JPH0673548A - レーザ導入窓の曇り防止機構 - Google Patents

レーザ導入窓の曇り防止機構

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JPH0673548A
JPH0673548A JP22969792A JP22969792A JPH0673548A JP H0673548 A JPH0673548 A JP H0673548A JP 22969792 A JP22969792 A JP 22969792A JP 22969792 A JP22969792 A JP 22969792A JP H0673548 A JPH0673548 A JP H0673548A
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JP
Japan
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laser
outer cylinder
inner cylinder
inert gas
window
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Application number
JP22969792A
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English (en)
Inventor
Toshitaka Saitou
利貴 斉藤
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ導入窓の曇りを防止することができ、
かつ不活性ガスの必要量が少なく、従ってレーザCVD
の能率を低下させることのないレーザ導入窓の曇り防止
機構を提供する。 【構成】 レーザCVDの反応ハウジング10内に導入
されるレーザ光11に沿って反応ハウジングから外方に
延びた外筒12と、外筒の外端部12aに気密に取り付
けられ、レーザ光を透過させる窓部材14と、外筒内面
から一定の間隔を隔てて延び、内端部16aが外筒内面
に気密に取り付けられ、外端部16bが前記窓部材に隣
接しかつレーザ光を通す開口部15を有する内筒16
と、外筒と内筒の間に不活性ガス18を導入するガス供
給装置20と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ導入窓の曇り防
止機構に係わり、更に詳しくは、エキシマレーザ光を反
応ハウジング内に導入する窓が曇るのを防止する機構に
関する。
【0002】
【従来の技術】エキシマレーザ光は、XeCl* ,Kr
* ,ArF* (*印は励起状態を示す)などの励起状
態の分子(エキシマ分子)が励起状態から基底状態に戻
るときに発生する波長の短い紫外光(200〜300n
m)であり、フォトンエネルギーが大きい(4〜6e
V)特徴を有している。このエキシマレーザ光を、反応
ガスに照射すると反応ガス分子の光解離や光化学反応を
誘起することができるため、この光解離や光化学反応を
介してレーザCVDによる薄膜形成、レーザドーピング
などの表層改質、レーザエッチングなどの微細加工への
適用が図られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかるレーザ光を用い
たレーザCVDは、例えば図3に示すように、被覆する
基板1を気密に囲む反応ハウジング2内に反応ガス3、
例えばシラン(SiH4)とアンモニア(NH3 )の混
合ガスを導入し、この反応ガスに窓4を通してレーザ光
5を照射してガス分子を励起させ、SiH4 とNH3
反応させてSi34 を基板表面に形成するものであ
る。かかるレーザCVDでは、従来から窓4に被膜が形
成され、窓が曇り効率が低下する問題点があった。
【0004】この問題点を解決するために、従来のレー
ザCVD装置では、図3に示すように窓4に向けてノズ
ル6等から窒素等の不活性ガスを噴射する曇り防止機構
が用いられていたが、窓4に均一に不活性ガスを流すこ
とが難しく、渦等で反応ガス3が窓4まで達し、窓4に
被膜が形成されるため、曇り防止には大量の不活性ガス
を流す必要があった。しかし、不活性ガスを大量に流す
と、レーザCVDに用いる反応ガス3の分圧が下がり、
レーザCVDの効率が低下する問題点があった。
【0005】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、レ
ーザ導入窓の曇りを防止することができるレーザ導入窓
の曇り防止機構を提供することにある。更に、本発明の
目的は、不活性ガスの必要量が少なく、従ってレーザC
VDの効率を低下させることのないレーザ導入窓の曇り
防止機構を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
CVDの反応ハウジング内に導入されるレーザ光に沿っ
て前記反応ハウジングから外方に延びた外筒と、前記外
筒の外端部に気密に取り付けられ、レーザ光を透過させ
る窓部材と、前記外筒内面から一定の間隔を隔てて軸線
方向に延び、内端部が前記外筒内面に気密に取り付けら
れ、外端部が前記窓部材に隣接しかつレーザ光を通す開
口部を有する内筒と、前記外筒と内筒の間に不活性ガス
を導入するガス供給装置と、を備えることを特徴とする
