JPS60211757A - イオンビーム加工装置および表面加工方法 - Google Patents
イオンビーム加工装置および表面加工方法Info
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- JPS60211757A JPS60211757A JP59066741A JP6674184A JPS60211757A JP S60211757 A JPS60211757 A JP S60211757A JP 59066741 A JP59066741 A JP 59066741A JP 6674184 A JP6674184 A JP 6674184A JP S60211757 A JPS60211757 A JP S60211757A
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- secondary electron
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3005—Observing the objects or the point of impact on the object
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、イオン源から引出されたイオンを集束して得
られるイオンマイクロビームを走査して半導体基板上の
配線などのような加工試料の被加工部に直接照射するこ
とで配線の切断・接続などの加工を行なうイオンマイク
ロビーム加]二装置に関するもので、特に、この種の加
工作業における作業終了の確認の高精度化を図ったもの
である。
られるイオンマイクロビームを走査して半導体基板上の
配線などのような加工試料の被加工部に直接照射するこ
とで配線の切断・接続などの加工を行なうイオンマイク
ロビーム加]二装置に関するもので、特に、この種の加
工作業における作業終了の確認の高精度化を図ったもの
である。
最近、高電流密度のイオンマイクロビームを用いる微細
加工が試みられている。このマイクロビーム加工技術は
、将来の超LSI素子を製造する上で必須の技術である
。
加工が試みられている。このマイクロビーム加工技術は
、将来の超LSI素子を製造する上で必須の技術である
。
第1図は従来のイオンマイクロビーム加工装置を説明す
るための装置の基本摘成図である。イオン源1から引出
されたイオンを静電レンズ2で集束し、イオンマイクロ
ビーム3(以下ビーム3と略称する)を形成し、加工試
料4に照射する。5は偏向器で、ビーム3を加工試料4
」二で走査するためのものであり、走査電源6に接続さ
れている。
るための装置の基本摘成図である。イオン源1から引出
されたイオンを静電レンズ2で集束し、イオンマイクロ
ビーム3(以下ビーム3と略称する)を形成し、加工試
料4に照射する。5は偏向器で、ビーム3を加工試料4
」二で走査するためのものであり、走査電源6に接続さ
れている。
ビーム3の照射により加工試料4からは二次電子eが放
出され、二次電子検出器7で検出される。
出され、二次電子検出器7で検出される。
なお、破線で示した10は真空容器である。二次電子像
観察部8内のCRT (陰極線管)では、走査電源6と
同期したビーム走査(X軸及びy軸)を行ない、二次電
子検出器7からの二次電子強度に対応した信号をCRT
の輝度変調(2軸)に入力することにより、加工試料4
のビーム走査面上の二次電子像がm察さ九、これを利用
して加工試料4の加工領域を設定している。加工作業が
終了すれば、その加工領域の試料原子が取り除かれるこ
とから、そこに凹みができ、下地の試料が表面に出てく
るため、そこの領域の二次電子強度が加工作業前と異な
ってくる。この変化をモニタすることにより、加工作業
の終了を確認していた。
観察部8内のCRT (陰極線管)では、走査電源6と
同期したビーム走査(X軸及びy軸)を行ない、二次電
子検出器7からの二次電子強度に対応した信号をCRT
の輝度変調(2軸)に入力することにより、加工試料4
のビーム走査面上の二次電子像がm察さ九、これを利用
して加工試料4の加工領域を設定している。加工作業が
終了すれば、その加工領域の試料原子が取り除かれるこ
とから、そこに凹みができ、下地の試料が表面に出てく
るため、そこの領域の二次電子強度が加工作業前と異な
ってくる。この変化をモニタすることにより、加工作業
の終了を確認していた。
しかしながら、上述した従来の加工装置では。
二次電子強度の変化を加工終了のモニタに用いているた
め2例えば配線パターンの切断加工などの場合、二次電
子強度変化の加工終了指示は、必ずしも配線パターンの
電気的切断の加工終了指示とは一致しない場合がしばし
ば生じるという不都合があった。主な原因は、加工の場
所による不均一性や、ビーム照射により一度取り除かれ
た試料原子の再付着によるものである。
め2例えば配線パターンの切断加工などの場合、二次電
子強度変化の加工終了指示は、必ずしも配線パターンの
電気的切断の加工終了指示とは一致しない場合がしばし
ば生じるという不都合があった。主な原因は、加工の場
所による不均一性や、ビーム照射により一度取り除かれ
た試料原子の再付着によるものである。
本発明の目的は、従来技術での上記した不都合を除去し
、その加工作業の終了を制度よくモニタすることのでき
るイオンマイクロビーム加工装置を提供することにある
。
、その加工作業の終了を制度よくモニタすることのでき
るイオンマイクロビーム加工装置を提供することにある
。
上記目的を達成するために本発明においては。
イオン源から引出されたイオンを集束して得られるイオ
ンマイクロビームを走査して加工試料の被加工部に照射
して加工を行なうイオンマイクロビーム加工装置におい
て、ビーム照射により上記試料から放出される二次電子
を検出する二次電子検出器と試料との間に金属メツシュ
を配置し、上記試料の被加工部あるいは上記金属メツシ
ュの少なくとも一方が出力電圧可変の制御電源に接続さ
れている構成を採用し、これにより、上記電位を可変に
しながら二次電子信号をモニタすることで配線パターン
加工などの切断作業等の終了モニタを制度よく行なうこ
とを可能とするものである。本発明は、配線パターンな
どの切断作業のような加工ばかりでなく、配線パターン
の接続作業のような加工にも同様に適用できるものであ
る。
ンマイクロビームを走査して加工試料の被加工部に照射
して加工を行なうイオンマイクロビーム加工装置におい
て、ビーム照射により上記試料から放出される二次電子
を検出する二次電子検出器と試料との間に金属メツシュ
を配置し、上記試料の被加工部あるいは上記金属メツシ
ュの少なくとも一方が出力電圧可変の制御電源に接続さ
れている構成を採用し、これにより、上記電位を可変に
しながら二次電子信号をモニタすることで配線パターン
加工などの切断作業等の終了モニタを制度よく行なうこ
とを可能とするものである。本発明は、配線パターンな
どの切断作業のような加工ばかりでなく、配線パターン
の接続作業のような加工にも同様に適用できるものであ
る。
以下9本発明の一実施例を第2図により説明する。イオ
ン源1は輝度の高い液体金属イオン源であり、そこから
引出されたイオンは静電レンズ2により集束され、その
ビーム3が加工試料4に照射される。なお、マイクロビ
ーム加工装置としては、ビームをオン・オフ制御するた
めのブランキング電極がイオン光学系の途中に設けであ
るが。
ン源1は輝度の高い液体金属イオン源であり、そこから
引出されたイオンは静電レンズ2により集束され、その
ビーム3が加工試料4に照射される。なお、マイクロビ
ーム加工装置としては、ビームをオン・オフ制御するた
めのブランキング電極がイオン光学系の途中に設けであ
るが。
第2図では省略しである。
まず、配線パターンの切断作業を行なう場合について述
べる。第3図(a)は、加工試料4上の配線パターンを
その一部の位置PP’で切断してパターンをAとBに電
気的に切断する例である。
べる。第3図(a)は、加工試料4上の配線パターンを
その一部の位置PP’で切断してパターンをAとBに電
気的に切断する例である。
パターンは酸化シリコン(絶縁体)上に形成されたアル
ミニウム配線(導体)である。パターンA。
ミニウム配線(導体)である。パターンA。
Bはそれぞれ電位VAT Veが与えられるように端子
11,1.2に接続されている。端子11は、制御電源
13、電流計9を通して接地されている。端子12は。
11,1.2に接続されている。端子11は、制御電源
13、電流計9を通して接地されている。端子12は。
制御抵抗14.制御電源13′、電流計9′を通して接
地されている。ただし、配線パターンBの電位は、配線
パターンAと継がっている場合はV八であり切断後はV
aが印加されることになる。
地されている。ただし、配線パターンBの電位は、配線
パターンAと継がっている場合はV八であり切断後はV
aが印加されることになる。
第2図に戻り加工試料4の上には半球面上の金属メツシ
ュ15が設けられており、これには可変電位■□が制御
電源16より与えられている。この電位Vmを越える二
次電子eのみが金属メツシュ15を通過でき二次電子検
出器7で検出される。二次電子検出器7の出力を二次電
子像観察部8のCRTの輝度変調に用い、CRTのビー
ム偏向はビーム3の走査と同期して行なわれる。
ュ15が設けられており、これには可変電位■□が制御
電源16より与えられている。この電位Vmを越える二
次電子eのみが金属メツシュ15を通過でき二次電子検
出器7で検出される。二次電子検出器7の出力を二次電
