JPH09213758A - イオンビーム加工方法 - Google Patents
イオンビーム加工方法Info
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- JPH09213758A JPH09213758A JP8306802A JP30680296A JPH09213758A JP H09213758 A JPH09213758 A JP H09213758A JP 8306802 A JP8306802 A JP 8306802A JP 30680296 A JP30680296 A JP 30680296A JP H09213758 A JPH09213758 A JP H09213758A
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- ion beam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、イオンビーム加工装置において、
ＩＣの配線変更とその動作解析を同一装置内で行えるよ
うにすること。 【解決手段】 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、該グリットを通過した二次電
子を検出することにより、イオンビームにて加工した後
の加工試料表面電位をリアルタイムに測定できるように
するイオンビーム加工装置を提供するものである。
ＩＣの配線変更とその動作解析を同一装置内で行えるよ
うにすること。 【解決手段】 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、該グリットを通過した二次電
子を検出することにより、イオンビームにて加工した後
の加工試料表面電位をリアルタイムに測定できるように
するイオンビーム加工装置を提供するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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なうイオンビーム加工方法
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ＩＣテスタ機能を有する、イオンビ
ーム加工方法に関する。
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なうイオンビーム加工方法
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ＩＣテスタ機能を有する、イオンビ
ーム加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、ＶＬＳＩ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。
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、ＶＬＳＩ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。
【０００３】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、イオンビームエッチング
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、プロービングパッ
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、プロビ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 Semi
conductor World1987.9「ＦＩＢを用いたＶＬＳＩの新
しい評価・解析技術」） 図２は、一般的な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はグリット電
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，９は増幅器，10は比較器，11
はグリット電源,12 はモニター, 13は引き出し電極電源
である。
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、イオンビームエッチング
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、プロービングパッ
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、プロビ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 Semi
conductor World1987.9「ＦＩＢを用いたＶＬＳＩの新
しい評価・解析技術」） 図２は、一般的な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はグリット電
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，９は増幅器，10は比較器，11
はグリット電源,12 はモニター, 13は引き出し電極電源
である。
【０００４】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とグリット電極４との減速電界で、そのエネ
ルギーに応じて弁別し、該グリット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からグリット電極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。
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とグリット電極４との減速電界で、そのエネ
ルギーに応じて弁別し、該グリット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からグリット電極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。
【０００５】図３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, 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極スティグメ
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は二次電子検出器, 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。
例を示す図で、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極スティグメ
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は二次電子検出器, 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。
【０００６】このような構成の集束イオンビーム装置
は、イオン源21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ＣＲ
Ｔ21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。
は、イオン源21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ＣＲ
Ｔ21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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来は、集束イオンビ
ーム加工装置でＩＣの配線変更やプロービングパットを
形成した後に、ＩＣを真空チャンバーから取り出し、Ｅ
Ｂ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。
ーム加工装置でＩＣの配線変更やプロービングパットを
形成した後に、ＩＣを真空チャンバーから取り出し、Ｅ
Ｂ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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】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トを備え、該グ
リット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。
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トを備え、該グ
リット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。
【０００９】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有するため、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、一台で加工から動
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。
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、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、一台で加工から動
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。
【００１０】
【発明の実施の形態】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。図１及び図３
は、イオンビーム加工装置に二次電子分光装置を備えた
ものの一実施例で、図中、45はグリット電極, 46は引き
出し電極, 47はグリット電源, 48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22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、イオンビームエッ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ＣＶＤ法を利用し
て配線接続・プロービング・パ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ッチン
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、グリット電極45へ向かい、引き
出し電極46をグリット電極45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ト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からグリット電極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。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の操作やグリット電位
のモニターを行なうことができる。
装置の実施例を図面を参照して説明する。図１及び図３
は、イオンビーム加工装置に二次電子分光装置を備えた
ものの一実施例で、図中、45はグリット電極, 46は引き
出し電極, 47はグリット電源, 48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22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、イオンビームエッ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ＣＶＤ法を利用し
て配線接続・プロービング・パ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ッチン
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、グリット電極45へ向かい、引き
出し電極46をグリット電極45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ト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からグリット電極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。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の操作やグリット電位
のモニターを行なうことができる。
【００１１】図４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。図中、53は２層配線構造を持つ
ＩＣ試料，54は基板, 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ＣＶ
Ｄによる金属膜である。先ず最初に集束イオンビーム22
によるエッチングを利用して、パシベーション膜55に穴
を開ける（ａ）。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。
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。図中、53は２層配線構造を持つ
ＩＣ試料，54は基板, 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ＣＶ
Ｄによる金属膜である。先ず最初に集束イオンビーム22
によるエッチングを利用して、パシベーション膜55に穴
を開ける（ａ）。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。
【００１２】
【発明の効果】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
によるエッ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。
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
によるエッ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。
【図１】本発明の集束イオンビーム加工装置の断面及び
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】一般的なＥＢテスタの断面及びブロック図であ
る。
る。
【図３】集束イオンビーム加工装置の断面及びブロック
図である。
図である。
【図４】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。
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 グリット電極 46 引き出し電極 47 グリット電源 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 Ａｌ配線 57 金属有機化合物ガス 58 金属膜（イオンビームＣＶＤ膜）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】 （１）Ｘ−Ｙ−Ｚ方向に駆動する試料台
に備えられ、ＩＣ試料を固定し、外部のパターンジェネ
レータの信号をＩＣ試料に入力するためＩＣソケット付
試料ホルダーにＩＣ試料を載置し、前記試料にイオンビ
ーム照射系からの集束イオンビームを照射し、集束イオ
ンビーム照射位置にガス銃から金属有機化合物ガスを吹
き付け、集束イオンビーム照射により試料から発生する
二次電子を検出器にて検出し、検出器と試料の間に設け
られた二次電子分光装置により前記二次電子をエネルギ
ーに応じて弁別することを特徴とするイオンビーム加工
方法。 （２）前記イオンビームのイオン源には、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、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とをする請
求項１記載のイオンビーム加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30680296A JP3231639B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | イオンビーム加工解析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30680296A JP3231639B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | イオンビーム加工解析方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62332494A Division JP2631290B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | イオンビーム加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213758A true JPH09213758A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3231639B2 JP3231639B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=17961441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30680296A Expired - Lifetime JP3231639B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | イオンビーム加工解析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231639B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5122578A (en) * | 1990-04-19 | 1992-06-16 | General Electric Company | Polyphenylene ether-polyarylene sulfide compositions |
| JP2011077027A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-04-14 | Tokyo Electron Ltd | Ｘ線発生用ターゲット、ｘ線発生装置、及びｘ線発生用ターゲットの製造方法 |
-
1996
- 1996-11-18 JP JP30680296A patent/JP3231639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5122578A (en) * | 1990-04-19 | 1992-06-16 | General Electric Company | Polyphenylene ether-polyarylene sulfide compositions |
| JP2011077027A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-04-14 | Tokyo Electron Ltd | Ｘ線発生用ターゲット、ｘ線発生装置、及びｘ線発生用ターゲットの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3231639B2 (ja) | 2001-11-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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