JPS6046372A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPS6046372A JPS6046372A JP15271383A JP15271383A JPS6046372A JP S6046372 A JPS6046372 A JP S6046372A JP 15271383 A JP15271383 A JP 15271383A JP 15271383 A JP15271383 A JP 15271383A JP S6046372 A JPS6046372 A JP S6046372A
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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。
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、デポジションさせるべき材料を含んだガス雰
囲気中において基板上に電子ビームを照射し、基板上に
雰囲気ガスに含まれるデポジション材料をデポジション
させる薄膜形成方法である。
囲気中において基板上に電子ビームを照射し、基板上に
雰囲気ガスに含まれるデポジション材料をデポジション
させる薄膜形成方法である。
従来、基板上にパターンを形成する場合、第1図および
第2図で示されている工程が行なわれている。第1図(
1) 、 <2) 、 (3) 、 (4) 、 (5
)では、基板ll上にパターン形成材料12t−蒸着や
スパッタ法によシ形成する((1)図)。さらにレジス
ト13を塗布しく(2)図)、次に光露光や電子ビーム
露光によシレジスト13のバターニングをする( (3
)図)。
第2図で示されている工程が行なわれている。第1図(
1) 、 <2) 、 (3) 、 (4) 、 (5
)では、基板ll上にパターン形成材料12t−蒸着や
スパッタ法によシ形成する((1)図)。さらにレジス
ト13を塗布しく(2)図)、次に光露光や電子ビーム
露光によシレジスト13のバターニングをする( (3
)図)。
そして、レジストパターン13をマスクとしてケミカル
エツチングまたは、ドライエツチングによシバターン形
g材料12ヘパターントランスファーを行なう((4)
図)。そして、レジスト13をはく少する((5)図)
、第2図(1) 、 (2) 、 (3) 、 (4)
ではリフトオフ工程を示している。基板21上にレジス
ト22を塗布しく(1)図)、次に光露光や1子ビーム
露光によシレジスト22のパターニングをする((2)
図)。次にパターン材料23を蒸着しく(3)図)、こ
の従来の方法では基板上にパターン材料を形成するのに
工程がきわめて長いという欠点を有していた。
エツチングまたは、ドライエツチングによシバターン形
g材料12ヘパターントランスファーを行なう((4)
図)。そして、レジスト13をはく少する((5)図)
、第2図(1) 、 (2) 、 (3) 、 (4)
ではリフトオフ工程を示している。基板21上にレジス
ト22を塗布しく(1)図)、次に光露光や1子ビーム
露光によシレジスト22のパターニングをする((2)
図)。次にパターン材料23を蒸着しく(3)図)、こ
の従来の方法では基板上にパターン材料を形成するのに
工程がきわめて長いという欠点を有していた。
本発明の目的は、レジスト等のマスクを必要とせず、高
精度、高純度の微細な渇膜パターンを形成することので
きる、電子ビームを用いた薄膜形成方法を提供すること
でおる。
精度、高純度の微細な渇膜パターンを形成することので
きる、電子ビームを用いた薄膜形成方法を提供すること
でおる。
木兄BAKよれば、少なくとも堆積させるべき材料を構
成元素として含んだガスを被堆積基板上に流し、基板の
所望の部分に電子ビームを照射して前記材料を基板上に
堆積させることを特徴とする薄膜形成方法が得られる。
成元素として含んだガスを被堆積基板上に流し、基板の
所望の部分に電子ビームを照射して前記材料を基板上に
堆積させることを特徴とする薄膜形成方法が得られる。
次に、本発明の原理と作用について第3図を用いて説明
する。デポジションさせるべき材料を含んだガス分子3
3の雰囲気中に被デポジション基板31を設置すると、
ガス分子33が被デボジシlン基板310表面上に吸着
する。32がその吸着ガス分子を示している。電子ビー
ム36を基板31上に照射すると、照射された部分の雰
囲気ガスの吸着分子32が電子ビーム36のエネルギー
によシ雰囲気ガス吸着分子32に含まれるデボジシ冒ン
材料元素34と揮発性材料分子35に分解し、デポジシ
ョン材料元素34は基板表面に析出する。一方探発性材
料分子35は排出される。以上の様な原理によ)被デポ
ジション基板31表面上に電子ビーム照射により、直接
、雰囲気ガス中に含まれるデポジション材を析出させパ
ターニングする。
する。デポジションさせるべき材料を含んだガス分子3
3の雰囲気中に被デポジション基板31を設置すると、
ガス分子33が被デボジシlン基板310表面上に吸着
する。32がその吸着ガス分子を示している。電子ビー
ム36を基板31上に照射すると、照射された部分の雰
囲気ガスの吸着分子32が電子ビーム36のエネルギー
によシ雰囲気ガス吸着分子32に含まれるデボジシ冒ン
材料元素34と揮発性材料分子35に分解し、デポジシ
ョン材料元素34は基板表面に析出する。一方探発性材
料分子35は排出される。以上の様な原理によ)被デポ
ジション基板31表面上に電子ビーム照射により、直接
、雰囲気ガス中に含まれるデポジション材を析出させパ
ターニングする。
以下、本発明の実施例について図面tS照して説明する
。第4図は本実施例で用いる装置の構成図である。本装
置は電子ビーム照射系410%試料室408、副試料室
406、及び雰囲気ガス材料収納室401とから構成さ
れている。本実施例においては、クロム(Cr)を構成
元素として含むビスベンゼンクロムCr(C,Hs)s
を雰囲気ガスとして用い、集束された電子ビーム照射に
よ、?Si基板上にCrをデポジションさせた。Cr(
CsHa)s402を雰囲気ガス材料収納室401に入
れ、CrをデボジシランさせるSl基板405を試料台
404にセットする。電子ビーム照射量41oと試料室
408を1O−5Torr程度以上の高真空に排気する
。副試料室406に設置されたビンポール407は副試
料室406内部と外部との差圧を保つためと、電子ビー
ム412tデポジシ1ンさせる基板405上に照射する
ための通路として設置されている。副試料室406と雰
囲気ガス材料収納室401とは配管403によって接続
されておシ、試料室408を真空排気することにより、
ピンホール407を通して、副試料室内部および雰囲気
ガス材料収納室401内部が真空排気される。
。第4図は本実施例で用いる装置の構成図である。本装
置は電子ビーム照射系410%試料室408、副試料室
406、及び雰囲気ガス材料収納室401とから構成さ
れている。本実施例においては、クロム(Cr)を構成
元素として含むビスベンゼンクロムCr(C,Hs)s
を雰囲気ガスとして用い、集束された電子ビーム照射に
よ、?Si基板上にCrをデポジションさせた。Cr(
CsHa)s402を雰囲気ガス材料収納室401に入
れ、CrをデボジシランさせるSl基板405を試料台
404にセットする。電子ビーム照射量41oと試料室
408を1O−5Torr程度以上の高真空に排気する
。副試料室406に設置されたビンポール407は副試
料室406内部と外部との差圧を保つためと、電子ビー
ム412tデポジシ1ンさせる基板405上に照射する
ための通路として設置されている。副試料室406と雰
囲気ガス材料収納室401とは配管403によって接続
されておシ、試料室408を真空排気することにより、
ピンホール407を通して、副試料室内部および雰囲気
ガス材料収納室401内部が真空排気される。
雰囲気ガス材料であるCr(CsHs)sは大気中では
固体でおるが真空にひくことによシ、容易に昇華し、配
管403を通シ、副試料室406内部が雰囲気ガスであ
るCr(CiHi)sで充満される。圧力は5mTor
r程度である。この様にして、Si基板405の雰囲気
がビスベンゼンクロムとなシ、電子ビーム412をピン
ホール407を通して81基板405の所望の部分に照
射することによシSi基板405表面上に吸着されたC
r(CsHa)sを分解する。その分解の結果ビスベン
ゼンクロムはCrとベンゼン(C,H・)に分かれる。
固体でおるが真空にひくことによシ、容易に昇華し、配
管403を通シ、副試料室406内部が雰囲気ガスであ
るCr(CiHi)sで充満される。圧力は5mTor
r程度である。この様にして、Si基板405の雰囲気
がビスベンゼンクロムとなシ、電子ビーム412をピン
ホール407を通して81基板405の所望の部分に照
射することによシSi基板405表面上に吸着されたC
r(CsHa)sを分解する。その分解の結果ビスベン
ゼンクロムはCrとベンゼン(C,H・)に分かれる。
Crはsi基板405上に析出する。−万〇、H,は揮
発性ガスであるので排出される。この様にしてCrがS
i基板405表面の所望の部分にデポジションされる。
発性ガスであるので排出される。この様にしてCrがS
i基板405表面の所望の部分にデポジションされる。
第5図は実験結果である。照射量に対するデポジション
厚さの関係を示している。第5図に示されている様に本
実施例によシ簡単に基板上にCrt−デポジションでき
る。本実施例において、線幅0.1 pm tD Cr
パターンが形成された。
厚さの関係を示している。第5図に示されている様に本
実施例によシ簡単に基板上にCrt−デポジションでき
る。本実施例において、線幅0.1 pm tD Cr
パターンが形成された。
また基板上に段差がある場合でも、段差面上も平坦面と
ほぼ同程度の厚さにCr膜が堆積できる。
ほぼ同程度の厚さにCr膜が堆積できる。
本発明においては電子ビーム露光と同様のビーム制御技
術を用いることができ、縁幅、膜厚を十分制御して堆積
ができる。パターン組幅は電子ビームの径に依存し、一
方デポジション厚さは照射量に依存するので、輻幅と厚
さはそれぞれはPj狂立に設定することができ、アスペ
クト比の高いパターンを形成することができる。
術を用いることができ、縁幅、膜厚を十分制御して堆積
ができる。パターン組幅は電子ビームの径に依存し、一
方デポジション厚さは照射量に依存するので、輻幅と厚
さはそれぞれはPj狂立に設定することができ、アスペ
クト比の高いパターンを形成することができる。
本実施例では、デボジシ!!7材料としてCrを含むC
r(C,H・)、を雰囲気ガスとして用いたが、構成元
素としてMeを含むMo(Cs Ha)s、構成元素と
してAlを含むAI!(CHs)s、等の有機金属化合
物に対しても同様の効果を示す。Mo(CaHa)sを
用いるとMoが堆積され、AJ (CH,) 、を用い
るとAn が堆積される。
r(C,H・)、を雰囲気ガスとして用いたが、構成元
素としてMeを含むMo(Cs Ha)s、構成元素と
してAlを含むAI!(CHs)s、等の有機金属化合
物に対しても同様の効果を示す。Mo(CaHa)sを
用いるとMoが堆積され、AJ (CH,) 、を用い
るとAn が堆積される。
その他にも原料としてWCl6.WCIj、、WBr。
等を用いればWが堆積できる。またM o Cl s
。
。
MoBr、 等を用いればMoを堆積できる。同様にし
てT a Cl s 、 T I B r s等でTa
、TiI、等でTi、ZrI4等でZrが堆積できる。
てT a Cl s 、 T I B r s等でTa
、TiI、等でTi、ZrI4等でZrが堆積できる。
以上述べたAI、Mo、W。
Ts等はIC,LSIにおいて配線、ゲート電極等に用
いることができる。
いることができる。
また本発明の方法で堆積できる薄材料は何も金属に限る
わけではない。例えば原料としてSiH。
わけではない。例えば原料としてSiH。
ガスを用いればSi膜を堆積できる。一方BCらやBB
r、を用いればB 、poczsを用いればPを堆積で
き、また基板中にこのB−?Pをドープできる。
r、を用いればB 、poczsを用いればPを堆積で
き、また基板中にこのB−?Pをドープできる。
更に基板上での流量比や圧力を調整すればB−?Pがド
ープされたS1展を基板上に形成できる。また前記のよ
うにB−?Pを堆積あるいはドープできるから、81十
GaAs等の半導体基板表面にpn接合を形成すること
ができる。
ープされたS1展を基板上に形成できる。また前記のよ
うにB−?Pを堆積あるいはドープできるから、81十
GaAs等の半導体基板表面にpn接合を形成すること
ができる。
またTiCj4ガスと、N、ガスを同時に基板表面上に
流して電子ビームを照射することによってTiNを堆積
できる。TII、とN* 、 T1 (N(CsHs)
s )4でもTINを形成できる。またS 1 (OC
sHs ) aを用いればSiO@、Ta(OC*Hi
)sを用いればTa、O,が形成できる。また前記Ba
ら、 BBr、と前記金属形成材料とを同時に用いると
ポライド膜を形成できる。
流して電子ビームを照射することによってTiNを堆積
できる。TII、とN* 、 T1 (N(CsHs)
s )4でもTINを形成できる。またS 1 (OC
sHs ) aを用いればSiO@、Ta(OC*Hi
)sを用いればTa、O,が形成できる。また前記Ba
ら、 BBr、と前記金属形成材料とを同時に用いると
ポライド膜を形成できる。
以上述べた金属膜等の堆積方法において原料のガス以外
にAr等のキャリアガスを流せば、堆積速度を大きくす
ることができる。原料ガスを固体の昇華や液体の蒸発で
得ている場合はその固体や液体を加熱すれば堆積速度を
大きくすることができる。
にAr等のキャリアガスを流せば、堆積速度を大きくす
ることができる。原料ガスを固体の昇華や液体の蒸発で
得ている場合はその固体や液体を加熱すれば堆積速度を
大きくすることができる。
本発明は以上説明した様に、デボジショ/材料を含む雰
囲気ガス中において基板表面に電子ビームを照射するこ
とによシブポジション材料を析出させることができ、従
来の方法に比べて工程がきわめて簡単でおる。
囲気ガス中において基板表面に電子ビームを照射するこ
とによシブポジション材料を析出させることができ、従
来の方法に比べて工程がきわめて簡単でおる。
なお前記実施例では集束された電子ビームを用いたが、
集束されていない電子ビームを用いてもよい。
集束されていない電子ビームを用いてもよい。
以上の説明では、本発明を、微細な薄膜パターンを形成
する方法、あるいは単に薄膜を形成する方法として述べ
たが、本発明は原料から基板上へいきなル高純度にn製
されたIAを堆積する方法としてとらえてもよい。即ち
本発明によれば、それほど高純度でない原料からでも高
純度な膜を堆積できる。つまシ原料O#l製と膜の堆積
とが同時に進行するわけである。
する方法、あるいは単に薄膜を形成する方法として述べ
たが、本発明は原料から基板上へいきなル高純度にn製
されたIAを堆積する方法としてとらえてもよい。即ち
本発明によれば、それほど高純度でない原料からでも高
純度な膜を堆積できる。つまシ原料O#l製と膜の堆積
とが同時に進行するわけである。
【図面の簡単な説明】
第1図(1) 、 (2) 、 (3) 、 (4)
、 (5)および第2図(1) 、 (2) 。 (3) 、 (4)は基板上にパターンを形成する従来
の方法を説明するための図で、主要工程における基板の
断面を順次示した模式的断面図である。第3図は本発明
の原理と作用を説明する模式図である。第4図は本発明
の実施例で用いる装置の構成図である。第5図1$、第
4図で示した実施例の実験データを示す図である。 図において 11.21−・基板、12.23 ・・・パターン材料
、13.22−−レジスト、31−・基板、33−・雰
囲気ガス分子、 32一基板表面に吸着した雰囲気ガス分子、34−[子
ビ一台照射によシ、基板表面に吸着した雰囲気ガス分子
が分解した結果析出したデボジシ曹ン材料分子、 35−電子ビーム照射にょシ、基板表面に吸着した雰囲
気ガス分子が、分解した結果生成された挿発性物質分子
、 36−電子ビーム、401−雰囲気ガス材料収納室、4
02−デボジン1ン材料を含む雰囲気ガス材料、403
−雰囲気ガス材料収納室と副試料室とを接続する配管、
404−・試料台、 405−デポシフ!ンさせる基板、 406・−副チエンバー、 407・・・ピンホール、
408−・試料室、409・−電子ビーム収束レンズ、
410−・・電子ビーム鋭部、411・−・電子ビーム
ガン。 、/′ 代理人弁理上内原 晋、1.’ 、1g、2.−・\−
7/ 第1図 (1) (2) (3) (4) (5) (2) (4) 3
、 (5)および第2図(1) 、 (2) 。 (3) 、 (4)は基板上にパターンを形成する従来
の方法を説明するための図で、主要工程における基板の
断面を順次示した模式的断面図である。第3図は本発明
の原理と作用を説明する模式図である。第4図は本発明
の実施例で用いる装置の構成図である。第5図1$、第
4図で示した実施例の実験データを示す図である。 図において 11.21−・基板、12.23 ・・・パターン材料
、13.22−−レジスト、31−・基板、33−・雰
囲気ガス分子、 32一基板表面に吸着した雰囲気ガス分子、34−[子
ビ一台照射によシ、基板表面に吸着した雰囲気ガス分子
が分解した結果析出したデボジシ曹ン材料分子、 35−電子ビーム照射にょシ、基板表面に吸着した雰囲
気ガス分子が、分解した結果生成された挿発性物質分子
、 36−電子ビーム、401−雰囲気ガス材料収納室、4
02−デボジン1ン材料を含む雰囲気ガス材料、403
−雰囲気ガス材料収納室と副試料室とを接続する配管、
404−・試料台、 405−デポシフ!ンさせる基板、 406・−副チエンバー、 407・・・ピンホール、
408−・試料室、409・−電子ビーム収束レンズ、
410−・・電子ビーム鋭部、411・−・電子ビーム
ガン。 、/′ 代理人弁理上内原 晋、1.’ 、1g、2.−・\−
7/ 第1図 (1) (2) (3) (4) (5) (2) (4) 3
Claims (1)
- 少々くとも堆積させるべき材料を構成元素として含んだ
ガスを被堆積基板上に流し、基板の所望の部分に電子ビ
ームを照射して前記材料を基板上に堆積させることを特
徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58152713A JPH0830272B2 (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 薄膜形成方法 |
US06/643,194 US4605566A (en) | 1983-08-22 | 1984-08-22 | Method for forming thin films by absorption |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58152713A JPH0830272B2 (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6046372A true JPS6046372A (ja) | 1985-03-13 |
JPH0830272B2 JPH0830272B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=15546523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58152713A Expired - Lifetime JPH0830272B2 (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0830272B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02262968A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-10-25 | Cdi Consolidated Devices Inc | トルクレンチ及びこのトルクレンチを調節又は校正するための装置 |
US5071671A (en) * | 1984-02-28 | 1991-12-10 | Seiko Instruments Inc. | Process for forming pattern films |
US5147823A (en) * | 1988-09-20 | 1992-09-15 | Sony Corporation | Method for forming an ultrafine metal pattern using an electron beam |
US8617668B2 (en) | 2009-09-23 | 2013-12-31 | Fei Company | Method of using nitrogen based compounds to reduce contamination in beam-induced thin film deposition |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5221229A (en) * | 1975-08-13 | 1977-02-17 | Kogyo Gijutsuin | Partial plating method by gaseous phase plating method |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58152713A patent/JPH0830272B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5221229A (en) * | 1975-08-13 | 1977-02-17 | Kogyo Gijutsuin | Partial plating method by gaseous phase plating method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5071671A (en) * | 1984-02-28 | 1991-12-10 | Seiko Instruments Inc. | Process for forming pattern films |
US5147823A (en) * | 1988-09-20 | 1992-09-15 | Sony Corporation | Method for forming an ultrafine metal pattern using an electron beam |
JPH02262968A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-10-25 | Cdi Consolidated Devices Inc | トルクレンチ及びこのトルクレンチを調節又は校正するための装置 |
US8617668B2 (en) | 2009-09-23 | 2013-12-31 | Fei Company | Method of using nitrogen based compounds to reduce contamination in beam-induced thin film deposition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0830272B2 (ja) | 1996-03-27 |
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