JPS6272114A - ラジカルビ−ム光ｃｖｄ装置 - Google Patents
ラジカルビ−ム光ｃｖｄ装置Info
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- JPS6272114A JPS6272114A JP21109985A JP21109985A JPS6272114A JP S6272114 A JPS6272114 A JP S6272114A JP 21109985 A JP21109985 A JP 21109985A JP 21109985 A JP21109985 A JP 21109985A JP S6272114 A JPS6272114 A JP S6272114A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は主として高密度集積、高性能の半導体デバイス
の製作に適用されるラジカルビーム光ＣＶＤ装置に関す
る。
の製作に適用されるラジカルビーム光ＣＶＤ装置に関す
る。
（従来の技術）
従来、単導体デバイスの製作の手法として基板を設けた
真空の処理室内に反応ガスを導入し、該ＷＩＮに光を当
て分解した反応ガスの成分を該基板上に薄膜状に形成す
る光ＣＶＤ法及び反応ガスを分解させて得たラジカルを
処理室内の基板上にビーム状に当ててそこに薄膜を形成
するラジカルビームＣＶＤ法が知られている。
真空の処理室内に反応ガスを導入し、該ＷＩＮに光を当
て分解した反応ガスの成分を該基板上に薄膜状に形成す
る光ＣＶＤ法及び反応ガスを分解させて得たラジカルを
処理室内の基板上にビーム状に当ててそこに薄膜を形成
するラジカルビームＣＶＤ法が知られている。
（発明が解決しようとする問題点）
前記した光ＣＶＤやラジカルビームＣＶＤ法は夫々高密
度集積の半導体デバイスを特に低温、低損傷で製作する
ための技術として夫々開発されたもので、プラズマＣＶ
Ｄで見られるような荷電粒子による膜の屓爛を引き起こ
さない利点はあるが、成膜温度はあまり低温ではなく、
成膜速度がプラズマＣＶＤ等に比べてｄい不都合がある
。例えば光ＣＶＤ法では成膜温度は比較的低いがラジカ
ルＣＶＤ法では効率よく成膜出来るプロセス温度は５０
０〜６００℃であり熱ＣＶＤ法に比べれば低いものの、
要求される温度に対しては高く基板１０傷を生じ易い。
度集積の半導体デバイスを特に低温、低損傷で製作する
ための技術として夫々開発されたもので、プラズマＣＶ
Ｄで見られるような荷電粒子による膜の屓爛を引き起こ
さない利点はあるが、成膜温度はあまり低温ではなく、
成膜速度がプラズマＣＶＤ等に比べてｄい不都合がある
。例えば光ＣＶＤ法では成膜温度は比較的低いがラジカ
ルＣＶＤ法では効率よく成膜出来るプロセス温度は５０
０〜６００℃であり熱ＣＶＤ法に比べれば低いものの、
要求される温度に対しては高く基板１０傷を生じ易い。
また成膜速度は、光ＣＶＤ法では平均１００人／ｍｉｎ
、ラジカルＣＶＤ法では２０人７ ｍｉｎでありいずれ
もプラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法に比べ１〜２桁程小さ
い。このような状況は光ＣＶＤ法では光照射によるラジ
カル生成が非常に選択的で且つラジカル生成ωが少ない
こと、またラジカルビームＣＶＤ法においてはラジカル
のみが成膜の前駆種として使用されるため、核形成、核
成長に対りる活性度が少ないということに起因する。従
って光ＣＶＤ法のみを使用し或はラジカルビームＣＶＤ
法のみを使用して実用的な成膜を行なうことは難しい。
、ラジカルＣＶＤ法では２０人７ ｍｉｎでありいずれ
もプラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法に比べ１〜２桁程小さ
い。このような状況は光ＣＶＤ法では光照射によるラジ
カル生成が非常に選択的で且つラジカル生成ωが少ない
こと、またラジカルビームＣＶＤ法においてはラジカル
のみが成膜の前駆種として使用されるため、核形成、核
成長に対りる活性度が少ないということに起因する。従
って光ＣＶＤ法のみを使用し或はラジカルビームＣＶＤ
法のみを使用して実用的な成膜を行なうことは難しい。
本発明の目的は低温でしかも比較的早く成膜出来る装置
を提供することにある。
を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明では、反応ガスをプラズマ放電等により分解して
ラジカルを生成させる真空の分解室と、薄膜形成処理が
施される基板を設けた真空の成膜室とを備え、該分解室
と成膜室をオリフィス及び磁界を介して連結して該成膜
室へラジカルを導入し、該成膜室に、該基板の表面反応
を励起し該ラジカルを励起イオン化する光を導入して前
記目的が達成されるようにした。
ラジカルを生成させる真空の分解室と、薄膜形成処理が
施される基板を設けた真空の成膜室とを備え、該分解室
と成膜室をオリフィス及び磁界を介して連結して該成膜
室へラジカルを導入し、該成膜室に、該基板の表面反応
を励起し該ラジカルを励起イオン化する光を導入して前
記目的が達成されるようにした。
（作 用）
分解室に例えばＳ ｉ ＩＩ４ガスを導入し、プラズマ
放電を発生させると、該ガスは電離されてイオン、電子
、ラジカル等を生ずるが、生成されたラジカルはオリフ
ィスによりビーム状として成膜室へと導入される。該オ
リフィスにラジカル以外の荷電粒子が侵入することを磁
界の作用により取除き、成膜室内のラジカルが光源から
の光の照射により励起及びイオン化されると該光源によ
り表面反応が励起された基板の表面に膜状に付着する。
放電を発生させると、該ガスは電離されてイオン、電子
、ラジカル等を生ずるが、生成されたラジカルはオリフ
ィスによりビーム状として成膜室へと導入される。該オ
リフィスにラジカル以外の荷電粒子が侵入することを磁
界の作用により取除き、成膜室内のラジカルが光源から
の光の照射により励起及びイオン化されると該光源によ
り表面反応が励起された基板の表面に膜状に付着する。
ラジカルは不対電子をもつため親分子に比べ非常に反応
性に富んでおり、これらを光照射により高い励起状態や
イオン化状態に押し上げると膜形成に必要な適度の活性
化エネルギーが与えられる。このようなラジカルの高励
起状態やイオン化状態は核形成時の臨界凝縮圧を低下さ
せ、核形成、核成長を促進させ、基板表面における付着
分子の捕獲断面積を増大させることなる。
性に富んでおり、これらを光照射により高い励起状態や
イオン化状態に押し上げると膜形成に必要な適度の活性
化エネルギーが与えられる。このようなラジカルの高励
起状態やイオン化状態は核形成時の臨界凝縮圧を低下さ
せ、核形成、核成長を促進させ、基板表面における付着
分子の捕獲断面積を増大させることなる。
従って、この装置によれば、低温で緻密な均一性のすぐ
れた膜を形成することができると同時に膜の成長速度も
大幅に増加させることができ、更に分解室に於いて分解
されなかった親分子を光によって成膜室に於いて分解し
、ラジカルを生成させることもでき、親分子の有効な利
用が出来る。また照射する光のエネルギを変えれば、基
板表面に吸着する成分の制御もでき選択的な膜形成を行
なえる。
れた膜を形成することができると同時に膜の成長速度も
大幅に増加させることができ、更に分解室に於いて分解
されなかった親分子を光によって成膜室に於いて分解し
、ラジカルを生成させることもでき、親分子の有効な利
用が出来る。また照射する光のエネルギを変えれば、基
板表面に吸着する成分の制御もでき選択的な膜形成を行
なえる。
（実施例）
本発明の実施例を別紙図面に基き説明する。
第１図示の実施例はＲＦ放電を用いてＳ ｉ Ｉｔ４の
反応ガスを分解し、基板にＳｉ膜を成膜するようにした
例を示し、同図に於いて符号（１）は反応ガスの分解室
、（２）は基板（３）が設置され且つ真空ポンプに連な
る排気孔（２ａ）を備えた成膜室、（４）は該分解室（
１）と成膜室（２）を結び該分解室（１）を真空化する
と共に部室（１）で生成されたラジカルをビーム状にし
て成膜室（２）へ導入するオリフィス、（５）は該オリ
フィス（４）を通過したラジカル以外の荷電粒子を取除
くための磁石である。
反応ガスを分解し、基板にＳｉ膜を成膜するようにした
例を示し、同図に於いて符号（１）は反応ガスの分解室
、（２）は基板（３）が設置され且つ真空ポンプに連な
る排気孔（２ａ）を備えた成膜室、（４）は該分解室（
１）と成膜室（２）を結び該分解室（１）を真空化する
と共に部室（１）で生成されたラジカルをビーム状にし
て成膜室（２）へ導入するオリフィス、（５）は該オリ
フィス（４）を通過したラジカル以外の荷電粒子を取除
くための磁石である。
該分解室（１）の外周には高周波コイル（６）及び円形
磁場を形成する磁石（７＞が配置され、該分解室（１）
の一端には５ｉｌｌ、の反応ガスの導入口（８）が設け
られ、他端には前記成膜ｖ（２）が真空密封して一連に
形成される。該高周波コイル（６）に流される高周波は
誘導結合型高周波（１３，５６８Ｈ７）であり、磁石（
７）には分解室（１）に於いて生成されるラジカル濃度
を高くするために約８００ガウスの円形磁場を使用した
。該分解室（１）内に形成されるプラズマは該磁石（７
）による円形磁場の作用で該分解室（１）の中心軸上に
集中Ｊるので分解室（１）の内壁との反応が押えられ、
ラジカル濃度が高まるる。該オリフィス（４）は多数個
を均等に分散配置するようにして形成するしのとし、分
解室（１）に於いて生成されたラジカルは各オリフィス
（４）を介して成膜室（２）に導かれるようにした。該
オリフィス（４）で分解室（１）と成膜室（２）を分離
することにより、放電の際に生ずる荷電粒子が基板（３
）を直撃して損傷させることを減少出来る。また多数の
オリフィス（４）を均等に配置形成することにより成膜
の均一性をｊワることが出来る。（９）は分解室（１）
から成膜室（２）へ導入されるラジカルの消失を防ぐた
めにオリフィス（４）の表面にコーティングした石英製
テフロンコーティング、１０は処理される基板（３）を
支持する基板ホルダでその内部には導管（１つを設けて
該ホルダ（ＩＧに熱’５［Ａが供給されるようにした。
磁場を形成する磁石（７＞が配置され、該分解室（１）
の一端には５ｉｌｌ、の反応ガスの導入口（８）が設け
られ、他端には前記成膜ｖ（２）が真空密封して一連に
形成される。該高周波コイル（６）に流される高周波は
誘導結合型高周波（１３，５６８Ｈ７）であり、磁石（
７）には分解室（１）に於いて生成されるラジカル濃度
を高くするために約８００ガウスの円形磁場を使用した
。該分解室（１）内に形成されるプラズマは該磁石（７
）による円形磁場の作用で該分解室（１）の中心軸上に
集中Ｊるので分解室（１）の内壁との反応が押えられ、
ラジカル濃度が高まるる。該オリフィス（４）は多数個
を均等に分散配置するようにして形成するしのとし、分
解室（１）に於いて生成されたラジカルは各オリフィス
（４）を介して成膜室（２）に導かれるようにした。該
オリフィス（４）で分解室（１）と成膜室（２）を分離
することにより、放電の際に生ずる荷電粒子が基板（３
）を直撃して損傷させることを減少出来る。また多数の
オリフィス（４）を均等に配置形成することにより成膜
の均一性をｊワることが出来る。（９）は分解室（１）
から成膜室（２）へ導入されるラジカルの消失を防ぐた
めにオリフィス（４）の表面にコーティングした石英製
テフロンコーティング、１０は処理される基板（３）を
支持する基板ホルダでその内部には導管（１つを設けて
該ホルダ（ＩＧに熱’５［Ａが供給されるようにした。
オリフィス（４）を通過してくる粒子の中には高エネル
ギの電子史イオンが含まれているので、これを永久磁石
（５）により取り除き、中性ラジカルだけが成膜室（２
）に取り出せるようにした。
ギの電子史イオンが含まれているので、これを永久磁石
（５）により取り除き、中性ラジカルだけが成膜室（２
）に取り出せるようにした。
ａつは成膜室（２）内の基板（３）に向けて光源ｏ ａ
＠ａｓの光線を導入する透窓を示し、各光源の光は夫々
ラジカルのイオン化、親分子ＳｉＨ４の分解及び基板の
表面反応の励起に使用される。ラジカルのイオン化のた
めの光ｍ■はＳｉＨ４の放電分解で生成する５ｉｌｌｎ
（ｎ ＝ Ｏ〜３）ラジカルのイオン化ポテンシャル
が７４〜９．５ｅＶであるからＸｅ。
＠ａｓの光線を導入する透窓を示し、各光源の光は夫々
ラジカルのイオン化、親分子ＳｉＨ４の分解及び基板の
表面反応の励起に使用される。ラジカルのイオン化のた
めの光ｍ■はＳｉＨ４の放電分解で生成する５ｉｌｌｎ
（ｎ ＝ Ｏ〜３）ラジカルのイオン化ポテンシャル
が７４〜９．５ｅＶであるからＸｅ。
にｒの共鳴線が最も適する。従ってこれらの光を透過せ
しめるように透窓０２として１．＋Ｆ 、 ＨｇＦ２或
はＣａＦ２を使用する。またラジカルのイオン化を過不
足のない適度のものとするために種々の焦点距離のレン
ズを用いてフォーカス度を変化させ、光を成膜室に導入
する。Ｓ ｉ Ｉｆ、の光分子Ｒのための光源○Φは前
記光源０と反対側から導入され、Ｓ ｉ Ｉｆ４の分解
には１５０〜１６０ｎＩｌｌの光が有効であり、エキシ
マーレー’ｆ’（ＡｒＦ）かＸｅの共鳴線が用いられる
。エキシマ−レーザの場合、２１Ｊ率のよい分解のため
約１０８Ｗ１０ｎ以上のパワーが必要である。さらに基
板（３）の表面反応の励起のための光源０ＳとしてはＫ
ｒＦ （２４９ｎ１ｌｌ）エキシマ−レーザを用いると
効率よく成膜できる。
しめるように透窓０２として１．＋Ｆ 、 ＨｇＦ２或
はＣａＦ２を使用する。またラジカルのイオン化を過不
足のない適度のものとするために種々の焦点距離のレン
ズを用いてフォーカス度を変化させ、光を成膜室に導入
する。Ｓ ｉ Ｉｆ、の光分子Ｒのための光源○Φは前
記光源０と反対側から導入され、Ｓ ｉ Ｉｆ４の分解
には１５０〜１６０ｎＩｌｌの光が有効であり、エキシ
マーレー’ｆ’（ＡｒＦ）かＸｅの共鳴線が用いられる
。エキシマ−レーザの場合、２１Ｊ率のよい分解のため
約１０８Ｗ１０ｎ以上のパワーが必要である。さらに基
板（３）の表面反応の励起のための光源０ＳとしてはＫ
ｒＦ （２４９ｎ１ｌｌ）エキシマ−レーザを用いると
効率よく成膜できる。
第１１図示の装置に於いて、１ｍのオリフィス（４）が
７周で流量Ｑが４０ ｓｅｃｍの場合、分解室（１）に
於ける圧力は６．２Ｘ １０２Ｐａ （４，６６Ｔｏｒ
ｒ ）となる。成膜室（２）の有効排気速度が２ Ｑ／
ｓであると、該室（２）の圧力は３４Ｐａ （０，２５
Ｔｏｒｒ ）となり、一般に用いられているプラズマＣ
ＶＤのプロセス条件とほぼ同じ圧力にでき、ラジカルを
有効に識字（２）に導入することによりプラズマＣＶＤ
と同程度の成膜速度が得られ、光ＣＶＤと同程度の低い
成膜温度で成膜出来る。この装置により成膜したアモス
ファルシリコン成膜速度は１５０人７ ｎ＋ｉｎであり
、光ＣＶＤやラジカルビームＣＶＤで行なった場合より
も大きな値が１ｑられた。
７周で流量Ｑが４０ ｓｅｃｍの場合、分解室（１）に
於ける圧力は６．２Ｘ １０２Ｐａ （４，６６Ｔｏｒ
ｒ ）となる。成膜室（２）の有効排気速度が２ Ｑ／
ｓであると、該室（２）の圧力は３４Ｐａ （０，２５
Ｔｏｒｒ ）となり、一般に用いられているプラズマＣ
ＶＤのプロセス条件とほぼ同じ圧力にでき、ラジカルを
有効に識字（２）に導入することによりプラズマＣＶＤ
と同程度の成膜速度が得られ、光ＣＶＤと同程度の低い
成膜温度で成膜出来る。この装置により成膜したアモス
ファルシリコン成膜速度は１５０人７ ｎ＋ｉｎであり
、光ＣＶＤやラジカルビームＣＶＤで行なった場合より
も大きな値が１ｑられた。
第２図は本発明の第２実施例を示すもので、これに於い
てはオリフィス（４）を通過した荷電粒子を取り除く磁
石（５）を各オリフィス（４）の下部に配置するように
した。これによれば中心磁場を高めるために大型の磁石
を使用すると装置が大型化することや、各オリフィスを
通る各ラジカルビームに均一に磁場をかけることが出来
ない不都合を解消出来る。即ち各オリフィス（４）に磁
石（５）を設けることにより各ビームに対し強い磁場を
与え、荷電粒子を効率よく取り除くことが出来る。この
実施例により成膜した膜は第１図示の装置で行なったも
のよりも膜質の欠陥が少ないものが得られた。
てはオリフィス（４）を通過した荷電粒子を取り除く磁
石（５）を各オリフィス（４）の下部に配置するように
した。これによれば中心磁場を高めるために大型の磁石
を使用すると装置が大型化することや、各オリフィスを
通る各ラジカルビームに均一に磁場をかけることが出来
ない不都合を解消出来る。即ち各オリフィス（４）に磁
石（５）を設けることにより各ビームに対し強い磁場を
与え、荷電粒子を効率よく取り除くことが出来る。この
実施例により成膜した膜は第１図示の装置で行なったも
のよりも膜質の欠陥が少ないものが得られた。
分解室（１）に於ける反応ガスの／Ｉ）解にはプラズマ
放電の他に、熱による分解を適用することも可能である
。
放電の他に、熱による分解を適用することも可能である
。
（発明の効果）
以上のように本発明では、反応ガスを分解する真空の分
解室と、基板を設けた真空の成膜室をオリフィス及び磁
界を介して連結し、該分解室に於いて生成したラジカル
を成膜室へと導き、該成膜室に於いて光により該ラジカ
ルをイオン化して基板へと付着さけるようにしたので・
、低温で比較的早く基板に成膜することが出来、半導体
デバイス等の製造に実用的１．：適用出来＜５等の効果
がある。
解室と、基板を設けた真空の成膜室をオリフィス及び磁
界を介して連結し、該分解室に於いて生成したラジカル
を成膜室へと導き、該成膜室に於いて光により該ラジカ
ルをイオン化して基板へと付着さけるようにしたので・
、低温で比較的早く基板に成膜することが出来、半導体
デバイス等の製造に実用的１．：適用出来＜５等の効果
がある。
第１図は本発明の第１実施例の緘断側面図、第２図は本
発明の第２実施例の銭断側面図である。 （１）・・・分解室 （２）・・・成膜室 （３）・・・基板 （４）・・・オリフィス （５）・・・磁石 １３ Ｇ＠（１ｓ）・・・光源 外どる
発明の第２実施例の銭断側面図である。 （１）・・・分解室 （２）・・・成膜室 （３）・・・基板 （４）・・・オリフィス （５）・・・磁石 １３ Ｇ＠（１ｓ）・・・光源 外どる
Claims (1)
- 反応ガスをプラズマ放電等により分解してラジカルを生
成させる真空の分解室と、薄膜形成処理が施される基板
を設けた真空の成膜室とを備え、該分解室と成膜室をオ
リフィス及び磁界を介して連結して該成膜室へラジカル
を導入し、該成膜室に該基板の表面反応を励起しラジカ
ルを励起イオン化する光を導入したことを特徴とするラ
