JPS6298543A - イオンビ−ム発生装置 - Google Patents

イオンビ−ム発生装置

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Publication number
JPS6298543A
JPS6298543A JP23828585A JP23828585A JPS6298543A JP S6298543 A JPS6298543 A JP S6298543A JP 23828585 A JP23828585 A JP 23828585A JP 23828585 A JP23828585 A JP 23828585A JP S6298543 A JPS6298543 A JP S6298543A
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
emitter
ion source
ion beam
supply system
Prior art date
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Pending
Application number
JP23828585A
Other languages
English (en)
Inventor
Morikazu Konishi
守一 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6298543A publication Critical patent/JPS6298543A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06Sources
    • H01J2237/08Ion sources
    • H01J2237/0802Field ionization sources
    • H01J2237/0807Gas field ion sources [GFIS]

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】 本発明イオンビーム発生装置を以下の項目に従って説明
する6 A、産業上の利用分野 B1発明の概要 C9従来技術[第2図、第3図] B6発明が解決しようとする問題点 E0問題点を解決するための手段 F0作用 G、実施例[第1図] H6発明の効果 (A、!楽土の利用分野) 本発明は新規なイオンビーム発生装置、特にイオン源と
してヘリウム、水素あるいはアルゴン等のガスを用いる
気体イオン源方式のイオンビーム発生装置に関するもの
である。
(B、発明の概要) 本発明は、気体イオン源方式のイオンビーム発生装置に
おいて、イオン源ガス供給系と針状電極との間の電位差
をOないしはそれに近い値にすることによりイオン源ガ
ス供給系と針状電極との間で放電が起きないようにした
ものである。
(c、従来技術)[第2図、第3図] VLS I等の製造に不可欠なフォトリングラフィには
フォトレジスト膜に対して選択的に感光させる露光処理
が必要であり、その露光処理には露光源としてイオンビ
ームか用いられる傾向にある。
そして、イオンビームを発生するイオンビーム発生装置
として例えば第2図に示すものが用いられる。同図にお
いて、aはイオンガンで、イオンビームを放射するエミ
ッターbと、該エミッターbからイオンビームを加速し
て引き出す引き出し電極Cとからなる。エミッターbと
引き出し電極Cとの間には例えば30KV程度の電圧が
印加されており、エミッターbがプラス、引き出し電極
Cがマイナスになっている。尚、その引き出し電極Cは
接地よりも適宜高い電位にされている。dはイオンビー
ムを絞るアパーチャ、eはイオンビームを収束する収束
レンズ系、fはイオンビームを偏向させる偏向用静電レ
ンズ系、gは試料ステージh上に載置されたところのレ
ジストが塗布された半導体ウェハである。これ等はすべ
て図示しない真空装置内に設けられている。
第3図は第2図に示すイオンビーム発生装置の究来のイ
オンガンaの具体例を拡大して示すものである。同図に
おいて、iは真空槽、jは冷凍機、kは冷凍ajの真空
槽i内部に位置する下端面に固着された銅等熱伝導性の
良い金属体、1は該金属体にの下端面に固着された絶縁
体で、該絶縁体tの中央部に無底筒状のエミッターホル
ダーmを介して上記エミッターbが垂下状に取り付けら
れている。絶縁体tの中央には上記エミッターホルダー
mの内部に連通ずるガス通孔nが貫設されている。0は
上記金属体kに形成されたガス通孔で、その一端がガス
通孔nに連通され、他端にはガス管pが連結されている
。カス管pはそれの反金属体に側の端部が真空槽iの内
