JPH0149004B2 - - Google Patents

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JPH0149004B2
JPH0149004B2 JP10290084A JP10290084A JPH0149004B2 JP H0149004 B2 JPH0149004 B2 JP H0149004B2 JP 10290084 A JP10290084 A JP 10290084A JP 10290084 A JP10290084 A JP 10290084A JP H0149004 B2 JPH0149004 B2 JP H0149004B2
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reaction
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chamber
gas
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Shunpei Yamazaki
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/48Chemical 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
    • C23C16/482Chemical 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 using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23CCOATING 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
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    • C23C16/44Chemical 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
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    • C23C16/481Chemical 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

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Description

【発明の詳細な説明】 『発明の利用分野』 本発明は光励起化学気相反応により薄膜形成を
行う装置であつて、大面積の被形成面に均一に量
産性の優れた被膜を光照射室にオイル等をコート
することなく形成するCVD(気相反応)装置に関
する。
『従来技術』 気相反応による薄膜形成技術として光エネルギ
により反応性気体を活性にさせる光CVD法が知
られている。この方法は従来の熱CVD法または
プラズマCVD法に比べ低温での被膜形成が可能
であるに加えて、被形成面に損傷を与えないとい
う点で優れたものである。
しかしかかる光CVD法を実施するに際し、そ
の一例を第1図に示すが、反応室2内に保持され
た基板1、その基板の加熱手段3、さらに基板に
照射する低圧水銀灯9とを有している。ドーピン
グ系7には反応性気体の励起用の水銀バブラ21
および排気系8にはロータリーポンプを具備して
いる。ドーピング系よりの反応性気体例えばジシ
ランが反応室2に導入され、アモルフアス珪素を
基板(基板温度250℃)上に形成するに際し、反
応室の紫外光透光用の石英窓にも同時に多量に珪
素膜が形成されてしまう。このためこの窓への被
膜形成を防ぐため、この窓にフオンブリンオイル
20を薄くコートしている。
しかしこのオイルは窓への被膜形成を防ぐ作用
を有しつつも、同時にオイルの被膜内への混入の
可能性を有する。オイルのコートの程度がきわめ
て定性的である。
低圧水銀灯が大気圧に保持されているため、こ
の水銀灯と石英室との間の大気により紫外光特に
185nmの短紫外光が吸収されてしまう。
大面積の基板の形成に対し大きな窓とするとそ
の室が真空に対し破損しやすい等の欠点を有して
いる。
このためその対策として特開昭59−68923「薄膜
形成技術」にみられるごとく、拡散炉方式があ
る。この形成装置においてはフオンブリンオイル
の代わりに内側より不活性気体を窓内壁に噴射し
たものである。するとこの気体により石英の内壁
への反応生成物の付着を防ぐことができるとして
いる。しかしこの場合、ガスの供給等反応炉内の
圧力の変化によりきわめて微妙であり、かつこの
不活性気体を反応炉中に多量に流さなければなら
ないため、反応性気体が不活性気体により希釈さ
れてしまうという欠点を有する。
『問題を解決するための手段』 本発明はこれらの問題を解決するため、窓に相
当する部分をスリツト(巾1mm以下一般には0.3
±0.05mm長さ5〜50cm)として、このスリツトを
群として多数平行に設けることによつて、窓を穴
(棒状穴即ちスリツト)にしたものである。その
結果、窓への生成物の付着は「窓ガラスがない」
ため本質的に起こり得ないという特長を有する。
さらに低圧水銀灯のある光源室を真空(0.1〜
10torr)とし、ここでの185nmの紫外光の吸収損
失を少なくした。この結果として反応室への供給
を紫外光をレンズで集光し、この集光部にスリツ
トを配設せしめることにより十分行わしめたもの
である。
さらにかかる第2図に示す構造の装置において
は反応後において固体生成物を構成しない気体例
えばN2O、NH3、N2H4等を光源室内に供給し、
ここで十分励起し分解した気体をスリツトより反
応室内へ噴射供給することを可能とした。そして
被形成面近くで2種類の気体の混合反応を行うこ
とができるという他の特長を有する。
『作 用』 これらの特性のため、窓への反応性気体の付着
およびそれに伴う反応室への透過紫外光量の減少
を完全に防ぐことができた。
また紫外光源、レンズ、スリツトの対を複数個
をスダレ状に配設することにより、大面積例えば
30cm×30cmの基板上に被膜を何等の支障もなく形
成させることができるようになつた。
『実施例』 以下本発明を第2図に示した実施例により、そ
の詳細を記す。
第2図において、被形成面を有する基板1は反
