JPH08239766A - レーザｃｖｄ法による薄膜形成方法および装置 - Google Patents
レーザｃｖｄ法による薄膜形成方法および装置Info
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- JPH08239766A JPH08239766A JP7333850A JP33385095A JPH08239766A JP H08239766 A JPH08239766 A JP H08239766A JP 7333850 A JP7333850 A JP 7333850A JP 33385095 A JP33385095 A JP 33385095A JP H08239766 A JPH08239766 A JP H08239766A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応室に供給すべきＣＶＤ原料ガスの濃度を
精度良く制御するとともに、応答性良くその濃度を変更
することが可能なＣＶＤ装置を提供する。 【解決手段】 ＣＶＤ原料ガス１０１を、分子量が互い
に異なる少なくとも２種類のキャリアガス１２０および
１２１が混合された混合ガスを用いて基板１０４が置か
れるチェンバ１０３内に供給する。ＣＶＤ原料ガス１０
１を含む雰囲気中に置かれた基板１０４上にレーザ光１
０６を照射して、ＣＶＤ原料ガス１０１を分解し、その
基板１０４上に薄膜を堆積させる。
精度良く制御するとともに、応答性良くその濃度を変更
することが可能なＣＶＤ装置を提供する。 【解決手段】 ＣＶＤ原料ガス１０１を、分子量が互い
に異なる少なくとも２種類のキャリアガス１２０および
１２１が混合された混合ガスを用いて基板１０４が置か
れるチェンバ１０３内に供給する。ＣＶＤ原料ガス１０
１を含む雰囲気中に置かれた基板１０４上にレーザ光１
０６を照射して、ＣＶＤ原料ガス１０１を分解し、その
基板１０４上に薄膜を堆積させる。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いた
化学的気相成長（以下、ＣＶＤとする。）によりＣＶＤ
原料ガスを分解して基板上に薄膜を堆積させる方法およ
び装置に関する。特に、ＣＶＤ原料ガスの濃度（供給
量）を高精度に制御するとともに、その濃度を短時間で
変更することが可能なレーザＣＶＤ法による薄膜形成方
法および装置に関する。
化学的気相成長（以下、ＣＶＤとする。）によりＣＶＤ
原料ガスを分解して基板上に薄膜を堆積させる方法およ
び装置に関する。特に、ＣＶＤ原料ガスの濃度（供給
量）を高精度に制御するとともに、その濃度を短時間で
変更することが可能なレーザＣＶＤ法による薄膜形成方
法および装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】レーザＣＶＤによる薄膜形成方法では、
一般的に、半導体の製造工程で使用される減圧ＣＶＤ、
プラズマＣＶＤおよびＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ ＣＶＤ）等による薄膜形成方法と比べて、薄
膜が基板上に堆積される速度、言い換えれば、ＣＶＤ原
料ガスの反応速度が著しく大きい。したがって、チェン
バ内へのＣＶＤ原料ガスの供給量、すなわち供給される
ＣＶＤ原料ガスの濃度が、薄膜形成プロセスの安定性お
よび堆積される薄膜の性質、形状に大きく影響を与える
ことになる。そこで、近年、所望の薄膜を形成するため
に、ＣＶＤ原料ガスの供給量を厳密に制御することが要
求されている。
一般的に、半導体の製造工程で使用される減圧ＣＶＤ、
プラズマＣＶＤおよびＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ ＣＶＤ）等による薄膜形成方法と比べて、薄
膜が基板上に堆積される速度、言い換えれば、ＣＶＤ原
料ガスの反応速度が著しく大きい。したがって、チェン
バ内へのＣＶＤ原料ガスの供給量、すなわち供給される
ＣＶＤ原料ガスの濃度が、薄膜形成プロセスの安定性お
よび堆積される薄膜の性質、形状に大きく影響を与える
ことになる。そこで、近年、所望の薄膜を形成するため
に、ＣＶＤ原料ガスの供給量を厳密に制御することが要
求されている。
【０００２】特開平４−２９５８５１号公報に開示され
ている従来のレーザＣＶＤ装置では、図１０に示すガス
供給系１によって、ＣＶＤ原料ガス２がチェンバ３内に
供給されている。ガス供給系１を構成するリザーバ４に
は、予めクロムカルボニル粉末等の有機金属化合物５が
蓄積されている。リザーバ４を所定の温度に加熱するこ
とによって、有機金属化合物５を昇華させてＣＶＤ原料
ガス２を得ている。そして、アルゴンガス（以下、Ａｒ
ガスとする）等の１種類のキャリアガス６を予め定めら
れた量だけリザーバ４内に送り込み、このキャリアガス
６とＣＶＤ原料ガス２とを混合させることによって所望
の濃度のＣＶＤ原料ガス２を得る。そのＣＶＤ原料ガス
２をレーザＣＶＤプロセスが行われるチェンバ３内に供
給している。そして、この従来のレーザＣＶＤ装置にお
けるＣＶＤ原料ガス２の濃度は、リザーバ４の温度を一
定にした状態でリザーバ４内に送り込まれるキャリアガ
ス６の流量を、マスフローコントローラ７等の流量調節
器を用いて制御することによって、管理されている。な
お、図１０中、チェンバ３内には、ＸＹステージ１０上
に基板８が載置されており、ガラス窓１１を介して、レ
ーザ光１２が基板８に照射される。
ている従来のレーザＣＶＤ装置では、図１０に示すガス
供給系１によって、ＣＶＤ原料ガス２がチェンバ３内に
供給されている。ガス供給系１を構成するリザーバ４に
は、予めクロムカルボニル粉末等の有機金属化合物５が
蓄積されている。リザーバ４を所定の温度に加熱するこ
とによって、有機金属化合物５を昇華させてＣＶＤ原料
ガス２を得ている。そして、アルゴンガス（以下、Ａｒ
ガスとする）等の１種類のキャリアガス６を予め定めら
れた量だけリザーバ４内に送り込み、このキャリアガス
６とＣＶＤ原料ガス２とを混合させることによって所望
の濃度のＣＶＤ原料ガス２を得る。そのＣＶＤ原料ガス
２をレーザＣＶＤプロセスが行われるチェンバ３内に供
給している。そして、この従来のレーザＣＶＤ装置にお
けるＣＶＤ原料ガス２の濃度は、リザーバ４の温度を一
定にした状態でリザーバ４内に送り込まれるキャリアガ
ス６の流量を、マスフローコントローラ７等の流量調節
器を用いて制御することによって、管理されている。な
お、図１０中、チェンバ３内には、ＸＹステージ１０上
に基板８が載置されており、ガラス窓１１を介して、レ
ーザ光１２が基板８に照射される。
【０００３】一般的に、図１１に示すように、基板８上
の中央部分に薄膜を堆積させる場合と、図１２に示すよ
うに、基板８上の周辺部分に薄膜を堆積させる場合とで
は、ガス導入口９から供給されるＣＶＤ原料ガス２の流
れ方が異なる。特に、基板８上の周辺部分では、基板８
から外部にもれるＣＶＤ原料ガス２が多く存在するた
め、その周辺部分ではＣＶＤ原料ガス２の濃度が薄くな
ってしまうことになる。したがって、薄膜を堆積させる
べき領域が、基板８上の周辺部分である場合、高品質の
薄膜を堆積させるためには、ガス導入口９から導入する
ＣＶＤ原料ガス２の濃度を増加させる必要がある。特
に、同一基板上で、その中央部分と周辺部分とに複数の
薄膜を堆積すべき領域が存在し、複数の領域に対して続
けて薄膜を堆積させる場合には、短時間で、ＣＶＤ原料
ガスの濃度をその領域に所望の濃度に変更しなければな
らない。
の中央部分に薄膜を堆積させる場合と、図１２に示すよ
うに、基板８上の周辺部分に薄膜を堆積させる場合とで
は、ガス導入口９から供給されるＣＶＤ原料ガス２の流
れ方が異なる。特に、基板８上の周辺部分では、基板８
から外部にもれるＣＶＤ原料ガス２が多く存在するた
め、その周辺部分ではＣＶＤ原料ガス２の濃度が薄くな
ってしまうことになる。したがって、薄膜を堆積させる
べき領域が、基板８上の周辺部分である場合、高品質の
薄膜を堆積させるためには、ガス導入口９から導入する
ＣＶＤ原料ガス２の濃度を増加させる必要がある。特
に、同一基板上で、その中央部分と周辺部分とに複数の
薄膜を堆積すべき領域が存在し、複数の領域に対して続
けて薄膜を堆積させる場合には、短時間で、ＣＶＤ原料
ガスの濃度をその領域に所望の濃度に変更しなければな
らない。
【０００４】このような従来のレーザＣＶＤ装置におい
て、ＣＶＤ原料ガスの濃度を変更する方法は２つ考えら
れる。第１の方法は、リザーバの温度を変更することに
よって、リザーバ内に発生するＣＶＤ原料ガスの昇華量
を変える方法である。また、第２の方法は、リザーバに
送り込まれる１種類のキャリアガスの流量を支障のない
