JPS60236219A - プラズマ生成したソースガスを用いた蒸着方法 - Google Patents
プラズマ生成したソースガスを用いた蒸着方法Info
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- C23C16/448—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 characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4488—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 characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by in situ generation of reactive gas by chemical or electrochemical reaction
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- 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
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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】
産業上の利用分野
本発明は、気相の物質を基板表面に蒸着させる技術に関
し、より詳細には、蒸着場所の近くでソースへガスを発
生させることに関する、蒸着（デポジション）はレーデ
−源のエネルギーで生じさせることができる。
し、より詳細には、蒸着場所の近くでソースへガスを発
生させることに関する、蒸着（デポジション）はレーデ
−源のエネルギーで生じさせることができる。
従来の技術
気相物質の基板への蒸着技術は周知である。事実、慣用
技術では半導体集噴デバイスの製造に除しパターン化し
た蒸着を行うため光りノグラフイでつくったマスクを使
用する、この技術は極微細レベルでの多数の処理工程を
必要とする。通電、この技術による精度（分解能）は、
露光の波長や、マスクの解像度、処理工程におけるマス
ク位置の調整、位Ｉ雇合せによって制限をうける。した
がつて最終製品の分解能はマスクの位置合せや露光の横
変、マスク製作工程での制御能力、マスク使用によるエ
ツチングやデポジション処理の制御能力によって制約さ
れる。
技術では半導体集噴デバイスの製造に除しパターン化し
た蒸着を行うため光りノグラフイでつくったマスクを使
用する、この技術は極微細レベルでの多数の処理工程を
必要とする。通電、この技術による精度（分解能）は、
露光の波長や、マスクの解像度、処理工程におけるマス
ク位置の調整、位Ｉ雇合せによって制限をうける。した
がつて最終製品の分解能はマスクの位置合せや露光の横
変、マスク製作工程での制御能力、マスク使用によるエ
ツチングやデポジション処理の制御能力によって制約さ
れる。
マスクの使用に伴う問題を解決すべく、基板への蒸着を
レーザーの直接描画によって行う試みがなされている。
レーザーの直接描画によって行う試みがなされている。
、例えば、トイチェ（Ｄｅｕｔｓｃｈ ）ら１てよる米
国特許第４，３４０．６１７号には、レーず一部のエネ
ルギで気相の蒸着化合物を光分解して基板表面に薄膜を
形成する方法が示されている。
国特許第４，３４０．６１７号には、レーず一部のエネ
ルギで気相の蒸着化合物を光分解して基板表面に薄膜を
形成する方法が示されている。
この特許に係る装置は、ガス蒸着チャンバーと、チャン
バー内の基板を支持するジグに加え、所望波長で動作す
るレーず一部エネルギーと、このエネルギーを選択した
基板表面に向けて集光し、選択表面近くに照射する光学
装置を備えている。蒸着すべき物質の気相化合物をチャ
ンバーに導入すると、この化合物は選択波長をもつ入射
レーデ−エネルギーの一部を吸収し、選択表面近くで光
分解して、選択表面に蒸着が行なわれる。有機金属、列
えば、トリメチル・アルミニウムやジノチル・カドミウ
ムは２６０ ｎｍより短い波長で光分Ｍしてアルミニウ
ムやカドミウムの蒸着物となる。２倍周波数、５１４−
５ ｎｍ８作のアルゴン・イオン連続発振レーデ−ある
いは、１０００ｍＩ＄ｌｌＪ作のフッ化・アルデンエキ
サイマー・パルスレーデ−で光分解反応を起こさせる。
バー内の基板を支持するジグに加え、所望波長で動作す
るレーず一部エネルギーと、このエネルギーを選択した
基板表面に向けて集光し、選択表面近くに照射する光学
装置を備えている。蒸着すべき物質の気相化合物をチャ
ンバーに導入すると、この化合物は選択波長をもつ入射
レーデ−エネルギーの一部を吸収し、選択表面近くで光
