JPS62229645A - Focusing ion beam device - Google Patents
Focusing ion beam deviceInfo
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- JPS62229645A JPS62229645A JP61072265A JP7226586A JPS62229645A JP S62229645 A JPS62229645 A JP S62229645A JP 61072265 A JP61072265 A JP 61072265A JP 7226586 A JP7226586 A JP 7226586A JP S62229645 A JPS62229645 A JP S62229645A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は集束イオンビーム装置に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a focused ion beam device.
(従来の技術)
集束イオンビーム装置は金属原子をイオン化させ、発生
したイオンを加速集束してイオンビームとし、このイオ
ンビームをSi等の基板(サブストレート)に照射して
マスクレスイオン注入等を行う装置である。この種の装
置のレンズ系とじては電磁レンズが用いられ、1段レン
ズ系、2段レンズ系等の幾つかの集束レンズ系が存在す
る。第4図(イ)は1段レンズ系の構成例を、(ロ)は
2段レンズ系の゛構成例をそれぞれ示している。(Prior art) A focused ion beam device ionizes metal atoms, accelerates and focuses the generated ions to form an ion beam, and irradiates this ion beam onto a substrate such as Si to perform maskless ion implantation, etc. It is a device that performs An electromagnetic lens is used as the lens system of this type of device, and there are several focusing lens systems such as a one-stage lens system and a two-stage lens system. FIG. 4(A) shows an example of the configuration of a one-stage lens system, and FIG. 4(B) shows an example of the configuration of a two-stage lens system.
(イ)図において、1はイオン源、Biは該イオン源1
より出射されるイオンビーム、2は集束レンズ、3はイ
オンビームBiを所定方向に偏向(走査)させる偏向器
、4はイオンビームStが照射されるターゲットである
。(ロ)図において、5はコンデンサレンズ(前段レン
ズ)、6は互いに直角方向に印加された電界と磁界の相
互作用により不要イオンを除去するEX8 (Eクロス
Bと読む)マスフィルタ、7は対物レンズ(後段レンズ
)である。(a) In the figure, 1 is the ion source, Bi is the ion source 1
2 is a focusing lens, 3 is a deflector that deflects (scans) the ion beam Bi in a predetermined direction, and 4 is a target to which the ion beam St is irradiated. (B) In the figure, 5 is a condenser lens (pre-stage lens), 6 is an EX8 (pronounced E-cross B) mass filter that removes unnecessary ions through the interaction of electric and magnetic fields applied at right angles to each other, and 7 is an objective. lens (second stage lens).
集束イオンビーム装置をマスクリベアラ或いはエツチン
グ装置として使用する場合には、一般に液体金属イオン
源としてはGa(ガリウム)金属イオン源(LMIS)
が用いられる。(3a金属イオン源は単一金属イオン源
であるためマスフィルタを用いる必要がない。従って、
2段レンズ系で2つのレンズの間に第4図(ロ)に示す
ようなりロスオーバ(図のa点)を作る必要がない。そ
の理由は以下のとおりである。即ち、マスフィルタはエ
ネルギーフィルタであるため、クロスオーバーaにマス
フィルタを置き、イオンビームのエネルギー分故による
ビームのぼけを防ぐ必要があるからである。When using a focused ion beam device as a mask revealer or etching device, a Ga (gallium) metal ion source (LMIS) is generally used as the liquid metal ion source.
is used. (Since the 3a metal ion source is a single metal ion source, there is no need to use a mass filter. Therefore,
In a two-stage lens system, there is no need to create a lossover (point a in the figure) between the two lenses as shown in FIG. 4(b). The reason is as follows. That is, since the mass filter is an energy filter, it is necessary to place the mass filter at the crossover a to prevent the beam from becoming blurred due to energy division of the ion beam.
ところで、この種の装置ではイオンビームをブランキン
グ(ターゲット上へのイオンビーム照射をカットするこ
と)することが行われる。高速でブランキングを行う場
合には、2段レンズ系の間にクロスオーバをつくり、当
該クロスオーバ位置にビームブランカを置き、ブランキ
ングの偏向中心と後段レンズの物点とを一致させるよう
にする。Incidentally, in this type of apparatus, ion beam blanking (cutting off ion beam irradiation onto a target) is performed. When performing high-speed blanking, create a crossover between the two-stage lens systems, place a beam blanker at the crossover position, and align the blanking deflection center with the object point of the subsequent lens. .
