JPH029126A - 薄膜形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用外Ｅ） 本発明は、気体を分解することにより選択的に薄膜を形
成する、半導体デバイス、電子部品、センサー　等の製
造工程で用いられる、ＣＶＤ法の形成方法に間するもの
である。

（従来の技術） ＣＶＤ法による薄膜形成方法に一つに西野等がＪｐｎ、
Ｊ　、Ａｐｐｌ　、Ｐｈｙｓ、２５（１９８６）Ｌ８７
で述べた方法がある。

これは一般に知られているＣＶＤ法では薄膜が形成しな
い条件下でも光を照射することにより基体上に薄膜が形
成し、さらに光の照射を停止しても薄膜の形成が持続す
るというものである。この理由は、光を照射した場合、
眩光によって気体が解離または励起して活性種となり、
該活性種が基体表面に吸着することにより該基体表面が
活性化する。そして、次々と吸着してくる気体は活性化
している該基体表面で燃焼連鎖的に反応して薄膜を形成
していくためとされている。

また、この西野等の方法を基礎とした薄膜形成方法の他
の一例として、有田等が昭和６２年秋季第４８回応用物
理学会学術講演回会講演予稿集２Ｏ−ａ−Ｑ−４で述べ
た方法がある。これは基体全体を予め酸素プラズマで処
理しておくことで、一般に知られているＣＶＤては形成
しない条件でも薄膜が形成するというものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの方法では、気体が処理槽内の空
間で活性化されて薄膜形成反応が開始される。このため
活性種には処理槽内で拡散があり、基体表面の所望する
局所に所望する薄膜を選択的に形成することは出来ない
。西野らの方法では光の照射によって発生した活性種が
ランダムに基体表面全体に吸着するだけのものであるた
め、基体表面の所望する部分だけに所望する薄膜を形成
することは出来ない。また有田らの方法も、酸素プラズ
マで基体表面の全体を活性化してしまうものであるため
に、基体表面の所望する局所だけに、所望するする薄膜
を形成することはできない。

（発明の目的） 本発明は、所望する薄膜を基体表面の所望する局所に選
択的に形成し、例えば、半導体集積回路の製造時にしば
しば要求される、基板表面の平坦化等に適した方法を提
供することを目的とする。

（問題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、導入気体を構成する元素の
一部の元素またはその元素の化合物を、基体表面の局所
に選択的に堆積させて薄膜を形成する方法において、 導入気体と薄膜の化学的性質、および、基体表面の前記
局所とその他の部分との光吸収特性とで決まる所定の波
長の光を、基体表面の全面または局所に照射することに
よって、基体表面の構成物質を活性化させる方法を採用
する。

（作用） この光を用いる方法では、所望する局所部分だけで選択
的に光照射の効果を発揮させ、基体表面の所望する一部
のみに所望する薄膜を形成することができる。

（実施例） 以下実施例として、本発明の方法を基体表面の平坦化に
用いる場合を述べる。

第１図は、本発明の方法を用いた、二酸化珪素膜形成に
よる基体表面の平坦化の経過を示すものである。１は基
体、１０は後述の選択された光、１００は珪素基板、２
００は二酸化珪素（Ｓｉ０２）、３００はアルミニウム
、４００は本発明で形成した二酸化珪素、５００は活性
化している二酸化珪素（Ｓ　ｉ　Ｏ２ネ）、６００は酸
化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）である。

本実施例では第１図ａのような基体１を用いた。

基体１の表面は、凸部の酸化アルミニウム６゜Ｏと凹部
の二酸化珪素２００で構成されている。

酸化アルミニウム６００と二酸化珪素２００の、光の波
長に対する光の吸収特性を第２図に示す。

同図のように、二酸化珪素２００が光を吸収（不透過）
して酸化アルミニウム６００が光を吸収しない波長久（
波長帯△λの中の波長）が存在するので、処理用の光と
してはこの光を用いればよい。

なお、光源としては、胤色性の良好なレーザーを用いる
のがよいのであるか、波長帯Δλ内に含まれるような波
長帯△入８を発生する光源であっても目的は達成される
。

図示しない光源から、そうした波長の光１ｏを基体表面
に照射すると、二酸化珪素２００のみが光を吸収して、
ここに活性化した二酸化珪素（Ｓｉ０２ネ）５００が生
じる。（第１図ｂ）ここで第２図の二酸化珪素の吸収曲
線の２４０〜２５０ｎｍ付近のピークは、通常二酸化珪
素に含まれる一〇Ｈ基の吸収帯である。

このように−〇Ｈ基等により吸収励起した状態あるいは
これが緩和して生じた状態のものも、以後は５ｉ０２ネ
で現すものとする。

光１０の照射を停止し、薄膜を形成するための気体を導
入する。本実施例では気体にシランガスと酸素（０゜）
とアルゴン（Ａｒ）を用いた。アルゴンはキャリアガス
として用いている。

例えば薄膜形成条件として、シランガス、酸素、アルゴ
ンガスの各々の流量を、３．６０．４００ｓｃｃｍとし
、て、基板の温度を３００℃、圧力を４Ｔｏｒｒに設定
した。

導入した気体は、すでに活性化している二酸化珪素（Ｓ
　ｉ０２＊）　５００の表面で、燃焼連鎖的に反応して
二酸化珪素（Ｓｉｎ２）４００を形成した（第１図Ｃ）
。そしてこのまま気体を導入し続けたところ、第１図ｄ
のように基体ｌの表面を平坦化することができた。この
反応を中止するためには気体導入を中止し気体を排気す
ればよい。

これに対して、第１図ａの基体ｌに光１０を照射しない
で、ただ単に、シランガスと酸素とアルゴンの気体を導
入しただけでは、同じ温度、圧力、ガス流量条件でも二
酸化珪素膜４００を形成することはできなかった。

基体表面の所望する部分の上に所望する薄膜を形成する
場合には、その所望する部分とその他の部分とで、吸着
物質または光の吸収特性が互いに異なればよい。その相
違を選択することで様々な態様の選択的成膜が可能とな
る。

基体表面を構成する物質、および導入ガスは本実施例の
それらに限られるものではないし、堆積されるＦ’ｐＢ
の種類も実施例に限定されない。例えば、気体としてシ
ランガスの代わりにジシランガスやトリシランガスを用
いても二酸化珪素膜を作製できる。また塩化チタン（Ｔ
ｉＣ１４）を用いると酸化チタン（Ｔ１０２）膜を、さ
らにトリイソブチルアルミニウム（Ａ（Ｌ　（ｉ　−Ｂ
　ｕ　）３）を用いると酸化アルミニウム（ｌＬｏ３）
膜を作製できる。

（発明の効果） なお、本発明と紛られしい方法があるのでそれを付記す
ると、従来、選択的に薄膜を作製する方法として、）１
ｉｇａｓ旧等がＪ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、
８５（５）、　１４４１（１９８７）で述べているＡ１
１バターニングがある。

これは原料ガスとしてＴ　Ｉ　Ｂ　Ａ　（Ｔｒｉｉｓｏ
ｂｕｔｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ）を用いており、基体に吸
着したこの原料ガスに対して光解離を生じる波長の光を
照射し、基体上に核を発生させ、薄膜を形成させる方法
である。

従って本願の明細書が述べる基体自身の表面を活性化さ
せることにより薄膜を選択的に形成する方法とは根本的
に異なる。

またレーザーで基体を局所的に加熱することにより薄膜
を形成する方法として、Ｓ、Ｄ、ＡＩＩｅｎがＪ、Ａｐ
ｐｌ、Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ、５２．ｐｐ、６５０１−６５
０５．Ｎｏｖ、１９８１で述べた方法がある。しかしこ
の方法では、レーザーを照射している間だけ薄膜が形成
し、照射を停止すると薄膜も形成されない特徴がある。

その点が本発明の方法とは本質的に違うものである。

以上のように本発明の方法によれば、基体表面の所望す
る部分に所望する薄膜を堆積することができる。従って
段差または凹部を有する基体について、その底部または
凹部に選択的に薄膜を形成し平坦化を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法による二酸化珪素膜形成の経過図
、第２図は酸化アルミニウムと二酸化珪素の光の波長と
透過率の関係図である。 １・・・基体、１０・・・光、１００・・・珪素基板、
２００・・・二酸化珪素、３００・・・アルミニウム、
４００・・・本発明で形成した二酸化珪素、５００・・
・活性化している二酸化珪素（Ｓｉ０２ネ）、６００・
・・酸化アルミニウムである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導入気体を構成する元素の一部の元素またはその
   元素の化合物を、基体表面の局所に選択的に堆積させて
   薄膜を形成する方法において、該導入気体と該薄膜の化
   学的性質、および、基体表面の該局所とその他の部分と
   の光吸収特性とで決まる所定の波長の光を、基体表面の
   全面または局所に照射することによって、 該基体表面の構成物質を活性化させ、該基体表面の該局
   所に選択的に薄膜を形成する形成反応を開始するまたは
   開始継続することを特徴とする薄膜形成方法。
2. （２）該形成する薄膜が二酸化珪素膜であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成方法。
3. （３）該基体表面の、該局所の物質が二酸化珪素であり
   、その他の部分が酸化アルミニウムであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１または２項記載の薄膜形成方法
   。