JP2723658B2 - レーザｃｖｄ法による配線形成方法及びその装置 - Google Patents
レーザｃｖｄ法による配線形成方法及びその装置Info
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- JP2723658B2 JP2723658B2 JP2178264A JP17826490A JP2723658B2 JP 2723658 B2 JP2723658 B2 JP 2723658B2 JP 2178264 A JP2178264 A JP 2178264A JP 17826490 A JP17826490 A JP 17826490A JP 2723658 B2 JP2723658 B2 JP 2723658B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はレーザCVD法による配線形成方法及びその装
置に関するものである。
置に関するものである。
従来技術 従来のレーザを光源とする光CVD（Chemical Vapor De
position）技術、すなわちレーザCVD技術としては、大
別して次の２通りの方式がある。
position）技術、すなわちレーザCVD技術としては、大
別して次の２通りの方式がある。
１つは、レーザ光を試料表面に集光することにより生
じる試料表面の局所加熱を利用して、原料化合物分子の
熱解離反応に基づいて導電性薄膜を形成する技術であ
る。
じる試料表面の局所加熱を利用して、原料化合物分子の
熱解離反応に基づいて導電性薄膜を形成する技術であ
る。
この場合、レーザとしては通常可視または赤外域のも
のが用いられる。この技術は主にLSI上に導体配線を直
接描画することを目的としており、種々の研究開発が行
われつつある。
のが用いられる。この技術は主にLSI上に導体配線を直
接描画することを目的としており、種々の研究開発が行
われつつある。
例えば、J.G.Black et al.,Appl.Phys.Lett.50,1987,
“Supplemental multilevl Interconnects by laser di
rect writing:Application to GaAs digital integrate
d circuits",p1016〜1018.や、森重他、レーザ協会会
報、,vol.12.No2「レーザ直描配線技術のLSI応用」にそ
の報告が開示されている。
“Supplemental multilevl Interconnects by laser di
rect writing:Application to GaAs digital integrate
d circuits",p1016〜1018.や、森重他、レーザ協会会
報、,vol.12.No2「レーザ直描配線技術のLSI応用」にそ
の報告が開示されている。
他の１つは、紫外域に発振源を有するレーザを使用
し、主として原料化合物分子の光吸収解離反応を利用し
て薄膜を形成する技術である。
し、主として原料化合物分子の光吸収解離反応を利用し
て薄膜を形成する技術である。
この技術は、半導体ウェハー全面への一括成膜工程
（特に絶縁膜）の低温プロセス化を意図して開発されて
きたものであるが、パターン転写光学系を用いてアルミ
ニウム配線を形成する試みもなされている。
（特に絶縁膜）の低温プロセス化を意図して開発されて
きたものであるが、パターン転写光学系を用いてアルミ
ニウム配線を形成する試みもなされている。
例えば、G.S.Higashi et al.,1986,Dry Process Symp
osium予稿集,pp.120.に開示されている技術がある。
osium予稿集,pp.120.に開示されている技術がある。
これ等従来のレーザCVD技術を用いた導体配線形成技
術には、夫々に以下の如き問題点が存在する。
術には、夫々に以下の如き問題点が存在する。
先ず、前者の熱解離反応を利用した技術では、導体配
線をLSI上に直接描画する手段としては現在主流となっ
ている技術であるが、描画開始時点での熱解離反応の種
物質の形成（イニシェーション:Initiation）の制御性
に関して問題がある。
線をLSI上に直接描画する手段としては現在主流となっ
ている技術であるが、描画開始時点での熱解離反応の種
物質の形成（イニシェーション:Initiation）の制御性
に関して問題がある。
すなわち、描画開始時にレーザ光の強度を描画中の1.
5〜２倍程度に設定して、導電性物質の成長のための種
物質を形成するようになっているが、レーザ光の強度が
大きいために、一度反応が開始されると、爆発的に種物
質の堆積が進行する危険があり、好ましくない。
5〜２倍程度に設定して、導電性物質の成長のための種
物質を形成するようになっているが、レーザ光の強度が
大きいために、一度反応が開始されると、爆発的に種物
質の堆積が進行する危険があり、好ましくない。
また、耐熱性の低い試料の場合には、種物質を形成し
得るに十分な強度のレーザ光を照射することができず、
イニシェーションが不可能となる場合もある。
得るに十分な強度のレーザ光を照射することができず、
イニシェーションが不可能となる場合もある。
次に、後者の主として光解離反応を利用する技術で
は、イニシェーションに関しての上述の如き問題はない
が、次の様な欠点がある。
は、イニシェーションに関しての上述の如き問題はない
が、次の様な欠点がある。
すなわち、試料表面の吸着層だけでなく、気相中でも
反応が生ずるために、周辺への堆積が発生して、電気的
リークの原因となると共に、レーザ光を導入するための
窓ガラスへも堆積が生じ、窓ガラスのくもりを招来する
ので、定期的に洗浄や交換を必要とする。
反応が生ずるために、周辺への堆積が発生して、電気的
リークの原因となると共に、レーザ光を導入するための
窓ガラスへも堆積が生じ、窓ガラスのくもりを招来する
ので、定期的に洗浄や交換を必要とする。
また、加熱効果が不充分であるため、形成後の膜質が
悪く、電気抵抗が高くなってしまうという欠点もある。
悪く、電気抵抗が高くなってしまうという欠点もある。
発明の目的 そこで、本発明はかかる従来技術の欠点を解決すべく
なされたものであって、その目的とするところは、安定
した条件下で良質の導電性薄膜を形成することが可能な
レーザCVD法による配線形成方法及びその装置を提供す
ることである。
なされたものであって、その目的とするところは、安定
した条件下で良質の導電性薄膜を形成することが可能な
レーザCVD法による配線形成方法及びその装置を提供す
ることである。
発明の構成 本発明によるレーザCVD法による配線形成方法は、解
離反応により導電性物質を形成するための化合物気体を
含む雰囲気中に半導体基板を配置する第１のステップ
と、この半導体基板の一主表面全体に数mW/cm2から数十
mW/cm2のオーダの微弱な紫外光を一括照射して導電性薄
膜形成用の種物質を生成する第２のステップと、その紫
外光の照射後に雰囲気中の活性物質を排気する第３のス
テップと、新たな化合物気体を雰囲気中に再導入する第
４のステップと、しかる後に前記半導体基板表面にレー
ザ光を照射して、その半導体基板表面に導電性物質から
なる配線を形成する第５のステップとを含むことを特徴
としている。
離反応により導電性物質を形成するための化合物気体を
含む雰囲気中に半導体基板を配置する第１のステップ
と、この半導体基板の一主表面全体に数mW/cm2から数十
mW/cm2のオーダの微弱な紫外光を一括照射して導電性薄
膜形成用の種物質を生成する第２のステップと、その紫
外光の照射後に雰囲気中の活性物質を排気する第３のス
テップと、新たな化合物気体を雰囲気中に再導入する第
４のステップと、しかる後に前記半導体基板表面にレー
ザ光を照射して、その半導体基板表面に導電性物質から
なる配線を形成する第５のステップとを含むことを特徴
としている。
実施例 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例の構成を示す模式図である。
本実施例では、レーザCVD用のレーザ光源としてArレー
ザを使用し、配線用原料化合物としてタングステンカル
ボニルＷ（CO）６を使用する。
本実施例では、レーザCVD用のレーザ光源としてArレー
ザを使用し、配線用原料化合物としてタングステンカル
ボニルＷ（CO）６を使用する。
この原料化合物Ｗ（CO）６は常温では固定であるが、
リザーバと呼ばれる容器２中で、ヒータ３により加熱さ
れてガス化されている。このときの蒸気圧は63℃で約1T
orrである。ガス化したＷ（CO）６の蒸気圧が小さいの
で、キャリアガス４と混合してチェンバ５に送られる。
このキャリアガス４としてはアルゴン等の希ガスを用い
る。
リザーバと呼ばれる容器２中で、ヒータ３により加熱さ
れてガス化されている。このときの蒸気圧は63℃で約1T
orrである。ガス化したＷ（CO）６の蒸気圧が小さいの
で、キャリアガス４と混合してチェンバ５に送られる。
このキャリアガス４としてはアルゴン等の希ガスを用い
る。
チェンバ５内の原料化合物雰囲気中に試料である半導
体基板７が設置されている。この半導体基板７は、その
表面にＷ（CO）６が再凝集しないように、雰囲気ガスの
温度と略等しくなる様に加熱機構８により加熱される。
体基板７が設置されている。この半導体基板７は、その
表面にＷ（CO）６が再凝集しないように、雰囲気ガスの
温度と略等しくなる様に加熱機構８により加熱される。
Arレーザ光（波長514.5mmまたは488mmにて使用）は光
源14より発射され、ビームエキスパンダ13、ダイクロイ
ックミラー12を介して対物レンズ11へ入射される。この
対物レンズ11により窓ガラス９を介して半導体基板７上
に集光され、この集光部にタングステンが成長し堆積す
る。
源14より発射され、ビームエキスパンダ13、ダイクロイ
ックミラー12を介して対物レンズ11へ入射される。この
対物レンズ11により窓ガラス９を介して半導体基板７上
に集光され、この集光部にタングステンが成長し堆積す
る。
従って、XYステージ６により試料７を移動制御するこ
とにより、配線状にタングステン薄膜を形成することが
できることになる。
とにより、配線状にタングステン薄膜を形成することが
できることになる。
尚、10は排ガス処理部であり、15はモニタ用の接眼レ
ンズ、16はモニタ用のTVカメラである。
ンズ、16はモニタ用のTVカメラである。
そして、本実施例では、更にチェンバ５内に紫外光を
発生するランプ１が付加されており、半導体基板７の少
くとも主表面全体に紫外光を照射可能となっている。
発生するランプ１が付加されており、半導体基板７の少
くとも主表面全体に紫外光を照射可能となっている。
Arレーザ光による配線描画の前に、この紫外ランプ１
を用いて試料７に対するイニシェーション処理を行うの
である。
を用いて試料７に対するイニシェーション処理を行うの
である。
第３図の動作フローを参照しつつ第１図の装置による
配線形成処理動作を説明する。先ず、試料７をチェンバ
５内に入れた後、チェンバ内雰囲気を希ガスにて置換す
る（ステップ21）。そして、原料化合物であるＷ（CO）
６をリザーバ２内でガス化してチェンバ５内へこれを導
入する（ステップ22）。このときの温度は63℃であり、
蒸気圧は約1Torrとする。
配線形成処理動作を説明する。先ず、試料７をチェンバ
５内に入れた後、チェンバ内雰囲気を希ガスにて置換す
る（ステップ21）。そして、原料化合物であるＷ（CO）
６をリザーバ２内でガス化してチェンバ５内へこれを導
入する（ステップ22）。このときの温度は63℃であり、
蒸気圧は約1Torrとする。
この時点で紫外ランプ１を点灯して紫外光を半導体基
板７の一主表面全体に亘って照射する（ステップ23）。
このときの紫外光の照射強度は数mW/cm2から数十mW/cm2
のオーダの微弱なもので十分である。このステップ23で
は、後のステップでの配線形成用の種物質を形成するの
が目的であるために、微弱な紫外光で十分となる。
板７の一主表面全体に亘って照射する（ステップ23）。
このときの紫外光の照射強度は数mW/cm2から数十mW/cm2
のオーダの微弱なもので十分である。このステップ23で
は、後のステップでの配線形成用の種物質を形成するの
が目的であるために、微弱な紫外光で十分となる。
予め設定された時間（例えば、約10分位）の間紫外光
を照射したならば（ステップ24）、原料ガスを一度チェ
ンバ５から排気し（ステップ25）、再度同一条件で同一
の原料ガスをチェンバ５内へ導入して（ステップ26）、
Arレーザ光源14によるレーザ照射を行い（ステップ2
7）、レーザCVDによる配線形成をなすのである（ステッ
プ28,29）。
を照射したならば（ステップ24）、原料ガスを一度チェ
ンバ５から排気し（ステップ25）、再度同一条件で同一
の原料ガスをチェンバ５内へ導入して（ステップ26）、
Arレーザ光源14によるレーザ照射を行い（ステップ2
7）、レーザCVDによる配線形成をなすのである（ステッ
プ28,29）。
イニシェーション時とレーザCVDによる配線形成時と
で、原料ガスを入換えるのは、イニシェーション時に気
相中に生じた活性な物質を除去するためである。
で、原料ガスを入換えるのは、イニシェーション時に気
相中に生じた活性な物質を除去するためである。
レーザCVD法による配線処理時においては、原料ガス
Ｗ（CO）６は分圧1Torrであり、試料表面上でのArレー
ザ光強度100mW,レーザ集光径２μｍのとき、５〜10μm/
sの速度でタングステン配線が直接描画されることにな
る。この場合、紫外ランプ光によるイニシェーションを
既に行っているので、配線直描画開始時にArレーザ光の
強度を大とする必要がなくなるのである。
Ｗ（CO）６は分圧1Torrであり、試料表面上でのArレー
ザ光強度100mW,レーザ集光径２μｍのとき、５〜10μm/
sの速度でタングステン配線が直接描画されることにな
る。この場合、紫外ランプ光によるイニシェーションを
既に行っているので、配線直描画開始時にArレーザ光の
強度を大とする必要がなくなるのである。
イニシェーション時に使用する紫外光は上述の如く、
微弱で良いために、紫外レーザを用いた光解離反応を主
とするCVD法と異なり、窓ガラス９への堆積はほとんど
問題とならない。
微弱で良いために、紫外レーザを用いた光解離反応を主
とするCVD法と異なり、窓ガラス９への堆積はほとんど
問題とならない。
第２図は本発明の他の実施例の構成を示す模式図であ
り、第１図と同等部分は同一符号により示している。本
実施例では、紫外光を発生するランプ１（第１図）の代
りに、Arレーザ14からの出力光24を波長変換器21により
逓倍して紫外レーザ光23を得るものである。
り、第１図と同等部分は同一符号により示している。本
実施例では、紫外光を発生するランプ１（第１図）の代
りに、Arレーザ14からの出力光24を波長変換器21により
逓倍して紫外レーザ光23を得るものである。
この紫外レーザ光23と可視レーザ光24との切換えは、
ミラー22の光路への出し入れにより行うことができる。
また、紫外レーザ光23を半導体基板７の一主表面全体に
亘って照射するには、対物レンズ11のピントをずらして
デフォーカス状態にした上で、XYステージ６によって試
料７を移動して走査すれば十分である。
ミラー22の光路への出し入れにより行うことができる。
また、紫外レーザ光23を半導体基板７の一主表面全体に
亘って照射するには、対物レンズ11のピントをずらして
デフォーカス状態にした上で、XYステージ６によって試
料７を移動して走査すれば十分である。
尚、上記実施例における数値列の各々は単なる例示に
すぎず、種々の変更が可能であることは勿論である。
すぎず、種々の変更が可能であることは勿論である。
発明の効果 以上述べた如く、本発明によれば、配線形成前に微弱
な紫外光を試料の全体に照射してイニシェーションを行
っておき、種物質を予め生成しておくようにしたので、
安定した条件でレーザCVD法による配線形成を行うこと
ができるという効果がある。
な紫外光を試料の全体に照射してイニシェーションを行
っておき、種物質を予め生成しておくようにしたので、
安定した条件でレーザCVD法による配線形成を行うこと
ができるという効果がある。
第１図及び第２図は本発明の各実施例の構成を示す模式
図、第３図は本発明の実施例の動作を示すフローチャー
トである。 主要部分の符号の説明 １……紫外ランプ ５……チェンバ ７……半導体基板（試料） 14……Arレーザ 21……波長変換器 23……紫外レーザ光
図、第３図は本発明の実施例の動作を示すフローチャー
トである。 主要部分の符号の説明 １……紫外ランプ ５……チェンバ ７……半導体基板（試料） 14……Arレーザ 21……波長変換器 23……紫外レーザ光
Claims (1)
- 【請求項１】解離反応により導電性物質を形成するため
の化合物気体を含む雰囲気中に半導体基板を配置する第
１のステップと、 この半導体基板の一主表面全体に数mW/cm2から数十mW/c
m2のオーダの微弱な紫外光を一括照射して導電性薄膜形
成用の種物質を生成する第２のステップと、 その紫外光の照射後に雰囲気中の活性物質を排気する第
３のステップと、 新たな化合物気体を雰囲気中に再導入する第４のステッ
プと、 しかる後に前記半導体基板表面にレーザ光を照射して、
その半導体基板表面に導電性物質からなる配線を形成す
る第５のステップと を含むことを特徴とするレーザCVD法による配線形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178264A JP2723658B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | レーザｃｖｄ法による配線形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178264A JP2723658B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | レーザｃｖｄ法による配線形成方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465123A JPH0465123A (ja) | 1992-03-02 |
| JP2723658B2 true JP2723658B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=16045451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2178264A Expired - Lifetime JP2723658B2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | レーザｃｖｄ法による配線形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2723658B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018111855A (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 配線修正装置および配線修正方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60241219A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-30 | Nec Corp | レ−ザ利用薄膜形成方法 |
| JPS62222073A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜形成装置 |
-
1990
- 1990-07-05 JP JP2178264A patent/JP2723658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0465123A (ja) | 1992-03-02 |
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