JP2561486B2 - 電子ビーム照射装置 - Google Patents
電子ビーム照射装置Info
- Publication number
- JP2561486B2 JP2561486B2 JP62239692A JP23969287A JP2561486B2 JP 2561486 B2 JP2561486 B2 JP 2561486B2 JP 62239692 A JP62239692 A JP 62239692A JP 23969287 A JP23969287 A JP 23969287A JP 2561486 B2 JP2561486 B2 JP 2561486B2
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- Japan
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- ion beam
- electron beam
- sample
- beam irradiation
- electron
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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、電子ビーム照射機構及びイオンビーム照射
機構を備えた電子顕微鏡、露光装置のような電子ビーム
照射装置に関する。
機構を備えた電子顕微鏡、露光装置のような電子ビーム
照射装置に関する。
〔従来の技術〕 例えば、金属材料、半導体材料などの薄膜に外部イオ
ン源より各種のガスイオン、又は金属イオンなどを注入
してその格子欠陥を分析したり、また核融合炉の炉壁材
料である試料に、例えばHeイオンを注入して各種分析を
行うためなどに電子顕微鏡が用いられている。
ン源より各種のガスイオン、又は金属イオンなどを注入
してその格子欠陥を分析したり、また核融合炉の炉壁材
料である試料に、例えばHeイオンを注入して各種分析を
行うためなどに電子顕微鏡が用いられている。
また加速器部で加速したイオンビームを顕微鏡部の試
料に照射しながら顕微鏡観察が可能であり、イオンの照
射により変化する材料の格子挙動の変化を直接観察でき
るので、材料の基礎定数、材料のマクロな現象を支配す
るミクロな現象を測定する場合にも電子顕微鏡は大変有
効である。斯かる分析などを行うのに用いられる従来の
電子顕微鏡の一部分を第３図に示す。イオンビーム加速
器部（図示せず）で加速されたイオンビームIbは、電子
顕微鏡筐体壁５に固定されたイオンビーム導入ポート８
から電子顕微鏡内へ導入され、電子ビームEbを集束させ
るための対物レンズ４の中空部を通して顕微鏡試料６に
照射される。ここでイオンビーム導入ポート８は、電子
顕微鏡筐体壁５に所定の角度で固定されたドリフトチユ
ーブ8Aにより形成され、そのドリフトチユーブの中空部
はその一端側で電子顕微鏡筐体壁５に形成されたイオン
ビーム通過孔5Aを介して電子顕微鏡筐体内に通じてい
る。他方、ドリフトチユーブ8Aの他端側はイオンビーム
を偏向するための静電偏向器２に通じている。このよう
な電子顕微鏡では、電子ビームEbは試料６面に垂直に入
射され、イオンビームIbは斜めから入射する。イオンビ
ームIbは静電偏向器２により上下、左右に任意に偏向す
ることが出来る。
料に照射しながら顕微鏡観察が可能であり、イオンの照
射により変化する材料の格子挙動の変化を直接観察でき
るので、材料の基礎定数、材料のマクロな現象を支配す
るミクロな現象を測定する場合にも電子顕微鏡は大変有
効である。斯かる分析などを行うのに用いられる従来の
電子顕微鏡の一部分を第３図に示す。イオンビーム加速
器部（図示せず）で加速されたイオンビームIbは、電子
顕微鏡筐体壁５に固定されたイオンビーム導入ポート８
から電子顕微鏡内へ導入され、電子ビームEbを集束させ
るための対物レンズ４の中空部を通して顕微鏡試料６に
照射される。ここでイオンビーム導入ポート８は、電子
顕微鏡筐体壁５に所定の角度で固定されたドリフトチユ
ーブ8Aにより形成され、そのドリフトチユーブの中空部
はその一端側で電子顕微鏡筐体壁５に形成されたイオン
ビーム通過孔5Aを介して電子顕微鏡筐体内に通じてい
る。他方、ドリフトチユーブ8Aの他端側はイオンビーム
を偏向するための静電偏向器２に通じている。このよう
な電子顕微鏡では、電子ビームEbは試料６面に垂直に入
射され、イオンビームIbは斜めから入射する。イオンビ
ームIbは静電偏向器２により上下、左右に任意に偏向す
ることが出来る。
しかし斯かる電子顕微鏡、或いは露光装置などの電子
ビーム照射装置にあつては、イオンビーム導入ポート８
