JPH06232046A - Photochemical vapor deposition - Google Patents

Photochemical vapor deposition

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JPH06232046A
JPH06232046A JP31982992A JP31982992A JPH06232046A JP H06232046 A JPH06232046 A JP H06232046A JP 31982992 A JP31982992 A JP 31982992A JP 31982992 A JP31982992 A JP 31982992A JP H06232046 A JPH06232046 A JP H06232046A
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JP
Japan
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discharge
gas
region
reaction
vapor deposition
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JP31982992A
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Japanese (ja)
Inventor
Baiington Catherine
バイイングトン キャサリン
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Colorado State University
Original Assignee
Colorado State University
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To execute forming of a thin film continuously by allowing ultraviolet ray to be emitted stably from a discharge region, so as to cause a sound photochemical reaction. CONSTITUTION: A discharge region 31 and a reaction region 32 are partially partitioned by a lower anode plate 41, and an ultraviolet ray 60 from the discharge region 31 is emitted from an opening 40 which is provided to the lower anode plate 41 towards the reaction region 32 and a discharge gas (arrow 47) is supplied to the discharge region 31 from an opening 46 of a slit shape provided to a circumferential ridge of an upper anode plate 43.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として基板(ウエハ
ー)の表面に絶縁性の薄膜を形成するために使用される
光化学蒸着方法、特に、短波長の紫外線(真空紫外線)
を安定した状態で放射し得る光化学蒸着方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photochemical vapor deposition method mainly used for forming an insulating thin film on the surface of a substrate (wafer), and particularly to ultraviolet rays of short wavelength (vacuum ultraviolet rays).
The present invention relates to a photochemical vapor deposition method capable of radiating a stable state.

【0002】[0002]

【従来の技術】光化学反応を利用して基板(ウエハー)
の表面に絶縁性の薄膜を形成するために用いる装置とし
て図6に示すものがある(詳細は米国特許第40822
67号を参照)。
2. Description of the Related Art Substrate (wafer) utilizing photochemical reaction
An apparatus used for forming an insulating thin film on the surface of a glass is shown in FIG. 6 (for details, see US Pat. No. 40822).
67).

【0003】この装置は、密閉構造の容器1の内部に放
電領域2と反応領域3とを一体に形成したもので、放電
領域2は、水平に設けた円環状の陰極4と容器頂部の隅
に設けた放電用ガスの供給口5とを備えており、反応領
域は、図示しない蒸着用の基板を載置する台6と原料ガ
ス吹出口7とを備えており、この放電領域で発生した紫
外線が反応領域に放射され、原料用ガスに光化学反応を
起こさせて基板上に生成物を蒸着させるようになってい
る。
In this device, a discharge region 2 and a reaction region 3 are integrally formed inside a container 1 having a closed structure. The discharge region 2 has a horizontally-arranged annular cathode 4 and a corner of the top of the container. A discharge gas supply port 5 provided in the above, and the reaction region is provided with a base 6 on which a substrate for vapor deposition (not shown) is mounted and a raw material gas outlet 7 and the discharge region is generated. Ultraviolet rays are radiated to the reaction region to cause a photochemical reaction in the raw material gas to deposit the product on the substrate.

【0004】尚、図6において、6aは支持部材、8は
真空引き口、9は反射被覆、10は絶縁部材、11aと
11bは取付板、12は抵抗素子、13は高圧電源、1
4は反応ガス(矢印)である。
In FIG. 6, 6a is a supporting member, 8 is a vacuum outlet, 9 is a reflective coating, 10 is an insulating member, 11a and 11b are mounting plates, 12 is a resistance element, 13 is a high voltage power source,
4 is a reaction gas (arrow).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の装置に
は、次に述べるような問題点があった。 (1)放電領域と反応領域が一体に形成してあるので、
使用中、原料ガスが上方に舞い上がって(矢印14)放
電領域に侵入し、真空紫外線の放射を不安定にし、更に
陰極の表面に付着して陰極の表面を汚損させる。
However, the above-mentioned device has the following problems. (1) Since the discharge area and the reaction area are integrally formed,
During use, the source gas soars upward (arrow 14) and enters the discharge region, destabilizes the emission of vacuum ultraviolet rays, and further adheres to the surface of the cathode to stain the surface of the cathode.

【0006】(2)前記の結果、光化学反応が不安定に
なり、薄膜の形成を継続して行うことができない。 また、別の光化学蒸着方法が特開昭61−56278号
に開示されている。しかし、この方法も図7に示すよう
に、対向配置した一対の電極21間に放電領域22を形
成し、この放電領域と反応領域23を一体に形成してあ
るので、前記したと同様の問題点があった。
(2) As a result of the above, the photochemical reaction becomes unstable and the thin film cannot be continuously formed. Another photochemical vapor deposition method is disclosed in JP-A-61-56278. However, also in this method, as shown in FIG. 7, since the discharge region 22 is formed between the pair of electrodes 21 arranged to face each other and the discharge region and the reaction region 23 are integrally formed, the same problem as described above is caused. There was a point.

【0007】尚、図7において、24は放電ガスを供給
する一対のパイプ、25は保護用ガスを供給するパイ
プ、26は容器、27はシランを供給するパイプ、28
は排気するポンプ、29は排気する別のパイプ、19は
基板、20は支持する台である。本発明は前述の問題点
に鑑み、放電領域が発生する紫外線の放射を安定化する
ことによって健全な光化学反応を起こさせ、その結果、
薄膜の形成を継続的に実施することができる光化学蒸着
方法を提供することを課題とする。
In FIG. 7, 24 is a pair of pipes for supplying a discharge gas, 25 is a pipe for supplying a protective gas, 26 is a container, 27 is a pipe for supplying silane, 28
Is a pump for exhausting, 29 is another pipe for exhausting, 19 is a substrate, and 20 is a support. In view of the above problems, the present invention causes a healthy photochemical reaction by stabilizing the radiation of ultraviolet rays generated by the discharge region, and as a result,
An object is to provide a photochemical vapor deposition method capable of continuously forming a thin film.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)放電領域に供給した放電用ガスを放電させて短波
長の紫外線を発生させ、前記短波長の紫外線を利用して
反応領域に供給した原料ガスに光化学反応を起こさせて
基板表面に薄膜を形成する光化学蒸着方法において、環
状をした陰極の上下端部に相互に平行に上下の陽極板を
離隔配置して放電領域を形成すると共に、下部陽極板を
隔てて前記放電領域の下方に反応領域を形成し、上部陽
極板の周縁に沿って形成したスリット状の開口から前記
放電領域内に放電用ガスを供給すると共に、反応領域を
減圧状態に保持し、下部陽極板のほぼ中央部に設けた開
口を通って短波長の紫外線を反応領域に放射することを
特徴とする光化学蒸着方法。 (2)常時は放電用ガスとして稀ガス、水素又は重水
素、あるいはこれらの混合ガス等を使用し、随時に放電
用ガスとして塩素又は六フツ化炭素等のエッチングガス
を使用する請求項1に記載の光化学蒸着方法。 (3)放射された紫外線の照度を受光部で検出して電気
信号に変換し、前記受光部から送られた電気信号の大き
さを所定値と比較して放電電流の大きさをほぼ一定に保
持する請求項1に記載の光化学蒸着方法。
(1) The discharge gas supplied to the discharge region is discharged to generate short-wavelength ultraviolet light, and the short-wavelength ultraviolet light is used to cause a photochemical reaction in the raw material gas supplied to the reaction region to form a thin film on the substrate surface. In the photochemical vapor deposition method of forming a discharge region, the upper and lower end portions of the ring-shaped cathode are spaced apart from each other in parallel with each other to form a discharge region, and the lower anode plate is separated to react below the discharge region. A region is formed, and a discharge gas is supplied into the discharge region from a slit-shaped opening formed along the periphery of the upper anode plate, and the reaction region is held in a reduced pressure state. A photochemical vapor deposition method characterized in that short-wavelength ultraviolet rays are radiated to a reaction region through an opening provided. (2) A rare gas, hydrogen or deuterium, or a mixed gas thereof is always used as a discharge gas, and an etching gas such as chlorine or carbon hexafluoride is used as a discharge gas at any time. The described photochemical vapor deposition method. (3) The illuminance of the emitted ultraviolet rays is detected by the light receiving unit and converted into an electric signal, and the magnitude of the electric signal sent from the light receiving unit is compared with a predetermined value to make the magnitude of the discharge current substantially constant. The photochemical vapor deposition method according to claim 1, which is held.

