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JP2774352B2 - Ion beam irradiation equipment - Google Patents
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JP2774352B2 - Ion beam irradiation equipment - Google Patents

Ion beam irradiation equipment

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JP2774352B2
JP2774352B2 JP2079628A JP7962890A JP2774352B2 JP 2774352 B2 JP2774352 B2 JP 2774352B2 JP 2079628 A JP2079628 A JP 2079628A JP 7962890 A JP7962890 A JP 7962890A JP 2774352 B2 JP2774352 B2 JP 2774352B2
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば絶縁体或いは半導体の表面改質、
加工及び膜形成などに利用されるイオンビーム照射装置
に関し、より具体的には全体或いは一部が電気的に絶縁
された試料の表面電位を制御できるエレクトロンシャワ
ー装置を有するイオンビーム照射装置に関するものであ
る。
The present invention relates to, for example, surface modification of insulators or semiconductors,
The present invention relates to an ion beam irradiation apparatus used for processing, film formation, and the like, and more specifically, to an ion beam irradiation apparatus having an electron shower apparatus that can control the surface potential of a sample that is wholly or partially electrically insulated. is there.

[従来の技術] イオン照射技術の内で、例えば半導体のイオン注入装
置は集積回路への不純物ドーピング技術として実用化さ
れている。しかし、4MbitDRAMのようにサブミクロン級
の線幅や絶縁層厚さの寸法を持つ高実装密度の集積回路
に大電流のAs+イオン注入を行った場合、集積回路内の
絶縁層及び絶縁層で囲まれた露出半導体層や導電層が、
入射するイオンビームによる正電荷の蓄積(以後、正帯
電と呼ぶ)で高電位になるため、後に続くイオンビーム
を偏向させて不均一な注入が発生したり、時には電気的
な絶縁破壊が生じ、集積回路が動作不能となる。従っ
て、スループット向上を目的に大電流型のイオン注入装
置を導入しても、集積回路における正帯電現象が顕著に
発生しない程度のイオン電流値に制限せざるを得ない状
況にあり、実用上大きな問題となっている。第7図は例
えばこの問題を解決するために開発された本出願人によ
る特開昭64−24347号公報に示されたイオンビームによ
る正帯電を中和するエレクトロンシャワー装置を備えた
従来のイオンビーム照射装置である。図においえ、
(1)は試料台(2)上に置かれた例えば集積回路を有
する半導体などの試料、(3)はこの試料(1)に照射
される加速されたイオンビーム、(4)は特定のイオン
種のみを通過させるアパチャー、(5)は試料(1)の
表面に生ずる正帯電を中和させるための電子をイオンビ
ーム(3)に供給するエレクトロンシャワー装置であ
り、第1電源(6)により加熱されて電子を放出するフ
ィラメントからなり、イオンビーム(3)の進行方向
(図示の矢印Ii)に対して試料(1)側が広がるように
傾けて配置された電子放出源(7)と、この電子放出源
(7)のイオンビーム(3)側に配置され、試料(1)
側に広がったV字形の断面を有し、この一方の面である
電子入射面(9a)が電子放出源(7)と平行であり、第
2電源(8)により電子放出源(7)に対して正の電位
が与えられ、電子が通過可能な格子状の電子引き出し電
極(9)と、この電子引き出し電極(9)のイオンビー
ム(3)側に電子引き出し電極(9)の他方の面である
電子出射面(9b)と平行になるよう配置され、第3電源
(10)により電子放出源(7)に対して正の電位が与え
られ、電子が通過可能な格子状の電子エネルギー制御電
極(11)と、電子放出源(7)のイオンビーム(3)側
以外を取り囲むように配置され、第4電源(12)により
電子放出源(7)に対して負の電位が与えられ、電子放
出源(7)から放出された電子が外部に拡散するのを防
止する電子シールド電極(13)と、イオンビーム(3)
内の電子がイオンビーム(3)の進行方向Iiと逆向きに
移動するのを防止するため、第5電源(14)により試料
台(2)に対して負の電位が与えられた逆流防止用シー
ルド電極(15)と、電子放出源(7)に試料台(2)に
対して負の電位を与える第6電源(16)とにより構成さ
れている。
[Prior Art] Among ion irradiation techniques, for example, a semiconductor ion implantation apparatus has been put to practical use as an impurity doping technique for an integrated circuit. However, when high-current As + ion implantation is performed on a high-density integrated circuit such as a 4Mbit DRAM with a submicron line width or insulating layer thickness, the insulating layer and insulating layer in the integrated circuit will The enclosed exposed semiconductor layer and conductive layer
