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CHARGED PARTICLE BEAM DEVICE, THIN FILM FORMING METHOD, DEFECT CORRECTING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD

Patent code P120007324
File No. E086P22
Posted date Apr 17, 2012
Application number P2010-217084
Publication number P2012-074194A
Patent number P5442572
Date of filing Sep 28, 2010
Date of publication of application Apr 12, 2012
Date of registration Dec 27, 2013
Inventor
  • (In Japanese)小山 喜弘
  • (In Japanese)八坂 行人
  • (In Japanese)下田 達也
  • (In Japanese)松木 安生
  • (In Japanese)川尻 陵
Applicant
  • (In Japanese)株式会社日立ハイテクサイエンス
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
  • (In Japanese)JSR株式会社
Title CHARGED PARTICLE BEAM DEVICE, THIN FILM FORMING METHOD, DEFECT CORRECTING METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam device capable of performing a semiconductor film deposition at a higher speed compared to a conventional deposition using a hydride of silicon or a halide of silicon as material gas.
SOLUTION: A charged particle beam device comprises a charged particle source 1, a focusing lens electrode 2, a blanking electrode 3, a scan electrode 4, a sample stand 10 on which a sample 9 is placed, a secondary charged particle detector 8 for detecting a secondary charged particle 7 generated from the sample 9 by an irradiation of charged particle beam, a reservoir 14 for storing cyclopentasilane as material gas, a gas gun 11 for supplying the material gas to the sample 9.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

半導体デバイスの微細化に伴い、微小なデバイス欠陥の検査や配線の修正を行う技術が求められている。デバイス欠陥の検査には、デバイス作製過程の半導体ウエハから検査対象の微小部分を切り出し、微小部分を透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)で観察する手法が広く用いられている。

微小部分の半導体ウエハからの切り出しは、集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)によるエッチング加工で行う。そして、切り出された微小部分をTEM装置で観察する。一方、微小部分を切り出された半導体ウエハは、デバイス作製工程に戻される。ただし、半導体ウエハをデバイス作製工程に戻す前に、FIBによる局所的なシリコン膜デポジションで、微小部分の切り出し時に形成された加工穴を埋める。これにより、デバイス作製工程において、FIB照射で半導体ウエハに注入されたFIBのイオン種が拡散することを防ぐことができる。

また、配線の修正には、荷電粒子ビーム装置を用いて配線の切断や接続を行う技術が知られている。まず、修正部分の周辺にFIBで加工穴を形成する。そして、修正部分の配線をエッチング加工で切断する。そして、金属含有ガスを供給しながら荷電粒子ビームを照射することにより適切な配線になるように金属配線を作製する。最後に、修正部分の周辺に形成された加工穴を、例えば、シラン系ガスを用いた電子ビームによる局所的な酸化シリコン膜デポジションで埋める(特許文献1)。これにより配線の修正後、正常にデバイスを動作させることができる。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、荷電粒子ビームで試料を処理する荷電粒子ビーム装置に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
荷電粒子源と、
前記荷電粒子源から引き出された荷電粒子ビームを集束するための集束レンズ電極と、
前記荷電粒子ビームの照射と非照射を切替えるためのブランキング電極と、
前記荷電粒子ビームを走査照射するための走査電極と、
試料を載置するための試料台と、
荷電粒子ビーム照射により前記試料から発生する二次荷電粒子を検出する二次荷電粒子検出器と、
下記一般式(I)で表されるケイ素化合物を原料ガスとして収容するリザーバと、
前記原料ガスを前記試料の荷電粒子ビームの照射位置に供給するガス銃と、
を備える荷電粒子ビーム装置。
SinXm ・・・・・・・・・・・・ (I)
(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn、2n-2、2nまたは2n+2の整数を表し、Xは水素原子および/またはハロゲン原子を表す)

【請求項2】
 
前記ケイ素化合物は、シクロペンタシランである請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項3】
 
前記荷電粒子ビームは、電子ビームである請求項1または2に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項4】
 
前記荷電粒子ビームは、ガリウム、金、シリコン、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、酸素、窒素、または炭素から選ばれる一種のイオンビームである請求項1または2に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項5】
 
前記原料ガスとは異なる原料ガスを供給する第二のガス供給系を有する請求項1から4のいずれか一つに記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項6】
 
試料に原料ガスを供給し、前記試料に荷電粒子ビームを集束させて照射することにより、薄膜を作製する薄膜作製方法であって、
下記一般式(I)で表されるケイ素化合物を前記原料ガスとして前記試料に供給し、前記試料に前記荷電粒子ビームを集束させて照射し、前記薄膜を作製する薄膜作製方法。
SinXm ・・・・・・・・・・・・ (I)
(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn、2n-2、2nまたは2n+2の整数を表し、Xは水素原子および/またはハロゲン原子を表す)

【請求項7】
 
前記ケイ素化合物は、シクロペンタシランである請求項6に記載の薄膜作製方法。

【請求項8】
 
前記原料ガスとは異なる原料ガスを前記試料に供給する請求項6または7に記載の薄膜作製方法。

【請求項9】
 
前記異なる原料ガスの原料は、水、酸素または窒素のいずれか一つである請求項8に記載の薄膜作製方法。

【請求項10】
 
前記薄膜を加熱する請求項6から9のいずれか一つに記載の薄膜作製方法。

【請求項11】
 
前記薄膜に酸素または窒素イオンビームを注入する請求項6から10のいずれか一つに記載の薄膜作製方法。

【請求項12】
 
集束イオンビームを照射して試料の表面の一部に互いに離間した一対の凹部を形成し、前記凹部の間に薄片試料を形成する工程と、
前記薄片試料を前記試料から切り離す工程と、
前記凹部に下記一般式(I)で表されるケイ素化合物を原料ガスとして供給し、荷電粒子ビームを集束させて照射し膜を形成する工程と、を有する薄膜作製方法。
SinXm ・・・・・・・・・・・・ (I)
(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn、2n-2、2nまたは2n+2の整数を表し、Xは水素原子および/またはハロゲン原子を表す)

【請求項13】
 
前記荷電粒子ビームは前記集束イオンビームである請求項12に記載の薄膜作製方法。

【請求項14】
 
下記一般式(I)で表されるケイ素化合物を原料ガスとしてナノインプリントのモールドの欠陥部に供給し、前記欠陥部に荷電粒子ビームを集束させて照射し、膜を形成し、前記欠陥部を修正する欠陥修正方法。
SinXm ・・・・・・・・・・・・ (I)
(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn、2n-2、2nまたは2n+2の整数を表し、Xは水素原子および/またはハロゲン原子を表す)

【請求項15】
 
試料に原料ガスを供給し、前記試料に第一の荷電粒子ビームを集束させて照射することにより、第一の薄膜を作製する工程を有するデバイス作製方法であって、
下記一般式(I)で表されるケイ素化合物を前記原料ガスとして前記試料に供給し、前記試料に前記第一の荷電粒子ビームを集束させて照射し、前記第一の薄膜を作製する工程と、
前記試料に前記原料ガスを供給し、前記試料に前記第一の荷電粒子ビームと異なるビーム種の第二の荷電粒子ビームを照射し、前記第一の薄膜とは異なる機能の第二の薄膜を作製する工程と、を有するデバイス作製方法。
SinXm ・・・・・・・・・・・・ (I)
(ここで、nは3以上の整数を表し、mはn、2n-2、2nまたは2n+2の整数を表し、Xは水素原子および/またはハロゲン原子を表す)
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010217084thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) ERATO SHIMODA Nano-Liquid Process AREA
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