KR20190101873A

KR20190101873A - 이미터의 제작 방법

Info

Publication number: KR20190101873A
Application number: KR1020190009172A
Authority: KR
Inventors: 요코 나카지마; 요시미 가와나미; 히로노리 모리타니; 히로시 오바
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2019-09-02
Also published as: JP2019145443A; TW201942932A; US20190267208A1; US10658143B2

Abstract

[과제] 이미터의 소재가 각종 다양한 경우에도, 이미터의 선단을 바람직한 형상으로 성형할 수 있는 이미터의 제작 방법을 제공하는 것이다.
[해결 수단] 이미터의 제작 방법은, 도전성의 이미터 소재의 선단부를 전해 연마 가공하고, 선단을 향해 점차 축경하도록 가공하는 공정과, 당해 공정에 의해 가공된 이미터 소재에 있어서의 가공 부위에 하전 입자 빔을 조사하여 에칭 가공을 행하고, 선단을 꼭지점으로 한 각뿔형상의 첨예부를 형성하는 공정과, 당해 공정에 의해 당해 첨예부가 형성된 이미터 소재의 표면을 스퍼터링 가공하고, 하전 입자 빔에 의한 에칭 가공의 흔적을 제거하는 공정과, 당해 공정에 의해 당해 흔적이 제거된 이미터 소재의 당해 첨예부에 있어서의 선단의 결정 구조를 전계 이온 현미경으로 관찰하면서, 당해 선단을 전계 유기 가스 에칭 가공에 의해 더욱 첨예화시켜, 그 최선단을 구성하는 원자수를 일정수 이하로 하는 공정을 갖는다.

Description

이미터의 제작 방법{METHOD OF MANUFACTURING EMITTER}

이 발명은, 전자 또는 이온 등을 방출하는 방출원으로서 이용되는 이미터의 제작 방법에 관한 것이다.

종래, 집속 이온 빔 장치는, 이온을 발생시키는 이온원을 구비하고 있고, 이온원에서 발생한 이온을 집속시킨 집속 이온 빔을 조사한다. 예를 들어, 이온원으로서, 전계 전리형 이온원을 구비하고 있는 집속 이온 빔 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

전계 전리형 이온원은, 선단이 원자 레벨로 첨예화된 이미터와, 이미터의 주위에 질소 가스, 헬륨 가스 등의 가스를 공급하는 가스원과, 이미터를 냉각시키는 냉각부와, 이미터의 선단으로부터 떨어진 위치에 배치된 인출 전극을 구비하고 있다. 전계 전리형 이온원은, 가스원에 의해 이미터의 주위에 가스를 공급한 후, 이미터와 인출 전극 사이에 인출 전압을 인가함과 더불어 이미터를 냉각부에 의해 냉각한다. 이것에 의해, 전계 전리형 이온원은, 이미터의 선단에 있어서의 전계에 의해서 가스를 전리시켜, 가스 이온을 생성한다. 생성된 가스 이온은, 양의 전위가 인가된 이미터로부터 반발하여, 인출 전극측으로 인출된다. 집속 이온 빔 장치는, 인출된 가스 이온을 가속시킴과 더불어 집속시켜, 집속 이온 빔을 조사한다.

전계 전리형 이온원을 구비한 집속 이온 빔 장치는, 조사하는 집속 이온 빔의 빔 지름을 작게 할 수 있음과 더불어, 당해 집속 이온 빔의 에너지의 확산을 작게 할 수 있다. 이로 인해, 당해 집속 이온 빔 장치는, 빔 지름을 작게 좁힌 채 집속 이온 빔을 시료에 조사할 수 있다. 그 결과, 당해 집속 이온 빔 장치는, 집속 이온 빔에 의한 시료의 관찰에 있어서의 분해능이 높다. 또, 당해 집속 이온 빔 장치는, 집속 이온 빔에 의한 미세한 에칭 가공의 정밀도가 높다.

일본국 특허공개 평7-240165호 공보

그런데, 빔 지름이 작은 집속 이온 빔을 발생시키기 위해서는, 이미터의 선단의 결정 구조를 피라미드형상으로 성형하고, 가능한 한 적은 수의 원자가 최선단에 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 전계 전리형 이온원을 구비한 집속 이온 빔 장치는, 국소적으로 가스를 이온화하여 가스 이온으로 할 수 있으며, 빔 지름이 작은 집속 이온 빔을 발생시킬 수 있다.

여기서, 종래의 이미터의 제작 방법에서는, 이미터의 선단은, 도전성의 이미터 소재의 전해 연마에 의해서, 선단의 크기(예를 들어, 선단 직경 등)를 100nm 이하까지 첨예화가 가능하다. 그러나, 당해 제작 방법에서는, 전해 연마에 의해서 선단을 피라미드형상으로 형성하는 것이 어려운 이미터 소재가 존재한다. 이로 인해, 이러한 이미터 소재를, 집속 이온 빔에 의한 에칭 가공에 의해서, 선단의 크기를 100nm 이하까지 첨예화가 가능한 방법이 알려져 있다.

그러나, 집속 이온 빔에 의한 에칭 가공에 의해서 선단의 크기가 100nm 이하까지 성형된 이미터 소재에는, 표면에 당해 에칭 가공의 흔적이 남는 경우가 있었다. 당해 흔적은, 당해 이미터 소재의 최선단을 원자 레벨로 첨예화시킬 때의 가공 정밀도를 저하시킬 가능성이 있을 뿐만 아니라, 당해 이미터 소재의 가공 중 당해 에칭 가공 후에 행해지는 가공을 어렵게 할 가능성이 있으며, 그 결과, 당해 이미터 소재의 가공에 있어서의 수율을 악화시킬 가능성이 있다. 게다가, 당해 흔적은, 이미터 가공 후에 사용할 때의 이온 전류의 안정 동작이나 최선단 구조의 재생에 악영향을 줄 가능성도 있다.

그래서 본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 이미터의 소재가 각종 다양한 경우에도, 이미터의 선단을 바람직한 형상으로 성형할 수 있는 이미터의 제작 방법을 제공한다.

(1) 본 발명의 일 양태에 따르는 이미터의 제작 방법은, 첨예화된 침형상의 이미터를 제작하는 방법으로서, 도전성의 이미터 소재의 선단부를 전해 연마 가공하고, 선단을 향해 점차 축경하도록 가공하는 전해 연마 공정과, 상기 전해 연마 공정에 의해 가공된 상기 이미터 소재의 상기 가공 부위에 하전 입자 빔을 조사하여 에칭 가공을 행하고, 선단을 꼭지점으로 한 각뿔형상의 첨예부를 형성하는 제1 에칭 공정과, 상기 제1 에칭 공정에 의해 형성된 상기 첨예부에 이온화 가스가 희가스인 집속 이온 빔을 조사하여 스퍼터링 가공을 행하는 스퍼터링 공정과, 상기 스퍼터링 공정에 의해 가공된 상기 첨예부의 상기 선단의 결정 구조를 전계 이온 현미경으로 관찰하면서, 당해 선단을 전계 유기(誘起) 가스 에칭 가공에 의해 더욱 첨예화시켜, 상기 선단을 구성하는 원자수를 일정수 이하로 하는 제2 에칭 공정을 포함한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 스퍼터링 공정은, 상기 제1 에칭 공정에 의해 형성된 상기 첨예부의 데미지층 및 잔류 불순물 입자 중 적어도 어느 하나를 제거해도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 스퍼터링 공정은, 상기 스퍼터링 가공의 실행 전후에 있어서의 상기 이미터 소재의 전계 증발 전압의 증가율이 소정값 이하가 되도록 상기 스퍼터링 가공을 행해도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한쪽에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 제1 에칭 공정은, 집속 이온 빔의 조사에 의해, 상기 첨예부의 꼭지각이 소정 각도 이하가 되도록 상기 에칭 가공을 행해도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한쪽에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 이미터 소재는 텅스텐이어도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한쪽에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 이미터 소재는 이리듐이어도 된다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한쪽에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 스퍼터링 공정의 가공 범위의 크기는, 상기 집속 이온 빔의 지름 이하로 설정되어도 된다.

(8) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한쪽에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 스퍼터링 공정은, 상기 스퍼터링 공정의 가공 범위의 크기가 상기 집속 이온 빔의 지름보다 크게 설정되는 경우, 상기 가공 범위를 상기 집속 이온 빔에 의해 주사해도 된다.

(9) 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 스퍼터링 공정은, 상기 집속 이온 빔을 침형상의 상기 이미터 소재의 축 방향으로부터 상기 첨예부에 조사해도 된다.

(10) 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 스퍼터링 공정은, 상기 집속 이온 빔을 침형상의 상기 이미터 소재의 축 방향과 교차하는 방향으로부터 상기 첨예부에 조사함과 더불어, 상기 이미터 소재를 중심축의 축 둘레로 회전시켜도 된다.

