JPH0628145B2 - 集束したイオンビ−ムのコラム - Google Patents
集束したイオンビ−ムのコラムInfo
- Publication number
- JPH0628145B2 JPH0628145B2 JP59503256A JP50325684A JPH0628145B2 JP H0628145 B2 JPH0628145 B2 JP H0628145B2 JP 59503256 A JP59503256 A JP 59503256A JP 50325684 A JP50325684 A JP 50325684A JP H0628145 B2 JPH0628145 B2 JP H0628145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- target
- ion beam
- source
- ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、レジスト材料を露光して、大きなフィール
ドに渡って小さなスポットを走査するために、特に有益
な集束したイオンビームのコラムに関する。このコラム
は０．１ミクロンより小さい露光像を発生することがで
き、かつ、収差の限定したスポットサイズが１０００オ
ングストローム以下に維持されている限り、ターゲット
の略１mm四方のフィールドを処理することができる。
ドに渡って小さなスポットを走査するために、特に有益
な集束したイオンビームのコラムに関する。このコラム
は０．１ミクロンより小さい露光像を発生することがで
き、かつ、収差の限定したスポットサイズが１０００オ
ングストローム以下に維持されている限り、ターゲット
の略１mm四方のフィールドを処理することができる。
レジストの露光用の従来の集束したイオンビームのコラ
ムにおいて、収差に関連した偏向は、軸スポットサイズ
の１２５％以上にスポットサイズを増加させるので、そ
の走査フィールドは、とても小さい面積に制限されてい
る。この限定した走査フィールドは、最終のレンズに関
連した短い作動距離から生じる。従って、小さいスポッ
トサイズにより、大きなフィールドに渡って走査できる
集束したイオンビームのコラムが必要である。
ムにおいて、収差に関連した偏向は、軸スポットサイズ
の１２５％以上にスポットサイズを増加させるので、そ
の走査フィールドは、とても小さい面積に制限されてい
る。この限定した走査フィールドは、最終のレンズに関
連した短い作動距離から生じる。従って、小さいスポッ
トサイズにより、大きなフィールドに渡って走査できる
集束したイオンビームのコラムが必要である。
発明の概要 この発明の理解を容易にするために、プラスイオン粒子
を発生するイオン源と、イオンビームを形成するように
陽電気にチャージされたイオン粒子を、抽出する抽出電
極とを備え、２個のレンズにより集束したイオンビーム
のコラムの概要を以下に説明する。第１のレンズは、ア
ナライザスリット上に、イオンビーム内の所望のイオン
核種を集束させる。ビームを縮小する第２の加速レンズ
は、アナライザスリットから下流側に配設され、所望の
イオン核種のビームをターゲットの平面に集束させる。
ディフレクタは、所望の平面のパターンにビームを偏向
させるように、第２のレンズとターゲットの面との間の
下流側に配設されている。
を発生するイオン源と、イオンビームを形成するように
陽電気にチャージされたイオン粒子を、抽出する抽出電
極とを備え、２個のレンズにより集束したイオンビーム
のコラムの概要を以下に説明する。第１のレンズは、ア
ナライザスリット上に、イオンビーム内の所望のイオン
核種を集束させる。ビームを縮小する第２の加速レンズ
は、アナライザスリットから下流側に配設され、所望の
イオン核種のビームをターゲットの平面に集束させる。
ディフレクタは、所望の平面のパターンにビームを偏向
させるように、第２のレンズとターゲットの面との間の
下流側に配設されている。
この発明の目的と利点とは、レジストを露光するとき、
小さいサイズのスポットが大きな走査フィールドに渡っ
て走査することができる集束したイオンビームのコラム
を提供することである。
小さいサイズのスポットが大きな走査フィールドに渡っ
て走査することができる集束したイオンビームのコラム
を提供することである。
この発明の他の目的と利点とは、レジストに対して有利
な露光状態で作動し、基板をきず付けることのないイオ
ンと、レジストへの露光のとき大きな可能出力を備えた
イオンとを有する集中したイオンビームのコラムを提供
することである。さらに、イオンビームのコラムにおい
て、ウェーハへの露光を速くして、走査フィールド間の
進行のロスタイムを減少するように、大きな走査フィー
ルド上に小さな像を露光することができる。この大きな
走査フィールドは、余分な再度の位置合せによるロスタ
イムと不正確さを無くすことができる。
な露光状態で作動し、基板をきず付けることのないイオ
ンと、レジストへの露光のとき大きな可能出力を備えた
イオンとを有する集中したイオンビームのコラムを提供
することである。さらに、イオンビームのコラムにおい
て、ウェーハへの露光を速くして、走査フィールド間の
進行のロスタイムを減少するように、大きな走査フィー
ルド上に小さな像を露光することができる。この大きな
走査フィールドは、余分な再度の位置合せによるロスタ
イムと不正確さを無くすことができる。
図面の簡単な説明 第１図は、この発明に従った集束したイオンビームのコ
ラムを示し、一部を欠切して断面した側面図、第２図
は、第１図の集中したイオンビームのコラムの一部を軸
方向に沿って断面した拡大図、第３図は部材の電力供給
装置を示す集束したイオンビームの概略図である。
ラムを示し、一部を欠切して断面した側面図、第２図
は、第１図の集中したイオンビームのコラムの一部を軸
方向に沿って断面した拡大図、第３図は部材の電力供給
装置を示す集束したイオンビームの概略図である。
発明の詳細な説明 第１図は、ターゲットチャンバ１２に装着されたこの発
明のイオンビームコラム１０を示している。第３図はコ
ラム１０を概略的に図示し、イオンビーム１６を発生す
るイオン源１４を示している。加速電極１８は、３つの
部材からなる第１のレンズ２０の第１の部材を構成して
いる。第２の部材２２と第３の部材２４とが、第１図、
第２図及び第３図に示されている。好ましい実施例にお
いて第１のレンズ２０は、第１図、第２図及び第３図に
図示されているように非対称のレンズである。非対称の
レンズ２０は、質量アナライザスリット２６にイオンビ
ーム１６を集束させる。電磁質量分離器２８は、第１
図、第２図及び第３図に示されている電界プレートを有
する。電界プレートは、図面の面に対して垂直であり、
電界は図面に対して傾斜している。従来のように、電界
プレート間の空間内には、磁界が図面に対して垂直に付
加的に加えられている。第３図に示すようにコラムの軸
に沿って直線的に核種が発生するように、電界と磁界の
強さが決定されている。アナライザスリット２６の膜は
軸上で、下流側に配設され、所望の核種がこのスリット
を通過し、不必要な核種がスリットの膜上に集められ
る。所望の核種のビームが軸上に維持するように、調整
ディフレクタ３４は、スリット２６の下流側に配設され
ている。
明のイオンビームコラム１０を示している。第３図はコ
ラム１０を概略的に図示し、イオンビーム１６を発生す
るイオン源１４を示している。加速電極１８は、３つの
部材からなる第１のレンズ２０の第１の部材を構成して
いる。第２の部材２２と第３の部材２４とが、第１図、
第２図及び第３図に示されている。好ましい実施例にお
いて第１のレンズ２０は、第１図、第２図及び第３図に
図示されているように非対称のレンズである。非対称の
レンズ２０は、質量アナライザスリット２６にイオンビ
ーム１６を集束させる。電磁質量分離器２８は、第１
図、第２図及び第３図に示されている電界プレートを有
する。電界プレートは、図面の面に対して垂直であり、
電界は図面に対して傾斜している。従来のように、電界
プレート間の空間内には、磁界が図面に対して垂直に付
加的に加えられている。第３図に示すようにコラムの軸
に沿って直線的に核種が発生するように、電界と磁界の
強さが決定されている。アナライザスリット２６の膜は
軸上で、下流側に配設され、所望の核種がこのスリット
を通過し、不必要な核種がスリットの膜上に集められ
る。所望の核種のビームが軸上に維持するように、調整
ディフレクタ３４は、スリット２６の下流側に配設され
ている。
縮小並びに加速するレンズ３６は、イオンビームの軸上
の下流側に配設されている。マンローレンズが、適宜に
図示されている。このレンズ３６は、コラムの第２のレ
ンズであり、第１のレンズ部材３８と第２のレンズ部材
４０とを有する。マンローレンズ３６の下流側には、ビ
ームを偏向する装置であるディフレクタ４２が設けら
れ、このディフレクタ４２は、第３図に示すターゲット
４４上のフィールドを走査する。
の下流側に配設されている。マンローレンズが、適宜に
図示されている。このレンズ３６は、コラムの第２のレ
ンズであり、第１のレンズ部材３８と第２のレンズ部材
４０とを有する。マンローレンズ３６の下流側には、ビ
ームを偏向する装置であるディフレクタ４２が設けら
れ、このディフレクタ４２は、第３図に示すターゲット
４４上のフィールドを走査する。
コラム１０の作動位置間の相互関係は、その厚さが５０
００オングストロームまでのレジスト層を露光するよう
に、所望の可能出力を得るために、制限されている。こ
のようなレジスト層の厚さは、２５００オングストロー
ムの最小な形状のサイズのとき、２：１の画像比とな
る。このような形状のサイズは、イオンビームのリソグ
ラフィーにより形成することができる。イオン源１４
は、液体金属のイオン源である。液体金属のイオン源か
ら得られるイオンの多様性は、合金、特に金属の共融合
金により近頃増加している。米国特許第４３１８０２９
号及び第４３１８０３０号に記載されている液体金属の
イオン源は、源１４に使用することができる。シリコン
は、露光用として好ましいイオンである。何故ならば、
シリコンは二度チャージすることができ、レジストが露
光されているとき、シロコンターゲットには、不純物が
入らない。二度チャージされたシリコンのイオンビーム
は、金とシリコンが８０％と２０％の割合である共融合
金から得ることができる。イオンビーム１６は、非対称
のレンズ２０の第１部材として作用する抽出電極１８に
より、源から射出される。
００オングストロームまでのレジスト層を露光するよう
に、所望の可能出力を得るために、制限されている。こ
のようなレジスト層の厚さは、２５００オングストロー
ムの最小な形状のサイズのとき、２：１の画像比とな
る。このような形状のサイズは、イオンビームのリソグ
ラフィーにより形成することができる。イオン源１４
は、液体金属のイオン源である。液体金属のイオン源か
ら得られるイオンの多様性は、合金、特に金属の共融合
金により近頃増加している。米国特許第４３１８０２９
号及び第４３１８０３０号に記載されている液体金属の
イオン源は、源１４に使用することができる。シリコン
は、露光用として好ましいイオンである。何故ならば、
シリコンは二度チャージすることができ、レジストが露
光されているとき、シロコンターゲットには、不純物が
入らない。二度チャージされたシリコンのイオンビーム