から電子顕微鏡筐体内に導入されたイオンビームはその
筐体内の自由空間を通つて試料６まで達するので、対物
レンズなどの電流による磁界の影響、加速器などの高電
圧による静電界の影響を受け、これによりイオンビーム
の集束性が低下し、試料面に照射されるイオンビームの
エネルギ密度が低下するという欠点があつた。また電子
ビームとイオンビーム間の相互の影響により更に一層イ
オンビームの集束度が低下するばかりでなく、電子ビー
ムの直進性にも悪影響が生じ、対物しぼりを通過する電
子ビームのエネルギが低減することもあつた。またイオ
ンビームの集束の低下により試料以外の面にもイオンビ
ームが照射され、これによるコンタミネーシヨンが増大
した。
ビーム照射装置にあつては、イオンビーム導入ポート８
から電子顕微鏡筐体内に導入されたイオンビームはその
筐体内の自由空間を通つて試料６まで達するので、対物
レンズなどの電流による磁界の影響、加速器などの高電
圧による静電界の影響を受け、これによりイオンビーム
の集束性が低下し、試料面に照射されるイオンビームの
エネルギ密度が低下するという欠点があつた。また電子
ビームとイオンビーム間の相互の影響により更に一層イ
オンビームの集束度が低下するばかりでなく、電子ビー
ムの直進性にも悪影響が生じ、対物しぼりを通過する電
子ビームのエネルギが低減することもあつた。またイオ
ンビームの集束の低下により試料以外の面にもイオンビ
ームが照射され、これによるコンタミネーシヨンが増大
した。
このような従来の欠点を除去するため、この発明では
電子ビーム照射装置本体の筐体内に接地電位に固定した
ステンレス、導電性の極めて良好なセラミツク材料、或
いは銅のような非磁性体、又はパーマロイなどのような
磁性体のいずれかからなる導電性チユーブ、或いはこれ
らの非磁性体と磁性体とを組合せた導電性チユーブを設
け、この導電性チユーブを通してイオンビームを試料に
照射することを特徴としている。
電子ビーム照射装置本体の筐体内に接地電位に固定した
ステンレス、導電性の極めて良好なセラミツク材料、或
いは銅のような非磁性体、又はパーマロイなどのような
磁性体のいずれかからなる導電性チユーブ、或いはこれ
らの非磁性体と磁性体とを組合せた導電性チユーブを設
け、この導電性チユーブを通してイオンビームを試料に
照射することを特徴としている。
本発明によれば電子ビーム照射装置本体の筐体内にお
いて固定電位にある導電性チユーブを通してイオンビー
ムを試料に照射しているので、導電性チユーブがその筐
体内の電界、或いは磁界、又はこれら双方からイオンビ
ームをシールドし、また電子ビームとイオンビーム間の
相互干渉をも十分小さくできるから、イオンビームの集
束性がほとんど低下せず、従つてエネルギ密度の高いイ
オンビームを試料に照射することが出来る。
いて固定電位にある導電性チユーブを通してイオンビー
ムを試料に照射しているので、導電性チユーブがその筐
体内の電界、或いは磁界、又はこれら双方からイオンビ
ームをシールドし、また電子ビームとイオンビーム間の
相互干渉をも十分小さくできるから、イオンビームの集
束性がほとんど低下せず、従つてエネルギ密度の高いイ
オンビームを試料に照射することが出来る。
第１図により本発明に係る電子ビーム照射装置の内の
電子顕微鏡の一実施例を説明すると、イオンビーム照射
機構１の静電プリズム系２は電子顕微鏡本体内における
電子レンズ系３と対物レンズ４間の空間に位置し、電子
顕微鏡筐体壁５に固定されている。静電偏向系２は、イ
オンビームを偏向するための第１の電極2aと第２の電極
2b、これら電極の両端に位置する第１、第２のスリツト
2cと2d、試料６に照射されるイオンビームのイオン電流
を検出するためのフアラデイカツプのようなイオン電流
検出器2e、電極ａと2bを支持するための支持体2f、及び
電極2aと2b間に印加される直流高電圧により形成される
静電界が電子ビームに悪影響を与えることがないよう電
極2a、2bなどを静電シールドするシールド部材2gからな
る。ここでスリツト2c、支持体2f及びシールド部材2gは
電子顕微鏡筐体壁５に固定されている。また、第１、第
２の電極2a、2bは大きさの異なる２個の同心球体壁の一
部分を適当な大きさに夫々短冊状に切り取つた２枚の金
属板、例えばステンレス板からなる。そしてここで大切
なことは、静電偏向系２のイオンビームの出口に、イオ
ンビームの軸線と同じ軸線を中心とする管状空部を有す
る導電性チユーブ７を結合したところにある。この導電
性チユーブ７はリン青銅、ステンレス、銅、或いは導電
性の極めて良好なセラミクス系材料などの非磁性材料、
又はパーマロイなどの磁性材料からなるチユーブであ
