JPH0480116B2 - - Google Patents
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- JPH0480116B2 JPH0480116B2 JP58034538A JP3453883A JPH0480116B2 JP H0480116 B2 JPH0480116 B2 JP H0480116B2 JP 58034538 A JP58034538 A JP 58034538A JP 3453883 A JP3453883 A JP 3453883A JP H0480116 B2 JPH0480116 B2 JP H0480116B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vapor deposition
- substrate
- reaction product
- free jet
- nozzle
- Prior art date
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-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は薄膜形成装置に係り、特に基板にダメ
ージを与えない方法に関する。
ージを与えない方法に関する。
従来の薄膜形成法には、真空蒸着法、スパツタ
法、CVD法、プラズマCVD法、レーザーCVD法
等がある。
法、CVD法、プラズマCVD法、レーザーCVD法
等がある。
真空蒸着法は、蒸着源を抵抗あるいは電子線で
加熱し、蒸発した蒸着物質を基板に付着せしめる
方法である。この方法は、蒸着源から飛び出した
蒸着分子が、直接、基板と衝突しこれに付着する
方法であるため、熱せられた蒸着源と基板の間に
遮蔽物を置くことが出来ない。このため、蒸着源
から放射される熱線により基板温度が上昇する。
したがつて、この方法は基板温度を上げたくない
場合には不適切である。
加熱し、蒸発した蒸着物質を基板に付着せしめる
方法である。この方法は、蒸着源から飛び出した
蒸着分子が、直接、基板と衝突しこれに付着する
方法であるため、熱せられた蒸着源と基板の間に
遮蔽物を置くことが出来ない。このため、蒸着源
から放射される熱線により基板温度が上昇する。
したがつて、この方法は基板温度を上げたくない
場合には不適切である。
また、プラズマCVD法およびスパツタ法によ
る薄膜形成法は、加速されたイオンや二次電子が
基板にダメージを与えるのが欠点である。
る薄膜形成法は、加速されたイオンや二次電子が
基板にダメージを与えるのが欠点である。
CVD法と、レーザーによる表面を熱して反応
を起こさせるレーザーCVD法は、基板表面温度
を上昇させるので、基板温度を上昇させたくない
場合は、やはり不適当である。
を起こさせるレーザーCVD法は、基板表面温度
を上昇させるので、基板温度を上昇させたくない
場合は、やはり不適当である。
その他、光化学反応を使うレーザーCVD法
（Appl.Phys.Lett.35(2)15July 1979.pp.175−177参
照）も知られているが、この場合、基板表面だけ
でなく、反応ガスを含むチヤンバー内の基板へ到
達するレーザー光路においても光化学反応が起こ
り生成物ができる。このためレーザー入射用の窓
にも生成物が付着し、チヤンバー内へのレーザー
光入射をさまたげることがある。また、強力なレ
ーザー光を基板に照射するため、基板表面に損傷
を与える可能性がある。
（Appl.Phys.Lett.35(2)15July 1979.pp.175−177参
照）も知られているが、この場合、基板表面だけ
でなく、反応ガスを含むチヤンバー内の基板へ到
達するレーザー光路においても光化学反応が起こ
り生成物ができる。このためレーザー入射用の窓
にも生成物が付着し、チヤンバー内へのレーザー
光入射をさまたげることがある。また、強力なレ
ーザー光を基板に照射するため、基板表面に損傷
を与える可能性がある。
本発明の目的は、基板に熱的損傷、あるいは加
速されたイオンあるいは二次電子等による損傷を
与えずに、基板に薄膜を形成し、かつ光化学反応
を利用したレーザーCVDで発生するレーザー入
射用の窓の汚れを避ける方法を提供することにあ
る。
速されたイオンあるいは二次電子等による損傷を
与えずに、基板に薄膜を形成し、かつ光化学反応
を利用したレーザーCVDで発生するレーザー入
射用の窓の汚れを避ける方法を提供することにあ
る。
上記の目的を達成するために、方向性を持つ粒
子の流れであるフリージエツト（モレキユラービ
ームも含む：以下同じ）に光を照射して反応を起
こさせる。この光化学反応による生成物もフリー
ジエツトと同じ方向性をもつているため、生成物
が基板に付着し残るものであるならば、フリージ
エツトの軸上に置いた基板に、生成物の薄膜が形
成される。この方法は光を基板に照射せず反応物
質の流れに照射するため基板の温度を上昇させた
り、基板に損傷を与えたりすることはない。
子の流れであるフリージエツト（モレキユラービ
ームも含む：以下同じ）に光を照射して反応を起
こさせる。この光化学反応による生成物もフリー
ジエツトと同じ方向性をもつているため、生成物
が基板に付着し残るものであるならば、フリージ
エツトの軸上に置いた基板に、生成物の薄膜が形
成される。この方法は光を基板に照射せず反応物
質の流れに照射するため基板の温度を上昇させた
り、基板に損傷を与えたりすることはない。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図により説明す
る。
る。
第１の実施例ではタングステンＷの薄膜を基板
上に付着せしめる。
上に付着せしめる。
ヘキサカルボニルタングステンＷ（CO）6は、常
温で数Torrの蒸気圧を持つ。この蒸気に260nm
〜270nmの紫外線を照射すると、 Ｗ（CO）6hν −−−→ Ｗ＋6CO ……(1) の解離反応が起こり、タングステンを析出する。
本実施例は上記の反応を利用する。
温で数Torrの蒸気圧を持つ。この蒸気に260nm
〜270nmの紫外線を照射すると、 Ｗ（CO）6hν −−−→ Ｗ＋6CO ……(1) の解離反応が起こり、タングステンを析出する。
本実施例は上記の反応を利用する。
溜め１には粉末状のヘキサカルボニルタングス
テンＷ（CO）6２が入れてある。この粉末の蒸気圧
は常温で数Torrと低いため、真空タンク３の中
へノズル４より噴き出させたとき、超音速フリー
ジエツトとならない。このため本実施例では、ガ
ス５はキヤリアガスで、Heを使用する。Heガス
５の流量はニードルバルブ６により調節し、ノズ
ル内の全圧力は760Torrに保たれた。Ｗ（CO）6分
子はHeガスに乗つてノズル径100μmのノズル４
より真空中に自由膨張してフリージエツト７とな
り、分子の速度が1500m／ｓ付近に集中した分子
の流れとなる。
テンＷ（CO）6２が入れてある。この粉末の蒸気圧
は常温で数Torrと低いため、真空タンク３の中
へノズル４より噴き出させたとき、超音速フリー
ジエツトとならない。このため本実施例では、ガ
ス５はキヤリアガスで、Heを使用する。Heガス
５の流量はニードルバルブ６により調節し、ノズ
ル内の全圧力は760Torrに保たれた。Ｗ（CO）6分
子はHeガスに乗つてノズル径100μmのノズル４
より真空中に自由膨張してフリージエツト７とな
り、分子の速度が1500m／ｓ付近に集中した分子
の流れとなる。
紫外線の透過する水晶窓９を通して、平均出力
6mW、波長5700nmのレーザー光を真空タンク３
の中へ導入し、フリージエツト７に照射する。本
実施例ではレーザー光のエネルギーを十分使うた
めに、平行な反射鏡１０を用意し、フリージエツ
トの軸に対して少し傾けて設置する。フリージエ
ツト７は反射鏡１０により何回も照射されるの
で、レーザー光８のエネルギーは十分有効に利用
される。レーザー光８を照射したフリージエツト
７中のヘキサカルボニルタングステンＷ（CO）6は
光化学反応〔式(1)〕を起こして、ＷとCOに分解
する。ノズル４の前方には基板１１が置いてあ
り、タングステンＷは基板１１に衝突、付着す
る。一方、一酸化炭素COは付着せず、Heガス及
び未反応のＷ（CO）6と共に排気される。
6mW、波長5700nmのレーザー光を真空タンク３
の中へ導入し、フリージエツト７に照射する。本
実施例ではレーザー光のエネルギーを十分使うた
めに、平行な反射鏡１０を用意し、フリージエツ
トの軸に対して少し傾けて設置する。フリージエ
ツト７は反射鏡１０により何回も照射されるの
で、レーザー光８のエネルギーは十分有効に利用
される。レーザー光８を照射したフリージエツト
７中のヘキサカルボニルタングステンＷ（CO）6は
光化学反応〔式(1)〕を起こして、ＷとCOに分解
する。ノズル４の前方には基板１１が置いてあ
り、タングステンＷは基板１１に衝突、付着す
る。一方、一酸化炭素COは付着せず、Heガス及
び未反応のＷ（CO）6と共に排気される。
フリージエツト７はノズル４から離れるに従つ
て、拡がり、濃度が薄くなるので、レーザー光８
の照射位置は出来るだけノズルの近くがよい。本
実施例の場合、レーザー光はノズル口から100μm
離れたところから照射し始めている。レーザー光
の太さは300μm程度なので、上記の距離ぐらいで
あれば、フリージエツトの径全体にレーザー光を
照射することが可能である。
て、拡がり、濃度が薄くなるので、レーザー光８
の照射位置は出来るだけノズルの近くがよい。本
実施例の場合、レーザー光はノズル口から100μm
離れたところから照射し始めている。レーザー光
の太さは300μm程度なので、上記の距離ぐらいで
あれば、フリージエツトの径全体にレーザー光を
照射することが可能である。
ノズル４と基板１１との距離は15cmである。基
板１１の支持台はフリージエツト７の中心軸に対
して垂直平面内で矢印１４で示す如く動かすこと
ができ、膜厚を均一にすることができる。
板１１の支持台はフリージエツト７の中心軸に対
して垂直平面内で矢印１４で示す如く動かすこと
ができ、膜厚を均一にすることができる。
本実施例ではパルスレーザーを使つているの
で、フリージエツト中のＷ（CO）6の有効利用がな
されておらず、未反応のＷ（CO）6が多量に排気さ
れるが、４時間の蒸着時間で５×５cm2の基板上に
付着したタングステン薄膜の厚さは900Åであつ
た。タングステン薄膜の基板への付着性は、基板
の前処理に強く依存しており、十分な有機洗浄が
必要である。十分な洗浄を行なわないと、付着性
は非常に悪くなる。
で、フリージエツト中のＷ（CO）6の有効利用がな
されておらず、未反応のＷ（CO）6が多量に排気さ
