JP5371142B2 - マルチソース型のプラズマ集束イオン・ビーム・システム - Google Patents
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Description
できず、このことは、異なるプロセスには異なるイオン種が好ましいことがあるため、不利である。イオン種を変更するには、真空チャンバからイオン源を除去し、異なるイオン源と交換しなければならず、これには時間を要する準備手順を経なければならない。また、非常に狭いビームを発生させるには、LMISからのビームの電流を比較的低く保たねばならず、これはエッチング速度が遅くなり、処理時間が長くなることを意味する。
Claims (29)
- 荷電粒子ビーム処理の方法であって、
第1のガス供給源と、第2のガス供給源と、を有するイオン・ビーム・システムを提供することであって、前記第1および第2のガス供給源が第1のタイプのイオンまたは第2のタイプのイオンを発生するイオン源のプラズマ・チャンバにそれぞれ選択的に接続されており、前記プラズマ・チャンバから抽出されたイオンのビームを形成する集束化光学素子を備える前記イオン・ビーム・システムを提供することと、
前記第1のガス供給源からのガスを前記プラズマ・チャンバに選択的に導入することと、
前記プラズマ・チャンバから抽出された前記第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することと、
前記第2のガス供給源からのガスを前記プラズマ・チャンバに選択的に導入することと、
前記プラズマ・チャンバから抽出された前記第2のタイプのイオンのビームを用いて前記加工物を処理することと
を含み、前記第1のタイプのイオンと前記第2のタイプのイオンのそれぞれは、異なる処理に用いられるとともに、
前記加工物を前記真空チャンバから取り出さず、前記真空チャンバを、前記第1のタイプのイオンのビームを用いて前記加工物を処理することと前記第2のタイプのイオンのビームを用いて前記加工物を処理することとの間で大気に曝露させない方法。 - 前記イオン源が、イオン種を受け取り前記プラズマ・チャンバからイオン・ビームを抽出するためのRF励起型インピーダンス整合プラズマ・チャンバを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記インピーダンス整合プラズマ・チャンバが、選択された特定のイオン種のために前記プラズマに伝達される出力量を変化させるように調整可能なインピーダンス整合回路に結合された、請求項2に記載の方法。
- 前記第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、サブミクロンのスポット・サイズを有するビームを前記加工物に向けて誘導することを含み、前記第2のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、サブミクロンのスポット・サイズを有するビームを前記加工物に向けて局所的に誘導することを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、ガウス形状イオン・ビームを用いて前記加工物を処理することを含む、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することまたは第2のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、
イオン・ビーム誘導堆積または直接材料堆積を用いて材料を堆積させることと、
イオン・ビーム・スパッタリングまたは化学的強化イオン・ビーム・エッチングを用いて材料を除去することと、
イオン・ビーム・撮像を用いて前記加工物の像を形成すること、または
二次イオン質量分析法を用いて前記加工物の組成を分析することのうちの1つによって前記加工物を処理することと
を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 - 第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することまたは第2のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、不活性イオンのビームまたは反応性イオンのビームを前記加工物に誘導することを含む、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することまたは前記第2のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、イオンのビームを誘導して前記加工物表面上に材料を堆積させることを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- イオンのビームを誘導して前記加工物表面上に材料を堆積させることが、堆積させる材料以外の原子を含み、分解して前記所望の堆積材料の前記原子を堆積させる、イオンのビームを誘導することを含む、請求項8に記載の方法。
