(57)【要約】【課題】  工程数の増大を抑制しつつ、配線パターンを精度よく形成する。【解決手段】  配線パターン３に対応したスリット７をマスク６に設け、マスク６を介しビーム状の導電性粒子５を絶縁層２上に着弾させることにより、コンタクト領域４が設けられた配線パターン３を絶縁層２上に形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子を引き出す導電性粒子引出部と、
前記引き出された導電性粒子を帯電させる帯電部と、
前記導電性粒子をビーム状に収束させる収束部と、
配線パターンデータを取得する配線パターンデータ取得部と、
前記配線パターンデータに基づいて、前記ビーム状に収束された導電性粒子を走査する走査部とを備えることを特徴とする配線パターン形成装置。
【請求項２】
前記導電性粒子を透過させるスリットをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の配線パターン形成装置。
【請求項３】
導電性粒子の供給源から導電性粒子を引き出す工程と、
前記引き出された導電性粒子を帯電させる工程と、
前記導電性粒子をビーム状に収束させる工程と、
前記ビーム状に収束された導電性粒子を走査しながら半導体基板上に付着させることにより、前記半導体基板上に配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記配線パターンが形成された半導体基板の熱処理を行なう工程をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線パターン形成装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体基板上に配線パターンを形成する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置では、半導体基板上に配線パターンを形成するために、スパッタリングなどの方法で半導体基板上の全面にＡｌなどの金属膜を形成した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてＡｌなどの金属膜をパターニングすることが行なわれていた。
また、例えば、特許文献１には、ホログラフィーの手法により原子線を用いて、マスクあるいはレジストなしで再生基板上に超微細なパターンを直接形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３９７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の配線パターンの形成方法では、半導体基板上に配線パターンを形成するためには、スパッタリング技術、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術などの複数の工程を組み合わせる必要があり、工程数が増大するとともに、配線材料やレジスト材料などの消費量が大きいという問題があった。
また、特許文献１に開示された方法では、１次元または２次元のスリットアレイよりなるホログラムのスリットごとに電場または磁場を生成させる必要があり、必要な分解能を得ることが困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、工程数の増大を抑制しつつ、配線パターンを精度よく形成することが可能な配線パターン形成装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る配線パターン形成装置によれば、導電性粒子を引き出す導電性粒子引出部と、前記引き出された導電性粒子を帯電させる帯電部と、前記導電性粒子をビーム状に収束させる収束部と、配線パターンデータを取得する配線パターンデータ取得部と、前記配線パターンデータに基づいて、前記ビーム状に収束された導電性粒子を走査する走査部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、配線パターンに対応して導電性粒子を走査面上に付着させることができ、配線パターンを基板上に直接形成することができる。このため、配線パターンを基板上に形成するために、導電膜を基板全面に形成する必要がなくなるとともに、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて導電膜をパターニングする必要がなくなる。この結果、配線材料およびレジスト材料の消費量を低減することが可能となり、資源の浪費を抑制することが可能となるとともに、工程数を削減することを可能として、コストダウンを図ることができる。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る配線パターン形成装置によれば、前記導電性粒子を透過させるスリットをさらに備えることを特徴とする。
これにより、放出された導電性粒子を基板上の特定の部分に容易に付着させることが可能となり、配線パターンを基板上に精度よく形成することができる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、導電性粒子の供給源から導電性粒子を引き出す工程と、前記引き出された導電性粒子を帯電させる工程と、前記導電性粒子をビーム状に収束させる工程と、前記ビーム状に収束された導電性粒子を走査しながら半導体基板上に付着させることにより、前記半導体基板上に配線パターンを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、配線パターンを基板上に直接形成することができ、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を不要として、配線パターン形成時の工程数を削減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記配線パターンが形成された半導体基板の熱処理を行なう工程をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、配線パターンのオーミックコンタクトをとることが可能となるとともに、結晶粒の成長を行うことが可能となり、配線パターンの低抵抗化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る配線パターン形成装置および半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る配線パターン形成方法を示す斜視図である。
図１において、半導体基板１上には絶縁層２が形成され、絶縁層２にはコンタクトホールＨが形成されている。また、マスク６には、配線パターン３に対応したスリット７が設けられている。
【００１１】
そして、マスク６を介しビーム状の導電性粒子５を絶縁層２上に着弾させることにより、コンタクト領域４が設けられた配線パターン３を絶縁層２上に形成する。なお、導電性粒子５としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗなどの金属や、Ｓｉなどの半導体を用いることができる。
これにより、配線パターン３に対応して導電性粒子５を走査面上に付着させることができ、配線パターン３を絶縁層２上に直接形成することができる。このため、配線パターン３を絶縁層２上に形成するために、導電膜を絶縁層２全面に形成する必要がなくなるとともに、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて導電膜をパターニングする必要がなくなる。この結果、配線材料およびレジスト材料の消費量を低減することが可能となり、資源の浪費を抑制することが可能となるとともに、工程数を削減することを可能として、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
また、配線パターン３に対応したスリット７を透過させながら、導電性粒子５を絶縁層２上に着弾させることにより、ビーム状の導電性粒子５を絶縁層２上の特定の部分に付着させることが可能となり、配線パターン３を絶縁層２上に精度よく形成することができる。
なお、配線パターン３が半導体基板１上に形成されると、水素または窒素雰囲気中で熱処理を行なうようにしてもよい。これにより、配線パターン３のオーミックコンタクトをとることが可能となるとともに、結晶粒の成長を行うことが可能となり、配線パターン３の低抵抗化を図ることができる。
【００１３】
図２は、本発明の第２実施形態に係る配線パターン形成装置の概略構成を示す平面図である。
図２において、配線パターン形成装置には、金属供給源部Ｂ１、ビームライン部Ｂ２、エンドステーション部Ｂ３をそれぞれ真空引きする真空ポンプ１２、１８、２０が設置されている。また、配線パターンに対応したＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得部３１、ＣＡＤデータ取得部３１にて取得されたＣＡＤデータに基づいて、金属イオンの引き出し量を制御する引き出し制御部３２および金属イオンビームの走査量を制御する走査制御部３３が設けられている。
【００１４】
そして、金属供給源部Ｂ１には、金属供給源１１、質量分析装置１３、可変スリット１４および分析スリット１５が設けられている。また、ビームライン部Ｂ２には、加速管１６、Ｑレンズ１７ａ〜１７ｃ、Ｘ走査電極１９ａおよびＹ走査電極１９ｂが設けられている。さらに、エンドステーション部Ｂ３には、ターゲットチャンバ２１が設けられ、ターゲットチャンバ２１にはファラディーカップ２２が設けられているとともに、半導体基板２３が設置される。
【００１５】
そして、引き出し制御部３２は、ＣＡＤデータ取得部３１にて取得されたＣＡＤデータに基づいて、金属供給源１１からの金属イオンの引き出し量を制御する。そして、金属供給源１１から引き出された金属イオンは質量分析装置１３に送られ、質量分析装置１３にて金属イオンの質量分析が行われる。なお、金属供給源１１としては、例えば、熱陰極方式またはプラズマ方式を用いることができる。また、質量分析装置１３としては、金属イオンを分離する分離電磁石を用いることができる。
【００１６】
そして、質量分析装置１３にて質量分析された金属イオンは、可変スリット１４にてビーム量が調整された後、分析スリット１５に送られて中性粒子が排除される。そして、分析スリット１５を通過した金属イオンは加速管１６に送られ、加速管１６にて、最終的な加速エネルギーが得られるように加速される。そして、加速管１６にて加速された金属イオンビームはＱレンズ１７ａ〜１７ｃに送られ、Ｑレンズ１７ａ〜１７ｃにて金属イオンビームが収束される。なお、Ｑレンズ１７ａ〜１７ｃとしては、静電４重極レンズまたは磁気４重極レンズを用いることができる。
【００１７】
そして、Ｑレンズ１７ａ〜１７ｃにて収束された金属イオンビームは、Ｘ走査電極１９ａおよびＹ走査電極１９ｂを順次通過する。ここで、走査制御部３３は、ＣＡＤデータ取得部３１にて取得されたＣＡＤデータに基づいて、Ｘ走査電極１９ａおよびＹ走査電極１９ｂを制御する。そして、Ｘ走査電極１９ａにてＸ方向に金属イオンビームを走査させるとともに、Ｙ走査電極１９ｂにてＹ方向に金属イオンビームを走査させることにより、ＣＡＤデータで特定される配線パターンの形成位置に金属イオンビームを偏向させる。
【００１８】
そして、Ｘ走査電極１９ａおよびＹ走査電極１９ｂにて走査された金属イオンビームはターゲットチャンバ２１に送られ、ファラディーカップ２２にてビーム電流をモニタしながら、金属イオンビームを半導体基板２３上に着弾させる。
これにより、配線パターンを半導体基板２３上に直接形成することができ、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を不要として、配線パターン形成時の工程数を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る配線パターン形成方法を示す斜視図。
【図２】第２実施形態に係る配線パターン形成装置の概略構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００２０】
１、２３  半導体基板、２  絶縁層、３  配線パターン、４  コンタクト領域、５  導電性粒子、６  マスク、７  スリット、Ｈ  コンタクトホール、Ｂ１  イオン源部、Ｂ２  ビームライン部、Ｂ３  エンドステーション部、１１  イオン源、１２、１８、２０  真空ポンプ、１３  質量分析装置、１４  可変スリット、１５  分析スリット、１６  加速管、１７ａ〜１７ｃ  Ｑレンズ、１９ａ  Ｘ走査電極、１９ｂ  Ｙ走査電極、２１  ターゲットチャンバ、２２  ファラディーカップ、３１  ＣＡＤデータ取得部、３２  引き出し制御部、３３  走査制御部
【図１】
2005142491.tif 000003
【図２】
2005142491.tif 000004