WO2011046116A1 - ガス電解電離イオン源、イオンビーム装置 - Google Patents

ガス電解電離イオン源、イオンビーム装置 Download PDF

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ion beam
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emitter electrode
ion
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川浪義実
石谷亨
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株式会社日立ハイテクノロジーズ
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    • H01J2237/0802—Field ionization sources
    • H01J2237/0807—Gas field ion sources [GFIS]

Definitions

  • the present invention relates to a gas electrolytic ionization ion source and an ion beam apparatus using the same.
  • Non-Patent Document 1 is equipped with a gas field ionization ion source (abbreviated as GFIS) and used gas ions such as hydrogen (H 2 ), helium (He), and neon (Ne).
  • GFIS gas field ionization ion source
  • H 2 hydrogen
  • He helium
  • Ne neon
  • a focused ion beam (FIB) apparatus is described.
  • These gas FIBs have the advantage of not causing Ga contamination in the sample, like gallium (Ga) FIB from Liquid Metal Ion Source (abbreviated as LMIS for short) which is currently used.
  • LMIS Liquid Metal Ion Source
  • Non-Patent Documents 2 and 3 below and Patent Document 1 described below provide an ion source by providing a minute protrusion (emitter tip) at the emitter tip of the GFIS or reducing the number of atoms at the emitter tip to several or less. It has been disclosed that the ion source characteristics are improved, for example, the radiation angle current density is increased.
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose manufacturing by electrolytic evaporation from tungsten (W) as an emitter material.
  • Non-Patent Document 3 below discloses that a minute protrusion is produced using a second metal different from the emitter material of the first metal.
  • Non-patent document 2 discloses a scanning charged particle microscope equipped with a GFIS that ion-releases He, which is a light element.
  • He ions are about 7000 times heavier than electrons and about 1/17 times lighter than Ga ions from the viewpoint of the weight of irradiated particles. Therefore, the sample damage related to the magnitude of the momentum transferred by the irradiated He ions to the sample atoms is slightly more than that of the electrons, but very small compared to the Ga ions.
  • an excitation region of secondary electrons due to penetration of irradiated particles into the sample surface is localized on the sample surface as compared with electron irradiation.
  • the scanning ion microscope (abbreviated as SIM) image is expected to be more sensitive to sample surface information than the scanning electron microscope (abbreviated as SEM). Further, from the viewpoint of a microscope, ions are heavier than electrons, and therefore, the diffraction effect can be ignored in the beam focusing, and an image having a very deep depth of focus can be obtained.
  • Non-Patent Document 3 describes that the ion current can be increased by lowering the temperature of the emitter tip in GFIS. However, it is also described that the ionic current does not increase even if the temperature is lowered from the vicinity of the gas liquefaction point (boiling point), and may decrease.
  • Patent Document 3 describes the use of a mixed gas in GFIS. Although the component ratio of the added gas is small and the purpose is not clear, it is expected that it contributes to the formation and regeneration of the tip of the emitter tip and to the stabilization of the ion source according to the description in the specification. It seems that The document also describes providing a plurality of independent gas supply means.
  • Patent Document 4 describes that a first gas and a second gas are taken into an emitter region to generate an ion beam of these gases.
  • Patent Document 5 describes an ion source having two or more gas introduction systems in order to switch between a gas ion beam type for processing a sample and a gas ion beam type for observing the sample.
  • JP 58-85242 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-192669 Special table 2009-517846 gazette JP 2009-187950 A JP 2008-270039 A
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a GFIS capable of emitting heavy ions suitable for sample processing with high brightness.
  • the gas electrolytic ion source according to the present invention includes a temperature control unit that individually controls the temperature of the tip of the emitter electrode and the temperature of the gas discharge port of the gas supply unit.
  • the temperature of the tip of the emitter electrode can be lowered while keeping the gas temperature high. Therefore, the temperature of the tip of the emitter electrode can be lowered.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an ion beam apparatus 200 according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of an extraction voltage application unit 4.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration in which a gas discharge port portion 3 of a gas supply pipe 30 is modified.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the structure of the ion beam apparatus 200 which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the ion beam apparatus 200 which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a diagram showing an internal configuration of an extraction voltage application unit 4-2 in the third embodiment.
  • It is a schematic diagram which shows the structure of the ion beam apparatus 200 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of GFIS that exhibits the same effect as in the first to fifth embodiments.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an ion beam apparatus 200 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the ion beam apparatus 200 is an apparatus that includes a gas electrolysis ion source (GFIS), converges an ion beam emitted from the GFIS, and irradiates the sample to observe and process the sample.
  • GFIS gas electrolysis ion source
  • the vacuum vessel 10 is maintained at an ultrahigh vacuum of 10 ⁇ 8 Pa level by an exhaust system (not shown) connected to the exhaust port 11. When not connected to other devices, the vacuum vessel 10 is closed with the valve 12.
  • an emitter tip 1 having a needle-like tip and an extraction electrode 2 having an opening facing the tip are arranged.
  • the emitter tip 1 requires an axis alignment mechanism, the illustration is omitted for the sake of simplicity.
  • the gas discharge port portion 3 of the gas supply pipe 30 supplies a gas to be ionized near the tip of the emitter tip 1.
  • a gas cylinder 31 is connected to the gas supply pipe 30 via a valve 32.
  • the emitter tip 1 is connected to the extraction voltage application unit 4 via the high voltage introduction terminal 40-1, and the extraction electrode 2 is connected to the extraction voltage application unit 4 via the high voltage introduction terminal 40-2.
  • the extraction electrode 2 is connected to the extraction voltage application unit 4 via the high voltage introduction terminal 40-2.
  • only one wiring for applying a potential to the emitter tip 1 is sufficient.
  • the emitter tip 1 is connected to a cooling head 20 introduced from outside the vacuum vessel 10 (for example, connected to a Gifford-McMahon refrigerator) with a heat transfer mesh wire (oxygen-free copper) 21-1. Cooling is performed by heat exchange through the heat transfer support (oxygen-free copper) 22-1 and the heat transfer insulator (sapphire) 23-1.
  • the gas discharge port portion 3 performs heat exchange with the cooling head 20 via a heat transfer network wire (oxygen-free copper) 21-2 and a heat transfer support (oxygen-free copper) 22-2. To be cooled.
  • the gas discharge port portion 3 is made of oxygen-free copper having good heat transfer. Since each member has good heat transfer, the emitter tip 1 and the gas discharge port portion 3 are cooled to substantially the same temperature.
  • the heater 25 heats the gas discharge port portion 3. Thereby, since the temperature of the gas discharge port part 3 can be raised rather than the emitter tip 1, even when using gas with a high liquefaction point, gas temperature can be kept more than a liquefaction point.
  • the above oxygen-free copper material was plated with gold to reduce thermal radiation.
  • the heat insulating supports (stainless steel thin pipes) 24-1 and 24-3 are useful for blocking heat entry from the outside.
  • the gas supply pipe 30 is made of stainless steel having poor heat conduction except for the gas supply port 3 and further wound to increase the conduction distance and prevent heat from entering from the outside. Further, several heat shield walls are required to keep the temperature of each part stable, but the illustration is omitted for simplification.
  • FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the extraction voltage application unit 4.
  • the acceleration voltage controller 43 and the extraction voltage controller 44 control the high-voltage power supplies 41-1 and 41-2 while adjusting the master and slave of the acceleration voltage Va and the extraction voltage Vex so that the voltages do not become negative.
  • the emitter tip heating power source 42 is for heating the emitter tip 1 to about 1000K to improve the state of its tip, and is not used at the time of ion emission.
  • the “temperature control unit” in the first embodiment adjusts the temperature of the emitter tip 1 and the gas supply port 3 such as the cooling head 20, the heat transfer mesh wire, the heat transfer support, the heat transfer insulator, and the heater 25. Including a mechanism for It is added that the emitter tip heating power source 42 is not included in the “temperature control unit” in the first embodiment.
  • the “gas electrolysis ion source” includes the emitter tip 1, the extraction electrode 2, the gas supply pipe 30, the gas discharge port portion 3, the extraction voltage application unit 4, and the “temperature control unit”.
  • the extraction voltage applying unit 4 applies a voltage with the emitter tip 1 being positive and the extraction electrode being negative, at some point gas atoms (molecules) that have come out of the gas discharge port portion 3 and have reached the tip of the emitter tip 1 are detected. A part of which becomes positive ions by field ionization, and ion emission occurs.
