JPH0787086B2 - 低加速イオンビーム照射装置 - Google Patents
低加速イオンビーム照射装置Info
- Publication number
- JPH0787086B2 JPH0787086B2 JP63174077A JP17407788A JPH0787086B2 JP H0787086 B2 JPH0787086 B2 JP H0787086B2 JP 63174077 A JP63174077 A JP 63174077A JP 17407788 A JP17407788 A JP 17407788A JP H0787086 B2 JPH0787086 B2 JP H0787086B2
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- JP
- Japan
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- voltage
- ion beam
- power source
- acceleration
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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，半導体材料或いは他の材料からなるターゲッ
トに低加速イオンビームを照射するための低加速イオン
ビーム照射装置に関する。
トに低加速イオンビームを照射するための低加速イオン
ビーム照射装置に関する。
一般にイオン発生源とターゲット間に数10kV以上の直流
高電圧を印加して十分に加速されたイオンビームをター
ゲットに照射するケースが多いが，しかし低加速のイオ
ンビームをターゲットに照射したい場合もある。この場
合には，イオン発生源とターゲット間の電圧は低くなけ
ればならないが，イオン発生源からターゲットに照射さ
れ得るイオンビームの電流量は加速電圧の3/2乗に比例
することが知られているので，一般に第３図に示すよう
に低加速イオンビーム照射装置が用いられる。
高電圧を印加して十分に加速されたイオンビームをター
ゲットに照射するケースが多いが，しかし低加速のイオ
ンビームをターゲットに照射したい場合もある。この場
合には，イオン発生源とターゲット間の電圧は低くなけ
ればならないが，イオン発生源からターゲットに照射さ
れ得るイオンビームの電流量は加速電圧の3/2乗に比例
することが知られているので，一般に第３図に示すよう
に低加速イオンビーム照射装置が用いられる。
第３図により従来装置について説明すると，正のイオン
を発生するイオン発生源１及びイオン加速部２には直流
電源E1に接続されており，例えば，イオン発生源１とタ
ーゲット部13間の電圧よりかなり高い30kV程度の加速電
圧V1が印加される。従ってイオン発生源１からの正のイ
オンは，イオン加速部２により30kV程度の電圧で引き出
されて加速され，接地電位に固定されたトランスポート
（ドリフトチューブ）Ｔ内の上流レンズ部3,分析用マグ
ネット部7,及び下流レンズ部８などを通過し，さらに導
管14などを通って顕微鏡などの内部に配置されたターゲ
ット部13に照射される。
を発生するイオン発生源１及びイオン加速部２には直流
電源E1に接続されており，例えば，イオン発生源１とタ
ーゲット部13間の電圧よりかなり高い30kV程度の加速電
圧V1が印加される。従ってイオン発生源１からの正のイ
オンは，イオン加速部２により30kV程度の電圧で引き出
されて加速され，接地電位に固定されたトランスポート
（ドリフトチューブ）Ｔ内の上流レンズ部3,分析用マグ
ネット部7,及び下流レンズ部８などを通過し，さらに導
管14などを通って顕微鏡などの内部に配置されたターゲ
ット部13に照射される。
ここでターゲット部13は，直流電源E1の電圧V1との差電
圧が所定の低い値になる電圧を与える直流電源E5に接続
されている。例えば，イオン発生源１とターゲット部13
間の差電圧，即ち最終的な加速電圧が1kV程度の場合に
は，ターゲット部13に印加される電圧は約29kV程度にな
る。また，上流レンズ部3,分析用マグネット部７及び下
流レンズ部８は，金属材料からなるトランスポートＴか
ら電気的に絶縁されており，それぞれ加速電圧に応じて
電圧値を独自に調整が可能なように電圧可変の直流電源
E2,E3,E4に接続されている。
