JPH0572474B2 - - Google Patents
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- JPH0572474B2 JPH0572474B2 JP15081286A JP15081286A JPH0572474B2 JP H0572474 B2 JPH0572474 B2 JP H0572474B2 JP 15081286 A JP15081286 A JP 15081286A JP 15081286 A JP15081286 A JP 15081286A JP H0572474 B2 JPH0572474 B2 JP H0572474B2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、電子ビーム照射による超薄膜形成方
法に関するものである。
法に関するものである。
［従来の技術］
従来、基板上に吸着層分の極薄膜を形成させる
方法としては、第３図ａ，ｂに示す工程によつて
行われている。すなわち、まず第３図ａに示すよ
うに、超高真空内に基板３２を置き、基板３２表
面を清浄化した後、堆積させるべき材料中の少な
くとも一部の元素を構成元素として含む１種また
は２種以上のガスを被堆積基板上に流し、前記ガ
ス分子を被堆積基板上に吸着させて吸着分子３１
とする。
方法としては、第３図ａ，ｂに示す工程によつて
行われている。すなわち、まず第３図ａに示すよ
うに、超高真空内に基板３２を置き、基板３２表
面を清浄化した後、堆積させるべき材料中の少な
くとも一部の元素を構成元素として含む１種また
は２種以上のガスを被堆積基板上に流し、前記ガ
ス分子を被堆積基板上に吸着させて吸着分子３１
とする。
次に、第３図ｂに示すように、吸着分子３１を
解離させる光エネルギーを有する光を基板に照射
することにより、雰囲気ガス吸着分子３１はその
中に含まれる堆積材料３３と揮発性材料分子３４
とに分解し、堆積材料３３は基板表面に析出す
る。一方、揮発性材料分子３４は真空排出され
る。以上の様な原理により基板３２表面上に光照
射により吸着層分の超薄膜が形成される。
解離させる光エネルギーを有する光を基板に照射
することにより、雰囲気ガス吸着分子３１はその
中に含まれる堆積材料３３と揮発性材料分子３４
とに分解し、堆積材料３３は基板表面に析出す
る。一方、揮発性材料分子３４は真空排出され
る。以上の様な原理により基板３２表面上に光照
射により吸着層分の超薄膜が形成される。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、上記のような従来の方法によるとき
には、吸着分子３１を解離するのに要する光の適
切な波長（エネルギー）があり、任意の材料を堆
積させることは困難であり、また光としてレーザ
を用いても、その分解能は波長により制限され線
幅1μｍ以下のパターンを堆積させることは困難
であるなどの問題があつた。
には、吸着分子３１を解離するのに要する光の適
切な波長（エネルギー）があり、任意の材料を堆
積させることは困難であり、また光としてレーザ
を用いても、その分解能は波長により制限され線
幅1μｍ以下のパターンを堆積させることは困難
であるなどの問題があつた。
本発明の目的は、任意の材料を基板上に堆積さ
せることができ、しかも高精度かつ高分解能の吸
着層分の超薄膜パターンを作製することも可能な
超薄膜形成方法を提供することにある。
せることができ、しかも高精度かつ高分解能の吸
着層分の超薄膜パターンを作製することも可能な
超薄膜形成方法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、堆積させるべき材料中に含まれる少
なくとも一部の元素を構成元素として含む１種ま
たは２種以上のガス状分子を被堆積基板上に流
し、このガス状分子を被堆積基板上に吸着させた
のち真空排気し、次いで基板の所望の部分に電子
ビームを照射して前記材料を基板上に吸着層分だ
け堆積させることを特徴とする超薄膜形成方法で
ある。
なくとも一部の元素を構成元素として含む１種ま
たは２種以上のガス状分子を被堆積基板上に流
し、このガス状分子を被堆積基板上に吸着させた
のち真空排気し、次いで基板の所望の部分に電子
ビームを照射して前記材料を基板上に吸着層分だ
け堆積させることを特徴とする超薄膜形成方法で
ある。
本発明において堆積させるべき材料としてはタ
ングステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）、アルミニ
ウム（Al）、クロム（Cr）、タンタル（Ta）、チ
タン（Ti）、ジルコニウム（Zr）等の金属やケイ
素（Si）のような各種元素のほか酸化ケイ素
（SiO2）、窒化チタン（TiN）、酸化タンタル
（Ta2O5）のような分子があげられる。
ングステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）、アルミニ
ウム（Al）、クロム（Cr）、タンタル（Ta）、チ
タン（Ti）、ジルコニウム（Zr）等の金属やケイ
素（Si）のような各種元素のほか酸化ケイ素
（SiO2）、窒化チタン（TiN）、酸化タンタル
（Ta2O5）のような分子があげられる。
これらの材料を堆積させるための雰囲気ガス
は、前記材料中に含まれる少なくとも一部の元素
を構成元素として含む１種又は２種以上のガス状
分子であり、堆積材料がＷの場合にはWF6、
WCl6、WCl5、WBr5等、Moの場合にはMo
（C6H6）2、MoCl5、MoBr5等、Alの場合にはAl
（CH3）3等、Crの場合にはCr（C6H6）2等、Taの場
合にはTaCl5、TaBr5等、Tiの場合にはTiI4等、
Zrの場合にはZrI4等が挙げられる。
は、前記材料中に含まれる少なくとも一部の元素
を構成元素として含む１種又は２種以上のガス状
分子であり、堆積材料がＷの場合にはWF6、
WCl6、WCl5、WBr5等、Moの場合にはMo
（C6H6）2、MoCl5、MoBr5等、Alの場合にはAl
（CH3）3等、Crの場合にはCr（C6H6）2等、Taの場
合にはTaCl5、TaBr5等、Tiの場合にはTiI4等、
Zrの場合にはZrI4等が挙げられる。
また雰囲気ガスとしてSiH4、SiH2Cl2、SiCl4
等を用いればSi膜を堆積できる。又、SiH4と
NH3との混合ガスを用いれば、Si3N4膜を、又
SiH4とO2との混合ガスを用いれば、SiO2膜を形
成することができる。又、TiCl4とN2との混合ガ
スを用いるとTiN膜を形成することができる。
等を用いればSi膜を堆積できる。又、SiH4と
NH3との混合ガスを用いれば、Si3N4膜を、又
SiH4とO2との混合ガスを用いれば、SiO2膜を形
成することができる。又、TiCl4とN2との混合ガ
スを用いるとTiN膜を形成することができる。
又、Si（OC2H5）4を用いればSiO2、Ta
（OC2H5）5を用いれば、Ta2O5が形成できる。
（OC2H5）5を用いれば、Ta2O5が形成できる。
本発明の方法によつて得られる超薄膜は、通常
単分子膜あるいは２〜３分子層の膜であり、従つ
てその膜厚は通常５〜15Åである。また収束され
た電子ビームを照射することによつてナノメータ
レベルの極細線幅のパターン形成が可能である。
単分子膜あるいは２〜３分子層の膜であり、従つ
てその膜厚は通常５〜15Åである。また収束され
た電子ビームを照射することによつてナノメータ
レベルの極細線幅のパターン形成が可能である。
［作用］
次に、本発明の作用について、第１図を用いて
説明する。すなわち、第１図ａでは、超高真空内
に基板１２を置き、基板１２表面を洗浄化した
後、堆積させるべき材料中に含まれる少なくとも
一部の元素を構成元素として含んだ１種または２
種以上のガスを被堆積基板上に流し、前記ガス分
子を被堆積基板１２上に吸着させて吸着分子１１
とする。次に、第１図ｂに示す様に、収束した電
子ビームを基板に照射することにより、照射され
た吸着分子１１はその中に含まれる堆積材料１３
と揮発性材料分子１４とに分解し、堆積材料１３
は、基板１２表面に析出する。一方、揮発性材料
分子１４は排出される。以上のような原理によ
り、基板１２表面上に、電子ビーム照射により、
吸着層分の超薄膜パターンが形成される。
説明する。すなわち、第１図ａでは、超高真空内
に基板１２を置き、基板１２表面を洗浄化した
後、堆積させるべき材料中に含まれる少なくとも
一部の元素を構成元素として含んだ１種または２
種以上のガスを被堆積基板上に流し、前記ガス分
子を被堆積基板１２上に吸着させて吸着分子１１
とする。次に、第１図ｂに示す様に、収束した電
子ビームを基板に照射することにより、照射され
た吸着分子１１はその中に含まれる堆積材料１３
と揮発性材料分子１４とに分解し、堆積材料１３
は、基板１２表面に析出する。一方、揮発性材料
