JPH0559559A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPH0559559A JPH0559559A JP22272891A JP22272891A JPH0559559A JP H0559559 A JPH0559559 A JP H0559559A JP 22272891 A JP22272891 A JP 22272891A JP 22272891 A JP22272891 A JP 22272891A JP H0559559 A JPH0559559 A JP H0559559A
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- Japan
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- gas
- substrate
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機金属の光化学反応により薄膜を堆積する
ＣＶＤ法において、酸素や原料に起因する炭化水素の膜
中への取込を防止して、不純物の少ない薄膜を形成する
ことができる方法を提供する。 【構成】 真空チャンバ３内に、原料供給口７から有機
金属ガスを、水素供給口８から水素を同時に供給して混
合された気体に、シンクロトロン放射光２を照射して、
形成された反応物を基板４上に堆積させることを特徴と
する方法。
ＣＶＤ法において、酸素や原料に起因する炭化水素の膜
中への取込を防止して、不純物の少ない薄膜を形成する
ことができる方法を提供する。 【構成】 真空チャンバ３内に、原料供給口７から有機
金属ガスを、水素供給口８から水素を同時に供給して混
合された気体に、シンクロトロン放射光２を照射して、
形成された反応物を基板４上に堆積させることを特徴と
する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイス等の
製造において、金属配線層等の薄膜を形成する方法に関
する。
製造において、金属配線層等の薄膜を形成する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】化学気相成長法（ＣＶＤ法）において、
化学反応を励起・促進するために光エネルギを用いた方
法は、高エネルギ粒子の基板への衝突を無視することが
でき、比較的低温で反応物を基板上に堆積させることが
できる。光エネルギは化学反応を励起される原料によっ
て異なってくるが、たとえば、有機金属ガスを原料ガス
として、紫外線レーザを用いる方法が報告されてきてい
る（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｏｎｏｌ．Ａ．Ｖｏ
ｌ．４，Ｎｏ．６，Ｎｏｖ／Ｄｅｃ，３１４６−３１５
２，１９８６）。この報告では、超高真空中で、原料で
あるトリメチルアルミニウム（以下ＴＭＡと略記）にＫ
ｒＦレーザが照射される。この方法では、ＴＭＡへのレ
ーザ照射によって２００℃以下の温度でアルミニウムを
生成させて基板に堆積させることができ、また、ＴＭＡ
の供給量０．１〜０．５Ｔｏｒｒで２５ないし９７μｍ
のアルミニウム薄膜が得られる。
化学反応を励起・促進するために光エネルギを用いた方
法は、高エネルギ粒子の基板への衝突を無視することが
でき、比較的低温で反応物を基板上に堆積させることが
できる。光エネルギは化学反応を励起される原料によっ
て異なってくるが、たとえば、有機金属ガスを原料ガス
として、紫外線レーザを用いる方法が報告されてきてい
る（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｏｎｏｌ．Ａ．Ｖｏ
ｌ．４，Ｎｏ．６，Ｎｏｖ／Ｄｅｃ，３１４６−３１５
２，１９８６）。この報告では、超高真空中で、原料で
あるトリメチルアルミニウム（以下ＴＭＡと略記）にＫ
ｒＦレーザが照射される。この方法では、ＴＭＡへのレ
ーザ照射によって２００℃以下の温度でアルミニウムを
生成させて基板に堆積させることができ、また、ＴＭＡ
の供給量０．１〜０．５Ｔｏｒｒで２５ないし９７μｍ
のアルミニウム薄膜が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、この報告にも記
載されているように、上記方法では、ＴＭＡの分解に伴
ってアルミニウムが堆積すると同時に、炭化水素の遊離
ラジカルが堆積される膜内に取込まれてしまう。さら
に、反応系に空気が混入すると、アルミニウムが酸化さ
れたり、堆積される膜中に酸素が取込まれるようにな
る。このように堆積される金属膜中に、炭化水素ラジカ
ルまたは酸素が不純物として混入すると、たとえば膜の
抵抗率が高くなり、配線層として使用できなくなるおそ
れがあった。
載されているように、上記方法では、ＴＭＡの分解に伴
ってアルミニウムが堆積すると同時に、炭化水素の遊離
ラジカルが堆積される膜内に取込まれてしまう。さら
に、反応系に空気が混入すると、アルミニウムが酸化さ
れたり、堆積される膜中に酸素が取込まれるようにな
る。このように堆積される金属膜中に、炭化水素ラジカ
ルまたは酸素が不純物として混入すると、たとえば膜の
抵抗率が高くなり、配線層として使用できなくなるおそ
れがあった。
【０００４】この発明の目的は、有機金属の光化学反応
により薄膜を堆積するＣＶＤ法において、上述したよう
な炭化水素ラジカルおよび酸素の膜中への取込みを阻止
することができる方法を提供することにある。
により薄膜を堆積するＣＶＤ法において、上述したよう
な炭化水素ラジカルおよび酸素の膜中への取込みを阻止
することができる方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に従う薄膜形成
方法は、有機金属を含む原料ガスと水素ガスとが混合さ
れた気体に、シンクロトロン放射光およびアンジュレー
タ光の少なくともいずれかを照射して形成された反応物
を基板上に堆積させることを特徴とする。
方法は、有機金属を含む原料ガスと水素ガスとが混合さ
れた気体に、シンクロトロン放射光およびアンジュレー
タ光の少なくともいずれかを照射して形成された反応物
を基板上に堆積させることを特徴とする。
【０００６】この発明に従うシンクロトロン放射光は、
磁場中で円運動または螺旋運動する電子が、その求心加
速度により電磁波を放射するいわゆるシンクロトロン放
射の機構に従い、電子加速器を利用して発生させられる
真空紫外からＸ線にわたる光を指す。
磁場中で円運動または螺旋運動する電子が、その求心加
速度により電磁波を放射するいわゆるシンクロトロン放
射の機構に従い、電子加速器を利用して発生させられる
真空紫外からＸ線にわたる光を指す。
【０００７】また、この発明に従うアンジュレータ光
は、電子ビームを蛇行させることによって輝度の高い放
射光を発生させるための周期性を持つ磁石列、いわゆる
アンジュレータを使用して放射される指向性の高い準単
色光を指す。
は、電子ビームを蛇行させることによって輝度の高い放
射光を発生させるための周期性を持つ磁石列、いわゆる
アンジュレータを使用して放射される指向性の高い準単
色光を指す。
【０００８】この発明に従う有機金属は、特に限定され
るものではないが、たとえば、アルミニウム原料として
ＴＭＡ、ホウ素原料としてＢ（ＣＨ3 ）3 、Ｂ2 Ｈ6 お
よびＢＦ3 等、ならびにガリウム原料としてＧａ（ＣＨ
3 ）3 およびＧａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 等を含むことができ
る。
るものではないが、たとえば、アルミニウム原料として
ＴＭＡ、ホウ素原料としてＢ（ＣＨ3 ）3 、Ｂ2 Ｈ6 お
よびＢＦ3 等、ならびにガリウム原料としてＧａ（ＣＨ
3 ）3 およびＧａ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 等を含むことができ
る。
【０００９】
【作用】この発明に従って、有機金属を含む原料ガスと
水素ガスが混合された気体に、シンクロトロン放射光ま
たはアンジュレータ光を照射することにより、有機金属
を分解して金属を遊離させるとともに、有機化合物をガ
スとして放出させることができる。シンクロトロン放射
光およびアンジュレータ光は、ともに有機金属を分解す
ると同時に水素分子を原子またはイオンに励起する。生
成された水素原子または水素イオンは、有機金属の分解
に際して生じた炭化水素ラジカルと結合してＣＨ4 等の
飽和炭化水素ガスを生成させる。また、空気の混入等に
より反応系に酸素が取込まれた場合、この水素原子また
は水素イオンが酸素と結合して水を生成させる。飽和炭
化水素ガスおよび水は、反応系の温度を適当な温度（た
とえば１５０℃以上）とすることで系外に排出させるこ
とができる。このように、従来では膜中に不純物として
取込まれていた炭化水素ラジカルおよび酸素は、水素原
子または水素イオンと反応させることによって、それぞ
れ飽和炭化水素ガスおよび水蒸気として取除くことがで
きる。特に金属の薄膜を形成する場合、得られた堆積物
は不純物をほとんど含有しないため、より抵抗率の低い
薄膜を形成することができる。
水素ガスが混合された気体に、シンクロトロン放射光ま
たはアンジュレータ光を照射することにより、有機金属
を分解して金属を遊離させるとともに、有機化合物をガ
スとして放出させることができる。シンクロトロン放射
光およびアンジュレータ光は、ともに有機金属を分解す
ると同時に水素分子を原子またはイオンに励起する。生
成された水素原子または水素イオンは、有機金属の分解
に際して生じた炭化水素ラジカルと結合してＣＨ4 等の
飽和炭化水素ガスを生成させる。また、空気の混入等に
より反応系に酸素が取込まれた場合、この水素原子また
は水素イオンが酸素と結合して水を生成させる。飽和炭
化水素ガスおよび水は、反応系の温度を適当な温度（た
とえば１５０℃以上）とすることで系外に排出させるこ
とができる。このように、従来では膜中に不純物として
取込まれていた炭化水素ラジカルおよび酸素は、水素原
子または水素イオンと反応させることによって、それぞ
れ飽和炭化水素ガスおよび水蒸気として取除くことがで
きる。特に金属の薄膜を形成する場合、得られた堆積物
は不純物をほとんど含有しないため、より抵抗率の低い
薄膜を形成することができる。
【００１０】
【実施例】図を参照しながら、この発明の一具体例につ
いて以下に説明する。図１は、具体例において用いられ
る装置を示す模式図である。装置１０において、薄膜を
形成すべき基板４は、真空チャンバ３内に配置される。
基板４はヒータ５によって室温〜数百℃に加熱される。
また、真空チャンバ内は真空ポンプ（図示せず）等によ
って、排気口６を介して排気される。排気の後、原料ガ
スとしてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）が、原料供
給口７から導入されると同時に、水素ガスが水素ガス供
給口８から導入され、真空チャンバ３内で原料ガスと混
合される。次に，電子蓄積リング１よりシンクロトン放
射光を発生させる。シンクロトロン放射光２は、真空チ
ャンバ３内の混合気体に照射される。このとき、照射さ
れるシンクロトロン放射光の波長はたとえば≧２ｎｍと
することができる。一連の光化学反応により、ＴＭＡか
らアルミニウムが生成し、基板４上に堆積される。ま
た、反応により生成した飽和炭化水素および水蒸気は、
排気口６より排出される。以上のようにして基板上に不
純物をほとんど含まないアルミニウムの薄膜を形成する
ことができる。
いて以下に説明する。図１は、具体例において用いられ
る装置を示す模式図である。装置１０において、薄膜を
形成すべき基板４は、真空チャンバ３内に配置される。
基板４はヒータ５によって室温〜数百℃に加熱される。
また、真空チャンバ内は真空ポンプ（図示せず）等によ
って、排気口６を介して排気される。排気の後、原料ガ
スとしてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）が、原料供
給口７から導入されると同時に、水素ガスが水素ガス供
給口８から導入され、真空チャンバ３内で原料ガスと混
合される。次に，電子蓄積リング１よりシンクロトン放
射光を発生させる。シンクロトロン放射光２は、真空チ
ャンバ３内の混合気体に照射される。このとき、照射さ
れるシンクロトロン放射光の波長はたとえば≧２ｎｍと
することができる。一連の光化学反応により、ＴＭＡか
らアルミニウムが生成し、基板４上に堆積される。ま
た、反応により生成した飽和炭化水素および水蒸気は、
排気口６より排出される。以上のようにして基板上に不
純物をほとんど含まないアルミニウムの薄膜を形成する
ことができる。
【００１１】なお、上記実施例において、シンクロトロ
ン放射光の代わりにアンジュレータ光を用いても同様の
結果を得ることができる。
ン放射光の代わりにアンジュレータ光を用いても同様の
結果を得ることができる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、有機金属ガスに水
素を混合して、これにシンクロトロン放射光またはアン
ジュレータ光を照射して光化学反応を励起・促進するこ
とにより、生成される膜に炭化水素ラジカルおよび酸素
等の不純物が取込まれる現象を阻止することが可能とな
る。これにより、特に光化学反応を用いて金属からなる
配線層を形成する場合、不純物が少なく導電性の高い配
線層を得ることができる。また、半導体デバイスの製造
において、本発明により、低温において精度よく良質の
配線層を形成させることができる。
素を混合して、これにシンクロトロン放射光またはアン
ジュレータ光を照射して光化学反応を励起・促進するこ
とにより、生成される膜に炭化水素ラジカルおよび酸素
等の不純物が取込まれる現象を阻止することが可能とな
る。これにより、特に光化学反応を用いて金属からなる
配線層を形成する場合、不純物が少なく導電性の高い配
線層を得ることができる。また、半導体デバイスの製造
において、本発明により、低温において精度よく良質の
配線層を形成させることができる。
【図１】この発明に従う一具体例において用いられる装
置を示す模式図である。
置を示す模式図である。
２ シンクロトロン放射光 ３ 真空チャンバ ４ 基板 ７ 原料供給口 ８ 水素ガス供給口
Claims (1)
- 【請求項１】 有機金属を含む原料ガスと水素ガスとが
混合された気体に、シンクロトロン放射光およびアンジ
ュレータ光の少なくともいずれかを照射して形成された
反応物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 |
|---|---|---|---|
| JP22272891A JPH0559559A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22272891A JPH0559559A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559559A true JPH0559559A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16786971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22272891A Withdrawn JPH0559559A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0559559A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08241786A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-09-17 | Gunther Heisskanaltechnik Gmbh | ホットランナ |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP22272891A patent/JPH0559559A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08241786A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-09-17 | Gunther Heisskanaltechnik Gmbh | ホットランナ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |