JPH07252641A - Formation of thin film - Google Patents

Formation of thin film

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JPH07252641A
JPH07252641A JP3968294A JP3968294A JPH07252641A JP H07252641 A JPH07252641 A JP H07252641A JP 3968294 A JP3968294 A JP 3968294A JP 3968294 A JP3968294 A JP 3968294A JP H07252641 A JPH07252641 A JP H07252641A
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JP
Japan
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target
spot
thin film
substrate
forming method
Prior art date
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JP3968294A
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Japanese (ja)
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Hidenori Takauchi
英規 高内
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To maintain a condition right after exchange of a target for a long time with a method for forming a thin film by irradiating the target with a laser beam and depositing the particles released from the target. CONSTITUTION:The device for this method has a rotating target 14, an excimer laser source 13 for emitting an excimer laser beam 17, a condenser lens 18 for condensing this excimer laser beam 17 onto the target 14, a perforated plate 42 arranged between this condenser lens 18 and the target 14 and a substrate 15 to be deposited with the particles released from the target 14. The perforated plate 14 applies an inclination to the energy density of the excimer laser beam by the distribution of hole. The annular spot scanning part of the target 14 is so constituted as to be consumed while maintaining a relation that its surface parallels with the initial surface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄膜形成方法に係り、特
にターゲットに高エネルギビームを照射し、ターゲット
から放出された粒子を利用して基板上に薄膜を形成する
薄膜形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming method, and more particularly to a thin film forming method in which a target is irradiated with a high energy beam and particles emitted from the target are used to form a thin film on a substrate.

【0002】ターゲットから放出された粒子を堆積させ
て薄膜を形成する方法は、半導体装置を製造する工程で
使用される。
A method of depositing particles emitted from a target to form a thin film is used in a process of manufacturing a semiconductor device.

【0003】こゝで、半導体装置の高速性、小消費電力
性等を改善するには、異なるウェハの間での上記薄膜の
諸特性のバラツキ、及び、一のウェハ内の異なる場所の
間での上記薄膜の諸特性のバラツキが小さく抑えられて
いることが必要である。
Here, in order to improve the high speed, small power consumption, etc. of a semiconductor device, variations in various characteristics of the above thin film between different wafers and between different locations within one wafer are required. It is necessary that the variations in various characteristics of the above-mentioned thin film are suppressed to be small.

【0004】従って、上記の薄膜形成方法は、薄膜を諸
特性のバラツキを小さく抑えて形成することができるも
のであることが望ましい。
Therefore, it is desirable that the above-mentioned thin film forming method can form a thin film while suppressing variations in various characteristics.

【0005】[0005]

【従来の技術】図11は、薄膜形成方法の1例であるレ
ーザーアブレーション法に使用する設備10を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows a facility 10 used for a laser ablation method which is an example of a thin film forming method.

【0006】11は真空容器、12は排気装置、13は
エキシマレーザ源、14は円板状のターゲット、15は
円板状の基板である。
Reference numeral 11 is a vacuum container, 12 is an exhaust device, 13 is an excimer laser source, 14 is a disk-shaped target, and 15 is a disk-shaped substrate.

【0007】基板14は、ターゲット13に対向して保
持されており、ヒータ16によって加熱されている。
The substrate 14 is held so as to face the target 13 and is heated by the heater 16.

【0008】ターゲット14を矢印Aで示すように、継
続して回転させると共に、レーザ源13を動作させる。
As shown by the arrow A, the target 14 is continuously rotated and the laser source 13 is operated.

【0009】これにより、レーザ源13から出射したエ
キシマレーザ光17が、集光レンズ18を通って集光さ
れて回転しているターゲット14を斜めから照射する。
As a result, the excimer laser light 17 emitted from the laser source 13 is obliquely applied to the rotating target 14 after being condensed through the condenser lens 18.

【0010】このとき、ターゲット14のうちエキシマ
レーザ光17が照射した場所から、粒子(プルーム)が
符号19で示すように放出され、基板15上に堆積さ
れ、薄膜が形成される。
At this time, particles (plumes) are emitted from the position of the target 14 irradiated with the excimer laser beam 17 as indicated by reference numeral 19, and are deposited on the substrate 15 to form a thin film.

【0011】図12に拡大して示すように、ターゲット
14上には、レーザ光17のスポット20が形成され、
ターゲット14が矢印A方向に回転することにより、ス
ポット20は、ターゲット14上を相対的に円を描くよ
うに走査する。
As shown enlarged in FIG. 12, a spot 20 of laser light 17 is formed on the target 14,
As the target 14 rotates in the direction of arrow A, the spot 20 scans the target 14 in a relatively circular shape.

【0012】21はスポット20が走査した環状の部分
を示す。22はその中心である。
Reference numeral 21 denotes an annular portion scanned by the spot 20. 22 is the center.