【0009】[0009]

【作用】[Action]

(1)下部陽極板によって、放電領域と反応領域を部分
的に仕切ってあるので、放電領域への反応ガスの侵入を
大幅に軽減することができる。 (2)上部陽極板の周縁部に形成したスリット状の開口
を通って、放電領域に供給された放電用ガスの一部を陰
極の表面に沿って降下させ、一種のエアカーテンを形成
させるので、反応ガスを陰極に近接させるおそれがな
い。従って陰極にスパッタを付着させて陰極の表面を汚
損させることがない。 (3)前記(1)(2)の結果、安定した放電を行わせ
ることが可能になり、紫外線の放射を安定させて行わせ
ることができる。 (4)塩素ガス又は六フツ化炭素ガスを用い各電極の内
壁面及び反応領域の内壁面をクリーニングさせるので、
安定した放電と、健全な光化学反応を維持させることが
できる。 (5)放電電流を制御することにより、紫外線の放射強
度を一定に保持することが可能になる。従って、一定の
蒸着速度を維持させることができる。
(1) Since the discharge region and the reaction region are partially partitioned by the lower anode plate, the invasion of the reaction gas into the discharge region can be significantly reduced. (2) Since a part of the discharge gas supplied to the discharge region is dropped along the surface of the cathode through the slit-shaped opening formed in the peripheral portion of the upper anode plate, a kind of air curtain is formed. , There is no fear of bringing the reaction gas close to the cathode. Therefore, the surface of the cathode is not polluted by attaching spatter to the cathode. (3) As a result of the above (1) and (2), stable discharge can be performed, and ultraviolet radiation can be stabilized. (4) Since the inner wall surface of each electrode and the inner wall surface of the reaction region are cleaned using chlorine gas or carbon hexafluoride gas,
A stable discharge and a healthy photochemical reaction can be maintained. (5) By controlling the discharge current, it becomes possible to keep the radiation intensity of ultraviolet rays constant. Therefore, a constant vapor deposition rate can be maintained.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の方法を実施するための第1の実施
例である光化学蒸着装置を示すもので、この装置は、上
部に近い側に放電領域31を形成し、また下部に近い側
に反応領域32を形成した密閉構造の容器33と、前記
放電領域に放電を起こさせる高圧の直流電源装置34等
によって構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a photochemical vapor deposition apparatus, which is a first embodiment for carrying out the method of the present invention, in which a discharge region 31 is formed on a side close to an upper portion and a reaction area is formed on a side close to a lower portion. It is composed of a container 33 having a closed structure in which a region 32 is formed, a high-voltage DC power supply device 34 that causes a discharge in the discharge region, and the like.

【0011】容器33は円形をした頂板の中心部に放電
用ガスの供給口35を設けた蓋36と、この蓋の下面に
シールリング37を介して押圧される円環状をした中空
の陰極38と、上方が開口した円筒状の反応容器39
と、この反応容器の上部に形成したフランジ及び陰極3
8間にシールリング37を介して狭着され且つ円形の穴
40を中央部に設けた下部陽極板41と、これらを一体
に締め付ける締付金物42等によって構成されており、
前記放電領域31と反応領域32は下部陽極板41によ
って上下に仕切られている。
The container 33 has a lid 36 having a discharge gas supply port 35 formed in the center of a circular top plate, and an annular hollow cathode 38 which is pressed against a lower surface of the lid by a seal ring 37. And a cylindrical reaction container 39 having an upper opening
And a flange and cathode 3 formed on the upper part of this reaction vessel
It is composed of a lower anode plate 41, which is narrowly attached between 8 via a seal ring 37 and has a circular hole 40 in the center thereof, and a fastener 42 for integrally fastening these,
The discharge area 31 and the reaction area 32 are vertically divided by a lower anode plate 41.

【0012】放電領域31は前記陰極38と、下部陽極
板41と、この下部陽極板に相対して離隔配置した円板
状の上部陽極板43に取り囲まれており、更に各シール
リング37の内方には、円筒状の遮蔽板44,45が配
置されていて、紫外線によるシールリング37の材料劣
化及び紫外線の漏出を防止している。尚、陰極38の中
空部は陰極用液体の流路として使用される。
The discharge area 31 is surrounded by the cathode 38, a lower anode plate 41, and a disc-shaped upper anode plate 43 which is spaced apart from the lower anode plate 41. On the other hand, cylindrical shield plates 44 and 45 are disposed to prevent deterioration of the material of the seal ring 37 due to ultraviolet rays and leakage of ultraviolet rays. The hollow portion of the cathode 38 is used as a flow path for the cathode liquid.

【0013】上部陽極板43は、適当数のボルト及びナ
ットを介して蓋36の下面にすき間を隔てて取り付けら
れており、また上部陽極板43の周縁部と上部遮蔽板4
4との間にはスリット状のすき間46が円環状に形成さ
れており、供給口35から供給された放電用ガス(矢印
47)は、前記のすき間46を通って放電領域31に吹
き出すようになっている。
The upper anode plate 43 is attached to the lower surface of the lid 36 via a proper number of bolts and nuts with a gap, and the peripheral portion of the upper anode plate 43 and the upper shield plate 4 are attached.
4, a slit-shaped gap 46 is formed in an annular shape, and the discharge gas (arrow 47) supplied from the supply port 35 is blown to the discharge region 31 through the gap 46. Has become.

【0014】反応領域32の中心部、すなわち下部陽極
板の穴40の真下には、基板48(シリコンウエハ又は
硝子基板等)を載置する台49が図示していない支持部
材を介して配置されており、前記台49の上方には基板
48に向って原料ガス(矢印50)を吹き付けるノズル
装置51が、また台49の下面には基板48を加熱する
ためのヒーター52(電熱ヒーター等)が取り付けられ
ている。
At the center of the reaction region 32, that is, just below the hole 40 of the lower anode plate, a base 49 on which a substrate 48 (silicon wafer, glass substrate or the like) is placed is arranged via a supporting member (not shown). Above the table 49, there is a nozzle device 51 for spraying a source gas (arrow 50) toward the substrate 48, and on the lower surface of the table 49 is a heater 52 (electric heater, etc.) for heating the substrate 48. It is installed.

【0015】ノズル装置51は円環状をした中空の分配
部53と、この分配部の内側から内方に向って斜め下方
に突出し、先端にスリット状のノズルを円環状に形成し
たノズル部54と、前記分配部53に原料ガス(矢印5
0)を供給する供給管55等によって構成されており、
前記供給管55は反応容器39の側壁を貫通して外方に
延び、図示していない原料ガスの貯蔵タンクに接続して
いる。尚、反応容器39の底部には、容器内部を減圧状
態に保持するためガス吸入口56が設けられている。
The nozzle device 51 includes an annular hollow distribution portion 53, and a nozzle portion 54 which projects inward from the inside of the distribution portion obliquely downward and has a slit-shaped nozzle formed in an annular shape at the tip. , The raw material gas (arrow 5
0) to supply pipe 55 and the like,
The supply pipe 55 penetrates the side wall of the reaction vessel 39 and extends outward, and is connected to a raw material gas storage tank (not shown). A gas inlet 56 is provided at the bottom of the reaction vessel 39 to keep the inside of the vessel under reduced pressure.

【0016】電源装置34は直流の高圧電源58と、一
方の端子をアースに接続した可変式の直流抵抗器59等
からなり、前記高圧電源58の負極は導線を介して陰極
38に、また正極は直流抵抗器59の別の端子に接続さ
れており、更に各陽極板41,43は導線を介してアー
スに接続されている。
The power supply device 34 comprises a direct current high voltage power source 58 and a variable direct current resistor 59 having one terminal connected to the ground. The high voltage power source 58 has a negative electrode connected to a cathode 38 via a lead wire and a positive electrode. Is connected to another terminal of the DC resistor 59, and each of the anode plates 41 and 43 is connected to the ground via a conductor.

