JPH0513036A - Ion beam irradiation and device therefor - Google Patents

Ion beam irradiation and device therefor

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JPH0513036A
JPH0513036A JP3189211A JP18921191A JPH0513036A JP H0513036 A JPH0513036 A JP H0513036A JP 3189211 A JP3189211 A JP 3189211A JP 18921191 A JP18921191 A JP 18921191A JP H0513036 A JPH0513036 A JP H0513036A
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ion beam
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power supply
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哲生 塚本
Masahiko Kotoyori
正彦 琴寄
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Abstract

PURPOSE:To observe change in a sample during ion beam irradiation by maintaining a stable level of the value difference in acceleration voltage applied to a transport and drawing voltage so as to adjust the value of acceleration voltage and whereby facilitating adjustment of power source voltage following change in the acceleration voltage. CONSTITUTION:A differential voltage of 10kV is kept between acceleration voltage and drawing voltage, and when acceleration voltage generated by an acceleration power source 21 is set to 0.5kV, output voltage of a drawing power source 22 is xkV. An expression 0.5kV-xkV=10kV is formed, while output voltage of the power source 22 is determined -9.5kV. When the acceleration voltage is to be changed to 0.6kV, the power source 22 is adjusted for the output voltage to be -9.4V. By carrying out this adjustment, adjustment of output voltage of the other sources i.e., an upstream lens power source 23, a right auxiliary deflection power source 24, a left auxiliary deflection power source 25, a magnet power source 26 for analysis, a downstream lens power source 27, electrostatic prism power sources 28, 29 is no more necessary, while appropriate level of ion beam diameter and ion beam direction are maintained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属材料、セラミック
ス、半導体材料、または他の材料で構成された試料にイ
オンビームを照射するイオンビーム照射方法およびその
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion beam irradiation method and apparatus for irradiating a sample made of a metal material, a ceramic material, a semiconductor material, or another material with an ion beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】試料のイオン照射損傷を観察する場合、
イオン源で発生したイオンを加速管で加速し、必要なエ
ネルギーを付与し、レンズで集束し、マグネットで質量
分析した後、再びレンズで集束し、電子顕微鏡内に設け
られた静電プリズムで偏向し、電子顕微鏡の試料にその
イオンを照射して観察する。なお、イオン源と加速管と
でイオンビーム発生部を構成する。
2. Description of the Related Art When observing a sample for ion irradiation damage,
Ions generated by the ion source are accelerated by an accelerating tube, given the required energy, focused by a lens, mass-analyzed by a magnet, then focused again by the lens and deflected by an electrostatic prism inside the electron microscope. Then, the sample of the electron microscope is irradiated with the ions and observed. The ion source and the acceleration tube form an ion beam generator.

【0003】金属材料等の試料にイオンビームを照射す
る場合、一般には、イオンビーム発生部と試料との間
に、数10kV以上の直流高電圧を印加し、これによっ
て充分に加速されたイオンが試料に照射される。しか
し、低加速のイオンビームを試料に照射したい場合もあ
り、この場合には、たとえば、最終的な加速電圧が1k
V程度になるように、イオン加速部に30kV程度の電
圧を印加し試料部に29kVを印加している。
When irradiating a sample such as a metal material with an ion beam, generally, a DC high voltage of several tens of kV or more is applied between the ion beam generating section and the sample, and ions sufficiently accelerated by this are applied. The sample is irradiated. However, there are cases where it is desired to irradiate the sample with a low acceleration ion beam. In this case, for example, the final acceleration voltage is 1 k.
A voltage of about 30 kV is applied to the ion accelerating portion and 29 kV is applied to the sample portion so that the voltage becomes about V.

【0004】一方、試料が電子顕微鏡内に位置する場合
には、電気絶縁等の問題から、試料部の印加電圧をそれ
程高く設定することができないので、イオンビーム発生
部から大きなイオンビームの電流を引き出しつつ、試料
部の印加電圧を低く設定できるようにする必要がある。
On the other hand, when the sample is located in the electron microscope, the voltage applied to the sample cannot be set so high because of problems such as electrical insulation. Therefore, a large ion beam current is generated from the ion beam generator. It is necessary to be able to set the applied voltage to the sample portion low while pulling it out.

