JP2007063596A - 薄膜パターン形成装置及び薄膜パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工対象物上の複数の下地層間の基板が露出した分離領域に対する薄膜の形成及び一部除去による加工を、下地層をエッチング除去するのみなどの通常の加工と共に、同時または連続的に行う。
【解決手段】 薄膜パターン形成装置１を、局所排気装置４と、原料供給手段５と、局所排気手段６とを有し、局所排気装置４内に設けられる第１流路７とによって構成し、第１流路７が、切換手段８によって、原料供給手段５と局所排気手段６とに交互に局所排気部１８に連結される構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄膜の形成及び除去が可能な薄膜パターン形成装置と、この薄膜パターン形成装置を使用する薄膜パターン形成方法に関する。

半導体装置や表示装置、例えば液晶及び有機エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）によるディスプレイなどの製造に用いられるフォトマスクの欠陥修正や、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）基板の配線修正などを行う加工手法として、レーザー光の照射によって所定箇所のみに薄膜形成を行うレーザーＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相成長）法が知られている。

レーザーＣＶＤ法による薄膜形成については、所定の雰囲気中で成膜を行う必要があるため、一般に、薄膜パターン形成装置は加工対象となる基板全体を覆うチャンバーを有する構成とされ、薄膜形成（成膜）時には、成膜方式が低圧成膜か常圧成膜かに関わらず、いったんチャンバー内を略真空として大気を排気して、所定の条件としてから成膜を開始する。
この場合、薄膜パターン形成装置には、チャンバーの内外の圧力差に対する耐久性が求められることから、必然的に装置が大型化してしまう。

これに対し、基板に対する主たる加工部となる、レーザーＣＶＤによる局所排気部（局所成膜／エッチング部）をガスカーテンによって外気と遮断することが可能とされた局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）を有する、前述の構成に比して小型化が可能な薄膜パターン形成装置が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。

しかし、この特許文献１及び２に記載されている構成による場合、局所成膜／エッチング部は固定されているため、この局所成膜／エッチング部の加工対象物（例えばＴＦＴ基板など）からの高さを、加工対象の厚みむらや反りに対応させることが難しい。したがって、これらの厚みむらや反りによって局所成膜／エッチングヘッドと基板との間隔が変動してしまい、基板配置部や局所成膜／エッチング部におけるガスの流れにも変動をきたすことから、レーザーＣＶＤ法による成膜において均質な膜を得ることも困難となる。

また、このような加工対象物となる基板の厚みむら、反り、うねりなどによるガスの流れの変動を低減するには基板と局所成膜／エッチングヘッドとの間隔を大きくすることが好ましいが、基板と局所成膜／エッチングヘッドとの間隔を大きくすると、局所成膜／エッチングヘッドから基板に向けて噴出されているガスカーテンのガス流速が小さくなる。ガスの流速が小さくなると実質的に排気が弱まるため、レーザーＣＶＤにおける原料ガスの分解で生じる微粒子状の分解物が、局所成膜／エッチング部内外で基板上に降り積もり、本来修正を行うべき箇所やその周辺をかえって汚してしまうという欠点をも生じてしまう。

この問題に対し、局所成膜／エッチングヘッドを支持台へのガス噴出によって自己浮上させることにより、局所成膜／エッチング部の雰囲気を外気と遮断するのみならず、対象基板との間隔を常に一定に維持する構成が提案されている。この構成によれば、前述した降り積もりのない緻密な成膜が可能となる。

しかしながら、レーザーＣＶＤ法はレーザー光照射による材料ガスの熱分解を利用した薄膜形成手法であるため、基板表面や基板内で熱が周辺領域に拡散すると、この熱によって周辺領域にも成膜が行われてしまう。すなわち、特に図１１Ａに示すような、基板１０１上の、互いに近接する複数の下地層（例えば配線）１０２によるパターンにおいて、その一部の配線１０２に発生した断線部１０３による所謂OPEN欠陥の修正を行う場合、熱拡散によって周辺領域１０４にまで導電性の薄膜が形成され、隣接する配線１０２同士が短絡して、電気的なリークを生じてしまうといった問題が発生する。

この問題に対し、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、OPEN欠陥が生じた下地層（配線）１０２上に絶縁層１０５を形成した後に、この絶縁層１０５中にエッチング加工によってコンタクトホールを形成して、このコンタクトホール内と絶縁層１０５上とにわたる導電性の薄膜１０６をレーザーＣＶＤ法で形成することによって、OPEN欠陥の修正を図る結線手法が提案されている。
特開平8-222565号公報 特開平10-280152号公報

しかしながら、通常、エッチングによる修正は下地層（配線）１０２を形成した直後に行うことが多いため、前述したような絶縁層１０５上に導電性薄膜１０６を形成する結線手法をとる場合、この結線のためだけに絶縁層１０５の形成後にもエッチングを行うことが必要となり、エッチングの修正工程が配線形成直後と絶縁膜形成後の２工程に渡ることによって、工程が複雑化してしまう。

このような結線手法を用いる場合には、ＣＶＤ法によって形成された導電性薄膜１０６が絶縁層１０５の上に配置されてしまうため、この導電性薄膜１０６が酸化などによって劣化しやすいとか、狭いコンタクトホールの中に細く形成された部分が断線しやすいなど、信頼性を低下させる深刻な問題も生じてしまう。

また、基板上における配線パターンの形成そのものについても、従来用いられてきたフォトリソグラフィによる手法ではレジストの塗布や洗浄などの工程が必要であり、そのたびにＣＶＤ装置のチャンバー内外を移動させる手間もかかることから、これらの煩雑な作業による負担の軽減に対する要求も高まっている。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、配線等の薄膜を所定の形状で安定的に得る薄膜パターン形成装置と、この薄膜パターン形成装置を使用する薄膜パターン形成方法を提供することにある。

本発明に係る薄膜パターン形成装置は、少なくとも、加工対象物である基板を支持する支持台と、支持台に対向する局所排気装置と、前述の基板上における薄膜形成の補助手段となる原料供給手段と、基板上における薄膜除去の補助手段となる局所排気手段とを有し、局所排気装置内に、原料供給手段及び局所排気手段に対して選択的に連結される共通の第１流路と、基板の主たる被加工部に対向する局所排気部とが形成されていることを特徴とする。
この薄膜パターン形成装置においては、局所排気装置に選択的に連結される原料供給手段と局所排気手段が、局所排気部における薄膜形成と薄膜除去の各加工に応じて、交互に各加工を補助する構成とされる。

本発明に係る薄膜パターン形成方法は、基板上に、薄膜パターン形成装置の原料供給手段から第１流路を通して原料ガスを供給しながら、結晶成長によって薄膜を形成する薄膜形成工程と、薄膜を、薄膜パターン形成装置の局所排気手段から前述の第１流路を通して排気を行いながら少なくとも一部除去することによって、パターン長がパターン厚に比して大となるパターン形状に整形する薄膜除去工程とを有することを特徴とする。
この薄膜パターン形成方法においては、薄膜の結晶成長による形成と少なくとも一部の除去を、他の工程を介することなく連続的に行うことによって、所望の細長パターン薄膜を形成する。

本発明に係る薄膜パターン形成装置によれば、局所排気装置内に、原料供給手段及び局所排気手段に対して選択的に連結される共通の第１流路と、基板の主たる被加工部に対向する局所排気部とが形成されている。したがって、例えば加工対象物上の複数の下地層間の基板が露出した分離領域に対する薄膜の形成及び一部除去において、第１流路に切換手段を設けるなどの構成により、原料供給手段及び局所排気手段の局所排気部に対する連結の切り換えを、流路を個別に設けた場合に比して少ない手間で行うことが可能とされ、薄膜の形成及び一部除去を連続的に行うことも可能とされる。

本発明に係る薄膜パターン形成方法によれば、薄膜パターン形成装置の原料供給手段から第１流路を通して原料ガスを供給しながら結晶成長によって薄膜を形成する薄膜形成工程と、薄膜を、薄膜パターン形成装置の局所排気手段から前述の第１流路を通して排気を行いながら少なくとも一部除去することによって所定の形状に整形する薄膜除去工程とを有する。したがって、加工対象物上における、薄膜の直接成膜に基づくパターン形成や、基板上に設けられた下地層の修正、特に後述するような、互いに隣り合って延在する複数の下地層のそれぞれに生じた断線などの分離領域に対する、薄膜形成による修正が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

＜薄膜パターン形成装置の第１の実施の形態＞
まず、本発明に係る薄膜パターン形成装置の第１の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。

図１Ａ，Ｂに、本発明に係る薄膜パターン形成装置の第１実施形態を示す。本実施形態に係る薄膜パターン形成装置１は、いわゆるレーザーＣＶＤ機能及びレーザーエッチング機能を備えて成る。

本実施形態に係る薄膜パターン形成装置１は、少なくとも図１Ａに示すように、加工対象物となる基板３を支持する支持台２と、この支持台２上に支持された基板３に対向して配置された、局所的な成膜及びエッチングを行うための局所排気装置（成膜機能と除去機能を兼ね備えた局所成膜／エッチングヘッド）４と、この局所成膜／エッチングヘッドへ成膜用原料ガス、例えばＷ（ＣＯ）_６に例示されるタングステンカルボニルなどの原料ガスを供給する原料供給手段５と、局所成膜／エッチングヘッド４からのエッチング時に発生するダスト（削りカス）を排出するための局所排気手段６とを有する。原料供給手段５と局所排気手段６は、後述する第１流路７に対して切換手段（例えば切換バルブ）８を介して配置される。

局所排気装置４内の中央には、外部からのレーザー光Ｌが透過する透過孔２０及び透明窓１９と、支持台２に載置される加工対象物となる基板３の主たる加工部となる局所排気部（局所成膜／エッチング部）１８が設けられ、この局所排気部１８につながる第１流路７が、原料供給手段５及び局所排気手段６のいずれか一方に切換手段８を介して連通するように設けられる。
ここで、原料供給手段５及び局所排気手段６は、それぞれ、支持台２に載置されるＴＦＴ基板などの加工対象物となる基板３上における薄膜形成及び薄膜除去の補助手段となるものであり、本実施形態においては、それぞれ後述するように、レーザーＣＶＤ法とレーザーエッチングの補助手段となる。
なお、局所排気部１８は、局所成膜／エッチングヘッド４の下面に臨んで、図１Ｂに示すように、排気流路１５及び１６の端部を構成する吸引溝が形成する略同心環状の内側に、略円筒状空間として透明窓１９と基板３との間に形成される。

更に、例えば圧縮した窒素ガス（Ｎ_２）を支持台２側に向けて噴射することによって局所排気装置４を静圧浮上させる圧縮ガス供給手段９と、支持台２側に向けて噴射された圧縮ガス及び局所排気部１８からの支持台２側に供給されたうちの余剰ガス（成膜ガス、パージガス等）をリング状の排気流路（吸引溝）１５及び１６から排気する排気手段１０及び１１と、レーザー光の主たる被照射部となる局所排気部（局所成膜／エッチング部）１８にアルゴン（Ａｒ）などのパージガスを供給するパージガス供給手段１２とが設けられる。
ここで、パージガス供給手段１２には、局所排気部１８につながるパージガス流路１７が連結され、このパージガスを導入する圧力、速度、位置、角度等を選定することにより、加工によって生じた異物などが透明窓１９の表面に付着することを抑制することなどが可能となる。

圧縮ガス供給手段９からの圧縮ガスは、供給路及び通気孔を構成するリング状の圧縮ガス供給路１４及びその開口部に配置された多孔質通気膜１３により、局所排気装置４に対向する支持台２に向けて均一に出射され、圧縮ガスの圧力や流量と、各排気手段による吸引量のバランスを選定することによって、局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）４の浮上量が決定される。
すなわち、本実施形態に係る薄膜パターン形成装置１において、局所排気装置４は静圧浮上パッド構成とされる。

局所排気装置４は、支持台２上の加工対象物である基板３に対して相対的に変位可能とされ、圧縮ガス供給手段９や排気手段１０及び１１のほか、原料供給手段５、局所排気手段６、パージガス供給手段１２などによっても浮上剛性の向上を図ることが可能となる。
なお、ここで浮上剛性とは、局所排気装置４と加工対象物の間の吸着力であり、この浮上剛性が十分でない場合には、局所排気装置４の加工対象物に対する高さ（ギャップ）の安定性が不十分となるとか、局所排気装置４の機械的もしくは力学的な安定性が不十分になるなどの問題が生じることから、浮上剛性を十分に確保しておくことが望ましい。

この構成による薄膜パターン形成装置１において、例えば図示しないレーザー光源装置からのレーザー光Ｌを、対物レンズ等によって集光し、透明窓１９を有する透過孔２０を通じて局所排気部１８に導入することにより、局所排気部１８内におけるレーザーＣＶＤ法による薄膜形成やレーザーエッチングによる薄膜除去などの加工が可能となる。

ここで、図１の薄膜パターン形成装置の概略動作を説明する。基板３にレーザーＣＶＤによる薄膜を形成する場合には、圧縮ガス供給手段（供給源）９から圧縮ガスを圧縮ガス供給路１４に供給し、多孔質通気膜１３を通して基板３側に噴射し、局所成膜／エッチングヘッド４を基板３から所定間隔だけ浮上させる。この状態で、切換手段８を切り換えて、原料供給手段（供給源）５から成膜用の原料ガスを第１流路７及び局所排気部１８を通して、基板３の成膜すべき局所に供給する。同時にレーザー光源装置からのレーザー光Ｌを透過孔２０、透明窓１９及び局所排気部１８を通して基板３の成膜すべき局所に照射し、成膜用の原料ガスを熱分解して基板３の局所にＣＶＤ膜を成膜する。一方、成膜時には、パージガス供給手段（供給源）１２からパージガスがパージガス流路１７を通して供給される。

原料供給手段５から供給される成膜用の原料ガス、及びパージガス供給手段１２から供給されるパージガス（キャリアガス）は、プロセス用途としての使用後に、より内側の吸引溝による排気流路１５から排気手段１１により吸引される。また、多孔質通気膜１３より放出された圧縮ガスは、局所排気装置４の内部に向かっていくが、より外側の吸引溝による排気流路１６から排気手段１０により排気される。この構成により、外気の遮断と、プロセスを独立化することが可能となる。

基板３に形成された薄膜パターンの一部を局部的にエッチング除去する場合は、同様に圧縮ガス供給手段９からの圧縮ガスを多孔質通気膜１３を通して基板３側に噴射し、局所成膜／エッチングヘッド４を基板３から所定間隔だけ浮上させる。この状態で、切換手段８を切り換えて、第１流路８を局所排気手段６に連通させると共に、レーザー光Ｌを基板３のエッチングすべき領域に照射し、形成されている薄膜パターンの一部を熱的に除去する。このとき、エッチングにより発生したダスト（削りカス）は第１流路７を通して局所排気手段６によって排出される。また、パージガスにより、エッチングによって生じた異物が透明窓１９の内面に付着されるのが抑制される。

図２に、この構成による局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）４の一例における、圧縮ガス供給圧力と浮上量との測定結果を示す。なお、この測定においては、排気は排気手段１０のみによって行い、排気速度は５００Ｌ／ｍｉｎとした。
浮上量は圧縮ガス圧力の増加とともに大きくなり、０．３５ＭＰａの圧力で１０μｍ以上の浮上量が得られる。浮上時の剛性は非常に高く１０μｍ浮上時では５００ｇの外力を加えても１μｍ程度しか変動しない。また１０ｋｇの荷重をかけても基板と局所成膜／エッチングヘッドが接触することはなかった。
これは、基板と局所成膜／エッチングヘッドの間で非常に大きなバネ定数を有する空気バネが形成されているためと考えられる。

また、加工対象物に相当して配置した基板３をスライドさせた場合にも、基板の反りやうねりに追従して一定の浮上量を確保できたことから、このような局所成膜／エッチングヘッド４の構成により、基板と局所成膜／エッチングヘッドの間隔を常に一定に保つことができ、かつ成膜プロセス条件を外気の遮断と独立して制御できるため高品質な薄膜を安定に形成することが可能となることが確認できた。

なお、通常のＣＶＤ装置におけるように、各排気手段及び各排気流路による排気ユニット内に、圧力制御用のバルブを設置することによって、レーザーＣＶＤプロセスの圧力制御と、レーザー照射部のガス分圧及び流速の制御が可能となる。
また、其々のプロセスに最適な条件を外気遮断とは独立に制御可能とすることもできるし、排気手段１０及び１１には、有毒ガスを除害する機能を付加した構成とすることもできる。

＜薄膜パターン形成装置の第２の実施の形態＞
次に、本発明に係る薄膜パターン形成装置の第２の実施の形態について、図３を参照して説明する。

図３に、本発明に係る薄膜パターン形成装置の第２実施形態を示す。
本実施形態に係る薄膜パターン形成装置３１は、少なくとも図３に示すように、支持台３２上の基板３３に対向する局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）３４と、第１の光源装置３５と、第２の光源装置３６とを有する。第１の光源装置３５は、例えば薄膜形成のためのＣＶＤ用レーザー光源を有し、このレーザー光源としては、例えば、波長３５５ｎｍ、パルス幅２５ナノ秒（ｎｓ）、周波数２４ｋＨｚ、出力２Ｗのものを用いることができる。また、第２の光源装置３６は、例えば薄膜除去のためのエッチング（ザッピング）用レーザー光源を有し、このレーザー光源としては、例えば、波長３９０ｎｍ、パルス幅３ピコ秒（ｐｓ）、周波数１ｋＨｚ、出力１ｍＷのものを用いることができる。

第１の光源装置３５と第２の光源装置３６からのレーザー光は、それぞれ、可動式のミラー３７によって適宜選択的にスリット３８に導入され、レンズ３９、ミラー４０、対物レンズ４１を介して、レーザーＣＶＤ法やレーザーエッチング用のレーザー光Ｌとして基板３３上に集光照射される。
ミラー３７とスリット３８の間にはスリット用照明４２に対応するミラー４３が設けられ、スリットの開口サイズの選定が可能とされる。また、ミラー４０の対物レンズ４１とは反対側に、観察用照明４４と、ミラー４５と、観察装置４６とが設けられ、集光照射ならびに加工状態の確認が可能とされる。

局所排気装置３４の構成は、前述の第１実施形態における局所排気装置４の構成と略同様であり、局所排気装置３４の底面には、局所排気部５１を中心として同心環状に、圧縮ガス供給手段５２と、排気手段５３と、排気手段５４とにつながる各流路の端部が設けられる。
また、Ｗ（ＣＯ）_６に例示されるタングステンカルボニルなどの原料ガスを供給する原料供給手段５５及び局所排気手段５６は、切換手段例えば切換バルブ５８によって、第１流路５７に選択的に連結される構成を有する。また、図示しないが、前述の第１実施形態と同様に、パージガス供給手段がその流路と共に設けられる。

なお、原料供給手段及び局所排気手段は、それぞれ、加工対象物となる基板上における薄膜形成及び薄膜除去の補助手段となるものであり、本実施形態においては、それぞれ、レーザーＣＶＤ法とレーザーエッチングの補助手段となる。
また、本実施形態においては、局所排気装置３４にヒーター５９が併設されており、このヒーターによって、局所排気部５１を中心とするガスの温度、すなわち薄膜パターン形成装置１のチャンバー内の温度を一定に保つことが可能とされる。

この構成による薄膜パターン形成装置１においては、CVD用とエッチング用の２つの種類のレーザーを、ミラーの切り替えによって適宜選択することにより、基板３３に対する加工が可能とされる。そして例えば、エッチング用のレーザーを選択した場合には、切換手段５８を切り換えて第１流路５７を局所排気手段５６に通じるように排気ポートに切り換えることによって、エッチング時に発生するダスト（削りカス）を排出する構成とすることができる。これにより、局所排気部１８内におけるレーザーＣＶＤ法による薄膜形成やレーザーエッチングによる薄膜除去などの加工が可能となる。
局所成膜／エッチングヘッド３４の動作は、前述の局所成膜／エッチングヘッド４と同様であるので、詳細説明は省略する。

＜薄膜パターン形成方法の第１の実施の形態＞
次に、本発明に係る薄膜パターン形成方法の第１の実施の形態について、図４を参照して説明する。
なお、本実施形態では、図１に示した構成による薄膜パターン形成装置１を用いる場合を例として、実施形態の説明を行う。

まず、図４Ａに示すように、加工対象物となる基板２１を用意する。
この基板２１は、例えば絶縁基板の表面に少なくとも一部覆う複数の細長パターンの下地層、本例では導電性部材による配線２２が形成され、そのうちの一部の配線２２が途中で分離領域、本例では断線領域２３を有して形成されている。複数の配線２２間の周辺領域２４は、絶縁基板が露出されている。

その後、この基板２１を、前述の薄膜パターン形成装置１を構成する支持台２上に載置する。
続いて、図４Ｂに示すように、圧縮ガス供給手段９、排気手段１０及び１１によって局所排気装置４の浮上を開始し、浮上高さの安定を確認して加工対象物（図示せず）を局所排気装置４の下に移動させ、基板２１における絶縁基板が露出した断線領域２３を少なくとも含み、かつ本実施形態では断線領域２３を規定する配線２２の一部を含んで、導電性薄膜２５を例えばレーザーＣＶＤ法によって成膜し、薄膜形成工程を行う。
なお、この工程では、前述の切換手段によって、原料供給手段５を第１流路７に連結した状態として、第１流路７からＷ（ＣＯ）_６に例示されるタングステンカルボニルなどの原料ガスを供給し、パージガス流路１７からＡｒなどのパージガスを供給しながら薄膜形成を行う。

ここで、レーザーＣＶＤ法においては、前述したように原料供給手段５からの原料をレーザー光照射で熱分解することによって基板２１における薄膜形成を行うことから、基板２１における熱拡散によって、薄膜２５が図３Ｂに示す形状に限られず、その周辺領域２４内（一点鎖線図示）に更に薄い部分（図示せず）を伴って形成されるおそれがある。
このような薄い部分が余剰部として生じると、複数の配線２２同士が導電性薄膜２５によって電気的に短絡するなどの問題が生じる。

しかしながら続いて、図４Ｃに示すように、導電性薄膜２５のうち、前述の余剰部が形成された周辺領域２４の少なくとも一部（二点鎖線図示）を例えばレーザー光照射によるレーザーエッチングによって除去して薄膜除去工程を行う。このように、薄膜２５を細長に、つまりパターン長がパターン厚に比して大となるパターン形状に整形することから、この余剰部を除去して導電性薄膜２５を所望の形状とし、断線されている配線２２を修復することができる。
なお、この薄膜除去工程では、薄膜パターン形成装置１の第１流路７を前述の切換手段によって、局所排気手段６に連結した状態で、パージガス供給流路１７からのパージガスのみを供給しながらレーザー光の照射で熱的に飛ばして導電性薄膜の除去を行う。

なお、図４Ｄに示すように、複数の配線２２が、それぞれ互いに近接する位置で断線領域２３（図示せず）を有している場合にも、前述の薄膜形成工程と薄膜除去工程とを繰り返し行うことにより、所望の範囲内のみに導電性薄膜２５の加工を行い、断線されている複数の配線２２を一括に修復することができる。この場合、各断線領域２３が極端に離れていない限り、各断線領域２３に対する導電性薄膜の形成を連続して行い、その後各薄膜２５の周辺領域２４に位置する余剰部の少なくとも一部の除去を連続して行うことが好ましい。

＜薄膜パターン形成方法の第２の実施の形態＞
次に、本発明に係る薄膜パターン形成方法の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。
なお、本実施形態では、図３に示した構成による薄膜パターン形成装置３１を用いる場合を例として、実施形態の説明を行う。

まず、図５Ａに示すように、加工対象物となる基板６１を用意する。
この基板６１は、例えば絶縁基板の表面に少なくとも一部覆う複数の細長パターンの下地層、本例では導電性部材による配線６２が形成され、更にそのうちの互いに隣り合って延在する複数の配線６２の互いに近接する位置に、それぞれ分離領域、本例では断線領域６３を有して形成されている。互いに隣り合って延在する複数の配線６２間は周辺領域６４とされ、これら断線領域６３及び周辺領域６４においては、絶縁基板が露出する構成とされている。

続いて、この基板６１を、前述の薄膜パターン形成装置３１を構成する支持台３２上に載置する。
続いて、図５Ｂに示すように、基板６１における絶縁基板が露出した断線領域６３と各配線６２の一部を少なくとも含み、更に本実施形態では互いに隣り合って延在する複数の配線６２間の断線領域６３を規定する配線６２を含んで、導電性薄膜６５を例えばレーザーＣＶＤ法によって成膜し、薄膜形成工程を行う。
なお、この工程では、切換手段５８によって、原料供給手段５５を第１流路５７に連結した状態で、原料供給手段５５とパージガス供給手段（図示せず）とによって、Ｗ（ＣＯ）_６に例示されるタングステンカルボニルなどの原料ガスＡｒを供給しながら薄膜形成を行う。

ここで、本実施形態における薄膜形成工程では、互いに隣り合って延在する複数の配線６２と、これらの各配線６２に対応する断線領域６３とに渡って広範囲にレーザーＣＶＤ法による成膜を行うことから、これらの配線６２間の周辺領域６４にも導電性薄膜６５が形成されるほか、これに限られず、それ以外の周辺領域２４内も更に薄い部分が形成され、これらが余剰部となって、複数の配線６２同士が導電性薄膜６５によって、電気的に短絡するなどのおそれがある（一点鎖線図示）。

しかしながら続いて、図５Ｃに示すように、導電性薄膜６５のうち、前述の余剰部が形成された周辺領域２４の少なくとも一部（二点鎖線図示）を例えばレーザー光照射によるレーザーエッチングによって除去して薄膜除去工程を行う。このように、導電性薄膜６５を細長に、つまりパターン長がパターン厚に比して大となるパターン形状に整形することから、この余剰部を除去して、互いに隣り合って延在する各配線６２に対応する導電性薄膜６５を所望の形状とし、断線された複数の配線６５を一括して修復することができる。
なお、この工程では、薄膜パターン形成装置３１の第１流路５７を前述の切換手段５８によって、局所排気手段５６に連結した状態で、Ａｒのみを供給しながら薄膜除去を行う。

＜薄膜パターン形成方法の第３の実施の形態＞
次に、本発明に係る薄膜パターン形成方法の第３の実施の形態について、図６を参照して説明する。
なお、本実施形態では、図３に示した構成による薄膜パターン形成装置３１を用いる場合を例として実施形態の説明を行う。

図６Ａに示すように、本実施形態における基板７１は、複数の配線７２の形状が必ずしも均一な幅を有しておらず、配線幅に傾斜を有したり、屈曲形状とされるなど、前述した例に比して複雑な形状を有している。

このような場合にも、図６Ｂに示すように、互いに隣り合って延在する複数の配線７２及び断線領域７３に渡って導電膜薄膜７５の形成を行い、続いて図６Ｃに示すように導電性薄膜７５の余剰部を除去する。これにより、複雑な形状を有する配線７２に対応したマスクを必要とすることなく、導電性薄膜７５によって正常なパターン形状を忠実に再現することが可能になる。

すなわち、この場合には、互いに隣り合って延在する配線７２及び断線領域７３に対して同時に導電性薄膜７５の形成を行うとともに、これらの各配線７２の間に絶縁基板が露出する周辺領域７４にも導電性薄膜７５を敢えて形成し、その後、前述の第１実施形態におけるのと同様に、熱拡散によって生じたより薄い膜（一点鎖線図示）を除去すると共に、敢えて形成した周辺領域７４内の薄膜７５をエッチングして除去することにより、複数の断線領域７３における所望の導電性薄膜７５の形成を、断線領域７３の数よりも少ない成膜工程数で行うことができる。

＜薄膜パターン形成方法の第４の実施の形態＞
次に、本発明に係る薄膜パターン形成方法の第４の実施の形態について、図７〜図１０を参照して説明する。

図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、本実施形態における加工対象物となる基板８１の概略上面図及び概略断面図である。
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、本実施形態における基板８１は、厚さ方向に絶縁層８９を挟んでそれぞれ独立に延在する第１及び第２の下地層８２ａ及び８２ｂが、絶縁層８９中に混入した異物８８によって電気的に短絡した状態となっている。

このような場合にも、前述の薄膜パターン形成装置を用い、本発明に係る薄膜パターン形成方法によって修正加工を行うことができる。
まず、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、局所排気手段から第１流路を通して排気を行いつつ、第２下地層８２ｂの近傍の第１下地層８２ａのみをレーザーエッチングによって除去する。

続いて、薄膜パターン形成装置の切換手段を切り換えて、原料供給手段から第１流路を通して原料ガスを供給しながら結晶成長させる薄膜形成工程を行うことによって、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第１下地層８２ａの分離領域８３を覆う絶縁性薄膜８５ａを形成する。

続いて、再び薄膜パターン形成装置の切換手段を切り換えて、局所排気手段から第１流路を通して排気を行いながら、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、薄膜形成において幅広に形成された絶縁性薄膜８５ａの周辺余剰部を、レーザーエッチングによって除去することにより、絶縁性薄膜８５ａをパターン厚に比してパターン長が大となる形状に整形する薄膜除去工程を行う。
この薄膜除去工程に引き続いて、絶縁性薄膜８５ａを跨いで第１の下地層８２ａの電気的導通を確保する導電性薄膜８５ｂを形成する。なお、本実施形態では重複説明を省略するが、この導電性薄膜８５ｂについても、本工程を薄膜形成工程として、引き続きパターン形状を整形する薄膜除去工程を行ってパターン整形をすることが可能である。

以上の実施の形態におけるように、本発明に係る薄膜パターン形成装置及び薄膜パターン形成方法によれば、例えば導電性材料による配線（下地層）に生じる断線などの分離領域（いわゆるOPEN欠陥）を修正することが可能となる。また、互いに隣り合って延在する下地層や絶縁層を挟んでそれぞれ延在する下地層の間にまたがる異物などが存在した場合（短絡；いわゆるCLOSE欠陥）にも、この異物を下地層の一部とともに例えばレーザー光照射によるエッチングで除去し、引き続いて薄膜形成工程及び薄膜除去工程を行うことにより、欠陥修正を行うことができる。

通常、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）などの表示装置の配線ピッチ（ライン＆スペース）は３μｍ〜５μｍとされているが、本発明に係る薄膜パターン形成装置及び薄膜パターン形成方法によれば、この幅に比して微細な加工が可能となり、配線パターン等の平面的な形状を任意に整形することが可能となる。
したがって、本発明にかかる薄膜パターン形成装置及び薄膜パターン形成方法は、液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネセンスディスプレイ等の表示装置の製造などに用いられるフォトマスクの欠陥修正やＴＦＴ基板の配線修正に適用する場合にも、特に好適であると考えられる。

また、本発明に係る薄膜パターン形成方法は、薄膜形成工程と薄膜除去工程とを、同一装置内で同時または連続的に行うことが可能とされることから、最終的に絶縁層が形成されるよりも先に、通常の（例えばエッチングのみの修正加工）と互いに連続して行うことができ、製造工程の簡素化と製造コストの低減を図ることが可能となる。
したがって、本発明に係る薄膜パターン形成装置及び薄膜パターン形成方法によれば、加工対象物に対する加工を絶縁層の形成前により多く行うことができることから、修正された箇所の信頼性が向上し、最終的に得られるフォトマスクや薄膜トランジスタなどの歩留まりも向上する。

＜実施例＞
本発明の実施例を説明する。

まず、加工対象物となる絶縁基板を用意し、この基板上に、少なくとも一部を覆う複数の導電性部材による配線を形成する。連続する下地層の途中には断線領域を設け、互いに隣り合って延在する細長の各下地層間を周辺領域として、断線領域及び周辺領域において基板を露出させる。
続いて、この下地層が形成された基板を薄膜パターン形成装置の支持台上に載置し、支持台に対向する局所配置装置からの圧縮ガス噴出によって、０．３５ＭＰａの圧力で１０μｍの高さに局所配置装置を自己浮上させるとともに、局所配置装置の下に基板を移動させる。

その後、基板が露出した分離領域とこれに接する下地層を一部含んで、レーザーＣＶＤ法による薄膜形成工程を行う。
この薄膜形成工程では、薄膜パターン形成装置の第１流路を、切換手段によって原料供給手段のみに連通させた状態で薄膜形成を行う。レーザー光は、波長３５５ｎｍ、パルス幅２５ナノ秒（ｎｓ）、周波数２４ｋＨｚ、出力２Ｗのものを用いた。

その後、薄膜及び熱拡散によって生じる更に薄い膜のうち、余剰部となる周辺領域内の少なくとも一部を例えばレーザー光照射によるレーザーエッチングによって除去して薄膜除去工程を行い、先の薄膜形成工程で得た薄膜を細長の形状とする。
この薄膜除去工程では、薄膜パターン形成装置の第１流路を、切換手段によって局所排気手段のみに連通させた状態で薄膜除去を行う。レーザー光は、波長３９０ｎｍ、パルス幅３ピコ秒（ｐｓ）、周波数１ｋＨｚ、出力１ｍＷのものを用いた。

このようにして、前述した実施形態におけるのと同様の加工を行うことによって、加工対象物（本例では基板）上に、パターン長がパターン厚に比して大となる所望のパターン形状を有する薄膜を、チャンバー内のみにおける連続的な工程である薄膜形成工程と薄膜除去工程とによって得ることができた。

以上、本発明に係る薄膜パターン形成装置及び薄膜パターン形成方法の実施形態及び実施例を説明したが、使用材料及びその量、処理時間及び寸法などの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法形状及び配置関係も概略的なものである。すなわち、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
例えば、前述の実施の形態では、薄膜パターン形成方法の第１の実施の形態を、薄膜パターン形成装置１を用いる場合を例として、薄膜パターン形成方法の第２及び第３の実施の形態を、薄膜パターン形成装置３１を用いる場合を例として説明したが、各形成方法の実施形態は、パターン形成装置１及び３１のいずれによって行うこともできる。

また、例えば、下地層を絶縁性材料によって構成して、前述した第４の実施形態におけるのと同様に薄膜形成工程と薄膜除去工程とを行って、絶縁性材料によるパターン形成を行うこともできる。
また、基板上に、下地層を形成することなく直接に、最終的に得るパターン形状よりも大きなエリアにわたって例えばベタ膜状に薄膜形成工程を行い、続いて薄膜除去工程を行うことにより、パターン長がパターン厚に比して大となるパターン形状の薄膜を形成することもできる。

また、前述の実施形態ではレーザー光源装置を薄膜形成工程用と薄膜除去工程用の２種類別個に設けた例を説明したが、これらを１つに統合して、同一の光源によって両工程を行うこともできる。この場合、薄膜除去工程を精度よく行うためにレーザー光のパルス幅を小さくしながらも、図３の第２光源装置３６における光源構成よりも高くかつパルス幅に応じた出力を有する光源によって、薄膜パターン形成装置内の光源装置を構成することが好ましい。
更に例えば、多層膜を構成する必要のある場合にも、前述の薄膜形成工程と薄膜除去工程とを繰り返すことによって所望の位置形状に多層膜を形成することが可能であるなど、本発明は、種々の変形及び変更をなされうる。

Ａ，Ｂ それぞれ、本発明に係る薄膜パターン形成装置の一例の概略構成図と、この薄膜パターン形成装置を構成する局所排気装置の概略底面図である。 本発明に係る薄膜パターン形成装置の一例の構成における、局所排気装置の浮上量と、浮上用圧縮ガスの供給圧力との関係を示す模式図である。 本発明に係る薄膜パターン形成装置の他の例の概略構成図である。 Ａ〜Ｄ 本発明に係る薄膜パターン形成方法の一例を示す工程図である。 Ａ〜Ｃ 本発明に係る薄膜パターン形成方法の他の例を示す工程図である。 Ａ〜Ｃ 本発明に係る薄膜パターン形成方法の他の例を示す工程図である。 Ａ，Ｂ それぞれ、本発明に係る薄膜パターン形成方法の他の例の説明に供する、概略上面図及び概略断面図である。 Ａ，Ｂ それぞれ、本発明に係る薄膜パターン形成方法の他の例の説明に供する、概略上面図及び概略断面図である。 Ａ，Ｂ それぞれ、本発明に係る薄膜パターン形成方法の他の例の説明に供する、概略上面図及び概略断面図である。 Ａ，Ｂ それぞれ、本発明に係る薄膜パターン形成方法の他の例の説明に供する、概略上面図及び概略断面図である。 Ａ〜Ｃ 従来の薄膜パターン形成方法の説明に供する工程図である。

符号の説明

１・・・薄膜パターン形成装置、２・・・支持台、３・・・基板、４・・・局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）、５・・・原料供給手段、６・・・局所排気手段、７・・・第１流路、８・・・切換手段、９・・・圧縮ガス供給手段、１０・・・排気手段、１１・・・排気手段、１２・・・パージガス供給手段、１３・・・多孔質通気膜、１４・・・圧縮ガス供給路、１５・・・排気流路（吸引溝）、１６・・・排気流路（吸引溝）、１７・・・パージガス流路、１８・・・局所排気部（局所成膜／エッチング部）、１９・・・透明窓、２０・・・透過孔、２１・・・基板（加工対象物）、２２・・・下地層（配線）、２３・・・分離領域（断線領域）、２４・・・周辺領域、２５・・・薄膜、３１・・・薄膜パターン形成装置、３２・・・支持台、３３・・・基板、３４・・・局所排気装置（局所成膜／エッチングヘッド）、３５・・・第１の光源装置、３６・・・第２の光源装置、３７・・・ミラー、３８・・・スリット、３９・・・レンズ、４０・・・ミラー、４１・・・対物レンズ、４２・・・スリット用照明、４３・・・ミラー、４４・・・観察用照明、４５・・・ミラー、４６・・・観察装置、５１・・・局所排気部、５２・・・圧縮ガス供給手段、５３・・・排気手段、５４・・・排気手段、５５・・・原料供給手段、５６・・・局所排気手段、５７・・・第１流路、５８・・・切換手段、５９・・・ヒーター、６１・・・基板（加工対象物）、６２・・・下地層（配線）、６３・・・分離領域（断線領域）、６４・・・周辺領域、６５・・・薄膜、７１・・・基板（加工対象物）、７２・・・下地層、７３・・・分離領域（断線領域）、７４・・・周辺領域、７５・・・薄膜、８１・・・基板（加工対象物）、８２ａ・・・第１の下地層（配線）、８２ｂ・・・第２の下地層（配線）、８３・・・分離領域（断線領域）、８５ａ・・・絶縁性薄膜、８５ｂ・・・導電性薄膜、８８・・・異物、８９・・・絶縁層、１０１・・・基板（加工対象物）、１０２・・・下地層（配線）、１０３・・・分離領域（断線部）、１０４・・・周辺領域、１０５・・・絶縁層、１０６・・・薄膜

Claims (16)

1. 少なくとも、加工対象物である基板を支持する支持台と、前記支持台に対向する局所排気装置と、前記基板上における薄膜形成の補助手段となる原料供給手段と、前記基板上における薄膜除去の補助手段となる局所排気手段とを有し、
   前記局所排気装置内に、前記原料供給手段及び前記局所排気手段に対して選択的に連結される共通の第１流路と、前記基板の主たる被加工部に対向する局所排気部とが形成されている
   ことを特徴とする薄膜パターン形成装置。
2. 前記薄膜形成のための第１レーザー光と、前記薄膜除去のための第２レーザー光とが出力される光源装置を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン形成装置。
3. 前記第１レーザー光と前記第２レーザー光とが、前記光源装置内の同一の光源から出射される
   ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜パターン形成装置。
4. 前記局所排気装置が、前記支持台に対する気体噴射による自己浮上型とされた
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン形成装置。
5. 基板上に、薄膜パターン形成装置の原料供給手段から第１流路を通して原料ガスを供給しながら、結晶成長によって薄膜を形成する薄膜形成工程と、
   前記薄膜を、前記薄膜パターン形成装置の局所排気手段から前記第１流路を通して排気を行いながら少なくとも一部除去することによって、パターン長がパターン厚に比して大となるパターン形状に整形する薄膜除去工程とを有する
   ことを特徴とする薄膜パターン形成方法。
6. 前記基板の表面の少なくとも一部に下地層が設けられた
   ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜パターン形成方法。
7. 前記基板の表面の少なくとも一部に複数の下地層が設けられ、
   前記薄膜形成工程において、前記複数の下地層の分離領域を少なくとも含んで前記薄膜を形成し、
   前記薄膜除去工程において、前記薄膜のうち、前記分離領域と前記下地層とを除く周辺領域上に形成された余剰部を除去する
   ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン形成方法。
8. 前記薄膜形成工程において、複数の前記分離領域を少なくとも含んで前記薄膜の形成を行う
   ことを特徴とする請求項７に記載の薄膜パターン形成方法。
9. 前記分離領域が、前記下地層によって構成される配線の断線部である
   ことを特徴とする請求項７に記載の薄膜パターン形成方法。
10. 前記薄膜形成工程及び前記薄膜除去工程により、配線パターンを形成する
    ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜パターン形成方法。
11. 前記薄膜が、導電性薄膜である
    ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜パターン形成方法。
12. 前記薄膜が、絶縁性薄膜である
    ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜パターン形成方法。
13. 前記下地層が、導電性薄膜である
    ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン形成方法。
14. 前記下地層が、絶縁性薄膜である
    ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン形成方法。
15. 前記薄膜形成工程をレーザーＣＶＤによって行い、
    前記薄膜除去工程をレーザーエッチングによって行う
    ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜パターン形成方法。
16. 前記下地層の少なくとも一部を除去して整形を行う下地層の除去工程を有する
    ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン形成方法。