JPS6220226A - Ion beam exposure device - Google Patents
Ion beam exposure deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
電界電離型ガスイオン源を使用するイオンビーム露光装
置の改良である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] This is an improvement of an ion beam exposure apparatus using a field ionization type gas ion source.
電界電離型ガスイオン源を使用するイオンビーム露光装
置において一般的に必須な軸合わせ装置の存在に起因す
る静電界の影響を排除するため、イオンビーム露光時（
軸合わせ装置不使用時）に、軸合わせ装置近傍のイオン
ビーム通路を金属筒状部材をもって遮蔽し、不使用状態
にある軸合わせ装置の存在に起因する静電界のイオンビ
ームに対する影響を排除し、イオンビームのビーム方向
制御性を向上したものである。During ion beam exposure (
When the alignment device is not in use), the ion beam path near the alignment device is shielded with a metal cylindrical member to eliminate the influence of the electrostatic field on the ion beam due to the presence of the alignment device when it is not in use. This improves the beam direction controllability of the ion beam.
本発明はイオンビーム露光装置に関する。特に、電界電
離型ガスイオン源を使用するイオンビーム露光装置にお
いて、イオンビームの方向制御性を向上する改良に関す
る。The present invention relates to an ion beam exposure apparatus. In particular, the present invention relates to an improvement in improving the directional controllability of an ion beam in an ion beam exposure apparatus using a field ionization type gas ion source.
近接効果の影響が少ない点において電子ビーム霞光装置
よりすぐれているイオンビーム露光装置は、使用するイ
オン源にもとづいて、電界電離型ガスイオン源を使用す
るイオンビーム露光装置と液体金属イオン源を使用する
イオンビーム露光装置とに大別される。Ion beam exposure equipment, which is superior to electron beam haze lithography equipment in that it is less affected by the proximity effect, uses either an ion beam exposure equipment that uses a field ionization type gas ion source or a liquid metal ion source, depending on the ion source used. It is broadly divided into ion beam exposure equipment.
さらに、電界電離型ガスイオン源を使用するイオンビー
ム露光装置は、液体金属イオン源を使用するイオンビー
ム露光装置に比べて、エネルギー分布の幅が狭い（すべ
てのイオンかはζ同一のエネルギーを持つ）ため、静電
レンズを使用して集束するとき、屈折角のばらつきが少
なく（色収差が小さく）、断面の小さな細いイオンビー
ムとすることができ、また、各イオンの有するエネルギ
ーがお（むね同一であるから、レジストに照射されるイ
オンビームは、レジスト中に均一の深さまで到達するこ
ととなるので、基板に悪影響を及ぼすことがないという
利点がある。Furthermore, ion beam exposure equipment that uses a field ionization gas ion source has a narrower energy distribution than ion beam exposure equipment that uses a liquid metal ion source (all ions have the same energy). ), when focusing using an electrostatic lens, a narrow ion beam with a small cross section can be created with little variation in refraction angle (small chromatic aberration), and the energy of each ion is generally the same ( Therefore, the ion beam irradiated onto the resist reaches a uniform depth within the resist, so there is an advantage that it does not adversely affect the substrate.
たぐ、電界電離型ガスイオン源はエミッタチップ表面の
高電界強度の領域のみから放射されるのであるからエミ
ッタチップの全面から均一に放射されるとは限らない。However, since the field ionization type gas ion source emits radiation only from the region of high electric field strength on the surface of the emitter chip, it is not necessarily the case that the radiation is uniformly emitted from the entire surface of the emitter chip.
そのため、電源密度の大きなイオンビームを得るために
は、エミッタチップの方向を調整して最も電流強度が高
いイオンビームを選択するように軸合わせをする必要が
ある。Therefore, in order to obtain an ion beam with high power density, it is necessary to adjust the direction of the emitter tip and align the axes so that the ion beam with the highest current intensity is selected.
この軸合わせを可能にするため、従来技術に係る電界電
離型ガスイオン源を使用するイオンビーム露光装置にあ
っては、第２図に示すように、蛍光スクリーン付きマイ
クロチャンネルプレート２とミラー３との組み合わせよ
りなる軸合わせ装置１７を備えている。図において、ｌ
は電界電離型カスイオン源であり、４は第１段レンズで
あり、７はブランキング電極であり、８は第２段レンズ
であり、９は偏向器であり、１ｏはウェーハであり、１
１はステージである。In order to make this alignment possible, in an ion beam exposure apparatus using a field ionization type gas ion source according to the prior art, a microchannel plate 2 with a fluorescent screen and a mirror 3 are connected to each other, as shown in FIG. It is equipped with an axis alignment device 17 consisting of a combination of. In the figure, l
is a field ionization type gas ion source, 4 is a first stage lens, 7 is a blanking electrode, 8 is a second stage lens, 9 is a deflector, 1o is a wafer, 1
1 is a stage.
１−記の軸合わせ装置１７は、イオンビームのビーム方
向に直角の方向に移動可能であり、この軸合わせ装置１
７を使用するにあったでは、図示するように、これをイ
オンビーム通路の中にもたらし、ミラー３上に発現する
ＦＩＭ像を観察する。The axis alignment device 17 described in 1- is movable in a direction perpendicular to the beam direction of the ion beam.
7 is used, it is brought into the ion beam path as shown and the FIM image developed on mirror 3 is observed.
軸合わせを完了した後、露光をなすにあったては、軸合
わせ装置１７をイオンビーム通路の外に移動する。After completing the alignment, the alignment device 17 is moved out of the ion beam path for exposure.
露光をなすためには、イオンを加速する必要があるが、
このイオン加速用電圧は一般に、イオン源ｌと第１段レ
ンズ４との間に印加される。すなわち、イオン源１と第
１段レンズ４との間の領域が高電界強度となる。ところ
が、この領域の近傍には、上記の軸合わせ装置１７が存
在し、この軸合わせ装置１７は通常アース電位とされる
が、この軸合わせ装置１７は一般に導電体であるから、
上記のイオン＠ｌと第１段レンズ４との間の領域の電界
を乱し、イオンビームの軌道を歪曲し、正確なイオン照
射がなされなくなるようにするという欠点がある。In order to perform exposure, it is necessary to accelerate the ions, but
This ion acceleration voltage is generally applied between the ion source l and the first stage lens 4. That is, the region between the ion source 1 and the first stage lens 4 has a high electric field strength. However, the above-mentioned axis alignment device 17 exists near this region, and although this alignment device 17 is normally at ground potential, since this alignment device 17 is generally a conductor,
This has the disadvantage that it disturbs the electric field in the region between the ions @l and the first stage lens 4, distorts the trajectory of the ion beam, and prevents accurate ion irradiation.
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、電界
電離型ガスイオン源を使用するイオンビーム露光装置の
イオンビームの方向制御性を向」ニする改良を提供する
ことにある。An object of the present invention is to eliminate this drawback, and to provide an improvement that improves the directional controllability of an ion beam in an ion beam exposure apparatus using a field ionization type gas ion source.
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、第
１図に示すように、イオンビーム通路のできる位置とこ
のイオンビーム通路の外部との間を移動可能な軸合わせ
装置１７を具備している電界電離型ガスイオン源を使用
するイオンビーム露光装置に、イオンビーム通路を囲む
位置とこのイオンビーム通路の外部との間を移動可能な
金属製の筒状部材５からなる、イオンビーム通路遮蔽手
段１２を付加したことにある。The means taken by the present invention to achieve the above object is, as shown in FIG. An ion beam exposure apparatus that uses a field ionization type gas ion source is equipped with an ion beam consisting of a metal cylindrical member 5 that is movable between a position surrounding an ion beam path and an outside of this ion beam path. This is due to the addition of passage blocking means 12.
上記の欠点は、不使用時（イオンビーム露光時）一般に
アース電位とされる軸合わせ装置とイオンビーム通路と
の間に静電界が発生することが原因であるから、上記の
欠点はこの静電界の発生を防止すれば解消するはずであ
り、そのためには、軸合わせ装置の電位を高くしておく
か、軸合わせ装置を遠方に隔離するか、イオンビーム通
路を静電遮蔽すればよい筈である。本発明においては、
これら各種の可能性のある手段の中、最も簡易であり、
現実的に十分可能であり、しかも、効果が十分であるも
のとして、イオンビーム通路を囲んで遮蔽手段を設ける
こととし、これを、Ｌ記の軸合わせ装置とリプレーサブ
ルに配置することとしたものである。The above drawback is caused by the generation of an electrostatic field between the alignment device and the ion beam path, which is generally at ground potential when not in use (during ion beam exposure). This should be resolved by preventing the occurrence of this problem, and for that purpose, it would be better to increase the potential of the alignment device, isolate the alignment device far away, or electrostatically shield the ion beam path. be. In the present invention,
Of these various possible means, this is the simplest,
As it is practically possible and has sufficient effect, we decided to provide a shielding means surrounding the ion beam path, and we decided to arrange this in a replaceable manner with the axis alignment device described in L. be.
