JPH05235169A - レーザトリミング方法 - Google Patents
レーザトリミング方法Info
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- JPH05235169A JPH05235169A JP3243292A JP3243292A JPH05235169A JP H05235169 A JPH05235169 A JP H05235169A JP 3243292 A JP3243292 A JP 3243292A JP 3243292 A JP3243292 A JP 3243292A JP H05235169 A JPH05235169 A JP H05235169A
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- silicon
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置のレーザトリミング方法に関し，
透明及び不透明なヒューズ部を一のレーザにより基板損
傷が少なくトリミングすることを目的とする。 【構成】 半導体基板上に配設された光吸収スペクトル
特性が異なるヒューズ部に，１５n 秒以下の一定のパル
ス幅を有し，５７０nmより短波長の可視光又は紫外線で
あって一定波長のレーザ光パルスを照射する発光装置を
有することを特徴とし，及び，ヒューズ部は，その蒸発
の際の蒸気圧により破裂して破裂痕を形成する保護膜に
より覆われ，かつ，金属又はシリサイドのヒューズ部
と，シリコンのヒューズ部とを有してなり，発光装置
は，ヒューズ部から熱伝導により保護膜が加熱され破裂
するに十分なまで軟化するに至る時間より長く，１５n
秒以下の一定のパルス幅を有し，２５０nm〜５７０nmの
範囲内の一定波長のパルスを発生することを特徴として
構成する。
透明及び不透明なヒューズ部を一のレーザにより基板損
傷が少なくトリミングすることを目的とする。 【構成】 半導体基板上に配設された光吸収スペクトル
特性が異なるヒューズ部に，１５n 秒以下の一定のパル
ス幅を有し，５７０nmより短波長の可視光又は紫外線で
あって一定波長のレーザ光パルスを照射する発光装置を
有することを特徴とし，及び，ヒューズ部は，その蒸発
の際の蒸気圧により破裂して破裂痕を形成する保護膜に
より覆われ，かつ，金属又はシリサイドのヒューズ部
と，シリコンのヒューズ部とを有してなり，発光装置
は，ヒューズ部から熱伝導により保護膜が加熱され破裂
するに十分なまで軟化するに至る時間より長く，１５n
秒以下の一定のパルス幅を有し，２５０nm〜５７０nmの
範囲内の一定波長のパルスを発生することを特徴として
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，半導体装置の配線を切
断又はトリミングするためのレーザトリミング装置に関
する。
断又はトリミングするためのレーザトリミング装置に関
する。
【０００２】読出専用メモリ（ＲＯＭ）又はアナログ集
積回路の製造において，配線の一部に設けられたヒュー
ズの切断或いは抵抗値を調整するための加工が，ヒュー
ズ部のトリミングとして広く行われている。
積回路の製造において，配線の一部に設けられたヒュー
ズの切断或いは抵抗値を調整するための加工が，ヒュー
ズ部のトリミングとして広く行われている。
【０００３】かかるトリミングは，異なる光学特性を有
するヒューズ部が混在している場合にも，周辺の回路及
びトリミング部直下の半導体基板を損傷することなく行
われなければならない。
するヒューズ部が混在している場合にも，周辺の回路及
びトリミング部直下の半導体基板を損傷することなく行
われなければならない。
【０００４】このため，照射レーザ光の透過率が異なる
物質からなる２種以上のヒューズ部を，周辺及び基板に
損傷を発生させることなくトリミングする装置が要求さ
れている。
物質からなる２種以上のヒューズ部を，周辺及び基板に
損傷を発生させることなくトリミングする装置が要求さ
れている。
【０００５】
【従来の技術】半導体装置用のレーザトリミング装置で
使用されるレーザは，ヒューズ部直下の半導体基板の損
傷を避けるために，短パルス幅の赤外線レーザが用いら
れている。
使用されるレーザは，ヒューズ部直下の半導体基板の損
傷を避けるために，短パルス幅の赤外線レーザが用いら
れている。
【０００６】短パルス赤外線レーザが使用されるのは次
の理由による。レーザトリミングで導入される半導体基
板の損傷は，レーザ光照射によりヒューズ部が蒸発した
後，その下に表出する半導体表面に直接レーザ光が照射
されることにより生ずる。
の理由による。レーザトリミングで導入される半導体基
板の損傷は，レーザ光照射によりヒューズ部が蒸発した
