JPH0277129A - 配線形成方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオンビームあるいはレーザを照射して配線形
成の終了を自動的憂こ検知して、半導体集積回路の配線
を形成する配線形成方法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

イオンビームあるいはレーザを照射してＬＳＩ寺の配線
を形成する技術は現在開発されつつある技術であるため
、その配線形成の終点を自動的に検出する従来の技術は
まだ開拍されていない。イオンビームあるいはレーザを
照射して半導体装置を製造する技術とじで、従来、配線
の切断や接続をイオンビーム等を照射して行う技術があ
る。この場合、照射の終点検出は、目視での判断により
行われており、自動的に行う試みは無い。また、半導体
集積回路の微細加工技術の一つであるエツチングでは、
エツチングの進行をモニタする手段の一つとして、レー
ザビームをエツチング面に照射し、エツチング面からの
レーザビームの反射光量の変化を検出する方法がある（
特開昭５３−１１２６７０号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記エツチングにおける終点検出方法は、レーザ光をエ
ツチング面ｌこ照射してその反射光の全体の光量の変化
を検出し、エツチングの終了点を検出するものである。

レーザの照射により配線を形成する技術にこのエツチン
グにおける従来技術を適用することは、配線形成が特定
領域（こ限定されるため、困難である。

本発明の目的は、イオンビームあるいはレーザを照射し
て、正確番こ配縁形成の終了を自動的に検知して所望個
所に半導体装置の配線を形成することができるようにし
た配線形成方法及びその装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

ａち本発明は、イオンビームあるいはレーザを照射し・
て半導体装置の配線を形成する装置において、形成した
配線箇所からの反射光の光変化により配線形成の終了を
検知することで、上記目的が達成される。

また本発明は、ＬＳＩ上に成膜する等電性、喚に照明光
を照射し、この反射光の輝度を撮像装置で光学的ｆこ取
り込む構成とし、レーザ照射前の穴の画像をあらつ）し
め吹っ込んで記憶しておく一方、レーザ照射時、穴画像
をリアルタイムで取り込んで膜の穴周辺への広がりに伴
う画像の輝度変化を埋め込み前の穴画像と比較してモニ
タする画像処理装置ｔを設けることで上記目的が達成さ
れる。

〔作用〕

ガス４囲気中に置かれた基板にレーザ光を照射すると、
熱化学反応により基板上に反応物質が付着してこれが配
線となる。反応物質の基板上への付着具合によりその表
面の凹凸度が変化する。つまり、反応物質の付着が進に
従い、その反応物質の表面つまり配線からの反射光の光
量が変化する。

従って、形成している配線からの反射光の光量の変化を
検出し、配線形成終了を検知する。あらかじめ指定した
領域のみに測定領域を限定することによりＳ／Ｎを向上
し終点検出精度をあげさらに誤検出の危険を減らすこと
ができる。

すなわち、照明光でＬＳＩを照射し、撮像装置において
はＬＳＩからの反射光を画像として駿り込む。撮像装置
の画像はレーザ照射前、いったん画像処理装置に取り込
まれ、レーザ照射中はリアルタイムで画像処理装置に入
力される。画像処理装置は穴埋めの終了を穴周辺への広
がり番こ伴う画像の輝度変化によって検出し、レーザ光
しゃ断の処＋１を行うのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施＋ｎｌを図面を参照して説明する０ 実施例１゜ 第２図は、本発明の一実施例を適用したレーザＣＶ　Ｄ
　（Ｃｈｅｍｉ　ｃａｌ　　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）装置の歓略↑Ｈ成図である。

チャンバ１の円部にレーザ光に反応して生成物を析出す
るガスを満たし、レーザ装＆９からの元をＬＳＩ基板５
上に照射し、これによりＬＳＩの基板６上のレーザ照射
時所に配線を形成する。

ＬＳＩ＆板は、ＸＹステージ２の上に搭載されており、
ステージ２の移動−こより目的の位置に配線を形成する
ことができる。レーザの元は、シャッタ６及び、チャン
バ１の透明窓１４ヲ通して半透明鏡５により曲げられ、
集光レンズ４によりＬＳＩ基板基板心上的箇所に集光さ
れる。レーザ党エネルギにより、ＬＳＩ基板３上で熱化
学反応が起き、ＬＳＩ基板基板心上電性膜が析出し、こ
の析出物を配線材料として、局所配線が可能となる。こ
のとき、レーザを照射する時間を制御することにより、
レーザの光エネルギ、言い替えれば、配線の析出ｔを制
御する。従って、レーザ照射を終了するための終点検出
が必要である。レーザスポットが当たっている部分の反
射光量が、後述するように配線析出とともに変化するの
で、これを撮像装置ｔ６と画像処理装置７で検出し、シ
ャッタ８を閉じてレーザ光ヲ辿断し、配線を終了する。

