JPH0385729A

JPH0385729A - 配線形成方法

Info

Publication number: JPH0385729A
Application number: JP22141989A
Authority: JP
Inventors: Mikio Hongo; 幹雄本郷; Junzo Azuma; 淳三東; Katsuro Mizukoshi; 克郎水越; Hidezo Sano; 秀造佐野; Takashi Kamimura; 隆上村; Takahiko Takahashi; 高橋　貴彦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-10

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形成する方法に係り
、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たり補修するのに好適な配線形成
方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体装置は高集積化が著しく、配線層について
も多層化が進んでいる。このため開発過程にある半導体
装置が設計通りに動作するとは限らず、チップ上の配線
を切断したり、あるいは任意部分を接続することにより
不良箇所を特定したり、あるいは補修することにより暫
定的に完全な動作が得られる様にして特性の評価か行わ
れている。

これらのうち任意の箇所を接続する方法として、エクス
テント・アブス１〜ラクト・オン・ザ・セブンティーン
ス・コンファレンス・オン・ソリッド・ステー１〜・デ
バイス・アンド・マテリアルズ、東京（１，９８５年）
第１９３頁から第１９６頁（Ｅ　ｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓ
ｔｒａｃｔｓ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　　１．７−ｔｈ　　
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　　ｏｎＳｏｉｊｄＳｔａｔｅ　
　Ｄｅｖｊｃｅｓ　　ａｎｄ　　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ。

Ｔ　ｏｋｙｏ　　１９８５　　ρｐ１９３〜１９６）で
論じられている方法がある。すなわち、Ｘ−Ｙステージ
上に設置されたＣＶＤセル内にＭｏ（Ｃｏ）、蒸気と大
気圧Ａ、　ｒガスを導入し、ＣＶＤセル内のＳｊ○２で
コーティングされたＳ」基板に、初め数１０μＷのＡ、
ｒイオンレーザの第２高調波（波長２５７ｎｍ）を前側
して光化学反応によりＭｏ膜を析出し、次に数１００ｍ
ＷのＡｒイオンレーザの基本波（波長５１５ｎｍ）を光
化学反応で析出したＭｏ膜に照射して局部的に熱ＣＶＤ
を行った後、ＣＶＤセルをＸ、　−Ｙステージにより移
動させてＭｏ配線を形成して任意の箇所を接続するもの
である。

また、プラズマ誘起ＣＶＤにより形成したＭ、　。

膜を１０００°Ｃで１時間アニールすることにより膜質
を改善する技術がシン・ソリッド・フィルム１４７号（
１，９８７年）の１．９３−２０２ページ（Ｔｈｊｎ　
　Ｓｏ］ｊ、ｄＦｉｌｍ、　１４７　（１９８７）　ｐ
ｐ］９３−２０２）に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

節玉の上記従来技術は、形成したＭｏ配線の比抵抗が４
０μΩ・σとバルクの比抵抗（５，４μΩ・ａｎ）の８
倍も大きい。このため大型計算機等に用いられている高
速論理ＬＳＩの配線に使用すると、信号が遅延し特性の
評価が行えない。

配線の抵抗値を低減するための対策として配線膜厚を増
加する方法があるが、レーザＣＶＤにより形成された膜
の残留応力、基板との膨張率の差などにより、クラック
の発生や剥離等が生じ、膜厚の増加には限界がある。

従って配線の抵抗値を低減するためには配線自体の比抵
抗を低減することが不可欠である。

また、第２の従来技術は半導体チップ全体を１０００’
Ｃに加熱する必要があり、基板内の拡散層やＡＱ配線を
形成した後では、この様な高温の熱処理は許されない。

本発明の目的は、信号遅延の生じない比抵抗の小さい配
線を形成する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、レーザＣＶＤにより形成した配線を非酸化
あるいは還元雰囲気中に保つ真空装置と、・　４当該配線の幅と同程度に集光したエネルギービーム、例
えば配線の幅と同程度に集光したレーザ光を照射する手
段により、当該配線の焼鈍を行って膜質を向上させるこ
とで遠戚される。これに関して、特開昭６３−５２４４
２に開示されているが、本発明はこれをさらに改良した
ものである。