範囲内で変えることによって、キャリアガスとリザーバ
内のＣＶＤ原料ガスとの混合比を変えて、チェンバへ運
ばれるＣＶＤ原料ガス分子の数を制御する方法である。
て、ＣＶＤ原料ガスの濃度を変更する方法は２つ考えら
れる。第１の方法は、リザーバの温度を変更することに
よって、リザーバ内に発生するＣＶＤ原料ガスの昇華量
を変える方法である。また、第２の方法は、リザーバに
送り込まれる１種類のキャリアガスの流量を支障のない
範囲内で変えることによって、キャリアガスとリザーバ
内のＣＶＤ原料ガスとの混合比を変えて、チェンバへ運
ばれるＣＶＤ原料ガス分子の数を制御する方法である。
【０００５】しかしながら、１種類のキャリアガスを用
いて、このキャリアガスの流量またはリザーバの温度を
制御することによって、ＣＶＤ原料ガスの供給量を制御
する方法では、以下に示す問題点を有している。
いて、このキャリアガスの流量またはリザーバの温度を
制御することによって、ＣＶＤ原料ガスの供給量を制御
する方法では、以下に示す問題点を有している。
【０００６】すなわち、リザーバの温度によりＣＶＤ原
料ガスの供給量を制御する方法では、リザーバの温度変
化に対する原料ガスの発生量、すなわち昇華量の変化率
が大きい。したがって、精密に原料ガスの濃度を制御す
ることは非常に困難である。さらに、短時間で所望の原
料ガス濃度に変更することは不可能である。
料ガスの供給量を制御する方法では、リザーバの温度変
化に対する原料ガスの発生量、すなわち昇華量の変化率
が大きい。したがって、精密に原料ガスの濃度を制御す
ることは非常に困難である。さらに、短時間で所望の原
料ガス濃度に変更することは不可能である。
【０００７】一方、前述の第２の方法、つまり、１種類
の気体からなるキャリアガスの流量を変えることによっ
て、チェンバへ運ばれる原料ガスの濃度を制御する方法
では、チェンバへ供給される総ガス量が変化してしまう
ことになる。供給される総ガス量が変化すると、レーザ
光照射点近傍とその周辺部分との間の圧力バランスが変
化することになる。それが、薄膜の形成状態に大きく影
響を与えてしまい、安定した薄膜の形成を行うことがで
きないという問題点がある。
の気体からなるキャリアガスの流量を変えることによっ
て、チェンバへ運ばれる原料ガスの濃度を制御する方法
では、チェンバへ供給される総ガス量が変化してしまう
ことになる。供給される総ガス量が変化すると、レーザ
光照射点近傍とその周辺部分との間の圧力バランスが変
化することになる。それが、薄膜の形成状態に大きく影
響を与えてしまい、安定した薄膜の形成を行うことがで
きないという問題点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザＣＶＤ装
置に備えられたガス供給系を利用して、チェンバ内に供
給されるべきＣＶＤ原料ガスの濃度を精度良く制御する
とともに、応答性良くその濃度を変更することは非常に
困難である。
置に備えられたガス供給系を利用して、チェンバ内に供
給されるべきＣＶＤ原料ガスの濃度を精度良く制御する
とともに、応答性良くその濃度を変更することは非常に
困難である。
【０００９】したがって、薄膜形成過程において、プロ
セスバランスがくずれ、良質の薄膜を形成することがで
きないという問題点がある。
セスバランスがくずれ、良質の薄膜を形成することがで
きないという問題点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のレーザＣＶＤ法による薄膜形成方法は、
原料気体を、分子量が互いに異なる少なくとも２種類の
気体が混合された混合ガスを用いて基板が置かれる反応
室内に供給する。反応室内に置かれる基板上にレーザ光
を照射することによって、原料気体を分解し、基板上に
薄膜を堆積させるものである。
めに、本発明のレーザＣＶＤ法による薄膜形成方法は、
原料気体を、分子量が互いに異なる少なくとも２種類の
気体が混合された混合ガスを用いて基板が置かれる反応
室内に供給する。反応室内に置かれる基板上にレーザ光
を照射することによって、原料気体を分解し、基板上に
薄膜を堆積させるものである。
【００１１】特に、混合ガスに含まれる少なくとも２種
類の気体の混合比を変更することにょって、反応室内に
供給される原料気体の濃度を変更するものである。
類の気体の混合比を変更することにょって、反応室内に
供給される原料気体の濃度を変更するものである。
【００１２】また、本発明のレーザＣＶＤ法による薄膜
形成装置は、原料気体を、分子量が互いに異なる少なく
とも２種類の気体が混合された混合ガスを用いて基板が
置かれる反応室内に供給する手段を備え、原料気体を含
む雰囲気中に置かれた基板上にレーザ光を照射して、原
料気体を分解し、その基板上に薄膜を堆積させるもので
ある。
形成装置は、原料気体を、分子量が互いに異なる少なく
とも２種類の気体が混合された混合ガスを用いて基板が
置かれる反応室内に供給する手段を備え、原料気体を含
む雰囲気中に置かれた基板上にレーザ光を照射して、原
料気体を分解し、その基板上に薄膜を堆積させるもので
ある。
【００１３】特に、本発明は、混合ガスに含まれる少な
くとも２種類の気体の混合比を変更することによって、
反応室内に供給される原料気体の濃度を制御する手段を
さらに含む。
くとも２種類の気体の混合比を変更することによって、
反応室内に供給される原料気体の濃度を制御する手段を
さらに含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。
ついて図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】本発明の第１の実施形態は、１つのリザー
バに対してキャリアガスの導入系を少なくとも２系統備
え、それぞれの系統で分子量の異なるガスをキャリアガ
スとして用いる。そして、リザーバ内へ導入されるキャ
リアガス中の異なる分子量を有する気体の混合比を、キ
ャリアガスの総流量を変えることなく、変化させること
でチェンバ内へ運ばれるＣＶＤ原料ガスの濃度を所望の
値に制御するものである。これにより、本実施形態で
は、厳密な原料ガス濃度の制御が可能となるとともに、
応答性良くその濃度が変更されることになる。
バに対してキャリアガスの導入系を少なくとも２系統備
え、それぞれの系統で分子量の異なるガスをキャリアガ
スとして用いる。そして、リザーバ内へ導入されるキャ
リアガス中の異なる分子量を有する気体の混合比を、キ
ャリアガスの総流量を変えることなく、変化させること
でチェンバ内へ運ばれるＣＶＤ原料ガスの濃度を所望の
値に制御するものである。これにより、本実施形態で
は、厳密な原料ガス濃度の制御が可能となるとともに、
応答性良くその濃度が変更されることになる。
【００１６】次に、本発明の第１の実施形態について図
１を参照して詳細に説明する。
１を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１を参照すると、ガス供給系１００によ
りＣＶＤ原料ガス１０１がガス導入口１０２からチェン
バ１０３内の基板１０４上に供給される。一方、レーザ
発振器１０５から出射されるレーザ光１０６は、ビーム
エキスパンダ１０７によってそのビーム径が拡大された
後、可変スリット１０８を通過する。レーザ光１０６が
可変スリット１０８を通過することにより得られる所望
のサイズの開口像が、ダイクロイックミラー１０９、対
物レンズ１１０およびガラス窓１１１を介して基板１０
４上に結像される。
りＣＶＤ原料ガス１０１がガス導入口１０２からチェン
バ１０３内の基板１０４上に供給される。一方、レーザ
発振器１０５から出射されるレーザ光１０６は、ビーム
エキスパンダ１０７によってそのビーム径が拡大された
後、可変スリット１０８を通過する。レーザ光１０６が
可変スリット１０８を通過することにより得られる所望
のサイズの開口像が、ダイクロイックミラー１０９、対
物レンズ１１０およびガラス窓１１１を介して基板１０
４上に結像される。
【００１８】レーザ光１０６の開口像は、ＸＹステージ
１１２を駆動させることにより基板１０４上で走査され
る。ＸＹステージ１１２の駆動は、例えば、顕微鏡１１
３を用いて肉眼で基板を観察しながら、基板１０４の所
望の位置にレーザ光１０６の開口像が結像されるように
なされる。また、基板１０４をカメラ１１４で撮像し、
その基板１０４の画像が出力されるモニタ１１５を観察
しながら、ＸＹステージ１１２を駆動させてもよい。
１１２を駆動させることにより基板１０４上で走査され
る。ＸＹステージ１１２の駆動は、例えば、顕微鏡１１
３を用いて肉眼で基板を観察しながら、基板１０４の所
望の位置にレーザ光１０６の開口像が結像されるように