り、その一端は静電偏向系２のイオン電流検出器2eと前
述のように互いの軸線が合致するよう対設され、その他
端は対物レンズ４の中空部まで延びている。このように
導電性チユーブ７の先端は電子ビームに悪影響を与えな
い限り試料６の近傍まで延びるのが望ましく、電子ビー
ムとイオンビームのなす角度が大きい場合には対物レン
ズ４に穴を開け、その穴を通して導電性チユーブ７を配
置することにより、その先端を試料６の近傍まで延ばす
ことができる。従つて、静電偏向系２により静電偏向さ
れたイオンビームは、導電性チユーブ７内を通つて試料
６に照射される。この際、導電性チユーブ７は接地電位
に固定されており、筐体内の電界および磁界からイオン
ビームをシールドする。
電子顕微鏡の一実施例を説明すると、イオンビーム照射
機構１の静電プリズム系２は電子顕微鏡本体内における
電子レンズ系３と対物レンズ４間の空間に位置し、電子
顕微鏡筐体壁５に固定されている。静電偏向系２は、イ
オンビームを偏向するための第１の電極2aと第２の電極
2b、これら電極の両端に位置する第１、第２のスリツト
2cと2d、試料６に照射されるイオンビームのイオン電流
を検出するためのフアラデイカツプのようなイオン電流
検出器2e、電極ａと2bを支持するための支持体2f、及び
電極2aと2b間に印加される直流高電圧により形成される
静電界が電子ビームに悪影響を与えることがないよう電
極2a、2bなどを静電シールドするシールド部材2gからな
る。ここでスリツト2c、支持体2f及びシールド部材2gは
電子顕微鏡筐体壁５に固定されている。また、第１、第
２の電極2a、2bは大きさの異なる２個の同心球体壁の一
部分を適当な大きさに夫々短冊状に切り取つた２枚の金
属板、例えばステンレス板からなる。そしてここで大切
なことは、静電偏向系２のイオンビームの出口に、イオ
ンビームの軸線と同じ軸線を中心とする管状空部を有す
る導電性チユーブ７を結合したところにある。この導電
性チユーブ７はリン青銅、ステンレス、銅、或いは導電
性の極めて良好なセラミクス系材料などの非磁性材料、
又はパーマロイなどの磁性材料からなるチユーブであ
り、その一端は静電偏向系２のイオン電流検出器2eと前
述のように互いの軸線が合致するよう対設され、その他
端は対物レンズ４の中空部まで延びている。このように
導電性チユーブ７の先端は電子ビームに悪影響を与えな
い限り試料６の近傍まで延びるのが望ましく、電子ビー
ムとイオンビームのなす角度が大きい場合には対物レン
ズ４に穴を開け、その穴を通して導電性チユーブ７を配
置することにより、その先端を試料６の近傍まで延ばす
ことができる。従つて、静電偏向系２により静電偏向さ
れたイオンビームは、導電性チユーブ７内を通つて試料
６に照射される。この際、導電性チユーブ７は接地電位
に固定されており、筐体内の電界および磁界からイオン
ビームをシールドする。
次に第２図により本発明の他の一実施例を説明する
と、この実施例では静電偏向系２を筐体壁５の外側に配
置し、その静電偏向系２に一端が結合され、かつ他端側
が筺体壁５に固定されたドリフトチユーブ8Aに前記実施
例で述べた様な導電性チユーブ７を筐体壁５に設けた空
洞部を介して接続している。ここで大切なのはドリフト
チユーブ8A内を通るイオンビームIbの軸線と導電性チユ
ーブ７の細管状空部の中心軸線が合致するよう導電性チ
ユーブ７を配置することであり、導電性チユーブ７はド
リフトチユーブ8Aに直接接続される必要はなく、筐体壁
５に設けた空洞部を介してドリフトチユーブ8A内を通る
イオンビームIbの軸線と導電性チユーブ７の細管状空部
の中心軸線とが一致するよう、導電性チユーブ７を筐体
壁５の内面に取り付けてもよい。
と、この実施例では静電偏向系２を筐体壁５の外側に配
置し、その静電偏向系２に一端が結合され、かつ他端側
が筺体壁５に固定されたドリフトチユーブ8Aに前記実施
例で述べた様な導電性チユーブ７を筐体壁５に設けた空
洞部を介して接続している。ここで大切なのはドリフト
チユーブ8A内を通るイオンビームIbの軸線と導電性チユ
ーブ７の細管状空部の中心軸線が合致するよう導電性チ
ユーブ７を配置することであり、導電性チユーブ７はド
リフトチユーブ8Aに直接接続される必要はなく、筐体壁
５に設けた空洞部を介してドリフトチユーブ8A内を通る
イオンビームIbの軸線と導電性チユーブ７の細管状空部
の中心軸線とが一致するよう、導電性チユーブ７を筐体
壁５の内面に取り付けてもよい。
以上述べたように本発明によれば、イオンビーム照射
機構から電子ビーム照射装置本体内に導入されたイオン
ビームを、一定電位に固定された導電性チユーブ内を通
