JPS63170940A

JPS63170940A - Ｉｃ素子の修正方法

Info

Publication number: JPS63170940A
Application number: JP62303109A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamaguchi; 博司山口; Akira Shimase; 朗嶋瀬; Takeoki Miyauchi; 宮内　建興; Mikio Hongo; 幹雄本郷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1988-07-14
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0680662B2

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。

〔従来の技術〕

半導体集積回路、ＧａＡｓ素子、磁気バブルメモリ、ジ
ョセフソ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、サブミクロ
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ため
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、抵抗値、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ためのＡＱ配線の切
断につき述べる。以下がＡｕやＰｏ１ｉＳ　１ｌｉｃｏ
ｎ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Ｉｔ　Ｉ　ＣＩＩ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が多
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ための手段として顕
微鏡でデバイスをｗｔ察しながらマニュピレータにとり
つけた細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練
を要するため３μパターン以下の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
装置を示す。レーザ発振器１から出たレーザビーム１ａ
はミラー２で反射されて後、レンズ３ａ、３ｂ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の上に置かれた試料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
らの光は凹面鏡２ｂにより反射され、レンズ２ｃにより
平行ビームとされてレーザビームと同じ経路を通って配
線上に結像するのでこれを用いてレーザ除去部の位置決
め等が可能となる。すなわち第２図（ａ）においてＡ　
Ｑ　Ｉ［！線部１１は配線のない部分１０に隣接してい
る。すなわちその断面は第２図（ｂ）のようであり、Ｓ
ｉ基板１３上に５ｉ０２の絶縁層１４を介してＡＱ配線
１５が形成されている。第１図において参照光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、６ａにより調整して切断すべ
き配線１１の幅に合わせる。そののちレーザを照射すれ
ばレーザ光は全く同じ位置１２に結像してこの部分を除
去する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術の場合に以下のような問題が存在した。す
なわちレーザにより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、また短絡を生じたりする
。また下部のＳＬへ損傷を生じさせ、またＳｉの一部が
溶融して盛上がることによりＡＩ２配線との短絡を生じ
させる。また配線の側方においても隣接するＡＱ配線の
ない部分に影響を与えて下部のＳｉを損傷し、また上記
と同様なＡＱ−８ｉの短絡を生じさせやすい。これは主
としてレーザの照射領域の位置決めが困難でレーザ光の
一部がＡＱ配線のない部分に照射されたり、熱伝導とＡ
Ｑの飛散の際、隣接するＳＬ部分に損傷を与えるためで
ある。

とくに第５図のようにＡｆｉ配線１５の上にパッシベー
ション膜１８がコートされている場合、これらの膜１８
は一般にＳｉｎ、、Ｓｉ３Ｎ４などで出来ていてレーザ
光に対して透明であるため、直接レーザにより加工され
ず下部のＡＱ配線１５がレーザを吸収し、熱エネルギー
を受けて、上部のパッシベーション膜を破って飛び出し
てゆくこととなる。したがってこの場合には飛散するＡ
Ｑ粒子はパッシベーション膜がないときに比べてはるか
に高いエネルギーを有しており、第６図にみられるよう
に下部や周辺に損傷を与えやすくまたパッシベーション
膜自体にもクラックを生じたりする。さらに切断部分は
パッシベーション膜に穴２０がおいてしまい、容易にこ
れを埋める方法がないため特性の劣化を来すというよう
な問題点があった。

さらに、根本的な問題として、ＩＣが微細化、高集積化
して配線幅が２μから１．５μ、１μそしてサブミクロ
ンと狭くなっていく傾向に対してレーザ加工による配線
切断法は限界を有する。すなわち第１図に示した結像投
影法によってもまた、第７図のごとくレンズ２１により
ビームを細く絞り、焦点２２に試料を置いてこれを加工
する場合でもレーザ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き
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程度であり、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は困難であ
った。

本発明の目的は、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以下の
配線にも適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
適用できる素子修正方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、液体金属イオン源等の高輝度イオン源からの
イオンビームを静電レンズ等のイオンビーム光学系によ
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。

〔作用〕

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、０．３μ以下の寸法、加工が可能であり、１
μ以下の配線の加工が容易にかつ高精度に行なえる。ま
た上部にパッシベーション膜を有する配線に対してもイ
オンビームによりパッシベーション膜を除去し、さらに
配線を切断することができる。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ョンを併用すれば切
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、本発明を図面に基づいて説明する。

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、イオンビームの引出し電極６７、アバ−チ
ア６９、静電レンズ７０．７１．７２、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、コントロール電極用電源７８、引出
し電極用電源７９、静電レンズ用電源８０、８１、高圧
電源８２、ブランキング電極用電源８３、偏向電極用電
源８４、電源の制御装置８５、試料室４０内に挿入され
た２次荷電粒子検出器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３８により防諜措置が施
されている。

前記試料室４０および試料交換室４１は、前記架台３７
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３９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。

前記真空排気系は、オイルロータリポンプ４７、オイル
トラップ４８、イオンポンプ４９、ターボ分子ポンプ５
０、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３９、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、これら鏡筒３９．試料室４０、試料交換室
４１を１０−’ｔｏｒｒ以下の真空にしうるようになっ
ている。

前記載物台５５には、−伝導入端子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はこれら移動マイクロメータ
５６．５７．５８と移動リング５９とによりＸ。

Ｙ、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８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
して、試料台６０は試料引出し具６４により試料室４０
と試料交換室４１間を移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、試料を交換、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バルブ４
３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３９の頭部に、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Ｕ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６５３
に取付けられたイオン源となる金属６５４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、　Ｂｉ、　Ｓｎ。

Ｃｕ等が用いられる。また前記フィラメント６５１゜６
５２はその電極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
ト用電源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加し、イ
オンビームである電流を制御する。

前記イオンビームの引出し電極６７は、コントロール電
極６６の下位に設置され、かつ高圧電源８２に接続され
た引出し電極用電源７９に接続されている。

そして、前記液体金属イオン源６５のフィラメント６５
１、６５２に電流を供給し、１０−″ｔｏｒｒ以下の真
空中において加熱溶融したうえで、引出し電極６７に一
数１０ＫＶ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６５３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６８′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、引出し電極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
静電レンズ７０．７１．７２の組は、アバ−チア６９の
下位に配列され、かつ高圧電源８２に接続されたレンズ
用電源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７３は、静電レンズ７２の下位に
設置され、かつ制御装置８５に接続されたブランキング
電極用電源８３に接続されている。このブランクキング
電極７３は、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、ブランキング電極
７３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は、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いる。

前記偏向電極７５．７６の組は、アバ−チア７４の下位
に設置され、かつ制御装置８５に接続された偏向電極用
電源８４に接続されている。この偏向電極７５゜７６は
、前記静電レンズ７０．７１．７２で集束されたイオン
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、レンズ用電源８０．８１に電圧を印加す
る高圧電源８２には、数１０ＫＶのものが使用される。

前記制御装置８５は、ブランキング電極用電源８３およ
び偏向電極用電源８４を通じて、ブランキング電極７３
および偏向電極７５．７６を一定のパターンにしたがっ
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ＳＩＭｉｌｌ察装置８７に送るようになっている
。

前記ＳＩＭＩＲ祭装置８７は、ブラウン管８８を備えて
いる。そして、ＳＩＭ＠察装置８７は偏向電極用電源８
４からイオンビームのＸ、Ｙ方向の偏向量に関する信号
を受け、これと同期させてブラウン管８８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８６
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、試料面の拡大観察を行ないうるようにな
っている。

前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は、偏向電極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図に示すものは
、イオンビームの通過方向と交差する方向に電子ジャワ
８９０．８９１を対向装置しており、各電子ジャワ８９
０．８９１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
れた格子状の引出し電極８９４とを有して構成されてい
る。そして、各電子ジャワ８９０、８９１はフィラメン
ト８９３から引出し電極８９４により１００ｖ程度の加
速電圧で電子流８９５を引出し、該電子流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はイオンビーム、７５．７６は偏向電極、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
記実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９０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４０に入れ、載
物台５５の上に載置する。

ついで、真空排気系により鏡筒３９と試料室４０内を１
０−’　ｔｏｒｒ程度に真空引きし、その真空状態に保
つ。　次に、高圧電源８２および制御装置８５を作動さ
せ、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第
６図の装置における配線切断の方法としては試料として
ＩＣチップまたはウェハーを載物台９０の上に設置し、
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ＳＩＭＩｉｌｆ察装置８７上のブラ
ウン管８８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
制御系により高精度に行なうことができる。

第９図（ａ）、（ｂ）にこの場合の加工法を示す。第９
図（ａ）においてＡＱ配線のうち１２で示す矩形部分が
除去すべき範囲であるとする。このときこの１２の部分
対し第９図（ｂ）に示すごとくイオンビームを２００ａ
　、　２００ｂ　、　２００ｃ　、　−、２００Ｚの順
に偏向電極により走査しつつ、集束照射して照射部の配
線を除去する。

第１θ図は第６図の装置においてイオンビーム光学系の
構成をアパーチャ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から出たイオンビ
ームは静電レンズ２０１　、２０２．２０３により平行
ビームとなりアパーチャ２０４，２０５，２０６゜２０
７に入射する。このイオンビームを光学系は第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２０８．２０９が倍率４０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　、　２０６ａ　。

２０７ａを調整して４０μ　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おいては１
μの矩形のイオンビーム像が±０．０５μの精度で設定
されることになる。したがって高精度の位置決めが容易
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光学系を用いて
第２図（ｂ）のような断面のＩＣの配線切断を行なう場
合にはイオンビームのスパッタリング加工によりＡｎ配
線１５のみが精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シベーション膜から順に加工してゆ
くため、まず第１２図（ａ）のごと＜ＡＱ配線１５の表
面までパッシベーション膜１８を加工し、次に、ＡＱ配
線１５を加工して第１２図（ｂ）のごとき断面を得る。

この場合においてもレーザ加工の場合と異なり、周辺の
損傷、パッシベーショ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１３図は本発明の別の実施例である装置の主要断面図
を示す。ここで真空排気系、二次電子像ディスプレー、
試料交換室、架第等は第６図と同様であり、省略されて
いる。

液体金属イオン源６５はＡ　Ｑ　−ＳＬ、　Ａｕ　−Ｓ
Ｌなどの台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ＥＸＢ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電界Ｅ、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パーチャ１
０３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７３、
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、０□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、ボンベの弁は、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、二次電子デ
ィテクター８６の他に４電極質量分析管などの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来る２次イオンの質量
分析を行なう系は１つの制御装置１１８により制御され
、２次イオン質量分析計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、引出し電極６６の電
圧、コントロール電極６７の電圧等をコントロールする
ものである。１１４は第ルンズの電源制御部で、第２レ
ンズ１０４７１．７２を制御するものである。１１５は
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は電源制御部で第２レンズ１０
４．１０５．１０６の電源を制御するものである。

１１８は制御イオンで、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。　この他、図では省略されているがブラ
ンキング電極７３、゛偏向電極７５．７６の電源制御部
も制御装置１１８によりコントロールをうける。

第１４図（ａ）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（ｂ）のようにＳｉ上にＡｌ１１
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
してゆく場合において、２次イオン電流は第１４図（ａ
）のようにはじめはＡＱのみ（実線）を示す。しかしＡ
ＱとＳｉ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ＡＱ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ｔ工を検出することが
できる。　この信号を用いれば第１５図の制御装置１１
８によりＡＱ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図によれば、第１２図（ｂ）のように上部のパッシ
ベーション膜を除いてＡＩ２配線を切断した後にパッシ
ベ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−Ｓｉ合金イオン源を用
いてＥＸＢマスセパレータ１０２によりＡｕイオンのみ
をとり出して加工し、第１２図（ｂ）のようにパッシベ
ーション膜、ＡＩ２配線を加工した後、ＥＸＢマスセパ
レータにかける電界、磁界を変更し、Ｓｉ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、真空計により圧力を測定して一
定の圧力になるようにコントローラ１１７で弁１０８の
開閉を制御する。

また、第ルンズと第２レンズにかける電圧を電源制御部
１１４．１１６で変更してイオンビームが試料部へ数Ｋ
ｅＶ〜数１０ｅＶのエネルギーで微細に集束されつつ入
射するようにする。（加工を行なう場合はエネルギーは
１０ＫｅＶ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面に付着し、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（ｂ）のパッシベーシ
ョン膜１８の開孔部に０２雰囲気中で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Ｓｉｏ、
膜１１１を蒸着することができる。

導入するガスとして０□の代りにＮ２を用いれば、Ｓｉ
３Ｎ、膜を蒸着することもできる。　これによりＡβ配
線の切断部の上のパッシベーション膜の孔を埋めて、パ
ッシベーション膜の再コートを行なうことができ、素子
の劣化を防ぐことができ、また電気特性を安定化できる
。

第１６図（ａ）〜（ｅ）は第１３図に示した装置による
新たな実施例である。すなわちＡＱ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（ａ）において５ｉ３０１の上にＳｉＯ□の絶
縁膜３０９を介してＡＱ配線３０２が左右に走り、その
上に５ｊｏ２絶縁膜３０３を介してＡｆｆｉ配線３０４
が紙面垂直方向に走っている。さらにその上にＳｉＯ２
のパッシベーション膜３０５が形成されている。　この
場合において下部のＡＱ配線３０９のみを切断する方法
を以下に示す。第１３図の装置でイオン源６５としてＡ
Ｑ−Ｓｉ合金イオン源を用いＥＸＢマスセパレータ１０
２によりＡＱオオンビームのみを分離して下方へとり出
し、第１６図（ａ）の試料に照射して下部のＡＱ配線ま
で加工し、第１６図（ｂ）のごとき断面を得る。次にＥ
ＸＢマスセパレータ１０２の電界、磁界を変更して、Ｓ
ｉ　　イオンビームのみを下方へとりだし、またガスボ
ンベ１０９からｏ２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ＫｅＶ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Ｓｉｏ２膜
をもとの上部ＡＱ配線の下部の高さまで加工部に蒸着し
て第１６図（ｃ）のごとき断面を得る。

さらにその後試料室を○□ガスを止めて排気した無酸素
雰囲気にし、かつＥＸＢマスセパレータ１０２によりＡ
Ｑのみをとり出し、数ＫｅＶ以下のエネルギーにて第１
６図（ｄ）の３０７のようなＡＱ蒸着層を得て、もとの
上部ＡＱ配線を再形成する。さらに前と同じ方法でこの
上にＳｉＯ２膜３０膜製０８してパッシベーション層と
する。以上によりＡＱ配線の交叉部において下部のＡＱ
配線のみの切断を行なうことができた。

上記第１３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り方であ
るが、適当な合金イオン源が存在しない場合は何種かの
イオン源を用意して切換える必要がある。第１７図（ａ
）はこのような装置の一例であり、第１７図（ｂ）はそ
の断面を示すものである。

第１７図（ａ）において、鏡筒部４０３はレンズ４１３
デフレクタ４１４などの素子を含む。　イオン源部は複
数個の異なる元素のイオン源の容器４０６ａ　、　４０
６ｂ　。

４０６ｃ、・・・・・・・・・が円柱状の回転体４１５
にとりつけられており、鏡筒部に接続した真空容器４１
６に納められている。これらのイオン源容器はイオン源
部１１０７ａ　、　４０７ｂ　、　４０７ｃ　、　−＝
引出し電極４０８ａ。

４０８　ｂ　、　４０８　ｃ　、　−−−、コントロー
ル電極４０９ａ。

４０９ｂ　、　４０９ｃ　、・・・・・・・・・を含ん
でいる。　ヒータ電流、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　、　４１０
ｂ　、　４１０ｃ　、・・・・・・・・・により各イオ
ン源へと導入されている。第１７図（ａ）において４０
７ａ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４０５を中心に回転させてイオン源
４０７ｂ　、　４０７ｃ　、・・・・・・・・・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、任意の液体金属イオ
ン源（あるいはその他の種類のイオン１ｌｊＸ）の組合
せにより上記した配線修理プロセスの遂行が可能となる
。

以上本発明では液体金属イオン源を用いた場合につき記
したが本発明は他の種類の高輝度イオン源たとえば極低
温の電界電離イオン源、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１μ以下のパターン
の配線切断が可能になった。

この場合従来のレーザ加工法と異なり周辺への損傷や影
響は殆どない。

また従来のレーザ加工法では良好な加工が困難であった
上部にパッシベーションコートを有するような配線の切
断が可能であり、かつ除去したパッシベーションコート
を補って再コートすることができる。　本発明はＶＬＳ
　Ｉ、ＵＬＳ　Ｉはじめ今後微細化してゆくあらゆる種
類の素子の微細な配線の修正修理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１
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（ａ）はそれによるＡＱ配線の切断法を示すＩ
ＣのＡＱ配線部の平面図、第２図（ｂ）は同断面図であ
る。第３図はＡＱ配線のレーザによる切断時の周辺λの
影響を示す平面図、第４図（ａ）、　（Ｂ）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図は電子シャワーによるビームの中性化を
示す図、第９図（ａ）、　（ｂ）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装置を示す構成図、第１
１図及び第１２図（ａ）、　（ｂ）は各々試料断面図、
第１３図は同金属イオン源と質量分析器を備えたイオン
ビームによる配線修理装置の構成図、第１４図（ａ）は
質量分析装置の出力を示す図、第１４図（ｂ）及び第１
５図は各々試料断面図、第１６図（ａ）〜（６）は下部
の配線を切断する方法を示す断面図、第１７図（ａ）は
多くのイオン鏡をそなえたイオンビームによる配線切断
装置を示す図、第１７図（ｂ）はその断面図である。３７・・・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次荷電粒子検出器（し）　　　　　　／６果’７［！１第ｇ國第　９　四躬１０　Ｔｂ第１１圀躬　１３０第　１４０（久）ｔ＋　　　　＝ＰＪ間Ｕ病１５区佑／６　Ｕ

Claims

【特許請求の範囲】１、液体金属イオン源等の高輝度の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電粒子光学系によ
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線幅よりも微細なスポットに
集束し、該スポットを配線に照射すると共に走査させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の素子修正
方法。３、上記イオンビームにより配線幅に一致する幅を有す
る開口の投影像を荷電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
の範囲第１項記載の素子修正方法。４、配線層の上部に他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他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
項記載の素子修正方法。５、上記配線層の上部に他の膜があり、これら両方をイ
オンビームで加工した後、イオンビームを用いてこの上
に膜をデポジションすることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の素子修正方法。６、荷電粒子光学系に印加する電圧等を変化させ、数Ｋ
Ｖ以上の電圧において試料の加工を行ない、数ＫＶ以下
の電圧において試料にイオンビームによるデポジション
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
素子修正方法。７、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ポジションすることを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載の素子修正方法。８、イオン源として複数の種類の元素から成るものを用
意し、質量分離等の手段を用いて、必要なイオン種のビ
ームをとり出して加え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第１項記載の素
子修正方法。９、複数の種類の材料か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き層までを除去し、次に下部から
順に逐次除去された材料をデポジッションすることを特
徴とする特徴とする特許請求の範囲第１項記載の素子修
正方法。