このようなレイアウトにすることにより、ビームが完全
にカットされるまでの時間遅れの間に不必要な部分にビ
ームが照射されるのを防止することができる。By adopting such a layout, it is possible to prevent the beam from being irradiated onto unnecessary portions during the time delay until the beam is completely cut.
又、レンズからターゲット(試料)面までの距離は、短
ければ短い程収差が小さくなる。従って、後段レンズの
前部で偏向を行うのが望ましい。更に、電流を多くとる
ためには、イオン源と前段レンズ間の距離を短くした方
がよく、従って、第5図に示すようなりロスオーバをつ
くらない方式による集束イオンビーム装置が考えられて
いる。Furthermore, the shorter the distance from the lens to the target (sample) surface, the smaller the aberration. Therefore, it is desirable to perform the deflection at the front of the rear lens. Furthermore, in order to obtain a large amount of current, it is better to shorten the distance between the ion source and the front lens. Therefore, a focused ion beam device that does not create a lossover as shown in FIG. 5 has been considered.
第5図において、11はコンデンサレンズ5の”後段に
配置された第1の偏向器、12は対物レンズ7の前段に
配置された第2の偏向器である。このようにして2つの
レンズ5.7の間に2個の偏向器を配置し、これら偏向
器11.12の間に平行ビームBHr をつくるように
、レンズ5,7を調整すると、この中間部分の長さはレ
ンズ系の収差に同等影響を与えない。従って、レンズ収
差が増加することもなく、高速偏向を行うためにこの部
分を長くして任意の長さの偏向器を挿入することができ
る。In FIG. 5, 11 is a first deflector placed after the condenser lens 5, and 12 is a second deflector placed before the objective lens 7. In this way, the two lenses 5 If two deflectors are placed between the two deflectors 11 and 12, and the lenses 5 and 7 are adjusted so as to create a parallel beam BHr between these deflectors 11 and 12, the length of this intermediate portion will be determined by the aberration of the lens system. Therefore, in order to perform high-speed deflection, this portion can be lengthened and a deflector of arbitrary length can be inserted without increasing lens aberration.
(発明が解決しようとする問題点)
第5図に示す実施例の場合、高速偏向動作を行うことが
できるが、クロスオーバをつくらない方式であるため、
ブランキングの偏向中心と後段レンズの物点とを一致さ
せることができない。従って、ブランキング開始よりビ
ームが完全にカットされるまでの時間遅れの間に不必要
な部分にビームが照射されるという不都合が生ずる。(Problems to be Solved by the Invention) In the case of the embodiment shown in FIG. 5, high-speed deflection operation can be performed, but since it is a method that does not create a crossover,
The deflection center of blanking cannot be made to coincide with the object point of the subsequent lens. Therefore, an inconvenience arises in that the beam is irradiated onto an unnecessary portion during the time delay from the start of blanking until the beam is completely cut off.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、クロスオーバをつくらない方式の装置にお
いても、精度の良いブランキングを行うことができる集
束イオンビーム装置を実現することにある。The present invention has been made in view of these points, and
The purpose is to realize a focused ion beam device that can perform blanking with high accuracy even in a system that does not create a crossover.
(問題点を解決するための手段)
前記した問題点を解決する本発明は、2段レンズ系より
なる集束イオンビーム装置において、2つのレンズ系の
間にその形状同一で同一ゲインをもつ2段のブランキン
グプレートと、ブランキングアパーチャを設けると共に
、前記ブランキングプレートに印加する電圧はその大き
さが同一で且つその極性が逆の電圧となるように構成し
たことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention, which solves the above-mentioned problems, provides a focused ion beam device comprising a two-stage lens system. A blanking plate and a blanking aperture are provided, and the voltages applied to the blanking plate are of the same magnitude and opposite in polarity.
(作用)
本発明は2段レンズ系の間に形状同一で同一ゲインをも
つ2段のブランキングプレートと、ブランキングアパー
チャを設ける。(Function) The present invention provides two-stage blanking plates having the same shape and the same gain and a blanking aperture between the two-stage lens system.
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す構成原理図である。第
5図と同一のものは、同一の番号を付して示す。図にお
いて、21.22は前段レンズ(コンデンサレンズ)5
と後段レンズ(対物レンズ)7との間に配された形状同
一で同一ゲインをもつブランキングプレート、23はブ
ランキングプレート22と後段レンズ7との間に配され
たブランキングアパーチャである。レンズ5と7との間
には、図に示すような平行ビームがつくられており、後
段レンズ7はこの平行ビームをターゲット4上に焦点を
結ばせるような強度に保たれているものとする。2は光
軸である。このように構成された装置の動作を説明すれ
ば、以下の通りである。FIG. 1 is a diagram showing the basic structure of an embodiment of the present invention. Components that are the same as those in FIG. 5 are designated with the same numbers. In the figure, 21.22 is the front lens (condenser lens) 5
A blanking plate 23 having the same shape and the same gain is arranged between the blanking plate 22 and the rear lens (objective lens) 7, and 23 is a blanking aperture arranged between the blanking plate 22 and the rear lens 7. A parallel beam as shown in the figure is created between the lenses 5 and 7, and the rear lens 7 is assumed to maintain the intensity so as to focus this parallel beam on the target 4. . 2 is an optical axis. The operation of the device configured as described above will be explained as follows.
2つのレンズ5.7の間に図に示すような平行ビームが
つくられており、後段レンズ7がそのビームをターゲッ
ト4上の1点に集束させるように強度が保たれている状
態にあるものとする。このような状態では、後段レンズ
7に入射するビームが光軸2に平行であれば、その通過
ビームは全てターゲット4上の1点に集束する。ここで
、ブランキングプレート2M、22に増幅器(図示せず
)から同じ大きさで互いに逆極性の電圧を印加すると、
ビームは第2図・に示すように偏向させられる。A parallel beam as shown in the figure is created between two lenses 5 and 7, and the intensity is maintained so that the latter lens 7 focuses the beam on one point on the target 4. shall be. In such a state, if the beam incident on the rear lens 7 is parallel to the optical axis 2, all the passing beams will be focused on one point on the target 4. Here, when voltages of the same magnitude and opposite polarity are applied to the blanking plates 2M and 22 from an amplifier (not shown),
The beam is deflected as shown in FIG.
ここで、B;は従来の平行ビーム、B i / はブラ
ンキングプレート21.22を作動させた時のビームで
ある。偏向後のビームB Htはブランキングプレート
21.22が同一の偏向ゲインをもつものとすると、光
軸2と平行であり、従来のビーム3iを平行シフトした
ものとなる。従って、このような偏向を加えても、後段
レンズ7はビームを常にターゲット4上の1点に集束さ
せる。Here, B; is the conventional parallel beam, and B i / is the beam when the blanking plates 21, 22 are activated. Assuming that the blanking plates 21 and 22 have the same deflection gain, the deflected beam B Ht is parallel to the optical axis 2, and is a parallel-shifted version of the conventional beam 3i. Therefore, even if such a deflection is applied, the rear lens 7 always focuses the beam on one point on the target 4.
従って、ブランキングプレート21.22と後段レンズ
7との間に第1図に示すようなブランキングアパーチャ
23を配置すると、全てのビームをカット(ブランキン
グ)することができる。この時、完全にブランキングが
終了するまでの時間遅れ中の漏れビームも、そのターゲ
ット4上の集束位置は不変である。従って、クロスオー
バをつくらない方式の集束イオンビーム装置であっても
高精度のイオンビーム描画が可能になる。Therefore, if a blanking aperture 23 as shown in FIG. 1 is arranged between the blanking plate 21, 22 and the rear lens 7, all the beams can be cut (blanked). At this time, the focal position of the leaked beam on the target 4 remains unchanged even during the time delay until blanking is completely completed. Therefore, even with a focused ion beam device that does not create a crossover, highly accurate ion beam writing is possible.
第3図は本発明の具体的構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of the present invention.
第1図と同一のものは同一の番号を付して示す。Components that are the same as those in FIG. 1 are designated by the same numbers.
実際の装置ではブランキングアパーチャ23と後段レン
ズ7との間にビームをターゲット4上でXY2方向に2
次元的に走査するための偏向器31゜32が配置されて
いる。In the actual device, the beam is transmitted between the blanking aperture 23 and the rear lens 7 on the target 4 in two directions in the XY direction.
