JPH0515981A - 断面加工方法 - Google Patents
断面加工方法Info
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- JPH0515981A JPH0515981A JP3172155A JP17215591A JPH0515981A JP H0515981 A JPH0515981 A JP H0515981A JP 3172155 A JP3172155 A JP 3172155A JP 17215591 A JP17215591 A JP 17215591A JP H0515981 A JPH0515981 A JP H0515981A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】断面を下記の手順で形成するようにした。
（１）最終的に得たい断面の位置を規定できるマーク
（例えば断面を含む帯状のパターン）を加工する。 （２）該断面位置近傍で且つ加工時に発生する再付着物
によりマークの機能（断面指定機能）が失われない領域
（斜め方向からの断面観察を可能とする窓孔）を加工す
る。 （３）マークを利用して仕上げ加工位置を設定し、断面
位置を含む狭い帯状の領域を加工して再負着膜の極小で
平坦な断面を形成する。 また、ＦＩＢのビーム径及びビーム電流が２種類以上選
択できるシステムを採用する場合、マーク加工に微細ビ
ーム径のＦＩＢを用いるようにした。 【効果】断面加工の断面形成位置精度が向上し、所望場
所の断面が効率良く正確に形成できる。
（例えば断面を含む帯状のパターン）を加工する。 （２）該断面位置近傍で且つ加工時に発生する再付着物
によりマークの機能（断面指定機能）が失われない領域
（斜め方向からの断面観察を可能とする窓孔）を加工す
る。 （３）マークを利用して仕上げ加工位置を設定し、断面
位置を含む狭い帯状の領域を加工して再負着膜の極小で
平坦な断面を形成する。 また、ＦＩＢのビーム径及びビーム電流が２種類以上選
択できるシステムを採用する場合、マーク加工に微細ビ
ーム径のＦＩＢを用いるようにした。 【効果】断面加工の断面形成位置精度が向上し、所望場
所の断面が効率良く正確に形成できる。
Description
【産業上の利用分野】本発明はＦＩＢを利用したデバイ
スの断面加工方法に関する。
スの断面加工方法に関する。
【従来の技術】従来技術は、プロシーディングス オブ
インターナショナル リライアビリティー フィジィ
ックス シンポジウム、（１９８９年）第４３頁から第
５２頁(Proceedings of International Reliability Ph
ysics Symposium，(１９８９）pp.４３−５２）に記載
されている。上記論文では図３に示すようにＦＩＢを利
用してデバイスの断面加工を行い、走査イオン顕微鏡(S
canning Ion Microscope：略してＳＩＭ）機能を用いて
断面構造の像観察を行った例が示されている。手順を図
に沿って説明する。 （１）ＳＩＭ像を基に粗加工の領域（破線で囲んだ領
域）を設定する。 （２）電流値２から５ｎＡの大電流ビームにより矩形孔
を高速に加工する。粗加工後の断面はだれや再付着膜に
よりデバイス構造を観察できる状態にない。 （３）観察断面を電流４００ｐＡのビームにより仕上げ
加工する。 上記従来技術は複数のビーム電流（ビーム径）を使いわ
け、効率良く断面を形成している点で評価できる。
インターナショナル リライアビリティー フィジィ
ックス シンポジウム、（１９８９年）第４３頁から第
５２頁(Proceedings of International Reliability Ph
ysics Symposium，(１９８９）pp.４３−５２）に記載
されている。上記論文では図３に示すようにＦＩＢを利
用してデバイスの断面加工を行い、走査イオン顕微鏡(S
canning Ion Microscope：略してＳＩＭ）機能を用いて
断面構造の像観察を行った例が示されている。手順を図
に沿って説明する。 （１）ＳＩＭ像を基に粗加工の領域（破線で囲んだ領
域）を設定する。 （２）電流値２から５ｎＡの大電流ビームにより矩形孔
を高速に加工する。粗加工後の断面はだれや再付着膜に
よりデバイス構造を観察できる状態にない。 （３）観察断面を電流４００ｐＡのビームにより仕上げ
加工する。 上記従来技術は複数のビーム電流（ビーム径）を使いわ
け、効率良く断面を形成している点で評価できる。
【発明が解決しようとする課題】ＦＩＢ装置においてビ
ーム電流（ビーム径）を切り替える手法としては、ビー
ムの開き角を制限する絞りの大きさを切り替える手法が
一般的である。しかし、複数の絞りをＦＩＢ光軸に中心
を合わせて再現性良く動かすのは困難であり、これを実
現するには絞り位置の検出装置，高精度微動装置及びそ
れらを統括して制御するフィードバックシステムが必要
となり、大がかりで高価なシステムになってしまう。従
来から利用されている純機械的な位置決めシステムでは
位置再現性（長期安定性を含む）を数μｍ以下に保つの
は困難であり、そのため絞りを切り替えた場合フォーカ