レーザスポットが当たっている部分は、外部光源１２及
び集光レンズ１１と反射ミラー１０によって照明されて
いる。

第１図（ａ）は、基板５にイオンビームであけた穴１６
に、レーザ照明により配線物質１６′を析出させている
断面図をレーザ照明時間順に並べたものである。

ＬＳＩ基板５の表面は、５ｉＯ１の保論膜１５で覆われ
ており、配線を形成する所に穴１６が開けられている。

穴１６の開型的な寸法は、５μｍである。レーザビーム
照射ｌこより状態■、■、・・・、■と穴埋めカＳ進行
する。この穴部１６部分に垂直上方から開明光をあて、
この反射光を上から見ると、穴１６＠（！分の底面は比
較的なめらかであるため、配線形成が不十分で穴埋めが
未完の時は、壁面は隘で暗いが、上方から見た配線穴１
６の観察パターンは、周囲１５からの反射光ｌこ比べて
反射光量が多く、明るく見える。配線形成が進行するに
つｎて、穴１６の底面が埋められる。その表面は、凹凸
があるために垂１α方向の反射光量が減少する。従って
、上方からの配糾穴１６の観察パターンは、次第に暗く
なる。状態（０→（す→■では、反射光量の減少の割合
が時間軸で見て急峻である。しかしながら、状態・、１
）→■→■では、その減少はほぼ一定ｌこなり、更ζこ
配線がオーバすると、状態■のようになり、今度（１表
面凹凸が穴１６の周辺にまで拡大するため、激しく光量
が低下する。

横軸着こレーザ照射時間を、縦軸に反射光量をとって模
式的に反射光量の変化を表したものが第１図（ｂ）であ
る。これにより、最適値（状態■）でレーザの照射を止
めるためには、光量の時間変化を検出し、これがある規
定値に達した時を終点としてシャッタ８を制御すれば良
いことが分かる。第２図の画像処理装＠７は、撮像装置
６で検出したパターン番こ対し以上の処理を行うもので
ある。

以上の原理にもとづき、以下に画像処理を中心に、終点
検出の具体的方法擾こついて説明する。

第５図は、第２図に示す画像処理装置７の詳細構成図で
ある。撮像装置６で検出した画像信号３５は、ＡＤ変換
器１６により、ディジタル画像信号１７に変換される。

ウィンドウ・レジスタ１８に’！、ｍ像装置６で検出さ
れる画像の指定領域についてのみ、次に述べる終点判定
の画像演算を行うために設けたものであり、第４図に示
ず四辺形の頂点座標、（ＸＳ＋　、Ｙｓ、　）　（Ｘｅ
ｔ　＋　Ｙｅｔ　）　＋　（Ｘｓｔ＋　Ｙｓｔ　）　（
Ｘｅ２．　Ｙｅｔ）。

（ＸｓＩＩ、　Ｙｓｓ）　（Ｘｅｓ、　Ｙｅｓ）が、マ
イクロコンピュータ５１で処理されるプログラムの指示
で格納されている。このレジスタ１８からのウィンドウ
信号１９は、加算アキュームレータ２０が、指定ｗｉｎ
ｄｏｗ　領域、たとえば、第４図の領域１．ＩＩのみで
働くようにするために用いられる。加算アキュームレー
タ２０は、ディジタル化された入力画像信号のうち、ク
ロック発生器３０が発生するサンプリングクロック２１
に同期して、領域Ｉ、ＩＩ部分に当たる画素からの信号
を加算する。加算結果２２は、撮像器６の走査位置が（
Ｘｅ＋　＋　Ｙｅｔ　）点を通過して、次の（Ｘｓｌ、
　Ｙｅｔ　）に達するまでの期間に、終点判定回路２５
により、あらかじめマイクロコンピュータ５１より設定
され終点判定レジスタ５５に格納された終点しきい値２
４と比較され、終点に達していれば、終点検出信号２５
をオンにし、こｎにもとづき、シャッター駆動回路２６
によりシャツタ開閉信号１６がシャッタ８を閉じ、レー
ザの照射を止める。終点判定回路２３は、撮像器６のフ
レーム毎に終点判定を行うため、各フレーム毎に加算ア
キュームレータ２ｏはリセットされる。

・頂５図は終点判定回路の例で、ディジタル比較器から
構成されている。比較器２５は、加算アキュームレータ
からの４ｇ号２２と、設定値（しきい値）２４とを比較
し、信号２２の値が設定値２４より低くなった時、終点
と判定する。

終点判定の方法としては、上記のように単に指定領域の
光量ｉ和を求める以外に、レーザ照射前の指定領域の光
量総和Ｓ。を求めておき、レーザ照射に伴い信号２２が
減少するので、フレーム毎の信号２２の値を時間ヲパラ
メータとしてＳ　（ｔ）で表わしこれがｓ　（ｔ）／　
Ｓｏ＜εとなることを利用することもできる。

第６図は、Ｓ　（ｔ）　／　Ｓｏ　＜　ｉの判定を行な
う回路の構成図であり、加算アキュムレータ２０の出力
信号２２　（５（ｔ））　’ｚ割算器２７にてＳ。（ｔ
＝０ζこおけるＳ　（ｔ）の値）で割り、この出力５（
ｔ）／　Ｓ、を比較器２８にで閾値信号２４（りと比較
する構成になっている。

以上述べた実施例は、画像処理装置７をディジタル回路
で構成しているが、これをアナログ回路で構成すること
も容易に可能である。例えば第７図に示す様に、第３図
のＡＤ変換器１６及びディジタル加算アキュムレータ２
０の代わりにサンプルアナログゲート５３及び積分器３
４を使用し、終点判定回路２３にアナログ比較器を使用
すればよい０また、第６図に示す様に割算器２７を使用
する場合には、ディジタル割算器の代わりにアナログ割
算器を使用すればよい。

また、以上述べた画像処理演算をマイクロコンピュータ
のソフトウェアで実行させることも可能である。

更に、本発明の一実施例を第８図乃至第１７図を用いて
説明する。第８図及び第９図は本発明の配線形成装置で
ある０チヤンバ１は真空排気装置５８によって真空排気
される−・方、ガスボンベ３７からバルブ５７ａ、配管
３８を通してＣＶＤガス（？１ｊえばぬ（Ｃｏ）ｓ　）
が導入され、一定圧力（例えば１５　ｐ　ａ）に保たｎ
ている。試料３（例えばＬＳ　Ｉ　）は位置制御機能を
もつＸ−Ｙステージ２上に置かれている。レーザ発振器
９からのレーザビームは、シャッタ日（こよって照射・
しゃ断の制御がなされ、レンズ４＃こより集光し、ウィ
ンド６９ヲ通して試料５上の穴位置に照射される。この
とき試料３の表面で熱化学反応が起こり、ＣＶＤガスが
分解されて導電性膜（例えばＭｌ）が析出し、穴埋めが
なされる。また風明光源１２からの照明光は、レンズ４
゜ウィンド５９ヲ通して試料５上を照明する一方、試料
表面の画像はウィンド５９を通り、レンズ４により搬像
装・４６上ｌこ結像される。慄像装＋１６上の画像（・
ユ画像処理袈ｉｔ　７に入力され、更にモニタｆｆ１ｆ
＆３６に表示されて試料表面を常時モニタできる一方、
穴埋め時、膜の析出によって変化する穴の反射強度から
穴埋め終点を検出してシャッタ８に閉じる指令を出して
成膜を停止する構成となっている。

これを第９図によって更に詳細に説明する。

ロードロック室７５はゲートバルブ７６を介してチャン
バ１と連結されており、各々真空ポンプ５８゜３８′に
より配管３８ｂ　、　５８ｂ’及びバルブ３８ａ　、　
５８ａ’を介して排気できる構成となっている。チャン
バ１内には試料台２ａ上にウエノ〜（あるいは必要に応
じてＬＳＩチップ、以下チップを例にしＣ説明する）３
が載置さｎＸ−Ｙステージ２と駆＠装置７７ζこより移
動可能ｆ（構成さｎている。チップ６は試料台とともに
搬送機構７４によりチャンノく１内に供給される。また
、チャンバ１には配管５７ｂ、）（ルブ３７ａ８介して
ＣＶＤ材料ガスボンベ３７が結合されている。レーザ発
振器９から発振されたし〜ザ光はシャッタ機＠ａ、出力
調整機！１Ｉｊ７０　、）介してミラー５で曲げられた
後、対物レンズ４で集光しつつウィンド６９を介してチ
ップ５上に照射される。

照明光源１２からの照明光７５はフィルタ１２ｂを介し
てミラー１０で曲げられた後、対物レンズ４．ウィンド
３９を介してチップ６上を照明する。チップ３表面はミ
ラー７２．接眼レンズ７１により目視で観察可能であり
、また撮像装置６１画像処理装Ｗｔ、７゜モニタ３６に
よっても観察可能である。また画像処理装置７中の制御
装置ｔ７ｂによりＸＹステージ２の駆動装置７７、シャ
ッタ８．出力調整機構７０．フィルタ１２ｂなどの制御
が行える構成となっている。

次に各部の機能および本発明にがかる記報形成の手順に
ついて説明する。

配線を形成すべきチップ３には、第１３図に示すように
接続を必要とする配線上の保験膜１５および必要に応じ
て層間絶縁ｉｔこあらかじめ周知の技術で穴１６があけ
らｎ１配線４２の一部が拍出している。

このチップ５を試料台に固定して搬送機構７４によリチ
ャンバ１内のＸ−Ｙステージ２上に載置する。

チャンバ１内を真空ポンプ５８′により十分排気した後
バルブ５８ａ′を閉じ、バルブ５７ａ　）ｉ開いてボン
ベ５７内のＣＶＤガス例えばＭｏ　（Ｃｏ　）ａ　’；
：、配管５７ｂを介してチャンバ１内に導入する。Ｍｅ
　（ＣＯ）ｅ　　ガス圧が例えば１５Ｐａとなった時点
でバルブ５７ａを閉じる。なお、チップ５上齋こ穴をあ
ける手段としては、通常のフォトレジストを利用したフ
ォトエツチング、あるいは微＃ｉをこ集束したイオンビ
ームによるスパッタリング加工、レーザアシストエツチ
ング等の技術が適用できる。

まず、照明光源１２からの照明光７３でチップ５を照ら
し、接続を要するチップｓ上の特定の位置、例えばター
ゲットマークあるいはチップの角部を撮像装置６の視野
内に入れる。この時、必要に応じて対物レンズ４として
低倍率レンズを使用することにより、視野を大きくする
ことができ、チップ３と試料台２ａの機械的な位置決め
精度で例えばターゲットマークを撮像装置の視野内−こ
入れることができる。この時の入力画像は第１１図（ａ
）に示す通りである。Ａｌで形成したターゲットマーク
４５を使用すると、照明光７５による落射照明下ではこ
のマーク４５が周辺部４６より明るく見えるため、入力
画像のＸ方向の中心を横切る部分４７の画像信号を取り
出すと、第Ｓ図（ｂ）に示すよう（こ明るさに応じた信
号４８が得られる。ここで画像処理装置７により、特定
の閾値Ｃ１で２値化し、信号レベルがＣ１を越えた部分
の中心座標を求めることにより、ターゲットマーク４５
のＸ方向の中心Ｘ、が決まる。この座標とＸ方向の視野
中心Ｘｏの座標を比較することによりターゲットマーク
４５のＸ方向の中心が求まり、チップのＸ方向の原点を
決定する。同様の方法により入力画像のＸ方向の中心を
横切る部分４９の画１家信号からターゲットマーク４５
のＸ方向の中心が求まり、これ番こよりチップのＸ方向
の原点を決定することができる。この様子を第５図（ｃ
）ｔこ示す。ここでチップ原点と撮像装置の視野中心を
ＸＹスデージ２を移動させて一致させる。

この後、接続配線すべき穴の位置まで設計上の寸法ある
いは穴あけ時に使用した測定された寸法だけ、ＸＹステ
ージ２を移動させることにより、穴部を撮像装置６の視
野内に入れることができる。

この時、チップ原点即ちこの例ではターゲットマーク位
置から設計上の寸法あるいは既知の寸法を移動している
ため、対物レンズ４が高倍率の対物レンズに切換えてあ
っても視野内に十分大る０ここで落射照明を行うと、第
１２図（ａ）に示すように絶縁膜１５上に来た照明光５
１は一部は表面で、一部はＳｔ基板５２表面で反射する
。穴１６の９１！Ｉ壁に当った照明光５３は撮像装置に
はほとんど戻らない。一方、膳出した配線４２上へ入射
する照明光５４はわずかであるが反射率が高いため、側
壁よりは明るく見える。即ち撮像装置６により第１２図
（ｂ）に示すような入力画像が得られる。なお、′ｊ４
９図に示した構成図では明視野、暗視野両方に使用でき
る対物レンズ４を使用しているが周辺部の照明光（破線
）は不安でありフィルタ１２ｂＩＣより周辺部の照明光
を遮断して照明する。この入力画像のＸ方向の中心を通
るＸ方向５６の画像信号を取り出すと、第１２図（ｃ）
に示すように、明るさに応じた信号５７が得られる。こ
こで画像処理装置７により、信号５７が閾値Ｃ１と交差
する位ｆｔｘ＋＋ｘｔの中心を求めることにより穴中心
のＸ座標Ｘ。が決まる。ここで視野のＸ方向の中心ｘｎ
との差即ちずれ量（Ｘｏ　　ｘｏ）を算出し、制御装置
７ｂにより駆動装置７７を駆動して、穴の中心座標と視
野中心座標を一致させる。

同様の方法により入力画像のＸ方向の中心８横切る部分
５８の画像信号を取り出すこ古により穴中心のＹ座標ｙ
ｏが求まり、視野中心のＹ座標Ｙ０とのずれｔ　（Ｙｎ
　　ｙｏ　）を算出して、ＸＹステージ２のＸ方向を移
動させることにより、穴の中心座標と視野中心座標とを
一致させることができる。Ｘ。

Ｙを同時に移動させても良い。この様子を第１２図（ｄ
）に示す。

ここで重要なことは予め、視野中心座標（Ｘｏ。

ＹＯ）とレーザビームの中心座標とが一致するように調
整しておくことであり、これにより、制御装＋＜７ｂか
らの指令で出力調整機構７０を適当な値に設定した後、
シャッタ８を駆動してレーザ発振器９から出力したレー
ザ光を、穴の中心に照射することができる。

上記の例では、レーザビームの中心座標を視野の中心座
標（Ｘａ　、　Ｙｏ　）に一致させておく方式を七った
が、これの代りに、例えば視野内の任意の位置にレーザ
ビームを位置せしめ、この視野上の位置座標を基準点（
原点）とすることｌこより、同様の方式でレーザビーム
の中心座標に半導体装置表面の目的とする位置、例えば
穴の中心座標を自動的に一致させることができる。

穴埋めの状態を第１５図に示す。１６は試料５上にあけ
られた穴であり、いま導電性膜１６′をレーザＣＶＤに
よって形成し、配置４２七接続するものとする。（ａ）
は導電性膜１６′ａが埋め込み不足の状態であることを
示し、これで他のスルーホール（図示せず）と接続のた
めζこ形成した導電性腺１ｄｂとの間で図に示すような
空胴を生じ、断線状態となっている。一方、（ｂ）は導
電性腺１１＜ａｆＪＳ埋め込み過ぎの状態を示しており
、下層配線４２と分離するための切断穴４１に導電性膜
１６′ａが広がって入ってしまいＰの部分で配線４２′
とショートをおこしている。

また他のスルーホール（図示せず）との接続のための導
電性膜１６′ｂ上に膜厚変化の大きい部分ができて、ク
ラック（膜のひぴわれ）４０が発生し、形成した配線の
信頼性・安定性低下の問題がある。

そこで（ｃ）のように４電性膜１１ａと下層配縁４２と
十分な接続をとった状態で過不足なく埋め込むことが１
安である。そのための穴埋め終点検出として画像処理装
置７に対し穴周辺への広がりを検出する判定領域を本発
明では設けている０これを第１４図に示し、画像処理装
ｆ７の動作を′４１５図、第１６図に示す。第１４図に
おいて領域８０は穴を示し、８１〜８４（Ａ、〜Ａ４）
は穴のエッヂから外側へ広がった領域（例えば穴のエッ
ヂより１μｍ）であり、８５〜８８　（Ｂ、〜Ｂ４）は
更に広い領域（例えば穴のエッヂより２μｍ）である。

画像処理装置７は第１５図に示すように穴埋め開始前ｔ
ｏにおける画１３！を取り込み（第１６図ステップ１０
１）、領域Ａ、〜Ａ、、　Ｂ、〜Ｂ４１こ対して画像の
輝度を算出する０そしてシャッタ８開（第１６図ステッ
プ１０２）後、穴埋め巾リアルタイムで画像を取り込み
（第１６図ステップ１０６）、第１５図１１１の画像輝
度変化に示すようにＡ、〜Ａ、の少なくとも３方向に膜
が析出して広がったことの判定（第１６図ステップ１０
４）もしくは第１５図１１２〜１１５の画像変化に示す
ようにＢ、〜Ｂ、のいずれか一方向に膜が析出して広が
ったことを判定（第１６図ステップ１１１５　）　シて
いく。各領域の輝度変化からの終点判定の閾値は同じ値
（例えば穴埋め前の８０チ以下に輝度変化した時点）と
している０第１５図でｔ１〜ｔ、は各領域での終点判定
の輝度変化閾値を満足した時点を示し、これらｔ、〜１
．のうちの最も早い時点（第１５図においては１＋）を
終点と判定する。そして画像処理装置７は、判定した時
点でシャッタ８に閉指令を出して（第１６図ステップ以
上が本発明の配線形成装置の＠作を示しており、この判
定の自動化処理によって、安定した低抵抗な接続（１Ω
／スルーホール以下）を得ることができる。

尚本説明は穴への導電性膜の埋め込みについて述べたが
、絶縁膜の埋め込みについても基本的に同様の方法及び
装置構成で可能である。

また、ＣＶＤ材料ガスとしてＭｏ（ＣＯ）ｓ　について
説明して米たが、これＧこ限定されるものではな（、Ｗ
（Ｃｏ八、　Ｂ／ＩＩＣ１Ｂ、　ＷＦ６．　Ａｌ（ＣＨ
Ｍ　）３１　Ｓ　ｉ　Ｈ４等の導体あるいは半導体の析
出できる材料を使用した場合も、全（同じ効果が得られ
る。

また、レーザＱｍ器９については特に限定されるもので
はなく、上記ＣＶＤ材料ガスを分解して導体あるいは半
導体を析出するに適したものが選択される。特に不実施
例で使用したＭｏ　（ＣＯ）ｓ　の場合に（ユ連続発振
のＡ、ｒレーザが坂適である。

レーザ光の出力調整１駅０としては、例えば透明基板上
にレーザ光の反射あるいは吸収物質の膜を、膜厚が連続
的に変化するようζこ形成した透過率連続可変フィルタ
、あるいはＡＯ（音響光学）素子、あるいはＥＯ（電気
光学）素子等を使用することができる。

また、木実流側の説明において、穴の中心座標とレーザ
照射位置の中心座標とのずれを補正するためにＸ−Ｙス
テージを移動したが、光学系をＸ−Ｙ方向に移動しても
、全く同じ効果が得られる。

実施例２゜ 次に本発明の他の実施例である配線形成方法について説
明する。本方法を実施するに最適な装置は、第９図に示
した構成図とほぼ同一である。

まず、第１１図に示したようにチップ上のターゲットマ
ークを検出してチップ原点を決定する。この後、接続す
べき穴の位置まで設計上の寸法、あるいは穴あけ時に使
用した測定寸法だけＸ−Ｙステージを移動させることに
より、穴部を撮像装置６の視野内に入れる０この時、チ
ップ原点から設計上の寸法あるいは既知の寸法を移動し
ているため、対物レンズの倍率が高い、即ち視野が小さ
くても、穴部を撮像装置ｔ６の視野内に十分に入れるこ
とができる。

ここで対物レンズ４として明暗視野対物レンズを使用す
る。照明光用フィルタ１２ｂにより照明光７５のうち中
心部分８遮断すると、対物レンズ４番こより％第１７図
（ａ）に示すように大きな入射角を持つて照明される。

第１７図（ａ）において、右側から米る照明光９１（実
＠）は絶縁膜１５に形成された穴１６の入口の左側での
み乱反射し、反射光の一部は撮像装置６に到達するが、
他は正反射するため、到達しない。左側から来る照明光
９２＃ごついても同様に穴１６の入口の右側でのみ乱反
射し、一部が撮像装置６Ｉこ到達する。結局、第１７図
（ｂ）に示したように、穴の入口の輪か＜９３のみが明
るく浮き出た入力画像が得られる。この入力画像のＸ方
向の中心を通るＸ方向９５の画像信号を取り出すと、第
１７図（ｃ）　ｊこ示すように、明るさに応じた信号９
６が得られる。

ここで画像処理装置７により信号９６が＋ｍ閾値ｓで２
値化し、信号レベルがＣ８より大きい部分の中心のＸ座
標をＸＩ＊　ｘｌとし、穴１６の中心のＸ座標ｘ０を算
出する。ここで視野のＸ方向中心Ｘ０との差、即ちずれ
量（Ｘｏ　　ｘｏ）を算出し、制御装置ｔ７ｂにより駆
動装ｆｔ　７７　’）駆動してＸＹステージ２の位Ｉｔ
を補正し、穴の中心座標と視野中心座標とを一致させる
Ｏ 同様の方法により、入力画像のＸ方向の中心を通るＸ方
向９７の画像信号８取り出すことにより、穴中心のＹ座
標ｙｏが求まり、視野中心のＹ座標Ｙ６とのずれ量（Ｙ
（１−７０）を算出して、ＸＹステージ２のＸ方向を移
動させることにより、穴の中心座標と視野中心座標とを
一致させることができる。

予め、視野中心座標とレーザスポットの中心座標とが一
致するように調製しておくことをこより、制御装置７ｂ
からの指令で、出力調整機構１Ｂを適当な値に設定した
後、シャッタ機構１７を駆動してレーザ発振器９から出
力したレーザ光を、穴の中心ｌこ照射することができる
。

これにより導電物質の穴埋めを行い、正しい座標に従っ
て接続配線すべき穴と穴の間を、レーザ光を照射しなか
らＸＹステージ２を一定速度で移動すること番こより、
高精度ｆこかつ自動的に配線を形成し、必要な接続を行
うことができる。

また、第９図では照明光源１２として、ランプを図示し
であるが、レーザ光源を使用することもでき、この場合
、レーザ発振器９からのレーザ光とは波長の異なるレー
ザ光が望ましい。即ちレーザ発振器９としてＡｒレーザ
を使用した場合には、照明光源１２としてＨｅ　−Ｎｅ
レーザが適している。

