JPH047535B2 - - Google Patents
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- JPH047535B2 JPH047535B2 JP60049634A JP4963485A JPH047535B2 JP H047535 B2 JPH047535 B2 JP H047535B2 JP 60049634 A JP60049634 A JP 60049634A JP 4963485 A JP4963485 A JP 4963485A JP H047535 B2 JPH047535 B2 JP H047535B2
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- circuit
- voltage
- ion beam
- diode
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は集束イオンビーム装置に関し、更に詳
しくは、イオンビームの集束用静電レンズに改良
を施した集束イオンビーム装置に関する。
しくは、イオンビームの集束用静電レンズに改良
を施した集束イオンビーム装置に関する。
（従来の技術）
集束イオンビーム装置は、原子をイオン化さ
せ、それを取出してビームとし、このイオンビー
ムを物質に照射して物質の形や性質を変えようと
する装置である。この種の装置は、近年半導体微
細加工用のマスクレスイオン注入装置として用い
られるようになつてきている。第２図は、従来の
集束イオンビーム装置の電気的構成例を示す図で
ある。図において、１はイオンビーム加速用の高
圧を発生する加速電圧発生回路、２はイオンを出
射するエミツタ、３はエミツタ２から出射された
イオンを取出す引出し電極（エキストラクタ）、
４は該引出し電極３に電位を与える引出し電圧印
加用電源である。加速電圧発生回路１の出力電圧
としては、例えば200KV程度が用いられる。引
出し電圧印加用電源の４の発生電圧としては、例
えば500V程度が用いられる。
せ、それを取出してビームとし、このイオンビー
ムを物質に照射して物質の形や性質を変えようと
する装置である。この種の装置は、近年半導体微
細加工用のマスクレスイオン注入装置として用い
られるようになつてきている。第２図は、従来の
集束イオンビーム装置の電気的構成例を示す図で
ある。図において、１はイオンビーム加速用の高
圧を発生する加速電圧発生回路、２はイオンを出
射するエミツタ、３はエミツタ２から出射された
イオンを取出す引出し電極（エキストラクタ）、
４は該引出し電極３に電位を与える引出し電圧印
加用電源である。加速電圧発生回路１の出力電圧
としては、例えば200KV程度が用いられる。引
出し電圧印加用電源の４の発生電圧としては、例
えば500V程度が用いられる。
５はその内部を通過するイオンビームを多段加
速する加速管（アクセラレーシヨン・シユーブ）、
６は該加速管５に多段の加速電圧を与える分圧器
である。該分圧器６としては、例えば、高耐圧用
の分圧抵抗が用いられる。７はイオンビームを集
束させるコンデンサレンズ、８は通過するイオン
のうち質量の違うイオンを分離する質量分離器
（マスフイルタ）である。該質量分離器８は、通
過するイオンビームに直交する磁界を印加し、更
に、この磁界に直交する磁界を与えて不要イオン
を除去するものである。即ち、磁界中を通過する
イオンは、質量の小さいイオンから順に軌道か曲
げられる性質を利用し、更に必要なイオンを直進
させる電界を磁界に直交させて与え不要イオンを
除去するものである。
速する加速管（アクセラレーシヨン・シユーブ）、
６は該加速管５に多段の加速電圧を与える分圧器
である。該分圧器６としては、例えば、高耐圧用
の分圧抵抗が用いられる。７はイオンビームを集
束させるコンデンサレンズ、８は通過するイオン
のうち質量の違うイオンを分離する質量分離器
（マスフイルタ）である。該質量分離器８は、通
過するイオンビームに直交する磁界を印加し、更
に、この磁界に直交する磁界を与えて不要イオン
を除去するものである。即ち、磁界中を通過する
イオンは、質量の小さいイオンから順に軌道か曲
げられる性質を利用し、更に必要なイオンを直進
させる電界を磁界に直交させて与え不要イオンを
除去するものである。
９は対物レンズ、１０はイオンビームをＸ，
Y2方向に走査する偏向器、１１は最終的にイオ
ンビームが照射される試料（ターゲツト）であ
る。１２は加速電圧発生回路１の出力電圧が印加
される分圧器である。分圧器１２としては、分圧
器６と同様に例えば分圧抵抗が用いられる。分圧
器１２には、図に示すようなタツプＡ，Ｂが設け
られている。タツプＡの分圧電圧は対物レンズ９
に印加され、タツプＢの分圧電圧はコンデンサレ
ンズ７に印加されている。そして対物レンズ９へ
の印加電圧は加速電圧が200KVの場合、例えば
90KV、コンデンサレンズ７への印加電圧は例え
ば63KV程度である。尚、コンデンサレンズ７及
び対物レンズ９は電解によりビームを絞る静電レ
ンズをなしている。このように構成された装置の
動作を説明すれば、以下のとおりである。
Y2方向に走査する偏向器、１１は最終的にイオ
ンビームが照射される試料（ターゲツト）であ
る。１２は加速電圧発生回路１の出力電圧が印加
される分圧器である。分圧器１２としては、分圧
器６と同様に例えば分圧抵抗が用いられる。分圧
器１２には、図に示すようなタツプＡ，Ｂが設け
られている。タツプＡの分圧電圧は対物レンズ９
に印加され、タツプＢの分圧電圧はコンデンサレ
ンズ７に印加されている。そして対物レンズ９へ
の印加電圧は加速電圧が200KVの場合、例えば
90KV、コンデンサレンズ７への印加電圧は例え
ば63KV程度である。尚、コンデンサレンズ７及
び対物レンズ９は電解によりビームを絞る静電レ
ンズをなしている。このように構成された装置の
動作を説明すれば、以下のとおりである。
エミツタ２から発生し、引出し電極３の開口部
を通過した高輝度イオンビームは、６段の加速管
５で加速される。多段加速管５を通過した高速イ
オンビームは、コンデンサレンズ７でビーム径が
細く絞られた後、質量分離器８で不要イオンが除
去される。質量分離器８を通過したイオンビーム
は、対物レンズ９で、再度ビーム径が絞られた
後、偏向器１０で所定方向に偏向させられた後、
ターゲツト１１を照射する。この結果、ターゲツ
ト１１の表面は所定方向に走査させられ、イオン
が注入され、或いはイオンビームによるスパツタ
リングが行われる。
を通過した高輝度イオンビームは、６段の加速管
５で加速される。多段加速管５を通過した高速イ
オンビームは、コンデンサレンズ７でビーム径が
細く絞られた後、質量分離器８で不要イオンが除
去される。質量分離器８を通過したイオンビーム
は、対物レンズ９で、再度ビーム径が絞られた
後、偏向器１０で所定方向に偏向させられた後、
ターゲツト１１を照射する。この結果、ターゲツ
ト１１の表面は所定方向に走査させられ、イオン
が注入され、或いはイオンビームによるスパツタ
リングが行われる。
第３図は、このようにして形成されたイオンビ
ームがターゲツトに照射されるまでの軌跡を示す
図である。図中の番号は、第２図の構成要素の番
号と対応している。
ームがターゲツトに照射されるまでの軌跡を示す
図である。図中の番号は、第２図の構成要素の番
号と対応している。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、従来の集束イオンビーム装置ではコ
ンデンサレンズ及び対物レンズとして、前述した
ような静電レンズを用いている。静電レンズの場
合、真空絶縁をしなければならず、以下のような
問題が生じる。
ンデンサレンズ及び対物レンズとして、前述した
ような静電レンズを用いている。静電レンズの場
合、真空絶縁をしなければならず、以下のような
問題が生じる。
電極間のスペーサ、絶縁碍子の沿面等に微小
放電が生じる。
放電が生じる。
電極間の真空微小放電が生じる。
第２図に示す従来例においては、コンデンサレ
ンズ７及び対物レンズ９への給電は前述したよう
に分圧器１２からそれぞれ50KV、100KVが与え
られる。例えば加速電圧200KVの集束イオンビ
ーム装置では、分圧器１２として1000MΩ程度の
高抵抗を使用している。従つて、，で説明し
たような微小放電があると、この微小放電の放電
電流のために抵抗による電圧降下が生じ、前記し
た印加電圧50KV、100KVがそれぞれ変動する。
例えば、対物レンズ９で微小放電が生じたものと
する。このときの放電電流のピーク値を1μAとす
ると、100KVを与える分圧抵抗値は1000MΩの
１／２の500MΩであることから、電圧変動量は 500MΩ×1μA＝500（Ｖ） となる。100KVの定格値に対する誤差は0.5％に
なる。この結果、試料11上のイオンビームは最適
集束条件から外れ、焦点がぼけてしまう。同様の
不具合はコンデンサレンズ７についても起こりう
る。
ンズ７及び対物レンズ９への給電は前述したよう
に分圧器１２からそれぞれ50KV、100KVが与え
られる。例えば加速電圧200KVの集束イオンビ
ーム装置では、分圧器１２として1000MΩ程度の
高抵抗を使用している。従つて、，で説明し
たような微小放電があると、この微小放電の放電
電流のために抵抗による電圧降下が生じ、前記し
た印加電圧50KV、100KVがそれぞれ変動する。
例えば、対物レンズ９で微小放電が生じたものと
する。このときの放電電流のピーク値を1μAとす
ると、100KVを与える分圧抵抗値は1000MΩの
１／２の500MΩであることから、電圧変動量は 500MΩ×1μA＝500（Ｖ） となる。100KVの定格値に対する誤差は0.5％に
なる。この結果、試料11上のイオンビームは最適
集束条件から外れ、焦点がぼけてしまう。同様の
不具合はコンデンサレンズ７についても起こりう
る。
この不具合を解決するためには、微小放電を少
なくすればよい訳であるが、現状では微小放電を
皆無にすることは不可能であるが実情である。従
つて、微小放電が生じることを前提として対策を
考える必要がある。その対策の１つに以下に述べ
るような方法がある。即ち、微小放電が起きて負
荷電流が増加しても各静電レンズに印加する電圧
が変動しないようにすればよい。このような条件
を満足させるためには、内部抵抗の小さい分圧器
乃至は高圧発生電源を用いる必要がある。
なくすればよい訳であるが、現状では微小放電を
皆無にすることは不可能であるが実情である。従
つて、微小放電が生じることを前提として対策を
考える必要がある。その対策の１つに以下に述べ
るような方法がある。即ち、微小放電が起きて負
荷電流が増加しても各静電レンズに印加する電圧
が変動しないようにすればよい。このような条件
を満足させるためには、内部抵抗の小さい分圧器
乃至は高圧発生電源を用いる必要がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
あつて、その第１の目的は、静電レンズ部に微小
放電が生じた場合でも、イオンビームの最適集束
条件が外れることがないようにした集束イオンビ
ーム装置を実現することにある。
あつて、その第１の目的は、静電レンズ部に微小
放電が生じた場合でも、イオンビームの最適集束
条件が外れることがないようにした集束イオンビ
ーム装置を実現することにある。
本発明の第２の目的は、イオンビームの最適集
束条件が外れることがないだけでなく、これに加
えて分圧点を多くとれる集束イオンビーム装置を
実現することにある。
束条件が外れることがないだけでなく、これに加
えて分圧点を多くとれる集束イオンビーム装置を
実現することにある。
（問題点を解決するための手段）
上記した問題点を解決する本発明は、イオン源
より発射されるイオンビームを加速し、静電レン
ズで集束せしめた後、ターゲツト表面を照射する
集束イオンビーム装置において、加速電圧発生回
路として、直列接続されたコンデンサの直列回路
を並列に配置すると共に両直列回路のコンデンサ
の各段間に整流ダイオードをたすき掛け接続して
なるコツククロフト・ワルトン回路を用い、該コ
ツククロフト・ワルトン回路内の前記コンデンサ
の直列回路の同一位置の段間に、カソードが突き
合うように逆接続した第１のダイオード直列回路
を挿入接続し、且つ、該第１のダイオード直列回
路近傍のたすき掛け接続された前記整流ダイオー
ドを、順方向に直列接続された第２のダイオード
直列回路で置換すると共に該第２のダイオード直
列回路を構成するダイオードの接続点間を接続し
たことを特徴とするものである。
より発射されるイオンビームを加速し、静電レン
ズで集束せしめた後、ターゲツト表面を照射する
集束イオンビーム装置において、加速電圧発生回
路として、直列接続されたコンデンサの直列回路
を並列に配置すると共に両直列回路のコンデンサ
の各段間に整流ダイオードをたすき掛け接続して
なるコツククロフト・ワルトン回路を用い、該コ
ツククロフト・ワルトン回路内の前記コンデンサ
の直列回路の同一位置の段間に、カソードが突き
合うように逆接続した第１のダイオード直列回路
を挿入接続し、且つ、該第１のダイオード直列回
路近傍のたすき掛け接続された前記整流ダイオー
ドを、順方向に直列接続された第２のダイオード
直列回路で置換すると共に該第２のダイオード直
列回路を構成するダイオードの接続点間を接続し
たことを特徴とするものである。
（実施例）
まず、実施例の説明に先立ち、前記第１の目的
のみを達成する装置について説明する。第４図
は、前記第１の目的のみを達成した改良装置の一
例を示す電気回路図である。図に示す回路は、第
２図の加速電圧発生回路１に相当する部分の具体
的構成を示しており、それ以外の部分は、第２図
の構成がそのまま用いられる。図において、２０
は、ダイオードとコンデンサを多段接続して構成
した周知のコツククロフト・ワルトン回路であ
る。コツククロフト・ワルトン回路は、図に示す
ようにその両端に直列接続されたコンデンサC1
〜Cn（ｎは整数、以下同じ）とC1′〜Cn′の各段間
に図に示すように整流ダイオードD1〜Dn′，D1〜
Dn′のたすき掛け接続をしたもので、高倍電圧整
流回路として用いられる。
のみを達成する装置について説明する。第４図
