JP2890616B2 - Wiring forming method and apparatus - Google Patents

Wiring forming method and apparatus

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JP2890616B2
JP2890616B2 JP4015390A JP4015390A JP2890616B2 JP 2890616 B2 JP2890616 B2 JP 2890616B2 JP 4015390 A JP4015390 A JP 4015390A JP 4015390 A JP4015390 A JP 4015390A JP 2890616 B2 JP2890616 B2 JP 2890616B2
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wiring
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、配線形成方法及びその装置に関し、さらに
詳しくは、レーザ光を利用する半導体製造プロセスの一
つであるレーザCVD反応を利用する配線形成方法及びそ
の装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for forming a wiring, and more particularly, to a wiring using a laser CVD reaction which is one of semiconductor manufacturing processes using laser light. The present invention relates to a forming method and an apparatus therefor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、集光したレーザ光を原料ガス雰囲気中の基板に
照射し、集光したレーザ光が基板表面に吸収されて起こ
る局所的な発熱により熱分解反応を誘起して導電性物質
を堆積させながら、基板をレーザ光に対して相対的に走
査して配線を基板上に直接描画するレーザ直描CVD法が
知られている。
Conventionally, a focused laser beam is applied to a substrate in a source gas atmosphere, and the focused laser beam is absorbed by the substrate surface to induce a thermal decomposition reaction and deposit a conductive substance. There is known a laser direct writing CVD method in which a substrate is relatively scanned with respect to a laser beam to draw wiring directly on the substrate.

例えば、1987年のジャーナル・オブ・バキューム・サ
イエンス・テクノロジー(Journal of Vacuum Science
Technology)誌の第5巻、843ページにW.M.Grossman等
による配線描画方法及び装置が報告されている。この文
献によれば、原料ガス雰囲気中に載置された基板上に音
響光学変調器によりアルゴンレーザ光の強度を変調でき
る構成を用いてレーザ光を集光照射し、基板上の集光点
をステージの移動により走査して、金属線を直接描画で
きることが示されている。さらにこの文献では、直接描
画を安定に行わせるために、基板上のレーザ光照射部の
反射率をモニターし、この反射率が一定の範囲内に収ま
るよう反射率の基準値との差信号を音響光学変調器の変
調度にフィードバックさせる構成を用いている。この構
成では、基板の反射率に比べ、描画するタングステン線
の反射率が大きなことを利用して、反射率が高くなると
照射光強度を弱めて、堆積速度の低下による描画特性の
変動を抑え得る利点がある。
For example, the Journal of Vacuum Science Technology in 1987
Technology), Vol. 5, page 843, reports a wiring drawing method and apparatus by WMGrossman et al. According to this document, a laser beam is condensed and radiated onto a substrate placed in a source gas atmosphere using an acousto-optic modulator so that the intensity of argon laser light can be modulated. It is shown that a metal line can be directly drawn by scanning by moving the stage. Further, in this document, in order to stably perform direct writing, the reflectance of the laser beam irradiation part on the substrate is monitored, and a difference signal from the reference value of the reflectance is calculated so that the reflectance falls within a certain range. A configuration in which the degree of modulation of the acoustooptic modulator is fed back is used. In this configuration, by utilizing the fact that the reflectance of the tungsten line to be drawn is higher than the reflectance of the substrate, when the reflectance is higher, the intensity of the irradiation light is weakened, and the fluctuation of the drawing characteristics due to the decrease in the deposition rate can be suppressed. There are advantages.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の配線形成方法及び装置では、描画特性
を安定化する帰還信号に光照射部の反射率を用いている
ために、基板と描画した配線の反射率の差が小さい場合
や、既存配線が基板上に形成されていて、直接描画して
形成する配線とこれらの基板配線を横切らせる、もしく
は、コンタクトさせる必要がある場合など、実用上不可
避な描画条件においては、反射率に、直接描画する配線
以外からの寄与が多く含まれるようになり、その結果、
所望の帰還・制御を行うことが困難となって、配線が断
線したり、線幅が変動する等の欠点がある。
In the above-described conventional method and apparatus for forming a wiring, the reflectance of the light irradiating portion is used as a feedback signal for stabilizing the drawing characteristics. Is formed on the substrate and it is necessary to traverse or contact the wirings formed by direct drawing and these substrate wirings. To be included from other sources than
It is difficult to perform desired feedback and control, and there are drawbacks such as disconnection of wiring and variation in line width.

