JP2746554B2 - Ion beam removal processing method and apparatus, and ion beam local film forming method and apparatus - Google Patents
Ion beam removal processing method and apparatus, and ion beam local film forming method and apparatusInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度イオンビー
ムを用いた高集積デバイス等の微細なパターンの除去加
工並びに局所成膜できるようにしたイオンビーム除去加
工方法及びその装置並びにイオンビーム局所成膜方法及
びその装置を提供することにある。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路、GaAs素子、磁気バ
ブルメモリ、ショセフソン素子などにおいてはパターン
幅、配線幅が微細化の一途をたどっている。すなわち3
μm幅から2μm幅の素子が実現され、そして1.5μ
m、1μm、サブミクロンの配線幅の素子が開発されつ
つある。これらの素子に対し、従来、デバイス開発段階
においてデバックのための配線切断が、また素子の製作
段階において不良個所の救済、書き込み、抵抗値・容量
・調整のための素子の一部の切断・接続などの手段がと
られてきた。
【0003】以下代表的な用途としてデバックのための
Al配線の切断につき述べる。以下がAuやPoli
Silicon等の配線にも適用できることは明らかで
ある。
【0004】半導体集積回路(以下“IC”とよぶ)に
おいては設計開発工程において設計不良・プロセス不良
のため、試作したチップがそのままでは動作しないこと
が多い。この場合不良箇所を判定するためには、その周
辺の配線を切断して動作試験等を行うことが必要とな
る。5μm以上のパターンにおいてはこのための手段と
して顕微鏡でデバイスを観察しながらマニュピュレータ
にとりつけた細い金属針により引っかいて切断する方法
が用いられていた。しかしながらこの方法は成功率が低
く、熟練を要するため3μmパターン以下のICでは使
用不可能である。図1にレーザによりICの配線の切断
を行なう装置を示す。レーザ発振器1から出たレーザビ
ーム1aはミラー2で反射されて後、レンズ3a、3b
の組合せから成るビームエクスパンダー3によりビーム
径を拡げられ、可変スリット5、6による矩形パターン
の縮小投影像をレンズ7により載物台9の上に置かれた
試料8の上に結像する。この場合において参照光用ラン
プ2aからの光は凹面鏡2bにより反射され、レンズ2
cにより平行ビームとされてレーザビームと同じ経路を
通って配線上に結像するのでこれを用いてレーザ除去部
の位置決め等が可能となる。すなわち図2(a)におい
てAl配線部11は配線のない部分10に隣接してい
る。すなわちその断面は図2(b)のようであり、Si
基板13上にSiO2の絶縁層12が投影されるが、ス
リットの幅をマイクロメータ5a,5bにより調整して
切断すべき配線11の幅に合わせる。そののちレーザを
照射すればレーザ光は全く同じ位置12に結像してこの
部分を除去する。
【0005】上記従来技術(レーザによるICの配線切
断)の場合に以下のような問題が存在した。すなわちレ
ーザにより溶融した部分が周辺に飛散して隣接部分に付
着し、特性を劣化し、また短絡を生じたりする。また下
部のSiへ損傷を生じさせ、またSiの一部が溶融して
盛上がることによりAl配線との短絡を生じさせる。ま
た配線の側方においても隣接するAl配線のない部分に
影響を与えて下部のSiを損傷し、また上記と同様なA
l−Siの短絡を生じさせやすい。これは主としてレー
ザの照射領域の位置決めが困難でレーザ光の一部がAl
配線のない部分に照射されたり、熱伝導とAlの飛散の
際、隣接するSi部分に損傷を与えるためである。
【0006】とくに図5のようにAl配線15の上にパ
ッシベーション膜18がコートされている場合、これら
の膜18は一般にSiO2,Si3N4などで出来ていて
レーザ光に対して透明であるため、直接レーザにより加
工されず下部のAl配線15がレーザを吸収し、熱エネ
ルギーを受けて、上部のパッシベーション膜を破って飛
び出してゆくこととなる。従ってこの場合には飛散する
Al粒子はパッシベーション膜がないときに比べてはる
かに高いエネルギーを有しており、図6にみられるよう
に下部や周辺に損傷を与えやすくまたパッシベーション
膜自体にもクラックを生じたりする。さらに切断部分は
パッシベーション膜に穴20があいてしまい、容易にこ
れを埋める方法がないため特性の劣化を来すというよう
な課題があった。
【0007】さらに、根本的な問題として、ICが微細
化、高集積化して配線幅が2μmから1.5μm、1μ
mそしてサビミクロンと狭くなっていく傾向に対してレ
ーザ加工による配線切断法は限界を有する。すなわち図
1に示した結像投影法によってもまた、図7のごとくレ
ンズ21によりビームを細く絞り、焦点22に試料を置
いてこれを加工する場合でもレーザ光の回折限界のため
の波長(可視光で0.5μm)スポット径を得ることは
困難である。さらにレーザ加工法では材料がレーザ光を
吸収してこれが熱に変化してからこれを吹飛ばすという
過程を経るため熱伝導や溶融噴出などによる周辺への影
響を避けることは不可能であり、加工域、熱影響域はス
ポット径よりも大きくなってしまうのが常であった。す
なわち実用的な最小加工寸法は1μm程度であり、この
ため1μm以下の配線パターンに対してレーザ加工法を
適用することは困難であった。
【0008】また従来技術として、特開昭56−801
31号公報、特開昭56−94630号公報、アプライ
ド、フィジックス、レター「ア ハイインテンシテイ
スキャンニング イオンプローブ ウィズ サブマイク
ロメータ スポット サイズ(Appl. Phys. Lett. 3
4(5), "A highintensity scanning ionprobe with subm
icrometer spot size")P310−311、1979年
3月1日発行、および理化学研究所半導体工学研究室物
理学会応用電子物性分科会日本学術振興会荷電粒子ビー
ムの工業への応用第132委員会第13回シンポジウム
「イオン注入とサブミクロン加工」日時昭和57年2月
3日〜5日第19〜22頁「液体金属イオン源による微
小集束装置」が知られている。いずれの従来技術も、単
に集束イオンビームによるスパッタエッチング技術が記
載されている。そしてSIM観察装置は、単にスパッタ
エッチング加工された状態を観察するものに過ぎないも
のである。
【0009】またマイクロサーキット エンジニアリン
グ ’79 プロシーデイング P.358−359
「イオン−プロジェクション−システム フォー マイ
クロストラクチャ ファブリケーション」(Microcirc
uit Engineering ’79 PROCEEDINGS P.358−3
59 "ION-PROJECTION-SYSTEM FOR MICROSTRUCTURE FAB
RICATION")が知られている。この従来技術には、イオ
ン投影露光装置が記載されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の課題を解決すべく、完成したIC素子等の試
料に対して、周辺に損傷を与えることなく、且つ非常に
高速で、極微細なパターンについて超精度に位置決めし
てスパッタリング除去加工できるようにしたイオンビー
ム除去加工方法及びその装置を提供することにある。
【0011】また本発明の他の目的は、完成したIC素
子等の試料に対して、周辺に損傷を与えることなく、且
つ非常に高速で、極微細なパターンについて超精度に位
置決めして局所成膜できるようにしたイオンビーム局所
成膜方法及びその装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、高輝度イオン源から放射されたイオンビ
ームを集束光学系でほぼ平行なイオンビーム束に集束し
てビームパターン形成部に照射し、該ビームパターン形
成部を通過して得られるビームパターン像を縮小投影光
学系で試料上の位置決めされた位置に縮小投影結像して
その結像パターン形状に一括してスパッタリング除去加
工を行うことを特徴とするイオンビーム除去加工方法で
ある。
【0013】また本発明は、前記イオンビーム除去加工
方法において、前記ビームパターン像が矩形像であるこ
とを特徴とする。また本発明は、前記イオンビーム除去
加工方法において、高輝度イオン源が液体金属イオン源
であることを特徴とする。
【0014】また本発明は、高輝度イオン源と、該高輝
度イオン源から放射されたイオンビームをほぼ平行なイ
オンビーム束に集束させる集束光学系と、該集束光学系
で集束されたほぼ平行なイオンビーム束が照射され、通
過することによってビームパターン像を得るビームパタ
ーン形成部と、該ビームパターン形成部から得られるビ
ームパターン像を試料上の位置決めされた位置に縮小投
