JP2696216B2 - イオンビーム加工装置 - Google Patents
イオンビーム加工装置Info
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- JP2696216B2 JP2696216B2 JP63003422A JP342288A JP2696216B2 JP 2696216 B2 JP2696216 B2 JP 2696216B2 JP 63003422 A JP63003422 A JP 63003422A JP 342288 A JP342288 A JP 342288A JP 2696216 B2 JP2696216 B2 JP 2696216B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、IC内部の配線をイオンビームによるエッチ
ング、あるいは、金属膜のデポジションにより、配線変
更を行うイオンビーム加工装置において、イオンビーム
照射により試料から発生する二次電子のエネルギーを分
析することで、試料表面電位を測定可能にしたテスタ機
能を有する、イオンビーム加工装置に関する。
ング、あるいは、金属膜のデポジションにより、配線変
更を行うイオンビーム加工装置において、イオンビーム
照射により試料から発生する二次電子のエネルギーを分
析することで、試料表面電位を測定可能にしたテスタ機
能を有する、イオンビーム加工装置に関する。
本発明は、イオンビーム加工装置において、IC配線の
切断や接続加工の前後及び加工中の電位を測定するため
に、二次電子のエネルギー弁別用グリット電極を備えた
エネルギーフィルターを、検出器と試料の間に配置し、
加工試料表面電位の測定可能なICテスタ機能を具備する
ことにより、IC配線変更とIC検査・解析ができる、イオ
ンビーム加工装置を提供するものである。
切断や接続加工の前後及び加工中の電位を測定するため
に、二次電子のエネルギー弁別用グリット電極を備えた
エネルギーフィルターを、検出器と試料の間に配置し、
加工試料表面電位の測定可能なICテスタ機能を具備する
ことにより、IC配線変更とIC検査・解析ができる、イオ
ンビーム加工装置を提供するものである。
IC回路上の任意の点の信号を測定する方法は、素子の
解析や設計開発のための評価に極めて有効な手段であ
り、従来、IC配線上の露出された配線上に、先端の細い
タングステン針などで直接接触させて、オシロスコープ
等で内部信号を観察する方法や、電子ビームテスタによ
り、非接触でICの動作解析が可能になった。しかし、こ
れらの方法は、多層配線構造を持つ素子やペシベーショ
ン膜の上からの適用に対しては有効でなく、パシベーシ
ョン膜上に金属膜を形成し、深い層にある配線上の任意
の点に電気的に接続する必要がある。又、IC配線の直接
加工のその場で行うことにより、試作評価プロセスの生
産性の大幅な向上がはかれ、時間とコストの削減ができ
る。そこで開発されたのが、イオンビームエッチングに
よる、配線上パシベーション膜の穴あけや配線の切断、
イオンビームによる化学的気相堆積（CVD）法を利用し
た金属膜付けを行い、配線の接続やプローピングパッド
の形成等が可能な集束イオンビーム加工装置である。
解析や設計開発のための評価に極めて有効な手段であ
り、従来、IC配線上の露出された配線上に、先端の細い
タングステン針などで直接接触させて、オシロスコープ
等で内部信号を観察する方法や、電子ビームテスタによ
り、非接触でICの動作解析が可能になった。しかし、こ
れらの方法は、多層配線構造を持つ素子やペシベーショ
ン膜の上からの適用に対しては有効でなく、パシベーシ
ョン膜上に金属膜を形成し、深い層にある配線上の任意
の点に電気的に接続する必要がある。又、IC配線の直接
加工のその場で行うことにより、試作評価プロセスの生
産性の大幅な向上がはかれ、時間とコストの削減ができ
る。そこで開発されたのが、イオンビームエッチングに
よる、配線上パシベーション膜の穴あけや配線の切断、
イオンビームによる化学的気相堆積（CVD）法を利用し
た金属膜付けを行い、配線の接続やプローピングパッド
の形成等が可能な集束イオンビーム加工装置である。
第３図は、集束イオンビーム加工装置の実施例を示す
図である。イオン源31にガリウム等の液体金属イオン源
を用い、ビームモニタ32によってエミッション電流を検
出し、ビーム電流の安定化を図っている。イオンビーム
１は、コンデンサレンズ33と対物レンズ38により、試料
上に集束される。又、可動絞り36によりビーム電流を変
えることができ、試料ステージ６とXYデフレクタ39によ
り、集束イオンビーム１は試料３上の任意の場所を走査
することができる。目的加工場所の位置決めは、イオン
ビーム１の照射により試料３から発生する二次電子17
を、二次電子検出器18で検出し、二次電子像を観察用CR
T48に表示し行う。制御用コンピュータシステム49は、
この二次電子像を取り込み、複数の加工条件が登録で
き、連続加工処理が可能である。この装置を用いて、IC
内部信号測定が可能になった。従来技術文献としては、
（月刊Semiconductor World 1987.9「FIBを用いたVLSI
の新しい評価・解析技術」、日本学術振興会第132委員
会第101回研究会資料、1987.11「EBテスタによる高速バ
イポーラLSIの故障解析」、「集束イオンビームによるI
Cの動作解析及び配線変更」、「集束イオンビームを用
いた電子ビームテスティング技術」）等がある。
図である。イオン源31にガリウム等の液体金属イオン源
を用い、ビームモニタ32によってエミッション電流を検
出し、ビーム電流の安定化を図っている。イオンビーム
１は、コンデンサレンズ33と対物レンズ38により、試料
上に集束される。又、可動絞り36によりビーム電流を変
えることができ、試料ステージ６とXYデフレクタ39によ
り、集束イオンビーム１は試料３上の任意の場所を走査
することができる。目的加工場所の位置決めは、イオン
ビーム１の照射により試料３から発生する二次電子17
を、二次電子検出器18で検出し、二次電子像を観察用CR
T48に表示し行う。制御用コンピュータシステム49は、
この二次電子像を取り込み、複数の加工条件が登録で
き、連続加工処理が可能である。この装置を用いて、IC
内部信号測定が可能になった。従来技術文献としては、
（月刊Semiconductor World 1987.9「FIBを用いたVLSI
の新しい評価・解析技術」、日本学術振興会第132委員
会第101回研究会資料、1987.11「EBテスタによる高速バ
イポーラLSIの故障解析」、「集束イオンビームによるI
Cの動作解析及び配線変更」、「集束イオンビームを用
いた電子ビームテスティング技術」）等がある。
従来は、集束イオンビーム加工装置やレーザビーム加
工装置を用いて、IC配線変更やプロービングパット形成
等を行った後に、ICを真空チャンバーから取り出し、機
械的探針法や電子ビームテスタ等の外部テスタで動作解
析をする必要があり、試料の出し入れや再加工時の真空
引き、再加工、再動作解析等の作業が加わり、作業時間
が増大する欠点を有します。
工装置を用いて、IC配線変更やプロービングパット形成
等を行った後に、ICを真空チャンバーから取り出し、機
械的探針法や電子ビームテスタ等の外部テスタで動作解
析をする必要があり、試料の出し入れや再加工時の真空
引き、再加工、再動作解析等の作業が加わり、作業時間
が増大する欠点を有します。
本発明のイオンビーム加工装置は、イオンビームによ
るエッチングと金属膜付けをするイオンビーム加工装置
において、IC試料と検出器の間に二次電子エネルギーフ
ィルターを配置し、ICテスタ機能を具備することを特徴
とする。
るエッチングと金属膜付けをするイオンビーム加工装置
において、IC試料と検出器の間に二次電子エネルギーフ
ィルターを配置し、ICテスタ機能を具備することを特徴
とする。
本発明のイオンビーム加工装置は、イオンビーム照射
により発生した二次電子をエネルギーに応じて弁別する
エネルギーフィルターと、有機金属化合物ガス吹付装置
のノズルを一体化したことにより、IC試料表面近傍にエ
ネルギーフィルターとノズルを同時に配置出来るため、
加工中の動作解析が可能になり、一台で加工から解析ま
で行え、作業時間の大幅な短縮が可能です。
により発生した二次電子をエネルギーに応じて弁別する
エネルギーフィルターと、有機金属化合物ガス吹付装置
のノズルを一体化したことにより、IC試料表面近傍にエ
ネルギーフィルターとノズルを同時に配置出来るため、
加工中の動作解析が可能になり、一台で加工から解析ま
で行え、作業時間の大幅な短縮が可能です。
以下、本発明のイオンビーム加工装置の実施例につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
第４図は、イオンビーム加工装置（第３図）に二次電
子エネルギーフィルターを配置したときのブロックダイ
ヤグラムで、イオンビーム１をXYデフレクタ39と試料ス
テージ６により、IC試料３上の任意の場所を走査し、イ
オンビームエッチング加工や、イオンビームCVD法によ
る金属膜付けをする。この加工時に発生するイオン励起
の二次電子17は、引き出し電極21により引き出され、グ
リット電極22へ向かい、引き出し電極21とグリット電極
22の間の減速電解に打ち勝つエネルギーを有する二次電
子17のみがグリット電極22を通過し、二次電子検出器18
で検出される。次に、増幅器45により信号が増幅され比
較器50に入力され、この信号が基準信号と一致するよう