後，その下に表出する半導体表面に直接レーザ光が照射
されることにより生ずる。
【０００７】上記赤外線レーザがトリミングに用いられ
るのは，基板に直接レーザ光を照射しても吸収が小さく
損傷が少ないからである。かかる損傷は，照射光のパル
ス幅が短いほど減少する。
るのは，基板に直接レーザ光を照射しても吸収が小さく
損傷が少ないからである。かかる損傷は，照射光のパル
ス幅が短いほど減少する。
【０００８】なぜなら，パルスのテール（緩慢な立ち下
がり部分をいう。）はパルス幅が短いほど短時間で減少
し，表出された基板表面を直接照射する時間が短いた
め，基板の損傷は少なくなるからである。
がり部分をいう。）はパルス幅が短いほど短時間で減少
し，表出された基板表面を直接照射する時間が短いた
め，基板の損傷は少なくなるからである。
【０００９】従って，不透明なヒューズ部，例えば金
属，シリサイドからなるヒューズ部のトリミングでは，
従来は１５〜２５nm秒の短パルスレーザが用いられてお
り，基板の損傷を低減するために，さらに短いパルス幅
のレーザの使用が望まれている。
属，シリサイドからなるヒューズ部のトリミングでは，
従来は１５〜２５nm秒の短パルスレーザが用いられてお
り，基板の損傷を低減するために，さらに短いパルス幅
のレーザの使用が望まれている。
【００１０】他方，非晶質シリコン，ポリシリコン，又
は単結晶シリコン等，シリコンからなるヒューズ部のト
リミングは，固体のシリコンが赤外線に対して半透明で
あることから事情が異なる。
は単結晶シリコン等，シリコンからなるヒューズ部のト
リミングは，固体のシリコンが赤外線に対して半透明で
あることから事情が異なる。
【００１１】即ち，ヒューズ部のシリコンが液化する前
の固体の状態では，照射光の略８５％がヒューズ部を透
過して基板に照射される。このため，パルス幅を短く
し，パルスの光強度を大きくして，パルスのテールから
生ずる基板の損傷を低減しようとすると，パルスの立ち
上がでシリコンが液化する前に，ヒューズ部を透過して
基板に照射する光の強度が大きくなり，その結果，基板
はシリコンの液化前に損傷を受けてしまう。
の固体の状態では，照射光の略８５％がヒューズ部を透
過して基板に照射される。このため，パルス幅を短く
し，パルスの光強度を大きくして，パルスのテールから
生ずる基板の損傷を低減しようとすると，パルスの立ち
上がでシリコンが液化する前に，ヒューズ部を透過して
基板に照射する光の強度が大きくなり，その結果，基板
はシリコンの液化前に損傷を受けてしまう。
【００１２】従って，シリコンからなるヒューズ部のト
リミングに使用されるレーザは，光パルスの立ち上がり
を大きくすることができない。言い換えれば，パルス幅
を短くすることができないのである。
リミングに使用されるレーザは，光パルスの立ち上がり
を大きくすることができない。言い換えれば，パルス幅
を短くすることができないのである。
【００１３】このため，シリコンからなるヒューズ部
を，基板に損傷を与えずにトリミングすることは難し
い。上述した理由から，レーザ光に対して半透明なヒュ
ーズ部と不透明なヒューズ部とが混在する半導体装置を
レーザトリミングをするための従来装置は，不透明なヒ
ューズ部をトリミングするための短パルスレーザ光と，
半透明なヒューズ部をトリミングするための長パルスレ
ーザ光とを併せ発生する必要があった。
を，基板に損傷を与えずにトリミングすることは難し
い。上述した理由から，レーザ光に対して半透明なヒュ
ーズ部と不透明なヒューズ部とが混在する半導体装置を
レーザトリミングをするための従来装置は，不透明なヒ
ューズ部をトリミングするための短パルスレーザ光と，
半透明なヒューズ部をトリミングするための長パルスレ
ーザ光とを併せ発生する必要があった。
【００１４】一般にレーザ光のパルス長は共振器長で定
まり，容易に変更することができないことから，このこ
とは，短パルスレーザと長パルスレーザとの２個のレー
ザと２つの光学系を具備することを意味する。
まり，容易に変更することができないことから，このこ
とは，短パルスレーザと長パルスレーザとの２個のレー
ザと２つの光学系を具備することを意味する。
【００１５】従って，装置が複雑になり，また位置合わ
せ精度の維持が難しい。
せ精度の維持が難しい。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように，従来の
レーザトリミング装置では，レーザ光に対して半透明な
ヒューズ部を短パルスレーザを用いてトリミングするこ
とができず，基板に損傷を与えずにトリミングすること
が難しいという欠点がある。
レーザトリミング装置では，レーザ光に対して半透明な
ヒューズ部を短パルスレーザを用いてトリミングするこ
とができず，基板に損傷を与えずにトリミングすること
が難しいという欠点がある。
【００１７】また，半透明なヒューズ部と不透明なヒュ
ーズ部とが混在する半導体装置をレーザトリミングする
場合には，２系列の光学系を具備する必要があり，装置
が複雑で精度の維持が困難になるという欠点がある。
ーズ部とが混在する半導体装置をレーザトリミングする
場合には，２系列の光学系を具備する必要があり，装置
が複雑で精度の維持が困難になるという欠点がある。
【００１８】本発明は，シリコンからなるヒューズ部が
不透明となる長波長光を照射光とすることで，シリコ
ン，金属，及びシリサイドの何れからなるヒューズ部の
トリミングにも短パルスレーザ光の使用を可能ならしめ
ることにより，単一のレーザを用いて，シリコンからな
るヒューズ部と金属又はシリサイドからなるヒューズ部
とを併せ有する半導体装置に対して基板損傷が少ないレ
ーザトリミング方法を提供することを目的とする。
不透明となる長波長光を照射光とすることで，シリコ
ン，金属，及びシリサイドの何れからなるヒューズ部の
トリミングにも短パルスレーザ光の使用を可能ならしめ
ることにより，単一のレーザを用いて，シリコンからな
るヒューズ部と金属又はシリサイドからなるヒューズ部
とを併せ有する半導体装置に対して基板損傷が少ないレ
ーザトリミング方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は，金属又はそのシリサイドからなる第
１のヒューズ部及び多結晶シリコンからなる第２のヒュ
ーズ部が配設された半導体基板にレーザ光を照射して，
該ヒューズ部の全部又は一部を除去する半導体装置のレ
ーザトリミング方法において，固体多結晶シリコンに対
する光透過率が下地の前記基板にダメージを与えない程
度に十分小さく，且つ液体シリコン及び金属に対する光
透過率が略０％の波長のレーザ光を選択し，該レーザ光
で前記第１のヒューズ部及び第２のヒューズ部の全部又
は一部を溶断することを特徴として構成され，及び，上
記構成のレーザトリミング方法であって，該ヒューズ部
は，該ヒューズ部の除去の際に該ヒューズ部の蒸発にと
もなう蒸気圧により破裂して破裂痕を形成する保護膜に
より覆われ，該レーザ光は，該ヒューズ部からの熱伝導
により該保護膜が加熱され該保護膜が破裂するに十分な
まで軟化するに至る時間より長く，１５n 秒以下の一定
のパルス幅を有し，２５０nm〜５７０nmの範囲内の一定
波長を有することを特徴として構成される。
の本発明の構成は，金属又はそのシリサイドからなる第
１のヒューズ部及び多結晶シリコンからなる第２のヒュ
ーズ部が配設された半導体基板にレーザ光を照射して，
該ヒューズ部の全部又は一部を除去する半導体装置のレ
ーザトリミング方法において，固体多結晶シリコンに対
する光透過率が下地の前記基板にダメージを与えない程
度に十分小さく，且つ液体シリコン及び金属に対する光
透過率が略０％の波長のレーザ光を選択し，該レーザ光
で前記第１のヒューズ部及び第２のヒューズ部の全部又
は一部を溶断することを特徴として構成され，及び，上
記構成のレーザトリミング方法であって，該ヒューズ部
は，該ヒューズ部の除去の際に該ヒューズ部の蒸発にと
もなう蒸気圧により破裂して破裂痕を形成する保護膜に
より覆われ，該レーザ光は，該ヒューズ部からの熱伝導
により該保護膜が加熱され該保護膜が破裂するに十分な
まで軟化するに至る時間より長く，１５n 秒以下の一定
のパルス幅を有し，２５０nm〜５７０nmの範囲内の一定
波長を有することを特徴として構成される。
【００２０】
【作用】初めに，パルスレーザをトリミングに使用する
とき，基板損傷を生ずる過程を図２を参照して説明す
る。
とき，基板損傷を生ずる過程を図２を参照して説明す
る。
【００２１】図２はパルス幅と基板損傷との関係を説明
する図であり，ヒューズ部に照射するレーザ光の照射光
強度の時間変動とヒューズ部の液化，気化の時期との関
係を表している。なお，図２中，（ａ），（ｂ），
（ｃ）及び（ｅ），（ｆ），（ｇ）の順に順次パルス幅
が長いレーザ光を照射した場合を表している。
する図であり，ヒューズ部に照射するレーザ光の照射光
強度の時間変動とヒューズ部の液化，気化の時期との関
係を表している。なお，図２中，（ａ），（ｂ），
（ｃ）及び（ｅ），（ｆ），（ｇ）の順に順次パルス幅
が長いレーザ光を照射した場合を表している。
【００２２】ヒューズ部が光透過率の小さな物質，例え
ば金属，シリサイドから作成されている第１のヒューズ
部の場合は，図２（ａ）〜（ｃ）を参照して，ヒューズ
部が固体，液体の状態を経て気化する迄は，透過光は弱
く基板を損傷することはない。
ば金属，シリサイドから作成されている第１のヒューズ
部の場合は，図２（ａ）〜（ｃ）を参照して，ヒューズ
部が固体，液体の状態を経て気化する迄は，透過光は弱
く基板を損傷することはない。
【００２３】しかし，ヒューズ部が気化した時（図２中
