JP2002150960A - イオンビーム発生装置 - Google Patents
イオンビーム発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で酸素イオンビームなどのガスフ
ェーズのイオンビームが得られ、たとえばスパッタリン
グにより成膜された表面または固体表面の原子と化学反
応させて直接描画可能なイオンビーム発生装置を提供す
る。 【解決手段】 真空チャンバー７の真空隔壁の一部とし
て、固体電解質層４が設けられ、その固体電解質層４と
対向して被加工物載置台１５が真空チャンバー７内に設
けられている。そして、固体電解質層４の被加工物載置
台１５側に集束電極５と、加速電極６とが設けられてお
り、固体電解質層４の真空隔壁外にイオン源となる気体
が供給され、その気体を構成する元素のイオンが固体電
解質層４を移動して被加工物載置台１５側にイオンビー
ムを照射する構造になっている。
ェーズのイオンビームが得られ、たとえばスパッタリン
グにより成膜された表面または固体表面の原子と化学反
応させて直接描画可能なイオンビーム発生装置を提供す
る。 【解決手段】 真空チャンバー７の真空隔壁の一部とし
て、固体電解質層４が設けられ、その固体電解質層４と
対向して被加工物載置台１５が真空チャンバー７内に設
けられている。そして、固体電解質層４の被加工物載置
台１５側に集束電極５と、加速電極６とが設けられてお
り、固体電解質層４の真空隔壁外にイオン源となる気体
が供給され、その気体を構成する元素のイオンが固体電
解質層４を移動して被加工物載置台１５側にイオンビー
ムを照射する構造になっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素イオンビーム
のように、固体電解質層を移動し得るイオンの元素を含
む気体からイオンビームを形成し、そのイオンビームを
被加工物に照射し得るイオンビーム発生装置に関する。
のように、固体電解質層を移動し得るイオンの元素を含
む気体からイオンビームを形成し、そのイオンビームを
被加工物に照射し得るイオンビーム発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の、たとえば半導体ウェハなどの被
加工物の表面にイオンビームを照射してエッチングや描
画を施すため、気体を用いたガスフェーズのイオンを得
るには、放電容器内に、たとえばマイクロ波と水素など
の気体を導入してプラズマを発生させ、内部で発生した
イオンを放電容器の一端部側に設けられた複数の引出電
極により引き出すことにより得ている。
加工物の表面にイオンビームを照射してエッチングや描
画を施すため、気体を用いたガスフェーズのイオンを得
るには、放電容器内に、たとえばマイクロ波と水素など
の気体を導入してプラズマを発生させ、内部で発生した
イオンを放電容器の一端部側に設けられた複数の引出電
極により引き出すことにより得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、プラズ
マを利用したイオンビーム発生装置は、プラズマを生成
するための装置が非常に大掛かりになり、高価であると
共に、被加工物表面の全面に照射するようなイオンビー
ムは得られても、描画し得るような細いイオンビームを
得ることはできないという問題がある。すなわち、細い
ビームを得ようとするなら、プラズマ中から所望のイオ
ンを引き出す必要があり、その引き出す装置の実用化が
困難であると共に、ビームのエネルギー幅が広く、質量
スペクトルが広くなってしまう。そのため、イオンエッ
チングやプラズマエッチングで微細加工を行うには、イ
オンエッチレジストを用いて行わなければならないが、
コストの高いマスクを用いた露光工程という複雑な工程
が必要であり、さらに、高アスペクト比の加工は困難で
あるという問題がある。
マを利用したイオンビーム発生装置は、プラズマを生成
するための装置が非常に大掛かりになり、高価であると
共に、被加工物表面の全面に照射するようなイオンビー
ムは得られても、描画し得るような細いイオンビームを
得ることはできないという問題がある。すなわち、細い
ビームを得ようとするなら、プラズマ中から所望のイオ
ンを引き出す必要があり、その引き出す装置の実用化が
困難であると共に、ビームのエネルギー幅が広く、質量
スペクトルが広くなってしまう。そのため、イオンエッ
チングやプラズマエッチングで微細加工を行うには、イ
オンエッチレジストを用いて行わなければならないが、