圧が所定の低い値になる電圧を与える直流電源E5に接続
されている。例えば，イオン発生源１とターゲット部13
間の差電圧，即ち最終的な加速電圧が1kV程度の場合に
は，ターゲット部13に印加される電圧は約29kV程度にな
る。また，上流レンズ部3,分析用マグネット部７及び下
流レンズ部８は，金属材料からなるトランスポートＴか
ら電気的に絶縁されており，それぞれ加速電圧に応じて
電圧値を独自に調整が可能なように電圧可変の直流電源
E2,E3,E4に接続されている。
したがって，この従来例では，イオン発生源１からのイ
オンは約1kVの電圧で低加速され，接地されたターゲッ
ト13に照射される。
オンは約1kVの電圧で低加速され，接地されたターゲッ
ト13に照射される。
しかし，一般に種々の加速電圧で試料にイオンビームを
照射して観察を行うが，例えば加速電圧がある設定電圧
から他の電圧に設定を変更する場合には，その電圧に対
応して設定されていた上流レンズ部3,分析用マグネット
部７及び下流レンズ部８それぞれの可変電圧の直流電源
E2,E3,E4の電圧を設定し直さなければならず，この電圧
調整に非常に時間を要した。
照射して観察を行うが，例えば加速電圧がある設定電圧
から他の電圧に設定を変更する場合には，その電圧に対
応して設定されていた上流レンズ部3,分析用マグネット
部７及び下流レンズ部８それぞれの可変電圧の直流電源
E2,E3,E4の電圧を設定し直さなければならず，この電圧
調整に非常に時間を要した。
このような欠点を除去するためこの発明では，イオン発
生源からイオンビーム加速部，上流レンズ部と分析用マ
グネット部と下流レンズ部とを少なくとも内部に備える
トランスポート，前記上流レンズ部用の電圧可変の直流
電源，前記分析用マグネット部用の電圧可変の直流電
源，前記下流レンズ部用の電圧可変の直流電源，前記ト
ランスポートをバイアスするためのバイアス用の直流電
源を備え，前記イオン発生源の電圧を前記イオンビーム
加速部の加速電圧V2に比べて値の小さい正極性の電圧V1
になるように前記トランスポートの電圧を前記電圧V1よ
りも値の大きい負極性の電圧V6とすることにより，ター
ゲットに低加速イオンビームを照射する低加速イオンビ
ーム照射装置において， 前記バイアス用の直流電源を電圧可変のものとすると共
に，前記上流レンズ部用の電圧可変の直流電源，前記分
析用マグネット部用の電圧可変の直流電源，及び前記下
流レンズ部用の電圧可変の直流電源それぞれと逆極性に
直列接続し，その他端を接地電位に接続したことを特徴
としている。
生源からイオンビーム加速部，上流レンズ部と分析用マ
グネット部と下流レンズ部とを少なくとも内部に備える
トランスポート，前記上流レンズ部用の電圧可変の直流
電源，前記分析用マグネット部用の電圧可変の直流電
源，前記下流レンズ部用の電圧可変の直流電源，前記ト
ランスポートをバイアスするためのバイアス用の直流電
源を備え，前記イオン発生源の電圧を前記イオンビーム
加速部の加速電圧V2に比べて値の小さい正極性の電圧V1
になるように前記トランスポートの電圧を前記電圧V1よ
りも値の大きい負極性の電圧V6とすることにより，ター
ゲットに低加速イオンビームを照射する低加速イオンビ
ーム照射装置において， 前記バイアス用の直流電源を電圧可変のものとすると共
に，前記上流レンズ部用の電圧可変の直流電源，前記分
析用マグネット部用の電圧可変の直流電源，及び前記下
流レンズ部用の電圧可変の直流電源それぞれと逆極性に
直列接続し，その他端を接地電位に接続したことを特徴
としている。
以上述べたように，この装置では加速電圧を変更して
も，トランスポートをバイアスするためのバイアス用の
直流電源の電圧を調整するだけで，常に加速電圧とバイ
アス電圧との差の電圧を一定に保持できるので，上流レ
ンズ部用の電圧可変の高電圧電源，分析用マグネット部
用の電圧可変の直流電源，及び下流レンズ部用の電圧可
変の直流電源を一旦設定すれば，加速電圧の変更に伴う
調整を行う必要がなくなる。
も，トランスポートをバイアスするためのバイアス用の
直流電源の電圧を調整するだけで，常に加速電圧とバイ
アス電圧との差の電圧を一定に保持できるので，上流レ
ンズ部用の電圧可変の高電圧電源，分析用マグネット部
用の電圧可変の直流電源，及び下流レンズ部用の電圧可
変の直流電源を一旦設定すれば，加速電圧の変更に伴う
調整を行う必要がなくなる。
第１図において，第３図に示した記号と同一の記号は第
３図に示した部材に相当するものとする。この発明で
は，トランスポートＴが電圧可変の直流バイアス用の直
流電源E6に接続されており，またその直流電源E6は上流
レンズ部3,分析用マグネット部7,下流レンズ部８それぞ
れの電圧可変の直流電源E2,E3,E4と接地間にそれら直流
電源と逆極性になるよう直列接続されている。トランス
ポートＴはカバーＣで覆われており，そのカバーは接地
されている。したがって，この実施例では安全性および
静電シールドを確保できる。
３図に示した部材に相当するものとする。この発明で
は，トランスポートＴが電圧可変の直流バイアス用の直
流電源E6に接続されており，またその直流電源E6は上流
レンズ部3,分析用マグネット部7,下流レンズ部８それぞ
れの電圧可変の直流電源E2,E3,E4と接地間にそれら直流
電源と逆極性になるよう直列接続されている。トランス
ポートＴはカバーＣで覆われており，そのカバーは接地
されている。したがって，この実施例では安全性および
静電シールドを確保できる。
例えば電圧V6は，約−49.5kVである。従って，トランス
ポートＴは約−49.5kVの直流電圧V6でバイアスされる
が，ターゲット部13はほぼ接地電位に固定される。
ポートＴは約−49.5kVの直流電圧V6でバイアスされる
が，ターゲット部13はほぼ接地電位に固定される。
一方，イオン発生源１とターゲット部13間の低加速イオ
ン加速電圧を約500Vとすると，直流電源E1の電圧V1は約
500Vになる。この直流電源E1の電圧V1と電圧可変の直流
バイアス用の直流電源E6の電圧V6の関係から，加速部２
の入力側と出力側との間の加速電圧V2は約50kVになり，
結局，引出し電圧又は加速電圧は約50kVの大きさにな
る。また，低イオン加速電圧を約700Vに変更したい場合
には，直流電源E1の電圧V1を約700Vにし，直流電源E6の
電圧を−49.3kVとすれば，結局，加速部２入力側と出力
側との間の加速電圧V2は加速電圧変更前と同じ約50kVの
大きさになるので，上流レンズ部3,分析用マグネット部
7,下流レンズ部８それぞれの直流電源E2,E3,E4の電圧値
を変更する必要がない。ここで，上流レンズ部3,分析用
マグネット部7,下流レンズ部８はトランスポートＴの内
壁から電気絶縁されている。
ン加速電圧を約500Vとすると，直流電源E1の電圧V1は約
500Vになる。この直流電源E1の電圧V1と電圧可変の直流
バイアス用の直流電源E6の電圧V6の関係から，加速部２
の入力側と出力側との間の加速電圧V2は約50kVになり，
結局，引出し電圧又は加速電圧は約50kVの大きさにな
る。また，低イオン加速電圧を約700Vに変更したい場合
には，直流電源E1の電圧V1を約700Vにし，直流電源E6の
電圧を−49.3kVとすれば，結局，加速部２入力側と出力
側との間の加速電圧V2は加速電圧変更前と同じ約50kVの
大きさになるので，上流レンズ部3,分析用マグネット部
7,下流レンズ部８それぞれの直流電源E2,E3,E4の電圧値
を変更する必要がない。ここで，上流レンズ部3,分析用
マグネット部7,下流レンズ部８はトランスポートＴの内
壁から電気絶縁されている。
この実施例によれば，ターゲット部13のターゲットがセ
ラミック，又は生物のような電圧を印加できないような
ものの場合にも，イオン発生源１とターゲット部13間に
十分に高い電圧を印加して，イオン発生源１からイオン
を大量に引き出し，加速できるので，大量の低加速イオ
ンビームを低電位にあるターゲットに照射することがで
きるにも拘わらず，加速電圧の変更によっても直流電源
E6を調整するだけで良好なイオンビーム状態が得られ，
調整作業が容易となる。
ラミック，又は生物のような電圧を印加できないような
ものの場合にも，イオン発生源１とターゲット部13間に
十分に高い電圧を印加して，イオン発生源１からイオン
を大量に引き出し，加速できるので，大量の低加速イオ
ンビームを低電位にあるターゲットに照射することがで
きるにも拘わらず，加速電圧の変更によっても直流電源
E6を調整するだけで良好なイオンビーム状態が得られ，
調整作業が容易となる。
なお，この実施例において，トランスポートＴを加速部
２との継ぎ目で完全に電気絶縁すれば，トランスポート
Ｔは従来どおり接地されていてもよい。
２との継ぎ目で完全に電気絶縁すれば，トランスポート
Ｔは従来どおり接地されていてもよい。
第２図は本発明に保る低加速イオンビーム照射装置の具
体例を示しており，第２図において，第１図に示した記
号と同一の記号は第１図に示した部材に相当する。各電
源などについては省略してあるが，電圧の印加について
は第１図の場合と同じである。
体例を示しており，第２図において，第１図に示した記
号と同一の記号は第１図に示した部材に相当する。各電
源などについては省略してあるが，電圧の印加について
は第１図の場合と同じである。
トランスポートＴ内には，上流レンズ部３と分析用マグ
ネット７との間に補助偏向系部4,ベローズ5,上流ゲート
バルブ６などが順次設けられている。また，上流レンズ
部８の出力側には下流ゲートバルブ9,電気絶縁を行うた
めの中間接続部10などが配置されている。そしてイオン
発生源１から発生され，これらを通過してきたイオンビ
ームは電子顕微鏡部12の内部に設けられた電子顕微鏡内
プリズム部11により所定の偏向を受けて，ターゲット1
3′に照射される。
ネット７との間に補助偏向系部4,ベローズ5,上流ゲート
バルブ６などが順次設けられている。また，上流レンズ
部８の出力側には下流ゲートバルブ9,電気絶縁を行うた
めの中間接続部10などが配置されている。そしてイオン
発生源１から発生され，これらを通過してきたイオンビ
ームは電子顕微鏡部12の内部に設けられた電子顕微鏡内
プリズム部11により所定の偏向を受けて，ターゲット1
3′に照射される。
ここで，トランスポートＴに一端が接続され，外部の拡
散ポンプに他端の接続された排気管14,14′はその途中
に電気絶縁部14A,14′Ａを備え，トランスポートＴと拡
散ポンプ側を電気絶縁する。また，トランスポートＴは
電気絶縁部15により電子顕微鏡部12から電気絶縁されて
いる。さらにまた，上流ゲートバルブ6,下流ゲートバル
ブ９それぞれの操作棒もトランスポートＴから電気絶縁
されている。
散ポンプに他端の接続された排気管14,14′はその途中
に電気絶縁部14A,14′Ａを備え，トランスポートＴと拡
散ポンプ側を電気絶縁する。また，トランスポートＴは
電気絶縁部15により電子顕微鏡部12から電気絶縁されて
いる。さらにまた，上流ゲートバルブ6,下流ゲートバル
ブ９それぞれの操作棒もトランスポートＴから電気絶縁
されている。
以上述べたように本発明によれば，ターゲットがセラミ
ック，又は生物のような電圧を印加できないようなもの
の場合にも，イオン発生源とターゲット部間に十分に高
い電圧を印加して，イオン発生源からイオンを大量に引
き出し，加速できるので，大量の低加速イオンビームを
低電位にあるターゲットに照射することができるにも拘
わらず，加速電圧の変更によっても直流バイアス用の直
流電源E6を調整するだけで良好なイオンビーム状態が得
られ，調整作業は大幅に容易となる。
ック，又は生物のような電圧を印加できないようなもの
の場合にも，イオン発生源とターゲット部間に十分に高
い電圧を印加して，イオン発生源からイオンを大量に引
き出し，加速できるので，大量の低加速イオンビームを
低電位にあるターゲットに照射することができるにも拘
わらず，加速電圧の変更によっても直流バイアス用の直
流電源E6を調整するだけで良好なイオンビーム状態が得
られ，調整作業は大幅に容易となる。
第１図は本発明に係る低加速イオンビーム照射の実施例
を説明するための図，第２図は本発明に係る低加速イオ
ンビーム照射装置の一実施例を説明するための図，第３
図は従来例を説明するための図である。 １……イオン発生源,2……加速部 ３……上流レンズ部,4……補助偏向系部 ５……ベローズ,6……上流ゲートバルブ ７……分析用マグネット,8……下流レンズ部 ９……下流ゲートバルブ,10……中間接続部 11……電子顕微鏡内プリズム部， 12……電子顕微鏡部.13……ターゲット部 E2……上流レンズ部３用の直流電源 E3……分析用マグネット部７用の直流電源 E4……下流レンズ部８用の直流電源 E6……直流バイアス用の直流電源
を説明するための図，第２図は本発明に係る低加速イオ
ンビーム照射装置の一実施例を説明するための図，第３
図は従来例を説明するための図である。 １……イオン発生源,2……加速部 ３……上流レンズ部,4……補助偏向系部 ５……ベローズ,6……上流ゲートバルブ ７……分析用マグネット,8……下流レンズ部 ９……下流ゲートバルブ,10……中間接続部 11……電子顕微鏡内プリズム部， 12……電子顕微鏡部.13……ターゲット部 E2……上流レンズ部３用の直流電源 E3……分析用マグネット部７用の直流電源 E4……下流レンズ部８用の直流電源 E6……直流バイアス用の直流電源
Claims (3)
- 【請求項１】イオン発生源からイオンビーム加速部，上
流レンズ部と分析用マグネット部と下流レンズ部とを少
なくとも内部に備えるトランスポート，前記上流レンズ
部用の電圧可変の直流電源，前記分析用マグネット部用
の電圧可変の直流電源，前記下流レンズ部用の電圧可変
の直流電源，前記トランスポートをバイアスするための
バイアス用の直流電源を備え，前記イオン発生源の電圧
を前記イオンビーム加速部の加速電圧V2に比べて値の小
さい正極性の電圧V1になるように前記トランスポートの
電圧を前記電圧V1よりも値の大きい負極性の電圧V6とす
ることにより，ターゲットに低加速イオンビームを照射
する低加速イオンビーム照射装置において， 前記バイアス用の電源を電圧可変の直流電源とすると共
に，前記上流レンズ部用の電圧可変の直流電源，前記分
析用マグネット部用の電圧可変の直流電源，及び前記下
流レンズ部用の電圧可変の直流電源それぞれと逆極性に
直列接続し，その他端を接地電位に接続したことを特徴
とする低加速イオンビーム照射装置。 - 【請求項２】前記トランスポートを設置されたカバーで
覆うことを特徴とする特許請求の範囲（１）に記載され
た低加速イオンビーム照射装置。 - 【請求項３】前記トランスポートを電子顕微鏡から電気
絶縁する電気絶縁部を備えたことを特徴とする特許請求
の範囲（１）又は（２）に記載された低加速イオンビー
ム照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174077A JPH0787086B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 低加速イオンビーム照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174077A JPH0787086B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 低加速イオンビーム照射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224946A JPH0224946A (ja) | 1990-01-26 |
| JPH0787086B2 true JPH0787086B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=15972243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63174077A Expired - Lifetime JPH0787086B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 低加速イオンビーム照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787086B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2945952B2 (ja) * | 1995-03-06 | 1999-09-06 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | 減速集束イオンビーム堆積装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6271865U (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-08 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP63174077A patent/JPH0787086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224946A (ja) | 1990-01-26 |
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