JP4405972B2 - Vapor deposition apparatus and vapor deposition method - Google Patents
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Description
本発明は、蒸着装置及び蒸着方法に係り、さらに詳細には、プラズマを利用した方式と加熱体を利用した方式とを備えるハイブリッド化学気相蒸着方式を利用して基板上に蒸着物を形成する蒸着装置及び蒸着方法に関する。 The present invention relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method, and more specifically, forms a deposit on a substrate using a hybrid chemical vapor deposition method including a method using plasma and a method using a heating element. The present invention relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method.
プラズマ雰囲気は、化学気相蒸着、エッチング、及び表面処理などの薄膜関連分野で多様に使われている。これはプラズマ状態がこれらの工程で反応の効率性を高め、有利な条件下で工程を遂行することができるという長所を有するためである。 Plasma atmospheres are used in various fields related to thin films such as chemical vapor deposition, etching, and surface treatment. This is because the plasma state has the advantage that the efficiency of the reaction in these processes is increased and the process can be performed under advantageous conditions.
プラズマが利用される目的に応じてプラズマの形成方法も多様であって、これによるプラズマ形成装置も多様に開発されている。近年、半導体製造工程などにおいて、工程効率を一層高めることが可能な高密度プラズマを用いたプラズマ処理装置を利用する場合が増加している。高密度プラズマ処理装置では、共振周波数のマイクロ波を利用するECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマ処理装置、ヘリコン(helicon)またはホイスラー波(whistler wave)を利用するヘリコンプラズマ処理装置、及び高温低圧のプラズマを利用する誘導結合型(inductively coupled)プラズマ処理装置などがある。 There are various plasma forming methods depending on the purpose for which the plasma is used, and various plasma forming apparatuses have been developed. In recent years, there has been an increase in the use of plasma processing apparatuses using high-density plasma that can further increase process efficiency in semiconductor manufacturing processes and the like. In a high-density plasma processing apparatus, an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma processing apparatus that uses microwaves of a resonance frequency, a helicon plasma processing apparatus that uses helicon or whistler waves, and high-temperature and low-pressure plasma. There is an inductively coupled plasma processing apparatus to be used.
図1は、化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition)装置のうち誘導結合型プラズマ処理装置を適用したICP−CVD(Induced Couple Plasma Chemical Vapor Deposition)装置を示す断面図である。図1を参照すると、ICP−CVD装置は、絶縁体で構成されて真空を維持することができるチャンバー(Chamber)101と、チャンバー101の上端部に規則的に配列されて誘導結合型プラズマを発生させるアンテナ102と、を具備している。アンテナ102には、アンテナ102に電源を供給する第1電源103が連結されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ICP-CVD (Induced Couple Plasma Chemical Deposition) apparatus to which an inductively coupled plasma processing apparatus is applied among chemical vapor deposition apparatuses. Referring to FIG. 1, the ICP-CVD apparatus includes a
また、アンテナ102の下部には、チャンバー101内部にガス104を注入するガス注入口105が位置している。この時、ガス注入口105は、一般的にシャワーヘッドで形成されるが、これはアンテナ102により形成されたプラズマにガス104を均一に供給するためである。
A
チャンバー101の下端部には、ICP−CVD装置により処理される被処理物、すなわち基板106を固定するとともに基板106を加熱または冷却するチャック107が位置し、チャック107には、チャック107に電源を供給する第2電源108が連結されている。この時、第2電源108は、チャック107を加熱するための電源またはチャック107に電極の機能を付与するための電源として利用されることができる。
A
チャンバー101の一側壁には、基板106をチャンバー101内部または外部に移送するためのゲート部109が設けられ、他側壁には、チャンバー101の空気またはガスを排気する真空ポンプ110を含む排気管111が設けられている。
A
しかし、上記の化学気相装置は、プラズマ方式のみを利用して絶縁膜を蒸着するため、ソースガスが完全に分解されない。したがって、ソースガスの使用効率が悪いだけでなく、形成された絶縁膜に多量の水素が含まれて高品質の絶縁膜が得られにくいという短所がある。 However, since the above-described chemical vapor deposition apparatus deposits an insulating film using only the plasma method, the source gas is not completely decomposed. Therefore, not only the use efficiency of the source gas is bad, but there is a disadvantage that a high-quality insulating film is difficult to obtain because the formed insulating film contains a large amount of hydrogen.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、ソースガスがほぼ完全に分解されることができ、高品質の絶縁膜を形成することができる蒸着装置及び蒸着方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems. Therefore, an object of the present invention is to provide a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method capable of forming a high-quality insulating film, in which the source gas can be almost completely decomposed.
本発明の上記目的は、蒸着膜が成長される基板と、前記基板の成膜される面と反対側の面に設けられるフィルターと、前記フィルターを介して前記蒸着膜にエネルギーを供給するエネルギー供給源と、前記基板と前記エネルギー供給源との間に設けられ、前記蒸着膜の選択的領域にエネルギーを供給するためのパターンが形成されたマスクと、を含むことを特徴とする蒸着装置によって達成される。 The object of the present invention is to provide a substrate on which a deposited film is grown, a filter provided on a surface opposite to the surface on which the deposited film is formed, and an energy supply that supplies energy to the deposited film through the filter. And a mask provided between the substrate and the energy supply source, the mask having a pattern for supplying energy to a selective region of the deposition film. Is done.
また、本発明の上記目的は、チャンバー内部を真空に排気する段階と、前記チャンバー内部を真空に排気した後に蒸着膜を基板上に蒸着する段階と、を含む真空蒸着方法であって、前記基板とエネルギー供給源との間に設けられたフィルターを介して、前記蒸着膜及び基板の少なくとも一方に選択的な波長エネルギーを供給するエネルギー供給段階をさらに含み、前記基板と前記エネルギー供給源との間に設けられ所定のパターンが形成されたマスクを介して前記蒸着膜及び基板の少なくとも一方の選択的領域にエネルギーが供給されることを特徴とする蒸着方法によっても達成される。 The above-described object of the present invention provides a vacuum vapor deposition method comprising the steps of evacuating the inside of the chamber to a vacuum, and a depositing on a substrate a deposited film after venting of the interior of the chamber to a vacuum, the substrate And an energy supply step of supplying selective wavelength energy to at least one of the deposited film and the substrate through a filter provided between the substrate and the energy supply source. It is also achieved by a vapor deposition method characterized in that energy is supplied to at least one selective region of the vapor deposition film and the substrate through a mask provided with a predetermined pattern.
本発明の蒸着装置及び蒸着方法によれば、ソースガスがほとんど完全に分解されることによって、蒸着物の特性が優秀であるだけでなく、ソースガスの使用効率を極大化することができる。したがって、高品質の蒸着膜を得ることができるという効果がある。 According to the vapor deposition apparatus and vapor deposition method of the present invention, since the source gas is almost completely decomposed, not only the characteristics of the vapor deposition are excellent, but also the use efficiency of the source gas can be maximized. Therefore, there is an effect that a high quality deposited film can be obtained.
また、チャックにエネルギー供給源を設けることによって、基板上に形成される蒸着膜にエネルギーを供給し、結晶化またはアニーリング工程を容易に実行することができるという効果がある。 Further, by providing an energy supply source in the chuck, there is an effect that energy can be supplied to the vapor deposition film formed on the substrate and the crystallization or annealing process can be easily performed.
本発明の技術的構成及び作用効果に関する詳細な事項は、本発明の望ましい実施の形態を示す図面を参照した下記の詳細な説明によってさらに明確に理解される。なお、図面において、層及び領域の長さ及び厚さなどは便宜のために誇張されて表現される。明細書全体にかけて等しい参照番号は、等しい構成要素を示す。 Details regarding the technical configuration and operational effects of the present invention will be more clearly understood from the following detailed description with reference to the drawings illustrating preferred embodiments of the present invention. In the drawings, the length and thickness of layers and regions are exaggerated for convenience. Equal reference numerals throughout the specification indicate identical components.
(第1の実施の形態)
図2は、本発明の第1の実施の形態における蒸着装置を示す断面図である。本実施の形態の蒸着装置は、プラズマ方式と加熱体方式とを同時に実行することができる。
(First embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vapor deposition apparatus in the first embodiment of the present invention. The vapor deposition apparatus of this embodiment can execute the plasma method and the heating body method at the same time.
図2を参照すると、本実施の形態の蒸着装置は、チャンバー201、チャンバー201内部の所定領域に配置されたシャワーヘッド211、加熱体221、及びチャック231を有する。
Referring to FIG. 2, the vapor deposition apparatus according to the present embodiment includes a
チャンバー201は、外部環境に対して内部空間を密閉させるものである。チャンバー201には、チャンバー201内部の真空度を維持する真空ポンプ202を含む排気管203が連結されている。
The
シャワーヘッド211は、プラズマ発生領域である空洞部212、第1ガス注入口213、及び第2ガス注入口214を具備している。シャワーヘッド211の一の面には第1ガス注入口213が位置し、他の面には空洞部212と連結された第1ノズル215及び第2ガス注入口214と連結された第2ノズル216が位置する。さらに、シャワーヘッド211の内側の面である空洞部212の一の面には、外部の第1電源217と連結された電極218が位置する。また、空洞部212は、シャワーヘッド211内部に形成されていて、空洞部212に発生するプラズマは、シャワーヘッド211により隔離されることによって、他の領域に影響を及ぼさない。
The
加熱体221は、外部の第2電源222と連結されている。
The
チャック231は、その表面に基板232を装着することができる。
The
上述したとおり、シャワーヘッド211は、外部からガスを注入するための第1ガス注入口213及び第2ガス注入口214を具備している。第1ガス注入口213は、相対的に分解に必要なエネルギーが高い第1ガスを注入するためのガス注入口であって、第2ガス注入口214は、相対的に分解に必要なエネルギーが低い第2ガスを注入するためのガス注入口である。
As described above, the
この時、上記の“分解に必要なエネルギー”とは、蒸着装置に注入されるガスは複数の原子が結合した分子状態で供給されており、このような分子状態のガスが原子状態に分解される、あるいは、イオン化するときに必要なエネルギーのことを言う。例えば、シラン(SiH4)ガスは、一個のシリコン原子と四個の水素原子とが結合した形態であるが、シランガスから水素を分解するエネルギーを“分解に必要なエネルギー”と言うことができる。 At this time, the above-mentioned “energy required for decomposition” means that the gas injected into the vapor deposition apparatus is supplied in a molecular state in which a plurality of atoms are bonded, and such a molecular state gas is decomposed into an atomic state. Or energy required for ionization. For example, silane (SiH 4 ) gas has a form in which one silicon atom and four hydrogen atoms are bonded, and the energy for decomposing hydrogen from the silane gas can be referred to as “energy necessary for decomposition”.
本実施の形態において、注入されるガスがアンモニア(NH3)ガス及びシランガスの場合、第1ガスは、第2ガスに比べて相対的に分解に必要なエネルギーが高いガスであるので、アンモニアガスである。第2ガスは、第1ガスよりも分解に必要なエネルギーが低いガスであるのでシランガスである。すなわち、第1ガス及び第2ガスの種類は、第1ガス及び第2ガスがどのような種類のガスであるかによって決定される。具体的には、第1ガスと第2ガスとを比較して、相対的に分解に必要なエネルギーが高いガスが第1ガスであり、相対的に分解に必要なエネルギーが低いガスが第2ガスである。 In the present embodiment, when the injected gas is ammonia (NH 3 ) gas and silane gas, the first gas is a gas having a relatively high energy required for decomposition as compared with the second gas. It is. The second gas is a silane gas because it has a lower energy required for decomposition than the first gas. That is, the kind of 1st gas and 2nd gas is determined by what kind of gas the 1st gas and 2nd gas are. Specifically, comparing the first gas and the second gas, the gas having a relatively high energy required for decomposition is the first gas, and the gas having a relatively low energy required for decomposition is the second gas. Gas.
第1ガス注入口213に注入された第1ガスは、プラズマ発生領域である空洞部212に注入される。空洞部212は、その表面に装着された電極218が外部の第1電源217から供給を受けた電力でプラズマを発生させたプラズマ領域であるので、注入された第1ガスは、プラズマにより一部が分解される。そして、第1ガスは、チャック231と対向(対応)するシャワーヘッド211の表面に具備された複数個の第1ノズル215を介してチャンバー201内部に噴射される。
The first gas injected into the first
そして、第1ノズル215から噴射された第1ガスは、シャワーヘッド211とチャック231との間に位置した加熱体221を通過する。プラズマにより分解されない第1ガスは、加熱体221によりほとんど完全に分解され、第1ラジカルを形成する。この時、加熱体221は、たとえば、タングステンからなるフィラメントであって、外部の第2電源222から印加された電力により1000℃(望ましくは、1500℃)以上の熱を発生させ、この熱により第1ガスが分解される。
Then, the first gas ejected from the
また、第2ガス注入口に注入された第2ガスは、空洞部212に注入されず、チャック231と対向するシャワーヘッド211の表面に具備された第2ノズル216からチャンバー201内に直接噴射される。噴射された第2ガスは、加熱体221を通過することにより分解されて第2ラジカルになる。
In addition, the second gas injected into the second gas injection port is not injected into the
したがって、第1ガス注入口213に注入された第1ガスは、プラズマ発生領域である空洞部212を通過することにより所定量が分解されて、第1ノズルから噴射される。そして、第1ガスは、チャンバー201内に噴射された後、加熱体221を通過することによりもう一度分解されて第1ラジカルを形成する。一方、第2ガス注入口214に注入された第2ガスは、第2ノズル216を介して直接的にチャンバー201内に噴射される。噴射された第2ガスは、加熱体221により分解されて第2ラジカルを形成する。第1ガスから形成された第1ラジカルと第2ガスから形成された第2ラジカルとが反応して、基板232上に所定の薄膜(蒸着膜)を形成する。(この時、薄膜は多くの物質であることができるが、第1ガス及び第2ガスを適切に選択して絶縁膜だけでなく伝導膜も形成することができる。)
第1ガス及び第2ガスがそれぞれアンモニアガス及びシランガスの場合、基板232上にシリコン窒化膜を蒸着することができる。第1ガス及び第2ガスがそれぞれアンモニアガス及びシランガスの場合、アンモニアガス及びシランガスは水素を含んでいるため、一般的な蒸着装置では完全な分解が難しく(特に、分解に必要なエネルギーが高いアンモニアガス)、形成されたシリコン窒化膜内部に水素を含む。水素が含まれたシリコン窒化膜は、水素が酸素と結合して水分を生成し、シリコン窒化膜で保護しようとする素子に悪影響を及ぼすことになるので、シリコン窒化膜内の水素の含有量は最小化されなければならない。本実施の形態では、分解に必要なエネルギーが高いアンモニアガスを2回かけて分解することにより、窒素と水素をほとんど完全に分解することができ、シリコン窒化膜内の水素含有量を最小化することができるという長所がある。
Therefore, a predetermined amount of the first gas injected into the first
When the first gas and the second gas are ammonia gas and silane gas, respectively, a silicon nitride film can be deposited on the
この時、第1ノズル215は、シャワーヘッド211の表面に均一な間隔で配置されることができ、必要ならば、基板232に成膜される絶縁膜の均一度のために第1ノズル215の間隔を調節することができる。第2ノズル216も、第1ノズル215と同様に均一に配置されることもでき、必要により不均一に配置されることもできる。なお、第1ノズル215及び第2ノズル216は、相互に均一に配置され、第1ガスと第2ガスとが均一に混合されることが望ましい。
At this time, the
次に、本実施の形態のプラズマ方式と加熱体方式とを具備した蒸着装置を利用して、基板上に蒸着物を形成する蒸着方法を説明する。 Next, a vapor deposition method for forming a deposit on a substrate using the vapor deposition apparatus provided with the plasma system and the heating body system of this embodiment will be described.
まず、図2を参照して説明したようにシャワーヘッド211及び加熱体221を具備した本実施の形態における蒸着装置のチャック231上に、基板232をローディングする。
First, as described with reference to FIG. 2, the
続いて、真空ポンプ202を利用して、チャンバー201内部の気体を排気して、真空度が5×10−6torr以下になるようにする。チャンバー壁の温度は、120℃以上の温度に維持することが望ましいが、これは、チャンバーの温度が低い場合、蒸着物が基板に蒸着せずにチャンバー壁に蒸着するといった問題があるからである。
Subsequently, the gas inside the
続いて、第1ガス注入口213に非活性ガスを注入した後、電極218に電力を印加して空洞部212にプラズマを発生させる。この時、非活性ガスは、プラズマを発生させるためのガスであるので、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、及びアルゴン(Ar)などを利用することができる。この時、非活性ガスの流量は、1ないし1000sccmである。また、プラズマは、第1電源211から供給を受けた100ないし3000WのRFパワーにより発生される。
Subsequently, after inactive gas is injected into the first
続いて、加熱体221に電力を印加して加熱体221が1500℃以上の温度になるようにする。
Subsequently, electric power is applied to the
続いて、第1ガス注入口213を介して、分解に必要なエネルギーが相対的に高い第1ガスであるアンモニアガス及び/または窒素(N2)ガスを注入する。この時、アンモニアガスの流量は、1ないし500sccmが望ましく、窒素ガスの流量は、1ないし1000sccmが望ましい。この時、第1ガス注入口213に注入された第1ガスは、プラズマが形成されたシャワーヘッド211の空洞部212に注入されて一次的に分解される。そして、プラズマにより一次分解された第1ガスは、第1ノズル215を介してチャンバー201内部に噴射され、加熱体221を通過するとき、1500℃以上に加熱された加熱体221により二次分解されて、第1ラジカルを形成する。
Subsequently, ammonia gas and / or nitrogen (N 2 ) gas, which is the first gas having relatively high energy required for decomposition, is injected through the first
続いて、第2ガス注入口214を介して、分解に必要なエネルギーが相対的に低い第2ガスであるシランガスを注入する。この時、シランガスの流量は、1ないし100sccmが望ましい。この時、第2ガス注入口214に注入された第2ガスは、空洞部212を通過しないで直接的に加熱体221に噴射され、加熱された加熱体221により完全に分解されて、第2ラジカルを形成する。
Subsequently, silane gas, which is a second gas having relatively low energy required for decomposition, is injected through the second
続いて、第1ラジカル及び第2ラジカルが反応して蒸着膜を形成し、基板上に蒸着する。 Subsequently, the first radical and the second radical react to form a deposited film, which is deposited on the substrate.
以上のとおり、本実施の形態で説明したような方法で基板上に蒸着膜を形成する場合、図4Aに示したように基板232上に第1絶縁膜401を形成することができる。
As described above, when the deposited film is formed over the substrate by the method described in this embodiment, the first insulating
この時、第1ガス注入口213にシランガスを注入して、第2ガス注入口214にガスを注入しなかったり、あるいは、第2ガス注入口213にもシランガスを注入したりすることによって、基板232上に、図4Aに示したような第1絶縁膜401の代わりにシリコン膜が形成されることもできる。
At this time, the substrate is injected by injecting silane gas into the
次に、図3を参照して本実施の形態の蒸着装置のチャックについて詳細に説明する。図3は、本実施の形態による蒸着装置のチャックを拡大した断面図である。 Next, with reference to FIG. 3, the chuck | zipper of the vapor deposition apparatus of this Embodiment is demonstrated in detail. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the chuck of the vapor deposition apparatus according to the present embodiment.
図3Aは、図2のチャック231を拡大した断面図である。図3を参照すれば、チャック231は、蒸着膜が成長される基板232の蒸着膜が成長される面と反対側の面に設けられるフィルター234及びフィルター234を介して蒸着膜にエネルギーを供給するエネルギー供給源233を含む。
FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of the
上述したとおり、基板232の一の面は、第1ノズル部215及び第2ノズル部216などを含むシャワーヘッド211(ガス供給部)と対向して配置されていて、シャワーヘッド211と基板232との間にはタングステンフィラメントのような加熱体221が配置されている。
As described above, one surface of the
チャック231には、エネルギー供給源233が設けられている。エネルギー供給源233は、チャック231の内部に設けられることができ、あるいは、チャック231と一体的に形成されることができる。エネルギー供給源233は、チャック231自体であることもできる。
The
基板232の薄膜が蒸着される面と反対側の面には、フィルター234が設けられている。フィルター234は、波長選択透過フィルターであって、本実施の形態において選択される波長は、光波長である。
A
また、本実施の形態で透過される光波長は、赤外線領域及び/または近赤外線領域の光波長であって、この透過される光波長は、蒸着される蒸着膜の材料及び目的によって他の領域帯の波長であることもできる。選択される波長は、一般的に周知のE=hυの関係式で求められる必要な波長エネルギーに該当する波長である。また、この時、それぞれの目的に合致する波長選択透過フィルターが使われることが望ましい。 The light wavelength transmitted in the present embodiment is the light wavelength in the infrared region and / or near infrared region, and this transmitted light wavelength depends on the material and purpose of the deposited film to be deposited. It can also be a band wavelength. The selected wavelength is a wavelength corresponding to a necessary wavelength energy generally obtained by a well-known relational expression of E = hu. At this time, it is desirable to use a wavelength selective transmission filter that matches each purpose.
フィルター234の他の方向、すなわち、基板232が位置する方向と反対側の方向には、このフィルター234を介して蒸着膜にエネルギーを供給するエネルギー供給源233が設けられている。本実施の形態のエネルギー供給源233は、波長エネルギーを供給する波長エネルギー供給源である。本実施の形態において、エネルギー供給源233は、たとえば、光照射装置である。
In the other direction of the
本実施の形態のエネルギー供給源233において、上述のフィルター234と合致することは、波長エネルギーを供給する波長は光波長であり、特に、赤外線及び/または近赤外線領域の波長を含む光波長であるということである。
In the
また、蒸着膜が蒸着される基板232は、ガラス及び透明高分子材などの透明基板であることが望ましい。しかし、基板232は、上述された目的の波長領域帯が透過可能な不透明基板であることもできる。
In addition, the
図3Bを参照すれば、チャック231は、蒸着膜が成長される基板232と、基板232の蒸着膜が成長される面と反対側の面に配置され、オープンパターン235a及びクローズパターン235bで構成されたマスク235と、マスク235の下部に配置されたフィルター234と、フィルター234を介して蒸着膜にエネルギーを供給するエネルギー供給源233と、を含む。
Referring to FIG. 3B, the
チャック231には、エネルギー供給源233が設けられており、エネルギー供給源233は、チャック231内部に設けられ、あるいは、チャック231と一体的に形成されることができる。あるいは、エネルギー供給源233は、チャック231自体であることもできる。
The
マスク235は、オープンパターン235a及びクローズパターン235bにより蒸着膜の選択された領域、さらに正確には、横(lateral)方向の選択された領域上に構成されて蒸着膜の該当領域にだけエネルギーが供給されるように構成される。
The
オープンパターン235aは、光透過パターンであり、クローズパターン235bは、光遮断マスクである。
The
本実施の形態のマスク235において、上述のフィルター234と合致することは、波長は光波長であり、特に、赤外線及び/または近赤外線領域の波長を含む光波長であるということである。
In the
この時、図3Bでは、マスク234が基板232に密着して構成されているが、マスク234は、フィルター234とエネルギー供給源233との間に構成されることもできる。
At this time, in FIG. 3B, the
また、マスク235とフィルター234とは一体的に構成されることができる。言い換えると、フィルター234上にマスク235のオープンパターン235a及びクローズパターン235bと等しい機能を有するパターンが形成されることができ、この時、パターンは光透過パターンである。
Further, the
次に、図3A及び図3Bに示したチャック231を図2の蒸着装置に導入した後、シリコン層を蒸着する方法について説明する。
Next, a method of depositing a silicon layer after introducing the
チャック231のエネルギー供給源233を利用した蒸着方法は、チャンバー内部を真空に排気する段階と、チャンバー内部を真空に排気した後、蒸着膜が蒸着される段階と、を含む真空蒸着方法であって、選択的な波長エネルギーを蒸着膜に供給するエネルギー供給段階がさらに含まれる。
The deposition method using the
より具体的には、真空ポンプ202を介して、チャンバー内部を真空に排気した後、蒸着膜蒸着工程が実施される。
More specifically, after the inside of the chamber is evacuated to a vacuum via the
この時、エネルギー供給源233は、蒸着膜蒸着工程が実施される間、蒸着膜にエネルギーを供給する。このようにすると、蒸着膜の蒸着される層(layer)毎に蒸着膜が非晶質から結晶質に相変位が発生するのに必要なエンタルピーが供給され、結晶化度が向上した状態で蒸着されることができる。なお、供給されるエネルギーの強度は、薄膜の蒸着速度と蒸着膜材料の物性によって左右される。
At this time, the
一方、エネルギー供給源233は、蒸着膜蒸着工程が完了した後に、薄膜にエネルギーを供給することもできる。このようにすると、蒸着が完了した蒸着膜に熱的アニーリング(thermal annealing)効果を付与することができる。
On the other hand, the
また、エネルギー供給源233は、蒸着膜が蒸着される前に、基板232にエネルギーを供給して基板232の表面に予熱を与えることができる。
Further, the
エネルギー供給源233を用いたエネルギー供給段階は、エネルギー供給源233から波長エネルギーが放出される段階と、放出された波長エネルギーのうち、波長選択透過フィルターであるフィルター234で選択された波長以外の波長エネルギーが除去される段階と、選択された波長の波長エネルギーが基板232を透過する段階と、基板232を透過した波長エネルギーが蒸着膜に供給される段階と、で構成される。
The energy supply step using the
基板232を透過した選択された波長エネルギーが蒸着膜に供給される段階は、選択された波長の波長エネルギーの強度に応じて、蒸着膜の基板232との界面部(蒸着膜の成長点)、蒸着膜の中間部(中間点)、または蒸着膜の表面部(上部)にまで、波長エネルギーが到達することができる。
The step of supplying the selected wavelength energy transmitted through the
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態において、蒸着装置自体は、第1の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the vapor deposition apparatus itself is the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
まず、図2を参照しながら説明したようにシャワーヘッド及び加熱体を具備した本発明の蒸着装置のチャック231上に基板232をローディングする。
First, as described with reference to FIG. 2, the
続いて、真空ポンプ202を利用して、チャンバー201内部の気体を排気し、真空度が5×10−6torr以下になるようにする。チャンバー壁の温度は、120℃以上の温度に維持することが望ましいが、これは、チャンバーの温度が低い場合、蒸着物が基板に蒸着せずにチャンバー壁に蒸着するといった問題があるからである。
Subsequently, the gas inside the
続いて、第1ガス注入口213に非活性ガスを注入した後、電極218に電力を印加して空洞部212にプラズマを発生させる。この時、非活性ガスは、プラズマを発生させるためのガスであるので、ヘリウム、ネオン、及びアルゴンなどを利用することができる。この時、非活性ガスの流量は、1ないし1000sccmである。
Subsequently, after inactive gas is injected into the first
続いて、第1ガス注入口213に、第1ガスと第2ガスとを同時に注入して空洞部212に発生したプラズマを利用して第1ガス及び第2ガスを分解した後、第1ノズル215を介してチャンバー201内に噴射させ、蒸着膜を基板上に蒸着する。上記のように、第1ガスと第2ガスとをプラズマを利用して分解した後、基板232上に蒸着膜を形成する場合には、図4Bに示したように第2絶縁膜(他の蒸着膜)402aを形成することができる。
Subsequently, the first gas and the second gas are injected into the
この時、第2絶縁膜402aを形成することができる他の方法としては、加熱体213に電力を印加して加熱体213が1500℃以上の温度になるようにする。続いて、第2ガス注入口206に第1ガスと第2ガスとを同時に注入して第2ノズル216を介してチャンバー201内に噴射させ、加熱体213により第1ガス及び第2ガスを分解及び反応させて蒸着膜を基板232上に蒸着し、第2絶縁膜402aを形成することができる。
At this time, as another method for forming the second
続いて、第1の実施の形態で詳述したような方法で、第1絶縁膜401を形成する。
Subsequently, the first insulating
続いて、上述した第2絶縁膜402aを形成する方法のうちいずれか一つの方法を利用して、第1絶縁膜401上に第2絶縁膜402bを形成する。この時、第1絶縁膜401と第2絶縁膜402a,402bは、必要により多様な積層順序で蒸着することができる。すなわち、本発明では、第2絶縁膜/第1絶縁膜/第2絶縁膜で積層したが、第1絶縁膜及び第2絶縁膜を組み合わせるすべての形態で積層が可能である。
Subsequently, the second
この時、第1の実施の形態と本実施の形態との差異は、第1の実施の形態の場合、分解に相対的に高いエネルギーが必要な第1ガスは、プラズマ分解方式と熱分解方式の2種の方式で完全に分解されて、分解に相対的に低いエネルギーが必要な第2ガスは、熱分解方式だけで分解されて水素の含有がほとんどない第1絶縁膜401のみを形成する。一方、本実施の形態の場合には、第1の実施の形態により形成された第1絶縁膜401に第1ガス及び第2ガスすべてを第1ガス注入口または第2ガス注入口に同時に注入した後、プラズマ方式または加熱体方式で分解して、第2絶縁膜402a,402bをさらに蒸着する。第2蒸着膜402a,402bは、水素を含む蒸着膜であることができる。
At this time, the difference between the first embodiment and the present embodiment is that, in the case of the first embodiment, the first gas that requires relatively high energy for decomposition is the plasma decomposition method and the thermal decomposition method. The second gas that is completely decomposed by these two methods and requires relatively low energy for decomposition is decomposed only by the thermal decomposition method to form only the first insulating
本発明は、上述した望ましい実施の形態によって説明されたが、上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の精神を外れない範囲内で該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変更と修正が可能である。 The present invention has been described by using the above-described preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a person having ordinary knowledge in the technical field to which the invention belongs within the scope of the present invention. Various changes and modifications are possible.
211 シャワーヘッド、
212 空洞部、
213 第1ガス注入口、
214 第2ガス注入口、
215 第1ノズル、
216 第2ノズル、
218 電極、
221 加熱体、
231 チャック、
232 基板、
401 第1絶縁膜、
402 第2絶縁膜。
211 shower head,
212 cavity,
213 first gas inlet,
214 second gas inlet,
215 first nozzle,
216 second nozzle,
218 electrodes,
221 heating element,
231 chuck,
232 substrates,
401 a first insulating film,
402 Second insulating film.
Claims (21)
前記基板の成膜される面と反対側の面に設けられるフィルターと、
前記フィルターを介して前記蒸着膜にエネルギーを供給するエネルギー供給源と、
前記基板と前記エネルギー供給源との間に設けられ、前記蒸着膜の選択的領域にエネルギーを供給するためのパターンが形成されたマスクと、を含むことを特徴とする蒸着装置。 A substrate on which a deposited film is grown;
A filter provided on a surface opposite to the surface on which the substrate is formed;
An energy supply source for supplying energy to the deposited film through the filter;
A vapor deposition apparatus comprising: a mask provided between the substrate and the energy supply source and having a pattern for supplying energy to a selective region of the vapor deposition film.
前記基板とエネルギー供給源との間に設けられたフィルターを介して、前記蒸着膜及び基板の少なくとも一方に選択的な波長エネルギーを供給するエネルギー供給段階をさらに含み、
前記基板と前記エネルギー供給源との間に設けられ所定のパターンが形成されたマスクを介して、前記蒸着膜及び基板の少なくとも一方の選択的領域にエネルギーが供給されることを特徴とする蒸着方法。 Evacuating the interior of the chamber to a vacuum, and depositing a deposited film on the substrate after evacuating the interior of the chamber to a vacuum, comprising:
An energy supply step of supplying selective wavelength energy to at least one of the deposited film and the substrate through a filter provided between the substrate and an energy supply source ;
Energy is supplied to at least one selective region of the vapor deposition film and the substrate through a mask provided between the substrate and the energy supply source and having a predetermined pattern formed thereon. .
前記エネルギー供給源から波長エネルギーが放出される段階と、
前記放出された波長エネルギーのうち、前記フィルターで選択された波長以外の波長エネルギーが除去される段階と、
前記選択された波長の波長エネルギーが前記基板を透過する段階と、
前記基板を透過した波長エネルギーが前記蒸着膜に供給される段階と、を含むことを特徴とする請求項16に記載の蒸着方法。 The energy supply stage includes
Comprising the steps of wavelength energy emitted from the energy source,
Among the emitted wavelength energy, comprising the steps of wavelength energy other than the wavelength selected by the filter is removed,
Transmitting wavelength energy of the selected wavelength through the substrate;
The deposition method according to claim 16, further comprising: supplying wavelength energy transmitted through the substrate to the deposition film.
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