JP3082716B2 - Laser CVD apparatus and method - Google Patents

Laser CVD apparatus and method

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JP3082716B2
JP3082716B2 JP21483197A JP21483197A JP3082716B2 JP 3082716 B2 JP3082716 B2 JP 3082716B2 JP 21483197 A JP21483197 A JP 21483197A JP 21483197 A JP21483197 A JP 21483197A JP 3082716 B2 JP3082716 B2 JP 3082716B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザCVD装置
に関し、特に半導体ICの製造や液晶ディスプレイの製
造に用いられるフォトマスクの欠陥修正や、液晶基板の
配線修正に用いられるレーザCVD装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser CVD apparatus, and more particularly, to a laser CVD apparatus used for correcting a defect of a photomask used for manufacturing a semiconductor IC or a liquid crystal display, or correcting a wiring of a liquid crystal substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のレーザCVD装置は、フ
ォトマスク等の欠陥を修正することを目的として用いら
れている。従来のレーザCVD装置の構造は、レーザ光
源と、レーザ照射機能と顕微鏡機能を備える照射光学系
と、CVD原料ガスを供給する原料ガス供給ユニット
と、基板上のレーザ光照射部に原料ガスを導入する導入
部と、基板を保持し基板温度を所定の温度に保つための
ヒータと、ヒータを保持するX−Yステージからなって
いる。この装置の中で基板温度を一定に保つヒータは、
CVD加工再現性を保つ上で極めて重要である。
2. Description of the Related Art A conventional laser CVD apparatus of this type is used for correcting defects such as a photomask. The structure of a conventional laser CVD apparatus includes a laser light source, an irradiation optical system having a laser irradiation function and a microscope function, a source gas supply unit for supplying a CVD source gas, and a source gas introduced into a laser beam irradiation unit on a substrate. And an XY stage for holding the substrate, a heater for holding the substrate and maintaining the substrate temperature at a predetermined temperature, and an XY stage for holding the heater. The heater that keeps the substrate temperature constant in this device
It is extremely important for maintaining the reproducibility of the CVD process.

【0003】このような構成は、たとえば、特開平3−
248430号公報に記載されている。この装置では基
板の加熱に基板下部に板状のヒータを設ける構成が実施
例として示されている。
Such a configuration is disclosed in, for example,
No. 248430. In this apparatus, a configuration in which a plate-shaped heater is provided below the substrate for heating the substrate is shown as an embodiment.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら液晶用の
フォトマスク等では、基板の大きさが最大1m×1m程
度にも達する非常に大きな基板を修正する必要があり、
そのためにヒータも大型化する必要があるが、大型ヒー
タでは、基板面内の温度分布が、発熱分布のばらつき
や、ヒータと基板の接触度のばらつきなどにより、CV
Dの安定化に必要な温度精度を確保できない。
However, in the case of a photomask for liquid crystal or the like, it is necessary to correct a very large substrate whose size reaches a maximum of about 1 mx 1 m.
For this purpose, the heater also needs to be increased in size. However, in the case of the large heater, the temperature distribution in the substrate surface is increased due to the variation in the heat generation distribution and the variation in the degree of contact between the heater and the substrate.
The temperature accuracy required for stabilizing D cannot be secured.

【0005】また、基板をヒータ上にセットした後、基
板が所定の温度範囲に安定化するまでの時間が長くかか
る。
Further, it takes a long time until the substrate is stabilized in a predetermined temperature range after the substrate is set on the heater.

【0006】また、大型ヒータは高価で、装置コストの
上昇が避けられないという欠点もあった。
Further, there is a disadvantage that the large heater is expensive, and the increase in the equipment cost cannot be avoided.