して試料に照射しているので電子ビーム照射装置本体内
に発生する電界及び磁界からイオンビームをかなりシー
ルドでき、従つてイオンビームの集束性がほとんど損わ
れないので、試料面でのイオンビームのエネルギ密度は
低減されない。また電子ビームとイオンビーム間の相互
の悪影響も十分に低減できる。更にまた、この発明では
イオンビームの集束性が低下しないので、イオンビーム
が試料以外の面に照射される割合が小さく、従つてコン
タミネーシヨンを低減できる。
機構から電子ビーム照射装置本体内に導入されたイオン
ビームを、一定電位に固定された導電性チユーブ内を通
して試料に照射しているので電子ビーム照射装置本体内
に発生する電界及び磁界からイオンビームをかなりシー
ルドでき、従つてイオンビームの集束性がほとんど損わ
れないので、試料面でのイオンビームのエネルギ密度は
低減されない。また電子ビームとイオンビーム間の相互
の悪影響も十分に低減できる。更にまた、この発明では
イオンビームの集束性が低下しないので、イオンビーム
が試料以外の面に照射される割合が小さく、従つてコン
タミネーシヨンを低減できる。
第１図は本発明の一実施例に係る電子ビーム照射装置の
部分断面を示す図、第２図は本発明の他の一実施例に係
る電子ビーム照射装置の部分断面図を示す図、第３図は
従来の電子ビーム照射装置の一部分を示す図である。 １……イオンビーム照射機構、２……静電偏向系 ３……電子レンズ系、４……対物レンズ ５……筐体壁、６……試料 ７……導電性チユーブ ８……イオンビーム導入ポート 8A……ドリフトチユーブ
部分断面を示す図、第２図は本発明の他の一実施例に係
る電子ビーム照射装置の部分断面図を示す図、第３図は
従来の電子ビーム照射装置の一部分を示す図である。 １……イオンビーム照射機構、２……静電偏向系 ３……電子レンズ系、４……対物レンズ ５……筐体壁、６……試料 ７……導電性チユーブ ８……イオンビーム導入ポート 8A……ドリフトチユーブ
Claims (1)
- 【請求項１】試料に電子ビームを照射するための電子ビ
ーム照射機構と前記試料にイオンビームを照射するため
のイオンビーム照射機構とを少なくとも備えた電子ビー
ム照射装置において、前記イオンビーム照射機構からの
イオンビームを、前記電子ビーム照射装置本体の筐体内
に配置され、かつ一定電位に固定された導電性チユーブ
内を通して前記試料に照射することを特徴とする電子ビ
ーム照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62239692A JP2561486B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 電子ビーム照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62239692A JP2561486B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 電子ビーム照射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6482446A JPS6482446A (en) | 1989-03-28 |
| JP2561486B2 true JP2561486B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=17048496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62239692A Expired - Lifetime JP2561486B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 電子ビーム照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561486B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4172328A (en) * | 1978-03-06 | 1979-10-30 | Midrex Corporation | Reactor dryer apparatus |
-
1987
- 1987-09-24 JP JP62239692A patent/JP2561486B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6482446A (en) | 1989-03-28 |
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