JP2881053B2 - Energy beam local processing method and apparatus - Google Patents

Energy beam local processing method and apparatus

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JP2881053B2
JP2881053B2 JP24175791A JP24175791A JP2881053B2 JP 2881053 B2 JP2881053 B2 JP 2881053B2 JP 24175791 A JP24175791 A JP 24175791A JP 24175791 A JP24175791 A JP 24175791A JP 2881053 B2 JP2881053 B2 JP 2881053B2
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    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
    • H01J37/3056Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching for microworking, e.g. etching of gratings, trimming of electrical components

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は局所加工あるいは局所成
膜技術に係り、特にエッチングガス雰囲気中でエネルギ
ービームを試料に照射し、照射部で化学反応を誘起させ
て局所的にエッチングを行う方法とそれを実施するため
の装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a local processing or local film forming technique, and more particularly, to a method of irradiating a sample with an energy beam in an etching gas atmosphere and inducing a chemical reaction in an irradiated portion to perform local etching. And a device for implementing it.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオンビームや電子ビームは0.1μm
以下に集束が可能で、そのエネルギーを用いて微細加工
や局所CVDを行うことができる。近年、集束エネルギ
ービームを用いたフォトマスク修正装置やLSI配線修
正装置の実用化研究が盛んに進められている。
2. Description of the Related Art An ion beam or an electron beam is 0.1 μm.
Focusing is possible below, and fine processing and local CVD can be performed using the energy. In recent years, research on practical use of photomask repair devices and LSI wiring repair devices using focused energy beams has been actively pursued.

【0003】集束エネルギービームの照射と同時にエッ
チングガスを試料表面に供給することにより、ビーム照
射部で局所的に反応性エッチングを誘起し、高速高選択
の微細加工が可能であることが知られている。なお、こ
の種の装置に関連するものとしては、例えば、特開平1-
129256号公報が挙げられる。
It has been known that by supplying an etching gas to a sample surface simultaneously with irradiation of a focused energy beam, reactive etching is locally induced at a beam irradiation portion, and high-speed and high-selection fine processing is possible. I have. Incidentally, as a device related to this type of device, for example,
No. 129256 is cited.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に挙げたエ
ネルギービーム局所エッチング装置では、エッチングガ
スとして単一種類のエッチングガスを用いるのが一般的
であった。しかし、エッチングガスの中には被加工材質
に対して自発的、かつ等法的に反応が進行し、側方への
サイドエッチングが避けられないガスがある。また、逆
に通常のドライエッチングで高エネルギーのプラズマ状
態で用いるエッチングガスをエネルギービーム局所エッ
チングに用いても、エッチングガス自身は分子状態でエ
ネルギーが低く、エネルギービームの与えるエネルギー
不足で、有効な反応が生じない場合が多い。すなわち、
単一のエッチングガスでは反応が激しすぎたり、ほとん
ど反応が生じなかったりで、精度良い高速加工は望めな
い。
In the above-described energy beam local etching apparatus of the prior art, a single kind of etching gas is generally used as an etching gas. However, among the etching gases, there is a gas in which the reaction proceeds spontaneously and isotopically with the material to be processed, and side etching to the side is inevitable. Conversely, even if an etching gas used in a high-energy plasma state in ordinary dry etching is used for local etching of an energy beam, the etching gas itself has a low energy in a molecular state, and the energy given by the energy beam is insufficient. Often does not occur. That is,
With a single etching gas, the reaction is too violent or almost no reaction occurs, so that accurate high-speed processing cannot be expected.

【0005】例えばAlを加工する場合に、エッチング
ガスとしてCl2を用いると自発反応が激しく、大きな
サイドエッチングが生じ、一方、エッチングガスとして
SiCl4やBCl3を用いるとほとんど局所反応が生じ
ず、単一で適当な反応を示すエッチングガスは見当らな
い。
For example, when processing Al, if Cl 2 is used as an etching gas, a spontaneous reaction is intense and large side etching occurs. On the other hand, if SiCl 4 or BCl 3 is used as an etching gas, almost no local reaction occurs. There is no single etching gas that shows an appropriate reaction.

【0006】したがって、本発明の目的は、上記従来の
問題点を解消することに有り、単一のエッチングガスで
は反応が激し過ぎたり、ほとんど反応が生じなかったり
で、適当なエネルギービーム局所エッチングが不可能で
ある材質に対して、簡便に反応性を制御できる改良され
たエネルギービーム局所処理方法とそれを実施するため
の装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and a single etching gas causes an excessively strong reaction or almost no reaction. An object of the present invention is to provide an improved energy beam local processing method that can easily control the reactivity of a material that cannot be used, and an apparatus for implementing the method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的は、エッチング
ガスとして、反応が激しすぎ自発反応の生じるエッチン
グガスと反応性の低い他のエッチングガスとを混合した
ガスを用いて、エネルギービーム局所エッチングを行
い、その際に混合ガスの混合比を任意の値に制御するこ
とにより達成される。
An object of the present invention is to provide an energy beam local etching method using, as an etching gas, a gas obtained by mixing an etching gas which is too intense and generates a spontaneous reaction with another etching gas having low reactivity. And at that time controlling the mixture ratio of the mixed gas to an arbitrary value.

【0008】また、上記目的は、反応が激しすぎ自発反
応の生じるエッチングガスとCVDガスとを混合したガ
スを用いて、エネルギービーム局所処理を行い、その際
に混合ガスの混合比を任意の値に制御することによって
も達成される。なお、CVDガスとは、周知の化学気相
デポジションにより所定の物質を堆積させる際に用いる
ガスのことである。
Another object of the present invention is to perform an energy beam local treatment using a mixed gas of an etching gas and a CVD gas, which reacts too vigorously and generates a spontaneous reaction. It is also achieved by controlling the value. The CVD gas is a gas used when depositing a predetermined substance by a known chemical vapor deposition.

【0009】[0009]

【作用】本発明者等は、被加工物と混合ガス組成につい
て種々実験検討したところ、以下に例示するような知見
を得た。すなわち、被加工材質Alに対して、エッチン
グガスとしてCl2とSiCl4の混合ガスを用い、Cl2
の混合比と試料温度を変化させ、Gaイオンビームの照
射部で局所エッチングを試みた。その結果を図2に示
す。試料温度一定の場合、Cl2混合比の増加に伴い加
工速度は増加し、また、ある混合比以上でサイドエッチ
ングが発生し次第に増加する。すなわち、この図からサ
イドエッチングは、例えば、試料温度200℃の場合に
はCl25%以上において発生していることが分かる。
The present inventors have conducted various experimental studies on the composition of the workpiece and the mixed gas, and have obtained the following examples. That is, for the processed material Al, a mixed gas of Cl 2 and SiCl 4 as the etching gas, Cl 2
And the sample temperature were changed, and local etching was attempted at the irradiation part of the Ga ion beam. The result is shown in FIG. When the sample temperature is constant, the processing speed increases as the Cl 2 mixture ratio increases, and side etching occurs gradually at a certain mixture ratio or higher. That is, it can be seen from this figure that the side etching occurs, for example, when the sample temperature is 200 ° C., when Cl 2 is 5% or more.

【0010】また、混合比一定の場合には、試料温度の
増加に伴い加工速度もサイドエッチ量も増加する。従っ
てCl2混合比と試料温度の制御により反応性の制御が
可能であることが理解できよう。例えば、Cl2混合比
の小さい領域でサイドエッチングの生じない十分高速な
加工を行うことができ、また、Cl2混合比が大きく試
料温度の高い領域で意図的にサイドエッチングを発生さ
せることもできる。
In addition, when the mixing ratio is constant, the processing speed and the side etch amount increase as the sample temperature increases. Therefore, it can be understood that the reactivity can be controlled by controlling the Cl 2 mixing ratio and the sample temperature. For example, it is possible to perform sufficiently high-speed processing in which a side etching does not occur in a region having a small Cl 2 mixing ratio, and it is also possible to intentionally generate side etching in a region having a large Cl 2 mixing ratio and a high sample temperature. .

【0011】次に被加工材質Alに対して、処理ガスと
してCl2とSi(OC25)4の混合ガスを用い、Cl2
混合比と試料温度を変化させ、Gaイオンビームの照射
部で局所処理を試みた結果を図3に示す。Cl2混合比
の増加に伴いある混合比を境界として加工部側面はSi
(OC25)4の分解によるSiO2の堆積からCl2による
サイドエッチングに移行する。例えば、試料温度200
℃の場あいにはCl210%以上においてSiO2の堆積
からサイドエッチングに移行していることが分かる。ま
た、サイドエッチング量は試料温度が高いほど大きい。
従ってCl2混合比と試料温度の制御により、加工部側
面へのSiO2の堆積およびサイドエッチングの量、すな
わち反応性を容易に制御できることが理解できよう。
[0011] Then with respect to the processed material Al, a mixed gas of Cl 2 and Si (OC 2 H 5) 4 as a process gas, by varying the mixing ratio and sample temperature of Cl 2, irradiation of the Ga ion beam FIG. 3 shows the result of trying local processing in the section. Processing unit side mixing ratio in with increasing Cl 2 mixture ratio as a boundary is Si
The process shifts from deposition of SiO 2 due to decomposition of (OC 2 H 5 ) 4 to side etching with Cl 2 . For example, a sample temperature of 200
It can be seen that in the case of ° C, the deposition shifts from SiO 2 to side etching when Cl 2 is 10% or more. Also, the side etching amount increases as the sample temperature increases.
Therefore, it can be understood that by controlling the Cl 2 mixing ratio and the sample temperature, the amount of SiO 2 deposited on the side surface of the processed portion and the amount of side etching, that is, the reactivity can be easily controlled.

【0012】これらの実験結果は、例えば、被加工材質
をAlからSi、GaAsに代えても同様である。また、
エネルギービームもGaイオンに限らず、その他周知の
イオンビーム、電子ビームさらにはレーザビームの使用
も可能である。
These experimental results are the same even when the material to be processed is changed from Al to Si or GaAs, for example. Also,
The energy beam is not limited to Ga ions, and other well-known ion beams, electron beams, and laser beams can also be used.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。以下の実施例は、エネルギービームとしてイオンビ
ームを用いた場合を説明するが電子ビームを用いた場合
も全く同様に実施することができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, a case where an ion beam is used as an energy beam will be described, but the same can be applied to a case where an electron beam is used.

【0014】〈実施例1〉本発明の第1の実施例とし
て、自発エッチングガスと他のエッチングガスの混合ガ
スを用いた例を説明する。図1にその原理を示す。作用
の項で図2を用いて述べたように、自発エッチングガス
と他のエッチングガスの混合比と試料温度により反応性
の制御ができる。図1に示した例は、Cl2とSiCl4
の混合ガス雰囲気中でイオンビーム1を照射し、SiO2
絶縁層3を通してAl層4を加工した例である。このと
き試料温度は200℃に固定し、図1(a)に示す様にCl2
混合比を20%にすると、特定のサイドエッチング量で
(この場合約0.25μm/s)、側方に断線等のダメージ
が生じない範囲で意図的にサイドエッチング量を設定で
きる。また、図1(b)に示すようにCl2混合比を3%
にすると、サイドエッチングを発生させないで加工を行
うことができる。以上の様に、自発エッチングガスであ
るCl2の混合比を制御して、サイドエッチングを防止
したり意図的に発生させたり、また発生させるサイドエ
ッチングの量を設定できる。
Embodiment 1 As a first embodiment of the present invention, an example using a mixed gas of a spontaneous etching gas and another etching gas will be described. FIG. 1 shows the principle. As described with reference to FIG. 2 in the operation section, the reactivity can be controlled by the mixture ratio of the spontaneous etching gas and the other etching gas and the sample temperature. The example shown in FIG. 1 is for Cl 2 and SiCl 4
The ion beam 1 is irradiated in a mixed gas atmosphere, SiO 2
This is an example in which the Al layer 4 is processed through the insulating layer 3. At this time the sample temperature was fixed at 200 ° C., Cl 2 as shown in FIG. 1 (a)
If the mixing ratio is 20%, the specific side etching amount
(In this case, about 0.25 μm / s), the side etching amount can be intentionally set within a range where damage such as disconnection does not occur on the side. Furthermore, the Cl 2 mixing ratio as shown in FIG. 1 (b) 3%
In this case, processing can be performed without generating side etching. As described above, by controlling the mixing ratio of Cl 2 which is a spontaneous etching gas, side etching can be prevented or intentionally generated, and the amount of side etching to be generated can be set.

【0015】次に、本実施例の装置の構成を図4に示
す。図において、イオン源5から引き出し電極6により
引き出したイオンビーム1は、前段集束レンズ7および
後段集束レンズ11により、試料13上に集束する。このと
き、イオンビームの電流はビームリミッティングアパー
チャ8の開口径により制御する。そして、ブランキング
電極9によりビームの軌道を曲げ、ブランキングアパー
チャ10によりビームを遮断するが、これによりビームの
オン、オフを制御している。また、デルレクタ電極12に
より集束イオンビームを偏向して、ビームを試料上の所
望の領域に照射する。Al加工時には、ガスボンベ14a
からCl2をガスボンベ14bからSiCl4を、それぞれバ
ッファチャンバ15a、15bおよび流量制御バルブ17a、17b
を介して設定した混合比で混合し、ガスノズル18aを通
して試料13表面に供給する。このとき混合ガスの混合比
はそれぞれのガスの流量比により制御するが、ガス流量
はバッファチャンバ15a、15bの圧力と流量制御バルブ17
a、17bコンダクタンスにより設定する。
FIG. 4 shows the configuration of the apparatus according to the present embodiment. In the figure, an ion beam 1 extracted from an ion source 5 by an extraction electrode 6 is focused on a sample 13 by a former focusing lens 7 and a latter focusing lens 11. At this time, the current of the ion beam is controlled by the opening diameter of the beam limiting aperture 8. Then, the trajectory of the beam is bent by the blanking electrode 9 and the beam is cut off by the blanking aperture 10, thereby controlling on / off of the beam. Further, the focused ion beam is deflected by the dellector electrode 12, and the beam is irradiated to a desired region on the sample. When processing Al, gas cylinder 14a
The SiCl 4 and Cl 2 from the gas cylinder 14b from the buffer chamber 15a, respectively, 15b and flow control valves 17a, 17b
And the mixture is supplied to the surface of the sample 13 through the gas nozzle 18a. At this time, the mixing ratio of the mixed gas is controlled by the flow ratio of each gas, but the gas flow is controlled by the pressure of the buffer chambers 15a and 15b and the flow control valve 17a.
a, 17b Set by conductance.

【0016】また、別の被加工材質であるSiO2絶縁層
加工時に用いるエッチングガスXeF2の供給系としてガ
スボンベ14C、バッファチャンバ15C、流量制御バルブ17
C、ガスノズル18b、を設けてある。エッチングガスの供
給と同時に、集束イオンビームを試料13に照射し、ビー
ム局所エッチングを行う。この際に反応生成物ディテク
タ19により反応により生じる生成物を検出し、被加工材
質のモニタやエッチング速度のモニタを行う。反応生成
物ディテクタ19としては、質量分析器(四重極型、セク
タ磁場型、等)や分光分析器(けい光検出器、光電子分光
器、等)を用いればよい。加工中の試料温度はステージ2
0内に設けた熱電対21によりモニタし、ヒータ22および
冷却管23により制御する。
A gas cylinder 14C, a buffer chamber 15C, and a flow control valve 17 are provided as a supply system of an etching gas XeF 2 used for processing an SiO 2 insulating layer, which is another material to be processed.
C and a gas nozzle 18b. Simultaneously with the supply of the etching gas, the sample 13 is irradiated with a focused ion beam to perform beam local etching. At this time, a product generated by the reaction is detected by the reaction product detector 19, and the material to be processed and the etching rate are monitored. As the reaction product detector 19, a mass analyzer (quadrupole type, sector magnetic field type, etc.) or a spectroscopic analyzer (fluorescence detector, photoelectron spectrometer, etc.) may be used. Sample temperature during processing is stage 2
The temperature is monitored by a thermocouple 21 provided in 0, and controlled by a heater 22 and a cooling pipe 23.

