JPH0218853A - イオンビーム装置 - Google Patents
イオンビーム装置Info
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- JPH0218853A JPH0218853A JP63169626A JP16962688A JPH0218853A JP H0218853 A JPH0218853 A JP H0218853A JP 63169626 A JP63169626 A JP 63169626A JP 16962688 A JP16962688 A JP 16962688A JP H0218853 A JPH0218853 A JP H0218853A
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 16
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
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- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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。
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、ターゲットに細く集束したイオンビームを照
射するようにしたイオンビーム装置に関し、特に、集束
特性を向上させたイオンビーム装置に関する。
射するようにしたイオンビーム装置に関し、特に、集束
特性を向上させたイオンビーム装置に関する。
（従来の技術）
第３図は、従来の＾加速型イオンビーム装置を示してい
る。図中、１はイオンエミッタであり、イオンエミッタ
１には高圧電源２から１５０ｋＶ程度の高い加速電圧が
印加されている。３は引出し電極であり、この引出し電
極とエミッタ１との間には、図示していない電源から引
出し電圧が印加されている。４は複数の加速電極から成
る加速管であり、最終の加速電極４ｎは接地電位となっ
ている。最終の加速電極４ｎの上段の各加速？（！極に
は、図示していないが、高圧電源２からの高電圧を抵抗
分割した電圧が印加されている。この加速管４によって
加速されたイオンビームは、収束レンズ５．対物レンズ
６によって集束され、ターゲット７に照射される。収束
レンズ５は、収束レンズ電源８からレンズ電圧が印加さ
れる中心Ｍｉ極５ａと、接地電位の外側型１ｉ５ｂから
構成されている。対物レンズ６は、電源９からレンズ電
圧が印加される中心電極６ａと、接地電位の外側電極６
ｂと、更に、レンズ電圧が抵抗によって分割された電圧
が印加される中間？１ｌｆｔｉ６Ｇとより構成されてい
る。収束レンズ５によってイオンビームのクロスオーバ
が形成される位置には、不要なイオンを除去するための
ＥＸＢフィルター１０が配置されている。
る。図中、１はイオンエミッタであり、イオンエミッタ
１には高圧電源２から１５０ｋＶ程度の高い加速電圧が
印加されている。３は引出し電極であり、この引出し電
極とエミッタ１との間には、図示していない電源から引
出し電圧が印加されている。４は複数の加速電極から成
る加速管であり、最終の加速電極４ｎは接地電位となっ
ている。最終の加速電極４ｎの上段の各加速？（！極に
は、図示していないが、高圧電源２からの高電圧を抵抗
分割した電圧が印加されている。この加速管４によって
加速されたイオンビームは、収束レンズ５．対物レンズ
６によって集束され、ターゲット７に照射される。収束
レンズ５は、収束レンズ電源８からレンズ電圧が印加さ
れる中心Ｍｉ極５ａと、接地電位の外側型１ｉ５ｂから
構成されている。対物レンズ６は、電源９からレンズ電
圧が印加される中心電極６ａと、接地電位の外側電極６
ｂと、更に、レンズ電圧が抵抗によって分割された電圧
が印加される中間？１ｌｆｔｉ６Ｇとより構成されてい
る。収束レンズ５によってイオンビームのクロスオーバ
が形成される位置には、不要なイオンを除去するための
ＥＸＢフィルター１０が配置されている。
このように構成されたイオンビーム装置では、イオンエ
ミッタ１から発生し、引出し電極３によって引出された
イオンビームＩＢは、加速管４によって高いエネルギー
に加速される。この加速されたイオンビームＩＳは、収
束レンズ５と対物レンズ６とによってターゲット７上に
細く集束される。図示していないが、このイオンビーム
ＩＢは静電偏向器によって偏向され、所望の領域を走査
することにより、ターゲット７上で任意のパターンの描
画等を行なう。
ミッタ１から発生し、引出し電極３によって引出された