【0007】本発明の目的は、低コストで加工部の温度
精度を向上させ、基板を所定温度まで上昇させる時間を
短縮するレーザCVD装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a laser CVD apparatus which can improve the temperature accuracy of a processing portion at a low cost and shorten the time required to raise a substrate to a predetermined temperature.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 本発明のレーザCVD
装置は、被加工物の表面上の加工部(図1の20)に原
料ガス(図1の)を供給し停止する原料ガス供給部
(図1の)と、加工部に集光されたレーザ光を照射す
るレーザ光源(図1の23)及び対物レンズ(図1の2
4)と、原料ガス(図1の)より高温に加熱されたバ
ッファガス(図1の)を加工部(図1の20)に吹き
付けて供給し停止するバッファガス供給部(図1の
)と、バッファガス供給部(図1の10)を制御して
加工部(図1の20)にバッファガス(図1の)を供
給して加熱し加工部(図1の20)が原料ガス(図1の
)の温度を越えたときバッファガス(図1の)を停
止し、原料ガス供給部(図1の)を制御して加工部
(図1の20)に原料ガス(図1の)を供給し、加工
部(図1の20)の温度が低下して原料ガス(図1の
)の温度になった後にレーザ光源(図1の23)を制
御してレーザ光の照射を開始する制御ユニット(図1の
21)とを有している。
Means for Solving the Problems Laser CVD of the present invention
Device includes a processing unit on the surface of the workpiece material gas feed gas supply section to stop supplying (1 in Figure 1) to (20 in FIG. 1) (2 in FIG. 1) is condensed to the processing unit A laser light source (23 in FIG. 1) for irradiating the laser beam and an objective lens (2 in FIG. 1).
And 4), the raw material gas (process portion 1) than the buffer gas heated to a high temperature (9 in Figure 1) in FIG. 1 (buffer gas supply unit to stop supplying sprayed to 20) of Figure 1 (in FIG. 1 1
0 ) and the buffer gas supply unit ( 10 in FIG. 1) is controlled to supply the buffer gas ( 9 in FIG. 1) to the processing unit (20 in FIG. 1) and heat the processing unit (20 in FIG. 1). Source gas (Fig. 1
The buffer gas (9 in Figure 1) when exceeding the temperature of 1) stops, the raw material gas supply unit (2) is controlled to the processing unit of FIG. 1 (of 20) in the raw material gas (Figure 1 1 ) Is supplied, and the temperature of the processing section (20 in FIG. 1) is reduced, and the raw material gas (20 in FIG. 1)
1 ) The control unit (see FIG. 1) for controlling the laser light source (23 in FIG. 1) to start laser beam irradiation after reaching the temperature of FIG.
21 ).

【0009】また、バッファガス供給部(図1の10
は、バッファガスを加工部に導く第2の配管(図1の1
5)を加熱しバッファガス(図1の)の温度を原料ガ
ス(図1の)より高温に保つヒータ(図1の12)を
有する。
Further, a buffer gas supply section ( 10 in FIG. 1)
Is a second pipe (1 in FIG. 1) for guiding the buffer gas to the processing section.
5) The heated buffer gas (having a heater to maintain higher temperature temperature raw material gas 9 in FIG. 1) (1 in FIG. 1) (12 in Figure 1).

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明のレーザCVD装置の概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic structural view of a laser CVD apparatus according to the present invention.

【0012】CVDを行うための原料ガス1を供給する
原料ガス供給部2は、原料ガス材料3を収納する容器
4、キャリアガス5、第1のバルブ6、第1の配管7か
ら構成される。容器4にはCVDを行うための原料ガス
1の材料となる原料ガス材料3が収納される。原料ガス
1の温度は、必要とされる原料ガス1の濃度(分圧)か
ら決まり、容器2と、後述の第1の配管7は、図示しな
いヒータにより、その温度に保たれる。原料ガス材料3
としては、例えば、Cr(CO)6 が用いられる。容器
1内に収納される原料ガス材料3は、容器4内で加熱さ
れて気化し、容器4に供給されるキャリアガス5と混合
され、第1のバルブ6が設けられた第1の配管7を通っ
て、チャンバ8に原料ガス1として供給される。キャリ
アガス5としては、例えばArを使用する。また、原料
ガス1は、図示しないヒータにより所定の温度に保たれ
たものとなっている。
A source gas supply unit 2 for supplying a source gas 1 for performing CVD comprises a container 4 containing a source gas material 3, a carrier gas 5, a first valve 6, and a first pipe 7. . The container 4 stores a source gas material 3 which is a material of the source gas 1 for performing CVD. The temperature of the source gas 1 is determined by the required concentration (partial pressure) of the source gas 1, and the container 2 and a first pipe 7 described later are kept at that temperature by a heater (not shown). Raw material 3
For example, Cr (CO) 6 is used. The source gas material 3 stored in the container 1 is heated and vaporized in the container 4, mixed with the carrier gas 5 supplied to the container 4, and mixed with the first pipe 7 provided with the first valve 6. Is supplied to the chamber 8 as the source gas 1. As the carrier gas 5, for example, Ar is used. The source gas 1 is kept at a predetermined temperature by a heater (not shown).

【0013】また、第1の配管7に、高温に保たれたバ
ッファガス9を供給するバッファガス供給部10が接続
されている。バッファガス供給部10は、流量コントロ
ーラ11、ヒータ12、温度センサ13及び第2のバル
ブ14が設けられた第2の配管15からなっている。第
2の配管15は、第1の配管7の第1のバルブ6の下流
側に接続されている。
A buffer gas supply section 10 for supplying a buffer gas 9 kept at a high temperature is connected to the first pipe 7. The buffer gas supply unit 10 includes a flow rate controller 11, a heater 12, a temperature sensor 13, and a second pipe 15 provided with a second valve 14. The second pipe 15 is connected to the first pipe 7 on the downstream side of the first valve 6.

【0014】バッファガス9は、化学的に不活性なガス
である。例えば、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用す
る。
The buffer gas 9 is a chemically inert gas. For example, nitrogen gas, argon gas, or the like is used.

