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JPH056335B2 - - Google Patents
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JPH056335B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH056335B2
JPH056335B2 JP57201933A JP20193382A JPH056335B2 JP H056335 B2 JPH056335 B2 JP H056335B2 JP 57201933 A JP57201933 A JP 57201933A JP 20193382 A JP20193382 A JP 20193382A JP H056335 B2 JPH056335 B2 JP H056335B2
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JP
Japan
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film
ion beam
substance
ion
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JP57201933A
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Akira Shimase
Hiroshi Yamaguchi
Takeoki Myauchi
Mikio Ppongo
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
    • H01J37/3056Electron-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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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体素子又はマスク上にパターン
を形成するパターン形成方法及び装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a pattern forming method and apparatus for forming a pattern on a semiconductor element or a mask.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、基板上にパターンを形成する方法として
は、従着法やスパツタ法やプラズマCVD法やイ
オンビームデポジシヨン法等が知られている。し
かし、これらの方法は基板全面に亘つて物質をデ
ポジシヨンするものであり、基板上の局所例えば
直径1μm以下の微小部分のみへのデイポジシヨ
ンには不適当である。
Conventionally, known methods for forming patterns on a substrate include a deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, and an ion beam deposition method. However, these methods deposit a substance over the entire surface of the substrate, and are not suitable for deposition only on a localized portion of the substrate, for example, a minute portion with a diameter of 1 μm or less.

レーザCVD法によれば、直径1μm程度の微小
部分へのデポジシヨンも可能であるが、レーザ
CVD法は一般に有毒ガスを使用するため、安全
対策に注意を払う必要があり、装置が複雑で高価
になる欠点がある。また、デポジシヨンした膜の
最小径は、レーザの集束スポツト径とレーザ照射
で発生した熱の広がりによつて決まり直径1μm
程度が限界である。
According to the laser CVD method, it is possible to deposit onto minute parts with a diameter of about 1 μm, but
Since the CVD method generally uses toxic gas, it is necessary to pay attention to safety measures, and the disadvantage is that the equipment is complicated and expensive. In addition, the minimum diameter of the deposited film is determined by the laser focusing spot diameter and the spread of heat generated by laser irradiation, with a diameter of 1 μm.
The extent is the limit.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、半導体素子又はマスク上に直径1μm
以下の微小なデポジシヨン膜や幅1μm以下の細
線のパターン形成をも可能とするパターン形成方
法及び装置を提供することを目的としている。
The present invention was made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art.
It is an object of the present invention to provide a pattern forming method and apparatus that can form the following microscopic deposition films and fine line patterns with a width of 1 μm or less.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の第1のパターン形成方法は、基板上に
物質を成膜し、次に真空中で、集束したイオンビ
ームを上記基板上に照射して上記物質を部分的に
変成し、この変成したイオン被照射部を残すよう
に上記基板をエツチングして基板上に微小変成膜
を形成することを特徴としている。又、本発明の
第2のパターン形成方法は、基板上に物質を成膜
し、次に真空中で、集束したイオンビームを上記
基板上に走査して照射して上記物質を部分的に変
成し、この変成したイオン被照射部を残すように
上記基板をエツチングして基板上に所定幅の変成
パターン膜を形成することを特徴としている。
又、本発明のパターン形成方法は、基板上に所定
の物質を成膜する成膜手段と、上記基板上に集束
イオンビームを照射して上記物質を部分的に変成
させるイオンビーム照射手段と、上記基板上に成
膜した物質の膜厚測定を行なう4重極質量分析手
段とを備えたことを特徴としている。
The first pattern forming method of the present invention is to form a film of a substance on a substrate, and then irradiate the substrate with a focused ion beam in a vacuum to partially transform the material. The method is characterized in that the substrate is etched so as to leave the ion irradiated area to form a micro-transformed film on the substrate. A second pattern forming method of the present invention involves forming a film of a substance on a substrate, and then scanning and irradiating the substrate with a focused ion beam in a vacuum to partially transform the substance. The method is characterized in that the substrate is etched so as to leave the transformed ion irradiated area to form a metamorphic pattern film of a predetermined width on the substrate.
Further, the pattern forming method of the present invention includes: a film forming means for forming a film of a predetermined substance on a substrate; an ion beam irradiation means for irradiating the substrate with a focused ion beam to partially transform the substance; The present invention is characterized by comprising quadrupole mass spectrometry means for measuring the film thickness of a substance formed on the substrate.

