JPH0224949A - 集束イオンビームによるデバイス加工位置合せ装置 - 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］ この発明は、半導体ＩＣ，などのデバイスを集束イオン
ビームを用いて加工、修正する装置に関し、特にデバイ
ス上の加工位置を合せる位置合せ装置に関する。

［発明の概要］ 近年における半導体素子（ＬＳＩ）の大規模化、高集積
化に伴なうパターン膜の加工及び欠陥修正技術を向上進
歩させるために、集束イオンビーム装置の近くに光学顕
微鏡を設ける一方、光学顕微鏡の像を光電変換素子を介
してディジタル表示する画像表示装置と、前記イオンビ
ーム照射光学系の光軸と前記光学顕微鏡の光軸との間で
前記Ｘ−Ｙステージを移動させるステージ移動装置と、
前記画像表示装置の表示上で指定された前記デバイスの
加工領域のみを照射するよう前記イオンビーム照射光学
系を作動させる指定手段と、を備え、加工部分や欠陥部
分の観察、検索は光学顕微鏡で行ない、加工又は欠陥修
正時にはデバイスを移動させてイオンビーム照射光学系
で加工するようにした。

［従来技術］ 近年、半導体素子が大規模化、高集積化されるようにな
った背景の１つには、半導体素子の製造技術の著しい発
達を挙げることができる。半導体素子製造技術の１つに
、いわゆるＦＩＢ技術がある。このＦＩＢ技術は、半導
体素子の表面を拡大して描写し観察する技術であるとと
もに、この半導体素子に描かれるパターンを加工修正す
る技術を兼ねるものである。

このＦＩＢ技術の概略を第３図に示す。加工対象である
デバイス（例えば半導体素子）１は、Ｘ−Ｙステージ２
に載置される。このＸ−Ｙステージ２とは、照射される
集束イオンビームの光軸に対して直角な平面内で移動可
能に構成されているものである。Ｘ−Ｙステージ２はデ
バイス１とともに真空室３内に収納されている。この真
空室３において、図示しないガス銃により所定の化合物
ガスが吹き付けられ、この化合物ガス雰囲気中において
イオンビーム照射光学系４により、集束イオンビームが
デバイス１上の加工領域に照射される。この照射により
、例えばデバイス１表面のパターンの欠落部分を埋める
ことができる。

このとき欠落等が存在する欠陥部分を発見するために、
従来は、先ず集束イオンビーム装置を観察モードにして
デバイス１の表面を前記イオンビによって検出し、この
検出信号を画像表示装置６に導き、デバイス表面の画像
を形成し、形成した画像上において加工すべき加工領域
を指定させ、次いで前記集束イオンビーム装置を加工モ
ードにして指定された領域のみを集束イオンビームによ
り照射していた。このときの指定及びイオンビーム照射
光学系の制御は指定手段７によって行なわれていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら以上の従来技術によると、デバイス表面の
画像を形成するときに、デバイスである保護膜の表面か
らも生じ、これによって形成される画像は保護膜表面の
凹凸によって生じるコントラストがついてしまう。この
ため保護股下のパターンは正確に観察できないことが多
かった。

従来、このようなときには正確に観察できる他の部分の
パターン画像から、設計データのパターンに基づき加工
修正すべき領域を確定させ、この確定した加工領域にイ
オンビームの光軸を一致させるように前記Ｘ−Ｙステー
ジ２を移動させていた。このため加工領域とイオンビー
ムの光軸の位置合せ操作が煩雑となり、時間がかかつて
いた。

また、加工修正すべき領域を探すために、半導体素子表
面の加工領域以外の部分にもイオンビームを照射せねば
ならず、半導体索子（デバイス）の損傷を招く恐れがあ
った。

この発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、加工
領域の確定が容易で、デバイス上の不必要な部分にイオ
ンビームを照射する必要のない位置合せ装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、前記目的を達成するため、集束イオンビー
ム装置のイオンビーム照射光学系の近くに光学顕微鏡を
設ける一方、光学顕微鏡の像を光電変換素子を介してデ
ィジタル表示する画像表示装置と、前記イオンビーム照
射光学系の光軸と前記光学顕微鏡の光軸との間で前記Ｘ
−Ｙステージを移動させるステージ移動装置と、前記画
像表示装置の表示上で指定された前記デバイスの加工領
域のみを照射するよう前記イオンビーム照射光学系を作
動させる指定手段と、を備えたことを要旨とするもので
ある。

［作　　用１ 光学顕微鏡の光は前記保護膜を透過するので、形成され
る画像は保護膜下のパターンを明瞭に写し出すことがで
きる。また、光学顕微鏡の光はイオンビームのようにデ
バイスをＩ　ｉｌさせることはない。

したがって、光学顕微鏡によって安全、確実なデバイス
観察を行ない、このデバイスの欠陥部分を検出する。そ
して、この欠陥位置を記憶した後、Ｘ−Ｙステージを駆
動してデバイスを光学顕微鏡とイオンビーム照射光学系
との間で移動させる。

