JPH021849A - 集束イオンビーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体集積回路の製造工程で使用するマスク
またはレヂクル、あるいは半導体集積回路そのものにお
ける、パターン膜の欠Ｔｉ欠陥を修正する装置に関する
ものである。

［発明の概要１ 集束イオンビームによって試４′４の所定箇所にデポジ
ション加工を施すための好適な装置を提供するものであ
って、集束イオンビーム装置のガスインジェクターのリ
ザーバあるいはリザーバとノズルの間に真空センサーを
設置し、真空センサーがらの圧力信号を人力してリザー
バを加熱するヒーターの出力を演算する演算装置を設置
してＡｉｉ記ヒーターの出力を制御した。また、警報器
を前記演算装置あるいは前記ヒーターの電源に接続して
、ｉｉｊ記ヒーターの出力が所定の値以上になったら警
報を発する構成にしたり、あるいは前記リザーバに温度
センサーを設置して警報器を前記温度センサーに接続し
て、前記リザーバが所定の温度以上になったら警報を発
する構成にした集束イオンビーム装置である。

［従来の技術］ 従来の集束イオンビーム照射加工装置を第２四に示す。

イオン、原１で発生したイオンビームは、集束レンズ、
走査電極、ブランキング電極を含むイオン光学系２を通
過することにより集束イオンビーム１７となる。３は試
料で、ＸＹステージ４に載置さねている。ＸＹステージ
４は、試料３上の加工すべき所定箇所が集束イオンビー
ム１７がｊ沼！１１走査できる範囲内にくるように移動
する。５は２次荷電粒子検出器で、試料３上を集束イオ
ンビーム１７が！］百肘走査することにより発生する２
次荷電粒子（２次電子や２次イオン等）を検出する。試
料３の表面状態は、集束イオンビーム１７の走査と２次
荷電粒子検出器５の出りを同期させることにより画像表
示装置（図示せず）に表示される。試料３の表面状態を
観察することにより試料３の加工すべき所定箇所を認識
する。そして、試料３の加工すべき所定箇所のみに集束
イオンビーム１７を走査照射して、加工を行なう。加工
がデポジション加工の場合には、集束イオンビーム１７
の走査照射と同時に、デポジションガス６が吹きつけら
れる。このデポジションガス６の吹きつけのＯＮ１０　
Ｆ　Ｆはガス、インジェクターにより行なう。ガスイン
ジェクターは、ノズル７、バルブ８、リザーバ９および
ヒーター１ｏにより構成されている。１１は化合物で、
リザーバ９内に充填されている。デポジションガスは、
リザーバ９に接続されたヒーターｌＯにより化合物１１
が加熱されて昇華あるいは蒸発して発生する。リザーバ
９内で発生したデポジションガスは、バルブ８および集
束イオンビーム１７の照射領域に向けられたノズル６を
通し吹きつけられる。バルブ８は試料３にデポジション
加工を行なうときには開いてデポジションガス６を吹き
つけ、デポジション加工時以外には閉じている。ここで
、デポジションガス６の吹きつけ流量はリザーバ９の’
（７４度を制御することにより行なう。すなわち、リザ
ーバ９に設置された温度センサー１２によりリザーバ温
度を検出して温度信号を演算装置１３に送る。演算装置
１３は入力された温度信号をもとにリザーバ温度制御の
ための演算を行ない、ヒーター出力信号をヒーター電源
１４に送る。ヒーター電源１４はヒーター出力信号に応
じた出力をヒーター１０に供千合する。このようにして
リザーバ９は所定の温度に制御される。尚、演算装置１
３で行なう演算は、例えばＰＩＤ制御のための演算であ
る。そして、リザーバ温度が高いとデポジションガス６
の流量は多く、リザーバ温度が低いとデポジションガス
６の流量は少ない。リザーバ９の温度は室温から１００
℃程度で制御される。尚、イオン源ｌ、イオン光学系２
．２次荷電粒子検出器５．ノズル７および試料３は、圧
力１０−’Ｔ　。

ｒｒ以下の真空状態で動作させるために真空チャンバ１
５内に設置されており、真空チャンバ１５は真空ポンプ
１６により排気されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来技術の問題点を第３図を用いて説明する。

第３図は、バルブ８を開けてリザーバ温度を一定に保っ
たときのデポジションガス６の流量の経時変化を示すグ
ラフで、横軸が時間、縦軸がデポジションガス流量であ
る。時間が経過してリザーバ内の化合物の残り二が少な
くなってくると、それまで一定であったデポジションガ
ス流量が低下してゆく。デポジションガス６の流量が少
ない状態でデポジション加工を行なうと、デポジション
膜の膜厚が薄くなったり、膜質が不良となったり、ある
いはデポジション膜ができなくなる。従来技術において
は、リザーバ内の化合物量の残り量が少なくなったこと
が予期できず、試料３にデポジション不良を起こしては
じめて気がつく状態であった。

本発明は、上記問題点を解消して、リザーバ内の化合物
の再充填時期を的確に検知し得るとともに、品質の安定
したデポジション加工を行ない得る集束イオンビーム装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記目的を達成するために１本発明が採用す
る主たる手段は、イオンを発生するイオン源と、前記イ
オンを前記試料上で集束・走査させるイオン光学系と、
前記試料に前記集束イオンビームを昭射することによっ
て発生する２次荷電粒子を検出する２次荷電粒子検出器
と、デポジション加工を施すときに使用するデポジショ
ンガスな、リザーバ内に充填された化合物をヒーターに
より加熱して昇華あるいは蒸発させて発生させて、ノズ
ルを通して前記試料の所定箇所に供給する構造をしたガ
スインジェクターと、前記イオン源、イオン光学系、２
次荷電粒子検出器、ノズルおよび試料を真空内に置（た
めの真空チャンバーおよび真空ポンプからなる集束イオ
ンビーム装置において、前記リザーバあるいは前記リザ
ーバと前記ノズルの間に真空センサーを設置し、前記真
空センサーからの圧力信号を人力して前記ヒーターの出
力を（Ｗ４算する演算装置を備えて前記ヒーターの出力
を制御し、前記ノズルから流出する前記デポジションガ
スの流量制御を行なうことを特徴とする集束イオンビー
ム装置である。そして、前記真空センサーは水晶真空ゲ
ージが好適である。

また、警報器を前記演算装置あるいは前記ヒーターの電
源に接続するとよい。

また、前記リザーバに温度センサを設置して、警報器を
前記温度センサーに接続して、前記リザーバが所定の温
度以上になったら警報を発する構成とすることも有効で
ある。

［作用］ 上記手段により得られる作用を第４図および第５図を用
いて説明する。第４図は本発明によるデポジションガス
流量の経時変化を示す図で、横軸は時間、縦軸はデポジ
ションガス流量である６第４図に示したように、本発明
によるとデポジション加工時のデポジションガス流量は
、リザーバ内の化合物がなくなるまで安定に保たれる。

これは、演算装置がリザーバ内の圧力の信号を人力して
演算を行なうことにより、リザーバ内の化合物の残り量
が少ないときにはデポジションガス流量が安定するよう
にリザーバ温度を補償したことによる。第５図は、本発
明によるリザーバのヒーターパワーの経時変化を示す図
で、横軸は時間、縦軸はヒーターパワーまたはヒーター
出力信号またはリザーバの温度信号である。本発明にお
いては、リザーバ内の化合物の残り量が少なくなってく
ると、ヒーター出力やリザーバ温度が上昇するので、こ
れを警報器でモニターしてヒーター出力あるいはリザー
バ温度が所定の値以上になると警報を発することにより
、リザーバ内の化合物の再充填時期を適確に判断するこ
とができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明に係わる集束イオンビーム照射加工装置の全
体構成図である。第１図において、イオン源１、イオン
光学系２、試料３、ＸＹステージ４．２次荷電粒子検出
器５、集束イオンビーム１７、真空ポンプ１６、デポジ
ションガス６、ノズル７、ヒーター１０、リザーバ９、
化合物１１、真空チャンバ１８およびバルブ８は、従来
技術で説明したものと同等である６　１８は真空センサ
ーでリザーバ９内の圧力を測定する。１９は演算装置、
２０はヒーター電源である６演算装置１９は真空センサ
ー１８からの圧力信号を入力してリザーバ内圧力を所定
の値にするための例えばＰＩＤ制御の演算を行なってヒ
ーター１０に印加すべきヒーター出力を決定し、ヒータ
ー出力信号をヒーター電源２０に送る。ヒーター２０は
演算装置１９から送られるヒーター出力信号に従ってヒ
ーター１０（こパワーを（共井合する。ここで、リザー
バ９内の圧力は１０−３からＩＴｏｒｒ程度である。ま
たリザーバ９の加熱温度は室温から１００℃程度である
。本発明に使用する真空センサー１８は、以上の圧力範
囲を以上の温度条件で動作させ、しかも真空センサを動
作させることによってデポジションガスを変質させては
ならないことが要求される。水晶真空ゲージは、水晶振
動子の共振抵抗値が周囲気体の圧力によって変化するこ
とを利用した真空計で、上記の要求を満足するものであ
る。さて、リザーバ９内に充填された化合物１１の残り
量が少なくなると、化合物１１の昇華あるいは蒸発が少
なくなるので、リザーバ９内の圧力を一定に保つために
はヒーター１０の出力を上げて、リザーバ９の温度を上
げねばならない。２１は警報器で、演算装置１９のヒー
ター出力信号を受けとる。ヒーター出力信号が所定の値
以上になったときに警報器２１は警報を発する。