分子１４は排出される。以上のような原理によ
り、基板１２表面上に、電子ビーム照射により、
吸着層分の超薄膜パターンが形成される。
［実施例］
以下に本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。第２図は本発明の一実施例で用いる
装置の構成を示す概略図である。本装置は電子ビ
ーム照射系２０７〜２０９、試料室２０６、及び
雰囲気ガス材料収納室２０１とから構成されてい
る。本実施例においては、タングステン（Ｗ）を
構成元素として含む六フツ化タングステン
（WF6）を雰囲気ガスとして用い、収束された電
子ビーム照射によりケイ素（Si）基板上にＷを堆
積させた。
て説明する。第２図は本発明の一実施例で用いる
装置の構成を示す概略図である。本装置は電子ビ
ーム照射系２０７〜２０９、試料室２０６、及び
雰囲気ガス材料収納室２０１とから構成されてい
る。本実施例においては、タングステン（Ｗ）を
構成元素として含む六フツ化タングステン
（WF6）を雰囲気ガスとして用い、収束された電
子ビーム照射によりケイ素（Si）基板上にＷを堆
積させた。
WF6２０２を雰囲気ガス材料収納室２０１に
入れ、Ｗを堆積させるSi基板２０５を試料台２０
４にセツトする。電子ビーム照射系２０７〜２０
９と試料室２０６を10-10Torr以下の超高真空に
排気すると共に、試料室２０６を800℃以上に加
熱することにより基板表面を清浄化する。試料室
２０６と雰囲気ガス材料収納室２０１とは配管２
０３によつて接続されており、試料室２０６を真
空排気することにより、雰囲気ガス材料収納室２
０１内部が真空排気される。雰囲気ガス材料であ
るWF6は大気中では液体であるが真空にひくこ
とにより、容易に昇華し、配管２０３を通り、マ
スフローメータ２１１を通して試料室２０６内部
へ供給される。ガス流量は、マスフローメータ２
１１により制御される。このようにして、Si基板
２０５上にWF6分子が吸着する。その後、マス
フローメータを閉じ、試料室２０６内へのWF6
ガスの供給を止めた後、試料室２０６を超高真空
まで排気する。次に、電子ビームをSi基板２０５
の所望の部分に照射することにより、Si基板２０
５表面上に吸着されたWF6分子を分解する。そ
の分解の結果、WF6分子はＷとフツ素（F2）に
分かれる。不揮発性物質であるＷはSi基板２０５
上に析出する。一方F2は揮発性ガスであるので
真空排気される。このようにして、吸着層分のＷ
がSi基板２０５表面の所望の部分に堆積する。
入れ、Ｗを堆積させるSi基板２０５を試料台２０
４にセツトする。電子ビーム照射系２０７〜２０
９と試料室２０６を10-10Torr以下の超高真空に
排気すると共に、試料室２０６を800℃以上に加
熱することにより基板表面を清浄化する。試料室
２０６と雰囲気ガス材料収納室２０１とは配管２
０３によつて接続されており、試料室２０６を真
空排気することにより、雰囲気ガス材料収納室２
０１内部が真空排気される。雰囲気ガス材料であ
るWF6は大気中では液体であるが真空にひくこ
とにより、容易に昇華し、配管２０３を通り、マ
スフローメータ２１１を通して試料室２０６内部
へ供給される。ガス流量は、マスフローメータ２
１１により制御される。このようにして、Si基板
２０５上にWF6分子が吸着する。その後、マス
フローメータを閉じ、試料室２０６内へのWF6
ガスの供給を止めた後、試料室２０６を超高真空
まで排気する。次に、電子ビームをSi基板２０５
の所望の部分に照射することにより、Si基板２０
５表面上に吸着されたWF6分子を分解する。そ
の分解の結果、WF6分子はＷとフツ素（F2）に
分かれる。不揮発性物質であるＷはSi基板２０５
上に析出する。一方F2は揮発性ガスであるので
真空排気される。このようにして、吸着層分のＷ
がSi基板２０５表面の所望の部分に堆積する。
このようにして電子ビーム露光と同様のビーム
制御技術を用い、ナノメータレベル極細線幅を十
分制御して、吸着層分の膜厚をもつた超薄膜パタ
ーンを形成することができる。
制御技術を用い、ナノメータレベル極細線幅を十
分制御して、吸着層分の膜厚をもつた超薄膜パタ
ーンを形成することができる。
なお、この実施例では収束された電子ビームを
用いたが、収束されていない電子ビームを用いて
も良い。この場合には広い面積に超薄膜が形成さ
れる。
用いたが、収束されていない電子ビームを用いて
も良い。この場合には広い面積に超薄膜が形成さ
れる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、堆積材
料を含む分子を吸着させた基板表面に電子ビーム
を照射することにより任意の材料について吸着層
分の厚みを有した超薄膜を形成させることができ
る。
料を含む分子を吸着させた基板表面に電子ビーム
を照射することにより任意の材料について吸着層
分の厚みを有した超薄膜を形成させることができ
る。
第１図は本発明の方法による超薄膜形成を膜式
的に示した図で第１図ａは基板上に吸着分子が吸
着された状態を示す図、第１図ｂはこの基板に電
子ビームを照射した時の状態を示す図であり、第
２図は本発明の方法を実施するための装置の一例
を示す概略図、第３図は従来の超薄膜形成方法を
模式的に示した図で、第３図ａは基板に吸着分子
が吸着された状態を示す図、第３図ｂはこの基板
に光を照射した時の状態を示す図である。 １１，３１……吸着分子、１２，３２，２０５
……基板、１３，３３……堆積材料、１４，３４
……揮発性材料分子、２０１……雰囲気ガス材料
収納室、２０２……WF6、２０３……配管、２
０４……試料台、２０６……試料室、２０７，２
０８，２０９……電子ビーム照射系、２１０……
電子ビーム、２１１……マスフローメータ。
的に示した図で第１図ａは基板上に吸着分子が吸
着された状態を示す図、第１図ｂはこの基板に電
子ビームを照射した時の状態を示す図であり、第
２図は本発明の方法を実施するための装置の一例
を示す概略図、第３図は従来の超薄膜形成方法を
模式的に示した図で、第３図ａは基板に吸着分子
が吸着された状態を示す図、第３図ｂはこの基板
に光を照射した時の状態を示す図である。 １１，３１……吸着分子、１２，３２，２０５
……基板、１３，３３……堆積材料、１４，３４
……揮発性材料分子、２０１……雰囲気ガス材料
収納室、２０２……WF6、２０３……配管、２
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０８，２０９……電子ビーム照射系、２１０……
電子ビーム、２１１……マスフローメータ。
Claims (1)
- １ 堆積させるべき材料中に含まれる少なくとも
一部の元素を構成元素として含む１種または２種
以上のガス状分子を被堆積基板上に流し、このガ
ス状分子を被堆積基板上に吸着させたのち真空排
気し、次いで基板の所望の部分に電子ビームを照
射して前記材料を基板上に吸着層分だけ堆積させ
ることを特徴とする超薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15081286A JPS637372A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 超薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15081286A JPS637372A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 超薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637372A JPS637372A (ja) | 1988-01-13 |
| JPH0572474B2 true JPH0572474B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=15504956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15081286A Granted JPS637372A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 超薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS637372A (ja) |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP15081286A patent/JPS637372A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS637372A (ja) | 1988-01-13 |
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