JPS59197560A - レ−ザ利用金属堆積方法 - Google Patents
レ−ザ利用金属堆積方法Info
- Publication number
- JPS59197560A JPS59197560A JP58071055A JP7105583A JPS59197560A JP S59197560 A JPS59197560 A JP S59197560A JP 58071055 A JP58071055 A JP 58071055A JP 7105583 A JP7105583 A JP 7105583A JP S59197560 A JPS59197560 A JP S59197560A
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- JP
- Japan
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- metal
- laser
- substrate
- laser beam
- deposition
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、レーザ光を用いて、絶縁体また半導体の試
料基板に金属堆積を行う方法に関するものである。
料基板に金属堆積を行う方法に関するものである。
近年、超大規模集積回路の発達とともに、フォトマスク
の修正や半導体素子への電極形成など、加工すべき試料
基板の所望の位を置に、金属を局所的に堆積させる技術
の研究開発が盛んに行われるようになった。この中で、
集光性が優れ局所的に非常に大きなエネルギー密度ヲ得
ることのできるレーザ光を、有機金属の蒸気や溶液と接
触させた試料に照射し、有機金属の光解離や熱解離によ
シ試料上に金属堆積ヲ行わせる方法が現在注目烙れてい
る。
の修正や半導体素子への電極形成など、加工すべき試料
基板の所望の位を置に、金属を局所的に堆積させる技術
の研究開発が盛んに行われるようになった。この中で、
集光性が優れ局所的に非常に大きなエネルギー密度ヲ得
ることのできるレーザ光を、有機金属の蒸気や溶液と接
触させた試料に照射し、有機金属の光解離や熱解離によ
シ試料上に金属堆積ヲ行わせる方法が現在注目烙れてい
る。
有機金属を蒸気として用いる方法と溶液として用いる方
法を比軟すると、プロセスの簡便性や、堆積の厚みの制
御性の観点から蒸気を利用する方法が高に’ｌｉｋかつ
高信頼度な局所堆積全可能にするものとして期待されて
いる。
法を比軟すると、プロセスの簡便性や、堆積の厚みの制
御性の観点から蒸気を利用する方法が高に’ｌｉｋかつ
高信頼度な局所堆積全可能にするものとして期待されて
いる。
有機金属蒸気がレーザ光の吸収によシ解離することをオ
リ用する金属堆積方法は２つに大別することができる。
リ用する金属堆積方法は２つに大別することができる。
１つは、波長が２００ｎｍ付近の紫外レーザ、または可
視レーザの第２高調波等の元出力を用いて有機金属蒸気
を光化学的に別離するものであり、この場合１ｍｗ以下
のブ０強度で有効に金属堆積を行うことができる。これ
までこの方法によシ、トリメチルアルミニウムやジメチ
ルカドミウム等のアルキル金属や、クロムカルボニルや
タングステンカルボニル等の金属カルボニルの蒸気から
の金属堆積が行われている。
視レーザの第２高調波等の元出力を用いて有機金属蒸気
を光化学的に別離するものであり、この場合１ｍｗ以下
のブ０強度で有効に金属堆積を行うことができる。これ
までこの方法によシ、トリメチルアルミニウムやジメチ
ルカドミウム等のアルキル金属や、クロムカルボニルや
タングステンカルボニル等の金属カルボニルの蒸気から
の金属堆積が行われている。
もう１つは、数１００ｍｗ程度の比較的高出力の可視レ
ーザの光出力を用いて有機金属蒸気を熱的に解離する方
法であシ、これは解離温度が１００℃から３００℃程度
と比較的低いビスペン七ンクロム坤ビスベンセンモリブ
デン等の錯体形の有機金属の蒸気を用いる場合に適用さ
れている。
ーザの光出力を用いて有機金属蒸気を熱的に解離する方
法であシ、これは解離温度が１００℃から３００℃程度
と比較的低いビスペン七ンクロム坤ビスベンセンモリブ
デン等の錯体形の有機金属の蒸気を用いる場合に適用さ
れている。
しかしながら、上述した従来の方法においては、実用化
の上でＫＷになる大きな欠点があった。それは、堆積し
た金属の試料基板への付着強度が小さく、はく離し易い
ことである。この原因としては、金属堆積を行おうとす