本発明は、以上述べたような従来の問題点を解決する
ために成されたもので、断線や線幅の変動の発生がな
く、制御性に優れた配線形成方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a wiring control method and a device which are free from disconnection and line width fluctuation and have excellent controllability. With the goal.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、熱分解反応により導電性物質を堆積する化
合物気体を含む原料ガス雰囲気中の基板に堆積用レーザ
光を集光しながら、基板を堆積用レーザ光に対し相対的
に走査して配線を描画する配線形成方法において、堆積
用レーザ光の照射位置の堆積物の高さと、近傍の描画予
定地点の基板表面高さをレーザ焦点検出法により検出
し、堆積用レーザ光の照射位置の高さと先に求めた同位
置での基板表面高さとの差が一定になるよう、この差を
誤差信号として、堆積用レーザ光の照射強度もしくは基
板走査速度をフィードバック制御することを特徴とする
配線形成方法であり、またその方法を実現するための装
置は、窓を有するチェンバと、熱分解反応により導電性
物質を堆積する原料気体をチェンバに導入する原料ガス
供給ユニットと、原料気体雰囲気にさらされるチャンバ
内に配置した基板上に、レーザ光源からの堆積用レーザ
光を集光して照射しながら、該基板表面を観察すること
のできる照射観察光学系と、該堆積用レーザ光に対して
基板を相対的に走査するステージとからなる配線形成装
置において、基板上のレーザ光源からの堆積用レーザ光
の集光位置での堆積物表面の高さ、及び近傍の配線描画
予定方向の基板表面の高さを実時間で各々計測する焦点
高さ検出ユニットと、該堆積用レーザ光の集光位置の焦
点高さ信号の強度と、該近傍の基板位置とのステージ移
動時間差分遅延させた該近傍の位置の焦点高さからの信
号強度の差から堆積用レーザ光照射位置の堆積厚みを求
め、この厚みが一定となるよう該レーザ光源の出射強度
もしくは、ステージの移動速度をフィードバック制御す
る信号処理ユニットとを備えたことを特徴とする配線形
成装置である。
The present invention provides a method for wiring a substrate by concentrating a deposition laser beam on a substrate in an atmosphere of a source gas containing a compound gas that deposits a conductive substance by a thermal decomposition reaction while scanning the substrate relative to the deposition laser beam. In the wiring forming method for drawing a pattern, the height of the deposit at the irradiation position of the deposition laser light and the substrate surface height at a nearby drawing scheduled point are detected by a laser focus detection method, and the height of the irradiation position of the deposition laser light is detected. And a feedback control of the irradiation intensity of the deposition laser light or the substrate scanning speed using the difference as an error signal so that the difference between the above and the previously obtained substrate surface height at the same position becomes constant. An apparatus for realizing the method includes a chamber having a window, a source gas supply unit for introducing a source gas for depositing a conductive substance by a thermal decomposition reaction into the chamber, An irradiation observation optical system capable of observing the substrate surface while condensing and irradiating a deposition laser beam from a laser light source onto a substrate disposed in a chamber exposed to a body atmosphere; and the deposition laser. In a wiring forming apparatus including a stage that relatively scans the substrate with respect to light, the height of the surface of the deposit at the position where the laser light for deposition from the laser light source on the substrate is focused, and the wiring drawing in the vicinity Height detection unit that measures the height of the substrate surface in the direction in real time, the intensity of the focal height signal at the condensing position of the deposition laser light, and the stage movement time difference between the nearby substrate position The deposition thickness at the deposition laser beam irradiation position is obtained from the difference in signal intensity from the focal height of the delayed position in the vicinity, and the emission intensity of the laser light source or the moving speed of the stage is adjusted so that this thickness is constant. Fee A wiring forming apparatus characterized by comprising a signal processing unit for back control.

〔作用〕[Action]

レーザ光の集光照射により生ずる温度上昇を利用して
原料ガスの熱分解を起こし、配線を直描する場合に、基
板の熱特性の変化等の影響を受けることなく安定に配線
を描画するには、何らかの方法でレーザ光照射部の温度
もしくは熱拡散定数もしくは、結果として生ずる堆積量
などを反映する信号をS/N比よく検出し、この信号をも
とに温度上昇が所定の範囲内に収まるようにレーザ光の
照射強度などのフィードバック制御することが必要であ
る。
Using the temperature rise caused by the laser beam condensing irradiation to cause thermal decomposition of the source gas, when drawing wiring directly, it is necessary to draw wiring stably without being affected by changes in the thermal characteristics of the substrate. Detects a signal reflecting the temperature or thermal diffusion constant of the laser beam irradiating part or the resulting deposition amount with a good S / N ratio by some method, and based on this signal, the temperature rise falls within a predetermined range. It is necessary to perform feedback control of the irradiation intensity of the laser beam or the like so as to be contained.

本発明では、レーザ光照射部の直描線の厚みを直接実
時間に測定しながら、その測定値を直描安定化するため
のフィードバック制御信号として用いていることが特徴
である。基板上の特定の微小スポットの表面高さを非直
接的に計る方法としては、集光したレーザ光の浅い焦点
深度を利用する方法が自動焦点検出法の一手法としてよ
く知られている。この測定法については、例えば1987年
の精密光学会誌2月号のページ136より三井等による報
告があり、この測定法によれば、基板上に集光したレー
ザ光からの戻り光に円筒レンズと4分割ダイオードを組
み合わせた非点収差検出法を適用して、基板上の数μm
のスポット上の領域の高さを2nmの精度で測定できるこ
とが記述されている。本発明では、この表面高さ計測法
を、堆積した直描線の厚みを精度良く計測するために改
良した。即ち、堆積を起こさせるレーザ光の照射位置
と、そのレーザ光照射位置から配線描画方向に離れた基
板表面上の描画予定位置の2点の高さをまず実時間で計
測し、後者の高さの信号に関しては、この2点のステー
ジの移動時間分遅れた時点までの信号を記憶、ある時点
のレーザ光照射位置での堆積物の無いときの表面高さを
予め求めておき、堆積物の表面高さとの差を求めて堆積
の厚みを実時間に測定することを特徴とする。2点の高
さの差から堆積の厚みを求めることは、特にレーザ直描
法のように凹凸のある基板上の任意の位置に配線を直描
する場合、不可欠と考えられる。基板表面の正確な高さ
を直描線の描画直前に測定しておくことにより、基板上
の局所的な凹凸や、ゆるやかな起伏、もしくは、時間経
過などにより生ずる膜厚の測定誤差の発生を最小限に抑
えることが出来る。この方法では、表面の反射率は戻り
光の強度には影響するものの、高さ検出には、4分割ダ
イオードの出力間の相対強度比を用いるので高さ測定精
度にはほとんど影響を受けずにフィードバック信号を検
出できるので、下地の反射率の変化による帰還制御の困
難さを生ずる問題がない。また、直接膜厚をモニタして
いるので直描線の膜厚の制御性が大幅に向上する。ま
た、線幅も膜厚の変化に追従して変化するので、線幅に
ついても同様に制御性を向上できる利点もある。
The present invention is characterized in that while directly measuring the thickness of a direct drawing line of a laser beam irradiation part in real time, the measured value is used as a feedback control signal for stabilizing the direct drawing. As a method of indirectly measuring the surface height of a specific minute spot on a substrate, a method using a shallow depth of focus of a condensed laser beam is well known as one method of an automatic focus detection method. This measurement method is reported by Mitsui et al., For example, from page 136 of the February issue of the Journal of Precision Optics, 1987. According to this measurement method, a cylindrical lens is used for returning light from laser light condensed on a substrate. Applying the astigmatism detection method combining the four-segment diode, several μm
It describes that the height of the region on the spot can be measured with an accuracy of 2 nm. In the present invention, this surface height measuring method has been improved in order to accurately measure the thickness of the deposited direct drawing line. That is, the height of two points, ie, the irradiation position of the laser beam that causes the deposition and the planned drawing position on the substrate surface separated from the laser irradiation position in the wiring drawing direction is first measured in real time, and the height of the latter is measured. With respect to the signal of, the signals up to the time point delayed by the movement time of the two stages are stored, and the surface height when there is no deposit at the laser beam irradiation position at a certain point in advance is obtained in advance. It is characterized in that the thickness of the deposition is measured in real time by determining the difference from the surface height. Obtaining the thickness of the deposition from the difference between the heights of the two points is considered to be indispensable especially when wiring is directly drawn at an arbitrary position on a substrate having irregularities such as a laser direct drawing method. By measuring the exact height of the substrate surface immediately before drawing a direct drawing line, the occurrence of film thickness measurement errors caused by local irregularities on the substrate, gradual undulations, or the passage of time is minimized. Can be minimized. In this method, the reflectivity of the surface affects the intensity of the returned light, but the height detection uses the relative intensity ratio between the outputs of the four-segment diodes, so that the height measurement accuracy is hardly affected. Since the feedback signal can be detected, there is no problem that the feedback control becomes difficult due to a change in the reflectance of the base. Further, since the film thickness is directly monitored, the controllability of the film thickness of the directly drawn line is greatly improved. Also, since the line width changes following the change in the film thickness, there is an advantage that the controllability of the line width can be similarly improved.

第1図は、本発明の堆積膜の膜厚測定の原理を説明す
る図である。第1図(a)は、時刻T=T0の時の基板上
の堆積物と測定用のレーザスポットの位置関係を示し、
(b)は時刻T=T0+dtの時の基板上の位置関係を示す
図である。時間幅dtは、ステージがレーザスポットAと
Bの間隔を移動するに要する時間であり、T=T0時の測
定される高さをレーザスポットA,Bそれぞれについて、Z
A(T)、ZB(T)と表わすと、時刻T=T0+dtでの堆
積の厚みは、ZA(T0+dt)−ZB(T0)と求めることが出
来る。このように基板表面と堆積表面の2箇所で高さを
モニタしておくことで、正確に堆積する直描線の厚みを
測定することができ、その信号と参照値との差を誤差信
号として、CVD用のレーザ光強度もしくは、ステージ移
動速度にフィードバックすることにより基板上に熱伝導
率の局所的な変動等に伴う、直描線の線幅や厚みのバラ
つきを抑え、安定な描画を実現することが可能となる。
フィードバックの向きは、厚みが基準値より薄くなれ
ば、レーザパワーを増すもしくは、ステージ移動速度を
遅くする方向で、逆に厚みが基準値より大きくなればレ
ーザパワーを下げる、もしくは、ステージ移動速度を上
げる方向に制御する。
FIG. 1 is a view for explaining the principle of measuring the thickness of a deposited film according to the present invention. FIG. 1A shows the positional relationship between the deposit on the substrate and the laser spot for measurement at time T = T 0 ,
(B) is a diagram showing a positional relationship on the substrate at a time T = T 0 + dt. The time width dt is the time required for the stage to move the distance between the laser spots A and B, and the measured height at T = T 0 is defined as Z for each of the laser spots A and B.
A (T), when expressed as Z B (T), the thickness of the deposition at the time T = T 0 + dt is, Z A (T 0 + dt ) -Z B (T 0) and determining it is possible. By monitoring the height at two places, the substrate surface and the deposition surface, it is possible to accurately measure the thickness of the directly drawn line to be deposited, and use the difference between the signal and the reference value as an error signal. By feeding back to the laser beam intensity for CVD or the stage moving speed, the variation of the line width and thickness of the direct drawn line due to local fluctuation of thermal conductivity on the substrate, etc., and realize stable drawing Becomes possible.
The direction of the feedback is to increase the laser power or decrease the stage moving speed when the thickness becomes thinner than the reference value, and to decrease the laser power or decrease the stage moving speed when the thickness becomes larger than the reference value. Control in the up direction.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図は、本発明の配線形成方法及び装置の一実施例
の構成図である。基板1は、窓2を有するCVDチェンバ
ー3内に置かれ、CVDの原料ガスを供給する原料ガス供
給ユニット4と、排気ポンプ5がCVDチェンバー3に接
続されている。レーザCVDと堆積と高さ測定用光源を兼
ねるArレーザからなる第1のレーザ光源6からの出射光
は、第1の合波ミラー7で折り曲げられ、第2の合波ミ
ラー8、λ/4板12を通り、対物レンズ13で集光されて、
窓2を通り、CVDチェンバー3内の基板1にビーム径1
μmの集光スポットとなって照射される。一方、照射用
のランプ10と第3の合波ミラー9、第2の合波ミラー
8、λ/4板12、対物レンズ13、TV14からなる光学系は、
基板1の表面形状を観察する顕微鏡光学系を構成してい
る。また、第1のレーザ光源からの出射光の集光位置か
ら3μm離れた基板の表面にビーム径1μmの集光スポ
ットを形成する第2のレーザ光源17は波長633nmのHe−N
eレーザから成り、その出射光は、偏光スプリッター16
で折り曲げられ、XY偏向器15でステージ11の移動方向に
集光スポットが向くようわずかに偏向され、第1の合波
ミラー7、第2の合波ミラー8、λ/4板12、対物レンズ
13、窓2を通り、基板1に照射される。第1のレーザ光
源6からのレーザ光と、第2のレーザ光17からの光の中
で、基板で反射した光は、入射光路を逆にたどって、偏
光スプリッタ16で入射光路から別れて、焦点高さ検出ユ
ニットに入る。焦点高さ検出ユニットは、第1のレーザ
光源6と第2のレーザ光源17の光を分離する合波ミラー
18と、第1の円筒レンズ19、第1の4分割ダイオード2
1、第2の円筒レンズ20、第2の円筒レンズ22からな
る。円筒レンズと4分割ダイオードの組み合わせは、非
点収差法により基板上のレーザ光が焦点位置にあれば出
力が0、焦点位置から外れると、外れる方向と外れの大
きさに応じて、正負の出力電圧を発生する。高さの検出
感度としては、300Å程度が再現性よく得られ、直描厚
みのモニタとして、十分な精度が得られた。この構成で
は、第1の円筒レンズ19と第1の4分割ダイオード21の
組み合わせが第1のレーザ光源からの集光スポット即
ち、堆積の先端部の高さの測定に用いられ、焦点高さ測
定ユニットのもう一方が、堆積から僅かに離れた基板表
面上の描画予定位置の高さを測定する。信号処理ユニッ
ト23は、第1の4分割ダイオード21及び、第2の4分割
ダイオード22の出力信号と、ステージ11の動作状態を入
力として、レーザ直描部の堆積を厚みを実時間で求め、
参照値との差を演算して、その結果から、第1のレーザ
光源6の出力を増減させる信号もしくは、ステージ11の
移動速度を増減させる信号を出力するとともに、対物レ
ンズの高さが、基板面に対して一定となるように、対物
レンズの高さを増減する機能を有している。CVDに使用
した原料ガスは、1TorrのW(CO)で、大気圧のArガ
スをキャリアガスとして用いた。
