JPH01139770A - 光化学反応装置 - Google Patents

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〕 本発明は光化学反応装置に係り、特に単位光源当たりの
生産性を向上させるのに好適な光化学反応装置に関する
。

〔従来の技術〕

光エネルギーにより反応性気体を活性化させることによ
り薄膜を形成する、所謂、光ＣＶＤ法は従来の熱ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法に比べて低温で薄膜形成が可能で
あることに加えて、薄膜に損傷を与えない利点がある。

この光ＣＶＤ法を利用した光化学反応装置の従来の一例
を第３図に示す。第３図おいて、５１は反応容器、５２
は反応室、５３は光源室、５４は反応ガスノズル、５５
は排気口、５６は低圧水銀ランプ、５７は基板、５８は
光入射窓である。

この光化学反応装置では、反応ガスノズル５・１から反
応ガスが反応室５２内に供給され、低圧水銀ランプ５６
から光入射窓５８を経て入射された紫外光により励起分
解して気相化学反応により生成した反応生成物が基板５
７上に堆積する。反応生成物及び未反応ガスは排気口５
５より排出される。（Ｐｈｏｔｏ−ＣＶ　Ｄ　　５ｉｌ
ｉｃｏｎ　　Ｎ１ｔｒｉｄｅ　　Ｆｉｌｍｓ。

Ｓｈｉｍｏｋｕｚａｗａ　　ｅｔ、ａｌ／１９８３　　
Ｄｒｙ　　ＰｒｏｃｅｓｓＳｙＩＩｌｐｏｓｉｕｍ　） 第４図にこの種の装置を用いてＳｉＯ□膜を単結晶基板
上に形成させたときの成膜速度を示す。

第４図の縦軸は成膜速度、横軸は基板上での紫外光（波
長１８５ｎｍ）強度である。ただし、このときの反応ガ
スはＳ　ｉＨａと０□、反応圧力はＩＬｏｒｒである。

図から明らかなように成膜速度葉は紫外光強度が強い程
大きくなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって、ＳｉＯ□膜の成膜速度を向上させるには紫
外光光源強度をより強くれはよいことになる。しかし、
現状の低圧水銀ランプ５６の製作技術では安価で、かつ
高い紫外光強度を持たせることは困難である。

紫外光強度を高める一手段として、低圧水銀ランプ５６
の背面にＡｆｆｉ蒸着板等の反射板を設け、基板設置側
とは反対側に向かって放射された光を反射させることも
考えられる。この手段の場合、処理回数が１〜２回程度
の反射板表面が清浄な間は、若干の成膜速度の向上が認
められるが、その後は成膜速度の向上には実質的に関与
し得ないものであった。

また、複数の光源とその数に応じた反応室を設け、並列
処理することによって全体の処理速度を上げる方法も可
能であるが、高価な低圧水銀ランプを複数個要し、かつ
装置も大型化する。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
装置を大型化することなく、かつ高価な光源装置を多数
用いることなく、基板の処理枚数を増大させることによ
り、結果的に成膜速度の向上を図ることができる光化学
反応装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した目的は、光源周囲の光照射領域に複数個の反応
室を配設することによって達成される。

〔作用〕

光源から放射される光は、発光管の中心から周囲に向か
う。紫外光はミラー等によって効率よく反射させること
はできないため、従来はランプハウスに吸収され反応に
寄与しなかった光は、反対側に設けられた反応室内にも
到達し、ここでの反応に寄与する。このため従来と同じ
光源を用いて処理速度を反応室の個数に応じて２倍乃至
それ以上に増大することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の光化学反応装置の一実施例を示す概略
的構成図である。

この光化学反応装置は、反応容器１の中心部に低圧水銀
ランプ２が配設され、この低圧水銀ランプ２の上方及び
下方にそれぞれ光入射窓３ａ、３ｂが設けられ、これに
よって反応容器１内は光源室４と上部反応室５及び下部
反応室６に区画されている。

上部反応室５及び下部反応室６には、それぞれ反応ガス
ノズル７．８、排気口９、ＩＯが設けられ、基板！！載
置台１．１２に基板１３．１４がセットされるようにな
っている。基手反１３．１４は図示していない加熱体に
より基板載置台１１．１２を介して所定の温度に加熱さ
れるようになっている。

次に上記のように構成される光化学反応装置の作用につ
いて説明する。

まず、基板載置台１１，１２にそれぞれ基板１３．１４
がセットされ、反応容器１内は図示していない真空装置
により排気口９．１０を介して高真空に維持される０次
に図示していない加熱体に通電し、基板載置台１１，１
２を介して基板１３゜１４が所定の温度に加熱されると
、低圧水銀ランプ２が点灯される。低圧水銀ランプ２か
らの紫外光は光入射窓３ａ、３ｂを透過して上部反応室
５と下部反応室６内に同時に放射され、各反応室内′の
基板１３．１４上の領域を同時に照射する。

このとき、反応ガスノズル７．８を経て上部反応室５及
び下部反応室６にそれぞれ反応ガスが導入される。反応
ガスは紫外光により励起分解さべ気相化学反応により反
応生成物が基板１３．１４上に同時に堆積する。

ここで、低圧水銀ランプ２から構成される装置光線は、
各ランプ毎に３６０度の方位に放射されるが、光入射窓
３ａ、３ｂを透過して上部反応室５及び下部反応室６内
にそれぞれセットされた基板１３．１４上に到達したと
きの強度は第４図に示す紫外光強度にほぼ等しくなる。

したがって、上部反応室５及び下部反応室６内の各基板
１３゜１４における成膜速度は、従来の装置における成
膜速度と等しくなる。このことは、１つの低圧水銀ラン
プ２当たりの基板処理枚数が従来装置の２倍にすること
ができることになる。したがって、低圧水銀ランプ２に
比べて低価格である反応容器を１つ追加するのみで基板
処理枚数を倍にできる。

第２図は本発明の光化学反応装置の他の実施例を示す概
略的構成図である。

この光化学反応装置は、反応容器２１の中心部に重水素
ランプ２２が配設され、この重水素ランプ２２の周囲に
円筒状に形成された光入射窓２３が設けられ、反応容器
２１内は区画壁により各反応室毎にほぼ等面積で光入射
窓２３がその頂部に配置された状態で第１反応室２４．
第２反応室２５、第３反応室２６．第４反応室２７に区
画されている。そして、光入射窓２３内は光源室４４を
構成している。

第１反応室２４．第２反応室２５．第３反応室２６、第
４反応室２７には、それぞれ反応ガスノズル２Ｂ、２９
，３０，３１、排気口３２，３３゜３４．３５が配設さ
れ、基板載置台３６．３７゜３８．３９が設置され、こ
れらに基板４０，４１゜４２．４３が載置されるように
なっている。

次に上記のように構成される光化学反応装置の作用につ
いて説明する。

重水素ランプ２２から放射された光は、光入射窓２３を
透過して第１反応室２４．第２反応室２５、第３反応室
２６．第４反応室２７の各反応室に同時に、かつ均一に
放射され、各基板４０．４１．４２．４３上に照射され
る。反応ガスは反応ガスノズル２８，２９，３０．３１
からそれぞれ導入され、排気口３２，３３．３４．３５
から図示していない排気ポンプにより容器外に排出され
る。

本実施例では、重水素ランプ２を１本のみ使用してラン
プの周囲３６０度の方位にわたってその放射強度は均一
である。このため、４つの各反応室２４，２５，２６．
２７内の基板４０．４１゜４２．４３上での成膜速度は
いずれも等しくなる。

なお、第２図において、各反応室は反応容器２１により
各々独立した構造となっているが、基板に対して同一生
成物を堆積させる場合、必ずしも各反応室を独立した構
造とする必要はない。

なお、各反応室を独立した構造としない場合、必ずしも
各反応室毎に反応ガス供給管及び排気口を設置する必要
はなく、例えば２つの反応室で共同して使用可能な反応
ガス供給管、排気口を設けてもよい。

また、本発明の光化学反応装置は、光源に対して均一に
照射される領域に複数の反応室を設けて同時に基板に対
して照射できればよく、したがって、反応室の数は任意
に選定することができる。

〔効果〕

以上のように本発明によれば、光源からの光の照射領域
を有効に利用して光源の周囲に複数個の反応室を設け、
これらの反応室内の基板に対して光源からの光を同時に
かつ、均一に照射することができる。したがって、単位
光源、単位時間当たりの基板の処理枚数を従来の２倍あ
るいはそれ以上に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光化学反応装置の一実施例を示す概略
的構成図、第２図は本発明の光化学反応装置０他の実施
例を示す概略的構成図、第３図は従来の光化学反応装置
の例を示す概略的構成図、第４図は５ｔＣ）ｚ膜を形成
したときの成膜速度に及ぼす紫外光強度の影響を示すグ
ラフである。 １．２１・・・・・・反応容器、２・・・・・・紫外線
ランプ、３ａ、３ｂ、２３・・・・・・光入射窓、４．
４４・・・・・・光源室、５，６，２４，２５，２６．
２７・・・・・・反応室、７，８，２８．２９，３０．
３１・・・・・・反応ガスノズル、９，１０．３２，３
３，３４．３５・・・・・・排気口、１１，１２，３６
．３７，３８．３９・・・・・・基板載置台、１３，１
４．４０，４１．４２゜４３・・・・・・基板、２２・
・・・・・重水素ランプ。 代理人　弁理士　西　元　勝　− 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内部で光のエネルギーを利用して気相化学反応を行わ
   せる反応容器、この反応容器内に設置され、薄膜を形成
   させるべき基板を載置する基板載置台、基板載置台を介
   して基板を加熱する加熱体、反応容器内に導入された反
   応ガスを励起分解させるための光源、反応容器内に反応
   ガスを供給する反応ガス供給管及び反応容器内の未反応
   ガス等を排気する排気口を備えたものにおいて、前記反
   応容器内の前記光源の周囲に複数個の反応室を設置し、
   各反応室に少なくとも基板載置台及び加熱体を設けたこ
   とを特徴とする光化学反応装置。