EP1078388A1 - Method and installation for correcting integrated circuit faults with an ion beam - Google Patents

Method and installation for correcting integrated circuit faults with an ion beam

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Publication number
EP1078388A1
EP1078388A1 EP99918038A EP99918038A EP1078388A1 EP 1078388 A1 EP1078388 A1 EP 1078388A1 EP 99918038 A EP99918038 A EP 99918038A EP 99918038 A EP99918038 A EP 99918038A EP 1078388 A1 EP1078388 A1 EP 1078388A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
integrated circuit
potential
extraction
electric field
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99918038A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jamel Benbrik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National dEtudes Spatiales CNES
Original Assignee
Centre National dEtudes Spatiales CNES
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National dEtudes Spatiales CNES filed Critical Centre National dEtudes Spatiales CNES
Publication of EP1078388A1 publication Critical patent/EP1078388A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76886Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances
    • H01L21/76892Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances modifying the pattern
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/026Means for avoiding or neutralising unwanted electrical charges on tube components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
    • H01J37/3056Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching for microworking, e.g. etching of gratings, trimming of electrical components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3178Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for applying thin layers on objects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/004Charge control of objects or beams

Definitions

  • the invention relates to a method and an installation for correcting faults in integrated circuits using a beam of positive ions focused on the integrated circuit.
  • FIB focused ion beam
  • Biasing and Voltage Constrast Imaging in a Focused Ion Beam System ", AN Campbell et al, ISTFA'95, 21st International Symposium For Testing and Failure Analysis, 6-10 Nov. 1995, Santa Clara, California, describe devices in which a beam Low energy electron is used to neutralize the charge produced by an ion beam focused on an insulating or semiconductor target.
  • an antistatic layer requires preliminary steps for preparing the circuit and subsequent steps for removing the antistatic layer.
  • FIB systems for debugging integrated circuits also come up against the problem of the accuracy of the deposits of materials made on the integrated circuit.
  • these deposits are made in the presence of gaseous organometallic species injected in the vicinity of the integrated circuit.
  • ONERSPRAY peripheral deposit
  • this phenomenon locally modifies the electrical properties of the circuit and may even be responsible for serious malfunctions, for example when it occurs in the vicinity of the circuit connection pins.
  • the presence of a metal deposit on the insulating passivation layer between two pins of the circuit can generate a leakage current, or even a short circuit between these pins.
  • US-5 006 795 describes an electron beam microscope for measuring the dimensions of microscopic patterns of an electronic device.
  • This document does not describe an FIB system, but a microscope of the so-called SEM type, in which the above-mentioned problems do not arise.
  • This document recommends applying a voltage of the order of 4 to 10 V to the support or substrate of the chip, or placing them to ground by placing an electrode above the chip, in order to avoid phenomena. load affecting the accuracy of the measurement.
  • this document does not provide any solution to the aforementioned problems of FIB systems whose beam is much more energetic and makes it possible to carry out not only microscopic observations, but also and above all micro-machining.
  • the invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks and to propose a method and an installation for debugging integrated circuits using a beam of positive ions focused at high incident energy, in which all modifications are avoided and / or untimely damage to the integrated circuit.
  • the invention aims in particular to make it possible to avoid breakdowns or electrostatic discharges through the insulating layer of passivation or through the thickness of the integrated circuit, as well as the drifts of the operating parameters due to the accumulation of charges on the surface of the circuit, without having to use a low energy electron beam ("FLOODGUN" ).
  • the invention further aims to improve the precision of deposits of conductive material assisted by an ion beam focused on an integrated circuit, and in particular to avoid the phenomena of peripheral deposits "OVERSPRAY".
  • the invention further aims to achieve these goals in a simple and inexpensive manner, and under these conditions compatible with exploitation on an industrial scale in the manufacturing processes of integrated circuits.
  • the invention relates to a method for correcting faults in integrated circuits of the type formed from a semiconductor substrate, from a plurality of layers of semiconductor and / or conductive materials suitable for performing electronic functions on pins.
  • a positive ion beam is used focused on a surface of the integrated circuit on the side of the insulating passivation layer with an incident energy greater than or equal to 20 keV adapted to be able to perform etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric zone (that is to say of average size less than one micron) of the integrated circuit, and in which the surface of the integrated circuit is observed with means potential contrast imaging from secondary electrons comprising a detection anode placed near the surface of circuit i integrated, to create an electric field for the detection of secondary electrons, characterized in that one creates, immediately above the surface of the integrated circuit, a local electric field adapted to oppose the accumulation of cationic species on the surface of
  • the invention also extends to an installation for implementing a method according to the invention.
  • the invention therefore relates to an installation comprising a vacuum chamber comprising a sample holder capable of carrying an integrated circuit whose defects must be corrected, means for forming a beam of positive ions focused on a surface of the integrated circuit on the side of the insulating passivation layer with an incident energy greater than or equal to 20 keV, adapted to allow etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric area of the integrated circuit, and imaging means by potential contrast from the secondary electrons comprising a detection anode placed close to the surface of the integrated circuit, to create an electric field for detection of the secondary electrons, characterized in that it comprises means for creating, immediately above from the surface of the integrated circuit, a local electric field adapted to oppose the accumulation of species cationic on the surface of the integrated circuit without canceling the electric field of detection of secondary electrons, and to maintain this local electric field during the application of the ion beam on the surface of the integrated circuit.
  • the inventor has in fact found that by applying a local electric field during the application of the focused ion beam, it is possible to repel the positive electric charges which do not accumulate on the surface of the integrated circuit.
  • the inventor has found that it is possible to create this local electric field by applying a high positive electrical potential to the pins of the circuit, without affecting the properties of the integrated circuit, in particular without modifying or deteriorating in any way. untimely electronic functions. Also, it is possible to conserve imaging means by detecting secondary electrons. It suffices to increase the voltage of the secondary electron detection electrode accordingly.
  • the invention makes it possible to avoid any phenomenon of peripheral deposits ("OVERSPRAY”), the deposits of materials being essentially limited to the zone corresponding to the point of impact of the focused ion beam. It can be seen that these phenomena are completely eliminated, probably because the dispersion of the deposit around the point impact, was due, in the prior art, to positive ions resulting from the interactions between the organometallic species and the surface of the integrated circuit.
  • OVERSPRAY peripheral deposits
  • said local electric field is oriented at least substantially perpendicular to the surface of the integrated circuit.
  • the amplitude of said fixed local electric field is maintained for at least part - notably the major part - of the duration of application of the ion beam on the surface of the integrated circuit.
  • the amplitude of the local electric field is varied over time, in particular according to a predetermined variation profile.
  • the invention also relates to a method in which a beam of positive ions emitted with an acceleration voltage Uac defined with respect to a ground potential is used, and which is characterized in that it is applied to all the pins for connecting the integrated circuit to the same positive electrical potential Vb of between 0.1 kV and Uac-Ui, where Ui is the electrical voltage corresponding to the incident energy of the beam on the integrated circuit, and the rest of the integrated circuit is isolated from any source of potential, including mass potential.
  • an negative or zero electrical potential Vc which is between - (Uac-Ui) and the potential is applied to an electrode, called the extraction cathode, placed immediately above the surface of the integrated circuit. massive.
  • an electrical potential Vb greater (in relative value) than Vc is also applied to all the connection pins of the integrated circuit and the rest of the integrated circuit is isolated from any source of potential, including mass potential.
  • a local electric field is thus directed above the surface of the integrated circuit so as to to oppose the accumulation of cationic species on the surface of the integrated circuit.
  • This local electric field can be obtained by virtue of a positive electrical potential Vb applied to the pins of the integrated circuit, which causes a polarization of the surface of the insulating layer of the integrated circuit to a positive potential corresponding to Vb.
  • this local electric field is obtained by an extraction cathode.
  • the invention also relates to an installation in which the means for forming the beam of positive ions are adapted to emit this beam with an acceleration voltage Uac defined with respect to a ground potential, and which is characterized in what it includes means for electrically connecting all the connection pins of the integrated circuit to the same positive electrical potential Vb between 0, lkV and Uac-Ui, where Ui is the electrical voltage corresponding to the incident energy of the beam on the integrated circuit, and means for isolating the rest of the integrated circuit from any source of potential, in particular ground potential.
  • the installation comprises an electrode, called an extraction cathode, placed immediately above the surface of the integrated circuit, and means for applying to this extraction cathode a negative or zero electrical potential Vc included between - (Uac-Ui) and the mass potential.
  • the installation also includes means for applying an electrical potential Vb greater (in relative value) to Vc, and means for isolating the rest of the integrated circuit from any source of potential, in particular of mass potential.
  • the method is characterized in that:
  • the positive ion beam is emitted with an acceleration voltage Uac of at least 20.5 kV relative to the ground potential, and the beam is focused on the surface of the integrated circuit with an incident energy greater than or equal to 20 keV , - the same positive electrical potential Vb with a value between 500V and Uac -20kV is applied to all the pins of the integrated circuit, and the rest of the integrated circuit is isolated from any potential source, including mass potential.
  • the installation is characterized in that it comprises:
  • all the pins of the integrated circuit are connected to the positive terminal of the same source of continuous electrical voltage capable of delivering said electrical potential Vb, and the other terminal of which is connected to the ground potential.
  • the electrical potential Vb is between lkV and lOkV, and is in particular of the order of 4kV.
  • the electrical potential Vb is fixed for at least part - notably the major part - of the duration of application of the beam on the integrated circuit.
  • a fluctuating electric potential Vb is applied, that is to say that a variation is made according to a predetermined variation profile.
  • the invention simultaneously makes it possible to increase the acceleration voltage Uac of the ions, which is conventionally of the order of 30 kV in known devices, up to values greater than 50 kV, or even even greater than 100 kV. Knowing that the focusing of the ion beam, and therefore the precision of etching and / or deposition, is linked to this voltage, the invention allows also improve this accuracy.
  • a negative electrical potential Vc is applied to the extraction cathode such that -Vc (or the absolute value of Vc) is less than 10kV.
  • -Vc or the absolute value of Vc
  • the potential Vc is fixed for at least part - notably the major part - of the duration of application of the beam on the integrated circuit.
  • a fluctuating electrical potential Vc is applied to the extraction cathode, that is to say that a variation is made according to a predetermined variation profile.
  • the extraction cathode is placed between the integrated circuit and the detection anode of the imaging means.
  • a positive electrical potential Vr is applied to an electrode, called an extraction anode, placed immediately above the surface of the integrated circuit.
  • Vr a positive electrical potential
  • the extraction anode is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam
  • the extraction cathode is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam
  • the cathode extraction and the extraction anode are coaxial co-axial, the extraction cathode having the smallest radial dimensions and being arranged inside the extraction anode.
  • a positive electrical potential Vs preferably fixed, is applied to the detection anode, such that the difference Vs-Vb is equal to or greater than the nominal operating potential of the detection anode.
  • Vs is chosen such that Vs-Vb> Vb— Vc.
  • the method according to the invention is also characterized in that the integrated circuit is placed on an isolated sample holder
  • the sample holder is carried by a wall of the vacuum chamber from which it is electrically isolated, and comprises electrical connectors receiving the pins of the integrated circuit, these connectors being electrically connected to a voltage source located outside the vacuum chamber by electrical connection means passing through a wall of the vacuum chamber, these electrical connection means being electrically isolated from this wall.
  • the invention also relates to a method and an installation characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below.
  • Other objects, characteristics and advantages of the invention appear from the examples and from the following description which refers to the appended figures in which:
  • - Figure 1 is a diagram illustrating in axial section the main components of an installation according to the invention
  • - Figure 2 is a diagram illustrating for comparison the drift of the parameters of a bipolar transistor having undergone a process in accordance with the state of the prior art
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the absence of drift of the parameters of a bipolar transistor having undergone a method according to the invention
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a variation profile over time of the electric potential Vb applied to the pins of an integrated circuit in a method according to the invention
  • FIG. 5 is a diagram similar to Figure 1 showing another embodiment of the invention.
  • the installation represented in FIG. 1 is an installation for correcting faults in integrated circuits by a focused ion beam FIB of which
  • Such an installation comprises a column 1 for forming a beam of positive ions.
  • This column 1 makes it possible to emit ions, to accelerate them with the appropriate energy and to focus the beam.
  • It comprises a vacuum chamber 2 in the form of a column adapted to delimit a closed enclosure 3 and associated with means for producing a high vacuum (of the order of 10 "8 Torr, or 10 " 6 Pa) in this enclosure 3.
  • the walls of the vacuum chamber 2 are conductive (metallic) and define the ground potential of the installation.
  • Column 1 comprises, at one end, an ion source 4, for example a sample of gallium heated by a direct voltage coming from a generator 5 of a direct electric voltage.
  • an ion source 4 for example a sample of gallium heated by a direct voltage coming from a generator 5 of a direct electric voltage.
  • the positive ions are extracted from the source 4 and accelerated by an extractor / accelerator device comprising at least one generator 6 of a continuous electrical voltage of acceleration Uac of fixed value but preferably adjustable, the negative terminal of which is connected to the walls of the vacuum chamber 2 and the positive terminal of which is connected to an acceleration electrode 7. Downstream of the acceleration electrode 7, the beam ions are emitted with an energy corresponding to the acceleration voltage Uac , which is greater than 20.5 keV, for example of the order of 30 keV, or 50 keV, or even more, according to a beam of axis 39.
  • a device 8 known per se, makes it possible to focus, orient and control the scanning of the ion beam emitted over an area to be treated. It includes one or more condensers and means for transverse deflection of the beam in two orthogonal directions transverse to the axis 39 of the beam (in X and in Y, the axis 39 representing the coordinates in Z). This device 8 is controlled as well as the entire installation by a computer system (not shown).
  • the beam of positive ions arrives at one end of the column 1 which is opposite, along the axis 39, to the ion source 4, and is equipped with a sash window 9, formed by an opening 29 which can leave pass the beam which can be opened or closed and closed in a vacuum-tight manner by a sliding screen 10, movable in translation and controlled by a motorized device 11.
  • the screen 10 comprises a light 28 which lets the beam pass when it is opposite the opening 29, and a solid shutter portion 30 adapted to close the opening 29 when it is opposite this opening 29 .
  • the sash window 9 opens into a second vacuum chamber 12 comprising a sample holder 13 capable of carrying an integrated circuit 14 placed on the path of the ion beam emerging from the sash window 9 of the column 1, that is to say say at least substantially centered on the axis 39 of the beam.
  • the second vacuum chamber 12 is adapted to delimit a closed enclosure 15 and is associated with means for producing a secondary vacuum (of the order of 10 "6 Torr, or 10 " 4 Pa) in this enclosure 15.
  • the walls of the vacuum chamber 12 are conductive (metallic) and connected to the ground potential, that is to say to the walls of the vacuum chamber 2 of the column 1.
  • the second vacuum chamber 12 comprises a first opening 16 receiving the end of column 1 by means of sealing means 17 preserving the vacuum in the enclosure 15.
  • These sealing means 17 are adapted to allow relative transverse displacements of column 1 (in X and in Y) and possibly tilt (rotation around the transverse directions X and Y), and a micrometric motorized device (not shown) is provided to control the transverse position of the column 1 in the opening 16.
  • the vacuum chamber 12 comprises a second opening 18, opposite the first opening 16 in the axial direction 39 of the ion beam and of the column 1.
  • This second opening 18 is closed, by means of sealing means 19 , by a plate 20 which is removably mounted relative to the vacuum chamber 12.
  • This plate 20 thus constitutes a
  • the sample holder 13 is an integrated circuit support, of a type known per se, comprising a generally parallelepipedic insulating plastic body, female electrical connectors 40 adapted to receive pins 22 of the integrated circuit. These female electrical connectors 40 are extended by pins 21 for electrical connection. These pins
  • the plate 20 is provided with bores passing through its thickness, filled with an insulating and leaktight material resistant to vacuum in the enclosure 15 Each hole is traversed by one of the pins 21 of the sample holder 13.
  • the pins 21 project from the holes, outside the plate 20 and the enclosure 15 so as to be able to be electrically connected to suitable devices. as described below.
  • the sample holder 13 is carried by the plate 20 from which it is electrically isolated.
  • the integrated circuit 14 is placed on this sample holder 13 and is disposed in the enclosure 15 with its free surface 23 on the side of its passivation insulating layer 24 oriented at least substantially in the transverse plane XY to receive the ion beam from column 1.
  • a DC voltage generator 25 placed outside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12, has its negative terminal (cathode) electrically connected to the ground potential, that is to say to a wall of the vacuum chamber 12, and its positive terminal (anode) electrically connected to all the pins 21, in short circuit, which are connected to the connection pins 22 of the integrated circuit 14.
  • This generator 25 is a voltage source capable of delivering a fixed or variable direct voltage, preferably adjustable, between 0.1 kV and Uac-Ui, where Ui is the electric voltage corresponding to the incident energy Ei of the ion beam on the integrated circuit 14, which is suitable for ability to perform etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric area of the
  • Ei is greater than or equal to 20keV
  • Ui is greater than or equal to 20kV
  • Uac is greater than or equal to
  • the generator 25 is for example an adjustable DC voltage source between 500V and lOkV, so that Vb can be adjusted between lkV and lOkV, for example of the order of 4kV.
  • Vb is less than Uac.
  • the Uac / Vb ratio is preferably between 3 and 50.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a profile of variation of the potential Vb over time during the processing of an integrated circuit 14 by the ion beam.
  • t0 is the instant of the start of the application of the beam, that is to say the start of the scanning of the beam over the area to be treated, controlled by the device 8 of column 1
  • tfin is the instant of the end of the application of the beam, that is to say the end of the scanning (controlled by a voltage, called “blanking" voltage, of lateral deflection of the beam outside the surface 23 of the integrated circuit 14).
  • Vb from tO to reach, at the end of a period t2, a maximum value Vbmax which is for example of the order of 4kV.
  • t2 is less than half the total duration of the beam processing of the circuit, that is to say at
  • Vb is made to grow to a value Vbi with a growth rate adapted to avoid the progressive charge of the integrated circuit 14 under the effect of the ion beam.
  • tl is between ls and 5s, in particular of the order of 2s
  • Vbi is between Vbmax / 2 and 3Vbmax / 4, in particular of the order of 2Vbmax / 3.
  • the growth of Vb during this first step is linear, although other types of growth curves can be envisaged.
  • a second step of duration t2-tl, one increases Vb from Vbi to Vbmax with a lower growth speed than during the first step, to gradually reach Vbmax.
  • t2 / tl is greater than Vbmax / Vbi.
  • t2 is between 5s and 15s, in particular of the order of 8s.
  • the growth of Vb during this second step is also linear, although other types of growth curves can be envisaged.
  • Vb is made to decrease progressively to 0V, over a duration t3, preferably linear.
  • t3 is between ls and 5s, in particular of the order of 2s.
  • Vbi, Vbmax, tl, t2, t3 are adapted according to the nature of the integrated circuit 14 to be treated, in particular according to the thickness and the nature of its passivation insulating layer 24.
  • the installation further comprises immediately above the integrated circuit 14, inside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12, at a distance from its free surface 23 which is between 0.5mm and 5mm, in particular of the order of 2 mm, an extraction cathode 26 in the form of a crown, centered on the axial direction 39 of the ion beam pierced in its center for the passage of the ion beam, and extending in the transverse plane XY perpendicular to the axis 39 of the ion beam, at least substantially parallel to the free surface 23 of the integrated circuit 14.
  • This extraction cathode 26 is electrically connected by a conductor 35 to a female connector 40 of the sample holder 13, itself extended by one of the pins 21 opening out to the outside of the vacuum chamber 12.
  • This pin 21 is connected to the negative terminal of a generator 27 of DC electrical voltage, placed outside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12. The positive terminal of this voltage generator 27 is connected to the ground potential,
  • the extraction cathode 27 is placed at a negative or zero electrical potential Vc corresponding to the voltage delivered by this generator 27, which is fixed or variable, preferably adjustable.
  • This negative or zero electrical potential Vc is between -
  • -Vc absolute value of Vc
  • -Vc is less than Uac.
  • the Uac-Vc ratio is preferably between 3 and 100.
  • Vb and Vc are adapted to create a local electric field immediately above the surface 23, parallel to the axis 39 of the beam and at least substantially perpendicular to the surface 23 of the integrated circuit 14, and capable of opposing the 'accumulation of cationic species on this surface 23.
  • Preferably and according to the invention to promote the passage and detection of secondary electrons -Vc ⁇ Vb. Even more preferably and according to the invention, Vb + Vc ⁇ 500V.
  • the installation also includes a detector 31 of the secondary electrons emitted, making it possible to obtain a microscopic image by potential contrast.
  • the detector 31 comprises a detection anode 32 and a source 33 of fixed positive continuous electric voltage, adapted to apply a positive positive electrical potential Vs to the detection anode 32.
  • the voltage source 33 is preferably adjustable and is adapted so that Vs-Vb is equal to or greater than the nominal operating potential of the detection anode 32, which is conventionally of the order of
  • Vs is chosen so that Vs-Vb> Vb-Vc> 0.
  • the secondary electrons can pass through the central orifice of the extraction cathode 26 and be picked up by the detection anode 32, which makes it possible to obtain good image quality by the detector 31.
  • an extraction anode 34 placed immediately above the surface 23 of the integrated circuit 14, and to which a positive electrical potential Vr is applied.
  • This extraction anode 34 makes it possible to avoid the accumulation of negative charges on the surface 23 and in particular facilitates the extraction of the secondary electrons.
  • the extraction anode 34 can be arranged at the same level and around the extraction cathode 26, which are both in the form of a crown, coplanar, coaxial, concentric.
  • the extraction anode 34 is at the same distance from the surface 23 of the integrated circuit as the extraction cathode 26.
  • the connection of the extraction anode 34 can be similar to that of the extraction cathode 26.
  • the extraction anode 34 is thus connected by a conductor 36 to one of the female connectors 40 of the sample holder 13, itself extended by one of the pins 21 emerging outside the vacuum chamber 12 , which is connected to the positive terminal of a generator 37 of DC electrical voltage, placed outside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12.
  • the negative terminal of this generator 37 is connected to the ground potential, c that is to say to a wall of the vacuum chamber 12.
  • the extraction anode 34 is placed at a positive electrical potential Vr corresponding to the voltage delivered by this generator 37, which is fixed or variable , preferably adjustable.
  • the installation also includes one or more gas injector (s) 38, electrically connected to the ground potential, which makes it possible, depending on the gas used, to carry out selective deposits or etchings of metal layers or 'oxides.
  • gas injector 38 is movable (for example, parallel to the axis 39 of the beam as shown) to be brought closer to the integrated circuit 14 during the injection of the gas, the movements being controlled by an appropriate motorized device known per se .
  • This gas injector 28 is connected to gas sources, outside the enclosure 15, in a conventional manner.
  • extraction cathode 26 and the extraction anode 34 are interposed between the surface 23 of the integrated circuit and the detection anode 32 on the one hand, and the gas injector 38 on the other go.
  • the central orifice of the extraction cathode 26 is adapted to allow the passage of the ion beam over the area of the circuit to be treated and the
  • the external diameter of the extraction anode 34 is adapted to cover at least substantially the entire surface 23 of the passivation insulating layer 24 of the integrated circuit 14.
  • the installation also includes the voltage source 25 enabling the positive potential Vb to be applied to all the pins of the circuit, and an electron source 41 placed above and in the immediate vicinity of the surface 23 of the integrated circuit 14.
  • This source of electrons is for example formed of a filament 44 of conductive material such as tungsten placed in a closed chamber 45 with metal walls provided with an orifice 42 for the outlet of the oriented electrons towards the surface 23 of the integrated circuit 14 (more precisely towards the impact zone 43 of the ion beam on the integrated circuit 14).
  • a current source 46 makes it possible to circulate an electric current in the filament 44 to heat it for the emission of electrons.
  • the potential Vb also serves to attract the electrons coming from the source 41 which at least partially neutralize the surface of the integrated circuit 14. It should be noted that this source of electrons 41 is much simpler than a electron gun such as a "FLOODGUN" but provides similar effects.
  • the current source 46 can be controlled and adjusted from outside the chamber 12 to optimize the quantity of electrons emitted according to the electrical neutralization effect to be obtained on the surface 23 of the integrated circuit.
  • the extraction anode 34 is eliminated in order to avoid attracting the neutralizing electrons to this anode.
  • the extraction cathode 26 can be kept.
  • CMOS integrated circuit having an insulating passivation layer of SiN 4 (particularly sensitive to such phenomena) of 1.4 ⁇ m in thickness.
  • An ion beam emitted with an intensity current of lOOpA is applied to an area of 25 ⁇ mx25 ⁇ m.
  • Four successive scans are carried out, each scan having a duration of 25 ms, and being followed by a complete suppression of the beam by application of a "blanking" voltage deflecting the beams out of the integrated circuit.
  • Tests 2 to 6 are in accordance with the invention.
  • the invention makes it possible to avoid the drift of the parameters of a bipolar transistor treated by a focused ion beam.
  • Tests 2 to 5 demonstrate that the invention makes it possible, simply and without "FLOODGUN", to avoid the phenomena of peripheral deposits, electrostatic discharges, and the drift of the parameters.
  • Tests 5 and 6 also show that the extraction anode 34 also has the effect of improving the quality of the image by promoting the passage of secondary electrons to the detector 31.

Abstract

The invention concerns a method and an installation for correcting faults in integrated circuits (14) which consists in using a positive ion beam focused on a surface (23) of the integrated circuit (14) with an incident energy not less than 20 keV for etching and/or depositing without mask, and imaging means (31) by potential contrast from secondary electrons. The invention is characterised in that it consists in generating, directly above the integrated circuit (14) surface (23), a local electric field to prevent cationic species from accumulating on the integrated circuit surface (23) without cancelling the electric field detecting the secondary electrons, and in maintaining said local electric field while the ion beam is being applied on the integrated circuit surface (23).

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE CORRECTION DES DEFAUTS DE CIRCUITS INTEGRES PAR UN FAISCEAU D'IONS METHOD AND INSTALLATION FOR CORRECTING FAULTS IN CIRCUITS INTEGRATED BY AN ION BEAM
L'invention concerne un procédé et une installation permettant de corriger les défauts de circuits intégrés à l'aide d'un faisceau d'ions positifs focalisé sur le circuit intégré.The invention relates to a method and an installation for correcting faults in integrated circuits using a beam of positive ions focused on the integrated circuit.
Malgré les progrès réalisés pour la conception et la fabrication des circuits intégrés, une grande proportion (de l'ordre de 15 %) des circuits issus des premières séries de fabrication par fonderie (dépôts successifs à l'aide de masques) n'est pas fonctionnelle et présente des défauts. Cette proportion augmente avec la complexité des circuits et leur miniaturisation. La mise au point de la fabrication industrielle d'un circuit intégré nécessite donc d'effectuer au préalable quelques exemplaires prototypes que l'on teste ensuite pour vérifier leurs caractéristiques électriques réelles. Avant de lancer les séries de fabrication, il est extrêmement important de pouvoir corriger les défauts éventuellement détectés et de tester à nouveau le circuit ainsi corrigé. Ces opérations, dites de débogage, peuvent bien sûr être réalisées en fonderie à l'aide de masques modifiés. Néanmoins, chaque fabrication en fonderie est coûteuse et nécessite un délai important, retardant d'autant la fabrication industrielle en série du circuit intégré.Despite the progress made in the design and manufacture of integrated circuits, a large proportion (of the order of 15%) of circuits from the first series of foundry manufacturing (successive deposits using masks) is not functional and has faults. This proportion increases with the complexity of the circuits and their miniaturization. The development of industrial manufacturing of an integrated circuit therefore requires first carrying out a few prototype copies which are then tested to verify their real electrical characteristics. Before launching the production series, it is extremely important to be able to correct any faults detected and to retest the circuit thus corrected. These operations, called debugging operations, can of course be carried out in the foundry using modified masks. However, each foundry manufacturing is expensive and requires a significant time, delaying the industrial mass production of the integrated circuit.
Pour pallier cet inconvénient, on cherche à corriger les défauts à l'aide de technologies rapides à mettre en œuvre et moins coûteuses, qui évitent la réalisation de masques. Pour ce faire, différents constructeurs proposent des systèmes dits à FIB (« focused ion beam »). Ces systèmes permettent de réaliser des gravures et/ou des dépôts sans masque à l'aide d'un faisceau d'ions positifs de haute énergie (plus de 20 keV) focalisé sur le circuit en une zone localisée où une correction doit être effectuée. On peut ainsi, par exemple, pratiquer une ouverture dans la couche isolante de passivation formée d'oxydes, puis sectionner des lignes, ou déposer des ponts conducteurs d'interconnexion entre lignes.To overcome this drawback, it is sought to correct the defects using technologies which are quick to implement and less costly, which avoid the production of masks. To do this, different manufacturers offer so-called FIB (“focused ion beam”) systems. These systems make it possible to produce etchings and / or deposits without mask using a beam of high energy positive ions (more than 20 keV) focused on the circuit in a localized area where a correction must be made. It is thus possible, for example, to make an opening in the insulating passivation layer formed of oxides, then to cut lines, or to deposit conductive interconnection bridges between lines.
Néanmoins, l'utilisation de ces systèmes est encore limitée par le fait que l'application d'un faisceau d'ions de haute énergie sur un circuit intégré n'est pas exempte de conséquences et engendre des modifications intempestives de ses caractéristiques, voire même des détériorations.However, the use of these systems is still limited by the fact that the application of a high energy ion beam on a circuit integrated is not free from consequences and generates untimely modifications of its characteristics, or even deterioration.
En effet, on constate qu'une charge superficielle importante est créée, qui peut dépasser le champ électrique critique pouvant être supporté par la couche isolante de passivation qui est alors détériorée (claquage), induisant des dysfonctionnements du circuit intégré. On observe aussi des phénomènes de décharges électrostatiques généralement qualifiées de ESD ("Electrostatic discharge") établissant des puits conducteurs à travers l'épaisseur du circuit. Dans d'autres cas, des charges électriques sont piégées dans la couche isolante de passivation entraînant une dérive des paramètres de fonctionnement du circuit.Indeed, it is found that a large surface charge is created, which can exceed the critical electric field that can be supported by the insulating passivation layer which is then deteriorated (breakdown), causing malfunctions of the integrated circuit. We also observe phenomena of electrostatic discharges generally qualified as ESD ("Electrostatic discharge") establishing conductive wells through the thickness of the circuit. In other cases, electrical charges are trapped in the passivation insulating layer causing a drift in the operating parameters of the circuit.
Il est à noter à ce titre que, contrairement aux systèmes d'analyse des surfaces (imagerie microscopique par contraste de potentiel dite SEM, spectroscopie de masse d'ions secondaires (SIMS)...), dans lesquels des faisceaux à faible énergie incidente peuvent être utilisés (en mode retardé), les systèmes de débogage de circuits intégrés nécessitent des faisceaux présentant une haute énergie incidente sur le circuit pour réaliser des gravures ou des dépôts.It should be noted in this respect that, unlike surface analysis systems (microscopic imaging by potential contrast called SEM, secondary ion mass spectroscopy (SIMS), etc.), in which beams with low incident energy can be used (in delayed mode), integrated circuit debugging systems require beams with high energy incident on the circuit to make etchings or deposits.
