JPS61196526A - Photochemical vapor deposition process and apparatus thereof - Google Patents

Photochemical vapor deposition process and apparatus thereof

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JPS61196526A
JPS61196526A JP3698685A JP3698685A JPS61196526A JP S61196526 A JPS61196526 A JP S61196526A JP 3698685 A JP3698685 A JP 3698685A JP 3698685 A JP3698685 A JP 3698685A JP S61196526 A JPS61196526 A JP S61196526A
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JP
Japan
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chamber
light
etching
sample
photochemical vapor
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JP3698685A
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Japanese (ja)
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Yutaka Hayashi
豊 林
Kenichi Ishii
賢一 石井
Nobuo Kawakami
河上 信雄
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NIPPON TAIRAN KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
NIPPON TAIRAN KK
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
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    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium

Abstract

PURPOSE:To enable to deposit material films continuously and stably by a method wherein the material films deposited on the inside of a light transmissive member are etch-removed inside a chamber. CONSTITUTION:During the depositing process of amorphous silicon films, the amorphous silicon films are deposited on the inside of a light transmissive window 16 of a a reaction chamber 13 and when photoenergy required for reaction from a low pressure mercury lamp 19 is unde-supplied, a carrie sheet 23 is retreated to isolate a specimen 27 from the reaction chamber 13. Successively polysilane gas in the reaction chamber 13 is satisfactorily substituted with inert gas such as N2 gas etc. to be fed from an etching gas feeding pipe 18 to the reaction chamber 13 for etch-removing any amorphous silicon films deposited on the inside of the light transmissive window 16 using any radicalized gas. Through these procedures, the amorphous silicon films may be deposited continuously on a specimen in the reaction chamber without exposing the specimen in process to atmosphere at all.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、試料を外気に曝すことなく連続的に特定の物
質膜を堆積することが可能な光化学的気相成長方法及び
その装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a photochemical vapor deposition method and apparatus thereof, which are capable of continuously depositing a specific material film without exposing a sample to the outside air.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

最近、太陽電池や半導体の分野では、試料へのダメージ
を与えずに膜形成が可能な光化学的気相成長方法が注目
されている。かかる光化学的気相成長を安定かつ連続し
て行なうには、チャンバの反応室又は反応系に導入され
た被堆積原料ガスを励起又は分解するための光エネルギ
を安定かつ連続して照射することが不可欠である。
Recently, in the fields of solar cells and semiconductors, photochemical vapor deposition methods that can form films without damaging samples have been attracting attention. In order to perform such photochemical vapor phase growth stably and continuously, it is necessary to stably and continuously irradiate light energy to excite or decompose the deposition source gas introduced into the reaction chamber or reaction system of the chamber. It is essential.

ところで、従来の光化学的気相成長装置としては第5図
に示す構造のものが知られている。即ち、図中の1は上
面が開口されたチャンバであり、このチャンバ1の開口
された上部には石英ガラス等からなる光透過窓2が固定
されている。この光透過窓2の上方には、該窓2を通し
てチャンバ1内に光を照射する例えば低圧水銀ランプ3
が′Fi!置されている。また、前記チャンバ1の側壁
には、原料ガスを導入する導入管4が連結されており、
かつ該導入管4と反対側の側壁には排気管5が連結され
ている。前記チャンバ1内には、試料台6が固定されて
いる。こうした装置により膜堆積を行なうには、まず、
試料台6上に試料7をセットし、チャンバ1内に導入管
4から原料ガスを導入し、かつ排気管5から排気を行な
ってチャンバ1内を所定の真空度として後、低圧水銀ラ
ンプ3から光を光透過窓2を通してチャンバ1内に照射
して導入されたガスを励起して試料7上に所定の物質膜
を堆積する。しかしながら、かかる膜堆積においては光
透過窓2内面にも物質膜が堆積されるため、該光透過窓
2が初期の透明度を失い、その結果ガス励起に要する光
エネルギの低下を招く。特に、堆積される物質膜が使用
する光に対して透過性を低下させるものである場合には
、前記光エネルギの低下はより顕著となる。例えば、水
銀蒸気の助けを借りて原料ガスとしてS i H4を用
いて試料上にアモルファスシリコン膜を堆積する場合や
SiH+とN’H3を用いて3i3N+膜を堆積する場
合である。従って、従来の光化学的気相成長装置では、
光透過窓2内面に堆積された物質膜による光エネルギー
の低下を招かない時間内のみで膜堆積が可能である。し
かしながら、その時間内で所望膜厚の物質膜を堆積でき
ない場合には、光透過窓2の交換又は清浄を必要とし、
膜堆積の安定性、連続性を阻害するという問題がある。
By the way, as a conventional photochemical vapor phase growth apparatus, one having the structure shown in FIG. 5 is known. That is, 1 in the figure is a chamber with an open top surface, and a light transmitting window 2 made of quartz glass or the like is fixed to the open top of the chamber 1. Above this light transmission window 2, for example, a low pressure mercury lamp 3 is provided which irradiates light into the chamber 1 through the window 2.
'Fi! It is placed. Further, an introduction pipe 4 for introducing raw material gas is connected to the side wall of the chamber 1,
An exhaust pipe 5 is connected to the side wall opposite to the introduction pipe 4. A sample stage 6 is fixed within the chamber 1 . To perform film deposition using such equipment, first,
After setting the sample 7 on the sample stage 6 and introducing raw material gas into the chamber 1 from the introduction pipe 4 and exhausting the air from the exhaust pipe 5 to achieve a predetermined degree of vacuum in the chamber 1, the low-pressure mercury lamp 3 Light is irradiated into the chamber 1 through the light transmission window 2 to excite the introduced gas and deposit a predetermined material film on the sample 7. However, in such film deposition, a material film is also deposited on the inner surface of the light transmitting window 2, so that the light transmitting window 2 loses its initial transparency, resulting in a decrease in the light energy required for gas excitation. In particular, if the deposited material film reduces the transmittance of the light used, the reduction in light energy becomes more significant. For example, when depositing an amorphous silicon film on a sample using S i H4 as a source gas with the help of mercury vapor, or when depositing a 3i3N+ film using SiH+ and N'H3. Therefore, in conventional photochemical vapor deposition equipment,
The film can be deposited only within a time period in which the material film deposited on the inner surface of the light transmitting window 2 does not reduce the light energy. However, if a material film of the desired thickness cannot be deposited within that time, it is necessary to replace or clean the light transmission window 2,
There is a problem that the stability and continuity of film deposition are inhibited.

なお、第4図の装置は外部にランプを配置し、光を光透
過窓を通してチャンバ内に照射する場合を示したが、ラ
ンプをチャンバ内に配置した場合にもランプの管壁に物
質膜が堆積して前述したのと同様な問題が生じる。
Note that although the device shown in Figure 4 shows a case in which a lamp is placed outside and light is irradiated into the chamber through a light-transmitting window, a material film may be formed on the tube wall of the lamp even if the lamp is placed inside the chamber. This buildup creates problems similar to those described above.

以上の問題を解決する試みとして、例えば■光透過窓の
内面付近に不活性ガス(N2、Ar等)でパージして物
質膜の光透過窓内面への堆積を防止する方法、■光透過
窓内面に親水性の低い低気圧物質(例えばモンテカチニ
ンエンジン社製商品名;フォンプリンY−25等)を塗
布又はコーティングして前記■と同様な効果を達成する
方法、■光透過性のフィルムを光透過窓付近に設置し、
該フィルムを移動させながら、光透過窓への物質膜の堆
積を防止する方法、■光の発生をチャンバ内で行ない、
光路上に光透過窓を設けずに物質膜の堆積を行なう方法
、等がある。しかしながら、これらの方法はいずれも欠
点を有し、実用化されていない。例えば、前記■の方法
では不活性ガスによる原料ガスの巻込みに伴う、膜厚の
不均一化やチャンバ内の圧力制御が難しく、しかも完全
に光透過窓への物質膜の堆積を避けることができない等
の問題がある。前記■の方法では、コーテイング物質に
よる物′tI膜への混入という問題が生じる。前記■の
方法では、装置化の困難性や保守の繁雑化を招く。前記
■の方法は、内部光源からの高エネルギ粒子による試料
へのダメージが心配される。
Attempts to solve the above problems include, for example: (1) a method of purging the inner surface of the light-transmitting window with an inert gas (N2, Ar, etc.) to prevent the deposition of a material film on the inner surface of the light-transmitting window; A method of applying or coating a low-pressure substance with low hydrophilicity (for example, Vonprin Y-25, manufactured by Montecatin Engine Co., Ltd.) on the inner surface to achieve the same effect as in (1) above, (2) A method of applying a light-transparent film Installed near the light-transmitting window,
A method for preventing deposition of a substance film on a light-transmitting window while moving the film, (1) generating light in a chamber;
There is a method of depositing a material film without providing a light transmission window on the optical path. However, all of these methods have drawbacks and have not been put to practical use. For example, in method (2) above, it is difficult to control the pressure inside the chamber and make the film thickness non-uniform due to the entrainment of the source gas by the inert gas, and it is difficult to completely avoid the deposition of the material film on the light-transmitting window. There are problems such as not being able to do it. In the method (2) above, a problem arises in that the coating material contaminates the I film. The above-mentioned method (2) makes it difficult to implement equipment and makes maintenance complicated. In the method (2) above, there is a concern that the sample may be damaged by high-energy particles from the internal light source.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、光透過部材内面に堆積された物質膜をチャン
バ内でエツチング除去することによって、安定で連続的
な物質膜の堆積を可能とした光化学的気相成長方法及び
その!!i置を提供しようとするものである。
The present invention provides a photochemical vapor deposition method that enables stable and continuous deposition of a material film by etching and removing the material film deposited on the inner surface of a light-transmitting member in a chamber. ! It is intended to provide an i-location.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願用1の発明は、チャンバ内に被堆積原料ガスを導入
し、光を光透過部材を通してチャンバ内に照射して、前
記ガスを励起させて前記チャンバ内に配置した試料上に
所定の物質膜を堆積する工程と、この物質膜を堆積した
試料をエツチングラジカルが到達しない状態で前記光透
過部材上の物質膜をエツチング除去する工程とを具備し
たことを特徴とする光化学的気相成長方法である。ここ
で、物質膜が堆積された試料をエツチングラジカルが到
達しない状態で光透過部材上の物質膜をエツチングする
とは、試料をエツチングラジカルの拡散距離以上に離し
た状態で光透過部材上の物質膜をエツチングすること、
試料をエツチングラジカルから隔壁等でl!1lllt
した状態で光透過部材上の物質膜をエツチングすること
を意味するものである。
In the invention of Application No. 1, a material gas to be deposited is introduced into a chamber, and light is irradiated into the chamber through a light transmitting member to excite the gas and form a predetermined material film on a sample placed in the chamber. and a step of etching away the material film on the light transmitting member in a state where etching radicals do not reach the sample on which the material film has been deposited. be. Here, etching the material film on the light-transmitting member without the etching radicals reaching the sample on which the material film has been deposited means etching the material film on the light-transmitting member with the sample separated by a distance greater than the diffusion distance of the etching radicals. etching,
Separate the sample from etching radicals with a partition wall, etc. 1llllt
This means that the material film on the light transmitting member is etched in this state.

本願N2の発明は、少なくとも2つ以上の室を有するチ
ャンバと、これら室のうちの少なくとも1つの室に対応
するチャンバの壁体に設けられた光透過部材と、この光
透過部材が設けられた室内に挿入された被堆積原料ガス
導入管と、前記光透過部材が設けられた室内に挿入され
たエツチングガス導入管と、前記光透過部材に対応して
前記チャンバの外部に配置され、前記原料ガス導入管か
ら室内に導入された原料ガスを励起するための光を照射
する光源と、前記光透過部材に対応qて配置され、前記
エツチングガス導入管から室内に導入されたガスをラジ
カル化して前記光透過部材近傍に供給するためのラジカ
ル発生手段と、前記光透過部材が設けられた室内に試料
を搬送すると共に、該室のエツチング中には同試料を別
の室に搬送する搬送手段と、を具備したことを特徴とす
る光化学的気相成長装置である。
The invention of Application N2 provides a chamber having at least two or more chambers, a light transmitting member provided on a wall of the chamber corresponding to at least one of these chambers, and this light transmitting member provided. An etching gas introduction pipe inserted into the chamber in which the material gas to be deposited is inserted, an etching gas introduction pipe inserted into the chamber in which the light transmission member is provided, and an etching gas introduction pipe arranged outside the chamber in correspondence with the light transmission member, a light source for irradiating light to excite the raw material gas introduced into the room from the gas introduction pipe; and a light source disposed corresponding to the light transmitting member q, for radicalizing the gas introduced into the room from the etching gas introduction pipe. radical generating means for supplying the radicals to the vicinity of the light transmitting member; and transport means for transporting the sample into the chamber in which the light transmitting member is provided and transporting the same sample to another chamber during etching in the chamber. This is a photochemical vapor growth apparatus characterized by comprising the following.

本願第3の発明は、少なくとも2つ以上の室を有するチ
ャンバと、これら空のうちの試料が配置される第1室に
対応するチャンバの壁体に設けられた光透過窓及び該窓
に近接し、該第1空と隣接する第2室に移動可能な光透
過保護カバからなる光透過部材と、前記第1室内に挿入
された被堆積原料ガス導入管と、前記第2室に挿入され
たエツチングガス導入管と、前記光透過窓に対応して前
記チャンバの外部に配置され、前記原料ガス導入管から
第1至内に導入された原料ガスを励起するための光を照
射する光源と、前記第2室に対応して配置され、前記エ
ツチングガス導入管から同第2室内に導入されたガスを
ラジカル化するためのラジカル発生手段と、前記光透過
保護カバを第1室に搬送し、同第1室での物質膜の堆積
処理後に同保護カバを前記第2室に搬送する搬送手段と
、を具備したことを特徴とする光化学的気相成長装置で
ある。
A third invention of the present application provides a chamber having at least two or more chambers, a light transmitting window provided in a wall of the chamber corresponding to a first chamber in which an empty sample is placed, and a light transmitting window adjacent to the window. a light transmitting member including a light transmitting protective cover movable to a second chamber adjacent to the first chamber; a deposition material gas introduction pipe inserted into the first chamber; a light source disposed outside the chamber corresponding to the light transmission window and irradiating light for exciting the raw material gas introduced into the first chamber from the raw material gas introducing pipe; , a radical generating means disposed corresponding to the second chamber to radicalize the gas introduced into the second chamber from the etching gas introduction pipe, and transporting the light transmitting protective cover to the first chamber. A photochemical vapor deposition apparatus characterized in that it comprises: a conveying means for conveying the protective cover to the second chamber after the substance film is deposited in the first chamber.

上述した本願第1の発明方法によれば、光透過部材内面
に堆積された物質膜をチャンバ内でエツチング除去する
ことによって、安定で連続的な物質膜の堆積を行なうこ
とができる。また、前述した本願第2、第3の発明によ
れば光透過部材内面に堆積された物質膜をチャンバ内で
エツチング除去することによって、安定で連続的な物質
膜の堆積を行なうことが可能な装置を実現できる。
According to the method of the first invention described above, by etching away the material film deposited on the inner surface of the light transmitting member within the chamber, it is possible to perform stable and continuous deposition of the material film. Further, according to the second and third inventions of the present application described above, by etching and removing the material film deposited on the inner surface of the light transmitting member within the chamber, it is possible to perform stable and continuous deposition of the material film. The device can be realized.

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

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1 本実施例1を第1図(a)、(b)に示す光化学的気相
成長装置を参照して説明する。なお、第1図(a)は気
相成長工程を示す断面図、同図(b)はエツチング工程
を示す断面図ある。
Example 1 Example 1 will be described with reference to the photochemical vapor deposition apparatus shown in FIGS. 1(a) and 1(b). Note that FIG. 1(a) is a cross-sectional view showing the vapor phase growth process, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view showing the etching process.

図中の11はチャンバであり、該チャンバ11には隔壁
12で区画された反応室13と侍*yi4が形成されて
いる。前記隔112には、後述する搬送板等が出入りす
る搬送口15が開口されている。前記反応v13に対応
する前記チャンバ11の下部壁面には、光透過部材とし
ての例えば石英ガラスからなる光透過窓16が取付けら
れている。また、前記反応W13内には、被堆積原料ガ
ス導入管17及びエツチングガス導入管18が夫々挿入
されている。前記光透過窓16の外部近傍には、光源と
しての例えば低圧水銀ランプ19が該光透過窓16に対
して所定距離をあけて配置されている。前記反応室13
に対応するチャンバ11の上部壁面近傍には、加熱ラン
プ20が該壁面に対して所定距離をあけて配置されてい
る。前記各ランプ19.20の外側には、ラジカル発生
手段の一部を構成する一対の平板電極21a、21bが
互いに平行に配置されている。これら平板電極21’a
、21bの一方の1!極(例えば21b)は、高周波電
源22を介して接地されており、かつ他方の電極21a
は接地されている。更に、図中の23は前記反応室13
内に試料を搬送すると共に、該反応室13のエツチング
中に試料を前記待機室14に搬送するブツシュ型の搬送
板(又は搬送棒)である。この搬送板23の先端近傍の
下面には試料台24が取着されている。前記搬送板23
の途中には、第1のシャッタ25!が、その先端には第
2のシャッタ252が夫々嵌着されている。この第1の
シャッタ251は、第1図(a)に示すように前記搬送
板23によりその試料台24に固定される試料を前記反
応室13に搬送する際、前記隔壁12の搬送口15を閉
じる働きし、前記第2のシャッタ252は同図(b)に
示すように同搬送板23によりその試料台24に固定さ
れる試料を前記待機室14に搬送する際、箭記隔112
の搬送口15を閉じる働きをするものである。前記各v
13.14に対応する前記チャンバ11の上部壁面には
排気管261,262が夫々連結されている。
11 in the figure is a chamber, and the chamber 11 is formed with a reaction chamber 13 separated by a partition wall 12 and a samurai *yi4. A transport port 15 is opened in the gap 112 through which a transport plate, etc., which will be described later, enters and exits. A light transmitting window 16 made of, for example, quartz glass as a light transmitting member is attached to the lower wall surface of the chamber 11 corresponding to the reaction v13. Furthermore, a deposition material gas introduction pipe 17 and an etching gas introduction pipe 18 are inserted into the reaction W13, respectively. A low-pressure mercury lamp 19 serving as a light source, for example, is placed near the outside of the light transmitting window 16 at a predetermined distance from the light transmitting window 16 . The reaction chamber 13
A heating lamp 20 is placed near the upper wall surface of the chamber 11 corresponding to the chamber 11 at a predetermined distance from the wall surface. A pair of flat plate electrodes 21a and 21b, which constitute a part of the radical generating means, are arranged in parallel to each other on the outside of each of the lamps 19, 20. These flat electrodes 21'a
, one of 21b! The pole (for example, 21b) is grounded via the high frequency power source 22, and the other electrode 21a
is grounded. Furthermore, 23 in the figure is the reaction chamber 13.
This is a bush-type transport plate (or transport rod) that transports the sample into the reaction chamber 13 and also transports the sample to the waiting chamber 14 during etching in the reaction chamber 13. A sample stage 24 is attached to the lower surface of the transport plate 23 near its tip. The conveyance plate 23
In the middle of the process, the first shutter 25! However, a second shutter 252 is fitted to each tip. This first shutter 251 closes the transfer port 15 of the partition wall 12 when the sample fixed on the sample stage 24 by the transfer plate 23 is transferred to the reaction chamber 13 as shown in FIG. 1(a). The second shutter 252 closes the shutter 112 when the sample fixed on the sample table 24 is transferred to the waiting room 14 by the transfer plate 23, as shown in FIG.
It functions to close the conveyance port 15 of. Each of the above v
Exhaust pipes 261 and 262 are connected to the upper wall surfaces of the chamber 11 corresponding to 13 and 14, respectively.

次に、前述した第1図(a)、(b)の装置を用いてア
モルファスシリコン膜の光化学的気相成長方法を説明す
る。
Next, a photochemical vapor phase growth method for an amorphous silicon film will be described using the apparatus shown in FIGS. 1(a) and 1(b).

(I)まず、搬送板23の試料台24に試料27を固定
した後、同搬送板23を前進させて試料台24の試料2
7を反応室13に搬送すると共に、第1のシャッタ25
1により隔壁12の搬送口15を閉じる。つづいて、被
堆積原料ガス導入管17から5i2Hs 、5i3Hs
等の高次シランガスを反応室13に導入すると共に、排
気管26エにより反応室13内のガスを排気して所定の
真空度とした後、加熱ランプ2oにより試料27を加熱
し、ひきつづき低圧水銀ランプ19から紫外線を光透過
窓16を通して反応室13内に照射する(第1図(a)
図示)。この時、反応室13内に導入された高次シラン
が紫外線により励起、分解される光化学的気相成長によ
り試料27上にアモルファスシリコン膜が堆積される。
(I) First, after fixing the sample 27 on the sample stage 24 of the transport plate 23, the transport plate 23 is moved forward and the sample 27 on the sample stage 24 is fixed.
7 to the reaction chamber 13, and the first shutter 25
1 closes the conveyance port 15 of the partition wall 12. Subsequently, 5i2Hs and 5i3Hs are introduced from the deposition source gas inlet pipe 17.
A high-order silane gas such as Ultraviolet rays are irradiated from the lamp 19 into the reaction chamber 13 through the light transmission window 16 (Fig. 1(a)).
(Illustrated). At this time, an amorphous silicon film is deposited on the sample 27 by photochemical vapor deposition in which the high-order silane introduced into the reaction chamber 13 is excited and decomposed by ultraviolet rays.

