JP3354191B2 - Laser film forming apparatus and laser film forming method - Google Patents
Laser film forming apparatus and laser film forming methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はたとえば半導体ウエハ
にレ−ザCVD法によって金属配線を成膜するためのレ
−ザ成膜装置及びレーザ成膜方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser film forming apparatus and a laser film forming method for forming a metal wiring on a semiconductor wafer by a laser CVD method.
【0002】[0002]
【従来の技術】レ−ザCVD法による配線技術において
は、金属カルボニルをAr+ レ−ザで局所的に熱分解す
る直描方式が一般によく用いられている。この方法は高
い膜質が得られ、ソ−スガスの安定性も高く、レ−ザ光
を導入するウインドの汚れも少ないという利点を有す
る。2. Description of the Related Art In a wiring technique by a laser CVD method, a metal carbonyl is converted to Ar + A direct drawing method in which a laser is locally thermally decomposed is generally used. This method has the advantages that a high film quality is obtained, the stability of the source gas is high, and the window into which laser light is introduced is less contaminated.
【0003】レ−ザCVDの成膜結果は、ソ−スガスの
供給方法の影響を顕著に受ける。ソ−スガスの供給方法
には、真空雰囲気で成膜を行う減圧法と、大気圧環境下
での成膜が可能なキャリアガス法の2種類がある。上記
減圧法はリ−クタイトな真空容器が必要であるため、装
置コストの増大や真空排気時間によるスル−プットの低
下といった問題を有する。上記キャリアガス法は真空雰
囲気を必要としないため、作業性がよく、実用性が高
い。とくに、近年、レ−ザCVDの適用対象である電子
デバイスは基板の大型化が進み、スル−プットと作業性
の点からキャリアガス法が広く用いられるようになって
きている。[0003] The result of laser CVD film formation is significantly affected by the source gas supply method. There are two types of source gas supply methods: a decompression method for forming a film in a vacuum atmosphere, and a carrier gas method for forming a film under an atmospheric pressure environment. Since the above-mentioned decompression method requires a leaktight vacuum vessel, there are problems such as an increase in equipment cost and a reduction in throughput due to evacuation time. Since the above carrier gas method does not require a vacuum atmosphere, workability is good and practicality is high. In particular, in recent years, the size of electronic devices to which laser CVD is applied has been increased in size, and the carrier gas method has been widely used in terms of throughput and workability.
【0004】電子デバイスの配線を良好に接続するには
2つの条件が必要である。第1に、高い質の膜を形成
し、膜の電気抵抗を低くすること、第2にレ−ザ光の反
射率が高く、熱伝導度も高いため、成膜が困難なアルミ
ニウム上で良好に成膜を行い、コンタクト抵抗を低くす
ることであり、上記キャリアガス法ではガスの種類によ
る膜質や成膜性の差異が顕著である。[0004] Two conditions are required for good connection of the wiring of an electronic device. First, a high-quality film is formed and the electric resistance of the film is reduced. Second, since the reflectance of laser light is high and the thermal conductivity is high, it is good on aluminum where film formation is difficult. In the above carrier gas method, the difference in film quality and film formability depending on the type of gas is remarkable.
【0005】還元作用を有する水素(H2 )をキャリア
ガスとして用いた場合、不純物(C、Oなど)のコンタ
ミネ−ションは抑制され、高い膜質が得られる。しか
し、同時に核形成も抑制されるため、成膜に必要なレ−
ザ出力を高くしなければならず、アルミニウムの配線が
熱的損傷を受けやすくなる。しかも、成膜性の低下によ
る、コンタクト抵抗の増加を招き、良好な接続の阻害要
因となる。When hydrogen (H 2 ) having a reducing action is used as a carrier gas, contamination of impurities (C, O, etc.) is suppressed, and a high film quality can be obtained. However, at the same time, nucleation is also suppressed, and the required rate of film formation is reduced.
The power must be high and aluminum wiring is susceptible to thermal damage. In addition, the contact resistance is increased due to the deterioration of the film-forming property, which is a hindrance to a good connection.
【0006】水素キャリアの他の問題は、有機金属を劣
化させ、ソ−スガスを安定した品質で供給することがで
きないことである。水素キャリアで成膜を行っていく
と、有機金属が水素の還元作用を受けるため、成膜条件
を同一に設定しているにも係わらず、徐々に成膜が困難
となり、やがて膜が全く形成されなくなるという現象が
発生する。そのため、得られる膜質は高いものの、水素
は有機金属のキャリアガスとしては不適当である。Another problem with hydrogen carriers is that they degrade the organometallics and cannot supply source gas with a stable quality. As the film is formed with a hydrogen carrier, the organic metal is subjected to the reduction action of hydrogen, and it becomes difficult to form the film gradually, even though the film forming conditions are set to the same, and eventually the film is completely formed. The phenomenon that it stops being performed occurs. For this reason, although the obtained film quality is high, hydrogen is not suitable as a carrier gas of the organic metal.
【0007】Ar、He、N2 などの不活性ガスをキャ
リアガスに用いる場合、水素を用いた場合のような有機
金属の劣化を招くことはなく、長期間安定にソ−スガス
を供給することができ、またアルミニウム上への成膜は
核形成が容易になるため、良好に行うことが可能とな
る。しかし、成膜時に発生する分解生成物が不純物とし
て膜中に混入するため、膜質は低い。When an inert gas such as Ar, He, or N 2 is used as a carrier gas, the source gas can be stably supplied for a long time without deteriorating the organic metal as in the case of using hydrogen. In addition, film formation on aluminum is facilitated because nucleation is facilitated. However, the quality of the film is low because decomposition products generated during the film formation are mixed into the film as impurities.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の単
一のキャリアガスを用いる方法では、高い膜質と、良好
な成膜性を両立させることが困難であり、デバイス配線
を金属膜で低抵抗に接続することができなかった。As described above, in the conventional method using a single carrier gas, it is difficult to achieve both high film quality and good film forming property, and the device wiring is reduced by a metal film. Could not connect to resistor.
【0009】この発明は上記事情を考慮してなされたも
のであり、その目的とするところは、作業性の高い大気
圧下でレーザ光によって高い膜質の成膜を形成できるよ
うにしたレーザ成膜装置及びレーザ成膜方法を提供する
ことにある。[0009] The present invention has been made in view of these circumstances, the laser the place of interest, which is adapted kills in the form forming the deposition of high quality by the laser beam under high workability atmospheric pressure It is to provide a film forming apparatus and a laser film forming method.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、成膜
対象物を配置するためのテーブルと、透光性の窓部材を
一部に備え、前記テーブルに離間対向して配置されるカ
バー体と、このカバー体と前記テーブルとの間の空間に
第1のガスを供給するための第1の管路と、前記カバー
体と前記テーブルとの間であって、前記第1のガスが供
給される空間よりも外側の空間に第2のガスを供給する
ための第2の管路と、前記成膜対象物に対して、前記窓
部材を透過させてレーザ光を照射するためのレーザ照射
手段とを備えることを特徴とするレーザ成膜装置にあ
る。請求項2の発明は、前記テーブルは、XYテーブル
であることを特徴とする請求項1記載のレーザ成膜装置
にある。請求項3の発明は、前記カバー体は、円盤状の
基部と、この基部の周辺部に前記テーブル側を向いて突
設された環状壁とを備えることを特徴とする請求項1記
載のレーザ成膜装置にある。請求項4の発明は、前記カ
バー体は、円盤状の基部と、この基部の下面側となる一
側面中央部に突設された第1の環状壁と、この第1の環
状壁の外側で、前記基部の周辺部に突設された第2の環
状壁とを備えることを特徴とする請求項1記載のレーザ
成膜装置。請求項5の発明は、前記第1の環状壁よりも
前記第2の環状壁の方が高さ寸法が大きく形成されてい
ることを特徴とする請求項4記載のレーザ成膜装置にあ
る。請求項6の発明は、前記第1の管路の少なくとも一
部は、前記空間に連通するノズル孔であることを特徴と
する請求項1記載のレーザ成膜装置にある。請求項7の
発明は、前記ノズル孔は、周方向に所定間隔で複数形成
されている ことを特徴とする請求項6記載のレーザ成膜
装置にある。請求項8の発明は、前記第2の管路の少な
くとも一部は、前記空間に連通するノズル孔であること
を特徴とする請求項1記載のレーザ成膜装置にある。請
求項9の発明は、前記ノズル孔は、周方向に所定間隔で
複数形成されていることを特徴とする請求項8記載のレ
ーザ成膜装置にある。請求項10の発明は、透光性の窓
部材を一部に備えるカバー体を成膜対象物に離間対向し
て配置した状態で、このカバー体と前記成膜対象物との
間の空間部に原料ガスを供給すると同時に、前記カバー
体と前記成膜対象物との間であって、前記原料ガスが供
給される空間よりも外側の空間に第2のガスを供給しつ
つ、前記窓部材越しに前記レーザ光を前記成膜対象物に
照射して成膜を行うことを特徴とするレーザ成膜方法に
ある。請求項11の発明は、前記成膜対象物は、電子デ
バイスであることを特徴とする請求項10記載のレーザ
成膜方法にある。請求項12の発明は、前記原料ガス
は、有機金属を含んでいることを特徴とする請求項10
記載のレーザ成膜方法にある。請求項13の発明は、前
記原料ガスは、カルボニルを含んでいることを特徴とす
る請求項10記載のレーザ成膜方法にある。請求項14
の発明は、前記レーザ光は、可視光であることを特徴と
する請求項10記載のレーザ成膜方法にある。請求項1
5の発明は、前記レーザ光は、アルゴンイオンレーザで
あることを特徴とする請求項10記載のレーザ成膜方法
にある。請求項16の発明は、上記成膜により、アルミ
ニウム配線を接続することを特徴とする請求項10記載
のレーザ成膜方法にある。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a film forming method.
A table for placing the object and a translucent window member
A part of the table, which is arranged to face the table
In the space between the bar body and this cover body and the table
A first conduit for supplying a first gas, and the cover;
Between the body and the table, wherein the first gas is supplied.
Supplying the second gas to a space outside the space to be supplied
A second conduit for forming the film and the window
Laser irradiation for irradiating laser light through components
Lying in the laser film formation apparatus according to claim and means. The invention according to claim 2, wherein the table is an XY table
The laser film forming apparatus according to claim 1, wherein
It is in. In the invention according to claim 3, the cover body has a disk shape.
A base and a peripheral portion of the base protrude toward the table.
2. The device according to claim 1, further comprising an annular wall provided.
In the above-mentioned laser film forming apparatus. Invention, the mosquito claim 4
The bar body has a disk-shaped base and a lower surface side of the base.
A first annular wall protruding from a central portion of the side surface, and the first annular wall;
A second ring protruding from the periphery of the base outside the wall
2. The laser according to claim 1, further comprising:
Film forming equipment. According to a fifth aspect of the present invention, the first annular wall is more rigid than the first annular wall.
The height of the second annular wall is larger than that of the second annular wall.
5. The laser film forming apparatus according to claim 4, wherein
You. According to a sixth aspect of the present invention , at least one of the first conduits is provided.
The portion is a nozzle hole communicating with the space,
A laser film forming apparatus according to claim 1. In the invention according to claim 7, the plurality of nozzle holes are formed at predetermined intervals in a circumferential direction.
The laser deposition according to claim 6, characterized in that it is
In the device. The invention according to claim 8 is characterized in that the second pipe has a small number of pipes.
At least a part is a nozzle hole communicating with the space.
The laser film forming apparatus according to claim 1, wherein: In a ninth aspect of the present invention, the nozzle holes are arranged at predetermined intervals in a circumferential direction.
9. The recording device according to claim 8, wherein a plurality of the components are formed.
It is in the user film forming apparatus. The invention according to claim 10 is a light-transmitting window.
The cover body, which is partially equipped with a member, is
When the cover body and the object to be film-formed are
The raw material gas is supplied to the space between
Between the body and the object to be formed, and the source gas is supplied.
Supply the second gas to the space outside the space to be supplied
And applying the laser beam to the film-forming target through the window member.
Irradiation to form a film.
is there. In the invention according to claim 11, the object for film formation is an electronic device.
The laser according to claim 10, wherein the laser is a vise.
There is a film forming method. The invention of claim 12, wherein the raw material gas
11. An organic material comprising an organic metal.
In the laser film forming method described above. Invention, prior to claim 13
The raw material gas contains carbonyl.
A laser film forming method according to claim 10. Claim 14
The invention is characterized in that the laser light is visible light.
A laser film forming method according to claim 10. Claim 1
The invention according to claim 5, wherein the laser beam is an argon ion laser.
11. The laser film forming method according to claim 10, wherein:
It is in. According to a sixteenth aspect of the present invention, the film is formed by aluminum.
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the wiring is connected to a nickel wiring.
Laser film forming method.
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】[0013]
【作用】第2のガスを供給しながらの成膜時には第2の
ガスの流れによって外気が成膜部位へ流入するのが抑制
される。 In the film formation while supplying the second gas, the second
Prevents outside air from flowing into the film deposition site due to gas flow
Is done.
【0014】[0014]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1乃至図3はこの発明の第1の実施例を
示し、図1に示すレ−ザ成膜装置はアルゴンイオンレ−
ザなどの可視レ−ザ光Lを出力するレ−ザ発振器11を
備えている。このレ−ザ発振器11から出力されたレ−
ザ光Lはミラ−12で反射し対物レンズ13で集束され
て反応容器14の内部へその上面に形成された窓15か
ら入射する。この反応容器14の内部にはXYテ−ブル
16が設けられ、このXYテ−ブル16上には成膜対象
物としての半導体ウエハなどの電子デバイス17が配置
されている。それによって、上記対物レンズ13で集束
されたレ−ザ光Lが上記電子デバイス17の上面を照射
するようになっている。FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. The laser film forming apparatus shown in FIG. 1 employs an argon ion laser.
A laser oscillator 11 for outputting visible laser light L such as a laser is provided. The laser output from the laser oscillator 11
The light L is reflected by the mirror 12, focused by the objective lens 13, and enters the inside of the reaction vessel 14 through the window 15 formed on the upper surface thereof. An XY table 16 is provided inside the reaction vessel 14, and an electronic device 17 such as a semiconductor wafer as a film formation target is arranged on the XY table 16. Thereby, the laser light L focused by the objective lens 13 irradiates the upper surface of the electronic device 17.
【0016】上記XYテ−ブル16は駆動部18によっ
てXY方向に駆動され、それによって上記レ−ザ光Lを
上記電子デバイス17上で走査させることができるよう
になっている。上記駆動部18は制御装置19からの駆
動信号によって駆動制御されるようになっている。The XY table 16 is driven in the XY directions by a drive unit 18 so that the laser light L can be scanned on the electronic device 17. The drive section 18 is driven and controlled by a drive signal from a control device 19.
【0017】上記反応容器14には、先端を上記電子デ
バイス17の上記可視レ−ザ光Lによって照射される部
位(成膜部位)に対向させた第1の供給管路21の一端
部が接続されている。この第1の供給管路21の中途部
にはリザ−バ22と、第1のマスフロ−コントロ−ラ2
3とが順次接続され、他端はたとえば窒素(N2 )など
の図示しない不活性ガスの供給源に連通している。上記
リザ−バ22には金属カルボニルなどの有機金属24が
収容され、その有機金属24はヒ−タ25によって加熱
されるようになっている。上記第1のマスフロ−コント
ロ−ラ23を通過した一定量の不活性ガスは上記リサ−
バ22で有機金属24の蒸気と混合して原料ガス(ソ−
スガス)となり、上記反応容器14に流入するようにな
っている。The reaction vessel 14 is connected to one end of a first supply pipe 21 whose tip is opposed to a portion (film formation portion) of the electronic device 17 which is irradiated with the visible laser light L. Have been. In the middle of the first supply line 21, a reservoir 22 and a first mass flow controller 2 are provided.
The other end is connected to a supply source of an inert gas (not shown) such as nitrogen (N 2 ). The reservoir 22 contains an organic metal 24 such as a metal carbonyl, and the organic metal 24 is heated by a heater 25. A certain amount of the inert gas that has passed through the first mass flow controller 23 is supplied to the above-described reservoir.
The raw material gas (source) is mixed with the vapor of the organic metal 24 in the bath 22.
Gas) and flows into the reaction vessel 14.
【0018】上記第1の供給管路21の上記リザ−バ2
2よりも下流側の箇所には第2の供給管路26の一端が
接続されている。この第2の供給管路26の中途部には
制御弁27と第2のマスフロ−コントロ−ラ28とが順
次設けられ、また他端は図示しない還元性ガスとしての
水素(H2 )の供給源に連通している。上記制御弁27
が開放されることで、上記第1の供給管路21を流れる
原料ガスに水素を混入させることができ、その量は上記
第2のマスフロ−コントロ−ラ28によって制御できる
ようになっている。The reservoir 2 of the first supply line 21
One end of the second supply pipe 26 is connected to a position downstream of the second supply pipe 26. A control valve 27 and a second mass flow controller 28 are sequentially provided in the middle of the second supply line 26, and the other end is supplied with hydrogen (H 2 ) as a reducing gas (not shown). In communication with the source. The control valve 27
Is opened, hydrogen can be mixed into the raw material gas flowing through the first supply pipe line 21, and the amount thereof can be controlled by the second mass flow controller 28.
