JPS5893257A - 配線接続方法及び装置 - 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】

本発明は半導体集積回路中の配線を接続す南。 方法及び装置に関するものである。 集積回路の配線の一部を切断捷たは接続（短絡）するこ
とにニジ製作済みの集積回路チップに回路変更を行うこ
とかできる。従来、この回路変更方法は、例えば読み出
し専用メモリ（Ｒ２゜ＯＭ）のプログラム、最近ではメ
モリ素子の欠陥゛セルの救済に利用されている。 従来、これら回路変更方法には次のような方法が用いら
れている。 （１）　　電流により多結晶シリコン配線又はアルミニ
ウム、ニクロム等の金属配線の特定部（ヒ・−−ズ）を
切断する。 （２１レーザパルスにＬり外部から光学的に工・ネルギ
を与え、多結晶シリコン配線又はアルミ。 ニウム、ニクロム等の金鵜配線の特定部を切断Ｏする。 これらは、いずれも配線の一部を切断するも。 ので大きなエネルギを必要とし、とけた多結晶シリコン
や其他の金属が近傍の酸化シリコン膜を損傷したシ、レ
ーザビームが基板を損傷し褐。 い。壕だ、配線部がＳｉｎ、、　ＳｉＮなどのパツシペ
。 −シラン膜で啓われている場合には、配線切断。 特にその上のバッジベージＭど膜の一部全除去。 してしまうため、再度パッシベーション膜をコ。 −トシなければならないなどの欠点がある。２゜本発明
の目的は、上記した従来技術の欠点を′なくし、不純物
をドーピングした多結晶シリコン配線の一部に形成され
た高抵抗部を低抵抗化して配線を接続し、ＲＯＭ（Ｒｔ
ａｄ　０１Ｌｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ｐＬＡ　（ｐｒｏ
、ｑｒａｍａｈｌｔ　Ｊ、ｏｇｉｃ　Ａｒｒａｙ）のプ
ログラム５又はメモリ素子ｋＵじめ半導体装置の欠陥救
済に高歩留りで行うことができる配線接続装置及。 び装置を提供するにある。 本発明による配線接続方法は、不純物をドー・ピングし
だ多結晶シリコン配線の一部に形成寺０れた筺抵技部及
び両側の所望の長さの配線にし・−導光を照射して、該
高抵抗部を低抵抗化することにより配線を接続すること
を特徴とする方法である。 本発明による配線接続方法の好寸しい態様へ、おいては
、前記レーザ光が特定の開口部を通過せしめられ、該高
抵抗部及び配線のＩｌ＠に等しい。 幅で照射すべき高薇１抗部及び両側の所望の長さ。 の配線上に集光せしめられる。 不発明にＬる配線接続装置は、レーザ光をジ塙・　３　
・ 生する手段と、不純物をドーピングした多結晶“シリコ
ン配線の一部に形成された高抵抗部をし。 −導光照射にニジ低抵抗化して配線を接続する。 必要がある部品を載置するＭ′方向可動テーブル。 と、前記レーザ光を該部品上に導光する手段とミ該レー
ザ導光路に設けられ、レーザ光全配線の。 幅に等しい幅で照射すべき高抵抗部及び両側の・所望の
長さの配線上に集光させる特定の開口部・と、前記部品
の観桜及びレーザ光照射の位置合・せの為の観察手段を
備えることを特徴とする配線接続装置である。 本発明による配線接続装置の好ましい態様に・おいては
、前記の特定の開口部がが方向に寸法。 可変の矩形スリットである。 不発明による配線接続装置の他の好ましい職。 様においては、前記の特定の開口部が各種の照。 射すべき高抵抗部及び両側の所望の長さの配線。 の寸法に合せた複数種の開口部であり、該複数。 種の開口部が選択可能としである。　　　　　。 以下、本発明による配線接続方法及び装置に。。 °　４　。 ついて詳述する。第１図（Ａ）　Ｋ本発明の方法及゛び
装置において対象とされる半導体部品の一部゛を示す。 即ち、シリコン基板１に被着した酸化・シリコン層２に
より基板１と絶縁された２つの・１形多結晶シリコン層
３，４が極めて高抵抗、例ｊえば１００Ａ’ｎρ以上、
の多結晶シリコン層（不純・物がドーピングされていな
くともよい。）から・なる番層５を介在して、対向して
配線を形成し・ている。 本発明の方法においては、１層５及び両側の〇配線層３
，４の所望の長さの範囲にレーザ光６を。 照射し、十分にエネルギを与えることにより１Ｌ＋。 形の配線層３，４から拡散を生せしめ、第１図（。 Ｂ）のように高抵抗の１層５をイ斤抵抗層７に変換する
。以上にニジ、レーザ光照射前は層形の１叫。 線層３と４とは非導通状態であったが、照射後は導通状
態に変化し、配線３，４の接続（短絡）が完了する。 通常、半導体チップ内に形成される多結晶シリコン配線
は、膜厚が数１ｏｏＡ数μｍと非常に薄へいタメ、照射
するレーザのパワー密度が太き過゛ぎると、配線が損島
全受け、極端な場合は断線゛する。 一般に、レーザ光を対物レンズ等の集光手段。 により集光すると、第２図に示すよっなガウス５型の分
布が得られる。第２図において、縦軸は。 パワー密度、横軸は集光スポットの中心を原点。 とした原点エリの距険ヲ示す。中心部のパワー。 密ｒｘ゛ｐｏの１／♂となる部分をビーム径りとして示
しである。捷だ、配線に損傷を生じるパワー密度０５　
ＰＡ、拡散を生じさせるに必要なパワー密度を・与で示
しである。この工うなレーザスポットを。 シリコン基板１、酸化シリコン層２の上に形成。 されたル形多結晶シリコン配線６，４及びこれに。 挾まれている高抵抗のｉ層５に、第５図に示Ｌ５ように
照射する。この際、レーザスポットの中。 心ｆ　ｉ　層５の中心に一致させ、拡散を生じさせるに
必要なパワー密度りの範囲が配線層３，４の。 所望の長さ号で及ぶようにしである。第３図にパワー密
度へ以上の照射範囲を符号８で、パワ。。 −密度ら以上の照射範囲を斜線金入れて符号９′で示し
である。即ち符号８の範囲では拡散が生じ、符号９の範
囲では損傷が生ずることとなる゛。 従って符号９の範囲の存在は好ましくない。　。 この配線層３，４又は高抵抗層５等に損傷を写える符号
９の範囲になくすることは、レーザの出力を低下させた
り、光学系で透過率を落すごとにより達成できる。しか
しながら、それに応・して拡散が生ずる領域も減少して
し寸い、配紛接締する目的が達せられなくなる。　　　
　　１゜また、第４図に示すように、集光スポット中・
心のパワー密度Ｐ６′が損傷ヲ生じるパワー密度・Ｐ、
を超兄ないように、更に拡散ヲ生りるパワー。 密度Ｉ）Ｒを趨える部分が十分に大きくなるよう一集光
させることにより、損傷を生じることなく１゜十分な拡
散を生じさせることができる。即ち、。 汗５図において、シリコン基板１、酸化シリコ：１：１
１ ン層２の上に形成さ五ｌた１形多結晶シリコン層３．４
及びそれらに挾捷れているｉＪ輪５に、第４図に示した
パワー分布を持つ集光スボッ）ｔｌｔｑ。 、７　。 射すると、パワー密度ＰＥ以上の部分８では拡散゛が生
じ、ｎ＋形多結晶シリコン層３と４を導通状。 態にすることができる。 しかしながら、第２図及び第４図に示す工う゛なパワー
分布のレーザ集光スポラトラ第３図及５び第５図に示す
ように照射した場合、拡散を生じる程度のパワー密度金
持つレーザ光が、多結゛晶シリコン配線部５，４．５以
外の部分にも広い領。 域にわたって照射されることになるので、酸化。 シリコン層２がレーザ光を透過するため、シリ１０コン
基板１全相当な高温まで加熱してしまう。・従って、外
観的に変化が生じなくとも、素子行・性に影響をおよぼ
す恐れ力く大きい。まして、し。 −導光が照射された部分に、仲の回路部分、例。 えば拡散抵抗、トランジスタの拡散層が存在し５た場合
には、拡散層の拡大、耐圧の低下等の悪。 影響をもたらす。 その為に、本発明の方法における好ましい態。 様においては、レーザ光ヲ筒抵技部及び両側の所望の長
さの配線上にのみ照射せしめ、上記の°　８　。 多結晶シリコン配線部以外の部分には照射せしめないよ
うにしである。即ち、不純物をドービ゛ングした多結晶
シリコン配線の一部に形成された高抵抗部及び配線の幅
に等しい幅で照射すべ。 き高抵抗部及び両側の所望の長さの配線上にレーザ光を
集光させる工うに、レーザ光をその導・光路において特
定の開口部を通過せしめる。　。 以下、上記の本発明の方法の好ましい１％様？本発明の
装置の実施例の図面に基づいて、本発明の装置と共に貌
明する。　　　　　　　　　１０第６図は本発明の装置
の一実施例の構成図で。 ある。１４はレーザ発振器である。レーザ発振器１４か
ら出射されたレーザ光１０は、シャッタ１５ヲ。 通り、ミラー１６で光路を曲げられ、透過率連続可変フ
。 イルタ１７及びレーザ光１０のビーム径を拡大す金。 為のビームエキスパンダ１Ｂヲ通り、ダイクロイ。 ツクミラ１９により再び光路全曲けられる。ダイクロイ
ックミラ１９はレーザ光１０ヲ反射し、後述の干渉フィ
ルタ２９全透過する特定波長の元を透過する特性を有す
る。　　　　　　　　　　　２゜ダイクロイックミラ１
９により光路を曲げられ゛たレーザ光１０は特定の開口
部１１、ノ・−フミン２０．゛２１を通り、対物レンズ
１２により集光されてＸＹ’方向可動テーブル３４上に
載置された配線全接続゛する必要がある部品の半導体チ
ップ２２上に照射５されろ。 Ｍ′方向可動テーブル３４は駆即１装置６５及び６５′
”に工りＸ方向及びＹ方向に移動される。プロー。 ブカード３７とＪＣテスタ３８は半導体チップ２２上の
＠極又はボンティングバッドにプローブ６６全０押し当
てて、半導体千ツブ２２の全体又は特定部・分の特性を
検査する。 ダイクロイックミラ１９と対物レンズ１２０間の・レー
ザ光１０の光路には、半導体チップ２２の観察。 及び位置合せの為に照明光源２６よりの可視光、１゜及
び特定の開口部１１の投影ｆ＆＆察の為に照明光。 源２７よりの特定の波長の可視光が導入される。。 照明光源２３工りの可視光はハ〒フミラ２４及び。 ２１により光路全曲けられてレーザ光１０の光路に。 導入される。照明光源２７よりの可視光は干渉フ、。 イルタ２９及びダイクロイックミラ１９ヲ透過して゛レ
ーザ光１０の光路に導入される。照明光源２３及び２７
エリの可視光の半導体チップ２２上よりの反゛射光の一
部はハーフミラ２１で反射され、−・−ブミラ２４を透
コ尚し、レーザカットフイルり２４にて５レーサ光が遮
断され観察光学系２５に入り、半導“体チップ２２や特
定ｌｒ１口部１１０投影像が観察され。 ろ。捷だ、可視光の半導体チップ２２面エリの反。 射光の仙の一部は−・−フミン２０で反射され、ゾーザ
