JPH07209498A - 荷電粒子照射装置 - Google Patents
荷電粒子照射装置Info
- Publication number
- JPH07209498A JPH07209498A JP6014863A JP1486394A JPH07209498A JP H07209498 A JPH07209498 A JP H07209498A JP 6014863 A JP6014863 A JP 6014863A JP 1486394 A JP1486394 A JP 1486394A JP H07209498 A JPH07209498 A JP H07209498A
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- JP
- Japan
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- charged particle
- quadrupole lens
- wide
- scanning
- particle beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 荷電粒子ビームを簡単な装置構成で高速に走
査できる荷電粒子照射装置を提供する。 【構成】 荷電粒子を固体、液体あるいは気体状の被照
射体に照射する装置において、荷電粒子源１と、荷電粒
子源１から発生する荷電粒子ビームを幅広ビームに変換
する四重極レンズ５と、幅広ビームを走査する手段とを
備えた。
査できる荷電粒子照射装置を提供する。 【構成】 荷電粒子を固体、液体あるいは気体状の被照
射体に照射する装置において、荷電粒子源１と、荷電粒
子源１から発生する荷電粒子ビームを幅広ビームに変換
する四重極レンズ５と、幅広ビームを走査する手段とを
備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は荷電粒子照射装置に係
り、特に半導体加工や排ガス処理装置等に使用されるイ
オンビームや電子ビーム等の荷電粒子の照射装置に関す
るものである。
り、特に半導体加工や排ガス処理装置等に使用されるイ
オンビームや電子ビーム等の荷電粒子の照射装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子ビーム或いはイオンビーム照
射装置等の、荷電粒子ビームを２次元に走査する方法と
しては、荷電粒子ビームに対して直交する方向に、時間
に対して鋸状の磁場変動や電場変動を印加して被照射体
に均一に荷電粒子ビームを照射していた。そのため２つ
の走査のための磁石ないし電極を必要としていた。その
ため、走査装置が大きくなる傾向があった。
射装置等の、荷電粒子ビームを２次元に走査する方法と
しては、荷電粒子ビームに対して直交する方向に、時間
に対して鋸状の磁場変動や電場変動を印加して被照射体
に均一に荷電粒子ビームを照射していた。そのため２つ
の走査のための磁石ないし電極を必要としていた。その
ため、走査装置が大きくなる傾向があった。
【０００３】また流体の被照射体に荷電粒子ビームを照
射する際には、均一照射のため走査の周波数を流体の流
速と比較して速くする必要があった。又、荷電粒子を真
空容器内で加速したあと真空容器から取り出す際に、通
過する薄膜の熱等による劣化を避けるために薄膜上の走
査速度を速くする必要があった。
射する際には、均一照射のため走査の周波数を流体の流
速と比較して速くする必要があった。又、荷電粒子を真
空容器内で加速したあと真空容器から取り出す際に、通
過する薄膜の熱等による劣化を避けるために薄膜上の走
査速度を速くする必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の事情に
鑑みなされたもので、荷電粒子ビームを簡単な装置構成
で高速に走査できる荷電粒子照射装置を提供することを
目的とする。
鑑みなされたもので、荷電粒子ビームを簡単な装置構成
で高速に走査できる荷電粒子照射装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子照射装
置は、荷電粒子を固体、液体あるいは気体状の被照射体
に照射する装置において、荷電粒子源と、該荷電粒子源
から発生する荷電粒子ビームを幅広ビームに変換する四
重極レンズと、該幅広ビームを走査する手段とを備えた
ことを特徴とする。
置は、荷電粒子を固体、液体あるいは気体状の被照射体
に照射する装置において、荷電粒子源と、該荷電粒子源
から発生する荷電粒子ビームを幅広ビームに変換する四
重極レンズと、該幅広ビームを走査する手段とを備えた
ことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明は、従来の荷電粒子照射装置が２次元の
荷電粒子ビームの走査によって、ビームを見かけ上広げ
て照射しているのと異なり、ビームの形状を四重極レン
ズで広げた、幅広なビームをつくり、該幅広ビームを走
査することを特徴としている。従って、従来技術の走査
では通常２方向の走査電源が必要であったが、上記の構
成によれば、一定のエネルギーの荷電粒子ビームの走査
の１方向は走査不要となり、装置が小型化でき且つ高速
走査が容易となる。
荷電粒子ビームの走査によって、ビームを見かけ上広げ
て照射しているのと異なり、ビームの形状を四重極レン
ズで広げた、幅広なビームをつくり、該幅広ビームを走
査することを特徴としている。従って、従来技術の走査
では通常２方向の走査電源が必要であったが、上記の構
成によれば、一定のエネルギーの荷電粒子ビームの走査
の１方向は走査不要となり、装置が小型化でき且つ高速
走査が容易となる。
【０００７】幅広ビームをつくるために、従来はビーム
を走査したり、ビーム源を大型化する方法を採ったが、
四重極レンズを用いることにより簡単に幅広ビームが得
られる。また四重極レンズ自体を運動させることによ
り、被照射体に２次元の照射を行うことが容易に可能で
ある。
を走査したり、ビーム源を大型化する方法を採ったが、
四重極レンズを用いることにより簡単に幅広ビームが得
られる。また四重極レンズ自体を運動させることによ
り、被照射体に２次元の照射を行うことが容易に可能で
ある。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の第１乃至第４の実施例につい
て添付図面を参照しながら説明する。図１乃至図４は、
それぞれ第１乃至第４実施例に対応した説明図であり、
（Ａ）は装置の構成を示し、（Ｂ）は荷電粒子ビームの
照射面の断面形状を示す。図５は、四重極レンズの動作
を示す説明図である。尚、各図中同一符号は同一又は相
当部分を示す。
て添付図面を参照しながら説明する。図１乃至図４は、
それぞれ第１乃至第４実施例に対応した説明図であり、
（Ａ）は装置の構成を示し、（Ｂ）は荷電粒子ビームの
照射面の断面形状を示す。図５は、四重極レンズの動作
を示す説明図である。尚、各図中同一符号は同一又は相
当部分を示す。
【０００９】図１は本発明の第１実施例の荷電粒子照射
装置である。荷電粒子源１から出た電子ビーム又はイオ
ンビームの荷電粒子ビーム２は四重極レンズ５を通過す
ることで幅広に広がった形状の荷電粒子ビーム３とな
る。その照射面の断面形状１０は図示のように幅広の荷
電粒子ビームの中央部がやや膨らんだ形状となる。この
幅広ビーム３をその直交方向１１に、従来と同様な走査
電極を用いて走査することにより、２次元のビーム照射
を被照射体に行うことができる。
装置である。荷電粒子源１から出た電子ビーム又はイオ
ンビームの荷電粒子ビーム２は四重極レンズ５を通過す
ることで幅広に広がった形状の荷電粒子ビーム３とな
る。その照射面の断面形状１０は図示のように幅広の荷
電粒子ビームの中央部がやや膨らんだ形状となる。この
幅広ビーム３をその直交方向１１に、従来と同様な走査
電極を用いて走査することにより、２次元のビーム照射
を被照射体に行うことができる。
【００１０】四重極レンズの荷電粒子ビームに垂直な面
の断面構成を図５に示す。４個の磁石９が図示するよう
に配置されており、その中央部に荷電粒子ビーム８が紙
面に垂直に紙面の背後から手前方向に流れる。荷電粒子
は磁界によりローレンツ力１０を受け、図１（Ｂ）に示
す幅広ビームが形成される。
の断面構成を図５に示す。４個の磁石９が図示するよう
に配置されており、その中央部に荷電粒子ビーム８が紙
面に垂直に紙面の背後から手前方向に流れる。荷電粒子
は磁界によりローレンツ力１０を受け、図１（Ｂ）に示
す幅広ビームが形成される。
【００１１】荷電粒子ビームを偏向させる四重極レンズ
の電位、磁位を決定するのは、図５に示す磁界レンズの
場合式（１）による。ここでＸ１，Ｘ１′は四重極レン
ズ通過前の変位、速度であり、Ｘ２，Ｘ２′は四重極レ
ンズ通過後の変位、速度である。係る数式により、四重
極レンズを適宜設計することが可能である。
の電位、磁位を決定するのは、図５に示す磁界レンズの
場合式（１）による。ここでＸ１，Ｘ１′は四重極レン
ズ通過前の変位、速度であり、Ｘ２，Ｘ２′は四重極レ
ンズ通過後の変位、速度である。係る数式により、四重
極レンズを適宜設計することが可能である。
【００１２】
【数１】
【００１３】但し、θ＝βＬ β＝（ｅ／２ｍφ）Ｂ ｅ：荷電粒子の電荷（クーロン） ｍ：荷電粒子の質量（Ｋｇ） Ｂ：磁界の強さ（ステラ） Ｌ：四重極レンズのビーム通過方向の長さ（ｍ） φ：荷電粒子の電位
