JPH01180791A - 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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- JPH01180791A JPH01180791A JP33249487A JP33249487A JPH01180791A JP H01180791 A JPH01180791 A JP H01180791A JP 33249487 A JP33249487 A JP 33249487A JP 33249487 A JP33249487 A JP 33249487A JP H01180791 A JPH01180791 A JP H01180791A
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Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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ツチ
ングあるいは、金属膜のデポジションにより配線変更を
行な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、試料から発生した二次電子のエネルギーを分
析することで、試料の電位を測定するようにしたｒｃ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
行な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、試料から発生した二次電子のエネルギーを分
析することで、試料の電位を測定するようにしたｒｃ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、グリッド電極を備え
、該グリッドを通過した二次電子を検出することにより
、加工試料表面電位をリアルタイムに測定できるように
した、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、グリッド電極を備え
、該グリッドを通過した二次電子を検出することにより
、加工試料表面電位をリアルタイムに測定できるように
した、イオンビーム加工装置を提供するものである。
ＩＣ配線の高密度化、微細化が急激な進歩を逐げている
中で、それに対応したデバイス評価技術や故障解析技術
が必要である。ＩＣの内部信号を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測定し
ていた従来の方法では、金属針の細さや微小領域への位
置合わせの困難さから、ＶＬＳ Ｉへの適用は不可能な
状況になってきた。これに代わるものとして、ＥＢテス
タが開発され、微細パターン上の信号測定が可能になっ
た。
中で、それに対応したデバイス評価技術や故障解析技術
が必要である。ＩＣの内部信号を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測定し
ていた従来の方法では、金属針の細さや微小領域への位
置合わせの困難さから、ＶＬＳ Ｉへの適用は不可能な
状況になってきた。これに代わるものとして、ＥＢテス
タが開発され、微細パターン上の信号測定が可能になっ
た。
しかし、この方法も多層配線構造を持つ素子やパシベー
ション膜の上からの適用に対しては有効でない。そこで
開発されたのが、イオンビームエツチングによる配線上
のパシベーション膜の穴あけや、配線の切断、イオンビ
ームＣＶＤ法を利用した金属膜形成によるパシベーショ
ン膜越しの配線接続や、ブロービングバットの形成等が
行える集束イオンビーム加工装置である。この装置で、
ＩＣ配線上のパシベーション膜の穴あけや、プロ′ピン
グパットの形成により、ＥＢテスタでＩＣの内部信号を
測定できるようになった。（月刊Ｓａｍｉｃｏｎｄｕｃ
Ｌｏｒ Ｗｏｒｌｄ １９８７．９ ｒ Ｆ Ｉ Ｂを
用いたＶＬＳＩの新しい評価・解析技術」） 第２図は、−ｉ的なＥＢテスタを示す図で、１は電子ビ
ーム、２は対物レンズ、３は走査電極。
ション膜の上からの適用に対しては有効でない。そこで
開発されたのが、イオンビームエツチングによる配線上
のパシベーション膜の穴あけや、配線の切断、イオンビ
ームＣＶＤ法を利用した金属膜形成によるパシベーショ
ン膜越しの配線接続や、ブロービングバットの形成等が
行える集束イオンビーム加工装置である。この装置で、
ＩＣ配線上のパシベーション膜の穴あけや、プロ′ピン
グパットの形成により、ＥＢテスタでＩＣの内部信号を
測定できるようになった。（月刊Ｓａｍｉｃｏｎｄｕｃ
Ｌｏｒ Ｗｏｒｌｄ １９８７．９ ｒ Ｆ Ｉ Ｂを
用いたＶＬＳＩの新しい評価・解析技術」） 第２図は、−ｉ的なＥＢテスタを示す図で、１は電子ビ
ーム、２は対物レンズ、３は走査電極。
４はグリッド電極、５は引き出し電極、６はＩＣ等の試
料、７は二次電子、８は二次電子検出器。
料、７は二次電子、８は二次電子検出器。
９は増幅器、１０は比較器、１１はグリッド電極、１２