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a wiring forming method and apparatus according to the present invention. The substrate 1 is placed in a CVD chamber 3 having a window 2, and a source gas supply unit 4 for supplying a source gas for CVD and an exhaust pump 5 are connected to the CVD chamber 3. Light emitted from a first laser light source 6 composed of an Ar laser serving also as a light source for laser CVD, deposition and height measurement is bent by a first multiplexing mirror 7, and is multiplexed by a second multiplexing mirror 8, λ / 4. After passing through the plate 12, it is focused by the objective lens 13,
The beam diameter 1 passes through the window 2 to the substrate 1 in the CVD chamber 3.
Irradiated as a focused spot of μm. On the other hand, the optical system including the irradiation lamp 10, the third multiplexing mirror 9, the second multiplexing mirror 8, the λ / 4 plate 12, the objective lens 13, and the TV 14
A microscope optical system for observing the surface shape of the substrate 1 is configured. The second laser light source 17 which forms a condensed spot with a beam diameter of 1 μm on the surface of the substrate 3 μm away from the condensing position of the light emitted from the first laser light source is a He-N beam having a wavelength of 633 nm.
e-laser, the output light of which is polarized splitter 16
And the light is slightly deflected by the XY deflector 15 so that the condensed spot is directed in the direction of movement of the stage 11. The first multiplex mirror 7, the second multiplex mirror 8, the λ / 4 plate 12, the objective lens
13. Through the window 2, the substrate 1 is irradiated. Of the laser light from the first laser light source 6 and the light from the second laser light 17, the light reflected by the substrate reverses the incident optical path and separates from the incident optical path by the polarization splitter 16. Enter the focus height detection unit. The focus height detecting unit is a multiplexing mirror for separating the light of the first laser light source 6 and the light of the second laser light source 17
18, a first cylindrical lens 19, a first quadrant diode 2
1, a second cylindrical lens 20 and a second cylindrical lens 22. The combination of a cylindrical lens and a four-division diode is such that the output is 0 if the laser beam on the substrate is at the focal position by the astigmatism method. Generates voltage. As the height detection sensitivity, about 300 mm was obtained with good reproducibility, and sufficient accuracy was obtained as a monitor for the thickness of direct drawing. In this configuration, the combination of the first cylindrical lens 19 and the first quadrant diode 21 is used for measuring the focal spot from the first laser light source, that is, the height of the tip of the deposition, and the focal height measurement is performed. The other side of the unit measures the height of the planned writing position on the substrate surface slightly away from the deposition. The signal processing unit 23 receives the output signal of the first quadrant diode 21 and the output signal of the second quadrant diode 22 and the operating state of the stage 11 as inputs, and obtains the thickness of the laser direct-writing portion in real time,
The difference from the reference value is calculated, and from the result, a signal for increasing or decreasing the output of the first laser light source 6 or a signal for increasing or decreasing the moving speed of the stage 11 is output. It has the function of increasing and decreasing the height of the objective lens so that it is constant with respect to the surface. The source gas used for the CVD was 1 Torr of W (CO) 6 , and Ar gas at atmospheric pressure was used as a carrier gas.

次にこの装置の動作のシーケンスを説明する。基板1
をCVDチェンバー3にマウントし、CVDチェンバー内の残
留ガスを排気ポンプ5で排気し、その後原料ガスを原料
ガス供給ユニット4からCVDチェンバー3に流す。基板
1の配線を描画したい位置の開始点にステージ11を移動
し、第1のレーザ光源6よりレーザ光を出射し、描画を
開始する。描画を開始すると同時に、焦点高さ検出ユニ
ットは、CVD用のレーザビームの集光位置の堆積の高さ
と、そこから僅かに離れた、描画方向の基板表面の高さ
を測定する。後者に関しては、一旦データを記憶する。
ステージ11が動いて、次の測定点に動いたときにこの点
での基板の高さデータを呼び出し、堆積の高さデータと
の差を求め、その点で堆積の厚みを求め、参照値との比
較を行い、堆積圧が参照値より低ければレーザパワーを
増加する方向もしくは、ステージ移動速度を減少する方
向に、逆に堆積圧が参照値より厚くなれば、レーザパワ
ーを下げるもしくは、ステージ移動速度を上げる方向に
フィードバック制御を行う。また、1サイクルの焦点高
さの測定が終了した時点で、堆積の表面に集光点がくる
よう対物レンズ13の高さを上下させる自動焦点機構を動
作させて、基板上のレーザ光の集光状態の安定化を図
る。
Next, the operation sequence of this device will be described. Substrate 1
Is mounted on the CVD chamber 3, the residual gas in the CVD chamber is exhausted by the exhaust pump 5, and then the source gas flows from the source gas supply unit 4 to the CVD chamber 3. The stage 11 is moved to the start point of the position where the wiring of the substrate 1 is to be drawn, and the laser light is emitted from the first laser light source 6 to start drawing. Simultaneously with the start of the drawing, the focal height detection unit measures the deposition height at the focal position of the laser beam for CVD and the height of the substrate surface in the drawing direction slightly away therefrom. For the latter, the data is temporarily stored.
When the stage 11 moves and moves to the next measurement point, the height data of the substrate at this point is called, the difference from the height data of the deposition is obtained, the thickness of the deposition is obtained at that point, and the reference value and When the deposition pressure is lower than the reference value, the laser power is increased or the stage moving speed is decreased. Conversely, when the deposition pressure becomes thicker than the reference value, the laser power is reduced or the stage is moved. Feedback control is performed in the direction of increasing the speed. At the end of one cycle of the measurement of the focal height, the automatic focusing mechanism that raises and lowers the height of the objective lens 13 so that the focal point comes to the surface of the deposition is operated to collect the laser light on the substrate. Stabilize the light state.

