JPH0883791A - Apparatus for making hole in ic device and for forming film on the same - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To conduct debugging, correcting, malfunction analysis, etc., after IC chips in which all are not normally operated are manufactured by perforating an IC device by applying a focused ion beam, decomposing metallic carbonyl compound gas, locally depositing a thin film metal, and forming a film. CONSTITUTION: A ion beam is focused while moving a stage 40, a scanning ion image is observed on a monitor 8, and a position to be connected on an IC chip is detected. Thereafter, the beam is applied to only the position to be connected to process an insulating film. An LSI chip is moved to a laser beam emitting position by an X-Y table 17, and a wiring correcting position is aligned. A valve 21 and a valve 29 are opened, and correcting substance and inert gas are so regulated as to become a suitable mixture ratio. When a shutter 30a is opened and the wiring correcting position is irradiated with a laser beam. organic metal gas near the laser irradiated part is decomposed, metal thin film of Mo, etc., is deposited, and the wiring is corrected.

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【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、全てが正常に動作しないチップ
を製作後、修正・不良解析等を行えるようにしたＩＣ素
子への穴加工・金属薄膜成膜装置に関する。 【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、接続したり不良個所のデバック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】即ち、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ステムフォーアイシーデバッキング
（Ｌaser Ｓtripe Ｃutting Ｓystem for ＩＣ debuggi
ng）」があり、これにおいては、レーザにより配線を切
断し、不良個所のデ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（特開昭５９−１６８６５２号公報）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
ソリッドステイトデバイシズアンドマティリアル 1985
第193頁（Ｅxtended Ａbstruct of 17th Ｃonf. on Ｓo
lid state Ｄevices and Ｍaterial 1985. p193）「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 Ｈighl
y Ｃonductive Ｍｏ Ｌine by Ｌaser Ｉnduced ＣＶ
Ｄ）」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ＳｉＯ
₂，Ｓｉ₃Ｎ₄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。
第３の従来技術においては、Ｍｏ（ＣＯ）₆（モリブデ
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、Ｍｏ（ＣＯ）₆を分解し、基板上にＭｏ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
ｏ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。 【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、ＬＳＩ等の半導体集積回路（ＩＣ素子）にお
いて、全てが正常に動作しないＩＣチップを製作後、デ
バック、修正・不良解析等を行うことができるようにし
たＩＣ素子への穴加工・金属薄膜成膜装置を提供するこ
とにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、既存の配線を有して表面が保護膜で被覆
されたＩＣ素子を搭載するステージを設置した反応室を
設け、高輝度イオン源と、該高輝度イオン源からイオン
ビームを引出す引出し電極と、該引出し電極で引出され
たイオンビームを集束させる静電レンズ光学系と、該静
電レンズ光学系で集束されたイオンビームを偏向させる
偏向電極とを備えたイオンビーム鏡筒を設け、前記反応
室内のＩＣ素子の保護膜表面に少なくとも金属カルボニ
ル化合物ガスをノズルにより局所的に吹き付けて供給す
るガス供給手段を設け、前記反応室内において前記ステ
ージに搭載されたＩＣ素子に対して前記集束イオンビー
ムを照射して２次荷電粒子を検出して得られるＩＣ素子
のＳＩＭ拡大像を観察するための走査イオン顕微鏡を備
え、前記反応室内において前記ステージに搭載されて位
置合わせされたＩＣ素子の保護膜表面上の所望の箇所に
前記イオンビーム鏡筒の偏向電極による偏向を制御して
集束イオンビームを照射してＩＣ素子に対して穴加工を
施す第１の制御手段と、前記反応室内において前記ステ
ージに搭載されたＩＣ素子の保護膜表面上の所望の箇所
を含む領域に、前記ガス供給手段で局所的に吹き付けて
供給された金属カルボニル化合物ガスの雰囲気で前記イ
オンビーム鏡筒の偏向電極による偏向を制御して集束イ
オンビームを照射することによって金属カルボニル化合
物ガスを分解させて局所的に薄膜金属を析出させて成膜
する第２の制御手段とを備えたことを特徴とするＩＣ素
子への加工・金属薄膜成膜装置である。 【０００９】 【作用】上記構成により、ＬＳＩ等の半導体集積回路
（ＩＣ素子）において、全てが正常に動作しないＩＣチ
ップを製作後、その内部の配線間を接続する等して、デ
バック、修正・不良解析等を行うことができる。 【００１０】 【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（Ｓｉ
Ｏ₂など）があり、その上に配線（Ａｌなど）２ａ，２
ｂ，２ｃが形成され、さらに最上部に保護膜（Ｓｉ
Ｏ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄など）１が形成されている。今、配線２
ａ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，５
ｃ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。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と穴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と配線２ｃとが金属配線
７を通じて接続される。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が取り付けられた反応容器１６は、バル
ブ２１を介して修正物質（Ｍｏ（ＣＯ）₆等の金属カル
ボニル化合物）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。 【００１１】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１
２、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。 【００１２】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
に取り付けられている。ゲートバルブ２５を介して反応
容器１６の隣にインビーム加工用真空容器３９が取り付
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が取り付けられている。真空容器３９の中にはＸ
Ｙステージ４０があり、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１
７および２０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
ージお移動により載物台２４およびその上に取り付けら
れたＩＣチップ１８はＸＹステージ４０の上２４ａ，１
８ａの−線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、デフレクタ電極
３３等を通り集束偏向させて、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
テクター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３
５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。 【００１３】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
と共に移動ステージ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４４ａの位置
に開くことにより、試料の交換ができる。 【００１４】以下この装置の動作法を説明する。フタ４
４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。 【００１５】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＋〜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。
このレーザア照射により、レーザ照射部近傍の有機金属
ガスは分解され、Ｍｏ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、外部へ取り出す。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取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ＣＶ
Ｄ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、導電性が良好とな
るという特徴を有する。 【００１６】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取り除き、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と
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、試料近傍へ吹
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。 【００１７】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。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。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。 【００１８】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
絶縁膜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防げ
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
の表面を僅かに堀込むまで加工することによって配線６
２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。 【００１９】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。 【００２０】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Ａｌ８０と下層Ａｌ８
１からなる２層配線構造になっていて、下層Ａｌ８１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Ａｌ８１にも上層Ａ
ｌ８０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Ａｌ８０まで穴あけを行
った後、図６（ｃ）に示すように前記したように更に層
間絶縁膜８４に加工し、下層Ａｌ８１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Ａｌ８１と他の配線との接続を行う。 【００２１】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Ａｌ８１を加工し、Ａｌが溶融飛散して上部の配線Ａ
ｌ８０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まどの
保護膜８６を形成したものである。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・ソサイアテイ・テクノロジーＢ３（１）１月／２月
１９８５ 第７１頁〜第７４頁（Ｊ. Ｖac. Ｓci.Ｔech
nol. Ｂ３（１）Ｊan／Ｆeb 1985 p71〜74）「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
フォーカスガリュームイオンビーム（Ｃharacteristics
of silicon removal by fine focussed gallium ion b
eam）」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（ｉ）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。 【００２２】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Ａｌ８１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
うに紙面に垂直二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ＣＶ
Ｄ法によりＳｉＯ₂などの保護膜８８、８９を上部へ形
成する。 【００２３】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。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。 【００２４】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が取り付けられた反応容器３９ａは、バルブ
２１を介して修正物質（Ｍｏ（ＣＯ）₆等の金属カルボ
ニル化合物）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Ｘ−Ｙステージ４０の上にのせられた載物台２４ａの
上に取り付けられている。容器３９ａの上部にはイオン
ビーム鏡筒用真空容器２６が取り付けられている。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。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。 【００２５】以下この装置の動作を説明する。フタ
（蓋）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＋〜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、Ｍｏ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、外部へ取り出す。 【００２６】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、試料近辺へ吹き付けるよう
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。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。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に吹き付け、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。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
二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。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｌ
ＳＩ等のＩＣ素子において、全てが正常に動作しないＩ
Ｃチップを製作後、その内部配線間を接続する等してデ
バック、修正・不良解析等を行うことができる効果を奏
する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention In the present invention, in a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as an IC), a chip which does not operate normally can be manufactured, and then correction and defect analysis can be performed. The present invention relates to a device for forming holes in an IC element and a metal thin film forming apparatus. 2. Description of the Related Art In recent years, with the high integration and miniaturization of ICs, in the development process, a part of the wiring in the chip of the LSI is cut, connected, or designed by debugging or repairing a defective portion. 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) "Laser Stripe Cutting System for IC debuggi
ng) ”, in which an example is reported in which the wiring is cut by a laser and the defective portion is debugged.
Further, as a second conventional technique, Japanese Patent Application No. 58-42126
(Japanese Patent Laid-Open No. 59-168652), in which an ion beam from a liquid metal ion source is focused on a spot of 0.5 μm or less to cut a wiring so that fine wiring can be dealt with. Alternatively, a technique is disclosed in which the upper and lower wirings are connected to each other by depositing holes in the holes with an ion beam. Further, as a third conventional technique, an extended abstract of 17th conference on solid state devices and material 1985
Page 193 (Extended Abstract of 17th Conf. On So
lid state Devices and Material 1985. p193) "Direct Writing of Highly Inductive Molybdenum Lines by Laser Induced Chemical Vapor Deposition (Direct Writing of Highg
y Conductive Mo Line by Laser Induced CV
D) ”. In the above-mentioned first prior art, only means for cutting the wiring is shown, and no means for connecting the wirings is shown. Further, when using the laser processing method (1), the processing process is thermal, there is heat conduction to the surroundings, and there are processes such as evaporation and jetting. Is extremely difficult to do. (2) Laser light is SiO
₂ , It is hard to be absorbed by the insulating film such as Si ₃ N ₄ , so it is absorbed by the wiring such as Al or poly Si of the lower layer, and when this evaporates and jets, blow up the upper insulating film explosively. Thus, the insulating film is processed. Therefore, if the insulating film is thicker than 2 μm, it is difficult to process. In addition, the damage to the periphery (surroundings, upper and lower layers) is large 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 (2) 'connecting upper and lower wiring with a focused ion beam are shown. The processing by the focused ion beam can be processed to 0.5 μm or less, and thus covers the problems in the first conventional technique. However, regarding the connecting means between the wirings of (2) ', only the procedure for connecting the upper and lower wirings is shown, and no mention is made of the means for connecting from one wiring to another wiring. Not not.
In the third conventional technique, an ultraviolet laser is irradiated onto a SiO ₂ -coated Si substrate in a gas of an organic compound of a metal such as Mo (CO) ₆ (molybdenum carbonyl) to perform photothermal treatment. Alternatively, a method of decomposing Mo (CO) ₆ by a photochemical laser-induced CVD process and depositing a metal such as Mo on a substrate to directly form a metal wiring by drawing is shown. However, in this case, simply M on the insulating film
Only the wiring of o 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. In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to manufacture a semiconductor integrated circuit (IC element) such as an LSI in which all IC chips do not operate normally, and then perform debugging, correction, failure analysis, etc. It is an object of the present invention to provide a hole thinning / metal thin film forming apparatus for an IC element capable of performing the above. In order to achieve the above object, the present invention has a reaction chamber provided with a stage on which an IC element having existing wiring and having a surface covered with a protective film is mounted. A high-brightness ion source, an extraction electrode for extracting an ion beam from the high-brightness ion source, an electrostatic lens optical system for focusing the ion beam extracted by the extraction electrode, and a focusing by the electrostatic lens optical system. An ion beam column having a deflection electrode for deflecting the generated ion beam, and a gas supply means for locally spraying at least a metal carbonyl compound gas by a nozzle onto the protective film surface of the IC element in the reaction chamber. S of the IC element which is provided by irradiating the focused ion beam to the IC element mounted on the stage in the reaction chamber to detect secondary charged particles A scanning ion microscope for observing an IM magnified image is provided, and deflection is performed by a deflection electrode of the ion beam lens barrel at a desired position on a protective film surface of an IC element mounted on the stage and aligned in the reaction chamber. And a desired position on the surface of the protective film of the IC element mounted on the stage in the reaction chamber. In the region, the metal carbonyl compound gas is irradiated by irradiating the focused ion beam by controlling the deflection by the deflection electrode of the ion beam column in the atmosphere of the metal carbonyl compound gas locally sprayed and supplied by the gas supply means. A second control means for decomposing and locally depositing a thin film metal to form a film; It is a membrane device. With the above structure, in a semiconductor integrated circuit (IC element) such as an LSI, after manufacturing an IC chip that does not operate normally, the internal wirings are connected to each other for debugging, correction, Defect analysis etc. can be performed. 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.
