JPS6092475A - 光化学的薄膜製造方法および装置 - Google Patents
光化学的薄膜製造方法および装置Info
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- JPS6092475A JPS6092475A JP19969783A JP19969783A JPS6092475A JP S6092475 A JPS6092475 A JP S6092475A JP 19969783 A JP19969783 A JP 19969783A JP 19969783 A JP19969783 A JP 19969783A JP S6092475 A JPS6092475 A JP S6092475A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- gas
- necessary
- adsorbed
- reaction chamber
- Prior art date
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- Granted
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、 Ｆ！Ｊｉ定の気体を基板表面に吸着させ。
その吸着分子を用いて膜堆積を行なうことによシ。
成膜層を微妙に制御することを可能にする新規の光化学
的薄膜製造方法及びその方法を使用する装置に関するも
のである。
的薄膜製造方法及びその方法を使用する装置に関するも
のである。
気体を光化学的反応によシ活性化し基板表面に目的とす
る物質を堆積し薄膜化する方法は、処理が低温で可能で
あること、荷電粒子の衝撃による損傷がないこと、光化
学的選択性によシ従来に無い処理が可能となること９反
応過程の選択及び成膜の制御が容易であることなどから
近年急速な進展をみせている。
る物質を堆積し薄膜化する方法は、処理が低温で可能で
あること、荷電粒子の衝撃による損傷がないこと、光化
学的選択性によシ従来に無い処理が可能となること９反
応過程の選択及び成膜の制御が容易であることなどから
近年急速な進展をみせている。
従来の光化学的薄膜製造方法は大別して２つの方法に分
けられる。すなわち、放射線により基板を加熱し所定の
気体を熱分解するととＫよ膜堆積をはかる基板加熱法と
、所定の気体を光分解し堆積をはかる光分解法の二つの
方法である。
けられる。すなわち、放射線により基板を加熱し所定の
気体を熱分解するととＫよ膜堆積をはかる基板加熱法と
、所定の気体を光分解し堆積をはかる光分解法の二つの
方法である。
基板加熱法では、放射線によシ基板加熱することが原則
となる。このことは、光化学反応の最も重要な利点とさ
れる処理過程の低温化に反するものであり、そのためこ
の方法を用いる利益はあまシ期待できない。
となる。このことは、光化学反応の最も重要な利点とさ
れる処理過程の低温化に反するものであり、そのためこ
の方法を用いる利益はあまシ期待できない。
一方、光分解法では、所定の気体が充填されている空間
中の放射線の通過する部分で分解反応が生じ分解生成物
が基板表面に堆積するのを利用する。従って膜成長の本
質は本来表面反応で進めらるべきに対し、光分解法によ
る反応は空間分解反応となっておシ、そのためこの方法
では本質的に膜の生成を制御することが極めて困難であ
る。
中の放射線の通過する部分で分解反応が生じ分解生成物
が基板表面に堆積するのを利用する。従って膜成長の本
質は本来表面反応で進めらるべきに対し、光分解法によ
る反応は空間分解反応となっておシ、そのためこの方法
では本質的に膜の生成を制御することが極めて困難であ
る。
基板加熱法及び光分解法どちらの場合でも、膜のエピタ
キシャル成長は言うまでもなく、膜厚。
キシャル成長は言うまでもなく、膜厚。
膜質の制御がともに困難でアシ、これらの方法で付加価
値の高い膜を得ることは到底望めない。
値の高い膜を得ることは到底望めない。
現在良質のエピタキシャル膜の作成には、非常に高価な
装置と極めて高度な技術を必要とすることが常識となっ
ておシ、装置のイニシアルコスト及びランニングコスト
は非常に高価なものとなっている。そしてその対策が焦
眉の急となっている。
装置と極めて高度な技術を必要とすることが常識となっ
ておシ、装置のイニシアルコスト及びランニングコスト
は非常に高価なものとなっている。そしてその対策が焦
眉の急となっている。
本発明は基板表面に吸着した所定の物質を光化学反応に
より基板表面で分解し膜質化することで成膜の制御性を
高めかつ容易にすることを特徴とし、その目的は膜厚、
膜質の改善及び良質のエピタキシャル膜の作成、超格子
