JP2558614B2 - パターン膜生成方法 - Google Patents

パターン膜生成方法

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JP2558614B2
JP2558614B2 JP6172813A JP17281394A JP2558614B2 JP 2558614 B2 JP2558614 B2 JP 2558614B2 JP 6172813 A JP6172813 A JP 6172813A JP 17281394 A JP17281394 A JP 17281394A JP 2558614 B2 JP2558614 B2 JP 2558614B2
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達哉 足立
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパターン生成装置、特に
イオンビームを試料面に照射しつつ導電性の被膜を生成
するガスおよび絶縁性の被膜を生成するガスを順次当該
試料面に吹きつけることによって導電性のパターンと絶
縁性のパターンとを積層する態様で生成するよう構成し
たパターン膜生成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LSI等の素子を製造した後、微小(ミ
クロンオーダ)な配線を跨ぐ態様で他の配線パターンを
相互に電気的に接続する場合には、跨ぐ配線パターン上
に絶縁物の薄膜からなるパターンを生成した後、当該絶
縁物の薄膜パターンの上に導電性の薄膜からなるパター
ンを鎖交する態様で生成して他の配線パターン相互の電
気的な接続を行うことが望まれている。また、シリコン
基板あるいは導電性の薄膜パターンの上に絶縁性の薄膜
パターンを形成し、更に当該絶縁性の薄膜パターンの上
に導電性のパターンを形成することにより、微小な素子
例えばコンデンサ、マイクロ・ストリップラインおよび
誘導体共振器等の素子を任意の場所かつ任意な時に形成
したり、あるいは特性のバラツキを調整当したりするこ
とが望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来はLSI
等の如く一旦パターンの完成したものに対して、あるい
はカスタムICの如く完成後に必要に応じて、前述した
目的等のために導電性のパターンと絶縁性のパターンと
を所望の位置に所望の時に迅速かつ簡単に積層する態様
で、しかも例えばミクロンオーダときにはサブミクロン
オーダの寸法で所定領域に正確に形成し難いという問題
点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面上に配線
パターンを有する試料表面の前記配線パターンと少なく
とも交差する第一の所定領域に、細く絞ったイオンビー
ムを走査させながら照射すると同時に、前記試料の第一
の所定領域に向けて、前記イオンビーム照射により試料
表面のイオンビーム照射領域に絶縁性膜を形成する第一
の有機化合物ガスを第一のノズルより吹きつけ、そし
て、前記配線パターンと異なり、前記配線の両側に前記
試料に形成されている2つの配線パターンを含み、且つ
表面に前記絶縁性膜が形成された第一の所定領域の前記
配線パターンを跨ぐ第二の所定領域に、細く絞ったイオ
ンビームを走査させながら照射すると同時に、前記試料
の第二の所定領域に向けて、前記イオンビーム照射によ
り試料表面のイオンビーム照射領域に導電性膜を形成す
る第二の有機化合物ガスを第二のノズルより吹きつける
ことにより、試料表面に新たな配線を形成するパターン
膜生成方法である。
【0005】
【作用】本発明は、前記問題点を解決するために、イオ
ンビームを試料面に照射しつつ導電性の被膜を生成する
ガスおよび絶縁性の被膜を生成するガスを順次当該試料
面に吹きつける手段を採用することにより、微小な導電
性のパターンと絶縁性のパターンとを積層したものを容
易かつ迅速に生成し得るようにしている。
【0006】
【実施例】以下図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明を実施する装置の構成図、図
2は図1図中本発明の1実施例構成を用いた具体的応用
例を示す。
【0007】図中、1は本発明に係わるパターン生成装
置、2はイオン銃、2−1はイオン源、2−2は電極、
3は偏向電極(DEF)、4は対物レンズ、5は試料、
6は試料台、7は試料移動機構、8は検出器、9はアシ