【0019】上記第1のマスフロ−コントロ−ラ23と
上記第2のマスフロ−コントロ−ラ28とは上記制御装
置19からの制御信号によって制御される。それによっ
て、不活性ガスの流量と、水素の流量とがそれぞれ設定
される。同じく上記制御弁27は上記制御装置19から
の制御信号によって開閉制御される。それによって、上
記第1の供給管路21を流れる原料ガスに水素を適時に
混入することができる。The first mass flow controller 23 and the second mass flow controller 28 are controlled by a control signal from the control device 19. Thereby, the flow rate of the inert gas and the flow rate of the hydrogen are set respectively. Similarly, the control valve 27 is controlled to open and close by a control signal from the control device 19. Thereby, hydrogen can be appropriately mixed into the raw material gas flowing through the first supply pipe 21.
【0020】この実施例において、原料ガスに水素を混
入する上記制御弁27の開閉時期はつぎのように設定さ
れる。つまり、図2(a)、(b)は上記電子デバイス
17の斜視図と断面図を示す。同図中17aはSiO2
からなる基板で、この基板17aには第1のアルミニウ
ム配線17bと第2のアルミニウム配線17cとが不連
続に形成されている。In this embodiment, the opening and closing timing of the control valve 27 for mixing hydrogen into the raw material gas is set as follows. That is, FIGS. 2A and 2B show a perspective view and a cross-sectional view of the electronic device 17. In the figure, 17a is SiO 2
A first aluminum wiring 17b and a second aluminum wiring 17c are formed discontinuously on the substrate 17a.
【0021】上記第1、第2のアルミニウム配線17
b、17cを図2(a)に示す金属膜20を成膜して接
続する場合には、第1のアルミニウム配線17b上の位
置A(成膜の開始位置)、第1のアルミニウム配線17
bと基板17aとの境界の位置B、第2のアルミニウム
配線17cと基板17aとの境界の位置Cおよび第2の
アルミニウム配線17c上の位置D(成膜終了の位置)
をそれぞれ位置デ−タとして上記制御装置19に予め入
力しておく。そして、可視レ−ザ光Lを同図(a)に矢
印Xで示す方向に走査させるとすると、上記制御弁27
は、上記制御装置19によって位置Aから位置Bの間で
は閉じられ、位置Bから位置Cでは開かれ、さらに位置
Cから位置Dの間では閉じられるよう、開閉制御される
ようになっている。The first and second aluminum wirings 17
In the case where the first and second wirings 17b and 17c are connected by forming the metal film 20 shown in FIG. 2A, the position A (the starting position of the film formation) on the first aluminum wiring 17b, the first aluminum wiring 17
position B at the boundary between b and substrate 17a, position C at the boundary between second aluminum wiring 17c and substrate 17a, and position D on second aluminum wiring 17c (position at which film formation is completed)
Are input to the controller 19 in advance as position data. If the visible laser light L is scanned in the direction indicated by the arrow X in FIG.
Is controlled by the control device 19 to be closed between the position A and the position B, opened from the position B to the position C, and further closed between the position C and the position D.
【0022】つぎに、上記構成の成膜装置を用いて電子
デバイス17の第1、第2のアルミニウム配線17b、
17c間に成膜する手順を説明する。まず、レ−ザ光L
の照射位置が電子デバイス17上における位置Aになる
よう、位置決めしたならば、上記レ−ザ光Lが図2
(a)に矢印Xで示す方向に走査するよう、XYテ−ブ
ル16を駆動する。レ−ザ光Lが電子デバイス17上の
位置Aから位置Bの間では、上記制御弁27は閉じられ
ている。したがって、反応容器14内には原料ガスだけ
が供給され、水素が供給されることがない。つまり、第
1のアルミニウム配線17bに成膜するときには、還元
作用を有する水素が供給されず、成膜の核形成が抑制さ
れることがないから、レ−ザ光によって過剰に入熱する
ことなく、上記第1のアルミニウム配線17b上に金属
膜20を成膜することができる。それによって、第1の
アルミニウム配線17bに熱的損傷を与えることがな
く、抵抗の増大を招くこともない。Next, the first and second aluminum wirings 17b of the electronic device 17 are
The procedure for forming a film between 17c will be described. First, the laser light L
When the laser beam L is positioned so that the irradiation position of the laser beam L is located at the position A on the electronic device 17, the laser beam L is emitted as shown in FIG.
The XY table 16 is driven so as to scan in the direction indicated by the arrow X in FIG. When the laser light L is on the electronic device 17 between the position A and the position B, the control valve 27 is closed. Therefore, only the raw material gas is supplied into the reaction vessel 14, and no hydrogen is supplied. That is, when a film is formed on the first aluminum wiring 17b, hydrogen having a reducing action is not supplied, and nucleation of the film is not suppressed, so that heat is not excessively input by laser light. The metal film 20 can be formed on the first aluminum wiring 17b. Thus, the first aluminum wiring 17b is not thermally damaged, and the resistance is not increased.
【0023】レ−ザ光Lの照射位置が図2における位置
Bから位置Cの間、つまり電子デバイス17の基板17
a上に成膜するときには、制御装置19からの制御信号
によって上記制御弁27が開放される。制御弁27が開
放されれば、第1の供給管路21を流れる有機金属ガス
に水素が所定の割合で混入される。水素は還元作用を有
する。そのため、炭素や酸素などによるコンタミネ−シ
ョンが抑制されるから、金属膜20を高い膜質で成膜す
ることができる。しかも、水素によって核形成が抑制さ
れても、基板17aの部分はレ−ザ光Lを吸収し易いた
め、成膜性の低下を招くことがないから、コンタクト抵
抗の増大を招くこともない。The irradiation position of the laser beam L is between the position B and the position C in FIG.
When a film is formed on a, the control valve 27 is opened by a control signal from the control device 19. When the control valve 27 is opened, hydrogen is mixed into the organometallic gas flowing through the first supply pipe line 21 at a predetermined ratio. Hydrogen has a reducing action. For this reason, contamination due to carbon, oxygen, or the like is suppressed, so that the metal film 20 can be formed with high quality. Moreover, even if the nucleation is suppressed by hydrogen, the portion of the substrate 17a easily absorbs the laser light L, so that the film-forming property does not decrease and the contact resistance does not increase.
【0024】ついで、レ−ザ光Lが位置Cから位置Dの
間、つまり第2のアルミニウム配線17cを照射すると
きには、上記制御弁27は閉じられる。それによって、
反応容器14に供給される原料ガスに水素が混入するの
が阻止されるから、第1のアルミニウム配線17bに成
膜する場合と同様、レ−ザ出力を必要以上に高くしなく
とも、良好に成膜することができる。Next, when the laser beam L is irradiated between the position C and the position D, that is, when the second aluminum wiring 17c is irradiated, the control valve 27 is closed. Thereby,
Since hydrogen is prevented from being mixed into the raw material gas supplied to the reaction vessel 14, similarly to the case of forming a film on the first aluminum wiring 17b, it is possible to improve the laser output without increasing the laser output more than necessary. A film can be formed.
【0025】また、水素を供給する第2の供給管路26
を、リザ−バ23の下流側に接続することで、原料ガス
に水素を適時に混入させるようにしたから、水素がリザ
−バ23内を流れることがない。そのため、リザ−バ2
3内の有機金属24が水素の還元作用を受けて変化する
ということがないから、同一の成膜条件下で成膜してい
るにも係わらず、成膜が徐々に困難になるということが
ない。The second supply line 26 for supplying hydrogen
Is connected to the downstream side of the reservoir 23 so that hydrogen is mixed into the raw material gas in a timely manner, so that hydrogen does not flow in the reservoir 23. Therefore, the reservoir 2
Since the organic metal 24 in 3 does not change due to the reduction action of hydrogen, it is difficult to form a film even though the film is formed under the same film forming conditions. Absent.
【0026】図3はレ−ザ出力と水素の混合比を変えた
場合に、成膜状態がどうであるかということと、その場
合の膜の抵抗値を測定したグラフである。このグラフに
おいて、×は成膜ができない場合であり、白丸は良好に
成膜できた場合であり、黒丸は成膜ができたものの、ダ
メ−ジがあり、空間分解能が不良の場合ある。白丸およ
び黒丸の横に記載された数字は抵抗値(Ω)である。な
お、不活性ガスとしては窒素ガスを用い、流量は100 cc
m (一定)とし、またレ−ザ光Lの走査速度は2μm/
sとした。FIG. 3 is a graph showing the state of film formation when the laser output and the mixing ratio of hydrogen are changed, and the resistance value of the film in that case. In this graph, x indicates that the film could not be formed, white circle indicates that the film was formed well, and black circle indicates that the film could be formed, but there was damage and the spatial resolution was poor. The numbers described next to the open circles and the black circles are resistance values (Ω). In addition, nitrogen gas was used as the inert gas, and the flow rate was 100 cc.
m (constant), and the scanning speed of the laser beam L is 2 μm /
s.
【0027】この測定結果からつぎのことが明らかとな
った。つまり、レ−ザ出力は30mWと、40mWのと
きに良好な成膜結果が得られ、各レ−ザ出力において水
素の混合比が20%のときに膜の抵抗値が最も低くなる
ことが確認された。したがって、位置Bから位置Cの間
を成膜するために水素を供給する場合、その供給量が原
料ガスの流量に対して20%となるよう設定すれば、抵
抗値の低い膜形成が可能となる。From the measurement results, the following became clear. That is, it was confirmed that good film formation results were obtained when the laser output was 30 mW and 40 mW, and that the resistance value of the film was lowest when the mixing ratio of hydrogen was 20% at each laser output. Was done. Therefore, when supplying hydrogen to form a film from the position B to the position C, if the supply amount is set to 20% with respect to the flow rate of the source gas, a film having a low resistance value can be formed. Become.
【0028】図4はこの発明の第2の実施例を示す。こ
の実施例はレ−ザ発振器11から出力されたレ−ザ光L
をハ−フミラ−12aで反射させて反応容器14に導入
するとともに、電子デバイス17からの反射光L´の強
度を光検出器41で検出し、その検出信号を制御装置1
9に入力させる。光検出器41が検出する反射光L´の
強度は、電子デバイス17の照射部位によって異なる。
つまり、基板17aからの反射光に比べて第1、第2の
アルミニウム配線17b、17cからの反射光の強度の
方が強いから、その強度変化に応じて制御弁27を開閉
制御すれば、上記第1の実施例と同様、水素を適時に原
料ガスに混入することができる。FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the laser light L output from the laser oscillator 11 is
Is reflected by the half mirror 12a and introduced into the reaction vessel 14, the intensity of the reflected light L 'from the electronic device 17 is detected by the photodetector 41, and the detection signal is sent to the control device 1
9 is input. The intensity of the reflected light L ′ detected by the photodetector 41 differs depending on the irradiation site of the electronic device 17.
In other words, the intensity of the reflected light from the first and second aluminum wirings 17b and 17c is higher than the intensity of the reflected light from the substrate 17a. As in the first embodiment, hydrogen can be mixed into the source gas at the appropriate time.
【0029】図5と図6はこの発明の第3の実施例を示
す。第1の実施例と同一部分には同一記号を付して説明
を省略する。この実施例は、第1の実施例に示された反
応容器14に代わり、カバ−体31が用いられている。
このカバ−体31は円盤状の基部32と、この基部32
の下面側となる一側面中央部に突設された第1の環状壁
33と、この第1の環状壁33の外側で、上記基部32
の周辺部に突設された第2の環状壁34とを有する。こ
のカバ−体31はXYテ−ブル16の上方に、上記電子
デバイス17の上面と所定の間隔で離間対向して配置さ
れている。FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this embodiment, a cover 31 is used instead of the reaction vessel 14 shown in the first embodiment.
The cover body 31 includes a disc-shaped base 32 and the base 32.
A first annular wall 33 protruding from the center of one side surface on the lower surface side of the first annular wall 33, and the base portion 32 outside the first annular wall 33.
And a second annular wall 34 protruding from a peripheral portion of the second member. The cover body 31 is arranged above the XY table 16 so as to face the upper surface of the electronic device 17 at a predetermined interval.
【0030】上記第1の環状壁33はその内周面によっ
て第1の空間部35を形成し、上記第2の環状壁34は
その内周面と上記第1の環状壁33の外周面とで第2の
空間部36を形成している。第1の環状壁33の突出寸
法、つまり高さ寸法をH1 、第2の環状壁34の高さ寸
法をH2 とすると、H1 <H2 に設定されている。The first annular wall 33 forms a first space portion 35 with its inner peripheral surface, and the second annular wall 34 has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the first annular wall 33. Form the second space 36. Assuming that the protrusion dimension of the first annular wall 33, that is, the height dimension is H1, and the height dimension of the second annular wall 34 is H2, H1 <H2 is set.
【0031】上記基部32の上記第1の空間部35に対
応する中央部には厚さ方向に貫通する通孔37が形成さ
れ、この通孔37には透光性の窓部材38が設けられて
いる。上記通孔37の周囲には第1の環状通路39が形
成されている。この第1の環状通路39には上記第1の
空間部35に連通する第1のノズル孔41が周方向に所
定間隔で形成されている。そして、上記第1の環状通路
39にはリザ−バ22からの原料ガスを供給するための
第1の供給管路21が接続されている。A through hole 37 penetrating in the thickness direction is formed in a central portion of the base portion 32 corresponding to the first space portion 35, and a light transmitting window member 38 is provided in the through hole 37. ing. A first annular passage 39 is formed around the through hole 37. In the first annular passage 39, first nozzle holes 41 communicating with the first space 35 are formed at predetermined intervals in a circumferential direction. The first supply passage 21 for supplying the raw material gas from the reservoir 22 is connected to the first annular passage 39.
【0032】上記基部32の上記第2の空間部36に対
応する部分には第2の環状通路42が形成されている。
この第2の環状通路42には上記第2の空間部36に連
通する第2のノズル孔43が周方向に所定間隔で形成さ
れている。そして、上記第2の環状通路42には還元性
ガスである水素を供給するための第2の供給管路26が
接続されている。A second annular passage 42 is formed in a portion of the base 32 corresponding to the second space 36.
In the second annular passage 42, second nozzle holes 43 communicating with the second space 36 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction. The second annular passage 42 is connected to a second supply pipe 26 for supplying hydrogen as a reducing gas.
【0033】上記構成のカバ−体31を用いて成膜する
場合には、第1の環状壁33によって形成された第1の
空間部35が電子デバイス17の成膜部位に対向するよ
う、この電子デバイス17が位置決めされる。その状態
で図2(a)に示す位置Aと位置Bとの間に成膜すると
きには第1の供給管路21から第1の空間部35へ原料
ガスが供給される。また、第2の供給管路26に設けら
れた制御弁27は閉じられて水素の供給は停止される。When a film is formed using the cover body 31 having the above structure, the first space 35 formed by the first annular wall 33 is opposed to the film formation portion of the electronic device 17. The electronic device 17 is positioned. In this state, when a film is formed between the position A and the position B shown in FIG. 2A, the source gas is supplied from the first supply pipe 21 to the first space 35. Further, the control valve 27 provided in the second supply pipe 26 is closed, and the supply of hydrogen is stopped.
【0034】一方、電子デバイス17は矢印X方向に駆
動されるとともに、原料ガスは窓部材38を透過して上
記位置Aを照射したレ−ザ光Lによって熱分解される。
したがって、第1のアルミニウム配線17b上における
位置A−B間に金属膜20が生成される。On the other hand, the electronic device 17 is driven in the direction of arrow X, and the raw material gas is thermally decomposed by the laser beam L which has passed through the window member 38 and illuminated the position A.
Therefore, metal film 20 is generated between positions AB on first aluminum interconnection 17b.
【0035】位置Bと位置Cとの間に成膜するときに
は、制御弁27が開かれて第2の供給管路26から第2
の空間部36へ水素が供給される。第2の空間部36へ
流出した水素ガスは図5に矢印で示すように第1の環状
壁33の下端面と基板17aの上面との間のすき間を通
って第1の空間部35へ流入し、一部波外部へ流出す
る。そのため、水素の還元性によって炭素や酸素などに
よるコンタミネ−ションが抑制され、高い膜質での成膜
が行われる。When a film is formed between the position B and the position C, the control valve 27 is opened and the second supply line 26
Hydrogen is supplied to the space 36 of. The hydrogen gas flowing out into the second space 36 flows into the first space 35 through a gap between the lower end surface of the first annular wall 33 and the upper surface of the substrate 17a as shown by an arrow in FIG. And then partly out of the wave. Therefore, contamination due to carbon, oxygen, or the like is suppressed by the reducing property of hydrogen, and film formation with high film quality is performed.
