JP3013158B2 - パターン修正方法 - Google Patents

パターン修正方法

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JP3013158B2
JP3013158B2 JP9087893A JP8789397A JP3013158B2 JP 3013158 B2 JP3013158 B2 JP 3013158B2 JP 9087893 A JP9087893 A JP 9087893A JP 8789397 A JP8789397 A JP 8789397A JP 3013158 B2 JP3013158 B2 JP 3013158B2
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達哉 足立
昌宏 山本
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セイコーインスツルメンツ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はパターン修正方法、
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
生成するガスあるいは絶縁性の被膜を生成するガスを当
該試料面に吹きつけることによって導電性のパターンあ
るいは絶縁性のバタ一ンを生成して接続、補修あるいは
切断するパターン修正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)な配線パターン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
ンおよび誘電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等した
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、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あるいは絶縁性の被膜を生成
するガスを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あるいは絶縁性のパタ
ーンを生成して接続、補修あるいは切断するようにして
いる。 【0005】 【発明の実施の形態】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は本発明の1実施例構成
図、図2は図1図示本発明の1実施例構成を用いた具体
的応用例を示す。 【0006】図中、1はパターン生成装置、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、15は信号増幅
処理部、16は照射位置制脚部、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。 【0007】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2
1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。 【0008】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
例えは先端が鋭利かつガリウムを含むニードル型のもの
に正の高電圧十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上に取りつけられた試料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加され、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
および処理等が行われ、ディスプレイ21上に例えばS
IM像として表示される。該表示されるSIM像等の倍
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21
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、真空排気系制御部19からの指示に基づき真空排気
装置12によって超高真空に排気される。 【0009】以上の如き構成および動作によって試料5
のSIM像を観察することができ、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。 【0010】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。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2
1上にSIM像として表示されるように試料台6を移動
させ、かつ対物レンズ4の焦点合わせを行う。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
ターン中に新たに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加する。 【0012】更に、新たな導電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を加熱等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化合物ガスであ
るピレン(C1610)ガスを、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一つから
試料5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
ームを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・ビームを用いて
走査した領域に生成されることとなる。同様に例えばS
iH4−NH3ガスをガス銃9を構成する他のノズルから
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(SiO
2)膜が当該ガリウム・イオン・ビームを用いて走査し
た領域に生成されることとなる。 【0013】以上の如くして導薄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を構成する複数のノズルに対して
夫々設けられたニードルバルブ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をガス銃9を
構成する所定のノズルからガリウム・イオン・ビームの
照射されている位置に吹きつけることにより、夫々の導
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態様で生成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
を電気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の上に図中二点鏡
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図中ディスプレイ21上に当
該絶縁性のパターンCを生成させる領域を表示させる。
そして、キーホード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
報等をキー人力する。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・ビームを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、かつ配線パターンB
1と配線パターンB2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、当該導竜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・
ビームが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クロ
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】以上説明したように、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
する化合物ガスあるいは絶縁性の被膜を生成する化合物
ガスを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あるいは絶縁性のパターン
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
能となり、更に、微小な配線パターンを切断、補修する
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】第1図図示本発明の1実施例構成を用いた具体
的応用例である。 【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:アシストガスを吹きつけるガス銃 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 (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.細く絞られた態様で試料面を照射するイオンビーム
    と、 該イオンビムを偏向して試料面を走査する走査手段と、 該走査手段を用いてイオンビームを試料面に走査するこ
    とによって当該試料から放射される荷電粒子に関する情
    報を検出する荷電粒子検出器と、 該荷電粒子検出器を用いて検出された荷電粒子によって
    生成された像を表示する表示装置と、 前記イオンビームによって照射されている試料面に対し
    て、前記イオンビームの照射により導電性膜を前記試料
    表面に形成する有機化合物ガスを吹き付ける第一のノズ
    ルと、 前記イオンビームによって照射されている試料面に対し
    て、前記イオンビームの照射により絶縁性膜を前記試料
    表面に形成するシリコン化合物ガスを吹き付ける第二の
    ノズルと、 前記表示装置上に表示されている表示情報に基づいて新
    たに導電性のパターンあるいは新たに絶縁性のパターン
    を生成しようとする領域に対して、前記イオンビームを
    照射しつつ前記第一のノズル又は第二のノズルを切り替
    えて、前記有機化合物ガスあるいはシリコン化合物ガス
    の吹き付けを制御するスパッタ/アシスト制御部とを備
    えたパターン修正装置によるパターン修正方法におい
    て、 前記スパッタ/アシスト制御部によって第一のノズルと
    第二のノズルからのガス吹き付けを切り替えて、配線上
    に前記絶縁性パターンを生成した上に前記導電性パター
    ンを生成して、前記他の配線を跨いで新たな配線を生成
    することを特徴とするパターン修正方法。 2.前記シリコン化合物ガスはSiH 4 ーNH 3 ガスであ
    る請求項1記載のパターン修正方法。
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