JPH06283534A - Wiring connecting method in ic element - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable debugging, correction, defect analysis, etc., of the IC element to be easily performed by a method wherein a wiring connecting device is to be provided with respective specific vessel, metallic compound gas lead-in means, alignment scanning means and focussed energy beam radiating means. CONSTITUTION:A wiring connecting device is provided with vessels 16, 39 wherein IC element 18 is arranged, a metallic compound gas lead-in means 9 and alignment scanning means 17, 40 relatively aligning and scanning focussed energy beams and the IC element 18 to scan and irradiate the focussed energy beams on the surface insulating film at the wiring position to be connected on the IC element 18 along a specific path as well as a focussed energy beam irradiating means 26 forming a new metallic wiring along a specific path by irradiating the focussed energy beams on the specific path on said surface insulating film and depositing a metallic film on a local path by the focussed energy beam induced CVD process using the metallic compound gas.

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩ等の半導体集積回
路（以下ＩＣと呼ぶ）においてデバック、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た
めのＩＣ素子における配線接続装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】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た
り、接続したり不良箇所のデバッグや修正を行うことに
より設計ミス、プロセスミスを発見したり、不良解析を
行ってこれをプロセス条件に戻し、製品歩留まりを向上
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。 【０００３】すなわち、第１の従来技術としてはテク
ノ、ダイジェストオブクレオ81 1981第160頁（Ｔech.
Ｄigest of ＣＬＥＯ′ 81 1981 ｐ160）「レー
ザストライプカッティングシィステムフォーアイシーデ
バッキング（Ｌasre ＳtripeＣutting Ｓystem for
ＩＣ debugging）」があり、これにおいては、レー
ザにより配線を切断し、不良箇所のテバックを行う例が
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、穴あけを行い、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。 【０００４】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ブ第17コンファレンスオンソ
リッドスティトデバイシズアンドマティリアル1985第19
3頁（Ｅxtended Ａbstruct of 17th Ｃonf. on
Ｓolid state Ｄevices and Ｍaterial 1985，ｐ1
93）「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ーザーインデューストケ
ミカルベイパーディポジッション（Ｄirect Ｗriting
of Ｈighly Ｃonductive Ｍo Ｌines byＬaser
Ｉnduced ＣＶＤ）」がある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来技術に
おいては配線の切断の手段のみが示され、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
法を用いる場合(1)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ＳiＯ₂，Ｓi₃Ｎ
₄などの絶縁膜に吸収されにくく、このため下層のＡlや
poli Ｓiの配線などに吸収され、これが蒸発・噴出を行
う際に、上部の絶縁膜を爆発的に吹飛ばすことにより絶
縁膜の加工が行われる。このため絶縁膜が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）
へのダメージが大きく不良発生の原因となる。これらの
結果から多層配線・微細高集積の配線の加工は困難であ
る。 【０００６】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け、（２)′集
束イオンビームを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パッタリ
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う手段に関し
ては何ら触れられていない。 【０００７】第３の従来技術においては、Ｍ₀（ＣＯ)₆
（モリブテンカルボニル）などの金属の有機加工物のガ
ス中において、紫外のレーザをＳiＯ₂をコートしたＳi
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、Ｍ₀（ＣＯ)₆を分解し、基板上にＭ₀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Ｍ
₀の配線が形成されたのみであり、実際のＩＣにおいて
保護膜や層間絶縁膜などの絶縁膜の下部にある配線同志
を接続する技術については示されていなかった。 【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、ほぼ完成されたＩＣ素子の表面絶縁膜（保護
膜）上にドライプロセスで所望の経路に沿って新たな金
属配線を形成して所望の配線間を電気的に接続して、Ｉ
Ｃ素子のデバック、修正、不良解析等を非常に短時間
で、容易に行って、開発工程の短縮、量産立上り期間の
短縮、しいては歩留り向上をはかることができるように
したＩＣ素子における配線接続装置を提供することにあ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、内部にＩＣ素
子を設置した容器と、金属化合物ガスを前記容器内に導
入する金属化合物ガス導入手段と、前記容器内に設置さ
れたＩＣ素子上の接続すべき配線箇所の少なくとも表面
絶縁膜上に所望の経路に沿って集束エネルギビームを走
査して照射すべく、集束エネルギービームとＩＣ素子と
を相対的に位置決めして走査する位置決め走査手段と、
該位置決め手段により位置決めされて走査されたＩＣ素
子上の接続すべき配線箇所の少なくとも表面絶縁膜上の
所望の経路に集束エネルギビームを照射して前記金属化
合物ガス導入手段で導入された金属化合物ガスによる集
束エネルギビーム誘起ＣＶＤにより局部的に金属膜を析
出させて所望の経路に沿った新たな金属配線を形成する
集束エネルギビーム照射手段とを備えたことを特徴とす
るＩＣ素子における配線接続装置である。 【００１０】また、本発明は、容器内に設置されたＩＣ
素子上の接続すべき配線箇所の上層の絶縁膜の各々に集
束したエネルギビームを照射して接続する配線が露出す
るように微細穴をあける第１の集束エネルギビーム照射
手段と、金属化合物ガスを容器内に導入する金属化合物
ガス導入手段と、容器内に設置されたＩＣ素子上に前記
集束エネルギビーム照射手段によって照射されてあけら
れた微細穴の内部と前記容器内に設置されたＩＣ素子上
の接続すべき配線箇所の少なくとも表面絶縁膜上に所望
の経路に沿って集束エネルギビームを走査して照射すべ
く、集束エネルギービームとＩＣ素子とを相対的に位置
決めして走査する位置決め走査手段と、該位置決め手段
により位置決めされたＩＣ素子の微細穴の内部に集束エ
ネルギビームを照射して前記金属化合物ガス導入手段で
導入された金属化合物ガスによるエネルギビーム誘起Ｃ
ＶＤにより金属を析出させて前記配線と接続された金属
配線部を形成し、前記前記位置決め手段で位置決めされ
て走査されたＩＣ素子上の接続すべき配線箇所の少なく
とも表面絶縁膜上の所望の経路に集束エネルギビームを
照射して前記金属化合物ガス導入手段で導入された金属
化合物ガスによる集束エネルギビーム誘起ＣＶＤにより
局部的に金属膜を析出させて所望の経路に沿った新たな
金属配線を形成する第２の集束エネルギビーム照射手段
とを備え、配線間を前記金属配線部と前記新たな金属配
線とにより電気的に接続するように構成したことを特徴
とするＩＣ素子における配線接続装置である。 【００１１】 【作用】この構成により、ＩＣ完成後、その内部配線間
をドライプロセスで接続でき、ＩＣ素子のデバック、修
正、不良解析等を非常に短時間で、容易に行って、開発
工程の短縮、量産立上り期間の短縮、しいては歩留り向
上をはかることができる。また、接続すべき複数の配線
箇所の表面絶縁膜上の位置を試料からの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、０．５μｍ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、ＳiＯ₂，Ｓi₃Ｎ₄などの絶縁膜も上
部から逐次に加工でき、これに微細穴をあけて下部の配
線を露出させることができる。このとき、配線の表面が
僅か堀込むまで加工することによって絶縁膜が残ること
なく完全に配線を露出することができる。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上
記微細穴内および該微細穴間の表面絶縁膜（保護膜）上
の所望の経路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
ＣＶＤプロセスまたはレーザＣＶＤプロセスにより上記
微細穴内に金属を析出させて金属配線部を形成すると共
に、微細穴間の表面絶縁膜（保護膜）上の所望の経路に
局部的に金属膜を析出させて金蔵配線を形成する。その
結果、ＩＣ素子完成後その内部配線間を接続でき、ＩＣ
素子のデバック、修正、不良解析を行うことができる。 【００１２】 【実施例】図１は本発明によるＩＣへの接続配線形成を
示す図である。図１（ａ）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（Ｓiなど）の上に絶縁膜３（ＳiＯ
₂など）があり、その上に配線（Ａlなど）２ａ，２ｂ，
２ｃが形成され、さらに最上部に保護膜（ＳiＯ₂，Ｓi₃
Ｎ₄など）１が形成されている。今、配線２ａと２ｃ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２ｃの上の保護膜１に穴５ａ，５ｃをあけ、
配線２ａの一部６ａ、配線２ｃの一部６ｃをそれぞれ露
出される。 【００１３】その後イオンビーム誘起ＣＶＤ技術または
レーザ誘起ＣＶＤ技術により図１（ｂ）に示すように穴
５ａと５ｃとを結ぶ方向に金属配線７を形成する。この
ようにして配線２ａと２ｃとが金属配線７を通じて接続
される。 【００１４】図２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
18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（Ａl（ＣＨ₃)₃，Ａl（Ｃ₂Ｈ₅)₃，Ａl（Ｃ₄Ｈ₉)₃，
Ｃd（ＣＨ₃)₂，Ｃd（Ｃ₂Ｈ₅)₂等の金属アルキル化合
物，Ｍ₀（ＣＯ)₆等の金属カルボニル化合物等の有機金
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。 【００１５】レーザ発振器８ａで発振されたレーザ光
は、シャッタ30ａを介してダイクロイックミラー９ａ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、ハーフミラー10、
レーザ光カットフィルタ11、プリズム12、接眼レンズ13
を介して修正箇所を観察しながら行えるように構成され
ている。 【００１６】反応容器16にはこの他のバルブ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の隣にイ
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25の近くに移動
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40に設置されたチャック
機構によってステージ17と40の間で載物台24の受け渡し
が可能なようになっている。したがってこの受け渡しと
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24
ａ，18ａの一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中の高輝度イオン源（例えばＧ
a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、ブランキング電極32、デフレクター電極33等を
通り集束偏向されて、試料18ａに照射されるようになっ
ている。また真空容器39には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37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により試料の拡
大像を得て試料の検出、位置合わ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う。真空容器16，39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。 【００１７】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24ａはその上のＩＣ181a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。 【００１８】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44ａの位置に開くことに
より、試料の交換ができる。 【００１９】以下この装置の動作法を説明する。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。フタ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。その後図１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う。
次にゲートバルブ25を開き、載物台を24の位置へ移送す
る。 【００２０】Ｘ−Ｙテーブル17によりレーザ光の照射位
置にＬＳＩチップを移動させ、配線修正箇所の位置合わ
せを行う。しかる後に、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Torrになる様、バルブ25を調整する。この後、
シャッタ30ａ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30ａ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、
ＡlあるいはＣd，Ｍ₀等の金属薄膜が析出して配線修正
が行われる。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
工後一旦大気へとり出したときに配線の露出部が汚れ、
または酸化することなく、その上にレーザＣＶＤによる
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。 【００２１】図３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に、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。 【００２２】図４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８ａ，８ｂが２つ設け
られているのが特徴である。９ａはハーフミラー、９ｂ
はダイクロイックミラーである。 【００２３】一例として、図１の発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、この上に保護膜をコー
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８ａ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20，20ａに充たされたＳi₂Ｈ₆（ジシラ
ン）およびＮ₂Ｏ（笑気）ガスを導入しこれを集光して
形成された配線上にＳiＯ₂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、第３
高調波発生用結晶に導いてもよい。 【００２４】図４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。 【００２５】図５は、穴をあけて配線から接続を行う接
続端部の実施例を示している。 【００２６】図５（ａ）においてＡl配線62が下方に存
在する場合、上部に保護膜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(a)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63による照射により接続端部を形成する場
合、図５（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。 【００２７】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により、図５
（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。更に保護膜60および絶縁膜61への
微細穴加工として図５（ａ）および（ｃ）に示す如く、
配線62の表面を僅か堀込むまで加工することによって配
線62の表面に絶縁膜が残ることが完全に防止することが
できる。更に図５（ｅ）に示すように配線62の表面を僅
か堀込むまで加工された微細な穴内および保護膜60上
に、レーザビームまたはイオンビーム70を照射して金属
化合物ガスから金属を析出して配線71を形成する。これ
により配線62と配線71とが高信頼度で、且つ確実に電気
的に接続することができる。 【００２８】またこの上に図４によって説明したように
SiＯ₂などの絶縁膜72を保護膜として形成したものを図
５（ｆ）に示す。 【００２９】図６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Ａl 80と下層Ａl 81か
らなる２層配線構造になっていて、下層Ａl 81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（図６（ａ）に示す
方法）では、配線82が下層Ａl 81 にも上層Ａl 80にも
接続されてしまう。そこでイオンビームにより図６
（ｂ）に示すように上層Ａl 80 まで穴あけを行った
後、図６（ｃ）に示すように前記した方法によりＳiＯ₂
などの絶縁膜83を形成し、その後図６（ｄ）に示すよう
に更に層間絶縁膜84に加工し、下層Ａl 81 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
り配線85をして下層Al 81 と他の配線との接続を行う。 【００３０】図７、図８は本発明の別の実施例で、同一
箇所において上下の配線を接続することを目的としてい
る。図７においては、図４に示したように加工用のレー
ザを備え、イオンビームを図７（ａ）のように下層配線
81が露出するまで加工し、加工用レーザにより下層配線
Ａl 81 を加工し、Ａlが溶融飛散して上部の配線Ａl80
と接続するようにする。図7(c)はその後、レーザまたは
イオンビーム誘起ＣＶＤ法でＳiＯ₂などの保護膜86を形
成したものである。 【００３１】図８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・ソサイアクテイ
・テクノロジーＢ３（１）１月／２月1985 第71頁〜第7
4頁（Ｊ．Ｖac．Ｓci．Ｔechnol Ｂ３（１），Ｊan／
Ｆeb 1985 ｐ71〜ｐ74）「キヤ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ュ
ームイオンビーム（Ｃharacteristics of silicon r
emoval by fine focussed gallium ion beam）」
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えば周囲への再付着
は少ないが（ii）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。 【００３２】すなわち、図８において、（ａ）図に示す
ように下層配線81の上部まで集束イオンビームにより上
記（i）の条件にて加工した後、上記（ii）の条件にて
下層Ａl 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Ａlが再付着して87のような再付着領域を生
成する。また（ｄ）図のように紙面に垂直に低速で走査
しつつそのビームを二つの矢印のように加工穴の両端か
ら中央へ移動すれば両側に再付着素層89が形成される。
いずれも上層と下層との配線80，81間の接続が可能とな
る。その後(ｃ），（ｅ）に示すようにレーザまたはイ
オンビーム誘起ＣＶＤ法によりＳiＯ₂などの保護膜88，
89を上部へ形成する。 【００３３】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に穴あけを行い、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。 【００３４】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。 【００３５】穴あけ加工の手段として集束イオンビーム
を用いているがサブミクロン加工が可能な他のエネルギ
ービームを用いることもできる。 【００３６】図９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39ａは、バルブ21を介
して修正物質（Ａl（ＣＨ₃)₃，Ａl（Ｃ₂Ｈ₅)₃，Ａl（i
Ｃ₄Ｈ₉)₃，Ｃd（ＣＨ₃)₂，Ｃd（Ｃ₂Ｈ₅)₂，Ｍ₀（ＣＯ)₆
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39ａにはこの他バルブ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18ａはＸＹステ
ージ40の上にのせられた載物台24ａの上にとりつけられ
ている。容器39ａ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Ｇa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
より引出されたインオビーム40が静電レンズ31、ブラン
キング電極32、デフレクター電極33等を通り集束偏向さ
れて、試料18ａに照射されるようになっている。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34ａ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18ａ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モンタ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18ａの拡
大像を得て試料の検出、位置合わ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、排気を行う。真空容器39ａ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。 【００３７】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24ａはその上のＩＣ18ａ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により予備排気室は
排気される。フタ44を44ａの位置に開くことにより、試
料の交換ができる。 【００３８】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。フタ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、図１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う。し
かる後に、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Ｔorr
になる様、バルブ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、ＡlあるいはＣd，Ｍ₀等
の金属薄膜が析出して配線修正が行われる。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39ａ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。 【００３９】図１０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、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26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。 【００４０】図１０の装置の使用法の一例として、図１
の説明で述べたような金属配線を形成した後のこの金属
膜が露出したままでは、特性上、信頼性上、問題が多い
ため、この上に保護膜をコートする必要がある。 【００４１】このため補助ガスボンベ20，20ａに入れた
ＳiＨ₆（ジシラン）ガスとＮ₂Ｏ（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及び酸化のプロセ
スによってＳiＯ₂の保護膜を形成する。 【００４２】前記実施例ではレーザ照射の場合について
説明したが、このよう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。 【００４３】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ほ
ぼ完成されたＬＳＩ等ＩＣ素子の表面絶縁膜（保護膜）
上にドライプロセスで所望の経路に沿って新たな金属配
線を形成して所望の配線間を電気的に接続して、ＩＣ素
子のデバック、修正、不良解析等を非常に短時間で、容
易に行って、開発工程の短縮、量産立上り期間の短縮、
しいては歩留り向上をはかることができる効果を奏す
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as an IC) such as an LSI after completion of a chip for debugging, correction, failure analysis, etc. The present invention relates to a wiring connection device in an IC element for connecting to. 2. Description of the Related Art In recent years, with the high integration and miniaturization of ICs, a design is made by cutting or connecting a part of the wiring in the chip of the LSI and debugging or correcting a defective portion in the development process. It is becoming more and more important to detect mistakes and process mistakes, perform failure analysis, and return these to process conditions to improve product yield. For such a purpose, there has been reported an example in which the wiring of the IC is conventionally cut by a laser or an ion beam. That is, the first conventional technique is Techno, Digest of Creo 81 1981, p. 160 (Tech.
Digest of CLEO '81 1981 p160) "Lasre Stripe Cutting System for
IC debugging) ”, in which an example is reported in which the wiring is cut by a laser and the defective portion is backed up. Further, as a second conventional technique, there is Japanese Patent Application No. 58-42126, in which an ion beam from a liquid metal ion source is focused on a spot of 0.5 μm or less so as to cope with fine wiring. A technique is shown in which the wiring is cut or a hole is formed, and the upper and lower wirings are connected by vapor deposition in the hole with an ion beam. Further, as a third conventional technique, the Extended Abstract of 17th Conference on Solid Stitch Devices and Mattial 1985, 19th
Page 3 (Extended Abstract of 17th Conf. On
Solid state Devices and Material 1985, p1
93) "Direct Writing of Highly Inductive Molybdenum Lines by Laser Induced Chemical Vapor Deposit (Direct Writing
of Highly Conductive Mo Lines by Laser
Induced CVD) ". In the above-mentioned first prior art, only means for cutting the wiring is shown, and no means for connecting the wirings is shown. In addition, when using the laser processing method (1) The processing process is thermal, there is heat conduction to the surroundings, and fine processing of 0.5 μm or less is required because it goes through processes such as evaporation and jetting. Is extremely difficult. (2) Laser light is SiO ₂ , Si ₃ N
It is hard to be absorbed by the insulating film such as ₄ and therefore Al or the lower layer
It is absorbed by the wiring of poli Si, etc., and when this is evaporated and jetted, the insulating film on the upper side is explosively blown off, whereby the insulating film is processed. Therefore, if the insulating film is thicker than 2 μm, it is difficult to process. Also around (surroundings, upper and lower layers)
The damage to the product is significant and causes defects. From these results, it is difficult to process multi-layer wiring and fine highly integrated wiring. In the second prior art, (1) '
Means for cutting and drilling with a focused ion beam and connecting upper and lower wirings with a (2) ′ focused ion beam are shown. The processing by the focused ion beam can be processed to 0.5 μm or less, and any material can be easily processed sequentially from the upper layer by sputtering, which covers the problems in the first conventional technique.
However, regarding the connection means between the wirings of (2) ′,
It only shows the procedure for connecting the upper and lower wires, and does not mention any means for making a connection from one wire to another wire. In the third prior art, M ₀ (CO) ₆
In the gas of an organic processed product of metal such as (molybdenum carbonyl), an ultraviolet laser was used to coat SiO ₂ with SiO _2.
Irradiating onto the substrate, M ₀ (CO) ₆ is decomposed by a photothermal or photochemical laser induced CVD process, and a metal such as M ₀ is deposited on the substrate to form a metal wiring. A direct drawing method is shown. However, in this case, simply M on the insulating film
Only the wiring of ₀ was formed, and the technique of connecting the wirings under the insulating film such as the protective film and the interlayer insulating film in the actual IC was not shown. An object of the present invention is to form a new metal wiring along a desired path by a dry process on a surface insulating film (protective film) of a substantially completed IC element in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. Then, the desired wirings are electrically connected and I
Wiring in IC elements that enables debugging, correction, defect analysis, etc. of C elements to be performed easily in a very short time to shorten the development process, shorten the mass production start-up period, and improve the yield. To provide a connection device. According to the present invention, a container having an IC element installed therein, a metal compound gas introducing means for introducing a metal compound gas into the container, and a container installed in the container are provided. Positioning in which the focused energy beam and the IC element are relatively positioned and scanned so as to scan and irradiate the focused energy beam along a desired path on at least the surface insulating film of the wiring portion to be connected on the IC element. Scanning means,
A metal compound gas introduced by the metal compound gas introducing means by irradiating a focused energy beam to at least a desired path on the surface insulating film of a wiring portion to be connected on the IC element positioned and scanned by the positioning means. And a focused energy beam irradiation means for locally depositing a metal film by focused energy beam induced CVD to form new metal wiring along a desired path. is there. The present invention also relates to an IC installed in a container.
The first focused energy beam irradiation means for irradiating each of the insulating films in the upper layers of the wiring portions to be connected on the element with a focused energy beam so as to expose the wiring to be connected, and the metal compound gas Means for introducing metal compound gas to be introduced into the container, and inside of the fine holes formed by irradiating the focused energy beam irradiation means on the IC element installed in the container and on the IC element installed in the container Positioning scanning means for relatively positioning and scanning the focused energy beam and the IC element so as to scan and irradiate the focused energy beam along a desired path on at least the surface insulating film of the wiring portion to be connected. A metallization introduced by the metal compound gas introducing means by irradiating a focused energy beam inside the fine holes of the IC element positioned by the positioning means. Energy beam-induced C by an object gas
A metal is deposited by VD to form a metal wiring portion connected to the wiring, and a desired path on at least a surface insulating film of a wiring portion to be connected on the IC element positioned and scanned by the positioning means. The focused metal beam is irradiated onto the metal compound gas and the metal compound gas introduced by the metal compound gas introducing means locally deposits a metal film by the focused energy beam induced CVD to form a new metal wiring along a desired path. A wiring connection device for an IC element, comprising: a second focused energy beam irradiation means, and the wirings are electrically connected by the metal wiring portion and the new metal wiring. With this configuration, after the IC is completed, the internal wirings of the IC can be connected by a dry process, and debugging, correction, defect analysis, etc. of the IC element can be easily performed in a very short time, and the development process It is possible to shorten the production period, shorten the mass production start-up period, and improve the yield. Further, the positions of a plurality of wiring points to be connected on the surface insulating film are detected by using a scanning ion microscope using a secondary electron signal or a secondary ion signal from the sample to perform positioning and determination of irradiation points. After that, an ion beam is irradiated to remove the insulating film above the wiring in this portion. In this case, since a focused ion beam is used instead of a laser, it is possible to sufficiently focus and process to 0.5 μm or less. In addition, since there is no processing selectivity depending on the material, an insulating film such as SiO ₂ or Si ₃ N ₄ can be sequentially processed from the upper portion, and fine holes can be formed in this to expose the lower wiring. At this time, by processing until the surface of the wiring is slightly dug, the wiring can be completely exposed without leaving an insulating film. After that, a gas of a metal compound is introduced into this vacuum container through a nozzle or a pipe, and the sample stage is relatively moved to form wiring on the surface insulating film (protective film) in the fine holes and between the fine holes. By irradiating a focused ion beam or a focused laser beam on a desired path, a metal is deposited in the fine holes by an ion beam induced CVD process or a laser CVD process to form a metal wiring part and A metal film is locally deposited on a desired path on the surface insulating film (protective film) between the holes to form a metal wiring. As a result, after the IC element is completed, the internal wiring can be connected,
The device can be debugged, repaired, and analyzed for defects. FIG. 1 is a diagram showing formation of connection wiring to an IC according to the present invention. FIG. 1A shows a view of a portion including a cross-section obtained by cutting a part of an IC chip as seen obliquely from above.
Insulating film 3 (SiO 2) on substrate 4 (Si etc.) in cross section
₂ etc.) and wiring (Al etc.) 2a, 2b,
2c is formed, and a protective film (SiO ₂ , Si ₃
N ₄ ) is formed. When it is desired to electrically connect the wirings 2a and 2c, holes 5a and 5c are formed in the protective film 1 on the wirings 2a and 2c by a focused ion beam,
Part 6a of the wiring 2a and part 6c of the wiring 2c are exposed. After that, a metal wiring 7 is formed in the direction connecting the holes 5a and 5c as shown in FIG. 1B by the ion beam induced CVD technique or the laser induced CVD technique. In this way, the wirings 2a and 2c are connected through the metal wiring 7. FIG. 2 shows an embodiment of the wiring connecting device according to the present invention. IC chip with wiring connection points
The reaction vessel 16 to which 18 is attached is modified via the valve 21 with the modifying substances (Al (CH ₃ ) ₃ , Al (C ₂ H ₅ ) ₃ , Al (C ₄ H ₉ ) ₃ ,
A correction substance container 19 and a valve 25 containing a metal alkyl compound such as Cd (CH ₃ ) ₂ and Cd (C ₂ H ₅ ) _{2 and} an organometallic compound such as metal carbonyl compound such as M ₀ (CO) ₆ are provided. A vacuum pump 26 is connected via a valve 29, and an inert gas cylinder 28 is connected via a valve 29 via a pipe. The laser light oscillated by the laser oscillator 8a is reflected by the dichroic mirror 9a through the shutter 30a, is condensed by the objective lens 2, passes through the window 15 provided in the reaction container 16, and corrects the LSI aluminum wiring. It is possible to irradiate the place, the irradiation optical system 14, the half mirror 10,
Laser light cut filter 11, prism 12, eyepiece lens 13
It is configured so that the correction can be performed while observing the corrected portion. A spare gas cylinder 20 is connected to the reaction vessel 16 via another valve 22. IC chip is XY
It is mounted on a stage 24 mounted on the stage 17. An ion beam processing vacuum container 39 is attached next to the reaction container 16 via a gate valve 25, and an ion beam lens barrel vacuum container 26 is attached to the upper portion thereof. There is an XY stage 40 in the vacuum container 39,
While the gate valve is opened when the stage 17 and the stage 40 move to the vicinity of the gate valve 25, a chuck mechanism (not shown) installed on the stages 17 and 40 is used to mount the stage between the stages 17 and 40. It is possible to deliver 24 items. Therefore, the stage 24 and the IC chip 18 mounted on the stage 24 are transferred onto the XY stage 40 by this transfer and subsequent stage movement.
a, 18a can come. At this position, the high-intensity ion source (eg G
An ion beam 40 extracted from a liquid metal ion source (a source such as a) 27 by an extraction electrode 30 installed therebelow is focused and deflected through an electrostatic lens 31, a blanking electrode 32, a deflector electrode 33, etc. It is designed to be illuminated. Further, a secondary electron director 34 is installed in the vacuum container 39, and the secondary electron signal from the sample is amplified in synchronization with the deflection signal of the power supply 37 for the deflection electrode, and a scanning ion microscope image of the sample is displayed on the monitor 38. This allows the magnified image of the sample to be obtained, and the sample to be detected and aligned. A vacuum pump 36 is connected to the vacuum container via a valve 35 to evacuate. The vacuum chambers 16 and 39 are provided with a preliminary exhaust chamber 43 for loading and unloading the sample. That is, when the gate valve 41 is opened, the stage 24a on the stage 40 can be moved to the positions 24b and 18b on the moving stage 42 together with the IC 181a on the stage. The preliminary exhaust pipe is exhausted by the valve 45 and the exhaust pump 46. The sample can be exchanged by opening the lid 44 to the position of 44a. The operation method of this apparatus will be described below. Lid 44
Open and place the IC chip 18b on the stage 24b on the stage 42.
Install on top of. The lid 44 is closed, the valve 45 is opened, and the exhaust pump 46 evacuates the sample exchange chamber 43 to a vacuum. After that, the gate valve 41 is opened to transfer the stage to the position of 24b. After the gate valve 41 is closed and exhaust is sufficiently performed, the ion beam is focused while moving the stage 40 and the scanning ion image is observed on the monitor 38 to detect the portion to be connected on the IC tape. After that, as shown in FIG. 1, the insulating film is processed by irradiating only the portion to be connected with the ion beam.
Next, the gate valve 25 is opened and the stage is moved to the position 24. The LSI chip is moved to the irradiation position of the laser light by the XY table 17, and the wiring correction position is aligned. After that, the valves 21 and 29 are opened, and the corrective substance and the inert gas are adjusted while observing a flow meter (not shown) so that the mixing ratio becomes an appropriate ratio, and the total pressure becomes several tens to several hundreds Torr. Adjust valve 25 so that After this,
The shutter 30a is opened, laser light is irradiated to the wiring correction portion, and the shutter 30a is closed after a predetermined time. By this laser irradiation, the organometallic gas near the laser irradiation portion is decomposed,
A metal thin film of Al, Cd, M _0, etc. is deposited to correct the wiring. If necessary, all aluminum wiring correction points in the LSI chip are corrected. Next, the valve 25 is opened and the inside of the reaction vessel 16 is sufficiently evacuated, and then the sample is transferred to the chamber 39 and further to the preliminary exhaust chamber 43, and taken out to the outside. Since the chamber for laser-induced CVD and the chamber for ion beam processing are integrated as in the present embodiment, the exposed portion of the wiring is contaminated when it is once taken out to the atmosphere after the ion beam processing.
Alternatively, since wiring by laser CVD can be formed on the wiring without oxidation, the wiring of the IC and the CVD
It has the characteristics that the wiring has good bonding properties and good electrical conductivity. FIG. 3 shows an integrated structure in which the gate valve between the reaction container and the ion beam processing vacuum container has been removed, and the gate valve can be opened and closed for the exhaust operation accompanying the movement between the two containers. It is no longer needed and operability is improved. On the other hand, since the reaction gas enters the ion beam container, in order to prevent the ion beam lens barrel from being contaminated, the reaction gas is locally sprayed by the nozzles 51 and 52 to the vicinity of the sample. A thin orifice (open hole) 50 through which the ion beam passes is provided between the lens barrel and the sample chamber, and exhaust systems 53 and 54 are also provided on the ion beam lens barrel side. FIG. 4 is an explanatory diagram of an apparatus according to another embodiment of the present invention. In this case, the feature is that two laser oscillators 8a and 8b are provided. 9a is a half mirror, 9b
Is a dichroic mirror. As an example, after forming the metal wiring as described in the invention of FIG. 1, if the metal film is left exposed,
Since there are many problems in characteristics and reliability, it is necessary to coat a protective film on this. Therefore, in addition to 8a that generates the second harmonic of the Ar laser, the third harmonic 8b of the Ar laser is provided to fill Si ₂ H ₆ (disilane) and N ₂ O (laughing gas) in the auxiliary gas cylinders 20 and 20a. ) A gas is introduced, and this is condensed to form SiO ₂ on the wiring formed. Although two laser oscillators are shown in the figure, in this case, one Ar laser is switched by the switching mirror, and the second harmonic generation crystal, the third
You may lead to the crystal for harmonic generation. As another example of FIG. 4, a high-power laser for processing is prepared as the laser 8b, and the lower wiring is processed by the processing laser 8b to connect the upper and lower wirings in the hole formed by the ion beam. Then, a part of it can be ejected to connect the upper and lower parts. FIG. 5 shows an embodiment of a connection end portion in which a connection is made from a wiring by making a hole. In FIG. 5A, when the Al wiring 62 exists below, there may be a thick insulating layer such as the protective film 60 and the insulating film 61 above. In such a case, since the aspect ratio is high when drilling a nearly vertical cross-sectional shape with an ion beam as shown in (a) of the figure, when forming the connection end by irradiation with a laser beam or an ion beam 63, There is a high possibility that a step break will occur as in 5 (b). This is because it is difficult for the laser beam or ion beam to reach the inside of the vertical hole, it is difficult to reach the inside because it is blocked by the film formed on the upper side, and it is difficult for metal organic gas to enter the inside of the hole. It depends on the reason. Therefore, when the ion beam processing is performed, the processing is performed while changing the scanning width of the beam.
As shown in (c), it can be processed to have a wide upper portion and a narrow inclined cross section at the lower portion. Since the structure is exposed on the upper surface as described above, when the laser beam or the ion beam 67 is irradiated, the metal film 69 can be widely formed without causing breakage on the inner surface of the hole. Further, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (c), fine holes are formed in the protective film 60 and the insulating film 61.
By processing until the surface of the wiring 62 is slightly dug, it is possible to completely prevent the insulating film from remaining on the surface of the wiring 62. Further, as shown in FIG. 5 (e), a laser beam or an ion beam 70 is applied to the inside of the fine hole processed until the surface of the wiring 62 is slightly dug and to the protective film 60 to deposit metal from the metal compound gas. To form the wiring 71. As a result, the wiring 62 and the wiring 71 can be electrically connected with high reliability and reliability. As described above with reference to FIG.
The insulating film 72 made of SiO ₂ or the like formed as a protective film is shown in FIG. FIG. 6 shows another embodiment of forming metal wiring according to the present invention. This embodiment has a two-layer wiring structure composed of an upper layer Al 80 and a lower layer Al 81, and shows a case where it is desired to form a connection wiring from only the lower layer Al 81 to a wiring in another place. In this case, the wiring 82 is connected to both the lower layer Al 81 and the upper layer Al 80 by the method described above (the method shown in FIG. 6A). Then, using an ion beam,
After drilling up to the upper layer Al 80 as shown in (b), SiO ₂ was formed by the above-mentioned method as shown in FIG. 6 (c).
Then, an insulating film 83 is formed, and then, as shown in FIG. 6D, the interlayer insulating film 84 is further processed to expose the lower layer Al 81. After that, the wiring 85 is formed by laser or ion beam induced CVD to connect the lower layer Al 81 to another wiring. 7 and 8 show another embodiment of the present invention, which is intended to connect upper and lower wirings at the same location. In FIG. 7, the processing laser is provided as shown in FIG. 4, and the ion beam is applied to the lower wiring as shown in FIG.
Process until 81 is exposed, then process the lower layer wiring Al 81 by the processing laser, Al melts and scatters, and the upper wiring Al 80
To connect with. After that, FIG. 7C shows that a protective film 86 of SiO ₂ or the like is formed by a laser or an ion beam induced CVD method. In FIG. 8, when the upper and lower wirings are connected, the redeposition phenomenon in the focused ion beam processing is used. This is Journal Vacuum Society Technology B3 (1) January / February 1985, pages 71-7.
Page 4 (J. Vac. Sci. Technol B3 (1), Jan /
(Feb 1985 p71-p74) "Characteristics of Silicon Removable by Fine Focus Togarium Ion Beam (Characteristics of silicon r
emoval by fine focussed gallium ion beam) "
When processing a material with an ion beam, the processing results differ depending on the conditions of repeated scanning processing (1) If repeated processing is performed at high speed, reattachment to the surroundings is small, but (ii) low speed scanning It is utilized that the re-adhesion to the side surface is remarkable when the number of repetitions is decreased. That is, in FIG. 8, as shown in FIG. 8A, the upper part of the lower layer wiring 81 is processed by the focused ion beam under the above condition (i), and then the lower layer Al 81 is processed under the above condition (ii). If the beam is processed in the direction of the arrow, the beam is moved in the direction of the arrow while scanning at a low speed vertically on the paper surface as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 7D, the beam is moved from both ends of the processed hole to the center as shown by two arrows while scanning at a low speed perpendicular to the paper surface, and redeposited element layers 89 are formed on both sides.
In either case, it is possible to connect the wirings 80 and 81 between the upper layer and the lower layer. Thereafter, as shown in (c) and (e), a protective film 88 such as SiO _{2 is formed} by a laser or an ion beam induced CVD method.
Form 89 on top. In addition to the above, when connecting the upper and lower wirings at the same location, the upper wiring 80 and the protective film 84 are perforated by a focused ion beam, and then a metal is deposited in the processed hole by a laser or ion beam induced CVD method. It is clear from the above description of the present invention that the upper and lower connections can be made. In the above description, a metal compound is used as a film forming material for the laser or ion beam induced CVD method, but any material that forms a conductive material film can be used. An energy beam such as a laser or an electron beam other than an ion beam may be used as the energy beam that causes the CVD. Although the focused ion beam is used as a means for drilling, another energy beam capable of submicron processing can be used. FIG. 9 shows another embodiment of the wiring connecting device according to the present invention. Reaction vessel 39a on which the IC chip 18a is attached with a wire connection portion is corrected through the valve 21 material _{(Al (CH 3) 3,} Al (C 2 H 5) 3, Al (i
_{C 4 H 9) 3, Cd} (CH 3) 2, Cd (C 2 H 5) 2, M 0 (CO) 6
A modified substance container 19 containing an organometallic compound such as
A vacuum pump 36 is connected via a valve 35, and an inert gas cylinder 28 is connected via a valve 29 by piping. A spare gas cylinder 20 is connected to the reaction vessel 39a via another valve 22. The IC chip 18a is mounted on a stage 24a mounted on the XY stage 40. A vacuum container 26 for an ion beam lens barrel is attached to the upper part of the container 39a. Then, the in-beam 40 extracted from the high-intensity ion source (for example, a liquid metal ion source such as Ga) 27 in the ion beam column 26 in the upper part by the extraction electrode 30 installed in the lower part thereof is the electrostatic lens 31 and the blanking. It is focused and deflected through the electrode 32, the deflector electrode 33, etc., and irradiated onto the sample 18a. A secondary electron detector 34 and a secondary ion mass spectrometer tube 34a are installed in the vacuum container 39a, and the secondary electron signal or the secondary ion current from the sample 18a is synchronized with the deflection signal of the deflection electrode power source 37. Is amplified and a scanning ion microscope image of the sample is projected on the monta 38, whereby a magnified image of the sample 18a is obtained, and the sample can be detected and aligned. The vacuum vessel has a vacuum pump 36 through the valve 35.
Is connected and exhausts. The vacuum container 39a is provided with a preliminary exhaust chamber 43 for loading and unloading the sample. That is, when the gate valve 41 is opened, the stage 24a on the stage 40 can be moved to the positions 24b and 18b on the moving stage 42 together with the IC 18a thereon. Then, the valve 45 and the exhaust pump 46 exhaust the preliminary exhaust chamber. The sample can be exchanged by opening the lid 44 to the position of 44a. The operation of this device will be described below. The lid 44 is opened and the IC chip 18b is set on the stage 24b on the stage 42. The lid 44 is closed, the valve 45 is opened, and the sample exchange chamber 43 is evacuated by the exhaust pump 46. After that, the gate valve 41 is opened to transfer the stage to the position of 24b. After the gate valve 41 is closed, the gas is sufficiently exhausted, and then the stage 40 is moved to focus the ion beam and observe the scanning ion image on the monitor to detect the portion to be connected on the IC chip. Then, as shown in FIG. 1, the insulating film is processed by irradiating only the portion to be connected with the ion beam. After that, the valves 21 and 29 are opened, and the corrective substance and the inert gas are adjusted while observing a flow meter (not shown) so that an appropriate mixing ratio is obtained, and the total pressure is several tens to several hundreds Torr.
Adjust valve 35 so that. After that, an ion beam is applied to the wiring correction portion. By this irradiation, the organic metal gas in the vicinity of the irradiated portion is decomposed, and a metal thin film of Al, Cd, M _0, etc. is deposited and the wiring is corrected. If necessary, all aluminum wiring correction points in the LSI chip are corrected. Next, the valve 35 is opened, the inside of the reaction container 39a is sufficiently evacuated, and then the sample is transferred to the preliminary exhaust chamber 43 and taken out to the outside. FIG. 10 shows another embodiment of the device. In order to prevent the ion beam column from becoming dirty, the reaction gas is locally blown by the nozzles 51 and 52 to the vicinity of the sample,
Further, measures such as providing a thin orifice (open hole) 50 through which the ion beam passes between the ion beam lens barrel 26 and the sample chamber and further providing exhaust systems 53 and 54 on the ion beam lens barrel side are also taken. As an example of how to use the device of FIG. 10, FIG.
If the metal film is left exposed after the metal wiring is formed as described in the above description, there are many problems in terms of characteristics and reliability. Therefore, it is necessary to coat a protective film on the metal film. For this reason, SiH ₆ (disilane) gas and N ₂ O (laughing) gas contained in the auxiliary gas cylinders 20 and 20a were introduced into the container, sprayed onto the IC from a nozzle, and first irradiated with a focused ion beam. A focused ion beam is further irradiated onto the formed wiring to form a SiO ₂ protective film by ion beam induced CVD and oxidation processes. In the above-mentioned embodiment, the case of laser irradiation has been described, but it is obvious that the ion beam irradiation can be replaced in this way. As described above, according to the present invention, the surface insulating film (protective film) of the almost completed IC element such as LSI is formed.
A new metal wiring is formed along the desired path by the dry process and the desired wirings are electrically connected, and debugging, correction, failure analysis, etc. of the IC element can be performed in a very short time and easily. To shorten the development process, shorten the mass production start-up period,
As a result, the yield can be improved.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係るＩＣの配線間の接続法を説明する
ための図である。 【図２】本発明によるＩＣの配線接続装置を示す図であ
る。 【図３】本発明によるＩＣの配線接続装置を示す図であ
る。 【図４】本発明によるＩＣの配線接続装置を示す図であ
る。 【図５】本発明による配線形成および上下配線の接続を
行う方法を示したＩＣの断面を示す図である。 【図６】本発明による配線形成および上下配線の接続を
行う方法を示したＩＣの断面を示す図である。 【図７】本発明による配線形成および上下配線の接続を
行う方法を示したＩＣの断面を示す図である。 【図８】本発明による配線形成および上下配線の接続を
行う方法を示したＩＣの断面を示す図である。 【図９】図２乃至図４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。 【図１０】図２乃至図４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、 ２ａ〜２ｅ，６２，８０，８４…
配線 ３，６１，８４…絶縁膜、 ４…基板 ６，７１，８３，８７，８９…配線、 ８ａ，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…不活性ガスボンべ、 ３１…
静電レンズ ３９…イオンビーム加工用真空器、 ７２，８５，８
８，９０…保護膜BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a connection method between wirings of an IC according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an IC wiring connection device according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an IC wiring connection device according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an IC wiring connection device according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a cross section of an IC showing a method of forming wiring and connecting upper and lower wirings according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a cross section of an IC showing a method of forming wiring and connecting upper and lower wirings according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a cross section of an IC showing a method of forming wiring and connecting upper and lower wirings according to the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a cross section of an IC showing a method of forming wiring and connecting upper and lower wirings according to the present invention. FIG. 9 is a view showing another embodiment of the IC wiring connection device according to the present invention shown in FIGS. 2 to 4; FIG. 10 is a view showing another embodiment of the IC wiring connection device according to the present invention shown in FIGS. 2 to 4; [Description of Reference Signs] 1,60 ... Protective film, 2a to 2e, 62, 80, 84 ...
Wirings 3, 61, 84 ... Insulating film, 4 ... Substrate 6, 71, 83, 87, 89 ... Wiring, 8a, 8b ... Laser oscillator 16 ... Reaction vessel, 17, 40 ... XY stage, 19
... correction substance container 27 ... ion source, 28 ... inert gas cylinder, 31 ...
Electrostatic lens 39 ... Vacuum device for ion beam processing, 72, 85, 8
8, 90 ... Protective film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋瀬 朗 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 原市 聡 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2326番地株式会社日立製 作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 斎藤 啓谷 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   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Akira Shimase             Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Satoshi Haraichi             Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Takahiko Takahashi             2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd.             In-house device development center (72) Inventor Keiya Saito             Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．内部にＩＣ素子を設置した容器と、金属化合物ガス
を前記容器内に導入する金属化合物ガス導入手段と、前
記容器内に設置されたＩＣ素子上の接続すべき配線箇所
の少なくとも表面絶縁膜上に所望の経路に沿って集束エ
ネルギビームを走査して照射すべく、集束エネルギービ
ームとＩＣ素子とを相対的に位置決めして走査する位置
決め走査手段と、該位置決め手段により位置決めされて
走査されたＩＣ素子上の接続すべき配線箇所の少なくと
も表面絶縁膜上の所望の経路に集束エネルギビームを照
射して前記金属化合物ガス導入手段で導入された金属化
合物ガスによる集束エネルギビーム誘起ＣＶＤにより局
部的に金属膜を析出させて所望の経路に沿った新たな金
属配線を形成する集束エネルギビーム照射手段とを備え
たことを特徴とするＩＣ素子における配線接続装置。 ２．前記金属化合物ガス導入手段は、金属化合物ガスを
集束エネルギービームが照射されるＩＣ素子上に集中さ
せて吹き付けるノズル手段を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のＩＣ素子における配線接続装
置。 ３．容器内に設置されたＩＣ素子上の接続すべき配線箇
所の上層の絶縁膜の各々に集束したエネルギビームを照
射して接続する配線が露出するように微細穴をあける第
１の集束エネルギビーム照射手段と、金属化合物ガスを
容器内に導入する金属化合物ガス導入手段と、容器内に
設置されたＩＣ素子上に前記集束エネルギビーム照射手
段によって照射されてあけられた微細穴の内部と前記容
器内に設置されたＩＣ素子上の接続すべき配線箇所の少
なくとも表面絶縁膜上に所望の経路に沿って集束エネル
ギビームを走査して照射すべく、集束エネルギービーム
とＩＣ素子とを相対的に位置決めして走査する位置決め
走査手段と、該位置決め手段により位置決めされたＩＣ
素子の微細穴の内部に集束エネルギビームを照射して前
記金属化合物ガス導入手段で導入された金属化合物ガス
によるエネルギビーム誘起ＣＶＤにより金属を析出させ
て前記配線と接続された金属配線部を形成し、前記位置
決め手段で位置決めされて走査されたＩＣ素子上の接続
すべき配線箇所の少なくとも表面絶縁膜上の所望の経路
に集束エネルギビームを照射して前記金属化合物ガス導
入手段で導入された金属化合物ガスによる集束エネルギ
ビーム誘起ＣＶＤにより局部的に金属膜を析出させて所
望の経路に沿った新たな金属配線を形成する第２の集束
エネルギビーム照射手段とを備え、配線間を前記金属配
線部と前記新たな金属配線とにより電気的に接続するよ
うに構成したことを特徴とするＩＣ素子における配線接
続装置。 ４．金属化合物ガス導入手段は、金属化合物ガスを集束
エネルギービームが照射されるＩＣ素子上に集中させて
吹き付けるノズル手段を有することを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載のＩＣ素子における配線接続装置。 ５．前記第１および第２の集束エネルギビーム照射手段
は、集束イオンビーム照射手段で構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載のＩＣ素子における配線
接続装置。 ６．前記集束イオンビーム照射手段は、高輝度イオン
源、静電レンズ、デフレクタ電極で構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第５項記載のＩＣ素子における配
線接続装置。 ７．前記第１の集束エネルギビーム照射手段は、集束イ
オンビーム照射手段で構成し、前記第２の集束エネルギ
ビーム照射手段は、集束レーザビーム照射手段で構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のＩＣ素
子における配線接続装置。 ８．前記容器として集束イオンビーム照射手段用と集束
レーザビーム照射手段用とを設け、該容器間をゲートを
介して接続したことを特徴とする特許請求の範囲第７項
記載のＩＣ素子における配線接続装置。[Claims] 1. At least a surface insulating film of a container having an IC element installed therein, a metal compound gas introducing means for introducing a metal compound gas into the container, and a wiring portion to be connected on the IC element installed in the container Positioning scanning means for relatively positioning and scanning the focused energy beam and the IC element to scan and irradiate the focused energy beam along a desired path, and an IC element positioned and scanned by the positioning means. At least the desired path on the surface insulating film of the wiring portion to be connected is irradiated with the focused energy beam, and the metal film is locally localized by the focused energy beam induced CVD by the metal compound gas introduced by the metal compound gas introduction means. And a focused energy beam irradiating means for forming a new metal wiring along a desired path. Wiring connection apparatus in an element. 2. The wiring connection in the IC element according to claim 1, wherein the metal compound gas introduction means has a nozzle means for concentrating and spraying the metal compound gas onto the IC element irradiated with the focused energy beam. apparatus. 3. First focused energy beam irradiation for radiating focused energy beams to each of the insulating films in the upper layers of the wiring parts to be connected on the IC element installed in the container to make fine holes so that the wirings to be connected are exposed Means, a metal compound gas introducing means for introducing a metal compound gas into the container, and inside of the fine hole formed by irradiating the IC element installed in the container with the focused energy beam irradiating means and the inside of the container. The focused energy beam and the IC element are relatively positioned in order to scan and irradiate the focused energy beam along a desired path on at least the surface insulating film of the wiring portion to be connected on the IC element installed in Positioning scanning means for scanning by means of scanning, and IC positioned by the positioning means
A focused energy beam is applied to the inside of the fine hole of the device to deposit a metal by energy beam induced CVD using the metal compound gas introduced by the metal compound gas introduction means to form a metal wiring part connected to the wiring. A metal compound introduced by the metal compound gas introducing means by irradiating a focused energy beam to at least a desired path on the surface insulating film of a wiring portion to be connected on the IC element positioned and scanned by the positioning means Second focused energy beam irradiation means for locally depositing a metal film by focused energy beam induced CVD by gas to form a new metal wiring along a desired path, and between the wiring and the metal wiring portion. A wiring connection device for an IC element, which is configured to be electrically connected to the new metal wiring. 4. 4. The wiring connection device for an IC element according to claim 3, wherein the metal compound gas introduction means has a nozzle means for concentrating and spraying the metal compound gas onto the IC element irradiated with the focused energy beam. . 5. 4. The wiring connection device for an IC element according to claim 3, wherein the first and second focused energy beam irradiation means are composed of focused ion beam irradiation means. 6. 6. The wiring connection device for an IC element according to claim 5, wherein the focused ion beam irradiation means includes a high-brightness ion source, an electrostatic lens, and a deflector electrode. 7. The first focused energy beam irradiation means is constituted by a focused ion beam irradiation means, and the second focused energy beam irradiation means is constituted by a focused laser beam irradiation means. A wiring connection device for an IC element according to the item. 8. 8. The wiring connection device for an IC element according to claim 7, wherein the container is provided with a focused ion beam irradiation means and a focused laser beam irradiation means, and the containers are connected via a gate. .