本発明の原理は、イオンビームの照射によつて
入射イオンと被照射物質の原子とを混合し、イオ
ン被照射部に限つてその構造を変成するものであ
る。
The principle of the present invention is to mix incident ions and atoms of the irradiated substance by irradiation with an ion beam, and to transform the structure only in the ion irradiated area.

このとき、最近発明された液体金属イオン源や
極低温FIイオン源を用いることにより、直径1μ
m以下のスポツトにイオンビームを集束し、微小
のデポジシヨンや細い幅のパターン形成を可能に
するものである。
At this time, by using a recently invented liquid metal ion source or cryogenic FI ion source, a diameter of 1μ
The ion beam is focused on a spot of less than m in size, making it possible to form microscopic depositions and narrow patterns.

上記の原理を添付の第1図から第3図を用いて
説明する。尚、ここではデポジシヨンすべき物質
がすでに基板上に蒸着されているものとする。第
1図に示す様に、イオン1を照射すると蒸着物質
の原子2と衝突し、原子2をその位置からたたき
出す。衝突後のイオン1と原子2が、まだ物質中
で動くのに十分なエネルギを持つている場合、次
の衝突を引き起こす。この様な衝突が次々と進行
し、一般にカスケード散乱と呼ばれる現象にな
る。その結果、第2図に示す様に、イオン1を照
射した部分では入射イオン1と蒸着物質の原子2
とが混合した状態になる。蒸着膜の厚さを適当に
選ぶと、この混合領域基板部まで達し、そこでは
入射イオン1と蒸着物質の原子2と基板原子3と
が混合した状態になる。このため、その部分の膜
の付着力が他の部分に比べ向上し、基板全体をエ
ツチングすれば、第3図に示す様にイオン照射部
のみが残り、微小部へのデポジシヨンができる。
又、同様の方法でイオンビームを走査することに
より、微小幅のパターン形成を行うことができ
る。
The above principle will be explained using the attached FIGS. 1 to 3. Here, it is assumed that the substance to be deposited has already been deposited on the substrate. As shown in FIG. 1, when ions 1 are irradiated, they collide with atoms 2 of the vapor deposited material and knock out the atoms 2 from their positions. If Ion 1 and Atom 2 still have enough energy to move through the material after the collision, they will cause another collision. Such collisions progress one after another, resulting in a phenomenon generally called cascade scattering. As a result, as shown in Figure 2, in the area irradiated with ion 1, the incident ion 1 and the atoms of the vapor deposited material 2
It becomes a mixed state. If the thickness of the vapor deposited film is appropriately selected, the mixed region reaches the substrate portion, where the incident ions 1, the atoms 2 of the vapor deposited substance, and the substrate atoms 3 are in a mixed state. For this reason, the adhesion of the film in that area is improved compared to other areas, and when the entire substrate is etched, only the ion irradiated area remains as shown in FIG. 3, allowing deposition on minute areas.
Further, by scanning the ion beam in a similar manner, it is possible to form a pattern with a minute width.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細
に本発明について説明する。
The present invention will be described in more detail below with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

第4図は本発明のパターン形成装置の第1の実
施例を示す図である。同図において、メインチヤ
ンバー4の内部は1×10-8Torrの超高真空に維
持されている。このメインチヤンバー4内に試料
8を導入するには、バルブ18を閉めバルブ17
を開け、試料台7をサブチヤンバー(試料交換用
予備室)16内へ運び込み、バルブ17を閉め
る。
FIG. 4 is a diagram showing a first embodiment of the pattern forming apparatus of the present invention. In the figure, the inside of the main chamber 4 is maintained at an ultra-high vacuum of 1×10 −8 Torr. To introduce the sample 8 into this main chamber 4, close the valve 18 and close the valve 17.
is opened, the sample table 7 is carried into the subchamber (preliminary chamber for sample exchange) 16, and the valve 17 is closed.