Since the potential is increased due to the accumulation of positive charges by the incident ion beam (hereinafter referred to as positive charging), the subsequent ion beam is deflected to cause non-uniform implantation or sometimes electrical breakdown. The integrated circuit becomes inoperable. Therefore, even if a large current type ion implantation apparatus is introduced for the purpose of improving the throughput, the ion current value must be limited to such a degree that the positive charging phenomenon does not significantly occur in the integrated circuit. It is a problem. FIG. 7 shows, for example, a conventional ion beam provided with an electron shower device for neutralizing positive charging by an ion beam disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 24347/1987 by the present applicant developed to solve this problem. An irradiation device. In the figure,
(1) is a sample such as a semiconductor having an integrated circuit placed on a sample stage (2), (3) is an accelerated ion beam applied to the sample (1), and (4) is a specific ion. An aperture for passing only seeds, (5) is an electron shower device for supplying electrons for neutralizing the positive charge generated on the surface of the sample (1) to the ion beam (3), and using a first power supply (6) An electron emission source (7), which is composed of a filament that emits electrons when heated, is arranged so that the sample (1) side is widened with respect to the traveling direction of the ion beam (3) (arrow Ii in the drawing). The sample (1) is arranged on the ion beam (3) side of the electron emission source (7).
It has a V-shaped cross section that spreads out to the side, and one side of the electron incidence surface (9a) is parallel to the electron emission source (7), and is connected to the electron emission source (7) by the second power supply (8). A grid-shaped electron extraction electrode (9) to which a positive potential is applied and through which electrons can pass, and the other surface of the electron extraction electrode (9) on the ion beam (3) side of the electron extraction electrode (9). Is arranged in parallel with the electron emission surface (9b), a positive potential is applied to the electron emission source (7) by the third power supply (10), and a lattice-like electron energy control through which electrons can pass. The electrode (11) and the electron emission source (7) are arranged so as to surround the portions other than the ion beam (3) side, and the fourth power supply (12) gives a negative potential to the electron emission source (7), An electron shield electrode for preventing electrons emitted from the electron emission source (7) from diffusing to the outside. Pole (13) and ion beam (3)
In order to prevent the electrons inside the ion beam (3) from moving in the direction opposite to the traveling direction Ii, a negative potential is applied to the sample stage (2) by the fifth power supply (14) to prevent backflow. It comprises a shield electrode (15), and a sixth power supply (16) for applying a negative potential to the sample stage (2) to the electron emission source (7).

第8図は、第7図において電子放出源(7)から放出
された電子の動きを説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the movement of electrons emitted from the electron emission source (7) in FIG.

次に動作について、第7図及び第8図により説明す
る。第1電源(6)により電力を与え電子放出源(7)
を熱電子が十分放出放出可能な高温になるまで加熱し、
第2電源(8)により電子引き出し電極(9)に電圧Va
を印加すると、電色放出源(7)から電子が引き出され
る。このとき電子放出源(7)の温度が十分高ければ、
電子放出源(7)から放出される電子の電流量Ieは空間
電荷制限式(Ie=KVa3/2)に従う。ただし、Kは電子の
初速度或いは電極形状、電極間距離などに依存する係数
である。電子放出源(7)と電子引き出し電極(9)の
電子入射面(9a)が平行であり、電子引き出し電極
(9)の電子出射面(9b)と電子エネルギー制御電極
(11)とがイオンビーム(3)の進行方向Iiに平行であ
り、電子入射面(9a)と電子出射面(9b)のなす角度を
θとする。すなわち、電子引き出し電極(9)により電
子引き出し方向と電子エネルギー制御電極(11)による
電子減速方向は角度θだけ異なっている、電子放出源
(7)から電子引き出し電極(9)によって引き出され
た電子は電子入射面(9a)に垂直に入射し、そのまま電
子出射面(9b)まで直進する。このとき電子の速度V1
電子引き出し電極(9)に印加された第2電源(8)の
電圧Vaにより決まり、 ただし、eは電子の電極量、mは電子の質量である。
Next, the operation will be described with reference to FIG. 7 and FIG. An electron emission source (7) supplied with power from a first power supply (6)
Is heated to a high temperature at which thermionic electrons can be sufficiently emitted and emitted,
The voltage Va is applied to the electron extraction electrode (9) by the second power supply (8).
When electrons are applied, electrons are extracted from the electroluminescent source (7). At this time, if the temperature of the electron emission source (7) is sufficiently high,
The current Ie of the electrons emitted from the electron emission source (7) follows the space charge limiting formula (Ie = KVa 3/2 ). Here, K is a coefficient that depends on the initial velocity of electrons, the shape of the electrodes, the distance between the electrodes, and the like. The electron incident surface (9a) of the electron emission source (7) and the electron extraction electrode (9) are parallel, and the electron emission surface (9b) of the electron extraction electrode (9) and the electron energy control electrode (11) are ion beams. The angle between the electron incident surface (9a) and the electron emitting surface (9b) is parallel to the traveling direction Ii of (3) and is θ. That is, the direction of the electron extraction by the electron extraction electrode (9) and the direction of the electron deceleration by the electron energy control electrode (11) are different by an angle θ, and the electrons extracted from the electron emission source (7) by the electron extraction electrode (9). Is perpendicularly incident on the electron incident surface (9a) and goes straight to the electron emitting surface (9b). At this time, the electron velocity V 1 is determined by the voltage Va of the second power supply (8) applied to the electron extraction electrode (9), Here, e is the amount of electrodes of electrons, and m is the mass of electrons.

次にこの電子は、電子エネルギー制御電極(11)によ
り減速されるが、その減速方向は電子出射面(9b)及び
電子エネルギー制御電極(11)に垂直であり、電子出射
面(9b)及び電子エネルギー制御電極(11)に平行方向
の減速成Vzは、 VZ=V1sinθ ……(2) の値が減速において保存される。
Next, the electrons are decelerated by the electron energy control electrode (11). The direction of the deceleration is perpendicular to the electron emission surface (9b) and the electron energy control electrode (11), and the electron emission surface (9b) and the electron deceleration formed Vz of the direction parallel to the energy control electrode (11), the value of V Z = V 1 sinθ ...... ( 2) is stored in the deceleration.

一方減速された電子のエネルギーは電子エネルギー制
御電極(11)に印加された第3電源(10)の電圧Vcによ
り決まり、その速度V2は、 である。従って電子エネルギー制御電極(11)からイオ
ンビーム(3)に向かう電子は出射角αを持って電子エ
ネルギー制御電極(11)から出射されることになる。
Meanwhile the energy of the decelerated electrons is determined by the voltage Vc of the third power source (10) which is applied to the electron energy control electrode (11), its speed V 2 is It is. Accordingly, electrons traveling from the electron energy control electrode (11) toward the ion beam (3) are emitted from the electron energy control electrode (11) at an emission angle α.

このことは上記式(1)(2)(3)より、 となる。ただし、式(4)の右辺 が1以上の値となる場合は電子は電子エネルギー制御電
極(11)を通過することができない。
This is from the above equations (1), (2) and (3). Becomes Where the right side of equation (4) When the value of is equal to or greater than 1, electrons cannot pass through the electron energy control electrode (11).

式(4)において、例えば、Va=300Vで電子が引き出
され、Vc=10Vに電子のエネルギーが制御される場合、
θ=10゜であれば電子α=18゜で出射される。従って、
電子エネルギー制御電極(11)から出射してイオンビー
ム(3)に供給された電子は試料(1)側方向への速度
成分Vzを持っているので、第6電源(16)によりエレク
トロンシャワー装置(5)と試料(1)間に電位勾配を
持たせて電子の移動速度をコントロールすれば、試料
(1)に到達するイオンと電子の数を等しくすることが
でき、試料(1)の表面は電気的に中和されることにな
る。
In equation (4), for example, when electrons are extracted at Va = 300 V and the energy of the electrons is controlled at Vc = 10 V,
If θ = 10 °, electrons are emitted at α = 18 °. Therefore,
Since the electrons emitted from the electron energy control electrode (11) and supplied to the ion beam (3) have a velocity component Vz in the direction of the sample (1), the electron shower device ( If the electron transfer speed is controlled by providing a potential gradient between 5) and the sample (1), the number of ions and electrons reaching the sample (1) can be made equal, and the surface of the sample (1) becomes It will be electrically neutralized.

