JPS60258915A - レ−ザ−化学気相沈積方法および装置 - Google Patents

レ−ザ−化学気相沈積方法および装置

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JPS60258915A
JPS60258915A JP60045723A JP4572385A JPS60258915A JP S60258915 A JPS60258915 A JP S60258915A JP 60045723 A JP60045723 A JP 60045723A JP 4572385 A JP4572385 A JP 4572385A JP S60258915 A JPS60258915 A JP S60258915A
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window
deposition
infrared radiation
deposition chamber
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グレゴリー　エイ　ロウチ
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    • 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
    • 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
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    • 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
    • C23C16/481—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 by radiant heating of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般的には、ドープ半導体を製造するための蒸
着装置および方法に関し、特に、シリコンウェハーに二
酸化シリコン膜を付着させること、に関する。更に詳細
には、本発明は蒸着室に二酸化シリコン膜の良くない付
着を除去しながら、シリコンウェハーに二酸化シリコン
膜を迅速かつ低温で薄着させる方法および装置に関する
。
ドーパントの再配分、ウェハーの反り、欠陥の発生を滅
じ、かつ二重レベル被覆に高温工程を全く必要としない
絶縁体を作るために、シリコン基板に二酸化シリコン膜
を付着させるための低温技術に相当な関心がある。低温
での付着は、高分解能印刷用製版用の層をなした光抵抗
体−二酸化シリコンー光抵抗体構造物の使用を可能にす
る。常圧化学気相沈積技術および低温低圧化学気相沈積
技術はプロセス温度を下げるけれども、均一性、純度お
よび膜安定性において不十分である。
プラズマ化学気相沈積技術は物理的な物性を改善すると
ともに低温付着温度を可能にしているが、プラズマ技術
は、特に放射感応金属酸化物半導体（ＭＯＳ）装置に常
に適してはない。プラズマ化学気相沈積法では基板をエ
ネルギーの高い中性粒子、荷電粒子および真空紫外線光
子で衝撃し、そのすべてが基板、界面、および住長した
膜に化学的および物理的な損傷を及ぼしてしまう。プラ
ズマ蒸着膜の他の欠点としては、プラズマポテンシャル
が蒸着室の壁よりも常にもっと正である。従って、イオ
ンが壁のシースで加速され、これによって、不純物のス
パッタリングおよびフラソキング（ｆＩａｋｉｎｇ）を
高め、その両方は膜の質を低下させる。プラズマ法のパ
ラメータ例えば、無線周波数の電力、無線周波数、ガス
流量、電極間隔、全体の圧力および基板温度は、単一の
パラメータにより特性をもたせたり欠陥を制御すること
が不可能であるように相関関係をもっている。
常圧化学気相沈積技術、低温化学気相沈積技術およびプ
ラズマ化学気相沈積技術と関連した困難性のために、反
応エネルギーを光子で選択的に出させるような光化学的
に付着した絶縁性膜の関心が相当に増している。従来の
装置は低温で二酸化シリコンを付着させるために水銀感
光反応と直接的な光分解反応の両方を使用している。水
銀ランプは非コヒーレントの紫外線の強い光子と真空紫
外線の弱い光子とを出して光解離によって分子のドナー
分子から原子酸素をＭｉｌｌする。水銀ランプの使用に
より照明されたガス体積全体が反応して生成物を形成す
る。反応器の壁に反応体が付着して反応体の損失が相当
に生し、付着速度が低い。
最も良い水銀感光付着速度はちょうど２０ＯＡ／分であ
る。付着速度の制限は反応器の容器の表面での再結合に
よって原子酸素の損失をもたらしてしまう。
高い付着速度は経済的な製造工程に利害関係があり、最
終的には、不純物の背景圧力および希望の膜厚を一定に
すると膜質純度を決定することができる。従って、ステ
ップ範囲、均一性、膜の一体性、付着速度および反応器
の壁につく反応体の１　良くない付着０除去と損失０よ
うな誘導体０特性を改善する新規な膜付着方法の要望が
この技術において存在する。
発明の概要 本発明はドープ半導体を製造する従来の蒸着装置および
方法と関連した欠点を解消する。本発明はシリコンウェ
ハーに二酸化シリコンを蒸着させるのに特に適している
。
本発明は酸素ドナーとシリコンドナーに結合する手段を
含む蒸着室を有する。コヒーレント光源は光ビームを出
し、この光ビームは窓を通して蒸着室に入る。コンベヤ
、その他適当な手段で所定位置に置かれたボートは少く
とも１つのウェハー、好ましくは複数個のウェハーを蒸
着室の巾へ運び、ボートおよびウェハーの表面積に適当
な面積に亘って延びる光のシートとして形成される光ビ
ームに整列させる。ウェハーはその縁部がボーＩ・の開
口部と整列して装着される。ウェハーがコヒーレント光
源からの光ビームと整列するとき開口部は適当な赤外線
放射源、例えばハロゲンランプと整列する。ウェハーが
蒸着室の中での蒸着に適した位置に置かれた後、赤外線
放射源は数秒でウェハーを蒸着に適した温度に加熱する
。赤外線放射源とウェハーとの間の窓は赤外線放射源即
ち赤外光源をウェハーおよび蒸着室に供給されるドナー
ガスから隔絶状態に維持する。赤外光源は更に窓を通し
てウェハーに入射する赤外線放射の均一など−ムを形成
するための反射器例えば放物線鏡を有している。窓は好
ましくはベローに装着され、このベローは窓とウェハー
との間の距離を調節するための装置を有している。
本発明は従来の蒸着装置および方法に比して顕著な利点
を提供する。蒸着に先立ってウェハーを赤外光源で加熱
することにより、ウェハーを蒸着に適した温度に数秒で
加熱することができ、これに対して、先行技術の代表的
な装置および方法では、ウェハーを蒸着温度に加熱する
のには６分程を必要とする。レーザー蒸着装置では、蒸
着を高めるのに最適な温度の表面に蒸着が起ることが知
られている。先行技術の蒸着装置および方法は代表的に
はウェハーを加熱しながら蒸着室の壁を加熱するから、
蒸着室の壁に著しい量の蒸着が起る。
本発明はウェハーを蒸着温度まで急速に加熱し、蒸着室
の壁に蒸着させることなく蒸着が進み、赤外光源をウェ
ハーから隔絶させて赤外光源に蒸着が全く起らないよう
にする。もしこのような蒸着が起ると、蒸着に先立って
ウェハーを加熱する手段として赤外光源の効率を著しく
滅してしまう。
好適な実施例の説明 第１図、および第３図を参照すると、本発明による蒸着
装置ｆ　１０は蒸着室１２と、コヒーレント光源１４と
、ベロー装置６２と、輻射熱源１８とを含む。コヒーレ
ント光源１４は蒸着室１２の中に置かれたウェハー上に
蒸着を行なうのに適した波長の光を出す市販のどんなレ
ーザーでも良い。
１つの適当なレーザーは長方形のビームを形成するよう
に１９３ｎｍ　ＡｒＦ線（ｔｈｅ　１９３　ｎｍ　Ａｒ
Ｆ　１ｉｎｅ）で作動スるルモニスクス８６０Ｔエソク
スサイマレーザー（ａ　Ｌｕ＋＋＋ｏｎｉｃｓ　８６０
Ｔ　Ｅｘｃｉｍｅｒ　Ｌａ５ｅｒ）である。円筒形のレ
ンズテレスコープ２３が長方形のビームをビームスプリ
ンタ２４上に焦点合せし、０ このビームスプリンタ２４はこれに入射する光のほとん
どを適し、所定の一部、例えば２〜５％を光検出器２６
へ反射させる。光検出器２６の出力はコヒーレント光源
１４の出力ビームの強さに比例し、コヒーレント光源１
４の出力強さをモニタするためのパワーメータ２７に入
力される。
ビームスプリッタ２４をＪ過したビームは光子のシート
２５を作り、これらの光子はコヒーレント光源１４によ
って出される波長に対して本質的に透明のものとして選
ばれた窓２８に入射する。
窓２８は普通、紫外線透過性石英又はこれに類似の物質
で形成される。ウェハー即ち基板２２は、光子のシー］
・がウェハー２２と平行でかつウェハー２２から一定距
離間隔をへだでるように蒸着室１２の中に蒸着される。
ウェハー２２と光子のシートとの間の距離は好ましくは
１ｍｍ以下であり、代表的には約０．３ｍｍである。光
ビームはウェハー２２を通過した後、窓２８と同様な第
２の窓２９を通して蒸着室１２から出て第２のパワーメ
ータ、　３０に入射する。コヒーレント光源１４の出力
強＾ （Ｉ ］　１ さとパワーメータ３０に入射する光の強さとの比は蒸着
工程で使用される光の強さを表わす。
ガスタンク３１はバルブ３６の制御のもとに計量装置３
２およびマニホルド３４を介して蒸着室１２に酸素ドナ
ーを供給する。同様なタンク３８はバルブ４４の制御の
もとに計量装置４２およびマニホルド３４を介して蒸着
室１２にガス状シリコンドナーを供給する。酸素ドナー
およびシリコンドナーは９　ｘｔｉ　Ｎ　ｔ　Ｏおよび
窒素中５％シラン、ＳｉＨ，である。シリコンドナーと
酸素ドナーはマニホルド３４の中で混合し、一対の入口
４６．４８で蒸着室１２に流入する。
第１図、第２図および第３図を参照すると、蒸着装置１
０は赤外線放射に対して透過性である石英のような物質
で形成されている少くとも１個、好ましくは複数個のガ
ラス板（石英板又は窓）５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ，５８
Ｄを有し、これらのガラス板は蒸着室１２の中で複数の
ベロ一部材６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ，６２Ｄに取付けら
れ、ベロ一部材は蒸着室１２の下壁６０に連結されて２ イル。真空気密シール５０がベロー６２Ａ、６２Ｂ等と
石英板５８Ａ、５８Ｂ等との接合部を密封する。各へロ
ーは赤外線放射を出すハロゲンランプ６６を収容してい
る。好ましくは放物線である複数個の反射器６８はハロ
ゲンランプ６６の赤外線放射を反射させて、例えば直径
４〜６インチ（１０，１６〜１５．２４ｃｍ）の均一な
赤外線放射をガラス板５８Ａ、５８Ｂ等に供給する。ベ
ロー６２に連結されている複数本のロンドア０〜７２に
よりガラス板５８の高さと角度をウェハー２２に対して
調節することができる。かくして、ハロゲンランプ６６
および反射器６８はガラス板５８より上に置かれたウェ
ハー２２に熱を供給する。
コヒーレント光源１４はビームを出し、その結果上述し
た光子のシートがガラス板５８Ａ、５８Ｂ、等のすぐ」
二でハウジング１２を通して延びる。
第１図、第２図および第４図を参照すると、ウェハー２
２Ａ、２２Ｂ等を取付けたボート７６をコンベヤチェー
ン又はベルト７８のような任意の在来の装置で移動させ
てウェハー２２Ａ、２２Ｂ、３ 等をハロゲンランプ６６Ａ、６６Ｂ、等と整列状態に位
置決めする。ボート７６およびコンベヤ７８はウェハー
２２Ａ、２２Ｂ、等をそれぞれ対応する石英板５８Ａ、
５８Ｂ、等と整列して蒸着室１２の中に位置決めする。
ボート７８には、直径がウェハー２２よりも小さい少く
とも１つ、好ましくは複数の円形開口部８２Ａ、８２Ｂ
、等が形成されている。円形開口部８２Ａ、８２Ｂ、等
の各々は切欠き８４を有し、切欠き８４はウェハー２２
Ａ、２２Ｂ、等を支持するための肩８６を形成している
。切欠き８４で形成された円の直径はウェハー２２Ａ、
２２Ｂ、等の直径よりも僅かに太きいがら、ウェハーを
ボート７６に容易に出し入れすることができる。ボート
７９は多数の貫通孔７７を有しているので、ドナーガス
はボート７６を通過して蒸着させる物質をウェハーに連
続的に供給することができる。
ボート７６の下面は、蒸着のためにウェハー２２Ａ、２
２Ｂ、等を位置決めするとき、石英板５８Ａ、５８Ｂ、
等と直接接触していることが好４ ましい。ウェハー２２Ａ、２２Ｂ、等の下面は、石英板
５８Ａ、５８Ｂ、等のひっかきを避けるために、石英板
５８Ａ、５８Ｂ、等から約５■間隔をへたてるのが好ま
しい。
ロンドア０〜７２の各々は夫々のサーボモータ９０にね
しで連結される。石英板５８Ａ、５８Ｂ、等は通常は、
ボート７６が蒸着室１２の中の所定位置へ移動する際の
ひっかきを防止するのに十分な距離下げられることにな
る。ボートが蒸着室に入ったり出たりする際にサーボモ
ータを使用して石英窓即ち石英板５８Ａ、５８Ｂ、等を
下げ、ボートが蒸着用の所定位置に置かれた後、石英板
５８Ａ、５８Ｂ、等を上昇させる。成る適用では、ウェ
ハー２２Ａ、２２Ｂ、等に加える熱を制御するために石
英板５８Ａ、５８Ｂ等の１つ又はそれ以上をボート７６
に対して傾むけることが望ましいかも知れない。ビーム
２５の発散および不規則性がボート７６に隣接して「ホ
ット」スポット又は「コールド」スポットを引き起す。
石英板５８Ａ、５８Ｂ、等およびウェハー２２Ａ、２２
Ｂ、等の５ 距離および角度の向きを制御することにより、個々のウ
ェハー２２Ａ、２２Ｂ、等の蒸着速度に亘って成る程度
の制御を行うことができる。
１、２　ｘ　］　ｏ−２１ｃｔａの吸収横断面積をもつ
シランの通常は、１９３ｎｍ領域の波長に対して透明で
ある。しかし乍ら、シリコンの直接的な蒸着が１０メガ
ワツト／　ｃＡ以下の強さのしきい値をもつＡｒＦレー
ザー放射によりシランの光解離を伴って起る。
焦点合せしたＡｒＦレーザー１４は１００１（ｚの反復
速度で作動するとき、４０　Ｍ　Ｗ　／　ｃ＋Ｊのピー
ク強さをもつＩｏｎｓパルスを出す。反応容積は約１．
５ｍｍＸ１２ｍｍの横断面積を有しているＮ２０（サイ
エンティフィックガスプロダクツＵ　Ｓ　Ｐ級、一層純
粋ではない）を酸素ドナーとして使用する。何故ならば
、Ｎ２０が、シランの圧力中で分子酸素よりも、広範囲
の圧力、温度、および流量比に亘ってはるかに安定であ
るからである。
Ｎ、Ｏの解離に適した量子収量は１３８〜２１０　ｎｍ
波長領域で１．０であり、その光化学は単一光子励起に
ついて良く知られている。コヒーレント光源６ １４のようなＡｒＦレーザーによる放射に伴ってＮｅｏ
の光解離運動も知られている。主な生成物は次式による
反応性励起原子酸素である。
ＮｚＯ＋ｈ　ｆ　（１９３ｎｍ）　Ｎｔ＋Ｏ（’Ｄ）蒸
着装置１０の中の反応運動は、原子酸素の消光と再結合
との間の競争、反応性酸化窒素種の発生、および基板反
応によって制御される。蒸着装置１０は基板反応を高め
る。何故ならば、ハロゲン光源６６からの輻射熱がウェ
ハー２２Ａ、２２Ｂ、等を蒸着に適する温度に加熱する
からであり、又ビーム２５の励起体積がウェハー２２Ａ
、２２Ｂ、等に近接しているからである。同時に、蒸着
室１２の壁励起体積から比較的離れている。オージェ分
析および赤外線（ＩＲ）分光測光によれば、蒸着室した
二酸化シリコン膜との窒素結合が低いので、二酸化シリ
コン膜の生長運動には酸素種０□およびＯ（’Ｄ、”Ｐ
）だけが重要である。
ボート７６およびウェハー２２Ａ、２２Ｂ、等を的確に
位置決めし、そして蒸着室１２を真空気密にな菖ように
密封した後、バルブ３６．４４を７ 開いてガス状シリコンドナーおよび酸素ドナーを蒸着室
１２に流入させる。シリコンドナーと酸素ドナーはマニ
ホルド３４の中で混合され、蒸着室１２に連結されてい
る真空ポンプ９０がガス流を約８トルの圧力に維持する
。適当な流量はＳ　ｉ　Ｉ＋　４を５％含有するＮ２７
０ｓｃｃｍおよびＮ　２０８００ｓｃｃｍである。蒸着
装置１０はホーミングからよくない蒸着を実質的に除去
するけれども、ときとして、窓２８．２９をパージして
ホーミングから不透明な沈着物を除去することが必要で
あるかも知れない。
ハロゲンランプ５８からの輻射熱はうエバー２２Ａ、２
２Ｂ１等の温度を約３秒で適正な作動レベルに上げ、は
んの僅かな熱が蒸着室１２へ伝達されるにすぎない。在
来の伝導性加熱装置および方法ではウェハーを適正に加
熱するのに５乃至６分程を要し、可成りな量の熱を蒸着
室の壁に又窓２８．２９の表面に伝達させてしまう。
二酸化シリコンの蒸気が室温より高い温度の表面に付着
する傾向があるから、ランプ６６でウェ８ バー２２Ａ、２２Ｂ、等を迅速に加熱することによって
、真空蒸着室１２および窓２８．２９に付く良くない蒸
着を実質的に除去し、同時に加熱されたウェハー２２Ａ
、２２Ｂ、等に付く蒸着を実質的に高める。
２００°Ｃ以下の温度では、蒸着した二酸化シリコン膜
は外観が乳白色で容易にひっかかれた。
２００℃以上の温度で形成さたあらゆる膜は外観が透明
で均一であった。２５０℃の温度およびそれ以上の温度
で作られた膜はひっかき抵抗と付着性が非常に高かった
。このような膜は機械的なけかきによって影響されず、
ウェハー２２に、感圧接着テープに付くよりも強く付く
。
蒸着装置１０の効能を示すために、表Ｉおよび■は蒸着
中のウェハー２２の温度の函数として光分解二酸化シリ
コン膜の物理的性質と電機的特性の測定値を示す。比較
のために、低圧化学蒸着膜（８６０℃；５ｉＣｊ！ｚＨ
ｚおよびＮ２０）および熱酸化物（１，ＯＯ０℃；トリ
クロロエチレンおよＩ　びＯＸ）膜が入れてあり、その
両方はコンデンサ１゜ １ ９ −の製造を受け、光分解酸化物とともにテストを受けた
。ポリシリコンゲートＭＯＳコンデンサー（面積２　Ｘ
　ｌ　Ｏ−’ｃＪ）および蒸着ＡＡゲートコンデンサー
（面積０．０３ｃｎ＋）の両方から、表面状態（ＮＳ！
＞　、フラントバンド電圧（Ｖ□）、および放電破壊電
圧（Ｖｎ　）の測定値を得た。ポリシリコンコンデンサ
ーの製造Ｎ２中で６０分間９５０　”ｃでの焼しまめを
含む追加の高温工程がらなり、アルミニウムコンデンサ
ーは３０分間４２５℃の焼なましを受けるに過ぎない（
Ｈｇｔｏ％、Ｎ２９０％）。
そのままの蒸着膜と焼しめた蒸着膜の両方についてエッ
チ速度および屈折率の測定を行った。焼しめなかった蒸
着膜のエッチ速度は蒸着温度を増すと減少する。エッチ
速度の減少は焼しめの際に起り熱酸化物に匹敵するよう
になる。
３０分（Ｈ２１０％、Ｎ２９０％、４２５℃）の焼なま
し後ピンホール密度の測定を行った。
２３５０℃で蒸着した膜のピンホール密度はＧａ５ｏｎ
ｉｃｓピンホ一ル密度モニターで測定したところ０ １ｃｍ−’以下であった。
放電破壊電圧を次の２つの技術を使ってＴｅｋｔｒｏｎ
ｉｘ　ｌ　１７型カーブトレーサで測定した。
（１）放電破壊まで２０■／秒増大、（２）　ｌ　ＯＶ
毎に、１．０分休んで２Ｖ／Ｓ増大。直流および交流の
印加電圧を使って別々の走査をした。
屈折率および厚さの測定を偏光解析針で行った。
厚さの測定をＤｅｋｔａｋプロフィロメータで又Ｎａｎ
ｏｓｐｅｃ膜深さコンピューターで行った。これらの測
定を２５０℃および３００℃での蒸着以外焼しめ前後で
取った。焼しめによる屈折率の変化は１％であり、１０
〜１５％の厚さの減少が見られた。光分解酸化物の屈折
率は熱酸化物と厳密に一致する。
光分解酸化物のＮＳＳ値は低圧化学蒸着および熱酸化物
のものよりも１０〜１００倍大きい。これらの差は制御
されてない実験環境の中で扱われるウェハーに光分解酸
化物を生長させたこと、一方制御されてない実験環境の
中で扱われるウェハーに低圧化学気相沈積および熱酸化
物を生長させた１ こと、洗浄室環境の中で低圧化学蒸着および熱酸化物を
生長させたことによる。スパンタープロファイルオーガ
ーおよび二次イオンマス分光（ＳＩＭＳ）によれば、レ
ーザー光蒸着においておそらく、前方ポンプから逆流す
るオイルにより膜全体に亘って炭化水素が立証された。
５ｉＯｚｌ！の蒸着速度は２０　’Ｃと６００”Ｃと１
７）間の基板温度に無関係であり、ガス圧力およびレー
ザー強度に正比例する。酸化物の厚さのプロファイル測
定中、低温５Ｆｏｔ膜は機械的に軟質であるから、低温
Ｓｉｎ、膜（＜２００’Ｃ）は針で損傷した。
使用した反応体ガス混合物は８９％のＮ、０１０％のＮ
２および１％のＳｉＨ，であったから、Ｓｉｎ、膜中の
窒素の混入は主要であった。ＩＲ分光光度測定法を使用
することによって、８５０ｃａｐ−’（Ｄ　Ｓ　ｉ　−
Ｎピークニ向う１０８０ｃｍ−’（７）吸収ピークの２
０ｃｍ−’以下の移動を測定した。これはＳｉＯオ膜中
の５％以下のＳ　１％　Ｎ　４含有量に相当する。更に
、スパッタリングオーガー分析を使２ 用して膜中の窒素の混入を分析し、２〜４％の窒素含有
量を示した。それ故に、膜中の窒素混入は少く、その結
合は未知である。表■の屈折率の値によれば、膜はシリ
コン過多でもないし窒素過多でもない。
３ 本発明の方法および装置は従来の蒸着技術に比して顕著
な利点を有している。本発明では、はんの数秒での基板
２２の加熱により又ＬＯＯＯＡ／分の高い蒸着速度によ
りサイクル時間が比較的短くてすむ。基板２２は、蒸着
すべき材料の所要厚さに応じて、はんの約５〜１０分間
３００〜４５０℃の蒸着温度になる必要がある。低圧化
学気相沈積技術およびプラズマ化学気相沈積技術では、
基板が略１２０分間成る温度を受ける必要がある。
本発明は比較的低温で蒸着を行うから、蒸着室の壁は冷
たい。反応体は蒸着室の壁から間隔をへだてたレーザー
ビーム２５の進路中でのみ発生する。従ってほんの僅か
な付着が蒸着室の表面に生ずるに過ぎない。
あらゆる方向に１０ｅＶより大きいエネルギーで光子を
発生ずるプラズマ化学気相沈積技術と違って、本発明で
用いられるコヒーレント光源は基板２２の表面にぶつか
らないように差し向けられた６、　４　ｅ　Ｖ以下のエ
ネルギーの光燃料を発生する。
５ 高エネルギーの光子は基板２２に入射しない。従って、
本発明の蒸着法では、基板２２は放射損傷を実質的経験
しない。
本発明のレーザー蒸着技術は低圧化学気相沈積技術又は
プラズマ化学気相沈積技術よりも簡単である。蒸着速度
は基板の温度と無関係であり、そしてコヒーレント光ビ
ーム２５中の光子束について線形である。
蒸着室の比較的低い温度のために、装置ば自動式基板取
扱い機構に有用である。
本発明の装置および方法はシリコン酸化物、モリブテン
、タングステン、タンタル、クロムおよびアルミニウム
のような多くの異なる種類の物質を蒸着するのに使用す
ることができる。
レーザービーム２５が基板２２の表面にぶつがらないか
ら又２００℃で蒸着が行なわれるから、レーザー化学気
相沈積法を使用して有機光抵抗体のような感温構造体に
膜を付けることができる。
６
【図面の簡単な説明】
第１図は蒸着工程に使用される装置の概略図、第２図は
第１図の蒸着室の斜視図、 第３図はウェハーに対して石英窓の位置を調節するため
のベローの拡大斜視図、 第４図は蒸着室の中ヘウェハーを運ぶのに用いられるボ
ートの斜視図、 第５図はウェハーとへローを示す第４図のポートの断面
図である。 １０・・・蒸着装置、１２・・・蒸着室、１４・・・コ
ヒーレント光源、１８・・・輻射熱源、２２・・・ウェ
ハー、２８・・・窓、５８・・・石英窓又は石英板。 ７ 手続補正書（方式） １．事件の表示　昭和６０年特許願第４５７２３号２、
発明の名称　レーザー化学気相沈積方法および装置３、
補正をする者 事件との関係　出　願　人 名　称　ゼネラル　シグナル　コーポレーション４、代
理人 ５、補正命令の日付　昭和６０年６月２５日願書に最初
に添付した図面の浄書・ 別紙のとおり（内容に変更なし）

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　蒸着室の壁に蒸気を付着させることなく、蒸着
    室の中で基板に物質をレーザー化学気相沈積させる装置
    であって、 蒸着室の中に基板を位置決めするための装置と、 蒸着室から隔絶されていて、ウェハーを蒸着前に所定温
    度に加熱する赤外線放射を生じさせるための装置と、 赤外線放射を基板に伝達するための窓装置と、窓装置に
    赤外線放射を葉中させるための装置と、 赤外線放射をウェハーに加える量を制御するために、ウ
    ェハーに対して窓装置の距離および角度の向きを制御す
    るための装置と、 蒸着すべき物質のドナーを蒸着室に加えるための装置と
    、 基板に物質を蒸着させるために、ドナーとコヒーレント
    光とを相互させるための装置とからなることを特徴とす
    る装置。
  2. （２）赤外線放射を生じさせるための装置はハロゲンラ
    ンプを有する、特許請求の範囲第（１）項記載の装置。
  3. （３）　赤外線放射を集中させるための装置は、ハロゲ
    ンランプに近接し、実質的に一定の強い赤外線放射ビー
    ムを生じさせるための反射器を有している、特許請求の
    範囲第（２）項記載の装置。
  4. （４）制御装置は、端を窓装置に連結させたベローと、
    基板に対して窓装置の距離および角度の向きを制御する
    ようにベローを調節するための装置とを有している、特
    許請求の範囲第（２）項記載の装置。
  5. （５）ベローを調節するためのサーボ装置を更に有して
    いる、特許請求の範囲第（４）項記載の装置。
  6. （６）位置決め装置は複数個の基板を蒸着室の中へ搬送
    するための装置を有している、特許請求の範囲第＋１１
    項記載の装置。
  7. （７）搬送装置は、一般的に円形の基板を頭部間の肩で
    支持するため、複数の段付開口部を有するボートを有し
    ている、特許請求の範囲第（５）項記載の装置。
  8. （８）各段付開口部に装着した基板を加熱するために各
    段付開口部に赤外線放射を伝達するための複数個の窓装
    置と、 蒸着室から隔絶されていて、窓装置に赤外線放射を加え
    るための装置と、 各窓装置に連結され、基板に対して各窓装置の相対距離
    および角度の向きを別々に調節するための複数のへロー
    装置とを更に有している、特許請求の範囲第（６）項記
    載の装置。
  9. （９）　へロー装置を互に独立に調節するためのサーボ
    装置を更に有している、特許請求の範囲第（８）項記載
    の装置。 ｉｌｍ　蒸着室の壁に付着させることなく、蒸着室の中
    で基板に物質をレーザー化学気相沈着させる方法であっ
    て、 Ｉ　基板を蒸着室の中に窓に隣接して位置決めし、赤外
    線放射を窓を通して基板に差し向けて基板を所定温度に
    加熱し、 赤外光源の赤外線放射を反射させて実質的に均一な強さ
    のビームを形成し、 窓をベローで調節して基板に対して窓の位置を制御し、 基板に蒸着させるべき物質のドナーを基板に供給し、 コヒーレント光ビームと酸素およびガス状ドナーとを相
    互作用させて基板に物質を蒸着させることを特徴とする
    方法。 （ｌυ　複数個の基板を蒸着室の中に夫々の窓に隣接し
    て位置決めし、 窓を夫々のベローで互に独立に調節して基板に対して窓
    の位置を制御することを含む、特許請求の範囲第００項
    記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01236634A (ja) * 1987-05-04 1989-09-21 Gregory A Roche 基板上へ物質を移動させるための装置及び方法

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0236276Y2 (ja) * 1985-01-10 1990-10-03
JPS61213376A (ja) * 1985-03-19 1986-09-22 Mitsubishi Electric Corp 光化学成膜装置
US4719122A (en) * 1985-04-08 1988-01-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. CVD method and apparatus for forming a film
US4694777A (en) * 1985-07-03 1987-09-22 Roche Gregory A Apparatus for, and methods of, depositing a substance on a substrate
US4664057A (en) * 1985-12-20 1987-05-12 Allied Corporation Photoprocessing apparatus including conical reflector
JPS62262433A (ja) * 1986-05-09 1987-11-14 Hitachi Ltd 表面処理方法
US4753818A (en) * 1986-07-25 1988-06-28 Hughes Aircraft Company Process for photochemical vapor deposition of oxide layers at enhanced deposition rates
GB2204066A (en) * 1987-04-06 1988-11-02 Philips Electronic Associated A method for manufacturing a semiconductor device having a layered structure
FR2623820A1 (fr) * 1987-11-30 1989-06-02 Gen Electric Depot en phase gazeuse par procede chimique a laser avec utilisation d'un faisceau a fibre optique
JP2545897B2 (ja) * 1987-12-11 1996-10-23 日本電気株式会社 光ｃｖｄ装置
US4908495A (en) * 1988-12-20 1990-03-13 Texas Instruments Incorporated Heating lamp assembly for ccvd reactors
US5024967A (en) * 1989-06-30 1991-06-18 At&T Bell Laboratories Doping procedures for semiconductor devices
HU203585B (en) * 1989-08-07 1991-08-28 Mta Koezponti Fiz Kutato Intez Process for laser-activated chemical gas-phase precipitation on carier
US6016383A (en) * 1990-01-19 2000-01-18 Applied Materials, Inc. Rapid thermal heating apparatus and method including an infrared camera to measure substrate temperature
US5155336A (en) * 1990-01-19 1992-10-13 Applied Materials, Inc. Rapid thermal heating apparatus and method
US7335570B1 (en) 1990-07-24 2008-02-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of forming insulating films, capacitances, and semiconductor devices
DE69125323T2 (de) * 1990-07-24 1997-09-25 Semiconductor Energy Lab Verfahren zum Herstellen isolierender Filme, Kapazitäten und Halbleiteranordnungen
JPH07122142B2 (ja) * 1990-12-25 1995-12-25 中外炉工業株式会社 シートプラズマｃｖｄ装置
JP3859259B2 (ja) * 1995-07-13 2006-12-20 三星電子株式会社 紫外線照射装置
US7763327B2 (en) * 1996-04-22 2010-07-27 Micron Technology, Inc. Methods using ozone for CVD deposited films
US6072160A (en) * 1996-06-03 2000-06-06 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for enhancing the efficiency of radiant energy sources used in rapid thermal processing of substrates by energy reflection
US7575784B1 (en) 2000-10-17 2009-08-18 Nanogram Corporation Coating formation by reactive deposition
US6451714B2 (en) * 1998-08-26 2002-09-17 Micron Technology, Inc. System and method for selectively increasing surface temperature of an object
JP2002075980A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Miyazaki Oki Electric Co Ltd 真空紫外光ｃｖｄによる低誘電体膜の製造方法
US6599368B1 (en) * 2000-10-05 2003-07-29 Applied Materials, Inc. System architecture of semiconductor manufacturing equipment
EP1333935A4 (en) * 2000-10-17 2008-04-02 Nanogram Corp PREPARATION OF A COAT BY REACTIVE DEPOSITION
US7816188B2 (en) * 2001-07-30 2010-10-19 Sandisk 3D Llc Process for fabricating a dielectric film using plasma oxidation
US7521097B2 (en) * 2003-06-06 2009-04-21 Nanogram Corporation Reactive deposition for electrochemical cell production
US8865271B2 (en) * 2003-06-06 2014-10-21 Neophotonics Corporation High rate deposition for the formation of high quality optical coatings
US20050221603A1 (en) * 2003-06-23 2005-10-06 Applied Materials, Inc. System architecture of semiconductor manufacturing equipment
US7311947B2 (en) * 2003-10-10 2007-12-25 Micron Technology, Inc. Laser assisted material deposition
US7491431B2 (en) * 2004-12-20 2009-02-17 Nanogram Corporation Dense coating formation by reactive deposition
EP1734589B1 (en) * 2005-06-16 2019-12-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for manufacturing photovoltaic module
US7892978B2 (en) * 2006-07-10 2011-02-22 Micron Technology, Inc. Electron induced chemical etching for device level diagnosis
US7791055B2 (en) * 2006-07-10 2010-09-07 Micron Technology, Inc. Electron induced chemical etching/deposition for enhanced detection of surface defects
US7807062B2 (en) * 2006-07-10 2010-10-05 Micron Technology, Inc. Electron induced chemical etching and deposition for local circuit repair
US7791071B2 (en) 2006-08-14 2010-09-07 Micron Technology, Inc. Profiling solid state samples
US7718080B2 (en) 2006-08-14 2010-05-18 Micron Technology, Inc. Electronic beam processing device and method using carbon nanotube emitter
US7833427B2 (en) 2006-08-14 2010-11-16 Micron Technology, Inc. Electron beam etching device and method
SG184750A1 (en) * 2007-06-08 2012-10-30 Rolls Royce Corp System and method for component material addition
JP5964626B2 (ja) * 2012-03-22 2016-08-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5710240A (en) * 1980-06-20 1982-01-19 Sony Corp Forming method of insulating film
JPS58158914A (ja) * 1982-03-16 1983-09-21 Semiconductor Res Found 半導体製造装置
JPS5932122A (ja) * 1982-08-16 1984-02-21 Hitachi Ltd 表面改質装置
JPS5940525A (ja) * 1982-08-30 1984-03-06 Mitsubishi Electric Corp 成膜方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3271180A (en) * 1962-06-19 1966-09-06 Ibm Photolytic processes for fabricating thin film patterns
US3364087A (en) * 1964-04-27 1968-01-16 Varian Associates Method of using laser to coat or etch substrate
DE1900116C3 (de) * 1969-01-02 1978-10-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zum Herstellen hxxochreiner, aus Silicium bestehender einkristalliner Schichten
JPS5029405B1 (ja) * 1971-02-06 1975-09-23
US4059461A (en) * 1975-12-10 1977-11-22 Massachusetts Institute Of Technology Method for improving the crystallinity of semiconductor films by laser beam scanning and the products thereof
US4260649A (en) * 1979-05-07 1981-04-07 The Perkin-Elmer Corporation Laser induced dissociative chemical gas phase processing of workpieces
DE2933269C2 (de) * 1979-08-16 1982-08-12 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung zur Durchführung von Wärmearbeiten in der zahnärztlichen Praxis
JPS5644770A (en) * 1979-09-17 1981-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Preparation of thin film
US4363828A (en) * 1979-12-12 1982-12-14 International Business Machines Corp. Method for depositing silicon films and related materials by a glow discharge in a disiland or higher order silane gas
US4371587A (en) * 1979-12-17 1983-02-01 Hughes Aircraft Company Low temperature process for depositing oxide layers by photochemical vapor deposition
JPS56145198A (en) * 1980-04-04 1981-11-11 Hitachi Ltd Forming method of single crystal silicon membrane and device therefor
US4340617A (en) * 1980-05-19 1982-07-20 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for depositing a material on a surface
US4421479A (en) * 1981-05-12 1983-12-20 Varian Associates, Inc. Process for treating a semiconductor material by blackbody radiation source with constant planar energy flux
JPS58153324A (ja) * 1982-03-08 1983-09-12 Mitsubishi Electric Corp 光をエネルギ−源とする化学気相堆積装置
JPS58159842A (ja) * 1982-03-17 1983-09-22 Ricoh Co Ltd 感光体の製造方法
JPS5934627A (ja) * 1982-08-23 1984-02-25 Hitachi Ltd 半導体熱処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5710240A (en) * 1980-06-20 1982-01-19 Sony Corp Forming method of insulating film
JPS58158914A (ja) * 1982-03-16 1983-09-21 Semiconductor Res Found 半導体製造装置
JPS5932122A (ja) * 1982-08-16 1984-02-21 Hitachi Ltd 表面改質装置
JPS5940525A (ja) * 1982-08-30 1984-03-06 Mitsubishi Electric Corp 成膜方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01236634A (ja) * 1987-05-04 1989-09-21 Gregory A Roche 基板上へ物質を移動させるための装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
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