膜の作成等を容易ならしめることにある。
より基板表面で分解し膜質化することで成膜の制御性を
高めかつ容易にすることを特徴とし、その目的は膜厚、
膜質の改善及び良質のエピタキシャル膜の作成、超格子
膜の作成等を容易ならしめることにある。
第１図は本発明の一実施例を示すための模式図である。
図においてｌは反応室２を排気するための排気系でおり
この排気系１は必要ならば超高真空まで排気できるもの
である。初期の基板表面には多くの気体が吸着している
が反応室２に基板３を導入した後１反応室２を１０ Ｔ
ｏｒｒ以下の圧力で、必要ならば温度制御機構を付加す
るなどして。
この排気系１は必要ならば超高真空まで排気できるもの
である。初期の基板表面には多くの気体が吸着している
が反応室２に基板３を導入した後１反応室２を１０ Ｔ
ｏｒｒ以下の圧力で、必要ならば温度制御機構を付加す
るなどして。
基板ホルダー４を加熱することによシ、基板表面の初期
の吸着気体の脱ガスを行なう。
の吸着気体の脱ガスを行なう。
基板３の表面から脱ガスを充分に行ったのち。
気体導入系５から所定の気体を反応室２に導入すると、
その所定の気体を基板表面に吸着せしめることができる
。このとき、基板の温度と所定の気体の圧力を制御する
ことによシ吸着量を制御できる。次いで、その吸着分子
を除く残シの気体を排気系１により取り除き９反応室内
を再び１Ｏ−３Ｔｏｒｒ以下の圧力とする。そしてこの
状態で、必要ならば基板３を温度制御しながら、光源６
から適当な放射線を光学窓７を通して基板上に照射する
と、基板上にて吸着されているその所定の気体の分解が
生じ、これが膜質化される。
その所定の気体を基板表面に吸着せしめることができる
。このとき、基板の温度と所定の気体の圧力を制御する
ことによシ吸着量を制御できる。次いで、その吸着分子
を除く残シの気体を排気系１により取り除き９反応室内
を再び１Ｏ−３Ｔｏｒｒ以下の圧力とする。そしてこの
状態で、必要ならば基板３を温度制御しながら、光源６
から適当な放射線を光学窓７を通して基板上に照射する
と、基板上にて吸着されているその所定の気体の分解が
生じ、これが膜質化される。
膜質化で生ずる膜厚は先に吸着していた気体の量に正し
く依存する。従って、気体導入、排気。
く依存する。従って、気体導入、排気。
放射線照射を適当な条件にし、これを適当な回数繰シ返
すときは膜厚は原子レベルでコントロールできることに
なる。
すときは膜厚は原子レベルでコントロールできることに
なる。
を配置し、光学窓７として合成石英ガラスを用いること
によって１本方法によｊ） ａ Ｓ ｉ： Ｈ膜を作成
することが可能であシ、その膜厚の制御も容易であった
。
によって１本方法によｊ） ａ Ｓ ｉ： Ｈ膜を作成
することが可能であシ、その膜厚の制御も容易であった
。
本願の方法を使用する本発明の装置では次のととに注目
すべきである。即ち２図中８は赤外線放射板であり、こ
の装置は基板表面加熱およびｌ又は光学窓７に吸着した
分子の加熱脱ガスに用いられる。ただし、光学窓７の脱
ガスのためには赤外線放射板８のはかに光学窓加熱用ヒ
ータ９による伝導熱加熱を利用することもできる。両加
熱は併用することで一層の効果をあげることができる。
すべきである。即ち２図中８は赤外線放射板であり、こ
の装置は基板表面加熱およびｌ又は光学窓７に吸着した
分子の加熱脱ガスに用いられる。ただし、光学窓７の脱
ガスのためには赤外線放射板８のはかに光学窓加熱用ヒ
ータ９による伝導熱加熱を利用することもできる。両加
熱は併用することで一層の効果をあげることができる。
光学窓７の脱ガスは光学窓上への膜堆積による光学窓の
くもシを防止する上で本発明の場合重要であシ、光学窓
の脱ガスは本発明の装置の大きい特徴となる。
くもシを防止する上で本発明の場合重要であシ、光学窓
の脱ガスは本発明の装置の大きい特徴となる。
放射光について言えば、従来法でも、赤外放射光が利用
されていない訳ではない。しかしそれは基板加熱のため
の光源としてであって、光学窓の加熱を意図するもので
杜なく、光もＣＯレーザの赤外光等が用いられておシ、
対向する光学窓にはこの赤外光の透過を良くする目的で
、窓材として専らＮ ａ ＣＩｔ等の赤外光を吸収しに
くい材質が選定されている。（参考文献Ａｐｐ１． Ｐ
ｈ）ｒＩ３． Ｌｅｔｔ、 、３２＋２５４（１９７８
）） これに対し本発明の装置では、赤外線放射板として例え
ば荏原実業株式会社製遠赤外線ヒーター「サニービーム
」を用い、光学窓としては例えば東芝セラミックス株式
会社製の厚さ１０簡の合成石英ガラスｒＴ−４０４０Ｊ
を用いる。即ちこれら両者の発光スペクトルＡと吸収ス
ペクトルＢを第２図に示すように、相互には１復部分を
もたせ赤外線放射板からの赤外放射光が充分に光学窓に
吸収されて光学窓の加熱に利用されるよう配慮され・装
置は、この赤外光光源と光学窓材の取り合せ及びｌ又は
光学窓の伝導加熱の点に、従来にない著るしい特徴を有
する。
されていない訳ではない。しかしそれは基板加熱のため
の光源としてであって、光学窓の加熱を意図するもので
杜なく、光もＣＯレーザの赤外光等が用いられておシ、
対向する光学窓にはこの赤外光の透過を良くする目的で
、窓材として専らＮ ａ ＣＩｔ等の赤外光を吸収しに
くい材質が選定されている。（参考文献Ａｐｐ１． Ｐ
ｈ）ｒＩ３． Ｌｅｔｔ、 、３２＋２５４（１９７８
）） これに対し本発明の装置では、赤外線放射板として例え
ば荏原実業株式会社製遠赤外線ヒーター「サニービーム
」を用い、光学窓としては例えば東芝セラミックス株式
会社製の厚さ１０簡の合成石英ガラスｒＴ−４０４０Ｊ
を用いる。即ちこれら両者の発光スペクトルＡと吸収ス
ペクトルＢを第２図に示すように、相互には１復部分を
もたせ赤外線放射板からの赤外放射光が充分に光学窓に
吸収されて光学窓の加熱に利用されるよう配慮され・装
置は、この赤外光光源と光学窓材の取り合せ及びｌ又は
光学窓の伝導加熱の点に、従来にない著るしい特徴を有
する。
なお、上述で明らかなように本装置によって杜。
が重要な部分は本方法を用いるという、新旧両方法の組
み合わせが可能である。さらにまた、気体導入、排気、
放射線照射の繰シ返しの際に、途中から所定の気体の成
分を変えることも可能で、これによると、いわゆる超格
子の作成等も可能となる。
み合わせが可能である。さらにまた、気体導入、排気、
放射線照射の繰シ返しの際に、途中から所定の気体の成
分を変えることも可能で、これによると、いわゆる超格
子の作成等も可能となる。
また同様な装置を用いて、所定の気体を導入する際排気
系を作動したまま適当な間隔のパルスの繰シ返しの形で
該気体を導入し、該放射線を照射したまま、およびｌ又
は適当な間隔のパルスの繰シ返しの形で基板を照射する
ことによシ、気体導入、排気、放射線照射を交互に繰シ
返し行った前本発明の方法及び装置が半導体装置の製造
に寄与するところ線大きく、工業上有益な発明というこ
とができる。
系を作動したまま適当な間隔のパルスの繰シ返しの形で
該気体を導入し、該放射線を照射したまま、およびｌ又
は適当な間隔のパルスの繰シ返しの形で基板を照射する
ことによシ、気体導入、排気、放射線照射を交互に繰シ
返し行った前本発明の方法及び装置が半導体装置の製造
に寄与するところ線大きく、工業上有益な発明というこ
とができる。
２ 反応室 ７ 光学窓
３ 基板 ８ 赤外線放射板
４ 基板ホルダー ９ 光学急加熱用ヒータ５ 気体導
入系 卒２図μ本発朗の実ｔｋｔｉ＋ｔ■ 発尤スヘリＰｎｙ
とＤｆし往−スＮ０り＃−Ｉ／と才、Ｖ。
入系 卒２図μ本発朗の実ｔｋｔｉ＋ｔ■ 発尤スヘリＰｎｙ
とＤｆし往−スＮ０り＃−Ｉ／と才、Ｖ。
特許出願人 日電アネルパ株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （Ｄ 所定の気体を反応室内において基板表面（吸着さ
せ、吸着分子およびＩ又は該基板表面を放射線およびｌ
又は熱によシ活性化し、該基板表面に目的とする物質を
堆積せしめる方法であって。 ａ、該基板表面に吸着している分子を脱ガスするために
、該反応室を真空に引き、必要ならば該基板を加熱する
過程と。 ｂ、該基板表面の脱ガス後膣所定の気体を吸着させるた
めに、該反応室を該所定の気体で充填する過程と。 Ｃ０該気体の吸着量を制御するため、該基板を所定の温
度に保つ過程と。 ｄ、該基板表面に該所定の気体が吸着した後。 核反応室内に残留する該所定の気体を排出する過程と。 ｅ、ランプ、レーザおよび〕又社寺外線放射板長帯の放
射線で適温に制御された該基板を照射し目的とする物質
を咳基板表面に堆積せしめる過程と。 よりなり。 ｆ、必要ならばｂｙｅ項の過程を必要な回数繰り返し、
及びＩ又は必要ならば所定の気体の組成を変えてｂ ％
ｅ項の過程を繰り返し。 ｇ、必要ならば該反応室内に該所定の気体を所定の圧力
で充填したまま該放射線を該所定の気体およびｌ又は該
基板に照射する過程を上記ａ −ｙ ｆの過程の間に組
み込む、ことを特長とする。光化学的薄膜製造方法。 （２）前記特許請求の範囲第１項に記載のａ項において
１反応室の真空度を１０ Ｔｏｒｒ以下の圧力で、必要
ならば基板を１００℃以上に加熱し脱ガスを行なうこと
を特徴とする光化学的薄膜製造方法。 （３）前記特許請求の範囲第１項に記載のｄ項において
、該所定の気体を１０ Ｔｏｒｒ以下に排気し１０ Ｔ
ｏｒｒ以下の圧力下で放射線を照射するか及びｌ又は熱
伝導の方法によって該光学窓を加熱することによシ、該
光学窓の反応室側壁面に吸着された該所定の気体の脱ガ
