JPH05114382A - マイクロイオンビーム形成装置 - Google Patents
マイクロイオンビーム形成装置Info
- Publication number
- JPH05114382A JPH05114382A JP3299682A JP29968291A JPH05114382A JP H05114382 A JPH05114382 A JP H05114382A JP 3299682 A JP3299682 A JP 3299682A JP 29968291 A JP29968291 A JP 29968291A JP H05114382 A JPH05114382 A JP H05114382A
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- JP
- Japan
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- ion beam
- magnification
- entrance
- accelerating tube
- beam forming
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】加速管入口のレンズ効果を除き、加速管での加
速による像の縮小倍率を利用して、イオンビーム形成に
おける倍率（縮小倍率）を小さくする。 【構成】イオン源１より引き出されたイオンビームを対
物スリット４の開口を通過させ、加速管５で加速してか
ら、四重極レンズ６で集束し、試料上に像を結ぶマイク
ロイオンビーム形成装置において、上記対物スリットを
加速管の入口に近接させる。
速による像の縮小倍率を利用して、イオンビーム形成に
おける倍率（縮小倍率）を小さくする。 【構成】イオン源１より引き出されたイオンビームを対
物スリット４の開口を通過させ、加速管５で加速してか
ら、四重極レンズ６で集束し、試料上に像を結ぶマイク
ロイオンビーム形成装置において、上記対物スリットを
加速管の入口に近接させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はマイクロイオンビーム
形成装置に関するものである。
形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロイオンビーム形成装置は
図３に示されており、同図において、イオン源１の前方
には、イオンビームを集束するアインツェルレンズ２、
所望のイオン種のみを選別する質量分析電磁石３、数μ
ｍ〜数十μｍの開口を持つ対物スリット４、イオンビー
ムを加速する加速管５、イオンビームを集束する四重極
レンズ６、試料７の順序で、これらが同一軸線上に間隔
をおいて配置されている。
図３に示されており、同図において、イオン源１の前方
には、イオンビームを集束するアインツェルレンズ２、
所望のイオン種のみを選別する質量分析電磁石３、数μ
ｍ〜数十μｍの開口を持つ対物スリット４、イオンビー
ムを加速する加速管５、イオンビームを集束する四重極
レンズ６、試料７の順序で、これらが同一軸線上に間隔
をおいて配置されている。
【０００３】このようなマイクロイオンビーム形成装置
において、イオン源１より引き出されたイオンビーム
は、アインツェルレンズ２で集束された後、質量分析電
磁石３で所望のイオン種のみに選別され、その後、対物
スリット４に至り、その開口で物点が形成される。対物
スリット４の開口を出たイオンビームは、加速管５で加
速された後、四重極レンズ６で集束され、その後、試料
７上に像を結ぶ。
において、イオン源１より引き出されたイオンビーム
は、アインツェルレンズ２で集束された後、質量分析電
磁石３で所望のイオン種のみに選別され、その後、対物
スリット４に至り、その開口で物点が形成される。対物
スリット４の開口を出たイオンビームは、加速管５で加
速された後、四重極レンズ６で集束され、その後、試料
７上に像を結ぶ。
【０００４】この場合、対物スリット４が形成する物点
から試料７上の像に至るまでにおいて、像の倍率（縮小
倍率）Ｍは、加速管５の入口と出口におけるレンズ作用
による倍率をＭｅｎｔ．、四重極レンズ６の作用による
幾何光学的倍率をＭｇｅｏ．、加速管５での加速による
像の縮小倍率をＭａｃｃ．とすると、これらの積として
表わすことができる。 即ち、Ｍ＝Ｍｅｎｔ．×Ｍｇｅｏ．×Ｍａｃｃ．・・・・・・・・（１） となる。
から試料７上の像に至るまでにおいて、像の倍率（縮小
