JP2013251258A5

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Info

Publication number: JP2013251258A5
Application number: JP2013108815A
Authority: JP
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2033-05-23

Claims

集束イオン・ビーム・カラムを備える集束イオン・ビーム・システムであって、
プラズマを収容するプラズマ室と、
プラズマをバイアスするための源電極と、
前記プラズマ室からイオンを引き出し、前記イオンを加工物に向かって加速する引出し電極と、
前記イオンを、前記加工物上に１マイクロメートル未満のスポットを有するビームに集束させる集束レンズと、
前記加工物を収容するための試料室であり、真空ポンプに接続された試料室と、
前記プラズマ室の一端に接続され、第１の真空ポンプに接続された第１の中間真空室と、
第２の真空ポンプに接続された第２の中間真空室と、
前記第１の中間真空室と前記第２の中間真空室を接続する第１の差動排気絞りと、
前記第２の中間真空室を、前記試料室または１または複数の追加の中間真空室に接続する第２の差動排気絞りと、
を備え、
動作時に、集束イオン・ビームが、前記試料室に至るまでに、前記第１の中間真空室から前記第２の中間真空室を通過する
集束イオン・ビーム・システム。
前記追加の中間真空室がそれぞれ、直前の前記中間真空室よりも低い圧力を有する、請求項１に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記追加の中間真空室がそれぞれ、直前の前記中間真空室の圧力の１／１０よりも低い圧力を有する、請求項１または２に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記第１の中間真空室は、前記プラズマ室内の圧力の１／５以下の圧力を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記第１の差動排気絞りの長さが、直径の少なくとも２倍である、請求項１から４のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記試料室の圧力が直前の前記中間真空室の圧力よりも高い、請求項１から５のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記第１、第２および１または複数の追加の中間真空室と前記試料室のそれぞれは所定の圧力を有しており、
前記第１、第２および１または複数の追加の中間真空室と前記試料室のそれぞれを通る所定の経路長があり、
前記所定の圧力と、前記第１、第２および１または複数の追加の中間真空室と前記試料室の前記所定の経路長との積和が、３×１０ ^-3 ミリバール・ｍｍ未満である、請求項１から６のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記所定の圧力と、前記第１、第２および１または複数の追加の中間真空室と前記試料室の前記所定の経路長との積和が、３×１０ ^-5 ミリバール・ｍｍ未満である、請求項７に記載の集束イオン・ビーム・システム。
高エネルギー中性粒子が生成される確率は１％未満である、請求項１から８のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
高エネルギー中性粒子が生成される確率は０．０１％未満である、請求項１から９のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記プラズマ室から放出されるイオンのエネルギー幅を１０ｅＶ未満に低減する手段をさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
前記第１の差動排気絞りおよび前記第２の差動排気絞りが、必要なイオン電流を通す十分な大きさであり、かつ、前記差動排気絞りによって接続された前記室間の圧力差を維持する十分な小ささである直径を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の集束イオン・ビーム・システム。
プラズマ・イオン源を使用した集束イオン・ビーム処理を、加工物に衝突する高エネルギー中性粒子の数を低減させることによって改良する方法であって、
プラズマを生成するために、第１の圧力に維持されているプラズマ室内のガスにエネルギーを供給することと、
前記プラズマ室からイオンを引き出して第１の中間真空室に入れることであって、前記第１の中間真空室が、前記第１の圧力より低い第２の圧力に維持されていることと、
集束イオン・ビーム・カラム内で前記イオンをイオン・ビームに形成することであって、前記集束イオン・ビーム・カラムが前記第１の中間真空室、第２の中間真空室、第１の差動排気絞り、および第２の差動排気絞りを備えることと、
前記イオン・ビームを、前記第１の中間真空室から前記第１の差動排気絞りを通して前記第２の中間真空室に入れることであって、前記第２の中間真空室が、前記第２の圧力より低い第３の圧力に維持されていることと、
前記イオン・ビームを、前記第２の差動排気絞りを通して試料室に入れること、および、前記イオン・ビームを、前記集束イオン・ビーム・カラム内に配置された集束レンズを使用して、前記試料室内の前記加工物上の１マイクロメートル未満のスポットに集束させることと、
前記加工物を前記集束イオン・ビームで処理すること、
を含む方法。
前記第１および第２の中間真空室と前記試料室のそれぞれの圧力と経路長の積和が、３×１０ ^-3 ミリバール・ｍｍ未満である、請求項１３に記載の方法。
前記第１および第２の中間真空室と前記試料室のそれぞれの圧力と経路長の積和が、３×１０ ^-5 ミリバール・ｍｍ未満である、請求項１４に記載の方法。
前記第１の中間真空室から前記加工物までに前記高エネルギー中性粒子が生成される確率は１％未満である、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の中間真空室から前記加工物までに前記高エネルギー中性粒子が生成される確率は０．０１％未満である、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の中間真空室が１０ ^-5 ミリバールから１０ ^-6 ミリバールの間の圧力に維持され、前記第２の中間真空室が５×１０ ^-7 ミリバールから１０ ^-7 ミリバールの間の圧力に維持される、請求項１３から１７のいずれか一項に記載の方法。
前記プラズマ室からイオンを引き出して前記第１の中間真空室に入れることが、１０ｅＶ未満のエネルギー幅を有するイオンを引き出すことを含む、請求項１３から１８のいずれか一項に記載の方法。