JP3064407B2 - 光励起プロセス装置用光源 - Google Patents
光励起プロセス装置用光源Info
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- JP3064407B2 JP3064407B2 JP2325957A JP32595790A JP3064407B2 JP 3064407 B2 JP3064407 B2 JP 3064407B2 JP 2325957 A JP2325957 A JP 2325957A JP 32595790 A JP32595790 A JP 32595790A JP 3064407 B2 JP3064407 B2 JP 3064407B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体や液晶デイスプレイ等の製造に用い
られる光励起プロセス装置用光源に関する。
られる光励起プロセス装置用光源に関する。
近年、光のエネルギーを用い、塩素ガスなどのハロゲ
ンガスを分解しシリコンウエハ等をエツチングする光エ
ツチング装置や、シラン、ジシランなどの化合物ガスを
分解し、シリコンウエハやガラス基板上に薄膜を形成す
る、光CVD装置の開発が積極的になされている。これら
光を用いた光励起プロセス装置は、プロセスの低温化が
可能であり、荷電粒子による基板や形成膜の劣化も発生
しないことから、次世代のデバイス製造方法として大き
く注目されている。
ンガスを分解しシリコンウエハ等をエツチングする光エ
ツチング装置や、シラン、ジシランなどの化合物ガスを
分解し、シリコンウエハやガラス基板上に薄膜を形成す
る、光CVD装置の開発が積極的になされている。これら
光を用いた光励起プロセス装置は、プロセスの低温化が
可能であり、荷電粒子による基板や形成膜の劣化も発生
しないことから、次世代のデバイス製造方法として大き
く注目されている。
従来用いられてきた光励起プロセス装置について、第
４図を用いて簡単に説明する。図において、１は処理す
べき基板４を収容する反応室であり、反応ガスの導入系
及び排気系がそれぞれ導入口５及び排気口６に接続され
ている。該反応室１中には、基板４を装着するステージ
２が設置され、通常、ヒータ３等により一定温度に制御
されている。また該反応室１は、開口率の高い金属メツ
シユや小孔を多数持つた石英製の噴出板７を介して光源
室８と接続されている。該光源室８には、光化学反応に
好適な波長を放出する光源10が設置されており、基板４
上に光を照射できるようになつていると共に、不活性ガ
スの導入系も導入口９に接続されている。
４図を用いて簡単に説明する。図において、１は処理す
べき基板４を収容する反応室であり、反応ガスの導入系
及び排気系がそれぞれ導入口５及び排気口６に接続され
ている。該反応室１中には、基板４を装着するステージ
２が設置され、通常、ヒータ３等により一定温度に制御
されている。また該反応室１は、開口率の高い金属メツ
シユや小孔を多数持つた石英製の噴出板７を介して光源
室８と接続されている。該光源室８には、光化学反応に
好適な波長を放出する光源10が設置されており、基板４
上に光を照射できるようになつていると共に、不活性ガ
スの導入系も導入口９に接続されている。
反応ガスは、反応ガス導入口５から基板４の表面にほ
ぼ平行にシート状に導入され、好適な波長の光により分
解又は反応を起こし、該基板４上に薄膜を堆積する。こ
の時、不活性ガス導入口９より導入した不活性ガスを、
開口率の高い金属メツシユや小孔を多数持つた石英製の
噴出板７を通して、基板４の表面に対向するように反応
室１へ導入し、光源10のランプ表面への膜付着を防止で
きるように構成されている。
ぼ平行にシート状に導入され、好適な波長の光により分
解又は反応を起こし、該基板４上に薄膜を堆積する。こ
の時、不活性ガス導入口９より導入した不活性ガスを、
開口率の高い金属メツシユや小孔を多数持つた石英製の
噴出板７を通して、基板４の表面に対向するように反応
室１へ導入し、光源10のランプ表面への膜付着を防止で
きるように構成されている。
上記のように構成された光励起プロセス装置におい
て、その心臓部ともいえる光源120は、通常、高圧水銀
灯，低圧水銀灯，キセノンランプ，重水素ランプ，希ガ
ス共鳴線ランプ等が使用されているが、これらの光源に
おいては、６〜８吋の大口径シリコンウエハや液晶用大
型ガラス基板を用いた場合、均一な照度で、しかも高照
度に光照射することが難しく、成膜速度が小さく、堆積
膜においても膜圧分布が悪くなるという問題があつた。
特に、重水素ランプなどの比較的短波長の真空紫外光を
発生させる光源においては、使用できる光透過材料が非
常に限定されているため、大面積，高照度の光源は、全
く開発されていないのが現状である。従つて、光源の大
面積化は、本質的で、深刻な問題であつた。
て、その心臓部ともいえる光源120は、通常、高圧水銀
灯，低圧水銀灯，キセノンランプ，重水素ランプ，希ガ
ス共鳴線ランプ等が使用されているが、これらの光源に
おいては、６〜８吋の大口径シリコンウエハや液晶用大
型ガラス基板を用いた場合、均一な照度で、しかも高照
度に光照射することが難しく、成膜速度が小さく、堆積
膜においても膜圧分布が悪くなるという問題があつた。
特に、重水素ランプなどの比較的短波長の真空紫外光を
発生させる光源においては、使用できる光透過材料が非
常に限定されているため、大面積，高照度の光源は、全
く開発されていないのが現状である。従つて、光源の大
面積化は、本質的で、深刻な問題であつた。
上記のような問題に対処するために、本発明者らは、
先に特開昭62−206823号公報に示すように、比較的小さ
な多数の放電管ユニツト（電極）を並べ、各放電管ユニ
ツト間に穴の開いた仕切りを設けた大面積照射用光源を
装備した光励起プロセス装置を提案した。
先に特開昭62−206823号公報に示すように、比較的小さ
な多数の放電管ユニツト（電極）を並べ、各放電管ユニ
ツト間に穴の開いた仕切りを設けた大面積照射用光源を
装備した光励起プロセス装置を提案した。
上記した先に提案した光励起プロセス装置において
も、その後の検討結果によると、照射面積を大きくする
に従い、放電管ユニツトの冷却効果が悪いため温度が上
昇し、照度が低下したり、光源の寿命が短くなる等の欠
点や、製作が難しくコスト高になるなどの問題点が新た
に発生した。
も、その後の検討結果によると、照射面積を大きくする
に従い、放電管ユニツトの冷却効果が悪いため温度が上
昇し、照度が低下したり、光源の寿命が短くなる等の欠
点や、製作が難しくコスト高になるなどの問題点が新た
に発生した。
このように、現状の光励起プロセス装置においては、
高照度で大面積にしかも均一な照度で、長時間安定に光
照射できる光源がない、ということが非常に大きな問題
であり、製造ラインへの導入を遅らせている最大の原因
でもあつた。
高照度で大面積にしかも均一な照度で、長時間安定に光
照射できる光源がない、ということが非常に大きな問題
であり、製造ラインへの導入を遅らせている最大の原因
でもあつた。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決し、高照
度で大面積に、しかも均一な照度で、長時間安定して光
照射できる光励起プロセス装置用光源を提供することを
目的としている。
度で大面積に、しかも均一な照度で、長時間安定して光
照射できる光励起プロセス装置用光源を提供することを
目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明は、処理すべき
基体を収容する反応室と、該反応室内に反応ガスを導入
及び排気する手段と、該反応ガスを光化学反応させ、該
基体上に薄膜を形成させるための光源を具備した光励起
プロセス装置において、該光源が周囲を冷却可能にした
独立した、比較的小さなランプを平面又は曲面上に多数
個配置し、該光源を構成する独立した比較的小さなラン
プを、各々独立に点灯・消灯又は任意の長さでパルス発
光させる制御手段を設け、処理すべき基体上で任意の照
度分布を発生させることができるようにしたことを特徴
としている。
基体を収容する反応室と、該反応室内に反応ガスを導入
及び排気する手段と、該反応ガスを光化学反応させ、該
基体上に薄膜を形成させるための光源を具備した光励起
プロセス装置において、該光源が周囲を冷却可能にした
独立した、比較的小さなランプを平面又は曲面上に多数
個配置し、該光源を構成する独立した比較的小さなラン
プを、各々独立に点灯・消灯又は任意の長さでパルス発
光させる制御手段を設け、処理すべき基体上で任意の照
度分布を発生させることができるようにしたことを特徴
としている。
本発明における比較的小さなランプの種類に関して
は、高圧水銀灯，低圧水銀灯，キセノンランプ，重水素
ランプ，希ガス共鳴線ランプ等がよく用いられるのが特
に限定しない。
は、高圧水銀灯，低圧水銀灯，キセノンランプ，重水素
ランプ，希ガス共鳴線ランプ等がよく用いられるのが特
に限定しない。
また、本発明における多数個とは、照度，均一製の観
点から３個以上が好ましい。またランプとランプの間隔
については、特に限定しないが、照度，均一性の観点か
ら密な程好ましい。
点から３個以上が好ましい。またランプとランプの間隔
については、特に限定しないが、照度，均一性の観点か
ら密な程好ましい。
上記のように構成した本発明による光励起プロセス装
置用光源は、比較的小さなランプを用いることで個々の
ランプの発光効率を高くできると共に、平面又は曲面上
に多数個配置することにより、ランプ間の相乗効果が作
用し、非常に高い照度を得ることができる。また配置す
るランプの本数を増すことにより照射面積をいくらでも
大きくできるという利点を持つ。
置用光源は、比較的小さなランプを用いることで個々の
ランプの発光効率を高くできると共に、平面又は曲面上
に多数個配置することにより、ランプ間の相乗効果が作
用し、非常に高い照度を得ることができる。また配置す
るランプの本数を増すことにより照射面積をいくらでも
大きくできるという利点を持つ。
また本発明は更に、個々のランプを独立に制御できる
ため、任意の照度分布を与えることもできる。反応室の
構造上の問題から、反応ガスの流れが不均一となり、基
板上で濃度分布を生じた場合、生じた濃度分布を補償す
る照度分布を与えることで膜厚分布を均一化することが
できる。
ため、任意の照度分布を与えることもできる。反応室の
構造上の問題から、反応ガスの流れが不均一となり、基
板上で濃度分布を生じた場合、生じた濃度分布を補償す
る照度分布を与えることで膜厚分布を均一化することが
できる。
次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第1A図は、本発明の一実施例を示す光励起プロセス装
置用光源の断面図、第1B図は平面図、第1C図（ａ）
（ｂ）（ｃ）は、ランプ数が７本,19本,37本の場合の配
置図である。
置用光源の断面図、第1B図は平面図、第1C図（ａ）
（ｂ）（ｃ）は、ランプ数が７本,19本,37本の場合の配
置図である。
図において、内部が冷却水用の通路をなす中空円筒状
のランプハウス11内に、直径約20mmの小型重水素ランプ
12が19本水平面上に、ランプ間距離40mmの等間隔に配置
され、これらの各ランプ12の周囲は、上記ランプハウス
11の一側（図で右側）に接続された冷却水入口13より流
入し、他側（図で左側）に接続された冷却水出口14より
流出する冷却水によつて冷却されるようになつている。
一方、各ランプ12には、各々独立して点灯・消灯又は任
意の長さでパルス発光させる制御装置15がそれぞれ接続
される。
のランプハウス11内に、直径約20mmの小型重水素ランプ
12が19本水平面上に、ランプ間距離40mmの等間隔に配置
され、これらの各ランプ12の周囲は、上記ランプハウス
11の一側（図で右側）に接続された冷却水入口13より流
入し、他側（図で左側）に接続された冷却水出口14より
流出する冷却水によつて冷却されるようになつている。
一方、各ランプ12には、各々独立して点灯・消灯又は任
意の長さでパルス発光させる制御装置15がそれぞれ接続
される。
次に、作用について説明する。
上記のようにして構成されたランプ７本,19本,37本を
それぞれ配置した三つの光源から、100mm離れた地点で
その照度分布を測定した結果が第２図に示されており、
これによりと、±５％以内の照度分布を与える範囲は、 ランプ 7本…直径 43mm以内 ランプ19本…直径127mm以内 ランプ37本…直径183mm以内 になつている。上記のことから、本発明によれば、ラン
プ本数が増えるに従い、照度分布の均一な領域が大きく
なり、いくらでも大きな照射面積の光源の製作が可能に
なることが分かる。
それぞれ配置した三つの光源から、100mm離れた地点で
その照度分布を測定した結果が第２図に示されており、
これによりと、±５％以内の照度分布を与える範囲は、 ランプ 7本…直径 43mm以内 ランプ19本…直径127mm以内 ランプ37本…直径183mm以内 になつている。上記のことから、本発明によれば、ラン
プ本数が増えるに従い、照度分布の均一な領域が大きく
なり、いくらでも大きな照射面積の光源の製作が可能に
なることが分かる。
また、各ランプ12は周囲を冷却水によつて充分冷却さ
れるので、長時間点灯しても温度上昇による照度の低下
か抑えられ、ランプ寿命を長くなる。
れるので、長時間点灯しても温度上昇による照度の低下
か抑えられ、ランプ寿命を長くなる。
また、各ランプ12にはそれぞれ制御装置15が接続され
ているので、各ランプ12が独立して点灯・消灯又は任意
の長さでパルス発光させることができ、これにより任意
の照度分布を与えることができる。
ているので、各ランプ12が独立して点灯・消灯又は任意
の長さでパルス発光させることができ、これにより任意
の照度分布を与えることができる。
上記した実施例では各ランプ12を平面上に配置した構
造について説明したが、曲面上に配置してもよい。
造について説明したが、曲面上に配置してもよい。
第３図は、比較例とし上記実施例に用いたが小型重水
素ランプ１本の照度分布の測定結果を、縦軸に照度を、
横軸に光源中心から半径方向の距離をとつて示した図面
である。これによると、ランプを多数個配置した上記実
施例の場合と比較して、照度及び照度分布が非常に悪
く、大面積基板には全く使用できないことが分かる。
素ランプ１本の照度分布の測定結果を、縦軸に照度を、
横軸に光源中心から半径方向の距離をとつて示した図面
である。これによると、ランプを多数個配置した上記実
施例の場合と比較して、照度及び照度分布が非常に悪
く、大面積基板には全く使用できないことが分かる。
以上説明したように、本発明によれば、比較的小さい
ランプを平面又は曲面上に多数個配置したことにより、
高照度で、且つ均一な照度分布を持つ大面積光源の製作
が可能となるため、生産レベルでの光励起プロセス装置
の製作が可能となる。
ランプを平面又は曲面上に多数個配置したことにより、
高照度で、且つ均一な照度分布を持つ大面積光源の製作
が可能となるため、生産レベルでの光励起プロセス装置
の製作が可能となる。
また、個々のランプを独立に制御できるようにしたこ
とにより、任意の照度分布を与えることもできる。これ
により、反応室の構造上の問題から反応ガスの流れが不
均一となり、そのため基板上で濃度分布を生じた場合、
この生じた濃度分布を補償する照度分布を与えることで
膜厚分布を均一化することも可能となる。
とにより、任意の照度分布を与えることもできる。これ
により、反応室の構造上の問題から反応ガスの流れが不
均一となり、そのため基板上で濃度分布を生じた場合、
この生じた濃度分布を補償する照度分布を与えることで
膜厚分布を均一化することも可能となる。
第1A図は本発明の一実施例を示す光励起プロセス装置用
光源の断面図、第1B図は平面図、第1C図（ａ）（ｂ）
（ｃ）はランプ数が７本,19本,37本の場合の配置図、第
２図は本発明の実施例で測定された光源の中心からの照
度測定結果を示す図、第３図は本発明の実施例で用いた
小型重水素ランプ１本の照度測定結果を示す図、第４図
は従来例の示す光励起プロセス装置の断面図である。 １……反応室,2……基板ステージ， ３……ヒータ,4……基板， ５……反応ガスの導入口,6……排気口， ７……噴出板,8……光源室， ９……不活性ガスの導入口,10……光源， 11……ランプハウス,12……小型ランプ， 13……冷却水入口,14……冷却水出口， 15……小型ランプの制御装置。
光源の断面図、第1B図は平面図、第1C図（ａ）（ｂ）
（ｃ）はランプ数が７本,19本,37本の場合の配置図、第
２図は本発明の実施例で測定された光源の中心からの照
度測定結果を示す図、第３図は本発明の実施例で用いた
小型重水素ランプ１本の照度測定結果を示す図、第４図
は従来例の示す光励起プロセス装置の断面図である。 １……反応室,2……基板ステージ， ３……ヒータ,4……基板， ５……反応ガスの導入口,6……排気口， ７……噴出板,8……光源室， ９……不活性ガスの導入口,10……光源， 11……ランプハウス,12……小型ランプ， 13……冷却水入口,14……冷却水出口， 15……小型ランプの制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 21/365 C23C 16/00 - 16/56
Claims (1)
- 【請求項１】処理すべき基体を収容する反応室と、該反
応室内に反応ガスを導入及び排気する手段と、該反応ガ
スを光化学反応させ、該基体上に薄膜を形成させるため
の光源を具備した光励起プロセス装置において、該光源
が周囲を冷却可能にした独立した、比較的小さなランプ
を平面又は曲面上に多数個配置し、該光源を構成する独
立した比較的小さなランプを、各々独立に点灯・消灯又
は任意の長さでパルス発光させる制御手段を設け、処理
すべき基体上で任意の照度分布を発生させることができ
るようにしたことを特徴とする光励起プロセス装置用光
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325957A JP3064407B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 光励起プロセス装置用光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325957A JP3064407B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 光励起プロセス装置用光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04199622A JPH04199622A (ja) | 1992-07-20 |
| JP3064407B2 true JP3064407B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=18182494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2325957A Expired - Lifetime JP3064407B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 光励起プロセス装置用光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064407B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3493880B2 (ja) * | 1996-02-28 | 2004-02-03 | 信越半導体株式会社 | 輻射加熱装置および加熱方法 |
| JP2003059853A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-28 | Tokyo Electron Ltd | ランプヒータおよび熱処理装置 |
| JP5949106B2 (ja) | 2012-04-27 | 2016-07-06 | ブラザー工業株式会社 | 印刷システム、印刷装置および印刷制御プログラム |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2325957A patent/JP3064407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04199622A (ja) | 1992-07-20 |
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Legal Events
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