カットフィルタ６１にてレーザ光が遮断され０た後、撮
像製雪６２にて撮像され、モニタＴＶ′５５に・映像さ
れ、半導体チップ２２や特定開口音１１の投・影像プバ
ここにて観察される。 ３９は制御装置で、発振器１４、シャッタ１５、・Ｍ′
方向可動テーブル５４の駆動装置ｔ３５，３５’増の作
５ｂｕｒ制御する。即ち、カードプローブ３７及び１９
゜テスタ６８により半導体チップ２２が検査されると。 ・１：：。 その検査結果からレーザ照射による配線接続が。 必要か否か全判断し、もし必要な相合との部分。 に照射すべきか全決定する機能と、決定された。。 、１１・ 照射されるべき位ＩＷがレーザ光１０の対物レンズ１２
による集光位置と一致するＬうに■可動チー。 プル３４の駆動装置３５．３５’の駆動全制御する機能
を有す。捷だシャッタ１５を開いて、又は発振器１４に
信号を送ってレーザ光１０が半導体チップ介に到達する
ようにし、捷だ必要な照射か終了するとシャッタ１５を
閉じろか、または発振器１４べの信号を停止する機能を
有す。更に、レーザ照。 射が終了するとあらためてテスタ３８に工す再検査を行
い、配線接続が成功したか否かを判定し０た後、プロー
ブカード３７と半導体チップ２２の接・触ヲ解いて、次
の新しいチップがプローブカー・ド３７の真下に来るよ
うに、Ｍ′可動テーブル５４の駆動装置３５，３５′？
駆勧し、プローブカードろ７のプローブ３６と新しい半
導体チップ２２の例えばボ１゜ンティングパーフドを接
触させる機能を有する。 この作動制御は具体的には図示してないが、例。 えはプローブカード３７ヲ上下させる、又は半導。 体チップ２２ヲ上下させることにより容易に行い。 得る。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２゜
・　１２・ 次に、特定の開口部１１について更にＩｒ７．ａ、９゜
図に基づいて詳述する。第７図に示す工うに、。 レーザ光１０は特定の開口部１１を通過せしめられ対物
レンズ１２にエリ、高抵抗部５及び配線６，４゜の幅に
等しい幅で、照射すべき晶析技部５及び画側の所望の長
さの配線６．４上に集光、せしめられる。第７図におい
て、照射すべき高抵抗部５゜及び両側の所望の長さ配線
６，４ヲ併せた部分？符号１３で示しである。 第７図の装置において開口部１１は、それぞれ）Ｘ方向
及びＹ方向に接近離隔可能でその間隙を可変とするそれ
ぞれ一組寸つの平板４０及び４１・を接近させて設ける
ことに１って形成されろ。・開口部１１の大きさは符号
１６０部分に対物レンズ１２の倍率を乗じた大きさとな
る。これに工り、１゜符号１３０部分以外にレーザ光が
照射されず、方子特性に悪影響企及ぼすことにない。更
にレーザ光１０を十分に拡けることにより、開口部１１
゜１通過する部分のパワー密展分布全はぼ均一に。 することができ、対物レンズ１２で投影集光され。 た後も均一な分布が保有されるため、良好な接続を行う
ことかできる。 第７図の開口部１１は可変としであるが寸法、”形状を
変える必要がないときは第８図又は第９゜図に示すよう
なし１」口板に設けたものでもよい。５即ち、第８図に
はレーザ光１０に対して遮光性を゛持つ材料、例えは金
線の板４２に開口部１１を設けた本のが示しである。第
９図にはレーザ光１０゜に対して透明な基板４３、例え
ばガラス板、石英飯等、の上に蒸着法などにニジレーザ
光１０に対Ｏして遮光性を有する金属等の膿４４ヲ形成
