JPS61189645A - Surface treatment method - Google Patents

Surface treatment method

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JPS61189645A
JPS61189645A JP2931285A JP2931285A JPS61189645A JP S61189645 A JPS61189645 A JP S61189645A JP 2931285 A JP2931285 A JP 2931285A JP 2931285 A JP2931285 A JP 2931285A JP S61189645 A JPS61189645 A JP S61189645A
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JP
Japan
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reaction chamber
substrate
light energy
raw material
treatment method
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Application number
JP2931285A
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Japanese (ja)
Inventor
Kanji Tsujii
辻井 完次
Yusuke Yajima
裕介 矢島
Seiichi Murayama
村山 精一
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F4/00Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching

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Abstract

PURPOSE:To enable thin film formation or thin layer etching of high accuracy in succession for a long time, by preventing the decrease in permeability of a photo transmission window for irradiation with photo energy, by a method wherein the raw material gas is absorbed to a substrate surface in the first reaction chamber, and the substrate surface is irradiated with photo energy in the second reaction chamber. CONSTITUTION:In the case of forming a thin film over a substrate 4, first, in the state of installing the substrate 4 in the first reaction chamber 1, it is evacuated by opening a valve 9. Next, the raw material gas is guided from a raw material gas source 3 through a valve 8 into the reaction chamber 1, and the raw material gas is adsorbed to the surface of the substrate 4, then, a residual of said gas is exhausted by opening the valve 9. Thereafter, the substrate 4 is transferred to the second previous ly evacuated reaction chamber 2 with a carrier by opening a partition 12, and is kept in the state of 4' in the figure. An ultrathin film of mono-atomic, monolayer or several-atomic, several-layer level is formed on the substrate 4' by irradiating it with the light of a light source 5 through a lens 6 and a photo transmission window 7. In this case, since the raw material gas does not flow into the second reaction chamber, the contamination of the photo transmission window for photo energy irradia tion and the decrease in photo permeability are not caused.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄膜の表面処理方法に係り、特に単原子・単分
子層ないしは数原子・数分子層レベルの超薄膜形成また
は超薄層のドライエツチング等の表面処理方法に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method for surface treatment of thin films, and in particular to the formation of ultra-thin films at the level of monoatomic/monolayer or several atomic/several molecular layers or dry etching of ultra-thin layers. The present invention relates to surface treatment methods such as the following.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

半導体の微細化、高集積化の進展に伴い、超薄膜形成や
超薄層エツチング等の表面処理プロセスに対する低温化
の要求が高まっている。これを実現するために、薄膜形
成に関しては光CVD法が、またエツチングに関しては
光誘起化学反応を利用する方法が注目されている。単原
子・単分子層ないしは数原子・数分子層レベルの超薄膜
形成方法として注目されているものに、原子層エピタキ
シャル法または分子層エピタキシャル法がある。詳細内
容は応用物理、第5巻、第6号、516ページ(1,9
84)や、日経エレクトロニクス、1984年9月10
日号、120ページに記載されている。この方法では薄
11;:j形成のための原料ガス(例えばGaAs薄膜
を成長させる場合は、トリメチルガリウムGa (CH
3hなどのガリウムを含む有機金属化合物のガスと、ア
ルシンAs83などのひ素を含むガス)を交互に反応室
に導き、一層づつ基板の表面に付着させ、この状態で上
記基板を加熱するとともに光照射を行うことにより、単
分子層ないしは数分子ハ1″?Iづつ結晶成長できるこ
とが知られている。そのため結晶成長の速度が遅いとい
う短所があるものの、結晶欠陥が極めて少ないすぐれた
膜成長ができるという長所がある。また、新しいエツチ
ング技術として光誘起化学反応を利用する方法が期待さ
れる最大の理由は、低温プロセスの実現、被エツチング
基板へのダメージの低減に加え、光照射部だけをエツチ
ングするという空間的な反応の選択性か向上する点にあ
ると考えられる。このような光アンストエツチングに関
しては、例えばSem1conductor Worl
d、 1984.11.103ページに詳しく記載され
ている。上記公知例においては、基板面に吸着したエツ
チングガスを光活性化することによって、上記基板面が
エツチングされることが明らかにされている。この現象
は観点を変えれば、エツチングガスの補給がない系では
吸着したエツチングガスが消耗された段階で、エツチン
グ反応が停止すると予測される。したがって被エツチン
グ基板に吸着させるエツチングガスの量をコントロール
するとともに、反応室空間内に残存するエツチングガス
を系外に排気した状態で、基板面の吸着ガスを光活性化
してエツチング反応を進行させると、単原子・単分子層
ないし数原子・数分子層レベルで制御された薄層エツチ
ングが可能になることを示唆している。
2. Description of the Related Art As semiconductors become smaller and more highly integrated, there is an increasing demand for lower temperatures in surface treatment processes such as ultra-thin film formation and ultra-thin layer etching. In order to achieve this, attention has been focused on the photo-CVD method for forming thin films, and for etching, methods that utilize photo-induced chemical reactions. Atomic layer epitaxial methods and molecular layer epitaxial methods are attracting attention as methods for forming ultra-thin films at the level of monoatomic/monolayer or several atomic/several molecular layers. For details, see Applied Physics, Volume 5, No. 6, page 516 (1, 9
84), Nikkei Electronics, September 10, 1984
The date is listed on page 120. In this method, a source gas for forming a thin 11;:j (for example, when growing a GaAs thin film, trimethylgallium Ga (CH
A gas of an organometallic compound containing gallium such as 3h and a gas containing arsenic such as arsine As83 are alternately introduced into the reaction chamber and deposited layer by layer on the surface of the substrate, and in this state the substrate is heated and irradiated with light. It is known that it is possible to grow a monomolecular layer or several molecules of crystal at a time by 1"?I. Therefore, although it has the disadvantage of slow crystal growth, it is possible to grow an excellent film with extremely few crystal defects. In addition, the main reason why a method using light-induced chemical reactions is expected to be used as a new etching technology is that it enables low-temperature processing, reduces damage to the substrate to be etched, and etches only the light-irradiated area. This is thought to improve the spatial selectivity of the reaction.For example, the Sem1conductor World
d, 1984.11.103 page in detail. In the above-mentioned known example, it is revealed that the substrate surface is etched by photoactivating the etching gas adsorbed on the substrate surface. Looking at this phenomenon from a different perspective, it is predicted that in a system without replenishment of etching gas, the etching reaction will stop when the adsorbed etching gas is consumed. Therefore, while controlling the amount of etching gas adsorbed onto the substrate to be etched and exhausting the etching gas remaining in the reaction chamber to the outside of the system, the adsorbed gas on the substrate surface is photoactivated to allow the etching reaction to proceed. This suggests that controlled thin layer etching at the level of a single atom/monolayer or a few atoms/a few molecules is possible.

