JPH0337947A - 集束イオンビーム装置 - Google Patents

集束イオンビーム装置

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JPH0337947A
JPH0337947A JP1170743A JP17074389A JPH0337947A JP H0337947 A JPH0337947 A JP H0337947A JP 1170743 A JP1170743 A JP 1170743A JP 17074389 A JP17074389 A JP 17074389A JP H0337947 A JPH0337947 A JP H0337947A
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JP
Japan
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lens
ion beam
sub
voltage
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP1170743A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Sawaragi
宏 澤良木
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0337947A publication Critical patent/JPH0337947A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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) 本発明は、マスクレスイオン注入装置などに用いられる
集束イオンビーム装置に関する。
(従来の技術) 集束イオンビーム装置では、ターゲットにイオンビーム
を細く集束すると共に、イオンビームの偏向を行うよう
にしている。この場合、イオンビームの特定のnα射角
度のときに、ターゲット上でビームのフォーカスが合っ
た状態としても、イオンビームを偏向するに伴って、フ
ォーカス点はターゲット上からずれてしまう。第2図は
、この様子を示した図であり、1はイオンビームを偏向
する静電偏向器、2はターゲットである。今、偏向器1
に供給される偏向電圧が零でイオンビームIBが直進す
る状態でフォーカス合わせを行い、その後、偏向器1に
電圧を印加すると、イオンビームが偏向されるに伴って
、イオンビームのフォーカス点は、図中点線で示したよ
うな軌跡となる。
今、偏向器1によってイオンビームを角度α偏向したと
き、フォーカス点は、ΔZずれることになる。
第3図は、イオンビームをターゲットに対して斜めに照
射した場合の様子を示しているが、この場合、フォーカ
ス点がΔZずれたときの偏向角βは、第2図の場合に比
べ、より小さい角度となり、斜め照射の場合はより偏向
に伴うフォーカス点のずれの正が多くなることが分かる
第4図は、フォーカス点のずれを補正するようにした集
束イオンビーム装置の要部を示している。
イオンビームIBは、主レンズ3によって集束されるが
、主レンズ3には、高圧電源4からレンズ電圧が供給さ
れる。高圧電源4は、制御部5によって制御されるが、
制御部5は、主レンズメモリ6、制御パネル7、コンピ
ュータ8に接続されている。
主レンズ3に接近してダイナミックフォーカス用のサブ
レンズ9が配置されているが、サブレンズ9には、電源
10からレンズ電圧が印加される。
電源10は、制御部11によって制御されるが、制御部
11は、サブレンズメモリ12、制御パネル13、コン
ピュータ8に接続されている。主レンズ3の下部には、
静電偏向器1が配置されているが、偏向器1には、コン
ピュータ8に接続された偏向電源14から偏向電圧が供
給される。なお、ダイナミックフォーカス用にサブレン
ズを用いる理由は、通常、主レンズでは、75kV程度
の高電圧が印加されており、ダイナミックフォーカスを
主レンズで行うために、イオンビームの偏向に伴ってこ
のような高電圧を変化させることは困難であるためであ
る。
上記した構成では、主レンズ3、サブレンズ9共に、制
御パネル7.13を用いて、外部から適宜制御ができる
が、実際の自動的ダイナミックフォーカシングは、次の
ステップで行われる。まず、偏向器1への電圧を零の状
態、すなわち、イオンビームIBが偏向器1によって偏
向されずに直進し、ターゲット上の走査領域の中心に照
射される状態とする。その後、制御パネル7を操作し、
制御部5を介して高圧電源4を制御し、主レンズ3に印
加する電圧を変化させ、ターゲット上にイオンビームを
フォーカスさせる。
次に、偏向器1に偏向器R14から偏向電圧を印加し、
ターゲット上の走査領域の各点にイオンビームを偏向す
る。この走査領域の各点へのイオンビームの偏向の都度
、制御パネル13を制御し、制御部11を介して電源1
0を制御し、サブレンズ9に印加する電圧を変化させ、
イオンビームのフォーカス合わせを行う。この走査領域
の各点において、イオンビームを正確にフォーカスする
ための電圧値は、その都度、メモリ12に記憶される。
このようにして、走査領域の各点におけるフォーカスを
合わせるためのサブレンズ9の電圧値がメモリ12に記
憶された後、実際のターゲット上の走査に当たっては、
コンピュータ8からの指令により、偏向器1を制御して
イオンビームを偏向し、この偏向に応じたサブレンズ9
の電圧値を制御部11を介してメモリ12から読みだし
、サブレンズ9に適宜な電圧を印加する。
(発明が角q決しようとする課題) 上記したようなオートフォーカスの方式では、サブレン
ズ側に外部からのマニュアル制御を行うための制御パネ
ル13、メモリ12にサブレンズの電圧値を書き込んだ
り読み出したりする制御部11が必要となり、装置が高
価となる。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、簡単な構成で、ダイナミツフッ十−カスを行う
ことができる集束イオンビーム装置を実現するにある。
(課題を解決するための手段) 本発明に基づ′く集束イオンビーム装置は、イオンビー
ムをターゲット上に集束するための主レンズと、主レン
ズに接近して配置され、ターゲット上に照射されるイオ
ンビームを偏向するための偏向器と、偏向器によるイオ
ンビームの偏向角度に応じてイオンビームのフォーカス
を調整するダイナミックフォーカス用サブレンズと、主
レンズの駆動電源と、主レンズの駆動電源を制御するた
めのデータが記憶されるメモリと、メモリの内部のデー
タの読みだしと書込みを行う制御部と、サブレンズの駆
動電源と、サブレンズの駆動電源を駆動するためのデー
タが書込まれるサブレンズ用メモリと、主レンズメモリ
に書込まれたデータを読みだし、演算処理してダイナミ
ックフォーカス用データとしてサブレンズメモリにその
データの書込みを行う演算処理部とを備えたことを特徴
としている。
(作用) 第4図に示した主レンズ3と、サブレンズ9へのレンズ
電圧をIV変化させたときのイオンビームの焦点位置の
変化分、すなわち、フォーカス合せの感度は、数値計算
により、正確に予測できる。
第5図は、主レンズ3とサブレンズ9の詳細図を示して
いる。主レンズ3は、5枚の電極E、〜E、から構成さ
れているが、外側の2枚E、、E。
は、設置電位とされ、中心電極Elには、例えば、75
kV程度のレンズ電圧が印加される。外側電tjE+、
Esと、中心電極Elとの間には、中間電極E2.E4
が配置されているが、この中間電極E、、E4には、中
心電極E3に印加されているレンズ電圧の半分の電圧が
印加されている。
サブレンズ9は、設置電位の外側電極El E6と、レ
ンズ電極E、、E8とから構成されているが、外側電極
Elは、主レンズの外側電極と兼用されている。レンズ
電極Ey、Esには、レンズ電圧が印加されているが、
レンズ電極E8には、レンズ電極E7への電圧と逆極性
の電圧が印加される。
上記の構成において、電圧E1〜E、までの中心孔の径
は4mm、電極E6〜E8までの中心孔の径は2mmで
ある。又、各電極の厚さは次の通りである。
E+ 、E3 、E5 、Eb −3mmE2 、  
Ea        −1mmE、         
 ・・・8mmEs           =・12m
m更に、主レンズを構成する5枚の電極E、〜E、間の
距離は、各々3mm、電極Elと電極Eaとの間の距離
は1 m m s電極E6とE7およびE7とE8との
間の距離は2mmである。
このような主レンズ、サブレンズにおいて、夫々のフォ
ーカス合わせの感度を計算すると、主レンズは、4.6
6μm/V、サブレンスハ、0゜4μm / Vとなる
。主レンズの制御が、2V/LS■の精度で行われてい
るとすれば、フォーカス合わせの情度は、約9μm/L
SBとなる。この時、イオンビームの開口角が1mmr
adとすると、焦点深度は、約10μmである。又、サ
ブレンズの制御精度が、0.76V/LSBとすると、
約0゜3μm / LSBのフォーカス合わせ精度とな
る。
この結果、主レンズによってフォーカス合わせをさせる
ために必要な電圧が分かれば、サブレンズで同様のこと
をやった場合に必要な電圧は、上記の関係によって求め
ることができる。すなわち、フォーカス合わせをするた
めに必要な主レンズの電圧がn・]、SRであったとき
、サブレンズでのみフォーカス合わせを行う場合の必要
な電圧は、次の計算によって求めることができる。
(910,3) Xn −LSI3 従って、本発明′では、イオンビームの走査領域の各点
におけるイオンビームのフォーカス合ゎせを主レンズに
供給するレンズ電圧を変えることによって行い、その時
に要した電圧に基づいて演算を行ってサブレンズで行っ
た場合のレンズ電圧値を求め、このレンズ電圧値をサブ
レンズ用のメモリに記憶する。実際のイオンビームの走
査に当たっては、サブレンズから記憶されたデータを読
みだし、このデータによってサブレンズに必要なレンズ
電圧を供給し、ダイナミックフォーカスを行う。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第1図は、本発明に基づく集束イオンビーム装置の要
部を示しているが、第7図と同一部分は同一番号を付し
てその詳細な説明は省略する。第1図の実施例と、第7
図の実施例と相違する部分は、第7図におけるサブレン
ズ9の電源10の制御部11.サブレンズメモリ12.
制御パネル13に代え、メモリ21が設けられた点てあ
る。
この様な構成で、自動的ダイナミックフォーカシングは
、次のステップで行われる。まず、偏向器1への電圧を
零の状態、すなわち、イオンビームIBが偏向器1によ
って偏向されずに直進し、ターゲット上の走査領域の中
心に照射される状態とする。その後、制御パネル7を操
作し、制御部5を介して高圧電源4を制御し、主レンズ
3に印加する電圧を変化させ、ターゲット上にイオンビ
ームをフォーカスさせる。
次に、偏向器1に偏向電源14から偏向電圧を印加し、
ターゲット上の走査領域の各点にイオンビームを偏向す
る。この走査領域の各点へのイオンビームの偏向の都度
、制御パネル7を制御し、制御部5を介して高圧電源4
を制御し、主レンズ3に印加する電圧を変化させ、イオ
ンビームのフォーカス合わせを行う。この走査領域の各
点において、イオンビームを正確にフォーカスするため
の主レンズの電圧変化分は、その都度、コンピュータ8
に供給される。コンピュータ8は、フォーカス合わせに
必要な電圧変化分から、演算により、サブレンズってフ
ォーカス合わせを行った場合のサブレンズ電圧値を求め
る。この演算によって求められたサブレンズ電圧値は、
メモリ21に記憶される。
このようにして、走査領域の各点におけるフォーカスを
合わせるためのサブレンズ9の電圧値がメモリ21に記
憶された後、実際のターゲット上の走査に当たっては、
コンピュータ8からの指令により、偏向器1を制御して
イオンビームを偏向し、この偏向に応じたサブレンズ9
の電圧値をメモリ21から読みだし、サブレンズ9に適
宜な電圧を印加する。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は、この実施
例に限定されない。例えば、サブレンズの必要電圧を求
める一連のステップは、偏向走査領域の代表的位置での
み行い、代表的位置の間の各点の必要電圧は、補間法な
どによって求めるようにしても良い。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明ではダイナミックフォーカ
スに必要なサブレンズの電圧値を、主レンズの制御系を
用い、主レンズによってフォーカス合わせを行って得ら
れた主レンズの電圧値に基づいて、演算によって求める
ようにしたため、サブレンズの制御系が不要となり、構
成が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に基づく集束イオンビーム装置の要部
を示す図、第2図および第3図は、イオンビームのフォ
ーカスずれを説明するための図、第4図は、従来の集束
イオンビーム装置の要部を示す図、第5図は、主レンズ
とサブレンズの詳細を示す図である。 1・・・静電偏向器   2・・・ターゲット3・・・
主レンズ    4・・・高圧電源5.11・・・制御
部 6.12.21・・・メモリ 7.13・・・制御パネル 8・・・コンピュータ  9・・・サブレンズ14・・
・偏向電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. イオンビームをターゲット上に集束するための主レンズ
    と、主レンズに接近して配置され、ターゲット上に照射
    されるイオンビームを偏向するための偏向器と、偏向器
    によるイオンビームの偏向角度に応じてイオンビームの
    フォーカスを調整するダイナミックフォーカス用サブレ
    ンズと、主レンズの駆動電源と、主レンズの駆動電源を
    制御するためのデータが記憶されるメモリと、メモリの
    内部のデータの読みだしと書込みを行う制御部と、サブ
    レンズの駆動電源と、サブレンズの駆動電源を駆動する
    ためのデータが書込まれるサブレンズ用メモリと、主レ
    ンズメモリに書込まれたデータを読みだし、演算処理し
    てダイナミックフォーカス用データとしてサブレンズメ
    モリにそのデータの書込みを行う演算処理部とを備えた
    集束イオンビーム装置。
JP1170743A 1989-06-30 1989-06-30 集束イオンビーム装置 Pending JPH0337947A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006049817A2 (en) * 2004-10-18 2006-05-11 Axcelis Technologies, Inc. Systems and methods for ion beam focusing
JP2008503067A (ja) * 2004-06-10 2008-01-31 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド 改良したイオン注入均一化のためのイオンビーム走査システム及び方法
WO2011027842A1 (ja) 2009-09-04 2011-03-10 富士フイルム株式会社 インクセット、記録方法、記録物及び印刷物
EP2327746A1 (en) 2009-11-26 2011-06-01 Fujifilm Corporation Aqueous ink composition and image forming method
WO2014045970A1 (ja) 2012-09-24 2014-03-27 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセット、及び画像形成方法

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