【0005】この要請に応えるものとして、特開平2ー
24946号に記載されている発明が提案されている。
この発明は、図4に示すように、イオン源部1から、加
速管部2、トランスポートTを介して所定の試料Sに、
低加速イオンビームを照射し、試料Sをほぼ接地電位に
保持するとともに、トランスポートTに印加する引き出
し電圧を負の値に設定し、イオン源部1に印加する加速
電圧の値を低く設定するものである。なお、トランスポ
ートTは、上流レンズ部3、分析マグネット7、下流レ
ンズ部8等を覆う導電部分である。また、加速電源E
1、上流レンズ電源E2、分析マグネット電源E3、下
流レンズ電源E4、引き出し電源E5が設けられてい
る。
In order to meet this demand, the invention described in JP-A-2-24946 has been proposed.
As shown in FIG. 4, the present invention, from the ion source section 1 to a predetermined sample S via an acceleration tube section 2 and a transport T,
The sample S is irradiated with a low-acceleration ion beam to maintain the sample S at a substantially ground potential, the extraction voltage applied to the transport T is set to a negative value, and the acceleration voltage applied to the ion source unit 1 is set low. It is a thing. The transport T is a conductive portion that covers the upstream lens unit 3, the analysis magnet 7, the downstream lens unit 8 and the like. Also, the acceleration power source E
1, an upstream lens power source E2, an analyzing magnet power source E3, a downstream lens power source E4, and a drawing power source E5 are provided.

【0006】このような発明においては、イオン源部1
と引き出し電圧との間に充分に高い電圧を印加できるの
で、イオン源部1からイオンを大量に引き出すことがで
きるとともに、イオンビームは引き出し電位にある高電
位のトランスポート内の空間を、試料近傍まで導かれる
ので、イオン源部1から引き出されたイオンビームはあ
まり発散することなく、所望の低加速イオンビームを接
地電位の試料Sに照射できるので、セラミックス、生物
等の試料、または装置の関係から電圧を印加できない試
料にも低加速のイオンビームを照射することができると
いう利点がある。
In such an invention, the ion source section 1
Since a sufficiently high voltage can be applied between the extraction voltage and the extraction voltage, a large amount of ions can be extracted from the ion source unit 1 and the ion beam can move the space in the high potential transport at the extraction potential to the vicinity of the sample. Since the ion beam extracted from the ion source unit 1 does not diverge so much and a desired low-acceleration ion beam can be applied to the sample S at the ground potential, the relationship between the sample of ceramics, living things, or the device can be improved. Therefore, it is possible to irradiate a sample to which a voltage cannot be applied with a low acceleration ion beam.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、加速電圧を変化しながら、試料Sにイオンビ
ームを照射しようとすると、まず、加速電源E1を所望
の電圧に調整し、その後、ビーム径を所定の大きさに調
整し、また、そのビームの中心を試料の中心に合わせる
ための調整等を行うために、上流レンズ電源E2、分析
マグネット電源E3、下流レンズ電源E4の各電圧を個
々に制御する必要があり、また他の電源の影響を繰り返
し補正する必要がある。そのために、その制御が非常に
微妙である。
However, in the above-mentioned conventional example, when the sample S is to be irradiated with the ion beam while changing the acceleration voltage, first, the acceleration power source E1 is adjusted to a desired voltage, and then, The voltage of the upstream lens power supply E2, the analysis magnet power supply E3, and the downstream lens power supply E4 are adjusted to adjust the beam diameter to a predetermined size and to adjust the center of the beam to the center of the sample. They need to be controlled individually and the effects of other power sources need to be corrected repeatedly. Therefore, the control is very delicate.

【0008】たとえば、上記従来例において、加速電源
E1の電圧を0.5kVに設定したときには、上流レン
ズ電源E2、分析マグネット電源E3、下流レンズ電源
E4、引き出し電源E5、静電プリズム電源の各電圧
を、図5に示すように設定したとする。この状態で、加
速電源E1の電圧を0.5kVから1.0kVに変更す
ると、上流レンズ電源E2、分析マグネット電源E3、
下流レンズ電源E4、静電プリズム電源の各電圧を、図
5に示すように変更する必要がある。なお、この図5に
は、変更すべき電源の代表例を記載したのであって、実
際には、これらの他に、左右2つの補助偏向電源等の電
圧をも変更する必要があり、その調整が極めて複雑であ
る。
For example, in the above-mentioned conventional example, when the voltage of the acceleration power source E1 is set to 0.5 kV, each voltage of the upstream lens power source E2, the analyzing magnet power source E3, the downstream lens power source E4, the extraction power source E5, and the electrostatic prism power source. Is set as shown in FIG. In this state, when the voltage of the acceleration power source E1 is changed from 0.5 kV to 1.0 kV, the upstream lens power source E2, the analysis magnet power source E3,
Each voltage of the downstream lens power source E4 and the electrostatic prism power source needs to be changed as shown in FIG. It should be noted that FIG. 5 shows a representative example of the power source to be changed, and in addition to these, it is actually necessary to change the voltages of the two left and right auxiliary deflection power sources and the like. Is extremely complicated.

【0009】したがって、上記従来例においては、加速
電圧を変更することに伴って、上記各電源の電圧を調整
する作業が煩雑であるという問題があり、また、加速電
圧を1回、変更する場合に、それに伴って上記各電源の
電圧を調整することをも含めると、実際には30分程度
の調整時間を必要とし、エネルギーを変化させながらイ
オンビームを照射した場合の試料の変化を実時間で観察
することが現実的には不可能であるという問題がある。
Therefore, in the above-mentioned conventional example, there is a problem that the work of adjusting the voltage of each of the power supplies is complicated due to the change of the acceleration voltage, and when the acceleration voltage is changed once. In addition, if adjustment of the voltage of each power supply is also included, it actually takes about 30 minutes to adjust, and the change of the sample when the ion beam is irradiated while changing the energy is changed in real time. There is a problem that it is not possible to observe it in.

【0010】本発明は、イオンビーム発生部からイオン
を大量に引き出すことができ、セラミックス、生物等の
ように電圧を印加できない試料、または電子顕微鏡等の
装置構造の条件によって試料Sを含むターゲットに減速
電圧を印加できないような試料にイオンビームを照射す
る場合において、加速電圧の変更に伴う電源電圧の調整
作業が容易であり、エネルギーを変化させながらイオン
ビームを照射した場合に試料の変化を実時間で観察する
ことができるイオンビーム照射方法およびその装置を提
供することを目的とするものである。
According to the present invention, a large amount of ions can be extracted from the ion beam generator, and a target such as ceramics, living things, etc. to which a voltage cannot be applied, or a target including the sample S depending on the condition of the device structure such as an electron microscope. When irradiating a sample that cannot be applied with a deceleration voltage with the ion beam, it is easy to adjust the power supply voltage when changing the acceleration voltage, and the sample changes when the ion beam is irradiated while changing the energy. It is an object of the present invention to provide an ion beam irradiation method and an apparatus therefor capable of observing in time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、試料をほぼ接
地電位に保持するとともに、トランスポートに印加する
引き出し電圧を加速電圧とは逆極性の値に設定し、加速
電圧の値と引き出し電圧の値との差をほぼ一定に維持し
ながら、加速電圧の値を調整するものである。また、本
発明は、加速電圧の値と引き出し電圧の値との差を一定
に維持しながら、加速電圧の値を調整する電圧調整手段
を設けたものである。
According to the present invention, the sample is held at approximately the ground potential, and the extraction voltage applied to the transport is set to a value having a polarity opposite to that of the acceleration voltage. The value of the accelerating voltage is adjusted while keeping the difference from the value of (4) almost constant. Further, the present invention is provided with voltage adjusting means for adjusting the value of the accelerating voltage while keeping the difference between the value of the accelerating voltage and the value of the extraction voltage constant.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明の一実施例の説明図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention.

【0013】この実施例は、大別すると、イオンビーム
発生部10と、トランスポートTと、電子顕微鏡鏡筒部
40と、各電源とで構成されている。
This embodiment is roughly divided into an ion beam generator 10, a transport T, an electron microscope barrel 40, and power supplies.

【0014】イオンビーム発生部10は、イオンを発生
するイオン源と、この発生したイオンを加速する加速管
とで構成され、調整弁Vと導入孔Gとを介してイオン化
用ガスがイオン源に導入される。イオンビーム発生部1
0は、具体的には、フィラメントFと、イオン源マグネ
ットIMと、アーク部とを有し、加速電源21から加速
電圧が印加されている。
The ion beam generator 10 is composed of an ion source for generating ions and an accelerating tube for accelerating the generated ions. The ionizing gas is supplied to the ion source through the adjusting valve V and the introduction hole G. be introduced. Ion beam generator 1
Specifically, 0 has a filament F, an ion source magnet IM, and an arc portion, and an acceleration voltage is applied from an acceleration power supply 21.

【0015】トランスポートTの中には、上流レンズL
1と、補助偏向電極D1、D2と、下流レンズL2とが
設けられ、トランスポートTと接地電位との間には、引
き出し電源22から引き出し電圧が印加されている。こ
の引き出し電圧は、上記加速管とトランスポートTの引
き出し電極22aとの間でイオンを引き出す作用を起こ
させるものであり、イオンビームの周囲の空間を一定の
電圧で保持するものである。上流レンズL1と下流レン
ズL2とは、イオン源で発生し加速管で加速されたイオ
ンビームの径がそのビーム走行距離とともに大きくなる
ので、イオンビームを収束させてその径を小さくし、イ
オンビームの発散を防止するためのものである。
In the transport T, the upstream lens L
1, the auxiliary deflection electrodes D1 and D2, and the downstream lens L2 are provided, and an extraction voltage is applied from the extraction power supply 22 between the transport T and the ground potential. This extraction voltage causes an action of extracting ions between the accelerating tube and the extraction electrode 22a of the transport T, and keeps the space around the ion beam at a constant voltage. Since the diameter of the ion beam generated by the ion source and accelerated by the accelerating tube increases with the beam travel distance, the upstream lens L1 and the downstream lens L2 converge the ion beam to reduce its diameter, This is to prevent divergence.

【0016】分析マグネットAMは、上記イオンビーム
に含まれている不要なイオンを除去するものであり、質
量分析用マグネットAMによって、イオンの持つエネル
ギーと質量とで分析し、必要なイオンのみを、トランス
ポートTの下流に存在する試料Sに送り込むものであ
る。
The analysis magnet AM removes unnecessary ions contained in the ion beam. The mass analysis magnet AM analyzes the energy and mass of the ions to analyze only the necessary ions. It is sent to the sample S existing downstream of the transport T.

【0017】電子顕微鏡41の鏡筒部40の中には、接
地電位に接続されたシールドチューブSTの一部分と、
このシールドチューブST内の静電プリズムPと、試料
Sとが設けられている。この静電プリズムPには、静電
プリズム電源28、29によって所定電圧(加速電圧と
引き出し電圧との差の電圧がたとえば10kVである場
合には、静電プリズム電圧はたとえば0.9kVであ
る)が印加されている。なお、シールドチューブSTの
上端部はトランスポートTの下流側の端部を覆い、この
トランスポートTの下流側の端部はプリズムPの下流、
試料Sの近傍まで延在する。
In the lens barrel portion 40 of the electron microscope 41, a part of the shield tube ST connected to the ground potential,
An electrostatic prism P inside the shield tube ST and a sample S are provided. A predetermined voltage is applied to the electrostatic prism P by the electrostatic prism power supplies 28 and 29 (when the difference voltage between the acceleration voltage and the extraction voltage is, for example, 10 kV, the electrostatic prism voltage is, for example, 0.9 kV). Is being applied. The upper end of the shield tube ST covers the downstream end of the transport T, and the downstream end of the transport T is downstream of the prism P.
It extends to the vicinity of the sample S.

【0018】加速電源21は、イオン発生部10と接地
電位との間に設けられ、正の電圧をイオン発生部10に
印加し、引き出し電源22は、トランスポートTと接地
電位との間に設けられ、負の電圧をトランスポートTに
印加している。この場合、加速電源21による加速電圧
の値と、引き出し電源22による引き出し電圧の値との
差をほぼ一定に維持しながら、加速電圧の値を調整する
ようにする。このように加速電圧の値と引き出し電圧の
値との差をほぼ一定に維持する場合、加速電源21をマ
ニュアルで調整するとともに、引き出し電源22をマニ
ュアルで調整する。
The acceleration power source 21 is provided between the ion generating section 10 and the ground potential, applies a positive voltage to the ion generating section 10, and the extraction power source 22 is provided between the transport T and the ground potential. Therefore, a negative voltage is applied to the transport T. In this case, the value of the acceleration voltage is adjusted while maintaining the difference between the value of the acceleration voltage by the acceleration power supply 21 and the value of the extraction voltage by the extraction power supply 22 to be substantially constant. When the difference between the acceleration voltage value and the extraction voltage value is kept substantially constant in this way, the acceleration power source 21 is manually adjusted and the extraction power source 22 is manually adjusted.

【0019】この他に、上流レンズ電源23、右用補助
偏向電源24、左用補助偏向電源25、分析マグネット
電源26、下流レンズ電源27、静電プリズム電源2
8、29、フィラメント電源31、アーク電源32、イ
オン源マグネット電源33が設けられている。
In addition to this, the upstream lens power supply 23, the right auxiliary deflection power supply 24, the left auxiliary deflection power supply 25, the analysis magnet power supply 26, the downstream lens power supply 27, and the electrostatic prism power supply 2
8, 29, a filament power source 31, an arc power source 32, and an ion source magnet power source 33 are provided.

【0020】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0021】ここで、加速電圧と引き出し電圧との差電
圧を10kVに維持することとし、加速電源21による
加速電圧を0.5kVに設定したときに、引き出し電源
22の出力電圧をxkVとする。この場合、0.5kV
−xkV=10kVであり、xkV=0.5kV−10
kV=−9.5kVであるので、したがって、引き出し
電源22の出力電圧を−9.5kVに設定する。
Here, the difference voltage between the acceleration voltage and the extraction voltage is maintained at 10 kV, and when the acceleration voltage by the acceleration power supply 21 is set to 0.5 kV, the output voltage of the extraction power supply 22 is set to xkV. In this case, 0.5kV
−xkV = 10 kV and xkV = 0.5 kV−10
Since kV = −9.5 kV, therefore, the output voltage of the extraction power source 22 is set to −9.5 kV.

