JP2004146811A - 基板処理装置、及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】減圧させた反応室5内に被処理基板6を配置し、光源1からの光を光透過窓4a〜4fを介して反応室5内に照射することにより起こる反応を利用して、被処理基板6の光透過窓4a〜4fと対向する被処理面6aを処理する基板処理装置である。この基板処理装置は、被処理基板6を光透過窓4a〜4fに対して被処理面6aと平行な方向に相対的に移動させる駆動機構34を具備する。被処理基板6の光透過窓4a〜4fに対する相対的な移動方向における光透過窓4a〜4fの幅WWは、前記移動方向における被処理基板6の長さWBよりも小さく設定されている。
【選択図】 図1
Description
「Y. Nakata, T. Okamoto, T. Hamda, T. Itoga and Y. Ishii:Proceedings of Int. Conf. on Rapid Thermal Processing for Future Semiconductor Devices (2001)」 「Y. Nakata, T. Okamoto, T. Hamda, T. Itoga and Y. Ishii:Proceedings of Int. Workshop on Gate Insulator 2001 (2001)」 「Y. Nakata, T. Okamoto, T. Hamda, T. Itoga and Y. Ishii:Proceedings of Asia Display / IDW'01 p.375 (2001)」 「中田行彦、糸賀隆志、石井裕:2001年春季第48回応用物理学関係連合講演会(東京)」
以下、図1を参照して本発明の実施の形態1を説明する。実施の形態1では、光酸化により被処理基板上に絶縁膜を形成する基板処理装置を例にとって説明する。被処理基板6としては、少なくとも被処理面6aの一部が半導体である基板、例えば、単結晶Si基板を用いることができる。被処理基板6としては、ガラス基板の一面に半導体層が設けられた基板等を用いてもよい。
O2+hν→O(3P)+O(1D)(波長172nm) (1)
O(3P):3P準位励起状態にある酸素原子
O(1D):1D準位励起状態にある酸素原子
h:プランク定数
ν:光の振動数
また、光源に低圧水銀ランプを用いることも可能である。低圧水銀ランプが発する光の波長は、185nmと254nmとの2つのピークを有している。したがって、低圧水銀ランプの場合は、下記反応式(2)に示すように、185nmの光が酸素からオゾンをつくり、そのオゾンが254nmの光で酸素原子活性種O(1D)を形成する。つまり、2段階の反応である。
O2+O(3P)+M→O3+M (波長185nm) (2)
O3+hν→O(1D)+O2 (波長254nm) (3)
M:O2、O(3P)、O3以外の酸素化合物ガス
キセノンエキシマランプ1は、1段階反応であるため、低圧水銀ランプと比較して非常に効率良く酸素原子活性種O(1D)を形成でき、酸化速度が速い長所がある。なお、反応式(1)の反応が起きるのは、175nm以下の波長の光を用いた場合である。
前記の実施の形態1は被処理基板6を揺動させる基板処理装置の例を示したが、本実施の形態2では、大型基板に適用して、一方向に移動させる基板処理装置の例を示す。
前記の実施の形態2の場合、被処理基板6を一方向に移動させるため、移動方向B2の反応室5の長さが移動方向B2の被処理基板6の長さの2倍以上必要となる。このため、本実施の形態3では、インライン方式として、フットプリントを改善した例を示す。
前記の実施の形態1、2および3の場合、線状光源(キセノンエキシマランプ1)を複数本並べ、これらと離間対向するように光透過窓を設けている。すなわち、光透過窓を第1の方向、例えば移動方向に並べて配置している。
基板処理装置1が複数の光透過窓を有している場合、互いに隣り合う光透過窓の被処理基板6の移動方向における間隔は、必ずしも一定の繰り返し間隔としなくてもよい。つまり、移動方向に合計した光透過窓幅が重要である。本実施の形態5は、互いに隣り合う光透過窓の前記移動方向における間隔が不均一な間隔となるようにした例を示す。
前記実施の形態1は、被処理基板6として単結晶シリコン基板を用いた例であるが、この結果を踏まえ、ガラス基板上に形成する液晶表示装置用の多結晶シリコン薄膜トランジスタ(Poly-Si TFT)の製作工程を説明する。
Claims (20)
- 光源と、前記光源からの光を透過させる1つの光透過窓と、内部を減圧可能な反応室とを具備し、減圧させた前記反応室内に被処理基板を前記光透過窓と離間対向するように配置し、前記光源からの光を光透過窓を介して前記反応室内に照射することにより起こる反応を利用して、少なくとも前記被処理基板の前記光透過窓と対向する被処理面を処理する基板処理装置であって、
前記被処理基板を前記光透過窓に対して前記被処理面と平行な方向に相対的に移動させる駆動機構を具備しているとともに、前記被処理基板の前記光透過窓に対する相対的な移動方向における前記光透過窓の幅が、前記移動方向における前記被処理基板の長さよりも小さくなるように設定されていることを特徴とする基板処理装置。 - 光源と、前記光源からの光を透過させる複数の光透過窓と、内部を減圧可能な反応室とを具備し、減圧させた前記反応室内に被処理基板を前記光透過窓と離間対向するように配置し、前記光源からの光を光透過窓を介して前記反応室内に照射することにより起こる反応を利用して、少なくとも前記被処理基板の前記光透過窓と対向する被処理面を処理する基板処理装置であって、
前記被処理基板を前記光透過窓に対して前記被処理面と平行な方向に相対的に移動させる駆動機構を具備しているとともに、前記被処理基板の前記光透過窓に対する相対的な移動方向における複数の前記光透過窓の幅が夫々、前記移動方向における前記被処理基板の長さよりも小さくなるように設定されていることを特徴とする基板処理装置。 - 前記光透過窓が、第1の方向に沿って互いに並べて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記光透過窓が、第1の方向と、この第1の方向とは異なる第2の方向とに沿って互いに並べて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記光透過窓が、市松模様状に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記駆動機構は、前記被処理基板を前記光透過窓に対して揺動させる機構であることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記駆動機構は、前記被処理基板を前記光透過窓に対して揺動させる機構であることを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記光透過窓の前記揺動方向における幅が一定となるとともに、互いに隣り合う光透過窓の揺動方向における間隔が一定の間隔となるように、各光透過窓が前記揺動方向に沿って互いに並べて配置されているとともに、前記駆動機構による揺動の幅が、前記光透過窓の前記揺動方向における幅と、互いに隣り合う光透過窓の間に設けられた梁の前記揺動方向における幅とを足した繰り返し間隔よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。
- 互いに隣り合う光透過窓の前記移動方向における間隔が不均一な間隔となるように、各光透過窓が前記移動方向に沿って互いに並べて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記駆動機構は、前記被処理基板を前記光透過窓に対して一方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板処理装置。
- 前記移動方向における前記反応室の長さが、前記移動方向における前記被処理基板の長さの2倍以上であることを特徴とする請求項10に記載の基板処理装置。
- 前記反応室がゲートバルブを有しているとともに、前記反応室とは異なる少なくとも1つの副反応室が、前記ゲートバルブを介して前記反応室と隣接するように配置されており、かつ、前記駆動機構が、前記被処理基板を前記反応室から前記副反応室に前記ゲートバルブを越えて一方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板処理装置。
- 前記光源が、低圧水銀ランプであることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板処理装置。
- 前記光源が、希ガスエキシマランプであることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板処理装置。
- 前記光源が、キセノンエキシマランプであることを特徴とする請求項14に記載の基板処理装置。
- 光源と、前記光源からの光を透過させる少なくとも1つの光透過窓と、内部が減圧可能な反応室と具備する基板処理装置の減圧させた前記反応室内に被処理基板を前記光透過窓と離間対向するように配置する工程と、
前記被処理基板と前記光透過窓とが平行となるように、前記被処理基板を前記光透過窓に対して相対的に移動させながら、前記光源からの光を光透過窓を介して前記反応室内に照射する工程と、
前記光源からの光を前記反応室内に照射することにより起こる反応により、少なくとも前記被処理基板の前記光透過窓と対向する被処理面を処理する工程と、を具備することを特徴とする基板処理方法。 - 少なくとも被処理面の一部が半導体である被処理基板を用意する工程と、
前記反応室内を、少なくとも酸素ガスを含む雰囲気とする工程と、をさらに具備し、
かつ、前記光源からの光を前記反応室内に照射することにより起こる反応により、少なくとも前記被処理基板の被処理面を処理する工程は、前記光源からの光を前記反応室内に照射することにより起こる反応で形成された酸素原子活性種を用い、前記被処理面を酸化して前記被処理基板上に絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項16に記載の基板の処理方法。 - 前記反応室内を、元素周期表の14族に属する原子を有する化合物のガス又はこれを含む混合ガスの雰囲気、元素周期表の13族に属する原子を有する化合物のガスと元素周期表の15族に属する原子を有する化合物のガスとを含む混合ガスの雰囲気、元素周期表の12族に属する原子を有する化合物のガスと元素周期表の16族を有する化合物のガスとを含む混合ガスの雰囲気、または少なくともシリコン化合物のガスを含むガスの雰囲気とする工程をさらに具備し、
かつ、前記光源からの光を前記反応室内に照射することにより起こる反応により、少なくとも前記被処理基板の被処理面を処理する工程は、前記光源からの光を前記反応室内に照射することにより起こる反応より前記被処理基板上に半導体膜を成膜する工程を含むことを特徴とする請求項16に記載の基板処理方法。 - 前記光源からの光を、少なくとも1つの光透過窓を介して前記反応室内に照射することにより起こる反応として、光酸化、光CVD、光アッシング、光洗浄、光エッチング、または光エピタキシャルを用いることを特徴とする請求項16に記載の基板処理方法。
- 光酸化、光CVD、光アッシング、光洗浄、光エッチング、光エピタキシャルの少なくとも2つ以上の反応を真空を破らずに連続して行うことを特徴とする請求項16乃至18の1項に記載の基板処理方法。
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JP2007096280A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-04-12 | Japan Pionics Co Ltd | 気相成長装置 |
JP2012012628A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板処理装置 |
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- 2003-09-24 JP JP2003332213A patent/JP2004146811A/ja active Pending
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