(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 한쪽에 기재된 이미터의 제작 방법에서는, 상기 이온화 가스는 아르곤 또는 크세논이어도 된다.

본 발명에 의하면, 이미터의 소재가 각종 다양한 경우에도, 이미터의 선단을 바람직한 형상으로 성형할 수 있는 이미터의 제작 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 이미터를 구비하는 집속 이온 빔 장치의 실시 형태를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 이미터의 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시한 이미터의 선단을 원자 레벨로 확대한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 이미터의 선단을 원자 레벨로 확대한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시한 이미터의 제작 방법의 플로차트이다.
도 6은 이미터를 제작할 때의 일 공정을 도시한 도면으로서, 전해 연마 공정에 있어서 이미터 소재의 선단부를 전해 연마 가공하고 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시한 전해 연마 가공에 의해서 가공된, 이미터 소재의 선단부의 확대도이다.
도 8은 도 7에 도시한 A 부분의 확대도이다.
도 9는 전해 연마 가공 후, 전해 연마 가공의 가공 부위를 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의해 에칭 가공하고 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시한 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 에칭 가공에 의해, 첨예화된 첨예부를 형성할 때까지의 흐름을 도시한 도면이다.
도 11은 도 9에 도시한 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 에칭 가공에 의해, 이미터 소재의 선단부에 형성된 첨예부의 확대도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따르는 제1 에칭 공정 및 스퍼터링 공정에 있어서 이미터 소재를 가공하는 하전 입자 빔 장치의 일례를 도시한 전체 구성도이다.
도 13은 스퍼터링 공정에 있어서의 하전 입자 빔 장치의 제2 집속 이온 빔 조사 광학계와 이미터 소재의 상대적인 배치 관계의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 제1 에칭 공정에 있어서 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의해 에칭 가공된 상태의 이미터 소재의 단면을 도시한 도면이다.
도 15는 스퍼터링 공정이 종료한 후의 이미터 소재의 단면을 도시한 도면이다.
도 16은 도 11에 도시한 이미터 소재를 전해 이온 현미경에 세트한 상태를 도시한 도면이다.

＜실시 형태＞

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 실시 형태에서는, 가스 전계 전리형 이온원(GFIS：Gas Field Ion Source)을 구성하고, 이온 빔의 방출원으로서 이용되는 이미터를 예로 들어 설명한다.

우선, 도 1을 참조하여, 상기의 가스 전계 전리형 이온원을 갖는 집속 이온 빔 경통을 구비한 집속 이온 빔 장치의 구성에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 집속 이온 빔 장치(1)는, 당해 가스 전계 전리형 이온원을 갖는 집속 이온 빔 경통을 구비한 집속 이온 빔 장치의 일례이다.

＜집속 이온 빔 장치의 구성＞

도 1에 도시한 바와 같이, 집속 이온 빔 장치(1)는, 도시 생략한 스테이지 상에 올려놓여진 시료(S)에 대해서, 집속 이온 빔(FIB)을 조사하는 집속 이온 빔 경통(2)과, 집속 이온 빔(FIB)의 조사에 의해서 발생한 이차 하전 입자를 검출하는 검출기(4)와, 디포지션막을 형성하기 위한 원료 가스를 공급하는 가스총(5)과, 검출된 이차 하전 입자에 의거하여 화상 데이터를 생성함과 더불어 당해 화상 데이터를 도시 생략한 표시부에 표시시키는 제어부(7)를 구비하고 있다. 표시부는, 예를 들어, 액정 디스플레이이다.

상기의 스테이지는, 제어부(7)의 지시에 의거하여 작동하며, 예를 들어 5축으로 변위하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 집속 이온 빔 장치(1)는, 당해 스테이지를 5축으로 변위시켜, 집속 이온 빔(FIB)을 원하는 위치를 향해 조사할 수 있다. 또한, 당해 스테이지는, 도시 생략한 진공 챔버 안에 수납되어 있다. 이로 인해, 집속 이온 빔 장치(1)에서는, 당해 진공 챔버 안에 있어서 집속 이온 빔(FIB)의 조사나 원료 가스의 공급 등이 행해진다.

집속 이온 빔 경통(2)은, 이미터(10)와, 가스원(11)과, 냉각부(12)와, 가열부(13)와, 인출 전극(14)과, 인출 전원부(15)와, 빔 광학계(16)를 구비하고 있다.

이미터(10)는, 도 2에 도시한 바와 같이 선단이 첨예화된 침형상의 도전성 부재이며, 이온 빔을 방출하는 방출원이다. 이 이미터(10)는, 후술하는 제작 방법에 의해 제작된다. 이미터(10)의 선단은, 원자 레벨 오더로 첨예화되어 있다. 보다 구체적으로는, 당해 선단은, 결정 구조가 피라미드형상이 되도록 구성되어 있으며, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 이미터(10)의 최선단에 3원자(A1)가 배열되어 있는 상태, 또는 도 4에 도시한 바와 같이 최선단에 1원자(A2)가 배열되어 있는 상태로 구성되어 있다.

이미터(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 내부가 고진공 상태로 유지된 이온 발생실(20) 안에 수용된 상태로 지지되어 있다. 가스원(11)은, 이온 발생실(20)에 연통되어 있는 가스 도입관(11a)을 통해, 이미터(10)의 주위에 미량의 가스(예를 들어, 헬륨(He) 가스)(G)를 공급한다. 가열부(13)는, 이미터(10)의 선단을 국소적으로 가열한다. 가열부(13)는, 예를 들어, 필라멘트이다. 가열부(13)는, 제어부(7)로부터의 요구에 따라 작동하는 전류원(13a)으로부터의 전류에 의해 소정 온도까지 이미터(10)의 선단을 국소적으로 가열하고, 이미터(10)를 구성하는 원자의 재배열을 행하게 한다.

이온 발생실(20)의 개구부에는, 인출 전극(14)이 이미터(10)의 선단으로부터 이격한 상태로 배치되어 있다. 인출 전극(14)에는, 이미터(10)의 선단에 대향하는 위치에 개구부(14a)가 형성되어 있다. 인출 전원부(15)는, 인출 전극(14)과 이미터(10) 사이에 인출 전압을 인가하는 전극이다. 인출 전원부(15)는, 인출 전압을 인가함으로써, 이미터(10)의 최선단에서 가스(G)를 이온화시켜 가스 이온으로 한 후, 당해 가스 이온을 인출 전극(14)측으로 인출시키는 역할을 하고 있다.

냉각부(12)는, 액체 헬륨이나 액체 질소 등의 냉매에 의해서 이미터(10)를 냉각하는 것이며, 인출 전극(14)을 포함하는 공간(E)의 전체를 냉각한다. 또한, 냉각부(12)는, 공간(E)의 전체를 냉각하는 구성을 대신하여, 공간(E) 중 이미터(10)를 포함하는 일부의 공간을 냉각하는 구성 등의 이미터(10)를 냉각하는 다른 구성이어도 된다. 즉, 냉각부(12)는, 이미터(10)를 냉각하기 위한 장치이다. 또, 냉각부(12)는, 공간(E)의 전체를 냉각하는 방법으로서, 냉동기를 사용하는 구성이어도 된다.

여기서, 이미터(10), 가스원(11), 가열부(13), 인출 전극(14), 인출 전원부(15), 이온 발생실(20)은, 가스(G)로부터 가스 이온을 발생시키는 가스 전계 전리형 이온원(21)을 구성하고 있다.

또, 인출 전극(14)의 하방에는, 접지 전위의 음극(22)이 설치되어 있다. 가속 전원부(23)는, 음극(22)과 이미터(10) 사이에 가속 전압을 인가한다. 당해 가속 전압은, 인출된 가스 이온에 에너지를 부여하고 가속시켜, 이온 빔으로 한다. 음극(22)의 하방에는, 이온 빔을 좁히는 제1 애퍼처(24)가 설치되어 있다. 제1 애퍼처(24)의 하방에는, 이온 빔을 집속하여 집속 이온 빔(FIB)으로 하는 콘덴서 렌즈(25)가 설치되어 있다.

콘덴서 렌즈(25)의 하방에는, 수평 방향으로 이동 가능하고, 집속 이온 빔(FIB)을 더욱 좁히는 제2 애퍼처(26)가 설치되어 있다. 제2 애퍼처(26)의 하방에는, 시료(S) 상에서 집속 이온 빔(FIB)을 주사하는 편향기(27)가 설치되어 있다. 편향기(27)의 하방에는, 집속 이온 빔(FIB)의 초점을 시료(S) 상에 맞추는 대물 렌즈(28)가 설치되어 있다.

