JPS6386235A - 集束イオンビ−ム加工装置 - Google Patents
集束イオンビ−ム加工装置Info
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- JPS6386235A JPS6386235A JP22813486A JP22813486A JPS6386235A JP S6386235 A JPS6386235 A JP S6386235A JP 22813486 A JP22813486 A JP 22813486A JP 22813486 A JP22813486 A JP 22813486A JP S6386235 A JPS6386235 A JP S6386235A
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- 238000003754 machining Methods 0.000 title abstract description 9
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electron Beam Exposure (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は集束イオンビーム加工装置に係わり、特に加工
能率を向上することが可能なイオンビーム加工装置に関
する。
能率を向上することが可能なイオンビーム加工装置に関
する。
従来の集束イオンビーム加工装置および加工方法につい
ては、特開６０−５５２４号において論じられている。
ては、特開６０−５５２４号において論じられている。
その装置の概要を第４図に示す。イオン光学カラムは液
体金属イオン源２０１、引出し電極２１３、開口２１４
、静電集束レンズ２１５、及びディフレクタ２０５から
成る。これが試料２０６、例えばマスク上を希望通りに
走査できる集束ビーム２１５を提供する。加工は、試料
上の所望の位置にイオンビームを照射することにより、
物理スパッタリングを引起し、不必要物質を原子レベル
で除去することにより行なわれる。このイオン光学系に
おけるビーム径、イオン電流、イオン電流密度について
は、ソリッド・ステート・チクノロシイ ５月（１９８
３年）第９７頁から第１０３頁（Ｓｏｌｉｄ ５ｔａ
ｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、 Ｍａｙ（１９８３
）ｐｐ９７〜１０３）において論じられている。
体金属イオン源２０１、引出し電極２１３、開口２１４
、静電集束レンズ２１５、及びディフレクタ２０５から
成る。これが試料２０６、例えばマスク上を希望通りに
走査できる集束ビーム２１５を提供する。加工は、試料
上の所望の位置にイオンビームを照射することにより、
物理スパッタリングを引起し、不必要物質を原子レベル
で除去することにより行なわれる。このイオン光学系に
おけるビーム径、イオン電流、イオン電流密度について
は、ソリッド・ステート・チクノロシイ ５月（１９８
３年）第９７頁から第１０３頁（Ｓｏｌｉｄ ５ｔａ
ｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、 Ｍａｙ（１９８３
）ｐｐ９７〜１０３）において論じられている。
この場合、集束ビーム径りは
ΔＢ
Ｄ〜Ｃα−−（１）
で与えられる。ここで、Ｃはレンズの色収差係数、αは
ビームの開角、ΔＥはイオンのエネルギー幅、Ｅはビー
ムエネルギーである。ただし、ビーム径は色収差が支配
的に影響している領域である。
ビームの開角、ΔＥはイオンのエネルギー幅、Ｅはビー
ムエネルギーである。ただし、ビーム径は色収差が支配
的に影響している領域である。
又、このビームのイオン電流！およびイオン電流密度は
それぞれ次式で与えられる。
それぞれ次式で与えられる。
ここで、（ｄＪ／ｄΩ）はイオン源のイオン放射角電流
密度である。式（１）〜（３）から、Ｅが固定の時、イ
オン源の動作条件を変えなければΔＥおよびｄｌ／ｄΩ
が一定であり、ビーム径りおよびイオン電流Ｉは開角α
を変えない限り、変化することができない。
密度である。式（１）〜（３）から、Ｅが固定の時、イ
オン源の動作条件を変えなければΔＥおよびｄｌ／ｄΩ
が一定であり、ビーム径りおよびイオン電流Ｉは開角α
を変えない限り、変化することができない。
第２図のイオン光学系では、α＝１０ ｒａｄの時り
一〇、１μｍである。
一〇、１μｍである。
しかし、開口２１３は真空チャンバ（図示されていない
）内にあり、かつ高電位であるので、開角αを変えるの
は加工作業中においては容易ではない。しかし、加工作
業においては、加工面積の大小によりビーム径りやビー
ム電流Ｉを可変にすることが加工能率向上の点から要求
される。
）内にあり、かつ高電位であるので、開角αを変えるの
は加工作業中においては容易ではない。しかし、加工作
業においては、加工面積の大小によりビーム径りやビー
ム電流Ｉを可変にすることが加工能率向上の点から要求
される。
上記従来技術はこの点について配慮がされておらず、加
工能率向上において問題があった。本発明の目的は、加
工作業中ｆこおいてもレンズ強度を変えることによりビ
ーム径りやビーム電流Ｉを真空外から容易に調節可能と
し、加工能率を向上させることを目的としたものである
。
工能率向上において問題があった。本発明の目的は、加
工作業中ｆこおいてもレンズ強度を変えることによりビ
ーム径りやビーム電流Ｉを真空外から容易に調節可能と
し、加工能率を向上させることを目的としたものである
。
上記目的は、レンズ強度可変の静電集束レンズのレンズ
制御部に複数個の所定のレンズ強度のメモリ機能を持た
せ、冥加工作業中に所望のレンズ強度のものを選択する
ことにより達成される。
制御部に複数個の所定のレンズ強度のメモリ機能を持た
せ、冥加工作業中に所望のレンズ強度のものを選択する
ことにより達成される。
したがって本発明はレンズ強度を変えることＪこより、
ビーム開角αを変え、ビーム電流Ｉやビーム径りを変え
る装置であり、そのレンズ制御部を真空チャンバ外に置
くことにより、ビーム径やビーム電流を真空外から容易
に可変することができる。
ビーム開角αを変え、ビーム電流Ｉやビーム径りを変え
る装置であり、そのレンズ制御部を真空チャンバ外に置
くことにより、ビーム径やビーム電流を真空外から容易
に可変することができる。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
〔実施例１〕
第１図は本発明の一実施例を示すものである。
イオン源２０１から放出されたイオンは集束レンズ２０
２および対物レンズ２０３により試料２０６上に集束さ
れる。開口２０４はビーム径を決めるものである。本実
施例では集束と対物レンズのレンズ強度の組み合せによ
り３つのモード、つ才りＡ、Ｂ、およびＣモードを設定
し、その時のそれぞれのレンズ電圧をレンズ制御部２０
８にメモリした。モードＡは、集束および対物レンズ間
でビームがほぼ平行である場合、Ｂは集束レンズのみで
ビームを試料２０６上に集束する場合、Ｃはビームが集
束および対物レンズ間の特定の位置に集束点を持つ場合
である。
２および対物レンズ２０３により試料２０６上に集束さ
れる。開口２０４はビーム径を決めるものである。本実
施例では集束と対物レンズのレンズ強度の組み合せによ
り３つのモード、つ才りＡ、Ｂ、およびＣモードを設定
し、その時のそれぞれのレンズ電圧をレンズ制御部２０
８にメモリした。モードＡは、集束および対物レンズ間
でビームがほぼ平行である場合、Ｂは集束レンズのみで
ビームを試料２０６上に集束する場合、Ｃはビームが集
束および対物レンズ間の特定の位置に集束点を持つ場合
である。
試料２０６上を照射する集束ビーム、Ａ、ＢおよびＣは
いずれもそのビーム径を開口２０４が決めているが、イ
オン源２０１側での実効ビーム開角（２α）は第１図か
られかるようにそれぞれ２α□、２α８、および２α０
と異なっている。試料上でのビーム電流Ｉは式（２）で
与えられるから、本実施例では３８１類のビーム電流が
得られる。ビーム径は、レンズ電圧、イオン引出し電圧
、イオン加速電圧、およびイオン源の実効的大きさの関
数として決まる。
いずれもそのビーム径を開口２０４が決めているが、イ
オン源２０１側での実効ビーム開角（２α）は第１図か
られかるようにそれぞれ２α□、２α８、および２α０
と異なっている。試料上でのビーム電流Ｉは式（２）で
与えられるから、本実施例では３８１類のビーム電流が
得られる。ビーム径は、レンズ電圧、イオン引出し電圧
、イオン加速電圧、およびイオン源の実効的大きさの関
数として決まる。
集束イオンビーム径が数ミクロン以下の領域では、イオ
ン光学系の軸ずれやレンズの光軸に対する非対称性が無
視できず、これらを補正するためのビーム・アライナ−
および非点補正器（いｆｉも図示されておらず）を用い
ている。ビーム・アライナ−および非点補正器に印加す
る電圧はビーム・アライナ−および非点補正器制御部（
図示されておらず）から印加されるが、この制御部にも
集束ビーム・モードＡ％Ｂ、およびＣに対応した最適電
圧のメモリ機能があり、ビーム・モード選択により、自
動的ζここれらの補正が行なわれる。
ン光学系の軸ずれやレンズの光軸に対する非対称性が無
視できず、これらを補正するためのビーム・アライナ−
および非点補正器（いｆｉも図示されておらず）を用い
ている。ビーム・アライナ−および非点補正器に印加す
る電圧はビーム・アライナ−および非点補正器制御部（
図示されておらず）から印加されるが、この制御部にも
集束ビーム・モードＡ％Ｂ、およびＣに対応した最適電
圧のメモリ機能があり、ビーム・モード選択により、自
動的ζここれらの補正が行なわれる。
ディフレクタ２０５に印加する電圧を与えるデイフレク
タ制御部（図示されておらず）にも、集束ビーム、Ａ、
Ｂ、およびＣの試料２０６上での照射位置ずれを補正す
る補正量のメモリ機能があり、ビーム・モード選択によ
り自動的に位置ずれ補正が行なわれる。
タ制御部（図示されておらず）にも、集束ビーム、Ａ、
Ｂ、およびＣの試料２０６上での照射位置ずれを補正す
る補正量のメモリ機能があり、ビーム・モード選択によ
り自動的に位置ずれ補正が行なわれる。
本実施例におけるガリウム・液体金属イオン源からのビ
ーム・モード、Ａ、Ｂ、およびＣにおけるビーム径およ
びビーム電流は、それぞれ、〔０，２ｔｔｒｎ、０．４
ｎＡ ）、（０，５μｍ、１ｎＡ）、および〔２μｍ
、８ｎＡ）であった。
ーム・モード、Ａ、Ｂ、およびＣにおけるビーム径およ
びビーム電流は、それぞれ、〔０，２ｔｔｒｎ、０．４
ｎＡ ）、（０，５μｍ、１ｎＡ）、および〔２μｍ
、８ｎＡ）であった。
加工作業時に、このビーム・モード、Ａ、Ｂ。
およびＣの内、いずれかを加工仕様に応じて順次、電気
的にレンズ強度を切り変えて選択することにより、ビー
ム電流やビーム径を容易に変えることができ、加工能率
を向上させることができた。
的にレンズ強度を切り変えて選択することにより、ビー
ム電流やビーム径を容易に変えることができ、加工能率
を向上させることができた。
〔実施例２〕
第２図は本発明の一実施例を示すものである０本発明は
静電レンズが丸い開口をもつ４つの電極からなる一段の
レンズ２０９であり、それぞれの電極に印加する電圧を
制御することにより、レンズ強度を変えて、イオン源２
０１からの放出イオンを試料２０６上に集束することが
できる。本実施例では、第３図に示したように、２つの
ビーム・モード、ＡおよびＢがあり、それぞれに対応し
たレンズ印加電圧をレンズ制御部２０８でメモリしであ
る。実施例１と同様、非点補正器（図示されておらず）
やディフレクタ２０５への印加電圧を与えるそれぞれの
制御部（図示されておらず）にも同様なメモリ機能があ
り、ビーム形状の非対称性やビーム照射位置すれか、そ
れぞれのビーム・モードで補正されている。本実施例で
は、ガリウム液体金属イオン源から得られたモード、Ａ
およびＢの集束ビームのビーム径およびビーム電流はそ
れぞれ（０，２μｒｎ、０．３ ｎＡ） 、および〔０
，４μｍ、 ｌ ｎＡ）であった。加工作業時に、この
ビーム・モード、ＡｇよびＢの内、いずれかを加工仕様
に応じて順次、切り変えて選択することにより、ビーム
電流やビーム径を電気的に真空外から変えることができ
、加工能率を向上させることができた。
静電レンズが丸い開口をもつ４つの電極からなる一段の
レンズ２０９であり、それぞれの電極に印加する電圧を
制御することにより、レンズ強度を変えて、イオン源２
０１からの放出イオンを試料２０６上に集束することが
できる。本実施例では、第３図に示したように、２つの
ビーム・モード、ＡおよびＢがあり、それぞれに対応し
たレンズ印加電圧をレンズ制御部２０８でメモリしであ
る。実施例１と同様、非点補正器（図示されておらず）
やディフレクタ２０５への印加電圧を与えるそれぞれの
制御部（図示されておらず）にも同様なメモリ機能があ
り、ビーム形状の非対称性やビーム照射位置すれか、そ
れぞれのビーム・モードで補正されている。本実施例で
は、ガリウム液体金属イオン源から得られたモード、Ａ
およびＢの集束ビームのビーム径およびビーム電流はそ
れぞれ（０，２μｒｎ、０．３ ｎＡ） 、および〔０
，４μｍ、 ｌ ｎＡ）であった。加工作業時に、この
ビーム・モード、ＡｇよびＢの内、いずれかを加工仕様
に応じて順次、切り変えて選択することにより、ビーム
電流やビーム径を電気的に真空外から変えることができ
、加工能率を向上させることができた。
〔実施例３〕
第３図は本発明の一実施例を示すものである。
本イオン光学系の静電レンズは３段、２１０〜２１２、
で、溝底されている。ここでのビームモード、Ａおよび
Ｂは、それぞれ２つのレンズ、つまり、２１０と２１２
、および２１０と２１１を作用させて集束ビームを作る
ものである。レンズ間のビームは、はぼ平行ビームにな
るようにレンズ２１０を作用させてあり、ビーム・モー
ド、ＡとＢ、の切り変えは、単純（こ、レンズ２１２と
