JPH0626196B2 - イオンビ−ム加工方法および装置 - Google Patents
イオンビ−ム加工方法および装置Info
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- JPH0626196B2 JPH0626196B2 JP5255286A JP5255286A JPH0626196B2 JP H0626196 B2 JPH0626196 B2 JP H0626196B2 JP 5255286 A JP5255286 A JP 5255286A JP 5255286 A JP5255286 A JP 5255286A JP H0626196 B2 JPH0626196 B2 JP H0626196B2
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- ion
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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、特
に、VLSI等の被加工物に微細加工を施すのに好適なイオ
ンビーム加工方法および装置に関する。
に、VLSI等の被加工物に微細加工を施すのに好適なイオ
ンビーム加工方法および装置に関する。
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次イオンの電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。
場合、１次イオンの電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。
例えば、VLSI等の半導体装置は集積度を上げるために垂
直方向に多層配線構造を有しているが、デバック等の目
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。つま
り、多層配線構造において、SiO2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配線を切断
する場合、例えば第９図に示すように、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てしまう。従
って、この１次イオンの軌道の曲りに対して何ら対策を
講ずることなく、例えば第10図に示すように、幅２μｍ
の最下層Al配線８を上層の厚さ約６μｍの絶縁層６を通
し４μｍ×４μｍの矩形の穴をイオンビームで加工して
切断しようとしても、加工領域10がチャージアップの影
響でふらつきながら移動し、最大５μｍ程度の位置ずれ
が生じてしまい、配線８に加工が達しないことが多い。
直方向に多層配線構造を有しているが、デバック等の目
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。つま
り、多層配線構造において、SiO2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配線を切断
する場合、例えば第９図に示すように、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てしまう。従
って、この１次イオンの軌道の曲りに対して何ら対策を
講ずることなく、例えば第10図に示すように、幅２μｍ
の最下層Al配線８を上層の厚さ約６μｍの絶縁層６を通
し４μｍ×４μｍの矩形の穴をイオンビームで加工して
切断しようとしても、加工領域10がチャージアップの影
響でふらつきながら移動し、最大５μｍ程度の位置ずれ
が生じてしまい、配線８に加工が達しないことが多い。
また、ガラス基板上に披着したCr膜をパターン加工して
フォトマスクを作成する場合、孤立したCrパターンを加
工するときにも上述したチャージアップの問題が生じ
る。更に、Ｘ線を使用してウェハにパターンを焼付ける
際に用いるＸ線マスクを修正する場合、ＰＩＱ（保護）
膜を通してAuパターンを加工するときにもチャージアッ
プの問題が生じる。
フォトマスクを作成する場合、孤立したCrパターンを加
工するときにも上述したチャージアップの問題が生じ
る。更に、Ｘ線を使用してウェハにパターンを焼付ける
際に用いるＸ線マスクを修正する場合、ＰＩＱ（保護）
膜を通してAuパターンを加工するときにもチャージアッ
プの問題が生じる。
斯かるチャージアップの問題を解決するため、従来は、
アイオニクス45.7（1979年）第28頁から第33頁（IONICS
45.7（1979）Ｐ28〜Ｐ33）に論じられている電子シャ
ワーを用いたり、あるいは、１次イオンとして負イオン
を用いている。
アイオニクス45.7（1979年）第28頁から第33頁（IONICS
45.7（1979）Ｐ28〜Ｐ33）に論じられている電子シャ
ワーを用いたり、あるいは、１次イオンとして負イオン
を用いている。
電子シャワーを用いる方法は、電子銃からターゲットに
照射する電子の量，エネルギー等の条件を微妙に調整す
るのが困難である。従って、照射した電子線によりター
ゲットの温度が上昇してしまうという問題がある。ター
ゲットがVLSI等の半導体装置である場合、温度の上昇は
素子に対して悪影響を及ぼすため、極力避けなければな
らない。電子シャワーを用いる方法の様に、負電荷によ
り正電荷を中和する方法では、基本的に上述のようなタ
ーゲットの加熱を避けることが難しく、また負電荷粒子
銃，シールド電極等を試料台付近に設けるため構造が複
雑になり、１次イオン光学系あるいは２次電子検出系と
の設計上の問題が生じてしまう。
照射する電子の量，エネルギー等の条件を微妙に調整す
るのが困難である。従って、照射した電子線によりター
ゲットの温度が上昇してしまうという問題がある。ター
ゲットがVLSI等の半導体装置である場合、温度の上昇は
素子に対して悪影響を及ぼすため、極力避けなければな
らない。電子シャワーを用いる方法の様に、負電荷によ
り正電荷を中和する方法では、基本的に上述のようなタ
ーゲットの加熱を避けることが難しく、また負電荷粒子
銃，シールド電極等を試料台付近に設けるため構造が複
雑になり、１次イオン光学系あるいは２次電子検出系と
の設計上の問題が生じてしまう。
また、１次イオンとして負イオンを利用する方法は、負
イオンを安定に発生させる装置を得るのが困難であると
いう問題がある。
イオンを安定に発生させる装置を得るのが困難であると
いう問題がある。
本発明の目的は、１次イオン光学系あるいは２次電子検
出系に影響を与えることなく、ターゲットのチャージア
ップによる加工位置の移動を防止できるイオンビーム加
工方法及び装置を提供することにある。
出系に影響を与えることなく、ターゲットのチャージア
ップによる加工位置の移動を防止できるイオンビーム加
工方法及び装置を提供することにある。
上記目的は、被加工物の表面に集束したイオンビームを
走査して照射し、前記被加工物を加工するイオンビーム
加工方法において、前記イオンビームを照射することに
よって前記被加工物から放出される２次粒子を検出し、
該検出した信号に基づいて前記イオンビームによる前記
被加工物の被加工領域の２次粒子画像信号を得、前記加
工中に前記イオンビームの走査領域が前記被加工領域か
らずれることによって前記２次粒子画像信号に前記被加
工領域の境界部に相当する部分が現われた場合に、該境
界部に相当する部分の前記２次粒子画像信号に基づいて
前記イオンビームの走査領域が前記被加工領域と一致す
るように前記イオンビームの走査領域を補正することに
より達成される。また、斯るイオンビーム加工法を行う
イオンビーム加工装置は、イオン源と、該イオン源から
引き出されたイオンビームを集束・偏向するイオン光学
系とを備え、載置台上に載置した被加工物に前記集束・
偏向したイオンビームを照射して加工するイオンビーム
加工装置において、前記イオンビームを照射することに
より前記被加工物から放出される２次粒子を検出する２
次粒子検出手段と、該２次粒子検出手段の出力信号と前
記イオン光学系の前記イオンビームを偏向する信号とに
基づいて、前記被加工物の前記イオンビームの照射領域
の画像信号を作成する２次粒子画像信号作成手段と、前
記加工中に前記照射領域がずれたとき、該ずれた量を前
記画像信号に基づいて算出し、該算出した結果に基づい
て前記イオン光学系の前記イオンビームを偏向する方
向、又は前記載置台の位置、を制御する制御手段とを設
けることにより達成できる。
走査して照射し、前記被加工物を加工するイオンビーム
加工方法において、前記イオンビームを照射することに
よって前記被加工物から放出される２次粒子を検出し、
該検出した信号に基づいて前記イオンビームによる前記
被加工物の被加工領域の２次粒子画像信号を得、前記加
工中に前記イオンビームの走査領域が前記被加工領域か
らずれることによって前記２次粒子画像信号に前記被加
工領域の境界部に相当する部分が現われた場合に、該境
界部に相当する部分の前記２次粒子画像信号に基づいて
前記イオンビームの走査領域が前記被加工領域と一致す
るように前記イオンビームの走査領域を補正することに
より達成される。また、斯るイオンビーム加工法を行う
イオンビーム加工装置は、イオン源と、該イオン源から
引き出されたイオンビームを集束・偏向するイオン光学
系とを備え、載置台上に載置した被加工物に前記集束・
偏向したイオンビームを照射して加工するイオンビーム
加工装置において、前記イオンビームを照射することに
より前記被加工物から放出される２次粒子を検出する２
次粒子検出手段と、該２次粒子検出手段の出力信号と前
記イオン光学系の前記イオンビームを偏向する信号とに
基づいて、前記被加工物の前記イオンビームの照射領域
の画像信号を作成する２次粒子画像信号作成手段と、前
記加工中に前記照射領域がずれたとき、該ずれた量を前
記画像信号に基づいて算出し、該算出した結果に基づい
て前記イオン光学系の前記イオンビームを偏向する方
向、又は前記載置台の位置、を制御する制御手段とを設
けることにより達成できる。
ターゲットのチャージアップが生じ、第１図に示すよう
に、被加工物の所定領域である既加工領域１から現在の
走査領域２がずれた場合、現在の走査領域２による２次
粒子像内に既加工領域１のエッジ部３が表われる。イオ
ンビーム４の照射によりターゲットから２次粒子５が発
生するが、加工部底の平坦な場所と比較して、エッジの
段差部では内部散乱によるエッジ効果ではるかに多量の
２次粒子が発生する。この結果、現在の走査領域２によ
る２次粒子像内で、既加工領域１のエッジ部３は、非常
に輝度の高い部分として観測される。本発明は、この輝
度の高いエッジ効果領域３の表われた方向と大きさか
ら、加工領域の移動方向と移動量を求め、ビームの走査
領域にフィードバックをかけることによって、既加工領
域とビーム走査領域を一致させる。このとき、加工領域
のチャージアップの電荷量は最初増加するが、加工部か
ら被加工物の基板へのリーク量と平衡に達した時点で電
荷の増加は止まる。その結果、加工領域は、実際のビー
ム走査領域よりも若干大きくなる程度で、チャージアッ
プによる加工領域の移動はほとんどなくなる。第２図
は、加工領域10を２次粒子像で観察しながら、既加工領
域のエッジ部の輝度の高い部分が表われた時に、それを
打ち消す方向に被加工物載置用ステージを逐次走査しな
がら加工を行なった被加工物の断面図で、前述した従来
例の第10図と対比するものである。この様に、本発明方
法を適用してイオンビーム加工を行なうと、例えば加工
のふらつきを±０．３μｍ以下にでき、切断の信頼性は
９０％以上となる。
に、被加工物の所定領域である既加工領域１から現在の
走査領域２がずれた場合、現在の走査領域２による２次
粒子像内に既加工領域１のエッジ部３が表われる。イオ
ンビーム４の照射によりターゲットから２次粒子５が発
生するが、加工部底の平坦な場所と比較して、エッジの
段差部では内部散乱によるエッジ効果ではるかに多量の
２次粒子が発生する。この結果、現在の走査領域２によ
る２次粒子像内で、既加工領域１のエッジ部３は、非常
に輝度の高い部分として観測される。本発明は、この輝
度の高いエッジ効果領域３の表われた方向と大きさか
ら、加工領域の移動方向と移動量を求め、ビームの走査
領域にフィードバックをかけることによって、既加工領
域とビーム走査領域を一致させる。このとき、加工領域
のチャージアップの電荷量は最初増加するが、加工部か
ら被加工物の基板へのリーク量と平衡に達した時点で電
荷の増加は止まる。その結果、加工領域は、実際のビー
ム走査領域よりも若干大きくなる程度で、チャージアッ
プによる加工領域の移動はほとんどなくなる。第２図
は、加工領域10を２次粒子像で観察しながら、既加工領
域のエッジ部の輝度の高い部分が表われた時に、それを
打ち消す方向に被加工物載置用ステージを逐次走査しな
がら加工を行なった被加工物の断面図で、前述した従来
例の第10図と対比するものである。この様に、本発明方
法を適用してイオンビーム加工を行なうと、例えば加工
のふらつきを±０．３μｍ以下にでき、切断の信頼性は
９０％以上となる。
本発明装置では、２次粒子像を画像メモリ内に取り込ん
で自動的に加工領域のずれをマイクロプロセッサ等の処
理手段で検出し、ずれをなくす方向にイオンビーム照射
領域をフィードバック制御する構成としたので、１次イ
オン光学系あるいは２次粒子検出系に影響を与えること
なくチャージアップに対処できる。
で自動的に加工領域のずれをマイクロプロセッサ等の処
理手段で検出し、ずれをなくす方向にイオンビーム照射
領域をフィードバック制御する構成としたので、１次イ
オン光学系あるいは２次粒子検出系に影響を与えること
なくチャージアップに対処できる。
〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第３図乃至第８図を参照して
説明する。
説明する。
第３図は本発明の第１実施例の原理説明図である。本実
施例はビーム走査領域２のＳＩＭ（Scanning Ion Micro
scope：走査イオン顕微鏡）像における中央の縦，横の
ラインＡ，Ｂ上の輝度分布（２次電子信号強度分布）を
もとに、加工領域の移動方向と移動量を検出し、ビーム
走査領域にフィードバックをかけるものである。現在の
ビーム走査領域２内に既加工部のエッジ領域３が表われ
ると、Ａ，Ｂライン上の輝度分布に、エッジ領域に対応
するピークＰが表われる。このピークＰの位置と幅から
加工領域の移動方向と移動量を求め、ビーム走査領域２
を既加工領域１の位置まで動かす。その結果、既加工領
域１とビーム走査領域２が一致すると、Ａ，Ｂライン上
の輝度分布から、エッジに対応するピークが消える。上
記操作を加工中に逐次行なうことにより、加工領域の移
動を防ぎ精度よい加工を行なう。
施例はビーム走査領域２のＳＩＭ（Scanning Ion Micro
scope：走査イオン顕微鏡）像における中央の縦，横の
ラインＡ，Ｂ上の輝度分布（２次電子信号強度分布）を
もとに、加工領域の移動方向と移動量を検出し、ビーム
走査領域にフィードバックをかけるものである。現在の
ビーム走査領域２内に既加工部のエッジ領域３が表われ
ると、Ａ，Ｂライン上の輝度分布に、エッジ領域に対応
するピークＰが表われる。このピークＰの位置と幅から
加工領域の移動方向と移動量を求め、ビーム走査領域２
を既加工領域１の位置まで動かす。その結果、既加工領
域１とビーム走査領域２が一致すると、Ａ，Ｂライン上
の輝度分布から、エッジに対応するピークが消える。上
記操作を加工中に逐次行なうことにより、加工領域の移
動を防ぎ精度よい加工を行なう。
次に本実施例の装置構成の例を第４図に示す。イオン源
11と引き出し電極12の間に電圧を印加してイオンビーム
４を引き出し、静電レンズ13によりビームディファイデ
ィングアパーチャ14を通過させたイオンビームをターゲ
ット16上に集束させる。さらに、デフレクタコントロー
ラ24からデフレクタ電極15に偏向電圧を与えて、イオン
ビームを偏向させ、ターゲット16上を走査させて加工を
行なう。イオンビームの照射に伴い、ターゲット16から
放出された２次電子21を２次電子ディテクタ22で検出
し、検出信号をヘッドアンプ23で増巾する。上記デフレ
クタコントローラ24からデフレクタ電極15に与える偏向
電圧と同じ電圧をＣＲＴ25の偏向電極にも与え、アンプ
23から出力される２次電子増巾信号でＣＲＴ25に輝度変
調をかけることにより、加工領域２（第３図）の２次電
子像すなわちＳＩＭ像が得られる。また、これと同時
に、上記２次電子増巾信号をA/Dコンバータ26でデジタ
ル化し、デフレクタコントローラ24と同期させることに
より、ＳＩＭ像をメインコントローラ27内の画像メモリ
に取り込む。一方、ターゲット16を載置するステージ17
の位置制御は、ステージコントローラ20によりＸ駆動部
18，Ｙ駆動部19を介して行なう。
11と引き出し電極12の間に電圧を印加してイオンビーム
４を引き出し、静電レンズ13によりビームディファイデ
ィングアパーチャ14を通過させたイオンビームをターゲ
ット16上に集束させる。さらに、デフレクタコントロー
ラ24からデフレクタ電極15に偏向電圧を与えて、イオン
ビームを偏向させ、ターゲット16上を走査させて加工を
行なう。イオンビームの照射に伴い、ターゲット16から
放出された２次電子21を２次電子ディテクタ22で検出
し、検出信号をヘッドアンプ23で増巾する。上記デフレ
クタコントローラ24からデフレクタ電極15に与える偏向
電圧と同じ電圧をＣＲＴ25の偏向電極にも与え、アンプ
23から出力される２次電子増巾信号でＣＲＴ25に輝度変
調をかけることにより、加工領域２（第３図）の２次電
子像すなわちＳＩＭ像が得られる。また、これと同時
に、上記２次電子増巾信号をA/Dコンバータ26でデジタ
ル化し、デフレクタコントローラ24と同期させることに
より、ＳＩＭ像をメインコントローラ27内の画像メモリ
に取り込む。一方、ターゲット16を載置するステージ17
の位置制御は、ステージコントローラ20によりＸ駆動部
18，Ｙ駆動部19を介して行なう。
本実施例では、上記画像メモリとして、ＳＩＭ像の中央
の縦，横のラインＡ，Ｂ（第３図）に対応する２つのラ
インメモリを用いる。そして、メインコントローラで、
加工と同時にラインメモリ内に取り込んだ２次電子信号
の分布を逐次判定し、既加工部のエッジ領域に対応する
ピークが表われた時、その表われた方向と幅から加工領
域の移動方向と移動量をメインコントローラ内の図示し
ない計算機により求め、現在のビーム走査領域２を既加
工領域１に重なる位置まで動かす。このビーム走査領域
の移動は、デフレクタコントローラ24，ステージコント
ローラ20のいずれか一方あるいはその両方にフィードバ
ックをかけて行なう。
の縦，横のラインＡ，Ｂ（第３図）に対応する２つのラ
インメモリを用いる。そして、メインコントローラで、
加工と同時にラインメモリ内に取り込んだ２次電子信号
の分布を逐次判定し、既加工部のエッジ領域に対応する
ピークが表われた時、その表われた方向と幅から加工領
域の移動方向と移動量をメインコントローラ内の図示し
ない計算機により求め、現在のビーム走査領域２を既加
工領域１に重なる位置まで動かす。このビーム走査領域
の移動は、デフレクタコントローラ24，ステージコント
ローラ20のいずれか一方あるいはその両方にフィードバ
ックをかけて行なう。
尚、ステージを直接０．１μｍ程度の精度で動かす必要
がある場合は、ピエゾ素子等の微動機構をステージ駆動
部に用いればよい。
がある場合は、ピエゾ素子等の微動機構をステージ駆動
部に用いればよい。
第５図は、本発明の第２実施例の原理説明図である。本
実施例は、ビーム走査領域２のＳＩＭ像における輝度分
布を縦方向，横方向にそれぞれ加算した射影信号分布を
もとに、加工領域の移動方向と移動量を検出し、ビーム
走査領域にフィードバックをかけるものである。検出原
理は第１実施例と同様である。現在のビーム走査領域２
内に既加工部１のエッジ領域３が表われると、縦方向及
び横方向の夫々の射影信号分布に、エッジ領域に対応す
るピークＰが表われる。このピークＰの表われた方向と
幅から加工領域の移動方向と移動量を計算により求め
る。この際、射影信号分布は信号の加算によりノイズ成
分がキャンセルされてＳＮ比が向上するため、加工領域
の移動量の検出精度も向上する。本実施例の装置構成は
第４図に示す装置構成と同様であるが、メインコントロ
ーラ27内の画像メモリは、ＳＩＭ像全体に対応する画像
メモリを用い、縦方向及び横方向への射影演算機能を有
するものを用いる必要がある。
実施例は、ビーム走査領域２のＳＩＭ像における輝度分
布を縦方向，横方向にそれぞれ加算した射影信号分布を
もとに、加工領域の移動方向と移動量を検出し、ビーム
走査領域にフィードバックをかけるものである。検出原
理は第１実施例と同様である。現在のビーム走査領域２
内に既加工部１のエッジ領域３が表われると、縦方向及
び横方向の夫々の射影信号分布に、エッジ領域に対応す
るピークＰが表われる。このピークＰの表われた方向と
幅から加工領域の移動方向と移動量を計算により求め
る。この際、射影信号分布は信号の加算によりノイズ成
分がキャンセルされてＳＮ比が向上するため、加工領域
の移動量の検出精度も向上する。本実施例の装置構成は
第４図に示す装置構成と同様であるが、メインコントロ
ーラ27内の画像メモリは、ＳＩＭ像全体に対応する画像
メモリを用い、縦方向及び横方向への射影演算機能を有
するものを用いる必要がある。
第６図は本発明の第３実施例の原理説明図である。本実
施例は、ビーム走査領域２のＳＩＭ像における縦横それ
ぞれ複数本のライン、本実施例では夫々３本のライン
A1，A2，A3及びB1，B2，B3上の輝度分布をもとに、加工
領域のＸ，Ｙ，θの移動方向及び移動角と夫々の移動量
を検出し、ビーム走査領域２にフィードバックをかける
ものである。
施例は、ビーム走査領域２のＳＩＭ像における縦横それ
ぞれ複数本のライン、本実施例では夫々３本のライン
A1，A2，A3及びB1，B2，B3上の輝度分布をもとに、加工
領域のＸ，Ｙ，θの移動方向及び移動角と夫々の移動量
を検出し、ビーム走査領域２にフィードバックをかける
ものである。
本実施例は、前述した第１実施例と同様に、各ライン上
の輝度分布において、既加工部１のエッジ領域が信号の
ピークとして検出される。ここで、現在のビーム走査領
域２と既加工領域１がθ方向にずれている場合、上記信
号のピークP1，P2，P3はそれぞれのラインA1，A2，A3あ
るいはB1，B2，B3上で異なる幅をもつ。そこで各ライン
上のピーク幅が等しくなる様にθ方向に移動させ、θ方
向の位置合わせを行なう。例えば、４μｍ×４μｍの矩
形加工を行なう場合、上記ピーク幅の検出精度は集束ビ
ーム径の半分の0.15μｍであるから、θ方向の位置合わ
せ精度は、 となり、実用上充分な精度が得られる。θ方向の位置合
わせを行なった後、第１実施例と同様の方法でＸＹ方向
の位置合わせを行なうことにより、ビーム走査領域を既
加工領域に一致させる。
の輝度分布において、既加工部１のエッジ領域が信号の
ピークとして検出される。ここで、現在のビーム走査領
域２と既加工領域１がθ方向にずれている場合、上記信
号のピークP1，P2，P3はそれぞれのラインA1，A2，A3あ
るいはB1，B2，B3上で異なる幅をもつ。そこで各ライン
上のピーク幅が等しくなる様にθ方向に移動させ、θ方
向の位置合わせを行なう。例えば、４μｍ×４μｍの矩
形加工を行なう場合、上記ピーク幅の検出精度は集束ビ
ーム径の半分の0.15μｍであるから、θ方向の位置合わ
せ精度は、 となり、実用上充分な精度が得られる。θ方向の位置合
わせを行なった後、第１実施例と同様の方法でＸＹ方向
の位置合わせを行なうことにより、ビーム走査領域を既
加工領域に一致させる。
第７図に本実施例に係る装置構成を示す。この装置構成
は、基本的には第４図の装置構成と同様であり、異なる
点は、ステージコントローラ20の指示によりステージ17
をθ方向に駆動させるθ駆動部31を設けた点と、メイン
