JPS6326367A - Cvd method - Google Patents

Cvd method

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JPS6326367A
JPS6326367A JP17033686A JP17033686A JPS6326367A JP S6326367 A JPS6326367 A JP S6326367A JP 17033686 A JP17033686 A JP 17033686A JP 17033686 A JP17033686 A JP 17033686A JP S6326367 A JPS6326367 A JP S6326367A
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metal thin
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Toshio Kusumoto
淑郎 楠本
Kazuo Takakuwa
高桑 一雄
Tetsuya Ikuta
哲也 生田
Akitoshi Suzuki
鈴木 章敏
Izumi Nakayama
泉 中山
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Abstract

PURPOSE:To form an excellent metal thin film on a part of a substrate on which an insulating film is not formed by keeping the flows of a gas contg. a metal element and a reducing gas laminar, and allowing the materials to react discriminatingly by utilizing a difference in the radiant heat absorption. CONSTITUTION:The gas contg. a metal element is introduced into a reaction vessel 1 under reduced pressure in parallel with the surface of the substrate 3, and the gas Q consisting essentially of an inert gas id introduced in opposition to the surface of the substrate 3. A first metal thin film 10 is formed on the part of the substrate 3 on which the insulating thin film 9 is not formed. The gas R' contg. a second metal element and the reducing gas R are then intro duced from gas inlets 4a and 4b in parallel with the substrate 3 in the same way as before. The light of a heating lamp 8 is projected on the substrate 3, and a chemical reaction is caused only on the surface of the metal thin film 10 by utilizing a difference in the light absorptivity between the thin films 9 and 10. The second metal thin film 11 is then formed on the surface of the thin film 10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基板が表面の一部に絶縁薄膜を形成し、表
面のその他部分に絶縁薄膜を形成していないとき、表面
の絶縁薄膜を形成していない部分に金属薄膜を形成する
CVD法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention provides a method for removing the insulating thin film on the surface when the insulating thin film is formed on a part of the surface of the substrate and no insulating thin film is formed on the other part of the surface. The present invention relates to a CVD method for forming a metal thin film on an unformed portion.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のCVD法に用いられている装置は第15図に示さ
れている。同図において、(21〕は横型真空反応炉で
ある。横型真空反応炉(211の一側には反応ガス導入
口のが設けられ、金属元素を含んだガスであるWF、と
還元性ガスであるH8との混合ガスが横型真空反応炉+
211内に導入されている。横型真空反応炉I211の
他側には反応ガス排気口f231が設けらし靜。
The apparatus used in the conventional CVD method is shown in FIG. In the same figure, (21) is a horizontal vacuum reactor. One side of the horizontal vacuum reactor (211) is provided with a reaction gas inlet, and WF, which is a gas containing metal elements, and a reducing gas are A mixture of gas with H8 is produced in a horizontal vacuum reactor +
It has been introduced in 211. A reaction gas exhaust port f231 is provided on the other side of the horizontal vacuum reactor I211.

とH7との混合ガスが排気されている。横型真空反応炉
Qυの内部には基板支持板(24+が水平に配設され、
基板支持板(2)には複数の基板(251が一定間隔を
おいて縦方向に保持されている。横型真空反応炉ρDの
外周には加熱用電気炉のが設けられている。
A mixed gas of H7 and H7 is exhausted. Inside the horizontal vacuum reactor Qυ, a substrate support plate (24+) is arranged horizontally,
A plurality of substrates (251) are vertically held on the substrate support plate (2) at regular intervals.A heating electric furnace is provided on the outer periphery of the horizontal vacuum reactor ρD.

従って、従来のCVD法は加熱用電気炉■で横型真空反
応炉■を加熱すると、横型真空反応炉(2υの炉壁が昇
温され、横型真空反応炉C?11の炉壁の熱が靜、とル
との混合ガスに伝達されたのち、基板(251に伝達さ
れるようになる。このような熱伝達によって、基板(2
51が加熱されると、基板(251の表面において、w
F′6とH2との混合ガスによる化学反応が生じ、基板
(ト)に薄膜が形成されるようになる。
Therefore, in the conventional CVD method, when the horizontal vacuum reactor ■ is heated with the heating electric furnace ■, the temperature of the furnace wall of the horizontal vacuum reactor (2υ) is raised, and the heat of the furnace wall of the horizontal vacuum reactor C? , and then to the substrate (251). Through such heat transfer, the heat is transferred to the substrate (251).
When 51 is heated, w
A chemical reaction occurs due to the mixed gas of F'6 and H2, and a thin film is formed on the substrate (g).

上記のようなCVD法によって、第16図に示すように
表面の一部にSi O,の絶縁薄膜−を形成している8
1の基板(251の絶縁薄膜τを形成していない部分(
25a)に金属薄膜を形成する場合、基板のの表面の絶
縁薄膜ばを形成していない部分(25a)では、初期に
おいて、次の(1)式で示される。
As shown in Fig. 16, an insulating thin film of SiO is formed on a part of the surface by the CVD method as described above.
1 substrate (the part where the insulating thin film τ of 251 is not formed)
When a metal thin film is formed on the substrate 25a), the portion (25a) on the surface of the substrate where the insulating thin film is not formed is initially expressed by the following equation (1).

wF11+3/2Si→3/2SiF、+w・・曲(1
)のような化学反応が生じると考えられ、第17図に示
すようなWの金属薄膜281が基板Q51の表面の絶縁
薄膜(271を形成していない部分(2Sa)に急速に
形成されるようになるが、その後は次の(2)及び(3
)式で示される 3H,6H・川・・・・・・・・・・・・・・・・川・
(2)背、+6H→ 6I−IP + W  曲曲曲(
3)のような化学反応が生じると考えられ、Wが時間の
経過とともに成長し、初期にできたWの金属薄膜(28
1表面に次のWの金属薄膜(29)が第18図に示すよ
るようになる。
wF11+3/2Si→3/2SiF, +w...song (1
) is thought to occur, and a W metal thin film 281 as shown in FIG. However, after that, the following (2) and (3)
) 3H, 6H・River・・・・・・・・・・・・・・・River・
(2) Back, +6H → 6I-IP + W song (
3) is thought to occur, and W grows over time, forming an initially formed W metal thin film (28
The next metal thin film (29) of W is formed on one surface as shown in FIG.

G= A [HLl v′2e x p (−Ea/k
Tm) −−(4)なお、Aは正定数、〔凡〕は水素濃
度、Eaは活性化エネルギ、kはボルツマン定数、Tm
は金属膜の成長する部分の表面温度である。
G= A [HLl v'2e x p (-Ea/k
Tm) --(4) where A is a positive constant, [general] is hydrogen concentration, Ea is activation energy, k is Boltzmann's constant, Tm
is the surface temperature of the part where the metal film grows.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来のCVD法は、上記のように加熱用電気炉■で横型
真空反応炉ρDを加熱することにより、横型真空反応炉
ρDの炉壁を昇温し、横型真空反応炉(211の炉壁の
熱を背、とH2との混合ガスに伝達したのち、基板■と
絶縁薄膜(5)とに伝達して、これらを加熱し、基板(
251の表面の絶縁薄膜−を形成していない部分(25
a)において、Wの金属薄膜啜及びのを形成するように
している。
In the conventional CVD method, as mentioned above, the temperature of the furnace wall of the horizontal vacuum reactor ρD is increased by heating the horizontal vacuum reactor ρD with the heating electric furnace (2). After the heat is transferred to the mixed gas of H2 and H2, it is transferred to the substrate (2) and the insulating thin film (5), heating them,
The part on the surface of 251 where no insulating thin film is formed (25
In a), a W metal thin film is formed.

ところが、基板Gの表面の絶縁薄膜−を形成していない
部分(25a)の表面温度Tmと絶縁薄膜−の表面温度
Tiとがはゾ等しくなるので、基板のの表面の絶縁薄膜
(8)を形成していない部分(25a)の表面温度−を
大きくすれば、(4)式からもわかるように、Wの成長
速度Gが速くなるが、同時に絶縁薄膜□□□の表面温度
Tiも大きくなシ、基板のの表面の絶縁薄膜酊を形成し
ていない部分(25a)においてのみWの金属薄膜■及
び(291が形成されず、絶縁薄膜(27)の表面にお
いても上記(2)及び(3)式の化学反応が生じ、第1
8図に示すよりなWの金属薄膜器が形成されるようにな
る問題点があった。
However, since the surface temperature Tm of the portion (25a) on the surface of the substrate G where no insulating thin film is formed is equal to the surface temperature Ti of the insulating thin film, the insulating thin film (8) on the surface of the substrate is If the surface temperature - of the unformed portion (25a) is increased, the growth rate G of W increases, as can be seen from equation (4), but at the same time, the surface temperature Ti of the insulating thin film □□□ also increases. The W metal thin films (2) and (291) are not formed only on the part (25a) where the insulating thin film is not formed on the surface of the substrate, and the above (2) and (3) are not formed on the surface of the insulating thin film (27). ) chemical reaction occurs, and the first
There was a problem in that a metal thin film device of W greater than that shown in FIG. 8 was formed.

また、第19図は第18図に示す基板(251の一部の
拡大を示すものであるが、金属薄膜器の成長過程におい
て、8i基板(251と絶縁薄膜罰との間に金属Wが侵
入して成長するエンクa−チメント(encroach
ment )現象が不可避であった。第19図において
t4Gは金属元素侵入部位(エンクa−チメント)を表
わす。
In addition, FIG. 19 shows an enlargement of a part of the substrate (251) shown in FIG. The encroachment that grows
ment) phenomenon was inevitable. In FIG. 19, t4G represents a metal element penetration site (encroachment).

また甚しくはSi基板(251に空洞(41)を生じる
事があった。
Furthermore, a cavity (41) may be formed in the Si substrate (251).

従来の方法では乱流又は自然対流が基板ωの近傍で生じ
ているが、これが上述のエンクローチメント(40や空
洞(411の成長を促進させているのではないかと本願
発明者達は推定した。
In the conventional method, turbulent flow or natural convection occurs near the substrate ω, and the inventors of the present invention speculated that this may promote the growth of the encroachments (40) and cavities (411) described above.

・然しなから制御パラメータとしては圧力と反応ガス流
量と云う2つの内部パラメータのみであり、乱流発生の
抑止、自然対流の抑止等のために外部的にコントロール
する事は不可能である。従ってエンクローチメントや空
洞の成長を抑えて広い圧力、流量領域で再現性5制御性
、均一性に優れた金属成膜を行えない問題点がある。ま
た従来のいづれの方式でも反応成分は炉内全域に拡散す
るので、炉壁、覗き窓等への反応成分の付着は不可避で
ある。これによシダストの発生、薄膜内への不純物の混
入などの問題点もある。
-However, the only control parameters are the two internal parameters of pressure and reaction gas flow rate, and it is impossible to control them externally to suppress turbulence generation, natural convection, etc. Therefore, there is a problem in that it is not possible to form a metal film with excellent reproducibility, controllability, and uniformity over a wide pressure and flow rate range while suppressing the growth of encroachments and cavities. In addition, in any of the conventional methods, since the reaction components diffuse throughout the interior of the furnace, adhesion of the reaction components to the furnace walls, observation windows, etc. is unavoidable. This causes problems such as the generation of dust and the introduction of impurities into the thin film.

エンクローチメント現象や空洞形成を抑止する手段とし
て低温、低濃度成長が考えられるが、その成長速度は数
10A/minに過ぎず(Broadkent eta
l 。
Low-temperature, low-concentration growth is considered as a means of suppressing encroachment phenomena and cavity formation, but the growth rate is only a few tens of A/min (Broadken et al.
l.

+T 、El ec t rochem、 Soc 、
 131、iQ (1984) ; Bl ewer、
VMIC(1985) ) 、例えば、深さ1μmのコ
ンタクトホールを埋めるのに2時間近くも要するといっ
た問題があった。
+T, El ect rochem, Soc,
131, iQ (1984); Bluewer,
VMIC (1985)), for example, had a problem in that it took nearly two hours to fill a contact hole with a depth of 1 μm.

この発明は、上記のような従来の方法のもつ問題点を解
決して、表面の一部に絶縁薄膜を形成している基板の絶
縁薄膜を形成していない部分にのみ金属薄膜を上述のよ
うなエンクa−チメントや空洞の成長を抑止しながら高
速度で形成することのできるCVD法を提供することを
目的としている。
This invention solves the problems of the conventional methods as described above, and forms a metal thin film only on the part of the substrate where the insulating thin film is not formed, as described above. It is an object of the present invention to provide a CVD method that can form a film at high speed while suppressing the growth of encroachments and cavities.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

以上の目的は、少なくとも金属元素を含んだガスを減圧
下の反応槽内の基板の表面にほゞ平行にシート状の流れ
で導入し、かつ前記基板の表面に対向するように不活性
ガスのガス流又は不活性ガスを主体とするガス流を導入
しながら表面の一部に絶縁薄膜を形成している前記基板
の絶縁薄膜を形成していない部分に、前記金属元素をも
った第1の金属薄膜を形成したのち、前記金属元素を含
んだガスと還元性ガスとを前記反応槽内の前記基板の表
面にほゞ平行にシート状の流れに導入し、かつ前記基板
の表面に対向するように不活性ガスのガス流又は不活性
ガスを主体とするガス流を導入しながら前記基板に加熱
ランプの光を照射し、前記絶縁薄膜、基板及び第1の金
属薄膜のそれぞれの光の吸収率の差を利用して、前記絶
縁薄膜と前記第1の金属薄膜とに温度差をつけ、前記第
1の金属薄膜の表面においてのみ化学反応を生じさせ、
前記第1の金属薄膜の表面に前記金属元素をもった第2
の金属薄膜を形成することを特徴とするCVD法によっ
て達成される。
The above purpose is to introduce a gas containing at least a metal element in a sheet-like flow approximately parallel to the surface of the substrate in a reaction tank under reduced pressure, and to introduce an inert gas so as to face the surface of the substrate. While introducing a gas flow or a gas flow mainly consisting of an inert gas, an insulating thin film is formed on a part of the surface of the substrate. After forming the metal thin film, a gas containing the metal element and a reducing gas are introduced into the reaction tank in a sheet-like flow approximately parallel to the surface of the substrate and facing the surface of the substrate. While introducing a gas flow of an inert gas or a gas flow mainly composed of an inert gas, the substrate is irradiated with light from a heating lamp, and the light is absorbed by each of the insulating thin film, the substrate, and the first metal thin film. Applying a temperature difference between the insulating thin film and the first metal thin film using the difference in rate, causing a chemical reaction only on the surface of the first metal thin film,
a second film having the metal element on the surface of the first metal thin film;
This is achieved by the CVD method, which is characterized by forming a thin metal film.

〔作 用〕[For production]

金属元素を含んだガスと還元性ガスとのガス流を基板近
傍全域に於いて制御性の良い層流状態に保つ事ができる
。即ち不活性ガスのガス流又は不活性ガスを主体とする
ガス流は基板近傍で上記金属元素を含んだガスと還元性
ガスとのガス流の舞い上がりを力学的に押え込むと共に
これらガスの成分の乱流拡散を防止する。
The gas flow of the gas containing the metal element and the reducing gas can be maintained in a laminar flow state with good controllability throughout the vicinity of the substrate. In other words, a gas flow of an inert gas or a gas flow mainly composed of an inert gas dynamically suppresses the rise of the gas flow of the above-mentioned metal element-containing gas and reducing gas near the substrate, and also suppresses the components of these gases. Prevent turbulent diffusion.

また、絶縁薄膜と第1の金属薄膜とに温度差があるので
、この第1の金属薄膜の表面においてのみ化学反応が生
じる。この結果として、(1)  金属を含んだガスと
還元性ガスの流れが層流状態である為、エンクローチメ
ントや空洞の成長を抑えて上記基板表面の他の部分にお
ける金属薄膜の制御性、再現性に優れている。
Further, since there is a temperature difference between the insulating thin film and the first metal thin film, a chemical reaction occurs only on the surface of the first metal thin film. As a result, (1) the flow of the metal-containing gas and the reducing gas is laminar, which suppresses the growth of encroachments and cavities and improves the controllability and reproduction of the metal thin film on other parts of the substrate surface. Excellent in sex.

(2)第1の金属薄膜の上にのみ第2の金属薄膜を高速
度で形成することができる。
(2) The second metal thin film can be formed only on the first metal thin film at high speed.

(3)上記ガスの成分が基板近傍のみに押さえ込まれる
為、炉壁、覗き窓の汚染を防止できる。
(3) Since the components of the gas mentioned above are suppressed only near the substrate, contamination of the furnace wall and viewing window can be prevented.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。第1図はこの発明の実施例に用いられる装置の
概略構成図である。同図において、(1)は減圧される
反応槽である。反応槽(1)内には、回動自在な基板ホ
ルダ(2)に載置された基板(3)が配設されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus used in an embodiment of the present invention. In the figure, (1) is a reaction tank that is depressurized. A substrate (3) placed on a rotatable substrate holder (2) is disposed within the reaction tank (1).

反応槽(1)のlj1部(Ia)にはスリット状の開口
をもった2つのガス導入部(4a)(4b)が設けられ
、一方のガス導入部(4a)からは還元ガスである■、
が反応槽(])内にシート状に導入され、他方のガス導
入部(4b)からは金属元素を含んだガスであるwp、
が反応槽(1)内にシート状に導入されている。反応槽
(1)内に導入されるH!とW、とは、反応槽(1)内
において、基板(3)の表面に沿って流れるように々っ
ている。反応槽(1)の天部(1)))には透明な石英
ガラス製透過窓(5)と不活性ガス導入部(6)とが設
けられている。不活性ガス導入部(6)のガス噴出部(
6a)は多孔板になった透明な石英ガラスでできており
、石英ガラス製透過窓(5)の下方に位置して、不活性
ガスであるMガスを反応槽(1)内に下方に噴出するよ
うになっている。反応槽(1)内に下方に噴出するMガ
スは、基板(3)の表面に沿りて流れるH!とWF、と
が流れる過程で上方に拡がるのを防止するためにH,と
箭、との流れに対して、上方よシ略垂直、に交わるよう
になっている。反応槽(1)の底部(lc)には排気部
(7)が設けられ比とWF、とMガスとが反応槽(1)
内よシ排気されている。反応槽(1)の大部(4b)よ
p上方に位置する反応槽(1)外のところには、赤外線
ランプ(8)が配設されている。赤外線ランプ(8)か
らの赤外線は、石英ガラス製透過窓(5)と透明な石英
ガラスでできている不活性ガス導入部(6)のガス噴出
部(6a)とを透過して、基板(3)の表面を照射する
ようになっている。
The lj1 part (Ia) of the reaction tank (1) is provided with two gas introduction parts (4a) and (4b) having slit-like openings, and reducing gas is introduced from one gas introduction part (4a). ,
is introduced into the reaction tank (]) in a sheet form, and from the other gas introduction part (4b), wp, which is a gas containing metal elements, is introduced into the reaction tank (]).
is introduced into the reaction tank (1) in the form of a sheet. H! introduced into the reaction tank (1)! and W are flowing along the surface of the substrate (3) in the reaction tank (1). The top (1)) of the reaction tank (1) is provided with a transparent quartz glass transmission window (5) and an inert gas introduction part (6). Gas ejection part of inert gas introduction part (6) (
6a) is made of transparent quartz glass in the form of a perforated plate, and is located below the quartz glass transmission window (5) to blow out M gas, which is an inert gas, downward into the reaction tank (1). It is supposed to be done. The M gas ejected downward into the reaction tank (1) flows along the surface of the substrate (3). In order to prevent the flow of H and WF from spreading upward during the flow, the flow is arranged so that it intersects the flow of H and WF almost perpendicularly upward. An exhaust part (7) is provided at the bottom (lc) of the reaction tank (1), and the ratio, WF, and M gas are pumped into the reaction tank (1).
The inside is being exhausted. An infrared lamp (8) is disposed outside the reaction tank (1) located above the main part (4b) of the reaction tank (1). The infrared rays from the infrared lamp (8) are transmitted through the quartz glass transmission window (5) and the gas ejection part (6a) of the inert gas introduction part (6) made of transparent quartz glass, and then are transmitted to the substrate ( 3) is designed to irradiate the surface.

従って、上記第1図の装置を用いて、第2図に示すよう
な表面の一部に840.の絶縁薄膜(9)を形成してい
るSiの基板(3)の絶縁薄膜(9)の形成されていな
い部分(3a)にWの金属薄膜を形成するときのCVD
法は、還元性ガスであるH2と金属元素を含んだガスで
ある県゛6とを減圧下の反応槽(1)内に導入しながら
、かつ基板ホルダ(2)を回転させながら最大強度を与
える波長が1・1〜3μmである赤外線ランプ(8)か
らの赤外線を石英ガラス製透過窓(5)と、透明な石英
ガラスでできている不活性ガス導入部(6)のガス噴出
部(6a)とを透過させて、基板(3)の表面に照射さ
せると、従来のCVD法と同様に基板(3)の表面の絶
縁薄膜(9)の形成されていない部分(3a)において
は、初期において、次の(5)式で示されるwF6+3
/2Si→3/2SiF、+W曲曲(5)のような化学
反応が生じると考えられ、第1の金属薄膜に相当するW
の金属薄膜α0が第3図に示すように形成される。しか
し、上記(1)式で示される化学反応は基板(3)の表
面の絶縁薄膜(9)の形成されていない部分(3a)に
Wの金属薄膜Q0が形成されると、自動的に停止し、W
の金属薄膜萌はtoooÅ以下の膜厚にとどまることが
知られている。
Therefore, using the apparatus shown in FIG. 1, a part of the surface as shown in FIG. CVD when forming a W metal thin film on the portion (3a) where the insulating thin film (9) is not formed of the Si substrate (3) on which the insulating thin film (9) is formed.
The method involves introducing reducing gas H2 and gas containing metal elements into a reaction tank (1) under reduced pressure, and rotating the substrate holder (2) to maximize the strength. Infrared rays from an infrared lamp (8) with a wavelength of 1.1 to 3 μm are transmitted through a transmission window (5) made of quartz glass and a gas ejection part (6) of an inert gas introduction part (6) made of transparent quartz glass. 6a) is transmitted and irradiated onto the surface of the substrate (3), in the portion (3a) on the surface of the substrate (3) where the insulating thin film (9) is not formed, as in the conventional CVD method, At the initial stage, wF6+3 is expressed by the following equation (5).
/2Si→3/2SiF, +W curve (5) is thought to occur, and W corresponding to the first metal thin film
A metal thin film α0 is formed as shown in FIG. However, the chemical reaction shown by the above formula (1) stops automatically when the W metal thin film Q0 is formed on the part (3a) where the insulating thin film (9) is not formed on the surface of the substrate (3). S, W
It is known that the thickness of the metal thin film remains at less than 100 Å.

31の基板(3)は波長1.1μm以上の赤外線に対し
て微小々吸収率になシ、Sin、の絶縁薄膜(9)は波
長31tm以下の赤外線に対して微小な吸収率になり、
Wの金属薄膜aQは1.1〜3μmの波長域全般におい
て8iの基板(3)や8102の絶縁薄膜(9)よシも
大きな吸収率になることが知られているので、Wの金属
薄膜αQは8i0の絶縁薄@(9)より加熱され、Wの
金属薄膜顛とSin、の絶縁薄膜(9)と圧温度差がつ
くようになる。
The substrate (3) of No. 31 has a very small absorption rate for infrared rays having a wavelength of 1.1 μm or more, and the insulating thin film (9) of Sin has a very small absorption rate for infrared rays of a wavelength of 31 tm or less.
It is known that the W metal thin film aQ has a large absorption rate in the entire wavelength range of 1.1 to 3 μm, as do the 8i substrate (3) and the 8102 insulating thin film (9). αQ is heated by the 8i0 insulating thin film @(9), and a pressure temperature difference is created between the W metal thin film and the Sin insulating thin film (9).

そのためWの金属薄膜α0の表面、においてのみ、次の
(6)及び(7)式で示される 3H→   6H・・・・・・・・・・・・・・・(6
)WF  +  6H→ 6HF + W・・山曲(7
)のような化学反応が生じると考えられ、Wが時間の経
過とともに成長し、第2の金属薄膜に相当するWの金属
薄膜CI刀が第1の金属薄膜に相当するWの金属薄膜α
Qの表面に第4図に示すように形成される。
Therefore, only on the surface of the W metal thin film α0, 3H → 6H (6) shown by the following equations (6) and (7).
) WF + 6H→ 6HF + W... Mountain song (7
), W grows over time, and the W metal thin film corresponding to the second metal thin film becomes the W metal thin film α corresponding to the first metal thin film.
It is formed on the surface of Q as shown in FIG.

なお上記実施例によれば、初期において、基板(3)の
表面の絶縁薄膜(9)の形成されていない部分(3a)
にWの金属薄膜Q0が形成されたのち、とのWの金属薄
膜QQと8i0.の絶縁薄膜(9)とが赤外線ランプ(
8)からの赤外線によって温度差がつきWの金属薄膜部
の表面においてのみ化学反応が生じる!i(うになるの
で、基板(3)の表面の絶縁薄膜(9)の形成されてい
ない部分(3a)においてのみWの金属薄膜を形成する
ことができるようになシ、第5図で示すように、その形
成する成長速度(符号A)は従来の方法による成長速度
(符号B)に比べて高速度になる。
According to the above embodiment, initially, the portion (3a) on the surface of the substrate (3) where the insulating thin film (9) is not formed
After the W metal thin film Q0 is formed on and, the W metal thin film QQ and 8i0. The insulating thin film (9) and the infrared lamp (
The infrared rays from 8) create a temperature difference and a chemical reaction occurs only on the surface of the metal thin film part of W! As shown in FIG. In addition, the growth rate (symbol A) of the formation is higher than the growth speed (symbol B) obtained by the conventional method.

なお、またノズル(4a)からは2次元ジェット状に反
応ガス几として還元ガスであるH8が反応槽(1)内の
空間Aに噴出される。またノズル(4b)からは反応ガ
スR′として金属元素を含んだガスであるW。
Furthermore, from the nozzle (4a), H8, which is a reducing gas, is ejected into the space A in the reaction tank (1) in the form of a two-dimensional jet as a reaction gas tank. Further, from the nozzle (4b), W, which is a gas containing a metal element, is supplied as a reaction gas R'.

が同じく2次元ジェット状に噴出される。他方、上方の
不活性ガス噴出部(6a)からは不活性ガスQとしてM
ガスが下方へと噴出される。反応ガス几R′及び不活性
ガスQの噴出流量は外部から制御可能であるが、例えば
後者は前者の3倍の流量とされる。
is also ejected in the form of a two-dimensional jet. On the other hand, from the upper inert gas spouting part (6a), M
Gas is ejected downward. The ejection flow rates of the reaction gas R' and the inert gas Q can be controlled from the outside, but the flow rate of the latter is, for example, three times that of the former.

第6A図に示されるように反応ガスR1R′の流れは基
板(3)の近傍に限られ、しかも層流状態とされる。こ
れは不活性ガスQの流れが反応ガス几、R′の流れを上
方から抑圧するためであると思われるが、このような安
定化作用はコンビ、−夕による数値シ、ミレージョン並
びに四塩化チタン法可視化実験によって確認されている
。なお、流れを全体として見れば、第3C図に示すよう
に反応ガスR,R′の流れ(ハツチングしである)は局
限化された層流となっており、不活性ガスQの流れがこ
の範囲を定めている。換言すれば、不活性ガスQの流量
を制御することにより、ハツチングの部分の形状、大き
さ、もしくは領域を制御することができる。
As shown in FIG. 6A, the flow of the reaction gas R1R' is limited to the vicinity of the substrate (3) and is in a laminar flow state. This seems to be because the flow of the inert gas Q suppresses the flow of the reactant gases R and R' from above, but this stabilizing effect is due to the combination of numerical values, millage, and tetrachloride. Confirmed by titanium method visualization experiment. Furthermore, when looking at the flow as a whole, as shown in Figure 3C, the flow of the reactant gases R and R' (hatched) is a localized laminar flow, and the flow of the inert gas Q is a localized laminar flow. The scope is defined. In other words, by controlling the flow rate of the inert gas Q, the shape, size, or area of the hatched portion can be controlled.

第6B図は上方からの不活性ガスQの流れがない場合を
示すが、この場合には反応ガス几 R/の流れは図示す
るように拡散し、空間rの領域では乱流状態となる。こ
のような流れによって従来方式のように炉壁、のぞき窓
などが汚染されることになる。
FIG. 6B shows a case where there is no flow of inert gas Q from above, but in this case, the flow of reactant gas R/ is diffused as shown, and becomes turbulent in the region of space r. This flow causes contamination of the furnace walls, viewing windows, etc., as in the conventional system.

然しながら、本実施例によれば、反応ガスR1几′の流
れは第6A図又は第6C図に示すように安定化されるの
で、反応成分は基板(3)の近傍のみに限定され、炉壁
、のぞき窓などの汚染が防止される。従って、基板(3
)の金属薄膜αQに形成され2金属薄膜Wの膜質の向上
とダストパーティクルの低減が可能となる。すなわち、
第4図に示すようにWの金属薄膜αQの上に第2の金属
薄膜に相当する次のWの金属薄膜CIηが形成されるの
であるが、第19図に示すようなエンクa−チメント(
4αや空洞(4υの成長を抑えることができて素子製造
の歩留シを向上させることができる。
However, according to this embodiment, the flow of the reactant gas R1' is stabilized as shown in FIG. 6A or FIG. 6C, so that the reactant components are limited only to the vicinity of the substrate (3) and are not exposed to the reactor wall. , contamination of viewing windows etc. is prevented. Therefore, the substrate (3
), it is possible to improve the film quality of the metal thin film W and reduce dust particles. That is,
As shown in FIG. 4, the next W metal thin film CIη corresponding to the second metal thin film is formed on the W metal thin film αQ.
The growth of 4α and cavities (4υ) can be suppressed, and the yield of device manufacturing can be improved.

また反応ガスR5柑の流れが層流とされるため制御性、
再現性にすぐれ不活性ガスQの流量制御により基板(3
)金属薄膜(10上に形成される金属膜厚分布制御やエ
ンクローチメントの深さ制御などが可能となってくる。
In addition, since the flow of the reaction gas R5 is laminar, controllability is improved.
The substrate (3
) It becomes possible to control the thickness distribution of the metal film formed on the metal thin film (10) and the depth of encroachment.

こ\で本実施例のガス70一方式による効果の理論的根
拠について簡単に述べる。
Here, the theoretical basis of the effect of one type of gas 70 in this embodiment will be briefly described.

反応ガス几、几′の流れの状態がエンクローチメント現
象に及ぼす作用機序については未だ不明な点はあるが、
以下のような作業仮説を立てる事が可能でおろう。著し
いエンクローチメントは本来、金属薄膜によるシリコン
(Si)面の被覆を以て自発的に停止する筈のシリコン
還元反応、すなわち靜、+−8i→W + −Si F
4↑ なる反応が反応初期以降も持続する現象である。
Although there are still some unknown points regarding the mechanism by which the flow conditions of the reactant gases 几 and 几′ affect the encroachment phenomenon,
It may be possible to formulate the following working hypothesis. Significant encroachment is caused by a silicon reduction reaction that should originally stop spontaneously when the silicon (Si) surface is covered with a thin metal film, i.e., +-8i→W + -Si F
4↑ This is a phenomenon in which the reaction continues even after the initial stage of the reaction.

この時反応ガスは金属薄@α0qηと絶縁膜(9)側壁
間の間隙、金属薄膜C*cIη結晶粒界間の微細な間隙
を通過して供給されるものと考えられる。金属薄膜−シ
リコン界面に於てシリコン還元が進行し続ける為には反
応生成物(上記反応式ではSin、)  が有効に空間
に排出されなければならない。基板表面近傍に乱流域が
存在すると、乱流拡散によるボンピング作用によシ、反
応生成物は上記間隙を通して速やかに拡散排出される。
At this time, the reaction gas is thought to be supplied through the gap between the metal thin film @α0qη and the side wall of the insulating film (9) and the fine gap between the metal thin film C*cIη crystal grain boundaries. In order for silicon reduction to continue to proceed at the metal thin film-silicon interface, the reaction product (Sin in the above reaction equation) must be effectively discharged into space. When a turbulent region exists near the surface of the substrate, the reaction products are rapidly diffused and discharged through the gap due to the pumping action caused by turbulent diffusion.

しかし表面が全面層流で被覆されている場合、反応生成
物の排出は分子拡散に因る他なく、これは上記間隙が充
分狭隘であれば乱流拡散に対して無視できる程に遅い過
程である。以上の仮説により基板表面近傍のガス流制御
がエンクローチメント現象に大きく関与する事実が理解
されよ−う。
However, when the entire surface is covered with laminar flow, the discharge of reaction products is only due to molecular diffusion, and if the gap is sufficiently narrow, this is a slow process that can be ignored compared to turbulent diffusion. be. Based on the above hypothesis, it can be understood that gas flow control near the substrate surface is greatly involved in the encroachment phenomenon.

なお、本実施例において成長温度、全圧、反応ガス分圧
を同一条件とし不活性ガス流Qによるガス流R,柑の整
流を行った場合と行なわなかった場合につき比較実験を
実施した。この時反応性ガスとしては上述と同様に六弗
化タングステン暉、)と水素Ht、不活性ガスとしては
アルゴンMを用い成長温度400℃、全圧約0.7To
rr、タングステン(ハ)膜をコンタクトホールに凡そ
7oooX堆積した場合の電子顕微鏡断面観察によれば
、不活性ガス流Qを用いなかった場合の水平、垂直侵蝕
長は各々3200.8000 A以上であシ、不活性ガ
ス流Qを用いた場合は各々400.8000λ以下であ
る事が確認された。
In this example, a comparative experiment was conducted under the same conditions of growth temperature, total pressure, and partial pressure of the reaction gas, with and without rectification of the gas flow R by the inert gas flow Q. At this time, the reactive gases used were tungsten hexafluoride () and hydrogen Ht as described above, and the inert gas used was argon M, the growth temperature was 400°C, and the total pressure was about 0.7To.
According to cross-sectional observation using an electron microscope when a tungsten (III) film was deposited in the contact hole by approximately 7000 mm, the horizontal and vertical erosion lengths were each 3200.8000 A or more when no inert gas flow Q was used. When using the inert gas flow Q, it was confirmed that the values were 400.8000λ or less.

又広範囲に互る種々の条件下での成膜実験によシ上記整
流作用によるエンクローチメント抑止効果は、成長温度
、圧力とは独立なパラメータとして作用する事も確認さ
れた。
Furthermore, through film formation experiments under a wide variety of conditions, it was confirmed that the encroachment suppression effect due to the rectification effect acts as a parameter independent of the growth temperature and pressure.

なお上記実施例では、還元性ガスKH,、金属元素を含
んだガスに靜、をそれぞれ用いているが、これらに限定
されず還元性ガス及び金属元素を含んだガスはいかなる
ものであってもよく、例えば、金属元素を含んだガスは
MoF、 、TaF、 、CrF、 、TiF、、Ti
CL、、 MoCL、 、 S■L、 、ALCL、等
であッテもよい。又絶縁薄膜(9)にSiOを用いてい
るが、これに限定されることなく、例えば、AI 、o
l 、BSG(Borosil icateglass
 ) P2O(Phosphosilicate gl
ass) 、BPSG(Borophosphosil
icate glass )等の酸化物、若しくはBN
、SiNx等の窒化物、又は5iNxOy等の化合物で
あってもよい(但しx、yは数値)。更に、第1の金属
薄膜及び第2の金属薄膜に相当するものとしてWの金属
薄膜を用いているが、これに限定されることなく、第1
の金属薄膜及び第2の金属薄膜は、例えば、Mo 、 
Ta 、 Cr 、 Ti 、 AI等の金属、若しく
はこれらの合金又はWの合金であってもよ■属又は第V
属に属する今4元素(6)をイオン注入で打込みSiの
基板(3)の表面の絶縁薄膜(9)を形成していない部
分(3a)には少なくともSi元素が露出しているだけ
の基板でもよい。又、基板(3)は最上層にSiの薄膜
が形成されていれば、いかなる構造。
In the above embodiments, the reducing gas KH and the gas containing a metal element are used, but the reducing gas and the gas containing a metal element are not limited to these. For example, gases containing metal elements are MoF, , TaF, , CrF, , TiF, , Ti
CL, , MoCL, , S■L, , ALCL, etc. are also good. Also, although SiO is used for the insulating thin film (9), it is not limited to this, and for example, AI, o
l ,BSG(Borosil icateglass
) P2O (Phosphosilicate gl
ass), BPSG (Borophosphosil
oxide glass), or BN
, a nitride such as SiNx, or a compound such as 5iNxOy (where x and y are numerical values). Further, although a W metal thin film is used as the first metal thin film and the second metal thin film, the first metal thin film is not limited to this.
The metal thin film and the second metal thin film are, for example, Mo,
It may be a metal such as Ta, Cr, Ti, AI, or an alloy of these or an alloy of W.
Four elements (6) belonging to the genus are implanted by ion implantation to create a substrate in which at least the Si element is exposed in the portion (3a) on the surface of the Si substrate (3) where the insulating thin film (9) is not formed. But that's fine. Further, the substrate (3) may have any structure as long as a thin Si film is formed on the top layer.

材質のものでもよく、例えば、第8図に示すように、サ
ファイヤ(至)の表面にSiの薄膜α→を形成したもの
であってもよい。更に、第1の金属薄膜に相当するWの
金属薄膜が成長する場合、あらかじめ基板(3)の表面
に露出していたSi元素がWの金属薄膜中に拡散したも
のであってもよく、第1の金属薄膜に相当するMo 、
Ta 、 Cr 、 Ti 、 AI等の金属、若しく
はこれらの合金又はWの合金の金属薄膜が成長する場合
にも、あらかじめ基板(3)の表面に露出していたSi
元素がWの金属薄膜中に拡散したものであってもよい。
For example, as shown in FIG. 8, a thin film α of Si may be formed on the surface of sapphire. Furthermore, when a W metal thin film corresponding to the first metal thin film is grown, the Si element previously exposed on the surface of the substrate (3) may be diffused into the W metal thin film. Mo corresponding to the metal thin film of No. 1,
When a metal thin film of metal such as Ta, Cr, Ti, AI, or an alloy of these or an alloy of W is grown, the Si previously exposed on the surface of the substrate (3) is grown.
The element may be diffused into a W metal thin film.

赤外線ランプ(8)の最大強度を与える波長を1.1〜
3μmにしいるが、これに限定されることなく、例えば
、0.75〜5μm等のいかなる波長であってもよい。
The wavelength that gives the maximum intensity of the infrared lamp (8) is 1.1~
Although the wavelength is set at 3 μm, the wavelength is not limited thereto, and may be any wavelength, for example, from 0.75 to 5 μm.

第9図に示すように加熱ランプ(至)を用い、加熱ラン
プα均と透明な石英ガラス製透過窓(5)との間に光学
フィルタ(至)を配設して、光学フィルタαOを通過し
た光の最大強度を与える波長を、例えば077i5〜5
μm等にしてもよい。赤外線ランプ(8)からの赤外線
による照射は、第i0図及び第11図に示すように、基
板(3)からの背面からであってもよい。第10図及び
第11図において、基板ホルダ(2)は石英等の透明な
部材でできてお)α力は不活性ガス導入口である。これ
からの不活性ガスによシ赤外線ランプ(8)及び基板ホ
ルダ(2)に反応物が付着するのを防止する。第12図
に示すように、基板ホルダ(2)は加熱手段(ト)を備
えたものであってもよい。あるいは、透明な基板ホルダ
(2)内に赤外線ランプ(8)を備えてもよい。この場
合には上方の赤外線ランプ(8)を省略することができ
る。また第1図では基板ホルダ(2)を回転させるよう
にしたがしないようにしてもよい。
As shown in Fig. 9, a heating lamp is used, an optical filter is placed between the heating lamp α and a transparent quartz glass transmission window (5), and the light passes through the optical filter αO. For example, the wavelength that gives the maximum intensity of the light is 077i5~5.
It may be expressed in μm or the like. The infrared radiation from the infrared lamp (8) may be from the back side of the substrate (3), as shown in FIGS. i0 and 11. In FIGS. 10 and 11, the substrate holder (2) is made of a transparent material such as quartz, and α is an inert gas inlet. This inert gas prevents reactants from adhering to the infrared lamp (8) and the substrate holder (2). As shown in FIG. 12, the substrate holder (2) may be equipped with a heating means (g). Alternatively, an infrared lamp (8) may be provided within the transparent substrate holder (2). In this case, the upper infrared lamp (8) can be omitted. Further, although the substrate holder (2) is shown to be rotated in FIG. 1, it may not be rotated.

また以上の実施例では反応ガス几、R′を噴出するノズ
ル(4a)(4b)はスリット状開口を有するものであ
ったが、第13図に示すように上述の実施例のような偏
平な中空管体(50)の端壁に多数の小孔f51)を形
成させたものであってもよい。この場合には金属元素を
含んだガスと還元性ガスとの混合ガスが小孔6Dから噴
出される。あるいは、第14図に示すように偏平な中空
管体(60)の端壁に横方向に並ぶスリット[11t6
3を形成させるようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiments, the nozzles (4a) and (4b) for ejecting the reaction gas tank R' had slit-like openings, but as shown in FIG. A large number of small holes f51) may be formed in the end wall of the hollow tube (50). In this case, a mixed gas of a gas containing a metal element and a reducing gas is ejected from the small hole 6D. Alternatively, as shown in FIG. 14, slits [11t6
3 may be formed.

また以上の実施例では不活性ガス噴出部(6a)にいわ
ゆる多孔板が用いられたが、これに代えて適当なアスペ
クト比をもつ透明なストレイナー又はハネカム(hon
eycomム)を用いてもよい。あるいはこれと多孔板
とを併用するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiments, a so-called perforated plate was used for the inert gas ejection part (6a), but instead of this, a transparent strainer or honeycomb (hon) having an appropriate aspect ratio may be used.
eycom) may also be used. Alternatively, this and a perforated plate may be used together.

また、以上の実施例では基板に対向するガスとして不活
性ガスを用いたが、これに代えて一部反応性ガスを含ん
でいるガスであってもよい。その場合、この反応性ガス
はダストパーティクルを発生させないガス種であること
が必要である。例えば・H!・N、・・0!などが含ま
れていてもよい。
Further, in the above embodiments, an inert gas was used as the gas facing the substrate, but instead of this, a gas partially containing a reactive gas may be used. In that case, this reactive gas needs to be a gas species that does not generate dust particles. For example, H!・N...0! etc. may be included.

また以上の実施例では田の導入部(4a)と瀞、の導入
部(4b)とを別に設けたが、これらを一つにして、こ
れらの混合ガスを槽(1)内に導入するようにしてもよ
い。
In addition, in the above embodiment, the rice inlet (4a) and the toro (4b) were provided separately, but it is possible to integrate these into one and introduce the mixed gas into the tank (1). You may also do so.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、上記のような構成をしているので表面の一
部に絶縁薄膜を形成している基板の絶縁薄膜を形成して
いない部分にのみ金属薄膜を高速度で形成することので
きるようになる。しかもエンクa−テメントや空洞の成
長を抑止して良質の金属薄膜を形成することができる。
Since the present invention has the above-described structure, it is possible to form a metal thin film at a high speed only on the part of the substrate where the insulating thin film is not formed on a part of the surface of the substrate. become. Moreover, a high-quality metal thin film can be formed by suppressing the growth of encavities and cavities.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例に用いられる装置の概略断面
図、第2図は基板(3)の表面の一部にSin。 の絶縁薄膜(9)を形成し、表面のその他の部分(3a
)に絶縁薄膜(9)を形成していない状態を示す断面図
、第3図は基板(3)の表面の絶縁薄@(9)を形成し
ていない部分(3a)に第1の金属薄膜に相当するWの
金属薄膜αQを形成した状態を示す断面図、第4図は第
3図に示す第1の金属薄膜に相当するWの金属薄膜(1
0の表面に第2の金属薄膜に相当するWの金属薄膜aυ
を形成した状態を示す断面図、第5図は横軸に1000
7基板の温度(K)、縦軸にWの金属薄膜の成長速度(
X/m1n)をとシ、この発明の実施例の方法によるW
の金属薄膜の成長速度(符号A)と従来の方法によるW
の金属薄膜の成長速度(符号B)との実験データをそれ
ぞれ示すグラフ、第6A図〜第6C図はガス流の作用を
示す第1図と4Sfjk元素(2)をイオン注入で打込
みSiの基板(3)の表面の絶縁薄膜(9)を形成して
いない部分(3a)に少なくともSi元素を露出させて
いる状態を示す断面図、第8図はサファイヤ(2)の表
面にSiの薄膜α呻を形成した基板(3)を示す断面図
、第9図は加熱ランプ(ト)と透明な石英ガラス製透過
窓(5)との間に光学フィルタ(4)を配設して、光学
フィルタ(ト)を通過した光の最大強度を与える波長を
、例えば、0.75〜5μm等にする装置の概略構成図
、第10図及び第11図は基板(3)の背面より赤外線
ランプ(8)からの赤外線を闇討する断面図、第12図
は基板ホルダ(2)に加熱手段(至)を備えた断面図で
ある。第13図、第14図は第5、第6変形例を示す要
部の正面図。第15図は従来の方法に用いられる装置の
概略断面図、第16図は基板Gの表面の一部にSi O
,の絶縁薄膜(271を形成し、表面のその他の部分(
2Sa)に絶縁薄膜□□□を形成していない状態を示す
断面図、第17図は基板恭の表面の絶縁薄膜−を形成し
ていない部分(25a)にWの金属薄膜玉を形成した状
態を示す断面図、第18図は初期にできたWの金属薄膜
■の表面に次のWの金属薄膜のを形成した状態を示す断
面図、第19図は第18図の基板の部分拡大断面図であ
る。 なお図において、 (1)・・・・・・・・・・・・・・・反 応 槽(3
)・・・・・・・・・・・・・・基  板(3a)・・
・・・・・・・絶縁薄膜の形成されていない部分(8)
・・・・・・・・・・・・・・・赤外線ランプ(加熱ラ
ンプ)(9)・・・・・・・・・・・・・・・絶縁薄膜
αO・・・・・・・・・・・・・・・Wの金属薄膜(第
1の金属薄膜)cIl)・・・・・・・・・・・・・・
・Wの金属薄膜(第2の金属薄膜)図中、同一符号は同
−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a device used in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a portion of the surface of a substrate (3) having a sintered surface. An insulating thin film (9) is formed on the other parts of the surface (3a
3 is a cross-sectional view showing a state where the insulating thin film (9) is not formed on the substrate (3), and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a W metal thin film αQ corresponding to the first metal thin film αQ is formed, and FIG.
A metal thin film aυ of W corresponding to the second metal thin film is placed on the surface of 0.
5 is a cross-sectional view showing the state in which the horizontal axis is 1000
7. The temperature of the substrate (K), the growth rate of the W metal thin film (
X/m1n) and W by the method of the embodiment of this invention
Growth rate of metal thin film (symbol A) and W by conventional method
Figures 6A to 6C are graphs showing the growth rate of a metal thin film (symbol B) and experimental data, respectively; Figures 6A to 6C are graphs showing the effect of gas flow; (3) is a cross-sectional view showing a state in which at least Si element is exposed in the part (3a) where the insulating thin film (9) is not formed, and FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the substrate (3) on which the grooves are formed. 10 and 11 are schematic configuration diagrams of a device that adjusts the wavelength that gives the maximum intensity of the light that has passed through the substrate (3) to, for example, 0.75 to 5 μm. ), and FIG. 12 is a cross-sectional view showing the substrate holder (2) equipped with heating means (to). FIGS. 13 and 14 are front views of main parts showing fifth and sixth modifications. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of an apparatus used in the conventional method, and FIG. 16 is a schematic sectional view of a device used in the conventional method.
, an insulating thin film (271) is formed, and other parts of the surface (
2Sa) is a cross-sectional view showing a state in which no insulating thin film □□□ is formed, and FIG. 17 is a state in which W metal thin film beads are formed on the portion (25a) on which the insulating thin film is not formed on the surface of the substrate. Figure 18 is a cross-sectional view showing the next W metal thin film formed on the surface of the initially formed W metal thin film, and Figure 19 is a partially enlarged cross-section of the substrate in Figure 18. It is a diagram. In the figure, (1)・・・・・・・・・・・・Reaction tank (3
)・・・・・・・・・・・・・・・Substrate (3a)・・
・・・・・・Part where insulating thin film is not formed (8)
・・・・・・・・・・・・Infrared lamp (heating lamp) (9)・・・・・・・・・・・・Insulating thin film αO・・・・・・・・・......W metal thin film (first metal thin film) cIl)...
- W metal thin film (second metal thin film) In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも金属元素を含んだガスを減圧下の反応
槽内の基板の表面にほゞ平行にシート状の流れで導入し
かつ前記基板の表面に対向するように不活性ガスのガス
流又は不活性ガスを主体とするガス流を導入しながら表
面の一部に絶縁薄膜を形成している前記基板の絶縁薄膜
を形成していない部分に、前記金属元素をもつた第1の
金属薄膜を形成したのち、前記金属元素を含んだガスと
還元性ガスとを前記反応槽内の前記基板の表面にほゞ平
行にシート状の流れで導入し、かつ前記基板の表面に対
向するように不活性ガスのガス流又は不活性ガスを主体
とするガス流を導入しながら前記基板に加熱ランプの光
を照射し、前記絶縁薄膜基板及び第1の金属薄膜のそれ
ぞれの光の吸収率の差を利用して、前記絶縁薄膜と前記
第1の金属薄膜とに温度差をつけ、前記第1の金属薄膜
の表面においてのみ化学反応を生じさせ、前記第1の金
属薄膜の表面に前記金属元素をもつた第2の金属薄膜を
形成することを特徴とするCVD法。
(1) A gas containing at least a metal element is introduced in a sheet-like flow approximately parallel to the surface of the substrate in a reaction tank under reduced pressure, and a gas flow of an inert gas or A first metal thin film containing the metal element is applied to a portion of the substrate on which an insulating thin film is not formed, on which an insulating thin film is formed on a part of the surface while introducing a gas flow mainly consisting of an inert gas. After forming the metal element, a gas containing the metal element and a reducing gas are introduced in a sheet-like flow approximately parallel to the surface of the substrate in the reaction tank, and are arranged so as to face the surface of the substrate. While introducing a gas flow of an active gas or a gas flow mainly composed of an inert gas, the substrate is irradiated with light from a heating lamp, and the difference in light absorption of the insulating thin film substrate and the first metal thin film is detected. A temperature difference is created between the insulating thin film and the first metal thin film, a chemical reaction is caused only on the surface of the first metal thin film, and the metal element is applied to the surface of the first metal thin film. A CVD method characterized by forming a second metal thin film that is sticky.
(2)還元性ガスをH_2、金属元素を含んだガスをW
F_6、MoF_6、TaF_3、CrF_4、TiF
_4、TiCL_6、MoCL_5、WCL_6ALC
L_3等の金属ハロゲン化物のいづれか1つ又はそれら
の2つ以上の組み合わせガスにすることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のCVD法。
(2) Reducing gas is H_2, gas containing metal elements is W
F_6, MoF_6, TaF_3, CrF_4, TiF
_4, TiCL_6, MoCL_5, WCL_6ALC
The CVD method according to claim 1, characterized in that the gas is any one of metal halides such as L_3 or a combination of two or more thereof.
(3)絶縁薄膜をSiO_2、Al_2O_3、BSG
、PSG、BPSG、等の酸化物、若しくはBN、Si
N_x等の窒化物、又はSiN_xO_y等の化合物の
いづれか1つ又はそれらの2つ以上の組み合わせにする
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載
のCVD法。
(3) Insulating thin film of SiO_2, Al_2O_3, BSG
, PSG, BPSG, etc., or BN, Si
3. The CVD method according to claim 1 or 2, wherein any one of a nitride such as N_x or a compound such as SiN_xO_y or a combination of two or more thereof is used.
(4)第2の金属薄膜をW、Mo、Ta、Cr、Ti、
Al等の金属のいづれか1つ又はこれらの合金にするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項までの
いづれかの項に記載のCVD法。
(4) The second metal thin film is made of W, Mo, Ta, Cr, Ti,
The CVD method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that any one of metals such as Al or an alloy thereof is used.
(5)基板をSiにし、その基板の表面の絶縁薄膜を形
成していない部分には少なくともSi元素が露出してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項ま
でのいづれかの項に記載のCVD法。
(5) Any one of claims 1 to 4, characterized in that the substrate is made of Si, and at least Si element is exposed on the surface of the substrate where no insulating thin film is formed. CVD method described in the section.
(6)基板は最上層にSiの薄膜が形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項までのい
づれかの項に記載のCVD法。
(6) The CVD method according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate has a thin film of Si formed on the uppermost layer.
(7)赤外線ランプの光の最大強度を与える波長を0.
75〜5μmにすることを特徴とする特許請求の範囲第
1項から第6項までのいづれかの項に記載のCVD法。
(7) Set the wavelength that gives the maximum intensity of the infrared lamp light to 0.
The CVD method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the thickness is 75 to 5 μm.
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