WO2008012956A1 - Dispositif pour un traitement sous vide - Google Patents

Dispositif pour un traitement sous vide Download PDF

Info

Publication number
WO2008012956A1
WO2008012956A1 PCT/JP2007/051718 JP2007051718W WO2008012956A1 WO 2008012956 A1 WO2008012956 A1 WO 2008012956A1 JP 2007051718 W JP2007051718 W JP 2007051718W WO 2008012956 A1 WO2008012956 A1 WO 2008012956A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
light
substrate
chamber
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/051718
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masatomo Sumiya
Mikk-Lippmaa
Tsuyoshi Ohnishi
Eiji Fujimoto
Hideomi Koinuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute for Materials Science
University of Tokyo NUC
Original Assignee
National Institute for Materials Science
University of Tokyo NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute for Materials Science, University of Tokyo NUC filed Critical National Institute for Materials Science
Priority to US12/309,533 priority Critical patent/US8377211B2/en
Publication of WO2008012956A1 publication Critical patent/WO2008012956A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for a vacuum process for vapor deposition while heating a substrate in a vacuum chamber. More specifically, it is optimal for processes that require growth at high temperatures, such as in the case of A1N, BN, and Balta Si, and for thin film growth processes that require rapid substrate temperature modulation, such as p-type ZnO thin films.
  • the present invention relates to a vacuum process apparatus characterized by a temperature heating method.
  • temperature has been a very important parameter in material development, and in a vacuum process in which deposition is performed while heating a substrate, a heater or an infrared lamp that uses a heating wire is usually used for heating.
  • these conventional methods have a problem that it is difficult to heat to 1 ooo ° C or higher.
  • the heater was disconnected, or that a film was deposited on the condenser lens of the lamp (particularly a high pressure process such as CVD), preventing the temperature from rising. Therefore, in order to raise the substrate temperature above 1000 ° C, attempts have been made to use special heaters with carbon or SiC as resistance, or to heat graphite by induction heating.
  • Patent Document 1 a laser heating device using a high-power laser as a heating source has been proposed.
  • an object of the present invention is to provide a new apparatus for vacuum processing that eliminates conventional inconveniences such as a decrease in laser output and enables laser heating.
  • the present invention is firstly a vacuum process apparatus for depositing a substrate while heating it in a vacuum chamber.
  • a light transmissive window is formed, and the light transmissive window and the holding portion for holding the substrate are connected by a linear space that is isolated from other portions in the chamber, and the outside of the light transmissive window is connected.
  • a vacuum processing apparatus is provided in which a laser oscillation device is disposed, and the substrate is irradiated with laser light through the linear space and heated from the laser oscillation device.
  • the above-described vacuum process apparatus is characterized in that the linear space is formed by a cylindrical body that connects the inner surface of the light-transmitting window and the holding portion.
  • the laser beam since the laser beam does not come into contact with the vapor or thin film filling other parts in the chamber in the linear space, the laser beam reaches the substrate without being attenuated. It is possible to modulate the substrate temperature during the deposition of the thin film in a short time and to heat to a high temperature of, for example, 1500 ° C. or more stably for a long time.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a vacuum processing apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a vacuum processing apparatus of the present invention.
  • the vacuum chamber (1) is provided with a light-transmitting window (6) at the top, and the light-transmitting window (6) includes an upper tempered glass plate (3) and a lower tempered glass plate (4).
  • an antireflection film (2) is provided on the upper surface of the upper reinforcing glass plate (3).
  • the collimation type high-power semiconductor laser transmitter (R) is arranged above the upper tempered glass (3) with the transmitting direction downward (black arrow in the figure).
  • the substrate elevating device (20) disposed in the vacuum chamber (1) includes a vacuum chamber ( An upper frame (21) fixed to the upper part of 1) and a lower frame (24) having a holding part (30) for holding a substrate (P) in the center, an expansion screw column (23) and a guide column (22) Connected to each other.
  • the lower frame (24) can be raised and lowered by expansion and contraction of the expansion and contraction screw column (23).
  • the expandable bellows-shaped cylinder (10) that connects the upper space of the holding part (30) and the lower space of the lower tempered glass (4) has an upper end that is in close contact with the lower surface of the lower tempered glass (4). Then, it is fixed to the inner surface of the window (6) via the stay (11).
  • the bellows-shaped cylinder (10) can be made of, for example, a metal or an alloy such as gas-impermeable aluminum such as reactive gas or impurity gas for film formation, ceramics, or a composite thereof. .
  • the light-transmitting window (6) to the substrate (P) are connected by the linear space (X) that is isolated from other portions.
  • An evaporator outlet (8) for introducing various vapors is installed in the chamber (1).
  • the laser beam is transmitted without being affected by the vapor from the evaporator outlet (8), and the substrate (P) is heated at a high temperature. It can be heated stably.
  • the constraint force of the arrangement space is also released, and a larger laser transmitter can be used.
  • materials of various members of the vacuum process apparatus according to the present invention the same materials as those of the conventional vacuum process apparatus can be used.
  • the laser medium the force exemplified by the semiconductor laser as described above, a liquid laser, a gas laser, a solid laser, or the like can be used.
  • the deterioration of the holding part (30) was suppressed. Therefore, in general, materials that easily absorb laser light, preferably those materials coated with a metal oxide film, ceramics, etc., more preferably, further protected with a transparent material to prevent evaporation of the coating. It is desirable to use one.
  • the apparatus of the present invention as described above makes it possible to generate various films by heating a substrate at, for example, 1500 ° C or higher, which has been considered extremely difficult in the past. Contribute to the practical application of

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

明 細 書
真空プロセス用装置
技術分野
[0001] 本発明は、真空チャンバ一内にて、基板を加熱しながら蒸着する真空プロセス用装 置に関するものである。より詳しくは、 A1N、 BNやバルタ Si等の場合のように高温で の成長が求められるプロセスや、 ZnO薄膜の p型化等の、急速な基板温度変調を求 められる薄膜成長プロセスに最適な温度加熱方式を特徴とする真空プロセス用装置 に関するものである。
背景技術
[0002] 従来より、材料開発において温度は非常に重要なパラーメータであり、基板を加熱 しながら蒸着する真空プロセスでは、通常、加熱には電熱線を用いたヒーターや赤 外線ランプを集光させる方式がとられている。し力しながら、これら従来の方法では 1 ooo°c以上に加熱させることは困難であるという問題点があった。例えば、ヒーターが 断線したり、ランプの集光レンズに膜が付着形成 (特に CVDといった圧力が高いプロ セス）されて温度の上昇が妨げられたりするという問題があった。そこで、 1000°C以 上に基板温度を上昇させるために、カーボンや SiCを抵抗とする特殊なヒーターを用 いたり、誘導加熱方式でグラフアイトを加熱することも試みられている。しかしながら、 カーボンヒーターはそれ自体酸化や還元雰囲気に弱いので、 BNなどの耐雰囲気材 でその表面をコートしなければならない。一方、誘導加熱方式ではメタルチャンバ一 を使用できなかったり、基板の搬送が煩雑になったりするなど、装置自体の設計自由 度が落ちるといった問題がある。
[0003] 上記ような問題を解決する手段として、加熱源として高出力のレーザーを用いるレ 一ザ一加熱装置 (特許文献 1)が提案されてもいる。
[0004] だ力 このレーザーを用いる加熱装置においては、レーザー光は光ファイバ一によ つて基板付近まで導かれるが、光ファイバ一の端面は薄膜装置内で開放されている ので、 CVD法など比較的反応圧力の高 ヽ (数 mTorr以上)薄膜堆積プロセスでは、 ファイバ一端面にも薄膜が付着し、その結果、レーザー出力が低下して温度も低下し たり、反射光によってレーザー本体が破損したりするという問題点を有していた。 特許文献 1：特許第 3268443号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、以上のような背景から、レーザー出力の低下等の従来の不都合を解消 して、レーザー加熱を可能にした、新しい真空プロセス用装置を提供することを課題 としている。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明は、上記の課題を解決するために、第 1には、真空チャンバ一内にて、基板 を加熱しながら蒸着する真空プロセス用装置であって、前記チャンバ一の一部に光 透過性窓が形成されており、当該光透過性窓と前記基板を保持する保持部とを、チ ヤンバー内の他の箇所と隔絶した直線状空間にて繋ぎ、前記光透過性窓の外側に レーザー発振装置を配置し、レーザー発振装置から、前記直線状空間を通って前記 基板にレーザー光を照射して加熱することを特徴とする真空プロセス用装置を提供 する。
[0007] 第 2には、直線状空間は、光透過性窓の内面と保持部とを繋ぐ筒状体にて形成し てあることを特徴とする上記の真空プロセス用装置を提供する。
発明の効果
[0008] 本発明により、レーザー光は、チャンバ一内の他の箇所に充満する蒸気や薄膜と は直線状空間内では接触しないので、レーザー光は、減衰することなく基板に至り、 CVD法等による薄膜堆積時の基板温度を短時間で変調することができ、しかも長時 間安定に例えば 1500度以上の高温にも加熱することができる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]図 1は、本発明の真空プロセス用装置の実施形態を示した断面図である。
符号の説明
[0010] (1) 真空チャンバ一
(2) 反射防止膜 (3) 上部強化ガラス板
(4) 下部強化ガラス板
