JPH0573050B2 - - Google Patents
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- JPH0573050B2 JPH0573050B2 JP60088471A JP8847185A JPH0573050B2 JP H0573050 B2 JPH0573050 B2 JP H0573050B2 JP 60088471 A JP60088471 A JP 60088471A JP 8847185 A JP8847185 A JP 8847185A JP H0573050 B2 JPH0573050 B2 JP H0573050B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、気相の物質を基板表面に蒸着させる
技術に関し、より詳細には、蒸着場所の近くでソ
ースガスを発生させることに関する。蒸着（デポ
ジシヨン）はレーザー源のエネルギーで生じさせ
ることができる。
技術に関し、より詳細には、蒸着場所の近くでソ
ースガスを発生させることに関する。蒸着（デポ
ジシヨン）はレーザー源のエネルギーで生じさせ
ることができる。
従来の技術
気相物質の基板への蒸着技術は周知である。事
実、慣用技術では半導体集積デバイスの製造に際
しパターン化した蒸着を行うため光りソグラフイ
でつくつたマスクを使用する。この技術は極微細
レベルでの多数の処理工程を必要とする。通常、
この技術による精度（分解能）は、露光の波長
や、マスクの解像度、処理工程におけるマスク位
置の調整、位置合せによつて制限をうける。した
がつて最終製品の分解能はマスクの位置合せや露
光の精度、マスク製作工程での制御能力、マスク
使用によるエツチングやデポジシヨン処理の制御
能力によつて制約される。
実、慣用技術では半導体集積デバイスの製造に際
しパターン化した蒸着を行うため光りソグラフイ
でつくつたマスクを使用する。この技術は極微細
レベルでの多数の処理工程を必要とする。通常、
この技術による精度（分解能）は、露光の波長
や、マスクの解像度、処理工程におけるマスク位
置の調整、位置合せによつて制限をうける。した
がつて最終製品の分解能はマスクの位置合せや露
光の精度、マスク製作工程での制御能力、マスク
使用によるエツチングやデポジシヨン処理の制御
能力によつて制約される。
マスクの使用に伴う問題を解決すべく、基板へ
の蒸着をレーザーの直接描画によつて行う試みが
なされている。例えば、ドイチエ（Deutsch）ら
による米国特許第4340617号には、レーザー源の
エネルギで気相の蒸着化合物を光分解して基板表
面に薄膜を形成する方法が示されている。この特
許に係る装置は、ガス蒸着チヤンバーと、チヤン
バー内の基板を支持するジグに加え、所望波長で
動作するレーザー源エネルギーと、このエネルギ
ーを選択した基板表面に向けて集光し、選択表面
近くに照射する光学装置を備えている。蒸着すべ
き物質の気相化合物をチヤンバーに導入すると、
この化合物は選択波長をもつ入射レーザーエネル
ギーの一部を吸収し、選択表面近くで光分解し
て、選択表面に蒸着が行なわれる。有機金属、例
えば、トリメチル・アルミニウムやジメチル・カ
ドミウムは260nｍより短い波長で光分解してア
ルミニウムやカドミウムの蒸着物となる。２倍周
波数、514.5nｍ動作のアルゴン・イオン連続発振
レーザーあるいは、193nｍ動作のフツ化・アル
ゴンエキサイマー・パルスレーザーで光分解反応
を起こさせる。光蒸着は、主として、基板表面上
のフアン・デル・ワールス分子膜の光分解により
（Bruechら、48Physical Review Letters1678
（1982））、あるいは気相において（Woodら、
42Applied Physics Letters408（1983））生じると
されている。
の蒸着をレーザーの直接描画によつて行う試みが
なされている。例えば、ドイチエ（Deutsch）ら
による米国特許第4340617号には、レーザー源の
エネルギで気相の蒸着化合物を光分解して基板表
面に薄膜を形成する方法が示されている。この特
許に係る装置は、ガス蒸着チヤンバーと、チヤン
バー内の基板を支持するジグに加え、所望波長で
動作するレーザー源エネルギーと、このエネルギ
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近くに照射する光学装置を備えている。蒸着すべ
き物質の気相化合物をチヤンバーに導入すると、
この化合物は選択波長をもつ入射レーザーエネル
ギーの一部を吸収し、選択表面近くで光分解し
て、選択表面に蒸着が行なわれる。有機金属、例
えば、トリメチル・アルミニウムやジメチル・カ
ドミウムは260nｍより短い波長で光分解してア
ルミニウムやカドミウムの蒸着物となる。２倍周
波数、514.5nｍ動作のアルゴン・イオン連続発振
レーザーあるいは、193nｍ動作のフツ化・アル
ゴンエキサイマー・パルスレーザーで光分解反応
を起こさせる。光蒸着は、主として、基板表面上
のフアン・デル・ワールス分子膜の光分解により
（Bruechら、48Physical Review Letters1678
（1982））、あるいは気相において（Woodら、
42Applied Physics Letters408（1983））生じると
されている。
レーザー源エネルギーで基板表面を加熱して気
相化合物を熱分解させる方法も採用されている。
例えば、ハーマン（herman）らのMaterials
Research Society Symposium Proceedings
Volume17（1983）では光分解法と熱分解法によ
る金属の蒸着速度限界を比較し、トリメチル・ア
ルミニウムのような化合物では光分解断面積が小
さいことから、アルミニウム金属の蒸着について
は、熱分解法の方が、使用できる強度のレーザー
光による光分解法より３桁程度速くなると結論し
ている。さらに、ハーマンは、ジメチルカドミウ
ム、ニツケルテトラカルボニル、ジメチル亜鉛に
ついても、約10トルの金属アルキル又は金属カル
ボニルにバツフアとして700トルのヘリウム条件
下で調べている。
相化合物を熱分解させる方法も採用されている。
例えば、ハーマン（herman）らのMaterials
Research Society Symposium Proceedings
Volume17（1983）では光分解法と熱分解法によ
る金属の蒸着速度限界を比較し、トリメチル・ア
ルミニウムのような化合物では光分解断面積が小
さいことから、アルミニウム金属の蒸着について
は、熱分解法の方が、使用できる強度のレーザー
光による光分解法より３桁程度速くなると結論し
ている。さらに、ハーマンは、ジメチルカドミウ
ム、ニツケルテトラカルボニル、ジメチル亜鉛に
ついても、約10トルの金属アルキル又は金属カル
ボニルにバツフアとして700トルのヘリウム条件
下で調べている。
基板表面に集光させるレーザー・ビームで直接
描画して集積回路を製造するのに、レーザー・ビ
ームによるデポジシヨンやエツチングの必要性が
認められている。例えば、ハーマンらは、
Materials Research Society Conference（ボス
トン、11月15日、1983年）において、タングステ
ン・ヘキサフルオライド（WF6）を用いてタン
グステンの蒸着、ニツケルテトラカルボニルから
ニツケルの蒸着、シランからシリコンの蒸着、ホ
スフインからポリシリコンのドーピング、塩化水
素と塩素からシリコンのエツチング、フツ化水素
とシリコンから二酸化シリコンの除去を行うの
に、全てレーザー・ビームによる熱分解を利用し
ており、直接描画によるMOSトランジスタ製法
への応用を報告している。
描画して集積回路を製造するのに、レーザー・ビ
ームによるデポジシヨンやエツチングの必要性が
認められている。例えば、ハーマンらは、
Materials Research Society Conference（ボス
トン、11月15日、1983年）において、タングステ
ン・ヘキサフルオライド（WF6）を用いてタン
グステンの蒸着、ニツケルテトラカルボニルから
ニツケルの蒸着、シランからシリコンの蒸着、ホ
スフインからポリシリコンのドーピング、塩化水
素と塩素からシリコンのエツチング、フツ化水素
とシリコンから二酸化シリコンの除去を行うの
に、全てレーザー・ビームによる熱分解を利用し
ており、直接描画によるMOSトランジスタ製法
への応用を報告している。
発明が解決しようとする問題点
気相物質の蒸着を行うため、光分解、又は熱分
解エネルギーとしてレーザー源エネルギーを使用
しているこれら従来技術の全てに共通している点
は、蒸着チヤンバーに導入する物質がすでに蒸着
物質の化合物（ソース）の形で（例えばアルミニ
ウム蒸着にはトリメチル・アルミニウムを、ニツ
ケル蒸着には室温で数100トルの分圧をもつ液体
ニツケル・カルボニルをポンプで導入する）与え
られるところにある。ソースガスを直接蒸着チヤ
ンバーに取り込むのは、その取扱いが大変厄介で
ある。というのも有機金属化合物は一般に毒性が
高く、湿気や空気に影響を受けるからである。さ
らに、直接取込み法では、比較的安定な化合物し
か使用できないので、蒸着できる物質の選択に制
限を受ける。さらに、所望蒸着物質の気相化合物
で要求される純度をもつものが入手できない場合
もある。特に、上述したトリメチル・アルミニウ
ムについてはその光分解断面積（確率）が小さい
ため、アルミニウムの光分解蒸着への利用には妨
げとなる。さらに、直接描画による一製造工程中
には種々の物質を必要とするため、数多くの異な
る化合物を蒸着チヤンバーに入れたり、出したり
しなければならず、取扱い上困難な問題（特に、
ニツケル・カルボニルのような揮発性液体の場
合）がある。したがつて、蒸着すべき物質の気相
化合物を自在に、かつその場で発生させる技術の
必要性が求められている。
解エネルギーとしてレーザー源エネルギーを使用
しているこれら従来技術の全てに共通している点
は、蒸着チヤンバーに導入する物質がすでに蒸着
物質の化合物（ソース）の形で（例えばアルミニ
ウム蒸着にはトリメチル・アルミニウムを、ニツ
ケル蒸着には室温で数100トルの分圧をもつ液体
ニツケル・カルボニルをポンプで導入する）与え
られるところにある。ソースガスを直接蒸着チヤ
ンバーに取り込むのは、その取扱いが大変厄介で
ある。というのも有機金属化合物は一般に毒性が
高く、湿気や空気に影響を受けるからである。さ
らに、直接取込み法では、比較的安定な化合物し
か使用できないので、蒸着できる物質の選択に制
限を受ける。さらに、所望蒸着物質の気相化合物
で要求される純度をもつものが入手できない場合
もある。特に、上述したトリメチル・アルミニウ
ムについてはその光分解断面積（確率）が小さい
ため、アルミニウムの光分解蒸着への利用には妨
げとなる。さらに、直接描画による一製造工程中
には種々の物質を必要とするため、数多くの異な
る化合物を蒸着チヤンバーに入れたり、出したり
しなければならず、取扱い上困難な問題（特に、
ニツケル・カルボニルのような揮発性液体の場
合）がある。したがつて、蒸着すべき物質の気相
化合物を自在に、かつその場で発生させる技術の
必要性が求められている。
問題点を解決するための手段、作用
本発明は蒸着チヤンバー内の基板近くで蒸着す
べき物質の気相化合物を発生させる方法及び装置
に関する。生成した気相化合物から物質の蒸着を
引き起こすのにレーザー源のエネルギーが使用で
き、このエネルギーで基板表面での気相化合物を
光分解あるいは熱分解する。
べき物質の気相化合物を発生させる方法及び装置
に関する。生成した気相化合物から物質の蒸着を
引き起こすのにレーザー源のエネルギーが使用で
き、このエネルギーで基板表面での気相化合物を
光分解あるいは熱分解する。
ある側面から見れば、本発明は、プラズマのタ
ーゲツト物質と、ターゲツト物質のプラズマ・エ
ツチングガスを導入することによつて、ガス蒸着
チヤンバー内で、蒸着物質の気相化合物（ソース
ガス）を生成する方法及び装置に関する。プラズ
マ・エツチング・ガスはプラズマによりイオン化
され反応種となつてターゲツト物質と結合して気
相化合物（不安定、短命であつてもよい）をつく
りだす。気相化合物は基板表面上に運ばれ、そこ
でレーザー源その他のエネルギー源により目的物
質の蒸着が引き起こされる。
ーゲツト物質と、ターゲツト物質のプラズマ・エ
ツチングガスを導入することによつて、ガス蒸着
チヤンバー内で、蒸着物質の気相化合物（ソース
ガス）を生成する方法及び装置に関する。プラズ
マ・エツチング・ガスはプラズマによりイオン化
され反応種となつてターゲツト物質と結合して気
相化合物（不安定、短命であつてもよい）をつく
りだす。気相化合物は基板表面上に運ばれ、そこ
でレーザー源その他のエネルギー源により目的物
質の蒸着が引き起こされる。
本発明の一態様では、遠隔操作により、プラズ
マ中に配置したターゲツトを交換できるようにし
て、生成気相化合物の取替えがすばやく、簡単に
でき、短い停止時間で種々の物質を基板表面に蒸
着できるようにしている。
マ中に配置したターゲツトを交換できるようにし
て、生成気相化合物の取替えがすばやく、簡単に
でき、短い停止時間で種々の物質を基板表面に蒸
着できるようにしている。
したがつて、本発明により、従来技術の問題
点、例えば、ある種の目的物質の気相化合物とし
て条件にあうものを入手できないことや、目的物
質の化合物が毒性をもつための取扱面でのむずか
しさや危険性、短命の化合物を使用できなかつた
点、蒸着工程における目的物質を替える際の取扱
いにくさ等が解決される。
点、例えば、ある種の目的物質の気相化合物とし
て条件にあうものを入手できないことや、目的物
質の化合物が毒性をもつための取扱面でのむずか
しさや危険性、短命の化合物を使用できなかつた
点、蒸着工程における目的物質を替える際の取扱
いにくさ等が解決される。
実施例
第１図において、第１実施例を示す装置１１は
反応チヤンバー１３、支持アセンブリ１５、基板
１７、レーザー源１９、レーザー１９で発生した
ビーム２３を集光ないし映し出す光学装置２１、
光学監視部２２、レーザー・ビーム２３をチヤン
バー１３内の基板表面１７に通す、チヤンバー１
３の壁に形成した窓２５、電極２９と３１間に発
生するプラズマ２７、ガス入口３３、ガス出口３
５、スロツトル弁３７、及び真空ポンプ３９を備
える。
反応チヤンバー１３、支持アセンブリ１５、基板
１７、レーザー源１９、レーザー１９で発生した
ビーム２３を集光ないし映し出す光学装置２１、
光学監視部２２、レーザー・ビーム２３をチヤン
バー１３内の基板表面１７に通す、チヤンバー１
３の壁に形成した窓２５、電極２９と３１間に発
生するプラズマ２７、ガス入口３３、ガス出口３
５、スロツトル弁３７、及び真空ポンプ３９を備
える。
装置１１の動作は次の通りである。
装置１１の第１動作例（方法の第１使用例）と
して、金属Ｍ、例えばタングステンを熱分解によ
り基板表面１７に蒸着させるものとする。まず、
電極３１に金属Ｍの層を形成する。次に、金属Ｍ
を効率よくプラズマ・エツチングするガス（タン
グステンの場合であれば六フツ化硫黄（SF6）あ
るいは四フツ化炭素（CF4））を真空ポンプ３９
で引いて入口３３よりチヤンバー１３を通し出口
３５より排出する。スロツトル弁３７はチヤンバ
ーの圧力調整に使用し、dc源あるいはrf発生器に
よりdcあるいはrfグロー放電が電極２９と３１間
に生じるようにする。電極２９はカソードとして
働く。単体のガスの代りに、混合ガスが使用で
き、例えばO2とCF4の混合ガスを用いればO2に
よりＦ種の生成が助長されエツチング・レートが
上がる。目標圧に達したら、電極２９と３１に電
圧を印加してプラズマ２７を発生させる。タング
ステンのrfプラズマ・エツチングを行う場合の運
転条件例をあげると、4.5MHz、500ワツトのrf出
力、200ｍトルの圧力、60℃の電極温度、流量
75SCCMである（C.C.タング（Tang）とD.W.ヘ
ス（Hess）のTungsten Etching in CF4 and
SF6 Discharge、J.Electrochem.Soc.、115−120
頁、1984年を参照のこと）。
して、金属Ｍ、例えばタングステンを熱分解によ
り基板表面１７に蒸着させるものとする。まず、
電極３１に金属Ｍの層を形成する。次に、金属Ｍ
を効率よくプラズマ・エツチングするガス（タン
グステンの場合であれば六フツ化硫黄（SF6）あ
るいは四フツ化炭素（CF4））を真空ポンプ３９
で引いて入口３３よりチヤンバー１３を通し出口
３５より排出する。スロツトル弁３７はチヤンバ
ーの圧力調整に使用し、dc源あるいはrf発生器に
よりdcあるいはrfグロー放電が電極２９と３１間
に生じるようにする。電極２９はカソードとして
働く。単体のガスの代りに、混合ガスが使用で
き、例えばO2とCF4の混合ガスを用いればO2に
よりＦ種の生成が助長されエツチング・レートが
上がる。目標圧に達したら、電極２９と３１に電
圧を印加してプラズマ２７を発生させる。タング
ステンのrfプラズマ・エツチングを行う場合の運
転条件例をあげると、4.5MHz、500ワツトのrf出
力、200ｍトルの圧力、60℃の電極温度、流量
75SCCMである（C.C.タング（Tang）とD.W.ヘ
ス（Hess）のTungsten Etching in CF4 and
SF6 Discharge、J.Electrochem.Soc.、115−120
頁、1984年を参照のこと）。
プラズマ２７はエツチング・ガスをイオン化
し、生成されたイオンは電極２９と３１に衝突す
る。これによつて金属Ｍの揮発性種ができる。例
えばSF6はF-のような種に分解し、これが電極３
１に衝突して、タングステンの場合であれば
WF6のような種を生成する。この揮発性種は後
でなされる蒸着のソースガスであり、プラズマ２
７から拡散して基板表面１７上に運ばれる。
し、生成されたイオンは電極２９と３１に衝突す
る。これによつて金属Ｍの揮発性種ができる。例
えばSF6はF-のような種に分解し、これが電極３
１に衝突して、タングステンの場合であれば
WF6のような種を生成する。この揮発性種は後
でなされる蒸着のソースガスであり、プラズマ２
７から拡散して基板表面１７上に運ばれる。
基板表面１７はレーザー１９で発生させたレー
ザー・ビーム・パターン２３で金属Ｍを蒸着する
部分が局所的に加熱される。レーザー・ビーム・
パターン２３は単一のスポツトかあるいは、マス
クのパターンを基板に映し出すレーザーと光学装
置によつて生成したパターンが使用できる。チヤ
ンバー１３の窓２５はレーザー１９の波長に対し
て透過な材質で構成する。熱分解の場合には、レ
ーザーの波長、出力、及び基板の熱伝導率と吸収
特性によつて、ソースガスを実用速度で分解する
基板温度が得られるよう、レーザー１９と基板１
７を選定する。光分解を行う場合は特性の違う基
板とレーザーを必要とする（Deutschらの米国特
許第4340617号を参照のこと）。基板表面１７に達
したソースガスはレーザー１９の照射、加熱によ
り分解温度以上となつた領域と接触する。これら
の領域でソースガスは分解して金属Ｍを基板表面
に蒸着し、揮発性残留分は排出される。例えば
WF6はＷ（固形物）＋F2（ガス）に分解する。本発
明ではソースガスの生成直後に蒸着を行つている
ため、金属Ｍとプラズマ２７で生成した揮発性種
はライフタイムの短いものであつても使用するこ
とができる点に注目されたい。
ザー・ビーム・パターン２３で金属Ｍを蒸着する
部分が局所的に加熱される。レーザー・ビーム・
パターン２３は単一のスポツトかあるいは、マス
クのパターンを基板に映し出すレーザーと光学装
置によつて生成したパターンが使用できる。チヤ
ンバー１３の窓２５はレーザー１９の波長に対し
て透過な材質で構成する。熱分解の場合には、レ
ーザーの波長、出力、及び基板の熱伝導率と吸収
特性によつて、ソースガスを実用速度で分解する
基板温度が得られるよう、レーザー１９と基板１
７を選定する。光分解を行う場合は特性の違う基
板とレーザーを必要とする（Deutschらの米国特
許第4340617号を参照のこと）。基板表面１７に達
したソースガスはレーザー１９の照射、加熱によ
り分解温度以上となつた領域と接触する。これら
の領域でソースガスは分解して金属Ｍを基板表面
に蒸着し、揮発性残留分は排出される。例えば
WF6はＷ（固形物）＋F2（ガス）に分解する。本発
明ではソースガスの生成直後に蒸着を行つている
ため、金属Ｍとプラズマ２７で生成した揮発性種
はライフタイムの短いものであつても使用するこ
とができる点に注目されたい。
プラズマ・エツチヤントとしてSF6を用いてタ
ングステンの熱分解を行う場合、上述したプラズ
マ条件下で７インチ径のタングステン・ターゲツ
トを使用すれば50〜100ｍトル分圧のWF6の生成
が見込まれる。これは、600℃の基板表面温度に
対して、およそ２〜20オングストローム／秒のタ
ングステン蒸着速度が得られることを意味する
（アレン（Allen）らのJ.Appl.Phys.54(3)、1983年
３月を参照）。表面温度をさらに高くし、プラズ
マ反応、熱分解反応を高めればこれよりずつと速
い蒸着速度が達成できると思われる。もちろん、
上記実施例には種々の変形が可能である。例え
ば、複数の物質でできた合成ターゲツトが使用で
き各物質を使用するソースガスやソースガス混合
体に合わせてターゲツトの異なる区域に形成す
る。例えば、WSi2の薄膜を蒸着する場合に、タ
ングステン／シリコンターゲツトを使用すれば
SiF4とWF6を同時に生成することができる。本
技術を利用すれば多数のその他の化合物、合金を
蒸着できるはずである。その他の反応性ガス、
（例えば窒化物の形成には窒素）を導入すること
により化合物や合金の蒸着を行うこともできる。
他の変形例として、基板をソースガスの分解温度
より少し低めに均一加熱することがあげられる。
レーザー源が高価な場合均一加熱（予熱）してお
けば低出力のレーザー源で済むことになる。さら
に別の変形例として、コンピユータ制御のＸ−Ｙ
ステージを用いて基板を支持し、これをレーザー
集光ビームと組み合わせてパターンを発生させる
ことができる。レーザーの代りに、通常の加熱源
でソースガスを分解してもよい。
ングステンの熱分解を行う場合、上述したプラズ
マ条件下で７インチ径のタングステン・ターゲツ
トを使用すれば50〜100ｍトル分圧のWF6の生成
が見込まれる。これは、600℃の基板表面温度に
対して、およそ２〜20オングストローム／秒のタ
ングステン蒸着速度が得られることを意味する
（アレン（Allen）らのJ.Appl.Phys.54(3)、1983年
３月を参照）。表面温度をさらに高くし、プラズ
マ反応、熱分解反応を高めればこれよりずつと速
い蒸着速度が達成できると思われる。もちろん、
上記実施例には種々の変形が可能である。例え
ば、複数の物質でできた合成ターゲツトが使用で
き各物質を使用するソースガスやソースガス混合
体に合わせてターゲツトの異なる区域に形成す
る。例えば、WSi2の薄膜を蒸着する場合に、タ
ングステン／シリコンターゲツトを使用すれば
SiF4とWF6を同時に生成することができる。本
技術を利用すれば多数のその他の化合物、合金を
蒸着できるはずである。その他の反応性ガス、
（例えば窒化物の形成には窒素）を導入すること
により化合物や合金の蒸着を行うこともできる。
他の変形例として、基板をソースガスの分解温度
より少し低めに均一加熱することがあげられる。
レーザー源が高価な場合均一加熱（予熱）してお
けば低出力のレーザー源で済むことになる。さら
に別の変形例として、コンピユータ制御のＸ−Ｙ
ステージを用いて基板を支持し、これをレーザー
集光ビームと組み合わせてパターンを発生させる
ことができる。レーザーの代りに、通常の加熱源
でソースガスを分解してもよい。
多数の物質が本技術による蒸着対象となり得
る。例をあげると、(1)SF6とCF4をプラズマ・エ
ツチヤントとして用いて、WF6、MoF6、NbF5、
SiF4を生成する。(2)CCl4をプラズマ・エツチヤ
ントとしてAlCl3、TiCl4を生成する。もちろん
蒸着可能物質は金属ばかりでなく、半導体や絶縁
体、有機物質も含まれる。
る。例をあげると、(1)SF6とCF4をプラズマ・エ
ツチヤントとして用いて、WF6、MoF6、NbF5、
SiF4を生成する。(2)CCl4をプラズマ・エツチヤ
ントとしてAlCl3、TiCl4を生成する。もちろん
蒸着可能物質は金属ばかりでなく、半導体や絶縁
体、有機物質も含まれる。
第２図に示す第２実施例の装置５１は第１図の
第１実施例の装置１１の特徴に加え、導入ガス分
岐管５３、第２ガス入口５５、及び取替可能な電
極スタツク５７を備えている。装置５１は装置１
１とほぼ同様に動作するが、追加した部分によ
り、より自在性に富むものとなつている。
第１実施例の装置１１の特徴に加え、導入ガス分
岐管５３、第２ガス入口５５、及び取替可能な電
極スタツク５７を備えている。装置５１は装置１
１とほぼ同様に動作するが、追加した部分によ
り、より自在性に富むものとなつている。
すなわち、第２入口５５を介して、金属Ｍを含
む揮発性種の分解蒸着を助長する反応性ガスを取
り込むことができる。例えば、金属Ｍとしてタン
グステン、プラズマ・エツチング・ガスとして四
フツ化炭素を選んだ場合、揮発性種には六フツ化
タングステンが含まれる。そこで、第２入口５５
を介して水素を導入すれば、六フツ化タングステ
ン水素の混合ガスが基板表面１７を通り、WF6
とH2の熱分解反応によりＷ（固形物）とHF（ガ
ス）に分かれる。水素は熱分解の揮発性残留物を
補捉する働きをする。同様に、酸素などその他の
スカベンジヤー・ガスを第２入口から取り込むこ
とができる。
む揮発性種の分解蒸着を助長する反応性ガスを取
り込むことができる。例えば、金属Ｍとしてタン
グステン、プラズマ・エツチング・ガスとして四
フツ化炭素を選んだ場合、揮発性種には六フツ化
タングステンが含まれる。そこで、第２入口５５
を介して水素を導入すれば、六フツ化タングステ
ン水素の混合ガスが基板表面１７を通り、WF6
とH2の熱分解反応によりＷ（固形物）とHF（ガ
ス）に分かれる。水素は熱分解の揮発性残留物を
補捉する働きをする。同様に、酸素などその他の
スカベンジヤー・ガスを第２入口から取り込むこ
とができる。
電極スタツク５７は電極３１のインサート板の
供給源であつて、図示しないが、電極３１上のイ
ンサート板５９をスタツクのインサートと交換す
る装置を含んでいる。インサート板５９は電極３
１と接触する平らな導電プレートで、重力その他
の方法により、電極３１上に支持される。もちろ
んインサート板５９は電気的には電極３１の一部
となるもので、イオン衝突のターゲツトである。
このインサート板の使用は、金属Ｍが電極３１上
ではなくインサート板５９上に形成されることを
意味し、チヤンバー１３を分解することなく金属
Ｍを取り替えることができる。すなわち、処理工
程中であつても、インサート板５９を取り外し、
スタツク５７より選び出した、別の物質、複数の
物質をコーテイングしたインサートと交換でき
る。金属Ｍを替えれば入口３３を介して導入する
プラズマ・エツチング・ガスも替える必要があ
る。導入ガス分岐管５３を使用すれば分岐管５３
の入口に接続した種々のガスの中から必要とする
ガスを選び出すことによりガスの取替えを簡単に
行なえる。
供給源であつて、図示しないが、電極３１上のイ
ンサート板５９をスタツクのインサートと交換す
る装置を含んでいる。インサート板５９は電極３
１と接触する平らな導電プレートで、重力その他
の方法により、電極３１上に支持される。もちろ
んインサート板５９は電気的には電極３１の一部
となるもので、イオン衝突のターゲツトである。
このインサート板の使用は、金属Ｍが電極３１上
ではなくインサート板５９上に形成されることを
意味し、チヤンバー１３を分解することなく金属
Ｍを取り替えることができる。すなわち、処理工
程中であつても、インサート板５９を取り外し、
スタツク５７より選び出した、別の物質、複数の
物質をコーテイングしたインサートと交換でき
る。金属Ｍを替えれば入口３３を介して導入する
プラズマ・エツチング・ガスも替える必要があ
る。導入ガス分岐管５３を使用すれば分岐管５３
の入口に接続した種々のガスの中から必要とする
ガスを選び出すことによりガスの取替えを簡単に
行なえる。
さらに、スタツク５７のインサート板は汚染を
防ぎ、比較的活性な状態を保つため、冷却しても
よい。実際、蒸着チヤンバー１３全体を低温蒸着
のために冷却できる。逆に、基板１７のみを通常
の加熱装置（レーザーではない）で加熱し、全面
熱分解蒸着や表面選択反応（例えばWF6＋Si（固
形物）、Ｗ（固形物）＋SiF4）を行つてもよい。
防ぎ、比較的活性な状態を保つため、冷却しても
よい。実際、蒸着チヤンバー１３全体を低温蒸着
のために冷却できる。逆に、基板１７のみを通常
の加熱装置（レーザーではない）で加熱し、全面
熱分解蒸着や表面選択反応（例えばWF6＋Si（固
形物）、Ｗ（固形物）＋SiF4）を行つてもよい。
効 果
以上のように、本発明では、(a)蒸着物質のソー
スガスを外部から導入するのではなく、蒸着を行
う場所、即ち蒸着チヤンバー内で行つている。こ
のため(b)チヤンバー内にターゲツト（蒸着母材）
を配置し、ターゲツトを一方の電極とする両電極
間にプラズマを生成し、(c)このプラズマと反応
し、ターゲツトに衝突してソースガスを生成する
ガスを外部より導入している。
スガスを外部から導入するのではなく、蒸着を行
う場所、即ち蒸着チヤンバー内で行つている。こ
のため(b)チヤンバー内にターゲツト（蒸着母材）
を配置し、ターゲツトを一方の電極とする両電極
間にプラズマを生成し、(c)このプラズマと反応
し、ターゲツトに衝突してソースガスを生成する
ガスを外部より導入している。
したがつて、
(a) ソースガスがライフタイムの短い不安定なも
のでも使用できる。
のでも使用できる。
(b) 外部導入ガスとターゲツトを組み合せること
により種々の物質を蒸着できる。
により種々の物質を蒸着できる。
(c) 蒸着工程での蒸着（目的）物質の取替を短時
間で簡単に行なえる（特に第２実施例の場合）。
間で簡単に行なえる（特に第２実施例の場合）。
(d) その他、外部よりソース・ガスを導入してい
た従来技術の問題点（条件に合うソースガスを
入手できないこと、有毒ソースガスの取扱いの
危険性）が解消される。
た従来技術の問題点（条件に合うソースガスを
入手できないこと、有毒ソースガスの取扱いの
危険性）が解消される。
等の効果がもたらされる。
第１図は第１実施例の概要図、第２図は第２実
施例の概要図、である。 １３：反応チヤンバー、１５：支持アセンブ
リ、１７：基板、１９：レーザー源、２１：光学
装置、２３：レーザー・ビーム、２２：光学監視
部、２５：窓、２７：プラズマ、２９，３１：電
極、３３：ガス入口、３５：ガス出口、３７：ス
ロツトル弁、３９：真空ポンプ、５３：ガス分岐
管、５５：第２ガス入口、５９：インサート板、
５７：インサート・スタツク。
施例の概要図、である。 １３：反応チヤンバー、１５：支持アセンブ
リ、１７：基板、１９：レーザー源、２１：光学
装置、２３：レーザー・ビーム、２２：光学監視
部、２５：窓、２７：プラズマ、２９，３１：電
極、３３：ガス入口、３５：ガス出口、３７：ス
ロツトル弁、３９：真空ポンプ、５３：ガス分岐
管、５５：第２ガス入口、５９：インサート板、
５７：インサート・スタツク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) 密閉チヤンバー内にある基板を支持し、 (b) 前記チヤンバー内において、少なくとも一方
の電極に蒸着物質を含有するターゲツト面を設
けた２つの電極間にプラズマを生成し、 (c) 少なくとも一方の電極に蒸着物質を含有する
ターゲツト面を設けてある２つの電極間に生成
されたプラズマ中に導入した際に蒸着物質の揮
発性種を生成するようになつているガスを前記
プラズマ中に導入して前記揮発性種を生成し、 (d) 前記揮発性種を前記ターゲツト面近くから基
板表面近くに移動させ、 (e) 前記基板表面のごく近くで前記揮発性種を分
解して前記基板表面に前記蒸着物質を蒸着させ
る、 工程より成るプラズマ生成したソースガスを用い
た蒸着法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記分解工程は、 (a) レーザー源からのエネルギーを前記基板表面
に当てて前記揮発性種を熱分解する、 ことによつて行なわれる蒸着法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記分解工程は、 (a) 前記揮発性種の光分解を起こさせる波長のエ
ネルギーを出力するレーザー源を選定し、 (b) そのエネルギーを前記基板表面近くに照射し
て前記揮発性種を光分解する、 ことによつて行なわれる蒸着法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記分解工程は、 (a) 前記揮発性種の拡散 によつて行なわれる蒸着法。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記導入工程は、 (a) 前記チヤンバーのプラズマ近くに前記ガスを
連続導入し、 (b) 前記チヤンバーの前記基板表面近くより前記
ガスを連続排出する、 ことによつて行なわれる蒸着法。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、 (a) 前記チヤンバーの前記基板表面近くにスカベ
ンジヤーガスを導入するようにした蒸着法。
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