このようにして、直描の安定化を図った結果、LSIを
模擬した基板上で、堆積厚3000Å、線幅、1.5μmの線
を下地配線の有無に関わらず±10%の高い精度で、配線
が段差部等で途切れたりする事なく、安定にW配線を描
画することができた。
As a result of stabilizing the direct drawing in this way, on a substrate simulating an LSI, a line with a deposition thickness of 3000 mm, a line width of 1.5 μm can be formed with high accuracy of ± 10% regardless of the presence or absence of the underlying wiring. The W wiring could be drawn stably without the wiring being interrupted at a step or the like.

このことは、従来法の基板からの反射率をフィードバ
ック信号として直描する方法に比べ、本発明によれば、
下地に配線があって、熱伝導率が局所的に大きく変化し
ている場合でも、直描線の、線幅や、厚みの変化のほと
んどない、制御性に優れる配線形成方法及び配線形成装
置を提供できることを示している。
This is, according to the present invention, compared to the conventional method of directly drawing the reflectance from the substrate as a feedback signal.
Provided is a wiring forming method and a wiring forming apparatus having excellent controllability, with little change in the line width and thickness of a directly drawn line even when the thermal conductivity is largely changed locally due to the presence of wiring on the base. Indicates that you can do it.

以上述べた、一実施例では、レーザCVD用の光源と、
焦点位置検出用の光源を一部兼用する場合に付いて延べ
たが、焦点高さ検出には、専用のレーザ光源を用いても
良いことは、言うまでもない。その場合、光源の波長の
選択の自由度が上がるので、短波長の光源を選択すれ
ば、集光点の焦点深度が浅くなるので高さ測定制度をさ
らに向上させることができる。
As described above, in one embodiment, a light source for laser CVD,
Although the case where the light source for detecting the focal position is partially used has been described, it is needless to say that a dedicated laser light source may be used for the detection of the focal height. In this case, the degree of freedom in selecting the wavelength of the light source is increased. If a light source with a short wavelength is selected, the depth of focus of the focal point becomes shallower, so that the height measurement accuracy can be further improved.

またCVD用の光源としては、CW光源を用いた場合につ
いて延べたが、高繰り返しのパルス光源を用いてもよ
い。この場合、パルス幅を基板の熱拡散時間程度以下に
とれば基板の熱伝導率の変化の影響を相対的に受けにく
くなる事や、基板表面での熱拡散が抑えられることから
細い直描線の描画が容易になる利点があり、本発明を適
用して、現実的な配線として求められる細く且つ厚い配
線を安定に描画することができる利点が生まれる。
As the light source for CVD, a case where a CW light source is used has been described, but a pulse light source having a high repetition rate may be used. In this case, if the pulse width is set to be equal to or less than the thermal diffusion time of the substrate, the influence of the change in the thermal conductivity of the substrate is relatively reduced, and the thermal diffusion on the substrate surface is suppressed. There is an advantage that drawing becomes easy, and by applying the present invention, there is an advantage that a thin and thick wiring required as a realistic wiring can be drawn stably.

なお、本発明に用いる信号処理ユニット、対物レンズ
の位置調整機構(自動焦点機構)、ステージ移動機構は
コンパクトディスク装置、光ディスク装置等で用いてい
るものが利用できるので詳しい説明は省略した。
Since the signal processing unit, the objective lens position adjusting mechanism (automatic focusing mechanism), and the stage moving mechanism used in the present invention can be those used in compact disk devices, optical disk devices, and the like, detailed descriptions are omitted.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、本発明によれば、従来の配線描画
方法及び装置に比べ、レーザ光照射部の堆積の厚みを直
接実時間でモニタし、フィードバック制御を行うことか
ら、直描配線を基板上の場所による、反射率や熱特性の
変動に起因する断線や、線幅の変動の発生を抑えること
が可能となり、制御性に優れた実用的な配線形成方法及
びその装置を提供することが出来る。
As described above, according to the present invention, the thickness of the deposited laser beam irradiation part is directly monitored in real time and the feedback control is performed as compared with the conventional wiring drawing method and apparatus, so that the direct drawn wiring is printed on the substrate. It is possible to suppress the occurrence of disconnection and line width variation due to variations in reflectance and thermal characteristics due to the above location, and to provide a practical wiring forming method with excellent controllability and a device therefor. I can do it.

