JPH0429738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光ビームを用いて反応気体を光化
学分解し、薄膜を基板上に堆積させる光励起
CVD法を用いた光化学成膜装置、特に、基板上
への薄膜の堆積速度の不均一をなくし均一な堆積
膜厚を得ることが可能な光化学成膜装置に関す
る。

［従来の技術］ 基板上に堆積膜を形成する方法として、プラズ
マ励起CVD（化学蒸着）法がある。このプラズマ
励起CVD法は、通常のCVD法に比べてプロセス
温度が低く蒸着やスパツタなどの物理的な方法に
よる堆積よりも段差被覆性が良いので、表面不活
性化膜などの絶縁膜の堆積に広く使用されてい
る。しかし、プラズマ励起CVD法においては、
堆積膜の表面がイオン衝撃にさらされるなどの欠
点がある。

そこで、光励起を用いたCVD法が近年開発さ
れている。この光励起CVD法は、雰囲気ガスに
光ビームを照射して雰囲気ガスを励起状態にして
光化学反応を促進させ、その結果生じた反応生成
物を基板上に堆積するものである。

第３図は従来の光励起CVD法を用いた光化学
成膜装置における光ビームと基板との相対的な位
置関係を模式的に示す図である。以下、第３図を
参照してその構成および成膜工程について説明す
る。

雰囲気ガス（反応気体）中にサセブタ４上に保
持される基板３が設置される。雰囲気ガスを励起
する光ビーム１は入射窓２を介して入射し、雰囲
気ガスを励起する。この光ビーム１の進行方向は
基板３の表面と平行である。また、光ビーム１と
基板３表面との距離は数ミリ、典型的には１〜２
mmである。成膜方法は以下のとおりである。

光ビーム１が入射窓２を介して入射し、雰囲気
ガスである反応気体に照射される。このとき、光
ビーム１の光路内の反応気体のみが光ビームを吸
収して光化学分解する。この光化学分解により生
じた反応生成物がビーム直下の基板３の表面上に
堆積し、基板３表面上に薄膜が形成される。

［発明が解決しようとする問題点］ 第４図は、従来の装置における基板上への膜の
堆積速度の変化を示す図である。第４図におい
て、横軸は基板表面の光ビームの進行方向に沿つ
た距離を、縦軸は基板上への膜の堆積速度をそれ
ぞれ示す。

第４図から見られるように、従来の装置におい
ては、光ビームの進行方向に沿つて堆積速度が大
きく変化し、堆積膜の膜厚の不均一が発生すると
いう難点がある。この理由は以下のとおりであ
る。反応気体による光吸収の結果、ランバート−
ベール（Lambert−Beer）の法則に従つて、光
ビームの進行に伴い光ビーム強度が指数関数的に
減少する。光ビーム強度の減少に応じて光化学反
応が誘起される程度が低下し、反応生成物の量が
減少し、この結果、膜の堆積速度が減少する。

それゆえ、この発明の目的は、上述の欠点を除
去し、均一な堆積膜厚の得られる光化学成膜装置
を提供することである。

［手段］ 光ビームの進行方向と基板表面との相対的に故
意に非平行となるようにする。特定的には、基板
表面が光ビームの進行方向に沿つて光ビームに
徐々に接近するようにする。

［作用］ 光化学分解による反応生成物は、基板上に到達
するまでに拡散する。したがつて、膜の堆積速度
は光ビームと基板表面との距離に強く依存し、距
離が大きくなるにつれて堆積速度は急激に低下す
る。

したがつて、上述の構成とすることにより、光
ビームと基板表面との距離に応じた堆積速度を得
ることができる。特に光ビームの進行方向に沿つ
て基板表面が光ビームに接近するようにした場
合、光ビーム強度の進行方向に沿つた減少を光ビ
ームと基板との距離との減少により補償すること
ができ、基板表面上にわたつて均一な膜厚の堆積
膜を形成することができる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の実施例である光化学成膜装
置における光ビームと基板表面との相対的位置関
係を示す模式図である。第１図において、入射窓
２を介して入射する光ビーム１の進行方向に対
し、サセブタ４上に保持される基板３の表面が相
対的に故意に非平行となるように設置される。す
なわち、光ビーム１の進行方向に沿つて基板３の
表面が徐々に光ビーム１に接近するようにされ
る。以下、第１図を参照して第１図の配置におけ
る成膜過程について説明する。

基板３の入射窓２に近い方においては、光ビー
ム１と基板３との距離が相対的に大きくなつてお
り、そこにおいては、堆積速度が相対的に小さく
なる。一方、基板３の入射窓２から遠い方におい
ては、光ビーム３と基板３との距離が相対的に小
さくなつており、そこでは堆積速度が相対的に増
大する。したがつて、結果的に光ビーム１の強度
の進行方向に沿つた減少を、光ビーム１−基板３
間の距離の減少により補償することができ、第２
図に示されるように、基板３の表面全面にわたつ
て均一な堆積膜厚を得ることができる。

なお、上記実施例においては、光化学成膜装置
の細部および光ビームの種類等については説明し
ていないが、それらはこの発明を構成しない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明においては、光ビーム
と基板とを相対的に故意に非平行としている。こ
の結果、光ビーム強度の減少による不均一な堆積
速度を光ビーム−基板間距離の変化により補償す
ることができ、基板表面全面にわたつて均一な堆
積膜厚を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である光化学成膜装
置における光ビームと基板との相対的配置を示す
模式図である。第２図は第１図の相対的配置にお
ける基板表面上における膜の堆積速度を示す図で
ある。第３図は従来の光化学成膜装置における光
ビームと基板との相対的配置を示す模式図であ
る。第４図は第３図の配置における基板表面上へ
の膜の堆積速度の変化を示す図である。 図において、１は光ビーム、２は入射窓、３は
基板、４はサセブタ。なお、図中、同符号は同一
または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応性雰囲気気体に光ビームを照射して光化
   学分解させ、前記光化学分解による反応生成物を
   基板の主面上に堆積させて成膜する光化学成膜装
   置において、 前記基板の前記主面と前記光ビームの中心軸と
   の距離が前記光ビームの進行方向に沿つて前記光
   ビームが前記基板主面と間隔を有しつつ徐々に小
   さくなるように前記基板を配置するようにしたこ
   とを特徴とする、光化学成膜装置。