  • the gas when the emitter tip 1 is cooled in order to increase ion emission, the gas is also cooled at the same time, and as the gas approaches the liquefaction point (boiling point), the gas gradually liquefies and the gas supply may be hindered. . For this reason, it is considered that ion emission due to field ionization from a heavy gas generally having a high liquefaction point (boiling point) cannot be sufficiently increased.
  • the cooling system is configured so that the temperature of the gas discharge port portion 3 is always higher than that of the emitter tip 1. Due to the action of the cooling head 20, the heat transfer mesh wires, the heat transfer mesh wires 21-1 and 21-2, the heat transfer supports 22-1 and 22-2, and the heat transfer insulator 23-1, the emitter tip 1 and the gas
  • the emitter portion 3 can be cooled to increase the emitter current, and a high-intensity ion beam can be emitted. Further, in order to cope with the high liquefaction point of heavy ions, the gas discharge port portion 3 is heated by the heater 25 as necessary. With these configurations, the temperature of the emitter tip 1 and the temperature of the gas discharge port portion 3 can be individually adjusted.
  • the emitter tip 1 is formed by welding a tungsten (W) single crystal to the tip of a hairpin filament, and an iridium (Ir) atom is formed on the W (111) crystal surface of the tip. A pyramid is formed. Argon (Ar) was used as the gas. Ar ions have a mass that is slightly more than half that of Ga, and are suitable for processing.
  • the ion extraction voltage is about 4 kV.
  • the gas discharge port portion 3 was separated from the emitter tip 1 by several mm so as not to cause excessive discharge.
  • the temperature of the gas outlet 3 was kept at about 90K (the boiling point of Ar was about 87K) and the temperature of the emitter tip 1 was lowered to about 40K, the ionic current increased monotonously.
  • the ion current of Ar which was conventionally said to have a peak at around 70K, could be increased several times or more.
  • xenon (Xe) gas which is heavier than Ar, and in this case, the temperature of the gas discharge port portion 3 needs to be increased to about 170K.
  • GM refrigerator only one GM refrigerator is used, but two independent refrigerators may be used. Although expensive, temperature control becomes easy.
  • a second GM refrigerator may be provided to adjust the temperature of the gas discharge port portion 3.
  • the extraction voltage application unit 4 as shown in FIG. 2 is used. However, if an appropriate voltage difference is generated between the emitter tip 1 and the extraction electrode 2, other configurations are adopted. May be.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration in which the gas discharge port portion 3 of the gas supply pipe 30 is deformed.
  • the gas discharge port portion 3 of the gas supply pipe 30 is projected in a nozzle shape, but the nozzle-shaped projection is eliminated in the configuration shown in FIG. 3.
  • the portion around the opening (gas outlet) of the heat transfer support 22-2 is treated as the gas discharge port portion 3-1 of the gas supply pipe 30.
  • the opening of the gas discharge port portions 3 and 3-1 of the gas supply pipe be directed to the tip of the emitter tip 1. This is because there is a high probability that the supplied gas reaches the tip of the emitter tip 1 directly. Further, when the gas reaches not the tip of the emitter tip 1 but the base support member, the gas kept above the liquefaction point (boiling point) is cooled and adsorbed, so that the gas reaches the tip of the emitter tip 1. This is because there is almost nothing to do.
  • the direction of the opening has a likelihood and does not need to be strictly directed to the tip of the emitter tip 1.
  • the gas that has not been ionized may be adsorbed by the support member of the emitter tip 1 having a low temperature. It is desirable to release the gas adsorbed on the support member by raising the temperature of the emitter tip 1 and its support member to the liquefaction point (boiling point) of the gas to be used at an appropriate interval.
  • the emitter tip heating power source 42 can be used for heating.
  • the emitter tip 1 can be cooled to increase the number of emitter electrodes, and the gas discharge port portion 3 can be heated by the heater 25 to keep the gas above the liquefaction point.
  • the heater 25 can be heated by the heater 25 to keep the gas above the liquefaction point.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an ion beam apparatus 200 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the ion beam apparatus 200 according to the second embodiment is configured by incorporating the GFIS described in the first embodiment (reference numeral 100 in FIG. 4) into a conventional focused ion beam apparatus manufactured for Ga-LMIS. Is.
  • each configuration of FIG. 4 will be described.
  • the ion beam 5 emitted from the emitter tip 1 is focused by the electrostatic lenses 102-1 and 102-2 and irradiated onto the sample 6.
  • the irradiation position of the ion beam 5 on the sample 6 is adjusted by deflecting the ion beam 5 by the deflectors 103-1 and 103-2.
  • Secondary electrons 7 generated from the sample 6 are detected by the secondary electron detector 104, and a secondary electron observation image in which the signal intensity corresponds to the deflection intensity is formed by the display 110.
  • the user can designate the position of irradiation with the ion beam 5 on the screen while viewing the secondary electron observation image using the display device 110.
  • the lens system 102 including the electrostatic lenses 102-1 and 102-2, the beam limiting aperture 102-3, and the aligner 102-4 is controlled by a lens system controller 105.
  • the deflection system 103 including the deflectors 103-1 and 103-2 is controlled by the deflection system controller 106.
  • symbol of the box showing the driver of each part is abbreviate
  • the “image processing unit” in the second embodiment corresponds to the display device 110.
  • the “control unit” corresponds to the lens system controller 105 and the deflection system controller 106.
  • a focused ion beam apparatus that processes a sample using a heavy ion beam such as Ar or Xe can be obtained.
  • the ion emission angle from the GFIS is about an order of magnitude smaller than that in the case of Ga-LMIS, the ion current can be reduced only by actually limiting it. Further, if a SIM image is acquired with a reduced ion dose, the position accuracy is deteriorated due to noise.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the ion beam apparatus 200 according to the third embodiment.
  • the ion beam apparatus 200 according to the third embodiment has substantially the same configuration as that described in any of the first and second embodiments, but the configuration for switching the ion species is different from the first and second embodiments. Different. Below, it demonstrates centering around difference.
  • the gas cylinder 31-2 is filled with a mixed gas having a plurality of main components.
  • the extraction limiting diaphragm 8 has an opening through which the ion beam emitted from the emitter electrode passes. By appropriately setting the position and aperture of the opening, a beam of a desired ion species can be selectively passed. Details will be described later with reference to FIG.
  • the extraction voltage application unit 4-2 is equipped with a memory that stores the value of the extraction voltage corresponding to the number of main components of the mixed gas. This value is for switching the extraction voltage according to the switching of the ion species. Details will be described later with reference to FIG.
  • the memory included in the extraction voltage application unit 4-2 corresponds to the “first storage unit” in the third embodiment.
  • the configuration of the ion beam apparatus 200 according to Embodiment 3 has been described above. Next, the operation of the ion beam apparatus 200 according to Embodiment 3 will be described in the case where a mixed gas containing 40% He and 60% Xe is used.
  • FIG. 6 is a diagram showing changes in the ion beam when the extraction voltage is increased.
  • FIG. 6A shows a state when the extraction voltage is low
  • FIG. 6B shows a state when the extraction voltage is high.
  • Xe is more susceptible to ionization by field ionization than He. Therefore, when the extraction voltage is increased, first, an ion beam 5-1 composed only of Xe ions is emitted from the minute protrusion 1-1 at the tip of the emitter tip 1 as shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an internal configuration of the extraction voltage applying unit 4-2 in the third embodiment.
  • the configuration of the extraction voltage application unit 4-2 is substantially the same as the configuration described in FIG. 2 of the first embodiment, but the extraction voltage controller 44-2 supplies an extraction voltage corresponding to the gas component to the extraction voltage memory 45. However, it is possible to change the extraction voltage by calling it.
  • Switching the ion species by GFIS can be realized without using the method described in the third embodiment, for example, by using a method in which a plurality of gas cylinders 31 are switched using valves.
  • gas switching is not realistic because it takes several hours to reach a stable state.
  • the third embodiment is advantageous in that the ion species can be switched in the time required for changing the extraction voltage (about several ms).
  • the method of selectively passing a desired one of the plurality of types of ion beams contained in the mixed gas using the extraction limiting diaphragm 8 described in the third embodiment can be used alone or in the embodiment. It can also be used in combination with the methods described in 1-2.
  • various heavy ion gases may be used as the gas to be mixed in the second embodiment. it can.
  • the temperature of the gas discharge port portion 3 needs to be determined in accordance with the gas component having the highest boiling point in the mixed gas to be used.
  • the temperature of the gas discharge port portion 3 may be set to about 170K, for example.
  • a mixed gas having two main components has been described.
  • the same method as in the third embodiment can be used for a mixed gas having three or more main components.
  • a mixed gas having three or more main components is used and only ion species corresponding to two of the gas components are used and only two extraction voltage values are stored, The same effect as in the third aspect can be exhibited.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of an ion beam apparatus 200 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the GFIS reference numeral 100-2 in FIG. 4
  • the third embodiment is incorporated into a focused ion beam apparatus manufactured for a conventional Ga-LMIS. It is an improvement.
  • FIG. 8 will be described.
  • the ion species contained in the mixed gas can be switched at high speed.
  • the ion extraction voltage application unit 4-2 outputs a signal to that effect to the lens system controller 105-2 and the deflection system controller 106-2.
  • the lens system controller 105-2 and the deflection system controller 106-2 are provided with a storage device such as a memory for storing each setting for each ion species, and the ion species is switched from the ion extraction voltage application unit 4-2. When the signal is received, the corresponding setting is called to perform control corresponding to the ion species.
  • the memory included in the lens system controller 105-2 and the deflection system controller 106-2 corresponds to the “second storage unit” in the fourth embodiment.
  • the display 110-2 stores the secondary electron observation image in a storage device such as a memory. At this time, the display 110-2 memorizes together the ion species switching signal from the ion extraction voltage application unit 4-2 as a label. Thereby, the correspondence between the ion species and the secondary electron observation image can be stored.
  • the sample 6 is irradiated with an ion beam 5 of He ions to obtain a secondary electron observation image, which is stored in a storage device provided in the display 110-2.
  • the user visually confirms the secondary electron observation image on the display 110-2, designates the position where the sample 6 is to be processed on the secondary electron observation image, switches the ion beam 5 to Xe ions, Processing can be performed by irradiating the position with an ion beam. That is, the ion species is switched for each purpose, such as irradiating the sample 6 with the He ion beam when determining the irradiation position of the ion beam, and irradiating the sample 6 with the heavier Xe ion beam when performing the processing. be able to.
  • Embodiment 5 the configuration of the ion beam apparatus 200 that can switch the ion species between when the irradiation position is determined and when processing is performed has been described.
  • Embodiment 5 of the present invention an example in which the function of switching ion species is used for another purpose will be described.
  • a mixed gas containing 30% H 2 and 70% He is used as the gas supplied to the GFIS.
  • two types of secondary electron observation images of H and He are obtained for the same sample 6. Since both ion species hardly cause sputtering, a surface image with high SN and high resolution can be obtained.
  • These two secondary electron observation images include a component having substantially the same sensitivity to surface irregularities and a component having different sensitivities to surface element species.
  • the display device 110-2 performs a comparison operation on these two secondary electron observation images. Thereby, for example, an image specialized in surface irregularities and an image specialized in surface element species can be generated.
  • the extraction voltage corresponding to the main component of the mixed gas stored in advance is called from the storage device, and the corresponding lens system and deflection system settings are called in conjunction with each other, so that high speed is achieved. It was shown that the ion species can be switched.
  • changing the extraction voltage in accordance with the ion species is equivalent to changing the electric field strength at the tip of the emitter tip 1 in accordance with the ion species. Therefore, in the sixth embodiment of the present invention, the electric field intensity at the tip of the emitter tip 1 is changed by a method different from that in the third to fifth embodiments, thereby achieving the same effect as changing the extraction voltage. An operation example will be described.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the GFIS that exhibits the same effect as the third to fifth embodiments. For simplicity of description, only the arrangement of each electrode and power source is shown.
  • FIG. 9A shows the same electrode and power supply arrangement as in the first embodiment.
  • FIG. 9B shows another configuration example that exhibits the same effect.
  • the suppression electrode 120 is arranged between the emitter tip 1 and the extraction electrode 2.
  • a suppression voltage applying unit 121 is connected between the emitter tip 1 and the suppression electrode 120.
  • the suppression voltage application unit 121 changes the electric field strength at the tip of the emitter tip 1 by applying a suppression voltage smaller than the extraction voltage to the suppression electrode 120.
  • FIG. 9C shows the same electrode and power supply arrangement as in the third to fifth embodiments.
  • FIG. 9D shows another configuration example that exhibits the same effect.
  • switching the extraction voltage and switching the ion species is equivalent to switching the suppression voltage and switching the ion species in FIG. 9D where the suppression electrode 120 is arranged.
  • the suppression voltage application unit 121-2 includes a storage unit that stores a suppression voltage value corresponding to the main component of the mixed gas, and has a function of calling the value and changing the suppression voltage to that value.
  • the suppression voltage value corresponding to the ion species after switching is read, and the suppression voltage is applied to the suppression electrode 120. Thereby, the electric field strength at the tip of the emitter tip 1 can be switched according to the ion species.
  • the electrolytic strength is changed only by changing the suppression voltage when switching the ion species.
  • the suppression voltage and the extraction voltage are both changed to generate a comprehensive voltage change.
  • an equivalent effect can be exhibited.
  • the suppression voltage application unit 121-2 instead of the extraction voltage application unit 4-2 outputting the ion species switching signal, the suppression voltage application unit 121-2 outputs the suppression voltage switching signal.
  • the lens system controller 105-2, the deflection system controller 106-2, and the display device 110-2 execute an operation according to the ion species after switching. As a result, the same effects as in the fourth to fifth embodiments can be exhibited.

Abstract

　試料の加工に適した重たいイオンを高輝度で放出することができるガス電解電離イオン源を提供する。　本発明に係るガス電解電離イオン源は、エミッタ電極（１）の先端部の温度とガス供給部のガス放出口部分（３）の温度を個別に制御する温度制御部を備えている。

Description

ガス電解電離イオン源、イオンビーム装置
　本発明は、ガス電解電離イオン源、およびこれを用いたイオンビーム装置に関するものである。
　下記非特許文献１には、ガス電解電離イオン源（Gas Field Ionization Ion Source、略してＧＦＩＳ）を搭載し、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）などのガスイオンを用いた集束イオンビーム（Focused Ion Beam、略してＦＩＢ）装置が記載されている。これらのガスＦＩＢは、現在よく使われている液体金属イオン源（Liquid Metal Ion Source、略してＬＭＩＳ）からのガリウム（Ｇａ：金属）ＦＩＢのように、試料にＧａ汚染をもたらさないという利点がある。また、ＧＦＩＳは、そこから引出したガスイオンのエネルギー幅が狭いこと、およびイオン発生源サイズが小さいことから、Ｇａ－ＦＩＢとくらべより微細なビームが形成できることが記載されている。
　下記非特許文献２および３、および下記特許文献１には、ＧＦＩＳのエミッタ先端に微小な突出部（エミッタティップ）を持たせる、あるいはエミッタ先端の原子数を数個以下に下げることにより、イオン源の放射角電流密度が高くなるなどイオン源特性が良くなることが開示されている。このような微小突出の作製例として、下記特許文献２および特許文献３では、エミッタ材のタングステン（Ｗ）から電解蒸発により作製することが開示されている。また下記非特許文献３では、第１金属のエミッタ材料とは異なる第２金属を用いて微小突出を作製することが開示されている。
　下記非特許文献２、特許文献２および特許文献３には、軽元素であるＨｅをイオン放出するＧＦＩＳを搭載した走査荷電粒子顕微鏡が開示されている。Ｈｅイオンは、照射粒子の重さの観点からは、電子の約７千倍重く、Ｇａイオンの約１／１７と軽い。よって、照射Ｈｅイオンが試料原子に移送する運動量の大小に関係する試料損傷は、電子よりは少し多いが、Ｇａイオンに比べては非常に少ない。また、照射粒子の試料表面への侵入による二次電子の励起領域が電子照射に比べ試料表面により局在する。そのため、その走査イオン顕微鏡（Scanning Ion Microscope、略してＳＩＭ）画像が走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope、略してＳＥＭ）以上に試料表面情報に敏感である特長が期待されている。さらに、顕微鏡の観点では、イオンは電子に比べて重いため、そのビーム集束において回折効果が無視でき、焦点深度の非常に深い像が得られるという特長がある。
　下記非特許文献３には、ＧＦＩＳにおいてエミッタティップの温度を下げていけばイオン電流を高められることが記載されている。ただし、ガスの液化点（沸点）近傍より温度を下げてもイオン電流が増加せず逆に減少する場合もあることも記載されている。
　下記特許文献３には、ＧＦＩＳにおいて混合ガスを使用することが記載されている。追加されるガスの成分比率は小さく目的も明確ではないが、明細書の記載によれば、エミッタティップ先端の形成や再生に寄与したり、イオン源の安定化に寄与したりすることを期待していると思われる。また、同文献には、複数の独立したガス供給手段を設けることが記載されている。
　下記特許文献４には、第１のガスおよび第２のガスをエミッタ領域に取り込んでこれらのガスのイオンビームを生成することが記載されている。
　下記特許文献５には、試料を加工するガスイオンビーム種と試料を観察するときのガスイオンビーム種を切り替えるため、ガス導入系統を２系統以上備えたイオン源が記載されている。
特開昭５８－８５２４２号公報 特開平７－１９２６６９号公報 特表２００９－５１７８４６号公報 特開２００９－１８７９５０号公報 特開２００８－２７００３９号公報
K. Edinger, V. Yun, J. Melngailis, J. Orloff, and G. Magera, J. Vac. Sci. Technol. B 15 (No. 6) (1997) 2365 J. Morgan, J. Notte, R. Hill, and B. Ward, Microscopy Today July 14(2006) 24 H.-S. Kuo, I.-S. Hwang, T.-Y. Fu, Y.-H. Lu, C.-Y. Lin, and T. T. Tsong, Appl. Phys. Letters 92 (2008) 063106.
　ＧＦＩＳを、Ｇａ－ＦＩＢと同様に試料の加工に用いる場合、例えばアルゴン（Ａｒ）のようなスパッタ率が高い重たいイオン種を発生するガスを使うことが考えられる。ところが、このように重たいガスは一般にその液化点（沸点）が高いため、ガス温度を十分に上げておく必要があり、これに起因してエミッタティップの温度も上昇してしまう。したがって、十分なイオン電流が得がたくなるので、高輝度のイオンビームを得ることが難しくなる。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、試料の加工に適した重たいイオンを高輝度で放出することができるＧＦＩＳを提供することを目的とする。
　本発明に係るガス電解電離イオン源は、エミッタ電極の先端部の温度とガス供給部のガス放出口の温度を個別に制御する温度制御部を備えている。
　本発明に係るガス電解電離イオン源によれば、ガス温度を高く保ちながらエミッタ電極先端部の温度を下げることができるので、重たいイオンを放出するためガス温度を高くするとともに、高輝度のイオンビームを得るためエミッタ電極先端部の温度を下げることができる。
実施の形態１に係るイオンビーム装置２００の構成を示す断面図である。 引出し電圧印加部４の内部構成を示す図である。 ガス供給配管３０のガス放出口部分３を変形した構成を示す断面図である。 実施の形態２に係るイオンビーム装置２００の構成を示す模式図である。 実施の形態３に係るイオンビーム装置２００の構成を示す断面図である。 引出し電圧を高めていった場合のイオンビームの変化を示す図である。 実施の形態３における引出し電圧印加部４－２の内部構成を示す図である。 実施の形態４に係るイオンビーム装置２００の構成を示す模式図である。 実施の形態１～５と同等の効果を発揮するＧＦＩＳの構成例を示す図である。
＜実施の形態１＞
　図１は、本発明の実施の形態１に係るイオンビーム装置２００の構成を示す断面図である。イオンビーム装置２００は、ガス電解電離イオン源（ＧＦＩＳ）を備え、ＧＦＩＳから放出されるイオンビームを収束して試料に照射し、試料の観察や加工を行なう装置である。以下、図１に示す各構成要素について説明する。
　真空容器１０は、排気口１１に連結された排気系（図示を省略）によって１０－８Ｐａ台の超高真空に保たれている。なお、他の装置と結合されていないときには、真空容器１０をバルブ１２で閉じきる。
　真空容器１０の中に、針状の先端を持つエミッタティップ１と、その先端に対向する開口を持つ引出し電極２を配置してある。なお、エミッタティップ１には軸合わせ機構が必要であるが、記載の簡略化のため図示を省略した。
　ガス供給配管３０のガス放出口部分３は、エミッタティップ１の先端近傍に、イオン化しようとするガスを供給する。ガス供給配管３０にはバルブ３２を介してガスボンベ３１が接続されている。
　エミッタティップ１は高電圧導入端子４０－１を介して、引出し電極２は高電圧導入端子４０－２を介して、それぞれ引出し電圧印加部４に接続されている。イオン化のためには、エミッタティップ１へ電位を与える配線は１本で足りる。本実施の形態１では、エミッタティップ１の根元のフィラメント部加熱用に配線が２本になっている。
　エミッタティップ１は、真空容器１０の外から導入された冷却ヘッド２０（例えば、Gifford-McMahon冷凍機に接続されている）との間で、伝熱用網線（無酸素銅）２１－１と伝熱支持体（無酸素銅）２２－１および伝熱絶縁碍子（サファイヤ）２３－１を介して熱交換を行うことによって冷却される。ガス放出口部分３は、冷却ヘッド２０との間で、伝熱用網線（無酸素銅）２１－２と伝熱支持体（無酸素銅）２２－２を介して熱交換を行うことによって冷却される。ガス放出口部分３は、伝熱の良い無酸素銅でできている。それぞれの部材の伝熱が良いために、エミッタティップ１とガス放出口部分３はほぼ同じ温度に冷却される。
　ヒータ２５は、ガス放出口部分３を加熱する。これにより、ガス放出口部分３の温度をエミッタティップ１よりも高めることができるので、液化点の高いガスを用いる場合でもガス温度を液化点以上に保つことができる。
　なお、上記の無酸素銅の材料は熱輻射を減らすために金でメッキした。また、熱絶縁支持体（ステンレス薄肉パイプ）２４－１、２４－３は、外部からの熱進入を遮断するのに役立っている。また、ガス供給配管３０はガス供給口３を除く部分が熱伝導の悪いステンレスでできており、さらに巻くことで伝導距離を長くして、外部からの熱進入を防いでいる。また、各部の温度を安定に保つために幾つかの熱シールド壁を必要とするが、簡略化のため図示を省略した。
　図２は、引出し電圧印加部４の内部構成を示す図である。加速電圧制御器４３、引出し電圧制御器４４は、高圧電源４１－１、４１－２を、その電圧がマイナスとならないように、加速電圧Ｖａと引出し電圧Ｖｅｘの主従を調節しながら制御する。
　エミッタティップ加熱電源４２は、エミッタティップ１を１０００Ｋ程度に加熱してその先端部の状態を改善するためのものであり、イオン放出時には使用しない。
　本実施の形態１における「温度制御部」は、冷却ヘッド２０、伝熱用網線、伝熱支持体、伝熱絶縁碍子、ヒータ２５などの、エミッタティップ１およびガス供給口３の温度を調整するための機構を含む。エミッタティップ加熱電源４２は、本実施の形態１における「温度制御部」には含まれないことを付言しておく。
　本実施の形態１に係る「ガス電解電離イオン源」は、エミッタティップ１、引出し電極２、ガス供給配管３０、ガス放出口部分３、引出し電圧印加部４、上記「温度制御部」を含む。
　以上、本実施の形態１に係るイオンビーム装置２００の構成を説明した。次に、本実施の形態１に係るイオンビーム装置２００の動作を説明する。
　引出し電圧印加部４が、エミッタティップ１を正、引出し電極を負とする電圧を印加していくと、あるところで、ガス放出口部分３から出てエミッタティップ１の先端に達したガス原子（分子の場合もある）の一部が電界電離により正のイオンとなり、イオン放出が起こる。
　従来は、エミッタティップ１の先端近傍のガス圧を上げるために、ガス放出口部分３の先にほぼ閉じた部屋を構成したり、ガス放出口部分３とエミッタティップ１とを同じ冷媒で冷却したりしていた。これらは、ガス放出口部分３とエミッタティップ１の温度をほぼ同じにする結果となる。
　したがって、イオン放出を増やすためにエミッタティップ１を冷却すると、これに併せてガスも冷却され、ガスが液化点（沸点）に近づくにつれてガスが次第に液化し、ガス供給が阻害される可能性がある。このことが原因で、一般的に液化点（沸点）が高い重いガスからの電界電離によるイオン放出を十分に高めることができないと考えられる。
　そこで本実施の形態１では、ガス放出口部分３がエミッタティップ１より常に高い温度となるように、冷却システムを構成した。冷却ヘッド２０、伝熱用網線伝熱用網線２１－１および２１－２、伝熱支持体２２－１および２２－２、伝熱絶縁体２３－１の作用により、エミッタティップ１とガス放出口部分３を冷却してエミッタ電流を高め、高輝度のイオンビームを放出することができる。また、重いイオンの液化点が高いことに対応するため、必要に応じてガス放出口部分３をヒータ２５で加熱する。これらの構成により、エミッタティップ１の温度とガス放出口部分３の温度を個別に調整することができる。
　以上、本実施の形態１に係るイオンビーム装置２００の動作を説明した。以下では、その他の事項について補足する。
　本実施の形態１では、エミッタティップ１は、ヘアピン状フィラメントの先端にタングステン（Ｗ）の単結晶を溶接したものであり、その先端のＷ（111）結晶面の上にイリジウム（Ｉｒ）の原子状ピラミッドを形成している。ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）を使用した。Ａｒのイオンは、マスがＧａの半分強で、加工に適している。
　イオンの引出し電圧は４ｋＶ程度である。ガス放出口部分３はエミッタティップ１から数ｍｍ離して、余分な放電をおこさないようにした。ガス放出口部分３を約９０Ｋの温度に保ち（Ａｒの沸点は約８７Ｋ）、エミッタティップ１の温度を約４０Ｋまで下げていったところ、単調にイオン電流が増加した。
　以上の結果、従来７０Ｋ前後でピークを持つと言われていたＡｒのイオン電流を数倍以上に高めることができた。
　なお、Ａｒよりも重い、例えばキセノン（Ｘｅ）ガスを使うことも可能であり、その場合はガス放出口部分３の温度を約１７０Ｋに高める必要がある。
　本実施の形態１では、ＧＭ冷凍機を一つしか使わなかったが、２つの独立した冷凍機を使ってもよい。高価にはなるが、温度制御は易しくなる。例えば、ヒータ２５に代えて、またはこれと併用して２つ目のＧＭ冷凍機を設け、ガス放出口部分３の温度を調整するようにしてもよい。
　本実施の形態１では、引出し電圧印加部４として図２に示すようなものを使ったが、エミッタティップ１と引出し電極２の間に適当な電圧差を生じさせられればその他の構成を採用してもよい。
　図３は、ガス供給配管３０のガス放出口部分３を変形した構成を示す断面図である。図１では、ガス供給配管３０のガス放出口部分３をノズル状に突出させているが、図３に示す構成ではノズル状の突出をなくしている。この場合は、伝熱支持体２２－２の開口（ガス出口）周辺の部分をガス供給配管３０のガス放出口部分３－１として扱う。
　なお、本発明では、図１および図３に示したように、ガス供給配管のガス放出口部分３、３－１の開口は、エミッタティップ１の先端に向けるのが望ましい。供給されるガスが直接エミッタティップ１の先端に到達する確率が高いからである。また、エミッタティップ１の先端ではなく根元の支持部材へガスが到達すると、液化点（沸点）以上に保たれていたガスが冷やされて吸着されてしまうため、ガスがエミッタティップ１の先端に到達することがほとんどなくなるためである。
　ただし、ガス放出口部分３、３－１の開口からはガスが拡がって放出されるので、開口の向きには尤度があり、厳密にエミッタティップ１の先端を向いていなくてもよい。また、イオン化されなかったガスはほとんどが排気されてしまうが、温度の低いエミッタティップ１の支持部材に吸着される可能性がある。適当な間隔で、エミッタティップ１およびその支持部材の温度を使用するガスの液化点（沸点）以上に上げて、支持部材に吸着したガスを放出させることが望ましい。エミッタティップ加熱電源４２は、そのための加熱に用いることができる。
　以上のように、本実施の形態１によれば、エミッタティップ１を冷却してエミッタ電極を増加させるとともにガス放出口部分３をヒータ２５で加熱してガスを液化点以上に保つことができる。これにより、ＡｒやＸｅなどの重いイオンのガスを使用した場合でも、ガスを液化点以上に保ちながら高輝度のイオンビームを得ることができる。
＜実施の形態２＞
　図４は、本発明の実施の形態２に係るイオンビーム装置２００の構成を示す模式図である。本実施の形態２に係るイオンビーム装置２００は、実施の形態１で説明したＧＦＩＳ（図４中の符号１００）を、従来のＧａ－ＬＭＩＳ用に作製された集束イオンビーム装置に組み込んで構成したものである。以下、図４の各構成について説明する。
　エミッタティップ１から放出されたイオンビーム５は、静電レンズ１０２－１、１０２－２で集束されて試料６上に照射される。試料６上でのイオンビーム５の照射位置は、偏向器１０３－１、１０３－２でイオンビーム５を偏向することによって調整される。
　試料６から発生した２次電子７は２次電子検出器１０４で検出され、その信号強度を偏向強度と対応させた２次電子観察像が表示器１１０で形成される。ユーザは、表示器１１０を用いて２次電子観察像を見ながら、イオンビーム５を照射する位置を画面上で指定することができる。
　静電レンズ１０２－１、１０２－２、ビーム制限絞り１０２－３、アライナー１０２－４を含むレンズ系１０２は、レンズ系制御器１０５で制御される。偏向器１０３－１、１０３－２を含む偏向系１０３は、偏向系制御器１０６で制御される。なお、各部のドライバを表すボックスの符号は省略してある。
　本実施の形態２における「画像処理部」は、表示器１１０が相当する。「制御部」は、レンズ系制御器１０５、偏向系制御器１０６が相当する。
　以上のように、本実施の形態２によれば、ＡｒやＸｅなどの重いイオンビームを用いて試料を加工する集束イオンビーム装置を得ることができる。
＜実施の形態３＞
　実施の形態１～２では、重いイオン種を高輝度で放出することを説明した。一方、加工を行なう前には、ビーム照射位置を決めるためにＳＩＭ像観察などを行なう。この過程でイオンビームを試料に照射する必要がある。このとき、イオンビームが試料へ余分な加工ダメージを与えてしまう可能性がある。加工ダメージを減らすために、イオン電流を減らしたり、イオンのドーズ量を減らしたりするには問題がある。
　まず、ＧＦＩＳからのイオン放出角度がＧａ－ＬＭＩＳの場合よりも一桁程度小さいため、実際にそれを制限してイオン電流を減らすことが僅かしかできない。また、イオンのドーズ量を減らしてＳＩＭ像を取得すると、今度はノイズのために位置精度が悪くなってしまう。
　本発明の実施の形態３では、上記のような課題を解決するため、イオン種を高速に切り替えてＳＩＭ像観察時と加工時で異なるイオン種のビームを用いることのできる構成と動作を説明する。
　図５は、本実施の形態３に係るイオンビーム装置２００の構成を示す断面図である。本実施の形態３に係るイオンビーム装置２００は、実施の形態１～２いずれかで説明した構成と概ね同様の構成を備えるが、イオン種を切り替えるための構成が実施の形態１～２とは異なる。以下では差異点を中心に説明する。
　ガスボンベ３１－２には、複数の主成分を有する混合ガスが充填されている。
　引出し制限絞り８は、エミッタ電極が放出するイオンビームを通過させる開口部を有する。この開口部の位置と口径を適切に設定することにより、所望のイオン種のビームを選択的に通過させることができる。詳細は後述の図６で説明する。
　引出し電圧印加部４－２には、前記混合ガスの主成分の数に対応する引出し電圧の値を記憶するメモリが搭載されている。この値は、イオン種の切り替えに応じて引出し電圧を切り替えるためのものである。詳細は後述の図６で説明する。引出し電圧印加部４－２が備える上記メモリは、本実施の形態３における「第１記憶部」に相当する。
　以上、本実施の形態３に係るイオンビーム装置２００の構成を説明した。次に、Ｈｅを４０％とＸｅを６０％含む混合ガスを使用した場合について、本実施の形態３に係るイオンビーム装置２００の動作を説明する。
　図６は、引出し電圧を高めていった場合のイオンビームの変化を示す図である。図６（Ａ）は引出し電圧が低い時点、図６（Ｂ）は引出し電圧が高い時点の様子を示す。
　ＸｅはＨｅに比べて電界電離でのイオン化が起きやすい。そのため、引出し電圧を高めていくと、まず図６（Ａ）のようにＸｅイオンだけで構成されるイオンビーム５－１がエミッタティップ１の特に先端の微小突起１－１から放出される。
　さらに引出し電圧を高めていくと、Ｘｅが広い領域から放出されるようになってイオン源の輝度は低下し、さらには微小突起１－１ではイオン放出できなくなる。これによりイオン源の輝度はさらに低下する。
　さらに引出し電圧を高めていくと、ＸｅだけでなくＨｅもイオン化した状態になる。この状態では、図６（Ｂ）のように、エミッタティップ１の先端の微小突起１－１からＨｅイオンだけで構成されるイオンビーム５－２が放出される。Ｘｅイオンだけで構成されるイオンビーム５－１は、イオンビーム５－２の周辺から大きな角度で放出される。
　図６（Ｂ）の状態では、微小突起１－１から放出されるイオンビーム５－２の開き角度は数°以下になっているため、適正な開口を有する引出し制限絞り８を使うことにより、ＨｅイオンとＸｅイオンの中からＨｅイオンだけのイオンビーム５－２を選択的に通過させることができる。図６の例では、エミッタティップ１直下の開き角度数°以内の開口部を有する引出し制限絞り８を配置することにより、引出し電圧が低いときはＸｅイオンビームが通過し、引出し電圧が高いときはＨｅイオンビームが通過することになる。
　以上のように、図６（Ａ）（Ｂ）それぞれの状態における引出し電圧の値とそのときに用いるイオン種との対応関係をメモリ等の記憶装置に格納しておけば、それを呼び出して引出し電圧値を変更することにより、瞬時にイオン種（ここではＨｅイオンとＸｅイオン）を切り替えることができる。
　図７は、本実施の形態３における引出し電圧印加部４－２の内部構成を示す図である。引出し電圧印加部４－２の構成は、実施の形態１の図２で説明した構成と概ね同様であるが、引出し電圧制御器４４－２が、ガス成分に対応する引出し電圧を引出し電圧メモリ４５にメモリしたり、それを呼び出して引出し電圧を変更したりすることができる点が異なる。
　ＧＦＩＳでイオン種を切り替えることは、本実施の形態３で説明した方法を用いなくても、例えば、複数のガスボンベ３１をバルブで切り替えて使うなどの方法でも実現することができる。しかしながら、ガスの切り替えは安定状態に達するまでに数時間を要するため、現実的ではない。本実施の形態３では、引出し電圧を変更するために要する時間（数ｍｓ程度）でイオン種を切り替えることができる点で有利である。
　本実施の形態３で説明した、引出し制限絞り８を用いて混合ガスに含まれる複数種のイオンビームのうち所望のものを選択的に通過させる手法は、単独で用いることもできるし実施の形態１～２で説明した手法と組み合わせて用いることもできる。
　実施の形態１で説明した、重いイオンのガスを使用するための手法を本実施の形態３に組み合わせた場合には、実施の形態２において混合するガスとして多種の重いイオンのガスを使うことができる。この場合、ガス放出口部分３の温度は、使用する混合ガスの中で最も沸点の高いガス成分に合わせて決める必要がある。本実施の形態３で挙げた例ではＨｅよりＸｅの沸点が高いので、それに合わせてガス放出口部分３の温度を例えば約１７０Ｋに設定するとよい。
　本実施の形態３では、２つの主成分を持つ混合ガスをとリあげたが、３つ以上の主成分を持つ混合ガスについても本実施の形態３と同様の手法を用いることができる。また、３つ以上の主成分を持つ混合ガスを使用して、そのうちの２つのガス成分に対応するイオン種しか使用せず、引出し電圧値を２つのみ記憶しておく場合でも、本実施の形態３と同様の効果を発揮することができる。
＜実施の形態４＞
　図８は、本発明の実施の形態４に係るイオンビーム装置２００の構成を示す模式図である。本実施の形態４に係るイオンビーム装置２００は、実施の形態３で説明したＧＦＩＳ（図４中の符号１００－２）を、従来のＧａ－ＬＭＩＳ用に作製された集束イオンビーム装置に組み込んで改良を加えたものである。以下、図８の各構成について説明する。
　ＧＦＩＳ１００－２を備えていることにより、混合ガスに含まれるイオン種を高速に切り替えることができる。イオン引出し電圧印加部４－２は、読み出す引出し電圧値を切り替えるとき、その旨の信号をレンズ系制御器１０５－２と偏向系制御器１０６－２に出力する。
　イオン種毎に引出し電圧が変化すると、それに対応してレンズ系や偏向系の設定も変更する必要がある。レンズ系制御器１０５－２、偏向系制御器１０６－２は、それぞれの設定をイオン種毎に記憶するメモリ等の記憶装置を備え、イオン引出し電圧印加部４－２からイオン種を切り替える旨の信号を受け取ると、対応する設定を呼び出してイオン種に対応する制御を行なう。レンズ系制御器１０５－２、偏向系制御器１０６－２が備える上記メモリは、本実施の形態４における「第２記憶部」に相当する。
　表示器１１０－２は、２次電子観察像をメモリ等の記憶装置に格納する。このとき、表示器１１０－２は、イオン引出し電圧印加部４－２からのイオン種切り替え信号をラベルとして一緒にメモリする。これにより、イオン種とその２次電子観察像の対応関係を記憶することができる。
　上記のような構成により得られるメリットを、ＨｅとＸｅの混合ガスを使用した場合について説明する。
　Ｈｅイオンのイオンビーム５を試料６に照射して２次電子観察像を取得し、これを表示器１１０－２が備える記憶装置に格納する。その後、ユーザはこの２次電子観察像を表示器１１０－２上で目視確認しながら、試料６を加工したい位置を２次電子観察像上で指定し、イオンビーム５をＸｅイオンに切り替えて、その位置にイオンビームを照射して加工を実施することができる。すなわち、イオンビームの照射位置を決定する際はＨｅイオンビームを試料６に照射し、加工を実施する際はより重いＸｅイオンビームを試料６に照射する、といった目的毎のイオン種の切り替えを行なうことができる。
　Ｈｅイオンはほとんどスパッタを起こさないので、高ＳＮで高分解能の２次電子観察像が得られる。ユーザは、この２次電子観察像を見ながら照射位置を決定し、その位置にＸｅイオンビームを照射して加工する。これにより、試料６にダメージをあたえずに高精度で加工を行なうことができる効果がある。
＜実施の形態５＞
　実施の形態４では、照射位置を決めるときと加工を行なうときでイオン種を切り替えることのできるイオンビーム装置２００の構成を説明した。本発明の実施の形態５では、イオン種を切り替える機能を別の目的に使用する例を説明する。
　本実施の形態５では、ＧＦＩＳに供給するガスとして、Ｈ２が３０％、Ｈｅが７０％の混合ガスを使用する。この場合、同じ試料６に対して、ＨとＨｅの２種類の２次電子観察像が得られる。どちらのイオン種もほとんどスパッタを起こさないので、高ＳＮで高分解能の表面像が得られる。
　これら２つの２次電子観察像には、表面凹凸に対してほぼ同様の感度を持つ成分と、表面元素種に対して異なる感度を持つ成分とが含まれている。表示器１１０－２は、これら２つの２次電子観察像を比較演算する。これにより、例えば表面凹凸に特化した像や表面元素種に特化した像を生成することができる。
　一方、単一のイオン種で２次電子観察像を得た場合、元素・材料の質量数の違いに起因する２次電子収率（＝検出値／イオン電流）は、元素周期律に対する依存性を持っているため、異なる質量数に対して非常に近い値を持つ場合がある。その場合は、２次電子観察像でこれらの違いを決定しにくい。
　これに対して、イオン種を変更すると、元素・材料の質量数の違いに起因する２次電子収率の元素周期律に対する依存性が変化する。したがって、異なるイオン種に対する２次電子収率の組み合わせを用いれば、元素・材料の違いを明確に判断することができる。この場合は、あらかじめ両イオン種に対する２次電子イールドの元素・材料毎のテーブルを準備しておくとよい。これにより、単一のイオン種の２次電子観察像では値が近いために決定しにくい元素・材料の同定を容易にする効果がある。例えば、試料ステージ１０１上に既知材料の２次電子イールド基準を設けておき、あらかじめ両イオン種のイオンビーム５の電流補正をしておくと、前記同定を正確に行うことができる。
　上記のように複数のイオン種の処理結果を比較してより正確な観察像を得ることは、単一のイオン種の２次電子観察像だけでは不可能である。
　以上の説明では、２次電子観察像を比較することを説明したが、２次イオンやＸ線など、２次電子以外の２次粒子を検出して得た像についても、異なるイオン種毎に取得した２次粒子像を比較演算することで、２次電子観察像と同様に試料についての新たな情報が得られる可能性がある。
＜実施の形態６＞
　実施の形態３～５では、あらかじめ記憶しておいた混合ガスの主成分に対応する引出し電圧を記憶装置から呼び出し、それと対応するレンズ系や偏向系の設定を連動して呼び出すことで、高速にイオン種を切り替え可能なことを示した。
　イオン種に応じて引出し電圧を変更することは、イオン種に応じてエミッタティップ１先端の電界強度を変化させることと等価であるといえる。そこで本発明の実施の形態６では、エミッタティップ１先端の電界強度を、実施の形態３～５とは異なる手法で変化させることにより、引出し電圧を変化させることと同等の効果を発揮させる構成と動作例を説明する。
　図９は、実施の形態３～５と同等の効果を発揮するＧＦＩＳの構成例を示す図である。記載の簡易のため、各電極と電源の配置のみ示す。
　図９（Ａ）は、実施の形態１と同じ電極と電源の配置を示している。図９（Ｂ）は、これと同等の効果を発揮する別構成例を示す。
　図９（Ｂ）では、エミッタティップ１と引出し電極２の間に抑制電極１２０を配置している。エミッタティップ１と抑制電極１２０の間には抑制電圧印加部１２１が接続されている。抑制電圧印加部１２１は、引出し電圧に比べて小さな抑制電圧を抑制電極１２０に印加することで、エミッタティップ１先端の電界強度を変更する。
　図９（Ｃ）は、実施の形態３～５と同じ電極と電源の配置を示している。図９（Ｄ）は、これと同等の効果を発揮する別構成例を示す。
　図９（Ｃ）において、引出し電圧を切り替えてイオン種を切り替えることは、抑制電極１２０を配置した図９（Ｄ）において、抑制電圧を切り替えてイオン種を切り替えることと等価である。
　抑制電圧印加部１２１－２は、混合ガスの主成分に対応する抑制電圧値を記憶する記憶部を備え、その値を呼び出して抑制電圧をその値に変更する機能を有する。イオン種を切り替えるときは、切り替え後のイオン種に対応する抑制電圧値を読み出し、その抑制電圧を抑制電極１２０に印加する。これにより、エミッタティップ１先端部の電界強度をイオン種に応じて切り替えることができる。
　以上の説明では、イオン種を切り替える際の電解強度の変更を、抑制電圧の変更のみで行なうことを説明したが、抑制電圧と引き出し電圧をともに変更して総合的に同等の電圧変化を発生させても、同等の効果を発揮することができる。
＜実施の形態７＞
　実施の形態４の図８で説明したイオンビーム装置２００において、実施の形態６で説明したような、抑制電極１２０を用いてエミッタティップ１先端部の電界強度を変化させる構成を採用することもできる。
　この場合、引出し電圧印加部４－２がイオン種切り替え信号を出力することに代えて、抑制電圧印加部１２１－２が抑制電圧切り替え信号を出力する。レンズ系制御器１０５－２、偏向系制御器１０６－２、表示器１１０－２は、抑制電圧切り替え信号を受け取ると切り替え後のイオン種に応じた動作を実行する。これにより、実施の形態４～５と同等の効果を発揮することができる。
　１：エミッタティップ、１－１：微小突起、２：引出し電極、３、３－１：ガス供給配管のガス放出口部分、４、４－２：引出し電圧印加部、５、５－１、５－２：イオンビーム、６：試料、７：２次電子、８：引出し制限絞り、１０：真空容器、１１：排気口、１２：バルブ、２０：冷却ヘッド、２１－１、２１－２：伝熱用網線（無酸素銅）、２２－１、２２－２：伝熱支持体（無酸素銅）、２３－１、２３－３：伝熱絶縁碍子（サファイヤ）、２４－１、２４－３：熱絶縁支持体（ステンレス薄肉パイプ）、２５：ヒータ、３０：ガス供給配管、３１、３１－２：ガスボンベ、３２：バルブ、４０－１、４０－２：高電圧導入端子、４１－１、４１－２：高圧電源、４２：エミッタティップ加熱電源、４３：加速電圧制御器、４４、４４－２：引出し電圧制御器、４５：引出し電圧メモリ、１００、１００－２：ガス電界電離イオン源、１０１：試料ステージ、１０２：レンズ系、１０２－１、１０２－２：静電レンズ、１０２－３：ビーム制限絞り、１０２－４：アライナー、１０３：偏向系、１０３－１、１０３－２：偏向器、１０４：２次電子検出器、１０５、１０５－２：レンズ系制御器、１０６、１０６－２：偏向系制御器、１１０、１１０－２：表示器、１２０：抑制電極、１２１、１２１－２：抑制電圧印加部。

Claims (15)

  1. 　エミッタ電極と引出し電極を有する電極部と、
    　前記エミッタ電極の先端近傍にガスを供給するガス供給部と、
    　前記エミッタ電極と前記引出し電極の間に電圧を印加して前記ガスをイオン化する電界を形成する電圧印加部と、
    　前記エミッタ電極の先端部の温度と前記ガス供給部のガス放出口部分の温度を個別に制御する温度制御部と、
    　を備えたことを特徴とするガス電解電離イオン源。
  2. 　前記温度制御部は、
    　前記エミッタ電極の先端部と前記ガス供給部のガス放出口部分を同時に冷却する冷却部と、
    　前記ガス供給部のガス放出口部分を加熱する加熱部と、
    　を有することを特徴とする請求項１記載のガス電解電離イオン源。
  3. 　前記エミッタ電極と前記引出し電極の間に配置する抑制電極を備え、
    　前記電圧印加部は、前記抑制電極と前記エミッタ電極の間に抑制電圧を印加して前記ガスをイオン化する電界を調整する
    　ことを特徴とする請求項１記載のガス電解電離イオン源。
  4. 　請求項１記載のガス電界電離イオン源と、
    　試料を保持する試料ステージと、
    　前記ガス電界電離イオン源から放出されるイオンビームを集束して前記試料上に照射するレンズ系と、
    　前記イオンを偏向して前記試料上のイオンビームの照射位置を変える偏向系と、
    　前記試料から放出される２次粒子を検出する２次粒子検出器と、
    　前記２次粒子検出器の検出結果を用いて前記試料の観察像を形成する画像処理部と、
    　前記レンズ系および前記偏向系を制御して前記イオンビームの照射位置を調整する制御部と、
    　を備えたことを特徴とするイオンビーム装置。
  5. 　前記ガス供給部は、複数の元素のガスを主成分として含む混合ガスを供給するように構成されており、
    　前記エミッタ電極が放出するイオンビームを通過させる開口部を有する引出し制限絞りと、
    　前記エミッタ電極から放出されるイオンの種類とそのとき前記電圧印加部が印加する電圧値との対応関係を表すデータを記憶する第１記憶部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１記載のガス電解電離イオン源。
  6. 　エミッタ電極と引出し電極を有する電極部と、
    　前記エミッタ電極の先端近傍に複数の元素のガスを主成分として含む混合ガスを供給するガス供給部と、
    　前記エミッタ電極と前記引出し電極の間に電圧を印加して前記ガスをイオン化する電界を形成する電圧印加部と、
    　前記エミッタ電極が放出するイオンビームを通過させる開口部を有する引出し制限絞りと、
    　前記エミッタ電極から放出されるイオンの種類とそのとき前記電圧印加部が印加する電圧値との対応関係を表すデータを記憶する第１記憶部と、
    　を備えたことを特徴とするガス電解電離イオン源。
  7. 　前記エミッタ電極と前記引出し電極の間に配置する抑制電極を備え、
    　前記電圧印加部は、前記抑制電極と前記エミッタ電極の間に抑制電圧を印加して前記ガスをイオン化する電界を調整する
    　ことを特徴とする請求項６記載のガス電解電離イオン源。
  8. 　請求項５記載のガス電界電離イオン源と、
    　試料を保持する試料ステージと、
    　前記ガス電界電離イオン源から放出されるイオンビームを集束して前記試料上に照射するレンズ系と、
    　前記イオンを偏向して前記試料上のイオンビームの照射位置を変える偏向系と、
    　前記試料から放出される２次粒子を検出する２次粒子検出器と、
    　前記２次粒子検出器の検出結果を用いて前記試料の観察像を形成する画像処理部と、
    　前記レンズ系および前記偏向系を制御して前記イオンビームの照射位置を調整する制御部と、
    　を備えたことを特徴とするイオンビーム装置。
  9. 　請求項６記載のガス電界電離イオン源と、
    　試料を保持する試料ステージと、
    　前記ガス電界電離イオン源から放出されるイオンビームを集束して前記試料上に照射するレンズ系と、
    　前記イオンを偏向して前記試料上のイオンビームの照射位置を変える偏向系と、
    　前記試料から放出される２次粒子を検出する２次粒子検出器と、
    　前記２次粒子検出器の検出結果を用いて前記試料の観察像を形成する画像処理部と、
    　前記レンズ系および前記偏向系を制御して前記イオンビームの照射位置を調整する制御部と、
    　を備えたことを特徴とするイオンビーム装置。
  10. 　前記エミッタ電極から放出されるイオンの種類とそのときの前記レンズ系および前記偏向系の設定値との対応関係を表すデータを記憶する第２記憶部を備え、
    　前記制御部は、
    　前記第１記憶部が格納しているデータに対応するデータを前記第２記憶部から読み出してそのデータが表す前記設定値に基づき前記レンズ系および前記偏向系を制御する
    　ことを特徴とする請求項８記載のイオンビーム装置。
  11. 　前記エミッタ電極から放出されるイオンの種類とそのときの前記レンズ系および前記偏向系の設定値との対応関係を表すデータを記憶する第２記憶部を備え、
    　前記制御部は、
    　前記第１記憶部が格納しているデータに対応するデータを前記第２記憶部から読み出してそのデータが表す前記設定値に基づき前記レンズ系および前記偏向系を制御する
    　ことを特徴とする請求項９記載のイオンビーム装置。
  12. 　前記画像処理部は、前記イオンビームの照射位置を指定する旨の操作入力を受け取り、
    　前記制御部は、その照射位置に前記イオンビームを照射するよう前記偏向系を制御する
    　ことを特徴とする請求項８記載のイオンビーム装置。
  13. 　前記画像処理部は、前記イオンビームの照射位置を指定する旨の操作入力を受け取り、
    　前記制御部は、その照射位置に前記イオンビームを照射するよう前記偏向系を制御する
    　ことを特徴とする請求項９記載のイオンビーム装置。
  14. 　前記画像処理部は、
    　前記エミッタ電極から放出される少なくとも２種類のイオンに対応した前記観察像を形成し、
    　各前記観察像を用いて補正処理を施した新たな２次粒子画像を形成して表示する
    　ことを特徴とする請求項８記載のイオンビーム装置。
  15. 　前記画像処理部は、
    　前記エミッタ電極から放出される少なくとも２種類のイオンに対応した前記観察像を形成し、
    　各前記観察像を用いて補正処理を施した新たな２次粒子画像を形成して表示する
    　ことを特徴とする請求項９記載のイオンビーム装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013150861A1 (ja) * 2012-04-03 2013-10-10 株式会社 日立ハイテクノロジーズ ガス電界電離イオン源およびイオンビーム装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4691529B2 (ja) * 2007-07-20 2011-06-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置、及び試料加工観察方法
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
JP6490917B2 (ja) * 2013-08-23 2019-03-27 株式会社日立ハイテクサイエンス 修正装置
JP6370085B2 (ja) * 2014-04-14 2018-08-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオンビーム装置
KR102242791B1 (ko) * 2014-08-29 2021-04-21 덕산네오룩스 주식회사 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
US10062548B2 (en) 2015-08-31 2018-08-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gas injection system for ion beam device
US10354830B2 (en) 2016-04-06 2019-07-16 Carl Zeiss Microscopy, Llc Charged particle beam system
US10141161B2 (en) 2016-09-12 2018-11-27 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Angle control for radicals and reactive neutral ion beams
US9865433B1 (en) * 2016-12-19 2018-01-09 Varian Semiconductor Equipment Associats, Inc. Gas injection system for ion beam device
JP2018166043A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社日立ハイテクサイエンス 集束イオンビーム装置
US10973112B2 (en) * 2017-07-18 2021-04-06 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam device
JP7179661B2 (ja) * 2019-03-27 2022-11-29 アルバック・ファイ株式会社 ガスクラスターイオンビーム装置、分析装置
JP2021044268A (ja) * 2020-12-21 2021-03-18 株式会社日立ハイテクサイエンス 集束イオンビーム装置
US11651928B2 (en) * 2021-06-30 2023-05-16 Fei Company Reentrant gas system for charged particle microscope

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63218125A (ja) * 1987-03-05 1988-09-12 Jeol Ltd イオン源
JPH01265429A (ja) * 1988-04-18 1989-10-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> イオン発生装置およびイオン発生方法
JP2000251751A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Seiko Instruments Inc 液体金属イオン源、および、液体金属イオン源のフローインピーダンス測定方法
JP2008140557A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Hitachi High-Technologies Corp ガス電界電離イオン源、及び走査荷電粒子顕微鏡
JP2009517840A (ja) * 2005-12-02 2009-04-30 アリス コーポレーション イオン源、システム及び方法
JP2009163981A (ja) * 2008-01-07 2009-07-23 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
JP2009218229A (ja) * 2009-06-29 2009-09-24 Hitachi High-Technologies Corp 液体金属イオン銃の生産方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5854242A (ja) 1981-09-29 1983-03-31 Hino Motors Ltd 繊維強化樹脂製板ばね
JPS5885242A (ja) 1981-11-13 1983-05-21 Hitachi Ltd 点状イオン源
JPS58154242A (ja) 1982-03-10 1983-09-13 Mitsubishi Metal Corp 半導体素子ボンデイング用金合金細線
JPS60133635A (ja) * 1983-12-21 1985-07-16 Fujitsu Ltd 電界電離型イオン源
JPS61225748A (ja) 1985-03-29 1986-10-07 Jeol Ltd ガスフエ−ズイオン源
JPH07192669A (ja) 1993-12-27 1995-07-28 Jeol Ltd 電界電離型ガスフェーズイオン源の調整方法
US7554096B2 (en) 2003-10-16 2009-06-30 Alis Corporation Ion sources, systems and methods
US20070228287A1 (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Alis Technology Corporation Systems and methods for a gas field ionization source
US7511279B2 (en) * 2003-10-16 2009-03-31 Alis Corporation Ion sources, systems and methods
US9159527B2 (en) 2003-10-16 2015-10-13 Carl Zeiss Microscopy, Llc Systems and methods for a gas field ionization source
JP4606969B2 (ja) * 2005-08-17 2011-01-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 写像投影型電子線式検査装置及びその方法
US7525325B1 (en) * 2006-12-18 2009-04-28 Sandia Corporation System and method for floating-substrate passive voltage contrast
EP2019412B1 (en) 2006-12-18 2016-08-24 ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Gas field ion source for multiple applications
JP5055011B2 (ja) 2007-04-23 2012-10-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオン源
DE102008064781B3 (de) 2007-04-23 2016-01-07 Hitachi High-Technologies Corporation lonenstrahlbearbeitungs-/Betrachtungsvorrichtung
EP2031633B1 (en) 2007-08-27 2012-09-19 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Charged particle device with a gas ion source with high mechanical stability
EP2088613B1 (en) 2008-02-08 2015-10-14 ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Use of a dual mode gas field ion source
JP2011210492A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Sii Nanotechnology Inc 集束イオンビーム装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63218125A (ja) * 1987-03-05 1988-09-12 Jeol Ltd イオン源
JPH01265429A (ja) * 1988-04-18 1989-10-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> イオン発生装置およびイオン発生方法
JP2000251751A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Seiko Instruments Inc 液体金属イオン源、および、液体金属イオン源のフローインピーダンス測定方法
JP2009517840A (ja) * 2005-12-02 2009-04-30 アリス コーポレーション イオン源、システム及び方法
JP2008140557A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Hitachi High-Technologies Corp ガス電界電離イオン源、及び走査荷電粒子顕微鏡
JP2009163981A (ja) * 2008-01-07 2009-07-23 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
JP2009218229A (ja) * 2009-06-29 2009-09-24 Hitachi High-Technologies Corp 液体金属イオン銃の生産方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013150861A1 (ja) * 2012-04-03 2013-10-10 株式会社 日立ハイテクノロジーズ ガス電界電離イオン源およびイオンビーム装置
US9018597B2 (en) 2012-04-03 2015-04-28 Hitachi High-Technologies Corporation Gas field ionization ion source and ion beam apparatus
JPWO2013150861A1 (ja) * 2012-04-03 2015-12-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ ガス電界電離イオン源およびイオンビーム装置

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