JPS6021224B2 - レーザー薄膜形成装置 - Google Patents
レーザー薄膜形成装置Info
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- JPS6021224B2 JPS6021224B2 JP55141054A JP14105480A JPS6021224B2 JP S6021224 B2 JPS6021224 B2 JP S6021224B2 JP 55141054 A JP55141054 A JP 55141054A JP 14105480 A JP14105480 A JP 14105480A JP S6021224 B2 JPS6021224 B2 JP S6021224B2
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- film forming
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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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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はしーザ光を用いることにより、マスクを用いな
いでパターニングが可能な薄膜形成装置に関する。
いでパターニングが可能な薄膜形成装置に関する。
レーザ光は微小な領域に集光可能なので、その高輝度な
光ビームを用いることにより、レーザ溶接、レーザアニ
ールなどの諸種の微細な加工および表面処理が可能とな
る種々のレーザ加工装置として実用化されている。
光ビームを用いることにより、レーザ溶接、レーザアニ
ールなどの諸種の微細な加工および表面処理が可能とな
る種々のレーザ加工装置として実用化されている。
しかし、従釆のレーザ加工ないいまレーザ表面処理装置
は、レーザ照射による物質の飛散、蒸発あるいは溶解を
利用していたため、試料表面より物質を除去することは
容易に行なえたが、試料面の希望する位置に所望の物質
を沈積（ｄｅｐｏｓｌ−ｏｏｎ）することは非常に困難
であった。
は、レーザ照射による物質の飛散、蒸発あるいは溶解を
利用していたため、試料表面より物質を除去することは
容易に行なえたが、試料面の希望する位置に所望の物質
を沈積（ｄｅｐｏｓｌ−ｏｏｎ）することは非常に困難
であった。
試料表面の希望する位置に所望の物質を沈着させること
は、例えばパターン化された半導体集積回路上の選択的
な窮極付けや、あるいはフオトマスク上のピンホールな
どの欠陥修正用などとして大いに必要とされている。
は、例えばパターン化された半導体集積回路上の選択的
な窮極付けや、あるいはフオトマスク上のピンホールな
どの欠陥修正用などとして大いに必要とされている。
従来の物質沈着による薄膜形成装魔としては次の様なも
のが提案されている。
のが提案されている。
１）試料表面上にレジスト層あるいはフオトマスクをか
ぶせ、試料から離れた位置におかれた固体蒸着物質をレ
ーザ等を用いて加熱気化し、これを試料表面上に蒸着す
る。
ぶせ、試料から離れた位置におかれた固体蒸着物質をレ
ーザ等を用いて加熱気化し、これを試料表面上に蒸着す
る。
２）試料表面上にパターン材料層を近接して設け、レー
ザ光を用いてパターン材料層を照射し、パターン材料層
の一部を蒸発飛散させ、試料表面上にパターンを転写す
る。
ザ光を用いてパターン材料層を照射し、パターン材料層
の一部を蒸発飛散させ、試料表面上にパターンを転写す
る。
いずれの場合においてもパターン用マスクあるいはパタ
ーン材料届とのアラインメントがやつかい、試料表面の
直接の観察が困難、工程が複雑、高い位置精度の微細な
領域における薄膜の形成が困難などの欠点があり、実用
的でない。
ーン材料届とのアラインメントがやつかい、試料表面の
直接の観察が困難、工程が複雑、高い位置精度の微細な
領域における薄膜の形成が困難などの欠点があり、実用
的でない。
これに対し、米国の技術雑誌ｒアプライド・フイジクス
レ タ ー ズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ戊
ｔｔｅ母）」の３５蓋第２号（１９７＄羊７月１５日号
）第１７５〜１７刀割こ記載されたティー・ェフ・ドイ
ツチュ（Ｔ．Ｆ．Ｄｅｕｔｃｈ）氏らの論文「金属薄膜
の微細領域へのレーザ光沈着」（いｓｅｒＰｈｏｔｏｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ一 ｏｆ ＭｅねＩ Ｆｉｌｍ
ｓ Ｗｉｔｈ ＭｉｃｒｏｓｃｏｐｌｃＦｅａｔｍ
ｅｓ）によれば、アルキル金属などを紫外レーザ光で照
射することによりアルキル金属を光解離し、試料表面上
に金属膜を形成することが可能であることが示されてい
る。
レ タ ー ズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ戊
ｔｔｅ母）」の３５蓋第２号（１９７＄羊７月１５日号
）第１７５〜１７刀割こ記載されたティー・ェフ・ドイ
ツチュ（Ｔ．Ｆ．Ｄｅｕｔｃｈ）氏らの論文「金属薄膜
の微細領域へのレーザ光沈着」（いｓｅｒＰｈｏｔｏｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ一 ｏｆ ＭｅねＩ Ｆｉｌｍ
ｓ Ｗｉｔｈ ＭｉｃｒｏｓｃｏｐｌｃＦｅａｔｍ
ｅｓ）によれば、アルキル金属などを紫外レーザ光で照
射することによりアルキル金属を光解離し、試料表面上
に金属膜を形成することが可能であることが示されてい
る。
この方法はマスクを用いないでできる薄膜パターン形成
法として注目される。しかしながら、この方法には次の
様な欠点がある。
法として注目される。しかしながら、この方法には次の
様な欠点がある。
すなわち、分子気体の平均自由行程がかなり長いので照
射ビームの径よりも形成される薄膜のスポット径がかな
り大きくなり、パターンがぼける。試料表面への金属薄
膜のつきが悪く、かつ薄膜の形成にかなり時間がかかる
。したがってこの発明の目的はこれら従来のレーザ薄膜
形成装置の有する欠点を除去し、マスクを必要とせず、
微細な領域上に高精度でかつ迅速に薄膜を形成できるよ
うにしたレーザ薄膜形成装置を提供することにある。
射ビームの径よりも形成される薄膜のスポット径がかな
り大きくなり、パターンがぼける。試料表面への金属薄
膜のつきが悪く、かつ薄膜の形成にかなり時間がかかる
。したがってこの発明の目的はこれら従来のレーザ薄膜
形成装置の有する欠点を除去し、マスクを必要とせず、
微細な領域上に高精度でかつ迅速に薄膜を形成できるよ
うにしたレーザ薄膜形成装置を提供することにある。
本発明の原理は、発振波長の相異なる２つのレーザ光源
を用い、一方のレーザ光を用いて金属化合物気体を光解
離し、他方のレーザ光で試料表面の任意の位置を選択的
に加熱し、前記過程により供給された金属原子を熱反応
を利用して迅速に沈着せしめ薄膜を形成させるようにし
たことである。
を用い、一方のレーザ光を用いて金属化合物気体を光解
離し、他方のレーザ光で試料表面の任意の位置を選択的
に加熱し、前記過程により供給された金属原子を熱反応
を利用して迅速に沈着せしめ薄膜を形成させるようにし
たことである。
本発明のもつ利点は、選択的にレーザ加熱さた試料表面
上に形成された薄膜は加熱されていない表面上よりもは
るかに付着性がよく強じんであることである。
上に形成された薄膜は加熱されていない表面上よりもは
るかに付着性がよく強じんであることである。
また、本発明の有する他の利点は選択的な熱拡散が同時
に行なえるのでオーミック電極の形成あるいはドーバン
トの拡散などの半導体プロセス上の重要な工程がマスク
レスでかつ迅速に行なえることである。
に行なえるのでオーミック電極の形成あるいはドーバン
トの拡散などの半導体プロセス上の重要な工程がマスク
レスでかつ迅速に行なえることである。
次に、この発明のレーザ薄膜形成装置について図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
図は、この発明の−実施例を示すブロック図である。
図において、１１および１２は発振波長の相異なるレー
ザ装置、１３は議しーザ装置から出射するレーザ光を試
料に薄く光学系、１４は試料の表面を観察する観察光学
系である。
ザ装置、１３は議しーザ装置から出射するレーザ光を試
料に薄く光学系、１４は試料の表面を観察する観察光学
系である。
議しーザ光を試料に導く光学系１３には、相異なる２波
長のレーザ光を多重化し、同一光軸上に重畳するための
合成器１３１、レーザ光の対物、照射範囲を調節するた
めの絞り１３２、集光レンズ１３３、および表面観察用
の照射用光源１３４などが備えられている。１５は試料
であり、この試料は試料は試料駆動用戦物台１６の上に
載せられ、ＸＹ方向に自由に駆動できるようになってい
る。１７は試料収納容器であり、これにキャリアガスと
してヘリウムなどを含んだボンベ１９と薄膜形成用の金
属を化合物として含んだ金属化合物気体を収容したボン
ベ２０および排気管２０などが接続されており、さらに
排気管２０には排気ポンプなどが接続され、試料収納容
器内に所望の濃度の金属化合物気体を満たすことができ
るようになっている。
長のレーザ光を多重化し、同一光軸上に重畳するための
合成器１３１、レーザ光の対物、照射範囲を調節するた
めの絞り１３２、集光レンズ１３３、および表面観察用
の照射用光源１３４などが備えられている。１５は試料
であり、この試料は試料は試料駆動用戦物台１６の上に
載せられ、ＸＹ方向に自由に駆動できるようになってい
る。１７は試料収納容器であり、これにキャリアガスと
してヘリウムなどを含んだボンベ１９と薄膜形成用の金
属を化合物として含んだ金属化合物気体を収容したボン
ベ２０および排気管２０などが接続されており、さらに
排気管２０には排気ポンプなどが接続され、試料収納容
器内に所望の濃度の金属化合物気体を満たすことができ
るようになっている。
金属化合物気体としては、例えば電極材料として用いら
れるＡそや、ド−パントとして用いられるＣｄ、Ｚｎな
どの金属はＡ〆（Ｃは）３、Ｃｄ（ＣＨ３）２あるいは
ＺｎＣ比などのアルキル金属気体として、またマスク材
として用いられるＮｉ、Ｃｒなどの金属は例えばカルポ
ニル化合物気体として使用可能である。
れるＡそや、ド−パントとして用いられるＣｄ、Ｚｎな
どの金属はＡ〆（Ｃは）３、Ｃｄ（ＣＨ３）２あるいは
ＺｎＣ比などのアルキル金属気体として、またマスク材
として用いられるＮｉ、Ｃｒなどの金属は例えばカルポ
ニル化合物気体として使用可能である。
一般に分子化合物は紫外ないし、遠紫外の照射により光
解離させることが可能である。構造が単純な２原子分子
では吸収スペクトルは離散的であるが、多原子分子では
紫外スペクトルは連続的になる。例えばＣｄ（ＣＨ３）
２やＡ夕（ＣＨ３）３は２６仇ｍより短波長の光で容易
に光解離を行なうことができる。この実施例においては
、レーザ装置１１には、波長１．０６仏ｍで発振するＱ
スイッチＹＡＧレーザーを用い、これを４逓倍し、波長
０．２６５ムｍの光を出射するようにしている。さらに
短波長の光が必要な場合にはＫｒＦレーザ（波長０．２
４８〃ｍ）あるいは〜Ｆレーザ（波長０．１９３山ｍ）
などを用いることもできる。
解離させることが可能である。構造が単純な２原子分子
では吸収スペクトルは離散的であるが、多原子分子では
紫外スペクトルは連続的になる。例えばＣｄ（ＣＨ３）
２やＡ夕（ＣＨ３）３は２６仇ｍより短波長の光で容易
に光解離を行なうことができる。この実施例においては
、レーザ装置１１には、波長１．０６仏ｍで発振するＱ
スイッチＹＡＧレーザーを用い、これを４逓倍し、波長
０．２６５ムｍの光を出射するようにしている。さらに
短波長の光が必要な場合にはＫｒＦレーザ（波長０．２
４８〃ｍ）あるいは〜Ｆレーザ（波長０．１９３山ｍ）
などを用いることもできる。
レーザ装置１２には、試料表面の吸収特性に応じてＡｒ
レーザ（０．５１５〃ｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（１．
０６４〃ｍ）あるいはＣ０２レーザ（１０．６山ｍ）な
どの各種のレーザが用いられる。物質の表面を十分に高
温加熱するためには数Ｗ程度の平均出力が必要である。
レーザ装置１２により出射するレーザ光の照射により試
料表面が高温に加熱される結果、前記１１のレーザ装置
より出射するレーザ光の照射により光解離した金属は加
熱された試料表面に強固に沈着する。
レーザ（０．５１５〃ｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（１．
０６４〃ｍ）あるいはＣ０２レーザ（１０．６山ｍ）な
どの各種のレーザが用いられる。物質の表面を十分に高
温加熱するためには数Ｗ程度の平均出力が必要である。
レーザ装置１２により出射するレーザ光の照射により試
料表面が高温に加熱される結果、前記１１のレーザ装置
より出射するレーザ光の照射により光解離した金属は加
熱された試料表面に強固に沈着する。
試料表面上への薄膜形成の位置決めは２１の制御装鷹お
よび１６の試料駆動用戦物台を用いて自由に行なうこと
ができる。
よび１６の試料駆動用戦物台を用いて自由に行なうこと
ができる。
金属化合物気体は一般に可視光に対しては透過度が良い
ので、試料の表面状態を観察しながら迅速かつ高精度な
薄膜形成を行なうことができる。試料表面はあらかじめ
加熱しておいた方が能率がよいので、加熱用のレーザ装
置１２をレーザ装置１１よりも先に発振させた方がよい
。
ので、試料の表面状態を観察しながら迅速かつ高精度な
薄膜形成を行なうことができる。試料表面はあらかじめ
加熱しておいた方が能率がよいので、加熱用のレーザ装
置１２をレーザ装置１１よりも先に発振させた方がよい
。
なお、試料収納容器１７に用いられる透効用の窓材は、
汚れ付着防止のためにはしーザ光に対しできるだけ透明
であることが望ましい。以上の実施例においては、相異
なる２つのレーザ上を同軸上に重ねて試料表面上に導い
たが、実は光解離用のレーザ光は試料表面上に直接照射
する必要はないので、かならずしも２つのレーザ光を同
軸上に重ねなくともよく、例えば試料収納容器１７に別
の窓を設け、光解離用のレーザ光を別の角度から試料表
面近傍に導くようにすることも可能である。
汚れ付着防止のためにはしーザ光に対しできるだけ透明
であることが望ましい。以上の実施例においては、相異
なる２つのレーザ上を同軸上に重ねて試料表面上に導い
たが、実は光解離用のレーザ光は試料表面上に直接照射
する必要はないので、かならずしも２つのレーザ光を同
軸上に重ねなくともよく、例えば試料収納容器１７に別
の窓を設け、光解離用のレーザ光を別の角度から試料表
面近傍に導くようにすることも可能である。
このように、この発明の目的を逸脱することなく、この
発明の各部の構成要素につき種々の置換を行ないうろこ
とはいうまでもない。
発明の各部の構成要素につき種々の置換を行ないうろこ
とはいうまでもない。
図は本発明によるレーザ薄膜形成装置のブロック図であ
る。 図において、１１および１２は発振波長の相異なるレー
ザ装置、１３は該レーザ装置から出射するレーザ光を試
料に導く光学系、１４は試料の表面を観察する観察光系
である。
る。 図において、１１および１２は発振波長の相異なるレー
ザ装置、１３は該レーザ装置から出射するレーザ光を試
料に導く光学系、１４は試料の表面を観察する観察光系
である。
Claims (1)
- １ 発振波長の相異なる２つのレーザ装置と、該レーザ
装置から出射するレーザ光を試料に導く光学系と、該試
料の表面を観察する観察光学系と、試料収納容器と、試
料駆動用載物台と、該試料表面に沈着すべき金属を含ん
だ金属化合物気体を前記試料収納容器内に導く手段とを
含み、前記第１のレーザ装置より出射するレーザ光を用
いて該金属化合物気体を光解離せしめ、前記第２のレー
ザ装置により出射するレーザ光を用いて該試料表面上の
一部をスポツト状に加熱し、光解離した金属をこの加熱
した領域に選択的に沈着させ、薄膜を形成するようにし
たことを特徴とするレーザ薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55141054A JPS6021224B2 (ja) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | レーザー薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55141054A JPS6021224B2 (ja) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | レーザー薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5767161A JPS5767161A (en) | 1982-04-23 |
| JPS6021224B2 true JPS6021224B2 (ja) | 1985-05-25 |
Family
ID=15283174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55141054A Expired JPS6021224B2 (ja) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | レーザー薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021224B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0387050U (ja) * | 1989-12-14 | 1991-09-04 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435445A (en) * | 1982-05-13 | 1984-03-06 | Energy Conversion Devices, Inc. | Photo-assisted CVD |
| US4451503A (en) * | 1982-06-30 | 1984-05-29 | International Business Machines Corporation | Photo deposition of metals with far UV radiation |
| JPS5940523A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-06 | Toshiba Corp | 半導体薄膜の製造方法 |
| JPS59164653A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属被覆光フアイバ−の製造方法 |
| FR2548218B1 (fr) * | 1983-06-29 | 1987-03-06 | Pauleau Yves | Procede de depot de couches minces par reaction chimique en phase gazeuse utilisant deux rayonnements differents |
| JPS6066896A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-17 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 基体に金属銅を付着するための方法 |
| JPS6091628A (ja) * | 1983-10-25 | 1985-05-23 | Nec Corp | 局所薄膜形成装置 |
| JPS60211077A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-23 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 合金導電膜の形成方法 |
| JPS60211078A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-23 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 導電膜の形成方法 |
| JPS60211076A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-23 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 多層導電膜パタ−ンの形成方法 |
| JPS6127623A (ja) * | 1984-07-17 | 1986-02-07 | Nec Corp | 光化学反応誘起用光源 |
| DE3584798D1 (de) * | 1984-07-17 | 1992-01-16 | Nec Corp | Anreizverfahren und vorrichtung fuer photochemische reaktionen. |
| JPS61213375A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光化学成膜装置 |
| JPH0712056B2 (ja) * | 1985-04-15 | 1995-02-08 | 株式会社日立製作所 | Ｌｓｉ配線接続方法および装置 |
-
1980
- 1980-10-08 JP JP55141054A patent/JPS6021224B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0387050U (ja) * | 1989-12-14 | 1991-09-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5767161A (en) | 1982-04-23 |
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