分解して、選択表面に蒸着が行なわれる。有機金属、列
えば、トリメチル・アルミニウムやジノチル・カドミウ
ムは２６０ ｎｍより短い波長で光分Ｍしてアルミニウ
ムやカドミウムの蒸着物となる。２倍周波数、５１４−
５ ｎｍ８作のアルゴン・イオン連続発振レーデ−ある
いは、１０００ｍＩ＄ｌｌＪ作のフッ化・アルデンエキ
サイマー・パルスレーデ−で光分解反応を起こさせる。
光蒸着は、主として、基板表面上のファン・デル・ワー
ルス分子膜の光分解により（Ｂｒｕｅｃｈら、４１３
Ｐｈｖｓｉｃａｌ ＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ １６
７８ （１９８２） ）、あるいは気相において（Ｗｏ
ｏｄら、４２ Ａ７＋ｐｉｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅ
ｔｔｅｒｓ ４０８ （１９８３） ）生じるとされて
いる。
ルス分子膜の光分解により（Ｂｒｕｅｃｈら、４１３
Ｐｈｖｓｉｃａｌ ＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ １６
７８ （１９８２） ）、あるいは気相において（Ｗｏ
ｏｄら、４２ Ａ７＋ｐｉｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅ
ｔｔｅｒｓ ４０８ （１９８３） ）生じるとされて
いる。
レーザ８−源エネルギーで基板表面を加熱して気相化合
物Ｋ１分解させる方法も採用されている。
物Ｋ１分解させる方法も採用されている。
例えば、バー ７ ｙ （Ｈｅｒｍａｎ ）らのＭａ、
ｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ ５ｏｃｉｅｔｙ ８
ｗｍｐｏｓｉｕｍ ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｑＶｏｌｕｍ
ｅ １７ （１９８３）では光分解法と熱分解法による
金属の蒸着速度限界を比較し、トリ７チル・アルミニウ
ムのような化合物では光分解断面積が小さいことから、
アルミニウム金属の蒸着については、熱分解法の方が、
使用できる強度のレーデ−光による光分解法より６桁程
度速くなると結論している。さらに、バーマンは、ジメ
チルカドミウム、ニッケルテトラカルボニル、ジメチル
亜鉛についても、約１０トルの金属アルキル又は金属カ
ルボニルにバッファとして７００トルのヘリウムの条件
下で調べている。
ｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ ５ｏｃｉｅｔｙ ８
ｗｍｐｏｓｉｕｍ ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｑＶｏｌｕｍ
ｅ １７ （１９８３）では光分解法と熱分解法による
金属の蒸着速度限界を比較し、トリ７チル・アルミニウ
ムのような化合物では光分解断面積が小さいことから、
アルミニウム金属の蒸着については、熱分解法の方が、
使用できる強度のレーデ−光による光分解法より６桁程
度速くなると結論している。さらに、バーマンは、ジメ
チルカドミウム、ニッケルテトラカルボニル、ジメチル
亜鉛についても、約１０トルの金属アルキル又は金属カ
ルボニルにバッファとして７００トルのヘリウムの条件
下で調べている。
基板表面に集光させるレーザー・ビームで直接描画して
集積回路を製造するのに、レーデ−・ビームによるデ式
ジションやエツチングの必要性が認められている。例え
ば、バーマンらは、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅ５ｅａｒ
ｃｈ ５ｏｃｉｅｔｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ボス
トン、１１月１５日、１９８３年）において、タングス
テン・ヘキサフルオライド（ＷＦ６）を用いてタングス
テンの蒸着、ニッケルテトラカルボニルからニッケルの
蒸着、シランからシリコンの蒸着、ホスフィンからぼり
シリコンのドーピング、塩化水素と塩素からシリコンの
エツチング、フッ化水素とシリコンから二酸化シリコン
の除去を行うのに、全てレーデ−・ビームによる熱分解
を利用しており、直接描画によるＭＯＳ ）ランゾスタ
製法への応用を報告している。
集積回路を製造するのに、レーデ−・ビームによるデ式
ジションやエツチングの必要性が認められている。例え
ば、バーマンらは、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅ５ｅａｒ
ｃｈ ５ｏｃｉｅｔｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ボス
トン、１１月１５日、１９８３年）において、タングス
テン・ヘキサフルオライド（ＷＦ６）を用いてタングス
テンの蒸着、ニッケルテトラカルボニルからニッケルの
蒸着、シランからシリコンの蒸着、ホスフィンからぼり
シリコンのドーピング、塩化水素と塩素からシリコンの
エツチング、フッ化水素とシリコンから二酸化シリコン
の除去を行うのに、全てレーデ−・ビームによる熱分解
を利用しており、直接描画によるＭＯＳ ）ランゾスタ
製法への応用を報告している。
発明が解決しようとする問題点
気相物質の蒸着を行うため、光分解、又は熱分解エネル
ギーとしてレーデ−源エネルギーを使用しているこれら
従来技術の全てに共通している点は、蒸着チャンバーに
導入する物質がすでに蒸着物質の化合物（ソース）の形
で（例えばアルミニウム蒸着にはトリメチル・アルミニ
ウムを、ニッケル蒸着には室温で数１００トルの分圧を
もつ液体ニッケル・カルボニルをポンダで導入する）与
えられるところにある。ソース※がス（ｉｌ−直接蒸着
チャンバーに取り込むのは、その取扱いが大変厄介であ
る。というのも有機金属化合物は一般に毒性が高く、湿
気や空気に影響を受けるからである。
ギーとしてレーデ−源エネルギーを使用しているこれら
従来技術の全てに共通している点は、蒸着チャンバーに
導入する物質がすでに蒸着物質の化合物（ソース）の形
で（例えばアルミニウム蒸着にはトリメチル・アルミニ
ウムを、ニッケル蒸着には室温で数１００トルの分圧を
もつ液体ニッケル・カルボニルをポンダで導入する）与
えられるところにある。ソース※がス（ｉｌ−直接蒸着
チャンバーに取り込むのは、その取扱いが大変厄介であ
る。というのも有機金属化合物は一般に毒性が高く、湿
気や空気に影響を受けるからである。
さらに１直接取込み法では、比較的安定な化合物しか使
用できないので、蒸着できる物質の選択に制限を受ける
。さらに、所望蒸着物質の気相化合物で要求される純度
をもつものが入手できない場合もある。特に、上述した
トリメチル・アルミニウムについてはその光分解断面積
（確率）が小さいため、アルミニウムの光分解蒸着への
利用には妨げとなる。さらに、直接描画による一製造工
程中には種々の物質を必要とするため、数多くの異なる
化合物を蒸着チャンバーに入れたり、出したりしなけれ
ばならず、皐扱い上困雌な問題（特に、ニッケル・カル
ボニルのような揮発性液体の場合）がある。したがって
、蒸着すべき物質の気相化合物を自在に、かつその場で
発生させる技術の必要性がめられている。
用できないので、蒸着できる物質の選択に制限を受ける
。さらに、所望蒸着物質の気相化合物で要求される純度
をもつものが入手できない場合もある。特に、上述した
トリメチル・アルミニウムについてはその光分解断面積
（確率）が小さいため、アルミニウムの光分解蒸着への
利用には妨げとなる。さらに、直接描画による一製造工
程中には種々の物質を必要とするため、数多くの異なる
化合物を蒸着チャンバーに入れたり、出したりしなけれ
ばならず、皐扱い上困雌な問題（特に、ニッケル・カル
ボニルのような揮発性液体の場合）がある。したがって
、蒸着すべき物質の気相化合物を自在に、かつその場で
発生させる技術の必要性がめられている。
問題点を解決するだめの手段、作用
本発明は蒸着チャンバー内の基板近くで蒸着すべき物質
の気相化合物を発生させる方法及び装置に関する。生成
した気相化合物から物質の蒸着を引き起こすのにレーザ
ー源のエネルギーが使用でき、このエネルギーで基板表
面での気相化合物を光分解あるいは熱分解する。
の気相化合物を発生させる方法及び装置に関する。生成
した気相化合物から物質の蒸着を引き起こすのにレーザ
ー源のエネルギーが使用でき、このエネルギーで基板表
面での気相化合物を光分解あるいは熱分解する。
ある側面から見れば、本発明は、プラズマのターゲット
物質と、タービット物質のプラズマ・エツチングガスを
導入することによって、ガス蒸着チャンバー内で、蒸着
物質の気相化合物（ソースＸガス）を生成する方法及び
装置に関する。プラズマ・エツチング・ガスはプラズマ
によりイオン化され反応種となってターデッド物質と結
合して気相化合物（不安定、短命であってもよい）をつ
くりだす。気相化合物は基板表面上に運ばれ、そこでレ
ーず一部その他のエネルギー源により目的物質の蒸着が
引き起こされる。
物質と、タービット物質のプラズマ・エツチングガスを
導入することによって、ガス蒸着チャンバー内で、蒸着
物質の気相化合物（ソースＸガス）を生成する方法及び
装置に関する。プラズマ・エツチング・ガスはプラズマ
によりイオン化され反応種となってターデッド物質と結
合して気相化合物（不安定、短命であってもよい）をつ
くりだす。気相化合物は基板表面上に運ばれ、そこでレ
ーず一部その他のエネルギー源により目的物質の蒸着が
引き起こされる。
