JPH02256139A - イオンビーム装置 - Google Patents
イオンビーム装置Info
- Publication number
- JPH02256139A JPH02256139A JP1077284A JP7728489A JPH02256139A JP H02256139 A JPH02256139 A JP H02256139A JP 1077284 A JP1077284 A JP 1077284A JP 7728489 A JP7728489 A JP 7728489A JP H02256139 A JPH02256139 A JP H02256139A
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- JP
- Japan
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- emitter
- ion beam
- tip
- gas
- electrode
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序に従って本発明を説明する。
Ａ、産業上の利用分野
Ｂ３発明の概要
Ｃ０従来技術［第４図］
Ｄ１発明が解決しようとする問題点
（Ａ、産業上の利用分野）
本発明はイオンビーム装置、特に針状電極と弓出し電極
の間に高電圧を印加することにより気体イオン源による
イオンビームを上記針状電極から発生させるイオンビー
ム装置に関する。
の間に高電圧を印加することにより気体イオン源による
イオンビームを上記針状電極から発生させるイオンビー
ム装置に関する。
（Ｂ、発明の概要）
本発明は、針状電極のまわりを筒状部材が囲繞したイオ
ンビーム装置において、 高輝度化を図るため、 針状電極と筒状部材との間に金属製のチューブを設けた
ものである。
ンビーム装置において、 高輝度化を図るため、 針状電極と筒状部材との間に金属製のチューブを設けた
ものである。
（Ｃ，従来技術）［第４図］
ＩＣ，ＬＳＩの製造に不可欠な露光にイオンビーム装置
を用いる技術の開発が進んでいる。半導体装置製造用イ
オンビーム装置として期待されているのは特開昭６３−
４３２４９号公報、特開昭６３−８１７３６号公報等に
紹介されているような気体イオン源式のものである。こ
の気体イオン源式イオンビーム装置は、針状電極と引出
し電極の間に高電圧を印加することにより気体イオン源
によるイオンビームを上記針状電極から発生させるもの
であり、イオンビームな発生する部分は例えば第４図に
示すような構造を有している。
を用いる技術の開発が進んでいる。半導体装置製造用イ
オンビーム装置として期待されているのは特開昭６３−
４３２４９号公報、特開昭６３−８１７３６号公報等に
紹介されているような気体イオン源式のものである。こ
の気体イオン源式イオンビーム装置は、針状電極と引出
し電極の間に高電圧を印加することにより気体イオン源
によるイオンビームを上記針状電極から発生させるもの
であり、イオンビームな発生する部分は例えば第４図に
示すような構造を有している。
同図において、１は冷却機の下端部、２はエミッタ取付
部で、イオン源となるガス例えばヘリウムＨｅガスを導
くガス導入孔３を有しており、該エミッタ取付は部２に
Ｏリング４を介してノズル６が取付けられている。該ノ
ズル６は例えばコバール（商品名）からなる基部７と、
セラミックからなる先端部８によって構成されており、
該ノズル６の中心孔は上記ガス導入孔３に連通している
。９はエミッタ取付は部材で、筒状に形成された金属、
例えばニッケルＮｉからなる。該エミッタ取付は部材９
は下端部がノズル６の中心孔の上端部に嵌合溶着され、
その上端部は後述するエミッタ１１の上端部を内嵌され
た状態で圧潰されてエミッタ１１を吊下状に保持してい
る。１０．１０はエミッタ取付は部材９にその内部を貫
通するように形成されたガス通孔で、該ガス通孔１０．
１０を介してノズル６の中心孔とガス導入孔３とが連通
している。エミッタ１１はタングステンＷを針状に形成
してなり、上端部にて上述したようにノズル６の中心孔
の上端部から吊下され、下端がノズル６の先端から稍下
方に突出せしめられている。
部で、イオン源となるガス例えばヘリウムＨｅガスを導
くガス導入孔３を有しており、該エミッタ取付は部２に
Ｏリング４を介してノズル６が取付けられている。該ノ
ズル６は例えばコバール（商品名）からなる基部７と、
セラミックからなる先端部８によって構成されており、
該ノズル６の中心孔は上記ガス導入孔３に連通している
。９はエミッタ取付は部材で、筒状に形成された金属、
例えばニッケルＮｉからなる。該エミッタ取付は部材９
は下端部がノズル６の中心孔の上端部に嵌合溶着され、
その上端部は後述するエミッタ１１の上端部を内嵌され
た状態で圧潰されてエミッタ１１を吊下状に保持してい
る。１０．１０はエミッタ取付は部材９にその内部を貫
通するように形成されたガス通孔で、該ガス通孔１０．
１０を介してノズル６の中心孔とガス導入孔３とが連通
している。エミッタ１１はタングステンＷを針状に形成
してなり、上端部にて上述したようにノズル６の中心孔
の上端部から吊下され、下端がノズル６の先端から稍下
方に突出せしめられている。
１２は引出し電極で、ドーナツ状に形成され、その中心
孔１３がノズル６の真下に位置するように配置されてい
る。該引出し電極１２はエミッタ１１に対して負の例え
ば十数キロボルト程度の電位が与えられており、この引
出し電圧によりエミッタ１１の先端から下方へイオンビ
ーム１４が放射される。
孔１３がノズル６の真下に位置するように配置されてい
る。該引出し電極１２はエミッタ１１に対して負の例え
ば十数キロボルト程度の電位が与えられており、この引
出し電圧によりエミッタ１１の先端から下方へイオンビ
ーム１４が放射される。
（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、イオ
ンビーム装置においては高輝度化が強く要求されている
。というのは、イオンビームによりレジストに対する露
光その他微細加工を迅速に行うには輝度を高くする必要
があるが、充分な高さの輝度を得るには至っていないか
らである。
ンビーム装置においては高輝度化が強く要求されている
。というのは、イオンビームによりレジストに対する露
光その他微細加工を迅速に行うには輝度を高くする必要
があるが、充分な高さの輝度を得るには至っていないか
らである。
そこで、その原因を追及したところ、第１にガス導入孔
３から導入されたイオン源ガス、例えばヘリウムＨｅを
エミッタ１１先端に効率良く吹き付けることができてい
ないことが判明した。そして、それは第１にエミッタ１
１の先端がノズル６の中心軸かち逸れていることに起因
している。
３から導入されたイオン源ガス、例えばヘリウムＨｅを
エミッタ１１先端に効率良く吹き付けることができてい
ないことが判明した。そして、それは第１にエミッタ１
１の先端がノズル６の中心軸かち逸れていることに起因
している。
というのは、エミッタ１１を正確にノズル６の中心軸上
に位置するのは難しく、普通中心軸上から大きく逸れて
いる。そして、逸れ量が大きい程エミッタ１１の先端上
におけるガス圧が低（なるのである。第２に、ノズル６
とエミッタ１１との間の間隔が充分に狭くないことに起
因している。また、エミッタ１１の温度も充分に低（出
来ないのでガス分子の凝縮が不充分であることもエミッ
タ１１先端上におけるガス圧を高めることを制約するの
で高輝度化を阻む要因となっていた。
に位置するのは難しく、普通中心軸上から大きく逸れて
いる。そして、逸れ量が大きい程エミッタ１１の先端上
におけるガス圧が低（なるのである。第２に、ノズル６
とエミッタ１１との間の間隔が充分に狭くないことに起
因している。また、エミッタ１１の温度も充分に低（出
来ないのでガス分子の凝縮が不充分であることもエミッ
タ１１先端上におけるガス圧を高めることを制約するの
で高輝度化を阻む要因となっていた。
本発明はこのような問題点を解決すべ（為されたもので
あり、高輝度化を図ることを目的とする。
あり、高輝度化を図ることを目的とする。
（Ｅ、問題点を解決するための手段）
本発明イオンビーム装置は上記問題点を解決するため、
針状電極と筒状部材との間に金属製のチューブを設けた
ことを特徴とする。
針状電極と筒状部材との間に金属製のチューブを設けた
ことを特徴とする。
（Ｆ、作用）
本発明イオンビーム装置によれば、チューブを設けたの
で、チューブが針状電極・筒状部材間のスペーサとして
機能し、針状電極先端の筒状部材の中心軸上からの免れ
量を小さくすることができる。また、チューブが針状電
極と筒状部材間の隙間をより小さくするので、イオン源
となるガスの供給量に対する針状電極先端におけるガス
分子密度を高めることができる。しかも、チューブが金
属製であるので、針状電極と筒状部材との間の熱伝導性
を高めることができる。従って、針状電極をより低温に
することができ延いては針状電極先端におけるガス分子
の凝縮を有効に行うことができ、この点でも針状電極先
端におけるガス分子の高密度化を図ることができ、高輝
度化に寄与する。
で、チューブが針状電極・筒状部材間のスペーサとして
機能し、針状電極先端の筒状部材の中心軸上からの免れ
量を小さくすることができる。また、チューブが針状電
極と筒状部材間の隙間をより小さくするので、イオン源
となるガスの供給量に対する針状電極先端におけるガス
分子密度を高めることができる。しかも、チューブが金
属製であるので、針状電極と筒状部材との間の熱伝導性
を高めることができる。従って、針状電極をより低温に
することができ延いては針状電極先端におけるガス分子
の凝縮を有効に行うことができ、この点でも針状電極先
端におけるガス分子の高密度化を図ることができ、高輝
度化に寄与する。
（Ｇ、実施例）［第１図乃至第３図］
以下、本発明イオンビーム装置を図示実施例に従って詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図乃至第３図は本発明イオンビーム装置の一つの実
施例を説明するためのもので、第１図は要部を示す断面
図、第２図はチューブを示す斜視図、第３図はガス分子
密度分布図である。
施例を説明するためのもので、第１図は要部を示す断面
図、第２図はチューブを示す斜視図、第３図はガス分子
密度分布図である。
本実施例は第４図に示したイオンビーム装置とは金属製
のデユープを有している点で相違するが、それ以外の点
では共通しており、相違点についてのみ説明する。
のデユープを有している点で相違するが、それ以外の点
では共通しており、相違点についてのみ説明する。
１５は例えばニッケルＮｉ等の金属からなるチューブで
、ノズル６とエミッタ１１との間に介在せしめられてい
る。該チューブ１５は内径φ１が２００μｍ、外径φ２
が４００ＬＬｍ、長さが１８ｍｍである。尚、その基部
にはエミッタ１１の基部が嵌合され、その状態でエミッ
タ取付部材によりカシメによってノズル６の基部に取付
けられているが、このチューブ１５の取付は部は図示し
ない。
、ノズル６とエミッタ１１との間に介在せしめられてい
る。該チューブ１５は内径φ１が２００μｍ、外径φ２
が４００ＬＬｍ、長さが１８ｍｍである。尚、その基部
にはエミッタ１１の基部が嵌合され、その状態でエミッ
タ取付部材によりカシメによってノズル６の基部に取付
けられているが、このチューブ１５の取付は部は図示し
ない。
尚、ノズル６は内径が５００μｍ、長さが５０ｍｍであ
り、また、エミッタ１１の直経が１２０μｍである。
り、また、エミッタ１１の直経が１２０μｍである。
このようなイオンビーム装置によれば、エミッタ１１の
先端上における気体イオン源のガス圧を高くすることが
できる。第３図に示すガス分子密度分布図はそれを裏付
けている。同図において、実線は金属製のチューブ１５
を有する場合を、破線は金属製のチューブ１５を有しな
い従来の場合を示しており、エミッタ１１先端における
ガス分子密度は本イオンビーム装置の場合の方が従来の
場合よりも相当に高い。また、ノズル６の基部側から先
端側へ３２００個の分子を噴出させた場合においてその
うちの何個がエミッタ１１の円状先端部に衝突するかを
シミュレーションしたら、金属製のチューブ１５を有し
ない従来のイオンビーム装置によれば１０３個であった
が、金属製のチューブ１５を有する本イオンビーム装置
によれば１１９個であり、約１５％程度多（なっている
。このことは、気体イオン源の同じ供給量に対してのエ
ミッタ１１の先端上におけるガス圧は本イオンビーム装
置の方が従来のイオンビーム装置よりも高くすることが
でき、延いては高輝度化できることを意味している。
先端上における気体イオン源のガス圧を高くすることが
できる。第３図に示すガス分子密度分布図はそれを裏付
けている。同図において、実線は金属製のチューブ１５
を有する場合を、破線は金属製のチューブ１５を有しな
い従来の場合を示しており、エミッタ１１先端における
ガス分子密度は本イオンビーム装置の場合の方が従来の
場合よりも相当に高い。また、ノズル６の基部側から先
端側へ３２００個の分子を噴出させた場合においてその
うちの何個がエミッタ１１の円状先端部に衝突するかを
シミュレーションしたら、金属製のチューブ１５を有し
ない従来のイオンビーム装置によれば１０３個であった
が、金属製のチューブ１５を有する本イオンビーム装置
によれば１１９個であり、約１５％程度多（なっている
。このことは、気体イオン源の同じ供給量に対してのエ
ミッタ１１の先端上におけるガス圧は本イオンビーム装
置の方が従来のイオンビーム装置よりも高くすることが
でき、延いては高輝度化できることを意味している。
このようにエミッタ１１の先端上における気体イオン源
のガス圧を高くすることができる理由は、第１にエミッ
タ１１とノズル６との間の隙間がチューブ１５によって
より狭くなることにあり、第２にエミッタ１１の先端が
チューブ１５の存在によりノズル６の中心軸上あるいは
それにきわめて近いところに＼位置せしめられることに
ある。この第２の点について詳しく説明すると、チュー
ブ１５がない場合はエミッタ１１先端はノズル６の中心
軸から大きく逸れ易く、その逸れが大きくなる程エミッ
タ１１先端上における気体イオン源のガス圧が低（なる
が、本イオンビーム装置においてはチューブ１５がスペ
ーサとしての役割を果たすので、エミッタ１１がノズル
６の中心軸上から大きく逸れる虞れはなくエミッタ１１
先端上におけるガス圧が低くなる虞れがないのである。
のガス圧を高くすることができる理由は、第１にエミッ
タ１１とノズル６との間の隙間がチューブ１５によって
より狭くなることにあり、第２にエミッタ１１の先端が
チューブ１５の存在によりノズル６の中心軸上あるいは
それにきわめて近いところに＼位置せしめられることに
ある。この第２の点について詳しく説明すると、チュー
ブ１５がない場合はエミッタ１１先端はノズル６の中心
軸から大きく逸れ易く、その逸れが大きくなる程エミッ
タ１１先端上における気体イオン源のガス圧が低（なる
が、本イオンビーム装置においてはチューブ１５がスペ
ーサとしての役割を果たすので、エミッタ１１がノズル
６の中心軸上から大きく逸れる虞れはなくエミッタ１１
先端上におけるガス圧が低くなる虞れがないのである。
また、ガス圧を高くすることのできる第３の理由として
チューブ１５が金属製であり、従ってチューブ１５によ
ってエミッタ１１とノズル６との間の熱抵抗が小さくな
りエミッタ１１の温度をより低くすることができること
が挙げられる。というのは、エミッタ１１の温度をより
低くすることによりエミッタ１１近傍のガス分子をより
凝縮させることができるからである。
チューブ１５が金属製であり、従ってチューブ１５によ
ってエミッタ１１とノズル６との間の熱抵抗が小さくな
りエミッタ１１の温度をより低くすることができること
が挙げられる。というのは、エミッタ１１の温度をより
低くすることによりエミッタ１１近傍のガス分子をより
凝縮させることができるからである。
（Ｈ発明の効果）
以上に述べたように、本発明イオンビーム装置は、引出
し電極との間に高電圧を印加されて気体イオン源による
イオンビームを先端部から発生する針状電極のまわりを
筒状部材が囲繞したイオンビーム装置において、上記筒
状部材と上記針状電極との間に金属製のチューブが設け
られてなることを特徴とするものである。
し電極との間に高電圧を印加されて気体イオン源による
イオンビームを先端部から発生する針状電極のまわりを
筒状部材が囲繞したイオンビーム装置において、上記筒
状部材と上記針状電極との間に金属製のチューブが設け
られてなる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装置によれば、チューブが
針状電極・筒状部材間のスペーサとして機能し、針状電
極先端の筒状部材の中心軸上からの免れ量を小さくする
ことができる。また、チューブが針状電極と筒状部材間
の隙間をより小さ（するので、イオン源となるガスの供
給量に対する針状電極先端におけるガス分子密度を高め
ることができる。しかも、チューブが金属製であるので
、針状電極と筒状部材との間の熱伝導性を高めることが
できる。従って、針状電極をより低温にすることができ
延いては針状電極先端におけるガス分子の凝縮を有効に
行うことができ、この点でも針状電極先端におけるガス
分子の高密度化を図ることができ、高輝度化に寄与する
。
針状電極・筒状部材間のスペーサとして機能し、針状電
極先端の筒状部材の中心軸上からの免れ量を小さくする
ことができる。また、チューブが針状電極と筒状部材間
の隙間をより小さ（するので、イオン源となるガスの供
給量に対する針状電極先端におけるガス分子密度を高め
ることができる。しかも、チューブが金属製であるので
、針状電極と筒状部材との間の熱伝導性を高めることが
できる。従って、針状電極をより低温にすることができ
延いては針状電極先端におけるガス分子の凝縮を有効に
行うことができ、この点でも針状電極先端におけるガス
分子の高密度化を図ることができ、高輝度化に寄与する
。
第１図乃至第３図は本発明イオンビーム装置の一つの実
施例を説明するためのもので、第１図Ｇま要部を示す断
面図、第２図はチューブを示す斜視図、第３図はガス分
子密度分布図、第４図しま従来例を示す断面図である。 符号の説明 ６（７，８）・・・筒状部材、 １１・・・針状電極、１２・・・引出し電極、１５・・
・金属製のチューブ。 ト 従来例吃示す断面図 第４図
施例を説明するためのもので、第１図Ｇま要部を示す断
面図、第２図はチューブを示す斜視図、第３図はガス分
子密度分布図、第４図しま従来例を示す断面図である。 符号の説明 ６（７，８）・・・筒状部材、 １１・・・針状電極、１２・・・引出し電極、１５・・
・金属製のチューブ。 ト 従来例吃示す断面図 第４図
Claims (1)
- （１）引出し電極との間に高電圧を印加されて気体イオ
ン源によるイオンビームを先端部から発生する針状電極
のまわりを筒状部材が囲繞したイオンビーム装置におい
て、 上記筒状部材と上記針状電極との間に金属製のチューブ
が設けられてなることを特徴とするイオンビーム装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077284A JPH02256139A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | イオンビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077284A JPH02256139A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | イオンビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256139A true JPH02256139A (ja) | 1990-10-16 |
Family
ID=13629571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1077284A Pending JPH02256139A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | イオンビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02256139A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009245767A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Kobe Steel Ltd | イオン源、及びこのイオン源の製造方法 |
| JP2010205597A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Kobe Steel Ltd | イオン源の製造方法、及びこの方法によって製造されたイオン源 |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP1077284A patent/JPH02256139A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009245767A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Kobe Steel Ltd | イオン源、及びこのイオン源の製造方法 |
| JP2010205597A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Kobe Steel Ltd | イオン源の製造方法、及びこの方法によって製造されたイオン源 |
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