応室2内のヒータ3に近接して設けられている。
反応室2と光源室5は概略同一真空度で排気系8
の真空引きにより保持されている。予備室4には
基板1′を有し、反応室とゲート弁6により仕切
られている。
ドーピング系は、31〜33の反応後固体生成
分になる反応性気体が反応室2へ供給され、3
4,35の反応後固体にならない反応性気体また
は不活性気体が光源室5へ供給される。この気体
は反応中スリツトをへて反応室に至り反応し不純
物が排気8される。
光源等は低圧水銀灯9と裏面の放物面の反射鏡
集光用石英レンズ10、このレンズにより集光し
た焦点の位置にスリツトを有するステンレス板1
4を配設させている。
さらに紫外光は広がり被形成面に隣のスリツト
からの光を互いに重ねあいながら均一の光源が照
射されるようにしている。
ヒータは反応室の上側に位置して「デイポジツ
シヨン・アツプ」方式とし、フレークが被形成面
に付着してピンホールの原因を作ることを避け
た。
加えてヒータの熱が水銀灯を加熱し、水銀灯の
昇温による発光波長の長波長化を避けた。排気系
は圧力制御バルブ17、ターボ分子ポンプ18、
ロータリーポンプ19よりなり、オイルの逆流を
ターボ分子ポンプ18により防いでいる。予備室
も同様の機構としている。
図面において、さらにスリツトを有するステン
レス板と基板1との間に高周波電源13より同時
に高周波エネルギを保持できるようにしている。
すると光励起のみならずプラズマCVDまたは
光励起とプラズマ反応とを同時に行うCVD装置
として具備させることができた。
反応室はステンレスであり、光源室を真空引き
をした。その結果、従来例に示される如く、大面
積の照射用に石英室を大きくすると圧力的に耐え
られないという欠点を本発明は有していない。即
ち紫外光源も真空下に保持された光源室と反応室
とを囲んだステンレス容器内に真空に保持されて
いる。このため30cm×30cmの大きさではなく40cm
×120cmの大きさの基板をも何等の工業的な問題
なく作ることができる。
図面の場合の被形成基板は30cm×30cmであり、
紫外光源は、低圧水銀灯(185nm、2547nmの波
長を発光する発光長40cm、圧力80mW/cm2、ラン
プ電力400W)ランプ数10本である。スリツト巾
0.3mm、長さ350mm、スリツト間隔30mm、計400mm
巾のステンレス基板14を用いた。基板の温度は
室温〜500℃にまでの所定の温度とした。
実験例 1 シリコン窒化膜の形成例 反応性気体としてアンモニアを35より30c.c./
分、ジシランを33より8c.c./分で供給し、基板
温度250℃とした。基板は30cm×30cmのガラス板
である。反応炉内圧力は1.5torrとした。30分の
反応で1200Åの膜厚が形成された。その被膜形成
速度は40Å/分であつて水銀の蒸着等を用いた励
起を行わず直接光励起である。被膜の5点のばら
つきは±5%以内に入つていた。
実験例 2 アモルフアスシリコン膜の形成例 ジシラン(Si2H6)を33より供給した。34
よりクリプトンを供給した。また35よりヘリユ
ームを供給した。クリプトンは圧力励起等により
被形成面に2000Åの膜厚を60分間のデイポジツシ
ヨンで形成させることができた。
基板温度は250℃、圧力1.5torrとした。
実験例 3 酸化珪素膜の形成例 ジシラン(Si2H6)を33より8c.c./分で供給
した。
35よりN2Oを30c.c./分で供給した。すると、
N2Oは光源室を十分N2と活性酸素とに分解し、
反応室に供給され酸化膜を4000Åの厚さに作るこ
とができた。被膜形成速度は250Å/分を得るこ
とができた。
実験例 4 アモルフアスシリコンを光プラズマ気相法で形
成する方法 実験例3と同一とし、かつ13.56MHzの高周波
エネルギを13より10W/(30cm×30cm)に加え
た。すると同じジシランの供給であるにもかかわ
らず被膜は2500Åと20分で得ることができた。被
膜成長速度として170Å/分を得ることができた。
『効 果』 本発明は以上の説明より明らかなごとく、大面
積の基板上に被膜を形成するにあたり、スリツト
を用いた窓なし装置で形成したものである。この
ため同一反応炉内にフオンブリンオイルを窓にコ
ートする必要もなくなり、またこの結果プラズマ
気相反応を同時に行うことができるようになつ
た。
なお本発明は珪素および酸化珪素においてその
実験例を示したが、それ以外にM(CH3o即ちM
としてAl、Ga、In、Bを用いてもよい。また鉄、
ニツケル、コバルトのカルボニル化物を反応性気
体として用い、鉄、ニツケル、コバルトまたはそ
の化合物の被膜を形成することは有効である。
前記した実験例においてドーバントを同時に添
加できる。また光源として低圧水銀灯ではなくエ
キシマレーザ(波長100〜400nm)、アルゴンレ
ーザ、窒素レーザ等をもちいてもよいことは言う
までもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光CVD装置の概略を示す。第
2図は本発明による薄膜形成装置の概略を示す。 2……反応室、3……基板加熱部、7……ドー
ピング系、8……排気系、9……光源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光励起熱化学反応を用いた薄膜形成装置にお
    いて、光源室に配設された棒状発光源と、シリン
    ドリカルレンズと、該レンズによつて集光された
    位置に設けられたスリツトと、前記集光後反応室
    内に分散した光が照射される被形成面を有する加
    熱された基板とを有し、前記光源室より前記反応
    室に反応後固体が生成されない気体を供給する手
    段と、前記反応室に反応後固体が生成される反応
    性気体とを供給する手段と、前記反応室より不要
    気体の排気手段とを具備することを特徴とする薄
    膜形成装置。 2 特許請求の範囲第1項において、棒状光源と
    シリンドリカルレンズと、該レンズによつて集光
    された位置に設けられたスリツトとが複数個配設
    され被形成面に光励起用光が照射されたことを特
    徴とする薄膜形成装置。 3 特許請求の範囲第1項において、被形成面は
    照射光に対向して配設されたことを特徴とする薄
    膜形成装置。
JP10290084A 1984-05-21 1984-05-21 薄膜形成装置 Granted JPS60245217A (ja)

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JPS60245217A JPS60245217A (ja) 1985-12-05
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993004210A1 (fr) * 1991-08-19 1993-03-04 Tadahiro Ohmi Procede de formation d'un film d'oxyde

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0752718B2 (ja) * 1984-11-26 1995-06-05 株式会社半導体エネルギー研究所 薄膜形成方法
EP0254651B1 (en) * 1986-06-28 1991-09-04 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Method and apparatus for chemical vapor deposition
KR910003742B1 (ko) * 1986-09-09 1991-06-10 세미콘덕터 에너지 라보라터리 캄파니 리미티드 Cvd장치
US5427824A (en) * 1986-09-09 1995-06-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. CVD apparatus
US4919077A (en) * 1986-12-27 1990-04-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor producing apparatus
US4913929A (en) * 1987-04-21 1990-04-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Thermal/microwave remote plasma multiprocessing reactor and method of use
JPS63283122A (ja) * 1987-05-15 1988-11-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 薄膜作製装置
EP0310347B1 (en) * 1987-09-30 1992-11-25 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Thin film forming apparatus
US5215588A (en) * 1992-01-17 1993-06-01 Amtech Systems, Inc. Photo-CVD system
JP4666427B2 (ja) * 2000-11-10 2011-04-06 東京エレクトロン株式会社 石英ウインドウ及び熱処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993004210A1 (fr) * 1991-08-19 1993-03-04 Tadahiro Ohmi Procede de formation d'un film d'oxyde

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