JPS63200434A - イオンビ−ム発生装置 - Google Patents
イオンビ−ム発生装置Info
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- JPS63200434A JPS63200434A JP62030985A JP3098587A JPS63200434A JP S63200434 A JPS63200434 A JP S63200434A JP 62030985 A JP62030985 A JP 62030985A JP 3098587 A JP3098587 A JP 3098587A JP S63200434 A JPS63200434 A JP S63200434A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 7
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Classifications
-
- 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、半導体装置製造技術における微細加工を施す
ための集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）等のイオン
ビーム発生装置に関する。
ための集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）等のイオン
ビーム発生装置に関する。
Ｂ１発明の概要
本発明は、高電圧を印加してエミッタ先端からイオンビ
ームを発生させるイオンビーム発生装置において、上記
エミッタの軸方向を結晶面（１１４）或いは結晶面＋１
１１）とすることにより、アライメントを容易なものと
し、且つ放射イオンの密度を高くするものである。
ームを発生させるイオンビーム発生装置において、上記
エミッタの軸方向を結晶面（１１４）或いは結晶面＋１
１１）とすることにより、アライメントを容易なものと
し、且つ放射イオンの密度を高くするものである。
Ｃ１従来の技術
半導体装置製造技術における微細加工を行うための装置
として、高電圧が引き出し電極とエミッタとの間で印加
され、そのエミッタ近傍で電離したイオンビームが所定
の機構によって集束され走査されるようなイオンビーム
発生装置が知られている。
として、高電圧が引き出し電極とエミッタとの間で印加
され、そのエミッタ近傍で電離したイオンビームが所定
の機構によって集束され走査されるようなイオンビーム
発生装置が知られている。
このようなイオンビーム発生装置において、イオンビー
ムを発生させるためのエミッタは、通常タングステンロ
ッドの先端を尖鋭加工したものが使用されている。
ムを発生させるためのエミッタは、通常タングステンロ
ッドの先端を尖鋭加工したものが使用されている。
第３図は、従来のイオンビーム発生装置におけるエミッ
タの先端の拡大図であって、このエミソタ３１の先端は
引き出し電極との間に形成される電界を集中させる目的
で例えば１００〜３００人程度の曲率半径で尖鋭化され
ている。このエミッタについて詳述すると、通常、単結
晶タングステン等を材料としており、そのロッドの軸方
向を（０１１）面として用いるものが一般的である。そ
して、電極として使用する場合には、タングステンロン
ドの先端を電解研磨法等の手段によって、尖鋭加工する
ことが行われていた。
タの先端の拡大図であって、このエミソタ３１の先端は
引き出し電極との間に形成される電界を集中させる目的
で例えば１００〜３００人程度の曲率半径で尖鋭化され
ている。このエミッタについて詳述すると、通常、単結
晶タングステン等を材料としており、そのロッドの軸方
向を（０１１）面として用いるものが一般的である。そ
して、電極として使用する場合には、タングステンロン
ドの先端を電解研磨法等の手段によって、尖鋭加工する
ことが行われていた。
Ｄ０発明が解決しようとする問題点
このように従来のイオンビーム発生装置においては、先
端の尖ったエミッタ３１を用いてイオンビームの発生が
行われているが、その発生するイオンビームの放射パタ
ーンは、単結晶タングステン等のエミッタ形成材料の結
晶構造に対応したものとなっている。そして、高い密度
のイオンビームを得ようとする場合に、エミッタ等を傾
けて使用せざるを得ないと言った問題が生じている。
端の尖ったエミッタ３１を用いてイオンビームの発生が
行われているが、その発生するイオンビームの放射パタ
ーンは、単結晶タングステン等のエミッタ形成材料の結
晶構造に対応したものとなっている。そして、高い密度
のイオンビームを得ようとする場合に、エミッタ等を傾
けて使用せざるを得ないと言った問題が生じている。
すなわち、上述の如きエミッタを用いて、高いイオンビ
ーム強度を得ようとした時には、結局、通常の軸方向の
結晶格子面である結晶面（０１１）で十分な強度が得ら
れないことから、第５図に模式図で示すように、エミッ
タ５０を有するイオンガン部５１全体を、集束−走査系
５２に対して傾けて使用することになる。なお、集束−
走査系５２は、アパーチャー５４．静電レンズ５５．偏
向電極５６からなり、ステージ５７上の半導体ウェハー
５８にイオンビームが照射される。
ーム強度を得ようとした時には、結局、通常の軸方向の
結晶格子面である結晶面（０１１）で十分な強度が得ら
れないことから、第５図に模式図で示すように、エミッ
タ５０を有するイオンガン部５１全体を、集束−走査系
５２に対して傾けて使用することになる。なお、集束−
走査系５２は、アパーチャー５４．静電レンズ５５．偏
向電極５６からなり、ステージ５７上の半導体ウェハー
５８にイオンビームが照射される。
しかし、十分な強度を得ようとして、第５図に示すよう
に、イオンガン部５１を傾けることは、角度と位置を同
時に合わせる必要性から困難性が伴うことになり、ひい
ては当該イオンビーム発生装置が複雑化することになる
。また、逆に、このようなアライメントをしないときに
は、放射イオンビームの弱いところを用いることになり
、微細加工の効率を損ねることとなる。
に、イオンガン部５１を傾けることは、角度と位置を同
時に合わせる必要性から困難性が伴うことになり、ひい
ては当該イオンビーム発生装置が複雑化することになる
。また、逆に、このようなアライメントをしないときに
は、放射イオンビームの弱いところを用いることになり
、微細加工の効率を損ねることとなる。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、アライメントを
容易なものとし、且つ放射イオンの密度を高くするよう
雇゛イオンビーム発生装置の提供を目的とする。
容易なものとし、且つ放射イオンの密度を高くするよう
雇゛イオンビーム発生装置の提供を目的とする。
Ｅ０問題点を解決するための手段
本発明は、エミッタと引き出し電極間に高電圧を印加し
、上記エミッタ先端からイオンビームを発生させるイオ
ンビーム発生装置において、上記エミッタは、結晶面（
１１４１或いは結晶面（１１１）を軸方向に有すること
を特徴とするイオンビーム発生装置により上述の技術的
課題を解決する。
、上記エミッタ先端からイオンビームを発生させるイオ
ンビーム発生装置において、上記エミッタは、結晶面（
１１４１或いは結晶面（１１１）を軸方向に有すること
を特徴とするイオンビーム発生装置により上述の技術的
課題を解決する。
Ｆ１作用
上述のような技術的な課題を解決するため、まず、本件
発明者は、いかなる結晶格子面において、充分なイオン
ビームの強度が得られるのかを実験により検証した。実
験は、軸方向に結晶面（０１１）を有する単結晶タング
ステンのエミツタ材をエミッタとして用い、その放射パ
ターンを得たものである。そして、その実験結果は、第
４図に模式的に示すように、各結晶面に対応した放射パ
ターンが得られ、第４図中、パターンＡは結晶面（１１
１）若しくは結晶面（１１１）に対応した放射パターン
であり、パターンＢは結晶面（１４１）、結晶面（１１
４ｉ結晶面（Ｔ４１１若しくは結晶面＋１４１）４こ対
応した放射パターンである。また、第４図中、点線のパ
ターンＣは軸方向とされた結晶面（０１１１に対応した
放射パターンである。そして、第４図の各放射パターン
の強度を比較してみると、パターンＣに比較してパター
ンＡ、Ｂでは十分な強度が得られるとの知見を得るに至
った。
発明者は、いかなる結晶格子面において、充分なイオン
ビームの強度が得られるのかを実験により検証した。実
験は、軸方向に結晶面（０１１）を有する単結晶タング
ステンのエミツタ材をエミッタとして用い、その放射パ
ターンを得たものである。そして、その実験結果は、第
４図に模式的に示すように、各結晶面に対応した放射パ
ターンが得られ、第４図中、パターンＡは結晶面（１１
１）若しくは結晶面（１１１）に対応した放射パターン
であり、パターンＢは結晶面（１４１）、結晶面（１１
４ｉ結晶面（Ｔ４１１若しくは結晶面＋１４１）４こ対
応した放射パターンである。また、第４図中、点線のパ
ターンＣは軸方向とされた結晶面（０１１１に対応した
放射パターンである。そして、第４図の各放射パターン
の強度を比較してみると、パターンＣに比較してパター
ンＡ、Ｂでは十分な強度が得られるとの知見を得るに至
った。
そこで、本発明は上述の実験結果を踏まえた上で、エミ
ッタの軸方向を従来の如く結晶面（０１１）とするので
はなく、結晶面（１１４）或いは結晶面（１１１１を軸
方向とするものであり、このようにすることで、エミッ
タの軸方向に沿って強い放射パターンを得ることが可能
となる。そして、このように軸方向で強い放射イオンビ
ームを得ることができることから、エミッタ等を何ら傾
けることもなく、十分なアライメントが容易に実現でき
ることになる。
ッタの軸方向を従来の如く結晶面（０１１）とするので
はなく、結晶面（１１４）或いは結晶面（１１１１を軸
方向とするものであり、このようにすることで、エミッ
タの軸方向に沿って強い放射パターンを得ることが可能
となる。そして、このように軸方向で強い放射イオンビ
ームを得ることができることから、エミッタ等を何ら傾
けることもなく、十分なアライメントが容易に実現でき
ることになる。
Ｇ、実施例
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
まず、本実施例のイオンビーム発生装置は、第１図にそ
の要部を示すように、イオンビームを発生させるイオン
ガン部のエミッタとして、単結晶タングステンロンドを
用い、そのエミッタ１０の軸方向（図中Ｚ方向）は、結
晶面＋１１１或いは結晶面＋１１１）となることから、
強いイオンビームを発生させると同時に、アライメント
の簡便さをなし得るものである。
の要部を示すように、イオンビームを発生させるイオン
ガン部のエミッタとして、単結晶タングステンロンドを
用い、そのエミッタ１０の軸方向（図中Ｚ方向）は、結
晶面＋１１１或いは結晶面＋１１１）となることから、
強いイオンビームを発生させると同時に、アライメント
の簡便さをなし得るものである。
すなわち、エミッタ１０の先端は、電解研磨法等の手段
により、電界を集中させるために尖鋭化が行われ、その
尖鋭化の加工が施されるエミツタ材は、イオン電流密度
が高い結晶格子面である結晶面＋１１４）或いは結晶面
＋１１１１の一方がその軸方向になる構造となっている
。このため、本実施例のイオンビーム発生装置は、アラ
イメントを容易にすると共に強いイオンビームを得るこ
とができる。
により、電界を集中させるために尖鋭化が行われ、その
尖鋭化の加工が施されるエミツタ材は、イオン電流密度
が高い結晶格子面である結晶面＋１１４）或いは結晶面
＋１１１１の一方がその軸方向になる構造となっている
。このため、本実施例のイオンビーム発生装置は、アラ
イメントを容易にすると共に強いイオンビームを得るこ
とができる。
エミッタ１０の軸方向の結晶面を結晶面（１１４）或い
