JPS63262471A - 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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- JPS63262471A JPS63262471A JP9776787A JP9776787A JPS63262471A JP S63262471 A JPS63262471 A JP S63262471A JP 9776787 A JP9776787 A JP 9776787A JP 9776787 A JP9776787 A JP 9776787A JP S63262471 A JPS63262471 A JP S63262471A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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し、特に紫外光を照射
する事によって反応ガスを励起し、化学反応を促進させ
膜成長させる光化学気相成長装置に関するものである。
する事によって反応ガスを励起し、化学反応を促進させ
膜成長させる光化学気相成長装置に関するものである。
半導体デバイスの製造プロセスは低温化の方向にあり、
低温で膜を形成する技術としての光化学気相成長法は必
須の技術である。この光化学気相成長法として、低圧水
銀灯から発光される２５３．７ｎｍの紫外線を水銀蒸気
を含む反応ガスに照射し、先ず水銀原子を励起し、次に
励起水銀原子によって反応ガスを励起して膜形成を行う
方法、あるいは同じく低圧水銀灯から発光される１８４
．９ｎｍの光によって直接的に反応ガス分子を励起して
膜形成を行う方法が通常とられている。
低温で膜を形成する技術としての光化学気相成長法は必
須の技術である。この光化学気相成長法として、低圧水
銀灯から発光される２５３．７ｎｍの紫外線を水銀蒸気
を含む反応ガスに照射し、先ず水銀原子を励起し、次に
励起水銀原子によって反応ガスを励起して膜形成を行う
方法、あるいは同じく低圧水銀灯から発光される１８４
．９ｎｍの光によって直接的に反応ガス分子を励起して
膜形成を行う方法が通常とられている。
一般に光化学気相成長装置は、紫外線を放射する光源と
、光源から放射された光によってガスの反応を生ぜしめ
る反応室と、光源と反応室との間に位置し紫外線の少く
とも一部の波長の光を透過させる光照射窓とを含んで構
成されている。そして、光源は反応室外に設置し大気中
に設置する場合（例えば、Ｋ、 Ｈａｍａｎｏ ｅｔ、
ａｌ、： Ｊｐｎ、Ｊ 。
、光源から放射された光によってガスの反応を生ぜしめ
る反応室と、光源と反応室との間に位置し紫外線の少く
とも一部の波長の光を透過させる光照射窓とを含んで構
成されている。そして、光源は反応室外に設置し大気中
に設置する場合（例えば、Ｋ、 Ｈａｍａｎｏ ｅｔ、
ａｌ、： Ｊｐｎ、Ｊ 。
Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、２３（１９８４） ｐｐ、１２
０９−１２１５）＝および真空引きさｎた光源室内に設
置する場合（例えば、Ｙ、Ｎｕｍａｓａｗａ ： Ｊｐ
ｎ 、Ｊ 、 Ａｐｐｌ 、 Ｐｈｙｓ、 。
０９−１２１５）＝および真空引きさｎた光源室内に設
置する場合（例えば、Ｙ、Ｎｕｍａｓａｗａ ： Ｊｐ
ｎ 、Ｊ 、 Ａｐｐｌ 、 Ｐｈｙｓ、 。
２２ （１９８３） ｐＩ）、Ｌ７９２−Ｌ７９４ ’
）がある。
）がある。
上述した従来の光化学気相成長装置は、光源が反応室外
の大気中に設置された場合、光源から放射される紫外線
が大気中の酸素を光分解するため、反応室内に照射され
る紫外線強度が減衰するという欠点がある。また、酸素
の光分解に引き続いて人体に有害なオゾンが発生し実用
上大きな障害となる。また、光照射窓が何らかの原因で
破損した場合重大な災害が発生する虞れがあり安全上問
題がある。
の大気中に設置された場合、光源から放射される紫外線
が大気中の酸素を光分解するため、反応室内に照射され
る紫外線強度が減衰するという欠点がある。また、酸素
の光分解に引き続いて人体に有害なオゾンが発生し実用
上大きな障害となる。また、光照射窓が何らかの原因で
破損した場合重大な災害が発生する虞れがあり安全上問
題がある。
一方、光源を真空引きした光源室内に設置した場合、こ
の光源を反応室外の大気中に設置した場合に生じた欠点
は回避さｎるものの、光源自体から発生する熱の拡散、
冷却が十分に行なわれず、アーク放電ランプ等を光源と
して用いた場合、光源の寿命が著しく短くなる欠点を有
する。
の光源を反応室外の大気中に設置した場合に生じた欠点
は回避さｎるものの、光源自体から発生する熱の拡散、
冷却が十分に行なわれず、アーク放電ランプ等を光源と
して用いた場合、光源の寿命が著しく短くなる欠点を有
する。
本発明の光化学気相成長装置は、紫外線を放射する光源
を設置した光源室と、光源から放射された光によってガ
スの反応を生ぜしめる反応室と、光源室と反応室との間
に位置し紫外線の少くも一部の波長の光を透過させる光
照射窓とを有する光化学気相成長装置において、この光
源を冷却する手段を有している。
を設置した光源室と、光源から放射された光によってガ
スの反応を生ぜしめる反応室と、光源室と反応室との間
に位置し紫外線の少くも一部の波長の光を透過させる光
照射窓とを有する光化学気相成長装置において、この光
源を冷却する手段を有している。
光源は、紫外線の少くとも一部の波長を透過させるガス
を、光源室内に流すことによシ冷劫できる。光源として
アーク放電ランプを用いたときは、この電極近傍に設け
られた配管内に冷却媒体を流すことによりこの光源は冷
却される。
を、光源室内に流すことによシ冷劫できる。光源として
アーク放電ランプを用いたときは、この電極近傍に設け
られた配管内に冷却媒体を流すことによりこの光源は冷
却される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の構造断面図である。紫
外線を放射する低圧水銀灯１０１ 、光源室１０２９反
応室反応室１０３内英製の光照射窓１０４を有し、窒素
ガス供給管１０５．排気管１０６は、いずれも光源室１
０２に接続され、光源室１０２を窒素パージし減圧に保
つ。冷却水管１０７で低圧水銀灯１０１の電極部を冷却
水で冷却している。さらに冷却水管１０７は、光源室１
０２および反応室１０３の気密性を高めるために使用し
ている０リングシール１０８’ｔ”も冷却し、０リング
シール１０８の熱劣下をも防いでいる。
外線を放射する低圧水銀灯１０１ 、光源室１０２９反
応室反応室１０３内英製の光照射窓１０４を有し、窒素
ガス供給管１０５．排気管１０６は、いずれも光源室１
０２に接続され、光源室１０２を窒素パージし減圧に保
つ。冷却水管１０７で低圧水銀灯１０１の電極部を冷却
水で冷却している。さらに冷却水管１０７は、光源室１
０２および反応室１０３の気密性を高めるために使用し
ている０リングシール１０８’ｔ”も冷却し、０リング
シール１０８の熱劣下をも防いでいる。
ヒータ１０９．サセプター１１０及び基板１１１は反応
室１０３内に設置されている。反応ガス供給ライン１１
２に反応ガスであるアンモニアガスボンベ１１３とモノ
シランガスポンベ１１４が接続され、反応室１０３に反
応ガスを供給する。また、排気管１０６を通じて反応室
１０３を排気する。光源室１０２に接続された排気管と
反応室１０３に接続された排気管は排気管１０６を通じ
て同一の真空ポンプ１１５によって排気されているため
、光源室１０２と反応室１０３とは同圧に保たれている
。逆止弁１１５は反応室１０３から排気したガスが光源
室１０２へ還流することを防ぐ。
室１０３内に設置されている。反応ガス供給ライン１１
２に反応ガスであるアンモニアガスボンベ１１３とモノ
シランガスポンベ１１４が接続され、反応室１０３に反
応ガスを供給する。また、排気管１０６を通じて反応室
１０３を排気する。光源室１０２に接続された排気管と
反応室１０３に接続された排気管は排気管１０６を通じ
て同一の真空ポンプ１１５によって排気されているため
、光源室１０２と反応室１０３とは同圧に保たれている
。逆止弁１１５は反応室１０３から排気したガスが光源
室１０２へ還流することを防ぐ。
本発明の光化学反応装置を用いて５Ｔｏｒｒの減圧下で
シリコン窒化膜を成長した。光源室１０２を窒素パージ
せず単に真空引きをし、電極近傍の水冷を行なわない場
合、市販の低圧水銀灯は９５０時間の使用で紫外線強度
が２分の１に減少した。
シリコン窒化膜を成長した。光源室１０２を窒素パージ
せず単に真空引きをし、電極近傍の水冷を行なわない場
合、市販の低圧水銀灯は９５０時間の使用で紫外線強度
が２分の１に減少した。
同一の条件で、同一の低圧水銀灯を用いた場合３１００
時間の使用で紫外線強度が半減した。このように、低圧
水銀灯１０１の冷却を効率よく行うことで寿命を約３倍
にすることが可能となった。
時間の使用で紫外線強度が半減した。このように、低圧
水銀灯１０１の冷却を効率よく行うことで寿命を約３倍
にすることが可能となった。
さらに、０リングシール１０８′ｆｒ：冷却することで
基板温度６００℃の高温条件においても０リングシール
の耐用使用時間を、室温での耐用使用時間と同程度まで
することができた。
基板温度６００℃の高温条件においても０リングシール
の耐用使用時間を、室温での耐用使用時間と同程度まで
することができた。
また、光源室１０２と反応室１０３とを常に同圧にする
ことが可能なので、光源室１０２と反応室１０３との圧
力差による光照射窓１０４の破壊を考慮する必要がない
。実際の使用では合成石英製の光照射窓１０４の直径が
２０ ｃｍの場合、厚さ４ｍｍでも十分な強度が保てる
。このため従来１９ｍｍ以上の厚さが必要であったが、
安全上何ら問題なく光照射窓厚を薄くすることができ、
窓材のコストを低減することもできる。
ことが可能なので、光源室１０２と反応室１０３との圧
力差による光照射窓１０４の破壊を考慮する必要がない
。実際の使用では合成石英製の光照射窓１０４の直径が
２０ ｃｍの場合、厚さ４ｍｍでも十分な強度が保てる
。このため従来１９ｍｍ以上の厚さが必要であったが、
安全上何ら問題なく光照射窓厚を薄くすることができ、
窓材のコストを低減することもできる。
第２図は本発明の第２の実施例の構造断面図である。紫
外Ｉ／ｓを放射する重水素ランプ２０１９反射鏡２０３
．コンプレッサー２０３．アルゴンガス循環管２０４．
液体窒素トラップ２０５．冷却フレオン管２０６．酸素
ガスボンベ２０７．アルゴンガスボンベ２０８を有して
いる。光源室１０２はアルゴンガス循環管２０４および
コンプレッサー２０３により循環されている大気圧のア
ルゴンガスでパージされている。アルゴンガスはアルゴ
ンガス循環管２０４の途中に設けられた液体窒素トラッ
プ２０５で冷却され２０℃以下で光源室１０２に供給さ
れ、光源室１０２の冷却を行う。
外Ｉ／ｓを放射する重水素ランプ２０１９反射鏡２０３
．コンプレッサー２０３．アルゴンガス循環管２０４．
液体窒素トラップ２０５．冷却フレオン管２０６．酸素
ガスボンベ２０７．アルゴンガスボンベ２０８を有して
いる。光源室１０２はアルゴンガス循環管２０４および
コンプレッサー２０３により循環されている大気圧のア
ルゴンガスでパージされている。アルゴンガスはアルゴ
ンガス循環管２０４の途中に設けられた液体窒素トラッ
プ２０５で冷却され２０℃以下で光源室１０２に供給さ
れ、光源室１０２の冷却を行う。
重水素ランプ２０１の放電電極−近傍には冷却フレオン
管２０６が設置されており、フレオンを循環し、電極を
冷却している。
管２０６が設置されており、フレオンを循環し、電極を
冷却している。
本発明の光化学気相成長装置を用いて常圧下でシリコン
酸化膜成長を行った。成長条件は基板温度３００℃、シ
ラン流量Ｉ Ｑ ｓｃｃｍ（ｃｃ／ｍ１ｎ） 。
酸化膜成長を行った。成長条件は基板温度３００℃、シ
ラン流量Ｉ Ｑ ｓｃｃｍ（ｃｃ／ｍ１ｎ） 。
酸素流量１００ ｓｅｃｍ、アルゴン流量１８００３Ｃ
Ｃｍでアル。アルゴンガスのパージにより光源室１０２
を冷却し、かつ重水素ランプ２０１の電極近傍をフレ芽
ンを循環することＫよシ冷却すると、光源室１０２は１
２０℃以下に保つことが可能である。
Ｃｍでアル。アルゴンガスのパージにより光源室１０２
を冷却し、かつ重水素ランプ２０１の電極近傍をフレ芽
ンを循環することＫよシ冷却すると、光源室１０２は１
２０℃以下に保つことが可能である。
この場合、重水素ランプは１２００時間の使用で紫外光
強度が半減した。しかし、光源室１０２の冷却および重
水素ランプ２０１の電極の冷却を行わない場合、光源室
１０２は３００℃に昇温したサセプター１１０からの輻
射熱および重水素ランプ２０１の放電による発熱とによ
って４００℃以上まで昇温されてしまうため、重水素ラ
ンプからの紫外光強度は５００時間の使用で半減した。
強度が半減した。しかし、光源室１０２の冷却および重
水素ランプ２０１の電極の冷却を行わない場合、光源室
１０２は３００℃に昇温したサセプター１１０からの輻
射熱および重水素ランプ２０１の放電による発熱とによ
って４００℃以上まで昇温されてしまうため、重水素ラ
ンプからの紫外光強度は５００時間の使用で半減した。
本発明の光化学気相成長装置では光源である重水素ラン
プの冷却を十分行っているため、重水素ランプの寿命を
飛躍的に伸ばすことが可能である。
プの冷却を十分行っているため、重水素ランプの寿命を
飛躍的に伸ばすことが可能である。
また、光源室１０２および反応室１０３が同圧であるた
め、光照射窓１０４が圧力差によシ破損することがなく
、光照射窓の厚さを薄くすることができる。
め、光照射窓１０４が圧力差によシ破損することがなく
、光照射窓の厚さを薄くすることができる。
以上説明したように本発明の光化学気相成長装置は、光
源室をガスでパージすることによシ冷却し、さらに光源
の電極近傍を独立した冷却手段で冷却することにより、
光源の温度上昇を抑制することができ、その結果光源の
寿命を飛躍的に伸ばすことができる効果がある。また、
光源室と反応室との圧力差を２００ Ｔｏｒｒ以下と小
さくすることで光照射窓の厚さを薄くすることができ、
窓材のコストダウンも可能となる。このように、本発明
は実用上きわめて有益な光化学気相成長装置を提供する
ものである。
源室をガスでパージすることによシ冷却し、さらに光源
の電極近傍を独立した冷却手段で冷却することにより、
光源の温度上昇を抑制することができ、その結果光源の
寿命を飛躍的に伸ばすことができる効果がある。また、
光源室と反応室との圧力差を２００ Ｔｏｒｒ以下と小
さくすることで光照射窓の厚さを薄くすることができ、
窓材のコストダウンも可能となる。このように、本発明
は実用上きわめて有益な光化学気相成長装置を提供する
ものである。
上記説明では光源は低圧水銀灯や重水素ランプ等のアー
ク放電ランプの場合について述べたが、マイクロ波放電
ランプ等あらゆるランプ光源について、本発明を適用す
ることは有益である。
ク放電ランプの場合について述べたが、マイクロ波放電
ランプ等あらゆるランプ光源について、本発明を適用す
ることは有益である。
第１図は本発明の第１の実施例の光化学気相成長装置の
構造断面図、第２図は本発明の第２の実施例の光化学気
相成長装置の構造断面図である。 １０１・・・・・・低圧水銀灯、１０２・・°°°°光
源室、１０３°°°°°°反応室、１０４・・・・・・
光照射窓、１０５・・・・・・窒素ガス供給管、１０６
・・・・・・真空排気管、１０７・・・・・・冷却水管
、１０８・・・・・・０リングシール、１０９・・・・
・・ヒータ、１１０・・・°・・サセプター、１１１・
°°゛°°基板、１１２パ・・°反応ガス供給ライン、
１１３°゛°°°゛アンそニアガスポンベ、１１４・°
°・・°モノシランガスボンベ、１１５・・・・・・迂
止弁、１１６・・・・・・真空ポンプ、２０１・・・・
・・重水素ランプ、２０２・・・・・・反射鏡、２０３
・・・・・・コンプレッサー、２ｏ４・・・・・・アル
ゴンガス循環管、２０５・・・・・・液体窒素トラップ
、２０６・・・・・°冷却フレオン管、２０７・・・・
・・酸素ガスポンベ、２０８・°°・・・アルゴンガス
ポンベ、２０９・・・・・・排気管。 −′・・；゛・ 代理人 弁理士 内 原 口ｔ ・−１、Ｊ
構造断面図、第２図は本発明の第２の実施例の光化学気
相成長装置の構造断面図である。 １０１・・・・・・低圧水銀灯、１０２・・°°°°光
源室、１０３°°°°°°反応室、１０４・・・・・・
光照射窓、１０５・・・・・・窒素ガス供給管、１０６
・・・・・・真空排気管、１０７・・・・・・冷却水管
、１０８・・・・・・０リングシール、１０９・・・・
・・ヒータ、１１０・・・°・・サセプター、１１１・
°°゛°°基板、１１２パ・・°反応ガス供給ライン、
１１３°゛°°°゛アンそニアガスポンベ、１１４・°
°・・°モノシランガスボンベ、１１５・・・・・・迂
止弁、１１６・・・・・・真空ポンプ、２０１・・・・
・・重水素ランプ、２０２・・・・・・反射鏡、２０３
・・・・・・コンプレッサー、２ｏ４・・・・・・アル
ゴンガス循環管、２０５・・・・・・液体窒素トラップ
、２０６・・・・・°冷却フレオン管、２０７・・・・
・・酸素ガスポンベ、２０８・°°・・・アルゴンガス
ポンベ、２０９・・・・・・排気管。 −′・・；゛・ 代理人 弁理士 内 原 口ｔ ・−１、Ｊ
Claims (6)
- （１）紫外線を放射する光源を設置した光源室と、該光
源から放射された光によってガスの反応を生ぜしめる反
応室と、前記光源室と前記反応室との間に位置し前記紫
外線の少くとも一部の波長の光を透過させる光照射窓と
を有する光化学気相成長装置において、前記光源を冷却
する手段を有することを特徴とする光化学気相成長装置
。 - （２）前記光源を冷却する手段は、前記光源室内に前記
紫外線の少くとも一部の波長を透過させるガスを流す手
段である特許請求の範囲第１項記載の光化学気相成長装
置。 - （３）前記光源室内を流すガスが窒素ガスである特許請
求の範囲第２項に記載の光化学気相成長装置。 - （４）前記光源室内に設置された光源がアーク放電ラン
プであって、前記光源を冷却する手段は、前記光源の電
極近傍に設けられた配管内に冷却媒体を流す手段である
特許請求の範囲第１項に記載の光化学気相成長装置。 - （５）前記冷却媒体は水である特許請求の範囲第４項に
記載の光化学気相成長装置。 - （６）前記冷却媒体はフレオンである特許請求の範囲第
４項に記載の光化学気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776787A JPS63262471A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 光化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776787A JPS63262471A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 光化学気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262471A true JPS63262471A (ja) | 1988-10-28 |
Family
ID=14201013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9776787A Pending JPS63262471A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 光化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63262471A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5288684A (en) * | 1990-03-27 | 1994-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photochemical vapor phase reaction apparatus and method of causing a photochemical vapor phase reaction |
| JPH08296045A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Hiroshima Nippon Denki Kk | 成膜装置及び成膜方法 |
| JP2007178570A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Ricoh Co Ltd | 感光体及びその製造方法 |
| JP2007207915A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Tokyo Electron Ltd | 光源装置、基板処理装置、基板処理方法 |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP9776787A patent/JPS63262471A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5288684A (en) * | 1990-03-27 | 1994-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photochemical vapor phase reaction apparatus and method of causing a photochemical vapor phase reaction |
| JPH08296045A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Hiroshima Nippon Denki Kk | 成膜装置及び成膜方法 |
| JP2007178570A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Ricoh Co Ltd | 感光体及びその製造方法 |
| JP2007207915A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Tokyo Electron Ltd | 光源装置、基板処理装置、基板処理方法 |
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