Ｍで示す時）以後は，照射光は直接基板を照射するた
め，損傷を生ずる。かかる基板の損傷は，パルス幅（本
明細書においてはピーク強度の１／ｅとなるバルス幅を
いう。）が長い時，例えば２５n 秒以上では，光パルス
のテールが長時間続き多量のエネルギーが基板に照射さ
れるため多くなる。他方，パルス幅が短いときはテール
も短いため，図２（ｃ）を参照して，ビークの照射光強
度は大きくてもテールの照射時間は短く，基板に直接照
射されるエネルギーは小さいから基板の損傷は少ない。
Ｍで示す時）以後は，照射光は直接基板を照射するた
め，損傷を生ずる。かかる基板の損傷は，パルス幅（本
明細書においてはピーク強度の１／ｅとなるバルス幅を
いう。）が長い時，例えば２５n 秒以上では，光パルス
のテールが長時間続き多量のエネルギーが基板に照射さ
れるため多くなる。他方，パルス幅が短いときはテール
も短いため，図２（ｃ）を参照して，ビークの照射光強
度は大きくてもテールの照射時間は短く，基板に直接照
射されるエネルギーは小さいから基板の損傷は少ない。
【００２４】従って，不透明なヒューズ部のトリミング
には，短パルスレーザを使用することが基板の損傷を防
止する観点から好ましい。上記，ヒューズ部が不透明な
場合に対して，半透明な第２のヒューズ部，例えば非晶
質シリコン，ポリシリコン，又は単結晶シリコンからな
るヒューズ部のトリミングでは，図２（ｄ）〜（ｆ）を
参照して，ヒューズ部が気化した後に光パルスのテール
から受ける基板の損傷は不透明なヒューズ部の場合と同
様であるが，その他に照射開始からヒューズ部が液化す
る時（図２中Ｓで示す。）迄の間に損傷を受けるのであ
る。
には，短パルスレーザを使用することが基板の損傷を防
止する観点から好ましい。上記，ヒューズ部が不透明な
場合に対して，半透明な第２のヒューズ部，例えば非晶
質シリコン，ポリシリコン，又は単結晶シリコンからな
るヒューズ部のトリミングでは，図２（ｄ）〜（ｆ）を
参照して，ヒューズ部が気化した後に光パルスのテール
から受ける基板の損傷は不透明なヒューズ部の場合と同
様であるが，その他に照射開始からヒューズ部が液化す
る時（図２中Ｓで示す。）迄の間に損傷を受けるのであ
る。
【００２５】即ち，ヒューズ部は液化するまでは固体の
シリコンであり透過率が高いから，照射光は容易に基板
に到達し吸収される。なお，液化後は溶融シリコンの光
透過率は低いから基板に損傷を与えることはない。
シリコンであり透過率が高いから，照射光は容易に基板
に到達し吸収される。なお，液化後は溶融シリコンの光
透過率は低いから基板に損傷を与えることはない。
【００２６】パルス幅が長い場合には，図２（ｄ）を参
照して，パルスの立ち上がりが緩慢かつ強度も弱いた
め，基板に吸収されたエネルギーは，ヒューズ部が液化
し照射光を遮蔽するようになるまでの間には拡散し，基
板にはあまり損傷を生じさせない。
照して，パルスの立ち上がりが緩慢かつ強度も弱いた
め，基板に吸収されたエネルギーは，ヒューズ部が液化
し照射光を遮蔽するようになるまでの間には拡散し，基
板にはあまり損傷を生じさせない。
【００２７】しかし，パルス幅が短い場合には，図２
（ｆ）を参照して，パルスは急速に立ち上がるため，透
過光の強度が強くかつ短時間で基板に吸収されるてエネ
ルギーが拡散する時間がなく，この結果基板に損傷を生
ずるのである。
（ｆ）を参照して，パルスは急速に立ち上がるため，透
過光の強度が強くかつ短時間で基板に吸収されるてエネ
ルギーが拡散する時間がなく，この結果基板に損傷を生
ずるのである。
【００２８】このため前述したように，従来の装置では
シリコンヒューズ部のトリミングにパルス幅の長いレー
ザが用いられていた。本発明では，シリコンが半透明又
は不透明となる，波長が５７０nmより短いレーザ光を照
射光として用いる。
シリコンヒューズ部のトリミングにパルス幅の長いレー
ザが用いられていた。本発明では，シリコンが半透明又
は不透明となる，波長が５７０nmより短いレーザ光を照
射光として用いる。
【００２９】図１は，本発明の原理説明図であり，波長
５３３nmのパルスレーザ光をシリコンヒューズ部に照射
したとき基板表面に照射される光強度の時間変化を，波
長１０６７nmの場合と比較して表している。図１中，照
射パルスをＩ0 ，波長５３３nm及び１０６７nmの場合の
基板表面に照射される光強度をそれぞれＴ1 ，Ｔ2 で表
している。
５３３nmのパルスレーザ光をシリコンヒューズ部に照射
したとき基板表面に照射される光強度の時間変化を，波
長１０６７nmの場合と比較して表している。図１中，照
射パルスをＩ0 ，波長５３３nm及び１０６７nmの場合の
基板表面に照射される光強度をそれぞれＴ1 ，Ｔ2 で表
している。
【００３０】先ず，パルスの立ち上がりでは，図１を参
照して，照射開始（図１のＡで示す。）からシリコンヒ
ューズ部が液化する時間（図１のＳ1,Ｓ2 で示す。）ま
での期間は，ヒューズ部は固体のシリコンであって波長
５３３nmの場合は透過率１７．８％，これに対して波長
１０６７nmの場合は透過率８５．５％である。
照して，照射開始（図１のＡで示す。）からシリコンヒ
ューズ部が液化する時間（図１のＳ1,Ｓ2 で示す。）ま
での期間は，ヒューズ部は固体のシリコンであって波長
５３３nmの場合は透過率１７．８％，これに対して波長
１０６７nmの場合は透過率８５．５％である。
【００３１】かかる期間内は，強度Ｉ0 のパルスは，シ
リコンヒューズ部にσＩ0 だけ吸収され，κＩ0 が基板
表面に到達して，残りは反射される。ここで，σ，κは
それぞれ固体シリコンからなるヒューズ部の吸収率及び
反射率である。
リコンヒューズ部にσＩ0 だけ吸収され，κＩ0 が基板
表面に到達して，残りは反射される。ここで，σ，κは
それぞれ固体シリコンからなるヒューズ部の吸収率及び
反射率である。
【００３２】ヒューズ部が液化するに必要なエネルギー
Ｅabは波長が異なっても略同じであるから，時間ｔにつ
いての積分は， Ｅab＝∫A,S1 (σ1 Ｉ10)dt ＝∫A,S2 (σ2 Ｉ20)dt である。ここで添字１，２は波長が違うものを表す。
Ｅabは波長が異なっても略同じであるから，時間ｔにつ
いての積分は， Ｅab＝∫A,S1 (σ1 Ｉ10)dt ＝∫A,S2 (σ2 Ｉ20)dt である。ここで添字１，２は波長が違うものを表す。
【００３３】従って，強度Ｉ10とＩ20とが同じであると
き, 長波長光よりも吸収係数σ1 が大きい短波長光の方
が短時間Ｓ1 で液化する。このため，短波長光を用いる
本発明では光強度の弱いパルスの立ち上がりの前縁でシ
リコンヒューズ部は液化し，その後の光を吸収，遮蔽す
るから，基板には強度の大きい光は透過しない。
き, 長波長光よりも吸収係数σ1 が大きい短波長光の方
が短時間Ｓ1 で液化する。このため，短波長光を用いる
本発明では光強度の弱いパルスの立ち上がりの前縁でシ
リコンヒューズ部は液化し，その後の光を吸収，遮蔽す
るから，基板には強度の大きい光は透過しない。
【００３４】従って，２つの異なる波長の透過光が，液
化するまでにそれぞれシリコン基板表面で吸収される単
位体積当たりのエネルギーＥS1, ＥS2は， ＥS1＝∫A,S1 (κ1 σ1 Ｉ10)dt ，ＥS2＝∫A,S2 (κ2 σ2 Ｉ20)dt であり，ＥS1／ＥS2＝κ1 ／κ2 となる。
化するまでにそれぞれシリコン基板表面で吸収される単
位体積当たりのエネルギーＥS1, ＥS2は， ＥS1＝∫A,S1 (κ1 σ1 Ｉ10)dt ，ＥS2＝∫A,S2 (κ2 σ2 Ｉ20)dt であり，ＥS1／ＥS2＝κ1 ／κ2 となる。
【００３５】即ち，透過率の小さい波長の方が基板で吸
収されるエネルギー密度は少ない。例えば，波長５３３
nmと１０６７nmのレーザ光に対して， ＥS1／ＥS2＝κ1 ／κ2 ＝０．２０８ であり，波長５３３nmの吸収は長波長のときの略２０％
に過ぎない。
収されるエネルギー密度は少ない。例えば，波長５３３
nmと１０６７nmのレーザ光に対して， ＥS1／ＥS2＝κ1 ／κ2 ＝０．２０８ であり，波長５３３nmの吸収は長波長のときの略２０％
に過ぎない。
【００３６】従って，シリコンヒューズ部を透過率の小
さい短波長光によりトリミングする本発明の構成は，長
波長光でする従来法よりも，パルスの立ち上がりで生ず
る基板の損傷を少なくできるという効果を奏するのであ
る。
さい短波長光によりトリミングする本発明の構成は，長
波長光でする従来法よりも，パルスの立ち上がりで生ず
る基板の損傷を少なくできるという効果を奏するのであ
る。
【００３７】次に，液化したシリコンは全波長帯のレー
ザ光に対して不透明であり，かつ吸収率も大きい。例え
ば，波長５３２nm及び１０６７nmのレーザ光は，上記シ
リコンヒューズ部の透過率は略０であり，吸収率はそれ
ぞれ５７．０％及び６３．６％である。
ザ光に対して不透明であり，かつ吸収率も大きい。例え
ば，波長５３２nm及び１０６７nmのレーザ光は，上記シ
リコンヒューズ部の透過率は略０であり，吸収率はそれ
ぞれ５７．０％及び６３．６％である。
【００３８】従って，液化後から蒸発する迄の時間は僅
かに短波長光で長くなるに過ぎない。また，透過光によ
る基板の損傷もない。最後に，図１中Ｍ1,Ｍ2 で示した
蒸発終了時後は，前記の如くレーザ光のテールが直接基
板を照射して損傷をあたえる。
かに短波長光で長くなるに過ぎない。また，透過光によ
る基板の損傷もない。最後に，図１中Ｍ1,Ｍ2 で示した
蒸発終了時後は，前記の如くレーザ光のテールが直接基
板を照射して損傷をあたえる。
【００３９】本発明の構成では，短い幅のパルス，例え
ば１５nm以下のパルス幅のレーザを用いるため，前述し
たようにテールは短時間に減衰し，基板の損傷は少ない
のである。
ば１５nm以下のパルス幅のレーザを用いるため，前述し
たようにテールは短時間に減衰し，基板の損傷は少ない
のである。
【００４０】なお，本発明に適用されるレーザ光の長波
長端及びパルス幅の下限は以下の理由から制限される。
図３は本発明の適用例であり，本発明に係る装置により
トリミングされた前後のヒューズ部の構造を表してい
る。
長端及びパルス幅の下限は以下の理由から制限される。
図３は本発明の適用例であり，本発明に係る装置により
トリミングされた前後のヒューズ部の構造を表してい
る。
【００４１】ヒューズ部３は通常，図３（ａ）を参照し
て，燐化ガラスからなる保護膜４により覆われている。
レーザ光が保護膜４に吸収されるとヒューズ部を加熱で
きない。また，周辺の保護膜４，酸化被膜を加熱して損
傷してはならない。かかる理由からレーザ光は，保護膜
の吸収端波長よりも長波長でなければならない。
て，燐化ガラスからなる保護膜４により覆われている。
レーザ光が保護膜４に吸収されるとヒューズ部を加熱で
きない。また，周辺の保護膜４，酸化被膜を加熱して損
傷してはならない。かかる理由からレーザ光は，保護膜
の吸収端波長よりも長波長でなければならない。
【００４２】さらに，レーザトリミングでは，図３
（ｂ）を参照して，光照射により蒸発したヒューズ部３
はその高圧の蒸気圧により保護膜を破裂し，その破裂痕
から飛散する。しかし，ヒューズ部の加熱が急速に過ぎ
ると，ヒューズ部から保護膜への熱伝導による保護膜の
加熱が不十分で保護膜が軟化せず，図３（ｃ）に示すよ
うに，保護膜の中に気泡６として残留するのである。か
かる場合，ヒューズ部の材料が残るため信頼性あるトリ
ミングがなされない。従って，パルス幅は保護膜を熱伝
導により加熱，軟化するに十分な時間としなければなら
ない。
（ｂ）を参照して，光照射により蒸発したヒューズ部３
はその高圧の蒸気圧により保護膜を破裂し，その破裂痕
から飛散する。しかし，ヒューズ部の加熱が急速に過ぎ
ると，ヒューズ部から保護膜への熱伝導による保護膜の
加熱が不十分で保護膜が軟化せず，図３（ｃ）に示すよ
うに，保護膜の中に気泡６として残留するのである。か
かる場合，ヒューズ部の材料が残るため信頼性あるトリ
ミングがなされない。従って，パルス幅は保護膜を熱伝
導により加熱，軟化するに十分な時間としなければなら
ない。
【００４３】本発明は，上述のパルス幅及び波長の光バ
ルス発光装置を有することを特徴の一つとし，さらに，
半導体上に配設された，光吸収スペクトル特性が異なる
物質からなる２種以上のヒューズ部，例えばシリコンか
らなるヒューズ部と金属又はシリサイドからなるヒュー
ズ部を同一装置を用いてトリミングするために適用され
る。
ルス発光装置を有することを特徴の一つとし，さらに，
半導体上に配設された，光吸収スペクトル特性が異なる
物質からなる２種以上のヒューズ部，例えばシリコンか
らなるヒューズ部と金属又はシリサイドからなるヒュー
ズ部を同一装置を用いてトリミングするために適用され
る。
【００４４】即ち，本発明の構成に係る光パルスを用い
れば，パルス幅が短いことから不透明な金属，シリサイ
ドのヒューズ部のトリミングで生ずる欠陥は少ない。他
方，照射の初期には半透明なシリコンヒューズ部につい
ては，波長が短いためヒューズ部の光吸収が大きく短時
間で液化するため基板に吸収される光は少なく損傷を生
じない。また，液化後は，パルス幅が短いことから不透
明なヒューズ部と同様の理由で欠陥は少ない。
れば，パルス幅が短いことから不透明な金属，シリサイ
ドのヒューズ部のトリミングで生ずる欠陥は少ない。他
方，照射の初期には半透明なシリコンヒューズ部につい
ては，波長が短いためヒューズ部の光吸収が大きく短時
間で液化するため基板に吸収される光は少なく損傷を生
じない。また，液化後は，パルス幅が短いことから不透
明なヒューズ部と同様の理由で欠陥は少ない。
【００４５】従って，同一幅の光パルスを用いて，金属
又はシリサイドからなるヒューズ部とシリコンからなる
ヒューズ部とを基板損傷が少ない状態でトリミングする
ことができる。このため，単一のレーザ発光装置と一つ
の光学系とを用いて，吸収特性の異なるヒューズ部が混
在する半導体装置をトリミングすることができるのであ
る。
又はシリサイドからなるヒューズ部とシリコンからなる
ヒューズ部とを基板損傷が少ない状態でトリミングする
ことができる。このため，単一のレーザ発光装置と一つ
の光学系とを用いて，吸収特性の異なるヒューズ部が混
在する半導体装置をトリミングすることができるのであ
る。
【００４６】
【実施例】本発明を実施例に基づき説明する。発光装置
は，発振波長１０６７nm，パルス幅１０n 秒，パルスエ
ネルギーが略１mJのＱスィッチＹＡＧレーザを発光源と
し，その出力をＢａ2 ＮａＮｂ5 Ｏ15を用いた第２高調
波発生器を通して波長５３３nm，出力が略１０μＪの照
射光を発生する。
は，発振波長１０６７nm，パルス幅１０n 秒，パルスエ
ネルギーが略１mJのＱスィッチＹＡＧレーザを発光源と
し，その出力をＢａ2 ＮａＮｂ5 Ｏ15を用いた第２高調
波発生器を通して波長５３３nm，出力が略１０μＪの照
射光を発生する。
【００４７】更に出力光は減衰器を通し，ヒューズ部の
種類，厚さに合わせて強度を調節する。半導体装置はメ
モリ回路と論理回路とを有する集積回路であって，冗長
セルが用意されたメモリ回路の不良セルの切離しにＡｌ
ヒューズ部が，冗長セルの使用にともなう論理回路の冗
長アドレスＲＯＭの書込みにポリシリコンのヒューズ部
が用いられた。
種類，厚さに合わせて強度を調節する。半導体装置はメ
モリ回路と論理回路とを有する集積回路であって，冗長
セルが用意されたメモリ回路の不良セルの切離しにＡｌ
ヒューズ部が，冗長セルの使用にともなう論理回路の冗
長アドレスＲＯＭの書込みにポリシリコンのヒューズ部
が用いられた。
【００４８】ヒューズ部は，シリコンヒューズ部及びＡ
ｌヒューズ部の２種類を含み，シリコン基板表面に堆積
された厚さ３００nmのＳｉＯ2 膜及び３μｍより薄い層
間絶縁膜上に配設され，ヒューズ部上は厚さ６００nmの
燐化ガラスで覆われている。シリコンヒューズ部は，厚
さ２００nm，幅２μｍ，長さ１０μｍであり長さ５μｍ
に渡り略０．６μＪの照射光によりトリミングされ溶断
される。Ａｌヒューズ部は，厚さ５００nm，幅２μｍ，
長さ１０μｍであり長さ５μｍに渡り略１μＪの照射光
によりトリミングされ溶断される。
ｌヒューズ部の２種類を含み，シリコン基板表面に堆積
された厚さ３００nmのＳｉＯ2 膜及び３μｍより薄い層
間絶縁膜上に配設され，ヒューズ部上は厚さ６００nmの
燐化ガラスで覆われている。シリコンヒューズ部は，厚
さ２００nm，幅２μｍ，長さ１０μｍであり長さ５μｍ
に渡り略０．６μＪの照射光によりトリミングされ溶断
される。Ａｌヒューズ部は，厚さ５００nm，幅２μｍ，
長さ１０μｍであり長さ５μｍに渡り略１μＪの照射光
によりトリミングされ溶断される。
【００４９】なお，その他の照射及びトリミングに関す
る装置上の構造，操作は従来と略同様である。本発明で
は，従来は基板損傷のため困難であったシリコンヒュー
ズ部の短パルスによるトリミングが可能となり，短パル
スによるシリコン及びＡｌのヒューズ部のトリミングを
単一の発光装置により行うことができる。
る装置上の構造，操作は従来と略同様である。本発明で
は，従来は基板損傷のため困難であったシリコンヒュー
ズ部の短パルスによるトリミングが可能となり，短パル
スによるシリコン及びＡｌのヒューズ部のトリミングを
単一の発光装置により行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば，照射当初に透明なヒュ
ーズ部に短パルスレーザ光を照射しても基板損傷を小さ
くすることができるから，光吸収特性の異なるヒューズ
部を同じ波長，同じバルス幅を有するレーザ光を用いて
半導体基板損傷の少ないトリミング方法を提供すること
ができ，半導体装置の性能向上に寄与するところが大き
い。
ーズ部に短パルスレーザ光を照射しても基板損傷を小さ
くすることができるから，光吸収特性の異なるヒューズ
部を同じ波長，同じバルス幅を有するレーザ光を用いて
半導体基板損傷の少ないトリミング方法を提供すること
ができ，半導体装置の性能向上に寄与するところが大き
い。
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 パルス幅と基板損傷との関係を説明する図
【図３】 本発明の適用例
１ シリコン基板 ２ 絶縁膜 ３ ヒューズ部 ４ 保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】 金属又はそのシリサイドからなる第１の
ヒューズ部及び多結晶シリコンからなる第２のヒューズ
部が配設された半導体基板にレーザ光を照射して，該ヒ
ューズ部の全部又は一部を除去する半導体装置のレーザ
トリミング方法において， 固体多結晶シリコンに対する光透過率が下地の前記基板
にダメージを与えない程度に十分小さく，且つ液体シリ
コン及び金属に対する光透過率が略０％の波長のレーザ
光を選択し，該レーザ光で前記第１のヒューズ部及び第
２のヒューズ部の全部又は一部を溶断することを特徴と
するレーザトリミング方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザトリミング方法で
あって， 該ヒューズ部は，該ヒューズ部の除去の際に該ヒューズ
部の蒸発にともなう蒸気圧により破裂して破裂痕を形成