し、フ・オドエツチング法などにより所要の開口部１１
ヲ形成した本のが示しである。 開口部１１を有するこれらの部材の使用方法と・しては
、レーザ光照射すべき高抵抗部ケ含む配。 線部１！１の形状及び寸法か一定しているときは、。 それに対応する開口部１１會有するいずれかの部。 材を設置すれば、例えば一枚のウェー・内に形成。 されているチップ全てに対しても、自動的にし。 −ザ照射による配線接続を行うことができる。２゜捷だ
、４１＋」祭光党系２５又はモニタＴＩ／’３３により
ＸＹ’方向可ｕｖＩテーブル３４を動かして行ってもよ
い。。 甘だ、品種により、接続したい配線の形状寸法か異なる
場合は、可変スリット部制４０．４１を。 用いてこの調寅１’；に工って！工ぐ、第８．９図に

【
る開ロ販全各種開ロ寸法σ】ものを用意しておぎ、これ
をダ換使用するようにしてイ・よい。捷だ、・一枚の係
に面線方向に並べて、又は一枚の円板に円周方向に＼＋
＋ｌべて、各種形状、寸法のし１１０部を初数個設けて
おき、これら板又は円板を軸椹１１移動又に回転させて
、所望の開口部を１７−ザ光の光路に位１にせしめる。 Ｊ：うにし７てもよい。　　。 本発明の方法に使用されるレーザは、拡散学生じさせる
ための熱諒として作用するもので、。 完成した半導体チップに適用する場合には、ｎ十ｌ。 彫多結晶シリコン層の上には、Ｓｉｎ、　、ｐ５Ｇ（す
。 ンガラス）、ＳＬＮなどからなるパッシベーショ：：１
゜ ン膜が形成されているので、それらの膜全十分族・遇す
る波長のレーザか選ばれる。捷た、周辺への熱影響ケ考
えろとパルス発振レーサカ望捷・　１５・ しいが、連続発振レーザでも可能である。中で゛もＱス
イッチパルスＹＡＧレーザ、又はガラスレ。 −ザの基本ｅ＜ｅ長１．０６μｍ）、第２尚調波（波長
０．５３．ｌｊｍ）若しくは第６渭Ｉｍ波（波長ａ、ｓ
５．ｕｍ）’）（ル−ザ、各種パルスレーザ励起若しく
はグラ５ツシユランプ励起の色素レーザ、金耘蒸気し−
。 ザ、エキシマレーザ、ルビーレーザ、キャビテ。 イダンピングバルスＡｒ若しくはＫｒレーザが適し。 ている。 第６図に示した実施例においては半導体メモｌＯりの欠
陥救済に適用するため、プローブカード・３７とＩＣテ
スタ３８ヲ備えているか、他の目的、例・λばＲＵＭ、
　ｐＬＡのプログラム等に適用する極）合、・プログラ
ムすべき部分とレーザ光１０の照射位置・が一致する↓
うにＭ′力方向動テーブル６４ヲ順次１゜移動させて行
けば目的を達することができるこ。 とけ明らかである。 更に、半導体メモリの欠陥救済に適用する楊。 合についても、別に設けた検査装置皺に工りあら。 かじめ検査を行い、その結果、あるいはその鮎、。 ゛　１６″ 果力・ら決定されろレーザ照射位１裔を磁気チーブある
いは他の手段に記憶させ、第６図に示した゛装置により
、記憶媒体からの情報に工つて、し。 −ザ照射位置全再現して、レーザを照射するごとにより
、目的を達することができることも肝らかである。 実施例においては、レーザによる接続部としてｒＬ加ｐ
ｏｌｙ　−ＳｉＮ＃−ｉ層−１形ｐｏｌｙ　−Ｓ＊　’
Ｎｔ　（’ｎ＋−１−ｎ＋）の構成について説明したが
、Ｐへｏｌｙ−別層−！層−Ｐ　形ｐｏｌｙ　−ＳｉＪ
針（Ｐ　−Ｌ−Ｐ　）の檜０成についても全く回様の効
釆全＋＝ることができ・る。呻だｐ＋−１−ｎ＋又はル
　−Ｌ−ｐの構成部゛を＃続・し７てｐ−ｎ又ｒａｎ−
