JPH0456419B2 - - Google Patents

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JPH0456419B2
JPH0456419B2 JP6259986A JP6259986A JPH0456419B2 JP H0456419 B2 JPH0456419 B2 JP H0456419B2 JP 6259986 A JP6259986 A JP 6259986A JP 6259986 A JP6259986 A JP 6259986A JP H0456419 B2 JPH0456419 B2 JP H0456419B2
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JP
Japan
Prior art keywords
ion beam
sample
deflector
oblique irradiation
objective lens
Prior art date
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Application number
JP6259986A
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Japanese (ja)
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JPS62219448A (en
Inventor
Hiroshi Sawaragi
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Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
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Publication date
Application filed by Nihon Denshi KK filed Critical Nihon Denshi KK
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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に関し、更に詳しく
は1台の装置でマスクレスイオン注入と図形描画
等を最適な条件で行なわせるようにした装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a focused ion beam, and more particularly to a device that allows maskless ion implantation, pattern writing, etc. to be performed under optimal conditions in one device. .

[従来技術] 液体イオン源を用いた集束イオンビーム装置で
は、そのイオン源よりGa(ガリウム)、Au(金)
をはじめ、Si(シリコン)、Be(ベリリユーム)、
B(ホウ素)、Zn(亜鉛)、Sb(アンチモン)等の多
種の金属イオンが得られるため、半導体プロセス
での応用は、マスクレスイオン注入、レジス
ト直接描画、エツチング、マスクリペアラー
等広い範囲にわたつている。第4図はこのような
半導体プロセスで使用される従来の集束イオンビ
ーム装置の構成例を示す図である。図において、
1は加速されたイオンビーム、2は静電型レンズ
で構成されイオンビームを後述する試料上に集束
させる対物レンズ、3a,3bは対物レンズの上
方に配置され偏向信号が供給される描画用偏向
器、4は最終的にイオンビームが照射される試
料、5はイオンビームを7゜傾斜させて試料に照射
させるために対物レンズと試料との間に配置され
た直流電圧が印加される斜め照射用偏向器であ
る。
[Prior art] In a focused ion beam device using a liquid ion source, Ga (gallium) and Au (gold) are
Including, Si (silicon), Be (beryllium),
Since a wide variety of metal ions such as B (boron), Zn (zinc), and Sb (antimony) can be obtained, it has a wide range of applications in semiconductor processes, such as maskless ion implantation, resist direct writing, etching, and mask repairers. It's on. FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional focused ion beam device used in such a semiconductor process. In the figure,
1 is an accelerated ion beam; 2 is an objective lens composed of an electrostatic lens and focuses the ion beam onto a sample, which will be described later; 3a and 3b are drawing deflectors arranged above the objective lens and supplied with a deflection signal. 4 is the sample that will finally be irradiated with the ion beam, and 5 is the oblique irradiation device that is placed between the objective lens and the sample in order to tilt the ion beam at a 7° angle and irradiate the sample. It is a deflector for

このように構成された従来装置で、のマスク
レスイオン注入を行なうには、試料4のチヤンネ
リング効果を抑えるため、斜め照射用偏向器5に
図示しない直流電源より直流電圧を印加し、イオ
ンビームを垂直方向に対して約7゜の角度をつけて
試料4に注入している。ここで、チヤンネリング
効果とは、イオンビームが例えばSiの単結晶の格
子状原子配列の格子間隔の間に入ると、Si原子に
衝突しないで深く入つてしまう現象をいう。それ
を避ける必要上からイオンビームを斜めに照射す
るのである。
To perform maskless ion implantation using the conventional apparatus configured as described above, in order to suppress the channeling effect of the sample 4, a DC voltage is applied to the deflector 5 for oblique irradiation from a DC power supply (not shown), and the ion beam is It is injected into sample 4 at an angle of approximately 7° to the vertical direction. Here, the channeling effect refers to a phenomenon in which, for example, when an ion beam enters between the lattice intervals of a lattice-like atomic arrangement of a Si single crystal, it penetrates deeply without colliding with Si atoms. To avoid this, the ion beam is irradiated obliquely.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、このように構成された従来装置で、
イオンビームを7゜傾斜した状態で試料に照射し、
のレジスト直接描画、のエツチング或いは
のマスクリペアラー等を行なうことができるが、
このような大きな角度で偏向されたイオンビーム
は、垂直に入射するイオンビームに比較してイオ
ンビーム径(プローブ径)が大きくなる。従つ
て、イオンビームを傾けた状態でレジスト直接描
画、エツチング、マスクリペアラー等を行なう
と、イオンビーム径を極力小さくする必要がある
レジスト直接描画においては正確な描画ができな
くなつたり、又、エツチング、マスクリペアラー
等ではエツチング量或いはマスク修正の場合の制
御が正確にできない欠点があつた。
[Problems to be solved by the invention] By the way, in the conventional device configured as described above,
The ion beam is irradiated onto the sample at a 7° angle.
It is possible to perform resist direct writing, etching, mask repairer, etc.
An ion beam deflected at such a large angle has a larger ion beam diameter (probe diameter) than an ion beam that is incident perpendicularly. Therefore, if resist direct writing, etching, mask repairer, etc. are performed with the ion beam tilted, accurate writing may become impossible in resist direct writing, which requires the ion beam diameter to be made as small as possible, or etching may occur. , mask repairers, etc. have the disadvantage that they cannot accurately control the amount of etching or mask correction.

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、本発
明の目的は1台の集束イオンビーム装置でマスク
レスイオン注入、レジスト直接描画、エツチン
グ、マスクリペアラー等の多目的な応用を可能に
して、マスクレスイオン注入では、イオンビーム
を7゜傾斜させて試料に照射し、所謂チヤンネリン
グ効果を抑えてイオン注入量を一定にし、又、レ
ジスト直接描画等に使用する場合には、イオンビ
ームを試料に対して垂直に照射しイオンビーム径
を極力小さくして正確な描画等を行なう装置を提
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to enable multipurpose applications such as maskless ion implantation, resist direct writing, etching, and mask repairer with a single focused ion beam device. In less ion implantation, the ion beam is tilted at a 7° angle to irradiate the sample, suppressing the so-called channeling effect and keeping the ion implantation amount constant.Also, when used for resist direct writing, etc., the ion beam is tilted at a 7° angle to the sample. The object of the present invention is to provide an apparatus that performs accurate drawing by vertically irradiating ion beams and minimizing the diameter of the ion beam.

[問題点を解決するための手段] 本発明の目的を達成するための本発明の構成
は、イオンビームを試料上で走査するための対物
レンズ上方に設けられた図形描画用偏向器と、イ
オンビームを試料に対して傾斜して照射するため
の該対物レンズと試料間に設けられた斜め照射用
偏向器とを備え、選択信号に基づいて前記斜め照
射用偏向器に印加される直流電圧をオン/オフす
るように構成したことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] The configuration of the present invention for achieving the object of the present invention includes a pattern drawing deflector provided above an objective lens for scanning an ion beam on a sample; The objective lens for irradiating the sample with the beam obliquely and a deflector for oblique irradiation provided between the sample, and a DC voltage applied to the deflector for oblique irradiation based on a selection signal. It is characterized by being configured to turn on/off.

[実施例] 以下図面に基づき本発明の実施例を詳述する。[Example] Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings.

第1図は本発明の一実施例の構成図である。第
4図と同じ部分には同一符号を用いている。第1
図において、6は増幅器7a,7bを介して描画
用偏向器3a,3bに走査信号を供給する走査信
号発生器、8は斜め照射用偏向器5に直流電圧を
印加してイオンビームを傾斜させるための直流電
源、9は斜め照射用偏向器5に印加される直流電
圧をオン/オフするスイツチ回路、10は走査信
号発生回路6及びスイツチ回路9を制御する制御
回路、11は制御回路10にイオン注入又は他の
描画を指示する操作パネルである。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same parts as in FIG. 1st
In the figure, 6 is a scanning signal generator that supplies scanning signals to the writing deflectors 3a and 3b via amplifiers 7a and 7b, and 8 is a scanning signal generator that applies a DC voltage to the oblique irradiation deflector 5 to tilt the ion beam. 9 is a switch circuit that turns on/off the DC voltage applied to the deflector 5 for oblique irradiation, 10 is a control circuit that controls the scanning signal generation circuit 6 and the switch circuit 9, and 11 is a control circuit 10. This is an operation panel for instructing ion implantation or other drawing operations.

このような構成において、操作パネル11によ
りマスクレスイオン注入が選択されると、制御回
路10はスイツチ回路9を制御して、スイツチ9
aをオン状態にし、スイツチ9bをオフ状態にす
る。この制御によつて、直流電源8より斜め傾斜
用偏向器5に直流電圧が印加されるため、第2図
に示すようにイオンビーム1は、試料4に対して
7゜傾斜した状態で描画用偏向器3a,3bによつ
て走査される。従つて、試料4のチヤンネリング
効果を防止してイオン注入を行なうことができ
る。又、操作パネル11によりレジスト直接描画
等のイオン注入以外の描画が選択されると、制御
回路10はスイツチ回路9を制御して、スイツチ
9aをオフ状態にし、スイツチ9bをオン状態に
する。この制御によつて、斜め照射用偏向器5は
接地電位に保たれ、描画用偏向器3a,3bには
走査信号発生器6より走査信号が供給されるた
め、第3図に示すようにイオンビーム1は傾斜さ
れない状態、つまり試料4に略垂直にイオンビー
ムを照射した状態で走査されるため、イオンビー
ム径を極力小さくすることができる。従つて、レ
ジスト直接描画等においては正確な描画が可能と
なり、又、エツチング、マスクリペアラー等では
エツチング量或いはマスク修正の制御を正確に行
なうことができる。
In such a configuration, when maskless ion implantation is selected by the operation panel 11, the control circuit 10 controls the switch circuit 9 to
a is turned on, and switch 9b is turned off. Due to this control, a DC voltage is applied from the DC power source 8 to the tilting deflector 5, so that the ion beam 1 is directed toward the sample 4 as shown in FIG.
It is scanned by the drawing deflectors 3a and 3b while being tilted at 7 degrees. Therefore, ion implantation can be performed while preventing the channeling effect of the sample 4. When writing other than ion implantation, such as resist direct writing, is selected using the operation panel 11, the control circuit 10 controls the switch circuit 9 to turn off the switch 9a and turn on the switch 9b. By this control, the deflector 5 for oblique irradiation is kept at the ground potential, and the scanning signal generator 6 supplies the scanning signal to the deflectors 3a and 3b for drawing, so that the ion beam as shown in FIG. Since the beam 1 is scanned in an untilted state, that is, in a state in which the sample 4 is irradiated with the ion beam substantially perpendicularly, the ion beam diameter can be made as small as possible. Therefore, accurate writing is possible in resist direct writing, and etching amount or mask correction can be accurately controlled in etching, mask repairer, etc.

尚、上記実施例は例示であり、本発明は他の態
様で実施することができる。上記実施例では、斜
め照射用偏向器を1段で構成したが、色収差を低
減するために2段構成としても良く。この場合に
は、印加される直流電圧を同時にオン/オフする
ように制御すれば良い。又、加速電圧に連動して
直流電源を制御してイオンビームの傾斜角度を制
御するように構成しても良い。
Note that the above embodiments are merely illustrative, and the present invention can be implemented in other embodiments. In the above embodiment, the deflector for oblique irradiation is configured with one stage, but may be configured with two stages in order to reduce chromatic aberration. In this case, the applied DC voltage may be controlled to be turned on/off simultaneously. Alternatively, the inclination angle of the ion beam may be controlled by controlling the DC power supply in conjunction with the accelerating voltage.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように本発明によれば、1
台の集束イオンビーム装置でマスクレスイオン注
入、レジスト直接描画等の多目的な応用が可能と
なり、マスクレスイオン注入では所謂チヤンネリ
ング効果を防止し、又、レジスト直接描画等では
イオンビームを試料に対して垂直に照射しイオン
ビーム径を極力小さくすることができるため正確
な描画等を行なう装置が提供される。
[Effects of the Invention] As explained in detail above, according to the present invention, 1
This focused ion beam device enables multi-purpose applications such as maskless ion implantation and resist direct writing. Maskless ion implantation prevents the so-called channeling effect, and resist direct writing allows the ion beam to be applied directly to the sample. Since the ion beam can be irradiated vertically and the diameter of the ion beam can be made as small as possible, an apparatus is provided that can perform accurate drawing and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図、
第3図は本発明を説明するための図、第4図は従
来例を示す図である。 1:イオンビーム、2:対物レンズ、3a,3
b:描画用偏向器、4:試料、5:斜め照射用偏
向器、6:走査信号発生器、7a,7b:増幅
器、8:直流電源、9:スイツチ回路、10:制
御回路、11:操作パネル。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a conventional example. 1: Ion beam, 2: Objective lens, 3a, 3
b: Deflector for drawing, 4: Sample, 5: Deflector for oblique irradiation, 6: Scanning signal generator, 7a, 7b: Amplifier, 8: DC power supply, 9: Switch circuit, 10: Control circuit, 11: Operation panel.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオンビームを試料上で走査するための対物
レンズ上方に設けられた図形描画用偏向器と、イ
オンビームを試料に対して傾斜して照射するため
の該対物レンズと試料間に設けられた斜め照射用
偏向器とを備え、選択信号に基づいて前記斜め照
射用偏向器に印加される直流電圧をオン/オフす
るように構成した集束イオンビーム装置。 2 前記斜め照射用偏向器に印加される直流電圧
によつてイオンビームを7゜傾斜させて試料に照射
するように構成した特許請求の範囲第1項記載の
集束イオンビーム装置。 3 前記斜め照射用偏向器を2段構成とした特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の集束イオンビ
ーム装置。
[Claims] 1. A graphic drawing deflector provided above an objective lens for scanning an ion beam on a sample, and the objective lens and sample for irradiating the sample with the ion beam at an angle. A focused ion beam device comprising: a deflector for oblique irradiation provided in between, and configured to turn on/off a DC voltage applied to the deflector for oblique irradiation based on a selection signal. 2. The focused ion beam device according to claim 1, wherein the ion beam is tilted by 7 degrees by a DC voltage applied to the oblique irradiation deflector and irradiated onto the sample. 3. The focused ion beam device according to claim 1 or 2, wherein the oblique irradiation deflector has a two-stage configuration.
JP6259986A 1986-03-20 1986-03-20 Focusing ion beam device Granted JPS62219448A (en)

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JP6259986A JPS62219448A (en) 1986-03-20 1986-03-20 Focusing ion beam device

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JPS62219448A JPS62219448A (en) 1987-09-26
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JPS62219448A (en) 1987-09-26

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