JPS637372A - 超薄膜形成方法 - Google Patents
超薄膜形成方法Info
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- JPS637372A JPS637372A JP15081286A JP15081286A JPS637372A JP S637372 A JPS637372 A JP S637372A JP 15081286 A JP15081286 A JP 15081286A JP 15081286 A JP15081286 A JP 15081286A JP S637372 A JPS637372 A JP S637372A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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、電子ビーム照射による超薄膜形成方法に関す
るもので市る。
るもので市る。
［従来の技術］
従来、基板上に吸着層分の極薄膜を形成させる方法とし
ては、第３図（ａ）、 （ｂ）に示す工程によって行わ
れている。すなわち、まず第３図（ａ）に示すように、
超高真空内に基板３２を置き、基板３２表面を清浄化し
た後、堆積させるべき材料中の少なくとも一部の元素を
構成元素として含む１種または２種以上のガスを被堆積
基板上に流し、前記ガス分子を被堆積基板上に吸着させ
て吸着分子３１とする。
ては、第３図（ａ）、 （ｂ）に示す工程によって行わ
れている。すなわち、まず第３図（ａ）に示すように、
超高真空内に基板３２を置き、基板３２表面を清浄化し
た後、堆積させるべき材料中の少なくとも一部の元素を
構成元素として含む１種または２種以上のガスを被堆積
基板上に流し、前記ガス分子を被堆積基板上に吸着させ
て吸着分子３１とする。
次に、第３図（ｂ）に示すように、吸着分子３１を解離
させる光エネルギーを有する光を基板に照射することに
より、雰囲気ガス吸着分子３１はその中に含まれる堆積
材料３３と揮発性材料分子３４とに分解し、堆積材料３
３は基板表面に析出する。−方、揮発性材料分子３４は
真空排出される。以上の様な原理により基板３２表面上
に光照射により吸着層分の超薄膜が形成される。
させる光エネルギーを有する光を基板に照射することに
より、雰囲気ガス吸着分子３１はその中に含まれる堆積
材料３３と揮発性材料分子３４とに分解し、堆積材料３
３は基板表面に析出する。−方、揮発性材料分子３４は
真空排出される。以上の様な原理により基板３２表面上
に光照射により吸着層分の超薄膜が形成される。
［発明が解決しようとする問題点１
ところが、上記のような従来の方法によるときには、吸
着分子３１を解離するのに要する光の適切な波長（エネ
ルギー）がおり、任意の材料を堆積させることは困難で
おり、また光としてレーザを用いても、その分解能は波
長により制限され線幅１１ＪＩ！１以下のパターンを堆
積させることは困難であるなどの問題があった。
着分子３１を解離するのに要する光の適切な波長（エネ
ルギー）がおり、任意の材料を堆積させることは困難で
おり、また光としてレーザを用いても、その分解能は波
長により制限され線幅１１ＪＩ！１以下のパターンを堆
積させることは困難であるなどの問題があった。
本発明の目的は、任意の材料を基板上に堆積させること
ができ、しかも高精度かつ高分解能の吸着層分の超薄膜
パターンを作製することも可能な超薄膜形成方法を提供
することにある。
ができ、しかも高精度かつ高分解能の吸着層分の超薄膜
パターンを作製することも可能な超薄膜形成方法を提供
することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、堆積させるべき材料中に含まれる少なくとも
一部の元素を構成元素として含む１種または２種以上の
ガス状分子を被堆積基板上に流し、このガス状分子を被
堆積基板上に吸着させたのち真空排気し、次いで基板の
所望の部分に電子ビームを照射して前記材料を基板上に
吸着層分だけ堆積させることを特徴とする超薄膜形成方
法である。
一部の元素を構成元素として含む１種または２種以上の
ガス状分子を被堆積基板上に流し、このガス状分子を被
堆積基板上に吸着させたのち真空排気し、次いで基板の
