JPS6116512A - 薄膜形成方法 - Google Patents

薄膜形成方法

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JPS6116512A
JPS6116512A JP13761584A JP13761584A JPS6116512A JP S6116512 A JPS6116512 A JP S6116512A JP 13761584 A JP13761584 A JP 13761584A JP 13761584 A JP13761584 A JP 13761584A JP S6116512 A JPS6116512 A JP S6116512A
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真二 松井
Katsumi Mori
克己 森
Susumu Asata
麻多 進
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 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。
(従来技術とその問題点) 従来、基板上にパターンを形成する場合、第4図および
第5図で示されている工程が行なわれている。
第4図(1)、 (2)、 (3)、 (4)、 (5
)では、基板41上にパターン形成材料42を蒸着やス
パッタ法により形成する((1)図)。さらにレジスト
43を塗布しく(2)図)。
次に光露光や電子ビーム露光にょタレシスト43のバタ
ーニングをする((3)図)。そして、レジストパター
743をマスクとしてケミカルエツチングまたは、ドラ
イエツチングにょクパターン形成材料42ヘパターント
ランスファーヲ行なう((4)図)。
そして、レジスト6をはくりする((5)図)。
第5図(1)・(2)、 (31・(4)ではリフトオ
フ工程を示している。基板51上にレジスト52を塗布
しく(1)図)、次に光露光や電子ビーム露光にょタレ
シスト52のバターニングをする( (2)WJ)。次
にパターン材料53を蒸着しく(3)図)、レジスト5
2をはぐシすることにより、基板5工土にパターン材料
53をパターン形成できる((4)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。
(発明の目的) 本発明の目的は、レジスト等のマスクを必要とせず、高
純度、高精度の微細な薄膜パターンを簡単に形成するこ
とのできる、電子ビームを用いた薄膜形成方法を提供す
ることである。
(発明の構成) 本発明によれば、少なくとも堆積させるべき材料を構成
元素として含んだハロゲン化物ガスと水素ガスを被堆積
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。
(発明の原理) 次に、本発明の原理と作用について第1図を用い淘説明
する。デポジションさせるべき材料を含んだハロゲン化
物ガス分子13と水素ガス分子の雰囲気中に被デポジシ
ョン基板11を設置すると、ハロゲン化物ガス分子13
が被デポジション基板11の表面上に吸着する。12が
その吸着ハロゲン化物ガス分子を示している。電子ビー
ム16を基板11上に照射すると、照射された部分のハ
ロゲン化物ガスの吸着分子12が電子ビーム16のエネ
ルギーによりハロゲン化物ガス吸着分子121C含まれ
るデポジシラン材料元素14とハロゲン分子15に分解
し、デポジシラン材料元素14は基板表面に析出する。
一方ハロゲン分子15は水素ガス分子と結合しハロゲン
化水素と浸って排出される。
以上の様な原理によシ被デポジション基板11表面上に
電子ビーム照射によシ、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。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第2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211、試料室209、副試料室
207、及び雰囲気ガス材料収納室201とから構成さ
れている。本実施例においては、シリコンを構成元素と
して含む四塩化シリコン8i(J< 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5QaAs基板
上に8iをデポジションさせた。8iC1la 202
を雰囲気ガス材料収納室201に入れ、Siをデポジシ
ョンさせるGaAs基板206を試料台205 Kセッ
トする。電子ビーム照射系211と試料室209を10
−’Torr程度以上の高真空に排気する。副試料室2
07に設置されたピンホール208は副試料室207内
部と外部との差圧を保つためと、電子ビーム213  
をデポジションさせる基板206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207と雰囲気ガス
材料収納室201とは配管204によ−って接続されて
おシ、試料室209を真空排気することにより、ピンホ
ール208を通して、副試料室内部および雰囲気ガス材
料収納室201内部が真空排気される。
雰囲気ガス材料であるS i CJI 4は大気中では
液体であるが真空にひくことにより、容易に蒸発し雰囲
気ガス材料収納室201へ導入された水素ガスと共に配
管204を通り、副試料室207内部が雰囲気ガスであ
る8iC1aとH!ガスで充満される。
圧力は5Qm’[’□rr程度である。この様にして、
GaAs基板206の雰囲気が5iC1aと水素ガスと
なシ、電子ビーム213をピンホール208を通して基
板206の所望の部分に照射することにより基板206
表面上に吸着され一!cSiC1aを分解する。
その分解の結果Siと塩素(CZ)に分かれる。
Siは基板206上に析出する。一方(Jは水素分子と
結合して揮発塩化水素(H(J)ガスとして排出され゛
る。
この様にしてSiが基板206表面の所望の部分にデポ
ジションされる。第3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3図に示されている様に本実施例により簡単に基板上
にSiをデポジションできる。本実施例において、線幅
0.1μmのSiパターンが形成された。
H:を添加しないときには、デボした8i膜をXMAで
分析するとCZが膜中に30重量%含まれていたが、H
2を添加するととにより5重teIbに低下した。
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Si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、線幅、膜厚を十分制御して堆積
ができる。パターン線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、線幅と厚
さはそれぞれほぼ独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、デポジション材料トシテsiを含む8i
(J4を雰囲気ガスとして用いたが、WCl6やWC/
sを用いても同様の効果を示す。。
構成元素としてMOを含むMoC11s、構成元素とし
てTaを含むTaCl5、構成元素として’I’i′f
:含むTi(J4等の化合物に対しても同様の効果を示
す。MoC11sを用いるとMOが堆積され、Tack
sを用いるとTaが堆積され、Ti C134を用いる
とTiが堆積される。
またGa(J’sとAsCJs  を同時に流してビー
ムを照射するとGaA sが堆積できる。
以上述べfc Si 、 W、 Mo、 Ta、 T 
i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。
また本発明の方法で堆積できる薄膜材料は何も金属に限
るわけではない。例えば原料として5iHCA?s、 
5il−hC!jx、 5iHsCA’ガスを用いても
Si膜を堆積できる。一方Bedsを用いればB、 P
O(J。
を用いればPを堆積でき、また基板中にとのBや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やPがドー
プされたSi膜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、3iやG
aAs等の半導体基板表面にpn接合を形成することが
できる。
また塩化物に限らず、臭化物、ヨウ化物も用いることが
できる。
タトえばWBr l# WBr a、 MoBr II
、 Ta13r s。
Ti I4. ZrIa、 BBra モ用イルj ト
カTe ル。
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
KAr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。
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。
以上の説明では、本発明を、高純度で微細な薄膜パター
ンを形成する方法、あるいは単に高純度の薄膜を形成す
る方法として述べたが、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
原料の精製と膜の堆積とが同時に進行するわけである。
(発明の効果) 本発明は以上説明した様に、デボジシ冒ン材料を含む雰
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
とによりデボジシ冒ン材料を高純度にしかも微細なパタ
ーンで、簡単に析出させることができる。
【図面の簡単な説明】
第4図(1)、 (2)、 (3)、 (4)、 (5
)および第5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
面を順次水した模式的断面図である。第1図は本発明の
原理と作用を説明する模式図である。第2図は本発明の
実施例で用いる装置の構成図である。第3図は、第2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 41.51・・・・・・基板、42.53・・・・・・
パターン材料、招、52・・・・・・レジスト、41・
・・・・・基板、13・・・・・・雰囲気ガス分子、1
2・・・・・・基板表面に吸着した雰囲気ガス分子、1
4・・・・・・電子ビーム照射により、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ポジシ璽
ン材料分子、15・・・・・・電子ビーム照射によシ、
基板表面に吸着した雰囲気ガス分子が、分解した結果生
成された揮発性物質分子、16・・・用電子ビーム、2
01・・・・・・雰囲気ガス材料収納室、202・・・
・・・デポジション材料を含む雰囲気ガス材料、203
・・・・・・氷菓ガス、204・・・・・・雰囲気ガス
材料収納室と副試料室とを接続する配管、2o訃川・・
試料台、206・・・・・・デポジションさせる基板、
207・・・・・・副チェンバー、208・・・・・・
ピンホール、209・・・・・・試料室、210・・・
・・・電子ビーム収束レンズ、211・・・・・・電子
ビーム鏡筒、212・川・・電子ビームガン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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
    ハロゲン化物ガスと水素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。
JP59137615A 1984-07-03 1984-07-03 薄膜形成方法 Expired - Lifetime JPH0666261B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0295486A (ja) * 1988-09-30 1990-04-06 Seitaro Nishibayashi 連続洗浄装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5972720A (ja) * 1982-10-19 1984-04-24 Inoue Japax Res Inc 半導体製作方法

Patent Citations (1)

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