In the cross section, the insulating film 3 (Si
O ₂ etc.) and wiring (Al etc.) 2a, 2 on it
b and 2c are formed, and a protective film (Si
O ₂ , Si ₃ N _4, etc.) 1 is formed. Wiring 2 now
When it is desired to electrically connect a and 2c, holes 5a, 5 are formed in the protective film 1 on the wirings 2a and 2c by the focused ion beam.
Opening c, part 6a of the wiring 2a and part 6c of the wiring 2c are exposed. After that, the 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 wiring 2a and the wiring 2c are connected through the metal wiring 7. FIG. 2 shows an embodiment of the wiring connection device according to the present invention. The reaction container 16 to which the IC chip 18 having the wiring connection point is attached is provided with a correction substance container 19 containing a correction substance (a metal carbonyl compound such as Mo (CO) ₆ ) via a valve 21 and a valve 25. The vacuum pump 26 is connected to the inert gas cylinder 28 via a valve 29 by a pipe. The laser light oscillated by the laser oscillator 8a passes through a shutter 30a and a dichroic mirror 9a.
Is reflected by the reaction vessel 16 and is condensed by the objective lens 2.
It is possible to irradiate the modified portion of the LSI aluminum wiring through the window 15 provided in the irradiation optical system 14, the half mirror 10, the laser light cut filter 11, the prism 1.
2. It is configured so that the correction can be performed while observing the corrected portion through the eyepiece lens 13. A spare gas cylinder 20 is connected to the reaction vessel 16 via another valve 22. The IC chip is mounted on a stage 24 placed on the XY stage 17. An in-beam processing vacuum container 39 is attached next to the reaction container 16 via the gate valve 25, and an ion beam lens barrel vacuum container 26 is attached to the upper portion thereof. X in the vacuum container 39
Although there is a Y stage 40 and the gate valve is opened when the stage 17 and the stage 40 move near the gate valve 25, the stage 1 (not shown)
A chuck mechanism installed at 7 and 20 makes it possible to transfer the stage 24 between the stages 17 and 40. Therefore, the stage 24 and the IC chip 18 mounted thereon are transferred to the XY stage 40 by the transfer and subsequent stage movement.
You can come to the-line of 8a. At this position, a high-intensity ion source (for example, G
The ion beam 40 extracted from a liquid metal ion source 27 such as a) by an extraction electrode 30 installed thereunder is focused and deflected through an electrostatic lens 31, a blanking electrode 32, a deflector electrode 33, etc. It is designed to be illuminated. A secondary electron detector 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 deflection electrode power source 37 to scan the sample 38 on the monitor 38. An image is displayed so that a magnified image of the sample can be obtained and the sample can be detected and aligned. Valve 3 for the vacuum container
A vacuum pump 36 is connected via 5 to evacuate. The vacuum containers 16 and 39 are provided with a preliminary evacuation chamber 43 for loading and unloading the sample. That is, when the gate valve 41 is opened, the stage table 24a on the stage 40 has the IC 181a on it.
At the same time, it can move to the positions of 24b and 18b on the moving stage 42. Then, 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 4
4 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 exhaust pump 46 evacuates the sample exchange chamber 43 to a vacuum. After that, open the gate valve 41 and open the stage 24b.
Transfer to the position. After the gate valve 41 is closed and exhausted sufficiently, the ion beam is focused while moving the stage 40 and the scanned ion image is observed on the monitor 38.
The location on the IC chip to be connected is detected. Then Figure 1
As shown in (3), 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 valve 21 and the valve 29
Open the valve and adjust the correction substance and the inert gas so as to have an appropriate mixing ratio while observing the flow meter (not shown), and adjust the valve 25 so that the total pressure becomes several + to several hundred Torr. . After that, the shutter 30a is opened, the wiring correction portion is irradiated with laser light, and the shutter 30a is closed after a predetermined time.
By this laser irradiation, the organic metal gas in the vicinity of the laser irradiation portion is decomposed, and a metal thin film such as Mo is deposited to correct the wiring. If necessary, all aluminum wiring correction points in the LSI chip are corrected. Next, open the valve 25,
After exhausting the inside of the reaction container 16 sufficiently, the sample in the chamber 39
Then, it is further moved 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 not contaminated or oxidized when taken out to the atmosphere after the ion beam processing, Laser CV on it
Since the D wiring can be formed, the IC wiring and the CVD wiring have good bonding properties and good conductivity. FIG. 3 shows a structure in which the gate valve between the reaction container and the ion beam processing vacuum container is removed and integrated, and there is no need to perform exhaust operation and opening / closing of the gate valve when moving between the two containers. And the operability is improved. On the other hand, since the reaction gas enters the container of the ion beam, the reaction gas is locally blown to the vicinity of the sample by the nozzles 51 and 52 in order to prevent the ion beam lens barrel from being contaminated. 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 view 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 the metal wiring as described in the invention of FIG. 1 is formed, if the metal film is exposed, there are many problems in characteristics and reliability. Therefore, it is necessary to coat a protective film on the metal film. Therefore, in addition to 8a that generates the second harmonic of the Ar laser,
Si ₂ H ₆ (disilane) and N ₂ O (laughing) gas, which are filled in the auxiliary gas cylinders 20 and 20a by providing the higher harmonic wave 8b, are introduced, and are condensed to form SiO ₂ on the wiring.
To form. Although two laser oscillators are shown in the figure, in this case, one Ar laser may be switched by a switching mirror to lead to the second harmonic generation crystal and the third harmonic generation crystal. In another example of FIG. 4, a high-power laser for processing is prepared as the laser 8b, and lower and upper wirings are processed by the processing laser 8b to connect the upper and lower wirings in the hole formed by the ion beam. A part can be ejected and the upper and lower parts can be connected. In FIG. 5A, when the Al wiring 62 is located below, a thick insulating film such as the protective film 60 and the insulating film 61 may be located above. In such a case, since an aspect ratio is high when a hole having a cross-sectional shape close to vertical as shown in FIG. 5A is formed by an ion beam, when forming a connection end portion by irradiation with a laser beam or an ion beam 63, FIG. There is a high possibility that a step break will occur as in (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 prevented by the film formed on the top, and it is difficult for metal organic gas to enter the inside of the hole. It depends on the reason. Therefore, when performing ion beam processing, it is possible to perform processing while changing the scanning width of the beam so that the upper portion is wide and the lower portion has a narrow inclined cross section, as shown in FIG. 5C. Since the structure is exposed on the upper surface like this,
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), wiring 62 is formed as fine holes in the protective film 60 and the insulating film 61.
Wiring 6 by processing until the surface of the
It is possible to completely prevent the insulating film from remaining on the surface of 2. 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 to slightly dig the surface of the wiring 62 and onto 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. FIG. 5F shows a structure in which an insulating film 72 such as SiO ₂ is formed as a protective film on the insulating film 72 as described with reference to FIG. FIG. 6 shows another embodiment of forming metal wiring according to the present invention. In this example, the upper layer Al80 and the lower layer Al8 are used.
A case in which a two-layer wiring structure consisting of 1 is formed and it is desired to form a connection wiring from only the lower layer Al81 to a wiring at another place is shown. In this case, the method as described above (Fig. 6 (a))
Method), the wiring 82 is formed on the lower layer Al81 and the upper layer A.
