JPS6052012A - 局所薄膜形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、基板上に所定パターンの薄膜を形成する際の
欠陥をレーザ光を用いて修復させる方法に関する。

近年の電子デバイスの高密度化に伴い、その製造歩留り
の向上のために、フォトマスクや半導体ウェハー上の薄
膜パターンの微小欠陥を効率良く修復させる方法として
欠陥部分にレーザ光を集光照射する方法が実用化されつ
つある。

修復すべき欠陥としては、所定の場所以外に薄膜が形成
された黒点欠陥と、逆に所定の場所に薄膜のない白点欠
陥の２種類がある。このうち黒点欠陥の修復に関しては
、レーザ光を欠陥部分に照射してその薄膜を蒸散される
方法及び装置があり、特にフォトマスク用の装置として
はマスクリペアとしてよく知られている。

一方、白点欠陥の修正方法および装置については、レー
ザ光の微小な欠陥領域への集光照射に加え、光化学反応
を併用することによシ、所望の材質、厚みを有する薄膜
をレーザ光の照射パターンと同じ形状に形成できること
を利用する方法および装置が、従来提案されてきた。

この従来方法および装置について、以下第１図を用いて
説明する。基板１が載物台６の上の気相成長室４の中に
置かれている。気相成長室４は原料ガス供給系５につな
がっている。原料ガス供給系５は、熱分解又は光分解に
よって修復の目的を達しうる所望の薄膜材料を析出する
有機化合物やハライド化合物あるいは水素化合物等の蒸
気を発生する容器と、バッファ・−ガスの容器およびそ
れらを適正な圧力で混合し、混合気体を気相成長室に送
気する圧力調節器からなっている。

基板１の上の所定パターンの薄膜２に存在する欠損部分
３を修復させる場合、欠損部分３には、原料ガスの分ｍ
を促進する波長のレーザ光を集光する。この場合の分解
は光分解でも熱分解でもかまわないので、原料ガスが吸
収しなくとも、例えば基板が吸収して昇温する波長のレ
ーザ光を用いうるのは言うまでもない。レーザ光は第１
のレーザ発振器７から出射され、反射鏡８、レンズ９を
通して欠陥部３へ導びかれる。このとき欠陥部３のレー
ザ光の位置合わせは、テレビカメラまたはＣＣＤカメラ
等からなるモニター１０で反射鏡８を通して基板表面が
モニターされ、その映像信号はコントローラ１１に送信
される。コントローラ１１は全体の操作の自動制御を行
う部分で、前記の映像信号によるレーザ光の照射位置が
欠陥部３の位置に合致するよう載物台６の２軸のモータ
を駆動する。さらにコントローラ１１は、上記の位置合
わせが完了してのち第１のレーザ発振器７に発振開始信
号を送り、レーザ光を出射せしめる。欠損部３への薄膜
形成の進行状況はモニター１０からの映像信号によりコ
ントローラ１１により判定され、薄膜形成が完了と判定
されると、再び第１のレーザ発振器７に発振終了信号が
コントローラ１１から送付され、欠損部３の修復が完了
する。同一基板に複数の欠損部が存在する場合には、同
じ操作を繰返せば良い。

しかしながら、以上述べた従来法においては、次に述べ
るごとき欠点があった。まず欠損部３の形状は一定して
いないので欠損部３の形状に合わせたレーザ光の照射は
不可能である。このため周辺の薄膜２へのレーザ光の照
射が不可避となり、この場合、周辺部へも薄膜の形成が
進行し修復完了後に平坦な仕上りとならない。しかも周
辺部の方が薄膜の形成速度が高くなる場合には欠損部３
の修復完了以前に周辺部の膜厚が許容値を越えてしまう
場合もあり、事実上従来法では欠損部３の修復ができな
い場合もあった。また欠損部３の大きさに合わせて各修
復のたびにレーザ光のスポットサイズを変えると牟位照
度当りの薄膜形成速度が変わる効果により、信頼度の高
い修復が得られない。一方、欠損部３の平均的大きさよ
りも充分に小さいスポット径にレーザ光を絞り、欠損部
３の中をレーザ光を走査して修復を繰シ返すことにより
、上記の従来法の欠点をある程度回避する方法も考えら
れるが、逆に修復時間の長大化や、所要位置決め精度の
向上環の新たな欠点を生ずる。

