JPS6355940A - イオンビ−ム加工方法および装置 - 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〕 本発明はイオンビーム加工方法および装置に係り、被加
工物として特にＶＬＳＩ等の半導体装置な加工するのに
好適なイオンビーム加工方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

イオンビーム加工装置によって絶縁物等を加工する場合
、試料の帯成り影響で加工領域が移動し加工ｆｆＩ／ｊ
ｃが悪くなる。またＶＬＳＩを加工する場合には帯電に
より素子ダメージが生じることがある。この帯電を防止
するために、従来用いられている電子シャワーではほぼ
一定量の電子を照射するため、入射ビーム環流や被加工
材質の変化に敏速に対応できなかった。これに対し本願
発明は入射ビーム底流と被加工材質をモニタし、４子照
射量にフィードバックをかけることにより、常に適正な
中和を行うものである。

集束イオンビーム装置ではターゲットが絶縁物である場
合、１次イオンのα荷がターゲット表面に蓄積するチャ
ージアップが分析、加工等を行なう上で問題となる。

ここでＶＬＳＩ等の半導体装置は現在集積度を上げるた
めに、垂直方向に多層配線構造を形成しているが、デパ
ック等の目的のためにその下層配線をイオンビーム加工
により切断する場合、前述のチャージアップの問題が生
じる。すなわち第７図に示す様に、多層配線構造におい
てＳｉｎ、等の層間絶縁膜が２層３層と重なっている厚
い絶縁層を通して下層線を切断する場合、表面に蓄積す
る電荷の影響で１次イオンの軌道が曲げられ、加工位置
がずれてしまう。フォトマスクにおいてガラス基板上で
孤立したＣｒパターンを加工する場合や、Ｘ線マスクに
おいてＰＩＱ膜を通してＡｕパターンを加工する場合に
も、同様にチャージアップによる加工位置の移動が間頂
となる。

従来絶縁物へのイオン電荷の蓄積を・１１ｉ減させる方
法としては、アイオニクス４５．７　（１９７９年）第
２８頁から第３５Ｒ（ｌ０ＮＩＣ８４５，７（１９７９
）　Ｐ２８〜Ｐ５５）に論じられている様に、シ子シャ
ワーを用いる方法、１次イオンとして負イオンを利用す
る方法等がある。

〔発明が解決しようとする問題点３ １次イオンとして負イオンを利用する方法については、
ＶＬＳＩ等の加工に用いる微細なイオンビームは正イオ
ンのみで得られているため、イオンビーム加工装置には
適用不可能である。

従来の電子シャワーを用いる方法を第５図に示す。試料
をシールド２０で囲み、その内部の試料周辺に電子シャ
ワー１８から電子を照射する。イオンビーム２により試
料が帯電すると、試料周辺の電子が引きよせられ電荷を
中和する。ここで、イオンビーム加工装置の基本的な構
成を第２図に示す。

従来のイオンビーム加工装置では、帯電を防止するため
の′電子シャワーは、装置の他の溝成要素とは別に単独
で制御される。また、上記の様にしてほぼ一定量の電子
が被加工物周辺に供給されるため、電子照射量は装置の
他の要素と独立に安定に制御される。しかし、実際の加
工では試料への入射ビーム電流や被加工部の導電性が変
化し、帯′１の状態も変化するため、電子照射量を敏速
に調整する必要が生じる。従来方法では、帯電状態の変
化に対する敏速な対応は不可能である。

本発明の目的は、試料への入射ビーム電流や被加工部の
導電性の変化に敏速に対応し、常に適正な帯電防止を０
Ｔ能とするイオンビーム加工方法および装置ｔを提供す
ることにある。

即ち、本発明の概要は、集束イオンビームによる加工の
際、正電荷による帯這を防止するために電子シャワーを
照射する。試料への入射イオンビームのビーム電流を間
接的にモニタし、電子シャワーの照射量にフィードバッ
クをかげることにより、常に適正な電荷の中和を行うこ
とができることである。

〔問題点を解決するための手段〕

上６Ｃ目的は、試料への入射ビーム’ｄＬＩＩｔと被加
工部の導電性をモニタし、電子シャワーの１子照射量に
フィードバックをかけることにより達成される。そのた
めに、入射ビーム電流と被加工部の導！注を篭二夕する
手段と、電子照射ｔｖ敏速に調整できる電子シャワーを
設ける。

〔作用〕

試料への入射ビーム電流をモニタし、その増減に対応し
て電子シャワーの電子照射量を増減させる。また、被加
工部の導電性の変化をモニタし、導電性が高い場合は電
子照射量を少なく、導電性が低い場合は電子照射量を多
く調整する。これにより常に正電荷量と電子量がつり合
いを保ち、適正な帯電防止が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図に本発明の基本概念を示す。イオンの正電荷によ
る帯電を防止するために電子シャワー１８から電子を照
射しつつ加工を行うが、試料への入射ビーム電流Ｉｐお
よび被加工部の導電性が変化するため、帯電の状態も変
化する。そこで、Ｉｐおよび被加工部の導１性をモニタ
し、′４子照射量Ｉｅにフィードバックをかげて、常に
適正な帯電防止を行う。被加工部の導電性をモニタする
方法としては、例えば試料からのリーク直流を検出して
間接的にモニタする方法がある。以下入射ビーム電流を
間接的にモニタして、電子照射量にフィードバックをか
げる実施例について説明する。

〈実施例１〉 本発明の一実施例を第４図に示す。イオン源１から引き
出したイオンビームは、その大部分を第ルンズ心極２９
でカットし、中央を通った残りのビームを集束して試料
上に照射する。そこで、試料への入射ビーム電流に代え
て、第ルンズ電極でカットした電流を電流計２３で測定
し、電流の増減情報を光アイソレータを通してメモリ２
４から電子シャワーコントａ−２１９に送り、電子シャ
ワー１８からの電子照射ｔにフィードバックをかける。

〈実施例２〉 第５図は本実施例の説明図である。レンズに入射し集束
したイオンビームは、その一部を第３レンズ′鑞極中央
のビームリミッティングアパーチャでカットし、残りの
ビームを試料上に照射する。

そこで、試料への入射ビーム４流に代えて、ビームリミ
ッティングアパーチャでカットした′４流を電流計２７
で測定し、電流の増減情報をメモリ２８から電子シ岸ワ
ーコントローラ１９に送り、電子シャワー１８からの電
子照射量にフィードバックをかける。

第６図に本発明に用いる電子シャワーの具体的な構成図
を示す。この電子シャワーの電子照射量調整方法を第８
図を用いて説明する。（りが照射量を増やす場合であり
、電子量調整電極４０に正電位を与え電子束をしぼり、
アパーチャ３２を通過する電子量を増加させる。（ｂ）
が照射量を減らす場合であり、電子量調整電極４０に負
電位を与え電子束を拡げ、アパーチャ５２ヲ通過する電
子量を減少させる。（４）および（ｂ）の場合に、電子
量調整電極４０に与える電位を変化させることで、電子
照射量を任意に設定することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試料表面の正電荷量の変化に敏速に対
応して、１子シヤワーからの電子照射量を調整できるの
で、常に適正な帯電防止をしつつイオンビーム加工を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図はイオンビーム加
工＠ｄの構成図、第３図は従来技術の説明図、第４図は
実施例１の原理説明図、第５図は実施例２の原理説明図
、第６図は実施例１および実施例２における主要部装置
構成図、第７図は帯電の影響を示す模式図、第８図は１
子シヤワーの電子照射ｉｉ副調整模式図である。 １・・・イオン源、２・・・イオンビーム、３・・・引
き出し電極、４・・・集束レンズ、８・・・デフンクタ
成極、１４・・・デフレクタコントローラ、１８・・・
電子シャワー１９・・・′１子シャワーコントローラ、
　２０・・・シールド、２１・・・シールド電源、２２
・・・引き出し′１源、２５・・・イオン晟流計、２４
・・・イオン電流メモリ、２５−・・光アイソレータ、
２９・・・第ルンズ′ＪＬ極、　３０・・・加速電源、
２６・・・第３レンズ！極、２７・・・集速イオン電流
計、２Ｂ・・・集束イオン電流メモリ、４ｏ・・・電子
ｔｒ！Ａ整邂極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被加工物の所定領域にイオンビームを集束偏向照射
   しこれを加工する際に、イオンの正電荷による帯電を防
   止するために、被加工物に電子を照射する。このとき、
   入射ビーム電流および被加工部材質をモニタし、電子の
   照射量にフィードバックをかけることを特徴とするイオ
   ンビーム加工方法。 ２、イオン源、イオン光学系、テーブル、２次粒子検出
   器および、それらを駆動する電源コントローラから成り
   、イオンビームを集束偏向照射し被加工物を加工するイ
   オンビーム加工装置において、試料への入射ビーム電流
   を間接的にモニタする手段と、被加工部材質の導電性を
   モニタする手段と、電子照射量可変の電子シャワーを設
   けたことを特徴とするイオンビーム加工装置。