その後イオンビーム照射光学系によって集束イオンビー
ムがデバイスの欠陥部分に照射され、欠陥修正等の加工
が行なわれる。

［実　施　例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す。なお従来例を示
す第３図と同一の部分については同一の番号を付して説
明を省略する。Ｘ−Ｙステージ２の上に据えられた加工
対象物であるデバイス１は、半導体素子である。まず加
工修正が行なわれる前に、ステージ移動装置１１により
Ｘ−Ｙステージ２が駆動されデバイス１が光学顕微鏡１
２の下に位置りる。光学顕微鏡１２に捉えられた画像は
ＣＯＤカメラのような光電変換素子１３により、電気信
号に変換される。この電気信号、すなわち映像信号は、
Ａ−Ｄ　（アナログ・ディジタル）変換器１４によりデ
ィジタル信号に変換される。その後、画像メモリ１５に
導かれ、前記ディジタル信号による画像データがストッ
クされる。このストックされた画像データを、コンピュ
ータ１６がディジタル信号として呼び出し、このコンピ
ユータ１６内部のビデオ・メモリに転送し、画像表示装
置６に表示する。これにより画像表示装置６には前記光
学顕微鏡で得られた像が表示される。

この画像表示装置６により探し出された加工領域を示す
像の例を第２図に示す。この図にはパターンの一部が、
互いに平行な状態で存在する２つのパターン部分１７と
して表われている。この２つのパターン部分１７を接続
する加工修正を行なう場合についてみる。図中中央の帯
１８のように金属膜を形成して加工、修正しようとする
場合には、まず画像表示装置の画像の上にコンピュータ
１６のマウス操作などによって、金属膜付をしようとす
る部分（図中中央の帯の部分）を指定する。

この指定は、例えばマウスによって帯の外周を囲む枠を
描くことによっておこなわれる。この枠の発生は、一般
的にソフトを介しておこなっているので、コンピュータ
１６はこの枠のすべての点の位置を知ることができる。

そして、コンピュータ１６はこの加工領域を加工する際
に、まずステージ移動装置１１を駆動して、光学顕微鏡
１２の光軸とイオンビーム照射光学系４の光軸との間の
距離だけＸ−Ｙステージ２を移動させる。この距離は固
定されたものであり正確に定められる。そしてこの移動
がおこなわれた後、コンピュータ１６が記憶している前
記枠の情報に従って、この枠の中のみ（加工領域のみ）
を集束イオンビームにより照射するようにイオンビーム
照射光学系４を作動させる。この作動は、イオンビーム
照射光学系４のＸ及びＹ方向に設けられた偏向板１９の
電圧が正しく制御されることによりおこなわれる。正し
く制御するために、例えば、画像表示装置の像を表示す
る領域のＸ及びＹ方向の画素の数と、偏向板１９を制御
するＤ／Ａコンバータ２０のＸ及びＹの最大ディジタル
入力値を等しくし、かつ画像表示装置６上の像の画素間
の長さとＤ／Ａコンバータの１ステツプで制御されるイ
オンビームの変更量、デバイス上の移動する長さを等し
くする。

そして、コンピュータ１６から、前記枠の位置座標デー
タを走査制御回路２１に送り出し、この走査制御回路２
１はＤ／Ａコンバータ２０に前記枠の内部のみにイオン
ビームを照射するようにディジタル量の走査信号を送出
する。この走査信号は偏向増幅器２２により増幅されて
、偏向板１９に導かれる。

［発明の効果］ 光学顕微鏡の光は、保護膜を透過して、保護股下のパタ
ーンを正確に捉えて画像を形成することができる。これ
により、従来のように保護膜表面の凹凸によるコントラ
ストが画像に表われることはなく、加工領域の確定を容
易におこなうことができる。したがって加工領域を確定
するのに短時間ですむ。

また、光学顕微鏡の光はデバイスの表面を損（セするこ
とがなく、イオンビームは確定された加工領域のみに照
射することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のイオンビーム加工されるデバイスの
加工位置合せ装置の一実施例を示すためのブロック図、
第２図は第１図の作用を表わすため画像表示装置６に表
示された像の一例を示す図、第３図は従来の装置を表わ
すためのブロック図である。 １・・・デバイス、２・・・Ｘ−Ｙステージ、３・・・
真空至、４・・・集束イオンビーム照射系、５・・・２
次イオン検出器、６・・・画像表示装置、７・・・指定
手段、１１・・・ステージ移動装置、１２・・・光学顕
微鏡、１３・・・光電変換素子、１４・・・Ａ−Ｄ変換
器、１５・・・画像メモリ、１６・・・コンピュータ、
１７・・・パターン部分、１８・・・帯、１９・・・偏
向板。 特許出願人　　セイコー電子工業株式会社代　理　人　
　弁理士　　林　　　敬之助第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工対象であるデバイスを載せるＸ−Ｙステージと、所
   定の化合物ガス雰囲気中で前記デバイスに集束イオンビ
   ームを照射するイオンビーム照射光学系と、前記イオン
   ビーム照射光学系の近くに設けられた光学顕微鏡と、光
   学顕微鏡の像を光電変換素子を介してディジタル表示す
   る画像表示装置と、前記イオンビーム照射光学系の光軸
   と前記光学顕微鏡の光軸との間で前記Ｘ−Ｙステージを
   移動させるステージ移動装置と、前記画像表示装置の表
   示上で指定された前記デバイスの加工領域のみを照射す
   るよう前記イオンビーム照射光学系を作動させる指定手
   段と、を備えた集束イオンビームによるデバイス加工位
   置合せ装置。