ス状態やビーム位置が変化してしまう。また、この変化
は、例えば絞りの大きい順に１，２，３，４の設定があ
るとして、１から２に切り替える時よりも１から４に切
り替える時の方が顕著に現われる。従って、従来例で述
べた粗加工の領域設定は粗加工のビームもしくはそれに
近い絞り位置のビームで撮ったＳＩＭ像を基に設定する
ため像分解能が低く、最終的に仕上がる断面位置を精度
良く所望の場所に設定しにくい欠点があった。また、粗
加工を行った後に仕上げ加工の加工領域を設定する際、
断面側壁の二次電子放出率が高いため、断面部近傍でＳ
ＩＭ像がハレーションを起こし、最終仕上げ断面位置を
正確に設定しにくい欠点があった。ＤＲＡＭ(Dynamic R
andom Access Memory)に代表されるように、半導体の微
細化，高集積化は急速に進んでおり、断面加工に関して
はその加工位置精度の向上が課題となっている。本発明
の目的は、断面加工の加工位置精度を向上させ、微細な
デバイスの所望位置の断面を形成すること、そして該断
面の構造を観察可能にすることにある。
ーム電流（ビーム径）を切り替える手法としては、ビー
ムの開き角を制限する絞りの大きさを切り替える手法が
一般的である。しかし、複数の絞りをＦＩＢ光軸に中心
を合わせて再現性良く動かすのは困難であり、これを実
現するには絞り位置の検出装置，高精度微動装置及びそ
れらを統括して制御するフィードバックシステムが必要
となり、大がかりで高価なシステムになってしまう。従
来から利用されている純機械的な位置決めシステムでは
位置再現性（長期安定性を含む）を数μｍ以下に保つの
は困難であり、そのため絞りを切り替えた場合フォーカ
ス状態やビーム位置が変化してしまう。また、この変化
は、例えば絞りの大きい順に１，２，３，４の設定があ
るとして、１から２に切り替える時よりも１から４に切
り替える時の方が顕著に現われる。従って、従来例で述
べた粗加工の領域設定は粗加工のビームもしくはそれに
近い絞り位置のビームで撮ったＳＩＭ像を基に設定する
ため像分解能が低く、最終的に仕上がる断面位置を精度
良く所望の場所に設定しにくい欠点があった。また、粗
加工を行った後に仕上げ加工の加工領域を設定する際、
断面側壁の二次電子放出率が高いため、断面部近傍でＳ
ＩＭ像がハレーションを起こし、最終仕上げ断面位置を
正確に設定しにくい欠点があった。ＤＲＡＭ(Dynamic R
andom Access Memory)に代表されるように、半導体の微
細化，高集積化は急速に進んでおり、断面加工に関して
はその加工位置精度の向上が課題となっている。本発明
の目的は、断面加工の加工位置精度を向上させ、微細な
デバイスの所望位置の断面を形成すること、そして該断
面の構造を観察可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、断面を下記の手順で形成するようにした。 （１）最終的に得たい断面の位置を規定できるマーク
（例えば断面を含む帯状のパターン）を加工する。 （２）該断面位置近傍で且つ加工時に発生する再付着物
によりマークの機能（断面指定機能）が失われない領域
（斜め方向からの断面観察を可能とする窓孔）を角孔加
工する。 （３）マークを利用して仕上げ加工位置を設定し、断面
位置を含む狭い帯状の領域を加工して再付着膜の極小で
平坦な断面を形成する。 また、ＦＩＢのビーム径及びビーム電流が２種類以上選
択できるシステムを採用する場合、マーク加工に微細ビ
ーム径のＦＩＢを用いるようにした。
に、断面を下記の手順で形成するようにした。 （１）最終的に得たい断面の位置を規定できるマーク
（例えば断面を含む帯状のパターン）を加工する。 （２）該断面位置近傍で且つ加工時に発生する再付着物
によりマークの機能（断面指定機能）が失われない領域
（斜め方向からの断面観察を可能とする窓孔）を角孔加
工する。 （３）マークを利用して仕上げ加工位置を設定し、断面
位置を含む狭い帯状の領域を加工して再付着膜の極小で
平坦な断面を形成する。 また、ＦＩＢのビーム径及びビーム電流が２種類以上選
択できるシステムを採用する場合、マーク加工に微細ビ
ーム径のＦＩＢを用いるようにした。
【作用】該マークを予め加工することで、仕上げ加工時
の断面位置を正確に設定できる。また、微細ビームによ
りマークを加工すると、加工形状が良いため、より断面
位置精度を向上することができる。
の断面位置を正確に設定できる。また、微細ビームによ
りマークを加工すると、加工形状が良いため、より断面
位置精度を向上することができる。
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図２は実施例で用いたＦＩＢ加工装置の構成図であ
る。液体金属イオン源１００から放出したイオンビーム
はコンデンサーレンズ１０１と対物レンズ１０７により
試料１１２上に集束する。ビーム加速電圧は３０ｋＶで
ある。レンズ間には可変アパーチャー１０２，アライナ
ー・スティグマー１０３，ブランカー１０４，ブランキ
ング・アパーチャー１０５，デフレクター１０６が配置
されている。試料１１２はステージ１０８により移動で