【0015】流量コントローラ11は、バッファガス9
の流量を検知し、接続されている制御ユニット21に検
知結果を出力し、制御ユニット21の命令に基づきバッ
ファガス9の流量をコントロールする。
The flow controller 11 controls the buffer gas 9
And outputs the detection result to the connected control unit 21, and controls the flow rate of the buffer gas 9 based on a command from the control unit 21.

【0016】ヒータ12は、流量コントローラ11の下
流側に設けられ、温度調節器16に駆動されて第2の配
管15を加熱することによりバッファガス9を加熱す
る。
The heater 12 is provided downstream of the flow controller 11 and is driven by the temperature controller 16 to heat the second pipe 15 to heat the buffer gas 9.

【0017】温度センサ13は、ヒータ12の下流側に
設置され、バッファガス9の温度を検知するためのセン
サである。例えば熱電対を用いる。
The temperature sensor 13 is a sensor installed downstream of the heater 12 for detecting the temperature of the buffer gas 9. For example, a thermocouple is used.

【0018】チャンバ8内に供給されるバッファガス9
および原料ガス1は、第1の配管の最終端部に接続され
たノズル17から基板19上の表面の一部である加工部
20に吹き出される。加工部20とは基板19の表面の
うちバッファガス9により所定の温度に加熱される範囲
を示す。
A buffer gas 9 supplied into the chamber 8
And the raw material gas 1 is blown out from a nozzle 17 connected to the final end of the first pipe to a processing part 20 which is a part of the surface on the substrate 19. The processing portion 20 indicates a range of the surface of the substrate 19 which is heated to a predetermined temperature by the buffer gas 9.

【0019】また、制御ユニット21は、操作者より入
力される条件から、バッファガス9の流量、バッファガ
ス9の温度並びに第1のバルブ6及び第2のバルブ14
の開閉タイミングを決定して流量コントローラ11、温
度調節器16並びに第1のバルブ6及び第2のバルブ1
4の制御を行い、レーザ照射開始信号を出力する。
Further, the control unit 21 determines the flow rate of the buffer gas 9, the temperature of the buffer gas 9, the first valve 6 and the second valve 14 based on conditions input by the operator.
The flow controller 11, the temperature controller 16, the first valve 6 and the second valve 1
4 and outputs a laser irradiation start signal.

【0020】ここで、バッファガス9の温度、バッファ
ガス9の流量およびバルブの開閉タイミングの決定につ
いては、基板厚さおよびCVDを行う時に設定されてい
るべき基板温度を入力して、対応するバッファガス温度
とバッファガス流量とバッファガス吹き付け開始から停
止までの吹き付け時間とバッファガス吹き付け停止から
レーザ光の照射を開始するまでのレーザ照射開始時間を
出力する加熱条件設定テーブル22を有し、入力された
基板厚さ、基板温度に対応したこれらの値を読み出し、
加熱条件設定テーブル22に記録されていない場合は補
完計算を行って決定する。
Here, with respect to the determination of the temperature of the buffer gas 9, the flow rate of the buffer gas 9, and the opening / closing timing of the valve, the thickness of the substrate and the substrate temperature to be set at the time of performing the CVD are inputted to the corresponding buffer. It has a heating condition setting table 22 that outputs a gas temperature, a buffer gas flow rate, a blowing time from the start to a stop of the buffer gas spraying, and a laser irradiation start time from the stop of the buffer gas spraying to the start of laser beam irradiation. Read out these values corresponding to the substrate thickness and substrate temperature
If it is not recorded in the heating condition setting table 22, it is determined by performing a complementary calculation.

【0021】図3に加熱条件設定テーブル22の1例を
示す。
FIG. 3 shows an example of the heating condition setting table 22.

【0022】バッファガス温度は、バッファガスの制御
目標温度であり、バッファガス流量は、流量コントロー
ラ11により制御されるバッファガス9の流量であり、
吹き付け時間は、第2のバルブ14を開いてから基板1
9の加熱を止めるため第2のバルブ14を閉じるまでの
時間である。バッファガス温度とバッファガス流量は、
ヒータ12及び流量コントローラ11の能力で設定値に
速やかにバッファガス9の温度及び流量が設定できる範
囲の値が設定され、さらに、入力される基板19の基板
厚さ及びCVDを行う時に設定されているべき基板温度
に対応して加工部20の温度が短時間で所望の温度に適
するように予め実験により設定する。実験においては、
基板上の加工部20の温度を放射温度計でモニタしなが
ら仮に設定したバッファガス温度及びバッファガス流量
でバッファガス9を吹き付けて所定の温度に達する時間
を測定する。そして、バッファガス温度及びバッファガ
ス流量を変更して所定の温度に達する時間を測定し、種
々のバッファガス温度及びバッファガスの設定条件の
内、最も短時間で加工部20の温度が所定の温度に達す
る条件を、バッファガス温度及びバッファガスの流量と
する。また、同一のバッファガス温度及びバッファガス
の流量について、基板19の初期の温度等の初期状態に
より、加工部20の温度が所定の温度に達する時間に差
があるので、種々の初期状態からこのばらつきの最長時
間を吹き付け時間の設定値とする。
The buffer gas temperature is a control target temperature of the buffer gas, and the buffer gas flow rate is a flow rate of the buffer gas 9 controlled by the flow rate controller 11,
The spraying time is set after the second valve 14 is opened and the substrate 1
9 until the second valve 14 is closed to stop heating. Buffer gas temperature and buffer gas flow rate
The values of the range in which the temperature and the flow rate of the buffer gas 9 can be quickly set are set to the set values by the capabilities of the heater 12 and the flow rate controller 11, and furthermore, the input values are set for the substrate thickness of the substrate 19 and when performing CVD. An experiment is set in advance so that the temperature of the processing section 20 is suitable for a desired temperature in a short time in accordance with the substrate temperature to be set. In the experiment,
While monitoring the temperature of the processing section 20 on the substrate with the radiation thermometer, the time required for blowing the buffer gas 9 at the temporarily set buffer gas temperature and buffer gas flow rate to reach a predetermined temperature is measured. Then, the buffer gas temperature and the flow rate of the buffer gas were changed to measure the time required to reach the predetermined temperature, and the temperature of the processing section 20 was reduced to the predetermined temperature in the shortest time among various buffer gas temperature and buffer gas setting conditions. Are reached as the buffer gas temperature and the flow rate of the buffer gas. Further, for the same buffer gas temperature and flow rate of the buffer gas, there is a difference in the time required for the temperature of the processing section 20 to reach a predetermined temperature depending on the initial state such as the initial temperature of the substrate 19. The longest time of the variation is set as the set value of the spraying time.

【0023】また、レーザ照射開始時間は、第2のバル
ブ14を閉じてからレーザ照射開始信号を出力するまで
の時間であり、これも実験により設定され加熱条件設定
テーブル22に記録されている。
The laser irradiation start time is a time from when the second valve 14 is closed to when a laser irradiation start signal is output, and is also set by an experiment and recorded in the heating condition setting table 22.

【0024】これについても、実際の装置において種々
の初期状態から第2のバルブ14を閉じたときの加工部
20の温度がばらついているので、所定の温度の原料ガ
ス1を吹き付けて加工部20の温度が設定の温度に達す
るのに要する最長時間をレーザ照射開始時間の設定値と
する。
Also in this case, since the temperature of the processing section 20 when the second valve 14 is closed varies from various initial states in an actual apparatus, the raw material gas 1 at a predetermined temperature is blown to the processing section 20 to blow it. The maximum time required for the temperature to reach the set temperature is set as the set value of the laser irradiation start time.

【0025】なお、バッファガス停止後は、徐々に基板
温度が低下するため、吹き出し停止時には、CVDを行
う温度より高温であることが必要であり、吹き出し停止
後から一定の時間でCVDを行うことが必要である。こ
のため、レーザ照射開始時間から所定の時間経過後に
は、さらにレーザ照射が強制的に停止される。
Since the substrate temperature gradually decreases after the buffer gas is stopped, it is necessary that the temperature is higher than the temperature at which the CVD is performed when the blowing is stopped. is necessary. Therefore, after a predetermined time has elapsed from the laser irradiation start time, the laser irradiation is forcibly stopped.

【0026】あるいは、制御ユニット21に、表示パネ
ルや警告音を発生する警告装置が備えられ、警告表示あ
るいは警告音が発せられるとしても良い。
Alternatively, the control unit 21 may be provided with a display panel or a warning device for generating a warning sound, and may generate a warning display or a warning sound.

【0027】また、チャンバ8内には加工対象となる基
板19を載置し移動するX−Yステージ18が設置され
ている。
An XY stage 18 on which a substrate 19 to be processed is placed and moved is installed in the chamber 8.

【0028】また、レーザ光源23からレーザ光が出射
され、対物レンズ24により、窓25を通してX−Yス
テージ18上に載置された被加工物である基板19の表
面上の加工部20に集光される。レーザ光源23として
は、例えばNd:YAGレーザの第2高調波を出射する
レーザ装置を用いる。
Laser light is emitted from a laser light source 23 and collected by an objective lens 24 through a window 25 onto a processing portion 20 on the surface of a substrate 19 which is a workpiece mounted on an XY stage 18. Be lighted. As the laser light source 23, for example, a laser device that emits the second harmonic of an Nd: YAG laser is used.

【0029】さらに、チャンバ8には、チャンバ8内の
加工部20に向かって吹き出され加工部20を通過した
後の原料ガス1およびバッファガス9を外部に排気する
ための排気系26が備えられている。
Further, the chamber 8 is provided with an exhaust system 26 for exhausting the raw material gas 1 and the buffer gas 9 blown out toward the processing section 20 in the chamber 8 and having passed through the processing section 20 to the outside. ing.

【0030】また、さらに、照明光源、カメラおよびモ
ニタからなる観察光学系27により基板19の加工部2
0付近を観察できる構成となっている。
Further, the processing section 2 of the substrate 19 is further provided by an observation optical system 27 comprising an illumination light source, a camera and a monitor.
It is configured to be able to observe around zero.

【0031】次に本発明のレーザCVD装置の基板加熱
制御動作を説明する。
Next, the substrate heating control operation of the laser CVD apparatus of the present invention will be described.

【0032】図2は図1のレーザCVD装置の基板加熱
制御動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the substrate heating control operation of the laser CVD apparatus of FIG.

【0033】操作者によりチャンバ8内のX−Yステー
ジ18上に基板19がセットされ、基板19の厚さ、C
VDを行う時に設定されるべき目標の基板温度等の入力
情報が入力され、X−Yステージ18により、集光され
たレーザ光の照射位置に基板19の加工部20が位置合
わせされた後、操作者より入力された情報を基に、制御
ユニット21は、設定すべきバッファガス温度、バッフ
ァガス流量、吹き付け時間及びレーザ照射開始時間を加
熱条件設定テーブル22に基づいて算出する(ステップ
S1)。そして、第1のバルブ6を閉じた状態で第2の
バルブ14を開き、バッファガス9をチャンバ8内の基
板19に吹き付けを開始する(ステップS2)。ここ
で、バッファガス9を基板19に吹き付けている間、流
量コントローラ11で流量を検知してバッファガス9の
流量を設定流量となるようフィードバック制御しつつ、
温度センサ13でバッファガス9の温度を検知して温度
調節器16によりバッファガス9を設定温度となるよう
フィードバック制御し、所定の温度に加熱されたバッフ
ァガス9により基板19の加工部20の加熱を行う。
A substrate 19 is set on an XY stage 18 in the chamber 8 by an operator, and the thickness of the substrate 19 and C
After input information such as a target substrate temperature to be set at the time of performing VD is input and the XY stage 18 positions the processing unit 20 of the substrate 19 at the irradiation position of the focused laser beam, Based on the information input by the operator, the control unit 21 calculates a buffer gas temperature, a buffer gas flow rate, a spraying time, and a laser irradiation start time to be set based on the heating condition setting table 22 (step S1). Then, with the first valve 6 closed, the second valve 14 is opened to start blowing the buffer gas 9 onto the substrate 19 in the chamber 8 (step S2). Here, while the buffer gas 9 is sprayed on the substrate 19, the flow rate is detected by the flow rate controller 11 and the flow rate of the buffer gas 9 is feedback-controlled so as to be the set flow rate.
The temperature of the buffer gas 9 is detected by the temperature sensor 13, feedback control is performed by the temperature controller 16 so that the buffer gas 9 becomes a set temperature, and heating of the processing portion 20 of the substrate 19 by the buffer gas 9 heated to a predetermined temperature. I do.

【0034】バッファガス9の吹き付けを開始してステ
ップS1で算出された一定時間が経過したか判断し(ス
テップS3)、経過していれば、第2のバルブ14を閉
じ、バッファガス9の吹き付けを停止する(ステップS
4)。経過していなければ吹き付けを継続し、再度ステ
ップS3を行う。
It is determined whether the predetermined time calculated in step S1 has elapsed since the start of the blowing of the buffer gas 9 (step S3). If the predetermined time has elapsed, the second valve 14 is closed and the blowing of the buffer gas 9 is performed. Is stopped (step S
4). If not, the spraying is continued, and step S3 is performed again.

【0035】吹き付けを停止して、速やかに第1のバル
ブ6を開き、チャンバ8内の基板への原料ガス1の吹き
付けを開始する(ステップS5)。そして、バッファガ
ス9の吹き付けを停止してから所定の時間経過したか判
断し(ステップS6)、経過していればレーザ照射開始
信号を出力し、レーザ光の照射が開始され、CVDが行
われる(ステップS7)。経過していなければ吹き付け
を継続し再度ステップS6を行う。そして、CVDが終
了したら第1のバルブ5を閉め、原料ガス1を停止する
(ステップS8)。
The blowing is stopped, the first valve 6 is opened immediately, and the blowing of the source gas 1 to the substrate in the chamber 8 is started (step S5). Then, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed after the blowing of the buffer gas 9 has been stopped (step S6). If the predetermined time has elapsed, a laser irradiation start signal is output, laser beam irradiation is started, and CVD is performed. (Step S7). If not, the spraying is continued and step S6 is performed again. When the CVD is completed, the first valve 5 is closed and the source gas 1 is stopped (step S8).

