JPS6052015A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、光を励起源として反応気体に化学反応を生ぜ
しめて、上記反応気体中に置かれた基板上にシリコン膜
、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属膜等を堆積さ
せる手法（以下光ＣＶＤ法と呼ぶ）を用いて半導体の製
造を行なう半導体製造装置に関するものである。

〔従来技術〕

光ＣＶＤ法においては、光の入射窓に反応気体が直接接
すると、窓表面にも膜堆積が起こり、シリコン膜や金属
膜等、通常用いる励起光の波長（主として低圧水銀灯か
らのλ＝２５３７人及び１８４９人）の放射に対して不
透明もしくは反射の大きい膜の堆積の場合には、堆積膜
厚が飽和してしまうという大きな困難が伴う。

そこで従来、反応気体とは別に、入射窓付近から励起光
に対して不活性な気体、即ち主としてＡｒ。

Ｈｅ、　Ｎ２＋　Ｈ，を反応容器内に導入し、これによ
り窓のくもりを防止するようにした半導体製造装置があ
る。

しかるに、この装置では上記不活性気体と反応気体とが
混合し、これに伴って入射窓のくもり防止効果（以下ガ
スカーテン効果と呼ぶ）が減少してしまうという問題点
があった。

〔発明の概要〕

本発明は上記のような従来のものの問題点に鑑みてなさ
れたもので、反応容器に励起光に対する反応気体及び不
活性気体をそれぞれ導入する第１゜第２のノズルを設け
、かつ入射窓を第２のノズルからの不活性気体の気流に
対し傾斜して配置することにより、容器内での気流を層
流にしてガスカーテン効果の減少を抑え、またさらには
容器をいくつかの小室に分けて、大面積の入射窓の場合
におこりやすい、気流の下流側での窓表面からの流線剥
離による乱流発生を避けながら、量産性を向上すること
のできる半導体ｌ！ｌ造装置を提供することを目的とし
ている。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図面
は本発明の一実施例による半導体Ｍ造装置を示し、図に
おいて、Ｉａ、ｌｂ、ｌｃは光を利用した化学気相反応
の励起光源としての水銀灯、８は膜を形成すべき基板２
を収容している反応容器で、各反応容器８は従来の反応
容器（図示せず）に比べ小室となっている。３は反応容
器８に光を導入するための入射窓、６は水銀灯１ａ、ｌ
ｂ。

ＩＣからの光を効率よく反応容器８に入射するための反
射鏡、９は光に対する反応気体４を基板２に吹きつける
第１のノズル、１０は光に対する不活性気体５を入射窓
３に吹きつける第２のノズルであり、入射窓３はこのノ
ズル１０からの気流に対し傾斜して配置されている。な
お７は反応容器８内の気体を排気するための排気系であ
る。

ここで同図は、棒状低圧水銀灯を励起光源として用いた
時の水銀灯の長手方向に垂直な面での断面図であり、水
銀灯１ａ、ｌｂ、ｌｃは円型になっている。そしてその
長手方向（図面に垂直方向）には特別な構造変化はなく
、この方向に基板２が何枚か並んでおり、これにより量
産性に寄与することができるものである。また上述の小
室からなる反応容器８がいくつか（図では３つ）設けら
れており、この点でも量産性が向上するものである。

次に動作について説明する。

不活性気体５は光の入射窓３付近から窓３に対して浅い
角度で吹きつげられ、ｓｉｌ＋４．５ｉ２１１６＋Ｔｏ
Ｏ＋Ｎ１１ａ等の反応気体４は基板２に浅い角度で吹き
つけられる。また、気流の下流側では、入射窓３の傾斜
により気流の線速が大きくなり、窓表面からの流線剥離
による渦流の発生及び気体の混合が抑制されて、不活性
気体と反応気体の十分分離された層流が窓全面にわたっ
て持続する。この時の容器内の全圧の一例は、３〜］０
Ｔｏｒｒ程度、不活性気体と反応気体の流量比は数百倍
程度が望ましい。

この様に、本装置では反応気体の分圧が単純計算ではか
なり小さくなるが、気流の分離、即ち不均一化が本発明
の要諦であるからこの分圧が小さいことはあまり問題で
はなく、一方堆積に最も重要な基板表面付近の反応気体
分圧は相当高いと予測され、かつ十分実用的な堆積速度
が得られている。

また、上述の様に、入射窓３が不活性気体の気流に対し
傾斜していることが本発明において重要な役割を果たす
が、この入射窓３の傾斜のため、図中の各水銀灯１ａ、
ｌｂ、ｌｃの出力が同一であると、基板２表面での照度
分布が不均一となり、堆積膜厚の分布が悪くなるという
問題があり、これまでの実験結果では、膜厚分布に照度
分布が大きな影響を与えることがわかっている。従って
水銀灯１ａ、ｌｂ、ｌｃの出力を適当に調整して基板面
上の照度分布を均一にする必要があり、本実施例では各
水銀灯１ａ、ｌｂ、ｌｃの径を調整することにより、こ
の照度分布の均一化を行なっている。

また本実施例では反応容器を図に示した様に、いくつか
の小室に分けることで、前述の様に、窓の大面積化に伴
う乱流発生を回避しつつ量産性を向上させている。

さらに、図面に垂直な方向には不活性気体及び反応気体
のノズルが適当な間隔で多数配置されており、この構成
はこの方向のガスカーテン効果の向上及び基板の膜厚均
一性に寄与するものとなっている。

なお、レーザ光を励起源とするＣＶＤ法（レーザＣＶＤ
法）以外のインコヒーレント光によるＣＶＤ法では殆ど
専ら低圧水銀灯を用いているため、上記実施例では励起
源を水銀灯とする場合を示したが、本発明はレーザＣＶ
Ｄ法の場合に適用してもよく、上記実施例と同様の効果
を奏する。

〔発明の効果〕

以−りのように、この発明によれば、反応容器に励起光
に対する反応気体及び不活性気体をそれぞれ導入する第
１．第２のノズルを設け、かつ入射窓が第２のノズルか
らの不活性気体の気流に対し傾斜したものとなるようこ
れを配置し、さらに反応容器をいくつかの小室としたの
で、不活性気体と反応気体の混合に伴う入射窓のくもり
防止の効果の減少を抑えることができ、しかも大面積の
入射窓の場合におこりやすい、気流の下流側での窓表面
からの流線剥離による乱流発生を避けながら量産性を向
上できる半導体製造装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による半導体製造装置を示す断
面図である。 ｌａ、ｌｂ、ｌｃ・・・棒状低圧水銀灯、２・・・基板
、３・・・励起光の入射窓、４・・・反応気体、５・・
・不活性気体、６・・・励起光の反射板、７・・・排気
系、８・・・反応容器、９・・・第１のノズル、１０・
・・第２のノズル。 代理人　大岩増雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１光を利用した化学気相反応により成膜を行なう半
   導体製造装置であって、股を形成すべき基板を収容する
   反応容器と、該反応容器内に光を導入するための入射窓
   と、該反応容器に光に対する反応気体を導入し該気体を
   上記基板に吹きつける第１のノズルと、上記反応容器に
   光に対する不活性気体を導入し該気体を上記入射窓に吹
   きつける第２のノズルとを備え、−上記入射窓は上記第
   ２のノズルからの不活性気体の気流に対し傾斜して配置
   されていることを特徴とする半導体製造装置。 （２）　上記反応容器として、小室の容器が複数設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   半導体製造装置。