JPS59208065A - レ−ザ金属堆積方法 - Google Patents
レ−ザ金属堆積方法Info
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- JPS59208065A JPS59208065A JP8354583A JP8354583A JPS59208065A JP S59208065 A JPS59208065 A JP S59208065A JP 8354583 A JP8354583 A JP 8354583A JP 8354583 A JP8354583 A JP 8354583A JP S59208065 A JPS59208065 A JP S59208065A
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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
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/047—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
- C23C16/483—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 using coherent light, UV to IR, e.g. lasers
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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、絶縁体や半導体、また
は金属等の試料基板に金属堆積を行う方法に関するもの
である。
は金属等の試料基板に金属堆積を行う方法に関するもの
である。
近年、集積回路製作技術の発達とともに、フォトマスク
を用いない、いわゆるマスクレスプロセスによるｇ！細
パターンの形成技術への関心が筒甘っている。この状況
の中で、レーザは、集光性に優れ波長によってはザブμ
ｍの鞘展の加工も可能であるため、そのマスクレスプロ
セスへの応用に大きな期待が寄せられている。すでに、
レーザを用いて、切断、蒸発、溶融といった従来の物理
的加工はかシでなく、金属や半導体の堆積、酸化膜の形
成、半導体中への不純物ドーピングなどの化学的加工に
よる９！細パターン形成の試みがなされている。
を用いない、いわゆるマスクレスプロセスによるｇ！細
パターンの形成技術への関心が筒甘っている。この状況
の中で、レーザは、集光性に優れ波長によってはザブμ
ｍの鞘展の加工も可能であるため、そのマスクレスプロ
セスへの応用に大きな期待が寄せられている。すでに、
レーザを用いて、切断、蒸発、溶融といった従来の物理
的加工はかシでなく、金属や半導体の堆積、酸化膜の形
成、半導体中への不純物ドーピングなどの化学的加工に
よる９！細パターン形成の試みがなされている。
レーザ利用による金属堆積についてｌＥ目すると、フォ
トマスクの白点欠陥の修正や半導体素子への電極形成な
どを目的として、有機金属蒸気と接触させた試料基板に
レーザ光を集光照射し、有機金属蒸気を解離させること
によシ基板上に金属堆積を行う方法が用いられている。
トマスクの白点欠陥の修正や半導体素子への電極形成な
どを目的として、有機金属蒸気と接触させた試料基板に
レーザ光を集光照射し、有機金属蒸気を解離させること
によシ基板上に金属堆積を行う方法が用いられている。
有機金属材料としては、これまでトリメチルアルミニウ
ムやジメチルカドミウムなどのアルキル金属や、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
ルが使用されている。これらの有機金属の蒸気を用いて
レーザ光照射により試料基板上に金属堆積を行う方法は
、従来以下の２つが用いられていた。
ムやジメチルカドミウムなどのアルキル金属や、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
ルが使用されている。これらの有機金属の蒸気を用いて
レーザ光照射により試料基板上に金属堆積を行う方法は
、従来以下の２つが用いられていた。
１つは、１ｍｗ以下程贋の出力の紫外レーザ元金用いて
有機金属蒸気を面接光化学的に解隨させることを利用す
る方法である。もう１つは試料基板をＥｌ ？Ｊ４から
赤外の範囲に波長があるレーザ光で照射して加熱し、試
料基板付近の有機金属蒸気を熱的に戸外配させることを
利用する方法である。
有機金属蒸気を面接光化学的に解隨させることを利用す
る方法である。もう１つは試料基板をＥｌ ？Ｊ４から
赤外の範囲に波長があるレーザ光で照射して加熱し、試
料基板付近の有機金属蒸気を熱的に戸外配させることを
利用する方法である。
しかしながら、これらの方法には、フォトマスクの白点
欠陥修正への応用等の笑用化の上で障害になる以下の欠
点があった。即ち前者では、熱的な効果を用いていない
ので、金属の祉積速度が時間的に一定で堆積の厚みの制
御性が良く、また熱拡散に基づく堆積パターンの拡が９
が生じないが、試料基板への金属の付着強度が小さくな
ってしまう。後者では逆に、試料基板への金属付着強度
は大きくできるが、堆積する金属の厚みの変化に伴って
レーザ光の吸収の大きさが変化し従って堆積速度が変化
するため厚みの制御が難しく、また熱拡散に基つく堆積
パターンの拡が９が問題になる。
欠陥修正への応用等の笑用化の上で障害になる以下の欠
点があった。即ち前者では、熱的な効果を用いていない
ので、金属の祉積速度が時間的に一定で堆積の厚みの制
御性が良く、また熱拡散に基づく堆積パターンの拡が９
が生じないが、試料基板への金属の付着強度が小さくな
ってしまう。後者では逆に、試料基板への金属付着強度
は大きくできるが、堆積する金属の厚みの変化に伴って
レーザ光の吸収の大きさが変化し従って堆積速度が変化
するため厚みの制御が難しく、また熱拡散に基つく堆積
パターンの拡が９が問題になる。
この発明の目的は、上述した従来方法の欠点を除去し、
有機金属蒸気とレーザ光とを用いて試料基板上に大きな
付着強度で、しかも厚みおよびパターンの制御性良く金
属堆積を行う方法ｆ：提供することにある。
有機金属蒸気とレーザ光とを用いて試料基板上に大きな
付着強度で、しかも厚みおよびパターンの制御性良く金
属堆積を行う方法ｆ：提供することにある。
本発明は、有機金属と接触する試料基板に紫外レーザ光
を照射して、該有機金属蒸気を光解離させることにより
、該試料基板上に金属堆積を行う方法において、前記紫
外レーザ光とともに、可視から赤外の範囲に成長がある
レーザ光を、前記有機金属蒸気が顕著な熱ｊｉｊ！Ｆ婦
を生じない範囲で十分に犬さな強肩にして前記試料基板
に照射することを特徴としている。
を照射して、該有機金属蒸気を光解離させることにより
、該試料基板上に金属堆積を行う方法において、前記紫
外レーザ光とともに、可視から赤外の範囲に成長がある
レーザ光を、前記有機金属蒸気が顕著な熱ｊｉｊ！Ｆ婦
を生じない範囲で十分に犬さな強肩にして前記試料基板
に照射することを特徴としている。
本発明を用いれば、紫外レーザ光の照射によυ有機金属
蒸気の光解離を利用して試料基板上に金属堆積を行ない
、それと同時に堆積部に可視から赤外の範囲に波長を持
つレーザｉ’ｆ照射して照射部付近の有機金属蒸気の熱
解肉１１が顕著にならない程度に加熱することによって
、試料基板上への付着強度が太きくしかもｊｔｌ［の厚
みやパターンの制御性に優れた金属堆積が可能になる。
蒸気の光解離を利用して試料基板上に金属堆積を行ない
、それと同時に堆積部に可視から赤外の範囲に波長を持
つレーザｉ’ｆ照射して照射部付近の有機金属蒸気の熱
解肉１１が顕著にならない程度に加熱することによって
、試料基板上への付着強度が太きくしかもｊｔｌ［の厚
みやパターンの制御性に優れた金属堆積が可能になる。
次に、この発明について図を参照しながら詳ｉ４Ｈな説
明を行う。
明を行う。
図は、この発明による金属堆積法を通用した一実施例の
模式的構成を示すものである。ここでは、レーザ発振器
１より発射された可初し−ザ元金用２高調波発生器２で
一部第２高調波に変換し、この出力を紫外レーザ光とし
て用いている。’ＯＪ ４ｊｔ元反射鏡３は紫外レーザ
光を透過させ、ＥＪ侑レーザ光のみを反射する。また紫
外レーザ光は紫外光反射鏡４によって反射させられる。
模式的構成を示すものである。ここでは、レーザ発振器
１より発射された可初し−ザ元金用２高調波発生器２で
一部第２高調波に変換し、この出力を紫外レーザ光とし
て用いている。’ＯＪ ４ｊｔ元反射鏡３は紫外レーザ
光を透過させ、ＥＪ侑レーザ光のみを反射する。また紫
外レーザ光は紫外光反射鏡４によって反射させられる。
このようにして分波された可視レーザ光と紫外レーザ光
は、そｎぞれ司変減挾器５で所望の強度に減衰させる。
は、そｎぞれ司変減挾器５で所望の強度に減衰させる。
減衰された紫外レーザ光は再び紫外光反射鏡４で反射さ
れ、合波器６によって可視レーザ光と重ね合わせられて
レンズ７によって試料基板８に集光される構成となって
いる。試料基板８をステンレス製の堆積セル９の中に配
置した後、オーリング１０上の石英窓板１１をおさえ１
２で下方に押し付け、ネジ１３によっておさえ１２を堆
積セル９にネジ化めすることによって、堆積セル９の内
部は外気と遮断される。
れ、合波器６によって可視レーザ光と重ね合わせられて
レンズ７によって試料基板８に集光される構成となって
いる。試料基板８をステンレス製の堆積セル９の中に配
置した後、オーリング１０上の石英窓板１１をおさえ１
２で下方に押し付け、ネジ１３によっておさえ１２を堆
積セル９にネジ化めすることによって、堆積セル９の内
部は外気と遮断される。
この状態で、ガス送入口１４がら不活性ガスを有機金属
シリンダー１５を通して堆積セル９内に送りこめばその
内部を有機金属蒸気で満たすことができる。１６はガス
排気口であシ、ガスの送入全開始しである程度の時間が
経過すれば堆積セル内の酸素分圧を１０−３Ｔｏｒｒ程
度まで下げられる。
シリンダー１５を通して堆積セル９内に送りこめばその
内部を有機金属蒸気で満たすことができる。１６はガス
排気口であシ、ガスの送入全開始しである程度の時間が
経過すれば堆積セル内の酸素分圧を１０−３Ｔｏｒｒ程
度まで下げられる。
本実施例においては、レーザ発振器１としてアルゴンレ
ーザ全使用し、ｏＪ？Ｎレーザ光にはその波長５１４．
５ ｎｍの発振出力光を用いた。また、第２高調波発生
器２には温度制御したＫＤＰ結＆を使用し１可視レーサ
光の入力が１ｗの時に約１ｍｗの第２高調波紫外レーザ
出力が得られた。可変減衰器５としては回転形の濃度可
変光学フィルターを用いた。
ーザ全使用し、ｏＪ？Ｎレーザ光にはその波長５１４．
５ ｎｍの発振出力光を用いた。また、第２高調波発生
器２には温度制御したＫＤＰ結＆を使用し１可視レーサ
光の入力が１ｗの時に約１ｍｗの第２高調波紫外レーザ
出力が得られた。可変減衰器５としては回転形の濃度可
変光学フィルターを用いた。
有機金属材料としてはタングステンやモリブデン、さら
にクロムのカルボニル化合物を用い、室温状態で毎分１
００ｃｃのアルゴンガスを常圧で送入するようにした。
にクロムのカルボニル化合物を用い、室温状態で毎分１
００ｃｃのアルゴンガスを常圧で送入するようにした。
試料基板８としては６独のガラスやシリコン半導体を用
いた。典型的なレーザ光照射条件としては可変減衰器４
をそれぞれ調節して、紫外レーザ光の出力を１００μＷ
、可視レーザ光の出力を２０ｍｗとし、試料基板８上で
約１０μｍの径に集光した。
いた。典型的なレーザ光照射条件としては可変減衰器４
をそれぞれ調節して、紫外レーザ光の出力を１００μＷ
、可視レーザ光の出力を２０ｍｗとし、試料基板８上で
約１０μｍの径に集光した。
この条件では、有機金属材料、および基板の差によらず
金属（タングステン、モリブデンおよびクロム）の堆積
スポットの径は約１０μｍで、照射レーザ光の集光径と
ほぼ等しく、堆積の厚みは１０ｎｍ以下の精度で照射時
間による制御ができかつ１０μｍ程度の厚みまでは問題
なく堆積させることができた。金属の付着強度も大きく
、粘着テープによるはく離試験や、有機溶剤中における
超音波洗浄では全く問題がないことが確認された。
金属（タングステン、モリブデンおよびクロム）の堆積
スポットの径は約１０μｍで、照射レーザ光の集光径と
ほぼ等しく、堆積の厚みは１０ｎｍ以下の精度で照射時
間による制御ができかつ１０μｍ程度の厚みまでは問題
なく堆積させることができた。金属の付着強度も大きく
、粘着テープによるはく離試験や、有機溶剤中における
超音波洗浄では全く問題がないことが確認された。
なお、可視レーザ光の出力が３０ｍｗを超えると堆積中
に有機金属蒸気の熱解離による堆積の影響が現われ、堆
積スポット径の若干の拡が９や、金属の堆積速度が時間
的に一定でなくなることが見られた。
に有機金属蒸気の熱解離による堆積の影響が現われ、堆
積スポット径の若干の拡が９や、金属の堆積速度が時間
的に一定でなくなることが見られた。
一方、可視レーザ光を照射せず、紫外レーザ光のみの照
射によって堆積全行った場合は、厚みが１μｍを越える
場合には粘着テープにより堆積した金属が簡単にはく離
してし１つだ。
射によって堆積全行った場合は、厚みが１μｍを越える
場合には粘着テープにより堆積した金属が簡単にはく離
してし１つだ。
また、紫外レーザ光のみの照射によって堆積を行ない、
その後紫外レーザ光の照射を停止し、約２０ｍｗの可視
レーザ光を照射した場合では、特に付着強度の改善効果
は見られなかった。
その後紫外レーザ光の照射を停止し、約２０ｍｗの可視
レーザ光を照射した場合では、特に付着強度の改善効果
は見られなかった。
上述のように、本発明を用いれは、用ネ只レーザ光の強
度を適当に選ぶことにより、低出力の糸外レーザ光によ
って堆積スポットの径や厚みを制御し、可視レーザ光に
よって金属の試４＋基板への付着強度を大きくすること
ができる。
度を適当に選ぶことにより、低出力の糸外レーザ光によ
って堆積スポットの径や厚みを制御し、可視レーザ光に
よって金属の試４＋基板への付着強度を大きくすること
ができる。
本実施例においては、連続発珈のアルゴンレーザの出力
とその第２ｈ胸波出力を、それぞれ−ｉＪ伏レしザ元お
よび紫外レーザ光としてノ゛目いたが、もちろん光源と
しては様々な組み合わせが考えられる。例えば他の連続
発振、または繰り返しパルス発振の各釉レーザで本実施
例と同様の構成を用いたシ、それぞれ別のレーザ発振器
からの可視や亦外のレーザ光、および紫外レーザ光を使
用するととができる。エキシマ−レーザを用いれば、直
」姦に強力な紫外レーザの発振が可能なので、その出力
とそれを励起源とした色素レーザの発振光を紹み合わせ
ることが可能である。
とその第２ｈ胸波出力を、それぞれ−ｉＪ伏レしザ元お
よび紫外レーザ光としてノ゛目いたが、もちろん光源と
しては様々な組み合わせが考えられる。例えば他の連続
発振、または繰り返しパルス発振の各釉レーザで本実施
例と同様の構成を用いたシ、それぞれ別のレーザ発振器
からの可視や亦外のレーザ光、および紫外レーザ光を使
用するととができる。エキシマ−レーザを用いれば、直
」姦に強力な紫外レーザの発振が可能なので、その出力
とそれを励起源とした色素レーザの発振光を紹み合わせ
ることが可能である。
また、本実施例では可変減狡器としてのシ度ＯＪ変の光
学フィルターを用いたが、偏光子と検光子とを組み合わ
せて検光子の回転によって照射レーザ強度を可変にする
方式を用いても良い。
学フィルターを用いたが、偏光子と検光子とを組み合わ
せて検光子の回転によって照射レーザ強度を可変にする
方式を用いても良い。
さらに、本実施例ではスポット状の金属堆積を行ったが
、堆積セルを微動載物台上に設置した９、レーザ光を短
資するようなシステムを用いれ１は、面線やその他様々
のパターンの金属堆積がｉコ能になることは言うまでも
ない。
、堆積セルを微動載物台上に設置した９、レーザ光を短
資するようなシステムを用いれ１は、面線やその他様々
のパターンの金属堆積がｉコ能になることは言うまでも
ない。
なお、本実施列では金属カルボニルを用いてタングステ
ンやモリブデン、クロムの高融点金属の堆積を行ったが
、適当な有機金属材料を用いることにより、同様の方法
でアルミニウムや亜鉛等地の金属や、さらにＳｌやＧｅ
等の半導体も堆積が可能であるのはもちろんである。
ンやモリブデン、クロムの高融点金属の堆積を行ったが
、適当な有機金属材料を用いることにより、同様の方法
でアルミニウムや亜鉛等地の金属や、さらにＳｌやＧｅ
等の半導体も堆積が可能であるのはもちろんである。
図は、本発明を；（ｘ；１用した一実施例の模式的４７
１′＋成を示す図である。図において、 １ レーザ発振器、 ２・・第２ 、′ｒｒ；調波発生
器３・・旬視九反射鐘、 ４ 紫外光反射親５・・可
変減衰＜ｉ、 ６ 合波器７ レンズ、
８ 試相基孜 ９ 堆積セル、１０ オーリング １１ 石英窓板、１２−おさえ １３・ネ ジ２ １４ ガス送入］」１５ 准磯
金属ンリンター、１６ ガスυトシ（口である。 、パ−′・、
１′＋成を示す図である。図において、 １ レーザ発振器、 ２・・第２ 、′ｒｒ；調波発生
器３・・旬視九反射鐘、 ４ 紫外光反射親５・・可
変減衰＜ｉ、 ６ 合波器７ レンズ、
８ 試相基孜 ９ 堆積セル、１０ オーリング １１ 石英窓板、１２−おさえ １３・ネ ジ２ １４ ガス送入］」１５ 准磯
金属ンリンター、１６ ガスυトシ（口である。 、パ−′・、
Claims (1)
- 有機金属蒸気と接触する試料基板に紫外レーザ光を照射
して、該有機金属蒸気を光解離させることにより、該試
料基板上に金属堆積を行う方法において、前記紫外レー
ザ光とともに、ｉ’ｌ ？Ｎから赤外の範囲に波長があ
るレーザ光を、前記有機金属蒸気が顕著な熱解離を生じ
ない範囲で十分に大きな強度にして前記試料基板に照射
すること全特徴とするレーザ金属堆積方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8354583A JPS59208065A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | レ−ザ金属堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8354583A JPS59208065A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | レ−ザ金属堆積方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59208065A true JPS59208065A (ja) | 1984-11-26 |
Family
ID=13805475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8354583A Pending JPS59208065A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | レ−ザ金属堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59208065A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61213376A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光化学成膜装置 |
| JPS61245522A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | Fujitsu Ltd | アルミニウム膜の成長方法 |
| JPS61245521A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | Fujitsu Ltd | アルミニウム膜の成長方法 |
| JPS63137174A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-09 | Canon Inc | 光化学気相成長法による機能性堆積膜の形成方法 |
| JP2007005410A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 中赤外光−紫外光発生装置 |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8354583A patent/JPS59208065A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61213376A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光化学成膜装置 |
| JPH0461074B2 (ja) * | 1985-03-19 | 1992-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS61245522A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | Fujitsu Ltd | アルミニウム膜の成長方法 |
| JPS61245521A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-31 | Fujitsu Ltd | アルミニウム膜の成長方法 |
| JPS63137174A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-09 | Canon Inc | 光化学気相成長法による機能性堆積膜の形成方法 |
| JP2007005410A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 中赤外光−紫外光発生装置 |
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