JPH01137547A - Focused energy beam processing device and processing method - Google Patents
Focused energy beam processing device and processing methodInfo
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- JPH01137547A JPH01137547A JP29521387A JP29521387A JPH01137547A JP H01137547 A JPH01137547 A JP H01137547A JP 29521387 A JP29521387 A JP 29521387A JP 29521387 A JP29521387 A JP 29521387A JP H01137547 A JPH01137547 A JP H01137547A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は集束エネルギービーム加工装置及びその方法に
係り、被加工物として特fこVLS I等の半導体装置
を加工するQ’J fこ好適な、集束エネルギービーム
加工装置及びその方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a focused energy beam processing apparatus and method thereof, and is particularly suitable for processing semiconductor devices such as VLSI as a workpiece. The present invention relates to a focused energy beam processing apparatus and method.
従来の集束エネルギービーム装置としては、集束イオン
ビーム加工装置、 I M A (Ion Micr
。As a conventional focused energy beam device, a focused ion beam processing device, IMA (Ion Micro
.
Analyzer) +電子線描画装置等があるか、こ
れらにおいて被加工物を観察する手段は、被加工物表面
から放出される2次粒子を検出して得た2次粒子像σノ
みであった。ここで2次粒子としては2次電子、2次イ
オン等がある0
従来装置の一例として、集束イオンビーム加工装置の構
成をN2図fこ示す。イオン源1から引き出シタイオン
ビーム2を、集束レンズ4により集束し試料10上に照
射し加工を行う。またイオンビームの照射(!: PI
時lこCVDガスをノズル35よす供給し、局所成膜を
行う。この際ブランキングコントローラ12ζこよりイ
オンビームのON、OFFを、デフレクタコントローラ
13によりイオンビームの偏向をそれぞれ制御する。イ
オンビームの照射とおもに試料10から発生する2次電
子、あるいは2次イオンを2次粒子ディテクタ9(例え
ばマルチチャンネルグレート)により検出し、SIM(
Scanning Ion Microscopy :
走査イオン顕微鏡)像を得る。このSIM像を用いて試
料表面の観察を行う。なお、この種の集束イオンビーム
加工装置として関連するものには例えば特開昭61−2
45553号が挙げられる。Analyzer) +Electron beam lithography equipment, etc., and the means to observe the workpiece in these was the secondary particle image σ value obtained by detecting secondary particles emitted from the surface of the workpiece. . Here, the secondary particles include secondary electrons, secondary ions, etc. 0 As an example of a conventional device, the configuration of a focused ion beam processing device is shown in Figure N2 f. An ion beam 2 extracted from an ion source 1 is focused by a focusing lens 4 and irradiated onto a sample 10 for processing. Also, ion beam irradiation (!: PI
Once in a while, CVD gas is supplied to the nozzle 35 to perform local film formation. At this time, the blanking controller 12ζ turns on and off the ion beam, and the deflector controller 13 controls the deflection of the ion beam. Secondary electrons or secondary ions mainly generated from the sample 10 during ion beam irradiation are detected by a secondary particle detector 9 (e.g. multi-channel grate), and the SIM (
Scanning Ion Microscopy:
(scanning ion microscope) to obtain an image. The sample surface is observed using this SIM image. Incidentally, related to this type of focused ion beam processing apparatus is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2
No. 45553 is mentioned.
また、電子線装置において、2次電子像と光学顕微鏡像
を切り換えにより両方観察可能にした例として、実公昭
59−10687号がある。Further, as an example of an electron beam apparatus in which both a secondary electron image and an optical microscope image can be observed by switching, there is Japanese Utility Model Publication No. 59-10687.
上記従来の集束エネルギービーム装置では、試料観察は
2次粒子像を用いるのみであった。ここで2次粒子像と
は、集束ビームの偏向走査と同期して、試料表面から発
生する2次粒子を検出し、場所による2次粒子の発生率
の違いを、輝度の変化で表わしたものである。2次粒子
像から得られるのは試料表面ω凹凸や、材質の情報であ
り、例えば試料内部の構造等は知ることができない〇一
方、現在LSI等の半導体装置は高集積化。In the conventional focused energy beam apparatus described above, only secondary particle images are used for sample observation. Here, the secondary particle image is an image that detects secondary particles generated from the sample surface in synchronization with the deflection scanning of a focused beam, and expresses the difference in the generation rate of secondary particles depending on the location as a change in brightness. It is. What can be obtained from a secondary particle image is information about the sample surface ω unevenness and the material, but it is not possible to know, for example, the internal structure of the sample.On the other hand, semiconductor devices such as LSIs are currently becoming highly integrated.
高機能化を進めるためlこ、配線や素子の多層化が進ん
でいる。被加工物として、多層化した半導体装置を加工
する場合、以下1こ示すあらたな要求が生じている。In order to increase functionality, wiring and elements are becoming more multi-layered. When processing a multilayered semiconductor device as a workpiece, the following new requirements have arisen.
(1)下層にある所望の配線等に対して位置決めを行い
、位置ズレをモニタしながら加工を行う。(1) Positioning is performed with respect to desired wiring, etc. in the lower layer, and processing is performed while monitoring positional deviation.
(2)加工の深さ方向の制御を行い、被加工部の下層に
ダメージを与えずに加工を完了する。(2) Control the machining in the depth direction and complete the machining without damaging the lower layer of the workpiece.
観察方法として、2次粒子像を用いた従来の集束エネル
ギービーム装置ではこれらの要求(こ対応することがで
きない。すなわち、2次粒子像による下層の祝祭ができ
ないため、下層への加工位置決めは不可能である。また
、2次粒子として2次イオンを検出し、采さ方向の情報
を得ることは可能であるが、多1i化した半導体装置に
対するアスペクト比の高い加工Iこおいては、2次イオ
ンの検出自体が困laζこなり、精度よい深さ制御は不
可能である。Conventional focused energy beam devices that use secondary particle images as an observation method cannot meet these requirements.In other words, the lower layer cannot be observed using the secondary particle image, making it difficult to position the lower layer for processing. In addition, it is possible to detect secondary ions as secondary particles and obtain information on the direction of the grain, but in the case of high aspect ratio processing for multi-I semiconductor devices, Detection of the next ion itself is difficult, and precise depth control is impossible.
これに対し、光学的鶴察手段を用いれば、多層化した半
導体装置の透明な絶縁層を通して、下層構造を観察する
ことができる。また、光の干渉を利用して、加工深さ、
絶縁層の膜厚等の縦方向の情報を得ることができる。On the other hand, if optical observation means is used, the underlying structure can be observed through the transparent insulating layer of a multilayered semiconductor device. In addition, using optical interference, processing depth,
Vertical information such as the thickness of the insulating layer can be obtained.
ここで、2次電子像と光学顕微鏡像を両方観基できる装
置として、実公昭59−10687号に記載の装置があ
る。しかしながら、本装置では光学像観察用のプリズム
を電子線の光軸下に出し入れすることで、2次電子像観
察と光学像観察の切り換えを行う方式をとっているため
、両者による観察を同時に行うことができない。従って
集束エネルギービーム装置lこ適用した場合、この方式
では下層に対する位置ズレや加工深さを光学的にモニタ
しながら、同時にビーム照射により加工を行うことは不
可能である。Here, as an apparatus capable of viewing both a secondary electron image and an optical microscope image, there is an apparatus described in Japanese Utility Model Publication No. 10687/1987. However, this device uses a system that switches between secondary electron image observation and optical image observation by moving a prism for optical image observation in and out under the optical axis of the electron beam, so observation using both is performed simultaneously. I can't. Therefore, when a focused energy beam device is applied, with this method, it is impossible to simultaneously perform processing by beam irradiation while optically monitoring the positional deviation and processing depth with respect to the underlying layer.
本発明の目的は、多層化した半導体装置等を加工する場
合に、下層に対する位置ズレや加工深さ等をモニタしな
がら、位置精度、深さ精度の高い加工を行うことのでき
る、集束エネルキービーム加工装置を提供することζこ
ある。An object of the present invention is to provide a focused energetic beam that can perform processing with high positional accuracy and depth accuracy while monitoring positional deviation and processing depth with respect to the lower layer when processing multilayered semiconductor devices. We provide processing equipment.
上記目的は、集束光を集束エネルギービームの極めて近
傍(集束エネルギービーム径あるいは集束光径の数倍以
内)に同時ζこ照射し、集束エネルギービームにより加
工を行うと同時に、被加工物を光学的に観察および測定
することζこより、達成される。The above purpose is to simultaneously irradiate focused light extremely close to the focused energy beam (within the diameter of the focused energy beam or several times the diameter of the focused energy beam), process the workpiece with the focused energy beam, and at the same time optically This is achieved by observing and measuring ζ.
集束光の照射系および反射光、干渉光等の検出系を、少
なくともその光軸の一部が、集束エネルギービームの光
軸と一致する様に設ける。具体的には、物理的に集束エ
ネルギービームが通過しつる穴を中央に設けた光学部品
(反9A鏡、対物レンズ等)を、集束エネルギービーム
の光軸上に設ける。これにより、光学部品の穴を通過し
た集束ビームにより加工を行いながら、同時にこれらの
光学部品を用いて光を集光照射し、かつ反射光等を検出
することができる。従って、集束エネルギービームによ
る加工と、集束光による光学的観察および測定を、同時
に行うことが可能となる。An irradiation system for focused light and a detection system for reflected light, interference light, etc. are provided so that at least a part of their optical axes coincide with the optical axis of the focused energy beam. Specifically, an optical component (an anti-9A mirror, an objective lens, etc.) having a hole in the center through which the focused energy beam physically passes is provided on the optical axis of the focused energy beam. Thereby, while processing is performed using a focused beam that has passed through the hole in the optical component, it is possible to simultaneously use these optical components to condense and irradiate light, and to detect reflected light and the like. Therefore, processing using a focused energy beam and optical observation and measurement using focused light can be performed simultaneously.
