JPS6119039A - イオンビ−ム装置 - Google Patents

イオンビ−ム装置

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JPS6119039A
JPS6119039A JP60030651A JP3065185A JPS6119039A JP S6119039 A JPS6119039 A JP S6119039A JP 60030651 A JP60030651 A JP 60030651A JP 3065185 A JP3065185 A JP 3065185A JP S6119039 A JPS6119039 A JP S6119039A
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grid
ion beam
ions
holes
ion
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JP60030651A
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ジエローム・ジヨン・クオモ
ジエームズ・マツケル・エドウイン・ハーパー
ハロルド・リチヤード、カーフマン
ジエームズ・ルイス・スパイデル
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/46—Sputtering by ion beam produced by an external ion source
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
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    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
    • H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
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    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 次の順序で本発明を説明する。
Ａ、産業上の利用分野 Ｂ、開示の概要 Ｃ０従来技術 り０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 Ｆ、実施例 Ｇ６発明の効果 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、イオンビームのパターンを発生するための
イオンビーム装置に関し、特にイオンビームをパターン
化するために、電気的にプログラケ可能な加速グリッド
を用いて、マスクを用いることなく基板のエツチングや
付着や表面処理を行うために使用されるイオンビーム装
置に関するものである。
Ｂ、開示の概要 この発明に係るイオンビーム装置はマスクを用いること
なくパターン化されたイオンビームを発生するものであ
る。このため、イオンビーム源に関連してプログラム可
能なグリッドが使用され、そのプログラム可能なグリッ
ドの孔が、イオンを送出しあるいはその孔を介するイオ
ンの運動を阻止するための電位を有している。そして、
グリッドの答礼に与えられる電気的なバイアスに応じて
、グリッドからは異なるパターンのイオンが送出される
。このプログラム可能なグリッド上の異なる位置で電気
的バイアスを変更することにより、これらの異なるパタ
ーンがつくり出される。これらのパターンは、パターン
化された付着、パターン化されたエツチング、パターン
化された表面処理などの多くの適用例に対して使用可能
である。
Ｃ０従来技術 従来より、イオンビーム源は多くの適用例に使用されて
おり、例えば基板上への物質の付着、半導体及び絶縁物
質のエツチング、（クリーニングなどのための）物質の
表面処理などがある。これらのエツチング処理には、イ
オン研削（ｉｏｎ−ｍｉｌ］ｉｎｇ）と反応性イオンビ
ームエツチングとがある。そして周知のように、これら
のエツチングはそれぞれ異なる長所を有している。すな
わち、必要とされるエツチングのタイプに応じて、イオ
ンは衝突する物質と反応性であるが非反応性であるかの
どちらかである。
イオンビーム付着においては、イオンビームは目標物か
ら原子を解放するために目標物に衝突し、次にその解放
された原子は原子が核生成する基板へと移動する。この
タイプの操作には、しばしば、実用的な速度で原子を解
放するために、焦点を合わせた十分な流速エネルギーを
もつイオンビームが必要とされる。
イオンビームがエツチングまたは付着のどちらに使用さ
れるのであっても、典型的にはイオンビーム源は、イオ
ンビームを供給するための１つまたはそれ以上のグリッ
ドを有している。そして、これらのグリッドを使用する
ことにより、異なる焦点と、異なるエネルギーをもつイ
オンビームを発生させることが可能になり、これにより
イオン−３＝ ビームを所望の応用に適合させることができる。
さて、例えば米国特許第４．２５９１４５号には低いイ
オンエネルギーで高い流量密度を得るために、多重孔を
もつ単一のイオン送出用グリッドをもつイオンビーム装
置が開示されている。この特許には一対のグリッド（す
なわちスクリーングリッドと加速用グリッド）を用いる
ことの短所が記載されており、つまり一対のグリッドに
より、イオンの送出の最大流速を低減するような遮蔽効
果が生じてしまう、ということである。さらに、この特
許においては、照準されたイオンビームを送出するため
のスクリーングリッドとして、プラズマと単一のグリッ
ドの間にプラズマ外装が使用されている。そして、この
特許には、製造の容易さ、低コスト、物理的なスパッタ
リングを最小限に抑えるためにビームに低エネルギーの
イオンを使用すること、及び高流量密度のイオンビーム
が得られること、といういくつかの長所が述べられてい
る。
現在知られているすべてのイオンビーム装置においては
、付着またはエツチングすべきパターンは１つまたはそ
れ以上のマスクを用いてつくり出され、これらのマスク
はイオンビーム源を収納する真空チェンバ中に配置され
たフォトレジストまたは機械的なマスクとしての形状で
設けられている。そして、使用されるマスクのタイプに
応じて、異なる付着パターンまたはエツチングパターン
をつくり出すことができる。さらに、望むなら、マスク
は物質の表面の全領域を表面処理するよりもむしろ物質
の特定の面を表面処理するために使用することもできる
。
これらのマスクは付着やエツチングや表面処理の有効な
パターンを与えるが、それでもマスクが必要であること
に欠点がない訳ではない。例えば、一連の複数のパター
ンを与えなければならない場合、複数のマスクを順次使
用する必要があるので、その都度真空チェンバの真空が
開放される。すると、汚染が生じる虞れがあるのでこの
ことは好ましくない。また、時間も浪費してしまう。こ
れらの問題に加えて、マスクを何度も除去したり取り付
けたりするので、エツチングが平らに行なわれない、と
いう問題が生じる。
パターンを形成するのにマスクが必要であるとの別の問
題は、インラインウェーハ処理などの処理がより困難に
なることである。このタイプの処理においては、多重処
理工程を行いうるようにウェーハが一連のマスクの下方
に持って来られる。
すると、マスクを連続的に除去し交換する必要があると
きには、インラインウェーハ処理が阻止されてしまう。
Ｄ０発明が解決しようとする問題点 この発明の主な目的は、イオンビーム装置が付着または
エツチングまたは表面処理のうちどれに使用される場合
にもマスクを用いる必要がないようなイオンビーム装置
を提供することにある。
この発明の他の目的は、イオンビームパターンを与える
プログラム可能な加速グリッドを使用することによって
、イオンビームをパターン化するためのマスクを使用す
る必要のないようなイオンビーム装置を提供することに
ある。
この発明のさらに他の目的は、イオンビームパターンが
電気的に変更され得るようなイオンビーム装置を提供す
ることにある。
この発明のさらに他の目的は、イオンのパターンを発生
するために、電気的に変更可能な加速グリッドを使用し
たイオンビーム装置を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、イオンビームパターンを
発生するためにマスクを使用する場合に関連して生じて
くる問題を解決するイオンビーム装置を提供することに
ある。
この発明のさらに他の目的は、多重ウェーハ処理を行い
且つウェーハ上のパターンをリアルタイムで個別化（ｐ
ｅｒｓｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）するために使用される
イオンビーム装置を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、真空チェンバの真空を解
放してしまうことなく迅速にパターンを変更できるよう
なイオンビーム装置を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、マスクを用いることなく
電気的にプログラムされ、高解像度をもつパターンを発
生することのできるイオンビーム装置を提供することに
ある。
Ｅ０問題点を解決するための手段 この発明に係るイオンビーム装置は電気的にプログラム
または変更可能なグリッドを使用し、このグリッドはイ
オン源のプラズマからイオンを送出し、またはイオンの
送出を阻止するはたらきをもつ。グリッドは複数の孔を
もち、イオンが衝突すべき表面の位置に対応する孔にイ
オンを通過させるように１個々の孔または、一群の孔の
まわりで個別に電気制御が行なわれる。そして、グリッ
ド中の個々の孔が電気的に制御されるので、発生された
イオンビーム自体がパターン化される。このことにより
、−面に亘って均一なイオンビームをパターン化された
イオンビームに変換するためにマスクを使用する必要が
なくなる。
この発明のイオンビーム装置は、実質的なイオンパター
ンを発生するプログラム可能なグリッドに照準されたイ
オンを供給するためにスクリーン−〇−＾＾罐 グリッドを使用することができる。この発明の別の実施
例では、スクリーングリッドは用いられず、プログラム
可能なグリッド自体がイオンビームパターンを形成する
イオンの加速及び送出を行う。
プログラム制御可能なグリッドは、例えばＨ３Ｐ、カウ
フマン（Ｋａｕｆｍａｎ）他著のＪ　、　Ｖａｃ、　Ｓ
ｃｉ。
Ｔｅｃｈｎｏｌ、、　２１　（３）　、　ｐ　７２５．
９月／１０月１９８２に述べられているような任意のタ
イプのイオンビーム装置に適用できる。
さらに、この発明に係るイオンビーム装置はＪ。
Ｍ、Ｅ、ハーバ−（Ｉｌａｒｐｅｒ）他著の１ｂｉｄ、
ｐ７３７に記載されているような任意の応用例にも適用
できる。−例として、上述の米国特許第４２５９１４５
号に記載されているタイプの多重孔をもつイオン供給源
に、複数のイオン送出用孔と、その孔のまわりに配置さ
