JPS63192871A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１反応ガスに紫外または真空紫外元を照射する
ことより光分屏反応を起こし、反応生成物を基板上に低
温で堆積させるようにした光化学気相成長装置に関する
ものである。

体に構成したいわゆる一室構造の装置であり、光源用窓
材に対する反応生成物の付着を防ぐため窓材にパージガ
スを吹き付けるように構成されている。このような−室
構造の装置の一例として特開昭６０−１３０／λ６号公
報に開示されたものを挙げることができる。

また特願昭６７−＋Ｌ１６２６号明細書には、光源室と
反応室とを隔壁で分離した二基構造の化学気相成長装置
が提案されており、この装置は添附図面の第３図に示す
ように反応家人の内部に回転可能な基板ホルダＢが配置
され、この基板ホルダＢに処理すべき基板Ｃが装着され
ている。反応室Ａの壁には反応ガス導入ｙＮ　−）　Ｄ
と排気ボートＥが設けられている。光源室Ｆは隔壁Ｇに
よって仕切られて設けられ、内部に光源Ｈを収容してい
る。この光源Ｈの一端には光透過窓工が装着されている
。

また光源Ｈと基板ホルダＢとを結ぶ光軸の通る位置にお
いて隔壁Ｇには光透過開口部Ｊが形成され、この光透過
開口部Ｊに開口率の高いメツシュＫが取付けられている
。さらに光源室Ｆには隔壁Ｇに沿ってパージガス導入ボ
ートＬと排気ポートＭとが設けられ、パージガス導入ボ
ートＬの先端部は光透過開口部Ｊの近くまでのびており
、メツシュにの全域に沿って不活性ガスを流すようにし
ている。

このように構成し之装置の動作において１反応ガス導入
ボートＤより反応室Ａ内に反応ガスを導入し、一方、光
源室側ではノ七−ジガス導入ボートＬから隔壁Ｇに沿っ
てＮ２＋　Ｈｅ＋　Ａｒ　　等の不活性ガスを導入する
。光源室Ｆ内の光源Ｈから光透過窓Ｉを通って放射され
た元は、隔壁Ｇに設けたメツシュにの開口部を通って反
応ＭＡ内に導入され。

これにより反応室入内の反応ガスの光分解によって生成
され九分解棟が基板ホルダＢ上の処理すべき基板３上に
堆積する。この場合、光源室Ｆ内における不活性ガスの
流れは、隔壁Ｇに設けたメツシュＫに沿って層流となり
、反応室ｌ内の反応ガスに対する一株の隔壁として作用
し、また不活性ガスの一部はメツシュＫを通って反応室
Ａ内に拡散する。その結果、反応ガスは光源室Ｆ内へ逆
拡散せず１反応分解生成物の光透過窓Ｉへの堆積は押え
られ、堆積中の光強度の減少が防止できると期待される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の一室構造および二基構造の光化学気相成長装置を
作製し、運転実験をした結果、前者の一室構造の装置で
は、光透過窓にノゼージガスを吹き付けても３０分程度
の成膜時間で光透過窓に反応物が付着し、基板上に全く
成膜しないことが認められた。また後者の二基構造の装
置では、光透過窓に対する堆積は排気ポートに連結され
ている排気パルプの開閉に依存することが見い出され、
光透過窓に対する付着を完全に防ごうとすれば第３図に
実線矢印で示すように、ガスの流れを光源室Ｆから反応
家人へ向うようにしなければならず、その場合には基板
の上部にある反応ガスがパージガスで吹きとばされ、成
膜速度が著しく低下することになる。一方、逆に成膜速
度を大きくしようとすれば％第３図に点線矢印で示すよ
うにガスの流れを反応家人から光源室Ｆに向うようにし
なければならず、その場合には反応ガスが光源室Ｆに入
り込むため光透過窓工に反応物が付層することが見い出
された。

このように−室榊造では勿論のこと、隔壁のみで反応室
と光源室とを分離した従来の二基構造の装置では、光透
過窓に対する反応分解生成物を完全に防ぎ、しかも大き
な成膜速度を得るという要件を同時に満たすことができ
ないという問題点がある。

そこで１本発明では、上記の問題点を解決して光透過窓
への反応分解生成物の堆積を完全に防止し、しかも大き
な堆積速度を得ることのできる光化学気相成長装置を提
供することを目的としている。

〔問題点を解決する次めの手段〕

上記の目的を達成するために、本発明による光化学気相
成長装置においては、膜堆積をする基板を挿置し、かつ
反応ガスを導入するようにした反応室と、上記反応室に
導入した反応ガスを光分解反応させる九めの光源を収容
した光源室との間に、一つまたは複数個の緩衝室が設け
られ、上記緩衝室によシ上記反応室で生成された反応分
解物および上記光源室に導入されているパージ用の不活
性ガスを取シ込んで排気するように構成される。

〔作　用〕

このように構成した本発明による光化学気相成長装置で
は、光源室、緩衝室および反応室の各々における排気ポ
ートに連結されている排気パルプの開閉を調節すること
により、光源室では隔壁に石って流すパージ用の不活性
ガスは隔壁における光透過開口部を通って緩衝室へ拡散
し、また反応室では光分解により生成された反応ガスは
反応室と緩衝室との間の隔壁における光透過開口部を通
つて緩衝室へ流れ込み、これらのガスは緩衝室から一緒
に排気ポートを介して排出されることになる。これによ
り、パージ用の不活性ガスが光源室から反応室へ流れ込
んで反応室内の基板上に浮遊している堆積のための反応
ガスを吹きとばすことはなくなるために成膜速度が増大
する。ま念反応室内の反応ガスが光源室へ流れ込むとい
うことがなくなるために反応分解生成物は光透過窓に堆
積しなくなる。

〔実施例〕

以下、添附図面の第１図および第２図を参照して本発明
の実施例を説明する。

本発明による光化学気相成長装置の一実施例を略示して
いる第１図において１図示装置は反応室ｌと光源室コと
これら画室間の緩衝室３とから構成されておシ１反応室
ｌ内には回転可能な基板ホルダ≠が配置され、この基板
ホルダ弘に膜堆積すべき基板ｊが装着される。また反応
室ｌの壁には反応ガス導入ボート６および排気ポート７
が設けられ、反応ガス導入ボート６は反応ガス供給源（
図示してない）に連結される。光源室コ内には光源ｒが
設けられ、この光源ｔの一端に光透過窓りが装着されて
いる。緩衝室３は隔壁１０　、／／によってそれぞれ反
応室ｌおよび光源室コから仕切られている。光源室λに
は隔壁／ｌに沿ってパージガス導入用ボー）／Ｊおよび
排気ポート／３が設けられ、パージガス導入ボートｌコ
は不活性ガス供給源（図示してない）に連結され、また
その先端部は光透過開口部／／ａの近くまでのびており
、この光透過開口部／／ａの全域に沿って不活性ガスが
流れるようにされている。緩衝室３の壁にはパージガス
導入ボート７μおよび排気ポートｌｊが取り付けられて
おり、パージガス導入ボート／４Ｃは不活性ガス供給源
（図示してない）に連結される。反応室／と緩衝室３と
の間の隔壁１０における光透過開口部１０ａは光源室λ
内の光源ｒと反応室ｌ内の基板ホルダ弘とを結ぶ光軸が
通る位置に設けられ、そしてこの開口部１０ａには開口
率の高いメツシュ／６が取り付けられている。

反応室／、光源室λおよび緩衝室３にそれぞれ設けられ
ている排気ポート７、／Ｊ、／ｊはそれぞれ排気パルプ
１７．／ｌ’、／りを介して真空ポンプ（図示してない
）に連結される。

このように構成した図示装置において、反応室ｌ内に反
応ガス導入ボート６を介して所望の反応ガスを導入する
。一方光源室倶１ではパージガス導入ボート１２を介し
て隔壁／／に沿ってＮ２．Ｈｅ。

人ｒ＃の不活性ガスを導入する。その際１反石室ｌおよ
び光源室λの排気ポート７．１３に設けられている排気
パルプ／７．／Ｉは閉じられ、緩衝室３の排気ポートｌ
ｊに連結されている排気パルプｌりは開の状態に設定さ
れる。光源室２内の光源ｒから光透過窓りを遡って輻射
された光は、隔壁／／の光透過開口部／／ａと、隔壁１
０の光透過開口部／　ＯａＫ設けられたメツシュ１６と
を通って反応室ｌ内に導入され、これにより反応室ｌ内
において反応ガスの光分解反応が生じ生成されたラジカ
ルは基板ホルダ係上の基板ｊに堆積する。

