JPH09115907A - パターン生成方法 - Google Patents

パターン生成方法

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JPH09115907A
JPH09115907A JP8100393A JP10039396A JPH09115907A JP H09115907 A JPH09115907 A JP H09115907A JP 8100393 A JP8100393 A JP 8100393A JP 10039396 A JP10039396 A JP 10039396A JP H09115907 A JPH09115907 A JP H09115907A
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JP
Japan
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gas
pattern
ion beam
sample
sample surface
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Pending
Application number
JP8100393A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Adachi
達哉 足立
Masahiro Yamamoto
昌宏 山本
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、パターン生成方法に関し、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
合物ガスおよび絶縁性の被膜を生成する化合物ガスを順
次試料面に吹きつけ、導電性のパターンと絶縁性のパタ
ーンを容易かつ迅速に生成することを目的とする。 【解決手段】 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イオンビー
ムを照射しつつガス吹きつけ装置を用いて分解して導電
性のパターンあるいは分解して絶縁性のパターンを生成
する化合物ガスを吹きつけて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して生成するパターン
生成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はパターン生成方法、
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
と絶縁性のバタ一ンとを積層する態様で生成するパター
ン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。
【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。第1図は本発明の1実施例構成
図、第2図は第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は対物レンス、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】第1図において、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・ビームは対物レンス(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、ディスブレイ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】第2図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。第2図は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B 1と配線パターン
2と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を生成させために、
既述した如くして第1図図中ディスプレイ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からスバッタ/アシスト制御部1
7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、当該導竜性のバターンの膜厚情報等を
キー入力する。これにより、スバッタ/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、更に当該絶縁性のバターン
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
する化合物ガスおよび絶縁性の被膜を生成する化合物ガ
スを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絶縁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】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:対物レンス 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:ディスブレイ 22:キーボード 23:ディスク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、該イオンビー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あるいは当
    該試料に吸収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を
    備えた装置において、 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
    て複数個のノズルから夫々異なるガスを必要に応じて吹
    きつけ得るよう構成したガス吹きつけ装置を備え、 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
    射しつつ前記ガス吹きつけ装置を用いて分解して導電性
    のパターンあるいは分解して絶縁性のパターンを生成す
    る化合物ガスを吹きつけて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こと
    を特徴とするパターン生成方法。
  2. 【請求項2】細く絞られた態様で試料面を照射するイオ
    ンビームと、該イオンビー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あるいは当
    該試料に吸収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を
    備えた装置において、 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1個のノズルでバルブを切り換えて所望の化合物ガス
    を吹きつけ得るよう構成したガス吹きつけ装置を備え、 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
    射しつつ前記ガス吹きつけ装置を用いて分解して導電性
    のパターンあるいは分解して絶縁性のパターンを生成す
    る化合物ガスを吹きつけて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こと
    を特徴とするパターン生成方法。
JP8100393A 1996-04-22 1996-04-22 パターン生成方法 Pending JPH09115907A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000065644A1 (fr) * 1999-04-21 2000-11-02 Seiko Instruments Inc. Technique de restauration d'une interconnexion et dispositif a faisceau ionique focalise
JP2002341099A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Seiko Instruments Inc 複数ノズルの一つを選択可能に昇降駆動できるガス銃

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61245553A (ja) * 1985-04-23 1986-10-31 Seiko Instr & Electronics Ltd イオンビーム加工装置

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