れ個々にアドレス可能な導電素子とをもつ加速用グリッ
ドを装備してもよい。そうして、グリッドの孔が電気的
に浮遊しているときは、イオンがその孔を通過せず、一
方、孔が負にバイアスされているときは、イオンがその
孔から送出される。それゆえ、グリッドの孔に加えられ
る電圧の全パターンを制御することにより、イオンの特
定のパターンが得られる。このパターンは製造工程に応
じて電気的に変更可能である。
Ｆ、実施例 この発明を実施するに際しては、パターンを与えるため
のマスクを使用することなくパターン化されたイオンビ
ームを形成するために、任意のタイプのイオンビーム装
置において特定のタイプの制御グリッドが使用される。
このグリッドは１１プログラム可能な”加速グリッドと
呼ぶことにする。
というのは、そのグリッドはイオンプラズマからイオン
を送出し、またはイオンの送出を阻止するためにグリッ
ドのさまざまな位置で電気制御可能だからである。そう
して、このプログラム可能なグリッド中のさまざまな孔
の電気的なバイアスに応じて、任意のイオンのパターン
がつくり出される。
第１図は、この発明に係る多重グリッドの実施例をあら
れす概要図である。この図においては、周知の真空チェ
ンバ１２内にパターン化されたイオンビームをつくり出
すために、イオンビーム装置１０が使用されている。イ
オン供給源１４は真空チェンバ１２内に配置され、壁面
１８内に熱イオンカソード１６が設けられてなる。壁面
１８内には円筒形のアノード２０も配置されている。尚
、第１図ではアノード２０は円筒形として図示されてい
るけれども、そのアノードは上述の米国特許第４２５９
１４５号に示されているタイプのものでもよい。入口孔
２２は、イオン供給源１４に対して矢印２４方向にガス
を導入するために使用される。そして周知のように、真
空チェンバ１８中に導入されたガスはイオン化されてイ
オンプラズマとなる。
真空チェンバ１２には、矢印２８方向に揮発性のガスを
排出するために出口孔２６が設けられている。さらに真
空チェンバ１２内には中和用フィラメント３０が配置さ
れている。この中和用フィラメント３０は、パターン化
されたイオンビーム中の正電荷を補償すべく矢印２８方
向に電子を供給するために使用される。そのような中和
用の電子は、イオンビームにさらされる基板が絶縁ウェ
ーハである場合に特に有用である。尚、この中和作用と
イオンビーム装置１０の大まかな構造は従来からよく知
られている。
スクリーングリッド３４は、壁面１８内で形成されたイ
オンプラズマからイオンを引き出すために使用される。
このスクリーングリッド３４はまた。イオンを加速し、
イオンがプログラム可能なグリッド３５に達する前にイ
オンの照準を行う、という作用も行う。グリッド３４は
典型的には電源３４によつで電圧■に保たれている。プ
ログラム可能なグリッド３５には、電源４０に接続され
たアドレス回路３８を介して、選択した孔の各々に電圧
が供給される。尚、第１図においては、グリッド３５に
対するさまざまな接続線を導線４２として簡略的に図示
している。実際上、アドレス回路３８は、Ｘ−ｙの２次
元配列された導線に信号を送るはたらきをもつものなら
どのようなものでもよく、そのような回路は典型的には
メモリ回路で使用される。さらに、望むなら、コンピュ
ータによりグリッド３５のｘ−ｙ導線に電気信号を供給
してもよい。グリッド３５の実際の物理的な形状と、番
孔に隣接する電気的結線構造とは、第２図および第３図
を参照すれば一層明らからなろう。
第１図において、真空チェンバ１２内に配置されたホル
ダー４４は、パターン化されたイオンビーム３２を衝突
させるための基板４６を保持するために使用される。す
なわちこの発明では、基板４６上にマスク層を必要とす
ることなく、基板４６上の選択した箇所を表面処理し、
エツチングし、付着するためにパターン化されたイオン
ビームが使用される。
作用においては、自由電子をつくり出すために熱イオン
カソード１５に加熱用の電流が加えられる。このとき、
カソード１．６とアノード２０間の放電電圧は約５０〜
１００ボルトである。入口孔２２には７）Ｌ／ゴン、Ｃ
Ｆ４．Ｎ２．０２などのガスが導入される。すると、カ
ソード１６がら放出される電子が放電電圧によって加速
され、壁面１８内のガス原子に衝突し、これにより壁面
１８内にイオンプラズマがっくり出される。これらの陽
イオンはアノード２０とアースとの間に加えられる（典
型的には５００〜１００ＯＶの）高電圧によって加速さ
れる。このイオンはスクリーングリッド３４によって引
き出され、このあとは、グリッド３５中の個々の孔に加
えられた電圧に応じてプラズマ中にとどまるか、または
パターン化されたイオンビームを形成するためにそこか
ら引き出されるかのどちらかである。
尚、イオン供給源１４の構造とそのさまざまな構成部分
に加えられる電気的なバイアスは壁面１８内のイオン及
び電子をプラズマに与えるために変更できることは当業
者により容易に理解されるところであろう。
スクリーングリッド３４は米国特許第４２５９１４５号
に記載されているような周知のタイプのグリッドである
。そして、グリッド３４を形成するだめの物質は金属ま
たはグラファイトのような導電物質である。一般的には
熱分解によってつくられるグラファイトが好適である。
というのは、その物質は侵食を受けにくくイオンの衝突
によって容易に破損することがないからである。その他
の適当な物質は高温高エネルギーのイオンビームに耐え
られる高い融点の導電性の耐火物質である。
また、マイクロエレクトロニクスの技術を用いてＳｉの
グリッドを製造することもできる。
プログラム可能な加速用グリッド３５は番孔に個別に接
続された電流供給用の複数の導体を備えている。このグ
リッド３５は、表面に導電パターンを形成した絶縁物質
から成っている。尚、グリッド３５の詳細な説明は、第
２及び第３図に関連してあとで行う。このグリッド３５
の重要な特徴は、グリッド３５の異なる位置に異なる電
圧が加えられるように、個々の孔または一群の孔が互い
に電気的に絶縁されていることである。
尚、第１図に示されているのは双対グリッドシステムで
あるければも、スクリーングリッド３４を除去し、それ
の機能をプログラム可能なグリッド３５により行なわせ
るようにしてもよいことを理解されたい。双対グリッド
システムの典型例においては、アノード２０がアースに
対して５００ボルトのバイアスをもち、カソード１６は
アノードに対して約５０ボルトだけマイナスの電位にあ
る。一方、壁面１８はアース電位にあり、スクリーング
リッド３４はほぼカソード１６の電位（すなわち４５０
ボルト）にある。プログラム可能なグリッド３５はイオ
ンをプラズマから引き出すか、あるいはイオンの送出を
阻止するかによって異なる孔で異なる電位にある。すな
わち、イオンをグリッド３５の孔から引き出す為には選
択された孔に約−１００ボルトの負の電圧が加えられ、
一方、イオンの送出を阻止するためには、その孔がプラ
ズマのイオン電位に対して浮遊状態とされる。
また、もしスクリーングリッド３４が除去されてプログ
ラム可能なグリッド３５のみが使用されるとしても、こ
のイオンビーム装置に加えられる電位は上述の電位に等
しくしてよい。しかし、単一１７−　　　　　　　　　
　　　＾＾＾−グリツドシステムは一般に低エネルギー
ビームに対して使用される。このため単一グリッドシス
テムは双対グリッドシステムよりも低いエネルギーでよ
り多くのイオンを引き出すので、より低い電圧を用いる
ことができる。
第２図は、プログラム可能なグリッド３５の動作を説明
するための図である。このグリッドの目的は、パターン
化されたイオンビーム３８をつくり出すため、プラズマ
４８からイオンを引き出し、あるいはプラズマ４８中に
イオンを留めておく箇所を選択的に決定することにある
。この図では、スクリーングリッド３４が孔５０及び５
２を有し、一方、プログラム可能なグリッド３５がそれ
に整合する孔５４及び５６を有している。そして、孔５
４をとり囲むように導電パターン５８が配置され、一方
導電パターン６０は孔５６をとり囲んでいる。そこで孔
５６からはイオンを送出し、孔５４からはイオンを送出
しない状態を設定しようとする場合は、電源６２を介し
て導電パターン６０に約−１００ボルトの負のバイアス
が加えられ、一方、導電パターン５８は電源６４に接続
されない。このことは、導電パターン５８がイオン電位
に対して浮遊し、孔５４からはイオンが引き出されない
ことを意味する。それとは逆に、導電パターン６０に加
えられた負の電位によって、イオンビームが孔５６から
引き出される。
第２図においては、プログラム可能なグリッド３５はシ
リコンまたはガラス等の絶縁物質からなる層６６を備え
、この層６６上にスパッタリングまたは蒸着のような技
術を用いて導電パターン５８及び６０が付着されている
。これらの技術は従来より周知であり、きわめて高い解
像度のパターンを形成するために使用することができる
。そしてグリッド３５の孔の大きさは孔と導電パターン
５８及び６０を画成するために使用されるプロセスの解
像度によって限定される。典型的にはその孔の大きさと
して０．１〜０．５ｍｍ乃至それ以下のサイズが使用さ
れる。双対グリッドシステム↓こおいては、その孔の大
きさはスクリーングリッド３４とプログラム可能なグリ
ッド３５の間の間隔のオーダーにある。また、スクリー
ングリッドが省略された場合、プログラム可能なグリッ
ド中の孔のサイズは５から１０分の１に小さくすること
ができる。さらに、現在の技術水準によれば、ミクロン
の大きさの孔も達成可能である。
実際上、プラズマから引き出されるパターンを変更する
ために、導電パターン５８及び６ｏに加えられる電位は
マイクロ秒程度の高速で切り換えることができる。この
パターンは電気的にプログラム可能であるので、異なる
イオンビームパターンを分割するために複数のマスクを
用いる必要がなくなる。
第１図のタイプの双対グリッドシステムでは、スクリー
ングリッド３４とプログラム可能なグリッド３５の間の
距離は一般的には数ｍｍであり、これは、従来のイオン
ビーム装置においてスクリーングリッドと加速用グリッ
ドの間で慣用的に設定されている距離である。一方、プ
ログラム可能なグリッド３５とパターン化されたイオン
ビームが入射する基板４６の間の距離は典型的には数ｍ
ｍから１０Ｇの間の範囲にある。この距離はグリッド３
５から送出される個々の小ビーム３２の拡がり（拡がり
角度）によって決定される。この距離は一般的にはイオ
ンのエネルギーと必要とされる解像度に応じて選択され
る。
第３図は、孔のまわりに導電パターンが配置された構造
を示す、プログラム可能なグリッド３５の平面図である
。第２図の側面図に対して第３図を関連づけるために、
孔５４及び５６には導電パターン５８及び６０がそれぞ
れ配置されている。
そして、任意の導電パターンに電圧が加えられると、そ
のパターンは負の電位を帯び、この負の電位によりプラ
ズマからイオンが引き出される。一方、導電パターンに
電圧が加えられない場合は、そのパターンはイオン電位
に対して浮遊し、これによりイオンのプラズマからの送
出が阻止される。
導電パターン５８及び６０のような任意の導電パターン
上の電圧は第１図にアドレス回路３８及び電源４０を用
