JPH0799746B2 - 配線形成装置 - Google Patents
配線形成装置Info
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- JPH0799746B2 JPH0799746B2 JP1608994A JP1608994A JPH0799746B2 JP H0799746 B2 JPH0799746 B2 JP H0799746B2 JP 1608994 A JP1608994 A JP 1608994A JP 1608994 A JP1608994 A JP 1608994A JP H0799746 B2 JPH0799746 B2 JP H0799746B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の表面に補修
用配線を形成する装置に係り、特に試作した半導体装置
に部分的な不良が存在する場合に不良箇所を特定したり
補修するのに好適な配線形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、半導体装置は高集積化が著しく、
配線層についても多層化が進んでいる。このため開発過
程にある半導体装置が設計通りに動作するとは限らず、
チップ上の配線を切断したり、あるいは任意部分を接続
することにより不良箇所を特定したり、あるいは補修す
ることにより暫定的に完全な動作が得られる様にして特
性の評価が行われている。 【０００３】これらのうち任意の箇所を接続する方法と
して、エクステンド・アブストラクト・オブ・ザ・セブ
ンティーンス・コンファレンス・オン・ソリッド・ステ
ート・デバイス・アンド・マテリアルズ、東京（１９８
５年）第１９３頁から第１９６頁(Ｅxtended Ａbstrac
ts of the １７−th Ｃonference on ＳolidＳta
te Ｄevices and Ｍaterials，Ｔokyo １９８５ p
p193〜196）で論じられている方法がある。すなわち、
Ｘ−Ｙステージ上に設置されたＣＶＤセル内にＭo(Ｃ
Ｏ)6蒸気と大気圧Ａｒガスを導入し、ＣＶＤセル内のＳ
ｉＯ2でコーティングされたＳｉ基板に、初め数１０μ
ＷのＡｒイオンレーザの第２高調波（波長２５７nm）を
照射して光化学反応によりＭo膜を析出し、次に数１０
０mＷのＡｒイオンレーザの基本波（波長５１５nm）を
光化学反応で析出したＭo膜に照射して局部的に熱ＣＶ
Ｄを行った後、ＣＶＤセルをＸ−Ｙステージにより移動
させてＭo配線を形成して任意の箇所を接続するもので
ある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、形成
したＭo配線の比抵抗が４０μΩ・cmとバルクの比抵抗
（５.４μΩ・cm）の８倍も大きい。このため大型計算
機等に用いられている高速論理ＬＳＩの補修配線に使用
すると、信号が遅延し特性の評価が行えない。 【０００５】配線の抵抗値を低減するための対策として
配線膜厚を増加する方法があるが、レーザＣＶＤにより
形成された膜の残留応力、基板との膨張率の差などによ
り、クラックの発生や剥離等が生じ、膜厚の増加には限
界がある。 【０００６】従って配線の抵抗値を低減するためには配
線自体の比抵抗を低減することが不可欠である。 【０００７】本発明の目的は、信号遅延の生じない比抵
抗の小さい補修用配線を形成する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】上記目的は、真空チャン
バと、真空チャンバの内部に載置した試料上に配線を形
成する局所ＣＶＤ手段と、局所ＣＶＤ手段により形成し
た配線を局所的に加熱して低抵抗化する低抵抗化手段と
を有し、局所ＣＶＤ手段が、レーザを用いたレーザＣＶ
Ｄ手段により構成され、低抵抗化手段が、局所ＣＶＤ手
段により形成した配線の幅と同程度に集光したレーザを
配線上に照射するレーザ照射部と、照射したレーザを配
線に沿って走査する走査部により構成された配線形成装
置により達成される。 【０００９】 【作用】レーザ光照射により低抵抗化（焼鈍）の対象と
なる配線は、予めＣＶＤガス雰囲気中で集光されたレー
ザ光を試料（半導体集積回路）に照射しつつ稼働するこ
とにより形成されている。当該配線をとりまくＣＶＤガ
スを排気し、１０〜5Ｔｏｒｒ以上の真空中、あるいは
不活性ガス若しくは還元ガス雰囲気中に当該試料が保た
れることで、焼鈍の過程で配線表面が酸化されることを
防止している。 【００１０】配線の幅と同程度に集光したエネルギービ
