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JPS6388740A - Ion gun - Google Patents

Ion gun

Info

Publication number
JPS6388740A
JPS6388740A JP23406986A JP23406986A JPS6388740A JP S6388740 A JPS6388740 A JP S6388740A JP 23406986 A JP23406986 A JP 23406986A JP 23406986 A JP23406986 A JP 23406986A JP S6388740 A JPS6388740 A JP S6388740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrons
filament
ion beam
ion beams
grid
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
Application number
JP23406986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigehiro Mitamura
茂宏 三田村
Isao Kato
勲 加藤
Hiroshi Yamauchi
洋 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP23406986A priority Critical patent/JPS6388740A/en
Publication of JPS6388740A publication Critical patent/JPS6388740A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE: To extend the service life and to improve the etching capability, by furnishing a means to radiate electrons, a means to repel the electrons radiated at the outer side of the above means (repeller), and an electron passable means of a mesh-form, a grid-form, or the like to absorb the electrons radiated at the inner side of the radiating means. CONSTITUTION:A neutralizer composed of three elements, a filament 5, a repeller 6, and a grid 7 is furnished at the periphery of ion beams, and the electrons are radiated toward the center of the ion beams by the neutralizer. As a result, as well as the number of electrons to strike the ion beams is increased and the neutralization efficiency of the ion beams is improve, a filament to be furnished on the passage of the ion beams can be removed, and the service life can be extended.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to an ion gun used for etching the surface of a sample by ion bombardment.

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にエツチン
グ用の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等から放射される大口径、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、試
料表面に照射されるイオンビームにより形成される空間
電荷効果により、ビームが充分に収束できないため、所
定のビーム電流密度が得ることができない、また試料が
絶縁性物質の場合、照射ビームの電荷により試料表面が
帯電するために、照射イオンが反発されて試料面に照射
ビームが到達しにくくなり、エツチング能力が低下する
In conventional surface analysis instruments, a Kauffman type ion gun for etching is used to remove dirt from a sample surface or to delete a sample surface in depth direction analysis of the sample surface. When performing etching with a large-diameter, high-current ion beam emitted from a Kauffman-type ion gun, etc., if the ion beam is not neutralized, the ion beam irradiated onto the sample surface will cause etching. Due to the space charge effect, the beam cannot be focused sufficiently, making it impossible to obtain the desired beam current density.Also, if the sample is an insulating material, the surface of the sample is charged by the charge of the irradiation beam, which causes the irradiation ions to This repulsion makes it difficult for the irradiation beam to reach the sample surface, reducing etching performance.

従来は、この中和化を第4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
生する熱電子によってイオンビームの中和化を行ってい
る。しかし、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ためにフィラメントの寿命が
短いと云う問題点がある。
Conventionally, this neutralization has been carried out by placing a filament on the path of the ion beam, as shown in FIG. 4, and neutralizing the ion beam by thermionic electrons generated from the filament. However, since the filament is placed on the path of the ion beam, the filament itself is etched by the ion beam, resulting in a short service life.

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余り発揮されない
等と云う問題があるハ0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
の抑1ii1を行う場合に、中和効率を低下させないで
行おうとすると、フィラメントが短寿命となり、フィラ
メン1〜の寿命を長くしようとすると、中和効果が充分
に行われない等の問題点を解消することを目的とする。
Additionally, if the filament is placed outside the path of the ion beam, the electrons emitted from the filament collide with the ion beam less efficiently, reducing the neutralization ability and reducing the space charge effect of the ion beam. Problems to be Solved by the Invention The present invention attempts to suppress the space charge effect of an ion beam without reducing the neutralization efficiency as described above. The purpose of this invention is to solve the problem that the life of the filament becomes short and that the neutralizing effect is not sufficiently achieved when trying to lengthen the life of the filament 1.

二2問題点解決のための手段 イオン銃の真空外筐内において、イオンビームの外周に
、電子を放出させる手段と、同放出手段の外側に放出さ
れた電子を反発する手段(リベラー)と、放出手段の内
側に放出された電子を吸引するメツシュ状或は格子状等
電子通過可能な手段を設けた。
22 Means for Solving Problems Within the vacuum outer casing of the ion gun, means for emitting electrons to the outer periphery of the ion beam, and means (rebeler) for repelling the electrons emitted to the outside of the emitting means; A mesh-like or lattice-like means through which electrons can pass is provided inside the emitting means to attract emitted electrons.

ホ0作用 上述したようにイオンエツチングを行う場合には、イオ
ンビームを成る程度中和化させないと、空間電荷効果及
び試料によっては帯電効果C:より問題が発生する9本
発明は、イオンビームの周囲にフィラメンI・、リペラ
ー、グリッドの3要素で構成されるニュートラライザ−
を配置して、このニュートラライザ−で電子をイオンビ
ームの中央に向けて放出させことによって、イオンビー
ムに衝突する電子数の増大を計り、このことによってイ
オンビームの中和化効率の向上を計ると共に、イオンビ
ームの通路上に配置されていたフィラメントの除去を計
り、寿命の増大を計る。
When performing ion etching as described above, if the ion beam is not neutralized to some extent, space charge effects and charging effects may occur depending on the sample. A neutralizer consisting of three elements: filament I, repeller, and grid.
By placing a neutralizer and emitting electrons toward the center of the ion beam, the number of electrons colliding with the ion beam is increased, thereby improving the neutralization efficiency of the ion beam. At the same time, the filament placed in the path of the ion beam will be removed to extend the life of the ion beam.

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。
Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, W
is a vacuum outer casing, and 1 is an ionization chamber.

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?S極によって加速させ
て衝突させ、ガス分子なイオン化する。ガス分子のイオ
ン化によって発生した+イオンは、加速を極が正電位で
あり、第1グリツド3がO或は負電位であるから、第1
グリツド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。イオン化室1で発生し
たイオンは上記磁場により中央への収束傾向と与えられ
ており、試料面上に収束せしめられる。5は中和化用フ
ィラメント、6は中和化用リベラー、7は中和化用グリ
ッドで、この3要素で第2図に示すような同心円の円筒
状にニュートラライザを構成しており、これらは全て、
中央を通過するイオンビームの半径方向の広がりの外側
に位置している。このニュートラライザに第3図に示す
ような電圧が各要素に印加されており、中和化用フィラ
メント5で放出された電子は、フィラメント5から見て
負電位でフィラメント5の外側に配置された中和化用リ
ペラー6で反発され、又フィラメント5から見て正電位
でフィラメント5の内側に配置された中和化用グリッド
7によって引き出されて中央に集中せられる。この中央
に集中せられた電子がイオン化室1から引出されたイオ
ンビーム内のイオンと衝突し、イオンビームを中和化さ
せる。イオンより中和された原子はもとのままの速度を
保持しており未中和のイオンと共にビームを形成し、こ
の中和化されたイオンビームが試料Sに照射される。
Inside the ionization chamber 1, a filament 2 and an ion accelerating electrode are arranged around the chamber, and the electrons emitted from the filament 2 are ion-accelerated into the argon gas (ArGas) sent into the ionization chamber 1. They are accelerated by the south pole and collided, ionizing gas molecules. The + ions generated by the ionization of gas molecules are accelerated because the pole is at a positive potential and the first grid 3 is at O or a negative potential.
It is drawn out of the ionization chamber 1 by the negative voltage on the grid 3 and accelerated in the second grid 4. The ions generated in the ionization chamber 1 have a tendency to converge toward the center due to the magnetic field, and are converged onto the sample surface. 5 is a filament for neutralization, 6 is a liberator for neutralization, and 7 is a grid for neutralization. These three elements constitute a neutralizer in the shape of a concentric cylinder as shown in Figure 2. are all,
It is located outside the radial extent of the ion beam passing through the center. A voltage as shown in Fig. 3 is applied to each element of this neutralizer, and the electrons emitted by the neutralizing filament 5 are placed outside the filament 5 at a negative potential when viewed from the filament 5. It is repelled by the neutralizing repeller 6, and is drawn out and concentrated at the center by the neutralizing grid 7 placed inside the filament 5 at a positive potential when viewed from the filament 5. The electrons concentrated at the center collide with ions in the ion beam extracted from the ionization chamber 1, neutralizing the ion beam. The atoms neutralized by the ions maintain their original speed and form a beam together with unneutralized ions, and the sample S is irradiated with this neutralized ion beam.

中和化用フィラメント5から放出された電子は全部中央
に向けて加速されるので、イオン化室1から引出された
イオンビームに対して無駄なく衝突することとなり、中
和化の効果が大きい。
Since all the electrons emitted from the neutralizing filament 5 are accelerated toward the center, they collide with the ion beam extracted from the ionization chamber 1 without waste, resulting in a large neutralizing effect.

ト、効果 本発明によれば、イオンビームの通路上にニュートララ
イザを配置しなくても効率良くイオンの中和ができ、ニ
ュートラライザはイオン衝突を受けないから、消耗部品
がなくなり、構造が簡単でコストダウンが計れ、フィラ
メント寿命が長くまたエツチング能力が向上した。
According to the present invention, ions can be efficiently neutralized without placing a neutralizer on the path of the ion beam, and since the neutralizer is not subjected to ion collisions, there are no consumable parts and the structure is simple. This allows for cost reduction, longer filament life, and improved etching ability.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図はニュート
ラライザの詳細図、第3図はニュートラライザの配線図
、第4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
ト、3・・・第1グリツド、4・・・第2グリツド、5
・・・中和化用フィラメント、6・・・中和化用リベラ
ー、7・・・中和化用グリッド。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a detailed view of the neutralizer, Fig. 3 is a wiring diagram of the neutralizer, and Fig. 4 is a sectional view of a conventional example. S...sample, W...
・Vacuum outer casing, 1... Ionization chamber, 2... Filament, 3... First grid, 4... Second grid, 5
...Filament for neutralization, 6...Liberator for neutralization, 7...Grid for neutralization.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 真空外筐内において、イオンビームの外周に、電子を放
出させる手段と、同放出手段の外側に放出された電子を
反発する手段と、上記放出手段の内側に放出された電子
を吸引するメッシュ状或は格子状等電子通過可能な手段
を設けたことを特徴とするイオン銃。
Inside the vacuum outer casing, on the outer periphery of the ion beam, a means for emitting electrons, a means for repelling electrons emitted to the outside of the emitting means, and a mesh shape for attracting electrons emitted to the inside of the emitting means are provided. Alternatively, an ion gun is characterized in that it is provided with a means through which electrons can pass, such as a grid.
JP23406986A 1986-09-30 1986-09-30 Ion gun Pending JPS6388740A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23406986A JPS6388740A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Ion gun

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23406986A JPS6388740A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Ion gun

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6388740A true JPS6388740A (en) 1988-04-19

Family

ID=16965103

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23406986A Pending JPS6388740A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Ion gun

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JP (1) JPS6388740A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04504025A (en) * 1989-03-06 1992-07-16 ノルディコ・リミテッド ion gun

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04504025A (en) * 1989-03-06 1992-07-16 ノルディコ・リミテッド ion gun

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