JPH04130752A - 集積回路の製造方法 - Google Patents
集積回路の製造方法Info
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- JPH04130752A JPH04130752A JP2414518A JP41451890A JPH04130752A JP H04130752 A JPH04130752 A JP H04130752A JP 2414518 A JP2414518 A JP 2414518A JP 41451890 A JP41451890 A JP 41451890A JP H04130752 A JPH04130752 A JP H04130752A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
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- H01L23/5258—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive the change of state resulting from the use of an external beam, e.g. laser beam or ion beam
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[0001]
本発明は、輻射線の照射により特徴部を形成する工程を
含む、集積回路の製造方法に関する。 [0002]
含む、集積回路の製造方法に関する。 [0002]
集積回路が発明されて以来、集積回路の複雑性は飛躍的
に高まり、その結果、今日では、発明当初の集積回路に
比べて非常に多数の部品類を有するようになった。回路
中の部品の数が増大し続け、また、回路の各部品の寸法
は小さくなり続けているので、全ての部品が完全な特性
を維持している集積回路チップの製造は非常に困難にな
っている。 [0003] すなわち、周知のように、複数個のチップが単一の基板
上に製造され、そして、各チップが多数の個別部品から
なる集積回路を有する。しかし、各個の集積回路は1個
以上の欠陥部品を有することがある。この欠陥部品は集
積回路全体を商業的に無価値なものにしてしまう。従っ
て、ウェハ当たりの有用なチップの歩留りは、欠陥部品
の数が増大するにつれて低下する。低歩留りは集積回路
のコストを増大させるので、このようなことは明らかに
望ましくない。 [0004] 従って、集積回路の歩留りを向上させる技術の開発が求
められている。成る技術によれば、加工技術の改良と木
目細かいコントロールの双方により歩留りを向上する。 別の技術は、チップ上に冗長部品を含む。欠陥部品を発
見するために、冗長部品が集積回路中に計画的に組み込
まれるか、または排除される。冗長部品は一般的に、電
気回路を完成または破壊し、その後回路を修復すること
により集積回路に組み込まれるか、または排除される。 [0005] この修復は大抵、輻射線(例えば、電磁エネルギー)を
使用し、導電性リンクを破壊することにより行われる。 このリンクは基板上の単なる導電性(例えば、アルミニ
ウムまたはポリシリコン)のラインまたはランナである
。エネルギーは一般的に、リンクの所望部分を溶融また
は揮発させるのに十分な量のレーザにより供給される。 複雑な回路で申し分な〈実施できる修復方法は、数百例
のリンクの修復全台むこともある。 [0006] 修復は一般的に、複雑な回路についてのみ行われるカミ
単純な回路の製造では、個々の部品を選択的に組み込み
または排除し、カスタム集積回路を生産することにより
完了される。このような単純な回路でも、何万個ものリ
ンクを含むことましい。 [0007] 概念的には簡単であるが、リンクの破壊にレーザを実際
に使用すると様々な困難に遭遇するので、レーザの使用
は最初考えられていたよりも非常に難しくなる。エネル
ギーの使用量はリンクを確実に破壊するのに十分なもの
でなければならないが、同時に、下部または周囲の部品
を損傷するエネルギー量未満でなければならない。従っ
て、許容エネルギー範囲が存在する。エネルギーをこの
許容範囲内に維持することは、リンク構造の物性の変動
およびレーザの出力エネルギーやレーザの照準の正確性
などの変動により複雑になる。 [0008] 金属および半導体表面に対するレーザ照射の効果を研究
する様々な技術が開発された。恐らく、最初に開発され
た技術は、照射中に表面から反射される光の強度の時間
的変化を研究した。このような技術は″時分割反射率″
と呼ばれ、レーザ(Sooy)らによってアップライド
・フィジックス・レタース(Applied Phys
ics Letters) 、 5. 54〜56頁
(1964年8月1日)に開示されて以来、使用されて
いる。レーザは半導体をQスイッチとして使用すること
、および、半導体表面からの反射率を測定し、キャビテ
ィーミラーとしての有用性に関心を示した。 [0009] レーザは、反射率の時間依存性は、キャリア濃度の増大
および照射により生じた半導体表面の溶融によるものと
した。バーンバウム(Birnbaum)およびストッ
カー (Stocker)は半導体の反射率をアップラ
イド・フィジックス・レタース、396032〜603
6頁(1968年12月)に報告した。彼らは、半導体
表面面上の、半導体溶融により生じた、液体層によるも
のとした。また、彼らは、数種類の金属からの反射率も
研究し、反射率の低下を発見した。彼らは、この低反射
率は金属表面の損傷によるものとした。 [00101 これらの研究は両方とも、2個のレーザの実、験配列を
使用した。一方のレーザはポンプとして機能し、他方の
レーザはプローブとして機能した。すなわち、−方のレ
ーザ(すなわちポンプ)は目標材料中にレスポンスを発
生し、そして、他方のレーザ(すなわちプローブ)から
の反射ビームの強度を測定することによりこのレスポン
スの発生をモニターした。この2ビーム技術でリンクを
溶断することは困難である。なぜなら、プローブビーム
とポンプビームはオーバーラツプしなければならない力
板ビームが細いことと、回路のサイズにより実施は困難
である。 [0011] イオン注入シリコンの単一レーザ研究がリュウ(Liu
)らによりアップライド・フィジックス・レタース、3
4,363〜365頁(1979年5月15日)に報告
されている。正確な実験手順は詳述されていないが、サ
ンプルをほぼ垂直な入射線により照射し、入射パルスお
よび反射パルスの両方ともホトダイオードで別々に検出
したことが記載されている。入射エネルギーが増大する
につれて、溶融が起こり、アモルファスはパルスの早期
部分に移動された液体転移が生じる、すなわち、転移は
早い時期に起こることが発見された。 [0012] 溶融シリコンの存在に基づく高い反射率も発見された。 この研究は技術的には興味があるが、リュウらはイオン
注入シリコンのレーザアニーリングの研究、すなわち、
溶融後のシリコンの液相エピタキシャル再成長の研究に
関心を示した。 しかし、この研究はリンクが破壊された時のような多層
構造のレーザ照射については言及していない。リンク爆
発に匹敵する現象を試、験した研究は全く言及されてい
ない。 [0013] リンク溶断に有用な技術を開示した文献がある。例えば
、米国特許第4853758号明細書には、広範囲の許
容エネルギーでレーザを使用し、リンクを溶断する実験
的技術が開示されている。この明細書に開示された実施
例では、誘電体基板の上部レベルにリンクを配置し、こ
れにより、下部レベル上のリンクは上部誘電体の厚さよ
りも低い。低誘電体厚さは、両レベル上のリンクをきれ
いに溶断するのに必要な最小レーザエネルギーを低下す
る。 [0014]
に高まり、その結果、今日では、発明当初の集積回路に
比べて非常に多数の部品類を有するようになった。回路
中の部品の数が増大し続け、また、回路の各部品の寸法
は小さくなり続けているので、全ての部品が完全な特性
を維持している集積回路チップの製造は非常に困難にな
っている。 [0003] すなわち、周知のように、複数個のチップが単一の基板
上に製造され、そして、各チップが多数の個別部品から
なる集積回路を有する。しかし、各個の集積回路は1個
以上の欠陥部品を有することがある。この欠陥部品は集
積回路全体を商業的に無価値なものにしてしまう。従っ
て、ウェハ当たりの有用なチップの歩留りは、欠陥部品
の数が増大するにつれて低下する。低歩留りは集積回路
のコストを増大させるので、このようなことは明らかに
望ましくない。 [0004] 従って、集積回路の歩留りを向上させる技術の開発が求
められている。成る技術によれば、加工技術の改良と木
目細かいコントロールの双方により歩留りを向上する。 別の技術は、チップ上に冗長部品を含む。欠陥部品を発
見するために、冗長部品が集積回路中に計画的に組み込
まれるか、または排除される。冗長部品は一般的に、電
気回路を完成または破壊し、その後回路を修復すること
により集積回路に組み込まれるか、または排除される。 [0005] この修復は大抵、輻射線(例えば、電磁エネルギー)を
使用し、導電性リンクを破壊することにより行われる。 このリンクは基板上の単なる導電性(例えば、アルミニ
ウムまたはポリシリコン)のラインまたはランナである
。エネルギーは一般的に、リンクの所望部分を溶融また
は揮発させるのに十分な量のレーザにより供給される。 複雑な回路で申し分な〈実施できる修復方法は、数百例
のリンクの修復全台むこともある。 [0006] 修復は一般的に、複雑な回路についてのみ行われるカミ
単純な回路の製造では、個々の部品を選択的に組み込み
または排除し、カスタム集積回路を生産することにより
完了される。このような単純な回路でも、何万個ものリ
ンクを含むことましい。 [0007] 概念的には簡単であるが、リンクの破壊にレーザを実際
に使用すると様々な困難に遭遇するので、レーザの使用
は最初考えられていたよりも非常に難しくなる。エネル
ギーの使用量はリンクを確実に破壊するのに十分なもの
でなければならないが、同時に、下部または周囲の部品
を損傷するエネルギー量未満でなければならない。従っ
て、許容エネルギー範囲が存在する。エネルギーをこの
許容範囲内に維持することは、リンク構造の物性の変動
およびレーザの出力エネルギーやレーザの照準の正確性
などの変動により複雑になる。 [0008] 金属および半導体表面に対するレーザ照射の効果を研究
する様々な技術が開発された。恐らく、最初に開発され
た技術は、照射中に表面から反射される光の強度の時間
的変化を研究した。このような技術は″時分割反射率″
と呼ばれ、レーザ(Sooy)らによってアップライド
・フィジックス・レタース(Applied Phys
ics Letters) 、 5. 54〜56頁
(1964年8月1日)に開示されて以来、使用されて
いる。レーザは半導体をQスイッチとして使用すること
、および、半導体表面からの反射率を測定し、キャビテ
ィーミラーとしての有用性に関心を示した。 [0009] レーザは、反射率の時間依存性は、キャリア濃度の増大
および照射により生じた半導体表面の溶融によるものと
した。バーンバウム(Birnbaum)およびストッ
カー (Stocker)は半導体の反射率をアップラ
イド・フィジックス・レタース、396032〜603
6頁(1968年12月)に報告した。彼らは、半導体
表面面上の、半導体溶融により生じた、液体層によるも
のとした。また、彼らは、数種類の金属からの反射率も
研究し、反射率の低下を発見した。彼らは、この低反射
率は金属表面の損傷によるものとした。 [00101 これらの研究は両方とも、2個のレーザの実、験配列を
使用した。一方のレーザはポンプとして機能し、他方の
レーザはプローブとして機能した。すなわち、−方のレ
ーザ(すなわちポンプ)は目標材料中にレスポンスを発
生し、そして、他方のレーザ(すなわちプローブ)から
の反射ビームの強度を測定することによりこのレスポン
スの発生をモニターした。この2ビーム技術でリンクを
溶断することは困難である。なぜなら、プローブビーム
とポンプビームはオーバーラツプしなければならない力
板ビームが細いことと、回路のサイズにより実施は困難
である。 [0011] イオン注入シリコンの単一レーザ研究がリュウ(Liu
)らによりアップライド・フィジックス・レタース、3
4,363〜365頁(1979年5月15日)に報告
されている。正確な実験手順は詳述されていないが、サ
ンプルをほぼ垂直な入射線により照射し、入射パルスお
よび反射パルスの両方ともホトダイオードで別々に検出
したことが記載されている。入射エネルギーが増大する
につれて、溶融が起こり、アモルファスはパルスの早期
部分に移動された液体転移が生じる、すなわち、転移は
早い時期に起こることが発見された。 [0012] 溶融シリコンの存在に基づく高い反射率も発見された。 この研究は技術的には興味があるが、リュウらはイオン
注入シリコンのレーザアニーリングの研究、すなわち、
溶融後のシリコンの液相エピタキシャル再成長の研究に
関心を示した。 しかし、この研究はリンクが破壊された時のような多層
構造のレーザ照射については言及していない。リンク爆
発に匹敵する現象を試、験した研究は全く言及されてい
ない。 [0013] リンク溶断に有用な技術を開示した文献がある。例えば
、米国特許第4853758号明細書には、広範囲の許
容エネルギーでレーザを使用し、リンクを溶断する実験
的技術が開示されている。この明細書に開示された実施
例では、誘電体基板の上部レベルにリンクを配置し、こ
れにより、下部レベル上のリンクは上部誘電体の厚さよ
りも低い。低誘電体厚さは、両レベル上のリンクをきれ
いに溶断するのに必要な最小レーザエネルギーを低下す
る。 [0014]
しかし、リンク溶断工程を経時的にモニタする工程が組
み入れられた方法の開発が望まれている。 [0015]
み入れられた方法の開発が望まれている。 [0015]
入射輻射線エネルギーを照射することにより集積回路の
所定部分を非導電性にすることからなる集積回路の製造
方法において、非導電性にすることを望む前記集積回路
の前記部分に輻射線ビームを照射し、前記部分は非導電
性基板上の電気的に導電性の材料からなり;そして、入
射および反射輻射線強度を分析し、前記部分が非導電性
になったかどうか、検査する。 [0016] 好ましい実施例では、本発明の方法は、入射および反射
エネルギー強度を比較し、基板損傷の程度を測定する工
程を更に含む。別の実施例では、リンクが溶断されてい
ない場合、ビーム強度の分析により、失敗が目標誤認、
コンタミネーションまたは低強度エネルギーの何れによ
るものか決定する。照射源は一般的にレーザであり、目
標誤認あるいはコンタミネーション以外の理由によりリ
ンクが溶断されていない場合、その出力エネルギーを増
大させ、または、基板の重大な損傷が発生した場合には
、その出力エネルギーを低下させる。 [0017]
所定部分を非導電性にすることからなる集積回路の製造
方法において、非導電性にすることを望む前記集積回路
の前記部分に輻射線ビームを照射し、前記部分は非導電
性基板上の電気的に導電性の材料からなり;そして、入
射および反射輻射線強度を分析し、前記部分が非導電性
になったかどうか、検査する。 [0016] 好ましい実施例では、本発明の方法は、入射および反射
エネルギー強度を比較し、基板損傷の程度を測定する工
程を更に含む。別の実施例では、リンクが溶断されてい
ない場合、ビーム強度の分析により、失敗が目標誤認、
コンタミネーションまたは低強度エネルギーの何れによ
るものか決定する。照射源は一般的にレーザであり、目
標誤認あるいはコンタミネーション以外の理由によりリ
ンクが溶断されていない場合、その出力エネルギーを増
大させ、または、基板の重大な損傷が発生した場合には
、その出力エネルギーを低下させる。 [0017]
以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する
。なお、明確にするために、個々の部品は寸法通りには
作図されていない。 [0018] 図1は本発明の方法を実施するのに有用な装置の概要図
である。図示された装置要素は明確化のために模式的に
示されている。照射源であるレーザ1、ビームスプリッ
タ−3、光検出器5(反射輻射線を検出する) 光検出
器9(入射輻射線を検出する)、レンズ11、基板13
および制御コンピュータ15が図示されている。光検出
器5および9はそれぞれデジタイザ17および19に接
続されており、その電気的出力信号はレーザ制御コンピ
ュータに入力される。レーザからの輻射線はビームスプ
リッタ−に入り、一部は光検出器9に直接入り、別のビ
ーム部分は基板に入り、そして、基板から反射されてビ
ームスプリッタ−5から光検出器5(反射輻射線を検出
する)に入る。 [0019] 正確な数字化速度は必須要件ではないが、この速度は迅
速な経時的現象を検出できるように十分に高速でなけれ
ばならない。下記に説明する実施例では、1nSの速度
で申し分なく動作する。当業者ならば好適な速度を容易
に選択できる。 [0020] 図示された要素は当業者に周知である。従って、当業者
ならば適当な要素を容易に選択できる。これらの要素に