は結晶面＋１１１）とすることは、例えば多結晶シリコ
ンからなるエミツタ材を用い、結晶面＋１１４）或いは
結晶面（１１１）を種として固相成長法により得ること
が可能である。この同相成長には、例えばエレクトロン
ビームをスポットスキャンするようにしても良い。また
、当初より単結晶構造であっても良い。
は結晶面＋１１１）とすることは、例えば多結晶シリコ
ンからなるエミツタ材を用い、結晶面＋１１４）或いは
結晶面（１１１）を種として固相成長法により得ること
が可能である。この同相成長には、例えばエレクトロン
ビームをスポットスキャンするようにしても良い。また
、当初より単結晶構造であっても良い。
次に、軸方向が結晶面＋１１４）或いは結晶面＋１１１
）とされるエミッタを用いたイオンビーム発生装置の全
体について、第２図を参照しながら説明する。
）とされるエミッタを用いたイオンビーム発生装置の全
体について、第２図を参照しながら説明する。
第２図に示すイオンビーム発生装置は、先端が尖鋭化さ
れ、且つ上述のように軸方向が結晶面（１１４）或いは
結晶面＋１１１）とされて軸方向に高い強度のイオンビ
ームを発生させるエミッタ２１をイオンガンホルダ一部
２２に装着しており、その下部にはアパーチャー２３．
静電レンズ２４゜偏向電極２５からなる集束−走査系が
配置され・その下部ではステージ２７上に半導体ウェハ
ー２６が載置されている。
れ、且つ上述のように軸方向が結晶面（１１４）或いは
結晶面＋１１１）とされて軸方向に高い強度のイオンビ
ームを発生させるエミッタ２１をイオンガンホルダ一部
２２に装着しており、その下部にはアパーチャー２３．
静電レンズ２４゜偏向電極２５からなる集束−走査系が
配置され・その下部ではステージ２７上に半導体ウェハ
ー２６が載置されている。
このような構造からなる本実施例のイオンビーム発生装
置は、引き出し電極（図示せず。）と上記エミッタ２１
との間で高電圧が印加され、発生したイオンビームが、
上記アパーチャー２３．静電レンズ２４．偏向電極２５
等によって集束され且つ走査されて上記半導体ウェハー
２８上に至ることになるが、特に、そのイオンビームを
発生させるためのエミッタ２１が、上述のように、軸方
向が結晶面＋１１４１或いは結晶面（１１１）とされ、
軸方向に高い強度のイオンビームを発生させることから
、その軸方向をそのまま集束−走査系の光軸と一致させ
れば良く、したがって、位置のみならず角度も合わせる
ような面倒なアライメントは一切不要となり、何ら装置
を複雑化する必要もない。また、上述のように、その結
晶面（１１４）或いは結晶面＋１１１１からは、強いイ
オンビームを取り出すことができ、微細加工処理の効率
は向上することとなる。
置は、引き出し電極（図示せず。）と上記エミッタ２１
との間で高電圧が印加され、発生したイオンビームが、
上記アパーチャー２３．静電レンズ２４．偏向電極２５
等によって集束され且つ走査されて上記半導体ウェハー
２８上に至ることになるが、特に、そのイオンビームを
発生させるためのエミッタ２１が、上述のように、軸方
向が結晶面＋１１４１或いは結晶面（１１１）とされ、
軸方向に高い強度のイオンビームを発生させることから
、その軸方向をそのまま集束−走査系の光軸と一致させ
れば良く、したがって、位置のみならず角度も合わせる
ような面倒なアライメントは一切不要となり、何ら装置
を複雑化する必要もない。また、上述のように、その結
晶面（１１４）或いは結晶面＋１１１１からは、強いイ
オンビームを取り出すことができ、微細加工処理の効率
は向上することとなる。
なお、エミッタ２１の軸方向と集束−走査系の光軸を一
致させるのみでは、十分でないイオンビーム発生装置に
関しては、同時に微細なアライメントを静電的に行うよ
うにしても良い。
致させるのみでは、十分でないイオンビーム発生装置に
関しては、同時に微細なアライメントを静電的に行うよ
うにしても良い。
Ｈ０発明の効果
本発明のイオンビーム発生装置は、そのエミ。
夕が高イオン電流密度となる結晶面＋１１４）或いは結
晶面＋１１１１を軸方向としているため、アライメント
を容易なものとし、且つ強いイオンビームを得ることが
できる。
晶面＋１１１１を軸方向としているため、アライメント
を容易なものとし、且つ強いイオンビームを得ることが
できる。
第１図は本発明のイオンビーム発生’２１にかかる要部
拡大模式図、第２図は本発明のイオンビーム発生装置の
一例の概略構造を説明するための模式図、第３図は従来
のイオンビーム発生装面のエミッタの模式図、第４図は
従来のイオンビーム発生装置のエミッタによる実験を行
った結果得られたイオンビームの放射パターンを示す模
式図、第５図は従来のイオンビーム発生装置の使用状態
を示す模式図である。 １０．２１・・・エミッタ ２２・・・イオンガンホルダ一部 ２３・・・アパーチャー ２４・・・静電レンズ ２５・・・偏向電極 ２６・・・半導体ウェハー ２７・・・ステージ 特 許 出 願 人 ソニー株式会社代理人 弁
理士 手漉 見回 田村榮− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
拡大模式図、第２図は本発明のイオンビーム発生装置の
一例の概略構造を説明するための模式図、第３図は従来
のイオンビーム発生装面のエミッタの模式図、第４図は
従来のイオンビーム発生装置のエミッタによる実験を行
った結果得られたイオンビームの放射パターンを示す模
式図、第５図は従来のイオンビーム発生装置の使用状態
を示す模式図である。 １０．２１・・・エミッタ ２２・・・イオンガンホルダ一部 ２３・・・アパーチャー ２４・・・静電レンズ ２５・・・偏向電極 ２６・・・半導体ウェハー ２７・・・ステージ 特 許 出 願 人 ソニー株式会社代理人 弁
理士 手漉 見回 田村榮− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エミッタと引き出し電極間に高電圧を印加し、上記エミ