きる。ＦＩＢ照射により試料１１２から発生した二次電
子は、二次電子検出器１０９により検出・増幅され、偏
向制御と同期させることにより、コンピューターのＣＲ
Ｔ上にＳＩＭ像として表示される。図１は本発明を利用
した断面加工手順を示すデバイス上面図である。以下、
順を追って説明する。図１は（１）ＬＳＩ表面のＳＩＭ
像である。アルミ配線１の途中に下層配線とのコンタク
ト２が形成されている。（２）はＳＩＭ像を基に帯状
（１μｍ×１５μｍ）のマーク３の指定（ハッチング
部）を行った様子を示している。マーク上端部がコンタ
クト２を二分する断面位置を指定している。(３)は加工
後のＳＩＭ像である。ＳＩＭ像の入力及びマーク加工は
可変アパーチャーを３０μｍ角として、ビーム電流４０
０ｐＡ，ビーム径０.１μｍ のＦＩＢを使用した。これ
により、位置精度が高く良好な形状（パターンの輪郭が
はっきりしている）を有するマークが形成できた。
（４）は断面の斜め方向からの観察を前提にして加工す
る角孔領域５を指定した様子を示している。この加工は
加工体積が大きいため、アパーチャーを４００μｍ角と
して、ビーム電流２０ｎＡ，ビーム径０.７μｍ の大電
流ＦＩＢで行なう。領域５の上辺は指定断面（マークの
上辺）から２μｍ程度離して設定した。これは、大電流
ＦＩＢ使用時に顕著に現われるビームの裾引きにより領
域５の外周部が加工されてしまっても、断面形成部に影
響を与えないように配慮したものである。領域５の横方
向の幅はマークよりも短くしている。これは、マークの
左右両端部が領域５の加工によって発生する再付着膜や
ビームの裾引きによる加工の影響を受けず、断面の位置
情報を正確に残すように配慮したものである。（５）は
加工後のＳＩＭ像である。（６）は大電流ＦＩＢで角孔
加工した残りの部分を断面の極近傍（後で仕上げ加工す
る）を残し加工するために指定した加工領域６を示すも
のである。この部分はビームの微細性（加工形状に関連
する）と加工の高速性を両立させるため、アパーチャー
を１００μｍ角の中間的な値として、ビーム電流１.６
ｎＡ，ビーム径０.２μｍのＦＩＢで加工する。（７）
は加工後のＳＩＭ像である。（８）は仕上げ加工の領域
７を設定した様子を示すものである。領域７の上辺の位
置はマークの左右端部の上辺を基にして設定した。これ
により、仕上げ加工の端面を正確に断面に合わせること
ができる。（９）は加工後のＳＩＭ像である。８が観察
断面となり、試料を傾斜することで断面構造が観察でき
る。また、断面観察の前処理としてアルゴン・イオンビ
ームにより断面を少しスパッタ加工すると、走査型電子
顕微鏡やＳＩＭによりコントラストの良い観察像が得ら
れる。本実施例ではマークとして帯状の矩形孔を用いた
が、仕上げ加工時に断面を規定できるものであれば他の
形状のマークも当然使用できる。また、本実施例ではＦ
ＩＢ照射系によるスパッタリング加工を利用したが、こ
の他、ＦＩＢアシストエッチング，電子ビーム・アシス
トエッチング，レーザービーム・アシストエッチング等
も原理的に利用可能である。アシストエッチングは加工
材料の違いによる選択性が大きく出るものの、加工速度
が早いのが特徴である。本実施例で述べた断面加工は例
えば半導体レーザーや導波路の端面加工などにも応用可
能である。
る。図２は実施例で用いたＦＩＢ加工装置の構成図であ
る。液体金属イオン源１００から放出したイオンビーム
はコンデンサーレンズ１０１と対物レンズ１０７により
試料１１２上に集束する。ビーム加速電圧は３０ｋＶで
ある。レンズ間には可変アパーチャー１０２，アライナ
ー・スティグマー１０３，ブランカー１０４，ブランキ
ング・アパーチャー１０５，デフレクター１０６が配置
されている。試料１１２はステージ１０８により移動で
きる。ＦＩＢ照射により試料１１２から発生した二次電
子は、二次電子検出器１０９により検出・増幅され、偏
向制御と同期させることにより、コンピューターのＣＲ
Ｔ上にＳＩＭ像として表示される。図１は本発明を利用
した断面加工手順を示すデバイス上面図である。以下、
順を追って説明する。図１は（１）ＬＳＩ表面のＳＩＭ
像である。アルミ配線１の途中に下層配線とのコンタク
ト２が形成されている。（２）はＳＩＭ像を基に帯状
（１μｍ×１５μｍ）のマーク３の指定（ハッチング
部）を行った様子を示している。マーク上端部がコンタ
クト２を二分する断面位置を指定している。(３)は加工
後のＳＩＭ像である。ＳＩＭ像の入力及びマーク加工は
可変アパーチャーを３０μｍ角として、ビーム電流４０
０ｐＡ，ビーム径０.１μｍ のＦＩＢを使用した。これ
により、位置精度が高く良好な形状（パターンの輪郭が
はっきりしている）を有するマークが形成できた。
（４）は断面の斜め方向からの観察を前提にして加工す
る角孔領域５を指定した様子を示している。この加工は
加工体積が大きいため、アパーチャーを４００μｍ角と
して、ビーム電流２０ｎＡ，ビーム径０.７μｍ の大電
流ＦＩＢで行なう。領域５の上辺は指定断面（マークの
上辺）から２μｍ程度離して設定した。これは、大電流
ＦＩＢ使用時に顕著に現われるビームの裾引きにより領
