JPH04272642A - 集束イオンビーム装置 - Google Patents
集束イオンビーム装置Info
- Publication number
- JPH04272642A JPH04272642A JP3030734A JP3073491A JPH04272642A JP H04272642 A JPH04272642 A JP H04272642A JP 3030734 A JP3030734 A JP 3030734A JP 3073491 A JP3073491 A JP 3073491A JP H04272642 A JPH04272642 A JP H04272642A
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- JP
- Japan
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- substrate
- ions
- ion beam
- decelerated
- ion
- Prior art date
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの作成
、加工、修正などに使用される集束イオンビーム装置に
関する。
、加工、修正などに使用される集束イオンビーム装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、量子井戸構造を作成するためには
、図４に示されるように、基板上へ多層膜形成、レジス
ト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去という
過程があり、それぞれについて蒸着装置、露光装置、エ
ッチング装置等の複数の装置が必要であった。
、図４に示されるように、基板上へ多層膜形成、レジス
ト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去という
過程があり、それぞれについて蒸着装置、露光装置、エ
ッチング装置等の複数の装置が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の集束イオンビーム装置においては、エッチング、
レジスト除去の工程で基板に損傷を与え、量子井戸構造
の膜として動作しなくなり、また、レジスト除去の工程
において、基板上にゴミが残りがちになる。また、基板
処理の工程数が多いため、全体的に信頼性が低下し易い
。さらには、装置間の移動で大気中から真空中へ、また
、真空中から大気中へのプロセスが繰り返されるために
基板の表面が汚染され、量子井戸構造の特性を損なうと
いった問題があった。
従来の集束イオンビーム装置においては、エッチング、
レジスト除去の工程で基板に損傷を与え、量子井戸構造
の膜として動作しなくなり、また、レジスト除去の工程
において、基板上にゴミが残りがちになる。また、基板
処理の工程数が多いため、全体的に信頼性が低下し易い
。さらには、装置間の移動で大気中から真空中へ、また
、真空中から大気中へのプロセスが繰り返されるために
基板の表面が汚染され、量子井戸構造の特性を損なうと
いった問題があった。
【０００４】本発明は上述した問題点を解決するもので
、基板に損傷を与えずに、量子井戸構造（量子細線、量
子箱）を形成することができ、しかも、基板処理の工程
数を少なくでき信頼性の向上が図れ、また、基板表面を
汚染することもなく量子井戸構造の特性を損なうことの
ない集束イオンビーム装置を提供することを目的とする
。
、基板に損傷を与えずに、量子井戸構造（量子細線、量
子箱）を形成することができ、しかも、基板処理の工程
数を少なくでき信頼性の向上が図れ、また、基板表面を
汚染することもなく量子井戸構造の特性を損なうことの
ない集束イオンビーム装置を提供することを目的とする
。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、数種のイオン源からイオンを引き出し集束
するイオンビーム引き出し手段と、このイオンビームを
所定のエネルギーに減速する減速手段を備え、前記の減
速された数種のイオンビームを被加工対象である基板表
面に所定パターンで照射し、該イオンを基板表面に直接
蒸着させ、多層膜パターンを堆積させるようにしたもの
である。
に本発明は、数種のイオン源からイオンを引き出し集束
するイオンビーム引き出し手段と、このイオンビームを
所定のエネルギーに減速する減速手段を備え、前記の減
速された数種のイオンビームを被加工対象である基板表
面に所定パターンで照射し、該イオンを基板表面に直接
蒸着させ、多層膜パターンを堆積させるようにしたもの
である。
【０００６】
【作用】上記の構成によれば、数種のイオン源からイオ
ンを引き出し、このイオンビームを集束すると共に、所
定のエネルギーに減速し、被加工対象である基板表面に
所定パターンで照射することにより、基板表面に多層膜
を形成することができる。
ンを引き出し、このイオンビームを集束すると共に、所
定のエネルギーに減速し、被加工対象である基板表面に
所定パターンで照射することにより、基板表面に多層膜
を形成することができる。
【０００７】
【実施例】本発明による集束イオンビーム装置の実施例
を図１、図２を用いて説明する。この多層膜形成可能な
集束イオンビーム装置は、そのチャンバ１内に複数のイ
オン銃（例えばガリウムイオン、ヒ素イオン、アルミニ
ウムイオン）３０、サンプル（被加工対象）である基板
１０を取付けるサンプルステージ１７等が設けられてい
る。チャンバ１内はポンプ３１により真空に引かれる。 イオン銃３０とサンプルの関係は図２のようになってい
る。この集束イオンビーム装置のイオン銃３０は、液体
金属イオン源１１、引出し電極１２、静電型レンズ１３
ａおよび１３ｂ、マスフィルタ１４、偏向電極１５、減
速電極１６、イオンに加速エネルギーを与える加速電源
１８、イオン源１１と引出し電極１２の間に電位差を与
える引出し電源１９、およびイオンに減速エネルギーを
与える減速電源２０等を備えている。
を図１、図２を用いて説明する。この多層膜形成可能な
集束イオンビーム装置は、そのチャンバ１内に複数のイ
オン銃（例えばガリウムイオン、ヒ素イオン、アルミニ
ウムイオン）３０、サンプル（被加工対象）である基板
１０を取付けるサンプルステージ１７等が設けられてい
る。チャンバ１内はポンプ３１により真空に引かれる。 イオン銃３０とサンプルの関係は図２のようになってい
る。この集束イオンビーム装置のイオン銃３０は、液体
金属イオン源１１、引出し電極１２、静電型レンズ１３
ａおよび１３ｂ、マスフィルタ１４、偏向電極１５、減
速電極１６、イオンに加速エネルギーを与える加速電源
１８、イオン源１１と引出し電極１２の間に電位差を与
える引出し電源１９、およびイオンに減速エネルギーを
与える減速電源２０等を備えている。
【０００８】上記構成において、イオン源１１から引き
出されたイオンビームＢは静電型レンズ１３ａ，１３ｂ
で集束されると同時に、マスフィルタ１４で所望イオン
のみが選別されてサンプルステージ１７に導かれるが、
この集束イオンビームＢがサンプルステージ１７に到達
する時のエネルギーは、加速電源１８と減速電源２０と
の出力電圧差に等しいものとなる。すなわち、集束イオ
ンビームＢは、減速電極１６に近づくまでは加速電源１
８で与えられるエネルギーを持っているが、減速電極１
６とサンプルステージ１７の電位を減速電源２０によっ
て上げると、基板１に入射する集束イオンビームＢはそ
の分だけ減速される。従って、減速電源２０の出力調整
により、原理的には出力０から加速電源１８のフル出力
までの間で連続的に集束イオンビームＢの基板１０への
到達エネルギーを変化させ得ることになる。減速された
イオンは基板１上に蒸着される。また、偏向電極１５に
よりイオンは走査され、任意のパターンが形成される。
出されたイオンビームＢは静電型レンズ１３ａ，１３ｂ
で集束されると同時に、マスフィルタ１４で所望イオン
のみが選別されてサンプルステージ１７に導かれるが、
この集束イオンビームＢがサンプルステージ１７に到達
する時のエネルギーは、加速電源１８と減速電源２０と
の出力電圧差に等しいものとなる。すなわち、集束イオ
ンビームＢは、減速電極１６に近づくまでは加速電源１
８で与えられるエネルギーを持っているが、減速電極１
６とサンプルステージ１７の電位を減速電源２０によっ
て上げると、基板１に入射する集束イオンビームＢはそ
の分だけ減速される。従って、減速電源２０の出力調整
により、原理的には出力０から加速電源１８のフル出力
までの間で連続的に集束イオンビームＢの基板１０への
到達エネルギーを変化させ得ることになる。減速された
イオンは基板１上に蒸着される。また、偏向電極１５に
よりイオンは走査され、任意のパターンが形成される。
【０００９】また、上記サンプルステージ１７には駆動
機構を設け、このステージの位置は測長機（例えばレー
ザ干渉計）により正確に求められる。従って、基板１０
が大面積であつてもステージ１７を移動させて任意の場
所に任意の微細パターンを形成することができる。減速
をしなければ従来の集束イオンビーム装置と同様、イオ
ン注入やエッチングが可能である。そして、数種のイオ
ン銃３０は同時に同一箇所の照射が可能なようになって
いる。
機構を設け、このステージの位置は測長機（例えばレー
ザ干渉計）により正確に求められる。従って、基板１０
が大面積であつてもステージ１７を移動させて任意の場
所に任意の微細パターンを形成することができる。減速
をしなければ従来の集束イオンビーム装置と同様、イオ
ン注入やエッチングが可能である。そして、数種のイオ
ン銃３０は同時に同一箇所の照射が可能なようになって
いる。
【００１０】図３は本実施例装置により量子井戸構造の
膜を形成した場合の実施例である。ガリウム（Ｇａ）、
ヒ素（Ａｓ）減速イオンビームを同一箇所に照射し、Ｇ
ａＡｓ層を形成し、次にガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ
）、アルミニウム（Ａｌ）減速イオンビームをＧａＡｓ
層と同一箇所に照射し、ＧａＡｌＡｓ層を形成する。 この処理を必要数繰り返すことにより量子井戸構造を形
成することができる。ビーム走査によりパターンを形成
するので、量子細線、量子箱のいずれも形成可能である
。
膜を形成した場合の実施例である。ガリウム（Ｇａ）、
ヒ素（Ａｓ）減速イオンビームを同一箇所に照射し、Ｇ
ａＡｓ層を形成し、次にガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ
）、アルミニウム（Ａｌ）減速イオンビームをＧａＡｓ
層と同一箇所に照射し、ＧａＡｌＡｓ層を形成する。 この処理を必要数繰り返すことにより量子井戸構造を形
成することができる。ビーム走査によりパターンを形成
するので、量子細線、量子箱のいずれも形成可能である
。
【００１１】なお、本発明は以上詳述した実施例に限定
されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更を加えることができる。例えば、本実施例
においては、一種のイオンに対して一本のイオン銃を用
いているが、イオン銃を減らすために合金からなる液体
金属イオン源を用いて、成膜途中にマスフィルタの選別
