JPH03120370A - 光ｃｖｄ装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、光化学反応を利用して被処理基板上に薄膜を
堆積する光ＣＶＤ装置の改良に関する。

−Ｘ従来の技術） 近年、シラン（Ｓ　ｉ　Ｈ４）　＊　ジボラン（８２Ｈ
６）あるいはホスフィン（ＰＨ３）等の原料ガスを光エ
ネルギーにより反応・分解させて薄膜を形成する光ＣＶ
Ｄ法が注目されている。この光ＣＶＤ法は、従来の熱エ
ネルギーにより原料を分解する熱ＣＶＤ法に比べ、より
低温で膜形成を行うことができる。また、プラズマによ
り原料ガスを分解するプラズマＣＶＤ法と比較して、光
ＣＶＤ法は、ラジカル反応のみで膜形成が行えることか
ら薄膜形成下地基板に荷電粒子による損傷を与えない点
や、光が照射されている場所でのみ膜形成が起こるため
膜欠陥の原因となる粉体の発生が少ない点等で優れてお
り、高品質の薄膜を形成する方法として期待されている
。

第６図は、従来の光ＣＶＤ装置を模式的に示した概略構
成図である。図中１０は真空容器、１１は仕切りとして
作用する光透過窓、１４はＯリング、１２は反応室、１
３は光源室、２１は被処理基板、２２は支持台、２３は
ヒータ、２４は原料ガス供給系、２５はガス排気系、３
１は低圧水銀ランプ等の光源、３２は反射板を示してい
る。なお、光源室１３内は窒素ガスによりパージされて
いる。この装置では、原料ガス供給系２４及びガス排気
系２５により反応室１２内の圧力を所望の値に制御する
と共に、ヒータ２３により被処理基板２１の温度を所望
の値に制御する。そして、光源３１を点灯しその光エネ
ルギーにより原料ガスを反応・分解することにより、被
処理基板２１表面上に薄膜が堆積される。

例えば、原料ガスとしてシランを用いた場合、上記反応
により被処理基板２１表面上にアモルファスシリコン膜
が堆積されることになる。

しかしながら、このような光ＣＶＤ装置の場合、光源に
は特有の光強度分布があるため、基板２１表面上には−
様な光エネルギーが照射されず、形成される薄膜に膜厚
分布の不均一が発生する。膜厚分布を少なくする為に光
透過窓１１に比べて大きな光源を使用するという方法が
考えられるが、これでは光ＣＶＤ装置が大型化してしま
う問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の光ＣＶＤ装置には、被処理基板表面
上に−様な厚さでもって膜が形成されず、これがその後
のデバイス形成工程で形成でされるデバイスの品質に悪
影響を与えるという問題があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは被処理基板表面に−様な膜厚の薄膜を堆
積、することができる光ＣＶＤ装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ ＜Ｒ’ＸＪを解決するための手段） 本発明に係わる光ＣＶＤ装置は、光源と基板の間に光源
から照射される光の強度分布を均一化する手段を設けた
ことを特徴とする。

具体的には例えば、光透過窓に、光強度分布に応じて光
を分散あるいは収束させるようなレンズ作用を持たせる
。あるいは、光透過窓に光強度分布を相殺するような透
過率特性を持たせるか、光透過窓とは別に同様の特性を
付加したフィルタを配置する。

（作　用） 光源からの光を、その強度分布を均一化して被処理基板
に照射することにより、−様な膜厚の薄膜を得ることが
できる。

（実施例） 実施例１ 第１図は、本発明の第１の実施例に係わる光ＣＶＤ装置
を模式的に示した概略構成図である。

図中１０は八ツ容器であり、１１は光透過窓である。こ
の光透過窓１１は合成石英等からなり、中央部に凹レン
ズ、周辺部に凸レンズを有する構造となっている。真空
容器１０は、この光透過窓１１によって上下に仕切りら
れており、下側に反応室１２が形成され上側に光源室１
３が形成されている。

反応室１２内にはガラスやシリコン等からなる被処理基
板２１を載置する支持台２２が収容されており、この支
持台２２には基板２１を加熱するためのヒータ２３が設
けられている。反応室１２内には原料ガス供給系２４が
ら原料ガスとして例えばシラン、ジボラン、ホスフィン
あるいはアセチレン等が供給され、反応室１２内のガス
はガス排気系２５により排気される。