ストガスを吹きつけるガス銃、10はニードルバルブ、
11はガス源、12は真空排気装置、13−1、13−
3は高電圧発生装置、13−2はイオン加速電圧制御
部、13−4は焦点合せ制御部、14は走査制御部、1
5は信号増幅処理部、16は照射位置制御部、17はス
パッタ/アシスト制御部、18は試料位置制御部、19
は真空排気系制御部、20はアシストガス制御部、21
はディスプレイ、22はキーボード、23はディスクを
表す。
【0008】まず、第1に、イオンビームを照射した試
料から放射された荷電粒子例えば2次電子をディスプレ
イ21上にSIM像として表示する場合の構成および動
作について説明する。図1において、図中イオン銃2は
軸上に穴を有し接地された電極2−2に対して、イオン
源2−1例えば先端が鋭利かつガリウムを含むニードル
型のものに正の高電圧+HV1 を高電圧発生装置13−
1から印加すると共に当該イオン源2−1の先端に液体
ガリウムが生じる程度に加熱することによって、ガリウ
ム・イオン・ビームが放射されるものである。該ガリウ
ム・イオン・ビームを加速する加速電圧は、イオン加速
電圧制御部13−2によって設定される。放射されたガ
リウム・イオン・ビームは対物レンズ(OL)4によっ
て試料台6上に取りつけされた試料5上に細く絞られる
(結像される)と共に、偏向電極(XおよびY)3によ
って当該試料5上を走査される。該試料5から放射され
た例えば2次電子等は検出器8によって検出され、信号
増幅処理部15に供給される。この際、対物レンズ4に
は、焦点合せ制御部13−4からの信号に基づき高電圧
発生装置13−3によって発生された高電圧が印可さ
れ、試料5上にガリウム・イオン・ビームが細く絞られ
る。そして、信号増幅処理部15に供給された信号に対
して増幅および処理行われ、ディスプレイ21上に例え
ばSIM像として表示される。該表示されるSIM像の
倍率は、走査制御部14が偏向電極3に印加する走査信
号の大きさによって決定される。また、ディスプレイ2
1上で観察される試料5の位置は、試料位置制御部18
からの指示によって試料移動機構7が試料台6を移動さ
せること、あるいは図示されていない手動機構を介して
試料移動機構7が試料台6を移動させることによって行
われる。更に、パターン生成装置1を構成する試料室等
の内部およびガリウム・イオン・ビームが通過する領域
は、真空制御部19からの指示に基づき真空排気装置1
2によって超真空に排気される。
【0009】以上の如き構成および動作によって試料5
のSIM像を観測することができ、後述する導電性のパ
ターンと絶縁性のパターンとを積層する場合に必要な位
置を正確に決定することが可能となる。第2に新たな導
電性のパターンと新たな絶縁性のパターンとを積層する
態様で生成する場合の構成および動作について説明す
る。
【0010】既述した如くして新たに生成すべきパター
ンを含む領域が当該ディスプレイ21上にSIM像とし
て表示されるよう試料台6を移動させ、かつ対物レンズ
4の焦点合せを行う。この際、試料台6の移動は、試料
5である例えばLSI等上のパターンの位置座標等の情
報を予めデータベースとしてディスク23中に格納して
おき、キーボード22から新たなパターンを生成すべき
位置情報および寸法等をスパッタ/アシスト制御部17
にキー入力して指定することによって行ってもよいし、
あるいは手動によって行ってもよい。
【0011】次に、ディスプレイ21上に表示されたパ
ターン中に新たなパターンを生成すべき領域がガリウム
・イオン・ビームによって正確に所定時間走査されるよ
うに、キーボード22からスパッタ/アシスト制御部1
7に対してキー入力する。キー入力を行うことによって
当該スパッタ/アシスト制御部17は照射位置制御部1
6に対して指令を与える。該指令を受けた照射位置制御
部16は、走査制御部14に対して制御信号を送出して
偏向電極3に所定電圧の走査電圧を印可する。
【0012】更に、新たな導通性のパターンあるいは新
たな絶縁性のパターンを生成するために、スパッタ/ア
シスト制御部17はアシストガス制御部20に対して指
令を発して、ガス源11を加熱して発生させたガス例え
ば導電性の薄膜を生成させるための第二の有機化合物ガ
スとしてピレン(C1610)ガスを、第二のニードルバ
ルブ10を介してガス銃9を構成する複数のノズルのう
ちの第二のノズルから試料5の上のガリウム・イオン・
ビームが照射されている位置に吹きつける。これによ
り、ガリウム・イオン・ビーム用いてピレンガスを分解
