JPH0323653A - 半導体集積回路装置の製造方法及び検査方法並びにそれに用いる製造装置及び検査装置 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法及び検査方法並びにそれに用いる製造装置及び検査装置

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JPH0323653A
JPH0323653A JP1156803A JP15680389A JPH0323653A JP H0323653 A JPH0323653 A JP H0323653A JP 1156803 A JP1156803 A JP 1156803A JP 15680389 A JP15680389 A JP 15680389A JP H0323653 A JPH0323653 A JP H0323653A
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wiring
integrated circuit
chip
wafer
pellets
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JP1156803A
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Takahiko Takahashi
高橋 貴彦
Mitsuo Asami
安佐美 光雄
Kenji Hida
飛田 賢治
Shoichiro Harada
原田 昇一郎
Yoshihiko Okamoto
好彦 岡本
Fumikazu Ito
伊藤 文和
Shoichi Azuhata
正一 小豆畑
Akira Shimase
朗 嶋瀬
Satoshi Haraichi
聡 原市
Mikio Hongo
幹雄 本郷
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置の製造技術およびそれに
用いる検査技術に関し、特に、大規模論壇集積回路装置
の開発における生産性の向上に効果のある技術に関する
〔従来の技術〕
たとえば、汎用の電子計算機システムおよびそれに用い
られる大規模論壇集積回路装置などの開発においては、
システムに組み込む前の段階で誤りのない完全々論理機
能を有する大規模論壇集積回路装置を製作することは実
際上困難であり、さらにシステムの仕様変更などによっ
ても論理機能の修正が必須とkる、 このため、実際のシステムに組み込んだ後に見出された
大規模論壇集積回路装置の論理不良や仕様変更々どに基
づいて要請される論理機能の修正に対処する方法として
は、次のようkものが考えられる。
すなわち、基本セルの形成が完了した状態の半導体ウェ
ハに対して、基本セル間の配線設計を追加するだけで所
望の論理機能を有する大規模論壇集積回路装置を得る、
いわゆるマスタスライス方式により論理機能の修正要求
には配線に関するマスクパターンを変更することで対処
するものである。
また、論理修正後の検査は、ウェハ状態のままの大規模
論壇集積回路装置に対して、いわゆるウェハプローバを
用いて行うことが一般的である。
なお、前記のマスタスライス方式による大規模論壇集積
回路装置の製造技術については、株式会社オーム社、昭
和59年11月30日発行、電子通信学会編、l’−L
8IハンドブブクJ P204〜P205に記載されて
いる。
また、ウェハプローバを用いたチップ状態の半導体集積
回路装置の検査技術につL・ては、特開昭60−116
144号公報に記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記のような従来技術では、修正要求の規模
の大小に係わらず、配線パターンを新たに形成するウェ
ハプロセスからやり直す必要があり、たとえば4層にも
及ぶ多層配線構造を有する大規模論壇集積回路装置たど
においては論理修正などの作業に長時間を要することと
なり、大規模論壇集積回路装置およびそれを使用する電
子計算機システムの開発期間が長くなるという問題があ
る。
また、通常のウェハプローバでは、真空吸着によって半
導体ウェハを固定するウェハチャックを備えているが、
そのままでは、たとえば個々のチップ状態に分離された
大規模論壇集積回路装置の真空吸着による固定およびプ
ローブ検査ができないという問題がある、 また、前述の特開昭60−116144号公報の技術で
は、半導体ウェハの大口径化に伴って生じる個々のチッ
プへの位置合わせ精度の劣化を回避できるという効果は
あるものの、,従来のウエノ・プローバとは別に、チッ
プ状態に分割.された半導体集積回路装置を検査するた
めの専用の検査装置を用意しなげればならず、検査工程
における設備投資が必要以上に嵩むという不利がある。
そこで、本発明の一つの目的は、P I B ( Fo
cusedIon Beam )切削・レーザCVD等
を用いて完成チップ上でロジック又゛は機能等を修正す
る技術(以後、「オンチップ修正」という。)を提供す
ることにある。
本発明のひとつの目的は、半導体集積回路装置およびそ
れを使用したシステムの開発期間を短縮することが可能
々半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある
本発明のひとつの目的は、ウェハプローパを用いたペレ
ットのグローブ検査を可能にして、ペレットのプローブ
検査における所要時間およびコストを削減することが可
能な半導体集積回路装置の検査方法を提供することにあ
る。
本発明のひとつの目的は、クエノ・グローバを用いたペ
レットのプローブ検査を可能にして、ペレットの検査工
程における検査精度の向上、さらには所要時間およびコ
ストを削減することが可能な半導体集積回路装置の検査
治具を提供することにある。
本発明のひとつの目的は、高度システム(集積度の大き
いLSI及びそれらからなる電子装置)の開発時間を短
縮する方法を提供することにある、本発明のひとつの目
的は、組立・実装工程が複雑な電子装置のデバグに適合
した半導体集積回路装置の開発・修正・量産方法を提供
することにある。
本発明の一つの目的は、不所望な下地Cr残り等のない
配線修正方法を提供することにある。
本発明の一つの目的は、ファイナル・パッシペーシ冒ン
上でジャンパ配線を短絡させることなく交叉させる方法
を提供することにある。
本発明の一つの目的は、オン・チップ配線修正に適合し
た予備配線レイアウトを提供することにある。
本発明の一つの目的は、オン・チップ修正において短絡
防止切欠に有効なp I B ( FocusedIo
n Beam )加工に適合した凹凸を有する配線の切
欠溝形成方法を提供することにある。
本発明の一つの目的は、オン・チップ修正の相互配線切
断等に有効なFIB加工技術を提供することにある。
本発明の一つの目的は、多層配線を有するカスタムI 
C ( Integrated Circuit )又
はvxター・スライスICの開発に適した開発・量産方
法を提供することにある。
本発明の一つの目的は、発熱量の大きいIC等のチップ
状態でのテスト(プローブ・テスト)の実行を容易にす
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、以下の通りである。
すなわち、本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、
ウェハプロセスを経て形成される複数個の同一種の半導
体集積回路装置の各々を個々のペレットに分割した後に
第1群および第2群に分け、第l群に属するペレットを
目的のシステムに組み込み込むとともに第2#Kl1す
るペレットを保存しておき、システムに組み込まれた第
1群に属するペレットに機能不良が見出された場合には
、第2群に属するペレットに機能不良を解消する配線修
正を施した後にシステムに組み込む操作を繰り返すよう
にしたものである。
また、本発明の半導体集積回路装置の検査方法は、ウェ
ハチャックを備えたウェハプローバを用い、ウェハ状の
治其の一部に開設された窓部にペレットを保持してウェ
ハチャックに固爺することにより、ペレットのプローブ
検査を行うようにしたものである。
また、本発明の半導体集積回路装置の検査治具は、ウェ
ハグローバのウェハチャックに層脱自在に載置されるウ
ェハ状の基板と、この基板の一部に開設され、ペレット
が位置される窓部とから々るもの℃ある。
〔作用〕
上記した本発明の半導体集積回路装置の製造方法によれ
ば、実際のシステムに組み込まれている第1群のペレッ
トに機能不良が見出された場合に、すでに完成している
第2群のペレットに第1群のペレットの機能不良を解消
する配線修正を施した後、当該第1群のペレットと交換
することで、たとえば、機能不良を解消すべく多層配線
構造の一部または全体をウェハプロセスによって最初か
ら作り直す場合などに比較して、第1群のペレットの機
能不良の解消や仕様変更などに対する対策を迅速に行う
ことができる。
これにより、半導体集積回路装置およびそれを用いるシ
ステムの開発期間を大幅に短縮することができる。
また、上記した本発明による半導体集積回路装置の検査
方法によれば、通常のウェハプローパになんら改造を加
えることなくペレット状態の半導体集積回路装置のプロ
ーブ検査を行うことができるので、たとえばペレットに
専用のプローブ検査装置を新たに用意する必要がなく、
ペレットのプローブ検査工程における所要時′問および
コストを削減できる。
また、上記した本発明による半導体集積回路装置の検査
治具によれば、通常のウェハプローバに々んら改造を加
えることなくペレット状態の半導体集積回路装置のプロ
ーブ検査を行うことができるので、たとえばペレット専
用のプローブ検査装置を新たに用意する必要がむく、ペ
レット状態の半導体集積回路装置のプローブ検査におけ
る所要時間およびコストを削減できる。
また、検査系に対するペレットの位置決めを安定かつ高
精度に行うことができ、検査精度が向上する。
〔実施例〕
本発明は、多岐にわたるシステム、方法、デバイス、加
工及び検査装置等からなるものなので、便宜上、多数の
章に区分して説明したが、各実施例は他の実施例の一部
の詳細又は一部又は全部の変形例である。従って、逐一
の相互の組合は指摘しないが、各実施例の相互の組合せ
及び置換は当然のこととしている。従って、参照番号の
下2ケタが同一のものは、特にそうでない旨、明示した
ものを除き同一又は類似のもの又は工捏を表わすものと
する。
(1)  実施例・1 第IA図は本発明の検査治具の一例を示す斜視図、さら
に第IB図は本発明の検査方法が実施されるウェハプロ
ーパの一例を示す断面図、第IC図はその平面図、同じ
く第lD図はその平面図である。
また、第IE図は本発明の一実施例である半導体集積回
路装置の製造方法の一例を示す流れ図であり、第IF図
は、その一部をさらに詳細に示す説明図である。
まず、第IA図〜第ID図を参照しながら、本発明の一
実施例である検査方法に用いられるウェハプローバおよ
び検査治具の構成の一例を説明する。
第lB図に示されるように、本実施例におけるウェハプ
ローバ1は、水平面内における直線移動・回転変位およ
び垂直方向における昇降動作が自在なX−Yテーブル2
と、とのX−Yテーブル2に支持されたウェハチャック
3とを備えている。
このウェハチャック30表面には、第ID図に示される
ように、同心内状に複数の吸引n3aが刻設されていろ
う さらに、ウェハチャック3の内部には、複数の前記吸引
@3aの底部に一端が開口するとともに他端部は、外部
の図示しない真空ポンプなどに接続された吸引管3bに
連通する複数の吸引孔3Cが穿設されており、このウェ
ハチャック3の上に載置される板状の図示しない半導体
ウェハなどが真空吸着に上って当該ウェハチャック3の
上に着脱自在に安定に保持されるものである。
一方、ウェハチャック3の上方には、当該ウェハチャッ
ク3の平面に平行な姿勢でプローブカード4が設けられ
ている。
このプローブカード4においてウェハチャック3に対す
る対向面には、撓曲自在で鋭利な先端部を当該グローブ
カード4の中央部に所定の位置関係で集中させた姿勢で
基端部側がプローブカード4に固定された複数の探針5
が配置されている。
そして,X−Yテーブル2の適宜の位置決め動作により
、ウェハチャック3に固定される図示しない半導体ウェ
ハに設げられた複数の半導体集積回路素子の各々の図示
しない外部電極などに探針5が個別に押圧され、電気的
に接続されるように構成されている。
また、グローブカード4の中央部には、観察窓4aが開
設されておシ、ウェハチャクク3に固定される図示し々
い半導体ウェハに設けられた複数の半導体集積回路素子
の各々の図示しない外部電極などに対する複数の探針5
の接触状態や位置決め状態の良否などが上方から観察可
能にされている。
さらに、プローブカード4に設げられた複数の探針5は
、当該ブロープカード4の内部に設げられた配線構造5
aおよびこの配線構造5aに接続されるケーブル5bな
どを介して、たとえば制御計算機などからなるテスタ6
に接続されている。
そして、ウェハチャック3に固定される図示しない半導
体ウェハに設げられた複数の半導体集積回路素子の各々
に設けられた複数の図示しない外部電極などに個別に接
続される複数の探針5を介して、前記テスタ6から動作
試験信号の授受や動作電力の供給が行われるものである
この場合、ウェハチャック3の上面には、通常の半導体
ウェハとほぼ同様の形状を呈する基板7aからなる治具
7が載置されるように構成されている。
この治具7の基板7aには、載置されるウェハチャック
3に刻設された複数の吸引溝3aのいずれかに重なり合
う位置に、第2図に示されるように、基板7aを貫通す
る矩形の窓部7bが開設されている。
さらに、矩形の窓部7bを取り囲む領域には、矩形の段
差部7Cが基板7aの表面よりも低く形成されており、
半導体ウェハを切断して形成され、各々の内部に大規模
論壇集積回路装置が形成されている矩形のペレット8が
、段差部7Cの中央部に位置する窓部7bを完全に隠蔽
する状態で当該段差部7Cに収容される構造となってい
る。
さらに、矩形の段差部7Cの各辺の中央部には、ほぼ半
円形の逃げ溝7dがそれぞれ形成されており、ピンセッ
ト々どを用いた段差部7cに対するペレット8の装着お
よび取り出し作業がペレット8を損傷することなく容易
に行われるように構威されている。
また、基板7aの外周の一部には、当該外周部を、矩形
の前記段差部7Cの一辺に千行々方向に直線的に切除し
て形成されたオリエンテーシ璽冫・フラット7eが設け
られており、たとえば、ウェハチャック3′に対する治
具7の位置決め作業における基準面として用いられるも
のである。
さらに、治具7の基板7aの表面には、前記オリエンテ
ーシ冒ン・フラット7Cの方向と平行な位置決め溝7f
,および前記オリエ/テーシ冒冫・7ラッ}7eの方向
と直交する位置決め溝7gがそれぞれ刻設されており、
プローブカード4に固定された複数の探針5に対するペ
レット8の位置決めなどに使用されるものである。
以下、上記のようなプローブ検査技術を用いる半導体集
積回路装置の製造方法の一例を第IE図および第IF図
の流れ図などを参照しながら説明する。
まず、拡散工程などを経ることによってトランジスタ等
の能動素子などから々る基本セルが形成されたウェハ状
態の図示しないマスタスライスに対して、所望の論理動
作が実現されるように基本セル間を相互に接続する多層
配線構造を7オ} IJソグラフィ技術によって形成し
、図示しない半導体ウェハ内に複数の同一機能の大規模
論壇集積回路装置を同時に形成する。
さらに、ウェハ状悪にある複数の同一機能の大規模論壇
集積回路装置の各々に対して、外部との動作信号の授受
などを行う電極として機能する半田パンプ8aを形成す
る(ステップ101)。
次に、複数の同一機能の半導体集積回路装置が形成され
ている図示しない半導体ウェハな切断することにより、
ウェハ状態の複数の同一機能の大規模論壇集積回路装置
の各々を個々のペレット8に分離する(ステップl02
)。
さらに、各々が同一の論理機能を有する大規模論壇集積
回路装置である複数のペレット8を、汎用の電子計算機
などのシステムに実装される第l群と、そのまま保管さ
れる第2群とに区分げする(ステップ103)。
その後、第1群のペレット8を、所定の組立工程などを
経てシステムに実装する(104)。
次に、第1群のペレット8が実装されたシステムにおい
て一部または全体の機能試験を行う(ステップ105)
そして、実装された第1群のペレット8における論理的
または物理的な機能不良があるか、さらにはシステム全
体としての仕様変更の要否が判定され(ステップ106
)、ペレット8におけル機能不良やシステムとしての仕
様変更などが無かった場合には、システムは通常の稼働
に゛供される(ステップ1゜07)。
一方、前記ステップ106において、システムに実装さ
れた第1群のペレット8における機能不良やシス才ムの
仕様変更があった場合には、まず、問題の機能不良や仕
様変更に対処する配線修正情報や、修正後のプローブ検
査における診断データを決定する(ステップ108)。
その後、前記ステップl08において決定された配線修
正情報に基づいて、第1群のペレット8と同一の構造お
よび論理機能を有し、前記ステップ103において保管
されていた第2群のペレット8に対して配線修正作業を
施す(ステップ109)。
ここで、このステップ109における第2群のペレット
8に対する配線修正作業の一例を示したものが第IF図
である。
まず、図示しない集束イオンビーム装置などを用いてペ
レット8における目的の配線構造8bを露出させるべく
当該配線構造8bを覆っている絶縁膜8Cに透孔8dを
穿設する(ステップ109a)。
その後、透孔8dが穿設されたペレット8を図示しない
CVD装置内に搬送する(ステップ109b)。
そして、まず、前記ステップ109bにおける搬送中に
、透孔8dを介して外部に露出された配線構造8bに形
成された自然酸化膜を除去して露出面を清浄化すべく、
軽度のスバッタエッチングを施す(ステップ109C)
次に、配線構造8bを外部に露出させる透孔8dの内部
およびペレット8の全面に、クロム(cr)などの導体
からなる下地膜8eを数十Xの厚さに形成する(ステッ
プ109d)。
さらに、図示し々いレーザビームなどを励起光として用
いるとともに、モリブデンカルボニル(Mo(co)a
)などを反応ガスとする局部的々光化学気相成長によっ
て、透孔8dから露出した配線構造8bと、同様に露出
された他の配線構造8bなどとを接続する修正配線8f
を所定の形状に選択的に形成する(ステップ109e)
その後、修正配線8fの下地以外の不用な下地膜8eを
選択的なエッチングによって除去する(109f)。
たお、上記の説明では、簡単のため、配線修正の一例と
して、配線構造8bを相互に電気的に接続する場合につ
いて説明したが、ステップ109a6おいて集東イオン
ビーム々どにより配線構造8bを所望の部位で単に切断
する々どの作業も適宜組み合わせて行われる。
こうした一連の配線修正作業により、ステップ106に
おいて見出された第1群のペレット8における機能不良
やシステムの仕様変更に対処する配線修正が第2群のペ
レット8に施される。
その後、上述のような配線修正が施された第2群のペレ
ット8に対して、配線修正結果の可否を判別するプロー
ブ検査が施される(ステップ110)。
ここで、本実施例におけるグローブ検査は次のようにし
て行われる。
まず、通常のウェハプローパlのウェハチャック3に対
して、前述のウェハ状の治具7が、複数の位置決め$7
f,7gが刻設された面を上にし、かつ窓s7bが吸引
溝3aの直上部に位置するように載置される。
さらに、配線修正後の検査すべき第2群のペレット8を
、複数の半田バンプ8aの形成面を上向きにした姿勢で
治具7の段差部7Cの内部にセットし、矩形のペレット
8よりも僅かに大き々寸法の段差部7Cの一隅に密着さ
せる。
この時、吸引溝3aの直上部に位置する治具7の窓部7
bはペレット8によって完全に隠蔽された状態となる。
この状態で、吸引管3bおよび吸引孔3cを介して、治
具7の下面によって密閉された複数の吸引溝3aの内部
を排気することにより、治具7およびこの治具7の段差
部7cにセットされ、窓部・7bを通じて吸引溝3aに
露出したペレット8は、大気圧によってウェハチャック
3に確実に固定された状態となる。
その後、治具7の表面に刻設されている複数の位置合わ
せ?ll17f,7gを目視または、ウェハプローバ1
に備えられている図示しない位置決め制御系によって観
察することにより、当該治具7の段差部7Cにセットさ
れているペレット8とグローブカード4に固定されてい
る複数の探針5との平行出しなどを行う。
さらに、ペレット8に設げられている複数の半田パンプ
8aの各々が複数の探針5の各々の直下に位置するよう
に、X−Yテーブル2を適宜駆動する。
その状態で、ウェハチャック3を所定の高さに上昇させ
ることにより、ペレット8に設けられている複数の半田
パンプ8aの各々に対して、複数の探針5の各々の先端
部が所定の接触圧で押圧され、第3図に示されるように
両者が電気的に接続された状態となる。
この状態で、テスタ6は、前記ステップ108において
決定された診断データなどに基づいて、配線修正後の第
2群のペレット8に対する動作試験を遂行する。
このように、本実施例におげるプローブ検査においては
、上述のように構造が簡単で製作の容易々治具7を使用
することで、従来のウェハグローバ1になんらの改造な
どを施すことなく、個々のペレット8のプローブ検査を
簡便かつ高精度に行うことができる。
これにより、ウェハ状態とは異なる個々のべレット8の
プローブ検査のために新たに検査装置を開発したり、ウ
ェハチャック3を改造する必要がなく、配線修正が施さ
れたペレット8のプローブ検査における所要時間の短縮
および原価低減を実現することができる。
また、治具7において、たとえば、単に窓部7bをペレ
ット8よりも大きめに形成し、当該ペレ,ト8がウェハ
チャック3に直接に接するように保持する場合には、窓
部7bの内周とペレット8の外周との間に生じる隙間か
ら侵入する外気によってペレット8に作用する真空吸着
力が損なわれることが懸念される。
ところが、本実施例の場合には、治具7において基板7
aを貫通して開設された窓部7bの周囲に段差部7Cを
設げ、この段差部7Cに窓部7bを完全に隠蔽する状態
でペレット8が保持される構造であるため、ペレット8
は治具7に対して気密に保持されることとなり、上記の
ような不都合が確実に防止され、治具7およびペレット
8をウェハテヤ,ク3に対してより安定に固定すること
ができる。
さらに、矩形の段差部7Cの各辺の中央部に、ほぼ半円
形の逃げ溝7dがそれぞれ形成されていることにより、
ビンセット々どを用いてペレット8を段差部7Cに着脱
する際に、ペレット8を損傷することなく容易に作業を
遂行することができる。
一方、上述のステップ111におけるグローブ検査にお
いて、前述の配線修正作業が不完全で所要の論理動作や
動作性能が不可と判定された場合には、前記ステップ1
09の配線修正作業に戻り、同一のペレット8または、
他の新たな第2群のペレット8に対して配線修正作業を
施す。
また、ステップ111においてプローブ検査の結果が可
と判定された場合には、配線修正済の第2群のペレット
8を、システムに実装されている不良の第1群のペレッ
ト80代わりに実装し(ステップ112),その後、前
記ステッグ105以降の上述の一連の作業を繰り返す。
ここで、従来における電子計算機システムやそれに使用
される大規模論壇集積回路装置からなるペレット8の開
発においては、システムに対するペレット8の実装後に
生じた機能不良や仕様変更に対しては、通常のウェハグ
ロセスによって、ウェハ状態のマスタスライスに対する
多層配線構造の一部または全部の形成をやり直すなどの
方法が一般的であるが、この方法では、ペレット8に要
求される論理動作が複雑になり配線層の数が増大するに
つれて機能不良の修正や仕様変更に対する対策の完了ま
でに必要以上に時間が掛かるという問題があった。
このことは、ペレット8における入出力端子数の増大に
伴って、従来のワイヤボンディング方法に代えて半田バ
ンプを採用する実装方式では、多層配線の形成後に長時
間を要する蒸着その他の方法で半田バンプも形成する必
要があり、所要時間の増大は特に著しくなる。
ところが、上述のような本実施例における製造方法によ
れば、製作に長時間を要する配線構造や半田バングがす
でに形成され、完成した状態にある第2群のペレット8
に対して、必要に応じた最小限の配線修正を施すだけで
よく、機能不良の修正や仕様変更に対する対策の完了ま
での所要時間を大幅に短縮することができる。
これにより、大規模論壇集積回路装置およびそれを用い
た汎用の電子計算機システムの開発期間を大幅に短縮で
きるという効果がある。
更に、発熱量の大きなチップ8のテストにおいては、第
IB図のステージ3内の冷却パイプに水又はフロリナー
ト等の冷媒を強制循環させて間接的にチップを冷却させ
ながらテストを実行する。
又、チップのステージ3への吸着は、ウェハ7を介さず
直接ステージ3上に吸着してもよい。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
すなわち、本発明の半導体集積回路装置の製造方法によ
れば、ウェハプロセスを経て形成される複数個の同一種
の半導体集積回路装置の各々をペレットに分割した後に
第1群および第29に分け、前記第11!pに属する前
記ペレットを目的のシステムに組み込み込むとともに前
記第2群に属する前記ペレットを保存しておき、前記シ
ステムに組み込まれた前記第l群に属する前記ペレット
に機能不良が見出された場合には、前記第2群に属する
前記ペレットに前記機能不良を解消する配線修正を施し
た後に前記システムに組み込む操作を繰り返すので、実
際のシステムに組み込まれている第l群のペレットに機
能不良が見出された場合に、すでに完成している第2群
のペレットに第1群のペレットの機能不良を解消する配
線修正を施した後、当該第1群のペレットと交換するこ
とで、たとえば、機能不良を解消すべく多層配線構造の
一部または全体をウェハグロセスによって最初から作り
直す場合などに比較して、第1群のベレy}の機能不良
の解消や仕様変更などに対する対策を迅速に行うことが
できる。
これにより、半導体集積回路装置およびそれを用いるシ
ステムの開発期間を大幅に短縮することができる。
また、本発明の半導体集積回路装置の検査方法によれば
、通常のウェハプローバになんら改造を加えることなく
ペレット状態の半導体集積回路装置のグローブ検査を行
うことができるので、たとえばペレットに専用のプロー
ブ検査装置を新たに用意する必要がむく、ペレットのプ
ローブ検査工程におげろ所要時間およびコストを削減で
きる。
また、本発明になる検査治具によれば、通常のウェハプ
ローバになんら改造を加えるとと々くペレフト状態の半
導体集積回路装置の1ローブ検査を行うことができるの
で、たとえばペレットに専用のプローブ検査装置を新た
に用意する必要がなく、ペレット状態の半導体集積回路
装置のプローブ検査における所要時間およびコストを削
減できる。
また、検査系に対するペレットの位置決めを安定かつ高
精度に行うことができ、検査精度が向上する。
(2)実施例・2(全体システム・フロー):本発明の
設計・開発システムの全体フローを第2図にもとづいて
説明する。
同図において、201は大型コンビ.一夕その他の情報
処理システム又は制御システムの設計ステップであり、
これらのシステムの信号処理は主にSiモノリシックI
C又はGaAsモノリシックIC(メモリ・ゲートアレ
ー)等の半導体デバイスにより構成されている。202
はシステムのデバグ工程、203は設計変更工程で、デ
バグの結果に基づいてシステムの信号処理等を担う半導
体デバイスの論理変更等を行なう。204は設計変更し
た半導体デバイスをシステムに組込むシステム組立工程
である。以上の201〜204はシステム開発プロセス
と総称する。
205は、システム設計に基づいて半導体デバイスの製
造用マスクを作或するマスク作成工程、206は、これ
らのマスクを用いてウエノ1に所定の集積回路を形成す
るウェノ飄・プロセス、207は、ウェハ上のペレット
に対応する部分に開口されたボンディング・パッド上に
ソルダー・バンプ電極を形成するバンプ形成工程である
。々お、パ冫プを形成するかわりに、ボンディング・ワ
イヤで直接ボンディング・パッドに接続してもよい。
208は、上記ソルダー・バンプ上に又はパッドに直接
プローブ針をあてて電気的試験を行なうウェハ・テスト
工程、209は、試験の完了したウェハなチップ(ペレ
ット)に分割するベレタイズ工程、210はチップにつ
いて電気的試験を行な・うグローバによるテスト工程で
あり、実線のフローにおいては、その一部又は全部を省
略することができる。
211は、テストの完了したチップをパッケージ内に組
込むモジュール組立工程又は封止工程である。ここで完
成した半導体デバイスはシステム・デバグ202に供さ
れる。ここで205〜211の工程を総称して半導体デ
バイス工程という。
212は、ウェハの分割が完了後、良品チップの一部を
ストックしておいて、仕様変更にそなえるチップ・スト
ック工程である。213は、このチップ・ストックの中
から設計変更されたチップを取り出し、そのチップにフ
ォーカスト・イオン・ビーム( Focused  I
on Beam,以下FIBと略称する。)等により加
工を施す配線修正工程である。ここで修正されたチップ
は、実施例・1に示す方法によりテストされ、半導体デ
バイスとして組立完了し破線のようにシステムの組立に
供される。
(3)実施例・3 以下、本実施例のLSI(半導体デバイス)の全体及び
製造プロセスを説明する。
第3A図は、本発明の実施例によるバイボーラL8Iの
要部を示す断面図である。
第3A図に示すように、本実施例によるバイポ− ,y
 L 8 Iにおいては、例えばp型シリコンから或る
半導体チップ(半導体基板)301の表面に例えばn十
型の埋め込み層302が設けられ、この半導体チップ3
01上に例えばn型シリコンのエビタキシャル層303
が設げられている。このエビタキシャル層3030所定
部分には例えばSin,膜のようなフィールド絶縁膜3
04が設けられ、これにより素子間分離及び素子内の分
離が行われている。このフィールド絶縁膜304の下方
には、例えばp十型のチャネルストッパ領域305が設
けられている。また、このフィールド絶縁膜304で囲
まれた部分のエビタキシャル層303中には、例えばp
型の真性ベース領域306及び例えばp十型のグラフト
ペース領域307が設けられ、この真性ペース領域30
6中に例えばn十型のエミッタ領域308が設げられて
いる。
そして、このエミッタ領域308と、前記真性ベース領
域306と、この真性ペース領域306の下方における
エビタキシャル層303及び埋め込み層302から成る
コレクタ領域とによりnpn型バイポーラトランジスタ
が構成されている。また、符号309は、埋め込み層3
02と接続されている例えばn十型のコレクタ取り出し
領域である。符号310は、前記フィールド絶縁膜30
4に連なって設けられている例えば8401膜のような
絶縁膜であって、この絶縁膜310には、前記グラフト
ベース領域307、前記エミッタ領域308及び前記コ
レクタ取り出し領域309に対応してそれぞれ開口31
0a〜310Cが設げられている。そして、この開口3
10aを通じて前記グラフトベース領域307に多結晶
シリコン膜から或るベース引き出し電極311が接続さ
れているとともに、洲口310bを通じて前記エミッタ
領域308上に多結晶シリコンエミッタ電極312が設
げられている。なお、符号313,314は、例えばS
in,膜のような絶RrlXである。
符号315a〜315Cは例えばアルミニウム膜から或
る一層目の配線であり、このうち配線315aは絶縁膜
314に設けられた開口314aを通じてペース引き出
し電極311に、配線315bは開口314bを通じて
多結晶シリコンエミッタ電極312に、配線315Cは
開口314C及び前記開口310Cを通じてコレクタ取
り出し領域309にそれぞれ接続されている。また、符
号316は、例えばプラズマCVDにより形成されたS
iN膜とスビンオングラス(80G)膜とプラズマCV
Dにより形戒された8i0膜とから或る層間絶縁膜であ
る。この層間絶縁膜316の上には、例えばアルミニウ
ム膜から成る二層目の配線317が設けられている。こ
の配線317は、前記層間絶縁膜316に設けられてい
るスルーホール316aを通じて前記配線315Cに接
続されている。なお、このスルーホール316aは階段
状の形状を有し、これによってこのスルーホール316
aにおける前記配線317のステップカバレッジの向上
を図っている。符号318は前記層間絶緑膜316と同
様な層間絶縁膜である。この眉間絶縁膜318の上には
、例えばアルミニウム膜から成る三層目の配#319a
〜319cが設けられ、このうち配線319aは、前記
層間絶縁膜318に設けられているスルーホール318
aを通じて前記配線317に接続されている。さらに、
符号320は前記層間絶縁膜316、318と同様な層
間絶縁膜であり、この層間絶縁膜320の上には、例え
ばアルミ、ニウム換から成る四層目の配線321a〜3
21Cが設けられている。これらの配a321a〜32
1Cは、大電流を流すことができるように下層の配線に
比べて厚く構成され、例えば2μmの厚さを有する。ま
た、これらの配113 2 1 a〜321cの間の溝
の幅は例えば2μmであり、従ってこの溝のアスベクト
比(溝の深さ/溝の幅)は例えば1と大きtl値である
符号322は例えば810,filのような表面平坦化
用の絶縁膜であり、例えばSin,のバイアススバ,タ
や、プラズマCVDとスパッタエッチングとの組み合わ
せにより形成されたものである。この絶縁膜322によ
って前記配線321a〜321Cの間の溝は完全に埋め
られているため、この絶緑繰322の表面はほぼ平坦と
なっている。なお、この絶縁膜322としては、例えば
常圧CvDとスパッタエッチングとの組み合わせにより
形成されたP 8 G( Phoapho−Si目ca
te Glaas ) W!X,B8G(Boro−8
口icate Glas@)膜、BP8G(Boro−
Phospho−Silicate Glass)膜等
のシリケートガラス膜を用いることも可能である。
この絶縁tlI.322の上には、′゛例えばプラズマ
C■Dにより形成されたSiNll323が設けられて
いる。周知のように、このSiN膜323は耐湿性を有
する。この場合、前記絶縁膜322の表面は前記配線3
21a〜321cの間の溝の部分を含めて平坦であるの
で、このSiN膜3230表面も平坦となっている。こ
のため、このSiN膜323のNxJIL及び膜質は均
一であり、従って従来に比べて後述の保護膜325の耐
湿性の向上を図ることができる。これによって、LSI
のバッヶ−ジとして非気密封止型のパッケージを用いる
ことができる。このSiN膜323の上には、例えばプ
ラズマCVDにより形成されたSiO膜324が設けら
れている。そして、前記絶縁膜322と前記SiN膜3
23とこのSjO膜324とによりチップ保護用の保護
膜325が構成されている。
この場合、前記SiO膜324は、この保護膜325は
対する後述のクロム(cr)llA326の接着性を確
保するとともに、このCr膜326のドライエッチング
時に前記SiN[323がエッチングされるのを防止す
る役割を果たす。
前記保護膜325には開口325aが設けられ、この開
口325aを通じて前記配#32lb上に例えばCr膜
326が設けられている。そして、このCrli326
の上に例えば銅(cu)一すず(8n)系金属間化合物
層327を介して鉛(pb)−Sn合金系のはんだバン
プ328が設けられている。
第3B図は、第3A図に示すバイボー:7L8 Iを封
止したビングリットアレイ(PGA)型パッケージを示
す断面図である。
第3B図に示すように,このピングリットアレイ型パッ
ケージにおいては、例えばムライト(3AltOn・2
8i0,)から或るチップキャリア329上に半導体チ
ップ301が前記はんだバン1328を用いて接続され
ている。また、符号330は、例えば炭化ケイ′A(S
fC)から成るキャップである。前記半導体チップ30
1の裏面(素子が形成されていない面)は例えばを↓ん
だのろう材331を介してこのキャップ330と接触し
ており、これによって半導体チップ301からこのキャ
ップ330への熱放散を効果的に行うことができるよう
になっている。なお、このパッケージをモジュール基板
等に実装する場合には、.前記キャップ330に放熱フ
ィン(図示せず)を接触させ、これによってパ,ケージ
からの放熱を効果的に行うように々っでいる。また、符
号332は例えばエボキシ樹脂のような樹脂であり、こ
の樹脂332によって半導体チッグ301が封示されて
いる。
すなわち、このパッケージは非気密封止型のパッケージ
である。この場合、既述のように保護膜325の耐湿性
が優れているので、このように非気密封止型のパッケー
ジを用いることができ、これによってパ,ケージの低価
格化を図ることができる。々お、符号333は入出力ビ
ンであり、これらの入出力ビン333は、チップキャリ
ア329に設げられた多層配#(図示せず)により前記
はんだバン1328に接続されている。
次に、第3A図に示すバイボーラLSIの製造方法につ
いて説明する。kお、層間絶縁膜320を形成するまで
の工程の説明は省略する。
第3C図に示すように、層間絶M膜320上に配線32
1a〜321Cを形成した後、例えば8i0,のバイア
ススパッタや、プラズマCVDとスパッタエッチングと
の組み合わせにより例えば8i01膜のよ5々絶縁膜3
22を形成する。既述のように、この絶縁膜322の表
向はほぼ平坦にすることができる。なお、配線3218
〜321Cの間の溝の深さ及び幅が例えばそれぞれ2μ
m″′Qあるとすると、8i01のバイアススパッタを
用いて絶縁膜322を形成する場合にはその膜厚が例え
ば3.5μm程度でほぼ平坦な表面が得られ、プラズマ
CVDとスパッタエッチングとの組み合わせにより絶縁
膜322を形成する場合にはその膜厚が例えば1.5μ
m8度でほぼ平坦な表面が得られる。
次に第3D図に示すように、例えばプラズマCVDによ
り前記絶緑膜322の上に例えば膜厚が500OAの8
iN膜323を形成する。
次に第3E図に示すように、例えばプラズマCVDによ
り前記8iNIll323のように例えば膜厚が1μm
のSiO膜324を形成する。このようにして、耐湿性
に優れた保護膜325が形成される。
次に第3F図に示すように、保護膜325の所定部分を
エッチング除去することにより開口325aを形成して
この部分に配線32lbの表面を露出させ、この状態で
例えば蒸着により全面に例えば膜厚が200OAのCr
膜326、例えば膜厚が50OAのCu膜334及び例
えば膜厚が100OAの金(Au)@335を順次形成
した後、これらのAu膜335、Cu膜334及びCr
膜326をエッチングにより所定形状にバタ一二ングす
る。
この場合、前記Au膜335は前記Cu換334の酸化
を防止するためのものであり、前記Cu膜334ははん
だパンダ328の下地との濡れ性を確保するためのもの
である。また、前記Au膜335及びCul[334の
エッチングは例えばウエットエッチングにより行い、C
r膜326のエクチングは例えばCF4とO,との混合
ガスを用いたドライエッチングにより行う。既述のよう
に、とのド2イエッチングの際には、前記8 j 07
jQ324がエッチングストッパーとして働くため、下
層の8iN層323がエクチングされるのを防止するこ
とができる。なお、前記Aujll335、Cu膜33
4及びCr膜326は、通常、BLM(Ball Li
miting Metahza口on)と呼ばれている
次に第3G図に示すように、前記8i0膜324上に所
定形状のレジストパターン336を形成した後、例えば
蒸着により全面にpb膜337及びSn膜338を順次
形成することにより、前記Au膜335、Cu膜334
及びOr膜326をこれらのpb膜337及びan膜3
38により覆う。これらのPb膜337及びsn膜33
8の膜厚は、後に形成されるはんだパンプ328中のs
n含有率が所定の値になるように選択される。
次に、前記レジストパターン336をその上に形成され
たpb膜337及びsn膜338とともに除去(いわゆ
るり7トオフ)した後、所定の温度で熱処理を行う。こ
れにより前記P b墜3 3 7及び8nlK338が
合金化して、第3A図に示すように、ほぼ球状のP b
 − 8 n合金系のはんだバンプ328が形成される
。この合金化の際には、8ng338中のSnが前記C
u膜334中のCuと合金化することにより、このはん
だバンプ328と前記Cr膜326との間にC u −
 8 n系金属間化合物層327が形成される。kお、
実際には、このはんだバンプ328中には、前記Au膜
335からのAuも含まれている。
(4)  実施例・4 次に本発明の対象の一例であるVLSI(VeryLa
rge Scale  Integration)のチ
ップ内の構成を説明する。
ここに示したチップは、メイン・フレーム・コンビ瓢一
タ(超高速コンピュータ)のCPU部その他の論理演算
及びメモリ素子として使用される。
従って非常に多くの入出力端子をもつ必要があるので、
一般に200ビン程度まではワイヤボンディングで、そ
れ以上はTAB(Tape AutomatedBon
ding )やCCB(controlled−col
lapseSolder Humps )等により外部
のパッケージや回路基板に実装又は接続される。
チップサイズは、101II1〜20sts+角の正方
形又は長方形の板状で、その素子形成主面には、ECL
(Emitter−Coupled Logic )回
路やその他必要に応じてC M O S ( Comp
lementary MOS)回路が形成されており、
いわゆるゲートアレーと同様の方式(設計・製造方式)
により要求仕様に対応したチップ内構成が選択される。
第4A図は、チップ上のAl第2〜4層目配線の構成を
示す上面模式図である。同図において、421は、第4
層メタル配線群すなわちAI−4(又はWR−4)で主
にY軸方向にチップをほぼ縦断するように多数設げられ
ている。419は第3層ノタル配線群、すkわちAl−
3(又はWR−3)であり、主にX軸方向に延在してい
る。
417は第2層メタル配線群、すなわちAl?−2(又
はWR−2)であり、主にY軸方向に延在している。こ
れらの各層Al配線群は、その一部だけを示したが、必
要に応じてチップ上面全体に設けられている。441a
〜gはそれぞれ、50〜200μm幅の電源配線又は基
準電圧配線(ECLの場合は、VgsL−−4v,V.
r・−−3V+VTT”’  2V ;VcCleVC
C2+及びvccs゜−0V).444Yはそれぞれ1
0μm幅の第4層予備配線すなわちAIS−4で、ここ
ではチップ401の上面をほぼ縦断するように設けられ
ているct443a〜hは、5amピッチ3.5μm幅
のAI−3であり、相互接続の必要に応じて自動レイア
ウトされる。443Xは5ピッチ毎に設けられたほぼチ
ップ上面を横断するように延在する第3層予備配線Al
B−3である。これらフローティングの予備配線は、A
l8−3とAl8−4でチップのほぼ全域をカバーでき
るようになっているo442aS−fは5μmピッチ3
. 5 p m幅のAj−2であり、上記AI−3と関
連して相互接続の必要に応じて自動レイアウトされる。
第4B図は配線修正プロセス、サポート用ツールその他
のチップレイアウト図である。同図において945a及
びbはチップ901上のパターンの原点と基準軸との角
θを検出するための原点検出用パターンでA7−4によ
り形成される。446は、試し堀り領域p 4 4 7
 aは加工基準マークす々わち層間ずれ検出用メタル・
パターンでAI−3よりなり,447bは同じ層間ずれ
検出用メタル・パターンでAl−4からなる。4488
〜dは、それぞれ予備ゲ・一ト・セル,449は配線修
正履歴・仕様・品名・型名等を記録するためにFIB又
はレーザ選択CVDによってマーク又はバターンを形成
する領域である。
第4C図は予備グートセルの平面レイアウトの内、AI
−3よりなるアンテナ配線のみを示した平面図である。
同図において、4518〜jは、それぞれアンテナ配線
すなわちA I A − 3である。
第4D図は予備ゲートセルの内蔵素子及びゲートの模式
回路図である。同図においてSR,及びSR,は予備抵
抗,SG,及び8G,はECL予備ゲートである。
以下に本発明の配線修正方法の各種のパターンを説明す
る(以下ECL回路の例である)。
第4E図は「入力Lowクランプ』とよばれる修正パタ
ーンを示す模式回路図である。同図において、GlはV
LSIのゲートとーっとして、すでに配線済の既配線グ
ー},I,〜工,はその入力配線.OIはその出力配線
,CIは入力配線I,の一部なFIBによって切断した
部分である。
第4F図は、「入力Highクランプ.」とよばれる修
正バターンを示す模式図である。同図において、G!及
びGsは既配線ゲート.I4〜工,は各ゲートの入力配
線,O,及び03は各ゲートの出力配線* V C C
は■cc工〜■cc3の内の一つで、内部ゲートの場合
は% vcczである。C,はレーザーCVD又はFI
Bによる気相選択CVDによるジャンパー配線である。
第4G図は「逆出力使用」とよばれる修正パターンを示
す模式回路図である。同図において、G4及びG.は既
配線ゲート,SGは第4B図の448a′−dの一つに
対応する予備ゲートセル448内の予備ゲート(第4D
図のSG1及びSG,に対応する),工。〜Il4及び
It4 + itsは各ゲートの入力配m−04及び0
,はG4及びGsの出力配線,C,及びC,は上記同様
の気相選択レーザーCVD等によるジャンパー修正配線
である。
第4H図は「予備ゲート追加」とよばれる修正パターン
の模式回路図である。同図において06〜G8は既配線
ゲー} ,SGは先と同様に予備ゲートセル448内の
予備ゲート+ 工Ill〜Lsはそれぞれのゲートの入
力配線,06はゲートGテの出力配線r CS ”””
 C?はMo(モリブデン)等からなるレーザCVD等
による修正配線である。
次に本修正システムのプロセスを説明する。
たとえばメイン・フレーム・コンピュータのような大型
システムの開発にあたっては、数百種の論理LSIを同
時に開発し、それによってシステムのデバック・調整を
行うとともに、論理不良や変更点がある場合には、すみ
やかにLSIの作り直しをしなければならない。そこで
、本発明においては、CCB電極形成済(第3A図に対
応)で、ダイシングされてチップ状態のLSIをストツ
クしておき、これらに対して上記各修正ノ{ターンや前
記各実施例に示すような修正を施すことによって、5〜
30hrで作り直しを完了することができる。
ここで、配線修正はチップ状態に限らずウェハ状態でも
可能であり、アライメント等が容易であるが、一方、修
正作り直しまでのターン・アラウンド・タイムは長くな
る。従って、そのようなデメリットが許容される分野で
は、ウェハ修正も可能である。たとえば、W8 I (
Wafer ScaleIntegration )で
は、このようたデメリットが回避されるので、有用であ
る。
更に、チップ状態での修正に関しては、裸のチ,プでは
ム<、パッケージ・ベースにダイボンディングされた状
態、更にワイヤボンディングが完了した状態での配線修
正も可能である。この場合はターン・アラウンド・タイ
ムの一層の短縮が可能である。このことは、TAB技術
を適用した場合についても同じである。
上記のように、たとえば、第3A図の状態でチップに分
割された予備チップを各品棟についてストックしておき
、デバックの結果に対応して修正を行なう。
まず、第4B図の試し堀り領域446にFIBで、試し
堀りを実行し、その検出データをストアする。更に同図
447a及びbの層間ずれ検出パターンを用いてAl!
−3及゛びAl−4の合せずれを検出し、そのデータを
ストアする。次に、同図4458及びbの原点及びθ検
出パターンによりチップ上の設計パターン・データと実
パターンの原点及び軸を一致させる操作又は演算を行い
、それに従って、以下第4J〜4P図に示すような修正
を実行する。
第4J図は、第4A及び4B図に対応するチップ主面の
修正部分の上面拡大図である。同図において、441は
それぞれ幅広All−4電源配線(基準電圧配線を含む
).443XはX軸方向に延在するAIS−3すなわち
AI−3による予備配線(これと他の場合には、All
−3す々わち素子に連結済の第3層AI配線群の一つで
もよい),444YはY方向に延在するAl8−4すな
わち第4層AI予備配線,456はFIBによる縦穴に
形成されたレーザーCVDによるMo(モリブデン)層
である。
第4K図は上記第45図X−Xに対応する断面図である
。同図において、418はIL−3すなわち、第3層層
間絶縁膜,443Xは、先の第3層予備配線,420は
、IL−4すなわち第4層層間絶縁膜,441は電源配
線,425はファイナルパッシペーシ冒冫すなわち上面
保護膜,444Yは第4層予備配線,453は下地Cr
(クロム)膜,454はMOレーザCVD層である。
第4L図は他の修正技法を施した部分の上面払大図であ
る。上記第45及び4K図と異なる部分のみを以下説明
する。同図において、459はMoジャンパー配線と電
源配線441のシ嘗−トを防止するためのコの字型切欠
溝(FIBによる),457及び458はF I Bに
よる縦穴に充填されたMo層,460はそれと同じMO
ジャンパー配線である。
第4M図は、上記第4L図に対応するX−X断面図であ
るが、各記号は先に説明したので省略する。この技法は
,@に、443Xが444Yの直下まで延在し々い場合
や443Xが一般のAl−3である場合等に有効である
この場合、モリブデン・ジャンパ線46(1’形成し、
それをマスクとして下地C『膜453の不要部分を全面
スパッタ除去した後にFIBによりシ冒一ト防止切欠#
459を形成するようにすると、溝459内にOr膜が
残存することがなく、良好な結果が得られる。すなわち
、第4工図(d)の工程完了後、シ嘗一ト防止切欠溝4
59を切削形成する。すなわち、接続穴等はFIBによ
り先に形成して、その後、下地Cr膜を被着、それにつ
づいてレーザーCVDにより穴埋又は選択的にジャンパ
線を形成して、それをマスクとしてCr膜の不要部分を
除去した後に、切断・切欠等の処理を行なう。
第4N〜4P図はその他の修正技法、特に予備ゲートを
用いた一例の平面図.要部拡大図,及びそのX−X断面
図であるう同図において448は予備ゲートセルp 4
 5 1 a−jはAI−3からなるア/テナ配線で、
それぞれ第4D図の8G,−,,8R,〜,のいずれか
の端子にAI−2及びAl一1を介して接続されている
。更に441はそれぞれAI−4からなる幅広電源配線
,444YはAlS−4.443XはAIlS−3,4
61は修正要部である。更に462及び463はFIB
による縦穴にレーザCVDにより埋込まれたMo(モリ
ブ)層,464はそれに連続してレーザースキャンニン
グにより形成されたMoジャンパー配線である。
次にFIBによる穴あけ及びレーザーCVDによるジャ
ンパー配線形成プロセスについて説明する。
第4I図(a)〜(d)は、そのプロセスのフローヲ示
す要部断面図である。同図(a)に示す如く、先にスト
アされたデータにもとづき修正対象の座標を決定してF
IBによる穴452を形成する(処理室内の圧力は1 
x 1 o−@P a )。次に(b)に示すようIC
、Aj表面及ヒファイナル・パッシベーシ璽ン425表
面なAr(アルゴン)雰囲気(IPa)でスパクタ・エ
ッチングを行った後、全面にCrをIOOA程度スパッ
タリングにより付着させ、Cr(クロム)下地膜453
を形成する。次に(c)に示すようにモリブデンカルボ
品ル(Mo(cO)e)の10Pa程度の昇華相雰囲気
(ガス相)で、厚さ0.3〜1 am e @3〜1 
5 sm程度のMo(−v−リプ)修正配線454を形
成する。(条件は、例えばレーザー出力・・・200m
W,レーザースキャン二冫グ速度1w/秒,連続発振高
出力Arレーザー使用)その後,(d)に示すようにA
『雰囲気のスパッタリングにより454をマスクとして
不要部分455のCr膜を除去する。
以上説明したように第4E〜4H図の修正パターンを実
行するにあたり、第4J〜4P図に示す技法を相互に組
合せてファイナル・バッシペーション完了後のチップ上
配線修正を実行する。この修正完了後、又はほぼ同時的
に第4B図の449の位置に修正データその他をレーザ
CVD(修正用の装置内で同時的に処理する)、F’l
B利用のメタル膜デポジシ冒冫又はA7−3 , AI
−4 ,Mo膜等の切欠き等によりマーキングする。こ
のマーキングには、文字,数字,適当な記号のほかパー
コードその他のコンビ,一夕認識用の各種のコードを用
いることができる。又、複雑高密度の配線が449の領
域に形成される場合には、Al一4をレーザ又はFIl
3で切欠いた回折格子パターン又はMOレーザーCVD
によ・る同様のパターンによるコードが有効である。
以下余白 更に、予備セルの変形例を説明する。第4Q図は第4B
図の変形例にあたる予備ゲート(又は予備7リップ・フ
ロ,プ、以下「予備FFJという。)セルのレイアウト
図、第4R図は上記予備ゲート・セルの具体的配線レイ
アウト図、第4S図は上記予備ゲート・セル内のエレメ
ントの模式回路図である。これらの図においてs 4 
4 8 ”−dld、予備ゲート・セル% 471a〜
dは予備FFすなわち、予備ラッチである。4 0 1
Fi8 i半導体チ,プである。縦の破線(単線)はA
I−4Kよる予備配+@!444Y%破線による帯状領
域441a〜dFiそれぞれ4j−4による広@All
電源配線、481等の番号が付された丸印は,Al−1
とAl一2間のスルーホール・11角印482等はAl
一2とl/−3間のスルーホール・L483等の縦の実
線はこれらのスルーホール間を連結するAl二2にlる
相互配線、451等の横の実Amはスルーホール■よク
のひるAl!−3によるアンテナ配線である。スルーホ
ール・!の各番号は、第4S図の各端子番号に対応して
いる。なお、予備ラッチ・セルも、ほぼ同一のレイアウ
トになっているので、詳細配線レイアウトは省略する。
このようにすることによって、必要に応じて、ラ,チ・
ゲート.抵抗等を切欠によるシ冒一ト防止をすることな
〈利用することができる。すなわち、予備配$444Y
のいずれかと引出したい予備セルの素子のアンテナとの
交点にF’lB穴あけを行なうことによって、簡単に所
望の予備デバイスをAI−4のレベル管で引き上げるこ
とができる。
(5)実施例・5 配線修正プロセスにおいて使用するジャンパー線(Mo
配#)同志の交叉技法について説明する。
第5A図は、ジャンパ線の交叉を示す上面図、第5B図
はそのA−A断面の模式断面図である。
両図にかいて、541は、Y方向幅広電源Al配線(第
4層Al)、544Yは予備配線(第4層AIas s
ssa及びbHその一部を他の部分と分離するためのF
IBKよる切欠部、560はX軸方向に走る第1のMo
配線、561及び562はそれと交叉すべきY軸方向に
走る第2のMo配線520は第3層)l配線と第4層A
l配線間の層間絶縁膜、525はファイナル・バッシベ
ーシ嘗ン膜、553はMo配線の下地Cr層、557と
558は第2のMo配線561,562と第4層予備1
/配線をつなぐためのスルーホールである。
このように、ファイナル・パッシベーシ璽ン上でジャン
パ線を交叉させたい場合は、Y軸方向のジャンパ4Iを
第4層予備配mを介してクロス・アンダーさせる。この
場合、適当な長さのフローティング予備配線がある場合
はその11使用してもよい。又、予備配線が必要以上の
長い場合、又は他に利用したい場合等は、第5A図に示
すように両側又は片側を他の例に示すような切欠法によ
シ切欠を形成する。
(6)実施例・6 本実施例は,FIB及びレーザCVD配線修正に利用す
るための他の実施例で示した予備配線レイアウトの変形
例に関するものである。
第6図は、本発明の半導体チップの上面図で、@4層予
備配線644と第3層予備配線643のみを模式的に示
したものである。同図においては,第4層Al予備配線
644と平行に走る第4層AI電源配Sは他の例に示し
たので省略している。
本実施例に訃いては、チップ601を4分割し、それぞ
れの区分について、ほぼその区分を横断又は縦断するよ
うに予備配1l1!t−設けている。このようにするこ
とによって、浮遊容量の低減と予備配線の活用性の同上
を図っている。すなわち.分離のための切欠を一部又は
全部不要にしている。なお、これらの配線の詳細につい
ては他の実施例に説明されている。
なお、電源配線(第4層AA’)は分割されることなく
ほぼチップの全長にわたって延在し,ておシ、予備配線
(第4層Al)は、それらの間すべてに一本ずつ設けて
もよいし,必要に応じて,3〜5本毎に設けるようにし
てもよい。又、予備配線の分割のやりかたは、2分割の
みにかぎらず、全長・2分割及び3分割の組合せでもよ
い。
(7)実施例・7 他の例について示した幅広電源配線切欠によるシ.一ト
防止を行ないつつ、下層たとえば第3層人j配線とジャ
ンパ線の接続に適用するFIB加工技法を説明する。以
下本技法を「ブリ・ξリングコという〇 他の実施例に示した如く、第4層幅広電源配線上へ、そ
の直下の第3層Al配線をMOジャンパ4I(FIB穴
あけとレーザCVDの組合せによる)により引出す場合
,Mo配線と第4層)l配線が接続用スルーホール内で
シl一トし々いように、スルーホールの周辺に切欠溝を
設ける必要がある。
この溝形成は、表面が平坦でないチップ上面を加工する
ことから、以下のような技法を必要とする。
以下、他例に説明したレイアウトを例にと少具体的に説
明する。
第7A図は切欠溝形成領域を示すチップ上面図である。
同図において、74lは第4層Aj幅広電源配線,74
4Yはそれらの間に設けられた第4層Aj予備配線,7
59mはブリ・ξリング領域、75911主ミリング領
域である。
第7B図〜第7E図は、平坦化溝形成のプロセス・フロ
ーを示すA−A部分断面図である。これらにおいて、7
41はスルーホールを形成する部分の周辺の第4層電源
配線、725はファイナル・パッシベーシ嘗ン及び層間
絶縁膜,743Xは第3層Al配線で切欠の直下を通下
するもの、7 1 8Fi第3及び2層Al配線間の層
間結縁膜、7 5 9 8Fiブリ・ミリング領域、7
59bは主ミリング領域である。
これらの図に基づいて、プロセスを説明する。
主宅リング領域に対応する部分に切欠溝を形成する場合
,第7OK示すように、1ず、ブリ・ミリング領城75
9aを下層のAl741の厚さ分F!Bビームをスキャ
ンニングして切削する。次に、主ミリング領域759b
の全体をFIBKより繰シ返しスキャンエングすること
により、地形学的構造の相異(主に角度)Kよる自発的
平坦化により,第7E図のような、その長さ方向にわた
って平坦慶切久11lIt−形成する。
このことによク、下層のjl配線(主K第3層)を不用
意に露出した砂、切断したDするのを防止することがで
きる。
ここで,FIB切削ビームの具体的走査方法を説明する
。第7F図は切欠溝759(759a及びb)のFIB
加エビームのスキャンニングの様子を具体的に示す走査
領域上面図である。
同図において、762の各実線矢印はツスタ・スキャン
の順序を示す。ただし、一般の切欠は、幅2μm程度で
あるから、一本の経路(2μmφビーム)で763のリ
ターン経路(764は始点)によυスキャンt−10〜
20回程度繰D返すことにより約6μm程度掘りこむこ
とによシ形成することができる。
《8)実施例・8 FIB配線修正プロセスにかいて、第4層幅広Al電源
配線直下の第3層Al相互接続配線を、上下配線の短絡
や不所盟の下部配線の露出・切断な〈、切断する技法に
ついて説明する。なお、デバイスの構造・材料・仕様・
用途等は先に説明し比例と同じなので、ここでは繰ク返
さない。
たとえば、第8B図に示すよりなAl−4幅広配線(電
源)841下のAA!−3よりなる相互配#a819を
F I H Kより切断する場合を考λる。
この場合、切削壁への再デボジシ1ン膜によるシ璽一ト
防止のため、同図に破線及び一点鎖線で示すように、2
段に切削する。しかし、このようにしても,A7配II
I等のうねクや厚さのぱらつl!によっては、第8D図
に示すようにステージ部891に残留したAI−4が再
デポジシlン、メタル892を介して、正面Kj1出し
たAI−3 (1:A示しない)と下部穴正面にかいて
シ璽一トすることが考えられる。以下の技法は、これを
防止するのに有効である。
第gA,C,及びE図は、第3層AI相互配線切断プロ
セスを示す断面フロー図である。第8F図は、その加工
領域を示すチップ上面図である。
これらの各図において、825はファイナル・パッシペ
ーシ嘗ン膜,841Fi第4層幅広Ad電源配#(Y軸
方向に走る)% 820は第4層間絶縁膜、8i9#:
i切断すべき第3層Alt相互接続配線(たとえばX軸
方向に走る)%818は第3層間絶縁膜、817は第2
層AI配線、816は第2層間絶縁膜,8608は以下
に行なう2段ミリングの第1ステッ1において、チップ
上面を台地状の形状のttvjAυ下げる技法(以下「
山形ミリング」という)における周辺ミリング部、86
0bF1山形ミリングにおける主ミリング部、859t
im第2ステップ・ミリング領域であシ、本2段ミリン
グ下層Al切断技法の第2ステップに対応する。
第8G図において860bXは主ミリング領域860b
に対応するF I B走査領域、第8H図にかいて86
0aXFi周辺ミリング領域860aに対応するFIB
走査領域である。これらの矢印で示すラスク・スキャン
経路において、実線部は均豊な所定のイオン・ドープ量
(照射量)を示す。
一方、破線部はドープ量が″0”であることを示す。′
このように所望の領域をビームで1回ぬりつぶす操作を
以後「lフレーム.1という。
次にこれらの図に基づいて,切削プロセスを説明する。
第8A図に破11860bで示すように、切削穴の底面
形状は、メモの台地部と周辺平地部との段差を充分大き
くとれるようにすれば、ステージ部でのAl−4残タの
割合を小さくすることができる。そこで、第8H図に示
すような周辺スキャンと第8G図に示すような全体スキ
ャンをほぼl:5の割合で計10〜20フレーム繰り返
すと第8C図のような形状に高い確率で加工することが
できる。
次に第8C図に示すように下部大加工領域859に対応
したイオン・ビーム・ドープ859Xの全体にイオン・
ビームを均一に照射することによって、(先と同様にラ
スク・スキャンをくりかえす)第8E図ノヨうKAll
−:NCjる相互配線819を切断することができる。
(9)実施例・9 以下では、先の例に示したECLロジックのM4層配線
を例にとシ、オン・チップ配線修正の基本的戦略につい
て説明する。
第9A図はオン・チップ配線修正の基本戦略を!とめた
ものである。第9B図は、修正の基本パターンを例示し
たものである。同図において、太い実線は,MOジャン
パ線等からなる修正配線を示す。例えば、出力反転Fi
FP−jなわち、クリップ・フロップの出力を反転する
ため,FF出力で相互配線を切断(FIBによる)シ、
その間を予備ゲートのインパータを介して2つのジャン
パ線で次段ゲートの入力に接続している。
これらの図表にもとづいて、基本戦略を説明する。
方針・1は、相互配線の切断については、できるかぎD
Al−4flE源の間隙部にて実行するというものであ
る。これは、広い電源Alと下線のAll線との再デポ
ジシ1ンによる短絡を防止するためである。方針・2は
、FIBの加工性の良さを考慮すると、AI−4に近く
短絡の可能性の高いAl一3相互配線を切断するよりも
、より下層のAl一2相互配線を切断する方が有利とす
るものである。方針・3は,hl−a相互配線を切断す
る場合は,Al−2やAI!−4との短絡等を防止する
ために先の実施例のように2段加工する必要が高いこと
から、AI−3の下層(下地)が平坦なところ今選択す
る必要があるというものである。
方針・4は接続に関するもので、加工時間のほとんどを
占めるAI−4電源切欠工程を省略するため、できるか
ぎIAI−4電源間隙部にて実行することを内容とする
。又、電源間隙部には予倫配線があることが多いので,
ジャンバ線を艮<引き回す必要がないので更に有利であ
る。方針・5は、方針・4を遵守するかぎDAI−4電
源との短絡の心配はないので、MoレーザcvD<よる
穴埋特性のよいAI−3相互配線との間でMOジャンパ
線又はスルホール埋込配線を形成するというものである
方針・6は接続をどうしてもAl−4電源配線下で行な
う場合KFi、切欠長をできるかぎり短くできる場所を
選択するというものである。これは、方針・4又は5が
実行不可能な場合の次善の策である。
方針・7はジャンパー線( M oのレーザCVD配線
)が20,2/mmと比較的高抵抗のため、できるかぎ
りジャンパー線を短くするか、21;j/rrmと抵抗
の低いAI予備配線を活用するというものである。特に
ワイヤード・オアをとる修正パターンにおいては、ンー
スー予備終端抵抗間の抵抗を極力低〈しておく必要があ
る。
(11  実施例・10 第10A図は本発明の実施に使用するイオンビーム加工
装置の要部を示すブロック図であり、第10B図はイオ
ンビーム加工が施される本発明の半導体装置の一例の平
面図、第100図および第lQI)図は半導体装置の一
部の断画図である。
水平面内において移動自在なX−Yテーブル1001の
上には、フォトリングラフィを繰シ返すことによって所
定の物質からなる薄膜を堆積させることによって複数の
半導体装ftlo02aが形成された半導体ウエハ10
02(被加工物)が所定の姿勢で着脱自在に載置されて
いる。
この場合、半導体チッグ1 002に形成された半導体
装置1002aには、その素子領域1002b(第2の
部位)とともに、試加工領域1002C(第1の部位)
が形成されている。
1た,半導体装置1002a(7)素子領域1002b
には、絶縁基板1002dの上に第1層アルミ配,11
1002e.層間絶縁膜1002f,第2層アルミ配線
1002g,層間絶4I+1膜1002h,第3層アル
ミ配線10021 .層間絶縁膜1oo2j.第4層ア
ルミ配練1002k.最終保護膜1002lなどを積増
した多層配線構造を有する論理素子が形成されてお夕、
前記試加工餉域1002Cは、深さ方向における物質の
堆積構造かよび該堆積構造の形成履歴などが素子領域1
 002bと回一にされている。
x−yテーブル1 0 0 1.は、サーボモータ10
0laを介して駆動されるとともに、レーザ干渉計10
01bによって変位が検出されるように構成されており
、X−Yテーブル制御部1001Cによってクローズド
ループで精密に変位が制御可能にされている。
X−Yテーブルl001の上方Kは、′イオン源100
3が下向きに設けられてお!)、x−yテーブルIOO
IK載置された半導体ウエハl002に向けて、たとえ
ばガリウムCCrfa)などのイオンからなるイオンビ
ーム1004が放射サれるように構成されている。
イオン源1003から半導体チップl002に至るイオ
ンビームl004の経路には、引き出し電極1005a
.収束レンズ群1005b,静電偏向レンズlplo0
5cなどから麿るイオンピーム光学系1005が配設さ
れておb1イオンビーム1 004を構成するイオンの
加速・収束・,選択、さらには半導体ウエハ1002に
対するイオンビーム1004の入射位置の制御などが行
われる構造とされている。
さらに、イオンビーム1004の経路には、イオンビー
ム電流IBを検出するイオンビーム電流検出手段101
06が設けられている。
普た、半導体チップ1002が載置されるX−Yテーブ
ルl001の近傍には、イオンビーム1004が入射す
る際に半導体チップ!002から発生される二次イオン
・二次電子などの荷電粒子1たは発光スペクトル100
4aを検出する検出手段1007が配設されておシ、こ
の検出手段1007は、゛前記のイオンビーム電流検出
手段1006とともにドーズ量演算部1008に接続さ
れている。
ドーズ童演算部1008は、たとえば、検出手段100
7を介して検出される半導体チップ1002からの二次
イオン棟の変化や二次電子の童の変動、発光スペクトル
の変化などに基づいて、半導体チップ1002に形成さ
れた半導体装置1002aの多層配線構造を′!:II
或する各層の加工の所要時間を計測するとともに、各々
の所要時間によってイオンビーム電流IBを積分するこ
とによシ、半導体装置1 002aの多層配線構造を*
或する各層の単位面積の加工に要するドーズfを算出し
、算出されたドーズ量は、ドーズ量格納部1009K記
憶されるように構成されている。
・X−Yテーブル1001,イオン源1003,イオン
ビーム光学系1005.イオンビーム電流検出手段10
06,検出手段1007などは、真空容器1010の内
部に収容されている。
真空容器1010には、たとえば所定の真空ポンプなど
を多段に接続するなどして構威される排気手段!011
が接続されてお夕、内部が所盟の真空度に排気可能にさ
れている。
さらに、真空容器1 0 1 0Kは、ゲート弁101
2を介して、外部扉l013を備えた予備排気室l01
4が接続されてかり、真空容器10lOの内部の真空度
を損々うことな(,X−Yテーブル1001K載置され
る半導体チップl002の搬入および搬出が可能にされ
ている。
1た、x−Yテーブル制11部1001C,イ,d−冫
ビーム光学系1005.ドーズ量演算部1008.排気
手段1011などは、制御計算機などからなる主制御部
1015によって統括して管理されるように構威されて
いる。
以下、本実施例の作用について説明する。
オす、x−yテーブル1001t−適宜移動させること
K,tクで、半導体チップ1002に形成された半導体
装置1002aの試加工領域1 002Cが、イオン源
l003の直下に位置決めされる。
次に、イオンビーム1004を照射することによ9、試
加工領域1002Cを加工平面の面積A0〔μm’)で
加工する作業が開始される。
この面積A0は、所要の加工深さに対して充分大きく設
定され、加工部位の凹部のアスペクト比が小さくなるよ
うに、すなわち、加工部位から発生される荷電粒子筐た
は発光スペクトルl004aが検出手段1007に充分
に検出されるように設定される。
この時、ドーズ量演算部1008fl,検出手段100
7を介して検出される荷電粒子1fcは発光スペクトル
1004aの二次イオンの禎類が切り替わる時刻、筐た
は二次電子の強度、筐たF1発光スペクトルが変化する
時刻などによって,最終保護膜1002l,第4層アル
ミ配線層1002k,層間絶縁膜xoozj・・・・・
・・・・の各々の加工に要した時間J(i=1.2,3
・・・・・・・・・)〔S〕を計測するとともに、イオ
ンビーム電流検出手段1006を介してイオンビーム電
流lB・( flA)を計測するO ここで、各層を構成する物質のスパッタ率をk i( 
μm”8−1 nA−t )とすると、加工時間t1K
かける加工深さ2門(μm)は、 h で与えられる。
従って、各層の単位面積の加工に要するドーズ量D, 
ta、 D i = Z i−/ K i ti =t/Ao−”  /   Iadt 0 (nA@s−μm−リ によシ把握される。
すなわち、ドーズ量演算部1 0 0 8tj:.各層
の加工K要した加工時間tiと加工中のイオンビーム電
流IBとに基づいて、各層の単位面積当たシ07FDl
Kt’f ;b }’−スfiD i =Z i/K 
i ’{r計算し、ドーズ量格納部1009K格納する
。(!1の段階) 次に、主制御@1 0 1 5は、ドーズ量格納部30
9K格納された個々の層の単位面積当たりの加工に要す
るドーズ量IJiを読み出し、素子領域1002bの加
工における目標ドーズft DTOTを計算する。
い!、素子領域1002b[%最上層の最終保M膜l0
02lから第2層アルミ配線1002g!で6層t−貫
通する面積AtCμM〕の穴を穿設し、第2層アルミ配
線1002gを切断する加工の場合を考えると、必要と
なる単位面積当たりのドーズ量Dは、 D=Dr + ・’ Do + Da ’ Cs=Zt
/K++−  +Za/Ka+(Zt/Kt)C+〔n
A−S・μm−1) となる。
ただし、CIは、最終加工層にかける加工深さのばらつ
きを考慮して決定される過剰加工係数で、この場合、た
とえば0.2程度に設定される。
1た、z,/K1+・・+z6/K6は所定量加工分で
あり、(Zy/Kt )Ctは過剰加工分を示している
そして、素子領域1002bに穿設すべき加工大全体の
加工に要する目標ドーズ量I)’ro’rは、DToT
=D−As ・ ( 1/f ( a ))(nA−s
) として得られる。
ココテ、f(a)は、素子領域1002b&lC穿設さ
れる加工穴のアスペクト比aに応じて変化する加工効率
を示す係数でありs  f(a>≦1である。
すなわち、アスペクト比aが大きい程、加工効率は低下
しf(a)が減少するので、l)toTt′i増加する
上記のn’ro’rの計算と同時に,x−yテーブル1
を適宜駆動することによって、目的の素子領域1002
bがイオン源1003の直下に位置決めされる。
そ(7て、加工部位の7スベクト比などに影響さ?るこ
となく容易に計測可能なイオンビームt流IBおよび加
工時間をM測しながら、加工面積人,の領城の加工が開
始され、イオンビーム電流IBを加工時間で積分して得
られるドーズ量が、目標ドーズ量1)y■TK:i!す
る1で加工を継続し、加工終了時Kは、素子領域100
2bに面積A,で過不足のない深さの大が穿設され、第
2層アルミ配線ioozgが確実に切断された状態とな
シ、たとえば、第2層アルミ配@!1002gの切断に
よる半導体装置1002aの論理修正・設計不良対策・
不良解析などが、より下側の絶縁層などを損傷すること
なく正確に行われる。(第2の段wI)このように,本
実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
(13  半導体チップ1002K形成された半導体装
置1002aに,素子領域1002bとともに賦加工領
域1002Cが設けられ、試加工領域1002C[おい
て、深さに比較して充分大きな加工面積で、加工部位か
ら発生される荷電粒子1たけ発光スペクトル1004a
を充分に検出しながら、多層配線構造などを構成する各
層の単位面積当たシの加工に要するドーズJI D i
を測定し、とのドーズ量Diに基づいて目標ドーズ量I
)’ro’rを把握する第lの段階と、加工部位のアス
ペクト比々どに関わらず容易に観測可能なイオンビーム
電流IBと加工時間とに基づいてドーズ量を計測しなが
ら、目的の素子形成領域1002bにイオンビーム10
04を照射し、加工中のドーズ量が目標ドーズ量I)’
ro’rに達する璽で加工を継続する第2の段階とを経
て加工が行われるため、素子形成領域1002bにイオ
ンビーム1004の照射によって穿設される高アスペク
ト比の穴の深さを精密に制御することができる。
(2)前記(0の結果、高密度の論理素子などの半導体
装置1002aにおいて、イオンピーム加工による配線
層の切断・露出などによって行われる論理修正・設計不
良対策・不良解析などを正確に行うことができる。
(3)深さ方向の各層の厚さ2「および当該各層を構成
する物質に対するイオンピーム1004のスバッタ率k
iが未知の半導体装置10028に対しても.71I1
工深さを精密に制御したイオンビーム加工を実施するこ
とができる。
(4)前記(1)〜(3)の結果、高密度の論理素子な
どにおいて、イオンビーム加工による論理修正・設計不
良対策・不良解析などの作業の生産性を向上させること
ができる。
更に精密に加工深さを制御するには、先の試し掘りのデ
ータにもとづいて、若干多いドーズ量を設定しておき、
検出器によ,!)All及びSiの2次イオンをモニタ
することによう終点を自動検出し、それにより自動加工
するとよい。このようにすることによって、実際の加工
中にモニタできるので、AI+S iO,Hのぱらつき
があっても、正確に穴加工をすることができる。又、加
工穴のサイズや地形学的構造によって影響を受けること
がない。
卸 実施例・l1 第11A図は本発明の実施例であるイオンビーム加工方
法を説明するためのウェハの拡大部分断面図,第11B
図はそのイオンビーム加工方法に使用する加工装f!I
t−示す概略構成図、第11C図は前記加工装置の試料
台を拡大して示す概略斜視図である。筐た、第11D図
(a)は加工用基準マークの表面におけるイオンビーム
の走査状態を示す概略説明図、第11D図(b)はその
際の二次電子の検出強度を示す説明図である。さらに、
第11E図(a)〜(d)には加工用基準マークの平面
パターンの変形例を示し,第11F図(a)〜(b)に
は加工用基準マークの断面形状の変形例を示してある。
加えて、第11G図(a)は加工用基準マークの他の例
を示す拡大部分断面図であD1第1lG図(b)はその
概略平面図である。
本実施例のイオンビーム加工方法に使用される加工装置
は、第11B図に示すように1101〜11321Cよ
って構成されている。
すなわち、第11B図において、装置本体の上部に設け
られた1101はイオン源エミクタであり、このイオン
源エミッタ1l01の内部には図示されないが溶融液体
金属等のイオン源が収容されている。前記イオン源エミ
クタ1101の下方には引き出し電[1102が設けら
れており、真,空中にイオンを放出させる構造となって
いる。当該引き出し電極1102のさらに下方には静電
レンズとして機能する第1レンズ電極1108Thよび
アパーチャマスクとして機能する第1アバーチャ電極1
103が位置されている。前記第1アバーチャ電極l1
03の下方には、第2レンズ電極1104,第2アパー
チャ電極1109、ビーム照射のON ,OFFを制御
するプランキング電極1105、さらに第3アパーチャ
電極1106および偏向電極1107が設けられている
このような各電極の構成によって,イオン源エミッタ1
101から放出されたイオンビームBFi、集束ビーム
として形成され、前記プランキング電極1105および
偏向電極1107によって制御されて被加工物であるチ
ッグ11l2上に照射される構造となっている。
前記チップ1112は試料ステージ1l15上の資料保
持器1l13上に載置され、当該試料ステージ1l1s
Fis傍Hに設けられたレーザーミラー1114を介し
てレーザ千渉測長器11l6によって位置認識を行いつ
つステージ駆動モータ1 1 1 7Kよってその位置
合わせを行うようK’&っている。
fk>、前記半導体チップ1112の上方には二次イオ
ン・二次電子検出器111lが配置されて訃り、被加工
物1l12からの二次イオンおよび二次電子の発生を検
出する構造となっている。
!た、前記二次イオン・二次電子検出器1111の上方
に位置される1 1 1 (Rj:電子シャワーであD
,チップ1112上にシける電荷の帯電を防止する構造
となっている。
以上に説明した処理系内部は、図中の1118で示され
る真空ポンプによって真空状態を維持される構造となっ
ている。!た、前記各処理系は、外部に設けられた各制
御部1119〜1123Kよって作動を制御されてお夕
、各制御部1119〜1l23はさらに各インターフェ
イス部1124〜1128を介して制御コンピュータ1
129Kよって制御される構造となっている。なか制御
コンピュータ1129はターミナル1130%磁気ディ
スク1131およびMTデッキ1l32・等によ9人出
力およびデータの記録が行われるようになっている。
前記加工装置においては、たとえば磁気ディスク113
1に記憶されている位置データに基づいて、試料ステー
ジ11l5が制御部1122によって制御される駆動モ
ータ1117によpXY方向に所定の距離だけ移動でき
るように構成されている。その際の実際の移動距離と位
置データとの微小ずれは、第11C図に示すようにレー
ザー干渉測長器1l16から発射されたレーザー光Aが
、各レーザーミラー1114を経て前記試料台1115
のX方向の壁面かよびY方向の壁面とで反射され、再び
レーザー干渉副長器1 1 1 6K入射されて互いに
干渉することを利用して求められ、その位置ずれの情報
は適宜前記偏向電極11o7を制御するための偏向制御
部1120に入力され、イオンビームBの照射位置の微
小補正ができるように構成されている。
第11A図には、試料であるチップ1 1 1 2ノ一
部が拡大して示してある。前記チップ1112は、その
本体がシリコン(8i)単結晶等からなる半導体基板1
112aからなり、該半導体基板l1128にF13層
からなる多層配線が形成されている。
すなわち、最下層には第l配@1.133とその上に被
着形成された第1絶縁層1134とからなる第1配線層
1135、その上層には第2配線1133aとこの上に
被着形成された第2絶縁層1l34aとからなる第2配
線層1135a,さらVc@上層VCは第3配線113
3bとその上に被着形成された第3絶縁層1134bと
からなる第3配線層1135bがそれぞれ積層されてい
る。
前記多層配線層においては、第1,第2および第3の各
配線層1135.1135a,1135b lca、そ
れぞれの層を加工するために使用する加工用基準マーク
1136,1137かよびl138が設けられている。
加工用基準マーク1136はこれらに限るものではない
が,その平面形状を、たとえば第11B図(a)〜(d
)に示す形状にするととができ、″1たその断面形状も
、第11A図に示すものと同構造の突出形状(第11F
図(a))とすることも、あるいは第11F図(b)に
示すような溝形状とすることも可能である。筐たこのと
きの加工用基準マーク1.1 3 6の形成材料もアル
ミニウム(Al)等の種々のものを使用できるが、均一
な層厚で形成できるものが望!しい。筐た該加工用基準
マーク1136等は、各層の配腺を形成する際に同時に
形成されるものである。
第11A(iii!IKおいて、前記加工用基準マーク
1136の上方には、さらに第1絶縁層1134、第2
配@1133m,第2絶縁層1134a,第3配線11
33bが順次積層形成されてかク、最上層の第3配線1
133bは、外部に露出された状態となっている。前記
各層は均一かつ高N度の層厚を有しておク、シたがって
このような加工用基準マーク1136の直上に位置する
第3配線1133bの表面には、下層の加工用基準マー
ク1136の形状がその筐!正確に反映されておク、該
加工用基準マーク1136の上端左右のエッジが最上面
に位置する第3配線1133bKt?いてエッジ部E,
およびE!として反映されている。
このエッジ部E1およびg,q,加工用基準マーク11
36のエッジと比較して平面方向に一定の広がりを有し
ているが、当該広がりは積層数に比例しておυ、加工用
基準マーク1136の両エッジ間の中心は、たとえ中間
の各層において多少の平面的位置ずれがあったとしても
、前記エッジ部E1とE,との中心に正確に一致してい
る。したがって、館記エッジ部E,およびE,の位置を
特定できれば、必然的に最下層に位置する加工用基準マ
ーク1136の中心をも正確に特定できることになる。
このような位置の特定技術をさらに詳しく説明すると以
下の通シである。
すなわち、以下においては、前記加工用基準マーク11
36を基準に位置決めをして、第1配線層1135の第
1配線1133にイオンビームを照射してその切断加工
を行う場合について説明する。
先ず、ウエハl112を加工装置の試料ステージ111
5の所定位置KIla置した後、真空ポンプ1 1 1
 8t−作動させて装置内部を所定の真空状態にする。
次いで、磁気ディスクl131に記憶されている位置デ
ータに基づいてステージIIA!thモータ1117を
作動させて試料ステージl115を、イオンビームが第
1配線層の加工用基準マーク1136の上方にくる位置
1で移動させる。そして、第11D図(a)で略示する
ように加工用基準マーク1136の反映された最上層の
第3配線1133bの表面にかいて、エッジ部E, k
よびE,を越える範囲にわたってイオンビームBを走査
し、その時に発生する二次電子Cを検出し,その二次電
子Cの検出量の変化から前記下層に位置する加工用基準
マーク1136の位tItt−把握する。このときの二
次電子Cの検出状態を示したのが第llD図(c)であ
D1二次電子量は第3配線1133bのエッジ部分E1
およびE!の部位で増加しピーク値となる。この二次電
子の検出強度のピーク位置から、加工用基準マークl1
36のエッジ部の位置座標、強いては該加工用基準マー
ク1136の中心の位置座標を算出することができる。
このとき、本実施例によれば加工用基準マーク1136
は、直接チッグ1112の表面K露出されていないもの
の、その形状は層数に比例して正確に最上層の第3配線
1133bの段差、すなわちエッジ部に反映されている
ため、本来最下層に位置する加工用基準マーク1136
の中心部位をN度良く算出することが可能となる。
このようにして、最下層の加工用基準マーク1136の
中心位置を特定できることによって、当該最下層に形成
されている配線状態の位置関係を正確に算出することが
可能となる。
次に、前記のようにして得られた位置情報に基づいて、
予め磁気ディスク1131等に記憶されている加工位置
の位置座標を制御部l122に入力し、ステージ駆動モ
ータl117を作動させて、当該最下層の第l配@11
33の切断加工を行うことができる。第11A図におい
ては、加工用基準マーク1136から距IIallだけ
離れた部位の切?加工を行・う場今について図示してい
る。すなわち、このように最下層に位置する配線113
3の切断加工を行う際に、同じく最下層に位置する加工
用基準マーク1136が正確に反映された最上層の第3
配線1133bのエッジ部E,kよびE!を基準に位置
合わせを行うことができ■るため、極めて精度の高い位
置M識が可能となク、配Is1133の誤切断等を有効
に防止できる。
なか、このときのイオンビームBの加工技術について簡
単K説明すると、予め磁気ディスク等に記憶されている
情報に基づいて,イオンビームBの照射量,照射時間,
加速電圧筐たは偏向電極1107K印加する電圧等を調
整しながら、一定時間、所定の走査幅でイオンビームB
を照射することにより、所望の深さかよび幅で前記配線
層のエッチング加工を行うものである。
なか、以上の説明では最下層に位置される加工用基準マ
ーク1136の形状が反映された最上層の配#1133
bのエッジ部EIおよびE!を認識することで位置決め
を行う場合について説明したが、これに限らず前記加工
用基準マーク1136の上層を所定範囲内でエッチング
除去して、当該加工用基準マーク1136を直接外部に
露出させた状態と17、これを基準に最下層の配線11
33の切断加工を行うようにしてもよい。
なか、加工用基準マーク1136としては第11A図に
示すような単一のものでなく、第llG図に示すような
構造のものであってもよい。すなわち、第1配線113
3と同深部位に二つの加工用基準マーク1136および
1139が併設されてなる第1パターンが形成され、該
第1パターンの上には、第1絶縁膜l134を介在させ
ることなく第2パターン1140が、さらに該第2パタ
ーン1140の上には第3パターンl141が直接被着
形成されている。前記第1パターン,第2パターン11
40および第3パターン1141は、それぞれの層と同
深部位の各配線(図示せず)と同工程で形成することが
でき、その際加工用基準マーク1136.1139の上
方に位置する第1,第2訃よび第3の各絶縁層1134
,1134a,1134bぱエッチング除去されるため
、第3パターン114lぱ露出された状態となっている
このように各層間に絶縁層を介在させない構造とするこ
とにより、さらに高精度に最下層の加工用基準マーク1
136および1139t−最上層の形状に反映させるこ
とができる。
前記並列の加工用基準マーク1136.1139を使用
する場合Kは、第11G図中左に位Ifする加工用基準
マーク1136の右側のエッジが第3パターン114】
のエッジ部E,に、1た右に位置する加工用基準マーク
1139の左側のエッジが第3パターン114】のエッ
ジ部E,にそれぞれ正確に反映している。し,たがって
、前記エッジ部E,ふ・よびE!の中心位itは、正確
に加工用基準マーク1136およびl139の中心位置
に対応している。そこで、第3パターンl141の表面
にイオンビームを走査すると、第11A図で説明した場
合と回様にエッジ部ElおよびEtで二次電子の検出強
度が大きく変化することから、該エッジ部El bよび
E,の位置座標が正確に求めることができる。その結果
、前記エクジ部ElおよびE,の位置座標から加工用基
準マークl136と1139との中心位置を正確に特定
することができ、核中心位置を基準に被加工部の位置決
めを行うことができるため、蚊被着加工部の位置の特定
を極めて正確に達或することが可能となシ、前記第11
A図の場合と同様に被加工部の加工を高精度で行うこと
ができる。
このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。
(1》  イオンビーム加工において、被加工部である
第1配線と同一層K該被加工部の位置決めを目的とする
加工用基準マーク1136を設け、この加工用基準マー
ク1136の形状が正確に反映された最上層の配111
133bの形状を基準に位置決めを行うことによシ、各
層間に水平方向の位置ずれを生じている場合であっても
前記被加工部の位置決めを極めて高精度で行うことがで
きるので,正確な位置に、かつ高精度でビーム加工を施
すことが可能となる。
(2)  前記(1)で示した加工用基準マークl13
6のエ,ジが反映したエッジ部E1およびE,が形成さ
れている第3配M1133M)表面にイオンビームを走
査し、その際に発生する二次電子の検出強度の変化から
前記エッジ部E,およびE,の位置座標を特定すること
により、前記加工用基準マーク1136の中心位置の座
標を高精度で特定できるので、イオンビームを用いた切
断加工の梢度を更に向上することができる。
(3)ニつの加工用基準マーク1136.1139を併
設し、該マーク1136,1137の上層に層間絶縁層
を形成することなく第2パターンおよび第3パターンを
積層形成することにより、前記二つのマークの対向する
位置のエッジが最上層の第3パターンのエッジ部E,お
よびE1としてさらに正確に反映させることができるた
め、当咳エッジ部E,およびE,の位置座標より前記加
工用基準マーク1136と1139との中心位置を正確
に特定することが可能となD1被加工部の加工精度をさ
らに高めることができる。
0 実施例・l2 本発明のオン・チップ修正システム・デバグの全体構成
のうち、データの処理を中心に説明する。
第12A図は、全体システムのハード構成を示すブロッ
ク図、第12B図は本システム全体のプロセス・フロー
の概略ブロック図、第12C図はデータ・フローの詳細
を示したブロック図である。
第12A図において,1201はストック・チップ,1
283FiFIB配線修正装置又はそれによる加工工程
,1284#:tレーザ選択CVD装置又はそれにより
MO配m(ジャンパ線)形成工程、1285は共焦点メ
モリ付レーザ顕微鏡、1291はこれらの各装置をホス
ト・コンビ島−夕等と接続するEth6rnet(登録
商標)等のデータ通信回線,1292はオン・チップ修
正システムを統轄するホスト・コンビエータ(ミニ・コ
ンビ.ータ)である。1261は設計変更データを受信
して、チップ内の他のレイアウト情報とマッチングがと
れるように変換する大型計算器、1251はシステム・
デバグ用情報処理装置を示す。これらのシステム・デバ
グ装置と先の修正システムは上記通信回線又はその他の
通信回#!(電話回線等)で接続されている。
第12B図において、1261tl;iチップの下地パ
ターン・データとシステム・デバグの結果作威された修
正データとの融合・転送プロセス, 1282は転送さ
れたデータにもとづいて、修正システムのホストコンビ
.一タl292が試掘等のデータを参照して具体的処F
liを決定する加工ファイル作或プロセス、1 2 8
 3 aFiF I BHflHcオイテ、上記ホスト
コンビ,一夕からの指示に基づいて当該装置の制御コン
ピュータがFIB加工を実行する接続穴あけ工程,12
86はFIB装置から5X I Q−6 ’l’orr
以上の真空度を保持した″1筐、ロード・ロック方式で
被処理チップをレーザーC■D i! Itに移送する
コンテナ搬送工程、1284aFiMOジャンパ線等の
選択形成のためのレーザCVD工程( 2 0 0mW
ノA r v−ザ)、1283bはジャンパ線又はMO
穴埋によるl對望の接続が完了したチップに対して所望
の相互配線の切断又は切欠溝を形成する切断・切欠F・
IB工程、12858はホストコンビ.一夕1292か
らの指示に基づき当該装置の制御コンピュータが所定の
加工済座標を゛自動検査する顕微鏡検査工程、121(
1ウエハ用グローバによるチップ・プローブ・テスト工
程である。
第12C図において125111電子装置のシステム・
デバク及び論理・設計修正システム及び同プロセス、1
252Fi同設計変更工程,1253はデバグの結果に
基づいて修正すべきチップの座標データ等からなる修正
データを作成・入力する修正データ作成装置及び同プロ
セスである。126lは先の修正データを変換してチッ
プの他のデータと融合させるためのチップ修正データ作
或用大型コンビ,一タ・システム又はそのプロセス、1
262は同変換工程,1263は地下Al配線等の直接
的修正部分以外のチップ・レイアウト・データ、126
4はこれらのデータよりチップ修正データを作或する工
程である。
1 2 7 1Fiチップ修正データを画像化して修正
部分を確認するための画像化装置又は同プロセス、12
72はチップ修正データをグラフィック・データに変換
する工程、1273は各柚のセル・ライブラリ,127
4はグラフィック・データを作或・制御するためのグラ
フィック装置,1275は表示のためのCRT,127
6は再び元の゛チップ修正データのフォーマットに変換
するための逆変換工程である。
1281はチップ修正システム又はそのプロセス、12
82は同システムを統轄するホスト・コンピ為−タ、1
283はFIB切削装置、1284はレーザCVD装置
,1285は検査用顕微鏡装置である。これらの各装置
は、それぞれ制御用コンビ,一夕を持ち、それらとホス
トコンピュータの間で上記通信回路を通して、作業指示
・加工結果データ等のやりとクを行なっている。
次に第12C図にもとづいてデータの流れを中心K%本
システム全体の説明を行なう。
システム・デバグの結果によシ、設計変更が決定すると
、実施例・9の戦略に従ってデジタル化された配線切断
座標、切断層、接続座標,接続層,接続配線パスの座標
等のデータが修正データ1253として入力される。こ
の修正データはオンラインでチップ設計及び製造データ
を統轄するチップ設計・製造データ管理用コンビ,一タ
・システム1261内に転送され、同フォーマットに変
換されタ後、間システム内にストアされている処理対象
チップの下地AI配線パターン等の加工に必要なその他
のチップ・レイアウト・データが追加されチップ修正デ
ータl264となる。すなわち、システム開発用データ
は、基本的に論理図に対応する論理設計データであるた
め、具体的なチップ修正データを作或するためには、実
際のマスク・パターンに対応するチップ設計・製造デー
タに変換する必要があるからである。
チップ修正データ1264Vi、グラフィック装置12
7lに転送され、画像としてCRT1275に表示され
る。このとき、修正計画に問題なければ、そのttチッ
プ修正システム1281に転送(逆変換後)される。一
方、修正計画に改善・変更・追加等があるときは、グラ
フィック装置上で基本加工パターン,予備セル,予備配
線等に関するデータをセル・ライブラリ1273等から
読み出すことによって、修正計画の修正・変更を行なっ
た後、修正システム1281にデータを転送する。
ここで、システム開発管理用情報処理システム1253
で修正データを入力するかわりに、グラフィック端末1
274Kおいて直接画像確認の上、画像レベルで修正デ
ータを入力してもよい。
グラフィック装[1271から転送されたチッ7修正デ
ータは、ホスト・コンピュータ1282に読み込管れ、
他の加工データと融合され、それらから加工データが作
或される。す々わち、チップ修正データ内の品種データ
によシ、ホスト・コンピュータ1 2 8 2Ifi,
あらかじめ試し掘り、層問合せずれ測定(レーザ顕微鏡
1285)等の予備作業を各加工装置又は検査装tVC
指示し、その結果を逆転送させる。次に、ホスト・コン
ピュータは、チップ修正データとこれらの予備データそ
の他の加工基準データをもとに、実際の加エデータを作
成し、その加工データに基づいて、各加工装置に加工及
び検査の指示をオン・ライン転送するO このような、チップ修正システムはその加工精度及び位
置決め精度(±0.5μm)t−確保するために次のよ
うな環境におく必要がある。すなわち、温度23±1.
0℃、震動0. 1μm以下、塵埃度クラス100以下
である。
α3 実施例・13 本実施例では本発明のオン・チップ配線修正システムの
応用について説明する。本システム及び方法は、他の実
施例に具体的に示すように、バイポーラ・カスタム論理
L8Iの他CMOS論理L8IO論理修正、更Kバイポ
ーラ,MO8,GaAsメモリLSI等のパターン修正
,不良解析に応用可能である。筐た、マスク・プリント
基板,多層セ−ラミック基板等のパターン修正にも適用
できる。
ここでは、ゲートアレー・マスタースライスエCK適用
した例を示す。
ゲートアレーは、多数の基本ゲート及びメモリfAl配
線の変更によク自由に機能を設定できるようにした半導
体集積回路の一檀である。これらのゲート・アレーは顧
客が作或する論理仕様の段階で完全であることが望1し
いが、ゲート数がある一定以上に々ると、論理レベルで
のデバグを100多実行することは必ずしも効率的とは
いえないばかりか、不可能な場合もある。このような場
合に,FIB配線修正を活用して、システム開発のスピ
ードアップを図るのが、以下のゲートアレー開発・量産
(製造)システム又は方法である。
第13図は、同システム又は方法の全体冫ロ一図である
。同図において、1301KMNで示すのIf−11A
客側のプロセス・フロー 1302の破線はチップ・メ
ーカ側のプロセス・フロー,1303は顧客によるIC
の試作仕様の決定、1304Fiゲート・アレ一のター
ン・アラウンド・タイム短縮のためKAl工程前でスト
ツクしているマスタースライス・ウエハ、1305Fi
上記試作仕様に従って行なわれる他の実施例に説明した
Ad多層プロセス,1306Fiウエハ状態でプローバ
によう電気的テストを行なうウエハ・プローブ工程、1
307は良品のあるウエハを.チップにダイシングによ
り分割し、テストできる程度に組立てる1次チップ分割
・組立工程、1308はそのチップにもとづいて行う顧
客によるシステム・デバッグ工程、1309はデパ−ク
に基づ゛く顧客による仕様変更工程、1310け顧客に
よる論理図レベルでの修正データ作或及びオン・ライン
転送工程、1312は他の実施例で説明した修正データ
゛のグラフィック端末による入力工程、1311ti先
の1次チップと同一種類の完成チップをストックしてお
く工程、l313はストック・チップに加エデータにも
とづいて他の例で説明した如(FIB配線修正を施す工
程,1314は他の例で示したようなチップ状態でのプ
ローブ・テストを行なう工程、1315は組立工程、1
316は顧客による再デバグ工程、1317Fi再デバ
グで最終仕様が決定したICに対応する量MAI工程で
、ストック・ウエハよりAI工程を実行してゲートアレ
ーを完成する量産AI工程である。
このように、本方法においては、顧客のデバグ結果が、
チ,プメーカにオンライン転送されてから修正チップが
完成(テスト用)する管で、1日〜3日の非常に短いの
で、高果積ゲートアレ一の開発時間を大鴨に低減するこ
とができる。
次に、全体プロセス・フローを説明する。ストック・ウ
エハ1304H,他の実施例の予備ケート、予備FFK
対応する領域を有するものを用いて1次チップl307
を作或する。このときのAI工程l305は他の実施例
に示した予備配線,アンテナ配線等を有する4層AIプ
ロセスである。このようfk1次チップをストックして
おくので、論理変更に対応して迅速にFIBによる配線
修正を実行することができる。再デバグの後の竜産プロ
セスにおけるAI工程1 3 1 7ti先の1 30
5と同じものでもよいが、生産fカエ多い場合は、マス
クの修正又は作りなおしを行なってもよい。
+14)  !I!施例を補足するための文献FIBK
よるチップ加工技術については、高橋ら(Takaha
shi)の米国特許出願第07/134460号(19
87年l2月17日出願)及び日本特許出願昭63−1
72722号(1988年7月13日出j[)K詳しく
説明されているので、それらをもって本願の記載にかえ
る● 本実施例では省略したチップ放熱構造(実装状態での放
熱構造)Kついては、川鍋ら( [awanabe )
の米国特許出願第285581号(1988年12月6
日出願)に説明されているので、それをもつて本願の記
誠にかえる。
CCB(controlled−Collapie 5
o1derBumps)及びパッケージの詳細について
は、佐原ら(5ahara)の米国特許出願第0771
74371号(1988年3月28日出願)に記載され
ているので、それをもうて本願の記述の一部となす。
【図面の簡単な説明】
第IA図は本発明の検査治具の一例を示す斜視図, 第IB図は本発明の検.査方法が実施されるウェハプロ
ーバの一例を示す断面図、 第IC図はその平面図、 第ID図はその平面図、 第IE図は本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の製造方法の一例を示す流れ図、第IF図はその一m’
itさらに詳細に示す説明図である● 第2図は、本発明の設計・製造システムの全体S或を示
すフロー図である。 第3A図は本発明の実施例・3KよるバイボーラL81
の要部を示す断面図1 第3B図は第3A図に示すパイボーラLSIを封止した
ピングリットアレイ型パッケージを示す断面図、 第30−第3G図は、第3A図に示すバイボーラL8I
の製造方法を工程順にa#4するための断面図である。 第4ArIAtf本発明の実施例・4のロジック・チッ
プの第2〜第4層An配線の平面レイアウト図、第4B
図は同実施例の各種合せパターン又は配線修正システム
・ツールのレイアウト図、第4CWm同実施例の予備ゲ
ート・セルのアンテナ配線の平面レイアウト図、 第4D図は予備ゲートセルの予備デバイスを示す回路図
、 第4E〜4H図ぱ各檀の修正パターンを示す回路図、 第41図(a)〜(d)はFIB及びレーザーCVDに
よる修正のプロセス・フローを示すWr[図、第4J〜
4P図は局部修正の各種の技法に対応する配線修正部分
の平面図及び断面図である。 第4Q図は、本発明の実施例・4の変形例の予備ゲート
(F.F.)セルのチップ上面レイアウト図、 第4R図は、上記予備ゲート・セルの配線レイアウト図
、 第4S図は上記予備ゲート・セル内の素子構成を示す模
式回路図である。 第5A図は本発明の実施例・5のクロス・アンダ技法を
示す上面図、 第5B図は、同A−A断面図である。 第6図は、本発明の実施例・6の予備配線4分割方式を
示すチップ上面模式図である。 第7A図は、本発明の実施例・7の切欠部のチ,プ上面
図b 第7B図〜第7E図は、同実施例のブリ・ミリングのプ
ロセスを示す断面フロー図である。 第7F図は実際のFIBの加工ビームの動作を示す切削
工程上面図である。 第8A図〜第8E図は、本発明の実施制・8の2段切削
下層AI切断プロセスのフローを示す断面フロー図、 第8F図はそれに対応する部分の上面図である。 第8G及びH図FiFIB加エピームの実際の動作を説
明するための加工領域上面図である。 第9A図は、本発明の実施例・90オン・チップ修正の
基本戦略を示すものである。 第9BrI!JFi、上記修正の基本パターンを例示す
るものである。 第10A図は本発明の実施例・10であるイオンビーム
加工装置の要部を示すブロック図、第10B図はイオン
ビーム加工が施される本発明の半導体装置の一例の平面
図、 第10C図は半導体装置の一部の断面図、第10D図は
同じく半導体装置の一部の断画図である。 第11A図は本発明の実施例・11のイオンビーム加工
方法′t−説明するためのウエハの拡大断面図、 !IIB図はそのイオンビーム加工方法に使用する加工
装置を示す概略構成図、 第11C図は前記加工装置の試料台を拡大して示す概略
斜視図、 第11D図(a)は加工用基準マークの表面K訃けるイ
オンビームの走査状態を示す概略説明図、第11D図(
b)は二次電子の検出強度を示す説明図、 第11E図(a)〜(d)は加工用基準マークの平面パ
ターンの変形例を示す説明図、 第llF図(a)〜(b)Fi同じく加工用基準マーク
の断面形状の変形例を示す説明図、 第11G図(a)は加工用基準マークの他の例を示す拡
大部分断面図、 第llG図(b)Fi前記加工用基準マークの概略平面
図である。 第12A図は、オン・チップ配線修正システムの全体装
置構成を示すブロック図、 第12B図は、配線修正加工・検査プロセスを示す7ロ
一図、 第12C図は、オン・チップ配線修正システムの全体デ
ータフローを示すブロック図である。 第13図は本発明の実施例・13のゲートアレー開発・
製造プロセスの全体フローを示すブロック図である。 1・・・ウェハプローパ、2・・・X − Y f −
 7”ル、3・・・ウエハチャック、3a・・・吸引溝
,3b・・・吸引管、3C・・・吸引孔、4・・・プロ
ーブカード,4a・・・観察窓、5・・・探針、5a・
・・配線構造,5b・・・ケーブル、6・・・テスタ、
7・・・治具、7a・・・基板,7b・・・窓部、7C
・・・段差部、7d・・・逃げ溝,7e・・・オリエン
テ一シ.ン・フラ,ト、7f,7g・・・位置決め溝、
8・・・ペレット、8a・・・半田パンプ,6b・・・
配線構造,Bc・・・絶縁膜,Bd・・・透孔,Be・
・・下地膜、3f...修正配線、1 0 1〜1 1
 2 . 1098−109f・・・大規模論壇集積回
路装置の製造工程の各ステタプ。 第1A図 第 1 B図 第 1 C図 I0 79 第1 F図 3i1D 452 ,−448 第6図 601 第7A図 第7B図 第7C図 第7D図 第7E図 第7F図 第8G図 第8H図 第10B図 第10C図 第10D図 第11E図(c) 第11E図(d) 第11F図(b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ウェハプロセスを経て形成される複数個の同一種の
    半導体集積回路装置の各々をペレットに分割した後に第
    1群および第2群に分け、前記第1群に属する前記ペレ
    ットを目的のシステムに組み込み込むとともに前記第2
    群に属する前記ペレットを保存しておき、前記システム
    に組み込まれた前記第1群に属する前記ペレットに機能
    不良が見出された場合には、前記第2群に属する前記ペ
    レットに前記機能不良を解消する配線修正を施した後に
    前記システムに組み込む操作を繰り返すことを特徴とす
    る半導体集積回路装置の製造方法。 2、前記ペレットが大規模論壇集積回路装置であり、前
    記システムが電子計算機であることを特徴とする請求項
    1記載の半導体集積回路装置の製造方法。 3、ウェハチャックを備えたウェハプローバを用い、ウ
    ェハ状の治具の一部に開設された窓部に半導体集積回路
    装置からなるペレットを保持して前記ウェハチャックに
    固定することにより、ペレットのプローブ検査を行うこ
    とを特徴とする半導体集積回路装置の検査方法。 4、請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法にお
    ける前記配線修正の後に前記ペレットのプローブ検査を
    行う請求項3記載の半導体集積回路装置の検査方法。 5、ウェハプローバのウェハチャックに着脱自在に載置
    されるウェハ状の基板と、この基板の一部に開設され、
    ペレットが位置される窓部とからなる検査治具。 6、ウェハ状の前記基板の表面には、位置決め溝が刻設
    されていることを特徴とする請求項5記載の検査治具。 7、前記窓部を取り囲む領域は前記基板の表面よりも低
    い段差部をなし、前記ペレットは、前記窓部を完全に隠
    蔽した状態で前記段差部の一隅に保持されるようにした
    ことを特徴とする請求項5記載の検査治具。 8、以下の構成よりなる半導体集積回路装置の配線修正
    システム; (a)イオンビーム加工装置; (b)選択的に導電層又は絶縁層を形成するためのCV
    D装置; (c)上記各装置を統轄して所望の配線修正を自動的に
    行なうための制御用コンピュータ;と(d)それらを連
    結してデータの転送を行なう通信回線。 9、上記請求項第8項のシステムは、更に以下の構成よ
    りなる; (e)上記制御用コンピュータに所望の配線データを供
    給するためのグラフィック装置。 10、以下の工程よりなる半導体集積回路装置のイオン
    −ビームによるなだらかな肩をもつ平坦な台地と当該肩
    につらなる平坦な低地にわたる平坦な掘込みをつくるた
    めの切削方法; (a)平坦な掘込領域のうち平坦な台地に対応する部分
    のみに均一なドーズ量のイオンビームを照射して、上記
    半導体集積回路装置の主面にその掘込穴低面が低地面と
    ほぼ一致するまで切削する工程; (b)上記工程の後、掘込領域全面に均一なドーズ量の
    イオンビームを照射して平坦な所望の深さの掘込みを形
    成する工程。 11、平坦な高地とそれにつらなるなだらかな肩部と当
    該肩部につらなる低地よりなる掘込領域をイオンビーム
    を用いて半導体チップの主面に形成する方法は以下の工
    程よりなる; (a)低地に対応する部分のみに均一なイオンビームを
    照射することにより微小深さの切削を行なう工程; (b)掘込領域全体に均一なイオンビームを照射して微
    小深さの切削を行なう工程; (c)高地と低地の段差所望の値になるように上記工程
    (a)及び(b)を交互に又は所定の割合で繰り返し実
    行することによって所望の掘り込みを形成する工程。 12、以下の工程よりなるゲートアレーの製造又はデバ
    グ方法; (a)同一の品種に属する第1及び第2のゲートアレー
    ・チップを完成する工程; (b)上記第1のチップに基づいて、上記ゲートアレー
    を用いるシステムのデバグを行なう工程;(c)上記デ
    バグの結果に基づいて、上記第2のチップにFIB加工
    により配線の修正を施す工程; (d)上記修正された第2のチップにより上記システム
    の再デバグを行なう工程。 13、上記請求項第12項の方法は、更に以下の工程よ
    りなる; (e)上記工程(c)と(d)の間にチップ状態でプロ
    ーブ・テストを行なう工程。 14、上記請求項第12項の方法は、更に以下の工程よ
    りなる; (f)上記再デバッグの結果に基づいて、Al工程前の
    マスタースライス・ウェハに対して、Al配線形成のた
    めのウェハプロセスを施す工程。
JP1156803A 1986-06-18 1989-06-21 半導体集積回路装置の製造方法及び検査方法並びにそれに用いる製造装置及び検査装置 Pending JPH0323653A (ja)

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US07/584,180 US6753253B1 (en) 1986-06-18 1990-09-18 Method of making wiring and logic corrections on a semiconductor device by use of focused ion beams

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006059615A1 (ja) * 2004-11-30 2008-06-05 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 太陽電池の評価方法及び評価装置並びにその利用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006059615A1 (ja) * 2004-11-30 2008-06-05 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 太陽電池の評価方法及び評価装置並びにその利用

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