部を貫通して槽i外に導出され、リークバルブqに連結
されている。そのリークバルブqには更にガス管rが連
結され、該ガス管rはリークバルブpを介してガスボン
ベしに繋がれている。該ガスボンベtにはイオン源ガス
たる例えばヘリウム、水素あるいはアルゴン等のガスが
充填されており、そのガスがガス管r、pを通して金属
体k、絶縁体tのガス通孔0、nに送られ、更にガス通
孔o、nからエミッターホルダーmの孔を経てエミッタ
ーbの基部側から先端側へ噴出される。そして、そのガ
スがイオン化され、引き出し電極Cのf動きによりイオ
ンビームとなってエミッターb先端から放射される。
このような図示したイオンビーム発生装置はイオン源と
してヘリウム、水素、アルゴン等のクリーンなガスを用
いるため半導体ウェハg等の被照射体に対する汚染かな
く、リングラフィに適しているといえる。
(D、発明が解決しようとする問題点)ところで、第3
図に示したイオンガンによれば、金属体にのガス通孔O
とエミッターホルダーmとの間で放電が生じる慣れがあ
るという問題があった。というのは、エミッターbから
イオンビームを引き出すためエミッターbには高い例え
ば30KV程度の高い電位を与えなければならず、高い
電位を与えると必然的にエミッターbと接地レベルの金
属体にとの間に30KV程度の電位差が生じる。その結
果、エミッターbを支持するエミッターホルダーmと、
金属体にとの間でガス通孔nを通して放電が生じる。ま
た、ガス管pを絶縁材で形成し金属体にのガス通孔nに
通し、金属体にとエミッターホルダーmとの間で放電が
生じないようにしたとすると、ガス管p、rを通してリ
ークバルブq、sあるいはガスボンベtとの間で放電が
生じる可能性がある。そして、放電が生じるとエミッタ
ーbから発生する電流が放電によって変動し、イオンビ
ームの強さが不安定になる。そのため、リングラフィに
おける精度が低下するという問題がある。また、放電が
生じるとエミッターbが放電によって損傷を受け、エミ
ッターbの寿命が短かくなるという問題もある。
そこで、引き出し電極Cとエミッターbとの間に印加す
る引き出し電圧を低くすることにより放電を生じにくく
することも考えられるが、引き出し電圧を低くするとイ
オンを充分に加速することができず、そのためレジスト
を所定パターン通りにきれいに露光することができず、
加工精度が悪くなるという問題をもたらす、従って、引
き出し電圧を下げることは好ましいことではない。
本発明は上記問題点を解決すべく為されたもので、引き
出し電圧を高くしても針状電極側とイオン源ガス供給系
側との間で放電が生じることのないようにすることを目
的とするものである。
(E、問題点を解決するための手段) 本発明イオンビーム発生装置は、上記問題点を解決する
ため、イオン源ガス供給系の電位を針状電極の電位と同
程度まで高くしたことを特徴とするものである。
(F、作用) 従って、本発明イオンビーム発生装置によれば、イオン
源ガス供給系と針状電極との間の電位差を略Oにするこ
とができる。依って、イオン源ガスの供給経路において
放電が生じることを防止することができ、高い引き出し
電圧で充分にイオンを加速してイオンビームを発生する
ことができる。
(G、実施例)[第1図] 以下に、本発明イオンビーム発生装置を添附図面に示し
た実施例に従って詳細に説明する。
第1図は本発明イオンビーム発生装置の実施の一例の要
部を示すものである。
同図において、lはイオンビーム発生装置の真空槽、2
は冷凍機で、その下端部が真空槽1の上部を貫通して槽
l内部に位置されている。3は冷凍機2の下端面に固着
された熱伝導性の良い銅等の金属からなる金属体、4は
該金属体の下端面に固着された例えば絶縁サフィアから
なる絶縁体で、該絶縁体4の下端面中央部にエミッター
ホルタ−5を介してエミッター6が垂下状に取着されて
いる。該エミッター6は例えば30KV程度の高い電位
が与えられている。7は引き出し電極で、接地されてお
り、該引き出し電極7はエミッター6に対してマイナス
30KVの電位を持ちエミッター6からイオンビームを
引き出す、Eaは引き出し電圧発生源である。8は例え
ばステンレス等の金属からなるガス管で、その外端部は
高電圧用碍子9により真空槽1から絶縁分離されたうえ
で真空槽1外へ導出されており、その外端がガスリザー
バ11に連結されている。10はガス管8の碍子9はガ
スリザーバ11との間の部分に設けられたガスリークバ
ルブで、このバルブlOの開き具合を調整することによ
りエミッターb先端部へ供給するイオン源ガスの量を調
節する。また、ガス管8の内端部はエミッターホルダー
5の基部近傍からその先端に垂下し、ガスをエミッター
6の先端部に向けて噴出し得るような向きで絶縁体4に