なされる。また、基板１０４をカメラ１１４で撮像し、
その基板１０４の画像が出力されるモニタ１１５を観察
しながら、ＸＹステージ１１２を駆動させてもよい。
【００１９】こうして、基板１０４上の所望の位置にレ
ーザ光１０６が照射されることによって、チェンバ１０
３内に供給されたＣＶＤ原料ガス１０１が熱分解し、レ
ーザ光１０６の開口像が結像された位置に薄膜を堆積さ
せていく。
ーザ光１０６が照射されることによって、チェンバ１０
３内に供給されたＣＶＤ原料ガス１０１が熱分解し、レ
ーザ光１０６の開口像が結像された位置に薄膜を堆積さ
せていく。
【００２０】また、薄膜の堆積において余分なＣＶＤ原
料ガス等の排気ガスは、排気ガス処理部１１７で処理さ
れた後、外部に排気される。
料ガス等の排気ガスは、排気ガス処理部１１７で処理さ
れた後、外部に排気される。
【００２１】ここで、本実施例の特徴的な構成であるガ
ス供給系１００の構成について説明する。
ス供給系１００の構成について説明する。
【００２２】リザーバ１１８内には、ＣＶＤ原料１１９
として、例えば、粉末状のクロムカルボニル（以下、Ｃ
ｒ（ＣＯ）6とする）が蓄積されている。そして、Ａｒ
ガス１２０がマスフローコントローラ１２２により流量
制御されてリザーバ１１８内に導入される。一方、Ａｒ
ガス１２０とは分子量が異なるヘリウムガス（以下、Ｈ
ｅガスとする）１２１がマスフローコントローラ１２３
により流量制御されてリザーバ１１８内に導入される。
これらＡｒガス１２０およびＨｅガス１２１は、ＣＶＤ
原料ガス１０１をチェンバ１０３内に送り込むためのキ
ャリアガスとして用いられる。リザーバ１１８は図示せ
ぬ熱源により加熱されており、この加熱により、リザー
バ１１８内に蓄積されている粉末状のＣｒ（ＣＯ）6１
１９は昇華される。そして、昇華することによって得ら
れたＣＶＤ原料ガス１０１（Ｃｒ（ＣＯ）6ガス）は、
リザーバ１１８内に導入されるＡｒガス１２０およびＨ
ｅガス１２１によって輸送され、ガス導入口１０２より
チェンバ１０３内の基板１０４上に供給される。
として、例えば、粉末状のクロムカルボニル（以下、Ｃ
ｒ（ＣＯ）6とする）が蓄積されている。そして、Ａｒ
ガス１２０がマスフローコントローラ１２２により流量
制御されてリザーバ１１８内に導入される。一方、Ａｒ
ガス１２０とは分子量が異なるヘリウムガス（以下、Ｈ
ｅガスとする）１２１がマスフローコントローラ１２３
により流量制御されてリザーバ１１８内に導入される。
これらＡｒガス１２０およびＨｅガス１２１は、ＣＶＤ
原料ガス１０１をチェンバ１０３内に送り込むためのキ
ャリアガスとして用いられる。リザーバ１１８は図示せ
ぬ熱源により加熱されており、この加熱により、リザー
バ１１８内に蓄積されている粉末状のＣｒ（ＣＯ）6１
１９は昇華される。そして、昇華することによって得ら
れたＣＶＤ原料ガス１０１（Ｃｒ（ＣＯ）6ガス）は、
リザーバ１１８内に導入されるＡｒガス１２０およびＨ
ｅガス１２１によって輸送され、ガス導入口１０２より
チェンバ１０３内の基板１０４上に供給される。
【００２３】ここで、マスフローコントローラ１２２お
よび１２３によるキャリアガス１２０および１２１の流
量制御は、制御装置１２４によってコントロールされ
る。例えば、モニタ１１５を観察することでレーザ光１
０６が基板１０４上のどの位置に照射されるかを検知す
ることができるので、基板１０４上のレーザ光１０６の
照射位置に応じて、制御装置１２４が、リザーバ１１８
内に導入されるＡｒガス１２０およびＨｅガス１２１の
混合比を所望の値に制御する。
よび１２３によるキャリアガス１２０および１２１の流
量制御は、制御装置１２４によってコントロールされ
る。例えば、モニタ１１５を観察することでレーザ光１
０６が基板１０４上のどの位置に照射されるかを検知す
ることができるので、基板１０４上のレーザ光１０６の
照射位置に応じて、制御装置１２４が、リザーバ１１８
内に導入されるＡｒガス１２０およびＨｅガス１２１の
混合比を所望の値に制御する。
【００２４】なお、本実施形態では、キャリアガスとし
て、２種類の気体の混合ガスを用いているが、用途に応
じて３種類以上の気体の混合ガスを用いることも可能で
ある。
て、２種類の気体の混合ガスを用いているが、用途に応
じて３種類以上の気体の混合ガスを用いることも可能で
ある。
【００２５】次に、本実施形態の薄膜堆積過程について
説明する。
説明する。
【００２６】レーザ発振器１０５から出射されたレーザ
光１０６、例えば、連続励起ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレ
ーザの第２高調波光（ＳＨ光、波長０．５３μｍ）が、
ビームエキスパンダ１０７、可変スリット１０８、ダイ
クロイックミラー１０９、対物レンズ１１０およびガラ
ス窓１１１を通って、チェンバ１０３内のＸＹステージ
１１２上に載置されている基板１０４上の所望の位置に
照射される。そして、前述のガス供給系１００の作用に
より、基板１０４上に供給されたＣＶＤ原料ガス１０１
であるＣｒ（ＣＯ）6ガスが、レーザ光１０６により熱
分解される。その結果、レーザ光１０６が照射されてい
る基板１０４上の領域に金属クロムの膜が堆積されてい
く。ここで、基板１０４は、ＣＶＤ原料ガス１０１との
温度バランスをとるとともに、その基板１０４の表面へ
のＣＶＤ原料ガス分子の吸着量を制御するために、ヒー
タ１２５により加熱されている。
光１０６、例えば、連続励起ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレ
ーザの第２高調波光（ＳＨ光、波長０．５３μｍ）が、
ビームエキスパンダ１０７、可変スリット１０８、ダイ
クロイックミラー１０９、対物レンズ１１０およびガラ
ス窓１１１を通って、チェンバ１０３内のＸＹステージ
１１２上に載置されている基板１０４上の所望の位置に
照射される。そして、前述のガス供給系１００の作用に
より、基板１０４上に供給されたＣＶＤ原料ガス１０１
であるＣｒ（ＣＯ）6ガスが、レーザ光１０６により熱
分解される。その結果、レーザ光１０６が照射されてい
る基板１０４上の領域に金属クロムの膜が堆積されてい
く。ここで、基板１０４は、ＣＶＤ原料ガス１０１との
温度バランスをとるとともに、その基板１０４の表面へ
のＣＶＤ原料ガス分子の吸着量を制御するために、ヒー
タ１２５により加熱されている。
【００２７】本実施形態では、リザーバ１１８内には、
ＣＶＤ原料１１９として粉末状のＣｒ（ＣＯ）6を蓄積
させたが、他の物質、例えば、粉末状のモリブデンカル
ボニル（以下、Ｍｏ（ＣＯ）6とする）でもかまわな
い。
ＣＶＤ原料１１９として粉末状のＣｒ（ＣＯ）6を蓄積
させたが、他の物質、例えば、粉末状のモリブデンカル
ボニル（以下、Ｍｏ（ＣＯ）6とする）でもかまわな
い。
【００２８】次に、分子量の異なる２種類のキャリアガ
スの混合比を変化させることによって、チェンバ内に供
給されるＣＶＤ原料ガスの濃度を変更する原理について
説明する。
スの混合比を変化させることによって、チェンバ内に供
給されるＣＶＤ原料ガスの濃度を変更する原理について
説明する。
【００２９】キャリアガスの分子量が異なれば、同じ流
量のキャリアガスによりリザーバからチェンバへ運ばれ
るＣＶＤ原料ガスの分子数は異なるものとなる。この現
象は、キャリアガス分子とＣＶＤ原料ガス分子との衝突
断面積の違いに基づくものである。つまり、分子量の小
さいキャリアガスを用いた場合には、そのキャリアガス
分子は半径が小さいためにＣＶＤ原料ガス分子との衝突
断面積が小さく、結果として、ＣＶＤ原料ガスの輸送量
は少なくなる。逆に、分子量の大きいキャリアガスを用
いた場合には、そのキャリアガス分子は半径が大きくＣ
ＶＤ原料ガス分子との衝突断面積が大きく、結果とし
て、ＣＶＤ原料ガスの輸送量は多くなる。
量のキャリアガスによりリザーバからチェンバへ運ばれ
るＣＶＤ原料ガスの分子数は異なるものとなる。この現
象は、キャリアガス分子とＣＶＤ原料ガス分子との衝突
断面積の違いに基づくものである。つまり、分子量の小
さいキャリアガスを用いた場合には、そのキャリアガス
分子は半径が小さいためにＣＶＤ原料ガス分子との衝突
断面積が小さく、結果として、ＣＶＤ原料ガスの輸送量
は少なくなる。逆に、分子量の大きいキャリアガスを用
いた場合には、そのキャリアガス分子は半径が大きくＣ
ＶＤ原料ガス分子との衝突断面積が大きく、結果とし
て、ＣＶＤ原料ガスの輸送量は多くなる。
【００３０】ここで、キャリアガスの総流量を変化させ
ずに、それぞれのキャリアガスの混合比を変化させると
する。例えば、分子量の小さいキャリアガスの混合比を
大きくすると、ＣＶＤ原料ガスの輸送効率が小さくなる