しかしながら゛、上記薄膜形成方法および薄層エツチン
グ方法では、基板面に薄膜が形成されまたはエツチング
反応が進行すると同時に、これらの反応室に設けられた
光透過窓の内側にも同様の光化学反応が誘起されるため
、それぞれの反応の経過とともに反応の生成物が上記光
透過窓に付着するなどして、光透過窓における光の透過
率が低下し上記光化学反応が阻害されるという欠点があ
った。
However, in the thin film forming method and thin layer etching method described above, at the same time that a thin film is formed on the substrate surface or the etching reaction progresses, a similar photochemical reaction is induced inside the light transmission window provided in these reaction chambers. Therefore, as each reaction progresses, reaction products adhere to the light transmission window, resulting in a decrease in the light transmittance of the light transmission window and the drawback that the photochemical reaction is inhibited.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、反応室に設けられた光エネルギー照射用の光
透過窓が汚れ、光透過率が低下することを排除して、長
期間継続して高精度な薄膜形成または薄膜エツチングが
行える表面処理方法を得ることを目r白とする。
The present invention provides a surface treatment that eliminates the possibility that the light transmitting window for light energy irradiation provided in the reaction chamber becomes dirty and the light transmittance decreases, and enables high-precision thin film formation or thin film etching over a long period of time. My goal is to find a method.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するために、本発明による表面処理方法
は、第1反応室と第2反応室とを設け、上記第1反応室
で基板面に原料ガスを吸着させる工程と、第2反応室で
上記基板面に光エネルギーを照射する工程とを有するこ
とにより、光エネルギーを照射する光透過窓の透過率の
低下を防ぎ、単原子・単分子層ないし数原子・数分子層
レベルの超薄膜の形成または超薄層のエツチングを行う
方法である。
In order to achieve the above object, the surface treatment method according to the present invention includes a first reaction chamber and a second reaction chamber, and a step of adsorbing a source gas onto the substrate surface in the first reaction chamber, and By including the step of irradiating light energy onto the substrate surface, a decrease in the transmittance of the light transmission window to which the light energy is irradiated is prevented, and an ultra-thin film at the level of a single atom/mono-molecular layer or several atoms/several molecular layers is formed. This method involves forming a thin layer or etching an ultra-thin layer.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明による表面処理方法の第1実施例を示す
装置の構成図、第2図は本発明の第2実施例を示す装置
の構成図、第3図は本発明の第3実施例を示す装置の構
成図、第4図は本発明の第4実施例を示す装置の構成図
、第5図は本発明の第5実施例を示す部分説明図、第6
図は本発明の第6実施例を示す部分説明図、第7図は本
発明の第7実施例を示す部分説明図、第8図は本発明の
第8実施例を示す部分説明図、第9図は本発明の第9実
施例を示す部分説明図である。第1図に示す第1実施例
において、第1反応室1に隣接して第2反応室2を設け
、上記第1反応室1には原料ガス源3から弁8を介して
原料ガスを供給し、基板4を内部に設置している。光源
5から出射した光はレンズ6を介して光透過窓7から第
2反応室2に入射する。上記第1反応室Iおよび第2反
応室2は、その間を開閉できる隔壁12で区分され、弁
9および10を介してそれぞれ排気装置11に接続され
ている。本実施例において基板4上に薄膜を形成する場
合は、まず基板4を第1反応室1内に設置した状態で弁
9を開き上記第1反応室1内を真−空排気する。つぎに
原料ガス源3から弁8を通して原料ガスを第1反応室1
に導き、基板4の表面に上記原料ガスを吸着させたのち
、余分に残留する原料ガスを弁9を開いて排気する。そ
の後、隔壁12を開き搬送装置(図示せず)により基板
4をあらかじめ真空排気された第2反応室2に移動し、
図の4′の状態に保持して、光源5の光をレンズ6、光
透過窓7を通して上記基板4′に照射し、該基板4′上
に単原子・単分子層ないし数原子・数分子層レベルの超
薄膜を形成する。上記超薄膜形成の過程で生成するガス
は弁10を開いて排気装置11で排気する。本実施例に
よって所望の膜厚を得るには。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus showing a first embodiment of the surface treatment method according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an apparatus showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a device showing a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a configuration diagram of an apparatus showing a fourth embodiment of the present invention; FIG. 5 is a partial explanatory diagram showing a fifth embodiment of the present invention; FIG.
7 is a partial explanatory diagram showing a seventh embodiment of the present invention. FIG. 8 is a partial explanatory diagram showing an eighth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partial explanatory diagram showing a ninth embodiment of the present invention. In the first embodiment shown in FIG. 1, a second reaction chamber 2 is provided adjacent to the first reaction chamber 1, and raw material gas is supplied to the first reaction chamber 1 from a raw material gas source 3 via a valve 8. A board 4 is installed inside. The light emitted from the light source 5 enters the second reaction chamber 2 through the light transmission window 7 via the lens 6. The first reaction chamber I and the second reaction chamber 2 are separated by a partition wall 12 that can be opened and closed between them, and are connected to an exhaust device 11 via valves 9 and 10, respectively. In this embodiment, when forming a thin film on the substrate 4, the substrate 4 is placed in the first reaction chamber 1, and the valve 9 is opened to evacuate the first reaction chamber 1. Next, the raw material gas is supplied from the raw material gas source 3 to the first reaction chamber 1 through the valve 8.
After the raw material gas is adsorbed onto the surface of the substrate 4, the remaining raw material gas is exhausted by opening the valve 9. After that, the partition wall 12 is opened and the substrate 4 is moved to the second reaction chamber 2 which has been evacuated in advance by a transfer device (not shown).
The substrate 4' is held in the state 4' in the figure, and the light from the light source 5 is irradiated onto the substrate 4' through the lens 6 and the light transmission window 7. Forms ultra-thin films at the layer level. Gas generated during the process of forming the ultra-thin film is exhausted by an exhaust device 11 by opening the valve 10. How to obtain the desired film thickness using this example.

基板4′を再び第1反応室1に戻し、上記のプロセスを
繰返して行えばよい。
The substrate 4' may be returned to the first reaction chamber 1 again and the above process may be repeated.

なお、上記原料ガスにエツチングガスを用いれば、同様
のプロセスで超薄層のエツチングを行うことができ、こ
れを繰返すことにより所望の深さのエツチングを得るこ
とができる。上記エツチングガスとしては、半導体のド
ライエツチングで多用されているハロゲン元素を含むガ
スが適している。
Incidentally, if an etching gas is used as the source gas, an ultra-thin layer can be etched by the same process, and etching to a desired depth can be obtained by repeating this process. As the etching gas, a gas containing a halogen element, which is often used in dry etching of semiconductors, is suitable.

第2図に示す第2実施例は、薄膜を形成するための原料
ガス源が複数種類ある場合の一例で、第2図は2種類の
原料ガス源13.14を示しており、例えばGa As
のような2元系の薄膜を形成するのに有効である。Ga
Asの結晶成長を行う場合を一例として示せば、原料ガ
ス源13にはアルシン(As H3)、原料ガス源14
にはトリメチルガリウム[Ga (CH3)3 ]を用
いればよい。第2実施例で薄膜を形成する場合は第1実
施例と同様のプロセスを踏襲すればよく、基板4を内蔵
する第1反応室1を真空排気したのち弁15を開いて第
1の原料ガス源13からAsH2をリークさせて基板4
の表面に吸着させ、残留ガスは弁9を経て排気する。つ
ぎに弁16を開いて第2原料ガス源14からGa (C
H3)3をリークさせて基板4に吸着させる。その後上
記第1反応室]の残留ガスを弁9を経て排気し、隔壁1
2を開いて基板4.をあらかじめ真空排気された第2反
応室2の基板4′の位置に移動する。そして光源5から
の光をレンズ6を経て光透過窓7から基板4′」二に照
射して、該基板4′上に単原子・単分子層ないし数原子
・数分子層の超薄膜を形成する。
The second embodiment shown in FIG. 2 is an example in which there are multiple types of source gas sources for forming a thin film. FIG. 2 shows two types of source gas sources 13 and 14, for example GaAs
It is effective for forming binary thin films such as. Ga
To take the case of As crystal growth as an example, the raw material gas source 13 contains arsine (As H3), the raw material gas source 14 contains
Trimethylgallium [Ga(CH3)3] may be used for this purpose. When forming a thin film in the second embodiment, it is sufficient to follow the same process as in the first embodiment. After the first reaction chamber 1 containing the substrate 4 is evacuated, the valve 15 is opened and the first raw material gas is AsH2 leaks from the source 13 and the substrate 4
The residual gas is adsorbed onto the surface of the gas, and the residual gas is exhausted through the valve 9. Next, the valve 16 is opened to supply Ga (C
H3) 3 is leaked and adsorbed onto the substrate 4. After that, the residual gas in the first reaction chamber is exhausted through the valve 9, and the partition wall 1
2.Open the board 4. is moved to the position of the substrate 4' in the second reaction chamber 2, which has been evacuated in advance. Then, the light from the light source 5 passes through the lens 6 and is irradiated onto the substrate 4' from the light transmission window 7 to form an ultra-thin film of a single atom/monomolecular layer or several atomic/several molecular layers on the substrate 4'. do.

膜の形成過程で生成されるガスは弁10を経て排気装置
11により排気する。本実施例により所望の膜厚を得る
ためには、基板4′を再び第1反応室1に戻してL記プ
ロセスを繰返して行う。
Gas generated during the film formation process is exhausted by an exhaust device 11 via a valve 10. In order to obtain a desired film thickness according to this embodiment, the substrate 4' is returned to the first reaction chamber 1 and the process L is repeated.

上記実施例は、第1の原料ガスを基板4に吸着し、排気
したのち第2の原料ガスを吸着させる方法を記したが、
第1.第2の各原料ガスを所望の割合で混合したのちに
第1反応室lに導き、基板4に吸着させてもよい。この
場合は基板4の表面に原料ガスを吸着させる工程が短縮
される。
The above embodiment describes a method in which the first source gas is adsorbed onto the substrate 4, and then the second source gas is adsorbed after exhausting.
1st. The second raw material gases may be mixed in a desired ratio and then introduced into the first reaction chamber 1 to be adsorbed onto the substrate 4. In this case, the step of adsorbing the source gas onto the surface of the substrate 4 is shortened.

上記実施例は2元系結晶薄膜の形成について記したが、
3元系結晶を形成させる場合は、さらに別の原料ガス源
を導入して上記同様のプロセスを経て達成される。すな
わち原料ガスとして、例えばアルシン(AsH3)、)
リメチルカリウA(Ga(CH3)3’:lとトリメチ
ルアルミニウム(N!(CH3)3 )とを原料ガスと
して用い、真空排気した第1反応室l内においてこれら
の原料ガスを順次基板4に付着させたのち、第2反応室
2で光エネルギーを照射すれば、上記基板上にGa k
e Asの超薄膜を得ることができる。
The above embodiment described the formation of a binary crystal thin film, but
In the case of forming a ternary crystal, it is achieved by introducing another raw material gas source and performing the same process as above. That is, as a raw material gas, for example, arsine (AsH3),
Limethylpotassium A (Ga(CH3)3':l and trimethylaluminum (N!(CH3)3) are used as raw material gases, and these raw material gases are sequentially deposited on the substrate 4 in the evacuated first reaction chamber l. Afterwards, when light energy is irradiated in the second reaction chamber 2, Ga k
e An ultra-thin film of As can be obtained.

第3図に示す第3実施例は、第2反応室2の基板4′に
対向した位置に所望のパタンを描いたマスクI7を設置
し、該マスク17を介して光源5からの光を照射し、基
板4′上の光が照射された部分に選択的に所望のパタン
の薄膜を形成するのに有効である。本実施例の装置構成
は、上記マスク17を除き第1実施例と同様であり、所
望のパタンの薄膜を基板上に形成する場合は、上記第1
実施例のプロセスを踏襲する。すなわち第1反応室1で
原料ガスを吸着させた基板4を第2反応室2に搬送し、
所望のパタンを描いたマスク17と対向させて設置し、
第2反応室2の光透過窓7を通過した光を上記マスク1
7を通して基板4′に照射すればよい。所望のパタンの
薄膜を所望の厚さに成長させるためには、上記第2反応
室2で光照射した基板4′を再び第1反応室lに戻し、
原料ガスの吸着から第2反応室2における光照射までの
工程を繰返して行−えばよいが、この場合、上記マスク
17と基板4′との相対的な位置関係が常に一定になる
ように、正確な位置合わせを行うことか必要である。
In the third embodiment shown in FIG. 3, a mask I7 with a desired pattern is installed at a position facing the substrate 4' of the second reaction chamber 2, and light from a light source 5 is irradiated through the mask 17. However, it is effective for selectively forming a thin film with a desired pattern on the portions of the substrate 4' that are irradiated with light. The apparatus configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the mask 17, and when forming a thin film with a desired pattern on a substrate, the first
Follow the process of the example. That is, the substrate 4 on which the raw material gas has been adsorbed in the first reaction chamber 1 is transported to the second reaction chamber 2,
It is placed facing the mask 17 on which the desired pattern is drawn,
The light passing through the light transmission window 7 of the second reaction chamber 2 is transferred to the mask 1.
It is sufficient to irradiate the substrate 4' through the light beam 7. In order to grow a thin film with a desired pattern to a desired thickness, the substrate 4' that has been irradiated with light in the second reaction chamber 2 is returned to the first reaction chamber l.
The process from adsorption of the raw material gas to light irradiation in the second reaction chamber 2 may be repeated, but in this case, the steps are performed so that the relative positional relationship between the mask 17 and the substrate 4' is always constant. It is necessary to perform accurate positioning.

なお、上記原料ガスにエツチングガスを用いて。Note that etching gas was used as the raw material gas.

該エツチングカスを第1反応室lで基板4に吸着させ、
第2反応室2で上記マスク17を通した光を基板に照射
すれば、所望のパタンのエツチングを選択的に行うこと
ができる。
The etching residue is adsorbed onto the substrate 4 in the first reaction chamber 1,
By irradiating the substrate with light that has passed through the mask 17 in the second reaction chamber 2, a desired pattern can be selectively etched.

第4図に示す第4実施例は、第1反応室lから第2反応
室2に搬送されてきた原料ガスを吸着した基板4′の表
面に、細く絞ったレーザ光18を照射して、該レーザ光
18が照射された部分で選択的に薄膜を成長させる場合
あるいは選択的に薄層をエツチングする場合に使用する
。上記レーザ光18以外は第1図に示した第1実施例と
同じ構成であって、薄膜形成あるいは薄層エツチングの
工程も上記第1実施例と同様である。本実施例によって
所望のパタンを描(場合は、第2反応室2において基板
4′を支持する基板台(図示せず)を基板4′の上面に
平行な2次元方向に走査するとよい。本実−施例で所望
のパタン膜を所望の厚さに成長させるか、所望のパタン
を所望の深さにエツチングするには、第1反応室1にお
ける原料ガスの吸着から第2反応室2におけるレーザ光
18の照射までのプロセスの繰返しが必要であるが、そ
の際に基板4′の面上の同一場所を繰返しレーザ光18
で照射することが必要であるから、コンピュータによる
デザイン手法を導入することが有効である。なお本実施
例により薄層の選択エツチングを行う場合は、原料ガス
として例えばノ\ロゲン元素を含むガスなトノエツチン
グガスを使用する。
In the fourth embodiment shown in FIG. 4, a finely focused laser beam 18 is irradiated onto the surface of a substrate 4' that has adsorbed the raw material gas transported from the first reaction chamber 1 to the second reaction chamber 2. It is used when selectively growing a thin film or selectively etching a thin layer in the area irradiated with the laser beam 18. The structure other than the laser beam 18 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the process of forming a thin film or etching a thin layer is also the same as that of the first embodiment. To draw a desired pattern according to this embodiment, it is preferable to scan the substrate stand (not shown) that supports the substrate 4' in the second reaction chamber 2 in a two-dimensional direction parallel to the upper surface of the substrate 4'. In the Examples, in order to grow a desired pattern film to a desired thickness or to etch a desired pattern to a desired depth, the process starts from adsorption of the raw material gas in the first reaction chamber 1 to adsorption in the second reaction chamber 2. It is necessary to repeat the process up to the irradiation of the laser beam 18, but at this time, the same place on the surface of the substrate 4' is repeatedly irradiated with the laser beam 18.
Since it is necessary to perform irradiation using a computer, it is effective to introduce a computer-based design method. In addition, when performing selective etching of a thin layer according to this embodiment, a gaseous etching gas containing, for example, a norogen element is used as the raw material gas.

第5図に示す第5実施例は、上記第4実施例において基
板台を基板4′の面に水平な2次元方向に走査して所望
の薄膜像を得た代りに、固定した基板4′に対して、ホ
トカプラを走査させて所望の薄膜像を得る装置の要部例
を示す。上記要部例ではホトカプラ21が第2反応室の
外に位置するが、これに限定されるものではない。上記
実施例においては、レーザ光19が光フアイバケーブル
20でマイクロレンズ等を組込んだホトカプラ21に送
られ、−該ホトカプラ21の先端から出射するレーザ光
19が基板4′を照射する。固定具22で支持されたホ
トカプラ21はコントロールユニット23の働きによっ
て移動し、その結果、原料ガスを吸着した基板4′の面
上に所望のパタンの薄膜を形成し、または所望のパタン
の薄層をエツチングすることができる。
In the fifth embodiment shown in FIG. 5, instead of scanning the substrate table in a two-dimensional direction horizontal to the surface of the substrate 4' to obtain a desired thin film image in the fourth embodiment, a fixed substrate 4' An example of the main parts of an apparatus that scans a photocoupler to obtain a desired thin film image is shown below. Although the photocoupler 21 is located outside the second reaction chamber in the above example of the main part, the present invention is not limited thereto. In the embodiment described above, the laser beam 19 is sent through an optical fiber cable 20 to a photocoupler 21 incorporating a microlens or the like, and the laser beam 19 emitted from the tip of the photocoupler 21 irradiates the substrate 4'. The photocoupler 21 supported by the fixture 22 is moved by the action of the control unit 23, and as a result, forms a thin film with a desired pattern on the surface of the substrate 4' that has adsorbed the source gas, or forms a thin film with a desired pattern. can be etched.

なお、エツチングを行う場合は、原料ガスとしてエツチ
ングガスを使用する。
Note that when etching is performed, an etching gas is used as the source gas.

第6図に示す第6実施例は2つのレーザビームを干渉さ
せ、その除虫じる干渉縞を利用して、基板面上に微細な
縞状のパタンを形成し、該パタンに対応した形状の薄膜
の形成または薄層のエツチングを行う方法で、(a)は
この装置の要部構成を示す図で、第2反応室においてレ
ーザ光の干渉縞により光エネルギを照射する機構以外は
省略してあり、(b)は縞状のパタンを示す図である。
In the sixth embodiment shown in FIG. 6, two laser beams are made to interfere, and the interference fringes are used to form a fine striped pattern on the substrate surface, and a shape corresponding to the pattern is formed. This is a method of forming a thin film or etching a thin layer. (a) is a diagram showing the configuration of the main parts of this device, with parts other than the mechanism for irradiating optical energy using interference fringes of laser light in the second reaction chamber being omitted. (b) is a diagram showing a striped pattern.

第6図(alにおいて、レーザ光源24から放射された
レーザビーム25はハーフミラ−26により2本のレー
ザビーム27と28に分割される。分割されたレーザビ
ームのうち、上記ハーフミラ−26を透過するレーザビ
ーム27はミラー29,30.31でそれぞれ反射され
てレーザビーム32となり、上記ハーフミラ−26で反
射したレーザビーム28はミラー33.34でそれぞれ
反射してレーザビーム35となり、これら2つのレーザ
ビーム32と35とは互に干渉し基板4′の表面に干渉
縞36を形成する。上記干渉縞36の明るい部分37で
は吸着している原料ガスが活性化され、この部分で薄膜
形成反応が進行することになる。上記干渉縞の形成には
、上記各実施例と同様に第1反応室の真空排気、原料ガ
スの基板への吸着、残留ガスの排気、および第2反応室
に基板を搬送するなどの前工程がそれぞれ実施される。
In FIG. 6 (al), a laser beam 25 emitted from a laser light source 24 is split into two laser beams 27 and 28 by a half mirror 26. Of the split laser beams, only one laser beam passes through the half mirror 26. The laser beam 27 is reflected by mirrors 29 and 30.31, respectively, to become a laser beam 32, and the laser beam 28 reflected by the half mirror 26 is reflected by mirrors 33, 34, respectively, to become a laser beam 35, and these two laser beams 32 and 35 interfere with each other to form interference fringes 36 on the surface of the substrate 4'.The adsorbed raw material gas is activated in the bright part 37 of the interference fringes 36, and the thin film forming reaction progresses in this part. To form the interference fringes, the first reaction chamber is evacuated, the raw material gas is adsorbed onto the substrate, the residual gas is evacuated, and the substrate is transferred to the second reaction chamber, as in each of the above embodiments. Pre-processes such as

また、原料ガスとして適当なエツチングガスを使用すれ
ば、干渉縞がある基板の明るい部分では吸着されたエツ
チングガスが活性化され、そのため光誘起エツチング反
応が進行し、基板上に微細な縞状のエツチングを行うこ
とができる。
In addition, if an appropriate etching gas is used as the raw material gas, the adsorbed etching gas will be activated in the bright areas of the substrate where interference fringes are present, and the photo-induced etching reaction will proceed, resulting in fine stripes on the substrate. Etching can be performed.