は、前記第１の目的のみを達成した改良装置の一
例を示す電気回路図である。図に示す回路は、第
２図の加速電圧発生回路１に相当する部分の具体
的構成を示しており、それ以外の部分は、第２図
の構成がそのまま用いられる。図において、２０
は、ダイオードとコンデンサを多段接続して構成
した周知のコツククロフト・ワルトン回路であ
る。コツククロフト・ワルトン回路は、図に示す
ようにその両端に直列接続されたコンデンサC1
〜Cn（ｎは整数、以下同じ）とC1′〜Cn′の各段間
に図に示すように整流ダイオードD1〜Dn′，D1〜
Dn′のたすき掛け接続をしたもので、高倍電圧整
流回路として用いられる。
２１，２２はそれぞれ位相が180゜異なる高周波
高電圧を発生する高周波電源である。高周波電源
２２はコンデンサC1〜Cnの直列回路の一端に、
高周波電源２１はコンデンサC1′〜Cn′の直列回路
の一端にそれぞれ接続されている。Dc1，Dc1′は
コツククロフト・ワルトン回路２０の第３段目カ
ラムから高圧整流出力を取出すダイオード、Dc2，
Dc2′は同じく第６段目カラムから高圧整流出力を
取出すダイオードDck、，Dck′は第ｋ段目（最上
段）から高圧整流出力を取出すダイオードであ
る。コツククロフト・ワルトン回路２０の最上段
から取出された高圧電圧は、多段加速管（第２図
の５参照）へ印加され、更に抵抗号Ｒを介して出
力電圧制御回路２３に負帰還される。該出力電圧
制御回路２３は高周波電源２１，２２の出力振幅
を制御してコツククロフト・ワルトン回路20の出
力が一定になるように制御する。Cm1〜Cm6，
Cm1′〜Cm6′はそれぞれコンデンサC1〜C6，C1′〜
C6′にそれぞれ並列接続された容量アツプ用コン
デンサである。このように構成された回路の動作
を説明すれば、以下のとおりである。
高電圧を発生する高周波電源である。高周波電源
２２はコンデンサC1〜Cnの直列回路の一端に、
高周波電源２１はコンデンサC1′〜Cn′の直列回路
の一端にそれぞれ接続されている。Dc1，Dc1′は
コツククロフト・ワルトン回路２０の第３段目カ
ラムから高圧整流出力を取出すダイオード、Dc2，
Dc2′は同じく第６段目カラムから高圧整流出力を
取出すダイオードDck、，Dck′は第ｋ段目（最上
段）から高圧整流出力を取出すダイオードであ
る。コツククロフト・ワルトン回路２０の最上段
から取出された高圧電圧は、多段加速管（第２図
の５参照）へ印加され、更に抵抗号Ｒを介して出
力電圧制御回路２３に負帰還される。該出力電圧
制御回路２３は高周波電源２１，２２の出力振幅
を制御してコツククロフト・ワルトン回路20の出
力が一定になるように制御する。Cm1〜Cm6，
Cm1′〜Cm6′はそれぞれコンデンサC1〜C6，C1′〜
C6′にそれぞれ並列接続された容量アツプ用コン
デンサである。このように構成された回路の動作
を説明すれば、以下のとおりである。
図に示すコツククロフト・ワルトン回路２０
に、それぞれ高周波電源２１，２２から高周波高
電圧を印加すると、該コツククロフト・ワルトン
回路２０は段数に応じた高電圧を最上段に発生す
る。この高電圧を分圧したものが、それぞれ３段
目カラム、６段目カラムから取出されてそれぞれ
コンデンサレンズ及び対物レンズへ直接印加され
る。これら、印加電圧としては、例えは前述した
ように50KV、100KVがとられる。
に、それぞれ高周波電源２１，２２から高周波高
電圧を印加すると、該コツククロフト・ワルトン
回路２０は段数に応じた高電圧を最上段に発生す
る。この高電圧を分圧したものが、それぞれ３段
目カラム、６段目カラムから取出されてそれぞれ
コンデンサレンズ及び対物レンズへ直接印加され
る。これら、印加電圧としては、例えは前述した
ように50KV、100KVがとられる。
今、このコツククロフト・ワルトン回路２０の
６段目から取出す分圧回路の内部抵抗R6を求め
てみる。一般に、図に示すようなコツククロフ
ト・ワルトン回路２０の段数をＮ、高周波電源２
１，２２の周波数をｆ、コンデンサの容量をＣと
すると、内部抵抗RNは次式で表わされる。
６段目から取出す分圧回路の内部抵抗R6を求め
てみる。一般に、図に示すようなコツククロフ
ト・ワルトン回路２０の段数をＮ、高周波電源２
１，２２の周波数をｆ、コンデンサの容量をＣと
すると、内部抵抗RNは次式で表わされる。
RN＝１／（ｆ・Ｃ）×｛（N3／＋４）
−（N2／２）＋（Ｎ／２）｝ ……(1)
Ｎ＝６、ｆ＝20KHz、コンデンサC1〜Cn，
C1′〜Cn′，Cm1〜Cm6，Cm1′〜Cm6′の容量を何
れも4000PFとすると、上式よりＮ＝６として６
段の分圧抵抗R6を求めると、 R6＝１／（２×104×８×10-9） ×（63／４−62／２＋６／２）＝244（Ｋ
Ω） となる。そこで、６段目の対物レンズに微小放電
が生じて、ピークで1μAの放電電流が流れたもの
とすると、変動電圧量は 224KΩ×1μA＝0.244（Ｖ） となり、100KVの定格値に対する誤差は無視で
きる。液体金属形電解放射イオン源による集束イ
オンビーム装置では、イオン源より発生するイオ
ンの初速度分布の半値幅は、通常10eVであり、
各静電レンズで生じる1μA程度の放電電流による
電圧変動は、せいぜい0.2〜0.3V程度であり全く
問題にならない。
C1′〜Cn′，Cm1〜Cm6，Cm1′〜Cm6′の容量を何
れも4000PFとすると、上式よりＮ＝６として６
段の分圧抵抗R6を求めると、 R6＝１／（２×104×８×10-9） ×（63／４−62／２＋６／２）＝244（Ｋ
Ω） となる。そこで、６段目の対物レンズに微小放電
が生じて、ピークで1μAの放電電流が流れたもの
とすると、変動電圧量は 224KΩ×1μA＝0.244（Ｖ） となり、100KVの定格値に対する誤差は無視で
きる。液体金属形電解放射イオン源による集束イ
オンビーム装置では、イオン源より発生するイオ
ンの初速度分布の半値幅は、通常10eVであり、
各静電レンズで生じる1μA程度の放電電流による
電圧変動は、せいぜい0.2〜0.3V程度であり全く
問題にならない。
図中に示す抵抗Ｒは、出力電圧を一定にするた
めの出力電圧制御回路（図示せず）に出力電圧を
帰還させるための帰還抵抗として機能している。
即ち、コツククロフト・ワルトン回路２０の最上
断出力を出力電圧制御回路２３に与える。出力電
圧制御回路２３は、入力された実際の出力電圧を
基準電圧と比較して、出力電圧が基準電圧に等し
くなるように高周波電源２１，２２の出力振幅を
制御する負帰還制御を行う。
めの出力電圧制御回路（図示せず）に出力電圧を
帰還させるための帰還抵抗として機能している。
即ち、コツククロフト・ワルトン回路２０の最上
断出力を出力電圧制御回路２３に与える。出力電
圧制御回路２３は、入力された実際の出力電圧を
基準電圧と比較して、出力電圧が基準電圧に等し
くなるように高周波電源２１，２２の出力振幅を
制御する負帰還制御を行う。
コンデンサC1〜C6及びC1′〜C6′の両端にそれぞ
れ並列接続されたコンデンサCm1〜Cm6，
Cm1′〜Cm6′は(1)式の容量Ｃの値を増やして、全
体として分圧回路の内部抵抗RNの値を小さくす
るためのものである。コンデンサC1〜C6及び
C1′〜C6′の容量を予め大きくしておけば必ずしも
このような並列接続用コンデンサを設ける必要は
ない。
れ並列接続されたコンデンサCm1〜Cm6，
Cm1′〜Cm6′は(1)式の容量Ｃの値を増やして、全
体として分圧回路の内部抵抗RNの値を小さくす
るためのものである。コンデンサC1〜C6及び
C1′〜C6′の容量を予め大きくしておけば必ずしも
このような並列接続用コンデンサを設ける必要は
ない。
このようにして、多段加速管に印可する高圧出
力は一定に制御されるが、コンデンサレンズ及び
対物レンズへの給電部の出力電圧は負帰還制御さ
れない。しかしながら、コツククロフト・ワルト
ン回路の内部抵抗が前述したように200KΩ〜
300KΩと低く、10μA程度のかなり大き微小放電
でも変動電圧量は２〜3V程度であるので、10eV
程度の加速度分布を持つイオンを加速集束するイ
オンビーム装置においては、その集束作用には殆
んど影響しない。
力は一定に制御されるが、コンデンサレンズ及び
対物レンズへの給電部の出力電圧は負帰還制御さ
れない。しかしながら、コツククロフト・ワルト
ン回路の内部抵抗が前述したように200KΩ〜
300KΩと低く、10μA程度のかなり大き微小放電
でも変動電圧量は２〜3V程度であるので、10eV
程度の加速度分布を持つイオンを加速集束するイ
オンビーム装置においては、その集束作用には殆
んど影響しない。
以上詳細に説明したように第４図に示す改良装
置は、微小放電の影響を受けない秀れたものであ
るが、静電レンズに印加する電圧が、区切りの悪
い値であつた場合、図に示す分圧点から給電する
ことができない。例えば前述の例においては、コ
ンデンサレンズへの印加電圧50V、対物レンズへ
の印加電圧100Vと区切りのよい値であつた。こ
こで、コンデンサレンズへの印加電圧を63KV、
対物レンズの印加電圧を90KVと区切りの悪い値
に設定したものとすると、第４図の改良装置から
つくり出すことはできない。従つて、第５図に示
すように従前の分圧点から取出した電圧に直列に
可変電源E1，E2を図に示すように接続し、これ
ら可変電源の出力を調節して、３段目及び６段目
から取出される50KV、100KVをそれぞれ63KV、
90KVにすることが考えられる。この場合、可変
電源E1は＋13KVをつくり出し、可変電源E2は−
10KVをつくり出している。このような可変電源
を取付けることは、構成が複雑化し、且つ電源
E1，E2を浮かして直列に接続する必要があるこ
とから、絶縁対策等を確実に行う必要があり、高
価なものになつてしまう。又、可変電源E1，E2
の可変範囲にも一定の限度があり可変範囲をそれ
ほど広げることができない。このような不具合を
避けるためにコツククロフト・ワルトン回路の段
数を増やすことも考えられるが、現実には分圧点
の数をそれほど増やすことができない。このた
め、希望の分圧電圧をきめ細かく設定することは
不可能である。
置は、微小放電の影響を受けない秀れたものであ
るが、静電レンズに印加する電圧が、区切りの悪
い値であつた場合、図に示す分圧点から給電する
ことができない。例えば前述の例においては、コ
ンデンサレンズへの印加電圧50V、対物レンズへ
の印加電圧100Vと区切りのよい値であつた。こ
こで、コンデンサレンズへの印加電圧を63KV、
対物レンズの印加電圧を90KVと区切りの悪い値
に設定したものとすると、第４図の改良装置から
つくり出すことはできない。従つて、第５図に示
すように従前の分圧点から取出した電圧に直列に
可変電源E1，E2を図に示すように接続し、これ
ら可変電源の出力を調節して、３段目及び６段目
から取出される50KV、100KVをそれぞれ63KV、
90KVにすることが考えられる。この場合、可変
電源E1は＋13KVをつくり出し、可変電源E2は−
10KVをつくり出している。このような可変電源
を取付けることは、構成が複雑化し、且つ電源
E1，E2を浮かして直列に接続する必要があるこ
とから、絶縁対策等を確実に行う必要があり、高
価なものになつてしまう。又、可変電源E1，E2
の可変範囲にも一定の限度があり可変範囲をそれ
ほど広げることができない。このような不具合を
避けるためにコツククロフト・ワルトン回路の段
数を増やすことも考えられるが、現実には分圧点
の数をそれほど増やすことができない。このた
め、希望の分圧電圧をきめ細かく設定することは
不可能である。
第１図は、本発明の一実施例を示す電気回路図
である。図に示す実施例は、第５図のコツククロ
フト・ワルトン回路２０に改良を加えたもので、
図に示されていないその他の回路部分は第５図の
構成生図と同一であるので省略してある。図に示
す回路は、第５図のダイオードD3をD31，D31′な
る２個のダイオードで置換し、ダイオードD2′を
D42，D42′なる２個のダイオードで置換し、これ
らダイオード直列回路の交点P1を共通接続した
ものである。この間の事情はダイオードD41，
D41′，D42，D42′についても同様でP3はこれらダ
イオード直列回路の交点である。尚、P2は従来
の分圧点（給電点）である。即ち、本発明回路
は、分圧点近傍の上下の整流ダイオード回路のみ
を４個のダイオードでブリツジ状に構成したもの
である。
である。図に示す実施例は、第５図のコツククロ
フト・ワルトン回路２０に改良を加えたもので、
図に示されていないその他の回路部分は第５図の
構成生図と同一であるので省略してある。図に示
す回路は、第５図のダイオードD3をD31，D31′な
る２個のダイオードで置換し、ダイオードD2′を
D42，D42′なる２個のダイオードで置換し、これ
らダイオード直列回路の交点P1を共通接続した
ものである。この間の事情はダイオードD41，
D41′，D42，D42′についても同様でP3はこれらダ
イオード直列回路の交点である。尚、P2は従来
の分圧点（給電点）である。即ち、本発明回路
は、分圧点近傍の上下の整流ダイオード回路のみ
を４個のダイオードでブリツジ状に構成したもの
である。
このような構成にすると、従来の分圧点P2の
上下に更に２個（点P1，P3）の分圧点（給電点）
をつくることができる。点P1からコンデンサレ
ンズへ給電を行うものとすると給電電圧V1は V1＝50（KV）−8.3（KV）＝41.7（KV） 点P2から給電を行うものとすると給電電圧V2
は50KV、点P3から給電するときの給電電圧V3は V3＝50（KV）−8.3（KV）＝58.3（KV） となり、第５図の回路よりも、より細かい分解で
分圧点を選択することができる。本発明によれ
ば、コツククロフト・ワルトン回路の１つの段か
ら３種類の分圧電圧を引出せるので、可変電源
E1の可変範囲も狭くすることができ、構成が容
易になる。例えばコンデンサレンズの給電電圧
が、前述したように63Vであつた場合、点P3から
電圧を取出すと、可変電源E1で負担する電圧は、 63（KV）−58.3（KV）＝4.7（KV） となり、負担が軽減する。このように本発明によ
れば可変電源E1の可変範囲が狭くてよいので、
回路構成が容易になる。この間の事情は、対物レ
ンズの給電回路についても同様である。尚、これ
ら分圧点の給電電圧が静電レンズへの印加電圧に
一致すれば、可変電源E1，E2は不要となる。
上下に更に２個（点P1，P3）の分圧点（給電点）
をつくることができる。点P1からコンデンサレ
ンズへ給電を行うものとすると給電電圧V1は V1＝50（KV）−8.3（KV）＝41.7（KV） 点P2から給電を行うものとすると給電電圧V2
は50KV、点P3から給電するときの給電電圧V3は V3＝50（KV）−8.3（KV）＝58.3（KV） となり、第５図の回路よりも、より細かい分解で
分圧点を選択することができる。本発明によれ
ば、コツククロフト・ワルトン回路の１つの段か
ら３種類の分圧電圧を引出せるので、可変電源
E1の可変範囲も狭くすることができ、構成が容
易になる。例えばコンデンサレンズの給電電圧
が、前述したように63Vであつた場合、点P3から
電圧を取出すと、可変電源E1で負担する電圧は、 63（KV）−58.3（KV）＝4.7（KV） となり、負担が軽減する。このように本発明によ
れば可変電源E1の可変範囲が狭くてよいので、
回路構成が容易になる。この間の事情は、対物レ
ンズの給電回路についても同様である。尚、これ
ら分圧点の給電電圧が静電レンズへの印加電圧に
一致すれば、可変電源E1，E2は不要となる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明では、加速
電圧発生回路として、直列接続されたコンデンサ
の直列回路を並列に配置すると共に両直列回路の
コンデンサの各段間に整流ダイオードをたすき掛
け接続してなるコツククロフト・ワルトン回路を
用い、該コツククロフト・ワルトン回路内の前期
コンデンサの直列回路の同一位置の段間に、カソ
ードが突き合うように逆接続した第１のダイオー
ド直列回路を挿入接続し、且つ、該第１のダイオ
ード直列回路近傍のたすき掛け接続された前記整
流ダイオードを、順方向に直列接続された第２の
ダイオード直列回路で置換すると共に該第２のダ
イオード直列回路を構成するダイオードの接続点
間を接続したので、前記第１及び第２のダイオー
ド直列回路を構成するダイオードの接続点から、
抵抗を介さずに直接静電レンズに給電すること
で、分圧回路部分の内部抵抗を低く抑えることが
でき、静電レンズに微小放電が生じても電圧変動
を小さくすることができる。従つて、イオンビー
ムの最適集束条件が常に外れることのない集束イ
オンビーム装置を実現することができる。しか
も、本発明によれば、１つの段から複数個の分圧
点をつくることができるので、可変電源を接続す
るにしても、その可変範囲は狭くて済み、構成は
容易になる。
電圧発生回路として、直列接続されたコンデンサ
の直列回路を並列に配置すると共に両直列回路の
コンデンサの各段間に整流ダイオードをたすき掛
け接続してなるコツククロフト・ワルトン回路を
用い、該コツククロフト・ワルトン回路内の前期
コンデンサの直列回路の同一位置の段間に、カソ
ードが突き合うように逆接続した第１のダイオー
ド直列回路を挿入接続し、且つ、該第１のダイオ
ード直列回路近傍のたすき掛け接続された前記整
流ダイオードを、順方向に直列接続された第２の
ダイオード直列回路で置換すると共に該第２のダ
イオード直列回路を構成するダイオードの接続点
間を接続したので、前記第１及び第２のダイオー
ド直列回路を構成するダイオードの接続点から、
抵抗を介さずに直接静電レンズに給電すること
で、分圧回路部分の内部抵抗を低く抑えることが
でき、静電レンズに微小放電が生じても電圧変動
を小さくすることができる。従つて、イオンビー
ムの最適集束条件が常に外れることのない集束イ
オンビーム装置を実現することができる。しか
も、本発明によれば、１つの段から複数個の分圧
点をつくることができるので、可変電源を接続す
るにしても、その可変範囲は狭くて済み、構成は
容易になる。
第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、
第２図は従来装置の構成例を示す図、第３図はイ
オンビームの軌跡を示す図、第４図、第５図は従
来装置の改良例を示す図である。 １……加速電圧発生回路、２……エミツタ、３
……引出し電極、４……電極、５……加速管、
６，１２……分圧器、７……コンデンサレンズ、
８……質量分離器、９……対物レンズ、１０……
偏向器、１１……試料、２０……コツククロフ
ト・ワルトン回路、２１，２２……高周波電源、
２３……出力電圧制御回路、C1〜Cn，C1′〜Cn′，
Cm1〜Cm6，Cm1′〜Cm6′……コンデンサ、D1〜
Dn，D1′〜Dn′，Dc1〜Dck，Dc1′〜Dck′，D31，
D32，D31′，D32′，D41，D42，D41′，D42′……ダイ
オード、E1，E2……可変電源。
第２図は従来装置の構成例を示す図、第３図はイ
オンビームの軌跡を示す図、第４図、第５図は従
来装置の改良例を示す図である。 １……加速電圧発生回路、２……エミツタ、３
……引出し電極、４……電極、５……加速管、
６，１２……分圧器、７……コンデンサレンズ、
８……質量分離器、９……対物レンズ、１０……
偏向器、１１……試料、２０……コツククロフ
ト・ワルトン回路、２１，２２……高周波電源、
２３……出力電圧制御回路、C1〜Cn，C1′〜Cn′，
Cm1〜Cm6，Cm1′〜Cm6′……コンデンサ、D1〜
Dn，D1′〜Dn′，Dc1〜Dck，Dc1′〜Dck′，D31，
D32，D31′，D32′，D41，D42，D41′，D42′……ダイ
オード、E1，E2……可変電源。
Claims (1)
- １ イオン源より発射されるイオンビームを加速
し、静電レンズで集束せしめた後、ターゲツト表
面を照射する集束イオンビーム装置において、加
速電圧発生回路として、直列接続されたコンデン
サの直列回路を並列に配置すると共に両直列回路
のコンデンサの各段間に整流ダイオードをたすき
掛け接続してなるコツククロフト・ワルトン回路
を用い、該コツククロフト・ワルトン回路内の前
記コンデンサの直列回路の同一位置の段間に、カ
ソードが突き合うように逆接続した第１のダイオ
ード直列回路を挿入接続し、且つ、該第１のダイ
オード直列回路近傍のたすき掛け接続された前記
整流ダイオードを、順方向に直列接続された第２
のダイオード直列回路で置換すると共に該第２の
ダイオード直列回路を構成するダイオードの接続
点間を接続したことを特徴とする集束イオンビー
ム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049634A JPS61208740A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 集束イオンビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049634A JPS61208740A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 集束イオンビ−ム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208740A JPS61208740A (ja) | 1986-09-17 |
| JPH047535B2 true JPH047535B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=12836646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60049634A Granted JPS61208740A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 集束イオンビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61208740A (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5662070A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-27 | Jeol Ltd | Generating device for high voltage |
| JPS5662069A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-27 | Jeol Ltd | Generating device for high voltage |
| JPS58158849A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Jeol Ltd | イオン銃用電源 |
| JPS5944800A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-13 | 日本電子株式会社 | 直流高電圧電源 |
-
1985
- 1985-03-12 JP JP60049634A patent/JPS61208740A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61208740A (ja) | 1986-09-17 |
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