JPH04235731A - 真空容器用のぞき窓 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空容器によって規定さ
れた内部空間内で処理される薄膜表面を観察あるいは測
定するために真空容器に設けられるのぞき窓に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体成長技術、および半導体加工技術
として、真空容器によって規定される外部と隔離された
空間内で、ガス、固体からの蒸気等を原料として、基板
上に半導体薄膜、絶縁薄膜等の薄膜を作成する方法や、
半導体基板の加工を行うドライエッチングの方法が一般
に広く知られている。これらの成長方法、または加工方
法で使用される真空容器には、のぞき窓が設けられてい
ることが多い。このようなのぞき窓は、例えば、分子線
結晶成長法（ＭＢＥ法）を用いた結晶成長では以下のよ
うに利用される。ＭＢＥ法では、基板表面に薄膜を形成
する過程において、基板の温度を制御することにより、
原料の反応を制御することが多い。すなわち、基板の温
度が成長反応を制御する上で大きな要因となっている。 従って、基板の温度を正確に測定することが、得られる
薄膜の特性を制御し安定化させる上で非常に重要である
。ＭＢＥ法で使用される薄膜作成装置での温度測定は、
基板の交換を容易にするために、基板を保持する保持具
の裏面に設置した熱電対で行うようになっている。 即ち、保持具の温度を基板温度と見なしている。ところ
が、このような構成では、基板表面の温度を正確に知る
ことは出来ない。また、基板および保持具を交換したと
きに基板温度の再現性が悪いという欠点がある。そこで
、真空容器の基板表面を見込める位置にのぞき窓（石英
製、パイレックスガラス製等）を設け、放射温度計を用
いて基板表面の実際の温度の測定を行っている。従来の
のぞき窓には、前面（真空容器の内側）にシャッターが
設けられている。これは真空容器内で基板表面に結晶成
長を行なうときに、原料分子、反応生成物等の滞積によ
るのぞき窓の光透過率低下を防ぎ、基板温度測定の精度
の劣化を防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
のぞき窓では、シャッターが設けられているにも拘らず
、高い蒸気圧の原料分子、反応生成物等がシャッターの
隙間を通り堆積してしまう。また、温度測定のために、
シャッターを開いたときにも、のぞき窓に堆積が起きて
しまう。このため、のぞき窓の光透過率は低下し、温度
測定の精度が劣化するという問題点がある。本発明は、
のぞき窓への原料分子、反応生成物等の堆積を防止し、
正確に温度測定が行えるのぞき窓を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空容
器によって規定される内部空間内に保持された試料の表
面を見込めるように、前記真空容器に設けられる真空容
器用のぞき窓において、前記のぞき窓は前記試料を見込
める光透過部と、該光透過部と前記真空容器とを接続す
ると共に前記光透過部を前記真空容器の外面から突出さ
せる筒部とを有し、かつ、前記筒部の周囲を囲むように
前記光透過部を加熱するためのヒーターが設けられてい
ることを特徴とする真空容器用のぞき窓が得られる。

【０００５】

【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を説明
する。第１図に本発明の一実施例を示す。本実施例のの
ぞき窓１１は、真空容器１２の内部に保持された試料の
表面を見込むための光透過部１３、光透過部１３を容器
１２の外面から突出させて接続する筒部１４、及び光透
過部１３を加熱する曇防止用ヒーター１５を備えている
。光透過部１３と筒部１４とはコバールガラス製であり
一体的に形成されている。そして、光透過部１３と筒部
１４とはコバール合金１６によって、容器１２に封着さ
れている。曇防止用ヒーター１５は、光透過部１３を囲
む様にヒーター固定具１７によって固定され、ヒーター
固定具１７は指示台１８によって容器１２に固定されて
いる。また、曇防止用ヒーター１５は石英製の保温用シ
ール１９で覆われており、熱の放射（空気の流れ）を防
止している。

【０００６】第１図に示すのぞき窓を設けた薄膜作製装
置（ＭＢＥ装置）の概略図を第２図に示す。第２図のＭ
ＢＥ装置は、放射温度計２１、真空容器２２、及び温度
制御部２３を備えている。内部空間を規定する真空容器
２２は、５×１０−１０　Ｔｏｒｒ程度の高真空に保つ
ことができる。この真空容器２２には、原料供給用のセ
ル２４、及びのぞき窓１１が設けられている。このＭＢ
Ｅ装置ではのぞき窓１１にさらに従来同様のシャッター
２５を設けている。また、容器２２の内部には試料２６
を保持するためのモリブデン製試料台２７、試料台２７
を加熱する基板加熱用ヒーター２８、試料台２７の温度
を測定する熱電対２９を有している。

【０００７】第２図に示すＭＢＥ装置を用いて、ＧａＡ
ｓ基板上にＧａＡｓエピタキシャル層の成長を行なった
。まず、曇防止用ヒーター１５によって、光透過部１３
を３００℃に加熱した。それから、２つのセル２４の一
方に固体状砒素を、他方に溶融したガリウムを入れ、そ
れぞれ２７０℃と、９００℃に昇温した。シャッター２
５を開き、放射温度計２１で試料１６表面の温度を測定
し、測定結果に基づいて基板加熱用ヒーター２８を制御
して、基板の温度を６００℃に保ち、ＧａＡｓエピタキ
シャル層の成長を行った。その結果、表面欠陥の少ない
良好なエピタキシャル層を得ることができた。のぞき窓
１１の光透過部には砒素などの原料分子の堆積は見られ
なかった。

【０００８】また、塩素ガスを用いたエッチングも行っ
たが、光透過部への塩素化合物の堆積も見られなかった
。

【０００９】なお、上記実施例では、光透過部１３とし
てコバールガラスを、保温用シールとして石英を用いた
が、これらに限るものではなく、パイレックスガラス、
あるいはシリコンなどの半導体材料を用いても良い。

【００１０】上述のように本発明ののぞき窓の光透過部
には原料分子、反応生成物等の堆積がないので、放射温
度計を用いて基板表面の温度を正確に測定することがで
きる。また、のぞき窓のシャッターを開閉する操作を省
略することができ操作性が向上する。さらに、放射温度
計の測定結果を温度制御回路へフィードバックさせて基
板温度を制御させることができる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、光透過部を真空容器の
外面から突出させて設け、光透過部を加熱する加熱手段
を設けたことで、原料分子、反応精製物等が堆積しない
真空容器用のぞき窓が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ののぞき窓の位置実施例の断面図である
。

【図２】図１ののぞき窓を設けたＭＢＥ装置の概略図で
ある。

【符号の説明】

１１　　　　のぞき窓 １２　　　　真空容器 １３　　　　光透過部 １４　　　　筒部 １５　　　　ヒーター １６　　　　コバール合金 １７　　　　ヒータ固定具 １８　　　　支持台 １９　　　　保温用シール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　真空容器によって規定される内部空間
   内に保持された試料の表面を見込めるように、前記真空
   容器に設けられる真空容器用のぞき窓において、前記の
   ぞき窓は前記試料を見込める光透過部と、該光透過部と
   前記真空容器とを接続すると共に前記光透過部を前記真
   空容器の外面から突出させる筒部とを有し、かつ、前記
   筒部の周囲を囲むように前記光透過部を加熱するための
   加熱手段が設けられていることを特徴とする真空容器用
   のぞき窓。
2. 【請求項２】　　前記加熱手段を覆う覆い手段を有し、
   前記加熱手段が前記光透過部と筒部、及び前記覆い手段
   とで囲まれていることを特徴とする請求項１の真空容器
   用のぞき窓。