JPH01241818A

JPH01241818A - 光励起膜形成装置

Info

Publication number: JPH01241818A
Application number: JP6814188A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Furukawa; 古川　章彦; Yoshinori Iida; 義典飯田; Ryohei Miyagawa; 良平宮川; Kensaku Yano; 健作矢野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-09-26

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】〔宅間の目的〕（産業上の利用分野）本宅間は、光励起〔ヒ学反応を利用して基板上に薄嘆を
形成する光ＣＶＤ装置に係わり、特に光透過窓の冷却方
法に改良をはかった光ＣＶＤ装置Ｊｊｌ＋こ関する。

（従来の技術）近年、半導体集積回路の進展１こ伴って、デバイスの微
細比及び高集積［ヒが９求され、その実現のために低巡
でダメージのない半導体製造プロセスである光励起プロ
セスが注目されている。光励起プロセスを利用した装置
としては、光ＣＶＤ装置が実用ｆヒさｎている。この装
置は、被処理ウェーハを設置する真空容器、この容器内
１こ原料ガスを導入する手段、ｄ器の一部に設けた光透
過窓を通してウェーハ上に光を照射する手段等から成さ
れる。そして、紫外光等の照射により、原料ガスと共１
こウェーハ表面を励起することによりて、ウェーハ上に
ＣＶＤ嗅を堆積している。

ところで、光ＣＶＤ装置では、被処理ウェー／１にＣＶ
Ｄ模を堆積している際に、光透過窓にも薄膜が堆積して
しまう。これは光透過窓も＠度が上昇し膜堆積反応が促
進されるからである。光透過窓に薄膜が堆積すると、ウ
ェーハへの入射光量が少なくなり、膜形成速度が大巾に
低下する。このため従来からこの光透過窓への膜堆積で
きるだけ少なくする方法が考えられてきた。その一つと
して例えば蒸気圧の低いフォンブリンオイルを予め光透
過窓１こ塗布する方法がある。これはフォノブリ／オイ
ルが光透過窓への膜堆積防止の役割をするｆｔ、）にフ
ォノプリンオイルが蒸発してウェーハ上の堆積膜中へ不
純物として収り込まれてしまうという欠点がある。池の
方法として、反応ガスが直接光透過窓に接触しない様に
反応ガスと光透過窓の間に例えばＮ！ガスの様な不活性
ガスを流すやり方がある。しかしこの１７％　Ｏ反応ガ
スとＮ！ガスが実際に混じり合わない様にすることはほ
とんど不可能なため、光透過窓への膜堆積が少しずつ行
なわれると同時曇こ反応ガス％Ｎ、ガスＧこよる不完全
な希釈が行なわれるため昏こ、ウエーノ・上への廃堆積
速度や膜質の均−性等に悪影響を及ぼしてしまり。また
別の方法としては光源側から光透過窓表面にＮ、ガス等
を吹きつけて窓を冷却する方法があるが、光透過窓と光
源が近接して配置されている場合が大半で、その周辺部
からのＮ、ガス吹きつけではガスの周囲への拡散が生じ
、光透過窓冷却の効果がかなり減少してしまう。

（発明が解決しようとする課題）このように従来、光ＣＶＤ装置ｉｉｆこおいては５元透
過窓に堆積するｉ１ｗ模により、入射光量の低下を米た
し膜形成速度の著しい低下を招くか、もしくは前述した
様な光透過窓への膜堆積防止方法が講じられてきたが、
いずれもその効果は不十分かあるいは別の悪影響が生じ
る結果となっていた。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、膜形成速
度の低下を招く光透過窓への膜堆積を防止する効果が十
分ある上に、これによってウェーハ上に堆積される膜へ
の悪影響が生じることのない光ＣＶＤ装置を提供するた
めになさルたものである６〔発明の構成〕（課題を解決するための手段）本発明の骨子は、光透過窓の中を冷却用ガスを流すこと
により窓冷却を行ない、光透過窓への膜堆積を防止する
ことにある。

即ち本発明は、原料ガスを光励起分解して被処理基板上
に模を形成する元ＣＶＤ装Ｊｌ＋こおいて、前記基板を
収各して膜形成に供される膜形成室と、この膜形成室の
一部に設けられた光透過窓と、前記膜形成室内に原料ガ
スを導入する手段と、前記膜形成室の外部に設けられ、
該膜形成室内の基板沓こ前記光透過窓を通して元を照射
する光源からなり、且つ前記光透過窓中に冷却用ガスを
流す手段を具備してなるものである。

（作用）本発明によれば、光透過窓中に冷却用ガスを流すこと曇
こより効果的に該光透過窓を冷却することができる。こ
ｒｔｔこよって前記光透過窓に嘆が堆積しなくなること
１こより入射光量の低下をもたらすこともなく安定した
膜形成を行なうことができる。

また冷却用ガスは前記光透過窓中を流れるので従来の様
な嘆付着防止用オイルからの成長膜中への不純物混入や
、冷却用ガスによる反応ガスの希釈等の悪影響が生じる
こともない。

（実施例）以下５本発明の詳細を図示の実施同憂こよりで説明する
。第１図は本発明の実施例に係わる光ＣＶＤ装置の主快
部を模式的１こ示す概略構成図である。

図中１１は膜形成室であり、この膜形成室１１内には例
えばＳｉウェーハやガラス基板等の被処理垂板１２を載
置した基板ホルダ１３及び試料台１４が収各さｎている
。基板ホルダエ３は、チャック１５１こより試料台１４
ｆこ装着されている。試料台１４の内部には、基板１２
を加熱するためのヒータ１６が設けられている。また嘆
形成室１１内にはガス供給部１７からモノシランＣ３ｉ
Ｈ４）等の原料ガスが導入され、膜形成室１１内のガス
は排気ポンプ１８により排気されるものとなっている。

一方（側形成室１１の下部には光源収容室１９が連設さ
れており、この光源収容室１９内には紫外光を放射する
例えば低圧水銀ランプからなる光源ｚＯが収各されてお
り、この光源２０の下部（こは反射板２１が配置されて
いる。光源収容室工９内は紫外光を吸収しないガス雰囲
気或いは真空昏こ医持されている。また膜形成室１１と
光源収容室１９との間にはこの画室の分離も兼ねて光透
過窓２２が設けられている。この光透過窓２２は、紫外
領域の光を十分１こ透過する石英板等で形成され、ホル
ダー２３に固定されている。光透過窓２２には中（こ冷
却用ガスを流せる様昏こ穴２４が開いておりこの中をＮ
、あるいはＨｅ等の紫外光と吸収しないガスを流して光
透過窓２２が昇温しない様に冷却している。冷却中ガス
はホルダー２３側に連結さｎて開いた穴２５を通して外
部より導入される。

光透過窓２２とホルダー２３は図示していないがシール
部材で接続されており、これをこよりて模形戎室１工と
光源収容室Ｉ９が圧力的に分離されると共に、冷却用ガ
スが外部にもれない様をこなっている。

第２図は前記光透過窓を上部から見た平面図である。光
透過窓２２内に冷却用ガスを流すための穴は、同図（ａ
）の斜線部２４で示す様に１つの穴が光透過窓２２全体
をカバーする様に開けられてもよいし、同図（ｂ）の斜
線部２４−１〜２４−６で示す様（こ、光透過窓２２内
に複数の穴を開け、ここに冷却中ガスを流しても良い。

この様な光透過窓２２内を冷却中ガスを流す構成であれ
ば５元透過窓２２の冷却は非常曇こ効果的に行なわれる
ため、被処理基板１２の７７１］熱と光源２０からの副
射熱によりて通常中じる光透過窓２２の滉度上昇を抑え
ることができ、こＱｉこよって光透過窓２２醗こは模が
堆積しなくなり、入射光量の低下をもたらすことなく、
被処理基板１２ｉこ安定した膜形成を行なうことができ
る。また従来の様な光透過窓２２への模付着防止オイル
の塗布も必要なくなるので、このオイルからの成長膜中
への不純物混入もなくなり、また不活性ガスを光透過窓
と反応ガスとの間昏こ流して窓への喚付着防止をはかつ
ていた従来の方法で生じていた反応ガスの不活性ガスで
の希釈による成長速度の変［ヒや膜質等への悪影響も生
じることがなく、膜質の向上と安定（’ｒ１１．’ｉは
かることができる。

第３図は本発明の窮２の実施例と模式的に示す概略図で
あり、第１図で示す光透過窓２２とホルダー２３部分の
み示しである。なお、端１図と同一部分には同一符号を
付して、その詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、光透過
窓２２を着脱ｄ易とした点］こある。即ち先の実施例で
は、ホルダー２３に光透過窓２２がシール部材を介して
固定さｎていたが、本実施例では、光透過窓２２はホル
ダー２３の下部よりＯリンクシール２６−Ｉ〜２６−４
を介して支柱２７−エ・２等１こより押し上げ、密着さ
せである。冷却中ガスは第１図と同様、ホルダー２３及
び光透過窓２２（こ開けられた穴２５　＋　２４　’：
ｉ通して流れる様になっており、しかも０リングシール
によって外部とは隔雅されている１こめ、冷却中ガスが
−模形代室に流れ出ろことはない。この様な構造だと光
透過窓２２０着脱が各偶となり、必咬φこ応じて収り出
し、洗浄あるいは交換することができる。

この構造の禍合も先の実施例と同様の効果を得ることが
できる。なお本実施例では光透過窓２２はホルダー２３
の下部番こ設けた’ｔ＆を示しているが。

逆（こ上部Ｅこ設けることもできる。

第４図は本発明の第３の実施例を模式的に示す概略図で
あり、箒３図と同様′＃Ｓ透過窓２２とホルダ一部分の
みボしである。なお第１図、第３図と同一部分１こは同
一符号を付しｒ、その詳しい説明は省略する。

この実施例が先（こ説明した第１及び第２の実施例と異
なる点は、光透過窓を２枚で構成する点１こある。即ち
先の実施例では光透過窓２２中（こ穴２４を開けて、そ
の中に冷却中ガスを流してぃｆこが、本実施例では、２
枚の光透過窓２２−１と２２−２で構成し、その中間沓
こできるスペース２８に冷却用ガスを流す様醗こしてい
る。光透過窓２２−１　。

２は周辺部においてそれぞれ０すｙグシール２６−１〜
４を介してホルダー２３と接触し、しかも上下方向から
支柱２７−１〜４等で押えることによって、この内部番
こ密閉状態で冷却用ガスを流すことができる。なお本実
施例だと、光透過窓２２−１．２への穴開は加工も必要
なく、また光透過窓２２−１．２の着脱も容易となり、
必要に応じて取り出し、洗浄あるいは交換することがで
きる。

この様な構面であっても先の実施例と同様の効果を得る
ことができる。

なお本発明は上述した各実施例に限定されるものではな
い。例えば光透過窓と被処理基板を一体化したカセット
式トレーによって模形戎室内に搬送する構造のものであ
ってもよい。また光透過窓冷却機構としてホルダーの水
冷等曇こよる冷却、光源室側からの冷却ガス吹きつけ等
の機構が付加されたものであってもよい。また冷却用ガ
スはＮ、。

Ｈｅに限るものではなく、原料ガスの励起波長光を十分
に透過するものであれば良い。更に前記光源は低圧水銀
ランプに限るものではなく重水素ランプ、エキシマレー
ザ等でもよい。また原料ガス及び形成される模は、限定
されるものではなく、光ＣＶＤとして用いられるもので
あればよい。更に５本発明では、光励起による膜形成憂
こ例をとって述べたが、光励起によるエツチング装置あ
るいはそれとの組み合せ曇こ８いても同様憂こ適用する
ことが可能である。その他本艶明の髪旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述した様−こ本発明によれば光透過窓内に冷却用
ガスを流すＷｊＩ造であるため、光透過窓の冷却効果は
高く、こｔ″Ｌによって光透過窓に僕が堆積しなくなり
、入射光量の低下Ｅ％たらすことなく、被処理基板に安
定した膜形成を行なうことができる。また従来の様な″
Ｒ，透過窓への模付着防止オイル塗布矢や、光透過窓と
反応ガスとの間に不活性ガスを流す方法で生じていたオ
イルからの成長膜Ｄ中への不純物混入や５反応ガスの不活性による希釈など
の膜質等に与える悪影響も生じることがなり、膜質の向
上と安定ｆヒを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わる光ＣＶＤ袈装を
模式的に示す概略構成図、第２図は上記装置に用いた光
透過窓を上部から見た平面図、第３図、＠４図はそれぞ
れ本発明の第２．第３の実施例の要部構成を示す概略構
成図である。１１・・・膜形成室、１２・・・被処理基板、１３・・
・基板ホルダー、１４・・・試料台、１５・・・チャッ
ク、１６・・・ヒーター、１７・・・ガス供給部、１８
・・・真空ポンプ、１９・・・光源収容部、２０・・・
光源、２１・・・反射板％　２２・・・光透過窓、２３
・・・ホルダー、２４゜２５・・・耐却用ガス流通穴、
２６・・・０リングシール、２７・・・支柱。代理人　弁理士　　則　近　憲　佑同　　　　　　　　松　　山　　光　　之（［の＋東　（Ｖ＋１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理基板を収容して膜形成に供される膜形成室
と、この膜形成室の一部に設けられた光導入窓と、前記
膜形成室内に原料ガスを導入する手段と、前記膜形成室
の外部に設けられ、該膜形成室内の被処理基板に前記光
導入窓を通して光を照射する光源を少なくとも具備し、
前記原料ガスを光励起分解して前記被処理基板上に膜を
形成する装置において、前記光導入窓が、内部に冷却用
ガスを流す構造となっていることを特徴とする光励起膜
形成装置。
（２）前記冷却用ガスは、前記光透過窓を支えるホルダ
ー内部を通って供給され、少なくとも前記膜形成室に流
入しない構造となっていることを特徴とする請求項１記
載の光励起膜形成装置。
（３）前記光透過窓は前記ホルダーに着脱容易な構造と
なっていることを特徴とする請求項１記載又は、２記載
の光励起膜形成装置。
（４）前記光導入窓が２枚の平行平板からなり、その間
に前記冷却用ガスを流す構造となっていることを特徴と
する請求項１、２又は３記載の光励起膜形成装置。