本発明の目的は、以上述べた従来法の欠点を除去し、各
修復を標準作業化して信頼度を向上させ、ナ旦 しかも修復後の薄膜の平担化に優れた、新規な局所薄膜
形成方法を提供するととＫある。

本発明の方法は、基板上尾形成された薄膜バタ゛　−ン
の欠損部分を所定の形状に整形する工程と、欠損部分が
整形された基板を原料ガス雰囲気にさらし、前記整形さ
れた欠損部分に、前記所定の形状と光ビーム断面形状が
同一のレーザ光を照射して欠損部分に薄膜を形成する工
程とから構成されている。

本発明の特長は、あらかじめ用意された所定の形状にビ
ームを整形した薄膜除去用の第２のレーザ光を欠損部に
照射して欠損部を所定の形状に拡大・整形してのち、こ
の所定の形状と同一形状の薄膜形成用の第１のレーザ光
を欠損部の同一場所に照射して拡大・整形した欠損部に
過不足のない、ル 周辺部と平紹性を保った薄膜を形成できる点にある。

以下図面を用いて本発明の実施例をより詳細に説明する
。第２図は本発明の一実施例を示す構成図である。番号
の同じ構成要素は第１図と同一である。新たに追加され
たものはアパーチャー１２゜アパーチャー用集光レンズ
１３．第２の反射鏡１４、および第２のレーザ発振器１
５である。ただしコントローラ１１０機能は、以下で明
らかにするごとく、拡充される必要がある。

第２のレーザ発振器１５から出射される第２のレーザ光
は反射鏡１４０反射鏡８を介してアパーチャー用集元レ
ンズ１３でその焦点付近に集光される。集光された部所
には所定の形状にこの第２のレーザ光のビームを整形す
るアパーチャー１２が配置されている。このアパーチャ
ー１２の像がレンズ９により欠損部３に結像される。こ
の第２のレーザ光の強度は、結像されたアパーチャー１
２の形状で基板上の薄膜を蒸散させるのに充分な大きさ
に設定し、かつこの形状の周辺に対する熱効果を最小限
にするために第２のレーザー光のパルス幅は充分短く設
定しておく、この目的に適した第２のレーザ発振器１５
としては、ＱスイッチＹＡＧレーザやその高周波、ある
いはＱスイッチアレキサンドライトレーザ等の高出力固
体レーザが適している。もちろんＮ、レーザやエキシマ
−レーザのごとき高出力、短パルス発振の気体レーザも
用いうる。

アパーチャー１２の形状としては矩形が標準となる。標
準の矩形よりも大きな欠損部３に対しては、１ 経隣接した複数の矩形の集合で欠損部３をカバーすれば
よく、その中に含まれる薄膜をすべて除去する。目的に
よっては複数のアパーチャー１２を用意してターレット
方式その他のアパーチャーの入れ換方式を採用しても良
いととはもちろんである。

実際の除去には、従来の例で薄膜形成の際に行ったのと
同様、モニター１０と載物台６をコントローラ１１を介
して連動させて位置決めを行ったのち、コントローラ１
１からのトリガー信号によシ第２のレーザ発振器１５か
ら第２のレーザ光が出射される一連の動作により完了す
る。この動作自体は、マスクリペアで広く行なわれてい
ることと基本的には同一である。

本発明では、さらに薄膜形成用の第１のレーザ発振器７
から出射される第１のレーザ光を、第２のレーザ光と同
軸に重ね、第１のレーザ光もアパーチャー１２を通して
、基板１の上の拡大・整形された欠損部３にちょうどビ
ームの形状が一致するよう照射する。このため、第２の
レーザ光で除去、された部分に再び薄膜が形成される。

