JPS6311672A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPS6311672A JPS6311672A JP15438786A JP15438786A JPS6311672A JP S6311672 A JPS6311672 A JP S6311672A JP 15438786 A JP15438786 A JP 15438786A JP 15438786 A JP15438786 A JP 15438786A JP S6311672 A JPS6311672 A JP S6311672A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- deposited
- electron beam
- thin film
- deposition
- 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.)
- Granted
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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〕
本発明は基板上に薄膜パターンを形成する薄膜形成方法
に関する。
に関する。
従来、基板上に薄膜パターンを形成するにはレジストな
どのマスクを用い、絶縁性基板上に蒸着などで半導体薄
膜を形成するのが一般的である。
どのマスクを用い、絶縁性基板上に蒸着などで半導体薄
膜を形成するのが一般的である。
本発明の目的はレジストなどのマスクを必要とせず、電
子ビームを用いて高純度、高精度の微細な薄膜パターン
の形成を可能ならしめ、かつ電子ビームデポジションに
よって形成される薄膜の表面分析を１その場（ｉｎ ５
ｉｔｕ）観察′でオージェ分析により行う薄膜形成方法
を提供することにある。
子ビームを用いて高純度、高精度の微細な薄膜パターン
の形成を可能ならしめ、かつ電子ビームデポジションに
よって形成される薄膜の表面分析を１その場（ｉｎ ５
ｉｔｕ）観察′でオージェ分析により行う薄膜形成方法
を提供することにある。
本発明薄膜形成方法は、少なくとも堆積させるべき材料
を構成元素として含んだガスを被堆積基板上に供給し、
基板の所望の部分に電子ビームを照射して、オージェ分
析により堆積薄膜の表面層を分析しながら、前記材料を
基板上に堆積させることを特徴としている。
を構成元素として含んだガスを被堆積基板上に供給し、
基板の所望の部分に電子ビームを照射して、オージェ分
析により堆積薄膜の表面層を分析しながら、前記材料を
基板上に堆積させることを特徴としている。
次に、本発明の原理について第３図および第４図を用い
て説明する。
て説明する。
第３図は電子ビームデポジションの原理を説明するため
の図である。デポジションさせるべき材料を含んだガス
分子３１の雰囲気中に、被デポジション基板３２を設置
すると、ガス分子３１が被デポジション基板３２の表面
に吸着する。３３はその吸着分子を示している。電子ビ
ーム３４を基板３２上に照射すると、照射された部分の
雰囲気ガスの吸着分子３３が電子ビーム３４のエネルギ
ーにより雰囲気ガス吸着分子３３に含まれるデポジショ
ン材料元素３５と揮発性材料分子３６とに分解し、デポ
ジション材料元素３５は基板表面に析出する。一方、揮
発性材料分子３６は排出される。以上のような原理によ
り被デポジション基板３２表面上に電子ビーム照射によ
り、直接、雰囲気ガス中に含まれるデポジション材料を
析出させてパターニングすることができる。
の図である。デポジションさせるべき材料を含んだガス
分子３１の雰囲気中に、被デポジション基板３２を設置
すると、ガス分子３１が被デポジション基板３２の表面
に吸着する。３３はその吸着分子を示している。電子ビ
ーム３４を基板３２上に照射すると、照射された部分の
雰囲気ガスの吸着分子３３が電子ビーム３４のエネルギ
ーにより雰囲気ガス吸着分子３３に含まれるデポジショ
ン材料元素３５と揮発性材料分子３６とに分解し、デポ
ジション材料元素３５は基板表面に析出する。一方、揮
発性材料分子３６は排出される。以上のような原理によ
り被デポジション基板３２表面上に電子ビーム照射によ
り、直接、雰囲気ガス中に含まれるデポジション材料を
析出させてパターニングすることができる。
第４図はオージェ分析の測定構成図を示している。試料
台４１上に試料４２がセットされており、１〜ｌ０ＫＶ
の電子線４３を試料４２に入射させ、試料４２から放出
されるオージェ電子４４をオージェ分析器４５により捉
えて、試料４２の表面分析を行う、オージェ分析では、
試料４２を励起する外部プローブとして電子線を使用し
、エネルギー２，０００ｅＶ以下のオージェ電子を信号
として利用しており、この結果、厚さ２０Å以下の元素
分析が可能である。
台４１上に試料４２がセットされており、１〜ｌ０ＫＶ
の電子線４３を試料４２に入射させ、試料４２から放出
されるオージェ電子４４をオージェ分析器４５により捉
えて、試料４２の表面分析を行う、オージェ分析では、
試料４２を励起する外部プローブとして電子線を使用し
、エネルギー２，０００ｅＶ以下のオージェ電子を信号
として利用しており、この結果、厚さ２０Å以下の元素
分析が可能である。
本発明は、第４図で示したオージェの表面分析法を電子
ビームデポジションで堆積した薄膜の表面分析に適用し
たものであり、電子ビームデポジションに用いる電子ビ
ームとオージェ分析に用いる電子ビームを同一にするこ
とにより、電子ビームデポジションで堆積する薄膜の表
面分析を１その場（ｉｎ ５ｉｔｕ）１５を察′にて行
うことができる。
ビームデポジションで堆積した薄膜の表面分析に適用し
たものであり、電子ビームデポジションに用いる電子ビ
ームとオージェ分析に用いる電子ビームを同一にするこ
とにより、電子ビームデポジションで堆積する薄膜の表
面分析を１その場（ｉｎ ５ｉｔｕ）１５を察′にて行
うことができる。
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１図は本実施例で用いる装置の構成図である。本装
置は電子ビーム照射系１０９．試料室１０７、オージェ
分析器１１２．及び雰囲気ガス材料収納室１０１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（
ν）を構成元素として含む六フフ化タングステン（％Ｉ
Ｆ、）１０２を雰囲気ガスとして用い、集束された電子
ビームによりＳｉ基板１０６上にＷをデポジションさせ
た。 ＷＦ、１０２を雰囲気ガス材料収納室１０１に入
れ、ＷをデポジションさせるＳＬ基板１０６を試料とし
て試料台１０５にセットした６Ｓｉ基板１０６はバッフ
アートフッ酸処理を行い、表面洗浄したものを用いた。
。第１図は本実施例で用いる装置の構成図である。本装
置は電子ビーム照射系１０９．試料室１０７、オージェ
分析器１１２．及び雰囲気ガス材料収納室１０１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（
ν）を構成元素として含む六フフ化タングステン（％Ｉ
Ｆ、）１０２を雰囲気ガスとして用い、集束された電子
ビームによりＳｉ基板１０６上にＷをデポジションさせ
た。 ＷＦ、１０２を雰囲気ガス材料収納室１０１に入
れ、ＷをデポジションさせるＳＬ基板１０６を試料とし
て試料台１０５にセットした６Ｓｉ基板１０６はバッフ
アートフッ酸処理を行い、表面洗浄したものを用いた。
試料室１０７を１Ｏ−ｉ０Ｔｏｒｒ程度以上の高真空に
排気した。雰囲気ガス材料であるＷＦ、 １０２は大気
中では液体であるが、真空にひくことにより、容易にガ
ス化する。このＶＦ、１０２ハ配管１０３ を通り、マ
スフローコントローラ１０４により流量制御され、試料
室１０７内へ導入される。試料室１０７に供給されたｗ
Ｆ、 １０２は試料である基板２０５に接し、基板２０
５上にｗＦ、分子が吸着する。試料室１０７の圧力はＩ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度である。一方、電子ビーム
ガン１１０より発した電子ビーム１１１を収束レンズ１
０８で収束してＳｉ基板１０６上の所望の部分に照射す
ることにより、Ｓｉ基板１０６表面上に吸着されたＷＦ
、を分解する。その分解の結果ＶＦ、はＷとＦとに分か
れ、ＷはＳｉ基板１０６上に析出する。Ｆは揮発ガスで
あるので排出される。
排気した。雰囲気ガス材料であるＷＦ、 １０２は大気
中では液体であるが、真空にひくことにより、容易にガ
ス化する。このＶＦ、１０２ハ配管１０３ を通り、マ
スフローコントローラ１０４により流量制御され、試料
室１０７内へ導入される。試料室１０７に供給されたｗ
Ｆ、 １０２は試料である基板２０５に接し、基板２０
５上にｗＦ、分子が吸着する。試料室１０７の圧力はＩ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ程度である。一方、電子ビーム
ガン１１０より発した電子ビーム１１１を収束レンズ１
０８で収束してＳｉ基板１０６上の所望の部分に照射す
ることにより、Ｓｉ基板１０６表面上に吸着されたＷＦ
、を分解する。その分解の結果ＶＦ、はＷとＦとに分か
れ、ＷはＳｉ基板１０６上に析出する。Ｆは揮発ガスで
あるので排出される。
このようにしてＷがＳｉ基板１０６上に析出される。
第２図は電子ビームの照射時間と、タングステン（Ｖ）
、フッ素（Ｆ）、シリコン（Ｓｉ）のオージェ信号（Ｖ
：１７９ｅＶ、 Ｆ：６４７ｅＶ、 Ｓｉ：９２ｅＶ）
強度との測定結果を示している。Ｗのオージェ信号強度
は電子ビーム照射時間と共に増大し、約１０分間の照射
時間で飽和する。これはＷのオージェ電子の脱出深さが
数１０人と小さいためである。ＳＬ信号強度は、電子ビ
ーム照射時間と共に減少するが、これはシリコン基板表
面がＷによって覆われるためである６Ｆのオージェ信号
強度は電子ビーム照射時間に対して一定である。
、フッ素（Ｆ）、シリコン（Ｓｉ）のオージェ信号（Ｖ
：１７９ｅＶ、 Ｆ：６４７ｅＶ、 Ｓｉ：９２ｅＶ）
強度との測定結果を示している。Ｗのオージェ信号強度
は電子ビーム照射時間と共に増大し、約１０分間の照射
時間で飽和する。これはＷのオージェ電子の脱出深さが
数１０人と小さいためである。ＳＬ信号強度は、電子ビ
ーム照射時間と共に減少するが、これはシリコン基板表
面がＷによって覆われるためである６Ｆのオージェ信号
強度は電子ビーム照射時間に対して一定である。
このように、本発明によれば、デポジションさせるべき
材料を含んだガス雰囲気中において基板上に電子ビーム
を照射し、基板上に雰囲気ガスに含まれるデポジション
材料をデポジションさせる際、 ｉｎ ５ｉｔｕにオー
ジェ分析を行い、デポジション薄膜の表面分析を行うこ
とができるので、高純度、高精度の薄膜を形成すること
ができる。
材料を含んだガス雰囲気中において基板上に電子ビーム
を照射し、基板上に雰囲気ガスに含まれるデポジション
材料をデポジションさせる際、 ｉｎ ５ｉｔｕにオー
ジェ分析を行い、デポジション薄膜の表面分析を行うこ
とができるので、高純度、高精度の薄膜を形成すること
ができる。
本実施例では、デポジション材料としてＷを含むＶＦｓ
を雰囲気ガスとして用いたが、その他にも原料として
ｖｃＱ、、ｗｃΩ５．νＢｒ、等を用いればＷが堆積で
きる。又、構成元素としてＭｏを含むＭｏ（Ｃｓ）Ｉ、
）２、構成元素としてＡＱを含むＡＱ（ｃｏ、Ｌ、構成
元素としてＣｒを含むＣｒ（Ｃ，Ｈ，）、等の有機金属
化合物に対しても同様の効果を示す、 Ｍｏ （ｃ、
Ｈｓ ）２ を用いるとＭ。
を雰囲気ガスとして用いたが、その他にも原料として
ｖｃＱ、、ｗｃΩ５．νＢｒ、等を用いればＷが堆積で
きる。又、構成元素としてＭｏを含むＭｏ（Ｃｓ）Ｉ、
）２、構成元素としてＡＱを含むＡＱ（ｃｏ、Ｌ、構成
元素としてＣｒを含むＣｒ（Ｃ，Ｈ，）、等の有機金属
化合物に対しても同様の効果を示す、 Ｍｏ （ｃ、
Ｈｓ ）２ を用いるとＭ。
が堆積され、Ａｌ２（ＣＩ＋３）、を用いるとＡＱが堆
積され、Ｃｒ （Ｃｓ Ｈａ ）ｚを用いると、Ｃｒが
堆積される。またＭｏＣＱ、 、Ｍｏａｒ５等を用いれ
ばＭｏを堆積できる。同様にしてＴａＣｆ１． 、Ｔａ
Ｂｒ５ 等でＴａ 、 ＴｉＩ、等でＴｉ 、 Ｚｒ１
．等でＺｒが堆積できる。以上述べたＡｎ、Ｍｏ、ｗ、
Ｔｉ等はＩＣ，ＬＳＩニおいて配線、ゲート電極等に用
いることができる。
積され、Ｃｒ （Ｃｓ Ｈａ ）ｚを用いると、Ｃｒが
堆積される。またＭｏＣＱ、 、Ｍｏａｒ５等を用いれ
ばＭｏを堆積できる。同様にしてＴａＣｆ１． 、Ｔａ
Ｂｒ５ 等でＴａ 、 ＴｉＩ、等でＴｉ 、 Ｚｒ１
．等でＺｒが堆積できる。以上述べたＡｎ、Ｍｏ、ｗ、
Ｔｉ等はＩＣ，ＬＳＩニおいて配線、ゲート電極等に用
いることができる。
また本発明の方法で堆積できる薄膜材料は何も金属に限
るわけではない。例えば原料としてＳｉＨ４ガスを用い
ればＳｉ膜を堆積できる。一方ＢＣＱ、やＢＢｒ、を用
いればＢを、ＰＯＣＱ３ を用いればＰを堆積でき、ま
た基板中にこのＢやＰをドープできる。更に基板上での
流量比や圧力を調整すればＢやＰがドープされたＳｉ膜
を基板上に形成できる。また前記のようにＢやＰを堆積
あるいはドープできるから、ＳｉやＧａＡｓ等の半導体
基板表面にｐｎ接合を形成することができる。
るわけではない。例えば原料としてＳｉＨ４ガスを用い
ればＳｉ膜を堆積できる。一方ＢＣＱ、やＢＢｒ、を用
いればＢを、ＰＯＣＱ３ を用いればＰを堆積でき、ま
た基板中にこのＢやＰをドープできる。更に基板上での
流量比や圧力を調整すればＢやＰがドープされたＳｉ膜
を基板上に形成できる。また前記のようにＢやＰを堆積
あるいはドープできるから、ＳｉやＧａＡｓ等の半導体
基板表面にｐｎ接合を形成することができる。
またＴｉＣＱ４ ガスと、Ｎ２ガスとを同時に基板表面
上に供給して電子ビームを照射することによってＴｉＮ
を堆積できる。Ｉ Ｔｉ１．とＮｚｗｒｉ（Ｎ（ｃｚｌ
ｚ〕＊でもＴｉＮを形成できる。末だ５ｉ（ＯＣｚＨｓ
）４を用いればＳｉ０□を、Ｔａ （ＯＣｉ Ｈｓ ）
ｓを用いればＴａ２Ｏ，を形成できる。
上に供給して電子ビームを照射することによってＴｉＮ
を堆積できる。Ｉ Ｔｉ１．とＮｚｗｒｉ（Ｎ（ｃｚｌ
ｚ〕＊でもＴｉＮを形成できる。末だ５ｉ（ＯＣｚＨｓ
）４を用いればＳｉ０□を、Ｔａ （ＯＣｉ Ｈｓ ）
ｓを用いればＴａ２Ｏ，を形成できる。
また前記ＢＣｌ２１ ｒ ＢＢｒ、と前記金属形成材料
とを同時に用いるとポライド膜を形成できる。
とを同時に用いるとポライド膜を形成できる。
以上説明したように本発明によれば、電子ビームデポジ
ションによって薄膜パターンを簡単に形成でき、かつ形
成される薄膜の表面分析をｉｎ ５ｉｔＵにオージェ分
析により行うことができるので、高純度、高精度の微細
な薄膜パターンを容易に得ることができる効果を有する
ものである。
ションによって薄膜パターンを簡単に形成でき、かつ形
成される薄膜の表面分析をｉｎ ５ｉｔＵにオージェ分
析により行うことができるので、高純度、高精度の微細
な薄膜パターンを容易に得ることができる効果を有する
ものである。
第１図は本発明の一実施例を説明するための電子ビーム
デポジション装置の構成図、第２図はＷＦ。 ソースを用いた場合の電子ビーム照射時間に対するシ、
Ｆ、Ｓｉ元素のｉｎ ５ｉｔｕ Ｉｉｊ！察したオージ
ェ信号強度の測定結果を示す図、第３図は電子ビームデ
ポジションの原理を説明するための図、第４図はオージ
ェ分析の測定構成を示す図である。 ３１・・・ガス分子、３２，４２，１０６・・・基板（
試料）、３３・・・吸着分子、３４，４３，１１１・・
・電子ビーム、３５・・・デポジション材料元素、３６
・・・揮発性材料分子、４５，１１２・・・オージェ分
析器、１０２・・・ｗＦ。
デポジション装置の構成図、第２図はＷＦ。 ソースを用いた場合の電子ビーム照射時間に対するシ、
Ｆ、Ｓｉ元素のｉｎ ５ｉｔｕ Ｉｉｊ！察したオージ
ェ信号強度の測定結果を示す図、第３図は電子ビームデ
ポジションの原理を説明するための図、第４図はオージ
ェ分析の測定構成を示す図である。 ３１・・・ガス分子、３２，４２，１０６・・・基板（
試料）、３３・・・吸着分子、３４，４３，１１１・・
・電子ビーム、３５・・・デポジション材料元素、３６
・・・揮発性材料分子、４５，１１２・・・オージェ分
析器、１０２・・・ｗＦ。
Claims (1)
- （１）少なくとも堆積させるべき材料を構成元素として
含んだガスを被堆積基板上に供給し、基板の所望の部分
に電子ビームを照射して、オージェ分析により堆積薄膜
の表面層を分析しながら、前記材料を基板上に堆積させ
ることを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15438786A JPS6311672A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15438786A JPS6311672A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311672A true JPS6311672A (ja) | 1988-01-19 |
| JPH0559991B2 JPH0559991B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=15583021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15438786A Granted JPS6311672A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6311672A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH033351A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-09 | Sony Corp | 配線形成方法 |
| KR20220046670A (ko) * | 2019-08-16 | 2022-04-14 | 상하이 인스티튜트 오브 마이크로시스템 앤드 인포메이션 테크놀로지, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 | 고 스루풋 기상증착 장치 및 기상증착 방법 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP15438786A patent/JPS6311672A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH033351A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-09 | Sony Corp | 配線形成方法 |
| KR20220046670A (ko) * | 2019-08-16 | 2022-04-14 | 상하이 인스티튜트 오브 마이크로시스템 앤드 인포메이션 테크놀로지, 차이니즈 아카데미 오브 사이언시즈 | 고 스루풋 기상증착 장치 및 기상증착 방법 |
| JP2022545076A (ja) * | 2019-08-16 | 2022-10-25 | 中国科学院上海微系統与信息技術研究所 | ハイスループット気相成長デバイス及び気相成長方法 |
| US12209311B2 (en) | 2019-08-16 | 2025-01-28 | Shanghai Institute Of Microsystem And Information Technology, Chinese Academy Of Sciences | High-throughput vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559991B2 (ja) | 1993-09-01 |
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