JPS62229645A - 集束イオンビ−ム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は集束イオンビーム装置に関する。

（従来の技術） 集束イオンビーム装置は金属原子をイオン化させ、発生
したイオンを加速集束してイオンビームとし、このイオ
ンビームをＳｉ等の基板（サブストレート）に照射して
マスクレスイオン注入等を行う装置である。この種の装
置のレンズ系とじては電磁レンズが用いられ、１段レン
ズ系、２段レンズ系等の幾つかの集束レンズ系が存在す
る。第４図（イ）は１段レンズ系の構成例を、（ロ）は
２段レンズ系の゛構成例をそれぞれ示している。

（イ）図において、１はイオン源、Ｂｉは該イオン源１
より出射されるイオンビーム、２は集束レンズ、３はイ
オンビームＢｉを所定方向に偏向（走査）させる偏向器
、４はイオンビームＳｔが照射されるターゲットである
。（ロ）図において、５はコンデンサレンズ（前段レン
ズ）、６は互いに直角方向に印加された電界と磁界の相
互作用により不要イオンを除去するＥＸ８　（Ｅクロス
Ｂと読む）マスフィルタ、７は対物レンズ（後段レンズ
）である。

集束イオンビーム装置をマスクリベアラ或いはエツチン
グ装置として使用する場合には、一般に液体金属イオン
源としてはＧａ（ガリウム）金属イオン源（ＬＭＩＳ）
が用いられる。（３ａ金属イオン源は単一金属イオン源
であるためマスフィルタを用いる必要がない。従って、
２段レンズ系で２つのレンズの間に第４図（ロ）に示す
ようなりロスオーバ（図のａ点）を作る必要がない。そ
の理由は以下のとおりである。即ち、マスフィルタはエ
ネルギーフィルタであるため、クロスオーバーａにマス
フィルタを置き、イオンビームのエネルギー分故による
ビームのぼけを防ぐ必要があるからである。

ところで、この種の装置ではイオンビームをブランキン
グ（ターゲット上へのイオンビーム照射をカットするこ
と）することが行われる。高速でブランキングを行う場
合には、２段レンズ系の間にクロスオーバをつくり、当
該クロスオーバ位置にビームブランカを置き、ブランキ
ングの偏向中心と後段レンズの物点とを一致させるよう
にする。

このようなレイアウトにすることにより、ビームが完全
にカットされるまでの時間遅れの間に不必要な部分にビ
ームが照射されるのを防止することができる。

又、レンズからターゲット（試料）面までの距離は、短
ければ短い程収差が小さくなる。従って、後段レンズの
前部で偏向を行うのが望ましい。更に、電流を多くとる
ためには、イオン源と前段レンズ間の距離を短くした方
がよく、従って、第５図に示すようなりロスオーバをつ
くらない方式による集束イオンビーム装置が考えられて
いる。

第５図において、１１はコンデンサレンズ５の”後段に
配置された第１の偏向器、１２は対物レンズ７の前段に
配置された第２の偏向器である。このようにして２つの
レンズ５．７の間に２個の偏向器を配置し、これら偏向
器１１．１２の間に平行ビームＢＨｒ　をつくるように
、レンズ５，７を調整すると、この中間部分の長さはレ
ンズ系の収差に同等影響を与えない。従って、レンズ収
差が増加することもなく、高速偏向を行うためにこの部
分を長くして任意の長さの偏向器を挿入することができ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 第５図に示す実施例の場合、高速偏向動作を行うことが
できるが、クロスオーバをつくらない方式であるため、
ブランキングの偏向中心と後段レンズの物点とを一致さ
せることができない。従って、ブランキング開始よりビ
ームが完全にカットされるまでの時間遅れの間に不必要
な部分にビームが照射されるという不都合が生ずる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、クロスオーバをつくらない方式の装置にお
いても、精度の良いブランキングを行うことができる集
束イオンビーム装置を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、２段レンズ系より
なる集束イオンビーム装置において、２つのレンズ系の
間にその形状同一で同一ゲインをもつ２段のブランキン
グプレートと、ブランキングアパーチャを設けると共に
、前記ブランキングプレートに印加する電圧はその大き
さが同一で且つその極性が逆の電圧となるように構成し
たことを特徴とするものである。

（作用） 本発明は２段レンズ系の間に形状同一で同一ゲインをも
つ２段のブランキングプレートと、ブランキングアパー
チャを設ける。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す構成原理図である。第
５図と同一のものは、同一の番号を付して示す。図にお
いて、２１．２２は前段レンズ（コンデンサレンズ）５
と後段レンズ（対物レンズ）７との間に配された形状同
一で同一ゲインをもつブランキングプレート、２３はブ
ランキングプレート２２と後段レンズ７との間に配され
たブランキングアパーチャである。レンズ５と７との間
には、図に示すような平行ビームがつくられており、後
段レンズ７はこの平行ビームをターゲット４上に焦点を
結ばせるような強度に保たれているものとする。２は光
軸である。このように構成された装置の動作を説明すれ
ば、以下の通りである。

２つのレンズ５．７の間に図に示すような平行ビームが
つくられており、後段レンズ７がそのビームをターゲッ
ト４上の１点に集束させるように強度が保たれている状
態にあるものとする。このような状態では、後段レンズ
７に入射するビームが光軸２に平行であれば、その通過
ビームは全てターゲット４上の１点に集束する。ここで
、ブランキングプレート２Ｍ、２２に増幅器（図示せず
）から同じ大きさで互いに逆極性の電圧を印加すると、
ビームは第２図・に示すように偏向させられる。

ここで、Ｂ；は従来の平行ビーム、Ｂ　ｉ　／　はブラ
ンキングプレート２１．２２を作動させた時のビームで
ある。偏向後のビームＢ　Ｈｔはブランキングプレート
２１．２２が同一の偏向ゲインをもつものとすると、光
軸２と平行であり、従来のビーム３ｉを平行シフトした
ものとなる。従って、このような偏向を加えても、後段
レンズ７はビームを常にターゲット４上の１点に集束さ
せる。

従って、ブランキングプレート２１．２２と後段レンズ
７との間に第１図に示すようなブランキングアパーチャ
２３を配置すると、全てのビームをカット（ブランキン
グ）することができる。この時、完全にブランキングが
終了するまでの時間遅れ中の漏れビームも、そのターゲ
ット４上の集束位置は不変である。従って、クロスオー
バをつくらない方式の集束イオンビーム装置であっても
高精度のイオンビーム描画が可能になる。

第３図は本発明の具体的構成例を示す図である。

第１図と同一のものは同一の番号を付して示す。

実際の装置ではブランキングアパーチャ２３と後段レン
ズ７との間にビームをターゲット４上でＸＹ２方向に２
次元的に走査するための偏向器３１゜３２が配置されて
いる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、前段、後
段の２段レンズ系の間に形状同一で同一ゲインをもつブ
ランキング用の２段のブランキングプレートを設けると
共に、これらブランキングプレートと後段レンズの間に
ブランキングアパーチャを設け、ブランキングプレート
に大きさ同じで極性の異なる電圧を印加することにより
、２つのレンズの間のビームが平行ビームであれば、ブ
ランキングが開始されてから完全に終了するまでの間の
遅れＷ＃間中の漏れビームのターゲット上での焦点位置
が動くことがない。従って、クロスオーバをつくらない
方式の集束イオンビーム装置であっても、ブランキング
時に不必要な位置にビーム照射をすることがなく正確な
イオンビーム描画を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成原理図、第２図は
イオンビームの軌跡を示す図、第３図は本発明の具体的
構成例を示す図、第４図、第５図は従来の集束レンズ系
の構成例を示す図である。 １・・・イオン源　　　　２・・・集束レンズ３．１１
．１２．３１．３２・・・偏向器４・・・ターゲット　
　　５・・・前段レンズ６・・・マスフィルタ　　７・
・・後段レンズ２１．２２・・・ブランキングプレート
２３・・・ブランキングアパーチャ 第４　図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｏ）負
等５　図 １；イオン源 ４ｉターゲツト ５１前殺レンズ ７；後置レンズ １１．１２；襦向器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２段レンズ系よりなる集束イオンビーム装置において、
   ２つのレンズ系の間にその形状同一で同一ゲインをもつ
   ２段のブランキングプレートと、ブランキングアパーチ
   ャを設けると共に、前記ブランキングプレートに印加す
   る電圧はその大きさが同一で且つその極性が逆の電圧と
   なるように構成したことを特徴とする集束イオンビーム
   装置。