影結像する縮小投影光学系とを備え、該縮小投影光学系
により試料上の位置決めされた位置に縮小投影結像され
た結像パターン形状に一括してスパッタリング除去加工
を行うように構成したことを特徴とするイオンビーム除
去加工装置である。
【0015】また本発明は、イオンビーム除去加工装置
において、前記ビームパターン形成部から得られるビー
ムパターン像が矩形像で形成されるように構成したこと
を特徴とする。また本発明は、イオンビーム除去加工装
置において、前記ビームパターン形成部から得られるビ
ームパターン像が可変で構成したことを特徴とする。
【0016】また本発明は、高輝度イオン源から放射さ
れたイオンビームを集束光学系でほぼ平行なイオンビー
ム束に集束してビームパターン形成部に照射し、該ビー
ムパターン形成部を通過して得られるビームパターン像
を縮小投影光学系で試料上の位置決めされた位置に縮小
投影結像してその結像パターン形状に一括して局所成膜
を行うことを特徴とするイオンビーム局所成膜方法であ
る。また本発明は、前記イオンビーム局所成膜方法にお
いて、前記試料上がイオンビーム中の元素と化合するガ
ス雰囲気であることを特徴とする。
【0017】また本発明は、前記イオンビーム局所成膜
方法において、前記ビームパターン像が矩形像であるこ
とを特徴とする。また本発明は、前記イオンビーム局所
成膜方法において、高輝度イオン源が液体金属イオン源
であることを特徴とする。
【0018】また本発明は、高輝度イオン源と、該高輝
度イオン源から放射されたイオンビームをほぼ平行なイ
オンビーム束に集束させる集束光学系と、該集束光学系
で集束されたほぼ平行なイオンビーム束が照射され、通
過することによってビームパターン像を得るビームパタ
ーン形成部と、該ビームパターン形成部から得られるビ
ームパターン像を試料上の位置決めされた位置に縮小投
影結像する縮小投影光学系とを備え、該縮小投影光学系
により試料上の位置決めされた位置に縮小投影結像され
た結像パターン形状に一括して局所成膜を行うように構
成したことを特徴とするイオンビーム局所成膜装置であ
る。
【0019】また本発明は、高輝度イオン源と、該高輝
度イオン源から放射されたイオンビームをほぼ平行なイ
オンビーム束に集束させる集束光学系と、該集束光学系
で集束されたほぼ平行なイオンビーム束が照射され、通
過することによってビームパターン像を得るビームパタ
ーン形成部と、該ビームパターン形成部から得られるビ
ームパターン像を試料上の位置決めされた位置に縮小投
影結像する縮小投影光学系と、試料上にガスを導入する
ガス導入手段とを備え、該ガス導入手段で導入されたイ
オンビーム中の元素と化合するガス雰囲気において前記
縮小投影光学系により試料上の位置決めされた位置に縮
小投影結像された結像パターン形状に一括して局所成膜
を行うように構成したことを特徴とするイオンビーム局
所成膜装置である。
【0020】以上説明したように、上記構成によれば、
液体金属イオン源等の高輝度イオン源を用い、該高輝度
イオン源から放射されたイオンビームを集束光学系でイ
オンビーム束に集束させてビームパターン形成部のビー
ムパターン像を得る領域に照射することによって有効な
ビームパターン像を得るようにし、更に縮小投影光学系
の倍率を例えば40倍とし、上記ビームパターン形成部
から得られる例えば40μmの矩形等からなるビームパ
ターン像を±2μmの精度で設定するならば、収差を無
視したとき試料表面においては縮小投影結像された1μ
mの結像パターン形状が±0.05μmの精度で設定さ
れ、この設定された結像パターン形状に基づいて周辺へ
の損傷を与えることなく一度に、即ち高速でスパッタリ
ング除去加工または局所成膜をすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。
【0022】図6に本発明に係る配線切断装置の一実施
例を示す。
【0023】この図6に示す装置は、架台37、真空容
器を構成する鏡筒39と試料室40、該試料室40に連
設された試料交換室41、真空排気系、試料であるマス
クの載物台55、液体金属イオン源65、コントロール
(バイアス)電極66、イオンビームの引出し電極6
7、アパーチア69、静電レンズ70,71,72、ブ
ランキング電極73、アパーチア74、偏向電極75,
76、フィラメント用電極77、コントロール電極用電
源78、引出し電極用電源79、静電レンズ用電源8
0,81、高圧電源82、ブランキング電極用電源8
3、偏向電極用電源84、電源の制御装置85、試料室
40内に挿入された2次荷電粒子検出器86、SIM
(走査型イオン顕微鏡)観察装置87、イオンビームの
電荷によるスポットの乱れを防ぐ手段89とを備えてい
る。
【0024】前記架台37は、エアサポート38により
防震処置が施されている。
【0025】前記試料室40および試料交換室41は、
前記架台37の上に設置され、試料室40の上に鏡筒3
9が設置されている。
【0026】前記試料室40と鏡筒39とは、ゲートバ
ルブ43で仕切られており、試料室40と試料交換室4
1とは、他のゲートバルブ43で仕切られている。
【0027】前記真空排気系は、オイルロータリポンプ
47、オイルトラップ48、イオンポンプ49、ターボ
分子ポンプ50、バルブ51,52,53,54とを有
して構成されている。この真空排気系と前記鏡筒39、
試料室40、試料交換室41とは真空パイプ44,4
5,46を介して接続され、これら鏡筒39、試料室4
0、試料交換室41を10~5torr以下の真空にしう
るように成っている。
【0028】前記載物台55には、回転導入端子61,
62,63を介してX,Y,Z方向の移動マイクロメー
タ56,57,58が取付けられ、且つθ方向の移動リ
ング59が設けられており、載物台55はこれら移動マ
イクロメータ56,57,58と移動リング59とによ
り、X,Y,Z方向の微動および水平面内における回転
角が調整されるようになっている。
【0029】前記載物台55の上には、試料台60が設
置され、該試料台60の上に試料が載置されるようにな
っている。そして、試料台60は試料引出し具64によ
り試料室40と試料交換室41間を移動しうるようにな
っており、試料交換時にはゲートバルブ43を開け、試
料台60を試料室40に引出し、ゲートバルブを閉じ、
試料交換室41の扉を開け、試料を交換・載置し、扉を
閉め、試料交換室41の予備排気を行なってからゲート
バルブ43を開け、試料台60を試料室40に入るよう
になっている。なお、図6において試料を符号90で示
す。
【0030】前記液体金属イオン源65は、鏡筒39の
頭部に、試料室40に対峙して設けられている。この液
体金属イオン源65の図7に示すものは、絶縁体で作ら
れたベース650、該ベース650にU型に取り付けら
れたフィラメント651,652、タングステン等で作
られかつ両フィラメント651,652の先端部間にス
ポット溶接等で取付けられた鋭いニードル653、該ニ
ードル653に取り付けられたイオン源となる金属65
4としては、Ga,In,Au,Bi,Sn,Cu等が
用いられる。また前記フィラメント651,652はそ
の電極651’,652’を通じて図6に示すように、
高圧電源82に接続されたフラメント用電源77に接続
されている。
【0031】前記コントロール電極66は、液体金属イ
オン源65の下位に設置され、かつ高圧電源82に接続
され他コントロール電極用電源78に接続されており、
このコントロール電極66の設置位置に低い正負の電圧
を印加視、イオンビームである電流を制御する。
【0032】前記イオンビームの引出し電極67は、コ
ントロール電極66の下位に設置され、かつ高圧電源8
2に接続された引出し電極用電源79に接続されてい
る。そして、前記液体金属イオン源65のフィラメント
651,652に電流を供給し、10~5torr以下の
真空中において過熱溶融したうえで、引出し電極67に
−数10KVの負の電圧を印加すると、液体金属イオン
源65のニードル653の先端部の極めて狭い領域から
イオンビームが引出される。なお、図6中にイオンビー
ムを符号68で示し、またスポットを符号68’で示
す。
【0033】前記アパーチア69は、引出し電極67の
下位に設置されており、引出し電極67により引出され
たイオンビームの中央部付近のみを取出すようになって
いる。前記静電レンズ70,71,72の組は、アパー
チア69の下位に配列され、かつ高圧電源82に接続さ
れたレンズ用電源80,81に接続されている。これら
の静電レンズ70,71,72は、アパーチヤ69によ
り取出されたイオンビームを集束するようになってい
る。
【0034】前記ブランキング電極73は、静電レンズ
72の下位に設置され、かつ制御装置85に接続された
ブランキング電極用電源83に接続されている。このブ
ランキング電極73は、極めて速い速度でイオンビーム
を試料に向かう方向と直交する方向に走査させ、ブラン
キング電極73の下位に設置されたアパーチア74の外へ
はずし、試料へのイオンビームの照射を高速で停止させ
るようになっている。
【0035】前記アパーチア74は、静電レンズ70,
71,72で集束されたイオンビームのスポットを、図
4または図16(a)に示すIC素子上に0.3〜0.
1μm乃至はそれ以下のスポット径で投影させるように
なっている。
【0036】前記偏向電極75、76の組は、アパーチ
ア74の下位に設置され、かつ制御装置85に接続され
た偏向電極用電源84に接続されている。この偏向電極
75,76は、前記静電レンズ70,71,72で集束
されたイオンビームのスポットをX,Y方向に偏向さ
せ、試料上(図4または図16(a)に示すIC素子
上)に0.3〜0.1μm乃至はそれ以下のスポット径
で結ばせるようになっている。
【0037】前記液体金属イオン源65のフィラメント
用電源77、コントロール電極用電源78、イオンビー
ムの引出し電極用電源79、レンズ用電源80,81に
電圧を印加する高圧電源82には、数10KVのものが
使用される。
【0038】前記制御装置85は、ブランキング電極用
電源83および偏向電極用電源84を通じて、ブランキ
ング電極73および偏向電極75,76を一定のパター
ンに従って作動するように制御する。
【0039】前記2次荷電粒子検出器86は、試料室4
0内においてIC素子である試料に向かって設置され、
制御装置85からの制御信号により、ブランキング電極
用電源83を介してブランキング電極73および偏向電
極用電源84を介して偏向電極75、76が制御され、
試料表面(図4または図16(a)に示すIC素子の段
差を有するパッシベーション膜(保護膜)18の表面)
の観察領域に、0.3〜0.1μm乃至はそれ以下のス
ポット径のイオンビームのスポットが走査照射されたと
き、試料表面(段差を有するパッシベーション膜(保護
膜)18の表面)から出る2次電子または2次イオンを
受止め、段差に応じたその強度を電流の強弱に変換し、
その信号をSIM観察装置87に送るようになってい
る。
【0040】前記SIM観察装置87は、ブラウン管8
8を備えている。そして、SIM観察装置87は偏向電
極用電源84からイオンビームのX,Y方向の偏向量に
関する信号を受け、これと同期させてブラウン管88の
輝点を走査し、かつその輝点の輝度を前記2次荷電粒子
検出器86から送られてくる電流密度の信号に応じて変
化させることにより、試料の各点における2次電子放出
能に応じた試料の像が得られるSIM、すなわち走査型
イオン顕微鏡の機能により、試料面の拡大観察を行ない
得るようになっている。
【0041】前記イオンビームの電荷によるスポットの
乱れを防ぐ手段89は、偏向電極76と試料間に設置さ
れてている。このスポットの乱れを防ぐ手段89の図8
に示すものは、イオンビームの通過方向と交差する方向
に電子シャワ890,891を対向装置しており、各電
子シャワ890,891はカップ型の本体892、その
内部に設けられたフィラメント893、本体892の開
口部に設けられた格子状の引出し電極894とを有して
構成されている。そして、各電子シャワ890,891
はフィラメント893から引出し電極894により10
0V程度の加速電圧で電子流895を引出し、該電子流
895をイオンビームの通過する空間に放出し、イオン
ビームに負電荷を与えて中和するようになっている。こ
の図8中、符号68はイオンビーム、75,76は偏向
電極、90は試料を示す。
【0042】次に、図6ないし図9に関連して前記実施
例のIC素子修正装置の作用とともに本発明のIC素子
修正方法の一実施態様を説明する。
【0043】IC素子である試料90を試料交換室41
内において試料台60の上に載置し、ついで試料交換室
41を密閉し、真空排気系により予備排気を行なった
後、試料引出し具64を介して試料室40に入れ、載物
台55の上に載置する。
【0044】ついで、真空排気系により鏡筒39と試料
室40内を10~6torr程度に真空引きし、その真空
状態に保つ。
【0045】次に、図6に示す装置において、試料とし
て図4または図16(a)に示すIC素子(ICチッ
プ)またはウエハを載物台90の上に設置して配線切断
する方法について説明する。まず、高圧電源82により
フィラメント用電源77、コントロール電源用電源78
及び引出し電極用電源79を作動させて、液体金属イオ
ン源65のアパーチア69から高輝度イオンビームを引
出すと共にレンズ用電源80、81を作動させて静電レ
ンズ70,71,72及びアパーチア70により0.3
〜0.1μm乃至はそれ以下のスポット径に集束させ、
イオンビーム照射条件を低エネルギーのビームにして、
制御装置85からの制御信号によりブランキング電極用
電源83及び偏向電極用電源84を介してブランキング
電極73及び偏向電極75、76を制御して、IC素子
またはウエハのパッシベーション膜18の表面の観察領
域に、0.3〜0.1μm乃至はそれ以下のスポット径
のイオンビームスポットを走査照射し、段差を有するパ
ッシベーション膜(保護膜)18の表面上の各点におけ
る2次荷電粒子検出器86から出力される2次電子また
は2次イオンによるパッシベーション膜18の段差表面
の拡大像をSIM観察装置87のブラウン管88により
観察し、観察された拡大像から得られるパッシベーショ
ン膜18の段差情報に基づいて図9(a)に示す1μm
以下の配線を切断すべく範囲(切断個所)を設定する。
また後述する局部成膜においてもSIM観察装置87の
ブラウン管88により観察される拡大像から得られるパ
ッシベーション膜18の段差情報に基いて局所成膜する
範囲を設定することは朗かである。そして、イオンビー
ム照射条件を10KeV以上にして、制御装置85から
の信号により設定された配線の切断すべき個所に、0.
3〜0.1μm乃至はそれ以下のスポット径のイオンビ
ームスポットを走査照射して、図12(a)または図1
6(b)に示すようにパッシベーション膜18に穴をあ
け、更に図12(b)または図16(b)に示すように
その穴の下に位置する配線をスパッタ加工して除去し、
切断する。この場合、この場合走査幅と配線幅を一致さ
せることが必要であり、これは偏向電圧の制御系により
高精度に行なうことができる。
【0046】図9(a),(b)にこの場合の加工法
(スパッタ加工法により配線を切断する加工法)を示
す。図9(a)においてパッシベーション膜18が被覆
されたICチップまたはウエハ上のAl配線のうち、1
2で示す矩形部分が除去すべき範囲であるとする。この
とき、SIM像として拡大観察されたパッシベーション
膜18の段差情報に基いて設定された12の部分対し図
9(b)に示すごとく集束イオンビームを200a,2
00b,200c………,200zの順に偏向電極7
5、76により走査しつつ、集束照射して照射部のパッ
シベーション膜18への穴あけと照射部の配線を除去し
て切断とを行なう。
【0047】図10は、本発明の実施例で、図6の装置
においてイオンビーム光学系の構成をアパーチャの投影
方式にかえた構成を示すものである。すなわち高輝度イ
オン源210から出たイオンビームは静電レンズ(集束
レンズ)201、202、203により集束されて平行
ビームとなりアパーチャ204、205、206、20
7に入射する。このイオンビーム光学系は、図1に示し
たレーザ光学系と同様の構成であり、アパーチャの像を
レンズ208、209により試料210上に縮小結像投
影(縮小投影結像)するものである。ここで211は縮
小投影結像されたイオンビーム像を示す。たとえばレン
ズ208、209が倍率40倍のレンズとなるならばア
パーチャ部においてマイクロメータヘッド204a、2
05a、206a、207aを調整して40μの矩形を
±2μの精度で設定するならば、収差を無視したとき試
料表面においては1μの矩形のイオンビーム像が±0.
05μの精度で設定されることになる。したがって高精
度(超精度)の位置決めが容易に行なえ、有利である。
この場合は図9(a)において矩形12の部分にイオン
ビームが照射されるようにアパーチャを設定し、イオン
ビームの照射をして配線11の切断を行なう。
【0048】図6、図10のようなイオンビーム光学系
を用いて図2(b)のような断面のICの配線切断を行
なう場合においても、イオンビームのスパッタリング加
工によりAl配線15のみが精度よく周辺への影響なし
(損傷なし)に除去でき、図11に示すような断面が得
られる。
【0049】次に図4のごときパッシベーションコート
を有する配線の切断を行なう場合においては、イオンビ
ームによる加工では表面のパッシベーション膜から順に
加工してゆくため、まず図12(a)のごとくAl配線
15の表面までパッシベーション膜18を加工し、次
に、Al配線15を加工して図12(b)のごとき断面
を得る。この場合おいてもレーザ加工の場合と異なり、
周辺の損傷、パッシベーション膜のクラック下部、隣接
部への損傷は全くみられない。
【0050】図13は本発明の別の実施例である装置の
主要断面図を示す。ここで真空排気系、二次電子像ディ
スプレー、試料交換室、架第等は図6と同様であり、省
略されている。
【0051】液体金属イオン源65はAl−Si,Au
−Siなどの台金イオン源であるとする。引出し電極6
6により引出され、コントロール電極67により制御を
受けたイオンビームはレンズ70,71,72により平
行ビームとされ、アパーチャ101によりその一部をと
り出され、EXBマスフィルター(質量分離装置)10
2を通過する際にEXBマスフィルター102の電源制
御部115によってこれにかける電界E、磁界Bを調節
し、特定の質量のイオンのみが直進して下部のアパーチ
ャ103を通過し、他の質量のイオンはビーム104の
ように方向が曲げられて、アパーチャ103により蹴ら
れて下方へ到達できないようにできる。直進したイオン
は、集束用のレンズ104,105,106で集束さ
れ、ブランキング電極73,偏向電極75,76を経
て、試料面90に到達する。
【0052】試料室120は119の通路から排気ポン
プにより排気されている。試料室120には、N2ガ
ス、O2ガスなどのガスボンベ109からのガス導入ノ
ズル107が設置されており、ボンベの弁は、コントロ
ーラ117により制御される。また試料室120に設置
された真空計110により試料室120の内部の真空度
をモニターし、コントローラ117により一定のガス濃
度となるように弁108をコントロールする。試料室に
は、二次電子ディテクター86の他に4重極質量分析管
などの2次イオン質量分析計111を有しており、試料
90にイオンビームが照射されるときこれより出来る2
次イオンの質量分析を行なう系は1つの制御装置118
により制御され、2次イオン質量分析計111のコント
ローラ112の信号はこれに入る。また113はイオン
源電源制御部で、イオン源のヒータ65の電流、引出し
電極66の電流、引出し電極66の電圧、コントロール
電極67の電圧等をコントロールするものである。11
4は第1レンズの電源制御部で、第1レンズ70,7
1,72を制御するものである。115は電源制御部
で、EXBマスフィルタ102の電源を制御するもので
ある。116は電源制御部で、第2レンズ104,10
5,106の電源を制御するものである。
【0053】118は制御装置で、イオン源電源制御部
113、第1レンズの電源制御部114、EXBマスフ
ィルタの電源制御部115及び第2レンズの電源制御部
116等を全て制御する。この他、図では省略されてい
るがブランキング電極73、偏向電極75,76の電源
制御部も制御装置118によりコントロールをうける。
図14(a)は、二次イオン質量分析管111の出力
を示すものである。図14(b)のようにSi上にAl
の薄膜を有する試料を上部からイオンビームにより加工
してゆく場合において、2次イオン電流は図14(a)
のようにはじめはAlのみ(実線)を示す。しかしAl
とSiの境界が近くなると、Si(点線)がみられるよ
うになり、境界においてこれが交替し、更に加工を続け
るとAlが出なくなってSiのみとなる。このようにし
て加工が境界部に達した時点t1を検出することができ
る。この信号を用いれば図15の制御装置118により
Alのみが加工された時点(配線が切断された終点)t
1でイオンビームの照射を止めるなどの制御を行なうこ
とができる。
【0054】図13によれば、図12(b)のように上
部のパッシベーション膜を除いてAl配線を切断した後
にパッシベーション膜の穴を埋めることができる。すな
わち、イオン源65としてたとえばAu−Si合金イオ
ン源を用いてEXBマスセパレータ102によりAuイ
オンのみをとり出して加工し、図12(b)のようにパ
ッシベーション膜、Al配線を加工した後、EXBマス
セパレータにかける電界、磁界を変更し、Siイオンの
みをとり出すようにする。また、ガスボンベ109の弁
108を開き、O2ガスを試料室120へ導入し、真空
計により圧力を測定して一定の圧力になるようにコント
ローラ117で弁108の開閉を制御する。
【0055】また、第1レンズと第2レンズにかける電
圧を電源制御部114,116で変更してイオンビーム
が試料部へ数KeV〜数10eVのエネルギーで微細に
集束されつつ入射するようにする。(加工を行なう場合
はエネルギーは10KeV以上である。)このような低
エネルギーでは、イオンビームは試料表面に付着し、デ
ポジションが行なわれる。
【0056】以上のようであるから、図12(b)のパ
ッシベーション膜18の開孔部にO2雰囲気中でSiイ
オンビームを照射し、これにより図15に示したように
SiO2膜111を蒸着することができる。
【0057】導入するガスとしてO2の代りにN2を用い
れば、Si3N4膜を蒸着することもできる。これにより
Al配線の切断部の上のパッシベーション膜18の穴を
埋めて、パッシベーション膜の再コートを行なうことが
でき、素子の劣化を防ぐことができ、また電気特性を安
定化できる。
【0058】図16(a)〜(e)は図13に示した装
置による新たな実施例である。すなわちAl配線が上下
二層に走っていてその交叉部において下層部をイオンビ
ームで切断する方法を示す。
【0059】図16(a)においてSi301の上にS
iO2の絶縁膜309を介してAl配線302が左右に
走り、その上にSiO2絶縁膜303を介してAl配線
304が紙面垂直方向に走っている。さらにその上にS
iO2のパッシベーション膜305が形成されている。
この場合において下部のAl配線309のみを切断する
方法を以下に示す。図13の装置でイオン源65として
Al−Si合金イオン源を用い、EXBマスセパレータ
102によりAlイオンビームのみを分離して下方へと
り出し、図16(a)の試料に照射して下部のAl配線
まで加工し、図16(b)のごとき断面を得る。次にE
XBマスセパレータ102の電界、磁界を偏向して、S
iイオンビームのみを下方へとりだし、またガスボンベ
109からO2を試料室120へ導入する。またレンズ
の電圧をコントロールして数KeV以下のエネルギーで
Siイオンビームが集束しつつ試料に照射されるように
する。このようにして前に詳しく述べた方法によりSi
O2膜をもとの上部Al配線の下部の高さまで加工部に
蒸着して図16(c)のごとき断面を得る。さらにその
後試料室をO2ガスを止めて排気した無酸素雰囲気に
し、かつEXBマスセパレータ102によりAlのみを
とり出し、数KeV以下のエネルギーにて図16(d)
の307のようなAl蒸着層を得て、もとの上部Al配
線を再形成する。さらに前と同じ方法でこの上にSiO
2膜308を蒸着してパッシベーション層とする。以上
によりAl配線の交叉部において下部のAl配線のみの
切断を行なうことができた。
【0060】上記図13は合金イオン源を用いEXBマ
スセパレータによりそのうちの一種類の金属をとり出す
やり方であるが、適当な合金イオン源が存在しない場合
は何種かのイオン源を用意して切換える必要がある。図
17(a)はこのような装置の一例であり、図17
(a)はその断面を示すものである。図17(a)にお
いて、鏡筒部403はレンズ413デフレクタ414な
どの素子を含む。イオン源部は複数個の事なる元素のイ
オン源の容器406a,406b,406c,…が円柱
状の回転体415にとりつけらており、鏡筒部に接続し
た真空容器416に納められている。これらのイオン源
容器はイオン源部407a,407b,407c,…引
出し電極408a,408b,408c,…コントロー
ル電極409a,409b,409c,…を含んでい
る。ヒータ電流、引出し電圧、コントロール電圧等は高
圧ケーブル412によりターミナルをかねた導入端子4
11を介して分岐ケーブル410a,41−b,410
c…により各イオン源へと導入されている。図17
(a)において407aのイオン源が光学系と接続され
て用いられているが、回転体415を軸405を中心に
回転させてイオン源407b,407c,…に切換えて
用いることができる。この装置において光学系の軸にイ
オン源が高精度に合致させられるような角度よみとり機
構、微調機構、固定機構がとりつけられているが図では
省略されている。
【0061】この装置を用いれば図13の場合のように
特定の合金をつくる金属イオン種だけでなく、任意の液
体金属イオン源(あるいはその他の種類のイオン源)の
組合せにより上記した配線修理プロセスの遂行が可能と
なる。
【0062】以上本発明では液体金属イオン源を用いた
場合につき記したが本発明は他の種類の高輝度イオン源
たとえば極低温の電界電離イオン源、マイクロ放電形イ
オン源等にも適用しうる。
【0063】
【発明の効果】本発明によれば、液体金属イオン源等の
高輝度イオン源を用い、該高輝度イオン源から放射され
たイオンビームを集束光学系でイオンビーム束に集束さ
せてビームパターン形成部のビームパターン像を得る領
域に照射することによって有効なビームパターン像を得
るようにし、更に縮小投影光学系によって試料表面上に
おいて縮小投影結像された微細なイオンの結像パターン
を0.05μmオーダの超精度で設定され、この設定さ
れたイオンの結像パターンに基づいて周辺への損傷を与
えることなく一度に、即ち高速でスパッタリング除去加
工または局所成膜をすることができる効果を奏する。
【0064】また本発明によれば、ビームパターン形成
部として寸法可変に構成することによって、任意のパタ
ーンについてスパッタリング除去加工または局所成膜を
することができる効果を奏する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to a high-brightness ion beam.
Removal of fine patterns such as highly integrated devices using
Process and ion beam removal
Method, apparatus, ion beam local film forming method and method
And its devices.
[0002]
2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits, GaAs devices, magnetic
Pattern for bull memory, Shosefson device, etc.
The width and wiring width are steadily miniaturized. That is, 3
A device with a width of 2 μm to 2 μm is realized,
m, 1 μm, and submicron wiring width devices are being developed.
There are two. Conventionally, these devices are in the device development stage.
Cutting of wiring for debugging and production of devices
Relief, write, resistance / capacity of defective part at the stage
・ Means such as disconnection and connection of some elements for adjustment
I have been.
[0003] The following is a typical application for debugging.
The cutting of the Al wiring will be described. The following are Au and Poli
It is clear that it can be applied to wiring such as Silicon.
is there.
[0004] Semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as "IC")
In the design and development process
Therefore, the prototype chip does not operate as it is
There are many. In this case, in order to determine
It is necessary to perform operation tests, etc. by cutting the wiring on the sides.
You. For a pattern of 5 μm or more,
Manipulator while observing the device with a microscope
To cut with a thin metal needle attached to
Was used. However, this method has a low success rate
Since it requires skill, it is not used for ICs with a pattern of 3 μm or less.
Not available. Fig. 1 Cutting of IC wiring by laser
Is shown. Laser beam from laser oscillator 1
After the beam 1a is reflected by the mirror 2, the lenses 3a and 3b
Beam by the beam expander 3 composed of
A rectangular pattern with variable diameters 5 and 6 that can be expanded in diameter
Is placed on the stage 9 by the lens 7
An image is formed on the sample 8. In this case, the reference light run
The light from the lens 2a is reflected by the concave mirror 2b,
c to form a parallel beam and follow the same path as the laser beam
It passes through and forms an image on the wiring.
Can be positioned. That is, in FIG.
The Al wiring portion 11 is adjacent to the portion 10 having no wiring.
You. That is, the cross section is as shown in FIG.
SiO on the substrate 13TwoOf the insulating layer 12 is projected,
Adjust the width of the lit with the micrometer 5a, 5b
Match the width of the wiring 11 to be cut. Then the laser
When irradiated, the laser beam forms an image at exactly the same position 12 and
Remove the part.
[0005] The above prior art (IC wiring cutting by laser)
In the case of ref.), The following problems existed. That is,
The part melted by the laser scatters around and attaches to the adjacent part.
Contact, deteriorates the characteristics, and causes a short circuit. Also below
Cause damage to the part of Si, and part of the Si melts
The rise causes a short circuit with the Al wiring. Ma
On the side without the adjacent Al wiring
And damage the underlying Si, and A
It is easy to cause a short circuit of 1-Si. This is mainly
It is difficult to position the irradiation area of the laser
Irradiation to parts without wiring, heat conduction and scattering of Al
In this case, it is to damage adjacent Si portions.
In particular, as shown in FIG.
If the passivation film 18 is coated,
Film 18 is generally made of SiO.Two, SiThreeNFourMade of
Because it is transparent to laser light,
Without processing, the lower Al wiring 15 absorbs laser and heat energy
Rushed to break the upper passivation film
It will come out. So in this case it will fly
Al particles are better than without passivation film
It has high crab energy, as shown in Figure 6.
Easy to damage the bottom and surroundings and passivation
Cracks also occur in the film itself. Furthermore, the cutting part
Hole 20 is formed in the passivation film.
It seems that there is no way to fill this, resulting in deterioration of characteristics
Challenges.
[0007] Further, as a fundamental problem, ICs are fine.
, High integration, wiring width from 2 μm to 1.5 μm, 1 μm
m and rust micron
The wiring cutting method by user processing has a limit. Ie figure
The imaging projection method shown in FIG.
The beam is narrowed down by the lens 21 and the sample is placed at the focal point 22.
And processing it, because of the diffraction limit of the laser beam
Wavelength (0.5 μm in visible light)
Have difficulty. Furthermore, in laser processing, the material emits laser light.
Absorbs it and turns it into heat before blowing it off
Shadows due to heat conduction and melt-out
It is impossible to avoid the effect, and the processing zone and heat affected zone are not
It usually used to be larger than the pot diameter. You
That is, the practical minimum processing size is about 1 μm.
Therefore, the laser processing method is applied to the wiring pattern
It was difficult to apply.
The prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-801.
No. 31, JP-A-56-94630, Apply
Physics, Letter "A High Intensity"
Scanning ion probe with sub microphone
Spot size (Appl. Phys. Lett. 3
4 (5), "A highintensity scanning ionprobe with subm
icrometer spot size ") P310-311, 1979
Published on March 1st and RIKEN Semiconductor Engineering Laboratory
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)
132th Committee 13th Symposium
"Ion implantation and submicron processing" Date and time February, 1982
3rd to 5th, p. 19-22, "Micronization by Liquid Metal Ion Source"
A small focusing device "is known. Both conventional technologies are simply
Describes sputter etching technology using focused ion beam
It is listed. And the SIM observation device simply
It's just an observation of the etched state
It is.
[0009] Also, microcircuit engineering
'79 Proceeding 358-359
“Ion-Projection-System for My
Crossostructure Fabrication ”(Microcirc
uit Engineering '79 PROCEEDINGS P.E. 358-3
59 "ION-PROJECTION-SYSTEM FOR MICROSTRUCTURE FAB
RICATION ") is known.
A projection exposure apparatus is described.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to
In order to solve the problems of the prior art,
To the material without damaging the surroundings and very
Fast, very fineNapaPosition the turn with super precision
Ion beam that can be removed by sputtering
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for removing a memory.
Another object of the present invention is to provide a completed IC element.
Without damaging the surroundings of samples such as
One very fast and very fineNapaSuper precision for turns
Ion beam localization that enables local deposition
An object of the present invention is to provide a film forming method and an apparatus therefor.
[0012]
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
In particular, the present invention relates to an ion beam emitted from a high-intensity ion source.
With focusing opticsAlmost parallelFocus on the ion beam bundle
And irradiate the beam pattern forming section with the beam pattern
The beam pattern image obtained by passing through the
Reduced projection imaging at a position on the sample
Sputter removal is applied to the image pattern
Ion beam removal processing method characterized by performing
is there.
The present invention also relates to the ion beam removing process.
The method wherein the beam pattern image is a rectangular image.
And features. Further, the present invention provides the above-mentioned ion beam removal.
In the processing method, the high-brightness ion source is a liquid metal ion source.
It is characterized by being.
Further, the present invention provides a high-brightness ion source and the high-brightness ion source.
Ion beam emitted from the ion sourceAlmost parallelI
Focusing optical system for focusing on an on-beam bundle, and the focusing optical system
Focused onAlmost parallelThe ion beam is irradiated
Beam pattern to obtain a beam pattern image by passing
Beam forming section and beam obtained from the beam pattern forming section.
Projection of the beam pattern image to the position
And a reduction projection optical system for forming a shadow image.
Is reduced and projected at the position on the sample
Sputter removal processing for the formed image pattern shape at once
Ion beam filtering characterized by performing
It is a leaving processing device.
Further, the present invention provides an ion beam removing / processing apparatus.
smellThe beam obtained from the beam pattern forming unit
So that the pattern image is formed as a rectangular imageWhat we configured
It is characterized by. The present invention also provides an ion beam removal processing apparatus.
OdorThe beam obtained from the beam pattern forming section.
The pattern image is variableIt is characterized by comprising.
The present invention also provides a method for emitting light from a high-intensity ion source.
Focused ion beam with focusing opticsAlmost parallelAEON B
And irradiates the beam pattern forming part with the beam bundle.
Beam pattern image obtained by passing through the beam pattern forming unit
Is reduced to a position on the sample by the projection optics
Projection imaging and collective local deposition in the image pattern shape
Ion beam local deposition method characterized by performing
You. The present invention also provides the ion beam local deposition method.
And above the sampleGas that combines with the elements in the ion beam
AtmosphereIt is characterized by being.
Further, according to the present invention, the ion beam local deposition is performed.
The method wherein the beam pattern image is a rectangular image.
And features. Further, the present invention provides the ion beam localization method.
In the film forming method, the high brightness ion source is a liquid metal ion source.
It is characterized by being.
The present invention also provides a high-brightness ion source and the high-brightness ion source.
Ion beam emitted from the ion sourceAlmost parallelI
Focusing optical system for focusing on an on-beam bundle, and the focusing optical system
Focused onAlmost parallelThe ion beam is irradiated
Beam pattern to obtain a beam pattern image by passing
Beam forming section and beam obtained from the beam pattern forming section.
Projection of the beam pattern image to the position
And a reduction projection optical system for forming a shadow image.
Is reduced and projected at the position on the sample
So that local film formation is performed collectively on the
An ion beam local film forming apparatus characterized in that
You.
The present invention also provides a high-brightness ion source and the high-brightness ion source.
Ion beam emitted from the ion sourceAlmost parallelI
Focusing optical system for focusing on an on-beam bundle, and the focusing optical system
Focused onAlmost parallelThe ion beam is irradiated
Beam pattern to obtain a beam pattern image by passing
Beam forming section and beam obtained from the beam pattern forming section.
Projection of the beam pattern image to the position
Reduced projection optics for shadow imaging and introduction of gas onto the sample
Gas introducing means, and introduced by the gas introducing means.I
Combines with elements in on-beamIn a gas atmosphere
Reduced to the positioned position on the sample by the reduction projection optical system
Local film formation collectively on small projection image-formed imaging pattern shape
Ion beam station characterized in that it is configured to perform
This is a film forming apparatus.
As described above, according to the above configuration,
Using a high brightness ion source such as a liquid metal ion source,High brightness
The ion beam emitted from the ion source is focused by the focusing optics.
Focus the beam into an on-beam bundle, and
By irradiating the area where the
To get a beam pattern image,Reduction projection optical system
The magnification of is, for example, 40 times,The beam pattern forming section
Obtained fromFor example, a rectangle of 40 μmBeam path consisting of
Turn statueIf set with an accuracy of ± 2 μm,
When viewed, 1 μ
mThe imaging pattern shapeSet with an accuracy of ± 0.05μm
This is setImaging pattern shapeTo the surroundings based on
ofdamageAt a high speed without spattering
Removal processingIs a stationIn-situ film formation can be performed.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
I will tell.
FIG. 6 shows an embodiment of a wiring cutting apparatus according to the present invention.
Here is an example.
The apparatus shown in FIG.
A lens barrel 39, a sample chamber 40, and a sample chamber 40 are connected to each other.
The sample exchange chamber 41, the evacuation system, and the mass
Stage 55, liquid metal ion source 65, control
(Bias) electrode 66, ion beam extraction electrode 6
7, aperture 69, electrostatic lenses 70, 71, 72,
Ranking electrode 73, aperture 74, deflection electrode 75,
76, filament electrode 77, control electrode
Source 78, power supply 79 for extraction electrode, power supply 8 for electrostatic lens
0, 81, high voltage power supply 82, power supply 8 for blanking electrode
3. Power supply for deflection electrode 84, power supply control device 85, sample chamber
Secondary charged particle detector 86 inserted in 40, SIM
(Scanning ion microscope) Observation device 87, ion beam
Means 89 for preventing spot disturbance due to electric charge.
You.
The gantry 37 is supported by an air support 38.
Anti-seismic measures have been applied.
The sample chamber 40 and the sample exchange chamber 41 are
The lens barrel 3 is set on the gantry 37 and is placed above the sample chamber 40.
9 are installed.
The sample chamber 40 and the lens barrel 39 are connected by a gate bar.
The sample chamber 40 and the sample exchange chamber 4
1 is partitioned by another gate valve 43.
The evacuation system is an oil rotary pump
47, oil trap 48, ion pump 49, turbo
It has a molecular pump 50 and valves 51, 52, 53 and 54.
It is configured. This vacuum exhaust system and the lens barrel 39,
The sample chamber 40 and the sample exchange chamber 41 are vacuum pipes 44 and 4
The lens barrel 39 and the sample chamber 4
0, sample exchange chamber 41 is 10 ~FiveVacuum below torr
It is made up.
The rotation stage terminal 61,
X, Y, and Z moving micro
Are mounted, and the movement
The loading table 55 is provided with these moving tools.
With the use of the icrometers 56, 57, 58 and the moving ring 59,
Fine movement in X, Y and Z directions and rotation in horizontal plane
The angle is adjusted.
A sample stage 60 is provided on the stage 55 described above.
And the sample is placed on the sample stage 60.
ing. Then, the sample stage 60 is moved by the sample drawer 64.
Between the sample chamber 40 and the sample exchange chamber 41.
When changing the sample, open the gate valve 43 and
Pull the platform 60 into the sample chamber 40, close the gate valve,
Open the door of the sample exchange chamber 41, exchange and place the sample,
Close the gate, pre-evacuate the sample exchange chamber 41
Open the valve 43 so that the sample stage 60 enters the sample chamber 40.
It has become. In FIG. 6, the sample is indicated by reference numeral 90.
You.
The liquid metal ion source 65 is
The head is provided facing the sample chamber 40. This liquid
The body metal ion source 65 shown in FIG. 7 is made of an insulator.
Base 650 attached to the base 650 in a U-shape
Filaments 651, 652, made of tungsten, etc.
Between the tips of the filaments 651 and 652.
A sharp needle 653 attached by pot welding or the like,
Metal 65 serving as an ion source attached to the needle 653
Examples of 4 include Ga, In, Au, Bi, Sn, and Cu.
Used. The filaments 651 and 652 are
As shown in FIG. 6 through the electrodes 651 ′ and 652 ′ of
Connected to the power supply 77 for the flamement connected to the high voltage power supply 82
Have been.
The control electrode 66 is a liquid metal electrode.
Installed below the ON source 65 and connected to the high voltage power supply 82
And connected to a power supply 78 for other control electrodes.
A low positive / negative voltage is applied to the installation position of the control electrode 66.
To control the current, which is an ion beam.
The extraction electrode 67 for the ion beam is
Control electrode 66 and a high-voltage power supply 8
2 is connected to the extraction electrode power supply 79 connected to
You. And a filament of the liquid metal ion source 65
651, 652, and 10 ~Fiveless than torr
After being overheated and melted in a vacuum, the
When a negative voltage of several tens of KV is applied, liquid metal ions
From a very narrow area at the tip of the needle 653 of the source 65
An ion beam is extracted. Note that in FIG.
And the spot is indicated by reference numeral 68 '.
You.
The aperture 69 is connected to the extraction electrode 67.
It is installed at the lower level and is extracted by the extraction electrode 67.
Only take out near the center of the ion beam
I have. The set of the electrostatic lenses 70, 71, 72 is an aperture
Arranged below the cheer 69 and connected to the high voltage power supply 82
Lens power supplies 80 and 81. these
The electrostatic lenses 70, 71, 72 of the
To focus the extracted ion beam.
You.
The blanking electrode 73 is an electrostatic lens
72, and connected to the control device 85.
It is connected to a blanking electrode power supply 83. This
The ranking electrode 73 is an ion beam
Scan in the direction perpendicular to the direction toward the sample,
To the outside of the aperture 74 installed below the king electrode 73
And stop irradiation of the sample with the ion beam at high speed.
It has become so.
The aperture 74 includes an electrostatic lens 70,
The ion beam spots focused at 71 and 72 are
4 or on the IC element shown in FIG.
So as to project with a spot diameter of 1 μm or less
Has become.
The set of the deflection electrodes 75 and 76 has an aperture.
A. It is installed below the device 74 and connected to the control device 85.
Is connected to the deflection electrode power supply 84. This deflection electrode
75, 76 are focused by the electrostatic lenses 70, 71, 72
The spot of the ion beam is deflected in the X and Y directions.
On the sample (IC element shown in FIG. 4 or FIG.
Top) 0.3-0.1μm or smaller spot diameter
It is designed to be tied together.
The filament of the liquid metal ion source 65
Power supply 77, control electrode power supply 78, ion beam
Power supply 79 for the extraction electrode of the camera and power supplies 80 and 81 for the lens
The high voltage power supply 82 for applying a voltage has a voltage of several tens of KV.
used.
The control device 85 is provided for a blanking electrode.
Blanket through the power supply 83 and the power supply 84 for the deflection electrode.
Electrodes 73 and deflection electrodes 75 and 76 are fixed
Control to operate according to the
The secondary charged particle detector 86 is provided in the sample chamber 4
It is installed toward the sample which is an IC element within 0,
In response to a control signal from the control device 85, the blanking electrode
The blanking electrode 73 and the deflection
The deflection electrodes 75 and 76 are controlled via the pole power supply 84,
Sample surface (step of IC element shown in FIG. 4 or FIG. 16 (a))
Surface of passivation film (protective film) 18 having difference)
In the observation area of 0.3 to 0.1 μm or less,
When the ion beam spot of the pot diameter is scanned and irradiated
Sample surface (passivation film with steps (protection
The secondary electrons or secondary ions emitted from the film) 18)
Receiving, converting the strength according to the step into the strength of the current,
The signal is sent to the SIM observation device 87
You.
The SIM observation device 87 includes a CRT 8
8 is provided. Then, the SIM observation device 87 operates
From the pole power supply 84 to the amount of deflection of the ion beam in the X and Y directions
And receives a signal related to the CRT 88
Scanning a luminescent spot and determining the brightness of the luminescent spot by the secondary charged particles
It changes according to the current density signal sent from the detector 86.
Secondary electron emission at each point of the sample
SIM that can obtain the image of the sample according to the function, that is, the scanning type
Enlarged observation of the sample surface by the function of ion microscope
I am getting it.
The spot of the ion beam due to the electric charge
A means 89 for preventing disturbance is provided between the deflection electrode 76 and the sample.
It has been. FIG. 8 of the means 89 for preventing this spot disturbance.
Indicates the direction that intersects the ion beam passage direction
Electronic showers 890 and 891 are opposed to each other.
The child showers 890, 891 are a cup-shaped main body 892,
Opening of the filament 893 and the main body 892 provided inside
And a grid-like extraction electrode 894 provided at the mouth.
It is configured. And each electronic shower 890, 891
Is pulled out from the filament 893 by the electrode 894.
An electron current 895 is extracted at an acceleration voltage of about 0 V,
895 into the space where the ion beam passes,
The beam is given a negative charge to neutralize it. This
In FIG. 8, reference numeral 68 denotes an ion beam, and reference numerals 75 and 76 denote deflections.
The electrode, 90 indicates a sample.
Next, referring to FIG. 6 to FIG.
IC element of the present invention together with the operation of the example IC element repairing device
One embodiment of the correction method will be described.
The sample 90, which is an IC element, is transferred to the sample exchange chamber 41.
Is placed on the sample stage 60 in the inside, and then the sample exchange chamber
41 was sealed and pre-evacuated by a vacuum exhaust system.
Thereafter, the sample is put into the sample chamber 40 via the sample drawer 64,
It is placed on the table 55.
Then, the lens barrel 39 and the sample are evacuated by the vacuum exhaust system.
10 ~ in the room 406Vacuum to about torr
Keep in state.
Next, in the apparatus shown in FIG.
4 or 16 (a).
Or place the wafer on the stage 90 and cut the wiring
A method for performing the above will be described. First, the high voltage power supply 82
Power supply 77 for filament, power supply 78 for control power supply
Activate the power supply 79 for the extraction electrode and extract the liquid metal ion.
A high-intensity ion beam from the aperture 69 of the ion source 65
And the lens power supplies 80 and 81 are activated to
0.3 by the lenses 70, 71, 72 and the aperture 70
Focusing to a spot diameter of ~ 0.1 μm or less,
Set the ion beam irradiation condition to a low energy beam,
For blanking electrode by control signal from controller 85
Blanking via power supply 83 and power supply 84 for deflection electrode
The electrode 73 and the deflection electrodes 75 and 76 are controlled to
Or the observation area of the surface of the passivation film 18 of the wafer
Spot diameter of 0.3 to 0.1 μm or less
Scans and irradiates the ion beam spot of
At each point on the surface of the passivation film (protective film) 18
Secondary electrons output from the secondary charged particle detector 86
Is the step surface of the passivation film 18 due to secondary ions
Is enlarged by the CRT 88 of the SIM observation device 87
Observation and passivation obtained from the observed enlarged image
1 μm shown in FIG.
Set the range (cut point) to cut the following wiring.
Also, in the local film formation described later, the SIM observation device 87
The parameters obtained from the magnified image observed by the CRT 88
Local deposition based on step information of the passivation film 18
Setting the range is cheerful. And Ionbee
System irradiation conditions of 10 KeV or more,
Is placed at the point where the wiring set by the signal
An ion beam with a spot diameter of 3 to 0.1 μm or less
FIG. 12 (a) or FIG.
A hole is formed in the passivation film 18 as shown in FIG.
As shown in FIG. 12 (b) or FIG. 16 (b)
The wiring located under the hole is removed by sputtering.
Disconnect. In this case, in this case, the scan width and
Must be controlled by the deflection voltage control system.
It can be performed with high accuracy.
FIGS. 9A and 9B show the processing method in this case.
(Processing method to cut wiring by sputter processing method)
You. In FIG. 9A, the passivation film 18 is covered.
Out of the Al wiring on the IC chip or wafer
It is assumed that the rectangular portion indicated by 2 is a range to be removed. this
Sometimes passivation observed as a SIM image
Diagram for 12 parts set based on step information of film 18
As shown in FIG. 9 (b), the focused ion beam was
00b, 200c,..., 200z in this order.
5 and 76, while focusing and irradiating,
Drill holes in the passivation film 18 and remove wiring on the irradiated part.
Cutting.
FIG. 10 shows an embodiment of the present invention.
Projection of aperture at ion beam optical system
It shows a configuration that changes to the system. That is, high brightness
The ion beam emitted from the ON source 210 is an electrostatic lens(Focus
lens)201, 202, 203Focusedparallel
Beams and apertures 204, 205, 206, 20
7 is incident. This ion beam optical system is shown in FIG.
The configuration is the same as that of the laser optical system
The lenses 208 and 209 project a reduced image on the sample 210.
This is a shadow (reduction projection imaging). Where 211 is
3 shows an ion beam image formed by small projection imaging. For example, Len
If the lenses 208 and 209 are 40x magnification lenses,
Micrometer heads 204a, 2a
05a, 206a, and 207a to make a 40μ rectangle
If the accuracy is set to ± 2μ, the test is performed when the aberration is ignored.
On the surface of the sample, a 1 μm rectangular ion beam image was ± 0.2 mm.
It will be set with an accuracy of 05μ. Therefore high spirit
This is advantageous in that the degree (super-precision) positioning can be easily performed.
In this case, in FIG.
Set the aperture to irradiate the beam
The wiring 11 is cut by irradiating a beam.
An ion beam optical system as shown in FIGS.
Is used to cut the wiring of the IC having a cross section as shown in FIG.
In other cases, the ion beam sputtering
Only the Al wiring 15 has no influence on the surroundings with precision
(No damage) and a cross section as shown in FIG. 11 is obtained.
Can be
Next, a passivation coat as shown in FIG.
When cutting wiring with
In the case of processing by the
In order to process, first, as shown in FIG.
The passivation film 18 is processed to the surface of
Next, the Al wiring 15 is processed and a cross section as shown in FIG.
Get. Also in this case, unlike the case of laser processing,
Peripheral damage, below cracks in passivation film, adjacent
No damage to the part is seen.
FIG. 13 shows an apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. Here, the evacuation system and the secondary electron image
The spray, sample exchange chamber, rack, etc. are the same as in FIG.
Has been abbreviated.
The liquid metal ion source 65 is made of Al--Si, Au
It is assumed that the ion source is a base metal ion such as -Si. Extraction electrode 6
6 and is controlled by the control electrode 67.
The received ion beam is flattened by lenses 70, 71 and 72.
It is a row beam, and a part of it is
EXB mass filter (mass separation device) 10
2 when passing through the EXB mass filter 102
The electric field E and the magnetic field B applied thereto are adjusted by the control unit 115.
Only ions of a certain mass go straight and the lower aperture
Pass through the beam 103 and ions of other mass
Is bent and kicked by aperture 103
Can be prevented from reaching below. Ion that went straight
Are focused by focusing lenses 104, 105, and 106.
Through the blanking electrode 73 and the deflection electrodes 75 and 76.
And reaches the sample surface 90.
The sample chamber 120 is provided with an exhaust pump from the passage 119.
Exhausted by the pump. The sample chamber 120 contains NTwoMoth
S, OTwoGas introduction from gas cylinder 109 such as gas
The chisel 107 is installed, and the cylinder valve is
Controller 117. Also installed in sample chamber 120
Degree of vacuum inside the sample chamber 120 by the measured vacuum gauge 110
Is monitored, and a constant gas concentration is
The valve 108 is controlled so as to be in degrees. In the sample chamber
Is a quadrupole mass spectrometer in addition to the secondary electron detector 86
Has a secondary ion mass spectrometer 111 such as
When ion beam is irradiated to 90
The system for performing the mass analysis of the secondary ion includes one controller 118.
Control of the secondary ion mass spectrometer 111
The signal of the roller 112 enters this. 113 is an ion
In the power supply control unit, the current of the heater 65 of the ion source and the extraction
Current of electrode 66, voltage of extraction electrode 66, control
It controls the voltage of the electrode 67 and the like. 11
Reference numeral 4 denotes a power control unit for the first lens, and the first lenses 70 and 7
1, 72 are controlled. 115 is a power control unit
This controls the power supply of the EXB mass filter 102.
is there. Reference numeral 116 denotes a power supply control unit, and the second lenses 104 and 10
5 and 106 are controlled.
Reference numeral 118 denotes a control unit, which is an ion source power control unit.
113, power supply control unit 114 for the first lens, EXB mask
Power supply control unit 115 for filter and power supply control unit for second lens
116 etc. are all controlled. In addition, they are omitted in the figure.
Power supply for blanking electrode 73 and deflection electrodes 75 and 76
The control unit is also controlled by the control device 118.
FIG. 14A shows the output of the secondary ion mass spectrometer 111.
It shows. Al on Si as shown in FIG.
Of sample with thin film by ion beam from above
In this case, the secondary ion current is as shown in FIG.
At first, only Al (solid line) is shown. But Al
When the boundary between Si and Si is near, Si (dotted line) is seen
And it changes at the border, and continues to process
Then, Al does not come out and only Si exists. Like this
T when processing reaches the boundary1Can detect
You. If this signal is used, the controller 118 of FIG.
Time when only Al is processed (end point where wiring is cut) t
1Control such as stopping ion beam irradiation with
Can be.
According to FIG. 13, as shown in FIG.
After cutting the Al wiring except for the passivation film of the part
The holes in the passivation film can be filled. sand
That is, as the ion source 65, for example, Au—Si alloy ion
Au source by the EXB mass separator 102 using the
Only the ON is taken out and processed, and as shown in FIG.
After processing the passivation film and Al wiring,
Change the electric and magnetic fields applied to the separator,
Try to take out only. Also, the valve of the gas cylinder 109
Open 108, OTwoA gas is introduced into the sample chamber 120 and a vacuum is applied.
Measure the pressure with a gauge and control it to a constant pressure.
The opening and closing of the valve 108 is controlled by the roller 117.
The electric power applied to the first lens and the second lens
The pressure is changed by the power supply control units 114 and 116 to change the ion beam.
Is fine to the sample part with energy of several KeV to several tens eV
It is made to enter while being focused. (When processing
Has an energy of 10 KeV or more. ) Such a low
At energy, the ion beam adheres to the sample surface and
A position is made.
As described above, the pattern shown in FIG.
O in the opening of the passivation film 18TwoSi in the atmosphere
Irradiate the on-beam, thereby, as shown in FIG.
SiOTwoThe film 111 can be deposited.
As a gas to be introduced, OTwoN instead ofTwoUsing
Then, SiThreeNFourFilms can also be deposited. This
A hole in the passivation film 18 above the cut portion of the Al wiring
Filling and recoating the passivation film
To prevent deterioration of the device and to reduce electrical characteristics.
Can be standardized.
FIGS. 16A to 16E show the apparatus shown in FIG.
This is a new embodiment of the present invention. That is, the Al wiring is
It runs on two layers and at the intersection, the lower layer
This section shows how to cut with a robot.
In FIG. 16A, S is placed on Si301.
iOTwoAl wiring 302 is moved to the left and right through the insulating film 309 of FIG.
Run and put SiO on itTwoAl wiring via insulating film 303
304 runs in the direction perpendicular to the paper surface. Furthermore, S
iOTwoIs formed.
In this case, only the lower Al wiring 309 is cut.
The method is described below. 13 as the ion source 65
EXB mass separator using Al-Si alloy ion source
Separates only Al ion beam by 102 and goes down
And irradiate the sample shown in FIG.
To obtain a cross section as shown in FIG. Then E
By deflecting the electric and magnetic fields of the XB mass separator 102,
Extract only the i-ion beam downward, and
O from 109TwoIs introduced into the sample chamber 120. Also lens
With the energy of several KeV or less
To irradiate the sample while focusing the Si ion beam
I do. In this way, the method described in detail above
OTwoProcess the film to the height of the lower part of the original upper Al wiring
Vapor deposition is performed to obtain a cross section as shown in FIG. Moreover
Rear sample chamber OTwoStopped gas and exhausted oxygen-free atmosphere
And the EXB mass separator 102 removes only Al
Fig. 16 (d) at the energy of several KeV or less
307 was obtained, and the original upper Al distribution was obtained.
Reshape the line. Further, a SiO 2 is formed on this in the same manner as before.
TwoA film 308 is deposited to form a passivation layer. that's all
Of the lower Al wiring only at the intersection of the Al wiring
The cut could be made.
FIG. 13 shows an EXB mask using an alloy ion source.
Extracting one of the metals with a separator
This is the case, but there is no suitable alloy ion source
It is necessary to prepare and switch several kinds of ion sources. Figure
FIG. 17A shows an example of such an apparatus, and FIG.
(A) shows the cross section. FIG. 17 (a)
The lens barrel 403 is a lens 413 deflector 414
Which element is included. The ion source section has a plurality of
The ON source containers 406a, 406b, 406c,.
Attached to the rotating body 415, and connected to the lens barrel.
In a vacuum container 416. These ion sources
The container has ion source portions 407a, 407b, 407c,.
Lead electrodes 408a, 408b, 408c,...
409a, 409b, 409c,...
You. Heater current, extraction voltage, control voltage, etc. are high
Introductory terminal 4 that also served as a terminal with a compression cable 412
11 and branch cables 410a, 41-b, 410
are introduced into each ion source by c. FIG.
In (a), the ion source 407a is connected to the optical system.
The rotating body 415 is centered on the shaft 405
Rotate and switch to ion sources 407b, 407c, ...
Can be used. In this device,
Angle reading machine so that ON source can be matched with high accuracy
The structure, fine adjustment mechanism, and fixing mechanism are attached.
Omitted.
Using this apparatus, as shown in FIG.
Not only metal ion species that form a specific alloy, but also any liquid
Body metal ion sources (or other types of ion sources)
Combination can perform the above wiring repair process
Become.
As described above, in the present invention, a liquid metal ion source was used.
As noted above, the present invention is directed to other types of high-intensity ion sources.
For example, cryogenic electric field ion source, micro discharge type
It can also be applied to an on-source or the like.
[0063]
According to the present invention, a liquid metal ion source
High intensity ion sourceAnd emitted from the high-intensity ion source.
The focused ion beam into an ion beam bundle by the focusing optics.
To obtain the beam pattern image of the beam pattern forming unit
Effective beam pattern image is obtained by irradiating the area
And thenOn the sample surface by reduction projection optics
In the projection projectionIon imaging pattern
ToIt is set with super precision of the order of 0.05 μm.
IonImaging patternTo the surroundings based ondamageGive
All at once, i.e. at high speed.
EngineeringIs a stationThis has the effect of being able to form a film locally.
According to the present invention,Beam pattern formation
By configuring the dimensions as variable,AnyNo paTa
Removal processIs a stationFilm deposition
It has an effect that can be done.
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のレーザによる配線切断装置を示す構成図
である。
【図2】(a)はそれによるAl配線の切断法を示すI
CのAl配線部の平面図、(b)は同断面図である。
【図3】Al配線のレーザによる切断時の周辺への影響
を示す平面図である。
【図4】(a),(b)は各々試料の断面図である。
【図5】従来のレーザによる配線切断装置を示す構成図
である。
【図6】本発明にかかるイオンビームによる配線切断装
置の構成図である。
【図7】液体金属イオン源を示す図である。
【図8】電子シャワーによるビームの中性化を示す図で
ある。
【図9】(a),(b)は各々イオンビームの走査によ
る配線切断を示す正面図である。
【図10】本発明に係る投影方式によるイオンビームの
配線切断装置を示す構成図である。
【図11】試料断面図である。
【図12】(a),(b)は各々試料断面図である。
【図13】同金属イオン源と質量分析器を備えたイオン
ビームによる配線修理装置の構成図である。
【図14】(a)は質量分析装置の出力を示す図、
(b)は試料断面図である。
【図15】試料断面図である。
【図16】(a)〜(e)は下部の配線を切断する方法
を示す断面図である。
【図17】(a)は多くのイオン鏡をそなえたイオンビ
ームによる配線切断装置を示す図、(b)はその断面図
である。
【符号の説明】
37…架台、40…試料室、41…試料交換室、55…
載物台、65…液体金属イオン源、85、118…制御
装置、86…2次荷電粒子検出器、107…ガス導入ノ
ズル、210…高輝度イオン源、201、202、20
3…静電レンズ、204〜207…アパーチア、20
8、209…レンズ、210…試料BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional laser wire cutting device. FIG. 2A is a diagram showing a method of cutting an Al wiring by the method.
FIG. 2B is a plan view of an Al wiring portion of C, and FIG. FIG. 3 is a plan view showing the influence on the periphery when the Al wiring is cut by a laser. FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views of samples. FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional wiring cutting apparatus using a laser. FIG. 6 is a configuration diagram of a wiring cutting apparatus using an ion beam according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a liquid metal ion source. FIG. 8 is a diagram showing neutralization of a beam by an electron shower. FIGS. 9 (a) and 9 (b) are front views showing wiring cutting by scanning with an ion beam, respectively. FIG. 10 is a configuration diagram showing an ion beam wiring cutting device by a projection method according to the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view of a sample. FIGS. 12A and 12B are sample cross-sectional views. FIG. 13 is a configuration diagram of an ion beam wiring repair apparatus including the metal ion source and the mass analyzer. FIG. 14A is a diagram showing an output of a mass spectrometer,
(B) is a cross-sectional view of the sample. FIG. 15 is a sectional view of a sample. FIGS. 16A to 16E are cross-sectional views showing a method of cutting a lower wiring. 17A is a diagram showing a wiring cutting device using an ion beam provided with many ion mirrors, and FIG. 17B is a cross-sectional view thereof. [Explanation of Reference Codes] 37: stand, 40: sample chamber, 41: sample exchange chamber, 55:
Mounting stage, 65: liquid metal ion source, 85, 118: control device, 86: secondary charged particle detector, 107: gas introduction nozzle, 210: high brightness ion source, 201, 202, 20
3: electrostatic lens, 204 to 207: aperture, 20
8, 209: lens, 210: sample
フロントページの続き (72)発明者 本郷 幹雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−132653(JP,A) 電子通信学会予稿集,81(205) (1981年12月21日),PP.59−66(S SD81−76) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/768 H01L 21/302 H01L 21/3065 H01L 21/461Continuation of the front page (72) Inventor Mikio Hongo 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Hitachi, Ltd. Production Engineering Laboratory (56) References JP-A-57-132653 (JP, A) Shu, 81 (205) (December 21, 1981), PP. 59-66 (SSD81-76) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/768 H01L 21/302 H01L 21/3065 H01L 21/461
Claims (1)
光学系でほぼ平行なイオンビーム束に集束してビームパ
ターン形成部に照射し、該ビームパターン形成部を通過
して得られるビームパターン像を縮小投影光学系で試料
上の位置決めされた位置に縮小投影結像してその結像パ
ターン形状に一括してスパッタリング除去加工を行うこ
とを特徴とするイオンビーム除去加工方法。 2.前記ビームパターン像が矩形像であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のイオンビーム除去加工
方法。 3.高輝度イオン源と、該高輝度イオン源から放射され
たイオンビームをほぼ平行なイオンビーム束に集束させ
る集束光学系と、該集束光学系で集束されたほぼ平行な
イオンビーム束が照射され、通過することによってビー
ムパターン像を得るビームパターン形成部と、該ビーム
パターン形成部から得られるビームパターン像を試料上
の位置決めされた位置に縮小投影結像する縮小投影光学
系とを備え、該縮小投影光学系により試料上の位置決め
された位置に縮小投影結像された結像パターン形状に一
括してスパッタリング除去加工を行うように構成したこ
とを特徴とするイオンビーム除去加工装置。 4.高輝度イオン源から放射されたイオンビームを集束
光学系でほぼ平行なイオンビーム束に集束してビームパ
ターン形成部に照射し、該ビームパターン形成部を通過
して得られるビームパターン像を縮小投影光学系で試料
上の位置決めされた位置に縮小投影結像してその結像パ
ターン形状に一括して局所成膜を行うことを特徴とする
イオンビーム局所成膜方法。 5.前記試料上がイオンビーム中の元素と化合するガス
雰囲気であることを特徴とする特許請求の範囲第4項記
載のイオンビーム局所成膜方法。 6.前記ビームパターン像が矩形像であることを特徴と
する特許請求の範囲第4項記載のイオンビーム局所成膜
方法。 7.高輝度イオン源と、該高輝度イオン源から放射され
たイオンビームをほぼ平行なイオンビーム束に集束させ
る集束光学系と、該集束光学系で集束されたほぼ平行な
イオンビーム束が照射され、通過することによってビー
ムパターン像を得るビームパターン形成部と、該ビーム
パターン形成部から得られるビームパターン像を試料上
の位置決めされた位置に縮小投影結像する縮小投影光学
系とを備え、該縮小投影光学系により試料上の位置決め
された位置に縮小投影結像された結像パターン形状に一
括して局所成膜を行うように構成したことを特徴とする
イオンビーム局所成膜装置。 8.高輝度イオン源と、該高輝度イオン源から放射され
たイオンビームをほぼ平行なイオンビーム束に集束させ
る集束光学系と、該集束光学系で集束されたほぼ平行な
イオンビーム束が照射され、通過することによってビー
ムパターン像を得るビームパターン形成部と、該ビーム
パターン形成部から得られるビームパターン像を試料上
の位置決めされた位置に縮小投影結像する縮小投影光学
系と、試料上にガスを導入するガス導入手段とを備え、
該ガス導入手段で導入されたイオンビーム中の元素と化
合するガス雰囲気において前記縮小投影光学系により試
料上の位置決めされた位置に縮小投影結像された結像パ
ターン形状に一括して局所成膜を行うように構成したこ
とを特徴とするイオンビーム局所成膜装置。(57) [Claims] The ion beam emitted from the high-intensity ion source is focused by a focusing optical system into almost parallel ion beam fluxes, radiated to a beam pattern forming section, and a beam pattern image obtained by passing through the beam pattern forming section is reduced and projected. An ion beam removal processing method, characterized in that a reduced projection image is formed at a position positioned on a sample by an optical system, and sputtering removal processing is collectively performed on the formed image pattern shape. 2. 2. The method according to claim 1, wherein the beam pattern image is a rectangular image. 3. A high brightness ion source, a focusing optical system that focuses the substantially parallel ion beam bundle ion beam emitted from the high luminance ion source, substantially parallel <br/> ion beam flux converged by said population beam optics Is irradiated, and a beam pattern forming unit that obtains a beam pattern image by passing therethrough, and a reduction projection optical system that reduces the size of the beam pattern image obtained from the beam pattern formation unit to a predetermined position on the sample. An ion beam removal processing apparatus characterized in that the ion beam removal processing apparatus is provided so as to collectively perform sputtering removal processing on an image pattern formed by reduction projection imaging at a position positioned on a sample by the reduction projection optical system. 4. The ion beam emitted from the high-intensity ion source is focused by a focusing optical system into almost parallel ion beam fluxes, radiated to a beam pattern forming section, and a beam pattern image obtained by passing through the beam pattern forming section is reduced and projected. An ion beam local film forming method characterized in that a reduced projection image is formed at a position on a sample which is positioned by an optical system, and local film formation is collectively performed on the image forming pattern. 5. Gas on the sample that combines with the elements in the ion beam
Claim 4 characterized by the atmosphere
Ion beam topical film forming method of the mounting. 6. 5. The method according to claim 4, wherein the beam pattern image is a rectangular image. 7. A high brightness ion source, a focusing optical system that focuses the substantially parallel ion beam bundle ion beam emitted from the high luminance ion source, substantially parallel <br/> ion beam flux converged by said population beam optics Is irradiated, and a beam pattern forming unit that obtains a beam pattern image by passing therethrough, and a reduction projection optical system that reduces the size of the beam pattern image obtained from the beam pattern formation unit to a predetermined position on the sample. An ion beam local film forming apparatus characterized in that a local film is formed in a collective manner in an image forming pattern shape reduced and projected at a position on the sample by the reduction projection optical system. . 8. A high brightness ion source, a focusing optical system that focuses the substantially parallel ion beam bundle ion beam emitted from the high luminance ion source, substantially parallel <br/> ion beam flux converged by said population beam optics Is irradiated, a beam pattern forming unit that obtains a beam pattern image by passing therethrough, a reduction projection optical system that performs reduction projection imaging of the beam pattern image obtained from the beam pattern formation unit at a positioned position on the sample, Gas introducing means for introducing a gas onto the sample,
Conversion into elements in the ion beam introduced by the gas introduction means
Ion beam localization, wherein a local film formation is performed in a collective manner in an image pattern shape formed by reduction projection imaging at a position positioned on the sample by the reduction projection optical system in a combined gas atmosphere. Film forming equipment.
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Applications Claiming Priority (1)
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| JPH08213350A JPH08213350A (en) | 1996-08-20 |
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1995
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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Also Published As
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