ｐダイオードを形成することも。 できる。 以上詳述したように、本発明の方法及び装置、によると
きは、不純物をドーピングした多結晶。 シリコン配線の一部に形成された都抵技部を低。 抵抗化して配線を接続し、半導体装置の欠陥かζ済全筒
歩俣りで行うことができる。また、接続。 金目的とする配線部以外にレーザ光が照射され、！。 るのを防ぐことができるので、シリコン基板又。 は周辺部の拡散層にレーザ光が照射されることにより生
ずる悪影響を防ぐことができ、確実に。 高品雀な配線接続を行うことができる。　　　。

【図面の簡単な説明】

第１　図（Ａ）、（Ｂ）はレーザによる配線接続の原。 理を説明する為の半導体部品の縦断斜視模型図、第２図
及び第４図はレーザ光のガウス型パワー密度分布図、第
３図及び第５図は半導体部品上の第２図及び第４図のパ
ワー密度分布のレーサ〇光全照射した場合の照射領域を
示した平面図、・第６図は本発明の配線接続装置の一実
施例の構成図、第７図、第８図及び第９図は本発明の方
法及び装置における特定の開口部のそれぞれ異なる実施
例を示す斜視図である。　　　　　　１５１・・・シリ
コン基板、　　２・・・酸化シリコン層、。 ３．４・・・ル形多結晶シリコン層、　　５・・・高抵
抗多結晶シリコン層、６，１０・・・レーザ光、　　１
１・・・特定の開口部、１２・・・対物レンズ、１４・
・・レーザ発２２・・・半導体チップ、　　２３　、２
７・・・照明装置、　　。 ２５・・・鶴察光学系、　　２９・・・干渉フィルタ、
　　３２・・−撮影装置、　　３４・・・Ｍ′方向可動
テーブル、　　３６・・パブローブ、　　６７・・・プ
ローブカード、３８・・・ＩＣ。 テスタ、　　６９・・・制御装置Ａ０ ５ １：１ オ　１　図 （ハ） （８） 才２ｆ７ Ｆ　３　必 オフ図 才　８　更 オ　フ　図 −２８８＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１＋　　不純物全ドーピングした多結晶シリコシ配線
   の一部に形成されたλ、５抵抗部及び両側］の所５望の
   長さの配線にレーザ光全照射して、該高批。 技部を低抵抗化することに工り配線を接続する。 こと全特徴とする配線接続方法。 （２）　　前記レーザ光が、特定の開口部を通過せしめ
   られ、該高抵抗部及び配線の幅に等しい幅０で照射すべ
   き高抵抗部及び両側の所望の長さの・配線上に集光せし
   められる特許請求の範囲第１・項の配線接続方法。 （３（レーザ光を発生する手段と、不純換金ド。 −ピングした多結晶シリコン配線の一部に形成５された
   高抵抗部をレーザ光照射により低抵抗化。 して配線を接続する必要がある部品全載置する。 Ｍ′方向可動テーブルと、前記レーザ光を該部品。 上に導光する手段と、該レーザ導光路に設けら。 れ、レーザ光を該高抵抗部及び配線の幅に等し。 い幅で照射すべき高抵抗部及び両側の所望の長゛さの配
   線上に集光させる特定の開口部と、前記゛部品の観察及
   びレーザ光照射の位置合せの為の“勧、餞手段とを備え
   ることを特徴とする配線接続。 装置。 （４）　　前記の特定の開口部が、■方向に寸法可。 変の矩形スリットである特許請求の範囲第３項・の配線
   接続装置。 （５）　　前記の特定の開口部が、各種の照射すべき高
   抵抗部及び両側の所望の長さの配線の寸法〇に合せた複
   数種の開口部であり、該複数種の韻口部が選択可能とし
   である特許請求の範囲第３゜項の配線接続装置。