験装置と材料試験片 |
| JP2008108702A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-05-08 | Hitachi High-Tech Science Systems Corp | イオンミリング装置、およびイオンミリング方法 |
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