以下本発明を集束イ万ンビーム加工装置に適用した実施
例を図を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a focused ion beam processing apparatus will be described below with reference to the drawings.
〈実施例1〉
第1図1こ本発明の第1の実施例の装置構成を示す。イ
オン源1より引き出したイオンビーム2を集束レンズ4
により集束し試料10上に照射し加工を行う。またイオ
ンビームの照射と同時に、CVDガスをノズル35より
供給し局所成膜を行う。この際ブランキングコントロー
ラ12によりイオンビームのオン、オフを、デフレクタ
コントローラ16によりイオンビームの偏向をそれぞれ
制御する。また、CvDガスボンベ53からのCVDガ
スの流量は、流量調整パルプ34を用いて制御する。イ
オンビームの照射とともに試料10から発生する2次電
子あるいは2次イオンを2次粒子ディテクタ9により検
出しSIM@を得る。SIM像はメインコントローラ6
0(こ送り、さらlこモニタ511こ表示する。<Embodiment 1> FIG. 1 shows an apparatus configuration of a first embodiment of the present invention. The ion beam 2 extracted from the ion source 1 is focused by a focusing lens 4.
The beam is focused and irradiated onto the sample 10 for processing. Further, at the same time as the ion beam irradiation, CVD gas is supplied from the nozzle 35 to perform local film formation. At this time, the blanking controller 12 controls on/off of the ion beam, and the deflector controller 16 controls the deflection of the ion beam. Further, the flow rate of the CVD gas from the CvD gas cylinder 53 is controlled using the flow rate adjusting pulp 34. Secondary electrons or secondary ions generated from the sample 10 upon irradiation with the ion beam are detected by the secondary particle detector 9 to obtain SIM@. SIM image is main controller 6
0 (transfer, display on monitor 511).
ここで、本発明においては、イオンビームと同時に集束
光を試料に照射するため、反射光、散乱光等が発生する
。従って上記2次粒子ディテクタ9は、検出に光を介す
るもの(シンチレータとフォトマルの組み合わせ等)は
不適当であり、2次粒子を直接電子として増倍するタイ
プのもの(マルチヤンネルプレート、チャンネルトロン
等)を選ぶ必要がある。Here, in the present invention, since the sample is irradiated with focused light at the same time as the ion beam, reflected light, scattered light, etc. are generated. Therefore, as the secondary particle detector 9, one that uses light for detection (such as a combination of a scintillator and a photomultiplier) is inappropriate, and one that directly multiplies secondary particles as electrons (a multi-channel plate, a channel tron, etc.) is inappropriate. etc.).
デフレクタ電極8の下のイオンビームの光軸上に、中央
に穴を設けた反射鏡22を設置する。イオンビームはこ
の中央の穴を通過して試料10に照射する。一方、観察
照明用のランプ25からの光は、ハーフミラ−24,1
9および窓20を通って真空チャンバ14内に入射し、
対物レンズ21により集光され、反射鏡22により試料
10上に照射される。試料からCIJ 反射光は同じ経
路を逆に通って、カメラ25ニ結像し、得られた光学顕
微鏡像はメインコントローラ30に送り、モニタ32(
こ表示する。A reflecting mirror 22 having a hole in the center is installed on the optical axis of the ion beam below the deflector electrode 8 . The ion beam passes through this central hole and irradiates the sample 10. On the other hand, the light from the lamp 25 for observation illumination is transmitted to the half mirrors 24 and 1.
9 and into the vacuum chamber 14 through the window 20;
The light is focused by the objective lens 21 and irradiated onto the sample 10 by the reflecting mirror 22. The CIJ reflected light from the sample passes through the same path in the reverse direction and forms an image on the camera 25, and the obtained optical microscope image is sent to the main controller 30 and sent to the monitor 32 (
Display this.
ここで、照明光等の対物集光系について第5図乃至第5
図を用いて説明する。WJ561こ示した対物集光系は
第1図に示したものと同様であり、照明光を側方に設け
た対物レンズ21により集光した後、反射@22により
光路を曲げて試料10上に照射する。この場合、対物レ
ンズ21と試料1oの距離が長くなるため、対物レンズ
21は長焦点のものを用いる必要があり、光学顕微鏡像
の倍率はあまり高くできない。第4図に示した対物集光
系は反射鏡221こ代えて対物凹面鏡49を用いたもの
で、側方からの照明光は対物凹面鏡49により、光路を
曲げると同時集光され試料10上に照射される。この場
合も、対物凹面鏡49が長焦点となるため、光学顕微鏡
像の倍率はあまり高くできない。第5図に示した対物集
光系は、中央に穴を設けた対物レンズ21を用いたもの
で、照明光は反射@I22により光路を曲げられた後、
対物レンズ211こより集光され試料10上に照射され
る。この場合、対物レンズ21は構造が複雑lこなるが
短焦点のものを用いることができ、光学顕微鏡像を高倍
率ζこできる。Here, regarding the objective condensing system for illumination light, etc., see Figures 5 to 5.
This will be explained using figures. The objective condensing system shown in WJ561 is similar to that shown in FIG. irradiate. In this case, since the distance between the objective lens 21 and the sample 1o becomes long, it is necessary to use a long focus objective lens 21, and the magnification of the optical microscope image cannot be very high. The objective condensing system shown in FIG. 4 uses an objective concave mirror 49 in place of the reflecting mirror 221, and when the illumination light from the side is bent by the objective concave mirror 49, the optical path is simultaneously condensed onto the sample 10. irradiated. In this case as well, since the objective concave mirror 49 has a long focal point, the magnification of the optical microscope image cannot be very high. The objective condensing system shown in FIG. 5 uses an objective lens 21 with a hole in the center, and after the illumination light has its optical path bent by reflection @I22,
The light is focused through the objective lens 211 and irradiated onto the sample 10. In this case, the objective lens 21 has a complicated structure, but a short focus lens can be used, and an optical microscope image can be obtained at high magnification.
本発明では、イオンビームと集束光を試料上に同時に照
射することにより、試料上のハ[望の箇所のSIM像と
光学顕微鏡1j+2を同時に検出できる。In the present invention, by simultaneously irradiating the sample with an ion beam and focused light, it is possible to simultaneously detect the SIM image of a desired location on the sample and the optical microscope 1j+2.
そこで、SIM像と光学顕微鏡の同時観察を利用した多
層試料の加工方法について第6図を用いて説明する。こ
こでは、3層配線構造のLSIで最下層配線50を露出
するための、窓開は加工を例に示す。多層配線を形成す
るために、層間絶縁膜を平坦化した場合、その下I−の
配線の位(tを示す凹凸情報はもはやLSI表面に現わ
れない。従って第6図において、SIM像では最下層配
線50の位置が検出できず、加工開始時の位置決めは不
可能である。これに対し、同時に検出した光学顕微鏡像
では、光が層間絶縁膜を透過するため、最下層配に50
の位tを検出できる。そこで以下の手順により最下廖配
wMSOへの加工位置決めが可能となる。Therefore, a method for processing a multilayer sample using simultaneous observation of a SIM image and an optical microscope will be described with reference to FIG. Here, an example is shown in which a window opening is processed to expose the lowest layer wiring 50 in an LSI having a three-layer wiring structure. When the interlayer insulating film is flattened to form a multilayer wiring, the unevenness information indicating the position (t) of the wiring below it no longer appears on the LSI surface. Therefore, in the SIM image in FIG. The position of the wiring 50 cannot be detected and positioning at the start of processing is impossible.On the other hand, in the optical microscope image detected at the same time, since light passes through the interlayer insulating film, the position of the wiring 50 cannot be detected.
The digit t can be detected. Therefore, processing positioning to the lowest opening wMSO becomes possible by the following procedure.
まず、あらかじめSIM像と光学顕微鏡像の倍率を一致
させておく。これはイオンビームの(I向を圧をデフレ
クタコントローラで調整し、SIM像の倍率を微調整す
ることで容易に可能である。次に被加工部を含む領域を
SIM像と光学顕微鏡像で観察し、両像において位置ズ
レの生じない基準となるもの(例えば第6図のスルーホ
ール53ノ中心位置等)を用いて、両像の位置座標を対
応させる。最後に、光学顕微鏡像により検出した最下層
配線50に対し加工穴52の位置を設定し、設定した位
置−’BS IM像上lこ対応させ、5IRa像上での
加工穴位置にイオンビームを照射し加工を開始する。First, the magnifications of the SIM image and the optical microscope image are made to match in advance. This is easily possible by adjusting the pressure in the ion beam (I direction) with a deflector controller and finely adjusting the magnification of the SIM image.Next, the area including the part to be processed is observed using the SIM image and the optical microscope image. Then, the positional coordinates of both images are made to correspond using a reference that does not cause any positional deviation (for example, the center position of the through hole 53 in Fig. 6). The position of the processed hole 52 is set with respect to the lowermost layer wiring 50, and the set position is made to correspond to the position on the BS IM image, and the processed hole position on the 5IRa image is irradiated with an ion beam to start processing.
以上の様にして加工を開始するが、本発明によれば加工
を行うと同時に、光学顕微鏡像により常に加工位#Lを
観察し加工状態をモニタすることができる。ここで従来
のイオンビーム加工装置では観察手段はSIM像のみで
あり、加工中には加工穴内のSIM像しか得られないた
め、加工穴自身のチャージアップによる位置ズレ等を検
出できなかった。加工穴位置を観察するためlこ、間欠
的に広い領域のSIM像を検出することも考えられるが
、この方法ではリアルタイムで位置ズレを検出すること
は不可能である。これに対し、本発明によれば加工中t
こリアルタイムで光学顕微鏡像による観察ができるので
、加工穴の位置ズレをモニタしながら位置精度のよい加
工を行うことができる。Machining is started as described above, but according to the present invention, simultaneously with the machining, the machining position #L can be constantly observed using an optical microscope image and the machining state can be monitored. Here, in the conventional ion beam machining apparatus, the observation means is only a SIM image, and only a SIM image of the inside of the machined hole can be obtained during processing, so that positional deviation etc. due to charge-up of the machined hole itself cannot be detected. Although it is conceivable to intermittently detect a SIM image of a wide area in order to observe the position of the machined hole, it is impossible to detect positional deviation in real time with this method. On the other hand, according to the present invention, during processing t
Since this optical microscope image can be observed in real time, it is possible to perform machining with high positional accuracy while monitoring the positional deviation of the machined hole.
また従来装置では目的とするAノ配線への窓開は加工の
終了をモニタする有効な手段がなかった。Furthermore, in the conventional apparatus, there was no effective means for monitoring the completion of processing for opening the window to the intended A wiring.
例えばSIM像により被加工部を観察しても、加工の進
行に伴い加工穴底から2次粒子が出Iこくくなり、第6
図に示す様に加工穴52が暗く見えるだけであり、最下
層配線50が露出したかどうかを判断することはできな
い。これに対し、光学顕微鏡像により被加工部を観察す
れば、加工穴52内の輝度の変化によってA!配線の露
出を判断することができる。すなわち、An配線の上に
層間5i02膜等が残っている間は、薄膜による多重干
渉や屈折により反射光強度は弱く、A!配線が露出する
とAlの反射率が高いため反射光強度は強くなり、この
反射光強度の変化を加工穴の輝度の変化として検出味A
7配線の露出を判断することができる。従って本発明に
よれば、加工中にリアルタイムで光学顕微鏡像による観
察ができるので、常にA!配線の露出をモニタし、なか
ら加工を行うととができ、過不足のない精度よい窓開は
加工が可能となる。For example, even if the machined part is observed using a SIM image, as the process progresses, secondary particles become difficult to come out from the bottom of the machined hole.
As shown in the figure, the processed hole 52 only appears dark, and it is not possible to determine whether or not the lowest layer wiring 50 is exposed. On the other hand, if the processed part is observed using an optical microscope image, A! Wiring exposure can be determined. That is, while the interlayer 5i02 film etc. remains on the An wiring, the intensity of reflected light is weak due to multiple interference and refraction due to the thin film, and A! When the wiring is exposed, the reflected light intensity becomes stronger due to the high reflectance of Al, and this change in reflected light intensity is detected as a change in the brightness of the machined hole.
7 Wiring exposure can be determined. Therefore, according to the present invention, observation using an optical microscope image can be performed in real time during processing, so that A! It is possible to monitor the exposure of the wiring and start processing from scratch, making it possible to process the window openings with accuracy without excess or deficiency.
次に、本実施例における加工のもう一つの光学的モニタ
手段である、レーザ干渉計について説明する。第1図に
おいて、レーザ発振器15から発振したレーザ光はシャ
ッタ16を通り、光路拡張器17でビーム径を拡張した
後、透過率可変フィルタ18を通過する。ここで、シャ
ッタ16によりレーザ光のオン、オフを行い、透過率可
変フィルタ18によリレーザ光強度の調整を行う。レー
ザ光はビームスプリッタ28により光路を2つtこ分け
られ、一方が窓20ヲ通って真空チャンバ14内に入射
する。入射したレーザ光は対物レンズ21により集光し
、反射鏡22により光路を曲げて、試料10上に照射す
る。Next, a laser interferometer, which is another optical monitoring means for processing in this embodiment, will be explained. In FIG. 1, a laser beam oscillated from a laser oscillator 15 passes through a shutter 16, has its beam diameter expanded by an optical path expander 17, and then passes through a variable transmittance filter 18. Here, the shutter 16 turns on and off the laser beam, and the variable transmittance filter 18 adjusts the intensity of the laser beam. The beam splitter 28 splits the laser beam into two optical paths, and one of the beams passes through the window 20 and enters the vacuum chamber 14 . The incident laser beam is focused by the objective lens 21, the optical path is bent by the reflecting mirror 22, and the sample 10 is irradiated with the laser beam.
この際に、反射@22の中央の穴により損失するレーザ
光強度の割合を少なくするために、光路拡張器17によ
りビーム径を拡張しである。試料10からの反射光は同
じ径路を逆に通って、ビームスグリツタ28により光路
を曲げられ、フォトマル29に入射する。また、先にビ
ームスプリッタ28により光路を分けられた、もう一方
のレーザ光は反射鋳、26により反射し、ビームスプリ
ンタ28ヲ通りフォトマル29に入射する。以上の様に
して試料10と反射鏡26により反射してもどってきた
2つの光が干渉し、その干渉光強度を7オトマル29に
より測定する。このとき、メインコントローラ60の指
示によりピエゾ素子27ヲ用いて反射鏡26を微動し、
2つの光の光路差の微調整を行う。以上の様lこ構成し
たマイケルンン干渉計を用いた加工深さ測定方法につい
て、第7図乃至第10図を用いて説明する。At this time, the beam diameter is expanded by the optical path expander 17 in order to reduce the percentage of laser light intensity lost due to the hole in the center of the reflection@22. The reflected light from the sample 10 passes through the same path in the opposite direction, has its optical path bent by the beam sinter 28, and enters the photomultiplex 29. The other laser beam, whose optical path was first split by the beam splitter 28, is reflected by the reflection plate 26, passes through the beam splitter 28, and enters the photomultiplier 29. As described above, the two lights reflected by the sample 10 and the reflecting mirror 26 interfere, and the intensity of the interference light is measured by the 7-meter 29. At this time, according to instructions from the main controller 60, the piezo element 27 is used to slightly move the reflecting mirror 26,
Performs fine adjustment of the optical path difference between two lights. A method for measuring the machining depth using the Michael interferometer configured as described above will be explained with reference to FIGS. 7 to 10.
まず、単一波長λのレーザを用いた干渉計の模式図を第
7図に示す。試料10に照射するレーザ光は、第7図ζ
こ示す様に常に加工大成から反射してもどる様にする。First, FIG. 7 shows a schematic diagram of an interferometer using a laser with a single wavelength λ. The laser beam irradiated onto the sample 10 is shown in Fig. 7ζ
As shown here, it is always reflected back from the machining center.
加工に伴い加工大成の反射面が後退するため、2つの光
の光路差が変化し干渉光強度が変化する。そこで、フォ
トマル29により干渉光強度の変化8測定し、2つの光
の光路差を七二りすることにより、加工大成の深さを求
めることができる。ここで、ビームスグリツタ28とし
て透過率と反射率が等しい材質を選ぶと、フォトマル2
9に入射する2つの光の振幅は、それぞれ試料10およ
び反射鏡26の反射率に比例する。例えば試料1〇七反
射鏡26の反射率をそれぞれrおよび1とおくと、2つ
の光の振幅はフォトマル29に入射する時点でrao
l aoと表わせる。従って2つの光の位相差をδとす
ると干渉光の振幅a1はaloao +r age’
・・・(りとな
る。ここで加工の開始時に干渉光強度が最大(すなわち
δ=0)になる様に反射鏡26の位置を微調整する。す
ると位相差δは加工深さdにより次式で表わせる。As the reflective surface of the processed material recedes during processing, the optical path difference between the two lights changes, and the intensity of the interference light changes. Therefore, by measuring the change in the interference light intensity using the photomultiplier 29 and multiplying the optical path difference between the two lights by 72, the depth of the machining process can be determined. Here, if a material with equal transmittance and reflectance is selected for the beam sinter 28, the photomultiplier 28
The amplitudes of the two lights incident on 9 are proportional to the reflectances of sample 10 and reflector 26, respectively. For example, if the reflectance of the sample 107 reflecting mirror 26 is set to r and 1, respectively, the amplitude of the two lights will be rao at the time of incidence on the photomultiplier 29.
It can be expressed as l ao. Therefore, if the phase difference between the two lights is δ, the amplitude a1 of the interference light is aloao +r age'
...(ri).Here, at the start of machining, the position of the reflecting mirror 26 is finely adjusted so that the interference light intensity becomes maximum (i.e., δ = 0).Then, the phase difference δ becomes as follows depending on the machining depth d. It can be expressed by a formula.
d
δ=1下・2π ・・・(2
)(1式(2)式より干渉光強度Ilが次の様に求まる
。d δ=1 lower・2π...(2
) (1 From equation (2), the interference light intensity Il is determined as follows.
Il= l at 12
d
=ao2(1+r2+2r(2)=「π) ・
・・(3)例えばLSI加工において、AJ配線やSt
基板を加工する際は反射率rはほぼ一定と考えてよい。Il = l at 12 d = ao2 (1 + r2 + 2r (2) = "π) ・
...(3) For example, in LSI processing, AJ wiring and St
When processing a substrate, the reflectance r can be considered to be approximately constant.
このとき(3)式のrは定数となり、加工深さdに伴い
干渉光強度11は第8図1こ示すグラフの様lこ変化す
る。そこで加工開始から、干渉光強度Isの変化を追跡
すれば、第8図の関係から加工深さdをモニタできる。At this time, r in equation (3) becomes a constant, and the interference light intensity 11 changes as shown in the graph shown in FIG. 8 as the processing depth d changes. Therefore, by tracking the change in the interference light intensity Is from the start of machining, the machining depth d can be monitored from the relationship shown in FIG.
また、逆に干渉党強度工1が最大値のまま変化しない様
に、すなわち試料10側の加工に伴う反射面の後退を打
ち消す様に、反射鏡26を動かす。すると、反射@26
の移動量から加工深さd8直接読みとることができる。On the other hand, the reflecting mirror 26 is moved so that the interference intensity factor 1 remains at its maximum value and does not change, that is, so as to cancel out the retreat of the reflecting surface due to processing on the sample 10 side. Then, reflection @26
The machining depth d8 can be directly read from the amount of movement.
このとき反射也26の微動に用いるピエゾ素子は、全ス
トロークに対する移動量の分解能は1000分の1程度
であり、例えは20μmの加工深さまで対応する場合、
深さの読みとり精度は0.02μmとなりこれは十分な
精度である。At this time, the piezo element used for fine movement of the reflector 26 has a resolution of about 1/1000 of the amount of movement for the entire stroke, and for example, when processing up to a processing depth of 20 μm,
The depth reading accuracy was 0.02 μm, which is sufficient accuracy.
一方LSI加工において、絶縁膚の5i02膜を加工す
る際は、試料104こ照射した光がS t Oz膜lこ
より多重干渉を起こす。このとき反射”4rは5tO2
膜厚すなわち加工深さにより変化し、もはや定数として
扱えない。従って、上記の干渉を用いた深さモニタを適
用した場合、干渉光強度工1(/J変化が複雑になり、
モニタ精度が低下する可能性がある。この場合はむしろ
、試料10からの反射光強度のみを測定し、加工深さす
なわち5tO2膜厚の変化に伴う反射光強度の変化を用
いて、加工深さをモニタした方がモニタ精度は向上する
。このモニタ方式については実施例2において説明する
。なお、本実施例の干渉計lこおいても、反射鏡26か
らの反射光を光吸収体等を用いて遮断することにより、
容易に試料10からの反射光強度単独の測定に切り替え
ることができる。従って、多#LSIにおいて、SiO
2層とAA層を順次加工する場合には、SiO2層とA
1層でそれぞれ反射光強度測定および干渉光強度測定に
よる深さモニタに切り替えて適用することにより、全体
として精度よい深さモニタを行うこ七ができる。On the other hand, in LSI processing, when processing a 5i02 film as an insulator, the light irradiated onto the sample 104 causes multiple interference from the S t Oz film. At this time, the reflection "4r" is 5tO2
It changes depending on the film thickness, that is, the processing depth, and can no longer be treated as a constant. Therefore, when the above-mentioned depth monitor using interference is applied, the interference light intensity change 1 (/J) becomes complicated,
Monitor accuracy may decrease. In this case, it would be better to measure only the intensity of the reflected light from the sample 10 and monitor the machining depth using changes in the intensity of the reflected light as the machining depth changes, that is, the 5tO2 film thickness, to improve monitoring accuracy. . This monitoring method will be explained in a second embodiment. Note that in the interferometer of this embodiment as well, by blocking the reflected light from the reflecting mirror 26 using a light absorber or the like,
It is possible to easily switch to measuring only the intensity of reflected light from the sample 10. Therefore, in multi#LSI, SiO
When processing the second layer and the AA layer sequentially, the SiO2 layer and the A
By switching and applying depth monitoring based on reflected light intensity measurement and interference light intensity measurement in one layer, it is possible to perform accurate depth monitoring as a whole.
次fこ、複数波長のレーザを用いた干渉計の模式図を第
9図に示す。干渉計部の構成は第7図と同様である。照
明光の発振部は、レーザ発振器A54゜B 55 、
C56から発振したそれぞれ波長λ1.λ2.λ3のレ
ーザ光をシャッタ57.シャッタ58.シャッタ59に
より、ON、OFFして各々のレーザ光を切り替えて照
射する構成としている。レーザ光を照射し干渉光強度I
2を測定するが、試料10の反射率rが一定の場合(A
lやStを加工する場合)の、加工深さd4こ伴う工2
の変化を第10図に示す。ここでレーザ発振器A、B、
Cを用いた場合の干渉光強度をそれぞれI2A +
I2B + I2Cとし、第10図においてそれぞれ
実線、−点鎖線1点線で示した。各々の干渉光強度変化
は第8図と同様であり、波長の1/2の周期で変化する
。しかし、波長λ1.λ2゜A3が異なるため、I2A
+ I2B + I2Cの値は深さdの増加に伴
いずれていく。例えば、レーザA、B。FIG. 9 shows a schematic diagram of an interferometer using lasers of multiple wavelengths. The structure of the interferometer section is the same as that shown in FIG. The oscillation part of the illumination light is a laser oscillator A54°B55,
Each wavelength λ1 oscillated from C56. λ2. Shutter 57. Shutter 58. The shutter 59 is configured to switch between ON and OFF to irradiate each laser beam. Irradiate laser light and measure interference light intensity I
2, but when the reflectance r of the sample 10 is constant (A
Machining 2 with machining depth d4 (when machining l or St)
Figure 10 shows the changes in . Here, laser oscillators A, B,
The interference light intensity when using C is I2A +
I2B + I2C, and are shown in FIG. 10 by a solid line, a -dot-dashed line, and a one-dot line, respectively. Each interference light intensity change is similar to that shown in FIG. 8, and changes at a period of 1/2 of the wavelength. However, the wavelength λ1. Since λ2゜A3 is different, I2A
The value of + I2B + I2C increases as the depth d increases. For example, lasers A and B.
Cとして、Arレーザのブルー+ Arレーザのグリー
ン、He−Neレーザーを用いた場合λ1=488nm
。As C, Ar laser blue + Ar laser green, λ1 = 488 nm when using He-Ne laser
.
A2 =515 n m +λs=655nmであり、
I2A + I2B +I2Cが再び一致するのは計
算上深さdが5 my1程度の時になる。実際の加工(
dく数10μm)を考えた場合、I2A + I2B
+ Izcが再び一致することはない。従って、I
2A + I2B + I2Cの5つの干渉光強度を測
定すれば、第10図の関係からその時点の深さdが決定
できる。A2 = 515 nm + λs = 655 nm,
I2A + I2B + I2C match again when the calculated depth d is about 5 my1. Actual processing (
d (several 10 μm), I2A + I2B
+Izc will never match again. Therefore, I
By measuring the five interference light intensities of 2A + I2B + I2C, the depth d at that point can be determined from the relationship shown in FIG.
単一波長のレーザを用いた第7図の干渉計による深さモ
ニタでは、同一試料に多数の加工を行う場合でも各々の
加工を開始する毎に、干渉光強度か最大になる様に初期
値を調整する必要がある。In depth monitoring using an interferometer as shown in Figure 7, which uses a laser with a single wavelength, the initial value is set so that the intensity of the interference light reaches its maximum at each start of each process, even when multiple processes are performed on the same sample. need to be adjusted.
これに対し、複数波長のレーザを用いた第9図の干渉計
による深さモニタでは、基準となる高さに2いて、3つ
の干渉光強度が最大lこなる様に、1度だけ調整すれば
よい。各々ω加工開始時lこは、I2A + I2B
+ I2Cの値からまず基準高さに対する加工開始面
の相対高さを求め、引き続き第10図の関係を用いて、
所望の深さまでの加工をモニタすればよい。この複数波
長レーザを用いた深さモニタは、第9図に示した様な多
段加工を行う際に特に有効である。On the other hand, in depth monitoring using an interferometer as shown in Figure 9, which uses lasers with multiple wavelengths, you need to be at the reference height and adjust only once so that the intensities of the three interference lights are at the maximum. Bye. Each ω at the start of machining is I2A + I2B
+ From the value of I2C, first find the relative height of the machining start surface with respect to the reference height, and then use the relationship shown in Figure 10,
It is sufficient to monitor machining to a desired depth. This depth monitor using a multi-wavelength laser is particularly effective when performing multi-stage processing as shown in FIG.
次に本実施例の装置を用いた、局所成膜方法について説
明する。第1図においてレーザ発振器15から発振した
レーザ光は、前述の経路を通って試料10上(こ照射さ
れる。透過率可変フィルタ18によりレーザ光強度を十
分な強さに調整するとともlこ、CVDガスをノズル5
5より供給しレーザCVDfCよる局所成膜を行う。ま
たイオンビームの照射と同時(こ、CVDガスを供給し
イオンビームCVD(こよる局所成膜を行う。本装置で
は、イオンビームとレーザ光をそれぞれブランキングコ
ントローラ12およびシャッタ16を用いて、任意にO
N。Next, a local film forming method using the apparatus of this embodiment will be explained. In FIG. 1, the laser beam oscillated from the laser oscillator 15 is irradiated onto the sample 10 through the above-mentioned path.The laser beam intensity is adjusted to a sufficient intensity by the variable transmittance filter 18, and CVD gas to nozzle 5
5, and local film formation is performed by laser CVDfC. In addition, at the same time as the ion beam irradiation (CVD gas is supplied and localized film formation is performed by ion beam CVD (CVD)). niO
N.
OF’ Fすることができる。従ってノズル35よりC
VDが、を供給しながら、イオンビームとレーザ光のO
N、OFFを制御することにより、イオンビームCVD
、レーザCVD、および両者による同時成膜を、任意に
選択して行うことができる。It can be OF'F. Therefore, from nozzle 35
The VD supplies the ion beam and laser beam O.
By controlling N and OFF, ion beam CVD
, laser CVD, and simultaneous film formation by both methods can be arbitrarily selected and performed.
本装置を用いた局所配線形成例を第11図に示す。FIG. 11 shows an example of local wiring formation using this apparatus.
ここでレーザCVDでは、レーザ光lこより試料を局所
加熱し、熱エネルギーlこより試料表面近傍のCVDガ
ス分子を分解し、成膜を行う。レーザ光強度を十分な強
さに調整すれば、結晶構造のよい低抵抗配線を高速に成
膜できる長所かあるが、熱の拡散か生じるため細い配線
を形成しにくい欠点がある。またイオンビームCVDで
は、照射イオンの物理的なエネルギ−1こより、CVD
が、分子を分解し成膜を行う。イオンビームは微細lこ
集束可能で周辺へのエネルギー拡散も少ないため、微細
な配mを形成できる長所があるが、結晶構造が整いにく
いため抵抗率が高くなり、エネルギー量が少ないため高
速成膜が難かしい欠点がある。第11図は、これら両C
VD配厭の長所を組み合せて配線形成を行った例である
。コンタクトホール66で下MAl配線65に接続し、
Alバッド63とAJパッド64の間の狭いすき間を通
る間は、イオンビームのみを照射し、微細なイオンビー
ムCVD配線67を形成する。周辺への影響がない位置
まで配線を引き出した後、レーザ光を重畳照射し低抵抗
のレーザCVD配?M68を高速形成する。In laser CVD, a sample is locally heated using a laser beam, and CVD gas molecules near the surface of the sample are decomposed by thermal energy, thereby forming a film. If the laser beam intensity is adjusted to a sufficient level, it has the advantage of being able to form low-resistance wiring with a good crystal structure at high speed, but it has the disadvantage that it is difficult to form thin wiring due to heat diffusion. In addition, in ion beam CVD, the physical energy of irradiated ions - 1
However, the molecules are decomposed and the film is formed. Ion beams have the advantage of being able to form fine patterns because they can be focused finely and have little energy dispersion to the periphery, but the resistivity is high because the crystal structure is difficult to arrange, and the amount of energy is low, making it difficult to form films at high speeds. There are drawbacks that make it difficult. Figure 11 shows both of these C
This is an example of wiring formation that combines the advantages of VD layout. Connect to the lower MAl wiring 65 through the contact hole 66,
While passing through the narrow gap between the Al pad 63 and the AJ pad 64, only the ion beam is irradiated to form a fine ion beam CVD wiring 67. After pulling out the wiring to a position where it will not affect the surrounding area, superimposed laser beam irradiation is performed to create a low-resistance laser CVD layout. Form M68 at high speed.
次に0本装置を用いたLSIへのレーザCVD配線形成
について、第12図を用いて説明する。LSIはその大
部分が、5iOz絶縁層tその下のA7配線層により表
面を覆われている。レーザ光をLSIに照射すると、S
iO2層は透過し、AA層表面では反射し、レーザ光の
エネルギーのと(一部しか吸収されない。従って、LS
I表面にレーザCVD配線を形成する場合、レーザ光を
単純に照射したのではレーザ光強度を非常に強くする必
要が生じ、素子へのダメージ等が問題となる。これに対
し、本実施νりの装會によれば、第12因に示す様にイ
オンビーム69とレーザ光70を重畳して同時ζこ照射
することができる。この重畳ビームを用いてCVD配線
形成を行うと、まずイオンビームCVD配線67が形成
され、この配緋が効率よくレーザ光70を吸収し、レー
ザCVD配線68を形成する。このとき、レーザ光70
の強度は低く抑えることができるので、素子へのダメー
ジ等の問題を防ぐことがで汀る。Next, laser CVD wiring formation on an LSI using the 0-wire device will be explained using FIG. 12. Most of the surface of the LSI is covered with a 5iOz insulating layer and an A7 wiring layer underneath. When a laser beam is irradiated onto an LSI, S
It is transmitted through the iO2 layer, reflected on the surface of the AA layer, and only a portion of the energy of the laser beam is absorbed. Therefore, the LS
When forming laser CVD wiring on the I surface, simply irradiating with laser light would require a very strong laser light intensity, causing problems such as damage to the element. On the other hand, according to the arrangement according to the present embodiment, the ion beam 69 and the laser beam 70 can be superimposed and irradiated simultaneously as shown in the twelfth factor. When CVD wiring is formed using this superimposed beam, an ion beam CVD wiring 67 is first formed, and this wiring efficiently absorbs the laser beam 70 to form a laser CVD wiring 68. At this time, the laser beam 70
Since the strength of can be kept low, problems such as damage to the element can be prevented.
なお、本方式を用いればLSIに限らず、透過率や反射
率のかなり大きな材質に対しても、レーザCVDによる
局所底膜が可能となる。Note that by using this method, it is possible to form a local bottom film by laser CVD not only for LSI but also for materials with considerably high transmittance and reflectance.
〈実施例2〉 第13図に本発明の第2の実施例の装gt構成を示す。<Example 2> FIG. 13 shows the gt configuration of the second embodiment of the present invention.
集束イオンビーム光学系の鏡筒部と、光学顕徴税像の観
察部は実施例1と同様である。不実施例は、光学的測定
手段としてレーザ走査顕微鏡を付加したものである。レ
ーザ発振器15から発掘したレーザ光は、シャッタ16
.透過率可変フィルタ18を通り集束レンズ19により
いったん集光された後XYスキャナ67に入射する。X
Yスキャナ37を通過したレーザ光は、窓20を通って
真空チャンバ14内lこ入射し、反射鏡22ζこより光
路を曲げられた後、対物レンズ21により試料10上i
こ集光される。The lens barrel section of the focused ion beam optical system and the optical microscope image observation section are the same as in the first embodiment. In the non-embodiment, a laser scanning microscope was added as an optical measurement means. The laser beam excavated from the laser oscillator 15 is transmitted to the shutter 16.
.. The light passes through the variable transmittance filter 18 and is once focused by the focusing lens 19, and then enters the XY scanner 67. X
The laser beam that has passed through the Y scanner 37 enters the vacuum chamber 14 through the window 20, and after its optical path is bent by the reflecting mirror 22ζ, it is directed onto the sample 10 by the objective lens 21.
This light is focused.
試料10からの反射光は1σ]じ経路を逆に通って、ハ
ーフミラ−36により光路を曲げられ、ピンホール38
で結像し、フォトマル69に入射する。ここで、集束レ
ンズ19により集光したレーザ光を点光源として用いて
いるが、この点光源と反射光の結像位!(ピンホール位
置)は共焦点位g c7J関係を成し、1つの対物レン
ズ21ヲレーザ光が往復することで、全体が共焦点型の
光学系になっている。以上の様ζこして、試料10上の
集束レーザ光のスポット領域1点力1らの反射光強度を
、7オトマル39により検出する。XYスキャナTI7
f、2用いて、集束レーザ光を試料10上で走査し、
走査と同期して7オトマル39により反射光強度を検出
し、レーザ走査顕微鏡像を侍る。The reflected light from the sample 10 passes through the same path (1σ) in the opposite direction, is bent by the half mirror 36, and passes through the pinhole 38.
It forms an image and enters the photomultiplier 69. Here, the laser beam focused by the focusing lens 19 is used as a point light source, but the imaging position of this point light source and the reflected light! (Pinhole position) forms a confocal position gc7J relationship, and the laser beam reciprocates through one objective lens 21, making the entire optical system a confocal type. In the manner described above, the reflected light intensity of the spot area 1 of the focused laser beam on the sample 10 is detected by the 7-meter 39. XY scanner TI7
scanning the focused laser beam over the sample 10 using f,2;
In synchronization with the scanning, the reflected light intensity is detected by the 7-meter 39, and a laser scanning microscope image is observed.
レーザ走査顕微鏡像は分解能が高く、不要散乱光はピン
ホールで除去し、その影響を全く受けないので、コント
ラストの高いすつきりした像が得られる。また同じ対物
レンズを用いても、像としての焦点閉度が深(なるので
、特に多層LSI等の奥行のある試料に対して、最適の
光学的観察手段となる。Laser scanning microscope images have high resolution, and unnecessary scattered light is removed by pinholes and is not affected by it at all, so a clear image with high contrast can be obtained. Furthermore, even if the same objective lens is used, the focal point closeness as an image becomes deep, so it becomes an optimal optical observation means especially for a deep sample such as a multilayer LSI.
次に反射光強度測定を利用した、加工深さモニタについ
て説明する。実施例1で触れた様に、LSIの透明絶縁
膜(SiCh膜等)に光を照射すると、光が多重干渉を
起こし、反射光強度は膜厚により変化する。そこで、多
層LSIの絶縁膜への窓開は加工等を行う場合、加工と
同時lこ集束レーザ光を加工大成に照射し、加工に伴う
絶縁膜の膜厚変化を、反射光強度変化として検出し、加
工深さモニタを行う。Next, a processing depth monitor using reflected light intensity measurement will be explained. As mentioned in Example 1, when a transparent insulating film (such as a SiCh film) of an LSI is irradiated with light, the light causes multiple interference, and the intensity of the reflected light changes depending on the film thickness. Therefore, when processing a window in the insulating film of a multilayer LSI, a focused laser beam is irradiated onto the processed material at the same time as the processing, and changes in the thickness of the insulating film due to processing are detected as changes in reflected light intensity. and monitor the machining depth.
第14図に透明膜による光の多重干渉の模式図を示す。FIG. 14 shows a schematic diagram of multiple interference of light caused by a transparent film.
試料はLSIとし、AJ配線72の上に透明絶縁rtI
I71の薄膜が形成しである。入射光Loは、膜厚りの
絶縁層71の間をくり返し反射し、第1.第2第3.・
・・の反射光LI HL2 * L3+ ・・・を生ず
る。Ll。The sample is an LSI, and transparent insulation rtI is placed on the AJ wiring 72.
A thin film of I71 is then formed. The incident light Lo is repeatedly reflected between the thick insulating layers 71 and passes through the first . 2nd 3rd.・
The reflected light LI HL2 * L3+ . . . is generated. Ll.
L2 + Ll + ・・・すべての反射光が干渉した
干渉光強度が、実際の反射光強度として検出される。真
空から絶縁層71への透過率9反射率をjl+r11絶
縁膚71からAl配線72への透過率9反射率をtz
+ r 21絶縁層71から真空への透過率9反射率を
t’l+ r’1とおく。また入射光Loの振幅をaO
+相隣れる反射光(例えばLlとLz)の位相差をδ、
絶縁層71の光吸収率をαとすると、くり返し反射干渉
光の振幅a3はLl、 L2 、 Ls・・・を全て加
えてa3=aorl+ aot1t’+r2e−2αD
eIδ+aottt’xビ1r22e−4αDeI2δ
+0.。L2 + Ll + ...The interference light intensity in which all the reflected lights interfere is detected as the actual reflected light intensity. The transmittance 9 reflectance from the vacuum to the insulating layer 71 is jl+r11 The transmittance 9 reflectance from the insulating layer 71 to the Al wiring 72 is tz
+ r 21 Let the transmittance 9 reflectance from the insulating layer 71 to vacuum be t'l+r'1. Also, the amplitude of the incident light Lo is aO
+The phase difference between adjacent reflected lights (for example, Ll and Lz) is δ,
When the light absorption rate of the insulating layer 71 is α, the amplitude a3 of the repeatedly reflected interference light is obtained by adding all of Ll, L2, Ls... a3=aorl+aot1t'+r2e-2αD
eIδ+aottt'xbi1r22e-4αDeI2δ
+0. .
(ここでr’l =−rx + l+t’l=1− r
2sを用いた)となる。また位相差δは、絶縁、l1j
i71の膜厚り、屈折率nにより次式で表わせる。(Here r'l =-rx + l+t'l=1- r
2s). Moreover, the phase difference δ is insulation, l1j
It can be expressed by the following formula using the film thickness of i71 and the refractive index n.
δ=りB・2π 川(5)(4
)式(5)式よりくり返し反射干渉光の強度工3は次の
様に求まる。δ=RiB・2π River (5) (4
) From equation (5), the intensity factor 3 of the repeatedly reflected interference light is determined as follows.
工3=la312
・・・(6)
次lこ本実施例において、反射光強度測定による深さモ
ニタを実現するための、装置構成の模式図を第15図に
示す。光源として複数波長のレーザを用いる。レーザ発
根器A73. B74. C75から発振したそれぞれ
波長λl、λ2.λ3のレーザ光をシャッタ73、シャ
ッタ77、シャッタ78JこよりON、OFFして各々
のレーザ光を切り替えて照射する。レーザ光を照射し反
射光強度工3を測定するが、試料がLSIであるとき(
6)式においてαキ0となり、膜厚りによる■3の変化
は概して第16図fこ示す様になる。ここでレー・ザ発
振器A、B、Cを用いた場合の反射光強度をそれぞれ工
3ム+ I3B + Iscとし、第16図におい
てそれぞれ実線、−点鎖線1点線で示した。各々の反射
光強度は、波長の1/2nの周期で変化するが、3つの
波長が異なるためそれぞれの反射光強度は膜厚りの値と
ともにずれてい<。3=la312 (6) Next In this embodiment, FIG. 15 shows a schematic diagram of the device configuration for realizing depth monitoring by measuring the intensity of reflected light. A laser with multiple wavelengths is used as a light source. Laser root generator A73. B74. The respective wavelengths λl, λ2 . The laser beam of λ3 is turned on and off from the shutters 73, 77, and 78J, and each laser beam is switched and irradiated. Laser light is irradiated and reflected light intensity measurement 3 is measured, but when the sample is an LSI (
In equation 6), α becomes 0, and the change in (3) due to film thickness is generally as shown in FIG. 16(f). Here, the reflected light intensities when laser oscillators A, B, and C are used are respectively expressed as +I3B+Isc, and are shown by a solid line and a -dot-dashed line in FIG. 16, respectively. The intensity of each reflected light changes with a period of 1/2n of the wavelength, but since the three wavelengths are different, the intensity of each reflected light shifts with the value of the film thickness.
実際のLSIにおける膜厚範囲ではI3A + I3B
*Iscが一致することはないので、3つの反射光強
度を測定すれば、その値から絶縁膜の膜厚を決定できる
。実際の窓開は加工の際には、加工と同時lこ3つのレ
ーザ光をくり返し加工穴底に照射し、反射光強度から膜
厚りを求めて、Dの値がゼロになるまで加工を行えばよ
い。In the actual LSI film thickness range, I3A + I3B
*Isc will never match, so by measuring the three reflected light intensities, the thickness of the insulating film can be determined from the values. During actual window opening, the bottom of the hole is repeatedly irradiated with these three laser beams at the same time as processing, the film thickness is determined from the intensity of the reflected light, and processing is continued until the value of D becomes zero. Just go.
次に自動焦点を用いた、試料の凹凸形状モニタについて
第17図、第18図を用いて説明する。まず点光源に対
する共焦点位置に、ピンホール38の位fitを合わせ
る。この状態で、対物レンズ21ヲ通ったレーザ光が試
料10上に焦点を結べば、試料10からの反射光はピン
ホール38の位置に結像し、フォトマル59で検出する
反射光強度は最大になる。逆に試料10上で焦点がボケ
た場合には、反射光の結像位置がピンホール38の位置
からずれるため、ピンホール68を通過する反射光強度
は急激に低下する。そこで、ピエゾ素子40によりピン
ホール38ヲ共焦点位置の前後に動かし、前後で検出す
る反射光強度が等しくなる様に(前後のボケ量が等しく
なる様に)、対物レンズ21を上下に動かし自動焦点を
行う。このとき、対物レンズ21ヲ駆動するピエゾ素子
89に与える電圧から、対物レンズ21の上下位置を得
る。ここで、レーザ光が試料10上に焦点を結んだとき
は、焦点面すなわち試料表面から、対物レンズ21まで
の距離は常(こ一定となる。従って、自動焦点を行いな
がらレーザ光を試料上で走査し、その間の対物レンズ2
1の上下変動をそニタすることlこより、試料表面の凹
凸形状を得るこ七ができる。例えば第18図に示す様に
、Al配M82の凸部と加工穴83の凹部を横切る様に
レーザ光を走査すると、右に示す様な凹凸プロファイル
が得られる。ここで急な斜面では、反射光が乱れて自動
焦点が困難になるが、図中ではこの部分を点線で示しで
ある。また、XYスキャナ37ヲ用いてレーザ光を試料
上で2次元的に走査することにより、試料表面の2次元
凹凸形状をモニタすることもできる。Next, a method for monitoring the uneven shape of a sample using automatic focusing will be explained using FIGS. 17 and 18. First, the pinhole 38 is aligned with the confocal position for the point light source. In this state, if the laser beam that has passed through the objective lens 21 is focused on the sample 10, the reflected light from the sample 10 will form an image at the position of the pinhole 38, and the intensity of the reflected light detected by the photomultiplier 59 will be at its maximum. become. Conversely, when the focus on the sample 10 is out of focus, the imaging position of the reflected light shifts from the position of the pinhole 38, so the intensity of the reflected light passing through the pinhole 68 decreases rapidly. Therefore, the pinhole 38 is moved back and forth from the confocal position using the piezo element 40, and the objective lens 21 is automatically moved up and down so that the reflected light intensity detected at the front and back becomes equal (so that the amount of blur at the front and back becomes equal). Do focus. At this time, the vertical position of the objective lens 21 is obtained from the voltage applied to the piezo element 89 that drives the objective lens 21. Here, when the laser beam is focused on the sample 10, the distance from the focal plane, that is, the sample surface, to the objective lens 21 is always constant. Therefore, the laser beam is focused on the sample while performing automatic focusing. and objective lens 2 in between.
By monitoring the vertical fluctuations of 1, it is possible to obtain the uneven shape of the sample surface. For example, as shown in FIG. 18, when a laser beam is scanned across the convex portion of the Al metal M82 and the concave portion of the processed hole 83, an uneven profile as shown on the right is obtained. Here, on a steep slope, the reflected light is disturbed and automatic focusing becomes difficult, but this portion is indicated by a dotted line in the figure. Furthermore, by scanning the sample two-dimensionally with a laser beam using the XY scanner 37, it is also possible to monitor the two-dimensional uneven shape of the sample surface.
〈実施例5〉
第19図に本発明の第3の実施例の装置構成を示す。集
束イオンビーム光学系の銚筒部は実施例1と同様であり
、光学的測定手段として斜方照明レーザ走査顕微鏡を設
けたものである。レーザ発振器15から発振したレーザ
光は、実施例2と同様に集束レンズ19によりいったん
集光された後、XYスキャナ37に入射する。XYスキ
ャナ67を通過したレーザ光は、ビームスプリッタ41
により2つに分けられ、一方は窓42を通って真空チャ
ンバ14内に入射し、対物レンズ44により集光され試
料10ヲ斜めから照明する。もう一方のレーザ光は窓4
3を通って真空チャンバ14内に入射し、反射@45に
より光路を曲げられた後、対物レンズ46により集光さ
れ試料10を逆方向から斜めに照明する。試料10から
の反射光のうち、イオンビームの光軸方向への反射光を
対物レンズ47で集光し、反射鏡48で光路を曲げて、
ピンホール68に結像させ、7オトマル591こ入射さ
せる。ここで、点光源から対物レンズ44(あるいは対
物レンズ46)ヲ通り、試料10上の1点に結像するま
での光学系と、試料10からの反射光がピンホール68
に結像するまでの光学系は、全体として共焦点型の光学
系を構成する。また、対物レンズ44および対物レンズ
46によるレーザ光の集束点が、試料10上でほぼ一致
する様に、左右の光学系の光軸を調整する。以上の様に
して、試料10上の1点(2つのレーザ光の集束−散点
)から、イオンビームの光軸方向へ反射する反射光強度
を、フォトマル39fこより検出する。XYスキャナ5
7を用いて、集束レーザ光を試料10上で走査し走査と
同期してフォトマル39により反射光強度を検出し、斜
方照明レーザ走査顕微鏡像を得る。<Embodiment 5> FIG. 19 shows an apparatus configuration of a third embodiment of the present invention. The barrel portion of the focused ion beam optical system is the same as in Example 1, and an oblique illumination laser scanning microscope is provided as an optical measurement means. The laser beam oscillated from the laser oscillator 15 is once focused by the focusing lens 19 as in the second embodiment, and then enters the XY scanner 37. The laser beam that has passed through the XY scanner 67 is sent to the beam splitter 41.
The light is divided into two parts, one of which enters the vacuum chamber 14 through a window 42, is focused by an objective lens 44, and illuminates the sample 10 obliquely. The other laser beam is on window 4
3 and enters the vacuum chamber 14, and after its optical path is bent by reflection @45, it is focused by an objective lens 46 and illuminates the sample 10 obliquely from the opposite direction. Of the reflected light from the sample 10, the reflected light in the direction of the optical axis of the ion beam is focused by the objective lens 47, and the optical path is bent by the reflecting mirror 48.
An image is formed on the pinhole 68 and 7 otomaru 591 are made to enter. Here, an optical system passes from a point light source through the objective lens 44 (or objective lens 46) until an image is formed on a point on the sample 10, and the reflected light from the sample 10 passes through the pinhole 68.
The optical system up to the point where the image is formed constitutes a confocal optical system as a whole. Further, the optical axes of the left and right optical systems are adjusted so that the focal points of the laser beams by the objective lens 44 and the objective lens 46 substantially coincide on the sample 10. In the manner described above, the intensity of reflected light reflected from one point on the sample 10 (the convergence-dispersion point of the two laser beams) in the direction of the optical axis of the ion beam is detected from the photomultiplier 39f. XY scanner 5
7 to scan the sample 10 with a focused laser beam, and in synchronization with the scanning, the reflected light intensity is detected by the photomultiplier 39 to obtain an oblique illumination laser scanning microscope image.
次に斜方照明走査光学系について、第20図を用いて説
明する。対物レンズ44および対物レンズ46に対して
、レーザ光が垂直に入射し、試料10上の同一点に2つ
のレーザ光が集光した場合の光路を実線で示す。また、
レーザ光を走査するために、レンズの垂直軸に対してθ
だけ入射角をずらした場合の光路を点線で示した。対物
レンズ44側で入射角がθだけずれると、対物レンズ4
6側でも同様に入射角がθだけずれることが、幾例学的
(こ容易fこ求まる。そこで、2つの対物レンズをとも
Iこfθレンズζこすると、試料1o上での集束点のず
れ童Xが、レンズへの入射角θに比例すること力1ら、
左右のレーザ光は試料上で常に同一点に結像する。Next, the oblique illumination scanning optical system will be explained using FIG. 20. The optical path when the laser beams are perpendicularly incident on the objective lens 44 and the objective lens 46 and the two laser beams are focused on the same point on the sample 10 is shown by a solid line. Also,
θ with respect to the vertical axis of the lens to scan the laser beam
The dotted line shows the optical path when the incident angle is shifted by . When the angle of incidence shifts by θ on the objective lens 44 side, the objective lens 4
Similarly, on the 6th side, the angle of incidence shifts by θ. Geometrically, it is easy to find f. Therefore, by rubbing the two objective lenses together, the shift of the focal point on the sample 1o The force 1 is proportional to the angle of incidence θ on the lens,
The left and right laser beams always focus on the same point on the sample.
なお、左右のレーザ光の焦束点が!たけずれた場合は、
試料上の2つの集束点は、常ζこ距離lだけずれること
になる。In addition, the focal point of the left and right laser beams is! If the level is off,
The two focal points on the sample will always be offset by a distance l.
次に斜方照明レーザ顕微鏡tこよるLSIの観察につい
て、第21図を用いて説明する。左右のレーザ照明光を
別々に照射した場合の観察像を、(a)および(b月こ
示す。レーザ光の照射方向を矢印で示すが、それぞれ照
射方向側のエツジが明るくなる。Next, observation of an LSI using an oblique illumination laser microscope will be explained using FIG. 21. Observed images when left and right laser illumination lights are irradiated separately are shown in (a) and (b).The irradiation direction of the laser light is indicated by an arrow, and the edge on the irradiation direction side becomes brighter in each case.
実際には左右のレーザ光を同時に照射するため、得られ
る観察像は2つの像を重畳した(c)lこ示T像七なる
0基本的な特徴は、実施例2で説明した通常のレーザ走
査顕微鏡像と同様であるが、斜方照明であることから、
試料の凹凸部特にAl配線のエツジが強調され、位置検
出に適した像となる。例えば、(d)に示したSIM像
と比較すると、SIM像では凹凸部のエツジ位置をはっ
きりとは検出できず、特に表面lこ凹凸情報が現われな
い最下層配線86は、その位tを検出できない。これに
対し、(c)の斜方照明レーザ走査顕微鏡像では、凹凸
部のエツジが明確に検出でき、レーザ照明光が絶縁場を
透過するQ】で、最下層配線86のエツジ位置を検出で
きる。In reality, the left and right laser beams are irradiated simultaneously, so the observed image obtained is a superimposition of the two images. It is similar to a scanning microscope image, but because it is obliquely illuminated,
The uneven parts of the sample, especially the edges of the Al wiring, are emphasized, resulting in an image suitable for position detection. For example, when compared with the SIM image shown in (d), it is not possible to clearly detect the edge position of the uneven portion in the SIM image, and in particular, in the bottom layer wiring 86 where no unevenness information appears on the surface, the edge position of the uneven portion cannot be detected. Can not. On the other hand, in the oblique illumination laser scanning microscope image in (c), the edges of the uneven portion can be clearly detected, and the edge position of the lowest layer wiring 86 can be detected with Q] where the laser illumination light passes through the insulating field. .
ここで、左右のレーザ照明光の集束点がずれている場合
、得られる像は(a)および(b)の2つの像をずらし
て重畳した像になる。そこで、検出した像を確察しなが
ら、加工穴のエツジ位置等が左右で一致する様に、光学
系の調整を行えば、左右のレーザ光の集束点を一致させ
ることができる。Here, if the focal points of the left and right laser illumination lights are shifted, the obtained image will be an image obtained by shifting and superimposing the two images (a) and (b). Therefore, by adjusting the optical system while checking the detected image so that the edge positions of the machined holes match on the left and right sides, it is possible to match the focal points of the left and right laser beams.
また、2つのレーザ光の光軸上にシャッタ等を設け、左
右のレーザ光を切り替えて照射する。交互lこ検出した
(a)および伽)の2つの像を別々Iこ画像メそりlこ
入力し、電気的に2つの像を合成して、(c)の像を得
ることもできる。この場合は、左右のしτザ光の集束点
を完全に一致させる必要はなく、2つのレーザ光を試料
上の近傍に集束すればよい。Further, a shutter or the like is provided on the optical axis of the two laser beams, and the left and right laser beams are switched and irradiated. It is also possible to obtain the image (c) by inputting the two alternately detected images (a) and (a) separately to the image sensor and electrically combining the two images. In this case, it is not necessary to make the focal points of the left and right laser beams completely coincide with each other, and it is sufficient to focus the two laser beams close to each other on the sample.
本発明によれば、集束エネルギービームfこよる加工上
、集束光による光学的観察および測定を、同時に行うこ
とができるので、多島化した半導体装置′f4を加工す
る場合φこ、下層に対する位置ズレや加工深さを光学的
にモニタしながら加工を行うことができ、位置精度、深
さ精度の高い加工ができる効果がある。According to the present invention, it is possible to simultaneously perform optical observation and measurement using the focused energy beam f in addition to processing using the focused energy beam f. Machining can be performed while optically monitoring misalignment and machining depth, which has the effect of enabling machining with high positional and depth accuracy.
第1図は本発明の実施例1の装置構成図、第2図は従来
装置の構成図、第5図乃至第5図は対物集光系の説明図
、第6図は81M像および光学顕微鏡像の説明図、第7
図は光の干渉による深さ測定の原理説明図、箒8図は深
さと干渉光強度の関係の一例を示す図、第9図は複数波
長照明を用いた光の干渉による深さ測定の原理説明図、
第10図は複数波長照明を用いたときの深さと干渉光強
度の関係の一例を示す図、第11図は実施例1により形
成したCVD配線の模式図、第12図は実施例1による
CVD配線形成方法の説明図、第13図は実施例2の装
置構成図、第14図はくり返し反射干渉の説明図、第1
5図はくり返し反射干渉光による膜厚測定(/J原理説
明図、第16図は@浮上くり返し反射干渉光強反の関係
の一例を示す図、第17vは実施例2における焦点合わ
せの原理説明図、第18図は焦点合わせを用いた試料の
凹凸形状モニタの説明図、第12図は笑M例3の装置構
成図、第20図はレーサ斜方照明系UJ説明図、第21
図は斜方照明レーザ湘微鋺像の説明図である。
1・・・イ万ン源 2・・・イオンビーム 6・・・引
出電極 4・・・集束レンズ 5・・・ビームリミッテ
イングアバーナヤ 6・・・ブランキングta 7・
・・ブランキンクアパーチャ 8・・・デフレクタ電極
9・・・2次粒子ディテクタ 1o・・・試料 11・
・・ステージ 12・・・ブランキングコントローラ
13・・・デフレクタコントローラ 14・・・チャン
バ 15・・・レーザ発振器16・・・シャッタ 17
・・・元路拡張器18・・・透過率可変フィルタ 19
・・・集束レンズ2′0・・・窓 21・・・対物レン
ズ 25・・・ランプ 25・・・TVカメ:)27・
・・ピエゾ索子 29・・・フォトマル30・・・メイ
ンコントローラ 31.32・・・モニタ33・・・C
VDガヌボンベ 34・・・流i x i バルブ55
・・・ノズル 37・・・XYスキャナ 38・・・ピ
ンホール 39・・・フォトマル 40・・・ピエゾ索
子 42.43・・・窓 44.46.47・・・対物
レンズ 49・・・対物凹面@ 50・・・A!配線
51・・・絶縁膜 52・・・加工穴53・・・スル
ーホール 54.55.56・・・レーf発m!57、
58.59・・・シャッタ 63.64・・・Alバッ
ド65・・・Al配−66・・・コンタクトホール 6
7・・・イオンビームCVD配線68・・・レーザCV
D配置69・・・イオンビーム 7o・・・レーザ光
71・・・絶縁膜72・・・Al配籾 73.74.7
5・・・レーザ発振器 76゜77、78・・・シャッ
タ 84・・・第11麹配庫 85・・・第2〜配線
86・・・第5層配線 87・・・スルーホール88・
・・加工穴 89・・・ピエゾ素子第7図
第3側 1壜
第5図
第6図
第8目
深き ぬ
第 15 図
第 IG 図
膜厚 D
第17図
第18 図
イ丁γ 置
男20回
第21 図Fig. 1 is a configuration diagram of the device according to the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram of the conventional device, Figs. Illustration of the statue, No. 7
The figure is a diagram explaining the principle of depth measurement using light interference. Figure 8 is a diagram showing an example of the relationship between depth and interference light intensity. Figure 9 is the principle of depth measurement using light interference using multi-wavelength illumination. Explanatory diagram,
FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between depth and interference light intensity when using multi-wavelength illumination, FIG. 11 is a schematic diagram of CVD wiring formed according to Example 1, and FIG. 12 is a diagram showing CVD wiring according to Example 1. An explanatory diagram of the wiring formation method, FIG. 13 is a diagram of the device configuration of Example 2, and FIG. 14 is an explanatory diagram of repeated reflection interference.
Figure 5 is a diagram explaining the principle of film thickness measurement using repeatedly reflected interference light (/J), Figure 16 is a diagram showing an example of the relationship between the strength and repulsion of the repeatedly reflected interference light, and Figure 17v is an explanation of the principle of focusing in Example 2. Fig. 18 is an explanatory diagram of a sample uneven shape monitor using focusing, Fig. 12 is an apparatus configuration diagram of LOL M example 3, Fig. 20 is an explanatory diagram of the laser oblique illumination system UJ,
The figure is an explanatory diagram of an oblique illumination laser beam image. 1... Ion source 2... Ion beam 6... Extracting electrode 4... Focusing lens 5... Beam limiting burner 6... Blanking ta 7.
...Blanking aperture 8...Deflector electrode 9...Secondary particle detector 1o...Sample 11.
...Stage 12...Blanking controller
13...Deflector controller 14...Chamber 15...Laser oscillator 16...Shutter 17
... Original path expander 18 ... Transmittance variable filter 19
...Focusing lens 2'0...Window 21...Objective lens 25...Lamp 25...TV camera:) 27.
...Piezo cable 29...Photomaru 30...Main controller 31.32...Monitor 33...C
VD Ganu cylinder 34...flow i x i valve 55
...Nozzle 37...XY scanner 38...Pinhole 39...Photomaru 40...Piezo probe 42.43...Window 44.46.47...Objective lens 49... Objective concave @ 50...A! Wiring 51...Insulating film 52...Processed hole 53...Through hole 54.55.56...Ray f firing m! 57,
58.59...Shutter 63.64...Al pad 65...Al wiring 66...Contact hole 6
7... Ion beam CVD wiring 68... Laser CV
D arrangement 69...Ion beam 7o...Laser light
71... Insulating film 72... Al rice grain arrangement 73.74.7
5...Laser oscillator 76°77, 78...Shutter 84...11th koji distribution 85...2nd~wiring
86... 5th layer wiring 87... Through hole 88.
... Machining hole 89... Piezo element Fig. 7 Fig. 3 side 1 Bottle Fig. 5 Fig. 6 Fig. 8 Eye depth No. 15 Fig. IG Fig. Film thickness D Fig. 17 Fig. 18 Fig. Figure 21
Claims (1)
集束光学系、ステージ、2次粒子検出器、CVDガス供
給手段および、それらを駆動する電源コントローラから
成り、エネルギービームを集束照射し被加工物を加工し
、またCVDガス雰囲気中でエネルギービームを照射し
局所成膜を行う集束エネルギービーム加工装置において
、レーザやランプ等の光源、集光照射光学系、反射光あ
るいは干渉光等の検出光学系および、それらを駆動する
電源コントローラを設け、かつ該光の集光照射光学系お
よび検出光学系の少なくとも一部を、該エネルギービー
ムの集束光学系の光軸上に配置し、集束エネルギービー
ムと集束光を極めて近傍(集束エネルギービーム径ある
いは集束光径の数倍以内)に同時に照射可能としたこと
を特徴とする集束エネルギービーム加工装置。 2、上記した光源、集光照射光学系、検出光学系および
、それらを駆動する電源コントローラが、光学顕微鏡像
の検出手段であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の集束エネルギービーム加工装置。 3、上記した光源、集光照射光学系、検出光学系および
、それらを駆動する電源コントローラが、マイケルソン
干渉計であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の集束エネルギービーム加工装置。 4、上記した光源、集光照射光学系、検出光学系および
、それらを駆動する電源コントローラが、レーザ走査顕
微鏡像の検出手段であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の集束エネルギービーム加工装置。 5、上記した光源、集光照射光学系、検出光学系および
、それらを駆動する電源コントローラが、斜方照明レー
ザ走査顕微鏡像の検出手段であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の集束エネルギービーム加工装
置 6、イオンビームや電子ビーム等のエネルギービームを
集束照射し被加工物を加工する際に、集束エネルギービ
ームの極めて近傍に、集束光を同時に照射し、この集束
光を用いて深さ、位置等の加工状態を光学的にモニタし
ながら、被加工物を加工することを特徴とする集束エネ
ルギービーム加工方法。 7、上記した加工状態の光学的モニタ手段が、光学顕微
鏡であることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載
の集束エネルギービーム加工方法。 8、上記した加工状態の光学的モニタ手段が、マイケル
ソン干渉計であることを特徴とする特許請求の範囲第6
項に記載の集束エネルギービーム加工方法。 9、上記した加工状態の光学的モニタ手段が、レーザ走
査顕微鏡であることを特徴とする特許請求の範囲第6項
に記載の集束エネルギービーム加工方法。 10、上記した加工状態の光学的モニタ手段が、斜方照
明レーザ走査顕微鏡であることを特徴とする特許請求の
範囲第6項に記載の集束エネルギービーム加工方法。[Claims] 1. A beam source that generates an ion beam, an electron beam, etc.;
Consists of a focusing optical system, a stage, a secondary particle detector, a CVD gas supply means, and a power supply controller that drives them. It focuses and irradiates an energy beam to process the workpiece, and also irradiates the energy beam in a CVD gas atmosphere. A focused energy beam processing device that performs local film formation is equipped with a light source such as a laser or a lamp, a focused irradiation optical system, a detection optical system for reflected light or interference light, and a power supply controller to drive them. At least a part of the condensing irradiation optical system and the detection optical system of the energy beam are arranged on the optical axis of the condensing optical system of the energy beam, and the condensed energy beam and the condensed light are placed in close proximity (the condensed energy beam diameter or the condensed light diameter). A focused energy beam processing device that is capable of simultaneously irradiating energy (within several times). 2. Claim 1, characterized in that the above-described light source, condensing irradiation optical system, detection optical system, and power supply controller that drives them are means for detecting an optical microscope image.
The focused energy beam processing device described in Section 1. 3. Focused energy beam processing according to claim 1, wherein the light source, the condensing irradiation optical system, the detection optical system, and the power supply controller that drives them are Michelson interferometers. Device. 4. The focusing system according to claim 1, wherein the light source, the condensing irradiation optical system, the detection optical system, and the power supply controller that drives them are means for detecting a laser scanning microscope image. Energy beam processing equipment. 5. Claim 1, characterized in that the above-described light source, condensing irradiation optical system, detection optical system, and power supply controller for driving them are means for detecting an oblique illumination laser scanning microscope image. In the focused energy beam processing device 6 described above, when processing a workpiece by focused irradiation of an energy beam such as an ion beam or an electron beam, focused light is simultaneously irradiated extremely close to the focused energy beam, and this focused light is A focused energy beam processing method characterized by processing a workpiece while optically monitoring processing conditions such as depth and position using a focused energy beam. 7. The focused energy beam processing method according to claim 6, wherein the optical monitoring means for the processing state is an optical microscope. 8. Claim 6, wherein the optical monitoring means for the processing state is a Michelson interferometer.
Focused energy beam processing method described in Section. 9. The focused energy beam processing method according to claim 6, wherein the optical monitoring means for the processing state is a laser scanning microscope. 10. The focused energy beam processing method according to claim 6, wherein the optical monitoring means for the processing state is an oblique illumination laser scanning microscope.
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