JPS59838A - フオ−カスイオンビ−ム装置 - Google Patents
フオ−カスイオンビ−ム装置Info
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- JPS59838A JPS59838A JP11040882A JP11040882A JPS59838A JP S59838 A JPS59838 A JP S59838A JP 11040882 A JP11040882 A JP 11040882A JP 11040882 A JP11040882 A JP 11040882A JP S59838 A JPS59838 A JP S59838A
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- lens
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- einzel lens
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/12—Lenses electrostatic
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、フォーカスイオンビーム装置に係わり１％に
フォーカスイオンビーム装置の対物レンズ構造の改良に
関する〇 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近時、牛導体ウェーハに微細パターンを描画、イオンを
注入及び該クエーへをエンチングする等の技術として、
微細に絞ったイオンを利用した各棟のフォーカスイオン
ビーム装置が開発されている。
フォーカスイオンビーム装置の対物レンズ構造の改良に
関する〇 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近時、牛導体ウェーハに微細パターンを描画、イオンを
注入及び該クエーへをエンチングする等の技術として、
微細に絞ったイオンを利用した各棟のフォーカスイオン
ビーム装置が開発されている。
第１図は従来のフオーカ・スイオンピーム装置の一例を
示す概略構成図である。図中１は液体金属イオン源エミ
ッタ、２はコントロール電極、３はイオン引出電極であ
り、これらからイオン発生源４が形成されている。イオ
ン発生源４から放出されたイオンは光学系により収束加
速され試料台６上の試料６に照射される。上記光学系の
最終段対物レンズとしては、上部アース電極７、中央電
極８及び下部アース電極９からなるアインツエルレンズ
１０が用いられている。
示す概略構成図である。図中１は液体金属イオン源エミ
ッタ、２はコントロール電極、３はイオン引出電極であ
り、これらからイオン発生源４が形成されている。イオ
ン発生源４から放出されたイオンは光学系により収束加
速され試料台６上の試料６に照射される。上記光学系の
最終段対物レンズとしては、上部アース電極７、中央電
極８及び下部アース電極９からなるアインツエルレンズ
１０が用いられている。
また、アインツエルレンズ１０の下方には試料６上でイ
オンを走査するための偏向電極１１が配置され、この電
極１１の下方にはイオン照射による試料６からの２次電
子を検出する２次電子検出器１２が配置されている。そ
して、この２次電子検出器１２の検出信号に基づいて試
料６とイオンビームとの位置合わせが行われるものとな
っている。なお、図中１３はコントロール電極２へのバ
イアス電源、１４はエミッタ１とイオン引出電極３との
間に高電圧を印加する高圧ＩＭＪ１．．１５はアインツ
エルレンズ１０の中央電極に高電圧を印加する高圧電源
、１６はアパーチャを示している。
オンを走査するための偏向電極１１が配置され、この電
極１１の下方にはイオン照射による試料６からの２次電
子を検出する２次電子検出器１２が配置されている。そ
して、この２次電子検出器１２の検出信号に基づいて試
料６とイオンビームとの位置合わせが行われるものとな
っている。なお、図中１３はコントロール電極２へのバ
イアス電源、１４はエミッタ１とイオン引出電極３との
間に高電圧を印加する高圧ＩＭＪ１．．１５はアインツ
エルレンズ１０の中央電極に高電圧を印加する高圧電源
、１６はアパーチャを示している。
この種の装置では、アインツエルレンズ１０の収差がワ
ーキングディスタンスｌ（レンズ１０と試料６との間の
距離）が短い程小さくなることから、ワーキングディス
タンスｌをできるだけ短くする必要がある。一方、２次
電子像を観察するにはイオンビームと試料面との衝突点
から発生ずる２次電子を２次電子検出器１２で効率良（
収集しなけれはなら７エい。ところが、本発明者等の実
験によればアインツエルレンズ１０の中央電極８に正の
尚電圧が印加されているので、負の２次電子の大半が中
央電極８に流入し、２次電子検出器１２０２次電子収集
効率が極めて低いことが判った。さらに、前記ワーキン
グディスタンスｌが短くなる程、２次電子収集効率が低
下することも判明した。このため、従来装置ではワーキ
ングディスタンスｌ或いは２次電子収集効率のいずれか
を犠牲にせざるを得す、両者を満足する性能を得ること
はできなかった。
ーキングディスタンスｌ（レンズ１０と試料６との間の
距離）が短い程小さくなることから、ワーキングディス
タンスｌをできるだけ短くする必要がある。一方、２次
電子像を観察するにはイオンビームと試料面との衝突点
から発生ずる２次電子を２次電子検出器１２で効率良（
収集しなけれはなら７エい。ところが、本発明者等の実
験によればアインツエルレンズ１０の中央電極８に正の
尚電圧が印加されているので、負の２次電子の大半が中
央電極８に流入し、２次電子検出器１２０２次電子収集
効率が極めて低いことが判った。さらに、前記ワーキン
グディスタンスｌが短くなる程、２次電子収集効率が低
下することも判明した。このため、従来装置ではワーキ
ングディスタンスｌ或いは２次電子収集効率のいずれか
を犠牲にせざるを得す、両者を満足する性能を得ること
はできなかった。
本発明の目的は、最終段対物レンズとしてのアインツエ
ルレンズのワーキングディスタンスを十分短くすること
ができ、かつ２次電子収集効率の向上をはかり得るフォ
ーカスイオンビーム装置を提供することにある。
ルレンズのワーキングディスタンスを十分短くすること
ができ、かつ２次電子収集効率の向上をはかり得るフォ
ーカスイオンビーム装置を提供することにある。
〔発明の概要）
本発明の骨子は、アインツエルレンズの試料面角アース
電極の穴径を小さく、或いはこのアース電極の穴に金網
を張り付けることにより、アインツエルレンズの中央電
極へ流入する２次電子の鉦を少なくすることＫある。
電極の穴径を小さく、或いはこのアース電極の穴に金網
を張り付けることにより、アインツエルレンズの中央電
極へ流入する２次電子の鉦を少なくすることＫある。
第２図は従来一般に用いられているアインツエルレンズ
の構造を示す模式図で、図中２１は第１のアース電極（
イオン発生源側のアース電極）、２２は中央電極、２３
は第２のアース電極（試料面側のアース電極）を示して
いる。また、Ｒ８は中央電極２２の穴径を示し、Ｒ２，
ＬＬ。
の構造を示す模式図で、図中２１は第１のアース電極（
イオン発生源側のアース電極）、２２は中央電極、２３
は第２のアース電極（試料面側のアース電極）を示して
いる。また、Ｒ８は中央電極２２の穴径を示し、Ｒ２，
ＬＬ。
はアース電極２３．２１の穴径をそれぞれ示している０
通常、アインツエルレンズのアース電極２１．２３の谷
穴径）Ｌｓ、 Ｒ，は等しく作られている。本発明者等
は中央電極２２へ流入する２次電子址を少なくすること
を目的として鋭意研究を爪ねた結果、第２のアース電極
２３０穴径Ｒ２を小さくすればよいことを見出した◎す
なわち、第２のアース電極２３の穴径Ｒ３を小さくすれ
ば、中央電極２２がアース電極２３より後方の２次電子
に作用する電界は弱くなり、中央電極２２へ流入する２
次電子鼠は少なくなることが判明した。また、本発明者
等は第２のアース電極２３０穴径Ｒ，をパラメータとし
てアインツエルレンズの焦点距離及び収差を測定した。
通常、アインツエルレンズのアース電極２１．２３の谷
穴径）Ｌｓ、 Ｒ，は等しく作られている。本発明者等
は中央電極２２へ流入する２次電子址を少なくすること
を目的として鋭意研究を爪ねた結果、第２のアース電極
２３０穴径Ｒ２を小さくすればよいことを見出した◎す
なわち、第２のアース電極２３の穴径Ｒ３を小さくすれ
ば、中央電極２２がアース電極２３より後方の２次電子
に作用する電界は弱くなり、中央電極２２へ流入する２
次電子鼠は少なくなることが判明した。また、本発明者
等は第２のアース電極２３０穴径Ｒ，をパラメータとし
てアインツエルレンズの焦点距離及び収差を測定した。
その結果、アインツエルレンズの特性は穴径几、の大き
さに殆んど依存しないことが判明した。また、上記理由
から第２のアース電極２３の穴径几２を小さくする代り
に、該電極２３の六に金網を張り付けることが考えられ
、この場合も穴径Ｒ２を小さくするのと同様の結果が確
認された。
さに殆んど依存しないことが判明した。また、上記理由
から第２のアース電極２３の穴径几２を小さくする代り
に、該電極２３の六に金網を張り付けることが考えられ
、この場合も穴径Ｒ２を小さくするのと同様の結果が確
認された。
本発明はこのような点に着目し、イオン発生源から放出
されたイオンを最終段にアインツエルレンズを備えた光
学系により収束加速して試料面に照射すると共Ｋ、アイ
ンツエルレンズと試料面との間に２次電子検出器を備え
たフォーカスイオンビーム装置において、上記アインツ
エルレンズの試料面側アース電極の穴径を該しンズの中
央電極及びイオン発生源側アース電極の穴径より小さく
形成するか、或いは上記試料面側アース電極の穴に金網
を張着するようにしたものである。
されたイオンを最終段にアインツエルレンズを備えた光
学系により収束加速して試料面に照射すると共Ｋ、アイ
ンツエルレンズと試料面との間に２次電子検出器を備え
たフォーカスイオンビーム装置において、上記アインツ
エルレンズの試料面側アース電極の穴径を該しンズの中
央電極及びイオン発生源側アース電極の穴径より小さく
形成するか、或いは上記試料面側アース電極の穴に金網
を張着するようにしたものである。
本発明によれば、ワーキングディスタンスを短くしアイ
ンツエルレンズの収差を小さくしても、なおかつ２次電
子検出器の２次電子収集効率を十分高めることができる
。このため、従来装置では２次電子像を観察するために
高価な増幅器等が必要であったのに対し、良質な２次電
子像を安価な装置構成で観察することができる。
ンツエルレンズの収差を小さくしても、なおかつ２次電
子検出器の２次電子収集効率を十分高めることができる
。このため、従来装置では２次電子像を観察するために
高価な増幅器等が必要であったのに対し、良質な２次電
子像を安価な装置構成で観察することができる。
また、上記理由から試料面でイオンビームを走査する偏
向器をアインツエルレンズよりイオン発生源側に配置し
、アインツエルレンズの収差を極めて小さくすることも
可能となる。これにより、イオンビーム描画精度の向上
等をも達成することができる。
向器をアインツエルレンズよりイオン発生源側に配置し
、アインツエルレンズの収差を極めて小さくすることも
可能となる。これにより、イオンビーム描画精度の向上
等をも達成することができる。
第３図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。な
お、第１図と同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。この実施例が先に説明した従来例と
異なる点は、アインツエルレンズの構成および偏向電極
の配設位置にある◎すなわち、前記走査偏向用の偏向電
極１１はアインツエルレンズ３０の上方に配置され、こ
れによりアインツエルレンズ３０のソーキングディスタ
ンスｌが極めて短＜ （／＝ｓｍｍ）なっている。アイ
ンツエルレンズ３０は前記レンズ１０と同様にイオン発
生源側アース電極３ノ、中央電極３２および試料面側ア
ース電極３３から構成され、下方に凸型に形成されてい
る。そして、各電極３ノ、〜、３３の穴径１（、、。
お、第１図と同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。この実施例が先に説明した従来例と
異なる点は、アインツエルレンズの構成および偏向電極
の配設位置にある◎すなわち、前記走査偏向用の偏向電
極１１はアインツエルレンズ３０の上方に配置され、こ
れによりアインツエルレンズ３０のソーキングディスタ
ンスｌが極めて短＜ （／＝ｓｍｍ）なっている。アイ
ンツエルレンズ３０は前記レンズ１０と同様にイオン発
生源側アース電極３ノ、中央電極３２および試料面側ア
ース電極３３から構成され、下方に凸型に形成されてい
る。そして、各電極３ノ、〜、３３の穴径１（、、。
１（、、、Ｒ，はそれぞれＲｔ ＝Ｒ４＝ １０ （ｍ
ｍ） 、 Ｒ２＝＝ １１ｍ）に形成されている０また
、電子検出器１２はアインツエルレンズ３０と°試料６
との間で試料６の斜め上方に配置されている。
ｍ） 、 Ｒ２＝＝ １１ｍ）に形成されている０また
、電子検出器１２はアインツエルレンズ３０と°試料６
との間で試料６の斜め上方に配置されている。
このような構成であれば、アインツエルレンズ３０の収
差を極めて小さくできるので、決められたビーム径ｄ０
を得るのに従来装置より大キナアパーチャ径を有す
るアインツエルレンズを用いることができる。その結果
、ビーム径ｄ０に対しより大きなビーム電流を得ること
ができる。ちなみに、本装置を用い０．１〔μｍ〕のビ
ーム径で３ （ｍＡ）のＧａイオンビーム電流を得るこ
とができた。これは、現在実用化されているフォーカス
イオンビーム装置の中で最も大きな値である。また、ワ
ーキングディスタンスｌを短くしたＫも拘らず、試料面
側アース電極３３の穴 ・径几！が小さいので、中央
電極３２に流入する２次電子の割合を極めて低くし、２
次電子検出器１２による２次電子収集効率を向上させる
ことができた。その結果、安価な２次電子検出器を用い
ても良質な２次電子像を得ることができたＯ なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、七〇擬旨を逸脱しない範囲で種種変形して実施する
ことができる。例えば、前記アインツエルレンズを構成
する各電極の穴径は、試料面側アース電極の穴径が中央
電極及びイオン発生源側アース電極の各穴径より小さい
範囲（ｕｔ ＜ Ｒ１−Ｒ２＜ Ｒｓ ）で、適宜定め
ればよい。
差を極めて小さくできるので、決められたビーム径ｄ０
を得るのに従来装置より大キナアパーチャ径を有す
るアインツエルレンズを用いることができる。その結果
、ビーム径ｄ０に対しより大きなビーム電流を得ること
ができる。ちなみに、本装置を用い０．１〔μｍ〕のビ
ーム径で３ （ｍＡ）のＧａイオンビーム電流を得るこ
とができた。これは、現在実用化されているフォーカス
イオンビーム装置の中で最も大きな値である。また、ワ
ーキングディスタンスｌを短くしたＫも拘らず、試料面
側アース電極３３の穴 ・径几！が小さいので、中央
電極３２に流入する２次電子の割合を極めて低くし、２
次電子検出器１２による２次電子収集効率を向上させる
ことができた。その結果、安価な２次電子検出器を用い
ても良質な２次電子像を得ることができたＯ なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、七〇擬旨を逸脱しない範囲で種種変形して実施する
ことができる。例えば、前記アインツエルレンズを構成
する各電極の穴径は、試料面側アース電極の穴径が中央
電極及びイオン発生源側アース電極の各穴径より小さい
範囲（ｕｔ ＜ Ｒ１−Ｒ２＜ Ｒｓ ）で、適宜定め
ればよい。
また、試料面側アース電＆ ｆ２穴径を他の電極の穴径
より小さくする代りに、試料面１１１１１アース電極の
穴に金網を張り付け、中央電極電界が洩れないようにし
てもよい。また、前記光学系としては、最終段にアイン
ツエルレンズを用いるものであれば、適宜変更可能であ
る。
より小さくする代りに、試料面１１１１１アース電極の
穴に金網を張り付け、中央電極電界が洩れないようにし
てもよい。また、前記光学系としては、最終段にアイン
ツエルレンズを用いるものであれば、適宜変更可能であ
る。
第１図は従来のフォーカスイオンビーム装置の一例を示
す概略構成図、第２図は本発明の詳細な説明するための
ものでアインツエルレンズの要部構成を示す模式図、第
３図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。 １・・・液体金属イオン源エミッタ、２・・・コントロ
ール電極、３・・・イオン引出電極、４・・・イメン発
生源、６・・・試料、１２・・・２次電子検出器、３０
・・・アインツエルレンズ、３ノ・・・イオン発生源側
アース電極、３２・・・中央電極、３３・・・試料面側
アース電極。
す概略構成図、第２図は本発明の詳細な説明するための
ものでアインツエルレンズの要部構成を示す模式図、第
３図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。 １・・・液体金属イオン源エミッタ、２・・・コントロ
ール電極、３・・・イオン引出電極、４・・・イメン発
生源、６・・・試料、１２・・・２次電子検出器、３０
・・・アインツエルレンズ、３ノ・・・イオン発生源側
アース電極、３２・・・中央電極、３３・・・試料面側
アース電極。
Claims (2)
- （１）イオン発生源から放出されたイオンを最終段にア
インツエルレンズを備えた光学系により収束加速して試
料面に照射すると共に、上記アインツエルレンズと試料
面との間に試料面からの２次電子を検出する２次電子検
出器を備えたフォーカスイオンビーム装置において、前
記アインツエルレンズの試料面側アース電極の穴径を該
レンズの中央電極及びイオン発生源側アース電極の穴径
より小さく形成し、或いは上記試料面側アース電極の穴
に金網を張着してなることを特徴とするフォーカスイオ
ンビーム装置。 - （２）前記イオンを試料面上で走査するための前記光学
系の偏向電極を、前記アインツエルレンズより前記イオ
ン発生源側に配置してなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のフォーカスイオンビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040882A JPS59838A (ja) | 1982-06-26 | 1982-06-26 | フオ−カスイオンビ−ム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040882A JPS59838A (ja) | 1982-06-26 | 1982-06-26 | フオ−カスイオンビ−ム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59838A true JPS59838A (ja) | 1984-01-06 |
| JPH0129021B2 JPH0129021B2 (ja) | 1989-06-07 |
Family
ID=14535021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11040882A Granted JPS59838A (ja) | 1982-06-26 | 1982-06-26 | フオ−カスイオンビ−ム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59838A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6361293A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-17 | 松下電器産業株式会社 | 電子楽器 |
| JPS6363095A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | 松下電器産業株式会社 | 電子楽器 |
| JPS63106796A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | カシオ計算機株式会社 | タツチレスポンス装置 |
| JPS63180897U (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-22 | ||
| EP0428906A2 (de) * | 1989-11-21 | 1991-05-29 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für HalbleiterprÀ¼ftechnik mbH | Korpuskularstrahlgerät |
| US5063820A (en) * | 1988-11-18 | 1991-11-12 | Yamaha Corporation | Electronic musical instrument which automatically adjusts a performance depending on the type of player |
| US7109501B2 (en) | 2003-10-08 | 2006-09-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Charged particle beam lithography system, pattern drawing method, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2011510472A (ja) * | 2008-01-24 | 2011-03-31 | パーキンエルマー ヘルス サイエンセズ インコーポレイテッド | 質量分析計のバックグラウンドノイズを低減するための構成要素 |
-
1982
- 1982-06-26 JP JP11040882A patent/JPS59838A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6361293A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-17 | 松下電器産業株式会社 | 電子楽器 |
| JPS6363095A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | 松下電器産業株式会社 | 電子楽器 |
| JPS63106796A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | カシオ計算機株式会社 | タツチレスポンス装置 |
| JPS63180897U (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-22 | ||
| US5063820A (en) * | 1988-11-18 | 1991-11-12 | Yamaha Corporation | Electronic musical instrument which automatically adjusts a performance depending on the type of player |
| EP0428906A2 (de) * | 1989-11-21 | 1991-05-29 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für HalbleiterprÀ¼ftechnik mbH | Korpuskularstrahlgerät |
| US7109501B2 (en) | 2003-10-08 | 2006-09-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Charged particle beam lithography system, pattern drawing method, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2011510472A (ja) * | 2008-01-24 | 2011-03-31 | パーキンエルマー ヘルス サイエンセズ インコーポレイテッド | 質量分析計のバックグラウンドノイズを低減するための構成要素 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0129021B2 (ja) | 1989-06-07 |
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