次に、サブチヤンバー16の扉を開け、試料8
を試料台7に取り付ける。そして、メインポンプ
21とサブポンプ22との間のバルブ20を閉め
た後、バルブ19を開けてサブチヤンバー16内
を排気する。本実施例では、サブチヤンバー16
内を1×10-6Torr程度まで排気した後、サブチ
ヤンバー16内に設けられた電子線衝撃加熱形蒸
着装置を用いて、試料8上に蒸着物質10を一定
膜厚蒸着する。この電子線衝撃加熱形蒸着装置の
構成は次の通りである。蒸着物質10はセラミツ
クホルダー14の底に設置したメツシユ13上に
乗せられている。又、タングステンフイラメント
11と電子シールド12を図示する様に配置し、
タングステンフイラメント11に電流を流して
1600℃以上に加熱する。これによつて、タングス
テンフイラメント11は熱電子23を放出する。
そこで、電源15によつてタングステンフイラメ
ント11とメツシユ13の間に1KV程度の電圧
をかけると、熱電子23はメツシユ13に引き付
けられ、メツシユ13とこれを通過して蒸着物質
10に衝突する。これによつて、熱電子23の運
動エネルギが熱に変換され、蒸着物質10を加熱
蒸発させる。蒸発した蒸着物質10の原子24
が、試料台7上の試料8に到達し、試料8に蒸着
する。
Next, open the door of subchamber 16 and
Attach it to the sample stage 7. Then, after closing the valve 20 between the main pump 21 and the sub-pump 22, the valve 19 is opened to exhaust the inside of the sub-chamber 16. In this embodiment, subchamber 16
After evacuating the chamber to about 1×10 −6 Torr, a deposition substance 10 is deposited to a constant thickness on the sample 8 using an electron beam impact heating type deposition device provided in the subchamber 16 . The configuration of this electron beam impact heating type vapor deposition apparatus is as follows. The vapor deposition material 10 is placed on a mesh 13 placed at the bottom of a ceramic holder 14. Further, the tungsten filament 11 and the electronic shield 12 are arranged as shown in the figure,
Applying current to the tungsten filament 11
Heat to over 1600℃. As a result, the tungsten filament 11 emits thermoelectrons 23.
Therefore, when a voltage of about 1 KV is applied between the tungsten filament 11 and the mesh 13 by the power source 15, the thermoelectrons 23 are attracted to the mesh 13, pass through the mesh 13, and collide with the vapor deposition material 10. As a result, the kinetic energy of the thermoelectrons 23 is converted into heat, and the vapor deposition material 10 is heated and evaporated. Atoms 24 of evaporated deposition substance 10
reaches the sample 8 on the sample stage 7 and is deposited on the sample 8.

蒸着が完了した試料8を乗せた試料台7を、バ
ルブ17を開けてメインチヤンバー4内へ導入す
る。次に、バルブ17と19を閉め、バルブ20
と18を開け、メインチヤンバー4内を1×
10-8Torr程度まで排気する。
The sample stage 7 carrying the sample 8 on which vapor deposition has been completed is introduced into the main chamber 4 by opening the valve 17. Next, close valves 17 and 19, and close valve 20.
Open 18 and 1x inside main chamber 4.
Exhaust to about 10 -8 Torr.

