JPS62229956A - Ｉｃ素子における配線接続方法 - Google Patents

Ｉｃ素子における配線接続方法

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JPS62229956A
JPS62229956A JP61070979A JP7097986A JPS62229956A JP S62229956 A JPS62229956 A JP S62229956A JP 61070979 A JP61070979 A JP 61070979A JP 7097986 A JP7097986 A JP 7097986A JP S62229956 A JPS62229956 A JP S62229956A
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宮内　建興
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朗 嶋瀬
Satoshi Haraichi
聡 原市
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高橋　貴彦
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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（以下ＩＣと呼ぶ）においてデ
バッグ、修正・不良解析等のためにチップ完成後その内
部配線間を接続するＩＣ配線の接続方法及びその装置に
関する。
〔従来の技術〕
近年ＩＣの高集積化、微細化に伴ない、開発工程におい
てＬＳＩのチップ内配線の一部を切断したり、接続した
りして不良箇所のデパックや修正を行なうことにより設
計ミス、プロセスミスを発見したり、不良解析を行なり
てこれをプロセス条件に戻し、製品歩留りを向上させる
ことがますますｆｉ要になってきている。このような目
的のため従来レーザや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。
すなわち、第１の従来技術としてはテクノ、ダイジェス
トオプクレオ８１１９８１第１６０頁（Ｔｅｃｈ。
Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｔ　ＣＬＥＯ’８１１９８１　、　ｐ
１６０　）　　［レーザストライプカッティングシイス
テムフォーアイシーデー？ツキング（Ｌａ５ｅｒ　５ｔ
ｒｔｐｅ　Ｃｕｔｔｉｚｚｇ　Ｓｙｓｔｅｍｔａｒ　Ｉ
　Ｃｄｅ’ｂｕｇｇｉｎｇ　）　Ｊがあり、これにおい
ては、レーザにより配線を切断し、不良箇所のデパック
を行なう例が報告されている。更に第２の従来技術とし
ては、特願昭５８−４２１２６号があり、これＫ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
イオンビームな０．５μｍ以下のスポットに集束して配
線を切断したり、穴あけを行ない、またイオンビームで
この穴に蒸着して上下の配線を接続する技術が示されて
いる。
更に第３の従来技術としては、イクステンディッドアブ
ストラクトオプ第１７コンフアレンスオンソリツドステ
イトデバイシズアンドマテイリアル１９８５第１９３頁
（Ｅｃｔｅｎｄｅｄ　Ａｂｓｔｒｕｃｔ　ｏｆ　１７　
ｔ　ｈＣｏｎｆ、　ｏｎ　５ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｄ
ｅｖｉｃｅａ　＆ｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　１９８５　
、　ｐ１９５　）　ｒダイレクトライティングオブハイ
リイコンダクティブモリブデンラインズバイレ−ザーイ
ンデューストケミ力ルベイパーディボ伏ツシヲン（Ｄｉ
ｒｅｃｔ　Ｗｒｉｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｈｌｇｈｌｙ　Ｃｏ
ｎｄｕｏｔｉａｒｅＭｏ　Ｌｉｚｒｅｓ　ｂｙ　Ｌａ５
ｅｒ　Ｉｎｄｕｏｅｄ　ＣＶ　Ｄ　）　Ｊがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記第１の従来技術においては配線の切断のも段のみが
示され、配線間の接続については何ら手段が示されてい
ない。またレーザ加工法を用いム場合（り加工過程が熱
的なものであり、周囲への熱伝導がありまた蒸発・噴出
などのプロセスを経ることなどのため０．５μｍ以下の
微細な加工を行うことはきわめて困難である。（２）レ
ーザ光は５ＬＯ２゜５ＬｓＮａなどの絶縁膜に吸収され
Ｋ＜＜、このため下層のＭや、。ｔ＝　ＳＬの配線など
Ｋｇ＆収され、これが蒸発・噴出を行なう際に、上部の
絶縁膜を議発的に吹飛ばすことにより絶縁膜の加工が行
われる。このため絶縁層が２μｍ以上厚い場合は加工が
困難である。また周辺（周囲、上下層）へのダメージが
太き（不良発生の原因となる。これらの結果から多層配
線・微細高集＋負の配線の加工は困難である。
また、第２の従来技術においては（１）集束イオンビー
ムによる切断および穴あケ、（２）集束イオンビームな
用いた上下配線の接続の手段が示されている。集束イオ
ンビームによる加工は０．５μｍ以下の加工が可能であ
ること、どのような材料でもスバ。
ツタリングにより上層から順次容易に加工が行え。
ることなどから、第１の従来技術における問題点。
をカバーしている。しかしながら（２）′の配線間の接
続の手段については、上下の配線の接続の手順が示され
ているのみであり、一つの配線から別の場所の配線へと
接続を行な５手段に関しては何ら触れられていない。
第３の従来技術においては、Ｍａ　（Ｃｏ　）６（モリ
ブテンカルボニル）などの金属の有機化合物のガス中に
おいて、紫外のレーザをＳ＝　０２をコートしたＳＬ基
板上に照射して、光熱的（ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ）
あるいは光化学的（ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　）な
レーザ誘起ＣＶＤプロセスにより、ＭＯ（Ｃｏ　’）４
を分解し、基板上Ｋ　Ｍａなどの金属を堆積させて金属
配線を直接に描画形成する方法が示されている。しかし
ながらこの場合、単に絶縁膜の上にＭｅの配線が形成さ
れたのみであり、実際のＩＣにおいて保Ｗｉ風や層間絶
縁膜などの絶縁膜の下部にある配線同志を接続する手段
については示されていない。
本発明の目的は、工Ｃにおいて保護膜や層間絶縁膜など
の絶縁膜に微細な穴加工ができるよ５Ｋ。
してその下部にある配線と他へ部分とを配線接続し、Ｉ
Ｃのテバック、修正、不良解析等が行うことができるよ
うにしたＩＣ配線の接続方法及びその装置を提供するこ
とにある。
〔間賄点を解決するための手段〕
本発明は、集束したイオンビームにより接続したい配線
の箇所の上部の絶縁膜に穴をあけ、そして金属化合物ガ
ス中において集束したレーザ光またはイオンビームを照
射し、上記穴に析出した金属により配線を形成する。ま
たこの場合、穴の上部を広くなるように加工して穴の部
分には析出する量を特に多（するよ５にして金属を埋め
込み、下部の配線との接続を十分に行なう。
また本発明は真空容器を有し、この中をＩＣの載物台が
移動できる機構とし、この真空容器内へ金属化合物のガ
スを導入する導入手段を設け、真空容器には高輝厚のイ
オン源およびイオンビームを集束・偏向するための静電
光学系を有し、イオンビームを微細スポットに集束して
試料に照射することＫよりＩＣの絶縁層を加工したり、
イオンビーム誘起ＣＶＤプロセスにより導体膜が形成で
きるようにし、また試料台近傍に２次電子検出器。
２次イオン　量分新管などを備えて試料パターンを走査
イオン像により観察できるようにした配砿接続装智にあ
る。
また本発明はゲートパルプにより仕切られた抜機の真空
容器を有し、この間をＩＣの載物台が移動できる機構と
し、一方の真空容器にはレーザ光学系、と観察光学系・
集光レンズが真空容器の窓を通して接続されており、こ
の真空容器内へ配管、ノズルを通して金属化合物のガス
が導入されるようにし、他の真空容器には高輝厚のイオ
ン源およびイオンビームを集束・偏向するための静電光
学系を有し、イオンビームな微細スポットに集束して試
料に照射することによりＩＣの絶縁層を加工できるよう
にし、試料台近傍に２次電子検出器などを備えて試料パ
ターンを走査イオン像により観察できるよ５にした配線
接続装置である。
〔作用〕
この構成により、接続すべき複数の配線の場所を試料か
らの２次電子信号又は２次イオン信号を用いた走査イオ
ン顕微鏡を用いることによって検出し、位置決めや照射
箇所の決定を行なった後、イオンビームを照射しこの部
分の配線の上部の絶縁膜を除去する。この場合レーザで
なく集束したイオンビームを用いているため、０．５μ
ｍ以下に集束して加工することが十分可能である。また
材料による加工の選択性がないため５ＬＯ２，５ＬｓＮ
４などの絶縁膜も上部から逐次に加工出来、これに穴を
あけて下部の配線を露出させることが出来る。その後金
属化合物のガスをノズルあるいは配管よりこの真空容器
内へ導入し、試料台を相対的に移動して配線を形成すべ
き箇所に集束したイオンビームまたは集光した。レーザ
ビームが照射されるようにして、イオンビーム誘起ＣＶ
Ｄプロセスまた【！、。
レーザＣＶＤプロセスにより金属配線を形成する。
その結果、ＩＣ完成後その内部配線間を接続でき０、Ｉ
Ｃのテバック、修正、不良解析等を行５ことができる。
〔実施例〕
第１図は本発明によるＩＣへの接続配線形成を示す図で
ある。第１図（α）はＩＣチップを一部切断した断面を
ふくむ部分を斜め上方から見た図を示している。断面に
おいて基板４　（Ｓ＝など）の上に絶縁膜５　（ＳｂＯ
２など）があり、その上に配線（Ａｊなど）２α、　２
ｂ　、　２Ｑが形成され、さらに最上部に保護膜（Ｓｉ
Ｏ２．５＝ｓＮａなと）１が形成されている。今、配１
ＩＩＪ２αと２０とを電気的に接続したい場合、集束イ
オンビームにより配線２ａおよび２ｏの上の保護１１１
に穴５α、５ａをあけ、配線２αの一部６α、配置１２
ａの一部６ｃをそれぞれ露出される。
その後イオンビーム誘起ＣＶＤ技術またはレーザ誘起Ｃ
ＶＤ技術により第１図（ｂ）　Ｋ示すように穴５αと５
０とを結ぶ方向に金属配Ｉｆｓ７を形成する。
このよ５にして配＠２αと２Ｇとが金属配線７を通じて
接続される。
第２図は本発明による配線接続装置の一実施例を示すも
のである。配線接続箇所を有するＩＣチップ１日が取付
けられた反応容器１６は、バルブ２１を介して修正物質
（）ａ　（ＣＨ！　）ｌ　、Ａｊ　（ＣｚＨｓ）ｔ、Ａ
Ｊ　（１ｃ４Ｈｐ　）ｓ、Ｃａ　（ＣＨｓ　）２、Ｃ（
Ｌ　（ＣｚＨｓ　）２、Ｍａ　（Ｃｏ　）４等の有機金
属化合物）が納められた修正物質容器１９とバルブ２５
を介して真空ポンプ２６と、そして、バルブ２９を介し
て不活性ガスボンベ２８と配管により接続されている。
レーザ発振器８αで発振されたレーザ光は、シャッタ３
０αを介してダイクロイックミラー９αで反射され、対
物レンズ２で集光されて、反応容器１６に設けた窓１５
を通ってＬＳＩアルミ配線修正箇所に照射できるように
なっており、照射光学系１４、ハーフミラ−１０、レー
ザ光カットフィルタ１１、プリズム１２、接眼レンズ１
３を介して修正箇所を観察しながら行なえるように構成
されている。
反応容器１６にはこの他パルプ２２を介して予備ガスボ
ンベ２０が接続されている。ＩＣチップはＸＹステージ
１７の上にのせられた載物台２４の上にとりつけられて
いる。ゲートバルブ２５を介して反応容器１６の１ｉｌ
Ｋイオンビーム加工用真空容器３９がとりつけられてお
り、その上部にはイオンビーム鏡筒用真空容器２６がと
りつけられている。真空容器３９の中にはＸＹステージ
４０が有り、ステージ１７とステージ４０がゲートバル
ブ２５０近くに移動したときゲートバルブが開けられた
状態において、図示していないがステージ１７および４
０に設置されたチャック機構によってステージ１７と４
０の間で載物台２４の受は渡しが可能なよ５忙なってい
る。したがってこの受は渡しとその後のステージの移動
により載物台２４およびその上に、とりつけられたＩＣ
チップ１８はＸＹステージ４０の上２４α、１８αの位
置に来ることができる。この位置において上部のイオン
ビーム鏡筒２６中のＥｌ１１度イオン源（例えばω等の
液体金属イオン源）２７からその下部に設置された引出
し電極３０により引出されたイオンビーム４０が静電レ
ンズ３１．ブラ／キング電極３２．デフレクター電極３
３等を通り集束偏向されて、試料１８ｃＬに照射される
よう罠なっている。ままだ真空容器３９　Ｋは２次電子
ディラクター３４が設置されており偏向電極用電源６７
の偏向用信号に同期させて試料からの２次電子信号を増
幅してモニタ３８上に試料の走査イオン顕微鏡像を映し
出しこれＫより試料の拡大像を得て試料の検出２位置合
せができるよう罠なっている。
真空容器にはバルブ３５を介して真空ポンプ３６が接続
されており排気を行なう。真空容器１６．３５’には試
料を出し入れするための予備排気室４３が緻けられてい
る。
すなわちゲートバルブ４１を開いた時、ステージ４０の
上の載物台２４αはその上のＩＣｌ３αとともに移動ス
テージ４２の、上の２４ｂ　、　１８ｂの位置に移動可
能である。
そしてバルブ４５、排気ポンプ４６により予備排気管は
排気される。フタ４４を４４αの位置に開（ことにより
、試料の交換ができる。
以下この装置の動作法を説明する。フタ４４を開き、Ｉ
Ｃチップ１８ｂをステージ４２の上の載物台２４ｂの上
に設置する。７タ４４を閉じバルブ４５を開き排気ポン
プ４６により試料交換室４５を真空に排気する。その後
ゲートバルブ４１を開き、載物台を２４ｂの位置に移送
する。ゲートバルブ　４１を閉じて後、十分排気をして
から、ステージ４０を移動しながらイオンビームを集束
してモニタ３８上で走査イオン像を観察し、ＩＣテープ
上の接続すべき箇所を検出する。その後第１図に示した
ようにイオンビームを接続すべき箇所にのみ照射して絶
縁膜の加工を行なう。次にゲートパルプ２５を開き、載
物台を２４の位置へ移送する。
Ｘ−Ｙテーブル１７１Ｃよりレーザ光の照射位置にＬＳ
Ｉチップを移動させ、配線修正箇所の位置合せを行な５
゜しかる後に１バルブ２１およびバルブ２９を開け、前
記修正物質と不活性ガスを適当な混合比になるように流
量計（図示せず）を見ながら調整し、全圧力が数十〜数
百Ｔ。ｒｒになる様、バルブ２５を調整する。この後、
シャッタ３０αを開き、配線修正箇所にレーザ光を照射
し、一定時間後シャッタ３０αを閉じる。このレーザ照
射により、レーザ照射部近傍の有機金属ガスは分解され
、ＬあるいはＣａ　、　Ｍａ等の金属薄膜が析出して配
線修正が行なわれる。必要に応じてＬＳＩチップ内の全
てのアルミ配線修正箇所を修正する。次に、バルブ２５
を開け、反応容器１６内を十分排気してから試料をチャ
ンバ３９に、更に予備排気室４３へと移し、外部へとり
出す。本実施例のようにレーザ誘起ＣＶＤ用のチャンバ
とイオンビーム加工用チャンバが一体となっているので
、イオンビーム加工後−たん大気へとり出したときに配
線の薊出部が汚れ、または酸化することなく、その上に
レーザＣＶＤＫよる配線を形成することができるため、
ＩＣの配線とＣｖＤによる配線の接合性がよく、電導性
が良好となるという特徴を有する。
第３図は反応容器とイオンビーム加工用真空容器との間
のゲートバルブをとり除き、一体としたものであって、
二つの容器の間の移動にともなう排気操作をゲートバル
ブの開閉が不要となり、操作性が向上している。一方、
イオンビームの容器の方に反応ガスが入ってくるため、
イオンビーム鏡筒の汚れを防ぐため忙、反応ガスは局所
的にノズル５１　、５２により、試料近辺へ吹付けるよ
うにし、またイオンビーム鏡筒と試料室の間にイオンビ
ームが通る細いオリフィス（開孔）５０を設け、さらに
イオンビーム鏡筒側にも排気系５３　、５４を設けるな
どの対策がほどこされている。
第４図は本発明の別の実施例の装置の説明図である。こ
の場合はレーザ発振器８α、　８ｂが２つ設けられてい
るのが特徴である。９αはハーフミラ−，９ｂはダイク
ロイックミラーである。
−例として、第１図の説明で述べたような金属配線を形
成した後、この金属膜が露出したままでは、特性、信頼
性上問題が多いため、この上に保′１ｊ！膜をコートす
る必要がある。そこでＡｒレーザの第２高調波を発生す
る８αの他にＡｒレーザの第３高調波８ｂを設けて補助
ガスボンベ２０　、２０αに充たされた５ＬｚＨａ　（
ジシラン）およびＮ２０（笑気）ガスを導入しこれを集
光して形成された配線上に５ＬＯ２を形成する。図では
二つのレーザ発振器を示しているが、この場合はＡｒレ
ーザ１台を切換えミラーで切換え、第２高調波発生用結
晶１第３高調波発生用結晶に導びいてもよい。
第４図のこの他の例としては、レーザ８ｂとして加工用
の大出力レーザを用意し、イオンビームによりあけた穴
において上下配線を接続するのに、加工用レーザ８ｂに
より下層配線を加工してその一部を噴出させ、上下を接
続することができる。
第５図は、穴をあげて配線から接続を行なう接続端部の
実施例を示している。
第５図（α）においてＭ配線６２が下方に存在する場合
、上部に保鋤膜６０、絶縁膜６１など厚い絶縁層が存在
する場合がある。このような場合、イオンビームにより
同図（α）のような垂直に近い断面形状の穴あけを行う
とアスペクト比が高いため、レーザビームまたはイオン
ビーム６５による照射により接続端部を形成する場合、
第５図（ｂ）のように段切れをおこす可能性が大きい。
これはレーザビームまたはイオンビームが垂直穴の奥に
届きにくいこと、上部に成膜するとこれに妨げられて中
へ届くことが困難になること、穴の内部へ金属有機物ガ
スが入りにくいことなどの理由による。
そこでイオンビーム加工を行う場合、ビームの走査幅を
変化させつつ加工を行うことＫより、第５図（Ｃ）に示
すごとく、上部が広く、下部に狭い傾斜断面を有するよ
うに加工できる。このように上面に露出する構造である
から、レーザビームまたはイオンビーム６７を照射した
際、金属膜６９は穴の内面に断切れを生じることなく広
く形成できる。
更に第５図（４１）に示すようにレーザビームまたはイ
オンビーム７０を照射して配線７１を形成する。
またこの上に第４図によって説明したように５Ｌ０２な
どの絶縁膜７２を保護膜として形成したものを第５図（
ｆ）に示す。
第６図は本発明による金属配線形成の別の実施例である
。この実施例は、上層Ａ１８０と下ＮＡ１８１からなる
２層配線構造罠なっていて下層Ａｊ８１のみから別の場
所にある配線へと接続配線を形成したい場合を示す。こ
の場合、前記したような方法（第６図（α）に示す方法
）では、配Ｉ！８２が下層Ａｊ８１にも上層Ｍ°８０に
も接続されてしまう。そこでイオンビームにより第６図
（ｂ）に示すように上層Ａｊ８Ｑまで穴あけを行った後
、第６図（Ｃ）に示すように前記した方法により５ＬＣ
ｈなどの絶縁膜８３を形成し、その後第６図（ｄ）に示
すよ５に更らに層間絶縁膜８４に加工し、下層Ａ１８１
を露出させる。この後、レーザまたはイオンビーム誘起
ＣＶＤにより配＠Ｓａをして下層Ａｊ　８１と他の配線
との接続を行なう。
第７図、第８図は本発明の別の実施例で、同一箇所にお
いて１下の配線を接続することを目的としている。第７
図においては、第４図に示したように加工用のレーザな
備え、イオンビームな第７図（α）のように下層配［８
１が露出するまで加工し、加工用レーザにより下層配＄
３　ＡＪ、　８１を加工し、Ｍが溶融飛散して上部の配
線Ａｚ８０と接続するようにする。第７図（０）はその
後、レーザまたはイオンビーム誘起ＣＶＤ法で、５Ｌ０
２などの保護膜８６を形成したものである。
第８図においては上下の配線を接続する場合、集束イオ
ンビーム加工における再付着現象を用いている。これは
ジャーナル・バキューム・ソサイアテイ・テクノロジー
８３　（１）　１月／２月１９８５　　第７１頁ゞ第７
４頁（ＪｊＶａｃ、　Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ　Ｂ　３
　（１）　。
Ｊａｎ　／　ｐ、ｂ１９８５　ｐ７１〜ｐ７４　）　ｒ
キャラクタリスティックオブシリコンレムーバルバイフ
ァインフォーカストガリエームイオンビーム（Ｃｈａｒ
ａｏｔａ　−ｒｉｓｔｉａｓ　　ｏｆ　　５ｉｌｉｃｏ
ｎ　　ｒｅｍｏｖａｌ　　ｂｙ　　ｆｉｎｅ　　ｆｏｏ
ｕｓａｅｄｇａｌｌｉｕｍ　ｉｏｎ　ｂｅａｍ　）　Ｊ
に見られるものであって、イオンビームにより材料を加
工する場合、繰り返し走査加工の条件により加工結果が
異なり（１）高速で繰返し加工を行なえば周囲への再付
着は少ないが（１）低速走査で繰返し数を少なくすると
側面へ著しい再付着”が行われることを利用するもので
ある。
すなわち、第８図において、（α）図に示すように下層
配ａ８１の上部まで集束イオンビームにより上記（１）
の条件にて加工した後、上記（１１）の条件にて下ＮＡ
Ｊ−８１を矢印方向に加工すれば（ｂ）図のように紙面
に低速で垂直に走査しつつそのビームを矢印方向に移動
すれば幻が再付着して８７のような再付着領域を生成す
る。また（ｄ）図のように紙面に凰直に低速で走査しつ
つそのビームを二つの矢印のよ５に加工穴の両端から中
央へ移動すれば両側に再付着層８９が形成される。いず
れも上層と下層との配＠８０．８１間の接続が可能とな
る。その後（Ｃχ。
（８）　Ｋ示すようにレーザまたはイオンビーム誘起Ｃ
ＶＤ法により５＝０２などの保護膜８８　、８９を上部
へ形成する。
上記の他、同一箇所において、上下配線を接続する場合
、集束イオンビームにより、上部配線８０および保護膜
８４に穴あけを行ない１その後レーザまたはイオンビー
ム誘起ＣＶＤ法により加工穴に金属を析出させて上下の
接続ができることは本発明の前記したところにより明ら
かである。
これまでの記述においては、レーザまたはイオンビーム
誘起ＣＶＤ法の成膜材料として金属化合物をとっている
が、導電性材料膜を形成するものなら使用できる。また
ＣＶＤをひきおこすエネルギービームとしてレーザまた
はイオンビームの他の電子ビーム等のエネルギービーム
も可能である。
穴あけ加工の手段として集束イオンビームな用いている
がす、ブミクロン加工が可能の他のエネルギビームを用
いることもできる。
第９図は本発明による配線接続装置の他の一実施例を示
すものである。配線接続箇所を有するＩＣチップ１８ａ
が取付けられた反応容器３９αは、バルブ２１を介して
修正物質（Ａｆ　（ＣＨｓ　）！　、Ａｊ　（ＣｚＨｓ
　’）ｓ　、Ａｊ　（ｉｃ４Ｈｗ　）！　％　ｃａ　（
ＣＨｓ　）２　、Ｃａ（Ｃ２Ｈ５）２　Ｍｕ　（ＣＯ）
ｊ等の有機金属化合物）が納められた修正物質容器１９
と、バルブ３５を介して真空ポンプ３６と、そして、バ
ルブ２９を介して不活性ガスボンベ２８と配管により接
続されている。
反応容器３９αにはこの他バルブ２２を介して予備ガス
ポンベ２０が接続されている。ＩＣチップ１８αはＸＹ
ステージ４０の上にのせられた載物台２４αの上にとり
つけられている。容器３９αの上部にはイオンビーム鏡
筒用真空容器２６がとりつけられている。そして上部の
イオンビーム鏡筒２６中の高輝度イオン源（例えばＧα
等の液体金属イオン源）２７からその下部に設置された
引出し電極３０、Ｋより引出されたイオンビーム４０が
静電レンズ３１、ブランキング電極３２、デフレクタ−
電極３５等を通り集束偏向されて、試料１８αに照射さ
れるよ５になっている。また真空容器３９ａには２次電
子ディテクター３４および２次イオン質量分析管３４α
が設置されており偏向電極用電源３７の偏向用信号に同
期させて試料１８αからの２次電子信号あるいは２次イ
オン電流を増幅してセンタ３８上に試料の走査イオン顕
微鏡像を映し出し、これにより試料１８αの拡大像を得
て試料の検出１位置合せができるようになっている。真
空容器には、バルブ３５を介して真空ポンプ３６が接続
されており、排気を行なう。真空容器３９αには、試料
を出し入れするための予備排気室４３が設けられている
。
すなわちゲートパルプ４１を開いた時、ステージ４０の
上の載物台２４αはその上のＩ　Ｃ１ｓｔｚとともに移
動ステージ４２の上の２４ｂ　、　１８ｂの位置に移動
可能である。そしてパルプ４５、排気ポンプ４６により
予備排気室は排気される。７タ４４を４４αの位置に開
くことにより、試料の交換ができる。
以下この装置の動作を説明する。フタ４４を開きＩＣチ
ップ１８ｂをステージ４２の上の載物台２４ｂの上に設
置する。７タ４４を閉じ、バルブ４５を開き、排気ポン
プ４６により試料交換室４３を真空に排気する。その後
ゲートパルプ４１を開き、載物台を２４ｂの位置に移送
する。ゲートバルブ４１を閉じて後、十分に排気をして
からステージ４０を移動しながらイオンビームを集束し
てモニタ上で走査イオン像を観察し、ＩＣチップ上の接
続すべき箇所を検出する。その後、第１図に示したよう
にイオンビームを接続すべき箇所にのみ照射して絶縁膜
加工を行なう。しかる後に、パルプ２１およびパルプ２
９を開け、前記修正物質と不活性ガスを適当な混合比に
なるように流量計（図示せず）を見ながら調整し、全圧
力が数十〜数百Ｔ。ｒｒになる様、パルプ３５を調整す
る。この後、配線修正箇所にイオンビームを照射する。
この照射により、照射部近傍の有機金属ガスは分解され
、幻あるいはＣａ　、　Ｍａ等の金属薄膜が析出して配
線修正が行なわれる。必要に応じてＬＳＩチップ内の全
てのアルミ配線修正箇所を修正する。次に、バルブ３５
を開け、反応容器５９α内を十分排気してから試料を予
備排気室４３へと移し、外部へとり出す。
第１０図は他の形の装置の実施例を示す。イオンビーム
鏡筒の汚れを防ぐために１反応ガスは局所的にノズル５
１　、５２により、試料近辺へ吹付けるようにし、また
イオンビーム鏡筒２６と試料室の間にイオンビームが通
る細いオリアイス（開孔）５０を設け、さらにイオンビ
ーム鏡筒側にも排気系５３．５４を設けるなどの対策が
ほどこされている。
第１０図の装置の使用法の一例として、第１図の説明で
述べたような金属配線を形成した後この金属膜が露出し
たままでは、特性上、信頼性上、間瑣が多いため、この
上に保護膜をコートする必要がある。
このため神助ガスボンベ２０　、２ＣＩ　Ｋ入れた５Ｌ
Ｈａ（ジシラン）ガスとＮ２０（笑気）ガスを容器へ導
入し、ノズルよりＩＣに吹付け、先に集束イオンビーム
を照射して形成した配線の上に、更に集束イオンビーム
を照射してイオンビーム誘起ＣｖＤおよび酸化のプロセ
スによって５Ｌ０２の保護膜を形成する。
前記実施例ではレーザ照射の場合について説明したが、
このよ５にイオンビーム照射に換えることもできること
は明らかである。
〔発明の効果〕・ 以上説明したように本発明によれば、高集積で多層の配
線のＩＣの異なる場所にある配線間を任意に接続するこ
とができ、これＫより、ＬＳＩの設計、試作、量産工程
において不良解析を容易に行５ことができ、開発工程の
短縮、量産立上り駅間の短縮１歩留りの向上が可能とな
る効果をする。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るＩＣの配線間の接続法を説明する
ための図、第２図乃至第４図は本発明によるＩＣの配線
接続装置を示す図、第５図乃至第８図は本発明による配
線形成および上下配線の接続を行なう方法を説明したＩ
Ｃの断面を示す図、第９図及び第１０図は第２図乃至第
４図に示す本発明によるＩＣの配線接続装置の他の実施
例を示。 した図である。 符号の説明 １．６０・・・保護膜、２α〜２θ　、６２　．８０　
．８４・・・配。 線、３　、６１．８４・・・絶縁膜、４・・・基板、６
，７１８５　、８７　、８９・・・配線、７２　、８５
　、８８　、９０　　・・・保護膜、８α、　８ｂ・・
・レーザ発振器、１６・・・反応容器、１７　、４０・
・・ＸＹステージ、１９・・・修正物質容器、２７・・
・イオン源、２８・・・不活性ガスボンベ、３１　　・
・・静電レンズ、３９・・・イオンビーム加工用真空容
器。。 第１図 （の〕 （ｂ） Ｃ ｖＪＪ　　図 ！３ 第４図 第５　図 第６図 第　１？　図 第１Ｏ図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、接続すべき箇所の上層の絶縁膜に、集束したイオン
    ビーム等のエネルギビームにより加工を行つて穴をあけ
    、その後これらの穴の内部および穴と穴との間に、金属
    化合物のガス中においてレーザまたは集束イオンビーム
    を照射してガスを分解して照射部に金属を析出させ、上
    記配線間に金属膜を形成して両者を電気的に接続するこ
    とを特徴とするＩＣ配線の接続方法。 ２、エネルギビームによって絶縁膜に穴をあける際、底
    は狭く、上部は広くなるように加工することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載のＩＣ配線の接続方法。 ３、接続すべき箇所の上層の絶縁膜に、集束したイオン
    ビーム等のエネルギビームにより加工を行って穴をあけ
    、その後これらの穴の内部および穴と穴との間に、金属
    化合物のガス中においてレーザまたは集束イオンビーム
    を照射してガスを分解して照射部に金属を析出させ、上
    記配線間に金属膜を形成して両者を電気的に接続し、更
    に酸化剤のガスおよび非金属化合物のガス等を導入して
    レーザまたは集束イオンビームを照射し、配線上にこれ
    らによるＳｉＯ＿２の絶縁膜を形成することを特徴とす
    るＩＣ配線の接続方法。 ４、複数の層の配線に対し、上層配線までを集束したイ
    オンビーム等のエネルギビームにより加工を行って穴を
    あけ、その後この穴部にレーザまたはイオンビーム誘起
    ＣＶＤ法により絶縁膜を施し、その後上層と下層との間
    の層間絶縁膜を加工して下層配線を露出させ、その後こ
    の部分にレーザまたはイオンビーム誘起ＣＶＤ法によっ
    て配線を形成することを特徴とするＩＣ配線の接続方法
    。 ５、集束したイオンビーム等のエネルギビームにより上
    部配線と絶縁膜を加工し、その後次にあげるいずれか一
    つの工程により上下の配線を接続することを特徴とする
    ＩＣ配線の接続方法。 （イ）レーザまたは集束イオンビームを照射してレーザ
    またはイオンビーム誘起ＣＶＤ法によって金属膜を析出
    する工程。 （ロ）レーザまたは集束イオンビームを照射して下部配
    線の一部を加工してこれを噴出させる工程。 （ハ）下部配線の一部を集束イオンビーム等のエネルギ
    ーにより低速で走査して加工することにより加工穴壁面
    へスパッタされた配線材料が再付着させる工程。 ６、真空容器内に液体金属イオン源などの高輝厚イオン
    源と、これを微細なスポットに集束し偏向するための静
    電光学系等の手段と試料を移動するためのステージと試
    料からの２次電子や２次イオンを検出する荷電粒子検出
    器または２次イオン質量分析管から構成された検出手段
    と、容器へ有機金属ガス等の配線材料ガスと不活性ガス
    等のキャリアー・ガスを導入するガス導入手段とを備え
    、集束イオンビームにより配線上の絶縁膜を加工して下
    部の配線を露出させ、その後集束イオンビームを局所的
    に照射し、誘起ＣＶＤ法によりレーザを局所的にその部
    分に導電膜を析出させて配線間の接続ができるようにし
    たことを特徴とするＩＣ配線の接続装置。 ７、真空容器を設け、液体金属イオン源などの高輝厚イ
    オン源と、これを微細なスポットに集束し偏向するため
    の静電光学系等の手段と、試料を移動させるためのステ
    ージと、試料からの２次電子を検出する検出手段とを備
    え、更にレーザ発振器と、窓を通して容器内に上記レー
    ザ発振器より出たレーザビームを集束して照射する光学
    系と、該容器へ有機金属ガス等の配線材料ガスと不活性
    ガス等のキャリアー・ガスとを導入する導入手段とを備
    え、配線上の絶縁膜を加工して、下部の配線を露出させ
    、その後レーザ誘起ＣＶＤ法によりレーザを局所的に照
    射しその部分に導電膜を析出させて配線間の接続ができ
    るようにしたことを特徴とするＩＣ配線の接続装置。 ８、複数のレーザ発振器を設け、一方のレーザで金属膜
    を析出させ、他方のレーザで絶縁膜を形成するように構
    成したことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のＩ
    Ｃ配線の接続装置。
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