【0022】このときに、加速電圧を0.6kVに変更
したい場合には、加速電源21を調整して、その出力電
圧を0.6kVに設定するとともに、引き出し電源22
を調整して、その出力電圧を−9.4kVに設定する
(つまり、0.6kV−10kV=−9.4kVであ
る)。このような調整を行えば、他の電源、つまり、上
流レンズ電源23、右用補助偏向電源24、左用補助偏
向電源25、分析マグネット電源26、下流レンズ電源
27、静電プリズム電源28、29の出力電圧の調整を
必要とせずに、イオンビーム径、イオンビーム方向が適
正に維持され、試料Sに照射されるイオン密度が所定の
値に保たれる。もちろん、フィラメント電源31、アー
ク電源32、イオン源マグネット電源33の出力電圧の
調整も必要としない。
At this time, if it is desired to change the accelerating voltage to 0.6 kV, the accelerating power source 21 is adjusted to set its output voltage to 0.6 kV, and the extraction power source 22 is set.
Is adjusted to set its output voltage to -9.4 kV (that is, 0.6 kV-10 kV = -9.4 kV). If such adjustment is performed, other power supplies, that is, the upstream lens power supply 23, the right auxiliary deflection power supply 24, the left auxiliary deflection power supply 25, the analysis magnet power supply 26, the downstream lens power supply 27, and the electrostatic prism power supplies 28 and 29 are used. The ion beam diameter and the ion beam direction are appropriately maintained without adjusting the output voltage, and the ion density with which the sample S is irradiated is maintained at a predetermined value. Of course, it is not necessary to adjust the output voltage of the filament power supply 31, the arc power supply 32, and the ion source magnet power supply 33.

【0023】加速電圧を0.5kVから、0.6kV以
外の電圧に変更する場合も、また、加速電圧を0.5k
V以外の電圧から、他の電圧に変更する場合も、上記と
同様に、引き出し電源22の出力電圧の調整を行うだけ
で、上流レンズ電源23等の他の電源を一切調整する必
要がない。
When the accelerating voltage is changed from 0.5 kV to a voltage other than 0.6 kV, the accelerating voltage is also changed to 0.5 kV.
When changing from a voltage other than V to another voltage, similarly to the above, it is only necessary to adjust the output voltage of the extraction power source 22, and it is not necessary to adjust any other power source such as the upstream lens power source 23.

【0024】上記実施例においては、加速電圧を変更す
る場合に、加速電源21の出力電圧の調整と引き出し電
源22の出力電圧の調整とを行うだけで充分であるの
で、加速電圧の変更に伴う電源電圧の調整作業が容易で
あり、したがって、加速電圧を変化しながらイオンビー
ムを照射した場合に試料Sの変化を実時間で観察するこ
とができる。
In the above embodiment, when changing the accelerating voltage, it is sufficient to adjust the output voltage of the accelerating power supply 21 and the output voltage of the extracting power supply 22, so that the accelerating voltage is changed. The work of adjusting the power supply voltage is easy, and therefore the change of the sample S can be observed in real time when the ion beam is irradiated while changing the acceleration voltage.

【0025】また、上記実施例においては、静電プリズ
ムPが電子顕微鏡内に設けられ、しかもその静電プリズ
ムPに所定の電位が付与されているので、その静電プリ
ズムP内を通過するイオンビームの散乱が少ないという
利点がある。電子顕微鏡内には強い磁界が存在するが、
この磁界はシールドチューブSTで遮蔽されるので、そ
の磁界によってイオンビームが乱れることも無い。さら
に、静電プリズムPで発生する電界は、上記シールドチ
ューブSTによって遮蔽されるので、その電界が顕微鏡
の動作に影響することも無い。
Further, in the above-described embodiment, since the electrostatic prism P is provided in the electron microscope and a predetermined potential is applied to the electrostatic prism P, the ions passing through the electrostatic prism P will be described. There is an advantage that the scattering of the beam is small. There is a strong magnetic field in the electron microscope,
Since this magnetic field is shielded by the shield tube ST, the magnetic field does not disturb the ion beam. Further, since the electric field generated by the electrostatic prism P is shielded by the shield tube ST, the electric field does not affect the operation of the microscope.

【0026】図2は、本発明の他の実施例の要部を示す
回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a main part of another embodiment of the present invention.

【0027】図2に示す実施例は、基本的には図1に示
す実施例と同じであり、図1に示す実施例における加速
電源21と引き出し電源22との代わりに、電圧調整手
段20を設けたものである。つまり、図1の実施例のう
ち、加速電源21と引き出し電源22以外の構成は、図
1に示す実施例の場合と図2に示す実施例の場合とで共
通である。
The embodiment shown in FIG. 2 is basically the same as the embodiment shown in FIG. 1. Instead of the acceleration power supply 21 and the extraction power supply 22 in the embodiment shown in FIG. It is provided. That is, in the embodiment of FIG. 1, the configuration other than the acceleration power supply 21 and the extraction power supply 22 is common to the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG.

【0028】電圧調整手段20は、電圧調整回路20a
と加速電源51と引き出し電源52と電圧計Va、Vb
とを有する。また、電圧調整手段20は、加速電圧の値
と引き出し電圧の値との差をほぼ一定に維持しながら、
加速電圧および引き出し電圧の値を同時に調整する電圧
調整手段の一例である。
The voltage adjusting means 20 is a voltage adjusting circuit 20a.
, Acceleration power supply 51, extraction power supply 52, voltmeter Va, Vb
Have and. Further, the voltage adjusting means 20 maintains the difference between the value of the acceleration voltage and the value of the extraction voltage to be substantially constant,
It is an example of a voltage adjusting unit that simultaneously adjusts the values of the acceleration voltage and the extraction voltage.

【0029】電圧調整回路20aは、1つの基準用電源
20bと、この基準用電源20bに並列接続され、その
可動接点20cが接地電位に接続されたポテンショメー
タ20rとを有する。基準用電源20bのプラス側は、
加速電源51の基準電圧端子51aに接続され、加速電
源51用基準電圧を発生し、基準用電源20bのマイナ
ス側は、引き出し電源52の基準電圧端子52aに接続
され、引き出し電源52用基準電圧を発生している。
The voltage adjusting circuit 20a has one reference power source 20b and a potentiometer 20r connected in parallel to the reference power source 20b and having its movable contact 20c connected to the ground potential. The positive side of the reference power source 20b is
It is connected to the reference voltage terminal 51a of the acceleration power supply 51 to generate the reference voltage for the acceleration power supply 51, and the negative side of the reference power supply 20b is connected to the reference voltage terminal 52a of the extraction power supply 52 to supply the reference voltage for the extraction power supply 52. It has occurred.

【0030】加速電源51は、加速電圧に比例する加速
電圧検出信号と加速電源51用基準電圧との誤差信号を
得、その誤差信号がゼロになるように制御を行う機能を
有する通常の電源である。引き出し電源22は、引き出
し電圧に比例する引き出し電圧検出信号と引き出し電源
52用基準電圧との誤差信号を得、その誤差信号がゼロ
になるように制御を行う機能を有する通常の電源であ
る。
The acceleration power supply 51 is an ordinary power supply having a function of obtaining an error signal between the acceleration voltage detection signal proportional to the acceleration voltage and the reference voltage for the acceleration power supply 51, and controlling so that the error signal becomes zero. is there. The extraction power supply 22 is a normal power supply having a function of obtaining an error signal between the extraction voltage detection signal proportional to the extraction voltage and the reference voltage for the extraction power supply 52 and controlling the error signal to be zero.

【0031】加速電源51の出力電圧である加速電圧は
電圧計Vaで表示され、引き出し電源52の出力電圧で
ある引き出し電圧は電圧計Vbで表示される。
The acceleration voltage, which is the output voltage of the acceleration power supply 51, is displayed by the voltmeter Va, and the extraction voltage, which is the output voltage of the extraction power supply 52, is displayed by the voltmeter Vb.

【0032】ポテンショメータ20rの可動接点20c
を図中、左に動かすと、加速電源51用基準電圧が低く
なり、引き出し電源52用基準電圧も低くなる。換言す
れば、その基準電圧は負極性なので絶対値は大きくな
る。したがって、加速電圧を下降させると同時に引き出
し電圧の絶対値を増大させる場合には、ポテンショメー
タ20rの可動接点20cを図中、左に動かし、電圧計
VaまたはVbの表示値が所望の電圧値になった位置で
可動接点20cを止めればよい。
Moving contact 20c of potentiometer 20r
Is moved to the left in the figure, the reference voltage for the acceleration power supply 51 becomes low and the reference voltage for the extraction power supply 52 also becomes low. In other words, since the reference voltage has a negative polarity, the absolute value becomes large. Therefore, in order to decrease the acceleration voltage and increase the absolute value of the extraction voltage at the same time, the movable contact 20c of the potentiometer 20r is moved to the left in the figure, and the display value of the voltmeter Va or Vb becomes the desired voltage value. The movable contact 20c may be stopped at the open position.