ーム（レーザ光）を照射することにより、均一な焼鈍と
高速な処理が可能となる。当該幅以下に集光した場合に
は焼鈍の効果より再蒸発の効果が顕著となり配線が損傷
をうけるためである。 【００１１】レーザ等のエネルギービームの照射を受け
た前記配線は、局所的に加熱され、配線材料の結晶性の
改善、炭素、酸素等の不純物の除去により、配線の比抵
抗を低減される。 【００１２】 【実施例】以下、本発明の実施例を図に従って説明す
る。 【００１３】まず、本発明に基づく配線形成装置の第１
の実施例を、図１に示す。当該装置は、レーザ光２を発
振するレーザ発振器１、レーザ光２を反射して試料１９
に導くためのダイクロイックミラー３とレーザ光２を集
光して試料１９上に照射するための対物レンズ４から成
る加工光学系と、観察光源５とレーザ光２の波長に近い
波長の観察光８を取り出すためのフィルタ６と観察光８
を試料１９上に導くためのハーフミラー７、そして試料
１９の像を結像するための結像レンズ９、プリズム１
０、接眼レンズ１１とから成る観察光学系と、配線形成
の対象となる試料１９を収納するチャンバ１３であっ
て、レーザ光２を導入するためのウィンド１２、ＣＶＤ
材料ガスを納めたボンベ１６からバルブ１５を介して接
続されたガス導入配管１４、バルブ１８を介して図示し
ない真空排気装置に接続された排気用配管１７から成る
ガス供給排気系を有し、更に、試料１９を載置しレーザ
光２及び観察光８との焦点合せのため試料１９を光軸方
向に移動させるためのＺステージ２０、試料１９を前記
光軸に垂直な平面内で移動させるＸＹステージ２１から
成る試料位置特定手段を有するチャンバ１３と、前記Ｚ
ステージ２０及びＸＹステージ２１の駆動並びに前記レ
ーザ光２の光路を開閉するシャッタ２３の駆動を制御す
るコンピュータ２２、の各々の構成要素から成りたって
いる。 【００１４】次に上記装置を用いた配線形成の手順を説
明する。 【００１５】まず、バルブ１５を閉じ、バルブ１８を開
けてチャンバ１３内を真空排気装置（図示せず）により
１０〜6Ｔｏｒｒ以上の真空度になるまで排気する。し
かる後バルブ１８を閉じておいてからバルブ１５を開け
てＣＶＤガスを所望の圧力になるまでチャンバ１３内に
導入し、バルブ１５を閉じてＣＶＤガスをチャンバ１３
内に閉じ込めた状態にする。その後、観察光学系により
試料１９上のパターンを観察しつつＸＹステージ２１に
より試料を任意の場所に移動させる。 【００１６】次にレーザ発振器１よりレーザ光２を発振
し、シャッタ２３を開けてレーザ光２を対物レンズ４に
より集光して試料１９の任意の場所に照射する。ＣＶＤ
ガスはレーザ光２の熱エネルギーにより分解され、配線
材料を析出する。当該析出はコンピュータ２２で制御さ
れたＸＹステージ２０の動きに沿って所望の接続位置ま
で任意の速度で移動する。配線形成はシャッタ２３を閉
じてレーザ光２の照射を打ち切ることで終了する。 【００１７】全ての補修用配線を形成した後、バルブ１
８を開けて真空排気装置（図示せず）によりチャンバ１
３内のＣＶＤガスを排気し、少くとも１０〜5Ｔｏｒｒ
の真空とする。そして前記の方法で形成した配線に対し
て、レーザ光２の照射径が配線の幅と同程度になる様に
試料１９をＺステージ２０により光軸方向に前後させ
る。こうして得られたデフォーカスのレーザ光を配線部
分のみに照射する様、コンピュータ２２でＸＹステージ
２１を制御し、任意の速度で移動させて前記配線をアニ
ールする。 【００１８】次に配線形成の手順を図２により具体的に
説明する。 【００１９】まず図２（ａ）にＳｉ基板３０上にＳｉＯ
2膜３１を介してＡｌ配線層３３が形成されパシベーシ
ョン膜３２が全面に形成された試料を示す。接続を要す
る部分のＡｌ配線層３３上のパシベーション膜３２はリ
ソグラフィ技術を用いたエッチングやレーザ加工、イオ
ンビーム加工等の手法により窓あけが成され、窓あけ部
分３４ａ，３４ｂが形成されている。この試料を図２
（ｂ）の様にＣＶＤガス３５雰囲気内（たとえばＭo
（ＣＯ）6の蒸気０.１Ｔｏｒｒ）に載置し、窓あけ部分
３４ａに集光したレーザ光２（たとえばＡｒレーザの基
本波、パワー２００mＷ）を照射する。そしてＣＶＤガ
ス３５を熱化学反応により分解しＭo膜３６を析出しな
がら矢印の方向に試料を任意の速度（たとえば０.１mm
／min）で窓あけ部３４ｂまで移動させる。このように
して図２（ｃ）に示す様にＭo膜３６により窓あけ部３
４ａ，３４ｂにあるＡｌ配線同士を接続する。次に図２
（ｄ）に示す様にＣＶＤガス３５を排気して少くとも１
０〜5Ｔｏｒｒの真空雰囲気に試料をさらす。そしてレ
ーザ光２のＭo膜３６に対する照射径がＭo膜３６と同程
度になる様に試料を光軸方向に前後にずらし、窓あけ部
３４ａに堆積済みのＭo膜３６に照射してアニールす
る。矢印の方向に試料を移動させて、当該照射が窓あけ
部３４ｂまで成されるようにし、Ｍo膜３６のみを図２
（ｅ）に示す様にアニールする。 【００２０】この方法では、アニールを行うときにレー
ザ光２をＭo膜３６の幅と同程度の径にして照射してい
るので、アニールが短時間かつ均一に行える。収束レー
ザ光によって複数回照射するときは、堆積済みのＭo膜
３６の剥離、劣化が生じやすく、膜自体に応力ストレス
が残りやすい。 【００２１】本方法によるアニールの効果は、堆積済み
のＭo膜では比抵抗が約３０μΩ・cmであるのに対し、ア
ニール後のＭo膜３８の比抵抗は約１１μΩ・cmとなり、
約４０％の比抵抗の低減が行える。アニール前後のＭo
膜の幾何学的形状には大きな変化はない。従って膜厚、
配線幅を変えずに、レーザアニールによりＭo膜の結晶
性改善、炭素、酸素等の不純物の除去が行える。またレ
ーザ光２を窓あけ部３４ａ，３４ｂのＭo膜３６に数分
間照することで、Ｍo膜３８とＡｌ配線のコンタクト部
が、熱による拡散現象により合金化して接触抵抗を低減
できる効果もある。 【００２２】ここでレーザ光２は対物レンズ４により収
束されているが、図３に示す様にシリンドリカルレンズ
２４を用いてもよい。即ち、配線形成を行うときには対
物レンズ４を用い、アニールを行うときにはシリンドリ
カルレンズ２４を用いることで、レーザ光２は線状に集
光され、配線の幅に対して均一なエネルギーでアニール
が行える。この方法によれば、試料１９が観察光８の焦
点位置からずれることがないため、アニールを行うとき
の位置合わせが容易なる効果がある。 【００２３】なお、本実施例においてアニールを行う
時、試料１９を真空雰囲気に載置した状態で行ったが、
還元雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気においても同様の
効果が得られる。 【００２４】次に、本発明の配線形成装置の第２の実施
例を、図４により説明する。 【００２５】装置の構成で、加工光学系と観察光学系の
構成は図１で説明したものと同じである。チャンバ４０
には、上部にレーザ光２を導入するためのウィンド１２
があり、内部には試料１９にＣＶＤガスを吹き付けられ
るように設置されたノズル４１があり、そのノズル４１
の先にはＣＶＤガスを納めたボンベ１６とＣＶＤガスの
流量を調節するためのバルブ１５がつながっている。ま
た試料１９に還元ガスを吹き付けられるように設置され
たノズル４２があり、そのノズル４２の先には還元ガス
を納めたボンベ４４と還元ガスの流量を調節するための
バルブ４３がつながっている。そしてノズル４１，４２
と対向するようにＣＶＤガスと還元ガスを排気するため
の排気管４５があり、その排気管４５には排気量を調節
するためのバルブ１８がつながっており、ＣＶＤガスあ
るいは還元ガスを一定の量で排気できるようになってい
る。 【００２６】試料１９はレーザ光２及び観察光８と焦点
を合わせるため光軸方向に前後するＺステージ２０と、
ＸＹステージ２１上に載置されている。Ｚステージ２０
及びＸＹステージ２１はコンピュータ２２に接続してあ
り、所定の位置に任意の速度で移動制御が可能である。 【００２７】次に、上記した第２の実施例による装置を
用いた場合の、配線形成の手順を説明する。 【００２８】まず、バルブ１５、４３を閉じた状態でバ
ルブ１８を開けてチャンバ４０内を真空排気装置（図示
せず）により少くとも１０〜6Ｔｏｒｒの真空度になる
まで排気する。その排気中に観察光学系により試料１９
のパターンを観察しつつＸＹステージ２１で試料１９を
任意の場所に移動させておく。しかる後バルブ１５を開
けてＣＶＤガスをノズル４１より試料１９に吹き付け
る。吹き付けられたＣＶＤガスは排気管４５から排気さ
れ、ＣＶＤガスは試料１９付近のみに存在することとな
る。この状態でレーザ光２を対物レンズ４により集光し
て試料１９の任意の場所に照射し、その熱エネルギーに
よりＣＶＤガスを分解して配線材料を析出させる。この
析出はコンピュータ２２で制御しているＸＹステージ２
１の移動に沿って接続を行いたい位置まで任意の速度で
移動する。そして所望の配線を形成した後、シャッタ２
３を閉じてレーザ光２の光路を遮断し配線形成の工程を
終了する。そして、全ての補修用配線を形成した後にバ
ルブ１５を閉じてＣＶＤガスの供給を停止する。次にバ
ルブ４３を開けて還元ガスをノズル４２より試料１９に
吹き付ける。吹き付けられた還元ガスは排気管４５から
排気され、還元ガスは試料１９付近のみに存在すること
となる。この状態で前記の方法で形成した配線に対する
レーザ光２の照射径が、当該配線の幅と同程度になる様
に、試料１９をＺステージ２０により光軸方向に前後さ
せる。このようにしてレーザ光２の焦点がずれた状態で
配線部分のみに当該レーザ光２が照射される様にコンピ
ュータ２２でＸＹステージ２１を制御し、任意の速度で
移動させ配線をアニールする。 【００２９】これにより、配線の結晶性の改善や炭素・
酸素等の不純物除去が行え、比抵抗を小さくできる効果
がある。 【００３０】更に本実施例によれば、配線を形成した後
にＣＶＤガスを完全に排気する必要がないため、配線形
成後のアニール過程への移行が速やかに行える効果があ
る。 【００３１】ここで、配線材料としてＭoを析出させる
ためにＭo（ＣＯ)6を用いたがＭoＣｌ5，ＭoＦ6等を用
いることもできる。また、他の配線材料としてＷを析出
させる場合Ｗ（ＣＯ)6あるいはＷＦ6，Ｎｉを析出させ
る場合Ｎｉ(ＣＯ)4を使用し、析出アニールを行うレー
ザ光としてＡｒレーザの基本波（波長５１４.５nm)を用
いる組合せや、Ａｒレーザの第２高調波（波長２５７n
m）を用いてＡｌ(ＣＨ3)2からＡｌ、Ｃｄ（ＣＨ3)2から
Ｃｄを析出させ、Ａｒレーザの基本波によりアニールを
行う組合せを使用することができる。但し、本発明はこ
れらに限定されるものではない。 【００３２】 【発明の効果】本発明によれば、レーザＣＶＤで形成し
た配線の抵抗値を、配線材料のバルクの抵抗値の近くま
で低減できるので、信号遅延が問題となるような半導体
装置の補修用配線の形成に用いることができる。 【００３３】また、上記配線のみにレーザ等のエネルギ
ビームを照射するため、周囲の完成した素子に熱影響を
与えることなく必要な部分だけを補修できるので、素子
の収率を低下させることなく部分的な補修ができるとい
う効果がある。
用配線を形成する装置に係り、特に試作した半導体装置
に部分的な不良が存在する場合に不良箇所を特定したり
補修するのに好適な配線形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、半導体装置は高集積化が著しく、
配線層についても多層化が進んでいる。このため開発過
程にある半導体装置が設計通りに動作するとは限らず、
チップ上の配線を切断したり、あるいは任意部分を接続
することにより不良箇所を特定したり、あるいは補修す
ることにより暫定的に完全な動作が得られる様にして特
性の評価が行われている。 【０００３】これらのうち任意の箇所を接続する方法と
して、エクステンド・アブストラクト・オブ・ザ・セブ
ンティーンス・コンファレンス・オン・ソリッド・ステ
ート・デバイス・アンド・マテリアルズ、東京（１９８
５年）第１９３頁から第１９６頁(Ｅxtended Ａbstrac
ts of the １７−th Ｃonference on ＳolidＳta
te Ｄevices and Ｍaterials，Ｔokyo １９８５ p
p193〜196）で論じられている方法がある。すなわち、
Ｘ−Ｙステージ上に設置されたＣＶＤセル内にＭo(Ｃ
Ｏ)6蒸気と大気圧Ａｒガスを導入し、ＣＶＤセル内のＳ
ｉＯ2でコーティングされたＳｉ基板に、初め数１０μ
ＷのＡｒイオンレーザの第２高調波（波長２５７nm）を
照射して光化学反応によりＭo膜を析出し、次に数１０
０mＷのＡｒイオンレーザの基本波（波長５１５nm）を
光化学反応で析出したＭo膜に照射して局部的に熱ＣＶ
Ｄを行った後、ＣＶＤセルをＸ−Ｙステージにより移動
させてＭo配線を形成して任意の箇所を接続するもので
ある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、形成
したＭo配線の比抵抗が４０μΩ・cmとバルクの比抵抗
（５.４μΩ・cm）の８倍も大きい。このため大型計算
機等に用いられている高速論理ＬＳＩの補修配線に使用
すると、信号が遅延し特性の評価が行えない。 【０００５】配線の抵抗値を低減するための対策として
配線膜厚を増加する方法があるが、レーザＣＶＤにより
形成された膜の残留応力、基板との膨張率の差などによ
り、クラックの発生や剥離等が生じ、膜厚の増加には限
界がある。 【０００６】従って配線の抵抗値を低減するためには配
線自体の比抵抗を低減することが不可欠である。 【０００７】本発明の目的は、信号遅延の生じない比抵
抗の小さい補修用配線を形成する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】上記目的は、真空チャン
バと、真空チャンバの内部に載置した試料上に配線を形
成する局所ＣＶＤ手段と、局所ＣＶＤ手段により形成し
た配線を局所的に加熱して低抵抗化する低抵抗化手段と
を有し、局所ＣＶＤ手段が、レーザを用いたレーザＣＶ
Ｄ手段により構成され、低抵抗化手段が、局所ＣＶＤ手
段により形成した配線の幅と同程度に集光したレーザを
配線上に照射するレーザ照射部と、照射したレーザを配
線に沿って走査する走査部により構成された配線形成装
置により達成される。 【０００９】 【作用】レーザ光照射により低抵抗化（焼鈍）の対象と
なる配線は、予めＣＶＤガス雰囲気中で集光されたレー
ザ光を試料（半導体集積回路）に照射しつつ稼働するこ
とにより形成されている。当該配線をとりまくＣＶＤガ
スを排気し、１０〜5Ｔｏｒｒ以上の真空中、あるいは
不活性ガス若しくは還元ガス雰囲気中に当該試料が保た
れることで、焼鈍の過程で配線表面が酸化されることを
防止している。 【００１０】配線の幅と同程度に集光したエネルギービ
ーム（レーザ光）を照射することにより、均一な焼鈍と
高速な処理が可能となる。当該幅以下に集光した場合に
は焼鈍の効果より再蒸発の効果が顕著となり配線が損傷
をうけるためである。 【００１１】レーザ等のエネルギービームの照射を受け
た前記配線は、局所的に加熱され、配線材料の結晶性の
改善、炭素、酸素等の不純物の除去により、配線の比抵
抗を低減される。 【００１２】 【実施例】以下、本発明の実施例を図に従って説明す
る。 【００１３】まず、本発明に基づく配線形成装置の第１
の実施例を、図１に示す。当該装置は、レーザ光２を発
振するレーザ発振器１、レーザ光２を反射して試料１９
に導くためのダイクロイックミラー３とレーザ光２を集
光して試料１９上に照射するための対物レンズ４から成
る加工光学系と、観察光源５とレーザ光２の波長に近い
波長の観察光８を取り出すためのフィルタ６と観察光８
を試料１９上に導くためのハーフミラー７、そして試料
１９の像を結像するための結像レンズ９、プリズム１
０、接眼レンズ１１とから成る観察光学系と、配線形成
の対象となる試料１９を収納するチャンバ１３であっ
て、レーザ光２を導入するためのウィンド１２、ＣＶＤ
材料ガスを納めたボンベ１６からバルブ１５を介して接
続されたガス導入配管１４、バルブ１８を介して図示し
ない真空排気装置に接続された排気用配管１７から成る
ガス供給排気系を有し、更に、試料１９を載置しレーザ
光２及び観察光８との焦点合せのため試料１９を光軸方
向に移動させるためのＺステージ２０、試料１９を前記
光軸に垂直な平面内で移動させるＸＹステージ２１から
成る試料位置特定手段を有するチャンバ１３と、前記Ｚ
ステージ２０及びＸＹステージ２１の駆動並びに前記レ
ーザ光２の光路を開閉するシャッタ２３の駆動を制御す
るコンピュータ２２、の各々の構成要素から成りたって
いる。 【００１４】次に上記装置を用いた配線形成の手順を説
明する。 【００１５】まず、バルブ１５を閉じ、バルブ１８を開
けてチャンバ１３内を真空排気装置（図示せず）により
１０〜6Ｔｏｒｒ以上の真空度になるまで排気する。し
かる後バルブ１８を閉じておいてからバルブ１５を開け
てＣＶＤガスを所望の圧力になるまでチャンバ１３内に
導入し、バルブ１５を閉じてＣＶＤガスをチャンバ１３
内に閉じ込めた状態にする。その後、観察光学系により
試料１９上のパターンを観察しつつＸＹステージ２１に
より試料を任意の場所に移動させる。 【００１６】次にレーザ発振器１よりレーザ光２を発振
し、シャッタ２３を開けてレーザ光２を対物レンズ４に
より集光して試料１９の任意の場所に照射する。ＣＶＤ
ガスはレーザ光２の熱エネルギーにより分解され、配線
材料を析出する。当該析出はコンピュータ２２で制御さ
れたＸＹステージ２０の動きに沿って所望の接続位置ま
で任意の速度で移動する。配線形成はシャッタ２３を閉
じてレーザ光２の照射を打ち切ることで終了する。 【００１７】全ての補修用配線を形成した後、バルブ１
８を開けて真空排気装置（図示せず）によりチャンバ１
３内のＣＶＤガスを排気し、少くとも１０〜5Ｔｏｒｒ
の真空とする。そして前記の方法で形成した配線に対し
て、レーザ光２の照射径が配線の幅と同程度になる様に
試料１９をＺステージ２０により光軸方向に前後させ
る。こうして得られたデフォーカスのレーザ光を配線部
分のみに照射する様、コンピュータ２２でＸＹステージ
２１を制御し、任意の速度で移動させて前記配線をアニ
ールする。 【００１８】次に配線形成の手順を図２により具体的に
説明する。 【００１９】まず図２（ａ）にＳｉ基板３０上にＳｉＯ
2膜３１を介してＡｌ配線層３３が形成されパシベーシ
ョン膜３２が全面に形成された試料を示す。接続を要す
る部分のＡｌ配線層３３上のパシベーション膜３２はリ
ソグラフィ技術を用いたエッチングやレーザ加工、イオ
ンビーム加工等の手法により窓あけが成され、窓あけ部
分３４ａ，３４ｂが形成されている。この試料を図２
（ｂ）の様にＣＶＤガス３５雰囲気内（たとえばＭo
（ＣＯ）6の蒸気０.１Ｔｏｒｒ）に載置し、窓あけ部分
３４ａに集光したレーザ光２（たとえばＡｒレーザの基
本波、パワー２００mＷ）を照射する。そしてＣＶＤガ
ス３５を熱化学反応により分解しＭo膜３６を析出しな
がら矢印の方向に試料を任意の速度（たとえば０.１mm
／min）で窓あけ部３４ｂまで移動させる。このように
して図２（ｃ）に示す様にＭo膜３６により窓あけ部３
４ａ，３４ｂにあるＡｌ配線同士を接続する。次に図２
（ｄ）に示す様にＣＶＤガス３５を排気して少くとも１
０〜5Ｔｏｒｒの真空雰囲気に試料をさらす。そしてレ
ーザ光２のＭo膜３６に対する照射径がＭo膜３６と同程
度になる様に試料を光軸方向に前後にずらし、窓あけ部
３４ａに堆積済みのＭo膜３６に照射してアニールす
る。矢印の方向に試料を移動させて、当該照射が窓あけ
部３４ｂまで成されるようにし、Ｍo膜３６のみを図２
（ｅ）に示す様にアニールする。 【００２０】この方法では、アニールを行うときにレー
ザ光２をＭo膜３６の幅と同程度の径にして照射してい
るので、アニールが短時間かつ均一に行える。収束レー
ザ光によって複数回照射するときは、堆積済みのＭo膜
３６の剥離、劣化が生じやすく、膜自体に応力ストレス
が残りやすい。 【００２１】本方法によるアニールの効果は、堆積済み
のＭo膜では比抵抗が約３０μΩ・cmであるのに対し、ア
ニール後のＭo膜３８の比抵抗は約１１μΩ・cmとなり、
約４０％の比抵抗の低減が行える。アニール前後のＭo
膜の幾何学的形状には大きな変化はない。従って膜厚、
配線幅を変えずに、レーザアニールによりＭo膜の結晶
性改善、炭素、酸素等の不純物の除去が行える。またレ
ーザ光２を窓あけ部３４ａ，３４ｂのＭo膜３６に数分
間照することで、Ｍo膜３８とＡｌ配線のコンタクト部
が、熱による拡散現象により合金化して接触抵抗を低減
できる効果もある。 【００２２】ここでレーザ光２は対物レンズ４により収
束されているが、図３に示す様にシリンドリカルレンズ
２４を用いてもよい。即ち、配線形成を行うときには対
物レンズ４を用い、アニールを行うときにはシリンドリ
カルレンズ２４を用いることで、レーザ光２は線状に集
光され、配線の幅に対して均一なエネルギーでアニール
が行える。この方法によれば、試料１９が観察光８の焦
点位置からずれることがないため、アニールを行うとき
の位置合わせが容易なる効果がある。 【００２３】なお、本実施例においてアニールを行う
時、試料１９を真空雰囲気に載置した状態で行ったが、
還元雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気においても同様の
効果が得られる。 【００２４】次に、本発明の配線形成装置の第２の実施
例を、図４により説明する。 【００２５】装置の構成で、加工光学系と観察光学系の
構成は図１で説明したものと同じである。チャンバ４０
には、上部にレーザ光２を導入するためのウィンド１２
があり、内部には試料１９にＣＶＤガスを吹き付けられ
るように設置されたノズル４１があり、そのノズル４１
の先にはＣＶＤガスを納めたボンベ１６とＣＶＤガスの
流量を調節するためのバルブ１５がつながっている。ま
た試料１９に還元ガスを吹き付けられるように設置され
たノズル４２があり、そのノズル４２の先には還元ガス
を納めたボンベ４４と還元ガスの流量を調節するための
バルブ４３がつながっている。そしてノズル４１，４２
と対向するようにＣＶＤガスと還元ガスを排気するため
の排気管４５があり、その排気管４５には排気量を調節
するためのバルブ１８がつながっており、ＣＶＤガスあ
るいは還元ガスを一定の量で排気できるようになってい
る。 【００２６】試料１９はレーザ光２及び観察光８と焦点
を合わせるため光軸方向に前後するＺステージ２０と、
ＸＹステージ２１上に載置されている。Ｚステージ２０
及びＸＹステージ２１はコンピュータ２２に接続してあ
り、所定の位置に任意の速度で移動制御が可能である。 【００２７】次に、上記した第２の実施例による装置を
用いた場合の、配線形成の手順を説明する。 【００２８】まず、バルブ１５、４３を閉じた状態でバ
ルブ１８を開けてチャンバ４０内を真空排気装置（図示
せず）により少くとも１０〜6Ｔｏｒｒの真空度になる
まで排気する。その排気中に観察光学系により試料１９
のパターンを観察しつつＸＹステージ２１で試料１９を
任意の場所に移動させておく。しかる後バルブ１５を開
けてＣＶＤガスをノズル４１より試料１９に吹き付け
る。吹き付けられたＣＶＤガスは排気管４５から排気さ
れ、ＣＶＤガスは試料１９付近のみに存在することとな
る。この状態でレーザ光２を対物レンズ４により集光し
て試料１９の任意の場所に照射し、その熱エネルギーに
よりＣＶＤガスを分解して配線材料を析出させる。この
析出はコンピュータ２２で制御しているＸＹステージ２
１の移動に沿って接続を行いたい位置まで任意の速度で
移動する。そして所望の配線を形成した後、シャッタ２
３を閉じてレーザ光２の光路を遮断し配線形成の工程を
終了する。そして、全ての補修用配線を形成した後にバ
ルブ１５を閉じてＣＶＤガスの供給を停止する。次にバ
ルブ４３を開けて還元ガスをノズル４２より試料１９に
吹き付ける。吹き付けられた還元ガスは排気管４５から
排気され、還元ガスは試料１９付近のみに存在すること
となる。この状態で前記の方法で形成した配線に対する
レーザ光２の照射径が、当該配線の幅と同程度になる様
に、試料１９をＺステージ２０により光軸方向に前後さ
せる。このようにしてレーザ光２の焦点がずれた状態で
配線部分のみに当該レーザ光２が照射される様にコンピ
ュータ２２でＸＹステージ２１を制御し、任意の速度で
移動させ配線をアニールする。 【００２９】これにより、配線の結晶性の改善や炭素・
酸素等の不純物除去が行え、比抵抗を小さくできる効果
がある。 【００３０】更に本実施例によれば、配線を形成した後
にＣＶＤガスを完全に排気する必要がないため、配線形
成後のアニール過程への移行が速やかに行える効果があ
る。 【００３１】ここで、配線材料としてＭoを析出させる
ためにＭo（ＣＯ)6を用いたがＭoＣｌ5，ＭoＦ6等を用
いることもできる。また、他の配線材料としてＷを析出
させる場合Ｗ（ＣＯ)6あるいはＷＦ6，Ｎｉを析出させ
る場合Ｎｉ(ＣＯ)4を使用し、析出アニールを行うレー
ザ光としてＡｒレーザの基本波（波長５１４.５nm)を用
いる組合せや、Ａｒレーザの第２高調波（波長２５７n
m）を用いてＡｌ(ＣＨ3)2からＡｌ、Ｃｄ（ＣＨ3)2から
Ｃｄを析出させ、Ａｒレーザの基本波によりアニールを
行う組合せを使用することができる。但し、本発明はこ
れらに限定されるものではない。 【００３２】 【発明の効果】本発明によれば、レーザＣＶＤで形成し
た配線の抵抗値を、配線材料のバルクの抵抗値の近くま
で低減できるので、信号遅延が問題となるような半導体
装置の補修用配線の形成に用いることができる。 【００３３】また、上記配線のみにレーザ等のエネルギ
ビームを照射するため、周囲の完成した素子に熱影響を
与えることなく必要な部分だけを補修できるので、素子
の収率を低下させることなく部分的な補修ができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線形成装置の第１の実施例を示す断
面図である。 【図２】本発明の配線形成工程を説明する図である。 【図３】本発明の配線形成装置の第１の実施例の応用を
示す断面図である。 【図４】本発明の配線形成装置の第２の実施例を示す断
面図である。 【符号の説明】 １…レーザ発振器、 ２…レーザ光、 ４…対物レンズ、 １３…チャンバ、 １６…ＣＶＤガス用ボンベ、 １９…試料、 ２０…Ｚステージ、 ２１…Ｘ−Ｙステージ、 ２２…コンピュータ、 ３３…Ａｌ配線層、 ３４ａ，３４ｂ…窓あけ部、 ３６…Ｍo膜、 ３８…アニールしたＭo膜、 ２４…シリンドリカルレンズ、 ４１，４２…ノズル。
面図である。 【図２】本発明の配線形成工程を説明する図である。 【図３】本発明の配線形成装置の第１の実施例の応用を
示す断面図である。 【図４】本発明の配線形成装置の第２の実施例を示す断
面図である。 【符号の説明】 １…レーザ発振器、 ２…レーザ光、 ４…対物レンズ、 １３…チャンバ、 １６…ＣＶＤガス用ボンベ、 １９…試料、 ２０…Ｚステージ、 ２１…Ｘ−Ｙステージ、 ２２…コンピュータ、 ３３…Ａｌ配線層、 ３４ａ，３４ｂ…窓あけ部、 ３６…Ｍo膜、 ３８…アニールしたＭo膜、 ２４…シリンドリカルレンズ、 ４１，４２…ノズル。
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(72)発明者 佐野 秀造
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 水越 克郎
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
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．真空チャンバと、該真空チャンバの内部に載置した
試料上に配線を形成する局所ＣＶＤ手段と、該局所ＣＶ
Ｄ手段により形成した配線を局所的に加熱して低抵抗化
する低抵抗化手段とを有することを特徴とする配線形成
装置。 ２．前記局所ＣＶＤ手段が、レーザを用いたレーザＣＶ
Ｄ手段により構成されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の配線形成装置。 ３．前記低抵抗化手段が、前記局所ＣＶＤ手段により形
成した配線の幅と同程度に集光したレーザを該配線上に
照射するレーザ照射部と、該照射したレーザを前記配線
に沿って相対的に走査する走査部とを備えたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の配線形成装置。 ４．前記局所ＣＶＤ手段が、レーザを用いたレーザＣＶ
Ｄ手段により構成され、前記低抵抗化手段が、前記局所
ＣＶＤ手段により形成した配線の幅と同程度に集光した
レーザを該配線上に照射するレーザ照射部と、該照射し
たレーザを前記配線に沿って走査する走査部により構成
され、前記レーザＣＶＤ手段と前記レーザ照射部とは同
一のレーザ光源を備えたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の配線形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1608994A JPH0799746B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 配線形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1608994A JPH0799746B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 配線形成装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61195390A Division JPH0644564B2 (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 配線形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302595A JPH06302595A (ja) | 1994-10-28 |
| JPH0799746B2 true JPH0799746B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=11906807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1608994A Expired - Fee Related JPH0799746B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 配線形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799746B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4845267B2 (ja) * | 2001-01-15 | 2011-12-28 | 東芝モバイルディスプレイ株式会社 | レーザアニール装置およびレーザアニール方法 |
| JP4334308B2 (ja) * | 2003-09-24 | 2009-09-30 | オムロンレーザーフロント株式会社 | 配線修正装置 |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP1608994A patent/JPH0799746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06302595A (ja) | 1994-10-28 |
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|---|---|---|---|
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