ッタ先端からイオンビームを発生させるイオンビーム発
生装置において、 上記エミッタは、結晶面｛１１４｝或いは結晶面｛１１
１｝を軸方向に有することを特徴とするイオンビーム発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62030985A JPS63200434A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | イオンビ−ム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62030985A JPS63200434A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | イオンビ−ム発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200434A true JPS63200434A (ja) | 1988-08-18 |
Family
ID=12318921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62030985A Pending JPS63200434A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | イオンビ−ム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63200434A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007067314A2 (en) | 2005-12-02 | 2007-06-14 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US7368727B2 (en) | 2003-10-16 | 2008-05-06 | Alis Technology Corporation | Atomic level ion source and method of manufacture and operation |
| US7485873B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-02-03 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US7488952B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-02-10 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US7495232B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-02-24 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US7504639B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-03-17 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US7518122B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-04-14 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US7521693B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-04-21 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US7601953B2 (en) | 2006-03-20 | 2009-10-13 | Alis Corporation | Systems and methods for a gas field ion microscope |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP62030985A patent/JPS63200434A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7368727B2 (en) | 2003-10-16 | 2008-05-06 | Alis Technology Corporation | Atomic level ion source and method of manufacture and operation |
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| WO2007067314A2 (en) | 2005-12-02 | 2007-06-14 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| WO2007067314A3 (en) * | 2005-12-02 | 2008-03-06 | Alis Corp | Ion sources, systems and methods |
| JP2012098293A (ja) * | 2005-12-02 | 2012-05-24 | Arisu Corporation:Kk | イオン源、システム及び方法 |
| US7601953B2 (en) | 2006-03-20 | 2009-10-13 | Alis Corporation | Systems and methods for a gas field ion microscope |
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