(57)【要約】【課題】比較的長寿命で、幅広い活性または不活性な組成物が利用できるマイクロメーターサイズのイオンエミッション源を提供する。【解決手段】本発明は、絶縁中空ニードル（１０）を有するエミッター部材を有するイオンエミッター装置に関し、前記中空ニードルはその先（１３）から突出す電気的に絶縁の突端（１６）を構成する。更に、前記ニードル（１０）は前記突端（１６）の近傍に開口する逃げオリフィス（１４）を構成するキャビティ（１１）を有する。また、本発明は、前記エミッター装置と引き出し電極とを用い、前記引き出し電極へ引き出し電圧をかける工程を有する集束イオンエミッション方法を提供する。更に、前記装置がレギュレータ電極を有する場合は、前記方法は前記レギュレータ電極へレギュレーション電圧をかける工程を有する。
2010533350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）を有するエミッター部材を備えたイオンエミッター装置であって、前記ニードルは前記ニードルの先（１３，２３，３３）から突き出た絶縁突端（１６，２６，３６）を構成し、
前記装置は、前記ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）が前記突端（１６，２６，３６）の近傍で開口する逃げオリフィス（１４，２４，３４）を構成するキャビティ（１１，２１，３１，４５）を有することを特徴とする。
【請求項２】
前記ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）は電気的に絶縁性であることを特徴とする請求項１に記載のイオンエミッター装置。
【請求項３】
前記キャビティ（１１，２１，３１，４５）と前記ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）の外側の間の交換部の面積は、１００μｍ２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のイオンエミッター装置。
【請求項４】
前記突端（１６，２６，３６）の最大面積は５０μｍ２より小さいことを特徴とする請求項１から３いずれの記載におけるイオンエミッター装置。
【請求項５】
前記突端（１５，１６）は前記キャビティ（１１）の内側に配置されることを特徴とする請求項１から４いずれか一項に記載のイオンエミッター装置。
【請求項６】
前記突端（２６，３６）は前記ニードル（２０，３０）の先（２３，３３）に固定されていることを特徴とする請求項１から４いずれか一項に記載のイオンエミッター装置。
【請求項７】
前記エミッター部材は前記ニードル（４１）の基部が締結される支持体（４２）を備え、
前記キャビティ（４５）は前記ニードル（４１）の前記基部に開口する供給オリフィスを構成し、
前記支持体（４２）は前記供給オリフィスに連通するリザーバ（４４，４６）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のイオンエミッター装置。
【請求項８】
前記供給オリフィスに連通する閉塞リザーバ（４６）を備えることを特徴とする請求項７に記載のイオンエミッター装置。
【請求項９】
前記ニードル（４１）を加熱する加熱手段（４７）を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のイオンエミッター装置。
【請求項１０】
前記支持体（４２）を加熱する加熱手段（４７）を有することを特徴とする請求項７に記載のイオンエミッター装置。
【請求項１１】
前記ニードル（４１，８１，９１）に対して機械的にセンタリングされた貫通引き出し電極（７３，８２，９３）を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のイオンエミッター装置。
【請求項１２】
前記ニードル（４１，８１，９１）に対して機械的にセンタリングされた貫通レギュレータ電極（６３，９２）を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のイオンエミッター装置。
【請求項１３】
前記ニードル（８１，９１）に対して機械的センタリングされた貫通サプレッサー電極（８３，９４）を備え、前記サプレッサー電極（８３、９４）と相互作用するコーン（８５，９６）の一部により放射される二次パーティクルを収集する電極（８３，９４）を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のイオンエミッター装置。
【請求項１４】
ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）を有するエミッター部材を有し、前記ニードルは突端（１６，２６，３６）を構成し、