スを行なうことを特長とする光化学的薄膜製造方法。 射線およびｌ又は熱によシ活性化し、該基板表面に目的
とする物質を堆積せしめる方法であって。 ａ、該基板表面に吸着している分子を脱ガスするために
、該反応室を真空に引き、必要ならば該基板を加熱する
過程と。 ｂ、該基板表面の脱ガス後肢気体の吸着量を制御するた
め、該基板を所定の温度に保つ過程と。 Ｃ０該気体を適当な間隔のパルスの繰シ返しの形で導入
する過程と。 ｄ、ランプ、レーザおよびｌ又は赤外線放射板電光源か
ら発する選定された波長およびｌ又は波長帯の放射線で
、必要ならば該放射線を適当な間隔のパルスの繰り返し
の形で、該基板を照射し。 目的とする物質を該基板表面に堆積せしめる過程と。 よりなり。 ｅ、必要ならば所定の気体の組成を変えて０項の過程を
繰シ返し。 ｆ、必要ならば前記特許請求の範囲第１項の過程を上記
ａ−ｅの過程の間に組み込む、ことを特筆とする光化学
的薄膜製造方法。 （５）前記特許請求の範囲第４項に記載のａ項において
９反応室の真空度を１０ Ｔｏｒｒ以下の圧力で、必要
ならば基板を１００℃以上に加熱し脱ガスを行なうこと
を特徴とする光化学的薄膜製造方法。 （６） 所定の気体を反応室内において基板表面に吸着
させ、吸着分子およびｌ又は該基板表面を放射線および
！又は熱により活性化し、該基板表面に目的とする物質
を堆積せしめる装置であって。 ａ、光源としてのランプ、レーザ及びｌ又は赤外線放射
板。 とができる反応室。 Ｃ６前記反応室に該所定の気体を導入する導入系及び排
気系。 ｄ、該基板を載置し、その基板表面の温度を制御するこ
とができる基板ホルダー。 ｅ、前記光学窓を放射線及びｌ又は伝導熱によシ加熱す
る装置、を具えたことを特徴とする光化学的薄膜製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19969783A JPS6092475A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 光化学的薄膜製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19969783A JPS6092475A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 光化学的薄膜製造方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092475A true JPS6092475A (ja) | 1985-05-24 |
| JPH0380871B2 JPH0380871B2 (ja) | 1991-12-26 |
Family
ID=16412105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19969783A Granted JPS6092475A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 光化学的薄膜製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092475A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345371A (ja) * | 1986-03-31 | 1988-02-26 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
| JP2014131036A (ja) * | 2007-08-17 | 2014-07-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 成膜装置 |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP19969783A patent/JPS6092475A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345371A (ja) * | 1986-03-31 | 1988-02-26 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
| JP2014131036A (ja) * | 2007-08-17 | 2014-07-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0380871B2 (ja) | 1991-12-26 |
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