JP2708560B2 - Method for forming connection wiring to semiconductor device - Google Patents

Method for forming connection wiring to semiconductor device

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JP2708560B2
JP2708560B2 JP1212908A JP21290889A JP2708560B2 JP 2708560 B2 JP2708560 B2 JP 2708560B2 JP 1212908 A JP1212908 A JP 1212908A JP 21290889 A JP21290889 A JP 21290889A JP 2708560 B2 JP2708560 B2 JP 2708560B2
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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配線を形成する方法およ
び配線を形成された半導体装置に係り、特に試作した半
導体装置に部分的に存在する不良の個所や原因を特定、
あるいは不良の補修に好適な半導体装置への後続配線形
成方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring on a surface of a semiconductor device and a semiconductor device having the wiring formed thereon, and particularly to a defect partially present in a prototyped semiconductor device. Location and cause of the
Alternatively, the present invention relates to a method for forming a subsequent wiring on a semiconductor device suitable for repairing a defect.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置の高性能化,高速化をめざして、半導体装
置の微細化,高集積化が行われている。これに伴い、半
導体装置の開発が難しくなっており、開発期間の長期化
を招いている。ここで、従来の設計で十分に動作しない
チップ上の不良部分を特定し、当該部分に存在する配線
を切断したり、任意の箇所に布線を施したり、不良配線
を補修して暫定的に完全な動作が得られる半導体装置を
製造すれば、それに引き続く特性評価や、設計変更が迅
速に行えることになる。
2. Description of the Related Art In order to achieve higher performance and higher speed of semiconductor devices, miniaturization and higher integration of semiconductor devices have been performed. As a result, the development of semiconductor devices has become more difficult, leading to a longer development period. Here, the defective part on the chip that does not operate sufficiently with the conventional design is specified, the wiring existing in the part is cut, the wiring is arbitrarily arranged, the defective wiring is repaired, and the provisional is temporarily determined. If a semiconductor device capable of obtaining a complete operation is manufactured, subsequent characteristic evaluation and design change can be performed quickly.

一方、従来技術としては、たとえばセミコンダクタワ
ールド(Semiconducter World)1987年9月号p.p.27〜
32に記載されている様に、FIB(集束イオンビーム)でL
SIチップ表面のパシベーションおよび層間絶縁膜に穴あ
けを行い、配線を露出させたのち、CVDガスを導入して
同じくFIBCVDにより金属配線を形成する方法が紹介され
ている。
On the other hand, as the prior art, for example, Semiconductor World (Semiconductor World), September 1987, pp27-
As described on page 32, FIB (focused ion beam)
A method is described in which a passivation of the SI chip surface and a hole are formed in the interlayer insulating film to expose the wiring, and then a metal gas is formed by FIBCVD by introducing a CVD gas.

また、レーザ協会々報第12巻第2号(1987年4月)p.
p.1〜6にはLSIチップ表面のパシベーション膜をレーザ
光を用いたアブレーション加工で除去してバイアホール
を形成し、バイアスホール間をレーザCVDにより形成し
たMo配線で接続する方法が紹介されている。
Also, The Laser Society of Japan, Vol. 12, No. 2, April 1987, p.
Pages 1 to 6 introduce a method of removing the passivation film on the LSI chip surface by ablation using laser light to form via holes, and connecting between bias holes with Mo wiring formed by laser CVD. I have.

さらに、特開昭63−100746,あるいは特開昭63−16424
0に記載されている様にパシベーション膜および層間絶
縁膜に穴あけを行い、レーザCVDで形成した配線で接続
する方法が開示されている。
Further, JP-A-63-100746 or JP-A-63-16424
As disclosed in No. 0, a method is disclosed in which a hole is formed in a passivation film and an interlayer insulating film, and a connection is made by wiring formed by laser CVD.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記第1の従来技術は、1μm幅以下の配線が形成で
きる反面、形成速度が極めて遅くかつ配線抵抗を高い。
現実の半導体装置上に配線を布設するには、配線材料と
して十分に低抵抗なものを高速に形成することが必要で
あり、かかる観点のみに立脚しても、第1の従来技術は
そのままでは適用できない。また、さらに配線と下地と
の密着強度が十分であること、十分な断面積を有する配
線形状が得られること、半導体装置内のAl配線との接続
抵抗が十分に小さいことなどが要請される。
In the first prior art, although a wiring having a width of 1 μm or less can be formed, the forming speed is extremely low and the wiring resistance is high.
In order to lay a wiring on an actual semiconductor device, it is necessary to form a wiring material having sufficiently low resistance at a high speed. Even if only this viewpoint is used, the first conventional technique is not used. Not applicable. Further, it is required that the adhesion strength between the wiring and the base be sufficient, that a wiring shape having a sufficient sectional area be obtained, and that the connection resistance with the Al wiring in the semiconductor device be sufficiently low.

次に第2の従来技術には、レーザCVDにより、第1の
従来技術に比べて低抵抗配線を高速に形成できることが
示されているが、レーザによるアブレーション加工では
多層配線の下層に接続する場合の深穴を高精度に形成す
ることは困難である。さらに半導体装置内のAl配線との
接続抵抗が十分に小さいことが要請される。
Next, the second prior art shows that a low-resistance wiring can be formed at a higher speed by laser CVD as compared with the first prior art. It is difficult to form the deep hole with high precision. Further, it is required that the connection resistance with the Al wiring in the semiconductor device is sufficiently small.

一方、第3および第4の従来技術は多層配線を有する
半導体装置のパシベーション膜および層間絶縁膜に対し
て集束イオンビーム加工を用いて高精度に深穴を形成し
た後、レーザCVDにより低抵抗配線を高速形成して接続
できることを開示している。しかしながら、第3および
第4の従来技術においても、半導体装置内のAl配線とレ
ーザCVDで形成する配線の接続抵抗を十分に小さくする
点において課題が残されていた。
On the other hand, in the third and fourth prior arts, a deep hole is formed with high precision using a focused ion beam process in a passivation film and an interlayer insulating film of a semiconductor device having a multilayer wiring, and then a low-resistance wiring is formed by laser CVD. Are disclosed that can be formed at high speed and connected. However, the third and fourth prior arts still have a problem in that the connection resistance between the Al wiring in the semiconductor device and the wiring formed by laser CVD is sufficiently reduced.

本発明の目的は多層配線を有する半導体装置の最下層
の配線層に対しても、接続用の深穴を高精度かつ高速に
形成して、接続穴どうしをレーザCVDにより形成した低
抵抗配線で高速に接続するとともに、半導体装置内のAl
配線との接続抵抗も十分に小さくすることのできる半導
体装置への接続配線形成方法を提供することにある。
The object of the present invention is to form a deep hole for connection with high precision and high speed even in the lowermost wiring layer of a semiconductor device having a multilayer wiring, and to form a low resistance wiring in which connection holes are formed by laser CVD. High-speed connection and the Al in the semiconductor device
It is an object of the present invention to provide a method for forming a connection wiring to a semiconductor device which can sufficiently reduce the connection resistance with the wiring.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため接続穴の形成には集束イオン
ビーム加工を用いる。加工の高速化を図るため、大電流
のとれる太いビームであるいはアシストガスを併用しAl
配線表面を露出させた後、太いビームで加工した領域よ
り狭い領域を小電流細い集束イオンビームで仕上げ加工
を行う。これにより、太い集束イオンビームで加工した
際に穴の側壁からスパッタリングされ穴底に再付着した
SiO2等の絶縁物あるいは反応生成物膜等を完全に除去す
る。その後、チップ全面にCr薄膜を形成してからレーザ
CVDにより穴内部を金属で埋め込み、穴同士を同じくレ
ーザCVDで形成した金属配線でつなぐ。このCr薄膜と上
記細いビームによる加工により、埋め込んだ金属との接
続抵抗を小さくすることができ、またCr薄膜により、そ
の上に形成した金属配線の接着性を向上させるととも
に、形成の高速化、下層へのレーザ光の透過防止を図る
ことができる。
In order to achieve the above object, focused ion beam processing is used for forming the connection hole. In order to increase the processing speed, use a thick beam with a large current or use an assist gas
After exposing the surface of the wiring, a region narrower than a region processed with a thick beam is subjected to finishing with a small current and a focused ion beam. Due to this, when processed with a thick focused ion beam, it was sputtered from the side wall of the hole and reattached to the bottom of the hole
An insulator such as SiO 2 or a reaction product film is completely removed. Then, after forming a Cr thin film on the entire chip,
The inside of the hole is filled with metal by CVD, and the holes are connected with metal wiring formed by laser CVD. By processing this Cr thin film and the thin beam, the connection resistance between the embedded metal can be reduced, and the Cr thin film improves the adhesiveness of the metal wiring formed thereon, and increases the speed of formation. The transmission of the laser beam to the lower layer can be prevented.

次に真空中で、レーザCVDにより形成した配線をレー
ザアニールすることにより、上記配線の低抵抗化を図る
ことができる。
Next, the resistance of the wiring can be reduced by laser annealing the wiring formed by laser CVD in a vacuum.

その後、不要なCr薄膜を除去することにより多層配線
層を有る半導体装置の最下層に対しても高速・高精度に
穴あけを施して、接続抵抗の小さな接続と、低抵抗配線
の高速形成を行うことができる。
After that, by removing unnecessary Cr thin film, the lowermost layer of the semiconductor device having a multilayer wiring layer is also drilled at high speed and high precision to perform connection with low connection resistance and high speed formation of low resistance wiring. be able to.

〔作用〕[Action]

接続穴形成の際に高速化を図るため大電流の得られる
太いビームで加工を行うと、イオンビーム自体がガウス
形の分布を持つため、ビームのすそ野部分は接続穴の側
壁をスパッタンリングすることになるため、側壁を形成
しているSiO2等の絶縁物を穴内部に飛ばすことになり、
せっかく露出したAl配線表面にSiO2等の絶縁膜を再付着
させてしまう。またアシストガスを使用するとAl配線表
面に反応生成物膜が形成される。このため、レーザCVD
により金属を接続穴に完全に埋込んでも、接続抵抗は高
くばらつく。そこで太いビームによる接続穴形成後、細
いビームで穴底をわずかに加工して上記再付着膜を除去
することにより、レーザCVDで埋込んだ金属との低抵抗
接続が実現できる。
When processing with a thick beam that can provide a large current to speed up the formation of the connection hole, the ion beam itself has a Gaussian distribution, so the skirt portion of the beam sputters the side wall of the connection hole Therefore, the insulator such as SiO 2 forming the side wall is blown into the hole,
An insulating film such as SiO 2 is re-attached to the exposed Al wiring surface. When an assist gas is used, a reaction product film is formed on the surface of the Al wiring. For this reason, laser CVD
Therefore, even if the metal is completely embedded in the connection hole, the connection resistance varies widely. Then, after forming a connection hole with a thick beam, the bottom of the hole is slightly processed with a thin beam to remove the redeposition film, thereby realizing a low-resistance connection with a metal embedded by laser CVD.

次に半導体装置表面に薄いCr膜を形成した後、レーザ
CVDにより接続穴内部に金属を埋め込む。このCr膜は露
出しているAl配線表面に対する反射率を低減させ、金属
析出に必要なレーザ出力を低減させるとともに、Al配線
と析出金属の合金化を防ぐので低抵抗接続が実現でき
る。
Next, after forming a thin Cr film on the semiconductor device surface,
Metal is buried inside the connection hole by CVD. The Cr film reduces the reflectance of the exposed Al wiring surface, reduces the laser output required for metal deposition, and prevents the Al wiring from being alloyed with the deposited metal, thereby realizing low-resistance connection.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図に従い詳細に説明する。第1図に本
発明の配線形成方法のうち、接続穴を形成するに好適な
イオンビーム加工装置の一実施例を示す。集束イオンビ
ームを形成する際、イオン源7としては輝度の高い液体
金属イオン源等を使用し、そこから引き出したイオンビ
ーム1をレンズ11,12,13で集束し、被加工物17であるウ
エハ等へ照射し加工する。この時、イオン源7からのビ
ーム放出をコントロールするコントロール電極8,ビーム
を引き出すための電圧を印加する引き出し電極9,被加工
物17上でのビーム電流とビーム径を決めるディファイデ
ィングアパーチャ10,ビームをオンオフするためのビー
ムブランキング電極14とビームブランキングアパーチャ
15,さらにビームの偏向と形状調整を行なうデフレクタ
・ステイグマ電極16を通過させ、ビームに所定の電流,
形状,方向を与える。イオンビーム加工において目的に
応じて2種類以上のビーム径を使い分ける事は非常に有
用で、このためにデイファイディングアパーチャ10に2
つ以上のアパーチャを穿孔し、これを切り換える。21は
2次粒子検出器20からの信号により2次粒子像を表示す
るCRTを有するディフレクタコントローラである。22はC
RT上で加工領域を設定するための手段である。23はテー
ブルコントローラである。24はコントロール電極8,引き
出し電極9,静電レンズ11,12,13をコントロールするコン
トロール電源である。25はプランキング電極14をコント
ロールするブランキングコントローラである。26はコン
トロール電源24,ブランキングコントローラ25,ディフレ
クタコントローラ21,テーブルコントローラ23を制御す
るコンピュータで加工領域設定手段22や他のコントロー
ルデータに基いて各コントローラを制御するものであ
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an ion beam processing apparatus suitable for forming a connection hole in the wiring forming method of the present invention. When forming a focused ion beam, a high-brightness liquid metal ion source or the like is used as the ion source 7, and the ion beam 1 extracted therefrom is focused by lenses 11, 12, and 13, and a wafer 17 as a workpiece 17 is formed. Irradiate and process. At this time, a control electrode 8 for controlling beam emission from the ion source 7, an extraction electrode 9 for applying a voltage for extracting a beam, a defining aperture 10 for determining a beam current and a beam diameter on the workpiece 17, a beam Blanking electrode 14 and beam blanking aperture for turning on and off
15, further pass through a deflector / stigma electrode 16 for deflection and shape adjustment of the beam,
Give shape and direction. It is very useful to use two or more types of beam diameters depending on the purpose in ion beam processing.
Punch one or more apertures and switch between them. Reference numeral 21 denotes a deflector controller having a CRT for displaying a secondary particle image based on a signal from the secondary particle detector 20. 22 is C
This is a means for setting a processing area on the RT. 23 is a table controller. Reference numeral 24 denotes a control power supply for controlling the control electrode 8, the extraction electrode 9, and the electrostatic lenses 11, 12, and 13. Reference numeral 25 denotes a blanking controller that controls the blanking electrode 14. Reference numeral 26 denotes a computer which controls the control power supply 24, the blanking controller 25, the deflector controller 21, and the table controller 23, which controls each controller based on the processing area setting means 22 and other control data.

ここで、ディファイディングアパーチャ10に大小2孔
が形成されている場合を考える。まず大孔がイオンビー
ム1の光軸に入る様にディファイディングアパーチャ10
を設定することにより、大電流が得られ加工速度は大き
いが集束ビーム径も大きくなる。例えばアパーチャ径が
800μmの場合、得られる集束径が約1μm,電流が4nAの
イオンビームが得られる。この大電流・太ビームをデフ
レクタ電極16,ブランキング電極14により第2図に示す
様にY軸方向に走査し、次にX軸方向にわずかに移動さ
せた後再びY軸方向に走査する。所望のX方向位置まで
走査した後、最初からこれを繰返すことにより、例えば
第3図に示す様に半導体装置表面に接続穴を形成するこ
とができる。第3図は上層のAl配線31,32のすき間から
下層配線33の表面を露出させるため、パシベーション膜
34,層間絶縁膜35に接続穴36を形成した場合を示してあ
る。Al配線33の表面が露出したか否かは、例えば第1図
に示した2次粒子検出器20で検出することができるし、
イオンビーム1により励起された発光するケイ光の波長
を検出することによっても同等の機能が得られ、通常は
Al配線の厚さが1μm程度の場合、Al表面を確実に露出
するため、0.1〜0.2μm程度Al配線を加工した時点で、
接続穴形成を完了する。
Here, a case where two large and small holes are formed in the defining aperture 10 will be considered. First, the defining aperture 10 is set so that the large hole enters the optical axis of the ion beam 1.
By setting, a large current can be obtained and the processing speed is high, but the focused beam diameter also becomes large. For example, if the aperture diameter is
In the case of 800 μm, an ion beam with an obtained focusing diameter of about 1 μm and a current of 4 nA can be obtained. This large current / thick beam is scanned in the Y-axis direction by the deflector electrode 16 and the blanking electrode 14 as shown in FIG. 2, then moved slightly in the X-axis direction, and then scanned again in the Y-axis direction. By repeating this from the beginning after scanning to the desired X-direction position, connection holes can be formed in the surface of the semiconductor device, for example, as shown in FIG. FIG. 3 shows a passivation film for exposing the surface of the lower wiring 33 from the gap between the upper Al wirings 31 and 32.
34, a case where a connection hole 36 is formed in the interlayer insulating film 35 is shown. Whether the surface of the Al wiring 33 is exposed can be detected by, for example, the secondary particle detector 20 shown in FIG.
An equivalent function can also be obtained by detecting the wavelength of the fluorescent light emitted by the ion beam 1, which is usually excited.
When the thickness of the Al wiring is about 1 μm, in order to surely expose the Al surface, when the Al wiring is processed about 0.1 to 0.2 μm,
Complete the connection hole formation.

しかしながら、一般的には集束イオンビームの電流密
度分布はガウス形であり走査の始点,終点および最後の
数走査ではイオンビーム1によりスパッタリングされた
側壁のSiO2粒子37が、露出したAl配線33上に付着し、薄
い絶縁膜を形成してしまう。このため、後のプロセスで
接続穴36に金属を完全に生め込んでも、低接続抵抗を得
ることはできない。これは接続穴が深い程、顕著であ
る。
However, the current density distribution of the focused ion beam is generally Gaussian, and the SiO 2 particles 37 on the side walls sputtered by the ion beam 1 are exposed on the exposed Al wiring 33 at the starting point, the ending point, and the last several scans. To form a thin insulating film. For this reason, even if metal is completely produced in the connection hole 36 in a later process, a low connection resistance cannot be obtained. This is more remarkable as the connection hole is deeper.

そこでディファイディングアパーチャ10を移動してイ
オンビーム光軸が小孔を通る様に位置決めする。これに
より電流は減少するが細いビームが得られる。例えばア
パーチャ径を200μmとすると集束ビーム径が0.1μm,電
流が0.4nAのイオンビームが得られる。さらに小さなア
パーチャ径を採用することにより、より小さな集束径も
得ることができる。この細いビームを第4図に示す様
に、接続穴36形成時に太いビームを走査した範囲より狭
い領域を走査して、第5図に示す様に表面が露出してい
るAl配線33を、その上に付着しているSiO2の極く薄い層
を含めて、およそ0.1μm除去する。これにより、Al配
線33表面に付着していた絶縁膜は完全に除去され、細い
ビームを接続穴の内側のみに照射するため、新たな絶縁
膜が形成されることもない。
Therefore, the defining aperture 10 is moved to position the ion beam optical axis so as to pass through the small hole. This results in a narrow beam with reduced current. For example, if the aperture diameter is 200 μm, an ion beam having a focused beam diameter of 0.1 μm and a current of 0.4 nA can be obtained. By employing a smaller aperture diameter, a smaller focusing diameter can also be obtained. As shown in FIG. 4, this narrow beam is used to scan an area narrower than the area scanned by the thick beam when forming the connection hole 36, and the Al wiring 33 whose surface is exposed as shown in FIG. Remove approximately 0.1 μm, including a very thin layer of SiO 2 deposited on top. As a result, the insulating film adhered to the surface of the Al wiring 33 is completely removed, and a thin beam is applied only to the inside of the connection hole, so that no new insulating film is formed.

接続を必要とする部分の接続穴を全て形成した後、露
出したAl配線表面に酸化膜が形成されない様に高真空を
保ったまま、あるいは不活性ガス雰囲気を保ったままス
パッタ成膜を行うためのチャンバに搬送し、半導体装置
表面に200〜600ÅのCr膜を形成する。この緩衝膜(Cr
膜)は特開昭63−100746,あるいは特開昭63−164240に
開示されている様に、レーザCVDで配線を形成する際のC
VD配線の密着性向上、拡散層などへのレーザ光透過防
止、配線巾の均一化を図るためのものである。この目的
のため、パシベーション膜(SiO2膜orSiN膜)および、
その上に形成する配線材質と密着性が良くレーザ光反射
率の小さいものであればCrに限定されることなく、Ti,M
o,Wなどを使用することができる。
After forming all the connection holes of the parts that need to be connected, to perform sputter deposition while maintaining a high vacuum or maintaining an inert gas atmosphere so that an oxide film is not formed on the exposed Al wiring surface To form a 200-600 ° Cr film on the surface of the semiconductor device. This buffer film (Cr
Film), as disclosed in JP-A-63-100746 or JP-A-63-164240, is used when forming wiring by laser CVD.
This is for improving the adhesion of the VD wiring, preventing laser light transmission to the diffusion layer, etc., and making the wiring width uniform. For this purpose, passivation film (SiO 2 film or SiN film) and
It is not limited to Cr as long as it has good adhesion to the wiring material formed thereon and low laser light reflectance.
o, W, etc. can be used.

次に、第6図に接続穴内部を金属に充てんし、接続穴
どうしを接続するための配線を形成するに好適なレーザ
CVD装置の一実施例を示す。Arレーザ発振器41から発振
したレーザ光42はビームエキスパンダ43でビーム径を拡
げられ、ミラー44で曲げられ光学系45を構成する対物レ
ンズ46により集光されつつ、CVDチャンバ47内のステー
ジ48上載置されたウエハ49(チップでも可)上にレーザ
光透過窓50を介して照射される。レーザ光42のON,OFFの
シャッタ51で行い、レーザ出力の調整は例えば発振器電
源の励起電流の調整、あるいは透過率連続可変フィルタ
により行うことができる。レーザ照射位置決め、観察は
TVカメラ52,およびモニタ53で行う。CVDチャンバ47内は
真空ポンプ54により例えば10-7Torr程度まで排気された
後、容器55内に納められたCVD材料ガス例えばMo(Co)
を一定圧力まで導入する。その後、集束イオンビーム
加工に形成した接続穴とレーザ光42の集光位置を位置合
せして、シャッタ51を開くことによりレーザ光を照射
し、接続穴に金属本実施例ではMoを埋め込む。ここで、
CVD材料ガスとしてMo(Co))モリブデンカルボニ
ル)を選び、室温のCVDチャンバ47に0.1Torrの圧力とな
るまで導入する。穴底が口3〜4μmの接続穴にφ2〜
2.5μmに集光したレーザ光42を20〜200mWに調整して照
射すると、Mo(Co)の熱分解によりMoが接続穴内部に
析出する。この時のレーザ出力が高いほどAl配線とMoの
接続抵抗が小さいが、一方埋め込み形状が悪いことがわ
かっている。
Next, in FIG. 6, a suitable laser is used to fill the inside of the connection hole with metal and form wiring for connecting the connection holes.
1 shows an embodiment of a CVD apparatus. A laser beam 42 oscillated from an Ar laser oscillator 41 is expanded on a beam diameter by a beam expander 43, bent by a mirror 44, and condensed by an objective lens 46 constituting an optical system 45, and mounted on a stage 48 in a CVD chamber 47. Irradiation is performed through a laser light transmission window 50 onto a placed wafer 49 (possible chips). The ON / OFF of the laser beam 42 is performed by the shutter 51, and the adjustment of the laser output can be performed by, for example, the adjustment of the excitation current of the oscillator power supply or the continuous transmittance variable filter. Laser irradiation positioning and observation
This is performed by the TV camera 52 and the monitor 53. After the inside of the CVD chamber 47 is evacuated to, for example, about 10 −7 Torr by a vacuum pump 54, a CVD material gas, for example, Mo (Co) contained in a container 55
6 is introduced to a constant pressure. After that, the connection hole formed in the focused ion beam processing is aligned with the condensing position of the laser beam 42, and the shutter 51 is opened to irradiate the laser beam to bury the metal in the connection hole in the present embodiment. here,
Mo (Co) 6 ) molybdenum carbonyl) is selected as a CVD material gas and introduced into the CVD chamber 47 at room temperature until the pressure becomes 0.1 Torr. The hole bottom is φ2 to the connection hole of 3-4μm mouth.
When the laser beam 42 focused to 2.5 μm is adjusted to 20 to 200 mW and irradiated, Mo is deposited inside the connection hole by thermal decomposition of Mo (Co) 6 . It is known that the higher the laser output at this time, the lower the connection resistance between the Al wiring and Mo, but the worse the embedded shape.

そこで、まずレーザ出力を100mWに調整して0.5秒間照
射する。その時の断面は第7図(a)に示す様にチップ
表面および接続穴内部に形成したCr膜61上の、接続穴内
部にはMo膜62が形成される。このまま100mWの照射を続
けると、接続穴入口でのMo膜成長が穴底部より早く、内
部に空洞を残してしまい、また熱伝導により穴周辺にも
大きくMo膜が広がってしまう。そこで、レーザ出力を30
mWに再調整して照射を続けることにより、第7図(b)
に示す様に、Mo膜は穴底から順次成長し、完全に埋め込
むことができる。上記手順による埋め込みで、穴底寸法
口3μm,深さ6μmの場合で、Al配線63−Cr膜61−Mo64
の接続抵抗として1Ω以下が得られる。一般にAl−Mo界
面が高温にさらされると高抵抗合金が形成され、Al−Mo
の接続抵抗が高くなるが、Cr膜61が高抵抗合金の生成を
防止する上、Al配線表面の反射率が約90%と極め高いの
に対してCr膜61の表面は反射率が50〜60%と低く、その
分だけレーザ出力を低くおさえることができ、その結果
Al63−Cr61−Mo64の界面を低温にできる。また下層のSi
基板への熱影響も小さくおさえることができる。
Therefore, first, the laser output is adjusted to 100 mW and irradiation is performed for 0.5 seconds. The cross section at that time is, as shown in FIG. 7 (a), a Mo film 62 is formed inside the connection hole on the Cr film 61 formed on the chip surface and inside the connection hole. If the irradiation of 100 mW is continued as it is, the growth of the Mo film at the entrance of the connection hole is faster than at the bottom of the hole, leaving a cavity inside, and the Mo film spreads greatly around the hole due to heat conduction. Therefore, increase the laser output to 30
Fig. 7 (b) by adjusting to mW and continuing irradiation
As shown in the figure, the Mo film grows sequentially from the bottom of the hole and can be completely embedded. The embedding according to the above procedure, when the hole bottom dimension is 3 μm and the depth is 6 μm, the Al wiring 63-Cr film 61-Mo64
1 Ω or less can be obtained as the connection resistance. Generally, when the Al-Mo interface is exposed to a high temperature, a high resistance alloy is formed, and the Al-Mo
Although the Cr film 61 prevents the formation of a high-resistance alloy, the reflectance of the Al wiring surface is as high as about 90%, whereas the Cr film 61 has a reflectance of 50 to 50%. As low as 60%, the laser output can be reduced accordingly.
The interface of Al63-Cr61-Mo64 can be made low temperature. The underlying Si
The effect of heat on the substrate can be reduced.

全ての接続穴を同じ手順により、Moで埋め込んだ後、
同じMo(Co)雰囲気中でレーザ光62を照射しながら接
続すべき穴と穴の間をステージ48を駆動してウエハ49
(あるいはチップ)を移動させてMo配線を形成する。
After embedding all connection holes with Mo by the same procedure,
The stage 48 is driven between the holes to be connected while irradiating the laser beam 62 in the same Mo (Co) 6 atmosphere and the wafer 49 is driven.
(Or a chip) is moved to form Mo wiring.

全てのMo配線を形成した後、CVDチャンバ47内のMo(C
o)を全て排気し、102-5Torrより高真空の雰囲気で、
配線を形成した経路と同一の経路を移動させながらMo配
線上にレーザ光を照射する。これによりレーザCVDで形
成されたMo配線がアニールされ、不純物除去、膜質改善
により配線比抵抗が低減できる。
After forming all the Mo wiring, the Mo (C
o) Exhaust all 6 and in a vacuum atmosphere higher than 102 -5 Torr,
A laser beam is irradiated onto the Mo wiring while moving along the same path as the path on which the wiring is formed. Thereby, the Mo wiring formed by laser CVD is annealed, and the wiring specific resistance can be reduced by removing impurities and improving the film quality.

この後、配線形成の終了したチップをスパッタエッチ
室に搬送し、チップ表面全体に形成したCr膜を除去す
る。この時、除去するCr膜は200〜600Åであり、通常の
条件で形成されるMo配線厚は2000〜10000Å(0.2〜1μ
m)であるので、Mo配線がCr膜と同程度削られても、配
線抵抗の点で問題はない。
Thereafter, the chip on which the wiring has been formed is transferred to the sputter etch chamber, and the Cr film formed on the entire chip surface is removed. At this time, the Cr film to be removed is 200 to 600 mm, and the thickness of the Mo wiring formed under normal conditions is 2000 to 10000 mm (0.2 to 1 μm).
m), there is no problem in terms of wiring resistance even if the Mo wiring is cut to the same extent as the Cr film.

以上の処理の後、必要に応じて再び集束イオンビーム
加工装置に搬送し、半導体装置内Al配線の不要経路を切
断する。
After the above processing, the wafer is again transported to the focused ion beam processing apparatus as needed, and the unnecessary path of the Al wiring in the semiconductor device is cut.

以上述べた手順により、半導体装置内の配線補修が完
了する。ここではCVD材料ガスとしてMo(Co)につい
て説明して来たがこれに限定されるものではない。W
(Co)6,Ni(Co)4,Fe(Co)などの金属カルボニル,M
oCl5,MoF6,WF6などの金属ハライド,Al(CH33,Cd(C2H
5などのアルキル金属が使用できる。
With the above-described procedure, the repair of the wiring in the semiconductor device is completed. Here, Mo (Co) 6 has been described as a CVD material gas, but the present invention is not limited to this. W
Metal carbonyls such as (Co) 6 , Ni (Co) 4 , Fe (Co) 5 , M
oCl 5 , MoF 6 , WF 6 and other metal halides, Al (CH 3 ) 3 , Cd (C 2 H
5 ) Alkyl metals such as 3 can be used.

ここで、さらに第8図によって本発明の配線形成方法
について詳しく説明する。第8図(a)は配線切断およ
び配線布設を要する半導体装置の断面を示している。本
発明においては半導体装置を多数搭載したウエハを直接
の配線布設対象としても良いし、半導体装置1つを搭載
したチップを対象としても良い。
Here, the wiring forming method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 (a) shows a cross section of a semiconductor device which requires wiring cutting and wiring laying. In the present invention, a wafer on which a large number of semiconductor devices are mounted may be directly targeted for wiring installation, or a chip on which one semiconductor device is mounted may be targeted.

Si基板70上にSiO2膜71を介して1層目のAl配線72が形
成され、層間絶縁膜73を介して2層目のAl配線74が形成
され、さらにその上にウエハを保護するためのパシベー
ション膜75が形成されている。
A first-layer Al wiring 72 is formed on a Si substrate 70 with an SiO 2 film 71 interposed therebetween, and a second-layer Al wiring 74 is formed with an inter-layer insulating film 73 interposed therebetween. Is formed.

通常、パシベーション膜75上には水,油等の汚染物76
が付着しており、これらの上にCVD配線を形成すると密
着性が悪くハクリするなどの問題が生じる。そこでArプ
ラズマによるスパッタエッチにより除去し、第8図
(b)に示す様に清浄化する。その後、望ましくは大気
にさらすことなく集束イオンビーム加工部に搬送し、第
8図(c)に示すように、高速加工が可能な大電流で太
い集束イオンビーム加工により配線74および72の接続を
要する部分へのパシベーション膜75および必要に応じて
層間絶縁膜73に窓78,78′を形成して接続を要する配線7
2,74の一部を露出させる。
Usually, contaminants 76 such as water and oil are formed on the passivation film 75.
Are formed, and when a CVD wiring is formed thereon, problems such as poor adhesion and peeling occur. Then, it is removed by sputter etching using Ar plasma and is cleaned as shown in FIG. 8 (b). Thereafter, it is desirably conveyed to the focused ion beam processing section without being exposed to the atmosphere, and as shown in FIG. 8 (c), the connection of the wirings 74 and 72 is performed by a large current and thick focused ion beam processing capable of high-speed processing. Wirings 7 that need to be connected by forming windows 78, 78 'in the passivation film 75 to necessary parts and, if necessary, in the interlayer insulating film 73
Exposing a part of 2,74.

次に、第8図(d)に示す様にイオンビームを小電流
・細いビームに変換し、配線72,74の露出した部分より
狭い領域を加工し、先の太いビームで加工した際に、窓
内壁であるパシベーション膜75あるいは層間絶縁膜73か
らスパッタされ再着した膜を除去する。
Next, as shown in FIG. 8 (d), when the ion beam is converted into a small current / narrow beam, the area smaller than the exposed portions of the wirings 72 and 74 is processed, and the processing is performed using the thick beam. The sputtered and re-adhered film is removed from the passivation film 75 or the interlayer insulating film 73 as the inner wall of the window.

そのご、大気にさらすことなく第8図(e)に示すよ
うにパシベーション膜75に対して密着性が良く、導電性
を有し、かつレーザ光の吸収率の高い膜79(具体的には
クロム膜)をスパッタ蒸着などの手段により200〜600Å
の厚さで成膜する。この間、当然、露出している配線7
2,74の表面は大気にはさらさない。しかる後、Mo(Co)
ガス雰囲気内で、窓78,78′内部にArレーザ光を照射
し、窓内部をMo80,80′で埋め込む。この時、まず高出
力(ただし配線にダメージが生じない範囲)で短時間だ
けレーザ光を照射して、密着性の良いMo膜を窓78,78′
内部に形成し、その後、低出力で照射してMoで窓78,7
8′内部を完全に埋め込む。
Meanwhile, as shown in FIG. 8 (e), a film 79 having good adhesion to the passivation film 75, having conductivity, and having a high laser beam absorptivity without being exposed to the air (specifically, as shown in FIG. Chromium film) 200 ~ 600Å by means such as sputter deposition
Is formed with a thickness of During this time, of course, the exposed wiring 7
2,74 surfaces are not exposed to the atmosphere. Mo (Co)
The windows 78 and 78 'are irradiated with Ar laser light in a 6- gas atmosphere, and the windows are filled with Mo80 and 80'. At this time, first, a laser beam is irradiated for a short time at a high output (however, in a range where no damage is caused to the wiring), and the Mo film having good adhesion is formed on the windows 78 and 78 '.
Formed inside, then irradiate with low power and window with Mo 78,7
8 'completely embedded inside.

この後、接続を要する窓78と窓78′の間をレーザ光を
走査することにより、第8図(g)に示す様にMo配線81
を形成する。
Thereafter, a laser beam is scanned between the window 78 and the window 78 'which need to be connected, so that the Mo wiring 81 as shown in FIG. 8 (g).
To form

このようにしてMo配線81を形成したのち、必要に応じ
て真空中、あるいはN2ガスあるいはAr,Neなどの不活性
ガスあるいはH2などの還元性ガス雰囲気中で集光したAr
レーザを照射しながらウエハを移動しMo配線81上にArレ
ーザを照射し膜質の改善をはかる。すべてのMo配線81に
照射することにより布設が完了する。
After forming the Mo wiring 81 in this way, if necessary, condensed Ar in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas such as N 2 gas or Ar or Ne or a reducing gas such as H 2
The wafer is moved while irradiating the laser, and an Ar laser is irradiated on the Mo wiring 81 to improve the film quality. By irradiating all the Mo wirings 81, the installation is completed.

ここでレーザ光源としてArレーザが用いられている
が、緩衝膜(Cr膜)に吸収されて熱に変わり得る波長の
レーザ光源であれば使用可能である。ただし、連続発振
の方が望ましい。たとえばクリプトン(Kr)レーザ、YA
Gレーザ(高周波発振も含む)、加工部分の寸法が許せ
ばCO2レーザが挙げられる。
Here, an Ar laser is used as a laser light source, but any laser light source having a wavelength that can be absorbed by a buffer film (Cr film) and converted into heat can be used. However, continuous oscillation is more desirable. For example, krypton (Kr) laser, YA
A G laser (including high-frequency oscillation) and a CO 2 laser if the dimensions of the processed portion allow.

またCr膜79はArレーザ光に対し、その膜厚が300Åで
は約14%、600Åのとき約2%の透過率であり、他のレ
ーザ光源に対しても透過率は極端に変わらないので、下
地へのレーザ照射による熱影響を防止することができ
る。また、Cr膜79がレーザ光を吸収して発熱し、そこで
分解反応が起きてMo膜が析出するため、パシベーション
膜厚、Al配線の有無等の下層の影響が小さく、Mo配線81
の膜厚、配線幅の変化も小さい。さらには、Cr膜自体が
Al配線と比較して反射率が低く、Cr膜79がない場合に比
べて低いレーザ出力でもMo配線81が形成できるし、同じ
出力の場合にはより高速に形成できる。
The Cr film 79 has a transmittance of about 14% with respect to the Ar laser beam when the thickness is 300 mm and about 2% when the thickness is 600 mm, and the transmittance does not change extremely with other laser light sources. Thermal effects due to laser irradiation on the base can be prevented. Further, since the Cr film 79 absorbs the laser beam and generates heat, where a decomposition reaction occurs and a Mo film is deposited, the influence of the lower layer such as the passivation film thickness and the presence or absence of the Al wiring is small.
Changes in film thickness and wiring width are small. Furthermore, the Cr film itself
The Mo wiring 81 can be formed with a lower laser output than the Al wiring and with a lower laser output than when the Cr film 79 is not provided, and can be formed at a higher speed with the same output.

その後第8図(h)に示す様に露出しているCr膜79を
スパッタエッチにより除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 8 (h), the exposed Cr film 79 is removed by sputter etching.

そして最後に第8図(i)に示す様に集束イオンビー
ム加工部に搬送(大気にさらしても可)して、切断82を
要する配線を集束イオンビーム加工により切断する。以
上の一連の工程により、半導体内Al配線との接続抵抗が
小さく、かつ密着性の良い低抵抗な金属配線を高速に形
成できる。
Finally, as shown in FIG. 8 (i), the wiring is conveyed to the focused ion beam processing section (it may be exposed to the atmosphere), and the wiring requiring cutting 82 is cut by the focused ion beam processing. Through the above series of steps, it is possible to form a low-resistance metal wiring with low adhesion and good adhesion with the Al wiring in the semiconductor at a high speed.

上記実施例中では多くのプロセスが必要であるが、低
抵抗接続を得るにはプロセス間の搬送は大気にさらすこ
となく行う必要がある。第8図を例に考えると、(b)
スパッタエッチと(c),(d)集束イオンビーム加工
の間の搬送は真空中(あるいは乾燥不活性ガス雰囲気)
が望ましいが短時間であれば大気中でも良い。(d)集
束イオンビーム加工と(e)スパッタ蒸着の間は高真空
が必要である。(e)スパッタ蒸着と(f),(g)レ
ーザCVDおよびレーザアニールの間は高真空が必要であ
る。(g)レーザアニールと(h)スパッタエッチの間
および(h)スパッタエッチと(i)集束イオンビーム
加工の間は大気中でも良い。
Although many processes are required in the above embodiment, transport between the processes must be performed without exposing to the atmosphere in order to obtain a low resistance connection. Considering FIG. 8 as an example, (b)
Transport between sputter etch and (c), (d) focused ion beam processing is in vacuum (or dry inert gas atmosphere)
Although it is desirable, it may be in the atmosphere for a short time. A high vacuum is required between (d) focused ion beam processing and (e) sputter deposition. A high vacuum is required between (e) sputter deposition and (f), (g) laser CVD and laser annealing. (G) Between laser annealing and (h) sputter etching and (h) between sputter etching and (i) focused ion beam processing may be in air.

以上のことから、各プロセスを行うチャンバをゲート
バルブつなぐことにより高真空中での搬送が可能とな
る。その装置構成例を第9図に示す。
As described above, the transfer in a high vacuum can be performed by connecting the chamber for performing each process to the gate valve. FIG. 9 shows an example of the device configuration.

ロードロック室101はゲートバルブ102によりスパッタ
室165に連結されており、真空ポンプ104により、配管10
5、バルブ106を介して排気できる構成となっている。ロ
ードロック室101はウェハ107を載置するための試料台10
8および上部電極109が設けられ、さらには流量調整用の
バルブ110、配管111を介してArガスボンベ112に接続さ
れている。
The load lock chamber 101 is connected to the sputtering chamber 165 by a gate valve 102, and the pipe 10 is connected by a vacuum pump 104.
5. The exhaust can be exhausted through the valve 106. The load lock chamber 101 has a sample stage 10 on which a wafer 107 is placed.
8 and an upper electrode 109 are provided, and further connected to an Ar gas cylinder 112 via a flow control valve 110 and a pipe 111.

またスパッタ室165はゲートバルブ166によりイオンビ
ーム加工室167に、ゲートバルブ168によりレーザCVD室1
69に連結されており、真空ポンプ170により配管171、バ
ルブ172を介して排気できる構成となっている。またス
パッタ室165にはウェハ107′を載置するための試料台17
3およびスパッタ用ターゲットを有する上記電極174が設
けられ、さらには流量調整用のバルブ175、配管176を介
してArガスボンベ177に接続されている。なおArガスボ
ンベ177はArガスボンベ112と共用しても良い。
The sputtering chamber 165 is connected to the ion beam processing chamber 167 by a gate valve 166, and the laser CVD chamber 1 is connected to the gate valve 168.
The vacuum pump 170 is evacuated via a pipe 171 and a valve 172. In the sputtering chamber 165, a sample table 17 for mounting the wafer 107 'is provided.
3 and the above-mentioned electrode 174 having a sputtering target are provided, and further connected to an Ar gas cylinder 177 via a flow rate adjusting valve 175 and a pipe 176. The Ar gas cylinder 177 may be shared with the Ar gas cylinder 112.

イオンビーム加工室167にはウェハ107″を載置し、X
−Y−Z−θに移動可能なステージ180が載置され、イ
オンビーム光学系120により任意箇所にイオンビームを
照射できる構成となっている。また、真空ポンプ181に
よりバルブ182、配管183を介して排気できる構成となっ
ている。
A wafer 107 ″ is placed in the ion beam processing chamber 167, and X
A stage 180 movable in −YZ−θ is mounted, and an ion beam can be irradiated to an arbitrary position by the ion beam optical system 120. In addition, the vacuum pump 181 can exhaust the gas through the valve 182 and the pipe 183.

レーザCVD室169はウェハ107″を搭載し、X−Y−Z
−θに移動可能なステージ184が設置され、流量調整用
のバルブ185、配管186を介してCVD原料ガスボンベ187に
接続されている。そして真空ポンプ188によりバルブ18
9、配管190を介して排気できる構成となっている。さら
にレーザCVD室169にはレーザ透過用窓122が設けられ、A
rイオンレーザ発振器123から発振されたArイオンレーザ
光124がレーザ光学系125を介して対物レンズ126で集光
してウェハ107に照射できる構成となっている。上記
構成の装置により修正を必要とする半導体装置をウェハ
またはチップの状態でロードロック室101に載置した
後、全く大気にさらすことなく全プロセスを行うことが
でき、低抵抗接続、低抵抗配線を高速に形成することが
できる。
The laser CVD chamber 169 holds a wafer 107 ″ and is XYZ
A stage 184 movable at −θ is installed, and is connected to a CVD source gas cylinder 187 via a valve 185 for flow rate adjustment and a pipe 186. Then, the valve 18 is operated by the vacuum pump 188.
9. The exhaust can be exhausted through the pipe 190. Further, a laser transmission window 122 is provided in the laser CVD chamber 169, and A
The configuration is such that Ar ion laser light 124 oscillated from the r ion laser oscillator 123 can be condensed by the objective lens 126 via the laser optical system 125 and irradiated onto the wafer 107. After the semiconductor device requiring repair by the above-described device is placed in the load lock chamber 101 in the state of a wafer or a chip, the entire process can be performed without exposure to the air at all, and low-resistance connection and low-resistance wiring can be performed. Can be formed at high speed.

あるいは第9図に示した各チャンバを独立に設置し、
ウェハ(またはチップ)を高真空に保つことができる搬
送器(例えば真空ポンプを備えた容器)を介して、ある
いは乾燥不活性ガスを満たした容器を介して搬送するこ
とにより、同じ効果を得ることができる。
Alternatively, each chamber shown in FIG. 9 is installed independently,
To achieve the same effect by transporting the wafer (or chip) via a carrier capable of maintaining a high vacuum (eg, a vessel equipped with a vacuum pump) or via a vessel filled with dry inert gas Can be.

次に別な実施例について以下説明する。第10図に本発
明の別な実施例である配線形成方法のうち、接続穴を形
成するに好適な加工装置の構成を示す。これは第1図に
示した集束イオンビーム加工装置のイオンビーム1照射
部周辺にエッチングを加速するためのガスを供給するた
めのノズル201を付加したものである。このノズル201よ
りフッ素系のガス、例えばCF4,CHF3,F2,SiF6,XeF2の中
から選ばれたガスを供給する。その状態でイオンビーム
1を照射すると、ガス供給のない場合に比べてSiO2の加
工速度は10倍以上加速できる。即ち高速に高精度な接続
穴加工を行うことができるが、第11図(a)に示す様に
SiO2膜202に形成された接続穴203の底に露出したAl配線
204の表面はAlのフッ化物(AlF3)膜205で覆われてい
る。このフッ化物膜は絶縁物であり、このまま次のプロ
セスでレーザCVDにより金属を埋め込んでも低接続抵抗
は得られない。
Next, another embodiment will be described below. FIG. 10 shows a configuration of a processing apparatus suitable for forming a connection hole in a wiring forming method according to another embodiment of the present invention. This is obtained by adding a nozzle 201 for supplying a gas for accelerating the etching to the vicinity of the ion beam 1 irradiation part of the focused ion beam processing apparatus shown in FIG. From this nozzle 201, a fluorine-based gas, for example, a gas selected from CF 4 , CHF 3 , F 2 , SiF 6 and XeF 2 is supplied. When the ion beam 1 is irradiated in this state, the processing speed of SiO 2 can be accelerated 10 times or more as compared with the case where no gas is supplied. That is, high-precision connection hole processing can be performed at high speed, but as shown in FIG.
Al wiring exposed at the bottom of the connection hole 203 formed in the SiO 2 film 202
The surface of 204 is covered with an Al fluoride (AlF 3 ) film 205. This fluoride film is an insulator, and a low connection resistance cannot be obtained even if a metal is buried by laser CVD in the next process as it is.

そこで、接続穴203を形成してAl配線204表面(実際に
はフッ化物膜205)が露出した時点でイオンビーム1の
照射とノズル201からのフッ素系ガスの供給を停止す
る。しかる後、チャンバ内を十分排気して高真空度(10
-6Torr以上)が得られてから、ガス供給は停止したまま
改めてイオンビーム1を照射しつつ接続穴203の穴底よ
り狭い領域を走査して、第11図(b)に示す様にフッ化
物膜205を除去してAl配線204表面に露出させる。この時
の加工量は、Al配線204の厚さにもよるが、通常の0.5〜
2μmであるならば、0.1〜0.2μmの加工は許容され
る。
Therefore, when the connection hole 203 is formed and the surface of the Al wiring 204 (actually, the fluoride film 205) is exposed, the irradiation of the ion beam 1 and the supply of the fluorine-based gas from the nozzle 201 are stopped. Thereafter, the inside of the chamber is sufficiently evacuated to a high vacuum (10
(-6 Torr or more), a region narrower than the bottom of the connection hole 203 is scanned while irradiating the ion beam 1 again while the gas supply is stopped, and the fluorine is supplied as shown in FIG. 11 (b). The oxide film 205 is removed and exposed on the surface of the Al wiring 204. The amount of processing at this time depends on the thickness of the Al wiring 204, but is usually 0.5 to
If it is 2 μm, processing of 0.1 to 0.2 μm is acceptable.

接続を必要とする部分への接続穴形成が全て終了した
後は前の実施例で述べた様に、即ち第8図に示した様に
半導体装置表面へのCr膜形成、CVDガス雰囲気内でのレ
ーザ照射による埋め込み(この時、高出力と低出力の二
段階に分けて照射する)、レーザ照射したまま走査する
ことによる配線形成、CVDガスを排気した後の真空中
(あるいは不活性ガスあるいは還元ガス雰囲気中)での
レーザアニール、不要Cr膜除去を経て、再び集束イオン
ビーム加工装置に搬送され、不要配線の切断を行う。こ
の時の切断加工は単なる集束イオンビーム加工で良い
し、また第10図に示した装置により、エッチングを加速
するガスを供給しつつ、イオンビームによる加工を行っ
ても良い。後者では、まずパシベーション膜および必要
に応じて層間絶縁膜を加工除去するためのフッ系のガ
ス、即ちF2,CF4,SiF6,XeF2,CHF3などから選択するガス
を供給して高速に穴を形成し、Al配線が露出した時点
で、今後は塩素系のガス、即ちCl2,CCl4,SiCl4などから
選択するガスを供給して高速にAlを除去し、配線切断を
完了する。これらの工程が終了した後、フッ素系および
塩素系のガスが半導体装置表面に残留しない様、真空中
で加熱するなどの処理を行うことが必要な場合も有る
が、ここではこれ以上触れない。
After the formation of the connection holes in the portions requiring connection is completed, as described in the previous embodiment, that is, as shown in FIG. 8, a Cr film is formed on the surface of the semiconductor device, and in a CVD gas atmosphere, Embedding by laser irradiation (at this time, irradiation is performed in two stages of high output and low output), wiring formation by scanning with laser irradiation, in vacuum after exhausting CVD gas (or in inert gas or After laser annealing in a reducing gas atmosphere) and removal of the unnecessary Cr film, the wafer is transported again to the focused ion beam processing apparatus, where the unnecessary wiring is cut. The cutting process at this time may be a mere focused ion beam process, or the process shown in FIG. 10 may be performed with an ion beam while supplying a gas for accelerating the etching. In the latter, first, a fluorine-based gas for processing and removing the passivation film and, if necessary, the interlayer insulating film, that is, a gas selected from F 2 , CF 4 , SiF 6 , XeF 2 , CHF 3 or the like is supplied to supply high speed When the Al wiring is exposed and the Al wiring is exposed, a chlorine-based gas, that is, a gas selected from Cl 2 , CCl 4 , SiCl 4, etc. will be supplied to remove Al at high speed and complete the wiring cutting. I do. After these steps are completed, it may be necessary to perform a treatment such as heating in a vacuum so that fluorine-based and chlorine-based gases do not remain on the surface of the semiconductor device, but this will not be described further here.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明して来た様に本発明によれば、接続穴を形成
する際に大電流・太いビームにより高速に加工し、しか
も小電流・細いビームにより接続穴形成時にAl配線表面
に再付着したSiO2膜を除去するので、低抵抗接続を得る
ことができる。
As described above, according to the present invention, when forming a connection hole, high-speed processing was performed with a large current and a thick beam, and the small current and a narrow beam re-adhered to the surface of the Al wiring when the connection hole was formed. Since the SiO 2 film is removed, a low-resistance connection can be obtained.