域５の外周部が加工されてしまっても、断面形成部に影
響を与えないように配慮したものである。領域５の横方
向の幅はマークよりも短くしている。これは、マークの
左右両端部が領域５の加工によって発生する再付着膜や
ビームの裾引きによる加工の影響を受けず、断面の位置
情報を正確に残すように配慮したものである。（５）は
加工後のＳＩＭ像である。（６）は大電流ＦＩＢで角孔
加工した残りの部分を断面の極近傍（後で仕上げ加工す
る）を残し加工するために指定した加工領域６を示すも
のである。この部分はビームの微細性（加工形状に関連
する）と加工の高速性を両立させるため、アパーチャー
を１００μｍ角の中間的な値として、ビーム電流１.６
ｎＡ，ビーム径０.２μｍのＦＩＢで加工する。（７）
は加工後のＳＩＭ像である。（８）は仕上げ加工の領域
７を設定した様子を示すものである。領域７の上辺の位
置はマークの左右端部の上辺を基にして設定した。これ
により、仕上げ加工の端面を正確に断面に合わせること
ができる。（９）は加工後のＳＩＭ像である。８が観察
断面となり、試料を傾斜することで断面構造が観察でき
る。また、断面観察の前処理としてアルゴン・イオンビ
ームにより断面を少しスパッタ加工すると、走査型電子
顕微鏡やＳＩＭによりコントラストの良い観察像が得ら
れる。本実施例ではマークとして帯状の矩形孔を用いた
が、仕上げ加工時に断面を規定できるものであれば他の
形状のマークも当然使用できる。また、本実施例ではＦ
ＩＢ照射系によるスパッタリング加工を利用したが、こ
の他、ＦＩＢアシストエッチング，電子ビーム・アシス
トエッチング，レーザービーム・アシストエッチング等
も原理的に利用可能である。アシストエッチングは加工
材料の違いによる選択性が大きく出るものの、加工速度
が早いのが特徴である。本実施例で述べた断面加工は例
えば半導体レーザーや導波路の端面加工などにも応用可
能である。
【発明の効果】本発明によれば、断面加工の断面形成位
置精度が向上し、所望場所の断面が効率良く正確に形成
できる効果がある。
置精度が向上し、所望場所の断面が効率良く正確に形成
できる効果がある。
【図１】本発明の実施例の断面加工手順を示すデバイス
上面図である。
上面図である。
【図２】本発明の実施例で使用した集束イオンビーム加
工装置の構成図である。
工装置の構成図である。
【図３】従来技術の説明図である。
１…アルミ配線、２…コンタクト、３…マーク加工指定
領域、４…マーク、５…粗加工指定領域、６…中加工指
定領域、７…仕上げ加工指定領域、８…観察断面、１０
０…液体金属イオン源、１０１…コンデンサ・レンズ、
１０２…可変アパーチャー、１０３…アライナー・ステ
ィグマー、１０４…ブランカー、１０５…ブランキング
・アパーチャー、１０６…デフレクター、１０７…対物
レンズ、１０８…ステージ、１０９…二次電子検出器、
１１２…試料。
領域、４…マーク、５…粗加工指定領域、６…中加工指
定領域、７…仕上げ加工指定領域、８…観察断面、１０
０…液体金属イオン源、１０１…コンデンサ・レンズ、
１０２…可変アパーチャー、１０３…アライナー・ステ
ィグマー、１０４…ブランカー、１０５…ブランキング
・アパーチャー、１０６…デフレクター、１０７…対物
レンズ、１０８…ステージ、１０９…二次電子検出器、
１１２…試料。
Claims (4)
- 【請求項１】集束イオンビーム（Focused Ion Beam：略
してＦＩＢ）を利用してデバイスに断面を形成する加工
方法であって、該加工断面を下記の手順で形成すること
を特徴とする断面加工方法。 （１）最終的に得たい断面の位置を規定できるマークを
加工する。 （２）該断面位置近傍で且つ加工時に発生する再付着物
によりマークの機能（断面指定機能）が失われない領域
（斜め方向からの断面観察を可能とする窓孔）を加工す
る。 （３）マークを利用して仕上げ加工位置を設定し、断面
位置を含む狭い帯状の領域を加工し再付着膜の極小で平
坦な断面を形成する。 - 【請求項２】マークが帯状のパターンであり、該マーク
の長辺が断面位置を含むことを特徴とする請求項１記載
の断面加工方法。 - 【請求項３】ＦＩＢのビーム径及びビーム電流が２種類
以上選択できるシステムを採用し、マーク加工に微細ビ
ーム径のＦＩＢを用いることを特徴とする断面加工方
法。 - 【請求項４】請求項１から３記載の断面加工方法を利用
して形成した断面を走査型電子顕微鏡もしくは走査型イ
オン顕微鏡により観察することを特徴とする断面観察方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172155A JP3060613B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 集束イオンビーム装置、及び集束イオンビームを用いた断面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172155A JP3060613B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 集束イオンビーム装置、及び集束イオンビームを用いた断面加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515981A true JPH0515981A (ja) | 1993-01-26 |
