JPS6053016A - 試料処理装置 - Google Patents

試料処理装置

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JPS6053016A
JPS6053016A JP16145683A JP16145683A JPS6053016A JP S6053016 A JPS6053016 A JP S6053016A JP 16145683 A JP16145683 A JP 16145683A JP 16145683 A JP16145683 A JP 16145683A JP S6053016 A JPS6053016 A JP S6053016A
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広瀬 昌彦
Takaaki Kamimura
孝明 上村
Masahiko Akiyama
政彦 秋山
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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、光化学反応を利用して試料上に薄膜を形成若
しくは試料上の薄膜をエツチングする試料処理装置に係
わシ、特に光源の改良をはかった試料処理装置に関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近時、光エネルギによる化学反応を利用し、化合物ガス
を分解して半導体ウェハ等の試料上に薄膜を形成する方
法が開発されている。この方法は光C■と称され、通常
のN膜形成法に比較し低温で膜形成ができることや荷電
粒子によるダメージがない等の特徴を有しており、今後
の逆層形成技術において重要な位置を占めるものとして
注目されている。
ところで、この種の方法で用いられる光エネルギを放射
するための光源としては、放電により光を発生する放電
管が一般的である。放電管の形状は通常直線状若しくは
U字状であり、−定の面積を照射するためにはこれらを
複数個並べる方式が採られている。この場合、放電管を
′0.数個並べるため、放電管相互間を一定距離に保つ
必要がちシ、発光しない空間が生じ照射光強度が低下し
不均一と々る。さらに、個々の放電管の発光強度のバラ
ツキによっても、照射光強度が不均一になる等の問題が
ある。そして、この問題が光CVD法による均一な薄膜
形成を妨げる要因となっている。
なお、上述した照射光強度の不均一性の問題は、光CV
D法に限らず光化学反応を利用して試料上のン;!朕を
エツチングする光エツチング法でも大きな欠点となって
いる。すなわ−ち、光エツチング法では照射光強度の不
均一性に起因してエツチング速度が不均一になるど云う
欠点かあつ /こ 0 〔発明の目的〕 本発明の目的は、所定面積に均一に光を照射することが
でき、光CVD法による形成薄膜の膜厚均一化及び光エ
ッチングによるエツチング均一性向上等をはかシ得る試
料処理装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、光エネルギを放射する光源として、所
定平面内で均一に発光する単一の光源を用いることにあ
る。
すなわち本発明は、試料が収容された試料室内に化合物
ガスを導入すると共に、光源からの光を試料室内に入射
して上記ガスを励起分解し、試料上に薄膜を形成または
試料上の薄膜をエツチングする試料処理装置において、
前記光源の発光領域を所定平面上に配置した1本の帯状
発光路で形成し、かつこの帯状発光路が上記平面上で重
なることなく該平面の全面を覆うようにしたものである
〔発明の効果〕
本発明によれば、所定の平面で均一発光する単一の光源
を用いているので、板数の光源を用いた場合のように光
源間の発光しない空間が生じることはなく、し炉も個々
の光源の発光強度バラツキ等の問題は生じない。このた
め、所望する領域に九似からの光を均一に照射すること
ができる。したがって、光CVD法に適用した場合には
、均一な膜厚で薄膜を形成することができる。苔だ、光
エツチング法に適用した場合には、均一なエツチングを
行うことが可能となり、半等体製造技術分野における有
用性は絶大である。
〔発りJの実施例〕
第1図は本発明の−り6施例に係わる光CVD装置iZ
を示す概略構成図である。回申1は薄膜形成呑ン′シ(
試料室)で、この容器1内には例えばガラス基板からな
る試料2を載置する試料台3が収容されている。試料台
3の内部には、上記試ネI2を加熱するヒータ4が設け
られている。また、谷’tji l内にはガス供給部5
から化合物ガスを含む原料ガスが導入され、容器1内の
ガスは1ノ1気月?ンプ6により排気されるものとなっ
てい一方、尚jEI形成容器1の上部には、光源7を収
納した光が1収納林器8が設けられている。光源7は第
2図に示す如くその発光領域(放電領域)を渦巻状に形
成された1個の放電灯からなるもので、この放電灯から
放射された光エネルギは光通過窓9を通過して前記容器
1内に入射するものとガっている。なお、光源7につい
ての詳細は後述する。また、容器8内には不活性ガスラ
イン10.11を介して不活性ガス(例えば窒業、アル
ゴンなど)が通流され、これにより光源7が冷却される
とともに、空気中の酸素によるオゾンの発生を防いでい
る。
ところで、前記光源7は第3図(a)〜(g)に示す工
程によシ作製されている。すなわち、まず第3図(a)
に示す如き合成石英製の円筒体31の下面に同図(b)
に示す如き合成石英製の円板32を溶着し、同図(c)
に示す如く円筒体31の下面開口を円板32で閉塞する
。次いで、第3図(d)に示す如き合成石英製の板を渦
巻状に湾曲してなる皮切板33を、同図(e)に示す如
く円筒体31内に配置して円板32に溶着する・これに
よシ・前記第2図にも示した如き渦巻状の1本の帯状放
電路34が形成される。次いで、第3図(f)に示す如
く前記円板32と同様な円板35に2個の開孔を設け、
これらの開孔な閉塞するよう円板35の上面に、電極3
6.37が収納されたガラス製の電極収納管38.39
をそれぞれ溶着する。次いで、第3図ω)に示す如く円
筒体3ノの上面に円板35の下面を溶着する。その後、
上記円筒体31及び円板32 、 、? 5等からなる
容器内を真空排気すると共に、該容器内に水銀を含むガ
ス(例えばAr −Hg混合ガス)をま」人することに
よって、前記光源7としての放11L灯(低圧水銀ラン
プ)が完成される。かくして作製された光源7は円板3
2側を下にして前記容器1内の試料2と対向配置される
ものとなっている。
このように構成された本装置では、光源7の発光領域が
1本の帯状放電路の渦巻にょシ、前記円筒体3ノが形成
する円の平面内全域に広がっているので、該平面内で均
一な光エネルギ放射を行わせることができる。本発明者
等の実験によっても、上記光源7を点灯させたところ均
一な発光面が得られるのが確認された。このため、容器
1内への光聚射を均一に行うことができ、光CVD法に
よる均一膜厚の薄膜形成を実現することができる。
ここで、光源7が合成石芙製であることから、光源7か
らの光は185 [nm ) 、 254 Cnm )
の紫外光が主である。そこで、上記波長の紫外光を用い
、前記原料ガスとしてH2希釈したS iH4(10%
)と水銀蒸受との混合ガス、原料ガス流量を50 [s
ccμ]、ガス圧力1[Torr〕、試料温度200〔
℃〕、処理時間1〔h〕の条件で薄膜形成を行った。そ
の結果、試料2としてのガラス基板上に3600CX 
〕のアモルファス・シリコン族が得られた。そして、こ
の膜の均一性は極めて良好で±5〔チ〕以下であった。
また、光源7として従来のU字形ランプを用いた場合、
上記と同一条件下で膜厚は2800〔^〕、均一性は±
10〔チ〕程度であった。
このように本装置によれば、光C■法によって試料2上
に均一に、かつ比較的速い速度で薄膜(アモルフィス・
シリコン)を形成することができる。また、光の7が1
個であることから4錠の光源を用いた場合のよう々個々
の発光強度のバラツキに起因する光照射の不均一性を招
くことはない。さらに、経時的に発光強度が低下した場
合であっても、光源7が1個であるため全体としての発
光強度は均一であシ、したがって経時的に光照射量が不
均一化する等の不都合はない。そして、この発光強度の
低下を他の条件により補正することも極めて容易である
例えば試料台3近傍に光強度測定センサーを配U’r:
 して照射強度を611]定し、あらかじめとっておい
た光強度と膜形成速度との関係を決めたデータを用いれ
ば所定の膜厚を得るために必要な時間を決定することが
できる。この場合、光源7が一本化されるので枚数の光
源を用いた従来の方法の様に、経時的なばらつきがなく
、測定が′容易である。しかも最小のセンサー、例えば
1つのセンサーによっても照射強度の測定が可能である
。また、光源1の電極36.37を円筒体31の内部に
収納するのではなく、円板35から突出した収納管38
.39内に収納しているので、電極36.37近傍の暗
部が光源7の下面側に生じることはなく、これによシ照
射光強度のより一層の均一化をはか如得る等の利点があ
る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種種変形して実施す
ることができる。例えば、前記光源の発光部形状は円形
に限るものではなく、第4図に示す如く矩形であっても
何ら差し支えない。要は、発光領域が所定平面状に配置
した帯状発光路で形成され、かつ該発光路が上記平面上
で重なることなく該平面の全面を扱うものであればよい
。また、光源の製造方法は何ら実施例に限定されるもの
では々く、適宜変更可能である。さらに、光源は低圧水
銀ランプに限るものではなく、所定エネルギの光を所定
平面内で均一に発光するものであればよい。
また、実施例では光CVD装置について説明したが、本
発明は光エッチングに適用することも可能である。現在
、■LSIの微細加工技術の主流は、種々の反応性ガス
から生じるイオンを試料表面に垂面に入射させて、これ
をエツチングするもので、反応性イオンエツチング(R
eactiveIon Etching : RIE 
)と呼ばれている。しかし、該方法では電子、イオンな
どの荷電粒子を用いるため、基板損堂力、静電破壊など
の照射’ji傷を生じ、これらの除去に苦慮しているの
が現状である。
これに対して、最近、荷電粒子を用いない無I)1(射
損化のドライエツチング技術として、紫外%ijなどの
光励起プロセスの研究が盛んに行われている。これら光
プロセスを実用化するためにVL1前記な5膜堆私同様
、大口径、均一光υネが不可欠である。すなわち、近年
、ウェハの大口径化の傾向は著しく、6〜8インチウェ
ハもfJy用されるに至っておシ、エツチングの均一性
のみならず、スループ、トの点も考慮して一括処理方式
を可能にする大口径光源への要求が高まっている。
本発明は、これら諸々の問題を一掃するもので、例えば
、6インチのSiウェハ上の熱酸化5IO2上に成長さ
せたリン添加Po1y −Stに、C42中で第2図に
示したランプを照射した結果、エツチングの均一性は±
5チ以下という値が得られ、極めて有用であることが実
証された。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係わる光CVD装置を示す
概略構成図、第2図は上記装置に使用した光源の発光部
構造を示す平面図、第3図(a)〜伝)は上記光源の製
造工程を示す斜視図、第4図は変形例を説明するための
平面図である。 1・・・薄膜形成容器(試料室)、2・・・試料、3・
・・試料台、4・・・ヒータ、5・・・ガス供給部、6
・・・排気ポンプ、7・・・光源、8・・・光源収納容
器、9・・・光透過窓、31・・・円筒体、32.35
・・・円板、33・・・支切板、34・・・放電路(発
光路)、36゜37・・・電極。 第3図 (a)(。) 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 試料が収容された試料室内に化合物ガスを導入
    すると共に、光源からの光を試料室内に入射して上記ガ
    スを励起分解し、上記試料上に薄膜を形成または試料上
    の薄膜をエツチングする試料処理装置において、前記光
    源はその発光領域が所定平面上に配置した1本の帯状発
    光路で形成され、かつこの帯状発光路は上記平面上で〕
    J(なることなく該平面の全面な位うものであることを
    特徴とする試料処理装置。
  2. (2) 前記光源は単一の放電灯であシ、この放電灯は
    前記所定平面と平行な面を有する気密容器、該容器内に
    設けられ上記平面と直交する複淑の面で容器内を仕切っ
    て容器内金てを通る1本のiiy状放電路を形成する仕
    切板、及び上記帯状放′1:L路の両端部にそれぞれ設
    けられた電極からなるものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の試料処理装置。
JP16145683A 1983-09-02 1983-09-02 試料処理装置 Granted JPS6053016A (ja)

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JPS6053016A true JPS6053016A (ja) 1985-03-26
JPH0447454B2 JPH0447454B2 (ja) 1992-08-04

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6379323A (ja) * 1986-09-24 1988-04-09 Hitachi Ltd 処理装置
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JPS505721U (ja) * 1973-05-17 1975-01-21

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JPH0447454B2 (ja) 1992-08-04

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