여기서, 음극(22), 가속 전원부(23), 제1 애퍼처(24), 콘덴서 렌즈(25), 제2 애퍼처(26), 편향기(27), 대물 렌즈(28)는, 인출된 가스 이온을 집속 이온 빔(FIB)으로 한 후에 시료(S)에 조사시키는 빔 광학계(16)를 구성하고 있다. 또, 빔 광학계(16)에는, 도시 생략하나, 종래의 집속 이온 빔 장치에서 사용되고 있는 비점 보정기, 빔 위치 조정 기구도 포함된다.

검출기(4)는, 집속 이온 빔(FIB)이 조사되었을 때에, 시료(S)로부터 발하는 이차 전자, 이차 이온, 반사 이온이나 산란 이온 등의 이차 하전 입자를 검출하고, 제어부(7)에 출력하고 있다.

가스총(5)은, 디포지션막의 원료가 되는 물질(예를 들어, 페난트렌, 플라티나, 카본이나 텅스텐 등)을 함유한 화합물 가스를 원료 가스로서 공급한다. 당해 원료 가스는, 집속 이온 빔(FIB)의 조사와, 당해 조사에 의해서 발생한 이차 하전 입자에 의해서 분해되고, 기체 성분 및 고체 성분으로 분리된다. 그리고, 당해 기체 성분 및 당해 고체 성분 중 당해 고체 성분이 퇴적함으로써, 디포지션막이 형성된다.

또한, 가스총(5)에는, 에칭을 선택적으로 가속시키는 물질(예를 들어, 불화크세논, 염소, 요오드, 물)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 시료(S)가 Si계인 경우에는 불화크세논이 사용되고, 시료(S)가 유기계인 경우에는 물이 사용된다. 또, 집속 이온 빔 장치(1)는, 당해 물질을 이온 빔과 동시에 조사함으로써, 특정 재질의 에칭을 진행시킬 수 있다.

제어부(7)는, 집속 이온 빔 장치(1)의 전체를 종합적으로 제어함과 더불어, 인출 전압, 가속 전압, 집속 이온 빔(FIB)의 빔 전류 등을 변화시킨다. 그로 인해, 제어부(7)는, 집속 이온 빔(FIB)의 빔 지름을 자유롭게 조정하여, 관찰 화상을 취득할 뿐만 아니라, 시료(S)를 국소적으로 에칭 가공(조(粗) 가공이나 마무리 가공 등) 등을 할 수 있다.

또, 제어부(7)는, 검출기(4)에서 검출된 이차 하전 입자를 휘도 신호로 변환하여 관찰 화상 데이터를 생성한다. 그리고, 제어부(7)는, 생성한 당해 관찰 화상 데이터에 의거하여 표시부에 관찰 화상을 표시시킨다. 이것에 의해, 제어부(7)는, 표시부를 통해 관찰 화상을 오퍼레이터에 제공할 수 있다.

또한, 제어부(7)에는, 오퍼레이터가 입력 가능한 도시 생략한 입력부가 접속되어 있으며, 당해 입력부에 의해서 입력된 신호에 의거하여, 집속 이온 빔 장치(1)의 전체를 제어하고 있다. 따라서, 오퍼레이터는, 입력부를 통해, 원하는 영역에 집속 이온 빔(FIB)을 조사하여 관찰하는 것, 원하는 영역을 에칭 가공하는 것, 원하는 영역에 원료 가스를 공급하면서 집속 이온 빔(FIB)을 조사하여 디포지션막을 퇴적시키는 것 등을 할 수 있다.

＜이미터의 제작 방법＞

다음으로, 이미터(10)의 제작 방법에 대해서, 도 5에 도시한 플로차트를 참조하면서, 2개의 이미터 소재를 예로 들어 설명한다. 이미터 소재는, 이미터(10)의 재료가 되는 소재이다.

＜이미터 소재가 텅스텐 단결정인 경우＞

우선, 상기의 이미터 소재의 일례인 이미터 소재(30)의 선단부를 전해 연마 가공하고, 선단을 향해 점차 축경하도록 가공하는 전해 연마 공정을 행한다(단계 S10). 이 일례에 있어서, 이미터 소재(30)는, 텅스텐 단결정이다.

구체적으로는, 우선, 도 6에 도시한 바와 같이 이미터 소재(30)로서, 예를 들어, 결정면 (111)면을 축 방향에 갖는 텅스텐 단결정으로 이루어지는 와이어를 준비하고, 이미터 소재(30)의 기단부를, 예를 들어, 고정용 선재(31)를 통해 유지구(32)로 유지한다.

또한, 이미터 소재(30)인 상기 와이어로는, 예를 들어, 직경이 0.1~0.3mm 전후이며, 길이가 수mm인 것이 이용된다. 또, 고정용 선재(31)는, 이미터 소재(30)를 지지하는 것에 더해, 통전에 의해 이미터 소재(30)를 가열시키는 역할을 갖고 있다.

유지구(32)로 유지된 이미터 소재(30)의 선단부를, 연마조(33)에 저류되어 있는 연마 용액(W)에 침지시킨다. 연마 용액(W)으로는, 예를 들어, 3mol/L의 KOH(수산화칼륨) 용액 등을 들 수 있다. 또, 연마조(33) 안에는, 음극(34)이 배치되어 있다.

그리고, 이미터 소재(30)와 음극(34) 사이에 전압 인가부(35)에 의해 에칭 전압(예를 들어, DC3V)을 소정의 에칭 시간(예를 들어, 400초 전후) 동안 인가하고, 이미터 소재(30)의 선단부의 전해 연마 가공을 행한다.

이것에 의해, 도 7에 도시한 바와 같이, 전해 연마 공정(단계 S10)에서는, 이미터 소재(30)의 선단부를, 선단을 향해 점차 축경하도록 개략 첨예화시킬 수 있다. 이때, 도 8에 도시한 바와 같이, 가공 목표로서, 선단 직경(R1)이 100nm 이하, 보다 상세하게는 30~80nm이고, 선단 꼭지각(θ1)이 10~30도 정도가 될 때까지 상기의 전해 연마 가공을 행한다.

이어서, 전해 연마 공정(단계 S10)이 종료된 후, 도 9, 도 10, 및 도 11에 도시한 바와 같이, 전해 연마 가공된 가공 부위에 대해서 집속 이온 빔(예를 들어, 후술하는 제1 집속 이온 빔(FIB1))을 조사하고 에칭 가공을 행하는 제1 에칭 공정 (단계 S20)을 행한다. 이하에서는, 일례로서, 당해 집속 이온 빔이 갈륨 이온에 의해서 구성되는 집속 이온 빔인 경우에 대해 설명한다. 즉, 제1 에칭 공정에 있어서, 후술하는 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 조사하는 하전 입자 빔 장치(50)는, 상기의 도 1에 도시한 집속 이온 빔 장치(1)와 상이하다.

먼저, 하전 입자 빔 장치(50)의 일례에 대해 설명한다. 도 12는, 본 발명의 실시 형태에 따르는 하전 입자 빔 장치(50)의 구성도이다. 하전 입자 빔 장치(50)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 내부를 진공 상태로 유지 가능한 시료실(51)과, 시료실(51)의 내부에 있어서 시료를 고정 가능한 스테이지(52)와, 스테이지(52)를 구동시키는 스테이지 구동 기구(53)를 구비하고 있다. 하전 입자 빔 장치(50)는, 시료실(51)의 내부에 있어서의 소정의 조사 영역(즉 주사 범위) 내의 조사 대상에 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2)을 조사하는 제1 집속 이온 빔 조사 광학계(54) 및 제2 집속 이온 빔 조사 광학계(55)를 구비하고 있다. 또한, 하전 입자 빔 장치(50)는, 시료실(51)의 내부에 있어서의 소정의 조사 영역 내의 조사 대상에 전자 빔을 조사하는 전자 빔 조사 광학계(도시 생략)를 구비해도 된다.

하전 입자 빔 장치(50)는, 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2) 또는 전자 빔의 조사에 의해서 조사 대상으로부터 발생하는 이차 하전 입자(이차 전자, 이차 이온)(Q)를 검출하는 검출기(56)를 구비하고 있다. 하전 입자 빔 장치(50)는, 조사 대상의 표면에 가스(G)를 공급하는 가스 공급부(57)를 구비하고 있다. 가스 공급부(57)는 구체적으로는 외경 200μm 정도의 노즐 등이다. 하전 입자 빔 장치(50)는, 검출기(56)에 의해서 검출된 이차 하전 입자(Q)에 의거하는 화상 데이터 등을 표시하는 표시 장치(61)와, 컴퓨터(62)와, 입력 디바이스(63)를 구비하고 있다.

이 실시 형태에 따르는 하전 입자 빔 장치(50)는, 조사 대상의 표면에 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2)을 주사하면서 조사함으로써, 피조사부의 화상화나 스퍼터링에 의한 각종의 가공(굴삭, 트리밍 가공 등)과, 디포지션막의 형성 등이 실행 가능하다. 하전 입자 빔 장치(50)는, 조사 대상의 표면에 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2) 또는 전자 빔을 주사하면서 조사함으로써, 조사 대상의 표면의 관찰을 실행 가능하다.