コストの高いマスクを用いた露光工程という複雑な工程
が必要であり、さらに、高アスペクト比の加工は困難で
あるという問題がある。
【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、簡単な構成で酸素イオンビームなど
のガスフェーズのイオンビームが得られ、たとえばスパ
ッタリングにより成膜された表面または固体表面の原子
と化学反応させて直接描画可能なイオンビーム発生装置
を提供することを目的とする。
になされたもので、簡単な構成で酸素イオンビームなど
のガスフェーズのイオンビームが得られ、たとえばスパ
ッタリングにより成膜された表面または固体表面の原子
と化学反応させて直接描画可能なイオンビーム発生装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるイオンビー
ム発生装置は、真空チャンバーと、該真空チャンバーの
真空隔壁の一部として設けられる固体電解質層と、該固
体電解質層と対向して前記真空チャンバー内に設けられ
る被加工物載置台と、前記固体電解質層の前記被加工物
載置台側に設けられる集束電極と、該集束電極よりさら
に前記被加工物載置台側に設けられる加速電極とからな
り、前記固体電解質層の真空壁外にイオン源となる気体
が供給され、該気体を構成する元素のイオンが前記固体
電解質層を移動して前記被加工物載置台側にイオンビー
ムを照射する構造になっている。
ム発生装置は、真空チャンバーと、該真空チャンバーの
真空隔壁の一部として設けられる固体電解質層と、該固
体電解質層と対向して前記真空チャンバー内に設けられ
る被加工物載置台と、前記固体電解質層の前記被加工物
載置台側に設けられる集束電極と、該集束電極よりさら
に前記被加工物載置台側に設けられる加速電極とからな
り、前記固体電解質層の真空壁外にイオン源となる気体
が供給され、該気体を構成する元素のイオンが前記固体
電解質層を移動して前記被加工物載置台側にイオンビー
ムを照射する構造になっている。
【０００６】この構造にすることにより、固体電解質層
は、気体のイオンのみを透過させるため、所望の気体を
供給することにより、所望のイオンを透過し、真空チャ
ンバー内側の端部に到達し、イオンまたは気体になって
正電圧が印加される加速電極により引き出されてイオン
ビームが得られる。
は、気体のイオンのみを透過させるため、所望の気体を
供給することにより、所望のイオンを透過し、真空チャ
ンバー内側の端部に到達し、イオンまたは気体になって
正電圧が印加される加速電極により引き出されてイオン
ビームが得られる。
【０００７】前記供給される気体の圧力または温度を制
御する手段が設けられ、前記固体電解質層中を移動する
イオン量を制御し得る構成にすることにより、所望の量
のイオンビームを得ることができる。
御する手段が設けられ、前記固体電解質層中を移動する
イオン量を制御し得る構成にすることにより、所望の量
のイオンビームを得ることができる。
【０００８】前記固体電解質層の前記真空隔壁外および
前記被加工物載置台側にそれぞれ第１および第２の多孔
質電極が設けられ、該第１および第２の多孔質電極間に
電圧可変の電圧印加手段が設けられ、該電圧印加手段を
制御することにより前記固体電解質層中を移動するイオ
ン量を制御し得る構成にしても、所望量のイオンビーム
を得ることができる。
前記被加工物載置台側にそれぞれ第１および第２の多孔
質電極が設けられ、該第１および第２の多孔質電極間に
電圧可変の電圧印加手段が設けられ、該電圧印加手段を
制御することにより前記固体電解質層中を移動するイオ
ン量を制御し得る構成にしても、所望量のイオンビーム
を得ることができる。
【０００９】前記固体電解質層が、ジルコニアまたは安
定化ジルコニアであれば、とくに酸素イオンを透過しや
すく、酸素イオンビームが得られ、酸素イオンビームで
あれば、被加工物への照射により該被加工物が酸化さ
れ、該酸化されることにより生成される酸化物が昇華ま
たはガスフェーズで除去され得るイオンビーム発生装置
を形成できる。
定化ジルコニアであれば、とくに酸素イオンを透過しや
すく、酸素イオンビームが得られ、酸素イオンビームで
あれば、被加工物への照射により該被加工物が酸化さ
れ、該酸化されることにより生成される酸化物が昇華ま
たはガスフェーズで除去され得るイオンビーム発生装置
を形成できる。
【００１０】前記加速電極と前記被加工物載置台との間
に、イオンビームを収束する収束コイルが設けられれ
ば、イオンビームを収束して細いイオンビームを得やす
く、また、前記加速電極と前記被加工物載置台との間
