JPH0837177A - 微小接合素子の製造方法およびその製造装置 - Google Patents
微小接合素子の製造方法およびその製造装置Info
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- JPH0837177A JPH0837177A JP6173890A JP17389094A JPH0837177A JP H0837177 A JPH0837177 A JP H0837177A JP 6173890 A JP6173890 A JP 6173890A JP 17389094 A JP17389094 A JP 17389094A JP H0837177 A JPH0837177 A JP H0837177A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 再現性のある微細な穴加工を行い，高速，高
感度で安定した微小接合素子を提供する。 【構成】 絶縁層２と導電層３が積層された基板１に集
束イオンビーム１１を照射したときに，前記導電層に流
れる電流を表面電流検出手段により検出し，前記イオン
ビームが前記絶縁層を突き抜けて前記基板に達し，該基
板に接続された接触電極１２に所定の電流が流れた瞬間
に前記基板へのイオンビームの照射を阻止するようにし
た。
感度で安定した微小接合素子を提供する。 【構成】 絶縁層２と導電層３が積層された基板１に集
束イオンビーム１１を照射したときに，前記導電層に流
れる電流を表面電流検出手段により検出し，前記イオン
ビームが前記絶縁層を突き抜けて前記基板に達し，該基
板に接続された接触電極１２に所定の電流が流れた瞬間
に前記基板へのイオンビームの照射を阻止するようにし
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，半導体素子や超伝導素
子等の高速化，高感度化に伴う接合部の微小化を図った
素子の製造方法およびその製造装置に関し，特に集束イ
オンビーム（以下，単にイオンビームという）を用いて
基板に穴開けするに際し，該イオンビームのビーム径よ
りも小さな穴を開けるための製造方法および製造装置に
関するものである。
子等の高速化，高感度化に伴う接合部の微小化を図った
素子の製造方法およびその製造装置に関し，特に集束イ
オンビーム（以下，単にイオンビームという）を用いて
基板に穴開けするに際し，該イオンビームのビーム径よ
りも小さな穴を開けるための製造方法および製造装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば高周波ミキシング用のＭＯＭ（Ｍ
ｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｍｅｔａｌ）ダイオードは先端
を鋭く研磨した金属細線を金属ポストに接触させた点接
触式が用いられている。この方式は機械的に弱く特性が
不安定な上寿命が短いという欠点がある。
ｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｍｅｔａｌ）ダイオードは先端
を鋭く研磨した金属細線を金属ポストに接触させた点接
触式が用いられている。この方式は機械的に弱く特性が
不安定な上寿命が短いという欠点がある。
【０００３】この欠点を解決するための方法の一つに，
半導体または導体の上に絶縁層を設け，この絶縁層にＦ
ＩＢ（集束イオンビーム）により微小穴を開け，金属等
をその上から蒸着し，前記絶縁層を介して前記金属と半
導体または導体との間を点接触を得ることが試みられて
いる。
半導体または導体の上に絶縁層を設け，この絶縁層にＦ
ＩＢ（集束イオンビーム）により微小穴を開け，金属等
をその上から蒸着し，前記絶縁層を介して前記金属と半
導体または導体との間を点接触を得ることが試みられて
いる。
【０００４】また，基板上に例えば絶縁層，Ａｌ層，パ
ッシベーション膜を形成し，これにイオンビームを照射
して基板に流れる電流を観察しながら例えばＡｌ層の終
点を検知することが試みられている。また，例えばＳｉ
基板にダイアフラムを形成し，このダイアフラムにイオ
ンビームで貫通孔を形成した後両面から蒸着を行って両
面のコンタクトを取るようにしたものがある。
ッシベーション膜を形成し，これにイオンビームを照射
して基板に流れる電流を観察しながら例えばＡｌ層の終
点を検知することが試みられている。また，例えばＳｉ
基板にダイアフラムを形成し，このダイアフラムにイオ
ンビームで貫通孔を形成した後両面から蒸着を行って両
面のコンタクトを取るようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記イ
オンビームにより微小穴を開け，金属等をその上から蒸
着し，絶縁層を介して金属と半導体または導体との間で
点接触を得る方法はイオンビームが絶縁層を突き抜けて
半導体または導体に達した瞬間を正確に検知する方法が
難しく，イオンビームの直径以下の穴を形成するのは難
しいという問題があった。
オンビームにより微小穴を開け，金属等をその上から蒸
着し，絶縁層を介して金属と半導体または導体との間で
点接触を得る方法はイオンビームが絶縁層を突き抜けて
半導体または導体に達した瞬間を正確に検知する方法が
難しく，イオンビームの直径以下の穴を形成するのは難
しいという問題があった。
【０００６】また，基板に流れる電流を観察しながら終
点を検知する方法は電流値が加工物質によって変化する
のを利用したものであるが，電流値は加工物の電荷の挙
動や加工形状にも依存するので，実際にはどの層を加工
しているのか判断しにくいという問題があった。更にダ
イアフラムに貫通孔を開けて両面から蒸着を行う方法
は，ダイアフラム構造という制約が生じると共に一般的
な積層状の半導体素子を形成する場合には不向きであ
る。
点を検知する方法は電流値が加工物質によって変化する
のを利用したものであるが，電流値は加工物の電荷の挙
動や加工形状にも依存するので，実際にはどの層を加工
しているのか判断しにくいという問題があった。更にダ
イアフラムに貫通孔を開けて両面から蒸着を行う方法
は，ダイアフラム構造という制約が生じると共に一般的
な積層状の半導体素子を形成する場合には不向きであ
る。
【０００７】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので，基板上の絶縁物にイオンビーム
を用いて微細穴をあけるに際し，絶縁層の上を流れる電
流と，絶縁層を貫通した後基板に流れる電流を分離して
観察しながら加工することによって再現性のある微細な
穴加工を行い，高速，高感度で安定した素子を提供する
ことを目的としている。
ためになされたもので，基板上の絶縁物にイオンビーム
を用いて微細穴をあけるに際し，絶縁層の上を流れる電
流と，絶縁層を貫通した後基板に流れる電流を分離して
観察しながら加工することによって再現性のある微細な
穴加工を行い，高速，高感度で安定した素子を提供する
ことを目的としている。
【０００８】
【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，請求項１においては，絶縁層と導電層が
順次積層された基板に集束イオンビームを照射したとき
に，前記導電層に流れる電流を表面電流検出手段により
検出し，前記イオンビームが前記絶縁層を突き抜けて前
記基板に達し，該基板に接続された接触電極に所定の電
流が流れた瞬間に前記基板へのイオンビームの照射を阻
止するようにしたことを特徴とするものであり，
に，本発明は，請求項１においては，絶縁層と導電層が
順次積層された基板に集束イオンビームを照射したとき
に，前記導電層に流れる電流を表面電流検出手段により
検出し，前記イオンビームが前記絶縁層を突き抜けて前
記基板に達し，該基板に接続された接触電極に所定の電
流が流れた瞬間に前記基板へのイオンビームの照射を阻
止するようにしたことを特徴とするものであり，
【０００９】請求項２においては，一方の面に絶縁層と
導電層が積層された基板と，イオン源から射出されるイ
オンビームを集束して照射する集束イオンビーム照射手
段と，前記基板の導電層に前記導電層に流れる電流を検
出する表面電流検出手段と，前記イオンビームが前記絶
縁層を突き抜けて前記基板に達したときに該基板に流れ
る電流を検出する基板電流検出手段と，前記基板電流検
知手段からの信号に応じて前記基板へのイオンビームの
照射を阻止するイオンビーム阻止手段を設けたことを特
徴とするものである。
導電層が積層された基板と，イオン源から射出されるイ
オンビームを集束して照射する集束イオンビーム照射手
段と，前記基板の導電層に前記導電層に流れる電流を検
出する表面電流検出手段と，前記イオンビームが前記絶
縁層を突き抜けて前記基板に達したときに該基板に流れ
る電流を検出する基板電流検出手段と，前記基板電流検
知手段からの信号に応じて前記基板へのイオンビームの
照射を阻止するイオンビーム阻止手段を設けたことを特
徴とするものである。
【００１０】
【作用】請求項１において，イオンビームが導電層を照
射しているときは導電層には表面電流が流れている。イ
オンビームが絶縁層を貫通し基板に達すると基板電流が
流れるが，イオンビームはガウス分布（Gaussian Distr
ibution;正規分布)状に中央が高く周囲が低い電流密度
になっている。そのため基板電流は貫通孔の大きさに従
って始め小さく流れ次第に大きくなって飽和する。電流
が流れ始めたときから飽和するまでの所定の時間でイオ
ンビームを遮蔽すれば穴径を制御することができる。
射しているときは導電層には表面電流が流れている。イ
オンビームが絶縁層を貫通し基板に達すると基板電流が
流れるが，イオンビームはガウス分布（Gaussian Distr
ibution;正規分布)状に中央が高く周囲が低い電流密度
になっている。そのため基板電流は貫通孔の大きさに従
って始め小さく流れ次第に大きくなって飽和する。電流
が流れ始めたときから飽和するまでの所定の時間でイオ
ンビームを遮蔽すれば穴径を制御することができる。
【００１１】請求項２において，表面電流検出手段はイ
オンビームが導電層を照射しているときの電流を検知す
る。基板電流検出手段はイオンビームが絶縁層を突き抜
けて前記基板に達したときに該基板に流れる電流を検出
する。イオンビーム阻止手段は基板電流検知手段の信号
が所定の値に達したとき基板へのイオンビームの照射を
阻止する。
オンビームが導電層を照射しているときの電流を検知す
る。基板電流検出手段はイオンビームが絶縁層を突き抜
けて前記基板に達したときに該基板に流れる電流を検出
する。イオンビーム阻止手段は基板電流検知手段の信号
が所定の値に達したとき基板へのイオンビームの照射を
阻止する。
【００１２】
【実施例】次に，本発明の実施例について図面を用いて
説明する。図１は請求項２に記載された本発明の微小接
合素子の製造装置の一実施例を示す構成図，図２は図１
の製造装置で作製した素子の断面図である。図１におい
て，１１は集束イオンビームであり，このイオンビーム
は図示しないイオン源と引き出し電極との間に電圧をか
けて引き出し，集束レンズで集束したものである。１は
チャンバー１０内に配置された例えばＳｉ基板であり，
この基板上にはＳｉＯ2からなる絶縁層２，Ａｌ薄膜か
らなる導電パターン３が形成されている（なお，図１で
示す基板は図２のＡ部を拡大した状態を示している）。
説明する。図１は請求項２に記載された本発明の微小接
合素子の製造装置の一実施例を示す構成図，図２は図１
の製造装置で作製した素子の断面図である。図１におい
て，１１は集束イオンビームであり，このイオンビーム
は図示しないイオン源と引き出し電極との間に電圧をか
けて引き出し，集束レンズで集束したものである。１は
チャンバー１０内に配置された例えばＳｉ基板であり，
この基板上にはＳｉＯ2からなる絶縁層２，Ａｌ薄膜か
らなる導電パターン３が形成されている（なお，図１で
示す基板は図２のＡ部を拡大した状態を示している）。
【００１３】５は導電パターンに接触して配置されたプ
ローバ，６は導線１３を介してプローバ５からの電気信
号を入力する第１増幅器であり，これらプローバと導線
及び第１増幅器で表面電流検出手段を構成している。１
２は基板１に接触して配置された接触電極，７は導線１
３’を介して接触電極からの電気信号を入力する第２増
幅器であり，これら接触電極と導線及び第２増幅器で基
板電流検出手段を構成している。８は第１，第２増幅器
の出力を入力するＣＲＴを有する信号処理装置（ＣＰ
Ｕ），１４はＣＰＵからの指令に基づいてブランキング
コントローラ１５に制御信号を発する信号発生器であ
る。
ローバ，６は導線１３を介してプローバ５からの電気信
号を入力する第１増幅器であり，これらプローバと導線
及び第１増幅器で表面電流検出手段を構成している。１
２は基板１に接触して配置された接触電極，７は導線１
３’を介して接触電極からの電気信号を入力する第２増
幅器であり，これら接触電極と導線及び第２増幅器で基
板電流検出手段を構成している。８は第１，第２増幅器
の出力を入力するＣＲＴを有する信号処理装置（ＣＰ
Ｕ），１４はＣＰＵからの指令に基づいてブランキング
コントローラ１５に制御信号を発する信号発生器であ
る。
【００１４】上記の構成において，集束イオンビーム１
１の下方に穴開けすべき基板の所定のカ所を位置させて
導体パターン（Ａｌ薄膜）にプローバ５を接触させた後
に集束イオンビームを照射する。その結果，導体パター
ンにイオン電流が流れるが，この電流はプローバ５，導
線１３を介して第１増幅器６で増幅されてＣＰＵ８で処
理される。次に集束イオンビームが絶縁層（ＳｉＯ2）
２に達すると導体パターン３に流れるイオン電流は減少
し，絶縁層２を突き抜けて基板１に達した時点で基板に
イオン電流が流れる。この電流は接触電極１２，導線１
３’を介して第２増幅器７で増幅されてＣＰＵ８で処理
される。
１の下方に穴開けすべき基板の所定のカ所を位置させて
導体パターン（Ａｌ薄膜）にプローバ５を接触させた後
に集束イオンビームを照射する。その結果，導体パター
ンにイオン電流が流れるが，この電流はプローバ５，導
線１３を介して第１増幅器６で増幅されてＣＰＵ８で処
理される。次に集束イオンビームが絶縁層（ＳｉＯ2）
２に達すると導体パターン３に流れるイオン電流は減少
し，絶縁層２を突き抜けて基板１に達した時点で基板に
イオン電流が流れる。この電流は接触電極１２，導線１
３’を介して第２増幅器７で増幅されてＣＰＵ８で処理
される。
【００１５】図３は導体パターン３及び接触電極７に流
れるイオン電流と加工時間の関係を示すものであり，Ｃ
の細線で示す線分は導体パターン３に流れる電流を，Ｂ
の太線で示す線分は接触電極１２に流れる電流を示して
いる。Ｄで示す時間はイオンビームが絶縁層２を貫通し
はじめてから貫通穴の大きさがイオンビームに達するま
での時間である（先に説明したイオンビームの強度が中
央部が強く周囲に行くに従って弱くなるガウス分布とな
っていることによる）。図では接触電極１２にイオン電
流が流れはじめてから飽和する（３６０ｐＡ）まで（Ｄ
で示す領域）約１秒かかっていることがわかる。このＤ
で示す領域の所定の電流値に達した時点でイオンビーム
を阻止する。
れるイオン電流と加工時間の関係を示すものであり，Ｃ
の細線で示す線分は導体パターン３に流れる電流を，Ｂ
の太線で示す線分は接触電極１２に流れる電流を示して
いる。Ｄで示す時間はイオンビームが絶縁層２を貫通し
はじめてから貫通穴の大きさがイオンビームに達するま
での時間である（先に説明したイオンビームの強度が中
央部が強く周囲に行くに従って弱くなるガウス分布とな
っていることによる）。図では接触電極１２にイオン電
流が流れはじめてから飽和する（３６０ｐＡ）まで（Ｄ
で示す領域）約１秒かかっていることがわかる。このＤ
で示す領域の所定の電流値に達した時点でイオンビーム
を阻止する。
【００１６】即ち，接触電極１２に流れるイオン電流が
例えば１５０（ｐＡ）になった時点でＣＰＵ８はブラン
キングコントローラ１５がイオンビームの照射位置をず
らす様に信号発生器１４に信号を発する。このことによ
り絶縁層２から基板への貫通孔をイオンビームの直径よ
りも小さくすることができ，かつ所望の値に制御するこ
とが可能となる。なお，図２（ｃ）に示す様に穴開けさ
れた基板の表面から導電部材９の蒸着を行うことにより
安定した構造の点接触構造を実現することができる。
例えば１５０（ｐＡ）になった時点でＣＰＵ８はブラン
キングコントローラ１５がイオンビームの照射位置をず
らす様に信号発生器１４に信号を発する。このことによ
り絶縁層２から基板への貫通孔をイオンビームの直径よ
りも小さくすることができ，かつ所望の値に制御するこ
とが可能となる。なお，図２（ｃ）に示す様に穴開けさ
れた基板の表面から導電部材９の蒸着を行うことにより
安定した構造の点接触構造を実現することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように，本発明において
は，イオンビームが導電層を照射しているときに流れる
電流を表面電流検出手段により検出し，イオンビームが
絶縁層を突き抜けて前記に達し，その基板に接続された
接触電極に所定の電流が流れた瞬間に基板へのイオンビ
ームの照射を阻止するのでイオンビームの直径よりも小
さな直径の穴を開けることができる。
は，イオンビームが導電層を照射しているときに流れる
電流を表面電流検出手段により検出し，イオンビームが
絶縁層を突き抜けて前記に達し，その基板に接続された
接触電極に所定の電流が流れた瞬間に基板へのイオンビ
ームの照射を阻止するのでイオンビームの直径よりも小
さな直径の穴を開けることができる。
【図１】微小接合素子の製造装置の一実施例を示す構成
図である。
図である。
【図２】本発明により作製する微小接合素子の一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】導体パターン３及び接触電極に流れるイオン電
流と加工時間の関係を示す図である。
流と加工時間の関係を示す図である。
１ 基板 ２ 絶縁層 ３ 導電パターン ４ 穴 ５ プローバ ６ 第１増幅器 ７ 第２増幅器 ８ ＣＰＵ １０ チャンバー １１ 集束イオンビーム １２ 接触電極 １３，１３’導線
