JPH01274346A - 液体金属イオン源のコントロール方式 - Google Patents
液体金属イオン源のコントロール方式Info
- Publication number
- JPH01274346A JPH01274346A JP10341588A JP10341588A JPH01274346A JP H01274346 A JPH01274346 A JP H01274346A JP 10341588 A JP10341588 A JP 10341588A JP 10341588 A JP10341588 A JP 10341588A JP H01274346 A JPH01274346 A JP H01274346A
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- Japan
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- liquid metal
- cpu
- ion source
- metal ion
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- Pending
Links
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 16
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Landscapes
- 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〕
液体金属イオン源を用いたイオンビーム装置において、
イオンエミッシッンの安定度が、装置の性能を左右する
精密加工用イオンビーム装置に関する。
イオンエミッシッンの安定度が、装置の性能を左右する
精密加工用イオンビーム装置に関する。
（発明の概要〕
集束イオンビーム装置において、液体金属イオン源から
引き出されるイオンビームを安定に保つことは、その装
置の基本的性能であり、重要である０本発明は、−殻内
に行われている、イオンビーム電流検出によるアナログ
回路方式のフィードバックでは防ぐことのできない突発
的な発振や動作条件の変化の前徴をモニタ電流の周波数
成分より検出し、ＣＰＵが最適条件を算出コントロール
することで、動作不良を未然に防止することを可能とす
るため、液体金属イオン源のフィードバックコントロー
ル方式において、モニタ電極の電流値の周波数成分から
、イオンエミッシッンの状態をＣＰＵが判断し、最適条
件を与えるべく、引出電圧、ヒータパワー、フィードバ
ック回路の特定数を算出し、これらに対し、ＣＰＵが付
加的に定数を変化させるようにしたものである。
引き出されるイオンビームを安定に保つことは、その装
置の基本的性能であり、重要である０本発明は、−殻内
に行われている、イオンビーム電流検出によるアナログ
回路方式のフィードバックでは防ぐことのできない突発
的な発振や動作条件の変化の前徴をモニタ電流の周波数
成分より検出し、ＣＰＵが最適条件を算出コントロール
することで、動作不良を未然に防止することを可能とす
るため、液体金属イオン源のフィードバックコントロー
ル方式において、モニタ電極の電流値の周波数成分から
、イオンエミッシッンの状態をＣＰＵが判断し、最適条
件を与えるべく、引出電圧、ヒータパワー、フィードバ
ック回路の特定数を算出し、これらに対し、ＣＰＵが付
加的に定数を変化させるようにしたものである。
従来、イオンビーム装置におけるイオン電流の安定化は
、モニタ電流のＤＣ的変化をアナログ回路を経由して引
出電圧に与えることで行われており、液体金属イオン源
そのもののエミッション条件が変化しなければ十分安定
なコントロールが可能であった。しかし液体金属イオン
源は、そのエミッション条件が時間とともに変化するこ
とが知られており、単純なアナログ回路によるフィード
バックだけでは完全に使いこなせないという問題があっ
た。
、モニタ電流のＤＣ的変化をアナログ回路を経由して引
出電圧に与えることで行われており、液体金属イオン源
そのもののエミッション条件が変化しなければ十分安定
なコントロールが可能であった。しかし液体金属イオン
源は、そのエミッション条件が時間とともに変化するこ
とが知られており、単純なアナログ回路によるフィード
バックだけでは完全に使いこなせないという問題があっ
た。
液体金属イオン源はそのイオン発生メカニズムからも推
察されるように、テーラ−コーンという液体金属の円錐
形先端からイオン放出が行われるため、引出電圧が変化
するとテーラ−コーン形成条件が変わり、エミッション
ポイントの位置変化、電流量の変化、また液体金属の流
れ方の変化を引き起こし、結果として安定なエミッショ
ンを長時間続けることは難しい、また、−度発振を始め
ると、アナログ回路のフィードバックでは回路の時定数
によっては、より発振を助長する場合があり、最終的に
液体金属イオン源を破損することがあった。従って、イ
オン電流を一定に保つには、引出電圧だけでなく、ヒー
タパワーやフィードバック回路の時定数をも、微妙にコ
ントロールすることが必要であるが、従来技術でのモニ
タ電流検出方法では必要な情報が得られなかった。
察されるように、テーラ−コーンという液体金属の円錐
形先端からイオン放出が行われるため、引出電圧が変化
するとテーラ−コーン形成条件が変わり、エミッション
ポイントの位置変化、電流量の変化、また液体金属の流
れ方の変化を引き起こし、結果として安定なエミッショ
ンを長時間続けることは難しい、また、−度発振を始め
ると、アナログ回路のフィードバックでは回路の時定数
によっては、より発振を助長する場合があり、最終的に
液体金属イオン源を破損することがあった。従って、イ
オン電流を一定に保つには、引出電圧だけでなく、ヒー
タパワーやフィードバック回路の時定数をも、微妙にコ
ントロールすることが必要であるが、従来技術でのモニ
タ電流検出方法では必要な情報が得られなかった。
本発明では、モニタ電流の変化をＣＰＵに取り込み、そ
の周波数成分を調べることで、ヒータパワーや、フィー
ドバック回路時定数の最適値を知り、さらにＣＰＵがそ
れらの値を直接管理、調整することで、長時間安定動作
を可能とした。具体的な回路構成を第１図に示す。
の周波数成分を調べることで、ヒータパワーや、フィー
ドバック回路時定数の最適値を知り、さらにＣＰＵがそ
れらの値を直接管理、調整することで、長時間安定動作
を可能とした。具体的な回路構成を第１図に示す。
上記の回路によってＣＰＵに取り込まれるモニタ電流値
とその信号から得られる情報の最も簡単な例を第２図に
示す、第２図に示すように、モニタ電流の周波数成分か
ら不安定動作の前徴が読み取れることが分かる。
とその信号から得られる情報の最も簡単な例を第２図に
示す、第２図に示すように、モニタ電流の周波数成分か
ら不安定動作の前徴が読み取れることが分かる。
第１図に示す回路でＣＰＵ６にモニタ電流を取り込むＡ
／Ｄ変換速度をイオン源側々の特性に応じて１００ｎか
ら閣まで可変とし、時定数コントロール７を１０段階に
可変、またヒータパワー５を１０段階に可変可能とし、
さらには引出電圧回路４で引出電圧をＩＯＶステップで
制御可能とした。第１図でイオンビームの電流検出をモ
ニタ電極２で行い、引出電圧発生回路４ヘアナログフイ
ードバツク回路３を経由してフィードバックする。この
時、同時にモニタ電流をＣＰＵ６へ取り込みその周波数
成分を調べる。第２図に示される信号の種類により■は
安定動作時、■は安定動作はしているが不安定動作が始
まりかけている状態、■は不安定動作時とそれぞれの状
態が識別され、ＣＰＵ６はこの■から◎の状態に応じて
あらかじめセットされた制御信号を、ヒータパワー５．
アナログフィ′−ドパツク時定数コントロール７、引出
電圧回路４のそれぞれに与え、◎領域でのイオン源の動
作をさせることなく、安定にコントロールする。
／Ｄ変換速度をイオン源側々の特性に応じて１００ｎか
ら閣まで可変とし、時定数コントロール７を１０段階に
可変、またヒータパワー５を１０段階に可変可能とし、
さらには引出電圧回路４で引出電圧をＩＯＶステップで
制御可能とした。第１図でイオンビームの電流検出をモ
ニタ電極２で行い、引出電圧発生回路４ヘアナログフイ
ードバツク回路３を経由してフィードバックする。この
時、同時にモニタ電流をＣＰＵ６へ取り込みその周波数
成分を調べる。第２図に示される信号の種類により■は
安定動作時、■は安定動作はしているが不安定動作が始
まりかけている状態、■は不安定動作時とそれぞれの状
態が識別され、ＣＰＵ６はこの■から◎の状態に応じて
あらかじめセットされた制御信号を、ヒータパワー５．
アナログフィ′−ドパツク時定数コントロール７、引出
電圧回路４のそれぞれに与え、◎領域でのイオン源の動
作をさせることなく、安定にコントロールする。
本発明を液体金属イオン源のイオンビームに装置にて実
用し、安定動作時の電流安定度は、従来方式と変わらな
いが、不安定動作を起こすことがなく極めて長時間連続
に安定動作し、イオン源を破損することなく使用できる
ことを確認した。このことは、これまで−殻内に液体金
属イオン源を用いたイオンビーム装置の欠点として言わ
れている、使い方が難しい、オペレータ不在時のトラブ
ルが不安であるといった問題点を解決し、より安定なイ
オンビーム装置の供給を可能とした。
用し、安定動作時の電流安定度は、従来方式と変わらな
いが、不安定動作を起こすことがなく極めて長時間連続
に安定動作し、イオン源を破損することなく使用できる
ことを確認した。このことは、これまで−殻内に液体金
属イオン源を用いたイオンビーム装置の欠点として言わ
れている、使い方が難しい、オペレータ不在時のトラブ
ルが不安であるといった問題点を解決し、より安定なイ
オンビーム装置の供給を可能とした。
第１図は本発明にかかわる実施例のブロック図、第２図
は第１図の構成で得られるモニタ電流の信号波形、第３
図は従来のコントロール方法のブロック図である。 ｌ・・・液体金属イオン源 ２・・・モニタ電極（リング状電極） ３・・・アナログフィードバック回路 ４・・・引出電圧回路 ５・・・ヒータ電源回路 ６ ・ ・ ・ ＣＰＵ ７・・・１Ｂコントロール ８・・・イオンビーム 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社
は第１図の構成で得られるモニタ電流の信号波形、第３
図は従来のコントロール方法のブロック図である。 ｌ・・・液体金属イオン源 ２・・・モニタ電極（リング状電極） ３・・・アナログフィードバック回路 ４・・・引出電圧回路 ５・・・ヒータ電源回路 ６ ・ ・ ・ ＣＰＵ ７・・・１Ｂコントロール ８・・・イオンビーム 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社
Claims (1)
- 液体金属イオン源を用いたイオンビーム装置で、イオン
ビームをモニタ電極で検出し、その電極に流れ込む電流
の変化量に応じてイオンビームをコントロールするフィ
ードバック制御において、該コントロールに加えてモニ
タ電極の電流値をＡ／Ｄ変換しＣＰＵに取り込み、ＣＰ
ＵのＤ／Ａ出力によってデジタルコントロールすること
を特徴とする液体金属イオン源のコントロール方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10341588A JPH01274346A (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 液体金属イオン源のコントロール方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10341588A JPH01274346A (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 液体金属イオン源のコントロール方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274346A true JPH01274346A (ja) | 1989-11-02 |
Family
ID=14353414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10341588A Pending JPH01274346A (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 液体金属イオン源のコントロール方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01274346A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03289034A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-19 | Seiko Instr Inc | 液体金属イオン源の安定化操作方法 |
| WO2000041205A1 (en) * | 1999-01-05 | 2000-07-13 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for monitoring and tuning an ion beam in ion implantation apparatus |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP10341588A patent/JPH01274346A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03289034A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-19 | Seiko Instr Inc | 液体金属イオン源の安定化操作方法 |
| WO2000041205A1 (en) * | 1999-01-05 | 2000-07-13 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for monitoring and tuning an ion beam in ion implantation apparatus |
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