JPH0722842Y2 - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
- Publication number
- JPH0722842Y2 JPH0722842Y2 JP1989086372U JP8637289U JPH0722842Y2 JP H0722842 Y2 JPH0722842 Y2 JP H0722842Y2 JP 1989086372 U JP1989086372 U JP 1989086372U JP 8637289 U JP8637289 U JP 8637289U JP H0722842 Y2 JPH0722842 Y2 JP H0722842Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- emitter
- gas
- source
- liquid metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、半導体等へのイオン注入、エッチング、レジ
スト露光等の微細加工用の集束イオンビームを得るため
に用いられるイオン源に関する。
スト露光等の微細加工用の集束イオンビームを得るため
に用いられるイオン源に関する。
＜従来の技術＞ 半導体素子の製造において、イオン注入、エッチング、
レジスト露光等の微細加工を行うには、半導体に照射す
るイオンビームの口径が小さくなければならないが、こ
れにはイオン源における最初のイオン発生面が小さいこ
とが必要となる。このようなイオン発生面の小さい集束
イオンビームを得るイオン源として、従来、液体金属イ
オン源や電界電離型ガスイオン源がある。
レジスト露光等の微細加工を行うには、半導体に照射す
るイオンビームの口径が小さくなければならないが、こ
れにはイオン源における最初のイオン発生面が小さいこ
とが必要となる。このようなイオン発生面の小さい集束
イオンビームを得るイオン源として、従来、液体金属イ
オン源や電界電離型ガスイオン源がある。
前者の液体金属イオン源は、たとえば第３図に示すよう
に、液体金属ｇを垂下するためのニードルｅを備えたエ
ミッタ部ａと、このエミッタ部ａの加熱用電源ｂと、エ
ミッタ部ａに対向配置されたイオン引出電極部ｃと、こ
のイオン引出電極部ｃとエミッタ部ａとの間にイオン引
出用の電圧を印加するイオン引出用電源ｄとを備えて構
成される。そして、加熱用電源ｂでエミッタ部ａを加熱
して金属を溶融し、この液体金属ｇをニードルｅの先端
から垂下させる一方、イオン引出用電源ｄによってエミ
ッタ部ａとイオン引出電極部ｄとの間に高電圧を印加し
て両者間に電界を形成し、これによって液体金属ｇをエ
ミッタ部ａで電界電離、電界蒸発によりイオン化する。
そして、このイオンをイオン引出電極ｃで引き出してイ
オンビームとして放出する。
に、液体金属ｇを垂下するためのニードルｅを備えたエ
ミッタ部ａと、このエミッタ部ａの加熱用電源ｂと、エ
ミッタ部ａに対向配置されたイオン引出電極部ｃと、こ
のイオン引出電極部ｃとエミッタ部ａとの間にイオン引
出用の電圧を印加するイオン引出用電源ｄとを備えて構
成される。そして、加熱用電源ｂでエミッタ部ａを加熱
して金属を溶融し、この液体金属ｇをニードルｅの先端
から垂下させる一方、イオン引出用電源ｄによってエミ
ッタ部ａとイオン引出電極部ｄとの間に高電圧を印加し
て両者間に電界を形成し、これによって液体金属ｇをエ
ミッタ部ａで電界電離、電界蒸発によりイオン化する。
そして、このイオンをイオン引出電極ｃで引き出してイ
オンビームとして放出する。
一方、後者の電界電離型ガスイオン源は、ガスを原料と
するもので、タングステン（Ｗ）針でできた電極とイオ
ン引出電極との間に高電圧を印加して両者間に注入され
るガスを電界電離させてイオン化するものである。
するもので、タングステン（Ｗ）針でできた電極とイオ
ン引出電極との間に高電圧を印加して両者間に注入され
るガスを電界電離させてイオン化するものである。
＜考案が解決しようとする課題＞ ところで、半導体素子の製作過程では、たとえばSi基板
上にAs、Ｂ等をイオン注入によりドーピングしてＮチャ
ンネルを、Ｏをイオン注入して絶縁層をそれぞれ形成す
るなど、選択されるイオン種が多岐にわたることがあ
る。
上にAs、Ｂ等をイオン注入によりドーピングしてＮチャ
ンネルを、Ｏをイオン注入して絶縁層をそれぞれ形成す
るなど、選択されるイオン種が多岐にわたることがあ
る。
ところが、上述した液体金属イオン源でイオン化できる
ものは、加熱溶融できる単体の金属成分のもの、あるい
は合金可能な成分のものに限られ、Ｏ、Ｎ、Ar等の軽元
素や高融点の金属をイオン種とすることは難しい。一
方、電界電離型ガスイオン源では、選択できるイオン種
は原料ガスによって決まり、Ni、Cu等の金属をイオン種
とすることは困難である。
ものは、加熱溶融できる単体の金属成分のもの、あるい
は合金可能な成分のものに限られ、Ｏ、Ｎ、Ar等の軽元
素や高融点の金属をイオン種とすることは難しい。一
方、電界電離型ガスイオン源では、選択できるイオン種
は原料ガスによって決まり、Ni、Cu等の金属をイオン種
とすることは困難である。
このように、従来の液体金属イオン源や電界電離型ガス
イオン源では、それぞれ選択できるイオン種が限られて
おり、したがって、多様なイオン化を行いたい場合に
は、各種のイオン源を使い分けねばならず、使い勝手が
悪いという不具合がある。
イオン源では、それぞれ選択できるイオン種が限られて
おり、したがって、多様なイオン化を行いたい場合に
は、各種のイオン源を使い分けねばならず、使い勝手が
悪いという不具合がある。
＜課題を解決するための手段＞ 本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、単一のイオン源で金属イオンとガスイオンが得られ
るようにして、多様なイオン種の選択使用ができるよう
にするものである。
て、単一のイオン源で金属イオンとガスイオンが得られ
るようにして、多様なイオン種の選択使用ができるよう
にするものである。
そのため、液体金属が垂下されるエミッタ部と、このエ
ミッタ部の加熱用電源と、前記エミッタ部に対向配置さ
れたイオン引出電極部と、このイオン引出電極部と前記
エミッタ部との間にイオン引出用の電圧を印加するイオ
ン引出用電源とを備えたイオン源において、次の構成を
採る。
ミッタ部の加熱用電源と、前記エミッタ部に対向配置さ
れたイオン引出電極部と、このイオン引出電極部と前記
エミッタ部との間にイオン引出用の電圧を印加するイオ
ン引出用電源とを備えたイオン源において、次の構成を
採る。
すなわち、本考案のイオン源では、イオン引出電極部か
らエミッタ部を囲む隔壁部を延設してガスチェンバを構
成し、かつ、このガスチェンバの隔壁部を貫通してエミ
ッタ部近傍に開口するガス導入管を設ける一方、液体金
属とガスのイオン種の選択に応じて加熱用電源をオン・
オフする電源スイッチを設けたことを特徴としている。
らエミッタ部を囲む隔壁部を延設してガスチェンバを構
成し、かつ、このガスチェンバの隔壁部を貫通してエミ
ッタ部近傍に開口するガス導入管を設ける一方、液体金
属とガスのイオン種の選択に応じて加熱用電源をオン・
オフする電源スイッチを設けたことを特徴としている。
＜作用＞ 上記構成において、液体金属イオン源として使用する場
合には、電源スイッチをオンにして加熱用電源でエミッ
タ部を加熱して金属を溶融し、また、イオン引出用電源
によりイオン引出電極部とエミッタ部との間に高電圧を
印加して液体金属をイオン化する。一方、電界電離型ガ
スイオン源として使用する場合には、電源スイッチをオ
フにし、また、ガス導入管を通してガスをガスチェンバ
内に供給する。そして、イオン引出用電源によりイオン
引出電極部とエミッタ部との間に高電圧を印加して両者
間に注入されるガスを電界電離させてイオン化する。
合には、電源スイッチをオンにして加熱用電源でエミッ
タ部を加熱して金属を溶融し、また、イオン引出用電源
によりイオン引出電極部とエミッタ部との間に高電圧を
印加して液体金属をイオン化する。一方、電界電離型ガ
スイオン源として使用する場合には、電源スイッチをオ
フにし、また、ガス導入管を通してガスをガスチェンバ
内に供給する。そして、イオン引出用電源によりイオン
引出電極部とエミッタ部との間に高電圧を印加して両者
間に注入されるガスを電界電離させてイオン化する。
＜実施例＞ 第１図はイオン源の構成図である。同図において、符号
１はイオン源の全体を示し、２は液体金属が垂下される
エミッタ部である。このエミッタ部２は、いわゆる含浸
