JPH088245B2 - 集束イオンビームエッチング装置 - Google Patents

集束イオンビームエッチング装置

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JPH088245B2 JP2261516A JP26151690A JPH088245B2 JP H088245 B2 JPH088245 B2 JP H088245B2 JP 2261516 A JP2261516 A JP 2261516A JP 26151690 A JP26151690 A JP 26151690A JP H088245 B2 JPH088245 B2 JP H088245B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体デバイス作成における加工、修正な
どに使用される集束イオンビームエッチング装置に関す
る。
［従来の技術］ 従来の集束イオンビームエツチング装置は、第２図に
示されるような構成になつている。
すなわち、本装置は、排気装置105により真空排気さ
れたエツチング室101内に置いた被加工対象である試料1
02に、加速電圧30KeVのGa+集束イオンビーム103とエッ
チング用の塩素（Cl2）ガスを照射することにより、エ
ッチングを行う。Cl2ガスは、微細ノズル104を通して試
料102に吹き付けるようになっている。
［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による
エツチング装置においては、加速されたイオンによる照
射損傷が生じ易く、また、塩素ガス等のエッチング用ガ
スを試料室に導入するため試料室内が汚染するといった
問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するもので、電界電離イ
オン源より直接、化学的エッチング作用を持つイオンを
取り出し、集束減速して、直接、基板表面の微細加工を
行うようにしたことにより、エッチングを照射損傷なし
に行うことができ、しかも、試料室を汚染することのな
い集束イオンビームエッチング装置を提供することを目
的とする。
［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、ガス導入パイプ
を有する電界電離型のイオン源と、このイオン源から化
学的エツチング作用を持つイオンを取り出し集束するイ
オンビーム取出し手段と、こ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する照射手段
と、基板表面に照射される前記集束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、この減速され
たイオンにより直接、基板表面の微細加工を行うように
したものである。
［作用］ 上記の構成において、電界電離型のイオン源から化学
的エッチング作用を持つイオンを取り出し、このイオン
ビームを集束する共に、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。
このようにして、減速集束したイオンビームで基板表
面をエッチングすることができるので、基板への照射損
傷はなくなる。また、電界電離型のイオン源より直接エ
ッチング作用をもつイオンを取り出して使うので、反応
室の汚染を最小限におさえることができる。
［実施例］ 本発明による集束イオンビームエッチング装置の実施
例を第１図を用いて説明する。
この集束イオンビームエッチング装置は、二点鎖線で
示す真空チャンバ１内に、電界電離イオンを取り出すた
めのガスを不図示のガス源より、イオン源の近傍に導入
するパイプ21、電界電離型のガスイオン源用エミッタ1
1、エミッタに導入ガスを吸着させるための冷却パイプ2
2、前記エミッタよりイオンを引き出す引出し電極12、
引き出したイオンを集束してビームとする静電型レンズ
13aおよび13b、マスフィルタ14、集束イオンビームを被
加工対象に所定パターンで照射するための偏向電極15、
集束イオンビームを所定のエネルギーに減速するための
減速電極16、および被加工対象である基板10を取付ける
ためのサンプルステージ17等が設けられている。
さらに、イオンに加速エネルギーを与える加速電源18
と、イオン源用エミッタ11と引出し電極12の間に電位差
を与える引出し電源19と、イオンに減速エネルギーを与
える減速電源20を備えている。
上記構成において、イオン源用エミッタ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択
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上の基板10に到達する
ときのエネルギーは、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18で与えられるエネルギーを持ってい
るが、減速電極16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10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
ることができる。
このような集束イオンビームＢを用いることにより、
基板10に損傷を与えない程度に減速されたイオンは、照
射損傷なしに基板10をエッチングする。
なお、上記のサンプルステージ17には、駆動機構が設
けられており、ステージの位置は測長機（例えばレーザ
干渉計）により、正確に求められるようになっている。
したがって、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。
そして、イオン源用ガスとしてCl2やSF6を使用するこ
とで、塩素イオン、フッ素イオンを発生し、これらのイ
オンでGaAsやSi基板表面をエッチングすることができ
る。なお、前者の基板に対しては塩素イオンを後者の基
板に対しては塩素イオンまたはフッ素イオンを用いる。
また、集束イオンビーム自体が、化学的エッチング作
用を持つため、基板10に向けてエッチング用ガスを導入
する必要がないので、試料室の汚染をなくすことができ
る。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、減速させた集束イオン
ビームを被加工対象に照射するようにしているので、照
射損傷を生じることなく、微細なパターンエッチングを
行うことができる。また、従来の装置は試料室にエッチ
ング用ガスを導入したため試料室の汚染が問題であった
が、本発明においては、集束イオンビーム自体が化学的
エッチング作用を持つためエッチング用ガスを導入する
必要がなく、従って試料室の汚染発生を未然に防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の集束イオンビームエッチング装置の一
例を示す構成図、第２図は従来の集束イオンビームエッ
チング装置の構成図である。 １…真空チャンバ、10…基板、11…電界解電離型ガスイ
オン源用エミッタ、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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガス導入パイプを有する電界電離型のイオ
    ン源と、このイオン源から化学的エツチング作用を持つ
    イオンを取り出し集束するイオンビーム取出し手段と、
    このイオンビームを被加工対象である基板表面に所定パ
    ターンで照射する照射手段と、基板表面に照射される前
    記集束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、 この減速されたイオンにより直接、基板表面の微細加工
    を行うようにしたことを特徴とする集束イオンビームエ
    ッチング装置。
JP2261516A 1990-09-28 1990-09-28 集束イオンビームエッチング装置 Expired - Lifetime JPH088245B2 (ja)

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