【0017】次に、この装置の取扱要領及び作動につい
て説明する。先ず、反応容器底部のガス吸入口56を図
示していない真空ポンプに接続し、反応容器39の内圧
が常時所定の減圧状態になるように吸入量を調節しなが
ら供給口35から放電用ガス(矢印47)〔稀ガス、水
素又は重水素、あるいはこれらの混合ガス〕を放電領域
31に供給する一方、ノズル装置51を介して原料ガス
(シラン又はジシラン等の高次水素化シリコン、あるい
はこれとキャリアガスとの混合ガス)を反応領域32に
供給する。
Next, the handling procedure and operation of this device will be described. First, the gas suction port 56 at the bottom of the reaction container is connected to a vacuum pump (not shown), and the discharge gas (from the supply port 35 is adjusted from the supply port 35 while adjusting the suction amount so that the internal pressure of the reaction container 39 is always in a predetermined reduced pressure state. An arrow 47) [rare gas, hydrogen or deuterium, or a mixed gas thereof] is supplied to the discharge region 31, while a raw material gas (higher-order silicon hydride such as silane or disilane, or the like) is supplied through the nozzle device 51. A mixed gas with a carrier gas) is supplied to the reaction region 32.

【0018】ここで、上下の陽極板41,43及び陰極
38間に直流の高電圧を印加すると、放電用ガスが直流
異常グロー放電をひき起こして放電領域31に円板状の
プラズマ31aが発生する。このプラズマ31aは波長
が180ナノメートル以下の紫外線(真空紫外線)60
を発生し、この紫外線は下部陽極板の穴40を通して基
板48の上面を照射する。
When a high DC voltage is applied between the upper and lower anode plates 41 and 43 and the cathode 38, the discharge gas causes a DC abnormal glow discharge, and a disk-shaped plasma 31a is generated in the discharge region 31. To do. This plasma 31a is an ultraviolet ray (vacuum ultraviolet ray) 60 having a wavelength of 180 nm or less.
This ultraviolet ray irradiates the upper surface of the substrate 48 through the hole 40 in the lower anode plate.

【0019】そして、この紫外線60は原料ガス(矢印
50)に光化学反応を起こさせてアモルファスシリコン
及び結晶シリコン(単結晶又は多結晶のシリコン)を生
成し、これらの混合物が基板48の表面に蒸着してシリ
コンの薄膜を形成する。
The ultraviolet rays 60 cause a photochemical reaction in the source gas (arrow 50) to generate amorphous silicon and crystalline silicon (single crystal or polycrystalline silicon), and a mixture of these is deposited on the surface of the substrate 48. Then, a thin film of silicon is formed.

【0020】原料ガス(矢印50)を基板に吹き付けた
際、その一部は矢印50aで示すように上方に舞い上が
るが、反応領域32の上部周辺は下部陽極板41によっ
て仕切ってあるので、放電領域31への原料ガスの侵入
を著しく抑制する。従って、プラズマ31aを安定さ
せ、真空紫外線の放射をも安定させる。
When the source gas (arrow 50) is blown onto the substrate, part of it rises upward as shown by arrow 50a, but the upper periphery of the reaction region 32 is partitioned by the lower anode plate 41, so that the discharge region. The entry of the raw material gas into 31 is remarkably suppressed. Therefore, the plasma 31a is stabilized and the vacuum ultraviolet radiation is also stabilized.

【0021】また、放電用ガス(矢印47)を放電領域
31に導入した際、スリット状のすき間46から吹き出
した放電用ガスの一部を陰極38の表面に沿って下降さ
せ(矢印47a)、一種のエアカーテンを形成させる。
従って、原料ガスが放電領域に侵入した場合でも原料ガ
スが陰極38に近接して異常放電を引き起こすおそれな
く、また従来のごとき真空紫外線の放射の停止及び固定
化した原料ガスの陰極38への付着等の不都合を生じな
い。
When the discharge gas (arrow 47) is introduced into the discharge region 31, a part of the discharge gas blown out from the slit-shaped gap 46 is lowered along the surface of the cathode 38 (arrow 47a). Form a kind of air curtain.
Therefore, even if the raw material gas enters the discharge area, the raw material gas is not likely to approach the cathode 38 to cause abnormal discharge, and the emission of vacuum ultraviolet rays is stopped and the fixed raw material gas is attached to the cathode 38 as in the conventional case. It does not cause inconvenience.

【0022】尚、第1の実施例の装置を使用し本発明の
方法を実施する際、放電用ガスとして塩素又は六フッ化
炭素等のエッチングガスを使用してもよい。この方法に
よると、放電によって発生した真空紫外線を用いて第1
の実施例と同様の薄膜を形成できるほか、エッチングガ
スを用いて放電領域31の内壁面及び反応領域32の内
壁面をセルフクリーニングさせるので、更に安定したプ
ラズマを発生させることができる。尚、エッチングガス
は、周知の方法を用い図示しない切替え弁を介して供給
口35より随時供給される。
When carrying out the method of the present invention using the apparatus of the first embodiment, an etching gas such as chlorine or carbon hexafluoride may be used as a discharge gas. According to this method, the first
In addition to forming a thin film similar to that of the above embodiment, the inner wall surface of the discharge region 31 and the inner wall surface of the reaction region 32 are self-cleaned by using an etching gas, so that more stable plasma can be generated. The etching gas is supplied from the supply port 35 as needed through a switching valve (not shown) using a well-known method.

【0023】本発明の方法を実施するための第2の実施
例である光化学蒸着装置を図4に示す。この実施例は放
射された真空紫外線の放射強度を一定に保持するため、
次に述べる制御装置61を付加したもので、それ以外は
第1の実施例と変わるところはない。制御装置61は、
真空紫外線の強度を光電変換により検出し増幅して、強
度に対応した電気信号を送出する受光部62と、この受
光部から送られた電気信号の大きさを所定値と比較して
可変直流抵抗回路63を制御する制御回路64等によっ
て構成される。これら受光部62及び制御回路64には
公知の構造のものが使用される。
A second embodiment of a photochemical vapor deposition apparatus for carrying out the method of the present invention is shown in FIG. In this example, since the radiant intensity of the emitted vacuum ultraviolet rays is kept constant,
A control device 61 described below is added, and other than that, there is no difference from the first embodiment. The control device 61 is
A light receiving unit 62 that detects and amplifies the intensity of vacuum ultraviolet light by photoelectric conversion and sends out an electric signal corresponding to the intensity, and a variable DC resistance by comparing the magnitude of the electric signal sent from this light receiving unit with a predetermined value. A control circuit 64 for controlling the circuit 63 and the like are used. The light receiving unit 62 and the control circuit 64 have known structures.

【0024】尚、矢印65は電気信号、66は比較器、
67は所定値の設定回路、68は信号出力用の変換回
路、矢印69は制御信号である。また、受光部は図4に
よると、ノズル装置51の分配部53に取り付けてある
が、台上の基板に近接した部分に取り付けるようにして
もよい。
An arrow 65 indicates an electric signal, 66 indicates a comparator,
67 is a circuit for setting a predetermined value, 68 is a signal output conversion circuit, and arrow 69 is a control signal. Further, although the light receiving portion is attached to the distributing portion 53 of the nozzle device 51 according to FIG. 4, it may be attached to a portion close to the substrate on the table.

【0025】本発明の方法を実施するための第3の実施
例である光化学蒸着装置を図5に示す。この実施例は、
紫外線71を採光する窓72を蓋73の隅に設け、次に
述べる受光部74をこの窓72の上部に取り付けたもの
で、それ以外は第2の実施例と変わるところはない。受
光部74は、その受光側に放電用ガスによって冒されな
い材料、例えば二弗化マグネシウム等でつくられた透明
な板状片75を有しており、この板状片75を介して放
電領域で発生させた紫外線71を受光し、光電変換した
電気信号76を図4に述べた制御回路64に送出する。
尚、77はシールリング、78は受光部を蓋に取り付け
る窓枠、79は取り付け用のボルトである。
A photochemical vapor deposition apparatus which is a third embodiment for carrying out the method of the present invention is shown in FIG. This example
A window 72 for collecting the ultraviolet rays 71 is provided in a corner of the lid 73, and a light receiving portion 74 described below is attached to the upper portion of the window 72. Other than that, there is no difference from the second embodiment. The light receiving portion 74 has a transparent plate-shaped piece 75 made of a material that is not affected by the discharge gas, for example, magnesium difluoride, on the light receiving side thereof, and through this plate-shaped piece 75, in the discharge region. The generated ultraviolet ray 71 is received and the electric signal 76 photoelectrically converted is sent to the control circuit 64 described in FIG.
Reference numeral 77 is a seal ring, 78 is a window frame for attaching the light receiving portion to the lid, and 79 is a mounting bolt.

【0026】また、本発明は前述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、例えば反応容器39の断面形状を円
形とする代わりに楕円形又は曲率が連続的に変化する閉
曲線で形成してもよいこと等、その他本発明の要旨を逸
脱しない範囲内で種々の変更を加え得ることは勿論であ
る。
Further, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, instead of making the cross-sectional shape of the reaction vessel 39 circular, it may be formed into an elliptical shape or a closed curve whose curvature continuously changes. Needless to say, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明は次の優れた
効果を発揮する。 (1)放電領域と反応領域の周縁部を下部陽極板によっ
て仕切ってあるので、放電領域への反応ガスの侵入を抑
制することができる。 (2)放電領域に供給された放電用ガスの一部を陰極の
表面に沿って下降させ一種のエアカーテンを形成させる
ので、反応ガスが放電領域に侵入した場合でも、反応ガ
スを陰極に近接させるおそれがない。
As described above, the present invention exhibits the following excellent effects. (1) Since the peripheral areas of the discharge region and the reaction region are partitioned by the lower anode plate, it is possible to prevent the reaction gas from entering the discharge region. (2) Since a part of the discharge gas supplied to the discharge area is lowered along the surface of the cathode to form a kind of air curtain, the reaction gas is brought close to the cathode even when the reaction gas enters the discharge area. There is no fear of causing it.

【0028】(3)前記(1)(2)項の結果、安定し
た放電を行わせることが可能となり、紫外線の放射を安
定させることができる。 (4)放電用ガスとして塩素または六弗化炭素等のエッ
チングガスを使用すると、放電領域等をセルフクリーニ
ングさせることができるので、安定したプラズマを得ら
れ、真空紫外線の放射をも安定させる。 (5)放電電流を制御することによって真空紫外線の放
射強度を一定に保持することが可能となり、蒸着速度を
一定に保持することができる。
(3) As a result of the above items (1) and (2), stable discharge can be performed, and ultraviolet radiation can be stabilized. (4) When an etching gas such as chlorine or carbon hexafluoride is used as the discharge gas, the discharge region and the like can be self-cleaned, so that stable plasma can be obtained and the vacuum ultraviolet radiation is also stabilized. (5) By controlling the discharge current, the radiation intensity of vacuum ultraviolet rays can be kept constant, and the vapor deposition rate can be kept constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の方法を実施するための第1の実施例で
ある光化学蒸着装置の断面と直流電源装置の構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a photochemical vapor deposition apparatus that is a first embodiment for carrying out the method of the present invention and a configuration of a DC power supply apparatus.

【図2】図1におけるII−II方向からの矢視図である。FIG. 2 is a view from the direction of the arrows II-II in FIG.

【図3】図1におけるIII −III 方向からの矢視図であ
る。
3 is a view from the direction of the arrow III-III in FIG.

【図4】本発明の方法を実施するための第2の実施例で
ある光化学蒸着装置の部分断面と直流電源装置及び制御
装置の構成を横長に示したブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a lateral cross section of a partial cross section of a photochemical vapor deposition apparatus that is a second embodiment for carrying out the method of the present invention, and the configurations of a DC power supply apparatus and a control apparatus.

【図5】本発明の方法を実施するための第3の実施例で
ある光化学蒸着装置の部分断面と受光部の取り付け位置
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a partial cross section of a photochemical vapor deposition apparatus which is a third embodiment for carrying out the method of the present invention and a mounting position of a light receiving portion.

【図6】従来の光化学蒸着装置の断面と直流電源装置の
構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a cross section of a conventional photochemical vapor deposition apparatus and a configuration of a DC power supply apparatus.

【図7】従来の他の光化学蒸着装置の断面を横長に示し
た図である。
FIG. 7 is a diagram showing a cross section of another conventional photochemical vapor deposition apparatus in a horizontally long shape.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 …… 放電領域 32 …… 反応領域 38 …… 陰 極 40 …… 開 口 41 …… 下部陽極板 43 …… 上部陽極板 46 …… スリット状開口 47 …… 放電用ガス(矢印) 60 …… 紫外線 62 …… 受光部 64 …… 制御回路 31 …… Discharge area 32 …… Reaction area 38 …… Anion 40 …… Opening 41 …… Lower anode plate 43 …… Upper anode plate 46 …… Slit-like opening 47 …… Discharge gas (arrow) 60 …… Ultraviolet light 62 ...... Light receiving part 64 ...... Control circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放電領域に供給した放電用ガスを放電さ
せて短波長の紫外線を発生させ、前記短波長の紫外線を
利用して反応領域に供給した原料ガスに光化学反応を起
こさせて、基板表面に薄膜を形成する光化学蒸着方法に
おいて、 環状をした陰極の上下端部に相互に平行に上下の陽極板
を離隔配置して放電領域を形成すると共に、下部陽極板
を隔てて前記放電領域の下方に反応領域を形成し、 上部陽極板の周縁に沿って形成したスリット状の開口か
ら前記放電領域内に放電用ガスを供給すると共に、反応
領域を減圧状態に保持し、 下部陽極板のほぼ中央部に設けた開口を通って短波長の
紫外線を反応領域に放射することを特徴とする光化学蒸
着方法。
1. A substrate is prepared by discharging a discharge gas supplied to a discharge region to generate short-wavelength ultraviolet rays and causing a photochemical reaction in the raw material gas supplied to the reaction region using the short-wavelength ultraviolet rays. In the photochemical vapor deposition method of forming a thin film on the surface, upper and lower end portions of an annular cathode are spaced apart from each other in parallel with each other to form a discharge region, and a lower anode plate is separated to form a discharge region. A reaction region is formed below, and a discharge gas is supplied into the discharge region from a slit-shaped opening formed along the periphery of the upper anode plate, and the reaction region is maintained in a reduced pressure state. A photochemical vapor deposition method characterized in that short-wavelength ultraviolet rays are radiated to a reaction region through an opening provided in a central portion.
【請求項2】 常時は放電用ガスとして稀ガス、水素又
は重水素、あるいはこれらの混合ガス等を使用し、随時
に放電用ガスとして塩素又は六フツ化炭素等のエッチン
グガスを使用する請求項1に記載の光化学蒸着方法。
2. A rare gas, hydrogen or deuterium, or a mixed gas thereof is always used as the discharge gas, and an etching gas such as chlorine or carbon hexafluoride is used as the discharge gas at any time. 1. The photochemical vapor deposition method according to 1.
【請求項3】 放射された紫外線の照度を受光部で検出
して電気信号に変換し、前記受光部から送られた電気信
号の大きさを所定値と比較して放電電流の大きさをほぼ
一定に保持する請求項1に記載の光化学蒸着方法。
3. The illuminance of the emitted ultraviolet rays is detected by a light receiving section and converted into an electric signal, and the magnitude of the electric current sent from the light receiving section is compared with a predetermined value to determine the magnitude of the discharge current. The photochemical vapor deposition method according to claim 1, which is held constant.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009536267A (en) * 2006-05-05 2009-10-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Method and apparatus for photoexcitation of chemicals for atomic layer deposition of dielectric films
JP2012012628A (en) * 2010-06-29 2012-01-19 Hitachi High-Technologies Corp Substrate treatment apparatus
JP2017088995A (en) * 2015-11-11 2017-05-25 チャム エンジニアリング カンパニー リミテッド Vapor deposition apparatus

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