JPS62207872A - 光ｃｖｄ方法 - Google Patents

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〕 本発明は光励起することにより、薄膜を形成する光ＣＶ
Ｄ方法に関する。

〔従来の技術〕

近年半導体デバイスの製造プロセスにおいては光ＣｖＤ
などのプロセス技術がプロセスの低温化、工程短縮をも
たらすものとして盛んに研究開発されている。光Ｃｖ口
の手法を用いれば、従来のプラズマＣＶＤで得られる膜
と同等の良好な膜がより低い温度で得られることが既に
明らかにされ、光ＣＶＤの手法の利点が一部明らかとな
ってきた。従来の光ＣｖＤ方法では一般に、ＣＶＯ反応
を起こす原料ガスを基板を装着したＣＶＤセルに流し、
その後一定強度の光を基板上に照射して所定の膜厚にな
るまで光照射を続けることにより成膜を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、一定強度の光を基板上に照射して所定の
膜厚になるまで光照射を続ける従来の光プロセス方法に
おいては、基板とＣＶＤ膜との付着強度が堆積膜の利用
用途によっては不十分で、かつその付着強度の再現性に
も問題があった。この付着力を改善し得る一方法として
、堆積膜のピーク表面温度をモニタしてこの表面温度が
ＣＶＤプロセス中変らないよう照射光強度を抑制するこ
とにより、ＣＶＤ膜の厚み方向の膜質の均一性を向上す
る光ＣＶＤ方法が特願昭６０−１５５９６３号に森重等
により報告されている。この出願の発明による方法は、
照射光の吸収によるＣＶＤ膜の加熱効果が良好な膜を得
る上で重要な場合に特に有効である。また、この発明で
は、付着力の改善要因として、堆積開始時の強い光照射
による光洗浄効果を挙げている。

但しこの方法では、非接触かつ効率的に堆積中のＣＶＤ
膜の表面温度を測定する手段として赤外線発光を利用し
ており、この場合には、ＣＶＤの領域が数μｍ程度と微
小になってくると温度の測定が極めて複雑となる欠点が
ある。

本発明の目的は、以上の従来の光ＣＶＯ方法の欠点を除
去し、比較的簡単な構成を用いることにより装置コスト
が安＜　、ＣＶＤ膜と基板との付着力を従来方法に比べ
格段に強くできる光ＣＶＤ方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は光ＣＶＯ反応を起こす気体中にさらされた基板
上にレーザ光を照射して、該基板上に薄膜を形成させる
光ＣｖＤ方法において、２段階に照射強度を切り換えて
基板上にレーザ光を照射し、後段の第２段階では該薄膜
形成に通常用いる照射強度で照射し、前段の第１段階で
は、前記通常用いる照射強度よりも高く、該薄膜の付着
力増加に有効な値の強度で照射することを特徴とする光
ＣＶＤ方法である。

〔作　用〕

本発明は、照射する光の照射強度をＣＶＤ開始直後の短
時間の間、膜の堆積の起こる通常の強度よりも高い照射
強度に設定して基板に照射することにより、ＣＶＤ膜の
付着力を著しく強くできるという新たな実験的知見に基
ずいて成された。本発明は光の照射強度を、第２図に示
すように２段階のステップ状に制御することが特徴であ
る。実験においては、付着力改善効果は、第１ステツプ
での光強度及びその持続時間がある値以上の場合にのみ
得られることがわかった。強いレーザ光照射による基板
表面の水分や有機物の脱離効果は既に知られており、こ
の脱離による基板表面の洗浄効果が、本発明の付着力増
加の一要因と考えられる。

これに加え、第１ステツプのみの照射で得られた膜を顕
微鏡で観察したところでは、明らかに第２ステツプのみ
で得られる膜と外見が異なる膜が堆積していることから
、第１ステツプにおいて第２ステツプで形成する膜と基
板とを強固に結びつけるのに有効な膜が堆積しているこ
とがわかった。

なお第１ステツプの照射強度で堆積を継続すると、膜厚
の増加に伴う光の吸収量の増加とともに膜の蒸散が起こ
るなどの問題を生ずるために、良好なＣＶＤ膜を得るに
は本発明の２段階の照射を行うことが有効である。

〔実施例〕

以下図面を用いて、本発明方法の実施例を詳細に説明す
る。第１図は、本発明による具体的一実施例の構成図で
ある。この実施例は、クロムのＣｖＤに本発明を適用し
た例であり、強い付着力の堆積膜を必要とする露光用フ
ォトマスクの欠陥修正などの用途に有用である。光化学
反応を生ずる原料ガスにはＩ　Ｔｏｒｒの蒸気圧のクロ
ムカルボニル蒸気を大気圧のアルゴンガスをバッファガ
スと混合して用いている。この原料ガスは、ガス供給ユ
ニット６よりＣＶＤセルフに導入され、反応終了後のガ
スはガス処理ユニット１１で無害化処理を行う構成にな
っている。また基板９はＣＶＤセルフ内に保持され、Ｃ
ＶＤセルフは、Ｘ−Ｙステージ１０により基板上の光照
射位置を変えることができる構成になっている。一方Ｑ
スイッチＮｄ　：　ＹＡＧレーザの第４高調波システム
からなる光源１からの照射光は、可変減衰器２を通り、
ミラー４で反射されたあと、レンズ５と窓８を通って基
板９上に照射される。可変減衰器２は制御ユニット３に
より光源１からの照射光強度を制御するために用いる。

この構成において、基板９への照射光強度を、第２図に
示すように第１ステツプでは通常のＣＶＤに用いる強度
Ｉ２より高いＩ３、第２ステツプではＩ２とし、また第
１ステツプの持続時間をＩ７、全反応時間をＴｔであら
れした時、この■いＩ２、Ｔ１、Ｔ−をパラメータとし
て、これらの照射条件と堆積した膜の付着力との関係を
調べた。他の実験条件は以下のごとく、レーザ光の繰り
返しは２ｋＨｚ　、　ＣＶＤ面積は１０μｍ１基板は石
英である。Ｉ２はＣＶＤ膜の蒸散の闇値強度である３Ｍ
１１／ａＪよりわずかに弱い２ＭＷ／ｃａｌに選んだ。

その結果、■１が５ＭＷ／ｃｕｔ以上、かつＴ、が２秒
以上にすると、ＣＶＤ膜に、ピンセットによる引っかき
試験でなんら変化を起こさない非常に強い付着力を付与
しうろことを見い出した。また、第１のステップを省略
すると、大幅に付着力は低下した。ただしこの場合、Ｃ
ＶＤ前の基板の洗浄の有無により付着力の弱さに差が見
られた。即ち、基板洗浄のない場合には節単にＣＶＤ膜
が基板から剥離し、また洗浄のある場合にはビンセット
による引っかき試験により部分的に膜がはがれた。また
Ｔ。

を１秒から１２秒まで変えて付着力を調べたが、この範
囲ではＴ２による付着力の変化はなかった。これらの結
果は、付着力改善に第１ステツプでの強い照射が重要で
あることをよ（示している。また第２ステツプの光照射
を省略して第１ステツプの光強度で照射を継続すると、
一度形成された均一な厚みで滑らかな表面の薄いＣＶＤ
膜が部分的に蒸散してしまうことから、本発明の２ステ
ツプの照射が付着力が強くかつ表面の滑らかな良好膜を
得るために有効であることがわかる。またこの方法は、
従来の装置に照射光強度を時間的に変化させるための制
御手段を加えるのみで実現できるので、装置価格を低く
抑えることができ、かつ膜質の再現性などの点でも高い
信頼性が得られる。

以上の例ではクロムカルボニルからのクロムのレーザＣ
ＶＤの場合について述べたが、他の有機金属材料を用い
たレーザＣＶＤにおいても成膜メカニズムの類似性から
強い付着力を得る上で本発明の２ステツプの光照射が有
効となる。また光源に関しても、レーザＣＶＤに有効な
他のエキシマレーザやアルゴンレーザなどの光源を用い
た場合にも本発明が適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来の方法では、強い付着力を得る
ことが容易でなかったが、本発明の方法によれば、従来
方法によるよりも格段に強い付着力のＣＶＤ膜を形成で
き、かつプロセスの信頼性の高い優れた光０７口方法を
提供することができ、また本発明の方法を実現するため
の装置構成も簡単で低価格にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した場合の一実施例の概略的構
成図、第２図は本発明による照射光強度の制御時間波形
を示す図である。 １・・・光源、２・・・可変減衰器、３・・・制御ユニ
ット、４・・・ミラー、５・・・レンズ、６・・・ガス
供給ユニット、７・・・ＣＶＤセル、８・・・窓、９・
・・基板、ｌＯ・・・Ｘ−Ｙステージ、１１・・・ガス
処理ユニット。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ＣＶＤ反応を起こす気体中にさらされた基板上
   にレーザ光を照射して、該基板上に薄膜を形成させる光
   ＣＶＤ方法において、２段階に照射強度を切り換えて基
   板上にレーザ光を照射し、後段の第２段階では該薄膜形
   成に通常用いる照射強度で照射し、前段の第１段階では
   、前記通常用いる照射強度よりも高く、該薄膜の付着力
   増加に有効な値の強度で照射することを特徴とする光Ｃ
   ＶＤ方法。