支持されている。ガスリザーバ11は例えばステンレス
酸で上記引き出し電圧と略同じ電圧が接地との間に与え
られており、表面が例えばシリコンゴム等の絶縁物で被
覆されている。
Ebはガスリザーバ11にその高い電位を与える電圧発
生源である。lOはガス管8の碍子9とガスリザーバ1
1との間の部分に設けられたリークバルブである。ガス
リザーバ11は切離し可能な連結部12、ガス管13、
バルブ14を介してガスポンベ15と連結されており、
イオンビームの発生に先立って予めガスポンベ15から
ガスリザーバ11ヘイオン源ガスである例えばヘリウム
ガスが供給され、その供給が終了するとガスリザーバ1
1とガスポンベ15とが機械的に分離される。そして、
ガスリザーバ11とガスポンベ15とが分離された状態
でイオンビームの発生が行なわれる。従って、イオンビ
ーム発生時にガスポンベ15が高電位になるということ
はなく、常に接地レベルに保たれ、触れても感電する惧
れはない。
イオンガンが第1図に示したような構造のイオンビーム
発生装置によれば、イオン源ガス供給系であるガス管8
、バルブ10、ガスリザーバ11が電圧源Ebによって
エミッター5と同じ電位に保たれるので、イオン源ガス
供給系とエミッターホルダー5、エミッター6との間の
電位差が略0になり、その間で放電が生じる余地がない
、従って、充分に引き出し電圧が高くても支障なくイオ
ンビームを発生することができる。
尚、本実施例において、ガスリザーバ11等のイオン源
ガス供給系の電位を電圧源Ebによって高めているが、
その表面をシリコンゴム等絶縁材料で被覆するので感電
等の惧れがない。
また、本実施例においては、ガスリザーバ11等イオン
源ガス供給系が真空槽、l外に設けられているが、イオ
ン源ガス供給系を真空槽l内に設けるようにしても良い
。そして、本実施例においては、ガスリザーバ11の電
位とエミッター6の電位とが同じであったが、完全に同
じにする必要がなく、同程度であればその間に多少の電
位差が生じても放電は生じない。
(H,発明の効果) 以上に述べたところから明らかなように、本発明イオン
ビーム発生装設は、針状電極と引き出し電極との間に高
電圧を印加し、上記針状電極と引き出し電極との間の部
分にイオン源ガス供給系によりイオン源ガスを供給し、
上記イオン源ガスをイオン化してイオンビームを発生す
るイオンビーム発生装置において、上記イオン源ガス供
給系の電位を上記針状電極の電位と略同じにしたことを
特徴とするものである。
従って、本発明イオンビーム発生装置によれば、イオン
源ガス供給系と針状電極との間の電位差を略Oにするこ
とができる。依って、イオン源ガスの供給経路において
放電が生じることを防止することができ、高い引き出し
電圧で充分にイオンを加速してイオンビームを発生する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明イオンビーム発生装置の実施の一例の要
部を示す断面図、第2図及び第3図は従来技術を説明す
るためのもので、第2図はイオンビーム発生装置の全体
を示す断面図、第3図はイオンビーム発生装置の従来の
イオンガンを示す断面図である。 符号の説明 6・・・針状電極、  7・・・引き出し電極、8.1
0.11・・・イオン源ガス供給系礒9 ズ 4ふあ乙イ矛dつ重Qtと何日ジr 6v 四]第
1図 6・・・多↑択4六才版            7・
・・・f14ムし4之ノ壺8.10.11・・・・/I
j>ネ刀・人偵に険表イオ渉”L−A漏≦L李(106
図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)針状電極と引き出し電極との間に高電圧を印加し
    、 上記針状電極と引き出し電極との間の部分にイオン源ガ
    ス供給系によりイオン源ガスを供給し、 上記イオン源ガスをイオン化してイオンビームを発生す
    るイオンビーム発生装置において、上記イオン源ガス供
    給系の電位を上記針状電極の電位と略同じにした ことを特徴とするイオンビーム発生装置
JP23828585A 1985-10-24 1985-10-24 イオンビ−ム発生装置 Pending JPS6298543A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002021566A3 (en) * 2000-09-05 2002-08-01 Axcelis Tech Inc Bulk gas delivery system for ion implanters
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