JPS59168652A - 素子修正方法及びその装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は高集積デバイスの微細な配線パターンの修理を
行なう方法に関するものである。

〔発明の背景〕

半導体集積回路、Ｇ　ａ　Ａ　ｓ素子、磁気バブルメモ
リ、ジョセフノン素子などにおいてはパターン幅、配線
幅が微細化の一途をたどっている。

すなわち３μ幅から２μ幅の素子が実現され、そして１
．５μ、１μ、丈プεクロンの配線幅の素子が開発され
つつある。これらの素子に対し、従来、デバイス開発段
階においてデバッグのだめの配線切断が、また素子の製
作段階において不良箇所の　済、書込み、抵抗［直、容
量、調整のため素子の一部の切断、接続などの手段がと
られてきた。

以下代表的な用例としてデバッグのだめのＡ、ｌ配線の
切断につき述べる。以下がＡｕやＰｏ１ｉＳｉｌｉｃｏ
Ｈ等の配線にも適用できることは明らかである。

半導体集積回路（以下“ＩＣ“とよぶ）においては設計
開発工程において設計不良、プロセス不良のため、試作
したチップがそのままでは動作しないことか多い。この
場合不良箇所を判定するためには、その周辺の配線を切
断して動作試験等を行なうことが必要となる。５μ以上
のパターンにおいてはこのだめの手段として顕微鏡でテ
ハイスを１現察しながらマニーヒッ−ＡＫとりつけた到
い金属針により引っかいて切断する方法が用いられてい
た。しかしながらこの方法は成功率が低く熟、諌を要す
るため３μパターンμ下のＩＣでは使用不可能である。

第１図にレーザによりＩＣの配線の切断を行なう＠置を
示す。レーザ発系器１から出たレーザビ一ム１ａ１はミ
ラー２で反肘されて後、レンズ３ａ、ろｂの組合せから
成るビームエクスパンダ−３によりビーム径を拡げられ
、可変スリット５．６による矩形パターンの縮小投影像
をレンズ７により載物台９の上に置された試料８の上に
結像する。

この場合において参照光用ランプ２ａからの光は凹面＃
８２ｂによシ反射され、レンズ２ｃにより−Ｐ行ビーム
とされてレーザビームと同じ経路を１って配線上に、浩
像するのでこれを用いてレーザ除去部の位置決め等が０
］′能となるつすなわち嬉２図ｆａ）においてＡｄ配線
部１１け配線のない部分１゜に隣接している。すなわち
その断面は、π２図（ｂ）のようであり、Ｓｉ基板１３
上に５ｉＱｚの絶縁／ＦＪ１４を介してＡｄ配線１５が
形成されている。第１図にかいて参照元２ｄによるスリ
ット５．６の像１２が投影されるが、スリットの幅をマ
イクロメータ５ａ、６ａＶζよシ調整して切断すべき配
線１１の学に合わせる。七ののちレーザを照射すれはレ
ーザ光は全く同じ位１覆１２に結像してこの部分を除去
する。この場合に以下のような問題が存在した。ずなわ
らレーザによシ溶融した部分が周辺に飛散して隣接部分
に付着し、特性を劣化し、また短絡を生じ７Ｅすする。

また下部のＳｒへ損傷を生じさせ、またＳＩの一部がａ
融し−Ｃ盛上ることによシーＩＬｌ配線との短絡を生じ
させろうまた配線の側方に訃いても隣接するＡｌ配線の
ない部分に影響を与えて下部の（３Ｉを損傷し、また上
記と同様なＡＩ！！−８ｉの短絡を生じさせやすい。こ
れは主としてレーデの照射領域の位ｌｆ決めが内錐でレ
ーザｙｔの一部がＡｌ配線のない部分に照射されたり、
熱伝導とＡ４’の飛散の際、隣接する８１部分に損傷を
与えるためである。

とくに第５図のようにへ４配線１５の上にパッジベージ
目ン膜１８がコートされている場合、これらの膜１８は
一般に５ｉＱ２．５ｉｓＮ４などで出来ていてレーザｌ
こ対して透明であるため、直接Ｌ／−ザによりｔｔａ工
されず下部の・■配線１５がレーザを吸収し、！ｌ！Ａ
エネルギーを受けて、−ト部のバッジベージジン膜を破
って飛び出し′Ｃやくこととなる。したがってこの場合
には飛散するＡ１粒子（はパッシベーシロノ、嗅がない
ときに比べてけるかに高いエネルギーを有しており、第
６図にみられるように下部や周辺にｉμ扁５：与えやす
くマタハッ７ベーシ」ン模自本ＶこＬクンツクを生じた
りする。さらに切１析部分はバッジベージジン膜に穴２
０．６（あいこしまい、容易にこれを堀める方法がない
ため特性の劣化を来たすと・ハラような問題点があった
。

さらに、根本的な問題と１］〔，１ｃが微１１１１１化
、高集積化して配線幅か２μから１．５μ、ｊ　／Ｊそ
し−ごサプミク「コンと狭くなっていく傾向に対してレ
ーザ加工による１妃線切断法は限界を有ノーる。

すなわち第１図に示した結像投影法によってもまた、前
７図のごとくレンズ２１によりビームを細く絞り、焦点
２２に試料を１ｔいてこれ全ｊＪｎ工するＪ８訃でもレ
ーデ光の回折限界のため波長（可視光で０．５μ）スポ
ット径を得ることは困難である。さらにレーザ加工法で
は材料がレーザ光を吸収してこれが熱に変化してからこ
れを吹飛ばすという過程を経るため熱伝導や溶融噴出な
どによる周辺への影響を避けることは不可能であり、加
工域、熱影響域はスポット径よりも大尊くなってしまう
のが常であった。すなわち実用的な最小加工寸法は１μ
穆度であり、このため１μ以下の配線パターンに対して
レーザ加工法を適用することけ困雅であった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来のレーザ加工によるＩＣの配線
切断法とその装置の欠点をなくして、１μ以ｆの配線に
も運用可能でかつ周辺への損傷がなく、上部にパッシベ
ーション、コートを有するようなＩＣに対しても適用で
きる配線切断法とその装置を提供するにある。

〔発明の概髪〕

本発明は、液体金属イオン源等の高輝度イオン源からの
イオンビ一ムを静′直レンズ等のイオンビーム尤学系に
より集束させてＩＣの配線部に照射することを特徴とす
るものである。特に本発明の場合、０．３〜０．１μな
いしはそれ以下のスポット径が得られること、かつ加工
のプロセスがイオンとターゲット原子との衝突、散乱に
よるスパッタ加工であるため熱拡散による周辺への影響
がほとんどないことから、０．５μ以下の寸法、加工が
可能であり、１μ以下の配線の加工が容易にかつ高精度
に行なえる。また上部にパッジベージロン膜を有する配
線に対してもイオンビームによりパッジベージロン膜を
除去し、さらに配線を切断するεとができる、さらにフ
ォーカスしたイオンビームによるマイクロデポジシ−ン
を併用−ｊｈば切断後のパッシベーション膜の穴の部分
を埋めることが可能である。

実施例 以下、本発明を図面に面づいて説明する。

第６図に本発明に係る配線切断装置の一実施例を示す。

この第６図に示す装置は、架台３７、真空容器を構成す
る鏡筒３９と試料室４０、該試料室４０に連設された試
料交換室４１、真空排気系、試料であるマスクの載物台
５５、液体金属イオン源６５、コントロール（バイアス
）電極６６、イオンビームノ引出し電極６７、アバ−チ
ア６９、静電レンズ７０７１．７２、ブラシキング電極
７３、アバ−チア７４、偏向電極７５．７６、フィラメ
ント用電源７７、コントロール成極用電源７８、引出し
電極用纜源７９、静ルンズ用醒源８０．８１、高圧醒源
８２、ブランキング電極用電源８５、偏向成極用電源８
４、ｎｔ源の制御装置８５、試料室４０内に挿入された
２電荷４粒子検出器８６、ＳＩＭ（走査型イオン顕微鏡
）観察装置８７、イオンビームの電荷によるスポットの
乱れを防ぐ手段８９とを備えている。

前記架台３７は、エアサポート３日により防濡措置が施
されている。

前記試料室４０および試料交換室４１け、前記架台６７
の上に設置され、試料室４０の上に鏡筒３９が設置され
ている。

前記試料室４０と鏡筒５９とは、ゲートバルブ４３で仕
切られており、試料室４０と試料交換室４１とは、他の
ゲートバルブ４３で仕切られているっ前記真空排気系は
、オイルロータリポンプ４７、オイルドラッグ４日、イ
オンポンプ４９、ターボ分・子ポンプ５０、バルブ５１
．５２．５３．５４とを有して構成されている。この真
空排気系と前記鏡筒５９゜試料室４０．試料交換室４１
とは真空パイプ４４．４５．４６を介して接続され、こ
れら＠笥３９、試料室４０、試料交換室４１を１０　ｔ
Ｏｒｒ以下の真空にしりるようになっている。

前記載物台５５には、回転導入端子６１．６２．６３を
介してＸ、Ｙ、Ｚ方向の移動マイクロメータ５６．５７
．５８が取付けられ、かつθ方向の移動リング５９が設
けられており、載物台５５はこれら移１助マイクロメー
タ５６．５７．５Ｂと移動リンク５９とによりＸ％　７
％Ｚ方向の微動および水平面内における回転角が調整さ
れるようになっている。

前記・載物台５５の上には、試料台６０が設置され、該
試料台６０の上に試料が載（置されるようになっている
。そしＣ１試料台６０は試料引出し具６４によシ試料室
４０と試料交換室４１間を謬動しうるようになっており
、試料交換時にはゲートバルブ４３を開け、試料台６０
を試料室４０に引出し、ゲートバルブ４３を閉じ、試料
交換室４１の扉を開け、試料を交喚、載置し、扉を閉め
、試料交換室４１の予備排気を行なってからゲートノく
ルブ４ろを開け、試料台６０を試料室４０に入れるよう
になっている。なお、第６図において試料を符号９０で
示す。

前記液体金属イオン源６５は、鏡筒３９０頭部に、試料
室４０に対峙して設けられている。この液体金属イオン
源６５の第７図に示す・ものは、絶縁体で作られたベー
ス６５０、該ベース６５０にり型に取付けられたフィラ
メント６５１．６５２、タングステン等で作られかつ両
フィラメント６５１．６５２の先端部間にスポット溶接
等で取付けられた鋭いニードル６５３、該ニードル６５
６にＩ佼イ寸けられたイオン源となる金４６５４とを有
して構成されている。イオン源となる金属６５４として
は、Ｇａ、Ｉｎ、　Ａｕ、　１３ｉ　、Ｓｎ、　Ｃｕ等
が用いられる。また前月己フィラメント６５１．６５２
けそのｔ屈１仮６５１′、６５２を通じて第６図に示す
ように、高圧電源８２に接続されたフィラメント用′屯
源７７に接続されている。

前記コントロール電極６６は、液体金属イオン源６５の
下位に設置され、かつ高圧電源８２に接続されたコント
ロール電極用電源７８に接続されており、このコントロ
ール電極６６の設置位置に低い正負の電圧を印１ｎ　Ｌ
　、イオンビームである電流を制すする。

前記イオンビームの引出し電極６７け、コントロール電
極６６の下位に設置され、かつ高圧電源８２に接読され
た引出し尾極用間源７９に接、読されている。そして、
）前記液体金属イオン源６５のフイラメンｌ−６５１，
６５２に電流を共治踵　１０−’ｔｏｒｒ以［の真空中
において加熱溶融したうえで、引出し１極６７に一数１
０ＫＶの負の電圧を印加すると、液体金属イオン源６５
のニードル６５６の先端部の極めて狭い領域からイオン
ビームが引出される。なお、第６図中にイオンビームを
符号６８で示し、またスポットを符号６日で示す。

前記アバ−チア６９は、引出し電極６７の下位に設置さ
れており、引出し□ＭＥ　４Ｍ　６７により引出された
イオンビームの中央部付近のみを取出すようになってい
る。

前記静電し／ズ７０．７１．７２の組は、アバ−チア６
９の下位に配列され、かつ高圧電源８２に接続されたレ
ンズ用社源８０．８１に接続されている。

これらの静電レンズ７０．７１．７２は、アバ−チア６
９により取出されたイオンビームを集束するようになっ
ている。

前記ブランキング電極７３ｔＩ′ｉ、静心レンズ７２の
下位に設置され、かつ制御装置Ｒ８５に接読されたブラ
ンキング電極用電源８３に接読されている。

このブランキング７５け、極めて速い速度でイオンビー
ムを試料に向かう方向と直交する方向に走査させ、ブラ
ンキング【〔３の下位に設置されたアバ−チア７４の外
へはずし、試料へのイオンビームの照射を高速で停止さ
せるようになっている。

前記アバ−チア７４ば、イオンビームのスポットを試料
面上に投影結像させるようになって１ハる。

＠記偏向′峨極７５．７６の組は、アバ−チア７４の下
位に股１１ｔさ九、かつ制呻装置澄８５に接続された偏
向成極用電源８４に接続されている。この偏向ｌ　［７
５，７６け、前記静電Ｌ／７ズ７ｏ、７１．７２テ集束
されたイオンビームのスポットをＸ、Ｙ方向に偏向させ
、試料の黒点欠陥に結ばせるようになっている。

前記液体金属イオン源６５のフィラメント用電源７７、
コントロール電極用電源７８、イオンビームの引出し電
極用電源７９、レンズ用゛屯源８ｏ、８１に屯田を印加
する高圧電、源８２には、数１ｏＫｖ。

ものが使用されるっ 前記制御装置ｉ！ｊ８５は、ブランキング電極用電碌８
５および偏向心唯用直源８４を貞じて、ブランキング（
極７５および偏向成極７５．７６を一定のパターンにし
だがって作動するように制御する。

前記２次荷電粒子検出器８６は、試料室４０内において
試料に向かって設置され、試料にイオンビームのスポッ
トが照射されたとき、試料から出る２次電子または２次
イオンを受止め、その強度を電流の強弱に変換し、その
信号をＳＩＭ規察装置ｔ　８７に送るようになっている
。

前記ＳＩＭ観察装置８７け、プラウノ管８８を備えてい
る。そして、ＳＩＭ観察装置８７は偏向電極用遡源８４
からイオンビームのＸ％　Ｙ方向の偏向所に関する信号
を受け、これと同期させてブラウン１１８８の輝点を走
査し、かつその輝点の輝度を前記２次荷電粒子検出器８
６から送られてくる電流強度の信号に応じて変化させる
ことにより試料の各点における２次電子放出能に応じた
試料の像が得られるＳＩＭ、すなわち走査型イオン顕微
鏡の機能により、試料面の拡大視察を行ないうるように
なっている。

１）汀記イオンビームの電荷によるスポットの乱れを防
ぐ手段８９け、偏向電瓶７６と試料間に設置！されてい
る。このスポットの乱れを防ぐ手段８９の第８図に示す
ものけ、イオンビームの通過方向と交差する方向に電子
ンヤヮ８９０．８９１を対向装置しており、各電子ジャ
ワ８９０．８９１はカップ型の本体８９２、その内部に
設けられたフィラメント８９３、本体８９２の開口部に
設けられた鳴子状の引出し電極８９４とを有して構成さ
れている。

そして、各′亀子ノヤヮ８９０．８９１はフィラメント
８９３から引出し電極８９４により１００Ｖｉ！ｆの加
１心圧で覗子流８９５を引出し、該岐子流８９５をイオ
ンビームの通過する空間に放出し、イオンビームに負電
荷を与えて中和するようになっている。

この第８図中、符号６８けイオンビーム、７５．７６け
偏向電極、９０は試料を示す。

次に、第６図ないし第９図（１）〜（４）に関連して前
記「Ｗ施例の欠陥修正装置の作用とともに本発明の欠陥
修正方法の一実施態様を説明する。

、黒点欠陥をもったマスク、すなわち試料９ｏを試料交
換室４１内において試料台６０の上に載置しついで試料
交換室４１を密閉し、真空排気系により予備排気を行な
った後、試料引出し具６４を介して試料室４０ＶＣ入れ
、載物台５５の上に載Ｊ　する、ついで、真空排気系に
より鏡筒６９と試料室４０内を１０−“ｔｏｒｒ穆度に
真空引きし、その真空状態に保つ。

次に、高ＦＥ亀源８２および制御装置８５を作動させ、
液体金４イオン源６５のフィラメント用電源ｙｙ、コｙ
　）　ａ−ルｔｑ極用ｊｔ源７Ｂ、イオンビームの引出
し第６図の装置に忰けろ配線切断の方法としては試料と
してＩＣチッグｔたはウェハーを載物台９０の上に設電
し、低エネルギーのビームで２次電子像検出器からの出
力による試料の拡大像をＳＩＭ覗察装：ｊｔ　８７上の
ブラウン管８日により観察し、切断すべき部分にイオン
ビームを走査照射してこれを除去する。この場合走査幅
と配線幅を一致させることが必要であり、これは偏向電
圧の制御系により高消度に行なうことができる。

第９図（σ）、ｊＪにこの場合の加工法を示４−０第９
図（ａ）においてＡｄ配線のうち１２で示を矩形部分が
除去すべき範囲であるとする。このときこの１２の部分
に対し第９図（Ａ）に示すごとくイオンビームを２００
ａ、　２０ＯＡ　、　２００ｃ、　−・・−、２００ｚ
の順に偏向電極Ｑてより走査しつつ、集束照射して照射
部の配線を除去する。

第１０図は第６図の装置においてイオンビーム尤学系の
構成をアパーヤヤの投影方式にかえた構成を示すもので
ある。すなわち高輝度イオン源２１０から出だイオンビ
ームは静心レンズ２０１．２０２．２０３　により平行
ビームとなりアバ−チャ２０４．２０５．２０６．２０
７　に入射する。このイオンビームを光学系はノ■１図
に示したレーザ光学系と同様の構成であり、アパーチャ
の像をレンズ２０８．２０９により試料２１０上に縮小
結像投影するものである。ここで２１１は投影された像
を示す。たとえばレンズ２０８１．−２０９が倍率４ｏ
倍のレンズとなるならばアパーチャ部においてマイクロ
メータヘッド２０４ａ　、　２０５ａ、２０６α、２０
７ａを調修して４０１Ｊの矩形を±２μの精度で設定す
るならば収差を無視したとき試料表面にｋいて（ｒＪ　
１ｕの矩形のイオンビーム像が±０．０５μの清廉で設
定されることになる。したがって高悄１ｗの位置決めが
容易に行なえ、有利である。この場合は第９ａ図におい
て矩形１２の部分にイオンビームが照射されるようにア
パーチャを設定しイオンビームの照射をして配線１１の
切断を行なう。

第６図、第１０図のようなイオンビーム元学系を用いて
第２図（１１）のような断面のＩＣの配線切ｌ＠を行な
う場合にはイオンビームのスパッタリング加工によりＡ
４＆線１５のみヵ培育度よく周辺への影響の損傷なしに
除去でき、第１１図のような断面が得られる。

次に第４図のごときパッシベーションコートを有する配
線の切断を行なう場合においては、イオンビームによる
加工では表面のパッジベージ冒ン膜から順に加工してゆ
くため、まず第１２図（ａ）のとと＜　１’、ｌ配線１
５の表面までパッシベー７ワン膜１８を加工し、次に、
ｋｌ配線１５を加工して４１２１７　ｕ）のごとき断面
を得る。この場合においてもレーザ加工の揚台と異なり
、周辺の損傷、パツシベーノ目ン膜のクラック下部、隣
接部への損傷は全くみられない。

第１５図は本発明の別の実施列である装置の主要部断面
図を示す。ここで真空排気系、二次ａ予信ディスプレー
、試料交換室、架台等は第６図と同様であり、省略され
ている。

液体金属イオン源６５ばｋｌ−８ｉ　、Ａｕ　−８ｉ　
ｌどの合金イオン源であるとする。引出し電極６６によ
り引出され、コントロール電極６７により制御を受けた
イオンビームはレンズ７０．７１．７２により平行ビー
ムとされ、アパーチャ１０１によりその一部をとり出さ
れ、ＥＸＢマスフィルター（質量分離装置）１０２を通
過する際にＦＪＸＢマスフィルター１０２の電源制御部
１１５によってこれにかけるα界Ｅ５磁界Ｂを調節し、
特定の質量のイオンのみが直進して下部のア・（−チャ
１０３を通過し、他の質量のイオンはビーム１０４のよ
うに方向が曲げられて、アパーチャ１０３により蹴られ
て下方へ到達できないようにできる。直進したイオンは
、集束用のレンズ１０４．１０５．１０６で集束され、
ブランキング電極７６、偏向電極７５．７６を経て、試
料面９０に到達する。

試料室１２０は１１９の通路から排気ポンプにより排気
されている。試料室１２０には、Ｎ２ガス、０２ガスな
どのガスボンベ１０９からのガス導入ノズル１０７が設
置されており、ボ／べの弁は、コントローラ１１７によ
り制御される。また試料室１２０に設置された真空計１
１０により試料室１２０の内部の真空度をモニターし、
コントローラ１１７により一定のガス濃度となるように
弁１０８をコントロールする。試料室には、二次成子デ
ィテクター８６の西に４重極質肴分析９などの２次イオ
ン質量分析計１１１を有しており、試料９０にイオンビ
ームが照射されるときこれより出東る２次イオンの質量
分析を行なう系は１つの制却装置彎１１８により制＃さ
れ、２次イオン買寸分析計１１１のコントローラ１１２
の信号はこれに入る。

また１１３はイオン源電源制御部で、イオン源のヒータ
６５の電流、引出し覗甑６６の１王、コントロール電極
６７の１王等をコントロールするものである。１１４は
第ルンズの１源制御部で、第ルンズ７０．７１．７２を
匍り卸するものである。

１１５け電源制御部で、ＥＸＢマスフィルタ１０２の電
源を制御するものである。１１６け電源制御部で第２レ
ンズ１０４．１０５．１０６の電源を制御するものであ
る。

１１８は制御装置で、イオン源電源制御部１１３、第ル
ンズの電源制御部１１４、ＥＸＢマスフィルタの電源制
御部１１５及び第２レンズの電源制御部１１６等を全て
制御する。この曲、図では省略されているがブランキン
グ電極ｙｙｒ、偏向電＠７５．７６の電源制御部も制御
装置１１８によりコン）。

−ルをうける。

第１４図Ｌａ）は、二次イオン質量分析管の出力を示す
ものである。第１４図（ｈ）のようにＪ幻上にＡｌの薄
膜を有する試料を上部からイオンビームにより加工して
ゆく場会において、２次イオン電流は第１４図（ａ）の
ようにけじめけＡＪのみ（実線）を示す。しかしＡ４と
Ｓ＋の境界が近くなると、Ｓｉ（点線）がみられるよう
になり、境界においてこれが交替し、更に加工を続ける
とＡｌが出なくなってＳｉのみとなる。このようにして
加工が境界部に達した時点ｔ１を検出することができる
。この信号を用いれば第１５図の制御装置１１Ｂにより
／’ｙｌのみが加工された時点ｔ１でイオンビームの照
射を止めるなどの制御を行なうことができる。

第１３図（（よれば、第１２図Ｌａ）のように上部のパ
ツンベーシｇノ膜を除いて／Ｊ配線を切断しだ１麦Ｋ　
ハッシヘーション膜の穴を埋めることができる。すなわ
ち、イオン源６５としてたとえばＡｕ　−８ｉｉ金イオ
ン源を用いてｇＸＢマスセパレータ１０２によシＡｕイ
オンのみをとり出して加工し、第１２図Ｌａ）のように
バクシベーシ冒ン膜、ＡＩＲ線を加工した後、ＥＸＢマ
スセパレータにかける磁界、磁界を変更し、Ｓｌイオン
のみをとり出すようにする。また、ガスボンベ１０９の
弁１０８を開き、０２ガスを試料室１２０へ導入し、真
空計Ｖこより圧力を測定して一定の圧力になるよう１ｃ
コン）ｏ−ラ１１７で弁１０８の開閉を制御する。

まだ、第ルンズと窮２レンズにかける電圧ヲｊＴｌ源制
御卸部１１４．１１６で変更してイオンビームが試料部
＼数Ｋｅ　Ｖ−数１ｏｅＶのエネルギーで機器に集束さ
れつつ入射するようにする。（加工を行なう１合はエネ
ルギーは１０　ＫｅＶ以上である。）このような低エネ
ルギーでは、イオンビームは試料表部に付着し、デポジ
ションが行なわれる。

以上のようであるから、第１２図ｔｈ）のバッンベーン
ミン膜１８の開孔部に０２界囲気中でＳｉイオンビーム
を照射し、これにより第１５図に示したように５ｉ０２
膜１１１を蒸着することができる。

導入するガスとして０２０代りにＮ２を用いれば、５ｉ
ｓＮ４膜を蒸着することもできる。これによりＡｌ配線
の切断部の上のバックベー７ワン膜の孔を埋めて、バソ
ンベーシ目ン膜の再コートを行うことができ、素子の劣
化を防ぐことができ、また覗気侍性を安定化できる。

第１６図（、）〜ｔｇ）は第１３図に示した装置による
祈念な実施列である。すなわちＡｌ配線が上下二層に走
っていてその交叉部において下層部をイオンビームで切
断する方法を示す。

第１６図（α）においてＳｉ　ｓｏｌの上にｄｉＯｚの
絶縁膜３０９を介してＡｌ配線５０２が左右に走υ、そ
の上にＳ　Ｉｏ　２絶縁膜３０６を介してＡｌ配線５０
４が紙面垂直方向に走っている。さらにその上にＳｉＱ
＊ノハソシベーシｌン膜３０５が形成されている。

この場合においてπ部のＡ４配線３０９のみを切断する
方法を以下に示す。第１５図の装）置でイオン源６５と
してＡ６−Ｓｉ合金イオン源を用いＩＤＸＢマスセパレ
ータ１０２によりＡｌイオンビームのみを分ｔＪＩ　Ｌ
で下方へとり出し、第１６図（α）の試料に照射して下
部のｋｅ配線まで加工し、第１６１４１ｈ）υごときｉ
断面を得る。次にＥＸＢマスセパレータ１０２の電界、
磁界を変更して、Ｓｉイオンビームのみを下方へとりだ
し、またガスポンベ１０９から０２を試料室１２０へ導
入する。またレンズの電圧をコントロールして数１ｃｅ
Ｖ以下のエネルギーでＳｉイオンビームが集束しつつ試
料に照射されるようにする。このようにして前に詳しく
述べた方法によりｄｉＯｚｌ蝮をもとの上部Ａｌ配線の
下部の高さまでｖｌＪ工邪に蒸着して第１６図１．）の
ごとき断面を得る。さらにその後試料室を０２ガス全市
めで排気した無酸素雰囲気にし、かつＥＸＢマスセパレ
ータ１０２によりＡｌのみをと９出し、数Ｋｅｙ以下の
エネルギーにて哨１６１図＋ｄ）の５０７のよりなＡｌ
蒸着層を得て、もとの上部Ａｌ配線を再形成する。さら
に前と同じ方法でこの上にＳｉ　０２膜３０８を蒸着し
てパノンベー／ヨン層とする。以上によりＡｌ＝記線の
交叉部にｋいてπ部のＡｄ配線のみの切断を行うことが
できた。

上記第１６図は合金イオン源を用いＥＸＢマスセパレー
タによりそのうちの一種類の金属をとり出すやシ方であ
るが、適当な合金イオン源が存在しない場合は何（重か
のイオン源を用意して切換る必要がある。第１７図（α
）はこのような装置の一例であり、第１７図ＬＡ）はそ
の断面を示すものである。第１７図ｔａ）において、鏡
筒部４０３はレンズ４１３デフレクタ４１４などの素子
をふくむ。イオン源部は複数間の、４なる元素のイオン
源のＲ−器４０６ａ、４０６ｈ　、　４０６ｅ　１−・
−が円柱状の回転体４１５にとりつけられており、鏡筒
部ＩＣ［、続した真空容器４１６に納められている。こ
れらのイオン源容器はイオン源部４０７ａ　、　４０７
Ａ　、　４０７ｃ、　−−引出し電極４０８α、　４０
８Ａ、　４０８ｃ　、・・由・・、コントロール成極４
０９α、４０９Ａ　、　４０９ｅ　、　・＝旧・を含ん
でいる。ヒータ１流、引出し電圧、コントロール電圧等
は高圧ケーブル４１２によりターミナルをかねた導入端
子４１１を介して分岐ケーブル４１０ａ、４１ＯＡ、　
４１０ｃ、・・・・により各イオン源へと導入されてい
る。第１７図（α）に粋いて４０７αのイオン源が光学
系と接続されて用いられているが、回転体４１５を軸４
０５を中心に回転させてイオン源４０７ｈ　、４０７ｅ
　、・・・・・に切換えて用いることができる。この装
置において光学系の軸にイオン源が高精度に合致させら
れるような角度よみとり機構、微調機構、固定機構がと
りつけられているが図では省略されている。

この装置を用いれば第１３図の場合のように特定の合金
をつくる金属イオン種だけでなく、任意の液体金１４イ
オン源（あるいけその１１！！の種類のイオン源）の組
合せにより−Ｆ記した配線修理プロセスの・蓼行が可能
となる。

以上本発明では液体金属イオン源を用１ハた場合につき
記しだが本発明は曲の柵類の高５渾度イオン源たとえば
極低潟の戊界′、電離イオン源・マイクロ放電形イオン
源等にも適用しうる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば１μμ丁のパターン
の配線切断が可能になった。

このＳ合従来のレーザ加工法と異なり周辺への損傷や影
響は殆んどない。

また従来のレーデ加工法では良好な加工が困難であった
上部にパツシベーンヨンコートを有するような配線の切
断が可能であり、かつ除去したパンシベーシ冒ンコート
ヲ補なつ−Ｃ％コートすることができる。

本ａ　明ｉｔ：ｌ：ＶＪＪＳ　Ｉ、［ＪＬＳＩ　ｒｔ−
１Ｉｓ、　メ今ｔｅ微ｍ化ｆ。

てゆくあら・ゆる種類の素子の微、畑な配線の修正修を
里に用いることができ、不良箇所の発明と修正などに用
いられ開発工程の短縮、歩留りの向上などその効果はき
わめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザによる配線切断装置を示す構成図
、第２図（α）はそれによるん４配線の切断法を示すＩ
ＣのＡｄ＋配線部の平面間、第２図＋ｂ＋は同断面図で
ある。第３図はＡｌ配線のレーザによる切断時の周辺へ
の影響を示す平面図、第４図（α）、ＩＡＩは各々試料
の断面図、第５図は従来のレーザによる配線切断装置を
示す構成図、第６図は本発明にかかるイオンビームによ
る配線切断装置の構成図。第７図は液体金属イオン源を
示す図、第８図は成子シャワーによるビームの中性化を
示す図、第９図（α）、（、ｓ）は各々イオンビームの
走査による配線切断を示す正面図、第１０図は投影方式
によるイオンビームの配線切断レーザを示す構成図、第
１１図及び第１２図＋ａ）、（ｂ）は各々試料断面図、
第１３図は同金イオン源と質層分析器を備えたイオンビ
ームによる配線切断装置の構成図、ｒ’ｇ１４図＋ａ）
は質埼分析装置喧の出力を示す図、第１４図＋ｈ）及び
第１５図は各々試料１所面図、第１６図（α）〜＋ｓ）
は下部の配線を切断する方法を示す１雪面図、第１７図
ｆ、）は多くのイオン鏡をそなえだイオンビームによる
配線切断装置を示す図、第１７図ＬＡ）はその断面図で
ある。 ６７・・・架台　　　　　　　４０・・試料室４１・・
試料交換室　　　　５５・・載物台６５・・液体金属イ
オン源 ８５・・２次荷電粒子噴出器 代Ｂ１人１１′−哩十　愕　僑　明　夫オｒ７閉 オ８１ オＩ７目 オフ０凶 オ　ノｌ　図 ’ｋｔｚ凶 第１３１ｎ ＋１３ ／〆＼ノ オＪ４ａＴ （Ｄ−） （シ） １１↓Ｉ 第１゛７圀 （０−ン （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　液体金属イオン源等の高輝度０イオン源からイオン
   ビームを引出し、該イオンビームを荷成粒子元学系によ
   り、微小なスポットに集束し、素子の微細配線に照射し
   て、これを除去することを特徴とする素子修正方法。 ２　上記イオンビームを配＠幅よりも機器なスポットに
   集束し、該スポットを配線に照射Ｊ−ると共に走査させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲套１項記成の素子修
   正方法。 ６、　上記イオンビームにより配線幅に一致する幅を有
   する開口の投影像をＩ％Ｆｒ’に粒子光学系により試料
   上に結像し、これにより配線を除去することを特徴とす
   る特許請求の範囲訂１項記載の素子修正方法。 ４　配線１−の上部に曲の材料の膜を有する試料に対し
   、イオンビームを照射して曲の材料の膜を除去し、その
   後配線層を除去することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項言己１成の素子（冬４Ｅ方法。 ５、　上記配線層の上部に他の膜→工、ちり、これう両
   方をイオンビームで加工した後、イオンビームを用いて
   この上に膜をテホ、）　シｑ　ｙ　スルコとを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項言己載の素子修正方法。 ６、　荷電粒子光学系に印加する電圧等を変イヒさせ、
   数ＫＶ以上の成田において試料のカロエを行ない、数Ｋ
   Ｖ以下の電圧Ｑζおいて試料にイオンビームによるデボ
   ジンロンを行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の素子イ各正方法。 ｌ　試料部へガスを導入してこのイオンビームの元素と
   このガスとの化合物をデボジンロンすることを特徴とす
   る特許請求の範囲・春６項言己截の素子修正方法。 ８、　イオン源として複数の種類の元素力λら成るもの
   を用意し、質量分離等の手段を用いて、必要なイオン種
   のビームをとり出してカロえまたばｆボジシ１ンを行な
   うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲の窮１項
   記載の素子修正方法。 ９　イオン源として複数個のものを用意し、これを必要
   に応じて切り喚えて、所望のイオン種のビームをとり出
   し、これにより加工またはデポジションを行なうように
   したことを特徴とする特許請求の範囲のイ（１項記載の
   素子修正方法。 １０、複数の種類の材料小らなる層の下部に除去すべき
   層が存在する試料部分において、集束したイオンビーム
   により上部から除去すべ籾層までを除去し、次にＦ部か
   ら順に逐次除去された材料をデポジションすることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の素−・修正法。 １１、真空容器内に試料室を形成し、該試料室に試料を
   載置する載物台を設け、上記真空容器内に試料室に対峙
   させて゛液体金属イオン源等の高輝度・Ｏイオン源を設
   けるとともに前記イオン源からイオンビームを引出す手
   段と、引出され−たイオンビームを集束する荷醒粒子元
   学系と、イオンビームの出力、スポット径、スボントの
   照射方向を制御して素子の配線部分に、イオンビームを
   照射させる手段を設置したことを特徴とする素子修正装
   置。 １２、イオン源と、試料との間に寸法、可変のアパーチ
   ャを設置しイオンビームによるこのアパーチャの像を荷
   電粒子＞ｆ、学系により試料上へ投影するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の素子修正
   装置。 １３、複数個のイオン源を用斂し、心安に応じてこれら
   のイオン源を交換して試料に照射できるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の素子修正装
   置。 １４、イオン源として複数種類の元素から構成されるイ
   オン源を用い、イオン源と試料との中間に質量分離器を
   設けて、特定のイオン種だけが試料圧到達して照射する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載の素子修正装置。 １５、試料室にノズルを設け、弁を有するガス供給装置
   ４と妾続して試料部にガスを導入できるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の素子（各正
   装喧。 １６、試料室に真空計を設け、核真空計からの出力によ
   ってガス供給装置の弁を制御して試料室のガス圧を所望
   の直にするようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１５項記載の素子修正装置。 １７、試料室に、試料部に１妾近して２次イオン質量分
   析器を設置（７、これにより試料部の多層膜のどの位１
   吋が加工されているかをモニターすることを特徴とする
   特許請求の範囲第１１項記載の素子修正装置。