JPS6152365A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPS6152365A JPS6152365A JP17331284A JP17331284A JPS6152365A JP S6152365 A JPS6152365 A JP S6152365A JP 17331284 A JP17331284 A JP 17331284A JP 17331284 A JP17331284 A JP 17331284A JP S6152365 A JPS6152365 A JP S6152365A
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- JP
- Japan
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- substrate
- thin film
- laser beam
- laser
- intensity
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- Pending
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-
- 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
- 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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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は化学的な選択的加工装置に係り、特に化学的気
相析出反応（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）を選択的に起こさせるためにエネルギービ
ームを用いる技 〔発明の背景〕 従来から、有機金属化合物を接触している基板表面にレ
ーザ光を照射すると、光化学反応により基板表面に金属
の薄膜が形成することが知られている。（例えばＡｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ３旦（２）、１７５（１９
７９））また、有機金属化合物とＮＯｌまたはＮ、Ｏの
ようなガスを基板表面に接触させながら、レーザ光を照
射すると、基板表面に化合物半導体の薄膜が形成される
ことが知られている。（例えばＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌ
ｅｔｔ、±２ （８Ｌ ６６２ （１９８３））例えば
、特開昭５８−１６５３３０号公帷に示されている従来
技術を第３図を参照して述べる。
相析出反応（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）を選択的に起こさせるためにエネルギービ
ームを用いる技 〔発明の背景〕 従来から、有機金属化合物を接触している基板表面にレ
ーザ光を照射すると、光化学反応により基板表面に金属
の薄膜が形成することが知られている。（例えばＡｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ３旦（２）、１７５（１９
７９））また、有機金属化合物とＮＯｌまたはＮ、Ｏの
ようなガスを基板表面に接触させながら、レーザ光を照
射すると、基板表面に化合物半導体の薄膜が形成される
ことが知られている。（例えばＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌ
ｅｔｔ、±２ （８Ｌ ６６２ （１９８３））例えば
、特開昭５８−１６５３３０号公帷に示されている従来
技術を第３図を参照して述べる。
第３図において反応室７内のステージ１１に設置された
半導体基板１２は、ガス導入口９から導入されるガスと
接触する。
半導体基板１２は、ガス導入口９から導入されるガスと
接触する。
レーザ光源１から発振したレーザー光は色素２を通り、
位置制御点５によって駆動されるミラー６を介して、反
応室７の入射窓８を通して半導体基板１２上に照射され
、半導体基板１２上に薄膜が形成される。
位置制御点５によって駆動されるミラー６を介して、反
応室７の入射窓８を通して半導体基板１２上に照射され
、半導体基板１２上に薄膜が形成される。
従来までは、半導体基板上へ金属膜等を形成させるため
には、形成しようとする薄膜を一旦は基板の全表面に被
着させたのち、写真製版技術などを利用して、その不要
部分を除去する方法が一般的であったが、これにかわる
方法として、本技術は光化学反応を利用して、基板上に
直接パターニングする方法である。
には、形成しようとする薄膜を一旦は基板の全表面に被
着させたのち、写真製版技術などを利用して、その不要
部分を除去する方法が一般的であったが、これにかわる
方法として、本技術は光化学反応を利用して、基板上に
直接パターニングする方法である。
この技術においては、基板上への薄膜の形成精度を向上
させると共に、薄膜形成速度を向上させることが重要課
題である。薄膜形成速度を向上させるためには、基板表
面に照射するレーザ光等の単位面積当りのエネルギー密
度を大きくすることが重要である。しかし、レーザ光の
強度を上げると光化学反応で生成する析出物が、半導体
基板面１２のみならず、反応室７の入射窓８の内側に付
着し、その結果、レーザ光の透過量を減少させ、析出速
度が上がらないという問題がある。
させると共に、薄膜形成速度を向上させることが重要課
題である。薄膜形成速度を向上させるためには、基板表
面に照射するレーザ光等の単位面積当りのエネルギー密
度を大きくすることが重要である。しかし、レーザ光の
強度を上げると光化学反応で生成する析出物が、半導体
基板面１２のみならず、反応室７の入射窓８の内側に付
着し、その結果、レーザ光の透過量を減少させ、析出速
度が上がらないという問題がある。
本発明の目的は、反応室の入射窓の汚れを考慮する必要
がなく、しかも、薄膜形成速度の大きい選択的加工装置
を提供することにある。
がなく、しかも、薄膜形成速度の大きい選択的加工装置
を提供することにある。
本発明の基板面上に薄膜が形成する反応機構を基本に、
レーザ光の強度を大きくしないで、薄膜形成速度を向上
させる方法を提供するものである。
レーザ光の強度を大きくしないで、薄膜形成速度を向上
させる方法を提供するものである。
基板面上に光化学反応で薄膜が形成する反応機構につい
ては、” Ｐｒｅｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ ” として
、例えば、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ３ Ｂ
（１１Ｌ ９４６ （１９８１）に示されている。これ
は基板面上に形成しようとする金属の核”が形成される
と、その部分の形成速度が飛躍的に向上する現象である
。
ては、” Ｐｒｅｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ ” として
、例えば、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 ３ Ｂ
（１１Ｌ ９４６ （１９８１）に示されている。これ
は基板面上に形成しようとする金属の核”が形成される
と、その部分の形成速度が飛躍的に向上する現象である
。
本発明は、基板面上に“核″を形成させるエネルギービ
ームとそれを成長させるエネルギービームの２種類を照
射して、薄膜形成速度を飛躍的に向上させるところに特
徴がある。
ームとそれを成長させるエネルギービームの２種類を照
射して、薄膜形成速度を飛躍的に向上させるところに特
徴がある。
以下、本発明の実施例に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施例第１図に、また、基板面上でのレーザー
照射の詳細を第２図に示す。
照射の詳細を第２図に示す。
反応室７内には半導体基板１２のような被加工物がステ
ージ１１上に支持されている。このステージ１１は必要
であればヒータ１３によって加熱され、基板１１を所定
の温度に加熱することが可能である。レーザ光源Ａ１６
から出る光はレンズシステムＡ２２により平行光線とし
てはアルゴンイオンレーザを用いることができる。また
、他のレーザ、例えば固体レーザ、気体レーザ、エキシ
マレーザ、また上記レーザと組合わせた色素レーザ等を
用いることができ、基板上に析出させようとする反応ガ
スの吸収波長に合致した光を用いることができる。さら
に、レーザ以外の他のエネルギービーム、例えば水銀ラ
ンプ、クセノンランプ、Ｓ ＯＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒ
ｏｎ ０ｒｂｉｔａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ−シンクロ
トロン放射光）等を用いても同様の効果が得られる。
ージ１１上に支持されている。このステージ１１は必要
であればヒータ１３によって加熱され、基板１１を所定
の温度に加熱することが可能である。レーザ光源Ａ１６
から出る光はレンズシステムＡ２２により平行光線とし
てはアルゴンイオンレーザを用いることができる。また
、他のレーザ、例えば固体レーザ、気体レーザ、エキシ
マレーザ、また上記レーザと組合わせた色素レーザ等を
用いることができ、基板上に析出させようとする反応ガ
スの吸収波長に合致した光を用いることができる。さら
に、レーザ以外の他のエネルギービーム、例えば水銀ラ
ンプ、クセノンランプ、Ｓ ＯＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒ
ｏｎ ０ｒｂｉｔａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ−シンクロ
トロン放射光）等を用いても同様の効果が得られる。
さらに、他のレーザ光源Ｂ１Ｂから出た光はレンズシス
テム２０を通り、基板１２上に必要なスポット径、例え
ば１μｍ位になるように調整された後１位置制御系５に
よって駆動されるミラー６を介して基板１２上に照射さ
れる。
テム２０を通り、基板１２上に必要なスポット径、例え
ば１μｍ位になるように調整された後１位置制御系５に
よって駆動されるミラー６を介して基板１２上に照射さ
れる。
第２図に基板１２上でのレーザ照射の詳細を示す。レー
ザビームＢ２６はコンピュータで制御され、基板１２上
に所望の金属の薄膜パターンを形成する。このレーザー
ビームＢ２６は、複数のレンズの組合せで構成されるレ
ンズシステム２０により、所望の金属の薄膜パターンに
対応したスポット径に調整される。このビームＢ２６の
強度は。
ザビームＢ２６はコンピュータで制御され、基板１２上
に所望の金属の薄膜パターンを形成する。このレーザー
