JPH0550272A - 薄膜除去方法及び装置 - Google Patents
薄膜除去方法及び装置Info
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- JPH0550272A JPH0550272A JP3000596A JP59691A JPH0550272A JP H0550272 A JPH0550272 A JP H0550272A JP 3000596 A JP3000596 A JP 3000596A JP 59691 A JP59691 A JP 59691A JP H0550272 A JPH0550272 A JP H0550272A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】多様な配線構造に対して、常に最適な条件で薄
膜除去する。 【構成】レーザ光照射により発生した超音波の強度を測
定し、超音波強度が急激に変化する点のレーザ光照射光
強度から最適照射条件を事前に割り出し、最適条件で薄
膜除去を行う。
膜除去する。 【構成】レーザ光照射により発生した超音波の強度を測
定し、超音波強度が急激に変化する点のレーザ光照射光
強度から最適照射条件を事前に割り出し、最適条件で薄
膜除去を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を利用する薄
膜の除去方法に関する。
膜の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザプロセス技術は、レジスト
プロセスを必要としないことから、半導体製造プロセス
の薄膜除去技術の中で、基板上の特定の箇所のみ局所的
に加工するプロセスにおいて工程を短縮できる利点か
ら、実用上重要な技術となっている。この中で、ＬＳＩ
の絶縁膜に用いられるＳｉＯ2 、ＳｉＮ、リンドープガ
ラス（ＰＳＧ）などの膜の除去技術は、多層配線を形成
する際の下層配線とのコンタクトホールを形成するため
に特に重要である。例えば、直接基板上に金属線を形成
するレーザＣＶＤ技術と、絶縁膜の局所除去技術とを組
み合わせれば、ＬＳＩの開発時の配線設計ミスをできあ
がったＬＳＩ上で修正することが可能となり、開発期間
の大幅な短縮図ることが出来る。
プロセスを必要としないことから、半導体製造プロセス
の薄膜除去技術の中で、基板上の特定の箇所のみ局所的
に加工するプロセスにおいて工程を短縮できる利点か
ら、実用上重要な技術となっている。この中で、ＬＳＩ
の絶縁膜に用いられるＳｉＯ2 、ＳｉＮ、リンドープガ
ラス（ＰＳＧ）などの膜の除去技術は、多層配線を形成
する際の下層配線とのコンタクトホールを形成するため
に特に重要である。例えば、直接基板上に金属線を形成
するレーザＣＶＤ技術と、絶縁膜の局所除去技術とを組
み合わせれば、ＬＳＩの開発時の配線設計ミスをできあ
がったＬＳＩ上で修正することが可能となり、開発期間
の大幅な短縮図ることが出来る。
【０００３】上記の配線修正技術に関しては、例えば、
１９８９年９月発行の森重等による電気学会研究会資料
ＯＱＤ−８９−４９に詳しく記述されている。この論文
によれば、配線上の絶縁膜コンタクトホールを形成する
方法として、絶縁膜に透明な可視パルスレーザ光を照射
して、絶縁膜下の配線にレーザ光を吸収させ、配線上層
部の一部を気化させ、生じた圧力により間接的に絶縁膜
を蒸散させる手法が示されている。この手法では、他の
方法に比べ、装置構成を簡単にでき、かつＬＳＩ等で用
いられる多様な絶縁膜の種類に対応できるなどの優れた
特徴がある。しかしながら、この手法は原理的に配線の
一部の蒸散を前提とすることから、配線の損傷を如何に
最小限に抑えるかが課題となっていた。
１９８９年９月発行の森重等による電気学会研究会資料
ＯＱＤ−８９−４９に詳しく記述されている。この論文
によれば、配線上の絶縁膜コンタクトホールを形成する
方法として、絶縁膜に透明な可視パルスレーザ光を照射
して、絶縁膜下の配線にレーザ光を吸収させ、配線上層
部の一部を気化させ、生じた圧力により間接的に絶縁膜
を蒸散させる手法が示されている。この手法では、他の
方法に比べ、装置構成を簡単にでき、かつＬＳＩ等で用
いられる多様な絶縁膜の種類に対応できるなどの優れた
特徴がある。しかしながら、この手法は原理的に配線の
一部の蒸散を前提とすることから、配線の損傷を如何に
最小限に抑えるかが課題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記論文によれば、パ
ルスレーザ光の照射強度を最適値のプラスマイナス１０
％程度の範囲に収めることが必要なことが指摘されてい
る。しかしながら、この手法では、最適照射強度が配線
の材質や幅や厚みなどの大きさに依存するために、配線
修正の局面で必要となる多様な配線構造の全てに渡っ
て、最適な照射強度で薄膜除去を行うことは容易ではな
かった。例えば、最適照射強度を大きく越えた強度で薄
膜除去を行うと、下地の配線が断線したり、また、照射
強度が十分でない場合には、加工が起こらなかったり、
きれいな加工形状が得られず、加工終了状態を光学的に
観察しただけでは、薄膜除去が終了したか否かを見分け
ることが容易ではないなどの問題を生じていた。
ルスレーザ光の照射強度を最適値のプラスマイナス１０
％程度の範囲に収めることが必要なことが指摘されてい
る。しかしながら、この手法では、最適照射強度が配線
の材質や幅や厚みなどの大きさに依存するために、配線
修正の局面で必要となる多様な配線構造の全てに渡っ
て、最適な照射強度で薄膜除去を行うことは容易ではな
かった。例えば、最適照射強度を大きく越えた強度で薄
膜除去を行うと、下地の配線が断線したり、また、照射
強度が十分でない場合には、加工が起こらなかったり、
きれいな加工形状が得られず、加工終了状態を光学的に
観察しただけでは、薄膜除去が終了したか否かを見分け
ることが容易ではないなどの問題を生じていた。
【０００５】本発明の目的は、従来の蒸散作用を利用し
た薄膜除去方法では、容易ではなかった、多様な配線構
造に対して、常に最適な照射強度で、薄膜除去を行う事
が可能で、また、加工の終了状態を確実に判定すること
ができる優れた薄膜除去方法を提供することにある。
た薄膜除去方法では、容易ではなかった、多様な配線構
造に対して、常に最適な照射強度で、薄膜除去を行う事
が可能で、また、加工の終了状態を確実に判定すること
ができる優れた薄膜除去方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本出願の第１の発明は、
配線から成る吸収体層及び薄膜が順次形成された基板上
の所要部にパルスレーザ光を照射し、前記吸収体層の温
度上昇による体積膨張を利用して前記薄膜を除去する薄
膜除去方法において、該所要部の近傍に連続レーザ光を
照射し、該連続レーザ光の該近傍部からの戻り光と、入
射する該連続レーザ光を干渉させて、該パルスレーザ光
照射時に発生する超音波の強度を検出し、該超音波の強
度を基準値と比較して、薄膜除去の終状態を判定するこ
とを特徴とする薄膜除去方法である。
配線から成る吸収体層及び薄膜が順次形成された基板上
の所要部にパルスレーザ光を照射し、前記吸収体層の温
度上昇による体積膨張を利用して前記薄膜を除去する薄
膜除去方法において、該所要部の近傍に連続レーザ光を
照射し、該連続レーザ光の該近傍部からの戻り光と、入
射する該連続レーザ光を干渉させて、該パルスレーザ光
照射時に発生する超音波の強度を検出し、該超音波の強
度を基準値と比較して、薄膜除去の終状態を判定するこ
とを特徴とする薄膜除去方法である。
【０００７】本出願の第２の発明は、上述の薄膜除去方
法において、パルスレーザ光の照射強度を、薄膜除去の
起こるしきい照射強度より低い強度から、徐々に高めな
がら基板に照射すると共に、発生した超音波の強度と、
該パルスレーザ光の強度の比を測定し、該強度比が該低
い強度域の値から外れる該パルスレーザの照射強度を基
準として、薄膜除去に必要な最適照射強度値を、該基準
値に１．１から１．５の範囲の一定値を乗じた値として
求め、該最適照射強度での該パルスレーザ光の照射によ
り、薄膜除去を行うことを特徴とする薄膜除去方法であ
る。
法において、パルスレーザ光の照射強度を、薄膜除去の
起こるしきい照射強度より低い強度から、徐々に高めな
がら基板に照射すると共に、発生した超音波の強度と、
該パルスレーザ光の強度の比を測定し、該強度比が該低
い強度域の値から外れる該パルスレーザの照射強度を基
準として、薄膜除去に必要な最適照射強度値を、該基準
値に１．１から１．５の範囲の一定値を乗じた値として
求め、該最適照射強度での該パルスレーザ光の照射によ
り、薄膜除去を行うことを特徴とする薄膜除去方法であ
る。
【０００８】第３の本出願は、パルスレーザ光源と、加
工すべき基板を保持するＸ−Ｙステージと、該基板の所
要部にパルスレーザ光を照射しながら該基板上の照射部
を観察する照射観察光学系と、該パルスレーザ光の照射
強度を変化させる減衰器と、上記の各ユニットの動作を
制御する制御ユニットとから成る薄膜除去装置におい
て、該パルスレーザ光の照射部の近傍に、プローブレー
ザ光源からの連続レーザ光を照射し、該入射する連続レ
ーザ光と基板からの戻り光とを干渉させる干渉ユニット
と、該パルスレーザ光照射時に発生する、超音波による
該干渉ユニットからの出力信号の波高を記憶する波高記
憶ユニットと、該波高記憶ユニットからの出力と該パル
スレーザ光の照射強度の比を演算し、薄膜除去の起こる
しきい照射強度より低い強度域から徐々に該パルスレー
ザ光の照射強度を高めた時に観測される上記強度比の値
が、該低い強度域での比の値から外れる照射強度を基準
値として、この基準値に１．１から１．５の範囲の一定
値を乗じて得られる値を薄膜除去に必要な最適照射強度
として、薄膜除去を行う制御ユニットとを備えることを
特徴とする薄膜除去装置である。
工すべき基板を保持するＸ−Ｙステージと、該基板の所
要部にパルスレーザ光を照射しながら該基板上の照射部
を観察する照射観察光学系と、該パルスレーザ光の照射
強度を変化させる減衰器と、上記の各ユニットの動作を
制御する制御ユニットとから成る薄膜除去装置におい
て、該パルスレーザ光の照射部の近傍に、プローブレー
ザ光源からの連続レーザ光を照射し、該入射する連続レ
ーザ光と基板からの戻り光とを干渉させる干渉ユニット
と、該パルスレーザ光照射時に発生する、超音波による
該干渉ユニットからの出力信号の波高を記憶する波高記
憶ユニットと、該波高記憶ユニットからの出力と該パル
スレーザ光の照射強度の比を演算し、薄膜除去の起こる
しきい照射強度より低い強度域から徐々に該パルスレー
ザ光の照射強度を高めた時に観測される上記強度比の値
が、該低い強度域での比の値から外れる照射強度を基準
値として、この基準値に１．１から１．５の範囲の一定
値を乗じて得られる値を薄膜除去に必要な最適照射強度
として、薄膜除去を行う制御ユニットとを備えることを
特徴とする薄膜除去装置である。
【０００９】
【作用】本発明では、光音響法を利用して、非接触的
に、薄膜除去の過程もしくは、薄膜除去を行う被加工部
の特性を、それぞれモニタもしくは加工前に測定するこ
とが特徴である。光音響法はパルスレーザを基板上の薄
膜に照射することにより、薄膜の吸収係数を求めたり、
照射部から離れた位置で音響信号を検出することで、薄
膜中の音速を求める手法として知られている。本発明で
は、発生した超音波の強度に対するパルスレーザ光の強
度の比の値が、薄膜除去の起こるしきい照射強度よりず
っと低い照射強度領域から、薄膜除去の起こるしきい照
射強度よりわずかに低い照射強度域になった時に急激に
変化する現象と、薄膜除去の起こる照射強度では、しき
い照射強度より低い領域で発生する超音波の強度に比べ
２桁以上強力な超音波を発生することを新たに見いだし
たので、これらの特性を利用して最適照射強度の予測を
行うこと、もしくは、加工終了時の加工状態の良否を判
定することに適用した点が、従来の方法及び装置と原理
的に異なっている。
に、薄膜除去の過程もしくは、薄膜除去を行う被加工部
の特性を、それぞれモニタもしくは加工前に測定するこ
とが特徴である。光音響法はパルスレーザを基板上の薄
膜に照射することにより、薄膜の吸収係数を求めたり、
照射部から離れた位置で音響信号を検出することで、薄
膜中の音速を求める手法として知られている。本発明で
は、発生した超音波の強度に対するパルスレーザ光の強
度の比の値が、薄膜除去の起こるしきい照射強度よりず
っと低い照射強度領域から、薄膜除去の起こるしきい照
射強度よりわずかに低い照射強度域になった時に急激に
変化する現象と、薄膜除去の起こる照射強度では、しき
い照射強度より低い領域で発生する超音波の強度に比べ
２桁以上強力な超音波を発生することを新たに見いだし
たので、これらの特性を利用して最適照射強度の予測を
行うこと、もしくは、加工終了時の加工状態の良否を判
定することに適用した点が、従来の方法及び装置と原理
的に異なっている。
【００１０】図２は、本発明の薄膜除去方法における薄
膜除去のためのパルスレーザ光１０３と測定用の連続レ
ーザ光１０１の基板１上の相対的位置関係を示す図であ
る。基板１上の配線１０６から反射された、連続レーザ
光の戻り光１０２は光路を逆に戻り、干渉ユニット１３
に入り、パルスレーザ光照射時に発生する基板上の配線
１０６の上下振動を検出する。
膜除去のためのパルスレーザ光１０３と測定用の連続レ
ーザ光１０１の基板１上の相対的位置関係を示す図であ
る。基板１上の配線１０６から反射された、連続レーザ
光の戻り光１０２は光路を逆に戻り、干渉ユニット１３
に入り、パルスレーザ光照射時に発生する基板上の配線
１０６の上下振動を検出する。
【００１１】図３は、干渉ユニット１３で検出される超
音波のモニタ信号強度とパルスレーザ光の照射強度の関
係を示す。パルスレーザ光の強度が、薄膜除去のしきい
値に比べずっと低い照射強度域（Ａ）では、モニタ信号
強度は、パルスレーザ光照射強度と共に線形に増加する
が、薄膜除去のしきい強度よりわずかに照射強度が低い
領域（Ｂ）では、急に勾配が急になり、薄膜除去の起こ
る強度（Ｃ）ではモニタ信号強度は著しく大きくなるこ
とがわかった。（Ａ）の領域では、パルスレーザ照射に
より配線の局所的な熱膨張により超音波を発生するのに
対し、（Ｂ）の領域では、上層の薄膜の除去は起こらな
いものの、配線の部分的な気化が起こるために、熱膨張
分以外の成分が付加された状態、（Ｃ）の領域は、薄膜
除去に伴う破裂音が発生したためと推測される。本発明
では、領域（Ｂ）の立ち上がり点（ａ）を検出すること
で、最適加工強度を予測することや、薄膜除去時に発生
する超音波の強度の大きさから、薄膜除去の終状態の良
否を判定することができる。
音波のモニタ信号強度とパルスレーザ光の照射強度の関
係を示す。パルスレーザ光の強度が、薄膜除去のしきい
値に比べずっと低い照射強度域（Ａ）では、モニタ信号
強度は、パルスレーザ光照射強度と共に線形に増加する
が、薄膜除去のしきい強度よりわずかに照射強度が低い
領域（Ｂ）では、急に勾配が急になり、薄膜除去の起こ
る強度（Ｃ）ではモニタ信号強度は著しく大きくなるこ
とがわかった。（Ａ）の領域では、パルスレーザ照射に
より配線の局所的な熱膨張により超音波を発生するのに
対し、（Ｂ）の領域では、上層の薄膜の除去は起こらな
いものの、配線の部分的な気化が起こるために、熱膨張
分以外の成分が付加された状態、（Ｃ）の領域は、薄膜
除去に伴う破裂音が発生したためと推測される。本発明
では、領域（Ｂ）の立ち上がり点（ａ）を検出すること
で、最適加工強度を予測することや、薄膜除去時に発生
する超音波の強度の大きさから、薄膜除去の終状態の良
否を判定することができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を用いて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例の構成図であ
る。この実施例はＡ１配線上のＳｉＮ膜への、コンタク
トホール用微細穴の形成に本発明を適用したものであ
る。
細に説明する。図１は、本発明の一実施例の構成図であ
る。この実施例はＡ１配線上のＳｉＮ膜への、コンタク
トホール用微細穴の形成に本発明を適用したものであ
る。
【００１３】Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波発生光源
（パルス幅５ｎｓ、５３２ｎｍ）から成るパルスレーザ
光源４からの出射光は、減衰器６で減衰させ、アパーチ