【0013】スポット20の場所からターゲットの粒子
が放出される。
Target particles are emitted from the spot 20.

【0014】こゝで、粒子は、レーザ光のエネルギに略
比例した量が、スポット20が形成されている部分のタ
ーゲット14の表面に対して法線方向に放出される。
Here, the particles are emitted in an amount substantially proportional to the energy of the laser beam in the direction normal to the surface of the target 14 where the spot 20 is formed.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】図12を参照して、ス
ポット走査部分21の周速についてみる。周速はスポッ
ト走査部分21の全体について一定ではなく、外周側と
なる程速い。外周寄り側の部分21aの周速V1 と内周
寄りの部分21bの周速V2 は、V1 >V2 の関係にあ
る。
The peripheral speed of the spot scanning portion 21 will be examined with reference to FIG. The peripheral speed is not constant for the entire spot scanning portion 21, and is higher toward the outer peripheral side. Circumferential speed V 2 of the circumferential speed V 1 and the inner circumferential side of the portion 21b of the outer peripheral near-side portion 21a are in a relation of V 1> V 2.

【0016】このため、ターゲット14のうち、上記外
周寄り側の部分21aに含まれる部位23がスポット2
0によって繰り返し照射されるときの照射述べ時間をt
1 、内周寄り側の部分21bに含まれる部位24がスポ
ット20によって繰り返し照射されるときの照射述べ時
間をt2 とすると、t1 とt2 とは同じではなく、t 1
<t2 となる。
Therefore, of the targets 14, other than the above
The part 23 included in the part 21a near the circumference is the spot 2
The irradiation description time when repeatedly irradiated with 0 is t
1, The portion 24 included in the portion 21b on the inner peripheral side is
Irradiation when repeated irradiation is performed by the tablet 20
Between t2Then, t1And t2Is not the same as t 1
<T2Becomes

【0017】このため、ターゲット14のスポット走査
部分21についてみると、外周寄り側の部分21aに比
べて内周寄り側の部分21bからより多くの粒子が放出
され、外周寄り側の部分21aに比べて内周寄り側の部
分21bがより多く消費されることになる。
Therefore, regarding the spot scanning portion 21 of the target 14, as compared with the portion 21a on the outer peripheral side, more particles are emitted from the portion 21b on the inner peripheral side, and compared to the portion 21a on the outer peripheral side. Therefore, the portion 21b on the inner peripheral side is consumed more.

【0018】これにより、ターゲット14のスポット走
査部分21の表面は、最初は、図13(A)に示すよう
に、ターゲット14の回転軸線25に対して垂直である
面26であったけれども、薄膜形成を行っているうち
に、図13(B)に示すように、中心側が低くなるよう
に傾斜した面27となってしまう。即ち、面27は、面
26に対して平行でない面に変化してしまう。
As a result, the surface of the spot scanning portion 21 of the target 14 was initially a surface 26 perpendicular to the rotation axis 25 of the target 14 as shown in FIG. While forming, as shown in FIG. 13B, the surface 27 is inclined so that the center side becomes lower. That is, the surface 27 changes to a surface that is not parallel to the surface 26.

【0019】このため、ターゲット14からの放出粒子
流は、初期は符号28で示すように、回転軸線25と平
行であったものが、徐々に回転軸線25側に傾斜するよ
うに変化し、符号29で示すように回転軸線25側に相
当に傾斜したものとなってしまう。
For this reason, the flow of particles emitted from the target 14 is initially parallel to the rotation axis 25, as indicated by reference numeral 28, but gradually changes toward the rotation axis 25 side, and the reference numeral 28 As indicated by 29, it is considerably inclined toward the rotation axis 25 side.

【0020】即ち、薄膜形成を継続していくうちに、放
出粒子流の状況、即ち薄膜を形成する状況が変化してし
まう。
That is, as the thin film formation is continued, the state of the discharged particle flow, that is, the state of forming the thin film changes.

【0021】薄膜が形成される基板についてみると、粒
子流を最初は、正面から供給され、徐々に斜めから供給
される状態となる。
With respect to the substrate on which the thin film is formed, the particle flow is initially supplied from the front and is gradually supplied obliquely.

【0022】この結果、新しいターゲットをセットした
後に最初の基板に形成された薄膜と、10数枚目の基板
に形成された薄膜とはその特性が同じでないものとなっ
てしまう。
As a result, the characteristics of the thin film formed on the first substrate after setting a new target and the thin film formed on the tenth and tenth substrates are not the same.

【0023】また、10数枚目以降の基板についてみる
と、同じ基板内でも薄膜の膜厚分布が悪くなってしま
う。基板の径が大きくなる程、この傾向は顕著となる。
In addition, regarding the tenth and subsequent substrates, the film thickness distribution of the thin film becomes worse even within the same substrate. This tendency becomes more remarkable as the diameter of the substrate increases.