【0017】次に、本実施例による加工方法の一例を図
5を用いて説明する。同図に示すように、LSIの2層
配線31、33の重なり部で下層配線32を切断する例である
が、そのまま単純に加工したのでは下層配線加工時に飛
び出す反応生成物やスパッタ原子が加工穴側壁に再付着
し、上下配線が短絡不良を生じる恐れがある。そこで、
本実施例により、Al加工時の反応性すなわちサイドエ
ッチング量を制御できることを利用する。まず同図(a)
に示す様にXeF2ガス29を用いてSiO2保護膜30を加工
した後、同図(b)に示す様にCl2(20%)とSiCl4(80
%)の混合ガス2を用いて、断線しない程度の適量のサ
イドエッチングを発生させて上層配線31を加工する。引
き続いて同図(c)に示す様にXeF2ガス29を用いて層間
絶縁膜32を加工した後、同図(d)に示す様にCl2(3
%)とSiCl4(97%)の混合ガス2’を用いて、サイド
エッチングを防止しつつ下層配線33を切断する。以上に
より、上層配線31のサイドエッチングにより上下配線の
短絡を防止し、かつ上下それぞれの配線ダメージを最小
限に抑えて加工を行うことができる。
Next, an example of the processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in the figure, this is an example in which the lower wiring 32 is cut at the overlapping part of the two-layer wirings 31 and 33 of the LSI. There is a risk of re-adhering to the side wall of the hole and causing short circuit failure between the upper and lower wirings. Therefore,
This embodiment utilizes the fact that the reactivity during Al processing, that is, the amount of side etching can be controlled. First, FIG.
After processing the SiO 2 protective film 30 using the XeF 2 gas 29 as shown in FIG. 2 , Cl 2 (20%) and SiCl 4 (80) are formed as shown in FIG.
%), The upper wiring 31 is processed by generating an appropriate amount of side etching that does not cause disconnection. After processing the interlayer insulating film 32 by using XeF 2 gas 29 as shown in FIG. 2 (c) Subsequently, as shown in FIG. (D) Cl 2 (3
%) And SiCl 4 (97%) using a mixed gas 2 ′ to cut the lower wiring 33 while preventing side etching. As described above, the short circuit of the upper and lower wirings can be prevented by the side etching of the upper wiring 31, and the processing can be performed while minimizing the damage of the upper and lower wirings.

【0018】〈実施例2〉本発明の第2の実施例とし
て、自発エッチングガスとCVDガスの混合ガスを用い
た例を説明する。作用で図3を用いて述べた様に、自発
エッチングガスとCVDガスの混合比と試料温度により
反応性の制御ができる。本実施例の装置構成は実施例1
と全く同様であり、エッチングガスSiCl4に代えて、
SiO2成膜用のCVDガスSi(OC25)4を用いたもの
である。
Embodiment 2 As a second embodiment of the present invention, an example using a mixed gas of a spontaneous etching gas and a CVD gas will be described. As described with reference to FIG. 3, the reactivity can be controlled by the mixture ratio of the spontaneous etching gas and the CVD gas and the sample temperature. The device configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
And the etching gas SiCl 4
It uses a CVD gas Si (OC 2 H 5 ) 4 for SiO 2 film formation.

【0019】本実施例により自発エッチングガスCl2
とCVDガスSi(OC25)4の混合ガスを用いて、例え
ば図5の例と同様の切断加工を行った場合、同図(d)の
段階において下層配線33の切断部側面にSiO2膜を堆積
でき、切断の信頼性を向上することができる。
According to this embodiment, the spontaneous etching gas Cl 2
For example, when a cutting process similar to that in the example of FIG. 5 is performed using a mixed gas of CVD gas Si (OC 2 H 5 ) 4 and SiO 2, the side surface of the cutting portion of the lower wiring 33 is formed at the stage of FIG. Two films can be deposited, and the reliability of cutting can be improved.

【0020】〈実施例3〉本発明の第3の実施例とし
て、自発エッチングガスと他のエッチングガスとの混合
ガスを用いた加工と、金層膜CVDを連続して行う例を
説明する。混合ガスの混合比と試料温度により、加工の
際の反応性を制御する点は実施例1と同様である。本実
施例の装置の構成を図6に示す。Al加工時には、ガス
ボンベ14aからCl2を、ガスボンベ14bからSiCl
4を、それぞれマスクローコントローラ35a、35bにより
設定した流量比(すなわち混合比)で混合し、ガスノズル
18aを通して試料13表面に供給する。また、金属膜W成
膜時に用いるCVDガスW(CO)6の供給系としてガス
ボンベ14c、マスクローコントローラ35c、ガスノズル18
bを設けてある。なお、W(CO)6は昇華性の結晶である
ため、CVDガス供給系全体を図示されないヒータによ
り加工中あるいは成膜中の試料温度は赤外温度計36によ
りモニタし、レーザ照射加熱部および冷却管23により制
御する。ここで、レーザ照射加熱部はレーザ発振器37、
対物レンズ38、および反射鏡39により構成している。以
上のガス供給系、および試料温度制御系を除いた他の構
成要素とその機能は実施例1の装置と同様である。
<Embodiment 3> As a third embodiment of the present invention, an example will be described in which processing using a mixed gas of a spontaneous etching gas and another etching gas and CVD of a gold layer film are successively performed. As in the first embodiment, the reactivity at the time of processing is controlled by the mixture ratio of the mixed gas and the sample temperature. FIG. 6 shows the configuration of the apparatus of this embodiment. During Al processing, Cl 2 is supplied from the gas cylinder 14a, and SiCl is supplied from the gas cylinder 14b.
4 were mixed at a flow ratio (i.e., a mixing ratio) set by the mask low controllers 35a and 35b, respectively, and the gas nozzle
It is supplied to the surface of the sample 13 through 18a. A gas cylinder 14c, a mask low controller 35c, and a gas nozzle 18 serve as a supply system of the CVD gas W (CO) 6 used for forming the metal film W.
b is provided. Since W (CO) 6 is a sublimable crystal, the sample temperature during processing or film formation of the entire CVD gas supply system by a heater (not shown) is monitored by an infrared thermometer 36, and the laser irradiation heating unit and It is controlled by the cooling pipe 23. Here, the laser irradiation heating unit is a laser oscillator 37,
It comprises an objective lens 38 and a reflecting mirror 39. The other components and functions thereof except for the gas supply system and the sample temperature control system are the same as those of the apparatus of the first embodiment.

【0021】次に、本実施例による局所処理方法の一例
を図7を用いて説明する。同図に示す様に、LSIの2
層配線31、33の重なり部で、下層配線33から金属膜CV
Dにより信号検出用パッドを引き出す例である。そのま
ま単純に上層配線31を通して下層配線33にコンタクトホ
ールを形成し、金属膜を引き出したのでは、成膜した金
属膜により上下配線が短絡してしまい、信号を取り出す
ことができない。そこで、まず同図(a)に示す様にイオ
ンビームによるスパッタ加工を用いてSiO2保護膜30を
加工した後、同図(b)に示す様にCl2(20%)とSiCl
4(80%)の混合ガス2を用いて、適量のサイドエッチン
グを発生させて上層配線31を加工する。引き続いて同図
(c)に示す様にスパッタ加工を用いて層間絶縁膜32を加
工し、下層配線33を露出させ、同図(d)に示す様にW
(CO)6CVDガスを用いて、下層配線33から金属W膜
を引き出し信号検出用パッド43を形成する。
Next, an example of the local processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
At the overlapping part of the layer wirings 31 and 33, the metal film CV
This is an example in which a signal detection pad is drawn out by D. If a contact hole is simply formed in the lower layer wiring 33 through the upper layer wiring 31 and the metal film is drawn out, the upper and lower wirings are short-circuited by the formed metal film, and no signal can be taken out. Therefore, first, the SiO 2 protective film 30 is processed by ion beam sputtering as shown in FIG. 3A, and then Cl 2 (20%) and SiCl 2 are formed as shown in FIG.
Using 4 (80%) of the mixed gas 2, an appropriate amount of side etching is generated to process the upper wiring 31. The same figure
As shown in (c), the interlayer insulating film 32 is processed by using a sputtering process to expose the lower wiring 33, and as shown in FIG.
Using a (CO) 6 CVD gas, a metal W film is extracted from the lower wiring 33 to form a signal detection pad 43.

【0022】以上により、上層配線のサイドエッチング
を利用して、成膜して金属W膜の短絡を防止し、簡便に
かつ確実に下層配線33からの信号検出用パッドを形成で
きる。また、この時、上層配線31の加工時と、W膜成膜
時とで最適試料温度がことなるが、本実施例の装置を用
いれば加熱用レーザのオン、オフにより速やかに試料温
度制御を行うことができる。
As described above, the short-circuit of the metal W film is prevented by forming the film by using the side etching of the upper wiring, and the signal detection pad from the lower wiring 33 can be formed simply and reliably. At this time, the optimum sample temperature is different between the time of processing the upper wiring 31 and the time of forming the W film. However, when the apparatus of this embodiment is used, the sample temperature can be quickly controlled by turning on and off the heating laser. It can be carried out.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によりば、処理ガス雰囲気中でエ
ネルギービームを照射し、ビーム局所処理特にビーム局
所エッチングを行う際に、自発反応の生じるエッチング
ガスと他の処理ガスとの混合ガスを用い、混合ガスの混
合比と被処理部の温度を任意に制御できるので、単一の
エッチングガスでは反応が激し過ぎたりほとんど反応が
生じなっかったりで適当なビーム局所エッチングが不可
能であった材質に対しても、簡便にエネルギービーム局
所エッチングの反応性を制御できる効果がある。
According to the present invention, when an energy beam is irradiated in a processing gas atmosphere and a beam local processing, particularly a beam local etching, is performed, a mixed gas of an etching gas causing a spontaneous reaction and another processing gas is used. Since the mixing ratio of the mixed gas and the temperature of the portion to be processed can be arbitrarily controlled, it is impossible to perform appropriate beam local etching because a single etching gas is too intense or hardly reacts. There is also an effect that the reactivity of the energy beam local etching can be easily controlled for the material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の原理説明図。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の達成手段の作用を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of the achievement means of the present invention.

【図3】同じく本発明の達成手段の作用を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the achievement means of the present invention.

【図4】実施例1の装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of an apparatus according to the first embodiment.

【図5】実施例1の加工法方の一例を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a processing method according to the first embodiment.

【図6】実施例3の装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an apparatus according to a third embodiment.

【図7】実施例3の加工法方の一例を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a processing method according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオンビーム、 2、2’…Cl
2とSiCl4混合ガス、3…保護膜、
4…Al層、5…イオン源、
6…引き出し電極、7…前段集束レ
ンズ、8…ビームリミッティングアパーチャ、 9
…ブランキング電極、10…ブランキングアパーチャ、
11…後段集束レンズ、12…デフレクタ電
極、 13…試料、14…ガスボン
ベ、 15…バッファチャン
バ、16…圧力計、 17…
流量制御バルブ、18…ガスノズル、
19…反応生成物ディテクタ、20…ステージ、
21…熱電対、22…ヒータ、
23…冷却管、24…ガス
供給コントローラ、 25…試料温度測定
器、26…試料温度コントローラ、 27…
反応生物モニタコントローラ、28…全体制御コントロー
ラ、 29…XeF2ガス、30…SiO2保護
膜、 31…上層配線、32…層間絶縁膜、
33…下層配線、35…マスフローコント
ローラ、 36…赤外線温度計、37…レーザ
発振器、 40…試料温度測定
器、41…レーザコントローラ、 42…
W(CO)6、43…W堆積膜。
1 ... Ion beam, 2,2 '... Cl
2 and SiCl 4 mixed gas, 3 ... protective film,
4 ... Al layer, 5 ... ion source,
6 ... extraction electrode, 7 ... front-stage focusing lens, 8 ... beam limiting aperture, 9
... blanking electrode, 10 ... blanking aperture,
11: Post-focus lens, 12: Deflector electrode, 13: Sample, 14: Gas cylinder, 15: Buffer chamber, 16: Pressure gauge, 17 ...
Flow control valve, 18 ... gas nozzle,
19 ... reaction product detector, 20 ... stage,
21 ... thermocouple, 22 ... heater,
23… Cooling pipe, 24… Gas supply controller, 25… Sample temperature measuring instrument, 26… Sample temperature controller, 27…
Reacting organism monitor controller, 28: Overall control controller, 29: XeF 2 gas, 30: SiO 2 protective film, 31: Upper wiring, 32: Interlayer insulating film,
33… Lower wiring, 35… Mass flow controller, 36… Infrared thermometer, 37… Laser oscillator, 40… Sample temperature measuring instrument, 41… Laser controller, 42…
W (CO) 6 , 43 ... W deposited film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 502W ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/30 502W

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】処理ガス雰囲気中でエネルギービームを試
料に照射し、エネルギービームの照射部で局所的にエネ
ルギービーム処理を行うエネルギービーム局所処理方法
において、前記処理ガスとして混合ガスを用い、混合ガ
スの少なくとも一つの成分ガスを、試料の材質を自発的
に、かつ等方的にエッチングする自発エッチングガスで
構成して成るエネルギービーム局所処理方法。
In an energy beam local processing method for irradiating a sample with an energy beam in a processing gas atmosphere and locally performing energy beam processing at an energy beam irradiation unit, a mixed gas is used as the processing gas. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the at least one component gas comprises a spontaneous etching gas that spontaneously and isotropically etches the material of the sample.
【請求項2】請求項1記載のエネルギービーム局所処置
方法において、上記処理ガスとして用いる混合ガスが複
数のエッチングガスの混合ガスで、その内の少なくとも
一つの成分ガスは上記自発エッチングガスで、他の成分
ガスはエネルギービームの照射部のみで反応の生じるエ
ッチングガスであり、前記自発エッチングガスの混合比
を制御することにより、上記試料の被加工部のサイドエ
ッチング量をゼロもしくは特定量に制御するように構成
して成るエネルギービーム局所処理方法。
2. The method according to claim 1, wherein the mixed gas used as the processing gas is a mixed gas of a plurality of etching gases, at least one of which is the spontaneous etching gas, Is an etching gas in which a reaction occurs only in the irradiated portion of the energy beam, and by controlling the mixing ratio of the spontaneous etching gas, the side etching amount of the processed portion of the sample is controlled to zero or a specific amount. Energy beam local processing method configured as described above.
【請求項3】請求項1記載のエネルギービーム局所処理
方法において、上記処理ガスとして用いる混合ガスは上
記自発エッチングガスとCVDガスとの混合ガスからな
り、上記自発エッチングガスの混合比を制御することに
より、上記試料の被加工部のサイドエッチング量もしく
はサイド堆積量を制御するように構成して成るエネルギ
ービーム局所処理方法。
3. The method according to claim 1, wherein the mixed gas used as the processing gas comprises a mixed gas of the spontaneous etching gas and the CVD gas, and controls a mixing ratio of the spontaneous etching gas. Thereby controlling the amount of side etching or the amount of side deposition of the processed portion of the sample.
【請求項4】エネルギービーム源、集束光学系、ステー
ジ、処理ガス供給手段、およびそれらを駆動する電源お
よびコントローラからなり、処理ガス雰囲気中でエネル
ギービームを試料に照射して、局所的にエネルギービー
ム処理を行うエネルギービーム局所処理装置において、
前記処理ガス供給手段の少なくとも一部は試料の材質を
自発的かつ等方的にエッチングする自発エッチガスと他
の処理ガスとを混合して供給する手段であり、かつその
供給手段とコントローラは前記自発エッチングガスの混
合比を制御する機能を有して成るエネルギービーム局所
処理装置。
4. An energy beam source, a focusing optical system, a stage, a processing gas supply means, a power supply and a controller for driving them, and an energy beam is irradiated to a sample in a processing gas atmosphere to locally generate an energy beam. In the energy beam local processing device that performs the processing,
At least a part of the processing gas supply means is a means for mixing and supplying a spontaneous etch gas for spontaneously and isotropically etching the material of the sample and another processing gas, and the supply means and the controller are An energy beam local processing apparatus having a function of controlling a mixing ratio of a spontaneous etching gas.
【請求項5】請求項4記載のエネルギビーム局所処理装
置において、上記処理ガスを混合して供給する手段は、
上記自発エッチングガスとエネルギービームの照射部の
みで反応の生じる他のエッチングガスとを混合して供給
する手段で構成されて成るエネルギービーム局所処理装
置。
5. The energy beam local processing apparatus according to claim 4, wherein the means for mixing and supplying the processing gas comprises:
An energy beam local processing apparatus comprising means for mixing and supplying the spontaneous etching gas and another etching gas which causes a reaction only in the energy beam irradiation section.
【請求項6】請求項4記載のエネルギービーム局所処理
装置において、処理ガスを混合して供給する手段は、上
記自発エッチングガスとCVDガスとを混合して供給す
る手段で構成されて成るエネルギービーム局所処理装
置。
6. An energy beam local processing apparatus according to claim 4, wherein the means for mixing and supplying the processing gas comprises means for mixing and supplying the spontaneous etching gas and the CVD gas. Local processing unit.
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