ビームＢ２６は、複数のレンズの組合せで構成されるレ
ンズシステム２０により、所望の金属の薄膜パターンに
対応したスポット径に調整される。このビームＢ２６の
強度は。
基板１２上に所望金属の１′核”が形成される強度に調
整される。また、レーザービームＡ２８は基板１２上の
、少なくともパターンを形成する領域を均一に照射する
ように調整され、その強度はレーザービームＢ２６によ
って形成される核の成長を助成するように調整される。
整される。また、レーザービームＡ２８は基板１２上の
、少なくともパターンを形成する領域を均一に照射する
ように調整され、その強度はレーザービームＢ２６によ
って形成される核の成長を助成するように調整される。
このレーザビームＡ２８は反応器７の窓板２４等への副
成物を抑制できる範囲で、強度を大きくすることが好ま
しい。
成物を抑制できる範囲で、強度を大きくすることが好ま
しい。
本実施例の態様では、レーザビームＡ２８としてエキシ
マレーザを用い、ＫｒＦにより２４８ｎｒｎのパルスレ
ーザを発振させている。エキシマレーザはガスの種類に
よりレーザの発振波長が変えられ、反応ガスの吸収に合
致したレーザを用いることができる。発振周期を変える
ことにより強度を調整することが可能である。さらに、
エキシマレーザを励起光源として色素レーザを組合せて
、結晶板により所定の波長のレーザ光として用いること
も可能である。レーザビーム８２６としてはアルゴンイ
オンレーザの倍波である２５７ｎｍの光を用いた。スポ
ット径は３μｍになるようにレンズシステムで調整した
。
マレーザを用い、ＫｒＦにより２４８ｎｒｎのパルスレ
ーザを発振させている。エキシマレーザはガスの種類に
よりレーザの発振波長が変えられ、反応ガスの吸収に合
致したレーザを用いることができる。発振周期を変える
ことにより強度を調整することが可能である。さらに、
エキシマレーザを励起光源として色素レーザを組合せて
、結晶板により所定の波長のレーザ光として用いること
も可能である。レーザビーム８２６としてはアルゴンイ
オンレーザの倍波である２５７ｎｍの光を用いた。スポ
ット径は３μｍになるようにレンズシステムで調整した
。
反応ガスとしてはジメチル亜鉛（Ｚ ｎ （ＣＨ３）２
）を基板１２上で１０Ｔｏｒｒになるように調整して供
給した。レーザビームＡ２８の基板１２上の強度は１ｍ
Ｗ／ａ＃、レーザビームＢ２６の強度は１０Ｗ／ｄに調
整したとき、基板１２上での亜鉛の成長速度は約１３０
人／Ｓであった。
）を基板１２上で１０Ｔｏｒｒになるように調整して供
給した。レーザビームＡ２８の基板１２上の強度は１ｍ
Ｗ／ａ＃、レーザビームＢ２６の強度は１０Ｗ／ｄに調
整したとき、基板１２上での亜鉛の成長速度は約１３０
人／Ｓであった。
これに対して、レーザビームＢ２６としてアルゴンイオ
ンレーザだけを用いて、基板１２上に亜鉛を析出された
場合、アルゴンイオンレーザの強度はｌＯ”Ｗ／ｃｉ必
要であり、この場合の析出速度は約１３人７ｓｅｃでし
かなかった。
ンレーザだけを用いて、基板１２上に亜鉛を析出された
場合、アルゴンイオンレーザの強度はｌＯ”Ｗ／ｃｉ必
要であり、この場合の析出速度は約１３人７ｓｅｃでし
かなかった。
さらに他の実施態様を示す。反応ガスとしてジメチル力
ジミウム（ｃ ｄ （ｃ Ｈ，）、）を供給し、基板１
２上で５ Ｔｏｒｒになるように調整した。レーザビー
ムＢ２６として、アルゴンイオンレーザの倍波の２５７
ｎｍを用い、基板１２上で２μｍのスポットになるよう
に絞った。その時の強度は５Ｗ／ｄであった。レーザビ
ームＡ２８としてはエキシマレーザのＡ ｒ Ｆ １９
３ ｎ ｍのレーザ光を用い、パターニングさせる領域
を０ 、５ ｍ Ｗ ／ ｃＪの強度で均一に照射した
。この時の基板上のＣｄの析出速度は約６００人／ｓｅ
ｅであって。
ジミウム（ｃ ｄ （ｃ Ｈ，）、）を供給し、基板１
２上で５ Ｔｏｒｒになるように調整した。レーザビー
ムＢ２６として、アルゴンイオンレーザの倍波の２５７
ｎｍを用い、基板１２上で２μｍのスポットになるよう
に絞った。その時の強度は５Ｗ／ｄであった。レーザビ
ームＡ２８としてはエキシマレーザのＡ ｒ Ｆ １９
３ ｎ ｍのレーザ光を用い、パターニングさせる領域
を０ 、５ ｍ Ｗ ／ ｃＪの強度で均一に照射した
。この時の基板上のＣｄの析出速度は約６００人／ｓｅ
ｅであって。
これに対し、レーザビーム８２６としてアルゴンイオン
レーザだけを用いて、基板１２上にカドミウムを析出さ
せた場合、アルゴンイオンレーザの強度は５ Ｘ １０
３Ｗ／ａｔ！必要であり、この場合の析出速度は２０人
／ｓｅｃでしかなかった。さらに、この場合、基板１２
上でのレーザ光の強度を保つために本発明によりも約１
０’倍のエネルギーが必要であるため１反応器７の窓板
２４に副生する析出物が多く、本発明よりもはるかに短
期間での窓板の交換が必要となり、生産効率もはるかに
低かった。
レーザだけを用いて、基板１２上にカドミウムを析出さ
せた場合、アルゴンイオンレーザの強度は５ Ｘ １０
３Ｗ／ａｔ！必要であり、この場合の析出速度は２０人
／ｓｅｃでしかなかった。さらに、この場合、基板１２
上でのレーザ光の強度を保つために本発明によりも約１
０’倍のエネルギーが必要であるため１反応器７の窓板
２４に副生する析出物が多く、本発明よりもはるかに短
期間での窓板の交換が必要となり、生産効率もはるかに
低かった。
本実施例では反応ガスとして２種類の有機金属化器物し
か示さなかったが、本発明は、基板上に形成させようと
する所望の金属に対応した有機金属化合物を用いて、エ
ネルギービーむの波長を選択することにより、同様の効
果を得ることができる。
か示さなかったが、本発明は、基板上に形成させようと
する所望の金属に対応した有機金属化合物を用いて、エ
ネルギービーむの波長を選択することにより、同様の効
果を得ることができる。
本発明によれば、基板上に析出される所望の薄膜のパタ
ーンを描くレーザビームとそれの成長速度を助成するレ
ーザビームを同時に照射することにより、単一のレーザ
ビームで薄膜を形成させる場合に比べて、レーザ強度を
小さくすることができるため、反応器へレーザビームを
導入する窓への副生物をはるかに低下させることができ
る。また、上記の問題がなく、十分な薄膜の成長速度を
得ることができる。
ーンを描くレーザビームとそれの成長速度を助成するレ
ーザビームを同時に照射することにより、単一のレーザ
ビームで薄膜を形成させる場合に比べて、レーザ強度を
小さくすることができるため、反応器へレーザビームを
導入する窓への副生物をはるかに低下させることができ
る。また、上記の問題がなく、十分な薄膜の成長速度を
得ることができる。
第１図は本実施態様の一例を示す概略図、第２図は基板
上のレーザビーム照射の詳細図、第３図は従来技術を示
す概略図である。 １・・・レーザー、２・・・色素、３・・・回折格子、
４・・・選択された励起波長のレーザー光、５・・・り
置制御系、６・・・ミラー、７・・・反応室、８・・・
入射窓、９，１０・・・ガス導入口、導出口、１１・・
・ステージ、１２・・・半導体基板、１３・・・加熱コ
イル、１４．１５・・・高周波電源に接続される一対の
電極、１６・・・レーザーＡ、１８・・・レーザーＢ、
２０・・・レンズシステム。 Ｂ、２２・・・レンズシステムＡ、２４・・・反応室窓
板、２６・・・レーザビームＢ、２８・・・レーザビー
ムＡ０＄ １ 圓 Ｓ 竿２図 Ｇ 箒３ｍ
上のレーザビーム照射の詳細図、第３図は従来技術を示
す概略図である。 １・・・レーザー、２・・・色素、３・・・回折格子、
４・・・選択された励起波長のレーザー光、５・・・り
置制御系、６・・・ミラー、７・・・反応室、８・・・
入射窓、９，１０・・・ガス導入口、導出口、１１・・
・ステージ、１２・・・半導体基板、１３・・・加熱コ
イル、１４．１５・・・高周波電源に接続される一対の
電極、１６・・・レーザーＡ、１８・・・レーザーＢ、
２０・・・レンズシステム。 Ｂ、２２・・・レンズシステムＡ、２４・・・反応室窓
板、２６・・・レーザビームＢ、２８・・・レーザビー
ムＡ０＄ １ 圓 Ｓ 竿２図 Ｇ 箒３ｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応ガスと接触する半導体基板上にエネルギー源よ
り出力されるエネルギービームを照射して選択的に加工
する方法において、上記反応ガスの吸収に合致した波長
を有し、かつ、基板上の強度及びスポット径を制御され
、さらに、位置制御手段により制御されたエネルギービ
ームＡおよび上記反応ガスの吸収に合致した波長を有し
、かつ、基板上の強度を制御されたエネルギービームＢ
より構成され、該ＡおよびＢのエネルギービームを基板
上の所定の位置に照射して、所望の金属薄膜パターンを
形成させることを特徴とする 薄膜形成方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、エネルギービーム
として、反応ガスの吸収の大きい励起波長に選択された
レーザビームであることを特徴とする薄膜形成方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、反応ガスとして形
成させようとする薄膜に対応した有機金属化合物を含む
ガスを用いることを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17331284A JPS6152365A (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17331284A JPS6152365A (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6152365A true JPS6152365A (ja) | 1986-03-15 |
Family
ID=15958108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17331284A Pending JPS6152365A (ja) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6152365A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595677U (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-27 | ニチハ株式会社 | 建築補修塗装用筆具 |
-
1984
- 1984-08-22 JP JP17331284A patent/JPS6152365A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595677U (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-27 | ニチハ株式会社 | 建築補修塗装用筆具 |
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