る試料基板の表面が、通常は炭化水素等の単分子層膜に
よって覆われておシネ活性状態であるためと考えられて
いる。
の上でＫＷになる大きな欠点があった。それは、堆積し
た金属の試料基板への付着強度が小さく、はく離し易い
ことである。この原因としては、金属堆積を行おうとす
る試料基板の表面が、通常は炭化水素等の単分子層膜に
よって覆われておシネ活性状態であるためと考えられて
いる。
利殖強度全改善する対策としては、金属堆積が終了した
後に、堆積部に適轟な強度のレーザ元をさらに照射し続
けてアニーリングする方法が提案されている。しかし、
この方法では、試料基板がガラスである場合には付着強
度が大きくなるよシも先に基板が熱的な損傷を受けてし
まったり、試料基板が半導体の場合には堆積釜編が半導
体と合金化してしまうという問題があり、天川化は凶飾
であった。
後に、堆積部に適轟な強度のレーザ元をさらに照射し続
けてアニーリングする方法が提案されている。しかし、
この方法では、試料基板がガラスである場合には付着強
度が大きくなるよシも先に基板が熱的な損傷を受けてし
まったり、試料基板が半導体の場合には堆積釜編が半導
体と合金化してしまうという問題があり、天川化は凶飾
であった。
この発明の目的は、上述した従来方法の問題点ｔＪＦ？
決し、有機金属蒸気とレーザ元と音用いて試料基板上に
大きな付着強度で金属堆積を行う方法を提供することに
ある。
決し、有機金属蒸気とレーザ元と音用いて試料基板上に
大きな付着強度で金属堆積を行う方法を提供することに
ある。
本発明は、有機金属蒸気と接触し゛ている試料基板にレ
ーザ元全照射して、該有機金属蒸気のカ年離によシ、該
試料基板上の該レーザ元が照射でれる局所部分に金属堆
槓會行う方法において、該試料基板を該有機金属蒸気と
接触させる直前に、該局所部分の破壊が生じない範囲で
十分に強度を大きくしたレーザブｔＳを該局所部分に照
射する工程を有することに特徴がある。
ーザ元全照射して、該有機金属蒸気のカ年離によシ、該
試料基板上の該レーザ元が照射でれる局所部分に金属堆
槓會行う方法において、該試料基板を該有機金属蒸気と
接触させる直前に、該局所部分の破壊が生じない範囲で
十分に強度を大きくしたレーザブｔＳを該局所部分に照
射する工程を有することに特徴がある。
本発明を用いれば、試料基板の表面上の、金属を堆積さ
せようとしている部分の活性化を先ず行い、しかる後に
金属堆積ヲ行うことによって、堆積後のアニール処理等
をすることなしに、試料基板への金属の付着強度全非常
に大きくすることができる。
せようとしている部分の活性化を先ず行い、しかる後に
金属堆積ヲ行うことによって、堆積後のアニール処理等
をすることなしに、試料基板への金属の付着強度全非常
に大きくすることができる。
次に、この発明について図全参照しながら詳細な説明を
行う。
行う。
図は、この発明による金属堆積法゛を適用した一実施例
の模式的構成を示すものである。レーザ発振器１よシ発
射されたレーザｙＣは集光レンズ２によって集元きれ、
石英ガラス窓３全通って試料基板４に照射される構成と
なっている。試料基板４を堆積セル５内に設置した後、
石英ガラス窓３をオーリング６とおさえ７とによって堆
積セル５に取シ付けることで堆積セル５内が外気と遮断
された状態となる。８は有機金属材料を入れるサンプル
シリンダーであり、９はサンプルシリンダー８で発生す
る廟機金属蒸気の堆積セル５内への供給全オン２オンす
る原料供給バルブである。１０は堆積セル５の中を真空
に引くためのポンプであシ、ここではロータリーポンプ
を用いている。１４はロータリーポンプからオイル蒸気
が堆積セル５へ逆流するのを防止するオイルトラップで
ある。また、１１はリークバルブであり、１２は真空引
をオン、オフする真空引パルプである。さらに、本実施
例においては、有機金属蒸気の蒸気圧全調整するために
、サンプルシリンダー８と、祉積セル５を恒温槽１３の
中に設置している。
の模式的構成を示すものである。レーザ発振器１よシ発
射されたレーザｙＣは集光レンズ２によって集元きれ、
石英ガラス窓３全通って試料基板４に照射される構成と
なっている。試料基板４を堆積セル５内に設置した後、
石英ガラス窓３をオーリング６とおさえ７とによって堆
積セル５に取シ付けることで堆積セル５内が外気と遮断
された状態となる。８は有機金属材料を入れるサンプル
シリンダーであり、９はサンプルシリンダー８で発生す
る廟機金属蒸気の堆積セル５内への供給全オン２オンす
る原料供給バルブである。１０は堆積セル５の中を真空
に引くためのポンプであシ、ここではロータリーポンプ
を用いている。１４はロータリーポンプからオイル蒸気
が堆積セル５へ逆流するのを防止するオイルトラップで
ある。また、１１はリークバルブであり、１２は真空引
をオン、オフする真空引パルプである。さらに、本実施
例においては、有機金属蒸気の蒸気圧全調整するために
、サンプルシリンダー８と、祉積セル５を恒温槽１３の
中に設置している。
まず、リークバルブ１１、原料供給バルブ９を閉じ、真
空引バルブ１２全開いてポンプ１０を作動させることに
よシ堆槓セル５の内部ｋ １Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度の真空
に引く。
空引バルブ１２全開いてポンプ１０を作動させることに
よシ堆槓セル５の内部ｋ １Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度の真空
に引く。
次に、この状態で、レーザ発振器１よシ発射されたレー
ザ元を試料基板４に照射する。この時に、レーザ元の強
度を試料基板４０表面の破壊が生じる大きさよシ僅かに
小さくして、レーザ元の照射部分音４００℃から５００
℃程度に加熱する。そうすると、このプロセスによって
試料基板４の表面に吸着していた炭化水素等の分子が離
脱して表面が活性状態となる。続いて、原料供給バルブ
９全開けて、有機金属蒸気を堆積セル５内に流入させる
。
ザ元を試料基板４に照射する。この時に、レーザ元の強
度を試料基板４０表面の破壊が生じる大きさよシ僅かに
小さくして、レーザ元の照射部分音４００℃から５００
℃程度に加熱する。そうすると、このプロセスによって
試料基板４の表面に吸着していた炭化水素等の分子が離
脱して表面が活性状態となる。続いて、原料供給バルブ
９全開けて、有機金属蒸気を堆積セル５内に流入させる
。
この場合に、レーザ発振器１への励起入力を変えて、レ
ーザ光の強度を、有機金属の解離に基づく金属堆積が所
望の速度で生じるように制御する。
ーザ光の強度を、有機金属の解離に基づく金属堆積が所
望の速度で生じるように制御する。
この時のレーザ光強度は、堆積した金属がレーザ光を吸
収して加熱されることによシ、試料基板４の表面の破壊
が生じるよシも小さくしなければならない。
収して加熱されることによシ、試料基板４の表面の破壊
が生じるよシも小さくしなければならない。
本実施例においては、有機金属材料としてクロム錯体で
あるビスベンゼンクロムを使用し、恒温槽１３内の温度
を２００℃として有機金属の蒸気圧を約Ｉ Ｔｏｒｒ程
度にした。また、試料基板４としてはパイレックスガラ
スを用い、レーザ発振器１としては４８８℃ｍの波長で
発振するアルゴンレーザを便用し、集光レンズ２には１
０％の顕＠鋭用対物レンズを用いた。レーザ光の照射に
よる表面の活性化処理の場合には、レーザ光の強度を約
２Ｗとして、５分間の照射を行す金属堆積を行う場合は
約５０ｍｗで５分間照射した。この結果得られた金属の
堆積ハターンは約１０μｍ径の円形スポット状で、堆積
厚は約１μｍであった。金属堆積時のレーザ光の強度が
このように低くて良いのは、ビスベンゼンクロム分子が
レーザ光に対し強い吸収を持っているため、低いレーザ
強度でも解離に必要な温度上昇が容易に生じて初期の核
形成が行われるのと、それに続いて金属堆積が始まると
金属がレーザ光を吸収して、照射部分の近辺がビスベン
センクロム分子の解に１１に十分な温度になるためであ
る。こうして、堆積した金属は針で引っ掻いても、ガラ
ス基板が金属と一緒に薄くはがれるまで、はく隘は生じ
なかった。
あるビスベンゼンクロムを使用し、恒温槽１３内の温度
を２００℃として有機金属の蒸気圧を約Ｉ Ｔｏｒｒ程
度にした。また、試料基板４としてはパイレックスガラ
スを用い、レーザ発振器１としては４８８℃ｍの波長で
発振するアルゴンレーザを便用し、集光レンズ２には１
０％の顕＠鋭用対物レンズを用いた。レーザ光の照射に
よる表面の活性化処理の場合には、レーザ光の強度を約
２Ｗとして、５分間の照射を行す金属堆積を行う場合は
約５０ｍｗで５分間照射した。この結果得られた金属の
堆積ハターンは約１０μｍ径の円形スポット状で、堆積
厚は約１μｍであった。金属堆積時のレーザ光の強度が
このように低くて良いのは、ビスベンゼンクロム分子が
レーザ光に対し強い吸収を持っているため、低いレーザ
強度でも解離に必要な温度上昇が容易に生じて初期の核
形成が行われるのと、それに続いて金属堆積が始まると
金属がレーザ光を吸収して、照射部分の近辺がビスベン
センクロム分子の解に１１に十分な温度になるためであ
る。こうして、堆積した金属は針で引っ掻いても、ガラ
ス基板が金属と一緒に薄くはがれるまで、はく隘は生じ
なかった。
一方、前記のガラス基板の表面の活性化処理を行わずに
、金属堆積のみを前−己と同一の条件で行った場合には
、堆積した金属は粘着テープによって簡単にはく離した
。
、金属堆積のみを前−己と同一の条件で行った場合には
、堆積した金属は粘着テープによって簡単にはく離した
。
以上のように、本発明の適用による、金属堆積の試料基
板への付層強度の改善効果は明らかである。
板への付層強度の改善効果は明らかである。
々お、本実施例では、試料基板にパイレックスガラスを
出いたが、他の種類のガ、ラス基板や、半導体基板に対
しても同様の方法が適用できるのは言うまでもない。
出いたが、他の種類のガ、ラス基板や、半導体基板に対
しても同様の方法が適用できるのは言うまでもない。
また、本実施例においては、表面活性化と金属堆積の両
方にアルゴンレーザの＋＝−波長の出力を用いたが、２
つのプロセスに異なった波長のレーザを用いても良い。
方にアルゴンレーザの＋＝−波長の出力を用いたが、２
つのプロセスに異なった波長のレーザを用いても良い。
タリえば、活性化は高出力の可視し−ザ元全オリ用して
行い、金属堆積はｍｗ以下程度の低出力の累゛外し−ザ
元を用いて行っても良い。また、逆に、活性比の原にエ
キシマ−レーザなどからの高出力紫外レーザ光を用いる
ことも、ガラスおよび半導体における吸収が大きいこと
から有効であると考えられる。もちろん、すべてのプロ
セスヲ糸外し−ザ九を用いて行っても良い。
行い、金属堆積はｍｗ以下程度の低出力の累゛外し−ザ
元を用いて行っても良い。また、逆に、活性比の原にエ
キシマ−レーザなどからの高出力紫外レーザ光を用いる
ことも、ガラスおよび半導体における吸収が大きいこと
から有効であると考えられる。もちろん、すべてのプロ
セスヲ糸外し−ザ九を用いて行っても良い。
さらに、具窒糸や有へ・幾金属蒸気の供給系についても
、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能であること
はもうマでもない。例えば、有機金属蒸気は不活性ガス
などのキャリアガスとともにセル内に供給するようにし
ても良い。
、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能であること
はもうマでもない。例えば、有機金属蒸気は不活性ガス
などのキャリアガスとともにセル内に供給するようにし
ても良い。
図は、本発明を適用した一実施例の模式的構成を示すも
のである。図において、 ］・・レーザ発振器、 ２・・・集光レンズ。 ３・・・石英ガラス窓、 ４・・試料基板。 訃・堆積セル、 ６・・・オーリング。 ７・・・おさえ、 ８ サンプルシリンダー
９−・原料供給パルプ、ＪＯ・ポンプ。 １１・・リークバルブ、１２・Ａ９引バルブ。 １３・恒温槽、１４−オイルトラップ。 である。
のである。図において、 ］・・レーザ発振器、 ２・・・集光レンズ。 ３・・・石英ガラス窓、 ４・・試料基板。 訃・堆積セル、 ６・・・オーリング。 ７・・・おさえ、 ８ サンプルシリンダー
９−・原料供給パルプ、ＪＯ・ポンプ。 １１・・リークバルブ、１２・Ａ９引バルブ。 １３・恒温槽、１４−オイルトラップ。 である。
Claims (1)
- 有機金属蒸気と接触している試料基板にレーザ光を照射
して、該有機金属蒸気の解離によシ、該試料基板上の訣
し−ザ元が照射される°局所部分に金属堆積を行う方法
において、該試料基板に該有機金属蒸気を接触させる直
前に、該局所部分の破壊が生じない範囲で十分に強度を
大きくしたレーザ′ｙｔ、ｔ−該局所部分に照射する工
８を有することを特徴とするレーザ利用金属堆積方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071055A JPS59197560A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | レ−ザ利用金属堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071055A JPS59197560A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | レ−ザ利用金属堆積方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197560A true JPS59197560A (ja) | 1984-11-09 |
Family
ID=13449448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071055A Pending JPS59197560A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | レ−ザ利用金属堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59197560A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61294863A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-25 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 過電圧に対する自己保護機能をもつたサイリスタ |
| EP0209131A2 (en) * | 1985-07-17 | 1987-01-21 | Nec Corporation | Optical CVD method with a strong optical intensity used during an initial period and device therefor |
| JPS6376880A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
| US4867223A (en) * | 1987-11-13 | 1989-09-19 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Method and apparatus for forming a metal sheet having a concave-convex profile by chemical vapor deposition |
| JP2010090471A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Omron Corp | レーザ加工装置及び方法 |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP58071055A patent/JPS59197560A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61294863A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-25 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 過電圧に対する自己保護機能をもつたサイリスタ |
| EP0209131A2 (en) * | 1985-07-17 | 1987-01-21 | Nec Corporation | Optical CVD method with a strong optical intensity used during an initial period and device therefor |
| JPS6376880A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-07 | Nec Corp | 薄膜形成装置 |
| US4867223A (en) * | 1987-11-13 | 1989-09-19 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Method and apparatus for forming a metal sheet having a concave-convex profile by chemical vapor deposition |
| JP2010090471A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Omron Corp | レーザ加工装置及び方法 |
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