JP5135503B2 - Multivalent ion beam irradiation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、高出力の多価イオンビームを効率よく精確に照射して、ナノメートルサイズの加工技術などに寄与する多価イオンビーム照射方法と、その方法を実施する装置に関する。 The present invention relates to a method for irradiating a multi-charged ion beam that efficiently and accurately irradiates a high-power multivalent ion beam and contributes to a nanometer-size processing technique and the like, and an apparatus for performing the method.
多価イオンは、束縛電子を少数しかもたない正のイオンであり、剥ぎ取られた電子の各電離エネルギーの総和に相当する大きなポテンシャルエネルギーを有している。 Multivalent ions are positive ions having only a few bound electrons, and have a large potential energy corresponding to the sum of the ionization energies of the stripped electrons.
多価イオンが固体表面に入射すると、そのポテンシャルエネルギーが解放される結果として、次のような特徴的な現象が生じる。
1)入射点近傍にナノメートルサイズの構造変化が起きる(非特許文献1〜2)。
1) A nanometer-sized structural change occurs in the vicinity of the incident point (Non-Patent Documents 1 and 2).
2)1 個の多価イオンに対し数十から数百の2 次電子が放出される(非特許文献3)。
3)多価イオンのポテンシャルエネルギーに起因した電子的遷移に誘起されたスパッタリング現象が起きる(非特許文献4〜5)。
多価イオンのこのような性質は、単一イオンインプランテーションや量子ドット作製などのナノメートルサイズの加工技術や、デバイス技術や分析技術などに応用できる可能性がある。しかし、従来の多価イオン源では十分なビーム強度が得られていない。 Such properties of multivalent ions may be applicable to nanometer-size processing technology such as single ion implantation and quantum dot fabrication, device technology, and analysis technology. However, sufficient beam intensity is not obtained with the conventional multiply charged ion source.
従来の多価イオン源としては、電子サイクロトロン共鳴型イオン源(ECRIS)と、電子ビーム型イオン源(Electron Beam Ion Source:EBIS)とが知られている。EBISは得られるイオンの電離度が高いという特徴がある。
EBISは、カソード、ドリフトチューブ、コレクター、ソレノイド磁石、イオン引き出し用レンズなどから構成されている。カソードから出射した電子は、磁場中に配置されたドリフトチューブを通り、コレクターに回収される。電子は、ドリフトチューブに形成される強磁場で圧縮され大電流密度の電子ビームとなる。一方、カソード付近から導入された気体は、イオンに対して障壁となるドリフトチューブ内に形成される井戸型ポテンシャルによって、電子による衝突電離が進み多価イオンとなる。
従来のEBISによる典型的なビーム強度は、105〜106/mm2/s であり、この場合、100ナノメートル四方に入射するイオンは100秒間に1個以下に過ぎない。
As conventional polyvalent ion sources, an electron cyclotron resonance ion source (ECRIS) and an electron beam ion source (EBIS) are known. EBIS is characterized by a high ionization degree of ions obtained.
The EBIS includes a cathode, a drift tube, a collector, a solenoid magnet, an ion extraction lens, and the like. Electrons emitted from the cathode pass through a drift tube arranged in a magnetic field and are collected by a collector. The electrons are compressed by a strong magnetic field formed in the drift tube and become an electron beam with a large current density. On the other hand, the gas introduced from the vicinity of the cathode is subjected to impact ionization by electrons due to a well-type potential formed in a drift tube that serves as a barrier against ions, and becomes multivalent ions.
A typical beam intensity according to the conventional EBIS is 10 5 to 10 6 / mm 2 / s. In this case, only one or less ions are incident on a 100 nanometer square in 100 seconds.
また、多価イオンをナノメートルサイズの加工技術や、デバイス技術や分析技術などに用いるには、多価イオンビームを制御し、効率よく、かつ精確に照射することが必要となる。
それらに関する従来技術には、次のようなものがある(非特許文献6、特許文献1〜4)。
The following are related arts (Non-Patent Document 6, Patent Documents 1 to 4).
例えば非特許文献6は、穴あきカンチレバーを使ってAMFで試料形状を見ながら照射する技術を開示しているが、従来技術に多価イオンの照射プロセスを考慮した装置は無く、多価イオン照射は、照射に適した多価イオンの生成、多価イオンビームの制御、照射位置制御など各工程において効率が良くないものであった。特に、照射位置制御は全く行われていないに等しかった。 For example, Non-Patent Document 6 discloses a technique of irradiating while viewing a sample shape with an AMF using a perforated cantilever, but there is no apparatus that takes into account the irradiation process of multivalent ions in the prior art, and multivalent ion irradiation. Is not efficient in each step such as generation of multivalent ions suitable for irradiation, control of multivalent ion beams, and irradiation position control. In particular, the irradiation position control was not performed at all.
そこで、本発明は、十分なビーム強度が得られる多価イオン源を提供すると共に、その多価イオンビームを制御し、照射位置を制御して、効率よく精確に照射することができる多価イオンビーム照射方法及び装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a multiply charged ion source capable of obtaining a sufficient beam intensity, and controls the multiply charged ion beam, controls the irradiation position, and can irradiate efficiently and accurately. It is an object to provide a beam irradiation method and apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の多価イオンビーム照射装置は、次の構成を備える。すなわち、多価イオンを発生させる多価イオン源と、その多価イオン源から導出された多価イオンビームを試料に向けて誘導するビームガイドと、試料を保持する試料保持部とを少なくとも備える多価イオンビーム照射装置において、試料に対向するビームガイド端部と試料保持部とを、支持すると共に並進移動させて位置調整する基盤ステージと、試料保持部に対してビームガイド端部を相対的に、2次元で並進移動させて位置調整するXYステージと、試料保持部のみを独立に、XYステージの移動方向と略垂直なZ方向へ並進移動させて位置調整するZ並進移動機構とを有する照射位置制御部、を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the multivalent ion beam irradiation apparatus of the present invention has the following configuration. That is, a multiplicity of at least a multivalent ion source that generates multivalent ions, a beam guide that guides a multivalent ion beam derived from the multivalent ion source toward the sample, and a sample holding unit that holds the sample. In a charged ion beam irradiation apparatus, a base stage that supports a beam guide end and a sample holder facing a sample and translates and adjusts the position thereof, and a beam guide end relative to the sample holder Irradiation having an XY stage that adjusts the position by translation in two dimensions and a Z translation mechanism that adjusts the position by moving only the sample holder independently in the Z direction substantially perpendicular to the movement direction of the XY stage A position control unit is provided.
ここで、基盤ステージに、ある軸を中心に回動させて位置調整する回転機構を少なくとも一つ設けると、照射位置制御が一層効率よくなる。 Here, if the base stage is provided with at least one rotation mechanism that rotates and adjusts the position about a certain axis, the irradiation position control becomes more efficient.
XYステージに、約100nmのステップで並進移動させる駆動手段を設けて、位置調整の利便に寄与させてもよい。 The XY stage may be provided with driving means for translation in steps of about 100 nm to contribute to the convenience of position adjustment.
XYステージの支軸に、基盤ステージにZ方向の並進移動及び回転の駆動力を伝達するZ並進回転導入機構を接続して、装置を構成してもよい。 The apparatus may be configured by connecting a Z translational rotation introducing mechanism that transmits a driving force for translational movement and rotation in the Z direction to the base stage to the support shaft of the XY stage.
XYステージの支軸に、基盤ステージにXY方向の並進移動の駆動力を伝達するXY並進導入機構を接続して、装置を構成してもよい。 The apparatus may be configured by connecting an XY translation introducing mechanism that transmits a driving force for translational movement in the XY direction to the base stage to the support shaft of the XY stage.
XYステージの支軸に、試料保持部にZ方向の回転の駆動力を伝達するZ回転導入機構を接続して、装置を構成してもよい。 The apparatus may be configured by connecting a Z rotation introduction mechanism that transmits a driving force for rotation in the Z direction to the sample holder on the spindle of the XY stage.
ビームガイド端部に、10〜100nmの径の孔部を有するマスクを設けて、試料へ照射する多価イオンビームを絞ってもよい。 A mask having a hole with a diameter of 10 to 100 nm may be provided at the end of the beam guide to narrow the multiply charged ion beam irradiated to the sample.
マスクとしては、約100nmの径の孔部を約300nmの間隔で格子状に設けたものが利用可能である。 As the mask, a mask in which holes having a diameter of about 100 nm are provided in a lattice pattern at intervals of about 300 nm can be used.
孔部と試料との距離が1μm以下に調整可能にして、多価イオンビームの角度広がりを抑止してもよい。 The distance between the hole and the sample may be adjusted to 1 μm or less to suppress the angular spread of the multiply charged ion beam.
多価イオン源としては、エミッション電流約100mA以上の電子ビームを電子銃より発生させ、約10keV以上の高エネルギーに加速し、約10−8Pa以下の超高真空を維持した状態で、強磁場中に誘導して電子ビームを絞り、原子・イオンとの衝突による電離を繰り返すことにより多価イオンを生成するEBIS型多価イオン源が利用可能である。 As a highly charged ion source, an electron beam with an emission current of about 100 mA or more is generated from an electron gun, accelerated to a high energy of about 10 keV or more, and maintained in an ultrahigh vacuum of about 10 −8 Pa or less with a strong magnetic field. An EBIS type multi-charged ion source that generates multi-charged ions can be used by guiding the inside to narrow the electron beam and repeating ionization by collision with atoms and ions.
本発明の多価イオンビーム照射方法は、多価イオンを発生させる多価イオン源と、その多価イオン源から導出された多価イオンビームを試料に向けて誘導するビームガイドと、試料を保持する試料保持部とを少なくとも備える多価イオンビーム照射装置において、試料に対向するビームガイド端部と試料保持部とを、支持すると共に並進移動させて位置調整する基盤ステージによって、ビームガイド端部と試料保持部を並進移動させると共に、試料保持部に対してビームガイド端部を相対的に、2次元で並進移動させて位置調整するXYステージによって、試料保持部とビームガイド端部との相対位置を2次元で並進移動させ、更に、試料保持部のみを独立に、XYステージの移動方向と略垂直なZ方向へ並進移動させて位置調整するZ並進移動機構によって、試料保持部をXYステージの移動方向と略垂直なZ方向へ並進移動させて、照射位置を調整した後に、試料への照射を行なうことを特徴とする。 The method of irradiating a multiply charged ion beam according to the present invention includes a multiply charged ion source that generates multiply charged ions, a beam guide that guides the multiply charged ion beam derived from the multiply charged ion source toward the sample, and the sample. In the multivalent ion beam irradiation apparatus comprising at least a sample holding unit, the beam guide end and the sample holding unit opposed to the sample are supported and translated by moving the base stage to adjust the position. The relative position between the sample holder and the beam guide end is adjusted by an XY stage that translates the sample holder and moves the beam guide end relative to the sample holder in two dimensions to adjust the position. Z-translation that adjusts the position by translating the sample holder only in the Z-direction substantially perpendicular to the movement direction of the XY stage. The movement mechanism, a sample holder of an XY stage moving direction substantially perpendicular Z direction by translation, after adjusting the irradiation position, and performing irradiation to the sample.
ここで、基盤ステージに、ある軸を中心に回動させて位置調整する回転機構を少なくとも一つ設け、その回転機構によって基盤ステージを回転させて、照射位置を効率的に調整できるようにしてもよい。 Here, the base stage is provided with at least one rotating mechanism that rotates around a certain axis to adjust the position, and the base stage is rotated by the rotating mechanism so that the irradiation position can be adjusted efficiently. Good.
多価イオン源として、EBIS型多価イオン源を用い、その運転前に、イオン源全体を約200℃以上に数日間ベーキングし、ドリフトチューブに磁場及び電場を印加した状態で、ペニング放電による放電洗浄を数日間施す脱ガス処理によって、運転中の超高真空状態を維持できるようにしてもよい。 EBIS type multi-charged ion source is used as the multi-charged ion source. Before the operation, the whole ion source is baked to about 200 ° C for several days and a magnetic field and an electric field are applied to the drift tube. An ultra-high vacuum state during operation may be maintained by degassing for several days.
排気系には、排気速度約300リットル/sのターボ分子ポンプとチタンゲッターポンプが利用可能である。 For the exhaust system, a turbo molecular pump and a titanium getter pump with an exhaust speed of about 300 liters / s can be used.
ドリフトチューブを約25K以下まで冷却して、ドリフトチューブ内の残留ガスを脱ガスして、高価数の多価イオンの生成に寄与させてもよい。 The drift tube may be cooled to about 25K or less, and the residual gas in the drift tube may be degassed to contribute to the generation of an expensive number of multiply charged ions.
エミッション電流約100mA以上の電子ビームを発生させた状態で、約10−8Pa以下の超高真空を維持することによって、高価数の多価イオンを生成に寄与させてもよい。 By maintaining an ultra-high vacuum of about 10 −8 Pa or less while an electron beam having an emission current of about 100 mA or more is generated, an expensive number of multiply charged ions may be contributed to the generation.
多価イオン源からビームガイドにおける電子ビームの行路の磁場を、電子銃のカソード付近で磁場0にし、その後、略2次関数的に強度を増大させ、コレクターの電子回収領域で磁場0にして、安定した電子ビームの発生に寄与させてもよい。 The magnetic field of the path of the electron beam in the beam guide from the multiply-charged ion source is set to 0 in the vicinity of the cathode of the electron gun, and then the intensity is increased in a substantially quadratic function to 0 in the electron recovery region of the collector. You may make it contribute to generation | occurrence | production of the stable electron beam.
多価イオン源からビームガイドにおける電子ビームの行路の位置調整を、
電子銃、ドリフトチューブ、コレクターの各電極の中心軸と、超伝導磁石の磁場軸とを略一致させて、安定した電子ビームの発生に寄与させてもよい。
Position adjustment of the electron beam path in the beam guide from the multiply charged ion source
The central axis of each electrode of the electron gun, drift tube, and collector and the magnetic field axis of the superconducting magnet may be substantially matched to contribute to the generation of a stable electron beam.
各電極の中心軸を一致させるには、コレクター側に覗き窓を設置し、予めドリフトチューブの軸に合わせておいたトランシットで観測しながら、電子銃とコレクターの位置調整を行ってもよい。 In order to make the center axes of the electrodes coincide with each other, a viewing window may be provided on the collector side, and the position of the electron gun and the collector may be adjusted while observing with a transit that is aligned with the axis of the drift tube in advance.
各電極軸と磁場軸とを一致させるには、超伝導磁石の容器のボアと、それに挿入されているドリフトチューブの配管との隙間を均一にすることで行ってもよい。 In order to make each electrode axis coincide with the magnetic field axis, the gap between the bore of the container of the superconducting magnet and the pipe of the drift tube inserted therein may be made uniform.
ドリフトチューブの電位を1.5〜3kVとして、多価イオン源から低エネルギーで引き出して、試料に照射することで、多価イオンのポテンシャルエネルギーをナノプロセスに有効に作用させてもよい。 By setting the potential of the drift tube to 1.5 to 3 kV and extracting the sample from the multiply charged ion source with low energy and irradiating the sample, the potential energy of the multiply charged ions may be effectively applied to the nanoprocess.
多価イオンの価数を増減させることで、試料への照射作用を増減させて、ナノプロセスへの適度な作用に寄与させてもよい。 By increasing or decreasing the valence of the multiply charged ions, the irradiation effect on the sample may be increased or decreased to contribute to an appropriate effect on the nanoprocess.
本発明によると、7軸以上の自由度をもつ照射位置制御装置によって、多価イオンビームを効率よく精確に照射することができる。多価イオンの照射領域と非照射領域をナノメートルレベルで区分することが可能となり、また、試料内での照射位置も、ナノメートルレベルで選定制御可能になった。
また、十分なビーム強度が得られる多価イオン源が得られ、高価数の多価イオンビームを、有効に試料に照射することも可能になった。
According to the present invention, a highly-charged ion beam can be efficiently and accurately irradiated by an irradiation position control device having a degree of freedom of seven axes or more. The irradiation area and the non-irradiation area of the multiply charged ions can be divided at the nanometer level, and the irradiation position in the sample can be selected and controlled at the nanometer level.
In addition, a multivalent ion source capable of obtaining a sufficient beam intensity can be obtained, and it has become possible to effectively irradiate a sample with an expensive number of multivalent ion beams.
以下に、図面を基に本発明の実施形態を説明する。本発明の構成は、以下の実施例に限らず、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、従来公知技術を利用して適宜設計変更可能である。
本発明者らは、ビーム強度が高いことに加えて、運転及び保守が容易であり、製作コストも安価な汎用EBIS型多価イオン源を開発している(非特許文献7〜9)。
The present inventors have developed a general-purpose EBIS type multi-charged ion source that is easy to operate and maintain in addition to high beam intensity, and is inexpensive to manufacture (Non-Patent Documents 7 to 9).
本発明では、それより更にビーム強度が2桁程度高い大強度多価イオン源を開発し、ナノメートルレベルで照射位置制御をする機構の開発を行い、ナノプロセスに適用した。 In the present invention, a high-intensity multiply charged ion source whose beam intensity is about two orders of magnitude higher than that was developed, and a mechanism for controlling the irradiation position at the nanometer level was developed and applied to the nanoprocess.
図1は、EBIS型多価イオン源におけるコレクター近傍の要部を示す説明図である。
EBIS型多価イオン源は、カソード、ドリフトチューブ、コレクター(11)、ソレノイド磁石、イオン引き出し用レンズなどから構成される。カソードから出射した電子は、磁場中に配置されたドリフトチューブを通り、コレクター(11)に吸収される。カソード付近から導入された気体が、ドリフトチューブ内で圧縮された大電流密度の電子ビームと衝突し、電離が進むことで多価イオンとなる。
FIG. 1 is an explanatory view showing a main part in the vicinity of a collector in an EBIS type multi-charged ion source.
The EBIS type multivalent ion source includes a cathode, a drift tube, a collector (11), a solenoid magnet, an ion extraction lens, and the like. The electrons emitted from the cathode pass through the drift tube disposed in the magnetic field and are absorbed by the collector (11). A gas introduced from the vicinity of the cathode collides with an electron beam with a large current density compressed in the drift tube, and becomes ionized by progressing ionization.
高価数の多価イオンを生成するためには、大きなエミッション電流(100mA以上)の電子ビームを発生させた状態で、超高真空(10−8Pa以下)を維持する必要がある。イオン源の運転中は、この電子ビームを回収するコレクター(11)からの電子励起脱離による脱ガスに加え、強電界・強磁場中にある電極のペニング放電による脱ガス、カソードヒーターの熱による電子銃部の加熱脱ガスなど、多くの真空度を悪化させる要因があり超高真空を維持するのは容易ではない。 In order to generate an expensive number of multiply charged ions, it is necessary to maintain an ultrahigh vacuum (10 −8 Pa or less) while an electron beam having a large emission current (100 mA or more) is generated. During operation of the ion source, in addition to degassing by electron-excited desorption from the collector (11) that collects the electron beam, degassing by penning discharge of electrodes in a strong electric field / strong magnetic field, and by the heat of the cathode heater There are many factors that deteriorate the degree of vacuum, such as heat degassing of the electron gun section, and it is not easy to maintain an ultra-high vacuum.
本装置では運転前に、イオン源全体を200〜250℃で5日間程度ベーキングした後、ドリフトチューブに磁場2T、電圧5kVを印加した状態にし、ペニング放電による放電洗浄を1〜2日行う脱ガス処理によって、運転中も10−8Pa 以下の超高真空を維持している。なお、排気系に関しては、排気速度300 リットル/s のターボ分子ポンプとチタンゲッターポンプを用いる。 In this equipment, before operation, the entire ion source is baked at 200-250 ° C for about 5 days, then the drift tube is applied with a magnetic field of 2T and a voltage of 5kV, and degassing is carried out for 1-2 days by penning discharge. Due to the treatment, an ultrahigh vacuum of 10 −8 Pa or less is maintained even during operation. For the exhaust system, a turbo molecular pump and a titanium getter pump with an exhaust speed of 300 liters / s are used.
EBIS型多価イオン源では、エミッション電流100mA 以上の電子ビームを電子銃より発生させ、高エネルギー(10keV以上)に加速しつつ、強磁場中に導き電子ビームを絞り、原子・イオンとの衝突による電離を繰り返すことにより多価イオンを生成する。
電子ビームの殆どは衝突せずに多価イオン生成領域を通過し、コレクター(11)に回収される。カソードから出射した電子の全てが、コレクター(11)に回収される必要があるが、電磁場の分布が悪いと電子が理想的な軌道をとらないためコレクター領域から電子銃側に逆戻りし、電子銃の各電極に衝突する。これによる加熱効果等で、安定に電子ビームを発生させることができなくなることがある。
In the EBIS type multiply charged ion source, an electron beam with an emission current of 100 mA or more is generated from an electron gun, accelerated to high energy (10 keV or more), guided into a strong magnetic field, and focused by collision with atoms and ions. Multivalent ions are generated by repeated ionization.
Most of the electron beams pass through the multiply-charged ion generation region without colliding and are collected by the collector (11). All of the electrons emitted from the cathode need to be collected by the collector (11). However, if the electromagnetic field distribution is poor, the electrons do not take an ideal trajectory, so the electron gun returns to the electron gun side from the collector region. Collide with each electrode. Due to the heating effect and the like, it may be impossible to generate an electron beam stably.
電子が理想的な軌道をとるための条件は、カソード付近で磁場を0 にし、その後急激に(2次関数的に)磁場を立ち上げ、コレクター(11)の電子回収領域でも磁場を0 にすることである。
この条件を実現するために、次の改良を施した。すなわち、1)電子銃を従来より約90mm超伝導磁石から遠ざけ、2)磁場の立ち上がりを十分急峻にするために電子銃磁気シールドの磁性体の口径を約6mmに絞り、3)コレクター(11)の磁気シールド(12)の厚さを増加させ、4)その磁気シールド(13)の内部に電磁石としてコレクターコイルを設け、5)電子のコレクター(11)から電子銃側への戻りを抑えるためのサプレッサー電極(14)を2個に増設し、6)サプレッサーとエキストラクター(15)の口径を絞った。
The condition for the electron to take an ideal orbit is that the magnetic field is zero near the cathode, then the magnetic field is suddenly raised (in a quadratic function), and the magnetic field is also zero in the electron recovery region of the collector (11). That is.
In order to realize this condition, the following improvements were made. 1) Move the electron gun away from the conventional superconducting magnet about 90mm, 2) Reduce the diameter of the magnetic body of the electron gun magnetic shield to about 6mm to make the rise of the magnetic field sufficiently steep, and 3) Collector (11) To increase the thickness of the magnetic shield (12), 4) to provide a collector coil as an electromagnet inside the magnetic shield (13), and 5) to suppress the return of electrons from the collector (11) to the electron gun side The number of suppressor electrodes (14) was increased to two, and 6) the diameters of the suppressor and extractor (15) were narrowed down.
この改良によって、電子ビームのエミッション電流が180mAに達した。
コレクター(11)の磁気シールド(12)を厚くしたことにより、コレクター部の重量が増し、また超伝導磁石の励磁中に磁気シールド(12)が磁石に引き寄せられる力も増すので、コレクター(11)を支持するセラミック棒(16)太くして強化した。
With this improvement, the emission current of the electron beam reached 180mA.
By increasing the thickness of the magnetic shield (12) of the collector (11), the weight of the collector portion is increased, and the force with which the magnetic shield (12) is attracted to the magnet during excitation of the superconducting magnet is also increased. The supporting ceramic rod (16) was thickened and reinforced.
電子が理想的な軌道を取るためのもう一つの条件は、電子銃、ドリフトチューブ、コレクター(11)の各電極の中心軸と超伝導磁石の磁場軸を、一定の誤差内で一致させることである。
この条件を実現するために、各電極の中心軸は、コレクター(11)側に覗き窓を設置し、予めドリフトチューブの軸に合わせておいたトランシットで観測しながら、電子銃とコレクターの位置調整をすることにより誤差0.1mm以内に収めた。
この電極軸と磁場軸との位置関係は、超伝導磁石容器のボアと、それに挿入されているドリフトチューブ配管との隙間を均一にするという方法で調整した。
最終的には、実際に電子ビームとイオンビームを発生させ、電子ビームの回収率が高く、イオンの価数と強度が高くなる最も優れた性能を示すように微調整した。
Another condition for the electron to take an ideal trajectory is that the central axis of each electrode of the electron gun, drift tube and collector (11) and the magnetic field axis of the superconducting magnet are matched within a certain error. is there.
In order to realize this condition, the central axis of each electrode has a viewing window on the collector (11) side, and the position of the electron gun and collector is adjusted while observing with a transition that is aligned with the axis of the drift tube in advance. The error was kept within 0.1mm.
The positional relationship between the electrode axis and the magnetic field axis was adjusted by a method in which the gap between the bore of the superconducting magnet container and the drift tube pipe inserted therein was made uniform.
Finally, an electron beam and an ion beam were actually generated and finely tuned to show the best performance with high electron beam recovery and high ion valence and strength.
図2は、EBIS型多価イオン源におけるビームライン近傍の要部を示す説明図である。
イオン源の下流側に、電子レンズ(21)や分析磁石(22)、各種検出器などを設けた配管(ビームライン)を接続し、前述のイオン源立ち上げの各段階で、イオン源から直流的に流出する多価イオンの質量スペクトルを測定した。ビーム強度の測定には、分析磁石(22)の出口スリット(23)直後に設けたファラデーカップ(24)を用いた。
その結果、イオンビーム強度や価数分布が、磁場軸と電極軸のわずかなずれによって著しく変化することや、全圧約5×10−8Paの残留ガスによっても高価数イオンの生成が阻害されることがわかった。ただし、この圧力はコレクター部に取り付けた真空計による測定値であり、ドリフトチューブ内部の圧力はこの値よりも高いと考えられる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a main part in the vicinity of the beam line in the EBIS type multiply charged ion source.
A pipe (beam line) provided with an electron lens (21), an analysis magnet (22), various detectors, etc. is connected to the downstream side of the ion source, and direct current is supplied from the ion source at each stage of the ion source startup described above. The mass spectrum of multiply charged ions was measured. For the measurement of the beam intensity, a Faraday cup (24) provided immediately after the outlet slit (23) of the analysis magnet (22) was used.
As a result, the ion beam intensity and valence distribution change significantly due to a slight deviation between the magnetic field axis and the electrode axis, and the generation of expensive ions is hindered by residual gas with a total pressure of about 5 × 10 −8 Pa. I understood it. However, this pressure is a value measured by a vacuum gauge attached to the collector, and the pressure inside the drift tube is considered to be higher than this value.
電子ビーム電流150mA、電子ビームエネルギー20keV、超伝導磁石によるドリフトチューブ中心の磁束密度3T において、磁場軸と電極軸がほぼそろっている条件で、アルゴンガスを5×10−8Pa導入して得られた多価イオンの強度は、Ar9+が10nA、Ar12+が2nA程度(個数にして109〜1010個/s)であった。 Obtained by introducing 5 × 10 −8 Pa of argon gas under conditions where the magnetic field axis and electrode axis are almost aligned at an electron beam current of 150 mA, an electron beam energy of 20 keV, and a magnetic flux density of 3 T at the drift tube center using a superconducting magnet. The intensity of the multiply charged ions was about 9 nA for Ar 9+ and about 2 nA for Ar 12+ (10 9 to 10 10 / s in number).
高価数イオン生成の障害となるのはドリフトチューブ内の残留ガスであり、この圧力を下げるために最も有効な方法はドリフトチューブを冷却することであると考えられる。電子ビーム発生時の脱ガスはCO、CO2が多いため、COが凝縮する25K以下の領域まで冷却すれば大きな効果が期待できる。 The obstacle to the generation of expensive ions is the residual gas in the drift tube, and it is considered that the most effective method for reducing this pressure is to cool the drift tube. Degassing during the electron beam occurs because CO, CO 2 is large, CO can be expected a significant effect if cooled to the following areas 25K to condense.
電子ビームエネルギーは、電子銃のカソードとドリフトチューブ間の電位差で決まるが、引き出されるイオンのエネルギーはドリフトチューブの電位に比例する。
多価イオンのポテンシャルエネルギーの効果をナノプロセスに応用するためには、試料に照射する際のイオンの運動エネルギーは低い方が望ましく、また、イオン源から高速で引き出されたイオンを減速して照射すると、ビームを発散させる結果となり高密度で照射することができなくなってしまう。
従って、イオン源からなるべく低エネルギーで引き出すことが望ましい。本装置では、ドリフトチューブ電位が1.5〜3kVの範囲おいて同程度のイオン電流が得られることがわかった。
The electron beam energy is determined by the potential difference between the cathode of the electron gun and the drift tube, but the energy of the extracted ions is proportional to the potential of the drift tube.
In order to apply the effect of the potential energy of multiply charged ions to the nanoprocess, it is desirable that the kinetic energy of the ions when irradiating the sample is low, and the ions extracted from the ion source at a high speed are decelerated and irradiated. As a result, the beam is diverged, and irradiation with high density becomes impossible.
Therefore, it is desirable to extract from the ion source with as low energy as possible. In this device, it was found that the same ionic current can be obtained in the drift tube potential range of 1.5 to 3 kV.
イオン源から引き出した多価イオンビームは、孔を有するマスクを介して絞られた後、試料に照射される。
図3は、マスクの正面図と、その一部を拡大した側面断面図である。
略円盤形のマスク(31)には、数十nmから100nmの径の孔部(32)が周期的に配列される。例えば、径100nmの円形の孔を正方格子状に300nm間隔で配列させたものが利用できる。
マスク(31)は、その孔部(32)に多価イオンビームを通過させられればよく、用途に応じてその形状や孔部(32)の形状や配列を適宜変えられるように着脱自在に構成することが好ましい。
The multivalent ion beam extracted from the ion source is focused through a mask having holes, and then irradiated onto the sample.
FIG. 3 is a front view of the mask and a side sectional view in which a part thereof is enlarged.
In the substantially disk-shaped mask (31), holes (32) having a diameter of several tens to 100 nm are periodically arranged. For example, circular holes having a diameter of 100 nm arranged in a square lattice at 300 nm intervals can be used.
The mask (31) only needs to allow the multivalent ion beam to pass through the hole (32), and is configured to be detachable so that the shape and the shape and arrangement of the holes (32) can be changed as appropriate according to the application. It is preferable to do.
図4は、マスクと試料の距離によるビームの広がりを示す説明図である。
マスク(31)によって多価イオンビームは、孔部(32)の径程度のナノビームに絞られるが、マスク(31)と試料(100)の間隔Dが離れていると、ビームの発散の影響で試料(100)上のビームサイズが広がってしまう。
角度広がりθの多価イオンビームが、径dの孔部(32)を通過して、試料(100)に達するまでに距離Dを要するとすると、試料(100)に達したときの角度広がりはDθとなる。この角度広がりDθを孔部(32)の径dより小さくするためには、θ=0.01rad、d=10nmとすると、D<1μmであることが必要になる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the spread of the beam according to the distance between the mask and the sample.
The multivalent ion beam is focused by the mask (31) to a nanobeam having a diameter of the hole (32). However, if the distance D between the mask (31) and the sample (100) is separated, the beam divergence affects. The beam size on the sample (100) will spread.
Assuming that a distance D is required for the multiply charged ion beam having the angular spread θ to pass through the hole (32) having the diameter d and reach the sample (100), the angular spread when reaching the sample (100) is Dθ. In order to make this angular spread Dθ smaller than the diameter d of the hole (32), if θ = 0.01 rad and d = 10 nm, it is necessary that D <1 μm.
すなわち、多価イオンビームの角度広がりを抑止するためには、マスク(31)を試料(100)から1μm以内に近づける位置調整機構が必要である。
また、マスク(31)と試料(100)は、多価イオンビームに対してそれぞれ位置合わせの機構が必要であり、更に、試料(100)はその表面の清浄化処理やLEED、STM観察などのために移送可能である必要もある。
これらの要請を満たすマスク(31)と試料(100)の位置調整機構を製作した。
That is, in order to suppress the angular spread of the multiply charged ion beam, a position adjusting mechanism for bringing the mask (31) closer to the sample (100) within 1 μm is necessary.
In addition, the mask (31) and the sample (100) each need a mechanism for aligning with the multiply-charged ion beam, and the sample (100) is subjected to surface cleaning treatment, LEED, STM observation, etc. It must also be transportable.
A position adjusting mechanism for the mask (31) and the sample (100) satisfying these requirements was manufactured.
図5及び6は、マスクホルダー(33)に設置されたマスクの正面図及び一部側面断面図である。図7及び8は、マスクホルダー(33)近傍の位置調整機構を示す要部側面断面図及び一部正面図であり、図9及び10は、照射位置制御装置の要部を示す説明図及び斜視図である。
なお、図9では、マスク(31)を試料(100)から数nm程度の近傍で、ピエゾモーターにより並進移動されるXYステージ(34)は図示されず、図10では、マスク(31)は図示されていない。
5 and 6 are a front view and a partial side sectional view of the mask installed in the mask holder (33). FIGS. 7 and 8 are a side sectional view and a partial front view of the main part showing the position adjusting mechanism in the vicinity of the mask holder (33), and FIGS. 9 and 10 are explanatory views and perspective views showing the main part of the irradiation position control device. FIG.
In FIG. 9, the XY stage (34) in which the mask (31) is translated by a piezo motor in the vicinity of a few nm from the sample (100) is not shown, and in FIG. 10, the mask (31) is shown. It has not been.
図9に示したように、XYステージ(34)の支軸(36)は、並進用ベアリング(41)(42)及び平歯車列(43)等を介して並進回転導入機構(51)に接続されている。この並進回転導入機構(51)によって、マスク(31)と試料(100)に、Z方向への並進移動と回転が導入される。
また、XYステージ(34)の支軸(36)は、並進用ベアリング(41)及びラック-ピニオン(44)、スプロケット-チェーン(45)等を介して、並進導入機構(52)及び回転導入機構(53)に接続されている。その並進導入機構(52)によっては、マスク(31)と試料(100)に、XY方向への並進移動が導入され、回転導入機構(53)によっては、試料(100)に、Z方向への回転が導入される。
As shown in FIG. 9, the support shaft (36) of the XY stage (34) is connected to the translation / rotation introduction mechanism (51) via the translation bearings (41) and (42) and the spur gear train (43). Has been. This translational rotation introduction mechanism (51) introduces translational movement and rotation in the Z direction into the mask (31) and the sample (100).
The support shaft (36) of the XY stage (34) includes a translation introduction mechanism (52) and a rotation introduction mechanism via a translation bearing (41), a rack-pinion (44), a sprocket-chain (45), and the like. (53). Depending on the translation introducing mechanism (52), translational movement in the XY direction is introduced into the mask (31) and the sample (100), and depending on the rotation introducing mechanism (53), the sample (100) is introduced into the Z direction. Rotation is introduced.
このように、照射位置制御装置は、マスク(31)と試料(100)の基盤でXYZ方向の並進移動と垂直軸回りの回転自由度をもつステージ上に、試料(100)のみのZ移動機構と試料(100)に対してマスク(31)を100nmのステップで駆動できるXYステージ(34)を組み込んだもので構成される。
この7軸の自由度をもつ照射位置制御装置はICF356規格のフランジにマウントされ、駆動のための並進移動及び回転導入機構(51)(52)(53)も同一のフランジに取り付けられる。
In this way, the irradiation position control device is a Z moving mechanism for the sample (100) only on the stage having the translational movement in the XYZ directions and the degree of freedom of rotation about the vertical axis on the base of the mask (31) and the sample (100). And an XY stage (34) capable of driving the mask (31) in steps of 100 nm with respect to the sample (100).
The irradiation position control device having seven degrees of freedom is mounted on an ICF356 standard flange, and translational movement and rotation introduction mechanisms (51), (52) and (53) for driving are also attached to the same flange.
従来技術にも、並進移動導入機構によるXYZ方向の並進移動等があったが、本装置は、それを単に組み合わせただけでなく、更に、回転導入機構や、試料(100)のみの並進移動導入機構を他の自由度が損なわれないように付設することで、マスク(31)の位置を試料(100)近傍で微調整できるようにした。
これにより、多価イオンの照射領域及び非照射領域をナノメートルレベルで区分することが可能となり、また試料(100)内での照射位置もナノメートルレベルで選定制御可能になった。
In the prior art, there was a translation movement in the XYZ directions by the translation movement introduction mechanism, but this apparatus is not only a combination of these, but also a rotation introduction mechanism or a translation movement introduction of only the sample (100). By attaching the mechanism so that other degrees of freedom are not impaired, the position of the mask (31) can be finely adjusted in the vicinity of the sample (100).
As a result, the irradiated region and non-irradiated region of multivalent ions can be divided at the nanometer level, and the irradiation position in the sample (100) can be selected and controlled at the nanometer level.
上述の実施例の照射位置制御装置は7軸の自由度をもつが、マスク(31)及び試料(100)の駆動制御に7〜8軸、マスク(31)と試料(100)の相対位置の制御に2〜3軸を設けることが望ましい。
なお、並進移動及び回転を導入する駆動制御は、ピエゾモーターやステッピングモーターなどを用いた従来公知の技術を適宜援用できる。その駆動力の伝達手段も、ラック-ピニオンやスプロケット-チェーンなど従来公知の技術を適宜援用できる。
Although the irradiation position control apparatus of the above-mentioned embodiment has 7 degrees of freedom, the drive control of the mask (31) and the sample (100) has 7 to 8 axes, and the relative positions of the mask (31) and the sample (100). It is desirable to provide 2-3 axes for control.
In addition, conventionally known technology using a piezo motor, a stepping motor, or the like can be appropriately used for drive control for introducing translational movement and rotation. Conventionally known techniques such as a rack-pinion and a sprocket-chain can be used as appropriate as the driving force transmission means.
多価イオン(Iq+)を3xq keVに加速した電子ビームを用い、試料に照射し、2x10−8Pa に減圧したチャンバーでSTM観察した。
マスクには、SiO2の薄膜に100nmの孔を多数配列させたものを用いた。
Using an electron beam accelerated to 3 × q keV by multiply charged ions (I q + ), the sample was irradiated and subjected to STM observation in a chamber decompressed to 2 × 10 −8 Pa.
The mask used was a SiO 2 thin film with a large number of 100 nm holes arranged.
図11及び12は、I50+の多価イオンビームを、Si(1 1 1)-(7x7)の表面に照射した結果を示したSTM画像及び深度プロファイルである。
図11で黒く表示されているクレーター部分は、試料の上層の剥離を示し、その面積は5.5nm2であり、深度は0.35nmに達した。
多価イオンビームの価数を30〜50の範囲で変化させて、同様の実験を行った。その結果、価数の増加に伴って、クレーター部分の体積が急増することが判明した。
FIGS. 11 and 12 are STM images and depth profiles showing the result of irradiating the surface of Si (1 1 1) − (7 × 7) with an I 50+ multivalent ion beam.
The crater portion displayed in black in FIG. 11 indicates peeling of the upper layer of the sample, and its area is 5.5 nm 2 and the depth reaches 0.35 nm.
The same experiment was performed by changing the valence of the multiply charged ion beam in the range of 30-50. As a result, it has been found that the volume of the crater portion increases rapidly as the valence increases.
図13及び14は、I30+の多価イオンビームを、HOPG(highly oriented pyrolyticgraphite)の表面に照射した結果を示したSTM画像、及び、照射後にBis-MSBで被覆した結果を示したSTM画像である。
図13に示されるように、照射によって、HOPGの表層に不規則に分散した数nmのドットが生じた。
図14に示されるように、Bis-MSBの被覆によって、そのドットは10nm程度まで大きくなった。これは、ドットにBis-MSBが集積したからであり、多価イオンビームの照射がナノスポットの活性化をもたらしたことを意味する。
FIGS. 13 and 14 are STM images showing the result of irradiating a highly oriented pyrolyticgraphite (HOPG) surface with a highly charged ion beam of I 30+ , and STM images showing the result of coating with Bis-MSB after irradiation. is there.
As shown in FIG. 13, irradiation produced dots of several nanometers that were irregularly dispersed on the surface layer of HOPG.
As shown in FIG. 14, the dot was enlarged to about 10 nm by the Bis-MSB coating. This is because Bis-MSB was accumulated in the dots, and irradiation of the multiply charged ion beam resulted in activation of the nanospot.
本発明によると、高価数の多価イオンビームの照射位置を、ナノメートルレベルで制御できる。そのため、固体表面に照射してナノドットなどの構造変態を誘起することをはじめとして、さまざまなナノデバイス作製技術として応用可能であり、産業上利用価値が高い。 According to the present invention, the irradiation position of an expensive number of multiply charged ion beams can be controlled at the nanometer level. Therefore, it can be applied as various nanodevice fabrication techniques, including irradiating a solid surface to induce structural transformations such as nanodots, and has high industrial utility value.
11 コレクター
12 磁気シールド
13 コレクターコイル
14 サプレッサー電極
15 エキストラクター
16 セラミック支持棒
21 電子レンズ
22 分析磁石
23 出口スリット
24 ファラデーカップ
25 入口スリット
26 ファラデーカップ
27 ゲートバルブ
28 2次電子検出部
31 マスク
32 孔部
33 マスクホルダー
34 XYステージ
35 レンズ電極
36 支軸
41、42 並進用ベアリング
43 平歯車列
44 ラック-ピニオン
45 スプロケット-チェーン
51 並進回転導入機構
52 並進導入機構
53 回転導入機構
100 試料
101 試料ホルダー
DESCRIPTION OF
Claims (17)
ビームを試料に向けて誘導するビームガイドと、試料を保持する試料保持部とを少なくと
も備える多価イオンビーム照射装置において、
試料に対向するビームガイド端部と試料保持部とを、支持すると共に3次元XYZ方向の並進移動及びZ方向での回転をさせて位置調整する基盤ステージと、その基盤ステージにZ方向の並進移動及び回転の駆動力を独立に伝達するZ並進回転導入機構と、XY方向の並進移動の駆動力を独立に伝達するXY並進導入機構と、
試料保持部に対してビームガイド端部を相対的に、2次元XY方向に並進移動させて位置調整するXYステージと、そのXYステージにZ方向での回転の駆動力を独立に伝達するZ回転導入機構と、
試料保持部を独立にZ方向へ並進移動させて位置調整するZ並進移動機構と、Z方向での回転の駆動力を独立に伝達するZ回転導入機構とを有する照射位置制御部、を設けた
ことを特徴とする多価イオンビーム照射装置。 Multivalent ions comprising at least a multivalent ion source for generating multivalent ions, a beam guide for guiding a multivalent ion beam derived from the multivalent ion source toward the sample, and a sample holding unit for holding the sample In the beam irradiation device,
A base stage that supports the beam guide end and the sample holder facing the sample and adjusts the position by translation in the three-dimensional XYZ direction and rotation in the Z direction, and translation in the Z direction to the base stage And a Z translation rotation introduction mechanism that independently transmits the driving force of rotation, and an XY translation introduction mechanism that independently transmits the driving force of translational movement in the XY directions,
An XY stage that adjusts the position by moving the beam guide end relative to the sample holder relative to the two-dimensional XY direction, and Z rotation that independently transmits the driving force for rotation in the Z direction to the XY stage. An introduction mechanism;
An irradiation position control unit having a Z translation mechanism for adjusting the position by independently translating the sample holder in the Z direction and a Z rotation introduction mechanism for independently transmitting a driving force for rotation in the Z direction is provided. A multivalent ion beam irradiation apparatus characterized by that.
請求項1に記載の多価イオンビーム照射装置。 The multivalent ion beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the XY stage is provided with a drive unit that translates in steps of about 100 nm.
請求項1または2に記載の多価イオンビーム照射装置。 The multivalent ion beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein a mask having a hole having a diameter of 10 to 100 nm is provided at an end of the beam guide.
請求項3に記載の多価イオンビーム照射装置。 The multivalent ion beam irradiation apparatus according to claim 3, wherein holes having a diameter of about 100 nm are provided in a mask in a lattice pattern at intervals of about 300 nm.
請求項3または4に記載の多価イオンビーム照射装置。 The multivalent ion beam irradiation apparatus according to claim 3 or 4, wherein the distance between the hole and the sample can be adjusted to 1 µm or less.
エミッション電流約100mA以上の電子ビームを電子銃より発生させ、約10keV以上の高エネルギーに加速し、約10−8Pa以下の超高真空を維持した状態で、強磁場中に誘導して電子ビームを絞り、原子・イオンとの衝突による電離を繰り返すことにより多価イオンを生成するEBIS型多価イオン源を設ける
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の多価イオンビーム照射装置。 In the multiply charged ion source,
The emission current of about 100mA or more electron beams are generated from the electron gun, about accelerated to high energy over 10 keV, while maintaining the following ultra-high vacuum of about 10- 8 Pa, electrons induced in a strong magnetic field beam the diaphragm, polyvalent ion beam irradiation device according to any one of claims 1 provided EBIS polyhydric ion source for generating multivalent ions by repeating the ionization due to collision with atoms and ions 5.
試料に対向するビームガイド端部と試料保持部とを、支持すると共に3次元XYZ方向の並進移動及びZ方向での回転をさせて位置調整する基盤ステージによって、ビームガイド端部と試料保持部を並進移動及びZ方向での回転をさせると共に、
試料保持部に対してビームガイド端部を相対的に、2次元XY方向に並進移動させて位置調整するXYステージによって、試料保持部とビームガイド端部との相対位置を2次元で並進移動させ、また、
試料保持部を独立にZ方向へ並進移動させて位置調整するZ並進移動機構と、Z方向での回転の駆動力を独立に伝達するZ回転導入機構とによって、試料保持部をXYステージの移動方向と略垂直なZ方向へ並進移動及びZ方向での回転をさせて、
照射位置を調整した後に、試料への照射を行なう
ことを特徴とする多価イオンビーム照射ンビーム照射方法。 Multivalent ions comprising at least a multivalent ion source for generating multivalent ions, a beam guide for guiding a multivalent ion beam derived from the multivalent ion source toward the sample, and a sample holding unit for holding the sample In the beam irradiation device,
The beam guide end and the sample holder are supported by a base stage that supports the beam guide end and the sample holder facing the sample and adjusts the position by translation in the three-dimensional XYZ direction and rotation in the Z direction. Translate and rotate in the Z direction,
The relative position of the sample holder and the beam guide end is translated in two dimensions by an XY stage that adjusts the position by moving the beam guide end relative to the sample holder relative to the two-dimensional XY direction. ,Also,
The sample holder is moved in the XY stage by a Z translation mechanism for adjusting the position by independently moving the sample holder in the Z direction and a Z rotation introduction mechanism for independently transmitting a driving force for rotation in the Z direction. Translate and rotate in the Z direction, approximately perpendicular to the direction,
A method of irradiating a sample after adjusting the irradiation position, wherein the sample is irradiated.
その運転前に、イオン源全体を約200℃以上に数日間ベーキングし、ドリフトチューブに磁場及び電場を印加した状態で、ペニング放電による放電洗浄を数日間施す脱ガス処理によって、運転中の超高真空状態を維持する
請求項7に記載の多価イオンビーム照射方法。 In the multivalent ion source, an EBIS type multivalent ion source is provided,
Before the operation, the entire ion source is baked at a temperature of about 200 ° C for several days, and a degassing treatment is performed by performing discharge cleaning by Penning discharge for several days with a magnetic field and electric field applied to the drift tube. The multivalent ion beam irradiation method according to claim 7, wherein a vacuum state is maintained.
請求項7または8に記載の多価イオンビーム照射方法。 The multivalent ion beam irradiation method according to claim 7 or 8, wherein a turbo molecular pump and a titanium getter pump having an exhaust speed of about 300 liters / s are used for the exhaust system.
請求項7ないし9のいずれか一項に記載の多価イオンビーム照射方法。 The method according to any one of claims 7 to 9, wherein the drift tube is cooled to about 25K or less to degas the residual gas in the drift tube.
請求項7ないし10のいずれか一項に記載の多価イオンビーム照射方法。 In a state that caused the emission current of about 100mA or more electron beams, by maintaining the following ultra-high vacuum of about 10- 8 Pa, according to any one of claims 7 to 10 to generate multivalent ions Multivalent ion beam irradiation method.
電子銃のカソード付近で磁場0にし、その後、略2次関数的に強度を増大させ、コレクターの電子回収領域で磁場0にする
請求項7ないし11のいずれか一項に記載の多価イオンビーム照射方法。 The magnetic field of the electron beam path in the beam guide from the multiply charged ion source,
The multivalent ion beam according to any one of claims 7 to 11, wherein the magnetic field is set to zero near the cathode of the electron gun, and then the intensity is increased approximately quadratic to a magnetic field of zero in the electron recovery region of the collector. Irradiation method.
電子銃、ドリフトチューブ、コレクターの各電極の中心軸と、超伝導磁石の磁場軸とを、略一致させる
請求項7ないし12のいずれか一項に記載の多価イオンビーム照射方法。 Position adjustment of the electron beam path in the beam guide from the multiply charged ion source
The method for irradiating a multivalent ion beam according to any one of claims 7 to 12, wherein a central axis of each electrode of the electron gun, drift tube, and collector is substantially coincident with a magnetic field axis of a superconducting magnet.
請求項13に記載の多価イオンビーム照射方法。 The sighting window is installed on the collector side, and the position of the electron gun and the collector is adjusted while observing with a transit previously aligned with the axis of the drift tube, so that the central axes of the electrodes coincide with each other. Multivalent ion beam irradiation method.
請求項13に記載の多価イオンビーム照射方法。 The multivalent ion beam irradiation method according to claim 13, wherein the electrode axes and the magnetic field axes are made to coincide with each other by making the gap between the bore of the superconducting magnet container and the piping of the drift tube inserted therein uniform. .
請求項7ないし15のいずれか一項に記載の多価イオンビーム照射方法。 The potential of the drift tube as 1.5~3KV, pull at low energy from multivalent ion source, polyvalent ion beam irradiation method according to any one of claims 7 to 15 is irradiated to the sample.
請求項7ないし16のいずれか一項に記載の多価イオンビーム照射方法。 The method according to any one of claims 7 to 16, wherein the volume of the sample to be peeled is increased or decreased by increasing or decreasing the valence of the multiply charged ions.
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