JPH0582480A - エネルギービーム局所処理方法およびその装置 - Google Patents
エネルギービーム局所処理方法およびその装置Info
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- JPH0582480A JPH0582480A JP24175791A JP24175791A JPH0582480A JP H0582480 A JPH0582480 A JP H0582480A JP 24175791 A JP24175791 A JP 24175791A JP 24175791 A JP24175791 A JP 24175791A JP H0582480 A JPH0582480 A JP H0582480A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
- H01J37/3056—Electron-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 or trimming of electrical components
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Abstract
(57)【要約】
【目的】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の装置とを実現することにあ
る。 【構成】例えば、ＬＳＩのＳiＯ2保護膜３の下のＡｌ配
線層４を、ビーム局所エッチングにより加工する際に、
イオンビーム１の照射と同時に供給するエッチングガス
として、Ｃｌ2とＳiＣｌ4の混合ガスを用いる。Ｃｌ2混
合比20％の時には特定量のサイドエッチングを意図的に
発生でき、Ｃｌ2混合比３％の時には逆にサイドエッチ
ングを防止することができる。イオンビーム１に代えて
電子ビームやレーザ光を用いてもよい。 【効果】本発明によれば、自発反応の生じるエッチング
ガスと他の処理ガスの混合比を制御して供給し、エネル
ギービーム局所エッチングを行うことができ、簡便かつ
確実にビーム局所エッチング反応性を制御できる効果が
ある。
ービーム局所処理方法とその装置とを実現することにあ
る。 【構成】例えば、ＬＳＩのＳiＯ2保護膜３の下のＡｌ配
線層４を、ビーム局所エッチングにより加工する際に、
イオンビーム１の照射と同時に供給するエッチングガス
として、Ｃｌ2とＳiＣｌ4の混合ガスを用いる。Ｃｌ2混
合比20％の時には特定量のサイドエッチングを意図的に
発生でき、Ｃｌ2混合比３％の時には逆にサイドエッチ
ングを防止することができる。イオンビーム１に代えて
電子ビームやレーザ光を用いてもよい。 【効果】本発明によれば、自発反応の生じるエッチング
ガスと他の処理ガスの混合比を制御して供給し、エネル
ギービーム局所エッチングを行うことができ、簡便かつ
確実にビーム局所エッチング反応性を制御できる効果が
ある。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００１１】次に被加工材質Ａｌに対して、処理ガスと
してＣｌ2とＳi(ＯＣ2Ｈ5)4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
(ＯＣ2Ｈ5)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。
してＣｌ2とＳi(ＯＣ2Ｈ5)4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
(ＯＣ2Ｈ5)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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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(ＯＣ2Ｈ5)4を用いたもの
である。
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(ＯＣ2Ｈ5)4を用いたもの
である。
【００１９】本実施例により自発エッチングガスＣｌ2
とＣＶＤガスＳi(ＯＣ2Ｈ5)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。
とＣＶＤガスＳi(ＯＣ2Ｈ5)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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の実施例１の原理説明図。
【図２】本発明の達成手段の作用を示す説明図。
【図３】同じく本発明の達成手段の作用を示す説明図。
【図４】実施例１の装置の構成図。
【図５】実施例１の加工法方の一例を示す説明図。
【図６】実施例３の装置の構成図。
【図７】実施例３の加工法方の一例を示す説明図。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 21/302 Ｆ 7353−4Ｍ
Claims (6)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24175791A JP2881053B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | エネルギービーム局所処理方法およびその装置 |
| US08/273,780 US5683547A (en) | 1990-11-21 | 1994-07-12 | Processing method and apparatus using focused energy beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24175791A JP2881053B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | エネルギービーム局所処理方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582480A true JPH0582480A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2881053B2 JP2881053B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=17079081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24175791A Expired - Fee Related JP2881053B2 (ja) | 1990-11-21 | 1991-09-20 | エネルギービーム局所処理方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881053B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997024768A1 (en) * | 1995-12-29 | 1997-07-10 | Pacific Solar Pty. Limited | Improved laser grooving and doping method |
| JP2002141266A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Seiko Instruments Inc | 垂直エッジのサブミクロン貫通孔を形成する方法とそのような貫通孔が形成された薄膜試料 |
| US7270724B2 (en) * | 2000-12-13 | 2007-09-18 | Uvtech Systems, Inc. | Scanning plasma reactor |
| KR20160034491A (ko) * | 2014-09-19 | 2016-03-30 | 삼성전자주식회사 | 반도체 검사 장비 및 이를 이용한 반도체 소자의 검사 방법 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP24175791A patent/JP2881053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997024768A1 (en) * | 1995-12-29 | 1997-07-10 | Pacific Solar Pty. Limited | Improved laser grooving and doping method |
| JP2002141266A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Seiko Instruments Inc | 垂直エッジのサブミクロン貫通孔を形成する方法とそのような貫通孔が形成された薄膜試料 |
| US7270724B2 (en) * | 2000-12-13 | 2007-09-18 | Uvtech Systems, Inc. | Scanning plasma reactor |
| KR20160034491A (ko) * | 2014-09-19 | 2016-03-30 | 삼성전자주식회사 | 반도체 검사 장비 및 이를 이용한 반도체 소자의 검사 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2881053B2 (ja) | 1999-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |