JP3224238B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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Description
て特に紫外光または真空紫外光を反応槽内に照射するこ
とにより反応槽内に導入された反応ガスを励起し化学反
応を促進させて膜形成を行う光化学気相成長装置(以
下、単に光CVD装置と記載する)に関するものであ
る。
て同日出願の特願平3−84043号において、添付図
面の図6及び図7に示すように、反応槽A内に温度可変
のサセプタBを配置し、このサセプタBに成膜すべき基
板Cを装着し、反応槽Aの側壁部には基板C上に反応ガ
スを導入する薄いスリット状の開口Dを備えたノズルE
を設け、反応槽Aの底壁部の端部分には反応ガスを排出
させる排気口Fを設け、また反応槽Aの上部には紫外光
または真空紫外光を放射する光源Gと光源Gから放射さ
れた光の損失を防ぐため反射板Hとを収容した光源室I
を設け、この光源室Iと反応槽Aとの間を合成石英から
成る光透過窓Jで仕切り、さらに、反応槽A内において
サセプタBの上方には多数の小孔を備えた合成石英製の
不活性ガス噴出板K及びフローガード枠体Lに合成石英
製の多数のフローガードプレートMを一定間隔に配列し
たフローガード部材が反応槽Aの上壁部に固定したもの
を提案した。そしてこの装置では、反応槽Aの上壁部を
通して設けられた導管Nから導入される不活性ガスを光
透過窓Jと不活性ガス噴出板Kとの間の隙間、不活性ガ
ス噴出板Kの各小孔、及びフローガード部材の各フロー
ガードプレートM間を通ってシャワー状に噴出させるこ
とにより、ノズルEから導入される反応ガスを基板の近
傍に集中させると共に光源室Iと反応槽Aとを仕切って
いる光透過窓Jに膜が付着して光強度が低下しないよう
にしている。反応ガスは、ノズルEのスリット状の開口
Dからシート状に噴出し、基板Cの装着されているサセ
プタBやサセプタBの周辺に設けられた基板ステージB
´上を通過し、そして排気口Fから排気される。
する際、まず、流量調節した不活性ガスを不活性ガス噴
出板Kを通して、また流量調節した反応ガスをノズルE
から反応槽A内に導入する。一方サセプタB上に装着し
た成膜すべき基板Cは予め所望の温度まで加熱され、反
応ガス及び不活性ガスの流れが定常状態となったところ
で、導入された反応ガスを分解させるため光源Gを点灯
して光透過窓J及び光透過性の不活性ガス噴出板Kを通
して反応槽A内に紫外光または真空紫外光を照射させ
る。
CVD装置等の薄膜形成装置では、ノズルのスリット状
の開口から噴出した反応ガスは、不活性ガス噴出板を通
して噴出される不活性ガスによって基板近傍に押さえ付
けられるため、光透過窓に膜が付着しないという点では
非常に有効な手段であった。
性ガスにより押え込まれると同時に不活性ガス噴出板を
通して噴出される不活性ガスによって膜を堆積させるべ
き基板以外の領域にまで吹き飛ばされ、その結果、実際
に基板上に堆積される膜は実際光によって分解された反
応ガスの全体量に比べて少ないものとなっている。一般
に、光CVD法は、その原理に起因する要因と高強度の
光を放射できる光源が存在しないという要因により成膜
速度が低いという欠点がある。そのためにスループット
を向上させることが難しく、従って光CVD装置そのも
のは研究レベルの段階では盛んに利用されているもの
の、生産レベルにおいて導入するまでに至っていないの
が現状である。
成装置に伴う問題点を解決して、同じ成膜条件のもとで
成膜速度を向上させることのできる薄膜形成装置を提供
することを目的としている。また本発明の別の目的は、
生産レベルまで成膜速度を上げることのできる光CVD
装置を提供することにある。
めに、本発明の第1の発明による薄膜形成装置は、反応
槽内に配置された基板ホルダー上の基板の表面に反応ガ
スの分解により膜を堆積するために反応槽内に反応ガス
を導入する反応ガス導入口と、基板に対して不活性ガス
を垂直に流れさせるフローガードプレートと、反応ガス
導入口からの反応ガスの流れの方向に沿って基板の両側
に設けられると共に、基板ホルダーとフローガードプレ
ートとの間にのびる遮蔽部材とを反応層に設けたことを
特徴としている。
発明の第2の発明による薄膜形成装置は、反応槽内に配
置された基板ホルダー上の基板の表面にほぼ平行にシー
ト状に反応ガスを導入する反応ガス導入口と、基板ホル
ダー上の基板に対向して設けた光透過窓と、基板に向け
て不活性ガスを導入する不活性ガス噴出部と、基板に対
して不活性ガスを垂直に流れさせるフローガードプレー
トと、反応ガス導入口からの反応ガスの流れの方向に沿
って基板の両側に設けられると共に、基板ホルダーとフ
ローガードプレートとの間にのびる遮蔽部材とを反応層
に設け、また光透過窓を通して紫外光または真空紫外光
を反応槽内の基板に向って照射し、導入された反応ガス
を分解させて基板ホルダーに装着された基板上に膜を堆
積させる光源を備えた光源室を設けたことを特徴として
いる。
遮蔽部材で基板の両側を囲い、しかもフローガードプレ
ートよって基板に対して不活性ガスを垂直に流れさせる
いるため、反応ガスは反応ガス導入口から排気口へ至る
まで遮蔽部材で囲まれた光の照射される領域のみを通過
することになる。従って、反応ガスは基板付近以外の部
分に逃げることがなくなり、基板近傍に効率よく保持さ
れる。その結果、同じ成膜条件で成膜を行なう場合に遮
蔽部材を設けない場合に比べて成膜速度を大きくとるこ
とができる。
明の実施例について説明する。図1及び図2には、本発
明の光CVD装置の一実施例が示されている。図示光C
VD装置において、1は真空槽すなわち反応槽で、その
内部には温度可変のサセプタ2が設けられ、このサセプ
タ2は図2に示すように円形を成しその外周は基板ステ
ージ2´で囲まれている。サセプタ2上に膜成長の行わ
れる基板3が装着されている。真空槽1の側壁には反応
性ガスを導入するための薄いスリット状の開口4をもつ
ノズル5が設けられ、このノズル5は外部導管6を介し
て図示してない反応ガス供給源に結合されている。ノズ
ル5はサセプタ2上の基板3の表面上にほぼ平行に反応
ガスを導入できるように位置決めされている。また真空
槽1の上壁には、基板3に対向した位置に合成石英から
成る光透過窓7が設けられ、その外側には紫外光または
真空紫外光を放射する光源8と光源8からの紫外光また
は真空紫外光を反射させて光透過窓7を介して基板3上
へ指向させ、光の損失を防ぐ反射板9とを収容した光源
室10が取付けられている。
窓7の内側表面との間に若干隙間をあけて、合成石英か
ら成り、多数の小さなガス噴出孔を備えた不活性ガス導
入用の噴出部11が設けられ、この噴出部11と光透過窓7
の内側表面との間の隙間は真空槽1の上壁の外側に取付
けられた導管12を介して不活性ガス供給源(図示してな
い)に結合されている。不活性ガス噴出部11の下側には
フローガード部材13が取付けられている。このフローガ
ード部材13はフローガード枠体14内に薄い合成石英板か
ら成るフローガードプレート15を一定の間隔をおいて取
付けて構成されており、各フローガードプレート15はノ
ズル5からの反応ガスの流れ方向を横切る方向にのびし
かも不活性ガス噴出部11から噴出される不活性ガスをサ
セプタ2上の基板3に向って下向きに指向させるように
方向決めされている。真空槽1と光源室10と間に位置す
る光透過窓7は不活性ガス噴出部11から噴出される不活
性ガスの流れにより膜の付着を防止して真空槽1内へ照
射される光の強度が低下しないようにしている。フロー
ガードプレート15の高さは真空槽1の内寸等に応じて任
意に設定することができる。フローガード部材13は不活
性ガス噴出部11と共に真空槽1の上壁の内側に固定され
ている。尚、真空槽1の底壁の一端近くには図示したよ
うに排気口16が設けられている。
リット状の開口4から排気口16へ向って流れる反応ガス
の流れ方向に沿って図2に見られるようにノズル5の幅
とほぼ同じ間隔で互いに向かい合って基板3の両側に遮
蔽部材を成す二枚の平板状の遮蔽フェンス17が設けられ
ている。各遮蔽フェンス17は図示実施例では基板ステー
ジ2´上に取付けられ、そしてその上縁端は図1に示す
ように真空槽1の上壁の内側に固定されているフローガ
ード部材13の下縁部に接触している。
て以下説明する。外部導管6からノズル5の薄いスリッ
ト状の開口4を介して基板3の表面にほぼ平行にシート
状に導入された反応ガスは、不活性ガス噴出部11から下
向きに導入される不活性ガスの作用で不活性ガス噴出部
11へ向って舞い上がったり拡散していくのが抑えられ
る。また遮蔽フェンス17は基板3の両側に沿って実質的
に基板ステージ2´とフローガード部材13との間の空間
を囲っており、導入された反応ガスが真空槽1内で反応
ガスの流れ方向を横切る方向に逃げていくのを防止して
いる。従って、導入された反応ガスは不活性ガス噴出部
11から下向きに導入される不活性ガス及び遮蔽フェンス
17の働きで遮蔽フェンス17で囲まれた基板ステージ2´
上のみを通過していくことになる。その結果、光源8か
ら放射される光によって分解される反応ガスは真空槽1
の内壁やその他の部位へ向って吹き飛ばされずに基板ス
テージ2´上に限定、保持された状態で排気口16へ向っ
て流れ、排出されることになる。このようにして図示装
置では、光源8から光透過窓7を介して真空槽1内に照
射される紫外光または真空紫外光により、反応ガスは分
解され、基板3上に効率よく反応生成物が堆積され、比
較的高い成膜速度で膜形成が行われる。
フであり、このグラフは、同じ成膜条件のもとでSiH4
の光分解によりa−Si:H(水素化アモルファスシリコ
ン)膜を成膜させた場合に図示装置と従来の方法とで成
膜速度がどの程度相違するかを示している。このグラフ
において横軸はノズル5の薄いスリット状の開口4から
反応ガスと共に供給されるキャリアガスの流量を表し、
縦軸は従来の方法での成膜速度を1.0 にした時の相対成
膜速度を表している。このグラフから判るように、従来
の方法に比べて本発明による図示装置を使用して成膜を
行なった場合には、成膜速度は1.5 〜3.3 倍に増加す
る。これは、明らかに遮蔽フェンス17の働きで反応ガス
が基板近傍に限定的に保持されるためである。
て板状の遮蔽フェンスを使用しているが、必ず板状であ
る必要はない。反応ガスと共にノズル5を通って供給さ
れるキャリアガスの流量や不活性ガス噴出部11から噴出
される不活性ガスの流量により基板3に堆積する膜の膜
厚分布が変動するため、遮蔽部材はその時の条件に応じ
て例えば図4または図5に符号18及び19で示すように円
弧状または湾曲した形状に構成することができる。
合について説明してきたが、本発明は光CVD装置に限
定されるものではなく、例えば熱CVD装置のような他
の薄膜形成装置にも等しく適用することができる。
薄膜形成装置においては、基板を囲んで反応ガスの流れ
に沿って両側に遮蔽部材を設けしかもフローガードプレ
ートよって基板に対して不活性ガスを垂直に流れさせる
いるので、反応ガスを基板の近傍以外の部位へ逃すこと
がなく、基板の近傍に限定的に保持することができ、反
応ガスによる反応生成物を基板上に効率よく堆積させる
ことができ、それにより同じ成膜条件で従来法と比較し
て成膜速度を2〜3倍程度に上げることができる。従っ
て、本発明を適用することにより光CVDの生産装置を
実現することができ、光CVDを用いた多くのデバイス
を製作に有用なものとなることが期待される。
図。
て示すグラフ。
断面図。
概略断面図。
を示す概略断面図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】反応槽内に配置された基板ホルダー上の基
板の表面に反応ガスの分解により膜を堆積するために反
応槽内に反応ガスを導入する反応ガス導入口と、基板に
対して不活性ガスを垂直に流れさせるフローガードプレ
ートと、反応ガス導入口からの反応ガスの流れの方向に
沿って基板の両側に設けられると共に、基板ホルダーと
フローガードプレートとの間にのびる遮蔽部材とを反応
層に設けたことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項2】反応槽内に配置された基板ホルダー上の基
板の表面にほぼ平行にシート状に反応ガスを導入する反
応ガス導入口と、基板ホルダー上の基板に対向して設け
た光透過窓と、基板に向けて不活性ガスを導入する不活
性ガス噴出部と、基板に対して不活性ガスを垂直に流れ
させるフローガードプレートと、反応ガス導入口からの
反応ガスの流れの方向に沿って基板の両側に設けられる
と共に、基板ホルダーとフローガードプレートとの間に
のびる遮蔽部材とを反応層に設け、また光透過窓を通し
て紫外光または真空紫外光を反応槽内の基板に向って照
射し、導入された反応ガスを分解させて基板ホルダーに
装着された基板上に膜を堆積させる光源を備えた光源室
を設けたことを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08418391A JP3224238B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08418391A JP3224238B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05347254A JPH05347254A (ja) | 1993-12-27 |
JP3224238B2 true JP3224238B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=13823371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08418391A Expired - Lifetime JP3224238B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3224238B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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---|---|---|---|---|
JP3498255B2 (ja) * | 1996-06-17 | 2004-02-16 | 東芝機械株式会社 | 枚葉式減圧cvd装置 |
KR100688484B1 (ko) * | 2000-11-30 | 2007-02-28 | 삼성전자주식회사 | 활성화 산소를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 그 방법 |
KR100408519B1 (ko) * | 2001-05-03 | 2003-12-06 | 삼성전자주식회사 | 원자층 형성용 반응챔버 |
KR100439276B1 (ko) * | 2003-11-24 | 2004-07-30 | 코닉 시스템 주식회사 | 급속열처리 장치 |
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-
1991
- 1991-04-16 JP JP08418391A patent/JP3224238B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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