JPH0480367A - 荷電ビームを用いた基板加工装置 - 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、主に半導体素子基板等を、集束した荷電ビー
ムによって加工する基板加工装置の改良に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

本発明に対する従来例を第２図を用いて説明する。

本例では、集束イオンビームを一例として説明する。

図において液体金属イオン源等の高輝度イオン源（１）
に対し、イオンビーム引き出し電極（２）に負の高電圧
を印加すると、イオンビーム（５）か発生する。

このイオンビームを静電レンズ（３）を用いて収束した
後ビーム偏向電極（４）等によって形成される収束、偏
向系によってビームを所望の方向に導くとともに架台（
６）をモータ（７）を駆動することによって所望の位置
に移動し、基板（８）上の所望の場所にビーム（５）を
照射する。

このとき、ガスノズル（９）から例えばヘキサカルボニ
ルタングステンＷ　（ＣＯ）　、等のガスを供給し、基
板（８）表面に吸着させたものにビーム（５）を照射し
、そのエネルギーによって上記ガスを分解し、タングス
テンＷの薄膜を、上記基板上に形成する。

図中αυ〜０９は各部の制御部を表している。

本方法で薄膜を形成する場合、イオンビームに２０　ｋ
ｅｙのガリウムＧａを用いたとすると、０．５μｍ程度
の膜厚のタングステン膜を形成するにためには、イオン
ビーム照射量はｌ　ｃａｒ当りｌＸｌ０”個程度が必要
である。

ここて、幅２μｍ１長さ１００μｍ１厚み０．５μｍ東
のタングステン配線を形成する場合の所要時間を考える
。ビーム電流を０．２ｎＡとすれば、上記配線を形成す
るために必要なイオンビーム照射量は Ｉ　Ｘ　１０”Ｘ　（２ｘ　　１００ｘ　１０−Ｊ　＝
　２　ｘ　１０１２（ｉｏｎｓ）イオン個数を電荷に換
算すると イオン１個の電荷　　イオンの個数 これから、イオンビーム照射時間は ０．２Ｘ　１０−’（Ａ） となる。

〔発明か解決しようとする課題〕

従来の基板加工装置をＬＳＩの配線形成等に応用するに
は、上記のようなビーム照射時間か過大であり、加工速
度を上げる必要かあるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、基板に高周波の振動を与えるとともに、基板を
冷却することによって、加工速度を飛躍的に向上させる
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る基板加工装置は、　ｌｏＫＨｚ以上の高
周波で基板を振動させるとともに、上記基板を冷却し、
荷電ビームによって基板を加工するものである。

〔作用〕

この発明における基板加工装置は、冷却された基板か、
ガスノズルから供給されたガスの基板表面の吸着レート
を高め、高周波の振動でガス吸着後の表面マイグレーシ
ョンを生じさせて、薄膜形成速度を高める。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明による装置の一例であり、（１１〜（９
）、（Ｉｌｌ〜（１！１９は従来の装置の第２図と同様
である。

冷却装置Ｏｅによって架台（６）を例えば液体窒素温度
（７７°Ｋ）に冷却する。

超音波制御装置０ηを介して架台（６）中にもうけられ
た超音波トランスデユーサαＯ）から超音波を発生し、
基板（８）に超音波を印加し　ｌｏＫＨｚ以上の高周波
振動させる。

このように基板（８）を冷却することによりガスノズル
（９）から供給するガスの基板表面への吸着レートを高
め、その結果薄膜形成速度を高めることかできる。例え
ば基板温度を液体窒素温度（７７°Ｋ）まで冷却すると
薄膜形成速度を約１００倍に速めることかできる。

このとき、基板温度を下げてガスの吸着レートを高める
と、基板表面への吸着後の表面マイグレーションか不活
発になるので形成された薄膜の膜質か悪化するか、それ
を防止するために超音波を印加し、　１０ＫＨｚ以上の
高周波振動を与え、表面マイグレーションか生しやすい
ようにすると、膜質の劣化を防ぎ、かつ高い薄膜形成速
度を保つことかできる。

ここて、超音波の振動方向をおもにＺ方向になるように
しておくと、基板の超音波振動の影響により加工線幅か
若干床がるのを抑制することかできる。

また上記実施例では、Ｗ（ＣＯ）ｇガスを集束イオンビ
ームにより分解してデポジションを行うことについて述
べたか、Ｃｘ２なとのエツチングガスを基板に吸着させ
、荷電ビーム照射により基板のエツチングを行うことや
、荷電ビームに電子ビームを用いることに対しても上記
実施例と同様の効果をもたらす。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明による荷電ビームを用いた基板加
工装置は、荷電ビーム発生源と、上記荷電ビームを基板
上に照射する荷電ビーム収束、偏向系と、上記基板表面
に薄膜形成用のガスを供給するガスノズルと、上記基板
を塔載し　ｌ０Ｋ）ｌｚ以上の高周波で基板を振動させ
るとともに上記基板を冷却する架台とを備えた構成であ
るので薄膜形成速度を従来のものより約１００倍に速め
ることかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す基板加工装置の構成図
、第２図は従来例を示す図である。 図において、（＋１はイオン源、（２）はイオンビーム
引き出し電極、（３）は静電レンズ、（４）はビーム偏
向電極、（５）はイオンビーム、（６）は架台、（８）
は基板、（９）はガス供給ノズル、００）は超音波トラ
ンスデユーサ、ＯＧは冷却装置、０７）は超音波制御装
置を示す。 なお、図中、同一符号は同一　あるいは相当部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　荷電ビーム発生源と、上記荷電ビームを基板上に照射
   する荷電ビーム収束、偏向系と、上記基板表面に薄膜形
   成用のガスを供給するガスノズルと、上記基板を塔載し
   、１０ＫＨｚ以上の高周波で基板を振動させるとともに
   上記基板を冷却する架台とを備えたことを特徴とする荷
   電ビームを用いた基板加工装置。