JPS584424B2 - イオンビ−ム形成方法 - Google Patents
イオンビ−ム形成方法Info
- Publication number
- JPS584424B2 JPS584424B2 JP10551480A JP10551480A JPS584424B2 JP S584424 B2 JPS584424 B2 JP S584424B2 JP 10551480 A JP10551480 A JP 10551480A JP 10551480 A JP10551480 A JP 10551480A JP S584424 B2 JPS584424 B2 JP S584424B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- ion beam
- alloy
- ion source
- ions
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電界電離形イオン源によるイオンビーム形成方
法に関する。
法に関する。
電界電離形イオン源は極めて高輝度でエネルギー分散も
小さく、直径400八程度の極微小径のイオンビームを
得ることができるため、エレクトロニクス分野での超L
SIの開発における超微細加工技術への応用として、盛
んに開発研究がす\められている。
小さく、直径400八程度の極微小径のイオンビームを
得ることができるため、エレクトロニクス分野での超L
SIの開発における超微細加工技術への応用として、盛
んに開発研究がす\められている。
現在、電界電離形イオン源で得られているイオンの種類
は、Ga,Bi,Au等極く限られておりまたディバイ
スプロセスではそれ程重要でないイオン種であり、A8
,B等の重要なドーパントイオン源やSiなど自己イオ
ンスパツタ加工用イオン源として利用したいイオン種に
ついてはまだ開発されるに至っていない。
は、Ga,Bi,Au等極く限られておりまたディバイ
スプロセスではそれ程重要でないイオン種であり、A8
,B等の重要なドーパントイオン源やSiなど自己イオ
ンスパツタ加工用イオン源として利用したいイオン種に
ついてはまだ開発されるに至っていない。
その理由は、これらの元素の蒸気圧が高かったり、低温
で溶融しないためである。
で溶融しないためである。
すなわち、電界電離形イオン源は電界蒸発形液体金属イ
オン源あるいはEHD ( Electrohydrodynamic)イオン
源とも呼ばれ、金属元素を溶融して液体金属とし、これ
で濡らした針状陽極と対向電極との間に電圧を印加して
、針状陽極尖端よりイオンを電界電離放出するものであ
る。
オン源あるいはEHD ( Electrohydrodynamic)イオン
源とも呼ばれ、金属元素を溶融して液体金属とし、これ
で濡らした針状陽極と対向電極との間に電圧を印加して
、針状陽極尖端よりイオンを電界電離放出するものであ
る。
したがって、金属元素の融点が高い材料(Si:142
0℃,B:2300℃、では、針状陽極自体が溶融損傷
したり、金属元素と反応して損傷したり、あるいはこれ
らの金属元素の融点での蒸気圧が高い(As:36気圧
)材料では蒸発してしまい、安定したイオンの電界電離
放出は困難ないしは不可能であった。
0℃,B:2300℃、では、針状陽極自体が溶融損傷
したり、金属元素と反応して損傷したり、あるいはこれ
らの金属元素の融点での蒸気圧が高い(As:36気圧
)材料では蒸発してしまい、安定したイオンの電界電離
放出は困難ないしは不可能であった。
本発明は上記に鑑みなされたものであって、合金では融
点の低い材料が得られることに着目し、合金を用いて電
界電離して各合金元素のイオンビームをつくり、その中
から所望の金属元素のイオンビーム2を選択することを
特徴とするイオンビーム形成方法である。
点の低い材料が得られることに着目し、合金を用いて電
界電離して各合金元素のイオンビームをつくり、その中
から所望の金属元素のイオンビーム2を選択することを
特徴とするイオンビーム形成方法である。
上記したドーパントイオン源や自己イオンスパツタ加工
用イオン源としての重要な元素を含む合金には、例えば
Si−AujB−Pt−B−PdsAs−Pb,As−
Seなどがある。
用イオン源としての重要な元素を含む合金には、例えば
Si−AujB−Pt−B−PdsAs−Pb,As−
Seなどがある。
これらの合金の融点及び融点での蒸気圧は下表に示すと
おり、いずれも低融点でしかも蒸気圧は2X10−2T
orr以下と低い。
おり、いずれも低融点でしかも蒸気圧は2X10−2T
orr以下と低い。
そのため、電界電離形イオン源の針状陽極を損傷するこ
ともなく、容易に各合金元素のイオンの電界電離放出が
安定して行われるので、その中から必要とする金属元素
のイオン(Si,3,Asなど)を質量分析装置などを
用いて選択すればよい。
ともなく、容易に各合金元素のイオンの電界電離放出が
安定して行われるので、その中から必要とする金属元素
のイオン(Si,3,Asなど)を質量分析装置などを
用いて選択すればよい。
実施例
電界電離形イオン源にA1−Si共晶合金とAuGeP
tB合金を用い、得られたイオンビームを質量分析装置
により分析・選択した結果、第1図に示すように自己ス
パツタ加工用イオンとして必要なSiイオンが、また第
2図に示すようにドーパントイオンとして重要なBイオ
ンが得られることを確認した。
tB合金を用い、得られたイオンビームを質量分析装置
により分析・選択した結果、第1図に示すように自己ス
パツタ加工用イオンとして必要なSiイオンが、また第
2図に示すようにドーパントイオンとして重要なBイオ
ンが得られることを確認した。
第3図にAu−Si共晶合金の、第4図にAuGePt
B合金のイオン電流Iiと引出し電圧vEXの関係をそ
れぞれ示す。
B合金のイオン電流Iiと引出し電圧vEXの関係をそ
れぞれ示す。
なお、V,X=4,6KVでは電流密度は41.8tA
/Sr(VBx=4.6KVのときのイオン電流Ii=
10−8Aを、ビームを測定している立体角Ω=2.4
X10−’Srで規格化)で、このうちSjイオンは全
休め11%であるから4.18μA/Sr,″B+イオ
ンは全体の30%であるから12、5μA/Srに対応
する。
/Sr(VBx=4.6KVのときのイオン電流Ii=
10−8Aを、ビームを測定している立体角Ω=2.4
X10−’Srで規格化)で、このうちSjイオンは全
休め11%であるから4.18μA/Sr,″B+イオ
ンは全体の30%であるから12、5μA/Srに対応
する。
以下、本発明のイオンビーム形成法により極微小径のイ
オンビームを発生させて、超LSIなど.をマスクレス
で製造するためのシステムの一例を第5図により説明す
る。
オンビームを発生させて、超LSIなど.をマスクレス
で製造するためのシステムの一例を第5図により説明す
る。
la,1b,lcはいずれも電界電離形のイオン源であ
って、超LSIを製造するのに必要な金属元素As,B
,Siなどをそれぞれ含む合金As−Pb,B−Pt,
Si−4uの溶融手段、針状陽極、加熱コイル、対向電
極、高電圧印加手段等(いずれも図示せず)で構成され
ている。
って、超LSIを製造するのに必要な金属元素As,B
,Siなどをそれぞれ含む合金As−Pb,B−Pt,
Si−4uの溶融手段、針状陽極、加熱コイル、対向電
極、高電圧印加手段等(いずれも図示せず)で構成され
ている。
ここで説明の便宜上1aと1cを注入用イオン源、1b
を自己イオン加工洗浄用イオン源として説明する。
を自己イオン加工洗浄用イオン源として説明する。
2a,2b,2cは各イオン源からのイオンビームを収
束し質量分析装置3に導くためのレンズ手段である。
束し質量分析装置3に導くためのレンズ手段である。
質量分析装置3では、イオン源からの各合金元素のイオ
ンビームを必要とする金属元素のイオンビーム(Ast
B,Siなど)に選別する。
ンビームを必要とする金属元素のイオンビーム(Ast
B,Siなど)に選別する。
この選別されたイオンビームをレンズ手段4で集束する
と共にビーム偏向走査千段5により偏向走査し、加工室
6内に配置したウエハ一一の所定位置に投射する。
と共にビーム偏向走査千段5により偏向走査し、加工室
6内に配置したウエハ一一の所定位置に投射する。
この第5図のシステムを用いてマスクレスプロセスで超
LSIなどを製造するには、第6図の工程で示す如く、
■イオン源1bから得られるSiイオンビームによりS
iウェハー8の表面をスパツタクリーニングする(第6
−1図)、■イオン源1aから得られるBイオンビーム
によりSiウエ・一の所定領域にドーパントとしてのB
を注入する(第6−2図)、■イオン源1Cから得られ
るAsイオンビームによりAsを所定領域に注入する(
第6−3図)、■スパッタリング装置などの蒸着膜形成
手段1により、Siの保護膜9を形成する(第6−4図
)、■イオン源1bからのSiイオンビームにより保護
膜9の表面をスパッタ加工し窓あけをしだ後(第6−5
図)、蒸着膜形成手段7により電極10を蒸着形成する
(第6−6図)。
LSIなどを製造するには、第6図の工程で示す如く、
■イオン源1bから得られるSiイオンビームによりS
iウェハー8の表面をスパツタクリーニングする(第6
−1図)、■イオン源1aから得られるBイオンビーム
によりSiウエ・一の所定領域にドーパントとしてのB
を注入する(第6−2図)、■イオン源1Cから得られ
るAsイオンビームによりAsを所定領域に注入する(
第6−3図)、■スパッタリング装置などの蒸着膜形成
手段1により、Siの保護膜9を形成する(第6−4図
)、■イオン源1bからのSiイオンビームにより保護
膜9の表面をスパッタ加工し窓あけをしだ後(第6−5
図)、蒸着膜形成手段7により電極10を蒸着形成する
(第6−6図)。
なお、上記製造工程■,■,■では、各イオン源に附設
する走査形イオン顕微鏡(図示せず)からのH,Heイ
オンビームにより位置合せや表面観測が行われる。
する走査形イオン顕微鏡(図示せず)からのH,Heイ
オンビームにより位置合せや表面観測が行われる。
以上詳述したように、本発明は電界電離形イオン源に共
晶合金を用いて、各合金元素のイオンビームをつくり、
その中から所望の金属元素のイオンビームを選択するの
で、種々の極微小径のイオンビームを形成することがで
き、例えば、■超LSIを一貫した工程で、ドライ化、
自動化の実現、■表面物性の解析、■他のエレクトロニ
クスディバイスの開発等各種の応用面に大きく寄与する
ものである。
晶合金を用いて、各合金元素のイオンビームをつくり、
その中から所望の金属元素のイオンビームを選択するの
で、種々の極微小径のイオンビームを形成することがで
き、例えば、■超LSIを一貫した工程で、ドライ化、
自動化の実現、■表面物性の解析、■他のエレクトロニ
クスディバイスの開発等各種の応用面に大きく寄与する
ものである。
第1〜第4図は本発明の実施例で得られたグラフであり
、第1図と第2図はAu−Si共晶合金とAuGePt
B合金のイオン電流と電界の関係を、第3図と第4図は
Au−Si共晶合金とAuGePtB合金のイオン電流
と引出し電圧の関係をそれぞれ示す。 第5図は本発明によるシステムの一例を示すブロック図
、第6図は第5図のシステムによる超LSIの製造工程
の一例を示す。 1 図中の符号:la.lb,lc・・・・・・電界電
離形イオン源、3・・・・・・質量分析装置、2as2
bp2c,4・・・・・・レンズ手段、5・・・・・・
ビーム偏向走査手段、6・・・・・・加工室、8・・・
・・・ウエハー。
、第1図と第2図はAu−Si共晶合金とAuGePt
B合金のイオン電流と電界の関係を、第3図と第4図は
Au−Si共晶合金とAuGePtB合金のイオン電流
と引出し電圧の関係をそれぞれ示す。 第5図は本発明によるシステムの一例を示すブロック図
、第6図は第5図のシステムによる超LSIの製造工程
の一例を示す。 1 図中の符号:la.lb,lc・・・・・・電界電
離形イオン源、3・・・・・・質量分析装置、2as2
bp2c,4・・・・・・レンズ手段、5・・・・・・
ビーム偏向走査手段、6・・・・・・加工室、8・・・
・・・ウエハー。
Claims (1)
- 1 合金を溶融し、電界電離して各合金元素のイオンビ
ームをつくり、その中から所望の金属元素のイオンビー
ムを選択することを特徴とするイオンビーム形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10551480A JPS584424B2 (ja) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | イオンビ−ム形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10551480A JPS584424B2 (ja) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | イオンビ−ム形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5730243A JPS5730243A (en) | 1982-02-18 |
JPS584424B2 true JPS584424B2 (ja) | 1983-01-26 |
Family
ID=14409704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10551480A Expired JPS584424B2 (ja) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | イオンビ−ム形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS584424B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5774944A (en) * | 1980-10-25 | 1982-05-11 | Toshiba Corp | Field radiation type ion generator |
US4367429A (en) * | 1980-11-03 | 1983-01-04 | Hughes Aircraft Company | Alloys for liquid metal ion sources |