した付着力の強い導電性のカーボン膜が当該ガリウム・
イオン・ビーム用いて走査した領域に生成されることと
なる。同様に第一の有機化合物ガスとしてシラン系ガス
例えばSiH4 −NH3 ガスをガス銃9を構成する第一
のノズルからガリウム・イオン・ビームが照射されてい
る試料5面に吹きつけることにより、絶縁性の酸化シリ
コン(SiO2 )膜が当該ガリウム・イオン・ビーム用
いて走査した領域に生成されることとなる。
【0013】以上の如くして導電性のパターンと絶縁性
のパターンとを積層する態様で順次生成することが可能
となる。尚、ガス銃9を構成する第一、第二を含む複数
のノズルに対して夫々設けられた第一、第二その他のニ
ードルバルブ10(図中では1個しか示してなく他は省
略してある)は、夫々のガス源11からガス銃9を構成
する複数のノズルに対してアシストガスを夫々供給しな
い場合には、閉状態にされる。一般に導電性のパターン
を生成する場合には、既述した如く例えばピレンガスの
みを供給するようにガス源11を加熱等すると共に当該
ガス源11によって発生させたガスをガス銃9を構成す
る所定の第二のノズルからガリウム・イオン・ビームが
照射されている試料5面に吹きつけている。この際、試
料5面にガスを吹きつけるために、所定の第二のニード
ルバルブ10例えば1個のみを開状態に制御する。ま
た、当該ニードルバルブ10は必要に応じてガスの供給
量を制御するためにも使用し得るものである。また、導
電性のパターンを生成するガスとして、第二の有機化合
物ガスとして前記ピレンガスの代わりにモリブデン化合
物ガス、アルミニウム化合物ガスあるいはクロム化合物
ガス等の金属有機化合物ガスをガス銃9を構成する所定
の第二のノズルからガリウム・イオン・ビームが照射さ
れている位置に吹きつけることにより、主々の導電性物
質に対応した新たな導電性のパターンをサブミクロン・
サイズの寸法で生成することが可能となる。そして、当
該導電性のパターンと絶縁性のパターンとを積層する態
様で順次積層することにより、既述したコンデンサ、マ
イクロ、ストリップ・ライン等の素子を任意の場所に任
意の時に任意の大きさで生成することが可能となる。
【0014】図2を用いて導電性のパターンと絶縁性の
パターンとを積層する場合の動作を詳細に説明する。図
2はLSIを構成する配線パターンAを跨ぐ態様で、他
の配線パターンB1と配線パターンB2 とを電機的に接
続する場合の絶縁性のパターンCと導電性のパターンD
とを生成する例を示す。
【0015】第1に、配線パターンAの上に図中二点鎖
線を用いて示す絶縁性のパターンCを生成させるため
に、既述した如くして図1中ディスプレイ21上に当該
絶縁性のパターンCを生成させる第一の所定領域を表示
させる。第一の所定領域は、既に試料表面に形成されて
いる配線を少なくとも交差する領域を含んでいる。そし
て、キーボード22からスパッタ/アシスト制御部17
に対して、絶縁性のパターンCを生成させる領域情報、
絶縁性のパターンCを生成するためのガスを指定するア
シストガス情報、当該絶縁性のパターンCの膜厚情報等
をキー入力する。これにより、スパッタ/アシスト制御
部17は既述した如く照射位置制御部16およびアシス
トガス制御部20に指令を発して、ガリウム・イオン・
ビームが前記指定された絶縁性のパターンCを生成すべ
き領域を走査するように走査信号を制御すると共に絶縁
性のパターンCを生成させる第一の有機化合物ガスとし
て例えばSiH4 −NH3 ガスがガリウム・イオン・ビ
ームの照射されている位置に吹きつけられるように制御
する。そして所定時間ガリウム・イオン・ビームの照射
することにより、所定膜厚の絶縁性のパターンCが図示
2点鎖線を用いて示す如く生成される。
【0016】第2に、第1のステップによって生成した
絶縁性のパターンCを跨ぐ態様で、かつ前述の配線の両
側に形成されている配線パターンB1 と配線パターンB
2 を電気的に接続するために、図示点線を用いて示す如
き導電性のパターンD(第二の所定領域)を生成する。
第1のステップの場合と同様にして、キーボード22か
ら導電性のパターンCを生成するためのガスを指定する
アシストガス情報、当該導電性のパターンの膜厚情報等
をキー入力する。これにより、スパッタ/アシスト制御
部17は既述した如く照射位置制御部16およびアシス
トガス制御部20に指令を発して、ガリウム・イオン・
ビームが前記指定された導電性のパターンDを生成すべ
き領域を走査するように走査信号を制御すると共に導電
性のパターンDを生成させる第二の有機化合物ガスとし