(5) 取り付けフランジ
(6) 窓
(7) 曇り防止用ガス導入口
(8) 蒸発器出口
(10) 円筒
(11) ステー
(20) 基板昇降装置
(21) 上部フレーム
(22) 案内柱
(23) 伸縮ネジ柱
(24) 下部フレーム
(30) 保持部
(R) レーザー発信器
(P) 基板
(X) 直線状空間
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明の実施の形態について説明する。もちろん以下の例によって発明が 限定されることはない。
[0012] 図 1は、本発明の真空プロセス用装置の実施形態を示した断面図である。
[0013] 真空チャンバ一（1)は、その上部に光透過性窓（6)が設けてあり、光透過性窓（6) は、上部強化ガラス板 (3)と下部強化ガラス板 (4)との間に曇り防止用ガス導入口（7
)を持った空間を有して取り付けフランジ（5)により固定してある。また、上部強化ガラ ス板 (3)の上面は、反射防止膜 (2)が設けてある。
[0014] コリメーシヨン型高出力半導体レーザー発信器 (R)は、上部強化ガラス（3)の上方 位置に、発信方向を下方（図中黒矢印）に向けて配置してある。
[0015] そして、真空チャンバ一（1)内に配置した基板昇降装置（20)は、真空チャンバ一（ 1)の上部に固定した上部フレーム（21)と中央に基板 (P)を保持する保持部（30)を 有する下部フレーム（24)とを、伸縮ネジ柱（23)と案内柱（22)とにより連結して構成 してある。
[0016] このような構造により、伸縮ネジ柱（23)の伸縮により、下部フレーム（24)を昇降す ることが可能である。
[0017] 保持部（30)の上方空間と下部強化ガラス (4)の下方空間とを繋ぐ、伸縮可能なジ ャバラ状の円筒（10)は、上端が下部強化ガラス (4)の下面に密着して、窓（6)の内 面にステー（11)を介して固定してある。ジャバラ状の円筒（10)は、例えば、成膜の ための反応性ガスや不純物ガス等のガス不透過性のアルミニウム等の金属や合金、 あるいはセラミックス、もしくはこれらの複合体によって構成することができる。
[0018] また、ジャバラ状の円筒（10)の下端は、前記下部フレーム（24)の上面に固定して ある。
[0019] このようにして、光透過性窓（6)から基板 (P)までを他の箇所と隔絶した直線状空 間 (X)にて繋いである。
前記チャンバ一（1)内に、各種の蒸気を導入する蒸発器出口（8)が設置されている
[0020] 以上のような構成により、直線状空間 (X)において、蒸発器出口（8)からの蒸気の 影響を全く受けずに、レーザー光を透過して、前記基板 (P)を高温かつ安定してカロ 熱することができる。
[0021] なお、コリメーシヨン型高出力半導体レーザー発信器 (R)にかわり、別の場所に配 置した各種レーザー発信器力 導出された光ファイバ一の先端を当該位置に配置し て使用することも可能である。
[0022] このようにした場合は、配置スペースの制約力も解放され、より大きなレーザー発信 器を用いることを可能とする。本発明による真空プロセス用装置の各種部材の材料は 、従来における真空プロセス用装置と同様のものを用いることができる。例えば、レー ザ一媒質としては、上記のように半導体レーザーが例示される力 その他液体レーザ 一、気体レーザー、固体レーザー等を用いることができる。ただ、 1500°C以上という 従来よりも高温に加熱することを可能とするためには、保持部（30)の劣化を抑えるた め、一般的には、レーザー光を吸収しやすい材料、好ましくは、これら材料を金属酸 化物膜やセラミックス等でコーティングしたもの、さらに好ましくは、上記コーティング の蒸発を防ぐためにさらに透明物質で保護したものを用いることが望ましい。
[0023] 以上のような本発明の装置は、従来極めて困難とされていた、例えば 1500°C以上 に基板を加熱して行う各種膜生成を可能にするものであり、新たな高度膜生成技術 を実用化するのに貢献する。
[0024] もちろん本発明は以上の例に限定されるものではなぐ細部については様々な態 様が可能であることは言うまでもない。

Claims

請求の範囲
[1] 真空チャンバ一内にて、基板を加熱しながら蒸着する真空プロセス用装置であって
、前記チャンバ一の一部に光透過性窓が形成されており、当該光透過性窓と前記基 板を保持する保持部とを、チャンバ一内の他の箇所と隔絶した直線状空間にて繋ぎ 、前記光透過性窓の外側にレーザー発振装置を配置し、レーザー発振装置から、前 記直線状空間を通って前記基板にレーザー光を照射して加熱することを特徴とする 真空プロセス用装置。
[2] 直線状空間は、光透過性窓の内側面と保持部とを繋ぐ筒状体にて形成してあるこ とを特徴とする請求項 1記載の真空プロセス用装置。
PCT/JP2007/051718 2006-07-25 2007-02-01 Dispositif pour un traitement sous vide Ceased WO2008012956A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/309,533 US8377211B2 (en) 2006-07-25 2007-02-01 Device for vacuum processing

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006-202634 2006-07-25
JP2006202634A JP4505553B2 (ja) 2006-07-25 2006-07-25 真空プロセス用装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008012956A1 true WO2008012956A1 (fr) 2008-01-31

Family

ID=38981273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/051718 Ceased WO2008012956A1 (fr) 2006-07-25 2007-02-01 Dispositif pour un traitement sous vide

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8377211B2 (ja)
JP (1) JP4505553B2 (ja)
WO (1) WO2008012956A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000087223A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Japan Science & Technology Corp レーザ加熱装置
JP2004035958A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Shin Meiwa Ind Co Ltd 成膜装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03268443A (ja) 1990-03-19 1991-11-29 Fujitsu Ltd 半導体評価装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000087223A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Japan Science & Technology Corp レーザ加熱装置
JP2004035958A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Shin Meiwa Ind Co Ltd 成膜装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008025017A (ja) 2008-02-07
US8377211B2 (en) 2013-02-19
US20100058987A1 (en) 2010-03-11
JP4505553B2 (ja) 2010-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102024924B1 (ko) 소크 성능을 개선하기 위한 코팅을 갖는 기판 지지 엣지 링
US5445675A (en) Semiconductor processing apparatus
US5155062A (en) Method for silicon carbide chemical vapor deposition using levitated wafer system
CN1263166C (zh) 多层物体退火处理的装置和方法
US5370371A (en) Heat treatment apparatus
US20110266274A1 (en) Quartz encapsulated heater assembly
CN102948255B (zh) 密封膜形成方法和密封膜形成装置
KR101799968B1 (ko) 서셉터 처리 방법 및 서셉터 처리용 플레이트
CN101031670A (zh) 基板载置机构和基板处理装置
WO2008012956A1 (fr) Dispositif pour un traitement sous vide
US20080052901A1 (en) Method, tool, and apparatus for manufacturing a semiconductor device
JP2006152322A (ja) Ｉｔｏ透明導電膜の成膜方法およびｉｔｏ導電膜付き基板
JP2686498B2 (ja) 半導体製造装置
US20220122859A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP4972356B2 (ja) 気相成長装置
KR102674233B1 (ko) 박막 증착 장치 및 방법
JP4451508B2 (ja) 気相成長方法
CN116083884A (zh) 加热组件、热处理设备及基片处理方法
US12129550B1 (en) Thermal reactor for generating reactive species for chemical vapor deposition of thin films
JPH06220643A (ja) 真空処理装置
KR101675931B1 (ko) 트레이, 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
KR20030059745A (ko) 반사기를 이용한 웨이퍼 온도 보상기
JP3070567B2 (ja) 縦型減圧気相成長装置とこれを用いた気相成長方法
JP2621197B2 (ja) バレル型気相成長装置
JPH01278715A (ja) 膜製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07707904

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12309533

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07707904

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1