また、レーザCVDにより接続穴に金属を埋め込む際に
露出したAl配線表面にCr膜を形成するので、レーザ光の
反射率を低減し、低パワーのレーザでも埋め込むことが
でき、さらに最初は高パワー短時間照射、次いで低パワ
ー完全に埋め込むまで照射することにより、良好な埋め
込み形状と低接続抵抗を得ることができる。
In addition, since a Cr film is formed on the exposed Al wiring surface when embedding metal in the connection hole by laser CVD, the reflectance of laser light is reduced, and low power laser can be embedded, and at the beginning high power can be embedded. By irradiating for a short time and then irradiating until the low power is completely buried, a good buried shape and low connection resistance can be obtained.

また本発明の別な方法によれば、エッチングガスを供
給しながら集束イオンビームを照射して高速に接続穴を
形成し露出したAl配線の表面に形成された反応生成物膜
を除去してから、接続を行うので、低抵抗接続を得るこ
とができる。
According to another method of the present invention, a focused ion beam is irradiated while supplying an etching gas to form a connection hole at high speed and remove a reaction product film formed on an exposed surface of the Al wiring, , A low resistance connection can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明を実施するに好適な集束イオンビーム加
工装置の構成図、第2図乃至第5図は本発明の接続穴を
形成する説明図、第6図は本発明を実施するに好適なレ
ーザCVD装置の構成図、第7図は本発明の接続穴を埋め
込み方法の説明図、第8図は本発明の配線形成方法の全
工程を説明する図、第9図は本発明を実施するに好適な
配線形成装置の構成図、第10図は本発明の別な実施例で
ある方法を実施するに好適な集束イオンビームアシスト
エッチング加工装置の構成図、第11図は本発明の別な実
施例による接続穴形成の説明図である。 1……集束イオンビーム、10……可動絞り、37……SiO2
粒子、42……レーザ光、61,79……Cr膜(緩衝膜)、63,
72,74……Al配線、201……ガスノズル、205……フッ化
物膜。
FIG. 1 is a structural view of a focused ion beam processing apparatus suitable for carrying out the present invention, FIGS. 2 to 5 are explanatory views for forming connection holes of the present invention, and FIG. 6 is a drawing for carrying out the present invention. FIG. 7 is an explanatory view of a method of filling a connection hole of the present invention, FIG. 8 is a view for explaining all steps of a wiring forming method of the present invention, and FIG. 9 is a view of the present invention. FIG. 10 is a configuration diagram of a wiring forming apparatus suitable for implementation, FIG. 10 is a configuration diagram of a focused ion beam assisted etching apparatus suitable for performing a method according to another embodiment of the present invention, and FIG. It is explanatory drawing of connection hole formation by another Example. 1 ...... focused ion beam, the aperture 10 ...... movable, 37 ...... SiO 2
Particles, 42 laser light, 61, 79 Cr film (buffer film), 63,
72, 74: Al wiring, 201: Gas nozzle, 205: Fluoride film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 隆 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 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 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 岡本 恵美子 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 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 伊藤 文和 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 (56)参考文献 特開 昭62−291048(JP,A) 特開 昭64−71149(JP,A) 特開 平1−140742(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Uemura 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hitachi, Ltd. Production Research Laboratory (72) Inventor Akira Shimase 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside Hitachi, Ltd. Production Technology Laboratory (72) Inventor Takahiko Takahashi 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Emiko Okamoto 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Inside the Device Development Center (72) Inventor Satoshi Haraichi 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Manufacturing Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Fumika Ito 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Inside the Manufacturing Technology Laboratory (56) References JP-A-62-291048 (JP, A) JP-A-64-71149 (JP, A) JP-A-1-140742 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】表面を絶縁膜で覆った半導体装置の前記絶
縁膜の所望の領域に集束したイオンビームを照射して前
記絶縁膜の所望の個所を除去加工することにより前記絶
縁膜の下層の配線膜を露出させ、該露出させた配線膜の
前記絶縁膜との境界より内側の領域に集束したイオンビ
ームを照射して前記露出させた配線膜の表面の前記内側
の領域を除去加工し、該内側の領域を加工した前記配線
膜を含む前記半導体装置の表面に緩衝膜を形成し、レー
ザCVDにより前記表面を加工した配線膜に電気的に接続
する新たな配線膜を前記緩衝膜上に形成し、該形成した
新たな配線膜上にレーザを照射して該形成した新たな配
線膜をアニールすることを特徴とする半導体装置への接
続配線形成方法。
A semiconductor device having a surface covered with an insulating film; a desired region of the insulating film is irradiated with a focused ion beam to remove a desired portion of the insulating film; Exposing the wiring film, irradiating a focused ion beam to a region inside the boundary between the exposed wiring film and the insulating film, and removing and processing the inner region on the surface of the exposed wiring film; A buffer film is formed on the surface of the semiconductor device including the wiring film in which the inner region is processed, and a new wiring film electrically connected to the wiring film whose surface is processed by laser CVD is formed on the buffer film. Forming a new wiring film, and irradiating the new wiring film with a laser to anneal the new wiring film.
【請求項2】前記絶縁膜の所望の個所の除去加工に比べ
て、前記露出させた配線膜の前記内側の領域の表面の加
工を、前記集束したイオンビームの径を細くして行うこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置への接続配線
形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the processing of the surface of the inner region of the exposed wiring film is performed by reducing the diameter of the focused ion beam as compared with the processing of removing a desired portion of the insulating film. 2. The method according to claim 1, wherein the connection wiring is formed on a semiconductor device.
【請求項3】前記絶縁膜の所望の個所の除去加工と、前
記露出させた配線膜の前記内側の領域の表面の加工と
を、前記集束したイオンビームを照射しながら走査して
行うことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置
への接続配線形成方法。
3. A process of removing a desired portion of the insulating film and processing a surface of the inner region of the exposed wiring film by scanning while irradiating the focused ion beam. 3. The method according to claim 1, wherein the connection wiring is formed on a semiconductor device.
【請求項4】前記絶縁膜の所望の領域への前記集束した
イオンビームの照射を、エッチングガスの雰囲気中で行
うことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置へ
の接続配線形成方法。
4. The method according to claim 1, wherein the irradiation of the focused ion beam to a desired area of the insulating film is performed in an atmosphere of an etching gas. .
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