JPH07331423A - Formation of thin film and device therefor - Google Patents

Formation of thin film and device therefor

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JPH07331423A
JPH07331423A JP12878594A JP12878594A JPH07331423A JP H07331423 A JPH07331423 A JP H07331423A JP 12878594 A JP12878594 A JP 12878594A JP 12878594 A JP12878594 A JP 12878594A JP H07331423 A JPH07331423 A JP H07331423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
substrate
thin film
film forming
excimer laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP12878594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Ishikawa
靖 石川
Yukio Nakagawa
由岐夫 中川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP12878594A priority Critical patent/JPH07331423A/en
Publication of JPH07331423A publication Critical patent/JPH07331423A/en
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Abstract

PURPOSE:To stably form a thin film on a substrate in a specified thickness at the time of irradiating the surface of a target in a vacuum chamber with a laser beam to generate the target particle and to form a film of the target material on the substrate by using an excimer laser beam as the laser beam. CONSTITUTION:A holder 11 to which a substrate 6 having a step on its bottom is fixed and a target 7 as a film forming material opposed to the holder are arranged in a vacuum chamber 1, and the chamber 1 is evacuated by an evacuating system 4. An excimer laser beam 9 of 0.1-0.4mum wavelength is then emitted from an excimer laser beam source 2 to horizontally scan the target 7 surface, and a target particle 8 is generated. The substrate 6 is moved in the direction orthogonal to the emitting direction of the particle 8, and the film 8 of the target material having W/d<1 aspect ratio and a thickness of at least 1/2 of the depth (d) is stably formed on the bottoms of many contact holes 6b with the depth (d) of the substrate surface and width W, etc.

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、半導体素子の形成に係
り、特に基板のコンタクトホール等の段差のある部分の
成膜、又は磁性膜等のスパッタ粒子の方向を揃えて行う
成膜に好適な薄膜形成装置及びその方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the formation of a semiconductor element, and is particularly suitable for forming a film on a stepped portion such as a contact hole of a substrate or forming a magnetic film by aligning the directions of sputtered particles. Thin film forming apparatus and method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の薄膜形成装置においては、幾つか
の種類があるが、特に生産用として特徴を有するマグネ
トロンスパッタ装置及びイオンビームスパッタ装置があ
る。薄膜を形成する基板は通常平坦であるが、一旦膜を
形成し図2に示すように、その膜に凹凸を設けたり、半
導体素子のコンタクトホールを形成した後、そのコンタ
クトホールに配線膜を形成することがある。従来はこの
凹凸のある段差部、あるいはコンタクトホールの底部に
もマグネトロンスパッタ装置を用いて成膜していた。と
ころが、近年、半導体素子のパターン寸法が小さくな
り、コンタクトホールの底部へ付着する膜厚が平坦部に
付着する膜厚より薄くなる及びコンタクトホール内に空
間ができるという問題が生じてきた。マグネトロンスパ
ッタ装置に関しては、特開平1−147063号公報に
開示されている。
2. Description of the Related Art There are several types of conventional thin film forming apparatuses, but there are a magnetron sputtering apparatus and an ion beam sputtering apparatus which are particularly characteristic for production. The substrate on which the thin film is formed is usually flat, but once the film is formed, as shown in FIG. 2, unevenness is formed in the film or after the contact hole of the semiconductor element is formed, the wiring film is formed in the contact hole. I have something to do. Conventionally, a film is also formed on the uneven step portion or the bottom portion of the contact hole by using a magnetron sputtering device. However, in recent years, the pattern size of the semiconductor element has become smaller, and the film thickness attached to the bottom of the contact hole has become smaller than the film thickness attached to the flat portion, and there has been a problem that a space is formed in the contact hole. The magnetron sputtering apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-147063.

【0003】そこでスパッタ粒子に指向性をもつイオン
ビームスパッタ装置でこの問題に対応する発明が提案さ
れている。半導体素子のパターン寸法がさらに小さくな
り、16MビットDRAMの0.5μmのパターン寸法か
ら64MビットDRAMの0.3μmのパターン寸法、そ
して256MビットDRAMの0.2μmのパターン寸法
になるとイオンビームスパッタ方式と云えども、前記の
ようにマグネトロンスパッタ方式と同様な問題が生じて
くる。
Therefore, an invention has been proposed to address this problem in an ion beam sputtering apparatus having directivity for sputtered particles. If the pattern size of the semiconductor element becomes smaller, from the pattern size of 0.5 μm of 16 Mbit DRAM to the pattern size of 0.3 μm of 64 Mbit DRAM, and to the pattern size of 0.2 μm of 256 Mbit DRAM, the ion beam sputtering method is used. However, problems similar to those of the magnetron sputtering method occur as described above.

【0004】一方、他の薄膜技術としてターゲット粒子
の飛んでくる方向が一定であることを必要とする、磁性
膜のような薄膜形成があり、これについては、コリメー
タをターゲットと基板との間に設け、発散角の大きいス
パッタ粒子についてはコリメータに付着させ、基板に堆
積させない方式がある。
On the other hand, as another thin film technique, there is a thin film formation such as a magnetic film which requires that the target particles fly in a constant direction. For this, a collimator is provided between the target and the substrate. There is a system in which the sputtered particles having a large divergence angle are attached to the collimator and are not deposited on the substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜形成装置に
あっては、マグネトロンスパッタ方式では、平坦部へ付
着する膜厚に比較し、コンタクトホールの底部等へ付着
する膜厚が平坦部に付着する膜厚より薄くなるという問
題があった。そしてイオンビームスパッタ方式では、半
導体素子のパターン寸法がさらに小さくなると、マグネ
トロンスパッタ方式と同様の問題があった。一方、磁性
膜のような指向性を必要とする薄膜については、スパッ
タ粒子の発散角の大きいマグネトロンスパッタ方式にコ
リメータを設けると成膜速度が非常に小さくなり、もと
もと小さな成膜速度しか得られないイオンビームスパッ
タ方式についてもコリメータを設けるとさらに成膜速度
が小さくなり、生産用として大きな問題があった。
In the conventional thin film forming apparatus, in the magnetron sputtering method, as compared with the film thickness deposited on the flat portion, the film thickness deposited on the bottom of the contact hole or the like is deposited on the flat portion. There is a problem that it becomes thinner than the film thickness. The ion beam sputtering method has the same problem as the magnetron sputtering method when the pattern size of the semiconductor element is further reduced. On the other hand, for a thin film that requires directivity such as a magnetic film, if a collimator is provided in the magnetron sputtering method in which the divergence angle of sputtered particles is large, the film formation rate will be extremely low, and only a small film formation rate will be obtained from the beginning Also in the ion beam sputtering method, if a collimator is provided, the film forming speed becomes further smaller, and there was a big problem for production.

【0006】本発明の目的は、基板に形成されたコンタ
クトホールの底部等に所定の厚さで成膜することのでき
る薄膜形成装置及びその方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus and method capable of forming a film with a predetermined thickness on the bottom of a contact hole formed in a substrate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る薄膜形成装置は、真空チャンバの外部
に設けたレーザ光のレーザ発生源と、真空チャンバ内に
設置され導入窓を通してレーザ光に照射されるターゲッ
トと、ターゲットより飛び出した粒子の付着する位置に
基板を保持し基板に成膜させる基板ホルダとを備えた薄
膜形成装置において、基板に形成された少なくとも複数
のコンタクトホールのそれぞれの底部にターゲット粒子
により所定の厚さで成膜させる構成とする。
In order to achieve the above object, a thin film forming apparatus according to the present invention is provided with a laser source of laser light provided outside a vacuum chamber and an introduction window installed in the vacuum chamber. In a thin film forming apparatus provided with a target irradiated with laser light and a substrate holder for holding a substrate at a position where particles projected from the target are attached and forming a film on the substrate, at least a plurality of contact holes formed in the substrate The target particles are formed to have a predetermined thickness on each bottom.

【0008】そして真空チャンバの外部に設けたレーザ
光のレーザ発生源と、真空チャンバ内に設置され導入窓
を通してレーザ光に照射されるターゲットと、ターゲッ
トより飛び出した粒子の付着する位置に基板を保持し基
板に成膜させる基板ホルダとを備えた薄膜形成装置にお
いて、レーザ発生源をエキシマレーザ発生源で形成する
とともにエキシマレーザ光に照射されて飛び出したター
ゲット粒子により、基板に形成された少なくとも複数の
コンタクトホールのそれぞれの底部に所定の厚さで成膜
させる手段を具備した構成でもよい。
The laser source of laser light provided outside the vacuum chamber, the target installed in the vacuum chamber and irradiated with the laser light through the introduction window, and the substrate held at the position where particles jumping from the target adhere In a thin film forming apparatus having a substrate holder for forming a film on a substrate, a laser source is formed by an excimer laser source, and at least a plurality of target particles formed on the substrate are ejected by excimer laser light. A configuration may be used in which a means for forming a film with a predetermined thickness is provided on the bottom of each contact hole.

【0009】また真空チャンバの外部に設けたレーザ光
のレーザ発生源と、真空チャンバ内に設置され導入窓を
通してレーザ光に照射されるターゲットと、ターゲット
より飛び出した粒子の付着する位置に基板を保持し基板
に成膜させる基板ホルダとを備えた薄膜形成装置におい
て、レーザ発生源をエキシマレーザ発生源で形成すると
ともにエキシマレーザ光に照射されて一定方向に飛び出
したターゲット粒子により、所定の厚さで磁性膜を成膜
させる手段を具備した構成でもよい。
Further, the substrate is held at a position where a laser source of laser light provided outside the vacuum chamber, a target installed in the vacuum chamber and irradiated with the laser light through an introduction window, and particles ejected from the target are attached. In a thin film forming apparatus having a substrate holder for forming a film on a substrate, a laser source is formed by an excimer laser source, and the target particles emitted in a certain direction by being irradiated with excimer laser light have a predetermined thickness. A configuration including a unit for forming a magnetic film may be used.

【0010】さらにエキシマレーザ発生源は、波長0.
1〜0.4μmのエキシマレーザ光を発生するものであ
る構成でもよい。
Further, the excimer laser source has a wavelength of 0.
It may be configured to generate excimer laser light of 1 to 0.4 μm.

【0011】そして成膜させる手段は、基板とともに基
板ホルダをターゲット粒子とほぼ直交する方向に走査移
動させる走査機構である構成でもよい。
The means for forming a film may be a scanning mechanism for moving the substrate holder together with the substrate in a direction substantially orthogonal to the target particles.

【0012】また成膜させる手段は、エキシマレーザ光
をターゲット上に走査移動させる光学機構である構成で
もよい。
The film forming means may be an optical mechanism for scanning and moving the excimer laser light onto the target.

【0013】さらにエキシマレーザ発生源は、複数設け
られそれぞれのエキシマレーザ光をターゲット上で互い
にずらして照射する位置に配置される構成でもよい。
Further, a plurality of excimer laser generating sources may be provided and arranged at positions where the respective excimer laser lights are irradiated while being shifted from each other on the target.

【0014】そして少なくとも複数のコンタクトホール
は、アスペクト比が1以下に形成され、かつそれぞれの
底部に深さの少なくとも1/2の厚さに成膜されている
構成でもよい。
Further, at least a plurality of contact holes may be formed to have an aspect ratio of 1 or less and to be formed at the bottom of each of the contact holes to have a thickness of at least ½ of the depth.

【0015】また半導体素子においては、前記いずれか
一つ記載の薄膜形成装置を用いて成膜されてなる構成と
する。
The semiconductor element is formed by using the thin film forming apparatus described in any one of the above.

【0016】さらに薄膜形成方法においては、真空チャ
ンバの外部に設けたレーザ発生源よりレーザ光を、真空
チャンバ内に配置したターゲットに導入窓を通して照射
し、ターゲットより飛び出した粒子により基板に成膜す
る薄膜形成方法において、レーザ発生源をエキシマレー
ザ発生源で形成するとともにエキシマレーザ光に照射さ
れて飛び出したターゲット粒子により、基板に形成され
た少なくとも複数のコンタクトホールのそれぞれの底部
に所定の深さで成膜させる構成とする。
Further, in the thin film forming method, a laser light source provided outside the vacuum chamber irradiates a target placed in the vacuum chamber through an introduction window to form a film on a substrate by particles projected from the target. In the thin film forming method, the laser source is formed by an excimer laser source and the target particles that are emitted by the excimer laser beam and fly out, at a predetermined depth at the bottom of each of at least a plurality of contact holes formed in the substrate. A film is formed.