は、金とシリコンが８０％と２０％の割合である共融合
金から得ることができる。イオンビーム１６は、非対称
のレンズ２０の第１部材として作用する抽出電極１８に
より、源から射出される。
液体金属の先端でシリコンイオンを発生させる電位の変
化は、ターゲットの最小スポットサイズを決定する主な
要因を表わしている。この電位変化、即ち色の広がり
は、液体金属の先端での大きな電位傾度から生じ、その
範囲は６〜１４ボルトであり、通常１０ボルトである。
化は、ターゲットの最小スポットサイズを決定する主な
要因を表わしている。この電位変化、即ち色の広がり
は、液体金属の先端での大きな電位傾度から生じ、その
範囲は６〜１４ボルトであり、通常１０ボルトである。
非対称レンズ２０は、分離スリット２６に液体金属源１
４の射出先を形成するために、使用されている。これ
は、抽出電圧内の変化から生じるスリット２６でのビー
ムの属性と結合しない。質量分析器に入射する前に、４
０キロボルトの加速電位を生じるように、約４の電圧比
で比対称のレンズ２０が作動する。この電位のとき、レ
ンズの倍率が略１であり、略５０００オングストローム
以下に限定したスポットサイズの収差は、分離スリット
２６でレンズ２０の焦点となるように、レンズの形状及
び間隔が決定される。
４の射出先を形成するために、使用されている。これ
は、抽出電圧内の変化から生じるスリット２６でのビー
ムの属性と結合しない。質量分析器に入射する前に、４
０キロボルトの加速電位を生じるように、約４の電圧比
で比対称のレンズ２０が作動する。この電位のとき、レ
ンズの倍率が略１であり、略５０００オングストローム
以下に限定したスポットサイズの収差は、分離スリット
２６でレンズ２０の焦点となるように、レンズの形状及
び間隔が決定される。
電磁質量分析器２８は、ビーム内の他のイオン核種か
ら、二度チャージされたシリコンイオンを分離する。こ
のタイプの装置は、光軸の調整に対して有利であり、か
つ簡略化した構造である。一度チャージされたシリコン
の最接近したビームの成分から、二度チャージされたシ
リコンを完全に分解するように、電場及び磁場の強度は
小さくされている。質量数２９、３０のシリコンの同位
体は、ターゲット上のフォトレジストの露光特性を使用
し、及び最低純度９９％のシリコン源にすることによ
り、区別される。これらの状態のとき、電場及び磁場に
より生じる色収差は、質量分離スリット２６で略４００
オングストローム以下であり、この収差は、非対称のレ
ンズ２０の寄与と比較して、無視することができる。
ら、二度チャージされたシリコンイオンを分離する。こ
のタイプの装置は、光軸の調整に対して有利であり、か
つ簡略化した構造である。一度チャージされたシリコン
の最接近したビームの成分から、二度チャージされたシ
リコンを完全に分解するように、電場及び磁場の強度は
小さくされている。質量数２９、３０のシリコンの同位
体は、ターゲット上のフォトレジストの露光特性を使用
し、及び最低純度９９％のシリコン源にすることによ
り、区別される。これらの状態のとき、電場及び磁場に
より生じる色収差は、質量分離スリット２６で略４００
オングストローム以下であり、この収差は、非対称のレ
ンズ２０の寄与と比較して、無視することができる。
最後のビームの集束は、１〜４までの電圧比のとき作動
し、縮小、並びに加速させるマンローレンズ３６により
実行される。これらの状態のとき、レンズの倍率は０．
１６１であり、装置全体の倍率は、略０．１７になるよ
うに、レンズの間隔と形状が決定される。これにより、
有限の源のサイズにより生じるスポットサイズの影響が
最小となる。ビームがターゲットへの軸上に位置してい
るとき、レンズの組合わせにより収差が制限されたビー
ムスボットの大きさは、通常の源の作動のとき、即ち、
クロマチックスプレッドが１０ボルトであるとき、約７
００オングストロームであり、クロマチックスプレッド
がが１４ボルトであるとき、即ち、最悪の場合のとき、
略９８３オングストロームである。
し、縮小、並びに加速させるマンローレンズ３６により
実行される。これらの状態のとき、レンズの倍率は０．
１６１であり、装置全体の倍率は、略０．１７になるよ
うに、レンズの間隔と形状が決定される。これにより、
有限の源のサイズにより生じるスポットサイズの影響が
最小となる。ビームがターゲットへの軸上に位置してい
るとき、レンズの組合わせにより収差が制限されたビー
ムスボットの大きさは、通常の源の作動のとき、即ち、
クロマチックスプレッドが１０ボルトであるとき、約７
００オングストロームであり、クロマチックスプレッド
がが１４ボルトであるとき、即ち、最悪の場合のとき、
略９８３オングストロームである。
第１のレンズ２０の倍率が略１であるとき、第２のレン
ズ３６では、レンズによる縮小が必要であり、マンロー
レンズ３６の第２のレンズ部材４０とターゲットとの間
には、大きな作動距離が生じている。さらに、第１のレ
ンズからの小さいビームの拡散α2 により、レンズ間に
は、長い移動距離を取ることができる。第２のレンズか
らの長い作動距離により、略１ミリメートル四方までの
走行範囲を得るために、長いディフレクタ４２を使用す
ることができ、このとき、比較的小さい偏向角は、１０
ミリラジアン以下に維持され、偏向させる適宜な電圧
は、例えば略１５０ボルトである。これらの要因は、場
の曲率、非点収差、及びひずみの収差に関連した走査を
縮小する。レンズ間の加速は略等しいので、電磁フィル
タと第２のレンズとの収差は、最小にされる。表Ｉに示
された収差は、ビーム内のクロマチックスプレッドが１
４ボルトの場合として、計算されている。表IIでは、イ
オン源が最悪のとき、即ちクロマチックスプレッドが１
４ボルトのとき、スポットサイズは、略１２００オング
ストロームであることを示している。この計算により、
最悪の状態のとき１ミリ平方のフィールドは、スポットサ
イズの２５％の増加をもたらすことを、示している。ク
ロマチックスプレッドが通常の１０ボルトであるとき、
スポットサイズは、全フィールドに渡って略１０００オ
ングストロームである。
ズ３６では、レンズによる縮小が必要であり、マンロー
レンズ３６の第２のレンズ部材４０とターゲットとの間
には、大きな作動距離が生じている。さらに、第１のレ
ンズからの小さいビームの拡散α2 により、レンズ間に
は、長い移動距離を取ることができる。第２のレンズか
らの長い作動距離により、略１ミリメートル四方までの
走行範囲を得るために、長いディフレクタ４２を使用す
ることができ、このとき、比較的小さい偏向角は、１０
ミリラジアン以下に維持され、偏向させる適宜な電圧
は、例えば略１５０ボルトである。これらの要因は、場
の曲率、非点収差、及びひずみの収差に関連した走査を
縮小する。レンズ間の加速は略等しいので、電磁フィル
タと第２のレンズとの収差は、最小にされる。表Ｉに示
された収差は、ビーム内のクロマチックスプレッドが１
４ボルトの場合として、計算されている。表IIでは、イ
オン源が最悪のとき、即ちクロマチックスプレッドが１
４ボルトのとき、スポットサイズは、略１２００オング
ストロームであることを示している。この計算により、
最悪の状態のとき１ミリ平方のフィールドは、スポットサ
イズの２５％の増加をもたらすことを、示している。ク
ロマチックスプレッドが通常の１０ボルトであるとき、
スポットサイズは、全フィールドに渡って略１０００オ
ングストロームである。
表Ｉは、この発明の実施例の特別な例を示している。こ
の状態では、最悪の場合として色収差が１４ボルトであ
る。ビームの直径の合計は、軸のビームである。レンズ
１の倍率は、略１である。
の状態では、最悪の場合として色収差が１４ボルトであ
る。ビームの直径の合計は、軸のビームである。レンズ
１の倍率は、略１である。
表IIは、所望の走査フィールドの例と、走査フィールド
から得られる収差とを示している。
から得られる収差とを示している。
第３図は，表IIIの可変な電位を与える電力供給装置を
示している。主要の大きな電力供給装置４６は、電力供
給装置５２、電力供給装置５４、電力供給装置５６、電
力供給装置５８、及び電力供給装置６０が装着されてい
るフローティングフレーム４７に、１２０ＫＶの電位を
供給している。供給される電力は、分離したトランス５
０を介して供給される。偏向用電力供給装置４８は、ビ
ームの偏向に必要な異なった電圧を供給する。
示している。主要の大きな電力供給装置４６は、電力供
給装置５２、電力供給装置５４、電力供給装置５６、電
力供給装置５８、及び電力供給装置６０が装着されてい
るフローティングフレーム４７に、１２０ＫＶの電位を
供給している。供給される電力は、分離したトランス５
０を介して供給される。偏向用電力供給装置４８は、ビ
ームの偏向に必要な異なった電圧を供給する。
電圧供給装置５２、５４、５６、６０により、分析器２
８のＥ平面、レンズ部材２２、２４、３８、及び非対称
レンズ２０の加速電極１８には電位が与えられる。両レ
ンズに４対１の電圧比を与えることにより、レンズ間を
通過するビームには、一定の加速度が加えられる。電力
供給装置６０は、イオン源１４に陰極電圧及び熱供給用
の電位を供給する。
８のＥ平面、レンズ部材２２、２４、３８、及び非対称
レンズ２０の加速電極１８には電位が与えられる。両レ
ンズに４対１の電圧比を与えることにより、レンズ間を
通過するビームには、一定の加速度が加えられる。電力
供給装置６０は、イオン源１４に陰極電圧及び熱供給用
の電位を供給する。
表III 部材間の電位 イオン源１４から抽出電極１８までの間 ６〜１０ＫＶ 抽出電極１８から比対称レンズ２０の第２部材までの間 ５〜７ＫＶ 第２の部材２２から第３の部材２４及びマンローレンズ ３６の第１の部材３８までの間 ３９〜３５ＫＶ 第１の部材３８から第２の部材４０及びターゲット４４ までの間 １２０ＫＶ 全体のビームの電位 １６０ＫＶ 第１図及び第２図は、コラム装置の各部分が直線的に支
持されている物理的な、コラムの構造を示している。第
１図に示すように、イオン源１４はコラムキャップ６２
に装着されている。キャップの下端部は、絶縁チューブ
６４及び絶縁チューブ６６が係合する環状の溝を有す
る。中心プレート６８は、その下端部にマンローレンズ
３６の第１のレンズ部材３８を備えたドリフトチューブ
７０を有する。中心プレート６８は、レンズ部材３８の
電位に位置している。質量アナライザスリット２６を備
えた分析プレートもまた、中心プレート６８に装着さ
れ、かつレンズ部材３８の電位に位置している。同様
に、非対称レンズ２０の第３の部材２４及び電磁質量分
析器２８は、同じ電位になるように中心プレートに装着
されている。電磁質量分析器２８は、横電界を与えるよ
うに、その電位に対して変動するフィールドプレートを
有する。
持されている物理的な、コラムの構造を示している。第
１図に示すように、イオン源１４はコラムキャップ６２
に装着されている。キャップの下端部は、絶縁チューブ
６４及び絶縁チューブ６６が係合する環状の溝を有す
る。中心プレート６８は、その下端部にマンローレンズ
３６の第１のレンズ部材３８を備えたドリフトチューブ
７０を有する。中心プレート６８は、レンズ部材３８の
電位に位置している。質量アナライザスリット２６を備
えた分析プレートもまた、中心プレート６８に装着さ
れ、かつレンズ部材３８の電位に位置している。同様
に、非対称レンズ２０の第３の部材２４及び電磁質量分
