JPS61219129A - シンクロトロン放射光による光化学気相蒸着法 - Google Patents

シンクロトロン放射光による光化学気相蒸着法

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JPS61219129A
JPS61219129A JP6033585A JP6033585A JPS61219129A JP S61219129 A JPS61219129 A JP S61219129A JP 6033585 A JP6033585 A JP 6033585A JP 6033585 A JP6033585 A JP 6033585A JP S61219129 A JPS61219129 A JP S61219129A
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JP
Japan
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light
reaction
substrate
vapor deposition
synchrotron
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JP6033585A
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Yasumitsu Tsutsui
康充 筒井
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
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    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
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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】 11ユ匁μ里分! 本発明は光化学気相蒸着法(光CVD法)による薄膜形
成方法、特にシンクロトロン放射光による光CVD法に
よる薄膜形成法に関するものである。
従来の技術 従来から薄膜を作製する技術は、めっき法、印刷法、機
械的方法などをはじめ真空を利用した方法など各種の方
法が知られ、特に真空薄膜作製法は高度な薄膜作製法と
して重要であり、例えばエレクトロニクスを中心とした
電子工学、光学工業などにおいては欠くことのできない
技術の1つとなっており、特にエレクトロニクスにおけ
る先端産業ともいえる集積回路(!、C,)技術などは
パターン幅がサブミクロンのオーダーにまで達する微細
加工、高精度の薄膜形成が必要とされ、その進歩は薄膜
形成技術の進歩によるところが大である。
真空技術を利用した薄膜作製方法としては、例えば蒸着
法、イオンブレーティング法、スパッタ法などの物理的
な変化を利用する物理蒸着法(PVD)法と、例えば気
相反応法、°熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD
法などにおけるように原料ガスを熱などにより活性化し
、空間内での化学反応を利用する化学気相蒸着法(CV
D法)とに大別され、夫々の特徴に応じて広範囲の分野
において使いわけられている。
この中で、プラズマCVD法は薄膜形成温度の低温化を
可能とし、またアモルファスSiなどの新しい半導体素
子の開発を可能とするなど注目すべき多数の利点を有し
ている。しかしながら、プラズマ処理中に、形成される
薄膜に与えられる欠陥(例えば帯電粒子によるイオンボ
ンバード欠陥)を回避し、しかも低温下での薄膜形成を
達成したいなどの要求を満たすためにはまだ問題が残さ
れている。これは特にLSI等の多層配線形成の際には
重要となる。
このような情況の下で、原料ガスの活性化のために光エ
ネルギー(レーザー光、近紫外〜真空紫外)を利用する
光CVD法が上記要件を満足するものとして注目されて
いる。この方法は、従来の熱的励起、プラズマ励起に代
えて、光を照射することにより材料分子(または原子)
の特定の準位間の励起を起こし、それによって反応の制
御、効率の改善を図ろうとするものである。
ところで、一般に分子の解離エネルギーは数eV程度で
あり、このようなエネルギーを供給できる近紫外〜真空
紫外といった短波長領域では、安定かつ強度の高い光源
を得ることは極めて困難であった。
発明が解決しようとする問題点 以上述べてきたように、エレクトロニクスを中心とする
各種先端技術における進歩は、薄膜形成技術に対し更に
高精度かつ苛酷な要件を満たすことを要求しており、特
に低温条件下で薄膜形成し得ると共にイオンボンバード
等による欠陥などを薄膜に与える恐れのない方法の開発
が特にLSI技術などにおいて望まれているが、これら
の要求を満足するものとして期待されている光CVD法
においても解決されねばならない大きな課題が残されて
いる。
即ち、熱CVD法、プラズマCVD法などでは選択的に
特定の準位間の励起を熱的に発生させることが困難であ
ることから、反応の制御が極めて難しく、またこのよう
な要求を満たすものと予想される光CVD法にあっても
、短波長レーザーを連続発振させることが原理的にも難
しいことから、材料分子等を光分解させるのに満足な短
波長域(紫外〜真空紫外)の光源が得られない。エキシ
マ−レーザーが有望視されているが、これについてもパ
ルス発振の域を出るものではなく、繰返しも少ない。実
際に、例えばシリコン膜を作製するためには通常モノシ
ランが使用されるが、このモノシランを光励起させるた
めには160nm以下の短・波長光を連続的に発する光
源が必要とされる。
そこで、光CVD法を効率的に実施し得る光源の開発が
切に望まれており、これを開発することにより、上記エ
レクトロニクス等の進歩は更に促進され、しかも高性能
かつ高信頼度の各種薄膜デバイスを開発する上で極めて
意義深いことである。
本発明の目的もこの点にあり、新たな光CVD法を提供
し、また低欠陥、即ち高信頼度の薄膜素子、デバイスを
提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明者等は光CVD法用の短波長光を連続的に放出し
得る光源としてシンクロトロン放射光(SOR)の利用
が有効であり、これが光CVD用光源として理想的であ
るとの着想を得、本発明を完成した。
即ち、本発明の光CVDによる薄膜形成方法は、反応室
内に基板を配置し、反応ガスを導入すると共に光を該反
応ガスに照射し、生成する反応生成物を基板上に堆積さ
せる光CVD法において、前記光としてシンクロトロン
放射光を使用することを特徴とする。
本発明で使用するSORは、高エネルギー電子シンクロ
トロン及び電子蓄積リングの円形軌道を電子が回転する
際に放射されるものであり、波長範囲がX線〜赤外に及
び、かつ連続であり、その強度は従来の光源に比較して
102〜104倍はど大きい。
本発明で利用するSORは従来のPVD、CVDなどと
同様にマスクなどを使用することにより所定のパターン
を有する薄膜形成を行うことができる。即ち、非常に指
向性が高いのでリソグラフィーなしで微細パターンを基
板上に描くことが可能となる。マスク材料としては励起
波長域の光に対する透過性の良い材料を選ぶことが望ま
しい。
また、SORは連続スペクトルであり、分光(フィルタ
の使用など)することにより材料独自の励起エネルギー
に合った波長の光を自由に選んで使用することができ、
更に分光することが可能であることは、材料の特定準位
間のみの励起を選択的に誘起させることが可能であるこ
とになり、膜成長の制御性が他の蒸着法と比較して著し
く良くなる。
本発明の方法は、例えば第1図に示すような装置を用い
て実施することができる。第1図はビーム状の光を用い
る光CVD装置を模式的に示したものであり、反応室1
と、光学系2およびシンクロトロンビームポート3とか
ら主として構成される。反応室には反応ガス人口4およ
び排気口5が備えられており、更にSOR入射用窓6が
設けられている。
実際に薄膜形成を行う場合、まず基板7を反応室1に設
置し、排ガス口5より真空手段(拡散ポンプ、回転ポン
プなど)により反応室内を高真空度にし、次いで反応ガ
ス導入口4から必要な原料ガスを導入し、シンクロトロ
ンビームポート3からの放射光を、光学系2および窓6
を介して反応室に導入して原料ガスに照射・励起し、反
応生成物を基板7上に蒸着させる。
このような方法は各種の態様で実施でき、そのいくつか
の例を第2図(a)〜(C)に示した。まず、第2図(
a)ではSORを基板面と平行関係で原料ガスに照射す
る。この態様では基板7表面に一様な膜8を形成するこ
とができる。また、第2図(社)の例は基板の蒸着面に
垂直にSORを導入し、同様に原料ガスの励起を行うも
ので、この場合(とも基板7表面上には一様な蒸着膜8
を形成することができる。更に、第2図(C)の例では
第2図(ハ)と同様に基板表面に対して垂直にSORを
入射させるが、基板7の前方に所定のパターンを有する
マスク9を配置し、該パターンの模様に対応する薄膜パ
ターンを所定の位置に選択的に形成できるようにしたも
のである。
本発明の方法は、各種半導体素子製造工程、例えばLS
I等の多層配線の形成、絶縁膜、電極層の形成等におい
て有利に使用でき、また半導体薄膜はもとより、金属、
絶縁体薄膜の形成が必要な電子工業、光学工業(各種コ
ーティング層の形成など)をはじめとして様々な分野に
おいて広い応用範囲を有するものである。
本発明の方法を半導体薄膜の形成に利用する例としては
、例えばSiを挙げることができ、原料ガスとしては5
IH4またはSi2H6などが使用でき、夫々励起光波
長<160nmまたは<200nmが使用できる。
また、本発明の光CVD法を金属薄膜形成に利用する例
としては、例えば八l、Cdなどを挙げることができ、
A1は原料ガスとしてAI (CH3) 3を用い励起
波長<260nmで薄膜形成でき、またCdは原料ガス
Cd(CL)3を用い<260nmの励起波長光で薄膜
形成し得る。
更に、本発明の光CVD法を絶縁物質の薄膜形成に利用
する例としては、例えばSiO□及びSiNなどが挙げ
られ、原料ガスとしてそれぞれN20(+5IH4)お
よびN H3(+si H4)が、また励起光波長とし
ては<240nm及び<200nmが使用される。
作用 SORはX線〜赤外領域に亘る極めて強力な、かつ安定
な連続光であり、第3図に示したような連続スペクトル
の強度分布を有している。従って、分光器を用いて特定
波長域のSORを選択し、これに合わせて選んだ材料(
反応ガス)に照射すれば、特定原料の分解に必要な内部
自由度のみが選択的に、かつ効率的に直接励起できるの
で、低温かつ殆ど欠陥のない薄膜が作製できると共に、
反応の制御が著しく容易になるものと期待される。
単に、単一のビームボートのみを用いて種々の材料の蒸
着膜を効率良く形成することができる。
また、SORは光の強度が著しく高く、時間的にもほぼ
連続して安定に発光するものであるから、薄膜形成速度
を大きくすることができる。
更にSORは極めて指向性が良く、従ってマスクを通し
てCVD成長させることにより高い空間分解能で膜形成
することが可能であり、リソグラフィーなしで微細パタ