- イオンのビームを誘導して前記加工物表面上に材料を堆積させることが、堆積させる材料のみの原子を含むイオンのビームを誘導することを含む、請求項8に記載の方法。
- 第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、少なくとも2種の化学組成から成るイオンを含むビームを誘導することを含むか、または第2のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、少なくとも2種の化学組成から成るイオンを含むビームを誘導することを含む、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 第1のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することまたは第2のタイプのイオンのビームを用いて加工物を処理することが、ガス注入システムから前記加工物に向けてガスを誘導することを含み、前記ガスが、イオン・ビームの存在下で分解して前記加工物表面上に材料を堆積させる前駆体ガス、または前記イオン・ビームの存在下で反応して前記表面から材料を除去するエッチング強化ガスを含む、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- イオン・ビーム・システムであって、
プラズマ領域を封入する容器に複数の供給源ガスを提供する複数の供給源ガス接続と、
前記プラズマ領域を封入する容器と、
前記プラズマのイオン化を誘起するためにRF電源によって励起される前記容器近傍のアンテナと、
前記イオン化プラズマ内の振動を実質的に低減するため、前記アンテナを前記電源に結合する回路と、
前記イオン化プラズマをビームの中に抽出するための抽出機構と
を備え、前記複数の供給源ガスのそれぞれは、異なる処理に用いられるイオン・ビーム・システム。 - 前記ビームをガウス形状に集束させる荷電粒子ビーム光学素子をさらに備える、請求項13に記載のシステム。
- 前記供給源ガス接続が、不活性ガス源または反応性ガス源を前記容器に選択的に結合する、請求項13または14に記載のシステム。
- 前記供給源ガス接続が、堆積に用いられる第1のガスおよびエッチングに用いられる第2のガスを前記容器に選択的に提供する、請求項13〜15のいずれかに記載のシステム。
- 前記容器に提供されたガスが、前記加工物表面上で分解して材料を堆積させる、あるいは前記表面上の前記材料と結合して、それにより前記表面をエッチングする揮発性反応産物を形成するか、または前記表面に残る不揮発性反応産物を形成するガスとを含む、請求項13〜16のいずれかに記載のシステム。
- 4eV未満のエネルギー拡散を示す、請求項13〜17のいずれかに記載のシステム。
- 1000A/cm2/srを超える高輝度のビームを発生する集束化機構をさらに備える、請求項13〜18のいずれかに記載のシステム。
- 抽出されたビームが、8keV以上の抽出されたビーム・エネルギーを示す、請求項13〜19のいずれかに記載のシステム。
- 抽出されたビームが、50ナノアンペアを超える電流を示し、200ナノメートル未満のスポット・サイズに集束される、請求項13〜20のいずれかに記載のシステム。
- 選択されたガスから形成された前記ビームが、サブミクロンのスポット・サイズに集束される、請求項13〜21のいずれかに記載のシステム。
- 請求項13に記載されたイオン・ビーム・システムであって、
有機金属ガスがプラズマ・チャンバに結合され、
プラズマ領域が封入された前記容器は、前記有機金属ガスが結合された前記プラズマ・チャンバであり、
前記アンテナは、前記プラズマ・チャンバ周囲に位置決めされ、前記プラズマ・チャンバ内の前記有機金属ガスをイオン化するように励起される螺旋アンテナであり、
前記回路は、励起源を前記アンテナとインピーダンス整合させるための、前記アンテナを含むネットワーク内の回路であり、
前記抽出機構は、前記ビームの金属を試料上に堆積させるためのイオン化された有機金属ビームを抽出する抽出機構である、イオン・ビーム・システム。 - 前記回路が、キャパシタンスと前記螺旋アンテナとの並列の組み合わせと直列接続されたキャパシタンスを含む、請求項23に記載のシステム。
- 前記有機金属ガスがタングステンヘキサカルボニルである、請求項23または24に記載のシステム。
- 前記ビームがサブミクロンのスポット・サイズに集束される、請求項23〜25のいずれかに記載のシステム。
- 請求項1〜12のいずれかに記載された方法であって、
プラズマ電位の変調を低減するために、アンテナに結合された回路を提供することと、
前記チャンバ内の前記選択されたガスにエネルギーを結合するアンテナにRF出力を印加して、ガスのイオン化を誘起してイオン・プラズマを発生させることと、
をさらに含む、方法。 - 選択された1つのガスがエッチングに使用され、選択された別のガスが堆積に使用される、請求項27に記載の方法。
- 前記回路が、特定の選択されたガスについて、前記プラズマに伝達される出力量を変化させるように調整可能である、請求項27または28に記載の方法。
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