On sait qu'un faisceau d'ions focalisé sur la surface d'une cible en matériau isolant ou semi-conducteur crée une charge augmentant son potentiel électrique qui dévie le faisceau. L'une des techniques (dite du « FLOODGUN ») utilisée pour pallier ce problème consiste à envoyer un faisceau d'électrons à faible énergie au point d'impact du faisceau d'ions. Une autre technique utilisée consiste à faire préalablement un dépôt de couche antistatique sur la couche isolante de passivation. US-4,639,301 et US-4,874,947 et la publication « ElectricalIt is known that an ion beam focused on the surface of a target made of insulating or semiconductor material creates a charge increasing its electrical potential which deflects the beam. One of the techniques (known as "FLOODGUN") used to overcome this problem consists in sending a low energy electron beam to the point of impact of the ion beam. Another technique used consists in previously depositing an antistatic layer on the insulating passivation layer. US-4,639,301 and US-4,874,947 and the publication "Electrical
Biasing and Voltage Constrast Imaging in a Focused Ion Beam System », A.N. Campbell et al, ISTFA'95, 21st International Symposium For Testing and Failure Analysis, 6-10 Nov. 1995, Santa Clara, California, décrivent des dispositifs dans lesquels un faisceau d'électrons de faible énergie est utilisé pour neutraliser la charge produite par un faisceau d'ions focalisé sur une cible isolante ou semi-conductrice.Biasing and Voltage Constrast Imaging in a Focused Ion Beam System ", AN Campbell et al, ISTFA'95, 21st International Symposium For Testing and Failure Analysis, 6-10 Nov. 1995, Santa Clara, California, describe devices in which a beam Low energy electron is used to neutralize the charge produced by an ion beam focused on an insulating or semiconductor target.
Néanmoins, l'incorporation de ces dispositifs pour générer un tel faisceau d'électrons à basse énergie dans un système à FIB de débogage de circuits intégrés grève considérablement le coût de ce système et en augmente la complexité de fabrication et d'utilisation. En outre, avec un tel faisceau d'électrons, un plasma est créé au-dessus de la surface du circuit intégré, ce qui peut aussi en modifier les caractéristiques électroniques.Nevertheless, the incorporation of these devices to generate such a low-energy electron beam in an FIB system for debugging integrated circuits considerably increases the cost of this system and increases its complexity of manufacture and use. In addition, with such an electron beam, a plasma is created above the surface of the integrated circuit, which can also modify its electronic characteristics.
De surcroît, lorsque l'on utilise un faisceau d'électrons de neutralisation, il n'est pas possible de détecter les électrons secondaires et il est préférable d'avoir recours à des moyens d'imagerie détectant les ions secondaires (SIM) beaucoup moins précis. Le dépôt d'une couche antistatique nécessite quant à lui des étapes préalables de préparation du circuit et ultérieures de suppression de la couche antistatique.In addition, when using a neutralizing electron beam, it is not possible to detect secondary electrons and it is preferable to use imaging means detecting secondary ions (SIM) much less specific. The deposition of an antistatic layer requires preliminary steps for preparing the circuit and subsequent steps for removing the antistatic layer.
Ainsi, depuis 1985, on n'a trouvé aucune solution autre que le « FLOODGUN » et le dépôt d'une couche antistatique au problème de l'accumulation des charges en surface.Thus, since 1985, no solution has been found other than “FLOODGUN” and the deposition of an antistatic layer to the problem of the accumulation of charges on the surface.
Par ailleurs, les systèmes à FIB de débogage de circuits intégrés se heurtent aussi au problème de la précision des dépôts de matériaux effectués sur le circuit intégré. En général, ces dépôts sont effectués en présence d'espèces gazeuses organométalliques injectées au voisinage du circuit intégré. Or, on constate que le dépôt ne reste pas strictement localisé au point d'impact du faisceau d'ions focalisé, et qu'une certaine quantité de matériau se dépose et se répand autour de ce point d'impact, selon un phénomène généralement qualifié « ONERSPRAY » (dépôt périphérique), inévitable. Or, ce phénomène modifie localement les propriétés électriques du circuit et peut même être responsable de graves dysfonctionnements, par exemple lorsqu'il se produit au voisinage des broches de connexion du circuit. Ainsi, la présence d'un dépôt métallique sur la couche isolante de passivation entre deux broches du circuit peut générer un courant de fuite, ou même un court-circuit entre ces broches.Furthermore, FIB systems for debugging integrated circuits also come up against the problem of the accuracy of the deposits of materials made on the integrated circuit. In general, these deposits are made in the presence of gaseous organometallic species injected in the vicinity of the integrated circuit. However, it can be seen that the deposit does not remain strictly localized at the point of impact of the focused ion beam, and that a certain amount of material is deposited and spreads around this point of impact, according to a generally qualified phenomenon. "ONERSPRAY" (peripheral deposit), inevitable. However, this phenomenon locally modifies the electrical properties of the circuit and may even be responsible for serious malfunctions, for example when it occurs in the vicinity of the circuit connection pins. Thus, the presence of a metal deposit on the insulating passivation layer between two pins of the circuit can generate a leakage current, or even a short circuit between these pins.
US-5 683 547 décrit un système FIB visant à assurer une fourniture uniforme des gaz au voisinage de la surface à traiter et une observation de fort contraste par détection des électrons secondaires, comprenant une pluralité de buses d'injection de gaz, un plateau à micro-canal servant de détecteur des particules secondaires et une ou plusieurs anodes d'extraction des électrons secondaires. Ce document ne fournit aucune solution aux problèmes susmentionnés.US Pat. No. 5,683,547 describes a FIB system intended to ensure a uniform supply of gases in the vicinity of the surface to be treated and an observation of high contrast by detection of secondary electrons, comprising a plurality of gas injection nozzles, a micro-channel serving as secondary particle detector and one or more secondary electron extraction anodes. This document does not provide a solution to the above problems.
US-5 006 795 décrit un microscope à faisceaux d'électrons pour mesurer les dimensions de motifs microscopiques d'un dispositif électronique. Ce document ne décrit pas un système FIB, mais un microscope du type dit SEM, dans lequel les problèmes susmentionnés ne se posent pas. Ce document préconise d'appliquer une tension de l'ordre de 4 à 10 V au support ou au substrat de la puce, ou de les placer à la masse en disposant une électrode au- dessus de la puce, afin d'éviter les phénomènes de charge nuisant à la précision de la mesure. Néanmoins, ce document ne fournit aucune solution aux problèmes susmentionnés des systèmes FIB dont le faisceau est beaucoup plus énergétique et permet de réaliser non seulement des observations microscopiques, mais aussi et surtout des micro-usinages. Il est en effet bien connu de l'homme du métier que les solutions retenues dans les systèmes SEM ne sont pas directement transposables aux systèmes FIB. Ces systèmes diffèrent l'un de l'autre tant par la nature des faisceaux primaires, par les niveaux énergétiques mis en œuvre, par les conditions de mise en œuvre (présence de gaz dans les systèmes FIB), que par les problèmes à résoudre. En outre, il est à noter que dans un système FIB, la charge des électrons secondaires est opposée à celle des particules du faisceau, alors que dans un système SEM ces charges sont de même signe. Ainsi, une polarisation de l'ordre de 4 à 10 V telle que décrite dans ce document n'est pas adaptée pour éviter les phénomènes d'accumulation de charges positives dans un système FIB. Une telle polarisation, en retenant les électrons secondaires sur le circuit, est d'ailleurs a priori néfaste à la détection des électrons secondaires.US-5 006 795 describes an electron beam microscope for measuring the dimensions of microscopic patterns of an electronic device. This document does not describe an FIB system, but a microscope of the so-called SEM type, in which the above-mentioned problems do not arise. This document recommends applying a voltage of the order of 4 to 10 V to the support or substrate of the chip, or placing them to ground by placing an electrode above the chip, in order to avoid phenomena. load affecting the accuracy of the measurement. However, this document does not provide any solution to the aforementioned problems of FIB systems whose beam is much more energetic and makes it possible to carry out not only microscopic observations, but also and above all micro-machining. It is indeed well known to those skilled in the art that the solutions adopted in the SEM systems cannot be directly transposed to the FIB systems. These systems differ from each other as much by the nature of the primary beams, by the energy levels implemented, by the conditions of implementation (presence of gas in the FIB systems), as by the problems to be solved. In addition, it should be noted that in a FIB system, the charge of the secondary electrons is opposite to that of the particles of the beam, while in an SEM system these charges are of the same sign. Thus, a polarization of the order of 4 to 10 V as described in this document is not suitable for avoiding the phenomena of accumulation of positive charges in an FIB system. Such polarization, by retaining the secondary electrons on the circuit, is moreover a priori harmful to the detection of the secondary electrons.
L'invention vise donc à pallier les inconvénients sus-cités et à proposer un procédé et une installation de débogage des circuits intégrés à l'aide d'un faisceau d'ions positifs focalisé à haute énergie incidente, dans lesquels on évite toutes modifications et/ou détériorations intempestives du circuit intégré.The invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks and to propose a method and an installation for debugging integrated circuits using a beam of positive ions focused at high incident energy, in which all modifications are avoided and / or untimely damage to the integrated circuit.
L'invention vise en particulier à permettre d'éviter les claquages ou les décharges électrostatiques à travers la couche isolante de passivation ou à travers l'épaisseur du circuit intégré, ainsi que les dérives des paramètres de fonctionnement dues à l'accumulation de charges à la surface du circuit, et ce sans avoir recours à un faisceau d'électrons de faible énergie(« FLOODGUN »). L'invention vise de surcroît à améliorer la précision des dépôts de matériau conducteur assistés par un faisceau d'ions focalisé sur un circuit intégré, et notamment à éviter les phénomènes de dépôts périphériques «OVERSPRAY».The invention aims in particular to make it possible to avoid breakdowns or electrostatic discharges through the insulating layer of passivation or through the thickness of the integrated circuit, as well as the drifts of the operating parameters due to the accumulation of charges on the surface of the circuit, without having to use a low energy electron beam ("FLOODGUN" ). The invention further aims to improve the precision of deposits of conductive material assisted by an ion beam focused on an integrated circuit, and in particular to avoid the phenomena of peripheral deposits "OVERSPRAY".
L'invention vise en outre à atteindre ces buts de façon simple et peu coûteuse, et dans ces conditions compatibles avec une exploitation à l'échelle industrielle dans les processus de fabrication de circuits intégrés.The invention further aims to achieve these goals in a simple and inexpensive manner, and under these conditions compatible with exploitation on an industrial scale in the manufacturing processes of integrated circuits.
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de correction des défauts de circuits intégrés du type formés d'un substrat semiconducteur, d'une pluralité de couches de matériaux semi-conducteurs et/ou conducteurs adaptées pour réaliser des fonctions électroniques sur des broches de connexion du circuit intégré, et d'une couche isolante de passivation, dans lequel on utilise un faisceau d'ions positifs focalisé sur une surface du circuit intégré du côté de la couche isolante de passivation avec une énergie incidente supérieure ou égale à 20 keV adaptée pour pouvoir réaliser une gravure et/ou un dépôt sans masque en une zone localisée submicrométrique (c'est-à-dire de dimension moyenne inférieure au micron) du circuit intégré, et dans lequel on observe la surface du circuit intégré avec des moyens d'imagerie par contraste de potentiel à partir des électrons secondaires comprenant une anode de détection placée à proximité de la surface du circuit intégré, pour créer un champ électrique de détection des électrons secondaires, caractérisé en ce qu'on crée, immédiatement au-dessus de la surface du circuit intégré, un champ électrique local adapté pour s'opposer à l'accumulation des espèces cationiques sur la surface du circuit intégré sans annuler le champ électrique de détection des électrons secondaires, et on entretient ce champ électrique local pendant l'application du faisceau d'ions sur la surface du circuit intégré.To do this, the invention relates to a method for correcting faults in integrated circuits of the type formed from a semiconductor substrate, from a plurality of layers of semiconductor and / or conductive materials suitable for performing electronic functions on pins. of connection of the integrated circuit, and of an insulating passivation layer, in which a positive ion beam is used focused on a surface of the integrated circuit on the side of the insulating passivation layer with an incident energy greater than or equal to 20 keV adapted to be able to perform etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric zone (that is to say of average size less than one micron) of the integrated circuit, and in which the surface of the integrated circuit is observed with means potential contrast imaging from secondary electrons comprising a detection anode placed near the surface of circuit i integrated, to create an electric field for the detection of secondary electrons, characterized in that one creates, immediately above the surface of the integrated circuit, a local electric field adapted to oppose the accumulation of cationic species on the surface of the integrated circuit without canceling the electric field of secondary electron detection, and this local electric field is maintained during the application of the ion beam on the surface of the integrated circuit.
L'invention s'étend aussi à une installation pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention. L'invention concerne donc une installation comportant une chambre à vide comprenant un porte-échantillon apte à porter un circuit intégré dont les défauts doivent être corrigés, des moyens pour former un faisceau d'ions positifs focalisé sur une surface du circuit intégré du côté de la couche isolante de passivation avec une énergie incidente supérieure ou égale à 20 keV, adaptée pour permettre la réalisation d'une gravure et/ou d'un dépôt sans masque en une zone localisée submicrométrique du circuit intégré, et des moyens d'imagerie par contraste de potentiel à partir des électrons secondaires comprenant une anode de détection placée à proximité de la surface du circuit intégré, pour créer un champ électrique de détection des électrons secondaires, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour créer, immédiatement au-dessus de la surface du circuit intégré, un champ électrique local adapté pour s'opposer à l'accumulation des espèces cationiques sur la surface du circuit intégré sans annuler le champ électrique de détection des électrons secondaires, et pour entretenir ce champ électrique local pendant l'application du faisceau d'ions sur la surface du circuit intégré.The invention also extends to an installation for implementing a method according to the invention. The invention therefore relates to an installation comprising a vacuum chamber comprising a sample holder capable of carrying an integrated circuit whose defects must be corrected, means for forming a beam of positive ions focused on a surface of the integrated circuit on the side of the insulating passivation layer with an incident energy greater than or equal to 20 keV, adapted to allow etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric area of the integrated circuit, and imaging means by potential contrast from the secondary electrons comprising a detection anode placed close to the surface of the integrated circuit, to create an electric field for detection of the secondary electrons, characterized in that it comprises means for creating, immediately above from the surface of the integrated circuit, a local electric field adapted to oppose the accumulation of species cationic on the surface of the integrated circuit without canceling the electric field of detection of secondary electrons, and to maintain this local electric field during the application of the ion beam on the surface of the integrated circuit.
L'inventeur a en effet constaté qu'en appliquant un champ électrique local pendant l'application du faisceau d'ions focalisé, on arrive à repousser les charges électriques positives qui ne s'accumulent pas sur la surface du circuit intégré. En outre, l'inventeur a constaté qu'il est possible de créer ce champ électrique local en appliquant un potentiel électrique positif élevé sur les broches du circuit, et ce sans incidence sur les propriétés du circuit intégré, notamment sans modifier ni détériorer de façon intempestive ses fonctions électroniques. Egalement, il est possible de conserver des moyens d'imagerie par détection des électrons secondaires. Il suffit en effet d'augmenter d'autant la tension de l'électrode de détection des électrons secondaires.The inventor has in fact found that by applying a local electric field during the application of the focused ion beam, it is possible to repel the positive electric charges which do not accumulate on the surface of the integrated circuit. In addition, the inventor has found that it is possible to create this local electric field by applying a high positive electrical potential to the pins of the circuit, without affecting the properties of the integrated circuit, in particular without modifying or deteriorating in any way. untimely electronic functions. Also, it is possible to conserve imaging means by detecting secondary electrons. It suffices to increase the voltage of the secondary electron detection electrode accordingly.
Par ailleurs, l'invention permet d'éviter tout phénomène de dépôts périphériques ("OVERSPRAY") les dépôts de matériaux étant essentiellement limités à la zone correspondant au point d'impact du faisceau d'ions focalisé. On constate en effet que ces phénomènes sont totalement supprimés, probablement du fait que la dispersion du dépôt autour du point d'impact, était due, dans l'art antérieur, à des ions positifs résultant des interactions entre les espèces organométalliques et la surface du circuit intégré.Furthermore, the invention makes it possible to avoid any phenomenon of peripheral deposits ("OVERSPRAY"), the deposits of materials being essentially limited to the zone corresponding to the point of impact of the focused ion beam. It can be seen that these phenomena are completely eliminated, probably because the dispersion of the deposit around the point impact, was due, in the prior art, to positive ions resulting from the interactions between the organometallic species and the surface of the integrated circuit.
Avantageusement et selon l'invention, ledit champ électrique local est orienté au moins sensiblement perpendiculairement à la surface du circuit intégré. Avantageusement et selon l'invention, on maintient l'amplitude dudit champ électrique local fixe pendant au moins une partie -notamment la majeure partie- de la durée d'application du faisceau d'ions sur la surface du circuit intégré. En variante ou en combinaison, avantageusement et selon l'invention, on fait varier l'amplitude du champ électrique local au cours du temps, notamment selon un profil de variation prédéterminée.Advantageously and according to the invention, said local electric field is oriented at least substantially perpendicular to the surface of the integrated circuit. Advantageously and according to the invention, the amplitude of said fixed local electric field is maintained for at least part - notably the major part - of the duration of application of the ion beam on the surface of the integrated circuit. As a variant or in combination, advantageously and according to the invention, the amplitude of the local electric field is varied over time, in particular according to a predetermined variation profile.
Avantageusement, l'invention concerne aussi un procédé dans lequel on utilise un faisceau d'ions positifs émis avec une tension d'accélération Uac définie par rapport à un potentiel de masse, et qui est caractérisé en ce qu'on applique sur toutes les broches de connexion du circuit intégré un même potentiel électrique Vb positif compris entre 0,1 kV et Uac-Ui, où Ui est la tension électrique correspondant à l'énergie incidente du faisceau sur le circuit intégré, et on isole le reste du circuit intégré de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse.Advantageously, the invention also relates to a method in which a beam of positive ions emitted with an acceleration voltage Uac defined with respect to a ground potential is used, and which is characterized in that it is applied to all the pins for connecting the integrated circuit to the same positive electrical potential Vb of between 0.1 kV and Uac-Ui, where Ui is the electrical voltage corresponding to the incident energy of the beam on the integrated circuit, and the rest of the integrated circuit is isolated from any source of potential, including mass potential.
En variante ou en combinaison, on applique sur une électrode, dite cathode d'extraction, placée immédiatement au-dessus de la surface du circuit intégré, un potentiel électrique Vc négatif ou nul qui est compris entre -(Uac-Ui) et le potentiel de masse. De préférence et selon l'invention, dans cette variante, on applique aussi sur toutes les broches de connexion du circuit intégré un potentiel électrique Vb supérieur (en valeur relative) à Vc et on isole le reste du circuit intégré de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse.As a variant or in combination, an negative or zero electrical potential Vc which is between - (Uac-Ui) and the potential is applied to an electrode, called the extraction cathode, placed immediately above the surface of the integrated circuit. massive. Preferably and according to the invention, in this variant, an electrical potential Vb greater (in relative value) than Vc is also applied to all the connection pins of the integrated circuit and the rest of the integrated circuit is isolated from any source of potential, including mass potential.
Dans tout le texte, les potentiels positifs, négatifs ou nuls sont définis par rapport au potentiel de masse par rapport auquel la tension d'accélération Uac est définie. Ce potentiel de masse est celui d'un bâti de l'installation.Throughout the text, the positive, negative or zero potentials are defined with respect to the ground potential with respect to which the acceleration voltage Uac is defined. This mass potential is that of an installation frame.
Dans un procédé selon l'invention, on crée ainsi au-dessus de la surface du circuit intégré, un champ électrique local orienté de façon à s'opposer à l'accumulation des espèces cationiques sur la surface du circuit intégré. Ce champ électrique local peut être obtenu grâce à un potentiel électrique Vb positif appliqué sur les broches du circuit intégré, ce qui provoque une polarisation de la surface de la couche isolante du circuit intégré à un potentiel positif correspondant à Vb. En variante ou en combinaison, ce champ électrique local est obtenu par une cathode d'extraction.In a method according to the invention, a local electric field is thus directed above the surface of the integrated circuit so as to to oppose the accumulation of cationic species on the surface of the integrated circuit. This local electric field can be obtained by virtue of a positive electrical potential Vb applied to the pins of the integrated circuit, which causes a polarization of the surface of the insulating layer of the integrated circuit to a positive potential corresponding to Vb. As a variant or in combination, this local electric field is obtained by an extraction cathode.
De façon similaire, l'invention concerne aussi une installation dans laquelle les moyens pour former le faisceau d'ions positifs sont adaptés pour émettre ce faisceau avec une tension d'accélération Uac définie par rapport à un potentiel de masse, et qui est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour relier électriquement toutes les broches de connexion du circuit intégré à un même potentiel électrique Vb positif compris entre 0,lkV et Uac-Ui, où Ui est la tension électrique correspondant à l'énergie incidente du faisceau sur le circuit intégré, et des moyens pour isoler le reste du circuit intégré de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse.Similarly, the invention also relates to an installation in which the means for forming the beam of positive ions are adapted to emit this beam with an acceleration voltage Uac defined with respect to a ground potential, and which is characterized in what it includes means for electrically connecting all the connection pins of the integrated circuit to the same positive electrical potential Vb between 0, lkV and Uac-Ui, where Ui is the electrical voltage corresponding to the incident energy of the beam on the integrated circuit, and means for isolating the rest of the integrated circuit from any source of potential, in particular ground potential.
En variante ou en combinaison, l'installation comporte une électrode, dite cathode d'extraction, placée immédiatement au-dessus de la surface du circuit intégré, et des moyens pour appliquer sur cette cathode d'extraction un potentiel électrique Vc négatif ou nul compris entre -(Uac-Ui) et le potentiel de masse. Dans cette variante, avantageusement et selon l'invention, l'installation comporte aussi des moyens pour appliquer un potentiel électrique Vb supérieur (en valeur relative) à Vc, et des moyens pour isoler le reste du circuit intégré de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse.As a variant or in combination, the installation comprises an electrode, called an extraction cathode, placed immediately above the surface of the integrated circuit, and means for applying to this extraction cathode a negative or zero electrical potential Vc included between - (Uac-Ui) and the mass potential. In this variant, advantageously and according to the invention, the installation also includes means for applying an electrical potential Vb greater (in relative value) to Vc, and means for isolating the rest of the integrated circuit from any source of potential, in particular of mass potential.
Dans la première variante, et selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que :In the first variant, and according to the invention, the method is characterized in that:
- on émet le faisceau d'ions positifs avec une tension d'accélération Uac d'au moins 20,5kV par rapport au potentiel de masse, et on focalise le faisceau sur la surface du circuit intégré avec une énergie incidente supérieure ou égale à 20keV, - on applique sur toutes les broches du circuit intégré un même potentiel électrique Vb positif de valeur comprise entre 500V et Uac -20kV, et on isole le reste du circuit intégré de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse.- the positive ion beam is emitted with an acceleration voltage Uac of at least 20.5 kV relative to the ground potential, and the beam is focused on the surface of the integrated circuit with an incident energy greater than or equal to 20 keV , - the same positive electrical potential Vb with a value between 500V and Uac -20kV is applied to all the pins of the integrated circuit, and the rest of the integrated circuit is isolated from any potential source, including mass potential.
Dans la première variante, avantageusement et selon l'invention, l'installation est caractérisée en ce qu'elle comporte :In the first variant, advantageously and according to the invention, the installation is characterized in that it comprises:
- des moyens d'émission du faisceau d'ions positifs avec une tension d'accélération Uac d'au moins 20,5kV par rapport au potentiel de masse de l'installation,- means for emitting the positive ion beam with an acceleration voltage Uac of at least 20.5 kV relative to the ground potential of the installation,
- des moyens pour focaliser le faisceau sur la surface du circuit intégré avec une énergie incidente Ei supérieure ou égale à 20 keV,means for focusing the beam on the surface of the integrated circuit with an incident energy Ei greater than or equal to 20 keV,
- des moyens pour relier électriquement toutes les broches du circuit intégré à un même potentiel électrique Eb positif fixe de valeur comprise entre 500V et Uac-20kV, et des moyens pour isoler le reste du circuit intégré de toute source de potentiel fixe, notamment du potentiel de masse.- means for electrically connecting all the pins of the integrated circuit to the same fixed positive electrical potential Eb with a value between 500V and Uac-20kV, and means for isolating the rest of the integrated circuit from any source of fixed potential, in particular potential massive.
Dans la suite, seules les caractéristiques relatives au procédé sont indiquées. Ces caractéristiques s'appliquent aussi à une installation selon l'invention, qui comprend des moyens pour mettre en œuvre les caractéristiques du procédé selon l'invention.In the following, only the characteristics relating to the process are indicated. These characteristics also apply to an installation according to the invention, which comprises means for implementing the characteristics of the method according to the invention.
Avantageusement et selon l'invention, on relie toutes les broches du circuit intégré à la borne positive d'une même source de tension électrique continue apte à délivrer ledit potentiel électrique Vb, et dont l'autre borne est reliée au potentiel de masse.Advantageously and according to the invention, all the pins of the integrated circuit are connected to the positive terminal of the same source of continuous electrical voltage capable of delivering said electrical potential Vb, and the other terminal of which is connected to the ground potential.
Avantageusement et selon l'invention, le potentiel électrique Vb est compris entre lkV et lOkV, et est notamment de l'ordre de 4kV. Avantageusement et selon l'invention, le potentiel électrique Vb est fixe pendant au moins une partie -notamment la majeure partie- de la durée d'application du faisceau sur le circuit intégré. En variante ou en combinaison, et selon l'invention, on applique un potentiel électrique Vb fluctuant, c'est-à-dire que l'on fait varier selon un profil de variation prédéterminé.Advantageously and according to the invention, the electrical potential Vb is between lkV and lOkV, and is in particular of the order of 4kV. Advantageously and according to the invention, the electrical potential Vb is fixed for at least part - notably the major part - of the duration of application of the beam on the integrated circuit. As a variant or in combination, and according to the invention, a fluctuating electric potential Vb is applied, that is to say that a variation is made according to a predetermined variation profile.
En outre, l'invention permet simultanément d'augmenter la tension d'accélération Uac des ions, qui est classiquement de l'ordre de 30kV dans les dispositifs connus, jusqu'à des valeurs supérieures à 50kV, voire même supérieures à lOOkV. Sachant que la focalisation du faisceau d'ions, et donc la précision de la gravure et/ou du dépôt, est liée à cette tension, l'invention permet aussi d'améliorer cette précision.In addition, the invention simultaneously makes it possible to increase the acceleration voltage Uac of the ions, which is conventionally of the order of 30 kV in known devices, up to values greater than 50 kV, or even even greater than 100 kV. Knowing that the focusing of the ion beam, and therefore the precision of etching and / or deposition, is linked to this voltage, the invention allows also improve this accuracy.
Dans la deuxième variante et selon l'invention, on applique sur la cathode d'extraction un potentiel électrique Vc négatif tel que -Vc (ou la valeur absolue de Vc) est inférieur à lOkV. Dans le cas où l'on utilise les deux variantes en combinaison, et selon l'invention, on s'assure qu'à chaque instant -Vc < Vb. Plus particulièrement et selon l'invention, à chaque instant Vb+Vc≥500V.In the second variant and according to the invention, a negative electrical potential Vc is applied to the extraction cathode such that -Vc (or the absolute value of Vc) is less than 10kV. In the case where the two variants are used in combination, and according to the invention, it is ensured that at each instant -Vc <Vb. More particularly and according to the invention, at each instant Vb + Vc≥500V.
Avantageusement et selon l'invention, le potentiel Vc est fixe pendant au moins une partie -notamment la majeure partie- de la durée d'application du faisceau sur le circuit intégré. En variante, et selon l'invention, on applique sur la cathode d'extraction un potentiel électrique Vc fluctuant, c'est- à-dire que l'on fait varier selon un profil de variation prédéterminé.Advantageously and according to the invention, the potential Vc is fixed for at least part - notably the major part - of the duration of application of the beam on the integrated circuit. As a variant, and according to the invention, a fluctuating electrical potential Vc is applied to the extraction cathode, that is to say that a variation is made according to a predetermined variation profile.
En outre, avantageusement et selon l'invention, on place la cathode d'extraction entre le circuit intégré et l'anode de détection des moyens d'imagerie.In addition, advantageously and according to the invention, the extraction cathode is placed between the integrated circuit and the detection anode of the imaging means.
Avantageusement et selon l'invention, on applique sur une électrode, dite anode d'extraction, placée immédiatement au-dessus de la surface du circuit intégré, un potentiel électrique Vr positif. Avantageusement et selon l'invention, Vr≤Vb. Avantageusement et selon l'invention, l'anode d'extraction est en forme de couronne s'étendant dans un plan transversal au faisceau, la cathode d'extraction est en forme de couronne s'étendant dans un plan transversal au faisceau, la cathode d'extraction et l'anode d'extraction sont coplanaires coaxiales, la cathode d'extraction ayant les plus petites dimensions radiales et étant disposée à l'intérieur de l'anode d'extraction. Avantageusement et selon l'invention, on applique sur l'anode de détection un potentiel électrique Vs positif, de préférence fixe, tel que la différence Vs-Vb soit égale ou supérieure au potentiel nominal de fonctionnement de l'anode de détection. De la sorte, on ne nuit pas à la qualité de l'image formée par détection des électrons secondaires par contraste de potentiel. Avantageusement et selon l'invention, on choisit Vs tel que Vs-Vb>Vb— Vc.Advantageously and according to the invention, a positive electrical potential Vr is applied to an electrode, called an extraction anode, placed immediately above the surface of the integrated circuit. Advantageously and according to the invention, Vr≤Vb. Advantageously and according to the invention, the extraction anode is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam, the extraction cathode is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam, the cathode extraction and the extraction anode are coaxial co-axial, the extraction cathode having the smallest radial dimensions and being arranged inside the extraction anode. Advantageously and according to the invention, a positive electrical potential Vs, preferably fixed, is applied to the detection anode, such that the difference Vs-Vb is equal to or greater than the nominal operating potential of the detection anode. In this way, there is no harm to the quality of the image formed by detection of the secondary electrons by potential contrast. Advantageously and according to the invention, Vs is chosen such that Vs-Vb> Vb— Vc.
Avantageusement, le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce qu'on place le circuit intégré sur un porte-échantillon isoléAdvantageously, the method according to the invention is also characterized in that the integrated circuit is placed on an isolated sample holder
10 électriquement du potentiel de masse, à l'intérieur d'une chambre à vide, et en ce qu'on relie électriquement les broches du circuit intégré à une source de tension située à l'extérieur de la chambre à vide, par des moyens de liaison électrique traversant une paroi de la chambre à vide, ces moyens de liaison électrique étant isolés électriquement de cette paroi. Ainsi, avantageusement, dans une installation selon l'invention, le porte-échantillon est porté par une paroi de la chambre à vide dont il est isolé électriquement, et comprend des connecteurs électriques recevant les broches du circuit intégré, ces connecteurs étant reliés électriquement à une source de tension située à l'extérieur de la chambre à vide par des moyens de liaison électrique traversant une paroi de la chambre à vide, ces moyens de liaison électrique étant isolés électriquement de cette paroi.10 electrically from the ground potential, inside a vacuum chamber, and in that the pins of the integrated circuit are electrically connected to a voltage source situated outside the vacuum chamber, by means of electrical connection passing through a wall of the vacuum chamber, these electrical connection means being electrically isolated from this wall. Thus, advantageously, in an installation according to the invention, the sample holder is carried by a wall of the vacuum chamber from which it is electrically isolated, and comprises electrical connectors receiving the pins of the integrated circuit, these connectors being electrically connected to a voltage source located outside the vacuum chamber by electrical connection means passing through a wall of the vacuum chamber, these electrical connection means being electrically isolated from this wall.
L'invention concerne aussi un procédé et une installation caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent des exemples et de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :The invention also relates to a method and an installation characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below. Other objects, characteristics and advantages of the invention appear from the examples and from the following description which refers to the appended figures in which:
- la figure 1 est un schéma illustrant en coupe axiale les principaux éléments constitutifs d'une installation selon l'invention, - la figure 2 est un diagramme illustrant à titre comparatif la dérive des paramètres d'un transistor bipolaire ayant subi un procédé conforme à l'état de la technique antérieur,- Figure 1 is a diagram illustrating in axial section the main components of an installation according to the invention, - Figure 2 is a diagram illustrating for comparison the drift of the parameters of a bipolar transistor having undergone a process in accordance with the state of the prior art,
- la figure 3 est un diagramme illustrant l'absence de dérive des paramètres d'un transistor bipolaire ayant subi un procédé selon l'invention,FIG. 3 is a diagram illustrating the absence of drift of the parameters of a bipolar transistor having undergone a method according to the invention,
- la figure 4 est un diagramme illustrant un exemple de profil de variation au cours du temps du potentiel électrique Vb appliqué sur les broches d'un circuit intégré dans un procédé selon l'invention,FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a variation profile over time of the electric potential Vb applied to the pins of an integrated circuit in a method according to the invention,
- la figure 5 est un schéma similaire à la figure 1 représentant un autre mode de réalisation de l'invention.- Figure 5 is a diagram similar to Figure 1 showing another embodiment of the invention.
L'installation représentée figure 1 est une installation de correction des défauts de circuits intégrés par un faisceau d'ions focalisé FIB dontThe installation represented in FIG. 1 is an installation for correcting faults in integrated circuits by a focused ion beam FIB of which
11 les principaux éléments constitutifs sont connus en eux-mêmes et ne sont donc ni décrits ni représentés en détail. Une telle installation est par exemple un système IDS P2X commercialisé par la Société SCHLUMBERGER (San José, CA 95110-1397, USA). D'autres installations semblables sont commercialisées par les sociétés FEI Company (Hillsboro, OR 97124-5830, USA) et MICRION Corporation (Peabody, MA 01960-7990, USA).11 the main constituent elements are known in themselves and are therefore neither described nor shown in detail. Such an installation is, for example, an IDS P2X system marketed by the company SCHLUMBERGER (San José, CA 95110-1397, USA). Other similar installations are marketed by the companies FEI Company (Hillsboro, OR 97124-5830, USA) and MICRION Corporation (Peabody, MA 01960-7990, USA).
Une telle installation comprend une colonne 1 de formation d'un faisceau d'ions positifs. Cette colonne 1 permet d'émettre des ions, de les accélérer avec l'énergie appropriée et de focaliser le faisceau. Elle comprend une chambre à vide 2 en forme de colonne adaptée pour délimiter une enceinte 3 close et associée à des moyens pour réaliser un vide poussé (de l'ordre de 10"8 Torr, soit 10"6Pa) dans cette enceinte 3. Les parois de la chambre à vide 2 sont conductrices (métalliques) et définissent le potentiel de masse de l'installation.Such an installation comprises a column 1 for forming a beam of positive ions. This column 1 makes it possible to emit ions, to accelerate them with the appropriate energy and to focus the beam. It comprises a vacuum chamber 2 in the form of a column adapted to delimit a closed enclosure 3 and associated with means for producing a high vacuum (of the order of 10 "8 Torr, or 10 " 6 Pa) in this enclosure 3. The walls of the vacuum chamber 2 are conductive (metallic) and define the ground potential of the installation.
La colonne 1 comprend, à une extrémité, une source d'ions 4, par exemple un échantillon de gallium réchauffé par une tension continue issue d'un générateur 5 d'une tension électrique continue.Column 1 comprises, at one end, an ion source 4, for example a sample of gallium heated by a direct voltage coming from a generator 5 of a direct electric voltage.
Les ions positifs sont extraits de la source 4 et accélérés par un dispositif extracteur/accélérateur comprenant au moins un générateur 6 d'une tension électrique continue d'accélération Uac de valeur fixe mais de préférence réglable, dont la borne négative est reliée aux parois de la chambre à vide 2 et dont la borne positive est reliée à une électrode d'accélération 7. A l'aval de l'électrode d'accélération 7, les ions du faisceau sont émis avec une énergie correspondant à la tension d'accélération Uac, qui est supérieure à 20,5keV, par exemple de l'ordre de 30keV, ou 50keV, voire même plus, selon un faisceau d'axe 39.The positive ions are extracted from the source 4 and accelerated by an extractor / accelerator device comprising at least one generator 6 of a continuous electrical voltage of acceleration Uac of fixed value but preferably adjustable, the negative terminal of which is connected to the walls of the vacuum chamber 2 and the positive terminal of which is connected to an acceleration electrode 7. Downstream of the acceleration electrode 7, the beam ions are emitted with an energy corresponding to the acceleration voltage Uac , which is greater than 20.5 keV, for example of the order of 30 keV, or 50 keV, or even more, according to a beam of axis 39.
Un dispositif 8, connu en soi, permet de focaliser, d'orienter et de commander le balayage du faisceau d'ions émis sur une zone à traiter. Il comprend un ou plusieurs condenseurs et des moyens de déviations transversales du faisceau selon deux directions orthogonales transversales par rapport à l'axe 39 du faisceau (en X et en Y, l'axe 39 représentant les coordonnées en Z). Ce dispositif 8 est piloté ainsi que l'ensemble de l'installation par un système informatique (non représenté).A device 8, known per se, makes it possible to focus, orient and control the scanning of the ion beam emitted over an area to be treated. It includes one or more condensers and means for transverse deflection of the beam in two orthogonal directions transverse to the axis 39 of the beam (in X and in Y, the axis 39 representing the coordinates in Z). This device 8 is controlled as well as the entire installation by a computer system (not shown).
12 Le faisceau d'ions positifs arrive à une extrémité de la colonne 1 qui est opposée, selon l'axe 39, à la source d'ions 4, et est équipée d'une fenêtre guillotine 9, formée d'une ouverture 29 pouvant laisser passer le faisceau pouvant être ouverte ou refermée et obturée de façon étanche au vide par un écran 10 coulissant, mobile en translation et commandé par un dispositif motorisé 11.12 The beam of positive ions arrives at one end of the column 1 which is opposite, along the axis 39, to the ion source 4, and is equipped with a sash window 9, formed by an opening 29 which can leave pass the beam which can be opened or closed and closed in a vacuum-tight manner by a sliding screen 10, movable in translation and controlled by a motorized device 11.
L'écran 10 comprend une lumière 28 qui laisse passer le faisceau lorsqu'elle est en regard de l'ouverture 29, et une portion pleine 30 d'obturation adaptée pour obturer l'ouverture 29 lorsqu'elle est en regard de cette ouverture 29.The screen 10 comprises a light 28 which lets the beam pass when it is opposite the opening 29, and a solid shutter portion 30 adapted to close the opening 29 when it is opposite this opening 29 .
La fenêtre guillotine 9 débouche dans une deuxième chambre à vide 12 comprenant un porte-échantillon 13 apte à porter un circuit intégré 14 placé sur le trajet du faisceau d'ions débouchant de la fenêtre guillotine 9 de la colonne 1, c'est-à-dire au moins sensiblement centré sur l'axe 39 du faisceau. La deuxième chambre à vide 12 est adaptée pour délimiter une enceinte 15 close et est associée à des moyens pour réaliser un vide secondaire (de l'ordre de 10"6 Torr, soit 10"4Pa) dans cette enceinte 15. Les parois de la chambre à vide 12 sont conductrices (métalliques) et reliées au potentiel de masse, c'est-à-dire aux parois de la chambre à vide 2 de la colonne 1. La deuxième chambre à vide 12 comprend une première ouverture 16 recevant l'extrémité de la colonne 1 par l'intermédiaire de moyens d'étanchéité 17 préservant le vide dans l'enceinte 15. Ces moyens d'étanchéité 17 sont adaptés pour autoriser les déplacements relatifs transversaux de la colonne 1 (en X et en Y) et éventuellement en tilt (rotation autour des directions transversales X et Y), et un dispositif motorisé micrométrique (non représenté) est prévu pour contrôler la position transversale de la colonne 1 dans l'ouverture 16.The sash window 9 opens into a second vacuum chamber 12 comprising a sample holder 13 capable of carrying an integrated circuit 14 placed on the path of the ion beam emerging from the sash window 9 of the column 1, that is to say say at least substantially centered on the axis 39 of the beam. The second vacuum chamber 12 is adapted to delimit a closed enclosure 15 and is associated with means for producing a secondary vacuum (of the order of 10 "6 Torr, or 10 " 4 Pa) in this enclosure 15. The walls of the vacuum chamber 12 are conductive (metallic) and connected to the ground potential, that is to say to the walls of the vacuum chamber 2 of the column 1. The second vacuum chamber 12 comprises a first opening 16 receiving the end of column 1 by means of sealing means 17 preserving the vacuum in the enclosure 15. These sealing means 17 are adapted to allow relative transverse displacements of column 1 (in X and in Y) and possibly tilt (rotation around the transverse directions X and Y), and a micrometric motorized device (not shown) is provided to control the transverse position of the column 1 in the opening 16.
La chambre à vide 12 comprend une deuxième ouverture 18, opposée à la première ouverture 16 dans la direction axiale 39 du faisceau d'ions et de la colonne 1. Cette deuxième ouverture 18 est obturée, par l'intermédiaire de moyens d'étanchéité 19, par une plaque 20 qui est montée amovible par rapport à la chambre à vide 12. Cette plaque 20 constitue ainsi uneThe vacuum chamber 12 comprises a second opening 18, opposite the first opening 16 in the axial direction 39 of the ion beam and of the column 1. This second opening 18 is closed, by means of sealing means 19 , by a plate 20 which is removably mounted relative to the vacuum chamber 12. This plate 20 thus constitutes a
13 paroi amovible de la chambre à vide 12. Elle porte le porte-échantillon 13.13 removable wall of the vacuum chamber 12. It carries the sample holder 13.
Le porte-échantillon 13 est un support de circuit intégré, d'un type connu en soi, comprenant un corps en matière synthétique isolante globalement parallélépipédique, des connecteurs électriques femelles 40 adaptés pour recevoir des broches 22 de circuit intégré. Ces connecteurs électriques femelles 40 sont prolongés par des broches 21 de liaison électrique. Ces brochesThe sample holder 13 is an integrated circuit support, of a type known per se, comprising a generally parallelepipedic insulating plastic body, female electrical connectors 40 adapted to receive pins 22 of the integrated circuit. These female electrical connectors 40 are extended by pins 21 for electrical connection. These pins
21 traversent l'épaisseur de la plaque 20 tout en étant isolées électriquement de cette plaque 20. Pour ce faire, la plaque 20 est dotée de perçages traversant son épaisseur, remplis d'une matière isolante et étanche résistant au vide dans l'enceinte 15. Chaque perçage est traversé par l'une des broches 21 du porte- échantillon 13. Les broches 21 saillent des perçages, à l'extérieur de la plaque 20 et de l'enceinte 15 de façon à pouvoir être reliées électriquement à des dispositifs appropriés comme décrit ci-après.21 pass through the thickness of the plate 20 while being electrically insulated from this plate 20. To do this, the plate 20 is provided with bores passing through its thickness, filled with an insulating and leaktight material resistant to vacuum in the enclosure 15 Each hole is traversed by one of the pins 21 of the sample holder 13. The pins 21 project from the holes, outside the plate 20 and the enclosure 15 so as to be able to be electrically connected to suitable devices. as described below.
Ainsi, le porte-échantillon 13 est porté par la plaque 20 dont il est isolé électriquement. Le circuit intégré 14 est placé sur ce porte- échantillon 13 et est disposé dans l'enceinte 15 avec sa surface libre 23 du côté de sa couche isolante de passivation 24 orientée au moins sensiblement dans le plan transversal XY pour recevoir le faisceau d'ions issu de la colonne 1. Les brochesThus, the sample holder 13 is carried by the plate 20 from which it is electrically isolated. The integrated circuit 14 is placed on this sample holder 13 and is disposed in the enclosure 15 with its free surface 23 on the side of its passivation insulating layer 24 oriented at least substantially in the transverse plane XY to receive the ion beam from column 1. The pins
22 de connexion du circuit intégré 14 sont engagées dans des connecteurs femelles 40 du porte-échantillon 13 et reliées électriquement via ces connecteurs femelles 40, aux broches 21 correspondantes du porte-échantillon 13 qui débouchent et sont accessibles de l'extérieur de la chambre à vide 12.22 for connection to the integrated circuit 14 are engaged in female connectors 40 of the sample holder 13 and electrically connected via these female connectors 40 to the corresponding pins 21 of the sample holder 13 which open and are accessible from outside the chamber. empty 12.
Un générateur de tension électrique continue 25, placé à l'extérieur de l'enceinte 15 de la chambre à vide 12, a sa borne négative (cathode) reliée électriquement au potentiel de masse, c'est-à-dire à une paroi de la chambre à vide 12, et sa borne positive (anode) reliée électriquement à toutes les broches 21, en court-circuit, qui sont reliées aux broches 22 de connexion du circuit intégré 14. Ce générateur 25 est une source de tension apte à délivrer une tension continue fixe ou variable, de préférence réglable, comprise entre 0,1 kV et Uac-Ui, où Ui est la tension électrique correspondant à l'énergie incidente Ei du faisceau d'ions sur le circuit intégré 14, qui est adaptée pour pouvoir réaliser une gravure et/ou un dépôt sans masque en une zone localisée submicrométrique duA DC voltage generator 25, placed outside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12, has its negative terminal (cathode) electrically connected to the ground potential, that is to say to a wall of the vacuum chamber 12, and its positive terminal (anode) electrically connected to all the pins 21, in short circuit, which are connected to the connection pins 22 of the integrated circuit 14. This generator 25 is a voltage source capable of delivering a fixed or variable direct voltage, preferably adjustable, between 0.1 kV and Uac-Ui, where Ui is the electric voltage corresponding to the incident energy Ei of the ion beam on the integrated circuit 14, which is suitable for ability to perform etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric area of the
14 circuit intégré 14.14 integrated circuit 14.
Avantageusement et selon l'invention, Ei est supérieure ou égale à 20keV, Ui est supérieure ou égale à 20kV, Uac est supérieure ou égale àAdvantageously and according to the invention, Ei is greater than or equal to 20keV, Ui is greater than or equal to 20kV, Uac is greater than or equal to
20,5kV, et la tension continue égale au potentiel électrique Vb positif appliqué sur les broches 21 et sur les broches 22 du circuit intégré, est comprise entre20.5kV, and the direct voltage equal to the positive electrical potential Vb applied to pins 21 and to pins 22 of the integrated circuit, is between
500V et Uac-20kV. Il est à noter que le reste du circuit intégré 14 est isolé de toute autre source de potentiel, et notamment n'est pas relié au potentiel de masse, contrairement à la pratique générale antérieure.500V and Uac-20kV. It should be noted that the rest of the integrated circuit 14 is isolated from any other source of potential, and in particular is not connected to the ground potential, unlike previous general practice.
Le générateur 25 est par exemple une source de tension continue ajustable entre 500V et lOkV, de sorte que Vb peut être ajusté entre lkV et lOkV, par exemple de l'ordre de 4kV.The generator 25 is for example an adjustable DC voltage source between 500V and lOkV, so that Vb can be adjusted between lkV and lOkV, for example of the order of 4kV.
Vb est inférieur à Uac. Le rapport Uac/Vb est de préférence compris entre 3 et 50.Vb is less than Uac. The Uac / Vb ratio is preferably between 3 and 50.
La figure 4 est un diagramme illustrant un exemple de profil de variation du potentiel Vb au cours du temps lors du traitement d'un circuit intégré 14 par le faisceau d'ions.FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a profile of variation of the potential Vb over time during the processing of an integrated circuit 14 by the ion beam.
Sur cette figure, tO est l'instant du début de l'application du faisceau, c'est-à-dire le début du balayage du faisceau sur la zone à traiter, commandé par le dispositif 8 de la colonne 1, et tfin est l'instant de la fin de l'application du faisceau, c'est-à-dire la fin du balayage (commandée par une tension, dite tension de "blanking", de déviation latérale du faisceau hors de la surface 23 du circuit intégré 14).In this figure, t0 is the instant of the start of the application of the beam, that is to say the start of the scanning of the beam over the area to be treated, controlled by the device 8 of column 1, and tfin is the instant of the end of the application of the beam, that is to say the end of the scanning (controlled by a voltage, called "blanking" voltage, of lateral deflection of the beam outside the surface 23 of the integrated circuit 14).
Comme on le voit, on augmente graduellement le potentielAs we can see, we gradually increase the potential
Vb à partir de tO pour atteindre, au bout d'une durée t2, une valeur maximale Vbmax qui est par exemple de l'ordre de 4kV. De préférence, t2 est inférieure à la moitié de la durée totale du traitement du circuit par le faisceau, c'est-à-dire àVb from tO to reach, at the end of a period t2, a maximum value Vbmax which is for example of the order of 4kV. Preferably, t2 is less than half the total duration of the beam processing of the circuit, that is to say at
(tfin-t0)/2. Dans l'exemple représenté, avantageusement et selon l'invention, la croissance de Vb de 0 à Vbmax est effectuée en deux étapes successives, correspondant à des vitesses de croissance différentes. Dans une première étape, de durée tl, on fait croître Vb jusqu'à une valeur Vbi avec une vitesse de croissance adaptée pour éviter la charge progressive du circuit intégré 14 sous l'effet du faisceau d'ions. Par(tfin-t0) / 2. In the example shown, advantageously and according to the invention, the growth of Vb from 0 to Vbmax is carried out in two successive stages, corresponding to different growth rates. In a first step, of duration tl, Vb is made to grow to a value Vbi with a growth rate adapted to avoid the progressive charge of the integrated circuit 14 under the effect of the ion beam. Through
15 exemple, tl est compris entre ls et 5s, notamment de l'ordre de 2s, et Vbi est compris entre Vbmax/2 et 3Vbmax/4, notamment de l'ordre de 2Vbmax/3. De préférence, la croissance de Vb lors de cette première étape est linéaire, bien que d'autres types de courbes de croissance puissent être envisagés. Dans une deuxième étape, de durée t2-tl, on fait croître Vb de Vbi à Vbmax avec une vitesse de croissance plus faible que lors de la première étape, pour atteindre progressivement Vbmax. Autrement dit, t2/tl est supérieur à Vbmax/Vbi. Par exemple, t2 est comprise entre 5s et 15s, notamment de l'ordre de 8s. De préférence, la croissance de Vb lors de cette deuxième étape est également linéaire, bien que d'autres types de courbes de croissance puissent être envisagés.15 example, tl is between ls and 5s, in particular of the order of 2s, and Vbi is between Vbmax / 2 and 3Vbmax / 4, in particular of the order of 2Vbmax / 3. Preferably, the growth of Vb during this first step is linear, although other types of growth curves can be envisaged. In a second step, of duration t2-tl, one increases Vb from Vbi to Vbmax with a lower growth speed than during the first step, to gradually reach Vbmax. In other words, t2 / tl is greater than Vbmax / Vbi. For example, t2 is between 5s and 15s, in particular of the order of 8s. Preferably, the growth of Vb during this second step is also linear, although other types of growth curves can be envisaged.
Après la fin de l'application du faisceau d'ions sur le circuit intégré 14, c'est-à-dire à partir de tfin, on fait décroître Vb progressivement jusqu'à 0V, en une durée t3, de préférence linéaire. Par exemple, t3 est comprise entre ls et 5s, notamment de l'ordre de 2s.After the end of the application of the ion beam on the integrated circuit 14, that is to say from tfin, Vb is made to decrease progressively to 0V, over a duration t3, preferably linear. For example, t3 is between ls and 5s, in particular of the order of 2s.
Les valeurs de Vbi, Vbmax, tl, t2, t3 sont adaptées selon la nature du circuit intégré 14 à traiter, notamment selon l'épaisseur et la nature de sa couche isolante de passivation 24.The values of Vbi, Vbmax, tl, t2, t3 are adapted according to the nature of the integrated circuit 14 to be treated, in particular according to the thickness and the nature of its passivation insulating layer 24.
L'installation comprend en outre immédiatement au-dessus du circuit intégré 14, à l'intérieur de l'enceinte 15 de la chambre à vide 12, à une distance de sa surface libre 23 qui est comprise entre 0,5mm et 5mm, notamment de l'ordre de 2mm, une cathode d'extraction 26 en forme de couronne, centrée sur la direction axiale 39 du faisceau d'ions percée en son centre pour le passage du faisceau d'ions, et s'étendant dans le plan transversal XY perpendiculairement à l'axe 39 du faisceau d'ions, au moins sensiblement parallèlement à la surface libre 23 du circuit intégré 14.The installation further comprises immediately above the integrated circuit 14, inside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12, at a distance from its free surface 23 which is between 0.5mm and 5mm, in particular of the order of 2 mm, an extraction cathode 26 in the form of a crown, centered on the axial direction 39 of the ion beam pierced in its center for the passage of the ion beam, and extending in the transverse plane XY perpendicular to the axis 39 of the ion beam, at least substantially parallel to the free surface 23 of the integrated circuit 14.
Cette cathode d'extraction 26 est reliée électriquement par un conducteur 35 à un connecteur femelle 40 du porte-échantillon 13, lui-même prolongé par l'une des broches 21 débouchant à l'extérieur de la chambre à vide 12. Cette broche 21 est reliée à la borne négative d'un générateur 27 de tension électrique continue, placé à l'extérieur de l'enceinte 15 de la chambre à vide 12. La borne positive de ce générateur de tension 27 est reliée au potentiel de masse,This extraction cathode 26 is electrically connected by a conductor 35 to a female connector 40 of the sample holder 13, itself extended by one of the pins 21 opening out to the outside of the vacuum chamber 12. This pin 21 is connected to the negative terminal of a generator 27 of DC electrical voltage, placed outside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12. The positive terminal of this voltage generator 27 is connected to the ground potential,
16 c'est-à-dire à une paroi de la chambre à vide 12. De la sorte, la cathode d'extraction 27 est placée à un potentiel électrique Vc négatif ou nul correspondant à la tension délivrée par ce générateur 27, qui est fixe ou variable, de préférence ajustable. Ce potentiel électrique Vc négatif ou nul est compris entre -16 that is to say to a wall of the vacuum chamber 12. In this way, the extraction cathode 27 is placed at a negative or zero electrical potential Vc corresponding to the voltage delivered by this generator 27, which is fixed or variable, preferably adjustable. This negative or zero electrical potential Vc is between -
(Uac-Ui) et le potentiel de masse (OV), fixe ou variable, de préférence réglable.(Uac-Ui) and the ground potential (OV), fixed or variable, preferably adjustable.
De préférence, et selon l'invention, -Vc (valeur absolue de Vc) est inférieur à lOkV.Preferably, and according to the invention, -Vc (absolute value of Vc) is less than 10kV.
En outre, -Vc est inférieur à Uac. Lorsque Vc est non nul, le rapport Uac-Vc est de préférence compris entre 3 et 100.In addition, -Vc is less than Uac. When Vc is not zero, the Uac-Vc ratio is preferably between 3 and 100.
Vb et Vc sont adaptés pour créer un champ électrique local immédiatement au-dessus de la surface 23, parallèle à l'axe 39 du faisceau et au moins sensiblement perpendiculaire à la surface 23 du circuit intégré 14, et apte à s'opposer à l'accumulation des espèces cationiques sur cette surface 23. De préférence et selon l'invention, pour favoriser le passage et la détection des électrons secondaires -Vc<Vb. Encore plus préférentiellement et selon l'invention, Vb+Vc≥500V.Vb and Vc are adapted to create a local electric field immediately above the surface 23, parallel to the axis 39 of the beam and at least substantially perpendicular to the surface 23 of the integrated circuit 14, and capable of opposing the 'accumulation of cationic species on this surface 23. Preferably and according to the invention, to promote the passage and detection of secondary electrons -Vc <Vb. Even more preferably and according to the invention, Vb + Vc≥500V.
L'installation comprend aussi un détecteur 31 des électrons secondaires émis permettant d'obtenir une image microscopique par contraste de potentiel. Le détecteur 31 comprend une anode de détection 32 et une source 33 de tension électrique continue positive fixe, adaptée pour appliquer un potentiel électrique Vs positif fixe sur l'anode de détection 32.The installation also includes a detector 31 of the secondary electrons emitted, making it possible to obtain a microscopic image by potential contrast. The detector 31 comprises a detection anode 32 and a source 33 of fixed positive continuous electric voltage, adapted to apply a positive positive electrical potential Vs to the detection anode 32.
La source de tension 33 est de préférence réglable et est adaptée pour que Vs-Vb soit égale ou supérieure au potentiel nominal de fonctionnement de l'anode de détection 32, qui est classiquement de l'ordre deThe voltage source 33 is preferably adjustable and is adapted so that Vs-Vb is equal to or greater than the nominal operating potential of the detection anode 32, which is conventionally of the order of
12kV. Ainsi, si Vb=4kV, Vs=16kV. De la sorte, le champ électrique reste de l'ordre du champ électrique nominal nécessaire au fonctionnement du détecteur12kV. So, if Vb = 4kV, Vs = 16kV. In this way, the electric field remains of the order of the nominal electric field necessary for the operation of the detector.
31, notamment de l'ordre de 12kV.31, in particular of the order of 12kV.
De préférence, on choisit Vs de telle sorte que Vs-Vb>Vb-Vc>0. De la sorte, les électrons secondaires peuvent traverser l'orifice central de la cathode d'extraction 26 et être captés par l'anode de détection 32, ce qui permet d'obtenir une bonne qualité d'image par le détecteur 31.Preferably, Vs is chosen so that Vs-Vb> Vb-Vc> 0. In this way, the secondary electrons can pass through the central orifice of the extraction cathode 26 and be picked up by the detection anode 32, which makes it possible to obtain good image quality by the detector 31.
17 Par ailleurs, il est également prévu, avantageusement et selon l'invention, une anode d'extraction 34, placée immédiatement au-dessus de la surface 23 du circuit intégré 14, et sur laquelle on applique un potentiel électrique Vr positif. Cette anode d'extraction 34 permet d'éviter l'accumulation des charges négatives sur la surface 23 et facilite en particulier l'extraction des électrons secondaires. L'anode d'extraction 34 peut être disposée au même niveau et autour de la cathode d'extraction 26, qui sont toutes deux en forme de couronne, coplanaires, coaxiales, concentriques. L'anode d'extraction 34 est à la même distance de la surface 23 du circuit intégré que la cathode d'extraction 26. Le branchement de l'anode d'extraction 34 peut être similaire à celui de la cathode d'extraction 26. L'anode d'extraction 34 est ainsi reliée par un conducteur 36 à l'un des connecteurs femelles 40 du porte-échantillon 13, lui-même prolongé par l'une des broches 21 débouchant à l'extérieur de la chambre à vide 12, qui est reliée à la borne positive d'un générateur 37 de tension électrique continue, placé à l'extérieur de l'enceinte 15 de la chambre à vide 12. La borne négative de ce générateur 37 est reliée au potentiel de masse, c'est-à-dire à une paroi de la chambre à vide 12. De la sorte, l'anode d'extraction 34 est placée à un potentiel électrique Vr positif correspondant à la tension délivrée par ce générateur 37, qui est fixe ou variable, de préférence ajustable. Enfin, l'installation comprend aussi un ou plusieurs injecteur(s) de gaz 38, relié(s) électriquement au potentiel de masse, qui permet, selon le gaz utilisé, d'effectuer des dépôts ou des gravures sélectives de couches métalliques ou d'oxydes. Un tel injecteur de gaz 38 est mobile (par exemple, parallèlement à l'axe 39 du faisceau comme représenté) pour être rapproché du circuit intégré 14 lors de l'injection du gaz, les mouvements étant commandés par un dispositif motorisé approprié connu en soi. Cet injecteur de gaz 28 est relié à des sources de gaz, à l'extérieur de l'enceinte 15, de façon conventionnelle.17 Furthermore, there is also provided, advantageously and according to the invention, an extraction anode 34, placed immediately above the surface 23 of the integrated circuit 14, and to which a positive electrical potential Vr is applied. This extraction anode 34 makes it possible to avoid the accumulation of negative charges on the surface 23 and in particular facilitates the extraction of the secondary electrons. The extraction anode 34 can be arranged at the same level and around the extraction cathode 26, which are both in the form of a crown, coplanar, coaxial, concentric. The extraction anode 34 is at the same distance from the surface 23 of the integrated circuit as the extraction cathode 26. The connection of the extraction anode 34 can be similar to that of the extraction cathode 26. The extraction anode 34 is thus connected by a conductor 36 to one of the female connectors 40 of the sample holder 13, itself extended by one of the pins 21 emerging outside the vacuum chamber 12 , which is connected to the positive terminal of a generator 37 of DC electrical voltage, placed outside the enclosure 15 of the vacuum chamber 12. The negative terminal of this generator 37 is connected to the ground potential, c that is to say to a wall of the vacuum chamber 12. In this way, the extraction anode 34 is placed at a positive electrical potential Vr corresponding to the voltage delivered by this generator 37, which is fixed or variable , preferably adjustable. Finally, the installation also includes one or more gas injector (s) 38, electrically connected to the ground potential, which makes it possible, depending on the gas used, to carry out selective deposits or etchings of metal layers or 'oxides. Such a gas injector 38 is movable (for example, parallel to the axis 39 of the beam as shown) to be brought closer to the integrated circuit 14 during the injection of the gas, the movements being controlled by an appropriate motorized device known per se . This gas injector 28 is connected to gas sources, outside the enclosure 15, in a conventional manner.
Il est à noter que la cathode d'extraction 26 et l'anode d'extraction 34 sont interposées entre la surface 23 du circuit intégré et l'anode de détection 32 d'une part, et l'injecteur de gaz 38 d'autre part.It should be noted that the extraction cathode 26 and the extraction anode 34 are interposed between the surface 23 of the integrated circuit and the detection anode 32 on the one hand, and the gas injector 38 on the other go.
L'orifice central de la cathode d'extraction 26 est adapté pour permettre le passage du faisceau d'ions sur la zone du circuit à traiter et leThe central orifice of the extraction cathode 26 is adapted to allow the passage of the ion beam over the area of the circuit to be treated and the
18 passage de l'aiguille 38 d'injection de gaz. Le diamètre externe de l'anode d'extraction 34 est adapté pour couvrir au moins sensiblement toute la surface 23 de la couche isolante de passivation 24 du circuit intégré 14.18 passage of the gas injection needle 38. The external diameter of the extraction anode 34 is adapted to cover at least substantially the entire surface 23 of the passivation insulating layer 24 of the integrated circuit 14.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, l'installation comprend encore la source de tension 25 permettant d'appliquer le potentiel Vb positif sur toutes les broches du circuit, et une source d'électrons 41 placée au- dessus et à proximité immédiate de la surface 23 du circuit intégré 14. Cette source d'électrons est par exemple formée d'un filament 44 de matériau conducteur tel que du tungstène placé dans une chambre 45 close à parois métalliques dotée d'un orifice 42 de sortie des électrons orienté vers la surface 23 du circuit intégré 14 (plus exactement vers la zone d'impact 43 du faisceau d'ions sur le circuit intégré 14). Une source de courant 46 permet de faire circuler un courant électrique dans le filament 44 pour le chauffer en vue de l'émission d'électrons. Dans ce mode de réalisation, le potentiel Vb sert aussi à attirer les électrons issus de la source 41 qui neutralisent au moins partiellement la surface du circuit intégré 14. Il est à noter que cette source d'électrons 41 est beaucoup plus simple qu'un canon à électrons tel qu'un "FLOODGUN" mais procure des effets semblables. La source de courant 46 peut être commandée et ajustée de l'extérieur de la chambre 12 pour optimiser la quantité d'électrons émise selon l'effet de neutralisation électrique à obtenir sur la surface 23 du circuit intégré.In the embodiment of FIG. 5, the installation also includes the voltage source 25 enabling the positive potential Vb to be applied to all the pins of the circuit, and an electron source 41 placed above and in the immediate vicinity of the surface 23 of the integrated circuit 14. This source of electrons is for example formed of a filament 44 of conductive material such as tungsten placed in a closed chamber 45 with metal walls provided with an orifice 42 for the outlet of the oriented electrons towards the surface 23 of the integrated circuit 14 (more precisely towards the impact zone 43 of the ion beam on the integrated circuit 14). A current source 46 makes it possible to circulate an electric current in the filament 44 to heat it for the emission of electrons. In this embodiment, the potential Vb also serves to attract the electrons coming from the source 41 which at least partially neutralize the surface of the integrated circuit 14. It should be noted that this source of electrons 41 is much simpler than a electron gun such as a "FLOODGUN" but provides similar effects. The current source 46 can be controlled and adjusted from outside the chamber 12 to optimize the quantity of electrons emitted according to the electrical neutralization effect to be obtained on the surface 23 of the integrated circuit.
Dans ce mode de réalisation, l'anode d'extraction 34 est supprimée afin d'éviter d'attirer les électrons de neutralisation vers cette anode. Par contre, la cathode d'extraction 26 peut être conservée.In this embodiment, the extraction anode 34 is eliminated in order to avoid attracting the neutralizing electrons to this anode. On the other hand, the extraction cathode 26 can be kept.
Exemples:Examples:
On réalise, avec une installation selon l'invention, telle que représentée figure 1, des essais pour déterminer l'apparition des phénomènes de dépôts périphériques ("OVERSPRAY"), de décharges électrostatiques (ESD), ou des dérives de paramètres. Dans tous les essais, on a choisi Uac=30kV et Vs=12kV.With an installation according to the invention, as shown in FIG. 1, tests are carried out to determine the appearance of the phenomena of peripheral deposits ("OVERSPRAY"), electrostatic discharges (ESD), or parameter drifts. In all the tests, Uac = 30kV and Vs = 12kV were chosen.
Pour les phénomènes de dépôts périphériques, on déposeFor the phenomena of peripheral deposits, we deposit
19 sous FIB sur un circuit intégré 14 CMOS ayant une couche isolante de passivation 24 de Si02 de l,4μm d'épaisseur, une piste de platine de lOμmxlμm, (le faisceau d'ions étant focalisé et balayé sur cette zone de circuit intégré), le gaz étant le (méthylcyclopentadientyl) triméthyl platinum [(MeCp) PtMe3]. On observe par les moyens 31 d'imagerie microscopique (contraste de potentiel à partir des électrons secondaires), l'apparition ou non d'une tâche de matériau conducteur autour du dépôt principal de lOμmxlμm.19 under FIB on an integrated circuit 14 CMOS having an insulating passivation layer 24 of SiO 2 of 1.4 μm thick, a platinum track of 10 μm × 1 μm, (the ion beam being focused and scanned over this area of integrated circuit), the gas being (methylcyclopentadientyl) trimethyl platinum [(MeCp) PtMe 3 ]. We observe by the means 31 of microscopic imaging (potential contrast from the secondary electrons), the appearance or not of a spot of conductive material around the main deposit of lOμmxlμm.
Pour les phénomènes de décharges électrostatiques, on utilise un circuit intégré CMOS ayant une couche isolante de passivation de SiN4 (particulièrement sensible à de tels phénomènes) de l,4μm d'épaisseur. On applique un faisceau d'ions émis avec un courant d'émission de lOOpA d'intensité sur une zone de 25μmx25μm. On effectue quatre balayages successifs, chaque balayage ayant une durée de 25ms, et étant suivi d'une suppression complète du faisceau par application d'une tension de "blanking" déviant le faisceaux hors du circuit intégré.For the phenomena of electrostatic discharges, a CMOS integrated circuit is used having an insulating passivation layer of SiN 4 (particularly sensitive to such phenomena) of 1.4 μm in thickness. An ion beam emitted with an intensity current of lOOpA is applied to an area of 25 μmx25 μm. Four successive scans are carried out, each scan having a duration of 25 ms, and being followed by a complete suppression of the beam by application of a "blanking" voltage deflecting the beams out of the integrated circuit.
L'apparition ou non de puits de décharges électrostatiques est observée par les moyens 31 d'imagerie microscopique.The appearance or not of electrostatic discharge wells is observed by the means 31 of microscopic imaging.
La dérive des paramètres est étudiée en technologie CMOS et en technologie bipolaire. Pour la technologie CMOS, on utilise un transistor CMOS à grille flottante en établissant la courbe caractéristique Id=f(vg) (Id courant de drain ; Vg tension de grille) avant et après l'application d'un faisceau d'ions. Pour la technologie bipolaire, on utilise un transistor bipolaire et l'on établit la courte caractéristique du gain β : Ic=f(IB) (le courant du collecteur ; IB courant de base) avant et après l'application d'un faisceau d'ions avec un courant d'émission de 50pA, que l'on balaye sur toute la surface du transistor (de 150μm x 150μm pour le transistor bipolaire, et 25μm x 25μm pour le transistor CMOS) pendant 5s.Parameter drift is studied in CMOS technology and in bipolar technology. For CMOS technology, a CMOS transistor with a floating gate is used by establishing the characteristic curve Id = f (vg) (Id drain current; Vg gate voltage) before and after the application of an ion beam. For bipolar technology, a bipolar transistor is used and the short characteristic of the gain β is established: Ic = f (IB) (the collector current; IB basic current) before and after the application of a beam d 'ions with an emission current of 50pA, which is scanned over the entire surface of the transistor (150μm x 150μm for the bipolar transistor, and 25μm x 25μm for the CMOS transistor) for 5s.
Dans chaque essai, on apprécie en outre la qualité de l'image fournie par les moyens 31 d'imagerie microscopique par contraste de potentiel à partir des électrons secondaires. Cinq essais différents sont effectués, selon les valeurs données à Vb, Vc et Vr. Dans l'essai 1 , Vb=0 et la cathode et l'anode d'extraction 26, 34 sont supprimées. Cet essai est donc un essaiIn each test, the quality of the image provided by the means 31 of potential contrast microscopic imaging from the secondary electrons is also assessed. Five different tests are carried out, depending on the values given to Vb, Vc and Vr. In test 1, Vb = 0 and the cathode and the extraction anode 26, 34 are eliminated. This essay is therefore an essay
20 comparatif représentatif de l'état de la technique antérieur. Les essais 2 à 6 sont conformes à l'invention.20 comparative representative of the state of the prior art. Tests 2 to 6 are in accordance with the invention.
Le tableau suivant résume les résultats obtenus.The following table summarizes the results obtained.
(Comparatif)(Comparative)
Essai 1 2 3 4 5 6Trial 1 2 3 4 5 6
Vb (kV) 0 0.8 0,8 0.8 0.8 0Vb (kV) 0 0.8 0.8 0.8 0.8 0
Vc (kV) - 0 - 0 -0.3 -0.3Vc (kV) - 0 - 0 -0.3 -0.3
Vr (kV) - - - 0 0.8 0.8Vr (kV) - - - 0 0.8 0.8
Ei (keV) 30 29.2 29,2 29.2 28.9 29.7Ei (keV) 30 29.2 29.2 29.2 28.9 29.7
Tâche Aucune Aucune Aucune Pas de tâche Aucune circulaire tâche tâche tâche circulaire tâcheTask None None None No task No circular task task task circular task
"Overspray" conductrice mince dépôt de 20 μm périphérique non conducteur de 2 à 3μm"Overspray" thin conductive deposit of 20 μm non-conductive device of 2 to 3 μm
ESD Oui Non Non Non Non NonESD Yes No No No No No
Dérive Oui Non Non Non Non Oui paramètresDrift Yes No No No No Yes parameters
CMOSCMOS
Dérive Oui Non Non Non Non Oui paramètres (figure 2) (figure 3) bipolaireDrift Yes No No No No Yes parameters (figure 2) (figure 3) bipolar
Qualité Bonne moyenne moyenne bonne excellente excellente d'image Quality Good Average Average Good Excellent Excellent Image
Comme on le voit sur les figures 2 et 3, l'invention permet d'éviter la dérive des paramètres d'un transistor bipolaire traité par un faisceau d'ions focalisé.As can be seen in FIGS. 2 and 3, the invention makes it possible to avoid the drift of the parameters of a bipolar transistor treated by a focused ion beam.
Les essais 2 à 5 démontrent que l'invention permet, de façon simple et sans "FLOODGUN", d'éviter les phénomènes de dépôts périphériques, de décharges électrostatiques, et les dérives des paramètres.Tests 2 to 5 demonstrate that the invention makes it possible, simply and without "FLOODGUN", to avoid the phenomena of peripheral deposits, electrostatic discharges, and the drift of the parameters.
Les essais 5 et 6 montrent en outre que l'anode d'extraction 34 a aussi pour effet d'améliorer la qualité de l'image en favorisant le passage des électrons secondaires jusqu'au détecteur 31.Tests 5 and 6 also show that the extraction anode 34 also has the effect of improving the quality of the image by promoting the passage of secondary electrons to the detector 31.
21 21

Claims

REVENDICATIONS 1/ - Procédé de correction des défauts de circuits intégrés (14) du type formés d'un substrat semi-conducteur, d'une pluralité de couches de matériaux semi-conducteurs et/ou conducteurs adaptées pour réaliser des fonctions électroniques sur des broches de connexion du circuit intégré, et d'une couche (24) isolante de passivation, dans lequel on utilise un faisceau d'ions positifs focalisé sur une surface (23) du circuit intégré (14) du côté de la couche (24) isolante de passivation avec une énergie incidente supérieure ou égale à 20keV adaptée pour pouvoir réaliser une gravure et/ou un dépôt sans masque en une zone localisée submicrométrique du circuit intégré (14), et dans lequel on observe la surface (23) du circuit intégré (14) avec des moyens (31) d'imagerie par contraste de potentiel à partir des électrons secondaires comprenant une anode de détection (32) placée à proximité de la surface (23) du circuit intégré (14), pour créer un champ électrique de détection des électrons secondaires, caractérisé en ce qu'on crée, immédiatement au-dessus de la surface (23) du circuit intégré (14), un champ électrique local adapté pour s'opposer à l'accumulation des espèces cationiques sur la surface (23) du circuit intégré sans annuler le champ électrique de détection des électrons secondaires, et on entretient ce champ électrique local pendant l'application du faisceau d'ions sur la surface (23) du circuit intégré. CLAIMS 1 / - Method for correcting faults in integrated circuits (14) of the type formed by a semiconductor substrate, a plurality of layers of semiconductor and / or conductive materials adapted to perform electronic functions on pins for connection of the integrated circuit, and an insulating passivation layer (24), in which a beam of positive ions focused on a surface (23) of the integrated circuit (14) is used on the side of the insulating layer (24) passivation with an incident energy greater than or equal to 20 keV suitable for being able to achieve etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric area of the integrated circuit (14), and in which the surface (23) of the integrated circuit is observed ( 14) with means (31) of potential contrast imaging from the secondary electrons comprising a detection anode (32) placed near the surface (23) of the integrated circuit (14), for cr er an electric field for the detection of secondary electrons, characterized in that one creates, immediately above the surface (23) of the integrated circuit (14), a local electric field adapted to oppose the accumulation of species cationic on the surface (23) of the integrated circuit without canceling the electric field of detection of secondary electrons, and this local electric field is maintained during the application of the ion beam on the surface (23) of the integrated circuit.
2/ - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ électrique local est orienté au moins sensiblement perpendiculairement à la surface (23) du circuit intégré.2 / - Method according to claim 1, characterized in that the local electric field is oriented at least substantially perpendicular to the surface (23) of the integrated circuit.
3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on maintient l'amplitude du champ électrique local fixe pendant au moins une partie de la durée d'application du faisceau d'ions sur la surface (23) du circuit intégré (14).3 / - Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the amplitude of the fixed local electric field is maintained for at least part of the duration of application of the ion beam on the surface (23 ) of the integrated circuit (14).
4/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fait varier l'amplitude du champ électrique local au cours du temps. 5/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on utilise un faisceau d'ions positifs émis avec une tension d'accélération Uac définie par rapport à un potentiel de masse, caractérisé en ce qu'on applique4 / - Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the amplitude of the local electric field is varied over time. 5 / - Method according to one of claims 1 to 4, wherein one uses a beam of positive ions emitted with an acceleration voltage Uac defined with respect to a ground potential, characterized in that one applies
22 sur toutes les broches (22) de connexion du circuit intégré (14) un même potentiel électrique Vb positif compris entre 0,1 kV et Uac-Ui, où Ui est la tension électrique correspondant à l'énergie incidente du faisceau sur le circuit intégré (14) et on isole le reste du circuit intégré (14) de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse.22 on all the pins (22) for connecting the integrated circuit (14), the same positive electrical potential Vb of between 0.1 kV and Uac-Ui, where Ui is the electrical voltage corresponding to the incident energy of the beam on the integrated circuit (14) and the rest of the integrated circuit (14) is isolated from any potential source, in particular ground potential.
6/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on applique sur une électrode, dite cathode d'extraction (26), placée immédiatement au-dessus de la surface (23) du circuit intégré (14), un potentiel électrique Vc négatif ou nul compris entre -(Uac-Ui) et le potentiel de masse. 11 - Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que : on émet le faisceau d'ions positifs avec une tension d'accélération Uac d'au moins 20,5kV, et on focalise le faisceau sur la surface (23) du circuit intégré (14) avec une énergie incidente supérieure ou égale à 20keV,6 / - Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that one applies to an electrode, called extraction cathode (26), placed immediately above the surface (23) of the integrated circuit (14 ), a negative or zero electrical potential Vc between - (Uac-Ui) and the ground potential. 11 - Method according to one of claims 5 and 6, characterized in that: the beam of positive ions is emitted with an acceleration voltage Uac of at least 20.5 kV, and the beam is focused on the surface ( 23) of the integrated circuit (14) with an incident energy greater than or equal to 20 keV,
- on applique sur toutes les broches (22) du circuit intégré (14) un même potentiel électrique Vb positif de valeur comprise entre 500V et Uac-20kV, et on isole le reste du circuit intégré de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse. 8/ - Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on relie toutes les broches (22) du circuit intégré (14) à la borne positive d'une même source de tension électrique (25) continue apte à délivrer ledit potentiel électrique Vb, et dont l'autre borne est reliée au potentiel de masse.- the same positive electrical potential Vb with a value between 500V and Uac-20kV is applied to all the pins (22) of the integrated circuit (14), and the rest of the integrated circuit is isolated from any potential source, in particular the potential of mass. 8 / - Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that all the pins (22) of the integrated circuit (14) are connected to the positive terminal of the same source of electrical voltage (25) suitable for continuous delivering said electrical potential Vb, the other terminal of which is connected to ground potential.
9/ - Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que Vb est compris entre lkV et lOkV.9 / - Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that Vb is between lkV and lOkV.
10/ - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que Vb est de l'ordre de 4kV.10 / - Method according to claim 9, characterized in that Vb is of the order of 4kV.
11/ - Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que -Vc est inférieur à lOkV. 12/ - Procédé selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que -Vc<Vb.11 / - Method according to one of claims 6 to 10, characterized in that -Vc is less than lOkV. 12 / - Method according to one of claims 6 to 11, characterized in that -Vc <Vb.
13/ - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce13 / - Method according to claim 12, characterized in that
23 que Vb+Vc≥500V.23 than Vb + Vc≥500V.
14/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on applique sur une électrode, dite anode d'extraction (34), placée immédiatement au-dessus de la surface (23) du circuit intégré (14), un potentiel électrique Vr positif.14 / - Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that one applies to an electrode, said extraction anode (34), placed immediately above the surface (23) of the integrated circuit (14 ), a positive electrical potential Vr.
15/ - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que Vr≤Vb.15 / - Method according to claim 13, characterized in that Vr≤Vb.
16/ - Procédé selon la revendication 6 et l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que l'anode d'extraction (34) est en forme de couronne s'étendant dans un plan transversal au faisceau, en ce que la cathode d'extraction (26) est en forme de couronne s'étendant dans un plan transversal au faisceau, et en ce que la cathode d'extraction (26) et l'anode d'extraction (34) sont coplanaires coaxiales, la cathode d'extraction (26) ayant les plus petites dimensions radiales et étant disposée à l'intérieur de l'anode d'extraction (34).16 / - Method according to claim 6 and one of claims 14 and 15, characterized in that the extraction anode (34) is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam, in that the extraction cathode (26) is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam, and in that the extraction cathode (26) and the extraction anode (34) are coaxial co-axial, the cathode extraction (26) having the smallest radial dimensions and being arranged inside the extraction anode (34).
17/ - Procédé selon l'une des revendications 5 à 16, caractérisé en ce qu'on applique sur l'anode de détection (32) un potentiel électrique Vs positif tel que la différence Vs-Vb soit égale ou supérieure au potentiel nominal de fonctionnement de l'anode de détection (32). 18/ - Procédé selon les revendications 5 et 17, caractérisé en ce qu'on choisit Vs tel que Vs-Vb>Vb-Vc>0.17 / - Method according to one of claims 5 to 16, characterized in that a positive electrical potential Vs is applied to the detection anode (32) such that the difference Vs-Vb is equal to or greater than the nominal potential of operation of the detection anode (32). 18 / - Method according to claims 5 and 17, characterized in that one chooses Vs such that Vs-Vb> Vb-Vc> 0.
19/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'on place le circuit intégré (14) sur un porte-échantillon (13) isolé électriquement du potentiel de masse, à l'intérieur d'une chambre à vide (12), et en ce qu'on relie électriquement les broches (22) du circuit intégré (14) à une source de tension (25) située à l'extérieur de la chambre à vide (12), par des moyens (21) de liaison électrique traversant une paroi (20) de la chambre à vide (12) isolés électriquement de cette paroi (20).19 / - Method according to one of claims 1 to 18, characterized in that the integrated circuit (14) is placed on a sample holder (13) electrically isolated from ground potential, inside a chamber vacuum (12), and in that the pins (22) of the integrated circuit (14) are electrically connected to a voltage source (25) situated outside the vacuum chamber (12), by means (21) of electrical connection passing through a wall (20) of the vacuum chamber (12) electrically isolated from this wall (20).
20/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'on dispose une source d'électrons (41) au-dessus et à proximité immédiate de la surface (23) du circuit intégré (14) en vue de la neutraliser.20 / - Method according to one of claims 1 to 19, characterized in that there is an electron source (41) above and in the immediate vicinity of the surface (23) of the integrated circuit (14) in view to neutralize it.
24 21/ - Installation pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 20, comportant une chambre à vide (12) comprenant un porte-échantillon (13) apte à porter un circuit intégré (14) dont les défauts doivent être corrigés, des moyens (4, 5, 6, 7, 8) pour former un faisceau d'ions positifs focalisé sur une surface (23) du circuit intégré (14) du côté de la couche (24) isolante de passivation avec une énergie incidente supérieure ou égale à 20keV, adaptée pour permettre la réalisation d'une gravure et/ou d'un dépôt sans masque en une zone localisée submicrométrique du circuit intégré (14), et des moyens (31) d'imagerie par contraste de potentiel à partir des électrons secondaires comprenant une anode de détection (32) placée à proximité de la surface (23) du circuit intégré, pour créer un champ électrique de détection des électrons secondaires, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (13, 25, 26, 27) pour créer, immédiatement au-dessus de la surface (23) du circuit intégré, un champ électrique local adapté pour s'opposer à l'accumulation des espèces cationiques sur la surface (23) du circuit intégré sans annuler le champ électrique de détection des électrons secondaires, et pour entretenir ce champ électrique local pendant l'application du faisceau d'ions sur la surface (23) du circuit intégré.24 21 / - Installation for implementing a method according to one of claims 1 to 20, comprising a vacuum chamber (12) comprising a sample holder (13) capable of carrying an integrated circuit (14) the faults must be corrected, means (4, 5, 6, 7, 8) for forming a beam of positive ions focused on a surface (23) of the integrated circuit (14) on the side of the passivation insulating layer (24) with an incident energy greater than or equal to 20 keV, adapted to allow etching and / or deposition without mask in a localized submicrometric area of the integrated circuit (14), and means (31) for imaging by potential contrast from the secondary electrons comprising a detection anode (32) placed near the surface (23) of the integrated circuit, to create an electric field for detection of the secondary electrons, characterized in that it comprises means ( 13, 25, 26, 27) to create, immé diat above the surface (23) of the integrated circuit, a local electric field adapted to oppose the accumulation of cationic species on the surface (23) of the integrated circuit without canceling the electric field of detection of secondary electrons, and to maintain this local electric field during the application of the ion beam on the surface (23) of the integrated circuit.
22/ - Installation selon la revendication 21, caractérisé en ce que le champ électrique local est orienté au moins sensiblement perpendiculairement à la surface (23) du circuit intégré (14).22 / - Installation according to claim 21, characterized in that the local electric field is oriented at least substantially perpendicular to the surface (23) of the integrated circuit (14).
23/ - Installation selon l'une des revendications 21 et 22, caractérisée en ce que le champ électrique local est d'amplitude fixe.23 / - Installation according to one of claims 21 and 22, characterized in that the local electric field is of fixed amplitude.
24/ - Installation selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisée en ce que le champ électrique local est d'amplitude variable au cours du temps.24 / - Installation according to one of claims 21 to 23, characterized in that the local electric field is of amplitude variable over time.
25/ - Installation selon l'une des revendications 21 à 24, dans laquelle les moyens (4, 5, 6, 7, 8) pour former le faisceau d'ions positifs sont adaptés pour émettre ce faisceau avec une tension d'accélération Uac définie par rapport à un potentiel de masse, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (13, 21, 25) pour relier électriquement toutes les broches (22) de connexion du circuit intégré (14) à un même potentiel électrique Vb positif compris entre25 / - Installation according to one of claims 21 to 24, wherein the means (4, 5, 6, 7, 8) for forming the beam of positive ions are adapted to emit this beam with an acceleration voltage Uac defined with respect to a ground potential, characterized in that it comprises means (13, 21, 25) for electrically connecting all the pins (22) for connection of the integrated circuit (14) to the same positive electrical potential Vb included Between
25 0,lkV et Uac-Ui, où Ui est la tension électrique correspondant à l'énergie incidente du faisceau sur le circuit intégré (14), et des moyens (13) pouτ isoler le reste du circuit intégré (14) de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse. 26/ - Installation selon l'une des revendications 21 à 25, caractérisée en ce qu'elle comporte une électrode, dite cathode d'extraction (26), placée immédiatement au-dessus de la surface (23) du circuit intégré, et des moyens (26, 27, 35) pour appliquer sur cette cathode d'extraction (26) un potentiel électrique Vc négatif ou nul compris entre -(Uac-Ui) et le potentiel de masse.25 0, lkV and Uac-Ui, where Ui is the electric voltage corresponding to the incident energy of the beam on the integrated circuit (14), and means (13) for isolating the rest of the integrated circuit (14) from any source of potential, including mass potential. 26 / - Installation according to one of claims 21 to 25, characterized in that it comprises an electrode, called extraction cathode (26), placed immediately above the surface (23) of the integrated circuit, and means (26, 27, 35) for applying to this extraction cathode (26) a negative or zero electrical potential Vc between - (Uac-Ui) and the ground potential.
27/ - Installation selon l'une des revendications 25 et 26, caractérisée en ce qu'elle comprend :27 / - Installation according to one of claims 25 and 26, characterized in that it comprises:
- des moyens (4, 5, 6, 7) d'émission du faisceau d'ions positifs avec une tension d'accélération Uac d'au moins 20,5kV par rapport à un potentiel de masse de l'installation,- means (4, 5, 6, 7) for emitting the beam of positive ions with an acceleration voltage Uac of at least 20.5 kV relative to a ground potential of the installation,
- des moyens (7, 8) pour focaliser le faisceau sur la surface (23) du circuit intégré (14) avec une énergie incidente Ei supérieure ou égale à 20keV,- means (7, 8) for focusing the beam on the surface (23) of the integrated circuit (14) with an incident energy Ei greater than or equal to 20keV,
- des moyens (13, 21, 25) pour relier électriquement toutes les broches (22) du circuit intégré (14) à un même potentiel électrique Vb positif de valeur comprise entre 500V et Uac-20kV, et des moyens (13) pour isoler le reste du circuit intégré de toute source de potentiel, notamment du potentiel de masse.- means (13, 21, 25) for electrically connecting all the pins (22) of the integrated circuit (14) to the same positive electrical potential Vb with a value between 500V and Uac-20kV, and means (13) for isolating the rest of the integrated circuit from any potential source, in particular ground potential.
28/ - Installation selon l'une des revendications 25 à 27, caractérisée en ce que lesdits moyens (13, 21, 25) pour relier électriquement toutes les broches (22) du circuit intégré (14) à un même potentiel électrique Vb comprennent une source (25) de tension électrique continue dont la borne positive est reliée électriquement aux broches (22) du circuit intégré et dont l'autre borne est reliée au potentiel de masse. 29/ - Installation selon l'une des revendications 25 à 28, caractérisée en ce que Vb est compris entre lkV et lOkV.28 / - Installation according to one of claims 25 to 27, characterized in that said means (13, 21, 25) for electrically connecting all the pins (22) of the integrated circuit (14) to the same electrical potential Vb comprise a source (25) of direct electrical voltage whose positive terminal is electrically connected to the pins (22) of the integrated circuit and whose other terminal is connected to ground potential. 29 / - Installation according to one of claims 25 to 28, characterized in that Vb is between lkV and lOkV.
30/ - Installation selon la revendication 29, caractérisée en30 / - Installation according to claim 29, characterized in
26 ce que Vb est de l'ordre de 4kV.26 what Vb is around 4kV.
31/ - Installation selon l'une des revendications 26 à 30, caractérisée en ce que -Vc est inférieur à lOkV.31 / - Installation according to one of claims 26 to 30, characterized in that -Vc is less than lOkV.
32/ - Installation selon l'une des revendications 26 à 31, caractérisée en ce que -Vc<Vb.32 / - Installation according to one of claims 26 to 31, characterized in that -Vc <Vb.
33/ - Installation selon la revendication 32, caractérisée en ce que Vb+Vc>500V.33 / - Installation according to claim 32, characterized in that Vb + Vc> 500V.
34/ - Installation selon l'une des revendications 21 à 33, caractérisée en ce qu'elle comprend une électrode, dite anode d'extraction (34), placée immédiatement au-dessus de la surface (23) du circuit intégré (14), et des moyens (36, 37) pour appliquer sur cette anode d'extraction un potentiel électrique Vr positif.34 / - Installation according to one of claims 21 to 33, characterized in that it comprises an electrode, called extraction anode (34), placed immediately above the surface (23) of the integrated circuit (14) , and means (36, 37) for applying a positive electrical potential Vr to this extraction anode.
35/ - Installation selon la revendication 34, caractérisée en ce que Vr≤Vb. 36/ - Installation selon la revendication 26 et l'une des revendications 34 et 35, caractérisée en ce que l'anode d'extraction (34) est en forme de couronne s'étendant dans un plan transversal au faisceau, en ce que la cathode d'extraction (26) est en forme de couronne s'étendant dans un plan transversal au faisceau, en ce que la cathode d'extraction (26) et l'anode d'extraction (34) sont coplanaires coaxiales, la cathode d'extraction (26) ayant les plus petites dimensions radiales et étant disposée à l'intérieur de l'anode d'extraction (34).35 / - Installation according to claim 34, characterized in that Vr≤Vb. 36 / - Installation according to claim 26 and one of claims 34 and 35, characterized in that the extraction anode (34) is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam, in that the extraction cathode (26) is in the form of a crown extending in a plane transverse to the beam, in that the extraction cathode (26) and the extraction anode (34) are coaxial coplanar, the cathode d extraction (26) having the smallest radial dimensions and being arranged inside the extraction anode (34).
37/ - Installation selon l'une des revendications 21 à 36, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (33) aptes à appliquer sur l'anode de détection (32) un potentiel électrique Vs fixe tel que la différence37 / - Installation according to one of claims 21 to 36, characterized in that it comprises means (33) capable of applying to the detection anode (32) a fixed electrical potential Vs such that the difference
Vs-Vb soit égale ou supérieure au potentiel nominal de fonctionnement de l'anode de détection (32).Vs-Vb is equal to or greater than the nominal operating potential of the detection anode (32).
38/ - Installation selon les revendications 25 et 37, caractérisée en ce que les moyens (33) aptes à appliquer sur l'anode de détection le potentiel électrique Vs fixe sont adaptés pour que Vs-Vb>Vb-Vc>0.38 / - Installation according to claims 25 and 37, characterized in that the means (33) capable of applying to the detection anode the fixed electrical potential Vs are adapted so that Vs-Vb> Vb-Vc> 0.
39/ - Installation selon l'une des revendications 21 à 37, caractérisée en ce que le porte-échantillon (13) est porté par une paroi (20) de la39 / - Installation according to one of claims 21 to 37, characterized in that the sample holder (13) is carried by a wall (20) of the
27 chambre à vide (12) dont il est isolé électriquement, et comprend des connecteurs électriques recevant les broches (22) du circuit intégré (14) et reliés électriquement à une source de tension (25) située à l'extérieur de la chambre à vide (12) par des moyens (21) de liaison électrique traversant une paroi (20) de la chambre à vide isolés électriquement de cette paroi (20).27 vacuum chamber (12) from which it is electrically isolated, and comprises electrical connectors receiving the pins (22) of the integrated circuit (14) and electrically connected to a voltage source (25) located outside the vacuum chamber (12) by means (21) of electrical connection passing through a wall (20) of the vacuum chamber electrically isolated from this wall (20).
40/ - Installation selon l'une des revendications 21 à 39, caractérisée en ce qu'elle comprend une source d'électrons (41) disposée au- dessus et à proximité immédiate de la surface (23) du circuit intégré en vue de la neutraliser.40 / - Installation according to one of claims 21 to 39, characterized in that it comprises an electron source (41) disposed above and in the immediate vicinity of the surface (23) of the integrated circuit for the purpose of neutralize.
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