れるが、４時間の蒸着時間で５×５cm2の基板上に
付着したタングステン薄膜の厚さは900Åであつ
た。タングステン薄膜の基板への付着性は、基板
の前処理に強く依存しており、十分な有機洗浄が
必要である。十分な洗浄を行なわないと、付着性
は非常に悪くなる。
タングステンの超音速フリージエツトを、金属
状のタングステンから蒸発させて作るのは、タン
グステンが高融点金属であるため、非常に困難で
ある。電子線加熱による方法が考えられるが、ノ
ズル内が複雑になること、十分な蒸気圧を得るの
が困難なことなどから実現は難しい。本実施例に
おいては、気体であるＷ（CO）6を使用し、これを
Heガスにシードするため、十分な圧力を得るこ
とが出来、超音速フリージエツトが可能になる。
超音速フリージエツト中のＷ（CO）6をレーザー光
により解離して、タングステン原子を作るので、
タングステン原子も超音速フリージエツトとなつ
ている。本実施例ではタングステン原子の超音速
フリージエツトを可能にした。
状のタングステンから蒸発させて作るのは、タン
グステンが高融点金属であるため、非常に困難で
ある。電子線加熱による方法が考えられるが、ノ
ズル内が複雑になること、十分な蒸気圧を得るの
が困難なことなどから実現は難しい。本実施例に
おいては、気体であるＷ（CO）6を使用し、これを
Heガスにシードするため、十分な圧力を得るこ
とが出来、超音速フリージエツトが可能になる。
超音速フリージエツト中のＷ（CO）6をレーザー光
により解離して、タングステン原子を作るので、
タングステン原子も超音速フリージエツトとなつ
ている。本実施例ではタングステン原子の超音速
フリージエツトを可能にした。
第２の実施例では溜め１を取り除き、ガス５を
モノシランSiH4と笑気ガスN2Ｏとの混合ガスと
する。この混合ガスの超音速フリージエツトに
193nmのレーザー光８を照射する。この波長のレ
ーザー光はArFエキシマレーザーにより得られ
る。193nmのレーザー光により次のような反応が
起こる。
モノシランSiH4と笑気ガスN2Ｏとの混合ガスと
する。この混合ガスの超音速フリージエツトに
193nmのレーザー光８を照射する。この波長のレ
ーザー光はArFエキシマレーザーにより得られ
る。193nmのレーザー光により次のような反応が
起こる。
SiH4＋2N2Ｏ→SiO2＋2N2＋2H2 ……(2)
SiH4とN2Ｏのガスの混合比は１：10とし、全
圧力は760Torrである。ArFエキシマレーザーの
平均出力は40W／cm2である。約１時間の蒸着で、
５×５cm2の基板上に、500Åの乳白色のSiO2膜を
得た。
圧力は760Torrである。ArFエキシマレーザーの
平均出力は40W／cm2である。約１時間の蒸着で、
５×５cm2の基板上に、500Åの乳白色のSiO2膜を
得た。
以上説明したごとく、本発明によれば基板温度
を上昇させず、また２次電子やイオンによる基板
への損傷を与えずに薄膜が形成出来る。また真空
タンク内の圧力は10-4Torr台なのでレーザー入
射用の窓等に反応生成物は付着しない。
を上昇させず、また２次電子やイオンによる基板
への損傷を与えずに薄膜が形成出来る。また真空
タンク内の圧力は10-4Torr台なのでレーザー入
射用の窓等に反応生成物は付着しない。
第１図は、超音速フリージエツトとレーザー化
学反応を利用した本発明による蒸着装置の概略構
成図である。 １……溜め、２……ヘキサカルボニルタングス
テンＷ（CO）6の粉末、３……真空タンク、４……
ノズル、５……ガス、６……ニードルバルブ、７
……フリージエツト、８……レーザー光、９……
水晶窓、１０……反射鏡、１１……基板、１２…
…油拡散ポンプ、１３……油回転ポンプ。
学反応を利用した本発明による蒸着装置の概略構
成図である。 １……溜め、２……ヘキサカルボニルタングス
テンＷ（CO）6の粉末、３……真空タンク、４……
ノズル、５……ガス、６……ニードルバルブ、７
……フリージエツト、８……レーザー光、９……
水晶窓、１０……反射鏡、１１……基板、１２…
…油拡散ポンプ、１３……油回転ポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源と、反応性気体を供給する供給源と、ノ
ズルと光を導入するための窓と基板を取り付けた
真空装置とにおいて、上記反応気体をフリージエ
ツトにしてノズルから噴出する手段と、上記自由
膨張の分子の流れに上記光を照射し反応生成物を
作る手段と、上記ノズル前方に置かれた上記基板
に上記反応生成物を付着せしめる手段とを有する
ことを特徴とする蒸着装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の蒸着装置におい
て、上記噴出する手段として、上記フリージエツ
トが超音速フリージエツトであることを特徴とす
る蒸着装置。 ３ 特許請求の範囲第１項から第２項のいずれか
記載の蒸着装置において、上記噴出する手段とし
て、上記気体の材料がヘキサカルボニルタングス
テンの粉末であることを特徴とする蒸着装置。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
記載の蒸着装置において、上記光を照射し反応生
成物を作る手段として、上記フリージエツトの軸
に対し平行な反射鏡を傾けて配置することを特徴
とする蒸着装置。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか
記載の蒸着装置において、上記光を照射し反応生
成物を作る手段として上記光がArFエキシマレー
ザーを用いたことを特徴とする蒸着装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の蒸着装置におい
て、上記反応生成物を付着せしめる手段として、
上記基板をフリージエツトの軸に対して垂直に移
動させることを特徴とする蒸着装置。 ７ 基板を真空装置に収納する工程と、上記真空
装置のノズルからフリージエツトにして噴出させ
る工程と、該分子の流れにした気体に光を照射す
る工程と、該光照射でできた反応生成物を基板に
付着する工程を含むことを特徴とする蒸着方法。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の蒸着方法におい
て、上記ノズルからフリージエツトにして噴出さ
せる工程として、キヤリアガスとしてHeを流す
工程を含むことを特徴とする蒸着方法。 ９ 特許請求の範囲第６項記載の蒸着方法におい
て、上記反応生成物を基板に付着する工程として
未反応ガスを排気する工程を含むことを特徴とす
る蒸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3453883A JPS59162267A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 蒸着装置及び蒸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3453883A JPS59162267A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 蒸着装置及び蒸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162267A JPS59162267A (ja) | 1984-09-13 |
| JPH0480116B2 true JPH0480116B2 (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=12417060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3453883A Granted JPS59162267A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 蒸着装置及び蒸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59162267A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6193830A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-12 | Nec Corp | 光気相成長法 |
| US5164040A (en) * | 1989-08-21 | 1992-11-17 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Method and apparatus for rapidly growing films on substrates using pulsed supersonic jets |
| JP2527292B2 (ja) * | 1993-03-26 | 1996-08-21 | 株式会社日立製作所 | Ｉｃ素子およびｉｃ素子における配線接続方法 |
| JP2527293B2 (ja) * | 1993-03-26 | 1996-08-21 | 株式会社日立製作所 | Ｉｃ素子における配線接続方法 |
| JPH06283534A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Hitachi Ltd | Ｉｃ素子における配線接続装置 |
| JPH06302603A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-28 | Hitachi Ltd | Ｉｃ素子 |
| JP2007049128A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-22 | Seiko Epson Corp | 製膜装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5961920A (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 薄膜製造方法およびその装置 |
-
1983
- 1983-03-04 JP JP3453883A patent/JPS59162267A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59162267A (ja) | 1984-09-13 |
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