JPS63228718A - 光化学気相成長装置 - Google Patents
光化学気相成長装置Info
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- JPS63228718A JPS63228718A JP6304887A JP6304887A JPS63228718A JP S63228718 A JPS63228718 A JP S63228718A JP 6304887 A JP6304887 A JP 6304887A JP 6304887 A JP6304887 A JP 6304887A JP S63228718 A JPS63228718 A JP S63228718A
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- light
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- photochemical
- reaction chamber
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Links
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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。
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〕
本発明は光化学気相成長装置に関わる。
本発明は被気相成長基体が配置される反応室内に原料ガ
スを送給すると共に、この原料ガスを光解離させる波長
の光を、被気相成長基体上においてこれに対して相対的
にその集束位置を変更させつつ、被気相成長基体上に光
化学気相成長薄膜を形成するようにして均一な薄膜形成
と反応室の光導入部に対する光反応生成物の堆積ないし
は付着を効果的に回避する。
スを送給すると共に、この原料ガスを光解離させる波長
の光を、被気相成長基体上においてこれに対して相対的
にその集束位置を変更させつつ、被気相成長基体上に光
化学気相成長薄膜を形成するようにして均一な薄膜形成
と反応室の光導入部に対する光反応生成物の堆積ないし
は付着を効果的に回避する。
例えば半導体製造過程において、しばしばシリコン薄膜
、酸化シリコン薄膜、窒化膜等の形成工程を伴う。これ
らｌ膜は、化学的気相成長法（以下ＣＶＤ法という）に
よる形成が広く行われる。このＣＶＤ法としては、常圧
下もしくは減圧下において原料ガスを被気相成長基体表
面において熱分解して目的とする薄膜を被気相成長基体
すなわち例えばウェファ上に被着形成する熱的ＣＶＤ法
あるいは原料ガスをプラズマ化するフラズマｃｖＤ法が
広く用いられている。一方、半導体ウェファの大口径比
に伴い、これの上に薄膜形成を行う場合、半導体ウェフ
ァに熱的歪、変形等の発生に基づく特性変化、不良品の
発生、信頼性の低下等を招来することを回避する上で、
その薄膜形成に当たってのウェファすなわち被気相成長
基体の加熱温度はできるだけ低いことが望まれている。
、酸化シリコン薄膜、窒化膜等の形成工程を伴う。これ
らｌ膜は、化学的気相成長法（以下ＣＶＤ法という）に
よる形成が広く行われる。このＣＶＤ法としては、常圧
下もしくは減圧下において原料ガスを被気相成長基体表
面において熱分解して目的とする薄膜を被気相成長基体
すなわち例えばウェファ上に被着形成する熱的ＣＶＤ法
あるいは原料ガスをプラズマ化するフラズマｃｖＤ法が
広く用いられている。一方、半導体ウェファの大口径比
に伴い、これの上に薄膜形成を行う場合、半導体ウェフ
ァに熱的歪、変形等の発生に基づく特性変化、不良品の
発生、信頼性の低下等を招来することを回避する上で、
その薄膜形成に当たってのウェファすなわち被気相成長
基体の加熱温度はできるだけ低いことが望まれている。
ところが、上述した熱分解ＣＶＯ法による場合は、基体
温度は４００℃〜７００℃という高い温度を必要とし、
特に半導体装置の製造過程において例えば低融点のＡｊ
７金属層の被着後にＣＶＤによる薄膜形成例えばシリコ
ン多結晶の形成を行おうとする場合には、電極金属層に
溶融ないしは軟化を来すという不都合を招来する。これ
に比しプラズマＣＶＤ法では、基体温度を２００〜３０
０℃程度に低（することができるものの、この場合プラ
ズマによる被気相成長基体すなわち半導体ウェファへの
衝撃による照射損傷を来すという不都合がある。
温度は４００℃〜７００℃という高い温度を必要とし、
特に半導体装置の製造過程において例えば低融点のＡｊ
７金属層の被着後にＣＶＤによる薄膜形成例えばシリコ
ン多結晶の形成を行おうとする場合には、電極金属層に
溶融ないしは軟化を来すという不都合を招来する。これ
に比しプラズマＣＶＤ法では、基体温度を２００〜３０
０℃程度に低（することができるものの、この場合プラ
ズマによる被気相成長基体すなわち半導体ウェファへの
衝撃による照射損傷を来すという不都合がある。
これに対して原料ガスに光エネルギーを与えてその気相
成長を行う光化学ＣＶＤ法＃；（セミコンダクタ・ワー
ルド（Ｓｅｎ＋１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ ）
１９８５．９Ｐ１０５〜１１０参照）は、低温下での
気相成長が可能であり、また照射損傷の招来を来すこと
がないことから脚光を浴びるに至っている。
成長を行う光化学ＣＶＤ法＃；（セミコンダクタ・ワー
ルド（Ｓｅｎ＋１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ ）
１９８５．９Ｐ１０５〜１１０参照）は、低温下での
気相成長が可能であり、また照射損傷の招来を来すこと
がないことから脚光を浴びるに至っている。
上述したように光化学ＣＶＯ法による場合、低温例えば
３００℃以下の例えば２００℃での薄膜の気相成長が可
能となり、被気相成長基体が大口径半導体ウェファであ
る場合においても熱的変形あるいは歪みの発生を回避で
きるという利点を有するものの、この場合その反応室内
の壁面、例えば光源の配置部、もくしは反応室への光源
部からの光導入窓部等の光導入部に反応生成物の集積或
いは付着が生じると、これが光透過を阻害し、光化学反
応の効率を低下させ、ひいては被気相成長基体上に生成
された薄膜に膜質低下を招来する。そして、このような
不要部分への生成物の堆積ないしは付着物を排除するた
めの作業は可成り手間を要するものであり、特に光導入
部については高清浄化が要求されることから、その例え
ば石英ガラスから成る窓ガラスを交換するなどの方法が
とられていてガラス窓の交換作業の煩雑さと共に、価格
が問題となる。
３００℃以下の例えば２００℃での薄膜の気相成長が可
能となり、被気相成長基体が大口径半導体ウェファであ
る場合においても熱的変形あるいは歪みの発生を回避で
きるという利点を有するものの、この場合その反応室内
の壁面、例えば光源の配置部、もくしは反応室への光源
部からの光導入窓部等の光導入部に反応生成物の集積或
いは付着が生じると、これが光透過を阻害し、光化学反
応の効率を低下させ、ひいては被気相成長基体上に生成
された薄膜に膜質低下を招来する。そして、このような
不要部分への生成物の堆積ないしは付着物を排除するた
めの作業は可成り手間を要するものであり、特に光導入
部については高清浄化が要求されることから、その例え
ば石英ガラスから成る窓ガラスを交換するなどの方法が
とられていてガラス窓の交換作業の煩雑さと共に、価格
が問題となる。
尚、熱分解による薄膜形成法においてレーザービームを
用いた基体の加熱の提案が特開昭５６−４５７５９号公
開公報に開示されているところであるが、上述した光化
学反応において、紫外線、或いはレーザー光の集光を基
体表面で行うものにあっては、基体表面上の一部で局部
的に光解離による堆積種ないしは活性種の発生密度が高
くなって薄膜形成むらを発生する。
用いた基体の加熱の提案が特開昭５６−４５７５９号公
開公報に開示されているところであるが、上述した光化
学反応において、紫外線、或いはレーザー光の集光を基
体表面で行うものにあっては、基体表面上の一部で局部
的に光解離による堆積種ないしは活性種の発生密度が高
くなって薄膜形成むらを発生する。
本発明は上述した光化学気相成長装置における光導入部
に対する光化学反応生成物の堆積ないしは付着を効果的
に回避しかつ均一な薄膜成長を行うことができるように
した光化学気相成長装置を提供するものである。
に対する光化学反応生成物の堆積ないしは付着を効果的
に回避しかつ均一な薄膜成長を行うことができるように
した光化学気相成長装置を提供するものである。
本発明は図面に示すように被気相成長基体（１）が配置
される反応室（２）と、この反応室（２）内に原料ガス
を供給する原料ガス供給手段（３）と、反応室（２）内
の被気相成長基体（１）の配置部上に原料ガスを光解離
すなわち光反応させる波長の光を照射させる光源部（４
）とを設ける。
される反応室（２）と、この反応室（２）内に原料ガス
を供給する原料ガス供給手段（３）と、反応室（２）内
の被気相成長基体（１）の配置部上に原料ガスを光解離
すなわち光反応させる波長の光を照射させる光源部（４
）とを設ける。
反応室（２）には光源部（４）からの光を導入する光導
入窓（５）が設けられるこの窓（５）は、光源部（４）
からの光を透過する石英ガラス板等の透明板が気密的に
封着されてなり、図示しないが必要に応じて例えば冷却
水が供給された冷却パイプによる冷却手段が配置される
。
入窓（５）が設けられるこの窓（５）は、光源部（４）
からの光を透過する石英ガラス板等の透明板が気密的に
封着されてなり、図示しないが必要に応じて例えば冷却
水が供給された冷却パイプによる冷却手段が配置される
。
光源部（４）は、反応室（２）中に供給される原料ガス
に対して光化学反応例えば光解離を行う波長の例えば紫
外線発光ランプあるいはエキシマレーザ−等の光源（６
）と、これよりの光を反応室（２）内の被気相成長基体
（１）上もしくはその近傍上にすなわち被気相成長基体
（１１の配置部上に集束させるレンズ系（７）とを具備
してなる。
に対して光化学反応例えば光解離を行う波長の例えば紫
外線発光ランプあるいはエキシマレーザ−等の光源（６
）と、これよりの光を反応室（２）内の被気相成長基体
（１）上もしくはその近傍上にすなわち被気相成長基体
（１１の配置部上に集束させるレンズ系（７）とを具備
してなる。
そして、光源部（４）からの光の被気相成長基体（１）