コントローラ27内の画像メモリとしてＳＩＭ像の縦横夫
々複数本のラインに対応するラインメモリを用いている
点である。尚、θ方向の加工領域のフィードバック制御
は、θ駆動部31を用いて行なう他、イオンビーム自体を
θ方向に移動させるように、デフレクタ電極15に与える
偏向電圧をデフレクタコントローラ24で調整するように
してもよい。
は、基本的には第４図の装置構成と同様であり、異なる
点は、ステージコントローラ20の指示によりステージ17
をθ方向に駆動させるθ駆動部31を設けた点と、メイン
コントローラ27内の画像メモリとしてＳＩＭ像の縦横夫
々複数本のラインに対応するラインメモリを用いている
点である。尚、θ方向の加工領域のフィードバック制御
は、θ駆動部31を用いて行なう他、イオンビーム自体を
θ方向に移動させるように、デフレクタ電極15に与える
偏向電圧をデフレクタコントローラ24で調整するように
してもよい。
第８図は、本発明の第４実施例の原理説明図である。本
実施例は、第２実施例と同様にＳＩＭ像における輝度分
布の縦方向及び横方向の射影信号分布からＸ，Ｙ方向の
移動方向及び移動量を求める他、θ方向の移動方向及び
移動量を求め、加工領域をフィードバック制御するもの
である。第８図に示すように、現在のビーム走査領域２
と既加工領域１がθ方向にずれている場合、既加工部の
エッジ領域３はＳＩＭ像内で斜めに表われる。その結
果、縦方向，横方向のそれぞれの射影信号分布において
も、信号強度が斜めに傾くことになる。そこで、それぞ
れの射影信号分布で信号強度が水平になる様にθ方向に
動かすことによって、θ方向の位置合わせを行なう。θ
方向の位置合わせを行なった後、第２実施例と同様の方
法でＸＹ方向の位置合わせを行ない、ビーム走査領域を
既加工領域に一致させる。
実施例は、第２実施例と同様にＳＩＭ像における輝度分
布の縦方向及び横方向の射影信号分布からＸ，Ｙ方向の
移動方向及び移動量を求める他、θ方向の移動方向及び
移動量を求め、加工領域をフィードバック制御するもの
である。第８図に示すように、現在のビーム走査領域２
と既加工領域１がθ方向にずれている場合、既加工部の
エッジ領域３はＳＩＭ像内で斜めに表われる。その結
果、縦方向，横方向のそれぞれの射影信号分布において
も、信号強度が斜めに傾くことになる。そこで、それぞ
れの射影信号分布で信号強度が水平になる様にθ方向に
動かすことによって、θ方向の位置合わせを行なう。θ
方向の位置合わせを行なった後、第２実施例と同様の方
法でＸＹ方向の位置合わせを行ない、ビーム走査領域を
既加工領域に一致させる。
本実施例の装置構成は、第７図に示すものと同様である
が、画像メモリとしては第２実施例と同様に射影演算機
能を有するものを用いる必要がある。
が、画像メモリとしては第２実施例と同様に射影演算機
能を有するものを用いる必要がある。
上述した各実施例では、２次電子からＳＩＭ像を得てい
るが、既加工領域エッジ部の段差部分では、ターゲット
からスパッタされる２次イオンの収率も大きくなること
から、２次イオン像を用いても全く同様の効果を得るこ
とができる。この場合、２次電子ディテクタの代りに、
質量分析機を用いて２次イオン像を得る。
るが、既加工領域エッジ部の段差部分では、ターゲット
からスパッタされる２次イオンの収率も大きくなること
から、２次イオン像を用いても全く同様の効果を得るこ
とができる。この場合、２次電子ディテクタの代りに、
質量分析機を用いて２次イオン像を得る。
本発明によれば、１次イオン光学系や２次電子検出系に
何ら影響を与えることなく、チャージアップによる加工
領域の移動を防ぎ、精度よい加工を行なうことができ
る。加工精度は、１回の走査中に加工領域が移動する距
離と、２次粒子像の分解能で決まるが、本発明では加工
精度を±０．３μｍ以下に抑えることが可能となる。
何ら影響を与えることなく、チャージアップによる加工
領域の移動を防ぎ、精度よい加工を行なうことができ
る。加工精度は、１回の走査中に加工領域が移動する距
離と、２次粒子像の分解能で決まるが、本発明では加工
精度を±０．３μｍ以下に抑えることが可能となる。
第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明のイオン
ビーム加工を施した被加工物の断面図、第３図は本発明
の第１実施例の原理説明図、第４図は第１実施例に係る
イオンビーム加工装置の構成図、第５図は本発明の第２
実施例の原理説明図、第６図は本発明の第３実施例の原
理説明図、第７図は第３実施例に係るイオンビーム加工
装置の構成図、第８図は本発明の第４実施例の原理説明
図、第９図はチャージアップの影響を示す模式図、第10
図はチャージアップ対策を講じないでイオンビーム加工
を施した被加工物の断面図である。 １……既加工領域、２……現在のビーム走査領域、３…
…エッジ効果によりＳＩＭ像内で輝度の高い領域（既加
