JPS63152120A

JPS63152120A - 薄膜形成方法

Info

Publication number: JPS63152120A
Application number: JP30078686A
Authority: JP
Inventors: Shinji Matsui; 真二松井; Katsumi Mori; 克巳森; Yukinori Ochiai; 幸徳落合; Yoshikatsu Kojima; 小島　義克
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1988-06-24
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH0658889B2

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、基板上に薄膜を形成する方法に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、基板上にパターンを形成する場合、第３図および
第４図で示されている工程が行なわれている。第３図（
１）、（２）、（３）、（４）、（５）では、基板３１
上にパターン形成材料３２を蒸着やスパッタ法により形
成する（（１）図）。さらにレジスト３３を塗布しく（
２）図）、次に光露光や電子ビーム露光によりレジスト
３３のパターニングをする（（３）図）。そして、レジ
ストパターン３３をマスクとしてケミカルエツチングま
たは、ドライエツチングによりパターン形成材料３２ヘ
パターントランスフアーを行なう（（４）図）。そして
、レジスト３３を剥離する（（５）図）。第４図（１）
、（２＞、（３）、（４）ではリフトオフ法を用いる場
合の工程を示している。

基板４１上にレジスト４２を塗布しく（１）図）、次に
光露光や電子ビーム露光によりレジスト４２のパターニ
ングをする（（２）図）。次にパターン材料４３を蒸着
しく（３）図）、レジスト４２を剥離することにより、
基板４１上にパターン材料４３をパターニング成できる
（（４）図）。

（発明が解決しようとする問題点）この従来の方法では基板上にバタン材料を形成するのに
工程がきわめて長いという欠点を有していた。

本発明の目的は、レジスト等のマスクを必要とせず、高
積度、高純度の薄膜を形成することのできる、電子ビー
ムを用いた薄膜形成方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、少なくとも堆積させるべき材料を構成
元素として含んだガスを放電によりラジカル化し、被堆
積基板上に流し、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堆積させることを特徴とする薄
膜形成方法が得られる。

（作用）次に、本発明の原理について第１図を用いて説明する。

デポジションさせるべき材料を含んだラジカル化したガ
ス分子１３の雰囲気中に被デポジション基板１１を設置
すると、ラジカル化したガス分子１３が被デポジション
基板１１の表面上に吸着する。

１２がその吸着ガス分子を示している。ガス分子１３の
吸着率はラジカル化することにより大幅に増大する。電
子ビーム１６を基板１１上に照射すると、照射された部
分の吸着分子１２が電子ビーム１６のエネルギーにより
吸着分子１２に含まれるデポジション材料１４と揮発性
材料１５に分解し、デポジション材料１４は基板表面に
析出する。

一方、揮発性材料１５は排出される。以上の様な原理に
より被デポジション基板１１表面上電子ビーム照射によ
り、直接、雰囲気ガス中に含まれるデポジション材を析
出させパターニングする。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第２図は本実施例では用いる装置の構成図である。本
装置は電子ビーム照射系２０８、試料室２０３、マイク
ロ波放電室２０２、ガス材料室２０１とから構成されて
いる。本実施例においては、シリコン（Ｓｉ）を構成元
素として含むシラン（ＳｉＨ４）を雰囲気ガスとして用
い、集束された電子ビーム照射によりＧｅ基板上にＳｉ
をデポジションさせた。５ｉＨ４４０２を雰囲気ガス材
料収納室２０１に入れ、ＳｉをデポジションさせるＧｅ
基板２０５を試料台２０４にセットする。電子ビーム照
射系２０８と試料室２０３を１Ｏ−５Ｔｏｒｒ程度以上
の高真空に排気する。ＳｉＨ４をガス材料室２０１から
マイクロ液放電室２０２へ導入し、マイクロ波放電室内
でラジカル化し、そのラジカルを試料室２０３へ導入す
る。電子ビーム２１０をＧｅ基板２０５の所望の部分に
照射することによりＧｅ基板２０５表面上に吸着された
ＳｉＨ４を分解する。Ｇｅ基板２０５は加熱せず室温の
ままでよい。その分解の結果、ＳｉとＮ２に分かれる。

ＳｉはＧｅ基板２０５上に析出する。一方Ｈ２は揮発性
ガスであるので排出される。この様にして、ＳｉがＧｅ
基板２０５表面の所望の部分にデポジションされる。

本実施例では、デポジション材料としてＳｉを含むＳｉ
Ｈ４を雰囲気ガスとして用いたが、５ｉＨ２Ｃ１２゜５
ｉＨ３Ｃ１，Ｓｉ２Ｈ６を用いても良いし、構成元素と
してＭｏを含むＭＯ（Ｃ６Ｈ６）２、構成元素としてＡ
ｔを含むＡｌ（ＣＨ３）３、構成元素としてＣｒを含む
Ｃｒ（Ｃ６Ｈ６）２等の有機金属化合物に対しても同様
の効果を示す。

ＭＯ（Ｃ６Ｈ６）２を用いるとＭｏが堆積され、ＡＩ（
ＣＨａ）ａを用いるとＡＩが堆積される。

その他にも原料としてＷＣｌ６．ＷＣｌ５．ＷＢｒ５等
を用いればＷが堆積できる。またＭｏＣｌ５．ＭｏＢｒ
３等を用いれば、Ｍｏを堆積できる。同様にしてＴａＣ
ｌ５．ＴａＢｒ３等でＴａ、ＴｉＩ４等でＴｉ、ＺｒＩ
４等でＺｒが堆積できる。以上述べたＡＩ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｔｉ等はＩＣ，ＬＳＩにおいて配線、ゲート電極等に用
いることができる。

また本発明の方法で堆積できる薄膜材料は何も半導体や
金属に限るわではない。例えば原料としてＢＣｌ３やＢ
Ｂｒ３を用いればＢｐｐｏｃｔ３を用いればＰを堆積で
き、また基板中にこのＢやＰをドープできる。

更に基板上での流量比や圧力を調整すればＢやＰがドー
プされたＳｉ膜を基板上に形成できる。また前記のよう
にＢやＰを堆積あるいはドープできるから、ＳｉやＧａ
Ａｓ等の半導体基板表面にｐｎ接合を形成することがで
きる。

またＴｉＣｌ４ガスと、Ｎ２ガスを同時に基板表面上に
流して電子ビームを照射することによってＴｉＮを堆積
できる。ＴｉＩ４．Ｎ２．Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４
でもＴｉＮを形成できる。またＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４を
用いればＳｉＯ２゜Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５を用いればＴ
ａ２Ｏ５が形成できる。また前記ＢＣｌ３．ＢＢｒ３と
前記金属形成材料とを同時に用いるとポライド膜を形成
できる。

また前記実施例ではマイクロ波放電を用いたが、直流放
゛電やＲＦ放電も用いることができる。なお弄命のｒ豆
いラジカルを用いるときには放電室を試料室内に設置す
る等の手段で放電部分と基板を接近させるとよい。

（発明の効果）本発明は、以上説明した様に、堆積させるべき材料を構
成元素として含んだガスをマイクロ波放電等によりラジ
カル化し、被堆積基板上に流し、基板上に電子ビームを
照射することより、デポジション材料を析出させること
ができ、従来の方法に比べて工程がきわめて簡単である
。

なお、前記実施例では集束された電子ビームを用いたが
、集束されていない電子ビームを用いても良い。

以上の説明では、本発明を、微細な薄膜パターンを形成
する方法、あるいは単に薄膜を形成する方法として述べ
たが、本発明は原料から基板上へいきなり高純度に精製
された膜を堆積する方法としてとらえてもよい。即ち本
発明によれば、それほど高純度でない原料からでも高純
度な膜を堆積できる。つまり原料の精製と膜の堆積とが
同時に進行するわけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理と作用を説明する模式図である。第２図は本発明の実施例で用いる装置の溝成図である。第３図（１）、（２）、（３）、（４）、（５）および
第４図（１）、（２）。（３）、（４）は基板上にパターンを形成する従来の方
法を説明するための図で、主要工程における基板の断面
を順次示した模式的断面図である。図において１１．３１，４１，２０５・・・基板、１２・・・吸着
ガス分子、３３．４２・・・レジスト、１３・・・ラジ
カル化したガス分子、１４１０．デポジション材料、１
５・・・揮発性材料、１６，２１０・・・電子ビーム、
２０１・・・ガス材料室、２０２・・・マイクロ波放電
室。第１図電子ビーム被デポジション基板第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

　少なくとも堆積させるべき材料を構成元素として含ん
だガスを放電によりラジカル化し、被堆積基板上に流し
、基板の所望の部分に電子ビームを照射して前記材料を
基板上に堆積させることを特徴とする薄膜形成方法。