に、イオンビームを偏向させる偏向電極が設けられるこ
とにより、細いイオンビームを自由に制御することがで
き、所望の描画をすることができるため好ましい。
に、イオンビームを収束する収束コイルが設けられれ
ば、イオンビームを収束して細いイオンビームを得やす
く、また、前記加速電極と前記被加工物載置台との間
に、イオンビームを偏向させる偏向電極が設けられるこ
とにより、細いイオンビームを自由に制御することがで
き、所望の描画をすることができるため好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明のイオンビーム発生装置について説明をする。本発明
によるイオンビーム発生装置は、図１にその一実施形態
の断面説明図が示されるように、真空チャンバー７の真
空隔壁の一部として、固体電解質層４が設けられ、その
固体電解質層４と対向して被加工物載置台１５が真空チ
ャンバー７内に設けられている。そして、固体電解質層
４の被加工物載置台１５側に集束電極５と、加速電極６
とが設けられており、固体電解質層４の真空隔壁外にイ
オン源となる気体が供給され（図１に示される例では、
酸素イオンを得るための大気に晒されている）、その気
体を構成する元素のイオンが固体電解質層４を移動して
被加工物載置台１５側にイオンビームを照射する構造に
なっている。
明のイオンビーム発生装置について説明をする。本発明
によるイオンビーム発生装置は、図１にその一実施形態
の断面説明図が示されるように、真空チャンバー７の真
空隔壁の一部として、固体電解質層４が設けられ、その
固体電解質層４と対向して被加工物載置台１５が真空チ
ャンバー７内に設けられている。そして、固体電解質層
４の被加工物載置台１５側に集束電極５と、加速電極６
とが設けられており、固体電解質層４の真空隔壁外にイ
オン源となる気体が供給され（図１に示される例では、
酸素イオンを得るための大気に晒されている）、その気
体を構成する元素のイオンが固体電解質層４を移動して
被加工物載置台１５側にイオンビームを照射する構造に
なっている。
【００１２】真空チャンバー７は、たとえばステンレス
のような金属などからなり、排気口１７を有し、図示し
ない拡散ポンプやロータリーポンプなどからなる排気系
に接続され、内部を１×１０-5Ｐａより低い圧力の真空
度が得られるように形成されている。また、イオンビー
ムによる加工を施す半導体ウェハなどの被加工物１４を
被加工物載置台１５上にセッティングできるように図示
しない被加工物の出入口も設けられている。この被加工
物載置台１５の下側には、被加工物１４を加熱するため
のヒータ１６が設けられている。
のような金属などからなり、排気口１７を有し、図示し
ない拡散ポンプやロータリーポンプなどからなる排気系
に接続され、内部を１×１０-5Ｐａより低い圧力の真空
度が得られるように形成されている。また、イオンビー
ムによる加工を施す半導体ウェハなどの被加工物１４を
被加工物載置台１５上にセッティングできるように図示
しない被加工物の出入口も設けられている。この被加工
物載置台１５の下側には、被加工物１４を加熱するため
のヒータ１６が設けられている。
【００１３】固体電解質層４は、電荷がイオンによって
運ばれる導電性の固体で、たとえばジルコニアや安定化
ジルコニアなどが用いられる。安定化ジルコニアは、ジ
ルコニア（ＺｒＯ2）にＺｒと陽イオン半径の近い酸化
物であるＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｇｄ
2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3などを固溶させたもので、固溶させる際
にＺｒ4+イオンはこれより原子価の低いイオンで置換さ
れるので、電気的中性を保つために酸素イオンの欠陥が
導入され、この欠陥を介して酸素イオンが伝導する。こ
のように、固体電解質層は、その材料に応じて、所定の
イオンを移動させる性質を有している。この固体電解質
層４は、たとえば多孔質アルミナの孔部に安定化ジルコ
ニアをゾルゲル法により充填することにより形成され
る。
運ばれる導電性の固体で、たとえばジルコニアや安定化
ジルコニアなどが用いられる。安定化ジルコニアは、ジ
ルコニア（ＺｒＯ2）にＺｒと陽イオン半径の近い酸化
物であるＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｇｄ
2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3などを固溶させたもので、固溶させる際
