JP2655666B2 - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JP2655666B2 JP2655666B2 JP2749988A JP2749988A JP2655666B2 JP 2655666 B2 JP2655666 B2 JP 2655666B2 JP 2749988 A JP2749988 A JP 2749988A JP 2749988 A JP2749988 A JP 2749988A JP 2655666 B2 JP2655666 B2 JP 2655666B2
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- cvd
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔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方
法に係り、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
配線形成方法に関する。
法に係り、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
配線形成方法に関する。
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、部分的に設計
変更を加えたフォトマスクを用いて再製作したり、ある
いは半導体装置内の任意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。
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、部分的に設計
変更を加えたフォトマスクを用いて再製作したり、ある
いは半導体装置内の任意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。
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・アプストラクト・オブ・ザ・セブンテイーン
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（1985年）第193頁
から第196頁（Extended Ab−stracts of the 17−th Co
nference on Solid St−ate Devices and Materials,To
kyo1985年pp193〜196）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M
o（CO）６蒸気と大気圧Arガスを導入し、CVDセル内にSi
O2でコーティングされたSi基板に、初め数10μＷ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100mW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CVD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。
ステンド・アプストラクト・オブ・ザ・セブンテイーン
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（1985年）第193頁
から第196頁（Extended Ab−stracts of the 17−th Co
nference on Solid St−ate Devices and Materials,To
kyo1985年pp193〜196）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M
o（CO）６蒸気と大気圧Arガスを導入し、CVDセル内にSi
O2でコーティングされたSi基板に、初め数10μＷ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100mW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CVD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。
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。
