JPH03188621A - 成膜方法及び成膜装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成膜に関するものである。

〔従来の技術〕

パターン化された薄膜の上を一様に別な材料の薄膜が覆
う構造を作製する場合、これまでは前段の一括成膜、フ
ォトリングラフィ、エツチング工程と、後段の一括成膜
工程の両段の製造プロセスが必要であった。この方法は
多工程である上、レジスト塗布、剥離作業で、デバイス
に損傷を与えることがしばしばある。この方法の工程を
短縮したものとしては原料ガス雰囲気でレーザ光のパタ
ーン転写により、基板上にパターン薄膜を直接形成し、
その後側の材料を一括成膜する方法が提案されている（
例えば樋浦ら１９８８年秋期応用物理学会学術講演会講
演予稿集５３４頁）。しかしこの方法の前段の工程にお
いて原料ガスの光化学分解による成膜を利用する場合は
気相反応生成物のパターン周辺への降り積もりが避けら
れず、パターンが不鮮明になりがちである。この欠点を
改善する方法としてパターンマスクを基板上に載せた状
態で光化学反応による成膜を行う方式が国中らによって
１９８６年春期応用物理学会学術講演会講演予稿集４９
１頁に報告されている。この方法ではパターン転写に比
ベパターン周辺への降り積もりは軽減できる。しかしマ
スクと基板を密着させたままでは後段の基板全面での一
括成膜はできないので、基板を反応容器から取り出して
、パターンマスクを基板からはずし、その後基板を反応
容器中へ戻して、一括成膜を行う必要がある。

このため、例えばＴ　Ｆ　Ｔ　（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）形成時の半導体層とゲート絶縁
膜の成膜のように、界面の清浄さを保つために同一反応
容器内で連続して成膜を行いたい用途にはこの後者の方
法も適用できないという問題を生じていた。

〔発明が解決しようとする課題〕 このように従来の成膜装置では鮮明なパターンとこれを
覆う薄膜とを真空−貫プロセスで形成することはできな
い。

本発明の目的はこのような従来装置の問題点を解決して
薄膜を形成することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の従来技術の問題点を解決するために、光
を利用する成膜方法において、前記光で分解する原料ガ
ス雰囲気中で、基板上にパターンマスクを密着、あるい
は近接した像対で光を照射し、パターン薄膜を形成した
後、前記パターンマスクを前記基板より大きく離して、
一括成膜を行うことを特徴とする成膜方法をとるという
手段をとった。

また、本発明は上記の従来技術の問題点を解決するため
に、基板を装着し得る機構と前記基板の上部に保持した
パターンマスクを前記基板に密着、あるいは放する機構
と、前記基板への光照射が可能な窓とを有する反応容器
とパターン薄膜を形成するための第１の原料ガスと、一
括成膜のための第２の原料ガスとを前記反応容器に供給
するためのガス供給系と、前記第１の原料ガスと前記第
２の原料ガスの分解吸収波長に発光波長を有する光源か
らの出射光を前記窓を通して前記基板に照射するための
光学系とを具備することを特徴とする成膜装置を用いる
という手段をとった。

〔作用〕

パターンマスクを基板の上部に近接して置き、光を照射
するプロキシミテイ方式では、パターンマスクと基板が
離れるに従い、回折の影響が大きくなる。そのため露光
領域がパターン形成所望部分の周辺にも広がる。従って
マスクを基板と密着、もしくは十分近接させる場合と、
大きく離す場合との二つに分けることによって、パター
ン照射とパターンのない一括照射との両方を連続して行
なうことができる。本発明は、この密着、もしくは近接
させた状態と、大きく離した状態とを光照射下において
、成膜の原料ガス雰囲気中で行なうことによって、パタ
ーン薄膜とこれを覆う薄膜とを真空−貫で形成する効果
を得るものである。

本発明においてはフォトリソグラフィを一切必要としな
いので、製造工程が少なくてすみ、レジスト剥離作業で
デバイスに損傷を与えることもない。またパターン光を
転写する□方式では避は難いパターン周辺の降り積もり
もほとんど生じない。

〔実施例〕

以下レーザＣＶＤによる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）マ
トリックスの形成に本発明を適用した実施例を図面を参
照して詳細に説明する。

図１はパターン薄膜と一括成膜の両方に、光化学反応を
利用する場合の装置の一例を示す模式図である。ＡｒＦ
レーザ１の出射光は石英窓２、ばね４で石英基板５から
数ｍｍ離した位置に保持されたＮｉ製のパターンマスク
３を通してＣＶＤチャンバ９内の基板サセプタ６に固定
された石英基板５に照射する。Ｎｉ製パターンマスクに
は１００μｍピッチで２０μｍ口のスリットが切られて
いる。石英基板５には既にドレイン、ソース電極が形成
されている。最初に半導体層を形成するためにスイッチ
８を入れて基板サセプタに巻いであるコイル７を通電し
Ｎｉ製のパターンマスク３を吸引して基板５に密着させ
、ガス供給系１゜よりジシランガス（Ｓ　１２Ｈ６）Ｃ
ＶＤチャンバ内に導入する。ジシランガスをレーザ光で
光化学分解することによって、非晶雪水素化シリコン（
ａ−９ｉン薄膜パターンを形成する。続いてスイッチ８
を切り、Ｎｉ製パターンマスク３を石英基板５から大き
く離して、ジシランガスに加えてＮ２０ガスを、ガス供
給系１０がら導入し、これらのガスを引き続いて光化学
分解することによって、ａ−３ｉパターン薄膜のマトリ
ックス上を５ｉ０２膜で覆った構造を真空−貫プロセス
で形成する。　基板の密着と解放には必ずしも、ばね、
電磁石を用いる必要はない。図２に示すように、基板の
裏側から窒素吹き付はノズル１１により窒素ガスを吹き
付けて、パターンマスクを基板から解放してもよい。こ
の場合、十分に質量のあるパターンマスクなら、基板上
に置くだけで密着する。十分に重みのないマスクの場合
は、電磁石を併用するか、またはパターンマスク上部か
ら不活性ガスを吹き付けてもよい。ａ−３ｉ膜とＳｉＯ
２膜との界面は清浄に保たれ、ＴＰＴの特性は良好であ
った。またパターンマスクを密着させることによるデバ
イスの損傷は電気的特性にほとんど影響を与えない程度
であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によればパターンマスクの基
板への密着、もしくは近接させる操作と、引き離し操作
とを併用することにより、真空−貫プロセスでパターン
薄膜形成と一括成膜とを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図１１図２は本発明の一実施例を示す図である。 １・・・ＡｒＦレーザ、２・・・石英窓、３・・・Ｎｉ
製パターンマスク、４・・・ばね、５・・・石英基板、
６・・・基板サセプタ、７・・・コイル、８・・・スイ
ッチ、９・・・ＣＶＤチャンバ、１０・・・ガス供給系
、１１・・・窒素吹き付はノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光を利用する成膜方法において、前記光で分解する
   原料ガス雰囲気中で、基板上にパターンマスクを密着、
   あるいは近接した状態で光を照射し、パターン薄膜を形
   成した後、前記パターンマスクを前記基板より大きく離
   して、一括成膜を行うことを特徴とする成膜方法。 ２、光を利用する成膜装置において、基板を装着し得る
   機構と前記基板の上部に保持したパターンマスクを前記
   基板に密着、もしくは近接した状態と、大きく離した状
   態との２状態に切り替える機構と前記基板への光照射が
   可能な窓とを有する反応容器と、パターン薄膜を形成す
   るための第１の原料ガスと一括成膜のための第２の原料
   ガスとを前記反応容器に供給するガス供給系と、前記第
   １の原料ガスと前記第２の原料ガスの分解吸収波長に発
   光波長を有する光源からの出射光を前記窓を通して前記
   基板に照射するための光学系とを具備することを特徴と
   する成膜装置。