JPH0724206B2 - Charged particle beam device - Google Patents
Charged particle beam deviceInfo
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- JPH0724206B2 JPH0724206B2 JP60083354A JP8335485A JPH0724206B2 JP H0724206 B2 JPH0724206 B2 JP H0724206B2 JP 60083354 A JP60083354 A JP 60083354A JP 8335485 A JP8335485 A JP 8335485A JP H0724206 B2 JPH0724206 B2 JP H0724206B2
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- voltage
- emitter
- power supply
- charged particle
- extraction electrode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/08—Ion sources
- H01J2237/0802—Field ionization sources
- H01J2237/0807—Gas field ion sources [GFIS]
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、荷電粒子線を引き出すための引出電極と、引
出電極によって引き出された荷電粒子線を加速するため
の加速電極を備えた装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus including an extraction electrode for extracting a charged particle beam and an accelerating electrode for accelerating the charged particle beam extracted by the extraction electrode. .
[従来の技術] 最近、ガスフェーズイオン源を用いたイオンビーム装置
が開発されている。[Prior Art] Recently, an ion beam apparatus using a gas phase ion source has been developed.
このガスフェーズイオン源は、先端が鋭く形成されたエ
ミッタチップを、例えば、液体ヘリウムで4゜K程度に冷
却すると共に、チップ先端にヘリウムガスを供給し、先
端に付着したヘリウムガス分子を電界によって電離さ
せ、イオン化するイオン源である。This gas phase ion source cools an emitter tip with a sharp tip to, for example, liquid helium at about 4 ° K, supplies helium gas to the tip of the tip, and causes helium gas molecules attached to the tip to be generated by an electric field. It is an ion source that is ionized and ionized.
さて、イオンビーム装置においては、この電離したヘリ
ウムイオンを、エミッタチップと引出電極の間に、引出
電圧Veボルトを印加して、ターゲット方向に引出すと共
に、この引き出されたイオンを複数の加速電極により更
にVaボルト加速してターゲットに照射している。その結
果、ヘリウムイオンはトータルで、(Ve+Va)ボルト=
Vtボルト(Vtは例えば100kボルト)まで加速されて、タ
ーゲットに衝突することになる。Now, in the ion beam device, the ionized helium ions are extracted between the emitter tip and the extraction electrode by applying an extraction voltage Ve volt to the target direction, and the extracted ions are extracted by a plurality of acceleration electrodes. Furthermore, it accelerates Va bolt and irradiates the target. As a result, the total helium ion is (Ve + Va) volt =
It will be accelerated to Vt volt (Vt is 100k volt, for example) and will hit the target.
[発明が解決しようとする問題点] 所で、このようなイオンビーム装置においては、エミッ
タチップより引き出すイオンビーム量を変えるため、エ
ミッタチップと引出電極の間の電圧をそれまでのVeボル
トから(Ve+ΔVe)ボルトに変えると、トータルの加速
電圧もVtボルトから(Vt+ΔVe)ボルトに変化してしま
い、ターゲットに照射されるイオンビームのエネルギー
が所定の値からずれてしまう。[Problems to be Solved by the Invention] However, in such an ion beam device, in order to change the amount of the ion beam extracted from the emitter tip, the voltage between the emitter tip and the extraction electrode is changed from Ve volt until then ( If changed to Ve + ΔVe) volts, the total acceleration voltage also changes from Vt volts to (Vt + ΔVe) volts, and the energy of the ion beam irradiated on the target deviates from the predetermined value.
本発明は、このような問題を解決し、イオンビーム電流
を変化させても、常に所定のエネルギーを有する荷電粒
子線をターゲットに照射することのできる荷電粒子線装
置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve such a problem and to provide a charged particle beam device capable of constantly irradiating a target with a charged particle beam having a predetermined energy even when the ion beam current is changed. .
[問題点を解決するための手段] このような目的を達成するため、本発明はエミッタと、
該エミッタに対向して配置される加速電極と、前記エミ
ッタと前記加速電極との間に配置される引出電極と、前
記エミッタからの荷電粒子線を引出すために前記エミッ
タと前記引出電極との間に第1の電圧を印加するための
第1の電源と、前記エミッタからの荷電粒子線を前記第
1の電圧と相俟って加速するために前記引出電極と前記
加速電極との間に第2の電圧を印加するための第2の電
源と、前記第1の電源の出力電圧と前記第2の電源の出
力電圧の和が所定の設定値になるように前記第1の電源
の出力電圧に応じて前記第2の電源の出力電圧を自動制
御する手段を備えたことを特徴としている。[Means for Solving Problems] In order to achieve such an object, the present invention includes an emitter,
An accelerating electrode arranged to face the emitter, an extraction electrode arranged between the emitter and the accelerating electrode, and between the emitter and the extraction electrode for extracting a charged particle beam from the emitter. A first power supply for applying a first voltage to the first electrode, and a first power supply between the extraction electrode and the acceleration electrode for accelerating the charged particle beam from the emitter together with the first voltage. A second power supply for applying the second voltage, and an output voltage of the first power supply so that the sum of the output voltage of the first power supply and the output voltage of the second power supply has a predetermined set value. According to the above, a means for automatically controlling the output voltage of the second power source is provided.
[実施例〕 添付図は、本発明の一実施例として示したイオンビーム
装置の概略図である。[Embodiment] The attached drawings are schematic views of an ion beam apparatus shown as an embodiment of the present invention.
図中1はエミッタチップで、その先端は、数百〜数千オ
ングストロームの曲率半径を持つ超微小円状に形成され
ている。2は、このチップを保持する為のホルダであ
る。ホルダ2は環状の熱良導体で形成された冷媒槽3の
中央部に熱的接触を保持した状態で挿入されて装着され
る。この冷媒槽は、図示しないが、何らかの保持体によ
って、鏡筒4の上部に固定されている。又、この冷媒槽
には、パイプ5を通じて、液体ヘリウムが供給されると
同時に、ここで気化したヘリウムガスがパイプ6を通じ
て外部へ排出される。7は、前記チップ1に対向して配
置された引出電極で、中央部に小孔が開けられている。
この引出電極は、絶縁材料により形成された支持台8の
上面に固定されている。この支持台は、環状に形成され
ており、その中央部には、円錐台形状の孔9が開けられ
ている。そして、この孔の内面は熱良導体で形成されて
いる。この円錐台形状の孔の一番径の小さい部分が前記
引出電極の小孔と同じ大きさである。この支持台の内部
の空間部8Sには、熱交換器10及びパイプ11を通じて、液
体窒素が供給されると同時に、この空間部8Sで気化した
窒素ガスは、パイプ12を通じて排出される。13、14は夫
々、前記鏡筒4の側壁と冷媒槽3との間に固定されたベ
ローズ、前記鏡筒の側壁と支持台8との間に固定された
ベローズである。これらのベローズ13,14によって鏡筒
上部において隔離された空間Aは、空間BとCとから熱
的に絶縁される。そして、空間Aはバルブ28を介して、
空間BとCはバイパス管15によって繋がれている。16
は、前記熱交換器10を通じて送られて来るヘリウムガス
を、前記空間A内のエミッタチップ1の周辺に導く為の
パイプである。In the figure, reference numeral 1 denotes an emitter tip, the tip of which is formed into an ultra-fine circular shape having a radius of curvature of several hundreds to several thousands angstroms. Reference numeral 2 is a holder for holding this chip. The holder 2 is inserted and mounted in a central portion of a refrigerant tank 3 formed of an annular heat conductor while maintaining thermal contact. Although not shown, this coolant tank is fixed to the upper portion of the lens barrel 4 by some holding body. Liquid helium is supplied to the refrigerant tank through the pipe 5, and at the same time, the helium gas vaporized here is discharged to the outside through the pipe 6. Reference numeral 7 is an extraction electrode which is arranged so as to face the chip 1, and has a small hole formed in the center thereof.
The extraction electrode is fixed to the upper surface of the support base 8 made of an insulating material. The support base is formed in an annular shape, and a circular truncated cone-shaped hole 9 is formed in the center thereof. The inner surface of this hole is made of a good thermal conductor. The smallest diameter portion of the truncated cone-shaped hole has the same size as the small hole of the extraction electrode. Liquid nitrogen is supplied to the space 8S inside the support through the heat exchanger 10 and the pipe 11, and at the same time, the nitrogen gas vaporized in the space 8S is discharged through the pipe 12. Reference numerals 13 and 14 respectively denote a bellows fixed between the side wall of the lens barrel 4 and the coolant tank 3, and a bellows fixed between the side wall of the lens barrel and the support 8. The space A isolated at the upper part of the lens barrel by these bellows 13 and 14 is thermally insulated from the spaces B and C. Then, the space A passes through the valve 28,
Spaces B and C are connected by a bypass pipe 15. 16
Is a pipe for guiding the helium gas sent through the heat exchanger 10 to the periphery of the emitter tip 1 in the space A.
17は集束レンズ、18a,18b,………,18jは加速電極であ
る。19はブランキング用電極、20はブランキング用絞り
である。21は対物レンズ、22は、ヘリウムイオンのター
ゲット23上の位置を制御する偏向器である。24は、前記
加速電極18a,18b,………,18jに夫々印加される直流高電
圧電圧の分圧電圧を決定する為の分圧抵抗体である。こ
の分圧抵抗体の一端pは前記引出電極7に繋がってお
り、他端は大地に繋がっている。Reference numeral 17 is a focusing lens, and 18a, 18b, ..., 18j are accelerating electrodes. Reference numeral 19 is a blanking electrode, and 20 is a blanking diaphragm. Reference numeral 21 is an objective lens, and 22 is a deflector for controlling the position of helium ions on the target 23. Reference numeral 24 is a voltage dividing resistor for determining the divided voltage of the DC high voltage voltage applied to the accelerating electrodes 18a, 18b, ... One end p of this voltage dividing resistor is connected to the extraction electrode 7, and the other end is connected to the ground.
25は、前記エミッタチップ1からのイオンビームをター
ゲット23方向に引出すために、前記ホルダ2と前記引出
電極7との間に第1の電圧を印加するための第1の電
源、26は、前記エミッタチップ1からのイオンビームを
前記第1の電圧と相俟って加速するために、前記分圧抵
抗体24の一端pと大地間に第2の電圧(直流高電圧)を
印加するための第2の電源である。27は前記第1の電源
25と前記第2の電源26の出力電圧を表わす信号が供給さ
れ、両信号の和が所定の設定値になるように前記第2の
電源26の出力電圧を自動制御する制御回路である。25 is a first power source for applying a first voltage between the holder 2 and the extraction electrode 7 in order to extract the ion beam from the emitter tip 1 toward the target 23, and 26 is the In order to accelerate the ion beam from the emitter tip 1 together with the first voltage, a second voltage (DC high voltage) is applied between one end p of the voltage dividing resistor 24 and the ground. It is the second power source. 27 is the first power source
25 is a control circuit for automatically controlling the output voltage of the second power supply 26 so that a signal representing the output voltage of the second power supply 26 is supplied and the sum of both signals becomes a predetermined set value.
この様に成した装置は次の様に動作する。The device thus constructed operates as follows.
空間A,Bを高真空の状態まで排気してから空間Aをバル
ブ28により閉じ、冷却槽3の液体ヘリウムによって4゜K
程度に冷却されたチップ先端に、パイプ16を通じて導か
れたヘリウムガスの分子が付着する。この時、ホルダ2
と引出電極7との間に、第1の電源25から引出電圧Veボ
ルトが、又、加速電極18a(引出電極7)と大地(ター
ゲット23)との間に第2の電源26によりVaボルトが夫々
印加される。After the spaces A and B have been evacuated to a high vacuum state, the space A is closed by the valve 28 and 4 ° K by the liquid helium in the cooling tank 3.
The molecules of the helium gas introduced through the pipe 16 adhere to the tip of the chip cooled to some extent. At this time, the holder 2
From the first power source 25 to the extraction electrode 7 between the extraction electrode 7 and the extraction electrode 7, and between the acceleration electrode 18a (extraction electrode 7) and the ground (target 23) from the second power source 26 to the Va voltage. It is applied respectively.
さて、ターゲット23に照射するイオンビーム量を例えば
増大させるため、前記第1の電源25の出力電圧をΔVeボ
ルトだけ増加させたとすると、前記第1の電源25より制
御回路27に供給される信号がΔVeボルトに対応しただけ
増加するため、制御回路27は前記第1の電源25よりの信
号と前記第2の電源26よりの信号の和を所定の設定値に
保持するように制御を行ない、前記第2の電源26に制御
信号をその出力電圧をΔVeボルトだけ減少せしめる。そ
の結果、発生したイオンは、引出電極7によって(Ve+
ΔVe)ボルト加速され、加速電極によって(Va−ΔVe)
ボルト加速されるため、トータルで(Ve+Va)ボルト加
速されてターゲット23に照射されることになり、引出電
圧を変えても常に所定のエネルギーのイオンをターゲッ
トに照射できる。Now, assuming that the output voltage of the first power supply 25 is increased by ΔVe volts in order to increase the amount of the ion beam with which the target 23 is irradiated, for example, the signal supplied from the first power supply 25 to the control circuit 27 is The control circuit 27 controls so as to maintain the sum of the signal from the first power source 25 and the signal from the second power source 26 at a predetermined set value because the voltage increases corresponding to ΔVe volt. A control signal is applied to the second power supply 26 to reduce its output voltage by .DELTA.Ve volts. As a result, the generated ions are (Ve +
ΔVe) Volt acceleration and (Va-ΔVe) by the acceleration electrode
Since the voltage is accelerated by a volt, the target 23 is irradiated with a total of (Ve + Va) volt, and the target can always be irradiated with ions having a predetermined energy even if the extraction voltage is changed.
尚、本発明は上述した実施例に限定されることなく幾多
の変形が可能である。Incidentally, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made.
例えば、上述した実施例においては、ガスフェーズ型イ
オンビーム発生装置に本発明を適用したが、電界放出型
電子線発生装置等にも本発明は同様に適用できる。For example, in the above-described embodiments, the present invention is applied to the gas phase type ion beam generator, but the present invention is also applicable to field emission type electron beam generators and the like.
[発明の効果] 本発明によれば、取り出す荷電粒子線の量を変えるため
引出電圧を変えても、常に所定のエネルギーを有する荷
電粒子線をターゲットに照射することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the target can be always irradiated with the charged particle beam having a predetermined energy even if the extraction voltage is changed because the amount of the charged particle beam to be extracted is changed.
添附図は、本発明の一実施例として示したイオンビーム
装置の概略図である。 1:エミッチチップ、2:ホルダ、3:冷媒槽、4:鏡筒、5,6,
11,12,16:パイプ、7:引出電極、8:支持台、9:孔、10:熱
交換器、13,14:ベローズ、15:バイパス管、17:集束レン
ズ、18a,18b,……,18j:加速電極、19:ブランキング用電
極、20:ブランキング用絞り、21:対物レンズ、22:偏向
器、23:ターゲット、24:分圧抵抗体、25:第1の電源、2
6:第2の電源、27:制御回路、28:バルブThe attached drawings are schematic views of an ion beam apparatus shown as an embodiment of the present invention. 1: Emitch chip, 2: Holder, 3: Refrigerant tank, 4: Lens barrel, 5,6,
11,12,16: Pipe, 7: Extraction electrode, 8: Support, 9: Hole, 10: Heat exchanger, 13,14: Bellows, 15: Bypass pipe, 17: Focusing lens, 18a, 18b, ... , 18j: acceleration electrode, 19: blanking electrode, 20: blanking diaphragm, 21: objective lens, 22: deflector, 23: target, 24: voltage dividing resistor, 25: first power supply, 2
6: Second power supply, 27: Control circuit, 28: Valve
Claims (1)
れる加速電極と、前記エミッタと前記加速電極との間に
配置される引出電極と、前記エミッタからの荷電粒子線
を引出すために前記エミッタと前記引出電極との間に第
1の電圧を印加するための第1の電源と、前記エミッタ
からの荷電粒子線を前記第1の電圧と相俟って加速する
ために前記引出電極と前記加速電極との間に第2の電圧
を印加するための第2の電源と、前記第1の電源の出力
電圧と前記第2の電源の出力電圧の和が所定の設定値に
なるように前記第1の電源の出力電圧に応じて前記第2
の電源の出力電圧を自動制御する手段を備えたことを特
徴とする荷電粒子線装置。1. An emitter, an accelerating electrode arranged to face the emitter, an extraction electrode arranged between the emitter and the accelerating electrode, and an extraction electrode for extracting a charged particle beam from the emitter. A first power supply for applying a first voltage between the emitter and the extraction electrode; and the extraction electrode for accelerating the charged particle beam from the emitter in combination with the first voltage. A second power supply for applying a second voltage between the accelerating electrode and a sum of the output voltage of the first power supply and the output voltage of the second power supply has a predetermined set value. According to the output voltage of the first power supply, the second
Charged particle beam device comprising means for automatically controlling the output voltage of the power source of
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60083354A JPH0724206B2 (en) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | Charged particle beam device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60083354A JPH0724206B2 (en) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | Charged particle beam device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61240552A JPS61240552A (en) | 1986-10-25 |
| JPH0724206B2 true JPH0724206B2 (en) | 1995-03-15 |
Family
ID=13800098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60083354A Expired - Fee Related JPH0724206B2 (en) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | Charged particle beam device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724206B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5430144Y2 (en) * | 1974-08-29 | 1979-09-22 | ||
| JPS5823155U (en) * | 1981-07-16 | 1983-02-14 | 日本電子株式会社 | electron gun |
| JPS6047356A (en) * | 1983-08-25 | 1985-03-14 | Nec Corp | Tetrode type electron beam generator |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60083354A patent/JPH0724206B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61240552A (en) | 1986-10-25 |
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