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

第1図は、本発明の原理を説明する図で、同じ基板位置
での異なる2つの時刻での堆積の位置と、高さ測定用の
ビームの集光位置の相対関係を示す図であり、第2図
は、本発明の一実施例の構成図である。 1……基板、2……窓、3……CVDチェンバー、4……
原料ガス供給ユニット、5……排気ポンプ、6……第1
のレーザ光源、7……第1の合波ミラー、8……第2の
合波ミラー、9……第3の合波ミラー、10……照明、11
……ステージ、12……λ/4板、13……対物レンズ、14…
…TV、15……XY偏向器、16……偏光スプリッター、17…
…第2のレーザ光源、18……分波ミラー、19……第1の
円筒レンズ、20……第2の円筒レンズ、21……第1の4
分割ダイオード、22……第2の4分割ダイオード、23…
…信号処理ユニット。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, and is a diagram showing a relative relationship between a deposition position at two different times at the same substrate position and a focusing position of a beam for height measurement; FIG. 2 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention. 1 ... substrate, 2 ... window, 3 ... CVD chamber, 4 ...
Source gas supply unit, 5 ... exhaust pump, 6 ... first
Laser light source, 7 first multiplex mirror, 8 second multiplex mirror, 9 third multiplex mirror, 10 illumination, 11
…… Stage, 12… λ / 4 plate, 13… Objective lens, 14…
… TV, 15 …… XY deflector, 16… Polarization splitter, 17…
... Second laser light source, 18... Demultiplexing mirror, 19... First cylindrical lens, 20... Second cylindrical lens, 21.
Split diode, 22... Second quadrant split diode, 23.
... Signal processing unit.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】熱分解反応により導電性物質を堆積する化
合物気体を含む原料ガス雰囲気中の基板に堆積用レーザ
光を集光しながら、基板を堆積用レーザ光に対し相対的
に走査して配線を描画する配線形成方法において、堆積
用レーザ光の照射位置の堆積物の高さと、近傍の描画予
定地点の基板表面高さをレーザ焦点検出法により検出
し、堆積用レーザ光の照射位置の高さと先に求めた同位
置での基板表面高さとの差が一定になるよう、この差を
誤差信号として、堆積用レーザ光の照射強度もしくは基
板走査速度をフィードバック制御することを特徴とする
配線形成方法。
A substrate is scanned relative to a deposition laser beam while concentrating the deposition laser beam on a substrate in a source gas atmosphere containing a compound gas for depositing a conductive substance by a thermal decomposition reaction. In the wiring forming method of drawing wiring, the height of the deposit at the irradiation position of the deposition laser light and the height of the substrate surface at the nearby drawing scheduled point are detected by a laser focus detection method, and the irradiation position of the deposition laser light is detected. Wiring characterized by performing feedback control on the irradiation intensity of the deposition laser light or the substrate scanning speed using this difference as an error signal so that the difference between the height and the substrate surface height at the same position previously obtained becomes constant. Forming method.
【請求項2】窓を有するチェンバと、熱分解反応により
導電性物質を堆積する原料気体を前記チェンバに導入す
る原料ガス供給ユニットと、原料気体雰囲気にさらされ
るチャンバ内に配置した基板上に、レーザ光源からの堆
積用レーザ光を集光して照射しながら、該基板表面を観
察することのできる照射観察光学系と、該堆積用レーザ
光に対して基板を相対的に走査するステージとからなる
配線形成装置において、基板上のレーザ光源からの堆積
用レーザ光の集光位置での堆積物表面の高さ、及び近傍
の配線描画予定方向の基板表面の高さを実時間で各々計
測する焦点高さ検出ユニットと、該堆積用レーザ光の集
光位置の焦点高さ信号の強度と、該近傍の基板位置との
ステージ移動時間差分遅延させた該近傍の位置の焦点高
さからの信号強度の差から堆積用レーザ光照射位置の堆
積厚みを求め、この厚みが一定となるよう該レーザ光源
の出射強度もしくは、ステージの移動速度をフィードバ
ック制御する信号処理ユニットとを備えたことを特徴と
する配線形成装置。
2. A chamber having a window, a source gas supply unit for introducing a source gas for depositing a conductive substance by a thermal decomposition reaction into the chamber, and a substrate disposed in a chamber exposed to a source gas atmosphere. An irradiation observation optical system capable of observing the substrate surface while condensing and irradiating deposition laser light from a laser light source, and a stage that scans the substrate relative to the deposition laser light. In the wiring forming apparatus, the height of the deposit surface at the condensing position of the deposition laser light from the laser light source on the substrate and the height of the substrate surface in the nearby wiring drawing direction are measured in real time. A focus height detection unit, a signal from the focus height at the focus position at the vicinity position obtained by delaying the intensity of the focus height signal at the focus position of the deposition laser light and the stage movement time difference from the substrate position at the vicinity position Strength A signal processing unit for obtaining a deposition thickness at a deposition laser light irradiation position from the difference and feedback-controlling the emission intensity of the laser light source or the moving speed of the stage so that the thickness becomes constant. Forming equipment.
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