ついて若干の簡単な説明を加えることが望ましいものと
思われる。光検出器は、リンクが破壊された時の短時間
(一般的に、5ns)反射率変化に十分な応答時間を有
しなければならない。レーザは、発射輻射線がリンクに
より吸収または反射され、また、高繰返し速度を行える
ような発射波長を有しなければならない。1.064μ
mで発射されるNd:YAGレーザは直接使用できる。 [0021] 別法として、レーザは周波数2倍器と共に使用できる。 妥当なスループット(すなわち、1秒間光たりのリンク
の破壊数)の場合、レーザは少なくとも20パルス/秒
を発生できなければならない。使用したパルスの半値全
幅(fwhm)は35nsであった。レンズ11はビー
ムを適当なサイズに絞り込む。ビームはリンクの横幅と
同等の寸法を有しなければならない。 [0022] ビームの形状は必須要件ではない。所望の位置にビーム
を移動させる技術は当業者ならば容易に選択し、かつ、
実施することができる。リンクの位置情報はコンピュー
タメモリに入力し、そして記憶させておくことができる
。初期ビーム位置合わせには当業者に眉知の技術を使用
する。 [0023] レーザ制御コンピュータはレーザパルスのエネルギーを
コントロールし、また、他の必要な機能も果たす。明確
化のために、コンピュータは1台しか図示されていない
。言うまでもなく、所望により、必要なコンピュータ機
能は数台のコンピュータ間に分割することもできる。2
個の光検出器からの電気的出力信号はデジタイザに供給
され、デジタイザからの情報はコンピュータに送られ、
このコンピュータは数字化情報の必要な全ての操作を行
う。 [0024] 例えば、コンピュータは反射および入射パルス強度の一
次導関数、反射強度の二次導関数、および摂動反射率な
どを計算する。摂動反射率およびその有用性は下記にお
いて更に詳細に説明する。非摂動反射パルス強度は、リ
ンクまたは基板に熱効果が全くなかったものに予想され
る反射パルス強度である。本質的に、摂動反射率は、非
摂動反射パルス強度により分割された実際の反射パルス
強度である。分割は各点毎に行われた。すなわち、実際
の反射パルスと非摂動反射パルスのピーク強度を測定し
、そして、2つのピーク強度を一致させながら、2個の
パルスを経時的な各点毎に分割させた。制御コンピュー
タは、入射輻射線強度に関する情報を使用し、レーザ出
力強度を所望のレベルに維持することもできる。 [0025] パルス強度情報を使用し、目標照準の正確性、リンク上
のダスト、レーザ出力エネルギーなどをチエツクするこ
ともできる。エネルギーがリンクの溶断の閾値以下であ
る場合、レーザからの出力は恐らく所望の値以下に低下
されているので、所望の値まで上昇させる。エネルギー
が閾値以上であり、がっ、リンクが溶断していない場合
、目標誤認またはリンク上に汚染物が存在していたこと
になる。 当業者ならば、コンタミネーションまたは目標誤認につ
いて予想される実際の反射エネルギーを比較することに
より、これらの可能性を区別することができる。 コンタミネーションおよび目標誤認は異なった熱応答を
示す。 [0027] 集積回路の一部分の模式的断面構造を図2に示す。図2
には、基板201、第1および第2の誘電体層203,
205、ランナ209およびキャップ層211が示され
ている。明確化のために、デバイスの各素子類(例えば
、ソース、ゲートおよびドレインなど)は図示されてい
ないが、当業者には周知である。誘電体層は一般的に、
酸化物または窒化物材料である。このような誘電体層の
製造方法は当業者に周知なので、これ以上説明する必要
はない。 [0028] ランナはドープトポリシリコン、アルミニウム、シリサ
イドまたはタングステンのような導電性材料からなる。 ランナ209の一部は本発明の方法により溶断され、ラ
ンナ209の一部は非導電性にされる。図から明らかな
ように、ランナの周囲の誘電体材料は除去され、ランナ
は誘電体層の上に存在する。誘電体層の形成が完了した
後、非導電性材料(例えば、酸化物)の薄いキャップ層
が表面上に被着される。幾つかの導電性ランナ材料は揮
発され、そして、リンクが溶断された場合、必ず跳ねる
。キャップ層の存在は、この跳ね返りにより起こるラン
ナ間の短絡を防止する。 [0029] 性質上、アルミニウムリンクの場合、パルスエネルギー
が増大するにつれて、発光金属が溶融したとしても、反
射率が低下する。反射率は最初に低下する。低下の一部
は、ランナの溶融につれて表面張力によりリンクの横寸
法がネックダウンすることに基づく。目標リンクが溶融
した場合、反射強度に明瞭な信号が発生する。すなわち
、急速な低下が起こる。エネルギーが更に増大された場
合、反射強度に二次ピークが見られる。これは、基板の
重大な損傷(すなわち、過熱)が発生したことに基づく
。従って、本発明の方法によれば、リンクが溶断された
か否か、溶断されていない場合、基板番、二重犬な損傷
が発生したが否かについて検出することができる。 [0030] 前記の説明は下記の実例を検討することにより実証され
る。図3は、反射ビームの強度(任意単位)を縦軸に、
そして時間(任意単位)を横軸にプロットした特性曲線
を示す。構造は図2に示されたものと類似していた力板
キャップ層は存在していなかった。使用したレーザはN
d : YAGレーザであり、0,80μJの強度で1
.064μmで発光する。パルス持続時間は約200n
sであった。 リンクは厚さ1.75μmのアルミニウムランナからな
り、シリコン基板から05μm高い位置に存在した。リ
ンク溶断をせずに使用された最高エネルギーは0.70
μJであり、0.75μJでリンクは溶断された。 [0031] 図3から明らかなように、パルスには幾つかの構造があ
り、−点鎖線は一次ピークと二次ピークを示す。二次ピ
ークは一次ピークよりも時間的に遅く現れる。 リンクが消滅すると直ぐに、基板は熱的に損傷されるよ
うになり、反射率が変化する。″ピーダという用語は、
便宜的に使用されており、図示されているように二次ピ
ークは実際には肩なので、このエネルギーでは若干呼び
誤りがある。 [00321 リンクが溶断されたか否かの決定は、入射および反射強
度を分析することにより行われる。反射強度の二次導関
数を試験する実験技術が試験された。その他の技術も当
然使用できる。導関数は数値的に計算される。経時的ウ
ィンドウを画定し、所望の結果をウィンドウ内で探した
。ウィンドウは、パルス強度が測定最大値の10%に最
初に達しな時の始点および最大パルス強度の後、若干の
規定時間周期(例えば、30ns)における終点として
容易に画定される。 [0033] 図3の構造は、二次導関数を試験した場合に一層明確に
なる。図4は、二次導関数(任意単位)を縦軸に、時間
(任意単位)を横軸にプロットした特性曲線を示す。図
中の一点鎖線は図3で発生する一次および二次ピークの
時間を示す。図4において、−次ピークの後に、3個の
ゼロ点交差が存在する。すなわち、二次導関数は、−次
ピークの後に3回また、ウィンドウ(図示されていない
)内で、十から−まで、あるいはこの逆の変化をする。 [0034] ゼロ点交差の以後の全ての基準は、−次ピーク後の、ウ
ィンドウ内のゼロ点交差である。ウィンドウ内に3個の
ゼロ点交差が存在する場合、リンクは消滅されている。 この変化は次のように説明できるものと思われる。パル
ス形状およびリンク吸収のために、−次ピーク後に反射
率は最初低下する。−次導関数が最小負値に達すると、
パルスの終了につれて、その後ゼロまで増大する。基板
反射に対応して、反射率が増大する場合、反射パルスの
一次導関数における局部的最大値が存在する。ウィンド
ウ内の反射強度の局部的最大値は、二次導関数のゼロ点
交差の数を計数することにより容易に発見される。これ
は−次導関数の試験によっても発見できる。 [0035] 図4において、二次および三次ゼロ点交差の間に局所的
最大値が存在する。この増大した基板反射率の証拠はリ
ンクが消滅されたことを示す。反射強度にはがなりの量
のノイズが存在し、また、二次導関数にもがなりの量の
ノイズが存在する。しかし、ウィンドウを選択すること
により、殆どのノイズを排除し、ウィンドウ内で良好な
S/N比を得ることができる。 [0036] 二次および三次ゼロ点交差の間に局所的最大値が存在す
ることにより、リンクが破壊されたことの決定を行うこ
とができる。しかし、この情報は、これ単独では、好適
なエネルギー範囲を選択することはできない。必要な追
加情報は、除徐に増大するエネルギーで一連の実、験を
行うことにより得られる。結局、リンクが破壊され、そ
して、リンクの破壊に必要なエネルギーの最小値が決定
される。 [0037] しかし、各リンクの特性の変動、コンタミネーション、
パルスエネルギー 目標誤認などにより、最lJX値よ
りも高いエネルギーを使用することが望ましい。このエ
ネルギーは基板が損傷されるはど高過ぎてはならない。 すなわち、このエネルギーは基板の特性に悪い永久的変
化を生じさせるほど高いものであってはならない。使用
するエネルギーはリンクを確実に破壊するには十分であ
るが、基板に回復不能なほどの損傷を与えないような大
きさでなければならない。 [0038] 基板の重大な損傷は、“′摂動反射率°′と呼ばれるも
ので検査することにより決定される。エネルギーは、リ
ンクに重要な熱作用(例えば、溶融)を起こさせるのに
低すぎない力板良好なS/N比を得るには十分に高い値
のものが選択される。ベースラインレベルを計算し、入
射および反射曲線の両方をそれらのベースラインレベル
に配置する。ベースラインレベルは移動平均を用いて計
算し、ノイズの影響を最小にすることが望ましい。 [0039] 2個のピークを整列させた後、各点毎の入射スキャンに
より反射スキャンを分割し、非摂動反射パルス、すなわ
ち、非摂動反射パルス転移配列を生成する。レーザエネ
ルギーは重大な熱作用を起こすには低すぎるものを選択
したので、数値化入射パルスによるこの配列の各点の増
倍は、重大な熱作用を示さない目標リンクから反射され
たパルスを再生する。 [0040,] 目標リンクに重大な熱作用を及ぼすか、または、及ぼさ
ない、−層高い入射レーザエネルギーの場合、数値化入
射パルスはこの配列により各点毎に増倍され、非摂動反
射パルスを生成する。従って、非摂動反射パルスは、こ
のエネルギーで重大な熱作用が生じなかったことを予想
させる反射パルスを示す。実際の反射パルスは、熱作用
の存在により、非摂動反射パルスとは異なる。 [0041] 測定された反射パルスを非摂動パルスにより各点毎に分
割し、摂動反射率を決定する。摂動反射率は熱作用の存
在と結び付けることができる。1.10μJの入射エネ
ルギーにおける摂動反射率のグラフを図5に示す。この
図では、摂動反射率(任意単位)が縦軸にプロットされ
、時間(任意単位)が横軸にプロットサれている。摂動
反射率は非摂動反射率と同じ時間の位置に一次ピークを
有する。 リンクが破壊されるレベルから入射エネルギーが増大す
るにつれて、−次ピークの後に発生する二次ピークが明
瞭になる。 [0042] 二次ピークの振幅が一次ピークの振幅と一致または接近
すると、基板損傷が観察される。図示された摂動反射率
曲線では、二次ピークの振幅は一次ピークの振幅を超え
ているので、基板損傷が認められる。従って、入射エネ
ルギーは、基板損傷の程度が許容レベル以下になるよう
に選択しなければならない。これは、2個のピークの相
対的振幅をモニタすることにより容易に行うことができ
る。当業者ならば、このようなエネルギーを容易に選択
することができる。言うまでもなく、コノエネルギーは
