JP4596118B2 - レーザｃｖｄ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光により原料ガスを分解して基板上に薄膜を形成するレーザＣＶＤ装置に関する。

レーザＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ；化学的気相成長）装置は、半導体製造において、または液晶あるいは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造において、フォトマスクの欠陥修正、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板の配線修正などに用いられている。通常のレーザＣＶＤ装置では、低圧・常圧成膜にかかわらず、真空室内に基板などを収容し、真空室内を排気したのちレーザ光を照射するようにしているので、装置全体が大型化する傾向があった。そのため、レーザ光照射位置付近のみを外気から遮断することにより真空室を不要とし、小型化したレーザＣＶＤ装置が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

図９は、このような従来の小型化されたレーザＣＶＤ装置の一例を表している。このレーザＣＶＤ装置では、載置台１２０上のＴＦＴ基板１１０が載置される位置に対向して局所成膜部１４０が配置されている。レーザ光ＬＢは、局所成膜部１４０を通ってＴＦＴ基板１１０へと導かれ、このレーザ光ＬＢの照射位置に向けてノズル１５１から成膜用の原料ガスＧ１が供給される。レーザ光ＬＢの照射位置付近は、窒素（Ｎ₂ ）などの外気遮断ガスＧ４によるガスカーテン方式で外気から遮断されている。原料ガスＧ１および外気遮断ガスＧ４は、共通のガス吸引口１５２から吸引され、図示しない排気装置により排気処理される。このような局所成膜部１４０は、腕木１７１を介して支持柱１７０に固定されており、局所成膜部１４０とＴＦＴ基板１１０との間隔の設定値ｄｓは、例えば１０μｍないし１００μｍの所定の値に固定されている。

しかしながら、このような従来のレーザＣＶＤ装置では、例えば図１０に示したように、ＴＦＴ基板１１０の厚みむらあるいは反りのため、局所成膜部１４０とＴＦＴ基板１１０との実際の間隔ｄｒが変動してしまい、それにつれて原料ガスＧ１の流れが変動してしまうため、均質な膜を得ることが困難であった。

原料ガスの流れの変動を最小限に抑えるためには、局所成膜部１４０とＴＦＴ基板１１０との間隔の設定値ｄｓを大きくする必要がある。しかし、局所成膜部１４０とＴＦＴ基板１１０との間隔の設定値ｄｓを大きくすると原料ガスＧ１の流速が小さくなり、レーザ光ＬＢにより分解された微粒子状の分解生成物が照射位置の周囲に降り積もり、汚れの原因となってしまうという問題があった。

また、分解生成物の堆積による汚れを防止するには、原料ガスＧ１の流速を大きくすればよいが、その場合には、ノズル１５１からの原料ガス吹き出し量が増大することによりノズル１５１近傍で引き込み流が発生し、外気遮断ガスＧ４によるガスカーテン作用が崩れ、照射位置付近に外気が侵入して膜質が劣化してしまうという問題が生じていた。

更に、局所成膜部１４０は固定され、ＴＦＴ基板１１０との間隔の設定値ｄｓも固定されているので、ＴＦＴ基板１１０の厚みむらあるいは反りのため、ＴＦＴ基板１１０と局所成膜部１４０とが容易に接触してしまい、ＴＦＴ基板１１０に損傷を与えるおそれがあった。

このようなＴＦＴ基板１１０と局所成膜部１４０との接触によるＴＦＴ基板１１０の損傷を防止するためには、例えば特許文献３に記載された静圧浮上方式を応用することが考えられる。静圧浮上方式では、例えば、図１１に示したように、多孔質材料よりなる通気部２６１から浮上用ガスＧ２を吹き出すことにより、ＴＦＴ基板１１０の厚みむらあるいは反りに追随して局所成膜部２４０を一定の浮上量ｄで浮上させることができ、ＴＦＴ基板１１０と局所成膜部２４０との間隔の変動を防止することができるという利点を有している。
特開平８−２２２５６５号公報 特開平１０−２８０１５２号公報 特開２００１−２４２３００号公報

しかしながら、特許文献３で達成された浮上量は５μｍと極めて小さく、浮上量の範囲を更に広げることが求められていた。

すなわち、成膜開始前には、例えば図１１に示したように、局所成膜部２４０を載置台１２０の待避部１２１上で予め浮上させておいたのち、局所成膜部２４０の下方にＴＦＴ基板１１０を移動させるか、または局所成膜部２４０をＴＦＴ基板１１０の上方に移動させる。待避部１２１の高さはＴＦＴ基板１１０の表面と同一面となるように設定されているが、ＴＦＴ基板１１０は、通常、基板によって厚みが±１０％程度異なっており、例えば厚みが０．７ｍｍであれば変動値は７０μｍとなる。そのため、待避部１２１とＴＦＴ基板１１０との境目には、３０μｍないし４０μｍ程度の段差１２２ができてしまう場合がある。その場合、局所成膜部２４０の浮上量ｄが５μｍしかないと、局所成膜部２４０が段差１２２を乗り越えられず、ＴＦＴ基板１１０に接触してしまうおそれがある。これを防ぐためには、待避部１２１上において局所成膜部２４０を少なくとも５０μｍないし１００μｍ程度浮上させておく必要がある。成膜終了後に局所成膜部２４０をＴＦＴ基板１１０の上方から待避部１２１へと待避させる場合においても同様である。

これに対して、成膜時においては、浮上量が大きいと外力などにより容易に変動しやすくなり、それに伴って成膜条件が変動したり外気が侵入してしまう。よって、成膜条件を安定させ外気を確実に遮断するためには、浮上量を数μｍないし５０μｍ程度に小さくして浮上の剛性を高め、浮上量の変動を抑えることが望ましい。しかし、成膜開始前および成膜終了後と成膜時とで浮上量をこのように大きく変えることは、浮上用ガスの圧力または流量を制御することだけでは限界があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、局所成膜部の浮上量の範囲を広くすることができるレーザＣＶＤ装置を提供することにある。

本発明によるレーザＣＶＤ装置は、成膜用の基板を支持する載置台と、載置台に支持さ
れた基板に向けてレーザ光を発生するレーザ光源と、レーザ光を透過させるための窓を有し、載置台上の基板の表面に対して相対的に変位可能な局所成膜部と、基板上におけるレーザ光の照射位置に向けて成膜用の原料ガスを供給する原料ガス供給機構と、浮上用ガスを基板に向けて吹き出す通気手段を有し、通気手段を通過する浮上用ガスの流量が互いに異なる複数の浮上機構と、を備え、浮上機構を切り替えることにより、局所成膜部を基板に対して異なる浮上量範囲で浮上させるものである。

本発明のレーザＣＶＤ装置によれば、複数の浮上機構が、浮上用ガスを基板に向けて吹き出す通気手段をそれぞれ有し、通気手段を通過する浮上用ガスの流量を調整することにより局所成膜部を基板に対して異なる浮上量範囲で浮上させるようにしたので、複数の浮上機構を切り替えることにより局所成膜部の浮上量を容易に大きく変えることができる。よって、局所成膜部の浮上量の範囲を広くすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るレーザＣＶＤ装置の断面構成を表している。このレーザＣＶＤ装置は、例えば、液晶あるいは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造において、ＴＦＴ基板１０の配線パターン（図示せず）の欠陥部分にレーザＣＶＤ法により例えばタングステン（Ｗ）膜を形成し、欠陥部分を修正するのに用いられるものであり、成膜用のＴＦＴ基板１０を支持する載置台２０と、レーザ光ＬＢを発生するレーザ光源３０と、載置台２０上のＴＦＴ基板１０の表面に対して相対的に変位可能な局所成膜部４０とを備えている。ＴＦＴ基板１０は、例えばガラスにより構成され、厚みは例えば０．７ｍｍであり、厚みの誤差は例えば±１０％すなわち７０μｍである。また、このレーザＣＶＤ装置には、成膜用の原料ガスＧ１を供給する原料ガス供給機構５０と、浮上用ガスＧ２により局所成膜部４０をＴＦＴ基板１０に対して浮上させる第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０と、パージガスＧ３を窓４１に吹き付けるパージガス供給機構８０とが設けられている。第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０は、例えば浮上機構切替部９０により切替可能となっている

載置台２０は、例えばＸ−Ｙステージにより構成され、ＴＦＴ基板１０を局所成膜部４０に対して相対的に移動させ、ＴＦＴ基板１０上に点在する欠陥部分にレーザ光ＬＢを照射させることができるようになっている。また、載置台２０には、ＴＦＴ基板１０の載置、交換などの際に局所成膜部４０を待避させるための待避部２１が設けられている。この待避部２１は、成膜開始前に局所成膜部４０を予め浮上させておく浮上開始台としての機能も有している。

レーザ光源３０は、例えば、ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波光源により構成されている。また、レーザ光源３０と局所成膜部４０との間には、照射光学系として、例えば、レーザ光ＬＢを整形する図示しないアパーチャ等と共に、レーザ光ＬＢの進行方向を変更するミラー３１およびレーザ光ＬＢを集光する対物レンズ３２が配置されている。なお、対物レンズ３２は、ＴＦＴ基板１０の欠陥部分の修正状況を観察するための観察部を構成しており、倍率は例えば５０倍、作動距離は例えば１５ｍｍとすることができる。

局所成膜部４０は、略円板状の形状を有し、その中央に窓４１および反応室４２が設けられている。窓４１は、レーザ光ＬＢを透過させるためのものであり、例えば、レーザ光ＬＢに対して透過性を有するガラスなどの透明材料により構成されている。反応室４２は、窓４１により塞がれると共にＴＦＴ基板１０側が開放され、原料ガス供給機構５０により原料ガスＧ１が供給されるようになっている。

原料ガス供給機構５０は、ＴＦＴ基板１０上におけるレーザ光ＬＢの照射位置に向けて例えばヘキサカルボニルタングステン（０）（Ｗ（ＣＯ）₆ ）などの成膜用の原料ガスＧ１を供給するものである。

原料ガス供給機構５０は、原料ガス供給部５１と、原料ガス供給路５２と、原料ガス吸引口５３と、原料ガス排気部５４とを備えている。原料ガス供給部５１は、原料ガスＧ１をアルゴン（Ａｒ）ガスなどのキャリアガスと共に供給するものである。原料ガス供給路５２は、原料ガスＧ１をキャリアガスと共に反応室４２へと導入するものである。原料ガス吸引口５３は、局所成膜部４０の載置台２０側の面に設けられ、成膜に使用された原料ガスＧ１およびキャリアガス並びにパージガスＧ３を吸引するものである。原料ガス排気部５４は、原料ガス吸引口５３から吸引された原料ガスＧ１およびキャリアガス並びにパージガスＧ３を排気処理するものであり、図示しないが有毒ガスの除害装置を含んでいる。また、原料ガス排気部５４は、圧力制御用の弁５４Ａを備えており、反応室４２内のガス分圧および流速を制御し、成膜条件を最適化するようになっている。

第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０は、窒素（Ｎ₂ ）または空気などの浮上用ガスＧ２により局所成膜部４０をＴＦＴ基板１０に対して浮上させるものである。また、第１の浮上機構６０は、特に成膜時において、浮上用ガスＧ２により反応室４２への外気の侵入を遮断するガスカーテンとしての機能も有しており、窓４１と共に反応室４２を外気から遮断すると共に、原料ガスＧ１の分解に伴って生成される一酸化炭素（ＣＯ）などの有毒ガスが外部に漏れることを防止できるようになっている。

第１の浮上機構６０は、局所成膜部４０の載置台２０側の面に、浮上用ガスＧ２を載置台２０上のＴＦＴ基板１０に向けて吹き出す第１の通気部６１を有している。第２の浮上機構７０は、局所成膜部４０の載置台２０側の面に、浮上用ガスＧ２を載置台２０上のＴＦＴ基板１０に向けて吹き出す第２の通気部７１を有している。第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０は、第１の通気部６１および第２の通気部７１を通過する浮上用ガスＧ２の流量をそれぞれ調整することにより、局所成膜部４０をＴＦＴ基板１０に対して異なる浮上量Ｄの範囲で浮上させるようになっている。ここで、浮上量Ｄとは局所成膜部４０とＴＦＴ基板１０との間隔をいう。

第１の通気部６１および第２の通気部７１には、浮上用ガスＧ２を吹き出すため、図示しないが多数の空孔が設けられている。第１の通気部６１および第２の通気部７１は、浮上用ガスＧ２を均一に放出するため例えば多孔質材料により構成されていることが好ましい。多孔質材料としては、例えば多孔質金属、多孔質セラミックスあるいは多孔質合成樹脂が好ましく、中でも多孔質アルミニウム（Ａｌ）がより好ましい。高い精度で容易に加工することができるからである。また、ロウ付け等により局所成膜部４０に高強度で確実に固定することができるからである。

また、第１の通気部６１および第２の通気部７１は、これらを構成する多孔質材料の空孔率を異ならせることにより、第１の通気部６１および第２の通気部７１を通過する浮上用ガスＧ２の流量が調整されている。第１の通気部６１および第２の通気部７１のそれぞれを構成する多孔質材料の空孔率は、目的とする浮上量Ｄ、浮上の安定性、浮上用ガスＧ２の圧力もしくは使用量、または第１の通気部６１および第２の通気部７１の面積比などによっても異なるが、例えば、第１の通気部６１を構成する多孔質材料の空孔率は１０％以上３０％以下、第２の通気部７１を構成する多孔質材料の空孔率は３０％以上５０％以下とされていることが好ましい。この範囲内であれば、第１の通気部６１を通過する浮上用ガスＧ２の流量と第２の通気部７１を通過する浮上用ガスＧ２の流量との差を大きくすることができ、局所成膜部４０の浮上量Ｄの範囲を広くすることができるからである。

特に、第１の通気部６１を構成する多孔質材料の空孔率は例えば１５％、第２の通気部７１を構成する多孔質材料の空孔率は例えば４０％であればより好ましい。成膜時と成膜開始前および成膜終了後とのいずれにおいても安定して適切な浮上量Ｄを得ることができるからである。すなわち、第１の通気部６１を構成する多孔質材料の空孔率を１５％とすれば、成膜時において第１の浮上機構６０により浮上量Ｄの範囲を例えば数μｍないし１０μｍ程度と小さくして浮上の剛性を高め、浮上量の変動を抑えて成膜条件を安定させ外気を確実に遮断することができる。また、第２の通気部７１を構成する多孔質材料の空孔率を４０％とすれば、成膜開始前または成膜終了後において第２の浮上機構７０により浮上量Ｄの範囲を例えば５０μｍないし１００μｍ程度と大きくして、局所成膜部４０が待避部２１からＴＦＴ基板１０の上方に移動する際、または局所成膜部４０がＴＦＴ基板１０の上方から待避部２１へと待避する際にＴＦＴ基板１０に接触してしまうのを防ぐことができる。

なお、第１の浮上機構６０の浮上用ガスＧ２と第２の浮上機構７０の浮上用ガスＧ２とは、同一のガスでもよく、異なるガスでもよい。また、第１の浮上機構６０の浮上用ガスＧ２と第２の浮上機構７０の浮上用ガスＧ２とは、第１の浮上機構６０と第２の浮上機構７０との配置に応じて選択することが好ましい。

例えば、反応室４２に近い内側に配置された方では浮上用ガスＧ２として窒素などの不活性ガスを用いることが好ましい。反応室４２へ空気が流入することを防ぎ、ＴＦＴ基板１０上に良質なタングステン（Ｗ）膜を成膜することができるからである。

また、反応室４２から遠い外側に配置された方では浮上用ガスＧ２として圧縮空気を用いてもよい。例えば、図１においては、外側の第２の浮上機構７０の浮上用ガスＧ２としては窒素を用いてもよいが、空気を用いればより好ましい。外側の第２の浮上機構７０では、後述するように局所成膜部４０を安定して大きく浮上させるために浮上用ガスＧ２を多量に流す必要があるので、第２の浮上機構７０の浮上用ガスＧ２として窒素よりも空気を用いるほうが安全性を高めることができ、更にランニングコストの面からも有利であるからである。

第１の浮上機構６０は、また、反応室４２方向へ向かって流れてくる浮上用ガスＧ２を吸引する第１の浮上用ガス吸引口６２と、浮上用ガスＧ２を供給する第１の浮上用ガス供給部６３と、浮上用ガスＧ２を局所成膜部４０へと導く第１の浮上用ガス供給路６４と、第１の浮上用ガス吸引口６２から吸引された浮上用ガスＧ２を排気処理する第１の浮上用ガス排気部６５とを備えている。第１の浮上用ガス排気部６５は、図示しないが、有毒ガスの除害装置を含んでいる。

第１の浮上機構６０は、更に、浮上用ガスＧ２の圧力または流量を制御する弁６５Ａを備えており、浮上用ガスＧ２の圧力または流量を制御して、局所成膜部４０の浮上量Ｄを制御することができるようになっている。

第１の浮上用ガス吸引口６２と、原料ガス吸引口５３とは、別々に設けられていることが好ましい。原料ガス供給機構５０の弁５４Ａによる成膜条件の制御と、第１の浮上機構６０の弁６５Ａによる外気遮断の制御とを互いに独立に行うことが可能となり、ＴＦＴ基板１０上に高品質なタングステン（Ｗ）膜を形成することができるからである。

第２の浮上機構７０は、また、反応室４２方向へ向かって流れてくる浮上用ガスＧ２を吸引する第２の浮上用ガス吸引口７２と、浮上用ガスＧ２を供給する第２の浮上用ガス供給部７３と、浮上用ガスＧ２を局所成膜部４０へと導く第２の浮上用ガス供給路７４と、第２の浮上用ガス吸引口７２から吸引された浮上用ガスＧ２を排気処理する第２の浮上用ガス排気部７５とを備えている。第２の浮上用ガス排気部７５は、図示しないが、有毒ガスの除害装置を含んでいる。

第２の浮上機構７０は、更に、浮上用ガスＧ２の圧力または流量を制御する弁７５Ａを備えており、浮上用ガスＧ２の圧力または流量を制御して、局所成膜部４０の浮上量Ｄを制御することができるようになっている。

第２の浮上用ガス吸引口７２と原料ガス吸引口５３とは、別々に設けられていることが好ましい。第２の通気部７１から出た浮上用ガスＧ２が反応室４２近くに到達しないうちに第２の通気部７１の近くで確実に吸引排除し、第２の通気部７１からの浮上用ガスＧ２が反応室４２に流入するのを防ぐことができるからである。更に、これと同じ理由により、第２の浮上用ガス吸引口７２と第１の浮上用ガス吸引口６２とについても、別々に設けられていることが好ましい。

パージガス供給機構８０は、窓４１に意図しないタングステン（Ｗ）膜が形成されてしまうことを防止するため、アルゴン（Ａｒ）ガスなどのパージガスＧ３を窓４１に吹き付けるものである。パージガス供給機構８０は、パージガスＧ３を供給するパージガス供給部８１と、パージガスＧ３を反応室４２へと導入するパージガス供給路８２とを備えている。

図２は、局所成膜部４０をＴＦＴ基板１０側から見た底面図である。なお、図２では、局所成膜部４０，第１の通気部６１および第２の通気部７１の識別を容易とするために、それらに図１と同一の斜線をそれぞれ付している。原料ガス吸引口５３，第１の浮上用ガス吸引口６２，第１の通気部６１，第２の浮上用ガス吸引口７２および第２の通気部７１は、原料ガス吸引口５３を窓４１に最も近い位置として、窓４１を中心とした同心環状に配置されている。第１の通気部６１から吹き出された浮上用ガスＧ２を外側の第１の浮上用吸引口６２から排気すると共に、原料ガスＧ１を内側の原料ガス吸引口５３から排気し、原料ガスＧ１と浮上用ガスＧ２とが混ざって浮上機構６０によるガスカーテン作用が崩れるのを防止するためである。

図３は、通気部を構成する多孔質材料の空孔率が１５％および４０％である場合について、通気部に供給される浮上用ガスの圧力と通気部を通過する浮上用ガスの流量との関係をそれぞれ表したものであり、図４は、通気部に供給される浮上用ガスの圧力と局所成膜部の浮上量との関係をそれぞれ表したものである。ここでは、図５および図６に示したような一つの浮上機構３６０を有する局所成膜部３４０において、通気部３６１を構成する多孔質材料の空孔率を１５％にしたものおよび４０％にしたものを作製し、それぞれについて、通気部３６１を通過して吹き出される浮上用ガスＧ２の流量および局所成膜部３４０の浮上量Ｄを測定した。なお、図５および図６に示した局所成膜部３４０において、図１に示した局所成膜部４０と同一の構成要素には同一の符号を付している。

図３から分かるように、浮上用ガスＧ２の圧力が同一であれば、通気部３６１を構成する多孔質材料の空孔率が大きい方が浮上用ガスＧ２の流量も大きかった。すなわち、図１に示した局所成膜部４０において、第１の通気部６１および第２の通気部７１を構成する多孔質材料の空孔率を異ならせることにより、第１の通気部６１および第２の通気部７１を通過する浮上用ガスＧ２の流量を調整することができることが分かった。

また、図４から分かるように、浮上用ガスＧ２の圧力が同一であれば、空孔率４０％の場合のほうが、空孔率１５％の場合よりも、局所成膜部３４０の浮上量Ｄが大きくなった。空孔率４０％の場合の浮上量Ｄの範囲は、約２５μｍないし約１０５μｍであったのに対し、空孔率１５％の場合の浮上量Ｄの範囲は、約２μｍないし約１５μｍであり、空孔率によって浮上量Ｄの範囲が異なっていた。すなわち、図１に示した局所成膜部４０において、第１の通気部６１および第２の通気部７１を構成する多孔質材料の空孔率を異ならせることにより、局所成膜部４０の浮上量Ｄの範囲を異ならせることができることが分かった。

以上から、第１の通気部６１および第２の通気部７１を構成する多孔質材料の空孔率を異ならせることにより、第１の通気部６１および第２の通気部７１を通過する浮上用ガスＧ２の流量を調整し、局所成膜部４０の浮上量Ｄの範囲を異ならせることができることが分かった。