ために、供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度は小さくな
る。一方、分子量の大きいキャリアガスの混合比を大き
くすると、ＣＶＤ原料ガスの輸送効率が大きくなるため
に、供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度は大きくなる。こ
うして、キャリアガスの混合比を変化させることで、チ
ェンバに供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度を変更するこ
とができる。
ずに、それぞれのキャリアガスの混合比を変化させると
する。例えば、分子量の小さいキャリアガスの混合比を
大きくすると、ＣＶＤ原料ガスの輸送効率が小さくなる
ために、供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度は小さくな
る。一方、分子量の大きいキャリアガスの混合比を大き
くすると、ＣＶＤ原料ガスの輸送効率が大きくなるため
に、供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度は大きくなる。こ
うして、キャリアガスの混合比を変化させることで、チ
ェンバに供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度を変更するこ
とができる。
【００３１】本実施形態のレーザＣＶＤ装置によれば、
基板１０４の周辺部分に薄膜を堆積させる場合には、制
御装置１２４により、分子量の大きいキャリアガス１２
０、つまり、Ａｒガスの混合比を大きくし、分子量の小
さいキャリアガス１２１、つまり、Ｈｅガスの混合比を
小さくするように、各キャリアガス導入系に設けられた
マスフローコントローラ１２２および１２３を制御す
る。すると、Ａｒガス１２０の混合比が大きくなること
により、ＣＶＤ原料ガス１０１の運搬効率が向上し、結
果として、供給されるＣＶＤ原料ガス１０１の濃度は大
きくなり、基板１０４上からＣＶＤ原料ガス１０１がも
れることによるその濃度の低下を抑えることができ、良
好な薄膜を形成することが可能となる。
基板１０４の周辺部分に薄膜を堆積させる場合には、制
御装置１２４により、分子量の大きいキャリアガス１２
０、つまり、Ａｒガスの混合比を大きくし、分子量の小
さいキャリアガス１２１、つまり、Ｈｅガスの混合比を
小さくするように、各キャリアガス導入系に設けられた
マスフローコントローラ１２２および１２３を制御す
る。すると、Ａｒガス１２０の混合比が大きくなること
により、ＣＶＤ原料ガス１０１の運搬効率が向上し、結
果として、供給されるＣＶＤ原料ガス１０１の濃度は大
きくなり、基板１０４上からＣＶＤ原料ガス１０１がも
れることによるその濃度の低下を抑えることができ、良
好な薄膜を形成することが可能となる。
【００３２】なお、キャリアガスは、ＡｒガスやＨｅガ
スに限定されるものではない。キャリアガスとしては、
ＣＶＤ原料ガスおよびレーザ光に対する反応性が極めて
低い物質が望まれ、例えば、希ガスなどが望ましい。そ
の他、水素ガス（Ｈ2）や窒素ガス（Ｎ2）も用いること
ができる。ただし、本実施例の効果を充分に発揮するた
めには、分子量が明らかに異なる少なくとも２種以上の
キャリアガスを採用することが好ましい。したがって、
分子量の小さいキャリアガスとしてはＨｅガスあるいは
Ｈ2ガスを用い、分子量の大きいキャリアガスとして
は、Ｈｅ以外の希ガスやＮ2ガスを用いることが好まし
い。本実施形態では、コスト面や扱い易さを考慮してＨ
ｅガスとＡｒガスの組合せを採用する。ただし、ＣＶＤ
原料としてＣｒ（ＣＯ）6を用いる場合には、Ｃｒ（Ｃ
Ｏ）6の分子量が２２０であることを考慮すると、分子
量の大きいキャリアガスとしては、分子量が４０である
Ａｒガスの代わりに、分子量が１３１と大きいキセノン
（Ｘｅ）ガスを用いることにより、本実施形態の効果を
より発揮させることができる。
スに限定されるものではない。キャリアガスとしては、
ＣＶＤ原料ガスおよびレーザ光に対する反応性が極めて
低い物質が望まれ、例えば、希ガスなどが望ましい。そ
の他、水素ガス（Ｈ2）や窒素ガス（Ｎ2）も用いること
ができる。ただし、本実施例の効果を充分に発揮するた
めには、分子量が明らかに異なる少なくとも２種以上の
キャリアガスを採用することが好ましい。したがって、
分子量の小さいキャリアガスとしてはＨｅガスあるいは
Ｈ2ガスを用い、分子量の大きいキャリアガスとして
は、Ｈｅ以外の希ガスやＮ2ガスを用いることが好まし
い。本実施形態では、コスト面や扱い易さを考慮してＨ
ｅガスとＡｒガスの組合せを採用する。ただし、ＣＶＤ
原料としてＣｒ（ＣＯ）6を用いる場合には、Ｃｒ（Ｃ
Ｏ）6の分子量が２２０であることを考慮すると、分子
量の大きいキャリアガスとしては、分子量が４０である
Ａｒガスの代わりに、分子量が１３１と大きいキセノン
（Ｘｅ）ガスを用いることにより、本実施形態の効果を
より発揮させることができる。
【００３３】なお、本実施形態において、キャリアガス
の混合比の変更によるＣＶＤ原料ガスの濃度の切換に要
する時間は、リザーバからチェンバまでの配管長にも依
存するが、例えば、配管が外形１／４インチで配管長３
〜４ｍ程度の場合には、所要時間は２〜３分程度であ
り、極めて応答性がよい。また、少なくとも２種類以上
のキャリアガスの混合比の設定の仕方によっては、１％
以下の分解能でＣＶＤ原料ガスの濃度を制御することが
可能である。
の混合比の変更によるＣＶＤ原料ガスの濃度の切換に要
する時間は、リザーバからチェンバまでの配管長にも依
存するが、例えば、配管が外形１／４インチで配管長３
〜４ｍ程度の場合には、所要時間は２〜３分程度であ
り、極めて応答性がよい。また、少なくとも２種類以上
のキャリアガスの混合比の設定の仕方によっては、１％
以下の分解能でＣＶＤ原料ガスの濃度を制御することが
可能である。
【００３４】次に、本発明の第２の実施形態について図
２を参照して説明する。
２を参照して説明する。
【００３５】第２の実施形態では、ＣＶＤ原料ガスとし
て、少なくとも２種類の有機金属ガスの混合ガスを用い
るものである。例えば、Ｃｒ（ＣＯ）6ガスとＭｏ（Ｃ
Ｏ）6 ガスの混合ガスをＣＶＤ原料ガスとして用いる場
合には、図４に示すように、２つのリザーバ２０１およ
び２０２が用いられる。そして、リザーバ２０１内には
粉末状のＣｒ（ＣＯ）6２０３を蓄積させ、一方、リザ
ーバ２０２内には粉末状のＭｏ（ＣＯ）6２０４を蓄積
させる。そして、それぞれのリザーバ２０１および２０
２には、前述の第１の実施形態で示したような複数のキ
ャリアガス導入系が設けられる。そして、前述の第１の
実施形態と同様の方法により、リザーバ２０１および２
０２から送り出されるＣＶＤ原料ガスの濃度は精度良く
制御される。したがって、最終的に、チェンバ内に供給
されるＣＶＤ原料ガス２０５中のＣｒ（ＣＯ）6ガスお
よびＭｏ（ＣＯ）6ガスの混合比を制御することも可能
となる。なお、少なくとも２種類の有機金属ガスの混合
ガスを用いる場合、その混合ガスの総流量を変えること
なく、それぞれの有機金属ガスの混合比を変更すること
が好ましい。
て、少なくとも２種類の有機金属ガスの混合ガスを用い
るものである。例えば、Ｃｒ（ＣＯ）6ガスとＭｏ（Ｃ
Ｏ）6 ガスの混合ガスをＣＶＤ原料ガスとして用いる場
合には、図４に示すように、２つのリザーバ２０１およ
び２０２が用いられる。そして、リザーバ２０１内には
粉末状のＣｒ（ＣＯ）6２０３を蓄積させ、一方、リザ
ーバ２０２内には粉末状のＭｏ（ＣＯ）6２０４を蓄積
させる。そして、それぞれのリザーバ２０１および２０
２には、前述の第１の実施形態で示したような複数のキ
ャリアガス導入系が設けられる。そして、前述の第１の
実施形態と同様の方法により、リザーバ２０１および２
０２から送り出されるＣＶＤ原料ガスの濃度は精度良く
制御される。したがって、最終的に、チェンバ内に供給
されるＣＶＤ原料ガス２０５中のＣｒ（ＣＯ）6ガスお
よびＭｏ（ＣＯ）6ガスの混合比を制御することも可能
となる。なお、少なくとも２種類の有機金属ガスの混合
ガスを用いる場合、その混合ガスの総流量を変えること
なく、それぞれの有機金属ガスの混合比を変更すること
が好ましい。
【００３６】次に、本発明の第３の実施形態について図
３ないし図６を参照して説明する。
３ないし図６を参照して説明する。
【００３７】本実施形態では、基板上を複数の領域、例
えば、基板の中央部分および周辺部分に分割し、それぞ
れの領域に最適な濃度のＣＶＤ原料ガスを供給するため
に、少なくとも２種類以上のキャリアガスの混合比を予
め領域毎に登録しておく。そして、実際に薄膜を堆積さ
せるべき領域に基づいて、キャリアガスの混合比を設定
し、自動的にＣＶＤ原料ガスの濃度を変更するというも
のである。こうすることで、基板上の領域に関係なく、
常に均質な薄膜が形成されることになる。
えば、基板の中央部分および周辺部分に分割し、それぞ
れの領域に最適な濃度のＣＶＤ原料ガスを供給するため
に、少なくとも２種類以上のキャリアガスの混合比を予
め領域毎に登録しておく。そして、実際に薄膜を堆積さ
せるべき領域に基づいて、キャリアガスの混合比を設定
し、自動的にＣＶＤ原料ガスの濃度を変更するというも
のである。こうすることで、基板上の領域に関係なく、
常に均質な薄膜が形成されることになる。
【００３８】図３を参照すると、制御装置３０１は、Ｘ
Ｙステージ３０２から送られる基板１０４の移動量に対
応した位置情報に基づいてマスフローコントローラ１２
２および１２３を制御するものである。すなわち、制御
装置３０１は、基板１０４上におけるレーザ光１０６の
照射位置に応じて、Ａｒガス１２０とＨｅガス１２１の
混合比を予め設定された比に設定するものである。他の
構成は、前述の第１の実施形態と同様のものが用いられ
ている。
Ｙステージ３０２から送られる基板１０４の移動量に対
応した位置情報に基づいてマスフローコントローラ１２
２および１２３を制御するものである。すなわち、制御
装置３０１は、基板１０４上におけるレーザ光１０６の
照射位置に応じて、Ａｒガス１２０とＨｅガス１２１の
混合比を予め設定された比に設定するものである。他の
構成は、前述の第１の実施形態と同様のものが用いられ
ている。
【００３９】図４は、制御装置の詳細を示すブロック図
であり、領域検出部４０１は、ＸＹステージ３０２から
送出される基板１０４の位置情報に基づいて基板１０４
上のレーザ光１０６が照射される領域を検出する。つま
り、薄膜が堆積されるべき領域を検出するものである。
混合比設定部４０２は、基板１０４の所定の領域毎にそ
れぞれリザーバ１１８内に導入されるべきＡｒガス１２
０とＨｅガス１２１の混合比が、例えば、図５に示すよ
うなテーブル形式でＲＯＭ等に格納されている。そし
て、領域検出部４０１で検出された領域に対応したキャ
リアガスの混合比をＲＯＭ等から読み出し、その混合比
が設定される。ここで、図５に示す領域とは、図６に示
すように、基板１０４の中心位置６０１からの距離に基
づいて分割されて設定されるものである。マスフローコ
ントローラ制御部４０３は、混合比設定部４０２で設定
された混合比を有するＡｒガス１２０およびＨｅガス１
２１の混合ガスがキャリアガスとしてリザーバ１１８に
導入されるようにマスフローコントローラ１２２および
１２３を制御するものである。
であり、領域検出部４０１は、ＸＹステージ３０２から
送出される基板１０４の位置情報に基づいて基板１０４
上のレーザ光１０６が照射される領域を検出する。つま
り、薄膜が堆積されるべき領域を検出するものである。
混合比設定部４０２は、基板１０４の所定の領域毎にそ
れぞれリザーバ１１８内に導入されるべきＡｒガス１２
０とＨｅガス１２１の混合比が、例えば、図５に示すよ
うなテーブル形式でＲＯＭ等に格納されている。そし
て、領域検出部４０１で検出された領域に対応したキャ
リアガスの混合比をＲＯＭ等から読み出し、その混合比
が設定される。ここで、図５に示す領域とは、図６に示
すように、基板１０４の中心位置６０１からの距離に基
づいて分割されて設定されるものである。マスフローコ
ントローラ制御部４０３は、混合比設定部４０２で設定
された混合比を有するＡｒガス１２０およびＨｅガス１
２１の混合ガスがキャリアガスとしてリザーバ１１８に
導入されるようにマスフローコントローラ１２２および
１２３を制御するものである。
【００４０】そして、顕微鏡１１３等により基板１０４
を観察しながら、ＸＹステージ３０２を駆動させて、レ
ーザ光照射位置を基板１０４の薄膜を堆積させるべき位
置に設定する。この際、ＸＹステージ３０２により移動
した基板の移動量に応じた位置情報が制御装置３０１に
送出される。制御装置３０１では、基板１０４に関する
位置情報に基づいて、薄膜が堆積される領域が検出され
る。制御装置３０１には、図５に示すような、基板上の
領域毎に最適なキャリアガスの混合比を予め登録したテ
ーブルが備えられている。そして、検出された薄膜を堆
積すべき領域に応じて最適なキャリアガス混合比が設定
され、設定された混合比に基づいてマスフローコントロ
ーラ１２２および１２３が制御される。キャリアガスの
混合比が変更されたことで、基板１０４上に供給される
ＣＶＤ原料ガス１０１の濃度も変化する。こうして、基
板１０４上にレーザ光１０６を照射すれば、所望の品質
の薄膜を堆積させることができる。ここで、図５に示す
テーブルにおいて、基板１０４上の周辺部分に薄膜を堆
積させる場合、すなわち、領域５０３については、ＣＶ
Ｄ原料ガス１０１の濃度を大きくする必要があるため、
分子量の大きいキャリアガス、つまり、Ａｒガス１２０
の混合比を大きく設定してある。逆に、そのテーブルに
おいて、領域５０１については、ＣＶＤ原料ガス１０１
の濃度を大きくする必要がないため、Ａｒガス１２０の
混合比を比較的小さく設定している。
を観察しながら、ＸＹステージ３０２を駆動させて、レ
ーザ光照射位置を基板１０４の薄膜を堆積させるべき位
置に設定する。この際、ＸＹステージ３０２により移動
した基板の移動量に応じた位置情報が制御装置３０１に
送出される。制御装置３０１では、基板１０４に関する
位置情報に基づいて、薄膜が堆積される領域が検出され
る。制御装置３０１には、図５に示すような、基板上の
領域毎に最適なキャリアガスの混合比を予め登録したテ
ーブルが備えられている。そして、検出された薄膜を堆
積すべき領域に応じて最適なキャリアガス混合比が設定
され、設定された混合比に基づいてマスフローコントロ
ーラ１２２および１２３が制御される。キャリアガスの
混合比が変更されたことで、基板１０４上に供給される
ＣＶＤ原料ガス１０１の濃度も変化する。こうして、基
板１０４上にレーザ光１０６を照射すれば、所望の品質
の薄膜を堆積させることができる。ここで、図５に示す
テーブルにおいて、基板１０４上の周辺部分に薄膜を堆
積させる場合、すなわち、領域５０３については、ＣＶ
Ｄ原料ガス１０１の濃度を大きくする必要があるため、
分子量の大きいキャリアガス、つまり、Ａｒガス１２０
の混合比を大きく設定してある。逆に、そのテーブルに
おいて、領域５０１については、ＣＶＤ原料ガス１０１
の濃度を大きくする必要がないため、Ａｒガス１２０の
混合比を比較的小さく設定している。
【００４１】なお、本実施形態では、ＸＹステージ３０
２からの情報を受けて、制御装置３０１がマスフローコ
ントローラ１２２および１２３を制御する構成となって
いる。しかしながら、制御装置３０１内の記憶回路に、
予め薄膜の形成工程を示すシーケンス情報を登録してお
き、そのシーケンス情報にしたがって、マスフローコン
トローラ１２２および１２３だけでなく、ＸＹステージ
３０２やレーザ発振器１０５等を制御するようにしても
よい。
２からの情報を受けて、制御装置３０１がマスフローコ
ントローラ１２２および１２３を制御する構成となって
いる。しかしながら、制御装置３０１内の記憶回路に、
予め薄膜の形成工程を示すシーケンス情報を登録してお
き、そのシーケンス情報にしたがって、マスフローコン
トローラ１２２および１２３だけでなく、ＸＹステージ
３０２やレーザ発振器１０５等を制御するようにしても
よい。
【００４２】次に、本発明の第４の実施形態について図
７を参照して説明する。
７を参照して説明する。
【００４３】本実施形態は、レーザ光の照射スポットの
サイズに応じた最適な混合比で少なくとも２種類以上の
気体を混合したガスをキャリアガスとして用いるもので
ある。
サイズに応じた最適な混合比で少なくとも２種類以上の
気体を混合したガスをキャリアガスとして用いるもので
ある。
【００４４】レーザ光の照射スポットのサイズを薄膜形
成中に段階的に変更することによって、良好なプロファ
イルを有する薄膜を形成する従来技術が、特開平２−２
６０５２７号公報に開示されている。しかしながら、レ
ーザ光の照射スポットを変更すると、薄膜形成プロセス
の状態バランスが変化し、均一な性質を有する膜を形成
することが妨げられる。
成中に段階的に変更することによって、良好なプロファ
イルを有する薄膜を形成する従来技術が、特開平２−２
６０５２７号公報に開示されている。しかしながら、レ
ーザ光の照射スポットを変更すると、薄膜形成プロセス
の状態バランスが変化し、均一な性質を有する膜を形成
することが妨げられる。
【００４５】しかしながら、レーザ光の照射スポットの
サイズの変更に応じて、チェンバ内に供給されるＣＶＤ
原料ガスの濃度を変化させることによって、薄膜形成プ
ロセスのバランスの変化を抑えることが可能である。本
実施形態では、レーザ光の照射スポットのサイズの変化
に応じて、キャリアガスを構成する少なくとも２種類の
気体の混合比を制御することによって、ＣＶＤ原料ガス
の濃度を短時間で変化させている。
サイズの変更に応じて、チェンバ内に供給されるＣＶＤ
原料ガスの濃度を変化させることによって、薄膜形成プ
ロセスのバランスの変化を抑えることが可能である。本
実施形態では、レーザ光の照射スポットのサイズの変化
に応じて、キャリアガスを構成する少なくとも２種類の
気体の混合比を制御することによって、ＣＶＤ原料ガス
の濃度を短時間で変化させている。
【００４６】図７を参照すると、可変スリット７０１か
ら制御装置７０２に対して、可変スリット７０１のスリ
ットサイズを示す情報が送信され、制御装置７０２が、
その情報に基づいて、マスフローコントローラ１２２お
よび１２３を制御する。その他の構成は、前述の第３の
実施形態と同様のものである。基板１０４上に照射され
るレーザ光１０６のスポットサイズは、そのレーザ光１
０６が通過した可変スリット７０１のスリットサイズに
より制御されている。可変スリット７０１のスリットサ
イズは、予め設定されたシーケンスにしたがって、段階
的に変化している。そこで、本実施形態では、そのスリ
ットサイズに応じて、前述の第１の実施形態で説明した
手法により、ＣＶＤ原料ガス１０１の濃度を制御するこ
とによって、良好な薄膜の形成を実現することができ
る。
ら制御装置７０２に対して、可変スリット７０１のスリ
ットサイズを示す情報が送信され、制御装置７０２が、
その情報に基づいて、マスフローコントローラ１２２お
よび１２３を制御する。その他の構成は、前述の第３の
実施形態と同様のものである。基板１０４上に照射され
るレーザ光１０６のスポットサイズは、そのレーザ光１
０６が通過した可変スリット７０１のスリットサイズに
より制御されている。可変スリット７０１のスリットサ
イズは、予め設定されたシーケンスにしたがって、段階
的に変化している。そこで、本実施形態では、そのスリ
ットサイズに応じて、前述の第１の実施形態で説明した
手法により、ＣＶＤ原料ガス１０１の濃度を制御するこ
とによって、良好な薄膜の形成を実現することができ
る。
【００４７】次に、本発明の第５の実施形態について図
８を参照して説明する。
８を参照して説明する。
【００４８】本実施形態では、紫外レーザ光によりＣＶ
Ｄ原料ガスを直接光分解させることによって基板上に膜
を形成するものであり、ガス供給系としては、前述の第
１の実施形態と同様の構成を採用するものである。
Ｄ原料ガスを直接光分解させることによって基板上に膜
を形成するものであり、ガス供給系としては、前述の第
１の実施形態と同様の構成を採用するものである。
【００４９】図１０を参照すると、本実施形態では、可
変スリットの代わりにマスク８０１をレーザ発振器８０
２から出射される紫外レーザ光８０３の光軸上に設けら
れている。そして、そのマスク８０１に描かれたパター
ンを基板１０４上に転写することによって、基板１０４
上の大きな領域に対し一括で薄膜の形成処理を実行する
ことができる。
変スリットの代わりにマスク８０１をレーザ発振器８０
２から出射される紫外レーザ光８０３の光軸上に設けら
れている。そして、そのマスク８０１に描かれたパター
ンを基板１０４上に転写することによって、基板１０４
上の大きな領域に対し一括で薄膜の形成処理を実行する
ことができる。
【００５０】紫外レーザ発振器を光源とするレーザＣＶ
Ｄ法では、例えば、光解離反応を利用することによっ
て、薄膜形成が行われるが、この場合、薄膜形成プロセ
スが完了するまでに、約３秒程度を要する。これ以上長
く、紫外レーザ光を照射していると、形成された膜自身
が、ヒートシンクとなる。それにより、ＣＶＤ反応領域
におけるプロセス温度が低下し、ＣＶＤ原料ガスが十分
に反応せず、その結果、不完全な形の分解により形成さ
れた薄膜が堆積されることになる。
Ｄ法では、例えば、光解離反応を利用することによっ
て、薄膜形成が行われるが、この場合、薄膜形成プロセ
スが完了するまでに、約３秒程度を要する。これ以上長
く、紫外レーザ光を照射していると、形成された膜自身
が、ヒートシンクとなる。それにより、ＣＶＤ反応領域
におけるプロセス温度が低下し、ＣＶＤ原料ガスが十分
に反応せず、その結果、不完全な形の分解により形成さ
れた薄膜が堆積されることになる。
【００５１】そこで、本実施形態では、レーザ発振器８
０２の出力を徐々にあげるとともに、チェンバ１０３内
に供給すべきＣＶＤ原料ガスの濃度を下げることによっ
て、プロセスバランスが保たれる。このように、紫外レ
ーザ光８０３を照射中に、ＣＶＤ原料ガスの濃度を変更
することによって、数秒間、紫外レーザ光８０３を照射
して薄膜を形成する場合でも、良好な質を有する薄膜を
形成することができる。なお、これらの制御は、制御装
置８０４からの制御信号に応じて行われる。
０２の出力を徐々にあげるとともに、チェンバ１０３内
に供給すべきＣＶＤ原料ガスの濃度を下げることによっ
て、プロセスバランスが保たれる。このように、紫外レ
ーザ光８０３を照射中に、ＣＶＤ原料ガスの濃度を変更
することによって、数秒間、紫外レーザ光８０３を照射
して薄膜を形成する場合でも、良好な質を有する薄膜を
形成することができる。なお、これらの制御は、制御装
置８０４からの制御信号に応じて行われる。
【００５２】次に、本発明の第６の実施形態について図
９を参照して説明する。
９を参照して説明する。
【００５３】フォトマスクの欠損欠陥部分を修正する際
に、レーザＣＶＤ法による薄膜形成技術が適用される。
フォトマスクの欠損欠陥部分は、レーザＣＶＤ法により
形成された薄膜で覆われることにより修正される。この
際、形成される薄膜は、修正後のフォトマスク上に描か
れるパターンのエッジが高精度に再現されるものでなけ
ればならない。さらに、フォトマスクを洗浄する工程
で、形成された薄膜が剥離しないように、薄膜の基板に
対する付着力を強くする必要もある。
に、レーザＣＶＤ法による薄膜形成技術が適用される。
フォトマスクの欠損欠陥部分は、レーザＣＶＤ法により
形成された薄膜で覆われることにより修正される。この
際、形成される薄膜は、修正後のフォトマスク上に描か
れるパターンのエッジが高精度に再現されるものでなけ
ればならない。さらに、フォトマスクを洗浄する工程
で、形成された薄膜が剥離しないように、薄膜の基板に
対する付着力を強くする必要もある。
【００５４】しかしながら、可視レーザ光を用いた熱Ｃ
ＶＤによる薄膜形成や、紫外レーザ光を用いた光ＣＶＤ
による薄膜形成を、それぞれ単独で採用しただけでは、
上述のような要求を十分に満たす薄膜を形成することは
できない。すなわち、可視レーザ光を用いた熱ＣＶＤ法
による薄膜形成方法では、薄膜のエッジを高精度に制御
することが困難であり、本来のフォトマスク上のパター
ンからはみ出した余分な薄膜が形成されるという問題が
ある。一方、紫外レーザ光を用いた光ＣＶＤ法による薄
膜形成方法では、薄膜の形状を制御する点に関しては優
れているものの、堆積する薄膜の品質が甚だ不十分であ
り、形成された薄膜が洗浄工程で剥離してしまうという
問題点がある。
ＶＤによる薄膜形成や、紫外レーザ光を用いた光ＣＶＤ
による薄膜形成を、それぞれ単独で採用しただけでは、
上述のような要求を十分に満たす薄膜を形成することは
できない。すなわち、可視レーザ光を用いた熱ＣＶＤ法
による薄膜形成方法では、薄膜のエッジを高精度に制御
することが困難であり、本来のフォトマスク上のパター
ンからはみ出した余分な薄膜が形成されるという問題が
ある。一方、紫外レーザ光を用いた光ＣＶＤ法による薄
膜形成方法では、薄膜の形状を制御する点に関しては優
れているものの、堆積する薄膜の品質が甚だ不十分であ
り、形成された薄膜が洗浄工程で剥離してしまうという
問題点がある。
【００５５】そこで、本実施形態では、薄膜のエッジの
制御性の優れた紫外レーザ光を用いた光ＣＶＤ法により
第１の薄膜を欠損欠陥部分を覆うように堆積させ、その
後、可視レーザ光を用いた熱ＣＶＤ法により耐薬性の優
れた第２の薄膜を第１の薄膜を覆うように堆積させる。
このように、光ＣＶＤ法による薄膜形成と熱ＣＶＤ法に
よる薄膜形成とを併用することによって、修正後のパタ
ーンのエッジを高精度に保つとともに、フォトマスクの
洗浄工程において、薄膜が剥離してしまうことを防止で
きる。
制御性の優れた紫外レーザ光を用いた光ＣＶＤ法により
第１の薄膜を欠損欠陥部分を覆うように堆積させ、その
後、可視レーザ光を用いた熱ＣＶＤ法により耐薬性の優
れた第２の薄膜を第１の薄膜を覆うように堆積させる。
