JPH0461074B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0461074B2 JPH0461074B2 JP60057359A JP5735985A JPH0461074B2 JP H0461074 B2 JPH0461074 B2 JP H0461074B2 JP 60057359 A JP60057359 A JP 60057359A JP 5735985 A JP5735985 A JP 5735985A JP H0461074 B2 JPH0461074 B2 JP H0461074B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- substrate
- photochemical
- focusing means
- film forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- C23C16/44—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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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、光ビームを照射して雰囲気反応気
体を光化学分解し、基板表面上に成膜する光化学
成膜装置、特に、光ビームの進行方向に沿つて均
一な膜厚の堆積膜を得ることのできる光化学成膜
装置に関する。
体を光化学分解し、基板表面上に成膜する光化学
成膜装置、特に、光ビームの進行方向に沿つて均
一な膜厚の堆積膜を得ることのできる光化学成膜
装置に関する。
［従来の技術］
成膜技術の１つとしてプラズマ励起による
CVD（化学蒸着）法がある。このプラズマ励起
CVD法は、通常のCVD法に比べてプロセス温度
が低く、蒸着やスパツタなどの物理的な方法によ
る堆積よりも段差被覆性が良いなどの特色により
広く使用されている。しかし、このプラズマ励起
CVD法においては、堆積膜の表面がイオン衝撃
にさらされるなどの欠点がある。
CVD（化学蒸着）法がある。このプラズマ励起
CVD法は、通常のCVD法に比べてプロセス温度
が低く、蒸着やスパツタなどの物理的な方法によ
る堆積よりも段差被覆性が良いなどの特色により
広く使用されている。しかし、このプラズマ励起
CVD法においては、堆積膜の表面がイオン衝撃
にさらされるなどの欠点がある。
そこで、近年、光励起によるCVD法が開発さ
れている。この光励起CVDは、雰囲気気体に光
ビームを照射し、雰囲気気体を励起状態にして光
化学反応を促進させ、その結果生じた反応生成物
を基板上に堆積するものである。
れている。この光励起CVDは、雰囲気気体に光
ビームを照射し、雰囲気気体を励起状態にして光
化学反応を促進させ、その結果生じた反応生成物
を基板上に堆積するものである。
第３図は従来の光励起CVD法を用いた光化学
成膜装置における光ビームと基板との相対的配置
を示す模式図である。第３図において、サセプタ
４上に保持される基板３が雰囲気ガス中に設置さ
れる。この基板３の主面上に堆積膜が形成され
る。雰囲気ガスを励起する光ビーム１ａは、入射
窓２を介して照射され、その進行方向は基板３の
主表面と平行である。また、光ビーム１ａと基板
３の表面との距離は普通数ミリ、典型的には１〜
２mmである。次に成膜方法について説明する。
成膜装置における光ビームと基板との相対的配置
を示す模式図である。第３図において、サセプタ
４上に保持される基板３が雰囲気ガス中に設置さ
れる。この基板３の主面上に堆積膜が形成され
る。雰囲気ガスを励起する光ビーム１ａは、入射
窓２を介して照射され、その進行方向は基板３の
主表面と平行である。また、光ビーム１ａと基板
３の表面との距離は普通数ミリ、典型的には１〜
２mmである。次に成膜方法について説明する。
光ビーム１ａが入射窓２を介して入射し、雰囲
気ガスである反応気体に照射される。このとき、
光ビーム１ａの光路中の反応気体のみが光ビーム
を吸収して光化学分解する。この光化学分解によ
り生じた反応生成物がビーム直下の基板３の表面
上に堆積し、薄膜が形成される。
気ガスである反応気体に照射される。このとき、
光ビーム１ａの光路中の反応気体のみが光ビーム
を吸収して光化学分解する。この光化学分解によ
り生じた反応生成物がビーム直下の基板３の表面
上に堆積し、薄膜が形成される。
［発明が解決しようとする問題点］
第４図は第３図に示される配置を用いた場合の
基板上への膜の堆積速度の変化を示す図である。
第４図において、横軸は基板表面の光ビームの進
行方向に沿つた距離を、縦軸は基板上への膜の堆
積速度を示す。第４図から見られるように、光ビ
ームの進行方向に沿つて基板の表面上への膜の堆
積速度が大幅に低下する。この理由は以下のとお
りである。
基板上への膜の堆積速度の変化を示す図である。
第４図において、横軸は基板表面の光ビームの進
行方向に沿つた距離を、縦軸は基板上への膜の堆
積速度を示す。第４図から見られるように、光ビ
ームの進行方向に沿つて基板の表面上への膜の堆
積速度が大幅に低下する。この理由は以下のとお
りである。
反応気体（雰囲気ガス）は光ビームを吸収し、
その光ビーム強度に応じて光化学分解をする。し
かし、一方、反応気体による光ビームの吸収の結
果、ランバート−ベール（Lambert−Beer）の
法則により、光ビームの進行に伴つて光ビーム強
度は指数関数的に減少する。この光ビーム強度の
減少に応じて光化学反応が誘起される程度が低下
し、反応生成物の量が減少し、堆積速度が減少す
る。
その光ビーム強度に応じて光化学分解をする。し
かし、一方、反応気体による光ビームの吸収の結
果、ランバート−ベール（Lambert−Beer）の
法則により、光ビームの進行に伴つて光ビーム強
度は指数関数的に減少する。この光ビーム強度の
減少に応じて光化学反応が誘起される程度が低下
し、反応生成物の量が減少し、堆積速度が減少す
る。
それゆえ、この発明の目的は、上述の欠点を除
去し、均一な堆積膜厚の得られる光化学成膜装置
を提供することである。
去し、均一な堆積膜厚の得られる光化学成膜装置
を提供することである。
［問題点を解決するための手段］
その焦点が従来装置における堆積速度低下領域
近傍に位置するように位置決めされた光ビーム集
束手段、好ましくは光学レンズを介して光ビーム
を反応気体に照射する。
近傍に位置するように位置決めされた光ビーム集
束手段、好ましくは光学レンズを介して光ビーム
を反応気体に照射する。
特定的には、この光ビーム集束手段は、少なく
とも光ビームの進行方向に沿つて移動可能であ
る。
とも光ビームの進行方向に沿つて移動可能であ
る。
［作用］
光化学反応の誘起の程度、すなわち反応生成物
の量は、光ビームのパワー密度に大きく依存す
る。また、光ビームのパワー密度はそのビーム径
に大きく依存する。したがつて、上述の手段を設
けることにより、従来装置における堆積速度低下
領域での光吸収による光ビーム強度の低下を、ビ
ーム径を小さくしてパワー密度を増大させること
により補償することができる。すなわち、基板表
面全面にわたつて均一な堆積膜厚を得ることがで
きる。
の量は、光ビームのパワー密度に大きく依存す
る。また、光ビームのパワー密度はそのビーム径
に大きく依存する。したがつて、上述の手段を設
けることにより、従来装置における堆積速度低下
領域での光吸収による光ビーム強度の低下を、ビ
ーム径を小さくしてパワー密度を増大させること
により補償することができる。すなわち、基板表
面全面にわたつて均一な堆積膜厚を得ることがで
きる。
［発明の実施例］
第１図はこの発明の一実施例である光化学成膜
装置における光ビームと基板との相対的配置を示
す図である。第１図において、光ビーム１ｂが集
束レンズ５および入射窓２を介して雰囲気気体の
反応気体に照射される。この集束レンズ５の焦点
は、第３図に示される従来装置の堆積速度低下領
域に位置するように位置決めされる。その表面に
堆積膜が形成される基板３はサセプタ４上に保持
される。このとき、基板３と光ビーム１ｂの進行
方向とは互いに平行であり、それらの間の距離は
典型的には１〜２mmである。以下、第１図を参照
して第１図の配置における成膜過程について説明
する。
装置における光ビームと基板との相対的配置を示
す図である。第１図において、光ビーム１ｂが集
束レンズ５および入射窓２を介して雰囲気気体の
反応気体に照射される。この集束レンズ５の焦点
は、第３図に示される従来装置の堆積速度低下領
域に位置するように位置決めされる。その表面に
堆積膜が形成される基板３はサセプタ４上に保持
される。このとき、基板３と光ビーム１ｂの進行
方向とは互いに平行であり、それらの間の距離は
典型的には１〜２mmである。以下、第１図を参照
して第１図の配置における成膜過程について説明
する。
集束光ビーム１ｂは集束レンズ５を介して反応
気体に照射される。この集束レンズ５の焦点は第
３図に示される従来装置の配置における堆積速度
低下領域に位置するようにされている。したがつ
て、この領域でのビーム径は小さくなり、ビーム
パワー密度が増大し、反応気体による光吸収に伴
う光強度の低下を補償し、進行方向に沿つた光ビ
ームパワー密度は一定となる。この結果、光ビー
ム１ｂの進行方向に沿つた光化学反応の誘起の程
度は同一となり、第２図に示されるように、ビー
ム進行方向にわたつて均一な堆積速度、すなわち
均一な堆積膜厚が得られる。
気体に照射される。この集束レンズ５の焦点は第
３図に示される従来装置の配置における堆積速度
低下領域に位置するようにされている。したがつ
て、この領域でのビーム径は小さくなり、ビーム
パワー密度が増大し、反応気体による光吸収に伴
う光強度の低下を補償し、進行方向に沿つた光ビ
ームパワー密度は一定となる。この結果、光ビー
ム１ｂの進行方向に沿つた光化学反応の誘起の程
度は同一となり、第２図に示されるように、ビー
ム進行方向にわたつて均一な堆積速度、すなわち
均一な堆積膜厚が得られる。
なお、集束レンズ５の位置を可変にすれば、最
大パワー密度の位置も変化し、基板３上への堆積
膜厚の分布を任意に変えることができる。
大パワー密度の位置も変化し、基板３上への堆積
膜厚の分布を任意に変えることができる。
なお、上記実施例においては、光化学成膜装置
の細部および光ビームの種類等の詳細については
説明していないが、それらはこの発明を構成しな
い。
の細部および光ビームの種類等の詳細については
説明していないが、それらはこの発明を構成しな
い。
［発明の構成］
以上のように、この発明においては、光集束手
段を用いて光ビームを反応気体に照射している。
したがつて、反応気体による光吸収に伴う光強度
の低下をビーム径を小さくすることにより補償す
ることができ、基板表面全面にわたつて均一な堆
積膜厚の膜を形成することができる。
段を用いて光ビームを反応気体に照射している。
したがつて、反応気体による光吸収に伴う光強度
の低下をビーム径を小さくすることにより補償す
ることができ、基板表面全面にわたつて均一な堆
積膜厚の膜を形成することができる。
第１図はこの発明の一実施例である光化学成膜
装置における光ビームと基板との相対的配置を示
す模式図である。第２図は第１図の装置における
基板上への膜の堆積速度の光ビームの進行方向に
沿つた距離への依存性を示す図である。第３図は
従来の光化学成膜装置における光ビームと基板と
の相対的配置を示す模式図である。第４図は従来
の装置における基板上への膜の堆積速度の光ビー
ムの進行方向に沿つた距離への依存性を示す図で
ある。 図において、１ａは集束しない光ビーム、１ｂ
は集束光ビーム、２は入射窓、３は基板、４はサ
セプタ、５は集束レンズ。なお、図中、同一符号
は同一または相当部分を示す。
装置における光ビームと基板との相対的配置を示
す模式図である。第２図は第１図の装置における
基板上への膜の堆積速度の光ビームの進行方向に
沿つた距離への依存性を示す図である。第３図は
従来の光化学成膜装置における光ビームと基板と
の相対的配置を示す模式図である。第４図は従来
の装置における基板上への膜の堆積速度の光ビー
ムの進行方向に沿つた距離への依存性を示す図で
ある。 図において、１ａは集束しない光ビーム、１ｂ
は集束光ビーム、２は入射窓、３は基板、４はサ
セプタ、５は集束レンズ。なお、図中、同一符号
は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応性雰囲気気体に光ビームを照射して光化
学分解させ、前記光化学分解による反応生成物を
基板主面上に堆積させて成膜する光化学成膜装置
であつて、 前記光ビームを前記基板主面とほぼ平行な方向
に沿つて進行させて前記反応性雰囲気気体へ照射
するための光ビーム集束手段を備え、 前記光ビーム集束手段は、前記光ビーム集束手
段が設けられていないときに前記基板主面上への
前記反応生成物の堆積速度が最小となる位置近傍
において前記光ビームのビーム径が最小となるよ
うに前記光ビームを集束させるように位置決めさ
れる、光化学成膜装置。 ２ 前記光ビーム集束手段は、その焦点位置が前
記最小となる位置近傍に設定された光学レンズを
含む、特許請求の範囲第１項記載の光化学成膜装
置。 ３ 前記光ビーム集束手段は、少なくとも前記光
ビームの進行方向に沿つて移動可能とされている
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項または
第２項記載の光化学成膜装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057359A JPS61213376A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 光化学成膜装置 |
| US07/134,570 US4839196A (en) | 1985-03-19 | 1987-12-14 | Photochemical film-forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057359A JPS61213376A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 光化学成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61213376A JPS61213376A (ja) | 1986-09-22 |
| JPH0461074B2 true JPH0461074B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=13053382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60057359A Granted JPS61213376A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 光化学成膜装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4839196A (ja) |
| JP (1) | JPS61213376A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5171610A (en) * | 1990-08-28 | 1992-12-15 | The Regents Of The University Of Calif. | Low temperature photochemical vapor deposition of alloy and mixed metal oxide films |
| WO2001068271A1 (en) * | 2000-03-15 | 2001-09-20 | Tufts University | Controlling surface chemistry on solid substrates |
| US6573199B2 (en) | 2001-08-30 | 2003-06-03 | Micron Technology, Inc. | Methods of treating dielectric materials with oxygen, and methods of forming capacitor constructions |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4260649A (en) * | 1979-05-07 | 1981-04-07 | The Perkin-Elmer Corporation | Laser induced dissociative chemical gas phase processing of workpieces |
| US4340617A (en) * | 1980-05-19 | 1982-07-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for depositing a material on a surface |
| JPS59126774A (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Nec Corp | 気相金属堆積装置 |
| JPS59208065A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-26 | Nec Corp | レ−ザ金属堆積方法 |
| JPS60128265A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-09 | Nec Corp | 気相薄膜形成装置 |
| US4581248A (en) * | 1984-03-07 | 1986-04-08 | Roche Gregory A | Apparatus and method for laser-induced chemical vapor deposition |
| US4694777A (en) * | 1985-07-03 | 1987-09-22 | Roche Gregory A | Apparatus for, and methods of, depositing a substance on a substrate |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60057359A patent/JPS61213376A/ja active Granted
-
1987
- 1987-12-14 US US07/134,570 patent/US4839196A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4839196A (en) | 1989-06-13 |
| JPS61213376A (ja) | 1986-09-22 |
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