等离子体离子源以及带电粒子束装置制造方法及图纸

技术编号:15081018 阅读:274 留言:0更新日期:2017-04-07 12:50
本发明专利技术涉及等离子体离子源以及带电粒子束装置。防止为了确保期望的绝缘性而使等离子体离子源整体的大小増大。实施方式的等离子体离子源(14a)具备气体导入室(33)、绝缘构件(38)、等离子体生成室(34)、线圈(39)以及末端电极(36)。气体导入室(33)导入原料气体。绝缘构件(38)被设置在气体导入室(33)的内部。等离子体生成室(34)连接于气体导入室(33)。线圈(39)沿着等离子体生成室(34)的外周卷绕,被施加高频功率。设置有多个贯通孔(36a)的末端电极(36)被配置在气体导入室(33)和等离子体生成室(34)的边界。贯通孔(36a)的大小被形成得比等离子体壳层长度小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体离子源以及带电粒子束装置
技术介绍
以往,已知有具备对导入到等离子体室的气体的流量进行限制的流量限制器并且在维持为高压的气体中使气体供给器与等离子体之间的电压降产生来抑制电弧放电的等离子体离子源(例如,参照专利文献1)。以往,已知有使用多个不同的种类的气体来生成不同的离子种类的等离子体离子源(例如,参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2011-142081号公报;专利文献2:日本特开2013-120750号公报。专利技术要解决的课题但是,上述现有技术的等离子体离子源通过将成为原料的气体导入到等离子体生成室中并对设置在等离子体生成室的周围的工作线圈施加高频来生成等离子体。然后,等离子体离子源为了向从等离子体导出的离子提供加速能量而对等离子体施加加速电压。但是,等离子体生成室的压力为0.1Pa~10Pa左右,气体导入绝缘部也为该压力以上,为容易放电的压力区域。此外,等离子体具有导电性,因此,如果等离子体侵入到气体导入绝缘部内,则存在立即发生放电的可能性。与此相对地,上述现有技术的等离子体离子源通过使气体的压力变高或使电极间距离变大来确保绝缘。然而,当使电极间距离变大时,等离子体离子源变大,产生构成所需要的费用增多这样的问题。另一方面,当使气体的压力变高时,电导降低,因此,产生等离子体离子源的气体排出后的抽真空所需要的时间或者使用多个不同的种类的气体的情况下的气体替换所需要的时间变长这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的,因此,其目的在于提供能够防止为了确保期望的绝缘性而使等离子体离子源整体的大小増大的等离子体离子源以及带电粒子束装置。用于解决课题的方案为了解决上述课题而达成这样的目的,本专利技术采用了以下的方式。(1)本专利技术的一个方式的等离子体离子源具备:气体导入室,导入原料气体;绝缘构件,设置在所述气体导入室的内部;等离子体生成室,与所述气体导入室连接;线圈,沿着所述等离子体生成室的外周卷绕,被施加高频功率;以及电极,配置在所述气体导入室和所述等离子体生成室的边界,设置有多个贯通孔,所述贯通孔的大小被形成得比等离子体壳层长度小。根据上述(1)所记载的方式的等离子体离子源,将设置有多个贯通孔的电极配置在气体导入室和等离子体生成室的边界,使电导増大,由此,能够使用帕邢的法则中的在(压力×电极间距离)小的区域侧的高耐电压区域来确保期望的绝缘性。由此,不需要为了确保期望的绝缘性而使等离子体离子源整体的大小増大,能够防止等离子体离子源的气体排出后的抽真空所需要的时间以及使用多个不同的种类的气体的情况下的气体替换所需要的时间等变长。进而,贯通孔的大小被形成得比等离子体壳层长度小,因此,能够抑制等离子体对气体导入室的侵入,能够抑制放电的发生。由此能够更进一步防止为了确保期望的绝缘性而使等离子体离子源整体的大小増大。(2)在上述(1)所记载的等离子体离子源中,关于所述绝缘构件和所述电极,在所述绝缘构件与所述电极之间形成有连接于所述贯通孔并且比等离子体壳层长度小的间隔的空隙。在上述(2)的情况下,关于绝缘构件和电极,形成比等离子体壳层长度小的间隔的空隙,因此,能够更进一步抑制等离子体对气体导入室的侵入。(3)在上述(2)所记载的等离子体离子源中,所述空隙由设置在所述绝缘构件和所述电极的每一个的相向面的至少任一个的凹部形成也可。(4)在上述(3)所记载的等离子体离子源中,也可以具备连接构件,所述连接构件连接所述绝缘构件和所述电极。(5)上述(1)至(4)的任一项所记载的等离子体离子源也可以具备接地电位构件,所述接地电位构件设置有将所述原料气体导入到所述气体导入室的开口,所述绝缘构件被形成为妨碍在所述接地电位构件与所述电极之间的带电粒子的直接的移动的形状。(6)本专利技术的一个方式的带电粒子束装置具备:上述(1)至(5)的任一项所记载的等离子体离子源;离子束形成部,利用在所述等离子体离子源中产生的所述原料气体的离子来形成离子束;工作台,对样品进行固定;以及控制部,向所述样品照射由所述离子束形成部形成的所述离子束,进行所述样品的照射区域的观察、加工和分析之中的至少任一个。根据上述(6)所记载的方式的带电粒子束装置,能够防止装置整体的大小増大。(7)上述(6)所记载的带电粒子束装置具备电子束形成部,所述电子束形成部形成电子束,所述控制部向所述样品的同一区域照射所述离子束和所述电子束,进行所述样品的照射区域的观察、加工和分析之中的至少任一个也可。专利技术效果根据本专利技术的等离子体离子源,不需要为了确保期望的绝缘性而使等离子体离子源整体的大小増大,能够防止等离子体离子源的气体排出后的抽真空所需要的时间以及使用多个不同的种类的气体的情况下的气体替换所需要的时间等变长。进而,贯通孔的大小被形成得比等离子体壳层长度小,因此,能够抑制等离子体对气体导入室的侵入,能够抑制放电的发生。由此能够更进一步防止为了确保期望的绝缘性而使等离子体离子源整体的大小増大。附图说明图1是示意性地示出本专利技术的实施方式的带电粒子束装置的结构的剖面图。图2是示意性地示出本专利技术的实施方式的等离子体离子源的结构的剖面图。图3是从等离子体生成室侧观察本专利技术的实施方式的等离子体离子源的绝缘构件的平面图。图4是包含图3所示的IV-IV剖面的绝缘构件和末端电极的剖面图。图5是示出本专利技术的实施方式的与帕邢的法则对应的火花电压(sparkingvoltage)与(压力×电极间距离)的关系的图。图6是本专利技术的实施方式的第一变形例的等离子体离子源的绝缘构件和末端电极的剖面图。图7是本专利技术的实施方式的第二变形例的等离子体离子源的绝缘构件和末端电极的剖面图。图8是本专利技术的实施方式的第三变形例的等离子体离子源的绝缘构件和末端电极的剖面图。具体实施方式以下,一边参照附图一边对本专利技术的实施方式的等离子体离子源和带电粒子束装置进行说明。实施方式的带电粒子束装置10如图1所示那样具备能够将内部维持为真空状态的样品室11、能够在样品室11的内部固定样品S的工作台12、以及驱动工作台12的驱动机构13。带电粒子束装置10具备向样品室11的内部中的规定的照射区域(即扫描范围)内的照射对象照射聚焦离子束(FIB)的聚焦离子束镜筒14。带电粒子束装置10具备向样品室11的内部中的规定的照射区域内的照射对象照射电子束(EB)的电子束镜筒15。带电粒子束装置10具备对由于聚焦离子束或电子束的照射而从照射对象产生的二次带电粒子(二次电子以及二次离子等)R进行检测的检测器16。此外,带电粒子束装置10具备在电子束镜筒15内部对由于电子束的照射而从照射对象产生的二次带电粒子(反射电子)进行检测的检测器。带电粒子束装置10具备向照射对象的表面供给气体Ga的气体供给部17。带电粒子束装置10具备对基于由检测器16检测的二次带电粒子的图像数据等进行显示的显示装置20、控制部21以及输入设备22。带电粒子束装置10能够通过对照射对象的表面一边扫描聚焦离子束一边进行照射来执行利用溅射的各种加工(蚀刻加工等)和沉积膜的形成。带电粒子束装置10能够执行在样品S形成利用扫描型电子显微镜等的剖面观察用的剖面的加工以及根据样品S形成利用透射型电子显微镜的透射观察用的样品片(例如,薄片样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体离子源,其特征在于,具备:气体导入室,导入原料气体;绝缘构件,设置在所述气体导入室的内部;等离子体生成室,与所述气体导入室连接;线圈,沿着所述等离子体生成室的外周卷绕,被施加高频功率;以及电极,配置在所述气体导入室和所述等离子体生成室的边界,设置有多个贯通孔,所述贯通孔的大小被形成得比等离子体壳层长度小。

【技术特征摘要】
2015.02.13 JP 2015-0268421.一种等离子体离子源,其特征在于,具备:气体导入室,导入原料气体;绝缘构件,设置在所述气体导入室的内部;等离子体生成室,与所述气体导入室连接;线圈,沿着所述等离子体生成室的外周卷绕,被施加高频功率;以及电极,配置在所述气体导入室和所述等离子体生成室的边界,设置有多个贯通孔,所述贯通孔的大小被形成得比等离子体壳层长度小。2.根据权利要求1所述的等离子体离子源,其特征在于,关于所述绝缘构件和所述电极,在所述绝缘构件与所述电极之间形成有连接于所述贯通孔并且比等离子体壳层长度小的间隔的空隙。3.根据权利要求2所述的等离子体离子源,其特征在于,所述空隙由设置在所述绝缘构件和所述电极的每一个的相向面的至少任一个的凹部形成。4.根据权利要求3所述的等离子体离子源,其特征在于,具备连接构件,所述连接构件连...

【专利技术属性】
技术研发人员:大庭弘杉山安彦冈部卫
申请(专利权)人:株式会社日立高新技术
类型:发明
国别省市:日本;JP

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