시료실(51)은, 배기 장치(도시 생략)에 의해서 내부를 원하는 진공 상태가 될 때까지 배기 가능함과 더불어, 원하는 진공 상태를 유지 가능하게 구성되어 있다.

스테이지(52)는, 시료를 유지하는 홀더(P)가 고정되는 홀더 고정대(52a)를 구비하고 있다. 홀더 고정대(52a)는 복수의 홀더(P)를 탑재할 수 있는 구조여도 된다.

스테이지 구동 기구(53)는, 스테이지(52)에 접속된 상태로 시료실(51)의 내부에 수용되어 있고, 컴퓨터(62)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 스테이지(52)를 소정 축에 대해 변위시킨다. 예를 들어, 스테이지 구동 기구(53)는, 5축의 구동 기구와 2축의 구동 기구가 착탈 가능하게 조합된 7축의 구동 기구이다. 5축의 구동 기구는, 적어도 수평면에 평행하고 또한 서로 직교하는 X축 및 Y축과, X축 및 Y축과 직교하는 연직 방향의 Z축을 따라서 평행하게 스테이지(52)를 이동시키는 이동 기구(53a)를 구비하고 있다. 5축의 구동 기구는, 스테이지(52)를 X축 또는 Y축 둘레로 경사시키는 경사 기구(53b)와, 스테이지(52)를 Z축 둘레로 회전시키는 회전 기구(53c)를 구비하고 있다. 2축의 구동 기구는, 5축의 구동 기구에 탑재되고, 예를 들어, X축 및 Y축과는 독립하여 수평면에 평행하고 또한 서로 직교하는 2축의 각 축 둘레로 스테이지(52)를 경사시키는 제2 경사 기구(53d)를 구비하고 있다.

제1 집속 이온 빔 조사 광학계(54)는, 시료실(51)의 내부에 있어서 빔 출사 부(도시 생략)를, 조사 영역 내의 스테이지(52)의 연직 방향 상방의 위치에서 스테이지(52)에 면하게 함과 더불어, 광축(U)(FIB1)을 연직 방향에 평행하게 하고, 시료실(51)에 고정되어 있다. 이것에 의해서, 스테이지(52)에 올려놓여진 시료 등의 조사 대상에 연직 방향의 상방으로부터 하방을 향해 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 조사 가능하다.

제2 집속 이온 빔 조사 광학계(55)는, 시료실(51)의 내부에 있어서 빔 출사부(도시 생략)를, 조사 영역 내의 스테이지(52)의 연직 방향에 대해서 소정 각도로 경사진 경사 방향으로 스테이지(52)에 면하게 함과 더불어, 광축(U)(FIB2)을 경사 방향에 평행하게 하고, 시료실(51)에 고정되어 있다. 이것에 의해서, 스테이지(52)에 고정된 시료 등의 조사 대상에 경사 방향의 상방으로부터 하방을 향해 제2 집속 이온 빔(FIB2)을 조사 가능하다.

제1 및 제2 집속 이온 빔 조사 광학계(54, 55)의 각각은, 이온을 발생시키는 각 이온원(54a, 55a)과, 각 이온원(54a, 55a)으로부터 인출된 이온을 집속 및 편향시키는 각 이온 광학계(54b, 55b)를 구비하고 있다. 각 이온원(54a, 55a) 및 각 이온 광학계(54b, 55b)는, 컴퓨터(62)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 제어되고, 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2)의 조사 위치 및 조사 조건 등이 컴퓨터(62)에 의해서 제어된다.

제1 집속 이온 빔 조사 광학계(54)의 이온원(54a)은, 예를 들어, 액체 갈륨 등을 이용한 액체 금속 이온원이다. 제2 집속 이온 빔 조사 광학계(55)의 이온원(55a)은, 예를 들어, 아르곤 또는 크세논 등의 희가스를 이온화 가스로서 이용한 가스 전계 전리형 이온원이다.

각 이온 광학계(54b, 55b)는, 예를 들어, 콘덴서 렌즈 등의 제1 정전 렌즈와, 정전 편향기와, 대물 렌즈 등의 제2 정전 렌즈 등을 구비하고 있다.

검출기(56)는, 시료 등의 조사 대상에 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2) 또는 전자 빔이 조사되었을 때에 조사 대상으로부터 방사되는 이차 하전 입자(이차 전자 및 이차 이온)(Q)의 강도(즉, 이차 하전 입자의 양)를 검출하여, 이차 하전 입자(Q)의 검출량의 정보를 출력한다. 검출기(56)는, 시료실(51)의 내부에 있어서 이차 하전 입자(Q)의 양을 검출 가능한 위치, 예를 들어 조사 영역 내의 시료 등의 조사 대상에 대해서 비스듬하게 상방의 위치 등에 배치되고, 시료실(51)에 고정되어 있다.

가스 공급부(57)는 시료실(51)에 고정되어 있고, 시료실(51)의 내부에 있어서 가스 분사부(57a)(예를 들어, 노즐 등)를 가지며, 가스 분사부(57a)를 스테이지(52)에 면하게 하여 배치되어 있다. 가스 공급부(57)는, 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2)에 의한 시료의 에칭을 시료의 재질에 따라 선택적으로 촉진하기 위한 에칭용 가스와, 시료의 표면에 금속 또는 절연체 등의 퇴적물에 의한 디포지션막을 형성하기 위한 디포지션용 가스 등을 시료에 공급 가능하다. 예를 들어, 실리콘계의 시료에 대한 불화크세논과, 유기계의 시료에 대한 물 등의 에칭용 가스를, 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2)의 조사와 더불어 시료에 공급함으로써, 에칭을 재료 선택적으로 촉진시킨다. 또, 예를 들어, 플라티나, 카본, 또는 텅스텐 등을 함유한 디포지션용 가스를, 각 집속 이온 빔(FIB1, FIB2)의 조사와 더불어 시료에 공급함으로써, 디포지션용 가스로부터 분해된 고체 성분을 시료의 표면에 퇴적(디포지션)시킬 수 있다. 디포지션용 가스의 구체예로서, 카본을 포함하는 가스로서 페난트렌이나 나프탈렌이나 피렌 등, 플라티나를 포함하는 가스로서 트리메틸·에틸시클로펜타디에닐·플라티나 등, 또, 텅스텐을 포함하는 가스로서 텅스텐헥사카보닐 등이 있다. 또, 공급 가스에 의해서는, 전자 빔을 조사하는 것으로도, 에칭 또는 디포지션을 행할 수 있다.

컴퓨터(62)는, 적어도 스테이지 구동 기구(53)와, 각 집속 이온 빔 조사 광학계(54, 55)와, 가스 공급부(57)를 제어한다.

컴퓨터(62)는, 시료실(51)의 외부에 배치되고, 표시 장치(61)와, 조작자의 입력 조작에 따른 신호를 출력하는 마우스 및 키보드 등의 입력 디바이스(63)가 접속되어 있다.

컴퓨터(62)는, 입력 디바이스(63)로부터 출력되는 신호 또는 미리 설정된 제어 처리에 의해서 생성되는 신호 등에 의해서, 하전 입자 빔 장치(50)의 동작을 통합적으로 제어한다.

컴퓨터(62)는, 하전 입자 빔의 조사 위치를 주사하면서 검출기(56)에 의해서 검출되는 이차 하전 입자(Q)의 검출량을, 조사 위치에 대응지은 휘도 신호로 변환하고, 이차 하전 입자(Q)의 검출량의 2차원 위치 분포에 의해서 조사 대상의 형상을 나타내는 화상 데이터를 생성한다. 컴퓨터(62)는, 생성한 화상 데이터와 더불어, 화상 데이터의 확대, 축소, 이동, 및 회전 등의 조작을 실행하기 위한 화면을, 표시 장치(61)에 표시시킨다. 컴퓨터(62)는, 자동적인 시퀀스 제어에 있어서의 모드 선택 및 가공 설정 등의 각종의 설정을 행하기 위한 화면을, 표시 장치(61)에 표시시킨다.

이하에, 하전 입자 빔 장치(50)를 이용하여, 이미터 소재(30)를 조사 대상의 시료로서 에칭 가공을 행하는 동작에 대해 설명한다. 구체적으로는, 도 9 및 10에 도시한 바와 같이, 전해 연마 공정에 의한 이미터 소재(30)의 전해 연마 가공된 가공 부위 중, 예를 들어, 선단으로부터 50μm 정도까지의 가공 영역(H)에 걸쳐, 이미터 소재(30)를 그 축선(O) 둘레로 간헐적으로 회전시키면서 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 조사하여, 각뿔형상의 첨예부(40)를 형성한다. 도시의 예에서는, 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의해 각뿔면(41)이 6면 나타나도록 가공하고, 6각뿔형상의 첨예부(40)를 형성하고 있다.

이때, 도 11에 도시한 바와 같이, 첨예부(40)의 선단을 꼭지점으로서, 그 꼭지각(θ2)이 제1 소정 각도 이하가 되도록 첨예부(40)를 마무리한다. 제1 소정 각도는, 예를 들어, 20도이다. 또한, 제1 소정 각도는, 20도보다 작은 각도여도 되고, 20도보다 큰 각도여도 된다. 단, 제1 소정 각도는, 작은 것이 바람직하다. 제1 소정 각도는, 소정 각도의 일례이다. 도시의 예에서는, 꼭지각(θ2)을 약 10도로 마무리하고 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르는 이미터의 제작 방법에서는, 제1 에칭 공정(단계 S20)에 의해, 나노미터 오더로 매우 첨예화된 육각뿔형상의 첨예부(40)를 제작할 수 있다. 특히, 당해 작성 방법은, 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 이용하므로, 가공 편차를 억제할 수 있으며, 첨예부(40)를 원하는 형상으로 미세하게 만들 수 있다. 그러나, 제1 에칭 공정(단계 S20)에 의해서 가공된 이미터 소재(30)의 표면에는, 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 가공의 흔적이 남는(새겨지는) 경우가 있다. 당해 흔적에는, 예를 들어, 당해 표면에 잔류하는 입자로서 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 구성하는 하전 입자(이 일례에 있어서, 갈륨 이온)에 의한 잔류 불순물 입자와, 당해 표면에 형성된 자국으로서 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 가공흔으로 이루어지는 데미지층 중 적어도 한쪽이 포함된다. 또한, 당해 흔적에는, 이들을 대신하여, 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 가공에 유래하는 다른 자국이 포함되는 구성이어도 된다. 당해 표면에 당해 흔적이 남아 있는(새겨져 있는) 경우, 당해 흔적은, 이미터 소재(30)의 최선단을 원자 레벨로 첨예화시킬 때의 가공 정밀도를 저하시킬 가능성이 있을 뿐만 아니라, 이미터 소재(30)의 가공을 어렵게 할 가능성이 있으며, 그 결과, 이미터 소재(30)의 가공에 있어서의 수율을 악화시킬 가능성이 있다. 게다가, 당해 흔적은, 이미터 가공 후에 사용할 때의 이온 전류의 안정 동작이나 최선단 구조의 재생에 악영향을 줄 가능성도 있다.

그래서, 본 실시 형태에 따르는 이미터의 제작 방법에서는, 제1 에칭 공정(단계 S20)이 종료된 후, 제1 에칭 공정(단계 S20)에 의해 첨예부(40)가 형성된 이미터 소재(30)의 표면을 스퍼터링 가공하고, 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 에칭 가공의 흔적을 제거하는 스퍼터링 공정을 행한다(단계 S25).

구체적으로는, 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 에칭 공정(단계 S20)에 계속해서, 하전 입자 빔 장치(50)를 이용하여, 이미터 소재(30)의 축선(O)을 제2 집속 이온 빔 조사 광학계(55)의 광축(U)(FIB2)과 동축에 배치하고, 이미터 소재(30)의 선단부를 제2 집속 이온 빔 조사 광학계(55)의 빔 출사구(55c)에 면하게 한다. 그리고, 이미터 소재(30)의 선단부 중 첨예부(40)를 포함하는 가공 대상 부위에 축선(O) 방향으로부터 제2 집속 이온 빔(FIB2)을 조사하여 스퍼터링 가공을 행한다.

스퍼터링 공정(단계 S25)의 가공 대상 부위의 크기는, 적어도 제1 에칭 공정(단계 S20)의 가공 영역(H)의 크기보다, 좁게 설정되어 있다. 예를 들어, 스퍼터링 공정(단계 S25)의 가공 대상 부위의 외경은, 이미터 소재(30)의 첨예부(40)의 최선단을 중심으로 하는 반경 십수μm 정도의 부위이다. 이 가공 대상 부위에 제2 집속 이온 빔(FIB2)을 조사할 때에, 예를 들어, 제2 집속 이온 빔(FIB2)의 직경이 가공 대상 부위의 외경보다 작은 경우에는, 가공 대상 부위를 제2 집속 이온 빔(FIB2)에 의해 주사한다. 한편, 제2 집속 이온 빔(FIB2)의 직경이 가공 대상 부위의 외경 이상인 경우에는, 제2 집속 이온 빔(FIB2)에 의한 주사를 불요로 한다.

제2 집속 이온 빔(FIB2)을 이용하는 스퍼터링 공정(단계 S25)의 가공 레이트는, 빔 전류 및 가속 전압에 따라 변화하는데, 예를 들어 전해 연마 공정(단계 S10)과 같은 전해 연마에 비해 1~3자리수 정도로 작다. 이것에 의해, 예를 들어, 전해 연마의 표면 처리 시간이 0.01~수 초 전후와 같이 상대적으로 단시간인 것에 비해, 스퍼터링 공정(단계 S25)에 있어서의 제2 집속 이온 빔(FIB2)의 조사 시간은 십수~수십 분 정도이며, 조사 시간 즉 가공량의 조정이 용이하다. 또한, 스퍼터링 공정(단계 S25)에 있어서의 제2 집속 이온 빔(FIB2)의 가속 전압은, 예를 들어, 제1 에칭 공정(단계 S20)에 있어서의 제1 집속 이온 빔(FIB1)의 가속 전압보다 낮게 설정되어 있다.

스퍼터링 공정(단계 S25)에서는, 스퍼터링 가공의 실행 전후에 있어서의 이미터 소재(30)의 전계 증발 전압의 증가율이 소정값 이하가 되도록 스퍼터링 가공을 행한다. 예를 들어, 소정값은, 전계 증발 전압의 역치에 대한 소정의 전압 증가율이며, 30% 정도로 설정되어 있다. 전계 증발 전압의 역치는, 예를 들어, 이미터 소재(30)의 선단 표면의 중심인 ｛111｝결정면의 주변의 소정 결정면이 원하는 청정한 결정면이 되기 위한 역치 전압이다.

전계 증발 전압의 역치는, 이미터 소재(30)에 있어서의 첨예부(40)의 선단의 첨예 정도를 나타내는 파라미터에 관련되어 있으며, 예를 들어, 첨예 정도가 저하하는 것에 수반하여, 증대 경향으로 변화한다. 첨예부(40)의 선단의 첨예 정도를 나타내는 파라미터는, 예를 들어, 선단의 곡률 반경, 또는 선단을 꼭지점으로 하는 꼭지각의 각도 등이다. 즉, 스퍼터링 가공의 실행 전후에 있어서의 이미터 소재(30)의 전계 증발 전압의 증가율을 소정값 이하로 규제함으로써, 제1 에칭 공정에 의해서 형성된 첨예부(40)의 선단 형상을, 스퍼터링 공정의 실행 후에 있어서도, 원하는 허용 변화 범위 내에서 유지할 수 있다.

또한, 스퍼터링 공정에 대해서 설정되는 전계 증발 전압의 증가율에 대한 소정값은, 예를 들어 전해 연마 공정(단계 S10)과 같은 전해 연마에 대해서 설정 가능한 전계 증발 전압의 증가율에 대한 소정값보다 작게 설정할 수 있다. 상기 서술한 바와 같이, 전해 연마에서는, 스퍼터링 가공에 비해, 상대적으로 상세하고 또한 정밀도 좋은 가공이 어려우므로, 첨예부(40)의 선단 형상의 변화의 편차가 커서, 제1 에칭 공정에 의해서 형성된 첨예부(40)의 선단 형상을, 전해 연마의 실행 후에 원하는 허용 변화 범위 내에서 유지할 수 없을 우려가 있다. 예를 들어, 전해 연마의 실행 전후에 있어서의 이미터 소재(30)의 전계 증발 전압의 증가율이 50% 이상의 과대한 값이 되는 경우가 있으며, 첨예부(40)의 선단 형상을 원하는 허용 변화 범위 내에서 유지하기 위해서 필요하게 되는 전계 증발 전압의 증가율에 대한 소정값을, 적정하게 설정할 수 없을 우려가 있다. 이러한 문제에 대해서, 스퍼터링 가공에서는, 전해 연마에 비해, 상대적으로 상세하고 또한 정밀도 좋은 가공이 용이하고, 첨예부(40)의 선단 형상의 변화의 편차가 증대하는 것을 방지하며, 첨예부(40)의 선단 형상을 원하는 허용 변화 범위 내에서 유지하기 위해서 필요하게 되는 전계 증발 전압의 증가율에 대한 소정값을, 적정하게 설정할 수 있다.

이것에 의해, 스퍼터링 공정(단계 S25)에서는, 도 14에 도시한 제1 에칭 공정(단계 S20)의 가공 영역(H)의 일부이며 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 에칭 가공의 흔적을 포함하는 표면(EL)의 최선단부(ELa)를, 도 15에 도시한 바와 같이 제거할 수 있다. 도 14는, 제1 에칭 공정(단계 S20)에 있어서 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의해 에칭 가공된 상태의 이미터 소재(30)의 단면을 도시한 도면이다. 당해 단면은, 당해 이미터 소재(30)의 축선(O)을 따라서 당해 이미터 소재(30)를 자른 경우의 당해 이미터 소재(30)의 선단부의 단면이다. 도 15는, 스퍼터링 공정(단계 S25)이 종료된 후의 이미터 소재(30)의 단면을 도시한 도면이다. 당해 단면은, 당해 이미터 소재(30)의 축선(O)을 따라서 당해 이미터 소재(30)를 자른 경우의 당해 이미터 소재(30)의 선단부의 단면이다. 도 14에 도시한 표면(EL)은, 이미터 소재(30)의 선단부에 있어서 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 에칭 가공의 흔적이 남아 있는(새겨져 있는) 부분이다. 표면(EL)의 두께는, 50nm 정도이다. 또, 도 14 및 도 15에 도시한 비연마 대상 부분(RM)은, 이미터 소재(30)의 선단부에 있어서 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 에칭 가공의 흔적이 남아 있지 않은(새겨져 있지 않은) 부분이다.

이어서, 상기의 스퍼터링 공정(단계 S25)이 종료된 후, 첨예부(40)에 있어서의 선단의 결정 구조를 전계 이온 현미경으로 관찰하면서, 당해 선단을 전계 유기 가스 에칭 가공에 의해, 원자 레벨 오더로 더욱 첨예화시키는 제2 에칭 공정(단계 S30)을 행한다.

이 공정에 대해서, 상세하게 설명한다.

우선, 도 16에 도시한 바와 같이, 상기의 전계 이온 현미경(FIM：Field Ion Microscope)(70)은, 각종 가스가 소정 압력으로 도입되는 도시 생략한 진공 챔버와, 당해 진공 챔버 안에 있어서, 이미터 소재(30)의 첨예부(40)에 대해서 간격을 두고 배치된 MCP(마이크로 채널 플레이트)(71)와, 당해 MCP(71)에 의해서 증폭된 첨예부(40)의 선단의 FIM상(전계 이온상)을 비추는 형광 스크린(72)과, 이미터 소재(30)를 가열시키는 히터 등인 가열부(73)를 구비하고 있다.

또한, 도 16에서는, 이미터 소재(30)의 첨예부(40)에 있어서의 결정 구조를 도시하고 있다.

이와 같이 구성된 전계 이온 현미경(70)에 있어서, 진공 챔버 안에 불활성 가스, 예를 들어, 헬륨 가스(He)를 도입한 상태에서 이미터 소재(30)에 고전압을 인가하면, 헬륨 가스는, 첨예부(40)의 선단을 구성하고 있는 원자의 근방에서, 강한 전계에 의해 이온화되고, 전기력선에 따라서 MCP(71)측으로 이동한다. 그러면, 당해 헬륨 가스가 이온화된 헬륨 이온은, MCP(71)에서 전자로 변환되고, 증폭된 후에 형광 스크린(72)에 입사한다. 이것에 의해, 전계 이온 현미경(70)은, 형광 스크린(72) 상에, 첨예부(40)의 선단의 FIM상을 비출 수 있고, 오퍼레이터에 당해 선단의 결정 구조를 제공할 수 있다.

여기서, 오퍼레이터에 의한 첨예부(40)의 선단의 결정 구조의 관찰 중에, 진공 챔버 안에 헬륨 가스에 더해 산소와 질소 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 도시 생략한 혼합 가스를 도입하면, 혼합 가스가 텅스텐의 원자를 빼앗음으로써 에칭이 행해지는 전계 유기 가스 에칭 가공을 행할 수 있다.

따라서, 제2 에칭 공정(단계 S30)에서는, 당해 전계 유기 가스 에칭 가공을 행함으로써, 첨예부(40)의 선단을 서서히 깎을 수 있다. 그 결과, 당해 작성 방법에서는, 당해 선단을 원자 레벨 오더로 첨예화시킬 수 있다. 이때, 첨예화할수록, 첨예부(40)는, 최선단을 구성하는 원자수가 줄어든다. 이로 인해, FIM상의 휘점은, 시간의 경과와 더불어 서서히 감소한다.

그리고, 제2 에칭 공정(단계 S30)에서는, 전계 이온 현미경(70)에 의한 관찰에 의해서, 최선단을 구성하는 원자수(휘점수)가 일정수 이하(예를 들어 수 개~수십 개)가 될 때까지 가공이 행해진다. 이것에 의해, 첨예부(40)의 형상을 원자 레벨 오더로 첨예화시킬 수 있다. 특히, 첨예부(40)의 최선단을 구성하는 원자수를 일정수 이하로 할 수 있으므로, 종래의 것에 비해 훨씬 더 적은 원자수로 최선단을 구성할 수 있다.

이어서, 제2 에칭 공정(단계 S30)이 종료된 후, 이미터 소재(30)를 가열하고, 첨예부(40)의 최선단을 구성하는 원자를 피라미드형상으로 배열시키는 가열 공정(단계 S40)을 행한다.

본 실시 형태에서는, 이미터 소재(30)를 도 16에 도시한 전계 이온 현미경(70)에 세트한 채, 가열 공정(단계 S40)을 행한다. 구체적으로는, 진공 챔버 안으로부터 헬륨 가스 및 혼합 가스를 배출함과 더불어 이미터 소재(30)로의 전압 인가를 정지한 후, 가열부(73)에 의해 이미터 소재(30)를 예를 들어 700도~1200도의 온도에서 5분 정도 가열한다. 또한, 가열 공정(단계 S40)에서는, 이미터 소재(30)의 가열과 더불어 이미터 소재(30)로의 전압의 인가(리몰딩)를 행해도 된다.

이것에 의해, 가열 공정(단계 S40)에서는, 이미터 소재(30)의 최선단에 있어서의 원자의 배열을 행하게 할 수 있다. 특히, 최선단을 구성하는 원자수가 종래에 비해 적으므로, 이들 소수의 원자를 이상적인 피라미드형상으로 배열할 수 있다. 즉, 가열 공정(단계 S40)에 있어서, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 당해 최선단의 결정 구조를, 예를 들어, 3원자(A1) 또는 1원자(A2)가 최선단에 배치된 결정 구조로 할 수 있다. 그 결과, 가열 공정(단계 S40)에서는, 당해 최선단의 원자를 당해 결정 구조로 할 수 있고, 원자 레벨 오더로 첨예화된 도 2에 도시한 침형상의 이미터(10)를 제작할 수 있다.

또한, 가열 공정(단계 S40) 후, 재차 진공 챔버 안에 헬륨 가스를 도입한 후, 이미터(10)에 대해서 전압을 인가하고 FIM상을 관찰하면, 3개 또는 1개의 휘점을 관찰할 수 있으며, 최선단에 3원자(A1) 또는 1원자(A2)가 배치된 결정 구조로 되어 있는 것을 확인할 수 있다.

이상에 의해, 일련의 이미터의 제작 방법의 동작을 종료한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 제작된 이미터(10)를 구비한 가스 전계 전리형 이온원(21)은, 이온 빔을 작은 빔 지름으로, 또한 고휘도로 방출할 수 있다. 따라서, 이 이온 빔을 이용한 집속 이온 빔(FIB)을 이용하고, 당해 가스 전계 전리형 이온원(21)을 구비한 집속 이온 빔 장치(1)는, 시료(S)의 관찰을 행하는 경우에 있어서 고분해능으로 시료(S)의 관찰을 행할 수 있고, 시료(S)의 가공을 행하는 경우에 있어서 매우 미세하고 또한 고정밀도의 가공을 시료(S)에 대해서 행할 수 있다.

또, 이미터(10)를 구비한 가스 전계 전리형 이온원(21)의 사용에 수반하여 이미터(10)의 결정 구조가 변화한 경우, 당해 가스 전계 전리형 이온원(21)을 구비한 집속 이온 빔 장치(1)는, 가열에 의한 트리트먼트를 행하고, 원자의 재배열을 행한다. 이 경우, 집속 이온 빔 장치(1)는, 본 실시 형태의 이미터(10)의 최선단을 구성하는 원자수가 종래에 비해 적기 때문에, 이들 소수의 원자를 효율적으로 재배열시킬 수 있다. 따라서, 집속 이온 빔 장치(1)는, 이미터(10)의 최선단의 결정 구조를 재현성 좋게 원래의 피라미드형상으로 되돌릴 수 있다. 따라서, 집속 이온 빔 장치(1)에서는, 이미터(10)에 대한 가열 재생의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 집속 이온 빔 장치(1)에서는, 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 의한 가공의 흔적이 이미터(10)로부터 제거되어 있기 때문에, 재배열의 재현성 및 반복 횟수의 향상도 기대할 수 있다.

또, 소수의 원자를 효율적으로 재배열시킬 수 있으므로, 가열 시간을 짧게 할 수 있고, 이미터(10)의 선단의 지름이 두꺼워 지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 집속 이온 빔 장치(1)에서는, 종래의 이미터에 비해, 트리트먼트 후의 인출 전압의 최적값의 상승을 억제할 수 있고, 최적값을 거의 일정하게 할 수 있다. 그 결과, 집속 이온 빔 장치(1)에서는, 이미터(10)의 수명을 늘릴 수 있어, 이미터(10)를 길게 계속 사용할 수 있다.

＜이미터 소재가 이리듐(210) 단결정인 경우＞

이하에서는, 이미터 소재가 이리듐(210) 단결정인 경우에 대해 설명한다. 이하에서는, 설명의 편의상, 이리듐(210) 단결정인 이미터 소재를, 이미터 소재(80)로 칭하여 설명한다.

여기서, 이미터 소재(80)는, 전해 연마 공정(단계 S10)에만 의해서 선단을 100nm 이하까지 성형하는 것이 어렵다. 이것은, 이미터 소재(80)인 이리듐(210) 단결정의 결정 구조가, 이방성(비대칭성)을 가지기 때문이다. 그러나, 상기에 있어서 설명한 이미터의 제작 방법(도 5에 도시한 플로차트에 있어서 설명한 방법)은, 이리듐(210) 단결정과 같이 결정 구조가 이방성을 갖는 소재를 이미터 소재로서 이용한 경우에도, 이미터의 선단을 바람직한 형상으로 성형할 수 있다.

도 5에 도시한 플로차트에 있어서 설명한 이미터의 제작 방법에 있어서 이미터 소재(80)를 이용하는 경우, 당해 작성 방법의 설명은, 상기의 「이미터 소재가 텅스텐 단결정인 경우」의 설명에 있어서의 「이미터 소재(30)」를 「이미터 소재(80)」로 바꿔 읽은 설명이 된다. 단, 당해 작성 방법의 설명은, 각 공정에 있어서 이하의 점에서 「이미터 소재가 텅스텐 단결정인 경우」의 설명과 상이하다.

전해 연마 공정(단계 S10, 도 6 참조)에서는, 텅스텐 단결정으로 이루어지는 와이어를 대신하여, 이리듐(210) 단결정으로 이루어지는 와이어를 준비한다. 이때, 당해 와이어는, 직경이 0.1~0.3mm 전후이며, 길이가 수mm~10mm인 것이 이용된다. 또, 전해 연마 공정(단계 S10)에 있어서, 연마 용액(W)으로는, 수mol/L의 KOH(수산화칼륨) 용액 등이 이용된다. 이들에 의해, 전해 연마 공정(단계 S10)에서는, 이미터 소재(80)의 선단부를, 선단을 향해 점차 축경하도록 개략 첨예화시킬 수 있다. 이때, 가공 목표로서, 도 8에 도시한 선단 직경(R2)이 50μm 이하가 될 때까지 전해 연마 공정(단계 S10)에 있어서의 전해 연마 가공을 행한다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 이미터 소재(30)의 선단부의 선단 직경(R1)에 선단 꼭지각(θ1)이 대응하도록, 이미터 소재(80)의 선단부의 선단 직경(R2)에는 선단 꼭지각(θ3)이 대응하고 있다. 예를 들어, 이미터 소재(80)의 선단 직경(R2)이 이미터 소재(30)의 선단 직경(R1)보다 큰 경우, 이미터 소재(80)의 선단 꼭지각(θ3)은 이미터 소재(30)의 선단 꼭지각(θ1)보다 커진다.

제1 에칭 공정(단계 S20, 도 9 참조)에서는, 전해 연마 공정(단계 S10)에 의한 이미터 소재(80)의 전해 연마 가공된 가공 부위 중, 예를 들어, 선단으로부터 50μm까지의 가공 영역(H)에 걸쳐, 이미터 소재(80)를 그 축선(O) 둘레로 간헐적으로 회전시키면서 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 조사하고, 이미터 소재(80)의 첨예부(90)를 각뿔형상으로 성형한다. 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이, 첨예부(90)의 외형은, 6면의 각뿔면(91)을 갖는 6각뿔형상으로 형성된다. 이때, 도 11에 도시한 바와 같이, 당해 첨예부(90)의 선단을 꼭지점으로서, 그 꼭지각(θ4)이 제2 소정 각도 이하가 되도록 첨예부(90)를 마무리한다. 제2 소정 각도는, 예를 들어, 30도이다. 또한, 제2 소정 각도는, 30도보다 작은 각도여도 되고, 30도보다 큰 각도여도 된다. 단, 제2 소정 각도는, 작은 것이 바람직하다. 제2 소정 각도는, 소정 각도의 일례이다.

스퍼터링 공정(단계 S25, 도 13 참조)에서는, 이미터 소재(30)와 마찬가지로, 이미터 소재(80)의 선단부 중 첨예부(90)를 포함하는 가공 대상 부위에 축선(O) 방향으로부터 제2 집속 이온 빔(FIB2)을 조사하여 스퍼터링 가공을 행한다. 이 경우, 스퍼터링 가공의 실행 전후에 있어서의 이미터 소재(80)의 전계 증발 전압의 증가율이 소정값 이하가 되도록 스퍼터링 가공을 행한다. 예를 들어, 소정값은, 전계 증발 전압의 역치에 대한 소정의 전압 증가율이며, 30% 정도로 설정되어 있다. 전계 증발 전압의 역치는, 예를 들어, 이미터 소재(80)의 선단 표면의 중심인 ｛210｝결정면의 외측에 접하는 ｛100｝결정면 및 2개의 ｛111｝결정면이 원하는 청정한 결정면이 되기 위한 역치 전압이다.

가열 공정(단계 S40)에서는, 진공 챔버 안으로부터 헬륨 가스 및 혼합 가스를 배출함과 더불어 이미터 소재(80)로의 전압 인가를 정지한 후, 가열부(73)에 의해 이미터 소재(80)를 예를 들어 300~700도 전후의 온도에서 1분 정도 가열한다. 또한, 가열 공정(단계 S40)에서는, 이미터 소재(80)의 가열과 더불어 이미터 소재(80)로의 전압의 인가(리몰딩)를 행해도 된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르는 이미터의 제작 방법은, 이미터 소재가 이리듐(210) 단결정인 경우에도, 이미터의 선단을 바람직한 형상으로 성형할 수 있다. 즉, 당해 작성 방법은, 이미터의 소재가 각종 다양한 경우에도, 이미터의 선단을 바람직한 형상으로 성형할 수 있다.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의한 이미터의 제작 방법에 의하면, 제1 에칭 공정(단계 S20)의 다음으로 실행되는 스퍼터링 공정(단계 S25)을 포함함으로써, 미소한 가공 대상 부위에 있어서, 불순물의 발생을 방지하면서, 상세하고 또한 정밀도 좋은 가공을 행할 수 있다. 스퍼터링 공정에서는, 제1 에칭 공정에 의해 형성된 각 이미터 소재(30, 80)의 각 첨예부(40, 90)에 제2 집속 이온 빔(FIB2)을 조사하여 스퍼터링 가공을 행하므로, 예를 들어 각 첨예부(40, 90)에 전해 연마를 행하는 경우 등에 비해, 보다 작은 가공 레이트로 미소 영역을 소량씩 서서히 가공할 수 있다. 예를 들어 전해 연마에 의하면, 상대적으로 단시간의 처리 시간으로 광범위한 영역에 있어서 가공량이 증대하고, 각 첨예부(40, 90)의 선단에 있어서 연마가 촉진됨으로써, 각 첨예부(40, 90)의 선단 형상을 유지하는 것이 어려워질 우려가 있다. 이러한 문제에 대해서, 스퍼터링 공정에 의하면, 예를 들어, 침형상의 각 첨예부(40, 90)의 선단에 있어서의 수십μm 정도의 미소 영역이라도, 상대적으로 장시간의 처리 시간으로 매우 좁은 영역씩을 균일하게, 상세하고 또한 정밀도 좋은 가공을 행할 수 있으며, 제1 에칭 공정에 의해서 형성된 각 첨예부(40, 90)의 원하는 선단 형상을 유지할 수 있다.

