JPH05144742A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPH05144742A JPH05144742A JP30868191A JP30868191A JPH05144742A JP H05144742 A JPH05144742 A JP H05144742A JP 30868191 A JP30868191 A JP 30868191A JP 30868191 A JP30868191 A JP 30868191A JP H05144742 A JPH05144742 A JP H05144742A
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- thin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 下地基板への熱ダメージを抑えて高品質な薄
膜を高スループットで形成することができ、絶縁性基板
上へのポリシリコン膜の形成等に適した薄膜形成方法を
提供すること。 【構成】 合成石英基板１１が収容された反応容器１０
内に原料ガスを供給し、この原料ガスを熱分解すること
により基板１１上に薄膜を形成する薄膜形成方法におい
て、予備加熱ヒータ１４により基板１１をその耐熱温度
以下の６００℃に加熱し、原料ガスとしてのＳｉ水素化
物の熱分解により基板１１上にシリコン極薄膜を形成
し、しかるのち極薄膜に赤外線ランプ１５からの赤外光
を照射して極薄膜を１０００℃程度の高温に急速加熱
し、Ｓｉ水素化物の熱分解により極薄膜上にポリシリコ
ン薄膜を形成することを特徴とする。
膜を高スループットで形成することができ、絶縁性基板
上へのポリシリコン膜の形成等に適した薄膜形成方法を
提供すること。 【構成】 合成石英基板１１が収容された反応容器１０
内に原料ガスを供給し、この原料ガスを熱分解すること
により基板１１上に薄膜を形成する薄膜形成方法におい
て、予備加熱ヒータ１４により基板１１をその耐熱温度
以下の６００℃に加熱し、原料ガスとしてのＳｉ水素化
物の熱分解により基板１１上にシリコン極薄膜を形成
し、しかるのち極薄膜に赤外線ランプ１５からの赤外光
を照射して極薄膜を１０００℃程度の高温に急速加熱
し、Ｓｉ水素化物の熱分解により極薄膜上にポリシリコ
ン薄膜を形成することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶＤ法による薄膜形
成方法に係わり、特に光照射による急速加熱を利用した
薄膜形成方法に関する。
成方法に係わり、特に光照射による急速加熱を利用した
薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】絶縁性基板上にシリコン薄膜を形成する
技術としては、減圧ＣＶＤ法，常圧ＣＶＤ法，プラズマ
ＣＶＤ法，スパッタ法等が知られている。近年、絶縁性
基板上にポリシリコン薄膜を形成する方法に関しては、
減圧ＣＶＤ−固相成長による方法が主流になりつつあ
る。この方法を、以下に簡単に説明する。
技術としては、減圧ＣＶＤ法，常圧ＣＶＤ法，プラズマ
ＣＶＤ法，スパッタ法等が知られている。近年、絶縁性
基板上にポリシリコン薄膜を形成する方法に関しては、
減圧ＣＶＤ−固相成長による方法が主流になりつつあ
る。この方法を、以下に簡単に説明する。
【０００３】まず、減圧ＣＶＤ法で原料ガスとしてＳｉ
Ｈ4 を用い、合成石英等の基板上に基板温度５５０℃で
アモルファスシリコン膜を堆積する。次いで、堆積薄膜
全面にシリコンイオンを注入したのち、６００℃，５０
時間で薄膜を固相成長させ、多結晶化してポリシリコン
膜を形成する。なお、原料ガスの選び方によっては、シ
リコンイオン注入を省くこともできる。
Ｈ4 を用い、合成石英等の基板上に基板温度５５０℃で
アモルファスシリコン膜を堆積する。次いで、堆積薄膜
全面にシリコンイオンを注入したのち、６００℃，５０
時間で薄膜を固相成長させ、多結晶化してポリシリコン
膜を形成する。なお、原料ガスの選び方によっては、シ
リコンイオン注入を省くこともできる。
【０００４】しかしながら、この種の方法にあっては次
のような問題があった。即ち、減圧ＣＶＤ−固相成長に
よる方法でポリシリコン膜を形成する場合、成膜後に固
相成長させるプロセスを５５０〜１０００℃で数十時間
に渡って行う必要がある。この長時間に及ぶ加熱処理
は、スループットの低下を招くと共に、基板に対し大き
な熱ダメージを与えることになる。そして、熱ダメージ
が大きいと、安価なガラス基板を使用することは困難と
なる。
のような問題があった。即ち、減圧ＣＶＤ−固相成長に
よる方法でポリシリコン膜を形成する場合、成膜後に固
相成長させるプロセスを５５０〜１０００℃で数十時間
に渡って行う必要がある。この長時間に及ぶ加熱処理
は、スループットの低下を招くと共に、基板に対し大き
な熱ダメージを与えることになる。そして、熱ダメージ
が大きいと、安価なガラス基板を使用することは困難と
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の減
圧ＣＶＤ−固相成長による方法では、絶縁性基板上にポ
リシリコン薄膜を形成する際には、５５０〜１０００
℃，数十時間の固相成長プロセスを経なければ品質の良
い膜が得られず、スループットの点及び基板への熱ダメ
ージの点で問題があった。
圧ＣＶＤ−固相成長による方法では、絶縁性基板上にポ
リシリコン薄膜を形成する際には、５５０〜１０００
℃，数十時間の固相成長プロセスを経なければ品質の良
い膜が得られず、スループットの点及び基板への熱ダメ
ージの点で問題があった。
【０００６】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、下地基板への熱ダメー
ジを抑えて高品質な薄膜を高スループットで形成するこ
とができ、絶縁性基板上へのポリシリコン膜の形成等に
適した薄膜形成方法を提供することにある。
ので、その目的とするところは、下地基板への熱ダメー
ジを抑えて高品質な薄膜を高スループットで形成するこ
とができ、絶縁性基板上へのポリシリコン膜の形成等に
適した薄膜形成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、光照射
による急速加熱を利用することにより、基板への熱ダメ
ージを極力抑えて、薄膜形成速度の向上をはかることに
ある。
による急速加熱を利用することにより、基板への熱ダメ
ージを極力抑えて、薄膜形成速度の向上をはかることに
ある。
【０００８】即ち本発明は、絶縁性基板等の被処理性基
板が収容された反応容器内に原料ガスを供給し、この原
料ガスを熱分解することにより基板上に薄膜を形成する
薄膜形成方法において、基板を所定温度（耐熱温度以
下）に加熱し原料ガスの熱分解により該基板上に極薄膜
を形成し、しかるのち極薄膜に該薄膜が吸収する波長を
有する光を照射して極薄膜を急速加熱し、原料ガスの熱
分解により極薄膜上に薄膜を形成するようにした方法で
ある。
板が収容された反応容器内に原料ガスを供給し、この原
料ガスを熱分解することにより基板上に薄膜を形成する
薄膜形成方法において、基板を所定温度（耐熱温度以
下）に加熱し原料ガスの熱分解により該基板上に極薄膜
を形成し、しかるのち極薄膜に該薄膜が吸収する波長を
有する光を照射して極薄膜を急速加熱し、原料ガスの熱
分解により極薄膜上に薄膜を形成するようにした方法で
ある。
【０００９】また本発明は、原料ガスとしてＳｉＨ4 ，
Ｓｉ2 Ｈ6 ，Ｓｉ3 Ｈ8 等のＳｉ水素化物或いはＳｉＨ
2 Ｃｌ2 等のＳｉ化合物を用い、上記方法で絶縁性基板
上にシリコン極薄膜を形成したのち、このシリコン極薄
膜上にポリシリコン薄膜を堆積することを特徴とする。
Ｓｉ2 Ｈ6 ，Ｓｉ3 Ｈ8 等のＳｉ水素化物或いはＳｉＨ
2 Ｃｌ2 等のＳｉ化合物を用い、上記方法で絶縁性基板
上にシリコン極薄膜を形成したのち、このシリコン極薄
膜上にポリシリコン薄膜を堆積することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明によれば、絶縁性基板等の被処理基板を
その耐熱温度以下に加熱して極薄膜を形成した後、この
極薄膜に光を照射して極薄膜を急速加熱している。従っ
て、基板は殆ど熱ダメージを受けない状態で、原料ガス
を分解する極薄膜表面を急速に１０００℃程度の高温に
加熱することができる。このため、基板へのダメージを
極力抑えて成膜速度を高めることができ、高品質な薄膜
を高スループットで形成することが可能となる。
その耐熱温度以下に加熱して極薄膜を形成した後、この
極薄膜に光を照射して極薄膜を急速加熱している。従っ
て、基板は殆ど熱ダメージを受けない状態で、原料ガス
を分解する極薄膜表面を急速に１０００℃程度の高温に
加熱することができる。このため、基板へのダメージを
極力抑えて成膜速度を高めることができ、高品質な薄膜
を高スループットで形成することが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。
説明する。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施例方法に使用
した薄膜形成装置を示す概略構成図である。図中１０は
ＣＶＤ法による薄膜形成に供される反応チャンバであ
り、このチャンバ１０内には絶縁性基板（被処理基板）
１１を保持する試料台１２が収容されている。ここで、
試料台１２上には断熱材１３を介して予備加熱ヒータ１
４が設けられており、基板１１はこのヒータ１４上に載
置される。
した薄膜形成装置を示す概略構成図である。図中１０は
ＣＶＤ法による薄膜形成に供される反応チャンバであ
り、このチャンバ１０内には絶縁性基板（被処理基板）
１１を保持する試料台１２が収容されている。ここで、
試料台１２上には断熱材１３を介して予備加熱ヒータ１
４が設けられており、基板１１はこのヒータ１４上に載
置される。
【００１３】チャンバ１０の上方には、赤外線ランプ１
５が設置されている。このランプ１５からの光は、合成
石英窓１６を介して容器１０内に導入され、基板１１の
表面に照射される。ここで、赤外線ランプ１５にはタン
グステン−ハロゲンランプを用いる。ランプ照射は１０
〜１００Ｗ／ｃｍ2 の適正な範囲で行う。
５が設置されている。このランプ１５からの光は、合成
石英窓１６を介して容器１０内に導入され、基板１１の
表面に照射される。ここで、赤外線ランプ１５にはタン
グステン−ハロゲンランプを用いる。ランプ照射は１０
〜１００Ｗ／ｃｍ2 の適正な範囲で行う。
【００１４】また、チャンバ１０内にはガス導入口１７
から原料ガスが導入され、導入されたガスの未反応成分
は排気口１８から排気される。ここで、図には示さない
が、基板表面に原料ガスが均一に分布するように、ガス
導入口１７は基板１１の表面に対向する位置に複数箇所
設けられている。
から原料ガスが導入され、導入されたガスの未反応成分
は排気口１８から排気される。ここで、図には示さない
が、基板表面に原料ガスが均一に分布するように、ガス
導入口１７は基板１１の表面に対向する位置に複数箇所
設けられている。
【００１５】次に、上記装置を用いて、絶縁性基板１１
としての合成石英基板上に、ポリシリコン薄膜を形成す
る方法について説明する。薄膜形成のシーケンス及び堆
積時間と膜厚の関係を、図２に示す。堆積時間は最初に
反応ガスを導入した時間を０分にとっている。 (1) まず、チャンバ１０の中に、ガス導入口１７からキ
ャリアガスとしてＨ2を１ｓｌｍの流量で流し続ける。 (2) 次いで、予備加熱ヒータ１４により、基板１１を６
００℃の温度に加熱する。
としての合成石英基板上に、ポリシリコン薄膜を形成す
る方法について説明する。薄膜形成のシーケンス及び堆
積時間と膜厚の関係を、図２に示す。堆積時間は最初に
反応ガスを導入した時間を０分にとっている。 (1) まず、チャンバ１０の中に、ガス導入口１７からキ
ャリアガスとしてＨ2を１ｓｌｍの流量で流し続ける。 (2) 次いで、予備加熱ヒータ１４により、基板１１を６
００℃の温度に加熱する。
【００１６】(3) 基板温度が６００℃で安定した後、ガ
ス導入口１７からチャンバ１０内に反応ガスとしてのＳ
ｉＨ4 ガスを１００sccm導入し、チャンバ内トータル圧
力が０．３Torrになるようにする。この状態で５分間堆
積を行い、〜１０ｎｍのシリコン極薄膜を形成する。な
お、このシリコン膜はアモルファス状態である。
ス導入口１７からチャンバ１０内に反応ガスとしてのＳ
ｉＨ4 ガスを１００sccm導入し、チャンバ内トータル圧
力が０．３Torrになるようにする。この状態で５分間堆
積を行い、〜１０ｎｍのシリコン極薄膜を形成する。な
お、このシリコン膜はアモルファス状態である。
【００１７】(4) 次いで、予備加熱ヒータ１４による加
熱及びＳｉＨ4 ガスの導入をストップし、それと同時に
極薄膜表面が１０００℃になるようなパワーで赤外線ラ
ンプ１５を点灯する。赤外線ランプ１５が安定して点灯
するまでの１分間ランプ光を基板１１に照射し、シリコ
ン極薄膜を急速アニールすることによりポリシリコン化
する。
熱及びＳｉＨ4 ガスの導入をストップし、それと同時に
極薄膜表面が１０００℃になるようなパワーで赤外線ラ
ンプ１５を点灯する。赤外線ランプ１５が安定して点灯
するまでの１分間ランプ光を基板１１に照射し、シリコ
ン極薄膜を急速アニールすることによりポリシリコン化
する。
【００１８】(5) 次いで、上記急速アニール後、膜表面
温度が１０００℃以上に安定したところでＳｉＨ4 ガス
を１００sccm導入し、チャンバ内トータル圧力が０．３
Torrになるようにする。そして、１分間堆積を行った。 (6) 次いで、ＳｉＨ4 ガスの導入，赤外線ランプ１５の
照射をストップする。以上により、２００ｎｍの高品質
ポリシリコン薄膜を得ることができた。
温度が１０００℃以上に安定したところでＳｉＨ4 ガス
を１００sccm導入し、チャンバ内トータル圧力が０．３
Torrになるようにする。そして、１分間堆積を行った。 (6) 次いで、ＳｉＨ4 ガスの導入，赤外線ランプ１５の
照射をストップする。以上により、２００ｎｍの高品質
ポリシリコン薄膜を得ることができた。
【００１９】本実施例方法により形成したポリシリコン
薄膜の特性を、Ｘ線回折により評価したところ、図３に
示す結果が得られた。即ち、Ｘ線解析の結果、（１１
１）配向が見られ、（１１１）ピークの半値幅から求め
た平均結晶粒径は約２００ｎｍと大粒径ポリシリコン膜
であることが分かった。
薄膜の特性を、Ｘ線回折により評価したところ、図３に
示す結果が得られた。即ち、Ｘ線解析の結果、（１１
１）配向が見られ、（１１１）ピークの半値幅から求め
た平均結晶粒径は約２００ｎｍと大粒径ポリシリコン膜
であることが分かった。
【００２０】また、本実施例方法により形成されたポリ
シリコン膜を用い、図４に示すようなトップゲートのコ
プラナー型薄膜トランジスタを形成した。そして、この
トランジスタの特性を評価したところ、移動度＞７０ｃ
ｍ2 ／Ｖｓ，Ｖth＜３Ｖ，リーク電流＜１０-12 Ａ，ｌ
ｏｎ／ｌｏｆｆ＞１０6 と良好な結果が得られた。これ
は、通常の減圧ＣＶＤ−固相成長プロセスによるポリシ
リコン膜と同等又はそれ以上の特性である。
シリコン膜を用い、図４に示すようなトップゲートのコ
プラナー型薄膜トランジスタを形成した。そして、この
トランジスタの特性を評価したところ、移動度＞７０ｃ
ｍ2 ／Ｖｓ，Ｖth＜３Ｖ，リーク電流＜１０-12 Ａ，ｌ
ｏｎ／ｌｏｆｆ＞１０6 と良好な結果が得られた。これ
は、通常の減圧ＣＶＤ−固相成長プロセスによるポリシ
リコン膜と同等又はそれ以上の特性である。
【００２１】なお、図４において、４１は合成石英基
板、４２は本実施例方法によるポリシリコン膜、４３は
ゲート酸化膜、４４はゲート電極、４５はソース電極、
４６はドレイン電極、４７は層間絶縁膜を示している。
板、４２は本実施例方法によるポリシリコン膜、４３は
ゲート酸化膜、４４はゲート電極、４５はソース電極、
４６はドレイン電極、４７は層間絶縁膜を示している。
【００２２】また、通常の減圧ＣＶＤ−固相成長プロセ
スによるポリシリコン膜と、本実施例方法によるポリシ
リコン膜との、１ウェハ当たりの成膜時間を比較した。
通常の方法では、バッチ処理で数十枚同時に成膜−固相
成長を行い、その全プロセス時間は数十時間である。お
およそで見積もれば３０枚処理を３０時間で行うとし
て、１ウェハ当たりのプロセス時間は１時間である。一
方、本実施例方法によると、枚葉式の処理で、１ウェハ
当たり先に説明したように１０分以下のプロセス時間で
ある。つまり、本実施例方法によりプロセス時間が大幅
に短縮できることが分かる。
スによるポリシリコン膜と、本実施例方法によるポリシ
リコン膜との、１ウェハ当たりの成膜時間を比較した。
通常の方法では、バッチ処理で数十枚同時に成膜−固相
成長を行い、その全プロセス時間は数十時間である。お
およそで見積もれば３０枚処理を３０時間で行うとし
て、１ウェハ当たりのプロセス時間は１時間である。一
方、本実施例方法によると、枚葉式の処理で、１ウェハ
当たり先に説明したように１０分以下のプロセス時間で
ある。つまり、本実施例方法によりプロセス時間が大幅
に短縮できることが分かる。
【００２３】また、絶縁性基板１１として、合成石英基
板に変えて安価な無アルカリガラス基板を用いて成膜を
行った場合にも、Ｘ線回折の結果、合成石英基板上と同
等の結果が得られた。さらに、熱による反り等も合成石
英基板の場合と同様に殆ど観測されず、無アルカリガラ
ス基板が熱によるダメージのために使用できない減圧Ｃ
ＶＤ−固相成長プロセスに比べ、基板に対して熱的に低
ダメージであった。
板に変えて安価な無アルカリガラス基板を用いて成膜を
行った場合にも、Ｘ線回折の結果、合成石英基板上と同
等の結果が得られた。さらに、熱による反り等も合成石
英基板の場合と同様に殆ど観測されず、無アルカリガラ
ス基板が熱によるダメージのために使用できない減圧Ｃ
ＶＤ−固相成長プロセスに比べ、基板に対して熱的に低
ダメージであった。
【００２４】このように本実施例方法によれば、絶縁性
基板１１をその耐熱温度以下の例えば６００℃に加熱し
てシリコン極薄膜を形成した後、この極薄膜に赤外光を
照射することにより、基板１１を加熱することなく極薄
膜表面のみを急速に１０００℃程度の高温に加熱するこ
とができる。特に、最初から赤外光を照射するのではな
く、一旦極薄膜が形成された後に赤外光を照射している
ので、基板１１を光照射により加熱することはなく、高
温加熱が必要な極薄膜のみを効率良く加熱することがで
きる。
基板１１をその耐熱温度以下の例えば６００℃に加熱し
てシリコン極薄膜を形成した後、この極薄膜に赤外光を
照射することにより、基板１１を加熱することなく極薄
膜表面のみを急速に１０００℃程度の高温に加熱するこ
とができる。特に、最初から赤外光を照射するのではな
く、一旦極薄膜が形成された後に赤外光を照射している
ので、基板１１を光照射により加熱することはなく、高
温加熱が必要な極薄膜のみを効率良く加熱することがで
きる。
【００２５】従って、基板１１への熱ダメージを極力抑
えて成膜速度を高めることができ、高品質なポリシリコ
ン薄膜を高スループットで形成することが可能となる。
さらに、基板への熱ダメージが少ないことから安価なガ
ラス基板を用いることも可能となり、スループットの向
上という効果と相俟って製造コストの低減をはかること
ができる。
えて成膜速度を高めることができ、高品質なポリシリコ
ン薄膜を高スループットで形成することが可能となる。
さらに、基板への熱ダメージが少ないことから安価なガ
ラス基板を用いることも可能となり、スループットの向
上という効果と相俟って製造コストの低減をはかること
ができる。
【００２６】なお、本実施例方法において、前述した各
工程は種々変形することが可能である。例えば、 (2)〜
(3) の予備加熱ヒータ１４による加熱工程において、補
助的に赤外線ランプ１５を低出力で照射してもよい。ま
た、基板１１の予備加熱手段はこの限りではなく、ラン
プ或いは高周波コイルを用いてもよい。工程(4) におけ
る急速アニールを省略し、ＳｉＨ4の導入をストップす
ることなく赤外線ランプを照射し、短時間成膜を行って
もよい。
工程は種々変形することが可能である。例えば、 (2)〜
(3) の予備加熱ヒータ１４による加熱工程において、補
助的に赤外線ランプ１５を低出力で照射してもよい。ま
た、基板１１の予備加熱手段はこの限りではなく、ラン
プ或いは高周波コイルを用いてもよい。工程(4) におけ
る急速アニールを省略し、ＳｉＨ4の導入をストップす
ることなく赤外線ランプを照射し、短時間成膜を行って
もよい。
【００２７】工程 (4)〜(5) の赤外線照射において、予
備加熱ヒータ１４は本実施例のようにＯＦＦしてもよい
し、補助的に加熱を行ってもよい。工程(6) の基板自然
冷却において、ＳｉＨ4 の導入をランプ照射と同時にス
トップさせず、流し続けていてもよく、途中でストップ
してもよい。以上において赤外線ランプ１５のＯＮ−Ｏ
ＦＦは、本実施例のようにランプへの通電のＯＮ−ＯＦ
Ｆによって行ってもよいし、シャッタによって行っても
よい。
備加熱ヒータ１４は本実施例のようにＯＦＦしてもよい
し、補助的に加熱を行ってもよい。工程(6) の基板自然
冷却において、ＳｉＨ4 の導入をランプ照射と同時にス
トップさせず、流し続けていてもよく、途中でストップ
してもよい。以上において赤外線ランプ１５のＯＮ−Ｏ
ＦＦは、本実施例のようにランプへの通電のＯＮ−ＯＦ
Ｆによって行ってもよいし、シャッタによって行っても
よい。
【００２８】工程(3) のシリコン極薄膜形成の際に、前
段階としてＳｉＨ4 に加えＮ2 Ｏ，Ｏ2 ，ＣＯ2 等の酸
化物のガスを導入することにより、加熱した基板上に酸
化シリコン膜を形成し、その後にシリコン極薄膜を形成
する方法は、基板への熱ダメージの低減に対してより効
果的である。
段階としてＳｉＨ4 に加えＮ2 Ｏ，Ｏ2 ，ＣＯ2 等の酸
化物のガスを導入することにより、加熱した基板上に酸
化シリコン膜を形成し、その後にシリコン極薄膜を形成
する方法は、基板への熱ダメージの低減に対してより効
果的である。
【００２９】また、工程(5) においてＳｉＨ4 に加えて
Ｎ2 Ｏ，Ｏ2 ，ＣＯ2 等の酸化物のガスを導入すること
により、高品質の酸化シリコン膜を形成することも可能
である。さらに、工程(5) においてＳｉＨ4 に加えてＮ
Ｈ3 を導入することにより、高品質の窒化シリコン膜を
形成することも可能である。
Ｎ2 Ｏ，Ｏ2 ，ＣＯ2 等の酸化物のガスを導入すること
により、高品質の酸化シリコン膜を形成することも可能
である。さらに、工程(5) においてＳｉＨ4 に加えてＮ
Ｈ3 を導入することにより、高品質の窒化シリコン膜を
形成することも可能である。
【００３０】図５は、本発明の第２の実施例方法に使用
した薄膜形成装置を示す概略構成図である。この装置
は、インライン装置であり、基板１１の搬送される順に
従って加熱チャンバ５１，反応チャンバ５２，冷却チャ
ンバ５３が設置されている。加熱チャンバ５１は基板加
熱用、反応チャンバ５２は極薄膜及びその上の薄膜形成
用、冷却チャンバ５３は基板冷却用に設けられている。
反応チャンバ５２は、第１の実施例の装置と同様の機構
を有しており、さら大気に晒さずに加熱チャンバ５１か
ら冷却チャンバ５３への基板搬送を行える搬送装置を備
えている。
した薄膜形成装置を示す概略構成図である。この装置
は、インライン装置であり、基板１１の搬送される順に
従って加熱チャンバ５１，反応チャンバ５２，冷却チャ
ンバ５３が設置されている。加熱チャンバ５１は基板加
熱用、反応チャンバ５２は極薄膜及びその上の薄膜形成
用、冷却チャンバ５３は基板冷却用に設けられている。
反応チャンバ５２は、第１の実施例の装置と同様の機構
を有しており、さら大気に晒さずに加熱チャンバ５１か
ら冷却チャンバ５３への基板搬送を行える搬送装置を備
えている。
【００３１】この装置では、基板１１は加熱チャンバ５
１で加熱され、極薄膜形成温度に安定したところで反応
チャンバ５２に導入される。しかるのちに、原料ガスを
反応チャンバ５２に導入して極薄膜を形成する。その
後、赤外線ランプ１５により基板表面を急速に加熱し、
短時間で高品質の薄膜を形成する。所望の膜厚に達した
ところで、ランプ照射，反応ガス導入を止め、成膜を終
えて冷却チャンバ５３にて基板冷却を行う。この方法に
より、連続して大量枚数の基板１１の成膜を行うことが
できるため、量産が可能となる。
１で加熱され、極薄膜形成温度に安定したところで反応
チャンバ５２に導入される。しかるのちに、原料ガスを
反応チャンバ５２に導入して極薄膜を形成する。その
後、赤外線ランプ１５により基板表面を急速に加熱し、
短時間で高品質の薄膜を形成する。所望の膜厚に達した
ところで、ランプ照射，反応ガス導入を止め、成膜を終
えて冷却チャンバ５３にて基板冷却を行う。この方法に
より、連続して大量枚数の基板１１の成膜を行うことが
できるため、量産が可能となる。
【００３２】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。実施例では、堆積薄膜としてポリシ
リコン，酸化シリコン，窒化シリコンの例を説明した
が、アモルファスシリコン、その他の半導体薄膜，絶縁
膜の形成にも適用することができる。さらに、極薄膜に
照射する光は赤外線に限るものではなく、極薄膜が吸収
する波長を有する光であればよい。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
れるものではない。実施例では、堆積薄膜としてポリシ
リコン，酸化シリコン，窒化シリコンの例を説明した
が、アモルファスシリコン、その他の半導体薄膜，絶縁
膜の形成にも適用することができる。さらに、極薄膜に
照射する光は赤外線に限るものではなく、極薄膜が吸収
する波長を有する光であればよい。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、被
処理基板上に極薄膜を形成した後に光照射により極薄膜
を急速加熱して薄膜を形成することにより、下地基板へ
の熱ダメージを抑えて高品質な薄膜を高スループットで
形成することができ、絶縁性基板上へのポリシリコン膜
の形成等に適した薄膜形成方法を実現することが可能と
なる。
処理基板上に極薄膜を形成した後に光照射により極薄膜
を急速加熱して薄膜を形成することにより、下地基板へ
の熱ダメージを抑えて高品質な薄膜を高スループットで
形成することができ、絶縁性基板上へのポリシリコン膜
の形成等に適した薄膜形成方法を実現することが可能と
なる。
【図１】本発明の第１の実施例方法に使用した薄膜形成
装置を示す概略構成図、
装置を示す概略構成図、
【図２】第１の実施例における薄膜形成のシーケンス及
び堆積時間と膜厚の関係を示す模式図、
び堆積時間と膜厚の関係を示す模式図、
【図３】第１の実施例におけるポリシリコン膜からのＸ
線回折強度の角度分布を示す特性図、
線回折強度の角度分布を示す特性図、
【図４】第１の実施例による薄膜を用いた薄膜トランジ
スタを示す素子構造断面図、
スタを示す素子構造断面図、
【図５】第２の実施例方法に使用した薄膜形成装置を示
す概略構成図。
す概略構成図。
１０…反応チャンバ、 １１…絶縁性基板（被処理基板）、 １２…試料台、 １３…断熱材、 １４…予備加熱ヒータ、 １５…赤外線ランプ、 １６…合成石英窓、 １７…ガス導入口、 １８…排気口、 ５１…加熱チャンバ、 ５２…反応チャンバ、 ５３…冷却チャンバ。
Claims (1)
- 【請求項１】被処理性基板が収容された反応容器内に原
料ガスを供給し、この原料ガスを熱分解することにより
基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、 前記基板を所定温度に加熱し原料ガスの熱分解により該
基板上に極薄膜を形成する工程と、次いで前記極薄膜に
該薄膜が吸収する波長を有する光を照射して極薄膜を急
速加熱し、原料ガスの熱分解により極薄膜上に薄膜を形
成する工程とを含むことを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30868191A JPH05144742A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30868191A JPH05144742A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144742A true JPH05144742A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17984011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30868191A Pending JPH05144742A (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05144742A (ja) |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30868191A patent/JPH05144742A/ja active Pending
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