次に、イオン源5から引き出したイオンビーム
9をイオン光学系6で集束・偏向して試料8に照
射するが、実際にイオンビーム照射を行う前に2
次イオン質量分析法を利用して蒸着膜の膜厚測定
を行なう。試料8上の不要な部分にイオンビーム
9を照射し、試料8から放出される2次イオン2
5を4重極質量分析計26で検出し、質量分析計
コントローラ27から結果が出力される。試料8
上の蒸着膜にイオンビーム9を照射している間
は、蒸着膜からたたき出された2次イオンが検出
される。試料8と蒸着膜の境界までスパツタエツ
チングが進むと、試料8と蒸着膜の両方の2次イ
オンがたたき出される。さらに、スパツタエツチ
ングが進むと、蒸着膜はイオンビーム9の照射部
から完全に取り除かれ、そのため試料8の2次イ
オンのみが検出される。このため、蒸着物質10
と試料8の質量スペクトルのピークの時間変化を
見ると、第5図に示す様になる。第5図におい
て、時間toの時点が蒸着膜厚分だけスパツタエツ
チングが進んだ時点を示している。従つて、蒸着
物質10のスパツタエツチング速度データから時
間toがわかれば、蒸着膜厚がわかる。蒸着膜厚が
わかつたことにより、イオンビーム9の加速エネ
ルギを、前述した方法で蒸着物質10を試料8に
デポジシヨンするのに好適な値に設定することが
出来る。
Next, the ion beam 9 extracted from the ion source 5 is focused and deflected by the ion optical system 6 and irradiated onto the sample 8.
Next, the thickness of the deposited film is measured using ion mass spectrometry. The ion beam 9 is irradiated onto an unnecessary part of the sample 8, and the secondary ions 2 emitted from the sample 8 are
5 is detected by the quadrupole mass spectrometer 26, and the result is output from the mass spectrometer controller 27. Sample 8
While the ion beam 9 is irradiating the upper deposited film, secondary ions ejected from the deposited film are detected. When the sputter etching progresses to the boundary between the sample 8 and the deposited film, secondary ions from both the sample 8 and the deposited film are ejected. Further, as the sputter etching progresses, the deposited film is completely removed from the irradiated area of the ion beam 9, so that only the secondary ions of the sample 8 are detected. For this reason, the vapor deposition material 10
When looking at the time change of the peak of the mass spectrum of sample 8, it becomes as shown in FIG. In FIG. 5, time to indicates the point at which sputter etching has progressed by the thickness of the deposited film. Therefore, if the time to is known from the sputter etching rate data of the vapor deposited material 10, the thickness of the vapor deposited film can be found. By knowing the thickness of the deposited film, the acceleration energy of the ion beam 9 can be set to a value suitable for depositing the deposited substance 10 on the sample 8 using the method described above.

又、本実施例によれば、イオンビーム9の照射
によつて試料8からの2次イオンを検出できる。
そのため、走査電子顕微鏡に対応し走査イオン顕
微鏡としての機能を有している。この機能を利用
して、デポジシヨン位置の正確な設定を行なうこ
とができる。
Further, according to this embodiment, secondary ions from the sample 8 can be detected by irradiation with the ion beam 9.
Therefore, it corresponds to a scanning electron microscope and has the function of a scanning ion microscope. This function can be used to accurately set the deposition position.

第6図は本発明のパターン形成装置の第2の実
施例を示す図である。本実施例では、蒸着装置2
8で蒸着原子30を蒸着し、そこにイオンビーム
9を照射した後、さらに蒸着装置29で蒸着原子
31を蒸着する。従つて、本実施例では第7図に
示す様な微小膜形成が可能となる。第7図aは試
料8に蒸着原子30を蒸着し、そこへイオンビー
ム9を照射し、変成層32を形成したところであ
る。第7図bは、さらに蒸着原子31を蒸着した
上でイオンビーム9を照射し、別の変成層33を
形成しているところである。その後、ウエツトエ
ツチング又はプラズマによるドライエツチングに
より、変成層33以外の蒸着膜を取り除き、第7
図Cに示す様な形状にすることができる。これに
よつて、変成層32が外界からの侵蝕、例えば酸
化等を受けやすい物質になつた場合、変成層33
で変成層32を覆い、外界から保護し、変成層3
2の寿命を長くすることができる。尚、本実施例
でも2次イオン質量分析機能と走査イオン顕微鏡
の機能を備え、膜厚モニタと位置決めを行なうこ
とができる。
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the pattern forming apparatus of the present invention. In this embodiment, the vapor deposition device 2
After vapor deposition atoms 30 are deposited in step 8 and ion beam 9 is irradiated thereon, vapor deposition atoms 31 are further deposited in vapor deposition device 29 . Therefore, in this embodiment, it is possible to form a microfilm as shown in FIG. FIG. 7a shows a state in which vapor-deposited atoms 30 are deposited on a sample 8, and an ion beam 9 is irradiated thereon to form a metamorphic layer 32. In FIG. 7b, another metamorphic layer 33 is formed by irradiating the ion beam 9 after further vapor depositing atoms 31. Thereafter, the deposited film other than the metamorphic layer 33 is removed by wet etching or dry etching using plasma.
It can be shaped as shown in Figure C. As a result, if the metamorphic layer 32 becomes a material that is susceptible to erosion from the outside world, such as oxidation, the metamorphic layer 32
to cover the metamorphic layer 32 and protect it from the outside world.
The lifespan of 2 can be extended. This embodiment also has a secondary ion mass spectrometry function and a scanning ion microscope function, and can perform film thickness monitoring and positioning.

第8図はLSI製造用フオトマスクを拡大したも
のである。第8図aはフオトマスクの平面図であ
り、第8図bは断面図である。ガラス基板35上
にクロムでパターン34が形成されている。フオ
トマスクには、製造上のミス等でパターンの存在
しない部分にクロムが存在する黒点欠陥36と、
パターンの抜けである白点欠陥37が生じてい
る。これらの欠陥がLSIに転写されると、LSIの
歩留りが著しく低下するため、これらの欠陥を修
正する必要がある。黒点欠陥36はイオンスパツ
タリングによつて除去可能であるが、白点欠陥3
7は従来レーザ光による修正で1μm程度までし
か修正できなかつた。しかし、本発明を用いて直
径0.5μm程度の白点欠陥まで修正可能となつた。
Figure 8 is an enlarged view of a photomask for LSI manufacturing. FIG. 8a is a plan view of the photomask, and FIG. 8b is a sectional view. A pattern 34 is formed of chromium on a glass substrate 35. The photomask has black spot defects 36 where chromium is present in areas where there is no pattern due to manufacturing errors, etc.
A white spot defect 37, which is an omission in the pattern, has occurred. When these defects are transferred to LSIs, the yield of LSIs is significantly reduced, so these defects must be corrected. The black spot defect 36 can be removed by ion sputtering, but the white spot defect 3
7 could only be corrected up to about 1 μm using conventional laser beam correction. However, using the present invention, it has become possible to correct even white spot defects with a diameter of about 0.5 μm.

今回、ガラスに対してクロムよりも付着力が弱
く、融点も419.5℃と比較的低い亜鉛を500Åの厚
さに蒸着し、白点欠陥37にGaイオンビームを
加速20KVでビーム径0.1μmに絞つて照射した後、
オゾン硫酸で洗浄したところ、白点欠陥37にの
み膜が形成され、直径0.5μmの白点欠陥37が修
正できた。
This time, we deposited zinc to a thickness of 500 Å, which has weaker adhesion to glass than chromium and has a relatively low melting point of 419.5°C, and focused a Ga ion beam onto the white spot defect 37 to a beam diameter of 0.1 μm at 20 KV. After irradiation,
When cleaning with ozone sulfuric acid, a film was formed only on the white spot defect 37, and the white spot defect 37 with a diameter of 0.5 μm could be repaired.

白点欠陥の修正は第4図に示す第1の実施例で
も可能である。これはフオトマスク全面に亜鉛を
蒸着しても、フオトマスク上に凸凹が残り、走査
イオン顕微鏡の機能を利用してフオトマスク表面
を観察できるからである。しかし、コントラスト
が低下して走査イオン顕微鏡の像が見にくくなる
ため、白点欠陥の修正は第6図に示す第2の実施
例で行なわれた。第2の実施例に示す装置では、
亜鉛を蒸着する前に走査イオン顕微鏡でフオトマ
スク上を観察し、先ず黒点欠陥をスパツタエツチ
ングにより除去する。次に、走査イオン顕微鏡を
用いて、フオトマスク1枚中に1個程度存在する
白点欠陥の位置にイオンビーム9の軸を合わせ、
その後亜鉛を蒸着し、白点欠陥を修正した。
Correction of white spot defects is also possible in the first embodiment shown in FIG. This is because even if zinc is deposited on the entire surface of the photomask, unevenness remains on the photomask, and the surface of the photomask can be observed using the scanning ion microscope function. However, since the contrast deteriorated and the scanning ion microscope image became difficult to see, the white spot defect was corrected in the second embodiment shown in FIG. In the device shown in the second embodiment,
Before depositing zinc, the photomask is observed using a scanning ion microscope, and black spot defects are first removed by sputter etching. Next, using a scanning ion microscope, the axis of the ion beam 9 is aligned to the position of a white spot defect, which exists in about one photomask.
Zinc was then deposited to correct the white spot defects.

又、次の様な実験結果も得られた。即ち、Si基
板上にAsを1000Å蒸着した試料上で直径0.1μm
に集束したGaイオンビームを特定パターンで走
査した。試料を適当な条件下でプラズマエツチン
グしたところ、AsとGaの混合物によるパターン
が形成できた。そこで、そのパターン上をレーザ
光で走査し、アニーリングを行なつた結果、
GaAs化合物としての電気的特性を示す事が確認
された。この実験では、基板全面にAsを蒸着す
れば良いため、第4図に示す第1の実施例の装置
を用いてパターン形成を行なつた。
In addition, the following experimental results were obtained. In other words, the diameter is 0.1 μm on a sample with 1000 Å of As deposited on a Si substrate.
A focused Ga ion beam was scanned in a specific pattern. When the sample was plasma etched under appropriate conditions, a pattern made of a mixture of As and Ga was formed. Therefore, as a result of scanning the pattern with a laser beam and performing annealing,
It was confirmed that it exhibits electrical properties as a GaAs compound. In this experiment, since it was sufficient to deposit As on the entire surface of the substrate, pattern formation was performed using the apparatus of the first embodiment shown in FIG.

現在、微小スポツトに集束可能なイオンビーム
が得られるイオン源は、極低温FIイオン源と液
体金属イオン源である。極低温FIイオン源で得
られるイオンはガスイオンである。又、液体金属
イオン源でも特定のイオン種しか得られていな
い。半導体プロセスで重要なドーパントイオンで
あるB、As、Sb等を引き出すイオン源の開発が
進められているが、まだ製造ラインで使用可能な
安定・長寿命なイオン源は開発されていない。そ
こで、本発明を用いて、打ち込むべき物質を基板
上に蒸着し、それを極低温FIイオン源から引き
出したイオンビームを細く絞つて50KV以上の高
加速エネルギで照射した。その結果、基板内部で
のカスケード散乱によつて、入射イオンビームの
径の数倍に広がるが、B、As、Sbの深さ100Å程
度の打ち込みが可能であつた。照射するイオンと
しては、質量数の大きなNe、Kr等の横方向への
打ち込み物質の広がりが小さく、かつ深く打ち込
まれ、良好な結果が得られた。
Currently, the ion sources that can produce ion beams that can be focused on a microscopic spot are cryogenic FI ion sources and liquid metal ion sources. The ions obtained by the cryogenic FI ion source are gas ions. Furthermore, only specific ion species can be obtained using liquid metal ion sources. Although progress is being made in the development of ion sources that extract B, As, Sb, etc., which are important dopant ions in semiconductor processes, a stable and long-life ion source that can be used in production lines has not yet been developed. Therefore, using the present invention, the material to be implanted was deposited on a substrate, and the material was irradiated with a narrow ion beam extracted from a cryogenic FI ion source with high acceleration energy of 50 KV or more. As a result, it was possible to implant B, As, and Sb to a depth of about 100 Å, although the beam spread to several times the diameter of the incident ion beam due to cascade scattering inside the substrate. The ions to be irradiated include Ne, Kr, etc., which have a large mass number, and the spread of the implanted materials in the lateral direction is small, and they are implanted deeply, resulting in good results.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、従来困難とされていた直径
1μm以下の微小スポツトへのデポジシヨンや幅
1μm以下の配細パターン等を少ない工程で形成
できる効果がある。
According to the present invention, the diameter
Deposition and width of micro spots of 1μm or less
It has the effect of forming fine distribution patterns of 1 μm or less in fewer steps.