にグリット電源51からグリット電極22へ電位を制御して
与えられる。そして、比較器50の基準信号を適当に選
び、二次電子強度が一定になるようにグリット電位を制
御すれば、グリット電位が試料電位に対応するので、グ
リット電位をモニターすることで、試料の電位が測定で
きる。ここで、IC試料３をICソケット付ホルダー４に取
り付け、外部のパターンジェネレータ52等から信号を入
力することにより、加工前後及び加工中の動作解析がで
きる。制御用コンピュータシステム49は、二次電子像を
取り込み、連続加工処理やグリッド電位のモニターを行
うことができる。
子エネルギーフィルターを配置したときのブロックダイ
ヤグラムで、イオンビーム１をXYデフレクタ39と試料ス
テージ６により、IC試料３上の任意の場所を走査し、イ
オンビームエッチング加工や、イオンビームCVD法によ
る金属膜付けをする。この加工時に発生するイオン励起
の二次電子17は、引き出し電極21により引き出され、グ
リット電極22へ向かい、引き出し電極21とグリット電極
22の間の減速電解に打ち勝つエネルギーを有する二次電
子17のみがグリット電極22を通過し、二次電子検出器18
で検出される。次に、増幅器45により信号が増幅され比
較器50に入力され、この信号が基準信号と一致するよう
にグリット電源51からグリット電極22へ電位を制御して
与えられる。そして、比較器50の基準信号を適当に選
び、二次電子強度が一定になるようにグリット電位を制
御すれば、グリット電位が試料電位に対応するので、グ
リット電位をモニターすることで、試料の電位が測定で
きる。ここで、IC試料３をICソケット付ホルダー４に取
り付け、外部のパターンジェネレータ52等から信号を入
力することにより、加工前後及び加工中の動作解析がで
きる。制御用コンピュータシステム49は、二次電子像を
取り込み、連続加工処理やグリッド電位のモニターを行
うことができる。
第１図は、本発明である二次電子エネルギーフィルタ
ーを備えたガス吹付装置７の実施例である。有機金属化
合物８はヒーター９で加熱気化され、その化合物ガス10
はガス孔11を通り、ノズルに導かれる。化合物ガス10の
オン・オフは、エアーシリンダー15を駆動することによ
り、バルブの開閉を行う。ここでバルブのストローク
は、ストッパー14の位置を変えることにより調整でき
る。化合物ガス10は、ノズルの先端より加工位置へ供給
され、イオンビーム１の照射によるCVD法により、金属
膜が照射位置にのみ形成される。この際、発生する二次
電子17は、エネルギーフィルター２により弁別され、二
次電子検出器18で検出し、試料電位を測定する。又、ノ
ズルの先端の位置出しは、ベローズ13によって最適値に
設定できるようになっている。第２図は、二次イオンフ
ィルター部の詳細図です。エネルギーフィルター２は、
引き出し電極21、グリット電極22、集束電極23より構成
されていて、各々の電極には24a,24b,24cのメッシュ
が、メッシュサイズの小さい順に、張られている。化合
物ガス10は、ノズル25先端より試料の加工位置へ供給さ
れ、イオンビーム１によって金属膜が形成される。この
際発生するイオン励起の二次電子17は、引き出し電極21
により引き出され、グリット電極22でエネルギーに応じ
た弁別をし、集束電極23により、二次電子17の検出効率
を上げるようにしてある。又、化合物ガス10が冷えて凝
固し、碍子26の絶縁不良や、ガス孔11の詰まりを防ぐた
めにヒーター９で加熱をしている。
ーを備えたガス吹付装置７の実施例である。有機金属化
合物８はヒーター９で加熱気化され、その化合物ガス10
はガス孔11を通り、ノズルに導かれる。化合物ガス10の
オン・オフは、エアーシリンダー15を駆動することによ
り、バルブの開閉を行う。ここでバルブのストローク
は、ストッパー14の位置を変えることにより調整でき
る。化合物ガス10は、ノズルの先端より加工位置へ供給
され、イオンビーム１の照射によるCVD法により、金属
膜が照射位置にのみ形成される。この際、発生する二次
電子17は、エネルギーフィルター２により弁別され、二
次電子検出器18で検出し、試料電位を測定する。又、ノ
ズルの先端の位置出しは、ベローズ13によって最適値に
設定できるようになっている。第２図は、二次イオンフ
ィルター部の詳細図です。エネルギーフィルター２は、
引き出し電極21、グリット電極22、集束電極23より構成
されていて、各々の電極には24a,24b,24cのメッシュ
が、メッシュサイズの小さい順に、張られている。化合
物ガス10は、ノズル25先端より試料の加工位置へ供給さ
れ、イオンビーム１によって金属膜が形成される。この
際発生するイオン励起の二次電子17は、引き出し電極21
により引き出され、グリット電極22でエネルギーに応じ
た弁別をし、集束電極23により、二次電子17の検出効率
を上げるようにしてある。又、化合物ガス10が冷えて凝
固し、碍子26の絶縁不良や、ガス孔11の詰まりを防ぐた
めにヒーター９で加熱をしている。
本発明のイオンビーム加工装置は、イオンビーム照射
により発生した二次電子を、エネルギーに応じて弁別す
るエネルギーフィルターと、ガス吹付装置のノズルを一
体化し、検出器と試料の間の最適値へ配置することによ
り、イオンビームによるエッチングや金属膜付加工中の
動作解析が行え、加工終点検出が容易になり、加工から
動作解析までの作業時間を、大幅に短縮することができ
る。
により発生した二次電子を、エネルギーに応じて弁別す
るエネルギーフィルターと、ガス吹付装置のノズルを一
体化し、検出器と試料の間の最適値へ配置することによ
り、イオンビームによるエッチングや金属膜付加工中の
動作解析が行え、加工終点検出が容易になり、加工から
動作解析までの作業時間を、大幅に短縮することができ
る。
第１図は、本発明である二次電子エネルギーフィルター
を備えたガス吹付装置の部分断面図、第２図は、第１図
のエネルギーフィルター部の拡大断面図、第３図は、従
来のイオンビーム加工装置のブロックダイヤグラム、第
４図は、イオンビーム加工装置に、二次電子エネルギー
フィルターを配置した時のブロックダイヤグラムであ
る。 １……イオンビーム ２……エネルギーフィルター ３……IC試料 ４……ICソケット付ホルダー ５……サンプルテーブル ６……Ｘ−Ｙ−Ｚステージ ７……ガス吹付装置 ８……有機金属化合物 ９……ヒーター 10……化合物ガス 11……ガス孔 12……ローリング 13……ベローズ 14……ストッパー 15……エアーシリンダー 16……鏡体 17……二次電子 18……二次電子検出器 21……引き出し電極 22……グリット電極 23……集束電極 24a,24b,24c……メッシュ 25……ノズル 26……碍子 27……ICチップ 28……ICフレーム 31……イオン源 32……ビームモニタ 33……コンデンサレンズ 34……ブランカ 35……仕切りバルブ 36……可動絞り 37……８極スティグメータ 38……対物レンズ 39……XYデフレクタ 40……高圧電極 41……イオン光学系コントローラ 42……ブランキングアンプ 43……スキャンコントローラ 44……ガス吹付装置コントローラ 45……増幅器 46……ステージドライバ 47……ステージコントローラ 48……観察用CRT 49……制御用コンピュータシステム 50……比較器 51……グリット電源 52……引き出し電源
を備えたガス吹付装置の部分断面図、第２図は、第１図
のエネルギーフィルター部の拡大断面図、第３図は、従
来のイオンビーム加工装置のブロックダイヤグラム、第
４図は、イオンビーム加工装置に、二次電子エネルギー
フィルターを配置した時のブロックダイヤグラムであ
る。 １……イオンビーム ２……エネルギーフィルター ３……IC試料 ４……ICソケット付ホルダー ５……サンプルテーブル ６……Ｘ−Ｙ−Ｚステージ ７……ガス吹付装置 ８……有機金属化合物 ９……ヒーター 10……化合物ガス 11……ガス孔 12……ローリング 13……ベローズ 14……ストッパー 15……エアーシリンダー 16……鏡体 17……二次電子 18……二次電子検出器 21……引き出し電極 22……グリット電極 23……集束電極 24a,24b,24c……メッシュ 25……ノズル 26……碍子 27……ICチップ 28……ICフレーム 31……イオン源 32……ビームモニタ 33……コンデンサレンズ 34……ブランカ 35……仕切りバルブ 36……可動絞り 37……８極スティグメータ 38……対物レンズ 39……XYデフレクタ 40……高圧電極 41……イオン光学系コントローラ 42……ブランキングアンプ 43……スキャンコントローラ 44……ガス吹付装置コントローラ 45……増幅器 46……ステージドライバ 47……ステージコントローラ 48……観察用CRT 49……制御用コンピュータシステム 50……比較器 51……グリット電源 52……引き出し電源
Claims (1)
- 【請求項１】IC試料に集束イオンビームを照射するイオ
ンビーム照射系と、前記IC試料を載置し、前記IC試料に
信号を入力するためのICソケットを備えたＸ−Ｙ−Ｚ方
向に駆動する試料台と、前記集束イオンビームの照射位
置に有機化合物ガスを吹き付けるガス吹付装置と、前記
集束イオンビーム照射により前記IC試料表面から発生す
る二次電子を検出する二次電子検出器と、前記二次電子
をエネルギーに応じて弁別するため、前記ガス吹付装置
のノズルに取り付けられ、前記二次電子検出器と前記試
料との間に配置されたエネルギーフィルターとからなる
ことを特徴とするイオンビーム加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63003422A JP2696216B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | イオンビーム加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63003422A JP2696216B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | イオンビーム加工装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12127097A Division JPH1074737A (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | イオンビーム加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01181528A JPH01181528A (ja) | 1989-07-19 |
| JP2696216B2 true JP2696216B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=11556940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63003422A Expired - Lifetime JP2696216B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | イオンビーム加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696216B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4027062A1 (de) * | 1990-08-27 | 1992-04-23 | Integrated Circuit Testing | Verfahren und anordnung zum testen und reparieren einer integrierten schaltung |
| US5149974A (en) * | 1990-10-29 | 1992-09-22 | International Business Machines Corporation | Gas delivery for ion beam deposition and etching |
| US5140164A (en) * | 1991-01-14 | 1992-08-18 | Schlumberger Technologies, Inc. | Ic modification with focused ion beam system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3138929A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verbessertes sekundaerelektronen-spektrometer fuer die potentialmessung an einer probe mit einer elektronensonde |
| EP0166815A1 (de) * | 1984-05-30 | 1986-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Spektralanalyse eines Signals an einem Messpunkt |
| JPH0763064B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1995-07-05 | 株式会社日立製作所 | Ｉｃ素子における配線接続方法 |
-
1988
- 1988-01-11 JP JP63003422A patent/JP2696216B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01181528A (ja) | 1989-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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| R250 | Receipt of annual fees |
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