また、イオンビーム(3)の照射により試料(1)か
ら2次電子放出が生じて試料(1)が正帯電する場合で
も、2次電子放出量と同じ電子量をさらに供給すること
で試料(1)の正帯電を中和することができる。
In addition, even when secondary electrons are emitted from the sample (1) due to the irradiation of the ion beam (3) and the sample (1) is positively charged, the sample (1) is further supplied with the same amount of electrons as the secondary electron emission amount. The positive charging of 1) can be neutralized.

[発明が解決しようとする課題] 従来のイオンビーム照射装置は以上のように構成され
ているので、エレクトロンシャワー装置の電子引き出し
電極の電子入射面と電子出射面の間の角度を有限のθに
するために、電子引き出し電極の形状を複雑に加工する
か、或いは電子放出源、電子引き出し電極及び電子エネ
ルギー制御電極が所定の配置になるように精度よく組み
立てる必要があるなどの問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional ion beam irradiation apparatus is configured as described above, the angle between the electron incidence surface and the electron emission surface of the electron extraction electrode of the electron shower device is set to a finite θ. In order to achieve this, it is necessary to process the shape of the electron extraction electrode in a complicated manner, or to assemble the electron emission source, the electron extraction electrode, and the electron energy control electrode with high precision so as to have a predetermined arrangement. .

この発明は上記の課題を解決するためになされたもの
で、電極の加工及び電子放出源と電源の組み立てが容易
でしかも電子を試料方向に効率よく供給できるエレクト
ロンシャワー装置を備えたイオンビーム照射装置を得る
ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is an ion beam irradiation apparatus provided with an electron shower apparatus that can easily process electrodes and assemble an electron emission source and a power supply and efficiently supply electrons toward a sample. The purpose is to obtain.

[課題を解決するための手段] この発明に係るイオンビーム照射装置は、試料に照射
されるイオンビームと、上記イオンビームに供給される
電子を放出する電子放出源と、電子の取り入れ口を有し
上記電子放出源からの電子を上記イオンビームに向けて
上記取り入れ口を介して引き出す電子引き出し電極と、
電子の取り出し口を有し上記電子引き出し電極で引き出
された電子を減速して上記取り出し口を介して上記イオ
ンビームに放出する電子エネルギー制御電極を備え、上
記電子エネルギー制御電極から放出される電子が上記試
料の方に向かう成分を有するように上記両電極のうち少
なくともいずれか一方の電極の厚みを上記取り入れ口又
は取り出し口の上下で変えたものである。
[Means for Solving the Problems] An ion beam irradiation apparatus according to the present invention has an ion beam for irradiating a sample, an electron emission source for emitting electrons supplied to the ion beam, and an electron inlet. And an electron extraction electrode for extracting electrons from the electron emission source toward the ion beam through the inlet.
An electron energy control electrode that has an electron extraction port, decelerates the electrons extracted by the electron extraction electrode, and emits the ion beam through the extraction port to the ion beam, wherein the electrons emitted from the electron energy control electrode The thickness of at least one of the two electrodes is changed above and below the inlet or outlet so as to have a component directed toward the sample.

[作用] この発明におけるイオンビーム照射装置は、電子引き
出し電極と電子エネルギー制御電極のうち少なくともい
ずれか一方の電極の厚みを、上記両電極の電子取り入れ
口又は取り出し口の上下で変えて、電子が横切る等電位
面をその電子の進行方向に対して傾ける。
[Operation] In the ion beam irradiation apparatus according to the present invention, the thickness of at least one of the electron extraction electrode and the electron energy control electrode is changed above and below the electron inlet or outlet of the two electrodes, so that electrons are emitted. The crossing equipotential surface is inclined with respect to the traveling direction of the electrons.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図において(7)は図中矢印Iiで示されるイオンビー
ムの進行方向に対して垂直方向に長さを持つよう配置さ
れた電子放出源、(9)は電子の取り入れ口(17)の下
側で厚さが大きくイオンビーム(3)側に突出している
電子引き出し電極で、電子放出源(7)側では取り入れ
口(17)の上下が同一平面となるよう構成されている。
(11)は電子の取り出し口(18)の上側で厚さが大きく
イオンビーム(3)の反対側に突出している電子エネル
ギー制御電極で、イオンビーム(3)側では取り出し口
(18)の上下が同一平面となるよう構成されている。他
の構成部分は第7図の相当部分と同様である。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, (7) is an electron emission source arranged so as to have a length in a direction perpendicular to the traveling direction of the ion beam indicated by an arrow Ii in the figure, and (9) is an electron emission port (17). An electron extraction electrode having a large thickness on the lower side and protruding toward the ion beam (3), and the upper and lower sides of the inlet (17) on the electron emission source (7) side are configured to be flush with each other.
An electron energy control electrode (11) has a large thickness above the electron extraction port (18) and protrudes to the opposite side of the ion beam (3). Are arranged on the same plane. The other components are the same as the corresponding portions in FIG.

第2図は、第1図において電子放出源(7)から放出
された電子の動きを説明する図である。
FIG. 2 is a view for explaining the movement of electrons emitted from the electron emission source (7) in FIG.

次に動作について、第1図及び第2図により説明す
る。第1図に示したエレクトロンシャワー装置(5)の
電子引き出し電極(9)と電子エネルギー制御電極(1
1)の間に形成される減速電場は、図のような等電位面
(19)で表される。電子放出源(7)から電子引き出し
電極(9)によって引き出された電子はイオンビーム
(3)軸に垂直に減速電場に入射する。電子は減速電場
において等電位面(19)に垂直な方向に減速されるの
で、電子の取り入れ口(17)及び取り出し口(18)付近
の等電位面(19)のイオンビーム(3)軸に対する傾き
をθとすると、第7図の従来装置の場合と同様になり、
電子の出射角αは、 となる。このように電子エネルギー制御電極(11)から
出射してイオンビーム(3)に供給された電子は試料
(1)側方向へ速度成分を持つことになり第6電源(1
6)によりエレクトロンシャワー装置(5)と試料
(1)との間にわずかの電位傾斜を持たせるだけで、電
子を容易に試料(1)側方向に移動させることができ
る。
Next, the operation will be described with reference to FIG. 1 and FIG. The electron extraction electrode (9) and the electron energy control electrode (1) of the electron shower device (5) shown in FIG.
The deceleration electric field formed during 1) is represented by an equipotential surface (19) as shown in the figure. Electrons extracted from the electron emission source (7) by the electron extraction electrode (9) enter the deceleration electric field perpendicular to the axis of the ion beam (3). The electrons are decelerated in the decelerating electric field in the direction perpendicular to the equipotential surface (19), so that the equipotential surface (19) near the electron inlet (17) and the electron outlet (18) with respect to the ion beam (3) axis If the inclination is θ, it becomes the same as the case of the conventional device of FIG.
The emission angle α of the electron is Becomes Thus, the electrons emitted from the electron energy control electrode (11) and supplied to the ion beam (3) have a velocity component in the direction of the sample (1), and the sixth power supply (1)
According to 6), electrons can be easily moved toward the sample (1) only by giving a slight potential gradient between the electron shower device (5) and the sample (1).

なお、上記第1の実施例では、電子引き出し電極
(9)の厚みが電子の取り入れ口(17)の下側で大き
く、電子放出源(7)側では取り入れ口(17)の上下が
同一平面となるよう構成されていて、電子エネルギー制
御電極(11)の厚みが電子の取り出し口(18)の上側で
大きく、イオンビーム(3)側では取り出し口(18)の
上下が同一平面となるよう構成されている場合について
説明したが、第3図(A),(B)のように電子引き出
し電極(9)或いは電子エネルギー制御電極(11)のい
ずれが一方だけ電子の取り入れ口(17)の下側或いは取
り出し口(18)の上側で厚さが大きい場合でもよく、上
記第1の実施例と同様の効果を奏する。
In the first embodiment, the thickness of the electron extraction electrode (9) is large below the electron inlet (17), and the upper and lower sides of the electron inlet (17) are flush on the electron emission source (7) side. The thickness of the electron energy control electrode (11) is large on the upper side of the electron extraction port (18), and the upper and lower sides of the extraction port (18) are on the same plane on the ion beam (3) side. Although the configuration is described, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), only one of the electron extraction electrode (9) or the electron energy control electrode (11) is provided with one of the electron inlets (17). The thickness may be large on the lower side or on the upper side of the take-out opening (18), and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、上記第1及び第2の実施例では、電子引き出し
電極(9)の上側の電極(9c)と下側の電極(9d)が電
子放出源(7)側で同一平面にある場合について説明し
たが、第4図(A),(B),(C)のように電子引き
出し電極(9)の電子の入射面側で下側の電極(9d)が
電子放出源(7)側に突出している場合でもよく、上記
第1及び第2の実施例と同様の効果を奏する。
In the first and second embodiments, the case where the upper electrode (9c) and the lower electrode (9d) of the electron extraction electrode (9) are on the same plane on the electron emission source (7) side will be described. However, as shown in FIGS. 4 (A), 4 (B) and 4 (C), the lower electrode (9d) protrudes toward the electron emission source (7) on the electron incident surface side of the electron extraction electrode (9). In this case, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

また、上記第1〜第3の実施例では、電子引き出し電
極(9)の上側の電極(9c)と下側の電極(9d)は一様
の厚さを持っていて、電子エネルギー制御電極(11)
の、上側の電極(11c)と下側の電極(11d)はエレクト
ロンシャワー装置(5)の電子軌道軸に対して等しい距
離で配置されている場合について説明したが、第5図の
ように電子引き出し電極(9)の下側の電極(9d)の厚
さが一様でなく、電子エネルギー制御電極(11)の、上
側の電極(11c)と下側の電極(11d)がエレクトロンシ
ャワー装置(5)の電子軌道軸に対して等しい距離で配
置されていない場合でもよく、上記第1〜第3の実施例
と同様の効果を奏する。
In the first to third embodiments, the upper electrode (9c) and the lower electrode (9d) of the electron extraction electrode (9) have a uniform thickness, and the electron energy control electrode (9 11)
The case where the upper electrode (11c) and the lower electrode (11d) are arranged at the same distance from the electron orbit axis of the electron shower device (5) has been described, but as shown in FIG. The thickness of the lower electrode (9d) of the extraction electrode (9) is not uniform, and the upper electrode (11c) and the lower electrode (11d) of the electron energy control electrode (11) are an electron shower device ( The arrangement 5) may not be arranged at the same distance from the electron orbital axis, and the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.

さらに、電子エネルギー制御電極(11)のイオンビー
ム(3)側の電極形状は電子の軌道およびイオンビーム
(3)の軌道を妨げない限り任意の形状でよい。
Further, the electrode shape of the electron energy control electrode (11) on the side of the ion beam (3) may be any shape as long as it does not hinder the trajectory of the electrons and the trajectory of the ion beam (3).

第6図は、第5の実施例を示すものであり、2台のエ
レクトロンシャワー装置(5)をイオンビーム(3)を
挟んで対向する2面に配置し、各々のエレクトロンシャ
ワー装置(5)から放出された電子がイオンビーム
(3)の軌道上で交差し、試料(1)上の対向する位置
に照射するよう配置されたもので、電子軌道偏向角度90
−αが小さくてすむ。
FIG. 6 shows a fifth embodiment, in which two electron shower devices (5) are arranged on two opposing surfaces across an ion beam (3), and each electron shower device (5) is provided. The electron emitted from the electron beam intersects on the trajectory of the ion beam (3) and is arranged so as to irradiate an opposite position on the sample (1).
-Α can be small.

また、上記第5の実施例では、エレクトロンシャワー
装置(5)をイオンビーム(3)を挟んで対向する2面
に配置したものについて説明したが、イオンビーム
(3)に対して軸対称な円筒形状のエレクトロンシャワ
ー装置(5)であってもよく、上記第5の実施例と同様
の効果を奏する。
Further, in the fifth embodiment, the electron shower device (5) is described as being disposed on two surfaces opposed to each other with the ion beam (3) interposed therebetween. However, the cylinder is axially symmetric with respect to the ion beam (3). An electron shower device (5) having a shape may be used, and the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.

[発明の効果] 以上のように、この発明によればイオンビーム照射装
置を、試料に照射されるイオンビームと、上記イオンビ
ームに供給される電子を放出する電子放出源と、電子の
取り入れ口を有し上記電子放出源からの電子を上記イオ
ンビームに向けて上記取り入れ口を介して引き出す電子
引き出し電極と、電子の取り出し口を有し上記電子引き
出し電極で引き出された電子を減速して上記取り出し口
を介して上記イオンビームに放出する電子エネルギー制
御電極を備え、上記電子エネルギー制御電極から放出さ
れる電子が上記試料の方に向かう成分を有するように、
上記両電極のうち少なくともいずれか一方の電極の厚み
を上記取り入れ口又は取り出し口の上下で変えるように
したので、電極の加工及び電子放出源と電極の組み立て
が容易でしかも電子を試料方向に効率よく供給できるエ
レクトロンシャワー装置を備えたイオンビーム照射装置
を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an ion beam irradiating apparatus can be used to irradiate a sample with an ion beam, an electron emission source that emits electrons supplied to the ion beam, and an electron intake port. Having an electron extraction electrode for extracting electrons from the electron emission source toward the ion beam through the intake port, and having an electron extraction port and decelerating the electrons extracted by the electron extraction electrode. An electron energy control electrode that emits to the ion beam through the extraction port, so that electrons emitted from the electron energy control electrode have a component directed toward the sample,
Since the thickness of at least one of the two electrodes is changed above and below the inlet or the outlet, processing of the electrodes and assembling of the electron emission source and the electrodes are easy, and electrons are efficiently transferred in the direction of the sample. An ion beam irradiation device provided with an electron shower device that can supply well can be obtained.

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

第1図はこの発明の一実施例によるイオンビーム照射装
置を示す概略断面図、第2図は第1図の装置において電
子の動きを説明するための図、第3図から第5図はこの
発明のそれぞれ異なる他の実施例によるイオンビーム照
射装置のエレクトロンシャワー装置をそれぞれ示す概略
断面図、第6図はこの発明のさらに異なる他の実施例に
よるイオンビーム照射装置を示す概略断面図、第7図は
従来のイオンビーム照射装置を示す概略断面図、第8図
は第7図の装置において電子の動きを説明するための図
である。 図において、(1)は試料、(3)はイオンビーム、
(7)は電子放出源、(9)は電子引き出し電極、(1
1)は電子エネルギー制御電極、(17)は電子の取り入
れ口、(18)は電子の取り出し口である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an ion beam irradiation apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining the movement of electrons in the apparatus of FIG. 1, and FIGS. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an electron shower device of an ion beam irradiation apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an ion beam irradiation apparatus according to still another embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a conventional ion beam irradiation apparatus, and FIG. 8 is a view for explaining the movement of electrons in the apparatus shown in FIG. In the figure, (1) is a sample, (3) is an ion beam,
(7) is an electron emission source, (9) is an electron extraction electrode, (1)
1) is an electron energy control electrode, (17) is an electron inlet, and (18) is an electron outlet. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−54858(JP,A) 特開 昭63−299041(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 37/317 H01J 37/04 H01L 21/265──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-54858 (JP, A) JP-A-63-299041 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 37/317 H01J 37/04 H01L 21/265

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料に照射されるイオンビームと、上記イ
オンビームに供給される電子を放出する電子放出源と、
電子の取り入れ口を有し上記電子放出源からの電子を上
記イオンビームに向けて上記取り入れ口を介して引き出
す電子引き出し電極と、電子の取り出し口を有し上記電
子引き出し電極で引き出された電子を減速して上記取り
出し口を介して上記イオンビームに放出する電子エネル
ギー制御電極を備えたイオンビーム照射装置において、
上記電子エネルギー制御電極から放出される電子が上記
試料の方に向かう成分を有するように、上記両電極のう
ち少なくともいずれか一方の電極の厚みを上記取り入れ
口又は取り出し口の上下で変えたことを特徴とするイオ
ンビーム照射装置。
An ion beam for irradiating a sample, an electron emission source for emitting electrons supplied to the ion beam,
An electron extraction electrode that has an electron intake and extracts electrons from the electron emission source toward the ion beam through the intake, and an electron that has an electron extraction port and is extracted by the electron extraction electrode. An ion beam irradiation apparatus including an electron energy control electrode that decelerates and emits the ion beam through the extraction port,
The thickness of at least one of the two electrodes is changed above and below the inlet or outlet so that the electrons emitted from the electron energy control electrode have a component directed toward the sample. Characteristic ion beam irradiation equipment.
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