こうして、プユ 周辺に盛シ上りのない平ｔな薄膜が再生し、修復が完了
する。

以上のごとく、本発明におけるコントローラ１１は従来
の第１図の従来の機能に加え、位置決めののちにまず第
２のレーザ光を照射するためのトリガー信号発生機能お
よび、正しく薄膜が除去されたことをモニター１０から
の映像信号で判定す点板外の利点は、薄膜形成の形状が
標準化されるため、従来法の欠点であった薄膜形成速度
のバラツキが大幅に減少し薄膜形成の再現性が大幅に向
上すること、白点欠陥と黒点欠陥を同時にその場で修復
でき、大幅に修復時間の短縮が図りうることなどである
。なお、本発明による白点欠陥修正においては、第２の
レーザ光を照射するプロセスが従来法に付加されてｂる
が、そのために要する時間は極めて短時間であり、全体
の修復時間におよぼす影豐は極めて少い。むしろ、本発
明による修復の信頼度向上により、再修復の必要性が大
幅に減少するため、かえって大幅に修幅時間の短縮が可
能となる。

なお、第２図は本発明による一実施例であり、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲で可能な変形がありうることはも
ちろんである。

例えば、第１のレーザ光と第２のレーザ光を重ねるのに
反射鏡８を用いたが、両方のレーザ光の偏光を直交させ
ておき、反射鏡の替りに偏光板を用いうるととは当然可
能である。また両方のレーザ光の波長を異ならせて反射
鏡８の設計を容易にしうろことももちろん可能である。

２つのレーザ光の光軸を重ねずに２ビーム系としてもよ
い。さらに、第１のレーザ発振器７と第２のレーザ発振
器１５を同一のレーザ発振器で兼用し、その動作モード
だけを変えて両方のレーザ発振器の機能を生せしめるこ
とも可能である。具体的には例えば、レーザ発振器とし
てＱスイッチＹＡＧレーザと高調波発生器との組合せを
用い、薄膜除去用の第２のレーザ光としては、ＹＡＧレ
ーザの基本波もしくは第２高調波や第４高調波の適当な
波長域の光で、１シ曹、ト当りのエネルギーの大きい光
を用いれば良い。一方、薄膜形成用の第１のレーザ光と
しては、ＹＡＧレーザの第３高調波や第４高調波の紫外
光で、上記第２のレーザよりも出力が小さく、それ自身
によっては形成された薄膜が除去されない程度の強度の
レーザ光が良い。従って前記の動作モードの違いとして
は、波長が同一の高調波紫外光で、ただ出力レベルだけ
が異る場合もありうるし、又第１のレーザ発振器７とし
ては第４高調波発生器までを含むものにし、第２のレー
ザ発振器１５としては第２高調波発生器もしくは高調波
発生のない基本波のみの発振器の、波長が異る場合もあ
りうる０元源は２つ用いたが１つの光源で、欠損部の整
形と薄膜形成の機能を持たせることも可能である。

また、本発明の実施例ではレーザ光は動かさず、基板を
載物台に載せて動かしたが、基板を固定し、レーザ光を
走査させても良いことは当然であるし、また、両方を目
的に応じて併用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来法による局所薄膜形成装置の概念図、第
２図は本発明を具現するための局所薄膜形成装置の一概
念的構成図であり、各番号はそれぞれ、 １・・基板、２・・・薄膜、３・・・欠損部、４・・・
気相成長室、５・・・原料ガス供給系、６・・・載物台
、７・・・第１のレーザ発振器、８・・・反射鏡、９・
・・レンズ、１０・・・モニター、１１・・・コントロ
ーラ、１２・・・アパーチャー、１３・・・アパーチャ
ー用集光レンズ、１４・・・第２の反射鏡、１５・・・
第２のレーザ発振器、を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に形成された薄膜パターンの欠損部分を所定の形
   状に整形する工程と、欠損部分が整形された基板を原料
   ガス雰囲気にさらし、前記整形された欠損部分に、前記
   所定の形状と元ビーム断面形状が同一のレーザ光を照射
   して欠損部分に薄膜　′を形成する工程とから成ること
   を特徴とする局所薄膜形成方法。