電極型のものであって、加熱溶融された液体金属４を貯
溜するるつぼ６がサポート８で支持され、るつぼ６の下
端部に多孔質の焼結体からなるチップ０を取り付けて構
成されており、液体金属４がチップ10を通って少しずつ
垂下する。12はエミッタ部２の加熱用電源、14は液体金
属とガスのイオン種の選択に応じて加熱用電源12をオン
・オフする電源スイッチである。16はガスチェンバであ
って、上記のエミッタ部２に対向配置されたイオン引出
電極部16aと、このイオン引出電極部16aからエミッタ部
２を囲むように延設された隔壁部16bとからなる。そし
て、イオン引出電極部16aにはイオン通過孔が形成され
る一方、隔壁部16bにはこれを貫通してミッタ部２のチ
ップ10近傍に開口するガス導入管が取り付けられてい
る。20はガス導入管18開閉用のバルブである。また、22
はガスチェンバ16とエミッタ部２との間にイオン引出用
の電圧を印加するイオン引出用電源である。
１はイオン源の全体を示し、２は液体金属が垂下される
エミッタ部である。このエミッタ部２は、いわゆる含浸
電極型のものであって、加熱溶融された液体金属４を貯
溜するるつぼ６がサポート８で支持され、るつぼ６の下
端部に多孔質の焼結体からなるチップ０を取り付けて構
成されており、液体金属４がチップ10を通って少しずつ
垂下する。12はエミッタ部２の加熱用電源、14は液体金
属とガスのイオン種の選択に応じて加熱用電源12をオン
・オフする電源スイッチである。16はガスチェンバであ
って、上記のエミッタ部２に対向配置されたイオン引出
電極部16aと、このイオン引出電極部16aからエミッタ部
２を囲むように延設された隔壁部16bとからなる。そし
て、イオン引出電極部16aにはイオン通過孔が形成され
る一方、隔壁部16bにはこれを貫通してミッタ部２のチ
ップ10近傍に開口するガス導入管が取り付けられてい
る。20はガス導入管18開閉用のバルブである。また、22
はガスチェンバ16とエミッタ部２との間にイオン引出用
の電圧を印加するイオン引出用電源である。
上記構成において、液体金属イオン源として使用する場
合には、電源スイッチ14をオンにして加熱用電源12でエ
ミッタ部２を加熱して金属を溶融し、また、イオン引出
用電源22によりイオン引出電極部16aとエミッタ部２と
の間に高電圧を印加して液体金属を電界電離、電界蒸発
等の機構によってイオン化する。こうして発生される金
属イオンビームは、たとえば、Ga、Au等単体金属の場合
には、それぞれGa+、Au+等のイオンであり、また、AuSi
等の合金の場合にはSi+、Au+等のイオンが得られる。
合には、電源スイッチ14をオンにして加熱用電源12でエ
ミッタ部２を加熱して金属を溶融し、また、イオン引出
用電源22によりイオン引出電極部16aとエミッタ部２と
の間に高電圧を印加して液体金属を電界電離、電界蒸発
等の機構によってイオン化する。こうして発生される金
属イオンビームは、たとえば、Ga、Au等単体金属の場合
には、それぞれGa+、Au+等のイオンであり、また、AuSi
等の合金の場合にはSi+、Au+等のイオンが得られる。
一方、電界電離型ガスイオン源として使用する場合に
は、電源スイッチ14をオフにし、また、バルブ20を開い
てガス導入管18を通してガスをガスチェンバ16内に供給
する。そして、イオン引出用電源22によりイオン引出電
極部16aとエミッタ部２との間に高電圧を印加して両者
間に注入されるガスを電界電離させてイオン化する。こ
うして発生されるガスイオンビームは、たとえば、ガス
としてH2、Ar、N2等の場合には、それぞれH+、Ar+、N+
等のイオンが得られる。
は、電源スイッチ14をオフにし、また、バルブ20を開い
てガス導入管18を通してガスをガスチェンバ16内に供給
する。そして、イオン引出用電源22によりイオン引出電
極部16aとエミッタ部２との間に高電圧を印加して両者
間に注入されるガスを電界電離させてイオン化する。こ
うして発生されるガスイオンビームは、たとえば、ガス
としてH2、Ar、N2等の場合には、それぞれH+、Ar+、N+
等のイオンが得られる。
なお、上記の実施例において、エミッタ部２は含浸電極
型のものとしたが、これに限定されるものではなく、第
２図（ａ）に示すようなニードル型や同図（ｂ）に示す
ようなキャピラリー型のものを適用できるのは勿論であ
る。
型のものとしたが、これに限定されるものではなく、第
２図（ａ）に示すようなニードル型や同図（ｂ）に示す
ようなキャピラリー型のものを適用できるのは勿論であ
る。
＜考案の効果＞ 本考案によれば、単一のイオン源で金属イオンとガスイ
オンがいずれも得られるので、従来のようにイオン源を
使い分けなくても多様なイオン種を適宜選択でき、使い
勝手がよくなる等の優れた効果が発揮される。
オンがいずれも得られるので、従来のようにイオン源を
使い分けなくても多様なイオン種を適宜選択でき、使い
勝手がよくなる等の優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は本考案の実施例に係り、第１図は
イオン源の構成図、第２図はエミッタ部の他の構成を示
す断面図である。第３図は従来の液体金属イオン源の構
成図である。 １…イオン源、２…エミッタ部、12…加熱用電源、14…
電源スイッチ、16…ガスチェンバ、16a…イオン引出電
極部、16b…隔壁部、18…ガス導入管、22…イオン引出
用電源。
イオン源の構成図、第２図はエミッタ部の他の構成を示
す断面図である。第３図は従来の液体金属イオン源の構
成図である。 １…イオン源、２…エミッタ部、12…加熱用電源、14…
電源スイッチ、16…ガスチェンバ、16a…イオン引出電
極部、16b…隔壁部、18…ガス導入管、22…イオン引出
用電源。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/265 21/3065
Claims (1)
- 【請求項１】液体金属が垂下されるエミッタ部と、この
エミッタ部の加熱用電源と、前記エミッタ部に対向配置
されたイオン引出電極部と、このイオン引出電極部と前
記エミッタ部との間にイオン引出用の電圧を印加するイ
オン引出用電源とを備えたイオン源において、 前記イオン引出電極部から前記エミッタ部を囲む隔壁部
を延設してガスチェンバを構成し、かつ、このガスチェ
ンバの隔壁部を貫通して前記エミッタ部近傍に開口する
ガス導入管を設ける一方、液体金属とガスのイオン種の
選択に応じて前記加熱用電源をオン・オフする電源スイ
ッチを設けたことを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989086372U JPH0722842Y2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989086372U JPH0722842Y2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0326039U JPH0326039U (ja) | 1991-03-18 |
| JPH0722842Y2 true JPH0722842Y2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=31635897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989086372U Expired - Lifetime JPH0722842Y2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722842Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57151849U (ja) * | 1981-03-18 | 1982-09-24 | ||
| JPS63216248A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-08 | Jeol Ltd | ガスフエ−ズイオン源 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP1989086372U patent/JPH0722842Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0326039U (ja) | 1991-03-18 |
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