JPS62266822A - 光化学気相堆積装置 - 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】 【発明の属する技術分野】

本発明は、反応ガスを光エネルギーを用いて分解する光
化学気相堆積法（以下光ＣＶＤ法）により半導体膜など
を生成する光化学気相堆積装置に間する。

【従来技術とその問題点】

光ＣＶＤ装置の一例として第２図に非晶質半導体薄膜製
造装置の断面図を示す、この装置によって非晶質シリコ
ン薄膜を基板上に堆積する方法は、次のようである。ま
ず、ヒータ６１を備えた支持台６上に基板５を置いた後
、○リング３を介して、真空槽本体４を合成石英よりな
る透光性蓋板２０によって覆う０次に、原料ガス導入管
８の弁７を閉じた後、真空排気ポンプ１０によって本体
４および蓋板２０よりなる真空槽内を０、ＩＰａ以下の
圧力に真空引きする。つづいて、ヒータ６１により基キ
反５の温度を２００〜３００℃の範囲にある一定の温度
に昇温する０次に、弁７を開き、原料ガス導入管８よリ
ジシラン　（ＳＩＪ＊）を一定流量で導入する。このあ
と、低圧水銀ランプ１を点燈し、その紫外線によってジ
シランガスを光分解し、基板５上に非晶質シリコン薄膜
を成長させる。ところが、このような光ＣＶＤ装置にお
いては、基板上のみならず、透光性型＃１ｉ２０の内面
にも光ＣＶＤにより生成される非晶質シリコンが堆積す
る。そのため、蓋板の紫外線透過率が低下するので、基
板上の非晶質シリコンの堆積速度が急速に低下してしま
うという欠点があった。さらに、非晶πシリコン層を杓
０．１戸以上の厚さに成長させる場合には、−たんヒー
タ６１の温度を下げ、真空槽内を大気圧に戻したのちＭ
板２０を取りはずし、その内面に付着した非晶質シリコ
ン層を取り去ったあと、再び前記の堆積手順を繰り返さ
ねばならず、時間や手間がかかるばかりか、成長した非
晶質シリコン膜中の酸素。 窒素等の不純物濃度も増加してしまうという欠点もあっ
た。

【発明の目的】

本発明は、上記の欠点を除き、反応室を開放することな
く反応室外からの光の入射窓に付着した反応生成物を除
去することができる光ＣＶＤ装置を提供することを目的
とする。

【発明の要点】

本発明は、反応室が一方が開いた本体とその開口を気密
に閉塞し光入射窓を備えた蓋板とよりなり、その蓋板が
少なくとも反応室本体の開口の面積の２倍以上の面積を
有し、反応室本体開口の気密閉塞を維持したまま移動可
能であるもので、反応室の一部を形成している蓋板を反
応室の気密性を維持したまま反応室外にずらして光入射
窓を清掃することができるため、上記の目的が達成され
る。壁の移動は直線運動でも回転運動でもよい。

【発明の実施例】

第１図は本発明の第一の実施例の光ＣＶＤ法による非晶
質シリコン薄膜の製造装置で、第２図と共通の部分には
同一の符号が付されている。この装置では蓋板２の中央
部が同じ厚さの光入射窓２１として形成されており、真
空槽本体４を閉塞するに必要な長さｌの２倍よりやや長
い長さしを有し、ローラ１１の上を図の左右に移動可能
である。この装置を用いて非晶質シリコン薄膜を堆積す
るには、先ず支持台６の上に基板を置いたのち、０リン
グ３を介して真空槽本体４の上部開口を合成石英よりな
る光入射窓２１を有する蓋板２で塞ぐ。次に、原料ガス
導入管８の弁７を閉じた後、真空排気ポンプ１０により
、真空槽内を０．ＩＰａ以下の圧力に真空引きする。こ
の際外気の圧力により蓋板２は真空槽本体４にＱ　ＩＪ
ソングを介して押しつけられ、Ｉｌ蓋板２本体４の間は
真空気密になる８次にヒータ６１によって基板の温度を
２００〜３００℃の範囲にある一定の温度に昇温する０
次に弁７を開き、原料ガス導入管８よりジシラン（ＳＩ
Ｊａ）を一定流量で導入する。なお典型的なガス圧力は
、１０”〜１０’Ｐａである。このあと、低圧水銀ラン
プ１を点燈し、その紫外線によってジシランガスを光分
解し、基板５上に非晶質シリコン薄膜を成長する。 この場合、前述のように透光性蓋板２の下面が非晶質シ
リコンで曇るため、紫外線の透過率が低下し、基板上へ
の非晶質シリコンの堆積速度が急速に低下してしまう０
本装置では、これを防止するため非晶質シリコン堆積過
程中に蓋板２をローラ１１上で点線の位置まで移動させ
、この位置で光入射窓２１の槽外にでた２分の１の面積
をエチルアルコール、アセトマルデヒド等の溶剤により
清掃して曇りを除去する０次いで蓋板２を反対方向に移
動させ、光入射窓２１の残りの２分の１の面積を開襟に
清掃する。このようにして真空反応槽内には常に一定強
度以上の紫外線が入射窓２１から入射するので、ジシラ
ンガスの分解速度、従って非晶質シリコン薄膜の堆積速
度を一定以上に維持でき、また必要なだけ厚く堆積でき
る。 蓋板２の移動時には０リング３は外圧によって押しつけ
られたままで、蓋板２と真空槽本体４の間の真空気密性
は維持される。この場合ＯＵフグ３の両面には強い摩擦
力が働くが、０リングの材質を選定することにより蓋板
を摺動させることが可能である。蓋板２を光入射窓２１
を含めて同じ厚さに形成することが困難な場合は、下面
のみを同一平面にしてもよい、また蓋＃Ｉｉ２を全体透
光性材料、例えば合成石英で作成してもよい。 第３図は本発明の第二の実施例を示し、合成石英からな
る円形の透光性蓋板２２は支持軸９を中心として真空槽
本体４となす空間を減圧に保ちながら回転し、非晶質シ
リコンで曇った部分を真空槽本体４の外にずらして溶剤
により清掃する。 第４図は、本発明の第三の実施例の断面図を示すもので
、第３図の実施例と相違する点は、透光性蓋板２２１回
転支持軸９の一部、低圧水銀ランプ１及び真空槽本体４
の一部を、減圧ｆ１４１の内部に入れ、真空ポンプ１０
によりこの減圧槽４１の内部を、ペシランガス圧力より
やや高い圧力まで減圧できる点である。こうすることに
よって、透光性蓋板２２にかかる外部圧力が小さくなり
、Ｏリング３と蓋板２２および真空槽本体４との間の摩
擦が軽減される結果、第３図の実施例より小さな力で透
光性蓋板２２を真空槽本体４との気密性を維持しながら
回転することができる。真空槽本体４の外へ出たＭｈ２
２の曇った部分は、減圧槽４１の内部に大気を導入した
のち図示しない窓を開いて手を入れて清掃する。 第５図は、本発明の第四の実施例を示すもので、１枚の
透光性蓋板２２が光ＣＶＤ室及びプラズマエツチング室
の双方を覆う構造を存する。光ＣＶＤ法による非晶質シ
リコン膜の堆積方法は、第二の実施例と同しであるが、
透光性蓋板２２の非晶質シリコンによる曇りを除去する
ために、プラズマエツチング室を設けている。プラズマ
エツチング槽本体４２の上部開口は、０リング３１を介
して透光性Ｍ板２２により閉ざされる。透光性蓋板２２
を回転させて曇った部分をプラズマエツチング槽本体４
２の上に移動し、まずエツチングガス弁７１を閉じた後
、真空排気ポンプ１０によりプラズマエツチング室内を
０．１Ｐａ以下の圧力に真空引きする０次にエツチング
ガス弁７１を開き、エンチングガスを導管８工より一定
流量で導入する。典型的なガス圧は、５０Ｐａ程度であ
る。また、エツチングガスとしては、酸素（Ｏｓ）１０
％、四ふっ化炭素（ＣＦ＃）９０％のものを用いる０次
に、プラズマエラチングミ４２内の対向放電電極１２に
、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加し、高周
波放電を発生させる。これによって既によく知られるプ
ラズマエツチング作用により、透光性蓋板２２に付着し
た非晶質シリコンが除去される。従って、支持軸９を中
心として透光性蓋板２２を一定の回転数で回転させてお
けば、透光性蓋板２２のうち光ＣＶＤ室である真空槽本
体４に面する部分は常に透過率のよい部分と入れかわり
、光入射窓が曇ることがなく、長時間の堆積が可能であ
る。

【発明の効果】

本発明によれば、光ＣＶＤ反応室を閉ざし、光入射窓を
有する蓋板を、反応室の開口を気密に閉塞したままで移
動させ、反応室外で光入射窓を清掃できる大きさにする
ことにより、光入射窓の曇りを随時あるいは連袂的に除
去することができ、光入射窓への反応生成物の付着によ
る堆積速度の低下を防ぐことが可能となるので、成膜能
率のよい光ＣＶＤ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の断面図、第２図は従来の
非晶質半導体薄膜製造装置の新面図、第３図、第４図、
第５図はそれぞれ本発明の異なる実施例の断面図である
。 １；低圧水銀ランプ、２；蓋板、２１：光入射窓、２２
：ｉ！ｌ光性］Ｉ板、３：０リング、４：真空槽本体、
５；基板、６：支持台、８：原料ガス導入管、９：回転
支持軸、１０：真空排気ポンプ、１１：ローラ。 ：・） １１図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）反応室が一方が開いた本体とその開口を気密に閉塞
   し光入射窓を備えた蓋板とよりなり、該蓋板が少なくと
   も前記反応室本体の開口面積の２倍以上の面積を有し、
   反応室本体開口の気密閉塞を維持したまま移動可能であ
   ることを特徴とする光化学気相堆積装置。