にＺｒ4+イオンはこれより原子価の低いイオンで置換さ
れるので、電気的中性を保つために酸素イオンの欠陥が
導入され、この欠陥を介して酸素イオンが伝導する。こ
のように、固体電解質層は、その材料に応じて、所定の
イオンを移動させる性質を有している。この固体電解質
層４は、たとえば多孔質アルミナの孔部に安定化ジルコ
ニアをゾルゲル法により充填することにより形成され
る。
【００１４】この固体電解質層４の両側には、第１およ
び第２の多孔質電極３ａ、３ｂが設けられている。多孔
質電極３ａ、３ｂは、たとえば固体電解質層４の表面に
マトリクス状のマスクを形成し、白金金属をスパッタ法
により成膜することにより、網目状に形成することがで
きる。この電極３ａ、３ｂは、電解質層４に電界を印加
して、たとえば酸素イオンを一方の電極３ａから他方の
電極３ｂに移動させるためのものである。そのため、こ
の両電極３ａ、３ｂ間に０〜１００Ｖ程度の電圧を印加
し得る電源８が接続されている。この電源８により、両
電極３ａ、３ｂ間に印加する電圧を制御することによ
り、移動するイオン量をコントロールすることができ
る。
び第２の多孔質電極３ａ、３ｂが設けられている。多孔
質電極３ａ、３ｂは、たとえば固体電解質層４の表面に
マトリクス状のマスクを形成し、白金金属をスパッタ法
により成膜することにより、網目状に形成することがで
きる。この電極３ａ、３ｂは、電解質層４に電界を印加
して、たとえば酸素イオンを一方の電極３ａから他方の
電極３ｂに移動させるためのものである。そのため、こ
の両電極３ａ、３ｂ間に０〜１００Ｖ程度の電圧を印加
し得る電源８が接続されている。この電源８により、両
電極３ａ、３ｂ間に印加する電圧を制御することによ
り、移動するイオン量をコントロールすることができ
る。
【００１５】固体電解質層４の真空側に設けられる第２
の電極３ｂに対向して、リング状の集束電極５が第２の
電極３ｂと同電位で設けられ、第２の電極３ｂから引き
出されるイオンビームを収束させる。集束電極５から、
たとえば１０ｍｍ程度の間隔をおいて、加速電極６が設
けられ、第２の電極３ｂとの間に０〜５ｋＶ程度の電圧
を印加し得るように電圧可変の電源（電圧印加手段）９
が接続され、イオンビームを引き出して加速する構成に
なっている。この電圧印加手段９は、被加工物に応じて
イオンビームの強さを変える必要があり、前述の範囲で
変えられるように可変可能になっている。
の電極３ｂに対向して、リング状の集束電極５が第２の
電極３ｂと同電位で設けられ、第２の電極３ｂから引き
出されるイオンビームを収束させる。集束電極５から、
たとえば１０ｍｍ程度の間隔をおいて、加速電極６が設
けられ、第２の電極３ｂとの間に０〜５ｋＶ程度の電圧
を印加し得るように電圧可変の電源（電圧印加手段）９
が接続され、イオンビームを引き出して加速する構成に
なっている。この電圧印加手段９は、被加工物に応じて
イオンビームの強さを変える必要があり、前述の範囲で
変えられるように可変可能になっている。
【００１６】加速電極６と被加工物載置台１５との間に
は、集束電極５により絞られたイオンビームが再度広が
るのを防止し、また、磁界によりビーム径を収束させる
収束コイル１０、およびイオンビームを被加工物上で任
意に走査できるようにする偏向電極１２が設けられてい
る。ここで、偏向電極１２は、たとえば垂直面で４分割
された形状で設けられ、各分割された電極に電圧が印可
できるようになっている。そして、収束コイル１０およ
び偏向電極１２にはそれぞれ制御電源１１、１３が接続
されている。
は、集束電極５により絞られたイオンビームが再度広が
るのを防止し、また、磁界によりビーム径を収束させる
収束コイル１０、およびイオンビームを被加工物上で任
意に走査できるようにする偏向電極１２が設けられてい
る。ここで、偏向電極１２は、たとえば垂直面で４分割
された形状で設けられ、各分割された電極に電圧が印可
できるようになっている。そして、収束コイル１０およ
び偏向電極１２にはそれぞれ制御電源１１、１３が接続
されている。
【００１７】固体電解質層４の真空隔壁外（真空ではな
い側）には、固体電解質層４を加熱し、固体電解質層４
中を移動するイオンの温度を制御する加熱ヒータ１が設
けられると共に、イオンソースである気体の圧力を制御
できるようにカバー２が取り付けられている。図示しな
い気体導入用パイプからの気体の導入量により気体圧力
制御手段が形成されている。たとえば、大気中の酸素を
利用して酸素イオンビームを得る場合、固体電解質層４
の温度を２００〜３００℃程度に、大気の圧力は、１０
4〜１０5Ｐａ程度にして用いられる。この温度を高くす
るほど、また、圧力を高くするほど、イオンの移動が早
くなり、イオン量の多いイオンビームが得られる。
い側）には、固体電解質層４を加熱し、固体電解質層４
中を移動するイオンの温度を制御する加熱ヒータ１が設
けられると共に、イオンソースである気体の圧力を制御
できるようにカバー２が取り付けられている。図示しな
い気体導入用パイプからの気体の導入量により気体圧力
制御手段が形成されている。たとえば、大気中の酸素を
利用して酸素イオンビームを得る場合、固体電解質層４
の温度を２００〜３００℃程度に、大気の圧力は、１０
4〜１０5Ｐａ程度にして用いられる。この温度を高くす
るほど、また、圧力を高くするほど、イオンの移動が早
くなり、イオン量の多いイオンビームが得られる。
【００１８】このイオンビーム発生装置を動作させるに
は、被加工物載置台１５に被加工物１４を載置し、排気
系を動作し、真空チャンバー１内の真空度を、たとえば
１×１０-6Ｐａ以下の圧力にすると共に、ヒータ１６を
点火して、被加工物１４の温度を３００℃程度にする。
その後、固体電解質層４側の加熱ヒータ１を点灯し、安
定化ジルコニアからなる固体電解質層４の温度を昇温さ
せる。
は、被加工物載置台１５に被加工物１４を載置し、排気
系を動作し、真空チャンバー１内の真空度を、たとえば
１×１０-6Ｐａ以下の圧力にすると共に、ヒータ１６を
点火して、被加工物１４の温度を３００℃程度にする。
その後、固体電解質層４側の加熱ヒータ１を点灯し、安
定化ジルコニアからなる固体電解質層４の温度を昇温さ
せる。
【００１９】安定化ジルコニアは、２００〜３００℃程
度に加熱すると、結晶が単斜晶系から立方晶に変化し、
大気中の酸素だけを選択的に透過するようになる。酸素
は、固体電解質層４の両側にある第１および第２の多孔
質電極３ａ、３ｂで、それぞれ式（１）および（２）ま
たは（３）のような反応をし、式（１）により第１多孔
質電極３ａでイオン化した酸素イオンは固体電解質層４
のイオン欠陥中に入り込み、固体電解質層４中を移動す
る。そして、真空チャンバ７内の第２多孔質電極３ｂに
達した酸素イオンは、式（２）または（３）の反応を起
こし、第２の多孔質電極３ｂ表面にＯ-およびＯ2を生成
する。 第１多孔質電極（真空隔壁外） Ｏ2＋４ｅ-→２Ｏ2- （１） 第２多孔質電極（真空隔壁内） Ｏ2-→Ｏ-＋ｅ- （２） ２Ｏ2-→Ｏ2＋４ｅ- （３） この状態で、電源９により、加速電極６に４ｋＶ程度の
正電圧が印加されると、Ｏ-が移動拡散され、集束電極
５および加速電極６により酸素イオンビームが形成さ
れ、収束コイル１０および偏向電極１２側に導かれる。
度に加熱すると、結晶が単斜晶系から立方晶に変化し、
大気中の酸素だけを選択的に透過するようになる。酸素
は、固体電解質層４の両側にある第１および第２の多孔
質電極３ａ、３ｂで、それぞれ式（１）および（２）ま
たは（３）のような反応をし、式（１）により第１多孔
質電極３ａでイオン化した酸素イオンは固体電解質層４
のイオン欠陥中に入り込み、固体電解質層４中を移動す
る。そして、真空チャンバ７内の第２多孔質電極３ｂに
達した酸素イオンは、式（２）または（３）の反応を起
こし、第２の多孔質電極３ｂ表面にＯ-およびＯ2を生成
する。 第１多孔質電極（真空隔壁外） Ｏ2＋４ｅ-→２Ｏ2- （１） 第２多孔質電極（真空隔壁内） Ｏ2-→Ｏ-＋ｅ- （２） ２Ｏ2-→Ｏ2＋４ｅ- （３） この状態で、電源９により、加速電極６に４ｋＶ程度の
正電圧が印加されると、Ｏ-が移動拡散され、集束電極
５および加速電極６により酸素イオンビームが形成さ
れ、収束コイル１０および偏向電極１２側に導かれる。
【００２０】収束コイル１０は、イオンビームを被加工
物１４上に収束させ、この例では、ビーム系を０.３〜
１００μｍまで調整可能な能力をもっている。したがっ
て、被加工物に合せてビーム径を選択することが可能で
ある。この際、偏向電極１２により所望の方向に電界を
印加することにより、イオンビームが曲げられ、偏向電
極１２の電界を制御することにより、所望の形状にイオ
ンビームを被加工物載置台１５上の被加工物１４に照射
することができ、被加工物載置台１５を移動させること
を要せず、直接微細な描画をすることができる。
物１４上に収束させ、この例では、ビーム系を０.３〜
１００μｍまで調整可能な能力をもっている。したがっ
て、被加工物に合せてビーム径を選択することが可能で
ある。この際、偏向電極１２により所望の方向に電界を
印加することにより、イオンビームが曲げられ、偏向電
極１２の電界を制御することにより、所望の形状にイオ
ンビームを被加工物載置台１５上の被加工物１４に照射
することができ、被加工物載置台１５を移動させること
を要せず、直接微細な描画をすることができる。
【００２１】たとえば、被加工物がＷ、Ｍｏの場合は、
酸素イオンがこれらの金属に衝突し、酸化反応を起こ
し、蒸気圧の高い酸化タングステンまたは酸化モリブデ
ンを生じる。周囲が真空になっているため、酸化物は即
座に昇華し、取り除かれ、高エッチングレート、アスペ
クト比の高い加工が可能となる。被加工物載置台１５の
下側に設けられるヒータ１６により予備加熱をすれば、
エッチングレートを上げることが可能で、通常は被加工
物１４の温度が３００℃程度に設定される。
酸素イオンがこれらの金属に衝突し、酸化反応を起こ
し、蒸気圧の高い酸化タングステンまたは酸化モリブデ
ンを生じる。周囲が真空になっているため、酸化物は即
座に昇華し、取り除かれ、高エッチングレート、アスペ
クト比の高い加工が可能となる。被加工物載置台１５の
下側に設けられるヒータ１６により予備加熱をすれば、
エッチングレートを上げることが可能で、通常は被加工
物１４の温度が３００℃程度に設定される。
【００２２】被加工物が、たとえば炭素（Ｃ）、水素
（Ｈ）、酸素（Ｏ）、チッ素（Ｎ）の原子の組合せで構
成される有機物や無機物の場合は、炭素は一酸化炭素ま
たは二酸化炭素に、水素は水蒸気に、チッ素はＮＯxの
気体となって分解除去される。
（Ｈ）、酸素（Ｏ）、チッ素（Ｎ）の原子の組合せで構
成される有機物や無機物の場合は、炭素は一酸化炭素ま
たは二酸化炭素に、水素は水蒸気に、チッ素はＮＯxの
気体となって分解除去される。
【００２３】炭素、水素、チッ素よりなる導電性のレジ
ストを基板に塗布した後、酸素イオンビームにより、レ
ジストを部分的に除去した後、通常のエッチングを行う
ことも可能である。この方法を用いれば、レジストに求
められる特性が導電性と耐酸性に絞られ、耐プラズマ特
性のようなものに拘束されずにすむ。
ストを基板に塗布した後、酸素イオンビームにより、レ
ジストを部分的に除去した後、通常のエッチングを行う
ことも可能である。この方法を用いれば、レジストに求
められる特性が導電性と耐酸性に絞られ、耐プラズマ特
性のようなものに拘束されずにすむ。
【００２４】なお、上記の例では、加速電極１０は、イ
オンビームを加速すると共に、高圧によるイオンの引出
し電極を兼ねるものであるが、よく知られているＦＩＢ
（集束イオン線装置）に用いられるような引出し電極や
加速器を用いることも可能である。また、必要に応じて
アパーチャやコンデンサレンズを設け、イオンビームの
スポット径をさらに調節する構成としてもよい。
オンビームを加速すると共に、高圧によるイオンの引出
し電極を兼ねるものであるが、よく知られているＦＩＢ
（集束イオン線装置）に用いられるような引出し電極や
加速器を用いることも可能である。また、必要に応じて
アパーチャやコンデンサレンズを設け、イオンビームの
スポット径をさらに調節する構成としてもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、酸素ガ
スなどのプラズマ装置を真空チャンバー内に設置するこ
となく、高純度の酸素イオンソースが可能となり、マイ
クロメートルサイズの酸素イオンビーム形成を容易に実
現できる。これにより、直接描画による微細加工方法が
得られ、スパッタリングなどにより成膜された表面や固
体表面などの原子と化学反応させて直接描画することも
可能となる。
スなどのプラズマ装置を真空チャンバー内に設置するこ
となく、高純度の酸素イオンソースが可能となり、マイ
クロメートルサイズの酸素イオンビーム形成を容易に実
現できる。これにより、直接描画による微細加工方法が
得られ、スパッタリングなどにより成膜された表面や固
体表面などの原子と化学反応させて直接描画することも
可能となる。
【図１】本発明によるイオンビーム発生装置の一実施形
態の構成説明図である。
態の構成説明図である。
３ａ 第１の多孔質電極 ３ｂ 第２の多孔質電極 ４ 固体電解質層 ５ 集束電極 ６ 加速電極 １０ 収束コイル １２ 偏向電極 １５ 被加工物載置台
Claims (7)
- 【請求項１】 真空チャンバーと、該真空チャンバーの
真空隔壁の一部として設けられる固体電解質層と、該固
体電解質層と対向して前記真空チャンバー内に設けられ
る被加工物載置台と、前記固体電解質層の前記被加工物
載置台側に設けられる集束電極と、該集束電極よりさら
に前記被加工物載置台側に設けられる加速電極とからな
り、前記固体電解質層の真空隔壁外にイオン源となる気
体が供給され、該気体を構成する元素のイオンが前記固
体電解質層を移動して前記被加工物載置台側にイオンビ
ームを照射するイオンビーム発生装置。 - 【請求項２】 前記供給される気体の圧力または温度を
制御する手段が設けられ、前記固体電解質層中を移動す
るイオン量を制御し得る請求項１記載のイオンビーム発
生装置。 - 【請求項３】 前記固体電解質層の前記真空隔壁外およ
び前記被加工物載置台側にそれぞれ第１および第２の多
孔質電極が設けられ、該第１および第２の多孔質電極間
に電圧可変の電圧印加手段が設けられ、該電圧印加手段
を制御することにより前記固体電解質層中を移動するイ
オン量を制御し得る請求項１記載のイオンビーム発生装
置。 - 【請求項４】 前記固体電解質層が、ジルコニアまたは
安定化ジルコニアからなる請求項１乃至３のいずれか１
項記載のイオンビーム発生装置。 - 【請求項５】 前記イオンビームが酸素イオンビームか
らなり、該イオンビームの被加工物への照射により該被
加工物が酸化され、該酸化されることにより生成される
酸化物が昇華またはガスフェーズで除去され得る請求項
１乃至４のいずれか１項記載のイオンビーム発生装置。 - 【請求項６】 前記加速電極と前記被加工物載置台との
間に、イオンビームを収束する収束コイルが設けられて
なる請求項１乃至５のいずれか１項記載のイオンビーム
発生装置。 - 【請求項７】 前記加速電極と前記被加工物載置台との
間に、イオンビームを偏向させる偏向電極が設けられて
なる請求項１乃至６のいずれか１項記載のイオンビーム
発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346175A JP2002150960A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | イオンビーム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346175A JP2002150960A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | イオンビーム発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002150960A true JP2002150960A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=18820092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000346175A Pending JP2002150960A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | イオンビーム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002150960A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008153199A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 多目的用途用ガス電界イオン源 |
| CN109041402A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-18 | 宜昌后皇真空科技有限公司 | 一种产生多电荷态离子束的方法和用于该方法的装置 |
-
2000
- 2000-11-14 JP JP2000346175A patent/JP2002150960A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008153199A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 多目的用途用ガス電界イオン源 |
| CN109041402A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-18 | 宜昌后皇真空科技有限公司 | 一种产生多电荷态离子束的方法和用于该方法的装置 |
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