ジカルビーム光ＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60211099A JPH07105346B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ラジカルビ−ム光ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60211099A JPH07105346B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ラジカルビ−ム光ｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6272114A true JPS6272114A (ja) | 1987-04-02 |
| JPH07105346B2 JPH07105346B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16600391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60211099A Expired - Lifetime JPH07105346B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | ラジカルビ−ム光ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105346B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5018479A (en) * | 1987-09-24 | 1991-05-28 | Reserach Triangle Institute, Inc. | Remote plasma enhanced CVD method and apparatus for growing an epitaxial semconductor layer |
| US5180435A (en) * | 1987-09-24 | 1993-01-19 | Research Triangle Institute, Inc. | Remote plasma enhanced CVD method and apparatus for growing an epitaxial semiconductor layer |
| US5485313A (en) * | 1993-10-27 | 1996-01-16 | Polaroid Corporation | Zoom lens systems |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59188913A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光ｃｖｄ装置 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP60211099A patent/JPH07105346B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59188913A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光ｃｖｄ装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5018479A (en) * | 1987-09-24 | 1991-05-28 | Reserach Triangle Institute, Inc. | Remote plasma enhanced CVD method and apparatus for growing an epitaxial semconductor layer |
| US5180435A (en) * | 1987-09-24 | 1993-01-19 | Research Triangle Institute, Inc. | Remote plasma enhanced CVD method and apparatus for growing an epitaxial semiconductor layer |
| US5485313A (en) * | 1993-10-27 | 1996-01-16 | Polaroid Corporation | Zoom lens systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07105346B2 (ja) | 1995-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |