JPH062146A

JPH062146A - 光ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH062146A
Application number: JP18191792A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yuasa; 博司湯浅; Ryosuke Yamaguchi; 良祐山口
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1992-06-16
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】長時間の成膜を続けても反応ガスのガス吹き
出し口、ガス供給管の詰まりを防止するのに好適な光Ｃ
ＶＤ装置を提供することにある。【構成】反応室１内に供給されたガスに光入射窓２を
通して光源３からの光を照射し、化学反応を促進し、基
板４上に薄膜を堆積させる。ガス供給管６より多孔板か
らなるガス吹き出し口８から単体で窓くもりの原因とな
る可能性のある反応ガス、例えば窒素で希釈されたモノ
シランＡを供給する。ガス供給管７より多孔板からなる
ガス吹き出し口９から単体では窓くもりの原因とならな
い反応ガス、例えば窒素で希釈された酸素Ｂを供給す
る。ガス吹き出し口８と９との間より反応室１内部に突
設する仕切板１０を有し、ガス吹き出し口８，９付近で
のガス相互拡散を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ＣＶＤ装置に係り、特
に光化学反応を用いた薄膜を形成するための装置におい
て、ガス供給管の吹き出し口の詰まりを防止するのに好
適な光ＣＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光化学反応は反応性ガスにそのガスの吸
収波長に応じた波長を有する光を照射することにより化
学反応を促進するものである。照射する光と反応ガスと
の組合せにより反応を選択的に進行させることが可能で
ある。さらに光化学反応は熱化学反応のような高温が要
求されないのでプロセスの低温化に有効であり、プラズ
マ反応のような荷電粒子の影響がないため、堆積した膜
に電気的な損傷がないことから、シリコン酸化膜などの
形成に有効であると考えられている。

【０００３】しかしながら、光化学反応を用いた薄膜製
造装置では、反応容器内に反応ガスを供給し、基板上に
薄膜を堆積させるものであるため、薄膜を堆積させる回
数が多くなったり、時間が長くなると光入射窓の表面に
反応生成物が付着し、反応容器内に照射される光の強度
が低下し、さらには反応が停止する問題がある。

【０００４】光入射窓の表面に反応生成物が付着するこ
とを防止する薄膜製造装置として、本発明者らは、先に
図３に示す光ＣＶＤ装置を提案した。（特開平１−１８
６６１３号公報）

【０００５】図３において、５１は反応室、５２は反応
室５１の壁面の一部を構成している光入射窓、５３は光
源、５４は薄膜を堆積させるための基板５５はサセプ
タ、５６は光化学反応に関係しないガス、５７は反応ガ
ス、５８は整流ガス吹き出し口、５９は排気口である。
この光ＣＶＤ装置では供給するガスを乱さないようにし
て排気することで光入射窓の表面に反応生成物が付着す
ることを防止している。

【０００６】また、上記した光ＣＶＤ装置では、光入射
窓５２の表面に反応生成物が付着することを防止するた
めに、ガス吹き出し口５８を多数の微細な連通孔を有す
る耐熱性の多孔質物質によって構成し、ガス流路形状が
ガスの流れに乱れを生じる凹凸を有しない構造となって
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た薄膜製造装置は光化学反応に関係しないガスと反応ガ
スを供給する各整流ガス吹き出し口５８が近接（密着）
しており、ガスを供給した直後に反応した生成物が整流
ガス吹き出し口５８に付着したり、ガスの相互拡散によ
りガス供給管内で反応するために、反応ガスの供給管が
詰まり易いという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、長期間成膜を続けてもガス吹き出し口、反応
ガス供給管の詰まりを防止し、安定した薄膜製造操作を
行なうことができる光ＣＶＤ装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、単体で窓くもりの原因となる可能性
のある反応ガスを反応容器内の基板側に導入する第１の
ガス供給管と単体では窓くもりの原因にはならない反応
ガスを光源からの光を透過する光入射窓側に導入する第
２のガス供給管のそれぞれのガス吹き出し口を多数の微
細な連通孔を有する耐熱性の多孔質物質によって構成す
ると共に前記ガス吹き出し口から反応容器内の排気口に
至るガス流路形状がガスの流れに乱れを生じる凹凸を有
しない平面状又は曲面状に形成されており、かつ、第１
のガス供給管の吹き出し口と第２のガス供給管吹き出し
口との間より前記反応室内部側に突設された仕切板を設
置することによって達成される。

【００１０】

【作用】第１のガス供給管のガス吹き出し口と、第２の
ガス供給管のガス吹き出し口とからそれぞれ反応室内に
供給されるガスは、ガス吹き出し口で整流されて反応室
内を流れようとするが、反応室内に出ると直ちに相互拡
散が生じる。

【００１１】しかし、両ガス吹き出し口の間より反応室
内部側に突設された仕切板によって、反応生成物の生じ
る領域とガス供給管の吹き出し口に距離があるために、
反応生成物がガス供給管の吹き出し口表面に付着するこ
とがなくなり、ガス供給管が詰まらなくなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の光化学反応装置の一実施例を示す
断面図であり、断面矩形状の内部空間を有する反応容器
内を構成する反応室１の上部には光入射窓２が設置され
ている。この光入射窓２は反応室１の壁面の一部を構成
し、したがって反応室１の内壁面と光入射窓２の内面
（反応室１側面）は同一面を構成し、凹凸を有しない構
造となっている。

【００１３】また、光入射窓２の上方には低圧水銀ラン
プ等の光源３が配設されている。さらに反応室１の底面
部には凹部が形成され、この凹部に薄膜を堆積させるた
めの基板４が埋設可能な形状を有するサセプタ５が配設
されると共にこのサセプタ５および基板４の上面は反応
室１の底面と同一面を構成し、凹凸を有しない構造とな
っている。

【００１４】反応容器の側壁には、単体で窓くもりの原
因となる可能性のある反応ガスを基板４側に導入する第
１のガス供給管６が配設され、また、単体では窓くもり
の原因とならない反応ガスを光入射窓側２側に導入する
第２のガス供給管７が配設されている。ガス供給管６に
は多数の微細な連通孔を有する耐熱性の多孔質物質によ
って形成された多孔板からなるガス吹き出し口８が配設
され、ガス供給管９にも同様な多孔板からなるガス吹き
出し口９が配設されている。

【００１５】多孔質物質は、多数の微細連通孔を有し、
例えば、平均粒径が０．１μｍ〜１ｍｍの金属又はセラ
ミックスの焼結体からなるものが望ましい。平均粒径が
０．１μｍよりも小さいと、孔に目詰まりが生じやす
く、平均粒径が１ｍｍよりも大きいと、所定のガスを整
流して層状にするという本発明の効果を達成できない。
なお、より望ましくは、平均粒径は０．２μｍ〜５００
μｍ程度が有効である。

【００１６】ガス供給管６とガス供給管７とは仕切板１
０によって区画されると共に、この仕切板１０はガス吹
き出し口８とガス吹き出し口９との間より反応室１の内
部側にガス流れ方向に突設されている。なお、１１は排
気口である。

【００１７】次に上記した構成からなる光ＣＶＤ装置の
作用を説明する。モノシランガス（ＳｉＨ₄）と酸素ガ
ス（Ｏ₂）を用いて酸化シリコン膜（ＳｉＯ₂）を堆積
させる場合、図１において、ガス供給管６より窒素で希
釈したモノシランガスＡ、ガス供給管７より窒素で希釈
した酸素ガスＢを同じ流速で反応室１に供給する。通
常、成膜は減圧下で行ない、窒素で希釈されたモノシラ
ンガスＡと窒素で希釈されたガスＢは同じ流速で反応室
１に供給される。

【００１８】ガスは流路（反応室１）に沿って流れ、仕
切板１０が途切れた直後に相互拡散によって広がり、混
合する。光源３から照射される光により光化学反応が進
み、基板４上に酸化シリコン膜が生成する。反応室１に
供給されたモノシランＡと酸素Ｂは仕切板１０が途切れ
ると同時に反応するが、その位置はガス供給管６，７の
出口であるガス吹き出し口８，９と離れているために、
生成する酸化シリコンがガス吹き出し口８，９に付着
し、ガス供給管を詰まらせることがない。さらにお互い
のガス供給管６，７内への逆拡散もしにくくなるため、
ガス供給管６，７内の詰まりがなくなる。

【００１９】図２は本発明の他の実施例を示す断面図で
あり、図１に示す実施例とは仕切板の設置状態が異なっ
ている点であり、したがって図１に示す実施例と実質的
に同一の構成部分は同一符号にて示している。

【００２０】本実施例において、仕切板１２は、その突
出方向の途中で基板４側に折り曲げられており、突出先
端部のガス流路断面積がガス吹き出し口８の面積よりも
小さくなっている。

【００２１】図２においては、仕切板１２が途切れた位
置で窒素で希釈したモノシランＡと窒素で希釈した酸素
Ｂの流速が同じになるようにガスを供給し、反応室１内
でガス流路の差によるガスの乱れが発生しないようにす
る。このように仕切板１２が基板４側に曲がっているこ
との利点は２つある。

【００２２】第１の利点はモノシランＡが基板４付近に
低く（光入射窓２との距離が長くなる）供給されるため
に、図１による実施例に比べて光入射窓２方向に拡散す
るモノシラン量が少なく、基板４付近へのモノシラン量
が多くなることである。これによって酸化シリコン膜の
生成速度が大きくなる。第２の利点はモノシランＡの流
れる断面積が小さくなり、そのため流れに逆らってガス
供給管６のガス吹き出し口８へ付着する生成物の量（付
着する確率）が小さくなり、図１に示す実施例よりさら
にガス供給管が詰まりにくくなる。

【００２３】上記した実施例では、光入射窓２側へ供給
される反応ガスとして酸素、基板４側へ供給する反応ガ
スとしてモノシランの例を示したが、反応ガスとしては
光入射窓２側へ供給するガスは、単体では窓くもりの原
因とならない他の反応ガスでもよく、基板４側へは単体
では窓くもりの原因となる可能性のある他の反応ガスで
もよい。また、これらの反応ガスを希釈するガスは窒素
以外の不活性ガスでもよい。

【００２４】上記した実施例では、特に基板上に薄膜を
形成する場合について説明したが、本発明は膜のエッチ
ングの場合にも有効である。例えば、ＳｉＯ₂の薄膜を
エッチングする場合、反応ガスにＮＦ₃、光源にＡｒＦ
レーザが使用され、ＡｒＦレーザの波長に適合した光入
射窓材はＳｉＯ₂である。反応ガスであるＮＦ₃が光入
射窓材であるＳｉＯ₂に到達すると、ＡｒＦレーザの光
により光入射窓材は削られてしまうが反応ガスであるＮ
Ｆ₃をエッチング室内で層状に流動させ、ＮＦ₃を光入
射窓側に流入しないようにすることができるので、光入
射窓を削ることなく、エッチングを行なうことができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、多孔板か
らなるガス吹き出し口を仕切る仕切板が反応室内部側に
突設されているため、反応ガスの相互拡散により生じる
反応生成物の生じる領域とガス吹き出し口との間が離間
されており、反応生成物がガス吹き出し口に付着するこ
とがない。このため、長時間または長期間成膜を続けて
も、ガス供給管の吹き出し口が詰まらないので、長期間
にわたり再現性よく成膜することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ＣＶＤ装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】本発明の光ＣＶＤ装置の他の実施例を示す断面
図である。

【図３】従来の光ＣＶＤ装置の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１反応室２光入射窓３光源４基板５サセプタ６，７ガス供給管８，９ガス吹き出し口１０，１２仕切板１１排気口Ａ窒素で希釈されたモノシランＢ窒素で希釈された酸素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応室内に供給されたガスに反応室の一
部を構成する光入射窓を通して光源からの光を照射する
ことにより化学反応を促進し、反応室内に設置した基板
上に薄膜を堆積させる光ＣＶＤ装置において、単体で窓
くもりの原因となる可能性のある反応ガスを反応容器内
の基板側に導入する第１のガス供給管と単体では窓くも
りの原因にはならない反応ガスを光源からの光を透過す
る光入射窓側に導入する第２のガス供給管のそれぞれの
ガス吹き出し口を多数の微細な連通孔を有する耐熱性の
多孔質物質によって構成すると共に前記ガス吹き出し口
から反応容器内の排気口に至るガス流路形状がガスの流
れに乱れを生じる凹凸を有しない平面状又は曲面状に形
成されており、かつ、第１のガス供給管の吹き出し口と
第２のガス供給管吹き出し口との間より前記反応室内部
側に突設された仕切板を設置したことを特徴とする光Ｃ
ＶＤ装置。
【請求項２】第１のガス供給管のガス吹き出し口から
反応ガス、第２のガス供給管のガス吹き出し口から不活
性ガスにより希釈されたＯ₂ガスを供給するようにした
ことを特徴とする請求項１の光ＣＶＤ装置。
【請求項３】前記仕切板は、その突出方向の途中で基
板側に折り曲げられており、突出先端部のガス流路断面
積が第１のガス供給管のガス吹き出し口の面積よりも小
さくなっていることを特徴とする請求項１の光ＣＶＤ装
置。