【0024】そこで、本発明は、上記課題を解決した薄
膜形成方法を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a thin film forming method that solves the above problems.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ター
ゲットに高エネルギビームを照射し、該高エネルギビー
ムの上記ターゲット上のスポットと上記ターゲットの相
対位置を変化させ、上記スポットが該ターゲット上を円
を描くようにし、該ターゲット上の上記スポットの部位
から放出される粒子を基板上に堆積させて該基板上に薄
膜を形成する薄膜形成方法において、上記スポットにお
ける上記高エネルギビームのエネルギ密度の分布を、上
記円の中心に近い側のエネルギ密度が上記円の中心より
遠い側のエネルギ密度に比べて低くなるように調整した
状態で、上記高エネルギビームを照射するように構成し
たものである。
According to a first aspect of the present invention, a target is irradiated with a high energy beam, the relative position of the high energy beam spot on the target and the target is changed, and the spot is the target. In a thin film forming method of forming a thin film on a substrate by depositing particles emitted from a site of the spot on the target in a circular shape on the target, the energy of the high energy beam at the spot A structure configured to irradiate the high-energy beam in a state where the density distribution is adjusted so that the energy density on the side closer to the center of the circle is lower than the energy density on the side farther from the center of the circle. Is.

【0026】請求項2の発明は、ターゲットに高エネル
ギビームを照射し、該高エネルギビームの上記ターゲッ
ト上のスポットと上記ターゲットの相対位置を変化さ
せ、上記スポットが該ターゲット上を円を描くように
し、該ターゲット上の上記スポットの部位から放出され
る粒子を基板上に堆積させて該基板上に薄膜を形成する
薄膜形成方法において、上記スポットの形状を、上記円
の中心を中心とする扇形状に調整した状態で、上記高エ
ネルギビームを照射するように構成したものである。
According to a second aspect of the present invention, the target is irradiated with a high energy beam, the relative position of the high energy beam spot on the target and the target is changed, and the spot draws a circle on the target. In the thin film forming method of depositing particles emitted from the spot on the target on the substrate to form a thin film on the substrate, the shape of the spot is a fan centered on the center of the circle. It is configured to irradiate the high energy beam in a state of being adjusted to the shape.

【0027】[0027]

【作用】請求項1のスポット上の高エネルギビームのエ
ネルギ密度の分布を調整することは、環状のスポット走
査部分のうち内周側寄りの部分が受けるエネルギの量
を、エネルギ密度の分布を調整しない場合に比べて抑制
するように作用する。
According to the first aspect of the present invention, the distribution of the energy density of the high energy beam on the spot is adjusted by adjusting the amount of energy received by a portion of the annular spot scanning portion on the inner peripheral side, and the energy density distribution. It acts to suppress it compared to when it is not done.

【0028】請求項2のスポットの形状を、扇形に調整
することは、環状のスポット走査部分のうち内周側寄り
の部分が受けるエネルギの量を、スポットの形状を調整
しない場合に比べて抑制するように作用する。
By adjusting the spot shape to a fan shape in claim 2, the amount of energy received by a portion of the annular spot scanning portion closer to the inner peripheral side is suppressed as compared with the case where the spot shape is not adjusted. Act as you do.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の薄膜形成方法の各実施例につ
いて説明する。
EXAMPLES Examples of the thin film forming method of the present invention will be described below.

【0030】〔第1実施例〕本実施例は、スポット内に
おけるエネルギ密度に傾斜を持たせたものである。図2
は本実施例に使用する設備40を示す。
[First Embodiment] In this embodiment, the energy density in the spot is inclined. Figure 2
Shows the equipment 40 used in the present embodiment.

【0031】設備40の基本的な構成は、図11の設備
10と同じである。図2中、図11に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
The basic structure of the equipment 40 is the same as that of the equipment 10 shown in FIG. 2, parts corresponding to the parts shown in FIG. 11 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0032】41は多孔板であり、集光レンズ18とタ
ーゲット14との間の位置に設けてある。
Reference numeral 41 is a perforated plate, which is provided at a position between the condenser lens 18 and the target 14.

【0033】図1に併せて示すように、レーザ光17
は、レンズ18を通った後、多孔板41を透過して、タ
ーゲット14に到り、ターゲット14上にスポット20
Aが形成される。
As shown in FIG.
After passing through the lens 18, passes through the perforated plate 41, reaches the target 14, and spots 20 on the target 14.
A is formed.

【0034】多孔板41は、多数の孔42をマトリクス
状に有する。上方の列の孔42aの径をd1 、中程の列
の孔42bの径をd2 、下方の列の孔42cの径をd3
とすると、d1 >d2 >d3 の関係にある。即ち孔の大
きさは、線43の方向(図1中、上下方向)上、漸次異
ならしめてある。
The porous plate 41 has a large number of holes 42 in a matrix. The diameter of the hole 42a in the upper row is d 1 , the diameter of the hole 42b in the middle row is d 2 , and the diameter of the hole 42c in the lower row is d 3.
Then, there is a relationship of d 1 > d 2 > d 3 . That is, the sizes of the holes are made different gradually in the direction of the line 43 (vertical direction in FIG. 1).

【0035】従って、多孔板41は、開口率が、上方が
大きく、下方に移るにつれて徐々に小さくなっており、
開口率が線43の方向に沿って漸次異なった構成を有す
る。
Therefore, the aperture ratio of the perforated plate 41 is large at the upper side and gradually becomes smaller at the lower side.
The aperture ratio is gradually different along the direction of the line 43.

【0036】なお、ターゲット14の中心22とスポッ
ト20Aの中心とを通る線を符号44で示す。
A line passing through the center 22 of the target 14 and the center of the spot 20A is indicated by reference numeral 44.

【0037】多孔板41は、線44と線43とが同一平
面S1 に含まれるような向きで設けてある。
The porous plate 41 is provided so that the line 44 and the line 43 are included in the same plane S 1 .

【0038】次に、多孔板41の作用について説明す
る。
Next, the operation of the perforated plate 41 will be described.

【0039】図1中、45は、多孔板41のうち上側寄
りの部分、即ち開口率が大きい部分を透過したレーザ光
である。
In FIG. 1, reference numeral 45 denotes a laser beam which has passed through a portion of the porous plate 41 on the upper side, that is, a portion having a large aperture ratio.

【0040】46は、多孔板41のうち下側寄りの部
分、即ち開口率の小さい部分を透過したレーザ光であ
る。
Reference numeral 46 denotes a laser beam which has passed through a portion of the perforated plate 41 on the lower side, that is, a portion having a small aperture ratio.

【0041】レーザ光17は、多孔板41によって開口
率の逆数に応じて遮蔽される。即ち、多孔板41のレー
ザ光透過効率は、上側が大きく、下側が小さいように、
線43に沿って傾斜したものとなる。
The laser light 17 is shielded by the perforated plate 41 according to the reciprocal of the aperture ratio. That is, the laser beam transmission efficiency of the porous plate 41 is large on the upper side and small on the lower side,
It is inclined along the line 43.

【0042】従って、レーザ光46のエネルギは、レー
ザ光45のエネルギに比べて小さいものとなっている。
Therefore, the energy of the laser light 46 is smaller than the energy of the laser light 45.

【0043】このレーザ光45とレーザ光46とがスポ
ット20Aを形成する。
The laser light 45 and the laser light 46 form a spot 20A.

【0044】なお、レーザ光45、46は多孔板41を
透過した直後では、孔42に対応したレーザ光の束の状
態であるけれども、その後、レーザ光が拡がることによ
り、またレーザ光が集束されることにより、上記の孔に
対応したレーザ光同士が混ざり合って一体となって、タ
ーゲット14上に到っている。
The laser beams 45 and 46 are in a state of a bundle of laser beams corresponding to the holes 42 immediately after passing through the perforated plate 41, but thereafter, the laser beams are spread and the laser beams are focused again. As a result, the laser beams corresponding to the holes are mixed and integrated to reach the target 14.

【0045】スポット20Aの個所における、ターゲッ
ト14の径方向(線44の方向)上におけるレーザ光1
7のエネルギ密度の分布は、図3中、線Iで示すよう
に、ターゲット14の中心側(P1 )がターゲット14
の外周側(P2 )に比べて小さいように、なめらかに傾
斜したものとなっている。
Laser light 1 in the radial direction (direction of the line 44) of the target 14 at the spot 20A.
As shown by the line I in FIG. 3, the distribution of the energy density of No. 7 is such that the center of the target 14 (P 1 ) is the target 14
It is slanted so as to be smaller than the outer peripheral side (P 2 ).

【0046】次に、上記の設備40を使用して、レーザ
アブレーション法により薄膜を形成するときの動作につ
いて説明する。
Next, the operation of forming a thin film by the laser ablation method using the above equipment 40 will be described.

【0047】ターゲット14は、矢印A方向に回転して
いる状態で、多孔板41を通ったレーザ光を照射され
る。基板15は、MgOであり、800℃程度に加熱し
てある。真空容器11内は、100mTorrの酸素雰
囲気である。ターゲット14上でのエネルギ密度の平均
は、2J/cm2 である。基板15上には、堆積速度
0.05nm/sの速さで、CeO薄膜が形成される。
The target 14 is irradiated with the laser beam passing through the perforated plate 41 while rotating in the direction of arrow A. The substrate 15 is MgO and is heated to about 800 ° C. The inside of the vacuum container 11 is an oxygen atmosphere of 100 mTorr. The average energy density on the target 14 is 2 J / cm 2 . A CeO thin film is formed on the substrate 15 at a deposition rate of 0.05 nm / s.

【0048】図4(A)は、新しいターゲット14をセ
ットして薄膜形成を開始したときの状態を示す。
FIG. 4A shows a state in which a new target 14 is set and thin film formation is started.

【0049】ターゲット14は、レーザ光45,46に
よるスポット20の個所から粒子を放出する。
The target 14 emits particles from the spot 20 by the laser beams 45 and 46.

【0050】最初は、符号28で示す放出粒子流とな
る。
Initially, there is a stream of emitted particles indicated by the reference numeral 28.

【0051】こゝで、図12に示す場合と同様に、V1
>V2 、t1 <t2 であることに対応して、エネルギ密
度分布が、図3に示すように、内周側が小さいように傾
斜せしめられている。
Here, as in the case shown in FIG. 12, V 1
Corresponding to> V 2 and t 1 <t 2 , the energy density distribution is inclined so that the inner peripheral side is smaller, as shown in FIG.

【0052】これにより、ターゲット14のスポット走
査部分21は内周寄り側部分21bについての消費量が
従来に比べて抑えられた状態となる。
As a result, the spot scanning portion 21 of the target 14 is in a state in which the consumption amount of the inner peripheral side portion 21b is suppressed as compared with the conventional case.

【0053】これにより、ターゲット14のスポット走
査部分21は、外周寄り側の部分21aと内周寄り側の
部分21bとが略一様に消費される。
As a result, in the spot scanning portion 21 of the target 14, the outer peripheral side portion 21a and the inner peripheral side portion 21b are consumed substantially uniformly.

【0054】これにより、10数枚の基板に対して薄膜
形成を終了した後においても、スポット走査部分の面4
6は初期面27と平行に保たれ、放出粒子流47の向き
は、最初の放出粒子流28の向きと同じである。
As a result, even after the thin film formation is completed on ten or more substrates, the surface 4 of the spot scanning portion is
6 is kept parallel to the initial surface 27 and the orientation of the emitted particle stream 47 is the same as the orientation of the initial emitted particle stream 28.

【0055】このように、ターゲット14の消費が進ん
でも、放出粒子流の向きは最初の状態に維持される。
As described above, even if the consumption of the target 14 progresses, the direction of the discharged particle flow is maintained in the initial state.

【0056】この結果、数10枚目の基板に対しても、
1枚目の基板に形成された薄膜の特性と同じ特性の薄膜
が形成される。
As a result, even for several tenth substrate,
A thin film having the same characteristics as the thin film formed on the first substrate is formed.

【0057】また、数10枚目の基板に対しても、1枚
目の基板に形成された良好な膜厚分布と同じ膜厚分布の
薄膜が形成される。
A thin film having the same film thickness distribution as that formed on the first substrate is also formed on the tens of substrates.

【0058】〔第2実施例〕本実施例は、エネルギ密度
の分布は変えずに、マスクによって、スポットの形状を
扇形としたものである。
Second Embodiment In this embodiment, the shape of the spot is fan-shaped by using a mask without changing the energy density distribution.

【0059】図6は本実施例に使用する設備60を示
す。
FIG. 6 shows the equipment 60 used in this embodiment.

【0060】設備60の基本的な構成は、図2に示す設
備40と同じである。図6中、図2に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
The basic configuration of the equipment 60 is the same as the equipment 40 shown in FIG. 6, parts corresponding to the parts shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0061】61はマスクであり、集光レンズ18とタ
ーゲット14との間の位置に設けてある。
Reference numeral 61 is a mask, which is provided at a position between the condenser lens 18 and the target 14.

【0062】図5に併せて示すように、マスク61は、
扇形状の開口62を有する。
As shown in FIG. 5, the mask 61 is
It has a fan-shaped opening 62.

【0063】レーザ光17は、レンズ18を通った後、
マスク61に到る。マスク61の場所では、レーザ光1
7は、二点鎖線で示す円形状の断面63を有する。扇形
開口62は、上記断面63内に含まれる大きさとしてあ
る。
The laser beam 17 passes through the lens 18 and then
Reach the mask 61. At the location of the mask 61, the laser light 1
7 has a circular cross section 63 indicated by a chain double-dashed line. The fan-shaped opening 62 has a size included in the cross section 63.

【0064】マスク61よりターゲット14側には、扇
形開口62を通過して、断面が扇形状とされたレーザ光
17aが向かう。
The laser beam 17a having a fan-shaped cross section goes toward the target 14 side of the mask 61 through the fan-shaped opening 62.

【0065】ターゲット14上には、図7に併せて示す
ように、ターゲット14の中心22を中心とする扇形状
のスポット64が形成される。
As shown in FIG. 7, a fan-shaped spot 64 centered on the center 22 of the target 14 is formed on the target 14.

【0066】スポット64内のレーザ光のエネルギ密度
分布は略一定である。
The energy density distribution of the laser light in the spot 64 is substantially constant.

【0067】スポット64の周方向の寸法は、中心22
からの距離に比例するものであり、a2 <a1 である。
The circumferential size of the spot 64 is the center 22
Is proportional to the distance from, and a 2 <a 1 .

【0068】こゝで、スポット走査部分21の外周寄り
部分21aの周速度V1 と内周寄り部分21bの周速度
2 とは、図12の場合と同じく、V1 >V2 の関係に
ある。
[0068] Thisゝa, the peripheral velocity V 2 of the peripheral velocity V 1 and the inner peripheral portion close 21b of the outer peripheral portion close 21a of the spot scanning portion 21, as in the case of FIG. 12, the relation of V 1> V 2 is there.

【0069】V1 >V2 の関係に対応して、a2 <a1
としてある。
Corresponding to the relationship of V 1 > V 2 , a 2 <a 1
There is.

【0070】スポット64の形状が扇形であることによ
って、ターゲット14のうち、上記外周寄り側の部分2
1aに含まれる部位23がスポット64によって繰り返
し照射されるときの照射述べ時間t3 と、内周寄り側の
部分21bに含まれる部位24がスポット64によって
繰り返し照射されるときの照射述べ時間t4 とは等しく
なり、t3 =t4 となる。
Since the shape of the spot 64 is fan-shaped, the portion 2 of the target 14 on the outer peripheral side is located.
Irradiation statement time t 3 when the portion 23 included in 1a is repeatedly irradiated by the spot 64 and irradiation statement time t 4 when the portion 24 included in the portion 21b on the inner peripheral side is repeatedly irradiated by the spot 64. And are equal, and t 3 = t 4 .

【0071】これにより、図8(A),(B)に示すよ
うに、ターゲット14のスポット走査部分21は、外周
寄り側の部分21aと内周寄り側の部分21bとが略一
様に消費され、スポット走査部分21の面65は、最初
の状態における面26と平行に保たれる。
As a result, as shown in FIGS. 8A and 8B, in the spot scanning portion 21 of the target 14, the outer peripheral side portion 21a and the inner peripheral side portion 21b are consumed substantially uniformly. The surface 65 of the spot scanning portion 21 is kept parallel to the surface 26 in the initial state.

【0072】従って、ターゲット14の消費が進んで
も、放出粒子流66の向きは、最初のときの放出粒子流
28の向きと同じ向きに維持される。
Therefore, even if the consumption of the target 14 progresses, the direction of the emitted particle stream 66 is maintained in the same direction as that of the initially emitted particle stream 28.

【0073】この結果、数10枚目の基板に対しても、
1枚目の基板に形成された薄膜の特性と同じ特性の薄膜
が形成される。
As a result, even for several tenth substrate,
A thin film having the same characteristics as the thin film formed on the first substrate is formed.

【0074】また、数10枚目の基板に対応しても、1
枚目の基板に形成された良好な膜厚分布と同じ膜厚分布
の薄膜が形成される。
Further, even if it corresponds to several tens of substrates, 1
A thin film having the same film thickness distribution as the good film thickness distribution formed on the first substrate is formed.

【0075】〔第3実施例〕本実施例では、上記第2実
施例の変形例的なものであり、エネルギ密度の分布は変
えずに、レンズによってスポットの形状を扇形としたも
のである。
[Third Embodiment] This embodiment is a modification of the second embodiment, in which the spot shape is fan-shaped by the lens without changing the energy density distribution.

【0076】図10は本実施例に使用する設備70を示
す。
FIG. 10 shows the equipment 70 used in this embodiment.

【0077】設備70の基本的な構成は、図6に示す設
備60と同じである。図10中、図6に示す構成部分と
対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。
The basic structure of the equipment 70 is the same as that of the equipment 60 shown in FIG. In FIG. 10, those parts corresponding to the parts shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

【0078】図6中のマスク61を取り除き、この代わ
りに、一般的な集光レンズ18に代えて、特殊な集光レ
ンズ71が設けてある。
The mask 61 in FIG. 6 is removed, and instead of this, a special condenser lens 71 is provided instead of the general condenser lens 18.

【0079】レーザ光17は集光レンズ71によって、
不均一に屈折され、ターゲット14上には、図9に示す
ように、ターゲット14の中心22を中心とする扇形状
のスポット72が形成される。
The laser light 17 is condensed by the condenser lens 71.
It is refracted nonuniformly, and a fan-shaped spot 72 centered on the center 22 of the target 14 is formed on the target 14 as shown in FIG.

【0080】スポット72は、エネルギ密度分布は略一
定であり、上記第2実施例のスポット64と同じ形状で
ある。
The spot 72 has a substantially constant energy density distribution, and has the same shape as the spot 64 of the second embodiment.

【0081】このため、上記の第2実施例の場合と同様
に、ターゲット14のスポット走査部分21は、一様に
消費され、その面は、最初の状態における面と平行に保
たれ、放出粒子流の方向は最初のときの同じ向きに保た
れる。これにより、上記第2実施例と同様な効果が得ら
れる。
Therefore, as in the case of the second embodiment described above, the spot scanning portion 21 of the target 14 is uniformly consumed, its surface is kept parallel to the surface in the initial state, and the emitted particles are The direction of flow is kept the same as in the beginning. As a result, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

【0082】〔変形例〕ターゲットを固定し、エキシマ
レーザ光を回すように走査させることによって、レーザ
光のスポットがターゲット上を円状に走査するようにし
てもよい。
[Modification] The target may be fixed and the excimer laser light may be rotated so that the spot of the laser light scans the target in a circular shape.

【0083】また、エキシマレーザ光の代わりに、電子
ビーム、又はイオンビームを使用することもできる。
Further, an electron beam or an ion beam can be used instead of the excimer laser light.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、スポット上の高エネルギビームのエネルギ密度
の分布を調整することによって、環状のスポット走査部
分のうち、内周側寄りの部分が受けるエネルギの量が、
エネルギ密度の分布を調整しない場合よりも抑制され、
これによって、環状のスポット走査部分のうち、内周側
寄りの部分が受けるエネルギの量と外周側寄りの部分が
受けるエネルギの量とが等しくなり、スポット走査部分
を、その面が最初のときの面に対して平行を維持しつ
つ、消費されるようにすることが出来る。これによっ
て、粒子がターゲットから放出される方向を、長期に亘
って最初のときの方向に維持することが出来、ターゲッ
トを交換した後、数10枚目の基板に対しても、1枚目
のターゲットに形成した薄膜と同じ特性及び同じ膜厚分
布の薄膜を形成することが出来る。また、本発明は、特
に基板が大径化した場合に効果を有する。従って、本発
明によれば、大径のウェハを使用して、高速性、小消費
電力性を有する高性能の半導体装置を歩留り良く製造す
ることが出来る。
As described above, according to the invention of claim 1, the distribution of the energy density of the high-energy beam on the spot is adjusted so that the inner portion of the annular spot scanning portion is closer to the inner peripheral side. The amount of energy that the part receives
Suppressed more than without adjusting the distribution of energy density,
As a result, the amount of energy received by the portion closer to the inner circumference side of the annular spot scanning portion becomes equal to the amount of energy received by the portion closer to the outer circumference side. It can be consumed while keeping parallel to the plane. This makes it possible to maintain the direction in which the particles are emitted from the target in the initial direction for a long period of time, and after replacing the target, the first substrate is also used for several tens of substrates. A thin film having the same characteristics and the same film thickness distribution as the thin film formed on the target can be formed. Further, the present invention is effective especially when the substrate has a large diameter. Therefore, according to the present invention, a large-diameter wafer can be used to manufacture a high-performance semiconductor device having high speed and low power consumption with high yield.

【0085】請求項2の発明によれば、スポット上の高
エネルギビームのエネルギ密度の分布を調整することに
よって、環状のスポット走査部分のうち、内周側寄りの
部分が受けるエネルギの量が、スポットの形状を調整し
ない場合よりも抑制され、これによって、環状のスポッ
ト走査部分のうち、内周側寄りの部分が受けるエネルギ
の量と外周側寄りの部分が受けるエネルギの量とが等し
くなり、スポット走査部分を、その面が最初のときの面
に対して平行を維持しつつ、消費されるようにすること
が出来る。これによって、粒子がターゲットから放出さ
れる方向を、長期に亘って最初のときの方向に維持する
ことが出来、ターゲットを交換した後、数10枚目の基
板に対しても、1枚目のターゲットに形成した薄膜と同
じ特性及び同じ膜厚分布の薄膜を形成することが出来
る。また、本発明は、特に基板が大径化した場合に効果
を有する。従って、本発明によれば、大径のウェハを使
用して、高速性、小消費電力性を有する高性能の半導体
装置を歩留り良く製造することが出来る。
According to the invention of claim 2, by adjusting the distribution of the energy density of the high-energy beam on the spot, the amount of energy received by the portion of the annular spot scanning portion on the inner peripheral side is It is suppressed as compared with the case where the shape of the spot is not adjusted, whereby the amount of energy received by the portion closer to the inner peripheral side and the amount of energy received by the portion closer to the outer peripheral side of the annular spot scanning portion become equal, The spot scan portion can be consumed while the surface remains parallel to the original surface. This makes it possible to maintain the direction in which the particles are emitted from the target in the initial direction for a long period of time, and after replacing the target, the first substrate is also used for several tens of substrates. A thin film having the same characteristics and the same film thickness distribution as the thin film formed on the target can be formed. Further, the present invention is effective especially when the substrate has a large diameter. Therefore, according to the present invention, a large-diameter wafer can be used to manufacture a high-performance semiconductor device having high speed and low power consumption with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の薄膜形成方法を説明する
図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a thin film forming method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の薄膜形成方法に使用する
設備を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing equipment used in the thin film forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図1中、スポットの部位のレーザ光のエネルギ
密度の分布を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a distribution of energy density of laser light at a spot portion in FIG.

【図4】薄膜形成時のターゲットの消費状況及び粒子の
放出状況を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a target consumption state and a particle emission state during thin film formation.

【図5】本発明の第2実施例の薄膜形成方法を説明する
図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a thin film forming method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例の薄膜形成方法に使用する
設備を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing equipment used in a thin film forming method according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図5中のスポットの形状を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the shapes of spots in FIG.

【図8】薄膜形成時のターゲットの消費状況及び粒子の
放出状況を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a target consumption state and a particle emission state during thin film formation.

【図9】本発明の第3実施例の薄膜形成方法を説明する
図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a thin film forming method according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3実施例の薄膜形成方法に使用す
る設備を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing equipment used in a thin film forming method according to a third embodiment of the present invention.

【図11】従来の薄膜形成方法を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a conventional thin film forming method.

【図12】図11中、要部を拡大して示す図である。FIG. 12 is an enlarged view showing a main part in FIG. 11.

【図13】薄膜形成時のターゲットの消費状況及び粒子
の放出状況を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a target consumption state and a particle emission state during thin film formation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 真空容器 13 エキシマレーザ源 15 基板 16 ヒータ 17 エキシマレーザ光 18 集光レンズ 19 放出粒子流 20A スポット 21 スポット走査部分 21a 外周寄り側の部分 21b 内周寄り側の部分 22 中心 23 外周寄り側の部分に含まれる部位 24 内周寄り側の部分に含まれる部位 25 回転軸線 26 面 28 放出粒子流 40,60,70 設備 41 多孔板 42 孔 43 線 44,45 レーザ光 46,65 面 47,66 放出粒子流 61 マスク 62 扇形状の開口 63 レーザ光のマスクの場所での断面 64,72 扇形状のスポット 71 特殊な集光レンズ 11 Vacuum Container 13 Excimer Laser Source 15 Substrate 16 Heater 17 Excimer Laser Light 18 Condensing Lens 19 Emitted Particle Flow 20A Spot 21 Spot Scanning Part 21a Outer Side Part 21b Inner Outer Side Part 22 Center 23 Outer Part Included in part 24 Part included in the part on the inner peripheral side 25 Rotation axis 26 Surface 28 Emitted particle flow 40, 60, 70 Equipment 41 Perforated plate 42 Hole 43 Line 44, 45 Laser light 46, 65 Surface 47, 66 Emission Particle flow 61 Mask 62 Fan-shaped opening 63 Cross section of laser light at mask 64, 72 Fan-shaped spot 71 Special condensing lens

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲットに高エネルギビームを照射
し、該高エネルギビームの上記ターゲット上のスポット
と上記ターゲットの相対位置を変化させ、上記スポット
が該ターゲット上を円を描くようにし、該ターゲット上
の上記スポットの部位から放出される粒子を基板上に堆
積させて該基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法におい
て、 上記スポットにおける上記高エネルギビームのエネルギ
密度の分布を、上記円の中心に近い側のエネルギ密度が
上記円の中心より遠い側のエネルギ密度に比べて低くな
るように調整した状態で、上記高エネルギビームを照射
するように構成したことを特徴とする薄膜形成方法。
1. A target is irradiated with a high-energy beam, the relative position of the spot of the high-energy beam on the target and the target is changed, and the spot draws a circle on the target. In the thin film forming method of depositing particles emitted from the spot portion on a substrate to form a thin film on the substrate, the energy density distribution of the high energy beam at the spot is close to the center of the circle. A thin film forming method, characterized in that the high energy beam is irradiated in a state where the energy density on the side is adjusted to be lower than the energy density on the side farther from the center of the circle.
【請求項2】 ターゲットに高エネルギビームを照射
し、該高エネルギビームの上記ターゲット上のスポット
と上記ターゲットの相対位置を変化させ、上記スポット
が該ターゲット上を円を描くようにし、該ターゲット上
の上記スポットの部位から放出される粒子を基板上に堆
積させて該基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法におい
て、 上記スポットの形状を、上記円の中心を中心とする扇形
状に調整した状態で、上記高エネルギビームを照射する
ように構成したことを特徴とする薄膜形成方法。
2. A target is irradiated with a high-energy beam, the relative position of the high-energy beam spot on the target and the target is changed, and the spot draws a circle on the target. In the thin film forming method of depositing particles emitted from the spot portion on a substrate to form a thin film on the substrate, the shape of the spot is adjusted to a fan shape centered on the center of the circle. Then, the thin film forming method is characterized in that the high energy beam is irradiated.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013026433A (en) * 2011-07-21 2013-02-04 Toyota Motor Corp Laser anneal device

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