【0017】そして真空チャンバの外部に設けたレーザ
発生源よりレーザ光を、真空チャンバ内に配置したター
ゲットに導入窓を通して照射し、ターゲットより飛び出
した粒子により基板に磁性膜を成膜する薄膜形成方法に
おいて、レーザ発生源をエキシマレーザ発生源で形成す
るとともにエキシマレーザ光に照射されて一定方向に飛
び出したターゲット粒子により、磁性膜を所定の厚さで
成膜させる構成でもよい。
A thin film forming method in which a laser beam emitted from a laser source provided outside the vacuum chamber is applied to a target arranged in the vacuum chamber through an introduction window to form a magnetic film on a substrate by particles protruding from the target In the above, the configuration may be such that the laser source is formed by the excimer laser source and the magnetic film is formed with a predetermined thickness by the target particles that are irradiated with the excimer laser light and fly out in a certain direction.

【0018】また半導体素子においては、前記いずれか
一つ記載の薄膜形成方法を用いて成膜されてなる構成と
する。
Further, the semiconductor element is formed by using the thin film forming method described in any one of the above.

【0019】[0019]

【作用】本発明によれば、レーザアブレーション方式
は、マグネトロンスパッタ方式及びイオンビームスパッ
タ方式と比べターゲット粒子の指向性が極めて高い。ま
た、真空チャンバ内にプラズマを作る必要もなく、エキ
シマレーザ発生源を真空チャンバの外部に備え、導入窓
を通してエキシマレーザ光を真空チャンバ内に入射する
ため、真空チャンバの真空度が高真空、または超高真空
に保持される。そこでエキシマレーザ光に照射されター
ゲットより飛び出したターゲット粒子は真空中の残留ガ
スに当ることがなく、高い指向性が保持される。このた
め、非常に小さなパターン寸法の複数のコンタクトホー
ルの底部等にもターゲット粒子が届き易くなり、成膜さ
せる手段により各底部等に所定の膜厚で成膜される。さ
らにコリメータが不要なためターゲット粒子のスパッタ
速度が大きく、生産機に適用されて生産能力が向上され
る。
According to the present invention, the laser ablation method has extremely high directivity of target particles as compared with the magnetron sputtering method and the ion beam sputtering method. Further, since it is not necessary to generate plasma in the vacuum chamber, an excimer laser generation source is provided outside the vacuum chamber, and the excimer laser light is incident into the vacuum chamber through the introduction window. Therefore, the vacuum degree of the vacuum chamber is high, or Maintained in ultra-high vacuum. Therefore, the target particles that are irradiated with the excimer laser light and jump out from the target do not hit the residual gas in the vacuum, and the high directivity is maintained. For this reason, the target particles easily reach the bottoms of a plurality of contact holes having a very small pattern size, and a film having a predetermined film thickness is formed on each bottom by the film forming means. Further, since a collimator is not required, the sputtering speed of target particles is high, which is applied to a production machine and the production capacity is improved.

【0020】[0020]

【実施例】本発明の一実施例を図1を参照しながら説明
する。図1に示すように、真空チャンバ1の外部に設け
たレーザ光のレーザ発生源と、真空チャンバ1内に設置
したターゲット7と、真空チャンバ1にレーザ発生源と
対向して設けたホタル石製等の導入窓5を通してレーザ
光に照射されて、ターゲット7より飛び出した粒子の付
着する位置に基板6を保持する基板ホルダ11とを備
え、基板6に成膜する薄膜形成装置であって、レーザ発
生源をエキシマレーザ発生源2で形成するとともに、エ
キシマレーザ光9に照射されて飛び出したターゲット粒
子8により、基板6に形成された段差6a及び複数のコ
ンタクトホール6bの各底部等に所定の厚さで成膜させ
る手段10,12を具備した構成とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a laser source of laser light provided outside the vacuum chamber 1, a target 7 provided inside the vacuum chamber 1, and a fluorite stone provided in the vacuum chamber 1 facing the laser source. A thin film forming apparatus for forming a film on the substrate 6 including a substrate holder 11 for holding the substrate 6 at a position where particles projected from the target 7 are irradiated with the laser beam through the introduction window 5 of The source is formed by the excimer laser source 2, and the target particles 8 emitted by the excimer laser beam 9 and jumped out cause the step 6a formed on the substrate 6 and the bottoms of the plurality of contact holes 6b to have a predetermined thickness. The film forming means 10 and 12 are provided.

