JP2001196356A - 半導体素子製作装置 - Google Patents
半導体素子製作装置Info
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターゲットの汚染を少なくする。
【解決手段】 集束イオンビーム装置21と真空蒸着装
置33と搬送機構室47を備えている。集束イオンビー
ム装置の加工室23のステージ30上と真空蒸着装置2
3の成膜チャンバー34のホルダー38との間で、半導
体素子製作用ターゲット31を、搬送機構室47を介し
て搬送機構(第1搬送機構48,昇降テーブル64及び
第2搬送機構58)により移動させる様に成す。
置33と搬送機構室47を備えている。集束イオンビー
ム装置の加工室23のステージ30上と真空蒸着装置2
3の成膜チャンバー34のホルダー38との間で、半導
体素子製作用ターゲット31を、搬送機構室47を介し
て搬送機構(第1搬送機構48,昇降テーブル64及び
第2搬送機構58)により移動させる様に成す。
Description
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、加工室と成膜室とを搬
送室で繋いだ半導体素子製作装置に関する。
送室で繋いだ半導体素子製作装置に関する。
【0002】
【従来の技術】トランジスタ等の半導体素子は多くの電
子・電気製品等に使用されている。
子・電気製品等に使用されている。
【0003】この様な半導体素子は、一般に、多数の製
造プロセスを経て製造されている。例えば、拡散形のN
PN接合プレーナー形トランジスタを例に上げて、その
製作プロセスを、以下の例((1)〜(17))に従っ
て説明する。 (1)予め、半導体のパターンに準拠したマスク若しく
はレチクルを作成しておく。 (2)先ず、導電性材料(例えば、Al)から成る土台
20上に固定された基板1(例えば、N形シリコン)
を、例えば、真空蒸着装置の如き成膜装置(図示せず)
のチャンバー(図示せず)内にセットし、該基板の表面
に、図1に示す様に、酸化膜2(SiO2)を成膜す
る。 (3)次に、酸化膜2が成膜された基板1を成膜装置
(図示せず)のチャンバー(図示せず)から取り出し、
レジスト塗布装置(図示せず)のテーブル(図示せず)
に載せ、図2に示す様に、酸化膜2の表面にレジストを
塗布してレジスト膜3を形成する。 (4)次に、レジスト膜3が形成された基板1をレジス
ト塗布装置(図示せず) のテーブル(図示せ
ず)から外し、電子ビーム描画装置の如き露光装置
(図示せず)の露光室(図示せず)内にセットし、図
3に示す様に、パタ ーンが作成されたマスク4
を通して放射ビーム5によりレジスト膜3上 に
パターン露光を行う。 (5)次に、パターン描画された基板1を露光室(図示
せず)から取り出し、現像液が収容された現像容器(図
示せず)内に入れ、図4に示す様に、パターン露光され
たレジスト膜3を現像液により現像し、露光された部分
のレジストを消失させる。 (6)次に、基板1を現像容器(図示せず)から取り出
し、エッチング液が収容されたエッチング容器(図示せ
ず)内に入れ、図5に示す様に、この基板1をエッチン
グ液に浸すことにより、露光した部分だけをエッチング
して孔(溝)6を開け、該部分のシリコン面が現れるよ
うにする。尚、 エッチング容器(図示せず)に
入れる代わりに、例えば、ガスプラズマ 室に入
れ、ガスプラズマ中に晒すことにより、エッチングする
ようにし ても良い。 (7)次に、基板1をエッチング容器(図示せず)から
取り出し、例えば、集束イオンビーム装置の如きイオン
注入装置(図示せず)の注入室(図示せず)内にセット
し、図6に示す様に、前記現出したシリコン面部分に、
例えば、ボロンのイオンを注入する。尚、イオ
ン注入する代わりに、基 板1を拡散装置の拡散
路内に入れてボロンを高温拡散しても良い。この
注入により、該注入部分がP層7となる。
造プロセスを経て製造されている。例えば、拡散形のN
PN接合プレーナー形トランジスタを例に上げて、その
製作プロセスを、以下の例((1)〜(17))に従っ
て説明する。 (1)予め、半導体のパターンに準拠したマスク若しく
はレチクルを作成しておく。 (2)先ず、導電性材料(例えば、Al)から成る土台
20上に固定された基板1(例えば、N形シリコン)
を、例えば、真空蒸着装置の如き成膜装置(図示せず)
のチャンバー(図示せず)内にセットし、該基板の表面
に、図1に示す様に、酸化膜2(SiO2)を成膜す
る。 (3)次に、酸化膜2が成膜された基板1を成膜装置
(図示せず)のチャンバー(図示せず)から取り出し、
レジスト塗布装置(図示せず)のテーブル(図示せず)
に載せ、図2に示す様に、酸化膜2の表面にレジストを
塗布してレジスト膜3を形成する。 (4)次に、レジスト膜3が形成された基板1をレジス
ト塗布装置(図示せず) のテーブル(図示せ
ず)から外し、電子ビーム描画装置の如き露光装置
(図示せず)の露光室(図示せず)内にセットし、図
3に示す様に、パタ ーンが作成されたマスク4
を通して放射ビーム5によりレジスト膜3上 に
パターン露光を行う。 (5)次に、パターン描画された基板1を露光室(図示
せず)から取り出し、現像液が収容された現像容器(図
示せず)内に入れ、図4に示す様に、パターン露光され
たレジスト膜3を現像液により現像し、露光された部分
のレジストを消失させる。 (6)次に、基板1を現像容器(図示せず)から取り出
し、エッチング液が収容されたエッチング容器(図示せ
ず)内に入れ、図5に示す様に、この基板1をエッチン
グ液に浸すことにより、露光した部分だけをエッチング
して孔(溝)6を開け、該部分のシリコン面が現れるよ
うにする。尚、 エッチング容器(図示せず)に
入れる代わりに、例えば、ガスプラズマ 室に入
れ、ガスプラズマ中に晒すことにより、エッチングする
ようにし ても良い。 (7)次に、基板1をエッチング容器(図示せず)から
取り出し、例えば、集束イオンビーム装置の如きイオン
注入装置(図示せず)の注入室(図示せず)内にセット
し、図6に示す様に、前記現出したシリコン面部分に、
例えば、ボロンのイオンを注入する。尚、イオ
ン注入する代わりに、基 板1を拡散装置の拡散
路内に入れてボロンを高温拡散しても良い。この
注入により、該注入部分がP層7となる。
【0004】次に、前記(2)〜(7)の工程を繰り返
す。即ち、 (8)P層7が形成された基板1を、イオン注入室(図
示せず)の注入室(図示せず)から取り出し、真空蒸着
装置の如き成膜装置(図示せず)のチャンバー(図示せ
ず)内にセットし、P層7の表面及び残った酸化膜2の
表面に、図7に示す様に、酸化膜8(SiO2)を成膜
する。 (9)次に、酸化膜8が成膜された基板1を成膜装置
(図示せず)のチャンバー(図示せず)から取り出し、
レジスト塗布装置(図示せず)のテーブル(図示せず)
に載せ、図8に示す様に、酸化膜8の表面にレジストを
塗布し、レジスト膜9を形成する。
す。即ち、 (8)P層7が形成された基板1を、イオン注入室(図
示せず)の注入室(図示せず)から取り出し、真空蒸着
装置の如き成膜装置(図示せず)のチャンバー(図示せ
ず)内にセットし、P層7の表面及び残った酸化膜2の
表面に、図7に示す様に、酸化膜8(SiO2)を成膜
する。 (9)次に、酸化膜8が成膜された基板1を成膜装置
(図示せず)のチャンバー(図示せず)から取り出し、
レジスト塗布装置(図示せず)のテーブル(図示せず)
に載せ、図8に示す様に、酸化膜8の表面にレジストを
塗布し、レジスト膜9を形成する。
【0005】(10)次に、レジスト膜9が形成された
基板1をレジスト塗布装置(図示せず)のテーブル(図
示せず)から外し、電子ビーム描画装置の如き露光装置
(図示せず)の露光室(図示せず)内にセットし、図9
に示す様に、パターンが作成されたマスク10を通して
放射ビーム5によりレジスト膜9上にパターン露光を行
う。 (11)次に、パターン描画された基板1を露光室(図
示せず)から取り出し、 現像液が収容された
現像容器(図示せず)内に入れ、図10に示す様
に、パターン露光されたレジスト膜9を現像液によ
り現像し、露光さ れ部分のレジストを消失さ
せる。 (12)次に、基板1を現像容器(図示せず)から取り
出し、エッチング液が収容されたエッチング容器(図示
せず)内に入れ、図11に示す様に、 この基
板1をエッチング液に浸すことにより、露光した部分だ
けをエ ッチングして孔(溝)11を開け、該
部分のP層面が現れるようにす る。 (13)次に、基板1をエッチング容器(図示せず)か
ら取り出し、例えば、集束イオンビーム装置の如きイオ
ン注入装置(図示せず)の注入室(図 示せ
ず)内にセットし、図12に示す様に、前記現出したP
層面部分 に、例えば、リンのイオンを注入す
る。この注入により、該注入部分 がN層とな
る。
基板1をレジスト塗布装置(図示せず)のテーブル(図
示せず)から外し、電子ビーム描画装置の如き露光装置
(図示せず)の露光室(図示せず)内にセットし、図9
に示す様に、パターンが作成されたマスク10を通して
放射ビーム5によりレジスト膜9上にパターン露光を行
う。 (11)次に、パターン描画された基板1を露光室(図
示せず)から取り出し、 現像液が収容された
現像容器(図示せず)内に入れ、図10に示す様
に、パターン露光されたレジスト膜9を現像液によ
り現像し、露光さ れ部分のレジストを消失さ
せる。 (12)次に、基板1を現像容器(図示せず)から取り
出し、エッチング液が収容されたエッチング容器(図示
せず)内に入れ、図11に示す様に、 この基
板1をエッチング液に浸すことにより、露光した部分だ
けをエ ッチングして孔(溝)11を開け、該
部分のP層面が現れるようにす る。 (13)次に、基板1をエッチング容器(図示せず)か
ら取り出し、例えば、集束イオンビーム装置の如きイオ
ン注入装置(図示せず)の注入室(図 示せ
ず)内にセットし、図12に示す様に、前記現出したP
層面部分 に、例えば、リンのイオンを注入す
る。この注入により、該注入部分 がN層とな
る。
【0006】(14)次に、N層が形成された基板1
を、イオン注入室(図示せず)の注入室(図示せず)か
ら取り出し、真空蒸着装置の如き成膜装置(図示せず)
のチャンバー(図示せず)内にセットし、図13示す様
に、前記N層12と残っている酸化膜8の表面に酸化膜
13(SiO2)を成膜する。
を、イオン注入室(図示せず)の注入室(図示せず)か
ら取り出し、真空蒸着装置の如き成膜装置(図示せず)
のチャンバー(図示せず)内にセットし、図13示す様
に、前記N層12と残っている酸化膜8の表面に酸化膜
13(SiO2)を成膜する。
【0007】(15)次に、酸化膜13が成膜された基
板1を成膜装置(図示せず)のチャンバー(図示せず)
から取り出し、レジスト塗布装置(図示せず)のテーブ
ル(図示せず)に載せ、図14に示す様に、酸化膜13
の表面にレジストを塗布し、レジスト膜14を形成す
る。
板1を成膜装置(図示せず)のチャンバー(図示せず)
から取り出し、レジスト塗布装置(図示せず)のテーブ
ル(図示せず)に載せ、図14に示す様に、酸化膜13
の表面にレジストを塗布し、レジスト膜14を形成す
る。
【0008】(16)次に、レジスト膜14が形成され
た基板1をレジスト塗布装置(図示せず)のテーブル
(図示せず)から外し、電子ビーム描画装置の如き露光
装置(図示せず)の露光室(図示せず)内にセットし、
図15に示す様に、電極パターンが作成されたマスク1
5を通して放射ビーム5によりレジスト14上に電極パ
ターン露光を行う。 (17)次に、パターン描画された基板1を露光室(図
示せず)から取り出し、 現像液が収容された
現像容器(図示せず)内に入れ、図16に示す様
に、パターン露光されたレジスト膜14を現像液に
より現像し、露光 された部分のレジストを消
失させる。 (18)次に、基板1を現像容器(図示せず)から取り
出し、エッチング液が収容されたエッチング容器(図示
せず)内に入れ、図17に示す様に、 この基
板1をエッチング液に浸すことにより、露光した部分だ
けをエ ッチングする。この結果、酸化膜13
に、P層7、N層12に通じる 穴16A,1
6Bが開けられる。
た基板1をレジスト塗布装置(図示せず)のテーブル
(図示せず)から外し、電子ビーム描画装置の如き露光