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。
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。
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。
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。
抵抗を低減することが不可欠である。
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方法を提供することにある。
補修用配線を形成する方法を提供することにある。
上記目的は、レーザCVDにより形成した配線を非酸化
あるいは還元雰囲気中に保つ真空装置と、当該配線にレ
ーザ光を相対的に走査して照射する手段とを用い、該レ
ーザ光の走査開始時には低パワーで、走査の進行と共に
照射パワーを所定の値まで高めて行き、走査終了に近ず
くにつれて照射パワーを下げることにより、当該配線に
クラックを生ずることなくアニールを行って膜質を向上
させることで達成される。
あるいは還元雰囲気中に保つ真空装置と、当該配線にレ
ーザ光を相対的に走査して照射する手段とを用い、該レ
ーザ光の走査開始時には低パワーで、走査の進行と共に
照射パワーを所定の値まで高めて行き、走査終了に近ず
くにつれて照射パワーを下げることにより、当該配線に
クラックを生ずることなくアニールを行って膜質を向上
させることで達成される。
レーザ光照射によるアニールの対象となる配線は、予
めCVDガス雰囲気中でレーザ光を半導体装置に集光照射
しつつ相対的に走査することにより形成される。この配
線をとりまくCVDガスを排気し、10-5Torr以上の高真空
中、あるいは不活性ガスもしくは還元ガス雰囲気中に半
導体装置を保ちつつアニールを行うことで配線が酸化さ
れることを防止している。
めCVDガス雰囲気中でレーザ光を半導体装置に集光照射
しつつ相対的に走査することにより形成される。この配
線をとりまくCVDガスを排気し、10-5Torr以上の高真空
中、あるいは不活性ガスもしくは還元ガス雰囲気中に半
導体装置を保ちつつアニールを行うことで配線が酸化さ
れることを防止している。
アニールに際してのレーザ光の照射パワーは、走査開
始時には低パワーで、走査の進行と共に高パワー（アニ
ールに必要な値）へと移行させる。そして走査領域の終
了に近ずくにつれ、走査開始時のパワーまで低下させ
る。これにより、レーザCVDで形成された配線は急熱・
急冷の熱的衝撃が大幅に低減され、さらに当該配線と下
地膜との熱膨張係数の違いに起因した応力も大幅に低減
するためクラックを生じない。
始時には低パワーで、走査の進行と共に高パワー（アニ
ールに必要な値）へと移行させる。そして走査領域の終
了に近ずくにつれ、走査開始時のパワーまで低下させ
る。これにより、レーザCVDで形成された配線は急熱・
急冷の熱的衝撃が大幅に低減され、さらに当該配線と下
地膜との熱膨張係数の違いに起因した応力も大幅に低減
するためクラックを生じない。
レーザ光の照射を受けた前記配線は、局所的に加熱さ
れる。これにより配線の一構成物質である化合物が分解
され、比抵抗の小さい金属成分が増加して配線の比抵抗
を低減する。
れる。これにより配線の一構成物質である化合物が分解
され、比抵抗の小さい金属成分が増加して配線の比抵抗
を低減する。
以下、本発明の実施例を図に従って説明する。まず本
発明の方法を実施するに最適な装置を第１図に示す。
発明の方法を実施するに最適な装置を第１図に示す。
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の照射パワーを変化させる透過率可変フイル
タ３とその駆動機構４、レーザ光２を反射して半導体装
置100に導くための反射ミラー５とダイクロイックミラ
ー６、レーザ光２の光路を開閉するシャッタ７、レーザ
光２を半導体装置100に集光照射する対物レンズ８、か
ら成る加工光学系と、観察光源９、観察光源９からの観
察光10を半導体装置100上に導くためのハーフミラー1
1、半導体装置100からの観察光10の反射光10′を結像レ
ンズ12およびテレビカメラ13に導くプリズム14,テレビ
カメラ13で取り込んだ像を表示するモニタ15から成る観
察光学系と、光検出器16および表示器17から成る照射パ
ワー検知手段と、配線形成の対象となる半導体装置100
の出し入れのためのローディングチャンバ18、レーザ光
２および観察光10を導入する窓31を設けたメインチャン
パ19、ローディングチャンバ18とメインチャンバ19とを
連結するゲートバルブ20、ローディングチャンバ18の排
気を行う真空ポンプ21およびバルブ22、ローディングチ
ャンバ18内の真空度を検知するための真空ゲージ23、同
様にメインチャンバ19の排気のための真空ポンプ24およ
びバルブ25、真空度検知のための真空ゲージ26、から成
る真空系と、ローディングチャンバ18に設けられ、ホル
ダ27に載置した半導体装置100を該チャンバ18とメイン
チャンバ19との間でホルダ27ごと搬送するための搬送ア
ーム28とその駆動機構29から成る搬送手段と、メインチ
ャンバ19内に設けられ、Ｘ・Ｙ・Ｚ・θの各方向（三次
元方向）に移動可能なステージ30と、CVD材料ガスを納
めたボンベ32およびバルブ33とガス導入のための配管34
から成るCVDガス供給手段と、必要に応じ、不活性ガス
あるいは還元性ガスを納めたボンベ35およびバルブ36と
ガス導入のための配管37から成るアニール用ガス供給手
段と、前記した透過率可変フイルタ３の駆動機構４およ
びシャッタ７および搬送アーム28の駆動機構29およびス
テージ30の制御、光検出器16の表示器17からのデータ取
り込み、磁気媒体38からの加工データの取り込み、等を
行う第１のコントローラ39と、前記したゲートバルブ20
およびバルブ22,25,33,36の制御、真空ゲージ23,26から
のデータ取り込み、等を行う第２のコントローラ40、か
ら構成される。
レーザ光２の照射パワーを変化させる透過率可変フイル
タ３とその駆動機構４、レーザ光２を反射して半導体装
置100に導くための反射ミラー５とダイクロイックミラ
ー６、レーザ光２の光路を開閉するシャッタ７、レーザ
光２を半導体装置100に集光照射する対物レンズ８、か
ら成る加工光学系と、観察光源９、観察光源９からの観
察光10を半導体装置100上に導くためのハーフミラー1
1、半導体装置100からの観察光10の反射光10′を結像レ
ンズ12およびテレビカメラ13に導くプリズム14,テレビ
カメラ13で取り込んだ像を表示するモニタ15から成る観
察光学系と、光検出器16および表示器17から成る照射パ
ワー検知手段と、配線形成の対象となる半導体装置100
の出し入れのためのローディングチャンバ18、レーザ光
２および観察光10を導入する窓31を設けたメインチャン
パ19、ローディングチャンバ18とメインチャンバ19とを
連結するゲートバルブ20、ローディングチャンバ18の排
気を行う真空ポンプ21およびバルブ22、ローディングチ
ャンバ18内の真空度を検知するための真空ゲージ23、同
様にメインチャンバ19の排気のための真空ポンプ24およ
びバルブ25、真空度検知のための真空ゲージ26、から成
る真空系と、ローディングチャンバ18に設けられ、ホル
ダ27に載置した半導体装置100を該チャンバ18とメイン
チャンバ19との間でホルダ27ごと搬送するための搬送ア
ーム28とその駆動機構29から成る搬送手段と、メインチ
ャンバ19内に設けられ、Ｘ・Ｙ・Ｚ・θの各方向（三次
元方向）に移動可能なステージ30と、CVD材料ガスを納
めたボンベ32およびバルブ33とガス導入のための配管34
から成るCVDガス供給手段と、必要に応じ、不活性ガス
あるいは還元性ガスを納めたボンベ35およびバルブ36と
ガス導入のための配管37から成るアニール用ガス供給手
段と、前記した透過率可変フイルタ３の駆動機構４およ
びシャッタ７および搬送アーム28の駆動機構29およびス
テージ30の制御、光検出器16の表示器17からのデータ取
り込み、磁気媒体38からの加工データの取り込み、等を
行う第１のコントローラ39と、前記したゲートバルブ20
およびバルブ22,25,33,36の制御、真空ゲージ23,26から
のデータ取り込み、等を行う第２のコントローラ40、か
ら構成される。
本装置に用いるレーザ発振器１としてはレーザ光２が
連続発振されるものが適している。例えばArレーザ,Kr
レーザ,He−Neレーザ,YAGレーザ（高調波も含め），等
がある。
連続発振されるものが適している。例えばArレーザ,Kr
レーザ,He−Neレーザ,YAGレーザ（高調波も含め），等
がある。
透過率可変フイルタ３は一枚の円板の周方向に透過率
を連続的あるいは一定角度毎に変化させたものであり、
駆動機構４で回転させることでレーザ光２の透過光量
（＝照射パワー）を変える。
を連続的あるいは一定角度毎に変化させたものであり、
駆動機構４で回転させることでレーザ光２の透過光量
（＝照射パワー）を変える。
反射ミラー５はレーザ光２の一定割合が透過するもの
であり、これを透過したレーザ光２のパワーとダイクロ
イックミラー６および対物レンズ８および窓31のレーザ
光２に対する透過率が分かっていれば半導体装置100に
照射されるレーザ光２のパワーは容易に知ることができ
る。ダイクロイックミラー６はレーザ光２の波長に対し
てのみ反射の特性を有するものである。
であり、これを透過したレーザ光２のパワーとダイクロ
イックミラー６および対物レンズ８および窓31のレーザ
光２に対する透過率が分かっていれば半導体装置100に
照射されるレーザ光２のパワーは容易に知ることができ
る。ダイクロイックミラー６はレーザ光２の波長に対し
てのみ反射の特性を有するものである。
モニタ15の画面上には、レーザ光２の照射位置を示す
マーカ（例えば電子ライン）が表示されている。磁気媒
体38から取り込む加工データの内容は、半導体装置100
内の配線とレーザCVDにより形成する配線との接続部の
座標（座標原点は半導体装置100内の特定パターン（例
えばアライメントマーク））、配線の形成経路、レーザ
CVDおよびレーザアニール時のレーザ光照射パワー、お
よびレーザ光の走査速度、CVD材料ガスのメインチャン
バ19への導入圧力、不活性ガスあるいは還元性ガスのメ
インチャンバ19への導入圧力（必要に応じ）、各種処理
前のローディングチャンバ18およびメインチャンバ19の
所要真空度、等である。
マーカ（例えば電子ライン）が表示されている。磁気媒
体38から取り込む加工データの内容は、半導体装置100
内の配線とレーザCVDにより形成する配線との接続部の
座標（座標原点は半導体装置100内の特定パターン（例
えばアライメントマーク））、配線の形成経路、レーザ
CVDおよびレーザアニール時のレーザ光照射パワー、お
よびレーザ光の走査速度、CVD材料ガスのメインチャン
バ19への導入圧力、不活性ガスあるいは還元性ガスのメ
インチャンバ19への導入圧力（必要に応じ）、各種処理
前のローディングチャンバ18およびメインチャンバ19の
所要真空度、等である。
次に本装置を用いた配線形成手順を説明する。
まず、磁気媒体36から加工データを取り込むと共に、
ローディングチャンバ18のフタ（図示せず）を開けてホ
ルダ27上に半導体装置100を載置する。フタを閉じた
後、バルブ22を開けてローディングチャンバ18内を10-5
Torr以上の高真空に排気する。尚、メインチャンバ19は
予め10-6〜10-7Torrに排気されている。（ゲートバルブ
20は閉、バルブ25が開、バルブ33,36は閉） 次に、ゲートバルブ20を開け、搬送アーム28により半
導体装置100をホルダ27ごとステージ30上に載置し、搬
送アーム28を戻し、ゲートバルブ20を閉じる。メインチ
ャンバ19内が再び10-6Torr以上の高真空に達したらバル
ブ25を閉じ、バルブ33を開けてCVD材料ガスを所定の圧
力になるまで導入後、バルブ33を閉じCVD材料ガスをチ
ャンバ19内に閉じ込める。ここで用いるCVD材料ガスと
いては、Cr（CO）6,Ni（CO）4,Mo（CO）6,W（CO）６と
いった金属カルボニルやMoF6,WF6といったハロゲン化合
物である。これらは昇華性であるが、室温における蒸気
圧が低いため、ボンベ32やバルブ33および配管34にヒー
タを設け、加熱しながらCVD材料ガス導入を行うと短時
間で済む。
ローディングチャンバ18のフタ（図示せず）を開けてホ
ルダ27上に半導体装置100を載置する。フタを閉じた
後、バルブ22を開けてローディングチャンバ18内を10-5
Torr以上の高真空に排気する。尚、メインチャンバ19は
予め10-6〜10-7Torrに排気されている。（ゲートバルブ
20は閉、バルブ25が開、バルブ33,36は閉） 次に、ゲートバルブ20を開け、搬送アーム28により半
導体装置100をホルダ27ごとステージ30上に載置し、搬
送アーム28を戻し、ゲートバルブ20を閉じる。メインチ
ャンバ19内が再び10-6Torr以上の高真空に達したらバル
ブ25を閉じ、バルブ33を開けてCVD材料ガスを所定の圧
力になるまで導入後、バルブ33を閉じCVD材料ガスをチ
ャンバ19内に閉じ込める。ここで用いるCVD材料ガスと
いては、Cr（CO）6,Ni（CO）4,Mo（CO）6,W（CO）６と
いった金属カルボニルやMoF6,WF6といったハロゲン化合
物である。これらは昇華性であるが、室温における蒸気
圧が低いため、ボンベ32やバルブ33および配管34にヒー
タを設け、加熱しながらCVD材料ガス導入を行うと短時
間で済む。
CVD材料ガス導入の間に、半導体装置100に照射するレ
ーザ光２のパワー調整を加工データに基き、透過率可変
フイルタ３と光検出器16とを用いて行う。また、ステー
ジ30を移動させ、対物レンズ８真下に半導体装置100の
基準位置（例えばアライメントマーク）を位置させた
後、該基準位置とモニタ15上のマーカとが一致する様、
ステージ30を移動させ、この位置を加工原点とする。次
に、加工データに基きステージ30を移動させて、半導体
装置100に予め形成してあるコンタクトホールの中心と
モニタ15画面上のマーカとを合わせる。
ーザ光２のパワー調整を加工データに基き、透過率可変
フイルタ３と光検出器16とを用いて行う。また、ステー
ジ30を移動させ、対物レンズ８真下に半導体装置100の
基準位置（例えばアライメントマーク）を位置させた
後、該基準位置とモニタ15上のマーカとが一致する様、
ステージ30を移動させ、この位置を加工原点とする。次
に、加工データに基きステージ30を移動させて、半導体
装置100に予め形成してあるコンタクトホールの中心と
モニタ15画面上のマーカとを合わせる。
CVD材料ガスが所定の圧力に導入されていたならば、
シャッタ７を開いてコンタクトホール106a内にレーザ光
２を照射する。（第２図（ａ））レーザ照射によりコン
タクトホール106a内の配線103が加熱され、そこに触れ
たCVD材料ガスが熱分解し、導電性物質107を析出する。
（第２図（ｂ））CVD材料ガスの分解によって得られる
導電性物質107としては、Cr（CO）６の合はCr,Ni（CO）
４の場合はNi,Mo（CO）６およびMoF6の場合はMo,W（C
O）６およびWF6の場合はＷである。これらは後で形成す
る配線においても同じである。
シャッタ７を開いてコンタクトホール106a内にレーザ光
２を照射する。（第２図（ａ））レーザ照射によりコン
タクトホール106a内の配線103が加熱され、そこに触れ
たCVD材料ガスが熱分解し、導電性物質107を析出する。
（第２図（ｂ））CVD材料ガスの分解によって得られる
導電性物質107としては、Cr（CO）６の合はCr,Ni（CO）
４の場合はNi,Mo（CO）６およびMoF6の場合はMo,W（C
O）６およびWF6の場合はＷである。これらは後で形成す
る配線においても同じである。
コンタクトホール106aを完全に埋め込んだ後、シャッ
タ７を閉じてレーザ照射を停止する。そして、ステージ
30を移動して対をなすコンタクトホール106bの中心とマ
ーカとを合わせ、再びシャッタ７を開いてレーザ照射を
行い、導電性物質を充填する。
タ７を閉じてレーザ照射を停止する。そして、ステージ
30を移動して対をなすコンタクトホール106bの中心とマ
ーカとを合わせ、再びシャッタ７を開いてレーザ照射を
行い、導電性物質を充填する。
複数箇所の接続を行う場合、上記動作（位置合わせ→
レーザ照射）を繰り返し、全てのコンタクトホール106
を導電性物質107で充填後、次に述べる配線形成を行っ
ても良いし、あるいは一対毎に導電性物質107の充填、
配線形成を繰り返し行っても良い。
レーザ照射）を繰り返し、全てのコンタクトホール106
を導電性物質107で充填後、次に述べる配線形成を行っ
ても良いし、あるいは一対毎に導電性物質107の充填、
配線形成を繰り返し行っても良い。
次に充填済みのコンタクトホール106同志の接続、即
ち配線形成を行う。レーザ光２の照射パワーを所定の値
に設定後、シャッタ７を開いてレーザ光２をコンタクト
ホール106bの充填部に照射する。同時に、加工データの
配線の形成経路に従ってステージ30を移動、即ちレーザ
光２の相対的走査を行う。これにより、半導体装置100
上には第２図（Ｃ）に示す如く、配線108が形成され
る。対をなすコンタクトホール106aの充填部にレーザ光
２が達した所でレーザ光２の照射およびステージ30の移
動を停止する。
ち配線形成を行う。レーザ光２の照射パワーを所定の値
に設定後、シャッタ７を開いてレーザ光２をコンタクト
ホール106bの充填部に照射する。同時に、加工データの
配線の形成経路に従ってステージ30を移動、即ちレーザ
光２の相対的走査を行う。これにより、半導体装置100
上には第２図（Ｃ）に示す如く、配線108が形成され
る。対をなすコンタクトホール106aの充填部にレーザ光
２が達した所でレーザ光２の照射およびステージ30の移
動を停止する。
配線108の布設が全て終了したならば、バルブ25を開
けてメインチャンバ19内のCVD材料ガスを排気する。メ
インチャンバ19内が10-6Torr以上の高真空になったらレ
ーザアニールを行う。
けてメインチャンバ19内のCVD材料ガスを排気する。メ
インチャンバ19内が10-6Torr以上の高真空になったらレ
ーザアニールを行う。
第３図に示す如く、レーザアニール開始点x1の照射パ
ワーをP1に調整する。この照射パワーP1は配線108にい
きなり照射しても当該配線108にクラックを生じない程
度の値であり、配線108の材質や寸法、レーザ光２の波
長、等で異なる。例えば、配線幅が約10μｍのMo配線に
波長515nmのArレーザ光を照射した時、200mW以下の照射
パワーではクラックの発生が認められなかった。
ワーをP1に調整する。この照射パワーP1は配線108にい
きなり照射しても当該配線108にクラックを生じない程
度の値であり、配線108の材質や寸法、レーザ光２の波
長、等で異なる。例えば、配線幅が約10μｍのMo配線に
波長515nmのArレーザ光を照射した時、200mW以下の照射
パワーではクラックの発生が認められなかった。
照射パワーP1を調整後、シャッタ７を開くと共にステ
ージ30を配線経路に従って移動させ、レーザ光２を相対
的に走査する。走査の進行と共に照射パワーを高めて行
き、所定の位置x2に達した時点でアニールの効果が高い
値P2にする。この照射パワーP2も前記P1同様、配線108
の材質や寸法、レーザ光２の波長、等で異なる。第４図
に配線幅が約15μｍのMo配線を波長515nmのArレーザ光
を用いてレーザアニールした時の照射パワーと配線抵抗
との関係を示す。第４図より、500mW以上でレーザアニ
ールすることで配線抵抗を1/5以下に低減できることが
分かる。これは、Mo配線中の比抵抗を高めているMoOxCy
の化合物が分解し、金属としてのMoの比率が増加したた
めである。
ージ30を配線経路に従って移動させ、レーザ光２を相対
的に走査する。走査の進行と共に照射パワーを高めて行
き、所定の位置x2に達した時点でアニールの効果が高い
値P2にする。この照射パワーP2も前記P1同様、配線108
の材質や寸法、レーザ光２の波長、等で異なる。第４図
に配線幅が約15μｍのMo配線を波長515nmのArレーザ光
を用いてレーザアニールした時の照射パワーと配線抵抗
との関係を示す。第４図より、500mW以上でレーザアニ
ールすることで配線抵抗を1/5以下に低減できることが
分かる。これは、Mo配線中の比抵抗を高めているMoOxCy
の化合物が分解し、金属としてのMoの比率が増加したた
めである。
レーザ光２の照射位置が所定の位置x3に達したなら
ば、照射パワーを下げて行き、走査終了点x4では走査開
始時と同じになる様、透過率可変フイルタ３を回して調
整する。
ば、照射パワーを下げて行き、走査終了点x4では走査開
始時と同じになる様、透過率可変フイルタ３を回して調
整する。
この一連の動作により、配線108はレーザ照射による
急熱・急冷の熱的衝撃が低減される。そして、配線108
と下地膜（パッシベーション膜105）との熱膨張係数の
違いによって生じる応力も低減され、これらに起因する
クラックの発生を防止できる。
急熱・急冷の熱的衝撃が低減される。そして、配線108
と下地膜（パッシベーション膜105）との熱膨張係数の
違いによって生じる応力も低減され、これらに起因する
クラックの発生を防止できる。
第３図に示した照射パワーのプロファイルは、加工デ
ータとして予め磁気媒体38に記録されている。第３図で
は照射位置との関係で示したが、時間との関係で示して
も良い。また、照射パワーP1からP2,P2からP1までの変
化を連続的に示したが、ステップ状にしても良い。
ータとして予め磁気媒体38に記録されている。第３図で
は照射位置との関係で示したが、時間との関係で示して
も良い。また、照射パワーP1からP2,P2からP1までの変
化を連続的に示したが、ステップ状にしても良い。
配線108が複数本形成されている場合は、再びステー
ジ30を移動して次の配線108の走査開始点の位置合わせ
を行い、上記手順で全ての配線108をレーザアニールす
る。（第２図（ｄ））しかる後、ステージ30を半導体装
置100搬送時の位置に戻し、ゲートバルブ20を開け、搬
送アーム28により半導体装置100をローディングチャン
バ18にホルダ28ごと搬送する。次いで、ゲートバルブ20
を閉じ、ローディングタンバ18を大気開放して半導体装
置100を取り出し、配線形成を終了する。
ジ30を移動して次の配線108の走査開始点の位置合わせ
を行い、上記手順で全ての配線108をレーザアニールす
る。（第２図（ｄ））しかる後、ステージ30を半導体装
置100搬送時の位置に戻し、ゲートバルブ20を開け、搬
送アーム28により半導体装置100をローディングチャン
バ18にホルダ28ごと搬送する。次いで、ゲートバルブ20
を閉じ、ローディングタンバ18を大気開放して半導体装
置100を取り出し、配線形成を終了する。
尚、本実施例において、レーザアニールを真空中で行
ったが、メインチャンバ19を高真空に排気後、バルブ36
を開けてボンベ35より不活性ガスあるいは還元性ガスを
導入し、これらの雰囲気中で行っても良い。
ったが、メインチャンバ19を高真空に排気後、バルブ36
を開けてボンベ35より不活性ガスあるいは還元性ガスを
導入し、これらの雰囲気中で行っても良い。
また、本実施例のレーザCVDによる配線108は、CVD材
料ガスが熱分解によって得られるものであるため、レー
ザ光２の集光径より大きな幅で形成される。よって、レ
ーザアニール時にレーザ光２の集光径をデフォーカスさ
せる等して大きくし、配線108全幅に照射することによ
り、配線108全体を均一にアニールすることができる。
料ガスが熱分解によって得られるものであるため、レー
ザ光２の集光径より大きな幅で形成される。よって、レ
ーザアニール時にレーザ光２の集光径をデフォーカスさ
せる等して大きくし、配線108全幅に照射することによ
り、配線108全体を均一にアニールすることができる。
さらに、ステージ30あるいはホルダ27にヒータを設け
るか、ケインチャンバ19内に加熱用ランプを設ける等し
て、半導体装置100全体をその特性に悪影響を与えない
程度に加熱しながらレーザアニールを行えば、低パワー
のレーザ照射で配線抵抗の低減が達成できる。また、照
射パワーの上昇・下降の区間（第３図のx1−x2,x3−
x4）を短くできるため、十分に低抵抗化される領域が長
くなる。
るか、ケインチャンバ19内に加熱用ランプを設ける等し
て、半導体装置100全体をその特性に悪影響を与えない
程度に加熱しながらレーザアニールを行えば、低パワー
のレーザ照射で配線抵抗の低減が達成できる。また、照
射パワーの上昇・下降の区間（第３図のx1−x2,x3−
x4）を短くできるため、十分に低抵抗化される領域が長
くなる。
以上説明したように本発明によれば、レーザCVDで形
成した配線の抵抗値を大幅に低減できるため、信号遅延
が問題となるような半導体装置の不良箇所の特定や補修
に適用できる。
成した配線の抵抗値を大幅に低減できるため、信号遅延
が問題となるような半導体装置の不良箇所の特定や補修
に適用できる。
また、上記配線のみにレーザ光を照射してアニールを
行うため、周囲の完成した素子に熱影響を与えることな
く低抵抗化を達成できる。
行うため、周囲の完成した素子に熱影響を与えることな
く低抵抗化を達成できる。
さらに、レーザ照射によって生ずる応力を低減させた
アニールを行っているため、上記配線にクラックを生ず
ることがない。よって半導体装置の補修歩留りが大幅に
向上する。
アニールを行っているため、上記配線にクラックを生ず
ることがない。よって半導体装置の補修歩留りが大幅に
向上する。
第１図は本発明の配線形成を行うための一実施例を示す
図、第２図は本発明の配線形成工程を示す図、第３図は
本発明のレーザアニールにおける照射パワーの変化を示
す図、第４図はレーザアニール時の照射パワーと配線抵
抗の関係を示す図である。 １……レーザ発振器、２……レーザ光、３……透過率可
変フィルタ、５……反射ミラー、７……シャッタ、８…
…対物レンズ、16……光検出器、18……ローディングチ
ャンバ、19……メインチャンバ、20……ゲートバルブ、
21,24……真空ポンプ、30……ステージ、31……窓、32
……CVD材料ガスボンベ、38……磁気媒体、39……コン
トローラ、100……半導体装置、103……配線、106……
コンタクトホール、107……導電性物質、108……配線。
図、第２図は本発明の配線形成工程を示す図、第３図は
本発明のレーザアニールにおける照射パワーの変化を示
す図、第４図はレーザアニール時の照射パワーと配線抵
抗の関係を示す図である。 １……レーザ発振器、２……レーザ光、３……透過率可
変フィルタ、５……反射ミラー、７……シャッタ、８…
…対物レンズ、16……光検出器、18……ローディングチ
ャンバ、19……メインチャンバ、20……ゲートバルブ、
21,24……真空ポンプ、30……ステージ、31……窓、32
……CVD材料ガスボンベ、38……磁気媒体、39……コン
トローラ、100……半導体装置、103……配線、106……
コンタクトホール、107……導電性物質、108……配線。
フロントページの続き (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 高橋 貴彦 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社日立製作所武蔵工場デバイス開発セン タ内 (56)参考文献 特許1920171（ＪＰ，Ｃ２)
Claims (1)
- 【請求項１】CVDガス雰囲気中で半導体装置の表面にレ
ーザ光を照射して走査することにより前記表面に付加配
線を形成する付加配線形成工程と、該付加配線形成工程
で形成された付加配線に対してレーザ光の走査の中間部
分がレーザ光の走査の始端および終端の部分に比べて大
きなエネルギになるように前記レーザ光を照射して走査
することにより前記付加配線をアニールするアニール工
程とを有することを特徴とする配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2749988A JP2655666B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2749988A JP2655666B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 配線形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01204448A JPH01204448A (ja) | 1989-08-17 |
| JP2655666B2 true JP2655666B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=12222835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2749988A Expired - Lifetime JP2655666B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655666B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8889565B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-11-18 | Asm International N.V. | Selective removal of oxygen from metal-containing materials |
| US7829457B2 (en) | 2009-02-20 | 2010-11-09 | Asm International N.V. | Protection of conductors from oxidation in deposition chambers |
| JP2018111855A (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 配線修正装置および配線修正方法 |
| KR102034394B1 (ko) * | 2018-09-17 | 2019-10-18 | 주식회사 코윈디에스티 | 레이저 화학기상증착을 이용한 미세 배선 형성 방법 |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP2749988A patent/JP2655666B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01204448A (ja) | 1989-08-17 |
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