JPS61284939A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To form desired wirings on an electron element, to form a film in high quality and efficiency by exposing the element with material gas containing desired metal or semiconductor as a component, and scanning the element while emitting an ion beam containing the metal or the same element as the semiconductor as a component or a beam of ultrafine particles. CONSTITUTION:An electron element 3 is exposed with material gas containing desired metal or semiconductor as a component, any of an ion beam 2 containing metal contained in the gas or the same element as the semiconductor as a component or a beam of ultrafine particles and the element 3 or both are moved to scan the beam while emitting the beam 2 or the beam of the ultrafine particles on the element 3 by finely condensing to accumulate the metal or the semiconductor on the element 3 to form a film. For example, when the material of the film is aluminum, Al(CH3) is used as the gas, the aluminum ion beam is emitted to decompose the gas to form an aluminum film. When the material is Si, SiH4, SiCl4, or Si2H6 is used as the gas, and an Si film is formed in combination of the material and an Si ion beam.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子素子内の局所的な膜形成および配線形成
を行なう半導体装置の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that performs local film formation and wiring formation within an electronic element.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

電子素子、特に集積回路内の接点間の微細な配線に関し
て、イオンビームを用いた従来方法は、特開昭５７−１
８６３４２号記載のように、イオンビーム自身の成分で
ある金属もしくは半導体を、前記電子素子上に直接堆積
する方法であった。A conventional method using an ion beam for fine wiring between contacts in electronic devices, especially integrated circuits, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 57-1.
As described in No. 86342, this was a method in which metal or semiconductor, which is a component of the ion beam itself, was directly deposited on the electronic device.

しかしながら、上記の方法では堆積する物質すべてがイ
オンビームによシ輸送されておシ、堆積される量が多い
時は多くの時間を要するという問題があった。However, the above method has a problem in that all of the deposited material is transported by the ion beam, and it takes a long time when a large amount is deposited.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、電子素
子上に所望の配線形成や膜形成が高品質でかつ効率良く
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that enables desired wiring and film formation on electronic elements with high quality and efficiency. .

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、所望の金属もしくは半導体を成分に含む材料
ガスに電子素子をさらし、該素子に該材料ガスに含まれ
ている金属または半導体と同じ元素を成分に含むイオン
ビームあるいは微粒子のビームを細く絞って照射しなが
ら、前記ビームもしくは電子素子のいずれか、あるいは
両者を移動させてビームの走査を行ない、前記電子素子
上に金属もしくは半導体を堆積して、膜を形成すること
を特徴とするものである。The present invention exposes an electronic element to a material gas containing a desired metal or semiconductor as a component, and sends a narrow beam of ions or fine particles to the element containing the same element as the metal or semiconductor contained in the material gas. The device is characterized by scanning the beam by moving either the beam or the electronic device, or both, while focusing the irradiation, and depositing a metal or semiconductor on the electronic device to form a film. It is.

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

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は半導体装置の製造に用いられる膜および配線形成装
置である。図中１はイオンビーム照射部でイオンビーム
２を形成し、電子素子３上で走査される。これらは真空
チャンバー４の中に置かれている。電子素子３はテーブ
ル５の上に置かれておシ、テーブル５自身も二次元方向
に移動制御できるようになっている。この移動の制御は
真空外で行なう。イオンビーム照射部１の制御は、ビー
ム制御電源６によシ行なう。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
The figure shows a film and wiring forming apparatus used for manufacturing semiconductor devices. In the figure, reference numeral 1 denotes an ion beam irradiation unit that forms an ion beam 2, which is scanned over an electronic element 3. These are placed in a vacuum chamber 4. The electronic device 3 is placed on a table 5, and the table 5 itself can be controlled to move in two-dimensional directions. This movement is controlled outside the vacuum. The ion beam irradiation section 1 is controlled by a beam control power source 6.

電子素子３の上方にはイオンビーム２の通過する直径１
．５〜０．４　ｔｍの穴のあいたしきシ板８があシ、真
空度が電子素子３側とイオンビーム照射部１側とで差圧
がつけられるようになっている。電子素子３側の室には
材料ガスボンベ９からリークパルプ１０の調整によシ適
当な流量の材料ガスが導入できる、＝うになっている。Above the electronic element 3 is a diameter 1 through which the ion beam 2 passes.
．． A guide plate 8 with holes of 5 to 0.4 tm is provided so that a differential pressure can be applied between the electronic element 3 side and the ion beam irradiation section 1 side. An appropriate flow rate of material gas can be introduced into the chamber on the electronic element 3 side from the material gas cylinder 9 by adjusting the leakage pulp 10.

本実施例で用いたイオンビームは、アルミニウム（Ａｔ
）やシリコン（Ｓｉ）などである。イオン源は輝度の高
い液体金属イオン源で、イオン化物質としてｋｔイオン
に対しては、純Ａｔを、Ｓｉイオンに対してはＡｕ−８
ｉ共晶合金を用いた。後者のＳｉイオンビームに対して
は、イオンビーム照射部１の中に設けられている質量分
離器（図示せず）で、所望のイオンビームのみを選択し
ている。The ion beam used in this example was aluminum (At
) and silicon (Si). The ion source is a high-brightness liquid metal ion source, and the ionization materials used are pure At for kt ions and Au-8 for Si ions.
An i-eutectic alloy was used. For the latter Si ion beam, only a desired ion beam is selected by a mass separator (not shown) provided in the ion beam irradiation unit 1.

電子素子３の形成膜あるいは配線の材料がＡＡの場合は
、材料ガスとしてＡｔ（ＣＨｓ　）　１ｒ：用い、電子
素子室側に１０−１〜１０”Ｐａ程度に導入し、上記の
Ａｔイオンビームｔｌｏ〜０．５ｋｅＶで照射し、材料
ガスを分解してＡｔ膜を形成した。When the material of the formation film or wiring of the electronic element 3 is AA, At(CHs) 1r: is used as the material gas, introduced to the electronic element chamber side at a pressure of about 10-1 to 10"Pa, and the above At ion beam tlo Irradiation was performed at ~0.5 keV to decompose the material gas and form an At film.

又、膜あるいは配線材料が８１の場合は、材料ガスとし
て、Ｓ　ｉＨ４，８ｉＣ２４、８１ｚＨｓ　などを用い
、これと３ｉイオンビームとの組み合わせで行なった。When the film or wiring material was 81, SiH4, 8iC24, 81zHs, etc. were used as the material gas, and this was combined with a 3i ion beam.

上記で得られた膜はいずれも不純物が少なく非常に高品
質であった。又、膜形成の速さは、イオンビームの加速
エネルギーや材料ガスの導入量に依存するが、イオンビ
ーム単独による堆積による膜形成の場合と比べて、約１
．２〜８倍と速く、高効率であった。All of the films obtained above contained very few impurities and were of very high quality. Furthermore, although the speed of film formation depends on the acceleration energy of the ion beam and the amount of material gas introduced, it is approximately 1 times faster than film formation by deposition using an ion beam alone.
．． It was 2 to 8 times faster and highly efficient.

本発明は、所望の配線パターン情報をビーム制御電源６
の中の制御コンピューター（図示せず）に前もって入力
しておき、配線作業時に、その配線パターン情報を出力
して、イオンビーム照射部１でイオンビームをオン・オ
フ、かつ、電子素子３上でビーム走査を行ない、さらに
、テーブル５も移動制御することによシ、所望の配線パ
ターンが形成できる。The present invention provides desired wiring pattern information to the beam control power source 6.
The wiring pattern information is input in advance to a control computer (not shown) inside the computer, and during wiring work, the wiring pattern information is output to turn the ion beam on and off in the ion beam irradiation section 1 and on the electronic element 3. By performing beam scanning and also controlling the movement of the table 5, a desired wiring pattern can be formed.

本実施例では、イオンビームとして一価イオンを用いた
が、多価イオンや、分子イオン、あるいは微粒子イオン
を用いても同様な効果が得られる。In this embodiment, singly charged ions are used as the ion beam, but similar effects can be obtained by using multivalent ions, molecular ions, or particulate ions.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明よれば、電子素子を金属または半導体を成分に含
む材料ガスにさらし、該材料ガスが含んでいる金属また
は半導体と同じ元素を成分に含むイオンビームあるいは
微粒子のビームを該素子上に細く絞って照射しながら、
前記ビームもしくは前記素子のいずれか、あるいは両者
を移動させてビームの走査を行うことによシ、前記素子
上に金属または半導体を堆積して、不純物の少ない高品
質の膜を効率良く形成することができ、ひいては簡単か
つ安価に半導体装置を開発、製造できるなど、顕著な効
果を有する。According to the present invention, an electronic element is exposed to a material gas containing a metal or a semiconductor as a component, and an ion beam or a beam of fine particles containing the same element as the metal or semiconductor contained in the material gas is narrowly focused onto the element. While irradiating
Depositing a metal or a semiconductor on the element by scanning the beam by moving either the beam or the element, or both, to efficiently form a high-quality film with few impurities. This has remarkable effects, such as the ability to easily and inexpensively develop and manufacture semiconductor devices.

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

第１図は本発明に用いる膜および配線形成装置である。 FIG. 1 shows a film and wiring forming apparatus used in the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 所望の金属もしくは半導体を成分に含む材料ガスに電子
素子をさらし、該材料ガスの含まれている金属もしくは
半導体と同じ元素を成分に含むイオンビームあるいは微
粒子のビームを細く絞つて前記素子上に照射しながら、
前記ビームもしくは前記電子素子のいずれか、あるいは
両者を移動させてビームの走査を行い、前記電子素子上
に、金属もしくは半導体を堆積して、膜を形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。An electronic element is exposed to a material gas containing a desired metal or semiconductor as a component, and an ion beam or fine particle beam containing the same element as the metal or semiconductor contained in the material gas is irradiated onto the element. while doing,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: scanning the beam by moving either the beam, the electronic element, or both, and depositing a metal or a semiconductor on the electronic element to form a film. .