倍率）Ｍは、加速管５の入口と出口におけるレンズ作用
による倍率をＭｅｎｔ．、四重極レンズ６の作用による
幾何光学的倍率をＭｇｅｏ．、加速管５での加速による
像の縮小倍率をＭａｃｃ．とすると、これらの積として
表わすことができる。 即ち、Ｍ＝Ｍｅｎｔ．×Ｍｇｅｏ．×Ｍａｃｃ．・・・・・・・・（１） となる。
【０００５】ところで、加速管５での加速による像の縮
小倍率をＭａｃｃ．は、イオンビームのエミッタンスの
保存法則から導かれる。加速管５における入射エネルギ
ーをＥｉ、出射エネルギーをＥｏとすると、Ｍａｃｃ．
は次のように表わされる。 Ｍａｃｃ．＝（Ｅｉ／Ｅｏ）1/2 ・・・・・・・・・（２） そして、マイクロイオンビーム形成装置においては、Ｍ
ａｃｃ．は１／１０〜１／１００となり、試料７上の像
の縮小効果を与える。しかし、Ｍｅｎｔ．は加速管５の
入口レンズにより虚像を作る場合は常に１より大きく、
物点に対する試料７上の倍率（縮小倍率）ＭはＭａｃ
ｃ．より大きい。
小倍率をＭａｃｃ．は、イオンビームのエミッタンスの
保存法則から導かれる。加速管５における入射エネルギ
ーをＥｉ、出射エネルギーをＥｏとすると、Ｍａｃｃ．
は次のように表わされる。 Ｍａｃｃ．＝（Ｅｉ／Ｅｏ）1/2 ・・・・・・・・・（２） そして、マイクロイオンビーム形成装置においては、Ｍ
ａｃｃ．は１／１０〜１／１００となり、試料７上の像
の縮小効果を与える。しかし、Ｍｅｎｔ．は加速管５の
入口レンズにより虚像を作る場合は常に１より大きく、
物点に対する試料７上の倍率（縮小倍率）ＭはＭａｃ
ｃ．より大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロイオン
ビーム形成装置は、上記のようにイオンビームを形成す
るイオン光学系の物点は加速管５の上流に設置された対
物スリット４の開口において形成される。そして、物点
から出たイオンビームは加速管５の入口における加速電
場の浸み出しによるレンズ効果の作用を受ける。図４は
加速電場のレンズ効果を考慮したイオン光学系を示して
いる。同図において、加速管５の入口の電場を作るレン
ズの入射側主平面をＰ1 、焦点距離をｆ1 、主平面Ｐ1
上のＰ点から対物レンズまでの距離をａとし、ａ＜ｆ1
の場合、対物レンズの物点に対する虚像が主平面からｂ
の距離に作られ、その倍率Ｍａｃｃ．は常に１より大き
い。即ち、加速管入口のレンズ効果のため、（１）式で
与えられるイオンビーム形成における倍率（縮小倍率）
Ｍが大きくなる欠点がある。
ビーム形成装置は、上記のようにイオンビームを形成す
るイオン光学系の物点は加速管５の上流に設置された対
物スリット４の開口において形成される。そして、物点
から出たイオンビームは加速管５の入口における加速電
場の浸み出しによるレンズ効果の作用を受ける。図４は
加速電場のレンズ効果を考慮したイオン光学系を示して
いる。同図において、加速管５の入口の電場を作るレン
ズの入射側主平面をＰ1 、焦点距離をｆ1 、主平面Ｐ1
上のＰ点から対物レンズまでの距離をａとし、ａ＜ｆ1
の場合、対物レンズの物点に対する虚像が主平面からｂ
の距離に作られ、その倍率Ｍａｃｃ．は常に１より大き
い。即ち、加速管入口のレンズ効果のため、（１）式で
与えられるイオンビーム形成における倍率（縮小倍率）
Ｍが大きくなる欠点がある。
【０００５】この発明の目的は、従来の上記欠点を解決
して、加速管入口のレンズ効果を除き、加速管での加速
による像の縮小倍率をＭａｃｃ．を利用して、イオンビ
ーム形成における倍率（縮小倍率）Ｍを小さくすること
の可能なマイクロイオンビーム形成装置を提供すること
にある。
して、加速管入口のレンズ効果を除き、加速管での加速
による像の縮小倍率をＭａｃｃ．を利用して、イオンビ
ーム形成における倍率（縮小倍率）Ｍを小さくすること
の可能なマイクロイオンビーム形成装置を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、イオン源より引き出されたイオンビー
ムを対物スリットの開口を通過させ、加速管で加速して
から、四重極レンズで集束し、試料上に像を結ぶマイク
ロイオンビーム形成装置において、上記対物スリットを
加速管の入口に近接させたことを特徴とするものであ
る。
に、この発明は、イオン源より引き出されたイオンビー
ムを対物スリットの開口を通過させ、加速管で加速して
から、四重極レンズで集束し、試料上に像を結ぶマイク
ロイオンビーム形成装置において、上記対物スリットを
加速管の入口に近接させたことを特徴とするものであ
る。
【０００７】
【作用】この発明においては、対物スリットを加速管の
入口に近接させているので、加速管の入口において電場
の浸み出しによって生じるレンズ作用の影響を除くこと
ができ、その結果、対物スリットが形成する物点から試
料上の像に至るまでにおける像の倍率（縮小倍率）Ｍ
は、加速管での加速による像の縮小倍率をＭａｃｃ．
と、四重極レンズの作用による幾何光学的倍率をＭｇｅ
ｏ．との積で表され、そのため、小さなイオンビームを
えることが出来るようになる。
入口に近接させているので、加速管の入口において電場
の浸み出しによって生じるレンズ作用の影響を除くこと
ができ、その結果、対物スリットが形成する物点から試
料上の像に至るまでにおける像の倍率（縮小倍率）Ｍ
は、加速管での加速による像の縮小倍率をＭａｃｃ．
と、四重極レンズの作用による幾何光学的倍率をＭｇｅ
ｏ．との積で表され、そのため、小さなイオンビームを
えることが出来るようになる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の実施例のマイクロイオン
ビーム形成装置は図１に示されているが、同図におい
て、従来のマイクロイオンビーム形成装置を示す図３の
符号と同符号のものは同一につきその説明を省略する。
この発明の実施例のマイクロイオンビーム形成装置は従
来のマイクロイオンビーム形成装置を改良して、対物ス
リット４を加速管５の入口に近接させている。
しながら説明する。この発明の実施例のマイクロイオン
ビーム形成装置は図１に示されているが、同図におい
て、従来のマイクロイオンビーム形成装置を示す図３の
符号と同符号のものは同一につきその説明を省略する。
この発明の実施例のマイクロイオンビーム形成装置は従
来のマイクロイオンビーム形成装置を改良して、対物ス
リット４を加速管５の入口に近接させている。
【０００９】したがって、上記実施例においては、加速
管５の入口において電場の浸み出しによって生じるレン
ズ作用の影響を除くことができ、その結果、対物スリッ
トが形成する物点から試料上の像に至るまでにおける像
の倍率（縮小倍率）Ｍは、加速管５での加速による像の
縮小倍率をＭａｃｃ．と、四重極レンズ６の作用による
幾何光学的倍率をＭｇｅｏ．との積で表される。 即ち、Ｍ＝Ｍｇｅｏ．×Ｍａｃｃ．・・・・・・・・（３） そのため、上記実施例では小さなイオンビームを得るこ
とが出来るようになる。
管５の入口において電場の浸み出しによって生じるレン
ズ作用の影響を除くことができ、その結果、対物スリッ
トが形成する物点から試料上の像に至るまでにおける像
の倍率（縮小倍率）Ｍは、加速管５での加速による像の
縮小倍率をＭａｃｃ．と、四重極レンズ６の作用による
幾何光学的倍率をＭｇｅｏ．との積で表される。 即ち、Ｍ＝Ｍｇｅｏ．×Ｍａｃｃ．・・・・・・・・（３） そのため、上記実施例では小さなイオンビームを得るこ
とが出来るようになる。
【００１０】図２は上記実施例におけるイオンビームの
軌跡を示している。同図において、対物スリット４の開
口に形成される物点をＡの位置に置いたとき、加速管５
の入口のレンズ効果により、拡大された虚像がＡ’の位
置に形成されている。このときの虚像の倍率はｅ／ｄで
ある。次に、物点をＡよりも加速管５の入口に近いＢの
位置に移行させると、加速管５の入口のレンズ効果によ
り、Ｂ’の位置に虚像が形成される。このときの虚像の
倍率はｈ／ｇである。このｈ／ｇは明らかにｅ／ｄより
小さいことがわかる。つまり、物点を加速管５の入口に
極力近づけるほど、加速管５の入口でのレンズ効果を受
けなくなることがわかる。したがって、上記実施例にお
いては、物点を加速管５の入口に近接させることによっ
て、四重極レンズ６を用いた装置全体での縮小倍率を小
さくすることができる。
軌跡を示している。同図において、対物スリット４の開
口に形成される物点をＡの位置に置いたとき、加速管５
の入口のレンズ効果により、拡大された虚像がＡ’の位
置に形成されている。このときの虚像の倍率はｅ／ｄで
ある。次に、物点をＡよりも加速管５の入口に近いＢの
位置に移行させると、加速管５の入口のレンズ効果によ
り、Ｂ’の位置に虚像が形成される。このときの虚像の
倍率はｈ／ｇである。このｈ／ｇは明らかにｅ／ｄより
小さいことがわかる。つまり、物点を加速管５の入口に
極力近づけるほど、加速管５の入口でのレンズ効果を受
けなくなることがわかる。したがって、上記実施例にお