警報が発せられたら、リザーバ９内の化合物１１がなく
なったと判断して、化合物１１をリザーバ９内に再充填
する。警報器２１は、ヒーター電源２０に接続してヒー
ターパワーを受けとって、ヒーターパワーが所定の値以
上になったら警報を発するようにしたり、第６図に示し
たように、リザーバ９に温度センサ２２を設置して、温
度センサ２２のリザーバ温度信号を警報器２１が受けと
り、温度信号が所定の値以上になったときに警報を発す
るようにして化合物１１のリザーバ９内残り量を判断し
ても、警報器２１を演算装置１９に接続した場合と同等
の判断ができる。

［発明の効果］ 本発明により、リザーバ内の化合物の残り量が少なくな
ったときも、ノズルから供給されるデポジションガスの
流量が安定して、デポジション加工の品質が安定する。

また、リザーバ内の化合物を再充填する時期を、デポジ
ション加工不良を起こす前に適確に判断することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は従来装置の全体
構成図、第３図は従来技術のデポジションガス流量の経
時変化を示す図、第４図は本発明によるデポジションガ
ス流量の経時変化を示す図、第５図は本発明によるリザ
ーバのヒーターパワーの経時変化を示す図、第６図は本
発明のリザーバ部に間する他の実施例を示す図である。 ・真空センサ ・演算装置 ・ヒーク電、原 ・警報器 ・温度センサ 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　　林　　　敬　之　助１　・　・　・ ２　・　・　・ ３　・　・　・ ５　・　・　・ ７　・　　　・ ９　・　・　・ １０・・・ イオン源 イオン光学系 試料 ２次荷電粒子検出器 ノズル ノザーバ ヒータ 従来才支ルｎ“のテ゛かジン、ンｎ゛ス；Ｌ＋の軽時支
イこΣ示オ図８３　　図 本光１ｌＩｌによるデポジション〃′スｊ克量の経時変
化Σ示オ図第　４　図 本全日月にＪるリコーバのヒーターノでツーの経ｖｒ斐
イこΣホ丁ノ第　５　図 凌来装置０全体勧肥 第　２　図 不光明の大流イ列２示１″図 第　６　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンを発生するイオン源と、前記イオンを前記
   試料上で集束・走査させるイオン光学系と、前記試料に
   前記集束イオンビームを照射することによって発生する
   ２次荷電粒子を検出する２次荷電粒子検出器と、デポジ
   ション加工を施すときに使用するデポジションガスを、
   リザーバ内に充填された化合物をヒーターにより加熱し
   て昇華あるいは蒸発させて発生させて、ノズルを通して
   前記試料の所定箇所に供給する構造をしたガスインジェ
   クターと、前記イオン源、イオン光学系、２次荷電粒子
   検出器、ノズルおよび試料を真空内に置くための真空チ
   ャンバーおよび真空ポンプからなる集束イオンビーム装
   置において、前記リザーバあるいは前記リザーバと前記
   ノズルの間に真空センサーを設置し、前記真空センサー
   からの圧力信号を入力して前記ヒーターの出力を演算す
   る演算装置を備えて前記ヒーターの出力を制御し、前記
   ノズルから流出する前記デポジションガスの流量制御を
   行なうことを特徴とする集束イオンビーム装置。
2. （２）前記真空センサーが水晶真空ゲージであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の集束イオンビー
   ム装置。
3. （３）警報器を前記演算装置あるいは前記ヒーターの電
   源に接続し、前記ヒーターの出力が所定の値以上になっ
   たら警報を発する構成にしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の集束イオンビーム装置。
4. （４）前記リザーバに温度センサーを設置して、警報器
   を前記温度センサーに接続して、前記リザーバが所定の
   温度以上になったら警報を発する構成にしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の集束イオンビーム装
   置。