所望の部分に電子ビームを照射して前記材料を基板上に
吸着層分だけ堆積させることを特徴とする超薄膜形成方
法である。
本発明において堆積させるべき材料としてはタングステ
ン（Ｗ）、モリブデン（ＭＯ）、アルミニウム（ＡＲ）
、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔ ｉ
＞ 、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属やケイ素（Ｓｉ
）のような各種元素のばか酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒
化チタン（ＴｉＮ＞、酸化タンタル（丁ａ２０５）のよ
うな分子があげられる。
ン（Ｗ）、モリブデン（ＭＯ）、アルミニウム（ＡＲ）
、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔ ｉ
＞ 、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属やケイ素（Ｓｉ
）のような各種元素のばか酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒
化チタン（ＴｉＮ＞、酸化タンタル（丁ａ２０５）のよ
うな分子があげられる。
これらの材料を堆積させるだめの雰囲気ガスは、前記材
料中に含まれる少なくとも一部の元素を構成元素として
含む１種又は２種以上のガス状分子であり、堆積材料が
Ｗの場合にはＷＦ６、ＷＣＩ！、６、ＷＣ２５、ＷＢｒ
５等、ＭＯの場合にはＭＯ（Ｃ６Ｈ６）２ 、ＭＯＣｆ
ｓ 、ＭＯＢｒ５等、ＡＲの場合にはＡＲ（ＣＨ３）３
等、Ｃｒの場合にはＣｒ （Ｃ６Ｈ６＞２等、Ｔａの場
合にはＴａＣ２５、ＴａＢｒ３等、ｌｉの場合にはＴ！
Ｉ４等、Ｚｒの場合にはＺｒＩ４等が挙げられる。
料中に含まれる少なくとも一部の元素を構成元素として
含む１種又は２種以上のガス状分子であり、堆積材料が
Ｗの場合にはＷＦ６、ＷＣＩ！、６、ＷＣ２５、ＷＢｒ
５等、ＭＯの場合にはＭＯ（Ｃ６Ｈ６）２ 、ＭＯＣｆ
ｓ 、ＭＯＢｒ５等、ＡＲの場合にはＡＲ（ＣＨ３）３
等、Ｃｒの場合にはＣｒ （Ｃ６Ｈ６＞２等、Ｔａの場
合にはＴａＣ２５、ＴａＢｒ３等、ｌｉの場合にはＴ！
Ｉ４等、Ｚｒの場合にはＺｒＩ４等が挙げられる。
また雰囲気ガスとして３ｉＨ４，５ｉＨ２Ｃ／！ｚ、５
ｉＣ１４等を用いれば５ｉＦＪを堆積できる。
ｉＣ１４等を用いれば５ｉＦＪを堆積できる。
又、Ｓ ！ Ｈ４とＮＨ３との）混合ガスを用いれば、
Ｓｉ３Ｎ４膜を、又Ｓ！ｆ−１４と０２との混合ガスを
用いれば、Ｓ ｉ ０２膜を形成することができる。
Ｓｉ３Ｎ４膜を、又Ｓ！ｆ−１４と０２との混合ガスを
用いれば、Ｓ ｉ ０２膜を形成することができる。
又、Ｔ ｉ Ｃ１’ ４とＮ２との混合ガスを用いると
ＴｉＮ膜を形成することができる。
ＴｉＮ膜を形成することができる。
又、Ｓ ｉ （ＯＣ２Ｈ５）４を用いればＳ ｉ ０
２、Ｔ ａ （ＯＣ２Ｈ５） ５を用いれば、Ｔａ２０
５が形成できる。
２、Ｔ ａ （ＯＣ２Ｈ５） ５を用いれば、Ｔａ２０
５が形成できる。
本発明の方法によって得られる超薄膜は、通常単分子膜
おるいは２〜３分子層の膜であり、従ってその膜厚は通
常５〜１５人である。また収束された電子ビームを照射
することによってナノメータレベルの極細線幅のパター
ン形成が有能である。
おるいは２〜３分子層の膜であり、従ってその膜厚は通
常５〜１５人である。また収束された電子ビームを照射
することによってナノメータレベルの極細線幅のパター
ン形成が有能である。
［作 用］
次に、本発明の作用について、第１図を用いて説明する
。すなわち、第１図（ａ）では、超高真空内に基板１２
を置き、基板１２表面を清浄化した後、堆積させるへき
材料中に含まれる少なくとも一部の元素を、構成元素と
して含んだ１種または２種以上のガスを被堆積基板上に
流し、前記ガス分子を被堆積基板１２上に吸着ざぜて吸
着分子１１とする。
。すなわち、第１図（ａ）では、超高真空内に基板１２
を置き、基板１２表面を清浄化した後、堆積させるへき
材料中に含まれる少なくとも一部の元素を、構成元素と
して含んだ１種または２種以上のガスを被堆積基板上に
流し、前記ガス分子を被堆積基板１２上に吸着ざぜて吸
着分子１１とする。
次に、第１図（ｂ）に示す様に、収束した電子ビームを
基板に照射することにより、照射された吸着分子１１は
その中に含まれる堆積材料１３と揮発性材料分子１４と
に分解し、堆積材料１３は、基板１２表面に析出する。
基板に照射することにより、照射された吸着分子１１は
その中に含まれる堆積材料１３と揮発性材料分子１４と
に分解し、堆積材料１３は、基板１２表面に析出する。
−方、揮発性材料分子１４は排出される。以上のような
原理により、基板１２表面上に、電子ビーム照射により
、吸着層分の超薄膜パターンが形成される。
原理により、基板１２表面上に、電子ビーム照射により
、吸着層分の超薄膜パターンが形成される。
［実施例］
以下に本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。第２図は本発明の一実施例で用いる装置の構成を示
す概略図でおる。本装置は電子ビーム照射系２０７〜２
０９、試料室２０６、及び雰囲気ガス材料収納室２０１
とから構成されている。本実施例においては、タングス
テン（Ｗ＞を構成元素として含む六フッ化タングステン
（ＷＦ６）を雰囲気ガスとして用い、収束された電子ビ
ーム照’Ａ４によりケイ素（Ｓ ｉ ）基板上にＷを堆
積させた。
る。第２図は本発明の一実施例で用いる装置の構成を示
す概略図でおる。本装置は電子ビーム照射系２０７〜２
０９、試料室２０６、及び雰囲気ガス材料収納室２０１
とから構成されている。本実施例においては、タングス
テン（Ｗ＞を構成元素として含む六フッ化タングステン
（ＷＦ６）を雰囲気ガスとして用い、収束された電子ビ
ーム照’Ａ４によりケイ素（Ｓ ｉ ）基板上にＷを堆
積させた。
ＷＦｆ５ ２０２を雰囲気カス材料収納室２０１に入れ
、Ｗを堆積させる３ｉ基板２０５を試料台２０４にセッ
トする。電子ビーム照射系２０７〜２０つと試料室２０
６を１０” Ｔｏｒｒ以下の超高真空に排気すると共に
、試料室２０６を８００ ’Ｃ以上に加熱することによ
り基板表面を清浄化する。試料室２０６と雰囲気ガス材
料収納室２０１とは配管２０３によって接続されており
、試料室２０６を真空排気することにより、雰囲気ガス
材料収納室２０１内部か真空排気される。
、Ｗを堆積させる３ｉ基板２０５を試料台２０４にセッ
トする。電子ビーム照射系２０７〜２０つと試料室２０
６を１０” Ｔｏｒｒ以下の超高真空に排気すると共に
、試料室２０６を８００ ’Ｃ以上に加熱することによ
り基板表面を清浄化する。試料室２０６と雰囲気ガス材
料収納室２０１とは配管２０３によって接続されており
、試料室２０６を真空排気することにより、雰囲気ガス
材料収納室２０１内部か真空排気される。
雰囲気ガス材料でおるＷＦ６は大気中では液体であるが
真空にひくことにより、容易に昇華し、配管２０３を通
り、マスフローメータ２１１を通して試料室２０６内部
へ供給される。ガス流量は、マスフローメータ２１１に
より制御される。このようにして、３ｉ基板２０５上に
ＷＦ６分子が吸着する。その後、マスフローメータを閉
じ、試料ｉ ２０６内へのＷＦ６ガスの供給を止めた俊
、試料室２０６を超高真空まで排気する。次に、電子ビ
ームを３ｉ基板２０５の所望の部分に照射することによ
り、３ｉ基板２０５表面上に吸着されたＷＦ６分子を分
解する。その分解の結果、ＷＦ６分子はＷとフッ素（Ｆ
２）に分かれる。不揮発性物質であるＷは３ｉ基板２０
５上に析出する。−方Ｆ２は揮発性ガスであるので真空
排気される。このようにして、吸着層分のＷが３ｉ基板
２０５表面の所望の部分に堆積する。
真空にひくことにより、容易に昇華し、配管２０３を通
り、マスフローメータ２１１を通して試料室２０６内部
へ供給される。ガス流量は、マスフローメータ２１１に
より制御される。このようにして、３ｉ基板２０５上に
ＷＦ６分子が吸着する。その後、マスフローメータを閉
じ、試料ｉ ２０６内へのＷＦ６ガスの供給を止めた俊
、試料室２０６を超高真空まで排気する。次に、電子ビ
ームを３ｉ基板２０５の所望の部分に照射することによ
り、３ｉ基板２０５表面上に吸着されたＷＦ６分子を分
解する。その分解の結果、ＷＦ６分子はＷとフッ素（Ｆ
２）に分かれる。不揮発性物質であるＷは３ｉ基板２０
５上に析出する。−方Ｆ２は揮発性ガスであるので真空
排気される。このようにして、吸着層分のＷが３ｉ基板
２０５表面の所望の部分に堆積する。
このようにして電子ビーム露光と同様のビーム制御技術
を用い、ナノメータレベル、１勇釧線幅を一ト分制皿し
て、吸着層分の膜厚をもった超薄膜パターンを形成する
ことができる。
を用い、ナノメータレベル、１勇釧線幅を一ト分制皿し
て、吸着層分の膜厚をもった超薄膜パターンを形成する
ことができる。
なお、この実施例では収束された電子ビームを用いたが
、収束されていない電子ビームを用いても良い。この場
合には広い面積に超薄膜が形成される。
、収束されていない電子ビームを用いても良い。この場
合には広い面積に超薄膜が形成される。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、堆積材料を含む
分子を吸着させた基板表面に電子ビームを照射すること
により任意の材料について吸着層分の厚みを有した超薄
膜を形成させることができる。
分子を吸着させた基板表面に電子ビームを照射すること
により任意の材料について吸着層分の厚みを有した超薄
膜を形成させることができる。
第１図は本発明の方法による超薄膜形成を模式的に示し
た図で第１図（ａ）は基、板上に吸着分子か吸着された
状態を示す図、第１図（ｂ）はこの塁仮に電子ビームを
照射した時の状態を示す図であり、第２図は本発明の方
法を実施するための装置の一例を示す概略図、第３図は
従来の超薄膜形成方法を模式的に示した図で、第３図（
ａ）は基板に吸着分子が吸着された状態を示す図、第３
図（ｂ）はこの基板に光を照射した時の状態を示す図で
ある。
た図で第１図（ａ）は基、板上に吸着分子か吸着された
状態を示す図、第１図（ｂ）はこの塁仮に電子ビームを
照射した時の状態を示す図であり、第２図は本発明の方
法を実施するための装置の一例を示す概略図、第３図は
従来の超薄膜形成方法を模式的に示した図で、第３図（
ａ）は基板に吸着分子が吸着された状態を示す図、第３
図（ｂ）はこの基板に光を照射した時の状態を示す図で
ある。
Claims (1)
- 堆積させるべき材料中に含まれる少なくとも一部の元素
を構成元素として含む１種または２種以上のガス状分子
を被堆積基板上に流し、このガス状分子を被堆積基板上
に吸着させたのち真空排気し、次いで基板の所望の部分
に電子ビームを照射して前記材料を基板上に吸着層分だ
け堆積させることを特徴とする超薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15081286A JPS637372A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 超薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15081286A JPS637372A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 超薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637372A true JPS637372A (ja) | 1988-01-13 |
| JPH0572474B2 JPH0572474B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=15504956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15081286A Granted JPS637372A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 超薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS637372A (ja) |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP15081286A patent/JPS637372A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0572474B2 (ja) | 1993-10-12 |
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