子像観察部8のCRTの輝度変調に用い、CRTのビー
ム偏向はビーム3の走査と同期して行なわれる。
第3図(b)は、第3図(a)の配線パターン部からの
二次電子像である。ビーム走査によるPP’位置での切
断作業の途中においても時々。
二次電子像である。ビーム走査によるPP’位置での切
断作業の途中においても時々。
全面ビーム走査して第3図(b)のような二次電子像を
観察して切断作業が終了しているか否かを判断するもの
である。つまり、二次電子の試料からの放出時の運動エ
ネルギーは10eV以下のものが大部分であるためIV
A−V□>IOVの時は、配線パターンAからの二次電
子の大部分は金属メッシュ15を通過できないため、二
次電子像amはできない。逆に、制御電源13あるいは
16のいずれか一方、または両方、を制御することによ
り、VAあるいは■□を変化させてV A V m <
10 Vとすることにより配線パターンAを二次電子
像観測ができる。切断作業の途中では配線パターンAと
Bは電気的に継がっており9両パターンとも二次電子像
観測におけるVAやVmの制御に対する変化は同じであ
る。
観察して切断作業が終了しているか否かを判断するもの
である。つまり、二次電子の試料からの放出時の運動エ
ネルギーは10eV以下のものが大部分であるためIV
A−V□>IOVの時は、配線パターンAからの二次電
子の大部分は金属メッシュ15を通過できないため、二
次電子像amはできない。逆に、制御電源13あるいは
16のいずれか一方、または両方、を制御することによ
り、VAあるいは■□を変化させてV A V m <
10 Vとすることにより配線パターンAを二次電子
像観測ができる。切断作業の途中では配線パターンAと
Bは電気的に継がっており9両パターンとも二次電子像
観測におけるVAやVmの制御に対する変化は同じであ
る。
しかし、切断作業が終了した時点からは、配線パターン
Bの電位がAの電位VAと異なるため。
Bの電位がAの電位VAと異なるため。
二次電子像観測における変化は異なる。即ち、いま、パ
ターンBが制御電源13’ に接続されていない場合を
考えると、切断作業が終了した直後から。
ターンBが制御電源13’ に接続されていない場合を
考えると、切断作業が終了した直後から。
チャージアップのため、パターンAは見えるがパターン
Bは見えなくなる。こうして、切断作業の終了を高精度
に検知できることになる。さらに。
Bは見えなくなる。こうして、切断作業の終了を高精度
に検知できることになる。さらに。
制御電源13′ を用い、パターンBの電位VBを変化
させることにより、パターンAとBが電気的に接続して
いるか否かが再確認でき、切断作業終了の判断が、さら
に高精度に行なえるようになる。
させることにより、パターンAとBが電気的に接続して
いるか否かが再確認でき、切断作業終了の判断が、さら
に高精度に行なえるようになる。
第3図(a)では2つの制御電源13.1.3’ を設
けるとしであるが9以上の説明から判るように。
けるとしであるが9以上の説明から判るように。
13あるいは13’のいずれか一方の制御電源を設けれ
ば本発明を実現することは可能であり、さらに。
ば本発明を実現することは可能であり、さらに。
第2図における2つの制御電源1.3.1.6は少なく
ともその一方が出力電圧可変の制御電源であれば良1、
)。
ともその一方が出力電圧可変の制御電源であれば良1、
)。
具体的な数値例を挙げる。イオン源としてGa液体金属
イオン源を用い、イオンマイクロビームは16keV
G a+ビビーであり、ビーム径は0.5tIm、電流
密度は0.3A/cd、配線パターンは酸化シリコン上
のAllパターンで幅2p、厚さ約0.21Mである。
イオン源を用い、イオンマイクロビームは16keV
G a+ビビーであり、ビーム径は0.5tIm、電流
密度は0.3A/cd、配線パターンは酸化シリコン上
のAllパターンで幅2p、厚さ約0.21Mである。
上記の条件で、数十秒で切断作業が終了することが判っ
た。
た。
次に、配線パターンの切れている部分を接続する接続作
業の場合について述べる。試料は上記実施例と同じもの
である。ただし、パターンの切れている部分の幅は約2
岬である。本実施例においては、接続作業用のマイクロ
ビームとして3 keVGa+ビームを用い、ビーム径
は約201M、電流密度は約0.O]A/Cdである。
業の場合について述べる。試料は上記実施例と同じもの
である。ただし、パターンの切れている部分の幅は約2
岬である。本実施例においては、接続作業用のマイクロ
ビームとして3 keVGa+ビームを用い、ビーム径
は約201M、電流密度は約0.O]A/Cdである。
二次電子像観測には、 10keV G a+ビビー、
ビーム径約0.5−を用いた。両ビームはイオン源に印
加する電圧を切り替えるのみで容易に選択可能である。
ビーム径約0.5−を用いた。両ビームはイオン源に印
加する電圧を切り替えるのみで容易に選択可能である。
接続作業に要する時間は1〜2分であった。この接続作
業の場合は、配線パターンAとBが電気的に接続された
直後から。
業の場合は、配線パターンAとBが電気的に接続された
直後から。
二次電子像において両パターンは、VAや■、の変化に
対して同じ振舞いを示すものである。
対して同じ振舞いを示すものである。
なお、上述の実施例ではイオン源としてGa液体金属イ
オン源を例に挙げて述べたが、電界電離型イオン源のよ
うな他のイオン源を用いてもよいことは言うまでもない
。また、液体金属イオン源を用いる場合にも、イオン化
すべき物質はGaに限らず、用途に応じて種々の物質を
用いることができる。合金などのイオン化物質を用いる
場合は。
オン源を例に挙げて述べたが、電界電離型イオン源のよ
うな他のイオン源を用いてもよいことは言うまでもない
。また、液体金属イオン源を用いる場合にも、イオン化
すべき物質はGaに限らず、用途に応じて種々の物質を
用いることができる。合金などのイオン化物質を用いる
場合は。
イオン光学系の途中に質量分析器を入れて所望のイオン
種のみを選択する構成とすることもできる。
種のみを選択する構成とすることもできる。
以上説明したように2本発明によれば、イオンマイクロ
ビーム加工において、加工作業終了の確認が高精度にで
きるようになり、その結果、半導体基板上の配線パター
ンの切断や接続などの加工の高精度化、高能率化が可能
となる。
ビーム加工において、加工作業終了の確認が高精度にで
きるようになり、その結果、半導体基板上の配線パター
ンの切断や接続などの加工の高精度化、高能率化が可能
となる。
第1図は従来装置の全体構成図、第2図は本発明の詳細
な説明用の全体構成図、第3図は本発明の動作及び効果
説明用の図で(a)は配線パターン部の概略図、(b)
は(a)で示した配線パターン部の二次電子像を示す図
である。 〈符号の説明〉 1・・・イオン源 2・・・静電レンズ3・・・イオン
マイクロビーム 4・・・加工試料 5・・・偏向器 6・・・走査電源 7・・・二次電子検出器8・・・二
次電子像観察部 9,9′・・・電流計10・・・真空
容器 13.13’ 、 16・・・制御電源15・・
・金属メツシュ 代理人弁理士 中 村 純之助 第1頁の続き @発明者 円相 −1三 国分寺市東恋ケ窪1丁目28幡地 株式会社日立製作所
中央研究所内
な説明用の全体構成図、第3図は本発明の動作及び効果
説明用の図で(a)は配線パターン部の概略図、(b)
は(a)で示した配線パターン部の二次電子像を示す図
である。 〈符号の説明〉 1・・・イオン源 2・・・静電レンズ3・・・イオン
マイクロビーム 4・・・加工試料 5・・・偏向器 6・・・走査電源 7・・・二次電子検出器8・・・二
次電子像観察部 9,9′・・・電流計10・・・真空
容器 13.13’ 、 16・・・制御電源15・・
・金属メツシュ 代理人弁理士 中 村 純之助 第1頁の続き @発明者 円相 −1三 国分寺市東恋ケ窪1丁目28幡地 株式会社日立製作所
中央研究所内
Claims (1)
- イオン源から引出されたイオンを集束して得られるイオ
ンマイクロビームを走査して加工試料の被加工部に照射
して加工を行なうイオンマイクロビーム加工装置におい
て、イオンマイクロビーム照射により」1記試料から放
出される二次電子を検出する二次電子検出器と試料との
間に金属メツシュを配置し、上記試料の被加工部あるい
は上記金属メツシュの少なくとも一方が出力電圧可変の
制御電源に接続されていることを特徴とするイオンマイ
クロビーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59066741A JPH0770299B2 (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | イオンビーム加工装置および表面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59066741A JPH0770299B2 (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | イオンビーム加工装置および表面加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211757A true JPS60211757A (ja) | 1985-10-24 |
| JPH0770299B2 JPH0770299B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=13324601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59066741A Expired - Lifetime JPH0770299B2 (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | イオンビーム加工装置および表面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770299B2 (ja) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4999077A (ja) * | 1973-01-26 | 1974-09-19 | ||
| JPS52123163A (en) * | 1976-04-09 | 1977-10-17 | Hitachi Ltd | Reflection electron image observation unit for scanning type electroni c microscope |
| JPS5523454A (en) * | 1978-08-09 | 1980-02-19 | Yoshitoshi Nanba | Lead auger analyzer |
| JPS5550652A (en) * | 1978-09-19 | 1980-04-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Composite element adjusting method by ion beam |
| JPS58106750A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Toshiba Corp | フオ−カスイオンビ−ム加工方法 |
| JPS58106824A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Toshiba Corp | フオ−カスイオンビ−ム加工方法 |
| JPS58164135A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 収束イオンビ−ムを用いた半導体加工装置 |
| JPS58202038A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | Hitachi Ltd | イオンビ−ム加工装置 |
-
1984
- 1984-04-05 JP JP59066741A patent/JPH0770299B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4999077A (ja) * | 1973-01-26 | 1974-09-19 | ||
| JPS52123163A (en) * | 1976-04-09 | 1977-10-17 | Hitachi Ltd | Reflection electron image observation unit for scanning type electroni c microscope |
| JPS5523454A (en) * | 1978-08-09 | 1980-02-19 | Yoshitoshi Nanba | Lead auger analyzer |
| JPS5550652A (en) * | 1978-09-19 | 1980-04-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Composite element adjusting method by ion beam |
| JPS58106750A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Toshiba Corp | フオ−カスイオンビ−ム加工方法 |
| JPS58106824A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Toshiba Corp | フオ−カスイオンビ−ム加工方法 |
| JPS58164135A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 収束イオンビ−ムを用いた半導体加工装置 |
| JPS58202038A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | Hitachi Ltd | イオンビ−ム加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0770299B2 (ja) | 1995-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |