JPH0658889B2 - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPH0658889B2 JPH0658889B2 JP61300786A JP30078686A JPH0658889B2 JP H0658889 B2 JPH0658889 B2 JP H0658889B2 JP 61300786 A JP61300786 A JP 61300786A JP 30078686 A JP30078686 A JP 30078686A JP H0658889 B2 JPH0658889 B2 JP H0658889B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- electron beam
- deposited
- thin film
- gas
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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、基板上に薄膜を形成する方法に関するもので
ある。
ある。
(従来の技術) 従来、基板上にパターンを形成する場合、第3図および
第4図で示されている工程が行なわれている。第3図(1),
(2),(3),(4),(5)では、基板31上にパターン形成材料32
を蒸着やスパッタ法により形成する((1)図)。さらにレ
ジスト33を塗布し((2)図)、次に光露光や電子ビーム露
光によりレジスト33のパターニングをする((3)図)。そ
して、レジストパターン33をマスクとしてケミカルエッ
チングまたは、ドライエッチングによりパターン形成材
料32へパターントランスファーを行なう((4)図)。そし
て、レジスト33を剥離する((5)図)。第４図(1),(2),
(3),(4)ではリフトオフ法を用いる場合の工程を示して
いる。基板41上にレジスト42を塗布し((1)図)、次に光
露光や電子ビーム露光によりレジスト42のパターニング
をする((2)図)。次にパターン材料43を蒸着し((3)図)、
レジスト42を剥離することにより、基板41上にパターン
材料43をパターンン形成できる((4)図)。
第4図で示されている工程が行なわれている。第3図(1),
(2),(3),(4),(5)では、基板31上にパターン形成材料32
を蒸着やスパッタ法により形成する((1)図)。さらにレ
ジスト33を塗布し((2)図)、次に光露光や電子ビーム露
光によりレジスト33のパターニングをする((3)図)。そ
して、レジストパターン33をマスクとしてケミカルエッ
チングまたは、ドライエッチングによりパターン形成材
料32へパターントランスファーを行なう((4)図)。そし
て、レジスト33を剥離する((5)図)。第４図(1),(2),
(3),(4)ではリフトオフ法を用いる場合の工程を示して
いる。基板41上にレジスト42を塗布し((1)図)、次に光
露光や電子ビーム露光によりレジスト42のパターニング
をする((2)図)。次にパターン材料43を蒸着し((3)図)、
レジスト42を剥離することにより、基板41上にパターン
材料43をパターンン形成できる((4)図)。
(発明が解決しようとする問題点) この従来の方法では基板上にパタン材料を形成するのに
工程がきわめて長いという欠点を有していた。
工程がきわめて長いという欠点を有していた。
本発明の目的は、レジスト等のマスクを必要とせず、高
精度、高純度の薄膜を形成することのできる、電子ビー
ムを用いた薄膜形成方法を提供することである。
精度、高純度の薄膜を形成することのできる、電子ビー
ムを用いた薄膜形成方法を提供することである。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明は、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放電によ
りラジカル化して基板上に流し、前記基板上に吸着層を
形成し、前記基板上の所望の部分に電子ビームを照射し
て、電子線照射エネルギにより前記吸着層を揮発性材料
と不揮発性材料に分解し、前記不揮発性材料を前記基板
上に堆積させるようにしたものである。
させるべき材料を構成元素として含んだガスを放電によ
りラジカル化して基板上に流し、前記基板上に吸着層を
形成し、前記基板上の所望の部分に電子ビームを照射し
て、電子線照射エネルギにより前記吸着層を揮発性材料
と不揮発性材料に分解し、前記不揮発性材料を前記基板
上に堆積させるようにしたものである。
(作用) 次に、本発明の原理について第1図を用いて説明する。
デポジションさせるべき材料を含んだラジカル化したガ
ス分子13の雰囲気中に被デポジション基板11を設置する
と、ラジカル化したガス分子13が被デポジション基板11
の表面上に吸着する。12がその吸着ガス分子を示してい
る。ガス分子13の吸着率はラジカル化することにより大
幅に増大する。電子ビーム16を基板11上に照射すると、
照射された部分の吸着分子12が電子ビーム16のエネルギ
ーにより吸着分子12に含まれるデポジション材料14と揮
発性材料15に分解し、デポジション材料14は基板表面に
析出する。
デポジションさせるべき材料を含んだラジカル化したガ
ス分子13の雰囲気中に被デポジション基板11を設置する
と、ラジカル化したガス分子13が被デポジション基板11
の表面上に吸着する。12がその吸着ガス分子を示してい
る。ガス分子13の吸着率はラジカル化することにより大
幅に増大する。電子ビーム16を基板11上に照射すると、
照射された部分の吸着分子12が電子ビーム16のエネルギ
ーにより吸着分子12に含まれるデポジション材料14と揮
発性材料15に分解し、デポジション材料14は基板表面に
析出する。
一方、揮発性材料15は排出される。以上の様な原理によ
り被デポジション基板11表面上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を析出さ
せパターニングする。
り被デポジション基板11表面上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を析出さ
せパターニングする。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第2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208、試料室203、マイクロ波放
電室202、ガス材料室201とから構成されている。本実施
例においては、シリコン(Si)を構成元素として含むシラ
ン(SiH4)を雰囲気ガスとして用い、集束された電子ビー
ム照射によりGe基板上にSiをデポジションさせた。SiH4
402を雰囲気ガス材料収納室201に入れ、Siをデポジショ
ンさせるGe基板205を試料台204にセットする。電子ビー
ム照射系208と試料室203を10-5Torr程度以上の高真空に
排気する。SiH4をガス材料室201からマイクロ波放電室2
02へ導入し、マイクロ波放電室内でラジカル化し、その
ラジカルを試料室203へ導入する。電子ビーム210をGe基
板205の所望の部分に照射することによりGe基板205表面
上に吸着されたSiH4を分解する。Ge基板205は加熱せず
室温のままでよい。その分解の結果、SiとＨ2に分かれ
る。SiはGe基板205上に折出する。一方Ｈ2は揮発性ガス
であるので排出される。この様にして、SiがGe基板205
表面の所望の部分にデポジションされる。
る。第2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208、試料室203、マイクロ波放
電室202、ガス材料室201とから構成されている。本実施
例においては、シリコン(Si)を構成元素として含むシラ
ン(SiH4)を雰囲気ガスとして用い、集束された電子ビー
ム照射によりGe基板上にSiをデポジションさせた。SiH4
402を雰囲気ガス材料収納室201に入れ、Siをデポジショ
ンさせるGe基板205を試料台204にセットする。電子ビー
ム照射系208と試料室203を10-5Torr程度以上の高真空に
排気する。SiH4をガス材料室201からマイクロ波放電室2
02へ導入し、マイクロ波放電室内でラジカル化し、その
ラジカルを試料室203へ導入する。電子ビーム210をGe基
板205の所望の部分に照射することによりGe基板205表面
上に吸着されたSiH4を分解する。Ge基板205は加熱せず
室温のままでよい。その分解の結果、SiとＨ2に分かれ
る。SiはGe基板205上に折出する。一方Ｈ2は揮発性ガス
であるので排出される。この様にして、SiがGe基板205
表面の所望の部分にデポジションされる。
本実施例では、デポジション材料としてSiを含むSiH4を
雰囲気ガスとして用いたが、SiH2Cl2，SiH3Cl,Si2H6を
用いても良いし、構成元素としてMoを含むMo(C6H6)2、
構成元素としてAlを含むAl(CH3)3、構成元素としてCrを
含むCr(C6H6)2等の有機金属化合物に対しても同様の効
果を示す。Mo(C6H6)2を用いるとMoが堆積され、Al(CH3)
3を用いるとAlが堆積される。
雰囲気ガスとして用いたが、SiH2Cl2，SiH3Cl,Si2H6を
用いても良いし、構成元素としてMoを含むMo(C6H6)2、
構成元素としてAlを含むAl(CH3)3、構成元素としてCrを
含むCr(C6H6)2等の有機金属化合物に対しても同様の効
果を示す。Mo(C6H6)2を用いるとMoが堆積され、Al(CH3)
3を用いるとAlが堆積される。
その他にも原料としてWCl6,WCl5,WBr5等を用いればＷが
堆積できる。またMoCl5,MoBr5等を用いれば,Moを堆積で
きる。同様にしてTaCl5,TaBr5等でTa,TiI4等でTi,ZrI4
等でZrが堆積できる。以上述べたAl,Mo,W,Ti等はIC,LSI
において配線、ゲート電極等に用いることができる。
堆積できる。またMoCl5,MoBr5等を用いれば,Moを堆積で
きる。同様にしてTaCl5,TaBr5等でTa,TiI4等でTi,ZrI4
等でZrが堆積できる。以上述べたAl,Mo,W,Ti等はIC,LSI
において配線、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半導体や
金属に限るわではない。例えば原料としてBCl3やBBr3を
用いればB,POCl3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がドーブされた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。
金属に限るわではない。例えば原料としてBCl3やBBr3を
用いればB,POCl3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がドーブされた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TiCl4ガスと、Ｎ2ガスを同時に基板表面上に流して
電子ビームを照射することによってTiNを堆積できる。T
iI4,N2,Ti[N(C2H5)2]4でもTiNを形成できる。またSi(OC
2H5)4を用いればSiO2，Ti(OC2H5)5を用いればTa2O5が形
成できる。また前記BCl3,BBr3と前記金属形成材料とを
同時に用いるとボライド膜を形成できる。
電子ビームを照射することによってTiNを堆積できる。T
iI4,N2,Ti[N(C2H5)2]4でもTiNを形成できる。またSi(OC
2H5)4を用いればSiO2，Ti(OC2H5)5を用いればTa2O5が形
成できる。また前記BCl3,BBr3と前記金属形成材料とを
同時に用いるとボライド膜を形成できる。
また前記実施例ではマイクロ波放電を用いたが、直流放
電やRF放電も用いることができる。なお寿命の短いラジ
カルを用いるときには放電室を試料室内に設置する等の
手段で放電部分と基板を接近させるとよい。
電やRF放電も用いることができる。なお寿命の短いラジ
カルを用いるときには放電室を試料室内に設置する等の
手段で放電部分と基板を接近させるとよい。
(発明の効果) 本発明は、以上説明した様に、堆積させるべき材料を構
成元素として含んだガスをマイクロ波放電等によりラジ
カル化し、被堆積基板上に流し、基板上に電子ビームを
照射することより、デポジション材料を折出させること
ができ、従来の方法に比べて工程がきわめて簡単であ
る。
成元素として含んだガスをマイクロ波放電等によりラジ
カル化し、被堆積基板上に流し、基板上に電子ビームを
照射することより、デポジション材料を折出させること
ができ、従来の方法に比べて工程がきわめて簡単であ
る。
なお、前記実施例では集束された電子ビームを用いた
が、集束されていない電子ビームを用いても良い。
が、集束されていない電子ビームを用いても良い。
以上の説明では、本発明を、微細な薄膜パターンを形成
する方法、あるいは単に薄膜を形成する方法として述べ
たが、本発明は原料から基板上へいきなり高純度に精製
された膜を堆積する方法としてとらえてもよい。即ち本
発明によれば、それほど高純度でない原料からでも高純
度な膜を堆積できる。つまり原料の精製と膜の堆積とが
同時に進行するわけである。
する方法、あるいは単に薄膜を形成する方法として述べ
たが、本発明は原料から基板上へいきなり高純度に精製
された膜を堆積する方法としてとらえてもよい。即ち本
発明によれば、それほど高純度でない原料からでも高純
度な膜を堆積できる。つまり原料の精製と膜の堆積とが
同時に進行するわけである。
第1図は本発明の原理と作用を説明する模式図である。
第2図は本発明の実施例で用いる装置の構成図である。
第3図(1),(2),(3),(4),(5)および第４図(1),(2),(3),
(4)は基板上にパターンを形成する従来の方法を説明す
るための図で、主要工程における基板の断面を順次示し
た模式的断面図である。 図において 11,31,41,205……基板、12……吸着ガス分子、33,42…
…レジスト、13……ラジカル化したガス分子、14……デ
ポジション材料、15……揮発性材料、16,210……電子ビ
ーム、201……ガス材料室、202……マイクロ波放電室。
第2図は本発明の実施例で用いる装置の構成図である。
第3図(1),(2),(3),(4),(5)および第４図(1),(2),(3),
(4)は基板上にパターンを形成する従来の方法を説明す
るための図で、主要工程における基板の断面を順次示し
た模式的断面図である。 図において 11,31,41,205……基板、12……吸着ガス分子、33,42…
…レジスト、13……ラジカル化したガス分子、14……デ
ポジション材料、15……揮発性材料、16,210……電子ビ
ーム、201……ガス材料室、202……マイクロ波放電室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 義克 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−167316（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項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放電によりラジカル化して基板上に
流し、前記基板上に吸着層を形成し、前記基板上の所望
の部分に電子ビームを照射して、電子線照射エネルギに
より前記吸着層を揮発性材料と不揮発性材料に分解し、
前記不揮発性材料を前記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 |
|---|---|---|---|
| JP61300786A JPH0658889B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61300786A JPH0658889B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63152120A JPS63152120A (ja) | 1988-06-24 |
| JPH0658889B2 true JPH0658889B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=17889077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61300786A Expired - Lifetime JPH0658889B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658889B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0361460A3 (en) * | 1988-09-29 | 1990-08-01 | Sony Corporation | A method for forming a pattern |
| EP0419053B1 (en) * | 1989-08-31 | 1997-12-29 | AT&T Corp. | Dielectric film deposition method and apparatus |
| JPH0819530B2 (ja) * | 1990-08-31 | 1996-02-28 | エナージー・コンバーシヨン・デバイセス・インコーポレーテツド | 高速で薄膜を形成する方法および薄膜形成装置 |
| US7258901B1 (en) * | 2000-09-08 | 2007-08-21 | Fei Company | Directed growth of nanotubes on a catalyst |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167316A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Fujitsu Ltd | 被膜の形成方法 |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP61300786A patent/JPH0658889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63152120A (ja) | 1988-06-24 |
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