JPH08222168A - Ion beam device - Google Patents
Ion beam deviceInfo
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- JPH08222168A JPH08222168A JP3041095A JP3041095A JPH08222168A JP H08222168 A JPH08222168 A JP H08222168A JP 3041095 A JP3041095 A JP 3041095A JP 3041095 A JP3041095 A JP 3041095A JP H08222168 A JPH08222168 A JP H08222168A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームを試料に
パルス的に照射して試料の分析、あるいは加工を行うイ
オンビーム装置に係り、特に、極微小部の分析あるいは
加工に好適なイオンビーム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 apparatus for irradiating a sample with an ion beam in a pulsed manner to analyze or process the sample, and particularly to an ion beam apparatus suitable for analyzing or processing very small parts. It relates to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】イオンビームを試料にパルス的に照射し
て試料の分析を行う装置の例としては、イオンビーム照
射によって試料から放出される二次イオンを飛行時間型
質量分析計で検出するＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置や、同じ
く、イオンビーム照射によって試料から放出される中性
粒子にレーザ光を照射して、中性粒子をイオン化して検
出するスパッタ粒子質量分析装置（ＳＮＭＳ）、などが
ある。2. Description of the Related Art As an example of an apparatus for analyzing a sample by irradiating the sample with an ion beam in a pulsed manner, a TOF for detecting secondary ions emitted from the sample by the ion beam irradiation with a time-of-flight mass spectrometer There is a SIMS device, and similarly, a sputter particle mass spectrometer (SNMS) that irradiates a laser beam to neutral particles emitted from a sample by ion beam irradiation to ionize and detect the neutral particles.
【０００３】このような装置の従来例としては、たとえ
ば、ＳＮＭＳの場合には、特公平５−７４１８５号公報
に記載されている。ここで、従来の装置の動作原理を、
図２を用いて説明する。まず、一次イオン源１からイオ
ンビーム９を引き出し、イオンビームパルス化機構
３′、イオンビーム走査機構４、およびイオンビームレ
ンズ５を通して、試料６に照射する。そして、試料６か
ら放出された二次イオン１２を、飛行時間型質量分析計
８で検出する。また、中性粒子１０を分析する場合は、
中性粒子１０にレーザビーム１１を照射して、イオン化
して検出する。なお、ここでは、イオンビームパルス化
機構３′は、静電偏向板とアパーチャとで構成され、イ
オンビーム走査機構４は、直交する２組の静電偏向板で
構成されている。As a conventional example of such a device, for example, in the case of SNMS, it is described in Japanese Patent Publication No. 5-74185. Here, the operation principle of the conventional device is
This will be described with reference to FIG. First, the ion beam 9 is extracted from the primary ion source 1, and the sample 6 is irradiated with the ion beam pulsing mechanism 3 ′, the ion beam scanning mechanism 4, and the ion beam lens 5. Then, the secondary ions 12 emitted from the sample 6 are detected by the time-of-flight mass spectrometer 8. When analyzing the neutral particles 10,
The neutral particles 10 are irradiated with a laser beam 11 to be ionized and detected. Here, the ion beam pulsing mechanism 3 ′ is composed of an electrostatic deflection plate and an aperture, and the ion beam scanning mechanism 4 is composed of two sets of orthogonal electrostatic deflection plates.
【０００４】この例で示した装置で、イオンビーム９を
パルス化するのは、次のような理由による。まず、ＴＯ
Ｆ−ＳＩＭＳのように飛行時間型質量分析計を信号の検
出器とする場合には、質量分析の原理が、ある時刻から
の質量数に応じた粒子の検出器までの飛行時間を測定す
るものであることから、連続的に分析することができ
ず、飛行時間計測開始から終了までを一回のサイクルと
する繰返し測定となる。したがって、イオンビームを試
料に対し、飛行時間計測開始時刻に同期させてパルス照
射することになる。また、中性粒子をレーザビームでイ
オン化するＳＮＭＳの場合、高出力のレーザが必要であ
るが、現在では、これはパルスレーザに限られている。
したがって、レーザビームが照射されない時間にイオン
ビームによって試料を照射しても、スパッタされた中性
粒子はイオン化できず、分析できない。このため、試料
の消費効率、つまり検出効率を高めるために、イオンビ
ームをパルスレーザビームと同期させて、試料をパルス
照射することになる。この場合、用いる質量分析計の種
類には制限はないが、この場合でも、上記の飛行時間型
質量分析計が用いられることが多い。The reason why the ion beam 9 is pulsed in the apparatus shown in this example is as follows. First, TO
When a time-of-flight mass spectrometer is used as a signal detector like F-SIMS, the principle of mass spectrometry is to measure the time of flight from a certain time to a particle detector according to the mass number. Therefore, continuous analysis cannot be performed, and repeated measurement is performed with one cycle from the start to the end of flight time measurement. Therefore, the ion beam is pulse-irradiated to the sample in synchronization with the flight time measurement start time. Further, in the case of SNMS in which neutral particles are ionized with a laser beam, a high-power laser is required, but at present, this is limited to a pulse laser.
Therefore, even if the sample is irradiated with the ion beam during the time when the laser beam is not irradiated, the sputtered neutral particles cannot be ionized and cannot be analyzed. Therefore, in order to enhance the consumption efficiency of the sample, that is, the detection efficiency, the ion beam is synchronized with the pulse laser beam and the sample is pulse-irradiated. In this case, the type of mass spectrometer to be used is not limited, but even in this case, the time-of-flight mass spectrometer is often used.
【０００５】次に、従来のイオンビームパルス化機構
３′について説明する。図２の例では、パルス化機構
３′は平行平板からなる静電偏向器とアパーチャとから
構成されている。静電偏向器の電極に、図３に示すよう
に、電圧をパルス状に印加する。この場合、対向する電
極の電圧が接地電位で等しくなった場合には、イオンビ
ームはアパーチャを通過して試料に照射され、一方、電
極に電圧が印加されて偏向電場が生じている場合には、
イオンビームはアパーチャに遮られて試料６に到達しな
い。ここで、図３に示すｔ１からｔ２の間や、ｔ３から
ｔ４の間のように、印加電圧が変化している状態を考え
ると、電極に印加する電圧が接地電位から次第に大きく
なるにつれて、イオンビームは、電極長の中点を支点と
して偏向されていくことになる。これは、偏向に従っ
て、イオンビームの試料照射位置が移動することを意味
する。これでは、本来の分析場所以外の領域をイオンビ
ームが照射することになり、目的とする分析位置以外の
信号が、ノイズとして本来の信号に加わってしまう問題
が生じる。従来、この問題の解決のためには、次のよう
な方法が採られている。すなわち、図２に示す電極長の
中点Ａを光源と考えて、これがイオンビームレンズ５に
よって試料６上に集束するように、レンズ条件を設定す
る。静電偏向器の偏向支点は電極長の中点Ａにあり、偏
向されたイオンビームの軌道は、いずれも、偏向支点か
ら直線的に放出されたかのようにみなすことができるの
で、このレンズ条件では、イオンビームは常に試料上で
同じ点に集束することになる。したがって、電極に印加
する電圧が変化している状態でも、イオンビームの試料
照射位置は移動しないことになる。Next, a conventional ion beam pulsing mechanism 3'will be described. In the example of FIG. 2, the pulsing mechanism 3'is composed of an electrostatic deflector made of parallel plates and an aperture. As shown in FIG. 3, a voltage is applied in pulses to the electrodes of the electrostatic deflector. In this case, the ion beam passes through the aperture and irradiates the sample when the voltages of the opposing electrodes become equal to each other at the ground potential, while when the voltage is applied to the electrodes and the deflection electric field is generated. ,
The ion beam is blocked by the aperture and does not reach the sample 6. Here, considering the state in which the applied voltage changes, such as between t1 and t2 and between t3 and t4 shown in FIG. 3, as the voltage applied to the electrodes gradually increases from the ground potential, the ion The beam is deflected around the midpoint of the electrode length as a fulcrum. This means that the sample irradiation position of the ion beam moves according to the deflection. In this case, the ion beam irradiates the area other than the original analysis location, and a signal other than the intended analysis position is added as noise to the original signal. Conventionally, the following methods have been adopted to solve this problem. That is, the middle point A of the electrode length shown in FIG. 2 is considered as a light source, and the lens conditions are set so that the ion beam lens 5 focuses it on the sample 6. The deflection fulcrum of the electrostatic deflector is located at the midpoint A of the electrode length, and any trajectory of the deflected ion beam can be regarded as if it was linearly emitted from the deflection fulcrum. , The ion beam will always be focused on the same point on the sample. Therefore, the sample irradiation position of the ion beam does not move even when the voltage applied to the electrodes changes.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような分
析用のイオンビーム装置においては、次のような問題点
があった。すなわち、偏向電極に印加する電圧が変化し
ている状態でも、イオンビームの試料照射位置が移動し
ないように、イオンビームレンズ５で静電偏向器の電極
長の中点Ａを試料６上に集束するようにしても、イオン
ビームはイオンビームレンズ５の中心から外れた位置Ｂ
を通過することになる。一般に、イオンビームレンズ５
の中心から外れた位置をイオンビームが通過すると、球
面収差によってイオンビーム径に広がりが生じる。イオ
ンビームを細束化して試料６の微小部分を高分解能で分
析する場合、このイオンビーム径の広がりは深刻な問題
となる。また、イオンビームを微細化して試料の極微小
部を加工する場合にも、上記のようにイオンビーム径に
広がりが生じると、加工精度が低下する。However, such an ion beam apparatus for analysis has the following problems. That is, even when the voltage applied to the deflection electrode is changed, the ion beam lens 5 focuses the midpoint A of the electrode length of the electrostatic deflector on the sample 6 so that the sample irradiation position of the ion beam does not move. Even if it is done, the ion beam is located at a position B off the center of the ion beam lens 5.
Will pass through. Generally, the ion beam lens 5
When the ion beam passes through the position deviated from the center of, the ion beam diameter spreads due to spherical aberration. When the ion beam is made into a fine bundle to analyze a minute portion of the sample 6 with high resolution, the spread of the ion beam diameter becomes a serious problem. Also, when the ion beam is miniaturized to process the microscopic portion of the sample, if the ion beam diameter is widened as described above, the processing accuracy is lowered.
【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、イオンビームをパルス化する場合で
もイオンビームを細束化することが可能で、極微小部の
分析あるいは加工に好適なイオンビーム装置を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to make the ion beam into a fine bundle even when the ion beam is pulsed, and is suitable for analysis or processing of a very small portion. An object of the present invention is to provide a simple ion beam device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明においては、分析用、あるいは加工用のイオ
ンビーム装置において、一対の静電偏向板からなるサイ
ズの同一の偏向電極をイオンビーム集束系のイオン光軸
に沿って８段シリーズに配置し、イオン源に近い方から
数えて、２段目、３段目、５段目、および８段目の各偏
向電極の電場方向を１段目のそれとは逆方向にし、か
つ、４段目、６段目、および７段目の各偏向電極の電場
方向を１段目のそれと同じ向きにし、そして、これらの
８段の偏向電極のいずれかの間にスリット、あるいはア
パーチャを設け、かつ、これらの各偏向電極に連続的に
変化する電圧を印加して、試料を照射するイオンビーム
をパルス化する。In order to achieve this object, in the present invention, in an ion beam device for analysis or processing, the same deflection electrode having a size consisting of a pair of electrostatic deflection plates is used for ionization. They are arranged in a series of 8 stages along the ion optical axis of the beam focusing system, and the electric field direction of each deflection electrode of the 2nd, 3rd, 5th, and 8th stages is counted from the side closer to the ion source. The direction opposite to that of the first stage, and the electric field direction of each of the deflection electrodes of the fourth, sixth, and seventh stages is set to the same direction as that of the first stage, and the deflection electrodes of these eight stages are arranged. Slits or apertures are provided between any of the above, and a continuously changing voltage is applied to each of these deflection electrodes to pulse the ion beam for irradiating the sample.
【０００９】また、上記の８段の偏向電極の代わりに、
４段のサイズの等しい偏向電極をシリーズに配置し、イ
オン源の方から２段目と３段目の偏向電極の電場方向を
１段目のそれとは逆方向にし、４段目の電場方向を１段
目のそれと同じ向きにしてもよい。そして、このとき、
８段偏向電極系の場合には、２段目と３段目、あるいは
６段目と７段目の各偏向電極を、また、４段偏向電極系
の場合には、２段目と３段目の偏向電極を、それぞれ１
つの偏向電極で置き換えることもできる。ただし、上記
４段、あるいは３段の偏向電極系の場合には、少なくと
もそのうちの１つの偏向電極に時間的に一定の電圧を重
畳させるか、あるいは、これらの偏向電極系とは別個
に、イオンビームの照射軸を平行移動させることのでき
る偏向電極を設け、イオンビームの光軸合せができるよ
うにする。Further, instead of the above-mentioned eight-stage deflection electrode,
Four deflection electrodes of the same size are arranged in series, and the electric field direction of the second and third deflection electrodes from the ion source is opposite to that of the first electrode, and the electric field direction of the fourth step is changed. The orientation may be the same as that of the first stage. And at this time,
In the case of an 8-stage deflection electrode system, the second and third stages, or the sixth and seventh stages of the deflection electrodes, and in the case of a 4-stage deflection electrode system, the second and third stages 1 deflection electrode for each eye
It can also be replaced by one deflection electrode. However, in the case of the above-mentioned four-stage or three-stage deflection electrode system, at least one of the deflection electrode systems is superposed with a constant voltage in time, or separately from these deflection electrode systems. A deflection electrode capable of moving the irradiation axis of the beam in parallel is provided so that the optical axis of the ion beam can be aligned.
【００１０】また、各偏向電極に印加する連続的に変化
する電圧は、ある設定電圧から逆極性で同じ値の設定電
圧まで直線的に変化させる電圧であり、この直線的に変
化する電圧の変化速度を変えることで、試料に照射する
イオンビームのパルス幅を変えることができる。Further, the continuously changing voltage applied to each deflection electrode is a voltage that linearly changes from a certain set voltage to a set voltage having the same value with the opposite polarity, and this linearly changing voltage changes. The pulse width of the ion beam with which the sample is irradiated can be changed by changing the speed.
【００１１】また、上記の多段の偏向電極系に加えて、
これらの偏向電極系に対して直交する方向にイオンビー
ムを偏向させる偏向電極を設け、この偏向電極には、上
記の多段偏向電極系に印加する直線的に変化する電圧が
ある一定方向に変化する場合には電圧を印加せず、その
逆方向に変化する場合にのみ、ある一定の電圧を印加し
てイオンビームを光軸から外し、イオンビームが試料に
照射しないようにする。In addition to the multi-stage deflection electrode system described above,
A deflecting electrode for deflecting the ion beam is provided in a direction orthogonal to these deflecting electrode systems, and a linearly changing voltage applied to the above-mentioned multi-stage deflecting electrode system changes in a certain direction. In this case, no voltage is applied, and only when the voltage changes in the opposite direction, a certain voltage is applied to remove the ion beam from the optical axis so that the sample is not irradiated with the ion beam.
【００１２】[0012]
【作用】長さＬの平行平板からなる電極を間隔ｇで８段
配置して、各電極に連続的に変化する電圧を印加した場
合のイオンビームの軌道について、図４を用いて、説明
する。ここでは、質量ｍ、電荷ｑのイオンが速度ｖで、
時刻ｔ0で、点ＡからＸ軸方向に入射する。また１段目
の偏向電極の電場Ｅは、時間ｔに対してＥ＝ｋｔの関係
で変化する。そして、２段目、３段目、５段目、８段目
の電場の方向は、１段目の電場の方向の逆向きであり、
かつ、４段目、６段目、７段目の電場の方向は、１段の
電場の方向と同じ向きである。The trajectory of an ion beam when eight parallel electrodes having a length L are arranged at a gap g and a continuously changing voltage is applied to each electrode will be described with reference to FIG. . Here, an ion with mass m and charge q has velocity v,
At time t 0 , the light enters from the point A in the X-axis direction. Further, the electric field E of the first-stage deflection electrode changes in the relationship of E = kt with respect to time t. And the direction of the electric field of the second, third, fifth, and eighth steps is the opposite direction of the electric field of the first step,
Moreover, the directions of the electric fields of the fourth, sixth and seventh steps are the same as the directions of the electric fields of the first step.
【００１３】以上の条件では、イオンビームはＸ軸方向
には等速運動をするが、Ｙ方向にはその位置と速度を変
えながら飛行する。このＹ方向での位置ｙおよび速度ｄ
ｙ／ｄｔを、図中の各点で求めると、まず２段目の電極
を出射するＢ点では、 Under the above conditions, the ion beam moves at a constant velocity in the X-axis direction, but flies while changing its position and velocity in the Y-direction. Position y and velocity d in this Y direction
When y / dt is calculated at each point in the figure, first, at the point B that emits the electrode in the second stage,
【００１４】となる。すなわちイオンビームは、イオン
ビーム入射軸からはずれた位置から、Ｘ軸とはある角度
をもって出射することになる。また、イオンの速度は有
限であるため、出射位置はイオンが点Ａから入射する時
刻ｔ0に依存する。[0014] That is, the ion beam is emitted from a position deviated from the ion beam incident axis at an angle with the X axis. Since the velocity of the ions is finite, the emission position depends on the time t 0 when the ions enter from the point A.
【００１５】次に４段目の電極を出射するＣ点では、 Next, at the point C which exits from the fourth electrode,
【００１６】となる。すなわちイオンビームは、イオン
ビーム入射軸からはずれた位置から、イオンビーム入射
軸と平行に出射することになる。また、出射位置はイオ
ンが点Ａから入射する時刻ｔ0に依存しない。[0016] That is, the ion beam is emitted parallel to the ion beam incident axis from a position off the ion beam incident axis. Further, the emission position does not depend on the time t 0 when the ions enter from the point A.
【００１７】最後に、８段目の電極を出射するＤ点で
は、 Finally, at point D, which exits the eighth electrode,
【００１８】となる。すなわちイオンビームは、イオン
ビーム入射軸上で、かつ、同軸方向に出射することにな
る。[0018] That is, the ion beam is emitted on the ion beam incident axis and in the coaxial direction.
【００１９】同じように、他の電極間でのイオンビーム
の軌道を求めると、上記の４段目をイオンが出射する場
合を除いて、イオンは、点Ａから入射する時刻ｔ0に依
存して入射軸からはずれた位置を通過する。したがっ
て、これらの電極のいずれかの間に、イオンビーム入射
軸上を飛行するイオンは通過させ、これからはずれるイ
オンは通過させないようなスリット、もしくはアパーチ
ャを設けて、各電極に連続的に変化する電場を印加すれ
ば、ある時間にのみイオンは、この８段の偏向電極を通
過することになる。つまり、イオンビームをパルス化で
きることになる。さらに、８段目の偏向電極を出射する
イオンは、イオンビーム入射軸上で、かつ、その軸に対
して、常に、同軸方向に出射されるため、試料に照射さ
れるイオンは、試料上を移動することなく、パルス化さ
れることになる。Similarly, when the trajectory of the ion beam between the other electrodes is obtained, the ion depends on the time t 0 when it is incident from the point A except for the case where the ion exits the above-mentioned fourth step. And pass a position off the incident axis. Therefore, a slit or aperture is provided between any one of these electrodes so that ions that fly on the ion beam incident axis can pass and ions that deviate from it cannot pass, and a continuously changing electric field is applied to each electrode. Is applied, the ions will pass through the eight-stage deflection electrodes only for a certain time. That is, the ion beam can be pulsed. Further, since the ions emitted from the deflection electrode in the eighth stage are emitted on the ion beam incident axis and always in the coaxial direction with respect to the axis, the ions irradiated on the sample are emitted on the sample. It will be pulsed without moving.
【００２０】次に、一対の平行平板からなる偏向電極を
４段配置して、各電極に連続的に変化する電圧を印加し
た場合を考える。この場合のイオンビームの軌道は、上
記で説明した電極を８段配置した場合の４段目までと全
く同じである。したがって、これらの電極のいずれかの
間に、同じようにスリット、もしくはアパーチャを設け
て、各電極に連続的に変化する電場を印加すれば、イオ
ンビームをパルス化できることになる。さらに、４段目
の電極を出射するイオンは、イオンビーム入射軸と平行
に出射して、出射位置はイオンが点Ａから入射する時刻
ｔ0に依存しないため、試料に照射されるイオンは試料
上を移動することなくパルス化されることになる。ただ
し、この場合、各偏向電極に電場を印加しない場合に比
べて、イオンビーム照射軸がずれる。つまり、イオンビ
ームをパルス化しない場合とパルス化する場合とではイ
オンビームの試料照射位置がずれることになるので、そ
の補正が必要になる。Next, let us consider a case where four pairs of deflecting electrodes each consisting of a pair of parallel flat plates are arranged and a continuously changing voltage is applied to each electrode. The trajectory of the ion beam in this case is exactly the same as that up to the fourth stage when the electrodes described above are arranged in eight stages. Therefore, if a slit or aperture is similarly provided between any of these electrodes and a continuously changing electric field is applied to each electrode, the ion beam can be pulsed. Further, the ions emitted from the electrode in the fourth stage are emitted in parallel with the ion beam incident axis, and the emission position does not depend on the time t 0 when the ions are incident from the point A. It will be pulsed without moving up. However, in this case, the ion beam irradiation axis is displaced as compared with the case where no electric field is applied to each deflection electrode. In other words, the sample irradiation position of the ion beam is deviated between the case where the ion beam is not pulsed and the case where it is pulsed, and the correction is necessary.
【００２１】[0021]
（実施例１）図１は、本発明に係るイオンビーム装置の
一実施例であり、試料表面の微小部を分析する装置の概
略構成図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is an embodiment of an ion beam apparatus according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of an apparatus for analyzing a minute portion on a sample surface.
【００２２】まず、本装置は、液体金属イオン源１、一
対の平行平板２、この平行平板２とは直交する方向の平
行平板からなる偏向電極を８段配置して、１段目と２段
目の電極の間にアパーチャを設けたイオンビームパルス
化機構３、互いに直交する二組の平行平板で構成される
イオンビームを走査機構４、イオンビームレンズ５、試
料６、レーザ装置７、飛行時間型質量分析計８などから
構成されている。次に、本装置の動作原理は、次の通り
である。まず、液体金属イオン源１からイオンビーム９
を引き出す。なお、あらかじめ一対の平行平板２には、
図５（ａ）に示す電圧が印加されるようにしておく。ま
た、イオンビームパルス化機構３の１段目の電極間に
は、図５（ｂ）に示す電圧が印加されるようにしてお
き、さらに、前記イオン源１から数えて２段目、３段
目、５段目、８段目の電場を１段目の電場方向とは逆向
きにし、かつ、４段目、６段目、７段目の電場は１段目
の電場と同じ向きになるように結線しておく。すると、
イオンビーム９は、イオンビーム照射方向から見ると、
図６に示すようにアパーチャ上を動く。この図でイオン
ビーム９がアパーチャの穴を通過する場合にのみ、イオ
ンビーム９はイオンビームパルス化機構３を通過する。
つまり、イオンビーム９はパルス化される。さらに、
〔作用〕で述べたように、８段目の偏向電極を出射する
イオンは、イオンビーム入射軸上で、かつ、これに対し
て常に同軸方向に出射するため、試料に照射されるイオ
ンは試料上を移動することなくパルス化されることにな
る。なお、イオンビームパルス幅は、上記の電場の変化
割合を変えることによって、変えることができる。次
に、パルス化されたイオンビーム９は、イオンビーム走
査機構４によって、パルス毎に試料上を移動するように
走査され、さらに、イオンビームレンズ５によって細束
化されて、最後に試料に照射される。そして、試料６か
ら放出された中性粒子１０にレーザ装置７から放出され
たレーザビーム１１を照射することによって、これをイ
オン化して飛行時間型質量分析計８によって検出する。
イオンビームパルス化機構３、およびイオンビーム走査
機構４、およびレーザ装置７は、互いに同期を取って働
くように、コンピュータによって制御されている。First, in this apparatus, 8 stages of deflection electrodes are arranged, each of which is composed of a liquid metal ion source 1, a pair of parallel flat plates 2, and parallel flat plates in a direction orthogonal to the parallel flat plates 2. Ion beam pulsing mechanism 3 having an aperture between the eye electrodes, ion beam scanning mechanism 4, ion beam lens 5, sample 6, laser device 7, flight time It comprises a mass spectrometer 8 and the like. Next, the operating principle of this device is as follows. First, the liquid metal ion source 1 to the ion beam 9
Pull out. The pair of parallel plates 2 is previously
The voltage shown in FIG. 5A is applied. The voltage shown in FIG. 5B is applied between the electrodes of the first stage of the ion beam pulsing mechanism 3, and the second and third stages counting from the ion source 1 are performed. The electric fields of the 5th, 8th, and 8th steps are opposite to the electric field direction of the 1st step, and the electric fields of the 4th, 6th, and 7th steps have the same direction as the electric field of the 1st step. To be connected. Then
When the ion beam 9 is viewed from the ion beam irradiation direction,
It moves over the aperture as shown in FIG. In this figure, the ion beam 9 passes through the ion beam pulsing mechanism 3 only when the ion beam 9 passes through the aperture hole.
That is, the ion beam 9 is pulsed. further,
As described in [Operation], the ions emitted from the eighth deflection electrode are emitted on the ion beam incident axis and always in the coaxial direction with respect to the ion beam incident axis. It will be pulsed without moving up. The ion beam pulse width can be changed by changing the change rate of the electric field. Next, the pulsed ion beam 9 is scanned by the ion beam scanning mechanism 4 so as to move on the sample for each pulse, and is further finely bundled by the ion beam lens 5 to finally irradiate the sample. To be done. Then, by irradiating the neutral particles 10 emitted from the sample 6 with the laser beam 11 emitted from the laser device 7, this is ionized and detected by the time-of-flight mass spectrometer 8.
The ion beam pulsing mechanism 3, the ion beam scanning mechanism 4, and the laser device 7 are controlled by a computer so as to operate in synchronization with each other.
【００２３】次に、この実施例において、二次元元素分
析をする場合について説明する。まず、レーザビーム１
１にはエキシマレーザを用い、繰返し周波数１００Ｈｚ
とした。また、イオンビーム９にはＧａイオンビームを
用い、パルス幅は０．５マイクロ秒とした。この例で
は、既に述べたように、イオンビーム９はパルス照射
中、試料上を移動することがない。また、イオンビーム
の照射軸も移動することがないので、イオンビームレン
ズの収差によるイオンビームの広がりが生じることがな
い。この条件で、試料上で、Ｇａイオンビーム径は５０
ｎｍφを得ることができた。このイオンビーム９を、イ
オンビーム走査機構４によってパルス毎に試料上を移動
するように走査して、各々のレーザ照射によって発生し
た光励起イオンを質量分析して、Ｆｅの信号を検出し
た。その結果、試料上のＦｅの二次元元素分布を、面分
解能５０ｎｍで得ることができた。Next, a case of performing two-dimensional elemental analysis in this embodiment will be described. First, laser beam 1
An excimer laser is used for 1 and the repetition frequency is 100 Hz.
And A Ga ion beam was used as the ion beam 9, and the pulse width was 0.5 microseconds. In this example, as described above, the ion beam 9 does not move on the sample during pulse irradiation. Further, since the irradiation axis of the ion beam does not move, the ion beam does not spread due to the aberration of the ion beam lens. Under this condition, the Ga ion beam diameter is 50 on the sample.
It was possible to obtain nmφ. This ion beam 9 was scanned by the ion beam scanning mechanism 4 so as to move on a pulse-by-pulse basis, and the photoexcited ions generated by each laser irradiation were subjected to mass spectrometry to detect the Fe signal. As a result, a two-dimensional element distribution of Fe on the sample could be obtained with a surface resolution of 50 nm.
【００２４】なお本実施例では、イオン源１から数えて
２段目と３段目の電場、６段目と７段目の電場はそれぞ
れ同じであるため、２段目と３段目の電極を１つの電極
に置き換えることや、あるいは、６段目と７段目の電極
を一つの電極に置き換えることが可能である。つまり、
一対の偏向電極を６段、あるいは７段配置しても、本実
施例と同じ効果を得ることができる。In the present embodiment, the second and third electric fields counted from the ion source 1 and the sixth and seventh electric fields are the same, so that the second and third electrodes are the same. Can be replaced with one electrode, or the sixth and seventh electrodes can be replaced with one electrode. That is,
Even if the pair of deflection electrodes are arranged in 6 or 7 stages, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.
【００２５】（実施例２）次に、一対の平行平板からな
る偏向電極を４段配置して、電極に連続的に変化する電
圧を印加した場合の実施例を、図７を用いて説明する。
まず、本装置は、表面電離型イオン源１３、２段になっ
た二対の平行平板１４、この平行平板１４とは平行方向
の平行平板からなる偏向電極を４段配置して、１段目と
２段目の電極の間にアパーチャを設けたイオンビームパ
ルス化機構３″、互いに直交する二組の平行平板で構成
されるイオンビーム走査機構４、イオンビームレンズ
５、試料６、飛行時間型質量分析計８などから構成され
ている。本装置の動作原理は、次の通りである。まず、
表面電離型イオン源１３からイオンビーム９を引き出
す。なお、あらかじめイオンビームパルス化機構３″の
各電極には、図５（ｂ）に示す電圧が印加されるように
しておく。すると、イオンビーム９は、イオンビーム照
射方向から見ると、アパーチャ上を往復するように動
く。そして、イオンビーム９がアパーチャの穴を通過す
る場合にのみ、イオンビーム９はイオンビームパルス化
機構３″を通過する。つまり、イオンビーム９はパルス
化される。さらに、４段目の偏向電極を出射するイオン
は、常に、イオンビーム入射軸に平行に、かつ、同一点
から出射するため、試料に照射されるイオンは、試料上
を移動することがなく、パルス化されることになる。た
だし、この場合、電極に電場を印加しない場合に比べ
て、イオンビーム照射幅がずれる。つまり、イオンビー
ムをパルス化しない場合とパルス化する場合とでは、イ
オンビームの試料照射位置がずれることになる。次に、
パルス化されたイオンビーム９は、イオンビーム走査機
構４によってパルス毎に試料上を移動するように走査さ
れ、さらに、イオンビームレンズ５によって細束化され
て、最後に試料に照射される。そして、試料６から放出
された二次イオン１２を飛行時間型質量分析計８によっ
て検出する。(Embodiment 2) Next, an embodiment will be described with reference to FIG. 7, in which four pairs of deflecting electrodes made of a pair of parallel flat plates are arranged and a continuously changing voltage is applied to the electrodes. .
First, in the present apparatus, the surface ionization type ion source 13, two pairs of parallel flat plates 14 in two stages, and deflection electrodes consisting of parallel flat plates in the direction parallel to the parallel flat plates 14 are arranged in four stages, and the first stage is arranged. Beam pulsing mechanism 3 ″ having an aperture between the first and second electrodes, an ion beam scanning mechanism 4 composed of two sets of parallel flat plates orthogonal to each other, an ion beam lens 5, a sample 6, a time-of-flight type It is composed of a mass spectrometer 8. The operating principle of this device is as follows.
The ion beam 9 is extracted from the surface ionization type ion source 13. The voltage shown in FIG. 5B is applied to each electrode of the ion beam pulsing mechanism 3 ″ in advance. Then, the ion beam 9 appears on the aperture when viewed from the ion beam irradiation direction. The ion beam 9 passes through the ion beam pulsing mechanism 3 ″ only when the ion beam 9 passes through the hole in the aperture. That is, the ion beam 9 is pulsed. Further, the ions emitted from the fourth-stage deflection electrode are always emitted parallel to the ion beam incident axis and from the same point, so that the ions irradiated on the sample do not move on the sample, Will be pulsed. However, in this case, the irradiation width of the ion beam is shifted as compared with the case where no electric field is applied to the electrodes. That is, the sample irradiation position of the ion beam deviates between the case where the ion beam is not pulsed and the case where it is pulsed. next,
The pulsed ion beam 9 is scanned by the ion beam scanning mechanism 4 so as to move on the sample for each pulse, and is further finely bundled by the ion beam lens 5 to finally irradiate the sample. Then, the secondary ions 12 emitted from the sample 6 are detected by the time-of-flight mass spectrometer 8.
【００２６】この実施例では、イオンビーム９はパルス
照射中、試料上を移動することがない。また、イオンビ
ームの照射軸も移動することがないので、イオンビーム
レンズの収差によるイオンビームの広がりが生じること
はない。ただし、この場合、偏向電極に電場を印加しな
い場合に比べて、イオンビーム照射軸がずれる問題が残
る。つまり、イオンビームをパルス化しない場合とパル
ス化した場合とでは、イオンビームの試料照射位置がず
れることになる。このずれは、あらかじめ、２段になっ
た二対の平行平板１４に電圧を印加して、イオンビーム
照射軸を平行移動させることによって、消去することが
できる。あるいは、この補正電圧を４段の偏向電極に重
畳してもよい。この条件では、試料上で、Ｃｓイオンビ
ーム径を１００ｎｍφにすることができた。また、この
実施例で、酸素の二次イオンを検出したところ、試料上
の酸素の二次元元素分布を面分解能１００ｎｍで得るこ
とができた。In this embodiment, the ion beam 9 does not move on the sample during pulse irradiation. Further, since the irradiation axis of the ion beam does not move, the ion beam does not spread due to the aberration of the ion beam lens. However, in this case, as compared with the case where no electric field is applied to the deflection electrode, there remains a problem that the ion beam irradiation axis is displaced. That is, the sample irradiation position of the ion beam deviates between the case where the ion beam is not pulsed and the case where it is pulsed. This deviation can be eliminated in advance by applying a voltage to the two pairs of parallel flat plates 14 in two stages and moving the ion beam irradiation axis in parallel. Alternatively, this correction voltage may be superimposed on the four-stage deflection electrodes. Under this condition, the Cs ion beam diameter could be set to 100 nmφ on the sample. In addition, when secondary oxygen ions were detected in this example, a two-dimensional elemental distribution of oxygen on the sample could be obtained with a surface resolution of 100 nm.
【００２７】なお本実施例では、イオン源１から数えて
２段目と３段目の電場は同じであるため、２段目と３段
目の電極を１つの電極に置き換えることも可能である。
つまり、偏向電極を３段に配置しても、本実施例と同じ
効果を得ることができる。In the present embodiment, since the electric fields of the second and third stages counted from the ion source 1 are the same, it is possible to replace the electrodes of the second and third stages with one electrode. .
That is, even if the deflection electrodes are arranged in three stages, the same effect as that of this embodiment can be obtained.
【００２８】（実施例３）図８は、本発明に係るイオン
ビーム装置の他の実施例であり、試料表面の微少部を加
工する装置の概略構成図である。(Embodiment 3) FIG. 8 is another embodiment of the ion beam apparatus according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of an apparatus for processing a minute portion of a sample surface.
【００２９】本装置は、液体金属イオン源１、一対の平
行平板２、この平行平板２とは直交方向の平行平板から
なる電極を８段配置して、１段目と２段目の電極の間に
アパーチャを設けたイオンビームパルス化機構３、互い
に直交する二組の平行平板で構成されるイオンビーム走
査機構４、イオンビームレンズ５、試料６などから構成
される。本装置の動作原理は、実施例１で述べた分析イ
オンビーム装置におけるイオンビーム照射の動作原理と
同様である。すなわち、まず液体金属イオン源１からイ
オンビーム９を引出す。なお、あらかじめ一対の平行平
板２には、図５（ａ）に示すような電場が形成されるよ
うにしておく。また、イオンビームパルス化機構３の一
段目の電極間には、図５（ｂ）に示すような電場が形成
されるようにしておく。そして、イオンビームパルス化
機構３の各段の電場方向は、分析用イオンビーム装置の
場合と全く同じとする。すると、イオンビーム９は、図
６でイオンビーム９がアパーチャの穴を通過する場合に
のみ、イオンビームパルス化機構３を通過する。この結
果、試料６に照射されるイオンは、試料６上を移動する
ことなくパルス化されることになる。In this apparatus, the liquid metal ion source 1, a pair of parallel flat plates 2, and eight parallel plate electrodes in a direction orthogonal to the parallel flat plate 2 are arranged in eight stages, and the electrodes of the first and second stages are arranged. An ion beam pulsing mechanism 3 having an aperture provided therebetween, an ion beam scanning mechanism 4 composed of two sets of parallel flat plates orthogonal to each other, an ion beam lens 5, a sample 6 and the like. The operation principle of this apparatus is the same as the operation principle of ion beam irradiation in the analytical ion beam apparatus described in the first embodiment. That is, first, the ion beam 9 is extracted from the liquid metal ion source 1. An electric field as shown in FIG. 5A is formed in advance on the pair of parallel flat plates 2. In addition, an electric field as shown in FIG. 5B is formed between the electrodes of the first stage of the ion beam pulsing mechanism 3. The electric field direction of each stage of the ion beam pulsing mechanism 3 is exactly the same as in the case of the analysis ion beam device. Then, the ion beam 9 passes through the ion beam pulsing mechanism 3 only when the ion beam 9 passes through the hole of the aperture in FIG. As a result, the ions with which the sample 6 is irradiated are pulsed without moving on the sample 6.
【００３０】なお、イオンビームパルス幅は、上記の電
場の変化の割合を変えることによって、変えることがで
きる。次に、パルス化されたイオンビーム９は、イオン
ビーム走査機構４によってパルス毎に試料６上に移動す
るように走査され、さらに、イオンビームレンズ５によ
って細束化されて、最後に試料６に照射される。イオン
ビーム９が照射された試料６は、スパッタリング現象に
よって表面原子がはぎ取られる。すなわち、イオンビー
ム９の照射によって、試料６の表面に微細なパターン１
５を加工することができる。The pulse width of the ion beam can be changed by changing the rate of change of the electric field. Next, the pulsed ion beam 9 is scanned by the ion beam scanning mechanism 4 so as to move on the sample 6 for each pulse, and is further made into a fine bundle by the ion beam lens 5 to finally form the sample 6. Is irradiated. The surface atoms of the sample 6 irradiated with the ion beam 9 are stripped by the sputtering phenomenon. That is, the irradiation of the ion beam 9 causes the fine pattern 1 on the surface of the sample 6.
5 can be processed.
【００３１】この実施例３において、繰返し周波数を１
０ｋＨｚとし、イオンビーム９には、Ｇａイオンビーム
を用い、パルス幅は１．０マイクロ秒として、シリコン
ウエハの表面に微細加工を行なった。この例では、既に
述べたように、イオンビーム９はパルス照射中、試料６
上を移動することがない。また、イオンビーム９の照射
軸も移動することがないので、イオンレンズ収差による
イオンビーム径の広がりが生じることもない。したがっ
て、設計に忠実に高精度な加工を行なうことができた。In the third embodiment, the repetition frequency is 1
The frequency was set to 0 kHz, a Ga ion beam was used as the ion beam 9, and the pulse width was set to 1.0 microsecond to perform fine processing on the surface of the silicon wafer. In this example, as described above, the ion beam 9 is being pulsed and the sample 6 is being irradiated.
Never move up. Further, since the irradiation axis of the ion beam 9 does not move, the ion beam diameter does not expand due to the aberration of the ion lens. Therefore, it was possible to perform high-precision machining faithfully to the design.
【００３２】以上では、幅がマイクロ秒程度のパルス照
射について述べたが、図５（ｂ）の電場の変化の割合を
ゆるやかにすることによって、秒以上の連続したイオン
ビーム照射も可能である。この場合、従来では、イオン
ビームの照射開始時と終了時に、イオンビームが試料上
を移動してしまったり、イオンビーム径が広がってしま
うという問題が生じたが、本発明によればこのような問
題が生ぜず、試料上の所望の個所を高精度に加工するこ
とが可能になる。Although the pulse irradiation with a width of about microseconds has been described above, continuous ion beam irradiation for more than a second can be performed by gradually changing the rate of change of the electric field in FIG. 5 (b). In this case, conventionally, at the start and end of the irradiation of the ion beam, there arises a problem that the ion beam moves on the sample or the ion beam diameter spreads. It is possible to process a desired part on the sample with high accuracy without causing any problems.
【００３３】なお、本実施例３でも、分析用イオンビー
ム装置の場合と同じように、イオン源１から数えて２段
目と３段目の電場、６段目と７段目の電場はそれぞれ同
じであるため、２段目と３段目の電極を１つの電極に置
き換えることや、あるいは、６段目と７段目の電極を１
つの電極に置き換えることが可能であることや、実施例
２のように、一対の平行平板からなる電極を４段配置し
て、電極に連続的に変化する電圧を印加しても、同じ効
果を得られることは言うまでもない。Also in the third embodiment, as in the case of the ion beam device for analysis, the electric fields of the second and third stages, and the electric fields of the sixth and seventh stages counted from the ion source 1 are respectively. Since they are the same, replace the electrodes of the second and third steps with one electrode, or replace the electrodes of the sixth and seventh steps with one electrode.
The same effect can be obtained even if the electrodes can be replaced by one electrode, and when a pair of parallel plate electrodes are arranged in four stages and a continuously changing voltage is applied to the electrodes as in the second embodiment. It goes without saying that you can get it.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイオ
ンビーム装置においては、イオンビーム集束系内に８段
ないし４段の多段の偏向電極をシリーズに設けることに
より、イオンビームの試料照射位置を変動させることな
く、また、イオンビームレンズの収差によるイオンビー
ムの広がりを生じさせることなく、イオンビームをパル
ス化することができ、試料の極微小領域の質量分析、あ
るいは、表面の微細加工をすることができる。As described above, in the ion beam apparatus according to the present invention, the sample irradiation position of the ion beam is provided by providing a series of 8 to 4 multi-stage deflection electrodes in the ion beam focusing system. The ion beam can be pulsed without fluctuating the ion beam and without causing the ion beam to spread due to the aberration of the ion beam lens, enabling mass analysis of a very small area of the sample or fine processing of the surface. can do.
【図１】本発明に係る分析用のイオンビーム装置の一実
施例を示す装置構成の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an apparatus configuration showing an embodiment of an ion beam apparatus for analysis according to the present invention.
【図２】従来技術によるイオンビームのパルス化機構を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an ion beam pulsing mechanism according to a conventional technique.
【図３】静電偏向器に印加する電圧を説明する図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating a voltage applied to an electrostatic deflector.
【図４】長さＬの平行平板からなる偏向電極を間隔ｇで
８段配置した場合の、イオンビームの軌道について説明
する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an orbit of an ion beam when eight deflection electrodes made of parallel flat plates having a length L are arranged at intervals g.
【図５】（ａ）一対の平行平板に印加される電圧の時間
的変化を示す図である。（ｂ）イオンビームパルス化機
構の偏向電極に印加する電圧の時間的変化を示す図であ
る。FIG. 5 (a) is a diagram showing a temporal change in voltage applied to a pair of parallel plates. (B) It is a figure which shows the time change of the voltage applied to the deflection electrode of an ion beam pulsing mechanism.
【図６】アパーチャ上のイオンビームの動きを示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing the movement of an ion beam on an aperture.
【図７】本発明に係る分析用のイオンビーム装置の一実
施例を示す装置構成の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of an apparatus configuration showing an embodiment of an ion beam apparatus for analysis according to the present invention.
【図８】本発明に係る加工用のイオンビーム装置の一実
施例を示す装置構成の概略図である。FIG. 8 is a schematic view of an apparatus configuration showing an embodiment of an ion beam apparatus for processing according to the present invention.
【符号の説明】 １ 液体金属イオン源 ２ 一対の平行平板 ３、３′、３″ イオンビームパルス化機構 ４ イオンビーム走査機構 ５ イオンビームレンズ ６ 試料 ７ レーザ装置 ８ 飛行時間型質量分析計 ９ イオンビーム １０ 中性粒子 １１ レーザビーム １２ 二次イオン １３ 表面電離型イオン源 １４ 二対の平行平板 １５ 加工パターン[Explanation of symbols] 1 liquid metal ion source 2 pair of parallel plates 3, 3 ', 3 "ion beam pulse mechanism 4 ion beam scanning mechanism 5 ion beam lens 6 sample 7 laser device 8 time-of-flight mass spectrometer 9 ion Beam 10 Neutral particles 11 Laser beam 12 Secondary ions 13 Surface ionization ion source 14 Two pairs of parallel plates 15 Processing pattern
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立花 光広 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 土生 徹 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 兼堀 恵一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuhiro Tachibana 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Toru Dou 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Keiichi Hori 1-280, Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory
Claims (13)
オンを加速して集束するイオンビーム集束系と、該イオ
ンビームを照射すべき試料を設置する試料台とで構成さ
れたイオンビーム装置において、一対の静電偏向板より
なる静電偏向電極を、上記イオンビーム集束系のイオン
光軸に沿って８段シリーズに配置し、上記イオン源に近
い方から数えて２段目、３段目、５段目、８段目の各偏
向電極の電場方向を１段目の偏向電極の逆向き方向と
し、かつ、４段目、６段目、７段目の各偏向電極の電場
方向を１段目の偏向電極と同じ向きにし、上記８段の偏
向電極のいずれかの間にスリット、もしくはアパーチャ
を設け、上記８段の各偏向電極に連続的に変化する電圧
を印加するようにしたことを特徴とするイオンビーム装
置。1. An ion beam apparatus comprising an ion source, an ion beam focusing system for accelerating and focusing the ions emitted from the ion source, and a sample stage for setting a sample to be irradiated with the ion beam. In, the electrostatic deflection electrodes composed of a pair of electrostatic deflection plates are arranged in a series of 8 stages along the ion optical axis of the ion beam focusing system, and the second stage and the third stage are counted from the side closer to the ion source. The electric field direction of each of the deflection electrodes of the fifth, eighth, and eighth steps is set to the opposite direction of the deflection electrode of the first step, and the electric field directions of the deflection electrodes of the fourth, sixth, and seventh steps are It is arranged in the same direction as the first-stage deflection electrode, a slit or an aperture is provided between any of the eight-stage deflection electrodes, and a continuously varying voltage is applied to each of the eight-stage deflection electrodes. An ion beam device characterized in that
目、あるいは６段目と７段目の各偏向電極を１つの偏向
電極で置き換え、合計６段、あるいは７段の偏向電極の
配置構成としたことを特徴とする請求項１に記載のイオ
ンビーム装置。2. Of the eight-stage deflection electrodes, one deflection electrode replaces each of the second- and third-stage or sixth- and seventh-stage deflection electrodes, so that a total of six or seven stages are provided. The ion beam device according to claim 1, wherein the deflection electrode is arranged.
オンを加速して集束するイオンビーム集束系と、該イオ
ンビームを照射すべき試料を設置する試料台とで構成さ
れたイオンビーム装置において、一対の静電偏向板より
なる静電偏向電極を、上記イオンビーム集束系のイオン
光軸に沿って４段シリーズに配置し、上記イオン源に近
い方から数えて２段目と３段目の偏向電極の電場方向を
１段目とは逆向き方向とし、かつ、４段目の偏向電極の
電場方向を１段目と同じ向きにし、上記４段の偏向電極
のいずれかの間にスリット、もしくはアパーチャを設
け、上記４段の各偏向電極に連続的に変化する電圧を印
加するようにしたことを特徴とするイオンビーム装置。3. An ion beam apparatus comprising an ion source, an ion beam focusing system for accelerating and focusing the ions emitted from the ion source, and a sample stage for setting a sample to be irradiated with the ion beam. In the above, the electrostatic deflection electrodes composed of a pair of electrostatic deflection plates are arranged in a 4-stage series along the ion optical axis of the ion beam focusing system, and the second and third stages are counted from the side closer to the ion source. The electric field direction of the second deflecting electrode is opposite to that of the first stage, and the electric field direction of the fourth deflecting electrode is the same as that of the first stage. An ion beam device characterized in that slits or apertures are provided, and a continuously changing voltage is applied to each of the four deflection electrodes.
目の偏向電極を１つの偏向電極で置き換え、合計３段の
偏向電極の配置構成としたことを特徴とする請求項３に
記載のイオンビーム装置。4. The deflection electrodes of the second and third stages among the deflection electrodes of the four stages are replaced by one deflection electrode, and a total of three stages of deflection electrodes are arranged. 3. The ion beam device according to item 3.
つの偏向電極には、上記の連続的に変化する電圧以外
に、時間的に一定の電圧を重畳することを特徴とする請
求項３に記載のイオンビーム装置。5. At least one of the four-stage deflection electrodes
The ion beam device according to claim 3, wherein a voltage that is constant in time is superimposed on the one deflection electrode in addition to the continuously changing voltage.
つの偏向電極には、上記の連続的に変化する電圧以外
に、時間的に一定の電圧を重畳することを特徴とする請
求項４に記載のイオンビーム装置。6. At least one of the three-stage deflection electrodes
The ion beam device according to claim 4, wherein a voltage that is constant in time is superimposed on the one deflection electrode in addition to the continuously changing voltage.
の照射軸を平行移動させることが可能な偏向電極を設け
たことを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム装
置。7. The ion beam apparatus according to claim 3, wherein a deflection electrode capable of moving an irradiation axis of the ion beam in parallel is provided in addition to the four-stage deflection electrodes.
の照射軸を平行移動させることが可能な偏向電極を設け
たことを特徴とする請求項４に記載のイオンビーム装
置。8. The ion beam apparatus according to claim 4, wherein a deflection electrode capable of moving the irradiation axis of the ion beam in parallel is provided in addition to the three-stage deflection electrodes.
各偏向電極の偏向板のサイズが同一であることを特徴と
する請求項１または請求項３に記載のイオンビーム装
置。9. The above-mentioned four-stage or eight-stage deflection electrode,
The ion beam device according to claim 1 or 3, wherein the deflection plates of the deflection electrodes have the same size.
定電圧から逆極性で同じ値の設定電圧まで直線的に変化
する電圧であることを特徴とする請求項１、２、３また
は４に記載のイオンビーム装置。10. The continuously changing voltage is a voltage which linearly changes from a certain set voltage to a set voltage having the same value with the opposite polarity. Ion beam device according to.
る電圧の変化速度を変えることによって、上記試料に照
射するイオンビームのパルス幅を変えることを特徴とす
る請求項１０に記載のイオンビーム装置。11. The pulse width of the ion beam with which the sample is irradiated is changed by changing the rate of change of the voltage that continuously and linearly changes. Ion beam device.
段偏向電極に対して直交する方向に、少なくとも１対の
偏向電極を設けたことを特徴とする請求項１、２、３ま
たは４に記載のイオンビーム装置。12. In addition to the multi-stage deflection electrode, at least one pair of deflection electrodes is provided in a direction orthogonal to the multi-stage deflection electrode. Ion beam device according to.
ら逆極性で同じ値の設定電圧まで直線的に変化する電圧
を印加した後、上記多段偏向電極に対して直交する方向
に設けた偏向電極に、上記多段偏向電極に印加した電圧
をもとの極性の設定電圧に戻すまでの時間、ある一定の
電圧を印加し、上記時間内には上記イオンビームが試料
を照射しないようにすることを特徴とする請求項１２に
記載のイオンビーム装置。13. A deflection provided in a direction orthogonal to the multi-stage deflection electrode after applying a voltage that linearly changes from a certain set voltage to a set voltage of opposite polarity and having the same value to the multi-stage deflection electrode. Applying a certain voltage to the electrode for a period of time until the voltage applied to the multi-stage deflection electrode is returned to the setting voltage of the original polarity, and preventing the ion beam from irradiating the sample within the time. The ion beam device according to claim 12, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041095A JPH08222168A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Ion beam device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041095A JPH08222168A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Ion beam device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222168A true JPH08222168A (en) | 1996-08-30 |
Family
ID=12303185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3041095A Pending JPH08222168A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Ion beam device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222168A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10269983A (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Toyota Gakuen | Scanning proton microscope |
| JP2008112748A (en) * | 2008-02-04 | 2008-05-15 | Hitachi Ltd | Scanning type charged particle microscope, and its astigmatism correcting method |
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| JP2015518262A (en) * | 2012-06-01 | 2015-06-25 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | Deflector plate and deflector for deflecting charged particles |
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1995
- 1995-02-20 JP JP3041095A patent/JPH08222168A/en active Pending
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