第7図に示す第7実施例は、縮小投影露光系によって、
第2反応室の原料ガスを吸着した基板に所望のパタンを
照射する場合の部分構成を示したものである。第2反応
室2内に上記基板が搬送されるまでの工程は上記各実施
列と同様であり、第2反応室2においては、露光用光源
5からマスク38を通過した光は縮小レンズ39に入り
、該縮小レンズ39を出た光は、上記マスク38に描か
れたパタンの縮小パタンを形成して原料ガスを吸着した
基板4′に投影照射する。したがって上記基板4′の面
上にはマスク38のパタンに対応した薄膜を形成するこ
とができ、上記原料ガスにエツチングガスを用いること
により基板4′の面上にマスク38のパタンに対応、し
た薄層をエツチングすることができる。
The seventh embodiment shown in FIG. 7 uses a reduction projection exposure system to
This figure shows a partial configuration when a desired pattern is irradiated onto the substrate adsorbing the source gas in the second reaction chamber. The process until the substrate is transported into the second reaction chamber 2 is the same as in each of the above-mentioned rows. The light that enters and exits the reduction lens 39 forms a reduced pattern of the pattern drawn on the mask 38 and projects and irradiates the substrate 4' on which the source gas has been adsorbed. Therefore, a thin film corresponding to the pattern of the mask 38 can be formed on the surface of the substrate 4', and by using etching gas as the raw material gas, a thin film corresponding to the pattern of the mask 38 can be formed on the surface of the substrate 4'. Thin layers can be etched.

第8図に示す第8実施例は、基板の搬送を効率よく行い
、薄膜形成または薄層エツチングの処理速度を早くする
ための一方法を示すもので、第1反応室40と第2反応
室41とを環状に形成し、上記第1反応室40に基板を
導入する前置室42と、第2反応室41で薄膜形成また
は薄層エツチングが完了した基板を搬出する後置室43
とを、第1反応室4゜の先端および第2反応室41の末
端に設けている。
The eighth embodiment shown in FIG. 8 shows a method for efficiently transporting the substrate and increasing the processing speed of thin film formation or thin layer etching. 41 is formed in an annular shape, and includes a pre-chamber 42 for introducing a substrate into the first reaction chamber 40, and a post-chamber 43 for carrying out the substrate on which thin film formation or thin layer etching has been completed in the second reaction chamber 41.
are provided at the tip of the first reaction chamber 4° and at the end of the second reaction chamber 41.

一本実施例により薄膜形成または薄層エツチングを行う
場合は、まず前置室42と第1反応室40との間の隔壁
44が開き、前置室42で設置された基板は搬送装置に
より順次第1反応室40に導入される。この際、前置室
42に設置された基板45は最初の移動で基板46の位
置に、また基板46は基板47の位置に進む。上記環状
に形成された搬送装置上の各基板は搬送機構(図示せず
)の働きで時計方向に順次移動する。基板の搬送が進み
、上記前置室42に設置されていた基板46が第1反応
室40の末端48の位置に到達したときに搬送が停止し
、同時に隔壁44とさらに第1反応室40と第2反応室
41との間の隔壁50および51が閉じる。つぎに第1
反応室40内の圧力を真空に保ったのち上記第1反応室
40に原料ガスを導き、基板47から基板48に至る各
基板の表面に上記原料ガスを吸着させる。その後第1反
応室40に残留する原料ガスを排気し、再び上記各隔壁
44,50.51を開き基板の搬送を開始する。この時
点では第2反応室41内があらかじめ真空排気されてい
ることが望ましい。そして第1反応室40内に位置して
いた基板48が第2反応室41の末端52の位11′1
に到達したとき搬送を停止し、同時に隔壁44゜50.
5]を閉じ、つづいて第1反応室40内に原料ガスを導
入し新しく第1反応室40に搬送された各基板面に原料
ガスを吸着させる工程と、吸着後の残留ガスを排気する
工程とを実施する。その間に第2反応室41では室内を
排気しながら同室内に導入された基板面に光エネルギー
を照射して、上記各基板面における薄膜形成あるいは薄
層エツチングの反応を進行させる。薄層エツチングの原
料ガスにはエツチングガスを使用する。各基板面に所望
の厚さの薄膜を形成しまたは所望の深さの薄層をエラ・
チッグする場合には、前置室42から第1反応室40に
基板を搬送するステップを停止し、隔壁44を閉じた状
態で隔壁50および51を開き、上記環状の搬送装置を
動かして第1反応室40の基板48が第2反応室41の
基板52の位置に、また第2反応室41のJ、(板52
が第1反応室40の基板48の位置に到達するまで前進
させる。この際基板の搬送装置の進行方向は時計回りで
も反時計回りであってもよい。
When forming a thin film or etching a thin layer according to this embodiment, first the partition wall 44 between the pre-chamber 42 and the first reaction chamber 40 is opened, and the substrates placed in the pre-chamber 42 are sequentially transferred by a transfer device. It is introduced into the first reaction chamber 40. At this time, the substrate 45 installed in the pre-chamber 42 is first moved to the position of the substrate 46, and the substrate 46 is advanced to the position of the substrate 47. Each substrate on the annularly formed transport device is sequentially moved clockwise by the action of a transport mechanism (not shown). The conveyance of the substrate progresses, and when the substrate 46 installed in the pre-chamber 42 reaches the position of the end 48 of the first reaction chamber 40, the conveyance stops, and at the same time, the partition wall 44 and the first reaction chamber 40 are separated from each other. The partition walls 50 and 51 between the second reaction chamber 41 are closed. Next, the first
After maintaining the pressure in the reaction chamber 40 at a vacuum, the raw material gas is introduced into the first reaction chamber 40, and the raw material gas is adsorbed onto the surface of each substrate from the substrate 47 to the substrate 48. Thereafter, the raw material gas remaining in the first reaction chamber 40 is exhausted, and the partition walls 44, 50, 51 are opened again to begin transporting the substrate. At this point, it is desirable that the inside of the second reaction chamber 41 be evacuated in advance. Then, the substrate 48 located in the first reaction chamber 40 is moved to the end 52 of the second reaction chamber 41 at position 11'1.
When it reaches the partition wall 44°50.
5], followed by a step of introducing the raw material gas into the first reaction chamber 40 and adsorbing the raw material gas onto the surface of each substrate newly transported to the first reaction chamber 40, and a step of exhausting the residual gas after adsorption. and implement. Meanwhile, the second reaction chamber 41 is evacuated and irradiated with light energy to the surfaces of the substrates introduced into the second reaction chamber 41 to advance the thin film formation or thin layer etching reaction on each of the substrate surfaces. Etching gas is used as the raw material gas for thin layer etching. Form a thin film of the desired thickness on each substrate surface or erase the thin layer of the desired depth.
In the case of ticking, the step of transporting the substrate from the pre-chamber 42 to the first reaction chamber 40 is stopped, the partition walls 50 and 51 are opened with the partition wall 44 closed, and the annular transport device is moved to transfer the substrate to the first reaction chamber 40. The substrate 48 of the reaction chamber 40 is located at the position of the substrate 52 of the second reaction chamber 41, and the J, (plate 52 of the second reaction chamber 41)
is advanced until it reaches the position of the substrate 48 in the first reaction chamber 40. At this time, the direction of movement of the substrate transport device may be clockwise or counterclockwise.

上記の位置にそれぞれの基板が到達したら隔壁50およ
び51を閉じ、第1反応室40に原料ガスを導き第1反
応室40内の基板面に原料ガスを吸着させたのち、上記
反応室40内に残留する原料ガスを排気する。その間に
第2反応室41においては排気を行いながら第2反応室
41内の基板面に光エネルギーを照射し、上記基板面に
おける薄膜形成反応または薄層エツチングを進行させる
。基板上の薄膜の厚さまたは薄層の深さが所望の値に達
するまで上記各工程を繰返して行うが、その間前置室4
2と第1反応室40との間の隔壁44を閉じた状態にし
て、前置室42から第1反応室40に対する基板の供給
を停止する。上記繰返しのプロセスが完了し基板面に所
望の厚さの薄膜形成または所望の深さの薄層エツチング
が行われたら、隔壁44,50.51に加え第2反応室
41と後置室43との間の隔壁53を開き、全工程の搬
送機構を始動させる。このとき第2反応室41に置かれ
てい・たすべての基板は、最早第1反応室40に戻るこ
となく順次後置室43に移動する。
When each substrate reaches the above position, the partition walls 50 and 51 are closed, the raw material gas is introduced into the first reaction chamber 40 and the raw material gas is adsorbed on the substrate surface in the first reaction chamber 40, and then inside the reaction chamber 40. Exhaust the remaining raw material gas. During this time, while the second reaction chamber 41 is being evacuated, light energy is irradiated onto the substrate surface within the second reaction chamber 41 to advance a thin film forming reaction or thin layer etching on the substrate surface. The above steps are repeated until the thickness of the thin film on the substrate or the depth of the thin layer reaches a desired value, while the pre-chamber 4
The partition wall 44 between the pretreatment chamber 2 and the first reaction chamber 40 is closed, and the supply of substrates from the pretreatment chamber 42 to the first reaction chamber 40 is stopped. When the above-mentioned repeated process is completed and a thin film of a desired thickness is formed on the substrate surface or a thin layer is etched to a desired depth, in addition to the partition walls 44, 50, 51, the second reaction chamber 41 and the rear chamber 43 are etched. The partition wall 53 between them is opened, and the transport mechanism for the entire process is started. At this time, all the substrates placed in the second reaction chamber 41 no longer return to the first reaction chamber 40, but move one after another to the rear chamber 43.

つまり第2反応室41の末端に位置した基板52が最初
のステンプで後置室43の基板54の位置に、次のステ
ップでは基板55の位置に進行し、第2反応室41の基
板56が上記後置室43の基板54の位置にくるまで継
続される。この間に第1反応室40の全べての基板は第
2反応室41内に移動し、第1反応室40には前置室4
2内に置かれた新しい基板が導入されている。ここで第
1反応室40から第2反応室41に新たに導かれた基板
56から52については、所望の薄膜形成回数をN回で
あると仮定すれば、既にN−1回の薄膜形成が行われた
状態にある。したがって第2反応室41内の上記基板5
6〜52については最後の光エネルギー照射の工程を実
施すれば薄膜形成のすべての工程が完了するので、引続
き上記基板56〜52を後置室43に搬送する工程へと
進めることかできる。エツチングについても全く同様で
ある。
In other words, the substrate 52 located at the end of the second reaction chamber 41 advances to the position of the substrate 54 in the rear chamber 43 in the first step, and to the position of the substrate 55 in the next step, and the substrate 56 of the second reaction chamber 41 advances to the position of the substrate 55 in the next step. The process continues until the substrate 54 in the rear chamber 43 is reached. During this time, all the substrates in the first reaction chamber 40 are moved into the second reaction chamber 41, and the first reaction chamber 40 has a front chamber 4.
A new board placed within 2 has been introduced. Here, regarding the substrates 56 to 52 newly introduced from the first reaction chamber 40 to the second reaction chamber 41, assuming that the desired number of times of thin film formation is N times, the thin film has already been formed N-1 times. It is in the state of being done. Therefore, the substrate 5 in the second reaction chamber 41
As for the substrates 56 to 52, all thin film formation steps are completed by performing the final light energy irradiation step, so the process can proceed to the step of transporting the substrates 56 to 52 to the rear chamber 43. The same applies to etching.

本実施例に記したような基板の搬送機構を導入すること
によって、第2反応室41内で基板に光エネルギーを照
射する工程を実施する間に、第1反応室において別の基
板に原料ガスを吸着させるニー程を並行して実施できる
ため、膜形成または層エツチングのスループットを早め
ることが可能である。
By introducing the substrate transport mechanism described in this embodiment, while the process of irradiating the substrate with light energy in the second reaction chamber 41 is carried out, the raw material gas is transferred to another substrate in the first reaction chamber. Since the knee step for adsorbing can be carried out in parallel, it is possible to speed up the throughput of film formation or layer etching.

第9図に示す第9実施例は、上記第8実施例と同様に薄
膜形成または薄層エツチングのスループットを高めるの
に有効な方法である。本実施例では、排気管57および
58で常に真空排気されている第1室59および第2室
60と、常に原料ガスが注入。
The ninth embodiment shown in FIG. 9, like the eighth embodiment, is an effective method for increasing the throughput of thin film formation or thin layer etching. In this embodiment, the first chamber 59 and the second chamber 60 are always evacuated by exhaust pipes 57 and 58, and raw material gas is always injected.

管61から供給されている第3室62と、常に真空排気
されている第4室63とをそれぞれ隣接してなる第1反
応室に、光源5からレンズ6を通して放射される光エネ
ルギーを光透過窓7から導入し基板4′に照射する第2
反応室である第5室64をさらに隣接し、上記隣接した
各室間には開閉可能な隔壁65、66、67、68をそ
れぞれ設け、上記各隔壁65,66゜67.68の開閉
をタイミングよく行い、これらの各室内に基板を搬送す
る装置(図示せず)と、これらを動作させるプログラミ
ングとを備えている。
Light energy emitted from the light source 5 through the lens 6 is transmitted through the lens 6 into the first reaction chamber, which is formed by adjoining a third chamber 62 supplied from a tube 61 and a fourth chamber 63 which is constantly evacuated. The second beam is introduced through the window 7 and irradiates the substrate 4'.
A fifth chamber 64 serving as a reaction chamber is further adjacent to each other, and partition walls 65, 66, 67, and 68 that can be opened and closed are provided between each of the adjacent chambers, and the opening and closing of each of the partition walls 65, 66, 67, and 68 is controlled by timing. The device is typically equipped with equipment (not shown) for transporting substrates into each of these chambers and programming for operating them.

第1室5つおよび第2室60で十分排気状態に保たれた
基板4が第3室62に搬送され、上記基板4の−而に対
する原料ガスの吸着工程が完了すると、第3室62と第
4室63との隔壁67が開き、原料ガスを吸着した基板
4′は第4室63に移され、この搬送が終った時点で上
記隔壁67が閉じる。この間第3室62の原料ガスは第
4室63に拡散するが、第4室63と第5室64との間
の隔壁68が閉じられているので、上記原料ガスが光透
過窓7を有する第5室64に流入することはない。隔壁
67が閉じられると第4室63に拡散流入した原料ガス
は排気管69を通して速やかに真空排気され第4室63
では気相状態で検知されなくなる。一方、第3室62に
は第2室60から新しい基板4の搬送が行われ、その際
隔壁66が開けられるが、第1室59と第2室60との
隔壁65が閉じているので第3室62から流入する原料
ガスが第1室59に流入、することはない。第2室60
から第3室62への基板搬送が完了すると隔壁66は閉
じられ、第2室60は常時真空排気されているので直ち
に真空状態に戻り、その後第1室59と第2室60との
間の隔壁が開き、新しい基板4が第1室5つから第2室
60に供給される。
The substrates 4 kept in a sufficiently exhausted state in the five first chambers and the second chamber 60 are transferred to the third chamber 62, and when the process of adsorbing the raw material gas onto the substrates 4 is completed, the third chamber 62 and The partition wall 67 between the fourth chamber 63 and the fourth chamber 63 is opened, and the substrate 4' adsorbing the source gas is transferred to the fourth chamber 63. At the end of this transfer, the partition wall 67 is closed. During this time, the source gas in the third chamber 62 diffuses into the fourth chamber 63, but since the partition wall 68 between the fourth chamber 63 and the fifth chamber 64 is closed, the source gas has the light transmission window 7. It does not flow into the fifth chamber 64. When the partition wall 67 is closed, the raw material gas that has diffused and flowed into the fourth chamber 63 is quickly evacuated through the exhaust pipe 69 and left in the fourth chamber 63.
In this case, it becomes undetectable in the gas phase. On the other hand, a new substrate 4 is transferred from the second chamber 60 to the third chamber 62, and at that time the partition wall 66 is opened, but since the partition wall 65 between the first chamber 59 and the second chamber 60 is closed, The raw material gas flowing from the third chamber 62 does not flow into the first chamber 59. 2nd room 60
When the substrate transfer from the first chamber 59 to the third chamber 62 is completed, the partition wall 66 is closed, and since the second chamber 60 is constantly evacuated, the vacuum state is immediately restored, and the space between the first chamber 59 and the second chamber 60 is then closed. The partition wall opens and new substrates 4 are supplied from the five first chambers to the second chamber 60.

他方、第2反応室である第5室64では光エネルギーを
基板4′に照射して薄膜形成を行うが、を記第4室63
から第5室64への基板4′の搬送は、第4室63の気
相中に原料ガスが残存しない状態になってから行われる
ため、第4室63と第5室64との隔壁68が開かれて
も原料ガスが第5室64に流入することはない。上記の
ような装置構成をもつことにより、プロセスの工程にお
いて原料ガスの導入・停止のステップをなくすことがで
き、実際のプロセスに適した流れ作業を実施することが
できる。
On the other hand, in the fifth chamber 64, which is the second reaction chamber, light energy is irradiated onto the substrate 4' to form a thin film.
Since the substrate 4' is transferred from the 4th chamber 63 to the 5th chamber 64 after no source gas remains in the gas phase of the 4th chamber 63, the partition wall 68 between the 4th chamber 63 and the 5th chamber Even if the chamber is opened, the raw material gas will not flow into the fifth chamber 64. By having the apparatus configuration as described above, it is possible to eliminate the steps of introducing and stopping the raw material gas in the process step, and it is possible to implement flow operations suitable for the actual process.

なお本実施例をさらに拡張して上記第8実施例に示した
ような環状の搬送機構を具備すれば、所望の厚さの薄膜
形成または所望の深さの薄層エツチングを効率よく行う
ことができ、生産性の向上に有効である。
If this embodiment is further expanded to include an annular conveyance mechanism as shown in the eighth embodiment, it is possible to efficiently form a thin film of a desired thickness or etch a thin film of a desired depth. It is effective in improving productivity.

上記各実施例に示したように本発明による薄膜形成や薄
層エツチングの表面処理方法においては、原料ガスを吸
着された基板だけが隔壁で分離された光エネルギー照射
室である第2反応室に導入され、したがって原料ガスは
上記第2反応室に流入することがないから、光エネルギ
ー照射のための光透過窓を汚染し光透過率を低下させる
ことがない。
As shown in the above embodiments, in the surface treatment method for thin film formation and thin layer etching according to the present invention, only the substrate on which the raw material gas has been adsorbed is sent to the second reaction chamber, which is a light energy irradiation chamber separated by a partition wall. Since the source gas does not flow into the second reaction chamber, it does not contaminate the light transmission window for irradiating light energy and reduce the light transmittance.

なお上記第1から第7に至る実施例においては、第1反
応室および第2反応室にそれぞれ1枚の基板が設置され
ているが、スループットを向上させるために基板数を増
加させることができる。また第3実施例で示したマスク
17は石英などの光透過性の板に金属膜を蒸着して作成
したものである。
In the first to seventh embodiments described above, one substrate is installed in each of the first reaction chamber and the second reaction chamber, but the number of substrates can be increased to improve throughput. . Further, the mask 17 shown in the third embodiment is made by depositing a metal film on a light-transmitting plate such as quartz.

そのため第1反応室で原料ガスを基板4の面上に吸着さ
せ、上記第1反応室1の残留ガスを排気したのち上記基
板4を第2反応室に搬送し、上記マスク17との相対的
な位置関係を正確に保つ調整の工程が必要である。した
がって所望の厚さの薄膜を形成しあるいは所望の深さの
エツチングを行うときに用いるサイクロプロセスの過程
では、上記第2反応室2に基板4′が搬送される都度、
上記位置合わせのための調整工程を設けなければならな
いことになる。これを解消する手段としてはマスク17
を形成する板を光の非透過性材料とし、光の透過を所望
する部位を食刻等により貫通させたものを利用すればよ
い。このようなマスクは、第1反応室1に基板4を設置
するときに1度だけマスクと基板との相対的位置関係を
規定すればよく、上記サイクロプロセスの過程で基板4
′が第2反応室2に搬送されるたびに位置関係を調整す
る工程を設ける必要がない。
Therefore, the raw material gas is adsorbed onto the surface of the substrate 4 in the first reaction chamber, and after exhausting the residual gas in the first reaction chamber 1, the substrate 4 is transferred to the second reaction chamber, and the substrate 4 is moved relative to the mask 17. An adjustment process is required to maintain accurate positional relationships. Therefore, during the cycloprocess used to form a thin film of a desired thickness or perform etching to a desired depth, each time the substrate 4' is transferred to the second reaction chamber 2,
This means that an adjustment process must be provided for the above positioning. Mask 17 is a way to solve this problem.
The plate forming the plate may be made of a light-impermeable material, and the portion through which light is desired to be transmitted may be penetrated by etching or the like. With such a mask, the relative positional relationship between the mask and the substrate only needs to be defined once when the substrate 4 is installed in the first reaction chamber 1, and the substrate 4 is
There is no need to provide a step of adjusting the positional relationship each time ' is transported to the second reaction chamber 2.

第8実施例において、第2反応室41に搬送された基板
に光源からの光を照射する場合に、第2反応室41内の
すべての基板を一度に照射してもよい。
In the eighth embodiment, when the substrates transported to the second reaction chamber 41 are irradiated with light from the light source, all the substrates in the second reaction chamber 41 may be irradiated at once.

また第2反応室41の上を光源が移動し、基板56から
順次時計方向へ、あるいはその逆方向に連続的に光を照
射してもよい。
Alternatively, a light source may move above the second reaction chamber 41 and irradiate light sequentially from the substrate 56 in a clockwise direction or in the opposite direction.

また半導体の薄膜形成で常用されている基板加熱の手段
を取入れるのが有効であることは、いうまでもなく上記
各実施例のすべてに適用することができる。
It goes without saying that it is effective to incorporate substrate heating means commonly used in the formation of semiconductor thin films, and can be applied to all of the above embodiments.

上記各実施例は、主として半導体の薄膜形成の例を示し
たが、本発明は各種モノマーを原材料とする有機超薄膜
における光重合のプロセスとじても応用できるものであ
る。
Although the above-mentioned embodiments mainly show examples of forming semiconductor thin films, the present invention can also be applied to photopolymerization processes for organic ultra-thin films using various monomers as raw materials.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上記のように本発明による表面処理方法は、第1反応室
と第2反応室とを設け、上記第1反応室で基板面に原料
ガスを吸着させる工程と、第2反応室で上記基板面に光
エネルギーを照射する工程とを有することにより、第2
反応室に設けられた光透過窓が原料ガスの反応によって
汚染されることを排し、透過率の低下を防ぐことができ
るから、長期間継続して超薄膜の形成または超薄層のエ
ツチングなどの表面処理を行うことが可能である。
As described above, the surface treatment method according to the present invention includes a first reaction chamber and a second reaction chamber, a step of adsorbing a raw material gas onto the substrate surface in the first reaction chamber, and a step of adsorbing the raw material gas onto the substrate surface in the second reaction chamber. By having a step of irradiating light energy to the second
Since the light transmission window provided in the reaction chamber is prevented from being contaminated by the reaction of the raw material gas, and a decrease in transmittance can be prevented, it is possible to continue forming ultra-thin films or etching ultra-thin layers for a long period of time. surface treatment is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による表面処理方法の第1実施例を示す
装置の構成図、第2図は本発明の第2実施例を示す装置
の構成図、第3図は本発明の第3実施例を示す装置の構
成図、第4図は本発明の第4実施例を示す装置の構成図
、第5図は本発明の第5実施例を示す部分説明図、第6
図は本発明の第6実施例を示す部分説明図、第7図は本
発明の第7実施例を示す部分説明図、第8図は本発明の
第8実施例を示す部分説明図、第9図は本発明の第9実
施例を示す部分説明図である。 1.40・・・第1反応室 2.41・・・第2反応室 3.13.14・・・原料ガス源 4 、4’、 45,46.47.48.52,54.
55.56・・・基板5・・・光源 7・・・光透過窓
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus showing a first embodiment of the surface treatment method according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an apparatus showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a device showing a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a configuration diagram of an apparatus showing a fourth embodiment of the present invention; FIG. 5 is a partial explanatory diagram showing a fifth embodiment of the present invention; FIG.
7 is a partial explanatory diagram showing a seventh embodiment of the present invention. FIG. 8 is a partial explanatory diagram showing an eighth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partial explanatory diagram showing a ninth embodiment of the present invention. 1.40...First reaction chamber 2.41...Second reaction chamber 3.13.14...Source gas source 4, 4', 45,46.47.48.52,54.
55.56...Substrate 5...Light source 7...Light transmission window

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1反応室と第2反応室とを設け、上記第1反応
室で基板面に原料ガスを吸着させる工程と、第2反応室
で上記基板面に光エネルギーを照射する工程とを有する
表面処理方法。
(1) A first reaction chamber and a second reaction chamber are provided, and the first reaction chamber adsorbs the raw material gas onto the substrate surface, and the second reaction chamber irradiates the substrate surface with light energy. surface treatment method.
(2)上記基板面に原料ガスを吸着させる工程は、第1
反応室を真空排気する工程の後に行い、上記基板面に光
エネルギーを照射する工程は、第1反応室から余分な原
料ガスを排気する工程の後に、上記基板を第2反応室に
搬送する工程を経て行うことを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載した表面処理方法。
(2) The step of adsorbing the raw material gas onto the substrate surface is the first step.
The step of irradiating the substrate surface with light energy, which is performed after the step of evacuating the reaction chamber, is the step of transporting the substrate to the second reaction chamber after the step of evacuating excess raw material gas from the first reaction chamber. The surface treatment method according to claim 1, characterized in that the surface treatment method is carried out through the following steps.
(3)上記基板面に原料ガスを吸着させる工程から上記
基板面に光エネルギーを照射する工程までを1サイクル
とし、該サイクロプロセスを繰返して所望の厚さの薄膜
形成あるいは薄層エッチングを行うことを特徴とする特
許請求の範囲第1項または第2項に記載した表面処理方
法。
(3) The process from the step of adsorbing the raw material gas to the substrate surface to the step of irradiating the substrate surface with light energy is one cycle, and the cyclo process is repeated to form a thin film of a desired thickness or perform thin layer etching. A surface treatment method according to claim 1 or 2, characterized in that:
(4)上記光エネルギーは、マスクに描いた所望のパタ
ンを通過した光エネルギーであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載した表
面処理方法。
(4) The surface treatment method according to any one of claims 1 to 3, wherein the light energy is light energy that has passed through a desired pattern drawn on a mask.
(5)上記光エネルギーは、縮小投影露光系による光エ
ネルギーであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
ないし第3項のいずれかに記載した表面処理方法。
(5) The surface treatment method according to any one of claims 1 to 3, wherein the light energy is light energy produced by a reduction projection exposure system.
(6)上記光エネルギーは、レーザ光源による光エネル
ギーであることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
し第4項のいずれかに記載した表面処理方法。
(6) The surface treatment method according to any one of claims 1 to 4, wherein the light energy is light energy from a laser light source.
(7)上記光エネルギーの照射は、レーザビームの位置
を固定し、上記基板を移動して行うことを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第3項、または第6項のいず
れかに記載する表面処理方法。
(7) The irradiation with the light energy is performed by fixing the position of the laser beam and moving the substrate, according to any one of claims 1 to 3 or 6. Surface treatment method to be described.
(8)上記光エネルギーは、レーザ光源から光ファイバ
で導かれたホトカプラより照射する光エネルギーである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項、
または第6項のいずれかに記載した表面処理方法。
(8) Claims 1 to 3, wherein the light energy is light energy emitted from a photocoupler guided from a laser light source through an optical fiber;
Or the surface treatment method described in any of Item 6.
(9)上記光エネルギーは、レーザビームを分割し、分
割されたそれぞれのレーザビームで形成される干渉縞に
よる光エネルギーであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項ないし第3項または第6項に記載した表面処理
方法。
(9) The above-mentioned light energy is light energy obtained by dividing a laser beam and forming interference fringes with each of the divided laser beams. The surface treatment method described in Section 6.
(10)上記第1反応室および第2反応室は、環状に配
置され、第1反応室の先端および第2反応室の末端にそ
れぞれ前置室および後置室を接続し、上記各室に沿って
搬送装置を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項ないし第9項に記載した表面処理方法。
(10) The first reaction chamber and the second reaction chamber are arranged in an annular manner, and a pre-chamber and a post-chamber are connected to the tip of the first reaction chamber and the end of the second reaction chamber, respectively. Claim 1 characterized in that a conveying device is provided along the
The surface treatment method described in Items 1 to 9.
(11)上記各工程は、それぞれ隣接した独立の部屋で
処理され、各部屋間の隔壁を開閉するタイミングと、上
記開閉に対応して基板を所定位置に搬送するタイミング
とを、プログラムコントロールすることにより、上記原
料ガスの供給または停止のステップを除いたことを特徴
とする特許請求の範囲第2項ないし第10項のいずれか
に記載した表面処理方法。
(11) Each of the above steps is performed in separate adjacent rooms, and the timing of opening and closing the partition between each room and the timing of transporting the substrate to a predetermined position in response to the opening and closing are controlled by a program. The surface treatment method according to any one of claims 2 to 10, characterized in that the step of supplying or stopping the source gas is omitted.
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