【0036】水素は第2の空間部36から流出して第1
の空間部35へ流入することで原料ガスに混合される。
つまり、成膜部位の近傍で原料ガスに混合される。その
ため、原料ガス中の有機金属が成膜部位に供給される前
に還元性ガスによって品質が劣化するということがなく
なるから、品質の高い膜質で上記成膜部位に成膜するこ
とができる。Hydrogen flows out of the second space portion 36 and flows out of the first space portion.
Is mixed with the raw material gas by flowing into the space portion 35.
That is, it is mixed with the source gas in the vicinity of the film formation site. Therefore, since the quality is not degraded by the reducing gas before the organic metal in the source gas is supplied to the film formation site, the film can be formed on the film formation region with high quality film.
【0037】位置Cと位置Dとの間に成膜するときに
は、制御弁27が閉じられて水素ガスの供給が停止さ
れ、原料ガスだけが供給されて位置A−B間と同様に成
膜が行われる。When a film is formed between the positions C and D, the control valve 27 is closed to stop the supply of the hydrogen gas, and only the raw material gas is supplied to form the film in the same manner as between the positions AB. Done.
【0038】上記カバ−体31は第1の環状壁33と第
2の環状壁34との二重構造をなし、しかも内方に設け
られた第1の環状壁33よりも、外方に設けられた第2
の環状壁34の方が高さ寸法の方が大きく形成されてい
る。そのため、図5にdで示すカバ−体31の最下端と
なる第2の環状壁34の下端面と電子デバイス17の上
面との間隔を、たとえば2mm程度まで大きくしても、外
気が成膜部位に到達しにくい。とくに、第2の空間部3
6に水素ガスを供給しながらの成膜時には水素ガスの流
れによって外気が第1の空間部35、つまり成膜部位へ
流入するのを阻止することができる。その結果、電子デ
バイス17のハンドリング性の向上が計れる。The cover body 31 has a double structure of a first annular wall 33 and a second annular wall 34, and is provided outside the first annular wall 33 provided inside. The second
The annular wall 34 is formed to have a larger height dimension. Therefore, even if the distance between the lower end surface of the second annular wall 34, which is the lowermost end of the cover body 31 shown in FIG. It is difficult to reach the site. In particular, the second space 3
At the time of film formation while supplying hydrogen gas to 6, the flow of the hydrogen gas can prevent the outside air from flowing into the first space 35, that is, the film formation site. As a result, the handling of the electronic device 17 can be improved.
【0039】上記カバ−体31と電子デバイス17との
間隔dを大きくすることができると、電子デバイス17
の表面が凹凸状であっても、電子デバイス17を移動さ
せても、カバ−体31の下端面にぶつかるのをなくすこ
とができる。そのため、成膜時に上記電子デバイス17
をカバ−体31によって損傷させるのを防止できる。If the distance d between the cover body 31 and the electronic device 17 can be increased, the electronic device 17
Even if the electronic device 17 is moved even if the surface is uneven, it is possible to prevent the electronic device 17 from hitting the lower end surface of the cover body 31. Therefore, at the time of film formation, the electronic device 17
Can be prevented from being damaged by the cover body 31.
【0040】なお、上記各実施例では第1、第2の供給
管路を反応容器あるいはカバ−体に接続して原料ガスお
よび還元性ガスを供給するようにしたが、これら管路に
よって上記原料ガスおよび還元性ガスを成膜部位に直接
供給するようにしてもよく、要は成膜部位に原料ガスを
供給することができ、しかも還元性ガスを適時に供給す
ることができる構成であればよい。In each of the above embodiments, the first and second supply pipes are connected to the reaction vessel or the cover body to supply the raw material gas and the reducing gas. The gas and the reducing gas may be supplied directly to the film-forming portion. In short, the material gas can be supplied to the film-forming portion and the reducing gas can be supplied in a timely manner. Good.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、好適な成膜を行うこと
が可能となり、かつ電子デバイスのハンドリング性の向
上を図ることが可能となる。 According to the present invention, suitable film formation can be performed.
And the handling of electronic devices
It is possible to aim up.
【0042】[0042]
【0043】[0043]
【図1】この発明の第1の実施例を示す装置全体の構成
図。FIG. 1 is a configuration diagram of an entire apparatus showing a first embodiment of the present invention.
【図2】同じく(a)は電子デバイスの一部の拡大斜視
図、(b)は金属膜を形成した状態の断面図。FIG. 2A is an enlarged perspective view of a part of the electronic device, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a state where a metal film is formed.
【図3】同じく水素の混合比と成膜状態との関係を示す
グラフ。FIG. 3 is a graph similarly showing a relationship between a mixture ratio of hydrogen and a film formation state.
【図4】この発明の第2の実施例を示す装置全体の構成
図。FIG. 4 is an overall configuration diagram of a device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】この発明の第3の実施例を示す装置全体の構成
図。FIG. 5 is a configuration diagram of an entire apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図6】同じくカバ−体を下面側から見た底面図。FIG. 6 is a bottom view of the cover body as viewed from the lower surface side.
11…レ−ザ発振器、14…反応容器、16…電子デバ
イス(成膜対象物)、19…制御装置、21…第1の供
給管路、23…リザ−バ、24…有機金属、26…第2
の供給管路、27…制御弁、31…カバ−体、33…第
1の環状壁、34…第2の環状壁、35…第1の空間
部、36…第2の空間部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Laser oscillator, 14 ... Reaction container, 16 ... Electronic device (film-forming object), 19 ... Control device, 21 ... First supply conduit, 23 ... Reservoir, 24 ... Organic metal, 26 ... Second
Supply pipe, 27 control valve, 31 cover body, 33 first annular wall, 34 second annular wall, 35 first space portion, 36 second space portion.
