JP4279369B2

JP4279369B2 - 半導体装置の加工方法

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Publication number: JP4279369B2
Application number: JP04484998A
Authority: JP
Inventors: 克郎水越; 幹雄本郷; 有一濱村; 朗嶋瀬; 貴彦高橋; 憲一京谷; 泰夫園部; 建興宮内
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2018-02-26
Also published as: JPH10303199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICやLSI等の半導体装置の補修あるいは特性評価や不良解析等を目的とした半導体装置等の集束イオンビームを用いた加工方法に関するもので、特に平坦化処理された半導体装置を正確且つ短時間に加工するに好適な加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線等の微細化・多層化により高密度化の進む半導体装置において、任意の配線を切断あるいは接続して不良解析や部分補修を迅速に行うことができれば、その開発期間短縮に大きな効果が有る。
【０００３】
これを可能にする技術として、『月刊 Semiconductor World』1987年9月号27頁〜32頁に記載の集束イオンビーム（Focused Ion Beam：以下、FIBと略記）を用いた加工および成膜の方法が知られている。
【０００４】
FIB加工は、FIBによるスパッタリング作用を応用したものである。
【０００５】
先ず、 Ga等のイオン源から引き出されたイオンビームを静電レンズにより真空中に置かれた半導体装置上に0.5μm以下のスポット径に集束・照射し、デフレクタにより２次元的に走査する。これにより、半導体装置表面から２次電子や２次イオンが発生する。この２次電子または２次イオンをディテクタで検出し、走査電子顕微鏡と同様に上記走査に同期して検出強度に応じた輝度変調信号でＣＲＴ上に走査イオン顕微鏡像（以下、SIM（＝Scanning Ion Microscope）像と呼ぶ）として表示する。
【０００６】
従って、このSIM像は走査電子顕微鏡と同様に半導体装置の表面形状を反映しており、例えば図６に示す構造の半導体装置100においては、最上層の保護膜105の凹凸形状がSIM像のモニタ画面43上に表示される。この時、平坦化処理された層間絶縁膜104ａの下の第１層Al配線103ａの情報は得られないが、第２層および第３層のAl配線103ｂおよび103ｃについてはその上の層間絶縁膜104ｂおよび保護膜105が平坦化されていないため、Al配線103ｂおよび103ｃの有無に対応した凹凸が保護膜105に反映される。そして、その解像度は照射するイオンビームのスポット径に依存しており、スポット径が小さいほど、微細な表面状態を表すことが可能である。
【０００７】
作業者は、先ずSIM像で半導体装置内のアライメントマーク等の特定パターンを捜す。次いで、加工用座標データに基づいて該パターンから加工位置まで半導体装置を載置したステージを移動させ、再びSIM像を観察しながら加工位置の設定を行う。
【０００８】
加工位置設定後、加工寸法（＝FIBの走査領域）を設定し、所定時間あるいは上記２次電子あるいは２次イオンの変化を見ながらFIBを照射する。このFIB照射により、半導体装置を構成する保護膜・層間絶縁膜やAl配線は表面から順次スパッタリング除去され、接続用窓あけや配線切断が行われる。
【０００９】
一方、成膜は化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition：以下、ＣＶＤと略記）を応用したもので、ＣＶＤガス分解のエネルギ源にFIBを用いており、FIB-CVDとも呼ばれている。この方法は、上記方法による位置合わせ後、成膜領域（＝FIBの走査領域）を設定する。次いで、ノズルよりＣＶＤガスを半導体装置上に吹き付けてＣＶＤガス雰囲気を形成し、所定時間FIBを照射・走査する。これにより半導体装置表面に吸着したＣＶＤガスは分解し、金属等の膜を形成する。
【００１０】
上記従来例では、上記FIB加工およびFIB-CVDを２層配線構造のECLゲートアレイや１ＭＤＲＡＭの電気的特性評価に適用し、その有用性を述べている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の半導体装置に比べ最近の半導体装置の配線構造はよりいっそう微細かつ多層になっている。そして、この複雑な配線構造を実現するためにＣＭＰ（＝Chemical & Mechanical Polishing：メカノケミカルポリッシング）技術等を用いて各層間絶縁膜に平坦化処理が施されている。
【００１２】
図７ａ）はその一例を示すもので、第１層から第３層までのAl配線103ａ,103ｂ,103ｃ上の層間絶縁膜104ａ,104ｂ,104ｃは平坦化されている。このような構造の半導体装置100のSIM像は、図７ｂ）に示すように、最上層のAl配線103ｄの情報しか得られないため、SIM像を見ながら下層のAl配線103ａ,103ｂ,103ｃに対して高精度の加工位置決めを行うことは困難である。この理由は、SIM像を見ずにアライメントマーク等からの座標データに基づいて半導体装置100を移動させて位置決めを行った場合、半導体装置100の傾きやステージ精度のばらつき、等によって位置ズレを生ずるためである。この状態で配線切断等の加工を行うと、対象配線と共に隣の配線も加工する等の不具合を生ずる場合が有る。
【００１３】
本発明の目的は、このような問題点を解決し、SIM像観察が困難あるいは不可能な半導体装置の加工対象に対し、該対象部の構造に応じた有効な加工方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、半導体装置の保護膜および層間絶縁膜は光学的に透明なことから、半導体装置の被加工位置またはその近傍位置に光および荷電粒子で観察可能な膜を形成し、該膜の一部を除去してマーク形成を行った後、測長機能を有する光学顕微鏡を用いて該マークと被加工位置との相対距離を測定し、上記マークと該測定結果とを参照して被加工位置を特定後、FIB加工を行うものである。
【００１５】
ここで、上記被加工位置近傍とは、FIB加工位置合わせ時の最終段階におけるSIM像観察領域内のことである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明におけるFIB加工装置の一実施例である。
【００１７】
本実施例の加工装置は、ロードロック室10と処理室20とFIB光学チャンバ30の３室から成り、ロードロック室10と処理室20はゲートバルブ11により隔離され、処理室20とFIB光学チャンバ30はFIB通過のための開口を有する仕切板31で分けられる。除振台69は床からの振動を防ぐためのもので、少なくともロードロック室10と処理室20とFIB光学チャンバ30の３室と光学系50をこの上に載置する。
【００１８】
ロードロック室10は、ホルダ12に載置・固定された半導体装置100の出し入れのための扉13を備え、内部に半導体装置100をホルダ12と共に処理室20内に搬送するための搬送機構14を備えている。また、ロードロック室10内の真空度を検知するための真空計15ａ、排気バルブ16ａを介して真空ポンプ17、リークバルブ18を介してリークガス供給手段19が配管接続されている。
【００１９】
処理室20は、内部にＸ・Ｙ・Ｚ・θの各方向に移動可能なステージ21を備え、上面にイオン照射により生じた２次荷電粒子を検出するための２次粒子ディテクタ22、エッチングガスおよびCVDガスを供給するためのノズル23とそれらの供給手段24、半導体装置100を観察するための対物レンズ25、該対物レンズ25を切り換えるための駆動機構26、レーザ光を導入するための窓27を備えている。また、下面には処理室20内の真空度を検知するための真空計15ｂおよび排気バルブ16ｂが配管接続されている。
【００２０】
対物レンズ25を処理室20内に設けた理由は、作動距離の小さい高開口数レンズの使用を可能とすることで高倍・高分解能の観察を可能とし、後述のマークと被加工位置との相対距離測定の精度を高めるためである。また、複数の対物レンズ25を備えておくことにより、加工対象である半導体装置100の形態（ウエハ、チップ、パッケージ品）に応じて適当な物を選択・使用できる。例えば、加工対象の半導体装置100が、ウエハやチップの場合には作動距離の小さい高開口数の対物レンズ25を用い、パッケージ品の場合には作動距離が比較的大きい低開口数の対物レンズ25を用いる。前者に比べて後者の場合には分解能が低下するが、画像処理装置59の画像処理（電気的に観察倍率を高め、光学的に得た画素を分割して補間する）で対応できる。
【００２１】
FIB光学チャンバ30は、側面に該チャンバ30内を排気するための真空ポンプ32を配管接続し、内部にイオン源33、引き出し電極34、集束レンズ35、ブランキング電極36、アパーチャ37、デフレクタ電極38、対物レンズ39を備えている。引き出し電極34によりイオン源33より引き出されたイオンビーム40は、集束レンズ35により集束され、電流および集束径を制限するためのアパーチャ37を通過し、対物レンズ39により微細なスポット径で半導体装置100上に照射される。この時、ブランキング電極36とデフレクタ電極38への印加電圧を図示していないコントローラで制御することにより、イオンビーム40照射のON・OFFや、イオンビーム40の半導体装置100上での走査が可能となる。そして、イオンビーム40照射によって生じた半導体装置100からの２次荷電粒子41は、２次粒子ディテクタ22により検出される。
【００２２】
このディテクタ22には、その検出信号をイオンビーム40の走査に同期して各種画像処理するための画像処理装置42を介し、該画像処理装置42によって処理された画像を表示するためのモニタ43が接続されている。尚、イオンビーム40の光軸と上記対物レンズ25の光軸は所定の距離に位置しており、ステージ21移動量にその値を与えることで、互いに略同位置を観察できる。
【００２３】
また、処理室20内の対物レンズ25の直上には光学的観察を行うための光学系50が設けられている。該光学系50は、観察光源となるレーザ発振器51、該発振器51から出たレーザ光52を導く全反射ミラー53、レーザ光52を成形するアパーチャ54、レーザ光52をＸおよびＹ方向に面状に走査する手段55、ハーフミラー56、ピンホール57、該ピンホール57を通過したレーザ光52’の光量を検出する光検出器58、該検出器58からの検出信号をレーザ光52の走査に同期して各種画像処理するための画像処理装置59、該画像処理装置59によって処理された画像を表示するためのモニタ60から構成される。
【００２４】
尚、アパーチャ54およびピンホール57は対物レンズ25の結像位置に置かれ、アパーチャ54で成形されたレーザ光52は半導体装置100上に投影され、半導体装置100の像は対物レンズ25によりピンホール57の位置に結像する。走査手段55は、２枚の全反射ミラーとその駆動機構によってガルバノメータを構成し、２枚の全反射ミラーをそれぞれ所望の角度回転させることにより、半導体装置100上にレーザ光52をＸおよびＹ方向に走査するものである。ガルバノメータの替わりに音響光学偏向器あるいは電気光学偏向器等を組み合わせ用いても良い。画像処理装置59は、モニタ60画面上に２組のクロスカーソルを表示する機能を有すると共に、該２組のクロスカーソル間のモニタ60画面の画素数と観察に用いた対物レンズ25の倍率とから両クロスカーソル間の距離を求める機能を有する。
【００２５】
上記光学系50において、レーザ発振器51から出たレーザ光52は、全反射ミラー53によりアパーチャ54に入射する。該アパーチャ54によりレーザ光52は成形されて走査手段55に達する。ここでレーザ光52はＸＹ平面に対して走査されて対物レンズ25に入射し、アパーチャ54の開口寸法に対物レンズ25の倍率Ｍの逆数（1/Ｍ）を掛けたスポット経で半導体装置100上に投影・走査される。そして、半導体装置100内の配線等の各パターンからの反射光52’は、対物レンズ25およびハーフミラー56を透過してピンホール57に達する。
【００２６】
前述したように、ピンホール57は対物レンズ25の結像位置に置かれていることから、対物レンズ25の焦点面に位置するパターンからの反射光52’が最も効率よくピンホール57を通過して光検出器58に至る。そして、画像処理装置59に検出光量の閾値を設定しておくことで、対物レンズ25の焦点面に位置するパターンのみをモニタ60表示および画像処理装置59に記憶できる。ステージ21をＺ方向に移動させながら画像を取り込み、それらを重ね合わせることで半導体装置100内の下層配線から上層配線までをモニタ60の画面上に一括表示できる。
【００２７】
次に、上記実施例を用いたFIB加工手順について説明する。ここでは、図２（ａ）に示す半導体装置100内の配線を切断することとして説明する。
【００２８】
1）半導体装置の導入
先ず、ネットワークあるいは磁気媒体等を介して加工対象の半導体装置100のレイアウトデータおよび被加工位置や加工深さ・材質等の情報を図示していないコントローラに入力・記憶する。
【００２９】
排気バルブ16ａを閉じ、リークバルブ18を開けてリークガス供給手段19からロードロック室10内に窒素やアルゴン等の不活性ガスあるいは乾燥空気等のリークガスを導入する。ロードロック室10内が略大気圧に達したらバルブ18を閉じてリークガスの供給を停止する。扉13を開けてホルダ12に固定した半導体装置100をホルダ12と共に搬送機構14上に載せ、扉13を閉じる。バルブ16ｂを閉じ、バルブ16ａを開けてロードロック室10内を所定圧力（例えば10-4Pa）に達するまで排気する。所定の圧力に達したならば、バルブ16ｂおよびゲートバルブ11を開ける。
【００３０】
ステージ21をホルダ12の受け渡し位置に移動後、搬送機構14を駆動してホルダ12を該機構14からステージ21に移す。ステージ21を移動して半導体装置100を対物レンズ25の直下に位置させる。
【００３１】
2）半導体装置の傾き補正
図２（ｂ）に示すように、モニタ60の画面上にクロスカーソル70を表示後、半導体装置100の各種パターンを観察しながらステージ21を移動し、クロスカーソル70の交点と半導体装置100を製造する際に用いた第１のアライメントマーク２とを一致させる。両者が一致したステージ25の座標を記憶後、レイアウトデータに基づいてステージ25を移動し、第２のアライメントマークとクロスカーソル70の交点とを一致させる。ここでのステージ座標と上記第１のアライメントマーク２におけるステージ座標とを比較し、ＸＹ平面における半導体装置100の傾きθ1を求める。得られた結果に基づいてステージ25を逆方向にθ1だけ回転させることにより、半導体装置100の傾きは補正される。
【００３２】
半導体装置100の傾き補正にアライメントマーク２を用いて行ったが、半導体装置100内の配線等のパターンを用いて行っても良い。また、傾きθ1に従って座標変換を行い、ステージ21は回転させず、以後の操作を変換後の座標に基づいて行っても良い。
【００３３】
3）マーク用下地膜形成
上記操作後、ステージ21を所定量移動してSIM像による観察領域内に半導体装置100を位置させ、該半導体装置100のSIM像およびクロスカーソル80をモニタ43画面上に表示する。観察倍率を適宜変えながらステージ21を移動してアライメントマーク２を捜し出す。そして、観察倍率を順次高めると共にステージ21を移動し、上記工程2）の半導体装置の傾き補正で行った時と同様に、アライメントマーク２の中心をクロスカーソル80の交点と一致させる。該操作後、被加工位置１の座標データに基づいてステージ21を移動する。これにより、被加工位置１はSIM像による観察領域内（モニタ43の表示画面内）のどこかに位置することとなる。この時のステージ21の座標をコントローラに記憶させた後、SIM像による観察倍率を、被加工位置１をFIB加工する際の最終的な位置合わせ時に適した観察領域（例えば、□20〜100μm）が得られる倍率にする。
【００３４】
次に図２ｃ）に示すように、FIB加工時のイオンビーム40の走査領域を設定するためのボックス81をモニタ43画面上に表示し、FIB-CVDでマーク用下地膜を形成するためのＸ方向およびＹ方向の走査領域をコントローラに入力する。該走査領域はモニタ43の画面内で有ればどこでも良い。
【００３５】
走査領域設定後、CVDガス供給手段24ａのバルブを開け、ノズル23ａからCVDガスを吹き付けながら、所定の条件でイオンビーム40を照射する。所定時間照射後、CVDガス供給手段24ａのバルブを閉じてCVDガス供給を停止する。これにより、図２ｃ）に示すように、走査領域にマーク用下地膜３が形成される。
【００３６】
ここで用いるCVDガスは、イオンビーム照射により分解して金属を析出するものが適しており、例えば、W、Mo、Cr、等を析出するカルボニル化合物（W(CO)6、Mo(CO)6、Cr(CO)6、等）、あるいはAu、Cu、Pt、Al、等を析出する有機金属化合物等である。そして、マーク用下地膜３として必要な膜厚は、形成した膜の材質および位置合わせ時のSIM像の観察回数によって異なるが、１μm以下で良い。
【００３７】
尚、該下地膜３の周辺にもイオンビーム40のエネルギ分布の裾部分で析出した余剰膜３’が形成される。SIM像やレーザ顕微鏡による観察では、該余剰膜３’と下地膜３の境界が不明確のため、この状態ではマークとして使用できない。
【００３８】
4）マーク形成
上記FIB加工時の走査領域を設定するためのボックス81をモニタ43画面上に表示し、図３ａ）に示すように、上記工程で形成したマーク用下地膜３の加工領域を設定する。該設定後、所定の条件でイオンビーム40を照射・走査して下地膜３を部分的に除去加工する。この除去加工において、下地膜３をイオンビーム40でスパッタ除去する方法と、エッチングガス供給手段24ｂのバルブを開けてノズル23ｂから上記金属膜のエッチングガス（例えば、塩素、臭素、等のハロゲンガス単体あるいはその化合物）を吹き付けながらイオンビーム40を照射し、イオンビーム40のエネルギで金属膜とエッチングガスを反応させて除去する方法とがある。
【００３９】
これらの何れかの方法により、下地膜３は部分的に除去されてマーク４が形成される。尚、該マーク形成における加工深さは、下地膜３の膜厚を超えて保護膜の途中まで加工しても良い。
【００４０】
5）マークから被加工位置までの相対距離の測定
FIB加工によりマーク形成後、ステージ21を移動し、モニタ60の画面上にマーク４と被加工位置１を表示する。図３ｂ）に示すように、第１のクロスカーソル70をマーク４に合わせ、第２のクロスカーソル70’を被加工位置１に合わせる。画像処理装置59の機能により、両クロスカーソル70および70’間のＸ方向およびＹ方向の距離（δｘ、δｙ）が求められる。
【００４１】
6）FIB加工
上記工程3）でコントローラに記憶させた座標位置にステージ21を移動させ、該半導体装置100のSIM像およびクロスカーソル80をモニタ43画面上に表示する。モニタ43の画面上には、図３ｃ）に示すように、下地膜３およびマーク４が表示される。上記マーク４から被加工位置１までの相対距離を測定した時と同様に、クロスカーソル80をマーク４に合わせ、クロスカーソル80から（δｘ、δｙ）離れた位置に第２のクロスカーソル80’を表示する。該第２のクロスカーソル80’の交点は被加工位置１を指示していることから、該交点を中心にFIB加工時の走査領域を設定するためのボックス81をモニタ43画面上に表示し、予めコントローラに入力した加工データに基づいて、加工領域を設定する。該設定後、イオンビーム40を照射・走査して保護膜・層間膜・配線を順次除去する。
【００４２】
この除去加工においても、上記下地膜３へのマーク形成と同様に、各層をイオンビーム40でスパッタ除去する方法と、エッチングガスを切り替え吹き付けながらイオンビーム40を照射し、イオンビーム40のエネルギで絶縁膜あるいは配線とエッチングガスを反応させて除去する方法とがある。絶縁膜用のエッチングガスとしては、フッ素あるいはXeF2、NF3、CF4、等と言ったフッ素化合物が適しており、配線用のエッチングガスとしては、上記下地膜３の加工に用いた塩素、臭素、等のハロゲンガス単体あるいはその化合物が適している。
【００４３】
7）半導体装置の取り出し
FIB加工終了後、ステージ21をロードロック室10とのホルダ12の受け渡し位置に移動する。ロードロック室10が高真空状態にあることを確認後、ゲートバルブ11を開け、搬送機構14を駆動して半導体装置100をホルダ12と共にロードロック室10内に搬送する。
【００４４】
次に、ゲートバルブ11を閉じ、バルブ16ａを閉じ、リークバルブ18を開けてロードロック室10内にリークガスを導入する。ロードロック室10内が略大気圧に達したら、リークバルブ18を閉じ、扉13を開けて半導体装置100をホルダ12ごと取り出す。そして、扉13およびバルブ16ｂを閉じ、バルブ16ａを開けてロードロック室10内を排気する。所定の圧力に達したならば、バルブ16ｂを開けて終了となる。
【００４５】
以上が本発明のFIB加工装置を用いて、半導体装置にマーク形成から配線切断まで実施した例である。
【００４６】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、例えば、図１のFIB加工装置において、レーザ発振器51をハロゲンランプ等の一般的な光学顕微鏡用光源に替え、白色光を観察光に用いてマーク４と被加工位置１との距離を測定しても良い。また、CVD手段を持つFIB加工装置と光学顕微鏡とを個別に設けて用いても良い。
【００４７】
また、工程2）における半導体装置100の傾き補正をFIB光学系を用い、SIM像でアライメントマーク２を観察しながら行っても良い。
【００４８】
さらに、マーク４の形状および形成場所も上記実施例に限定されず、例えば図４ａ）に示すように、マーク用下地膜３を十文字形に除去加工してマーク４を形成しても良い。あるいは図４ｂ）に示すように、最終的加工位置合わせ時のSIM像観察領域全面にマーク用下地膜３をFIB-CVDで形成後、最終的加工位置合わせ時の観察領域内で且つ被加工位置１が含まれるよう、FIB加工により下地膜３を広く除去してマーク４を形成しても良い。そして、図４ｃ）に示すように、広く形成したマーク４の２辺から被加工位置１までの距離（δｘ、δｙ）を測定する。
【００４９】
この時のマーク用下地膜３の除去領域（＝マーク４の形成寸法）は、上記工程5）のマーク４から被加工位置１までの距離測定において、観察光が被加工位置１およびその周辺に充分に照射されるサイズ（例えば、□20μm）である。
【００５０】
この除去加工において、前述したように、下地膜３をイオンビーム40でスパッタ除去する方法と、エッチングガスを吹き付けながらイオンビーム40を照射してイオンビーム40のエネルギで金属膜とエッチングガスを反応させて除去する方法とがある。但し、イオン源33に金属Gaを用いて下地膜３をスパッタ除去した場合、露出した保護膜105中にGaが打ち込まれて保護膜105の透過率が低下して被加工位置１が光学的に見にくくなることから、エッチングガスを吹き付けながら加工した方が良い。尚、エッチングガスとしては、上記金属膜のエッチングガス（例えば、塩素、臭素、等のハロゲンガス単体あるいはその化合物）に限らず、前述の絶縁膜除去に用いたフッ素あるいはXeF2、NF3、CF4、等と言ったフッ素化合物でも良い。そして、下地膜３の膜厚を超えて保護膜105の途中まで加工しても良い。
【００５１】
さらにまた、被加工位置１をFIB加工する際の最終的な位置合わせ時の観察領域内に下地膜３およびマーク４を複数個形成しても良い。そして、図５ａ）に示すように、上記レーザ顕微鏡でマーク４から被加工位置１までの相対距離の測定を行う際、２つのクロスカーソル70および70’の交点をそれぞれマーク４および４’の中心に合わせて両マーク４および４’間の距離ｘ1も測定しておき、SIM像観察でも同様に２つのクロスカーソル80および80’の交点をそれぞれマーク４および４’の中心に合わせ、SIM像における両マーク４および４’間の距離ｘ2を測定する。そして、FIB加工時の走査領域設定ボックス81の設定位置を（δｘ×ｘ2/ｘ1、δｙ×ｘ2/ｘ1）にすることで、観察系の違いによる設定誤差を無くすることができる。