JPS63100746A - Ｉｃ素子における配線接続方法及びその装置 - 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〕 本発明は半導体装置の表面に配線を布設する技術に係り
、特に試作した半導体装置に部分的な不良が存在する場
合に不良箇所を特定し、補修するのに好適な配線布設技
術に関する。

〔従来の技術〕

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
体装置の開発が難かしくなって居り、開発期間の長期化
を招いている。かかる情況は、ＬＳＩ設計にもカットア
ンドトライなる回路製作技法が必要であることを示して
いる。即ち、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
ることとなる。

一方、従来技術としては、例えば、ジャーナル・オン・
エレクトロケミカル・ソサエティー、１２８巻、９号（
１９８１）第２０３９頁から第２０４１頁（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃ
ｉｅｔｙ　ｖｏｌ。

１２８、階？　、　（１９８１）ｐｐ、２０３９〜２０
４１　）、あるいは、エクステンデド・アブストラクツ
・オン・ザ・セブンティーンス・コンファレンス・オン
・ソリッドステイト・デパイセズ・アンド・マテリアル
ズ（１９８５年）第１９５頁から第１９６頁（Ｅｘｔｅ
ｎｄｅｄＡｂｓｔｒａｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　１７ｔｈ
　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　５ｏｌｉｄＳｔａｔｅ
　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　、　
Ｔｏｋｙｏ　、　１９８５　。

ｐｐ、１９！ｌ〜１９６）などに述べられているように
、レーザＣＶＤ技術を用いて５ｉＯｚで被榎されたＳｉ
基板上にＭｏ配線を形成する技術が示されている。しか
し、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、従来技術は
、そのままでは適用できない。

配線布設が現実的な速度で行えたとしても、更に配線と
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等が要請される。

上記の従来技術には、ＣＶＤ原料ガス圧を増加させるこ
と、レーザ出力を増加させること、レーザ光照射の相対
的走査速度を減少させることに依って、形成する配線材
料のＳ淳を増加できる旨の記載がある。

しかし本件出願に係る発明者らの実験によれば、レーザ
ＣＶＤで形成した配線の膜厚を増加させる七、当該配縁
が剥離したり、クラック（ひび割れ）が生じてし才うこ
とが明らかになった。また、レーザ出力を増加させると
下地、特に拡散層や接合部分が過熱され特性が劣化する
のみならず、下地の構造、例えばＡｌ配線が存在、パシ
ベーション膜の膜厚の大小により部分的熱容量が異なる
ため、形成しようとする配線材料の膜厚及び配線幅が著
しく変化することも明らかになった。かかる問題点が解
決されない限り、半導体装置上への配線布設は実現不可
能である。

更に別の従来技術として、例えば特開昭６０−２３６２
１４号公報、特開昭６０−２３６２１５号公報に開示さ
れているように、レーザ光を吸収する核として、１００
Ｘ以下の薄い膜を成膜した後にレーザ光を照射してＣＶ
Ｄを行わせ配線材料を成膜する技術がある。しかし本件
出願に係る発明者らの実験によれば、１００又以下の薄
い膜では配線材料と下地との密着強度が不十分であり、
レーザ光の吸収が不十分で下地が過熱され特性の劣化を
生じさせることが明らかになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術においては次の様な具体的問題点が未解決であ
る。即ち、 （１）析出させ布設した配線が、半導体装置表面から剥
離してしまったり、ひび割れ（クラック）が生じてしま
う。

（２）配線布設の際に、レーザ光を照射しているが、レ
ーザ光照射が配線の下地となる下層を過熱してしまう。

（５）　　（２）の結果、析出過程が下地となる下層の
熱容量に依存することとなり、下層に熱容−ｍの小さい
材質からなる下地構造があると、布設したい配線の厚み
及び幅が極端に太くなり、配線幅を均一に保つのが困難
である。

本発明の目的は、レーザＣＶＤ技術で布設した配線が上
記の問題を生ずること無く、半導体装置上の任意箇所を
接続できる配線形成技術を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、半導体装置表面のりＩＪ　＋　ユング。

緩衝膜の成膜、配線布設までを、半導体装置を中途で高
真空環境から脱却させること無く行うことで達成される
。

即ち、半導体装置を真空中でクリーニングする手段と、
半導体装置の最上層（半導体装置表面）を構成する材料
及び布設しようとする配線材料に対し物理的密層性に富
む導電体であって、配線布設に用いるレーザ光の吸収率
が高い材料から成る緩衝膜を、少なくとも半導体装置表
面の一部に成膜する手段と、当該緩衝膜に対しＣＶＤガ
ス雰囲気内で相対的に走査しなからレーザ光を照射する
手段が主たる構成要素である。

