JPH0722007B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
荷電粒子線装置Info
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- JPH0722007B2 JPH0722007B2 JP59270888A JP27088884A JPH0722007B2 JP H0722007 B2 JPH0722007 B2 JP H0722007B2 JP 59270888 A JP59270888 A JP 59270888A JP 27088884 A JP27088884 A JP 27088884A JP H0722007 B2 JPH0722007 B2 JP H0722007B2
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- Japan
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- charged particle
- extraction electrode
- electrode
- charged
- electric resistance
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/063—Geometrical arrangement of electrodes for beam-forming
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、微細構造製作および材料評価を指向した荷電
粒子線装置に係り、低コストで且つ安定な荷電粒子ビー
ムを得ることができる荷電粒子線装置に関する。
粒子線装置に係り、低コストで且つ安定な荷電粒子ビー
ムを得ることができる荷電粒子線装置に関する。
引出電極と後段加速電極を必要とする高エネルギー荷電
ビーム照射系（荷電粒子線装置）において、例えば、日
本学術振興会第132委員会第88回研究会資料第13頁から
第17頁に記載されているように、イオン引出電位を調整
する必要から電圧調整が可能な電圧可変高電圧電源が新
たに設けられている。この方法は必要に応じて引出電圧
が任意に調整でき、引出しうるイオンビームの量（ビー
ム電流）を制御できるが、ビーム電流の一部が引出電極
をたたき、二次電子を励起してその結果としてイオン源
エミツタと引出電極との間で放電現象が誘起される。放
電が起ると引出電極に引出電圧を印加する引出電源およ
びイオン源エミツタに高電圧加速電圧を印加する高圧電
源に過電流が流れ電源を破損するとともに取り出される
イオンビームの不安定性をまねく。
ビーム照射系（荷電粒子線装置）において、例えば、日
本学術振興会第132委員会第88回研究会資料第13頁から
第17頁に記載されているように、イオン引出電位を調整
する必要から電圧調整が可能な電圧可変高電圧電源が新
たに設けられている。この方法は必要に応じて引出電圧
が任意に調整でき、引出しうるイオンビームの量（ビー
ム電流）を制御できるが、ビーム電流の一部が引出電極
をたたき、二次電子を励起してその結果としてイオン源
エミツタと引出電極との間で放電現象が誘起される。放
電が起ると引出電極に引出電圧を印加する引出電源およ
びイオン源エミツタに高電圧加速電圧を印加する高圧電
源に過電流が流れ電源を破損するとともに取り出される
イオンビームの不安定性をまねく。
本発明の目的は、荷電粒子線装置における電源省略によ
るコスト低減と安定な荷電粒子ビームを得ることができ
る荷電粒子線装置を提供することにある。
るコスト低減と安定な荷電粒子ビームを得ることができ
る荷電粒子線装置を提供することにある。
本発明の基本的な考え方は、後段加速を必要とするよう
な高エネルギー荷電粒子ビーム照射系（荷電粒子線装
置）において、第一の荷電粒子引出電極を抵抗値が任意
に可変できる抵抗を通して接地し、該電極に流入する荷
電粒子流と抵抗によつて生ずる電位と荷電粒子源（エミ
ツタ）電位との差を荷電粒子引出電圧として利用するこ
とにある。これにより電源の省略ができるとともに荷電
粒子の安定引出が達成でき、従来の問題点が改良され
た。
な高エネルギー荷電粒子ビーム照射系（荷電粒子線装
置）において、第一の荷電粒子引出電極を抵抗値が任意
に可変できる抵抗を通して接地し、該電極に流入する荷
電粒子流と抵抗によつて生ずる電位と荷電粒子源（エミ
ツタ）電位との差を荷電粒子引出電圧として利用するこ
とにある。これにより電源の省略ができるとともに荷電
粒子の安定引出が達成でき、従来の問題点が改良され
た。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。はじ
めに実施例の構成を説明する。本発明の装置構成は、荷
電粒子源1,2（2;荷電粒子源エミツタ），制御電極3,荷
電粒子ビームを引出すための荷電粒子引出電極4,荷電粒
子ビームを加速するための後段加速電極5,収来用レンズ
としての静電レンズ6,試料7,高圧電源8,分圧器9,本発明
の電気抵抗手段としての抵抗器10である。次に動作原理
を示す。荷電粒子源1,2より放出されたイオンビーム11
は、その大部分が引出電極４の孔を通過するが、一部は
引出電極４の孔周辺をたたき本発明の抵抗器10を通つて
流れる。この場合引出電極電位Veは、抵抗10の値をRb、
流入荷電粒子流をＩｔとするRb・Ｉｔとなり、Ｉｔが定
まればVeはRbの関数として任意に変えられる。さらに該
抵抗器10として分割またはしゆう動抵抗を利用し、任意
分割抵抗値のとこからリードをとり出し、レンズ電極６
に必要なレンズ電圧を供給できる。最後に、本発明の具
体的な実施例を述べる。第１図において荷電粒子源1,2
としてＣｓClを混入させた焼結タングステンエミツタ２
を利用した。抵抗器10の抵抗値は分割抵抗により107〜1
010Ωまで可変できるものを採用した。後段引出し電極
５は接地電位に保つた。ビーム集束には静電レンズ系を
利用し、レンズ電圧は第１図に示したように該抵抗器10
の任意分割抵抗値にセツトすることによつて与えた。本
実施例により、Ｃｓ ＋またはCl-の正または負イオンビ
ームを安定に引出すことができ、且つ抵抗値10を調整す
ることにより電流値を任意に変えられることが実証され
た。また抵抗値を任意に変えることにより試料７上に集
束できることが明らかになつた。本実施例では、後段加
速電極５およびそれと対になる抵抗器10は一組だが、複
数の後段加速電極５と、それに必要な数の、後段加速電
極５と対になる抵抗器10を設ける構成も可能である。
めに実施例の構成を説明する。本発明の装置構成は、荷
電粒子源1,2（2;荷電粒子源エミツタ），制御電極3,荷
電粒子ビームを引出すための荷電粒子引出電極4,荷電粒
子ビームを加速するための後段加速電極5,収来用レンズ
としての静電レンズ6,試料7,高圧電源8,分圧器9,本発明
の電気抵抗手段としての抵抗器10である。次に動作原理
を示す。荷電粒子源1,2より放出されたイオンビーム11
は、その大部分が引出電極４の孔を通過するが、一部は
引出電極４の孔周辺をたたき本発明の抵抗器10を通つて
流れる。この場合引出電極電位Veは、抵抗10の値をRb、
流入荷電粒子流をＩｔとするRb・Ｉｔとなり、Ｉｔが定
まればVeはRbの関数として任意に変えられる。さらに該
抵抗器10として分割またはしゆう動抵抗を利用し、任意
分割抵抗値のとこからリードをとり出し、レンズ電極６
に必要なレンズ電圧を供給できる。最後に、本発明の具
体的な実施例を述べる。第１図において荷電粒子源1,2
としてＣｓClを混入させた焼結タングステンエミツタ２
を利用した。抵抗器10の抵抗値は分割抵抗により107〜1
010Ωまで可変できるものを採用した。後段引出し電極
５は接地電位に保つた。ビーム集束には静電レンズ系を
利用し、レンズ電圧は第１図に示したように該抵抗器10
の任意分割抵抗値にセツトすることによつて与えた。本
実施例により、Ｃｓ ＋またはCl-の正または負イオンビ
ームを安定に引出すことができ、且つ抵抗値10を調整す
ることにより電流値を任意に変えられることが実証され
た。また抵抗値を任意に変えることにより試料７上に集
束できることが明らかになつた。本実施例では、後段加
速電極５およびそれと対になる抵抗器10は一組だが、複
数の後段加速電極５と、それに必要な数の、後段加速電
極５と対になる抵抗器10を設ける構成も可能である。
本実施例により次のような効果が確認された。
１）荷電粒子源1,2と引出電極４との間では放電現象は
皆無にでき、放電による電源破損がなくなつた。
皆無にでき、放電による電源破損がなくなつた。
２）上記１）の効果によりビーム電流の安定度が従来の
５％/hrが0.5％/hr以下と一桁以上改善された。
５％/hrが0.5％/hr以下と一桁以上改善された。
ここでは、荷電粒子源1,2としてイオン源についての結
果のみ示したが、ヘアピン形電子源および電界放出電子
源についても実施し、同様効果が得られた。
果のみ示したが、ヘアピン形電子源および電界放出電子
源についても実施し、同様効果が得られた。
本発明によれば、高エネルギー加速の荷電粒子線照射系
において荷電粒子引出のための引出電源が省略でき且つ
引出される荷電粒子ビームに安定化のための自動制御が
かかるので、以下に列挙するような効果がある。
において荷電粒子引出のための引出電源が省略でき且つ
引出される荷電粒子ビームに安定化のための自動制御が
かかるので、以下に列挙するような効果がある。
１）引出される荷電粒子線流が抵抗を流れる時に生ずる
電位を直接引出電圧として利用しているので、放電によ
る電源の破損やビーム変動がさけられる。
電位を直接引出電圧として利用しているので、放電によ
る電源の破損やビーム変動がさけられる。
２）上記に示したよう電源が省略できるので、コスト低
減ができる。
減ができる。
３）上記１）の効果により、ビーム安定度が従来法の５
％/hrに対して0.5％/hr以下に改善できる。
％/hrに対して0.5％/hr以下に改善できる。
第１図は本発明の荷電粒子線装置の縦断面図である。 １……荷電粒子源、２……荷電粒子エミツタ、３……制
御電極、４……荷電粒子引出電極、５……後段加速電
極、６……静電レンズ、７……試料、８……高圧電源、
９……分圧器、10……抵抗器。
御電極、４……荷電粒子引出電極、５……後段加速電
極、６……静電レンズ、７……試料、８……高圧電源、
９……分圧器、10……抵抗器。
Claims (4)
- 【請求項１】荷電粒子を放出するための荷電粒子源と、
該荷電粒子源から荷電粒子を引出すための引出電極と、
該引出電極の後段において該引出電極によって引出され
た荷電粒子を加速するための加速電極と、上記荷電粒子
源と上記加速電極との間に荷電粒子加速用の高電圧を印
加するための高電圧電源とを少なくとも具備してなる後
段加速型の荷電粒子線装置において、上記引出電極には
上記荷電粒子源から引出された荷電粒子流の一部が流入
するように構成し、かつ上記引出電極を電気抵抗手段を
介して上記加速電極に接続することによって、上記引出
電極に流入した荷電粒子流が上記電気抵抗手段を通して
流れることによって該電気抵抗手段の両端間に生じる電
位差によって上記引出電極の電位が決定されるように構
成してなることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 【請求項２】上記電気抵抗手段は、可変抵抗器をもって
構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の荷電粒子線装置。 - 【請求項３】荷電粒子を放出するための荷電粒子源と、
該荷電粒子源から荷電粒子を引出すための引出電極と、
該引出電極の後段において該引出電極によって引出され
た荷電粒子を加速するための加速電極と、該加速電極の
後段において該加速電極によって加速された荷電粒子を
収束するための静電レンズと、上記荷電粒子源と上記加
速電極との間に荷電粒子加速用の高電圧を印加するため
の高電圧電源とを少なくとも具備してなる後段加速型の
荷電粒子線装置において、上記引出電極には上記荷電粒
子源から引出された荷電粒子流の一部が流入するように
構成し、かつ上記引出電極を電気抵抗手段を介して上記
加速電極に接続することによって、上記引出電極に流入
した荷電粒子流が上記電気抵抗手段を通して流れること
によって該電気抵抗手段の両端間に生じる電位差によっ
て上記引出電極の電位が決定されるように構成し、さら
に、上記電気抵抗手段の任意の抵抗分割位置に現れる電
圧を上記静電レンズのレンズ電圧として該静電レンズに
付与してなることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 【請求項４】上記電気抵抗手段は、可変抵抗器をもって
構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項
に記載の荷電粒子線装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270888A JPH0722007B2 (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 荷電粒子線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270888A JPH0722007B2 (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 荷電粒子線装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148757A JPS61148757A (ja) | 1986-07-07 |
| JPH0722007B2 true JPH0722007B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17492361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59270888A Expired - Fee Related JPH0722007B2 (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 荷電粒子線装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722007B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2264738B1 (en) * | 2009-06-18 | 2017-12-06 | Carl Zeiss NTS Ltd. | Electron gun used in a particle beam device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58158849A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Jeol Ltd | イオン銃用電源 |
| JPS58158844A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Jeol Ltd | イオン銃 |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP59270888A patent/JPH0722007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61148757A (ja) | 1986-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |