JPH084090B2 - Ｉｃ配線の切断方法及び装置 - Google Patents
Ｉｃ配線の切断方法及び装置Info
- Publication number
- JPH084090B2 JPH084090B2 JP61198814A JP19881486A JPH084090B2 JP H084090 B2 JPH084090 B2 JP H084090B2 JP 61198814 A JP61198814 A JP 61198814A JP 19881486 A JP19881486 A JP 19881486A JP H084090 B2 JPH084090 B2 JP H084090B2
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- JP
- Japan
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- wiring
- etching
- hole
- cutting
- semiconductor element
- Prior art date
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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（以下ICと呼ぶ）において
デバッグ、修正、不良解析のためにチップ完成後その内
部配線を切断する方法及び装置に関する。
デバッグ、修正、不良解析のためにチップ完成後その内
部配線を切断する方法及び装置に関する。
近年ICの高集積化、微細化に伴い、開発工程において
LSIのチップ内配線の一部を切断し、設計ミス、プロセ
スミスを発見したり、不良解析を行なうことで、製品歩
留まりを短期間のうちに向上させることがますます重要
になってきている。このような目的のため従来イオンビ
ームによりICの配線を切断する例が報告されている。
LSIのチップ内配線の一部を切断し、設計ミス、プロセ
スミスを発見したり、不良解析を行なうことで、製品歩
留まりを短期間のうちに向上させることがますます重要
になってきている。このような目的のため従来イオンビ
ームによりICの配線を切断する例が報告されている。
従来技術としては特願昭58−42126号があり、これに
は微細な配線に対処できるように、液体金属イオン源か
らのイオンビームを0.5μｍ以下のスポットに集束して
配線を切断したり、穴明けを行なう技術が示されてい
る。
は微細な配線に対処できるように、液体金属イオン源か
らのイオンビームを0.5μｍ以下のスポットに集束して
配線を切断したり、穴明けを行なう技術が示されてい
る。
この従来技術では、高エネルギイオンでスパッタ加工
を行なうため、第３図及び第５図に示すようにスパッタ
された配線金属材料（多くの場合アルミニウムであるの
で、以下アルミニウムと呼ぶ）が加工穴の側壁に付着
し、切断すべき下層配線と上層配線との短絡が発生す
る、という欠点を有していた。
を行なうため、第３図及び第５図に示すようにスパッタ
された配線金属材料（多くの場合アルミニウムであるの
で、以下アルミニウムと呼ぶ）が加工穴の側壁に付着
し、切断すべき下層配線と上層配線との短絡が発生す
る、という欠点を有していた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解決し
て、スパッタされた配線金属材料の付着により加工穴の
側壁での上層配線と下層配線とが短絡することのないIC
配線の切断方法とその装置を提供することに有る。
て、スパッタされた配線金属材料の付着により加工穴の
側壁での上層配線と下層配線とが短絡することのないIC
配線の切断方法とその装置を提供することに有る。
上記目的は、加工穴側壁に付いたアルミをエッチング
で取り除くことにより達成される。
で取り除くことにより達成される。
即ち、複数の配線層が形成された半導体素子の表面に
集束した荷電粒子線を照射して半導体素子に穴をあける
ことにより複数の配線層のうちの所望の配線層の配線を
切断する穴あけ手段と、エッチングガス雰囲気中で反応
性エッチングを行うことにより穴あけ工程により少なく
とも穴内に付着した配線材料を除去するエッチング手段
とを備えたIC配線の切断装置を採用して、複数の配線層
が形成された半導体素子の表面に集束した荷電粒子線を
照射して半導体素子に穴をあけることにより複数の配線
層のうちの所望の配線層の配線を切断する穴あけ工程
と、エッチングガス雰囲気中で反応性エッチングを行う
ことにより穴あけ工程で少なくとも穴内に付着した配線
材料を除去するエッチング工程とによりIC配線の切断を
行うことにより達成される。
集束した荷電粒子線を照射して半導体素子に穴をあける
ことにより複数の配線層のうちの所望の配線層の配線を
切断する穴あけ手段と、エッチングガス雰囲気中で反応
性エッチングを行うことにより穴あけ工程により少なく
とも穴内に付着した配線材料を除去するエッチング手段
とを備えたIC配線の切断装置を採用して、複数の配線層
が形成された半導体素子の表面に集束した荷電粒子線を
照射して半導体素子に穴をあけることにより複数の配線
層のうちの所望の配線層の配線を切断する穴あけ工程
と、エッチングガス雰囲気中で反応性エッチングを行う
ことにより穴あけ工程で少なくとも穴内に付着した配線
材料を除去するエッチング工程とによりIC配線の切断を
行うことにより達成される。
塩素系ガスを用いたプラズマエッチングにより表面を
等方性エッチングすると、シリコン酸化膜はほとんどエ
ッチングされないがアルミニウムは速やかにエッチング
されるので、加工穴の形状を崩すことなく不要な側壁付
着アルミニウムのみを除去することができる。但し、集
中イオンビームによる切断後、一旦、大気中に試料を出
すとアルミニウムの表面に酸化膜が形成される。等方的
なプラズマエッチングでは、この酸化膜によりエッチン
グの進行が阻害される。そこでイオンビーム加工を行う
真空容器と、エッチングを行う容器とをゲートバルブに
て連接することにより、大気中に出さずに試料を移動で
きるのでアルミニウムの酸化を防ぐことができる。
等方性エッチングすると、シリコン酸化膜はほとんどエ
ッチングされないがアルミニウムは速やかにエッチング
されるので、加工穴の形状を崩すことなく不要な側壁付
着アルミニウムのみを除去することができる。但し、集
中イオンビームによる切断後、一旦、大気中に試料を出
すとアルミニウムの表面に酸化膜が形成される。等方的
なプラズマエッチングでは、この酸化膜によりエッチン
グの進行が阻害される。そこでイオンビーム加工を行う
真空容器と、エッチングを行う容器とをゲートバルブに
て連接することにより、大気中に出さずに試料を移動で
きるのでアルミニウムの酸化を防ぐことができる。
本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。チャン
バ１は、プラズマ処理チャンバ、チャンバ２はイオンビ
ーム加工チャンバである。
バ１は、プラズマ処理チャンバ、チャンバ２はイオンビ
ーム加工チャンバである。
チャンバ１は、高周波電源３、高周波を印加される上
部電極４、ガス供給部５、接地された試料ステージ６、
及び真空排気系８からなる。チャンバ２はイオンソース
９、イオンビーム光学系10、試料ステージ11、及び真空
排気系12からなる。両チャンバはゲートバルブ13にてつ
ながっている。ICチップ又はウェハ（以下試料と呼ぶ）
14はバルブ15からチャンバ２に導入され、図示しないハ
ンドリング装置により試料ステージ11にセットされる。
ここでイオンビーム加工を受けたのち、また別の図示し
ないハンドリング装置により、ゲートバルブ13を通って
チャンバ１の試料ステージ６にセットされる。ここでプ
ラズマ処理を受けたのち、更に別のハンドリング装置に
よりバルブ16から取りだされる。試料14は、必要に応じ
てチャンバ１とチャンバ２の間を何回でも行き来するこ
とができる。
部電極４、ガス供給部５、接地された試料ステージ６、
及び真空排気系８からなる。チャンバ２はイオンソース
９、イオンビーム光学系10、試料ステージ11、及び真空
排気系12からなる。両チャンバはゲートバルブ13にてつ
ながっている。ICチップ又はウェハ（以下試料と呼ぶ）
14はバルブ15からチャンバ２に導入され、図示しないハ
ンドリング装置により試料ステージ11にセットされる。
ここでイオンビーム加工を受けたのち、また別の図示し
ないハンドリング装置により、ゲートバルブ13を通って
チャンバ１の試料ステージ６にセットされる。ここでプ
ラズマ処理を受けたのち、更に別のハンドリング装置に
よりバルブ16から取りだされる。試料14は、必要に応じ
てチャンバ１とチャンバ２の間を何回でも行き来するこ
とができる。
ガス供給系５は、アルミニウムエッチング用ガス（例
えばCCI4及びCI2）を、それぞれ流量コントローラ17に
より流量を調整して供給することができる。
えばCCI4及びCI2）を、それぞれ流量コントローラ17に
より流量を調整して供給することができる。
次に、本装置を用いて切断を行なうICの形状を図２に
より説明する。アルミニウム配線は、上層配線22と下層
配線23からなり、その間には絶縁物質（多くの場合酸化
シリコン）21がある。上層配線22は紙面に直角に走って
おり、下層配線23は上層配線22と直角に走っている。
より説明する。アルミニウム配線は、上層配線22と下層
配線23からなり、その間には絶縁物質（多くの場合酸化
シリコン）21がある。上層配線22は紙面に直角に走って
おり、下層配線23は上層配線22と直角に走っている。
第１図の装置を用いて行なう加工方法を示す。まず、
試料をバルブを通してチャンバ２に導入する。イオンビ
ーム18により第３図〜第５図に示す配線切断を施す。す
ると下層配線23をイオンビーム18によりスパッタエッチ
する際側壁にアルミニウム24が付着し上層配線22と下層
配線23が短絡してしまう。そこで試料をチャンバ１へ移
動し、例えばCCI4及びCI2の混合ガスプラズマ雰囲気中
でエッチングする。試料ステージ６は接地電極であるの
で試料表面にはエッチングガスイオンの衝撃はなく、等
方的にエッチングが行なわれる。かつ酸化シリコンはほ
とんどエッチングされない。これにより加工穴形状を崩
すことなく、側壁に付着したアルミニウム24を除去し短
絡を防止することができる。
試料をバルブを通してチャンバ２に導入する。イオンビ
ーム18により第３図〜第５図に示す配線切断を施す。す
ると下層配線23をイオンビーム18によりスパッタエッチ
する際側壁にアルミニウム24が付着し上層配線22と下層
配線23が短絡してしまう。そこで試料をチャンバ１へ移
動し、例えばCCI4及びCI2の混合ガスプラズマ雰囲気中
でエッチングする。試料ステージ６は接地電極であるの
で試料表面にはエッチングガスイオンの衝撃はなく、等
方的にエッチングが行なわれる。かつ酸化シリコンはほ
とんどエッチングされない。これにより加工穴形状を崩
すことなく、側壁に付着したアルミニウム24を除去し短
絡を防止することができる。
アルミニウムの付着による短絡を防止する対策とし
て、第４図に示すように切断する下層配線23のすぐ上ま
で幅ａで加工し、次いでａより狭い幅ｂで加工すること
で下層配線23の切断を行なうことが考えられる。肩の部
分（幅ｃ）にはアルミニウムが付着しにくいので、短絡
防止に効果が有る。しかし例えばａ＝５μｍ、ｂ＝２μ
ｍ、ｃ＝1.5μｍと微細な加工のため、第５図のように
加工誤差により肩部の寸法ｃが極めて小さくなり、前述
の効果を得られないことが多く有る。第５図の場合も、
アルミニウムのプラズマエッチングを行なうことにより
短絡を無くすことができる。
て、第４図に示すように切断する下層配線23のすぐ上ま
で幅ａで加工し、次いでａより狭い幅ｂで加工すること
で下層配線23の切断を行なうことが考えられる。肩の部
分（幅ｃ）にはアルミニウムが付着しにくいので、短絡
防止に効果が有る。しかし例えばａ＝５μｍ、ｂ＝２μ
ｍ、ｃ＝1.5μｍと微細な加工のため、第５図のように
加工誤差により肩部の寸法ｃが極めて小さくなり、前述
の効果を得られないことが多く有る。第５図の場合も、
アルミニウムのプラズマエッチングを行なうことにより
短絡を無くすことができる。
本発明によれば、上層と下層配線からなるICのチップ
完成後、その下層配線を切断する場合、切断部周辺に影
響を与えることなく下層配線と上層配線との短絡を防ぐ
ことができるので、高い切断歩留まりを得ることが可能
になる。
完成後、その下層配線を切断する場合、切断部周辺に影
響を与えることなく下層配線と上層配線との短絡を防ぐ
ことができるので、高い切断歩留まりを得ることが可能
になる。
第１図は本発明の一実施例の正面断面図、第２図は加工
対象のICの断面図、第３図は下層配線の切断を示す断面
図、第４図は２段加工による下層配線の切断を示す断面
図、第５図はエッチングによりアルミニウムを除去した
あとの状態を示す断面図である。 １……プラズマ処理チャンバ、２……イオンビーム加工
チャンバ、３……高周波電源、４……上部電極、５……
ガス供給部、６、11……試料ステージ、８、12……真空
排気系、９……イオンソース、10……イオン光学系、13
……ゲートバルブ、14……試料、15、16……バルブ、17
……流量コントローラ、18……集束イオンビーム、21…
…絶縁層、22……上層配線、23……下層配線。
対象のICの断面図、第３図は下層配線の切断を示す断面
図、第４図は２段加工による下層配線の切断を示す断面
図、第５図はエッチングによりアルミニウムを除去した
あとの状態を示す断面図である。 １……プラズマ処理チャンバ、２……イオンビーム加工
チャンバ、３……高周波電源、４……上部電極、５……
ガス供給部、６、11……試料ステージ、８、12……真空
排気系、９……イオンソース、10……イオン光学系、13
……ゲートバルブ、14……試料、15、16……バルブ、17
……流量コントローラ、18……集束イオンビーム、21…
…絶縁層、22……上層配線、23……下層配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 博司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 高橋 貴彦 東京都青梅市今井2325番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (56)参考文献 特開 昭59−168652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−109248（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】複数の配線層が形成された半導体素子の表
面に集束した荷電粒子線を照射して前記半導体素子に穴
をあけることにより前記複数の配線層のうちの所望の配
線層の配線を切断する穴あけ工程と、エッチングガス雰
囲気中で反応性エッチングを行うことにより前記穴あけ
工程により少なくとも前記穴内に付着した配線材料を除
去するエッチング工程とを備えたことを特徴とするIC配
線の切断方法。 - 【請求項２】前記半導体素子は、前記所望の配線層の上
部に少なくとも一つの上層配線層を有し、前記エッチン
グ工程で前記穴内に付着した前記配線材料を除去するこ
とにより、前記所望の配線層と前記上層配線層とを前記
穴内で電気的に絶縁することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のIC配線の切断方法。 - 【請求項３】前記荷電粒子線が、集束されたイオンビー
ムであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
IC配線の切断方法。 - 【請求項４】前記反応性エッチングが、前記エッチング
ガスのプラズマを発生させて行うプラズマエッチングで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のIC配
線の切断方法。 - 【請求項５】複数の配線層が形成された半導体素子の表
面に集束した荷電粒子線を照射して前記半導体素子に穴
をあけることにより前記複数の配線層のうちの所望の配
線層の配線を切断する穴あけ手段と、エッチングガス雰
囲気中で反応性エッチングを行うことにより前記穴あけ
工程により少なくとも前記穴内に付着した配線材料を除
去するエッチング手段とを備えたことを特徴とするIC配
線の切断装置。 - 【請求項６】前記穴あけ手段が、集束イオンビームを照
射して前記半導体素子に穴をあけることを特徴とする特
許請求の範囲第５項記載のIC配線の切断装置。 - 【請求項７】前記エッチング手段が、前記エッチングガ
スのプラズマを発生させてプラズマエッチングを行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のIC配線の切
断装置。 - 【請求項８】前記エッチング手段は、前記半導体素子
を、電気的に接地された試料台の上に載置して前記反応
性エッチングを行うことを特徴とする特許請求の範囲第
５項記載のIC配線の切断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198814A JPH084090B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Ｉｃ配線の切断方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198814A JPH084090B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Ｉｃ配線の切断方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355958A JPS6355958A (ja) | 1988-03-10 |
| JPH084090B2 true JPH084090B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=16397355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61198814A Expired - Lifetime JPH084090B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Ｉｃ配線の切断方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084090B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6039000A (en) * | 1998-02-11 | 2000-03-21 | Micrion Corporation | Focused particle beam systems and methods using a tilt column |
| US7094312B2 (en) | 1999-07-22 | 2006-08-22 | Fsi Company | Focused particle beam systems and methods using a tilt column |
| US6661009B1 (en) | 2002-05-31 | 2003-12-09 | Fei Company | Apparatus for tilting a beam system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168652A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Hitachi Ltd | 素子修正方法及びその装置 |
| JPS60109248A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP61198814A patent/JPH084090B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355958A (ja) | 1988-03-10 |
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