配線布設後に前記緩衝膜を除去する必要がある。

本願の実施例においては気相で除去するスパッタエツチ
ング手段が開示されて居るが、配線布設後は大気中を持
ち運び、液相でエツチングする手法も可能である。但し
、液相でエツチングする場合は薬液の純度を考慮し、容
器から俗解する不純物の対策を講する必要があるが、こ
こではこれ以上は触れない。

〔作用〕

ここで定義した緩衝膜とは、具体的には、Ｍｏ。

Ｃｒ　＋　Ｗ　＋　Ｎｉといった金属、或いは油性不純
物を含んだＳｊｅ　Ｇｅ　ｒ　（ｙａＡｓ　＊ポリシリ
コンといった半導体。

金ＩＪ４ａ−シリコンの合金であるシリサイドである。

これらの物質は、半導体装置の表面を榎う５ｉＯｚパツ
シベーシヨン膜や、レーザＣＶＤで布設される配線材料
との密着性が優れている。

このため半導体装置表面から配線材料が剥離することな
く、布設後の配線材料にクラックが生じることもない。

また、緩衝膜はＣＶＤ現象を生じさせるレーザ光に対し
て吸収率が高いので、レーザ出力を増加せずとも配線材
料の析出が可能であり、制御性の良いＣＶＤが行える。

換言すれば、レーザ光を、高速で走査しても配線の布設
ができる。

更に、緩衝膜があるために布設する下地の材質構造の影
Ｖを緩和できるので、布設する配塚の幅及び膜厚を一定
に保ち易くなる。逆に、緩衝膜がレーザ光のエネルギー
の大部分を吸収し、一部分を反射するので、配線の下地
への熱的影響を減少できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である配線布設装置の全体開
成そ示している。

ロードロック室１はゲートバルブ２を介してメインチャ
ンバ３と連結されており、各々、真空ポンプ４．４′に
より、配管５．５′及びパルプ６．６′を介して排気で
きる構成となっている。ロードロック室１には９エバ７
（あるいは必要に応じてチップ）を載置するための試料
台８及び上部電極９が設けられ、更には流１１１調整用
のパルプ１０．配管１１を介してＡｒガスボンベ１２に
接続されている０また、メインチャンバ３内にはウエノ
Ｓ７”）［ｆｌしＸ−Ｙ−θ−２に移動可能なステージ
１５が設置され、流量調整用のパルプ１４．配＋ｇ１５
を介してＣＶＤ原料ガスボンベ１６に接続されている。

さらに、メインチャンバ３にはレーザｆｔ透過用の窓１
７が設けられ、Ａｒイオンレーザ発振器１８から見損さ
れたレーザ光１９がレーザ光学系２０を介して対物し／
ズ２１で集光してウエノ・７′に照射できる構成となっ
ている。レーザ光学系２０にはＴＶカメラ２２が取付け
られておりモニタ２３によりウニハフ′の表面が観察で
きる構成となっている。

次に各部の機能および本発明に係る耐Ｇ形成の手順につ
いて説明する。

ウェハ７には予め、配線を布設して接続したい部分のパ
シベーション膜９層間絶縁膜に窓あけが施されている。

ウェハ７をロードロック室１内の試料台８上ｉこ載置し
、密閉した後、パルプ６′を開けて、真空ポンプ４′に
よりロードロック室１内をｌＸ１０’″”ｌ’ｏｒｙ以
下才で排気する。このときの真空厩は１　×１０−’　
Ｔｏｒｒでも、場合によっては許容される。

その後、流′１ｋｖ！４整用）ζルプ１０を開き、Ａｒ
ガスボンベ１２からＡｒガスをロードロック室１内に導
入しＡｒガス圧がｅｉｍＴｏｒｒおなる分にパルプ１０
を調整Ｔる。この状態で高周波電源（図示せず）からの
高周波電力を試料台８に印加する。この時、上部電極９
はアースレベルに保たれる。これにより試料台８および
ウェハ７と上部電極９の間にＡｒプラズマが発生し、Ａ
ｒ＋イオンがウェハ７表面をスパッタリングする。これ
により、ウェハ７表面に付着している汚染源（水分、ゴ
ミ、よごれ）を除去するとともに、大気に露出されたた
めに配線表面に生成した酸化膜も除去する。

その後、高周波電力を上部電極９に印加し、試料台８を
アースレベルに切換える。なお、上部電極にはＣｒター
ゲットが設置されており、高周波電力印加により発生し
たＡｒプラズマ中のＡｒ＋イオンがＣｒターゲットをス
パッタリングすることによりＣｒ原子が飛び出し、ウェ
ハ７表面に付着する。これにより数１００〜１０００Ｘ
程度のＣｒ膜を形成できる０この緩衝膜としてのＣｒの
膜厚は３００　Ｘ程友でその効果を奏することができ、
１μｍｆｉ度まで厚くしても下地（半導体装置表面）と
の密着性は良好である。後の工程で緩衝膜の除去が必要
な場合には、下地である半導体装置表面上のパッシベー
ション膜（５ｔ（ｈ　）の膜厚が、後のエツチング工程
でどこまで削られてもかまわないかに依存して、緩衝膜
の膜厚を決めることとなる。