認識可能な基板損傷のレベルよりもかなり低い値である
こともできる。すなわち、二次ピークは一次ピークより
もかなり小さなものであることもできる。 [0043] その他の変更例も当業者には自明である。例えば、リン
クは金属以外に、ポリシリコンまたはシリサイドからな
ることもできる。強度の分析はアルミニウムと比較して
、他の材料により異なる。しかし、当業者ならば、細部
について容易に決定できる。更に、輻射線源としてレー
ザが好ましいが、その他の輻射線源も使用できる。また
、図2に示されたキャップ層または誘電体層は所望によ
り省くこともできる。 [0044]
。なお、明確にするために、個々の部品は寸法通りには
作図されていない。 [0018] 図1は本発明の方法を実施するのに有用な装置の概要図
である。図示された装置要素は明確化のために模式的に
示されている。照射源であるレーザ1、ビームスプリッ
タ−3、光検出器5(反射輻射線を検出する) 光検出
器9(入射輻射線を検出する)、レンズ11、基板13
および制御コンピュータ15が図示されている。光検出
器5および9はそれぞれデジタイザ17および19に接
続されており、その電気的出力信号はレーザ制御コンピ
ュータに入力される。レーザからの輻射線はビームスプ
リッタ−に入り、一部は光検出器9に直接入り、別のビ
ーム部分は基板に入り、そして、基板から反射されてビ
ームスプリッタ−5から光検出器5(反射輻射線を検出
する)に入る。 [0019] 正確な数字化速度は必須要件ではないが、この速度は迅
速な経時的現象を検出できるように十分に高速でなけれ
ばならない。下記に説明する実施例では、1nSの速度
で申し分なく動作する。当業者ならば好適な速度を容易
に選択できる。 [0020] 図示された要素は当業者に周知である。従って、当業者
ならば適当な要素を容易に選択できる。これらの要素に
ついて若干の簡単な説明を加えることが望ましいものと
思われる。光検出器は、リンクが破壊された時の短時間
(一般的に、5ns)反射率変化に十分な応答時間を有
しなければならない。レーザは、発射輻射線がリンクに
より吸収または反射され、また、高繰返し速度を行える
ような発射波長を有しなければならない。1.064μ
mで発射されるNd:YAGレーザは直接使用できる。 [0021] 別法として、レーザは周波数2倍器と共に使用できる。 妥当なスループット(すなわち、1秒間光たりのリンク
の破壊数)の場合、レーザは少なくとも20パルス/秒
を発生できなければならない。使用したパルスの半値全
幅(fwhm)は35nsであった。レンズ11はビー
ムを適当なサイズに絞り込む。ビームはリンクの横幅と
同等の寸法を有しなければならない。 [0022] ビームの形状は必須要件ではない。所望の位置にビーム
を移動させる技術は当業者ならば容易に選択し、かつ、
実施することができる。リンクの位置情報はコンピュー
タメモリに入力し、そして記憶させておくことができる
。初期ビーム位置合わせには当業者に眉知の技術を使用
する。 [0023] レーザ制御コンピュータはレーザパルスのエネルギーを
コントロールし、また、他の必要な機能も果たす。明確
化のために、コンピュータは1台しか図示されていない
。言うまでもなく、所望により、必要なコンピュータ機
能は数台のコンピュータ間に分割することもできる。2
個の光検出器からの電気的出力信号はデジタイザに供給
され、デジタイザからの情報はコンピュータに送られ、
このコンピュータは数字化情報の必要な全ての操作を行
う。 [0024] 例えば、コンピュータは反射および入射パルス強度の一
次導関数、反射強度の二次導関数、および摂動反射率な
どを計算する。摂動反射率およびその有用性は下記にお
いて更に詳細に説明する。非摂動反射パルス強度は、リ
ンクまたは基板に熱効果が全くなかったものに予想され
る反射パルス強度である。本質的に、摂動反射率は、非
摂動反射パルス強度により分割された実際の反射パルス
強度である。分割は各点毎に行われた。すなわち、実際
の反射パルスと非摂動反射パルスのピーク強度を測定し
、そして、2つのピーク強度を一致させながら、2個の
パルスを経時的な各点毎に分割させた。制御コンピュー
タは、入射輻射線強度に関する情報を使用し、レーザ出
力強度を所望のレベルに維持することもできる。 [0025] パルス強度情報を使用し、目標照準の正確性、リンク上
のダスト、レーザ出力エネルギーなどをチエツクするこ
ともできる。エネルギーがリンクの溶断の閾値以下であ
る場合、レーザからの出力は恐らく所望の値以下に低下
されているので、所望の値まで上昇させる。エネルギー
が閾値以上であり、がっ、リンクが溶断していない場合
、目標誤認またはリンク上に汚染物が存在していたこと
になる。 当業者ならば、コンタミネーションまたは目標誤認につ
いて予想される実際の反射エネルギーを比較することに
より、これらの可能性を区別することができる。 コンタミネーションおよび目標誤認は異なった熱応答を
示す。 [0027] 集積回路の一部分の模式的断面構造を図2に示す。図2
には、基板201、第1および第2の誘電体層203,
205、ランナ209およびキャップ層211が示され
ている。明確化のために、デバイスの各素子類(例えば
、ソース、ゲートおよびドレインなど)は図示されてい
ないが、当業者には周知である。誘電体層は一般的に、
酸化物または窒化物材料である。このような誘電体層の
製造方法は当業者に周知なので、これ以上説明する必要
はない。 [0028] ランナはドープトポリシリコン、アルミニウム、シリサ
イドまたはタングステンのような導電性材料からなる。 ランナ209の一部は本発明の方法により溶断され、ラ
ンナ209の一部は非導電性にされる。図から明らかな
ように、ランナの周囲の誘電体材料は除去され、ランナ
は誘電体層の上に存在する。誘電体層の形成が完了した
後、非導電性材料(例えば、酸化物)の薄いキャップ層
が表面上に被着される。幾つかの導電性ランナ材料は揮
発され、そして、リンクが溶断された場合、必ず跳ねる
。キャップ層の存在は、この跳ね返りにより起こるラン
ナ間の短絡を防止する。 [0029] 性質上、アルミニウムリンクの場合、パルスエネルギー
が増大するにつれて、発光金属が溶融したとしても、反
射率が低下する。反射率は最初に低下する。低下の一部
は、ランナの溶融につれて表面張力によりリンクの横寸
法がネックダウンすることに基づく。目標リンクが溶融
した場合、反射強度に明瞭な信号が発生する。すなわち
、急速な低下が起こる。エネルギーが更に増大された場
合、反射強度に二次ピークが見られる。これは、基板の
重大な損傷(すなわち、過熱)が発生したことに基づく
。従って、本発明の方法によれば、リンクが溶断された
か否か、溶断されていない場合、基板番、二重犬な損傷
が発生したが否かについて検出することができる。 [0030] 前記の説明は下記の実例を検討することにより実証され
る。図3は、反射ビームの強度(任意単位)を縦軸に、
そして時間(任意単位)を横軸にプロットした特性曲線
を示す。構造は図2に示されたものと類似していた力板
キャップ層は存在していなかった。使用したレーザはN
d : YAGレーザであり、0,80μJの強度で1
.064μmで発光する。パルス持続時間は約200n
sであった。 リンクは厚さ1.75μmのアルミニウムランナからな
り、シリコン基板から05μm高い位置に存在した。リ
ンク溶断をせずに使用された最高エネルギーは0.70
μJであり、0.75μJでリンクは溶断された。 [0031] 図3から明らかなように、パルスには幾つかの構造があ
り、−点鎖線は一次ピークと二次ピークを示す。二次ピ
ークは一次ピークよりも時間的に遅く現れる。 リンクが消滅すると直ぐに、基板は熱的に損傷されるよ
うになり、反射率が変化する。″ピーダという用語は、
便宜的に使用されており、図示されているように二次ピ
ークは実際には肩なので、このエネルギーでは若干呼び
誤りがある。 [00321 リンクが溶断されたか否かの決定は、入射および反射強
度を分析することにより行われる。反射強度の二次導関
数を試験する実験技術が試験された。その他の技術も当
然使用できる。導関数は数値的に計算される。経時的ウ
ィンドウを画定し、所望の結果をウィンドウ内で探した
。ウィンドウは、パルス強度が測定最大値の10%に最
初に達しな時の始点および最大パルス強度の後、若干の
規定時間周期(例えば、30ns)における終点として
容易に画定される。 [0033] 図3の構造は、二次導関数を試験した場合に一層明確に
なる。図4は、二次導関数(任意単位)を縦軸に、時間
(任意単位)を横軸にプロットした特性曲線を示す。図
中の一点鎖線は図3で発生する一次および二次ピークの
時間を示す。図4において、−次ピークの後に、3個の
ゼロ点交差が存在する。すなわち、二次導関数は、−次
ピークの後に3回また、ウィンドウ(図示されていない
)内で、十から−まで、あるいはこの逆の変化をする。 [0034] ゼロ点交差の以後の全ての基準は、−次ピーク後の、ウ
ィンドウ内のゼロ点交差である。ウィンドウ内に3個の
ゼロ点交差が存在する場合、リンクは消滅されている。 この変化は次のように説明できるものと思われる。パル
ス形状およびリンク吸収のために、−次ピーク後に反射
率は最初低下する。−次導関数が最小負値に達すると、
パルスの終了につれて、その後ゼロまで増大する。基板
反射に対応して、反射率が増大する場合、反射パルスの
一次導関数における局部的最大値が存在する。ウィンド
ウ内の反射強度の局部的最大値は、二次導関数のゼロ点
交差の数を計数することにより容易に発見される。これ
は−次導関数の試験によっても発見できる。 [0035] 図4において、二次および三次ゼロ点交差の間に局所的
最大値が存在する。この増大した基板反射率の証拠はリ
ンクが消滅されたことを示す。反射強度にはがなりの量
のノイズが存在し、また、二次導関数にもがなりの量の
ノイズが存在する。しかし、ウィンドウを選択すること
により、殆どのノイズを排除し、ウィンドウ内で良好な
S/N比を得ることができる。 [0036] 二次および三次ゼロ点交差の間に局所的最大値が存在す
ることにより、リンクが破壊されたことの決定を行うこ
とができる。しかし、この情報は、これ単独では、好適
なエネルギー範囲を選択することはできない。必要な追
加情報は、除徐に増大するエネルギーで一連の実、験を
行うことにより得られる。結局、リンクが破壊され、そ
して、リンクの破壊に必要なエネルギーの最小値が決定
される。 [0037] しかし、各リンクの特性の変動、コンタミネーション、
パルスエネルギー 目標誤認などにより、最lJX値よ
りも高いエネルギーを使用することが望ましい。このエ
ネルギーは基板が損傷されるはど高過ぎてはならない。 すなわち、このエネルギーは基板の特性に悪い永久的変
化を生じさせるほど高いものであってはならない。使用
するエネルギーはリンクを確実に破壊するには十分であ
るが、基板に回復不能なほどの損傷を与えないような大
きさでなければならない。 [0038] 基板の重大な損傷は、“′摂動反射率°′と呼ばれるも
ので検査することにより決定される。エネルギーは、リ
ンクに重要な熱作用(例えば、溶融)を起こさせるのに
低すぎない力板良好なS/N比を得るには十分に高い値
のものが選択される。ベースラインレベルを計算し、入
射および反射曲線の両方をそれらのベースラインレベル
に配置する。ベースラインレベルは移動平均を用いて計
算し、ノイズの影響を最小にすることが望ましい。 [0039] 2個のピークを整列させた後、各点毎の入射スキャンに
