JPS61160926A - 光励起薄膜形成装置 - Google Patents
光励起薄膜形成装置Info
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- JPS61160926A JPS61160926A JP60000803A JP80385A JPS61160926A JP S61160926 A JPS61160926 A JP S61160926A JP 60000803 A JP60000803 A JP 60000803A JP 80385 A JP80385 A JP 80385A JP S61160926 A JPS61160926 A JP S61160926A
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- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光化学反応を利用して基板上に薄膜形成を行
なう装置に係り、特に光エネルギーを入射する光導入窓
の改良を図った光励起薄膜形成装置に関する。
なう装置に係り、特に光エネルギーを入射する光導入窓
の改良を図った光励起薄膜形成装置に関する。
近時、光エネルギーによる化学反応を利用し、反応性ガ
スを分解して半導体ウェハやガラス等の基板上に薄膜を
形成する方法が開発されている。
スを分解して半導体ウェハやガラス等の基板上に薄膜を
形成する方法が開発されている。
ここの方法は光（至）法と称され、通常の方法に比較し
低温で膜形成ができることや、荷電粒子による膜損傷や
基板損傷がない等の特徴を有しており、今後の薄膜形成
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。
低温で膜形成ができることや、荷電粒子による膜損傷や
基板損傷がない等の特徴を有しており、今後の薄膜形成
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。
上記の特徴を有する光（２）法であるが、光導入窓上で
の膜付着に起因する問題がある。一部の絶縁膜を除いて
目的とする膜は使用する光の波長に対し不透明でめり、
光照射の時間と共に反応室中の光強度が低下してしまう
、この問題から、光導入窓部の頻繁な清浄が必要になり
、著しい場合には１回の光照射では十分な膜厚を得るこ
とができず窓清浄と光照射を数回反覆して要求される膜
厚の膜を形成することになる。窓清浄の際に基板を外気
にさらさない工夫がアモルファスシリコン膜の形成で試
みられているが、連続的に膜形成ができないことは堆積
の長時間化や膜質の劣化をもたらし、結果的に光０勺法
で形成できる膜の種類を著しく制限している。
の膜付着に起因する問題がある。一部の絶縁膜を除いて
目的とする膜は使用する光の波長に対し不透明でめり、
光照射の時間と共に反応室中の光強度が低下してしまう
、この問題から、光導入窓部の頻繁な清浄が必要になり
、著しい場合には１回の光照射では十分な膜厚を得るこ
とができず窓清浄と光照射を数回反覆して要求される膜
厚の膜を形成することになる。窓清浄の際に基板を外気
にさらさない工夫がアモルファスシリコン膜の形成で試
みられているが、連続的に膜形成ができないことは堆積
の長時間化や膜質の劣化をもたらし、結果的に光０勺法
で形成できる膜の種類を著しく制限している。
この発明は、光導入窓への膜付着を防止または低減して
前述の問題を解決した光励起薄膜形成装置を提供するこ
とを目的とする。
前述の問題を解決した光励起薄膜形成装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明の骨子は、光エネルギーを薄膜形成室内に導入す
る光導入窓を凸レンズ状にすることにある。
る光導入窓を凸レンズ状にすることにある。
すなわち本発明は、基板が収容された反応室内に化合物
ガスを導入すると共に、光源からの光エネルギーを光導
入窓を介して形成室に入射して上記化合物ガスを励起分
解し、基板上に薄膜形成をする光励起反応装置において
、光エネルギーを透過する前記光導入窓を凸レンズ状と
することにより、光導入窓表面での光エネルギー密度よ
り、基板表面近傍での光エネルギー密度を高くシ、光導
入窓表面では、光励起反応による膜付着を防止または低
減させる一方、基板表面近傍へは光励起反応による膜形
成に必要な光エネルギー密度を与えるものでおる。
ガスを導入すると共に、光源からの光エネルギーを光導
入窓を介して形成室に入射して上記化合物ガスを励起分
解し、基板上に薄膜形成をする光励起反応装置において
、光エネルギーを透過する前記光導入窓を凸レンズ状と
することにより、光導入窓表面での光エネルギー密度よ
り、基板表面近傍での光エネルギー密度を高くシ、光導
入窓表面では、光励起反応による膜付着を防止または低
減させる一方、基板表面近傍へは光励起反応による膜形
成に必要な光エネルギー密度を与えるものでおる。
本発明によれば、光導入窓への膜付着が防止または低減
されるため、光照射が継続的に行なえる。
されるため、光照射が継続的に行なえる。
この結果光導入窓の清浄化と膜形成を反復する方法に比
べ、膜形成時間が短縮できる。また膜形成を中断する必
要がないことから、形成した膜中の不純物が少なく良好
な特性の膜を十分な膜厚で得ることができる。さらに結
晶性の膜を形成する隙に膜形成を中断すると核形成が阻
害されることがあるが、この発明により結晶化が良好に
起こり結果的に良質な結晶性膜が得られる。
べ、膜形成時間が短縮できる。また膜形成を中断する必
要がないことから、形成した膜中の不純物が少なく良好
な特性の膜を十分な膜厚で得ることができる。さらに結
晶性の膜を形成する隙に膜形成を中断すると核形成が阻
害されることがあるが、この発明により結晶化が良好に
起こり結果的に良質な結晶性膜が得られる。
第１図は本発明の一実施例に係る光励起薄膜形成装置を
示す概略構成図である。図中（１）は薄膜形成容器（反
応室）で、この容器（１）内には例えばガラス板からな
る基板（２）を載置する基板台（３）が収容されている
。基板台（３）の内部には、上記基板（２）を加熱する
ヒータ（４）が設けられている。また、容器（１）内へ
は反応ガス供給部（５）から化合物ガスを含む反応ガス
が導入され容器（１）内のガスは排気ボンダ（６）によ
り排気されるようになっている。
示す概略構成図である。図中（１）は薄膜形成容器（反
応室）で、この容器（１）内には例えばガラス板からな
る基板（２）を載置する基板台（３）が収容されている
。基板台（３）の内部には、上記基板（２）を加熱する
ヒータ（４）が設けられている。また、容器（１）内へ
は反応ガス供給部（５）から化合物ガスを含む反応ガス
が導入され容器（１）内のガスは排気ボンダ（６）によ
り排気されるようになっている。
一方、薄膜形成容器ｔｌＪの上部には、マイクロ波放電
空洞（７）が設けられ該空洞（７）へは導波管（８）を
伝播してきたマイクロ波電力（９）がマイクロ波透過窓
ｕＩを通して投入される。さらに、上記空洞（７）へは
放電用ガス供給部αυから放電用ガスが導入され、空洞
（７）内のガスは排気ポンプαａにょシ排気される。
空洞（７）が設けられ該空洞（７）へは導波管（８）を
伝播してきたマイクロ波電力（９）がマイクロ波透過窓
ｕＩを通して投入される。さらに、上記空洞（７）へは
放電用ガス供給部αυから放電用ガスが導入され、空洞
（７）内のガスは排気ポンプαａにょシ排気される。
空洞（７）内の放電用ガスはマイクロ波電力により放電
し、プラズマ（１３が生成される。該プラズマ（１３は
発光部を有する光源となり、該光源から放射された光エ
ネルギーは凸レンズ状光導入窓（１４を通過して前記容
器（１）内に入射し、前記基板（２）の上に集光される
。 ′ 凸レンズ状光導入窓α４の上部には、空洞壁に電気的に
接触してマイクロ波電力をシールドするシールド部材ａ
９が設けられている。シールド部材時はプラズマ峙から
の光エネルギーの容器（１）内への入射を妨げることな
く、マイクロ波電力をシールドするものであるから、例
えばメツシュ状構造体とする。メツシュの大きさはマイ
クロ波の波長との関係で３〜１０１１１の範囲、例えば
４朋程度とする。
し、プラズマ（１３が生成される。該プラズマ（１３は
発光部を有する光源となり、該光源から放射された光エ
ネルギーは凸レンズ状光導入窓（１４を通過して前記容
器（１）内に入射し、前記基板（２）の上に集光される
。 ′ 凸レンズ状光導入窓α４の上部には、空洞壁に電気的に
接触してマイクロ波電力をシールドするシールド部材ａ
９が設けられている。シールド部材時はプラズマ峙から
の光エネルギーの容器（１）内への入射を妨げることな
く、マイクロ波電力をシールドするものであるから、例
えばメツシュ状構造体とする。メツシュの大きさはマイ
クロ波の波長との関係で３〜１０１１１の範囲、例えば
４朋程度とする。
このように構成された本装置での具体例として、アモル
ファス・シリコン膜の形成について述べる。
ファス・シリコン膜の形成について述べる。
まず、マイクロ波放電用ガスとしてキセノン（Ｘｅ ）
を供給部住υより空洞（７）内へ圧力１〜１０−２Ｔｏ
ｒｒで導入する。周波数２４５０Ｗ（ｚ 、出力５００
Ｗのマイクロ波電力（９）を石英製マイクロ波透過窓ａ
１を介して空洞（７）内へ導入し、キセノン・プラズマ
ａ３を生成する。キセノン−プラズマａ３から放射され
る光は、１４７、Ｏｎｍ 、１２９．５Ｗｍの真空紫外
領域が主である。
を供給部住υより空洞（７）内へ圧力１〜１０−２Ｔｏ
ｒｒで導入する。周波数２４５０Ｗ（ｚ 、出力５００
Ｗのマイクロ波電力（９）を石英製マイクロ波透過窓ａ
１を介して空洞（７）内へ導入し、キセノン・プラズマ
ａ３を生成する。キセノン−プラズマａ３から放射され
る光は、１４７、Ｏｎｍ 、１２９．５Ｗｍの真空紫外
領域が主である。
そこで上記波長の真空紫外光をフッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ２ ）製のレンズ状窓Ｉ（焦点距離３Ｑｍｍ）を通
して容器（１）内のガラス基板（２）面上へ集光照射す
る。
ｇＦ２ ）製のレンズ状窓Ｉ（焦点距離３Ｑｍｍ）を通
して容器（１）内のガラス基板（２）面上へ集光照射す
る。
一方、容器（１）内へ反応ガスとしてモノシラン（Ｓｉ
Ｈ４）を流量５０ ＳＣＣＭ 、ガス圧力ｌ Ｔｏｒｒ
で流し、ヒータ（４）で基板温度を２００”Ｏに上昇さ
せた条件で薄膜形成を行なった。その結果、ガラス基板
上に６０ｍ１ｎ テ１．２μｍのアモルファス争シリコ
ン（ａ−８ｔ）膜が得られ、さらにレンズ状窓ａ４の容
器（１）側の表面にはａ−８ｔ膜、の堆積はみられなが
った。
Ｈ４）を流量５０ ＳＣＣＭ 、ガス圧力ｌ Ｔｏｒｒ
で流し、ヒータ（４）で基板温度を２００”Ｏに上昇さ
せた条件で薄膜形成を行なった。その結果、ガラス基板
上に６０ｍ１ｎ テ１．２μｍのアモルファス争シリコ
ン（ａ−８ｔ）膜が得られ、さらにレンズ状窓ａ４の容
器（１）側の表面にはａ−８ｔ膜、の堆積はみられなが
った。
以上のように本発明の光励起薄膜形成装置によれば、光
の導入窓を凸レンズ状にすることにより、導入窓表面へ
の膜付着を防止すると共に、膜形成に必要な光強度を継
続的に基板上に照射することができる。
の導入窓を凸レンズ状にすることにより、導入窓表面へ
の膜付着を防止すると共に、膜形成に必要な光強度を継
続的に基板上に照射することができる。
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、種々変形して実施す
ることができる。例えば、光エネルギーを得る光源は通
常のラング（水銀ランプ。
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。例えば、光エネルギーを得る光源は通
常のラング（水銀ランプ。
キセノンランプなど）でも良く、ざらにレーザ（エキシ
マ−レーザー、アルゴンイオンレーザ、炭酸ガスレーザ
等）でも良い。また、光エネルギーを得る放電方式は、
マイクロ波放電に限るものではなく、ＲＦ放電、直流放
電などでも良い。また、前記の放電ガスはキセノンに限
るものではなく、クリプトン、アルゴン等の希ガスや水
素、重水素、窒素、酸素などの分子ガス、さらには水銀
などの金属蒸気やそれらの混合ガスであっても良い。ま
た、薄膜形成に用いた反応ガスとしては上記実施例では
モノシラン（ＳｉＨ４）を用いたが、他の高次シラン（
例えばジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、トリシラン（ＳｉａＨ
ｓ）など）やメチルシラン系ガス（例えばテトラメチル
シラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）など）でも良く、さらに元
エネルギーで反応を起こすガス、例えば有機金属蒸気（
トリメチルガリソムＧＩＬ（Ｃ）（３）３１１’リメチ
ルアルミニウムＡｌＣα３）３＋トリエチルインジウム
Ｉｎ（Ｃ２Ｈ５）３など）や氷菓化物ガス（アルミン（
ＡｓＨａ） ＊ホスフィン（ＰＨａ）、ジポラン（Ｂ２
Ｈ６））でも良い。また、前記凸レンズ状尋入窓の材料
はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）に限ることなく、紫
外光から可視光の光エネルギーを導入する場合は石英で
も良い。
マ−レーザー、アルゴンイオンレーザ、炭酸ガスレーザ
等）でも良い。また、光エネルギーを得る放電方式は、
マイクロ波放電に限るものではなく、ＲＦ放電、直流放
電などでも良い。また、前記の放電ガスはキセノンに限
るものではなく、クリプトン、アルゴン等の希ガスや水
素、重水素、窒素、酸素などの分子ガス、さらには水銀
などの金属蒸気やそれらの混合ガスであっても良い。ま
た、薄膜形成に用いた反応ガスとしては上記実施例では
モノシラン（ＳｉＨ４）を用いたが、他の高次シラン（
例えばジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、トリシラン（ＳｉａＨ
ｓ）など）やメチルシラン系ガス（例えばテトラメチル
シラン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）など）でも良く、さらに元
エネルギーで反応を起こすガス、例えば有機金属蒸気（
トリメチルガリソムＧＩＬ（Ｃ）（３）３１１’リメチ
ルアルミニウムＡｌＣα３）３＋トリエチルインジウム
Ｉｎ（Ｃ２Ｈ５）３など）や氷菓化物ガス（アルミン（
ＡｓＨａ） ＊ホスフィン（ＰＨａ）、ジポラン（Ｂ２
Ｈ６））でも良い。また、前記凸レンズ状尋入窓の材料
はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）に限ることなく、紫
外光から可視光の光エネルギーを導入する場合は石英で
も良い。
第１図は、本発明の一実施例の光励起薄膜形成装置を示
す図である。 １・・・薄膜形成容器（反応室）％２・・・基板、３・
・・基板台、４・・・ヒーター、５・・・ガス供給部、
６・・・排気ポンプ、７・・・マイクロ波放電空洞、８
・・・導波管、９・・・マイクロ波九力、ｌＯ・・・マ
イクロ波透過窓、１１・・・放電用ガス供給部、１２・
・・排気ポンプ、１３・・・プラズマ（光源り、１４・
・・凸レンズ状光導入窓、１５・・・マイクロ波電力シ
ールド部材。 代理人 升埋士 則 近 憲 佑 （はか１名） 第１図
す図である。 １・・・薄膜形成容器（反応室）％２・・・基板、３・
・・基板台、４・・・ヒーター、５・・・ガス供給部、
６・・・排気ポンプ、７・・・マイクロ波放電空洞、８
・・・導波管、９・・・マイクロ波九力、ｌＯ・・・マ
イクロ波透過窓、１１・・・放電用ガス供給部、１２・
・・排気ポンプ、１３・・・プラズマ（光源り、１４・
・・凸レンズ状光導入窓、１５・・・マイクロ波電力シ
ールド部材。 代理人 升埋士 則 近 憲 佑 （はか１名） 第１図
Claims (1)
- 基板が収容された化合物ガスが導入される薄膜形成室と
、この形成室内に光導入窓を介して光エネルギーを入射
する光源とを備え、前記化合物ガスを光励起分解して、
前記基板上へ薄膜形成を行なう装置において、前記光導
入窓を凸レンズ状とし、光導入窓表面での光エネルギー
密度より基板表面での光エネルギー密度を高くするよう
にしたことを特徴とする光励起薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60000803A JPS61160926A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 光励起薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60000803A JPS61160926A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 光励起薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61160926A true JPS61160926A (ja) | 1986-07-21 |
Family
ID=11483842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60000803A Pending JPS61160926A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 光励起薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61160926A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5288684A (en) * | 1990-03-27 | 1994-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photochemical vapor phase reaction apparatus and method of causing a photochemical vapor phase reaction |
| WO1999065056A1 (en) * | 1998-06-11 | 1999-12-16 | Applied Materials, Inc. | Chamber having improved process monitoring window |
| US6673199B1 (en) | 2001-03-07 | 2004-01-06 | Applied Materials, Inc. | Shaping a plasma with a magnetic field to control etch rate uniformity |
| US6831742B1 (en) | 2000-10-23 | 2004-12-14 | Applied Materials, Inc | Monitoring substrate processing using reflected radiation |
| JP2012506639A (ja) * | 2008-10-21 | 2012-03-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | マイクロメッシュスクリーンを備える紫外線透過式マイクロ波反射板 |
-
1985
- 1985-01-09 JP JP60000803A patent/JPS61160926A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5288684A (en) * | 1990-03-27 | 1994-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photochemical vapor phase reaction apparatus and method of causing a photochemical vapor phase reaction |
| WO1999065056A1 (en) * | 1998-06-11 | 1999-12-16 | Applied Materials, Inc. | Chamber having improved process monitoring window |
| US6390019B1 (en) | 1998-06-11 | 2002-05-21 | Applied Materials, Inc. | Chamber having improved process monitoring window |
| US6712927B1 (en) | 1998-06-11 | 2004-03-30 | Applied Materials Inc. | Chamber having process monitoring window |
| US6835275B1 (en) | 1998-06-11 | 2004-12-28 | Michael N. Grimbergen | Reducing deposition of process residues on a surface in a chamber |
| US6831742B1 (en) | 2000-10-23 | 2004-12-14 | Applied Materials, Inc | Monitoring substrate processing using reflected radiation |
| US6673199B1 (en) | 2001-03-07 | 2004-01-06 | Applied Materials, Inc. | Shaping a plasma with a magnetic field to control etch rate uniformity |
| JP2012506639A (ja) * | 2008-10-21 | 2012-03-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | マイクロメッシュスクリーンを備える紫外線透過式マイクロ波反射板 |
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