It is also connected to 180. Therefore, after drilling up to the upper layer Al 80 as shown in FIG. 6B, the interlayer insulating film 84 is further processed as described above as shown in FIG. 6C 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 and other wiring. FIGS. 7 and 8 show another embodiment of the present invention, which aims to connect upper and lower wirings at the same location. In FIG. 7, the processing laser is provided as shown in FIG. 4, the ion beam is processed until the lower wiring 81 is exposed as shown in FIG. 7A, and the lower wiring Al81 is processed by the processing laser. , Al melts and scatters, and the upper wiring A
Make sure that it is connected to 180. In FIG. 7C, thereafter, the SiO ₂ protective film 86 is formed by a laser or 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, pp. 71-74 (J. Vac. Sci. Tech
nol. B3 (1) Jan / Feb 1985 p71-74) "Characteristic of Silicon Removable by Fine Focus Galium Ion Beam (Characteristics
of silicon removal by fine focussed gallium ion b
When processing a material with an ion beam, the processing results vary depending on the conditions of repeated scanning processing. (i) If repeated processing is performed at high speed, reattachment to the surroundings is small (ii) ) It takes advantage of the fact that when the number of repetitions is reduced in slow scanning, significant redeposition occurs on the side surface. That is, in FIG. 8, as shown in FIG. 8A, the upper layer 81 of the lower layer is processed by the focused ion beam up to the upper portion of the lower layer wiring 81 under the above condition (i), and then the lower layer Al 81 is removed under the condition (ii). If processed in the direction of the arrow, the beam is moved in the direction of the arrow while scanning at low speed vertically on the paper surface as shown in FIG. Generate an adhesion area. 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 two low speeds 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 in the upper layer and the lower layer. Then (c),
Laser or ion beam induced CV as shown in (e)
Protective films 88 and 89 such as SiO ₂ are formed on the upper portion by the D method. In addition to the above, when connecting the upper and lower wirings at the same location, the upper wiring 80 is formed by the focused ion beam.
It is apparent from the above description of the present invention that the protective film 84 and the protective film 84 can be perforated, and then a metal can be deposited in the processed hole by laser or ion beam induced CVD method to connect the upper and lower sides. 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 a focused ion beam is used as a means for drilling, another energy beam capable of submicron processing can also be used. FIG. 9 shows another embodiment of the wiring connecting device according to the present invention. The reaction container 39a to which the IC chip 18a having the wiring connection portion is attached is provided with a correction substance container 19 containing a correction substance (a metal carbonyl compound such as Mo (CO) ₆ ) via a valve 21 and a valve 35. The vacuum pump 36 and the inert gas cylinder 28 via a valve 29 are connected by a pipe. A spare gas cylinder 20 is connected to the reaction vessel 39 a via another valve 22. IC chip 18a
Are mounted on a stage 24a placed on the XY stage 40. The vacuum container 26 for the ion beam lens barrel is attached to the upper part of the container 39a. Then, the ion beam 40 extracted from the high-brightness ion source (for example, 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 of the ion beam barrel 26 causes the electrostatic lens 31, The sample 18a is focused and deflected through the ranking electrode 32, the deflector electrode 33, etc.
It is designed to be illuminated. 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 from the sample 18a is synchronized with the deflection signal of the deflection electrode power source 37. The current is amplified and a scanning ion microscope image of the sample is displayed on the monitor 38, whereby a magnified image of the sample 18a is obtained, and the sample can be detected and aligned. A vacuum pump 36 is connected to the vacuum container via a valve 35 to evacuate. 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 on the stage. 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 (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 exhaust pump 46 evacuates the sample exchange chamber 43 to a vacuum. After that, the gate valve 41 is opened, and the stage is transferred to the position 24b. After the gate valve 41 is closed and exhausted sufficiently, the ion beam is focused while moving the stage 40 and the scanning ion image is observed 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 correction 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 + to several hundred Torr. So that
Adjust valve 35. After that, an ion beam is applied to the wiring correction portion. By this irradiation, the organometallic gas in the vicinity of the irradiated portion is decomposed, a metal thin film such as Mo 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 vessel 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 lens barrel from being contaminated, the reaction gas is locally blown by the nozzles 51 and 52 to the vicinity of the sample, and a thin orifice (open hole) through which the ion beam passes between the ion beam lens barrel 26 and the sample chamber. ) 50, and exhaust systems 53 and 54 are also provided on the side of the ion beam lens barrel. As an example of how to use the device of FIG. 10, if this metal film remains exposed after the metal wiring is formed as described in the description of FIG. 1, there are many problems in terms of characteristics and reliability. It is necessary to coat it with a protective film. For this reason, SiH ₆ (disilane) gas and N ₂ O (laughing) gas contained in the auxiliary gas cylinders 20 and 20a are introduced into the container, sprayed onto the IC through a nozzle, and then irradiated with a focused ion beam to form a wiring. A SiO ₂ protective film is formed on the upper surface by irradiation with a focused ion beam and 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 irradiation can be changed to the two ion beam irradiation. As described above, according to the present invention, L
In IC elements such as SI, all do not work properly I
After the C chip is manufactured, it is possible to perform debugging, correction, defect analysis, etc. by connecting the internal wirings of the C chip.

【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…不活性ガスボンベ、３１…静電
レンズ ３９…イオンビーム加工用真空容器、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 ... Wiring 3, 61, 84 ... Insulating film, 4 ... Substrate 6, 71, 83, 87, 89 ... Wiring, 8a, 8b ... Laser oscillator 16 ... Reaction container, 17, 40 ... XY stage, 19 ... Correction material container 27 ... Ion source, 28 ... Inert gas cylinder, 31 ... Electrostatic lens 39 ... Ion beam processing vacuum container, 72, 85, 8
8, 90 ... Protective film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/268 Ａ 21/82 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｂ (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─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 21/268 A 21/82 21/3205 H01L 21/88 B (72) Inventor Akira Shimase Kanagawa 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Ltd.Inside the Hitachi, Ltd. production technology research institute (72) Inventor Satoshi Hara, 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside Hitachi, Ltd. production-technology research institute (72) Inventor Takahiko Takahashi Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center, 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo (72) Inventor, Keiya Saito, 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．既存の配線を有して表面が保護膜で被覆されたＩＣ
素子を搭載するステージを設置した反応室を設け、 高輝度イオン源と、該高輝度イオン源からイオンビーム
を引出す引出し電極と、該引出し電極で引出されたイオ
ンビームを集束させる静電レンズ光学系と、該静電レン
ズ光学系で集束されたイオンビームを偏向させる偏向電
極とを備えたイオンビーム鏡筒を設け、 前記反応室内のＩＣ素子の保護膜表面に少なくとも金属
カルボニル化合物ガスをノズルにより局所的に吹き付け
て供給するガス供給手段を設け、 前記反応室内において前記ステージに搭載されたＩＣ素
子に対して前記集束イオンビームを照射して２次荷電粒
子を検出して得られるＩＣ素子のＳＩＭ拡大像を観察す
るための走査イオン顕微鏡を備え、 前記反応室内において前記ステージに搭載されて位置合
わせされたＩＣ素子の保護膜表面上の所望の箇所に前記
イオンビーム鏡筒の偏向電極による偏向を制御して集束
イオンビームを照射してＩＣ素子に対して穴加工を施す
第１の制御手段と、前記反応室内において前記ステージ
に搭載されたＩＣ素子の保護膜表面上の所望の箇所を含
む領域に、前記ガス供給手段で局所的に吹き付けて供給
された金属カルボニル化合物ガスの雰囲気で前記イオン
ビーム鏡筒の偏向電極による偏向を制御して集束イオン
ビームを照射することによって金属カルボニル化合物ガ
スを分解させて局所的に薄膜金属を析出させて成膜する
第２の制御手段とを備えたことを特徴とするＩＣ素子へ
の加工・金属薄膜成膜装置。[Claims] 1. IC with existing wiring and surface covered with protective film
A reaction chamber having a stage for mounting an element is provided, a high-brightness ion source, an extraction electrode for extracting an ion beam from the high-brightness ion source, and an electrostatic lens optical system for focusing the ion beam extracted by the extraction electrode. And an ion beam column including a deflection electrode for deflecting the ion beam focused by the electrostatic lens optical system, and at least a metal carbonyl compound gas is locally applied by a nozzle to the protective film surface of the IC element in the reaction chamber. Of the IC element obtained by irradiating the focused ion beam to the IC element mounted on the stage in the reaction chamber to detect secondary charged particles A scanning ion microscope for observing an image is provided, and an IC device mounted on the stage and aligned in the reaction chamber First control means for controlling a deflection by a deflection electrode of the ion beam lens barrel to irradiate a focused ion beam to a hole on the IC element at a desired position on the surface of the protective film, and in the reaction chamber. The deflection electrode of the ion beam lens barrel in an atmosphere of the metal carbonyl compound gas locally sprayed by the gas supply means to a region including a desired portion on the surface of the protective film of the IC element mounted on the stage. And a second control means for decomposing the metal carbonyl compound gas to locally deposit a thin film metal to form a film by irradiating a focused ion beam while controlling the deflection by Processing and metal thin film deposition equipment.