より反射スキャンを分割し、非摂動反射パルス、すなわ
ち、非摂動反射パルス転移配列を生成する。レーザエネ
ルギーは重大な熱作用を起こすには低すぎるものを選択
したので、数値化入射パルスによるこの配列の各点の増
倍は、重大な熱作用を示さない目標リンクから反射され
たパルスを再生する。 [0040,] 目標リンクに重大な熱作用を及ぼすか、または、及ぼさ
ない、−層高い入射レーザエネルギーの場合、数値化入
射パルスはこの配列により各点毎に増倍され、非摂動反
射パルスを生成する。従って、非摂動反射パルスは、こ
のエネルギーで重大な熱作用が生じなかったことを予想
させる反射パルスを示す。実際の反射パルスは、熱作用
の存在により、非摂動反射パルスとは異なる。 [0041] 測定された反射パルスを非摂動パルスにより各点毎に分
割し、摂動反射率を決定する。摂動反射率は熱作用の存
在と結び付けることができる。1.10μJの入射エネ
ルギーにおける摂動反射率のグラフを図5に示す。この
図では、摂動反射率(任意単位)が縦軸にプロットされ
、時間(任意単位)が横軸にプロットサれている。摂動
反射率は非摂動反射率と同じ時間の位置に一次ピークを
有する。 リンクが破壊されるレベルから入射エネルギーが増大す
るにつれて、−次ピークの後に発生する二次ピークが明
瞭になる。 [0042] 二次ピークの振幅が一次ピークの振幅と一致または接近
すると、基板損傷が観察される。図示された摂動反射率
曲線では、二次ピークの振幅は一次ピークの振幅を超え
ているので、基板損傷が認められる。従って、入射エネ
ルギーは、基板損傷の程度が許容レベル以下になるよう
に選択しなければならない。これは、2個のピークの相
対的振幅をモニタすることにより容易に行うことができ
る。当業者ならば、このようなエネルギーを容易に選択
することができる。言うまでもなく、コノエネルギーは
認識可能な基板損傷のレベルよりもかなり低い値である
こともできる。すなわち、二次ピークは一次ピークより
もかなり小さなものであることもできる。 [0043] その他の変更例も当業者には自明である。例えば、リン
クは金属以外に、ポリシリコンまたはシリサイドからな
ることもできる。強度の分析はアルミニウムと比較して
、他の材料により異なる。しかし、当業者ならば、細部
について容易に決定できる。更に、輻射線源としてレー
ザが好ましいが、その他の輻射線源も使用できる。また
、図2に示されたキャップ層または誘電体層は所望によ
り省くこともできる。 [0044]
以上説明したように、本発明の方法によれば、リンク溶
断工程を経時的にモニタすることにより、基板に重大な
損傷を与えることなく、集積回路内の不良リンク部分を
効果的に溶断し、チップの良品歩留りを向上させること
ができる。
断工程を経時的にモニタすることにより、基板に重大な
損傷を与えることなく、集積回路内の不良リンク部分を
効果的に溶断し、チップの良品歩留りを向上させること
ができる。
【図1】
本発明の方法を実施するのに好適な装置の概要図である
。
。
【図2】
本発明の方法により製造される集積回路の一部分の模式
的断面図である。
的断面図である。
【図3】
縦軸に任意単位で反射エネルギーをプロットし、横軸に
任意単位で時間をプロットした特性曲線である。
任意単位で時間をプロットした特性曲線である。
【図4】
縦軸にプロットされた反射強度の二次導関数と横軸にプ
ロットされた時間との関係を示す特性曲線である。
ロットされた時間との関係を示す特性曲線である。
【図5】
縦軸に任意単位でプロットされた摂動反射率と横軸にプ
ロッ関係を示す特性曲線である。
ロッ関係を示す特性曲線である。
1 レーザ
3 ビームスプリッタ−
5光検出器
9 光検出器
11 レンズ
13 基板
15 制御コンピュータ
17 デジタイザ
19 デジタイザ
201 基板
203−次誘電体層
205 二次誘電体層
209 ランナ
211 キャップ層
トされた時間との
【図1】
図面
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
Claims (7)
- 【請求項1】入射輻射線エネルギーを照射することによ
り集積回路の所定部分を非導電性にすることからなる集
積回路の製造方法において、非導電性にすることを望む
前記集積回路の前記部分に輻射線ビームを照射し、前記
部分は非導電性基板上の電気的に導電性の材料からなり
;入射および反射輻射線強度を分析し、前記部分が非導
電性になったかどうか、検査する; 工程を含むことを特徴とする集積回路の製造方法。 - 【請求項2】前記部分が非導電性になっていなかった場
合、前記レーザの出力を増大するか、または、基板に重
大な損傷が発生した場合、前記レーザの出力を低下する
工程を更に含むことを特徴とする請求項1の集積回路の
製造方法。 - 【請求項3】輻射線源はレーザからなる請求項2の集積
回路の製造方法。 - 【請求項4】前記入射および反射エネルギー強度を比較
し、基板に重大な損傷が発生していないかどうか検査す
る工程を更に含む請求項3の集積回路の製造方法。 - 【請求項5】前記比較工程は摂動反射率を使用すること
を特徴とする請求項4の集積回路の製造方法。 - 【請求項6】前記分析工程は前記入射および反射ビーム
強度のうちの少なくとも1個の導関数を使用することを
特徴とする請求項1の集積回路の製造方法。 - 【請求項7】入射パルスエネルギーを測定し、該エネル
ギーがリンク溶断のための閾値以上であるか、または閾
値以下であるか検査する工程を更に含むことを特徴とす
る請求項4の集積回路の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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