JPH09205079A - 荷電ビーム処理によるパターン形成方法及び荷電ビーム処理装置 - Google Patents
荷電ビーム処理によるパターン形成方法及び荷電ビーム処理装置Info
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- JPH09205079A JPH09205079A JP8011340A JP1134096A JPH09205079A JP H09205079 A JPH09205079 A JP H09205079A JP 8011340 A JP8011340 A JP 8011340A JP 1134096 A JP1134096 A JP 1134096A JP H09205079 A JPH09205079 A JP H09205079A
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- 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
- H01J37/02—Details
- H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
Abstract
(57)【要約】
【課題】パターン形成後に大気中に試料を取り出しても
試料表面に吸着した反応性ガスによる試料の腐食を効果
的に防止できる改良された荷電ビーム処理によるパター
ン形成方法と荷電ビーム処理装置とを実現する。 【解決手段】イオンビーム光学系を備えたイオンビーム
チャンバ６と、反応性ガスを試料８に吹き付けるガスノ
ズル１３を備えたメインチャンバ１８と、メインチャン
バ１８にゲートバルブ２０を介して設けられたロードロ
ックチャンバ２８とを少なくとも有している荷電ビーム
処理装置であって、ロードロックチャンバ２８は、不活
性ガスを導入してプラズマ処理によりスパッタエッチン
グできる機能を有しており、メインチャンバ１８で反応
性ガスと荷電ビームの照射とにより反応性処理を行って
パターンを形成してから、試料をロードロックチャンバ
１８に移し、プラズマ処理してパターン形成時に試料８
に吸着した反応性ガスを脱離させる。
試料表面に吸着した反応性ガスによる試料の腐食を効果
的に防止できる改良された荷電ビーム処理によるパター
ン形成方法と荷電ビーム処理装置とを実現する。 【解決手段】イオンビーム光学系を備えたイオンビーム
チャンバ６と、反応性ガスを試料８に吹き付けるガスノ
ズル１３を備えたメインチャンバ１８と、メインチャン
バ１８にゲートバルブ２０を介して設けられたロードロ
ックチャンバ２８とを少なくとも有している荷電ビーム
処理装置であって、ロードロックチャンバ２８は、不活
性ガスを導入してプラズマ処理によりスパッタエッチン
グできる機能を有しており、メインチャンバ１８で反応
性ガスと荷電ビームの照射とにより反応性処理を行って
パターンを形成してから、試料をロードロックチャンバ
１８に移し、プラズマ処理してパターン形成時に試料８
に吸着した反応性ガスを脱離させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電ビーム処理に
よるパターン形成方法及び荷電ビーム処理装置に係り、
特に荷電ビームと反応性ガスとを用いて試料に微細加工
を施すに際して、反応性ガスによる試料の腐食を防止す
るのに好適な荷電ビーム処理によるパターン形成方法及
び荷電ビーム処理装置の改良に関する。
よるパターン形成方法及び荷電ビーム処理装置に係り、
特に荷電ビームと反応性ガスとを用いて試料に微細加工
を施すに際して、反応性ガスによる試料の腐食を防止す
るのに好適な荷電ビーム処理によるパターン形成方法及
び荷電ビーム処理装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】集束イオンビームや電子ビーム等の荷電
ビームは、微細に集束することができ、荷電ビームのエ
ネルギーを用いて、ＬＳＩ等の半導体装置の配線の修正
や不良解析等の微細加工を行うことができる。しかし、
荷電ビームによる微細加工では、荷電ビームの衝突によ
り試料原子を叩きだすスパッタ加工であるため、加工速
度が遅いことや、被加工物である試料の材質に対して選
択性が小さく、異なる材質の層が重なって積層構造を形
成している場合、所望の層で加工を停止することが難し
い等の問題があった。
ビームは、微細に集束することができ、荷電ビームのエ
ネルギーを用いて、ＬＳＩ等の半導体装置の配線の修正
や不良解析等の微細加工を行うことができる。しかし、
荷電ビームによる微細加工では、荷電ビームの衝突によ
り試料原子を叩きだすスパッタ加工であるため、加工速
度が遅いことや、被加工物である試料の材質に対して選
択性が小さく、異なる材質の層が重なって積層構造を形
成している場合、所望の層で加工を停止することが難し
い等の問題があった。
【０００３】これに対し、近年反応性ガスと集束イオン
ビームや電子ビーム等の荷電ビームとを組み合わせた加
工技術が盛んに研究されている。この加工技術では、荷
電ビームの与えるエネルギーによって反応性ガスを活性
化して、化学反応を誘起させることから、試料を高速に
エッチングでき、また、試料の材質に最適な反応性ガス
（試料の材質と反応性が高いガス）を選ぶことにより、
所望の材質の層で加工を停止させることができる。
ビームや電子ビーム等の荷電ビームとを組み合わせた加
工技術が盛んに研究されている。この加工技術では、荷
電ビームの与えるエネルギーによって反応性ガスを活性
化して、化学反応を誘起させることから、試料を高速に
エッチングでき、また、試料の材質に最適な反応性ガス
（試料の材質と反応性が高いガス）を選ぶことにより、
所望の材質の層で加工を停止させることができる。
【０００４】なお、この種の加工装置に関連する技術と
しては、例えば特開平１−１６９８６０号公報が挙げら
れる。
しては、例えば特開平１−１６９８６０号公報が挙げら
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】反応性ガスと荷電ビー
ムとを組み合わせたパターン形成（加工）方法では、高
速に加工が行えるものの、反応性ガスの中には金属に対
して非常に腐食性の高いものがある。例えば、反応性ガ
スとして塩素ガス（Ｃｌ2）を用い、試料の被加工材質
がアルミ（Ａｌ）である場合、加工が終了し、Ｃｌ2の
供給を停止しても試料表面にはＣｌ2ガスが吸着してい
る。そして、そのまま試料を大気中に取り出した時に
は、大気中の水分とＣｌ2が反応して、試料の材質であ
るＡｌを腐食させてしまい、加工跡にダメージが入って
しまう。
ムとを組み合わせたパターン形成（加工）方法では、高
速に加工が行えるものの、反応性ガスの中には金属に対
して非常に腐食性の高いものがある。例えば、反応性ガ
スとして塩素ガス（Ｃｌ2）を用い、試料の被加工材質
がアルミ（Ａｌ）である場合、加工が終了し、Ｃｌ2の
供給を停止しても試料表面にはＣｌ2ガスが吸着してい
る。そして、そのまま試料を大気中に取り出した時に
は、大気中の水分とＣｌ2が反応して、試料の材質であ
るＡｌを腐食させてしまい、加工跡にダメージが入って
しまう。
【０００６】このように従来技術においては試料に吸着
した反応性ガスの処理については何等考慮されていなか
った。
した反応性ガスの処理については何等考慮されていなか
った。
【０００７】したがって、本発明の目的は、上記従来技
術の問題点を解消することにあり、大気中に試料を取り
出しても、試料表面に吸着した反応性ガスによる試料の
腐食を防止することのできる、改良された荷電ビーム処
理によるパターン形成方法及び荷電ビーム処理装置を提
供することにある。
術の問題点を解消することにあり、大気中に試料を取り
出しても、試料表面に吸着した反応性ガスによる試料の
腐食を防止することのできる、改良された荷電ビーム処
理によるパターン形成方法及び荷電ビーム処理装置を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、反応性ガ
スと荷電ビームとを組み合わせた反応性処理により、試
料の被処理層をエッチングして所望のパターンを形成し
た後、試料を大気中に取り出す前に試料表面を不活性ガ
スプラズマで処理するか、もしくは試料をヒータもし
くはランプ等の加熱装置により加熱処理するかのいずれ
かの方法；あるいは反応性処理を行う前に予め試料表
面にカーボン膜を形成してから、上記反応性処理により
パターンを形成した後に、表面に残ったカーボン膜を酸
素プラズマアッシングにより除去する方法；さらには、
反応性ガスの存在下で酸素ガスを試料表面に吹き付け
ながら、荷電ビームを照射してパターンを形成するか、
もしくは、酸素ビームを照射しながら荷電ビームを照
射してパターンを形成する方法等により達成される。
スと荷電ビームとを組み合わせた反応性処理により、試
料の被処理層をエッチングして所望のパターンを形成し
た後、試料を大気中に取り出す前に試料表面を不活性ガ
スプラズマで処理するか、もしくは試料をヒータもし
くはランプ等の加熱装置により加熱処理するかのいずれ
かの方法；あるいは反応性処理を行う前に予め試料表
面にカーボン膜を形成してから、上記反応性処理により
パターンを形成した後に、表面に残ったカーボン膜を酸
素プラズマアッシングにより除去する方法；さらには、
反応性ガスの存在下で酸素ガスを試料表面に吹き付け
ながら、荷電ビームを照射してパターンを形成するか、
もしくは、酸素ビームを照射しながら荷電ビームを照
射してパターンを形成する方法等により達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記の場合、試料を大気中に取
り出す前に不活性ガスプラズマで処理する方法として
は、例えばＡｒ、Ｎ2ガス等の不活性ガスをガス流量１
０ｓｃｃｍ、処理室圧力１３３Ｐａ、１３．５６ＭＨｚ
の高周波を電力２００Ｗでプラズマを発生させ、３〜５
ｍｉｎ間プラズマ処理を行なうといった方法で試料表面
を軽くプラズマ処理する方法が用いられる。プラズマ発
生手段としては、高周波放電、もしくはマイクロ波放電
を利用したものが用いられる。
り出す前に不活性ガスプラズマで処理する方法として
は、例えばＡｒ、Ｎ2ガス等の不活性ガスをガス流量１
０ｓｃｃｍ、処理室圧力１３３Ｐａ、１３．５６ＭＨｚ
の高周波を電力２００Ｗでプラズマを発生させ、３〜５
ｍｉｎ間プラズマ処理を行なうといった方法で試料表面
を軽くプラズマ処理する方法が用いられる。プラズマ発
生手段としては、高周波放電、もしくはマイクロ波放電
を利用したものが用いられる。
【００１０】試料を大気中に取り出す前に不活性ガスプ
ラズマで処理するこの方法では、プラズマに試料が曝さ
れることにより下記の反応が生じる。
ラズマで処理するこの方法では、プラズマに試料が曝さ
れることにより下記の反応が生じる。
【００１１】（１）試料の加熱による吸着していた反応
性ガスの昇華 （２）プラズマの衝撃による反応性ガスの脱離 （３）試料の材質の酸化による反応性ガスへの耐性向上 これらの反応により試料表面に吸着していた反応性ガス
が無くなり、大気中に試料を取り出しても腐食の問題は
発生しない。
性ガスの昇華 （２）プラズマの衝撃による反応性ガスの脱離 （３）試料の材質の酸化による反応性ガスへの耐性向上 これらの反応により試料表面に吸着していた反応性ガス
が無くなり、大気中に試料を取り出しても腐食の問題は
発生しない。
【００１２】また、上記の試料を加熱する方法でも、
試料表面に吸着している反応性ガスが昇華する温度まで
加熱することにより、腐食の問題が無くなる。加熱手段
としては、処理雰囲気中を例えば１〜５×１０-4Ｐａ程
度の真空度に保持した状態でヒータ等の加熱手段により
試料を加熱して行ない、試料表面に吸着していた例えば
Ｃｌ2のごとき反応性ガスを除去する。加熱温度として
は、例えば１５０〜２５０℃が実用的で好ましい。な
お、真空状態で加熱する代わりに例えばＮ2等の不活性
ガス雰囲気中で加熱しても同様の効果を得ることができ
る。
試料表面に吸着している反応性ガスが昇華する温度まで
加熱することにより、腐食の問題が無くなる。加熱手段
としては、処理雰囲気中を例えば１〜５×１０-4Ｐａ程
度の真空度に保持した状態でヒータ等の加熱手段により
試料を加熱して行ない、試料表面に吸着していた例えば
Ｃｌ2のごとき反応性ガスを除去する。加熱温度として
は、例えば１５０〜２５０℃が実用的で好ましい。な
お、真空状態で加熱する代わりに例えばＮ2等の不活性
ガス雰囲気中で加熱しても同様の効果を得ることができ
る。
【００１３】のカーボン膜を形成しておく方法では、
反応性ガスはカーボン膜上に吸着しているため、荷電ビ
ームの照射部以外では試料の材質と反応性ガスが反応す
ることはなく、また、反応性処理後にカーボン膜を酸素
プラズマアッシングで除去することにより反応性ガスを
確実に除去できる。カーボン膜はパターン形成中に、パ
ターン形成領域以外の試料表面を覆っていればよく、実
用的な膜厚は数１００Å程度であり、必要最小限の膜厚
とすることが望ましい。
反応性ガスはカーボン膜上に吸着しているため、荷電ビ
ームの照射部以外では試料の材質と反応性ガスが反応す
ることはなく、また、反応性処理後にカーボン膜を酸素
プラズマアッシングで除去することにより反応性ガスを
確実に除去できる。カーボン膜はパターン形成中に、パ
ターン形成領域以外の試料表面を覆っていればよく、実
用的な膜厚は数１００Å程度であり、必要最小限の膜厚
とすることが望ましい。
【００１４】また、カーボン膜の形成は、スパッタリン
グで形成することもできるが、パターン形成装置の構成
上の理由からプラズマＣＶＤで成膜することが実用的で
好ましい。パターン形成後に残存しているカーボン膜は
使用目的により、そのまま残すこともできるが、上記の
ように通常は酸素ガスを導入して酸素プラズマを発生さ
せカーボンを燃焼させることにより、ガス化して除去す
る（酸素プラズマアッシング）ことが望ましく、吸着し
た反応性ガスはカーボンと共に除去される。
グで形成することもできるが、パターン形成装置の構成
上の理由からプラズマＣＶＤで成膜することが実用的で
好ましい。パターン形成後に残存しているカーボン膜は
使用目的により、そのまま残すこともできるが、上記の
ように通常は酸素ガスを導入して酸素プラズマを発生さ
せカーボンを燃焼させることにより、ガス化して除去す
る（酸素プラズマアッシング）ことが望ましく、吸着し
た反応性ガスはカーボンと共に除去される。
【００１５】の酸素ガスを試料表面に吹き付けながら
荷電ビームを照射する方法との酸素ビームを照射する
方法では、酸素ガスと荷電ビームとの反応により試料表
面が酸化されると共に吸着していた反応性ガスが荷電ビ
ームの衝撃で脱離することにより、試料を大気中に取り
出したときの腐食の問題が無くなる。
荷電ビームを照射する方法との酸素ビームを照射する
方法では、酸素ガスと荷電ビームとの反応により試料表
面が酸化されると共に吸着していた反応性ガスが荷電ビ
ームの衝撃で脱離することにより、試料を大気中に取り
出したときの腐食の問題が無くなる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。 〈実施例１〉図１は、本発明の第１の実施例となる荷電
ビーム処理装置の一部断面概略図であり、装置構成の説
明と共にこれを用いたパターン形成方法の具体例につい
て以下、順次説明する。
する。 〈実施例１〉図１は、本発明の第１の実施例となる荷電
ビーム処理装置の一部断面概略図であり、装置構成の説
明と共にこれを用いたパターン形成方法の具体例につい
て以下、順次説明する。
【００１７】（１）荷電ビーム処理装置の構成例 荷電ビームはイオンビームでも電子ビーム等でもほぼ同
様に処理が行えるが、ここでは代表例として集束イオン
ビームを用いた例を示す。
様に処理が行えるが、ここでは代表例として集束イオン
ビームを用いた例を示す。
【００１８】先ず、装置構成について説明すると、図１
に示すように、イオンビームチャンバ６内には、イオン
源１（この例ではＧａを使用）とイオン源１から引き出
されたイオンビーム２を集束するためのレンズ３と４お
よびイオンビーム２を偏向するためのデフレクタ５とか
らなるイオンビーム光学系があり、これらは図示しない
電源及びコントローラにより制御されている。
に示すように、イオンビームチャンバ６内には、イオン
源１（この例ではＧａを使用）とイオン源１から引き出
されたイオンビーム２を集束するためのレンズ３と４お
よびイオンビーム２を偏向するためのデフレクタ５とか
らなるイオンビーム光学系があり、これらは図示しない
電源及びコントローラにより制御されている。
【００１９】また、イオンビームチャンバ６は排気管７
を介して図示しない排気装置により真空に排気される。
また、このイオンビームチャンバ６の底部にはイオンビ
ーム２を通過させ、なおかつ反応性ガスがイオンビーム
チャンバ６内に流れ込むのを極力少なくさせるためのス
ルーホールが設けられている。
を介して図示しない排気装置により真空に排気される。
また、このイオンビームチャンバ６の底部にはイオンビ
ーム２を通過させ、なおかつ反応性ガスがイオンビーム
チャンバ６内に流れ込むのを極力少なくさせるためのス
ルーホールが設けられている。
【００２０】イオンビームチャンバ６の底部に接続され
たメインチャンバ１８内には、エッチングによりパター
ンを形成するための被加工物である試料８を搭載するホ
ルダ９、ステージ１０（Ｘ−Ｙ直交移動可能）、反応性
ガスを試料８上に吹き付けるためのガスノズル１３、イ
オンビーム２の照射により試料８から出てくる２次粒子
を検出するものとして例えばフォトマル１１とシンチレ
ータ１２を組み合わせた２次粒子検出器がある。また、
メインチャンバ１８は、排気管１９を介して図示しない
排気装置により真空に排気される構成となっている。
たメインチャンバ１８内には、エッチングによりパター
ンを形成するための被加工物である試料８を搭載するホ
ルダ９、ステージ１０（Ｘ−Ｙ直交移動可能）、反応性
ガスを試料８上に吹き付けるためのガスノズル１３、イ
オンビーム２の照射により試料８から出てくる２次粒子
を検出するものとして例えばフォトマル１１とシンチレ
ータ１２を組み合わせた２次粒子検出器がある。また、
メインチャンバ１８は、排気管１９を介して図示しない
排気装置により真空に排気される構成となっている。
【００２１】フォトマル１１とシンチレータ１２からな
る２次粒子検出器により検出・増幅された信号は図示し
ない増幅器・信号処理回路によりイオンビーム２の偏向
信号と同期されて試料８表面の２次粒子像が得られ、加
工面の観察が行える。
る２次粒子検出器により検出・増幅された信号は図示し
ない増幅器・信号処理回路によりイオンビーム２の偏向
信号と同期されて試料８表面の２次粒子像が得られ、加
工面の観察が行える。
【００２２】また、ガスノズル１３にはバルブ１４、１
６、流量調整器１５を介して反応性ガスが入ったボンベ
１７がつながっている。
６、流量調整器１５を介して反応性ガスが入ったボンベ
１７がつながっている。
【００２３】ロードロックチャンバ２８は、ゲートバル
ブ２０を介してメインチャンバ１８と接続され、図示し
ない搬送系によりホルダ９をロードロックチャンバ２８
内に導入できるようになっている。また、ロードロック
チャンバ２８内にはホルダ９を搭載し、高周波電源２２
から高周波を印加するための下部電極２１と対向する面
に設けたアースに接続された上部電極２３があり、バル
ブ２４、２６及び流量調整器２５を介して不活性ガスボ
ンベ２７から所定の不活性ガスが導入できる構成となっ
ている。このようにロードロックチャンバ２８は、不活
性ガスによるプラズマ処理室を構成する。
ブ２０を介してメインチャンバ１８と接続され、図示し
ない搬送系によりホルダ９をロードロックチャンバ２８
内に導入できるようになっている。また、ロードロック
チャンバ２８内にはホルダ９を搭載し、高周波電源２２
から高周波を印加するための下部電極２１と対向する面
に設けたアースに接続された上部電極２３があり、バル
ブ２４、２６及び流量調整器２５を介して不活性ガスボ
ンベ２７から所定の不活性ガスが導入できる構成となっ
ている。このようにロードロックチャンバ２８は、不活
性ガスによるプラズマ処理室を構成する。
【００２４】（２）荷電ビーム処理装置によるパターン
形成方法の例 次に図１に示した荷電ビーム処理装置を用いた荷電ビー
ム処理によるパターン形成方法の例について以下、具体
的に説明する。試料８としてシリコンウェハ上に予めＡ
ｌ薄膜が形成されたものを準備し、反応性ガスとしてＣ
ｌ2、不活性ガスとしてＡｒガスを用いて荷電ビーム処
理によってこのＡｌ薄膜に所定のパターンを形成する例
について説明する。
形成方法の例 次に図１に示した荷電ビーム処理装置を用いた荷電ビー
ム処理によるパターン形成方法の例について以下、具体
的に説明する。試料８としてシリコンウェハ上に予めＡ
ｌ薄膜が形成されたものを準備し、反応性ガスとしてＣ
ｌ2、不活性ガスとしてＡｒガスを用いて荷電ビーム処
理によってこのＡｌ薄膜に所定のパターンを形成する例
について説明する。
【００２５】先ず、試料８が設置されたホルダ９をロー
ドロックチャンバ２８内に入れ、図示しない排気装置に
より真空に排気し、任意の真空度に到達後ゲートバルブ
２０を介してメインチャンバ１８内のステージ１０上に
搬送する。試料８をステージ１０によりイオンビーム２
の光軸まで移動し、イオン源１からイオンビーム２を引
き出し、レンズ３、４により集束し、デフレクタ５によ
り偏向・走査して試料８上に照射する。
ドロックチャンバ２８内に入れ、図示しない排気装置に
より真空に排気し、任意の真空度に到達後ゲートバルブ
２０を介してメインチャンバ１８内のステージ１０上に
搬送する。試料８をステージ１０によりイオンビーム２
の光軸まで移動し、イオン源１からイオンビーム２を引
き出し、レンズ３、４により集束し、デフレクタ５によ
り偏向・走査して試料８上に照射する。
【００２６】加工位置及び加工領域はイオンビーム２の
照射により試料８表面からでてくる２次電子をフォトマ
ル１１、シンチレータ１２の２次粒子検出器により検出
・増幅して表面の観察をし設定する。しかる後、バルブ
１４、１６を開け、ボンベ１７から反応性ガスとしてＣ
ｌ2ガスを流量調整器１５により任意の流量に制御して
ガスノズル１３より試料８上に吹き付ける。
照射により試料８表面からでてくる２次電子をフォトマ
ル１１、シンチレータ１２の２次粒子検出器により検出
・増幅して表面の観察をし設定する。しかる後、バルブ
１４、１６を開け、ボンベ１７から反応性ガスとしてＣ
ｌ2ガスを流量調整器１５により任意の流量に制御して
ガスノズル１３より試料８上に吹き付ける。
【００２７】ガスノズル１３からＣｌ2ガスを吹き付け
ながら、イオンビーム２を前記で設定した領域を走査し
て試料８の任意の場所の反応性処理を行いパターンを形
成する。所望の反応性処理が終了した後、イオンビーム
２の照射を止め、バルブ１４、１６を閉じＣｌ2ガスの
供給を停止する。
ながら、イオンビーム２を前記で設定した領域を走査し
て試料８の任意の場所の反応性処理を行いパターンを形
成する。所望の反応性処理が終了した後、イオンビーム
２の照射を止め、バルブ１４、１６を閉じＣｌ2ガスの
供給を停止する。
【００２８】その後、ゲートバルブ２０を介してホルダ
９をロードロックチャンバ２８内の下部電極２１上に搬
送する。そしてゲートバルブ２０を閉じ、メインチャン
バ１８と隔離した後、バルブ２４、２６を開けて、流量
調整器２５により不活性ガスとしてＡｒガス流量が数１
０ｓｃｃｍになるように制御してボンベ２７からＡｒガ
スをロードロックチャンバ２８内に供給する。
９をロードロックチャンバ２８内の下部電極２１上に搬
送する。そしてゲートバルブ２０を閉じ、メインチャン
バ１８と隔離した後、バルブ２４、２６を開けて、流量
調整器２５により不活性ガスとしてＡｒガス流量が数１
０ｓｃｃｍになるように制御してボンベ２７からＡｒガ
スをロードロックチャンバ２８内に供給する。
【００２９】Ａｒガスの流量が安定し、ロードロックチ
ャンバ２８内の圧力が安定した時点で、高周波電源２２
から高周波を下部電極２１に印加する。これによりホル
ダ９と上部電極２３の間にＡｒガスプラズマが発生し、
Ａｒ+イオンが試料８表面をスパッタリングする。これ
により、試料８表面に吸着していたＣｌ2ガスがＡｒ+イ
オンの衝撃により脱離する。
ャンバ２８内の圧力が安定した時点で、高周波電源２２
から高周波を下部電極２１に印加する。これによりホル
ダ９と上部電極２３の間にＡｒガスプラズマが発生し、
Ａｒ+イオンが試料８表面をスパッタリングする。これ
により、試料８表面に吸着していたＣｌ2ガスがＡｒ+イ
オンの衝撃により脱離する。
【００３０】また、試料８がプラズマに曝されることに
より加熱され、その熱でもＣｌ2ガスの脱離が促進され
る。しかる後、高周波電源２２をＯＦＦし、プラズマを
止め、バルブ２４、２６を閉じてＡｒガスの供給を停止
する。そしてロードロックチャンバ２８をリークして試
料８を大気中に取り出しても大気中の水分とＣｌ2ガス
が反応することはなく、試料８が腐食することを防止で
きる。
より加熱され、その熱でもＣｌ2ガスの脱離が促進され
る。しかる後、高周波電源２２をＯＦＦし、プラズマを
止め、バルブ２４、２６を閉じてＡｒガスの供給を停止
する。そしてロードロックチャンバ２８をリークして試
料８を大気中に取り出しても大気中の水分とＣｌ2ガス
が反応することはなく、試料８が腐食することを防止で
きる。
【００３１】なお、プラズマを発生させる手段としてこ
の例では高周波電源を用いたが、その他例えばマイクロ
