JPS63126229A - 処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面処理技術、特に、光を励起手段とする表
面処理技術に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

表面処理技術の一つに、たとえば半導体装置を製造する
際の薄膜形成技術である、いわゆるＣＶＤ　（Ｃｈａｍ
ｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法があ
り、この技術については、昭和６０年１１月２０日、工
業調査会発行、「電子材料Ｊ　１９８５年別冊、Ｐｂ０
に説明されている。

上記ＣＶＤ法には、反応ガスの励起を光で行う光ＣＶＤ
法がある。これは、たとえば紫外線（以下、ＵＶともい
う。）ランプを備えた反応室に反応ガスを導入し、上記
ＵＶランプを反応ガスに照射して反応を起こさせ、その
反応生成物を予め収容しである半導体ウェハの表面に堆
積せしめ、上記反応生成物からなる被膜の形成を行うも
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記光ＣＶＤ法を適用して形成できる被膜の
中には、たとえば窒化ケイ素（Ｓｉ、Ｎ、）のように、
ジシラン（ｓ　ｉｚ　Ｈｓ　）とアンモニア（ＮＨ３）
とからなる反応ガスを反応室内に導入した後、該反応ガ
スにＵＶを照射しても十分な速度で反応を起こすことが
できないものもある。

そのため、上記のような場合には、被膜形成に長時間を
要してしまうという問題のあることが本発明者により見
い出された。

本発明の目的は、表面処理技術においてその処理速度を
向上できる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理装置の反応室に連結されているガス導入
管内を通過する反応ガスの励起手段を設けるものである
。

〔作用〕

上記した手段によれば、反応ガスを反応室に入る前に予
備励起することができるため、該反応室内に導入された
上記反応ガスの反応速度を大巾に促進でき、結果として
処理速度の向上を達成できるものである。

〔実施例〕

第１図（ａ）は本発明による一実施例であるＣＶＤ装置
のガス導入管の概略を示す拡大部分断面図であり、第１
図（ｂ）は上記第１図（ａ）におけるＩＢ−ＩＢ断面図
である。また、第２図は上記ＣＶＤ装置を示す概略説明
図である。

本実施例のＣＶＤ装置は、紫外線（ＵＶ）をその励起エ
ネルギーとして利用するものであり、箱形の容器１から
なるもののである。

上記容器１は、縦方向に３つの部屋に分けられており、
中央には反応室２が位置され、その上部には石英ガラス
からなる窓３で仕切られた部屋４が、またその下部には
同じ（石英ガラスの窓５で仕切られた部屋６が設けられ
ている。上記部屋４には赤外線ランプ７が、部屋６には
ＵＶランプ８がそれぞれ設置されている。

そして、上記反応室２には、上部の部屋４を仕切ってい
る上記窓３に対して平行に、試料設置板９が設けられて
おり、該試料設置板９の所定位置には赤外線の照射口９
ａが形成されている。さらに、上記反応室２の一側壁に
は、２本のガス導入管１０，１０８が連結されており、
該導入管１０゜１０ａと対向する側の壁部には、排気口
１１が設けられている。

本実施例においては、第１図に拡大して示すように、一
方のガス導入管１０の周囲にＵＶランプ１２が設けられ
ているものである。すなわち、容器１に近接する位置の
ガス導入管１０が、ガス導入部１３と該ガス導入部１３
を取り囲む放電空間１４を形成する外周壁１５とからな
る二重構造で形成されている。上記空間１４０両端部に
は、電ＲＩ６に接続された対向電極１７．１７８が取付
けられている。そして、上記空間１４中には水銀蒸気が
封入されている。また、外周壁１５の内面には、金属の
蒸着膜からなる鏡面１５ａが形成されている。

上記ＵＶランプ１２は、対向電極１７および１７ａの間
に所定の電圧を印加することにより放電が起こり、発光
が開始されるものである。その際、外周壁１５に鏡面１
５ａが被着されているため、全ての光をガス導入部１３
の中を流れる反応ガスに集中的に照射することができる
ものである。

次に、本実施例の作用について、窒化ケイ素（Ｓｉ、Ｈ
４）膜の被着形成を具体例として説明する。

まず、試料である半導体ウェハ１８を上記試料設置板９
に取付ける。その際、半導体ウェハ１８の裏面で照射口
９ａを塞ぐようにする。

半導体ウェハ１８の取付けが完了した後、該ウェハ１８
を加熱するための赤外線ランプ７、反応を起こさせるた
めのＵＶランプ８右よびガス導入管１０に周設されたＵ
Ｖランプ１２をそれぞれ作動させ、処理開始条件を整え
る。その後、反応ガスの一つであるアンモニア（ＮＨ３
）を上記ガス導入管１０から、他の一つであるジシラン
（Ｓｉ２　Ｈ６）を上記ガス導入管１０ａからそれぞれ
反応室２の中へ供給する。その結果、反応室２の内部で
はＵＶで励起されたアンモニアとジシランとが反応して
窒化ケイ素が生成し、この生成した窒化ケイ素が上記半
導体ウェハ１８の表面に順次堆積していくことになる。

上記反応を所定時間継続することにより、所望の膜厚か
らなる窒化ケイ素膜の被着形成を達成できるものである
。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（１）３反応室２に連結されているアンモニア供給用の
ガス導入管１０について、ガス導入部１３を取り囲む形
状のＵＶランプ（反応ガスの励起手段）を設けることに
より、該アンモニアを反応室２の中でジシランと共にＵ
Ｖランプ８により励起して反応させる前に、予め励起さ
せることができるので、上記アンモニアとジシランとの
反応を促進させることができる。

（２）、上記（１）により、半導体ウェハ１８への窒化
ケイ素膜の被着形成を速やかに行うことができるので、
上記被膜形成工程の所要時間を短縮することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発胡は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、前記実施例では、予め励起するためのＵＶラ
ンプ１２がアンモニアを供給するためのガス導入管１０
にのみ設けられている場合について説明したが、逆にジ
シラン供給用のガス導入管１０ａについてのみ設けたも
のであっても、また上記ガス導入管１０および１０ａの
両者に設けたものであってもよい。さらに、上記２種の
反応ガスを別々なガス導入管より供給するものに限らず
、予備励起用のＵＶランプを上記２種の反応ガスからな
る混合ガスを供給する１つのガス導入管に設けることも
できる。

また、窒化ケイ素膜を被着させる場合であっても、反応
ガスはジシランとアンモニアに限るものでないことはい
うまでもない。被膜の種類も当然のことながら、窒化ケ
イ素に限るものでなく、シリコン酸化膜等の如何なるも
のであってもよい。

したがって、反応ガスの数も２つからなるものに限らず
、１つまたは３つ以上の反応ガスを使用するものであっ
てもよい。そして、３つ以上のガス導入管を有する場合
についても、ＵＶランプはその一部に設けてもよく、ま
た、全部に設けてもよい。

さらに、反応ガスを予め励起するための手段は、前記実
施例の如＜ＵＶランプ１２に限るものでなく、使用する
反応ガスにより加熱手段等の他の励起手段であってもよ
いことはいうまでもない。また、ＵＶを上記励起手段と
して使用する場合であっても、実施例に示したＶＵラン
プ１２である必要はなく、ガス導入管を通る反応ガスに
ＵＶを照射できるものであれば如何なる構造のものであ
ってもよい。特に実施例では、外周壁１５の内面に被着
されている金属鏡面１５ａが露出されている構造のもの
を示したが、該鏡面１５ａの上にガラス膜等の透明膜を
被着形成してもよい。こうすることにより、上記鏡面を
有効に保護することができる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその利用分野であるＣＶＤ装置に適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、たとえ
ば反応室に供給された反応ガスを励起させて被処理物の
表面処理を行う処理技術であれば種々のものに適用して
有効である。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、処理装置の反応室に連結されているガス導入
管内を通過する反応ガスの励起手段を設けることにより
、反応ガスを上記反応室に入る前に予備励起することが
できるので、反応室内に導入された上記反応ガスの反応
速度を大巾に促進することができる。したがって、処理
速度を向上することができるため、上記処理工程の所要
時間を短縮することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による一実施例であるＣＶＤ装置
のガス導入管の概略を示す拡大部分断面図、第１図ら）
は第１図（ａ）におけるＩＢ−ｒＢ断面図、第２図は上
記ＣＶＤ装置を示す概略説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反応室に連結されているガス導入管を通して該反応
   室内に反応ガスを供給して処理を行う処理装置であって
   、上記ガス導入管内を通過する反応ガスを励起する手段
   が設けられてなる処理装置。 ２、上記励起手段が、ガス導入部を囲繞する紫外線発生
   手段であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の処理装置。 ３、ガス導入管が複数あり、少なくともその一つのガス
   導入管に上記励起手段が設けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の処理装置。