て例えばピレンガスがガリウム・イオン・ビームの照射
されている位置に吹きつけられるように制御する。そし
て所定時間ガリウム・イオン・ビームの照射されること
により、所定膜厚の導電性のパターンDが図示の如く生
成される。
【0017】以上の如く絶縁性のパターンC上に積層す
る態様で、かつ鎖交する態様で導電性のパターンDを生
成することにより、すでに完成されたLSI等の配線パ
ターンAを跨ぐ態様で容易かつ迅速にしかもサブミツロ
ン・サイズで配線パターンB 1 と配線パターンB2 とを
電気的に接続することが可能となる。
【0018】また、同様にして導電性のパターンの上に
絶縁性のパターンを生成し、更に当該絶縁性のパターン
の上に導電性のパターンをいわば順次積層する態様で生
成することにより、コンデンサをサブミクロン・サイズ
で任意の場所に任意の時に任意の大きさに作成すること
が可能となる。更に、ミクロンオーダときとしてサブミ
クロンオーダで生成された各種配線パターンの補修ある
いは欠陥素子を切断して予備の他の素子に接続交換等を
行うことも容易にできる。例えばディスプレイ等として
用いられるドット構成の液晶パネルを駆動する配線パタ
ーンの補修および当該配線パターンに接続された欠陥の
ある駆動素子を切断し、予備の他の駆動素子と接続交換
を行う場合等に、他の配線を跨ぐ態様で電気的な接続を
行うことも可能となる。
【0019】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、イ
オンビームを試料面に照射しつつ導電性の被膜を生成す
るガスおよび絶縁性の被膜を生成するガスう順次当該試
料面に吹きつける手段を採用しているため、微小な導電
性のパターンとを積層した態様のものを生成することが
可能となる。特に、LSI等の配線パターンの如く、既
に完成された配線パターンを跨ぐ態様で他の配線パター
ン間の電気的な接続をミクロン・オーダときとしてサブ
ミクロン・オーダで行うことが可能となると共に、微小
なコンデンサを任意な時に任意の場所に任意の大きさに
ミクロン・オーダで作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例構成図である。
【図2】本発明の図1の1実施例構成図を用いた具体的
応用例を示す図である。
【符号の説明】
1 パターン生成装置 2 イオン銃 2−1 イオン源 2−2 電極 3 偏向電極(DEF) 4 対物レンズ 5 試料 6 試料台 7 試料移動機構 8 検出器 9 ガス銃 10 ニードルバルブ 11 ガス源 12 真空排気装置 13−1、13−3 高電圧発生装置 13−2 イオン加速電圧制御部 13−4 焦点合せ制御部 14 走査制御部、 15 信号増幅処理部 16 照射位置制御部 17 スパッタ/アシスト制御部 18 試料位置制御部 19 真空排気系制御部 20 アシストガス制御部 21 ディスプレイ 22 キーボード 23 ディスク

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路である試料表面の所定領
    域に、細く絞ったイオンビームを走査させながら照射す
    ると同時に、前記イオンビーム照射により試料表面のイ
    オンビーム照射領域に導電性膜を形成する第二の有機化
    合物ガスを第二のノズルより吹きつけることにより導電
    膜を形成し、更に前記試料の所定領域に向けて、前記イ
    オンビーム照射により試料表面のイオンビーム照射領域
    に絶縁性膜を形成する第一の有機化合物ガスを第一のノ
    ズルより吹きつけて絶縁性膜を形成し、また更に細く絞
    ったイオンビームを所定領域で走査させながら照射する
    と同時に、前記イオンビーム照射により試料表面のイオ
    ンビーム照射領域に導電性膜を形成する第二の有機化合
    物ガスを第二のノズルより吹きつけることにより導電膜
    を形成することにより微細なコンデンサを形成すること
    を特徴とするパターン膜生成方法。
  2. 【請求項2】 前記第一の有機化合物ガスはシラン系ガ
    スである請求項1記載のパターン膜生成方法
  3. 【請求項3】 前記第二の有機化合物ガスは金属有機化
    合物ガスである請求項1記載のパターン膜生成方法
  4. 【請求項4】 前記第二の有機化合物ガスはピレンガス
    である請求項1記載のパターン膜生成方法
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