このように、光ＣＶＤ法による薄膜形成と熱ＣＶＤ法に
よる薄膜形成とを併用することによって、修正後のパタ
ーンのエッジを高精度に保つとともに、フォトマスクの
洗浄工程において、薄膜が剥離してしまうことを防止で
きる。
【００５６】ここで、光ＣＶＤ法と熱ＣＶＤ法では、そ
れぞれ最適なＣＶＤ原料ガスの濃度が異なる。すなわ
ち、熱ＣＶＤ法による薄膜形成法では、光ＣＶＤ法によ
る形成方法と比べて１０倍程度高濃度のＣＶＤ原料ガス
が必要である。したがって、光ＣＶＤ法と熱ＣＶＤ法と
を併用する薄膜形成方法では、それぞれの薄膜形成工程
ごとに、ＣＶＤ原料ガスの濃度を変更する必要がある。
本実施形態は、このような場合において、前述の第１の
実施形態で示したＣＶＤ原料ガスの濃度制御方法を適用
して、短時間で高精度にＣＶＤ原料ガスの濃度を変化さ
せるものである。
れぞれ最適なＣＶＤ原料ガスの濃度が異なる。すなわ
ち、熱ＣＶＤ法による薄膜形成法では、光ＣＶＤ法によ
る形成方法と比べて１０倍程度高濃度のＣＶＤ原料ガス
が必要である。したがって、光ＣＶＤ法と熱ＣＶＤ法と
を併用する薄膜形成方法では、それぞれの薄膜形成工程
ごとに、ＣＶＤ原料ガスの濃度を変更する必要がある。
本実施形態は、このような場合において、前述の第１の
実施形態で示したＣＶＤ原料ガスの濃度制御方法を適用
して、短時間で高精度にＣＶＤ原料ガスの濃度を変化さ
せるものである。
【００５７】図９を参照すると、光源として、２つのレ
ーザ発振器９０１および９０２が設けられている。レー
ザ発振器９０１は、熱ＣＶＤ法による薄膜形成に用いら
れる光源であり、レーザ発振器９０２は、光ＣＶＤ法に
よる薄膜形成に用いられる光源である。前述の第１の薄
膜を形成する場合には、レーザ発振器９０２から出射さ
れる紫外レーザ光９０４がビームエキスパンダ１０７、
可変スリット１０８等を介して基板１０４上に照射され
る。一方、前述の第２の薄膜を形成する場合には、レー
ザ発振器９０１から出射される可視レーザ光９０３がビ
ームエキスパンダ１０７および可変スリット１０８等を
介して基板１０４上に照射される。そして、制御装置９
０５は、予め設定されたシーケンスにしたがって、レー
ザ発振器９０１および９０２を制御するとともに、その
レーザ発振器の制御に応じてマスクフローコントローラ
１２２および１２３を制御する。レーザ発振器９０２か
ら紫外レーザ光９０４が出射されて光ＣＶＤ法により薄
膜が形成される場合には、制御装置９０５は、Ａｒガス
１２０の混合比を減少させるようにマスクフローコント
ローラ１２２および１２３を制御する。一方、レーザ発
振器９０１から可視レーザ光９０３が出射されて熱ＣＶ
Ｄ法により薄膜が形成される場合には、制御装置９０５
は、Ａｒガス１２０の混合比を増加させるようにマスク
フローコントローラ１２２および１２３を制御する。こ
うすることによって、各ＣＶＤ法に適した濃度のＣＶＤ
原料ガス１０１をチェンバ１０３内に供給することがで
きる。
ーザ発振器９０１および９０２が設けられている。レー
ザ発振器９０１は、熱ＣＶＤ法による薄膜形成に用いら
れる光源であり、レーザ発振器９０２は、光ＣＶＤ法に
よる薄膜形成に用いられる光源である。前述の第１の薄
膜を形成する場合には、レーザ発振器９０２から出射さ
れる紫外レーザ光９０４がビームエキスパンダ１０７、
可変スリット１０８等を介して基板１０４上に照射され
る。一方、前述の第２の薄膜を形成する場合には、レー
ザ発振器９０１から出射される可視レーザ光９０３がビ
ームエキスパンダ１０７および可変スリット１０８等を
介して基板１０４上に照射される。そして、制御装置９
０５は、予め設定されたシーケンスにしたがって、レー
ザ発振器９０１および９０２を制御するとともに、その
レーザ発振器の制御に応じてマスクフローコントローラ
１２２および１２３を制御する。レーザ発振器９０２か
ら紫外レーザ光９０４が出射されて光ＣＶＤ法により薄
膜が形成される場合には、制御装置９０５は、Ａｒガス
１２０の混合比を減少させるようにマスクフローコント
ローラ１２２および１２３を制御する。一方、レーザ発
振器９０１から可視レーザ光９０３が出射されて熱ＣＶ
Ｄ法により薄膜が形成される場合には、制御装置９０５
は、Ａｒガス１２０の混合比を増加させるようにマスク
フローコントローラ１２２および１２３を制御する。こ
うすることによって、各ＣＶＤ法に適した濃度のＣＶＤ
原料ガス１０１をチェンバ１０３内に供給することがで
きる。
【００５８】このように、本発明では、薄膜形成時にお
いて、何らかの環境の変化が生じた場合に、環境に応じ
てＣＶＤ原料ガスの供給量を最適なものに変化させるた
めに、常に、良好な膜質を有する薄膜を形成することが
できる。
いて、何らかの環境の変化が生じた場合に、環境に応じ
てＣＶＤ原料ガスの供給量を最適なものに変化させるた
めに、常に、良好な膜質を有する薄膜を形成することが
できる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のレーザＣ
ＶＤ法による薄膜形成方法および装置によれば、チェン
バ内に供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度を厳密に制御す
ることができるために、良質の薄膜を形成することがで
きる。
ＶＤ法による薄膜形成方法および装置によれば、チェン
バ内に供給されるＣＶＤ原料ガスの濃度を厳密に制御す
ることができるために、良質の薄膜を形成することがで
きる。
【００６０】また、チェンバ内へのＣＶＤ原料ガスの供
給量を短時間で変化させることができるために、加工条
件の変更、例えば、レーザビーム照射位置の移動、ビー
ムスポットのサイズの変更、薄膜形成工程の変更等の際
に、プロセスバランスを保つことができるために、均質
性のある薄膜を形成することができる。
給量を短時間で変化させることができるために、加工条
件の変更、例えば、レーザビーム照射位置の移動、ビー
ムスポットのサイズの変更、薄膜形成工程の変更等の際
に、プロセスバランスを保つことができるために、均質
性のある薄膜を形成することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施形態のＣＶＤ原料ガスを供
給するための構成を示す図である。
給するための構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施形態における制御装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図５】図４における混合比設定部に格納され、薄膜が
形成されるべき領域に応じて最適なキャリアガスの混合
比が登録されたテーブルを示す図である。
形成されるべき領域に応じて最適なキャリアガスの混合
比が登録されたテーブルを示す図である。
【図６】図５における基板上の各領域を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図８】本発明の第５の実施形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図９】本発明の第６の実施形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図１０】従来のレーザＣＶＤ装置におけるＣＶＤ原料
ガスをチェンバ内に導入するための構成を示す図であ
る。
ガスをチェンバ内に導入するための構成を示す図であ
る。
【図１１】従来のレーザＣＶＤ装置において、基板の中
央部分にＣＶＤ原料ガスを供給する例を示す図である。
央部分にＣＶＤ原料ガスを供給する例を示す図である。
【図１２】従来のレーザＣＶＤ装置において、基板の周
辺部分にＣＶＤ原料ガスを供給する例を示す図である。
辺部分にＣＶＤ原料ガスを供給する例を示す図である。
１００ ガス供給系 １０１ ＣＶＤ原料ガス １０２ ガス導入口 １０３ チェンバ １０４ 基板 １０５ レーザ発振器 １０６ レーザ光 １０７ ビームエキスパンダ １０８ 可変スリット １０９ ダイクロイックミラー １１０ 対物レンズ １１１ ガラス窓 １１２ ＸＹステージ １１３ 顕微鏡 １１４ カメラ １１５ モニタ １１７ 排気ガス処理部 １１８ リザーバ １１９ ＣＶＤ原料 １２０、１２１ キャリアガス １２２、１２３ マスフローコントローラ １２４ 制御装置 １２５ ヒータ ２０１、２０２ リザーバ ２０３、２０４ ＣＶＤ原料 ２０５ ＣＶＤ原料ガス ３０１ 制御装置 ３０２ ＸＹステージ ４０１ 領域検出部 ４０２ 混合比設定部 ４０３ マスフローコントローラ制御部 ５０１、５０２、５０３ 領域 ７０１ 可変スリット ７０２ 制御装置 ８０１ マスク ８０２ レーザ発振器 ８０３ 紫外レーザ光 ８０４ 制御装置 ９０１ レーザ発振器 ９０２ レーザ発振器 ９０３ 可視レーザ光 ９０４ 紫外レーザ光 ９０５ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｗ
Claims (14)
- 【請求項１】 原料気体を、分子量が互いに異なる少な
くとも２種類の気体が混合された混合ガスを用いて被対
象物が置かれる反応室内に供給するステップと、 前記被対象物上にレーザ光を照射することによって、薄
膜を形成するステップとを含むことを特徴とするレーザ
ＣＶＤ法による薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記混合ガスに含まれる少なくとも２種
類の気体の混合比を変更するステップをさらに含むこと
を特徴とする前記請求項１に記載のレーザＣＶＤ法によ
る薄膜形成方法。 - 【請求項３】 前記混合ガスの総流量を変えることな
く、その混合ガスに含まれる少なくとも２種類の気体の
混合比を変更することを特徴とする前記請求項１に記載
のレーザＣＶＤ法による薄膜形成方法。 - 【請求項４】 前記被対象物上の、前記レーザ光が照射
される領域を検出するステップと、 検出された領域に応じて、前記混合ガスに含まれる少な
くとも２種類の気体の混合比を変更するステップとをさ
らに含むことを特徴とする前記請求項１に記載のレーザ
ＣＶＤ法による薄膜形成方法。 - 【請求項５】 前記レーザ光の照射スポットの大きさを
検出するステップと、 検出された照射スポットの大きさに応じて、前記混合ガ
スに含まれる少なくとも２種類の気体の混合比を変更す
るステップとをさらに含むことを特徴とする前記請求項
１に記載のレーザＣＶＤ法による薄膜形成方法。 - 【請求項６】 前記混合ガスを構成する少なくとも２種
類の気体のうち、少なくとも１種類はヘリウムまたは水
素から選ばれた気体であり、また、他の少なくとも１種
類の気体はヘリウムを除く希ガスまたは窒素から選ばれ
た気体であることを特徴とする前記請求項１に記載のレ
ーザＣＶＤ法による薄膜形成方法。 - 【請求項７】 原料気体を、分子量が互いに異なる少な
くとも２種類の気体が混合された混合ガスを用いて被対
象物が置かれる反応室内に供給するステップと、 前記被対象物上に紫外レーザ光を照射することによって
薄膜を形成するステップとを含み、 前記紫外レーザ光の出力強度を徐々に上げるとともに、
前記混合ガス中に含まれる前記気体の混合比を変化させ
ることによって、前記反応室内に供給される前記原料気
体の濃度を徐々に減少させるステップをさらに含むこと
を特徴とするレーザＣＶＤ法による薄膜形成方法。 - 【請求項８】 原料気体を、分子量が互いに異なる少な
くとも２種類の気体が混合された混合ガスを用いて被対
象物が置かれる反応室内に供給するステップと、 前記被対象物上に紫外レーザ光を照射することによって
前記原料気体を分解して、前記被対象物上に第１の薄膜
を堆積させるステップと、 前記第１の薄膜が堆積された後、前記混合ガスに含まれ
る少なくとも２種類の気体の混合比を変更するステップ
と、 前記原料気体を、前記混合比が変更された混合ガスを用
いて前記被対象物が置かれる反応室内に供給するステッ
プと、 前記被対象物上に可視レーザ光を照射することによって
前記原料気体を分解して、前記第１の薄膜上に前記第２
の薄膜を堆積させるステップとを含むことを特徴とする
レーザＣＶＤ法による薄膜形成方法。 - 【請求項９】 原料気体を含む雰囲気中に置かれた被対
象物上にレーザ光を照射して、その被対象物上に薄膜を
堆積させる装置であって、 前記原料気体を、分子量が互いに異なる少なくとも２種
類の気体が混合された混合ガスを用いて前記被対象物が
置かれる反応室内に供給する手段と、 前記被対象物上にレーザ光を照射することによって薄膜
を形成する手段とを備えることを特徴とするレーザＣＶ
Ｄ法による薄膜形成装置。 - 【請求項１０】 前記混合ガスに含まれる少なくとも２
種類の気体の混合比を変更する手段をさらに含むことを
特徴とする前記請求項９に記載のレーザＣＶＤ法による
薄膜形成装置。 - 【請求項１１】 前記混合ガスの総流量を変えることな
く、その混合ガスに含まれる少なくとも２種類の気体の
混合比が変更する手段をさらに備えることを特徴とする
前記請求項９に記載のレーザＣＶＤ法による薄膜形成装
置。 - 【請求項１２】 前記被対象物上の、前記レーザ光が照
射される領域を検出する手段と、 検出された領域に応じて、前記混合ガスに含まれる少な
くとも２種類の気体の混合比を変更する手段とをさらに
備えることを特徴とする前記請求項９に記載のレーザＣ
ＶＤ法による薄膜形成装置。 - 【請求項１３】 前記レーザ光の照射スポットの大きさ
を検出する手段と、 検出された照射スポットの大きさに応じて、前記混合ガ
スに含まれる少なくとも２種類の気体の混合比を変更す
る手段とをさらに備えることを特徴とする前記請求項９
に記載のレーザＣＶＤ法による薄膜形成装置。 - 【請求項１４】 原料気体雰囲気中に配置された被対象
物に紫外レーザ光を照射することによって、被対象物上
に第１の薄膜を堆積させた後、前記第１の薄膜を含む領
域に可視レーザ光を照射することによって、第２の薄膜
を堆積させる薄膜形成装置であって、 前記被対象物上に紫外レーザ光を照射する第１のレーザ
発振器と、 前記被対象物上に可視レーザ光を照射する第２のレーザ
発振器と、 前記被対象物上に照射されているレーザ光が紫外レーザ
光か可視レーザ光かに応じて、前記原料気体の濃度を変
化させる手段とを備えることを特徴とする薄膜形成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33385095A JP2882330B2 (ja) | 1994-12-22 | 1995-12-22 | レーザｃｖｄ法による薄膜形成方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-320729 | 1994-12-22 | ||
| JP32072994 | 1994-12-22 | ||
| JP33385095A JP2882330B2 (ja) | 1994-12-22 | 1995-12-22 | レーザｃｖｄ法による薄膜形成方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08239766A true JPH08239766A (ja) | 1996-09-17 |
| JP2882330B2 JP2882330B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=26570190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33385095A Expired - Fee Related JP2882330B2 (ja) | 1994-12-22 | 1995-12-22 | レーザｃｖｄ法による薄膜形成方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2882330B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013110325A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 気相成長装置の抵抗加熱ヒータのパージ方法、気相成長装置 |
| JP2013128074A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Tosoh Corp | 基体表面の傷の修復方法 |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP33385095A patent/JP2882330B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013110325A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 気相成長装置の抵抗加熱ヒータのパージ方法、気相成長装置 |
| JP2013128074A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Tosoh Corp | 基体表面の傷の修復方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2882330B2 (ja) | 1999-04-12 |
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