JPS61194745A - Laser treatment equipment - Google Patents

Laser treatment equipment

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Publication number
JPS61194745A
JPS61194745A JP3432685A JP3432685A JPS61194745A JP S61194745 A JPS61194745 A JP S61194745A JP 3432685 A JP3432685 A JP 3432685A JP 3432685 A JP3432685 A JP 3432685A JP S61194745 A JPS61194745 A JP S61194745A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring structure
laser beam
film
wafer
melted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3432685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Morita
光洋 森田
Susumu Komoriya
進 小森谷
Morio Inoue
井上 盛生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3432685A priority Critical patent/JPS61194745A/en
Publication of JPS61194745A publication Critical patent/JPS61194745A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the parts except the desired part from being damaged, by melting and evaporizing the desired part by the ultra-violet laser beam after melting and eliminating in order the materials deposited on the desired part. CONSTITUTION:On the silicon substrate 11, the isolation film 12 composed of silicon dioxide is formed, on which the wiring structure 13 composed of polysilicon is formed. When this wiring structure 13 is melted, the defective memory cell is converted to the redundant memory cell. On the wiring structure 13, the interlaminar insulation film 14 composed of silicon dioxide and the final protection film 15 of silicon nitride are formed. When the laser beam is irradiated on the wafer 2, the final protection film 15 and the interlaminar insulation film 14 are heated, melted and eliminated, because of the absorption indexes of the final protection film 15 and the interlaminar isolation film 14 are high for the ultra-violet ray laser beam 10. Accordingly, the wiring structure 13 is melted and cut by the ultra-violet ray laser beam in the opened space, and the damage of the parts except the desired part caused by the increase of internal presence and the thermal expansion of said port can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、レーザ処理技術、特に、半導体装置の製造に
おいてウェハに形成された配線構造の一部をレーザエネ
ルギによって加熱溶断する技術に適用して有効な技術に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention is effective when applied to a laser processing technique, particularly a technique for heating and fusing a part of a wiring structure formed on a wafer in the manufacture of semiconductor devices using laser energy. Regarding technology.

[背景技術] たとえば、半導体メモリの製造においては、メモリの容
量の増加と共に半導体素子内部の個々の記憶セルに欠陥
が発生する確率は増大し、この個々の記憶セルの不良に
起因する半導体素子の歩留り低下は避けられない。
[Background Art] For example, in the manufacture of semiconductor memories, as the capacity of the memory increases, the probability of defects occurring in individual memory cells inside the semiconductor element increases, and the probability of defects occurring in individual memory cells within the semiconductor element increases. A decrease in yield is inevitable.

このため、発生した不良記憶セルの数量が所定数以下の
半導体素子を救済する方法として、予め所定数の余分の
記憶セル、すなわち冗長記憶セルを半導体素子内に作り
込んでおき、半導体素子の外部から、たとえば配線構造
を切断して開回路を形成するなどして不良記憶セルを冗
長記憶セルに切り換える、いわゆるピント救済処理が行
われる。
Therefore, as a method for repairing a semiconductor device in which the number of defective memory cells that have occurred is less than a predetermined number, a predetermined number of extra memory cells, that is, redundant memory cells, are built into the semiconductor device in advance, and the outside of the semiconductor device is Therefore, a so-called focus relief process is performed in which the defective memory cell is switched to a redundant memory cell by, for example, cutting the wiring structure to form an open circuit.

この場合、不良記憶セルが判明するのは半導体素子に最
終保護膜が形成された後の検査によってであり、半導体
素子上のたとえばポリシリコンなどからなる配線構造を
外部から切断して開回路を形成するものとしては、たと
えば窒化珪素膜や酸化珪素膜などの最終保護膜下に形成
されたポリシリコンなどの配線構造に、前記の保sri
 naに対する透過率が高い、たとえば可視域のレーザ
光線を照射し、保ill膜下の配線構造のみを溶融蒸発
させて切断することが考えられる。
In this case, the defective memory cell is discovered through inspection after the final protective film is formed on the semiconductor element, and an open circuit is formed by cutting the wiring structure made of polysilicon, etc. on the semiconductor element from the outside. For example, the above-mentioned SRI can be applied to a wiring structure such as polysilicon formed under a final protective film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film.
It is conceivable to irradiate a laser beam with a high transmittance to na, for example in the visible range, to melt and evaporate only the wiring structure under the illumination film and cut it.

しかしながら、上記の可視域のレーザ光線を用いる場合
には、配線構造の上に形成された保護膜に密閉された状
態で配線構造が熔融蒸発されるため、加熱による熱膨張
や内圧の上昇によって、配線構造以外の下地や基板が亀
裂を生じるなどしてt員傷され、半導体素子の信頼性低
下の原因となるなどの欠点があることを本発明者は見い
だした。
However, when using the above visible laser beam, the wiring structure is melted and evaporated while being sealed in a protective film formed on the wiring structure, so thermal expansion due to heating and increase in internal pressure cause The inventors of the present invention have discovered that there are drawbacks such as cracking and damage to the base and substrate other than the wiring structure, which causes a decrease in the reliability of the semiconductor element.

なお、半導体メモリの不良記憶セルの救済について説明
されている文献としては、株式会社工業調査会、昭和5
5年6月1日発行「電子材料」1980年6月号、P2
7〜P33がある。
Note that the literature that explains how to rescue defective memory cells in semiconductor memory is Kogyo Kenkyukai Co., Ltd., 1933.
"Electronic Materials" June 1980 issue, published June 1, 1980, P2
There are 7 to P33.

[発明の目的] 本発明の目的は、被処理物を損傷することなく処理する
ことが可能なレーザ処理技術を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a laser processing technique that can process an object to be processed without damaging it.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、つぎの通りである。
[Summary of the Invention] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、被処理物の目的部位の上に被着された物質に
対しても吸収率の高い紫外線レーザを使用することによ
って、目的部位の上部に被着された物質が順次溶融除去
されたのち目的部位を溶融蒸発させ、レーザエネルギに
よる目的部位の溶融蒸発処理が密閉状態で行われること
を回避して、目的部位における内圧の上昇などに起因し
て被処理物の目的部位以外の部分が損傷されることを防
止するものである。
In other words, by using an ultraviolet laser that has a high absorption rate even for substances deposited on the target part of the object, the substances deposited on the top of the target part are sequentially melted and removed, and then the target part is removed. This method melts and evaporates the target part and avoids the process of melting and evaporating the target part using laser energy in a closed state, thereby preventing damage to parts other than the target part of the object due to an increase in internal pressure at the target part. This is to prevent

[実施例] 第1図は本発明の一実施例であるビット救済装置の概略
を示す斜視図である。
[Embodiment] FIG. 1 is a perspective view schematically showing a bit relief device which is an embodiment of the present invention.

所定の平面内において移動自在なXYテーブル1の上に
は、たとえば多数の記憶セル(図示せず)および所定数
の冗長記憶セル(図示せず)などからなる複数の半導体
メモリ素子が形成されたウェハ2(被処理物)が位置さ
れている。
A plurality of semiconductor memory elements including, for example, a large number of memory cells (not shown) and a predetermined number of redundant memory cells (not shown) are formed on an XY table 1 that is movable within a predetermined plane. A wafer 2 (workpiece) is positioned.

さらに、XYテーブル1の上方には、照明部3が設けら
れ、この照明部3からハーフミラ−4およびレンズ5を
経てウェハ2の表面に照射され、ウェハ2の表面で反射
された照明光6は、ハーフミラ−4によって影像観測部
7に導かれ、ウェハ2に形成された、たとえば配線構造
などのパターンが認識されるように構成されている。
Further, an illumination section 3 is provided above the XY table 1, and the illumination section 3 illuminates the surface of the wafer 2 through a half mirror 4 and a lens 5, and the illumination light 6 reflected from the surface of the wafer 2 is , is guided to an image observation section 7 by a half mirror 4, and is configured so that a pattern such as a wiring structure formed on the wafer 2 can be recognized.

さらに、前記ハーフミラ−4とレンズ5との間には、レ
ーザミラー8が設けられ、XYテーブルlの上部側方に
設けられた、360r+m以下の紫外線レーザ発生源9
、たとえばYAGレーザ、エキシマレーザ、N2レーザ
発生源などから放射される、たとえば第3高調波などの
、所定の波長を有する紫外線レーザビーム10が、XY
テーブル1に固定されたウェハ2の所定の部位に、所定
の径のスポットで照射され、ウェハ2の所定の部位がレ
ーザエネルギによって加熱処理されるように構成されて
いる。
Further, a laser mirror 8 is provided between the half mirror 4 and the lens 5, and an ultraviolet laser source 9 of 360 r+m or less is provided on the upper side of the XY table l.
, an ultraviolet laser beam 10 having a predetermined wavelength, e.g. third harmonic, emitted from a YAG laser, excimer laser, N2 laser source, etc.
A predetermined portion of a wafer 2 fixed on a table 1 is irradiated with a spot of a predetermined diameter, and the predetermined portion of the wafer 2 is heated with laser energy.

また、前記の紫外線レーザビーム10のウェハ2上にお
ける照射位置は、たとえばハーフミラ−4およびレーザ
ミラー8の位置関係を所定の状態に保持し、影像観測部
7の視野内に、たとえば照準線などを設けることによっ
て、影像観測部7において、ウェハ2上に形成されたパ
ターンと共に認識されるものである。
Further, the irradiation position of the ultraviolet laser beam 10 on the wafer 2 is determined by maintaining, for example, the positional relationship between the half mirror 4 and the laser mirror 8 in a predetermined state, and placing, for example, a line of sight within the field of view of the image observation unit 7. By providing this, the image observation section 7 can recognize the pattern along with the pattern formed on the wafer 2.

次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

まず、ウェハ2がXYテーブル1の上に所定の状態に載
置される。
First, the wafer 2 is placed on the XY table 1 in a predetermined state.

次に、照明部3によってXYテーブル1上に載置された
ウェハ2の表面が照明され、影像観測部7によってウェ
ハ2に形成された配線構造などのパターンを観察しつつ
、XYテーブル1を適宜移動させて、ウェハ2上の目的
の部位が紫外線レーザビーム10の照射される位置にく
るようにされる。
Next, the surface of the wafer 2 placed on the XY table 1 is illuminated by the illumination unit 3, and the XY table 1 is moved as appropriate while observing the pattern such as the wiring structure formed on the wafer 2 by the image observation unit 7. The target portion on the wafer 2 is moved to a position where the ultraviolet laser beam 10 is irradiated.

次に、YAGレーザ発生源9から放射される紫外線レー
ザビームlOのウェハ2の所定の部位に対する照射が開
始される。
Next, irradiation of a predetermined portion of the wafer 2 with the ultraviolet laser beam IO emitted from the YAG laser source 9 is started.

この場合、ウェハ2の紫外線レーザビーム10が照射さ
れる部分は、たとえば第2図(a)に断面図で示される
如き構造のものである。
In this case, the portion of the wafer 2 that is irradiated with the ultraviolet laser beam 10 has a structure as shown, for example, in a cross-sectional view in FIG. 2(a).

すなわち、シリコン基板11上に形成された、たとえば
二酸化珪素からなるアイソレーション膜12の上には、
たとえばポリシリコンからなる配線構造13が形成され
、この配線構造13は溶断されることによって開回路を
構成し、不良記憶セルが所定の冗長記憶セルに切り換え
られるように構成されている。
That is, on the isolation film 12 formed on the silicon substrate 11 and made of silicon dioxide, for example,
For example, a wiring structure 13 made of polysilicon is formed, and when this wiring structure 13 is blown out, an open circuit is formed, and a defective memory cell is switched to a predetermined redundant memory cell.

さらにこの配線構造13の上には、たとえば二酸化珪素
からなる層間絶縁膜14および窒化珪素からなる最終保
護膜15が形成されている。
Further, on this wiring structure 13, an interlayer insulating film 14 made of, for example, silicon dioxide and a final protective film 15 made of silicon nitride are formed.

そして、ウェハ2に照射される紫外線レーザビーム10
は、目的の配線構造13に到達する前に窒化珪素膜15
および二酸化珪素膜14を通過されるが、最終保護膜1
5および層間絶縁膜14に対する紫外線レーザビーム1
0の吸収率が高いため、配線構造13の上に被着された
最終保護膜15および層間絶縁膜14はレーザエネルギ
を吸収して順次発熱溶解されて除去され、目的の配線構
造13の紫外線レーザビーム10による溶断処理は、第
2図(b)に示されるように、外部に開放された状態で
行われる。
Then, the ultraviolet laser beam 10 is irradiated onto the wafer 2.
The silicon nitride film 15 is removed before reaching the target wiring structure 13.
and the silicon dioxide film 14, but the final protective film 1
5 and the ultraviolet laser beam 1 on the interlayer insulating film 14
Since the absorption rate of 0 is high, the final protective film 15 and interlayer insulating film 14 deposited on the wiring structure 13 absorb the laser energy and are sequentially heated and melted and removed. The fusing process using the beam 10 is performed in an open state to the outside, as shown in FIG. 2(b).

この結果、配線構造13が紫外線レーザビーム10の照
射によって加熱され、高温度のもとて溶解蒸発される過
程が最終保護膜15や層間絶縁膜14などによって密閉
された状態で行われることが回避され、内圧の上昇や熱
膨張などに起因して、たとえばアイソレーション膜12
やシリコン基板11などが亀裂を生しるなどして損傷さ
れることなく、配線構造13が紫外線レーザビーム10
によって溶断され、配線構造13は開回路を構成して、
不良記憶セルが冗長記憶セルに切り換えられる。
As a result, the process in which the wiring structure 13 is heated by irradiation with the ultraviolet laser beam 10 and melted and evaporated at a high temperature is prevented from being performed in a state where the wiring structure 13 is sealed by the final protective film 15, the interlayer insulating film 14, etc. For example, due to an increase in internal pressure or thermal expansion, the isolation film 12
The wiring structure 13 is exposed to the ultraviolet laser beam 10 without cracking or other damage to the silicon substrate 11 or the like.
, the wiring structure 13 constitutes an open circuit,
A defective storage cell is switched to a redundant storage cell.

所定の時間経過後、紫外線レーザビーム10の照射は停
止される。
After a predetermined period of time has elapsed, the irradiation of the ultraviolet laser beam 10 is stopped.

上記の一連の動作を繰り返すことによって、ウェハ2上
の所定の半導体メモリ素子のビット救済処理が行われる
By repeating the above series of operations, bit relief processing for a predetermined semiconductor memory element on the wafer 2 is performed.

[効果コ (1)、レーザエネルギによって被処理物を加熱処理す
るレーザ処理装置において、被処理物の目的部位の上に
被着された物質に対しても吸収率の高い紫外線レーザ、
特に360nm以下のものが使用されるため、目的部位
の上部に被着された物質が順次熔融除去されたのち目的
部位が溶融蒸発され、レーザエネルギによる目的部位の
加熱溶融蒸発処理が密閉状態で行われることが回避され
、目的部位における内圧の上昇や熱膨張などに起因して
被処理物の目的部位以外の部分が損傷されることが防止
される。
[Effect (1): In a laser processing apparatus that heats a workpiece with laser energy, an ultraviolet laser that has a high absorption rate even for a substance deposited on the target part of the workpiece,
In particular, since a substance with a wavelength of 360 nm or less is used, the substance deposited on the upper part of the target area is sequentially melted and removed, and then the target area is melted and evaporated, and the target area is heated, melted, and evaporated using laser energy in a sealed state. This prevents damage to parts of the object other than the target part due to an increase in internal pressure or thermal expansion in the target part.

(2)、前記(1)の結果、半導体素子の信顛性低下が
防止され製品の歩留りが向上される。
(2) As a result of (1) above, the reliability of semiconductor devices is prevented from deteriorating and the yield of products is improved.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

たとえば、360nIW以下の紫外線を発生する紫外線
レーザビームの発生源としてはYAGレーザに限らず、
たとえばエキシマレーザあるいは窒素ガスレーザなどで
もよい。
For example, sources of ultraviolet laser beams that generate ultraviolet light of 360 nIW or less are not limited to YAG lasers.
For example, an excimer laser or a nitrogen gas laser may be used.

また、第1図における符号5に示すものは屈折型レンズ
を用いているが、他に反射鏡であってもよい。
Further, although the lens indicated by reference numeral 5 in FIG. 1 uses a refractive lens, a reflecting mirror may also be used.

[利用分野] 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体メモリのビッ
ト救済技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、たとえば、レーザ加工技術な
どに広く適用できる。
[Field of Application] In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the field of application, which is the field of application, which is the bit relief technology of semiconductor memory, but it is not limited to this, and for example, , can be widely applied to laser processing technology, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例であるビット救済装置の概略
を示す斜視図、 第2図(a)および(b)は、ウェハの配線構造の断面
図である。 ■・・・XYテーブル、2・・・ウェハ(被処理物)、
3・・・照明部、4・・・ハーフミラ−15・・・レン
ズ、6・・・照明光、7・・・影像観測部、8・・・レ
ーザミラー、9・・・紫外線レーザ源、lO・・・紫外
線レーザビーム、11・・・シリコン基板、12・・・
アイソレーション膜、13・・・配線構造、14・・・
層間絶縁膜、15・・・最終保護膜。 第  2  図
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a bit relief device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2(a) and 2(b) are sectional views of the wiring structure of a wafer. ■...XY table, 2...Wafer (workpiece),
3... Illumination section, 4... Half mirror 15... Lens, 6... Illumination light, 7... Image observation section, 8... Laser mirror, 9... Ultraviolet laser source, lO ...Ultraviolet laser beam, 11...Silicon substrate, 12...
Isolation film, 13... Wiring structure, 14...
Interlayer insulating film, 15... final protective film. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、レーザエネルギによって被処理物を加熱処理するレ
ーザ処理装置であって、紫外線レーザを用いることを特
徴とするレーザ処理装置。 2、被処理物がウェハであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のレーザ処理装置。 3、レーザ処理装置が半導体装置の製造に用いられるビ
ット救済装置であることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載のレーザ処理装置。
[Scope of Claims] 1. A laser processing apparatus for heat-treating a workpiece with laser energy, characterized in that it uses an ultraviolet laser. 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the object to be processed is a wafer. 3. The laser processing device according to claim 2, wherein the laser processing device is a bit relief device used for manufacturing semiconductor devices.
JP3432685A 1985-02-25 1985-02-25 Laser treatment equipment Pending JPS61194745A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03502388A (en) * 1988-02-05 1991-05-30 レイケム・リミテッド Method for manufacturing single-axis electrically conductive parts

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03502388A (en) * 1988-02-05 1991-05-30 レイケム・リミテッド Method for manufacturing single-axis electrically conductive parts

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