装置(図示せず)の露光室(図示せず)内にセットし、
図15に示す様に、電極パターンが作成されたマスク1
5を通して放射ビーム5によりレジスト14上に電極パ
ターン露光を行う。 (17)次に、パターン描画された基板1を露光室(図
示せず)から取り出し、 現像液が収容された
現像容器(図示せず)内に入れ、図16に示す様
に、パターン露光されたレジスト膜14を現像液に
より現像し、露光 された部分のレジストを消
失させる。 (18)次に、基板1を現像容器(図示せず)から取り
出し、エッチング液が収容されたエッチング容器(図示
せず)内に入れ、図17に示す様に、 この基
板1をエッチング液に浸すことにより、露光した部分だ
けをエ ッチングする。この結果、酸化膜13
に、P層7、N層12に通じる 穴16A,1
6Bが開けられる。
【0009】(19)次に、基板1を現像容器(図示せ
ず)から取り出し、真空蒸着装置の如き成膜装置(図示
せず)のチャンバー(図示せず)内にセットし、電極パ
ターンが作成されたマスク(図示せず)を通して電極材
料(例えば、Al)の蒸発粒子を各穴16A,16B内
に付着させ、図19に示す様に、P層7,N層12上
に、それぞれベース電極17,エミッタ電極18を形成
する。尚、土台20がコレクタ電極を兼ねることにな
る。
ず)から取り出し、真空蒸着装置の如き成膜装置(図示
せず)のチャンバー(図示せず)内にセットし、電極パ
ターンが作成されたマスク(図示せず)を通して電極材
料(例えば、Al)の蒸発粒子を各穴16A,16B内
に付着させ、図19に示す様に、P層7,N層12上
に、それぞれベース電極17,エミッタ電極18を形成
する。尚、土台20がコレクタ電極を兼ねることにな
る。
【0010】(20)次に、チャンバー(図示せず)を
開けて、マスク(図示せず)だけを取り出し、その後、
ベース電極17A,エミッタ電極17B及び残った酸化
膜上に保護膜19を成膜する。
開けて、マスク(図示せず)だけを取り出し、その後、
ベース電極17A,エミッタ電極17B及び残った酸化
膜上に保護膜19を成膜する。
【0011】尚、(4)や(10)のパターン描画では
マスクを使用してパターンを描くようにしたが、マスク
等を使用せずに、直接、放射ビームを所定の位置にショ
ットしてパターンを描くようにしても良い。
マスクを使用してパターンを描くようにしたが、マスク
等を使用せずに、直接、放射ビームを所定の位置にショ
ットしてパターンを描くようにしても良い。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】この様に、拡散形のN
PN接合プレーナー形トランジスタの製作には、酸化膜
成膜,レジスト塗布,パターン露光,現像,エッチン
グ,イオン注入(又は、高温拡散)の一連の工程が複回
繰り返され、その後、電極形成、保護膜成膜の工程等、
極めて多数の工程が実施されており、他の半導体素子の
製作にも同じ様に極めて多数の工程が実施されている。
従って、半導体素子製作のスループット向上の妨げとな
るばかりか、製作コストも極めて大きいものとなる。
PN接合プレーナー形トランジスタの製作には、酸化膜
成膜,レジスト塗布,パターン露光,現像,エッチン
グ,イオン注入(又は、高温拡散)の一連の工程が複回
繰り返され、その後、電極形成、保護膜成膜の工程等、
極めて多数の工程が実施されており、他の半導体素子の
製作にも同じ様に極めて多数の工程が実施されている。
従って、半導体素子製作のスループット向上の妨げとな
るばかりか、製作コストも極めて大きいものとなる。
【0013】又、酸化膜成膜や保護膜成膜は真空蒸着装
置の如き成膜装置、レジスト塗布はレジスト塗布装置、
パターン露光や電極パターン露光は電子ビーム描画装置
の如き露光装置、現像は現像容器、エッチングはエッチ
ング容器、イオン注入(又は、高温拡散)イオン注入装
置で行われ、各処理毎に特有の装置が必要となり、装置
への投資負担が極めて大きいものとなる。
置の如き成膜装置、レジスト塗布はレジスト塗布装置、
パターン露光や電極パターン露光は電子ビーム描画装置
の如き露光装置、現像は現像容器、エッチングはエッチ
ング容器、イオン注入(又は、高温拡散)イオン注入装
置で行われ、各処理毎に特有の装置が必要となり、装置
への投資負担が極めて大きいものとなる。
【0014】又、各処理の都度、各装置の処理部(成膜
チャンバー、塗布テーブル、露光室、現像容器内、エッ
チング容器、注入室など)に基板をセットし、各処理
後、処理室から取り外して一旦外に出してから、次の工
程の処理部へセットしている。即ち、多数の工程が実施
される上、各処理毎に基板が外へ出されるので、基板が
ゴミ等で汚染される確率が極めて高くなる。
チャンバー、塗布テーブル、露光室、現像容器内、エッ
チング容器、注入室など)に基板をセットし、各処理
後、処理室から取り外して一旦外に出してから、次の工
程の処理部へセットしている。即ち、多数の工程が実施
される上、各処理毎に基板が外へ出されるので、基板が
ゴミ等で汚染される確率が極めて高くなる。
【0015】又、成膜チャンバー、露光室、注入室など
においてはその都度室内の排気とリークを行わねばなら
ず、操作が極めて厄介であり、スループット低下の一因
ともなっている。
においてはその都度室内の排気とリークを行わねばなら
ず、操作が極めて厄介であり、スループット低下の一因
ともなっている。
【0016】本発明は、この様な問題を解決することを
目的としたもので、新規な半導体素子製作装置を提供す
るものである。
目的としたもので、新規な半導体素子製作装置を提供す
るものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】 本発明に基づく半導体
素子製作装置は、ターゲットに成膜を施すための成膜装
置と該ターゲットを加工するための荷電粒子ビーム加工
装置とを備え、成膜装置の成膜チャンバー内と荷電粒子
ビーム加工装置の加工室内が、ターゲットをターゲット
搬送機構によって両室間で移動させるための搬送室で繋
がっていることを特徴とする。本発明に基づく半導体素
子製作装置は、成膜チャンバー内に設けられたターゲッ
トホルダーにセットされたターゲットに成膜を施すため
の成膜装置、加工室内に設けられたステージ上にセット
されたターゲットを荷電粒子ビームで加工するための荷
電粒子ビーム加工装置、ターゲットが保持出来、伸縮及
び回転可能に成したアームを有するターゲット搬送機
構、及び、成膜チャンバーと加工室の間を繋いでおり、
ターゲット搬送機構によってターゲットが移動する搬送
室を備えた成したことを特徴とする。
素子製作装置は、ターゲットに成膜を施すための成膜装
置と該ターゲットを加工するための荷電粒子ビーム加工
装置とを備え、成膜装置の成膜チャンバー内と荷電粒子
ビーム加工装置の加工室内が、ターゲットをターゲット
搬送機構によって両室間で移動させるための搬送室で繋
がっていることを特徴とする。本発明に基づく半導体素
子製作装置は、成膜チャンバー内に設けられたターゲッ
トホルダーにセットされたターゲットに成膜を施すため
の成膜装置、加工室内に設けられたステージ上にセット
されたターゲットを荷電粒子ビームで加工するための荷
電粒子ビーム加工装置、ターゲットが保持出来、伸縮及
び回転可能に成したアームを有するターゲット搬送機
構、及び、成膜チャンバーと加工室の間を繋いでおり、
ターゲット搬送機構によってターゲットが移動する搬送
室を備えた成したことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【0019】図20は本発明に基づく半導体製作装置の
1概略例を表したものである。
1概略例を表したものである。
【0020】図中21は集束イオンビーム装置本体で、
鏡筒22と加工室23を備えている。24A,24B,
24Cはイオン源で、それぞれ光軸に対して対称に配置
されており、それぞれ異なったイオンを発生する。これ
らのイオン源は、例えば、公知の液体金属イオン源から
なり、例えば、図21に示す様に、液体金属から成るイ
オン種を有するエミッタ100A,100B,100
C、加熱電源101、加熱電源101とエミッタ100
A,100B,100Cとの間に繋がれ、加熱電源10
1からの加熱電流が流されるフィラメント102A、1
02B,102C、引出電極103、及び、前記フィラ
メント102A,102B,102Cと引出電極103
の間に正の引出電圧を印加する引出電源104から成
る。尚、加熱電源101と各フィラメントの間にはスイ
ッチ105A1,105A2、105B1,105B
2、105C1,105C2が設けられている。前記各
イオン源24A,24B,24Cのイオン種はそれぞれ
異なっており、イオン源切換機構25によりスイッチ1
05A1,105A2、105B1,105B2、10
5C1,105C2の内の何れか1組のスイッチがオン
になるように各スイッチを切り換えることによって加熱
すべきエミッタを選択し、それにより、所望のイオン種
のイオン源に切り換えられるように成っている(この様
な構成は公知で、例えば、特開平1−143124号参
照)。
鏡筒22と加工室23を備えている。24A,24B,
24Cはイオン源で、それぞれ光軸に対して対称に配置
されており、それぞれ異なったイオンを発生する。これ
らのイオン源は、例えば、公知の液体金属イオン源から
なり、例えば、図21に示す様に、液体金属から成るイ
オン種を有するエミッタ100A,100B,100
C、加熱電源101、加熱電源101とエミッタ100
A,100B,100Cとの間に繋がれ、加熱電源10
1からの加熱電流が流されるフィラメント102A、1
02B,102C、引出電極103、及び、前記フィラ
メント102A,102B,102Cと引出電極103
の間に正の引出電圧を印加する引出電源104から成
る。尚、加熱電源101と各フィラメントの間にはスイ
ッチ105A1,105A2、105B1,105B
2、105C1,105C2が設けられている。前記各
イオン源24A,24B,24Cのイオン種はそれぞれ
異なっており、イオン源切換機構25によりスイッチ1
05A1,105A2、105B1,105B2、10
5C1,105C2の内の何れか1組のスイッチがオン
になるように各スイッチを切り換えることによって加熱
すべきエミッタを選択し、それにより、所望のイオン種
のイオン源に切り換えられるように成っている(この様
な構成は公知で、例えば、特開平1−143124号参
照)。
【0021】26はアノード、27は前記イオン源のフ
ィラメント(図示せず)とアノード26の間に正の加速
電圧を印加するための加速電源である。28は加速電源
制御装置である。
ィラメント(図示せず)とアノード26の間に正の加速
電圧を印加するための加速電源である。28は加速電源
制御装置である。
【0022】29は前記イオン源24A,24B,24
Cの内、何れかのイオン源からのイオンビームを、加工
室23内に備えられたステージ30上に載置された半導
体製作用ターゲット31上に集束させるための集束レン
ズ、32は半導体製作用ターゲット31上でのイオンビ
ームの照射位置を駆動する偏向レンズである。
Cの内、何れかのイオン源からのイオンビームを、加工
室23内に備えられたステージ30上に載置された半導
体製作用ターゲット31上に集束させるための集束レン
ズ、32は半導体製作用ターゲット31上でのイオンビ
ームの照射位置を駆動する偏向レンズである。
【0023】33は真空蒸着装置、34は真空蒸着装置
の成膜チャンバーである。35は蒸発発物質36を収容
するための坩堝である。37は蒸発物質36を加熱溶融
して蒸発させるための電子を発生するための電子銃で、
発生した電子が蒸発物質36方向に偏向させるための偏
向器(図示せず)を有している。
の成膜チャンバーである。35は蒸発発物質36を収容
するための坩堝である。37は蒸発物質36を加熱溶融
して蒸発させるための電子を発生するための電子銃で、
発生した電子が蒸発物質36方向に偏向させるための偏
向器(図示せず)を有している。
【0024】38は半導体製作用ターゲット31を支持
するためホルダーで、チャンバー34の上壁に取り付け
られている。該ホルダーは、その内部はターゲット収容
・支持するための空間39が形成されており、全体とし