本発明の一態様では、遠隔操作により、プラズマ中に配
置したターデッドを交換できるようにして、生成気相化
合物の取替えがすげやく、簡単にでき、短い停止時間で
種々の物質を基板表面に蒸着できるようにしている６ したがって、本発明により、従来技術の問題点、例えば
、ある種の目的物質の気相化合物として粂件にあうもの
を入手できないことや、目的物質の化合物が毒性をもつ
だめの取扱面でのむずかしさや危険性、短命の化合物を
使用できなかった点、蒸着工程における目的物質を替え
る際の取扱いにくさ等が解決される。
置したターデッドを交換できるようにして、生成気相化
合物の取替えがすげやく、簡単にでき、短い停止時間で
種々の物質を基板表面に蒸着できるようにしている６ したがって、本発明により、従来技術の問題点、例えば
、ある種の目的物質の気相化合物として粂件にあうもの
を入手できないことや、目的物質の化合物が毒性をもつ
だめの取扱面でのむずかしさや危険性、短命の化合物を
使用できなかった点、蒸着工程における目的物質を替え
る際の取扱いにくさ等が解決される。
実施例
第１図に訃いて、第１実施例を示す装置１１は反応チャ
ンバー１３、支持アセンブリ１５、基板１Ｔ、レーデ−
源１９、レーデ−１９で発生したビーム２３を集光ない
し映し出す光学装置２１、光学監視部２２、レーデ−・
ビーム２３をチャンバー１３内の基板表面１７に通す、
チャンバー１３の壁に形成した窓２５、電極２９と３１
間に発生するプラズマ２７、ガス人口３３、ガス出口３
５、スロットル弁３γ、及び真空ポンｆ３Ｂを備える。
ンバー１３、支持アセンブリ１５、基板１Ｔ、レーデ−
源１９、レーデ−１９で発生したビーム２３を集光ない
し映し出す光学装置２１、光学監視部２２、レーデ−・
ビーム２３をチャンバー１３内の基板表面１７に通す、
チャンバー１３の壁に形成した窓２５、電極２９と３１
間に発生するプラズマ２７、ガス人口３３、ガス出口３
５、スロットル弁３γ、及び真空ポンｆ３Ｂを備える。
装置１１の動作は次の通やである。
装置１１の第１動作例（方法の第１使用例）として、金
属Ｍ１例えばタングステンを熱分解により基板表面１Ｔ
に蒸着させるものとする。まず、成極３１に金属Ｍの層
を形成する。次に、金属Ｍを効率よくプラズマ・エツチ
ングするガス（タングステンの場合であれば六フッ化硫
黄（ＳＦａ）あるいは四フッ化炭素（ＣＦ４） ）を真
空ポンプ３９で引いて入口３３よりチャンバー１３を通
し出口３５より排出する。スロットル弁３７はチャンバ
ーの圧力調整に使用し、ｄｃ源あるいはｒｆ発生器によ
りｄｃあるいはｒｆグロー放電が電極２９と３１間に生
じるようにする。電極２９ｔｉカソードとして働く。単
体のガスの代りに、混合ガスが使用でき、例えば０２と
ＣＦ、の混合ガスを用いればｏ２によりＦ種の生成が助
長されエツチング・レートが上がる。目標圧に達したら
、電極２９と３１に電圧を印加してプラズマ２７を発生
させる。タングステンのｒｆｆラズマ・エツチングを行
う場合の運転条件例をあげると、４．５ ＭＨ２、５０
０ワツトのｒｆ比出力２００ｍトルの圧力、６０°Ｃの
電極温度、流ｔ ７５ ＳＣＣＭである（ Ｃ，Ｃ，タ
ング（Ｔａｎｋ）とり、Ｗ、 ヘス（Ｈｅｓｓ）のＴｕ
ｎｇｓｔｅｎ Ｅｔｃｂｘｎｇ ｉｎ ＣＦ４ａｎｄ
８Ｆ６ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、 Ｊ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃ
ｈｅｍ、Ｓｏｃ、＋１１５−１２０貞、１９８４年を参
照のこと）、。
属Ｍ１例えばタングステンを熱分解により基板表面１Ｔ
に蒸着させるものとする。まず、成極３１に金属Ｍの層
を形成する。次に、金属Ｍを効率よくプラズマ・エツチ
ングするガス（タングステンの場合であれば六フッ化硫
黄（ＳＦａ）あるいは四フッ化炭素（ＣＦ４） ）を真
空ポンプ３９で引いて入口３３よりチャンバー１３を通
し出口３５より排出する。スロットル弁３７はチャンバ
ーの圧力調整に使用し、ｄｃ源あるいはｒｆ発生器によ
りｄｃあるいはｒｆグロー放電が電極２９と３１間に生
じるようにする。電極２９ｔｉカソードとして働く。単
体のガスの代りに、混合ガスが使用でき、例えば０２と
ＣＦ、の混合ガスを用いればｏ２によりＦ種の生成が助
長されエツチング・レートが上がる。目標圧に達したら
、電極２９と３１に電圧を印加してプラズマ２７を発生
させる。タングステンのｒｆｆラズマ・エツチングを行
う場合の運転条件例をあげると、４．５ ＭＨ２、５０
０ワツトのｒｆ比出力２００ｍトルの圧力、６０°Ｃの
電極温度、流ｔ ７５ ＳＣＣＭである（ Ｃ，Ｃ，タ
ング（Ｔａｎｋ）とり、Ｗ、 ヘス（Ｈｅｓｓ）のＴｕ
ｎｇｓｔｅｎ Ｅｔｃｂｘｎｇ ｉｎ ＣＦ４ａｎｄ
８Ｆ６ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、 Ｊ、Ｅｌｅｃｔｒｏｃ
ｈｅｍ、Ｓｏｃ、＋１１５−１２０貞、１９８４年を参
照のこと）、。
プラズマ２７はエツチング・ガス全イオン化し、生成さ
れたイオンは電極２９と３１に衝突する。
れたイオンは電極２９と３１に衝突する。
これによって金属Ｍの揮発性種ができる。例えばＳＦ６
はＦ−のような種に分解し、これが電極３１に衝突して
、タングステンの場合であればＷＦ６のようなａｉを生
成する。この揮発性種は後でなされる蒸着のソース萬が
スであり、プラズマ２７から拡散して基板表面１７上に
運ばれる。
はＦ−のような種に分解し、これが電極３１に衝突して
、タングステンの場合であればＷＦ６のようなａｉを生
成する。この揮発性種は後でなされる蒸着のソース萬が
スであり、プラズマ２７から拡散して基板表面１７上に
運ばれる。
基板表面１１はレーデ−１９で発生させたレーザー・ビ
ーム・パターン２３で金属Ｍを蒸着する部分が局所的に
加熱される。レーデ−・ビーム・パターン２３は単一の
スポットかあるいは、マスクのパターンを基板に映し出
すレーデ−と光学装置によって生成したパターンが使用
できる。チャンバー１３の窓２５はレーデ−１９の波長
に対して透過な材質で構成する。熱分解の場合には、レ
ーデ−の波長、出力、及び基板の熱伝導率と吸収特性に
よって、ソースガスを実用速度で分解する基板温度が得
られるよう、レーザー１９と基板１１を選定する。光分
解を行う場合は特性の違う基板とレーザーを必要とする
（Ｄｅｕｔａｃｈらの米国特許第４，３４０．６１７号
を参照のこと）。基板表面１Ｔに達したソースがスはレ
ーザー１９の照射、加熱により分解温度以上となった領
域と接触する。これらの領域でソースがスは分解して金
属Ｍを基板表面に蒸着し、揮発性残留分は排出される。
ーム・パターン２３で金属Ｍを蒸着する部分が局所的に
加熱される。レーデ−・ビーム・パターン２３は単一の
スポットかあるいは、マスクのパターンを基板に映し出
すレーデ−と光学装置によって生成したパターンが使用
できる。チャンバー１３の窓２５はレーデ−１９の波長
に対して透過な材質で構成する。熱分解の場合には、レ
ーデ−の波長、出力、及び基板の熱伝導率と吸収特性に
よって、ソースガスを実用速度で分解する基板温度が得
られるよう、レーザー１９と基板１１を選定する。光分
解を行う場合は特性の違う基板とレーザーを必要とする
（Ｄｅｕｔａｃｈらの米国特許第４，３４０．６１７号
を参照のこと）。基板表面１Ｔに達したソースがスはレ
ーザー１９の照射、加熱により分解温度以上となった領
域と接触する。これらの領域でソースがスは分解して金
属Ｍを基板表面に蒸着し、揮発性残留分は排出される。
例えばＷＦ、はＷ（固形物）＋Ｆ２（がス）に分解する
。本発明ではソースがスの生成直後に蒸着を行っている
ため、金Ｊ＠Ｍとプラズマ２７で生成した揮発性種はラ
イフタイムの短いものであっても使用することができる
点に注目されたい。
。本発明ではソースがスの生成直後に蒸着を行っている
ため、金Ｊ＠Ｍとプラズマ２７で生成した揮発性種はラ
イフタイムの短いものであっても使用することができる
点に注目されたい。
プラズマ・エッチャントとして８Ｆ６を用いてタングス
テンの熱分解を行う場合、上述したプラズマ条件下でフ
インチ径のタングステン・ター２ットを使用すれば５０
〜１００ｍ）ル分圧のＷ６の生成が見込まれる。これＵ
、６００°Ｃの基板表面温度に対して、およそ２〜２０
オングストロ一ム／鴬秒のタングステン蒸着速度が得ら
れることを意味する（アレン（Ａｘｉｅｎ）らのＪ、Ａ
ｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、 ５４（３） 、 １９８３年６月
を参照）。表面温度をさらに高くシ、プラズマ反応、熱
分解反応を高めればこれよりずっと速い蒸着速度が達成
できると思われる。もちろん、上記実施例には種々の変
形が可能である。例えば、複数の物質でできた合成ター
プツトが使用でき各物質を使用するソースがスやソース
ガス混合体に合わせてターデッドの異なる区域に形成す
る。例えば、Ｗｓ１□の薄膜を蒸着する場合に、タング
ステン／シリコンターデッドを使用すればＳ ｉ Ｆ４
とＷＦ６を同時に生成することができる。本技術を利用
すれば多数のその他の化合物、合金を蒸着できるはずで
ある。その他の反応性ガス、（例えば窒化物の形成には
窒素）を導入することにより化合物や合金の蒸着を行う
こともできる。他の変形例として、基板をソース賃ガス
の分解温度より少し低めに均一加熱することがあげられ
る。レーデ−源が高価な場合均一加熱（予熱）しておけ
ば低出力のレーデ−源で済むことになる、さらに別の変
形例として、コンピュータ制御のＸ−Ｙステージを用い
て基板を支持し、これをレーデ−集光ビームと組み合わ
せてパターンを発生させることができる。レーザーの代
妙に、通常の加熱源でノースガスを・分解してもよい。
テンの熱分解を行う場合、上述したプラズマ条件下でフ
インチ径のタングステン・ター２ットを使用すれば５０
〜１００ｍ）ル分圧のＷ６の生成が見込まれる。これＵ
、６００°Ｃの基板表面温度に対して、およそ２〜２０
オングストロ一ム／鴬秒のタングステン蒸着速度が得ら
れることを意味する（アレン（Ａｘｉｅｎ）らのＪ、Ａ
ｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、 ５４（３） 、 １９８３年６月
を参照）。表面温度をさらに高くシ、プラズマ反応、熱
分解反応を高めればこれよりずっと速い蒸着速度が達成
できると思われる。もちろん、上記実施例には種々の変
形が可能である。例えば、複数の物質でできた合成ター
プツトが使用でき各物質を使用するソースがスやソース
ガス混合体に合わせてターデッドの異なる区域に形成す
る。例えば、Ｗｓ１□の薄膜を蒸着する場合に、タング
ステン／シリコンターデッドを使用すればＳ ｉ Ｆ４
とＷＦ６を同時に生成することができる。本技術を利用
すれば多数のその他の化合物、合金を蒸着できるはずで
ある。その他の反応性ガス、（例えば窒化物の形成には
窒素）を導入することにより化合物や合金の蒸着を行う
こともできる。他の変形例として、基板をソース賃ガス
の分解温度より少し低めに均一加熱することがあげられ
る。レーデ−源が高価な場合均一加熱（予熱）しておけ
ば低出力のレーデ−源で済むことになる、さらに別の変
形例として、コンピュータ制御のＸ−Ｙステージを用い
て基板を支持し、これをレーデ−集光ビームと組み合わ
せてパターンを発生させることができる。レーザーの代
妙に、通常の加熱源でノースガスを・分解してもよい。
多数の物質が本技術による蒸着対象となり得る。
例をあげると、（１）ＳＦａとＣＦ４をプラズマ・エッ
チャントとして用いて、ＷＦ６ 、 ＭｏＦ６ 、Ｎｂ
Ｆ３ 、５ＩＦ４を生成する。（２）ＣＣＩ４をプラズ
マ・エッチャントとしてＡｌＣｌ３． ＴｉＣ１，を生
成する。もちろん蒸着可能物質は金属ばかりでなく、半
導体や絶縁体、有機物質も含まれる。
チャントとして用いて、ＷＦ６ 、 ＭｏＦ６ 、Ｎｂ
Ｆ３ 、５ＩＦ４を生成する。（２）ＣＣＩ４をプラズ
マ・エッチャントとしてＡｌＣｌ３． ＴｉＣ１，を生
成する。もちろん蒸着可能物質は金属ばかりでなく、半
導体や絶縁体、有機物質も含まれる。
第２図に示す第２実施例の装置５１は第１図の第１実施
例の装置１１の特徴に加え、導入がス分岐管５３、第２
がス入口５５、及び取替可能な電極スタック５７を備え
ている。装置５１は装置１１とほぼ同様に動作するが、
追加した部分により、より自在性に富むものとなってい
る。
例の装置１１の特徴に加え、導入がス分岐管５３、第２
がス入口５５、及び取替可能な電極スタック５７を備え
ている。装置５１は装置１１とほぼ同様に動作するが、
追加した部分により、より自在性に富むものとなってい
る。
すなわち、第２人口５５を介して、金属Ｍを含む揮発性
種の分解蒸着を助長する反応性ガスを取り込むことがで
きる。例えば、金属Ｍとしてタングステン、プラズマ・
エツチング・ガスとして四フッ化炭素を選んだ場合、揮
発性種には六フッ化タングステンが含まれる。そこで、
第２人口５５を介して水素を導入すれば、六フッ化タン
グステン水素の混合ガスが基板表面１７を通り、ＷＦ６
とＨ２の熱分解反応によりＷ（固形物）とＩ（Ｆ （が
ス）に分かれる。水素は熱分解の揮発性残留物を捕捉す
る働きをする。同様に、酸素などその他のスカベンジャ
ー・ガスを第２人口から取り込むことができる。
種の分解蒸着を助長する反応性ガスを取り込むことがで
きる。例えば、金属Ｍとしてタングステン、プラズマ・
エツチング・ガスとして四フッ化炭素を選んだ場合、揮
発性種には六フッ化タングステンが含まれる。そこで、
第２人口５５を介して水素を導入すれば、六フッ化タン
グステン水素の混合ガスが基板表面１７を通り、ＷＦ６
とＨ２の熱分解反応によりＷ（固形物）とＩ（Ｆ （が
ス）に分かれる。水素は熱分解の揮発性残留物を捕捉す
る働きをする。同様に、酸素などその他のスカベンジャ
ー・ガスを第２人口から取り込むことができる。
電極スタック５７は電極３１のインサート板の供給源で
あって、図示しないが、電極３１上のインサート板５９
をスタックのインサートと交換する装置を含んでいる。
あって、図示しないが、電極３１上のインサート板５９
をスタックのインサートと交換する装置を含んでいる。
インサート板５９は電極３１と接触する平らな導電プレ
ートで、重力その他の方法により、電極３１上に支持さ
れる。もちろんインサート板５９は醒気的には成極３１
の一部となるもので、イオン衝突のターデッドである。
ートで、重力その他の方法により、電極３１上に支持さ
れる。もちろんインサート板５９は醒気的には成極３１
の一部となるもので、イオン衝突のターデッドである。
このインサート板の使用は、金属Ｍが１１Ｅｆｆ１３１
上ではなくインサート板５９上に形成されることを意味
し、チャンバー１３を分解することなく金属Ｍを取り替
えることができる。すなわち、処理工程中であっても、
インサート板５９を収り外し、スタック５７より選び出
した、別の物質、複数の物質をコーテングしたインサー
トと交換できる。
上ではなくインサート板５９上に形成されることを意味
し、チャンバー１３を分解することなく金属Ｍを取り替
えることができる。すなわち、処理工程中であっても、
インサート板５９を収り外し、スタック５７より選び出
した、別の物質、複数の物質をコーテングしたインサー
トと交換できる。
金属Ｍｔｌ−替えれば入口３３を介して導入するプラズ
マ・エツチング・がスも替える必要がある。導入ガス分
岐管５３を使用すれば分岐管５３０入口に接続した種々
のガスの中から必要とするがスを選び出すことによりが
スの取替えを簡単に行なえる。
マ・エツチング・がスも替える必要がある。導入ガス分
岐管５３を使用すれば分岐管５３０入口に接続した種々
のガスの中から必要とするがスを選び出すことによりが
スの取替えを簡単に行なえる。
さらに、スタック５７のインサート板は汚染を防ぎ、比
較的活性な状態を保つため、冷却してもよい。実際、蒸
着チャンバ−１３全体を低温蒸着のために冷却できる。
較的活性な状態を保つため、冷却してもよい。実際、蒸
着チャンバ−１３全体を低温蒸着のために冷却できる。
逆に、基板１７のみを通常の加熱装置（レーず−ではな
い）で加熱し、全面熱分解蒸着や表面選択反応（例えば
ＷＦａ ＋ Ｓｘ （固形物）、Ｗ（固形物） ＋ ５
ＩＦ４ ）を行ってもよい。
い）で加熱し、全面熱分解蒸着や表面選択反応（例えば
ＷＦａ ＋ Ｓｘ （固形物）、Ｗ（固形物） ＋ ５
ＩＦ４ ）を行ってもよい。
効果
以上のように、本発明では、ａ）蒸着物質のソースがス
全外部から導入するのではなく、蒸着を行う場所、即ち
蒸着チャンバー内で行っている。このためｂ）チャンバ
ー内にターデッド（蒸着母材）を配蓋し、ターデッドを
一方の電極とする両電極間にプラズマを生成し、Ｃ）こ
のプラズマと反応し、ターデッドに衝突してソースがス
を生成するガスを外部より導入している。
全外部から導入するのではなく、蒸着を行う場所、即ち
蒸着チャンバー内で行っている。このためｂ）チャンバ
ー内にターデッド（蒸着母材）を配蓋し、ターデッドを
一方の電極とする両電極間にプラズマを生成し、Ｃ）こ
のプラズマと反応し、ターデッドに衝突してソースがス
を生成するガスを外部より導入している。
したがって、
ａ）ソースがスがライフタイムの短い不安定なものでも
使用できる。
使用できる。
ｂ）外部導入がスとターデッドを組み合せることにより
種々の物質を蒸着できる。
種々の物質を蒸着できる。
Ｃ）蒸着工程での蒸着（目的）物質の取替を短時間で簡
単に行なえる（特に第２実施例の場合）。
単に行なえる（特に第２実施例の場合）。
ｄ）その他、外部よりソースガスを導入していた従来技
術の問題点（条件に合うソースガスを入手できないこと
、有毒ソース％ガスの取扱いの危険性）が解消される。
術の問題点（条件に合うソースガスを入手できないこと
、有毒ソース％ガスの取扱いの危険性）が解消される。
等の効果がもたらされる。
第１図は第１実施例の概要図、
第２図は第２実施例の概要図、である、１３：反応チャ
ンバー １５：支持アセンシリ １７：基板 １９ニレ−デー源 ２１：光学装置 ２３ニレ−デー・ビーム ２２；光学監視部 ２５：窓 ２７：７°ラズマ ２９．３１“電極 ３３：ガス入口 ３５：がス出口 ３７：スロットル弁 ３９；真空ポンプ ５３：ガス分岐管 ５５：第２ガス入口 ５９：インサート板 ５７：インサート・スタック 代理人 浅 村 皓
ンバー １５：支持アセンシリ １７：基板 １９ニレ−デー源 ２１：光学装置 ２３ニレ−デー・ビーム ２２；光学監視部 ２５：窓 ２７：７°ラズマ ２９．３１“電極 ３３：ガス入口 ３５：がス出口 ３７：スロットル弁 ３９；真空ポンプ ５３：ガス分岐管 ５５：第２ガス入口 ５９：インサート板 ５７：インサート・スタック 代理人 浅 村 皓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）ａ） 密閉チャンバー内にある基板を支持し、ｂ
）前記チャンバー内において、少なくとも一方の電極に
蒸着物質を含有するターデッド面を設けた２つの電極間
にプラズマを生成し、Ｃ）少なくとも一方の電極に蒸着
物質を含有するターデッド面を設けである２つの電極間
に生成されたプラズマ中に導入した際に蒸着物質の揮発
仕種を生成するようになっているガスを前記プラズマ中
に導入して前記揮発仕種を生成し、ｄ）前記揮発仕種を
前記ターデッド面近くから基板表面近くに移動させ、 ｅ）前記基板表面のごく近くで前記揮発仕種を分解して
前記基板表面に前記蒸着物質を蒸着させる、 工程より成るプラズマ生成したソースがスを用いた蒸着
法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
分解工程は、 ａ）レーデ−源からのエネルギーを前記基板表面に当て
て前記揮発仕種を熱分解する、ことによって行なわれる
蒸着法。 （３）特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
分解工程は、 ａ）前記揮発性攬の光分解を起こさせる波長のエネルギ
ーを出力するレーデ−源を選定し、ｂ）そのエネルギー
を前記基板表面近くに照射して前記揮発仕種を光分解す
る、 ことによって行なわれる蒸着法。 （４）特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
移動工程は、 ａ）前記揮発性橿の拡散 によって行なわれる蒸着法。 （５）特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
導入工程は、 ａ）前記チャンバーのノラズマ近くに前記がスを連続導
入し、 ｂ）前記チャンバーの前記基板表面近くより前記がスを
連続排出する、 ことによって行なわれる蒸着法、 （６）特許請求の範囲第１１ｑ記載の方法において、ａ
）前記チャンバーの前記基板表面近くにスカベンジャー
がスを導入するようにした蒸着法。 （力ａ）密閉チャンバー、 ｂ）前記チャンバー内にある基板を支持する支持体、及
び Ｃ）前記チャンバー内に設けた２つの電極であって、印
加されると、その間にプラズマを生成し、一方の電極に
は蒸着物質全含有するタービツト面を設けである２つの
電極、 より成る蒸着装置。 （８） 特許請求の範囲第７項記載の装置において、ａ
）前記タープ９ツト面を取外し自由なインサート板上に
形成した蒸着装置。 （９）特許請求の範囲第７項記載の装置において、ａ）
ガス入口 ｂ）ガス出口 を設けた蒸着装置。 ａω 特許請求の範囲第９項記載の装置において、ａ）
前記ガス出口にポンプを接続した蒸着装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/603,545 US4505949A (en) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | Thin film deposition using plasma-generated source gas |
| US603545 | 1996-02-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236219A true JPS60236219A (ja) | 1985-11-25 |
| JPH0573050B2 JPH0573050B2 (ja) | 1993-10-13 |
Family
ID=24415894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60088471A Granted JPS60236219A (ja) | 1984-04-25 | 1985-04-24 | プラズマ生成したソースガスを用いた蒸着方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4505949A (ja) |
| JP (1) | JPS60236219A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63238289A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Mikio Takai | プラズマとレ−ザ−照射とを同時に用いる加工方法および加工装置 |
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| US4749440A (en) * | 1985-08-28 | 1988-06-07 | Fsi Corporation | Gaseous process and apparatus for removing films from substrates |
| JP2635021B2 (ja) * | 1985-09-26 | 1997-07-30 | 宣夫 御子柴 | 堆積膜形成法及びこれに用いる装置 |
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