の配置部上の集束位置が、被気相成長基体ｆｉｌに対し
て相対的に移動し得るようになされる。
の配置部上の集束位置が、被気相成長基体ｆｉｌに対し
て相対的に移動し得るようになされる。
上述したように本発明においては、光源部（４）にレン
ズ系（７）が設けられることによって被気相成長基体上
において光の集束を行わしめるようにしたので、これの
光導入窓（５）への通過部においては光密度が小なる状
態で透過することによってこの近傍における光反応によ
る原料ガスの解離に基づく活性種の発生率は低められ、
これによって光導入窓（５）における光化学反応に基づ
く生成物の堆積ないしは付着が効果的に回避される。
ズ系（７）が設けられることによって被気相成長基体上
において光の集束を行わしめるようにしたので、これの
光導入窓（５）への通過部においては光密度が小なる状
態で透過することによってこの近傍における光反応によ
る原料ガスの解離に基づく活性種の発生率は低められ、
これによって光導入窓（５）における光化学反応に基づ
く生成物の堆積ないしは付着が効果的に回避される。
また、その光の集束位置は、被気相成長基体に対して相
対的に移動するようにしたので、光集束を行わしめるこ
とによる光解離による活性種の発生の密度むらによる被
気相成長基体（１）上への生成膜の不均一性が回避され
て均一な薄膜を効率よく生成させることができる。
対的に移動するようにしたので、光集束を行わしめるこ
とによる光解離による活性種の発生の密度むらによる被
気相成長基体（１）上への生成膜の不均一性が回避され
て均一な薄膜を効率よく生成させることができる。
図面を参照してさらに本発明による光化学気相成長装置
について説明する。原料ガス供給手段（３）所要の原料
ガス、例えばシリコンの気相成長薄膜を形成する場合に
おいてはモノシランとキャリアガスとが送給される。（
１０）はその開閉弁を示す。
について説明する。原料ガス供給手段（３）所要の原料
ガス、例えばシリコンの気相成長薄膜を形成する場合に
おいてはモノシランとキャリアガスとが送給される。（
１０）はその開閉弁を示す。
被気相成長基体（１１例えば半導体ウェファはこれを例
えば３００℃以下の２００’Ｃに加熱する加熱手段（１
１）を具備する基体（１）の配置台（１２）が設けられ
る。この配置台（１２）は例えば中心に回転軸（１３）
を有して配置台（１２）の回動ができるようになされる
。
えば３００℃以下の２００’Ｃに加熱する加熱手段（１
１）を具備する基体（１）の配置台（１２）が設けられ
る。この配置台（１２）は例えば中心に回転軸（１３）
を有して配置台（１２）の回動ができるようになされる
。
（１４）は反応室から排気を行う排気ポンプに連結され
た排気口を示す。
た排気口を示す。
光源部（４）のレンズ系（７）は、例えば凹レンズ系（
７Ａ）と凸レンズ系（７Ｂ）との複合レンズ構成として
、両者間の間隔が変更できるように構成される。すなわ
ち例えば凸レンズ系（７Ｂ）がその光軸方向に移行でき
るようになされて、この移行に伴ってその被気相成長基
体（１）の表面部すなわち表面もしくは表面近傍におけ
る集束位置が回転軸（１３）による回転の半径方向に、
もしくはこれと平行の方向に移行できるようになされる
。このようにしてその集束位置の変化と共に回転軸（１
３）を回転してその集束位置が基体（１）と相対的に移
動するように、すなわち集束位置が基体（１）上でこの
例においては渦巻状に移動できるようになされる。
７Ａ）と凸レンズ系（７Ｂ）との複合レンズ構成として
、両者間の間隔が変更できるように構成される。すなわ
ち例えば凸レンズ系（７Ｂ）がその光軸方向に移行でき
るようになされて、この移行に伴ってその被気相成長基
体（１）の表面部すなわち表面もしくは表面近傍におけ
る集束位置が回転軸（１３）による回転の半径方向に、
もしくはこれと平行の方向に移行できるようになされる
。このようにしてその集束位置の変化と共に回転軸（１
３）を回転してその集束位置が基体（１）と相対的に移
動するように、すなわち集束位置が基体（１）上でこの
例においては渦巻状に移動できるようになされる。
このようにして原料ガス供給手段（３）より反応室（２
）内に原料ガスの供給がなされ、これが被気相成長基体
（１）例えば半導体ウェファの表面もしくはその近傍上
において、光源部（４）からの光の集束部において効率
よく光反応による解離がなされて基体（１）上に薄膜の
生成がなされる。
）内に原料ガスの供給がなされ、これが被気相成長基体
（１）例えば半導体ウェファの表面もしくはその近傍上
において、光源部（４）からの光の集束部において効率
よく光反応による解離がなされて基体（１）上に薄膜の
生成がなされる。
尚、光導入窓（５）を構成する透明窓は、これ自体をレ
ンズ系（７）の一部を構成するレンズ体とすることもで
きる。
ンズ系（７）の一部を構成するレンズ体とすることもで
きる。
上述した例においては、基体（１）上にシリコン成長薄
膜を形成するようにした場合であるが、各種薄膜例えば
窒化シリコン、酸化シリコン等の形成に適用することも
できる。
膜を形成するようにした場合であるが、各種薄膜例えば
窒化シリコン、酸化シリコン等の形成に適用することも
できる。
また、図示した例においては、原料ガスを上方から送り
込み下方に被気相成長基体（１）が配置された構成によ
る場合であるが、これとは上下逆の配置関係となすこと
もできるなど種々の変形変更をなし得る。
込み下方に被気相成長基体（１）が配置された構成によ
る場合であるが、これとは上下逆の配置関係となすこと
もできるなど種々の変形変更をなし得る。
上述したように本発明においては、光照射を被気相成長
基体の配置部上に集束させるようにしたので、光解離に
よって生ずる活性種が基体近傍で効率よく発生されるの
で成長速度を速めることができると共に、その光の導入
窓（５）においては光が分散された低密度の状態で導入
されるのでこの近傍における活性種の発生確率は小とな
りこれによって光導入窓（５）に堆積物ないしは付着物
の発生を効果的に回避でき、光の導入を効率よく行うこ
とができると共にこの堆積物あるいは付着物の排除を行
うための清浄化作業が簡略化され、作業性の向上が図ら
れる。
基体の配置部上に集束させるようにしたので、光解離に
よって生ずる活性種が基体近傍で効率よく発生されるの
で成長速度を速めることができると共に、その光の導入
窓（５）においては光が分散された低密度の状態で導入
されるのでこの近傍における活性種の発生確率は小とな
りこれによって光導入窓（５）に堆積物ないしは付着物
の発生を効果的に回避でき、光の導入を効率よく行うこ
とができると共にこの堆積物あるいは付着物の排除を行
うための清浄化作業が簡略化され、作業性の向上が図ら
れる。
また、本発明装置によれば被気相成長基体（１）上に光
集束を行わしめるようにしたにも拘わらず、その集束位
置を基体（１）と相対的に移行させながら薄膜成長を行
わしめるようにしたので基体（１）上に均一な薄膜生成
を行うことができ、良質のしたがって不良品の発生率が
低く、また生成効率が高められたことと相俟って量産性
に優れた光化学気相成長を行うことができる。
集束を行わしめるようにしたにも拘わらず、その集束位
置を基体（１）と相対的に移行させながら薄膜成長を行
わしめるようにしたので基体（１）上に均一な薄膜生成
を行うことができ、良質のしたがって不良品の発生率が
低く、また生成効率が高められたことと相俟って量産性
に優れた光化学気相成長を行うことができる。
図は本発明による光化学気相成長装置の一例の構成図で
ある。 （１）は被気相成長基体、（２）は反応室、（４）は光
源部、（５）は光導入窓、（７）はレンズ系である。
ある。 （１）は被気相成長基体、（２）は反応室、（４）は光
源部、（５）は光導入窓、（７）はレンズ系である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被気相成長基体が配置される反応室と、 該反応室内に原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、 上記反応室内の上記被気相成長基体の配置部上に上記原
料ガスを光化学反応させる光を照射する光源部とを具備
し、 該光源部は、上記被気相成長基体の配置部上において集
束させるレンズ系を具備し、被気相成長基体と光の集束
位置を相対的に変化させながら上記被気相成長基体上に
上記原料ガスを光解離させて光化学気相成長薄膜を形成
することを特徴とする光化学気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6304887A JPS63228718A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6304887A JPS63228718A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光化学気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228718A true JPS63228718A (ja) | 1988-09-22 |
Family
ID=13218058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6304887A Pending JPS63228718A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63228718A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4977855A (en) * | 1987-01-29 | 1990-12-18 | Tadahiro Ohmi | Apparatus for forming film with surface reaction |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP6304887A patent/JPS63228718A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4977855A (en) * | 1987-01-29 | 1990-12-18 | Tadahiro Ohmi | Apparatus for forming film with surface reaction |
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