JPH079884B2 - 光励起プロセス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、反応室内に導入される反応ガス分子に光を照
射して吸収させ分解効率を高めるように構成した、例え
ば超LSI技術等に用いられる光励起プロセス装置に関す
るものである。

従来の技術 半導体プロセス技術分野における超LSIの発展に伴ない
無損傷、低温プロセスが必要となつてきており、その一
つとして光励起化学反応を用いたプロセス（光励起CVD
やエツチング技術）が提案され、その基礎研究が種々な
されてきている。光励起プロセスは低温、無損傷という
特徴を備えているだけでなく、反応選択性を備ており、
光照射行なつている部分だけ薄膜を形成したりその部分
だけをエツチングできる空間的な反応選択性と、反応ガ
ス中の特定の種類の分子のみを励起したり種類の異なる
分子の励起度を制御したりできるいわゆる化学反応に対
する選択性とがある。従つて超LSIのプロセス技術にお
いて光励起プロセスは大いに注目されている。

そこで従来の光励起プロセス装置としては例えばHg−Xe
ランプやエキシマレーザーを光源として用い、光源から
の光をミラーやレンズ等の適当な光学系を介して反応室
へ導くように構成されたものが知られている。しかしこ
のような従来の装置では、光源が大気中にあるため空気
中の酸素によつて紫外光が吸収され、そのため紫外光が
反応室内へ効率よく導入されないので反応速度が遅いと
いう欠点がある。また反応室へ光を導入するための光学
窓に差圧が加わるため、その差圧に耐え得るように厚い
窓材を用いる必要があり、その結果厚い窓材によつて紫
外光が吸収され、基板への光照射強度が低下することに
なり上述と同じ欠点となつている。

このような欠点を解消するため、先に特願昭58-179272
において反応室に隣接して放電室を設け、放電室内で発
生した放電光を、反応室の実質的に全面にわたつてひろ
がる窓を通つて大気に触れずに反応室内へ導入し、そし
て放電室と反応室との間の窓に実質的な差圧が加わらな
いように自動リーク弁手段を設けた光励起プロセス装置
を提案した。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、先に提案した装置を改良して取扱いを容易に
すると同時に紫外光を透過率を一層向上させることを目
的としている。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明による光励起プロセ
ス装置は、反応室内を横切ってのびしかも反応室壁に真
空封止され、放電ガスの導入される円筒形放電管を有
し、この放電管の大気側の一端に、円筒形放電管に対し
てほぼ垂直にマイクロ波が導入されるマイクロ波空洞共
振器を設け、上記円筒形放電管に導入された放電用ガス
をマイクロ波により放電させ、発生した放電光を効率よ
く反応室内へ導入するように構成したことを特徴として
いる。

本発明においては、好ましくは、円筒形放電管は複数個
設けることができ、各円筒形放電管の大気側の一端に設
けられるマイクロ波空洞共振器は交互に反対側に配置さ
れ得る。

作 用 このように構成した本発明の装置においては光を反応室
内へ導入させる放電管を円筒形にすることにより、光を
透過する部分（石英部）を従来の平板窓材に比べて薄く
できその分紫外光の透過率を高くすることができる。そ
して本発明では、円筒形放電管に対してほぼ垂直にマイ
クロ波を導入するように構成しているので、反応室内に
マイクロ波が導入されることがなく、従って確実に光励
起プロセスが行われ得るようになる。また反応室の分解
物質によつて管壁が汚れた場合に円筒形放電管は容易に
交換することができる。さらに円筒形放電管を複数個設
けることによつて大きな面積に一様な強度の光を照射す
ることができる。

実施例 以下添附図面を参照して本発明の一実施例について説明
する。

第1,2図に示す本発明の装置の一実施例において、１は
反応室でその内部に回転可能な基板ホルダ２が配置され
ており、この基板ホルダ２に処理すべき基板３が装着さ
れている。反応室１の壁には図示したように反応ガス導
入ポート４および図示してない真空ポンプに連結される
排気ポート５が設けられている。また反応室１内を横切
つて石英から成る円筒形放電管６がのびており、各円筒
形放電管６はＯリング7,8によつて反応室１の壁に対し
て真空封止されている。またこの円筒形放電管６の一端
6aにはマイクロ波空胴共振器９が設けられており、そし
てこの一端6aから導入される放電用ガスは空胴共振器９
からのマイクロ波によつて放電し、その放電プラズマは
空胴共振器９の終端より数十cmの距離までのび、従つて
円筒形放電管６を通して反応室１内に紫外光が導入され
得る。空胴共振器９は第１図に示すように、円筒形放電
管６に対してほぼ垂直にマイクロ波が導入されるように
構成されている。

また、放電光が反応室１の全体に行きわたるようにする
ため、各円筒形放電管６の端部に結合されるマイクロ波
空胴共振器９は各放電管６に対して交互に反対側に配置
され得る。

このように構成することによつて、各放電管６内でマイ
クロ波によつて発生された放電光は反応室１内の基板ホ
ルダ２に装着された各基板３に有効に照射される。そし
てこの場合放電部が円筒管であるので光を透過する石英
部を薄くすることができ、紫外光の透過率を高くするこ
とができる。

効 果 以上説明してきたように本発明による装置においては、
差圧に強い円筒形放電管を用いているので、その構成管
壁を薄くでき、放電光の透過率を大幅に向上させること
ができる。また反応室内における分解物によつて放電管
壁が汚れた場合に放電管自体を容易に交換することがで
きる。従つて本発明は大面積の基板の光励起CVDやエツ
チングを可能にすると共に、効率よく真空紫外光を反応
室へ導入でき、それにより超LSI製造プロセスに有利に
応用され得る。さらに反応室に光導入窓を設ける必要が
ないため構造を簡単化でき取扱いが容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略縦断面図、第２図
は第１図の装置の概略横断面図である。 図中、1:反応室、6:円筒形放電管、9:マイクロ波空胴共
振器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応室内に導入される反応ガス分子に光を
   照射して吸収させ、分解効率を高めるようにした光励起
   プロセス装置において、反応室内を横切ってのびしかも
   反応室壁に真空封止され、放電ガスの導入される円筒形
   放電管を有し、この放電管の大気側の一端に、上記円筒
   形放電管に対してほぼ垂直にマイクロ波が導入されるマ
   イクロ波空洞共振器を設け、上記円筒形放電管に導入さ
   れた放電用ガスをマイクロ波により放電させ、発生した
   放電光を効率よく反応室内へ導入するように構成したこ
   とを特徴とする光励起プロセス装置。
2. 【請求項２】円筒形放電管が複数個設けられ、各円筒形
   放電管の大気側の一端に設けられるマイクロ波空洞共振
   器を交互に反対側に配置してなる特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。