JPH02117060A - マイクロビーム発生装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はマイクロビーム発生装置に関する６（従来の
技術） 周知のようにマイクロビーム発生装置は、イオンを加速
する加速器と、加速されたイオンを分析する分析電磁石
と、内部に集束レンズ、試料チェンバーなどを備えたビ
ーム集束部とによって主として構成されている。

第５図は従来のマイクロビーム発生装置を示し、１は加
速器、２は分析電磁石、３はビーム集束部で、内部に集
束レンズ４、試料チェンバー５などを備えている。ビー
ム集束部３内には、そのほが必要によりマイクロスリッ
ト、走査コイル、走査電極などが設置される。

（発明が解決しようとする課題） このような構成において、通常加速器１の加速電圧は、
　ＭＶの電圧に対して１時間的に１〜２ｋＶ程度変動す
る。したがって〜Ｉ　Ｘ　１０−３の変動割合となる。

その結果として加速されるビームのエネルギーも、〜ｌ
　Ｘ　１０−’の変動を持つようになる。

たとえば加速電圧を２ＭＶに設定したとき、第３図に示
すように、約±２ｋＶ程度が約５０〜５００Ｈｚ程度の
周波数で変動するようになる。

一方現在のビーム集束技術によれば、ビームをその径が
μｍφになるまで集束させることが可能とされている。

しかしそのためには極めて精密な集束レンズを用いるが
、ビーム自身がエネルギー変動を持つと１色収差の効果
のため、ビーム径をある一定値以下に絞り込むことがで
きなくなる。

最近に至ってマイクロビームの応用が盛んとなり、その
ためサブミクロンまで集束させることが強く望まれるよ
うになっている。しかし如何に正確、精密なビーム集束
系を製作しても、ビームエネルギーに変動がある限り、
サブミクロンまでの集束は原理的にできない。

これを解決する手段として、加速器のリップル変動をＩ
　Ｘ　１０−’あるいはｌ　Ｘ　１０−’まで低下させ
ればよいが、このようなことは加速器技術として至薄の
技である。結果としてサブミクロンまでビームを集束す
ることは、極めて困難とされている。

この発明は加速器にリップル変動が存在していても、こ
れによる集束レンズの色収差効果を小さくし、もってマ
イクロビームへの集束性を向上させることを目的とする
。

（１１１題を解決するための手段） この発明は加速電圧のリップル変動分に応じて。

集束レンズの磁場の強さを補正して加速電圧の変動を打
ち消し、これによって色収差効果を減じるようにしたこ
とを特徴とする。

（作用） 集束レンズによってビームを集束するとき、これを常時
同じ最適位置に集束させるには、加速電圧と集束レンズ
の磁場とは常時一定の比率関係を満足させる必要がある
。

たとえば第４図に示すように、加速器の加速電圧がＥ。

のとき、集束レンズの磁場がＢ。であれば。

ビームが最適位置に集束されるとする。

今加法電圧が＋△Ｅだけ変動したとき、ビームを同じ最
適位置に集束しようとすれば、集束レンズの磁場をΔＢ
だけ増せばよい、加速電圧が−ΔＥだけ変動したときは
、逆にΔＢだけ減少させればよい。

これによって加速電圧が時間的に変動しても、色収差効
果を打ち消し、または減少させることができるようにな
る。

（実施例） この発明の実施例を第１図によって説明する。

なお第５図と同じ符号を付した部分は、同一または対応
する部分を示す、この発明にしたがい、加速器１にリッ
プル電位を検出するリップル検出器６を設け、これによ
って電位変動信号を得る。

これを増幅器７、信号増幅器８によって増幅してから、
集束レンズ４に与える。集束レンズ４は第２図に示すよ
うな四極電磁石９によって構成されている。すなわち四
極の磁極１０を備え、各磁極１０に励磁コイル１１が巻
回されてあり、各励磁コイル１１は、主電源（直流電源
）によって励磁されるようになっている。

この発明にしたがい、各磁極１ｏに巻回される励磁コイ
ル１」のほかに補助コイル１２を巻回して構成しである
。そして各補助コイル１２を前記信号増幅器８からの増
幅信号によって励磁するようにしである。

以上の構成において、加速電圧がΔＢだけ変動して増大
したとすると、その増大分をリップル検出器６が検出し
、これによって補助コイル１２に、磁場をΔＢだけ増大
するように励磁電流を供給する。これによってビームは
加速電圧の変動にかがわらず、同じ最適位置に集束され
る。

加速電圧が減少した場合は、補助コイル１２には磁場を
ΔＢだけ減少するように励磁電流が供給される。この場
合でもビームは加速電圧の変動にかかわらず、同じ最適
位置に集束される。

なお集束レンズ４としては、四極電磁石ダブレットであ
っても、トリプレットであっても、またダブレットが２
台続いたものであってもよい。また図の例では補助コイ
ル１２を設置した構成を示しているが、励磁コイル１１
のみとし、信号増幅器８からの増幅信号を、励磁コイル
】１の励磁電流に重畳して供給するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、加速電圧のリッ
プル変動に応じて集束レンズの磁場を補正するようにし
たので、集束レンズの色収差効果を小さくすることがで
き、ビームのマイクロ化更にはサブミクロン化が極めて
容易に可能となるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す配置図、第２図は四極
電磁石の断面図、第３図は加速電圧の変動特性図、第４
図は加速電圧と集束レンズの磁場との関係を示す特性曲
線図、第５図は従来例の配置図である。 １・・・加速器、２・・・分析電磁石、３・・・ビーム
集束部、４・・・集束レンズ、５・・・試料チェンバー
　６・・・リップル検出器、８・・・信号増幅器、１１
・・・励磁コイル、１２・・・補助コイル、 第２７ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加速器と、前記加速器によって加速されたビームを集束
   レンズによって集束するビーム集束部とを備えてなるマ
   イクロビーム発生装置において、前記加速器の加速電圧
   の時間的に変動する増減に応じて、前記集束レンズの磁
   場を、前記集束レンズの色収差効果を減少させるように
   増減する手段を備えてなるマイクロビーム発生装置。