JPS5932122A - 表面改質装置 - Google Patents
表面改質装置Info
- Publication number
- JPS5932122A JPS5932122A JP14112882A JP14112882A JPS5932122A JP S5932122 A JPS5932122 A JP S5932122A JP 14112882 A JP14112882 A JP 14112882A JP 14112882 A JP14112882 A JP 14112882A JP S5932122 A JPS5932122 A JP S5932122A
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- JP
- Japan
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- substrate
- light
- surface modification
- laser beam
- laser
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/483—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using coherent light, UV to IR, e.g. lasers
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光ビームを用いてデポジション、エツチング
等基板表面の物理的・化学的特性もしくは形状に変化を
もたらすようにした表面改質装置の改良に関するもので
ある。
等基板表面の物理的・化学的特性もしくは形状に変化を
もたらすようにした表面改質装置の改良に関するもので
ある。
従来の表面改質装置は特開昭５６−１６４５２３号、特
開昭５６−１２４２２９号に開示烙れている。
開昭５６−１２４２２９号に開示烙れている。
これらの装置ではレーザ光が基板面に直接照射される。
しかしながら、この照射方法は下記のような問題点を有
している。
している。
（１）基板面もしくは基板面上に合成された薄膜が照射
されるレーザ光により同時に損傷を受ける。
されるレーザ光により同時に損傷を受ける。
これは光面改質の特性や効率を低下させる。
（２）大面積の光面改質を一度に行なうには効率が悪い
。表面改質時の化学反応はレーザ光のスポット付近でし
か起こらない。
。表面改質時の化学反応はレーザ光のスポット付近でし
か起こらない。
したがって、本発明の目的は（１２表面改質時の化学反
応を制御することによりｗれた特性の表面改質を再現性
良く行なうことが可能な、かつ、（２）効率よく表面改
質を行なうことが可能な表面改質装置を提供ｒることに
ある。
応を制御することによりｗれた特性の表面改質を再現性
良く行なうことが可能な、かつ、（２）効率よく表面改
質を行なうことが可能な表面改質装置を提供ｒることに
ある。
以下、本発明を図を用いて詳細に述べる。
はじめに、本発明の原理について述べる。
従来、デポジション、エツチング等の表面改質はプラズ
マを用いて行なわれてきた。この方法は原材料気体を真
空容器内に導入して放電させ、放電によって生成する活
性な粒子が関与する化学反応により基板の表面改質を行
なおうとする方法である。しかし、この方法にはプラズ
マ中で多数の活性粒子が生成されるため化学反応が複雑
となり、表面改質に関与する化学反応の制御が困難とい
う欠点がある。この結果、プラズマを用いる表面改質で
は優れた特性の表面改質を再現性良く行なうことは難し
い。
マを用いて行なわれてきた。この方法は原材料気体を真
空容器内に導入して放電させ、放電によって生成する活
性な粒子が関与する化学反応により基板の表面改質を行
なおうとする方法である。しかし、この方法にはプラズ
マ中で多数の活性粒子が生成されるため化学反応が複雑
となり、表面改質に関与する化学反応の制御が困難とい
う欠点がある。この結果、プラズマを用いる表面改質で
は優れた特性の表面改質を再現性良く行なうことは難し
い。
そ′こで、Ｖ−ザ誘起反応を利用す２ｔば、表面改質時
の化学反応の制御性を向上させることが可能である。レ
ーザ誘起化学反応を利用する方法では放電のかわりにレ
ーザ光の持つ光エイ・ルギーにより原材料気体の原子・
分子が励起・解離して活性粒子が作り出され、この粒子
が関与する化学反応により基板の表面改質が行なわれる
。レーザ光は単色性（狭いエネルギー範囲性）に優れて
いるので、レーザ光を原材料気体に照射することにょシ
気体分子中の特定の結合のみを切断したυ、あるいは気
体原子・分子を特定の準位へのみ励起して活性化できる
。すなわち、表向改質時の化学反応を特定の粒子のみが
関与する化学反応に限定したシ、選択的に特定の反応の
みを誘起することが可能で化学反応の単純化によシ反応
の制御が容易となる。
の化学反応の制御性を向上させることが可能である。レ
ーザ誘起化学反応を利用する方法では放電のかわりにレ
ーザ光の持つ光エイ・ルギーにより原材料気体の原子・
分子が励起・解離して活性粒子が作り出され、この粒子
が関与する化学反応により基板の表面改質が行なわれる
。レーザ光は単色性（狭いエネルギー範囲性）に優れて
いるので、レーザ光を原材料気体に照射することにょシ
気体分子中の特定の結合のみを切断したυ、あるいは気
体原子・分子を特定の準位へのみ励起して活性化できる
。すなわち、表向改質時の化学反応を特定の粒子のみが
関与する化学反応に限定したシ、選択的に特定の反応の
みを誘起することが可能で化学反応の単純化によシ反応
の制御が容易となる。
レーザ誘起化学反応を利用した無機物の合成、エツチン
グは半導体関連分野では既に公知である。
グは半導体関連分野では既に公知である。
しかし、従来技術のところで述べたように、この分野で
とられているレーザ光の照射方式には下記の問題点があ
る。
とられているレーザ光の照射方式には下記の問題点があ
る。
（１）「レーザ光が基板に直接照射される方式」この方
式では、基板面もしくは基板面上に合成された薄膜が照
射されるレーザ光により同時に損傷を受ける。これは表
面改質の特性や効率を低下させる。紫外線露光レジスト
の合成はこの代表例である。さらに、この方式では大面
積の表面改質を一度に行なうには効率が悪い。表向改質
時の化学反応は主としてレーザ光が照射される付近に限
定される。
式では、基板面もしくは基板面上に合成された薄膜が照
射されるレーザ光により同時に損傷を受ける。これは表
面改質の特性や効率を低下させる。紫外線露光レジスト
の合成はこの代表例である。さらに、この方式では大面
積の表面改質を一度に行なうには効率が悪い。表向改質
時の化学反応は主としてレーザ光が照射される付近に限
定される。
（２）［レーザ光が基板面に平行に照射される方式」最
大でもレーザ光が通過する付近でしか化学反応は起らな
い。従って、大面積の表面改質を一度に行なうためには
、レーザ光の照射方式にさらに改良を加える必要がある
。
大でもレーザ光が通過する付近でしか化学反応は起らな
い。従って、大面積の表面改質を一度に行なうためには
、レーザ光の照射方式にさらに改良を加える必要がある
。
そこで、本発明ではＶ−ザ誘起反応を使用して表面改質
時の化学反応の制御性を高めると共にレーザ光の照射方
式に以下に記した改良を加えて表面改質の特性、効率の
向上をはかったものである。
時の化学反応の制御性を高めると共にレーザ光の照射方
式に以下に記した改良を加えて表面改質の特性、効率の
向上をはかったものである。
つ！、＃）、反射鏡を用いてレーザ光が基板面上空を複
数回横切るようにして表面改質装置を構成したことを特
徴としている。
数回横切るようにして表面改質装置を構成したことを特
徴としている。
次に、本発明の代我的実施例を図を用いて説明する。
〈実施例１２
第１図（ａ）、 （ｂ）は本発明による表面改質装置を
示したもので、同図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）は
その平面図である。これらの図において、原材料気体Ｍ
をバルブ１３を開いてチャンバ１に導入する。
示したもので、同図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）は
その平面図である。これらの図において、原材料気体Ｍ
をバルブ１３を開いてチャンバ１に導入する。
レーザ光源５よりのレーザ光に対し、まず、レンズ群４
を用いて円形・矩形等目的に応じたビーム形状の変換お
よびビームの均一性の補正がなされる。その後、レーザ
光は反射鏡３の一部にあけられた穴１４および光学用窓
２を通過して基板９の上空に入射する。基板９面上を通
過したＶ−ザ光は光学用窓２′を通り反射鏡３′で反射
され、再び基板９面上を通過する。このように基板９面
上を何回か通過したレーザ光は最終的に反射鏡３′の一
部にあけられた穴１４′を通り光路端６に到達する。
を用いて円形・矩形等目的に応じたビーム形状の変換お
よびビームの均一性の補正がなされる。その後、レーザ
光は反射鏡３の一部にあけられた穴１４および光学用窓
２を通過して基板９の上空に入射する。基板９面上を通
過したＶ−ザ光は光学用窓２′を通り反射鏡３′で反射
され、再び基板９面上を通過する。このように基板９面
上を何回か通過したレーザ光は最終的に反射鏡３′の一
部にあけられた穴１４′を通り光路端６に到達する。
基板９の加熱は可動ステージ１０に内蔵されたヒータ１
２あるいはＣ０２レーザ光源８を用いて行なう。ヒータ
１２は基板９全体の加熱に使用し、基板９の一部分を加
熱する場合はＣＯｚ レーザ光源８からのレーザ光をレ
ンズ群７を用いて絞ろっ２“は光学用窓、１１はモニタ
である。
２あるいはＣ０２レーザ光源８を用いて行なう。ヒータ
１２は基板９全体の加熱に使用し、基板９の一部分を加
熱する場合はＣＯｚ レーザ光源８からのレーザ光をレ
ンズ群７を用いて絞ろっ２“は光学用窓、１１はモニタ
である。
デポジション量（膜厚）やエツチング量はモー：タ１１
を用いて測定する。モニタ１１は水晶振動子膜厚モニタ
を使用しているが、この他に、目的に応じてレーザ干渉
法１発光分析法、質量分析法等を応用したモニタ法が考
えられる。
を用いて測定する。モニタ１１は水晶振動子膜厚モニタ
を使用しているが、この他に、目的に応じてレーザ干渉
法１発光分析法、質量分析法等を応用したモニタ法が考
えられる。
表面改質の均一性を向上させるために、基板９は可動ス
テージ１０の上に乗せられている。可動ステージ１０は
第１図（ａ）に示されたＸ、 ｙ、Ｚ軸方向の周期的直
進運動およびｘ、ｙ平面内の回転運動が可能である。尚
、可動ステージ１０の運動がｘｙ平面内に限られる場合
、レーザ光軸と基板９の面との距離は任意に設定可能で
ある。均一性を向上させるもう１つの方法としてはステ
ージ１０を固定して光学系を動かす方法が−考えられる
。
テージ１０の上に乗せられている。可動ステージ１０は
第１図（ａ）に示されたＸ、 ｙ、Ｚ軸方向の周期的直
進運動およびｘ、ｙ平面内の回転運動が可能である。尚
、可動ステージ１０の運動がｘｙ平面内に限られる場合
、レーザ光軸と基板９の面との距離は任意に設定可能で
ある。均一性を向上させるもう１つの方法としてはステ
ージ１０を固定して光学系を動かす方法が−考えられる
。
たとえば、反射鏡３、レンズ群４、レーザ光源５および
光路端６を同一台上に設置して台を基板９に対して動か
せば、レーザ光が基板９上を動くことになり、ステージ
１０を動かすのと同等の効果が得られる。
光路端６を同一台上に設置して台を基板９に対して動か
せば、レーザ光が基板９上を動くことになり、ステージ
１０を動かすのと同等の効果が得られる。
原材料気体Ｍのチャンバ１への導入法に関しては基板９
のまわりから、基板９の下方から、基板９の上空からの
いずれの方法をとることも可能である。
のまわりから、基板９の下方から、基板９の上空からの
いずれの方法をとることも可能である。
特定の波長以下のレーザ光で分解１〜゛Ｃラジカルを発
生する光増感剤Ｐをバルブ１３′を開いて原材料気体Ｍ
に混入すれば、デポジション速度を増大させることがで
きる。
生する光増感剤Ｐをバルブ１３′を開いて原材料気体Ｍ
に混入すれば、デポジション速度を増大させることがで
きる。
〈実施例２ン
第２図は本発明による他の実施例の平面図を示したもの
でアシ、その特徴とするところは２つの異なった波長の
レーザ光を同時に入射するようにしたことにある。なお
、図では基板９面上空でのレーザ光の光軸は一致させで
あるが、必ずしも光軸を一致させる必要はない。
でアシ、その特徴とするところは２つの異なった波長の
レーザ光を同時に入射するようにしたことにある。なお
、図では基板９面上空でのレーザ光の光軸は一致させで
あるが、必ずしも光軸を一致させる必要はない。
レーザ光源５および１７からのレーザ光はレンズ群４お
よび１６を通過した後、ハーフミラーエ５によ９１本の
ビームにまとめられて反射鏡３の穴１４を通過する。穴
１４を通過して以後のレーザ光の振舞いおよびその他の
部分の詳細は実施例１に同じである。
よび１６を通過した後、ハーフミラーエ５によ９１本の
ビームにまとめられて反射鏡３の穴１４を通過する。穴
１４を通過して以後のレーザ光の振舞いおよびその他の
部分の詳細は実施例１に同じである。
この構成では１つのレーザ光では達成できないような高
励起状態へ粒子を励起したり、分子より解離してできた
粒子をさらに励起すること等かり能である。すなわち、
より強い反応性を持つ粒子の生成が可能でおる。
励起状態へ粒子を励起したり、分子より解離してできた
粒子をさらに励起すること等かり能である。すなわち、
より強い反応性を持つ粒子の生成が可能でおる。
〈実施例３２
第３図は本発明によるさらに他の実施例の平面図を示し
たものでオシ、その特徴とするところは紫外光を発生す
るレーザ光源以外の手段とレーザ光とを組合わせたとこ
ろにある。
たものでオシ、その特徴とするところは紫外光を発生す
るレーザ光源以外の手段とレーザ光とを組合わせたとこ
ろにある。
紫外光発生光源１８．１８’よシの紫外光を光学用窓２
／７／ 、 ２ ／／／／を通して照射すると同時に、
レーザ光源５よりのレーザ光も合わせて照射する。
／７／ 、 ２ ／／／／を通して照射すると同時に、
レーザ光源５よりのレーザ光も合わせて照射する。
その他の部分の詳細は実施例１に同じである。
この構成でも実施例２とほぼ同様の効果が得られる。た
だし、紫外光発生光源１８．１８’が連続スペクトルを
持つ場合は化学反応が複雑になる可能性がある。これを
避けるためには、紫外光発生光源１８．１８’と分光用
窓２” ２ ／／／／との間に適当な光学フィルタを入
れればよい。
だし、紫外光発生光源１８．１８’が連続スペクトルを
持つ場合は化学反応が複雑になる可能性がある。これを
避けるためには、紫外光発生光源１８．１８’と分光用
窓２” ２ ／／／／との間に適当な光学フィルタを入
れればよい。
以上述べたように、本発明によれば、
（１）原材料気体の原子・分子の励起もしくは解離にレ
ーザ光を用いているため、狭面改質時の反応の精密制御
が可能となる。従って、優れた特性の表面改質を再現性
良く行なうことが可能である。
ーザ光を用いているため、狭面改質時の反応の精密制御
が可能となる。従って、優れた特性の表面改質を再現性
良く行なうことが可能である。
（２） レーザ光が基板面上空を通過するため、基板
もしくは基板上に合成された薄膜の損傷が少ない。
もしくは基板上に合成された薄膜の損傷が少ない。
（３） レーザ光が基板面上を複数回進退するため表
面改質の効率が良い。このため、大面積の表面改質に有
利でおる。
面改質の効率が良い。このため、大面積の表面改質に有
利でおる。
等の効果が得られる。
このように本発明によれば、底面改質時の化学反応を選
択してこの反応を制御することができ、かつ、レーザ光
を基板面上空で何回も往復させることかできるので、再
現性よく特性の優れた表ｌｌ１１１改質を効率よく行な
うことができるものであな。
択してこの反応を制御することができ、かつ、レーザ光
を基板面上空で何回も往復させることかできるので、再
現性よく特性の優れた表ｌｌ１１１改質を効率よく行な
うことができるものであな。
第１図（ａ）、 （ｂ）は本発明による表面改質装置の
正面図および平面図、第２図、第３図は本発明にょる他
の実施例の平面図である。 １・・・チャンバ、２ ＋ ２ ’ ！ ２ ” Ｈ２
，２”’・・・光学用窓、３．３′・・・反射鏡、４，
７．１６・・・レンズ群、５，８．１７・・・レーザ光
源、６・・・光路端、９・・・基板、１０・・・可動ス
テージ、１１・・・モニタ、１２・・・ヒータ、１３．
１３’・・・バルブ、１４゜１４′・・・穴、１５・・
・ハーフミラ−１１８，ｉｓ’・・・紫外光発生光源。 代理人 弁理士 薄田利幸 算 （図 （久ン （ｂ） 第２図 顎３図 第１頁の続き ０発 明 者 開田修身 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
正面図および平面図、第２図、第３図は本発明にょる他
の実施例の平面図である。 １・・・チャンバ、２ ＋ ２ ’ ！ ２ ” Ｈ２
，２”’・・・光学用窓、３．３′・・・反射鏡、４，
７．１６・・・レンズ群、５，８．１７・・・レーザ光
源、６・・・光路端、９・・・基板、１０・・・可動ス
テージ、１１・・・モニタ、１２・・・ヒータ、１３．
１３’・・・バルブ、１４゜１４′・・・穴、１５・・
・ハーフミラ−１１８，ｉｓ’・・・紫外光発生光源。 代理人 弁理士 薄田利幸 算 （図 （久ン （ｂ） 第２図 顎３図 第１頁の続き ０発 明 者 開田修身 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面改質に使用する気体にレーザ光を照射して基板
の表面改質を行なう装置において、上記気体の原子・分
子を励起もしくは解離させ得る波長を有したレーザ光源
と、上記レーザ光を上記基板面上空で複数回横切らせる
手段とを備えてなることを特徴とする表面改質装置。 ２、上記レーザ光源が互いに異なる波長を有する複数の
光源からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の表面改質装置。 ３、上記レーザ光源に加え、紫外光を発生させる手段を
具備してなる仁とを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の表面改質装置。 ４６上記基板をレーザ光によシ加熱する手段を具備して
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項
までのいずれか１つに記載の表面改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14112882A JPS5932122A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 表面改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14112882A JPS5932122A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 表面改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5932122A true JPS5932122A (ja) | 1984-02-21 |
Family
ID=15284810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14112882A Pending JPS5932122A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 表面改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932122A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59192832U (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-21 | 日本電子株式会社 | 光ｃｖｄ装置 |
| EP0154561A2 (en) * | 1984-03-07 | 1985-09-11 | General Signal Corporation | Improved apparatus and method for laser-induced chemical vapor deposition |
| JPS61115328A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体製造方法 |
| JPS61171135A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマエッチング装置の制御方法 |
| JPS61199640A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-04 | Sony Corp | 原子の導入装置 |
| JPS6216512A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 半導体薄膜の製法 |
| EP0229633A2 (en) * | 1986-01-08 | 1987-07-22 | Gregory A. Roche | Apparatus and method for laser-induced chemical vapor deposition |
| JPS63128724A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ｃｖｄ薄膜製造装置 |
-
1982
- 1982-08-16 JP JP14112882A patent/JPS5932122A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0527968B2 (ja) * | 1985-01-24 | 1993-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | |
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| EP0229633A3 (en) * | 1986-01-08 | 1988-09-14 | Gregory A. Roche | Apparatus and method for laser-induced chemical vapor deposition |
| JPS63128724A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ｃｖｄ薄膜製造装置 |
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