JPS6369976A - 光ｃｖｄ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】 「発明の利用分野」 本発明は、半導体作製に用いられる光ＣＶＤ装置に関す
るものである。

「従来技術」 現在用いられているＣＶＤ技術としては、ＡＰＣＶＤＳ
ＬＰＣＶＤ、ブラズ７ＣＶＤ熱ＣＶＤ等がある。これら
は、夫々特徴を持つものであるが、−ｉに数百度以上の
かなりの高温で用いられることについては共通している
。一方、アルミニウム配線上のパンシベーション形成等
の低温形成が要求されるものの為に、比較的低温で膜形
成を行なう装置が求められている。

低温ＣＶＤ技術の１つとして光ＣＶＤ装置が開発されて
いる。これは、紫外線照射によって反応ガス分子を励起
し、これによって所定の化学反応を生じせしめようとす
るものである。

この方法では、たとえばＳｉＨ，−ＩＪＨ，系において
、水銀原子をいったん２，５３７人の紫外光で励起し、
それを用いてＳｉＢ、やＮｕｓを励起させる方法がとら
れる。すなわち、リアクタ外部からの紫外線照射により
、 Ｈｇ＋ｈシーＨｇ＊（＊、励起状態をしめず）Ｈｇ”　
＋　５ｉ１１．→５ｉＨ１＋Ｈ・＋ｏｇ８ｇ”　＋　Ｎ
ｆｌｉ→ＮＨ，・＋１１・十〇ｇ（・：　ラジカル）Ｎ
ｕｔ　＋　５ｉＨｓ・→５ｉＸＮｙ　＋ｔｈのように反
応が進み、低温でも窒化シリコン膜を形成しうる方法で
ある。

この様な低温ＣＶＤ装置においては、その冷却手段が特
に重要になるので、種々の工夫が施されている。

第３図は、この発明以前に本発明者が考案した光ＣＶＤ
装置を示す縦断面図である０図中、ステンレス製の真空
チャンバ３１内には、被膜を形成すべき基板３３が取付
けられたカート３５が移動可能に裁置されている。カー
ト３５内部には、ヒータ３７が設けられており、基板３
３の温度を適性なレベルに迄上げている。この温度は通
常２００℃以下であり、窒化シリコン膜等の形成に好都
合である。チャンバ３１同様、ステンレスで形成された
光源室３９は、内部水銀ランプ４１が設けられており、
合成石英製の窓４３から、紫外線を基板３３に向って照
射している。

チャンバ３１内は、内部気圧を数ｔｏｒｒ程度に保ちな
がら、反応ガスが循環しており、基板上で紫外線の作用
によって化学反応を起こし、その生成物を膜として、基
板表面に形成する。

しかしながら、この様な光ＣＶＤ装置にあっては、比較
的高価な合成石英板を用いてかなり大型な照射窓を必要
とし、これが、ステンレス板によって支持されている為
、光源室内部の圧力をチャンバ内圧力に比べあまり高く
すると、石英板破損の危険があり、又チャンバ内へのガ
スもれの可能性も出てくる。従って、水銀ランプ４１を
光源室内の気体循環等の方法によって冷却しても低気圧
の為あまり効果が期待出来ず、背面に何か特別な冷却手
段を接触させる方法で冷却が行なわれている。

さらに、一般に石英板４３上の被膜形成は避は難いが、
これをスパッタリング除去しようとして、カート３５側
電極とチャンバ３１内で放電させると、放電は、当該石
英窓４３へは当たらず、それを支えているステンレス製
光源室３９側へそれてしまう。

その為従来は、石英窓４３前面に電極４５を設けていた
。

「発明の目的」 本発明の目的は、チャンバ内圧力低下によっても破損し
ない丈夫な光源を有する光ＣＶＤ装置を提供することで
ある。又、他の目的は、光源の窓に付着した被膜を除去
するスパッタリングを、チャンバを一方の電極として行
なう事の可能な光ＣＶＤ装置を提供することである。さ
らに、他の目的は、光源室内部の気体の循環によって内
部のランプの冷却を行ない得る光ＣＶＤ装置を提供する
ことである。

「発明の構成」 上記目的を達成する為に本発明による光ＣＶＤ装置は、
真空チャンバと、真空ポンプと、反応ガス導入系と、前
記真空チャンバ内に設けられた基板保持手段と前記真空
チャンバ内に設けられ、内部を気密に保たれた透明円筒
管と上記円筒管内に設けられた発光手段とから成ってい
る。

「実施例」 第１図及び第２図は、本発明になる光照射機構を用いた
光ＣＶＤ装置を示す断面図である。

図中、光ＣＶＤ装置１は、チャンバ３、紫外線光源５、
正六角形状の基板ホルダ７、回動機構９及び反応ガス導
入系１１及び排出系１３から成っている。光源５は、一
端の閉鎖された石英管１７によって気密に囲まれた水銀
ランプ１９から成り、膜形成を行なうべき基板１５が取
りつけられた基板ホルダの周囲に等間隔で同心円上に設
けられている。モータ２１は、これら光源５に囲まれた
基板ホルダ７を回動させ、基板１５と各光源５との相対
位置を周期的に適時変化させている。又、石英管１７内
は、冷却用の窒素が循環しており、水銀ランプ１９の温
度が上昇し過ぎることを防止している。

基板ホルダ７の中空内部に、加熱手段２３として、ハロ
ゲンランプヒータが設けられている。このヒータ２３は
、チャンバ３上部から支持されており、基板ホルダ７を
加熱している。基板１５は、３０ｃｓＸ３５ｃｍの大き
さで、基板ホルダ７の一面当り２枚、全部で１２枚取付
けられている。

次に、このＣＶＤ装置の動作について説明する。

先ず膜形成を行なうべき基板１５を基板ホルダ７の各回
毎に２枚づつ取付ける。チャンバ３を完全に密閉し、排
出系（真空ポンプ）１３によって内部の気圧を約１０−
”〜１０−’ｔｏｒｒまで下げる０次に、チャンバ３内
に、反応ガス導入系１１から反応ガスを約３　ｔｏｒｒ
の圧力になる迄導入する。基板１５が加熱手段２３によ
って所定温度となった状態で、モータ２１を駆動させ基
板ホルダ７を回転させると共に、光源５から紫外線を基
板上に向って照射する。反応ガスを、基板１５上で熱と
光によって所定の化学反応を進行させ、基板面に生成物
を積層させる。

光源５の照度及び基板ホルダの回転速度を一定に保って
膜形成を行なっても、基板上の照度バラツキは平均化さ
れるが、各基板表面での照度をより一様にするには、基
板ホルダの回転速度を一定に保つ一方、光源５の照度を
これに同期させ、適当に変化させることが効果的である
。又、これとは逆に、光源５の照度を一定に保つ一方、
基板ホルダ７の回転速度を光源５との相対位置によって
適宜変化させることも、効果が期待できる。

石英管内では、循環手段２９によって窒素の循環がなさ
れ、これによって冷却されている。又、石英管１７表面
に付着した不必要な被膜は、基板ホルダ７とチャンバ３
との間の放電によって、スパッタリング除去される。

尚、上記実施例は、１つの好ましい実施態様を示したも
のであり、種々の変形例が考えられる。

そのいくつかの例を以下に示す。

基板ホルダ７の断面形状は正六角形としたが、本件発明
者の検討によれば、正１２角形も充分に特徴を持つ形状
である事が分った。この場合、実施例同様各面２枚の基
板を載置するとして、合計２４枚の基板を同時に処理出
来る。勿論、その地圧方形、正八角形等の正多角形にす
る事も可能である。

又、特殊な場合には、丸形、（非圧）多角形も好都合で
ある。

光源ＩＳは、基板ホルダ７の回転軸に対して同心円上に
配置したが、これ以外の配置も、場合によっては、より
効果的である０回転駆動機構は基板ホルダの下側に設け
られているが、これは基板ホルダの上側に設けても横側
にピニオンギアを用いて設けても良い。

「効果」 対象物に対して、常にバラツキの小ない一様な照射量で
光照射を行なう事ができる。

「効果」 上記構成によれば、石英管を水銀ランプが収納できる程
度の大きさであれば良＜　ＣＶＤ装置全体を非常にコン
パクトにすることが出来る。又、高価な合成石英の使用
量を少なく出来る為、製品価格を安くできる。さらに、
石英管内を冷却用ガスを比較的高い圧力で循環させるこ
とができるので、冷却装置が極めて簡単に構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す縦断面図である。第２
図は、本発明の実施例を示す横断面図である。第３図は
、従来の光ＣＶＤを示す縦断面図である。 １・・光ＣＶＤ装ｗ　　３・・真空チャンバ５・・光源
　　　　　　７・・基板ホルダ９・・回軸駆動装置　　
１１・・ガス導入系１３・・ガス排出系　　　１５・・
基板１７・・合成石英管　　　１９・・水銀ランプ２１
・・モータ　　　　　２３・・ヒータ常　１哩 図面の浄書（内容に変更なし゛） 第　３　　＋９１ 手　続　主相　正　書（方式） ％式％ ２、発明の名称 光ＣＶＤ装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住所　神奈川県厚木市長谷３９８番地 昭和６１年１１月２５日 ５、補正の対象 図面の第２図 ６、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 真空チャンバと、 真空ポンプと、 反応ガス導入系と、 前記真空チャンバ内に設けられた基板保持手段と、前記
   真空チャンバ内に設けられ、内部を気密に保たれた透明
   円筒管と、 上記円筒管内に設けられた発光手段とから成る光ＣＶＤ
   装置。