Claims (16)
と、 透光性の窓部材を一部に備え、前記テーブルに離間対向
して配置されるカバー体と、 このカバー体と前記テーブルとの間の空間に第1のガス
を供給するための第1の管路と、 前記カバー体と前記テーブルとの間であって、前記第1
のガスが供給される空間よりも外側の空間に第2のガス
を供給するための第2の管路と、 前記成膜対象物に対して、前記窓部材を透過させてレー
ザ光を照射するためのレーザ照射手段と を備えることを
特徴とするレーザ成膜装置。1. A table for arranging a film formation target.
And a translucent window member provided in a part thereof, and spaced apart from the table.
A first gas is placed in a space between the cover and the table, and a space between the cover and the table.
A first conduit for supplying, a between the cover and body table, the first
Second gas in a space outside the space to which the gas is supplied.
A second pipe line for supplying the laser beam and the film-forming target through the window member.
A laser irradiation unit for irradiating the laser light .
とを特徴とする請求項1記載のレーザ成膜装置。 2. The method according to claim 1, wherein the table is an XY table.
The laser film forming apparatus according to claim 1, wherein:
環状壁とを備えることを特徴とする請求項1記載のレー
ザ成膜装置。 Wherein the cover body includes a disc-shaped base, the facing table side projecting from the periphery of the base portion
The ray according to claim 1, further comprising an annular wall.
The film forming equipment.
の環状壁と、 この第1の環状壁の外側で、前記基部の周辺部に突設さ
れた第2の環状壁とを備えることを特徴とする請求項1
記載のレーザ成膜装置。 4. The cover body has a disk-shaped base portion and a first portion protruding from a central portion of one side surface on the lower surface side of the base portion.
And an outer peripheral wall of the base portion outside the first annular wall.
And a second annular wall provided.
The laser film forming apparatus as described in the above.
壁の方が高さ寸法が大きく形成されていることを特徴と
する請求項4記載のレーザ成膜装置。 5. The second annular wall rather than the first annular wall.
The feature is that the wall has a larger height dimension
The laser film forming apparatus according to claim 4, wherein
記空間に連通するノズル孔であることを特徴とする請求
項1記載のレーザ成膜装置。 6. At least a portion of said first conduit is a front conduit.
A nozzle hole communicating with the space.
Item 2. A laser film forming apparatus according to Item 1.
数形成されていることを特徴とする請求項6記載のレー
ザ成膜装置。 7. The nozzle hole is formed at predetermined intervals in a circumferential direction.
7. The ray according to claim 6, wherein the number is formed.
The film forming equipment.
記空間に連通するノ ズル孔であることを特徴とする請求
項1記載のレーザ成膜装置。 8. The apparatus according to claim 8, wherein at least a part of said second conduit is provided
Claims, characterized in that the serial space is Roh nozzle hole communicating
Item 2. A laser film forming apparatus according to Item 1.
数形成されていることを特徴とする請求項8記載のレー
ザ成膜装置。 9. The nozzle hole is formed at predetermined intervals in a circumferential direction.
9. The ray according to claim 8, wherein a number is formed.
The film forming equipment.
体を成膜対象物に離間対向して配置した状態で、このカ
バー体と前記成膜対象物との間の空間部に原料ガスを供
給すると同時に、 前記カバー体と前記成膜対象物との間であって、前記原
料ガスが供給される空間よりも外側の空間に第2のガス
を供給しつつ、 前記窓部材越しに前記レーザ光を前記成膜対象物に照射
して成膜を行うことを特徴とするレーザ成膜方法。 10. A cover partially including a translucent window member.
When the body is placed facing away from the film-forming target,
The raw material gas is supplied to the space between the bar and the object to be formed.
At the same time as the supply, between the cover body and the film formation target,
Gas in the space outside the space where the feed gas is supplied.
While irradiating the laser beam onto the film formation object through the window member.
And forming a film.
ることを特徴とする請求項10記載のレーザ成膜方法。 11. The film forming object is an electronic device.
The method according to claim 10, wherein
ることを特徴とする請求項10記載のレーザ成膜方法。 12. The raw material gas contains an organic metal.
The method according to claim 10, wherein
いることを特徴とする請求項10記載のレーザ成膜方
法。 13. The raw material gas contains carbonyl.
The method for forming a laser film according to claim 10, wherein
Law.
特徴とする請求項10記載のレーザ成膜方法。 14. The method according to claim 14, wherein the laser light is visible light.
The laser film forming method according to claim 10, wherein:
ザであることを特徴とする請求項10記載のレーザ成膜
方法。 15. The laser beam is an argon ion laser
The laser deposition according to claim 10, wherein
Method.
接続することを特徴とする請求項10記載のレーザ成膜
方法。 16. An aluminum wiring is formed by said film formation.
The laser deposition according to claim 10, wherein the connection is made.
Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01275393A JP3354191B2 (en) | 1992-02-06 | 1993-01-28 | Laser film forming apparatus and laser film forming method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-20980 | 1992-02-06 | ||
| JP2098092 | 1992-02-06 | ||
| JP01275393A JP3354191B2 (en) | 1992-02-06 | 1993-01-28 | Laser film forming apparatus and laser film forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH05279858A JPH05279858A (en) | 1993-10-26 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP01275393A Expired - Fee Related JP3354191B2 (en) | 1992-02-06 | 1993-01-28 | Laser film forming apparatus and laser film forming method |
Country Status (1)
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-
1993
- 1993-01-28 JP JP01275393A patent/JP3354191B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH05279858A (en) | 1993-10-26 |
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