尚、半導体装置全曲番こ緩衝膜を付ける必要はなく、適
宜、マスク手段を設けて、配線の布設が必要な同所及び
その近辺のみに緩衝膜を成膜すれば、後のエツチング工
程が多少、楽になろう。

本実施例では、パッシベーション膜が１〜２μｍ緩衝膜
としてのＣｒが５００Ｘであるので、多少強めにエツチ
ングを施しても、半導体装置の特性に影響はない。

上部電極９にＭｏターゲットを用いれば緩衝膜としてＭ
ｏ％成膜できる。この場合のＭｏ膜厚も後のエツチング
工程にいかなる手段を用いるかで、数１００〜１０ＤＯ
Ｘ程度とする必要がある。

緩衝膜を成膜後、パルプ１０を閉じてロードロック室１
内をＩ　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ程度まで排気し、ゲー
トパルプ２を開き、Ｃｒ膜の形成されたウェハ７をメイ
ンチャンバ３内のｘ−ｙ−ｚ−θステージ１５上に移動
させ、ゲートパルプ２を閉じる。窓１７８介して、レー
ザ集光用の対物レンズ２１およびＴＶ右カメラ２．モニ
タ２３により、２方向に移動してピントを合わせるとと
もに、θ方向の調侵も行う（、その後、配線布設を行う
べき半導体装置上の一定位置（例えばターゲットマーク
）とモニタ２３上のマーカ（例えば電子ラインの交点）
を一致させ、設計上の寸法に従ってＸ−Ｙステージ１３
を駆動して、接続を要する部分、即ちパッシベーション
膜および必要に応じて層間絶縁膜に窓が形成され配線が
露出した部分、とマーカを一致させ・る。このマーカは
、レーザ光１９を照射した場合の集光位置である０ 本発明で用いられるレーザＣＶＤ技術は、レーザ光の照
射位置に発生する熱エネルギーにより、当該発熱位置近
傍に浮遊するＣＶＤ用原料ガスを分解して堆積させるも
のである。本実施例では半導体装置を加熱（予熱）して
いないため、レーザＣＶＤにより布設される配線材料の
膜厚は、せいぜい２μｍ程度である。半導体装置を予熱
できるのであれば、即ち、試料台８の熱膨張が原因でＴ
Ｖ右カメラ２の焦点合せが困難になるという技術的課題
を解決できるのであれば、半導体装置を４００°Ｃに予
熱した場合、レーザＣＶＤで成膜可能な配線材料の厚み
は最大５μｍ８度、６００°Ｃの場合、最大２０μｍ８
度堆積できる。

バルブ１４８開き、ＣｖＤ原料ガスポンベ１６から配管
１５を介してＣＶＤガスをメインチャンバ３に導入する
とともに、パルプ６を閉じてＣＶＤガスを一定圧力で閉
じ込める。ここではＣＶＤガスとしてＭｏ　（■）６（
モリプデ／カルボニル）を用い、αＩＴｏｒｒ前後の圧
力になる様に調整する。なお、必要に応じてＡｒ　ｅ　
Ｈｅ等の不活性ガスを導入して大気圧付近まで圧力を上
げても艮い。また、Ｍｏ　（Ｃｏ）　ａは室温では白色
固体であり昇華による蒸気圧が低いため、ボンベ１６．
パルプ１４．配管１５を加熱する必要がある（図示せず
）。

ここでＡｒレーザ発振器１８よりＡｒレーザ１９８発見
損せレーザ光学系２０．対物レンズ２１により集光しつ
つ、窓１７を介してウェハ７′上の穴あけされ配線が露
出している部分（以下、窓内部と称す）に当該レーザ光
を照射する。レーザ出力にもよるが、数秒〜数１０秒で
窓内部にＭｏを析出させることができる。完全に窓内部
を埋め込んだ後、シャッタ（図示せず）によりレーザ光
１９を遮断し、制御装置Ｘ＜図示せず）により設計寸法
、あるいは予め設定された寸法だけステージ１５を移動
させ、対をなす接続すべき部分（配線が露出している部
分）とマーカを一致させる。位置合せ終了後、シャッタ
を開いてレーザ光１９を照射し、窓内部をＭｏで埋め込
む。

レーザＣＶＤに用いる原料ガスにも依るが、布設後の配
線材料に不純物として炭素Ｃが混入することがあるが、
これは焼なましくアニール）をすることで改善される。

析出した配線材料はレーザ＋＋十分に吸収しうる表面状
態となっており、アニールはＣＶＤ用の原料ガスを排出
してから行われる。

複数箇所の接続を行う場合は上記動作を繰返し、全ての
窓内部の穴埋めを終了すると、次に穴埋めした部分と穴
埋めした部分の接続、即ち配線形成を行う。まず、一方
の穴埋めした部分に位置合せを行った後、レーザ光１９
を照射しながら、ステージ１３を予め設定された経路に
従って一定速度で移動させ、Ｍｏ配線を形成する。そし
て他方の穴埋め部分までＭｏ配線を形成しながら到達し
た時点で、レーザ光１９の照射を停止する。複数の配線
を布設する場合は上記動作を繰り返えす。なお、これら
の穴埋め、配線形成はレーザ光１９のＯＮ・ＯＦＦおよ
びステージ１３の移動により達成されるが、接続すべき
点を予め座標として入力して８くことにより、通常のシ
ーケンス制御、数値制御あるいはその組合せにより、自
動的に行うことができる。

本実施例ではＣＶＤ原料ガスおしてＭｏ（ＣＯ）ｓを用
い、Ｍｏ配線を布設する例を示したが、ガスとしてＣｒ
（■）ｓ　、　Ｗ（Ｃｏ）ｅ　＊　Ｎｉ（■）４　とい
った金礪カルボニル＋　ＭｏＦｓ　＊　””ｓといった
ハロゲン化合物。

ＡＩ（αｓ）ｓ　＊　Ｃｄ（ＣＨｓ）雪といったアルキ
ル化合物を用いることができ、とくにプロセスは変わら
なむ５配線布設が全て終了した後、パルプ６を開きＭｏ
　（ＣＯ）　ｓを排出する０１０−７Ｔｏｒｒ　程度ま
で排気して、ゲートパルプ２８開きウェハ７′ヲロード
ロツク室１内の試料台８上に移動させる。ゲートパルプ
２を閉じた後１．へｒガスボンベ１２のパルプ１０％ｌ
ＱいてＡｒガスをロードロック室に導入し、Ａｒガス圧
が数ｍＴｏｒｒに保たれる様にｐＡ贅する。その後、上
部電極をアースレベルにし、試料台８に高周波電力を印
加してＡｒプラズマを発生させ、Ａｒ＋イオンでウェハ
７表面をスパッタリングする。これにより、ウェハ７表
面に形成されていた緩衝膜としてのＣｒ膜を除去するこ
とができる。なお、レーザ’ＣＶＤにより形成されたＭ
ｏ膜も表面がスパッタリングによりけずられるが、通常
Ｍｏ配線はα２〜２μｍの膜厚に形成するので、数１０
０〜１０００λ程度のＣｒ膜を除去する条件であれば問
題にならない。

尚、密着性を向上させるには、緩衝膜として、１００Ｘ
以上のｈｅが必袂なことが経験的に得られている。

これらの処理を終了することにより、ウェハ上に心安と
する配線を布設することができた。

ここで、さらに第２図によって本発明の配線布設方法に
ついて詳しく説明する。第２図（ａ）は配線布設を喪す
る半導体装置を登載したウェハの断面を示している。

尚、本発明は、半導体装置を多数登載したウェハを直接
の配線布設対象としても良いし、半導体装置１つを登載
したチップを対象としても良い。

Ｓｉ基板３０（第２図（ａ））上にＳｉＯ２膜６１を介
して鳩目のＡｌ配線５２が形成され、眉間絶縁膜３３を
介して２層目のＡＪ配線３４が形成され、さらにその上
にウェハを保鰻するためのパシベーション膜３５が形成
されている。さらに接続すべき部分は、Ａｌ配線が露出
する様にパシベーション膜３５９層間絶縁膜３３の一部
分が除去され穴（窓部）５６．５６’が形成されている
。これらの穴３６．３６’はレジスト工程を用いたエツ
チング、あるいはイオンビームを集束して照射すること
によるスパッタリング加工により形成される。なお、露
出したＡｌ配線の表面は大気にさらされることにより、
酸化膜３７．３７ＬＩＪ（生成さへまた他のプロセス中
に生じた反応生成物、よごれ。

あるいは水分等の汚染源５８．５８’が表面に付着して
いる。酸化？１ｇ５７．５７’は配線の接続抵抗増加、
接続不良の原因となり、また汚染源５８．５８’は布設
した配線の密層性を低下させる原因となる。

そこで第２図伽）に示す様にスパッタ・クリーニングに
より、酸化！ｓ５７．５７’および汚染源３８．！５Ｂ
’を除去する。その後、大気にさらすことなく第２図（
ｅ）に示す様ζこパシベーション膜３５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
３９（具体的にはクロムｊｌｋ）８スパツタにより数１
００〜１０００λの厚さで全面に成膜する。しかる後、
Ｍｏ（Ｃｏ）ｇ　（モリブデンカルボニル）ガス雰囲気
中でＡｒレーザを集光照射することにより、まず穴３６
　、５６’％Ｍｏで埋め込む。ツいで、穴６６と穴５７
′の間％Ａｒレーザ光を煕射しながらウェハを移動する
ことにより、第２図（ｄ）に示す様にｌｖ＋ｏ配［４０
を形成する。そして不要なＣｒＪ１ｇ’ｒ除去すること
により第２図（ｅ）に示す様に布設が完了する。

ここでレーザ光源としてＡｒが用いられているが、緩衝
膜に吸収されて熱に変わり得るａ長のレーザ光源であれ
ば使用可能である。但し、連続発振の方が望ましい。例
えばクリプトンＫｒレーザ、ＹＡＧレーザ（高調波発振
も含む）、加工部分の寸法が許せばＣＯ！レーザが挙げ
られる。

またＣｒＭ３９はＡｒシレー元に対し、その膜Ｎが５０
０Ｘでは約１４俤、６００人のとき約２％の透ｉＡ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、下地へのレーザ熱射による熱影響を防止する
ことができる。また、Ｃｒ膜３９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［が析出するため
、パシベーションＩ［馬、Ａｌ配線の有無等の下層の影
響が小さく　、Ｍｏ配線４０のｇ！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、また熱伝導率も小さいので、Ｃｒ膜３９が
ない場合に比べて低いレーザ出力でもλ髄配＠４０が形
成できるし、四じ出刃の場合にはより高速で形成できる
。また、一連の工程を同一装置内で処理できるのでＡＪ
配？ｌＮ３２表面の酸化物、あるいはＣｒ膜３９表面の
酸化物が新たに生成することもなく、接続抵抗の小さい
艮好な配線を布設できる。

なお、本実施例では予め全面に形成したＣｒ膜のうち不
要部分を除去するためにスパッタ・エツチングを行った
が、第２図（ｄ）に示す状態で大気中に取り出しても、
特に不都合はない。このため、ウェットエツチングの手
法により不要Ｃｒ膜を除去することもできる。即ち、例
えばエツチング液として水１１に硝酸２Ｉ！２セリウム
・アンモンＣｅ（ＮＯｓ）４・２　Ｎ）３４ＮＯ３２０
０，ｌｉｌ　を溶解させたものを用い、室温で約３０秒
間浸漬することにより、５ｏｏＸのＣｒｌ！を除去する
ことができる。

次に本発明の配線布設装置の別な実施例を第５図に示す
。なお第１図と同じ部分は同一番号で示しである。

ロードロック室４５はゲートバルブ２によりメインチャ
ンバ４６に連結されている。真空ポンプ４゜ｌにより配
管５．５′およびパルプ６．６’％介して排気できる構
成となっている。ロードロック室・４５にはウェハ７を
載置するための試料台４７および上部電極４８が設けら
れ、さらには流量１４整用のパルプ１０．配′ｌ！！ｒ
１１を介してＡｒガスポンベ１２に接続されている。ま
たメインチャンバ４６内にはウェハ７′を載置し、ｘ−
ｙ−ｚ−θに移動可能なステージ４９が設置され、流−
ｔ、、Ｓ整用のパルプ１０′、配管１１′を介してＡｒ
ガスポンベ１２に、またパルプ１４．配管１５を介して
ＣＶＤ原料ガスポンベ１６に接続されている。さらに、
メインチャンバ４６にはレーザ光透過用のｇ１７が設け
られ、Ａｒイオンレーザ発振器１８から発振されたレー
ザ光１９がレーザ光学業を介して対物レンズ２１で集光
してウェハ７′に照射できる構成となっている。またメ
インチャンバ４６にはスパッタ用ターゲットを有する上
部゛４を極５０が設けられている。なり　、Ａｒガスボ
ンベ１２′はＡｒガスポンベ１２と共用しても良い。

上記構成に詔いて、ウェハ７をロードロック室４５内の
試料台４７に載置し、密閉後排気し、数ｒｎ’ｒｏｒｒ
の圧力亡なる様１ｃＡｒガスを流しながら、上部電極４
８をアースレベルに、試料台４７に高周波電力を印ｊＭ
Ｉ、、Ａｒ　　イオンのスパッタリングによりウェハ７
の表面をクリーニングする。同時に！！続のために露出
しているＡｌ配線の表面の酸化膜も除去する〇その後、
パルプ１０を閉じ、パルプ６′を開いて真空ポンプ４′
により十分に排気する。その後、ゲートパルプ２を開き
、ウェハ７をメインチャンバ４６内のステージ４９上に
搬送手段（図示せず）により移動する。この時、ステー
ジ４９はスパッタ用ターゲットを備えた上部＊極５０の
下Ｉこ位置している。

ここでゲートパルプ２を閉じ、パルプ１１′を開いて−
Ａｒカスボンベ１２′よりＡｒガス８導入し、数ｍＴｏ
ｒｒの圧力に！Ａ整しながら上部亀憔５ｏに高周波電力
を印加する。ステージ４９はアースレベルにある。これ
によりＡｔ＋イオンがターゲットをスパッタリングし、
これによりターゲットのＣｒ原子がウェハ７′上に付着
して、Ｃｒ膜を成膜する。

そして所定の厚さく畝１００〜１ｏｏｏＸ）に成膜した
後、パルプ１１′を閉じ、Ａｒガスを排気したあとパル
プ１４を開いてＣＶＤ原料ガスポンベ１６よりＭｏ（Ｃ
Ｏ）ｓガスをメインチャンバ内に導入し、一定ガス圧と
してパルプ１４を閉じる。ステージ４９は窓１７の下に
移動し、対物レンズ２１．ＴＶカメ２２２゜モニタ２３
でウェハ７′の表面が観察できる。ここで、ステージ４
９により、２方向、θ方向のｖ４喪を行った後、レーザ
の集光位置と、配線布設を行うチップ内のターゲットマ
ークを、Ｘ−Ｙに移動して一致させた後、設計上の寸法
に従ってステージ４９を移動させて接続を要する部分、
即ちパシベーション膜および心機に応じてノー間絶縁膜
に窓（穴）が形成され配線が露出した部分とレーザ線対
位置を一致させる。

ここでＡｒレーザ発振器１８よりレーザ光１９８発振さ
せ、レーザ光学系２０．対物レンズ２１により集光しつ
つ、窓１７を介して穴内部にレーザ１９を照射する。こ
れにより穴内部に鵬を析出させ、埋め込む。

必要に応じて全ての接続を要する穴を独め込んだ後、設
計寸法、あるいは予め設定された寸法に従い、埋め込ま
れた部分と埋め込まれた部分の間を、ステージ４９によ
り移動しなからレーザ光１９８照射して接続、即ちＩｖ
ｔｏ配綜の布設を行う。

全ての配婦を布設した後、パルプ６を開きに１す（ＣＯ
）を排出し、ステージ４９をゲートパルプ２側へ移動し
た後、ゲートバルブ２８開いてウェハ７′ヲロードロッ
ク室４５内の試料台４７上に移動させる。ゲートパルプ
２を閉じた後、Ａｒガスポンベ１２よりＡｒガスをロー
ドロック室４５内に導入しつつ、Ａｒガス圧を数ｍＴｏ
ｒｒに保たれる様に調整する。

その後、試料台４７に高周波電力を印加し、Ａｒ”イオ
ンによるスパッタリングでウエノ・７表面に形成されて
いたＣｒ膜を除去する。当然、ＭＯ配線表面もスパッタ
リングされるが、通常ＭＯ配線はα２〜２μｍの膜卑に
形成するので、数１００〜１ｏｏｏＸ程度のＣｒ膜を除
去する条件であれば問題にならない０第３図に示した装
置による各工程での断面形状も第２図での説明と全（同
じであり、同様の効果が得られるばかりでなく、ウェッ
トエツチング工程が不要となる効果がある０ 次に、第４図に本発明の第３の実施例である配線布設装
置の全体構成を示す。第４図において、メインチャンバ
５およびレーザ発振器１８８含めた光学系は第１図と同
じである。

ロードロック室５５には試料台４７および上部電極４８
が設置され、Ａｒガス導入系１２．５６．５７および真
空排気系４′、ダ、６′が備えられ、Ａｒスパッタによ
るクリーニングおよび最終工程のエツチングが行える構
成となっている。ロードロック室５５はゲートパルプ１
を介してスパッタ室６２に連結されている。スパッタ室
６２はアースレベルに固定された試料台６０、高周波電
力を印加してスパッタリング作用を行う上部電極６１で
あって、スパッタ用ターゲットを備えた上部電極Ａｒガ
スを供給する配管５８及びパルプ５９が、真空ポンプ４
“による排気を行うための構成となっている。

ロードロック室５５でＡｒ“イオンによるスパッタリン
グを利用したウエノ・７表面のクリーニング。

および配線表面の酸化物除去後、ゲートパルプ１ｆ用い
てウェハ７８スパツタ室６２内に移動し、緩衝層として
上部電極に付加したターゲツト材質に応じた膜を成膜す
る０その後、ゲートパルプ２“を介して連結されている
ステージ１５上にウエノ′−７′ヲ移動し、レーザＣＶ
Ｄにより配線％ｉ役する。この手順については第１図お
よび第Ｓ図の説明で述べた手順と同じである０配線形成
後、ウエノ＼７“はゲートパルプ２“および２′を通っ
てロードロック室５５の試料台４７上に移動し、スパッ
タリング加工により不要族を除去する。これらの工程に
より、必要な配線布設が完了する。

本実施例では、スパッタ成膜機構、クリーニング機構を
それぞれ専用の真空室で行うため、相互に汚染されにく
い効果がある。又、各機構を分割しているため半導体装
置８１チツプとして扱うか、ウェハーごと扱うかにより
各機構を設ける上で自由度が増す効果がある。

次に嘱５図に緩ｍ膜を成膜する機構部分の別の実施例を
示す。これは、第１図ではロードロック１に、第５図で
は上ｉｔ極５０に、第４図ではスパッタ室６２に、それ
ぞれ対応する機構部分であり、成膜手段として真空蒸着
室６５を用いるものである。

即ち、電子銃６６から放射される電子Ｗ４６７により、
るつぼ６８内に設置された蒸着材料６９を加熱・蒸発さ
せて試料台７０に固定されたウェハ表面に金鵜あるいは
半導体膜を形成するものである。試料台７０は回転軸７
１により回転可能な揖造をしており、ロードロック室５
５でスパッタクリーニングされたウェハはゲートパルプ
２“を介して試料台７０上４こ移動・固定される。その
儂で試料台７０は１８０°回転し、ウェハ表面が下向き
の状態でシャッタ７２を開いて、蒸着を行う。

当然のことながら、蒸事室６５内は真空ポンプ７３によ
り、パルプ７４．配管７５を介して十分な真空度に保た
れている。ウニ／％表面への蒸着が終了するとシャッタ
７２を閉じ、試料台６５を回転させてウェハを上向きと
し、ゲートパルプ２“を介してメインチャンバ内に移動
する。

また第６図に緩衝層を成膜する１幾構部分の別の実施例
をＣＶＤＶ６Ｏ１３て示す。第４図に示すスパッタ室６
２のかわりに使用することができる。即ち、ヒータを有
する試料台８１とＣＶＤ原料ガスボンベ８２．パルプ８
５．配管８４．ノズル８５を備え、また排気系として真
空ポンプ８６．パルプ８７．配管８８を備えている。

ロードロック室５５でスパッタクリーニングされたウェ
ハ７はゲートパルプ／を介して試料台８１上に移動され
る。試料台８１のヒータによりウェハ７が必要な温度番
こ加熱されてから、ＣｖＤＩＪＫ科ガスポンベ８２から
当該ガスを調整パルプ８３．配管８４を介してノズル８
５からフェノ１フ上に流しながら金属あるいは半導体膜
を形成する。必要な膜厚が形成されるとパルプ８５を閉
じ、十分に排気した後、ゲートパルプ２“を介してメイ
ンチャンバにウェハ７を移動する。この後の配線形成工
程、および不要膜の除去工程は第１図および第３図にお
ける工程と同一である。これらにより第１図、第３図に
示した配線布設装置とほぼ同じ効果が得られる。

また本発明の実施例においては、それぞれの装置の構成
および機能を説明したが、たとえばパルプを電磁パルプ
あるいは空気作動パルプに、流量調整用パルプを上記電
磁パルプあるいは空気作動ハ／’７’ト流ｔ？ｌ１ｌＪ
Ｉｌ装置（マス・フロー・コントローラ）を使用するこ
とにより、ウェハをロードロック室に挿入してから、配
線布設が完了するまでを、シーケンス制御、あるいは数
値制御等により完全に自動的に行い得る。

また、表面クリーニングにはＡｒプラズマによるスパッ
タリングで説明して米たが、紫外光照射による汚染源除
去、エツチングガスを利用した反応性イオンエツチング
、さらには露出した配縁表面の酸化物除去のため、集束
イオンビームによる除去加工を適用することもできる。

また、密着性向と、熱影響低減のための膜形成には、ス
パッタ成膜、熱ＣＶＤ、真空蒸層の他、紫外光、あるい
は赤外光照射によるＣＶＤ１こよっても実現可能である
。

また、レーザＣＶＤによって配線を布設する際にステー
ジの移動により行ったが、光学系を移動することによっ
ても同じ配線布設を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明ζこよれば半導体装置上に
密着性の優れた配線を布設できる。

レーザ光が下地部分（％−に半導体装置の拡散領域等）
に直接、照射されないので、過熱防止の効果がある。更
に、下地の構造の影響を受けにくいので、一定膜厚、一
定幅の配線が布設できる効果がある。

また配線布設の工程を真空中で行うため、接続部分の接
触抵抗を小さくでき、良好な接続が行える効果がある。

更には、半導体装置の不良箇所の特定、不良箇所の補修
による特性評価、設計変更の迅速化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である配線布設装置の全体構
成図、第２図は本発明の配線布設方法の各工程を説明す
るための図、第５図は本発明の他の実施例である配線布
設装置の全体構成図、第４図は本発明の＠３の実施例で
ある配線布設装置の全体構成図、第５図は緩＃Ｊ膜成膜
機構の実施例を示す図、第６図は緩衝膜成展＋４１構の
他の実施例を示す因である。 １・・・ロードロック室　２・・・ゲートパルプ。 ３．４６・・・メインチャンバ。 ４．４′・・・真空ポンプ、７．７’・−・ウェハ。 １２．１２’・Ａｒガスボンベ。 １６・・・ＣＶＤ材料ガスボンベ。 １８・・・レーザ発振器。 ９　、４８．５０・・・上部電極 、′−２ゝ、 代理人　弁理士　小　川　勝　男　　１゛−駕１図 ３２　回 ′ｊ　３　図 ｊ　　４　回 Ｌ　５　ロ ま　こ　ロ ア°′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配線が形成された半導体装置に対してレーザ光を集
   束して照射する機構と、当該レーザ光の断続を行うシャ
   ッタ機構と、当該レーザ光の集束位置を監視する画像化
   機能を有するレーザ光学系と、 前記レーザ光学系に近接して配置された第１の真空室で
   あつて、前記レーザ光を導入する窓と、前記半導体装置
   を載置し、回転運動及び直角座標表示でｘ、ｙ、ｚ軸方
   向の並進運動が可能な第１の試料台と、前記レーザ光学
   系によりレーザ光の照射を受けた前記半導体装置表面に
   補修用の配線を析出させるためのＣＶＤ原料ガスを供給
   する手段と、別の真空室との間に介在する開閉弁よりな
   るものと、 前記半導体装置を複数の真空室へ移送する手段と、 前記真空室の１つであつて、前記半導体装置表面及び前
   記補修用の配線材料に対し物理的密着性に富み、前記レ
   ーザ光の吸収率が高い導体又は半導体から成る緩衝膜を
   、少なくとも前記半導体装置表面の一部に成膜する緩衝
   膜成膜手段を有するものと、 前記真空室の１つであつて、前記半導体装置表面をスパ
   ッタリング現象により清浄化する電極及び第２の試料台
   を有するもの から成る配線布設装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の配線布設装置において
   、 前記緩衝膜成膜手段は、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｉ、
   Ｇｅ又はＧａＡｓを主成分とする緩衝膜を前記半導体装
   置表面に成膜する配線布設装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の配線布設装置において
   、 前記緩衝膜成膜手段は、緩衝膜をターゲット材料とする
   スパッタリング、緩衝膜を蒸着源とする真空蒸着、又は
   緩衝膜の成分を含むガスを用いた熱ＣＶＤである配線布
   設装置。 ４、ＣＶＤ原料ガス雰囲気中で半導体装置表面にレーザ
   光を集光して照射することで当該ガスを分解し当該原料
   を析出して補修用の配線を布設する方法であつて、 既に配線が形成され、かつ、前記補修用の配線を布設す
   る始点位置及び終点位置の既に形成された配線を露出し
   た半導体装置を対象とし、前記対象となる半導体装置を
   真空中の放電を用いたスパッタリング現象により清浄化
   し、前記対象となる半導体装置表面及び前記補修用の配
   線材料に対し物理的密着性に富み、前記レーザ光の吸収
   率が高い導体又は半導体から成る緩衝膜を、少なくとも
   前記対象となる半導体装置表面の一部に真空中で成膜し
   、 前記既に形成された配線が露出した始点位置及び終点位
   置に前記ＣＶＤ原料ガス雰囲気中で前記レーザ光を集光
   して照射することで、前記補修用の配線材料で覆い、 前記補修用の配線材料で覆われた前記始点位置から前記
   終点位置まで、前記ＣＶＤ原料ガス雰囲気中で前記レー
   ザ光を集光して照射しつつ移動することで、前記補修用
   の配線材料を形成する配線布設方法。 ５、特許請求の範囲第４項記載の配線布設方法において
   、 前記緩衝膜としてＭｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ又
   はＧａＡｓを主成分とする緩衝膜を用いる配線布設方法
   。 ６、特許請求の範囲第４項記載の配線布設方法において
   、 前記ＣＶＤ原料ガスとして、Ｍｏ（ＣＯ）＿６、Ｃｒ（
   ＣＯ）＿６、Ｗ（ＣＯ）＿６、Ｎｉ（ＣＯ）＿６、Ｍｏ
   Ｆ＿６、ＷＦ＿６、Ａｌ（ＣＨ＿３）＿３又はＣｄ（Ｃ
   Ｈ＿３）＿２を用いる配線布設方法。