JPS60243958A - イオンビ−ム装置 - Google Patents

イオンビ−ム装置

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JPS60243958A
JPS60243958A JP59098724A JP9872484A JPS60243958A JP S60243958 A JPS60243958 A JP S60243958A JP 59098724 A JP59098724 A JP 59098724A JP 9872484 A JP9872484 A JP 9872484A JP S60243958 A JPS60243958 A JP S60243958A
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JP
Japan
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sample
ion beam
analysis
melting point
processing
Prior art date
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JP59098724A
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English (en)
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JPH0542101B2 (ja
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Hifumi Tamura
田村　一二三
Yoshihiko Yamamoto
山本　恵彦
Hiroyasu Shichi
広康 志知
Toru Ishitani
亨 石谷
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60243958A publication Critical patent/JPS60243958A/ja
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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
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002—Details
    • 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
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H01J49/14—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
    • H01J49/142—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers using a solid target which is not previously vapourised

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、イオンビームを利用して加工及び分析を行な
うイオンビーム装置に係り、特に、微細加工及び微少領
域分析に好適なイオンビーム装置に関する。
〔発明の背景〕
従来のイオンマイクロビームによる微細加工及び分析に
おいては、対象試料は、上記イオンビーム原材料の融点
以下に保たれている。この状態で金属元素または化合物
によるイオンビームをある一定量以上照射するとイオン
種物質が試料表面に不均一に付着し、しかも表面上を動
きまわる。この現象は次のような問題点を含んでいる。
１）試料裏面の付着物が加工２分析にマスクの役割をも
ち両者に致命的な欠点を与える。
２）付着物による汚染があり、これにより１作られる加
工物の特性劣化が起る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、液体金属イオン源を用いた細束イオン
ビームを利用して、微細加工及び微小領域分析を高度化
することができるイオンビーム装置を提供することにあ
る。
〔発明の概略〕
イオンビーム照射により、試料表面にイオン種物質が付
着する現象は、試料温度がイオン種物質の融点より低い
ために起る。本発明では、試料表面の温度をイオン種物
質の融点以上に保つことにより、イオン種物質の付着を
さけた。さらに加工能率及び分析感度向上のための試料
表面の活性化は、試料近傍への活性ガス導入によって行
う。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図に
は本発明をイオンマイクロアナライザ（ＩＭＡ）に適用
した結果を示した。第１図において、１はＣ８液体金属
イオン源を備えた一次イオンビーム照射系、２はＣｓ＋
ビーム、３は試料、４は試料台、５は加熱手段であり、
熱源としては、光、電子線、抵抗加熱、高周波加熱を利
用し、６は電子及び光ビーム、７は二次荷電粒子引出し
電極、８は質量分析計、９は二次イオンビーム、１０は
試料加熱用ヒータである。
動作原理は、次の通りである。先ず、試料を加熱手段５
または１０により一次イオン種物質の融点より高い温度
に保っておき、次に、所望のイオンビーム２を試料３表
面に照射し、加工及び分析を行う。必要に応じて加工能
率及び分析感度向上を指向して活性ガスの導入を行う。
次に、本発明をＩＭＡに適用し、分析、評価を行った結
果を示す。分析試料としては、Ｇ　ａ　Ａ　ｓを利用し
た。実施条件を第１図に示す。
第１表 第２図に、−次イオンとしてＣｓ＋を用い、ガス導入せ
ず且つ試料温度を室温（〈２５℃）に保った場合（’ａ
）と、試料室に０２ガス導入を行い且つ試料温度を４５
℃に保った場合（ｂ）の２つ。
の条件で測定したＧ　ａ　Ａ　ｓの質量スペクトルを示
す。
（、）では、Ｃ、ＣＱ−、Ｏ−、Ａｓ−など電気陰性度
の高い元素の負の二次イオン化率が高いのに対して、陽
性元素のイオン化率は極めて低い値を示すことがわかる
。（ｂ）では−次イオン種のＣｓの試料表面への吸着が
さけられ、イオン化率は、導入ガス０２の効果が強調さ
れ、陽性元素のイオン化率が著しく向上していることが
わかる。
すなわち（ｂ）ではＧａ＋がＡｓ＋に比較して極めて高
い値を示していることがわかる。
微細加工への応用例として、Ｉｎ＋ビームを利用してＳ
ｉウェハ上に微細加工を施した例を示す。
−次イオン照射条件として、−次イオンをＩｎ”とし、
−次イオンエネルギーを２０ｋｅＶ、試料上ビーム径を
〜０．３μｍ、イオン電流をｉｏ　”Ａに設定した。試
料温度は、電子線加熱法を利用し、３００℃に保った。
−次イオンビームは、偏向走査により試料上を直線的に
偏向走査させることにより、溝切り加工を実施した。ビ
ーム走査は、数回にわたって行ない、平均照射量は、１
０１＠／ＣＩＩ＋２である。その結果、幅が０．４μｍ
、深さが０．５μ脂の溝が正確に加工されていることが
明らかになった。さらに本発明の効果として一次イオン
種のＩｎは、加工後の試料表面には付着されていないこ
とが分析の結果間らかになった。
〔発明の効果〕
本発明により、次のような効果があることが明らかにな
った。
１）−次イオン種物質の試料表面への付着がさけられ、
加工及び分析精度が向上した。
２）試料加熱と活性ガス導入により、加工速度及び分析
感度が著しく向上した。
３）ＩＭＡの一次イオン種として陽性元素のＣｓ　。
Ｂａなどを利用し、試料加熱及び活性ガス導入の採否に
より、１つのイオン源でほぼ全元素（陰性及び陽性元素
の両者）に対して感度が向上した。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明をＩＭＡに適用した場合の構成図、第
２図はＩＭＡに適用して得られたＧａＡｓの質量スペク
トルの一例を示す図である。 １・・・液体金属イオン源を備えた−次イオンビーム照
射系、２・・Ｃｓビーム、３・・・試料、４・・・試料
台、５・・・加熱手段、６・・電子及び光ビーム、７・
・二次荷電粒子引出電極、８・・質量分析剖、９・・・
二次イ光１図 ！ 第　ｚ　Ｍ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、金属イオンビームを利用して加工及び分析を行うイ
    オンビーム装置において、ターゲットとしての試料の温
    度を少なくとも、イオンビームを形成している元素また
    は化合物の融点より高く保つことを特徴とするイオンビ
    ーム装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、試料近傍に活性ガ
    スを供給するようにしたことを特徴とするイオンビーム
    装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項においてイオンビ
    ームとしてＧａ”　、Ｃｓ”　、Ｂａ＋のいずれか一種
    類のイオンビームを利用し、０□。 Ｎ２　ｐ　ＣΩ２．Ｆ２およびそれらの化合物のいずれ
    か一種類のガスを試料室に導入する手段を設けたことを
    特徴とするイオンビーム装置。
JP59098724A 1984-05-18 1984-05-18 イオンビ−ム装置 Granted JPS60243958A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59098724A JPS60243958A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 イオンビ−ム装置
US06/736,123 US4687930A (en) 1984-05-18 1985-05-20 Ion beam apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59098724A JPS60243958A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 イオンビ−ム装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60243958A true JPS60243958A (ja) 1985-12-03
JPH0542101B2 JPH0542101B2 (ja) 1993-06-25

Family

ID=14227464

Family Applications (1)

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JP59098724A Granted JPS60243958A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 イオンビ−ム装置

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US (1) US4687930A (ja)
JP (1) JPS60243958A (ja)

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Publication number Publication date
JPH0542101B2 (ja) 1993-06-25
US4687930A (en) 1987-08-18

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