【0036】そして、排気系26によりチャンバ8内の
ガスの排気を行う(ステップS9)。
Then, the gas in the chamber 8 is exhausted by the exhaust system 26 (step S9).

【0037】以上の実験形態の具体的な実施例について
説明する。
A specific example of the above-described experimental form will be described.

【0038】基板17として厚さ8mm、60cm角の
液晶用フォトマスクを用いる場合、図3のように、厚さ
8mmに対応するバッファガス温度、バッファガス流
量、バッファガス吹き出し時間、レーザ照射開始時間
は、それぞれ50℃、5l/分、2分間、1分間である
ので、操作者が制御ユニット21に基板厚さを入力する
と、それぞれそのように設定される。
When a photomask for liquid crystal having a thickness of 8 mm and a square of 60 cm is used as the substrate 17, as shown in FIG. 3, a buffer gas temperature, a buffer gas flow rate, a buffer gas blowing time, and a laser irradiation start time corresponding to the thickness of 8 mm. Are 50 ° C., 5 l / min, 2 min, and 1 min, respectively. Therefore, when the operator inputs the substrate thickness to the control unit 21, the respective settings are made as such.

【0039】また、原料ガス材料3は、Cr(CO)6
を使用するので、容器4及び第1の配管7は必要な原料
ガス濃度0.3Torr弱の飽和蒸気圧が得られる30
℃にて保たれている。また、基板19に吹き付けられる
原料ガス1の温度は30℃となる。
The source gas material 3 is composed of Cr (CO) 6
Is used, the container 4 and the first pipe 7 can obtain a saturated vapor pressure with a necessary raw material gas concentration of less than 0.3 Torr.
It is kept at ° C. The temperature of the source gas 1 sprayed on the substrate 19 is 30 ° C.

【0040】2分間バッファガス9を吹き出した後、第
2のバルブ14を閉じ、第1のバルブ6を開いてから、
1分後には基板19の加工部20の温度は30℃となる
ので、第1のバルブ6を開いてから1分後に制御ユニッ
ト21は、レーザ照射開始信号を出力し、レーザ光源2
3は、レーザ光の照射を開始してCVDを行う。
After blowing out the buffer gas 9 for 2 minutes, the second valve 14 is closed and the first valve 6 is opened.
One minute later, the temperature of the processing portion 20 of the substrate 19 becomes 30 ° C., so that one minute after opening the first valve 6, the control unit 21 outputs a laser irradiation start signal and outputs the laser light source 2.
No. 3 starts laser beam irradiation and performs CVD.

【0041】従来の装置のように大きなヒータにより加
熱する場合は、厚さ8mm、60cm角の液晶用フォト
マスクの場合では、温度上昇に要する時間は8分間以上
かかっていたが、上記の条件でCVDを行った場合に
は、温度上昇にかかる時間は上記のように3分間で余熱
が完了し、時間が短縮される。
In the case of heating with a large heater as in the conventional apparatus, in the case of a photomask for a liquid crystal having a thickness of 8 mm and a square of 60 cm, the time required for the temperature rise takes 8 minutes or more. When CVD is performed, the time required for the temperature rise is 3 minutes as described above, and the remaining heat is completed, and the time is shortened.

【0042】また、CVDにより形成される膜厚の精度
に関しても、大きなヒータにより加熱してCVDを行っ
た場合、例えば基板内の9箇所にCVDを行い、各箇所
に形成された膜の厚みを測定したところ、膜厚の変動は
平均厚み2000Åに対し±500Åとなったが、一
方、本発明のレーザCVD装置によれば、上記の条件で
同様に基板内の9箇所にCVDを行った場合、誤差は±
300Åとなっており、優れた安定性が得られることを
示した。
Regarding the accuracy of the film thickness formed by the CVD, when the CVD is performed by heating with a large heater, for example, the CVD is performed at nine locations in the substrate, and the thickness of the film formed at each location is reduced. As a result of the measurement, the variation in the film thickness was ± 500 ° with respect to the average thickness of 2000 °. On the other hand, according to the laser CVD apparatus of the present invention, when the CVD was performed at nine places in the substrate under the above conditions. , The error is ±
It was 300 °, indicating that excellent stability was obtained.

【0043】また、チャンバ8には、基板19の加工部
20の付近の温度を非接触で検知する放射温度計を備え
ているものとしてもよい。
The chamber 8 may be provided with a radiation thermometer for detecting the temperature of the substrate 19 in the vicinity of the processing section 20 in a non-contact manner.

【0044】この場合には、加熱条件設定テーブル22
は、吹き出し時間及びレーザ照射開始時間の設定値は不
要であり、また、上述の実施形態の動作に対して、ステ
ップS4において、バッファガス9の吹き付けにより基
板19の加工部20の温度が加工条件の温度を越えたと
き第2のバルブ14を閉じるようにし、ステップS6に
おいて、原料ガス1の吹き付けを開始して基板19の加
工部20の温度が再度加工条件の温度になったとき、レ
ーザ光の照射を開始し、CVDを行うようにする点で異
なる。
In this case, the heating condition setting table 22
Does not require the set values of the blowing time and the laser irradiation start time, and in contrast to the operation of the above-described embodiment, in step S4, the temperature of the processing portion 20 of the substrate 19 is reduced by the blowing of the buffer gas 9 in the processing condition. When the temperature exceeds the temperature, the second valve 14 is closed. In step S6, when the source gas 1 is started to be blown and the temperature of the processing portion 20 of the substrate 19 reaches the temperature of the processing condition again, the laser beam Is started in that irradiation is started and CVD is performed.

【0045】この構成によれば、基板温度が通常より高
めになっている場合、例えば、基板19上の近接した場
所を続けて修正する場合などでも精度良く温度の設定が
できる。
According to this configuration, the temperature can be set with high accuracy even when the substrate temperature is higher than usual, for example, when a close place on the substrate 19 is continuously corrected.

【0046】また、放射温度計を用いない場合、初期状
態によるばらつきを考慮するため、長めの時間バッファ
ガスを吹き付け、設定された基板温度を大きく越えるこ
とになるが、放射温度計を用いる場合は、設定温度を越
えると速やかにバッファガスの吹き付けを停止すること
ができるので短時間で昇温することもできる。
When the radiation thermometer is not used, a longer time of the buffer gas is blown to take account of the variation due to the initial state, and the substrate temperature greatly exceeds the set substrate temperature. When the temperature exceeds the set temperature, the blowing of the buffer gas can be stopped immediately, so that the temperature can be raised in a short time.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザC
VD装置は、加熱されたバッファガスを基板上の加工部
に吹き付けて加熱するので、基板を所定の温度まで加熱
する時間を短縮でき、CVDを行う表面を直接加熱する
のでCVD時の加工部の温度を高精度に設定できるので
形成される膜厚を均一化することが可能となる。
As described above, the laser C of the present invention is used.
Since the VD apparatus heats the processed part on the substrate by blowing the heated buffer gas, the time required to heat the substrate to a predetermined temperature can be shortened. Since the temperature can be set with high precision, it is possible to make the formed film thickness uniform.

【0048】また、バッファガスを加工部に導く配管を
加熱することによりバッファガスを加熱するので大型の
板状ヒータが不要となり、バッファガスの配管部分を加
熱する小型のもので足りるので低コストのレーザCVD
装置を提供することができる。
In addition, since the buffer gas is heated by heating the pipe for guiding the buffer gas to the processing section, a large plate-like heater is not required. Laser CVD
An apparatus can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のレーザCVDの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of laser CVD according to the present invention.

【図2】図1のレーザCVD装置の基板加熱制御動作を
示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a substrate heating control operation of the laser CVD apparatus of FIG.

【図3】本発明のレーザCVD装置にかかる加熱条件設
定テーブルの1例である。
FIG. 3 is an example of a heating condition setting table according to the laser CVD apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原料ガス 2 原料ガス供給部 3 原料ガス材料 4 容器 5 キャリアガス 6 第1のバルブ 7 第1の配管 8 チャンバ 9 バッファガス 10 バッファガス供給部 11 流量コントローラ 12 ヒータ 13 温度センサ 14 第2のバルブ 15 第2の配管 16 温度調節器 17 ノズル 18 X−Yステージ 19 基板 20 加工部 21 制御ユニット 22 加熱条件設定テーブル 23 レーザ光源 24 対物レンズ 25 窓 26 排気系 27 観察光学系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Source gas 2 Source gas supply part 3 Source gas material 4 Container 5 Carrier gas 6 First valve 7 First piping 8 Chamber 9 Buffer gas 10 Buffer gas supply part 11 Flow controller 12 Heater 13 Temperature sensor 14 Second valve Reference Signs List 15 second pipe 16 temperature controller 17 nozzle 18 XY stage 19 substrate 20 processing unit 21 control unit 22 heating condition setting table 23 laser light source 24 objective lens 25 window 26 exhaust system 27 observation optical system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/285 H01L 21/31 - 21/318 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 16/00-16/56 H01L 21/205 H01L 21/285 H01L 21/31-21/318