いて関連する導電線に加えられる。
この場合、グリッド３５から引き出されるイオンパター
ンを選択するために周知のｘ−ｙアドレス用スキームを
使用することができる。
第４図は、プログラム可能なグリッドから得られるイオ
ンビームパターンの解像度を確認するために使用された
装置を図式的に示す図である。第４図の装置においては
、イオンをプラズマ７４から引き出すための加速用グリ
ッドとして単一のグリッド７２が使用されている。グリ
ッド７２はシリコンウェー八により製造され、プラズマ
７４から２００ｅＶのエネルギーをもつアルゴンイオン
が得られるようにバイアスされている。グリッド７２の
孔７６の直径は約０．００５１である。このイオンビー
ムの標的物はシリコン基板８０上に配置された銅薄膜７
８である。そして、グリッド７２と銅薄膜７８の上面と
の間の距離は５ｍｍである。
この実験では、グリッド７２のすべての孔７６がプラズ
マ７４からイオンを引き出すようにバイアスされた。す
ると、これにより個々の小ビーム８２．８４及び８６が
作り出された。そしてその個々の小ビーム８２．８４及
び８６は各々エツチングされた領域８８．９０．９２を
形成した。このときエツチングされた領域の大きさによ
りイオン小ビームの拡がり角度が０．９°であることが
わかった。
別の実験では、グリッド７２が電気的に浮遊（すなわち
、孔７６の導電パターンには電圧が加えられなかった）
され、これによりプラズマ７４からのイオンの送出が阻
止された。このように、ここに記載したタイプのプログ
ラム可能なグリッドは、多重マスクを用いることなく高
い解像度で基板中に付着またはエツチングされたパター
ンを形成するために使用することができる。そして、プ
ログラム可能なグリッドの導電部分に加えられる電圧は
（マイクロ秒程度で）迅速に切換えることができ、以て
基板に衝突するイオンビームのパターンを速やかに変更
することができる。
この発明を実施する場合には、異なる基板に異なるパタ
ーンを個別化するために、このプログラム可能なグリッ
ドをもつイオンビーム装置に対し基板を連続的に通過さ
せてもよい。例えば、プログラム可能なグリッドの孔の
一列だけを使用し、製造プロセスの特定の工程における
基板の性質に応じて、イオンビームのパターンを変更す
るために複数の基板をそのグリッドを通過するように移
動させてもよい。
この発明のさらに別の実施態様においては、荷電粒子の
パターン化されたビームを供給するために任意のタイプ
のイオンまたは荷電粒子を使用してもよいことが当業者
に明らかであろう。この発明の原理は正または負の電荷
をもつイオンや原子や分子や粒子などに適用することが
できる。しかし本発明が最大の利用度を発揮するのは、
微細電子デバイス構造やその他の薄膜構造のさまざまな
処理工程に対して正に荷電したイオンを利用するような
イオンビーム装置においてである。
Ｇ０発明の効果 以上のようにこの発明によれば、イオンビームのパター
ンを、２次元上に配列した複数の孔のまわりの導電体に
加える電位によって制御し形成するようにしたので、イ
オンの送出パターンが容易に変更できるとともに、この
発明に係る装置をマイクロエレクトロニクスのデバイス
の加工用に使用する場合には、パターン形成用のマスク
が不要となり製造処理の能率を著しく向上できるという
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係るイオンビーム装置の概要図、 第２図は、グリッド構造の図、 第３図は、プログラム可能なグリッドの平面図、第４図
は、本発明のイオンビーム装置を用いてエツチングを行
う状態の図である。 １４・・・・イオンの供給原、３５・・・・グリッド、
５８．６０．７０・・・・導電体、３８．４０・・・・
電圧を加えるための手段。 ・入ヤ 県 日 笠

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）（ａ）電荷を帯びた粒子の供給源と、 （ｂ）上記供給源からの粒子を通過させるための複数の
    孔をもつグリッドと、 （ｃ）上記複数の孔に近接して個別に配置され互いに電
    気的に独立な複数の導電体と、 （ｄ）上記粒子に対して電界を作用させ以て上記孔を介
    して上記粒子を送出し、または送出を阻止するように、
    上記導電体に選択的に電圧を加えるための手段とを具備
    するイオンビーム装置。 （２）上記粒子が正に荷電したイオンである特許請求の
    範囲第（１）項に記載のイオンビーム装置。 （４）上記グリッドが絶縁体であり、上記導電体が該絶
    縁体上に付着した導電物質のパターンである特許請求の
    範囲第（１）項に記載のイオンビーム装置。
JP60030651A 1984-06-28 1985-02-20 イオンビ−ム装置 Pending JPS6119039A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250523A (ja) * 2006-02-15 2007-09-27 Showa Shinku:Kk 荷電粒子照射装置及び荷電粒子制御方法

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4645977A (en) * 1984-08-31 1987-02-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plasma CVD apparatus and method for forming a diamond like carbon film
EP0183254B1 (en) * 1984-11-29 1994-07-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plasma CVD apparatus and method for forming a diamond-like carbon film
US4761199A (en) * 1985-04-10 1988-08-02 Canon Kabushiki Kaisha Shutter device for ion beam etching apparatus and such etching apparatus using same
US4661203A (en) * 1985-06-28 1987-04-28 Control Data Corporation Low defect etching of patterns using plasma-stencil mask
JPS62222633A (ja) * 1986-03-25 1987-09-30 Sharp Corp 半導体素子の製造方法
US4701995A (en) * 1986-10-29 1987-10-27 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Method of making a nonplanar buried-heterostructure distributed-feedback laser
JPH06101307B2 (ja) * 1987-01-16 1994-12-12 松下電器産業株式会社 金属イオン源
US4877479A (en) * 1987-03-20 1989-10-31 University Of New Mexico Method and apparatus for ion deposition and etching
US4758304A (en) * 1987-03-20 1988-07-19 Mcneil John R Method and apparatus for ion etching and deposition
US4910436A (en) * 1988-02-12 1990-03-20 Applied Electron Corporation Wide area VUV lamp with grids and purging jets
JP2753306B2 (ja) * 1988-03-18 1998-05-20 株式会社日立製作所 イオンビーム加工方法及び集束イオンビーム装置
US4872905A (en) * 1988-05-11 1989-10-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of producing non-agglomerating submicron size particles
DE68925774T2 (de) * 1988-10-02 1996-08-08 Canon Kk Feinbearbeitungsmethode für kristallines Material
GB2224752B (en) * 1988-11-10 1992-08-05 Stc Plc Film deposition
US4914305A (en) * 1989-01-04 1990-04-03 Eaton Corporation Uniform cross section ion beam system
US5023458A (en) * 1989-01-04 1991-06-11 Eaton Corporation Ion beam control system
US4987102A (en) * 1989-12-04 1991-01-22 Motorola, Inc. Process for forming high purity thin films
US5159170A (en) * 1991-04-26 1992-10-27 International Business Machines Corporation Grid structure for reducing current density in focussed ion beam
US5462629A (en) * 1992-08-28 1995-10-31 Kawasaki Steel Corp. Surface processing apparatus using neutral beam
US5527438A (en) * 1994-12-16 1996-06-18 Applied Materials, Inc. Cylindrical sputtering shield
US5741404A (en) * 1996-05-24 1998-04-21 Micron Technology, Inc. Multi-planar angulated sputtering target and method of use for filling openings
US5855745A (en) * 1997-04-23 1999-01-05 Sierra Applied Sciences, Inc. Plasma processing system utilizing combined anode/ ion source
US6663747B2 (en) * 2000-09-13 2003-12-16 International Business Machines Corporation Apparatus and method for enhancing the uniform etching capability of an ion beam grid
US6521897B1 (en) * 2000-11-17 2003-02-18 The Regents Of The University Of California Ion beam collimating grid to reduce added defects
JP4039834B2 (ja) * 2001-09-28 2008-01-30 株式会社荏原製作所 エッチング方法及びエッチング装置
JP4073204B2 (ja) * 2001-11-19 2008-04-09 株式会社荏原製作所 エッチング方法
US6933508B2 (en) * 2002-03-13 2005-08-23 Applied Materials, Inc. Method of surface texturizing
US6812471B2 (en) 2002-03-13 2004-11-02 Applied Materials, Inc. Method of surface texturizing
DE10340147B4 (de) * 2002-08-27 2014-04-10 Kyocera Corp. Trockenätzverfahren und Trockenätzvorrichtung
US7556741B2 (en) * 2002-08-28 2009-07-07 Kyocera Corporation Method for producing a solar cell
US7459098B2 (en) * 2002-08-28 2008-12-02 Kyocera Corporation Dry etching apparatus, dry etching method, and plate and tray used therein
US7355687B2 (en) * 2003-02-20 2008-04-08 Hunter Engineering Company Method and apparatus for vehicle service system with imaging components
US20050211546A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Applied Materials, Inc. Reactive sputter deposition plasma process using an ion shower grid
US20050211547A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Applied Materials, Inc. Reactive sputter deposition plasma reactor and process using plural ion shower grids
US20050211171A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition plasma reactor having an ion shower grid
US7244474B2 (en) * 2004-03-26 2007-07-17 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition plasma process using an ion shower grid
US7695590B2 (en) * 2004-03-26 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition plasma reactor having plural ion shower grids
US7291360B2 (en) * 2004-03-26 2007-11-06 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition plasma process using plural ion shower grids
US7767561B2 (en) * 2004-07-20 2010-08-03 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation reactor having an ion shower grid
US8058156B2 (en) * 2004-07-20 2011-11-15 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation reactor having multiple ion shower grids
KR100699680B1 (ko) * 2005-12-28 2007-03-23 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자 제조장치 및 이를 이용한 반도체 소자제조방법
US8261690B2 (en) * 2006-07-14 2012-09-11 Georgia Tech Research Corporation In-situ flux measurement devices, methods, and systems
GB0614342D0 (en) * 2006-07-19 2006-08-30 Qinetiq Ltd Electric propulsion system
US8749053B2 (en) 2009-06-23 2014-06-10 Intevac, Inc. Plasma grid implant system for use in solar cell fabrications
US8933425B1 (en) * 2011-11-02 2015-01-13 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for aberration correction in electron beam based system
MY175007A (en) 2011-11-08 2020-06-02 Intevac Inc Substrate processing system and method
US9297063B2 (en) * 2012-04-26 2016-03-29 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Plasma potential modulated ion implantation system
US9318332B2 (en) 2012-12-19 2016-04-19 Intevac, Inc. Grid for plasma ion implant
EP3043370A1 (de) 2015-01-09 2016-07-13 Meyer Burger (Germany) AG Vorrichtung zur Extraktion von elektrischen Ladungsträgern aus einem Ladungsträgererzeugungsraum sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung
US9988711B2 (en) 2015-05-14 2018-06-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and method for multilayer deposition
US9734991B2 (en) 2015-07-28 2017-08-15 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Negative ribbon ion beams from pulsed plasmas
EP3319112A1 (de) 2016-11-07 2018-05-09 Meyer Burger (Germany) AG Vorrichtung zur extraktion von elektrischen ladungsträgern aus einem ladungsträgererzeugungsraum
EP3912030A1 (en) * 2019-01-18 2021-11-24 Apple Inc. User interfaces for presenting information about and facilitating application functions

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1210107A (en) * 1967-11-28 1970-10-28 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Improvements in or relating to discharge tube display devices
CA1100237A (en) * 1977-03-23 1981-04-28 Roger F.W. Pease Multiple electron beam exposure system
US4259145A (en) * 1979-06-29 1981-03-31 International Business Machines Corporation Ion source for reactive ion etching
DD158726A3 (de) * 1980-07-01 1983-02-02 Georg Kuschel Elektrostatisches ablenksystem
US4411733A (en) * 1982-06-18 1983-10-25 Bell Telephone Laboratories, Incorporated SPER Device for material working
EP0106497B1 (en) * 1982-09-10 1988-06-01 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Ion shower apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250523A (ja) * 2006-02-15 2007-09-27 Showa Shinku:Kk 荷電粒子照射装置及び荷電粒子制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0167360A3 (en) 1986-12-30
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DE3573190D1 (en) 1989-10-26

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