【0021】すなわち真空チャンバ1をゲート弁3を経
由して真空排気系4により排気し高真空に維持する。エ
キシマレーザ発生源2からKrF又はArF等の波長
0.1〜0.4μmのエキシマレーザ光9を発生し、導
入窓5を通してAl、Al23又はAlI3の材料で形
成されたターゲット7に照射する。ターゲット7のエキ
シマレーザ光9が当った部分は、ターゲット粒子8の結
合エネルギが吸収され、ターゲット粒子8が分離して飛
び出す。これがアブレーション粒子(スパッタ粒子)と
なる。このターゲット粒子8の飛び出しは、ターゲット
粒子8の結合エネルギが吸収されてターゲット粒子8が
分離し飛散する現象であって、レーザ光によって粒子が
ターゲットよりスパッタされるスパッタリング現象では
ないため、マグネトロンスパッタ方式又はイオンビーム
スパッタ方式に比べて指向性が極めて高い。ターゲット
粒子8の付着する位置に基板6を設置しておくことによ
り、図2に示す段差6a及び図3に示すコンタクトホー
ル6bの底部に、所定の膜厚で厚くAl又はTiの材料
により形成された膜を成膜することができる。
That is, the vacuum chamber 1 is evacuated by the vacuum evacuation system 4 via the gate valve 3 to maintain a high vacuum. Excimer laser light 9 having a wavelength of 0.1 to 0.4 μm, such as KrF or ArF, is generated from the excimer laser generation source 2 and is passed through the introduction window 5 to a target 7 formed of a material of Al, Al 2 O 3 or AlI 3. Irradiate. The binding energy of the target particles 8 is absorbed in the portion of the target 7 that is exposed to the excimer laser light 9, and the target particles 8 separate and fly out. This becomes ablation particles (sputter particles). The protrusion of the target particles 8 is a phenomenon in which the binding energy of the target particles 8 is absorbed and the target particles 8 are separated and scattered, and it is not a sputtering phenomenon in which the particles are sputtered from the target by the laser light. Alternatively, the directivity is extremely higher than that of the ion beam sputtering method. By arranging the substrate 6 at the position where the target particles 8 adhere, the substrate 6 is formed at the bottom of the step 6a shown in FIG. 2 and the contact hole 6b shown in FIG. It is possible to deposit a film.

【0022】成膜例を図4に示す。図4は図3のコンタ
クトホール6bを拡大して成膜した状態を示すものであ
る。コンタクトホール6bのパターン寸法は、例えば6
4MビットDRAMの0.3μm、又は256MビットD
RAMの0.2μmの微細なパターン寸法で幅Wと深さd
とのアスペクト比w/dが1より小さく、例えば0.3
以下になると、表面の成膜の厚さaと底部の成膜の厚さ
cとの比c/aが、マクネトロンスパッタ方式及びイオ
ンビームスパッタ方式では、スパッタ粒子の発散角が大
きく広範囲に発散するのでコリメータを設けると、コリ
メータにもスパッタ粒子が付着して1よりかなり小さい
値となるため、コンタクトホールの底部に所定の厚さの
厚い膜を形成することができない。しかしレーザアブレ
ーション方式を用いることにより、ターゲット粒子8の
指向性が高いので深さdの1/2以上の所定厚さの厚い
膜を形成できる。しかも、真空チャンバを高真空にする
ことができるため、さらに真空中の残留ガスで散乱され
て指向性が悪くなることがない。さらにコリメータが不
要なため、成膜速度が高く生産機に適用することにより
生産力が向上する。
An example of film formation is shown in FIG. FIG. 4 shows a state in which the contact hole 6b in FIG. 3 is enlarged to form a film. The pattern size of the contact hole 6b is, for example, 6
0.3 μm of 4 Mbit DRAM, or 256 Mbit D
Width W and depth d with 0.2 μm fine pattern size of RAM
Aspect ratio w / d is less than 1, for example 0.3
Below, the ratio c / a of the thickness a of the film formed on the surface to the thickness c of the film formed on the bottom is large in the McNetron sputtering method and the ion beam sputtering method, and the divergence angle of the sputtered particles is large and spreads over a wide range. Therefore, if a collimator is provided, sputtered particles also adhere to the collimator and the value becomes considerably smaller than 1. Therefore, a thick film having a predetermined thickness cannot be formed at the bottom of the contact hole. However, by using the laser ablation method, since the directivity of the target particles 8 is high, it is possible to form a thick film having a predetermined thickness of 1/2 or more of the depth d. Moreover, since the vacuum chamber can be made to have a high vacuum, the directivity is not deteriorated by being scattered by the residual gas in the vacuum. Further, since a collimator is unnecessary, the film forming speed is high and the productivity can be improved by applying it to a production machine.

【0023】本発明の他の実施例を図5を参照しながら
説明する。図1に示す実施例によれば、アブレーション
粒子の指向性が極めて高いため、成膜できる部分が小さ
くなるが、図5に示すように、基板6とともに基板ホル
ダ11を、ターゲット粒子8とほぼ直交する方向にスキ
ャニングさせる走査機構(成膜させる手段)12を設
け、ターゲット粒子8をスキャニングさせることによ
り、基板6の広範囲の各コンタクトホール等に成膜でき
る。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. According to the embodiment shown in FIG. 1, the directivity of the ablation particles is extremely high, so that the portion where a film can be formed is small. However, as shown in FIG. 5, the substrate 6 together with the substrate holder 11 is substantially orthogonal to the target particles 8. By providing a scanning mechanism (film forming means) 12 for scanning in the direction of scanning and scanning the target particles 8, it is possible to form a film on each contact hole or the like in a wide range of the substrate 6.

【0024】そして本発明の他の実施例として図6に示
すように、エキシマレーザ光9を反射するスキャン用反
射鏡(光学機構)10を、真空チャンバ1の外部にエキ
シマレーザ発生源2と対向して設け、スキャン用反射鏡
10を揺動させることにより、ターゲット上にエキシマ
レーザ光9を走査させて照射面積を大きくし、基板6の
広範囲の各コンタクトホール等に前記と同様に成膜でき
る。
As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, a scanning reflecting mirror (optical mechanism) 10 for reflecting the excimer laser beam 9 is provided outside the vacuum chamber 1 so as to face the excimer laser generating source 2. The scanning mirror 10 is swung to scan the target with the excimer laser beam 9 to increase the irradiation area, and the film can be formed in a wide range of the contact holes of the substrate 6 in the same manner as described above. .

【0025】また本発明の他の実施例として図7に示す
ように、複数のエキシマレーザ発生源2a,2bを設
け、複数の導入窓5a,5bを通してターゲット上の異
なる部分にエキシマレーザ光9a,9bを照射すること
により、前記と同様に基板6の広範囲に成膜できる。
As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, a plurality of excimer laser generating sources 2a and 2b are provided, and excimer laser beams 9a and 9a are provided to different portions on the target through a plurality of introducing windows 5a and 5b. By irradiating 9b, it is possible to form a film over a wide area of the substrate 6 as described above.

【0026】さらに本発明の他の実施例として、前記い
ずれか一つの実施例の構成を用い、エシマレーザ光に照
射されて一定方向に飛び出したターゲット粒子により、
基板に形成された複数のコンタクトホールの各底部に所
定の厚さで、アブレーション粒子の飛んでくる方向が一
定であることを必要とする、磁性膜のような薄膜の形成
をすることができる。成膜した膜は指向性が極めて高い
ので高機能の性能を発揮することができる。
As another embodiment of the present invention, the structure of any one of the above-mentioned embodiments is used, and by the target particles irradiated with the excimer laser light and ejected in a certain direction,
It is possible to form a thin film such as a magnetic film having a predetermined thickness at the bottom of each of the plurality of contact holes formed in the substrate, which requires that the flying direction of the ablation particles is constant. Since the formed film has extremely high directivity, it can exhibit high performance.

【0027】そして本発明の他の実施例として薄膜形成
方法は、前記いずれか一つの実施例の構成を用いるもの
であり、半導体素子は、前記いずれか一つの薄膜形成装
置又は薄膜形成方法を用いて成膜されてなるものとす
る。
A thin film forming method as another embodiment of the present invention uses the constitution of any one of the above embodiments, and a semiconductor element uses any one of the above thin film forming apparatus or thin film forming method. It is assumed that the film is formed.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、エキシマレーザ光によ
り飛び出したターゲット粒子の指向性が極めてよいた
め、基板のコンタクトホール等の底部へ所定厚さの膜厚
を成膜することができる。また磁性膜を成膜して性能を
向上することができる。
According to the present invention, since the directivity of the target particles ejected by the excimer laser light is extremely good, it is possible to form a film having a predetermined thickness on the bottom of the contact hole or the like of the substrate. Further, the performance can be improved by forming a magnetic film.

