FR2778493A1 - Procede et installation de correction des defauts de circuits integres par un faisceau d'ions - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et une installation de correction des défauts de circuits intégrés (14) dans lesquels on utilise un faisceau d'ions positifs focalisé sur une surface (23) du circuit intégré (14) avec une énergie incidente supérieure ou égale à 20 keV adaptée pour pouvoir réaliser une gravure et/ ou un dépôt sans masque, et des moyens (31) d'imagerie par contraste de potentiel à partir 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.
Description
PROCEDE ET INSTALLATION DE CORRECTION DES DEFAUTS DE
CIRCUITS INTEGRES PAR UN FAISCEAU D'IONS
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.
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.
Pour pallier cet inconvénient, on cherche à corriger les défauts à l'aide de technologies rapides à mettre en oeuvre 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 o 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.
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
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intégré n'est pas exempte de conséquences et engendre des modifications
intempestives de ses caractéristiques, voire même des détériorations.
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
1o passivation entraînant une dérive des paramètres de fonctionnement du circuit.
Il est à noter à ce titre que, contrairement aux systèmes d'analyse des surfaces (imagerie microscopique par contraste de potentiel, 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. 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 " 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.
Néanmoins, l'incorporation de ces dispositifs pour générer
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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. 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.
Ainsi, depuis 1985, on n'a trouvé aucune solution autre que le " FLOODGUN" et le dépôt d'une couche antistatique au problème de
t5 l'accumulation des charges en 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 " OVERSPRAY " (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.
L'invention vise donc à pallier ces inconvénients 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.
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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
0 "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.
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de
correction des défauts de circuits intégrés 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 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.
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L'invention s'étend aussi à une installation pour la mise en
oeuvre 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. 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.
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.
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 lo 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.
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 0,1kV et Uac-Ui, o 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.
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.
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.
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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.
De façon similaire, l'invention concerne aussi une l0 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 0,1 kV et Uac-Ui, o 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.
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.
Dans la première variante, et selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que: - 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
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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.
Dans la première variante, avantageusement et selon l'invention, l'installation est caractérisée en ce qu'elle comporte: - 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, des moyens pour focaliser le faisceau sur la surface du circuit intégré avec une énergie incidente Ei supérieure ou égale à 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.
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 oeuvre les
caractéristiques du procédé selon l'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.
Avantageusement et selon l'invention, le potentiel électrique Vb est compris entre lkV et 10kV, 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.
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
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supérieures à tOOkV. 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.
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 10 OkV.
Dans le cas o 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.
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.
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. 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.
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Avantageusement, le procédé selon l'invention est aussi caractérisé en ce qu'on place le circuit intégré sur un porte-échantillon isolé 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 o0 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.
L'invention concemrne 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: - 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, - la figure 3 est un diagramme illustrant l'absence de dérive des paramètres d'un transistor bipolaire ayant subi un procédé selon l'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.
L'installation représentée figure 1 comprend une installation de correction des défauts de circuits intégrés par un faisceau d'ions l l 2778493 focalisé FIB dont 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 Jose, 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).
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 o0 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 106 Pa) dans cette enceinte 3. Les parois de la chambre à vide 2 sont
conductrices (métalliques) et définissent le potentiel de masse de l'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.
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 supérieur à 20,5keV, par exemple de l'ordre de 30keV, ou 50keV, voire même plus, selon un faisceau
d'axe 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).
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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 ou vide * 5 par un écran 10 coulissant, mobile en translation et commandé par un dispositif
motorisé 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.
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 close et est associée à des moyens pour réaliser un vide secondaire (de l'ordre de 10-6 Torr, soit 104Pa) 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 I 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. 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 une 1 3 paroi amovible de la chambre à vide 12. Elle porte le porte-échantillon
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 broches 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.
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 broches 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.
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 0,1kV et Uac-Ui, o 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 du
14 2778493
circuit intégré 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 à ,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 entre 500V et Uac-20kV. I1 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.
Le générateur 25 est par exemple une source de tension continue ajustable entre 500V et 10kV, de sorte que Vb peut être ajusté entre
lkV et 10OkV, par exemple de l'ordre de 4kV.
Vb est inférieur à Uac. Le rapport Uac/Vb est de préférence
compris entre 3 et 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.
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).
Comme on le voit, on augmente graduellement le potentiel 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 à (tfin-tO)/2. Dans l'exemple représenté, avantageusement et selon l'invention, la croissance de Vb de O 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
2778493
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 o0 est également linéaire, bien que d'autres types de courbes de croissance puissent
être envisagés.
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 is et 5s, notamment de l'ordre de 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.
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.
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, 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.
s Ce potentiel électrique Vc négatif ou nul est compris entre -
(Uac-Ui) et le potentiel de masse (0V), fixe ou variable, de préférence réglable.
De préférence, et selon l'invention, -Vc (valeur absolue de Vc) est inférieur à OkV. En outre, -Vc est inférieur à Uac. Lorsque Vc est non nul,
o0 le rapport Uac-Vc est de préférence compris entre 3 et 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.
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.
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 de 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 détecteur
31, notamment de l'ordre de 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.
17 - 2778493
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. 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 io 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 injecteur de gaz 38, relié 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. Cet 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.
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.
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 le 18s < 2778493 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.
Exemples:
On réalise, avec une installation selon l'invention, 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.
Pour les phénomènes de dépôts périphériques, on dépose o0 sous FIB sur un circuit intégré 14 CMOS ayant une couche isolante de passivation 24 de SiO2 de 1,4gm d'épaisseur, une piste de platine de 10lgmxl im, (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 1 0lgmx 1 gm.
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 1,4im d'épaisseur. On applique un faisceau d'ions émis avec un courant d'émission de 1 00pA d'intensité sur une zone de 25gtmx25pim. 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.
L'apparition ou non de puits de décharges électrostatiques
est observée par les moyens 31 d'imagerie microscopique.
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 [: Ic=f(IB) (Ic courant du collecteur;
19 2778493
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 um x 150m pour le transistor bipolaire, et 25tm x 25[im pour le transistor
CMOS) pendant 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 essai comparatif représentatif de l'état de la technique antérieur. Les essais 2 à 6 sont
conformes à l'invention.
Le tableau suivant résume les résultats obtenus.
(Comparatif) Essai 1 2 3 4 5 6 Vb (kV) 0 1 0.8 0,8 0.8 0.8 0 Vc (kV) t 0 0 -0.3 -0.3 Vr (kV) - o- - 0.8 0.8 Ei (keV) 30 1 29.2 29,2 29.2 28.9 29.7 Tâche Aucune Aucune Aucune Pas de tâche Aucune circulaire tâche tâche tâche circulaire tâche Oversprayconductrice mince dépôt de 20gm pénriphénrique non conducteur de 2 à 3jim ESD Oui Non Non Non Non Non Dérive Oui Non Non Non Non Oui paramètres
CMOS I _
Dérive Oui Non Non Non Non Oui paramètres (figure 2) (figure 3) bipolaire Qualité Bonne moyenne moyenne bonne excellente excellente d'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.
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.
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.
Claims (32)
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 keV adaptée pour pouvoir réaliser une gravure et/ou un dépôt sans masque en i0 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.
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.
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).
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 applique
22 "2778493
sur toutes les broches (22) de connexion du circuit intégré (14) un même potentiel électrique Vb positif compris entre 0,lkV et Uac-Ui, o 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.
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.
7/ - 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, - 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.
9/ - Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé
en ce que Vb est compris entre lkV et 10OkV.
/ - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que
Vb est de l'ordre de 4kV.
11/ - Procédé selon l'une des revendications 6 à 10,
caractérisé en ce que -Vc est inférieur à 10kV.
12/ - Procédé selon l'une des revendications 6 à 11,
caractérisé en ce que -Vc<Vb.
13/ - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce
23 2778493
que 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. / - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce
que 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
o10 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).
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>O.
19/- Procédé selon l'une des revendications 1 à 18,
caractérisé en ce qu'on place le circuit intégré (14) sur un porteéchantillon (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).
/- Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé selon
l'une des revendications 1 à 19, 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
24 2778493
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 keV, 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. 21/ Installation selon la revendication 20, caractérisé en ce que le champ électrique local est orienté au moins sensiblement
perpendiculairement à la surface (23) du circuit intégré (14).
22/ - Installation selon l'une des revendications 20 et 21,
caractérisée en ce que le champ électrique local est d'amplitude fixe.
23/ - Installation selon l'une des revendications 20 à 22,
caractérisée en ce que le champ électrique local est d'amplitude variable au cours
du temps.
24/ - Installation selon l'une des revendications 20 à 23,
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 entre 0,lkV et Uac-Ui, o Ui est la tension électrique correspondant à l'énergie incidente du faisceau sur le circuit intégré (14), et des moyens (13) pour isoler le reste du circuit intégré (14) de toute source de potentiel, notamment du potentiel
de masse.
- 2778493
/ - Installation selon l'une des revendications 20 à 24,
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.
26/ - Installation selon l'une des revendications 24 et 25,
caractérisée en ce qu'elle comprend: - des moyens (4, 5, 6, 7) d'émission du faisceau d'ions o0 positifs avec une tension d'accélération Uac d'au moins 20,5kV par rapport à un potentiel de masse de l'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, 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.
27/- Installation selon l'une des revendications 24 à 26,
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.
28/ - Installation selon l'une des revendications 24 à 27,
caractérisée en ce que Vb est compris entre lkV et 10kV.
29/ - Installation selon la revendication 28, caractérisée en
ce que Vb est de l'ordre de 4kV.
30/ - Installation selon l'une des revendications 25 à 29,
caractérisée en ce que -Vc est inférieur à 10 OkV.
31/ - Installation selon l'une des revendications 25 à 30,
26 2778493
caractérisée en ce que -Vc<Vb.
32/ - Installation selon la revendication 31, caractérisée en
ce que Vb+Vc>500V.
33/ - Installation selon l'une des revendications 20 à 32,
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 selon la revendication 33, caractérisée en
ce que Vr<Vb.
/ - Installation selon la revendication 25 et l'une des
revendications 33 et 34, 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).
36/ - Installation selon l'une des revendications 20 à 35,
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 différence Vs-Vb soit égale ou supérieure au potentiel nominal de fonctionnement de
l'anode de détection (32).
37/- Installation selon les revendications 24 et 36,
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 selon l'une des revendications 20 à 36,
caractérisée en ce que le porte-échantillon (13) est porté par une paroi (20) de la 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
27 - 2778493
chambre à vide isolés électriquement de cette paroi (20).
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| CAMPBELL A N ET AL: "Electrical biasing and voltage contrast imaging in a focused ion beam system", ISTFA '95. 21ST INTERNATIONAL SYMPOSIUM FOR TESTING AND FAILURE ANALYSIS, PROCEEDINGS OF 21ST INTERNATIONAL SYMPOSIUM FOR TESTING AND FAILURE ANALYSIS, SANTA CLARA, CA, USA, 6-10 NOV. 1995, ISBN 0-87170-554-0, 1995, Materials Park, OH, USA, ASM Int, USA, pages 33 - 41, XP002094839 * |
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