JPH0341723A - 薄膜製造装置 - 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〕 本発明は薄膜製造装置に係り、特に高速成膜に好適な反
応ガス供給系の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来の薄膜装置は第５図に示されるように、反応ガスＡ
と増感剤としてのガスＣとを混合した後、石英で作製さ
れた予備励起室１６に導入し、予備励起用光源１５によ
って反応ガスＡ及び増感剤Ｃを励起する。

この励起されたガスＡ及び増感剤Ｃは、石英で作製され
た反応室１３に導入された後、反応ガスＢと混合され、
赤外線ランプ１４によって所定の温度に調整された試料
ホルダ１７の上に載置された試料３において紫外光源１
０によって照射さん再び励起される。この紫外光源１０
によって照射された段階では反応ガスＡ、増感剤Ｃは励
起された活性種を多量に含み、かつ、反応ガスＢも励起
されるから、試料３への膜の成長速度が大きくなる。（
特開昭５９−８２７２０号公報）（発明が解決しようと
する課題） しかしながら、従来技術の反応ガス予備励起に関し、以
下のような問題点がある。

（＋１　　反応ガスＡに増感剤としてのガスＣを混合し
、予（ｌＩＩＩｉｉＩＪ起用光源１５によって励起する
ことにより、反応ガスＡ、増感剤Ｃは活性化される。

したがって、作製した薄膜には、増感剤Ｃの７昆入が避
けられない。そのため、作製した薄膜の膜質が劣化する
という問題点があった。

（２）　　予備励起用光源１５によって、反応ガスＡ、
増感剤Ｃは励起され、予備励起室１６内には活性種が多
量に存在する。したがって、石英で作製された予備励起
室１６の壁面への活性種の付着は避けられない。そのた
め、予備励起室１６の光透過率が減少し、予備励起効果
が低下するという問題点があった。

（３）　　予備励起室１６を石英で作製し、紫外光Ｂ１
５を用いて反応ガスを予備励起するため、装置が複雑で
高価になるという問題点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の５題を解決し、簡
単な構造で良質な薄膜を再現性よく、低温かつ高速で作
製することができる薄膜製造装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的は、反応容器内に反応ガスを供給する反応
ガス供給系統中に、反応ガスを熱分解し、予備励起する
のに必要な温度、例えば３００°Ｃ以上加熱するための
バンドヒータ、誘導加熱ヒータ等の加熱機構を設けるこ
とによって達成される。

〔作用〕

反応ガス供給管内を反応ガスを熱分解し予備励起するの
に必要温度、例えば３００°Ｃ以上に加熱することによ
って、反応ガスに増感剤を混合する必要はない。そのた
め作製した薄膜に増感剤が混入することがなく、膜質が
劣化することはない。

また予備励起に紫外光でなく熱を用いているので、予備
励起室への活性種の付着による光透過率の減少に起因す
る予備励起効果の低下といったこともなく、常に一定の
予備励起効果が得られ、良質な薄膜を再現性よく作製す
ることが可能となる。

〔実施例〕

第１図に本発明になる’ｉｉｔ膜製造装置の第１実施例
を示す。内部で気相化学反応を行わせる反応容器２、反
応容器２内部に反応ガスを供給する反応ガス供給管ｌ、
その表面に薄膜を堆積させる試料３、試料３を保持する
試料ホルダ４、試料３を回転させる回転軸６、試料３を
加熱する試料加熱ヒータ７、ガス及び反応生成物等を吸
引・排気する排気口５、反応ガス供給管１を加熱し、反
応ガスを熱分解させるための反応ガス供給管加熱ヒータ
８により構成される。

加熱ヒータ８は反応ガス供給部１の外周囲を覆う状態で
設置されている。

第２図に本発明の第２実施例であ−って。薄膜製造装置
に紫外光源を用いた場合を示す。反応容器２外部に設置
され、反応ガス及び試料３に紫外光を照射し反応を励起
させるための紫外光源１０、紫外光を反応容器２内部に
取り込むための光透過窓９を第１図に示す装置に付設す
ることにより槽底される。

本発明の上記実施例になる薄膜製造装置の作用を説明す
る。第１図では、反応ガス供給管１を通って反応容器２
内に供給されるＳｉ、Ｈｓ等の反応ガスは、反応ガス供
給管ｌが３００°Ｃ以上に加熱されているため、熱分解
し、反応容器２内に到達するまでに予備励起され、活性
種を多量に含む。

そのため、試料３表面に活性種を多量に含む励起した反
応ガスの供給が可能となる。

第２図は、気相反応を励起させるのに紫外光源１０を用
い、反応容器２に光透過窓９を取り付けており、第１図
で説明した通り、反応ガスは３００°Ｃ以上に加熱され
た反応ガス供給管１を通過する間に、熱分解され予備励
起される。特にＳ　ｉ　Ｈ４ガスのように、光の吸収端
が１６０ｍｍと短波長で光励起が難しく、３００°Ｃ以
上で熱分解する場合、熱によって予備励起することによ
り、試料３表面への多量の活性種の供給が可能となる。

第３図は本発明の第３実施例を示し、第１図における反
応ガス供給管加熱ヒータ８の代わりに誘導加熱ヒータ１
１を用い、反応ガス供給管ｌ内部に管軸中心部から４つ
の半径方向にそれぞれ反応ガス加熱板２０を設置したも
のである。

本実施例では、反応ガス供給管１を誘導加熱ヒータ１１
により加熱するため、内部に反応ガス加熱板２０を設置
しても、均一な温度分布で制御性よく反応ガス供給管１
及び反応ガス加熱板２０を加熱できる。反応ガス供給管
１内部に反応ガス加熱板２０を設置しているため、反応
ガスを高効率で熱分解し、予備励起の効果を高めること
ができる。

以上の作用により上記実施例では下記の効果を得ること
ができる。

（１）　　反応ガス供給管１を反応ガス供給管加熱ヒー
タ８又は誘導加熱ヒータ１１により３００°Ｃ以上に加
熱し、反応ガスを熱分解によって予備励起するため、反
応ガス中に多量の活性種が存在し、高速成膜が可能とな
り、装置のスルーブツトが向上する。

（２）反応ガスを、増感剤を混合することなく熱分解に
よって予備励起させるため、作製した薄膜中に不純物が
混入することなく、良質膜の作製が可能となる。

（３）反応ガスを予備励起して、反応容器２内部に導入
するため、反応が起こりやすく低温での底膜が可能とな
る。

（４）反応ガスを紫外光でなく、熱分解によって予備励
起するため、予備励起箇所への活性種の付着による予備
励起効果の低下といったことがなく、再現性よく底膜で
き、装置がコンパクトで安価となる。

上記作用による効果は、反応ガスがＳｉＨ４だけでなく
、ＰＨ，、ＡｓＨ，、ＧｅＨｓ等３００以上で熱分解す
るガスであれば同様である。

本発明の第４実施例を第４図に示す。本実施例の場合、
反応ガス供給管１を外部から加熱するのではなく、反応
ガス供給管１内部に反応ガス加熱ヒータ１２を取り付け
た構造である。この場合、ガス供給管ｌを介さずに反応
ガスを３００“Ｃ以上に加熱するため、温度制御性が向
上し、予備励起の制御が容易になる。さらに反応ガスを
直接加熱し熱分解させるため、高効率な予備励起が可能
となる。そのため、成膜再現性・歩留まりを向上させる
ことができる。

なお、反応ガス供給管加熱ヒータ８、反応ガス加熱１２
としては、例えばバンドヒータが好適である。また、本
発明は反応容器２内の反応圧力を常圧、又は減圧で操作
する場合のいずれにも適用可能である。

〔発明の効果］ 本発明によれば、薄膜製造装置において、反応ガス供給
管を反応ガスを熱分解し、予備励起するのに必要な温度
、例えば３００°Ｃ以上に加熱し、反応ガスを熱分解す
ることによって予備励起し、多量の活性種を安定に試料
表面に供給できる。

そのため、低温・高速での良質膜作製が可能となり、再
現性・歩留まりが向上し、スルーブツトの良い装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す縦断面図、第２図は
本発明の第２実施例を示す縦断面図、第３図（Ａ）は本
発明の第３実施例を示す縦断面は第３図（Ｂ）は第３図
（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、第４図は本発明の第４実施例
を示す縦断面図、第５図は従来の薄膜製造装置の縦断面
図である。 １・・・・・・反応ガス供給管、２・・・・・・反応容
器、３・・・・・・試料、４・・・・・・試料ホルダ、
５・・・・・・排気口、６・・・・・・回転軸、７・・
・・・・試料加熱ヒータ、８・・・・・・反応ガス供給
管加熱ヒータ、９・・・・・・光透過窓、１０・・・・
・・紫外光源、１１・・・・・・誘導加熱ヒータ、１２
・・・・・・反応ガス加熱ヒータ、２０・・・・・・反
応ガス加熱板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）気相化学反応を行う反応容器内に反応ガスを供給
   し、この反応容器内に設置された試料に薄膜を堆積させ
   るものにおいて、前記反応容器に反応ガスを供給する反
   応ガス供給系統中に前記反応ガスを熱分解し、予備励起
   するのに必要な温度に加熱可能な加熱機構を設けたこと
   を特徴とする薄膜製造装置。
2. （２）前記加熱機構が、バンドヒータであることを特徴
   とする請求項（１）記載の薄膜製造装置。
3. （３）前記加熱機構が、誘導加熱ヒータであることを特
   徴とする請求項（１）記載の薄膜製造装置。