又、引き出しが困難である高融点・高蒸気の物
質のデポジシヨンが可能な上、照射するイオンビ
ームの加速電圧を高くすることによつて、基板上
に成膜した物質を基板中に打ち込むことができ
る。この時の打ち込む深さ及び横方向の広がり
は、イオンの加速電圧を変化させること及びビー
ムを走査すること及び焦点をぼかすこと等によつ
て制御可能できる。
In addition, it is possible to deposit materials with high melting points and high vapor content that are difficult to extract, and by increasing the acceleration voltage of the ion beam to be irradiated, the material deposited on the substrate can be implanted into the substrate. can. The implantation depth and lateral spread at this time can be controlled by changing the ion accelerating voltage, scanning the beam, and blurring the focus.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図及び第3図は本発明の原理を
示す説明図、第4図は本発明のパターン形成装置
の第1の実施例を示す図、第5図は質量スペクト
ルピークの変化を示す図、第6図は本発明のパタ
ーン形成装置の第2の実施例を示す図、第7図
a,b,cは第6図に示す第2実施例を用いたデ
ポジシヨンの様子を示す説明図、第8図a,bは
LSI用フオトマスクの欠陥を示す説明図である。 1……イオン、2……蒸着物質の原子、3……
基板の原子、4……メインチヤンバー、5……イ
オン源、6……イオン光学系、7……試料台、8
……試料、9……イオンビーム、10……蒸着物
質、11……タングステンフイラメント、12…
…電子シールド、13……メツシユ、14……セ
ラミツクホルダー、15……電源、16……サブ
チヤンバー、17,18,19,20……バル
ブ、21……メインポンプ、22……サブポン
プ、23……熱電子、24……蒸着物質の原子、
25……2次イオン、26……4重極質量分析
計、27……質量分析計コントローラ、28,2
9……蒸着装置、30,31……蒸着原子、3
1,32……変成層、34……パターン、35…
…ガラス基板、36……黒点欠陥、37……白点
欠陥。
1, 2, and 3 are explanatory diagrams showing the principle of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the first embodiment of the pattern forming apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing changes in mass spectrum peaks. FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the pattern forming apparatus of the present invention, and FIGS. 7a, b, and c show the state of deposition using the second embodiment shown in FIG. 6. Explanatory drawings, Figure 8 a and b are
FIG. 3 is an explanatory diagram showing defects in a photomask for LSI. 1...Ion, 2...Atom of vapor deposited substance, 3...
Atoms of substrate, 4... Main chamber, 5... Ion source, 6... Ion optical system, 7... Sample stage, 8
... Sample, 9 ... Ion beam, 10 ... Vapor deposition substance, 11 ... Tungsten filament, 12 ...
...Electronic shield, 13...Mesh, 14...Ceramic holder, 15...Power source, 16...Subchamber, 17, 18, 19, 20...Valve, 21...Main pump, 22...Sub pump, 23... Thermal electron, 24...Atom of vapor deposited substance,
25... Secondary ion, 26... Quadrupole mass spectrometer, 27... Mass spectrometer controller, 28,2
9... Vapor deposition apparatus, 30, 31... Vapor deposition atoms, 3
1, 32... Metamorphic layer, 34... Pattern, 35...
...Glass substrate, 36...Black dot defect, 37...White dot defect.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板上に物質を成膜し、次に真空中で、集束
したイオンビームを上記基板上に照射して上記物
質を部分的に変成し、この変成したイオン被照射
部を残すように上記基板をエツチングして基板上
に微小変成膜を形成することを特徴とするパター
ン形成方法。 2 基板上に物質を成膜し、次に真空中で、集束
したイオンビームを上記基板上に走査して照射し
て上記物質を部分的に変成し、この変成したイオ
ン被照射部を残すように上記基板をエツチングし
て基板上に所定幅の変成パターン膜を形成するこ
とを特徴とするパターン形成方法。 3 基板上に所定の物質を成膜する成膜手段と、
上記基板上に集束イオンビームを照射して上記物
質を部分的に変成させるイオンビーム照射手段
と、上記基板上に成膜した物質の膜厚測定を行な
う4重極質量分析手段とを備えたことを特徴とす
るパターン形成装置。 4 上記成膜手段と上記イオンビーム照射手段と
を各々異なる室に設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第3項記載のパターン形成装置。 5 上記成膜手段を複数で形成し、異なる物質を
成膜することを特徴とする特許請求の範囲第3項
記載のパターン形成装置。
[Claims] 1. A substance is formed into a film on a substrate, and then a focused ion beam is irradiated onto the substrate in a vacuum to partially transform the material, and the irradiated area with the transformed ions is A pattern forming method characterized in that the substrate is etched so as to leave a micro-transformed film on the substrate. 2. A substance is formed into a film on a substrate, and then a focused ion beam is scanned and irradiated onto the substrate in a vacuum to partially transform the material, leaving behind the irradiated area with the transformed ions. A method for forming a pattern, comprising etching the substrate to form a metamorphic pattern film of a predetermined width on the substrate. 3 a film forming means for forming a film of a predetermined substance on the substrate;
ion beam irradiation means for irradiating the substrate with a focused ion beam to partially transform the substance; and quadrupole mass spectrometry means for measuring the film thickness of the substance formed on the substrate. A pattern forming device characterized by: 4. The pattern forming apparatus according to claim 3, wherein the film forming means and the ion beam irradiation means are provided in different chambers. 5. The pattern forming apparatus according to claim 3, wherein a plurality of the film forming means are formed to form films of different substances.
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