〔作用〕

レーザ光照射により焼鈍の対象となる配線は、予めＣＶ
Ｄガス雰囲気中で集光されたエネルギービームを試料（
半導体集積回路）に照射しつつ移動することにより形成
されている。当該配線をとりま＜ＣＶＤガスを排気し、
１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以上の真空中、あるいは不活性ガス若
しくは還元ガス雰囲気中に当該試料が保たれることで、
焼鈍の過程で配線表面が酸化されることを防止している
。

前記配線の幅と同程度に集束したエネルギービーム（レ
ーザ光）を照射することにより、均一な焼鈍と高速な処
理が可能となる。当該幅より極端に小さく集光した場合
には配線幅全体にわたってするため、−１−分な効果が
得られないだけでなく、配線が損傷を受けることもある
。

レーザ等のエネルギービームの照射を受けた前記配線は
、局所的に加熱され、配線材料の結晶性の改善、炭素、
酸素等の不純物の除去により、配線の比抵抗を低減され
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図に従って説明する。

ます本発明の方法を実施するのに最適な装置を第１図に
示す。当該装置は、レーザ光２を発振するレーザ発振器１、レーザ光２を反
射して試料１９に導くためのダイクロインクミラー３と
レーザ光２を集光して試料］９上に照射するための対物
レンズ４から成る加工光学系と観察光源５とレーザ光２
の波長に近い波長の観察光８を取り出すためのフィルタ
６と観察光８を試料１９上に導くためのハーフミラ−７
、そして試料１９の像を結像するための結像レンズ９．
プリズム】０．接眼レンズ１１とから成る観察光学系と
、配線形成の対象となる試料１９を収納するチャンバ１
３であって、レーザ光２を導入するためのウィンド＋２
．ＣＶＤ材料ガスを納めたボンベ１６からバルブ１５を
介して接続されたガス導入配管１４．バルブ１８を介し
て図示しない真空排気装置に接続された排気用配管１７
から成るガス供給排気系を有し、更に、試料１９を載置
しレーザ光２及び観察光８との焦点合わせのため試料１
９を光軸方向に移動させるためのＺステージ２０、試料
１９を前記光軸に垂直な平面内で移動させるＸＹステー
ジ２１から成る試料位置特定手段を有するチャンバ１３
と、前記Ｚステージ２０及びＸＹステージ２１の暉動並
びに前記レーザ光２の光路を開閉するシャッタ２３の能
動を制御するコンピュータ２２、の各々の構成要素から
成りたっている。

次に上記装置を用いた配線形成の手順を説明する。

まず、バルブ１５を閉し、バルブ１８を開けてチャンバ
１３内を真空排気装置（図示せず）により１０″Ｔ　ｏ
ｒｒ以上の真空度になるまで排気する。しかる後バルブ
１８を閉しておいてからバルブ１５を開けてＣＶＤガス
を所望の圧力になるまでチャンバ１３内に導入し、バル
ブ１５を閉してＣＶＤガスをチャンバ１３内に閉し込め
た状態にする。その後、観察光学系により試料１９上の
パターンを観察しつつＸＹステージ２１により試料を任
意の場所に移動させる。

次にレーザ発振器］、よりレーザ光２を発振し、シャッ
タ２３を開けてレーザ光２を対物レンズ４により集光し
て試料１９の任意の場所に照射する。ＣＶＤガスはレー
ザ光２の熱エネルギーにより分解され、配線材料を析出
する。当該析出はコンピュータ２２で制御されたＸ、　
Ｙステージ２０の動きに沿って所望の接続位置まで任意
の速度で移動する。配線形成はシャッタ２３を閉じてレ
ーザ光２の照射を打ち切ることで終了する。

全ての配線を形成した後、バルブ１８を開けて真空排気
装置（図示せず）によりチャンバ１３内のＣＶＤガスを
排気し、少なくとも１０　’　Ｔｏｒｒの真空とする。

そして前記の方法で形成した配線に対して、レーザ光２
の照射径が配線の幅と同程度になる様に試料１９を２ス
テージ２０により光軸方向に前後させる。こうして得ら
れたデフォーカスのレーザ光を配線部分のみに照射する
様に、コンピュータ２２でＸＹステージ２１を制御し、
任意の速度で移動させて前記配線をアニールする。

次に配線形成の手順を第２図により具体的に説明する。

まず第２図（、）にＳｉ基板３０上に５１０２膜３１を
介してＡＱ配線層３３が形成されパシベーション膜３２
が全面に形成された試料を示す。接続を要する部分のＡ
Ｑ配線層３３上のパシベーション膜３２はリングラフィ
技術を用いたエツチングやレーザ加工、イオンビーム加
工等の手法により窓あけが戊され、窓あけ部分３４ａ、
３４ｂが形成されている。この試料を第２図（ｂ）の様
にＣＶＤガス３５雰囲気内（たとえばＭ　ｏ　（Ｃ○）
６の蒸気０．ＩＴｏｒｒ）に載置し、窓あけ部分３４ａ
に集光したレーザ光２（たとえばＡｒレーザの基本波、
パワー２００ｍＷ）を照射する。

そしてＣＶＤガス３５を熱化学反応により分解しＭｏ膜
３６を析出しながら矢印の方向に試料を任意の速度（た
とえば１　、０ｍｍ　／　ｍｉｎ　）で窓あけ部３４ｂ
まで移動させる。このようにして第２図（ｃ）に示す様
にＭｏ膜３６により窓あけ部３４ａ、３４ｂにあるＡＱ
配線同士を接続する。次に第２図（ｄ）に示す様にＣＶ
Ｄガス３５を排気して少なくとも１０″Ｔｏｒｒの真空
雰囲気に試料をさらす。そしてレーザ光２のＭｏ膜３６
に対する照射径がＭＯ膜３６と同程度になる様に試料を
光軸方向に前後にずらし、窓あけ部３４ａに堆積済みの
Ｍｏ膜３６に照射してアニルする。矢印の方向に試料を
移動させて、当該照射が窓あけ部３４ｂまで威されるよ
うにし、Ｍ、　ｏ膜３日のみを第２図（ｅ）に示す様に
アニールする。

この方法では、アニールを行うときにレーザ光２をＭｏ
膜３６の幅と同程度の径にして照射しているので、アニ
ールが短時間かつ均一に行える。収束レーザ光によって
複数回照射するときは、堆積済みのＭｏ膜３６の剥離、
劣化が生しやすく、膜自体に応力ストレスが残りやすい
。

本方法によるアニールの効果は、堆積済みのＭｏ膜では
比抵抗が約３０μΩ・（１）であるのに対し、アニール
後のＭｏ膜３８の比抵抗は約１１μΩ・（１）となり、
約４０％に比抵抗の低減が行える。アニール前後のＭｏ
膜の幾何学的形状には大きな変化はない。従って膜厚、
配線幅を変えずに、レーザアニールによりＭｏ膜の結晶
性改善、炭素、酸素等の不純物の除去が行える。

Ｓｉウェハ上に１．８５μｍのＳｊ○２膜が形成された
試料上にＭｏ配線を形成する場合について詳述する。チ
ャンバ１３内をＩＸｌ、ＯＴｏｒｒ以下まで排気した後
、Ｍ　ｏ　（Ｃ○）６ガス圧が０．ＩＴｏｒｒまで供給
し、その圧力を保つ。Ａｒレーザ発振器より発振された
レーザ光を対物レンズ約３μｍのスポットに集光して照
射しつつステージを移動し、配線を形成した。レーザ照
射出力２００ｍＷ、移動速度１ｍｍ／ｍｊｎの時に形成
されたＭｏ配線は、膜厚０．２５〜０．３５μｍ。

配線巾８．５〜１０．０μｍで、判定した抵抗値から換
算した比抵抗は２５〜３０μΩ・師であった。

上記配線を多数形成して、真空中（ＩＸｌ、Ｆ’Ｔ　ｏ
ｒｒ以下）で再度、配線上にレーザを照射しつつ、ステ
ージを移動した。移動速度は０．１ｍｍ／ｍＪｎ一定と
し、レーザ照射出力を］ＯＯｍＷ　、　３００ｍＷ　、
　５００ｍＷ１の三段階で照射した。その結果は第３図に示す様に１．
ＯＯｍＷで比抵抗は３０〜３４μΩ・ａｎ　、　３００
ｍＷで１５〜１８μΩ・ｃｍ、５００ｍＷで１０〜１４
μΩ・印であった。

これら比抵抗が変化した原因を調べるため、アニールし
なかった配線と５００ｍＷでアニールした配線を、それ
ぞれマイクロ・オージェ分光分析とＸ線回折分析で分析
した。

アニールなしの配線のオージェ分光分析結果を第４図に
、Ｘ線回折分析結果を第５図に示す。アニールなしの配
線は第４図からＭｏ、Ｃ，０で構成されていること、第
５図からそれらの元素は金属ＭＯとＭｏｏＣ（モリブデ
ン・オキシ・カーバイド）の構造を持つことがわかる。

また、５００ｍＷでアニールした配線のオージェ光分析
結果を第６図に、Ｘ線回折分析結果を第７図に示す。ア
ニール後の配線は第６図からＭＯのみで構成されており
、他の元素はノイズレベル以下であること、第７図から
Ｍ、　ｏは金属ＭＯでありそれ以外にはＭＯ□Ｃ（モリ
ブデン・カーバイド）の極く弱いピークが認められるの
みであることがわかった。これらの結果２から、レーザＣＶＤて形成した配線は、ＭｏとＭ　。

ＯＣの混合物であり、真空中でのレーザアニールにより
、ＭｏｏＣが分解して大多数のＣと○は除去され、わず
かにＭＯ□Ｃの形でＣが残留していることがわかった。

即ち、レーザアニールによる比抵抗の低下は配線中の金
属Ｍｏの構成化が増加したことによる。

またレーザアニールの効果の走査速度依存性を調べた。

アニールのレーザ出力を５００ｍＷと一定にし、ステー
ジの移動速度をＯ，Ｉ−５，０ｍｍ／ｎ＋ｊｎの間で変
化させてアニールした後の比抵抗を第８図に示す。この
結果より、アニール前の比抵抗の平均値が２８μΩ・印
であったのに対し、アニール後は走査速度０．１〜５．
０ｍｍ／ｍｊｎの範囲では、走査速度に無関係に１０〜
１４μΩ・印と、アニールにより比抵抗が王／２以下に
減少していることがわかる。

なお、本実験においては約３μｍφに集光したレーザス
ポラＩ・により約９μｍ幅のＭｏ配線を形成し、同じ集
光径のスポラ１−によりアニールを行ったが、レーザス
ポラｌ−の通過した部分が約５μｍ幅にわたって、やや
金属光沢が増し、アニールされたことが外観上からも確
認できた。アニール時のレーザ出カフ００ｍＷでは、レ
ーザスポットの中心で断続的にＭｏ配線へのダメージが
発生し、実用できないこともわかった。また、レーザ光
を焦点位置からやや外した状態で照射することにより（
例えば集光径を約６μｍφにして照射することにより）
、はぼ配線全体をアニールできることを確認した。

上記した様に、レーザＣＶＤにより形成した配線を真空
中で再度レーザを照射してアニールすることにより、比
抵抗を低減することができる。即ち、低抵抗配線を形成
することができる。

次に、Ｓｊウェハ上に３層のＡＱ配線が形成され、層間
締縁膜および最終的な保護膜が合計６μｍ形成されたＬ
ＳＩチップ上にレーザＣＶＤで配線を形成した。形成条
件は、Ｍｏ　（ｃ　Ｏ）ｓガス圧０、］、Ｔｏｒｒ＋ス
テージの移動速度１５μｍ／ｓｅｃ　（０，９ｍｍ／ｍ
１ｎ）一定とし、配線形成時のレーザ出力を１．００．
　］、５０，２００の３段階で形成した。ＬＳＩチップ
の表面は下層のＡｆｌ配線の有無により凹凸が無数にあ
り、Ｍｏ配線の断面積を測定することが困難なため、単
位長さ当りの配線抵抗を測定した。形成直後の配線抵抗
はレーザ出力１００ｍＷ時で７７Ω／ｍｍ、　１５０ｍ
Ｗで４５Ω／ｍｍ、　２００ｍＷで２８Ω／ｍｍであっ
た。

また別なチップ上に同一条件で配線を形成し、アニール
レーザ出力４００ｍＷ、走査速度２０　Ｉｔ　ｍ　／　
５ｅｅ（１，２ｍｍ／ｍ１ｎ）でレーザアニールを施し
た。その結果、１００ｍＷで形成した配線のアニール後
の配線抵抗は３９Ω／ｍｍ、　１５０ｍＷの配線は３０
Ω／ｍｍ、　２００ｍＷの配線は２ＩΩ／ｍｍであった
。

配線形成時のレーザ出力が低いもの程、同一条件のレー
ザアニールでの配線抵抗低下が著しいことがわかる。こ
れらの配線の信頼度を評価するため、配線を形成したチ
ップを温度サイクル試験にかけた。温度サイクルは１時
間に一５０’Ｃ〜＋１５０℃の温度変化を行うものであ
る。

レーザアニールを施していない配線の温度サイクル試験
結果を第９図に示す。温度サイクル７０回後には、１．
ＯＯｍＷで形成した配線は１５０Ω／ｍｍ、　１．５０
ｍＷの配線は６５Ω／ｍｍ、　２００ｍＷの配線は３５
Ω／ｍｍと配線抵抗が増大しており、低パワーで形成し
た配線はど増加率が大きい。

これに対して４（１０＋ｎＷのレーザパワーでアニール
を施した配線は、第１０図に示す様に温度サイクル７０
回後でも、規定のばらつき程度の変化しか認められず、
実効的に配線抵抗は変化しなかったと考えられる。

以上の結果から、高パワーで形成した配線の方がレーザ
アニールによる抵抗値低減の比率が小さく、かつ温度サ
イクルによる抵抗値増加率が小さいのは配線形成時に十
分なパワーを照射することにより析出した配線が十分に
加熱されるため、部分的にレーザアニールを施したのと
同し結果、即ち金属Ｍｏの比率が高い配線が形成されて
いるためである。

また、低パワーで形成した配線はレーザアニルによる配
線抵抗の低下率が大きく、かつアニルを施していない配
線が温度サイクルによる配線抵抗の増加率も大きいのは
、低パワーで形成するため、配線中のＭ　ｏ　ＯＣの比
率が大きいことによる。

レーザアニールを実施する場合は、形成された配線全体
を加熱することが望ましく、またアニルは配線形成に比
較すると高パワー密度であるため、配線部以外を照射し
ない様に、対策する必要がある。熱伝導によるアニール
領域の広がりを考慮すると、配線幅より２〜４μｍ狭い
領域にレーザ照射してアニールすることが最適と考える
。

以上に述べた様に、配線形成条件によらず、レーザアニ
ールを施すことにより高信頼度な配線を形成することが
できる。

次に本発明の別な実施例である配線形成方法について第
１１図により説明する。

装置の構成で、加工光学系と観察光学系の構成は第１図
で説明したものと同じである。チャンバ４０には、上部
にレーザ光２を導入するためのウィンド１２があり、内
部には試料１９にＣＶＤガスを吹き付けられるように設
置されたノズル４１があり、そのノズル４１の先にはＣ
ＶＤガスを納めたボンベ１６とＣＶＤガスの流量を調節
するためのバルブ１５がつながっている。また試料１９
に還元ガスを吹き付けられるように設置されたノズル４
２があり、そのノズル４２の先には還元ガスを納めたボ
ンベ４４と還元ガスの流量を調節するためのバルブ４３
がつながっている。そしてノズル４１．．４２と対向す
るようにＣＶＤガスと還元ガスを排気するための排気管
４５があり、その排気管４５には排気量を調節するため
のバルブ１８がつながっており、ＣＶＤガスあるいは還
元ガスを一定の量で排気できるようになっている。

試料１９はレーザ光２及び観察光８との焦点を合わせる
ため光軸方向に前後する２ステージ２０と、Ｘ、Ｙステ
ージ２１上に載置されている。Ｚステージ２０及びＸＹ
ステージ２１はコンピュータ２２に接続してあり、所定
の位置に任意の速度で移動制御が可能である。

次に上記した装置を用いた配線形成の手順を説明する。

ｑまず、バルブ１５．４３を閉した状態でバルブ１８を開
けてチャンバ４０内を真空排気装置（図示せず）により
少なくとも１０　　Ｔｏｒｒの真空度になるまで排気す
る。その排気中にｗｔ察先光学系より試料１９のパター
ンを観察しつつＸＹステージ２１で試料１９を任意の場
所に移動させておく。しかる後バルブＩ５を開けてＣＶ
Ｄガスをノズル４１より試料１９に吹き付ける。吹き付
けられたＣＶＤガスは排気管４５から排気され、ＣＶＤ
ガス試料１９付近のみに存在することとなる。この状態
でレーザ光２を対物レンズ４により集光して試料１９の
任意の場所に照射し、その熱エネルギーによりＣＶＤガ
スを分解して配線材料を析出させる。この析出コンピュ
ータ２２で制御しているＸＹステージ２１の移動に沿っ
て接続を行いたい位置まで任意の速度で移動する。

そして所望の配線を形成した後、シャッタ２３を閉じて
レーザ光２の光路を遮断し配線形成の工程を終了する。

そして、全ての補修用配線を形成した後にバルブ１５を
閉じてＣＶＤガスの供給を停止する。次にバルブ４３を
開けて還元ガスをノズル４２より試料１９に吹き付ける
。吹き付けられた還元ガスは排気管４５から排気され、
還元ガスは試料１９付近のみに存在することとなる。こ
の状態で前記の方法で形成した配線に対するレーザ光２
の照射径が、当該配線の幅と同程度になる様に、試料１
９を２ステージ２０により光軸方向に前後させる。この
ようにしてレーザ光２の焦点がずれた状態で配線部分の
みに当該レーザ光２が照射される様にコンピュータ２２
でＸＹステージ２１を制御し、任意の速度で移動させ配
線をアニールする。

これにより、配線の結晶性の改善や炭素・酸素等の不純
物除去が行え、比抵抗を小さくできる効果がある。

なお、本実施例ではアニール時に還元ガスを吹きつけな
からレーザを照射したが、必ずしも還元ガスはなくとも
良い。即ち、真空中でのレーザアニールによっても、十
分に目的を達することができる。

更に本実施例によれば、配線を形成した後にＣＶＤガス
を完全に排気する必要がないため、配線形成後のアニー
ル過程への移行が速やかに行える効果がある。

ここで、第１図および第１１図に示した様にレーザ光２
を集光するために、対物レンズ４を使用しているが、ア
ニール時のスポット径を変えるために焦点距離の異なる
２種類以上の対物レンズを切換えて使用しても良いし、
ズームレンズを使用しても良い。また、アニール時にシ
リンドリカルレンズに切換え、レーザ光を線状に集光し
ても良く配線巾方向に均一なアニールを行うことができ
る。

この他、微細なスポット径に集光したまま、配線幅方向
にレーザ光をガルバノメータ、Ｅ○（電気光学）素子、
　ＡＯ（音響光学）素子などの手段により走査しつつ、
走査方向と直角方向にステージの移動により配線全体を
レーザアニールすることができる。

また、本発明の詳細な説明するために、レーザＣＶＤで
形成した配線についてのみ述べて来た。

しかし本発明はこれに限定されるものではなく、他の手
段例えばＦＩＢ（集束イオンビーム）ＣＶＤで形威した
配線についても、配線形成後に真空中あるいは還元雰囲
気中でレーザ光を照射してアニールすることにより、配
線膜の比抵抗を劇的に低減することができる。あるいは
プラズマ励起Ｃ■ＤによりＷ（Ｃｏ）、、Ｍｏ（Ｃｏ）
６等の材料ガスによりＷ、Ｍｏ等の金属膜を形威し、フ
ォトエツチングの技術により配線を形成した後、レーザ
光を照射してアニールすることにより、基板全体を加熱
することなく低抵抗配線を得ることができる。ここで述
べたＦＩＢＣＶＤ、プラズマ励起ＣＶＤ等で形成した配
線に対するレーザアニールの条件は、本発明の実施例で
詳述したレーザＣＶＤで形成した配線に対する条件と同
等である。

ここで、配線材料としＭｏを析出させるためにＭ、　ｏ
　（ＣＯ）　ｓを用いたがＭｏＣｆｌ　、　、　Ｍｏ　
Ｆ　、等を用いることもできる。また、他の配線材料と
してＷを析出させる場合Ｗ（Ｃｏ）、、　ＷＦ６．　Ｎ
　ｉを析出させる場合Ｎ１（Ｃｏ）４を使用し、析出と
アニールを行うレーザ光としてＡ、　ｒレーザの可視波
長を用いる組合せや、Ａｒレーザの第２高調波（波長２
５７ｎｍ）を用いてＡ　Ｍ　（ＣＨ３）２からＡＱ、　
Ｃｄ（ＣＨ３）２からＣｄを析出させ、Ａｒレーザの基
本波によりアニールを行う組合せを使用することができ
るが、ＣＶＤ材料ガスとして金属カルボニルを用いた場
合、レーザアニールによる比抵抗低減の効果は極めて大
きい。但し、本発明はこれらに限定されるものではない
。特にレーザによるアニールはレーザによる加熱を利用
したものであり、Ｋｒレーザ。

ＹＡＧレーザの基本波およびその高調波、およびアニー
ルする金属膜の寸法が許すならばＣＯ２レーザを適用す
ることも可能である。また−船釣に熱処理を施す場合は
連続発振光が望ましいが、処理時間が許すならばパルス
レーザ光を使用しても効果は同じである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザＣＶＤで形成した配線の抵抗値
を低減できるので、信号遅延が問題となるような半導体
装置の補修用配線に用いることができる。また、上記配
線のみにレーザ等のエネルギービームを照射するため、
周囲の完成した素子２．３に熱影響を与えることなく補修できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の配線形成を行うための一実施例を示す
図、第２図は本発明の配線形成工程を説明する図、第３
図はアニール時のレーザパワーとＭｏ配線の比抵抗の関
係を示す図、第４図はアニール前のＭｏ配線オーシュ分
析結果を示す図、第５図はアニール前のＭｏ配線のＸ線
回折分析結果を示す図、第６図はアニール後のＭｏ配線
のオーシュ分析結果を示す図、第７図はアニール後のＭ
ｏ配線のＸ線回折分析結果を示す図、第８図はアニール
時のレーザ光走査速度とＭｏ配線の比抵抗の関係を示す
図、第９図はアニール前のＭｏ配線の温度サイクルによ
る抵抗値の変化を示す図、第１０図はアニール後のＭｏ
配線の温度サイクルによる抵抗値の変化を示す図、第１
１図は本発明の配線形成を行うための他の実施例を示す
図である。１・・レーザ発振器、　　　２・・レーザ光、４　・対
物レンズ、　　　１３・・・チャンバ、】６・ＣＶＤガ
ス用ボンベ、１９・・・試料、２１・・Ｘ、　−Ｙステージ。３３・・・ＡＱ配線層、３６・・・Ｍｏ膜、４＋、、４２・ノズル。２０・２ステージ、２２・・・コンピュータ、３４ａ　、　３４ｂ−窓あけ部、３８・アニールしたＭｏ膜、回斗アニールのレーザ゛パワーと／１／Ｉｏ配Ｖ上（支）醐
九第＋岨ａ）ムＥ５による元素分析し）Ｘ線図＃ｒ１こよろ構達ｆ浄才午

Claims

【特許請求の範囲】１、半導体装置表面に配線を形成する方法であって、少
なくとも配線材料の膜を形成する工程と上記配線材料を
真空・還元雰囲気・不活性雰囲気のいずれかの雰囲気中
でエネルギー・ビームによりアニールする工程を含むこ
とを特徴とする配線形成方法。２、特許請求の範囲第１項記載の配線形成方法において
、アニールする工程が配線の幅と同程度に集光したレー
ザ光の照射によるアニールであることを特徴とする配線
形成方法。３、特許請求の範囲第２項記載の配線形成方法において
、配線材料膜を形成する工程が金属カルボニルを材料ガ
スとしたＣＶＤ（化学気相蒸着）であることを特徴とす
る配線形成方法。４、特許請求の範囲第３項記載の配線形成方法において
配線を形成する工程がレーザ光による材料ガスの熱分解
を利用したレーザＣＶＤによる直接形成であり、アニー
ルする工程が配線形成に使用するレーザと同一のレーザ
であることを特徴とする配線形成方法。５、特許請求の範囲第３項記載の配線形成方向において
、配線を形成する工程が集束イオンビームの照射による
材料ガスの分解を利用したＦＩＢＣＶＤによる直接形成
であることを特徴とする配線形成方法。６、半導体装置表面に配線を形成する方法であって、半
導体装置を格納する反応室と真空排気する工程と、上記
反応室内に材料ガスのみを導入する工程と、上記材料ガ
ス雰囲気にある半導体装置表面にレーザ光を集光照射し
つつ配線経路に従って相対的に移動する工程と、真空中
で再び半導体表面にレーザ光を集光照射しつつ配線経路
に従って相対的に移動する工程を含む配線形成方法。