JPS61224419A - イオンビ−ム描画装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被描画材料上にイオンビームを細く収束させ
ると共に、該材料上のイオンビーム照射位置を移動させ
、該材料上で所望図形の描画を行うようにしたイオンビ
ーム描画装置に関する。

［従来の技術］ イオンビームを細く収束することができ、更には、該イ
オンビームを偏向することのできる収束イオンビーム装
置は、マスクレスイオン注入装置として使用することが
できる。このイオン注入を行う場合、イオン源から不純
物イオンを発生させ、該イオンを収束してシリコンやガ
リウム砒素等の被描画材料に照射するようにしている。

該被描画材料上のイオンビーム照射位置は、該イオンご
−１ムを偏向することによって変化させられ、その結果
、該イオンビームの偏向を所望図形に応じて制御するこ
とにより、該材料、Ｅでイオンビームによって所望図形
の描画が行われ、該材料上の任意部分に不純物イオンが
注入されることになる。

ところで、材料にイオンの注入を行う場合には、イオン
の注入方向と材料のチャンネル軸とが一致していると、
不純物イオンが材料内部の深い部分まで入っていくので
、通常、イオンの注入方向を材料のチャンネル軸からず
らすために、材料をイオンビーム光軸に垂直な平面から
例えば、７°程度傾けて配置するようにしている。第３
図はイオンビーム光軸Ｏに対して傾けて配置した被描画
材料１を示しているが、図中２は対物レンズ、３は静電
偏向器である。

［発明が解決しようとする問題点１ イオンビーム１Ｂは、対物レンズ２によって材料１上に
細く収束されるが、該材料上のイオンビーム照射位置は
偏向器３に供給される偏向電圧に応じて変えられる。こ
こで、光軸０上の材料位置にイオンビームを照射した時
に、フォーカスが合わされている場合、イオンビームを
偏向して光軸０からずれた材料位置にイオンビームを照
射すると、イオンビームがボケで照射されることになる
。

このイオンビームのボケは、イオンビームの偏向角およ
び材料が傾けられていること、すなわち、イオンビーム
の偏向支点と材料１上のイオンビーム照射位置までの距
離が、イオンビームの偏向に伴って大きく変化すること
により発生する。従って、イオンビームの偏向角に応じ
て対物レンズ２の強度をダイナミックに変化させ、どの
偏向角でもフォーカスが合った状態でイオンビームが材
料１に照射されるように調整することが必要となる。

しかしながら、このような対物レンズの制御は、偏向角
と材料の傾き角とに応じて行わねばならず、甚だ面倒で
ある。更に、材料１を移動させ、図中点線の状態となっ
た場合には、光軸上のイオンビームのフォーカス点も変
化してしまい、より一層フォーカスの自動的な調整が面
倒となる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目
的は、イオンビームを偏向した際のフォーカスの調整が
極めて簡単な、あるいはフォーカス調整が不要なイオン
ビーム描画装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に基づくイオンビーム描画装置は、イオンビーム
を偏向させ、被描画材料上の描画位置を移動させてイオ
ンビーム描画を行う装置において、イオンビームが光軸
に略垂直な材料面に対して所定の角度で照射されるよう
に、該イオンビームを材料の描画中一定の強度で偏向す
るための第１の偏向器と、該材料上のイオンビーム照射
位置を変化させるために、該イオンビームを偏向するた
めの第２の偏向器とを備えたことを特徴としている。

［作用］ 被描画材料はイオンビーム光軸に略垂直に配置されてい
る。イオンビームは第１の偏向器によって常に一定の偏
向角度で偏向され、該イオンビームは材料表面に対して
略一定の入射角度で照射されることになる。該材料上の
イオンビーム照射位置は、第２の偏向器によってイオン
ビームを偏向することにより変えられる。この結果、第
２の偏向器によって材料上のイオンビーム照射位置を変
化させても、該材料が光軸に略垂直に配置されているた
め、イオンビームの偏向支点とイオンビームの照射位置
との間の距離は、第２の偏向器によるイオンビームの偏
向角度にのみ応じて僅かに変化するだけとなる。従って
、フォーカスの自動調整は偏向角度にのみに基づいて行
うことができ、対物レンズ等の制御が簡単となる。又、
第２の偏向器による偏向角度が比較的小さい場合には、
偏向角度に応じたフォーカスの自動調整を行う必要がな
くなる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳述する。

第１図において、１１はイオン源であり、該イオン源１
１からは所望とする不純物イオンを含むイオンビームが
発生され、加速される。該加速されたイオンビームは、
収束レンズ１２．対物レンズ１３によってシリコンウェ
ハ等の被描画材料１４上に細く収束される。なお、該収
束レンズ１２゜対物レンズ１３は共にフインツエル型の
静電レンズであり、又、該材料１４はその表面が光軸０
に垂直となるように配置されている。該収束レンズ１２
と対物レンズ１３との間に、所望とする不純物イオンの
みを取出すためのウィーンフィルタ１５と絞り板１６が
配置されている。該フィルタ１５は良く知られているよ
うに、一対の電極と一対の磁極とを備えており、所望と
する不純物イオン以外のイオンは、電極と磁極によって
形成される電場と磁場によって光軸０から外され、絞り
板１６によって材料１４方向への照射が阻止される。

該対物レンズ１３の上部には、補助レンズ１７が配置さ
れ、又、該対物レンズ１３と被描画材料１４との間には
、平行平板型の第１の静電偏向器１８と第２の静電偏向
器１９が配置されている。該第１の偏向器１８には偏向
電源２０から一定電圧が印加されており、第２の偏向器
１９には、描画図形に応じて偏向信号が作られる偏向回
路２１から偏向電圧が印加される。２２は対物レンズ１
３の電源、２３は補助レンズ１７の電源であるが、該補
助レンズ電源２３の制御回路２４には、該偏向回路２１
からの偏向信号に応じた信号が供給される。

上述した如き構成にＪ３いて、材料１４に照射されるイ
オンビームは、第１の偏向器１日によって偏向され、光
軸○に対して、例えば、７″傾けられ、この状態で常に
ＵＦ１１４に照射される。この結果、該材料１４はイオ
ンビーム光軸に垂直な面に対して７°傾けられたと実質
的に同等の状態となり、イオンビームの入射方向と該材
料のチャンネル軸とは一致せず、不純物イオンが材料内
部に深く入り込むことは防止される。ここで、描画図形
に応じたイオンビームの偏向信号は偏向回路２１から第
２の偏向器１９に供給され、イオンビームは材料表面に
対して傾けられた状態でその入射位置が変えられる。該
偏向回路２１がらのイオンビームの偏向信号に応じた信
号は、補助レンズ電源２３の制御回路２４に供給され、
該電＃Ｉ２３がら補助レンズ１７に供給される補正電圧
を制御し、第２の偏向器１９によるイオンビームの偏向
による材料１４上のフォーカスのずれを該補助レンズに
よって補正するようにしている。従って、イオンビーム
の偏向角に応じてイオンビームのフォーカスは自動的に
調整され、該材料上に照射されるイオンビームはその照
射位置が変化しても、常にボケのないものとなり、正確
な描画が行えることになる。

このように、本発明では、被描画材料表面をイオンビー
ム光軸Ｏに垂直に配置し、イオンビームを常に一定の角
度傾けて材料に照射するようにしているため、フォーカ
スの調整は偏向角にのみ応じて行うことができ、極めて
簡単なダイナミックフォーカシングが達成される。又、
偏向角が微小な場合には、必ずしもダイナミックフォー
カスが必要ではない。更に、材料１４を移動させても、
第２の偏向器の偏向支点と材料までの距離には変化がな
いため、材料の移動に伴うフォーカス調整は不要となる
。

なお、本発明は上述した実施例に限定されず幾多の変形
が可能である。例えば、補助レンズを設け、該補助レン
ズ強度を調整することによってイオンビーム偏向による
フォーカスのずれの調整を行うようにしたが、補助レン
ズを設けず、対物レンズの強度を偏向角に応じて制御し
ても良い。又、第２の偏向器１９を対物レンズ１３の上
部に配置し、ワーキングディスタンスを長くするように
しても良く、更に、第２の偏向器を２段偏向の構成とし
て、偏向角が大ぎい場合に対応させても良い。

そして、第１の偏向器によるイオンビームの偏向角が大
きく、該第１の偏向器のフリンジ効果が無視できない場
合には、第２図に示す如く、平行平板型の静電偏向器に
変え、面対称な静電偏向プリズム３０を用いても良い。

［効果］ 以上詳述した如く、本発明においては、イオンビーム光
軸に垂直に配置された被描画材料へのイオンビームの入
射角を、常に一定偏向信号が供給される第１の偏向器に
よって偏向することにより傾けでいるため、所望図形の
描画を行う際に、第２の偏向器によって、被描画材料へ
のイオンビームの入射位置を変化させても、イオンビー
ムのフォーカスのずれは、該第２の偏向器によるイオン
ビームの偏向角にのみ依存し、従来の如く、材料の光軸
Ｏに対する傾き角を考慮する必要がないため、イオンビ
ームのフォーカシングを極めて簡単に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図はイオンビ
ームの偏向器の他の例を示す図、第３図は従来の装置を
説明するための図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンビームを偏向させ、被描画材料上の描画位
   置を移動させてイオンビーム描画を行う装置において、
   イオンビームが光軸に略垂直な材料面に対して所定の角
   度で照射されるように、該イオンビームを材料の描画中
   一定の強度で偏向するための第１の偏向器と、該材料上
   のイオンビーム照射位置を変化させるために、該イオン
   ビームを偏向するための第２の偏向器とを備えたイオン
   ビーム描画装置。
2. （２）該第１の偏向器は、イオンビーム光軸に対称に配
   置された一対の平行平板型の静電偏向器である特許請求
   の範囲第１記載のイオンビーム描画装置。
3. （３）該第１の偏向器は、静電偏向プリズム型偏向器で
   ある特許請求の範囲第１項記載のイオンビーム描画装置
   。