前記ニードル（１０，２０，３０，４１，８１．９１）と前記突端（１６，２６，３６）は耐火性材料からなることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のイオンエミッター装置。
【請求項１５】
ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）を有するエミッター部材を備えた装置を用いた集束イオンエミッション法であって、
前記ニードルは、突端（１３，２３，３３）から突き出た絶縁部（１６、２６、３６、）を構成し、引き出し電極（７３，９３）を備え、
前記ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）は前記突端（１６，２６，３６）近傍に開口する逃げオリフィス（１４，２４，３４）を構成するキャビティ（１１，２１，３１，４５）を有し、
前記方法は、前記引き出し電極（８２，９３）へ引き出し電圧をかける工程を有し、
前記装置はサプレッサー電極（８３，９４）を有し、
前記方法は前記サプレッサー電極（８３，９４）へサプレッション電圧をかける工程を備えることを特徴とする。
【請求項１６】
ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）を有する装置を用いた集束イオンエミッション法であって、
前記ニードルは、先（１３，２３，３３）から突き出た電気的絶縁突端（１６，２６，３６）を構成し、引き出し電極を備え、
前記ニードル（１０，２０，３０，４１，８１，９１）は前記突端（１６，２６，３６）近傍に開口する逃げオリフィス（１４，２４，３４）を構成するキャビティ（１１，２１，３１，４５）を有し、
前記方法は、前記引き出し電極（９３）へ引き出し電圧をかける工程を有し、
前記装置は更にサプレッサー電極（８３，９４）とレギュレータ電極（９２）を有し、
前記方法は前記サプレッサー電極（８３，９４）へサプレッション電圧をかける工程と、前記レギュレータ電極（９２）へレギュレーション電圧をかける工程とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロメーターサイズのイオンエミッター源に関する。
本発明の属する分野は、点もしくは擬似点からの集束イオンエミッターに関するものである。イオン化する物質は単体の元素または金属元素を含有した化合物であり、液状でイオンエミッター源に供給される。
【背景技術】
【０００２】
液体金属イオン源（ＬＭＩＳｓ）の産業的利用は現在集束イオンビーム（ＦＩＢ）技術が主流である。この技術によって、1平方センチメートル当たり数アンペア（Ａ／ｃｍ）の電流密度をもたらすイオンプローブをマイクロメーター以下のサイズにすることができる。これは、以下のようにさまざまな分野、特にマイクロエレクトロニクス分野において利用されている。
・集積回路の不具合の分析
・集積回路やフォトリソグラフィーで利用されるマスクのようなサブマイクロメーターサイズの寸法を有するデバイスの修正や再構成の手段
・エッチングや支援蒸着（assisted deposition）による装置の直接作成
・二次イオンの質量分析による組成分析
いくつかのイオンエミッター源は、寿命が比較的長い（１０００マイクロアンペア時間より大きい）ものもあるが、そのようなものは、融点で飽和蒸気圧が低い物質のみにあてはまる。このような金属は、少数の金属や合金に限られ、中でもガリウムは好ましい金属材料である。
”Characteristics of a gallium liquid metal field emission ion source” J.Phys.D Appl.Phys.， 13（1980），pp.1747-1755では、ガリウムをイオン化するイオン源について述べている。そのイオン源はエミッター部材を有し、そのエミッター部材はイオン源の中心を貫通するディスク状電極である引き出し部材の下に位置している。そのエミッター部材はリザーバの形状をしており、そのリザーバ内にはその上面から突き出したタングステン製の突端（point）が設けられる。その突端は金属製であり、イオン化領域はその突端とディスク状電極の間に比較的高電圧（４ｋＶ〜１０ｋＶ程度）を供給することによって得られる。
ＬＭＩＳ源の重要な用途のひとつである、二次イオン質量分析による分析技術を再考するのも適当である。
ガリウムのような元素の欠点は、構成される一次ビームの種類と、粉砕サンプル（イオン衝撃）の間での化学的反応性の欠如である。
ガリウムは、大変高い分解能（１０ナノメーター程度）を得ることが可能であるが、その二次イオンのエミッション収率は低いので、定量分析への利用の実現は難しい。反対に、高い二次イオン収率を得る反応性の高い元素を用いた従来の分析システムは、低い分解能に悩まされている。
特に、最も化学反応性の高い金属の一つであるセシウム（Ｃｓ）は、大幅に負の二次イオンのエミッション収率を増加させる。産業的ＳＩＭＳシステムは、そのような従来のＣｓ源（一般に表面電離型）を利用しているが、そのようなイオン源の輝度が低いためガリウムＬＭＩＳ源のそれと比較することができない。
加えて、セシウムの激しい反応性は扱いが困難である。それゆえ産業的応用に十分な信頼性のレベルを達成できないので、結果として、セシウムをＳＩＭＳ源にするすべての試みは研究所内に制限されている。
したがって、特に反応性イオンエッチングにおいて利用される非集束の反応性イオン衝撃中に生じる現象から恩恵を得ることができない。この低い化学的反応性は、さまざまなターゲットの粉砕率やイオン化率を制限する。たとえば、粉砕効率は、３０キロボルト程度の加速電圧による入射イオンに対して１から４粉砕原子の範囲である。イオン衝撃点で気体の再結合が起きないことは、粉砕原子が効果的に除去されるのを防ぐ。このことは、衝撃点の近辺での再堆積を招きやすく、さまざまな問題の原因となる。第一に、粉砕原子に電気伝導性があるときは望まない結合がターゲットで生じる。第二に、再堆積の結果として比較的低い成形率（form factor）（６対１程度）が大幅にエッチングパターンの分解能を制限する。
要約すると、イオンエミッター源は、まず低い二次イオン収率で高い分解能を得て、高い二次イオン収率で低い分解能を得ることが可能になる。
アルカリ金属の化学的反応性に関連する問題解決の試みは、”Lithium ion emission from a liquid metal source of LiNO3” A.E.Bell et al.，International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes， 88（1989），pp.56-68に述べられている。この論文では、LIMS源に似たイオン源で再実験している。その金属は、これらの金属を含んだ化合物で置換されている。特に、リチウムイオンLi+のビームは、液体塩特に硝酸リチウム（LiNO3）を用いたイオン源によって作られている。イオン源は、融解塩で覆われた金属ニードルである。この実験では、気泡はニードルで発生しており、融解塩は大変迅速に蒸発することを明らかにした。遅延ポテンシャル分析機で測定した放射されたイオンのエネルギーは、半値幅で１１０エレクトロンボルト（ｅＶ）のエネルギー分布がある。その分布は気相のフィールドイオン化や突端の先での電解脱離によるものと考えられている。イオンビーム集束は色収差によって大幅に制限されているので、広過ぎるエネルギー分布を持ったイオン源は産業システムでの利用には不適当である。
このようなイオン源の寿命はとても短い。金属製の突端が電極腐食現象にさらされるからである。加えてリザーバからの蒸発速度はとても速い。これは液状まで加熱された塩が高い飽和蒸気圧を有するためである。
他の既知の様々なイオン源も電気伝導性の突端をエミッター部材に利用している。
それゆえ、US 4 488 045はリザーバを含んだイオン源について述べている。リザーバはその先（apex）において突き出した突端を構成する。そのイオン源は、その突端の近傍で開口する逃げオリフィス（キャピラリーの端）を構成するキャビティを含んでいる。その突端は電気伝導性である。引き出し電圧はその突端と引き出し電極の間に加えられる。
特開昭59-054156は電解放出型のイオンビーム発生用電極構造を開示している。その電極は導電性である。
EP 0 706 199は、耐火セラミックニードルを備えたイオン源によって、電極腐食現象を抑制し上記状況を劇的に改善している。それでもなお、その改善によっても産業的制約に見合った寿命には不十分である。というのも、未解決の蒸発速度の問題が、寿命と突端に用いることができる金属種の組成を限定するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の第一の目標は、比較的長寿命で、幅広い活性または不活性な組成物が利用できるマイクロメーターサイズのイオンエミッション源を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、イオンエミッター装置は、中空ニードルを含むエミッター部材を有し、前記ニードルはその先に突き出た絶縁突端を構成し、更に前記ニードルは前記突端近傍で開口する逃げオリフィスを構成するキャビティを有する。
それゆえ、イオン化される組成物がキャビティに存在することによって、いくつかの利点がもたらされる。第一に、この配置は化合物の蒸発を大幅に制限できる。これによって、イオン源の寿命を顕著に延ばすことができる。更に、その組成物に融点において高い飽和蒸気圧をもつ成分を含有させることができる。第二に、組成物を収容するキャビティは、特に酸、塩基、溶解した塩のような室温で液体である溶液といった高い反応性をもつ物質を使用することを可能とする。
さらに、ニードルも電気的に絶縁であることが好ましい。
本発明は、高感度素子がマイクロメーターもしくはサブマイクロメーターサイズで最もよい性能を示す。
ゆえに、キャビティとニードルの外側の間の交換部の領域が１００平方マイクロメーター（μｍ２）以下であることが好ましい。
同様に、突端の最大の寸法（大抵のその直径）が５０マイクロメーター（μｍ）以下が好ましい。
第一実施例において、前記突端はニードルと同軸にキャビティ内に配置されている。
第二実施例において、前記突端はニードルの突端に固定されている。
それにもかかわらず、ニードルのサイズが小さいときには、ニードルに収容される組成物の体積も小さくなる。
それゆえ、エミッター部材は中空ニードルの基部に締結された支持体を有することが好ましい。
その支持体はキャビティで構成されるフィードオリフィスに連通するリザーバを有する。このフィードオリフィスはニードルの基部に連なっている。
特定の組成物のエミッションを促進させるために、装置はニードルを加熱する手段を備えることが好ましい。
同様にして、支持体を加熱する手段を備えてもよい。
先行技術のように、ニードルと機械的に接続した貫通引き出し電極があってもよい。
本発明の第二の目的は、ニードルの加熱の均一性を向上させることである。
この点で追加の特徴点は、装置がニードルに機械的に接続した円筒形状金属製のスリーブを備えた点である。
さらに、このタイプのイオン源は頻繁にエミッション電流のふらつきがある。
本発明の第三の目的は、高精度に制御可能なエミッション電流を利用可能とすることである。
ゆえに、ニードルから絶縁されている第一導電電極はレギュレータ電極として機能し、その装置は前記プレートへ電圧をかける電源を有する。
装置の汎用性を高めるためにニードルは耐火材からなる。
さらに、本発明によれば、エミッターニードルと引き出し電極とを備える装置を用いた集束イオンエミッションの方法が提供される。前記ニードルは突端から突出する絶縁エミッター突端を構成し引き出し電極を有する。前記ニードルはさらに前記絶縁エミッター突端の近傍に開口する逃げオリフィスを構成するキャビティを備える。前記方法は前記引き出し電極へ引き出し電圧をかける工程を有し、前記装置はさらにレギュレータ電極を備え、前記方法は前記レギュレータ電極へレギュレーション電圧をかける工程を有する。
本発明の主な効果は、液体化合物イオン、例えば、溶解した塩、酸、塩基、これらに限らない物質の混合物を用いる、高エネルギーかつ長寿命の新規突端（point）イオン源を提供できることである。
本発明のさらなる効果は、高輝度・高寿命の新規突端イオン源を提供することによって、融点で高い蒸気圧を有する組成物を利用可能にできることである。
本発明のさらなる効果は、高輝度・高寿命の新規突端イオン源を提供することによって、アルカリ金属やハロゲンを含む高い化学反応性を有するイオン種の広いスペクトルを生成することのできる液体イオン組成物を用いることができることである。
本発明のさらなる効果は、高輝度・高寿命の新規突端イオン源を提供することによって正または負イオンの突端エミッションのための既に存在するイオンを有する液体イオン組成物を用いることができることである。
本発明のさらなる効果は、高分解能で高い反応性のイオン種による新しいイオンビームを生み出すために高エネルギーかつ長寿命であり、サブマイクロメーターサイズまたは、ナノメーターサイズのプローブを搭載した新規の点イオン源を用いることができる改良されたＦＩＢシステムを搭載することができる点である。このようなシステムは、産業的用途に適している。
本発明に特有の新規の特徴は本発明の特許請求の範囲に記載のものである。
本発明自体と、本発明に起因する効果、目的、利点は、後述の好適な実施例の詳細な説明と添付の図面を参照して理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】第一実施例にかかる中空ニードルの断面図である。
【図２】第二実施例にかかる中空ニードルの断面図である。
【図３】第二実施例の変形例を示している。
【図４】イオンエミッター装置の概略断面図である。
【図５】イオンエミッター装置の変形例の部分図である。
【図６】エミッター装置の第二変形例の部分図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
第一実施例において、図１を参照して、中空ニードル１０はキャピラリーの形状をしており、イオン化される組成物を受け入れるキャビティ１１を構成するキャピラリーの内部ダクトを有する。キャピラリーは超音波または熱圧着ケーブルのためのマイクロエレクトロニクス分野で利用されるるつぼに類似している。ニードルは好ましくは電気的絶縁材であるとよい。
ニードル１０の基部１２（図の下部）は開口させて図示しているが、キャビティ１１の容量が組成物を十分に収容できる場合は、閉塞してもよい。
キャビティ１１は数十マイクロメーター以下の直径の円形逃げオリフィス１４を介して、ニードル１０の先で開口している。
耐火性円柱ロッド１５の直径も逃げオリフィスの直径より小さく、ロッド１５はキャビティ１１の中に配置される。ロッド１５の先端は、ニードル１０の先１３から突き出た突端１６を構成する。ニードル１０の略同軸となる位置で、接着剤１７等の適当な手段でロッドが保持される。円柱状ロッド１５の直径は、その突端１６の周囲での蒸散を制限するために、キャビティとその外側の間にマイクロメーターからサブマイクロメーターサイズの交換部を設けることによって、逃げオリフィス１４の一部を閉塞させることができる。この交換部の面積は、１００μｍ２以下であることが好ましい。
突端１６の機能は、テーラーコーン（Taylor cone）を安定させることである。テーラーコーンは、当業者によく知られているように、軸に対して理論的には４９．３度である傾斜の半分の角度をもっている。ゆえに、その突端は、60度かそれ以下が好ましい傾斜の半分の角度のコーンを構成するように加工される。
突端１６の加工に最適な技術はイオンの集束ビームによるエッチングである。この技術は、アルミナロッド１５の突端を数ナノメーター単位の高分解能でマイクロメーターまたはサブマイクロメーターサイズの（高さ１０マイクロメーター（μｍ）未満）突端１６を形成できる。
図２には中空ニードルの先に位置する突端の第二実施例が図示される。ニードル２０の本体は、先の実施例と同様、ニードル２０は、オリフィス２４を介してその先２３に開口するキャビティ２１を構成する。
突端２６は、ニードルの先（apex）２３に形成される。この加工は、イオンもしくは電子の集束ビームによる化学蒸着（ＣＶＤ）のような蒸着技術により成されることが好ましい。
この技術は、キャビティとその外側の間にマイクロメーターからサブマイクロメーターサイズの交換部を設け、突端２６の近傍で蒸発を制限するための逃げオリフィス２４の部分閉鎖２７を得ることができる。交換部分の面積は、１００μｍ２以下であることが好ましい。
図３を参照して、先の実施例の変形例を詳細に示す。ニードル３０は、逃げオリフィス３４を介して、その先３３で開口する内部キャビティ３１を構成する。この変形例の突端３６はニードルの先３３に立設されている三脚（tripod）の形状をしている。この突端も同様に、イオンもしくは電子の集束イオンビームによるＣＶＤにより形成される。
上述のニードルのキャビティは容量が小さく、大抵の用途において不十分である。
それゆえ、エミッター部材の中に、収容する組成物の量を増やすための追加リザーバが設けられる。
図４を参照して、ニードル４１（その突端以外を示す）は、金属支持体４２において密封状態で嵌合されており、ニードル４１自体は絶縁金属であるスタンド４３に固定されている。支持体４２はニードル４１の基部に連通するリザーバ４４を有し、その基部はニードルにおいてキャビティ４５へのアドミッションオリフィスとして機能する。
リザーバ４４のキャビティが十分であるとき、キャビティはスタンド４３で適切なレベルで閉じられる。しかし、キャビティ４５とリザーバ４４を合わせた容量でも不十分であった場合、図中の破線円で示されている追加リザーバ４６を設置する。なお、２つのリザーバ４４，４６を一緒に接続する手段は当業者の一般的知識の一部で形成できるので詳細を示さない。
イオン化する組成物が常温で液体でない時、同軸ヒーターケーブルのようなヒーターエレメント４７が、支持体４２から突き出たニードル４１の周囲をらせん状に巻き付けられる。このヒーターケーブル４７は支持体４２の先を越えてもよい。円筒状スリーブ４８はケーブル４７の一部もしくは全てを囲んでいる。スリーブの機能は、第一に均一に加熱することであり、第二に例えばニードル４１や支持体４２のような、熱源からの熱放射を遮蔽することである。
ヒーターケーブル２７は絶縁材でコートされた抵抗性コアを有する。絶縁材それ自体は導電性のある外側の覆いに囲まれている。一方の端では、ケーブルの芯は第一フィードスルー５０と接続されている。もう一方の端では、芯と外側の覆いは第二フィードスルー５１と接続されている。よって、覆いの電位は参照電位に設定されている。二つのフィードスルー５０，５１もヒーター電源５２と接続されている。
支持体４２は、粉体を固体状で保存するために、その基部が比較的低温となるようにヒーターケーブル４７の下方に収縮部５５を有している。
前述のエミッター部に加えて、この装置は引き出し部材を有する。
このイオン引き出し部材は、プレート６１に固定された第二の円筒形チューブ７０を有する。第二チューブ７０は、その軸を正確に支持体４２とニードル４１の軸に対して位置させるための、プレート６２に取り付けられるセンタリングネジ７２ａ，７２ｂを有する。
イオンエミッションコーン７５を開放させるために中心が貫通されていることを除いて、第二電極７３は第二チューブ７０を閉塞している。この第二電極７３は、若干の軸方向移動ができるように第二チューブに固定されている。この構造は、例えば、第二チューブ７０と第二電極７３の対応する端部において相補的な溝を設けることにより実現される。
第二チューブ７０は引き出し電源７４と接続され、参照電位Ｖｒｅｆに対して正または負の電位を与える。これにより、負または正のイオンを放出することを可能としている。
上述のエミッター部と引き出し部材に加え、装置は更にレギュレータ部材を有する。このレギュレータ部材は、プレート６１に締結された第一円筒状チューブ６０からなる。第一チューブ６０は、その軸を正確に支持体４２とニードル４１の軸に対して位置させるための、スタンド４３に取り付けられるセンタリングネジ６２ａ，６２ｂを備えている。
ニードル４１の先を開放させるために中心が貫通されていることを除いて、電極６３は第一チューブ６０を閉塞している。この電極６３は若干の軸方向移動ができるように第一チューブに固定されている。この構成は例えば、第一チューブ６０と第一電極６３の対応する端部において相補的な溝を設けることによって実現される。
このレギュレータ部材は熱遮蔽材として機能する。
このレギュレータ部材はまた、静電レギュレータ電極としても機能する。この目的のためにレギュレータ部材は、参照電位Ｖｒｅｆに対して０から２０００ボルトである正または負電位を与えられるレギュレータ電源６４に接続されている。
さらに詳しい内容は、先述のEP 0 706 199に記述がある。
図５を参照して、装置の変形例を示す。この変形例においては、ニードル８１の先は第一電極または引き出し電極８２から少し後退して位置し、第二電極８３はアクセプタンスダイアフラム８４を構成する中心開口を備えて、第一電極の上に配置されている。
このような状況下で、電源は第一引き出し電極８２の電位に対して３００Ｖから１０００Ｖの正もしくは負の電圧を第二電極８３にかける。この電圧は放射されるコーン８５の一部よりアクセプタンスダイアフラム８４に対して二次パーティクルを放射することを可能にする。
図６を参照して、装置の第二変形例を示す。この第二変形例では図４の構成に第三電極が追加されている。
ニードル９１の先は、第一電極もしくはレギュレータ電極９２の前方に位置する。第二電極もしくは引き出し電極９３は電極９２の上方に位置し、第三電極またはサプレッサー電極９４は電極９３の上部に位置している。電極９４の中央開口部はアクセプタンスダイヤグラム９５を構成する。
第一電極９２は、参照電位Ｖｒｅｆに対して０から２０００Ｖの正または負の電位を与えるレギュレータ電源６４に接続されている。
第二電極９３は、参照電位Ｖｒｅｆに対して正または負の電位を与える引き出し電極７４と接続している。これによって、負もしくは正イオンを放射することが可能となる。
第三電極９４は、（図４と６には示していない）本例では、３００Ｖから１０００Ｖの正または負の電圧を与える付加電源と接続している。この電圧によって、コーン９６の一部によってアクセプタンスダイヤグラム95に対して放射される二次パーティクルを排除できる。
エミッターニードルと引き出し電極とレギュレータ電極とで構成される上述の装置は集束イオン放射法の実用に適している。これは、追加リザーバを含まなければ装置は上述の効果のうちのいくつかを得ることができないものの、ニードルが追加リザーバを含むと含まないとに関わらず適用できる。
その方法は、基本的に、引き出し電極に引き出し電圧を、レギュレータ電極にレギュレータ電圧をかけることを含む。
特に、融点で広範囲の飽和蒸気圧を示す液体組成物に適している。組成物は、酸、塩基、融解するようなイオン性化合物を含むことができる。
最後に本発明は、従来のLIMSイオン源で達成することは不可能なほどプロトンを高輝度で放射することができる。特に微量分析の分野で、以下のような様々な応用が考えられる。
・プロトン顕微鏡法
・イオンリソグラフィー（高感度レジンへの近接効果はない。）
・局所的ラザフォード後方散乱（ＲＢＳ）分析
・X線放射誘導的プロトンによるX線誘導分析（ＰＩＸＥ）
上述の実施例は、本発明の具体的な態様のために選択されて記載されているが、本発明によって保護される全ての実施例をもれなく挙げることが不可能である。特にどのような工程・手段も、本発明の精神の範囲を超えない均等な工程や手段によって置換することができる。
【図１】
2010533350.tif 000003
【図２】
2010533350.tif 000004
【図３】
2010533350.tif 000005
【図４】
2010533350.tif 000006
【図５】
2010533350.tif 000007
【図６】
2010533350.tif 000008
【国際調査報告】
2010533350.tif 000009
2010533350.tif 000010
2010533350.tif 000011
2010533350.tif 000012
2010533350.tif 000013
2010533350.tif 000014