JPS60243960A - イオンマイクロビ−ム装置 - Google Patents

イオンマイクロビ−ム装置

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Publication number
JPS60243960A
JPS60243960A JP59098712A JP9871284A JPS60243960A JP S60243960 A JPS60243960 A JP S60243960A JP 59098712 A JP59098712 A JP 59098712A JP 9871284 A JP9871284 A JP 9871284A JP S60243960 A JPS60243960 A JP S60243960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
power supply
ion
beam diameter
lens power
Prior art date
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Pending
Application number
JP59098712A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Ishitani
亨 石谷
Hideo Todokoro
秀男 戸所
Yoshimi Kawanami
義実 川浪
Hifumi Tamura
田村　一二三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/733,632 priority patent/US4710632A/en
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、イオンマイクロビームによる露光や打込みな
どに使用するイオンマイクロビームｉｔに係わり、特に
自動焦点合わせも言めで、ビーム径の調整を可能にした
イオンマイクロビーム装置に関したものである。
〔発明の背景〕
従来のイオンマイクロビーム装置の基本構成を第１図に
示す。イオン源のエミッタ１と引出し′電極２との間に
例えばｌ０ＫＶ程度の電圧を引出し電源３により印加し
、それによシエミツタＩＬり引出されたイオンを加速電
源４により例えば１００ＫＶ程度に加速する。イオンは
静電レンズ５により試料７上に集束される。その集束ビ
ームは偏向型物８により走査される。静電レンズ５は、
２枚以上の電極で構成されるものであるが、ここでは３
枚′電極で構成されているアインツエル・レンズを用い
て説明する。この静電レンズ５では両端−極６，６“が
接地電位であシ、中央電極６′に約８０ＫＶＯ高電圧が
レンズ電像９より印加される。試料７からはイオンビー
ム照射により２次篭子１１が放出して２次電子検知器１
２より検知され、２次電子像観測部１３により、試料表
面に関する情報が観測されたリ、ビーム径がモニターさ
れたシする。イオンマイクロビーム装置では、ビーム径
を細くする。つまり、試料７上にビームをレンズ５によ
シ正確に焦点を合わせてよく用いられる。そのためには
レンズ電圧ＶＬを最適レンズ電圧の前後約１００ｖの間
を走査し、ビーム径をモニターしながらそのビーム径の
最小直を探索することになる。しかし、この従来装置で
は、１００ＫＶ８１ｆの高電圧のレンズ電源９で、わず
か±１００ｖ程度の範囲を、０．５ｖ以下の精度で走査
するには、時定数が大きいため１０秒程度以上が必要と
なる。そのため焦点合わせの短時間化という点で欠点が
めった。本従来例では、レンズ系が１段であるが、複数
段でめっても、又、イオン光学系の途中に、イオン種の
分離のための質量分離器などが入っていても、上記欠点
は共通のものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、イオンマイクロビームの試料上への焦
点合わせも含めてビーム径の調整が正確に、かつ、敏速
に行なえるイオンマイクロビーム装置を提供することに
ある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明においては、静電レ
ンズを構成している電極のうち接地電位側の電極の少・
なくとも１つを接地部から電気的絶縁をするか、あるい
は接地電位側の電極の少なくとも１つの電極の近くに補
助電極を設け、該電極に電位を与えるための補助レンズ
電源と、その時の集束ビーム径を測定する手段と、該ビ
ーム径に応じた制御信号により、上記補助レンズ電源か
らの出力電圧を制御する構成を有するイオンマイクロビ
ーム装置に特徴がある、 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。イオ
ンビーム１は静電レンズ５により試料７上に集束される
。レンズ５は３枚電極６．６’　。
６“で構成されており、中間電極６′にレンズ電源９よ
り最適電位にほぼ近い電位を与え、焦点合わせに関して
粗調整を行なう。次にレンズ５の接地側電極６，６′の
１つである第１電極６に補助レンズ電源１４より電位Δ
ＶＬを与えるっビーム径は試料７から放出される二次電
子１１を検知器１２で検知し、ビーム走査信号と対応さ
せることにより、ビーム制御部１５で計測する。補助レ
ンズ電源１４の出力電圧はビーム制御部１５からのビー
ム径に応じた制御信号により制御されている。
本実施例ではＧ、液体金属イオン源を用い、１００ＫＶ
で加速したＧ、″″ビーム焦点合わせに対し、レンズ電
極６′の電位は８１．３ＫＶに粗調整し、その後、レン
ズ電極６の電位ΔＶＬを補助レンズ電源１４から与え、
該電位ΔＶＬを一１ｏｏｖから＋１００ｖまで走査する
ことにより、Ｇ、＋　ビームの最小ビーム径０．５２μ
ｍを得た。この時のΔＶ’を値は３２．３Ｖ、ビーム電
流は０．３８ｎ／にであった。最小ビーム径を得るまで
の時間は、０．９５秒と敏速に焦点合わせをすることが
できた。
もう一つの実施例を第３図を用いて説明する。
１、本実施例では、レンズ５の接地側電極６のすぐ上に
補助電極１６を設け、補助レンズ′電源１４より電位Δ
ＶＬを与えた。ビーム径は試料から放出される二次電子
１１を検知器１２で検知し、ビーム走査信号と対応させ
ることにより、ビーム制御部１５で計測する。補助レン
ズ電源１４の出力電圧はビーム制御部１５からのビーム
径に応じた制飢信号により制御されている。本実施例で
は、Ｇ。
液体金属イオン源を用い、１００ＫＶで加速したＧ、ゝ
ビームに対し、レンズ電極６′の電位は８１．３ＫＶに
粗調整し、その後、レンズ補助電極１６の電位ΔＶｒ、
を補助レンズ電源１４から与え、該電位ΔＶＬを一１０
０Ｖから＋１００ｖまで走査することによりＮ　Ｇｍ＋
ビームの最小ビーム径０．５２μｍを得た。この時のΔ
ＶＬの値は５１．．３Ｖ、ビーム電流は０．３８　ｎ　
Ａであった。最小ビーム径を得るまでの時間は、０．９
６秒と敏速に焦点合わせをすることができた。
上述の２つの実施例では、イオンビームの焦点合わせを
目的としたものであったが、ビーム径の任意の設定を目
的としても同様な効果が得られた。
ただし、この場合の設定値は焦点を合わせて得られる最
小ビーム径以上の値である、 なお、上述の２つの実施例では、レンズ系が−段の静電
レンズで構成されている場合を例にあげて述べたが、２
段以上のレンズで構成されている場合でも、又、イオン
光学系の途中に、イオン棟分離のための質量分離器が入
っている場合でも、同様な効果が得られることは言うま
でもない。
さらに、本発明は、イオン源の代わりに電子銃を用いて
電子マイクロビーム装置として用いても同様な効果が得
られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、イオンマイクロビームの試料上への焦
点合わせを含めたビーム径調整がＩＦ：、確に、かつ敏
速に行なえ、装置の高操作性、およびイオン露光やイオ
ン打込みなどの応用における装置の高能率化が可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のイオンマイクロビーム装置の基本構成図
、第２と第３図はそれぞれ本発明の一実施例であるイオ
ンマイクロビーム装置の基本構成図である。 １・・・エミッタ、２・・・引出し電極、３・・・引出
し電源１４・・・加速電蝕、５・・・静電レンズ、６．
６／　、　６／／・・・レンズ電極、７・・・試料、８
・・偏向電極、９・・レンズ電源、１０・・・偏向電源
、１１・・・２欠電子、１２・・・２次電子検知器、１
３・・・２次電子像観測部、１４・・・補助レンズ電源
、１５・・ビーム制御部。 第　１　図 第　２　図 第　３　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、　イオン源と、そこから引き出されたイオンを加速
    するだめの加速電源と、加速されたイオンを集束するだ
    めの静電レンズと、該レンズの電源とを備えたものにお
    いて、前記静電レンズを構成している電極のうち接地電
    位側の電極の少なくとも１つを接地部から電気的絶縁を
    するか、あるいは接地電位側の電極の少なくとも１つの
    電極の近くに補助電極を設け、該電極に電位を与えるた
    めの補助レンズ電源と、その時の集束ビーム径を測定す
    る手段と、該ビーム径に応じた制御信号により、上記補
    助レンズ電源からの出力電圧を制御する構成を特徴とし
    たイオンマイクロビーム装置。
JP59098712A 1984-05-18 1984-05-18 イオンマイクロビ−ム装置 Pending JPS60243960A (ja)

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EP85105506A EP0161612B1 (en) 1984-05-18 1985-05-06 Ion microbeam apparatus
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