또, 예를 들어 전해 연마에 의하면, 가공 대상물이 특정의 원소인 경우에 연마 용액에 용해되기 시작한 불순물이 가공 대상물에 재부착할 우려가 있고, 각 이미터 소재(30, 80)의 각 첨예부(40, 90)로부터 불순물을 제거하는 것이 어려워질 우려가 있다. 이러한 문제에 대해서, 스퍼터링 공정에 의하면, 각 이미터 소재(30, 80)의 각 첨예부(40, 90)로부터 스퍼터링에 의해 제거한 불순물의 각 첨예부(40, 90)로의 재부착을 방지할 수 있고, 예를 들어 제1 에칭 공정의 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 기인하는 갈륨 등의 잔류 불순물 입자를 적정하게 제거할 수 있다.

또한, 스퍼터링 공정에서는, 이온화 가스가 희가스인 제2 집속 이온 빔(FIB2)을 조사하므로, 상대적으로 반응성이 낮은 희가스에 의해서, 빔에 기인하는 불순물의 발생을 방지할 수 있다.

또, 스퍼터링 공정에서는, 진공 중에 있어서 가공을 행할 수 있음과 더불어, 하전 입자 빔 장치(50)를 이용함으로써, 제1 에칭 공정으로부터 진공 상태를 유지할 수 있고, 외부로부터의 불순물의 침입을 방지할 수 있다.

또, 스퍼터링 공정에 의하면, 가공 대상 부위가 상대적으로 증대하는 것을 방지할 수 있으므로, 가공 대상 부위의 증대에 수반하는 불순물의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 스퍼터링 공정에서는, 스퍼터링 가공의 실행 전후에 있어서의 각 이미터 소재(30, 80)의 전계 증발 전압의 증가율이 소정값 이하가 되도록 스퍼터링 가공을 행하므로, 제1 에칭 공정에 의해서 형성된 각 첨예부(40, 90)의 선단 형상을, 스퍼터링 공정의 실행 후에 있어서도, 원하는 허용 변화 범위 내에서 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 기술 범위는, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 변경을 더하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 가스 전계 전리형 이온원(21)용의 이미터(10)로서 설명했는데, 이 경우에 한정되지 않으며, 예를 들어 전자를 방출하여 전자 빔으로 하기 위한 방출원으로서 이용되는 이미터여도 된다.

또, 제1 에칭 공정(단계 S20)시, 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 조사하여 에칭 가공을 행했는데, 제1 집속 이온 빔(FIB1)에 한정되는 것이 아니고, 하전 입자 빔이면 된다. 예를 들어 전자 빔 등을 이용하여 에칭 가공을 행해도 상관없다. 또, 제1 에칭 공정에서는, 각 첨예부(40, 90)의 형상을 육각뿔형상으로 형성했는데, 각뿔형상이면 되고, 예를 들어 3각뿔형상, 12각뿔형상, 24각뿔형상, 36각뿔형상으로 형성해도 상관없다. 또, 각 첨예부(40, 90)의 형상은, 스파이럴 가공 등에 의한 원뿔형상이어도 된다. 이러한 경우에도, 나노미터 오더로 첨예화된 각 첨예부(40, 90)로 할 수 있고, 그 후에 행하는 제2 에칭 공정(단계 S30)에 의해서, 최선단을 구성하는 원자수를 줄일 수 있다.

또, 가열 공정(단계 S40)시, 도 16에 도시한 전계 이온 현미경(70)에 세트 한 채, 당해 전계 이온 현미경(70)을 이용하고 각 이미터 소재(30, 80)를 가열했는데, 예를 들어 제2 에칭 공정(단계 S30) 후에, 각 이미터 소재(30, 80)를 도 1에 도시한 가스 전계 전리형 이온원(21)에 세트하고 가열 공정(단계 S40)을 행해도 상관없다. 이 경우에는, 가열 공정(단계 S40) 후에, 바로 가스 전계 전리형 이온원(21)을 작동시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 서술한 실시 형태에 있어서, 제1 에칭 공정 및 스퍼터링 공정에서는, 도 12에 도시한 하전 입자 빔 장치(50)를 이용한다고 했는데, 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 제1 에칭 공정에 있어서 제1 집속 이온 빔(FIB1)을 조사하는 집속 이온 빔 장치와, 스퍼터링 공정에 있어서 제2 집속 이온 빔(FIB2)을 조사하는 집속 이온 빔 장치는, 서로 독립한 상이한 장치여도 된다.

또, 예를 들어, 제1 에칭 공정에서는, 집속 이온 빔 장치(1)와 같이, 갈륨 이온과 상이한 이온에 의해서 구성되는 집속 이온 빔을 조사하는 집속 이온 빔 장치를 이용해도 된다. 이 경우, 스퍼터링 공정과 마찬가지로, 아르곤 또는 크세논 등의 희가스를 이온화 가스로서 이용한 집속 이온 빔 장치여도 되고, 제1 에칭 공정 및 스퍼터링 공정을 동일한 집속 이온 빔 장치를 이용하여 실행해도 된다.

또한, 상기 서술한 실시 형태에 있어서, 스퍼터링 공정에서는, 제2 집속 이온 빔(FIB2)을, 침형상의 각 이미터 소재(30, 80)의 축선(O) 방향으로부터 각 첨예부(40, 90)에 조사한다고 했는데, 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 제2 집속 이온 빔(FIB2)을, 각 이미터 소재(30, 80)의 축선(O)과 교차하는 방향(예를 들어, 축선(O)과 수직인 방향 등)으로부터 각 첨예부(40, 90)에 조사해도 된다. 이 경우, 각 이미터 소재(30, 80)를, 상대적으로 제2 집속 이온 빔(FIB2)에 대해서, 축선(O)(즉 중심축)의 축 둘레로 회전시켜도 된다.

또한, 상기의 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 더불어, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

10…이미터
40, 90…첨예부
단계 S10…전해 연마 공정
단계 S20…제1 에칭 공정
단계 S25…스퍼터링 공정
단계 S30…제2 에칭 공정
단계 S40…가열 공정

Claims

첨예화된 침형상의 이미터를 제작하는 방법으로서,
도전성의 이미터 소재의 선단부를 전해 연마 가공하고, 선단을 향해 점차 축경하도록 가공하는 전해 연마 공정과,
상기 전해 연마 공정에 의해 가공된 상기 이미터 소재의 가공 부위에 하전 입자 빔을 조사하여 에칭 가공을 행하고, 선단을 꼭지점으로 한 각뿔형상의 첨예부를 형성하는 제1 에칭 공정과,
상기 제1 에칭 공정에 의해 형성된 상기 첨예부에 이온화 가스가 희가스인 집속 이온 빔을 조사하여 스퍼터링 가공을 행하는 스퍼터링 공정과,
상기 스퍼터링 공정에 의해 가공된 상기 첨예부의 상기 선단의 결정 구조를 전계 이온 현미경으로 관찰하면서, 당해 선단을 전계 유기(誘起) 가스 에칭 가공에 의해 더욱 첨예화시켜, 상기 선단을 구성하는 원자수를 일정수 이하로 하는 제2 에칭 공정을 포함하는, 이미터의 제작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 스퍼터링 공정은, 상기 제1 에칭 공정에 의해 형성된 상기 첨예부의 데미지층 및 잔류 불순물 입자 중 적어도 어느 하나를 제거하는, 이미터의 제작 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 스퍼터링 공정은, 상기 스퍼터링 가공의 실행 전후에 있어서의 상기 이미터 소재의 전계 증발 전압의 증가율이 소정값 이하가 되도록 상기 스퍼터링 가공을 행하는, 이미터의 제작 방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 에칭 공정은, 집속 이온 빔의 조사에 의해, 상기 첨예부의 꼭지각이 소정 각도 이하가 되도록 상기 에칭 가공을 행하는, 이미터의 제작 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이미터 소재는 텅스텐인, 이미터의 제작 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이미터 소재는 이리듐인, 이미터의 제작 방법.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스퍼터링 공정의 가공 범위의 크기는, 상기 집속 이온 빔의 지름 이하로 설정되는, 이미터의 제작 방법.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스퍼터링 공정은, 상기 스퍼터링 공정의 가공 범위의 크기가 상기 집속 이온 빔의 지름보다 크게 설정되는 경우, 상기 가공 범위를 상기 집속 이온 빔에 의해 주사하는, 이미터의 제작 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 스퍼터링 공정은, 상기 집속 이온 빔을 침형상의 상기 이미터 소재의 축 방향으로부터 상기 첨예부에 조사하는, 이미터의 제작 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 스퍼터링 공정은, 상기 집속 이온 빔을 침형상의 상기 이미터 소재의 축 방향과 교차하는 방향으로부터 상기 첨예부에 조사함과 더불어, 상기 이미터 소재를 중심축의 축 둘레로 회전시키는, 이미터의 제작 방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이온화 가스는 아르곤 또는 크세논인, 이미터의 제작 방법.