JP3138292B2 - イオンビーム照射方法およびその装置 - Google Patents
イオンビーム照射方法およびその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属材料、セラミック
ス、半導体材料、または他の材料で構成された試料にイ
オンビームを照射するイオンビーム照射方法およびその
装置に関するものである。
ス、半導体材料、または他の材料で構成された試料にイ
オンビームを照射するイオンビーム照射方法およびその
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】試料のイオン照射損傷を観察する場合、
イオン源で発生したイオンを加速管で加速し、必要なエ
ネルギーを付与し、レンズで集束し、マグネットで質量
分析した後、再びレンズで集束し、電子顕微鏡内に設け
られた静電プリズムで偏向し、電子顕微鏡の試料にその
イオンを照射して観察する。なお、イオン源と加速管と
でイオンビーム発生部を構成する。
イオン源で発生したイオンを加速管で加速し、必要なエ
ネルギーを付与し、レンズで集束し、マグネットで質量
分析した後、再びレンズで集束し、電子顕微鏡内に設け
られた静電プリズムで偏向し、電子顕微鏡の試料にその
イオンを照射して観察する。なお、イオン源と加速管と
でイオンビーム発生部を構成する。
【０００３】金属材料等の試料にイオンビームを照射す
る場合、一般には、イオンビーム発生部と試料との間
に、数１０ｋＶ以上の直流高電圧を印加し、これによっ
て充分に加速されたイオンが試料に照射される。しか
し、低加速のイオンビームを試料に照射したい場合もあ
り、この場合には、たとえば、最終的な加速電圧が１ｋ
Ｖ程度になるように、イオン加速部に３０ｋＶ程度の電
圧を印加し試料部に２９ｋＶを印加している。
る場合、一般には、イオンビーム発生部と試料との間
に、数１０ｋＶ以上の直流高電圧を印加し、これによっ
て充分に加速されたイオンが試料に照射される。しか
し、低加速のイオンビームを試料に照射したい場合もあ
り、この場合には、たとえば、最終的な加速電圧が１ｋ
Ｖ程度になるように、イオン加速部に３０ｋＶ程度の電
圧を印加し試料部に２９ｋＶを印加している。
【０００４】一方、試料が電子顕微鏡内に位置する場合
には、電気絶縁等の問題から、試料部の印加電圧をそれ
程高く設定することができないので、イオンビーム発生
部から大きなイオンビームの電流を引き出しつつ、試料
部の印加電圧を低く設定できるようにする必要がある。
には、電気絶縁等の問題から、試料部の印加電圧をそれ
程高く設定することができないので、イオンビーム発生
部から大きなイオンビームの電流を引き出しつつ、試料
部の印加電圧を低く設定できるようにする必要がある。
【０００５】この要請に応えるものとして、特開平２ー
２４９４６号に記載されている発明が提案されている。
この発明は、図４に示すように、イオン源部１から、加
速管部２、トランスポートＴを介して所定の試料Ｓに、
低加速イオンビームを照射し、試料Ｓをほぼ接地電位に
保持するとともに、トランスポートＴに印加する引き出
し電圧を負の値に設定し、イオン源部１に印加する加速
電圧の値を低く設定するものである。なお、トランスポ
ートＴは、上流レンズ部３、分析マグネット７、下流レ
ンズ部８等を覆う導電部分である。また、加速電源Ｅ
１、上流レンズ電源Ｅ２、分析マグネット電源Ｅ３、下
流レンズ電源Ｅ４、引き出し電源Ｅ５が設けられてい
る。
２４９４６号に記載されている発明が提案されている。
この発明は、図４に示すように、イオン源部１から、加
速管部２、トランスポートＴを介して所定の試料Ｓに、
低加速イオンビームを照射し、試料Ｓをほぼ接地電位に
保持するとともに、トランスポートＴに印加する引き出
し電圧を負の値に設定し、イオン源部１に印加する加速
電圧の値を低く設定するものである。なお、トランスポ
ートＴは、上流レンズ部３、分析マグネット７、下流レ
ンズ部８等を覆う導電部分である。また、加速電源Ｅ
１、上流レンズ電源Ｅ２、分析マグネット電源Ｅ３、下
流レンズ電源Ｅ４、引き出し電源Ｅ５が設けられてい
る。
【０００６】このような発明においては、イオン源部１
と引き出し電圧との間に充分に高い電圧を印加できるの
で、イオン源部１からイオンを大量に引き出すことがで
きるとともに、イオンビームは引き出し電位にある高電
位のトランスポート内の空間を、試料近傍まで導かれる
ので、イオン源部１から引き出されたイオンビームはあ
まり発散することなく、所望の低加速イオンビームを接
地電位の試料Ｓに照射できるので、セラミックス、生物
等の試料、または装置の関係から電圧を印加できない試
料にも低加速のイオンビームを照射することができると
いう利点がある。
と引き出し電圧との間に充分に高い電圧を印加できるの
で、イオン源部１からイオンを大量に引き出すことがで
きるとともに、イオンビームは引き出し電位にある高電
位のトランスポート内の空間を、試料近傍まで導かれる
ので、イオン源部１から引き出されたイオンビームはあ
まり発散することなく、所望の低加速イオンビームを接
地電位の試料Ｓに照射できるので、セラミックス、生物
等の試料、または装置の関係から電圧を印加できない試
料にも低加速のイオンビームを照射することができると
いう利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、加速電圧を変化しながら、試料Ｓにイオンビ
ームを照射しようとすると、まず、加速電源Ｅ１を所望
の電圧に調整し、その後、ビーム径を所定の大きさに調
整し、また、そのビームの中心を試料の中心に合わせる
ための調整等を行うために、上流レンズ電源Ｅ２、分析
マグネット電源Ｅ３、下流レンズ電源Ｅ４の各電圧を個
々に制御する必要があり、また他の電源の影響を繰り返
し補正する必要がある。そのために、その制御が非常に
微妙である。
おいては、加速電圧を変化しながら、試料Ｓにイオンビ
ームを照射しようとすると、まず、加速電源Ｅ１を所望
の電圧に調整し、その後、ビーム径を所定の大きさに調
整し、また、そのビームの中心を試料の中心に合わせる
ための調整等を行うために、上流レンズ電源Ｅ２、分析
マグネット電源Ｅ３、下流レンズ電源Ｅ４の各電圧を個
々に制御する必要があり、また他の電源の影響を繰り返
し補正する必要がある。そのために、その制御が非常に
微妙である。
【０００８】たとえば、上記従来例において、加速電源
Ｅ１の電圧を０．５ｋＶに設定したときには、上流レン
ズ電源Ｅ２、分析マグネット電源Ｅ３、下流レンズ電源
Ｅ４、引き出し電源Ｅ５、静電プリズム電源の各電圧
を、図５に示すように設定したとする。この状態で、加
速電源Ｅ１の電圧を０．５ｋＶから１．０ｋＶに変更す
ると、上流レンズ電源Ｅ２、分析マグネット電源Ｅ３、
下流レンズ電源Ｅ４、静電プリズム電源の各電圧を、図
５に示すように変更する必要がある。なお、この図５に
は、変更すべき電源の代表例を記載したのであって、実
際には、これらの他に、左右２つの補助偏向電源等の電
圧をも変更する必要があり、その調整が極めて複雑であ
る。
Ｅ１の電圧を０．５ｋＶに設定したときには、上流レン
ズ電源Ｅ２、分析マグネット電源Ｅ３、下流レンズ電源
Ｅ４、引き出し電源Ｅ５、静電プリズム電源の各電圧
を、図５に示すように設定したとする。この状態で、加
速電源Ｅ１の電圧を０．５ｋＶから１．０ｋＶに変更す
ると、上流レンズ電源Ｅ２、分析マグネット電源Ｅ３、
下流レンズ電源Ｅ４、静電プリズム電源の各電圧を、図
５に示すように変更する必要がある。なお、この図５に
は、変更すべき電源の代表例を記載したのであって、実
際には、これらの他に、左右２つの補助偏向電源等の電
圧をも変更する必要があり、その調整が極めて複雑であ
る。
【０００９】したがって、上記従来例においては、加速
電圧を変更することに伴って、上記各電源の電圧を調整
する作業が煩雑であるという問題があり、また、加速電
圧を１回、変更する場合に、それに伴って上記各電源の
電圧を調整することをも含めると、実際には３０分程度
の調整時間を必要とし、エネルギーを変化させながらイ
オンビームを照射した場合の試料の変化を実時間で観察
することが現実的には不可能であるという問題がある。
電圧を変更することに伴って、上記各電源の電圧を調整
する作業が煩雑であるという問題があり、また、加速電
圧を１回、変更する場合に、それに伴って上記各電源の
電圧を調整することをも含めると、実際には３０分程度
の調整時間を必要とし、エネルギーを変化させながらイ
オンビームを照射した場合の試料の変化を実時間で観察
することが現実的には不可能であるという問題がある。
【００１０】本発明は、イオンビーム発生部からイオン
を大量に引き出すことができ、セラミックス、生物等の
ように電圧を印加できない試料、または電子顕微鏡等の
装置構造の条件によって試料Ｓを含むターゲットに減速
電圧を印加できないような試料にイオンビームを照射す
る場合において、加速電圧の変更に伴う電源電圧の調整
作業が容易であり、エネルギーを変化させながらイオン
ビームを照射した場合に試料の変化を実時間で観察する
ことができるイオンビーム照射方法およびその装置を提
供することを目的とするものである。
を大量に引き出すことができ、セラミックス、生物等の
ように電圧を印加できない試料、または電子顕微鏡等の
装置構造の条件によって試料Ｓを含むターゲットに減速
電圧を印加できないような試料にイオンビームを照射す
る場合において、加速電圧の変更に伴う電源電圧の調整
作業が容易であり、エネルギーを変化させながらイオン
ビームを照射した場合に試料の変化を実時間で観察する
ことができるイオンビーム照射方法およびその装置を提
供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料をほぼ接
地電位に保持するとともに、トランスポートに印加する
引き出し電圧を加速電圧とは逆極性の値に設定し、加速
電圧の値と引き出し電圧の値との差をほぼ一定に維持し
ながら、加速電圧の値を調整するものである。また、本
発明は、加速電圧の値と引き出し電圧の値との差を一定
に維持しながら、加速電圧の値を調整する電圧調整手段
を設けたものである。
地電位に保持するとともに、トランスポートに印加する
引き出し電圧を加速電圧とは逆極性の値に設定し、加速
電圧の値と引き出し電圧の値との差をほぼ一定に維持し
ながら、加速電圧の値を調整するものである。また、本
発明は、加速電圧の値と引き出し電圧の値との差を一定
に維持しながら、加速電圧の値を調整する電圧調整手段
を設けたものである。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の説明図である。
【００１３】この実施例は、大別すると、イオンビーム
発生部１０と、トランスポートＴと、電子顕微鏡鏡筒部
４０と、各電源とで構成されている。
発生部１０と、トランスポートＴと、電子顕微鏡鏡筒部
４０と、各電源とで構成されている。
【００１４】イオンビーム発生部１０は、イオンを発生
するイオン源と、この発生したイオンを加速する加速管
とで構成され、調整弁Ｖと導入孔Ｇとを介してイオン化
用ガスがイオン源に導入される。イオンビーム発生部１
０は、具体的には、フィラメントＦと、イオン源マグネ
ットＩＭと、アーク部とを有し、加速電源２１から加速
電圧が印加されている。
するイオン源と、この発生したイオンを加速する加速管
とで構成され、調整弁Ｖと導入孔Ｇとを介してイオン化
用ガスがイオン源に導入される。イオンビーム発生部１
０は、具体的には、フィラメントＦと、イオン源マグネ
ットＩＭと、アーク部とを有し、加速電源２１から加速
電圧が印加されている。
【００１５】トランスポートＴの中には、上流レンズＬ
１と、補助偏向電極Ｄ１、Ｄ２と、下流レンズＬ２とが
設けられ、トランスポートＴと接地電位との間には、引
き出し電源２２から引き出し電圧が印加されている。こ
の引き出し電圧は、上記加速管とトランスポートＴの引
き出し電極２２ａとの間でイオンを引き出す作用を起こ
させるものであり、イオンビームの周囲の空間を一定の
電圧で保持するものである。上流レンズＬ１と下流レン
ズＬ２とは、イオン源で発生し加速管で加速されたイオ
ンビームの径がそのビーム走行距離とともに大きくなる
ので、イオンビームを収束させてその径を小さくし、イ
オンビームの発散を防止するためのものである。
１と、補助偏向電極Ｄ１、Ｄ２と、下流レンズＬ２とが
設けられ、トランスポートＴと接地電位との間には、引
き出し電源２２から引き出し電圧が印加されている。こ
の引き出し電圧は、上記加速管とトランスポートＴの引
き出し電極２２ａとの間でイオンを引き出す作用を起こ
させるものであり、イオンビームの周囲の空間を一定の
電圧で保持するものである。上流レンズＬ１と下流レン
ズＬ２とは、イオン源で発生し加速管で加速されたイオ
ンビームの径がそのビーム走行距離とともに大きくなる
ので、イオンビームを収束させてその径を小さくし、イ
オンビームの発散を防止するためのものである。
【００１６】分析マグネットＡＭは、上記イオンビーム
に含まれている不要なイオンを除去するものであり、質
量分析用マグネットＡＭによって、イオンの持つエネル
ギーと質量とで分析し、必要なイオンのみを、トランス
ポートＴの下流に存在する試料Ｓに送り込むものであ
る。
に含まれている不要なイオンを除去するものであり、質
量分析用マグネットＡＭによって、イオンの持つエネル
ギーと質量とで分析し、必要なイオンのみを、トランス
ポートＴの下流に存在する試料Ｓに送り込むものであ
る。
【００１７】電子顕微鏡４１の鏡筒部４０の中には、接
地電位に接続されたシールドチューブＳＴの一部分と、
このシールドチューブＳＴ内の静電プリズムＰと、試料
Ｓとが設けられている。この静電プリズムＰには、静電
プリズム電源２８、２９によって所定電圧（加速電圧と
引き出し電圧との差の電圧がたとえば１０ｋＶである場
合には、静電プリズム電圧はたとえば０．９ｋＶであ
る）が印加されている。なお、シールドチューブＳＴの
上端部はトランスポートＴの下流側の端部を覆い、この
シールドチューブＳＴの下流側の端部はプリズムＰの下
流、試料Ｓの近傍まで延在する。
地電位に接続されたシールドチューブＳＴの一部分と、
このシールドチューブＳＴ内の静電プリズムＰと、試料
Ｓとが設けられている。この静電プリズムＰには、静電
プリズム電源２８、２９によって所定電圧（加速電圧と
引き出し電圧との差の電圧がたとえば１０ｋＶである場
合には、静電プリズム電圧はたとえば０．９ｋＶであ
る）が印加されている。なお、シールドチューブＳＴの
上端部はトランスポートＴの下流側の端部を覆い、この
シールドチューブＳＴの下流側の端部はプリズムＰの下
流、試料Ｓの近傍まで延在する。
【００１８】加速電源２１は、イオン発生部１０と接地
電位との間に設けられ、正の電圧をイオン発生部１０に
印加し、引き出し電源２２は、トランスポートＴと接地
電位との間に設けられ、負の電圧をトランスポートＴに
印加している。この場合、加速電源２１による加速電圧
の値と、引き出し電源２２による引き出し電圧の値との
差をほぼ一定に維持しながら、加速電圧の値を調整する
ようにする。このように加速電圧の値と引き出し電圧の
値との差をほぼ一定に維持する場合、加速電源２１をマ
ニュアルで調整するとともに、引き出し電源２２をマニ
ュアルで調整する。
電位との間に設けられ、正の電圧をイオン発生部１０に
印加し、引き出し電源２２は、トランスポートＴと接地
電位との間に設けられ、負の電圧をトランスポートＴに
印加している。この場合、加速電源２１による加速電圧
の値と、引き出し電源２２による引き出し電圧の値との
差をほぼ一定に維持しながら、加速電圧の値を調整する
ようにする。このように加速電圧の値と引き出し電圧の
値との差をほぼ一定に維持する場合、加速電源２１をマ
ニュアルで調整するとともに、引き出し電源２２をマニ
ュアルで調整する。
【００１９】この他に、上流レンズ電源２３、右用補助
偏向電源２４、左用補助偏向電源２５、分析マグネット
電源２６、下流レンズ電源２７、静電プリズム電源２
８、２９、フィラメント電源３１、アーク電源３２、イ
オン源マグネット電源３３が設けられている。
偏向電源２４、左用補助偏向電源２５、分析マグネット
電源２６、下流レンズ電源２７、静電プリズム電源２
８、２９、フィラメント電源３１、アーク電源３２、イ
オン源マグネット電源３３が設けられている。
【００２０】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
る。
【００２１】ここで、加速電圧と引き出し電圧との差電
圧を１０ｋＶに維持することとし、加速電源２１による
加速電圧を０．５ｋＶに設定したときに、引き出し電源
２２の出力電圧をｘｋＶとする。この場合、０．５ｋＶ
−ｘｋＶ＝１０ｋＶであり、ｘｋＶ＝０．５ｋＶ−１０
ｋＶ＝−９．５ｋＶであるので、したがって、引き出し
電源２２の出力電圧を−９．５ｋＶに設定する。
圧を１０ｋＶに維持することとし、加速電源２１による
加速電圧を０．５ｋＶに設定したときに、引き出し電源
２２の出力電圧をｘｋＶとする。この場合、０．５ｋＶ
−ｘｋＶ＝１０ｋＶであり、ｘｋＶ＝０．５ｋＶ−１０
ｋＶ＝−９．５ｋＶであるので、したがって、引き出し
電源２２の出力電圧を−９．５ｋＶに設定する。
【００２２】このときに、加速電圧を０．６ｋＶに変更
したい場合には、加速電源２１を調整して、その出力電
圧を０．６ｋＶに設定するとともに、引き出し電源２２
を調整して、その出力電圧を−９．４ｋＶに設定する
（つまり、０．６ｋＶ−１０ｋＶ＝−９．４ｋＶであ
る）。このような調整を行えば、他の電源、つまり、上
流レンズ電源２３、右用補助偏向電源２４、左用補助偏
向電源２５、分析マグネット電源２６、下流レンズ電源
２７、静電プリズム電源２８、２９の出力電圧の調整を
必要とせずに、イオンビーム径、イオンビーム方向が適
正に維持され、試料Ｓに照射されるイオン密度が所定の
値に保たれる。もちろん、フィラメント電源３１、アー
ク電源３２、イオン源マグネット電源３３の出力電圧の
調整も必要としない。
したい場合には、加速電源２１を調整して、その出力電
圧を０．６ｋＶに設定するとともに、引き出し電源２２
を調整して、その出力電圧を−９．４ｋＶに設定する
（つまり、０．６ｋＶ−１０ｋＶ＝−９．４ｋＶであ
る）。このような調整を行えば、他の電源、つまり、上
流レンズ電源２３、右用補助偏向電源２４、左用補助偏
向電源２５、分析マグネット電源２６、下流レンズ電源
２７、静電プリズム電源２８、２９の出力電圧の調整を
必要とせずに、イオンビーム径、イオンビーム方向が適
正に維持され、試料Ｓに照射されるイオン密度が所定の
値に保たれる。もちろん、フィラメント電源３１、アー
ク電源３２、イオン源マグネット電源３３の出力電圧の
調整も必要としない。
【００２３】加速電圧を０．５ｋＶから、０．６ｋＶ以
外の電圧に変更する場合も、また、加速電圧を０．５ｋ
Ｖ以外の電圧から、他の電圧に変更する場合も、上記と
同様に、引き出し電源２２の出力電圧の調整を行うだけ
で、上流レンズ電源２３等の他の電源を一切調整する必
要がない。
外の電圧に変更する場合も、また、加速電圧を０．５ｋ
Ｖ以外の電圧から、他の電圧に変更する場合も、上記と
同様に、引き出し電源２２の出力電圧の調整を行うだけ
で、上流レンズ電源２３等の他の電源を一切調整する必
要がない。
【００２４】上記実施例においては、加速電圧を変更す
る場合に、加速電源２１の出力電圧の調整と引き出し電
源２２の出力電圧の調整とを行うだけで充分であるの
で、加速電圧の変更に伴う電源電圧の調整作業が容易で
あり、したがって、加速電圧を変化しながらイオンビー
ムを照射した場合に試料Ｓの変化を実時間で観察するこ
とができる。
る場合に、加速電源２１の出力電圧の調整と引き出し電
源２２の出力電圧の調整とを行うだけで充分であるの
で、加速電圧の変更に伴う電源電圧の調整作業が容易で
あり、したがって、加速電圧を変化しながらイオンビー
ムを照射した場合に試料Ｓの変化を実時間で観察するこ
とができる。
【００２５】また、上記実施例においては、静電プリズ
ムＰが電子顕微鏡内に設けられ、しかもその静電プリズ
ムＰに所定の電位が付与されているので、その静電プリ
ズムＰ内を通過するイオンビームの散乱が少ないという
利点がある。電子顕微鏡内には強い磁界が存在するが、
この磁界はシールドチューブＳＴで遮蔽されるので、そ
の磁界によってイオンビームが乱れることも無い。さら
に、静電プリズムＰで発生する電界は、上記シールドチ
ューブＳＴによって遮蔽されるので、その電界が顕微鏡
の動作に影響することも無い。
ムＰが電子顕微鏡内に設けられ、しかもその静電プリズ
ムＰに所定の電位が付与されているので、その静電プリ
ズムＰ内を通過するイオンビームの散乱が少ないという
利点がある。電子顕微鏡内には強い磁界が存在するが、
この磁界はシールドチューブＳＴで遮蔽されるので、そ
の磁界によってイオンビームが乱れることも無い。さら
に、静電プリズムＰで発生する電界は、上記シールドチ
ューブＳＴによって遮蔽されるので、その電界が顕微鏡
の動作に影響することも無い。
【００２６】図２は、本発明の他の実施例の要部を示す
回路図である。
回路図である。
【００２７】図２に示す実施例は、基本的には図１に示
す実施例と同じであり、図１に示す実施例における加速
電源２１と引き出し電源２２との代わりに、電圧調整手
段２０を設けたものである。つまり、図１の実施例のう
ち、加速電源２１と引き出し電源２２以外の構成は、図
１に示す実施例の場合と図２に示す実施例の場合とで共
通である。
す実施例と同じであり、図１に示す実施例における加速
電源２１と引き出し電源２２との代わりに、電圧調整手
段２０を設けたものである。つまり、図１の実施例のう
ち、加速電源２１と引き出し電源２２以外の構成は、図
１に示す実施例の場合と図２に示す実施例の場合とで共
通である。
【００２８】電圧調整手段２０は、電圧調整回路２０ａ
と加速電源５１と引き出し電源５２と電圧計Ｖａ、Ｖｂ
とを有する。また、電圧調整手段２０は、加速電圧の値
と引き出し電圧の値との差をほぼ一定に維持しながら、
加速電圧および引き出し電圧の値を同時に調整する電圧
調整手段の一例である。
と加速電源５１と引き出し電源５２と電圧計Ｖａ、Ｖｂ
とを有する。また、電圧調整手段２０は、加速電圧の値
と引き出し電圧の値との差をほぼ一定に維持しながら、
加速電圧および引き出し電圧の値を同時に調整する電圧
調整手段の一例である。
【００２９】電圧調整回路２０ａは、１つの基準用電源
２０ｂと、この基準用電源２０ｂに並列接続され、その
可動接点２０ｃが接地電位に接続されたポテンショメー
タ２０ｒとを有する。基準用電源２０ｂのプラス側は、
加速電源５１の基準電圧端子５１ａに接続され、加速電
源５１用基準電圧を発生し、基準用電源２０ｂのマイナ
ス側は、引き出し電源５２の基準電圧端子５２ａに接続
され、引き出し電源５２用基準電圧を発生している。
２０ｂと、この基準用電源２０ｂに並列接続され、その
可動接点２０ｃが接地電位に接続されたポテンショメー
タ２０ｒとを有する。基準用電源２０ｂのプラス側は、
加速電源５１の基準電圧端子５１ａに接続され、加速電
源５１用基準電圧を発生し、基準用電源２０ｂのマイナ
ス側は、引き出し電源５２の基準電圧端子５２ａに接続
され、引き出し電源５２用基準電圧を発生している。
【００３０】加速電源５１は、加速電圧に比例する加速
電圧検出信号と加速電源５１用基準電圧との誤差信号を
得、その誤差信号がゼロになるように制御を行う機能を
有する通常の電源である。引き出し電源２２は、引き出
し電圧に比例する引き出し電圧検出信号と引き出し電源
５２用基準電圧との誤差信号を得、その誤差信号がゼロ
になるように制御を行う機能を有する通常の電源であ
る。
電圧検出信号と加速電源５１用基準電圧との誤差信号を
得、その誤差信号がゼロになるように制御を行う機能を
有する通常の電源である。引き出し電源２２は、引き出
し電圧に比例する引き出し電圧検出信号と引き出し電源
５２用基準電圧との誤差信号を得、その誤差信号がゼロ
になるように制御を行う機能を有する通常の電源であ
る。
【００３１】加速電源５１の出力電圧である加速電圧は
電圧計Ｖａで表示され、引き出し電源５２の出力電圧で
ある引き出し電圧は電圧計Ｖｂで表示される。
電圧計Ｖａで表示され、引き出し電源５２の出力電圧で
ある引き出し電圧は電圧計Ｖｂで表示される。
【００３２】ポテンショメータ２０ｒの可動接点２０ｃ
を図中、左に動かすと、加速電源５１用基準電圧が低く
なり、引き出し電源５２用基準電圧も低くなる。換言す
れば、その基準電圧は負極性なので絶対値は大きくな
る。したがって、加速電圧を下降させると同時に引き出
し電圧の絶対値を増大させる場合には、ポテンショメー
タ２０ｒの可動接点２０ｃを図中、左に動かし、電圧計
ＶａまたはＶｂの表示値が所望の電圧値になった位置で
可動接点２０ｃを止めればよい。
を図中、左に動かすと、加速電源５１用基準電圧が低く
なり、引き出し電源５２用基準電圧も低くなる。換言す
れば、その基準電圧は負極性なので絶対値は大きくな
る。したがって、加速電圧を下降させると同時に引き出
し電圧の絶対値を増大させる場合には、ポテンショメー
タ２０ｒの可動接点２０ｃを図中、左に動かし、電圧計
ＶａまたはＶｂの表示値が所望の電圧値になった位置で
可動接点２０ｃを止めればよい。
【００３３】逆に加速電圧を上昇させると同時に負極性
の引き出し電圧の絶対値を低下させる場合には、前述と
は逆に、可動接点２０ｃを図中、右に動かせばよい。
の引き出し電圧の絶対値を低下させる場合には、前述と
は逆に、可動接点２０ｃを図中、右に動かせばよい。
【００３４】この場合も、加速電圧と引き出し電圧との
電位差が１０ｋＶに維持され、加速電圧が０．５ｋＶに
設定されていれば、電圧計Ｖａが０．５ｋＶを示し、電
圧計Ｖｂが−９．５ｋＶを示している。このときに、加
速電圧を０．６ｋＶに変更したい場合には、ポテンショ
メータ２０ｒを調整して、電圧計Ｖａが０．６ｋＶを示
すように調整する。この調整を行えば、上流レンズ電源
２３、右用補助偏向電源２４、左用補助偏向電源２５、
分析マグネット電源２６、下流レンズ電源２７、静電プ
リズム電源２８、２９等の他の電源の出力電圧の調整を
必要とせずに、イオンビーム径、イオンビーム方向が適
正に維持される。
電位差が１０ｋＶに維持され、加速電圧が０．５ｋＶに
設定されていれば、電圧計Ｖａが０．５ｋＶを示し、電
圧計Ｖｂが−９．５ｋＶを示している。このときに、加
速電圧を０．６ｋＶに変更したい場合には、ポテンショ
メータ２０ｒを調整して、電圧計Ｖａが０．６ｋＶを示
すように調整する。この調整を行えば、上流レンズ電源
２３、右用補助偏向電源２４、左用補助偏向電源２５、
分析マグネット電源２６、下流レンズ電源２７、静電プ
リズム電源２８、２９等の他の電源の出力電圧の調整を
必要とせずに、イオンビーム径、イオンビーム方向が適
正に維持される。
【００３５】なお、加速電圧を０．５ｋＶから、０．６
ｋＶ以外の電圧に変更する場合も、また、加速電圧を
０．５ｋＶ以外の電圧から、他の電圧に変更する場合
も、上記と同様に、ポテンショメータ２０ｒを調整する
だけで、上流レンズ電源２３等の他の電源を一切調整す
る必要がない。
ｋＶ以外の電圧に変更する場合も、また、加速電圧を
０．５ｋＶ以外の電圧から、他の電圧に変更する場合
も、上記と同様に、ポテンショメータ２０ｒを調整する
だけで、上流レンズ電源２３等の他の電源を一切調整す
る必要がない。
【００３６】したがって、図２に示す電圧調整手段２０
を使用すれば、加速電圧の変更に伴う電源調整作業が迅
速に終了し、電源電圧の調整作業がより容易であり、加
速電圧を変化しながらイオンビームを照射したい場合
に、試料の変化を実時間で観察することが極めて容易に
できる。なお、この場合、電圧計Ｖｂを省略するように
してもよい。
を使用すれば、加速電圧の変更に伴う電源調整作業が迅
速に終了し、電源電圧の調整作業がより容易であり、加
速電圧を変化しながらイオンビームを照射したい場合
に、試料の変化を実時間で観察することが極めて容易に
できる。なお、この場合、電圧計Ｖｂを省略するように
してもよい。
【００３７】図３は、図２に示す実施例において、電源
２０ｂの電圧（つまり、加速電圧と引き出し電圧との電
位差）として、１０ｋＶ、８ｋＶ、６ｋＶ、４ｋＶを採
用した場合の特性を示す図である。このように、電源２
０ｂの出力電圧自体をも変化させる場合には、電源２０
ｂの両端に電圧計を設けることが好ましい。
２０ｂの電圧（つまり、加速電圧と引き出し電圧との電
位差）として、１０ｋＶ、８ｋＶ、６ｋＶ、４ｋＶを採
用した場合の特性を示す図である。このように、電源２
０ｂの出力電圧自体をも変化させる場合には、電源２０
ｂの両端に電圧計を設けることが好ましい。
【００３８】なお、上記実施例ではプラスイオンの場合
について述べたが、マイナスイオンの場合には、各印加
電圧の極性を、全て図示とは逆に設定すればよい。ま
た、図示していないが、イオンビーム発生部１０および
トランスポートＴは低電位に確保されたカバーで覆われ
ている。さらにまた、上記実施例では加速電圧が充分に
低い場合について述べたが、加速電圧をたとえば従来の
１／２程度の電圧（数ｋＶ〜数十ｋＶ）に低減し、トラ
ンスポートＴには加速電圧の低減を考慮して決めた電圧
を印加してもよい。
について述べたが、マイナスイオンの場合には、各印加
電圧の極性を、全て図示とは逆に設定すればよい。ま
た、図示していないが、イオンビーム発生部１０および
トランスポートＴは低電位に確保されたカバーで覆われ
ている。さらにまた、上記実施例では加速電圧が充分に
低い場合について述べたが、加速電圧をたとえば従来の
１／２程度の電圧（数ｋＶ〜数十ｋＶ）に低減し、トラ
ンスポートＴには加速電圧の低減を考慮して決めた電圧
を印加してもよい。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、イオンビーム発生部か
らイオンを大量に引き出し、セラミックス、生物等のよ
うに電圧を印加できない試料、または装置の構造等の制
約からターゲットに減速電圧を印加できない試料、ある
いは低減された加速電圧が印加される試料に、イオンビ
ームを照射する場合において、加速電圧の変更に伴う電
源電圧の調整作業が容易であり、しかもイオンビームを
照射した場合に試料の変化を実時間で観察することがで
きるという効果を奏する。
らイオンを大量に引き出し、セラミックス、生物等のよ
うに電圧を印加できない試料、または装置の構造等の制
約からターゲットに減速電圧を印加できない試料、ある
いは低減された加速電圧が印加される試料に、イオンビ
ームを照射する場合において、加速電圧の変更に伴う電
源電圧の調整作業が容易であり、しかもイオンビームを
照射した場合に試料の変化を実時間で観察することがで
きるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例の説明図である。
【図２】本発明の他の実施例の要部を示す回路図であ
る。
る。
【図３】図２に示す実施例において、電源２０ｂの出力
電圧を変化させた場合の特性を示す図である。
電圧を変化させた場合の特性を示す図である。
【図４】従来例の一例を示す図である。
【図５】上記従来例の動作説明図である。
１０…イオンビーム発生部、 ２０…電圧調整手段、 ２０ｂ…電源、 ２０ｒ…ポテンショメータ、 ２１、５１…加速電源、 ２２、５２…引き出し電源、 ２３…上流レンズ電源、 ２４、２５…補助偏向電源、 ２６…分析マグネット電源、 ２７…下流レンズ電源、 ２８、２９…静電プリズム電源、 ４０…電子顕微鏡鏡筒部、 Ｔ…トランスポート、 Ｌ１…上流レンズ、 ＡＭ…分析マグネット、 Ｌ２…下流レンズ、 Ｄ１、Ｄ２…補助偏向電極、 Ｐ…静電プリズム、 Ｓ…試料。
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の試料をほぼ接地電位に保持すると
ともに、トランスポートと上記接地電位との間に印加す
る引き出し電圧を、イオンビーム発生部と上記試料との
間に印加される加速電圧とは逆極性の値に設定し、イオ
ンビーム発生部から、上記トランスポートを介して上記
試料にイオンビームを照射するイオンビーム照射方法に
おいて、 上記加速電圧の値と上記引き出し電圧の値との差をほぼ
一定に維持することを特徴とするイオンビーム照射方
法。 - 【請求項２】 所定の試料をほぼ接地電位に保持すると
ともに、トランスポートと上記接地電位との間に印加す
る引き出し電圧を、イオンイオンビーム発生部と上記試
料との間に印加される加速電圧とは逆極性の値に設定
し、上記イオンビーム発生部から、上記トランスポート
を介して上記試料にイオンビームを照射するイオンビー
ム照射装置において、 上記加速電圧の値と上記引き出し電圧の値との差をほぼ
一定に維持しながら、上記加速電圧および上記引き出し
電圧の値を同時に調整する電圧調整手段を有することを
特徴とするイオンビーム照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03189211A JP3138292B2 (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | イオンビーム照射方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03189211A JP3138292B2 (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | イオンビーム照射方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513036A JPH0513036A (ja) | 1993-01-22 |
| JP3138292B2 true JP3138292B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=16237407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03189211A Expired - Fee Related JP3138292B2 (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | イオンビーム照射方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3138292B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4568768B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2010-10-27 | 株式会社フェローテック | プラズマ生成装置及びプラズマ処理装置 |
-
1991
- 1991-07-03 JP JP03189211A patent/JP3138292B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513036A (ja) | 1993-01-22 |
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