２１１のいずれかを動作させることに対応している。こ
切 のため、レンズ制御部２０８でのモード・折り変えの制
御が簡単にできる。
で、溝底されている。ここでのビームモード、Ａおよび
Ｂは、それぞれ２つのレンズ、つまり、２１０と２１２
、および２１０と２１１を作用させて集束ビームを作る
ものである。レンズ間のビームは、はぼ平行ビームにな
るようにレンズ２１０を作用させてあり、ビーム・モー
ド、ＡとＢ、の切り変えは、単純（こ、レンズ２１２と
２１１のいずれかを動作させることに対応している。こ
切 のため、レンズ制御部２０８でのモード・折り変えの制
御が簡単にできる。
本実施例では、レンズを動作させないことは、レンズ強
度がＯである特殊な場合と考えることができる。
度がＯである特殊な場合と考えることができる。
本実施例においても、実施例１と同様、ビームアライナ
−１非点補正器、およびディフレクタ−２０５の印加電
圧を与えるそれぞれの制？＠部（図示されておらず）１
こもビーム・モード切り換えに対するビーム形状やビー
ム照射位置ずれの補正用のメモリ機能が設けられている
。
−１非点補正器、およびディフレクタ−２０５の印加電
圧を与えるそれぞれの制？＠部（図示されておらず）１
こもビーム・モード切り換えに対するビーム形状やビー
ム照射位置ずれの補正用のメモリ機能が設けられている
。
本実施例で得られたモード、ＡおよびＢの集束ビームの
ビーム径およびビーム電流は、それぞれ、（０，２μｍ
、 ０．４ ｎＡ）、および（０，６μｍ、３ ｎＡ）
である。
ビーム径およびビーム電流は、それぞれ、（０，２μｍ
、 ０．４ ｎＡ）、および（０，６μｍ、３ ｎＡ）
である。
加工作業時に、このビーム・モード、ＡおよびＢの内、
いずれかを加工仕様に応じて順次、電気的にレンズ強度
を切り変えて選択することにより、ビーム径やビーム電
流を真空外から容易に変えることができ、加工能率を向
上させることができた。
いずれかを加工仕様に応じて順次、電気的にレンズ強度
を切り変えて選択することにより、ビーム径やビーム電
流を真空外から容易に変えることができ、加工能率を向
上させることができた。
本実施例１〜３において開口２０４は対物レンズ２０３
の直後に置いであるが、直前においても同様な効果が得
られる。この場合、レンズ強度とビーム径およびビーム
電流間の関係が簡単となり、ビーム制御の実用上、好都
合になっている。一方、ビーム径決定用の開口が複数で
ある場合は、レンズ強度とビーム径やビーム電流との関
係が複雑になり、ビーム制御の単純さの点で前者のもの
より劣る。
の直後に置いであるが、直前においても同様な効果が得
られる。この場合、レンズ強度とビーム径およびビーム
電流間の関係が簡単となり、ビーム制御の実用上、好都
合になっている。一方、ビーム径決定用の開口が複数で
ある場合は、レンズ強度とビーム径やビーム電流との関
係が複雑になり、ビーム制御の単純さの点で前者のもの
より劣る。
又、本発明は、集束イオンビームを用いた加工ばかりで
なく、集束イオンビームを用いたレジスト露光、マスク
レス・イオン打込みなどにも応用できる。
なく、集束イオンビームを用いたレジスト露光、マスク
レス・イオン打込みなどにも応用できる。
本発明によれば、集束イオンビームにおいて複数個のビ
ーム径とビーム電流との組み合せの内、いずれかを真空
外から電気的に容易に選択できるので、ビーム加工の能
率向上に効果がある。
ーム径とビーム電流との組み合せの内、いずれかを真空
外から電気的に容易に選択できるので、ビーム加工の能
率向上に効果がある。
第１図、第２図及び第３図は本発明の一実施例を示す集
束イオンビーム加工装置の概略図であり、第４図は、従
来の集束イオンビーム加工装置の概略図である。 竿 １ 図 Ｌ １
束イオンビーム加工装置の概略図であり、第４図は、従
来の集束イオンビーム加工装置の概略図である。 竿 １ 図 Ｌ １
Claims (1)
- １、イオン源からの放出イオンを静電レンズにより集束
して集束イオンビームを形成し、該集束ビームを用いて
試料を加工する集束イオンビーム加工装置において、該
静電レンズのレンズ制御部に複数個の該集束イオンビー
ムのビーム径とビーム電流との組み合せに対応したレン
ズ強度のメモリ機能を持たせ、該組み合せの内、いずれ
かが、電気的に選択できるように構成したことを特徴と
した集束イオンビーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228134A JP2765829B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 集束イオンビーム加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228134A JP2765829B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 集束イオンビーム加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386235A true JPS6386235A (ja) | 1988-04-16 |
| JP2765829B2 JP2765829B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=16871748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61228134A Expired - Lifetime JP2765829B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 集束イオンビーム加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765829B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10106474A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Seiko Instr Inc | イオンビームによる加工装置 |
| JP2006313704A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Jeol Ltd | 集束イオンビーム装置 |
| JP2012178347A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Fei Co | 荷電粒子ビーム・システムにおいて大電流モードと小電流モードとを高速に切り替える方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3597761B2 (ja) | 2000-07-18 | 2004-12-08 | 株式会社日立製作所 | イオンビーム装置及び試料加工方法 |
| US7084399B2 (en) | 2000-07-18 | 2006-08-01 | Hitachi, Ltd. | Ion beam apparatus and sample processing method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918555A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-30 | Erionikusu:Kk | 荷電粒子線取扱方法および装置 |
| JPS6095845A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Toshiba Corp | 荷電粒子線装置 |
| JPS60243960A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Hitachi Ltd | イオンマイクロビ−ム装置 |
| JPS6266551A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-26 | Jeol Ltd | 集束イオンビ−ム装置 |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61228134A patent/JP2765829B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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| US10176969B2 (en) | 2011-02-25 | 2019-01-08 | Fei Company | Method for rapid switching between a high current mode and a low current mode in a charged particle beam system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2765829B2 (ja) | 1998-06-18 |
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