JPH0282442A - 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。

（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２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、そのほか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。ビ
ーム集束部３は集束レンズ４を含めて大地電位に固定さ
れている。

（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】の加速電圧は、
　ＭＶの電圧に対して、１〜２ｋＶの電圧変動を持ち、
したがって〜Ｉ　Ｘ　１０−’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、〜Ｉ
　Ｘ　１０−’の変動を持つようになる。

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５
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　ＩＦ’あるいはＩ　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難の技
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、極めて困雅とされている。

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
。

（課題を解決するための手段） この発明は集束レンズを電気的に浮かし、加速電圧のリ
ップル変動分を集束レンズの電位に加えて、加速器と集
束レンズとの間の相対変動を減少させたことを特徴とす
る。

（作用） 加速器の加速電圧を■、また加速電圧のリップル分を±
ΔＶとすると、加速器の大地に対しての電位は、Ｖ±△
Ｖとなる。このときこの加速器のリップル分出△■を検
出し、これを集束レンズに印加すれば、加速電圧の集束
レンズに対する電位は、Ｖ±ΔＶ−（±ΔＶ）＝Ｖとな
る。

これによって加速器の電圧にリップル変動があっても、
加速器と集束レンズとの間の電位の相対変動が減少する
。したがってリップル変動による集束レンズの色収差効
果を、これによって小さくすることができるようになる
６ （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２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によって増幅したあと、電位補正増幅電
源８に与え、リップル電位と同相で同電位の補正電圧を
得る。電位補正増幅電源は例えば高圧電源が与えられる
入力端子９と、ここに与えられる高電圧を電源とする二
極管１０とからなり、三極管１０のグリッドに増幅器７
からの出力が与えられるようにしである。

ビーム集束部３内の集束レンズ４を、数ｋＶの絶縁に耐
える絶縁物１１で覆うなどして、その周囲から切り離し
、電気的に周囲たとえばその前後のビームライン、支持
金具などから、浮かすようにしている。そしてその集束
レンズ４に電位補正電源８からの補正電圧を印加する７ 以上によって集束レンズ４における電位変動は、加速電
圧変動と同じとなり、加速電圧のリップル電圧による影
響を回避することができるようになる。なお実際には完
全に補正することは極めて困這であるが、変動分を１／
１０以下に減少させることは容易である。

この程度に減少させるならば、集束レンズから見て、ビ
ームのエネルギー変動はＩ　Ｘ　１０−’あるいはＩ　
Ｘ　１０−’まで下げることができ、したがって色収差
効果を小さくし、ビームのサブミクロン化が容易となる
。

なお以上の説明は、加速電圧のリップル変動に対しての
ものであったが、ドリフトに対しても同様の効果を奏す
るものであることはいうまでもなＵ）。

また図の実施例では、集束レンズ４のみを電気的に浮か
せて補正する場合についてのものであったが、これに代
えてビーム集束部３全体を同じように）ｌかせで、補正
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
プル変動分を、電気的に浮かせである集束レンズに印加
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・・・電位補正増幅電源、１１・
・・絶縁物、 尋２０

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、前記集束レンズを電気
   的に浮かす手段と、前記加速器と集束レンズとの間の相
   対的電位変動を減少させるように、前記加速器の加速電
   圧のリップル変動分を前記集束レンズの電位に加える手
   段とを備えたマイクロビーム発生装置。