JPH05186875A - 光cvd装置 - Google Patents
光cvd装置Info
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- JPH05186875A JPH05186875A JP363392A JP363392A JPH05186875A JP H05186875 A JPH05186875 A JP H05186875A JP 363392 A JP363392 A JP 363392A JP 363392 A JP363392 A JP 363392A JP H05186875 A JPH05186875 A JP H05186875A
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- Japan
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- film forming
- optical system
- forming surface
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 成膜対象の基板上において、励起光線束の強
度分布の乱れが比較的少なく、光源側の強度分布の良好
な状態を維持できる光学系を備えた光CVD装置を得
る。 【構成】 薄膜形成室1a内に成膜対象の基板4を保持
し、基板4の膜形成面4aに対して、エキシマレーザー
光源11を備えた光学系Pにより得られる励起光線束R
3を、膜形成面4aに沿って照射して、膜形成面4a近
傍に導かれる材料ガスgを励起光線束R3により励起
し、膜形成面4a上に薄膜6を形成する光CVD装置に
おいて、光学系Pの焦点位置が、膜形成面4aの上方に
設定する。
度分布の乱れが比較的少なく、光源側の強度分布の良好
な状態を維持できる光学系を備えた光CVD装置を得
る。 【構成】 薄膜形成室1a内に成膜対象の基板4を保持
し、基板4の膜形成面4aに対して、エキシマレーザー
光源11を備えた光学系Pにより得られる励起光線束R
3を、膜形成面4aに沿って照射して、膜形成面4a近
傍に導かれる材料ガスgを励起光線束R3により励起
し、膜形成面4a上に薄膜6を形成する光CVD装置に
おいて、光学系Pの焦点位置が、膜形成面4aの上方に
設定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜形成室内に成膜対
象の基板を保持し、基板の膜形成面に対して、エキシマ
レーザー光源を備えた光学系により得られる励起光源束
を、膜形成面に沿って照射して、膜形成面近傍に導かれ
る材料ガスを励起光線束により励起し、膜形成面上に薄
膜を形成する光CVD装置に関する。
象の基板を保持し、基板の膜形成面に対して、エキシマ
レーザー光源を備えた光学系により得られる励起光源束
を、膜形成面に沿って照射して、膜形成面近傍に導かれ
る材料ガスを励起光線束により励起し、膜形成面上に薄
膜を形成する光CVD装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記の光CVD装置は、励起光線束によ
り薄膜の形成にレーザー光を使用するため、比較的低温
で薄膜を形成することが可能な利点を備えたものであ
り、例えばレーザ光線としては、膜形成面に沿った幅方
向の辺が200mm程度で、その厚みが2mm程度の矩
形光線束を、光学系に備えられたレンズ群によって形成
して成膜をおこなっていた。従来、レンズ群の設計は、
基板上に於ける光線束の形状あるいは位置(光軸に沿っ
た厚み、幅、上下方向の離間距離等)を、どのようにす
るかを主眼としておこなわれていた。
り薄膜の形成にレーザー光を使用するため、比較的低温
で薄膜を形成することが可能な利点を備えたものであ
り、例えばレーザ光線としては、膜形成面に沿った幅方
向の辺が200mm程度で、その厚みが2mm程度の矩
形光線束を、光学系に備えられたレンズ群によって形成
して成膜をおこなっていた。従来、レンズ群の設計は、
基板上に於ける光線束の形状あるいは位置(光軸に沿っ
た厚み、幅、上下方向の離間距離等)を、どのようにす
るかを主眼としておこなわれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら成膜状態
(条件)を乱す一つの大きな要因としては、膜形成面上
におけるレーザー光の強度分布がある。一方、エキシマ
レーザーは、それ自体固有のゆらぎを有するとともに、
広がり角をも有している(数mラジアンのオーダー)。
そこで、前述のような設計思想に基づくレンズ群による
整形を経た後の光線束は、基板直上部において強度分布
がかなり乱れたものとなっており、この要因から均一な
膜形成に影響が生じていた。従って、本発明の目的は成
膜対象の基板上において、励起光線束の強度分布の乱れ
が比較的少なく、光源側の強度分布の良好な状態を基板
上部の励起部において維持できる光学系を備えた光CV
D装置を得ることである。
(条件)を乱す一つの大きな要因としては、膜形成面上
におけるレーザー光の強度分布がある。一方、エキシマ
レーザーは、それ自体固有のゆらぎを有するとともに、
広がり角をも有している(数mラジアンのオーダー)。
そこで、前述のような設計思想に基づくレンズ群による
整形を経た後の光線束は、基板直上部において強度分布
がかなり乱れたものとなっており、この要因から均一な
膜形成に影響が生じていた。従って、本発明の目的は成
膜対象の基板上において、励起光線束の強度分布の乱れ
が比較的少なく、光源側の強度分布の良好な状態を基板
上部の励起部において維持できる光学系を備えた光CV
D装置を得ることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による光CVD装置の特徴構成は、光学系の焦
点位置が膜形成面の上方に設定されていることにあり、
その作用・効果は次の通りである。
の本発明による光CVD装置の特徴構成は、光学系の焦
点位置が膜形成面の上方に設定されていることにあり、
その作用・効果は次の通りである。
【0005】
【作用】この光CVD装置においては、装置に存する光
学系の焦点位置が、基板の上方で、その光軸上に設定さ
れているため、光学系に備えられた光源であるエキシマ
レーザーの発振位置における比較的良好な強度分布がこ
の焦点位置において再現される。従って、基板上で比較
的均一に材料ガスが励起され均一な薄膜の形成が可能と
なった。
学系の焦点位置が、基板の上方で、その光軸上に設定さ
れているため、光学系に備えられた光源であるエキシマ
レーザーの発振位置における比較的良好な強度分布がこ
の焦点位置において再現される。従って、基板上で比較
的均一に材料ガスが励起され均一な薄膜の形成が可能と
なった。
【0006】
【発明の効果】結果、成膜対象の基板上において、励起
光線束の強度分布の乱れが比較的少なく、均一な薄膜形
成が可能な光CVD装置を得ることができた。
光線束の強度分布の乱れが比較的少なく、均一な薄膜形
成が可能な光CVD装置を得ることができた。
【0007】
【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
1に本願のCVD装置1の概略構成が、さらに図2にこ
の装置の光学系により整形処理される矩形光線束の整形
状態の説明図が示されている。
1に本願のCVD装置1の概略構成が、さらに図2にこ
の装置の光学系により整形処理される矩形光線束の整形
状態の説明図が示されている。
【0008】このCVD装置1は、所謂光CVD装置で
あり、加熱体により供給される熱エネルギーと、レーザ
ー光によって供給される光エネルギーにより材料ガスの
励起・膜形成がおこなわれる。この光CVD装置は、従
来の単純な熱CVD装置より低温で膜形成をおこなうこ
とが可能であるため、基板等に熱的ダメージを与えるこ
と少なく、良好な膜形成が行える利点を備えている。以
下に、半導体(IC、LSI等)基板4上の膜形成面4
aに、薄膜6を形成する場合を例に採って説明する。こ
こで、基板4はシリコン基板を例にとるものとし、この
基板4上に絶縁膜あるいは保護膜である酸化シリコンS
iO2の薄膜6を形成するものとする。
あり、加熱体により供給される熱エネルギーと、レーザ
ー光によって供給される光エネルギーにより材料ガスの
励起・膜形成がおこなわれる。この光CVD装置は、従
来の単純な熱CVD装置より低温で膜形成をおこなうこ
とが可能であるため、基板等に熱的ダメージを与えるこ
と少なく、良好な膜形成が行える利点を備えている。以
下に、半導体(IC、LSI等)基板4上の膜形成面4
aに、薄膜6を形成する場合を例に採って説明する。こ
こで、基板4はシリコン基板を例にとるものとし、この
基板4上に絶縁膜あるいは保護膜である酸化シリコンS
iO2の薄膜6を形成するものとする。
【0009】先ずこの装置1の構成について説明する。
この装置1は、装置内に、その内圧調節可能な薄膜形成
室1aを備えたものであり、この薄膜形成室1a内に材
料ガス供給路2から材料ガスgを供給するとともに、こ
れを薄膜形成室1aから排出する材料ガス排出路3を備
えている。さらに、薄膜形成室1aの中央部1cに、薄
膜形成の対象となる基板4が載置される基板保持台7が
備えられている。この基板4及び基板保持台7の加熱
は、基板保持台7に収納されたヒータ7aによっておこ
なわれる。また、基板上の材料ガスgを励起するレーザ
ー光9を薄膜形成室1a内に導入するレーザー光照射用
窓10が設けられるとともに、このレーザー光9を発振
するレーザー光源であるエキシマレーザー(ArFレー
ザー)11が装置1の側部に備えられている。さらに、
レーザー光9が、薄膜形成室1a外へ導出されるレーザ
ー光出口窓12が設けられている。
この装置1は、装置内に、その内圧調節可能な薄膜形成
室1aを備えたものであり、この薄膜形成室1a内に材
料ガス供給路2から材料ガスgを供給するとともに、こ
れを薄膜形成室1aから排出する材料ガス排出路3を備
えている。さらに、薄膜形成室1aの中央部1cに、薄
膜形成の対象となる基板4が載置される基板保持台7が
備えられている。この基板4及び基板保持台7の加熱
は、基板保持台7に収納されたヒータ7aによっておこ
なわれる。また、基板上の材料ガスgを励起するレーザ
ー光9を薄膜形成室1a内に導入するレーザー光照射用
窓10が設けられるとともに、このレーザー光9を発振
するレーザー光源であるエキシマレーザー(ArFレー
ザー)11が装置1の側部に備えられている。さらに、
レーザー光9が、薄膜形成室1a外へ導出されるレーザ
ー光出口窓12が設けられている。
【0010】図2に示すように、前述のエキシマレーザ
ー11(波長が193nmのArFレーザー)より発生
された光線束R1は、第一光学系LS1により幅25、
厚み6mmの矩形の平行光線束R2に整形される。この
整形を経た後、この下手側において第二光学系LS2に
より更なる整形を受けることとなるのである。第二光学
系LS2は4枚のレンズから構成されており、第一及び
第四レンズLH1、LH4が光線束の幅方向の整形を、
第二、第三レンズLV2、LV3により厚み方向の整形
がおこなわれる。さらに、前記エキシマレーザー11、
第一光学系LS1及び第二光学系LS2を備えた光学系
Pにおいては、その光学系Pの焦点位置が、膜形成面4
aの上方で、光路に沿った方向において前記膜形成面の
中央位置C上方に設定されている。このような構成を採
用することにより、この部位の於ける光線束の強度分布
は、光源のそれに近いものとなっており、その乱れの少
ない良好なものとなっている。図3に基板と焦点の位置
関係を示す。実線で本願の実施例の基板の位置が、二点
鎖線で従来の例の位置が示されている。一例として図示
するように、光軸上にある点からある程度の広がり角
(図で模式的に大きく描いている。)を備えて照射され
た光は、基板中央上方位置で焦点を結ぶ。
ー11(波長が193nmのArFレーザー)より発生
された光線束R1は、第一光学系LS1により幅25、
厚み6mmの矩形の平行光線束R2に整形される。この
整形を経た後、この下手側において第二光学系LS2に
より更なる整形を受けることとなるのである。第二光学
系LS2は4枚のレンズから構成されており、第一及び
第四レンズLH1、LH4が光線束の幅方向の整形を、
第二、第三レンズLV2、LV3により厚み方向の整形
がおこなわれる。さらに、前記エキシマレーザー11、
第一光学系LS1及び第二光学系LS2を備えた光学系
Pにおいては、その光学系Pの焦点位置が、膜形成面4
aの上方で、光路に沿った方向において前記膜形成面の
中央位置C上方に設定されている。このような構成を採
用することにより、この部位の於ける光線束の強度分布
は、光源のそれに近いものとなっており、その乱れの少
ない良好なものとなっている。図3に基板と焦点の位置
関係を示す。実線で本願の実施例の基板の位置が、二点
鎖線で従来の例の位置が示されている。一例として図示
するように、光軸上にある点からある程度の広がり角
(図で模式的に大きく描いている。)を備えて照射され
た光は、基板中央上方位置で焦点を結ぶ。
【0011】以下に、整形後の光線束R3の基板4上の
形状について説明する。この光線束R3は光路方向Aの
基板中央部に於ける幅及び厚みが200mm,3mmで
あり、夫々光の進む方向に向かって一定(幅方向に70
/391、厚み方向に1/100)の比で収束されてい
る。即ちこのように収束されることによって、光路方向
Aの下手側において、光線束R3は上流側より密度の高
いものとされており、結果的に材料ガスgの励起に伴う
エネルギーの低下を補完することが可能とされている。
形状について説明する。この光線束R3は光路方向Aの
基板中央部に於ける幅及び厚みが200mm,3mmで
あり、夫々光の進む方向に向かって一定(幅方向に70
/391、厚み方向に1/100)の比で収束されてい
る。即ちこのように収束されることによって、光路方向
Aの下手側において、光線束R3は上流側より密度の高
いものとされており、結果的に材料ガスgの励起に伴う
エネルギーの低下を補完することが可能とされている。
【0012】以下に本願の装置1を使用して、基板4上
に薄膜6を形成する状態について説明する。この薄膜形
成室1a内はヒーター7aにより約350℃程度の温度
域に保持され、材料ガス供給路2より材料ガスgとして
のSiH4及びN2Oが供給される。この材料ガスgは、
基板上部域である中央部1cに拡散供給される。そし
て、この材料ガスgはこの部位1cにおいて、ヒーター
7aにより熱エネルギーの供給を受ける。一方、レーザ
ー光照射用窓10より入射するレーザー光9からも光エ
ネルギーの供給を受ける。その結果、N2Oがこの基板
上部位1cで励起されるとともに、解離し、そのラジカ
ルがSiH4と反応することによって基板4上でSiO2
膜となって成長する。このようにして基板4上における
薄膜6生成を完了することができる。この成長段階にお
いて、本願の光CVD装置においては、適切にレーザー
エネルギーの調整がおこなわれているため、従来よりも
簡単、且つ確実に光路方向に沿って均一な厚みを持った
薄膜を形成することができる。
に薄膜6を形成する状態について説明する。この薄膜形
成室1a内はヒーター7aにより約350℃程度の温度
域に保持され、材料ガス供給路2より材料ガスgとして
のSiH4及びN2Oが供給される。この材料ガスgは、
基板上部域である中央部1cに拡散供給される。そし
て、この材料ガスgはこの部位1cにおいて、ヒーター
7aにより熱エネルギーの供給を受ける。一方、レーザ
ー光照射用窓10より入射するレーザー光9からも光エ
ネルギーの供給を受ける。その結果、N2Oがこの基板
上部位1cで励起されるとともに、解離し、そのラジカ
ルがSiH4と反応することによって基板4上でSiO2
膜となって成長する。このようにして基板4上における
薄膜6生成を完了することができる。この成長段階にお
いて、本願の光CVD装置においては、適切にレーザー
エネルギーの調整がおこなわれているため、従来よりも
簡単、且つ確実に光路方向に沿って均一な厚みを持った
薄膜を形成することができる。
【0013】〔別実施例〕本願の別実施例を以下に箇条
書きする。 (イ)上記の実施例においては、膜形成面4aの上方
で、光路に沿った方向において前記焦点位置が、膜形成
面の中央位置C上方に設定されている例を示したが、成
膜状態においては、材料ガスのエネルギー吸収状態等の
要因により、焦点位置が膜形成面の中央位置Cに対して
その光軸方向にずれているほうが良好な成膜を得られる
場合もある。従って、こういった状況に対応するため、
基板と焦点位置を相対的に光軸に沿った方向に移動自在
に構成するとともに、膜形成面の光軸に沿った方向で、
焦点位置を膜形成面の中央位置に対して近接・離間自在
に調整する焦点位置調整手段を設けてもよい。要する
に、焦点位置は膜形成面4aの上方に設定されていれば
よい。
書きする。 (イ)上記の実施例においては、膜形成面4aの上方
で、光路に沿った方向において前記焦点位置が、膜形成
面の中央位置C上方に設定されている例を示したが、成
膜状態においては、材料ガスのエネルギー吸収状態等の
要因により、焦点位置が膜形成面の中央位置Cに対して
その光軸方向にずれているほうが良好な成膜を得られる
場合もある。従って、こういった状況に対応するため、
基板と焦点位置を相対的に光軸に沿った方向に移動自在
に構成するとともに、膜形成面の光軸に沿った方向で、
焦点位置を膜形成面の中央位置に対して近接・離間自在
に調整する焦点位置調整手段を設けてもよい。要する
に、焦点位置は膜形成面4aの上方に設定されていれば
よい。
【0014】(ロ)上記の実施例においては、光線束R
3の幅方向、厚み方向の両方を収束するものとしたが、
いずれか一方を収束させるものとした場合にも、充分に
本願の目的を達成することは可能である。
3の幅方向、厚み方向の両方を収束するものとしたが、
いずれか一方を収束させるものとした場合にも、充分に
本願の目的を達成することは可能である。
【0015】(ハ)さらに上記の実施例においては、S
i基板上にSiO2膜を形成する例について説明した
が、他の膜の例として、材料ガスとして、(SiH4
NH3)、(Si2H6 NH3)を一対として使用して、
Si3N4膜を形成する場合についても、本願の構成を採
用することが可能である。即ち、形成される膜の制限は
ない。
i基板上にSiO2膜を形成する例について説明した
が、他の膜の例として、材料ガスとして、(SiH4
NH3)、(Si2H6 NH3)を一対として使用して、
Si3N4膜を形成する場合についても、本願の構成を採
用することが可能である。即ち、形成される膜の制限は
ない。
【0016】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図1】本願の光CVD装置の概略構成図
【図2】矩形光線束の整形状態の説明図
【図3】基板位置と焦点位置の位置関係を示す説明図
1 光CVD装置 1a 薄膜形成室 4 基板 4a 膜形成面 6 薄膜 R3 励起光線束 P 光学系 g 材料ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森川 茂 京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会 社関西新技術研究所内 (72)発明者 坂井 久 京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会 社関西新技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】 薄膜形成室(1a)内に成膜対象の基板
(4)を保持し、前記基板(4)の膜形成面(4a)に
対して、エキシマレーザー光源(11)を備えた光学系
(P)により得られる励起光線束(R3)を、前記膜形
成面(4a)に沿って照射して、前記膜形成面(4a)
近傍に導かれる材料ガス(g)を前記励起光線束(R
3)により励起し、前記膜形成面(4a)上に薄膜
(6)を形成する光CVD装置であって、 前記光学系(P)の焦点位置が、前記膜形成面(4a)
の上方に設定されている光CVD装置。 - 【請求項2】 前記光学系(P)に配設されるレンズ群
が、 前記エキシマレーザー光源(11)より得られる光線束
を、その光軸に直角な断面形状が、前記膜形成面に沿う
辺と、前記膜形成面から離間する方向の辺で形成される
矩形である矩形光線束とする第一光学系(LS1)と、 前記矩形光線束の光軸方向の横幅と厚みの少なくとも一
方を、光軸方向に沿って小さくする第二光学系(LS
2)とを備えている請求項1記載の光CVD装置。 - 【請求項3】 前記光学系(P)の焦点位置が、前記光
軸に沿った方向において前記膜形成面の中央位置(C)
上方にある請求項1記載の光CVD装置。 - 【請求項4】 前記膜形成面(4a)の前記光軸に沿っ
た方向で、前記焦点位置を前記膜形成面の中央位置
(C)に対して近接・離間調整自在とする焦点位置調整
手段が設けられている請求項1記載の光CVD装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003633A JP3065760B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光cvd装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003633A JP3065760B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光cvd装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05186875A true JPH05186875A (ja) | 1993-07-27 |
| JP3065760B2 JP3065760B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=11562895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4003633A Expired - Fee Related JP3065760B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光cvd装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3065760B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6683005B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-01-27 | Micron Technology, Inc. | Method of forming capacitor constructions |
| US7763327B2 (en) | 1996-04-22 | 2010-07-27 | Micron Technology, Inc. | Methods using ozone for CVD deposited films |
| WO2015147843A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Intel Corporation | Precursor and process design for photo-assisted metal atomic layer deposition (ald) and chemical vapor deposition (cvd) |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP4003633A patent/JP3065760B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7763327B2 (en) | 1996-04-22 | 2010-07-27 | Micron Technology, Inc. | Methods using ozone for CVD deposited films |
| US8420170B2 (en) | 1996-04-22 | 2013-04-16 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming glass on a substrate |
| US6683005B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-01-27 | Micron Technology, Inc. | Method of forming capacitor constructions |
| US6720272B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-04-13 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming capacitor constructions |
| US6764956B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-07-20 | Micron Technology, Inc. | Methods of treating dielectric materials |
| US7101594B2 (en) | 2001-08-30 | 2006-09-05 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming capacitor constructions |
| WO2015147843A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Intel Corporation | Precursor and process design for photo-assisted metal atomic layer deposition (ald) and chemical vapor deposition (cvd) |
| CN106164332A (zh) * | 2014-03-27 | 2016-11-23 | 英特尔公司 | 用于光辅助金属原子层沉积(ald)和化学气相沉积(cvd)的前体和工艺设计 |
| US9932671B2 (en) | 2014-03-27 | 2018-04-03 | Intel Corporation | Precursor and process design for photo-assisted metal atomic layer deposition (ALD) and chemical vapor deposition (CVD) |
| CN106164332B (zh) * | 2014-03-27 | 2019-03-19 | 英特尔公司 | 用于光辅助金属原子层沉积(ald)和化学气相沉积(cvd)的前体和工艺设计 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3065760B2 (ja) | 2000-07-17 |
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