工部のエッジ領域）、４……イオンビーム、５……２次
電子、６……SiO2層（絶縁層）、７……Si3N4層（絶縁
層）、８……Al配線、９……正電荷、10……加工領域、
11……イオン源、12……引き出し電極、13……静電レン
ズ、14……ビームディファイディングアパーチャ、15…
…デフレクタ電極、16……ターゲット、17……ステー
ジ、18……Ｘ駆動部、19……Ｙ駆動部、20……ステージ
コントローラ、21……２次電子、22……２次電子ディテ
クタ、23……ヘッドアンプ、24……デフレクタコントロ
ーラ、25……ＣＲＴ、26……A/Dコンバータ、27……メ
インコントローラ、31……θ駆動部。
ビーム加工を施した被加工物の断面図、第３図は本発明
の第１実施例の原理説明図、第４図は第１実施例に係る
イオンビーム加工装置の構成図、第５図は本発明の第２
実施例の原理説明図、第６図は本発明の第３実施例の原
理説明図、第７図は第３実施例に係るイオンビーム加工
装置の構成図、第８図は本発明の第４実施例の原理説明
図、第９図はチャージアップの影響を示す模式図、第10
図はチャージアップ対策を講じないでイオンビーム加工
を施した被加工物の断面図である。 １……既加工領域、２……現在のビーム走査領域、３…
…エッジ効果によりＳＩＭ像内で輝度の高い領域（既加
工部のエッジ領域）、４……イオンビーム、５……２次
電子、６……SiO2層（絶縁層）、７……Si3N4層（絶縁
層）、８……Al配線、９……正電荷、10……加工領域、
11……イオン源、12……引き出し電極、13……静電レン
ズ、14……ビームディファイディングアパーチャ、15…
…デフレクタ電極、16……ターゲット、17……ステー
ジ、18……Ｘ駆動部、19……Ｙ駆動部、20……ステージ
コントローラ、21……２次電子、22……２次電子ディテ
クタ、23……ヘッドアンプ、24……デフレクタコントロ
ーラ、25……ＣＲＴ、26……A/Dコンバータ、27……メ
インコントローラ、31……θ駆動部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/30 Ａ 9172−5Ｅ
Claims (10)
- 【請求項１】被加工物の表面に集束したイオンビームを
走査して照射し、前記被加工物を加工するイオンビーム
加工方法であって、前記イオンビームを照射することに
よって前記被加工物から放出される２次粒子を検出し、
該検出した信号に基づいて前記イオンビームによる前記
被加工物の被加工領域の２次粒子画像信号を得、前記加
工中に前記イオンビームの走査領域が前記被加工領域か
らずれることによって前記２次粒子画像信号に前記被加
工領域の境界部に相当する部分が現われた場合に、該境
界部に相当する部分の前記２次粒子画像信号に基づいて
前記イオンビームの走査領域が前記被加工領域と一致す
るように前記イオンビームの走査領域を補正することを
特徴とするイオンビーム加工方法。 - 【請求項２】前記２次粒子画像は画面上に表示され、該
画面上の互いに直交する複数の線上の前記２次粒子の信
号の強度を比較することにより前記イオンビームの走査
領域の前記補正の補正量が決定され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加工方法。 - 【請求項３】前記２次粒子画像は画面上に表示され、該
画面上の互いに直交する方向の前記２次粒子の信号の強
度の和を前記画面全体に渡って比較することにより前記
イオンビームの走査領域の前記補正の補正量が決定され
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
ビーム加工方法。 - 【請求項４】前記イオンビームの走査領域の補正は、前
記イオンビームを走査する偏向電圧を制御して行うこと
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
加工方法。 - 【請求項５】前記イオンビームの走査領域の補正は、前
記被加工物を移動させて行う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加工方法。 - 【請求項６】前記２次粒子は、２次電子であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオンビーム加工
方法。 - 【請求項７】前記２次粒子は、２次イオンであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオンビーム加
工方法。 - 【請求項８】イオン源と、該イオン源から引き出された
イオンビームを集束・偏向するイオン光学系とを備え、
載置台上に載置した被加工物に前記集束・偏向したイオ
ンビームを照射して加工するイオンビーム加工装置にお
いて、 前記イオンビームを照射することにより前記被加工物か
ら放出される２次粒子を検出する２次粒子検出手段と、 該２次粒子検出手段の出力信号と前記イオン光学系の前
記イオンビームを偏向する信号とに基づいて、前記被加
工物上の前記イオンビームの照射領域の画像信号を作成
する２次粒子画像信号作成手段と、 前記加工中に前記照射領域がずれたとき、該ずれた量を
前記画像信号に基づいて算出し、該算出した結果に基づ
いて前記イオン光学系の前記イオンビームを偏向する方
向、又は前記載置台の位置、を制御する制御手段と を備えたことを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 【請求項９】前記２次粒子検出手段は、２次電子ディテ
クタであることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載
のイオンビーム加工装置。 - 【請求項１０】前記２次粒子検出手段は、質量分析装置
であることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載のイ
オンビーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255286A JPH0626196B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | イオンビ−ム加工方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5255286A JPH0626196B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | イオンビ−ム加工方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62210624A JPS62210624A (ja) | 1987-09-16 |
| JPH0626196B2 true JPH0626196B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=12917968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5255286A Expired - Lifetime JPH0626196B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | イオンビ−ム加工方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626196B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55126950A (en) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Jeol Ltd | Correction method of drift in electron microscope |
| JPS6095845A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Toshiba Corp | 荷電粒子線装置 |
| JPS60126834A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Hitachi Ltd | イオンビーム加工装置 |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP5255286A patent/JPH0626196B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55126950A (en) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Jeol Ltd | Correction method of drift in electron microscope |
| JPS6095845A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Toshiba Corp | 荷電粒子線装置 |
| JPS60126834A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Hitachi Ltd | イオンビーム加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62210624A (ja) | 1987-09-16 |
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