JPS63114972A - 光化学反応利用装置 - 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】 Ｃ発明の属する技術分野〕 本発明は、光を利用して化学反応を誘起する装置に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

この種の光化学反応装置として、従来より第２図に示す
ような装置が知られている。すなわち、この装置は内部
に半導体基板１を設置した反応チャンバ２と、レーザ光
源３、ミラー４、レンズ５より成り半導体基板１上をレ
ーザ光６で照射するための光学系と、反応チャンバ２を
排気するための真空ポンプ７と、ガスボンベ８〜ｌＯ、
マスフローメータ１１より成り反応チャンバ２に反応性
ガスを供給するガス系とから構成されている。ガスボン
ベ９．１０より反応チャンバ２内に導入された反応性ガ
スは反応チャンバ２の上部の光入射窓部１２より照射さ
れるレーザ光６のエネルギーを吸収して分解゛し、例え
ばガスボンベ１０より供給されたＳ　ｉ’　Ｈ４ガスと
ガスボンベ９より供給されたＮ２゛０ガスとよりＳ　ｉ
０２を生成し、半導体基板１の表面上に堆積する。この
装置を使用すると、半導体基板１の温度が１００〜２０
０℃と極めて低くても、成長速度を低下させることなく
良質の薄膜を得ることができる。

しかし上記化学反応が表面反応でない場合、レーザ光６
の通過する領域では反応が進行し、反応生成物が堆積す
る。すなわち、反応チャンバ２の光入射窓部１２におい
てチャンバ内部に反応生成物が付着し、時間の経過とと
もにレーザ光６を遮蔽するようになり、半導体基板１上
の反応を押さえてしまうことになる。したが−ってレー
ザ光入射窓部の反応生成物付着防止は、光化学反応利用
装置にとって必要不可欠な技術である。このため従来は
、反応チャンバ２内の光入射窓部１２に向は曇り防止ノ
ズル１３を開口させ、ガスボンベ８より窒素等の不活性
ガスを光入射窓部１２にのみ局所的に吹き付け、反応性
ガスが光入射窓部１２の近傍に流れ込まないようにする
方法が考えられている。しかしこのような単純な方法で
は、気体の乱流が発生し、反応性ガスを光入射窓部から
完全に除去することは困難である。したがって、長時間
のレーザ光照射後には光入射窓部に曇りが生じ始め、膜
の成長速度の経時変化を押さえることはできないという
問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光入射窓部の曇りを長時間にわたって
防止し、基板表面上の化学反応を安定に進行させること
が可能な光化学反応利用装置を提供することにある。

〔発明の要点〕

本発明は、反応チャンバの光入射窓部の内側に、入射光
を透過させ得るプラスチックフィルムを光入射窓部が被
われるように且つ一方向に移動可能なように配置し、プ
ラスチックフィルムの表面に付着した反応生成物を除去
する手段を反応チャンバの外側に設けることにより、光
入射窓部および光入射窓部に対向するフィルム表面を反
応生成物がほとんど付着しない状態に保つとともに、フ
ィルムに若干付着した反応生成物は除去することにより
フィルムを再使用し得るようにするものである。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例を図面について説明する。

第１図はシリコン基板上の酸化シリコン膜表面にｎ型多
結晶シリコン膜パターンを形成する場合について本発明
の実施例を示すものである。

２１は反応チャンバで、下部に底板２２）上部に光入射
窓部２３を有し、光入射窓部２３の内側にはプラスチッ
クフィルム２４が配置され、このフィルム２４は反応チ
ャンバ２１の外側に置かれた送り出しロール２５から反
応チャンバ２１のスリット２６を通して反応チャンバ２
１内に送り込まれ、スリット２７を通して反応チャンバ
２１外に導き出されるようになっている。フィルム２４
はさらにエツチングチャンバ２８内に送り込まれ、巻き
取りロール２９に巻取られる。エツチングチャンバ２８
内には、高周波電源３０に接続されたプラズマ電極３１
が配置されている。３２はレーザ光源、３３はミラー、
３４はレンズで、反応チャンバ２１内での光化学反応に
必要な光を照射するための光学系を形成している０反応
チャンバ２１にはさらに、反応チャンバ２１を排気する
ための真空ポンプ３５と、反応チャンバ２１にマスフロ
ーメータ３６を介して反応性ガスを供給するためのガス
ボンベ３７．３８．３９．４０とが接続されている。

次に本装置の動作を説明する。

反応チャンバ２１内の底板２２上に、ｌＩＪｍ厚さの酸
化シリコン膜を被着したシリコン基板４１を置き、反応
チャンバ２１内を真空ポンプ３５で排気し、マスフロー
メータ３６により流量制御された１５００ｍＪ／ｍｉｎ
のＳｉＨ＋ガスをボンベ３７から、２００ｍｊ！／ｍｉ
ｎのＰＨ３ガスをボンベ３８から、７００　ｍ　ｌ　／
　ｍ　＊　ｎのＨｅガスをボンベ３９から導入し、反応
チャンバ２１内の圧力を１０Ｔｏ　ｒ　ｒ前後に保つ。

レーザ光源３２よりＡｒ　＋レーザ５１４４人の発振光
４２をミラー３３により変向させレンズ３４に入射する
。レンズ３４により絞り込まれたレーザ光は反応チャン
バ２１の光入射窓部２３、その真下に配置されたブスチ
ックフィルム２４を通ってシリコン基板４１の表面上の
焦点を結ぶ、シリコン基板４１の表面上でのレーザパワ
ー密度は直径２μｍの領域内でＩＯＭＷ／−に達し、レ
ーザ光４２又はチャンバ底板２２を制御して動かすこと
により、微細なｎ型多結晶シリコン膜のパターンを直接
描画することができる。

プラスチックフィシレム２４としては例えばポリカーボ
ネートフィルムを使用することができるが、ポリカーボ
ネートフィルムは波長３０００Å以上の光に対して９０
％以上の透過率を示すから、反応を起させる上になんら
問題はない、また、プラスチックフィルム２４は連続的
又は断続的に矢印方向に移動させることができるから、
フィルムの表面に付着した多結晶シリコン薄膜で光を遮
蔽されるごともなく、反応チャンバの光入射窓部はプラ
スチックフィルムで遮蔽されているからその内面に反応
生成物が付着することはない、多結晶シリコン薄膜が付
着したプラスチックフィルム２４はエツチングチャンバ
２８に導かれ、例えばＣＦ今プラズマで表面多結晶シリ
コンｉ膜を連続的にエツチング除去され、巻取りロール
２９に巻き取られ、再生使用することができる。

本発明装置は上述のｎ型多結晶シリコン膜パターンの堆
積に限られることなく、例えばアルミニウム膜パターン
の堆積にも通用することができる。

すなわち、第１図の装置において、反応チャンバ２１に
ｌｏｍｊｌ／ｍｉｎのＡｔｔ　（ＣＨＩ）ｓガスをボン
ベ４０から、２５００　ｍ　ｌ　／　ｍ　ｉ　ｎのＨｅ
ガスをボンベ３９から供給し、反応チャンバ内を１００
Ｔｏｒｒ前後の圧力に設定する。レーザ光源３２として
、周波数逓倍されたＡｒ＋レーザ２５７２人光を使用し
、０．５ＭＷ／−のパワー密度で照射すると、アルミニ
ウム膜パターンを直接描画できる。この場合プラスチッ
クフィルム２４として紫外光用アクリルフィルムを用い
ると、波長２５７２人は充分透過させることが可能であ
る。

本発明は、上述の実施例にとどまらず、使用ガス、光源
、プラスチックフィルムを変えることにより、酸化シリ
コン膜などの絶縁膜から、鉄、タングステン、モリブデ
ン等の金属膜まで、種々の薄膜を生成する光化学反応利
用装置に通用することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光化学反応利用装置の光入射窓部の内
側に窓部を被うようにして光透過性のフィルムを配置し
、このフィルムを連続的または断続的に一方向に移動さ
せ、光入射部分のフィルム表面に反応生成物がほとんど
付着しない状態に保つものであるから、光入射窓部の反
応による曇りを長時間にわたって防止し、基板表面上の
化学反応を安定に進行させることができ、さらにフィル
ム表面に付着した反応生成物はエツチングにより連続的
に除去できるようにしたので、装置の稼動率を著しく向
上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成配置図、第２図は従来
装置の構成配置図である。 ２１・・・反応チャンバ、　２３・・・光入射窓部、２
４・・・プラスチックフィルム、　２５・・・送出しロ
ール、　２８・・・エツチングチャンバ、　２９・・・
巻取りロール、　３２・・・レーザ光源、　３３・・・
ミラー、　３４・・・レンズ、　　３５・・・真空ポン
プ、　　３７〜４１・・・ガスボンベ、　４１・・・シ
リコン基板。 、ｒｉｌｌＭ）代理人ノ「Ｊλ上冨村　溜第１図 ４Ｕ　Ｊ′−／　Ｊ己　ご／ ガスボ〉公 第２図 ｔｕ　　’−Ｚ　　ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）反応チャンバの光入射窓部の内側に、入射光を透過
   させ得るプラスチックフィルムを光入射窓部が被われる
   ように且つ一方向に移動可能なように配置し、プラスチ
   ックフィルムの表面に付着した反応生成物を除去する手
   段を反応チャンバの外側に設けたことを特徴とする光化
   学反応利用装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、プラス
   チックフィルムがポリカーボネートフィルムであること
   を特徴とする光化学反応利用装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、プラス
   チックフィルムが紫外光用アクリルフィルムであること
   を特徴とする光化学反応利用装置。