JPS6396910A - 薄膜形成装置 - 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ＶＬＳＩに用いられる絶縁膜や、太陽電池、薄
膜トランジスタに用いられる非晶質シリコン等の薄膜を
形成する装置に関するものである。

従来の技術 従来のレーザを用いた薄膜形成装置は第７図の装置概略
図に示すように反応室１１に反応ガス導入口１２．排気
系１３とレーザ光導入窓１４からなり、加熱機構のつい
た基板ホルダー１６上に基板１６を設置する。レーザ１
７からのレーザ光をレンズとミラーからなる光学系１８
で平行光線にして反応室１１に導いて薄膜形成を行なう
（”　Ｌａ５ｅｒ−１ｎｄｕｃｅｌ　ｃｈｅｍｉｃａｌ
　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ　５ｉ０２”
Ｐ、　Ｋ、　Ｂｏｙ＠ｒ　ｅｔａｌ　、アプライド　フ
ィツクス　ｖｐ−（ムｐｐｌｉａｄ　ＰｈｙＩＩｉｃｓ
ｓ　Ｌａｔｔｅｒ　）　Ｐ、　７１６Ｖｏｌ　４０　　
、／に８　１９８２年）。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の装置では、基板上に形成する膜の膜厚
はレーザ光の入射側とその反対位置とでは大きく差を生
じ、均一な膜厚の制御は困難であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な構成
で、均一な膜厚の堆積を行なうことができる装置を提供
することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、複数のレーザ光線
を反応室内に照射することで均一な堆積膜厚を得るもの
である。

作用 本発明は上記した構成により、レーザ光の入射窓を複数
化することで、堆積膜厚のレーザ光線が単一入射のとき
の入射方向の影響を軽減しようとするものである。

実施例 第１図は本発明の薄膜形成装置の一実施例を示す装置概
略図である。第１図において、１１は反応室、１２はガ
ス導入口、１３はロータリーポンプ等の排気系で反応室
１１の真空度を一定に保つ。

１４ａと１４ｂはレーザ光の入射窓で、加熱機構を有す
る基板ホルダー１６上に基板１６が設置されている。１
７はレーザで、ミラーとレンズよりなる光学系１８＆と
１８ｂにより、２つに分けられて、反応室１１に導かれ
る。

上記構成の形成装置にて、５ｉｎ２膜を堆積させるとき
は、ガス導入口１２よりＳｉＨ４１０ｓｅｃＭ＊Ｎ２０
２００　ＳＣＣＭを流し、反応室１１内の真空度を１３
３０Ｐａに保つように排気系１３で調整し、基板ホルダ
ー１５で６インチ径の単結晶シリコン基板１６の温度を
２６０℃に保持する。レーザ１７はＡｒＦガスのエキシ
マレ−ザラ用いテ１９３ｎ！＋１の波長のレーザ光で、
パワー１０Ｗを用いる。光学系１８Ｌｌ／（あるハーフ
ミラ−にて二元路に分けられ、１つは光学系１８１Ｌを
他の１つは光学系１８ｂを通過し、レンズにより平行光
線として、それぞれ入射窓１４＆と１４ｂを通過して反
応室１１内に導かれる。それぞれのレーザ光は反応室１
１内で単結晶シリコン基板１６の約２朋上を幅が約ＩＣ
）Ｉｆｆで照射される。このときのレーザ光と基板１６
との簡単な位置関係を第２図ａに基板上面から見た図を
、第２図すに基板１６に垂直な関係を示す。上述のよう
にレーザ光を照射して、３０分間、５１０２膜の堆積を
行なったときのレーザ照射領域下（第２図ａでのＸ−Ｘ
’）の膜厚分布を第３図に示す。図中、○印が本実施例
における膜厚分布であり、Ｘ印は第７図の従来例で示さ
れる装置にて上記条件と同様に５ｉｎ２膜を形成したと
きの膜厚分布を示す。この堆積膜厚の比較を次表に示す
。

上記表に示すように本実施例においては形成膜厚のバラ
ツキが±２チ以下と極めて均一な膜形成が行なえる。

第１図と同様の装置で基板ホルダー１５をレーザ光と垂
直に駆動させる機構を備えたときの概略図を第４図に示
す。反応室１１内を上部から見た状態でレーザ光は入射
窓１４亀と１４ｂから入り、基板１６を載せた基板ホル
ダー１５は支持棒４１で保持され、前記支持棒４１は駆
動装置４２によって、レーザ光に垂直に動かされる。上
記のように基板をレーザ光と垂直に操作することで、基
板上に形成される膜の均一性を行ない、実施例１と同様
の条件で８１０２膜の形成を試みたところ、６インチ径
の範囲で膜厚±５チ内のバラツキであった。

基板をレーザ光と平行に回転させるときの装置の断面概
略図を第６図に示す。他の部分の装置構成は第１図と同
様である。基板１６を載せた基板ホルダー１６は反応室
１１の気密を保つためのシールド１１１Ｌを通して支持
棒５１で保持され、支持棒６１は駆動モータ５２によっ
て回転させて、基板１６０回転を行なう。第６図はレー
ザ光の照射と基板１６との位置関係を示す基板を上面か
ら見た図である。基板１６を載せ素基板ホルダー１６は
矢印６１の示す方向に回転している。また第１図で示す
入射窓１４１Ｌと１４ｋｌから入射したレーザ光は約５
０ｆｌの間隔をあけて、レーザ照射領域６２と６３で示
すように入射している。

上記構成の薄膜形成装置にて、Ｓｉ２Ｈ６１０１９００
Ｍ　ＩＨ２２００ｓｃｃＭ　のガスを導入し、真空度１
３３０Ｐａ１基板温度２５０’Ｃにて、ＡｒＦのエキシ
マレーザを照射して非晶質水素化シリコン膜を約１μｍ
厚に形成したときの６インチ径のガラス基板内の膜厚バ
ラツキは±７％以内であった。

なお、レーザ光を複数にするために、複数のレーザを用
いても何ら問題はない。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、反応室に複数
のレーザ光を入射する装置構成にすることで、形成する
薄膜の膜厚バラツキを少なく制御でき、実用的にきわめ
て有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における薄膜形成装置の概略
構成図、第２図はレーザ光と基板との位置関係を示す概
略図、第３図は本発明と従来例による装置で形成した膜
の膜厚分布を示す特性図、第４図は本発明の他の実施例
の装置の概略構成図、第６図は本発明の他の実施例にお
ける基板回転機構部分の装置の概略構成図、第６図はレ
ーザ光と基板との位置関係を示す概略図、第７図は従来
の装置の概略構成図である。 １１・・・・・・反応室、１４＆、１４ｂ・・・・・・
レーザ光入射窓、１７・・・・・・レーザ、６１・・・
・・・基板ホルダー支持棒、６２・・・・・・駆動モー
タ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 １５４図 第７図　　−ズ６イ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応室に原料ガスを導入し、レーザ光を反応室内
   に導入して、基板上に膜形成を行なう薄膜形成装置であ
   って、反応室に導入するレーザ光が複数であり、かつ互
   いのレーザ光が重なるかまたは平行で、相対する方向よ
   り導入するようにした薄膜形成装置。
2. （２）基板をレーザ光と垂直に駆動させる機構を有する
   特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成装置。
3. （３）基板をレーザ光と平行な状態で回転させる機構を
   有する特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成装置。