ャ２２でビームパターンを整形した後、第１のビームス
プリッタ１４、第２のビームスプリッタ１５を通り、レ
ンズ３で、基板１にアパーチャ２２のパターンを転写し
て照射する構成になっている。また、第２のビームスプ
リッタ１５、レンズ３は、照明光源２１とカメラ１９、
ＴＶ２０、第３のビームスプリッタ１６、第４のビーム
スプリッタ１７と接眼レンズ１８と組み合わせて、観察
光学系を構成している。基板１は、Ｘ−Ｙステージ２で
基板上の任意の位置にレーザ光照射部を移動できる構成
に成っている。Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源んからなるプロー
ブレーザ光源８からの連続レーザ光は、第５のビームス
プリッタ１０で分割され、第１のビームスプリッタ１４
で反射され、第２のビームスプリッタ１５を透過してレ
ンズ３により、基板１上のパルスレーザ光照射部から１
０μｍ水平方向に離れた基板上の位置の配線に照射され
る様に構成されている。
（パルス幅５ｎｓ、５３２ｎｍ）から成るパルスレーザ
光源４からの出射光は、減衰器６で減衰させ、アパーチ
ャ２２でビームパターンを整形した後、第１のビームス
プリッタ１４、第２のビームスプリッタ１５を通り、レ
ンズ３で、基板１にアパーチャ２２のパターンを転写し
て照射する構成になっている。また、第２のビームスプ
リッタ１５、レンズ３は、照明光源２１とカメラ１９、
ＴＶ２０、第３のビームスプリッタ１６、第４のビーム
スプリッタ１７と接眼レンズ１８と組み合わせて、観察
光学系を構成している。基板１は、Ｘ−Ｙステージ２で
基板上の任意の位置にレーザ光照射部を移動できる構成
に成っている。Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源んからなるプロー
ブレーザ光源８からの連続レーザ光は、第５のビームス
プリッタ１０で分割され、第１のビームスプリッタ１４
で反射され、第２のビームスプリッタ１５を透過してレ
ンズ３により、基板１上のパルスレーザ光照射部から１
０μｍ水平方向に離れた基板上の位置の配線に照射され
る様に構成されている。
【００１４】基板１からの連続レーザ光の戻り光は、第
５のビームスプリッタ１０と反射板１２との間で、プロ
ーブレーザ光源８の光と干渉して、その強度変化は、Ｐ
ＩＮフォトダイオードの光検出器１１で検出される構成
となっている。プローブレーザ光源８、第５のビームス
プリッタ１０、反射板１２、光検出器１１からなるユニ
ットが干渉ユニット１３を構成し、この干渉ユニット１
３は、Ｙ−Ｚステージ９によって保持され、連続レーザ
光の基板１への照射位置が配線中央部等の平坦な箇所に
なるよう光路を微小に変化させ得る構成になっている。
５のビームスプリッタ１０と反射板１２との間で、プロ
ーブレーザ光源８の光と干渉して、その強度変化は、Ｐ
ＩＮフォトダイオードの光検出器１１で検出される構成
となっている。プローブレーザ光源８、第５のビームス
プリッタ１０、反射板１２、光検出器１１からなるユニ
ットが干渉ユニット１３を構成し、この干渉ユニット１
３は、Ｙ−Ｚステージ９によって保持され、連続レーザ
光の基板１への照射位置が配線中央部等の平坦な箇所に
なるよう光路を微小に変化させ得る構成になっている。
【００１５】光検出器１１の出力信号は、波高記憶ユニ
ット７で波高を記憶し、その波高データは制御ユニット
５に入力される構成となっている。制御ユニット５はパ
ルスレーザ光源４、減衰器６、アパーチャ２２、Ｘ−Ｙ
ステージ２、Ｙ−Ｚステージ９の動作を制御する。
ット７で波高を記憶し、その波高データは制御ユニット
５に入力される構成となっている。制御ユニット５はパ
ルスレーザ光源４、減衰器６、アパーチャ２２、Ｘ−Ｙ
ステージ２、Ｙ−Ｚステージ９の動作を制御する。
【００１６】次に本実施例における動作シーケンスを説
明する。
明する。
【００１７】最初に、Ｘ−Ｙステージ２を動かして、パ
ルスレーザ光の照射位置が基板１上の薄膜除去を行いた
い配線（２μｍ幅×０，６μｍ厚）の表面になるよう基
板１を移動する。次に、その位置から１０μｍ離れた配
線表面の平坦部に、プローブレーザ光源８からの連続レ
ーザ光が反射されるようにＸ−Ｙステージ９を動かして
微調整する。次にアパーチャ２２の大きさを、基板上で
のパルスレーザ照射部の大きさが配線の幅と同じ２μｍ
×２μｍの短形となるよう設定する。薄膜除去の起こる
しきい照射強度は、この幅程度のＡ１配線であれば１０
０ＭＷ／ｃｍ2 付近にあるので、まずパルスレーザ光の
基板上での照射強度の初期値を、減衰器６により、５０
ＭＷ／ｃｍ2 に設定する。次にパルスレーザ光源の繰り
返しを５Ｈｚに設定して、一回ごとに照射強度を５ＭＷ
／ｃｍ2 ずつ増加させながら、パルスレーザ光照射時に
発生する調音波の強度を検出器１１により検出し、パル
スレーザ光の照射強度と発生する調音波の強度との関係
を測定する。得られる波形は、図３に示すような形状を
示すので、弱い照射強度域での勾配が変化するａ点を越
えた段階でパルスレーザ光の照射を一時停止し、次に照
射するパルスレーザ光の照射強度を、この配線の場合の
ａ点の照射強度に相当する９０ＭＷ／ｃｍ2 の１，３倍
の強度にあたる１１７ＭＷ／ｃｍ2 を最適照射強度に設
定し、パルスレーザ光を１ショット照射して、薄膜除去
を終了する。同様なシーケンスで配線の断面積が２μｍ
幅×１μｍの厚みの場合には、最適照射強度は１３０Ｍ
Ｗ／ｃｍ2 と予測された。このようにして、薄膜除去を
行い、薄膜除去に伴う配線の損傷を薄膜除去前後の配線
抵抗値の変化として評価したところ、従来の方法に比
べ、抵抗値の増加値は、種々の配線構造を持つ基板につ
き測定誤差範囲内の０．１Ω程度の非常に低い値に再現
性よく抑えることが可能となった。これらの結果は、従
来法では、ＬＳＩ作成時の配線データと薄膜除去の予備
実験から予測される最適値をもとに薄膜除去を行うが、
配線の抵抗増加値が数Ωの範囲内でばらつくこと、時々
加工が起こらない場合があるなど、再現性に問題があっ
たのに対し大きな改善が得られることを示している。
ルスレーザ光の照射位置が基板１上の薄膜除去を行いた
い配線（２μｍ幅×０，６μｍ厚）の表面になるよう基
板１を移動する。次に、その位置から１０μｍ離れた配
線表面の平坦部に、プローブレーザ光源８からの連続レ
ーザ光が反射されるようにＸ−Ｙステージ９を動かして
微調整する。次にアパーチャ２２の大きさを、基板上で
のパルスレーザ照射部の大きさが配線の幅と同じ２μｍ
×２μｍの短形となるよう設定する。薄膜除去の起こる
しきい照射強度は、この幅程度のＡ１配線であれば１０
０ＭＷ／ｃｍ2 付近にあるので、まずパルスレーザ光の
基板上での照射強度の初期値を、減衰器６により、５０
ＭＷ／ｃｍ2 に設定する。次にパルスレーザ光源の繰り
返しを５Ｈｚに設定して、一回ごとに照射強度を５ＭＷ
／ｃｍ2 ずつ増加させながら、パルスレーザ光照射時に
発生する調音波の強度を検出器１１により検出し、パル
スレーザ光の照射強度と発生する調音波の強度との関係
を測定する。得られる波形は、図３に示すような形状を
示すので、弱い照射強度域での勾配が変化するａ点を越
えた段階でパルスレーザ光の照射を一時停止し、次に照
射するパルスレーザ光の照射強度を、この配線の場合の
ａ点の照射強度に相当する９０ＭＷ／ｃｍ2 の１，３倍
の強度にあたる１１７ＭＷ／ｃｍ2 を最適照射強度に設
定し、パルスレーザ光を１ショット照射して、薄膜除去
を終了する。同様なシーケンスで配線の断面積が２μｍ
幅×１μｍの厚みの場合には、最適照射強度は１３０Ｍ
Ｗ／ｃｍ2 と予測された。このようにして、薄膜除去を
行い、薄膜除去に伴う配線の損傷を薄膜除去前後の配線
抵抗値の変化として評価したところ、従来の方法に比
べ、抵抗値の増加値は、種々の配線構造を持つ基板につ
き測定誤差範囲内の０．１Ω程度の非常に低い値に再現
性よく抑えることが可能となった。これらの結果は、従
来法では、ＬＳＩ作成時の配線データと薄膜除去の予備
実験から予測される最適値をもとに薄膜除去を行うが、
配線の抵抗増加値が数Ωの範囲内でばらつくこと、時々
加工が起こらない場合があるなど、再現性に問題があっ
たのに対し大きな改善が得られることを示している。
【００１８】また良好な薄膜除去が行われる場合に発生
する超音波の強度は、ａ点で観測されるモニタ信号強度
に比べ１００倍以上強くなることから、上記の最適照射
強度を加工前に測定しないで、加工を行った場合でも、
検出される超音波の強度の大きさから薄膜除去の終状態
の良否が簡単に判定できることがわかった。
する超音波の強度は、ａ点で観測されるモニタ信号強度
に比べ１００倍以上強くなることから、上記の最適照射
強度を加工前に測定しないで、加工を行った場合でも、
検出される超音波の強度の大きさから薄膜除去の終状態
の良否が簡単に判定できることがわかった。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、多
様な配線構造に応じて、各々の構造における、損傷がす
くなく確実に薄膜除去を行うに必要な最適照射強度を所
望の加工すべき配線についてそれぞれ事前に測定して、
薄膜除去を行うことができるので、非常に高い歩留まり
で確実に薄膜除去を行うことが可能となる。また、薄膜
除去の終状態の良否を確実に判定できる利点がある。
様な配線構造に応じて、各々の構造における、損傷がす
くなく確実に薄膜除去を行うに必要な最適照射強度を所
望の加工すべき配線についてそれぞれ事前に測定して、
薄膜除去を行うことができるので、非常に高い歩留まり
で確実に薄膜除去を行うことが可能となる。また、薄膜
除去の終状態の良否を確実に判定できる利点がある。
【図１】本発明の一実施例の概略構成図、
【図２】本発明における薄膜除去を行うパルスレーザ光
とモニタ用連続レーザ光の基板上での照射位置の相対関
係を示す図、
とモニタ用連続レーザ光の基板上での照射位置の相対関
係を示す図、
【図３】パルスレーザ光照射強度とモニタ信号強度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
１ 基板 ２ Ｘ−Ｙステージ ３ レンズ ４ パルスレーザ光源 ５ 制御ユニット ６ 減衰器 ７ 波高記憶ユニット ８ プローブレーザ光源 ９ Ｘ−Ｙステージ １０ 第５のビームスプリツタ １１ 光検出器 １２ 反射板 １３ 干渉ユニット １４ 第１のビームスプリッタ １５ 第２のビームスプリッタ １６ 第３のビームスプリッタ １７ 第４のビームスプリッタ １８ 接眼レンズ １９ カメラ ２０ ＴＶ ２１ 照明光源 ２２ アパーチャ
Claims (3)
- 【請求項１】 配線から成る吸収体層及び薄膜が順次形
成された基板上の所要部にパルスレーザ光を照射し、前
記吸収体層の温度上昇による体積膨張を利用して前記薄
膜を除去する薄膜除去方法において、該所要部の近傍に
連続レーザ光を照射し、該連続レーザ光の該近傍部から
の戻り光と、入射する該連続レーザ光を干渉させて、該
パルスレーザ光照射時に発生する超音波の強度を検出
し、該超音波の強度を基準値と比較して、薄膜除去の終
状態を判定することを特徴とする薄膜除去方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の薄膜除去方法において、
パルスレーザ光の照射強度を、薄膜除去の起こるしきい
照射強度より低い強度から、徐々に高めながら基板に照
射すると共に、発生した超音波の強度と、該パルスレー
ザ光の強度の比を測定し、該強度比が該低い強度域の値
から外れる該パルスレーザの照射強度を基準として、薄
膜除去に必要な最適照射強度値を、該基準値に１．１か
ら１．５の範囲の一定値を乗じた値として求め、該最適
照射強度での該パルスレーザ光の照射により、薄膜除去
を行うことを特徴とする薄膜除去方法。 - 【請求項３】 パルスレーザ光源と、加工すべき基板を
保持するＸ−Ｙステージと、該基板の所要部にパルスレ
ーザ光を照射しながら該基板上の照射部を観察する照射
観察光学系と、該パルスレーザ光の照射強度を変化させ
る減衰器と、上記の各ユニットの動作を制御する制御ユ
ニットとから成る薄膜除去装置において、該パルスレー
ザ光の照射部の近傍に、プローブレーザ光源からの連続
レーザ光を照射し、該入射する連続レーザ光と基板から
の戻り光とを干渉させる干渉ユニットと、該パルスレー
ザ光照射時に発生する、超音波による該干渉ユニットか
らの出力信号の波高を記憶する波高記憶ユニットと、該
波高記憶ユニットからの出力と該パルスレーザ光の照射
強度の比を演算し、薄膜除去の起こるしきい照射強度よ
り低い強度域から徐々に該パルスレーザ光の照射強度を
高めた時に観測される上記強度比の値が、該低い強度域
での比の値から外れる照射強度を基準値として、この基
準値に１．１から１．５の範囲の一定値を乗じて得られ
る値を薄膜除去に必要な最適照射強度として、薄膜除去
を行う制御ユニットとを備えることを特徴とする薄膜除
去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000596A JPH0550272A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 薄膜除去方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000596A JPH0550272A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 薄膜除去方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550272A true JPH0550272A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=11478115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3000596A Pending JPH0550272A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 薄膜除去方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0550272A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001212684A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-07 | Shibuya Kogyo Co Ltd | ビアホール加工方法およびその装置 |
| JP2008177553A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| CN102974937A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-03-20 | 中国科学院半导体研究所 | 基于超声定位的激光加工装置及加工方法 |
| JP2013173160A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Disco Corp | レーザー加工方法およびレーザー加工装置 |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP3000596A patent/JPH0550272A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001212684A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-07 | Shibuya Kogyo Co Ltd | ビアホール加工方法およびその装置 |
| JP2008177553A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| JP2013173160A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Disco Corp | レーザー加工方法およびレーザー加工装置 |
| CN102974937A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-03-20 | 中国科学院半导体研究所 | 基于超声定位的激光加工装置及加工方法 |
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