一方、光源室１３の上部には紫外線を発する低気圧水銀
ランプ等の光源３１が収容されており、この光源３１の
上方には反射板３２が配置されている。そして、光源３
１から放射された光は直接光透過窓１１を通過するか又
は反射板３２で反射されて光透過窓１１を通過して前記
反応室１２内の被処理基板２１上に照射されるようにな
っている。また、光源室１３内はＮ２ガスにてパージで
きるようになっている。

第２図は、本実施例における光透過窓１１の動作を説明
する概略構成図である。本実施例の光透過窓１１は前述
のように複数のレンズ部を有する。

即ち、光強度の弱い周辺部分は凸レンズとなっており、
照射光を集光させる。光強度の強い中央部分は凹レンズ
となっており、照射光を分散させる。

これにより被処理基板２１面上に照射される単位面積、
単位時間当たりの光エネルギー（放射拡散度）を均一に
する。

この実施例により、被処理基板２１面上に形成される薄
膜の膜厚分布を均一にすることが可能となった。

実施例２ 第３図は、第２の実施例を示す光ＣＶＤ装置の光透過窓
１１の概略構成図である。なお第１図と同一機能部分に
は同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した第１の実施例と異なる点は、
光透過窓１１に複数のレンズ部を設ける代わりに光透過
窓１１に、照射される光の強度分布に応じた光透過早分
布を持たせたことである。

即ち、強度分布をもつ光が光透過窓１１に照射されるに
際し、強度の強い部分の光が通過する箇所では光透過率
を低くして光透過窓１１を通過する光エネルギーを減少
させる。また強度の弱い部分の光が通過する箇所では光
透過率を低下させず光透過窓１１を通過する光エネルギ
ーを減少させないようにする。これによって被処理基板
２１面上に照射される光の強度分布を均一にする。

この実施例によっても、第１実施例同様に被処理基板２
１面上に形成される薄膜の膜厚分布を均一にすことがで
きる。

実施例３ 第４図は、第３の実施例を示す光ＣＶＤ装置の概略構成
図である。なお第１図と同一機能部分には同一符号を付
し、詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した実施例１．２と異なる点を以
下に述べる。

実施例１，２では、光透過窓１１に光学的特性分布をも
たせることにより被処理基板２１に照射さる光の強度を
均一にしたが、この実施例では、フィルタ５０（平面図
を第５図に示す）を光源室１３内または反応室１２内に
光源３１と被処理基板２１との間に位置するように配置
する。フィルタ５０には実施例１，２における光透過窓
１１と同様の働きをさせる。その為に、フィルタ５０に
は、照射される光の強度分布に応じて異なる大きさの開
口部を分散配置しである。このようなフィルタ５０を設
ければ実施例１，２と同様の理由により被処理処理基板
１１に照射される光の強度が均一になるので、膜厚の均
一な薄膜を得ることが可能である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない
。例えば、第３実施例のフィルタ５０として、第２実施
例の光透過窓のように光透過早分布を持たせたものを用
いてもよい。同様に第１の実施例で説明した光透過窓の
レンズ部を光透過窓とは別に設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、装置を大型化するこ
となく、基板に照射される光強度分布を均一化して、基
板表面上に−様な厚さでもって薄膜を形成できる。その
結果従来より特性が良い、欠陥の少ない薄膜を得ること
ができ、後のデバイス形成工程で形成されるデバイスの
品質を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に係わる光ＣＶＤ装置
を模式的に示した概略構成図。 第２図は、第１の実施例に係わる光透過窓１１の動作を
説明する概略構成図。 第３図は、第２の実施例に係わる光透過窓１１の概略構
成図。 第４図は、第３の実施例を示す光ＣＶＤ装置の概略構成
図、 第５図は、第３の実施例に用いるフィルタを示す図。 第６図は、従来の光ＣＶＤ装置を模式的に示した概略構
成図である。 １０・・・真空容器、１１・・・光透過窓、１２・・・
反応室。 １３・・・光源室、１４・・・０リング、２１・・・被
処理基板、２２・・・支持台、２３・・・ヒータ、２４
・・・原料ガス供給系、２５・・・ガス排気系、３１・
・・光源、３２・・・反射板、５０・・・フィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理基板が収容され薄膜形成に使用される原料ガスが
   供給される反応室と、この反応室に光を入射するための
   光源と、この光源からの光を前記基板上へ導入するため
   に前記反応室に設けられた光透過窓とを有する光ＣＶＤ
   装置において、前記光源から前記光透過窓を通過して前
   記反応室に収容されている基板面に照射される光の強度
   分布を均一化する手段を有することを特徴とする光ＣＶ
   Ｄ装置。