イオンビームＩＢは、加速管４によって高いエネルギー
に加速される。この加速されたイオンビームＩＳは、収
束レンズ５と対物レンズ６とによってターゲット７上に
細く集束される。図示していないが、このイオンビーム
ＩＢは静電偏向器によって偏向され、所望の領域を走査
することにより、ターゲット７上で任意のパターンの描
画等を行なう。
（発明が解決しようとする課題）
この高１ネルギーのイオンビームをターゲット７上で集
束するための対物レンズ６の中心電極６ａには、電源９
からレンズ電圧が印加されるが、イオンビームＩＢの加
速電圧が１５０ｋＶの場合、この中心電極に印加する電
圧は＋７５ｋＶの高電圧となる。このような高電圧を対
物レンズ６の中心電極６ａに印加する場合には、各電極
間の真空絶縁を考慮しなければならない。この高い電圧
を印加する中心電極の外側に接地電位の外側電極を配置
すると、絶縁破壊によって放電が発生し、対物レンズ６
の安定性が損われる。従って、図示したように、中心電
極６ａと外側電極６ｂとの間に中間電極６Ｃを配置する
ようにして、放電を防止するようにしている。しかしな
がら、５枚電極の対物レンズでは、レンズポテンシャル
の分布が広くなり、それがために良好なイオンビームの
集束特性が得られない欠点を有する。
束するための対物レンズ６の中心電極６ａには、電源９
からレンズ電圧が印加されるが、イオンビームＩＢの加
速電圧が１５０ｋＶの場合、この中心電極に印加する電
圧は＋７５ｋＶの高電圧となる。このような高電圧を対
物レンズ６の中心電極６ａに印加する場合には、各電極
間の真空絶縁を考慮しなければならない。この高い電圧
を印加する中心電極の外側に接地電位の外側電極を配置
すると、絶縁破壊によって放電が発生し、対物レンズ６
の安定性が損われる。従って、図示したように、中心電
極６ａと外側電極６ｂとの間に中間電極６Ｃを配置する
ようにして、放電を防止するようにしている。しかしな
がら、５枚電極の対物レンズでは、レンズポテンシャル
の分布が広くなり、それがために良好なイオンビームの
集束特性が得られない欠点を有する。
又、加速電圧の高いイオンビーム装置では、図面に示し
たように加速管を用いているが、加速管４と収束レンズ
５との間の距離が短くなり、従って、加速管４と収束レ
ンズ５によって構成される一段目の集束系の倍率が低く
、従って、エミッタ１から見たイオンビームの開き角が
狭くなり、充分なビーム電流を得ることができない。
たように加速管を用いているが、加速管４と収束レンズ
５との間の距離が短くなり、従って、加速管４と収束レ
ンズ５によって構成される一段目の集束系の倍率が低く
、従って、エミッタ１から見たイオンビームの開き角が
狭くなり、充分なビーム電流を得ることができない。
第４図は、加速管、収束レンズ、５枚電極より成る対物
レンズを用い、加速電圧が１５０ｋＶの装置におけるイ
オンビームの集束特性を示している。図中縦軸はターゲ
ット７に集束されたイオンビームの径（ｎｍ）であり、
横軸はビーム電流（ｐ△）である。この図から明らかな
ように、ビーム径０．１μｍで、約５０ｐＡの電流しか
得られない。
レンズを用い、加速電圧が１５０ｋＶの装置におけるイ
オンビームの集束特性を示している。図中縦軸はターゲ
ット７に集束されたイオンビームの径（ｎｍ）であり、
横軸はビーム電流（ｐ△）である。この図から明らかな
ように、ビーム径０．１μｍで、約５０ｐＡの電流しか
得られない。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目
的は、簡単な構成で、ターゲットに高いエネルギーのイ
オンビームを照射する場合であっても、イオンビームの
良好な集束特性が得られ、充分なビーム電流を得ること
ができるイオンビーム装置を実現することにある。
的は、簡単な構成で、ターゲットに高いエネルギーのイ
オンビームを照射する場合であっても、イオンビームの
良好な集束特性が得られ、充分なビーム電流を得ること
ができるイオンビーム装置を実現することにある。
（課題を解決するための手段）
前記した課題を解決する本発明に基づくイオンビーム装
置は、イオンビーム発生源と、該発生源から発生し、加
速されたイオンビームを集束するレンズと、該イオンビ
ームが照射されるターゲットとを備えており、該ターゲ
ットに、最終段集束レンズを通過して該ターゲットに向
かうイオンビームを加速する電圧を印加したことを特徴
とするものである。
置は、イオンビーム発生源と、該発生源から発生し、加
速されたイオンビームを集束するレンズと、該イオンビ
ームが照射されるターゲットとを備えており、該ターゲ
ットに、最終段集束レンズを通過して該ターゲットに向
かうイオンビームを加速する電圧を印加したことを特徴
とするものである。
（作用）
最終段集束レンズを通過したイオンビームを更に加速す
るために、ターゲットに加速電圧を印加する。
るために、ターゲットに加速電圧を印加する。
（実・施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は本発明に基づくイオンビーム装置を示してお
り、１１はイオンエミッタ１２゜引出し電極１３．レン
ズ電極１４．加速電極１５から成るイオン源である。エ
ミッタ１１には加速電源１６から、例えば、１００ｋＶ
の加速電圧が印加され、引出し電極１３には電源１７か
ら引出し電圧が印加され、レンズ電源１４には電源１８
からレンズ電圧が印加されている。引出し電極１３、レ
ンズ電極１４．加速電極１５は収束レンズを構成し、こ
のレンズによってエミッタ１２から引出されたイオンビ
ームは集束される。イオン源１１から発生し加速された
イオンビームＩＢは、中心電極１９ａと外側電極１９ｂ
より成る３枚電極構成の対物レンズ１９によってターゲ
ット２０上に集束される。この中心電極１９ａには、電
源２１からレンズ電圧が印加されている。ターゲット２
０には、電源２２から角の高電圧、例えば、５０ｋＶが
印加される。２３は、イオン源における静電レンズによ
って集束されたイオンビームのクロスオーバポイントに
配置されたＥＸＢフィルターである。
。第１図は本発明に基づくイオンビーム装置を示してお
り、１１はイオンエミッタ１２゜引出し電極１３．レン
ズ電極１４．加速電極１５から成るイオン源である。エ
ミッタ１１には加速電源１６から、例えば、１００ｋＶ
の加速電圧が印加され、引出し電極１３には電源１７か
ら引出し電圧が印加され、レンズ電源１４には電源１８
からレンズ電圧が印加されている。引出し電極１３、レ
ンズ電極１４．加速電極１５は収束レンズを構成し、こ
のレンズによってエミッタ１２から引出されたイオンビ
ームは集束される。イオン源１１から発生し加速された
イオンビームＩＢは、中心電極１９ａと外側電極１９ｂ
より成る３枚電極構成の対物レンズ１９によってターゲ
ット２０上に集束される。この中心電極１９ａには、電
源２１からレンズ電圧が印加されている。ターゲット２
０には、電源２２から角の高電圧、例えば、５０ｋＶが
印加される。２３は、イオン源における静電レンズによ
って集束されたイオンビームのクロスオーバポイントに
配置されたＥＸＢフィルターである。
このような構成の装置の動作は次の通りである。
イオン源１１からは、１００ｋＶの加速電圧で加速され
たイオンビームが得られるが、このイオンビームは、引
出しｆｆ１ｉ１３．レンズ電極１４．加速電極１５から
成るレンズによって一旦集束された後、対物レンズ１９
に入射して再び集束され、ターゲット２０に照射される
。対物レンズ１９を通過したイオンビームは、ターゲッ
ト２０に？！ｉ源２２から一５０ｋＶが印加されている
ことから、更に加速され、ターゲット２０には合計−１
５０ｋＶのイオンど−ムが照射されることになる。
たイオンビームが得られるが、このイオンビームは、引
出しｆｆ１ｉ１３．レンズ電極１４．加速電極１５から
成るレンズによって一旦集束された後、対物レンズ１９
に入射して再び集束され、ターゲット２０に照射される
。対物レンズ１９を通過したイオンビームは、ターゲッ
ト２０に？！ｉ源２２から一５０ｋＶが印加されている
ことから、更に加速され、ターゲット２０には合計−１
５０ｋＶのイオンど−ムが照射されることになる。
この結果、対物レンズ１９は−１００にの加速電圧のイ
オンビームを集束するれば良いので、電源２１から中心
型ｉ１９ａに印加されるレンズ電圧は一５０ｋＶ程度で
農いことになる。従って、この対物レンズ１９は第３図
の従来の対物レンズに比べて耐圧による構造上の制限は
著しく緩和される。例えば、対物レンズ１９としては、
従来の５枚電極構造とする必要はなく、中心電極と外側
ｍ極の３枚電極構造とすることができ、それに伴って、
対物レンズ１９のレンズポテンシャルの広がりを少なく
することができ、結果どして、イオンビームをターゲッ
ト２０上に極めて細く集束することができる。
オンビームを集束するれば良いので、電源２１から中心
型ｉ１９ａに印加されるレンズ電圧は一５０ｋＶ程度で
農いことになる。従って、この対物レンズ１９は第３図
の従来の対物レンズに比べて耐圧による構造上の制限は
著しく緩和される。例えば、対物レンズ１９としては、
従来の５枚電極構造とする必要はなく、中心電極と外側
ｍ極の３枚電極構造とすることができ、それに伴って、
対物レンズ１９のレンズポテンシャルの広がりを少なく
することができ、結果どして、イオンビームをターゲッ
ト２０上に極めて細く集束することができる。
更に、イオン源１１におけるイオンビームの加速電圧は
、１００ｋＶとなるので、加速管を使用することなく、
イオンビームを加速することができる。このことは、イ
オンエミッタ１２と加速電極１５との間の距頗を短くで
きることであり、段目の集束レンズの１８率を高くでき
るため、イオンエミッタから見たイオンビームの聞き角
を広くすることができ、その結果、充分なビーム電流を
４！することができる。
、１００ｋＶとなるので、加速管を使用することなく、
イオンビームを加速することができる。このことは、イ
オンエミッタ１２と加速電極１５との間の距頗を短くで
きることであり、段目の集束レンズの１８率を高くでき
るため、イオンエミッタから見たイオンビームの聞き角
を広くすることができ、その結果、充分なビーム電流を
４！することができる。
第２図は、第１図の構成のイオンビーム装置にお番プる
イオンビームの集束特性を示している。図中、縦軸はタ
ーゲット２０に集束されたイオンビームの径（ｎｍ）で
あり、横軸はビーム電流である。この図から明らかなよ
うに、ビーム径０．１μｍで、約１５０ｐＡの電流が得
られる。このビームＮ流は、第３図の従来装置に比べて
３倍の大きさである。
イオンビームの集束特性を示している。図中、縦軸はタ
ーゲット２０に集束されたイオンビームの径（ｎｍ）で
あり、横軸はビーム電流である。この図から明らかなよ
うに、ビーム径０．１μｍで、約１５０ｐＡの電流が得
られる。このビームＮ流は、第３図の従来装置に比べて
３倍の大きさである。
又、第１図の装置の対物レンズ１９とターゲット２０へ
の加速電圧の印加に伴うフィールドのレンズ作用による
レンズ総合特性は、球面収差係数が１５，０００ｍｍ、
色収差係数が３００１１Ｌ倍率が０．２と非常に優れた
ものである。
の加速電圧の印加に伴うフィールドのレンズ作用による
レンズ総合特性は、球面収差係数が１５，０００ｍｍ、
色収差係数が３００１１Ｌ倍率が０．２と非常に優れた
ものである。
更に、第１図の装置では、ターゲット２０の直前までイ
オンビームのエネルギーは１００ｋＶであるので、従来
装置に比べ、装置全体の信頼性を向上させることができ
る。又、ＥＸＢフィルターやブランキング等のユニット
に印加する電圧も少なくて良いことになり、電源等をコ
ンパクトにすることができると共に、コストも低下させ
ることができる。
オンビームのエネルギーは１００ｋＶであるので、従来
装置に比べ、装置全体の信頼性を向上させることができ
る。又、ＥＸＢフィルターやブランキング等のユニット
に印加する電圧も少なくて良いことになり、電源等をコ
ンパクトにすることができると共に、コストも低下させ
ることができる。
以上本発明を詳述したが、本発明は上記実施例に限定さ
れない。例えば、イオン源の構造等は図示の構造に限定
されない。
れない。例えば、イオン源の構造等は図示の構造に限定
されない。
（発明の効果）
以上説明したように、ターゲットに加速電圧を印加する
ようにしたので、イオンビームの集束特性を向上させる
ことができると共に、大きなビーム電流も得ることがで
きる。
ようにしたので、イオンビームの集束特性を向上させる
ことができると共に、大きなビーム電流も得ることがで
きる。
第１図は、本発明の一実施例であるイオンビーム装置を
示す図、第２図は、第１図の装置におけるイオンビーム
の集束特性を示す図、第３図は、加速管を用いた従来の
イオンビーム装置を示す図、第４図は、第３図の装置に
おけるイオンビームの集束特性を示す図である。 １・・・イオンエミッタ ２・・・加速電源３・・・引
出し電極 ４・・・加速管５・・・収束レンズ
６・・・対物レンズ７・・・ターゲット ８・・
・電源９・・・電源 １０・・・ＥＸＢフィル
ター１１・・・イオン源 １２・・・イオンエミッ
タ１３・・・引出し電極 １４・・・レンズ電極１５
・・・加速型［ｉ １６・・・加速電源１７・・
・電源 １８・・・電源１９・・・対物レンズ
２０・・・ターゲット２１・・・電源 ２
２・・・電源２３・・・ＥＸＢフィルター 特許出願人 日 本 電 子 株 式
会 礼式 理 人 弁理士 井
島 藤 治外１名 第 図
示す図、第２図は、第１図の装置におけるイオンビーム
の集束特性を示す図、第３図は、加速管を用いた従来の
イオンビーム装置を示す図、第４図は、第３図の装置に
おけるイオンビームの集束特性を示す図である。 １・・・イオンエミッタ ２・・・加速電源３・・・引
出し電極 ４・・・加速管５・・・収束レンズ
６・・・対物レンズ７・・・ターゲット ８・・
・電源９・・・電源 １０・・・ＥＸＢフィル
ター１１・・・イオン源 １２・・・イオンエミッ
タ１３・・・引出し電極 １４・・・レンズ電極１５
・・・加速型［ｉ １６・・・加速電源１７・・
・電源 １８・・・電源１９・・・対物レンズ
２０・・・ターゲット２１・・・電源 ２
２・・・電源２３・・・ＥＸＢフィルター 特許出願人 日 本 電 子 株 式
会 礼式 理 人 弁理士 井
島 藤 治外１名 第 図
Claims (1)
- イオンビーム発生源と、該発生源から発生し、加速され
たイオンビームを集束するレンズと、該イオンビームが
照射されるターゲットとを備えており、該ターゲットに
、最終段集束レンズを通過して該ターゲットに向かうイ
オンビームを加速する電圧を印加したことを特徴とする
イオンビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169626A JPH0218853A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | イオンビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63169626A JPH0218853A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | イオンビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218853A true JPH0218853A (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=15889991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63169626A Pending JPH0218853A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | イオンビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0218853A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007021162A1 (en) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | Cebt Co. Ltd. | Method for changing energy of electron beam in electron column |
| CN111063601A (zh) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种离子束传输光路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5462785A (en) * | 1977-10-28 | 1979-05-21 | Toshiba Corp | Ion implantation apparatus |
| JPS6039748A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Jeol Ltd | イオンビ−ム集束装置 |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP63169626A patent/JPH0218853A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5462785A (en) * | 1977-10-28 | 1979-05-21 | Toshiba Corp | Ion implantation apparatus |
| JPS6039748A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Jeol Ltd | イオンビ−ム集束装置 |
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| WO2007021162A1 (en) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | Cebt Co. Ltd. | Method for changing energy of electron beam in electron column |
| KR101010338B1 (ko) * | 2005-08-18 | 2011-01-25 | 전자빔기술센터 주식회사 | 전자칼럼의 전자빔 에너지 변환 방법 |
| CN111063601A (zh) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种离子束传输光路 |
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