析器２８は、同じ電位になるように中心プレートに装着
されている。電磁質量分析器２８は、横電界を与えるよ
うに、その電位に対して変動するフィールドプレートを
有する。
絶縁器７２は、非対称レンズ２０の第２の部材２２を備
えた支持リング７４を有し、この第２の部材２２は、コ
ップを倒立させた形状である。絶縁器７６は、支持リン
グ７４の上端に装着され、並びに、絶縁器７６の上端に
位置する加速電極１８を有する。絶縁チューブ７８及び
絶縁チューブ８０は、中心プレート６８とターゲットチ
ャンバ１２に装着された基盤プレート８２との間に係合
されている。これらの構造によりイオンビームのコラム
において、物理的な直線性、真空状態の完全性、及び夫
々の部材の絶縁性が維持されている。
えた支持リング７４を有し、この第２の部材２２は、コ
ップを倒立させた形状である。絶縁器７６は、支持リン
グ７４の上端に装着され、並びに、絶縁器７６の上端に
位置する加速電極１８を有する。絶縁チューブ７８及び
絶縁チューブ８０は、中心プレート６８とターゲットチ
ャンバ１２に装着された基盤プレート８２との間に係合
されている。これらの構造によりイオンビームのコラム
において、物理的な直線性、真空状態の完全性、及び夫
々の部材の絶縁性が維持されている。
この発明は、最良の状態として記述され、熟練した技術
内で、発明の機能を失うことなく、多くの変形例、及び
実施例が可能である。従って、この発明の範囲は、後述
の請求の範囲で規定される。
内で、発明の機能を失うことなく、多くの変形例、及び
実施例が可能である。従って、この発明の範囲は、後述
の請求の範囲で規定される。
フロントページの続き (72)発明者 セリガー，ロバート・エル アメリカ合衆国 カリフオルニア州 91301 アゴウラ，ビルライズ・ドライブ 29393 (56)参考文献 特開 昭58−106750（ＪＰ，Ａ)
Claims (15)
- 【請求項１】所望のイオン核種を備えたプラスイオン粒
子を発生させるイオン源と、 プラスイオン粒子を前記イオン源から抽出して、イオン
ビームを形成する抽出電極と、 アナライザスリットを備えた質量分離器と、 前記抽出電極とアナライザスリットとの間に配設され、
イオンビーム内のイオンの所望の核種を略０．５μｍ以
下のスポットサイズで前記アナライザスリット上に集束
させ、かつビームエネルギーを増加させ略１の倍率を有
する加速レンズとなるように形成された第１のレンズ
と、 前記アナライザスリットの下流側に配設され、所望のイ
オン核種のビームを略０．１μｍ足らずの径を有するス
ポットとなるようにターゲットを装着する手段のターゲ
ットの面に集束させ、かつビームエネルギーを増加させ
加速および縮小レンズとして形成された第２のレンズ
と、 この第２のレンズとターゲットの面との間に配設され、
所望の平面上の走査フイールド内のパターンにビームを
偏向させる延出したデフレクタであって、前記第２のレ
ンズとターゲットの面との間の作動距離は、前記デフレ
クタが約１０ミリラジアンより大きくない偏向角で略１
ミリメートル四方のフイールドが走査されるように十分
長く、これにより、ターゲットの面におけるスポットサ
イズの収差誘導増加は約２５％に制限される、延出した
デフレクタと、 前記源と前記抽出電極と前記第１のレンズと前記第２の
レンズとターゲットを装着する手段とに連結され、実質
的に等しい電圧比で第１のレンズと第２のレンズによっ
てビームのエネルギーを増加し、かつ、実質的に縮小さ
れ収差制限された前記源の像が前記アナライザスリット
に生じるように略倍率１の第１のレンズによりイオンビ
ームを集束させ、並びに、イオンビームが第２のレンズ
によってターゲットの面のスポットに十分縮小されて集
束させる、電力供給手段と、 を有することを特徴とする、約０．１μｍ足らずの径を
有する収差制限されたスポットで略１ミリメートル四方
のフイールドが走査可能な集束したイオンビームのコラ
ム。 - 【請求項２】前記源は、二度チャージされたシリコンイ
オンの液体金属のイオン源であることを特徴とする請求
の範囲第１項に記載の集束したイオンビームのコラム。 - 【請求項３】前記液体金属のイオン源は、所望の核種に
なるように、この液体金属のイオン源でイオン化された
成分を備えた合金を有することを特徴とする請求の範囲
第２項に記載の集束したイオンビームのコラム。 - 【請求項４】前記第１のレンズは非対称のレンズであ
り、前記抽出電極は、この非対称のレンズの第１の部材
として作動することを特徴とする請求の範囲第１項に記
載の集束したイオンビームのコラム。 - 【請求項５】前記源は、二度チャージされたシリコンイ
オンの液体金属のイオン源であることを特徴とする請求
の範囲第４項に記載の集束したイオンビームのコラム。 - 【請求項６】前記液体金属のイオン源は金とシリコンイ
オンとの合金を有し、所望の核種になるように、シリコ
ンは、この液体金属のイオン源で二度イオン化されるこ
とを特徴とする請求の範囲第５項記載の集束したイオン
ビームのコラム。 - 【請求項７】前記電力供給手段は、前記第１のレンズが
略倍率１で作動するように、この第１のレンズを作動さ
せることを特徴とする請求の範囲第１項記載の集束した
イオンビームのコラム。 - 【請求項８】前記質量分離器は、電磁質量分析器を備え
ており、ビーム内のエネルギースプレッドによるそれら
の色収差が、偏向フイールドの球面曲率によるターゲッ
トの平面での収差、又は電磁質量分析器により生じる色
収差よりも大きくなるように、第１、第２のレンズの電
極及びデフレクタの夫々の物理的形状及び電極の電位が
選択されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の集
束したイオンビームのコラム。 - 【請求項９】前記源から、第１のレンズの中心、前記ア
ナライザスリット、及び前記第２のレンズを通過して延
びる中心軸は、直線的であり、所望のイオン核種は、実
質的にこの軸に沿って進行し、他の核種又は電化のイオ
ンは、偏向されて前記アナライザスリットを通過しない
ような、電磁場の強度で前記質量分析器が作動すること
を特徴とする請求の範囲第１項記載の集束したイオンビ
ームのコラム。 - 【請求項１０】前記第２のレンズは、略０．１７の倍率
でビームを縮小することを特徴とする請求の範囲第１項
記載の集束したイオンビームのコラム。 - 【請求項１１】前記第２のレンズとターゲットの面との
間の作動距離は、少なくとも約５センチメートルである
ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の集束したイオ
ンビームのコラム。 - 【請求項１２】前記延出したデフレクタは、前記第２の
レンズとターゲットの面との間で少なくとも約３センチ
メートル延出していることを特徴とする請求の範囲第１
１項記載の集束したイオンビームのコラム。 - 【請求項１３】前記第２のレンズとターゲットの面との
間の作動距離は、約７〜８センチメートルであることを
特徴とする請求の範囲第１１項記載の集束したイオンビ
ームのコラム。 - 【請求項１４】前記延出したデフレクタは、前記第２の
レンズとターゲットの面との間で約５センチメートル延
出していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の集
束したイオンビームのコラム。 - 【請求項１５】約０．５μｍのサイズより小さい射出チ
ップを有し、二度のプラスにチャージされたシリコンイ
オンを発生する液体金属源と、 二度チャージされたシリコンイオンを前記イオン源から
抽出して、イオンビームを形成する抽出電極と、 アナライザスリットを備えた質量分離器と、 前記抽出電極とアナライザスリットとの間に配設され、
イオンビーム内の二度チャージされたシリコンイオンを
略０．５μｍ以下のスポットサイズで前記アナライザス
リット上に集束させる、略１の倍率の非対称加速レンズ
と、 前記アナライザスリットの下流側に配設され、二度チャ
ージされたシリコンイオンのビームを略０．１μｍ足ら
ずの径を有するスポットとなるようにターゲットを装着
する手段のターゲットの面に集束させる、加速および縮
小マンローレンズと、 前記マンローレンズとターゲットの面との間に配設さ
れ、所望の平面上の走査フイールド内のパターンに二度
チャージされたシリコンイオンのビームを偏向させる延
出したデフレクタであって、前記マンローレンズとター
ゲットの面との間の作動距離は、前記デフレクタが約１
０ミリラジアンより大きくない偏向角で略１ミリメート
ル四方のフイールドが走査されるように十分長く、これ
により、ターゲットの面におけるスポットサイズの収差
誘導増加は約２５％に制限される、延出したデフレクタ
と、 前記源と前記抽出電極と前記第１のレンズと前記マンロ
ーレンズとターゲットを装着する手段とに連結され、実
質的に等しい電圧比で両レンズによってビームのエネル
ギーを増加し、かつ、実質的に縮小され収差制限された
前記源の像が前記アナライザスリットに生じるように略
倍率１の非対称レンズによりイオンビームを集束させ、
並びに、イオンビームがマンローレンズによってターゲ
ットの面のスポットに十分縮小されて集束させる、電力
供給手段と、 を有することを特徴とする、集束したイオンビームのコ
ラム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/512,879 US4556798A (en) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | Focused ion beam column |
| US512879 | 1983-07-12 | ||
| PCT/US1984/000982 WO1985000693A1 (en) | 1983-07-12 | 1984-06-25 | Focused ion beam column |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60501828A JPS60501828A (ja) | 1985-10-24 |
| JPH0628145B2 true JPH0628145B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=24040992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59503256A Expired - Lifetime JPH0628145B2 (ja) | 1983-07-12 | 1984-06-25 | 集束したイオンビ−ムのコラム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4556798A (ja) |
| EP (1) | EP0155283B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0628145B2 (ja) |
| CA (1) | CA1214577A (ja) |
| DE (1) | DE3472331D1 (ja) |
| WO (1) | WO1985000693A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR890002747B1 (ko) * | 1983-11-07 | 1989-07-26 | 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 이온 빔에 의한 성막방법 및 그 장치 |
| JPS60243960A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Hitachi Ltd | イオンマイクロビ−ム装置 |
| JPS61237421A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-22 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0685309B2 (ja) * | 1985-12-13 | 1994-10-26 | 株式会社日立製作所 | 液体金属イオン源 |
| US5035787A (en) * | 1987-07-22 | 1991-07-30 | Microbeam, Inc. | Method for repairing semiconductor masks and reticles |
| JPH071681B2 (ja) * | 1990-04-19 | 1995-01-11 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線装置 |
| US5331172A (en) * | 1991-02-11 | 1994-07-19 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Ionized metal cluster beam systems and methods |
| US5156997A (en) * | 1991-02-11 | 1992-10-20 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Method of making semiconductor bonding bumps using metal cluster ion deposition |
| US5241182A (en) * | 1991-06-18 | 1993-08-31 | Fei Company | Precision electrostatic lens system and method of manufacture |
| WO1999013500A1 (fr) * | 1997-09-10 | 1999-03-18 | Hitachi, Ltd. | Appareil d'usinage par projection d'un faisceau d'ions |
| JP5033314B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2012-09-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンビーム加工装置及び加工方法 |
| ATE537550T1 (de) | 2005-07-08 | 2011-12-15 | Nexgen Semi Holding Inc | Vorrichtung und verfahren zur kontrollierten fertigung von halbleitern mittels teilchenstrahlen |
| WO2008140585A1 (en) | 2006-11-22 | 2008-11-20 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Apparatus and method for conformal mask manufacturing |
| JP2008166137A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sii Nanotechnology Inc | 集束イオンビーム装置 |
| US10991545B2 (en) | 2008-06-30 | 2021-04-27 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Method and device for spatial charged particle bunching |
| US10566169B1 (en) | 2008-06-30 | 2020-02-18 | Nexgen Semi Holding, Inc. | Method and device for spatial charged particle bunching |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3723733A (en) * | 1971-05-12 | 1973-03-27 | Hughes Aircraft Co | Stigmatic, crossed-field velocity filter |
| US3937958A (en) * | 1975-03-31 | 1976-02-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Charged particle beam apparatus |
| US4426582A (en) * | 1980-01-21 | 1984-01-17 | Oregon Graduate Center | Charged particle beam apparatus and method utilizing liquid metal field ionization source and asymmetric three element lens system |
| US4318029A (en) * | 1980-05-12 | 1982-03-02 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| US4367429A (en) * | 1980-11-03 | 1983-01-04 | Hughes Aircraft Company | Alloys for liquid metal ion sources |
| WO1982004351A1 (en) * | 1981-05-26 | 1982-12-09 | Aircraft Co Hughes | Focused ion beam microfabrication column |
-
1983
- 1983-07-12 US US06/512,879 patent/US4556798A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-06-25 DE DE8484903206T patent/DE3472331D1/de not_active Expired
- 1984-06-25 WO PCT/US1984/000982 patent/WO1985000693A1/en active IP Right Grant
- 1984-06-25 JP JP59503256A patent/JPH0628145B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-25 EP EP84903206A patent/EP0155283B1/en not_active Expired
- 1984-07-11 CA CA000458606A patent/CA1214577A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4556798A (en) | 1985-12-03 |
| EP0155283B1 (en) | 1988-06-22 |
| EP0155283A1 (en) | 1985-09-25 |
| CA1214577A (en) | 1986-11-25 |
| DE3472331D1 (en) | 1988-07-28 |
| JPS60501828A (ja) | 1985-10-24 |
| WO1985000693A1 (en) | 1985-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6191423B1 (en) | Correction device for correcting the spherical aberration in particle-optical apparatus | |
| JP4215282B2 (ja) | 静電対物レンズ及び電気走査装置を装備したｓｅｍ | |
| EP1045425B1 (en) | Charged particle beam column with chromatic aberration compensation | |
| JP4378290B2 (ja) | 多重軸複合レンズ、その複合レンズを用いたビーム系、およびその複合レンズの使用方法 | |
| TW202038285A (zh) | 帶電粒子束裝置、用於帶電粒子束裝置之可互換多孔徑佈置及用於操作帶電粒子束裝置的方法 | |
| JPH0628145B2 (ja) | 集束したイオンビ−ムのコラム | |
| JP5249035B2 (ja) | 整形電子ビーム描画のための電子ビームカラム | |
| JP4527289B2 (ja) | オージェ電子の検出を含む粒子光学装置 | |
| JP2023517626A (ja) | マルチビーム発生ユニットおよびマルチビーム偏向ユニットの特定の改善 | |
| CN108807118B (zh) | 一种扫描电子显微镜***及样品探测方法 | |
| US4929839A (en) | Focused ion beam column | |
| JP6389569B2 (ja) | モノクロメーターおよびこれを備えた荷電粒子線装置 | |
| CA2061160C (en) | Low aberration field emission electron gun | |
| US4392058A (en) | Electron beam lithography | |
| JPH08274020A (ja) | 荷電粒子による投影リソグラフィー装置 | |
| JPH10162769A (ja) | イオンビーム加工装置 | |
| JP3474082B2 (ja) | 電子線装置 | |
| JPS6245110A (ja) | 帯電粒子パタ−ン発生器 | |
| EP0079931A4 (en) | FOCUSED ION RAY MICROMAKING PILLAR. | |
| JP3494152B2 (ja) | 走査形電子顕微鏡 | |
| JPH0864163A (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
| US20240170248A1 (en) | Particle beam system | |
| JPH10506225A (ja) | 粒子ビーム色収差補正コラム | |
| JP2000133181A (ja) | 荷電粒子線装置 | |
| CN118302837A (en) | Method and system for imaging multiple electron beams |