以下、図面を参照しつ覧、本発明の一実施例に係るイオ
ンビーム露光装置についてさらに説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ion beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be further described below with reference to the drawings.
第１図参照
図において、■は電界電離型ガスイオン源であり、４は
第１段レンズであり、７はブランキング電極であり、２
は蛍光スクリーン付きマイクロチャンネルプレートであ
り、３はミラーであり、これら２．３をもって軸合わせ
装置１７が構成される。８は第２段レンズであり、９は
偏向器であり、１０はウェーハであり、１１はステージ
である。１５はイオンビーム露光装置の外箱である。In the diagram shown in FIG. 1, ■ is a field ionization type gas ion source, 4 is a first stage lens, 7 is a blanking electrode, and 2 is a field ionization type gas ion source.
is a microchannel plate with a fluorescent screen, and 3 is a mirror, and these 2.3 constitute an alignment device 17. 8 is a second stage lens, 9 is a deflector, 10 is a wafer, and 11 is a stage. 15 is an outer box of the ion beam exposure apparatus.
１２が本発明の要旨に係るイオンビーム通路遮蔽手段で
あり、金属製筒状部材５とこれを支持する絶縁棒６とよ
りなり、支持装置１４によって外箱１５に固定されてい
る駆動装Ｎ１３によって、イオンビーム通路を囲む位置
とイオンビーム通路の外との間を移動可能とされている
。実線をもって示す位置がイオンビーム露光状態での位
置を示し、破線をもって示す位置が軸合わせ状態での位
置を示す。Reference numeral 12 denotes an ion beam path shielding means according to the gist of the present invention, which is composed of a metal cylindrical member 5 and an insulating rod 6 that supports it, and is driven by a drive unit N13 fixed to an outer box 15 by a support device 14. , is movable between a position surrounding the ion beam path and a position outside the ion beam path. The position shown with a solid line shows the position in the ion beam exposure state, and the position shown with a broken line shows the position in the axis alignment state.
一方、軸合わせ装置１７もイオンビーム通路のできる位
置とこのイオンビーム通路の外部との間を移動可能であ
り、そのため、外箱１５には、ベローズ部１６が付加さ
れている。実線をもって示す位置はイオンビーム露光状
態での位置を示す。軸合わせ状態においては、図にイオ
ンビーム通路遮蔽手段１２が実線をもって示されている
位置に移動する。On the other hand, the axis alignment device 17 is also movable between the position where the ion beam path is formed and the outside of the ion beam path, and therefore the outer box 15 is provided with a bellows portion 16. The positions indicated by solid lines indicate the positions in the ion beam exposure state. In the aligned state, the ion beam path shielding means 12 moves to the position shown in solid lines in the figure.
以−Ｉ−の構造を有するイオンビーム露光装置にあって
は、イオンビーム露光状態において、イオンビーム通路
は、絶縁棒６によってアースから絶縁されている金属製
筒状部材５によって囲まれており、軸合わせ装置１７等
の有するアース電位から遮蔽されているので、この領域
において電界が乱されることがなく、したがって、イオ
ンビームの軌道が歪曲されることがなく、正確なイオン
照射がなされる。In the ion beam exposure apparatus having the structure shown below, in the ion beam exposure state, the ion beam passage is surrounded by the metal cylindrical member 5 which is insulated from the ground by the insulating rod 6, Since it is shielded from the ground potential of the alignment device 17 and the like, the electric field is not disturbed in this region, and therefore the trajectory of the ion beam is not distorted, allowing accurate ion irradiation.
以−に説明せるとおり、本発明に係るイオンビーム露光
装置は、電界電離型ガスイオン源を使用しており、イオ
ンビーム通路のできる位置とこのイオンビーム通路の外
部との間を移動可能な軸合わせ装置が具備されており、
さらに、イオンビーム通路を囲む位置とこのイオンビー
ム通路の外部との間を移動可能な金属製の筒状部材から
なるイオンビーム通路遮蔽手段が具備されており、イオ
ンビーム露光時にイオンビーム通路を遮蔽することがで
きるので、通常アース電位とされる軸合わせ装置が、こ
のイオンビーム通路の近傍に存在しても、イオンビーム
通路近傍で電界が乱されることがなく、したがって、イ
オンビームの軌道が歪曲されることがなく、正確なイオ
ン照射がなされる。As explained below, the ion beam exposure apparatus according to the present invention uses a field ionization type gas ion source, and has an axis movable between a position where an ion beam path is formed and the outside of this ion beam path. Equipped with a matching device,
Furthermore, an ion beam path shielding means made of a metal cylindrical member that is movable between a position surrounding the ion beam path and the outside of the ion beam path is provided to shield the ion beam path during ion beam exposure. Therefore, even if an alignment device that is normally at ground potential exists near this ion beam path, the electric field will not be disturbed near the ion beam path, and the trajectory of the ion beam will therefore be Accurate ion irradiation is performed without distortion.
第１図は、本発明の一実施例に係るイオンビーム露光装
置の構成図である。
第２図は、従来技術に係るイオンビーム露光装置の構成
図である。
■＋１・・電界電離型ガスイオン鯨、 ２・・・蛍光
スクリーン付きマイクロチャンネルプレート、３・・・
ミラー、 ４・ψ・第１段レンズ、５・拳・金属製筒状
部材、 ６・・・絶縁棒、７・・・ブランキング電極
、 ８−・・第２段レンズ、 ９１・偏向器、 １０−
−・ウェーハ、１１−−・ステージ、 １２・・・イオ
ンビーム通路遮蔽手段、 １３・・・駆動装置、 １４
・・・支持装置、 １５−・φイオンビーム露光装置の
外箱、１６・番・ベローズ部、 １７争・・軸合わせ装
置。
本仝明
′ｒ：１ 図
促釆技術
第 ２ 図FIG. 1 is a block diagram of an ion beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of an ion beam exposure apparatus according to the prior art. ■+1... Field ionization type gas ion whale, 2... Micro channel plate with fluorescent screen, 3...
Mirror, 4, ψ, first stage lens, 5, fist, metal cylindrical member, 6, insulating rod, 7, blanking electrode, 8, second stage lens, 91, deflector, 10-
- Wafer, 11-- Stage, 12... Ion beam path shielding means, 13... Drive device, 14
... Support device, 15-φ ion beam exposure device outer box, No. 16 bellows part, No. 17... Axis alignment device. The main text: 1 Figure promotion technology Figure 2
Claims (1)
に対応しない領域との間を移動可能な軸合わせ装置（１
７）を具備してなる、電界電離型ガスイオン源を使用す
るイオンビーム露光装置において、 前記イオンビーム通路を囲む位置と該イオンビーム通路
に対応しない領域との間を移動可能な金属の筒状部材（
５）よりなる、イオンビーム通路遮蔽手段（１２）が設
けられてなることを特徴とするイオンビーム露光装置。[Claims] An axis alignment device (1) movable between a region corresponding to an ion beam path and a region not corresponding to the ion beam path.
7) An ion beam exposure apparatus using a field ionization type gas ion source, comprising: a metal cylindrical member movable between a position surrounding the ion beam path and an area not corresponding to the ion beam path; Element(
5) An ion beam exposure apparatus characterized in that the ion beam path shielding means (12) is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159885A JPS6220226A (en) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | Ion beam exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159885A JPS6220226A (en) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | Ion beam exposure device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220226A true JPS6220226A (en) | 1987-01-28 |
Family
ID=15703310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159885A Pending JPS6220226A (en) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | Ion beam exposure device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220226A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5601377A (en) * | 1993-07-29 | 1997-02-11 | Fuji Kiko Co., Ltd. | Yoke of universal joint and method of producing same |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP60159885A patent/JPS6220226A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5601377A (en) * | 1993-07-29 | 1997-02-11 | Fuji Kiko Co., Ltd. | Yoke of universal joint and method of producing same |
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