ては直方体状に形成されている。又、その側部の前記集
束イオンビーム装置側には半導体製作用ターゲットを出
し入れ出来るように窓40が開けられている。又、ホル
ダー38の下部41には半導体製作用ターゲットの成膜
面に対応した孔42が開けられている。
するためホルダーで、チャンバー34の上壁に取り付け
られている。該ホルダーは、その内部はターゲット収容
・支持するための空間39が形成されており、全体とし
ては直方体状に形成されている。又、その側部の前記集
束イオンビーム装置側には半導体製作用ターゲットを出
し入れ出来るように窓40が開けられている。又、ホル
ダー38の下部41には半導体製作用ターゲットの成膜
面に対応した孔42が開けられている。
【0025】43は活性ガス源、44はバルブ、45は
ガス導入管で、成膜チャンバー34外に設けられた活性
ガス源43からの活性ガス(例えば、酸素)をバルブ4
4を介してガス導入管45から成膜チャンバー34内に
導入するように成している。46はバルブ開閉制御装置
である。
ガス導入管で、成膜チャンバー34外に設けられた活性
ガス源43からの活性ガス(例えば、酸素)をバルブ4
4を介してガス導入管45から成膜チャンバー34内に
導入するように成している。46はバルブ開閉制御装置
である。
【0026】47は搬送機構室で、前記集束イオンビー
ム装置本体21の加工室23と真空蒸着装置33の成膜
チャンバー34との間で半導体製作用ターゲット31を
出し入れするための搬送機構が備えられている。48は
第1搬送機構で、図22(a),(b)に示す様に、3
つのアーム49A,49B,49Cと3つの関節部50
A,50B,50Cを持ち、その先端アーム(第1アー
ム)49Aの先端部には半導体製作用ターゲット31を
把持する為の把手部51が設けられており、アーム全体
は伸縮・回転可能に成っている。即ち、第3アーム49
Cの一方の軸に繋がった第1モータ52を作動させて、
例えば、任意の角度右回転させると、第3アーム49C
は任意の角度右回転し、該回転に従って第2アーム49
Bは任意の角度左回転し、その結果、第1アーム49A
は任意の距離真っ直ぐに進み(即ち、アーム全体として
は任意の距離だけ真っ直ぐ伸びる)、一方、第1モータ
52を作動させて、例えば、任意の角度左回転させる
と、第3アーム49Cは任意の角度左回転し、該回転に
従って第2アーム49Bは任意の角度右回転し、その結
果、第1アーム49Aは任意の距離だけ真っ直ぐ後退す
る(即ち、アーム全体としては任意の距離真っ直ぐ縮
む)様に成してある(この様な構成は公知で、例えば、
特開平7−1375号や特開平11−186361号参
照)。
ム装置本体21の加工室23と真空蒸着装置33の成膜
チャンバー34との間で半導体製作用ターゲット31を
出し入れするための搬送機構が備えられている。48は
第1搬送機構で、図22(a),(b)に示す様に、3
つのアーム49A,49B,49Cと3つの関節部50
A,50B,50Cを持ち、その先端アーム(第1アー
ム)49Aの先端部には半導体製作用ターゲット31を
把持する為の把手部51が設けられており、アーム全体
は伸縮・回転可能に成っている。即ち、第3アーム49
Cの一方の軸に繋がった第1モータ52を作動させて、
例えば、任意の角度右回転させると、第3アーム49C
は任意の角度右回転し、該回転に従って第2アーム49
Bは任意の角度左回転し、その結果、第1アーム49A
は任意の距離真っ直ぐに進み(即ち、アーム全体として
は任意の距離だけ真っ直ぐ伸びる)、一方、第1モータ
52を作動させて、例えば、任意の角度左回転させる
と、第3アーム49Cは任意の角度左回転し、該回転に
従って第2アーム49Bは任意の角度右回転し、その結
果、第1アーム49Aは任意の距離だけ真っ直ぐ後退す
る(即ち、アーム全体としては任意の距離真っ直ぐ縮
む)様に成してある(この様な構成は公知で、例えば、
特開平7−1375号や特開平11−186361号参
照)。
【0027】尚、図22において、53はアーム全体を
回転させるための第2モータで、図20では前記第1モ
ータ52と第2モータ53をまとめて駆動モータ54で
表している。
回転させるための第2モータで、図20では前記第1モ
ータ52と第2モータ53をまとめて駆動モータ54で
表している。
【0028】図20において、55は第1搬送機構制御
装置である。尚、前記第1アーム49Aの途中には、図
22に示す様に、該第1アームの把手部51を反転(1
80度回転)させるための反転機構56が設けられてお
り、該反転機構は前記第1搬送機構制御装置55の指令
により作動する。57は搬送機構室47内でアーム全体
を支持するための支持台である。
装置である。尚、前記第1アーム49Aの途中には、図
22に示す様に、該第1アームの把手部51を反転(1
80度回転)させるための反転機構56が設けられてお
り、該反転機構は前記第1搬送機構制御装置55の指令
により作動する。57は搬送機構室47内でアーム全体
を支持するための支持台である。
【0029】58,59,60,61はそれぞれ前記第
1搬送機構48,支持台57,駆動モータ54,第1搬
送機構制御装置55に構造的に対応した第2搬送機構,
支持台,駆動モータ,第2搬送機構制御装置である。但
し、第2搬送機構58の第1アームには反転機構が設け
られていない。又、第1搬送機構48の支持台57は、
半導体製作用ターゲット31を、ゲート62を介して、
第1搬送機構55と前記集束イオンビーム装置本体21
の加工室23のステージ31上との間で移動させること
が出来るように低くなっているのに対し、第2搬送機構
58の支持台59は、ゲート63を介して、第2搬送機
構58と前記真空蒸着装置33の成膜チャンバー34の
ホルダー38との間で移動させることが出来るように高
くなっている。
1搬送機構48,支持台57,駆動モータ54,第1搬
送機構制御装置55に構造的に対応した第2搬送機構,
支持台,駆動モータ,第2搬送機構制御装置である。但
し、第2搬送機構58の第1アームには反転機構が設け
られていない。又、第1搬送機構48の支持台57は、
半導体製作用ターゲット31を、ゲート62を介して、
第1搬送機構55と前記集束イオンビーム装置本体21
の加工室23のステージ31上との間で移動させること
が出来るように低くなっているのに対し、第2搬送機構
58の支持台59は、ゲート63を介して、第2搬送機
構58と前記真空蒸着装置33の成膜チャンバー34の
ホルダー38との間で移動させることが出来るように高
くなっている。
【0030】64は昇降テーブルで、昇降制御装置65
の指令に基づき作動する駆動モータ66により昇降す
る。
の指令に基づき作動する駆動モータ66により昇降す
る。
【0031】67,68はそれぞれ前記ゲート62,6
3の開閉制御装置である。69は中央制御装置で、前記
イオン源切換機構25、加速電源制御装置28,各レン
ズ電源(図示せず)、ステージ駆動機構(図示せず)、
バルブ制御装置46、第1搬送機構制御装置55、第2
搬送機構制御装置61、昇降制御装置65、開閉制御装
置67,68、及び真空蒸着装置33の電子銃制御装置
(図示せず)を制御する。尚、特に図示しなかったが、
前記集束イオンビーム装置本体21、真空蒸着装置33
には、これらの鏡筒22内,加工室23内、成膜チャン
バー34内の排気を行うための排気ポンプ、及び途中に
バルブが設けられた排気管等から成る排気系が設けられ
ている。
3の開閉制御装置である。69は中央制御装置で、前記
イオン源切換機構25、加速電源制御装置28,各レン
ズ電源(図示せず)、ステージ駆動機構(図示せず)、
バルブ制御装置46、第1搬送機構制御装置55、第2
搬送機構制御装置61、昇降制御装置65、開閉制御装
置67,68、及び真空蒸着装置33の電子銃制御装置
(図示せず)を制御する。尚、特に図示しなかったが、
前記集束イオンビーム装置本体21、真空蒸着装置33
には、これらの鏡筒22内,加工室23内、成膜チャン
バー34内の排気を行うための排気ポンプ、及び途中に
バルブが設けられた排気管等から成る排気系が設けられ
ている。
【0032】この様な半導体製作装置の動作を、図19
に示す拡散形のNPN接合プレーナー形トランジスタの
製作を例に上げて説明する。
に示す拡散形のNPN接合プレーナー形トランジスタの
製作を例に上げて説明する。
【0033】予め、真空蒸着装置33の成膜チャンバー
34内の坩堝35には珪素を収容しておく。又、活性ガ
ス源43のガスとして酸素を用意しておく。一方、集束
イオンビーム装置本体21のイオン源24Aのイオン種
としてボロン、24Bのイオン種としてリン、24Cの
イオン種としてアルミニウムを用意する。
34内の坩堝35には珪素を収容しておく。又、活性ガ
ス源43のガスとして酸素を用意しておく。一方、集束
イオンビーム装置本体21のイオン源24Aのイオン種
としてボロン、24Bのイオン種としてリン、24Cの
イオン種としてアルミニウムを用意する。
【0034】(1)先ず、導電性材料(例えば、Al)
から成る土台80上に固定された基板(例えば、N形シ
リコン)61から成る半導体製作用ターゲット31を、
真空蒸着装置33の成膜チャンバー34のホルダー38
にセットする。該ホルダー38へターゲット31をセッ
トする場合、搬送機構室47の、例えば、上壁に設けら
れている基板出し入れ孔(図示せず)から、 タ
ーゲット31を、第2搬送機構58の第1アームと同じ
高さにあるテ ーブル64上の所定の位置にセッ
トするか、或いは、第2搬送機構58 の第1ア
ームに直接把持させる。前者の場合には、中央制御装置
69の 指令を受けた第2搬送機構制御装置61
により駆動モータ60が作動し 第2搬送機構5
8の第1アームがその基板を把持する。
から成る土台80上に固定された基板(例えば、N形シ
リコン)61から成る半導体製作用ターゲット31を、
真空蒸着装置33の成膜チャンバー34のホルダー38
にセットする。該ホルダー38へターゲット31をセッ
トする場合、搬送機構室47の、例えば、上壁に設けら
れている基板出し入れ孔(図示せず)から、 タ
ーゲット31を、第2搬送機構58の第1アームと同じ
高さにあるテ ーブル64上の所定の位置にセッ
トするか、或いは、第2搬送機構58 の第1ア
ームに直接把持させる。前者の場合には、中央制御装置
69の 指令を受けた第2搬送機構制御装置61
により駆動モータ60が作動し 第2搬送機構5
8の第1アームがその基板を把持する。
【0035】この状態において、中央制御装置69の指
令を受けた開閉制御機構68によりゲート63が開き、
中央制御装置69の指令を受けた第2搬送機構制御装置
61により駆動モータ60が作動し第2搬送機構58の
アームがホルダー38の窓40方向へ伸び、ターゲット
31をホルダー38内のターゲット支持用空間部39の
所定の位置へセットする。そして、 アーム全体
は搬送機構室58の元の位置に戻り、ゲート63が閉じ
られ る。
令を受けた開閉制御機構68によりゲート63が開き、
中央制御装置69の指令を受けた第2搬送機構制御装置
61により駆動モータ60が作動し第2搬送機構58の
アームがホルダー38の窓40方向へ伸び、ターゲット
31をホルダー38内のターゲット支持用空間部39の
所定の位置へセットする。そして、 アーム全体
は搬送機構室58の元の位置に戻り、ゲート63が閉じ
られ る。
【0036】尚、成膜チャンバー34の、例えば、側壁
に設けた基板出し入れ孔(図 示せず)から直接
ホルダー38のターゲット支持用空間部39の所定の
位置に基板をセットするようにしても良い。
に設けた基板出し入れ孔(図 示せず)から直接
ホルダー38のターゲット支持用空間部39の所定の
位置に基板をセットするようにしても良い。
【0037】該ホルダーへのセットの少し前に、成膜チ
ャンバー34内においては、 坩堝35とホルダ
ー38間に配置されたシャッター(図示せず)が閉じ
られた状態において、中央制御装置69の指令を
受けた電子銃制御装置 (図示せず)により電子
銃37からの電子ビームが坩堝35内に収容さ
れた珪素に照射され、珪素の蒸発粒子が発生する。同時
に、中央制御装 置69の指令を受けたバルブ開
閉制御装置46によりバルブ44が開き、活性ガス源4
3から酸素が蒸発物質36の直ぐ上辺りに導入される。
そして、前記ターゲット31がホルダー38
にセットされた時に、央 制御装置69の指令を
受けたシャッター開閉制御装置(図示せず)によ
りシャッター(図示せず)を所定時間開けられる。こ
の結果、図23に 示す様に、基板81表面に酸
化膜82(SiO2)が成膜される。 (2)次に、央制御装置69の指令を受けたシャッター
開閉制御装置(図示せず)によりシャッター(図示せ
ず)が閉じられ、電子銃制御装置(図示せず)により電
子銃37からの電子ビームの照射が止められ、更に、バ
ルブ開閉制御装置46によりバルブ44が閉じられ、活
性ガス源43からの酸素の導入が止められる。
ャンバー34内においては、 坩堝35とホルダ
ー38間に配置されたシャッター(図示せず)が閉じ
られた状態において、中央制御装置69の指令を
受けた電子銃制御装置 (図示せず)により電子
銃37からの電子ビームが坩堝35内に収容さ
れた珪素に照射され、珪素の蒸発粒子が発生する。同時
に、中央制御装 置69の指令を受けたバルブ開
閉制御装置46によりバルブ44が開き、活性ガス源4
3から酸素が蒸発物質36の直ぐ上辺りに導入される。
そして、前記ターゲット31がホルダー38
にセットされた時に、央 制御装置69の指令を
受けたシャッター開閉制御装置(図示せず)によ
りシャッター(図示せず)を所定時間開けられる。こ
の結果、図23に 示す様に、基板81表面に酸
化膜82(SiO2)が成膜される。 (2)次に、央制御装置69の指令を受けたシャッター
開閉制御装置(図示せず)によりシャッター(図示せ
ず)が閉じられ、電子銃制御装置(図示せず)により電
子銃37からの電子ビームの照射が止められ、更に、バ
ルブ開閉制御装置46によりバルブ44が閉じられ、活
性ガス源43からの酸素の導入が止められる。
【0038】そして、中央制御装置69の指令を受けた
開閉制御機構67によりゲート63が開けられ、第2搬
送機構制御装置61により駆動モータ60を作動させ、
ホルダー38にセットされているターゲット31を第2
搬送機構58の第1アームに把持させてアーム全体を搬
送機構室58の元の位置に戻す。そして、ゲート63は
閉じられる。
開閉制御機構67によりゲート63が開けられ、第2搬
送機構制御装置61により駆動モータ60を作動させ、
ホルダー38にセットされているターゲット31を第2
搬送機構58の第1アームに把持させてアーム全体を搬
送機構室58の元の位置に戻す。そして、ゲート63は
閉じられる。
【0039】そして、第2搬送機構制御装置61により
駆動モータ60を作動させて前記第1アームに把持され
たターゲット31をテーブル64上の所定の位置にセッ
トする。
駆動モータ60を作動させて前記第1アームに把持され
たターゲット31をテーブル64上の所定の位置にセッ
トする。
【0040】そして、中央制御装置69の指令を受けた
昇降制御装置65により駆動モータ66が作動し、テー
ブル64が第1搬送機構58の第1アーム49Aの高さ
まで下降する。
昇降制御装置65により駆動モータ66が作動し、テー
ブル64が第1搬送機構58の第1アーム49Aの高さ
まで下降する。
【0041】そして、中央制御装置69の指令を受けた
第1搬送機構制御装置55により駆動モータ54が作動
し第1搬送機構48の第1アーム49Aがテーブル64
上のターゲット31を把持する。
第1搬送機構制御装置55により駆動モータ54が作動
し第1搬送機構48の第1アーム49Aがテーブル64
上のターゲット31を把持する。
【0042】そして、中央制御装置69の指令を受けた
第1搬送機構制御装置55により反転機構56が作動
し、第1アーム49Aの把手部51が反転する。
第1搬送機構制御装置55により反転機構56が作動
し、第1アーム49Aの把手部51が反転する。
【0043】そして、中央制御装置69の指令を受けた
開閉制御機構67によりゲート62が開き、中央制御装
置69の指令を受けた第1搬送機構制御装置55により
駆動モータ54が作動し第1搬送機構48のアームが加
工室23のステージ30方向に伸び、ターゲット31を
ステージ30上の所定の位置にセットする。そして、第
1搬送機構48のアーム全体は搬送機構室47内の元の
位置に戻り、ゲート62は閉じられる。
開閉制御機構67によりゲート62が開き、中央制御装
置69の指令を受けた第1搬送機構制御装置55により
駆動モータ54が作動し第1搬送機構48のアームが加
工室23のステージ30方向に伸び、ターゲット31を
ステージ30上の所定の位置にセットする。そして、第
1搬送機構48のアーム全体は搬送機構室47内の元の
位置に戻り、ゲート62は閉じられる。
【0044】この状態において、中央制御装置69の指
令を受けたイオン源切換機構25によりボロンイオン源
24Aを選択する。
令を受けたイオン源切換機構25によりボロンイオン源
24Aを選択する。
【0045】そして、中央制御装置69の指令を受けた
加速電源制御装置28により加速電源27を作動させ、
選択されたボロンイオン源24Aからのボロンイオンビ
ームを基板31方向に向かわせる。このボロンイオンビ
ームは集束レンズ29により基板81上で集束する。
又、該イオンビームの基板上でのショット位置は予め決
まっており、該ショット位置データは中央制御装置69
のメモリ(図示せず)に記憶されているので、該中央制
御装置69からショット位置データが偏向制御装置(図
示せず)に送られることにより、偏向レンズ3は該ショ
ットデータに基づいてイオンビームを偏向する事にな
る。従って、図24に示す様に、基板81上に作成され
た酸化膜82上の所定位置(領域)にイオンビーム83
がショットされることになる。
加速電源制御装置28により加速電源27を作動させ、
選択されたボロンイオン源24Aからのボロンイオンビ
ームを基板31方向に向かわせる。このボロンイオンビ
ームは集束レンズ29により基板81上で集束する。
又、該イオンビームの基板上でのショット位置は予め決
まっており、該ショット位置データは中央制御装置69
のメモリ(図示せず)に記憶されているので、該中央制
御装置69からショット位置データが偏向制御装置(図
示せず)に送られることにより、偏向レンズ3は該ショ
ットデータに基づいてイオンビームを偏向する事にな
る。従って、図24に示す様に、基板81上に作成され
た酸化膜82上の所定位置(領域)にイオンビーム83
がショットされることになる。
【0046】さて、基板にイオンビームがショットされ
ると、ショットされたイオンによりショット面の材料が
エッチングされたり、ショット面にイオン粒子がデポジ
ションされたり、ショット部分にイオンが注入される現
象が複合的に起きていると考えられるが、結果的には、
これら3つの作用の差し引きで最も強い作用のものが現
象として現れることになる。この結果的に現れる現象が
どの作用のものかはショットされるイオンビームのエネ
ルギーによって決まる。例えば、図36に示す様に、イ
オンビームのエネルギー、即ち、イオンを加速する電圧
(加速電圧)が或る値、例えばVaより低い時には、結
果的にデポジションが行われ、Vaより高い時には結果
的にエッチングが行われ、各デポジション量、エッチン
グ量はそれぞれVaとの差の絶対値に対応している。
又、加速電圧値がVa若しくはこの加速電圧の近辺では
結果的にイオン注入が行われる。イオン種及びイオンが
ショットされるターゲットの種類にもよるが、大体この
様な傾向にある。
ると、ショットされたイオンによりショット面の材料が
エッチングされたり、ショット面にイオン粒子がデポジ
ションされたり、ショット部分にイオンが注入される現
象が複合的に起きていると考えられるが、結果的には、
これら3つの作用の差し引きで最も強い作用のものが現
象として現れることになる。この結果的に現れる現象が
どの作用のものかはショットされるイオンビームのエネ
ルギーによって決まる。例えば、図36に示す様に、イ
オンビームのエネルギー、即ち、イオンを加速する電圧
(加速電圧)が或る値、例えばVaより低い時には、結
果的にデポジションが行われ、Vaより高い時には結果
的にエッチングが行われ、各デポジション量、エッチン
グ量はそれぞれVaとの差の絶対値に対応している。
又、加速電圧値がVa若しくはこの加速電圧の近辺では
結果的にイオン注入が行われる。イオン種及びイオンが
ショットされるターゲットの種類にもよるが、大体この
様な傾向にある。
【0047】従って、予め、イオン種及びターゲットが
決まったら実験などによりVaが決まり、又、所定のエ
ッチング量(エッチング深さ),デポジション量(デポ
ジションの厚み)及び注入量(注入深さ)に対するそれ
ぞれの加速電圧と加速電圧印加時間が決まり、これらの
データを中央制御装置69のメモリ(図示せず)に記憶
させておき、エッチング時,デポジション時若しくは注
入時に加速電源制御装置28に対応したデータを与え、
加速電源27をコントロールして所定のエッチング,デ
ポジション若しくは注入を行う。
決まったら実験などによりVaが決まり、又、所定のエ
ッチング量(エッチング深さ),デポジション量(デポ
ジションの厚み)及び注入量(注入深さ)に対するそれ
ぞれの加速電圧と加速電圧印加時間が決まり、これらの
データを中央制御装置69のメモリ(図示せず)に記憶
させておき、エッチング時,デポジション時若しくは注
入時に加速電源制御装置28に対応したデータを与え、
加速電源27をコントロールして所定のエッチング,デ
ポジション若しくは注入を行う。
【0048】以上の点から、中央制御装置69は基板8
1に成膜された酸化膜82だけを所定の範囲に亘って所
定の深さエッチングされるデータを加速電源制御装置2
8に与え、同時に、ショットされる位置(領域)に関す
るデータを偏向制御装置(図示せず)に送るので、図2
5に示す様に、酸化膜82の所定の領域がエッチングさ
れ、孔(溝)83が形成される。 (3)次に、中央制御装置69は前記エッチングにより
現出したシリコン面の領域だけに所定の深さボロンイオ
ンが注入されるデータを加速電源制御装置28に与え、
同時に、該注入のためにショットされる位置(領域)に
関するデータを偏向制御装置(図示せず)に送るので、
図26に示す様に、前記現出したシリコン面部分に所定
の深さでボロンイオンが注入される。この注入により、
該注入部分がP層84となる。 (4)次に、中央制御装置69の指令を受けた開閉駆動
機構67によりゲート62が開き、中央制御装置69の
指令を受けた第1搬送機構制御装置55により駆動モー
タ54が作動し第1搬送機構48のアームがステージ3
0上のターゲット31を把持し、搬送機構室47内の元
の位置に戻り、 ゲート62は閉じられる。
1に成膜された酸化膜82だけを所定の範囲に亘って所
定の深さエッチングされるデータを加速電源制御装置2
8に与え、同時に、ショットされる位置(領域)に関す
るデータを偏向制御装置(図示せず)に送るので、図2
5に示す様に、酸化膜82の所定の領域がエッチングさ
れ、孔(溝)83が形成される。 (3)次に、中央制御装置69は前記エッチングにより
現出したシリコン面の領域だけに所定の深さボロンイオ
ンが注入されるデータを加速電源制御装置28に与え、
同時に、該注入のためにショットされる位置(領域)に
関するデータを偏向制御装置(図示せず)に送るので、
図26に示す様に、前記現出したシリコン面部分に所定
の深さでボロンイオンが注入される。この注入により、
該注入部分がP層84となる。 (4)次に、中央制御装置69の指令を受けた開閉駆動
機構67によりゲート62が開き、中央制御装置69の
指令を受けた第1搬送機構制御装置55により駆動モー
タ54が作動し第1搬送機構48のアームがステージ3
0上のターゲット31を把持し、搬送機構室47内の元
の位置に戻り、 ゲート62は閉じられる。
【0049】そして、中央制御装置69の指令を受けた
第1搬送機構制御装置55により反転機構56が作動
し、第1アーム49Aの把手部51が反転する。
第1搬送機構制御装置55により反転機構56が作動
し、第1アーム49Aの把手部51が反転する。
【0050】そして、ターゲット31をテーブル64の
所定の位置にセットする。そして、中央制御装置69の
指令を受けた昇降制御装置65により駆動モータ66が
作動し、テーブル64を第2搬送機構58の第1アーム
の高さまで上昇させ、中央制御装置69の指令を受けた
第2搬送機構制御装置61により駆動モータ60が作動
し第2搬送機構58の第1アームがそのターゲット31
を把持する。
所定の位置にセットする。そして、中央制御装置69の
指令を受けた昇降制御装置65により駆動モータ66が
作動し、テーブル64を第2搬送機構58の第1アーム
の高さまで上昇させ、中央制御装置69の指令を受けた
第2搬送機構制御装置61により駆動モータ60が作動
し第2搬送機構58の第1アームがそのターゲット31
を把持する。
【0051】そして、前記プロセス(1)と同じ様に、
中央制御装置69の指令を受けた開閉制御機構68によ
りゲート63が開き、中央制御装置69の指令を受けた
第2搬送機構制御装置61により駆動モータ60が作動
し第2搬送機構58のアームがホルダー38の窓40方
向へ伸び、ターゲット31をホルダー38の所定の位置
へセットする。
中央制御装置69の指令を受けた開閉制御機構68によ
りゲート63が開き、中央制御装置69の指令を受けた
第2搬送機構制御装置61により駆動モータ60が作動
し第2搬送機構58のアームがホルダー38の窓40方
向へ伸び、ターゲット31をホルダー38の所定の位置
へセットする。
【0052】そして、該セットの少し前に、成膜チャン
バー34内においては、坩堝35とホルダー38間に配
置されたシャッター(図示せず)が閉じられた状態にお
いて、中央制御装置69の指令を受けた電子銃制御装置
(図 示せず)により電子銃37からの電子ビー
ムが坩堝35内に収容された 珪素に照射され、
珪素の蒸発粒子が発生する。同時に、中央制御装置6
9の指令を受けたバルブ開閉制御装置46により
バルブが44が開き、 活性ガス源43から酸素
が蒸発物質36の直ぐ上辺りに導入される。
バー34内においては、坩堝35とホルダー38間に配
置されたシャッター(図示せず)が閉じられた状態にお
いて、中央制御装置69の指令を受けた電子銃制御装置
(図 示せず)により電子銃37からの電子ビー
ムが坩堝35内に収容された 珪素に照射され、
珪素の蒸発粒子が発生する。同時に、中央制御装置6
9の指令を受けたバルブ開閉制御装置46により
バルブが44が開き、 活性ガス源43から酸素
が蒸発物質36の直ぐ上辺りに導入される。
【0053】そして、ターゲットがホルダー38にセッ
トされた時に、央制御装置69の指令を受けたシャッタ
ー開閉制御装置(図示せず)によりシャッター(図示せ
ず)を所定時間開ける。この結果、図27に示す様に、
P層84表面及び残っていた酸化膜82表面上に酸化膜
85(SiO2)が成膜される。
トされた時に、央制御装置69の指令を受けたシャッタ
ー開閉制御装置(図示せず)によりシャッター(図示せ
ず)を所定時間開ける。この結果、図27に示す様に、
P層84表面及び残っていた酸化膜82表面上に酸化膜
85(SiO2)が成膜される。
【0054】(5)次に、前記プロセス(2)と同じ様
にして、シャッター開閉制御装置(図 示せず)
によりシャッター(図示せず)が閉じられ、電子銃制御
装置(図 示せず)により電子銃37からの電子
ビームの照射が止められ、更に、 バルブ開閉制
御装置46によりバルブ44が閉じられ、活性ガス源4
3 からの酸素の導入が止められる。
にして、シャッター開閉制御装置(図 示せず)
によりシャッター(図示せず)が閉じられ、電子銃制御
装置(図 示せず)により電子銃37からの電子
ビームの照射が止められ、更に、 バルブ開閉制
御装置46によりバルブ44が閉じられ、活性ガス源4
3 からの酸素の導入が止められる。
【0055】そして、開閉制御機構67によりゲート6
3が開けられ、第2搬送機構制御装置61により、ホル
ダー38にセットされているターゲット31を第2搬送
機構58の第1アームに把持させてアーム全体を搬送機
構室58の元の位置に戻す。そして、ゲート63は閉じ
られる。
3が開けられ、第2搬送機構制御装置61により、ホル
ダー38にセットされているターゲット31を第2搬送
機構58の第1アームに把持させてアーム全体を搬送機
構室58の元の位置に戻す。そして、ゲート63は閉じ
られる。
【0056】そして、第2搬送機構制御装置61により
前記第1アームに把持されたターゲット31をテーブル
64上の所定の位置にセットする。
前記第1アームに把持されたターゲット31をテーブル
64上の所定の位置にセットする。
【0057】そして、昇降制御装置65によりテーブル
64を第1搬送機構58の第1アーム49Aの高さまで
下降させる。
64を第1搬送機構58の第1アーム49Aの高さまで
下降させる。
【0058】そして、第1搬送機構制御装置55により
第1搬送機構48の第1アーム49Aがテーブル64上
のターゲット31を把持する。
第1搬送機構48の第1アーム49Aがテーブル64上
のターゲット31を把持する。
【0059】そして、反転機構56により、第1アーム
49Aの把手部51が反転する。
49Aの把手部51が反転する。
【0060】そして、開閉制御機構67によりゲート6
2が開き、第1搬送機構制御装置55により第1搬送機
構48のアームが加工室23のステージ30方向に伸
び、ターゲット31をステージ30上の所定の位置にセ
ットする。そして、第1搬送機構48のアーム全体は搬
送機構室47内の元の位置に戻り、ゲート62は閉じら
れる。
2が開き、第1搬送機構制御装置55により第1搬送機
構48のアームが加工室23のステージ30方向に伸
び、ターゲット31をステージ30上の所定の位置にセ
ットする。そして、第1搬送機構48のアーム全体は搬
送機構室47内の元の位置に戻り、ゲート62は閉じら
れる。
【0061】この状態において、イオン源切換機構25
によりリンイオン源24Bを選択する。
によりリンイオン源24Bを選択する。
【0062】この時、中央制御装置69はターゲット3
1に成膜された酸化膜85だけを所定の範囲に亘って所
定の深さエッチングされるデータを加速電源制御装置2
8に与え、同時に、ショットされる位置(領域)に関す
るデータを偏向制御装置(図示せず)に送る。従って、
加速電源制御装置28により加速電源27が作動し、選
択されたリンイオン源24Bからのリンイオンビームが
ターゲット31方向に向い、このリンイオンビームは集
束レンズ29によりターケット31上で集束する。そし
て、図28に示す様に、基板81上に作成された酸化膜
85上の所定位置(領域) にリンイオンビーム
83がショットされ、その結果、酸化膜85の所定
の領域がリンイオンでエッチングされ、図29に示
す様に、孔(溝)8 6が形成される。
1に成膜された酸化膜85だけを所定の範囲に亘って所
定の深さエッチングされるデータを加速電源制御装置2
8に与え、同時に、ショットされる位置(領域)に関す
るデータを偏向制御装置(図示せず)に送る。従って、
加速電源制御装置28により加速電源27が作動し、選
択されたリンイオン源24Bからのリンイオンビームが
ターゲット31方向に向い、このリンイオンビームは集
束レンズ29によりターケット31上で集束する。そし
て、図28に示す様に、基板81上に作成された酸化膜
85上の所定位置(領域) にリンイオンビーム
83がショットされ、その結果、酸化膜85の所定
の領域がリンイオンでエッチングされ、図29に示
す様に、孔(溝)8 6が形成される。
【0063】(6)次に、中央制御装置69は前記エッ
チングにより現出したP層84の領域だけにリンイオン
が注入されるデータを加速電源制御装置28に与え、同
時に、該注入のためにショットされる位置(領域)に関
するデータを偏向制御装置(図示せず)に送るので、図
30に示す様に、前記現出したP層84の部分に所定の
深さでリンイオンが注入される。この注入により、該注
入部分がN層88となる。
チングにより現出したP層84の領域だけにリンイオン
が注入されるデータを加速電源制御装置28に与え、同
時に、該注入のためにショットされる位置(領域)に関
するデータを偏向制御装置(図示せず)に送るので、図
30に示す様に、前記現出したP層84の部分に所定の
深さでリンイオンが注入される。この注入により、該注
入部分がN層88となる。
【0064】(7)次に、前記プロセス(4)と同じ様
に、第1搬送機構48のアームがステージ30上のター
ゲット81を把持し、搬送機構室47内の元の位置に戻
り、ゲート62は閉じられる。
に、第1搬送機構48のアームがステージ30上のター
ゲット81を把持し、搬送機構室47内の元の位置に戻
り、ゲート62は閉じられる。
【0065】そして、反転機構56により、第1アーム
49Aの把手部51が反転する。
49Aの把手部51が反転する。
【0066】そして、ターゲット81をテーブル64の
所定の位置にセットする。そして、テーブル64を第1
搬送機構58の第1アームの高さまで上昇させ、第2搬
送機構58の第1アームがそのターゲット81を把持す
る。
所定の位置にセットする。そして、テーブル64を第1
搬送機構58の第1アームの高さまで上昇させ、第2搬
送機構58の第1アームがそのターゲット81を把持す
る。
【0067】そして、ゲート63が開き、第2搬送機構
58のアームがホルダー38の窓40方向へ伸び、ター
ゲット81をホルダー38の所定の位置へセットする。
58のアームがホルダー38の窓40方向へ伸び、ター
ゲット81をホルダー38の所定の位置へセットする。
【0068】そして、図31に示す様に、N層88と残
っている酸化膜85の表面に酸化膜88(SiO2)を
成膜する。
っている酸化膜85の表面に酸化膜88(SiO2)を
成膜する。
【0069】(8)次に、前記プロセス(5)と同じ様
に、ゲート63が開けられ、ホルダー38にセットされ
ているターゲット31を第2搬送機構58の第1アーム
に把持させてアーム全体を搬送機構室58の元の位置に
戻す。そして、ゲート63は閉じられる。
に、ゲート63が開けられ、ホルダー38にセットされ
ているターゲット31を第2搬送機構58の第1アーム
に把持させてアーム全体を搬送機構室58の元の位置に
戻す。そして、ゲート63は閉じられる。
【0070】そして、前記第1アームに把持されたター
ゲット31をテーブル64上の所定の位置に載せる。
ゲット31をテーブル64上の所定の位置に載せる。
【0071】そして、テーブル64を第1搬送機構58
の第1アーム49Aの高さまで下降させ、第1搬送機構
48の第1アーム49Aがその基板81を把持する。
の第1アーム49Aの高さまで下降させ、第1搬送機構
48の第1アーム49Aがその基板81を把持する。
【0072】そして、反転機構56により第1アーム4
9Aの把手部51が反転する。
9Aの把手部51が反転する。
【0073】そして、ゲート62を開け、第1搬送機構
48のアームによりターゲット31をステージ30上の
所定の位置にセットする。そして、アーム全体は搬送機
構室47内の元の位置に戻り、ゲート62は閉じられ
る。この状態において、中央制御装置69の指令を受け
たイオン源切換機構25によりボロンイオン源24Aを
選択する。そして、中央制御装置69はターゲット31
に成膜された酸化膜89だけを所定の範囲に亘ってエッ
チングされるデータを加速電源制御装置28に与え、同
時に、ショットされる位置(酸化膜直下がP層84にな
っている領域の中心部89A)に関するデータを偏向制
御装置(図示せず)に送るので、図32に示す様に、酸
化膜89の所定の領域(酸化膜直下がP層になっている
領域の中心部89A)がエッチングされ、図33の90
Aに示すP層に通じる孔(溝)が形成される。
48のアームによりターゲット31をステージ30上の
所定の位置にセットする。そして、アーム全体は搬送機
構室47内の元の位置に戻り、ゲート62は閉じられ
る。この状態において、中央制御装置69の指令を受け
たイオン源切換機構25によりボロンイオン源24Aを
選択する。そして、中央制御装置69はターゲット31
に成膜された酸化膜89だけを所定の範囲に亘ってエッ
チングされるデータを加速電源制御装置28に与え、同
時に、ショットされる位置(酸化膜直下がP層84にな
っている領域の中心部89A)に関するデータを偏向制
御装置(図示せず)に送るので、図32に示す様に、酸
化膜89の所定の領域(酸化膜直下がP層になっている
領域の中心部89A)がエッチングされ、図33の90
Aに示すP層に通じる孔(溝)が形成される。
【0074】続いて、中央制御装置69の指令を受けた
イオン源切換機構25によりリンイオン源24Aを選択
する。そして、中央制御装置69はターゲット31に成
膜された酸化膜89だけを所定の範囲に亘ってエッチン
グされるデータを加速電源制御装置28に与え、同時
に、ショットされる位置(酸化膜直下がN層88になっ
ている領域の中心部89B)に関するデータを偏向制御
装置(図示せず)に送るので、図32に示す様に、酸化
膜89の所定の領域(酸化膜直下がN層になっている領
域の中心部89B)がエッチングされ、図33の90B
に示すN層に通じる孔(溝) が形成される。
イオン源切換機構25によりリンイオン源24Aを選択
する。そして、中央制御装置69はターゲット31に成
膜された酸化膜89だけを所定の範囲に亘ってエッチン
グされるデータを加速電源制御装置28に与え、同時
に、ショットされる位置(酸化膜直下がN層88になっ
ている領域の中心部89B)に関するデータを偏向制御
装置(図示せず)に送るので、図32に示す様に、酸化
膜89の所定の領域(酸化膜直下がN層になっている領
域の中心部89B)がエッチングされ、図33の90B
に示すN層に通じる孔(溝) が形成される。
【0075】次に、中央制御装置69の指令を受けたイ
オン源切換機構25によりアルミニウムイオン源24C
を選択する。そして、中央制御装置69は前記開けられ
た孔90A,90B内にアルミニウムが所定の厚さデポ
ジションされるデータを加速電源制御装置28に与え、
同時に、ショットされる位置(前記孔90A,90Bの
位置)に関するデータを偏向制御装置(図示せず)に送
るので、図34に示す様に、孔90A,90B内にアル
ミニウムがデポジションされる。この結果、P層,N層
上に、それぞれベース電極91A,エミッタ電極91B
が形成される。
オン源切換機構25によりアルミニウムイオン源24C
を選択する。そして、中央制御装置69は前記開けられ
た孔90A,90B内にアルミニウムが所定の厚さデポ
ジションされるデータを加速電源制御装置28に与え、
同時に、ショットされる位置(前記孔90A,90Bの
位置)に関するデータを偏向制御装置(図示せず)に送
るので、図34に示す様に、孔90A,90B内にアル
ミニウムがデポジションされる。この結果、P層,N層
上に、それぞれベース電極91A,エミッタ電極91B
が形成される。
【0076】(9)次に、前記プロセス(4)の様に、
開閉駆動機構67によりゲート62が開けられ、第1搬
送機構48のアームがステージ30上のターゲット31
を把持し、搬送機構室47内の元の位置に戻り、ゲート
62は閉じられる。
開閉駆動機構67によりゲート62が開けられ、第1搬
送機構48のアームがステージ30上のターゲット31
を把持し、搬送機構室47内の元の位置に戻り、ゲート
62は閉じられる。
【0077】そして、反転機構56により第1アーム4
9Aの把手部51が反転する。
9Aの把手部51が反転する。
【0078】そして、ターゲット31をテーブル64の
所定の位置にセットする。そして、テーブル64を第1
搬送機構58の第1アームの高さまで上昇させ、第2搬
送機構58の第1アームがそのターゲット31を把持す
る。そして、ゲート63が開き、第2搬送機構58のア
ームがホルダー38の窓40方向へ伸び、ターゲットを
ホルダー38の所定の位置へセットする。
所定の位置にセットする。そして、テーブル64を第1
搬送機構58の第1アームの高さまで上昇させ、第2搬
送機構58の第1アームがそのターゲット31を把持す
る。そして、ゲート63が開き、第2搬送機構58のア
ームがホルダー38の窓40方向へ伸び、ターゲットを
ホルダー38の所定の位置へセットする。
【0079】そして、図35に示す様に、ターゲット3
1表面に保護膜92(SiO2)が成膜される。
1表面に保護膜92(SiO2)が成膜される。
【0080】尚、前記プロセス(8)では、P層,N層
に通じる孔をそれぞれ前の工程でP層を形成したボロン
イオン,N層を形成したリンイオンを使用して行うよう
にしたが、電極形成のためのアルミニウムイオンを使用
して各孔を形成してもよい。
に通じる孔をそれぞれ前の工程でP層を形成したボロン
イオン,N層を形成したリンイオンを使用して行うよう
にしたが、電極形成のためのアルミニウムイオンを使用
して各孔を形成してもよい。
【0081】又、前記例では、拡散形のNPN接合プレ
ーナー形トランジスタの製作を例に上げて説明したが、
本発明の半導体素子製作装置はこの様なトランジスタ製
作ばかりではなく、他の種々の半導体素子の製作に使用
出来ることは言うまでもない。 又、前記例では、第1
搬送機構48,第2搬送機構58及びこれらの搬送機構
の搬送の中継として昇降可能なテーブル64を設けた
が、1個の昇降可能な搬送機構を設け、第1搬送機構4
8,第2搬送機構58及びテーブル64の役目をさせる
ようにしても良い。
ーナー形トランジスタの製作を例に上げて説明したが、
本発明の半導体素子製作装置はこの様なトランジスタ製
作ばかりではなく、他の種々の半導体素子の製作に使用
出来ることは言うまでもない。 又、前記例では、第1
搬送機構48,第2搬送機構58及びこれらの搬送機構
の搬送の中継として昇降可能なテーブル64を設けた
が、1個の昇降可能な搬送機構を設け、第1搬送機構4
8,第2搬送機構58及びテーブル64の役目をさせる
ようにしても良い。
【0082】又、前記例では第1搬送機構48に反転機
構を設けるようにしたが、第2搬送機構58若しくはテ
ーブル64に反転機構を設けるようにしても良い。
構を設けるようにしたが、第2搬送機構58若しくはテ
ーブル64に反転機構を設けるようにしても良い。
【0083】又、前記例の様に加工室23を鏡筒22の
下に設けるのではなく、鏡筒22の上に設け、鏡筒上壁
にレールを配設して二次元方向に移動可能なホルダーを
ステージ30の代わりに設け、更に、鏡筒下部にイオン
源を設け、該イオン源から発生されたイオンを上方に設
けられたターゲットにショッとしてターゲットを加工す
るように成せば、反転機構は不要となる。
下に設けるのではなく、鏡筒22の上に設け、鏡筒上壁
にレールを配設して二次元方向に移動可能なホルダーを
ステージ30の代わりに設け、更に、鏡筒下部にイオン
源を設け、該イオン源から発生されたイオンを上方に設
けられたターゲットにショッとしてターゲットを加工す
るように成せば、反転機構は不要となる。
【0084】又、前記例ではイオン源として金属液体イ
オン源を使用したが、ガスイオン源等他の種類のイオン
源を用いても良い。
オン源を使用したが、ガスイオン源等他の種類のイオン
源を用いても良い。
【0085】又、前記例では、前記酸化膜などの成膜を
真空蒸着装置を使用して行うようにしたが、この様な装
置に限定されない。例えば、高密度反応性イオンプレー
ティング装置等のイオンプレーテイング装置やプラズマ
CVD装置等のCVD装置等の成膜装置を使用してもよ
い。例えば、図37は高密度反応性イオンプレーティン
グ装置使用した場合の例を説明する。
真空蒸着装置を使用して行うようにしたが、この様な装
置に限定されない。例えば、高密度反応性イオンプレー
ティング装置等のイオンプレーテイング装置やプラズマ
CVD装置等のCVD装置等の成膜装置を使用してもよ
い。例えば、図37は高密度反応性イオンプレーティン
グ装置使用した場合の例を説明する。
【0086】図37において、111は真空チャンバー
で、その下部には蒸発物質113が収容された坩堝11
2が配置されている。114は電子銃で、ここから発生
した電子ビームは図示していない偏向用磁石により偏向
され、坩堝112中の蒸発物質113に照射される。チ
ャンバー111の上部にはイオン化された蒸発物質粒子
が付着されるターゲットを保持するためのホルダー11
5が取り付けられている。チャンバー111の側部に
は、活性ガス源(図示せず)に繋がったガス導入管13
0が取り付けられている。更に、チャンバー11には、
プラズマ電子銃116が設けられている。該プラズマ電
子銃には、熱陰極117,中間電極118、放電電極1
19、環状直流コイル120、アルゴンガス供給管12
1、熱陰極電源122,放電安定化抵抗123,放電電
源124,放電電極負荷抵抗125より構成されてい
る。尚、ホルダー115と接地電位にある坩堝112と
の間には直流或いは高周波電源126が設けられ、イオ
ン化蒸発粒子を効率よくターゲット方向に導くようにし
ている。127はチャンバー111内を排気するための
排気ポンプ(図示せず)に接続されて排気管である。1
28は内部に集束レンズ及び偏向レンズを備えたたレー
ザー銃である。129はチャンバー111の側壁の、前
記プラズマ電子銃116に対向した位置に設けられたタ
ーゲット保持用ステージで、特に図示しないが、該側壁
平面上のX,Y方向及び該平面に垂直なZ方向に移動可
能に構成されている。この様な高密度反応性イオンプレ
ーティング装置と、集束イオンビーム装置と電子ビーム
又、前記例では、前記集束イオンビーム装置によりエッ
チング、イオン注入に依るP層,N層の形成、及びデポ
ジションによる電極形成を行うようにしたが、デポジシ
ョンによる電極形成を成膜装置で行うようにしても良
い。但し、その場合には、成膜チャンバー内において坩
堝とターゲットの間に電極形成用マスクを入れたり出し
たりする機構が必要となる。
で、その下部には蒸発物質113が収容された坩堝11
2が配置されている。114は電子銃で、ここから発生
した電子ビームは図示していない偏向用磁石により偏向
され、坩堝112中の蒸発物質113に照射される。チ
ャンバー111の上部にはイオン化された蒸発物質粒子
が付着されるターゲットを保持するためのホルダー11
5が取り付けられている。チャンバー111の側部に
は、活性ガス源(図示せず)に繋がったガス導入管13
0が取り付けられている。更に、チャンバー11には、
プラズマ電子銃116が設けられている。該プラズマ電
子銃には、熱陰極117,中間電極118、放電電極1
19、環状直流コイル120、アルゴンガス供給管12
1、熱陰極電源122,放電安定化抵抗123,放電電
源124,放電電極負荷抵抗125より構成されてい
る。尚、ホルダー115と接地電位にある坩堝112と
の間には直流或いは高周波電源126が設けられ、イオ
ン化蒸発粒子を効率よくターゲット方向に導くようにし
ている。127はチャンバー111内を排気するための
排気ポンプ(図示せず)に接続されて排気管である。1
28は内部に集束レンズ及び偏向レンズを備えたたレー
ザー銃である。129はチャンバー111の側壁の、前
記プラズマ電子銃116に対向した位置に設けられたタ
ーゲット保持用ステージで、特に図示しないが、該側壁
平面上のX,Y方向及び該平面に垂直なZ方向に移動可
能に構成されている。この様な高密度反応性イオンプレ
ーティング装置と、集束イオンビーム装置と電子ビーム
又、前記例では、前記集束イオンビーム装置によりエッ
チング、イオン注入に依るP層,N層の形成、及びデポ
ジションによる電極形成を行うようにしたが、デポジシ
ョンによる電極形成を成膜装置で行うようにしても良
い。但し、その場合には、成膜チャンバー内において坩
堝とターゲットの間に電極形成用マスクを入れたり出し
たりする機構が必要となる。
【0087】又、集束イオンビーム装置に隣接して電子
ビーム加工装置を設け、ターゲットを外に出すことな
く、互いの加工室間でターゲットをやり取り出来るよう
に成し、エッチングを電子ビーム加工室で行うようにし
ても良い。又、電子ビーム加工室内に電極形成用の金属
(例えば、アルミニウム)の蒸気が導入できるように成
し、且つターゲット上に電極形成用マスクが配置可能に
成して、電子ビーム加工装置で電極形成を行うようにし
ても良い。
ビーム加工装置を設け、ターゲットを外に出すことな
く、互いの加工室間でターゲットをやり取り出来るよう
に成し、エッチングを電子ビーム加工室で行うようにし
ても良い。又、電子ビーム加工室内に電極形成用の金属
(例えば、アルミニウム)の蒸気が導入できるように成
し、且つターゲット上に電極形成用マスクが配置可能に
成して、電子ビーム加工装置で電極形成を行うようにし
ても良い。
【0088】例えば、成膜装置として図37に示す如き
高密度反応性イオンプレーティング装置を使用し、図2
0に示す如き搬送機構室47を介して、図20の21に
示す如き集束イオンビーム装置と電子ビーム加工室が隣
接した荷電粒子加工室に繋いで成した半導体素子製作装
置で、既に形成されている配線に、配線間接続柱を形成
するプロセスを次に説明する。尚、図37において、1
11は真空チャンバーで、その下部には蒸発物質113
が収容された坩堝112が配置されている。114は電
子銃で、ここから発生した電子ビームは図示していない
偏向用磁石により偏向され、坩堝112中の蒸発物質1
13に照射される。チャンバー111の上部にはイオン
化された蒸発物質粒子が付着されるターゲットを保持す
るためのホルダー115が取り付けられている。チャン
バー111の側部には、活性ガス源(図示せず)に繋が
ったガス導入管130が取り付けられている。更に、チ
ャンバー11には、プラズマ電子銃116が設けられて
いる。該プラズマ電子銃には、熱陰極117,中間電極
118、放電電極119、環状直流コイル120、アル
ゴンガス供給管121、熱陰極電源122,放電安定化
抵抗123,放電電源124,放電電極負荷抵抗125
より構成されている。尚、ホルダー115と接地電位に
ある坩堝112との間には直流或いは高周波電源126
が設けられ、イオン化蒸発粒子を効率よくターゲット方
向に導くようにしている。127はチャンバー111内
を排気するための排気ポンプ(図示せず)に接続されて
排気管である。128は内部に集束レンズ及び偏向レン
ズを備えたたレーザー源である。129はチャンバー1
11の側壁の、前記プラズマ電子銃116に対向した位
置に設けられたターゲット保持用ステージで、特に図示
しないが、該側壁平面上のX,Y方向及び該平面に垂直
なZ方向に移動可能に構成されている。
高密度反応性イオンプレーティング装置を使用し、図2
0に示す如き搬送機構室47を介して、図20の21に
示す如き集束イオンビーム装置と電子ビーム加工室が隣
接した荷電粒子加工室に繋いで成した半導体素子製作装
置で、既に形成されている配線に、配線間接続柱を形成
するプロセスを次に説明する。尚、図37において、1
11は真空チャンバーで、その下部には蒸発物質113
が収容された坩堝112が配置されている。114は電
子銃で、ここから発生した電子ビームは図示していない
偏向用磁石により偏向され、坩堝112中の蒸発物質1
13に照射される。チャンバー111の上部にはイオン
化された蒸発物質粒子が付着されるターゲットを保持す
るためのホルダー115が取り付けられている。チャン
バー111の側部には、活性ガス源(図示せず)に繋が
ったガス導入管130が取り付けられている。更に、チ
ャンバー11には、プラズマ電子銃116が設けられて
いる。該プラズマ電子銃には、熱陰極117,中間電極
118、放電電極119、環状直流コイル120、アル
ゴンガス供給管121、熱陰極電源122,放電安定化
抵抗123,放電電源124,放電電極負荷抵抗125
より構成されている。尚、ホルダー115と接地電位に
ある坩堝112との間には直流或いは高周波電源126
が設けられ、イオン化蒸発粒子を効率よくターゲット方
向に導くようにしている。127はチャンバー111内
を排気するための排気ポンプ(図示せず)に接続されて
排気管である。128は内部に集束レンズ及び偏向レン
ズを備えたたレーザー源である。129はチャンバー1
11の側壁の、前記プラズマ電子銃116に対向した位
置に設けられたターゲット保持用ステージで、特に図示
しないが、該側壁平面上のX,Y方向及び該平面に垂直
なZ方向に移動可能に構成されている。
【0089】先ず、図38の(a)に示す様に、基板
(図示せず)の上に作成された配線131の上に酸化膜
132が形成されたターゲットを集束イオンビーム装置
21の加工室23内のステージ30にセットし、所定の
箇所にイオンビーム133をショットして、(b)に示
す様に、配線131の一部が現れるようにエッチングを
行う。134はこのエッチングにより形成された孔であ
る。
(図示せず)の上に作成された配線131の上に酸化膜
132が形成されたターゲットを集束イオンビーム装置
21の加工室23内のステージ30にセットし、所定の
箇所にイオンビーム133をショットして、(b)に示
す様に、配線131の一部が現れるようにエッチングを
行う。134はこのエッチングにより形成された孔であ
る。
【0090】次に、このターゲットを高密度反応性イオ
ンプレーティング装置のチャンバー111のホルダー1
15にセットする。この際、高密度反応性イオンプレー
ティング装置においては、チャンバー111内部とプラ
ズマ電子銃116の内部が高真空状態にされており、そ
の状態においてガス導入管121からアルゴンガスが導
入される。そして、熱陰極電源122をオンにして熱陰
極117から電子を放出させ、放電電源124をオンに
して放電電圧を放電電極119と中間電極118との間
に印加し、両電極間にアルゴン放電を発生させる。この
放電により、電子とアルゴンガス分子が衝突し、アルゴ
ンガス分子が電離し、該電離が進行して電子励起のプラ
ズマが発生する。このプラズマはコイル120による磁
場で中心軸方向に収束され、該プラズマ中で生成した電
子が直進し、放電電極120とチャンバー111の間に
設けられた加速電極(図示せず)によりチャンバー11
1内部に向けて加速される。又、チャンバー111内で
は、電子銃114からの電子が坩堝112内に収容され
た蒸発物質(この場合、例えばアルミニウム化合物)に
照射され、蒸発物質が蒸発させられる。更に、レーザー
源128からのレーザービームが蒸発物質113に照射
されている。尚、蒸発物質113を蒸発させる場合、電
子ビーム照射だけでも良いし、レーザービーム照射だけ
でも良いし、或いは電子ビームとレーザービームの両方
を照射するようにしても良いが、何れにしてもレーザー
ビーム照射が行われるとより膜質が良くなる。この様に
して蒸発したアルミニウム化合物の蒸発粒子は前記プラ
ズマ電子銃116からの電子と衝突し、イオン化,活性
化してプラズマが生成され、該プラズマ中のイオン化さ
れた蒸発粒子が酸化膜132上及び孔134内に付着
し、図38の(c)に示す様にアルミニウム化合物層1
35が形成される。次に、この様にターゲットを電子ビ
ーム装置(図示せず)の加工室(図示せず)のステージ
(図示せず)上にセットし、図(d)に示す様に、孔1
34の部分に当たるアルミニウム化合物層の特定位置に
電子ビーム136をショットし、次の工程であるエッチ
ングの前処理を行う。次に、ターゲットを集束イオンビ
ーム装置21の加工室23のステージ30上にセット
し、図38の(e)に示す様にアルミニウム化合物層1
35の全面にイオンビーム137を照射して、アルミニ
ウム化合物層135のエッチングを行う。このエッチン
グプロセスにより、図38(f)に示す様に、アルミニ
ウム化合物層の中で電子線照射された部分のみを除いて
エッチングされ、結果的に、前記配線131に繋がる接
続柱138が形成れる。尚、高密度反応性イオンプレー
ティング装置のプラズマ電子銃116が内部で発生させ
たプラスマからイオンをチャンバー111内に引き出せ
るように構成しておけば、この様なエッチングを高密度
反応性イオンプレーティング装置内で行うこともでき
る。
ンプレーティング装置のチャンバー111のホルダー1
15にセットする。この際、高密度反応性イオンプレー
ティング装置においては、チャンバー111内部とプラ
ズマ電子銃116の内部が高真空状態にされており、そ
の状態においてガス導入管121からアルゴンガスが導
入される。そして、熱陰極電源122をオンにして熱陰
極117から電子を放出させ、放電電源124をオンに
して放電電圧を放電電極119と中間電極118との間
に印加し、両電極間にアルゴン放電を発生させる。この
放電により、電子とアルゴンガス分子が衝突し、アルゴ
ンガス分子が電離し、該電離が進行して電子励起のプラ
ズマが発生する。このプラズマはコイル120による磁
場で中心軸方向に収束され、該プラズマ中で生成した電
子が直進し、放電電極120とチャンバー111の間に
設けられた加速電極(図示せず)によりチャンバー11
1内部に向けて加速される。又、チャンバー111内で
は、電子銃114からの電子が坩堝112内に収容され
た蒸発物質(この場合、例えばアルミニウム化合物)に
照射され、蒸発物質が蒸発させられる。更に、レーザー
源128からのレーザービームが蒸発物質113に照射
されている。尚、蒸発物質113を蒸発させる場合、電
子ビーム照射だけでも良いし、レーザービーム照射だけ
でも良いし、或いは電子ビームとレーザービームの両方
を照射するようにしても良いが、何れにしてもレーザー
ビーム照射が行われるとより膜質が良くなる。この様に
して蒸発したアルミニウム化合物の蒸発粒子は前記プラ
ズマ電子銃116からの電子と衝突し、イオン化,活性
化してプラズマが生成され、該プラズマ中のイオン化さ
れた蒸発粒子が酸化膜132上及び孔134内に付着
し、図38の(c)に示す様にアルミニウム化合物層1
35が形成される。次に、この様にターゲットを電子ビ
ーム装置(図示せず)の加工室(図示せず)のステージ
(図示せず)上にセットし、図(d)に示す様に、孔1
34の部分に当たるアルミニウム化合物層の特定位置に
電子ビーム136をショットし、次の工程であるエッチ
ングの前処理を行う。次に、ターゲットを集束イオンビ
ーム装置21の加工室23のステージ30上にセット
し、図38の(e)に示す様にアルミニウム化合物層1
35の全面にイオンビーム137を照射して、アルミニ
ウム化合物層135のエッチングを行う。このエッチン
グプロセスにより、図38(f)に示す様に、アルミニ
ウム化合物層の中で電子線照射された部分のみを除いて
エッチングされ、結果的に、前記配線131に繋がる接
続柱138が形成れる。尚、高密度反応性イオンプレー
ティング装置のプラズマ電子銃116が内部で発生させ
たプラスマからイオンをチャンバー111内に引き出せ
るように構成しておけば、この様なエッチングを高密度
反応性イオンプレーティング装置内で行うこともでき
る。
【0091】又、前記電子ビーム加工装置や集束イオン
ビーム装置として、特願平10−374715号に示す
如き構成の装置を使用すれば、より高精度,高スループ
ットの半導体素子製作が可能となる。
ビーム装置として、特願平10−374715号に示す
如き構成の装置を使用すれば、より高精度,高スループ
ットの半導体素子製作が可能となる。
【0092】本発明では、半導体素子を製作する場合、
酸化膜成膜,エッチング,イオン注入の一連の工程を少
なくとも一回行い、その後、電極形成等の工程を行うだ
けでよく、従来行われていたレジスト塗布,エッチング
前のパターン露光,現像等の工程を必要としない。その
為に、半導体素子製作のための工程が少なくなり、スル
ープット向上し、又、製作コストも極めて小さいものと
なる。
酸化膜成膜,エッチング,イオン注入の一連の工程を少
なくとも一回行い、その後、電極形成等の工程を行うだ
けでよく、従来行われていたレジスト塗布,エッチング
前のパターン露光,現像等の工程を必要としない。その
為に、半導体素子製作のための工程が少なくなり、スル
ープット向上し、又、製作コストも極めて小さいものと
なる。
【0093】又、本発明による半導体素子製作には、成
膜装置と荷電粒子ビーム装置だけでよく、従来使用され
ていたレジスト塗布装置、エッチング前のパターン露光
や電極形成前のパターン露光を行う為の露光装置、現像
容器、エッチング容器等、各処理毎の特有な装置が不要
となり、装置への投資負担が極めて小さくなる。
膜装置と荷電粒子ビーム装置だけでよく、従来使用され
ていたレジスト塗布装置、エッチング前のパターン露光
や電極形成前のパターン露光を行う為の露光装置、現像
容器、エッチング容器等、各処理毎の特有な装置が不要
となり、装置への投資負担が極めて小さくなる。
【0094】又、本発明により半導体素子製作では、半
導体素子用ターゲットを外に出すことなく、成膜装置の
成膜室と荷電粒子装置の加工室の間だけを移動させてい
るので、半導体素子用ターゲツトがゴミ等で汚染される
確率が極めて低くなる。
導体素子用ターゲットを外に出すことなく、成膜装置の
成膜室と荷電粒子装置の加工室の間だけを移動させてい
るので、半導体素子用ターゲツトがゴミ等で汚染される
確率が極めて低くなる。
【図1】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図2】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図3】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図4】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図5】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図6】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図7】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図8】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図9】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理の
例を示している。
例を示している。
【図10】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図11】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図12】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図13】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図14】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図15】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図16】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図17】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図18】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図19】従来の半導体素子製作のプロセスにおけ処理
の例を示している。
の例を示している。
【図20】本発明に係わる半導体素子製作装置の一例を
示している。
示している。
【図21】図20に示す半導体素子製作装置の一部詳細
を示す。
を示す。
【図22】図20に示す半導体素子製作装置の一部詳細
を示す。
を示す。
【図23】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図24】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図25】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図26】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図27】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図28】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図29】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図30】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図31】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図32】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図33】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図34】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図35】図20に示す半導体素子製作装置による半導
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
体素子製作のプロセスにおけ処理の例を示している。
【図36】図20に示す半導体素子製作装置の動作の説
明に使用した図である。
明に使用した図である。
【図37】成膜装置の他の例を示したものである。
【図38】配線接続柱の製作プロセスを説明するために
用いた図である。
用いた図である。
1…N形シリコン基板 2…酸化膜 3…レジスト膜 4…マスク 5…放射ビーム 6…孔 7…P層 8…酸化膜 9…レジスト膜 10…マスク 11…孔 12…N層 13…酸化膜 14…レジスト膜 15…マスク 16A,16B…穴 17…ベース電極 18…エミッタ電極 19…保護膜 20…土台 21…集束イオンビーム装置本体 22…鏡筒 23…加工室 24A,24B,24C…イオン源 25…イオン源切換機構 26…アノード 27…加速電源 28…加速電源制御装置 29…集束レンズ 30…ステージ 31…半導体製作用ターゲット 32…偏向レンズ 33…真空蒸着装置 34…成膜チャンバー 35…坩堝 36…蒸発物質 37…電子銃 38…ホルダー 39…ターゲット収容空間 40…窓 41…ホルダー下部 42…孔 43…活性ガス源 44…バルブ 45…ガス導入管 46…バルブ開閉制御装置 47…搬送機構室 48…第1搬送機構 49A,49B,49C…アーム 50A,50B,50C…関節部 51…把手部 52…第1モータ 53…第2モータ 54…駆動モータ 55…第1搬送機構制御装置 56…反転機構 57…支持台 58…第2搬送機構 59…支持台 60…駆動モータ 61…第2搬送機構制御装置 62…ゲート 63…ゲート 64…テーブル 65…昇降制御装置 66…駆動モータ 67…開閉制御機構 68…開閉制御機構 69…中央制御装置 80…土台 81…基板 82…酸化膜 83…イオンビーム 84…P層 85…酸化膜 86…孔 88…N層 89…酸化膜 90A,91B…穴 91A…ベース電極 91B…エミッタ電極 92…保護膜 100A,100B,100C…エミッタ 101…加熱電源 102A,102B,102C…フィラメント 103…引出電極 104…引出電源 105A,105B,105C…スイッチ 111…チャンバー 112…坩堝 113…蒸発物質 114…電子銃 115…ホルダー 116…プラズマ電子銃 117…熱陰極 118…中間電極 119…放電電極 120…環状直流コイル 121…アルゴンガス供給管 122…熱陰極電源 123…放電安定化抵抗 124…放電電源 125…放電電極負荷抵抗 126…電源 127…排気管 128…レーザー源 129…ステージ 130…ガス導入管 131…配線 132…酸化膜 133…イオンビーム 134…孔 135…アルミニウム化合物層 136…電子ビーム 137…イオンビーム 138…接続柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 哲 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 土岐 和之 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 Fターム(参考) 5C034 AA01 AA02 AB04 5F004 AA14 AA16 BA17 BB18 BD04 DA00 DB03 EA39 5F103 AA02 AA10 BB02 BB33 BB36 BB56 DD27 DD28 HH03 LL11 PP04 PP06 PP18 RR04 RR08
Claims (11)
- 【請求項1】 ターゲットに成膜を施すための成膜装置
と該ターゲットを加工するための荷電粒子ビーム加工装
置とを備え、成膜装置の成膜チャンバー内と荷電粒子ビ
ーム加工装置の加工室内が、ターゲットをターゲット搬
送機構によって両室間で移動させるための搬送室で繋が
っている半導体素子製作装置。 - 【請求項2】 成膜チャンバー内に設けられたターゲッ
トホルダーにセットされたターゲットに成膜を施すため
の成膜装置、加工室内に設けられたステージ上にセット
されたターゲットを荷電粒子ビームで加工するための荷
電粒子ビーム加工装置、ターゲットが保持出来、伸縮及
び回転可能に成したアームを有するターゲット搬送機
構、及び、成膜チャンバーと加工室の間を繋いでおり、
ターゲット搬送機構によってターゲットが移動する搬送
室を備えた半導体素子製作装置。 - 【請求項3】 前記搬送機構は保持したターゲットを反
転する手段を備えている請求項1若しくは請求項2記載
の何れかの半導体素子製作装置。 - 【請求項4】 前記搬送機構は少なくともターゲットを
保持したアームを昇降出来る手段を備えている請求項
1,2若しくは3記載の何れかの半導体素子製作装置。 - 【請求項5】 前記搬送機構は、成膜室のホルダーと搬
送室間でターゲットを移動させる搬送手段と、加工室の
ステージと搬送室間で移動させる搬送手段と、前記2つ
の搬送手段の間にあってターゲット搬送の中継を行うテ
ーブルとを備えている請求項1,2,3若しくは4記載
の何れかの半導体素子製作装置。 - 【請求項6】 前記テーブルは昇降可能になっている請
求項5記載の半導体素子製作装置。 - 【請求項7】 前記荷電粒子ビーム加工装置は集束イオ
ンビーム装置である請求項1若しくは請求項2記載の何
れかの半導体素子製作装置。 - 【請求項8】 前記荷電粒子ビーム加工装置としては集
束イオンビーム装置と電子ビーム装置を備えている請求
項1若しくは請求項2記載の何れかの半導体素子製作装
置。 - 【請求項9】 前記集束イオンビーム装置は、エッチン
グ加工、デポジション加工及びイオン注入加工が出来る
請求項7記載の半導体素子製作装置。 - 【請求項10】 前記電子ビーム装置は、エッチング加
工とデポジション加工の少なくとも1つの加工が出来る
請求項8記載の半導体素子製作装置。 - 【請求項11】 前記集束イオンビーム装置は、異なっ
たイオン種の複数のイオン源を備えている請求項7,
8,9若しくは10記載の何れかの半導体素子製作装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000005592A JP2001196356A (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 半導体素子製作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000005592A JP2001196356A (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 半導体素子製作装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001196356A true JP2001196356A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18534237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000005592A Withdrawn JP2001196356A (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 半導体素子製作装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001196356A (ja) |
-
2000
- 2000-01-14 JP JP2000005592A patent/JP2001196356A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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