条件を変えていくことで、多層膜を形成することも可能
である。
されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更を加えることができる。例えば、本実施例
においては、一種のイオンに対して一本のイオン銃を用
いているが、イオン銃を減らすために合金からなる液体
金属イオン源を用いて、成膜途中にマスフィルタの選別
条件を変えていくことで、多層膜を形成することも可能
である。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、数種の集
束イオンビームを直接密着可能なエネルギーまで減速し
て、基板の所定の位置に照射し、多層膜を基板表面に形
成するものであって、従来の処理に比べ基板および多層
膜に対する損傷が低減され、多層膜形成の工程が大幅に
簡略化され、また、そのために、量子井戸構造の特性を
良好なものとすることができる。また、大気からの汚染
を受けることもなくなる。
束イオンビームを直接密着可能なエネルギーまで減速し
て、基板の所定の位置に照射し、多層膜を基板表面に形
成するものであって、従来の処理に比べ基板および多層
膜に対する損傷が低減され、多層膜形成の工程が大幅に
簡略化され、また、そのために、量子井戸構造の特性を
良好なものとすることができる。また、大気からの汚染
を受けることもなくなる。
【図１】本発明の一実施例による集束イオンビーム装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】同装置のイオン源部を示す構成図である。
【図３】同装置により形成される量子井戸構造の膜を示
す図である。
す図である。
【図４】従来の量子井戸構造の膜を形成するときの工程
を示す図である。
を示す図である。
１ 真空チャンバ
１０ 基板
１１ 液体金属イオン源
１２ 引出し電極
１３ａ，１３ｂ 静電型レンズ
１５ 偏向電極
１６ 減速電極
１７ サンプルステージ
３０ イオン銃
Claims (1)
- 【請求項１】 数種のイオン源からイオンを引き出し
集束するイオンビーム引き出し手段と、このイオンビー
ムを所定のエネルギーに減速する減速手段を備え、前記
の減速された数種のイオンビームを被加工対象である基
板表面に所定パターンで照射し、該イオンを基板表面に
直接蒸着させ、多層膜パターンを堆積させるようにした
ことを特徴とする集束イオンビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030734A JPH04272642A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 集束イオンビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030734A JPH04272642A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 集束イオンビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04272642A true JPH04272642A (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=12311902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3030734A Pending JPH04272642A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 集束イオンビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04272642A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748360A (en) * | 1995-03-06 | 1998-05-05 | National Research Institute For Metals | Decelerating and focusing ion beam device |
| WO2001018844A1 (fr) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | Seiko Instruments Inc. | Procede de traitement mettant en oeuvre un faisceau ionique focalise |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3030734A patent/JPH04272642A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748360A (en) * | 1995-03-06 | 1998-05-05 | National Research Institute For Metals | Decelerating and focusing ion beam device |
| WO2001018844A1 (fr) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | Seiko Instruments Inc. | Procede de traitement mettant en oeuvre un faisceau ionique focalise |
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