JPS61281518A - 光化学気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 装置に設けられている紫外線照射窓の内側に貴金属薄膜
を被覆し、該窓の曇り防止機能をもたせた光化学気相成
長装置。

〔産業上の利用分野〕

本発明は紫外線照射窓への反応生成物の析出を少なくし
た光化学気相成長装置に関する。

ＩＣ，ＬＳＩなど半導体デバイスは単位素子の小形化に
よる大容量化が進められている。

すなわち半導体デバイスを形成する各種のパターンは微
少化し、また多層化が行われることによって単位素子は
小形化されており、これにより高密度化が実現されてい
るが、これは薄膜形成技術と写真食刻技術（ホトリソグ
ラフィ或いは電子線リソグラフィ）が使用されている。

ここで薄膜形成技術としては従来のように真空蒸着やス
パッタ技術が電極や配線パターンの形成に使用されてい
るが、化学気相成長法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｅｒ　
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、以下略してＣＶＤ法）は多層
化により被処理基板の表面に凹凸が存在していても均一
に薄膜の成長が可能なこと、また導体材料。

半導体材料、絶縁材料など広範囲の材料に互って薄膜の
形成が可能なことから半導体デバイスの製造プロセスに
広く使われている。

本発明はこのＣＶＤ法を改良した光ＣＶＤ法に関するも
のである。　　・ 〔従来の技術〕 ＣＶＤ法は薄膜材料を構成する元素を含む化合物をガス
の形で高温に加熱されている被処理基板の上に供給し、
被処理基板の上で化学反応を起こさせることにより、反
応物の薄膜を形成するものである。

ここでガスの種類を変えることにより先に記したように
各種の薄膜を形成することができる。

例えば絶縁層として燐硅酸ガラス（略称ＰＳＧ）を形成
する場合は被処理基板を４００℃以上に加熱しながらホ
スフィン（ＰＨ１）　とモノシラン（ＳｉＨ４）と酸素
（０２）とを供給し、熱分解反応を起こさせることによ
り形成できるし、ポリシリコン（Ｓｉ）　　。

半導体層を形成する場合はモノシラン（ＳｉＨ４）と水
素（Ｎ２）あるいは窒素（Ｎ２）を６００°Ｃ以上で反
応させることによって形成できるし、また金属層として
タングステン（Ｗ）層を形成する場合はヘキサカルボニ
ル・タングステンＣＪＩ（Ｃｏ）　ｅ　）　。

またアルミニウム（ＡＩ）ｌＢｉを形成する場合はトリ
エ゛　チル・アルミニウム〔Δ１（Ｃ２）＋５）３）を
２００°Ｃ以上の温度で反応させて作ることができる。

このようにして各種の薄膜を形成し、これに写真食刻技
術を使ってパターン形成を行ったり、多層化を行ったり
してデバイスが形成されているが、これらの層形成はで
きるだけ低温で行うことが望ましい。

その理由は基板などからの不純物の拡散が少なく、また
安定に薄膜が形成できるからである。

例えば、ＡＩの場合を例にとれば融点が６６０°Ｃと低
いために４００°Ｃの温度に長時間保持すると再結晶化
が生じて結晶粒が成長し、粒界部分の膜厚が減少して凹
凸を生ずるために、これを選択エツチングして微細な配
線パターンを形成する場合は断線が起こり易い状態とな
る。

さて、比較的低温で薄膜を被処理基板上に形成する方法
として光ＣＶＤ法があり、上記の目的から使用されるよ
うになった。

第２図はこの装置の断面構造を示すもので、被処理基板
１は光ＣＶＤ装置（以下略して装置）２に設けであるサ
セプタ３の上に載置されており、このサセプタ３の裏面
にはヒータ４があり、このヒータ４への通電によって被
処理基板１は所定の温度にまで加熱できるよう構成され
ている。

また装置２には反応ガスの給気口５と排気口６があり、
ガス流量計を通じて反応ガスは給気口５から装置内に導
入され、一方排気口６は真空ポンプからなる排気系に連
結されており、装置内を一定の減圧状態に保たれるよう
になっている。

また装置２で被処理基板１に対向する位置には合成石英
窓（以下略して窓）７があり、その上方には水銀ランプ
８が配置されていて窓７を通して被処理基板１を紫外線
照射できるよう構成されている。

このようにして給気口５より一定の流量で反応ガスを供
給し、排気口６より吸引しながら被処理基板１を加熱し
、この状態で紫外線を投射すると、反応ガスは紫外線に
より活性化されて従来に較べて低温で熱分解反応が起り
、被処理基板１の上に薄膜が形成される。

光ＣＶＤ装置２はこのように従来のＣＶＤ装置に合成石
英製の窓７を設けると共に水銀ランプ８を付加し、反応
が行われる被処理基板１を紫外線照射できるようにした
ものであるが、ＣＶＤ成長の進行中に反応ガスが紫外線
により分解して゛窓７に析出し、窓が曇ってきて透過率
が次第に減少し紫外線照射効果がなくなると云う問題が
ある。

この解決法として従来は弗化炭素系のフオンプリン油を
窓７の内側に薄く塗布し反応生成物の析出を防いでいた
。

然し、これでは曇り防止効果は不完全で頻繁に塗り替え
る必要があり、塗り方により透過光の強度にむらを生じ
、膜成長が再現性に乏しいことが問題であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以」１記したように従来は光ｃｖｎ装置２の窓７の内側
に蒸気圧の低いフォンブリン油を塗布することにより反
応生成物の析出を防いでいたが、曇り防止効果が不完全
で、また再現性に乏しいことが問題であった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は加熱された被処理基板に反応ガスを供給し
ながら紫外線の照射を行い、該基板上に反応生成物の薄
膜を成長せしめる成長装置において、該装置の外側より
紫外線の照射を行う合成石英窓の内側に貴金属の薄膜を
被覆し、該合成石英窓への反応生成物の析出を防いだ構
成をとる光化学気相成長装置により解決することができ
る。

〔作用〕

本発明は金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などの貴金属は０２
ガスを初めとしてガスの吸着が少なく、従って化学的お
よび物理的に安定で容易に酸化せず、また化合物を作ら
ない点に着目してなされたものである。

すなわち物質が析出する場合には当初に吸着現象が見ら
れることからこのＣＶＤで目的とする被処理基板上に酸
化膜或いは窒化膜のような絶縁膜を形成する場合、ガス
吸着の少ない貴金属の薄膜を窓７の内側に形成すること
によりＣＶＤ反応中における析出を抑制するものである
。

第１図は本発明を通用し貴金属薄膜９を備えた窓７の断
面形状を示している。

ここで水銀ランプ８からは波長１８５ｎｍをピークとす
る紫外線が照射されるが、貴金属薄膜９はこの吸収をな
るべく少く抑えることが必要で、少なくとも紫外線透過
率が５０％以上になるよう薄く形成する必要がある。

〔実施例〕

第２図に示す光ＣＶＤ装置２に使用されている窓７の内
側に真空蒸着法により約１００人の厚さにＡｕからなる
貴金属薄膜９を形成し、これを従来のフオンブリン油を
塗布したものと比較した。

その方法として被処理基板ｌとしてＳｔウェハを用い、
これを３００℃に加熱しながら反応ガスとしてジシラン
（ＳｉｚＨａ）を１０ｃｃ／分、亜酸化窒素（Ｎ２０）
を２０ｃｃ／分またキャリアガスとしてＮ２を１１／分
の流量の混合ガスを供給し、排気系を動作させて装置内
を２００パスカルに減圧してＣＶＤ成長を行った。

この場合ＣＶＤによって二酸化硅素（ＳｉＯ’ｚ　）層
が約２０人７分の速度でＳｔウェハの上に形成されるが
、本実験の場合Ｓｉウェハへ１０００人−の厚さに形成
される条件を１回とし、ＣＶＤを繰り返して窓７の使用
限度を調べた。

それによるとＣＶＤを繰り返すに従って両方ともに窓７
には粉状のＳｉＯ２が徐々に析出してゆくが、従来のフ
ォンブリン油を塗布したものの使用限界が６回であるの
に対し、本発明に係るＡｕを藤着した窓７は１５回まで
使用が可能であり、有効性が確かめられた。

なおＡｕ０代わりにｐｔを用いた場合も同し結果を得る
ことができた。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明の実施によりフォンブリン油の
使用の場合と較べ窓７の置換回数が減少し、また透過光
の強度分布が均一であるため被処理基板上へ高品質のＣ
ＶＤ膜の形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した合成石英窓の断面図、第２図
は光ＣＶＤ装置の断面図、 である。 図において、 １は被処理基板、　　　　２は光ＣＶＯ装置、７は合成
石英窓、　　　　　８は水銀ランプ、９は貴金属薄膜、 である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱された被処理基板に反応ガスを供給しながら
   光照射を行い、該基板上に反応生成物の薄膜を成長せし
   める成長装置において、該装置の外側より紫外線の照射
   を行うための光透過窓の内側に貴金属の光透過薄膜を被
   覆したことを特徴とする光化学気相成長装置。
2. （２）前記貴金属の光透過薄膜の光透過率を５０％以上
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   化学気相成長装置。