はモニター、 １３は引き出し電極電源である。
はモニター、 １３は引き出し電極電源である。
このような構成のＥＢテスタは、電子ビーム１の試料６
への照射により発生した二次電子７を引き出し電極５と
グリッド電極４との減速電界で、そのエネルギーに応じ
て弁別し、該グリッドを通過した二次電子のみが二次電
子検出器８で検出される。検出信号は、増幅器９により
増幅され比較器１０に入力され、この信号が基準信号と
一致するように電源１１からグリッド電極４へ電位を制
御して与えられ、この電位はオシロスコープや記録計な
どのモニター１２に表示される。
への照射により発生した二次電子７を引き出し電極５と
グリッド電極４との減速電界で、そのエネルギーに応じ
て弁別し、該グリッドを通過した二次電子のみが二次電
子検出器８で検出される。検出信号は、増幅器９により
増幅され比較器１０に入力され、この信号が基準信号と
一致するように電源１１からグリッド電極４へ電位を制
御して与えられ、この電位はオシロスコープや記録計な
どのモニター１２に表示される。
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、２１はイオン源、２２はイオンビーム。
で、２１はイオン源、２２はイオンビーム。
２３はビームモニタ、２４はコンデンサレンズ、２５は
ブランカ、２６は仕切りバルブ、２７は可変絞り、２８
は８極ステイグメータ、２９は対物レンズ、３０はＸＹ
デフレクタ、 ３１はガス銃、３２は試料、３３は試料
ステージ、３４は高圧電源、３５はイオン光学系コント
ローラ、３６はブランキングアンプ、３７はスキャンコ
ントローラ、３８はガス銃コントローラ、３９ハ二次電
子検出器、 ４０は増幅器、４１はＣＲＴ、４２はステ
ージドライバー、 ４３はステージコントローラ。
ブランカ、２６は仕切りバルブ、２７は可変絞り、２８
は８極ステイグメータ、２９は対物レンズ、３０はＸＹ
デフレクタ、 ３１はガス銃、３２は試料、３３は試料
ステージ、３４は高圧電源、３５はイオン光学系コント
ローラ、３６はブランキングアンプ、３７はスキャンコ
ントローラ、３８はガス銃コントローラ、３９ハ二次電
子検出器、 ４０は増幅器、４１はＣＲＴ、４２はステ
ージドライバー、 ４３はステージコントローラ。
４４は制御用コンピュータシステムである。
このような構成の集束イオンビーム装置は、イオン源２
１に、ガリウム゛等の液体金属イオン源を用い、ビーム
モニタ２３によりエミッション電流を検出し、ビームの
安定化を図っている。イオンビーム２２は、コンデンサ
レンズ２４と対物レンズ２９によって試料３２上にフォ
ーカスされて照射される。又、可動絞り２７によりビー
ム電流が変えることができる。試料ステージ３３とＸＹ
デフレクタ３０により、集束されたイオンビームは試料
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、イオンビーム照射により試料から発生す
る二次電子を、二次電子検出器３９で検出し、二次電子
像をＣＲＴ２１に表示する。制御用コンピュータシステ
ム４４は、この二次電子像を取り込み、複数の加工条件
を登録し、連続加工処理が可能である。
１に、ガリウム゛等の液体金属イオン源を用い、ビーム
モニタ２３によりエミッション電流を検出し、ビームの
安定化を図っている。イオンビーム２２は、コンデンサ
レンズ２４と対物レンズ２９によって試料３２上にフォ
ーカスされて照射される。又、可動絞り２７によりビー
ム電流が変えることができる。試料ステージ３３とＸＹ
デフレクタ３０により、集束されたイオンビームは試料
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、イオンビーム照射により試料から発生す
る二次電子を、二次電子検出器３９で検出し、二次電子
像をＣＲＴ２１に表示する。制御用コンピュータシステ
ム４４は、この二次電子像を取り込み、複数の加工条件
を登録し、連続加工処理が可能である。
従来は、集束イオンビーム加工装置でＩＣの配線変更や
ブロービングバットを形成した後に、ｉＣを真空チャン
バーから取り出し、ＥＢテスタ等の°外部テスタで動作
解析するという作業が必要であった。この方法だと、試
料の出し入れや再加工時の真空引き・再加工・再解析等
の作業が加わり、作業時間が増大する等の欠点を有する
。
ブロービングバットを形成した後に、ｉＣを真空チャン
バーから取り出し、ＥＢテスタ等の°外部テスタで動作
解析するという作業が必要であった。この方法だと、試
料の出し入れや再加工時の真空引き・再加工・再解析等
の作業が加わり、作業時間が増大する等の欠点を有する
。
本発明は、集束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した二次電子を引き出す
引き出し電極と、そのエネルギーに応じて弁別するため
のグリッドを備え、該グリッドを通過した二次電子を検
出することにより、加工試料表面電位の測定が可能な二
次電子分光装置を配置すること特徴とする。
ビーム照射により試料から発生した二次電子を引き出す
引き出し電極と、そのエネルギーに応じて弁別するため
のグリッドを備え、該グリッドを通過した二次電子を検
出することにより、加工試料表面電位の測定が可能な二
次電子分光装置を配置すること特徴とする。
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のエネルギーを弁別する二次電子
分光装置を存するため、加工試料表面電位の測定が可能
になり、ＩＣ試料に外部のパターンジェネレータから信
号を入れることにより、−台で加工から動作解析まで行
えるため、作業時間の大幅な短縮が可能である。
より発生した二次電子のエネルギーを弁別する二次電子
分光装置を存するため、加工試料表面電位の測定が可能
になり、ＩＣ試料に外部のパターンジェネレータから信
号を入れることにより、−台で加工から動作解析まで行
えるため、作業時間の大幅な短縮が可能である。
以下、本発明のイオンビーム加工装置の実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
第１図及び第３図は、イオンビーム加工Ｖｉ’ｆｌに二
次電子分光装置を備えたものの一実施例で、図中、４５
はグリッド電極、４６は引き出し電極、４７はグリッド
電源、４Ｂは引き出し電源、４９はイオン照射による二
次電子、５０は比較器、５１はＩＣソケット付ホルダー
、５２はパターンジェネレータである。
次電子分光装置を備えたものの一実施例で、図中、４５
はグリッド電極、４６は引き出し電極、４７はグリッド
電源、４Ｂは引き出し電源、４９はイオン照射による二
次電子、５０は比較器、５１はＩＣソケット付ホルダー
、５２はパターンジェネレータである。
液体金属イオン源（図示せず）、引き出し電極（図示せ
ず）、及びアパーチャー（図示せず）等により得られた
イオンビーム２２は、対物レンズ２９によりサブミクロ
ン程度に集束され、ＸＹデフレクタ３０によりＩＣ試料
上を走査する。イオンによって励起された二次電子４９
は、検出器３９で検出され、ＣＲＴ４１で像観察されて
、加工場所の位置合わせが可能である。イオンビーム２
２による加工領域を設定し、つまりイオンビーム２２の
走査範囲を限定し、イオンビームエツチングによるパシ
ベーション膜の穴あけ・配線の切断や、イオンビームＣ
ＶＤ法を利用して配線接続・ブロービング・バットの形
成等の加工をする。次に、イオンビーム２２の走査範囲
を広げる、又はイオンビーム電流を小さくし、電流密度
を下げてエツチングを押さえる。イオン励起の二次電子
４９は、引き出し電極４６により引き出され、グリッド
電極４５へ向かい、引き出し電極４６をグリッド電極４
５の間の減速電界に打ち勝つエネルギーを有する二次電
子のみがグリッド４５を通過し、検出器３９で検出され
る。増幅器４０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電源４７か
らグリッド電極４５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ド電位を制御すれば、グリッ
ド電位が試料電位に対応するので、グリッド電位をモニ
ターすることで、試料の電位が測定できる。ここで、Ｉ
Ｃ試料３２をＩＣソケット付ホルダー５１に取り付け、
外部のパターンジェネレータ５２から信号を入力するこ
とにより、加工後の動作解析ができる一制御用コンピュ
ータシステムは、二次電子像を取り込み、複数の加工条
件の登録によって連続加工処理やリピート加工処理を行
ったり、試料ステージ３３の操作やグリッド電位のモニ
ターを行なうことができる。
ず）、及びアパーチャー（図示せず）等により得られた
イオンビーム２２は、対物レンズ２９によりサブミクロ
ン程度に集束され、ＸＹデフレクタ３０によりＩＣ試料
上を走査する。イオンによって励起された二次電子４９
は、検出器３９で検出され、ＣＲＴ４１で像観察されて
、加工場所の位置合わせが可能である。イオンビーム２
２による加工領域を設定し、つまりイオンビーム２２の
走査範囲を限定し、イオンビームエツチングによるパシ
ベーション膜の穴あけ・配線の切断や、イオンビームＣ
ＶＤ法を利用して配線接続・ブロービング・バットの形
成等の加工をする。次に、イオンビーム２２の走査範囲
を広げる、又はイオンビーム電流を小さくし、電流密度
を下げてエツチングを押さえる。イオン励起の二次電子
４９は、引き出し電極４６により引き出され、グリッド
電極４５へ向かい、引き出し電極４６をグリッド電極４
５の間の減速電界に打ち勝つエネルギーを有する二次電
子のみがグリッド４５を通過し、検出器３９で検出され
る。増幅器４０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電源４７か
らグリッド電極４５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ド電位を制御すれば、グリッ
ド電位が試料電位に対応するので、グリッド電位をモニ
ターすることで、試料の電位が測定できる。ここで、Ｉ
Ｃ試料３２をＩＣソケット付ホルダー５１に取り付け、
外部のパターンジェネレータ５２から信号を入力するこ
とにより、加工後の動作解析ができる一制御用コンピュ
ータシステムは、二次電子像を取り込み、複数の加工条
件の登録によって連続加工処理やリピート加工処理を行
ったり、試料ステージ３３の操作やグリッド電位のモニ
ターを行なうことができる。
第４図は、本発明である集束イオンビーム加工装置を使
用して、ＩＣ試料の加工及び動作解析を行なう手順を示
した図です。
用して、ＩＣ試料の加工及び動作解析を行なう手順を示
した図です。
図中、５３は２層配線構造を持つＩＣ試料、５４は基４
Ｎ、５５はパシベーション膜、５６はＡｌ配線、５７は
金属有機化合物ガス、５８はイオンビームＣＶＤによる
金属膜である。先ず最初に集束イオンビーム２２による
エツチングを利用して、パシベーション膜５５に穴を開
ける（ａ）０次に、ガス銃３１よりガス分子５７を供給
し、ＩＣ試料５３表面に吸着させ、イオン照射領域に選
択適に金属膜を形成させる（′ｂ）。
Ｎ、５５はパシベーション膜、５６はＡｌ配線、５７は
金属有機化合物ガス、５８はイオンビームＣＶＤによる
金属膜である。先ず最初に集束イオンビーム２２による
エツチングを利用して、パシベーション膜５５に穴を開
ける（ａ）０次に、ガス銃３１よりガス分子５７を供給
し、ＩＣ試料５３表面に吸着させ、イオン照射領域に選
択適に金属膜を形成させる（′ｂ）。
加工後に、イオンビーム２２の電流密度を下げ、二次電
子４９のエネルギーを弁別して、加工試料表面電位を測
定する。
子４９のエネルギーを弁別して、加工試料表面電位を測
定する。
本願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のエネルギーを弁別する二次電
子分光装置を有するため、イオンビームによるエツチン
グ加工や金属膜形成を行った後のＩＣ試料の加工表面電
位測定が可能なため、外部のパターンジェネレータから
信号を入力することにより、加工から動作解析まで行え
、作業時間の大幅な短縮ができる。
により発生した二次電子のエネルギーを弁別する二次電
子分光装置を有するため、イオンビームによるエツチン
グ加工や金属膜形成を行った後のＩＣ試料の加工表面電
位測定が可能なため、外部のパターンジェネレータから
信号を入力することにより、加工から動作解析まで行え
、作業時間の大幅な短縮ができる。
第１図は本発明の集束イオンビーム加工装置の断面及び
ブロック図、第２図は一般的なＥＢテスタの断面及びブ
ロック図、第３図は集束イオンビーム加工装置の断面及
びブロック図、第４図（ａｌ （ｂ）Ｔｅｌは本発明の
集束イオンビーム加工装置を用いて、ＩＣ試料の加工及
び動作解析を行なう手順を示した断面図である。 ２２・・・イオンビーム ２９・・・対物レンズ ３０・・・ＸＹデフレクタ ３１・・・ガス銃 ３２・・・試料 ３３・・・試料ステージ ３７・・・スキャンコントローラ ３８・・・ガス銃コントローラ ３９・・・二次電子検出器 ４０・・・増幅器 ４１・・・ＣＲＴ ４４・・・制御用コンピュータシステム４５・・・グリ
ッド電源 ４６・・・引き出し電極 ４７・・・グリッド電源 ４８・・・引き出し電源 ４９・・・イオン照射による二次電子 ５０・・・比較器 ５１・・・ＩＣソケット付ホルダー ５２・・・パターンジェネレータ ５３・・・ＩＣ試料 ５４・・・基板 ５５・・・パシベーション膜 ５６・・・Ａ１配線 ５７・・・金属有機化合物ガス ５８・・・金属膜（イオンビームＣＶＤ膜）第４図
ブロック図、第２図は一般的なＥＢテスタの断面及びブ
ロック図、第３図は集束イオンビーム加工装置の断面及
びブロック図、第４図（ａｌ （ｂ）Ｔｅｌは本発明の
集束イオンビーム加工装置を用いて、ＩＣ試料の加工及
び動作解析を行なう手順を示した断面図である。 ２２・・・イオンビーム ２９・・・対物レンズ ３０・・・ＸＹデフレクタ ３１・・・ガス銃 ３２・・・試料 ３３・・・試料ステージ ３７・・・スキャンコントローラ ３８・・・ガス銃コントローラ ３９・・・二次電子検出器 ４０・・・増幅器 ４１・・・ＣＲＴ ４４・・・制御用コンピュータシステム４５・・・グリ
ッド電源 ４６・・・引き出し電極 ４７・・・グリッド電源 ４８・・・引き出し電源 ４９・・・イオン照射による二次電子 ５０・・・比較器 ５１・・・ＩＣソケット付ホルダー ５２・・・パターンジェネレータ ５３・・・ＩＣ試料 ５４・・・基板 ５５・・・パシベーション膜 ５６・・・Ａ１配線 ５７・・・金属有機化合物ガス ５８・・・金属膜（イオンビームＣＶＤ膜）第４図
Claims (4)
- （１）試料をＸ−Ｙ−Ｚ方向に駆動する試料台と、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、
集束イオンビーム照射位置に金属有機化合物ガスを吹き
付けるガス銃と、集束イオンビーム照射により試料から
発生する二次電子を検出する検出器を備えたイオンビー
ム加工装置において、検出器と試料の間に、二次電子を
エネルギーに応じて弁別する二次電子分光装置を配置し
たことを特徴とするイオンビーム加工装置。 - （２）前記二次電子分光装置は、二次電子引き出し電極
とグリッド電極から成り、試料と引き出し電極との間隔
が０．３ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とするイオンビ
ーム加工装置。 - （３）第１項記載のイオン源には、液体金属イオン源を
用い、イオンビームエッチング加工と、該ガス銃により
、金属有機化合物ガスを吹き付け、イオンビーム励起に
よる金属膜をＣＶＤを利用した膜付加工をすることを特
徴とするイオンビーム加工装置。 - （４）第１項記載のイオンビーム加工装置において、Ｉ
Ｃ試料を固定するＩＣソケット付試料ホルダーを備え、
外部のパターンジェネレータの信号をＩＣ試料に入力で
き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 |
|---|---|---|---|
| JP62332494A JP2631290B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | イオンビーム加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332494A JP2631290B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | イオンビーム加工装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30680296A Division JP3231639B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | イオンビーム加工解析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01180791A true JPH01180791A (ja) | 1989-07-18 |
| JP2631290B2 JP2631290B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=18255568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62332494A Expired - Lifetime JP2631290B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | イオンビーム加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631290B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181529A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-19 | Hitachi Ltd | 集束イオンビーム加工方法とその装置 |
| JPH0377255A (ja) * | 1989-08-21 | 1991-04-02 | Hitachi Ltd | イオンビーム加工方法 |
| US5140164A (en) * | 1991-01-14 | 1992-08-18 | Schlumberger Technologies, Inc. | Ic modification with focused ion beam system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61260537A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-18 | Toshiba Corp | 電子ビ−ムテスタ |
| JPS62229956A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Hitachi Ltd | Ｉｃ素子における配線接続方法 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62332494A patent/JP2631290B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61260537A (ja) * | 1985-05-14 | 1986-11-18 | Toshiba Corp | 電子ビ−ムテスタ |
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| JPH0377255A (ja) * | 1989-08-21 | 1991-04-02 | Hitachi Ltd | イオンビーム加工方法 |
| US5140164A (en) * | 1991-01-14 | 1992-08-18 | Schlumberger Technologies, Inc. | Ic modification with focused ion beam system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2631290B2 (ja) | 1997-07-16 |
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