JPS59101749A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-12 | Hitachi Ltd | イオン源およびイオンビーム形成方法 |
JPS6057931A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Nec Corp | 集束イオンビ−ムを用いたイオン注入方法 |
JPS6080800A (ja) * | 1983-10-08 | 1985-05-08 | 日新電機株式会社 | イオン照射装置 |
JPS61239623A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体デバイスの電極形成法 |
JPH04370610A (ja) * | 1991-06-19 | 1992-12-24 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | ラミネートシースケーブルの製造 |
JP2829231B2 (ja) * | 1993-11-15 | 1998-11-25 | 株式会社日立製作所 | Ic素子の修正方法 |
JP2829232B2 (ja) * | 1993-11-15 | 1998-11-25 | 株式会社日立製作所 | Ic素子の加工装置 |
JP2829254B2 (ja) * | 1995-04-26 | 1998-11-25 | 株式会社日立製作所 | Ic素子の修正方法及びその装置 |
-
1980
- 1980-07-31 JP JP10551480A patent/JPS584424B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5730243A (en) | 1982-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI373791B (en) | Proximity deposition | |
Seliger et al. | A high‐intensity scanning ion probe with submicrometer spot size | |
US4379218A (en) | Fluxless ion beam soldering process | |
US3118050A (en) | Electron beam devices and processes | |
JPS584424B2 (ja) | イオンビ−ム形成方法 | |
JP2003520409A (ja) | 成形され、低密度な集束イオンビーム | |
JP3305553B2 (ja) | 高速原子線源 | |
JPH063717B2 (ja) | デルターフアイ・マイクロレンズ | |
US6429439B2 (en) | Organic field ionization source | |
JPH0782119B2 (ja) | イオンビーム照射方法 | |
JP3469404B2 (ja) | 電界放出型荷電粒子銃及び荷電粒子ビーム照射装置 | |
US4775818A (en) | Liquid metal ion source and alloy | |
US3958848A (en) | Method of fabricating field desorption ion source | |
JPH10241588A (ja) | 集束イオンビーム加工方法およびその装置 | |
Einstein et al. | The design of an experimental electron beam machine | |
JP2000003689A (ja) | 電子銃とそれを用いた露光装置 | |
JP2004014309A (ja) | アパーチャおよび集束イオンビーム装置 | |
US3790793A (en) | Molecular scanner | |
JP2697563B2 (ja) | 集束イオンビーム装置 | |
JPH0419954A (ja) | 二次イオン質量分析方法 | |
JP2829231B2 (ja) | Ic素子の修正方法 | |
JP2967282B2 (ja) | 集束イオンビーム装置の液体金属イオン源用ニードルの製造方法 | |
Gamo et al. | Fine focused ion beam system using liquid metal alloy ion sources and maskless fabrication | |
JPS584251A (ja) | イオンビ−ム発生方法及びイオンビ−ム発生装置 | |
JPS63205033A (ja) | 液体金属イオン源の製造方法 |