JPH0580784B2 - - Google Patents
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- JPH0580784B2 JPH0580784B2 JP60244976A JP24497685A JPH0580784B2 JP H0580784 B2 JPH0580784 B2 JP H0580784B2 JP 60244976 A JP60244976 A JP 60244976A JP 24497685 A JP24497685 A JP 24497685A JP H0580784 B2 JPH0580784 B2 JP H0580784B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exb
- ion beam
- aperture
- blanking
- ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
しくは質量分離器を改良した集束イオンビーム装
置に関する。
しくは質量分離器を改良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、或い
はその物質から発生する２次イオンの質量数を測
定することによりその物質を分析しようとする装
置である。第２図は従来の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イオン源、３はイオ
ン源２から出射されたイオンを取出す引出し電
極、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、引
出し電圧印加用電源４の供給電圧としては、例え
ば5KV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加速する多段加速管、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は静電型レンズで構成され
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EXB（イークロスビー）質量分離器（以下
EXBと記す）である。該EXB８は、通過するイ
オンに磁界と、該磁界に直交する電界を印加し、
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
軌道が大きく曲げられる性質を利用し、更に必要
なイオンビームを直進させるように磁場に直交す
る電界を与えて、不要イオンを除去するものであ
る。９は同じく静電型レンズで構成された対物レ
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
する試料である。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、分圧器６と同様に
例えば高圧用の分圧抵抗が用いられる。分圧器１
２には図に示すようなタツプＡ，Ｂが設けられて
おりタツプＡの分圧電圧は対物レンズ９に、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。このように構成された装置の動作を説明
すれば、以下の通りである。
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、或い
はその物質から発生する２次イオンの質量数を測
定することによりその物質を分析しようとする装
置である。第２図は従来の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イオン源、３はイオ
ン源２から出射されたイオンを取出す引出し電
極、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、引
出し電圧印加用電源４の供給電圧としては、例え
ば5KV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加速する多段加速管、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は静電型レンズで構成され
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EXB（イークロスビー）質量分離器（以下
EXBと記す）である。該EXB８は、通過するイ
オンに磁界と、該磁界に直交する電界を印加し、
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
軌道が大きく曲げられる性質を利用し、更に必要
なイオンビームを直進させるように磁場に直交す
る電界を与えて、不要イオンを除去するものであ
る。９は同じく静電型レンズで構成された対物レ
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
する試料である。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、分圧器６と同様に
例えば高圧用の分圧抵抗が用いられる。分圧器１
２には図に示すようなタツプＡ，Ｂが設けられて
おりタツプＡの分圧電圧は対物レンズ９に、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。このように構成された装置の動作を説明
すれば、以下の通りである。
イオン源２において発生し、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で加速させられる。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で集
束された後、EXB８で不要イオンが除去され、
対物レンズ９で再度集束され、偏向器１０で所定
方向に偏向させられた後試料１１を照射する。こ
の結果試料１１の表面にイオン注入、又はイオン
ビームによるスパツタリングが行われる。
口部を通過した高輝度イオンビームは、６段の加
速管５で加速させられる。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で集
束された後、EXB８で不要イオンが除去され、
対物レンズ９で再度集束され、偏向器１０で所定
方向に偏向させられた後試料１１を照射する。こ
の結果試料１１の表面にイオン注入、又はイオン
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集束イオン
ビーム装置のビームプロフアイルを示した図であ
る。本装置は液体イオンビームを６段の多段加速
管５で150keVに加速し、これをコンデンサレン
ズ７によりEXB８の中心にクロスオーバーを生
じさせるように集束させ、合金型イオン源の中か
ら必要な種類のイオンだけを直進させ、不必要な
種類のイオンを遮断し、直進した必要なイオンの
みを対物レンズ９に導入して試料１１上に像を結
ばせ、サブミクロンのイオンプローブを形成させ
ている。第４図にEXB８の説明図を示す。EXB
は電界と磁界を直交させて質量の異なるイオンを
分離させるもので、この例ではAu、Si、Beの合
金のイオン源からのイオンビームの中からSiイオ
ンのみを取出す状況を示しており、イオンビーム
はEXB８の中心で集束させられていて必要なイ
オンのみが絞り１３を通過する。
ビーム装置のビームプロフアイルを示した図であ
る。本装置は液体イオンビームを６段の多段加速
管５で150keVに加速し、これをコンデンサレン
ズ７によりEXB８の中心にクロスオーバーを生
じさせるように集束させ、合金型イオン源の中か
ら必要な種類のイオンだけを直進させ、不必要な
種類のイオンを遮断し、直進した必要なイオンの
みを対物レンズ９に導入して試料１１上に像を結
ばせ、サブミクロンのイオンプローブを形成させ
ている。第４図にEXB８の説明図を示す。EXB
は電界と磁界を直交させて質量の異なるイオンを
分離させるもので、この例ではAu、Si、Beの合
金のイオン源からのイオンビームの中からSiイオ
ンのみを取出す状況を示しており、イオンビーム
はEXB８の中心で集束させられていて必要なイ
オンのみが絞り１３を通過する。
（発明が解決しようとする問題点）
前述のようにEXB８の中心にイオンビームを
集束させているが、EXB８に至る迄の通路にお
いて壁面に衝突し散乱したイオンビームが穴径の
大きい絞り１３を通過して対物レンズ９に容易に
入射することになり、試料１１で微細なイオンビ
ーム径の形成が難しくなつて繊細なイオン打込み
ができなくなる。又、試料上の広範囲に亘つて散
乱イオンビームが照射することになり、集束イオ
ンビーム装置で行うマスクレスのイオンの打込み
では、不必要なイオンビームが不必要な場所に打
込まれ極めて不都合である。
集束させているが、EXB８に至る迄の通路にお
いて壁面に衝突し散乱したイオンビームが穴径の
大きい絞り１３を通過して対物レンズ９に容易に
入射することになり、試料１１で微細なイオンビ
ーム径の形成が難しくなつて繊細なイオン打込み
ができなくなる。又、試料上の広範囲に亘つて散
乱イオンビームが照射することになり、集束イオ
ンビーム装置で行うマスクレスのイオンの打込み
では、不必要なイオンビームが不必要な場所に打
込まれ極めて不都合である。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、不要な散乱ビームをカツトし、安定に
動作する装置を提供することである。
の目的は、不要な散乱ビームをカツトし、安定に
動作する装置を提供することである。
（問題点を解決するための手段）
前記の問題点を解決する本発明は、EXB質量
分離器を備え、イオン源からのイオンビームの中
からイオンの種類を選択して試料にイオンの打込
み等を行う集束イオンビーム装置において、
EXBを上下２段のEXBに分け、更にこの分けた
各EXBを、同方向の磁界及び同方向の電界を発
生するように配置し、各EXBにて、前記同方向
の磁界及び同方向の電界が、そこを通過するイオ
ンに印加されるように構成するとともに、前記上
下２段のEXB間の中心に当る位置に散乱ビーム
カツト用絞りを設置し、且つこの散乱ビームカツ
ト用絞りを上下から挟むような位置にブランキン
グ電極を設置し、更に下段のEXBと試料との間
にブランキング用絞りを設置したことを特徴とす
るものである。
分離器を備え、イオン源からのイオンビームの中
からイオンの種類を選択して試料にイオンの打込
み等を行う集束イオンビーム装置において、
EXBを上下２段のEXBに分け、更にこの分けた
各EXBを、同方向の磁界及び同方向の電界を発
生するように配置し、各EXBにて、前記同方向
の磁界及び同方向の電界が、そこを通過するイオ
ンに印加されるように構成するとともに、前記上
下２段のEXB間の中心に当る位置に散乱ビーム
カツト用絞りを設置し、且つこの散乱ビームカツ
ト用絞りを上下から挟むような位置にブランキン
グ電極を設置し、更に下段のEXBと試料との間
にブランキング用絞りを設置したことを特徴とす
るものである。
（作用）
本発明ではEXBが２段設置され、EXB間の中
心に当る位置に散乱ビームカツト用絞りが置かれ
るとともに、この散乱ビームカツト用絞りを上下
から挟むような位置にブランキング電極が設置さ
れ、更に下段のEXBと試料との間にブランキン
グ用絞りが設置されることになる。従つて、イオ
ンビームのクロスオーバー及び散乱ビームカツト
用絞りを、EXB間の中心であり且つブランキン
グ電極間の中心でもある位置に持つてくることが
できる。
心に当る位置に散乱ビームカツト用絞りが置かれ
るとともに、この散乱ビームカツト用絞りを上下
から挟むような位置にブランキング電極が設置さ
れ、更に下段のEXBと試料との間にブランキン
グ用絞りが設置されることになる。従つて、イオ
ンビームのクロスオーバー及び散乱ビームカツト
用絞りを、EXB間の中心であり且つブランキン
グ電極間の中心でもある位置に持つてくることが
できる。
（実施例）
以下に図面を参照して本発明の実施例につき詳
細に説明する。
細に説明する。
EXBは質量の異なるイオンの種類毎に分離す
るのであるが、イオンビームのクロスオーバーを
EXBの中心に持つてくる必要がある。それはイ
オン打込み、描画等のためイオンビームの不要な
時期にはブランキング電極にブランキングパルス
を印加して、ブランキング用絞りでイオンビーム
を遮断するが、クロスオーバーがEXBの中心に
ないとブランキング電極に与える矩形波のパルス
の立上り立下りの傾きのために、イオンビームが
試料上を移動して正確なイオンビームの位置を求
め難いからである。一方、前記の散乱ビームの除
去のためには、散乱ビームカツト用絞りをクロス
オーバーに持つてくる必要がある。それはクロス
オーバーでない所に散乱ビームカツト用絞りを置
くと、その穴径を大きくする必要が生じ多くの散
乱ビームが散乱ビームカツト用絞りを通過するか
らである。
るのであるが、イオンビームのクロスオーバーを
EXBの中心に持つてくる必要がある。それはイ
オン打込み、描画等のためイオンビームの不要な
時期にはブランキング電極にブランキングパルス
を印加して、ブランキング用絞りでイオンビーム
を遮断するが、クロスオーバーがEXBの中心に
ないとブランキング電極に与える矩形波のパルス
の立上り立下りの傾きのために、イオンビームが
試料上を移動して正確なイオンビームの位置を求
め難いからである。一方、前記の散乱ビームの除
去のためには、散乱ビームカツト用絞りをクロス
オーバーに持つてくる必要がある。それはクロス
オーバーでない所に散乱ビームカツト用絞りを置
くと、その穴径を大きくする必要が生じ多くの散
乱ビームが散乱ビームカツト用絞りを通過するか
らである。
本発明はこのような観点からなされたもので、
第１図は本発明の一実施例を示している。図にお
いて、１５，１６は従来のEXBを上下２段に分
けたEXBであり、従つて、各EXB１５，１６は
そこを通過するイオンに同方向の磁界及び同方向
の電界を印加するものである。１７，１８はブラ
ンキング電極、１９は散乱ビームカツト用絞り、
２０はブランキング用絞りである。EXB１５で
イオン分離されたビームは上下のEXB１５，１
６間の中心に当る位置でクロスオーバーを作る
が、本発明では、このクロスオーバーの位置に散
乱ビームカツト用絞り１９を設置している。該散
乱ビームカツト用絞り１９を上下から挟むような
位置にはブランキング電極１７，１８が設置され
ており、このため、ブランキング電極１７，１８
間の中心に当る位置もクロスオーバーの位置と一
致している。尚、ブランキング用絞り２０はブラ
ンキング電極１７，１８間の中心に当る位置から
離れた位置、即ち下段のEXB１６と試料との間
に設置されている。
第１図は本発明の一実施例を示している。図にお
いて、１５，１６は従来のEXBを上下２段に分
けたEXBであり、従つて、各EXB１５，１６は
そこを通過するイオンに同方向の磁界及び同方向
の電界を印加するものである。１７，１８はブラ
ンキング電極、１９は散乱ビームカツト用絞り、
２０はブランキング用絞りである。EXB１５で
イオン分離されたビームは上下のEXB１５，１
６間の中心に当る位置でクロスオーバーを作る
が、本発明では、このクロスオーバーの位置に散
乱ビームカツト用絞り１９を設置している。該散
乱ビームカツト用絞り１９を上下から挟むような
位置にはブランキング電極１７，１８が設置され
ており、このため、ブランキング電極１７，１８
間の中心に当る位置もクロスオーバーの位置と一
致している。尚、ブランキング用絞り２０はブラ
ンキング電極１７，１８間の中心に当る位置から
離れた位置、即ち下段のEXB１６と試料との間
に設置されている。
前述のように散乱ビームカツト用絞り１９はそ
の穴径を小さくするためにクロスオーバーに置く
必要があり、又、クロスオーバーはEXB間の中
心及びブランキング電極間の中心に置く必要があ
るが、従来はEXB間の中心に絞り１９を置くわ
けには行かなかつた。本発明では、第１図のよう
にEXBを上下２段に分けこの上下２段のEXB１
５，１６間の中心に当る位置に散乱ビームカツト
用絞り１９を設置し、且つこの散乱ビームカツト
用絞り１９を上下から挟むような位置にブランキ
ング電極１７，１８を設置することにより、上記
要求を満たしている。従つて、穴径の小さな散乱
ビームカツト用絞り１９を用いることで殆どの散
乱ビームをカツトすることができる。又、上下二
つのブランキング電極１７，１８を有し且つブラ
ンキング用絞り２０はブランキング電極１７，１
８間の中心に当る位置から離れた位置にあるの
で、ブランキング電極１７，１８に小さな電圧を
印加してもブランキング用絞り２０上ではビーム
が大きく変位し、不要ビームのカツトを確実且つ
効率的にでき、ブランキングを良好に行うことも
できる。
の穴径を小さくするためにクロスオーバーに置く
必要があり、又、クロスオーバーはEXB間の中
心及びブランキング電極間の中心に置く必要があ
るが、従来はEXB間の中心に絞り１９を置くわ
けには行かなかつた。本発明では、第１図のよう
にEXBを上下２段に分けこの上下２段のEXB１
５，１６間の中心に当る位置に散乱ビームカツト
用絞り１９を設置し、且つこの散乱ビームカツト
用絞り１９を上下から挟むような位置にブランキ
ング電極１７，１８を設置することにより、上記
要求を満たしている。従つて、穴径の小さな散乱
ビームカツト用絞り１９を用いることで殆どの散
乱ビームをカツトすることができる。又、上下二
つのブランキング電極１７，１８を有し且つブラ
ンキング用絞り２０はブランキング電極１７，１
８間の中心に当る位置から離れた位置にあるの
で、ブランキング電極１７，１８に小さな電圧を
印加してもブランキング用絞り２０上ではビーム
が大きく変位し、不要ビームのカツトを確実且つ
効率的にでき、ブランキングを良好に行うことも
できる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
EXBを上下２段のEXBに分け、各EXBにて、そ
こを通過するイオンに同方向の磁界及び同方向の
電界を印加するとともに、この上下２段のEXB
間の中心に当る位置に散乱ビームカツト用絞りを
設置し、且つこの散乱ビームカツト用絞りを上下
から挟むような位置にブランキング電極を設置
し、更に下段のEXBと試料との間にブランキン
グ用絞りを設置したので、散乱ビームのカツトや
ブランキングを良好に行うことができる。
EXBを上下２段のEXBに分け、各EXBにて、そ
こを通過するイオンに同方向の磁界及び同方向の
電界を印加するとともに、この上下２段のEXB
間の中心に当る位置に散乱ビームカツト用絞りを
設置し、且つこの散乱ビームカツト用絞りを上下
から挟むような位置にブランキング電極を設置
し、更に下段のEXBと試料との間にブランキン
グ用絞りを設置したので、散乱ビームのカツトや
ブランキングを良好に行うことができる。
第１図は本発明の実施例を示す部分構成図、第
２図は従来の集束イオンビーム装置の概略構成
図、第３図はイオンビームの軌跡を示す図、第４
図はEXB質量分離器の説明図である。 ２……イオン源、３……引出し電極、５……加
速管、７……コンデンサレンズ、８，１５，１６
……EXB質量分離器、９……対物レンズ、１０
……偏向器、１１……試料、１３……絞り、１
７，１８……ブランキング電極、１９……散乱ビ
ームカツト用絞り、２０……ブランキング用絞
り。
２図は従来の集束イオンビーム装置の概略構成
図、第３図はイオンビームの軌跡を示す図、第４
図はEXB質量分離器の説明図である。 ２……イオン源、３……引出し電極、５……加
速管、７……コンデンサレンズ、８，１５，１６
……EXB質量分離器、９……対物レンズ、１０
……偏向器、１１……試料、１３……絞り、１
７，１８……ブランキング電極、１９……散乱ビ
ームカツト用絞り、２０……ブランキング用絞
り。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ EXB質量分離器を備え、イオン源からのイ
オンビームの中からイオンの種類を選択して試料
にイオンの打込み等を行う集束イオンビーム装置
において、 前記EXB質量分離器を上下２段のEXB質量分
離器に分け、更にこの分けた各EXB質量分離器
を、同方向の磁界及び同方向の電界を発生するよ
うに配置し、各EXB質量分離器にて、前記同方
向の磁界及び同方向の電界が、そこを通過するイ
オンに印加されるように構成するとともに、前記
上下２段のEXB質量分離器間の中心に当る位置
に散乱ビームカツト用絞りを設置し、且つこの散
乱ビームカツト用絞りを上下から挟むような位置
にブランキング電極を設置し、更に下段のEXB
質量分離器と試料との間にブランキング用絞りを
設置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 |
|---|---|---|---|
| JP60244976A JPS62103949A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | 集束イオンビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244976A JPS62103949A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | 集束イオンビ−ム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62103949A JPS62103949A (ja) | 1987-05-14 |
| JPH0580784B2 true JPH0580784B2 (ja) | 1993-11-10 |
Family
ID=17126745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60244976A Granted JPS62103949A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | 集束イオンビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62103949A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0539555Y2 (ja) * | 1986-08-29 | 1993-10-07 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220263A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-09-30 | Hitachi Ltd | イオンマイクロビ−ム装置 |
-
1985
- 1985-10-30 JP JP60244976A patent/JPS62103949A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62103949A (ja) | 1987-05-14 |
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