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

【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す基板の段差を説明する断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating steps of the substrate shown in FIG.

【図3】図1に示す基板のコンタクトホールを説明する
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating a contact hole of the substrate shown in FIG.

【図4】図3に示すホールを拡大した部分断面図であ
る。
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of the hole shown in FIG.

【図5】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チャンバ 2 エキシマレーザ発生源 3 ゲ−ト弁 4 真空排気系 5 導入窓 6 基板 7 ターゲット 8 ターゲット粒子 9 エキシマレーザ光 10 スキャン用反射鏡(光学機構) 11 基板ホルダ 12 走査機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Excimer laser generation source 3 Gate valve 4 Vacuum exhaust system 5 Introduction window 6 Substrate 7 Target 8 Target particle 9 Excimer laser light 10 Reflecting mirror (optical mechanism) for scanning 11 Substrate holder 12 Scanning mechanism

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空チャンバの外部に設けたレーザ光の
レーザ発生源と、前記真空チャンバ内に設置され導入窓
を通して前記レーザ光に照射されるターゲットと、該タ
ーゲットより飛び出した粒子の付着する位置に基板を保
持し該基板に成膜させる基板ホルダとを備えた薄膜形成
装置において、前記基板に形成された少なくとも複数の
コンタクトホールのそれぞれの底部にターゲット粒子に
より所定の厚さで成膜させることを特徴とする薄膜形成
装置。
1. A laser generation source of laser light provided outside the vacuum chamber, a target installed in the vacuum chamber and irradiated with the laser light through an introduction window, and a position where particles protruding from the target are attached. In a thin film forming apparatus having a substrate holder for holding a substrate and forming a film on the substrate, forming a film with a predetermined thickness using target particles on the bottom of each of at least a plurality of contact holes formed on the substrate. A thin film forming apparatus.
【請求項2】 真空チャンバの外部に設けたレーザ光の
レーザ発生源と、前記真空チャンバ内に設置され導入窓
を通して前記レーザ光に照射されるターゲットと、該タ
ーゲットより飛び出した粒子の付着する位置に基板を保
持し該基板に成膜させる基板ホルダとを備えた薄膜形成
装置において、前記レーザ発生源をエキシマレーザ発生
源で形成するとともにエキシマレーザ光に照射されて飛
び出したターゲット粒子により、前記基板に形成された
少なくとも複数のコンタクトホールのそれぞれの底部に
所定の厚さで成膜させる手段を具備したことを特徴とす
る薄膜形成装置。
2. A laser generation source of laser light provided outside the vacuum chamber, a target installed in the vacuum chamber and irradiated with the laser light through an introduction window, and a position where particles protruding from the target are attached. In a thin film forming apparatus comprising a substrate holder for holding a substrate on and forming a film on the substrate, the substrate is formed by the target particles which are formed by the excimer laser light source and are emitted by the excimer laser light. A thin film forming apparatus comprising means for forming a film with a predetermined thickness on the bottom of each of the at least a plurality of contact holes formed in.
【請求項3】 真空チャンバの外部に設けたレーザ光の
レーザ発生源と、前記真空チャンバ内に設置され導入窓
を通して前記レーザ光に照射されるターゲットと、該タ
ーゲットより飛び出した粒子の付着する位置に基板を保
持し該基板に成膜させる基板ホルダとを備えた薄膜形成
装置において、前記レーザ発生源をエキシマレーザ発生
源で形成するとともにエキシマレーザ光に照射されて一
定方向に飛び出したターゲット粒子により、所定の厚さ
で磁性膜を成膜させる手段を具備したことを特徴とする
薄膜形成装置。
3. A laser generation source of laser light provided outside the vacuum chamber, a target installed in the vacuum chamber and irradiated with the laser light through an introduction window, and a position where particles protruding from the target are attached. In a thin film forming apparatus having a substrate holder for holding a substrate and forming a film on the substrate, the laser source is formed by an excimer laser source and the target particles emitted in a certain direction by being irradiated with excimer laser light are used. A thin film forming apparatus comprising means for forming a magnetic film with a predetermined thickness.
【請求項4】 エキシマレーザ発生源は、波長0.1〜
0.4μmのエキシマレーザ光を発生するものであるこ
とを特徴とする請求項2又は3記載の薄膜形成装置。
4. The excimer laser source has a wavelength of 0.1 to 10.
4. The thin film forming apparatus according to claim 2, wherein the thin film forming apparatus emits 0.4 μm excimer laser light.
【請求項5】 成膜させる手段は、基板とともに前記基
板ホルダをターゲット粒子とほぼ直交する方向に走査移
動させる走査機構であることを特徴とする請求項2、3
又は4記載の薄膜形成装置。
5. The film forming means is a scanning mechanism for scanning and moving the substrate holder together with the substrate in a direction substantially orthogonal to the target particles.
Alternatively, the thin film forming apparatus according to item 4.
【請求項6】 成膜させる手段は、エキシマレーザ光を
ターゲット上に走査移動させる光学機構であることを特
徴とする請求項2、3又は4記載の薄膜形成装置。
6. The thin film forming apparatus according to claim 2, 3 or 4, wherein the film forming means is an optical mechanism for scanning and moving the excimer laser light onto the target.
【請求項7】 エキシマレーザ発生源は、複数設けられ
それぞれのエキシマレーザ光をターゲット上で互いにず
らして照射する位置に配置されることを特徴とする請求
項2〜6のいずれか1項記載の薄膜形成装置。
7. The excimer laser generating source is provided in a plurality, and the excimer laser generating sources are arranged at positions where the respective excimer laser beams are irradiated while being shifted from each other on the target. Thin film forming equipment.
【請求項8】 少なくとも複数のコンタクトホールは、
アスペクト比が1以下に形成され、かつそれぞれの底部
に深さの少なくとも1/2の厚さに成膜されていること
を特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の薄膜形
成装置。
8. At least a plurality of contact holes,
8. The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the aspect ratio is formed to be 1 or less, and each bottom portion is formed to have a thickness of at least ½ of the depth. .
【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項記載の薄膜
形成装置を用いて成膜されてなることを特徴とする半導
体素子。
9. A semiconductor element formed by using the thin film forming apparatus according to claim 1.
【請求項10】 真空チャンバの外部に設けたレーザ発
生源よりレーザ光を、前記真空チャンバ内に配置したタ
ーゲットに導入窓を通して照射し、該ターゲットより飛
び出した粒子により基板に成膜する薄膜形成方法におい
て、前記レーザ発生源をエキシマレーザ発生源で形成す
るとともにエキシマレーザ光に照射されて飛び出したタ
ーゲット粒子により、前記基板に形成された少なくとも
複数のコンタクトホールのそれぞれの底部に所定の厚さ
で成膜させることを特徴とする薄膜形成方法。
10. A method for forming a thin film, wherein laser light is emitted from a laser generation source provided outside a vacuum chamber to a target placed in the vacuum chamber through an introduction window, and particles ejected from the target form a film on a substrate. In the above, the laser source is formed by an excimer laser source, and the target particles emitted by the excimer laser light and ejected form a bottom portion of at least a plurality of contact holes formed in the substrate with a predetermined thickness. A method for forming a thin film, which comprises forming a film.
【請求項11】 真空チャンバの外部に設けたレーザ発
生源よりレーザ光を、前記真空チャンバ内に配置したタ
ーゲットに導入窓を通して照射し、該ターゲットより飛
び出した粒子により基板に磁性膜を成膜する薄膜形成方
法において、前記レーザ発生源をエキシマレーザ発生源
で形成するとともにエキシマレーザ光に照射されて一定
方向に飛び出したターゲット粒子により、磁性膜を所定
の厚さで成膜させることを特徴とする薄膜形成方法。
11. A laser light source provided outside the vacuum chamber irradiates a target arranged in the vacuum chamber through an introduction window, and a magnetic film is formed on a substrate by particles projected from the target. In the thin film forming method, the laser source is formed by an excimer laser source, and a magnetic film is formed with a predetermined thickness by target particles that are irradiated with excimer laser light and fly out in a certain direction. Thin film forming method.
【請求項12】 請求項10又は11記載の薄膜形成方
法を用いて成膜されてなることを特徴とする半導体素
子。
12. A semiconductor device formed by using the thin film forming method according to claim 10.
JP12878594A 1994-06-10 1994-06-10 Formation of thin film and device therefor Pending JPH07331423A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998022635A1 (en) * 1996-11-18 1998-05-28 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for directional deposition of thin films using laser ablation

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