JPH0234429B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子顕微鏡に使用して最適なイオン照
射装置に関する。

最近、試料にイオンを照射し、該試料内にイオ
ンの注入を行いながら、その様子を電子顕微鏡で
観察することが行われている。この場合、該試料
は磁場中に配置されており、イオン発生部を出射
したイオンは該磁場によつてその軌道が曲げられ
る。そのため、イオンが正確に試料に照射される
ように、イオン発生部からのイオンの出射方向を
該軌道の曲げを考慮して定めなければならない。
しかしながら、該出射方向を正確に定めたとして
も、該試料が配置されている磁場の強さが変えら
れると、その強さに応じて該イオンの軌道も変化
し、正確に試料の検鏡部分にイオンを照射するこ
とができなくなる。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
試料の配置されている磁場の強さが変えられて
も、正確に目標位置にイオンを照射することの可
能なイオン照射装置を提供する。

本発明に基づくイオン照射装置は、イオン発生
部からのイオン磁場中に配置されたターゲツトに
照射する装置において、該イオン発生部と該ター
ゲツトの間にイオン偏向手段を設け、該イオン偏
向手段によるイオンの偏向角を該磁場の強さに応
じて変化させるようにした点に特徴を有してい
る。

以下、本発明の実施例を添附図面に基づいて詳
述する。

図中１は電子顕微鏡の対物レンズヨーク、２は
レンズコイルであり、該コイル２には励磁電源３
から励磁電流が供給される。４は該対物レンズ磁
場中に配置されている試料であり、５は該試料に
イオンを照射するためのイオン銃である。該イオ
ン銃５は高圧電源６から正の高電圧が印加されて
いる中空陽極７と該陽極７の外側に配置された接
地電位の陰極８から成るイオン発生部、偏向電源
９から偏向電圧が供給される静電偏向板１０、中
性粒子遮蔽板１１より成つている。該陽極７およ
び陰極８は透磁率の高い材料で形成されている。
尚、偏向板１０は２枚の偏向電極より構成されて
おり、正確には図面に垂直な方向にイオンを偏向
するように配置されるが、説明の容易さのため
に、この偏向板１０は斜めに描かれており、イオ
ンも実際には紙面に垂直な方向に偏向されるが、
図面上では斜めに偏向されるように描かれてい
る。該陰極８に囲まれた空間は放電室となつてお
り、その空間には、流路１３、調整弁１４を介し
てガス源（図示せず）から、アルゴンガスの如き
不活性ガスが供給される。該イオン銃５内部に供
給されるガスの一部は流路１５、調整弁１６を介
して排出され、その結果、調整弁１４，１６を適
宜に調整することにより、該イオン銃内部の不活
性ガスの圧力をイオン化に最適な圧力とすること
ができる。１７は制御回路であり、該制御回路１
７は該励磁電源３と偏向電源９を制御する。尚、
該陽極７と陰極８とは絶縁体１８によつて一体化
されている。

上述した如き構成において、試料４には図示し
ていないが、電子銃から発生した電子線が集束レ
ンズによつて集束されて照射されており、該試料
を通過した電子線は中間レンズ、投影レンズ（図
示せず）によつて蛍光板あるいはイメージインテ
ンシフアイア上に投影され、該蛍光板上あるいは
該イメージインテンシフアイアに接続された陰極
線管に試料像が表示される。ここで、ガス源から
のアルゴンガスを陰極８によつて囲まれた放電室
内部に導入し、該陰極８と陽極７の間に高電圧を
印加すれば、放電により該アルゴンガスは電離イ
オン化し、該イオンは陰極８の開口８ａを通過し
て取出される。該開口８ａを通過したイオンは、
偏向板１０に印加される偏向電圧に応じて偏向さ
れ、図面に平行な方向の対物レンズ磁場によつて
偏向された後、試料４に照射される。該試料４上
のイオン照射点は、静電偏向板１０による電場と
対物レンズ磁場とによるイオンの偏向によつて決
定され、磁場が一定の場合には該静電偏向板１０
に印加する電圧を調整することにより、実線Ａで
示す如く、試料４の電子線照射点にイオンを正確
に照射することが可能である。このように試料に
イオンを注入しつつ電子顕微鏡像の表示を行え
ば、イオン注入の様子を観察することができる。
尚、イオン化され加速されたガス粒子が他のガス
粒子と衝突し、その際の電荷交換によつて中性粒
子となつたものは、加速されたイオンと同方向に
進行するが、該中性粒子は静電偏向板１０によつ
ては偏向を受けないため、直進し、遮蔽板１１に
よつて試料４方向への進行が阻止される。

次に、観察倍率の変更等を行う場合、励磁電源
３から目的に応じた励磁電流が対物レンズコイル
２に供給されるよう、該励磁電源３は制御回路１
７によつて制御される。従つて、試料４が配置さ
れている空間の磁場の強さは変化し、それに応じ
てイオン銃５を出射したイオンの軌道は変化す
る。この時、該制御回路１７は偏向電源９を制御
し、例えば、磁場がより強くされてイオンがより
大きく曲げられるときには、該静電偏向板１０に
より高い偏向電圧を印加し、図中点線Ｂで示す如
く、該磁場によるイオンの曲げられる向きとは逆
の向きに大きく該イオンを曲げるようにする。こ
の結果、対物レンズ強度がどのように変化して
も、常に試料４の電子線照射部分に正確にイオン
を照射することができる。尚、磁場によるイオン
の軌道の曲げの補正は、対物レンズ磁場と静電偏
向板による電場が合成された電磁界によつて行わ
れることになる。

以上詳述した如く、本発明は観察試料等のター
ゲツトが配置された磁場の強さに連動して、別個
に設けられたイオン偏向手段により、予め磁場に
よるイオンの偏向の向きとは逆の向きに該イオン
を偏向しており、ターゲツトの目的位置に正確に
イオンを照射することができる。尚、本発明は、
上述した実施例に限定されず、幾多の変形が可能
である。例えば、イオンの注入の様子を観察する
ために試料にイオンを照射したが、試料の表面を
イオンによつて削りながら顕微鏡像を観察した
り、オージエ電子の分析を行つたりする場合にも
本発明を使用することができると共に、その他、
磁場中のターゲツトにイオンを照射する場合全て
に本発明を適用することができる。又、イオンを
発生させるための方式は電離イオン方式に限定さ
れず、他のイオン化の方式も使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明の一実施例を示す図である。 １…対物レンズヨーク、２…レンズコイル、３
…励磁電源、４…試料、５…イオン銃、６…高圧
電源、７…中空陽極、８…陰極、９…偏向電源、
１０…静電偏向板、１１…遮蔽板、１３，１５…
ガス流路、１４，１６…調整弁、１７…制御回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン発生部からのイオンを磁場中に配置さ
   れたターゲツトに照射する装置において、該イオ
   ン発生部と該ターゲツトの間にイオン偏向手段を
   設け、該イオン偏向手段によるイオンの偏向角を
   該磁場の強さに応じて変化させるようにしたイオ
   ン照射装置。 ２ 該イオン発生部から直進する中性粒子を遮蔽
   する遮蔽板が設けられた特許請求の範囲第１項記
   載のイオン照射装置。