JP2000133652A - 金属配線形成方法および金属配線形成装置 - Google Patents
金属配線形成方法および金属配線形成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下地基板へダメージを与えることなく、短時
間で、１μｍ幅以下の低電気抵抗の配線を、マスクレス
により形成することができる金属配線形成方法を得る。 【解決手段】 金属配線形成方法は、有機金属ガスを基
板の金属配線を形成したい場所を含む領域に供給し、さ
らにこの領域に、レーザ光、ＵＶ光またはＸ線を照射し
ながら、配線を形成したい場所に、電子線を照射し走査
して上記有機金属ガスを分解し金属として配線を形成す
る方法である。
間で、１μｍ幅以下の低電気抵抗の配線を、マスクレス
により形成することができる金属配線形成方法を得る。 【解決手段】 金属配線形成方法は、有機金属ガスを基
板の金属配線を形成したい場所を含む領域に供給し、さ
らにこの領域に、レーザ光、ＵＶ光またはＸ線を照射し
ながら、配線を形成したい場所に、電子線を照射し走査
して上記有機金属ガスを分解し金属として配線を形成す
る方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体等の
デバイス作製において、金属配線を形成する方法および
金属配線を形成する装置に関するものである。
デバイス作製において、金属配線を形成する方法および
金属配線を形成する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光リソグラフィ技術を用いずにマ
スクレスで金属配線を形成する方法としては、例えば特
開昭６２―２２９９５６号公報に示されている方法があ
る。図３（ａ）〜（ｃ）は上記従来の方法を用いてマス
クレスにより基板上に金属配線を形成する際に、配線が
形成される過程を模式的に示す概念図であり、図中、７
は金属配線が形成される基板、８は有機金属ガス、９は
ガスノズル、１９は金属配線、２２は基板表面に吸着し
た有機金属ガス分子、２３は集束したガリウムイオンビ
ーム、２４は金属原子、２５は基板７内に打ち込まれた
ガリウム原子、２６は金属配線内に打ち込まれた不純物
ガリウム原子、２７はイオンビーム２３の走査領域であ
る。
スクレスで金属配線を形成する方法としては、例えば特
開昭６２―２２９９５６号公報に示されている方法があ
る。図３（ａ）〜（ｃ）は上記従来の方法を用いてマス
クレスにより基板上に金属配線を形成する際に、配線が
形成される過程を模式的に示す概念図であり、図中、７
は金属配線が形成される基板、８は有機金属ガス、９は
ガスノズル、１９は金属配線、２２は基板表面に吸着し
た有機金属ガス分子、２３は集束したガリウムイオンビ
ーム、２４は金属原子、２５は基板７内に打ち込まれた
ガリウム原子、２６は金属配線内に打ち込まれた不純物
ガリウム原子、２７はイオンビーム２３の走査領域であ
る。
【０００３】即ち、ガスノズル９から有機金属ガス８を
基板７表面に吹き付け、基板７表面に有機金属ガス分子
２２を吸着させる（図３（ａ））。集束したガリウムイ
オンビーム２３を、上記基板７の配線を形成したい場所
に照射して走査することにより、ガリウムイオンビーム
が有機金属ガス２２を分解して金属原子２４とし（図３
（ｂ））、金属配線１９を形成する（図３（ｃ））。
基板７表面に吹き付け、基板７表面に有機金属ガス分子
２２を吸着させる（図３（ａ））。集束したガリウムイ
オンビーム２３を、上記基板７の配線を形成したい場所
に照射して走査することにより、ガリウムイオンビーム
が有機金属ガス２２を分解して金属原子２４とし（図３
（ｂ））、金属配線１９を形成する（図３（ｃ））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すように、ガリウムイオンビーム２３で照射する初期
には、下地である基板７内にガリウム原子２５が打ち込
まれ、更に金属配線１９が形成された後には金属配線内
に不純物ガリウム原子２６が打ち込まれる。下地である
基板内に打ち込まれたガリウム原子２５により、基板に
対し下記ダメージを生じる。即ち、結晶欠陥の導入等の
物理的なダメージと、下地がシリコンであった場合、ガ
リウムはＰ型ドーパントとなるため半導体の特性が変化
する電気的なダメージとである。また、形成された金属
配線１９は不純物ガリウム原子２６を多く混入した金属
配線となり、配線の電気抵抗が上昇する欠点もあった。
示すように、ガリウムイオンビーム２３で照射する初期
には、下地である基板７内にガリウム原子２５が打ち込
まれ、更に金属配線１９が形成された後には金属配線内
に不純物ガリウム原子２６が打ち込まれる。下地である
基板内に打ち込まれたガリウム原子２５により、基板に
対し下記ダメージを生じる。即ち、結晶欠陥の導入等の
物理的なダメージと、下地がシリコンであった場合、ガ
リウムはＰ型ドーパントとなるため半導体の特性が変化
する電気的なダメージとである。また、形成された金属
配線１９は不純物ガリウム原子２６を多く混入した金属
配線となり、配線の電気抵抗が上昇する欠点もあった。
【０００５】また、上記特開昭６２―２２９９５６号公
報ではガリウムイオンビームの代わりにレーザ光でもよ
いとされているが、レーザ光を用いる場合、上記の欠点
は除去できるが、ビーム径が大きく、１μｍ幅以下の配
線の形成はできない。
報ではガリウムイオンビームの代わりにレーザ光でもよ
いとされているが、レーザ光を用いる場合、上記の欠点
は除去できるが、ビーム径が大きく、１μｍ幅以下の配
線の形成はできない。
【０００６】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、下地基板へダメージを与えることな
く、短時間で、１μｍ幅以下の低電気抵抗の配線を、マ
スクレスにより形成することができる金属配線形成方法
および金属配線形成装置を得ることを目的とするもので
ある。
されたものであり、下地基板へダメージを与えることな
く、短時間で、１μｍ幅以下の低電気抵抗の配線を、マ
スクレスにより形成することができる金属配線形成方法
および金属配線形成装置を得ることを目的とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の金属
配線形成方法は、有機金属ガスを基板の被金属配線形成
領域に供給し、上記被金属配線形成領域に、レーザ光、
ＵＶ光またはＸ線を照射しながら、集束した電子線を照
射して上記有機金属ガスを分解して金属とし、配線を形
成する方法である。
配線形成方法は、有機金属ガスを基板の被金属配線形成
領域に供給し、上記被金属配線形成領域に、レーザ光、
ＵＶ光またはＸ線を照射しながら、集束した電子線を照
射して上記有機金属ガスを分解して金属とし、配線を形
成する方法である。
【０００８】本発明に係る第１の金属配線形成装置は、
基板の被金属配線形成領域に有機金属ガスを供給する有
機金属ガス供給手段、上記基板の被金属配線形成領域を
照射するレーザ光源、ＵＶ光源またはＸ線源、上記基板
の被金属配線形成場所に集束した電子線を照射して走査
し供給する電子線供給手段、並びに上記基板に設けたア
ースを備えたものである。
基板の被金属配線形成領域に有機金属ガスを供給する有
機金属ガス供給手段、上記基板の被金属配線形成領域を
照射するレーザ光源、ＵＶ光源またはＸ線源、上記基板
の被金属配線形成場所に集束した電子線を照射して走査
し供給する電子線供給手段、並びに上記基板に設けたア
ースを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の金属配線形
成方法は、マスクを用いずに金属配線を形成する方法で
ある。有機金属ガスを基板表面の金属配線を形成したい
領域に供給し、この領域にレーザ光、ＵＶ光またはＸ線
を照射しながら、集束した電子線を照射し走査して上記
有機金属ガスを分解し金属とすることにより配線を形成
する方法である。
成方法は、マスクを用いずに金属配線を形成する方法で
ある。有機金属ガスを基板表面の金属配線を形成したい
領域に供給し、この領域にレーザ光、ＵＶ光またはＸ線
を照射しながら、集束した電子線を照射し走査して上記
有機金属ガスを分解し金属とすることにより配線を形成
する方法である。
【００１０】本発明においては、上記従来用いたガリウ
ムイオンビームの代わりに電子ビームで有機金属ガスの
分解を行うことにより、金属配線形成初期に下地基板に
ガリウムイオンが打ち込まれることがなくなり下地基板
への物理的、電気的ダメージが防止できる。また、金属
配線が形成された後も、ガリウムイオンが配線内に打ち
込まれないため、金属配線へのガリウム不純物混入が防
止され、配線の電気抵抗上昇を抑制できる。
ムイオンビームの代わりに電子ビームで有機金属ガスの
分解を行うことにより、金属配線形成初期に下地基板に
ガリウムイオンが打ち込まれることがなくなり下地基板
への物理的、電気的ダメージが防止できる。また、金属
配線が形成された後も、ガリウムイオンが配線内に打ち
込まれないため、金属配線へのガリウム不純物混入が防
止され、配線の電気抵抗上昇を抑制できる。
【００１１】また、電子ビームはビーム径が１〜１０ｎ
ｍ径で、上記従来用いたガリウムイオンビームと同程度
に集束することができるため、ガリウムイオンビームと
同様に１μｍ幅以下の配線を形成することが可能であ
る。
ｍ径で、上記従来用いたガリウムイオンビームと同程度
に集束することができるため、ガリウムイオンビームと
同様に１μｍ幅以下の配線を形成することが可能であ
る。
【００１２】また、電子ビームを照射する時にレーザ
光、ＵＶ光またはＸ線を照射することにより有機金属ガ
スが励起状態となり、電子ビームによる有機金属ガスの
分解が促進され、金属配線形成速度を向上させることが
できる。レーザ光、ＵＶ光またはＸ線照射は有機金属ガ
スを励起状態とするのみで、最終的な金属配線形成は集
束した電子線により行うために、レーザ光、ＵＶ光また
はＸ線は集束する必要はない。
光、ＵＶ光またはＸ線を照射することにより有機金属ガ
スが励起状態となり、電子ビームによる有機金属ガスの
分解が促進され、金属配線形成速度を向上させることが
できる。レーザ光、ＵＶ光またはＸ線照射は有機金属ガ
スを励起状態とするのみで、最終的な金属配線形成は集
束した電子線により行うために、レーザ光、ＵＶ光また
はＸ線は集束する必要はない。
【００１３】図１は本発明の実施形態の金属配線形成装
置の構成図であり、図中、１は電子銃、２はウェーネル
ト、３は電子線加速管、４は電子線集束レンズ、５は電
子線走査コイル、６は電子線、７は金属配線が形成され
る基板、１６は基板を載せるステージである。電子銃１
からウェーネルト２を通って引き出された電子線６が電
子線加速管３により所定の加速電圧まで加速され、電子
線集束レンズ４により集束され、電子線走査コイル５に
よりステージ１６上に載置された基板７の金属配線を形
成する場所表面に照射され走査されることにより電子線
供給手段として機能する。８は有機金属ガス、９はガス
ノズル、１０は有機金属ガスボンベで、ガスノズル９と
有機金属ガスボンベ１０で有機金属ガス供給手段とな
る。１１はレーザ光（ＵＶ光またはＸ線）源、１２はレ
ーザ光（ＵＶ光またはＸ線）、１３は２次電子検出器、
１４は制御用コンピュータ、１５はＣＲＴである。な
お、図示していないが、この金属配線形成装置において
は、基板７は容器内に納められ電子線、レーザ光（ＵＶ
光またはＸ線）および有機金属ガスは上記容器内の基板
７に照射または供給され、上記容器内を真空排気可能な
排気手段が設けられている。
置の構成図であり、図中、１は電子銃、２はウェーネル
ト、３は電子線加速管、４は電子線集束レンズ、５は電
子線走査コイル、６は電子線、７は金属配線が形成され
る基板、１６は基板を載せるステージである。電子銃１
からウェーネルト２を通って引き出された電子線６が電
子線加速管３により所定の加速電圧まで加速され、電子
線集束レンズ４により集束され、電子線走査コイル５に
よりステージ１６上に載置された基板７の金属配線を形
成する場所表面に照射され走査されることにより電子線
供給手段として機能する。８は有機金属ガス、９はガス
ノズル、１０は有機金属ガスボンベで、ガスノズル９と
有機金属ガスボンベ１０で有機金属ガス供給手段とな
る。１１はレーザ光（ＵＶ光またはＸ線）源、１２はレ
ーザ光（ＵＶ光またはＸ線）、１３は２次電子検出器、
１４は制御用コンピュータ、１５はＣＲＴである。な
お、図示していないが、この金属配線形成装置において
は、基板７は容器内に納められ電子線、レーザ光（ＵＶ
光またはＸ線）および有機金属ガスは上記容器内の基板
７に照射または供給され、上記容器内を真空排気可能な
排気手段が設けられている。
【００１４】上記構成の金属配線形成装置を用いて、金
属配線を形成するため、例えば、まず上記基板を納めた
容器内を１０-6ｔｏｒｒ程度の圧力に排気する。次に、
電子線６により発生する２次電子を２次電子検出器１３
により検出してＳＥＭ像をＣＲＴ１５で得、金属配線を
形成したい位置を確認し、金属配線位置をＳＥＭ像中に
設定する。次に、電子線照射を一時中断して、有機金属
ガスボンベ１０からガスノズル９により導入された有機
金属ガス８を基板表面に吸着させる。次に、基板上の金
属配線形成場所を含む領域をレーザ光源１１より発生さ
せたレーザ光１２で照射して、上記吸着した有機金属ガ
ス分子を励起状態にし、上記のようにして設定した金属
配線形成場所へ上記電子線供給手段により電子線を再照
射し走査して目的の金属配線を形成する。なお、図１に
示すように、電子線発生、電子線加速、電子線集束、電
子線走査、レーザ光照射、ステージ移動および有機金属
ガス導入等の制御並びにＳＥＭ像信号検出の作業は制御
用コンピュータ１４により制御される。
属配線を形成するため、例えば、まず上記基板を納めた
容器内を１０-6ｔｏｒｒ程度の圧力に排気する。次に、
電子線６により発生する２次電子を２次電子検出器１３
により検出してＳＥＭ像をＣＲＴ１５で得、金属配線を
形成したい位置を確認し、金属配線位置をＳＥＭ像中に
設定する。次に、電子線照射を一時中断して、有機金属
ガスボンベ１０からガスノズル９により導入された有機
金属ガス８を基板表面に吸着させる。次に、基板上の金
属配線形成場所を含む領域をレーザ光源１１より発生さ
せたレーザ光１２で照射して、上記吸着した有機金属ガ
ス分子を励起状態にし、上記のようにして設定した金属
配線形成場所へ上記電子線供給手段により電子線を再照
射し走査して目的の金属配線を形成する。なお、図１に
示すように、電子線発生、電子線加速、電子線集束、電
子線走査、レーザ光照射、ステージ移動および有機金属
ガス導入等の制御並びにＳＥＭ像信号検出の作業は制御
用コンピュータ１４により制御される。
【００１５】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態
の金属配線形成方法において、配線が形成される過程を
模式的に示す概念図で、図中、１７はレーザ光の照射に
より基板表面に吸着し励起された有機金属ガス分子、１
８は電子線が照射され走査される領域、１９は金属配
線、２０は金属原子、２１は電子である。
の金属配線形成方法において、配線が形成される過程を
模式的に示す概念図で、図中、１７はレーザ光の照射に
より基板表面に吸着し励起された有機金属ガス分子、１
８は電子線が照射され走査される領域、１９は金属配
線、２０は金属原子、２１は電子である。
【００１６】図２（ａ）に示すように、ガスノズル９か
ら基板７表面に吸着した有機金属ガスは、レーザ光１２
の照射により基板表面で吸着し励起した有機金属ガス分
子１７となり、図２（ｂ）に示すように、電子線６が照
射され走査される領域１８では、電子線６から与えられ
るエネルギーにより基板表面で有機金属ガスが分解され
て金属原子２０となる。この過程が繰り返されることに
より金属配線１９を得る（図２（ｃ））。この際、電子
線６は基板を通ってアースに流れる電子２１となるのみ
で、基板表面、金属配線１９に何ら影響を及ぼさない。
ら基板７表面に吸着した有機金属ガスは、レーザ光１２
の照射により基板表面で吸着し励起した有機金属ガス分
子１７となり、図２（ｂ）に示すように、電子線６が照
射され走査される領域１８では、電子線６から与えられ
るエネルギーにより基板表面で有機金属ガスが分解され
て金属原子２０となる。この過程が繰り返されることに
より金属配線１９を得る（図２（ｃ））。この際、電子
線６は基板を通ってアースに流れる電子２１となるのみ
で、基板表面、金属配線１９に何ら影響を及ぼさない。
【００１７】
【発明の効果】本発明の第１の金属配線形成方法は、有
機金属ガスを基板の被金属配線形成領域に供給し、上記
被金属配線形成領域に、レーザ光、ＵＶ光またはＸ線を
照射しながら、集束した電子線を照射して上記有機金属
ガスを分解して金属とし、配線を形成する方法で、下地
基板へダメージを与えることなく、短時間で、１μｍ幅
以下の低電気抵抗の配線を、マスクレスにより形成する
ことができるという効果がある。
機金属ガスを基板の被金属配線形成領域に供給し、上記
被金属配線形成領域に、レーザ光、ＵＶ光またはＸ線を
照射しながら、集束した電子線を照射して上記有機金属
ガスを分解して金属とし、配線を形成する方法で、下地
基板へダメージを与えることなく、短時間で、１μｍ幅
以下の低電気抵抗の配線を、マスクレスにより形成する
ことができるという効果がある。
【００１８】本発明の第１の金属配線形成装置は、基板
の被金属配線形成領域に有機金属ガスを供給する有機金
属ガス供給手段、上記基板の被金属配線形成領域を照射
するレーザ光源、ＵＶ光源またはＸ線源、上記基板の被
金属配線形成場所に集束した電子線を照射して走査し供
給する電子線供給手段、並びに上記基板に設けたアース
を備えたもので、下地基板へダメージを与えることな
く、短時間で、１μｍ幅以下の低電気抵抗の配線を、マ
スクレスにより形成することができるという効果があ
る。
の被金属配線形成領域に有機金属ガスを供給する有機金
属ガス供給手段、上記基板の被金属配線形成領域を照射
するレーザ光源、ＵＶ光源またはＸ線源、上記基板の被
金属配線形成場所に集束した電子線を照射して走査し供
給する電子線供給手段、並びに上記基板に設けたアース
を備えたもので、下地基板へダメージを与えることな
く、短時間で、１μｍ幅以下の低電気抵抗の配線を、マ
スクレスにより形成することができるという効果があ
る。
【図１】 本発明の実施の形態の金属配線形成装置の構
成図である。
成図である。
【図２】 本発明の実施の形態の金属配線形成方法にお
いて、配線が形成される過程を模式的に示す概念図であ
る。
いて、配線が形成される過程を模式的に示す概念図であ
る。
【図３】 従来の金属配線形成方法において、配線が形
成される過程を模式的に示す概念図である。
成される過程を模式的に示す概念図である。
１ 電子銃、２ ウェーネルト、３ 電子線加速管、４
電子線集束レンズ、５電子線走査コイル、６ 電子
線、７ 基板、８ 有機金属ガス、９ ガスノズル、１
０ 有機金属ガスボンベ、１１ レーザ光源、１２ レ
ーザ光、１３ ２次電子検出器、１４ 制御用コンピュ
ータ、１５ ＣＲＴ、１６ ステージ、１７ 吸着し励
起した有機金属ガス分子、１８ 電子線が照射され走査
される領域、１９ 金属配線、２０ 金属原子。
電子線集束レンズ、５電子線走査コイル、６ 電子
線、７ 基板、８ 有機金属ガス、９ ガスノズル、１
０ 有機金属ガスボンベ、１１ レーザ光源、１２ レ
ーザ光、１３ ２次電子検出器、１４ 制御用コンピュ
ータ、１５ ＣＲＴ、１６ ステージ、１７ 吸着し励
起した有機金属ガス分子、１８ 電子線が照射され走査
される領域、１９ 金属配線、２０ 金属原子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｈ０１Ｌ 21/26 Ｅ (72)発明者 和田 理 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 黒川 博志 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 BA01 BB14 FA07 FA08 FA12 FA14 LA15 4M104 DD44 DD45 DD48 HH20 5F033 PP02 PP11 PP31
Claims (2)
- 【請求項１】 有機金属ガスを基板の被金属配線形成領
域に供給し、上記被金属配線形成領域に、レーザ光、Ｕ
Ｖ光またはＸ線を照射しながら、集束した電子線を照射
して上記有機金属ガスを分解して金属とし、配線を形成
する金属配線形成方法。 - 【請求項２】 基板の被金属配線形成領域に有機金属ガ
スを供給する有機金属ガス供給手段、上記基板の被金属
配線形成領域を照射するレーザ光源、ＵＶ光源またはＸ
線源、上記基板の被金属配線形成場所に集束した電子線
を照射して走査し供給する電子線供給手段、並びに上記
基板に設けたアースを備えた金属配線形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30510198A JP2000133652A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 金属配線形成方法および金属配線形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30510198A JP2000133652A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 金属配線形成方法および金属配線形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133652A true JP2000133652A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17941123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30510198A Pending JP2000133652A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 金属配線形成方法および金属配線形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000133652A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003078678A1 (fr) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Kabushiki Kaisha Ekisho Sentan Gijutsu Kaihatsu Center | D'interconnexion, procede de formation selective de metal, appareil de formation selective de metal et appareil de substrat |
| EP1521293A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Submicron size metal deposit apparatus |
| JP2007177321A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | 基板上に金属層を堆積させる方法および基板のトポグラフィカルフィーチャを３次元で測定するための方法 |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP30510198A patent/JP2000133652A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003078678A1 (fr) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Kabushiki Kaisha Ekisho Sentan Gijutsu Kaihatsu Center | D'interconnexion, procede de formation selective de metal, appareil de formation selective de metal et appareil de substrat |
| US7169703B2 (en) | 2002-03-19 | 2007-01-30 | Kabushiki Kaisha Ekisho Sentan Gijutsu Kaihatsu Center | Method of forming metallic wiring layer, method of selective metallization, apparatus for selective metallization and substrate apparatus |
| CN100343417C (zh) * | 2002-03-19 | 2007-10-17 | 株式会社液晶先端技术开发中心 | 布线金属层的形成方法、选择性形成金属的方法、选择性形成金属的装置及基板装置 |
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