JPH0641752A

JPH0641752A - 光ｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH0641752A
Application number: JP21740092A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Take; 昌之手計; Masamitsu Sato; 正光佐藤; Hiroto Uchida; 寛人内田; Katsumi Ogi; 勝実小木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】光透過窓の汚染が防止され、又は汚染された
場合は容易にこれを清浄できる光ＣＶＤ装置を提供する
ことである。【構成】被加工物の加工と窓に付着する物質のアブレ
ーションとに２種類の光源が使用される場合、被加工物
の加工を行うための第１の光源と、被加工物の表面に収
束させる第１の光学系と、窓に付着する物質をアブレー
ションするための第２の光源と、窓の内側面に収束させ
る第２の光学系とを備える。【効果】光透過窓が清浄に保たれ、かつアブレーショ
ン用の光が被加工物に有害な影響を与えることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ＣＶＤ装置に関するも
のである。更に詳しくは光ＣＶＤ装置の光透過窓の汚染
防止、又は汚染された場合は容易にこれを清浄できる光
ＣＶＤ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、光ＣＶＤ装置等に各種波長の光が
利用されている。光ＣＶＤ装置等は光化学反応を容器の
内部で起こさせるために、外部より内部の反応性化合物
に光を照射するための光透過部用の窓が設けられてお
り、窓の材料としてシリカガラスが広く使用されてい
る。

【０００３】気相の反応性化合物は光が照射されると、
光のエネルギーにより化合物中の電子を励起して化学反
応を惹起する。生成した反応物は基板上に析出し結晶成
長して、金属膜、半導体膜、酸化膜、絶縁膜等を形成す
る。光のエネルギーを化合物中の電子を励起に利用する
ためには、化合物の吸収する波長又は他の増感光性物質
の吸収する波長の光が選択使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の装置が運転使用されている間に分解生成した反応物は
結晶成長に全部利用されるものではなく、一部は排気と
して反応系外に排出され、或いはチャンバの壁に析出
し、窓の表面にも異物が析出、付着して汚染する。特に
金属を含有する反応性化合物の場合、光を反応系内に導
入するための光透過窓に金属が析出して光の透過率が低
下し、光による化学反応が起こりにくくなり、加工処理
の効率が低下することがあった。そのため定期的に窓の
表面の異物を除去し、光の透過率の回復を図らなければ
ならなかった。

【０００５】窓の外側面の汚染は容易に清掃可能である
が、装置の内側等に面した表面の清掃には次のような方
法が採られていた。例えば、窓を取り外して清浄なもの
と交換又は洗浄する、容器内部をエッチング性雰囲気又
はプラズマエッチング状態にして付着した異物をエッチ
ングして除去する等の方法が行われていた。

【０００６】窓を取り外して清浄なものと交換又は洗浄
するのは最も簡明な方法であるが装置を停止しなければ
ならず、装置の稼働率が低下する。特に光ＣＶＤ装置で
は一旦大気圧に戻すために長い時間を要することがある
し、容器内への不純物の混入の虞が大きい。

【０００７】窓が汚染され光の透過率が低下し、各種加
工処理の効率が低下するのを防止するために、例えば特
開昭６１−１８３９２１号には、被加工物品の加工用チ
ャンバと、該チャンバを貫通してその内部に伸び、レー
ザまたは光を導入し、かつパージガスを導入するための
開放端部を有する導入管と、該導入管下部においてこれ
を包囲し、下部において該導入管と連通し、上部に排気
口を有するパージガス補集管と、該チャンバに加工用ガ
スを導入するためのガス導入口と、ガス排気口とを具備
することを特徴とする半導体、金属の加工装置が記載さ
れ開示されている。

【０００８】又、特開平２−７９４２０号には、光励起
ＣＶＤ装置として、光透過窓と基板が間隔をおいて相対
して配置された光励起ＣＶＤ装置において、前記光透過
窓側にエッチングガスを供給するエッチングガス供給器
と前記基板側に反応ガスを供給する反応ガス供給器とを
設け、前記エッチングガス供給器と前記反応ガス供給器
との間にエッチングガスと反応ガスとを仕切る仕切りガ
スを供給する仕切りガス供給器を設けたことを特徴とす
る光励起ＣＶＤ装置が記載され開示されている。

【０００９】しかしながら特開昭６１−１８３９２１号
に開示された技術には、細い管から光を照射するために
構造が複雑となり、加工装置の設計上の制約が大きかっ
た。

【００１０】又、特開平２−７９４２０号に開示された
技術においては、エッチングガス、仕切りガス、反応ガ
スの分離が完全には行われなかった。そして両者とも装
置の運転の時間が経過するに従い窓の光透過率が低下す
ることを免れず、時々装置の運転を停止し、窓の清掃を
行わなくてはならないため、加工装置の稼働率が下がる
など、全体として加工処理の効率が低下していた。

【００１１】本発明は、光透過窓の汚染が防止され、又
は汚染された場合は容易にこれを清浄できる光ＣＶＤ装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、被加工物の加
工と窓に付着する物質のアブレーションとに２種類の光
源が使用される第一の場合として、光を透過する窓を有
する被加工物の加工用チャンバと、被加工物の加工を行
うための光を放射する第１の光源と、第１の光源が放射
する光を窓を透過して被加工物の表面に収束させる第１
の光学系と、窓に付着する物質をアブレーションするた
めの光を放射する第２の光源と、第２の光源が放射する
光を窓を透過して窓の内側面に収束させる第２の光学系
とを備える光ＣＶＤ装置を構成した。

【００１３】そして、被加工物の加工と窓に付着する物
質のアブレーションとに同一光源が使用される第二の場
合として、光を透過する窓を有する被加工物の加工用チ
ャンバと、被加工物の加工を行い、且つ窓に付着する物
質をアブレーションするための光を放射する光源と、光
源が放射する光を窓を透過して被加工物の表面に収束さ
せる第１の光学系と、光を窓を透過して窓の内側面に収
束させる第２の光学系とを備える光ＣＶＤ装置を構成し
た。

【００１４】即ち、加工用チャンバは一般には槽形をな
し、減圧下に密閉され、ガスが導入・排出するガス流通
形式のものである。そして加工用チャンバ内に被加工物
が挿入され、壁部には光を透過する窓が開口している。
窓の材料は光の使用波長ごとにシリカガラス、結晶等が
適当に選ばれ使用される。又反応系にガラスを腐食させ
るフッ素ガスの雰囲気が使用される場合は、耐フッ素ガ
ス製のフッ化マグネシウムが用いられる。又容器内の圧
力はアブレーションの現象そのものにあまり影響を与え
ない。両光源の照射を並行して行うか否かは、装置の稼
働率や形成される膜の要求される品質等により決定され
る。

【００１５】被加工物の加工用の光源は、反応ガスに吸
収され励起して反応を惹起するような波長とパワー密度
とを有する光を放射するものでなければならない。そし
て加工用の光源が放射する光は窓をほぼ垂直に透過して
被加工物の表面に収束させるようになっている。光束の
収束位置は表面より多少離し、スポットの大きさ光の強
さ等を調整するのが好ましい場合がある。

【００１６】アブレーション用の光源は、窓の内側面に
付着する汚染物のアブレーションを惹起するために充分
な波長と大きいパワー密度とを有する光を放射するもの
でなければならない。このためにはレーザ、例えばＹＡ
Ｇレーザ及びその高調波や、更に短波長の紫外線を高い
パワーで放射するエキシマレーザ、例えばＡｒＦレーザ
（１９３ｎｍ）、ＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）、ＸｅＣ
ｌレーザ（３０８ｎｍ）、ＸｅＦレーザ（３１５ｎｍ）
等が光束の収束度の大きい光学系を以て使用されるのが
望ましい。この光を光学系を介して窓の内側面に収束さ
せる。

【００１７】加工用の光とアブレーション用の光とは窓
の外側から照射するように構成した。光ＣＶＤ装置の窓
の近辺の構造は複雑であり、外側から照射するのが適当
である。そして加工用の光の光軸とアブレーション用の
光の光軸とが窓に入射する位置において同軸であるのが
望ましい構造である。

【００１８】加工用の光源とアブレーション用の光源は
個別に点滅可能である。

【００１９】アブレーション用の光源がパルス発光光源
であるときは、アブレーション用の光源のパルス発光時
に閉じるチョッパを窓と被加工物の間に備えるのが望ま
しい。

【００２０】又加工用の光源及びアブレーション用の光
源がパルス発光光源であるときは、加工用の光源とアブ
レーション用の光源のパルス発光時機をずらして、加工
用の光源のパルス発光時に開き、アブレーション用の光
源のパルス発光時に閉じるチョッパを窓と被加工物の間
に備えるのが望ましい。

【００２１】又加工用の光の波長がアブレーション用の
光の波長より長く、かつその差が大きいときは、加工用
の光学系の集光レンズとアブレーション用の光学系の集
光レンズとを同一物としてを、加工用の光源が放射する
光が被加工物の表面に収束され、且つアブレーション用
の光源が放射する光が窓の内側面に収束されるのが好ま
しい構成である。

【００２２】被加工物の加工と窓に付着する物質のアブ
レーションとに同一光源が使用される第二の場合には、
加工用の光学系とアブレーション用の光学系とが光源と
窓との間に互換的に設置されることが好ましい構成であ
る。

【００２３】又加工用の光学系とアブレーション用の光
学系とが、光源と窓との間に同時に設置されることも好
ましい構成である。

【００２４】一般に、光が惹起するアブレーションなる
現象は、高パワー密度光を固体表面に照射することによ
り起こる現象である。光を吸収して固体表面層そのもの
が分解され、原子や分子が放出され、光強度がさらに大
きくなると原子や分子の他にイオンや原子のクラスター
が生成する。アブレーションを起こすためには高パワー
密度光が必要で、高密度レーザ、なかでもエキシマレー
ザが高い光強度を有するので適当であり好ましい光源で
ある。そして光強度、パルス幅、照射波長および固体の
吸収係数などの物性によって適当なものが選択される。

【００２５】光強度は又パワー密度とも言われるが、こ
れに関しては酸化物超伝導体にＡｒＦレーザを照射する
例でいえば、１パルス当たり５０ｍＪ／ｃｍ²程度以下
の光強度ではアブレーションは認められず、それを超え
る光強度ではじめてアブレーションが起こる。さらに光
強度を上げると原子や分子の放出の他にイオンや原子の
クラスターの生成が認められるようになる。

【００２６】またパルス幅が短く、エネルギーの尖頭値
が高い方がアブレーションを起こし易い。そのためにパ
ルス幅が１乃至５０ｎｓと短いエキシマレーザやＱ─ス
イッチつきのパルスＹＡＧレーザなどが適当である。

【００２７】照射波長に関しては、短波長のものほど１
光子当たりのエネルギーが大きいため、波長の短い遠紫
外線乃至エキシマレーザが適当である場合が多い。

【００２８】なお照射対象の窓表面の物質が光を吸収し
なければアブレーションは起こらない。窓に使用される
シリカガラスは１８０ｎｍから３．５μｍ、又蛍石の結
晶は１４０ｎｍから１２μｍにわたってそれぞれ光を透
過する。これらの窓にエキシマレーザやＹＡＧレーザな
どを照射しても吸収がないために窓自身はアブレーショ
ンを受けず損傷しない。

【００２９】

【作用】加工用の光源からの光を被加工物の表面に収束
して照射すると、被加工物の加工、即ち成膜が行わる。
この時窓に分解物が付着する。

【００３０】アブレーション用の光源からの光を窓の内
側面に収束して照射すると、窓は汚染せず、又は付着し
た汚染物は除去される。この時窓の材料は光透過性であ
るから損傷しない。

【００３１】加工用の光とアブレーション用の光とが同
一波長であるときは、１個の光源で加工とアブレーショ
ンとが行われる。

【００３２】アブレーション用の光源からの光は窓を収
束して透過した後発散する。従って被加工物にアブレー
ションその他の有害な影響を及ぼすことはない。有害な
影響を受ける虞のあるときは、チョッパーでさけること
ができる。

【００３３】加工用の光源とアブレーション用の光源と
が別個に設けられたときは、両者は個別に点滅し、又同
時に点灯することが可能であるから、加工用の光源によ
る窓の内側面におけるアブレーション用の光源による被
加工物の加工とを並行して又は個別に行うことができ
る。

【００３４】加工用の光源とアブレーション用の光源と
は少なくも窓に入射するとき、両者はの光束は同軸とな
っている。

【００３５】汚染物の除去はアブレーション用の窓を透
過した光の照射で行われるのであり、この際汚染物の除
去のために装置の運転を停止する必要はなく、加工用チ
ャンバを開放することなく、減圧下に密閉され、或いは
ガスの流通下においても容易に行われる。

【００３６】

【実施例】本発明の第１の実施例を金（Ａｕ）の光ＣＶ
Ｄ装置を例として図１により説明する。図１は一実施例
の概念図である。チャンバ１はステンレススチール製の
槽であり、その上部にはシリカガラス製の石英窓２が設
けられている。又チャンバ１の側面には原料槽（不図
示）に連なる原料ガスの導入口３と真空ポンプ（不図
示）に連なる排気の排出口４とが開口している。基板５
は直径２インチのシリコンウェハ（Ｓｉ）であり、ヒー
タを内蔵したサセプタ６に載置され、チャンバ１中に水
平に挿入されている。シャッタ７が石英窓２の下方、基
板５との間に開閉自在に設けられている。

【００３７】チャンバ１の上方には、Ａｒイオンレーザ
で主として波長５１５ｎｍの可視光線のレーザ光１０ａ
を放射するレーザ発振器９ａが設けられている。レーザ
光１０ａは光学系１１ａに設けられたミラー１２ａによ
り方向を下方に偏向される。ミラー１２ａは公知のビー
ムスキャナであり、レーザ光１０ａの走査を行う。ミラ
ー１２ａにより偏向されたレーザ光１０ａは誘電体ハー
フミラー１２ｂを透過して直進し、石英窓２に対して垂
直に入射し、そしてその光軸の延長上に基板５が位置す
るようになっている。

【００３８】レンズ１３ａが光学系１１ａに設けられ、
レーザ光１０ａを基板５の表面５ａに収束するようにな
っている。

【００３９】又チャンバ１の上側方には、ＫｒＦエキシ
マレーザで波長２４８ｎｍの紫外線のレーザ光１０ｂを
放射するレーザ発振器９ｂが設けられている。レーザ光
１０ｂは光学系１１ｂに設けられた誘電体ハーフミラー
１２ｂにより下方に方向を偏向される。ミラー１２ｂは
公知のビームスキャナであり、レーザ光１０ｂの走査を
行う。レーザ光１０ａの光軸とレーザ光１０ｂの光軸と
は誘電体ハーフミラー１２ｂにおいて同軸となってい
る。

【００４０】レンズ１３ｂが光学系１１ｂに設けられ、
レンズ１３ａと合してレーザ光１０ｂを石英窓２に収束
するようになっている。レーザ光１０ｂは石英窓２に対
して垂直に入射し、石英窓２に収束したレーザ光１０ｂ
は石英窓２を透過した後は発散し光束は広がるようにな
っている。

【００４１】この装置を用いて、金ジメチル（アセチル
アセトナト）錯体を光分解して金をシリコンウェハの基
板５上に析出させた。金ジメチル（アセチルアセトナ
ト）錯体は下の如き化学式を有しており、これをアルゴ
ンガス（Ａｒ）をキャリヤガスとし、蒸気圧０．０１Ｔ
ｏｒｒで、容器内圧０．５Ｔｏｒｒの減圧下に、流量３
０ｃｃ／ｍｉｎでガスの導入口３からチャンバ１に導入
した。

【００４２】

【化１】

【００４３】シャッタ７を開きレーザ発振器９ａを点灯
して、放射されたレーザ光１０ａが石英窓２を透過し、
基板５の表面５ａに収束され、表面５ａ上において１０
⁵Ｗ／ｃｍ²の強度で照射すると、金ジメチル（アセチ
ルアセトナト）錯体が分解し、金が表面５ａに析出し
た。表面５ａはレーザ光１０ａの照射により加熱される
金ジメチル（アセチルアセトナト）錯体の分解反応はお
こる。サセプタ６に内蔵されているヒータにより基板５
を適温に加熱し、金ジメチル（アセチルアセトナト）錯
体が主として表面５ａにおいて分解し析出するようにす
る。

【００４４】レーザ光１０ａはビームスキャナであるミ
ラー１２ａにより表面５ａ上を５ｍｍ／ｍｉｎでＸＹに
走査されるので金の析出部位は平面状に広がり、金の膜
が順次厚さを増していく。

【００４５】成膜を６時間継続したところ次第に石英窓
２の透過が低下してきた。これは石英窓２を透過したレ
ーザ光１０ａが、基板５の表面５ａに到達するまでに、
金ジメチル（アセチルアセトナト）錯体を分解しその一
部が石英窓２の内側面２ａに析出し、汚染物１４として
堆積したからである。

【００４６】次に析出した金からなる汚染物１４の除去
について説明する。シャッタ７を閉じレーザ発振器９ｂ
を点灯すると、レーザ光１０ｂはレンズ１３ｂとレンズ
１３ａにより屈折されて石英窓２に収束するようになっ
ている。レーザ光１０ｂの強度を内側面２ａにおいて１
Ｊ／ｃｍ²の強度になるように大きく集光した。内側面
２ａに付着した汚染物１４がアブレーションを惹起し金
が金イオンとして離脱した。レーザ光１０ｂをミラー１
２ｂにより内側面２ａ上を５ｍｍ／ｓｅｃでＸＹに走査
したので平面状に広がった金の膜は、一様に順次薄くな
りやがて全部除去され、石英窓２は１０分後に完全に透
過率が回復した。

【００４７】この際、石英窓２自体はアブレーションを
惹起することはなく、又減耗することはなかった。

【００４８】又この際、石英窓２に収束したレーザ光１
０ｂは石英窓２を透過した後は発散し、かつシャッタ７
が閉じられているから、基板５はアブレーションその他
のレーザ光１０ｂに起因する有害な影響を受けることは
なかった。

【００４９】本発明の第２の実施例を金（Ａｕ）の光Ｃ
ＶＤ装置を例として図２により説明する。図２は第２の
実施例の概念図である。第１の実施例と同一又は類似の
点は説明の詳述を省略する。チャンバ１にはチョッパー
７ａが石英窓２の下方、基板５との間に設けられてい
る。チョッパー７ａは四枚羽の回転式チョッパーでモー
タ１５により回転するようになっている。モータ１５は
レーザ発振器９ａとレーザ発振器９ｂとにトリガー信号
を送る同期回路１６により回転が制御され、レーザ発振
器９ａが発振する時開き、レーザ発振器９ｂが発振する
時閉じるようになっている。

【００５０】チャンバ１の上方には、パルスＹＡＧレー
ザのレーザ光１０ａを放射するレーザ発振器９ａが設け
られている。レーザ光１０ａは光学系１１ａを介して石
英窓２に対して垂直に入射し、そしてその光軸の延長上
に基板５が位置し、レンズ１３ａにより基板５の表面５
ａに収束するようになっている。

【００５１】又チャンバ１の上側方には、ＫｒＦエキシ
マレーザのレーザ光１０ｂを放射するレーザ発振器９ｂ
が設けられ、レーザ光１０ｂは光学系１１ｂを介して石
英窓２に収束するようになっている。又レーザ光１０ａ
の光軸とレーザ光１０ｂの光軸とは誘電体ハーフミラー
１２ｂにおいて同軸となっている。

【００５２】この装置を用いて、金ジメチル（アセチル
アセトナト）錯体を光分解して金をシリコンウェハの基
板５上に析出させた。

【００５３】金ジメチル（アセチルアセトナト）錯体を
アルゴンガス（Ａｒ）をキャリヤガスとしチャンバ１に
導入し、チョッパー７ａを回転させレーザ発振器９ａと
レーザ発振器９ｂを同時に点灯するとレーザ光１０ａが
基板５の表面５ａに収束され、金が析出した。この時、
レーザ発振器９ｂからのレーザ光１０ｂが石英窓２に収
束すると、アブレーションにより、石英窓２に付着しよ
うとする金を付着させないので、石英窓２は清浄に保た
れ透過率が低下することがなかった。

【００５４】本発明の第３の実施例を金（Ａｕ）の光Ｃ
ＶＤ装置を例として図３により説明する。図３は第３の
実施例の概念図である。第１及び第２の実施例と同一又
は類似の点は説明の詳述を省略する。チャンバ１の上部
には石英窓２が開窓し基板５が石英窓２の下方に設置さ
れている。チャンバ１の上方には、Ａｒイオンレーザの
レーザ光１０ａを放射するレーザ発振器９ａが設けられ
ている。レーザ光１０ａは光学系１１ａを介して石英窓
２に対して垂直に入射し、そしてその光軸の延長上に基
板５が位置している。

【００５５】又チャンバ１の上側方には、ＡｒＦエキシ
マレーザのレーザ光１０ｂを放射するレーザ発振器９ｂ
が設けられ、レーザ光１０ｂは光学系１１ｂを介して石
英窓２に対して垂直に入射するようになっている。又レ
ーザ光１０ａの光軸とレーザ光１０ｂの光軸とは誘電体
ハーフミラー１２ｂにおいて同軸となっている。

【００５６】シリカガラス製のレンズ１３が光学系１１
ａとが光学系１１ｂハーフミラー１２ｂによって同軸と
なっている部分に設置されている。レンズ１３の焦点距
離は２００ｍｍであり、Ａｒイオンレーザのレーザ光１
０ａの焦点距離は２００ｍｍ、ＡｒＦエキシマレーザの
レーザ光１０ｂの焦点距離は１６５ｍｍであり、その差
は３５ｍｍである。石英窓２と基板５との距離が４０ｍ
ｍならばレーザ光１０ｂが石英窓２に収束するときレー
ザ光１０ａは基板５上５ｍｍに収束する。

【００５７】この装置を用いて、金ジメチル（アセチル
アセトナト）錯体を光分解して金をシリコンウェハの基
板５上に析出させた。金ジメチル（アセチルアセトナ
ト）錯体をアルゴンガス（Ａｒ）をキャリヤガスとしチ
ャンバ１に導入し、レーザ発振器９ａとレーザ発振器９
ｂを同時に点灯するとレーザ光１０ａが基板５の表面５
ａに収束され、金が析出した。この時、レーザ発振器９
ｂからのレーザ光１０ｂは石英窓２に収束すると、アブ
レーションにより、石英窓２に付着しようとする金を付
着させないので、石英窓２は清浄に保たれ透過率が低下
することがなかった。

【００５８】本発明の第４の実施例を１光源で加工と清
浄を行う方式の、金（Ａｕ）の光ＣＶＤ装置を例として
図４により説明する。図４は第４の実施例の概念図であ
る。第１及び第２の実施例と同一又は類似の点は説明の
詳述を省略する。チャンバ１の上部には石英窓２が設け
られている。基板５はサセプタ６に載置されている。

【００５９】チャンバ１の上側方には、ＫｒＦエキシマ
レーザで波長２４８ｎｍの紫外線のレーザ光１０を放射
するレーザ発振器９が設けられている。レーザ光１０は
光学系１１に設けられたミラー１２により下方に反射さ
れる。ミラー１２は公知のビームスキャナであり、レー
ザ光１０の走査を行う。

【００６０】光学系１１にはレンズ１３が光軸上レーザ
発振器９から遠く、石英窓２に近いＡ位置とレーザ発振
器９に近く、石英窓２に遠いＢ位置とに移動可能に設け
られている。レーザ光１０は石英窓２に対して垂直に入
射し、レンズ１３が光軸上レーザ発振器９から遠く石英
窓２に近いＡ位置にある時は、基板５又はその近傍に、
又レンズ１３がレーザ発振器９に近く石英窓２に遠いＢ
位置にある時は、石英窓２に収束し、石英窓２を透過し
た後は発散し光束は広がるようになっている。

【００６１】この装置を用いて、金ジメチル（アセチル
アセトナト）錯体を光分解して金をシリコンウェハの基
板５上に析出させた。金ジメチル（アセチルアセトナ
ト）錯体をアルゴンガス（Ａｒ）をキャリヤガスとし、
蒸気圧０．０１Ｔｏｒｒで、容器内圧０．５Ｔｏｒｒの
減圧下に、流量３０ｃｃ／ｍｉｎでガスの導入口３から
チャンバ１に導入した。

【００６２】又レンズ１３がレーザ発振器９に近く石英
窓２に遠いＢ位置にある時は、石英窓２に収束し、石英
窓２を透過した後は発散し光束は広がるようになってい
る。レンズ１３をＡ位置に置きレーザ発振器９を点灯し
て、レーザ光１０を基板５の表面５から２０ｍｍ上方に
離れた位置に収束するようにレンズ１３の位置を微調整
し、基板５の表面において１Ｗ／ｃｍ²の強度になるよ
うにして照射すると、金ジメチル（アセチルアセトナ
ト）錯体が分解し、金が基板５の表面に析出し順次厚さ
を増していった。

【００６３】ＫｒＦエキシマレーザのレーザ光１０の波
長は２４８ｎｍと遠紫外線であって、光化学反応が激し
く起こるから１Ｗ／ｃｍ²程度の強度で表面５上を照射
するのが金の析出に適当な大きさであり、性状のよい金
の膜が得られる。このために収束位置を基板５の表面よ
り離し、スポットの大きさを基板５上で、１０×１０ｍ
ｍの程度に大きくする。スポットの大きさを小さくする
と、パワー密度が過大になり、析出率が低下し、甚だし
いときはアブレーションが生起するようになる。成膜を
３時間継続したところ次第に石英窓２に金が析出し透過
率が低下してきた。

【００６４】次に析出した金の除去について説明する。
レンズ１３をＢ位置に移動しレーザ発振器９を点灯し
て、レーザ光１０を石英窓２の内側面に収束するように
レンズ１３の位置を微調整し、石英窓２の表面において
１Ｊ／ｃｍ²の強度で照射した。５分後には透過率が回
復した。

【００６５】本発明の第５の実施例を金（Ａｕ）の光Ｃ
ＶＤ装置を例として図５により説明する。図５は第５の
実施例の概念図である。第４の実施例と同一又は類似の
点は説明の詳述を省略する。チャンバ１の上部には石英
窓２が設けられ、基板５はサセプタ６に載置され、チャ
ンバ１中に水平に挿入されている。

【００６６】チャンバ１の上側方には、ＫｒＦエキシマ
レーザで波長２４８ｎｍの紫外線のレーザ光１０を放射
するレーザ発振器９が設けられている。レーザ光１０は
光学系１１に設けられたミラー１２により下方に反射さ
れ且つ走査される。

【００６７】光学系１１に設けられたレンズ１３は光軸
を中心に中央部が屈折力の大きいレンズ１３ｄ、周辺部
が環状に屈折力の小さいレンズ１３ｃとからなる二焦点
レンズである。レーザ光１０はレンズ１３ｃにより屈折
された部分は基板５より上方５ｍｍに、レンズ１３ｄに
より屈折された部分は石英窓２に、それぞれ収束する。

【００６８】この装置を用いて、金ジメチル（アセチル
アセトナト）錯体を光分解して金をシリコンウェハの基
板５上に析出させた。金ジメチル（アセチルアセトナ
ト）錯体をアルゴンガス（Ａｒ）をキャリヤガスとしチ
ャンバ１に導入した。レンズ１３をＡ位置に置きレーザ
発振器９を点灯したところ金ジメチル（アセチルアセト
ナト）錯体が分解し、金が基板５の表面に析出した。成
膜を６時間継続したが石英窓２に金は析出せず、透過率
の低下がなかった。

【００６９】レンズ１３における、レンズ１３ｃとレン
ズ１３ｄとの面積の割合及びそれぞれの焦点距離を適当
に設定し、金の成膜速度を正常に維持し、又は石英窓２
を清浄に維持することができる。

【００７０】尚本発明によるアブレーションによる窓の
汚染の防止、又は汚染されたときの清浄は、光ＣＶＤ装
置に限らず、他のチャンバー中の光化学反応を応用した
光エッチングや光ドーピングの装置の窓にも適用可能な
ことは言うまでもない。

【００７１】尚本発明によるアブレーションにはエキシ
マレーザのみならず、ＹＡＧレーザ等が使用可能である
ことは言うまでもない。

【００７２】

【発明の効果】加工用の光の照射で被加工物の成膜が行
われ、アブレーション用の光の照射で窓は汚染せず、又
は付着した汚染物は除去される。被加工物にアブレーシ
ョンによる有害な影響がなく汚染の防止又は汚染物の除
去が行えるから、又窓が損傷することがなく、装置の運
転の停止やチャンバの開放をすることなく汚染物の除去
が行えるから装置の保守が容易に行われ、装置の稼働率
が高く維持される。

【００７３】加工とアブレーションとは並行して又は個
別に選択して行うことができるから、装置の稼働率の低
下をもたらさない。

【００７４】加工用の光とアブレーション用の光とは同
軸であるとき、更に又加工用の光とアブレーション用の
光とが同一波長で１個の光源で加工とアブレーションと
が行われるときは、装置の構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の概念図である。

【図２】第２の実施例の概念図である。

【図３】第３の実施例の概念図である。

【図４】第４の実施例の概念図である。

【図５】第５の実施例の概念図である。

【符号の説明】

１チャンバ容器２石英窓３導入口４排出口５基板６サセプタ９、９ａ、９ｂレーザ発振器１０、１０ａ、１０ｂレーザ光１１、１１ａ、１１ｂ光学系１２、１２ａ、１２ｂミラー１３、１３ａ、１３ｂレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小木勝実埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリアル株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を透過する窓を有する被加工物の加工
用チャンバと、該被加工物の加工を行うための光を放射
する第１の光源と、該第１の光源が放射する光を該窓を
透過して該被加工物の表面に収束させる第１の光学系
と、該窓に付着する物質をアブレーションするための光
を放射する第２の光源と、該第２の光源が放射する光を
該窓を透過して該窓の内側面に収束させる第２の光学系
とを具備することを特徴とする光ＣＶＤ装置。
【請求項２】該第１の光学系の光軸と該第２の光学系
の光軸とが少なくも該窓に入射する位置において同軸で
あることを特徴とする請求項１に記載の光ＣＶＤ装置。
【請求項３】該第２の光源がパルス発光光源であると
き、第２の光源のパルス発光時に閉じるチョッパを該窓
と該被加工物の間に具備することを特徴とする請求項１
又は２に記載の光ＣＶＤ装置。
【請求項４】該第１の光源及び該第２の光源がパルス
発光光源であるとき、該第１の光源と該第２の光源のパ
ルス発光時機をずらし、第１の光源のパルス発光時に開
き、第２の光源のパルス発光時に閉じるチョッパを該窓
と該被加工物の間に具備することを特徴とする請求項１
又は２に記載の光ＣＶＤ装置。
【請求項５】該第１の光学系の集光レンズと該第２の
光学系の集光レンズとが同一物であり、該集光レンズに
より該第１の光源が放射する光が該被加工物の表面に収
束され、且つ該第２の光源が放射する光が該窓の内側面
に収束されることを特徴とする請求項２、３又は４に記
載の光ＣＶＤ装置。
【請求項６】該第１の光源及び該第２の光源がレーザ
であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に
記載の光ＣＶＤ装置。
【請求項７】光を透過する窓を有する被加工物の加工
用チャンバと、該被加工物の加工を行い、且つ該窓に付
着する物質をアブレーションするための光を放射する光
源と、該光源が放射する光を該窓を透過して該被加工物
の表面に収束させる第１の光学系と、該光を該窓を透過
して該窓の内側面に収束させる第２の光学系とを具備す
ることを特徴とする光ＣＶＤ装置。
【請求項８】該第１の光学系の光軸と該第２の光学系
の光軸とが該窓に入射する位置において同軸であること
を特徴とする請求項７に記載の光ＣＶＤ装置。
【請求項９】該第１の光学系と該第２の光学系とが、
該光源と該窓との間に互換的に設置されることを特徴と
する請求項７又は８に記載の光ＣＶＤ装置。
【請求項１０】該第１の光学系と該第２の光学系と
が、該光源と該窓との間に同時に設置されることを特徴
とする請求項７又は８に記載の光ＣＶＤ装置。
【請求項１１】該光源がレーザであることを特徴とす
る請求項７、８、９又は１０に記載の光ＣＶＤ装置。