(I)次いで、上記アモルファスシリコン膜の堆積工程
において、反応室13の光透過窓16内面にアモルファ
スシリコン膜が堆積され、該窓16の初期の透明度が失
われて低圧水銀ランプ19からの反応に要する光エネル
ギが低下した場合、被堆積原料ガス導入管17からの高
次シランガスの供給を停止すると共に、各ランプ19.
20の電源をオフする。つづいて、搬送板23を後退さ
せてその試料台24上の試料27を待機室14に搬送し
て試料27を反応室13に対して隔離すると共に、第2
のシャッタ252により隔壁12の搬送口15を閉じる
。ひきつづき、反応室13内の高次シランガスをN2ガ
ス等の不活性ガスで充分に置換した後、エツチングガス
導入管18から例えばCF4と02の混合ガスを反応室
13内に供給し、高周波電源22をオンして一対の平板
N極21a、21b間の反応室13にプラズマを発生さ
せて前記混合ガスをラジカル化させ、そのラジカル化ガ
スにより光透過窓16内面に堆積したアモルファスシリ
コン膜をエツチング除去する(同図(b)図示)。
(I) Next, in the amorphous silicon film deposition step, an amorphous silicon film is deposited on the inner surface of the light-transmitting window 16 of the reaction chamber 13, and the initial transparency of the window 16 is lost and the reaction from the low-pressure mercury lamp 19 is prevented. When the required light energy decreases, the supply of high-order silane gas from the deposition material gas introduction tube 17 is stopped, and each lamp 19.
Turn off the power of 20. Next, the transport plate 23 is moved backward to transport the sample 27 on the sample stage 24 to the waiting chamber 14, isolating the sample 27 from the reaction chamber 13, and at the same time
The conveyance port 15 of the partition wall 12 is closed by the shutter 252 . Subsequently, after sufficiently replacing the high-order silane gas in the reaction chamber 13 with an inert gas such as N2 gas, a mixed gas of, for example, CF4 and 02 is supplied into the reaction chamber 13 from the etching gas introduction pipe 18, and the high-frequency power source 22 is turned on to generate plasma in the reaction chamber 13 between the pair of flat plate N electrodes 21a and 21b to radicalize the mixed gas, and the amorphous silicon film deposited on the inner surface of the light transmission window 16 is etched away by the radicalized gas. (as shown in figure (b)).

次いで、前記(I)と同様な工程により試料27上にア
モルファスシリコン膜を堆積し、反応室13の光透過窓
16内面の透明度が堆積されたアモルファスシリコン膜
により失われた場合、前記(II)と同様な工程により
光透過窓16内面のアモルファスシリコン膜をエツチン
グ除去するという工程を繰返して試料27上に所定II
厚のアモルファスシリコン膜を堆積する。
Next, an amorphous silicon film is deposited on the sample 27 by the same process as in (I) above, and if the transparency of the inner surface of the light-transmitting window 16 of the reaction chamber 13 is lost due to the deposited amorphous silicon film, the above (II) is performed. By repeating the process of etching and removing the amorphous silicon film on the inner surface of the light transmitting window 16, a predetermined II film is etched on the sample 27.
Deposit a thick amorphous silicon film.

しかして、本発明の方法によれば低圧水銀ランプ19を
オンした時の試料27上へのアモルファスシリコン膜の
初期堆積速度は、試料温度を250℃、高次シランとし
てジシラン(3i2Ha)を用いて、16cc/n+i
nの流口で供給した時、3゜8人7 winであり、該
ランプ19をオンして1時間経過後ではその堆積速度は
0.1人7mtn以下と極端に低下するものの、前記(
n)の試料27を反応室13に対して隔離した状態での
光透過窓16内面のアモルファスシリコン膜のエツチン
グ工程により、試料27上に既に堆積されたアモルファ
スシリコン膜のエツチングがなされることなく、光透過
窓16の透明度を元の状態にでき、低圧水銀ランプ19
による初期堆積速度に略回復できる。従って、光透過窓
内面にアモルファスシリコンが堆積してその透明度が失
われ、低圧水銀ランプからの紫外線による反応に要する
光エネルギが低下した場合、従来のように光透過窓の交
換やチャンバから光透過窓を取出して清浄化する操作。
According to the method of the present invention, the initial deposition rate of the amorphous silicon film on the sample 27 when the low-pressure mercury lamp 19 is turned on is as follows: , 16cc/n+i
When supplied from the outlet of n, the deposition rate is 3°8 7 mtn, and after 1 hour after turning on the lamp 19, the deposition rate is extremely reduced to 0.1 7 mtn or less.
In the step of etching the amorphous silicon film on the inner surface of the light transmission window 16 with the sample 27 isolated from the reaction chamber 13 in step n), the amorphous silicon film already deposited on the sample 27 is not etched. The transparency of the light transmission window 16 can be restored to its original state, and the low pressure mercury lamp 19
The initial deposition rate can be almost recovered. Therefore, if amorphous silicon accumulates on the inner surface of the light-transmitting window and its transparency is lost, and the light energy required for the reaction with ultraviolet rays from the low-pressure mercury lamp decreases, it is necessary to replace the light-transmitting window or remove the light from the chamber. Operation to take out the window and clean it.

並びにアモルファスシリコン膜を堆積した途中工程の試
料を大気に曝すということを一切行なわずにチャンバ内
で試料上に所定膜厚のアモルファスシリコン膜を連続的
に堆積できる。その結果、試料上に均質、均一で高純度
のアモルファスシリコン膜を効率よく形成できる。
Furthermore, an amorphous silicon film of a predetermined thickness can be continuously deposited on a sample in the chamber without exposing the sample during the process of depositing the amorphous silicon film to the atmosphere. As a result, a homogeneous, uniform, and highly pure amorphous silicon film can be efficiently formed on the sample.

一方、第1図図示の装置によれば既述した如く試料上に
均質、均一で高純度のアモルファスシリコン膜を効率よ
く形成できる。また、反応室13をエツチング室と兼用
することによって、光透過窓16内面のシリコン膜のエ
ツチング時に該反応室13内面のシリコン膜も同時にエ
ツチング除去でき、次のアモルファスシリコン膜の堆積
工程において反応室13内面からシリコンが剥離して原
料ガス導入管17からのガスの流れによりそのシリコン
片が試料27上に付着して膜質を劣化する等の問題を回
避できる。更に、第1図に示すように搬送板23にシャ
ッタ251.252を設けて、光化学的気相成長時とエ
ツチング時とにおいて、シャッタ251,252で隔壁
12の搬送口15を閉じて常に反応室13と待機室14
とを隔離する構造にすれば、アモルファスシリコン膜の
堆積時に原料ガスが反応室13から待機室14に流れて
待機室14内面にシリコン幌の堆積が生じたり、エツチ
ング中にエツチングガスが反応室13から待機室14に
流れて既に堆積した試料27上のアモルファスシリコン
膜のエツチングが進行するという不都合さを防止できる
On the other hand, according to the apparatus shown in FIG. 1, a homogeneous, uniform, and highly pure amorphous silicon film can be efficiently formed on a sample as described above. Furthermore, by using the reaction chamber 13 as an etching chamber, the silicon film on the inner surface of the reaction chamber 13 can be etched and removed at the same time when the silicon film on the inner surface of the light transmission window 16 is etched. It is possible to avoid problems such as the silicon peeling off from the inner surface of the sample 27 and the silicon pieces adhering to the sample 27 due to the flow of gas from the source gas introduction pipe 17 and deteriorating the film quality. Further, as shown in FIG. 1, shutters 251 and 252 are provided on the transfer plate 23 to close the transfer port 15 of the partition wall 12 during photochemical vapor deposition and etching so that the reaction chamber is always closed. 13 and waiting room 14
If the structure is such that the source gas flows from the reaction chamber 13 to the standby chamber 14 during deposition of the amorphous silicon film and deposits of silicon canopy occur on the inner surface of the standby chamber 14, or the etching gas flows into the reaction chamber 13 during etching, It is possible to prevent the inconvenience that the amorphous silicon film flowing from the sample 27 to the waiting chamber 14 and etching progresses on the amorphous silicon film already deposited on the sample 27.

なお、上記実施例1では反応¥13に隣接する室をエツ
チング工程での試料上のアモルファスシリコン膜のエツ
チングを回避するための待機室14として利用したが、
同待機至14を反応室13と同様な機能を持たせること
によって、その室に搬送板で試料を搬送した後、反応室
13での光透過窓16のエツチング工程中に同室で試料
上にアモルファスシリコン膜を堆積するようにしてもよ
い。つまり、反応室を2つ持った構造の装置にすること
によって、アモルファスシリコン膜の堆積効率を向上す
るようにしてもよい。
In Example 1, the chamber adjacent to the reaction chamber 13 was used as the waiting chamber 14 to avoid etching of the amorphous silicon film on the sample in the etching process.
By providing the standby chamber 14 with the same function as the reaction chamber 13, after the sample is transported to the chamber by a transfer plate, an amorphous film is placed on the sample in the same chamber during the etching process of the light transmission window 16 in the reaction chamber 13. A silicon film may also be deposited. That is, the deposition efficiency of the amorphous silicon film may be improved by using an apparatus having a structure having two reaction chambers.

実施例2 本実施例2を第2図(a)、(b)に示す光化学的気相
成長装置を参照して説明する。なお、第2図(a)は気
相成長工程を示す断面図、同図(b)はエツチング工程
を示す断面図ある。
Example 2 Example 2 will be described with reference to the photochemical vapor deposition apparatus shown in FIGS. 2(a) and 2(b). Note that FIG. 2(a) is a cross-sectional view showing the vapor phase growth process, and FIG. 2(b) is a cross-sectional view showing the etching process.

図中の31はチャンバであり、該チャンバ31には隔壁
32で区画された反応室33とエツチング室34が形成
されている。前記隔壁32には、後述する搬送板等が出
入りする搬送口35が開口されている。前記反応室33
に対応する前記チャンバ31の下部壁面には、光透過部
材の一方を構成する例えば石英ガラスからなる光透過窓
36が取付けられている。また、前記反応室33内には
、被堆積原料ガス導入管37が挿入されている。前記光
透過窓16の外部近傍には、光源としての例えば低圧水
銀ランプ38が該光透過窓36に対して所定距離をあけ
て配置されている。前記反応室33に対応するチャンバ
31の上部壁面近傍には、加熱ランプ39が該壁面に対
して所定距離をあけて配置されている。前記反応室33
内には試料台40が出入れ自在に配置されている。
31 in the figure is a chamber, and the chamber 31 is formed with a reaction chamber 33 and an etching chamber 34, which are partitioned by a partition wall 32. A transport port 35 is opened in the partition wall 32 through which a transport plate, etc., which will be described later, enters and exits. The reaction chamber 33
A light transmitting window 36 made of, for example, quartz glass and constituting one of the light transmitting members is attached to the lower wall surface of the chamber 31 corresponding to the above. Further, a deposition source gas introduction pipe 37 is inserted into the reaction chamber 33 . A low-pressure mercury lamp 38 serving as a light source, for example, is arranged near the outside of the light transmission window 16 at a predetermined distance from the light transmission window 36 . A heating lamp 39 is arranged near the upper wall surface of the chamber 31 corresponding to the reaction chamber 33 at a predetermined distance from the wall surface. The reaction chamber 33
A sample stage 40 is arranged inside and out so that it can be freely taken out and taken out.

前記エツチング室34内には、エツチングガス導入管4
1が挿入されている。また、該エツチング室34の上下
外側にはラジカル発生手段の一部を構成する一対の平板
電極42a、42bが互いに平行に配置されている。こ
れら平板電極42a、42bの一方の電極(例えば42
b)は、高周波電源43を介して接地されており、かつ
他方の電極42Elは接地されている。更に、図中の4
4は先端に光透過部材の他方を構成する例えば石英ガラ
スからなるシート状の光透過保護カバ45を取着した搬
送板であり、該搬送板44は該保護カバ45を前記反応
室33内に前記光透過窓36上方に近接して搬送すると
共に、該反応室33に配置した保護カバ45上面の透明
度が失われた時に同保護カバ45を前記エツチング室3
4内に搬送するものである。また、前記搬送板44の途
中には、シャッタ46が嵌着されている。このシャッタ
46は、第2図(a)に示すように前記搬送板44によ
り前記保護カバ45を前記反応室33に搬送する際、前
記隔壁32の搬送口35を閉じる働きをするものである
。前記冬至33.34に対応する前記チャンバ31の上
部壁面には排気管471.472が夫々連結されている
In the etching chamber 34, an etching gas introduction pipe 4 is provided.
1 is inserted. Further, a pair of flat plate electrodes 42a and 42b forming a part of radical generating means are arranged in parallel to each other on the upper and lower outer sides of the etching chamber 34. One electrode of these flat electrodes 42a, 42b (for example, 42
b) is grounded via the high frequency power source 43, and the other electrode 42El is grounded. Furthermore, 4 in the figure
Reference numeral 4 denotes a transport plate having a sheet-shaped light transmitting protective cover 45 made of quartz glass, for example, which constitutes the other light transmitting member attached to its tip, and the transport plate 44 carries the protective cover 45 into the reaction chamber 33. The protective cover 45 placed in the reaction chamber 33 is transported close to above the light transmitting window 36, and when the transparency of the upper surface of the protective cover 45 is lost, the protective cover 45 is transferred to the etching chamber 3.
4. Further, a shutter 46 is fitted in the middle of the conveyance plate 44. This shutter 46 serves to close the transport port 35 of the partition wall 32 when the protective cover 45 is transported to the reaction chamber 33 by the transport plate 44, as shown in FIG. 2(a). Exhaust pipes 471 and 472 are connected to the upper wall surfaces of the chamber 31 corresponding to the winter solstice 33 and 34, respectively.

次に、前述した第2図<a)、(b)の装置を用いてア
モルファスシリコン膜の光化学的気相成長方法を説明す
る。
Next, a photochemical vapor phase growth method for an amorphous silicon film will be described using the apparatus shown in FIGS. 2(a) and 2(b).

(I)まず、試料台40に試料48を固定し、該試料台
40を反応室33内に搬送した後、搬送板44を前進さ
せてその先端のシート状の光透過保護カバ45を反応室
33内の光透過窓36上方に近接して配置すると共に、
シャッタ46により隔壁32の搬送口35を閉じる。つ
づいて、被堆積原料ガス導入管37から高次シランガス
を反応室33に導入すると共に、排気管471により反
応室33内のガスを排気して所定の真空度とした後、加
熱ランプ39により試料48を加熱し、ひきつづき低圧
水銀ランプ38から紫外線を光透過窓36及び光透過保
護カバ45を通して反応室33内に照射する(第2図(
a)図示)。この時、反応室33内に導入された^次シ
ランが紫外線により励起、分解される光化学的気相成長
により試料48上にアモルファスシリコン膜が堆積され
る。
(I) First, the sample 48 is fixed on the sample stage 40, and the sample stage 40 is transported into the reaction chamber 33, and then the transport plate 44 is advanced and the sheet-like light transmission protection cover 45 at the tip thereof is moved into the reaction chamber. disposed close to and above the light transmission window 36 in 33,
The conveyance port 35 of the partition wall 32 is closed by the shutter 46 . Next, high-order silane gas is introduced into the reaction chamber 33 from the deposition material gas introduction pipe 37, and the gas in the reaction chamber 33 is exhausted through the exhaust pipe 471 to achieve a predetermined degree of vacuum. 48 is heated, and then ultraviolet rays are irradiated from the low-pressure mercury lamp 38 into the reaction chamber 33 through the light-transmitting window 36 and the light-transmitting protective cover 45 (see FIG. 2).
a) As shown). At this time, an amorphous silicon film is deposited on the sample 48 by photochemical vapor deposition in which the ^-order silane introduced into the reaction chamber 33 is excited and decomposed by ultraviolet rays.

(II)次いで、上記アモルファスシリコン膜の班積工
程において、反応室33の光透過保護カバ45表面にア
モルファスシリコン膜が堆積され、該窓16の初期の透
明度が失われて低圧水銀ランプ38からの反応に要する
光エネルギが低下した場合、被堆積原料ガス導入管37
からの高次シランガスの供給を停止すると共に、各ラン
プ38.39の電源をオフする。つづいて、搬送板44
を後退させて、その先端の光透過保護カバ45をエツチ
ング室34に搬送する。ひきつづき、エツチングガス導
入管41から例えばCF4と02の混合ガスをエツチン
グ室34内に供給し、排気管472によりエツチング室
34内を所定の真空度とした後、高周波電源43をオン
して一対の平板電極42a、42t)間のエツチング室
34にプラズマを発生させて前記混合ガスをラジカル化
させ、そのラジカル化ガスにより光透過保護カバ45表
面に堆積したアモルファスシリコン膜を前記反応室33
の試料48に対して隔離した状態でエツチング除去する
(同図(b)図示)。この時、原料ガス導入管37から
原料ガスに代えてAr等の不活性ガスを供給して、エツ
チング室34内のラジカル化ガスが試料48が配置され
た反応v33内に搬送口35を通して流入するのを防止
することが望ましい。
(II) Next, in the amorphous silicon film bulk deposition step, an amorphous silicon film is deposited on the surface of the light-transmitting protective cover 45 of the reaction chamber 33, and the initial transparency of the window 16 is lost, causing light leakage from the low-pressure mercury lamp 38. When the light energy required for the reaction decreases, the deposition material gas introduction pipe 37
The supply of high-order silane gas from the lamp 38 and 39 is stopped, and the power to each lamp 38 and 39 is turned off. Continuing, the conveyance plate 44
is moved backward, and the light transmitting protective cover 45 at the tip thereof is transported to the etching chamber 34. Continuously, a mixed gas of CF4 and 02, for example, is supplied into the etching chamber 34 from the etching gas introduction pipe 41, and after making the inside of the etching chamber 34 a predetermined degree of vacuum through the exhaust pipe 472, the high frequency power supply 43 is turned on to Plasma is generated in the etching chamber 34 between the flat plate electrodes 42a and 42t) to radicalize the mixed gas, and the radicalized gas causes the amorphous silicon film deposited on the surface of the light transmission protection cover 45 to be removed from the reaction chamber 33.
The sample 48 is removed by etching in an isolated state (as shown in FIG. 4(b)). At this time, an inert gas such as Ar is supplied from the raw material gas introduction pipe 37 instead of the raw material gas, and the radical gas in the etching chamber 34 flows into the reaction v33 where the sample 48 is placed through the transfer port 35. It is desirable to prevent

次いで、表面のアモルファスシリコン膜がエツチングさ
れた光透過保護カバ45を搬送板44により前記(I)
の工程と同様、光透過窓36上方に近接して配置し、試
料48上にアモルファスシリコン膜を堆積し、反応室3
3の光透過保護カバ45表面の透明度が堆積されたアモ
ルファスシリコン膜により失われた場合、前記(II)
の工程と同様、搬送板44でエツチング室34内に保護
カバ45を移動し、その表面のアモルファスシリコン膜
をエツチング除去するという工程を繰返して試料48上
に所定膜厚のアモルファスシリコン膜を堆積する。
Next, the light transmitting protective cover 45 with the amorphous silicon film etched on the surface is transferred to the above (I) by the transport plate 44.
Similar to the process of , the amorphous silicon film is placed close to above the light transmitting window 36, an amorphous silicon film is deposited on the sample 48, and the reaction chamber 3
If the transparency of the surface of the light transmitting protective cover 45 in No. 3 is lost due to the deposited amorphous silicon film, the above (II)
Similar to the process described above, the process of moving the protective cover 45 into the etching chamber 34 using the transport plate 44 and etching away the amorphous silicon film on its surface is repeated to deposit an amorphous silicon film of a predetermined thickness on the sample 48. .

しかして、本発明の方法によれば低圧水銀ランプ38を
オンした時の試料4B上へのアモルファスシリコン膜の
初期堆積速度は、前記実施例1と同様な条件の時、3.
8人/minであり、該ランプ38をオンして11間経
過後ではその堆積速度は0.1人7 min以下と極端
に低下するものの、前記(I()の工程で反応室33と
は別のエツチング室34で光透過保護カバ45表面のア
モルファスシリコン膜のエツチングを行なう、つまりエ
ツチングラジカルに対して試料48を隔離した状態でア
モルファスシリコン膜のエツチングすることにより、試
料48上に既に堆積されたアモルファスシリコン膜のエ
ツチングがなされることなく、光透過保護カバ45の透
明度を元の状態にでき、低圧水銀ランプ38による初期
堆積速度に略回復できる。従って、光透過保護カバ表面
にアモルファスシリコンが堆積してその透明度が失われ
、低圧水銀ランプからの紫外線による反応に要する光エ
ネルギが低下した場合、従来のように光透過窓の交換や
チャンバから光透過窓を取出して清浄化する操作、並び
にアモルファスシリコン膜を堆積した途中工程の試料を
大気に曝すということを一切行なわずにチャンバ内で試
料上に所定膜厚のアモルファスシリコン膜を連続的に堆
積できる。その結果、試料上に均質、均一で高純度のア
モルファスシリコン膜を効率よく形成できる。
According to the method of the present invention, when the low-pressure mercury lamp 38 is turned on, the initial deposition rate of the amorphous silicon film on the sample 4B is 3.5% under the same conditions as in Example 1.
8 persons/min, and after 11 minutes have elapsed since the lamp 38 was turned on, the deposition rate is extremely reduced to 0.1 persons/min or less, but in the step (I()), the reaction chamber 33 The amorphous silicon film on the surface of the light transmission protection cover 45 is etched in a separate etching chamber 34, that is, the amorphous silicon film is etched while the sample 48 is isolated from etching radicals. The transparency of the light-transmitting protective cover 45 can be restored to its original state without etching the amorphous silicon film, and the initial deposition rate by the low-pressure mercury lamp 38 can be almost restored. If it accumulates and loses its transparency, and the light energy required for the reaction with ultraviolet light from the low-pressure mercury lamp decreases, the conventional operation of replacing the light-transmitting window or removing it from the chamber and cleaning it is necessary. An amorphous silicon film of a predetermined thickness can be continuously deposited on a sample in a chamber without exposing the sample during the process of depositing the amorphous silicon film to the atmosphere.As a result, a homogeneous and uniform layer is formed on the sample. A high-purity amorphous silicon film can be formed efficiently.

一方、第2図図示の装置によれば既述した如く試料上に
均質、均一で高純度のアモルファスシリコン膜を効率よ
く形成できる。また、反応室33とは別のエツチング室
34を設けることによって、光透過保護カバ45表面の
アモルファスシリコン膜をエツチング除去する際、前述
した実施例1の装置のように反応室の原料ガスを不活性
なN2ガス等と置換するという操作を省略できる。更に
、シート状の光透過保護カバ45は従来ののように使い
捨てのフィルムを光透過窓に近接して移動させるという
ものではなく、継続して使用できるため、光透過性の浸
れた高価な石英ガラス等で形成でき、膜堆積速度の向上
化を達成できる。
On the other hand, according to the apparatus shown in FIG. 2, a homogeneous, uniform, and highly pure amorphous silicon film can be efficiently formed on a sample as described above. Furthermore, by providing an etching chamber 34 separate from the reaction chamber 33, when the amorphous silicon film on the surface of the light transmission protection cover 45 is etched away, the raw material gas in the reaction chamber can be removed as in the apparatus of the first embodiment described above. The operation of replacing with active N2 gas or the like can be omitted. Furthermore, the sheet-like light-transmitting protective cover 45 can be used continuously, rather than moving a disposable film close to the light-transmitting window as in the conventional case, so it is not necessary to move a disposable film close to the light-transmitting window. It can be formed of glass or the like, and it is possible to improve the film deposition rate.

なお、上記実施例2の装置では反応室33、エツチング
室34のいずれかに光透過保護カバ45が配置される構
造としたが、これに限定されない。
In the apparatus of the second embodiment, the light transmitting protective cover 45 is disposed in either the reaction chamber 33 or the etching chamber 34, but the present invention is not limited thereto.

例えば、光透過保護カバを取着した2つの搬送板を用い
、一方の光透過保護カバを反応室の光透過窓に近接して
配置し、他方の光透過保護カバをエツチング室に配置し
て反応室内で試料上にアモルファスシリコン膜等の物質
膜を気相成長している間にエツチング室内で物質膜が堆
積された他方の光透過保護カバのエツチングを行なう構
造にしてもよい。
For example, by using two transport plates with light-transmitting protective covers attached, one light-transmitting protective cover is placed close to the light-transmitting window of the reaction chamber, and the other light-transmitting protective cover is placed in the etching chamber. A structure may be adopted in which, while a material film such as an amorphous silicon film is vapor-phase grown on the sample in the reaction chamber, the other light transmitting protective cover on which the material film is deposited is etched in the etching chamber.

上記実施例2の装置では、反応室33に隣接()て1つ
のエツチング室34を配置した構造にしたが、これに限
定されない。例えば、反応室に隣接して左右に隔壁を介
して2つのエツチング室を配置し、かつ夫々ののエツチ
ング室にエツチングカス導入管及びラジカル発生手段と
しの一対の平板電極等を配置すると共に、搬送板に反応
室と一方のエツチング室に対応して配置される光透過保
護カバを取着し、反応室での試料上への物質膜の堆積時
に一方もしくは他方のエツチング室で光透過保護カバ表
面に堆積された物質膜をエツチング除去する構造しても
よい。このような装置を使用すれば、一方の光透過保護
カバ表面の物質膜を一方のエツチング室でエツチング除
去する間に、他方の光透過保護カバを配置された反応室
にて試料上に物質膜を堆積できるため、試料上により一
層効率よく物質膜を堆積できる利点を有する。
In the apparatus of the second embodiment, one etching chamber 34 is arranged adjacent to the reaction chamber 33, but the structure is not limited thereto. For example, two etching chambers are arranged adjacent to the reaction chamber with partition walls on the left and right, and an etching sludge introduction tube and a pair of flat plate electrodes as radical generating means are arranged in each etching chamber. A light transmitting protective cover arranged corresponding to the reaction chamber and one etching chamber is attached to the plate, and when a material film is deposited on the sample in the reaction chamber, the surface of the light transmitting protective cover is placed in one or the other etching chamber. A structure may also be used in which a material film deposited on the substrate is removed by etching. If such a device is used, while the material film on the surface of one light transmitting protective cover is being etched away in one etching chamber, the material film on the surface of the other light transmitting protective cover is being etched away on the sample in the reaction chamber where the other light transmitting protective cover is placed. This has the advantage that a material film can be deposited more efficiently on a sample.

実施例3 本実施例3を第3図に示す光化学的気相成長装置を参照
して説明する。
Example 3 Example 3 will be described with reference to a photochemical vapor deposition apparatus shown in FIG.

図中の51はチャンバであり、該チャンバ51にはL型
の隔壁52で区画された反応室53とエツチング室54
が形成されている。前記隔壁52には、後述する円板状
の光透過保護カバが挿入されるスリット55が開口され
ている。前記反応室53に対応する前記チャンバ51の
上部壁面には、光透過部材の一方を構成する例えば石英
ガラスからなる光透過窓56が取付けられている。また
、前記反応室53内には、被堆積原料ガス導入管57が
挿入されている。前記光透過窓56の外部には、光源と
しての例えばArFエキシマレーザ発振器(図示せず)
が配置されている。前記反応室53内には、試料台58
が固定されており、該試料台58には図示しないヒータ
が内蔵されている。
51 in the figure is a chamber, and the chamber 51 has a reaction chamber 53 and an etching chamber 54 separated by an L-shaped partition wall 52.
is formed. The partition wall 52 has a slit 55 into which a disk-shaped light transmitting protective cover, which will be described later, is inserted. A light transmitting window 56 made of, for example, quartz glass and constituting one of the light transmitting members is attached to the upper wall surface of the chamber 51 corresponding to the reaction chamber 53. Furthermore, a deposition material gas introduction pipe 57 is inserted into the reaction chamber 53 . For example, an ArF excimer laser oscillator (not shown) is provided outside the light transmission window 56 as a light source.
is located. Inside the reaction chamber 53, there is a sample stage 58.
is fixed, and the sample stage 58 has a built-in heater (not shown).

前記エツチング室54内には、エツチングガス導入管5
9が前記反応室53を通して挿入されている。また、前
記反応室53上部と前記エツチング室54に亙る領域に
は、前記スリット55を通して回転する例えば石英ガラ
スからなる円板状の光透過保護カバ60が配置されてい
る。この保護カバ60は、前記試料台58表面に略平行
に配置されていると共に、その半分の面積より少し小さ
い領域が前記反応室53に位置するように配置されてい
る。また、前記円板状の光透過保護カバ60の前記エツ
チング室54に位置する中心には、搬送手段の一部を構
成する回転軸61が軸着されている。この回転軸61に
は、図示しないモータが連結されている。前記エツチン
グ室54内には、ラジカル発生手段の一部を構成する一
対の平板電極62a、62bが前記円板状の光透過保護
カバ60を挟むように互いに平行に配置されている。
In the etching chamber 54, an etching gas introduction pipe 5 is provided.
9 is inserted through the reaction chamber 53. Further, in a region extending between the upper part of the reaction chamber 53 and the etching chamber 54, a disk-shaped light transmitting protective cover 60 made of, for example, quartz glass is arranged, which rotates through the slit 55. This protective cover 60 is arranged substantially parallel to the surface of the sample stage 58, and is arranged so that an area slightly smaller than half of the area thereof is located in the reaction chamber 53. Further, a rotary shaft 61 constituting a part of the conveyance means is attached to the center of the disc-shaped light transmitting protection cover 60 located in the etching chamber 54 . A motor (not shown) is connected to this rotating shaft 61. Inside the etching chamber 54, a pair of flat plate electrodes 62a and 62b constituting a part of the radical generating means are arranged parallel to each other so as to sandwich the disc-shaped light transmitting protection cover 60 therebetween.

これら平板電極62a、62bの一方の電極(例えば6
2b)は、図示しない高周波電源を介して接地されてお
り、かつ他方の電極62aは接地されている。更に、前
記各室53.54に対応する前記チャンバ51の上部壁
面には排気管631.632が夫々連結されている。
One electrode of these flat electrodes 62a, 62b (for example, 6
2b) is grounded via a high frequency power source (not shown), and the other electrode 62a is grounded. Furthermore, exhaust pipes 631 and 632 are connected to the upper wall surface of the chamber 51 corresponding to each of the chambers 53 and 54, respectively.

次に、前述した第3図の装置を用いてアモルファスシリ
コン膜の光化学的気相成長方法を説明する。□ (I)まず、試料台58に試料64を固定し、該試料台
58に内蔵した図示しないヒータにより試料64を所定
温度に加熱した後、被堆積原料ガス導入管57から高次
シランガスを反応室53に導入すると共に、排気管63
1により反応室53内のガスを排気して所定の真空度と
する。つづいて、図示しないArFエキシマレーザ発振
器よりレーザ光65を光透過窓56及び円板状の光透過
保護カバ60を通して反応室53内に照射゛する。この
時、反応室53内に導入された高次シランがレーザ光6
5により励起、分解される光化学的気相成長により試料
64上にアモルファスシリコン膜が堆積される。
Next, a photochemical vapor phase growth method for an amorphous silicon film will be explained using the apparatus shown in FIG. 3 described above. □ (I) First, the sample 64 is fixed on the sample stage 58, and after heating the sample 64 to a predetermined temperature by a heater (not shown) built into the sample stage 58, a high-order silane gas is reacted from the deposition material gas introduction pipe 57. At the same time as introducing into the chamber 53, the exhaust pipe 63
1, the gas in the reaction chamber 53 is exhausted to a predetermined degree of vacuum. Subsequently, a laser beam 65 is irradiated into the reaction chamber 53 from an ArF excimer laser oscillator (not shown) through the light transmission window 56 and the disk-shaped light transmission protection cover 60. At this time, the high-order silane introduced into the reaction chamber 53 is exposed to the laser beam 6.
An amorphous silicon film is deposited on the sample 64 by photochemical vapor phase growth excited and decomposed by 5.

(If)次いで、上記アモルファスシリコン膜の堆積工
程において、円板状の光透過保護カバ60の反応室53
に位置する略半円形の領域表面にアモルファスシリコン
膜が堆積され、光透過窓56に対向する光透過保護カバ
60部分の透明度が失われレーザ光65からの反応に要
する光エネルギが低下した場合、被堆積原料ガス導入管
57がらの高次シランガスの供給を停止し、レーザ発振
器をオフすると共に、反応室53内のガスをN2等の不
活性ガスで置換する。つづいて、回転軸61を図示しな
いモータにより前記光透過保護カバ60が180°回転
するように駆動して同光透過保護カバ60のアモルファ
スシリコン膜が堆積された領域をエツチング室54に位
置させると共に、アモルファスシリコン膜が堆積されて
いな領域を前記光透過窓56に対向させる。ひきつづき
、エツチングガス導入管59から例えばCF4と02の
混合ガスをエツチング室54内に供給し、排気管632
によりエツチング室54内を所定の真空度とした後、図
示しない高周波N源をオンして一対の平板電極62a、
62t)間のエツチング室54にプラズマを発生させて
前記混合ガスをラジカル化させ、そのラジカル化ガスに
より光透過保護カバ60の略半分の領域表面に堆積した
アモルファスシリコン膜を前記反応室53の試料64に
対して隔離した状態でエツチング除去する。この時、原
料ガス導入管37から原料ガスに代えてAr等の不活性
ガスを供給することによって、エツチング!!!54内
のラジカル化ガスが試料64が配置された反応室53内
にスリット55を通して流入するのを防止することが望
ましい。
(If) Next, in the amorphous silicon film deposition step, the reaction chamber 53 of the disc-shaped light transmission protection cover 60 is
When an amorphous silicon film is deposited on the surface of a substantially semicircular area located at , the transparency of the portion of the light transmitting protective cover 60 facing the light transmitting window 56 is lost, and the light energy required for reaction from the laser beam 65 is reduced. The supply of high-order silane gas from the deposition material gas introduction pipe 57 is stopped, the laser oscillator is turned off, and the gas in the reaction chamber 53 is replaced with an inert gas such as N2. Subsequently, the rotating shaft 61 is driven by a motor (not shown) to rotate the light transmitting protective cover 60 by 180 degrees to position the region of the light transmitting protective cover 60 on which the amorphous silicon film is deposited in the etching chamber 54. , the region where the amorphous silicon film is not deposited is opposed to the light transmission window 56. Continuously, a mixed gas of CF4 and 02, for example, is supplied into the etching chamber 54 from the etching gas introduction pipe 59, and the exhaust pipe 632
After setting the inside of the etching chamber 54 to a predetermined degree of vacuum, a high frequency N source (not shown) is turned on and the pair of flat electrodes 62a,
Plasma is generated in the etching chamber 54 between the etching chambers 52 and 62t) to radicalize the mixed gas, and the amorphous silicon film deposited on the surface of approximately half of the light transmitting protective cover 60 is removed from the sample in the reaction chamber 53 by the radicalized gas. It is removed by etching while isolated from 64. At this time, by supplying an inert gas such as Ar instead of the raw material gas from the raw material gas inlet pipe 37, etching can be carried out! ! ! It is desirable to prevent the radicalized gas in 54 from flowing through slit 55 into reaction chamber 53 in which sample 64 is placed.

次いで、前記(I)の工程と同様、光透過窓56及びア
モルファスシリコン膜の堆積されていない円板状の光透
過保護カバ60を通してレーザ光を反応室53内に照射
し、試料64上にアモルファスシリコン膜を堆積し、反
応室53に位置する光透過保護カバ60の領域表面の透
明度が堆積されたアモルファスシリコン膜により失われ
た場合、前記(Ilr)の工程と同様、エツチング室5
4内で円板状の光透過保護カバ60の略半分の領域表面
に堆積されたアモルファスシリコン膜をエツチング除去
するという工程を繰返して試料64上に所定膜厚のアモ
ルファスシリコン膜を堆積する。
Next, in the same manner as in step (I) above, a laser beam is irradiated into the reaction chamber 53 through the light transmission window 56 and the disc-shaped light transmission protection cover 60 on which no amorphous silicon film is deposited, and an amorphous silicon film is deposited on the sample 64. When a silicon film is deposited and the transparency of the surface of the area of the light transmission protection cover 60 located in the reaction chamber 53 is lost due to the deposited amorphous silicon film, the etching chamber 5 is removed as in the step (Ilr) above.
The process of etching and removing the amorphous silicon film deposited on approximately half the surface of the disk-shaped light transmitting protective cover 60 in the sample 64 is repeated to deposit an amorphous silicon film of a predetermined thickness on the sample 64.

しかして、本実施例3の方法によればレーザ発振器をオ
ンした時の試料64上へのアモルファスシリコン膜の初
期堆積速度は、レーザ光としてArFエキシマレーザ光
(波長194r+m出力1.5W/cm4)、高次シラ
ンとしてジシラン(S12Hs )を用いた時、600
人/minテアリ、FJR振器をオンして2分間経過後
ではその堆積速度は10人/1n以下と極端に低下する
ものの、前記(II)の工程で円板状の光透過保護カバ
60を180″回転させ、アモルファスシリコン膜が堆
積されていない該保護カバ60の領域を光透過窓56に
対向させることによって、レーザ光による初期堆積速度
に回復できる。こうした円板状の光透過保護カバ60の
回転後には、反応室53とは別のエツチング室54で光
透過保護カバ60の略半分の領域表面のアモルファスシ
リコン膜のエツチングを行なう、つまりエツチングラジ
カルに対して試料64を隔離した状態でアモルファスシ
リコン膜のエツチングすることにより、試料64上に既
に堆積されたアモルファスシリコン映のエツチングを防
止できる。したがって、光透過保護カバ表面にアモルフ
ァスシリコンが堆積してその透明度が失われ、レーザ光
による反応に要する光エネルギが低下した場合、従来の
ように光透過窓の交換やチャンバから光透過窓を取出し
て清浄化する操作、並びにアモルファスシリコン膜を堆
積した途中工程の試料を大気に曝すということを一切行
なわずにチャンバ内で試料上に所定膜厚のアモルファス
シリコン膜を連続的に堆積できる。その結果、試料上に
均質、均一で高純度のアモルファスシリコン膜を効率よ
く形成できる。
According to the method of Example 3, the initial deposition rate of the amorphous silicon film on the sample 64 when the laser oscillator is turned on is as follows: , when disilane (S12Hs) is used as the higher-order silane, 600
Although the deposition rate is extremely low to 10 persons/min or less after 2 minutes have passed after turning on the FJR shaker, the disk-shaped light transmitting protective cover 60 is removed in the step (II) above. By rotating the protective cover 60 by 180'' and making the region of the protective cover 60 on which the amorphous silicon film is not deposited face the light transmitting window 56, the initial deposition rate by the laser beam can be recovered. Such a disc-shaped light transmitting protective cover 60 After the rotation, the amorphous silicon film on the surface of approximately half of the light transmitting protective cover 60 is etched in an etching chamber 54 separate from the reaction chamber 53. In other words, the amorphous silicon film is etched with the sample 64 isolated from the etching radicals. By etching the silicon film, it is possible to prevent etching of the amorphous silicon film already deposited on the sample 64. Therefore, the amorphous silicon is deposited on the surface of the light-transmitting protective cover and loses its transparency, making it difficult to react with laser light. When the required light energy decreases, there is no need to replace the light-transmitting window, take it out of the chamber and clean it, or expose the sample during the process of depositing the amorphous silicon film to the atmosphere, as in the past. An amorphous silicon film of a predetermined thickness can be continuously deposited on a sample in a chamber without having to carry out any steps.As a result, a homogeneous, uniform, and highly pure amorphous silicon film can be efficiently formed on a sample.

一方、第3図図示の装置によれば既述した如く試料上に
均質、均一で高純度のアモルファスシリコン膜を効率よ
く形成できる。しかも、円板状の光透過保護カバ60は
従来のように使い捨てのフィルムを光透過窓に近接して
移動させるというものではなく、継続して使用できるた
め、光透過性の優れた高価な石英ガラス等の材料で形成
でき。
On the other hand, according to the apparatus shown in FIG. 3, a homogeneous, uniform, and highly pure amorphous silicon film can be efficiently formed on the sample as described above. Moreover, the disc-shaped light-transmitting protective cover 60 can be used continuously, rather than moving a disposable film close to the light-transmitting window as in the past, so it is made of expensive quartz with excellent light transmittance. It can be formed from materials such as glass.

膜堆積速度の向上化を達成できる。An improvement in film deposition rate can be achieved.

また、上述した第3図図示の装置を用いれば次のような
前記方法とは別の方法で光化学的気相成長を行なうこと
が可能となる。
Further, by using the above-mentioned apparatus shown in FIG. 3, it becomes possible to perform photochemical vapor phase growth by a method different from the method described above.

まず、試料台58に試料64を固定し、該試料台58に
内蔵した図示しないヒータにより試料64を所定温度に
加熱した後、被堆積原料ガス導入管57から高次シラン
ガスを反応室53に導入すると共に、排気管631によ
り反応室53内のガスを排気して所定の真空度とする。
First, the sample 64 is fixed on the sample stage 58 and heated to a predetermined temperature by a heater (not shown) built into the sample stage 58, and then high-order silane gas is introduced into the reaction chamber 53 from the deposition material gas introduction pipe 57. At the same time, the gas in the reaction chamber 53 is exhausted through the exhaust pipe 631 to achieve a predetermined degree of vacuum.

つづいて、図示しない例えばArFエキシマレーザ発振
器よりレーザ光65を光透過窓56及び円板状の光透過
保護カバ60を通して反応室53内に照射すると同時に
、回転軸61により円板状の光透過保護カバ60をゆっ
くりと回転する。この時、反応室53内に導入された高
次シランがレーザ光65により励起、分解される光化学
的気相成長により試料64上にアモルファスシリコン膜
が堆積される。
Next, a laser beam 65 from an ArF excimer laser oscillator (not shown), for example, is irradiated into the reaction chamber 53 through the light transmission window 56 and the disc-shaped light transmission protection cover 60, and at the same time, a disc-shaped light transmission protection cover is formed by the rotating shaft 61. Rotate the cover 60 slowly. At this time, an amorphous silicon film is deposited on the sample 64 by photochemical vapor deposition in which high-order silane introduced into the reaction chamber 53 is excited and decomposed by the laser beam 65.

また、この堆積工程において、回転する円板状の光透過
保護カバ60の反応W53に位置する領域表面にもアモ
ルファスシリコン膜が堆積される。
In addition, in this deposition process, an amorphous silicon film is also deposited on the surface of the region of the rotating disc-shaped light transmission protection cover 60 located at the reaction W53.

前記保護カバ60を一回転させ、その表面全体にアモル
ファスシリコン膜が堆積された後、被堆積原料ガス導入
管57からの高次シランガスの供給を停止し、レーザ発
振器をオフすると共に、反応室53内のガスをN2等の
不活性ガスで置換する。
After the protective cover 60 is rotated once and an amorphous silicon film is deposited on its entire surface, the supply of higher-order silane gas from the deposition material gas introduction tube 57 is stopped, the laser oscillator is turned off, and the reaction chamber 53 is turned off. Replace the gas inside with an inert gas such as N2.

つづいて、エツチングガス導入管59から例えばCF4
と02の混合ガスをエツチング’J54内に供給し、排
気管632によりエツチング至54内を所定の真空度と
した後、図示しない高周波電源をオンして一対の平板!
’ff162a、62b間のエツチング室54にプラズ
マを発生させて前記混合ガスをラジカル化させ、そのラ
ジカル化ガスにより光透過保護カバ60表面に堆積した
アモルファスシリコン膜を前記反応室53の試料64に
対して隔離した状態でエツチング除去する。
Next, from the etching gas introduction pipe 59, for example, CF4
After supplying the mixed gas of and 02 into the etching chamber 54 and creating a predetermined degree of vacuum inside the etching chamber 54 through the exhaust pipe 632, a high frequency power source (not shown) is turned on and a pair of flat plates are removed.
Plasma is generated in the etching chamber 54 between the FFs 162a and 62b to radicalize the mixed gas, and the amorphous silicon film deposited on the surface of the light transmission protection cover 60 is transferred to the sample 64 in the reaction chamber 53 by the radicalized gas. Remove by etching while isolated.

次いで、前記と同様、レーザ発振器よりレーザ光65を
光透過窓56及び円板状の光透過保護カバ60を通して
反応室53内に照射すると同時に、回転軸61により円
板状の光透過保護カバ60をゆっくりと回転させて、試
料64上にアモルファスシリコン膜を堆積する工程と、
エツチング至54中で円板状の光透過保護カバ60表面
全体のアモルファスシリコン膜をエツチング除去する工
程とを繰返して試料64J:に所定膜厚のアモルファス
シリコン膜を堆積する。
Next, in the same manner as described above, the laser beam 65 is irradiated from the laser oscillator into the reaction chamber 53 through the light transmission window 56 and the disc-shaped light transmission protection cover 60, and at the same time, the rotation shaft 61 irradiates the disc-shaped light transmission protection cover 60. slowly rotating the sample 64 to deposit an amorphous silicon film on the sample 64;
The steps of etching and removing the amorphous silicon film on the entire surface of the disc-shaped light transmission protection cover 60 in 54 are repeated to deposit an amorphous silicon film of a predetermined thickness on sample 64J:.

しかして、上記方法によれば前述した実施例3の方法に
比べて膜堆積速度を略一定にした状態で連続的なアモル
ファスシリコン膜の堆積が可能となる。その結果、原料
ガスの供給・停止、エツチングガスの供給・停止、レー
ザ光のオン・オフ及び高周波電源のオン・オフの頻度を
減少でき、アモルファスシリコン膜の堆積効率を著しく
向上できる。
According to the above method, compared to the method of the third embodiment described above, it is possible to continuously deposit an amorphous silicon film while keeping the film deposition rate substantially constant. As a result, the frequency of supplying and stopping the source gas, supplying and stopping the etching gas, turning on and off the laser beam, and turning on and off the high-frequency power source can be reduced, and the deposition efficiency of the amorphous silicon film can be significantly improved.

更に、前述した第3図図示の装置にガス導入室を付加し
た構造の光化学的気相成長装置を使用してアモルファス
シリコン膜等の物質膜の気相成長を行なってもよい。即
ち、第4図の装置は、スリット55が開口された隔壁5
2における反応室53側の側面にスリット55−を有す
るガス導入室66を配設し、この導入至66内に外部か
ら不活性ガス導入管67?挿入した構造になっている。
Furthermore, a photochemical vapor phase growth apparatus having a structure in which a gas introduction chamber is added to the apparatus shown in FIG. 3 described above may be used to perform vapor phase growth of a material film such as an amorphous silicon film. That is, the apparatus shown in FIG.
A gas introduction chamber 66 having a slit 55 is provided on the side surface of the reaction chamber 53 side in 2, and an inert gas introduction pipe 67 from the outside is inserted into this introduction chamber 66. It has an inserted structure.

このような構成によれば、不活性ガス導入管67より例
えばArガス等の不活性ガスをガス導入室66に導入す
ることによって、該ガスは導入至66からそのスリット
55−及び隔壁52のスリット55を通して反応室53
、エツチング室54に夫々流出するため、反応v53、
エツチングv54のガスが相互に流出入するのを防止で
きる。その結果、反応室53とエツチングW54との間
のシーリング性を確保できるため、前述したように円板
状の光透過保護カバ60をゆっくり回転して反応室53
でアモルファスシリコン膜を試料64上に堆積している
間、エツチング室54で前記保護カバ60上に堆積され
たアモルファスシリコン膜のエツチング除去を行なうこ
とができる。従って、かかる装置を用いればアモルファ
スシリコン膜のIW積と円板状の光透過保護カバ上に堆
積されたアモルファスシリコン膜のエツチングとを連続
して行なうことができるため、常にレーザ光による高い
光エネルギ状態で原料ガスの励起、分解を行なうことが
できると共に、原料ガスの供給・停止、エツチングガス
の供給・停止、レーザ光のオン・オフ及びへ周波電源の
オン・オフという繁雑な操作を略省略でき、アモルファ
スシリコン膜の堆積効率をより一層向上できる。この場
合、円板状の光透過保護カバとして2枚又はそれ以上の
枚数を使用してそれら円板状の光透過保護カバの回転方
向を逆にすることによって、反応室の領域に位置する保
護カバの光透過性を均一化でき、試料上に均一膜厚の物
質膜を形成することが可能となる。
According to such a configuration, by introducing an inert gas such as Ar gas into the gas introduction chamber 66 from the inert gas introduction pipe 67, the gas is introduced from the introduction chamber 66 to the slit 55- and the slit of the partition wall 52. 55 through the reaction chamber 53
, to the etching chamber 54, the reactions v53,
Etching v54 gases can be prevented from flowing into and out of each other. As a result, the sealing property between the reaction chamber 53 and the etching W54 can be ensured, so the disc-shaped light transmitting protection cover 60 is slowly rotated to seal the reaction chamber 53 as described above.
While the amorphous silicon film is being deposited on the sample 64, the amorphous silicon film deposited on the protective cover 60 can be etched away in the etching chamber 54. Therefore, if such a device is used, the IW product of the amorphous silicon film and the etching of the amorphous silicon film deposited on the disk-shaped light transmitting protective cover can be performed continuously, so that the high optical energy of the laser beam is always used. It is possible to excite and decompose the raw material gas in the same state, and also eliminates the complicated operations of supplying and stopping the raw material gas, supplying and stopping the etching gas, turning on and off the laser beam, and turning on and off the frequency power supply. This makes it possible to further improve the deposition efficiency of the amorphous silicon film. In this case, by using two or more disk-shaped light-transmitting protective covers and reversing the rotating direction of the disk-shaped light-transmitting protective covers, the protection located in the area of the reaction chamber can be protected. The light transmittance of the cover can be made uniform, and it becomes possible to form a material film with a uniform thickness on the sample.

なお、上記実施例2.3において、光透過窓と光透過保
護カバの間の空間にArやN2等の不活性ガスをパージ
して試料上に物質膜を堆積して間に光透過窓内面に物質
膜が堆積されないようにしてもよい。つまり、光透過保
護カバのようにエツチング室でエツチング処理がなされ
ない光透過窓への物質膜を堆積を抑制できる。
In Example 2.3 above, an inert gas such as Ar or N2 is purged into the space between the light-transmitting window and the light-transmitting protective cover, and a material film is deposited on the sample. The material film may be prevented from being deposited on the surface. In other words, it is possible to suppress the deposition of a material film on the light transmitting window which is not etched in the etching chamber, such as a light transmitting protective cover.

上記実施例2.3において、エツチング室の壁面に光透
過窓を設け、エツチングラジカルを発生するための光源
をチャンバ外部に配置しする構造にすることによって、
該光源からの光によりエツチング室内のエツチングガス
をラジカル化し、そのラジカル化ガスにより光透過保護
カバ上に堆積された物質膜をエツチングするようにして
もよい。
In Example 2.3 above, by providing a light transmission window on the wall of the etching chamber and arranging the light source for generating etching radicals outside the chamber,
The etching gas in the etching chamber may be radicalized by the light from the light source, and the material film deposited on the light transmission protective cover may be etched by the radicalized gas.

上記実施例1.2では、光源として低圧水銀ランプを、
上記実施例3ではレーザ光を夫々使用したが、光源とし
て低圧水銀ランプ、キセノンランプなどのランプやレー
ザ光等を堆積すべき物質膜に応じて選定すればよい。
In the above Example 1.2, a low pressure mercury lamp is used as a light source,
Although a laser beam was used in the third embodiment, a lamp such as a low-pressure mercury lamp or a xenon lamp, a laser beam, or the like may be selected as the light source depending on the material film to be deposited.

ト記各実施例では、光源をチャンバの外に配置したが、
低圧水銀ランプ等のランプをチャンバ内に配置してもよ
い。この場合、ランプの管壁が光透過部材となる。
In each of the examples described above, the light source was placed outside the chamber, but
A lamp, such as a low pressure mercury lamp, may be placed within the chamber. In this case, the tube wall of the lamp becomes the light transmitting member.

上記各実施例ではエツチングラジカル発生手段として、
互いに対向配置される平板電極と、この一方の電極に接
続された高周波電源とから構成したものを用いたがこれ
に限定されない。例えば、電極として半円筒形状のもの
等を使用してもよく、かつ接地電位の電極としてチャン
バが導電性の壁面を有している場合、その壁面で代用で
きる。また、電源に接続されている電圃を被堆@原料ガ
ス、エツチングラジカルに対して耐性を有する材料から
形成して、チャンバ内に配置することもできる。
In each of the above embodiments, as the etching radical generating means,
Although a configuration including flat plate electrodes arranged to face each other and a high frequency power source connected to one of the electrodes was used, the present invention is not limited thereto. For example, a semi-cylindrical electrode may be used as the electrode, and if the chamber has a conductive wall surface, that wall surface can be used as the electrode at ground potential. Furthermore, the electric field connected to the power source can be made of a material that is resistant to the deposited source gas and etching radicals, and can be placed in the chamber.

更に、チャンバをとり囲むようなコイル状のものでもよ
い。光透過部材を有するチャンバと隣接した別のチャン
バでプラズマ放電、光励起によりエツチングラジカルを
生成し、このエツチングラジカルを前記光透過部材を有
するチャンバ内に導入するようにしてもよい。
Furthermore, it may be coiled so as to surround the chamber. Etching radicals may be generated by plasma discharge or photoexcitation in another chamber adjacent to the chamber having the light transmitting member, and the etching radicals may be introduced into the chamber having the light transmitting member.

上記各実施例では、被堆積原料ガスとして高次シランを
使用したが、水銀蒸気を混入したモノシラン(SiH+
)を用いることができる。また、金属1膜の堆積を行な
う場合にはハロゲン化物、カルボニル化合物、水素化物
を使用できる。
In each of the above examples, higher-order silane was used as the material gas to be deposited, but monosilane mixed with mercury vapor (SiH+
) can be used. Furthermore, when depositing a single metal film, halides, carbonyl compounds, and hydrides can be used.

上記実施例では、物質膜としてアモルファスシリコン膜
を例にして説明したが、アンモニア又は酸化性ガスの導
入によりシリコン窒化躾やシリコン酸化膜等の他の物質
膜の堆積にも同様に適用できる。
In the above embodiments, an amorphous silicon film is used as an example of the material film, but the present invention can be similarly applied to the deposition of other material films such as silicon nitride or silicon oxide by introducing ammonia or an oxidizing gas.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述した如く、本発明によれば試料上の堆積途中の
物質膜をエツチングすることなく、光透過部材内面に堆
積された物質膜をチャンバ内でエツチング除去すること
によって、安定で連続的な物質膜の堆積を可能とし、ひ
いては均質、均一で高純度の物質膜を効率よく堆積し得
る光化学的気相成長方法及びその装置を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, the material film deposited on the inner surface of the light transmitting member is removed by etching in the chamber without etching the material film in the process of being deposited on the sample. INDUSTRIAL APPLICATION It is possible to provide a photochemical vapor deposition method and an apparatus for the same, which enables the deposition of a material film and, in turn, can efficiently deposit a homogeneous, uniform, and highly pure material film.

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

第1図は本発明の実施例1における光化学的気相成長装
置を示す断面図、第2図は本発明の実施例2における光
化学的気相成長装置を示す断面図、第3図は本発明の実
施例3における光化学的気相成長装置を示す断面図、第
4図は本発明の他の実施例を示す光化学的気相成長装置
の断面図、第5図は従来の光化学的気相成長装置を示す
断面図である。 11.31.51・・・チャンバ、13.33.53・
・・反応室、14・・・待機室、16.36.56・・
・光透過窓、17.37.57・・・被堆積原料ガス導
入管、18.41.59・・・エツチングカス導入管、
19.38−・・低圧水銀ランプ、21a、21b14
2a、42b、62a、62 b ・・・平板電極、2
2.43・・・高周波電源、23.44・・・搬送板、
24.40.58・・・試料台、261.262.47
1.472.63t 、632・・・排気管、27.4
8.64・・・試料、45.60・・・光透過保護カバ
、61・・・回転軸、66・・・ガス導入至、67・・
・不活性ガス導入管。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 ′HIWI 第2図 第3図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a photochemical vapor growth apparatus in Example 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a photochemical vapor growth apparatus in Example 2 of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a photochemical vapor growth apparatus in Example 2 of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a photochemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a conventional photochemical vapor deposition apparatus. FIG. 2 is a sectional view showing the device. 11.31.51...Chamber, 13.33.53.
...Reaction chamber, 14...Waiting room, 16.36.56...
・Light transmission window, 17.37.57... Deposited raw material gas introduction pipe, 18.41.59... Etching residue introduction pipe,
19.38--Low pressure mercury lamp, 21a, 21b14
2a, 42b, 62a, 62b... flat plate electrode, 2
2.43...High frequency power supply, 23.44...Transport plate,
24.40.58...Sample stand, 261.262.47
1.472.63t, 632...exhaust pipe, 27.4
8.64...Sample, 45.60...Light transmission protective cover, 61...Rotating shaft, 66...Gas introduction, 67...
・Inert gas introduction pipe. Applicant Sub-Agent Patent Attorney Takehiko Suzue'HIWI Figure 2 Figure 3

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)チャンバ内に被堆積原料ガスを導入し、光を光透
過部材を通してチャンバ内に照射して、前記ガスを励起
させて前記チャンバ内に配置した試料上に所定の物質膜
を堆積する工程と、この物質膜を堆積した試料をエッチ
ングラジカルが到達しない状態で前記光透過部材上の物
質膜をエッチング除去する工程とを具備したことを特徴
とする光化学的気相成長方法。
(1) A step of introducing a material gas to be deposited into a chamber and irradiating light into the chamber through a light-transmitting member to excite the gas and depositing a predetermined material film on a sample placed in the chamber. and a step of etching away the material film on the light transmitting member in a state where etching radicals do not reach the sample on which the material film has been deposited.
(2)光としてランプから放出されたものを使用するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光化学的気
相成長方法。
(2) The photochemical vapor deposition method according to claim 1, characterized in that light emitted from a lamp is used as the light.
(3)光としてレーザ光を使用することを特徴する特許
請求の範囲第1項記載の光化学的気相成長方法。
(3) The photochemical vapor deposition method according to claim 1, characterized in that a laser beam is used as the light.
(4)少なくとも2つ以上の室を有するチャンバと、こ
れら室のうちの少なくとも1つの室に対応するチャンバ
の壁体に設けられた光透過部材と、この光透過部材が設
けられた室内に挿入された被堆積原料ガス導入管と、前
記光透過部材が設けられた室内に挿入されたエッチング
ガス導入管と、前記光透過部材に対応して前記チャンバ
の外部に配置され、前記被堆積原料ガス導入管から室内
に導入された原料ガスを励起するための光を照射する光
源と、前記光透過部材に対応して配置され、前記エッチ
ングガス導入管から室内に導入されたガスをラジカル化
して前記光透過部材近傍に供給するためのラジカル発生
手段と、前記光透過部材が設けられた室内に試料を搬送
すると共に、該室のエッチング中には同試料を別の室に
搬送する搬送手段と、を具備したことを特徴とする光化
学的気相成長装置。
(4) A chamber having at least two or more chambers, a light transmitting member provided on the wall of the chamber corresponding to at least one of these chambers, and inserting into the chamber provided with this light transmitting member. an etching gas introduction pipe inserted into the chamber in which the light transmitting member is provided; a light source that irradiates light for exciting the raw material gas introduced into the chamber from the introduction tube; and a light source disposed corresponding to the light transmitting member, which radicalizes the gas introduced into the chamber from the etching gas introduction tube, and radical generating means for supplying the radicals to the vicinity of the light transmitting member; a transport means for transporting the sample into the chamber in which the light transmitting member is provided and transporting the same sample to another chamber during etching in the chamber; A photochemical vapor phase growth apparatus characterized by comprising:
(5)光源がランプであることを特徴とする特許請求の
範囲第4項記載の光化学的気相成長装置。
(5) The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the light source is a lamp.
(6)光源がレーザ発振装置であることを特徴とする特
許請求の範囲第4項記載の光化学的気相成長装置。
(6) The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the light source is a laser oscillation device.
(7)ラジカル発生手段は、光透過部材に対応してチャ
ンバの外部に互いに対向して配置された一対の電極と、
これら電極の一方に接続された高周波電源とから構成さ
れるものであることを特徴とする特許請求の範囲第4項
記載の光化学的気相成長装置。
(7) The radical generating means includes a pair of electrodes arranged facing each other outside the chamber in correspondence with the light transmitting member;
5. The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 4, further comprising a high frequency power source connected to one of these electrodes.
(8)搬送手段が、各室を区画する隔壁の出入り口を閉
じるシャッタ機能を有することを特徴とする特許請求の
範囲第4項記載の光化学的気相成長装置。
(8) The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the transport means has a shutter function that closes the entrances and exits of the partition walls that partition each chamber.
(9)光透過部材が設けられた室のエッチング中に搬送
手段により試料を搬送する別の室は、試料の待機室であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の光化学
的気相成長装置。
(9) The photochemical gas according to claim 4, wherein another chamber into which the sample is transported by the transport means during etching of the chamber provided with the light-transmitting member is a waiting chamber for the specimen. Phase growth device.
(10)光透過部材が設けられた室のエッチング中に搬
送手段により試料を搬送する別の室には、該光透過部材
が設けられた室と同様に光透過部材、被堆積原料ガス導
入管、エッチングガス導入管が配置されていると共に、
その外部に光源及びラジカル発生手段が配置されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の光化学的
気相成長装置。
(10) Another chamber in which the sample is transported by a transport means during etching of the chamber provided with the light-transmitting member is provided with a light-transmitting member and a deposition material gas introduction pipe, similar to the chamber provided with the light-transmitting member. , an etching gas introduction pipe is arranged,
5. The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein a light source and a radical generating means are arranged outside the photochemical vapor deposition apparatus.
(11)少なくとも2つ以上の室を有するチャンバと、
これら室のうちの試料が配置される第1室に対応するチ
ャンバの壁体に設けられた光透過窓及び該窓に近接し、
該第1室と隣接する第2室に移動可能な光透過保護カバ
からなる光透過部材と、前記第1室内に挿入された被堆
積原料ガス導入管と、前記第2室に挿入されたエッチン
グガス導入管と、前記光透過窓に対応して前記チャンバ
の外部に配置され、前記被堆積原料ガス導入管から第1
室内に導入された原料ガスを励起するための光を照射す
る光源と、前記第2室に対応して配置され、前記エッチ
ングガス導入管から同第2室内に導入されたガスをラジ
カル化するためのラジカル発生手段と、前記光透過保護
カバを第1室に搬送し、同第1室での物質膜の堆積処理
後に同保護カバを前記第2室に搬送する搬送手段と、を
具備したことを特徴とする光化学的気相成長装置。
(11) A chamber having at least two or more chambers;
A light transmitting window provided in the wall of the chamber corresponding to the first chamber in which the sample is placed among these chambers, and a light transmitting window adjacent to the window;
a light transmitting member made of a light transmitting protective cover that is movable to a second chamber adjacent to the first chamber; a deposition material gas introduction pipe inserted into the first chamber; and an etching member inserted into the second chamber. a gas inlet pipe, and a first gas inlet pipe disposed outside the chamber corresponding to the light transmission window, from the to-be-deposited raw material gas inlet pipe.
a light source for irradiating light to excite the source gas introduced into the chamber; and a light source disposed corresponding to the second chamber for radicalizing the gas introduced into the second chamber from the etching gas introduction pipe. radical generating means, and conveying means for conveying the light transmitting protective cover to the first chamber and conveying the protective cover to the second chamber after a substance film deposition process in the first chamber. A photochemical vapor phase growth device featuring:
(12)光源がランプであることを特徴とする特許請求
の範囲第11項記載の光化学的気相成長装置。
(12) The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 11, wherein the light source is a lamp.
(13)光源がレーザ発振装置であることを特徴とする
特許請求の範囲第11項記載の光化学的気相成長装置。
(13) The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 11, wherein the light source is a laser oscillation device.
(14)第2室は、第1室を挟んで両側に2つ配置され
たもので、かつ夫々の第2室にエッチングガス導入管及
びラジカル発生手段を配置すると共に、搬送手段に第1
室と一方もしくは他方の第2室に対応するように2つの
光透過保護カバを取付け、第1室での試料の物質膜の堆
積時に一方もしく他方の第2室にて物質膜が堆積された
光透過保護カバーのエッチングを行なう構成としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第11項記載の光化学的気
相成長装置。
(14) Two second chambers are arranged on both sides of the first chamber, and an etching gas introduction pipe and a radical generating means are arranged in each second chamber, and the first chamber is arranged in the transport means.
Two light transmitting protective covers are installed so as to correspond to the chamber and one or the other second chamber, and when the substance film of the sample is deposited in the first chamber, the substance film is deposited in one or the other second chamber. 12. The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 11, characterized in that the photochemical vapor growth apparatus is configured to perform etching of the light transmitting protective cover.
(15)搬送手段が、各室を区画する隔壁の出入り口を
閉じるシャッタ機能を有することを特徴とする特許請求
の範囲第11項記載の光化学的気相成長装置。
(15) The photochemical vapor deposition apparatus according to claim 11, wherein the conveying means has a shutter function for closing the entrances and exits of partition walls that partition each chamber.
(16)光透過保護カバが第1、第2室に亙つて配置さ
れた円板状をなし、搬送手段が該円板状の保護カバに軸
着された回転軸と、該回転軸の駆動部材とから構成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の光化
学的気相成長装置。
(16) The light-transmitting protective cover is arranged in the shape of a disk and extends between the first and second chambers, and the conveying means includes a rotating shaft that is pivotally attached to the disk-shaped protective cover, and a drive for the rotating shaft. 12. The photochemical vapor growth apparatus according to claim 11, characterized in that it is comprised of a member.
(17)ラジカル発生手段は、第2室の内部又は外部に
光透過保護カバを挟むように互いに対向して配置された
一対の電極と、これら電極の一方に接続された高周波電
源とから構成されるものであることを特徴とする特許請
求の範囲第11項、第14項又は第16項記載の光化学
的気相成長装置。
(17) The radical generating means is composed of a pair of electrodes that are arranged opposite to each other so as to sandwich a light transmission protective cover inside or outside the second chamber, and a high frequency power source connected to one of these electrodes. 17. A photochemical vapor deposition apparatus according to claim 11, 14, or 16, characterized in that the apparatus is characterized in that:
(18)ラジカル発生手段は、第2室の内部又は外部に
光透過保護カバに対応するように設けられ、エッチング
ガス導入管から該室に導入されたガスをラジカル化する
ための光源であることを特徴とする特許請求の範囲第1
1項、第14項又は第16項記載の光化学的気相成長装
置。
(18) The radical generating means is a light source provided inside or outside the second chamber so as to correspond to the light transmission protective cover, and for converting into radicals the gas introduced into the chamber from the etching gas introduction pipe. Claim 1 characterized by
The photochemical vapor deposition apparatus according to item 1, item 14, or item 16.
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