また、穴の中心座標とレーザ照射位置の中心座標とのず
れを補正するためにＸ−Ｙステージを移動したが、光学
系をＸ−Ｘ方向に移動しても、全く同じ効果が得られる
。

なお、第１の実施例および第２の実施例においてターゲ
ットマークおよび穴の中心位置座標を検出するために、
撮像装置６による入力画像の中心、即ちレーザ照射位置
を含むＸ方向３よびＸ方向の画像信号のみを用いたが、
ずれが大きい場合には穴寸法より小さいピッチで順次、
画像信号を画像処理装置７に取り込んで処理することに
より、検出可能である。あるいは撮像装置６による入力
画像信号を全て、あるい、ま一定幅でＸ方向およびＸ方
向にそれぞれ加算して得られた信号７１）ら検出するこ
とも可能である。

また、実施例１．２において、穴の中心位置座標を検出
するために、撮像−ｆｆｌｌｉｔ６による入力画像のＸ
方向、Ｘ方向の画像信号を独立して処理したが、次のよ
うに一緒に面情報として処理することも可能である。こ
れを第１８図に示す。

第１８図において（ａ）は撮像装ｒＩＬ６に取り込まれ
た穴周辺の画像であり、１２０は穴画像である。これを
画像処理装置７で適当な閾値Ｃ２により２値化処理した
画像が（ｂ）であり、穴画像は１２１に示したよう番こ
なる。これに対し、あらかじめ穴の大きさから決められ
た穴パターン１２２を辞書パターンとし、辞書パターン
１２２の中心１２５を穴の中心として（ｂ）の画像にお
いてパターンマツチングを行う。この結果最もマツチン
グ度の合った位置を穴と認識し、その位置での中心を穴
の中心座標（Ｘ（１＋　ｙｏ）とする。そして視野中心
（ｘｏ、ｙｏ）とのずれ（Ｘｏ　−Ｘｏ（Ｙｏ−ｙＯ）
を算出してＸＹステージ２を移動させることにより、穴
の中心座標と視野中心座標を一致させることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザＣＶＤを応用して接続すべきス
ルーホール（力自体の位置を検出し、レーザの照射位置
と一致させた後、レーザを照射するので、作業者の技能
、熟練度によらず、高精度かつ自動的に導電物質でのス
ルーホールの埋め込み、終点の自ｖＪ検出ができ、接続
のための配線形成を安定して行うことができ、低抵抗接
続が可能でめる効果がある。

更には半導体装置の不良箇所の特定、不良箇所の補修に
よる付性計画、設計変更の迅速化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図であり、同図（ａ）
は基板にあけられた穴に反応物質がレーザ照射時間の経
過に伴って堆積していく様子を示した図、同図（ｂ）は
レーザ照射時間と配線箇所からの反射光量との関係を示
したグラフ、第２図はレーザＣＶＤ装置の概略構成図、
第５図は第２図に示す画像処理装置の詳細ブロック構成
図、第４図は画像処理領域例を示す図、第５図は終点判
定回路の一例を示す構成図、第６図は終点判定回路の別
の例を示す構成図、第７図は画像処理袋Ｖをアナ口へ路
で構成した回路図である。ｆ４８図及び４９図は本発明
の一実施例の配線形成装置の構成図、第１０図は本発明
の対象であるチップの断面図、第１１図および第１２図
は本発明の一実施例である配線形成方法の手１１＝を説
明図、第１５図は穴埋め込み状態の説明図、第１４図は
本発明の終点検出の判定領域を示した図ヤチ叫、第１５
図は穴埋め中の第５図判定領域の反射強直を示した図、
参寿第１６図は第１図面像処理装置の終点検出を示した
フローチャート！去４ユ第１７図は本＠明の別な実■１
ｊである配線形成方法の手順説明図、第１８図は穴の中
心の・噴出方法を示す図である。 １・・・チャンバ　　　　６・・・ＬＳＩチップ６・・
・撮像褒ｔ　　　　７・・・画像処理装置８・・・シャ
ッタ　　　　９・・・レーザ発振器１２・・・照明光源
　　　　１６・・・穴１６′・・・反応物質（配線形成
物質）１８・・・ウィンドウ・レジスタ ２０・・・加算アキュムレータ ２３・・・終点判定回路　　ろ６・・・終点閾値レジス
タ７５・・・ロードロック室　７６・・・ゲートパルプ
３８．３８’・・・真空ポンプ　５８ｂ　、　３８ｂ’
　、　５７ｂ・・・配管３８ａ、　５８ａ’、　３７ａ
・・・パルプ２ａ・・・試料台　　　　７７・・・駆動
装置７４・・・搬送機構 ６７・・・ＣＶＤ材料ガスボンベ ７０・・・出力調整機構　　５　、１０．７２・・・ミ
ラー４・・・対物レンズ　　　５９・・・ウィンド１２
・・・照明光源 ７５、５１　、５５．５４．９１　、９２・・・照明光
１２ｂ・・・フィルタ　　　７１・・・接眼レンズ３６
９１．モニタ装ｖ１．７ｂ・・・制御装置１５・・・保
護膜　　　　　１６・・・穴４２・・・配？＃４５・・
・ターゲットマーク５２・・・Ｓｉ基板　　　　　１６
′・・・導電物質（Ｍｅ　）第８回 第１０図 Ｃｑ Ｕつ 第１６図 第１８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イオンビームあるいはレーザを照射してガス雰囲気
   中に置かれた基板に半導体装置用の配線を形成する方法
   であつて、形成された配線からの反射光の光量を測定し
   、該光量の変化により配線形成の終了を検知することを
   特徴とする配線形成方法。 ２、上記反射光の光量の測定領域をプログラムで指定す
   ることを特徴とする請求項１記載の配線形成方法。 ３、ＣＶＤ材料ガスを分解することにより導電物質を穴
   の中に露出する配線導体層上に析出させ、前記穴を前記
   導電物質で埋込むことを特徴とする請求項１記載の配線
   形成方法。 ４、イオンビームあるいはレーザを照射してガス雰囲気
   中に置かれた基板に半導体装置用の配線を形成する装置
   であつて、形成された配線からの反射光の光量を測定し
   、該光量の変化により配線形成の終了を検知する配線形
   成終了手段を設けたことを特徴とする配線形成装置。 ５、上記反射光の光量の測定領域をプログラムで指定す
   る指定手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の配
   線形成装置。 ６、撮像手段で検出したレーザビームの中心座標となる
   画像信号と半導体装置の穴の中心座標となる画像信号と
   を画像処理装置で演算処理することにより得られる出力
   信号にもとづいて、前記イオンビーム又はレーザと半導
   体装置とを相対的に移動させ上記両者の中心座標が実質
   的に一致するように設定することのできる制御手段を備
   えたことを特徴とする請求項４記載の配線形成装置。 ７、レーザを照射して半導体素子の穴に配線を形成する
   方法であつて、素子表面の画像を光学的に取り込み、穴
   周辺の画像輝度変化から穴埋めの終了を検出することを
   特徴とする配線形成方法。 ８、穴埋め終了を判定する領域として穴周辺の狭い第１
   の領域を設定し、該第１の領域の少なくとも３方向への
   画像輝度変化から穴埋めの終了を検出することを特徴と
   する請求項７記載の配線形成方法。 ９、穴埋め終了を判定する領域として穴周辺の広い第２
   の領域を設定し、該第２の領域の少くとも、方向への画
   像輝度変化から穴埋めの終了を検出することを特徴とす
   る請求項７記載の配線形成方法。 １０、穴埋め終了を判定する領域として穴周辺の狭い第
   １の領域と該第１の領域より広い第２の領域とを設定し
   、上記第１の領域の少くとも、方向及び上記第２の領域
   の少くとも１方向への画像輝度変化から穴埋めの終了を
   検出することを特徴とする請求項７記載の配線形成方法
   。 １１、ＣＶＤ材料ガスを分解することにより導電物質を
   前記穴の中に露出する配線導体層上に析出させ、前記穴
   を前記導電物質で埋込むことを特徴とする請求項７記載
   の配線形成方法。 １２、レーザを照射して半導体素子の穴に配線を形成す
   る装置であつて、素子表面の画像を光学的に取り込む手
   段と、該取り込む手段によつて得られる穴周辺の画像輝
   度信号変化から穴埋めの終了点を検出する終了検出手段
   とを備えたことを特徴とする配線形成装置。 １３、上記終了検出手段は、穴埋め終了を判定する領域
   として穴周辺の狭い第１の領域を設定し、該第１の領域
   の少なくとも３方向への画像輝度変化から穴埋めの終了
   を検出するように構成したことを特徴とする請求項１２
   記載の配線形成装置。 １４、上記終了検出手段は、穴埋め終了を判定する領域
   として穴周辺の広い第２の領域を設定し、該第２の領域
   の少くとも１方向への画像輝度変化から穴埋めの終了を
   検出するように構成したことを特徴とする請求項１２記
   載の配線形成装置。 １５、上記終了検出手段は、穴埋め終了を判定する領域
   として穴周辺の狭い第１の領域と該第１の領域より広い
   第２の領域とを設定し、上記第１の領域の少くとも、方
   向及び上記第２の領域の少くとも、方向への画像輝度変
   化から穴埋めの終了を検出するように構成したことを特
   徴とする請求項１２記載の配線形成装置。 １６、撮像手段で検出したレーザビームの中心座標とな
   る画像信号と半導体装置の穴の中心座標となる画像信号
   とを画像処理装置で演算処理することにより得られる出
   力信号にもとづいて、前記レーザビームと半導体装置と
   を相対的に移動させ上記両者の中心座標が実質的に一致
   するように設定することのできる制御手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１２記載の配線形成装置。