【0033】逆に加速電圧を上昇させると同時に負極性
の引き出し電圧の絶対値を低下させる場合には、前述と
は逆に、可動接点20cを図中、右に動かせばよい。
On the contrary, when the acceleration voltage is increased and the absolute value of the negative extraction voltage is decreased at the same time, the movable contact 20c may be moved to the right in the figure contrary to the above.

【0034】この場合も、加速電圧と引き出し電圧との
電位差が10kVに維持され、加速電圧が0.5kVに
設定されていれば、電圧計Vaが0.5kVを示し、電
圧計Vbが−9.5kVを示している。このときに、加
速電圧を0.6kVに変更したい場合には、ポテンショ
メータ20rを調整して、電圧計Vaが0.6kVを示
すように調整する。この調整を行えば、上流レンズ電源
23、右用補助偏向電源24、左用補助偏向電源25、
分析マグネット電源26、下流レンズ電源27、静電プ
リズム電源28、29等の他の電源の出力電圧の調整を
必要とせずに、イオンビーム径、イオンビーム方向が適
正に維持される。
Also in this case, if the potential difference between the acceleration voltage and the extraction voltage is maintained at 10 kV and the acceleration voltage is set at 0.5 kV, the voltmeter Va shows 0.5 kV and the voltmeter Vb shows -9. It shows 0.5 kV. At this time, when it is desired to change the acceleration voltage to 0.6 kV, the potentiometer 20r is adjusted so that the voltmeter Va indicates 0.6 kV. If this adjustment is performed, the upstream lens power supply 23, the right auxiliary deflection power supply 24, the left auxiliary deflection power supply 25,
The ion beam diameter and the ion beam direction are appropriately maintained without the need to adjust the output voltage of other power sources such as the analysis magnet power source 26, the downstream lens power source 27, and the electrostatic prism power sources 28 and 29.

【0035】なお、加速電圧を0.5kVから、0.6
kV以外の電圧に変更する場合も、また、加速電圧を
0.5kV以外の電圧から、他の電圧に変更する場合
も、上記と同様に、ポテンショメータ20rを調整する
だけで、上流レンズ電源23等の他の電源を一切調整す
る必要がない。
The acceleration voltage is changed from 0.5 kV to 0.6
Even when the voltage is changed to a voltage other than kV, or when the acceleration voltage is changed from a voltage other than 0.5 kV to another voltage, just by adjusting the potentiometer 20r, the upstream lens power supply 23, etc. can be adjusted. No need to adjust any other power supply.

【0036】したがって、図2に示す電圧調整手段20
を使用すれば、加速電圧の変更に伴う電源調整作業が迅
速に終了し、電源電圧の調整作業がより容易であり、加
速電圧を変化しながらイオンビームを照射したい場合
に、試料の変化を実時間で観察することが極めて容易に
できる。なお、この場合、電圧計Vbを省略するように
してもよい。
Therefore, the voltage adjusting means 20 shown in FIG.
By using, the power supply adjustment work accompanying the change of the accelerating voltage is completed quickly, the work of adjusting the power supply voltage is easier, and when changing the accelerating voltage and irradiating the ion beam, it is possible to change the sample. It is extremely easy to observe in time. In this case, the voltmeter Vb may be omitted.

【0037】図3は、図2に示す実施例において、電源
20bの電圧(つまり、加速電圧と引き出し電圧との電
位差)として、10kV、8kV、6kV、4kVを採
用した場合の特性を示す図である。このように、電源2
0bの出力電圧自体をも変化させる場合には、電源20
bの両端に電圧計を設けることが好ましい。
FIG. 3 is a diagram showing the characteristics when 10 kV, 8 kV, 6 kV, and 4 kV are adopted as the voltage of the power supply 20b (that is, the potential difference between the acceleration voltage and the extraction voltage) in the embodiment shown in FIG. is there. In this way, the power supply 2
If the output voltage itself of 0b is also changed, the power source 20
It is preferable to provide voltmeters at both ends of b.

【0038】なお、上記実施例ではプラスイオンの場合
について述べたが、マイナスイオンの場合には、各印加
電圧の極性を、全て図示とは逆に設定すればよい。ま
た、図示していないが、イオンビーム発生部10および
トランスポートTは低電位に確保されたカバーで覆われ
ている。さらにまた、上記実施例では加速電圧が充分に
低い場合について述べたが、加速電圧をたとえば従来の
1/2程度の電圧(数kV〜数十kV)に低減し、トラ
ンスポートTには加速電圧の低減を考慮して決めた電圧
を印加してもよい。
In the above embodiment, the case of positive ions was described, but in the case of negative ions, the polarities of the applied voltages may all be set opposite to those shown in the figure. Although not shown, the ion beam generator 10 and the transport T are covered with a cover kept at a low potential. Furthermore, in the above embodiment, the case where the accelerating voltage is sufficiently low has been described, but the accelerating voltage is reduced to, for example, about half the voltage (several kV to several tens of kV) of the conventional one, and the transport T has the accelerating voltage May be applied in consideration of the reduction of

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、イオンビーム発生部か
らイオンを大量に引き出し、セラミックス、生物等のよ
うに電圧を印加できない試料、または装置の構造等の制
約からターゲットに減速電圧を印加できない試料、ある
いは低減された加速電圧が印加される試料に、イオンビ
ームを照射する場合において、加速電圧の変更に伴う電
源電圧の調整作業が容易であり、しかもイオンビームを
照射した場合に試料の変化を実時間で観察することがで
きるという効果を奏する。
According to the present invention, a deceleration voltage cannot be applied to a target due to a large amount of ions extracted from the ion beam generator, a sample such as ceramics and living things to which no voltage can be applied, or the structure of the device and the like. When irradiating the sample or the sample to which the reduced accelerating voltage is applied with the ion beam, it is easy to adjust the power supply voltage due to the change of the accelerating voltage, and the sample changes when the ion beam is irradiated. There is an effect that it can be observed in real time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例の要部を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a main part of another embodiment of the present invention.

【図3】図2に示す実施例において、電源20bの出力
電圧を変化させた場合の特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing characteristics when the output voltage of the power supply 20b is changed in the embodiment shown in FIG.

【図4】従来例の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional example.

【図5】上記従来例の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…イオンビーム発生部、 20…電圧調整手段、 20b…電源、 20r…ポテンショメータ、 21、51…加速電源、 22、52…引き出し電源、 23…上流レンズ電源、 24、25…補助偏向電源、 26…分析マグネット電源、 27…下流レンズ電源、 28、29…静電プリズム電源、 40…電子顕微鏡鏡筒部、 T…トランスポート、 L1…上流レンズ、 AM…分析マグネット、 L2…下流レンズ、 D1、D2…補助偏向電極、 P…静電プリズム、 S…試料。 10 ... Ion beam generator, 20 ... Voltage adjusting means, 20b ... power supply, 20r ... Potentiometer, 21, 51 ... Acceleration power supply, 22, 52 ... Drawer power supply, 23 ... upstream lens power supply, 24, 25 ... Auxiliary deflection power supply, 26 ... Analysis magnet power supply, 27 ... Downstream lens power supply, 28, 29 ... Electrostatic prism power supply, 40 ... Electron microscope lens barrel, T ... transport, L1 ... upstream lens, AM ... analysis magnet, L2 ... Downstream lens, D1, D2 ... Auxiliary deflection electrode, P ... electrostatic prism, S ... sample.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の試料をほぼ接地電位に保持すると
ともに、トランスポートと上記接地電位との間に印加す
る引き出し電圧を、加速電圧とは逆極性の値に設定し、
イオンビーム発生部から、上記トランスポートを介して
上記試料にイオンビームを照射するイオンビーム照射方
法において、 上記加速電圧の値と上記引き出し電圧の値との差をほぼ
一定に維持することを特徴とするイオンビーム照射方
法。
1. A predetermined sample is held substantially at ground potential, and the extraction voltage applied between the transport and the ground potential is set to a value having a polarity opposite to the acceleration voltage,
An ion beam irradiation method of irradiating an ion beam to the sample from the ion beam generator via the transport, characterized in that the difference between the value of the acceleration voltage and the value of the extraction voltage is maintained substantially constant. Ion beam irradiation method.
【請求項2】 所定の試料をほぼ接地電位に保持すると
ともに、トランスポートと上記接地電位との間に印加す
る引き出し電圧を、加速電圧とは逆極性の値に設定し、
イオンビーム発生部から、上記トランスポートを介して
上記試料にイオンビームを照射するイオンビーム照射方
法において、 上記加速電圧の値と上記引き出し電圧の値との差をほぼ
一定に維持しながら、上記加速電圧および上記引き出し
電圧の値を同時に調整する電圧調整手段を有することを
特徴とするイオンビーム照射装置。
2. A predetermined sample is held substantially at the ground potential, and the extraction voltage applied between the transport and the ground potential is set to a value having a polarity opposite to the acceleration voltage,
In an ion beam irradiation method of irradiating an ion beam from the ion beam generator to the sample via the transport, the acceleration is performed while maintaining a difference between the acceleration voltage value and the extraction voltage value substantially constant. An ion beam irradiation apparatus comprising a voltage adjusting means for adjusting the voltage and the value of the extraction voltage at the same time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009119655A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 株式会社フェローテック Plasma generating apparatus and plasma processing apparatus

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