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被加工物の表面上の加工部に原料ガスを
供給し停止する原料ガス供給手段と、前記加工部に集光
されたレーザ光を照射するレーザ照射手段と、原料ガス
より高温に加熱された高温ガスを前記加工部に吹き付け
て供給し停止する高温ガス供給手段と、前記高温ガス供
給部を制御して前記加工部に前記高温ガスを供給して加
熱し前記加工部が前記原料ガスの温度を越えたとき前記
高温ガスを停止し、原料ガス供給手段を制御して前記加
工部に原料ガスを供給し、前記加工部の温度が低下して
前記原料ガスの温度になった後に前記レーザ照射手段を
制御して前記レーザ光の照射を開始する制御部とを有す
ることを特徴とするレーザCVD装置。
1. A material gas supply means for supplying and stopping a material gas to a processing part on a surface of a workpiece, a laser irradiation means for irradiating a laser beam focused on the processing part, A high-temperature gas supply means for blowing and supplying a high-temperature gas heated to the processing section to supply and stop the processing section, and controlling the high-temperature gas supply section to supply the high-temperature gas to the processing section to heat the processing section; When the temperature of the raw material gas is exceeded, the high-temperature gas is stopped, the raw material gas is supplied to the processing part by controlling the raw material gas supply means, and the temperature of the processing part is reduced to the temperature of the raw material gas. A laser control unit for controlling the laser irradiation unit later to start irradiation of the laser beam.
【請求項2】 前記高温ガス供給手段は、前記高温ガス
を前記加工部に導く配管を加熱し前記高温ガスの温度を
原料ガスより高温に保つ加熱手段を有することを特徴と
する請求項1記載のレーザCVD装置。
2. The high-temperature gas supply unit includes a heating unit that heats a pipe that guides the high-temperature gas to the processing unit and keeps the temperature of the high-temperature gas higher than that of the raw material gas. Laser CVD apparatus.
【請求項3】 前記高温ガス供給手段は、前記高温ガス
の流量を制御する流量コントローラを有することを特徴
とする請求項2記載のレーザCVD装置。
3. The laser CVD apparatus according to claim 2, wherein said high-temperature gas supply means has a flow controller for controlling a flow rate of said high-temperature gas.
【請求項4】 前記制御部は、入力される被加工物に関
する情報に対応して温度制御手段、流量コントローラを
制御し、前記原料ガス及び前記高温ガスの供給及び停止
タイミングを制御することを特徴とする請求項3記載の
レーザCVD装置。
4. The controller according to claim 1, wherein the controller controls a temperature controller and a flow controller in accordance with the input information on the workpiece to control supply and stop timings of the raw material gas and the high-temperature gas. The laser CVD apparatus according to claim 3, wherein
【請求項5】 前記制御部は、入力される被加工物に関
する情報に対応して前記高温ガスの温度と前記高温ガス
の流量と前記高温ガスの供給開始から停止までの時間と
前記高温ガスの供給停止からレーザ光の照射を開始する
レーザ照射開始時間を決定する加熱条件設定テーブルを
有することを特徴とする請求項4記載のレーザCVD装
置。
5. The controller according to claim 1, wherein the controller controls the temperature of the high-temperature gas, the flow rate of the high-temperature gas, the time from the start to the stop of the supply of the high-temperature gas, and the temperature of the high-temperature gas. 5. The laser CVD apparatus according to claim 4, further comprising a heating condition setting table for determining a laser irradiation start time for starting the irradiation of the laser beam after the supply is stopped.
【請求項6】 前記加工部の温度を非接触で検知し前記
制御部に検知した温度を出力する温度センサを有し、 前記制御部は、前記加工部の温度が前記原料ガスの温度
を越えたことを認識したとき前記高温ガスの供給を停止
して前記原料ガスの供給を開始し、前記加工部の温度が
前記原料ガスの温度になったことを認識した後に前記レ
ーザ光の照射を開始することを特徴とする請求項4記載
のレーザCVD装置。
6. A temperature sensor for detecting the temperature of the processing section in a non-contact manner and outputting the detected temperature to the control section, wherein the control section is configured to make the temperature of the processing section exceed the temperature of the raw material gas. When it is recognized that the supply of the high-temperature gas is stopped, the supply of the source gas is started, and after the fact that the temperature of the processing unit has reached the temperature of the source gas, the irradiation of the laser beam is started. The laser CVD apparatus according to claim 4, wherein:
【請求項7】被加工物の表面上の加工部に原料ガスを供
給し、前記加工部に集光したレーザ光を照射するレーザ
CVD方法において、 原料ガスの温度より高温に保たれた高温ガスを前記加工
部に向かって吹き付けて加熱し前記加工部が原料ガスの
温度を越えたとき前記高温ガスの吹き付けを停止し前記
原料ガスの供給を開始し前記加工部の温度が低下して前
記原料ガスの温度になった後に前記レーザ光の照射を開
始することを特徴とするレーザCVD方法。
7. A laser CVD method for supplying a raw material gas to a processed portion on the surface of a workpiece and irradiating the processed portion with a focused laser beam, wherein a high-temperature gas maintained at a temperature higher than the temperature of the raw material gas. the said processing unit and heated by blowing toward the working section stops blowing of the hot gas when exceeding the temperature of the feed gas the
A laser CVD method, wherein the supply of a source gas is started, and the irradiation of the laser beam is started after the temperature of the processing section decreases to reach the temperature of the source gas.
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