(57)【要約】【課題】  本発明は、放電のリスクを抑制しつつ、小型，軽量な液体金属イオン源の提供を目的とするものである。【解決手段】  上記目的を達成するために、液体金属イオン源において、加熱電源からフィラメントに電圧を印加するための第１の導入電極と、加熱電源と加速電圧電源からフィラメントに電圧を印加するための第２の導入電極を備え、第１の導入電極と加熱電源に通ずる配線との第１の接続個所と、第２の導入電極と、加熱電源及び加速電圧電源に通ずる配線の第２の接続個所が、異なる高さに位置する液体金属イオン銃を提案する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメントを備え、当該フィラメントに加速電圧電源と加熱電源から電圧が印加される液体金属イオン源において、その一端には前記加熱電源が接続され、他端は前記フィラメントに導通し、大気領域と真空領域との間に介在すると共に、前記フィラメントに電圧を印加するための第１の導入電極と、その一端には前記加熱電源と前記加速電圧電源が接続され、他端は前記フィラメントに導通し、大気領域と真空領域との間に介在すると共に、前記フィラメントに電圧を印加するための第２の導入電極を備え、前記第１の導入電極と前記加熱電源に通ずる配線との第１の接続個所と、前記第２の導入電極と、前記加熱電源及び前記加速電圧電源に通ずる配線の第２の接続個所は、異なる高さに位置することを特徴とする液体金属イオン銃。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の導入電極と、第２の導入電極は、真空シール部材を介して碍子に設置されていることを特徴とする液体金属イオン銃。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の導入端子及び第２の導入端子と、前記フィラメントは着脱可能に接続されることを特徴とする液体金属イオン銃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集束イオンビーム装置の液体金属イオン銃に関し、特にフィラメントへの接続端子の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液体金属イオン銃では、高真空であるイオン源室内部に配置した液体金属イオン源への高電圧印加用の導入電極１個と、前述の液体金属イオン源への加熱用の導入電極２個の合計３個の導入電極を真空隔壁部に配置していた。特許文献１の開示によれば、液体金属イオン源の２本の端子には、前述の導入電極の内、加熱用導入電極からの配線が１本の端子に、他方の端子には高電圧印加用の導入端子からの配線ともう一方の加熱用の導入電極からの配線を１本にまとめてから配線する例が説明されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７３３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の真空隔壁部に配置した各導入電極の間隔は配線接続及び放電防止のため近接することが困難であるため液体金属イオン銃の小型化が困難であった。また、液体金属イオン銃は集束イオンビーム装置に装着した場合、イオン光学系との軸合せを行うため位置調整機構が必要であるが、前述したように小型化が困難であり重量もあるので、真空シール用として高額な金属ベローズを使う必要があった。
【０００５】
本発明は、放電のリスクを抑制しつつ、小型，軽量な液体金属イオン源の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様として、液体金属イオン源において、その一端には加熱電源が接続され、他端はフィラメントに導通し、大気領域と真空領域との間に介在すると共に、フィラメントに電圧を印加するための第１の導入電極と、その一端には加熱電源と加速電圧電源が接続され、他端はフィラメントに導通し、大気領域と真空領域との間に介在すると共に、フィラメントに電圧を印加するための第２の導入電極を備え、第１の導入電極と加熱電源に通ずる配線との第１の接続個所と、第２の導入電極と、加熱電源及び加速電圧電源に通ずる配線の第２の接続個所が、異なる高さに位置する液体金属イオン銃を提案する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の液体金属イオン銃は、導入電極を３本から２本に減らしたことにより、全体寸法を小さくし、小型化を図ることが出来る。また、小型化により液体金属イオン銃の重量も軽減化出来たことにより、従来位置調整のために使用していた金属ベローズも安価なＯリングによる真空シールが使用可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
液体金属イオン銃の小型化を図るという目的を、最小の部品点数で、イオン源室内の真空度低下や放電防止効果も損なわずに実現した。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明する。図１は本発明装置の構成図である。液体金属イオン源３は２本の端子を有し、各々の端子は導入電極１，２に接続されている。この導入電極１，２は、大気領域と真空領域に介在し、高電圧耐圧用の碍子５を貫通して大気側からの電圧供給を可能としている。なお、前述の貫通部は真空ろう付けにより真空リークしないようにしてある。前述の導入電極１，２の大気側の端末は、導入電極１には電極板６を介して加熱電源８の一方の配線と放電電圧低減用の抵抗４経由で加速電圧電源９の配線が、導入電極２には電極板７を介して加熱電源８の他方の配線が各々接続されている。また、導入電極１，２の真空領域側の端子はフィラメントに導通している。
【００１０】
なお、前述の導入電極１，２の大気側端末は、そこに接続される配線も含めて絶縁材素材でモールドし、各部品を固定すると共に端子間での放電を防ぐようにしてある。本発明では前述の導入電極１，２の大気側の端末（接続個所）に段差を持たせる（異なる高さに配置する）ことで各端末部に接続する配線が接触することなく配置可能とし、導入電極の本数を最小限の２本にすることが出来る。このことにより前述の導入電極１，２を取付けている碍子５の外形寸法をφ４０mm以下とし、従来の３本電極のものから２０％以上の縮小化が可能となった。また、本碍子５の表面に数mm角の複数の段差を設けて、沿面距離を大きくし高電圧耐圧性を高めたことにより碍子５の高さ方向の寸法を縮小化したことにより、従来比で約１／２の小型化が図れた。即ち、横方向（イオンビームの照射方向を高さ方向としたとき）に突出する電極部分が、他の電極に干渉しないように構成されているため、横方向の寸法を縮小しつつ、実質３本の配線から電圧を印加できるようにした。
【００１１】
また、各構成部品の縮小化により重量の大幅低減も図ることが出来た。なお、導入電極本数を最小限の２本にすることで碍子５の真空リークの発生要因箇所を最小限として耐真空性を高めた。なお、導入電極１，２と電極板６，７の取り付けは、予め電極板６，７から加熱電源８からの配線を半田付けしてから取り付けられるようＭ２サイズのネジを使用することとし、電極板６，７の素材としては機械的強度のあるステンレスを使用し、取付による部品形状の変形を少なくするよう工夫も施した。
【００１２】
本液体金属イオン銃を使用する際は、加速電圧電源９から１５〜３０ｋＶの高電圧を液体金属イオン源３に印加し、液体金属イオン源３の先端から０.５ 〜数mmの間隔を取って設置した本図には図示されていない引き出し電極との間に５〜１５ｋＶの電位差を設けることにより液体金属イオン源３先端部からＧａイオンを放出させる。なお、液体金属イオン源３の先端部に異物が付着してＧａイオンの放出がし辛くなったような場合に、加熱電源８から液体金属イオン源３の両端の電極に電流を流すことにより液体金属イオン源３先端部を加熱し、付着した異物を飛散させ、良好なＧａイオンの放出が行えるようにする。
【００１３】
図２は本発明における液体金属イオン銃の位置調整機構の説明図である。本発明装置では装置重量を低減したことにより、Ｏリング１０で真空シールを行い、ベース１３に設けた可動ボルト１２によりイオン源室内の真空度を低下させることなく液体金属イオン銃の移動を可能とした。なお、本発明ではＯリング１０をつぶした状態で横スライドしやすいように樹脂板１１を中間に入れることで動作がスムーズとなる工夫もした。本発明では従来装置の位置調整機構で使用していた金属ベローズを使わずＯリングを使用することで大幅なコスト低減が図ることが出来る。
【００１４】
図３は本発明における液体金属イオン源の固定方法の説明図である。本発明装置では前述したようにイオン源室内には２本の導入電極１，２のみを配置するようにした。この導入電極の間隔を液体金属イオン源３の端子間の間隔と同じにし、かつ、導入電極１，２の先端を割ピン方式とすることで、ウェネルト１４とおさえ１５で固定が可能となるようにした。本発明では液体金属イオン源３の固定部品件数を最小としかつ交換作業も容易としてメンテナンス性を良くし、結果としてサービス費用の低減が図ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
小型軽量化した液体金属イオン銃を用いることにより集束イオンビーム装置の小型軽量化が図られ、種々のＳＥＭ等に装着した複合機が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】液体金属イオン銃の構成図。
【図２】位置調整機構説明図。
【図３】液体金属イオン源の固定方法説明図。
【符号の説明】
【００１７】
１，２  導入電極
３  液体金属イオン源
４  抵抗
５  碍子
６，７  電極板
８  加熱電源
９  加速電圧電源
１０  Ｏリング
１１  樹脂板
１２  可動ボルト
１３  ベース
１４  ウェネルト
１５  おさえ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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