波を用いた放電手段でも同様の効果が得られる。
の例では高周波電源を用いたが、その他例えばマイクロ
波を用いた放電手段でも同様の効果が得られる。
【００３２】また、この実施例では反応性ガスとしてＣ
ｌ2を用いたが、Ｂｒ2、Ｉ2、Ｆ2等のハロゲン化物ガス
の金属に対して腐食性のあるガスでも同様であり、不活
性ガスとしては窒素ガスなどでも同様の効果が得られ
る。また、酸素ガスを用いたプラズマ処理でも同様の効
果が得られる。
ｌ2を用いたが、Ｂｒ2、Ｉ2、Ｆ2等のハロゲン化物ガス
の金属に対して腐食性のあるガスでも同様であり、不活
性ガスとしては窒素ガスなどでも同様の効果が得られ
る。また、酸素ガスを用いたプラズマ処理でも同様の効
果が得られる。
【００３３】更に本実施例においては、最初試料８をメ
インチャンバ１８内に導入する前に、ロードロックチャ
ンバ２８内に導入してＡｒガスプラズマのスパッタエッ
チングにより試料表面のクリーニング処理を行うと共に
吸着している水分等を除去する。しかる後、試料８をメ
インチャンバ１８内に導入し、パターン形成のための反
応性処理を行う。このようにすることで試料に反応性処
理を施す時には、既に試料表面が清浄化されて水分等の
不純物が除去されているため、反応性ガスを試料８表面
に吹き付けている最中に水分と反応性ガスが反応して腐
食が生じることを防止できる。
インチャンバ１８内に導入する前に、ロードロックチャ
ンバ２８内に導入してＡｒガスプラズマのスパッタエッ
チングにより試料表面のクリーニング処理を行うと共に
吸着している水分等を除去する。しかる後、試料８をメ
インチャンバ１８内に導入し、パターン形成のための反
応性処理を行う。このようにすることで試料に反応性処
理を施す時には、既に試料表面が清浄化されて水分等の
不純物が除去されているため、反応性ガスを試料８表面
に吹き付けている最中に水分と反応性ガスが反応して腐
食が生じることを防止できる。
【００３４】〈実施例２〉図２は、本発明の第２の実施
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
【００３５】（１）荷電ビーム処理装置の構成例 先ず、装置構成について説明すると、図２に示すよう
に、この装置の構成はロードロックチャンバ２８の構成
が異なるだけで、その他の構成は図１の実施例１の場合
と同様である。すなわち、ロードロックチャンバ２８内
にはホルダ９を設置するためのホルダ受け２９があり、
ホルダ受け２９にはヒータ３０が組み込まれ、ヒータ電
源３１に接続されている。そしてヒータ電源３１から電
圧をヒータ３０に印加し、ホルダ９上の試料８を加熱で
きる構成となっている。
に、この装置の構成はロードロックチャンバ２８の構成
が異なるだけで、その他の構成は図１の実施例１の場合
と同様である。すなわち、ロードロックチャンバ２８内
にはホルダ９を設置するためのホルダ受け２９があり、
ホルダ受け２９にはヒータ３０が組み込まれ、ヒータ電
源３１に接続されている。そしてヒータ電源３１から電
圧をヒータ３０に印加し、ホルダ９上の試料８を加熱で
きる構成となっている。
【００３６】（２）荷電ビーム処理装置によるパターン
形成方法の例 実施例１の場合と同様に試料８をメインチャンバ１８内
に導入し、ボンベ１７から反応性ガスとしてＣｌ2ガス
を吹き付けながら、イオンビーム２を任意の場所・領域
に照射して所望の反応性処理を行いパターン形成をす
る。その後、ホルダ９をゲートバルブ２０を介して、ロ
ードロックチャンバ２８内に導入しホルダ受け２９上に
設置する。
形成方法の例 実施例１の場合と同様に試料８をメインチャンバ１８内
に導入し、ボンベ１７から反応性ガスとしてＣｌ2ガス
を吹き付けながら、イオンビーム２を任意の場所・領域
に照射して所望の反応性処理を行いパターン形成をす
る。その後、ホルダ９をゲートバルブ２０を介して、ロ
ードロックチャンバ２８内に導入しホルダ受け２９上に
設置する。
【００３７】ロードロックチャンバ２８内は図示しない
排気装置により１×１０-4Ｐa程度の真空度に保持され
た後、ヒータ電源３１をＯＮしてヒータ３０により例え
ば１５０〜２５０℃といった任意の温度まで試料８を加
熱する。試料８が加熱されることにより表面に吸着して
いたＣｌ2ガスが昇華し、試料８を大気中に取り出して
も大気中の水分とＣｌ2ガスが反応することはなく、試
料８が腐食することを防止できる。
排気装置により１×１０-4Ｐa程度の真空度に保持され
た後、ヒータ電源３１をＯＮしてヒータ３０により例え
ば１５０〜２５０℃といった任意の温度まで試料８を加
熱する。試料８が加熱されることにより表面に吸着して
いたＣｌ2ガスが昇華し、試料８を大気中に取り出して
も大気中の水分とＣｌ2ガスが反応することはなく、試
料８が腐食することを防止できる。
【００３８】なお、本実施例では試料を加熱する雰囲気
として真空中としたが、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気中で
行っても同様の効果が得られる。
として真空中としたが、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気中で
行っても同様の効果が得られる。
【００３９】〈実施例３〉図３は、本発明の第３の実施
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
【００４０】（１）荷電ビーム処理装置の構成例 先ず、装置構成について説明すると、図３に示すよう
に、この装置の構成はロードロックチャンバ２８の構成
が異なるだけで、その他の構成は図１の実施例１の場合
と同様である。すなわち、ロードロックチャンバ２８内
にはホルダ９を設置するためのホルダ受け３２があり、
ホルダ受け３２の上部には石英窓３３が設けられてお
り、その石英窓３３を介して試料８を加熱する水銀ラン
プ３４がある。この例では実施例２のヒータ加熱の代わ
りにランプ加熱としたものである。
に、この装置の構成はロードロックチャンバ２８の構成
が異なるだけで、その他の構成は図１の実施例１の場合
と同様である。すなわち、ロードロックチャンバ２８内
にはホルダ９を設置するためのホルダ受け３２があり、
ホルダ受け３２の上部には石英窓３３が設けられてお
り、その石英窓３３を介して試料８を加熱する水銀ラン
プ３４がある。この例では実施例２のヒータ加熱の代わ
りにランプ加熱としたものである。
【００４１】（２）荷電ビーム処理装置によるパターン
形成方法の例 実施例１の場合と同様に試料８をメインチャンバ１８内
に導入し、ボンベ１７からＣｌ2ガスを吹き付けなが
ら、イオンビーム２を任意の場所・領域に照射して所望
の反応性処理を行いパターンを形成する。その後、ホル
ダ９をゲートバルブ２０を介して、ロードロックチャン
バ２８内に導入しホルダ受け３２上に設置する。ロード
ロックチャンバ２８内は図示しない排気装置により１×
１０-4Ｐa程度の真空度に保持された後、水銀ランプ３
２を点灯する。
形成方法の例 実施例１の場合と同様に試料８をメインチャンバ１８内
に導入し、ボンベ１７からＣｌ2ガスを吹き付けなが
ら、イオンビーム２を任意の場所・領域に照射して所望
の反応性処理を行いパターンを形成する。その後、ホル
ダ９をゲートバルブ２０を介して、ロードロックチャン
バ２８内に導入しホルダ受け３２上に設置する。ロード
ロックチャンバ２８内は図示しない排気装置により１×
１０-4Ｐa程度の真空度に保持された後、水銀ランプ３
２を点灯する。
【００４２】試料８は、水銀ランプ３２の光を吸収して
加熱され、その熱エネルギーにより吸着しているＣｌ2
ガスが脱離するとともに光エネルギーによる反応によっ
てもＣｌ2ガスの脱離が促進される。これにより試料８
を大気中に取り出しても大気中の水分とＣｌ2ガスが反
応することはなく、試料８が腐食することを防止でき
る。
加熱され、その熱エネルギーにより吸着しているＣｌ2
ガスが脱離するとともに光エネルギーによる反応によっ
てもＣｌ2ガスの脱離が促進される。これにより試料８
を大気中に取り出しても大気中の水分とＣｌ2ガスが反
応することはなく、試料８が腐食することを防止でき
る。
【００４３】なお、本実施例では試料を加熱する雰囲気
として真空中としたが、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気中で
行っても同様の効果が得られる。また、水銀ランプ３２
の代わりに赤外線ランプを用いても試料の加熱が行える
ため、同様の効果が得られる。
として真空中としたが、Ｎ2等の不活性ガス雰囲気中で
行っても同様の効果が得られる。また、水銀ランプ３２