【００１４】図２は本発明の第２実施例の荷電粒子照射
装置である。本実施例では、第１実施例の図１（Ｂ）に
示す中央部がやや膨らんだ幅広ビームを補正する補正電
極６を備えている。補正電極６は平行平板電極等により
構成され、電極間を通過するビーム形状を図３（Ｂ）の
符号１４で示すように偏平形状に修正したものである。
又、磁極を用いて符号１４で示す偏平形状に修正しても
よい。
装置である。本実施例では、第１実施例の図１（Ｂ）に
示す中央部がやや膨らんだ幅広ビームを補正する補正電
極６を備えている。補正電極６は平行平板電極等により
構成され、電極間を通過するビーム形状を図３（Ｂ）の
符号１４で示すように偏平形状に修正したものである。
又、磁極を用いて符号１４で示す偏平形状に修正しても
よい。
【００１５】図３は、本発明の第３実施例の荷電粒子照
射装置を示す。本実施例においては、図１（Ｂ）に示す
四重極レンズで形成される幅広ビームの中央部の膨らみ
が生じないように、四重極レンズに入射する荷電粒子ビ
ームの径を広げて拡大ビーム４とし、四重極レンズ通過
後の荷電粒子の幅広ビーム３の広がり形状１３を良くし
ている。このため、四重極レンズに入射する荷電粒子ビ
ームに対して拡大レンズ７を備えている。
射装置を示す。本実施例においては、図１（Ｂ）に示す
四重極レンズで形成される幅広ビームの中央部の膨らみ
が生じないように、四重極レンズに入射する荷電粒子ビ
ームの径を広げて拡大ビーム４とし、四重極レンズ通過
後の荷電粒子の幅広ビーム３の広がり形状１３を良くし
ている。このため、四重極レンズに入射する荷電粒子ビ
ームに対して拡大レンズ７を備えている。
【００１６】図４は、本発明の第４実施例の荷電粒子照
射装置を示す。本実施例においては、四重極レンズを構
成する磁石９を荷電粒子ビームを中心として機械的に回
転させることにより、円板状１２に被照射体を照射す
る。
射装置を示す。本実施例においては、四重極レンズを構
成する磁石９を荷電粒子ビームを中心として機械的に回
転させることにより、円板状１２に被照射体を照射す
る。
【００１７】このようにして、荷電粒子ビームをＸ，Ｙ
方向に２次元に走査するのと比較して、被照射体を簡単
な構造で、高速に、且つ均一に荷電粒子ビームを照射す
ることができる。尚、第４実施例における四重極レンズ
を機械的に回転させることに代えて、磁石９を電磁石に
より構成し、回転磁界を形成することにより円板状に走
査してもよい。このように本実施例の趣旨を逸脱するこ
となく、種々の変形実施例が可能である。
方向に２次元に走査するのと比較して、被照射体を簡単
な構造で、高速に、且つ均一に荷電粒子ビームを照射す
ることができる。尚、第４実施例における四重極レンズ
を機械的に回転させることに代えて、磁石９を電磁石に
より構成し、回転磁界を形成することにより円板状に走
査してもよい。このように本実施例の趣旨を逸脱するこ
となく、種々の変形実施例が可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、荷
電粒子照射装置の走査手段を四重極レンズを用いて形成
した幅広ビームによって高速且つ均一な照射を可能にし
たものである。従って、半導体製造や電子線照射器に使
用される荷電粒子の利用を容易にすることができ、産業
上大きな効果が期待できる。
電粒子照射装置の走査手段を四重極レンズを用いて形成
した幅広ビームによって高速且つ均一な照射を可能にし
たものである。従って、半導体製造や電子線照射器に使
用される荷電粒子の利用を容易にすることができ、産業
上大きな効果が期待できる。
【図１】本発明の第１実施例の荷電粒子照射装置の説明
図。
図。
【図２】本発明の第２実施例の荷電粒子照射装置の説明
図。
図。
【図３】本発明の第３実施例の荷電粒子照射装置の説明
図。
図。
【図４】本発明の第４実施例の荷電粒子照射装置の説明
図。
図。
【図５】四重極レンズの動作を示す説明図。
１ 荷電粒子源 ２，３，４，８ 荷電粒子ビーム ５ 四重極レンズ ６ 補正電極 ７ ビーム径増大レンズ ９ 磁石 １０，１２，１３，１４ ビーム照射面断面形状
Claims (4)
- 【請求項１】 荷電粒子を固体、液体あるいは気体状の
被照射体に照射する装置において、荷電粒子源と、該荷
電粒子源から発生する荷電粒子ビームを幅広ビームに変
換する四重極レンズと、該幅広ビームを走査する手段と
を備えたことを特徴とする荷電粒子照射装置。 - 【請求項２】 前記四重極レンズで変換された幅広ビー
ムのビーム形状を補正する電極又は磁極を更に備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の荷電粒子照射装置。 - 【請求項３】 前記荷電粒子源から発生するビームを拡
大するレンズを更に備え、該拡大されたビームを前記四
重極レンズで幅広ビームに変換したことを特徴とする請
求項１記載の荷電粒子照射装置。 - 【請求項４】 前記幅広ビームを走査する手段は、前記
四重極レンズ自体を運動させる手段であることを特徴と
する請求項１記載の荷電粒子照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6014863A JPH07209498A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 荷電粒子照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6014863A JPH07209498A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 荷電粒子照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209498A true JPH07209498A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11872870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6014863A Pending JPH07209498A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 荷電粒子照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209498A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007046213A1 (ja) * | 2005-10-18 | 2007-04-26 | Japan Ae Power Systems Corporation | 電子線照射方法、電子線照射装置および開口容器用電子線照射装置 |
| JP2008159585A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Axcelis Technologies Inc | イオンを加工物に注入するシステム及びその方法 |
| CN103140012A (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-05 | 中国原子能科学研究院 | 具有钛膜保护功能的电子辐照加速器 |
| CN111885809A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-11-03 | 中国原子能科学研究院 | 一种宽能大束斑电子加速器 |
-
1994
- 1994-01-13 JP JP6014863A patent/JPH07209498A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007046213A1 (ja) * | 2005-10-18 | 2007-04-26 | Japan Ae Power Systems Corporation | 電子線照射方法、電子線照射装置および開口容器用電子線照射装置 |
| US7767987B2 (en) | 2005-10-18 | 2010-08-03 | Japan Ae Power Systems Corporation | Electron beam irradiation method, electron beam irradiation apparatus, and electron beam irradiation apparatus for open-mouthed container |
| JP2008159585A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Axcelis Technologies Inc | イオンを加工物に注入するシステム及びその方法 |
| CN103140012A (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-05 | 中国原子能科学研究院 | 具有钛膜保护功能的电子辐照加速器 |
| CN111885809A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-11-03 | 中国原子能科学研究院 | 一种宽能大束斑电子加速器 |
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