Deflectors 31 and 32 for dimensional scanning are arranged.
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、前段、後
段の2段レンズ系の間に形状同一で同一ゲインをもつブ
ランキング用の2段のブランキングプレートを設けると
共に、これらブランキングプレートと後段レンズの間に
ブランキングアパーチャを設け、ブランキングプレート
に大きさ同じで極性の異なる電圧を印加することにより
、2つのレンズの間のビームが平行ビームであれば、ブ
ランキングが開始されてから完全に終了するまでの間の
遅れW#間中の漏れビームのターゲット上での焦点位置
が動くことがない。従って、クロスオーバをつくらない
方式の集束イオンビーム装置であっても、ブランキング
時に不必要な位置にビーム照射をすることがなく正確な
イオンビーム描画を行うことができる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, two blanking plates for blanking having the same shape and the same gain are provided between the front and rear two-stage lens systems, and By providing a blanking aperture between these blanking plates and the subsequent lens, and applying voltages of the same size but different polarities to the blanking plates, if the beam between the two lenses is a parallel beam, the blanking aperture is During the delay W# between the start and complete completion of ranking, the focal position of the leakage beam on the target does not move. Therefore, even with a focused ion beam device that does not create a crossover, accurate ion beam drawing can be performed without irradiating the beam to unnecessary positions during blanking.
第1図は本発明の一実施例を示す構成原理図、第2図は
イオンビームの軌跡を示す図、第3図は本発明の具体的
構成例を示す図、第4図、第5図は従来の集束レンズ系
の構成例を示す図である。
1・・・イオン源 2・・・集束レンズ3.11
.12.31.32・・・偏向器4・・・ターゲット
5・・・前段レンズ6・・・マスフィルタ 7・
・・後段レンズ21.22・・・ブランキングプレート
23・・・ブランキングアパーチャ
第4 図
(イ) (O)負
等5 図
1;イオン源
4iターゲツト
51前殺レンズ
7;後置レンズ
11.12;襦向器Fig. 1 is a diagram showing the principle of construction of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the trajectory of an ion beam, Fig. 3 is a diagram showing a specific example of the arrangement of the invention, Figs. 4 and 5. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional focusing lens system. 1... Ion source 2... Focusing lens 3.11
.. 12.31.32... Deflector 4... Target
5... Front stage lens 6... Mass filter 7.
... Rear lens 21.22...Blanking plate 23...Blanking aperture Fig. 4 (A) (O) Negative etc. 5 Fig. 1; Ion source 4i target 51 Front kill lens 7; Rear lens 11. 12; Kumukiki
Claims (1)
2つのレンズ系の間にその形状同一で同一ゲインをもつ
2段のブランキングプレートと、ブランキングアパーチ
ャを設けると共に、前記ブランキングプレートに印加す
る電圧はその大きさが同一で且つその極性が逆の電圧と
なるように構成したことを特徴とする集束イオンビーム
装置。In a focused ion beam device consisting of a two-stage lens system,
Two-stage blanking plates having the same shape and the same gain and a blanking aperture are provided between the two lens systems, and the voltages applied to the blanking plates have the same magnitude and opposite polarity. A focused ion beam device characterized in that it is configured to have a voltage of .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61072265A JPS62229645A (en) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | Focusing ion beam device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61072265A JPS62229645A (en) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | Focusing ion beam device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62229645A true JPS62229645A (en) | 1987-10-08 |
Family
ID=13484282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61072265A Pending JPS62229645A (en) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | Focusing ion beam device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62229645A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5155368A (en) * | 1991-04-16 | 1992-10-13 | Micrion Corporation | Ion beam blanking apparatus and method |
JP2011508943A (en) * | 2007-12-26 | 2011-03-17 | ナヴォテック ゲーエムベーハー | Apparatus and method for analyzing and / or processing samples |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP61072265A patent/JPS62229645A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5155368A (en) * | 1991-04-16 | 1992-10-13 | Micrion Corporation | Ion beam blanking apparatus and method |
JP2011508943A (en) * | 2007-12-26 | 2011-03-17 | ナヴォテック ゲーエムベーハー | Apparatus and method for analyzing and / or processing samples |
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