いては、物点を加速管５の入口に近接させることによっ
て、四重極レンズ６を用いた装置全体での縮小倍率を小
さくすることができる。
【００１４】
【発明の効果】この発明は、上記のように対物スリット
を加速管の入口に近接させているので、加速管の入口に
おいて電場の浸み出しによって生じるレンズ作用の影響
を除くことができ、その結果、対物スリットが形成する
物点から試料上の像に至るまでにおける像の倍率（縮小
倍率）Ｍを小さくすることが可能になる。
を加速管の入口に近接させているので、加速管の入口に
おいて電場の浸み出しによって生じるレンズ作用の影響
を除くことができ、その結果、対物スリットが形成する
物点から試料上の像に至るまでにおける像の倍率（縮小
倍率）Ｍを小さくすることが可能になる。
【図１】この発明の実施例を示す説明図
【図２】この発明の実施例におけるイオンビームの軌跡
を示す説明図
を示す説明図
【図３】従来のマイクロイオンビーム形成装置を示す説
明図
明図
【図４】従来のマイクロイオンビーム形成装置における
イオンビームの軌跡を示す説明図
イオンビームの軌跡を示す説明図
１・・・・・・イオン源 ４・・・・・・対物スリット系 ５・・・・・・加速管 ６・・・・・・四重極レンズ ７・・・・・・試料
Claims (1)
- 【請求項１】イオン源より引き出されたイオンビームを
対物スリットの開口を通過させ、加速管で加速してか
ら、四重極レンズで集束し、試料上に像を結ぶマイクロ
イオンビーム形成装置において、上記対物スリットを加
速管の入口に近接させたことを特徴とするマイクロイオ
ンビーム形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29968291A JP3356450B2 (ja) | 1991-10-19 | 1991-10-19 | マイクロイオンビーム形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29968291A JP3356450B2 (ja) | 1991-10-19 | 1991-10-19 | マイクロイオンビーム形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114382A true JPH05114382A (ja) | 1993-05-07 |
| JP3356450B2 JP3356450B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=17875695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29968291A Expired - Fee Related JP3356450B2 (ja) | 1991-10-19 | 1991-10-19 | マイクロイオンビーム形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3356450B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19734059B4 (de) * | 1996-08-20 | 2007-01-11 | Ims-Ionen Mikrofabrikations Systeme Ges.M.B.H. | Anordnung für Schattenwurflithographie |
-
1991
- 1991-10-19 JP JP29968291A patent/JP3356450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19734059B4 (de) * | 1996-08-20 | 2007-01-11 | Ims-Ionen Mikrofabrikations Systeme Ges.M.B.H. | Anordnung für Schattenwurflithographie |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3356450B2 (ja) | 2002-12-16 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081004 Year of fee payment: 6 |
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