| JP3060613B2 JP3060613B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=15936589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3172155A Expired - Lifetime JP3060613B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 集束イオンビーム装置、及び集束イオンビームを用いた断面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3060613B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5656811A (en) * | 1994-06-14 | 1997-08-12 | Hitachi, Ltd. | Method for making specimen and apparatus thereof |
| JP2002270124A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-20 | Topcon Corp | 基準テンプレートの製造方法及び当該方法によって製造された基準テンプレート |
| JP2005203383A (ja) * | 2005-04-04 | 2005-07-28 | Hitachi Ltd | 微小試料加工観察方法及び装置 |
| US7494575B2 (en) | 2003-04-15 | 2009-02-24 | Sii Nanotechnology Inc. | Method for manufacturing a split probe |
| JP2012178347A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Fei Co | 荷電粒子ビーム・システムにおいて大電流モードと小電流モードとを高速に切り替える方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101153854B1 (ko) | 2011-06-15 | 2012-06-18 | 주식회사 윈플러스 | 로만쉐이드 타입 블라인드지 및 이를 이용한 블라인드 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP3172155A patent/JP3060613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5656811A (en) * | 1994-06-14 | 1997-08-12 | Hitachi, Ltd. | Method for making specimen and apparatus thereof |
| JP2002270124A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-20 | Topcon Corp | 基準テンプレートの製造方法及び当該方法によって製造された基準テンプレート |
| US7494575B2 (en) | 2003-04-15 | 2009-02-24 | Sii Nanotechnology Inc. | Method for manufacturing a split probe |
| JP2005203383A (ja) * | 2005-04-04 | 2005-07-28 | Hitachi Ltd | 微小試料加工観察方法及び装置 |
| JP4507952B2 (ja) * | 2005-04-04 | 2010-07-21 | 株式会社日立製作所 | 微小試料加工観察方法及び装置 |
| JP2012178347A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Fei Co | 荷電粒子ビーム・システムにおいて大電流モードと小電流モードとを高速に切り替える方法 |
| US10176969B2 (en) | 2011-02-25 | 2019-01-08 | Fei Company | Method for rapid switching between a high current mode and a low current mode in a charged particle beam system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3060613B2 (ja) | 2000-07-10 |
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