ーンを自由に基板上に形成し得る。
このように、本発明の方法によれば、低温で薄膜形成で
き、しかも低欠陥の薄膜を効率良く形成し得るので、電
子工業、光学工業等における要求を完全に満たす薄膜も
しくはそのパターンを形成する有用な技術として期待で
き、これら各種の広範な分野の今後の発展に大きく貢献
するものと考えられる。
実施例 以下、実施例により本発明の光CVD法による薄膜形成
法を更に具体的に説明し、その奏する効果を実証する。
しかしながら、本発明の範囲はこれらにより何等制限さ
れない。
実施例1 第1図に示したような装置を使用し、以下の第1表に示
す各種原料ガスにフィルタを用いて分光したSORを照
射し、各種薄膜を形成した。
第1表 その結果、いずれの場合においても優れた反応制御性が
みられ、また膜形成速度の向上も確認された。更に、基
板前面にマスクを設けて微細なパターンの形成も行った
が、同様に優れた結果が得られることがわかった。
】3屋文退 以上詳しく説明したように、本発明の光CVD法による
薄膜形成方法によれば、励起光源としてシンクロトロン
放射光を使用したことに基き、従来の課題がほぼ解決さ
れる。即ち、シンクロトロン放射光は広い波長範囲に亘
る連続スペクトルであり、かつ光強度が従来の光源から
の光と比較して2桁〜4桁大きいので、従来の熱CVD
、プラズマCVDでは不可能であった原料の特定準位間
での選択的励起が可能となり、その結果反応の制御性が
著しく向上すると共に、膜形成速度の向上が期待でき、
更にはSORの指向性の良さからリソグラフィーの利用
なしに、微細なパターンを基板上に形成し得る技術とし
て有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施するための光C■D装置を
模式的に示す断面図であり、 第2図(a)〜(C)は本発明の方法の各種態様を示す
概略的な図であり、 第3図は本発明において有用なシンクロトロン放射光の
連続的スペクトルの強度分布をグラフで示した図である
。 (主な参照番号)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)反応室内に被処理基板を配置し、反応ガスを導入
    すると共に該反応ガスに光を照射し、生成する反応生成
    物を該基板上に堆積させる工程を含む光化学気相蒸着法
    において、 前記光としてシンクロトロン放射光を用いることを特徴
    とする上記光化学気相蒸着法。
  2. (2)前記基板前面にマスクを配置し、基板上に空間的
    に選択して所定のパターンの薄膜形成を行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の光化学気相蒸着法。
  3. (3)前記シンクロトロン放射光を分光することにより
    、前記反応ガスの励起エネルギーに合った波長を選択し
    て該反応ガスに照射することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項または第2項記載の光化学気相蒸着法。
  4. (4)前記シンクロトロン放射光を分光することにより
    、前記反応ガスの特定準位間の励起のみを誘起させる波
    長の光を選択し、薄膜形成を行うことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の光化学気相蒸着法
JP6033585A 1985-03-25 1985-03-25 シンクロトロン放射光による光化学気相蒸着法 Pending JPS61219129A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04144135A (ja) * 1990-10-05 1992-05-18 Canon Inc 半導体装置の製造法および装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60211850A (ja) * 1984-04-05 1985-10-24 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 絶縁膜パタ−ンの形成方法
JPS60216558A (ja) * 1984-04-12 1985-10-30 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 表面洗浄方法
JPS60244019A (ja) * 1984-05-18 1985-12-03 Hitachi Ltd 表面処理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60211850A (ja) * 1984-04-05 1985-10-24 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 絶縁膜パタ−ンの形成方法
JPS60216558A (ja) * 1984-04-12 1985-10-30 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 表面洗浄方法
JPS60244019A (ja) * 1984-05-18 1985-12-03 Hitachi Ltd 表面処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04144135A (ja) * 1990-10-05 1992-05-18 Canon Inc 半導体装置の製造法および装置

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