JPS63187542A - イオンマイクロビ−ム装置 - Google Patents
イオンマイクロビ−ム装置Info
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- JPS63187542A JPS63187542A JP1605687A JP1605687A JPS63187542A JP S63187542 A JPS63187542 A JP S63187542A JP 1605687 A JP1605687 A JP 1605687A JP 1605687 A JP1605687 A JP 1605687A JP S63187542 A JPS63187542 A JP S63187542A
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- ion
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- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 19
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 67
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 235000002492 Rungia klossii Nutrition 0.000 description 1
- 244000117054 Rungia klossii Species 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002164 ion-beam lithography Methods 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、イオンビーム加工、イオンマイクロ打込み、
イオンビーム描画などに使用されるイオンマイクロビー
ム装置の頃良に関する。
イオンビーム描画などに使用されるイオンマイクロビー
ム装置の頃良に関する。
イオンマイクロビーム装置は、試料上にビーム径で１μ
ｍ前後もしくはそれ以下に細く絞ったイオンビームを照
射するもので、イオン源としては輝度が高く点状のイオ
ン光源を持つもの１例えば［液体金属イオン源による質
量分離マイクロビーム系（ＭＡＳＳ−８ＥＰＡ几ＡＴＢ
Ｄ ＭＩＣＲＯＢＥＡＭ８ＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨＡ Ｌ
ＩＱＵＩＤ−ＭＥＴＡＬ−ＩＯＮＳＯＵＲＣＥ ） Ｊ
イシタニ他者、ニュークリア インスツルメンツ アン
ド メンツズ イン フィツクス リサーチ 第２１８
巻（１９８３年）第３６３〜３６７頁（Ｔ、 ｌ８ＨＩ
ＴＡＮＩ ｅｔ ａｔ。
ｍ前後もしくはそれ以下に細く絞ったイオンビームを照
射するもので、イオン源としては輝度が高く点状のイオ
ン光源を持つもの１例えば［液体金属イオン源による質
量分離マイクロビーム系（ＭＡＳＳ−８ＥＰＡ几ＡＴＢ
Ｄ ＭＩＣＲＯＢＥＡＭ８ＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨＡ Ｌ
ＩＱＵＩＤ−ＭＥＴＡＬ−ＩＯＮＳＯＵＲＣＥ ） Ｊ
イシタニ他者、ニュークリア インスツルメンツ アン
ド メンツズ イン フィツクス リサーチ 第２１８
巻（１９８３年）第３６３〜３６７頁（Ｔ、 ｌ８ＨＩ
ＴＡＮＩ ｅｔ ａｔ。
１’Ｊｕｃｌｅａｒ 工ｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄｓ １ｎＰｈｙｓｉｃｓ Ｒｅ５ｅａｒ
ｃｈ ２１８ （１９８３）３６３−３６７）に示すよ
うに、液体金属イオン源、電界電離イオン源、デュオプ
ラズマトロンイオン源等が用いられ、イオン光学系は試
料上にイオン光源の像ができるように設計される。最近
イオンビーム加工等への応用においてスループット向上
のためにビーム径を短時間で容易に変えることが要望さ
れてきている。
Ｍｅｔｈｏｄｓ １ｎＰｈｙｓｉｃｓ Ｒｅ５ｅａｒ
ｃｈ ２１８ （１９８３）３６３−３６７）に示すよ
うに、液体金属イオン源、電界電離イオン源、デュオプ
ラズマトロンイオン源等が用いられ、イオン光学系は試
料上にイオン光源の像ができるように設計される。最近
イオンビーム加工等への応用においてスループット向上
のためにビーム径を短時間で容易に変えることが要望さ
れてきている。
無収差光学系における試料上でのイオンビームの原理的
な最小径は、イオン光源の大きさをｄ。
な最小径は、イオン光源の大きさをｄ。
イオン光学系の倍率（（Ｍで表わすと、Ｍｄとなる。
実際の最小ビーム径は、光学系の球面収差や色収差など
の影響でＭｄよυ大きくなる。球面収差や色収差は、焦
点のイオンビームの開角に依存するため、試料上でのイ
オンビームの半開角をαとすると実際の最小ビーム径り
は、近似的にＤ” ” （Ｍｄ）”＋ （Ｃｔα）”＋
（Ｃ２α３）２・・・（１）で表わされ、第３図のよう
になる。ここで＋ＣＩは色収差に関わる係数、Ｃ！は球
面収差に関わる係数である。従って、試料上でのビーム
径を変えるためには、一般にビーム径決定絞りによって
試料上でのイオンビームの開角ｅＸえればよい。
の影響でＭｄよυ大きくなる。球面収差や色収差は、焦
点のイオンビームの開角に依存するため、試料上でのイ
オンビームの半開角をαとすると実際の最小ビーム径り
は、近似的にＤ” ” （Ｍｄ）”＋ （Ｃｔα）”＋
（Ｃ２α３）２・・・（１）で表わされ、第３図のよう
になる。ここで＋ＣＩは色収差に関わる係数、Ｃ！は球
面収差に関わる係数である。従って、試料上でのビーム
径を変えるためには、一般にビーム径決定絞りによって
試料上でのイオンビームの開角ｅＸえればよい。
ところが、従来、試料上でのビーム径を変える際、第４
図に示すように、大きさの異なる複数の開口８．８’、
・・・を持つ一枚の絞り板７を機械的に移動させてイオ
ンビーム２の照射する開口を選択する構成であったため
、開口をイオン光軸に合わせる煩雑な作業をその都度性
なわねばならず。
図に示すように、大きさの異なる複数の開口８．８’、
・・・を持つ一枚の絞り板７を機械的に移動させてイオ
ンビーム２の照射する開口を選択する構成であったため
、開口をイオン光軸に合わせる煩雑な作業をその都度性
なわねばならず。
ビーム径？容易に変えることができなかった。第４図の
１はイオン源、 ３．３’は静電Ｖンズ、４は試料台、
４′は試料、５はビーム偏向器、６はイオン源直後の絞
り板、９は絞り板７の微動機構。
１はイオン源、 ３．３’は静電Ｖンズ、４は試料台、
４′は試料、５はビーム偏向器、６はイオン源直後の絞
り板、９は絞り板７の微動機構。
１０はイオン光軸、１１はイオン光源、１２゜１２′は
焦点である。
焦点である。
上記従来技術では、ビーム径を変える作業においてビー
ム径決定絞りの開口をイオン光軸に合わせる煩雑な二軸
方向の微動を伴うため短時間で容易に行えないという問
題があった。
ム径決定絞りの開口をイオン光軸に合わせる煩雑な二軸
方向の微動を伴うため短時間で容易に行えないという問
題があった。
本発明の目的は、従来技術での上記した不都合をなくシ
、試料上でのイオンビーム径を容易に変えることのでき
るイオンマイクロビーム装置を提供することにある。
、試料上でのイオンビーム径を容易に変えることのでき
るイオンマイクロビーム装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明では、イオン源と、上
記イオン源からの放出イオンの加速、集束及び−向を行
なうビーム果菜系と、試料の微動を行なう試料台とを備
えたイオンマイクロビーム装置において、試料台上での
イオンビーム開角ｅ決定するビーム径決定絞りと該ビー
ム径決定絞りをイオン光軸に沿って微動させる＠１１１
’ｆ：設けたことを特徴とする。
記イオン源からの放出イオンの加速、集束及び−向を行
なうビーム果菜系と、試料の微動を行なう試料台とを備
えたイオンマイクロビーム装置において、試料台上での
イオンビーム開角ｅ決定するビーム径決定絞りと該ビー
ム径決定絞りをイオン光軸に沿って微動させる＠１１１
’ｆ：設けたことを特徴とする。
不発明の上記構成のイオンマイクロビーム装置において
は、ビーム径決定絞９の開口を一度イオン元軸に合わせ
れば、イオン元軸方向の一軸に沿って微動させるだけで
試料台上でのビーム開角をメえビーム径を容易に変える
ことが可能でおる。
は、ビーム径決定絞９の開口を一度イオン元軸に合わせ
れば、イオン元軸方向の一軸に沿って微動させるだけで
試料台上でのビーム開角をメえビーム径を容易に変える
ことが可能でおる。
以下本発明の実施例を第１図〜第２図を用いて説明する
。
。
〈実施例１〉
第１図は不発明の第１の実施例の概略構成図で。
イオン＃１と２股の静電し／ズ３，３’ ｉ用いてイオ
ン光源１１の像金焦点１２．１２’に写すイオンマイク
ロビーム装置を示す。本実施例では。
ン光源１１の像金焦点１２．１２’に写すイオンマイク
ロビーム装置を示す。本実施例では。
従来のイオンマイクロビーム装置と比較し、ビーム径決
足絞シフをイオン光軸１０の方向に沿って微動するため
の絞シ位置垂直微動器１３を備えたことが特徴である。
足絞シフをイオン光軸１０の方向に沿って微動するため
の絞シ位置垂直微動器１３を備えたことが特徴である。
本実施例の絞シ位置垂直微動器１３は、イオンマイクロ
ビーム装置の真空容器外のマイクロメータヘッド２０と
その回転を真空容器内に伝える回転導入益及びその回転
軸方向をイオン光軸１０に合わせる傘歯車機構２１とそ
の回転によりビーム径決定絞り７をイオン光軸１０方向
に直臓運ｗＪさせるボールネジ２２とから構成されてい
る。
ビーム装置の真空容器外のマイクロメータヘッド２０と
その回転を真空容器内に伝える回転導入益及びその回転
軸方向をイオン光軸１０に合わせる傘歯車機構２１とそ
の回転によりビーム径決定絞り７をイオン光軸１０方向
に直臓運ｗＪさせるボールネジ２２とから構成されてい
る。
以下１本実施例により、試料４′上でのビーム径を変え
る方法を説明する。試料４′上でのビームの開角２αは
静電レンズ３′への入射角２α′に比例している。従っ
てαを変えるにはα′ヲ変えれば良い。イオン光軸１０
上にある開口８の半径ｆｔｒとし、焦点１２′からこの
開口８までの距離をｈとすると次の関係が成夛立つ。
る方法を説明する。試料４′上でのビームの開角２αは
静電レンズ３′への入射角２α′に比例している。従っ
てαを変えるにはα′ヲ変えれば良い。イオン光軸１０
上にある開口８の半径ｆｔｒとし、焦点１２′からこの
開口８までの距離をｈとすると次の関係が成夛立つ。
α＝Ｃα′
！＋ｑ Ｃｒ ／ ｈ ・・・・・・
・・・（２）ここで、Ｃは静電レンズ３′で決まる定数
である。したがって１本実施例によれば絞シ位＃を垂直
微動器１３によシビーム径決定絞９７をイオン光軸１０
方向に微動することにより焦点１２′と開口８との距離
ｈ＝２変えることができるので、（１）。
・・・（２）ここで、Ｃは静電レンズ３′で決まる定数
である。したがって１本実施例によれば絞シ位＃を垂直
微動器１３によシビーム径決定絞９７をイオン光軸１０
方向に微動することにより焦点１２′と開口８との距離
ｈ＝２変えることができるので、（１）。
に）式よシ分かるように試料４′上でのイオンビーム径
を変えることが可能となる。また、ｈを連続的に変化さ
せられるのでイオンビーム径を微調節できる効果がある
。
を変えることが可能となる。また、ｈを連続的に変化さ
せられるのでイオンビーム径を微調節できる効果がある
。
本実施例では、ビーム径決定絞シフは静電レンズ３′の
前段にあったが、静電レンズ３′の後段にあっても効果
は同じである。また、本実施例ではビーム集束系に２段
の静電レンズを使っているが、１段でも多段の場合でも
効果は同じである。
前段にあったが、静電レンズ３′の後段にあっても効果
は同じである。また、本実施例ではビーム集束系に２段
の静電レンズを使っているが、１段でも多段の場合でも
効果は同じである。
また本実施例では、イオン源１として液体金属イオン源
？用いたが域外″成離イオン源等、他の高輝度イオン源
を用いても効果は同じである。
？用いたが域外″成離イオン源等、他の高輝度イオン源
を用いても効果は同じである。
〈実施例２；ｌ＞
第２図は本発明の第２の実施例の概略構成図で。
イオン源１と２段の静電レンズ３，３′を用いてイオン
光源１１の像を焦点１２．１２’に写すイオンマイクロ
ビーム装置ＩＬを示す。本実施例では。
光源１１の像を焦点１２．１２’に写すイオンマイクロ
ビーム装置ＩＬを示す。本実施例では。
従来のイオンマイクロビーム装置と比較し、ビーム径決
定絞ｂ７’にイオン光軸１０の方向に沿って微動するた
めの絞り位ｆｉｔ垂直微動器１３と、ビーム径決定絞９
７と絞り位置垂直微動器１３をイオン光軸１０と垂直な
平面内で微動し開口８をイオン光軸１０に合せるための
絞り位置水平微動器９を備えたことが％徴である。本実
施例の絞シ位置垂直微動器１３は、イオンマイクロビー
ム装置の真空容器外から制御される真空容器内の駆動モ
ータとその回転によりビーム径決定絞り７をイオン光軸
１０方向に直線させるボールネジとから構成されている
。本実施例によれば、絞り位置水平微動器９によりビー
ム径決定絞り７の開口８をイオン光軸１０に正確に合わ
せた後、絞り位置垂直微動器１３により、ビーム径決定
絞り７の開口８ｔイオン光軸１０に沿って微動させ、第
１の実施例と同様にして試料４′上のビーム半開角αを
変えて試料４′上でのイオンビーム径’ｋｆえることが
可能である。また本実施例によれば第１の実施例と同様
にイオンビーム径を微調節できる効果がある。さらに絞
り位置垂直微動器１３が電気的に駆動可能なのでビーム
径の自動調節を行なうことが可能である。
定絞ｂ７’にイオン光軸１０の方向に沿って微動するた
めの絞り位ｆｉｔ垂直微動器１３と、ビーム径決定絞９
７と絞り位置垂直微動器１３をイオン光軸１０と垂直な
平面内で微動し開口８をイオン光軸１０に合せるための
絞り位置水平微動器９を備えたことが％徴である。本実
施例の絞シ位置垂直微動器１３は、イオンマイクロビー
ム装置の真空容器外から制御される真空容器内の駆動モ
ータとその回転によりビーム径決定絞り７をイオン光軸
１０方向に直線させるボールネジとから構成されている
。本実施例によれば、絞り位置水平微動器９によりビー
ム径決定絞り７の開口８をイオン光軸１０に正確に合わ
せた後、絞り位置垂直微動器１３により、ビーム径決定
絞り７の開口８ｔイオン光軸１０に沿って微動させ、第
１の実施例と同様にして試料４′上のビーム半開角αを
変えて試料４′上でのイオンビーム径’ｋｆえることが
可能である。また本実施例によれば第１の実施例と同様
にイオンビーム径を微調節できる効果がある。さらに絞
り位置垂直微動器１３が電気的に駆動可能なのでビーム
径の自動調節を行なうことが可能である。
本実施例では、ビーム径決定絞シフの開口８は１つであ
るが、（！数の開口？もたせても同様の効果がある。ま
たビーム径決定絞り７は静電レンズ３′の前段にめった
が、静電レンズ３′に後段にあっても効果ｒよ同じであ
る。妊らに本実施例ではビーム集束系に２段の静電レン
ズを使っているが１段でも多段の場合でも効果は同じで
ちる。ま九本実施例では、イオン源１として液体金属イ
オン源を用いたが電界電離イオン源等、他の高輝度イオ
ン源を用いても効果は同じである。
るが、（！数の開口？もたせても同様の効果がある。ま
たビーム径決定絞り７は静電レンズ３′の前段にめった
が、静電レンズ３′に後段にあっても効果ｒよ同じであ
る。妊らに本実施例ではビーム集束系に２段の静電レン
ズを使っているが１段でも多段の場合でも効果は同じで
ちる。ま九本実施例では、イオン源１として液体金属イ
オン源を用いたが電界電離イオン源等、他の高輝度イオ
ン源を用いても効果は同じである。
また本実施例の絞シ位置水平微動器１３はイオン光軸１
０に垂直な面内で２軸移動可能であるが１軸移動でも効
果は同じである。
０に垂直な面内で２軸移動可能であるが１軸移動でも効
果は同じである。
本発明によれば、イオンマイクロビーム装置においてビ
ーム径決定絞シの開口をイオン光軸方向の一軸に沿って
微動するだけで、試料台で上でのビーム開角？変えビー
ム径を容易に変えることが装置効率を向上きせることか
できる。また、ビーム開角が連続可変なので、ビーム径
を微調整できる効果がろる。
ーム径決定絞シの開口をイオン光軸方向の一軸に沿って
微動するだけで、試料台で上でのビーム開角？変えビー
ム径を容易に変えることが装置効率を向上きせることか
できる。また、ビーム開角が連続可変なので、ビーム径
を微調整できる効果がろる。
第１図は本＠明の第１の実施例の構成図、第２図は第２
の実施例の傳成図、第３図は瑣小ビーム径とビーム半開
角の関係を示すグラフ、第４図は従来装置の構成図であ
る。 １・・・イオン源、２・・・イオンビーム、３．３’・
・・静電レンズ、４・・・試料台、４′・・・試料、７
・・・絞υ板、８．８′・・・開０．１０・・・イオン
光軸、１１・・・イオン光源、９・・・絞シ位置水平微
動器、１３・・・絞υ位置垂直微動器。
の実施例の傳成図、第３図は瑣小ビーム径とビーム半開
角の関係を示すグラフ、第４図は従来装置の構成図であ
る。 １・・・イオン源、２・・・イオンビーム、３．３’・
・・静電レンズ、４・・・試料台、４′・・・試料、７
・・・絞υ板、８．８′・・・開０．１０・・・イオン
光軸、１１・・・イオン光源、９・・・絞シ位置水平微
動器、１３・・・絞υ位置垂直微動器。
Claims (1)
- １、イオン源と、前記イオン源からの放出イオンの加速
、集束及び偏向を行なうビーム集束系と、試料の微動を
行なう試料台とを備えたイオンマイクロビーム装置にお
いて、試料台上でのイオンビーム開角を決定するビーム
径決定絞りと該ビーム径決定絞りをイオン光軸に沿つて
微動させる機構を設けたことを特徴とするイオンマイク
ロビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1605687A JPS63187542A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | イオンマイクロビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1605687A JPS63187542A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | イオンマイクロビ−ム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63187542A true JPS63187542A (ja) | 1988-08-03 |
Family
ID=11905924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1605687A Pending JPS63187542A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | イオンマイクロビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63187542A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297744U (ja) * | 1989-01-20 | 1990-08-03 | ||
| US7486488B2 (en) | 2003-10-28 | 2009-02-03 | Noboru Wakatsuki | Electric contact switching device and power consumption control circuit |
| JP2012074383A (ja) * | 2005-12-02 | 2012-04-12 | Arisu Corporation:Kk | イオン源、システム及び方法 |
-
1987
- 1987-01-28 JP JP1605687A patent/JPS63187542A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297744U (ja) * | 1989-01-20 | 1990-08-03 | ||
| US7486488B2 (en) | 2003-10-28 | 2009-02-03 | Noboru Wakatsuki | Electric contact switching device and power consumption control circuit |
| JP2012074383A (ja) * | 2005-12-02 | 2012-04-12 | Arisu Corporation:Kk | イオン源、システム及び方法 |
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