この場合１反石室／および光源室２の排気パルプ／７．
／ｒは閉じられ、緩衝室３の排気パルプｌりが開放され
ているので１反応室ｌ内で光分解により生成され、基板
！の上方に浮遊している反応生成物は矢印Ａで示すよう
に隔壁１０の光透過開口部１０ａに設けられたメツシュ
１６を通って緩衝室３内に拡散し、また光源室２内で隔
壁／／ＶＣ沿って流れているパージガスは矢印Ｂで示す
ように隔壁／／における光透過開口部／／ａを通って緩
衝室３に流れ込み、その結果、これらのガスは緩衝室３
に設けられている排気ポート／ｊを通って排気される。

またこの場合、緩衝室３に設けられているパージガス導
入ボート／≠から微量のパージガスを流し込み１反応室
ｌから緩衝室３に拡散した反応生成物が緩衝室３内に留
まらないようにされる。

次に第１図に示す装置を用いて行なった実験例について
第２図を参照して説明する。

この実験例では、光源としてマイクロ波放電励起による
重水素ラングを用い、反応ガスとして８ｉＨ４を用いて
ａ−８ｉ：Ｈ膜を基板上に堆積させたもので、第２図に
は堆積時間に対する膜厚の変化を示している。第２図に
おいて曲線Ａｉは本発明による第１図の装置を用いた場
合であり、曲線Ｂは従来の二室構造の装置を用いて成膜
し次場合である。第２図から明らかなように、従来法に
よる場合には堆積時間が一時間を越えると、膜厚は直線
的に伸びず、光透過窓に反応物の付着していることが認
められるが、本発明による装置を用いた場合には、堆積
時間が７０時間を越えても膜厚は直線的に伸びており、
しかも成膜速度は従来の二室構造の装置に比べて２倍程
寂増大しており、光透過窓に反応物が全く付着していな
いことがわかる。

また曲線Ａ２は単１図の装置において反応室／の排気パ
ルプ１７を若干開けた場合であるが、この場合もＡよと
同様に成ａ時間がｉｏ待時間越えても膜厚は直線的に伸
びており、しかもＡ１の場合に比べて成膜速度が大きく
なることが認められる。これは、排気パルプ／７を開け
た分だけ基板！の上部に浮遊している反応物質が全て緩
衝室３に流れ込むのを防いでいるためである。

ところで、図示実施例では反応室と光源室との間に緩衝
室を一室設けた装置について説明してきたが、反応室か
ら拡散してくる反応物質や光源室から流れ込むパージガ
スの量に応じて緩衝室を複数個設けてもよく、その場合
には光透過窓に対する光分解生成物の堆積をより完全に
押えることができ、しかも成膜速度をより精密に調節す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように１本発明による光化学気相成長
装置においては１反応室と光源室との間に緩衝室を設け
、反応室で生成された反応分解物が光源室へ拡散（７な
いように、また光源室で流されているパージガスが反応
室に流れ込まないようにこれらのガスを全て緩衝室を通
して排気するように構成しているので、光透過窓への反
応生成物の堆積が防止でき、長時間にわたって基板への
堆積を持続させることができると共に大きな成膜速度を
得ることができる。また本発明の実施態様では各室に設
けられた排気パルプを過当に制御することにより成膜速
度を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
第１図の装置を用いて行なった実験例による堆積時間と
膜厚との関係を従来例と比較して示すグラフ、第３図は
従来の二室構造の光化学気相成長装置の一例を示す概略
断面図である。 図中、ｌ：反応室、２＝光源室、３：緩衝室、６：反応
ガス導入ボート、７．／３．／ｊ：排気ボート、り：光
透過窓、ｌコ、／弘：パージガス導入ボート、／７．ハ
１１り：排気パルプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、膜堆積をする基板を挿置しかつ反応ガスを導入する
   ようにした反応室と、上記反応室に導入した反応ガスを
   光分解反応させるための光源を収容した光源室との間に
   一つまたは複数個の緩衝室を設け、上記反応室で生成さ
   れた反応分解物および上記光源室に導入されているパー
   ジ用の不活性ガスを上記緩衝室に導き、上記緩衝室から
   排出するように構成したことを特徴とする光化学気相成
   長装置。 ２、反応室、光源室および緩衝室に設けられた各排気バ
   ルブの開閉を調節することにより上記反応室から上記緩
   衝室への反応分解物の導出および上記光源室から上記緩
   衝室へのパージ用の不活性ガスの導出を制御できるよう
   にした特許請求の範囲第１項に記載の光化学気相成長装
   置。