JPS61136682A - レ−ザｃｖｄ方法 - Google Patents
レ−ザｃｖｄ方法Info
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- JPS61136682A JPS61136682A JP25665884A JP25665884A JPS61136682A JP S61136682 A JPS61136682 A JP S61136682A JP 25665884 A JP25665884 A JP 25665884A JP 25665884 A JP25665884 A JP 25665884A JP S61136682 A JPS61136682 A JP S61136682A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/121—Coherent waves, e.g. laser beams
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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。
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）
本発明は光ＣＶＤ方法、待に直描形レーザＣＶＤ方法に
おいて、異種材料によりパターン化された基板上に所望
の幅で薄膜を堆積させる方法に関するものである。
おいて、異種材料によりパターン化された基板上に所望
の幅で薄膜を堆積させる方法に関するものである。
（従来技術とその問題点）
従来レーザＣＶＤにおいては、原料ガスとキャリアガス
の混合ガスを堆積用セルに導入し、基板上を選択的にレ
ーザ光で照射し、その熱で原料ガスを分解して金属や半
導体等所望の膜を堆積させていた。線の直描は、レーザ
光に対し基板を装着した堆積用セルを移動機構により相
対的に移動させながら行うことができる。
の混合ガスを堆積用セルに導入し、基板上を選択的にレ
ーザ光で照射し、その熱で原料ガスを分解して金属や半
導体等所望の膜を堆積させていた。線の直描は、レーザ
光に対し基板を装着した堆積用セルを移動機構により相
対的に移動させながら行うことができる。
例えば、エーリッヒ（Ｄ、 Ｊ、 Ｅｈｒｌｉｃｈ）ら
によりアプライド・フィジクス・レターズ誌（Ａｐｐｌ
、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、）第３９巻の９５７ペー
ジから９５９ページに掲載された論文では、５ｉ０２熱
酸化膜を一部取り除いたＳＬウェハ上にＳｉＨ４からＳ
ｉを堆積させるため、５ｉ０２を除去した部分を含んで
Ａｒ＋レーザ光を走査してウェハを加熱し、ＳｉＨ４を
熱分解してＳｉを堆積させている。しかしながら、線状
に堆積させたＳｉの線幅は、熱伝導率の大きなＳｉ上よ
りも小さな５ｉ０２上の方が広がり、異なる下地材料の
上では均一な幅でＳｉを堆積できなかった。そのため、
このＳｉの線幅の広がりを見込んで配線間隔を太き（と
らねばならず、こ九が高集積化にとって大きな問題点で
あった。また、Ａｔ（ＣＨ３）３からＡ／を堆積させる
場合も同様の問題点があった。
によりアプライド・フィジクス・レターズ誌（Ａｐｐｌ
、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、）第３９巻の９５７ペー
ジから９５９ページに掲載された論文では、５ｉ０２熱
酸化膜を一部取り除いたＳＬウェハ上にＳｉＨ４からＳ
ｉを堆積させるため、５ｉ０２を除去した部分を含んで
Ａｒ＋レーザ光を走査してウェハを加熱し、ＳｉＨ４を
熱分解してＳｉを堆積させている。しかしながら、線状
に堆積させたＳｉの線幅は、熱伝導率の大きなＳｉ上よ
りも小さな５ｉ０２上の方が広がり、異なる下地材料の
上では均一な幅でＳｉを堆積できなかった。そのため、
このＳｉの線幅の広がりを見込んで配線間隔を太き（と
らねばならず、こ九が高集積化にとって大きな問題点で
あった。また、Ａｔ（ＣＨ３）３からＡ／を堆積させる
場合も同様の問題点があった。
（発明の目的）
本発明の目的は、上述のような従来の欠点を除去し、種
々の下地材料がパターン化され錯綜している基板上に、
直描形レーザＣＶＤにより金属や半導体等を所望の幅で
線状に堆積させる方法を提供することにある。
々の下地材料がパターン化され錯綜している基板上に、
直描形レーザＣＶＤにより金属や半導体等を所望の幅で
線状に堆積させる方法を提供することにある。
（発明の構成）
本発明はアルキル化合物を含むＣＶＤ原料ガスを用いて
基板上に選択的に薄膜を形成するレーザＣＶＤ方法にお
いて、前記アルキル化合物のキャリヤガスにＮ２と不活
性（又はＮ２）ガスとの混命ガスを使用し、かつ前記混
合ガスの混合比を変えて分解温度を制御することを特徴
とする。
基板上に選択的に薄膜を形成するレーザＣＶＤ方法にお
いて、前記アルキル化合物のキャリヤガスにＮ２と不活
性（又はＮ２）ガスとの混命ガスを使用し、かつ前記混
合ガスの混合比を変えて分解温度を制御することを特徴
とする。
（発明の作用・原理）
本発明は上述の方法をとることにより、従来技術の問題
点を解決した。本発明の発明者の熟ＣＶＤＸ験において
、原料ガスであるアルキル化合物のうち、メチル基と結
合している化合物の不活性ガス又はＮ２ガス中での熱分
解はラジカル反応であり、Ｎ２ガス中では水素化反応で
、水素化反応の方がより低温で起きることがわかった。
点を解決した。本発明の発明者の熟ＣＶＤＸ験において
、原料ガスであるアルキル化合物のうち、メチル基と結
合している化合物の不活性ガス又はＮ２ガス中での熱分
解はラジカル反応であり、Ｎ２ガス中では水素化反応で
、水素化反応の方がより低温で起きることがわかった。
またエチル基、プロピル基およびブチル基と結合してい
る化合物の不活性（又はＮ２）ガスやＮ２ガス中での熱
分解は、いわゆるｐ−エリミネーションのメカニズムで
生じ、この場合にもＮ２ガス中の反応の方がより低温で
起きることが判明した。
る化合物の不活性（又はＮ２）ガスやＮ２ガス中での熱
分解は、いわゆるｐ−エリミネーションのメカニズムで
生じ、この場合にもＮ２ガス中の反応の方がより低温で
起きることが判明した。
アルキル化合物の分解反応温度がキャリヤガスの種類に
よって異なるというこのような新しい知見を利用すると
、キャリアガスを複数種混合し混合比率を変えることに
よって、分解反応温度を上限と下限の間で意図的に制御
できるという新規な工業的手法が可能となる。第１図（
ａ） （ｂ）に原料ガスにＡｅ （Ｃ２Ｈ５）ａ、Ｇａ
（ＣＨ３）ａ、Ｇａ（Ｃ２Ｈｓ）ａを用いた例を示す。
よって異なるというこのような新しい知見を利用すると
、キャリアガスを複数種混合し混合比率を変えることに
よって、分解反応温度を上限と下限の間で意図的に制御
できるという新規な工業的手法が可能となる。第１図（
ａ） （ｂ）に原料ガスにＡｅ （Ｃ２Ｈ５）ａ、Ｇａ
（ＣＨ３）ａ、Ｇａ（Ｃ２Ｈｓ）ａを用いた例を示す。
従って、種々の下地材料が錯綜している基板上に直描形
レーザ熱ＣＶＤで種々の薄膜を堆積させる場合、熱伝導
の小さな物質や構造からなる基板上ではＮ２ガス含有率
を小さくしてアルキル化合物の分解反応温度を上限に近
づける。逆に熱伝導の大きな物質や構造からなる基板上
では、含有率を大きくして分解反応温度を下限に近づけ
る。こうして例えばＳｉや５ｉＱ２などが錯綜している
ウェハ上に、金属や半導体等を下地の材料や構造によら
ず均一な幅で堆積させることができる。また同一基板上
であっても含有率を変えることにより、意図的に堆積の
幅を変えることもできる。
レーザ熱ＣＶＤで種々の薄膜を堆積させる場合、熱伝導
の小さな物質や構造からなる基板上ではＮ２ガス含有率
を小さくしてアルキル化合物の分解反応温度を上限に近
づける。逆に熱伝導の大きな物質や構造からなる基板上
では、含有率を大きくして分解反応温度を下限に近づけ
る。こうして例えばＳｉや５ｉＱ２などが錯綜している
ウェハ上に、金属や半導体等を下地の材料や構造によら
ず均一な幅で堆積させることができる。また同一基板上
であっても含有率を変えることにより、意図的に堆積の
幅を変えることもできる。
（実施例）
以下、本発明について実施例を示す図面を参照して説明
する。
する。
第２図は本発明を適用した一実施例を示すものである。
表面でＳｉと５ｉ０２のパターンが錯綜している基板１
１上の堆積部分１３を窓２２を通してレーザ光１２で照
射して加熱し、Ｎ２ガス１４とＮ２ガス１５の混合ガス
中で輸送されてきたＡｍＣＨｓ）ｓを分解してＡｒヲ堆
積させた。Ｎ２ガス１４とＮ２ガス１５を均一に混ぜる
ために、堆゛積用セル１６にバッフル１７をつけた。基
板１１と堆積用セル１６を移動ステージ駆動用モータ１
９によって、移動ステージ１８でスライドさせてＡ（を
直描で堆積させる。移動ステージ１８は約１０ｐｍ／ｓ
でスライドさせた。レーザ光パワーは約０．５Ｗであっ
た。ＡｅＣＣＨａ）ａの蒸気圧約１０ Ｔｏｒｒをキャ
リヤガスと共にフローさせた。このキャリヤガスはＮ２
ガス１４とＮ２ガス１５の混合ガスで、Ｓｉ２０上に堆
積させる場合はＮ２ ： Ｎ２ ｘ １ ： １、全流
量約７００ｃｃ／分とし、５ｉ０２２１上に堆積させる
場合はＮ２ ： Ｎ２−１：９とした。このようにＳｉ
２０上と５ｉ０２２１上とで混合比を変えることによっ
て、８．２０と５ｉ０２２１の境界線でＡｅの線幅をほ
とんど変えることなく約３ｐｍ幅で均一に直描で堆積さ
せることができた。キャリヤガスの混合比は、マス７０
−コントローラ２３とパルプ２４を使ってＮ２ガス１４
とＮ２ガス１５の流量を変えることによって制御した。
１上の堆積部分１３を窓２２を通してレーザ光１２で照
射して加熱し、Ｎ２ガス１４とＮ２ガス１５の混合ガス
中で輸送されてきたＡｍＣＨｓ）ｓを分解してＡｒヲ堆
積させた。Ｎ２ガス１４とＮ２ガス１５を均一に混ぜる
ために、堆゛積用セル１６にバッフル１７をつけた。基
板１１と堆積用セル１６を移動ステージ駆動用モータ１
９によって、移動ステージ１８でスライドさせてＡ（を
直描で堆積させる。移動ステージ１８は約１０ｐｍ／ｓ
でスライドさせた。レーザ光パワーは約０．５Ｗであっ
た。ＡｅＣＣＨａ）ａの蒸気圧約１０ Ｔｏｒｒをキャ
リヤガスと共にフローさせた。このキャリヤガスはＮ２
ガス１４とＮ２ガス１５の混合ガスで、Ｓｉ２０上に堆
積させる場合はＮ２ ： Ｎ２ ｘ １ ： １、全流
量約７００ｃｃ／分とし、５ｉ０２２１上に堆積させる
場合はＮ２ ： Ｎ２−１：９とした。このようにＳｉ
２０上と５ｉ０２２１上とで混合比を変えることによっ
て、８．２０と５ｉ０２２１の境界線でＡｅの線幅をほ
とんど変えることなく約３ｐｍ幅で均一に直描で堆積さ
せることができた。キャリヤガスの混合比は、マス７０
−コントローラ２３とパルプ２４を使ってＮ２ガス１４
とＮ２ガス１５の流量を変えることによって制御した。
ガス混合比を変えてから堆積用セル１６内でガスが一定
になるまで遅れ時間が生じるが、堆積用セル１６の体積
が小さいこと、及びガスの混合比を変えるときに流量を
上げることで解決できた。
になるまで遅れ時間が生じるが、堆積用セル１６の体積
が小さいこと、及びガスの混合比を変えるときに流量を
上げることで解決できた。
ＡＣ（ＣＨａ）ａの代わりにＡｅ（Ｃ２Ｈ５）ａを使う
ことによってもＡｅを均一の幅で堆積させることができ
た。またＡｒ（ｉｓｏ −Ｃ４Ｈ９）３を使っても同様
にＡｅを均一の幅で堆積させることができた。もちろん
Ａｅ以外にもＺｎ、 Ｃｄ 、 Ｉｎ、 Ｇａ、 Ｔｅ
、 Ｓｂ、 Ａ、 、 Ｈｇ、 Ｐ 、 Ｓｉ 、 Ｉ
ｎＰのアルキル化合物を使えば、これらの金属や半導体
、ドーピング用物質を本発明を適用して堆積させること
もできる。
ことによってもＡｅを均一の幅で堆積させることができ
た。またＡｒ（ｉｓｏ −Ｃ４Ｈ９）３を使っても同様
にＡｅを均一の幅で堆積させることができた。もちろん
Ａｅ以外にもＺｎ、 Ｃｄ 、 Ｉｎ、 Ｇａ、 Ｔｅ
、 Ｓｂ、 Ａ、 、 Ｈｇ、 Ｐ 、 Ｓｉ 、 Ｉ
ｎＰのアルキル化合物を使えば、これらの金属や半導体
、ドーピング用物質を本発明を適用して堆積させること
もできる。
また、ＣＶＤガスとしてアルキル化合物にＮ２０やＮＨ
３を混合すると、酸化物や窒化物の誘電体を直描で本発
明の方法を適用して、堆積させることができるのはいう
までもない。
３を混合すると、酸化物や窒化物の誘電体を直描で本発
明の方法を適用して、堆積させることができるのはいう
までもない。
また、本発明は下地の材料や構造による熱伝導特性の違
いに基づく、境界での堆積特性の不連続性を解消する点
に効果を発揮するものであるが、堆積形状を意図的に変
えることまでも何ら妨げるものではない。すなわち基板
上の所定の一部分で堆積の幅を太く、あるいは高くする
ために照射する光強度を強くすることはもちろん可能で
あり、 ′また本発明の特徴を生かして、ＣＶＤガス
の分解温度を下げることにより、上記の目的を達するこ
とができるのも言うまでもない。またここでは基板とし
てＳｉを用いた例で説明したが、本発明の適用が半導体
基板にとどまらないことは言うまでもない。
いに基づく、境界での堆積特性の不連続性を解消する点
に効果を発揮するものであるが、堆積形状を意図的に変
えることまでも何ら妨げるものではない。すなわち基板
上の所定の一部分で堆積の幅を太く、あるいは高くする
ために照射する光強度を強くすることはもちろん可能で
あり、 ′また本発明の特徴を生かして、ＣＶＤガス
の分解温度を下げることにより、上記の目的を達するこ
とができるのも言うまでもない。またここでは基板とし
てＳｉを用いた例で説明したが、本発明の適用が半導体
基板にとどまらないことは言うまでもない。
（発明の効果）
以上、本発明のレーザＣＶＤ方法を適用することにより
、各種下地材料が錯綜している基板上に、下地の違いに
よる影響を受けずに各種薄膜を所望の幅で精度良く堆積
させることができる。
、各種下地材料が錯綜している基板上に、下地の違いに
よる影響を受けずに各種薄膜を所望の幅で精度良く堆積
させることができる。
第１図（ａ） （ｂ）は原料ガスの分解温度が混合キャ
リアガスの混合比によって変わる例を示した図、第２図
は本発明を適用した一実施例に用いる装置の模式図であ
る。 １１・・・・・基板 １２・・・・・レ
ーザ光１３・・・・・堆積部分 １４・・・・
・Ｈ２ガス１５・・・・・Ｎ２ガス １６・
・・・・堆積用セル１７・・・・・バッフル
１８・・・・・移動ステージ１９・・・・・移動ステー
ジ駆動用モータ２０ ”・Ｓｉ ２
１ ”・８１０２２２・・・・・窓 ２３・・・・・マスフローコントローラ２４・・・・・
パルプ ＴＥＡからのＡＺの検出率
リアガスの混合比によって変わる例を示した図、第２図
は本発明を適用した一実施例に用いる装置の模式図であ
る。 １１・・・・・基板 １２・・・・・レ
ーザ光１３・・・・・堆積部分 １４・・・・
・Ｈ２ガス１５・・・・・Ｎ２ガス １６・
・・・・堆積用セル１７・・・・・バッフル
１８・・・・・移動ステージ１９・・・・・移動ステー
ジ駆動用モータ２０ ”・Ｓｉ ２
１ ”・８１０２２２・・・・・窓 ２３・・・・・マスフローコントローラ２４・・・・・
パルプ ＴＥＡからのＡＺの検出率
Claims (1)
- アルキル化合物を含むＣＶＤ原料ガス中に設置した基板
上に、レーザ光を選択的に照射してこの照射した領域に
薄膜を形成するレーザＣＶＤ方法において、前記アルキ
ル化合物のキャリアガスにＨ＿２と不活性ガスとの混合
ガス、又はＨ＿２とＮ＿２の混合ガスを使用し、かつ前
記混合ガスの混合比を変えて原料ガスの分解温度を変え
ることを特徴とするレーザＣＶＤ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25665884A JPS61136682A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | レ−ザｃｖｄ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25665884A JPS61136682A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | レ−ザｃｖｄ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61136682A true JPS61136682A (ja) | 1986-06-24 |
| JPH0529636B2 JPH0529636B2 (ja) | 1993-05-06 |
Family
ID=17295668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25665884A Granted JPS61136682A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | レ−ザｃｖｄ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61136682A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5288327A (en) * | 1992-03-12 | 1994-02-22 | Bell Communications Research, Inc. | Deflected flow in chemical vapor deposition cell |
| US5378914A (en) * | 1990-05-31 | 1995-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with a particular source/drain and gate structure |
| CN107043920A (zh) * | 2016-02-08 | 2017-08-15 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于金属在表面上的局部沉积的方法和系统 |
-
1984
- 1984-12-05 JP JP25665884A patent/JPS61136682A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583075A (en) * | 1990-05-13 | 1996-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing a semiconductor device with a particular source/drain and gate structure |
| US5378914A (en) * | 1990-05-31 | 1995-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with a particular source/drain and gate structure |
| US5288327A (en) * | 1992-03-12 | 1994-02-22 | Bell Communications Research, Inc. | Deflected flow in chemical vapor deposition cell |
| CN107043920A (zh) * | 2016-02-08 | 2017-08-15 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于金属在表面上的局部沉积的方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0529636B2 (ja) | 1993-05-06 |
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