JPH03252037A

JPH03252037A - 荷電粒子ビーム装置

Info

Publication number: JPH03252037A
Application number: JP2048523A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sawaragi; 宏澤良木
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ターゲットに低エネルギーの集束荷電粒子ビ
ームを照射するのに適した荷電粒子ビーム装置に関する
。

（従来の技術）集束されたイオンビームを使った装置は、例えば、イオ
ン注入やイオンビーム描画に使用されている。この様な
集束イオンビーム装置においては、通常、数１０ｋｖ若
しくは１００数１０ｋｖの高い加速電圧によって加速さ
れた高エネルギーを有するイオンビームをターゲットに
照射しているが、その際、該ターゲットの表面がエツチ
ングされてしまう。最近、この様な所定外のエツチング
が行われない様に、イオン銃から発生したイオンビーム
を一旦高い加速電圧で加速するか、該加速されたイオン
ビームを減速電圧で減速し、該エネルギーの低下したイ
オンビームをターゲットに照射する方法がとられている
。

尚、イオンエミッタから引き出されたイオンビームを加
速する加速電圧自体を低くして、低エネルギーのイオン
ビームをターゲットに照射する方法は問題が多く採用で
きない（特願昭６２−４９３２６及び特願昭６３−１６
９６２５参照）。

第２図は該方法を実施した集束イオンビーム装置の概略
図である。図中１はイオンエミッタ、２は引き出し電極
、３は接地電位の加速電極であり、該イオンエミッタｌ
には加速電圧電源４から加速電圧が印加され、引き出し
電極２には、図示していない引き出し電圧電源から引き
出し電圧が印加されている。５は対物レンズで、アイン
ツェル型の静電レンズであって、接地電位の外側電極６
と、レンズ電源７からレンズ電圧が印加される中心電極
８から成っている。９はイオンビームの照射位置を制御
する偏向電極、１０はイオンビームが照射されるターゲ
ットである。該ターゲット１０には、電源１１から、イ
オンビームを減速させる減速電圧が印加されている。尚
、１２は絶縁碍子である。

上記のような構成において、特定物質のイオンがイオン
エミッタ１から引き出し電極２によって引き出される。

該エミッタには加速電源４から、例えば＋３０ｋｖの加
速電圧が印加されているので、該イオンビームは加速電
極３によって加速され、高いエネルギーで対物レンズ５
に入射し、該対物レンズ５によってターゲット１０上に
集束される。該ターゲットには電源１１から、例えば＋
２９ｋｖの減速電圧が印加されているので、該ターゲラ
１−１０と対物レンズ５の接地電位の外側電極６との間
にイオンビームの減速電場が形成される。その為に前記
集束されたイオンビームは該減速電場により減速され、
その結果数イオンビームはエネルギーが低くなってター
ゲット１０に照射される。この場合、前記加速電圧電源
４からの加速電圧をＶＡ（例、３０ｋｖ）、減速の為の
電源１１からの減速電圧をＶａ　　（例、２９ｋｖ）と
した場合、該ターゲット１０にはその差（ＶＡ−ＶＢ）
（例、１ｋｖ）に対応した電圧により付勢されたイオン
ビームが照射される。

（発明が解決しようとする課題）さて、前記加速電圧電源４、及び減速のだめの電源１１
は夫々３％程度の精度誤差を有している。

その為、例えば、加速電圧電源４で加速電圧を３０ｋｖ
に設定しても、±９００ｖ前後の誤差があるので、例え
ば、ターゲット１０にｌｋｖ以下の電圧で付勢された低
エネルギーのイオンビームを照射しようとしても誤差が
大き過ぎて、所定の低エネルギーのイオンビームを照射
できない。

又、高い絶対精度を持つ高圧電源を作ることは可能であ
るが、高価なものとなってしまう為、船釣にはこの様に
絶対精度があまり良くない走査型電顕等の電源を流用す
ることが多い。

特に、直接デポジションを行う様な応用では、数１０　
ｅ　Ｖのエネルギーでイオンを照射する必要があり、一
般用電源では前述の様な問題が顕著となる。

本発明はこの様な問題を解決する事を目的としたもので
ある。

（課題を解決するための手段）その為に本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビー
ム発生源、該発生源と加速電極との間に加速電圧を印加
する為の加速電圧源、荷電粒子ビームを大地に対して絶
縁して配置されたターゲット上に集束させる為のレンズ
、及び、前記荷電粒子ビーム発生源とターゲットの間に
、該ターゲットに照射される荷電粒子ビームを付勢する
電圧を発生する電圧源を具備した。

（作用）本発明はイオンエミッタからのイオンビームを加速させ
る為の加速電圧電源からの加速電圧ｖＡと、ターゲット
と対物レンズの接地電位の外側電極との間に印加する減
速電圧電源からの減速電圧ＶＢとの差（ＶＡ　　ＶＢ）
に対応した電圧を発生させる電圧電源を、加速電圧電源
の加速電位に浮いた状態になる様にイオンエミッタとタ
ーゲットの間に設けておく。尚、前記減速電圧電源は不
要なので設けない。この様に成せば、イオンエミッタか
らのイオンはｖＡに対応した電圧で加速されるが、前記
（ＶＡ　　ＶＢ）に対応した電圧を発生する電源からの
電圧により付勢されたイオンビームがターゲットに照射
される。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示した集束イオンビーム装
置の概略図である。図中前記第２図と同一番号を付した
ものは同一構成要素である。また第１図において、第２
図に示した構成と異なった点は、ターゲット１０と大地
間に減速電圧電源を設けずに、イオンエミッタ１とター
ゲット１０との間に電源１３を設置したことである。

先ず第１図のような構成において、イオンエミッタ１に
は加速電圧電源４から例えば＋３０ｋｖの加速電圧が印
加されるので、イオンビームは高いエネルギーで対物レ
ンズ５に入射し、該対物レンズによりターゲット１０上
に細く集束される。

この時同時に電源１３から、例えば、＋ｌｋｖの電圧を
印加する。その為、イオンビームは該電源１３からの電
圧（＋１ｋｖ）により付勢された低エネルギーでターゲ
ットに照射される。

この際、該電源１３が例えば３％程度の誤差を持ってい
ても、誤差は３０ｖ程度で、大略所定の低エネルギーの
イオンビームで照射できる。

尚、本発明は電子顕微鏡などの電子ビームを用いた装置
にも応用可能である。

（発明の効果）本発明は荷電粒子ビームのターゲットへの入射エネルギ
ーを決定するターゲット電源を、加速電圧電源の加速電
位に浮いた状態になるように発生源とターゲットの間に
設けたので、該ターゲット電源の電圧で付勢されたエネ
ルギーの荷電粒子ビームがターゲットに照射される。

従って、該ターゲット電源の持つ精度誤差だけかターゲ
ットに照射される荷電粒子のエネルギーに影響するだけ
で極めて小さく、その為、大略所定のエネルギーの荷電
粒子ビームをターゲットに照射できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した集束イオンビーム装
置の概略図、第２図は従来の集束イオンビーム装置の概
略図である。１・・・イオンエミッタ　２・・・引き出し電極３・・
・加速電極　　　　４・・・加速電圧電源５・・・対物
レンズ　　　６・・・外側電極７・・・レンズ電源　　
　８・・・中心電極９・・・偏向電極　　　１０・・・
ターゲット１１・・・減速電圧電源　１２・・・絶縁碍
子１３・・・減速電圧電源

Claims

【特許請求の範囲】

　荷電粒子ビーム発生源、該発生源と加速電極との間に
加速電圧を印加する為の加速電圧源、荷電粒子ビームを
大地に対して絶縁して配置されたターゲット上に集束さ
せる為のレンズ、及び、前記荷電粒子ビーム発生源とタ
ーゲットの間に、該ターゲットに照射される荷電粒子ビ
ームを付勢する電圧を発生する電圧源を具備したことを
特徴とする荷電粒子ビーム装置。