レーザ導入窓の曇り防止機構が提供される。
【0007】本発明の実施例によれば、前記外筒及び内
筒は円筒であり、前記ガス供給装置は、内筒の内端部に
近い前記外筒に不活性ガスを導入するガス導入口を有す
る。また、前記内筒の開口部を内方に向かって軸方向に
流れる不活性ガスの流速が、レーザCVDに用いる反応
ガスの拡散速度より十分大きいように、前記開口寸法が
十分小さく定められている。
【0008】
【作用】上記本発明の構成によれば、ガス供給装置によ
り外筒と内筒の間に導入された不活性ガスは、外筒と内
筒の間を外方に窓部材の位置まで軸方向に流れ、更に窓
部材に沿って半径方向に流れ、次いで反転して窓部材に
隣接した内筒の開口部を通って内筒の内側に軸方向に流
入する。従って、不活性ガスは開口部からレーザCVD
の反応ハウジング内にレーザ光に沿って流入し、拡散に
より窓部材に近ずく反応ガスを反応ハウジング内に押し
戻すことができる。これにより、窓部材付近は常に不活
性ガスで覆われ、反応ガスが存在せず、レーザCVDに
より窓部材が被覆されることがなく、レーザ導入窓が曇
ることがない。
【0009】特に、内筒の開口部を内方に向かって軸方
向に流れる不活性ガスの流速が、レーザCVDに用いる
反応ガスの拡散速度より十分大きいように、内筒の開口
部の寸法を十分小さく定めれば、不活性ガスの必要量が
少なく、従ってレーザCVDの効率を低下させることな
くレーザ導入窓の曇りを防止することができる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図1は本発明によるレーザ導入窓の曇り
防止機構の全体構成図である。この図において、本発明
によるレーザ導入窓の曇り防止機構は、レーザCVDの
反応ハウジング10(一部のみを示す)の内部に導入さ
れるレーザ光11に沿って反応ハウジング10から外方
に延びた外筒12と、レーザ光11を透過させる窓部材
14と、レーザ光11を通す開口部15を有する内筒1
6と、外筒12と内筒16の間に不活性ガス18を導入
するガス供給装置20と、を備える。
【0011】反応ハウジング10は、レーザCVDによ
り被覆する基板(図示せず)を気密に囲み、内部に反応
ガスを導入できるようになっている。反応ガスは光を吸
収するガス、例えば、Al(CH3 3 、Cd(C
3 2 、Zn(CH3 2 、Sn(CH3 4 、Ga
(CH3 3 、B(CH3 3 、Si(CH3 4 、G
e(CH3 4 、Cr(CO)6 、Mo(C0)6 、W
(CO)6 、NO2 、SiH4 、NH3 、C2 2 のい
ずれか、或いはこれらの混合ガスであるのがよい。
【0012】レーザ光11は、図示しないエキシマレー
ザ発生装置により発生されるエキシマレーザ光であるの
がよい。エキシマレーザ発生器は、XeCl* 、KrF
* 、ArF* 、その他のエキシマ分子を利用して波長の
短い紫外光を発生するレーザ発生装置であり、励起方法
は、電子ビーム励起、放電励起、その他のいずれであっ
てもよい。
【0013】窓部材14は、レーザ光11が透過でき、
透過損失の少ない材質、例えば石英ガラスで作られてい
る。窓部材14は平板状であり、その内面は例えばO−
リング等のシール部材21a、を介して外筒12の外端
部12aに気密に取り付けられている。窓部材14は、
中央開口17aを有する窓枠部材17を外筒の外端部1
2aにボルト・ナット等の締結手段(図示せず)で取り
付けらる。
【0014】内筒16は、外筒12の内面から半径方向
に一定の間隔を隔てて軸線方向に延びている。この間隔
は、不活性ガス18の流れを阻害しない十分な大きさで
あるのがよい。また、外筒12及び内筒16は円筒であ
り、内筒16の内端部16aは外筒12の内面に例えば
O−リング等のシール部材21bを介して気密に取り付
けられている。かかる構成により、不活性ガス18を外
筒12と内筒16の間に導入し、外筒12と内筒16の
間を外方に窓部材の位置まで流すことができ、かつ、外
筒と内筒の間に導入された不活性ガス18が内筒の開口
部15以外から反応ハウジング10内に入るのを阻止す
ることができる。
【0015】ガス供給装置20は、図示しない不活性ガ
ス貯蔵タンク、供給配管等と、外筒12に設けられたガ
ス導入口20aとからなる。ガス導入口20aは、内筒
16の内端部16aに近い位置に設けられるのがよい。
又、ガス供給装置20により導入される不活性ガス18
は、上述した反応ガスと反応しないガス、例えばアルゴ
ン(Ar)、ヘリウム(He)、窒素(N2 )がよい。
【0016】更に、外筒12及び内筒16の長さは、十
分長く、例えば直径の2倍以上であるのがよい。これに
より、外筒12及び内筒16の内部を反応ハウジング1
0に向かって軸方向に流れる不活性ガス18の流れをほ
ぼ一様にでき、反応ハウジング10から拡散する反応ガ
スの逆流を少量の不活性ガスにより阻止することができ
る。
【0017】内筒16の外端部16bは窓部材14に隣
接している。この外端部16bは、窓部材14の内面か
ら一定の間隔を隔てた平板部を有しており、この平板部
にはレーザ光11を通すように前述した開口部15が設
けられている。窓部材14と外端部16bの平面部との
間隔は、窓部材14に付着した異物(例えは、ほこり、
被覆材のちり)を不活性ガスの流れで吹き飛ばすように
十分小さく(例えば2〜3mmに)するのがよい。
【0018】図2は、内筒16の外端部16bを外方
(図で右側)から見た部分側面図である。この図で明ら
かなように、内筒の開口部15は、レーザ光11を遮蔽
しない範囲で、開口寸法が十分小さく定められている。
すなわち、反応ハウジング10の内方に向かって軸方向
に流れる不活性ガス18の流速が、レーザCVDに用い
る反応ガスの拡散速度より十分大きいように、開口部1
5の開口寸法は十分小さく定められる。例えば、レーザ
光11がスイープされて水平に通過する場合には、図示
のように、開口部15は幅が5mm程度のスリットとす
るのがよく、レーザ光11が一点のみを通過する場合に
は、開口部15は直径が5mm程度の円形穴とするのが
よい。
【0019】上述したように本発明によれば、ガス供給
装置20により外筒12と内筒16の間に導入された不
活性ガス18は、外筒と内筒の間を外方に窓部材14の
位置まで軸方向に流れ、更に窓部材14に沿って半径方
向に流れ、次いで反転して窓部材に隣接した内筒の開口
部15を通って内筒の内側に軸方向に流入する。従っ
て、不活性ガスは開口部15からレーザCVDの反応ハ
ウジング内にレーザ光に沿って流入し、拡散により窓部
材に近ずく反応ガスを反応ハウジング10内に押し戻す
ことができる。これにより、窓部材付近は常に不活性ガ
スで覆われ、反応ガスが存在せず、レーザCVDにより
窓部材が被覆されることがなく、レーザ導入窓が曇るこ
とがない。
【0020】特に、内筒の開口部を内方に向かって軸方
向に流れる不活性ガスの流速が、レーザCVDに用いる
反応ガスの拡散速度より十分大きいように、内筒の開口
部の寸法を十分小さく定めれば、不活性ガスの必要量が
少なく、従ってレーザCVDの効率を低下させることな
くレーザ導入窓の曇りを防止することができる。
【0021】
【発明の効果】従って、本発明によれば、レーザ導入窓
の曇りを防止することができ、かつ不活性ガスの必要量
が少なく、従ってレーザCVDの効率を低下させること
のないレーザ導入窓の曇り防止機構を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるレーザ導入窓の曇り防止機構の全
体構成図である。
【図2】内筒の部分側面図である。
【図3】レーザCVDと従来のレーザ導入窓の曇り防止
機構の概略図である。
【符号の説明】
1 基板 2 反応ハウジング 3 反応ガス 4 窓 5 エキシマレーザ光 6 ノズル 10 反応ハウジング 11 レーザ光 12 外筒 12a 外端部 14 窓部材 15 開口部 16 内筒 16a 内端部 16b 外端部 17 窓枠部材 18 不活性ガス 20 ガス供給装置 21a、21b シール部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザCVDの反応ハウジング内に導入
    されるレーザ光に沿って前記反応ハウジングから外方に
    延びた外筒と、 前記外筒の外端部に気密に取り付けられ、レーザ光を透
    過させる窓部材と、 前記外筒内面から一定の間隔を隔てて軸線方向に延び、
    内端部が前記外筒内面に気密に取り付けられ、外端部が
    前記窓部材に隣接しかつレーザ光を通す開口部を有する
    内筒と、 前記外筒と内筒の間に不活性ガスを導入するガス供給装
    置と、を備えることを特徴とするレーザ導入窓の曇り防
    止機構。
  2. 【請求項2】 前記外筒及び内筒は円筒であり、前記ガ
    ス供給装置は、内筒の内端部に近い前記外筒に不活性ガ
    スを導入するガス導入口を有する、ことを特徴とする請
    求項1に記載のレーザ導入窓の曇り防止機構。
  3. 【請求項3】 前記内筒の開口部を内方に向かって軸方
    向に流れる不活性ガスの流速が、レーザCVDに用いる
    反応ガスの拡散速度より十分大きいように、前記開口寸
    法が十分小さく定められている、ことを特徴とする請求
    項1に記載のレーザ導入窓の曇り防止機構。
JP22969792A 1992-08-28 1992-08-28 レーザ導入窓の曇り防止機構 Pending JPH0673548A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103801821A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 Ap系统股份有限公司 透光设备及具有所述透光设备的退火设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103801821A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 Ap系统股份有限公司 透光设备及具有所述透光设备的退火设备
JP2014099608A (ja) * 2012-11-13 2014-05-29 Ap Systems Inc 透光装置及びこれを備えるアニーリング装置
CN103801821B (zh) * 2012-11-13 2016-08-17 Ap系统股份有限公司 透光设备及具有所述透光设备的退火设备

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