尚、ここではＸ方向に２つのマーク４および４’を形成し、それに基づいてマーク４から被加工位置１までの距離（δｘ、δｙ）を補正したが、図５ｂ）に示すように、３箇所に形成してＸ方向およびＹ方向の距離ｘ1およびｙ1をそれぞれ求め、（δｘ×ｘ2/ｘ1、δｙ×ｙ2/ｙ1）と補正しても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、FIB加工の最終位置決め時のSIM像観察領域内にマークを形成後、該マークと被加工位置を光学顕微鏡により同一画面上に表示して該画面上で測定し、最終位置決め時のSIM像観察倍率と同一の画面上でマーク表示および上記測定結果に基づいた位置に加工領域を設定するため、平坦化処理等により加工領域からのFIBの２次イオン像あるいは２次電子像による被加工位置の情報が得られない半導体装置においても、被加工位置の特定が容易且つ正確になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるFIB加工装置の一例を示す略断面図である。
【図２】本発明における半導体装置の加工工程を示す図である。
【図３】本発明における各加工工程における半導体装置の平面図である。
【図４】本発明におけるマークの一例を示す半導体装置の平面図である。
【図５】本発明におけるマークの一例を示す半導体装置の平面図である。
【図６】従来の半導体装置の概略構成を示し平面図および断面図である。
【図７】本発明で加工対象としている半導体装置の概略構成を示し平面図および断面図である。
【符号の説明】
１---被加工位置、２---アライメントマーク、３---マーク形成用下地膜、４---マーク、10---ロードロック室、14---搬送機構、20---処理室、21---ステージ、22---２次粒子ディテクタ、23---ノズル、24---ガス供給手段、25---対物レンズ、30---FIB光学系チャンバ、33---イオン源、34---引き出し電極、35---集束レンズ、39---対物レンズ、40---イオンビーム、41---２次粒子、42---画像処理装置、43---モニタ、50---光学系、51---レーザ発振器、52---レーザ光、58---光検出器、59---画像処理装置、60---モニタ、100---半導体装置、101---基板、102---酸化膜、103---Al配線、104---層間絶縁膜、105---保護膜。

Claims

半導体装置の被加工位置あるいはその近傍に光および荷電粒子を用いた観察が可能なマークを形成する工程と、測長機能を有する光学顕微鏡を用いて該マークと上記被加工位置の相対距離を測定する工程と、該測定結果と上記マークを参照して上記被加工位置を特定後、集束イオンビーム加工を行う工程を備え、上記各工程を同一チャンバ内で、真空を破ることなく連続して行うことを特徴とする半導体装置の加工方法。
荷電粒子像により半導体装置の被加工位置を特定する際の観察領域内に光および荷電粒子を用いて観察が可能なマークを形成する工程と、該マークと上記被加工位置との相対距離を測長機能を有する光学顕微鏡を用いて測定する工程と、該測定結果と上記マークを参照して上記被加工位置を特定後、集束イオンビーム加工を行う工程を備え、上記各工程を同一チャンバ内で、真空を破ることなく連続して行うことを特徴とする半導体装置の加工方法。
集束イオンビーム加工における位置合わせ時の観察領域内に被加工位置を位置させた後、該観察領域内に光および荷電粒子を用いた観察が可能な膜を付与後、該膜を除去してマークを形成し、測長機能を有する光学顕微鏡を用いて該マークと上記被加工位置との相対距離を測定し、該測定結果と上記マークを参照して上記被加工位置を特定後、集束イオンビーム加工を行うことを特徴とする半導体装置の加工方法。
集束イオンビームによる被加工位置を含む領域に光および荷電粒子を用いた観察が可能な膜を付与後、少なくとも上記被加工位置を含む領域の上記膜を除去してマークを形成し、測長機能を有する光学顕微鏡を用いて該マークと上記被加工位置との相対距離を測定し、該測定結果と上記マークを参照して上記被加工位置を特定後、集束イオンビーム加工を行うことを特徴とする半導体装置の加工方法。
集束イオンビームによる被加工位置を含む領域に光および荷電粒子を用いた観察が可能な膜を付与後、エッチングガス雰囲気中で集束イオンビームを少なくとも上記被加工位置を含む領域に選択的に照射・走査してマークを形成し、測長機能を有する光学顕微鏡を用いて該マークと上記被加工位置との相対距離を測定し、該測定結果と上記マークを参照して上記被加工位置を特定後、集束イオンビーム加工を行うことを特徴とする半導体装置の加工方法。