フロントページの続き (72)発明者 岸 直輝 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁層と導電層が積層された基板に集束イ
オンビームを照射したときに，前記導電層に流れる電流
を表面電流検出手段により検出し，前記イオンビームが
前記絶縁層を突き抜けて前記基板に達し，該基板に接続
された接触電極に所定の電流が流れた瞬間に前記基板へ
のイオンビームの照射を阻止するようにしたことを特徴
とする微小接合素子の製造方法。 - 【請求項２】一方の面に絶縁層と導電層が順次積層され
た基板と，イオン源から射出されるイオンビームを集束
して照射する集束イオンビーム照射手段と，前記基板の
導電層に前記イオンビームを照射したときに前記導電層
に流れる電流を検出する表面電流検出手段と，前記イオ
ンビームが前記絶縁層を突き抜けて前記基板に達したと
きに該基板に流れる電流を検出する基板電流検出手段
と，前記基板電流検知手段からの信号に応じて前記基板
へのイオンビームの照射を阻止するイオンビーム阻止手
段を設けたことを特徴とする微小接合素子の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6173890A JPH0837177A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 微小接合素子の製造方法およびその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6173890A JPH0837177A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 微小接合素子の製造方法およびその製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837177A true JPH0837177A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15969009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6173890A Pending JPH0837177A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 微小接合素子の製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0837177A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502166A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | プレジデント・アンド・フェローズ・オブ・ハーバード・カレッジ | 固体状態の次元的特徴の制御 |
| JP2005537683A (ja) * | 2002-08-27 | 2005-12-08 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | 電子ビームを用いたエッチングにおける終点検出ための方法および装置 |
| JP2010219144A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | エッチング装置及びエッチング方法 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP6173890A patent/JPH0837177A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502166A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | プレジデント・アンド・フェローズ・オブ・ハーバード・カレッジ | 固体状態の次元的特徴の制御 |
| JP2005537683A (ja) * | 2002-08-27 | 2005-12-08 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | 電子ビームを用いたエッチングにおける終点検出ための方法および装置 |
| JP2010219144A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | エッチング装置及びエッチング方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |