(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光モジュール（１１０）と、供給モジュール（１４０）とを含むガスフィールドイオン源であって、
前記発光モジュール（１１０）が、
発光体ホルダ（１１２）と、
発光構造体（１２、１３、１１５）と、
前記発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ（１３１）と、
前記発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリ（１３２）とを含み、
前記供給モジュール（１４０）が、
電圧および／または電流を供給する少なくとも１つの導電体（１３７）と、
ガス供給導管（１４５）と、
熱伝導体（１４４）と、
前記供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ（１３１）と、
前記供給モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリ（１３２）とを含み、
前記発光モジュールおよび前記供給モジュールが、前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ及びガス供給接続アセンブリと、前記供給モジュールの対応する前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ及びガス供給接続アセンブリとによって取外し可能に接続可能であり、
前記発光構造体が、
ベースと、
前記ベースに接続された支持ワイヤと、
前記支持ワイヤに接続された発光体先端部と
を含んでおり、
さらに、前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリが、前記引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続部を含み、前記供給モジュールの前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリが、前記引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続部を含んでいる、
ことを特徴とするガスフィールドイオン源。
【請求項２】
前記発光モジュールが、前記発光モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリ（１３３）をさらに含み、
前記供給モジュールが、前記供給モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリ（１３３）をさらに含む、請求項１に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項３】
前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリおよび前記供給モジュールの前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリにより、プラグ−ソケット接続が可能となる、請求項１または２に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項４】
前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリおよび前記供給モジュールの前記取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリが、熱グリース、加熱ペーストなどを含む、請求項２〜３のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項５】
前記供給モジュールの前記熱伝導体が、前記供給モジュールの前記取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリと冷却ユニットとを接続するように構成されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項６】
前記供給モジュールの前記熱伝導体が、電気絶縁体である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項７】
前記供給モジュールの前記熱伝導体が、サファイアなどを含む、請求項６に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項８】
前記発光体ホルダが、引き出し電極を形成する引き出し電極部分を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項９】
前記発光体ホルダが、引き出し電極を形成する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項１０】
前記発光モジュールが、前記発光体ホルダ内の位置にあるように設けられたサプレッサをさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項１１】
前記サプレッサが、前記サプレッサ温度と前記発光体温度とを一致させるために、前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリと熱的に連通状態にある、請求項１０に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項１２】
前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリおよび前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリが、前記発光構造体に一体化されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項１３】
前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリおよび前記発光モジュールの前記取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリが、前記発光体ホルダに一体化されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項１４】
前記取外し可能に接続可能な接続アセンブリが、前記発光モジュールと前記供給モジュールとの間の平坦な境界面に設けられる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のガスフィールドイオン源を含む、荷電粒子ビームデバイス。
【請求項１６】
発光モジュールと供給モジュールとを含むガスフィールドイオン源を有する荷電粒子ビームデバイスのメンテナンス方法であって、
前記発光モジュールは発光構造体を含んでおり、当該発光構造体は、
ベースと、
前記ベースに接続された支持ワイヤと、
前記支持ワイヤに接続された発光体先端部と
を含んでおり、
さらに、前記発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリが、引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続部を含み、前記供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリが、引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続部を含んでいる、
前記方法は、
前記荷電粒子ビームデバイスから第１の発光モジュールを除去するステップと、
前記荷電粒子ビームデバイスに第２の発光モジュールを配置するステップと
を含み、
前記除去ステップ中、電気接続部、ガス供給接続部および熱伝導性が取り外され、配置ステップ中、電気接続部、ガス供給接続部および熱伝導性が設けられる、
ことを特徴とするメンテナンス方法。
【請求項１７】
前記発光モジュールおよび前記供給モジュールを整列するステップをさらに含む、請求項１６に記載の荷電粒子ビームデバイスのメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本明細書に記載する実施形態は、一般に、荷電粒子ビームデバイスと、荷電粒子ビームデバイスの製造および／またはメンテナンス方法に関する。特に、本発明の実施形態は、荷電粒子ビームデバイスのガスフィールドイオン源に関する。さらに詳しく言えば、本発明の実施形態は、ガスフィールドイオン源、荷電粒子ビームデバイス、およびガスフィールドイオン源のメンテナンス方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]荷電粒子ビーム装置は、複数の産業分野においてさまざまな役目を果たしており、これらの利用可能な分野は、製造中の半導体デバイスの検査、リソグラフィの露光システム、検出デバイス、およびテストシステムを含むが、これらに限定されるものではない。したがって、マイクロメートルおよびナノメートルのスケールで試料を構造化および検査するため需要が高まっている。
【０００３】
[0003]マイクロメートルおよびナノメートルスケールでのプロセス制御、検査、または構造化は、多くの場合、荷電粒子ビームデバイスで発生し集束された荷電粒子ビームを用いて行われる。荷電粒子ビームデバイスの例として、電子顕微鏡、電子ビームパターン発生器、イオン顕微鏡、およびイオンビームパターン発生器がある。荷電粒子ビーム、特に、イオンビームの空間分解能は、同程度の粒子エネルギーでの波長が短いことから、光子ビームより優れている。
【０００４】
[0004]電子源を含む電子顕微鏡の他に、荷電粒子ビームデバイス用のガスフィールドイオン源を含む顕微鏡が考えられる。これにより、例えば、分解能の増大が実現されることもある。しかしながら、ガスフィールドイオン源顕微鏡のメンテナンスは、一般に、電子源顕微鏡のメンテナンスよりも複雑である。
【発明の要約】
【０００５】
[0005]以上の点を鑑みて、本発明の目的は、改良されたガスフィールドイオン源、改良された荷電粒子ビームデバイス、ガスフィールドイオン源の改良されたメンテナンス方法を提供することである。
【０００６】
[0006]この目的を解決するために、独立請求項１に記載のモジュラガスフィールドイオン源、請求項２０に記載の荷電粒子デバイス、および独立請求項２１に記載のガスフィールドイオン源のメンテナンス方法が提供される。
【０００７】
[0007]１つの実施形態によれば、ガスフィールドイオン源が提供される。ガスフィールドイオン源は、発光モジュールを含む。発光モジュールは、発光体ホルダ、発光構造体、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ、および発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリを含む。ガスフィールドイオン源は、供給モジュールをさらに含み、この供給モジュールは、電圧および／または電流を供給するための導電体、ガス供給導管、熱伝導体、供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ、および供給モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリを含む。発光モジュールおよび供給モジュールは、発光モジュールの取外し可能に接続可能な接続アセンブリおよび供給モジュールの取外し可能に接続可能な接続アセンブリによって取外し可能に接続可能である。
【０００８】
[0008]別の実施形態によれば、荷電粒子ビームデバイスが提供される。荷電粒子ビームデバイスは、ガスフィールドイオン源を含む。ガスフィールドイオン源は、発光モジュールを含む。発光モジュールは、発光体ホルダと、発光構造体と、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリと、発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリとを含む。ガスフィールドイオン源は、供給モジュールをさらに含み、この供給モジュールは、電圧および／または電流を供給するための導電体、ガス供給導管、熱伝導体、供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ、および供給モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリを含む。発光モジュールおよび供給モジュールは、発光モジュールの取外し可能に接続可能な接続アセンブリおよび供給モジュールの取外し可能に接続可能な接続アセンブリによって取外し可能に接続可能である。
【０００９】
[0009]さらなる実施形態によれば、発光モジュールおよび供給モジュールを含む、ガスフィールドイオン源を有する荷電粒子ビームデバイスのメンテナンス方法が提供される。この方法は、荷電粒子ビームデバイスから第１の発光モジュールを除去するステップと、荷電粒子ビームデバイスに第２の発光モジュールを配置するステップとを含み、除去ステップの間、電気接続部、ガス供給接続部、および熱伝導体が取り外され、配置ステップの間、電気接続部、ガス供給接続部、および熱伝導体が設けられる。
【００１０】
[0010]上記実施形態と組み合わせ可能なさらなる利点、特徴、態様、および詳細は、従属請求項、本明細書、および図面から明らかになろう。
【００１１】
[0011]実施形態はまた、開示した方法を実行するための装置および上述した各方法ステップを実行するための装置の部品に関する。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータ、これら２つの組み合わせ、または任意の他の方法によって実行できる。さらに、実施形態はまた、上述した装置の動作方法、製造方法、またはメンテナンス方法に関する。この方法は、装置のあらゆる機能を実行する方法ステップ、装置のあらゆる部品を製造する方法ステップ、または装置をメンテナンスする方法ステップを含む。
【００１２】
[0012]本発明の上述した態様および他のさらに詳細な態様のいくつかを、以下に記載し、図面を参照して部分的に説明する。
【図面に沿っての詳細な記載】
【００１３】
[0019]以下、本発明の範囲を制限することなく、荷電粒子ビームデバイスまたはその構成要素を、二次電子および／または後方散乱電子を検出するイオンビームデバイスまたはその構成要素と例示的に呼ぶ。これにより、二次電子および／または後方散乱電子は、検査またはリソグラフィ中に特に利用されることもある。本発明は、試料イメージの獲得や試料のパターン化の制御を行うために、他の二次荷電粒子および／または後方散乱荷電粒子を用いる装置および構成要素にも適用可能である。
【００１４】
[0020]以下の図面の記載において、同じ参照番号は同じ構成要素をさす。一般に、個々の実施形態に関して、その相違点のみを記載している。
【００１５】
[0021]図１は、モジュラガスフィールドイオン源１００を示す。本明細書に記載する実施形態によれば、発光モジュール１１０および供給モジュール１４０が設けられる。図１は、供給モジュールと発光モジュールとを点線１０で分けて示している。発光モジュール１１０と供給モジュール１１４との間に、取外し可能に接続可能である複数の接続部が設けられる。このようにして、発光モジュール１１０および供給モジュール１１４は、互いに実質的に独立して設けられ、発光モジュールを容易に取り替えることができる。
【００１６】
[0022]低温への冷却、高電圧、加熱電流およびガスを発光モジュールに供給することで、メンテナンスが難しい複雑かつ困難な構造体を省略できる。このように、モジュラガスフィールドイオン源１００の場合、発光チップの取り替えをより容易に行うことができる。
【００１７】
[0023]図１に示すように、本明細書に記載する実施形態によれば、ガスフィールドイオン源１００用の容易に取り替え可能な発光モジュール１１０が設けられる。これにより、発光構造体が、発光体１３、例えばとがった単結晶を含み、これは、タングステン、イリジウムなどからなり、支持ワイヤ１２に溶接される。さらに、ベース１１５が設けられる。支持ワイヤは、ベース１１５に固定される。本明細書に記載するさらなる実施形態によれば、ベースは、セラミック材料を含みうる。
【００１８】
[0024]発光モジュール１１０は、発光体ホルダをさらに含む。１つの実施形態によれば、発光体ホルダは、カップ状の構造体を備え、すなわち、このホルダの形状は、上部から見た場合、円形である。発光体ホルダ１１２は、さらなる実施形態によれば、発光体先端部１３を取り囲むものであってもよく、例えば、ガスフィールドイオン源のガスを収容し、引き出し電極１１４を支持するという目的を有する。引き出し電極１１４は、動作中、正バイアスがかかった発光体に対する対極として作用する。
【００１９】
[0025]さらなる実施形態によれば、引き出し電圧は、導電体１１６によって供給されうる。
【００２０】
[0026]１つの実施形態によれば、図１に示すように、導電体１２２は、ベース１１５に埋め込まれ、ベース１１５内の導電体１２２と発光体ホルダ１１２内の導電体１２６とを電気的に接触させる接続部１２４を有する。これにより、ガスフィールドイオン源の高電圧および加熱電流が、支持ワイヤ１２を介して発光体先端部１３に供給されうる。
【００２１】
[0027]発光体ホルダ１２は、ガスフィールドイオン源用に使用されるガスを供給するためのガス導管１１３をさらに含む。
【００２２】
[0028]供給モジュール１４０は、主要本体１４２を含む。主要本体１４２は、第１の部分１４３と、第２の部分１４４とを有する。一般に、高電圧供給導電体１３７および１３６およびガス導管１４５が設けられる。
【００２３】
[0029]本明細書に記載する実施形態の任意のものと組み合わせが可能ないくつかの実施形態によれば、高電圧供給導電体はまた、加熱電流を発光体に供給するためにも使用されうる。本明細書に記載する実施形態の任意のものとの組み合わせによって得られうる別の実施形態によれば、加熱電流導電体がさらに設けられうる。本明細書に記載する実施形態の任意のものと組み合わせが可能なさらなる実施形態によれば、供給モジュールと発光モジュールとの間の熱伝導性が、導電体の任意のものまたはすべてのものを介して与えられてもよく、または熱伝導手段が、さらにまたは代替的に設けられうる。
【００２４】
[0030]さらに、１つの実施形態によれば、熱伝導体は、第２の部分１４４によって設けられる。さらなる実施形態によれば、熱伝導体は、熱伝導性が高い電気絶縁体、例えば、サファイアなどを含む。供給モジュール１４０は、例えば、ガンヘッドの冷却フィンガの形をとる冷却ユニット１４６をさらに含む。
【００２５】
[0031]したがって、本明細書に記載する実施形態によれば、供給モジュール１４０は、冷却、高電圧、加熱電流、およびガス供給の機能を供給する。例えば、冷却ユニット１４６、例えば、密閉サイクルヘリウム冷却器から、熱伝導体および第２の部分１４４を介して冷却が与えられる。さらに、供給モジュール１４０内において、高電圧および加熱電流は、コネクタおよび／またはフィードスルーを介して供給される。ヘリウム、アルゴンなどであるガスは、導管１４５を介して供給されうる。
【００２６】
[0032]さらなる実施形態によれば、ガス注入口である２つ以上の導管が設けられうる。これにより、集束イオンビームデバイスが、イオンを発生する発光エリアを含むイオンビームカラム、第１のガスを発光エリアに導入するようになっている第１のガス注入口、第１のガスとは異なる第２のガスを発光エリアに導入するようになっている第２のガス注入口、および第１のガスの導入と第２のガスの導入とを切り換えるようになっている切り換えユニットとをさらに含みうる。他の実施形態によれば、イオンを発生するための発光エリアを含むイオンビームカラムと、光ガスを発光エリアに導入する観察モードと、高比重ガスを発光エリアに導入する修正モードとを切り換えるための手段とを含む集束イオンビームデバイスが提供されえ、光ガスは、水素およびヘリウムからなる群から選択され、高比重ガスの原子質量は、１０ｇ／ｍｏｌ以上である。さらなる他の実施形態によれば、集束イオンビームデバイスの動作方法が提供されうる。この方法は、イオンが発生する発光エリア内の発光体にバイアスをかけるステップと、発光エリアへの光ガスの導入と発光エリアへの高比重ガスの導入とを切り換えるステップとを含み、光ガスは、水素およびヘリウムからなる群から選択され、高比重ガスの原子質量は、１０ｇ／ｍｏｌ以上である。さらなる実施形態を得るための上記および他の修正例は、例えば、２００６年１２月１８日に出願され、「Ｇａｓ  Ｆｉｅｌｄ  ｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ  ｆｏｒ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」という発明の名称の、本願と同一の譲受人による同時係属中の欧州特許出願第０６０２６２１０．２号に開示されており、２つ以上のガスを挿入するための修正例、すなわち、それぞれの装置および／または方法を説明するために、同出願の内容全体は、本明細書に参照により組み入れる。
【００２７】
[0033]モジュールの概念を与えるために、さらに、線１０に実質的に沿って簡単に分離しているが、発光モジュール１１０と供給モジュール１４０の両方は、高電圧用およびガス供給用の取外し可能に接続可能な接続部を含む。さらなる実施形態によれば、冷却および加熱電流用のさらなる接続部が、特に、高電圧およびガス供給用の接続部が、移送手段を冷却および加熱電流に与えない場合に提供されうる。図１において、電気接続部は参照番号１３１で示されており、熱伝導体接続部は、参照番号１３３で示されており、ガス供給接続部は、参照番号１３２で示されている。他の実施形態によれば、熱伝導体接続部は、さらに、または代替的に、電気接続部によって設けられうる。
【００２８】
[0034]本明細書に記載する実施形態によれば、発光モジュールと供給モジュールとの間の境界（例えば、図１〜図４の線１０を参照されたい）に、取外し可能に接続可能な接続部が設けられる。
【００２９】
[0035]本明細書に記載する他の実施形態の任意のものと組み合わせ可能であるさらなる実施形態によれば、発光モジュールおよび供給モジュールは、発光モジュールと供給モジュールの取外し可能に接続可能な接続部の分離中または接続中にそれぞれ、モジュール間を分離したり接続したりできるようになっている。したがって、ガスフィールドイオン源により、発光モジュールと供給モジュールとを簡単に分離できる。これにより、モジュラガスフィールドイオン源のメンテナンスをさらに容易に行うことができる。
【００３０】
[0036]１つの実施形態によれば、定期メンテナンス中に取り替えるべき発光モジュールを、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気コネクタを供給モジュールにあるブッシュ内に押し込んで据え付けることができる。しかしながら、さらなる実施形態によれば、取付けねじや同心スクリューナットのような接続方法も可能である。これにより、ガスフィールドイオン源を動作するためのすべての供給源が接続される。
【００３１】
[0037]本明細書に記載する実施形態によれば、セラミックベース１１５、支持ワイヤ１２、および発光体先端部１３を含む発光構造体は、冷陰極電界放出（ＣＦＥ）用に使用される発光構造体に類似したものであると有益な場合がある。これにより、すでに使用されてきた容易に利用可能な発光構造体が、モジュラガスフィールドイオン源に提供されうる。したがって、モジュラガスフィールドイオン源の顕微鏡は、さらに容易にメンテナンス可能である。
【００３２】
[0038]発光構造体は、特定の実施形態によれば、ねじなどによって発光体ホルダ１１２に固定されうる。これにより、さらなる実施形態によれば、発光構造体（１１５、１２、１３）および発光体ホルダ１１２のアライメントが任意に提供されてもよい。
【００３３】
[0039]このように形成される発光モジュール１１０は、供給モジュール１４０に接続される。これにより、本明細書に記載する実施形態によれば、１つのステップにおいて、電気接続部、ガス接続部、および冷却が提供される。
【００３４】
[0040]本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせが可能である別の実施形態によれば、さらに、接続アセンブリの１つ以上をゆるめたり、接続アセンブリの１つ以上用のファスナを開いたりすることができる。しかしながら、発光モジュールは、取外し可能に接続可能な接続アセンブリが接続されるか、または接続部を固定するための位置に少なくともあるように、供給モジュールから除去されるか、または供給モジュールに配置されうる。
【００３５】
[0041]上述したように、メンテナンス中、発光モジュールが、一体のガスフィールドイオン源から除去され、新しい発光モジュールが、一体のガスフィールドイオン源に配置されうる。これによって、すべての接続部が提供され、および／またはロックされる準備が整う。さらに、他の実施形態によれば、発光構造体は、ガスフィールドイオン源に発光モジュールが配置される前に発光モジュールに配置されてもよい。これによって、発光構造体のアライメント、ひいては発光体のアライメントが任意に提供されうる。さらなる実施形態によれば、発光モジュールは、ガスフィールドイオン源に整列した位置、すなわち、供給モジュールに隣接して設けられるか、または、発光モジュールと供給モジュールとを接続した後に整列されうる。
【００３６】
[0042]図２は、別のモジュラガスフィールドイオン源２００を示す。同図において、発光モジュール１１０と供給モジュール１４０を簡単にメンテナンス分離するための分離を示す分離ライン１０が示されている。図２を参照しながら記載した実施形態によれば、発光構造体のベース１１５は、発光体ホルダ１１２を通り抜けて延在する。したがって、ベース１１５を通るフィードスルーを与える導電体１１２が、分離線１０まで実質的に延在する。
【００３７】
[0043]図１を参照して記載したのと同様に、発光構造体の高電圧、加熱電流、ガス、および冷却用の取外し可能に接続可能な接続部が提供され、参照番号１３１、１３２、１３３で示される。図１と同様に、他の実施形態によれば、追加として、または代替的に、熱伝導体接続部が、電気接続部によって提供されうる。
【００３８】
[0044]冷却ユニット１４６から、熱伝導性用の接続部１３３または電気接続部１３１へ電気絶縁および熱伝導性を与える主要本体１４２の第２の部分１４４は、導電体１３６の間の狭い領域に設けられる。異なる実施形態によれば、熱伝導性用の取外し可能に接続可能な接続は、密接に接触した状態にある、電気接続部の平坦な表面によって与えられる。追加として、または代替的に、熱グリース、加熱ペースト、熱ペーストなどが設けられうる。
【００３９】
[0045]図２は、発光体ホルダ１１２をさらに示し、発光体ホルダ自体は、引き出し電極ダイヤフラムが、荷電粒子発光体によって放出される荷電粒子が侵入できるような所望の直径を与える。
【００４０】
[0046]１つの実施形態によれば、図２に示すように、引き出し電圧を供給するための電気接続部が、導電体２１６、導電体２１８、取外し可能に接続可能な接続部１３４、および導電体１１６によって設けられる。
【００４１】
[0047]図３に、モジュラガスフィールドイオン源３００のさらなる実施形態を示す。熱伝導性用の取外し可能に接続可能な接続部１３３は、図３において、接続部１３１と接続部１３１の外側との間にあるいくつかの位置に設けられる。異なる実施形態によれば、熱伝導性用の取外し可能に接続可能な接続部は、密接に接触した状態にある平坦な表面によって与えられ、熱グリース、加熱ペースト、熱ペーストなどでありうる。
【００４２】
[0048]さらなる実施形態によれば、サプレッサ３１２が設けられる。サプレッサ３１２は、発光モジュール１１０の発光体ホルダ１１２内のカップ状構造に挿入される。これによって、１つのオプションによれば、サプレッサは、発光体先端部と同じ電位にあるものであってもよい。このように、サプレッサは、支持ワイヤ１２、単結晶発光体先端部１２、およびベース１１５を含む発光構造体がアーチ状になるのを防ぐ。これによって、支持ワイヤおよび先端部に沿った電場が低減され、発光体先端部のみで維持する。
【００４３】
[0049]追加して、または代替的に実現されてもよいさらなるオプションによれば、サプレッサ構造体は、例えば、サファイアから作られた熱伝導体を介して、冷却供給モジュール用の取外し可能に接続可能な接続部に接続されえ、このようにして、低温で保持される。これによって、サプレッサの経路に沿って発光体先端部に供給されるガスは、発光体先端部の温度まで冷却される。これは、ガスフィールドイオン源の角度強度が、低温に対して高められるため有益でありうる。
【００４４】
[0050]これによって、本明細書に記載する実施形態の任意のものと組み合わせが可能なさらなる実施形態によれば、ガスの冷却用に設けられる経路は、サプレッサ構造体の断面の片側の長さの５０％、７５％、または９０％に沿って少なくとも設けられる。このようにして、経路は、ガスの冷却を高めるような長さに作られうる。
【００４５】
[0051]異なる実施形態によれば、このように、サプレッサは、発光体電圧をサプレッサに供給するために、発光体と電気通信状態にありうる。追加として、または代替的に、サプレッサは、サプレッサの温度と発光体の温度とを一致させるために、発光体モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導性接続アセンブリと熱的に連通した状態になりうる。
【００４６】
[0052]図１と同様に、図３を参照しながら記載する実施形態によれば、ガスフィールドイオン源用の容易に取り外しが可能な発光体モジュール１１０が提供される。これにより、発光構造体は、例えば、タングステンからなり、支持ワイヤ１２に溶接されるとがった単結晶１３を含む。さらに、ベース１１５が設けられる。支持ワイヤは、ベース１１５に固定される。本明細書に記載するさらなる実施形態によれば、ベースは、セラミック材料を含みうる。
【００４７】
[0053]実施形態によれば、図３に示す例に関して、導電体１２２が、ベース１１５に埋め込まれ、ベース１１５内の導電体１２２と発光体ホルダ１１２内の導電体１２６とを電気的に接触させる接続部１２４を有する。これにより、ガスフィールドイオン源の高電圧および加熱電流が、支持ワイヤ１２を介して発光体先端部１３に供給されうる。発光体ホルダ１２は、ガスフィールドイオン源用に使用されるガスを供給するためのガス導管１１３をさらに含む。
【００４８】
[0054]供給モジュール１４０は、主要本体１４２を含む。主要本体１４２は、第１の部分１４３と、第２の部分１４４とを有する。一般に、高電圧供給導電体１３７および１３６、加熱電流導電体（例えば、高電圧導電体の形態またはさらなる導電体）、ガス導管１４５、および熱伝導体が提供される。これにより、１つの実施形態によれば、熱伝導体は、第２の部分１４４によって設けられる。さらなる実施形態によれば、熱伝導体は、熱伝導性が高い電気絶縁体、例えば、サファイアなどを含む。供給モジュール１４０は、例えば、ガンヘッドの冷却フィンガの形をとる冷却ユニット１４６をさらに含む。本明細書に記載する実施形態の任意のものと組み合わせたものであってもよいさらなる別の実施形態によれば、冷却ユニットは、Ｈｅ、液体Ｈｅ、および液体Ｎ２を使用して冷却を行う密閉または開放サイクルＨｅ冷却器、または他の冷却ユニットなどでありうる。
【００４９】
[0055]したがって、本明細書に記載する実施形態によれば、供給モジュール１４０は、冷却、高電圧、加熱電流、およびガス供給の機能を供給する。モジュールの概念を与えるために、さらに、線１０に実質的に沿って簡単に分離しているが、発光モジュール１１０と供給モジュール１４０の各々は、冷却用（例えば、電気接続部および／または追加の表面）、高電圧加熱電流用（例えば、高電圧用の電気接続部または別の電気接続部）、およびガス供給用の取外し可能に接続可能な接続部を含む。図３において、電気接続部は参照番号１３１で示されており、追加としての熱伝導体接続部は、参照番号１３３で示されており、ガス供給接続部は、参照番号１３２で示されている。
【００５０】
[0056]本明細書に記載する実施形態によれば、取外し可能に接続可能な接続部により、発光モジュールと供給モジュールとを簡単に分離できる。これにより、モジュラガスフィールドイオン源のメンテナンスをさらに容易に行うことができる。
【００５１】
[0057]本明細書に記載する他の実施形態の任意のものと組み合わせ可能であるさらなる実施形態によれば、発光モジュールおよび供給モジュールは、発光モジュールと供給モジュールの取外し可能に接続可能な接続部の分離中または接続中にそれぞれ、モジュール間を分離したり接続したりできるようになっている。したがって、ガスフィールドイオン源により、発光モジュールと供給モジュールとを簡単に分離できる。これにより、モジュラガスフィールドイオン源のメンテナンスをさらに容易に行うことができる。
【００５２】
[0058]本明細書に記載するさらなる他の実施形態と組み合わせが可能である別の実施形態によれば、さらに、接続アセンブリの１つ以上をゆるめたり、接続アセンブリの１つ以上用のファスナを開いたりすることができる。しかしながら、発光モジュールは、取外し可能に接続可能な接続アセンブリが接続されるか、または接続部を固定するための位置に少なくともあるように、供給モジュールから除去されるか、または供給モジュールに配置されうる。
【００５３】
[0059]例えば、定期メンテナンス中に取り替えるべき発光モジュールを、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気コネクタを供給モジュールにあるブッシュ内に押し込んで据え付けることができる。しかしながら、さらなる実施形態によれば、取付けねじや同心スクリューナットのような接続方法も可能である。これにより、ガスフィールドイオン源を動作するためのすべての供給源が接続される。
【００５４】
[0060]本明細書に記載する実施形態によれば、セラミックベース１１５、支持ワイヤ１２、および発光体先端部１３を含む発光構造体は、冷陰極電界放出（ＣＦＥ）用に使用される発光構造体に類似したものであると有益な場合がある。これにより、すでに使用されてきた容易に利用可能な発光構造体が、モジュラガスフィールドイオン源に提供されうる。したがって、モジュラガスフィールドイオン源の顕微鏡は、さらに容易にメンテナンス可能である。
【００５５】
[0061]発光構造体は、特定の実施形態によれば、ねじなどによって発光体ホルダ１１２に固定されうる。これにより、さらなる実施形態によれば、発光構造体（１１５、１２、１３）および発光体ホルダ１１２のアライメントが任意に提供されてもよい。
【００５６】
[0062]図３において、図１を参照して記載した実施形態と同様に、引き出し電極１１４用の引き出し電圧は、導電体１１６によって供給される。しかしながら、さらなる実施形態によれば、導電体１１６は、発光体ホルダ１１２に接続される。これにより、発光体ホルダ１１２は、引き出し電圧を引き出し電極１１４に供給するために、引き出し電極と電気的に接続した状態にある。
【００５７】
[0063]異なる実施形態によれば、導電体１１６は、発光モジュール１１０を供給モジュール１１４に取り付けるとき、発光体ホルダと自動的に接続するように設けられうる。これは、例えば、発光体ホルダ１２が所望の位置に配置されると、発光体ホルダ１１２に結合されるばねコンタクトまたは別の金属部品によって与えられうる。
【００５８】
[0064]図４に、発光体モジュール１１０が供給モジュール１４０に着脱可能に接続されるモジュラガスフィールドイオン源の部分のさらなる詳細図を示す。図４において、導電体またはフィードスルー１２２および１３６の間の接続によって、高電圧および加熱電流用の電気接続部が示されている。これにより、フィードスルー１３６は、ソケット４３２を有する。フィードスルー１２２のプラグ４３１は、発光モジュール１１０が供給モジュール１４０に接続されると、ソケット４３２とつながる。ガス供給導管１３３および１４５も、本質的に、波線１０でつながる。これによって、供給モジュールの導管１４５に挿入された導管１３３の突出部４３３が、ガス接続部を与える。Ｏリング４３２は、ガス供給導管を密封する。
【００５９】
[0065]供給モジュールの部分１４４と発光モジュール１１０の発光構造体のベース１１５との間を熱伝導状態にするための着脱可能に接続された接続部は、熱グリース、加熱ペーストなどが任意に設けられうる部分４３３によって設けられる。さらなる実施形態によれば、熱伝導性は、代替的に、または追加として、電気接続部を介して設けられうる。
【００６０】
[0066]本明細書に記載する実施形態によれば、図４に示すように、供給モジュール１４０と発光モジュール１１０に孔４４２が設けられることで、供給モジュールと発光モジュールが、ねじ接続、アライメント用のピン接続などで接続されうる。この接続は、本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせられることで、さらなる実施形態が得られる。しかしながら、供給モジュール１４０と発光モジュール１１０との間の他の接続部も設けられうる。
【００６１】
[0067]図５は、供給モジュールと発光モジュールとの間の着脱可能な接続部のさらなる実施形態を示す。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせ可能なこれらの実施形態によれば、供給モジュールの部分１４３は、突出部５１２を含む脚部分４４３を有する。脚部分４４３およびひいては突出部５１２は、わずかに外向きに曲がっていることで、発光ホルダ１１２は、底部から接続位置へとカチッと動かすことができる。発光ホルダ１１２用の保持クリップを形成する突出部５１２により、発光モジュールと供給モジュールとを着脱可能に接続できる。
【００６２】
[0068]さらなる実施形態によれば、ガス導管１３３および１４５は、発光ホルダ１１２の側部分および供給モジュールの主要本体に設けられる。発光モジュールが供給モジュールの適所にカチッと動かされると、Ｏリング４３２が、ガス供給接続部を密封する。
【００６３】
[0069]さらなる実施形態によれば、発光ホルダ１１２の側部、すなわち、供給モジュールと発光モジュールとの間のギャップには、アライメント要素を設けることが可能である。図５に示すギャップは、説明を目的としたものにすぎない。支持モジュールに対する発光モジュールのアライメントにより、正確なアライメントが得られる。
【００６４】
[0070]図５において、高電圧および加熱電流用の電気接続部が、導電体またはフィードスルー１２２および１３６との間の接続によって示されている。これにより、フィードスルー１３６は、ソケット４３２を有する。フィードスルー１２２のプラグ４３１は、発光モジュール１１０が供給モジュール１４０に接続されると、ソケット４３２とつながる。
【００６５】
[0071]供給モジュールの部分１４４と発光モジュール１１０の発光構造体のベース１１５との間を熱伝導状態にするための着脱可能に接続された接続部は、熱グリース、加熱ペーストなどが任意に設けられうる部分４３３によって設けられる。さらなる実施形態によれば、熱伝導性は、代替的に、または追加として、電気接続部を介して設けられうる。
【００６６】
[0072]本明細書に記載する他の実施形態と組み合わされてもよい異なる実施形態によれば、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリと、供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリにより、プラグ−ソケット接続が得られるように、モジュラガスフィールドイオン源に、発光モジュールと供給モジュールとが設けられる。これにより、さらなる実施形態によれば、電気接続アセンブリは、発光体用の高電圧供給、発光体用の加熱電流供給、引き出し電圧供給、およびそれらの組み合わせの群から選択された電気接続部の少なくとも１つを含みうる。
【００６７】
[0073]本明細書に記載する他の実施形態と組み合わされてもよいさらなる実施形態によれば、発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリおよび／または供給モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリは、Ｏリングを含む。さらに、発光モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導性接続アセンブリおよび供給モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導性接続アセンブリは、任意に、熱グリース、加熱ペーストなどを含むことも、または電気接続部を介して設けられることもできる。
【００６８】
[0074]他の実施形態によれば、発光体ホルダは、引き出し電極を設けるようになっている引き出し電極部分を含み、例えば、引き出し電極用の保持部分を含むか、または引き出し電極を形成する。さらなる実施形態によれば、引き出し電圧用の導電体は、発光モジュールと供給モジュールとを接続している間、発光モジュールに自動的に接続されるようになっている接続機構を含みうる。これは、供給モジュールの外部にあるコンタクトによって実現されうるか、または発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリが、引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続部を含み、供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリが、引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続部を含むように実現されうる。
【００６９】
[0075]さらなる実施形態によれば、発光モジュールと供給モジュールとの間での支持ワイヤから接続部へのベース１１５のフィードスルーが、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ、発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリ、および追加として、または代替的に電気接続アセンブリによって与えられうる、発光モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリが、発光構造体に一体化されるように設けられうる。他の形態として、発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリ、および、追加として、または代替的に電気接続アセンブリによって与えられうる、発光モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリが発光ホルダに一体化される。
【００７０】
[0076]一般に、本明細書に記載する実施形態に関して、発光モジュールおよび供給モジュールは、発光モジュールと供給モジュールの取外し可能に接続可能な接続部の分離中または接続中にそれぞれ、モジュール間を分離したり接続したりできるようになっている。したがって、ガスフィールドイオン源により、発光モジュールと供給モジュールとを簡単に分離できる。これにより、モジュラガスフィールドイオン源のメンテナンスをさらに容易に行うことができる。
【００７１】
[0077]本明細書に記載するさらなる他の実施形態と組み合わせが可能である別の実施形態によれば、さらに、接続アセンブリの１つ以上をゆるめたり、接続アセンブリの１つ以上用のファスナを開いたりすることができる。しかしながら、発光モジュールは、取外し可能に接続可能な接続アセンブリが接続されるか、または接続部を固定するための位置に少なくともあるように、供給モジュールから除去されるか、または供給モジュールに配置されうる。
【００７２】
[0078]図６は、荷電粒子ビームデバイス６００を示す。イオンビームデバイスは、カラム２０を含む。カラム２０内に、本明細書に記載する任意の実施形態によるモジュラガスフィールドイオン源１００が設けられうる。一次ビームは、光軸２に本質的に沿って放出される。ガンチャンバハウジング２１は、後続するチャンバ２２からアパチャ３３によって分離される。一次イオンビームは、集光レンズ４２によって形成され案内される。
【００７３】
[0079]一次イオンビームは、検出器４０の開口１２を通過し、対物レンズ３０によって集束される。
【００７４】
[0080]１つの実施形態において、ガスフィールドイオン源が提供される。ガスフィールドイオン源は、発光モジュールを含む。発光モジュールは、発光体ホルダと、発光構造体と、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリと、発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリとを含む。ガスフィールドイオン源は、供給モジュールをさらに含む。供給モジュールは、電圧および／または電流を供給するための少なくとも１つの導電体、ガス供給導管、熱伝導体、供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリ、および供給モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリを含み、発光モジュールおよび供給モジュールは、発光モジュールの取外し可能に接続可能な接続アセンブリおよび供給モジュールの取外し可能に接続可能な接続アセンブリによって取外し可能に接続可能である。
【００７５】
