JPH02205683A - 荷電ビーム式加工装置 - 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、電子ビームあるいはイオンビーム等を使用し
てＬＳＩやＬＳＩ用フォトマスクの配線等のパターンを
修正したり、変更する際に使用される荷電ビーム式加工
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ＬＳＩやＬＳＩ用フォトマスクの配線等のパター
ンを高精度に修正したり、変更するためには、収束され
た電子ビーム、あるいはイオンビームを試料にガスを吹
付けながら照射させる方法を採用した荷電ビーム式加工
装置が使用されている。この方法は、例えばＹ、０ｃｈ
ｉａｉ他“Ｍａｓｋｌｅｓｓ　ｅｔｃｈｉｎｇ　　ｏｆ
　　ＧａＡｓ　　ａｎｄ　　ＩｎＰ　　ｕｓｉｎｇ　　
ａ　　ｓｃａｎｎｉｎｇ　　ｍ１ｃｒｏｐｌａｓａ＋ａ
　　、　Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、Ｂ、Ｖ
ｏｌ、１．Ｎｏ、４＋Ｐ。

１０４７〜１０４９．　Ｓ、Ｍａｔｓｕｉ他″Ｎｅｗ　
５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　ｄｅｐｏｓｉＬｉｏｎ　ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ　ｂｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂｅａｎ＋　
１ｎｄｕｃｅｄ　５ｕｒｆａｃｅ　ｒｅａｃｔｔｏｎ”
、Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｖｏｌ、２３．Ｎ
ｏ、９．Ｐ。

Ｌ７０６〜Ｌ７０８　、およびに、５ａｉｔｏｈ他″Ｐ
ｒａｃｔｉｃａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏ
ｍａｓｋ　ｒｅｐａｉｒ　ｕｓｉｎｇ、　ｆｏｃｕｓｅ
ｄ　ｉｏｎ　ｂｅａｔａ　ｔｅｃｎｏ１ｏｇｙ’、Ｊ、
Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、Ｂ、Ｖｏｌ、６．Ｎ
ｏ。

３、Ｐ、１０３２〜１０３４に記載されている。この方
法を第４図および第５図を使用して説明する。

第４図は従来のこの種の方法を実施するために使用する
荷電ビーム式加工装置の概略構成を示す断面図、第５図
は加工状態を説明するための断面図で、同図（ａ）は加
工用ガスが荷電ビームの照射位置に対して手前側に供給
された場合、同図（ｂ）は同じく加工用ガスが荷電ビー
ムの照射位置より奥側に供給された場合、同図（ｃ）は
加工用ガスが適正位置に供給された状態を示す図である
。これらの図において、１は半導体ウェハ（以下、単に
ウェハという、）、２はこのウェハ１を保持するための
試料台で、この試料台２は試料室３内に例えばＸ−Ｙテ
ーブル等の位置決め装置２ａを介して取付けられており
、この位置決め装置２ａによって水平移動自在に設けら
れている。前記試料室３は真空ポンプ（図示せず）が接
続されており、かつ試料室３内が密閉され前記真空ポン
プによって試料室３内に１０−ｈ〜１０−’Ｔ　ｏ　ｒ
　ｒ程度の高真空状態が得られるように構成されている
。４はイオンビーム５を発生させるイオンビーム鏡筒で
、このイオンビーム鏡筒４は０．１μＩ程度に細く収束
されたイオンビーム５を発生するように構成されており
、前記試料室３内における試料台３の上方に配設されて
いる。また、このイオンビーム鏡筒４にはイオンビーム
５の照射方向を電気的に偏向させるための偏向装置（図
示せず）が設けられており、この偏向装置によってイオ
ンビーム５を試料上の任意の部位に高精度に照射させる
ことができる。

６はウェハ１上に加工用ガス７を供給するためのガスノ
ズルで、このガスノズル６は噴射口６ａを試料室３内に
臨ませた状態で試料室３に対して固定されている。

次にこのように構成された従来の荷電ビーム式加工装置
の動作について説明する。−例として、デポジション（
ウェハ１上にＡＩの配線パターンを形成すること。）を
行なう場合について説明する。先ず、試料台２上にウェ
ハ１を装着させ、試料室３内を所定圧力の真空状態にす
る０次いで、加工用ガス７としてトリメチルアルミニウ
ム（ＡＩ（ＣＨｓ）ｓ）ガスをガスノズル６からウェハ
１に吹きつける。このガスの吹きつけと同時にイオンビ
ーム鏡筒４を作動させて３０ＫｅＶのエネルギーを有す
るイオンビーム５をウェハ１上に選択的に照射させる。

この際、ウェハ１の加工部分とイオンビーム５の照射位
置との位置決めは試料台３を水平移動させることによっ
て行われ、微調整はイオンビーム鏡筒４の偏向装置によ
りイオンビーム５を偏向させることによって行なわれる
。ウェハ１にトリメチルアルミニウムガスを吹付けなが
らイオンビーム５を照射すると、ウェハ１の表面に吸着
されたトリメチルアルミニウムガスの分子はイオンビー
ム５が照射されることによって分解され、ウェハ１の表
面にＡＩが形成されることになる。このようにしてデポ
ジションを行なうことができる。

また、この荷電ビーム式加工装置においては、イオンビ
ーム５の代わりに電子ビームを使用しても上述したよう
にデポジションを行なうことができ、加工用ガス７とし
てトリメチルアルミニウムガスの代わりにエツチング用
の塩素（Ｃ１りガスを使用すれば、エツチングをも行な
うことができる。

したがって、このように構成された従来の荷電ビーム式
加工装置を使用することによって、写真製版工程を経る
ことなく、所謂マスクレス加工を実施することができ、
しかも、加工精度が高いために回路パターンの修正、変
更を容易に行なうことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかるに、このように構成された従来の荷電ビーム式加
工装置においては、ガスノズル６が試料室３に対して固
定される構造であるために、ガスノズル６の向きによっ
て加工用ガス７が吹きつけられる位置が変わり、加工用
ガス７が吹きつけられる位置とイオンビーム５が照射さ
れる位置とを正確に位置決めすることが困難であった。

このため、第５図（ａ）に示すようにイオンビーム５が
照射される部位の手前側に加工用ガス７が吹きつけられ
たり、あるいは、同図（ｂ）に示すようにイオンビーム
５が照射される部位の奥側に吹きつけられたりすると、
イオンビーム５の照射位置における加工用ガス７の供給
量が少なくなり、加工速度が低下されてしまう、また、
ガスノズル６を交換した際にもガスノズル６の向きが変
化されてしまうため、加工条件が変わってしまうという
問題もあった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る荷電ビーム式加工装置は、ガスを供給する
ためのノズル内に受光面をノズルの噴射ロヘ向けて光検
出部材を設け、このノズルに、荷電ビームの照射位置か
らの光が前記光検出部材によって検出されるまでノズル
の向ぎを調整し、荷電ビームが照射される位置にガスの
吹付は位置を位置決めする位置決め手段を接続したもの
である。

〔作　用〕

荷電ビームの照射位置からの光が光検出部材に検出され
ることによってノズルが荷電ビーム照射位置に指向され
ることになり、加工用ガスの吹付は位置と荷電ビームの
照射位置とが正確に位置決めされることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図によって
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る荷電ビーム式加工装置の要部を拡
大して示す断面図である。同図において前記第４図およ
び第５図で説明したものと同一もしくは同等部材につい
ては同一符号を付し、ここにおいて詳細な説明は省略す
る。第１図において、１１は加工用ガス７を噴射させる
ためのガスノズルで、このガスノズル１１は略筒状に形
成され先端にガス噴射口１１ａが設けられたノズル本体
１１ｂと、このノズル本体１１ｂと一体的に設けられ、
加工用ガス供給装置（図示せず）に接続されたガス導入
管１１ｃとを備え、試料室（図示せず）内にマニュピレ
ータ等の位置決め装置（図示せず）を介して向き変更が
自在にできるように取付けられている。

また、前記ノズル本体１１ｂ内におけるガス噴射口１１
ａとは反対側の端部には後述するレーザ光を検出するた
めの光検出器１２が装着されている。この光検出器１２
はフォトダイオード等からなり、受光面を前記ガス噴射
口１１ａに向けた状態で取付けられている。また、この
光検出器１２は制御装置を介して前記ガスノズル用位置
決め装置に接続されており、光検出器１２に光が入射さ
れることによって得られる出力信号が最大になるまでガ
スノズル１１の向きを変えることができるように構成さ
れている。１３はレーザ光１４を照射するためのレーザ
光照射装置で、このレーザ光照射装置１３は試料室内に
固定されており、ウェハ１におけるイオンビーム５が照
射される位置にレーザ光１４が照射されるようにレーザ
光１４の照射方向が設定されている。すなわち、レーザ
光１４をウェハ１に照射すると、第１図中矢印に示すよ
うにレーザ光１４はウェハ１上におけるイオンビーム５
の照射位置で反射されることになり、この反射光が前記
光検出器１２によって検出されるまでガスノズル１１の
向きを変えることによって、ガスノズル１１をイオンビ
ーム５の照射位置に指向させることができる。次に、イ
オンビーム５がウェハ１上に照射される位置にレーザ光
１４が照射されるようにレーザ光照射装置１３の向きを
設定する手順について説明する。このレーザ光１４の照
射方向を設定するには、先ず、ガスノズル１１の向きを
僅かずつ変えながら実際にウェハ１上にデポジションを
行なう。そして、ガスノズル１１の各位置に対応するデ
ポジション膜の膜厚を計測する。膜厚が最も厚く形成さ
れたガスノズル１１の位置が、イオンビーム５の照射位
置に加工用ガス７が最も効率よく吹付けられる位置であ
るために、その位置にガスノズル１１を固定する。次い
で、ウェハ１上でレーザ光１４が反射されるようにレー
ザ光照射装置１３からレーザ光１４を照射させた状態で
、レーザ光照射装置１３の向きを僅かずつ変え、光検出
器１２の出力が最大になる位置にレーザ光照射装置１３
を固定させる。すなわち、予めガスノズル１１を荷電ビ
ーム４の照射位置に指向させておき、このガスノズル１
１にレーザ光１４を入射させることによってレーザ光照
射装置１３の向きが設定されることになる。また、レー
ザ光照射装置１３の向きを設定するための別の方法とし
ては、ＣＣＤセンサ等のイオンビーム５およびレーザ光
１４の両方を検出できる検出器（図示せず）を使用する
方法が考えられる。この方法は、ＣＣＤセンサを試料台
上に設け、このＣＣＤセンサにイオンビーム５とレーザ
光１４の両方を照射させ、両者の照射位置をＣＣＤセン
サの各画素の出力によって検出するもので、この方法に
よれば、イオンビーム５の照射位置にレーザ光１４の照
射位置がＣＣＤセンサ上で−致するようにレーザ光照射
装置１３の向きを決めればよい。

すなわち、本実施例に示すようにレーザ光照射装置１３
を備えた荷電ビーム式加工装置においては、イオンビー
ム５がウェハ１上に照射される位置にレーザ光１４が照
射されるようにレーザ光照射装置１３を固定させておけ
ば、光検出器１２の出力信号が最大になるように制御装
置および位置決め装置等によりガスノズル１１の向きを
調整することによってガスノズル１１がイオンビーム５
の照射位置に正確に指向されることになり、加工用ガス
７の吹付は位置とイオンビーム５の照射位置とが正確に
位置決めされることになる。したがって、ガスノズル１
１の交換時等には上述したように光検出器１２の出力に
応じてガスノズル１１の向きを変えることによって加工
用ガス７の吹付は位置をイオンビーム５の照射位置に正
確に位置決めすることができる。

本実施例で示した荷電ビーム式加工装置においては、こ
のようにして加工用ガス７の吹付は位置とイオンビーム
５の照射位置とを位置決めした後、試料台を移動させて
ウェハ１の加工部分を前記位置決め位置に配置させ、こ
の状態で、ガスノズル１１から加工用ガス７を噴射させ
ると共にイオンビーム５を照射させることによってデポ
ジションあるいはエツチング等が行なわれる。

なお、本実施例では荷電ビームとしてイオンビーム５を
使用した例を示したが、イオンビーム５の代わりに電子
ビームを使用してもよい。また、本実施例ではウェハ１
を加工する例について説明したが、被加工物はウェハ１
の他にフォトマスクであってもよい。

また、前記実施例ではウェハ１上で反射されたレーザ光
１４を用いてガスノズル１１の向きを設定する例を示し
たが、本発明に係る荷電ビーム式加工装置においてはこ
のような限定にとられれることなく、第２図および第３
図に示すように試料台上に螢光物質を設けておき、この
螢光物質にイオンビーム５を照射させた際に発する光を
用いることもできる。

第２図は本発明に係る荷電ビーム式加工装置の他の実施
例を示す要部断面図、第３図は同じく荷電ビーム式加工
装置に使用する試料台の斜視図である。これらの図にお
いて前記第１図で説明したものと同一もしくは同等部材
については同一符号を付し、ここにおいて詳細な説明は
省略する。第２図および第３図において、２１は螢光物
質で、この螢光物質２１は試料台２上におけるウェハ１
が載置されない部分に配設されている。本実施例ではこ
の螢光物質２１にイオンビーム５を照射した際に発する
光を利用するもので、ガスノズル１１の軸合せを行なう
には、先ず、前記螢光物質２１にイオンビーム５が照射
されるように試料台２を移動させる。そして、第２図に
示すように、螢光物質２１にイオンビーム５を照射する
。この際、同図に示すようにイオンビーム５が照射され
た螢光物質２１から螢光２２が発生し、一部の螢光２２
がガスノズル１１の噴射口１１ａから光検出器１２に入
射される。そして、イオンビーム５を照射させた状態で
ガスノズ・ル１１を微動させ、光検出器１２の出力が最
大になった位置でガスノズル１１を固定する。なお、こ
の際に加工用ガス７は噴射させない、このようにしてイ
オンビーム５の照射位置に加工用ガス７の吹付は位置を
位置決めすることができる。

本実施例に示す荷電ビーム式加工装置においては、上述
したように加工用ガスの吹付は位置を位置決めした後、
試料台２を移動させてウェハ１の加工部分を前記位置決
め位置に配置させ、この状態で、ガスノズル１１から加
工用ガス７を噴射させると共にイオンビーム５を照射さ
せることによってデポジションあるいはエツチング等が
行なわれる。

なお、上述した実施例では荷電ビームとしてイオンビー
ム５を使用した例を示したが、電子ビームを使用しても
同等の効果が得られる。さらにまた、上述した実施例で
はウェハ１を加工する例について説明したが、被加工物
はウェハｌの他にフォトマスクであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る荷電ビーム式加工装置
は、ガスを供給するためのノズル内に受光面をノズルの
噴射口へ向けて光検出部材を設け、このノズルに、荷電
ビームの照射位置からの光が前記光検出部材によって検
出されるまでノズルの向きを調整し、荷電ビームが照射
される位置にガスの吹付は位置を位置決めする位置決め
手段を接続したため、荷電ビームの照射位置からの光が
光検出部材に検出されることによってノズルが荷電ビー
ム照射位置に指向されることになり、加工用ガスの吹付
は位置と荷電ビームの照射位置とが正確に位置決めされ
ることになる。したがって、常に最大の加工速度をもっ
て加工を行なうことができ、しかも、ガス供給用ノズル
を交換した際にも加工条件が変わるの防ぐことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る荷電ビーム式加工装置の要部を拡
大して示す断面図、第２図は本発明に係る荷電ビーム式
加工装置の他の実施例を示す要部断面図、第３図は同じ
く荷電ビーム式加工装置に使用する試料台の斜視図、第
４図は従来の荷電ビーム式加工装置の概略構成を示す断
面図、第５図は従来の荷電ビーム式加工装置における加
工状態を説明するための断面図で、同図（ａ）は加工用
ガスが荷電ビームの照射位置に対して手前側に供給され
た場合、同図（ｂ）は同じく加工用ガスが荷電ビームの
照射位置より奥側に供給された場合、同図（ｃ）は加工
用ガスが適正位置に供給された状態を示す図である。 ■・・・・半導体ウェハ、５・・・・イオンビーム、７
・・・・加工用ガス、１１・・・・ガスノズル、１２・
・・・光検出器、１４・・・・レーザ光、２１・・・・
螢光物質、２２・・・・螢光。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加工物上に加工用ガスを供給すると共に荷電ビームを
   照射する荷電ビーム式加工装置において、前記ガスを供
   給するためのノズル内に受光面をノズルの噴射口へ向け
   て光検出部材を設け、このノズルに、荷電ビームの照射
   位置からの光が前記光検出部材によって検出されるまで
   ノズルの向きを調整し、荷電ビームが照射される位置に
   ガスの吹付け位置を位置決めする位置決め手段を接続し
   たことを特徴とする荷電ビーム式加工装置。