の代わりに赤外線ランプを用いても試料の加熱が行える
ため、同様の効果が得られる。
【００４４】実施例２〜３では試料８の加熱処理をロー
ドロックチャンバ２８内で行ったが、メインチャンバ１
８内に同種の加熱手段を設けて行っても全く同様の効果
が得られる。
ドロックチャンバ２８内で行ったが、メインチャンバ１
８内に同種の加熱手段を設けて行っても全く同様の効果
が得られる。
【００４５】〈実施例４〉図４は、本発明の第４の実施
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
【００４６】（１）荷電ビーム処理装置の構成例 先ず、装置構成について説明すると、図４に示すよう
に、ロードロックチャンバ２８内の構成は実施例１の図
１の場合と同様であるが、ボンベ２７内には酸素ガスが
入っており、また、メタンガスボンベ３８からバルブ３
５、３７、流量調整器３６を介してメタンガスをロード
ロックチャンバ２８内に導入できる構成となっている。
なお、その他の構成は実施例１の場合と同様である。
に、ロードロックチャンバ２８内の構成は実施例１の図
１の場合と同様であるが、ボンベ２７内には酸素ガスが
入っており、また、メタンガスボンベ３８からバルブ３
５、３７、流量調整器３６を介してメタンガスをロード
ロックチャンバ２８内に導入できる構成となっている。
なお、その他の構成は実施例１の場合と同様である。
【００４７】（２）荷電ビーム処理装置によるパターン
形成方法の例 先ず、試料８を搭載した試料ホルダ９をロードロックチ
ャンバ２８内の下部電極２１上に設置する。ロードロッ
クチャンバ２８内を図示しない排気装置により真空に排
気し、実施例１と同様に真空に保つ。
形成方法の例 先ず、試料８を搭載した試料ホルダ９をロードロックチ
ャンバ２８内の下部電極２１上に設置する。ロードロッ
クチャンバ２８内を図示しない排気装置により真空に排
気し、実施例１と同様に真空に保つ。
【００４８】次に、バルブ３５、３７を開け流量調整器
３６により流量を数１０ｓｃｃｍに調整してメタンガス
ボンベ３８からメタンガスをロードロックチャンバ２８
内に導入する。メタンガスの流量が安定し、ロードロッ
クチャンバ２８内の圧力が安定した時点で、高周波電源
２２から下部電極２１に高周波を印加してメタンガスプ
ラズマを発生させ、試料８上にカーボン膜をプラズマＣ
ＶＤ法により成膜させる。
３６により流量を数１０ｓｃｃｍに調整してメタンガス
ボンベ３８からメタンガスをロードロックチャンバ２８
内に導入する。メタンガスの流量が安定し、ロードロッ
クチャンバ２８内の圧力が安定した時点で、高周波電源
２２から下部電極２１に高周波を印加してメタンガスプ
ラズマを発生させ、試料８上にカーボン膜をプラズマＣ
ＶＤ法により成膜させる。
【００４９】この時、成膜するカーボン膜の膜厚は数１
００Å程度で構わない。所望の膜厚にカーボン膜を成膜
した後、バルブ３５、３７を閉じてメタンガスの供給を
停止する。しかる後、ゲートバルブ２０を開けて、試料
ホルダ９をメインチャンバ１８内のステージ１０上に搬
送する。
００Å程度で構わない。所望の膜厚にカーボン膜を成膜
した後、バルブ３５、３７を閉じてメタンガスの供給を
停止する。しかる後、ゲートバルブ２０を開けて、試料
ホルダ９をメインチャンバ１８内のステージ１０上に搬
送する。
【００５０】その後、実施例１と同様にボンベ１７から
反応性ガスとしてＣｌ2ガスを吹き付けながら、イオン
ビーム２を任意の場所・領域に照射して所望の反応性処
理を行いパターンを形成する。
反応性ガスとしてＣｌ2ガスを吹き付けながら、イオン
ビーム２を任意の場所・領域に照射して所望の反応性処
理を行いパターンを形成する。
【００５１】全ての処理が終了した後、再度試料ホルダ
９をゲートバルブ２０を介してロードロックチャンバ２
８内の下部電極２１上に搬送する。ゲートバルブ２０を
閉じ、ロードロックチャンバ２８内を図示しない排気装
置により１×１０-4Ｐa程度の真空度に排気し、しかる
後、バルブ２４、２６を開けて流量調整器２５により数
１０ｓｃｃｍに流量を制御してボンベ２７から酸素ガス
を供給する。
９をゲートバルブ２０を介してロードロックチャンバ２
８内の下部電極２１上に搬送する。ゲートバルブ２０を
閉じ、ロードロックチャンバ２８内を図示しない排気装
置により１×１０-4Ｐa程度の真空度に排気し、しかる
後、バルブ２４、２６を開けて流量調整器２５により数
１０ｓｃｃｍに流量を制御してボンベ２７から酸素ガス
を供給する。
【００５２】そして高周波電源２２から下部電極２１に
高周波を印加する。これにより試料ホルダ９と上部電極
（アース電極）２３との間に酸素ガスプラズマが発生
し、プラズマアッシング処理によって事前に付けておい
たカーボン膜が除去される。この時、試料８表面に吸着
しているＣｌ2ガスはカーボン膜の上に吸着しているた
め、カーボン膜が除去されることにより一緒に除去され
る。
高周波を印加する。これにより試料ホルダ９と上部電極
（アース電極）２３との間に酸素ガスプラズマが発生
し、プラズマアッシング処理によって事前に付けておい
たカーボン膜が除去される。この時、試料８表面に吸着
しているＣｌ2ガスはカーボン膜の上に吸着しているた
め、カーボン膜が除去されることにより一緒に除去され
る。
【００５３】この結果、試料８をロードロックチャンバ
２８から取り出しても大気中の水分との反応による腐食
の問題がなくなる。なお、本実施例ではカーボン膜の成
膜にメタンガスを用いたが、その他エタンガス等の炭化
水素ガスを用いても何ら問題はない。
２８から取り出しても大気中の水分との反応による腐食
の問題がなくなる。なお、本実施例ではカーボン膜の成
膜にメタンガスを用いたが、その他エタンガス等の炭化
水素ガスを用いても何ら問題はない。
【００５４】〈実施例５〉図５は、本発明の第５の実施
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
例となる荷電ビーム処理装置の一部断面概略図であり、
実施例１の場合と同様に装置構成の説明と共にこれを用
いたパターン形成方法の具体例について以下、順次説明
する。
【００５５】（１）荷電ビーム処理装置の構成例 先ず、装置構成について説明すると、図５に示すよう
に、メインチャンバ１８に取り付けられたガスノズル１
３に反応性ガスの入ったボンベ１７と酸素ガスの入った
ボンベ４２を取り付け、反応性ガスはバルブ１４、１
６、流量調整器１５を介して、酸素ガスはバルブ３９、
４１、流量調整器４０を介して試料８上に吹き付けられ
る構成となっている。その他の構成は図１に示した実施
例１の場合と同様である。
に、メインチャンバ１８に取り付けられたガスノズル１
３に反応性ガスの入ったボンベ１７と酸素ガスの入った
ボンベ４２を取り付け、反応性ガスはバルブ１４、１
６、流量調整器１５を介して、酸素ガスはバルブ３９、
４１、流量調整器４０を介して試料８上に吹き付けられ
る構成となっている。その他の構成は図１に示した実施
例１の場合と同様である。
【００５６】（２）荷電ビーム処理装置によるパターン
形成方法の例 先ず、ロードロックチャンバ２８から試料８を搭載した
試料ホルダ９をメインチャンバ１８内のステージ１０上
に搬送する。そして実施例１の場合と同様にボンベ１７
から反応性ガスとしてＣｌ2ガスを吹き付けながら、イ
オンビーム２を任意の場所・領域に照射して所望の反応
性処理を行いパターンを形成する。
形成方法の例 先ず、ロードロックチャンバ２８から試料８を搭載した
試料ホルダ９をメインチャンバ１８内のステージ１０上
に搬送する。そして実施例１の場合と同様にボンベ１７
から反応性ガスとしてＣｌ2ガスを吹き付けながら、イ
オンビーム２を任意の場所・領域に照射して所望の反応
性処理を行いパターンを形成する。
【００５７】次いで、バルブ１４、１６を閉じてＣｌ2
ガスの供給を停止した後、バルブ３９、４１を開け流量
調整器４０により数ｓｃｃｍの流量に制御して酸素ガス
を反応性処理を行った近傍に吹き付ける。そしてイオン
ビーム２をデフレクタ５により走査して照射する。
ガスの供給を停止した後、バルブ３９、４１を開け流量
調整器４０により数ｓｃｃｍの流量に制御して酸素ガス
を反応性処理を行った近傍に吹き付ける。そしてイオン
ビーム２をデフレクタ５により走査して照射する。
【００５８】この時、イオンビーム２をＣｌ2ガスが試
料８表面に吹き付けられた範囲を走査しなければならな
い。ガスノズル１３より吹き付けられるＣｌ2ガスは約
２〜３ｍｍの範囲に広がる。そこでイオンビーム２をそ
の範囲へ一度に照射することは現状では困難なため、数
回に分ける、あるいはステージ１０を動かしながら照射
すれば良い。酸素ガス雰囲気中でイオンビーム２を照射
することによって試料８表面に吸着していたＣｌ2ガス
は酸素ガスとイオンビーム２のエネルギーにより反応し
て脱離する。その結果、試料８を大気中に取り出して
も、大気中の水分との反応による腐食を防止できる。
料８表面に吹き付けられた範囲を走査しなければならな
い。ガスノズル１３より吹き付けられるＣｌ2ガスは約
２〜３ｍｍの範囲に広がる。そこでイオンビーム２をそ
の範囲へ一度に照射することは現状では困難なため、数
回に分ける、あるいはステージ１０を動かしながら照射
すれば良い。酸素ガス雰囲気中でイオンビーム２を照射
することによって試料８表面に吸着していたＣｌ2ガス
は酸素ガスとイオンビーム２のエネルギーにより反応し
て脱離する。その結果、試料８を大気中に取り出して
も、大気中の水分との反応による腐食を防止できる。
【００５９】この実施例では、従来の荷電ビーム処理装
置のメインチャンバ１８に酸素ガス供給手段を設けて試
料表面に吹き付けるだけで本発明の目的を達成できると
いう効果もある。
置のメインチャンバ１８に酸素ガス供給手段を設けて試
料表面に吹き付けるだけで本発明の目的を達成できると
いう効果もある。
【００６０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明により所期の
目的を達成することができた。すなわち、反応性ガス雰
囲気中で荷電ビームを照射し、荷電ビームの照射部で局
所的に反応性処理を行うパターン形成方法及び装置にお
いて、パーターンを形成する試料の被加工部分が金属の
場合、エッチング速度を高めるために腐食性の強い反応
性ガスを用いても、試料を大気中に取り出した際に、水
分と試料表面に吸着した反応性ガスとの反応による試料
の腐食を防止できる効果がある。
目的を達成することができた。すなわち、反応性ガス雰
囲気中で荷電ビームを照射し、荷電ビームの照射部で局
所的に反応性処理を行うパターン形成方法及び装置にお
いて、パーターンを形成する試料の被加工部分が金属の
場合、エッチング速度を高めるために腐食性の強い反応
性ガスを用いても、試料を大気中に取り出した際に、水
分と試料表面に吸着した反応性ガスとの反応による試料
の腐食を防止できる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例となる荷電ビーム処理装
置の一部断面概略構成図。
置の一部断面概略構成図。
【図２】同じく第２の実施例となる荷電ビーム処理装置
の一部断面概略構成図。
の一部断面概略構成図。
【図３】同じく第３の実施例となる荷電ビーム処理装置
の一部断面概略構成図。
の一部断面概略構成図。
【図４】同じく第４の実施例となる荷電ビーム処理装置
の一部断面概略構成図。
の一部断面概略構成図。
【図５】同じく第５の実施例となる荷電ビーム処理装置
の一部断面概略構成図。
の一部断面概略構成図。
１…イオン源、 ２…イオンビ
ーム、３、４…レンズ、 ５…デ
フレクタ、６…イオンビームチャンバ、 ７
…排気管、８…試料、 ９
…ホルダ、１０…ステージ、 １１
…フォトマル、１２…シンチレータ、
１３…ガスノズル、１４、１６…バルブ、
１５…流量調整器、１７…反応性ガスボンベ、
１８…メインチャンバ、１９…排気管、
２０…ゲートバルブ、２１…下部電
極、 ２２…高周波電源、２３…上
部電極、 ２４、２６…バルブ、２５…流
量調整器、 ２７…ボンベ、２８…ロ
ードロックチャンバ、 ２９、３２…ホルダ受け、３０
…ヒータ、 ３１…ヒータ電源、
３３…石英窓、 ３４…ランプ、
３５、３７…バルブ、 ３６…流量調整
器、３８…メタンガスボンベ、 ３９、４１…バル
ブ、４０…流量調整器、 ４２…酸素
ガスボンベ。
ーム、３、４…レンズ、 ５…デ
フレクタ、６…イオンビームチャンバ、 ７
…排気管、８…試料、 ９
…ホルダ、１０…ステージ、 １１
…フォトマル、１２…シンチレータ、
１３…ガスノズル、１４、１６…バルブ、
１５…流量調整器、１７…反応性ガスボンベ、
１８…メインチャンバ、１９…排気管、
２０…ゲートバルブ、２１…下部電
極、 ２２…高周波電源、２３…上
部電極、 ２４、２６…バルブ、２５…流
量調整器、 ２７…ボンベ、２８…ロ
ードロックチャンバ、 ２９、３２…ホルダ受け、３０
…ヒータ、 ３１…ヒータ電源、
３３…石英窓、 ３４…ランプ、
３５、３７…バルブ、 ３６…流量調整
器、３８…メタンガスボンベ、 ３９、４１…バル
ブ、４０…流量調整器、 ４２…酸素
ガスボンベ。
フロントページの続き (72)発明者 小池 英巳 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内
Claims (14)
- 【請求項１】反応性ガス雰囲気中で荷電ビームを試料に
照射し、荷電ビームの照射部で局所的に反応性処理を行
う荷電ビーム処理によるパターン形成方法において、パ
ターン形成後に試料を大気中に取り出す前に、試料表面
に吸着した反応性ガスを脱離させる工程を有して成る荷
電ビーム処理によるパターン形成方法。 - 【請求項２】試料表面に吸着した反応性ガスを脱離させ
る工程を、不活性ガスプラズマによるスパッタ処理工程
で構成して成る請求項１記載の荷電ビーム処理によるパ
ターン形成方法。 - 【請求項３】試料表面に吸着した反応性ガスを脱離させ
る工程を、試料をヒータにより加熱する工程で構成し、
その熱エネルギーによる脱離反応で反応性ガスを脱離さ
せるようにして成る請求項１記載の荷電ビーム処理によ
るパターン形成方法。 - 【請求項４】試料表面に吸着した反応性ガスを脱離させ
る工程を、水銀ランプもしくは赤外線ランプにより試料
を加熱する工程で構成し、その熱エネルギーと光エネル
ギーによる脱離反応で反応性ガスを脱離させるようにし
て成る請求項１記載の荷電ビーム処理によるパターン形
成方法。 - 【請求項５】試料表面に吸着した反応性ガスを脱離させ
る工程を、反応性ガスと荷電ビームの照射による反応性
処理を行う工程の前に、予めカーボン膜を試料表面に成
膜しておき、反応性処理を行なった後にカーボン膜を除
去する工程を付加し、試料表面に吸着していた反応性ガ
スを除去するようにして成る請求項１記載の荷電ビーム
処理によるパターン形成方法。 - 【請求項６】試料表面に吸着した反応性ガスを脱離させ
る工程を、酸素ガス雰囲気中で荷電ビームを照射して除
去する工程で構成して成る請求項１記載の荷電ビーム処
理によるパターン形成方法。 - 【請求項７】荷電ビームを発生するビーム源とビームの
集束光学系とを備えたイオンビームチャンバと；反応性
ガスを試料に吹き付けるガスノズル、２次粒子ディテク
タ、被加工物である試料を搭載するホルダおよびステー
ジを備えたメインチャンバと；メインチャンバにゲート
バルブを介して配設したロードロックチャンバとを少な
くとも有している荷電ビーム処理装置であって、メイン
チャンバおよびロードロックチャンバの少なくとも一方
に、パターン形成時に試料表面に吸着した反応性ガスを
脱離させる反応ガス除去手段を配設して成る荷電ビーム
処理装置。 - 【請求項８】反応性ガスを脱離させる反応ガス除去手段
を、メインチャンバに接続されたロードロックチャンバ
に不活性ガス供給手段とプラズマ発生手段とを付加し、
不活性ガスプラズマによるスパッタ処理で反応性ガスを
脱離させるように構成して成る請求項７記載の荷電ビー
ム処理装置。 - 【請求項９】プラズマ発生手段を、高周波放電もしくは
マイクロ波放電のいずれかの放電手段で構成して成る請
求項８記載ので荷電ビーム処理装置。 - 【請求項１０】ロードロックチャンバに試料を設置した
ホルダを搭載するホルダ受けを設けると共に、ホルダ受
け内にヒータによる加熱処理手段を配設し、試料を加熱
することにより試料に吸着された反応性ガスを脱離させ
るように構成して成る請求項７記載の荷電ビーム処理装
置。 - 【請求項１１】ロードロックチャンバ内の試料にランプ
の光を照射する手段を配設し、このランプ光による加熱
処理によって試料に吸着された反応性ガスを脱離させる
ように構成して成る請求項７記載の荷電ビーム処理装
置。 - 【請求項１２】メインチャンバに、パターン形成時に試
料表面に吸着した反応性ガスを脱離させる反応ガス除去
手段を配設して成る請求項７記載の荷電ビーム処理装
置。 - 【請求項１３】メインチャンバに接続されたロードロッ
クチャンバに反応性ガスを脱離させる反応ガス除去手段
を、高周波電極と高周波電源とからなるプラズマ発生手
段と；ＣＶＤにより試料表面にカーボン膜を成膜する炭
化水素ガス供給手段と；酸素プラズマアッシングにより
カーボン膜を除去する手段とで構成し、パターン形成前
にＣＶＤにより試料表面に予めカーボン膜を成膜し、反
応性ガスと荷電ビームによる反応性処理後に、酸素プラ
ズマアッシングによりカーボン膜を除去して試料表面に
吸着した反応性ガスを除去するように構成して成る請求
項７記載の荷電ビーム処理装置。 - 【請求項１４】反応性ガスを脱離させる反応ガス除去手
段が、メインチャンバのガスノズルから試料上に酸素ガ
スを吹き付ける手段であり、酸素ガス雰囲気中で荷電ビ
ームを照射する処理で構成して成る請求項７記載の荷電
ビーム処理装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009089499A3 (en) * | 2008-01-09 | 2009-10-08 | Fei Company | Multibeam system |
| WO2012006558A3 (en) * | 2010-07-08 | 2012-04-12 | Fei Company | Charged particle beam processing system with visual and infrared imaging |
Families Citing this family (29)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH11320123A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-24 | Seiko Instruments Inc | 集束イオンビーム装置 |
| EP0969493A1 (en) * | 1998-07-03 | 2000-01-05 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Apparatus and method for examining specimen with a charged particle beam |
| JP3943022B2 (ja) * | 2000-12-01 | 2007-07-11 | 株式会社荏原製作所 | 基板検査装置 |
| US20060051508A1 (en) * | 2000-12-28 | 2006-03-09 | Ilan Gavish | Focused ion beam deposition |
| US6492261B2 (en) * | 2000-12-30 | 2002-12-10 | Intel Corporation | Focused ion beam metal deposition |
| US6638580B2 (en) * | 2000-12-29 | 2003-10-28 | Intel Corporation | Apparatus and a method for forming an alloy layer over a substrate using an ion beam |
| KR100421036B1 (ko) * | 2001-03-13 | 2004-03-03 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 처리 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 처리 방법 |
| JP2002280354A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Osaka Prefecture | 炭素薄膜のエッチング方法及びエッチング装置 |
| US20030157269A1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-08-21 | University Of Washington | Method and apparatus for precision coating of molecules on the surfaces of materials and devices |
| US7887711B2 (en) * | 2002-06-13 | 2011-02-15 | International Business Machines Corporation | Method for etching chemically inert metal oxides |
| US7528614B2 (en) * | 2004-12-22 | 2009-05-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for voltage contrast analysis of a wafer using a tilted pre-charging beam |
| JP2004227842A (ja) * | 2003-01-21 | 2004-08-12 | Canon Inc | プローブ保持装置、試料の取得装置、試料加工装置、試料加工方法、および試料評価方法 |
| KR100560666B1 (ko) * | 2003-07-07 | 2006-03-16 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 제조용 금속막 증착 시스템 및 그 운용 방법 |
| US7135678B2 (en) * | 2004-07-09 | 2006-11-14 | Credence Systems Corporation | Charged particle guide |
| US7075323B2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-07-11 | Applied Materials, Inc. | Large substrate test system |
| ATE532203T1 (de) * | 2004-08-27 | 2011-11-15 | Fei Co | Lokalisierte plasmabehandlung |
| US8507879B2 (en) * | 2006-06-08 | 2013-08-13 | Xei Scientific, Inc. | Oxidative cleaning method and apparatus for electron microscopes using UV excitation in an oxygen radical source |
| US20070284541A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Vane Ronald A | Oxidative cleaning method and apparatus for electron microscopes using UV excitation in a oxygen radical source |
| US7807062B2 (en) | 2006-07-10 | 2010-10-05 | Micron Technology, Inc. | Electron induced chemical etching and deposition for local circuit repair |
| US7791055B2 (en) | 2006-07-10 | 2010-09-07 | Micron Technology, Inc. | Electron induced chemical etching/deposition for enhanced detection of surface defects |
| US7892978B2 (en) | 2006-07-10 | 2011-02-22 | Micron Technology, Inc. | Electron induced chemical etching for device level diagnosis |
| US7569484B2 (en) * | 2006-08-14 | 2009-08-04 | Micron Technology, Inc. | Plasma and electron beam etching device and method |
| US7833427B2 (en) | 2006-08-14 | 2010-11-16 | Micron Technology, Inc. | Electron beam etching device and method |
| US7718080B2 (en) | 2006-08-14 | 2010-05-18 | Micron Technology, Inc. | Electronic beam processing device and method using carbon nanotube emitter |
| US7791071B2 (en) | 2006-08-14 | 2010-09-07 | Micron Technology, Inc. | Profiling solid state samples |
| US9460887B2 (en) * | 2009-05-18 | 2016-10-04 | Hermes Microvision, Inc. | Discharging method for charged particle beam imaging |
| CN107248499B (zh) * | 2017-06-20 | 2019-11-26 | 上海华力微电子有限公司 | 静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法 |
| CA3121768A1 (en) * | 2021-06-09 | 2022-12-09 | Techinsights Inc. | Ion beam chamber fluid delivery apparatus and method and ion beam etcher using same |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3410774A (en) * | 1965-10-23 | 1968-11-12 | Ibm | Method and apparatus for reverse sputtering selected electrically exposed areas of a cathodically biased workpiece |
| DE3314879A1 (de) * | 1983-04-25 | 1984-10-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von stabilen, niederohmigen kontakten in integrierten halbleiterschaltungen |
| JPS6179230A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体基板の処理方法 |
| US4592800A (en) * | 1984-11-02 | 1986-06-03 | Oerlikon-Buhrle U.S.A. Inc. | Method of inhibiting corrosion after aluminum etching |
| JPS61133316A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | Tokuda Seisakusho Ltd | 熱処理装置 |
| JPS61160939A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Nec Corp | ドライエツチング後Ｓｉ表面損傷の乾式による除去方法 |
| US4639301B2 (en) * | 1985-04-24 | 1999-05-04 | Micrion Corp | Focused ion beam processing |
| JPS6286731A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-21 | Nec Corp | レ−ザ−ビ−ム照射Ｓｉ表面処理装置 |
| JPS62195662A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-28 | Seiko Instr & Electronics Ltd | マスクリペア方法及び装置 |
| JPH01169860A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Jeol Ltd | 荷電粒子線装置 |
| JPH02135732A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-24 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US4975843A (en) | 1988-11-25 | 1990-12-04 | Picker International, Inc. | Parallel array processor with interconnected functions for image processing |
| DE69033286T2 (de) * | 1989-02-15 | 2000-05-25 | Hitachi Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines Films |
| US5841236A (en) | 1989-10-02 | 1998-11-24 | The Regents Of The University Of California | Miniature pulsed vacuum arc plasma gun and apparatus for thin-film fabrication |
| JPH03225820A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-04 | Mitsumi Electric Co Ltd | 薄膜の膜質改善方法 |
| US4976843A (en) * | 1990-02-02 | 1990-12-11 | Micrion Corporation | Particle beam shielding |
| JP3018041B2 (ja) * | 1990-07-18 | 2000-03-13 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | イオンビーム加工装置 |
| JP3523405B2 (ja) * | 1996-01-26 | 2004-04-26 | 株式会社日立製作所 | 荷電ビーム処理によるパターン形成方法及び荷電ビーム処理装置 |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP01134096A patent/JP3523405B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-27 US US08/788,421 patent/US5976328A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-10-13 US US09/417,996 patent/US6344115B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009089499A3 (en) * | 2008-01-09 | 2009-10-08 | Fei Company | Multibeam system |
| WO2012006558A3 (en) * | 2010-07-08 | 2012-04-12 | Fei Company | Charged particle beam processing system with visual and infrared imaging |
| CN102971823A (zh) * | 2010-07-08 | 2013-03-13 | Fei公司 | 具有可见光和红外成像的带电粒子束处理系统 |
| US8610092B2 (en) | 2010-07-08 | 2013-12-17 | Fei Company | Charged particle beam processing system with visual and infrared imaging |
| CN102971823B (zh) * | 2010-07-08 | 2016-03-30 | Fei公司 | 具有可见光和红外成像的带电粒子束处理系统 |
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