JP2621599B2 - Contact hole forming apparatus and method - Google Patents
Contact hole forming apparatus and methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ光を利用し、試料上の配線を覆うよ
うに形成された絶縁保護膜に穴を開けるコンタクトホー
ルの形成装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for forming a contact hole for making a hole in an insulating protective film formed so as to cover a wiring on a sample by using a laser beam.
［従来の技術］ 通常、多層配線構造を有するLSI等には、LSI表面を覆
うパッシベーション膜や、下層配線と上層配線との間に
層間絶縁膜等の薄膜が形成されている。[Prior Art] Generally, in an LSI having a multilayer wiring structure, a thin film such as a passivation film covering an LSI surface or an interlayer insulating film is formed between a lower wiring and an upper wiring.
ところで、この様なLSIの故障解析や配線修正を行う
には、上記薄膜に配線にまで達する穴（コンタクトホー
ル）を開け、配線の所定部分を露出させなければならな
い。By the way, in order to perform such failure analysis and wiring correction of an LSI, a hole (contact hole) reaching the wiring must be formed in the thin film to expose a predetermined portion of the wiring.
従来のコンタクトホールの形成には、レーザ光やFIB
（Focused Ion Beam）を用いて以下のようにして行われ
ている。Conventional contact hole formation requires laser light or FIB
(Focused Ion Beam) is performed as follows.
FIBを用いる方法は、Ga+等のイオンビームを直径0.1
μｍ程度に収束させ、薄膜に照射してスパッタリングを
行うことにより薄膜を少しづつ削っていくというもので
ある。The FIB method uses an ion beam such as Ga + with a diameter of 0.1
By converging to about μm, and irradiating the thin film to perform sputtering, the thin film is scraped little by little.
この方法は、直径１μｍ〜２μｍ程度のコンタクトホ
ールを形成する場合、比較的精度よくし、しかもその断
面が綺麗な穴を開けることができるが、加工スピードが
遅いという欠点がある。According to this method, when a contact hole having a diameter of about 1 μm to 2 μm is formed, the hole can be made relatively accurate and a cross section of the hole can be made beautiful, but there is a disadvantage that the processing speed is slow.
また、レーザ光を用いる方法として、紫外線を用いる
アブレーション加工がある。これは、紫外線を収束し、
薄膜上に照射して、光子エネルギーによって薄膜を瞬時
に蒸発させ、コンタクトホールを形成するというもので
ある。As a method using laser light, there is an ablation process using ultraviolet light. This converges the UV light,
It irradiates the thin film and instantaneously evaporates the thin film by photon energy to form a contact hole.
ところで、薄膜はその膜質よって、光の波長に対する
吸収率が異なり、薄膜の分子間の結合エネルギーも異な
る。また、膜厚も一定ではない。従って、薄膜にコンタ
クトホールを形成するのに必要なエネルギーは各薄膜に
よって異なっている。By the way, a thin film has a different absorptance for a wavelength of light and a different binding energy between molecules of the thin film depending on the film quality. Also, the film thickness is not constant. Therefore, the energy required to form a contact hole in a thin film differs for each thin film.
また、紫外線のエネルギーを必要以上に大きくする
と、薄膜下の配線まで切断してしまう恐れがある。If the energy of the ultraviolet rays is increased more than necessary, there is a possibility that the wiring under the thin film may be cut.
このため、アブレーション加工には、各薄膜ごとに適
切なエネルギーを有する紫外線を照射するよう、レーザ
の出力パワーを調節しなければならないという欠点があ
る。For this reason, the ablation process has a disadvantage that the output power of the laser must be adjusted so that ultraviolet light having appropriate energy is applied to each thin film.
最近では、加工スピードが遅い、手間がかかるという
問題点を解決した方法として、可視光線を用いる方法が
実用化されている。Recently, a method using visible light has been put to practical use as a method for solving the problems that the processing speed is slow and time-consuming.
その方法は、第５図に示すように、Si基板501上のAl
配線502に、可視光線503（通常、YAGレーザの第２高調
波；波長＝532nm）を集光して、層間絶縁膜504とパッシ
ベーション膜505とからなる薄膜を透過させて照射し、
配線502の表面の一部を蒸発させ、蒸発時の爆発力をも
って、その上部の薄膜を吹き飛ばしてコンタクトホール
506を形成するというものである。The method is as shown in FIG.
Visible light 503 (usually the second harmonic of a YAG laser; wavelength = 532 nm) is condensed on the wiring 502, and is transmitted through a thin film including an interlayer insulating film 504 and a passivation film 505, and irradiated.
A part of the surface of the wiring 502 is evaporated, and the thin film on the upper part is blown off with the explosive force at the time of evaporation to form a contact hole.
506 is formed.
この方法によれば、膜質に関係なくコンタクトホール
を速く形成することができる。According to this method, a contact hole can be formed quickly regardless of the film quality.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の方法では、配線の表面を蒸発さ
せることによる爆発力を利用するために、形成されたコ
ンタクトホールは、すり鉢状となり、その開口部の径
は、配線の幅の２倍以上になるなど制御性に乏しいとい
う問題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional method, in order to use the explosive force caused by evaporating the surface of the wiring, the formed contact hole has a mortar shape, and the diameter of the opening is There is a problem that controllability is poor, for example, twice or more the width of the wiring.
また、近年のLSIの高集積化に伴い、配線の幅が１μ
ｍ以下となってきており、その厚さも１μｍ弱であるた
めに、僅かでも強すぎるエネルギーの光線を照射すると
配線が切断されてしまうので、高い制御性が要求される
という問題点もある。Also, with the recent increase in the degree of integration of LSIs, the width of wiring
m, and the thickness is also less than 1 μm. Therefore, when irradiated with a light beam having a slightly too high energy, the wiring is cut, and thus there is a problem that high controllability is required.
さらに、最近ではLSIチップのパッケージング、ボン
ディング等の工程での、主に熱的あるいは力学的応力に
よってLSI素子に与えられるダメージによる歩留まりを
改善するために、パッシベーション膜の上に、ポリイミ
ド等の有機化合物を比較的厚く（〜４μｍ程度）覆う
（バッファ加工）場合がある。この場合、幅１μｍ、厚
さ１μｍの配線の表面の一部を蒸発させただけでは薄膜
を吹き飛ばすだけの威力が得られず、ポリイミド膜を化
学的手段で除去しておかなければならず、工程数が増加
するという問題点もある。Furthermore, in recent years, in order to improve the yield due to damage given to LSI elements mainly by thermal or mechanical stress in processes such as packaging and bonding of LSI chips, an organic material such as polyimide is formed on the passivation film. In some cases, the compound is relatively thickly covered (about 4 μm) (buffer processing). In this case, simply evaporating a part of the surface of the wiring having a width of 1 μm and a thickness of 1 μm does not provide the power to blow off the thin film, and the polyimide film must be removed by chemical means. There is also a problem that the number increases.
本発明は、高速加工が可能で、しかも高度な制御を必
要とせず、形状が綺麗なコンタクトホールの形成ができ
るコンタクトホール形成装置の提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a contact hole forming apparatus capable of forming a contact hole with a beautiful shape, which can perform high-speed processing and does not require advanced control.
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、試料表面上に露出した配線を絶縁、
保護するための前記試料表面上に設けられた薄膜に、前
記配線にまで達する穴を開けるコンタクトホール形成装
置において、紫外領域の第１のレーザ光を発生する第１
のレーザ発振手段と、可視光領域の第２のレーザ光を発
生する第２のレーザ発振手段と、前記第２のレーザ発振
手段から発生された第２のレーザ光を遅延させる遅延手
段と、前記第１のレーザ発振手段から発生された第１の
レーザ光と前記遅延手段で遅延された第２のレーザ光と
を同軸上に重ね合わせて重ね合わされたレーザ光を出射
する第１の光学系と、該第１の光学系からの前記重ね合
わされたレーザ光を前記配線上の前記薄膜に集光する第
２の光学系と、を有することを特徴とするコンタクトホ
ール形成装置が得られる。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, wiring exposed on the surface of a sample is insulated,
In a contact hole forming apparatus for forming a hole reaching the wiring in a thin film provided on the sample surface for protection, a first laser beam for generating a first laser beam in an ultraviolet region is provided.
A laser oscillating means, a second laser oscillating means for generating a second laser light in a visible light region, a delay means for delaying the second laser light generated from the second laser oscillating means, A first optical system that emits the superposed laser light by coaxially superposing the first laser light generated from the first laser oscillation means and the second laser light delayed by the delay means; And a second optical system for converging the superposed laser light from the first optical system on the thin film on the wiring.
［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図に第１図の実施例の構成図を示す。 FIG. 1 shows a configuration diagram of the embodiment of FIG.
本実施例のコンタクトホール形成装置は、パルス励起
型Nd3+YAGレーザ発振器101、KD＊Ｐ等の非線形光学結晶
よりなるSHG（Second Harmonic Generation）セル102、
部分反射鏡103、KD＊Ｐ等の非線形光学結晶よりなるFHG
（Fourth Harmonic Generation）104、第１の全反射鏡1
05、エキスパンダ106、第１のアパーチャ107、アテニュ
エータ108、コーナーリフレクタ109、第２の全反射鏡11
0、色補正レンズ111、第２のアパーチャ112、ダイクロ
イックミラー（２色性ミラー）113、及び対物レンズ114
を備えている。また、このコンタクトホール形成装置は
観察光学系115を備えている。The contact hole forming apparatus according to the present embodiment includes a pulse-excited Nd 3+ YAG laser oscillator 101, an SHG (Second Harmonic Generation) cell 102 made of a nonlinear optical crystal such as KD * P,
FHG made of nonlinear optical crystal such as partial reflector 103, KD * P
(Fourth Harmonic Generation) 104, the first total reflection mirror 1
05, expander 106, first aperture 107, attenuator 108, corner reflector 109, second total reflection mirror 11
0, color correction lens 111, second aperture 112, dichroic mirror (dichroic mirror) 113, and objective lens 114
It has. The contact hole forming apparatus includes an observation optical system 115.
次にこのコンタクトホール形成装置の動作を説明す
る。Next, the operation of the contact hole forming apparatus will be described.
レーザー発振器101から出射されたレーザ光は、ま
ず、SHGセル102に入射される。SHGセル102は、入射され
たレーザ光の周波数を２倍にする。即ち、レーザ発振機
101から出射したレーザ光の第２高調波（波長532nm）を
発生させる。The laser light emitted from the laser oscillator 101 is first incident on the SHG cell 102. The SHG cell 102 doubles the frequency of the incident laser light. That is, a laser oscillator
The second harmonic (wavelength 532 nm) of the laser light emitted from 101 is generated.
SHGセル102で発生した第２高調波レーザ光は、部分反
射鏡103で一部反射され、２つに分岐される。The second harmonic laser light generated in the SHG cell 102 is partially reflected by the partial reflecting mirror 103 and split into two.
一方の部分反射鏡103で反射されず、部分反射鏡103を
通過したレーザ光は、FHGセル104に入射される。FHGセ
ル104は、SHFセルと同様、入力されたレーザ光の周波数
を２倍にする。即ち、レーザ発振器103からのレーザ光
の第４高調波（波長266nm）を発生させる。Laser light that has not been reflected by one of the partial reflecting mirrors 103 and has passed through the partial reflecting mirror 103 enters the FHG cell 104. Like the SHF cell, the FHG cell 104 doubles the frequency of the input laser light. That is, the fourth harmonic (wavelength 266 nm) of the laser beam from the laser oscillator 103 is generated.
FHGセル104を通過した第４高調波レーザ光は、全反射
鏡105で反射され、エキスパンダ106aに入射する。The fourth harmonic laser light that has passed through the FHG cell 104 is reflected by the total reflection mirror 105 and enters the expander 106a.
他方、部分反射鏡103で反射されたレーザ光は、エキ
スパンダ106bに入射する。On the other hand, the laser light reflected by the partial reflecting mirror 103 enters the expander 106b.
エキスパンダ106は強い信号を増幅し、弱い信号を減
衰させるもので、エキスパンダ106aは第４高調波レーザ
光（波長266nm:以下、紫外レーザ光）を、エキスパンダ
106bは第２高周波レーザ光（波長532nm:以下、可視レー
ザ光）を強め、その他のレーザ光を減衰させる。The expander 106 amplifies a strong signal and attenuates a weak signal, and the expander 106a outputs the fourth harmonic laser light (wavelength 266 nm: below, ultraviolet laser light).
106b strengthens the second high-frequency laser light (wavelength: 532 nm; hereinafter, visible laser light) and attenuates other laser lights.
エキスパンダ106からのレーザ光はアパーチャ107を介
してアテニュエータ108に入力される。アテニュエータ1
08に入力されたレーザ光は、その振幅を所定の大きさに
減衰され、出射される。The laser light from the expander 106 is input to the attenuator 108 via the aperture 107. Attenuator 1
The laser light input to 08 has its amplitude attenuated to a predetermined value and is emitted.
アテニュエータ108から出射されたレーザ光は、コー
ナーリフレクタ109及び全反射鏡110で反射され。コーナ
ーリフレクタ109bは第１図の上下方向（矢印Ａで示
す。）へ可動で、光路長を調整することができる。本実
施例では、可視レーザ光が紫外線レーザ光よりも、所定
時間遅れて試料116に到達するように調整されている。The laser light emitted from the attenuator 108 is reflected by the corner reflector 109 and the total reflection mirror 110. The corner reflector 109b is movable in the vertical direction (indicated by the arrow A) in FIG. 1 and can adjust the optical path length. In this embodiment, the adjustment is performed so that the visible laser light reaches the sample 116 with a predetermined time delay from the ultraviolet laser light.
全反射鏡110aで反射された紫外レーザ光は、アパーチ
ャ112を介してダイクロイックミラー113aへ入射され
る。また、全反射鏡110aで反射された第２高調波のレー
ザ光は、色補正レンズ111に入力され、色の補正を行っ
た後、アパーチャ112を介してダイクロイックミラー113
bに入射される。ここで、色補正レンズ111は２つの波長
の光を同一点で収束させるためのもので、通常波長の長
い光に対して用いられる。The ultraviolet laser light reflected by the total reflection mirror 110a is incident on the dichroic mirror 113a via the aperture 112. The second-harmonic laser light reflected by the total reflection mirror 110a is input to the color correction lens 111, and after performing color correction, the dichroic mirror 113
It is incident on b. Here, the color correction lens 111 is for converging light of two wavelengths at the same point, and is usually used for light of a long wavelength.
ダイクロイックミラー113は特定の波長の光のみを反
射し、他の光を透過するするミラーであり、ダイクロイ
ックミラー113aは、紫外レーザ光のみを、ダイロイック
ミラー113bは、第２高調波のみを反射する。また、ダイ
クロイックミラー113aと113bとは、反射した紫外レーザ
光と可視レーザ光との光軸が同一になるように配置され
ている。したがって、ダイクロイックミラー113aで反射
された紫外レーザ光は、ダイクロイック113bを透過し、
ダイクロイック113bで反射された可視レーザ光と同軸上
に重ねられる。The dichroic mirror 113 reflects only light of a specific wavelength and transmits other light. The dichroic mirror 113a reflects only ultraviolet laser light, and the dichroic mirror 113b reflects only the second harmonic. . The dichroic mirrors 113a and 113b are arranged such that the optical axes of the reflected ultraviolet laser light and visible laser light are the same. Therefore, the ultraviolet laser light reflected by the dichroic mirror 113a passes through the dichroic 113b,
It is superposed coaxially with the visible laser light reflected by the dichroic 113b.
同軸上に重ねられた紫外レーザ光と可視レーザ光と
は、対物レンズ114によって集光され、試料116上に照射
される。The ultraviolet laser light and the visible laser light superimposed on the same axis are condensed by the objective lens 114 and irradiated onto the sample 116.
なお、試料116には、まず紫外レーザ光が到達し、所
定時間遅れて可視レーザ光が到達する。Note that the ultraviolet laser beam first reaches the sample 116, and the visible laser beam arrives after a predetermined time delay.
以下、その様子を第２図を参照して説明する。 Hereinafter, this will be described with reference to FIG.
ここで、試料116は、第２図に示すようにSi基板201上
にAl配線202が形成されており、その表面は層間絶縁膜2
03及びパッシベーション膜204で覆われている。Here, the sample 116 has an Al wiring 202 formed on a Si substrate 201 as shown in FIG.
03 and a passivation film 204.
この試料116に紫外レーザ光が到達すると、第２図
（ａ）に示すようにパッシベーション膜204は、表面か
ら蒸発を始め（レーザアブレーション）、所定深さ（層
間絶縁膜203に達する場合もある）の穴を開ける（ポリ
イミド膜等であっても穴を開けることができる。）。こ
の穴の深さは可視レーザ光の遅延時間によって、決定さ
れる。When the ultraviolet laser beam reaches the sample 116, as shown in FIG. 2A, the passivation film 204 starts to evaporate from the surface (laser ablation) and reaches a predetermined depth (sometimes reaches the interlayer insulating film 203). (A hole can be made even with a polyimide film or the like). The depth of this hole is determined by the delay time of the visible laser light.
次に、可視レーザ光が試料116に到達すると、Al配線
の表面一部が蒸発し、爆発力を発生する。そして、紫外
レーザ光によって形成された穴の底とAl配線との間に存
在するパッシベーション膜204及び層間絶縁幕203を吹き
飛ばす。これによって、第２図（ｂ）に示すようなコン
タクトホール205を形成することができる。Next, when the visible laser light reaches the sample 116, a part of the surface of the Al wiring evaporates, generating an explosive force. Then, the passivation film 204 and the interlayer insulating curtain 203 existing between the bottom of the hole formed by the ultraviolet laser light and the Al wiring are blown off. Thus, a contact hole 205 as shown in FIG. 2B can be formed.
このように本実施例では、予めレーザアブレーション
によって、所定深さの穴を開けておくため、Al配線の蒸
発による爆発力が小さくてもコンタクトホールを形成す
ることができる。従って、レーザの出力パワーの出力を
小さくすることができ、高精度の制御を必要としなくな
る。As described above, in this embodiment, since a hole having a predetermined depth is formed in advance by laser ablation, a contact hole can be formed even if the explosive force due to evaporation of the Al wiring is small. Accordingly, the output power of the laser output power can be reduced, and high-precision control is not required.
また、コンタクトホールの形状は、レーザアブレーシ
ョンによってほぼ決定され、例えば、１μｍ程度のパッ
シベーション膜の約半分をレーザアブレーションにより
除去しておけば、急俊な立ち上がりの形状にすることが
できる。これにより、トランジスタなどを構成する活性
層の近傍であっても、トランジスタ周辺の絶縁層にダメ
ージを与えるようなことはない。Further, the shape of the contact hole is substantially determined by laser ablation. For example, if about half of the passivation film of about 1 μm is removed by laser ablation, the shape can be rapidly raised. Thus, even in the vicinity of an active layer forming a transistor or the like, the insulating layer around the transistor is not damaged.
本実施例では紫外光と可視光とを一台のレーザ発振器
で発生させるようにしたので、その構成が単純になり、
コストが安い。また、２台のレーザ発振器を同期させて
発振させるときのように互いのジッタを考慮する必要が
ない。In the present embodiment, since the ultraviolet light and the visible light are generated by one laser oscillator, the configuration is simplified,
Cost is low. In addition, there is no need to consider each other's jitter unlike when two laser oscillators are oscillated in synchronization.
さらに、本実施例ではアテニュエーター108を備えた
ことにより、薄膜の種類に応じて最適の光を照射でき
る。Further, in the present embodiment, the provision of the attenuator 108 allows the optimum light to be irradiated according to the type of the thin film.
次に第３図を参照して、第２の実施例を説明する。 Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
ここで第１の実施例と同一のものには同一番号を付し
てある。Here, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
本実施例では、パルス励起Nd3+YAGレーザ発振器101の
他にエキシマレーザ301を有している。これらパルス励
起Nd3+YAGレーザ発振器101とエキシマレーザ301とは、
トリガ発生器302からのトリガ信号に基づいてパルスを
発生するプログラマブル多重パルス発生器303からのパ
ルス信号に基づいてレーザ光を発生する。In this embodiment, an excimer laser 301 is provided in addition to the pulse-pumped Nd 3+ YAG laser oscillator 101. These pulsed Nd 3+ YAG laser oscillator 101 and excimer laser 301
Laser light is generated based on a pulse signal from a programmable multiple pulse generator 303 that generates a pulse based on a trigger signal from a trigger generator 302.
プログラマブル多重パルス発生器303は、予め設定さ
れた数だけパルスを発生する。発生したパルスは、これ
らのパルスのうち最後の１パルスを除きエキシマレーザ
301に与えられる。そして最後のパルスはプログラマブ
ル電気的遅延回路304で遅延され、YAGレーザ発振器101
に与えられる。The programmable multiple pulse generator 303 generates a predetermined number of pulses. The generated pulse is an excimer laser excluding the last one of these pulses.
Given to 301. Then, the last pulse is delayed by the programmable electric delay circuit 304, and the YAG laser oscillator 101
Given to.
エキシマレーザ301は、パルス信号を受けると紫外領
域の光を発生する。発生した紫外レーザ光はエキスパン
ダ106で伸長される、即ち、特定の波長の光のみが強め
られる。The excimer laser 301 generates light in the ultraviolet region when receiving a pulse signal. The generated ultraviolet laser light is expanded by the expander 106, that is, only light of a specific wavelength is enhanced.
伸長された紫外レーザ光は全反射鏡105を介して色補
正レンズ111に入射され、色の補正を行った後、アパー
チャ112、ダイクロイックミラー113、及び対物レンズ11
4を介して、試料116上に照射される。The expanded ultraviolet laser light is incident on a color correction lens 111 via a total reflection mirror 105, and after performing color correction, an aperture 112, a dichroic mirror 113, and an objective lens 11
The sample 4 is irradiated onto the sample 116 via 4.
また、パルス信号を受けたYAGレーザ発振器101が発射
した光は、第１の実施例同様、SHGセル102、及びエキス
パンダ106を通して可視レーザ光（波長532nm）とされ
る。そして、この可視レーザ光はミラー105、アパーチ
ャ112、ダイクロイックミラー113及び対物レンズ114を
介して試料116上に照射される。The light emitted from the YAG laser oscillator 101 that has received the pulse signal is converted into visible laser light (wavelength 532 nm) through the SHG cell 102 and the expander 106, as in the first embodiment. Then, this visible laser light is irradiated onto the sample 116 via the mirror 105, the aperture 112, the dichroic mirror 113, and the objective lens 114.
この様子を第４図に参照して説明すると、まず所定パ
ルス数（ｎ個）の紫外レーザ光が照射され、遅延時間τ
経過後、可視レーザ光が１パルス照射される。This will be described with reference to FIG. 4. First, a predetermined number of pulses (n) of ultraviolet laser beams are irradiated, and a delay time τ
After the lapse of time, one pulse of visible laser light is irradiated.
紫外レーザ光によって所定深さの穴を開け、可視レー
ザ光でAl配線の一部を蒸発させ、その爆発力を利用して
コンタクトホールを形成するのは第１の実施例と同様で
ある。As in the first embodiment, a hole having a predetermined depth is made by ultraviolet laser light, a part of the Al wiring is evaporated by visible laser light, and a contact hole is formed by using the explosive force.
本実施例では電気的遅延回路304を用いて、YAGレーザ
の発振を遅延させるようにしたので、可視レーザ光の遅
延を大きくすることができる。従って、所定時間以上可
視レーザ光が遅延されていれば、ジッターの心配をする
必要はない。In this embodiment, the oscillation of the YAG laser is delayed by using the electric delay circuit 304, so that the delay of the visible laser light can be increased. Therefore, if the visible laser light is delayed for a predetermined time or more, there is no need to worry about jitter.
また、本実施例で使用されるエキシマレーザ301は、
その幅が数nsというパルス光を発生させることができる
ので、連続的に光を照射した場合のように試料に熱的影
響を与えることがなく、純粋なアブレーション加工が可
能になる。加えて、パルス数による制御を行うので、コ
ンタクトホールを形成する場合の分解能及びその制御性
が著しく改善される。Further, the excimer laser 301 used in this embodiment is:
Since pulse light having a width of several ns can be generated, pure ablation processing can be performed without thermally affecting the sample as in the case of continuous light irradiation. In addition, since control is performed based on the number of pulses, the resolution and controllability in forming a contact hole are significantly improved.
なお、本実施例では紫外レーザ光を発生させるのにエ
キシマレーザを用いたが、Nd3+:YAGパルスレーザ（第４
高調波）を用いても良い。この場合はレーザ発振器用の
電源を共用することができ、構成が簡単かつ安価にな
る。In this embodiment, an excimer laser is used to generate the ultraviolet laser light. However, an Nd 3+ : YAG pulse laser (fourth laser) is used.
Harmonic). In this case, the power supply for the laser oscillator can be shared, and the configuration is simple and inexpensive.
［発明の効果］ 本発明によれば、紫外線を発生する第１のレーザ発振
手段と、可視光線を発生する第２のレーザ発振手段と、
前記可視光線と前記紫外線とを同軸上に重ね合わせる第
１の光学系と、該第１の光学系からの前記可視光線及び
前記紫外線を前記試料上に集光する第２の光学系とを有
し、前記紫外線が前記可視光線よりも先に試料に照射さ
れるようにしたことで、比較的高速でありながら、綺麗
な形状のコンタクトホールを形成することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, first laser oscillation means for generating ultraviolet light, second laser oscillation means for generating visible light,
A first optical system that coaxially overlaps the visible light and the ultraviolet light, and a second optical system that focuses the visible light and the ultraviolet light from the first optical system on the sample. By irradiating the sample with the ultraviolet light before the visible light, a contact hole having a beautiful shape can be formed at a relatively high speed.
また、紫外線と可視光線とを使用することにより、各
々の光が有するエネルギーを減少させることができるの
で、高い精度の制御を必要としない。Also, by using ultraviolet light and visible light, the energy of each light can be reduced, so that high-precision control is not required.
第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は第１
図のコンタクトホール形成装置によるコンタクトホール
の形成の様子を説明するための図、第３図は本発明の第
２の実施例の構成図、第４図は第３図のコンタクトホー
ル形成装置によるコンタクトホールの形成方法を説明す
るための図、第５図は従来のコンタクトホール形成装置
によるコンタクトホールの形成方法を説明するための図
である。 101……パルス励起型Nd3+YAGレーザ発振器、102……SHG
セル、103……部分反射鏡103、104……FHGセル、105,11
0……全反射鏡、106……エキスパンダ、107,112……ア
パーチャ、108……アテニュエーター、109……コーナー
リフレクタ、111……色補正レンズ、ダイクロイックミ
ラー113、114……対物レンズ、115……観察光学系、20
1,501……Si基板、202,502……Al配線、503……可視光
線、203,504……層間絶縁膜、204,505……パッシベーシ
ョン膜、205,506……コンタクトホール、301……エキス
マレーザ、302……トリガ発生器、303……パルス発生
器、304……遅延回路。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a state of formation of a contact hole by the contact hole forming apparatus shown in FIG. 3, FIG. 3 is a structural view of a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a view for explaining a method for forming a hole, and FIG. 5 is a view for explaining a method for forming a contact hole by a conventional contact hole forming apparatus. 101 …… Pulse pumped Nd 3+ YAG laser oscillator, 102 …… SHG
Cell, 103 ... Partial reflector 103, 104 ... FHG cell, 105,11
0 ... total reflection mirror, 106 ... expander, 107, 112 ... aperture, 108 ... attenuator, 109 ... corner reflector, 111 ... color correction lens, dichroic mirror 113, 114 ... objective lens, 115 ... ... Observation optical system, 20
1,501 ... Si substrate, 202,502 ... Al wiring, 503 ... Visible light, 203,504 ... Interlayer insulation film, 204,505 ... Passivation film, 205,506 ... Contact hole, 301 ... Exma laser, 302 ... Trigger generator, 303 pulse generator, 304 delay circuit.
Claims (3)
るための前記試料表面上に設けられた薄膜に、前記配線
にまで達する穴を開けるコンタクトホール形成装置にお
いて、 紫外領域の第１のレーザ光を発生する第１のレーザ発振
手段と、 可視光領域の第２のレーザ光を発生する第２のレーザ発
振手段と、 前記第２のレーザ発振手段から発生された第２のレーザ
光を遅延させる遅延手段と、 前記第１のレーザ発振手段から発生された第１のレーザ
光と前記遅延手段で遅延された第２のレーザ光とを同軸
上に重ね合わせて重ね合わされたレーザ光を出射する第
１の光学系と、 該第１の光学系からの前記重ね合わされたレーザ光を前
記配線上の前記薄膜に集光する第２の光学系と、 を有することを特徴とするコンタクトホール形成装置。A contact hole forming apparatus for forming a hole reaching the wiring in a thin film provided on the surface of the sample for insulating and protecting the wiring exposed on the surface of the sample. First laser oscillation means for generating laser light, second laser oscillation means for generating second laser light in the visible light region, and second laser light generated from the second laser oscillation means. Delay means for delaying; and a laser light emitted by superimposing the first laser light generated by the first laser oscillation means and the second laser light delayed by the delay means on the same axis. A first optical system for forming a contact hole, and a second optical system for condensing the superposed laser light from the first optical system on the thin film on the wiring. apparatus.
るための前記試料表面上に設けられた薄膜に、前記配線
にまで達する穴を開けるコンタクトホール形成装置にお
いて、 紫外領域の第１のレーザ光を発生する第１のレーザ発振
手段と、 可視光領域の第２のレーザ光を発生する第２のレーザ発
振手段と、 前記第２のレーザ発信手段を前記第１のレーザ発振手段
より所定時間遅らせて発振させる遅延手段と、 前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光との同軸上に
重ね合わせて重ね合わされたレーザ光を出射する第１の
光学系と、 該第１の光学系からの前記重ね合わされたレーザ光を前
記配線上の前記薄膜に集光する第２の光学系と、 を有することを特徴とするコンタクトホール形成装置。2. A contact hole forming apparatus for forming a hole reaching the wiring in a thin film provided on the surface of the sample for insulating and protecting the wiring exposed on the surface of the sample. First laser oscillation means for generating laser light, second laser oscillation means for generating second laser light in the visible light range, and second laser emission means provided by the first laser oscillation means. Delay means for oscillating with a time delay; a first optical system for emitting the superposed laser light by coaxially superposing the first laser light and the second laser light; And a second optical system for converging the superposed laser light from the system onto the thin film on the wiring.
るための前記試料表面上に設けられた薄膜に、前記配線
にまで達する穴を開けるコンタクトホール形成方法にお
いて、 紫外領域の第１のレーザ光を前記配線上の前記薄膜に照
射し、所定時間遅れて、可視光領域の第２のレーザ光を
前記第１のレーザ光を照射した位置に照射することを特
徴とするコンタクトホール形成方法。3. A method for forming a contact hole in a thin film provided on a surface of a sample for insulating and protecting a wiring exposed on the surface of the sample, the method comprising: forming a hole reaching the wiring; A method of forming a contact hole, comprising: irradiating the thin film on the wiring with laser light, and irradiating a second laser light in a visible light region to a position irradiated with the first laser light with a predetermined time delay. .
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