JPS62222073A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPS62222073A JPS62222073A JP6615286A JP6615286A JPS62222073A JP S62222073 A JPS62222073 A JP S62222073A JP 6615286 A JP6615286 A JP 6615286A JP 6615286 A JP6615286 A JP 6615286A JP S62222073 A JPS62222073 A JP S62222073A
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- Japan
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- base plate
- substrate
- thin film
- reaction chamber
- film
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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〕
この発明は、レーザを利用した薄膜形成装置に関し、例
えば、高密度集積回路用のゲート電極などに使われる金
属薄膜を基板の平均温度を室温に維持したまま、半導体
基板上に密着力良く形成する装置に関する。
えば、高密度集積回路用のゲート電極などに使われる金
属薄膜を基板の平均温度を室温に維持したまま、半導体
基板上に密着力良く形成する装置に関する。
高密度集積回路を実現するためには、熱による素子への
悪影響を避けるため薄膜形成プロセスの低温化が強く要
請されている。これに応える新技術として紫外レーザの
持つ高分子エネルギーにより成膜用ガスを光解離し、薄
膜を形成するいわゆるレーザＣＶＤ技術が提案されてい
る。この技術では高光子エネルギーのみによってガスを
解離できるため低温で反応生成物を基板上に堆積できる
という優れた特長を備えているが、基板と反応生成物と
の相互作用が乏しいため基板と反応生成物との密着力が
得られないという問題点があった。
悪影響を避けるため薄膜形成プロセスの低温化が強く要
請されている。これに応える新技術として紫外レーザの
持つ高分子エネルギーにより成膜用ガスを光解離し、薄
膜を形成するいわゆるレーザＣＶＤ技術が提案されてい
る。この技術では高光子エネルギーのみによってガスを
解離できるため低温で反応生成物を基板上に堆積できる
という優れた特長を備えているが、基板と反応生成物と
の相互作用が乏しいため基板と反応生成物との密着力が
得られないという問題点があった。
第２図は例えばソランキらのアプライドフィジックスレ
ター第４８巻第５号第４５４頁〜第４５６頁（Ｒ，５ｏ
ｌａｎｋｉ ｅｔ ａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ＬｅｔｔｅｒＶｏｌ、４Ｂ Ｎｏ、５ Ｐ２Ｓ５
〜Ｐ４５６）の論文に示されたレーザを利用した従来の
薄膜形成装置を示す構成図である。
ター第４８巻第５号第４５４頁〜第４５６頁（Ｒ，５ｏ
ｌａｎｋｉ ｅｔ ａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ＬｅｔｔｅｒＶｏｌ、４Ｂ Ｎｏ、５ Ｐ２Ｓ５
〜Ｐ４５６）の論文に示されたレーザを利用した従来の
薄膜形成装置を示す構成図である。
図において、（１）は紫外レーザ発振器、（２）は紫外
レーザ光、（３）は紫外レーザ発振器（１）から出射さ
れた紫外レーザ光＋２）を成膜用ガスの解離に必要なエ
ネルギー密度に整形するためのシリンドリカルテレスコ
ープ、（４）は成膜用ガス雰囲気と大気とを遮断しつつ
紫外レーザ光を反応チャンバー（５）に導入するためウ
ィンドー、（６）は基板、（７）は基板（６）を加熱す
るためのヒータ付サセプタ、（８）は成膜、用ガスイン
レット（９）は成膜用ガスアウトレットである。
レーザ光、（３）は紫外レーザ発振器（１）から出射さ
れた紫外レーザ光＋２）を成膜用ガスの解離に必要なエ
ネルギー密度に整形するためのシリンドリカルテレスコ
ープ、（４）は成膜用ガス雰囲気と大気とを遮断しつつ
紫外レーザ光を反応チャンバー（５）に導入するためウ
ィンドー、（６）は基板、（７）は基板（６）を加熱す
るためのヒータ付サセプタ、（８）は成膜、用ガスイン
レット（９）は成膜用ガスアウトレットである。
紫外レーザ発振器（１）から出射された紫外レーザ光（
２）は、シリンドリカルテレスコープ（３）により成膜
用ガスの解離に適正なエネルギー密度に整形され、ウィ
ンドー（４ンを通して反応チャンバー（５）に導入され
る。紫外レーザ光（２）は基板（６）の数域上を基板（
６月と平行に通過し、成膜用ガスを解離する。この解離
反応によって得られた反応生成物は拡散により基板（６
）上に堆積する。しかるに、反応生成物は強力な運動エ
ネルギーを保有していないため基板（６）との相互作用
が乏しく、密着力のよい膜を得ることができなかった。
２）は、シリンドリカルテレスコープ（３）により成膜
用ガスの解離に適正なエネルギー密度に整形され、ウィ
ンドー（４ンを通して反応チャンバー（５）に導入され
る。紫外レーザ光（２）は基板（６）の数域上を基板（
６月と平行に通過し、成膜用ガスを解離する。この解離
反応によって得られた反応生成物は拡散により基板（６
）上に堆積する。しかるに、反応生成物は強力な運動エ
ネルギーを保有していないため基板（６）との相互作用
が乏しく、密着力のよい膜を得ることができなかった。
そのため、従来の技術では、基板（６）表面での反応生
成物のマイグレーション効果を期待して、ヒータ付サセ
プター（７）により基板（６）を数１００℃に加熱する
という手段をとっていた。
成物のマイグレーション効果を期待して、ヒータ付サセ
プター（７）により基板（６）を数１００℃に加熱する
という手段をとっていた。
従来の薄膜形成装置は上記のように構成されていたので
、密着力の良い膜を得るために基板（６）全体をヒータ
で加熱することが必要とされ、半導体製造プロセス等で
要求される室温下で信頼性の高い膜を得ることができな
いという問題点があった。
、密着力の良い膜を得るために基板（６）全体をヒータ
で加熱することが必要とされ、半導体製造プロセス等で
要求される室温下で信頼性の高い膜を得ることができな
いという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、基板の平均温度を室温に維持した状態で、信
頼性の高い薄膜を得ることができる薄膜形成装置を提供
することを目的としている。
たもので、基板の平均温度を室温に維持した状態で、信
頼性の高い薄膜を得ることができる薄膜形成装置を提供
することを目的としている。
この発明に係る薄膜形成装置は、成膜用ガス雰囲気を形
成するための反応チャンバーと、この反応チャンバー内
に保持された基板に平行に照射され、成膜用ガスを解離
するための紫外レーザ光と、成膜用ガスには作用せず基
板への浸透深さの浅い発振波長を有し、基板の表層のみ
を選択的に加熱しウルパルスレーザとで薄膜形成装置を
構成することにより、基板平均温度を室温に維持した状
態で基板に対して密着性の良い薄膜が得られるようにし
たものである。
成するための反応チャンバーと、この反応チャンバー内
に保持された基板に平行に照射され、成膜用ガスを解離
するための紫外レーザ光と、成膜用ガスには作用せず基
板への浸透深さの浅い発振波長を有し、基板の表層のみ
を選択的に加熱しウルパルスレーザとで薄膜形成装置を
構成することにより、基板平均温度を室温に維持した状
態で基板に対して密着性の良い薄膜が得られるようにし
たものである。
この発明においては、基板上に第１層の反応生成物が堆
積する期間だけ、成膜用ガスとは作用せず、また基板へ
の浸透深さの浅い発振波長を有するパルスレーザを基板
に直接照射することにより、基板平均温度を室温に維持
した状態で基板表面の格子振動による反応生成物のマイ
グレーション効果を活性化させて、信頼性の高い薄膜を
得るものである。
積する期間だけ、成膜用ガスとは作用せず、また基板へ
の浸透深さの浅い発振波長を有するパルスレーザを基板
に直接照射することにより、基板平均温度を室温に維持
した状態で基板表面の格子振動による反応生成物のマイ
グレーション効果を活性化させて、信頼性の高い薄膜を
得るものである。
以下、この発明の一実施例を、ＶＬＳＩのゲート電搬用
金属薄膜形成を対象として図に従って説明する。第１図
はこの発明の一実施例の薄膜形成装置を示す構成図であ
る。図において、（１）は紫外レーザ発振器、（２）は
紫外レーザ光、（３）はシリンドリカルテレスコープ、
（４）はウィンド、（５）は反応チャンバ、（６）は表
層に数１００＾の酸化シリコン層を有するシリコン基板
、（７）はシリコン基板（６）を保持するサセプタ、（
８）は成膜用ガスインレット、（９）は成膜用ガスアウ
トレット、ＱＱは９．８μｍの発振波長を有スルハルス
Ｃ０２レーザ発振器、（ロ）はパルスレーザ光、（転）
は反射鏡、叫はパルスＣ０２レーザ光を透過するＺｎ５
ｅ等よりなるウィンドーである。反応チャンバ（５）
内の成膜用ガスは、シリンドリカルテレスコープ（３）
により適正なエネルギー密度に整形された紫外レーザ光
（２）によって光解離される。パルスＣ０２レーザ発振
器ＱＱから出射され、反射鏡口およびウィンドー（至）
を介して基板（６月ζ照射される９、８ｐｍの波長を有
するパルスＣＯ２レーザ光（ロ）はシリコンにはほとん
ど吸収されず、酸化シリコンのみに選択的に吸収される
特長を持っており２００ＯＡ程度の酸化シリコン層のみ
を急速に加熱し表層の格子振動を活性化できる特性を有
している。しかもパルス幅を１０ 秒から１０ 秒
に制御することにより、熱による悪影響を極力防止する
必要のあるシリコン素子領域への酸化シリコン層からの
熱伝導をほとんど皆無に制仰できる。
金属薄膜形成を対象として図に従って説明する。第１図
はこの発明の一実施例の薄膜形成装置を示す構成図であ
る。図において、（１）は紫外レーザ発振器、（２）は
紫外レーザ光、（３）はシリンドリカルテレスコープ、
（４）はウィンド、（５）は反応チャンバ、（６）は表
層に数１００＾の酸化シリコン層を有するシリコン基板
、（７）はシリコン基板（６）を保持するサセプタ、（
８）は成膜用ガスインレット、（９）は成膜用ガスアウ
トレット、ＱＱは９．８μｍの発振波長を有スルハルス
Ｃ０２レーザ発振器、（ロ）はパルスレーザ光、（転）
は反射鏡、叫はパルスＣ０２レーザ光を透過するＺｎ５
ｅ等よりなるウィンドーである。反応チャンバ（５）
内の成膜用ガスは、シリンドリカルテレスコープ（３）
により適正なエネルギー密度に整形された紫外レーザ光
（２）によって光解離される。パルスＣ０２レーザ発振
器ＱＱから出射され、反射鏡口およびウィンドー（至）
を介して基板（６月ζ照射される９、８ｐｍの波長を有
するパルスＣＯ２レーザ光（ロ）はシリコンにはほとん
ど吸収されず、酸化シリコンのみに選択的に吸収される
特長を持っており２００ＯＡ程度の酸化シリコン層のみ
を急速に加熱し表層の格子振動を活性化できる特性を有
している。しかもパルス幅を１０ 秒から１０ 秒
に制御することにより、熱による悪影響を極力防止する
必要のあるシリコン素子領域への酸化シリコン層からの
熱伝導をほとんど皆無に制仰できる。
このように、上記実施例では、熱影響を防止する必要の
ある基板（６）の平均温度を室温に維持したまま基板（
６λ表層の格子振動による反応生成物のマイグレーショ
ン効果を活性化できるため、低温で密着性の高い薄膜形
成を実現できる。
ある基板（６）の平均温度を室温に維持したまま基板（
６λ表層の格子振動による反応生成物のマイグレーショ
ン効果を活性化できるため、低温で密着性の高い薄膜形
成を実現できる。
以上のようにこの発明によれば、成膜用ガス雰囲気を形
成するための反応チャンバーと、この反応チャンバー内
に保持された基板に平行に照射され成膜用ガスを解離す
るための紫外レーザ光と、成膜用ガスには作用せず基板
への浸透深さの浅い発振波長を有し、基板の表層のみを
選択的に加熱しうるパルスレーザとで簿膜形成装置を構
成したので、基板平均温度を室温に維持した状態で、基
板への熱的損儲を与えることな（信頼性の高い薄膜を形
成できる効果がある。
成するための反応チャンバーと、この反応チャンバー内
に保持された基板に平行に照射され成膜用ガスを解離す
るための紫外レーザ光と、成膜用ガスには作用せず基板
への浸透深さの浅い発振波長を有し、基板の表層のみを
選択的に加熱しうるパルスレーザとで簿膜形成装置を構
成したので、基板平均温度を室温に維持した状態で、基
板への熱的損儲を与えることな（信頼性の高い薄膜を形
成できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の薄膜形成装置を示す構成
図、第２図は従来の薄膜形成装置を示す構成図である。 図において、（２）は紫外レーザ光、（５）は反応チャ
ンバ、（Ｌ３）は基板、９υはパルスレーザ光、テある
。 なお、各図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
図、第２図は従来の薄膜形成装置を示す構成図である。 図において、（２）は紫外レーザ光、（５）は反応チャ
ンバ、（Ｌ３）は基板、９υはパルスレーザ光、テある
。 なお、各図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 成膜用ガス雰囲気を形成するための反応チャンバーと
、この反応チャンバー内に保持された基板に平行に照射
され、上記成膜用ガスを解離するための紫外レーザ光と
、上記成膜用ガスには作用せず上記基板への浸透深さの
浅い発振波長を有し、上記基板の表層のみを選択的に加
熱しうるパルスレーザとを備え、上記基板の平均温度を
室温に維持した状態で上記基板に対して密着性の良い薄
膜が得られるようにしたことを特徴とする薄膜形成装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6615286A JPS62222073A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6615286A JPS62222073A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62222073A true JPS62222073A (ja) | 1987-09-30 |
Family
ID=13307606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6615286A Pending JPS62222073A (ja) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62222073A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0465123A (ja) * | 1990-07-05 | 1992-03-02 | Nec Corp | レーザｃｖｄ法による配線形成方法及びその装置 |
| WO2005100631A1 (de) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Bestcoating S.A.R.L. | Verfahren zur beschichtung eines grundkörpers, vorrichtung zur durchführung des verfahrens und beschichteter grundkörper |
-
1986
- 1986-03-24 JP JP6615286A patent/JPS62222073A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0465123A (ja) * | 1990-07-05 | 1992-03-02 | Nec Corp | レーザｃｖｄ法による配線形成方法及びその装置 |
| WO2005100631A1 (de) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Bestcoating S.A.R.L. | Verfahren zur beschichtung eines grundkörpers, vorrichtung zur durchführung des verfahrens und beschichteter grundkörper |
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