また、図４において空孔率４０％の場合と空孔率１５％の場合とを比較すると、まず、空孔率４０％の場合には、浮上用ガスＧ２の圧力が０．３ＭＰａで、成膜開始前または成膜終了後の浮上量Ｄとして望ましい値である約１００μｍの浮上量Ｄが得られた。また、浮上用ガスＧ２の圧力が０．１ＭＰａ以下では、時として発振を起こすことがあり、浮上の安定性が低かった。更に、図３から、局所成膜部３４０を安定した浮上量Ｄで大きく浮上させるためには浮上用ガスＧ２の流量は２０Ｌ／ｍｉｎ以上必要であり、成膜開始前または成膜終了後の浮上量Ｄとして望ましい約１００μｍの浮上量Ｄを得るために必要な浮上用ガスＧ２の流量は５０Ｌ／ｍｉｎ以上であることが分かった。

一方、空孔率１５％の場合の浮上量Ｄは、図４から分かるように、浮上用ガスＧ２の圧力が０．３ＭＰａでは１０μｍ程度であり、浮上の安定性および剛性のいずれについても高くすることができ、成膜時の浮上量Ｄとして望ましい値であった。このとき必要な浮上用ガスＧ２の流量も、図３から分かるように、３．９Ｌ／ｍｉｎ程度と少なく、成膜時の浮上用ガスＧ２の使用量の抑制が期待できることが分かった。

以上の結果から、図１に示した局所成膜部４０において、第１の通気部６１を構成する多孔質材料の空孔率を１５％、第２の通気部７１を構成する多孔質材料の空孔率を４０％とすることにより、成膜時と成膜開始前および成膜終了後とのいずれについても望ましい適切な浮上量Ｄを得ることができることが分かった。

図７ないし図１０は、このレーザＣＶＤ装置によりＴＦＴ基板１０の配線パターンの欠陥部分にタングステン（Ｗ）膜を形成する工程を順に表すものである。まず、図７（Ａ）に示したように、成膜開始前において、局所成膜部４０を待避部２１上に待避させ、第２の通気部７１から浮上用ガスＧ２を待避部２１に向けて吹き出すことにより局所成膜部４０を浮上させる。このとき、浮上用ガスＧ２の圧力を例えば０．３５ＭＰａとすることにより、局所成膜部４０の浮上量Ｄを例えば１０５μｍとする。このとき、安定して浮上させるため、第２の浮上用ガス吸引口７２および第１の浮上用ガス排気部７５により浮上用ガスＧ２を排気する。なお、排気しなくても安定して局所成膜部４０を浮上させることができれば、特に排気を行う必要はなく、その場合、浮上量Ｄは例えば２７０μｍとなる。

次いで、図７（Ｂ）に示したように、載置台２０にＴＦＴ基板１０を載置し、ＴＦＴ基板１０を局所成膜部４０の下に移動させる。このとき、局所成膜部４０の浮上量Ｄが１０５μｍ確保されているので、ＴＦＴ基板１０の厚みの誤差のために待避部２１とＴＦＴ基板１０との間に段差がある場合でも局所成膜部４０がＴＦＴ基板１０に接触することはない。

続いて、図８（Ａ）に示したように、浮上機構切替部９０により浮上用ガスＧ２の供給経路を第２の浮上機構７０から第１の浮上機構６０へと切り替え、局所成膜部４０の浮上量Ｄを例えば１０μｍとする。このとき、第１の浮上機構６０に供給される浮上用ガスＧ２の圧力と第２の浮上機構７０に供給される浮上用ガスＧ２の圧力とは変える必要はなく、同一圧力としてよい。ここで、第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０は、第１の通気部６１および第２の通気部７１を通過する浮上用ガスＧ２の流量を調整することにより局所成膜部４０を異なる浮上量Ｄの範囲で浮上させるようになっているので、第２の浮上機構７０と第１の浮上機構６０とを切り替えるだけで、浮上用ガスＧ２の流量を瞬時に大きく変化させ、局所成膜部４０の浮上量Ｄを容易にかつ瞬時に大きく変えることができる。

そののち、図８（Ｂ）に示したように、載置台２０によりＴＦＴ基板１０を局所成膜部４０に対して相対的に移動させ、局所成膜部４０をＴＦＴ基板１０の欠陥部分に対向させる。このとき、局所成膜部４０は、第１の浮上機構６０により、ＴＦＴ基板１０の反りあるいはうねりに追随して一定の浮上量Ｄで浮上しながら移動し、局所成膜部４０とＴＦＴ基板１０が接触することはない。また、ＴＦＴ基板１０の移動距離が大きい場合、あるいはＴＦＴ基板１０を高速で移動させる場合などにおいて載置台２０が振動しても、局所成膜部４０とＴＦＴ基板１０が接触することはなく、浮上量Ｄを増大させる必要なくＴＦＴ基板１０を長距離にわたり高速で移動させることができる。よって、欠陥修正に要する時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

続いて、図１に示したように、原料ガス供給機構５０により、原料ガスＧ１をキャリアガスと共に反応室４２に供給すると共に、パージガス供給機構７０により、パージガスＧ３を窓４１に向けて吹き付ける。このとき、原料ガスＧ１の流速は例えば０．１Ｌ／ｍｉｎ、キャリアガスの流速は例えば５Ｌ／ｍｉｎ、原料ガスＧ１の分圧は例えば４４Ｐａとし、パージガスＧ３の流速は例えば０．２Ｌ／ｍｉｎとする。

そののち、同じく図１に示したように、レーザ光源３０からのレーザ光ＬＢを局所成膜部４０の窓４１を介してＴＦＴ基板１０の欠陥部分に照射し、原料ガスＧ１を分解して欠陥部分にタングステン（Ｗ）膜を形成して修正する。レーザ光ＬＢの照射条件は、例えば、繰り返し２ｋＨｚ、パルス幅５０ｎｓ、照射強度５０ｋＷ／ｃｍ² 、ビーム形状は５μｍ角とする。

以上の工程を繰り返すことにより、ＴＦＴ基板１０の配線パターンの欠陥部分が順次修正される。このとき、成膜時においては第１の浮上機構６０により局所成膜部４０の浮上量Ｄが例えば１０μｍ程度と小さくされているので、浮上の剛性が高くなって浮上量Ｄの変動が抑えられ、原料ガスＧ１の流速などの成膜条件が安定すると共に外気が確実に遮断され、ＴＦＴ基板１０上に良質なタングステン（Ｗ）膜が形成される。

ＴＦＴ基板１０の配線パターンの欠陥部分をすべて修正したのち、図７（Ｂ）に示したように、浮上機構切替部９０により浮上用ガスＧ２の供給経路を第１の浮上機構６０から第２の浮上機構７０へと瞬時に切り替え、局所成膜部４０の浮上量Ｄを例えば１０５μｍに増大させる。このとき、第１の浮上機構６０に供給される浮上用ガスＧ２の圧力と第２の浮上機構７０に供給される浮上用ガスＧ２の圧力とは変える必要はなく、同一圧力としてよい。

局所成膜部４０の浮上量Ｄを増大させたのち、図７（Ａ）に示したように、載置台２０に載置されたＴＦＴ基板１０を局所成膜部４０の下から移動させ、局所成膜部４０を待避部２１に待避させる。このとき、局所成膜部４０の浮上量Ｄが１０５μｍ確保されているので、ＴＦＴ基板１０の厚みの誤差のために待避部２１とＴＦＴ基板１０との間に段差がある場合でも局所成膜部４０がＴＦＴ基板１０に接触することはない。

このように本実施の形態では、第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０が、第１の通気部６１および第２の通気部７１を通過する浮上用ガスＧ２の流量をそれぞれ調整することにより、局所成膜部４０をＴＦＴ基板１０に対して異なる浮上量Ｄの範囲で浮上させるようにしたので、第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０を切り替えることにより局所成膜部４０の浮上量Ｄを容易に大きく変えることができる。よって、局所成膜部４０の浮上量Ｄの範囲を広くすることができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態においては、レーザＣＶＤ装置の構成を具体的に挙げて説明したが、レーザＣＶＤ装置の構成は上記実施の形態に限られない。例えば、上記実施の形態では、レーザ加工装置が第１の浮上機構６０および第２の浮上機構７０を備えた場合について説明したが、レーザ加工装置は、三つ以上の浮上機構を備えていてもよい。その場合、三つ以上の浮上機構のうちの少なくとも二つの浮上機構の浮上量の範囲が異なっていればよい。

また、上記実施の形態では、図２に示したように円板状の局所成膜部４０に、第１の通気部６１，第２の通気部７１，原料ガス吸引口５３，第１の浮上用ガス吸引口６２および第２の浮上用ガス吸引口７２を環状に形成するようにしたが、第１の通気部６１，第２の通気部７１，原料ガス吸引口５３，第１の浮上用ガス吸引口６２および第２の浮上用ガス吸引口７２の形状は環状に限定されず、例えば矩形、三角形などとしてもよい。ただし、環状とすれば製造が容易であるので好ましい。

更に、上記実施の形態では、載置台２０により、ＴＦＴ基板１０を局所成膜部４０に対して移動させる場合について説明したが、レーザ光源３０および局所成膜部４０をＴＦＴ基板１０に対して移動させるようにしてもよく、あるいは両方を移動させるようにしてもよい。

加えて、上記実施の形態ではＴＦＴ基板１０の欠陥部分にタングステン（Ｗ）膜を形成する場合について説明したが、他の材料よりなる膜を形成してもよい。更に、原料ガスＧ１，キャリアガス，浮上用ガスＧ２またはパージガスＧ３は、上記実施の形態で説明したガス種に限られず、他のガスでもよい。

本発明のレーザＣＶＤ装置は、上述したＴＦＴ基板の欠陥部分の修正またはフォトマスクの欠陥修正などの用途のほか、回路基板の作製などにも適用することができる。

本発明の一実施の形態に係るレーザＣＶＤ装置の構成を表す断面図である。 図１に示した局所成膜部をＴＦＴ基板側から見た構成を表す底面図である。 図５に示した局所成膜部において通気部に供給される浮上用ガスの圧力と通気部から吹き出される浮上用ガスの流量との関係を表す図である。 図５に示した局所成膜部において通気部に供給される浮上用ガスの圧力と局所成膜部の浮上量との関係を表す図である。 図３および図４の測定に用いたレーザＣＶＤ装置の構成を表す断面図である。 図５に示した局所成膜部をＴＦＴ基板側から見た構成を表す底面図である。 図１に示したレーザＣＶＤ装置の動作を工程順に表す断面図である。 図７に続く工程を表す断面図である。 従来のレーザＣＶＤ装置の一構成例を表す断面図である。 図９に示したレーザＣＶＤ装置における問題点を説明するための図である。 従来の他のレーザＣＶＤ装置の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０…ＴＦＴ基板、２０…載置台、２１…待避部、３０…レーザ光源、４０…局所成膜部、４１…窓、４２…反応室、５０…原料ガス供給機構、５３…原料ガス吸引口、６０…第１の浮上機構、６１…第１の通気部、６２…第１の浮上用ガス吸引口、７０…第２の浮上機構、７１…第２の通気部、７２…第２の浮上用ガス吸引口、８０…パージガス供給機構、９０…浮上機構切替部、Ｇ１…原料ガス、Ｇ２…浮上用ガス、Ｇ３…パージガス

Claims (7)

1. 成膜用の基板を支持する載置台と、
   前記載置台に支持された基板に向けてレーザ光を発生するレーザ光源と、
   前記レーザ光を透過させるための窓を有し、前記載置台上の基板の表面に対して相対的
   に変位可能な局所成膜部と、
   前記基板上における前記レーザ光の照射位置に向けて成膜用の原料ガスを供給する原料
   ガス供給機構と、
   浮上用ガスを前記基板に向けて吹き出す通気手段を有し、前記通気手段を通過す
   る浮上用ガスの流量が互いに異なる複数の浮上機構と、を備え、
   前記浮上機構を切り替えることにより、前記局所成膜部を前記基板に対して異なる浮上量範囲で浮上させる
   レーザＣＶＤ装置。
2. 前記複数の浮上機構は、前記浮上用ガスを吸引する浮上用ガス吸引手段をそれぞれ備え
   た
   請求項１記載のレーザＣＶＤ装置。
3. 前記通気手段は多孔質材料により構成され、前記通気手段を通過する前記浮上用ガスの
   流量は前記多孔質材料の空孔率を異ならせることにより調整された
   請求項１記載のレーザＣＶＤ装置。
4. 前記多孔質材料は多孔質アルミニウム（Ａｌ）である
   請求項３記載のレーザＣＶＤ装置。
5. 前記複数の浮上機構は、前記浮上用ガスの圧力または流量を制御する弁をそれぞれ備え
   た
   請求項１記載のレーザＣＶＤ装置。
6. 前記原料ガス供給機構は、前記局所成膜部の前記基板側の面に、前記原料ガスを吸引す
   る原料ガス吸引手段を備え、前記浮上用ガス吸引手段と前記原料ガス吸引手段とが別々に設けられている
   請求項２記載のレーザＣＶＤ装置。
7. 前記原料ガス吸引手段、前記浮上用ガス吸引手段および前記通気手段は、前記原料ガス
   吸引手段を前記窓に最も近い位置として、前記窓を中心とした同心環状に配置された
   請求項６記載のレーザＣＶＤ装置。

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