[0081]さらなる任意の実施例によれば、発光モジュールは、発光モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリをさらに含み、供給モジュールは、供給モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリをさらに含みうる。実施形態の任意のものと組み合わせ可能な、本明細書に記載するさらなる実施形態によれば、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリおよび供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリにより、プラグ−ソケット接続が得られ、発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリおよび供給モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリは、Ｏリングを含み、発光モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリおよび供給モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリは、熱グリース、加熱ペーストなどを含み、および／または発光構造体は、ベースと、ベースに接続された支持ワイヤと、支持ワイヤに接続された発光体先端部とを含みうる。
【００７６】
[0082]本明細書に記載する他の実施形態との組み合わせが可能なさらなる実施形態によれば、供給モジュールの熱伝導体は、供給モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリと冷却ユニットを接続するようになっており、供給モジュールの熱伝導体は、電気絶縁体を含み、例えば、供給モジュールの熱伝導体は、サファイアなどを含み、および／または、発光体ホルダは、引き出し電極を設けるようになっている引き出し電極部分を含みうる。これにより、さらなる追加または別の修正例として、発光体ホルダは、引き出し電極を形成し、ガスフィールドイオン源は、引き出し電圧導電体をさらに含むものでありえ、引き出し電圧導電体は、引き出し電極に電圧を供給する。
【００７７】
[0083]さらなる任意の実施例によれば、引き出し電圧導電体は、発光モジュールと供給モジュールとを接続している間、発光モジュールに接続されるようになっている接続機構を含み、発光モジュールの取外し可能に接続可能な接続アセンブリは、引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続を含み、供給モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリは、引き出し電圧用の取外し可能に接続可能な電気接続を含みうる。
【００７８】
[0084]さらなる実施形態によれば、追加して、または代替的に、発光モジュールは、発光体ホルダ内の位置に設けられたサプレッサをさらに含み、例えば、サプレッサは、発光体電圧をサプレッサに供給するために発光体と電気的に連通した状態にあり、および／または、サプレッサは、サプレッサ温度を発光体温度と一致させるために、発光モジュールの取外し可能に接続可能な熱伝導接続アセンブリと熱的に連通した状態にありうる。
【００７９】
[0085]さらなる実施形態によれば、さらなる任意の修正例が以下のように与えられうる。発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリおよび発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリは、発光構造体に一体化され、および／または、発光モジュールの取外し可能に接続可能な電気接続アセンブリおよび発光モジュールの取外し可能に接続可能なガス供給接続アセンブリが、発光体ホルダに一体化されうる。
【００８０】
[0086]他の実施形態によれば、本明細書に記載する任意の実施形態によるガスフィールドイオン源を含む荷電粒子ビームデバイスが提供される。
【００８１】
[0087]さらなる実施形態によれば、発光モジュールおよび供給モジュールを含む、ガスフィールドイオン源を有する荷電粒子ビームデバイスのメンテナンス方法が提供される。この方法は、荷電粒子ビームデバイスから第１の発光モジュールを除去するステップと、荷電粒子ビームデバイスに第２の発光モジュールを配置するステップとを含み、除去ステップの間、電気接続部、ガス供給接続部、および熱伝導体が取り外され、配置ステップの間、電気接続部、ガス供給接続部、および熱伝導体が設けられる。
【００８２】
[0088]本明細書に記載の他の実施形態との組み合わせが可能なさらなる実施形態によれば、この方法は、発光モジュールと供給モジュールとを整列させるステップと、ベース、支持ワイヤ、および発光体先端部を有する発光構造体を、発光構造体の発光体ホルダに配置するステップと、および／または、発光構造体と発光体ホルダとを整列させるステップとをさらに含みうる。
【００８３】
[0089]本発明の実施形態について前述してきたが、本発明の他のさらなる実施形態が、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本明細書に記載する実施形態によるモジュラガスフィールドイオン源の略図を示す。
【図２】本明細書に記載する実施形態による別のモジュラガスフィールドイオン源の略図を示す。
【図３】本明細書に記載する実施形態によるサプレッサを含むさらなるモジュラガスフィールドイオン源の略図を示す。
【図４】本明細書に記載する実施形態によるモジュラガスフィールドイオン源の略図的な部分図を示す。
【図５】本明細書に記載する実施形態による別のモジュラガスフィールドイオン源の略図的な部分図を示す。
【図６】本明細書に記載する実施形態によるモジュラガスフィールドイオン源の荷電粒子ビームデバイスを示す。
【符号の説明】
【００８５】
１２…支持ワイヤ、１３…発光体先端部、１００…モジュラガスフィールドイオン源、１１０…発光モジュール、１１２…発光体ホルダ、１１３…ガス導管、１１４…引き出し電極、１１５…ベース、１１６…導電体、１２２…導電体、１２４…接続部、１３７…導電体、１４０…供給モジュール、１４２…主要本体、１４４…熱伝導体、１４５…ガス供給導管、１４６…冷却ユニット。
【図１】
0005015869.tif 000002
【図２】
0005015869.tif 000003
【図３】
0005015869.tif 000004
【図４】
0005015869.tif 000005
【図５】
0005015869.tif 000006
【図６】
0005015869.tif 000007