する保護膜により覆われ， 該レーザ光は，該ヒューズ部からの熱伝導により該保護
膜が加熱され該保護膜が破裂するに十分なまで軟化する
に至る時間より長く，１５n 秒以下の一定のパルス幅を
有し，２５０nm〜５７０nmの範囲内の一定波長を有する
ことを特徴とするレーザトリミング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243292A JPH05235169A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | レーザトリミング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243292A JPH05235169A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | レーザトリミング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235169A true JPH05235169A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12358796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3243292A Withdrawn JPH05235169A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | レーザトリミング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235169A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004532520A (ja) * | 2001-03-29 | 2004-10-21 | ジーエスアイ ルモニックス コーポレイション | デバイスを処理する方法及びシステム、デバイスをモデリングする方法及びシステム、並びにデバイス |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP3243292A patent/JPH05235169A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004532520A (ja) * | 2001-03-29 | 2004-10-21 | ジーエスアイ ルモニックス コーポレイション | デバイスを処理する方法及びシステム、デバイスをモデリングする方法及びシステム、並びにデバイス |
| US6972268B2 (en) | 2001-03-29 | 2005-12-06 | Gsi Lumonics Corporation | Methods and systems for processing a device, methods and systems for modeling same and the device |
| US7027155B2 (en) | 2001-03-29 | 2006-04-11 | Gsi Lumonics Corporation | Methods and systems for precisely relatively positioning a waist of a pulsed laser beam and method and system for controlling energy delivered to a target structure |
| US7192846B2 (en) | 2001-03-29 | 2007-03-20 | Gsi Group Corporation | Methods and systems for processing a device, methods and systems for modeling same and the device |
| US8193468B2 (en) | 2001-03-29 | 2012-06-05 | Gsi Group Corporation | Methods and systems for precisely relatively positioning a waist of a pulsed laser beam and method and system for controlling energy delivered to a target structure |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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