JPS62176986A - 薄膜処理装置 - Google Patents
薄膜処理装置Info
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- JPS62176986A JPS62176986A JP1531286A JP1531286A JPS62176986A JP S62176986 A JPS62176986 A JP S62176986A JP 1531286 A JP1531286 A JP 1531286A JP 1531286 A JP1531286 A JP 1531286A JP S62176986 A JPS62176986 A JP S62176986A
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Landscapes
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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。
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、基板の清浄面を被覆する保護膜の、脱離若く
は作成またはその両機能を備えた、分子線エピタキシャ
ル成長装置、・MOCVD装置などの結晶成長膜作成装
置やイオン照射装置などの薄膜処理装置に関し、半導体
装置の製造に用途をもつものである。
は作成またはその両機能を備えた、分子線エピタキシャ
ル成長装置、・MOCVD装置などの結晶成長膜作成装
置やイオン照射装置などの薄膜処理装置に関し、半導体
装置の製造に用途をもつものである。
(従来の技術)
従来の薄膜処理装置、例えば、If −VI族化合物半
導体またはm−v族化合物半導体の成膜に用いられる分
子線エピタキシャル成長装置では、第2図に略示する構
成の装置が用いられている。この装置の使用法を説明す
ると、大気中で硫酸系等のエツチング溶液で基板10を
エツチング処理した後、該基板10をモリブデン製の基
板ホルダー11の表面に低融点金属111(インジウム
、ガリウム、又はその混合物)で融着し、その基板ホル
ダー11を、まず、結晶成長室12とゲートバルブ13
で連結されている基板前処理室14ヘハツチ15を開い
て導入して所要の前処理を行い、次にゲートバルブ13
を開き結晶成長室12に入れて分子線エピタキシャル成
長層の成長処理を行っている。
導体またはm−v族化合物半導体の成膜に用いられる分
子線エピタキシャル成長装置では、第2図に略示する構
成の装置が用いられている。この装置の使用法を説明す
ると、大気中で硫酸系等のエツチング溶液で基板10を
エツチング処理した後、該基板10をモリブデン製の基
板ホルダー11の表面に低融点金属111(インジウム
、ガリウム、又はその混合物)で融着し、その基板ホル
ダー11を、まず、結晶成長室12とゲートバルブ13
で連結されている基板前処理室14ヘハツチ15を開い
て導入して所要の前処理を行い、次にゲートバルブ13
を開き結晶成長室12に入れて分子線エピタキシャル成
長層の成長処理を行っている。
この場合の前処理は、真空中の基板前処理室14内に入
れられた基板10を加熱手段16を用いて450℃以下
の温度に加熱し、結晶成長室12へ導入する前に基板ホ
ルダー11と基板10に付着した水等の大気成分を脱離
させて取り除くものである。
れられた基板10を加熱手段16を用いて450℃以下
の温度に加熱し、結晶成長室12へ導入する前に基板ホ
ルダー11と基板10に付着した水等の大気成分を脱離
させて取り除くものである。
一方、結晶成長室12における処理は次のように行われ
る。この結晶成長室12には■族又は■族の結晶成長用
の蒸発原材料を備えた第1の蒸発源121と、■族又は
■族の蒸発原材料を備えた解離粒子発生源(122+1
23)即ち第2の蒸発源122およびその蒸着を高温に
加熱して解離粒子をつくる解離機構123が配設されて
おり、真空状態の結晶成長室12内に入れられた前処理
済みの基板10(基板ホルダー11に融着状態となって
いる)は、第2の蒸着源122と解離機構123で発生
する蒸発物質の照射を受けながら加熱手段17により約
650℃に加熱される。通常、その基板加熱は1時間に
わたって行われる。この加熱によって前記エツチング処
理によって形成された基板10の表面の自然酸化膜(1
0数人)が除去され(この酸化膜は525℃〜535℃
で除去される。)、さらに低融点金属111に混入して
いる大気成分等の脱離が行われる。この大気成分等の脱
離は600℃〜650’Cで行われるため、前記前処理
室14の処理温度450℃以下ではその脱離が不可能で
あり、この結晶成長室12での・加熱によって始めて除
去されるのである。このように、基板10を600℃〜
650℃に加熱すると前述のように基板表面と周辺を清
浄にすることができるのであるが、その一方において、
その基板加熱により基板10からm−v族化合物半導体
では■族の元素が遊離し、またII −VI族化合物半
導体の場合には■族の元素が遊離してしまうという問題
がある。そこで、基板加熱中は常時その遊離する■族又
は■族の元素(分子)を基板10に照射して、つまり第
2の蒸発源122と解離機構123からの蒸発物質を基
板10に照射して遊離した分の元素の補充が行われてい
る。
る。この結晶成長室12には■族又は■族の結晶成長用
の蒸発原材料を備えた第1の蒸発源121と、■族又は
■族の蒸発原材料を備えた解離粒子発生源(122+1
23)即ち第2の蒸発源122およびその蒸着を高温に
加熱して解離粒子をつくる解離機構123が配設されて
おり、真空状態の結晶成長室12内に入れられた前処理
済みの基板10(基板ホルダー11に融着状態となって
いる)は、第2の蒸着源122と解離機構123で発生
する蒸発物質の照射を受けながら加熱手段17により約
650℃に加熱される。通常、その基板加熱は1時間に
わたって行われる。この加熱によって前記エツチング処
理によって形成された基板10の表面の自然酸化膜(1
0数人)が除去され(この酸化膜は525℃〜535℃
で除去される。)、さらに低融点金属111に混入して
いる大気成分等の脱離が行われる。この大気成分等の脱
離は600℃〜650’Cで行われるため、前記前処理
室14の処理温度450℃以下ではその脱離が不可能で
あり、この結晶成長室12での・加熱によって始めて除
去されるのである。このように、基板10を600℃〜
650℃に加熱すると前述のように基板表面と周辺を清
浄にすることができるのであるが、その一方において、
その基板加熱により基板10からm−v族化合物半導体
では■族の元素が遊離し、またII −VI族化合物半
導体の場合には■族の元素が遊離してしまうという問題
がある。そこで、基板加熱中は常時その遊離する■族又
は■族の元素(分子)を基板10に照射して、つまり第
2の蒸発源122と解離機構123からの蒸発物質を基
板10に照射して遊離した分の元素の補充が行われてい
る。
ところで、上記の従来の装置においては、残留不純物ガ
スを極力嫌う結晶成長室12内で低融点金属111に混
入している大気成分等の脱離を行うため、この脱離放出
された気体成分等が結晶成長室12内を汚染し、基板清
浄後の結晶成長中の薄膜内に大気成分等、特にco、c
o2が混入し、結晶膜の品質が低下してしまうという問
題がある。
スを極力嫌う結晶成長室12内で低融点金属111に混
入している大気成分等の脱離を行うため、この脱離放出
された気体成分等が結晶成長室12内を汚染し、基板清
浄後の結晶成長中の薄膜内に大気成分等、特にco、c
o2が混入し、結晶膜の品質が低下してしまうという問
題がある。
また、低融点金属111内の大気成分等の脱離、すなわ
ち、基板清浄のためには結晶成長室12内を約1時間と
いう長い時間高温に保っておく必要があるが、この高温
のため第1の蒸発源121中の原料がこの基板洗浄中に
蒸発を続け、実際に結晶成長に消費される割合が小さく
なって、結晶成長用蒸発原料の有効利用が図れないとい
う不都合がある。しかもこの結晶成長用の蒸発原料の枯
渇が早くなり、その原料補足のため結晶成長室12を頻
繁に開放しなければならず、この大気開放により結晶成
長室12内が頻繁に汚染されるという欠点がある。さら
に、基板10の清浄プロセスと結晶の成長プロセスとを
同じ真空容器12内で行うため、清浄プロセス中は結晶
プロセスを同時進行できず、半導体成膜の量産性が著し
く低下してしまうという問題がある。
ち、基板清浄のためには結晶成長室12内を約1時間と
いう長い時間高温に保っておく必要があるが、この高温
のため第1の蒸発源121中の原料がこの基板洗浄中に
蒸発を続け、実際に結晶成長に消費される割合が小さく
なって、結晶成長用蒸発原料の有効利用が図れないとい
う不都合がある。しかもこの結晶成長用の蒸発原料の枯
渇が早くなり、その原料補足のため結晶成長室12を頻
繁に開放しなければならず、この大気開放により結晶成
長室12内が頻繁に汚染されるという欠点がある。さら
に、基板10の清浄プロセスと結晶の成長プロセスとを
同じ真空容器12内で行うため、清浄プロセス中は結晶
プロセスを同時進行できず、半導体成膜の量産性が著し
く低下してしまうという問題がある。
近時は、基板表面を清浄に保ったま\で、大気中のバタ
ーニング工程を結晶成長工程の中に挟んで自由に行なう
ことを目的として1分子線エピタキシャル装置内にて清
浄な基板表面に表面保護用の砒素を固着させる提案がな
されている。(特開昭6O−6681Or分子線エピタ
キシー成長法」、その他)。大気中でのパターニングは
この砒素の保護膜をつけたま\で行なわれ、パターニン
グ後の結晶成長の続行は、基板10を分子線エピタキシ
ャル装置に戻して一度加熱し、砒素保護膜を蒸発させて
得た露出清浄表面に対してなされるようにしたものであ
る。
ーニング工程を結晶成長工程の中に挟んで自由に行なう
ことを目的として1分子線エピタキシャル装置内にて清
浄な基板表面に表面保護用の砒素を固着させる提案がな
されている。(特開昭6O−6681Or分子線エピタ
キシー成長法」、その他)。大気中でのパターニングは
この砒素の保護膜をつけたま\で行なわれ、パターニン
グ後の結晶成長の続行は、基板10を分子線エピタキシ
ャル装置に戻して一度加熱し、砒素保護膜を蒸発させて
得た露出清浄表面に対してなされるようにしたものであ
る。
この場合は大気中でパターニングできるため、作業が大
幅に簡易化・効率化されるとともに、基板表面の清浄さ
が良く保たれるため、結晶成長の界面で電子濃度の低下
するなどの品質上の不具合が防止され、前記した10数
人の自然酸化膜除去の操作も不要となる。
幅に簡易化・効率化されるとともに、基板表面の清浄さ
が良く保たれるため、結晶成長の界面で電子濃度の低下
するなどの品質上の不具合が防止され、前記した10数
人の自然酸化膜除去の操作も不要となる。
しかし、大気中への基板持出しによって基板およびその
周辺が再汚染されるため、低融点全層111内の大気成
分等の脱離などが必要になる点は前述の説明と変らず、
前記した問題の主要部は依然未解決である。
周辺が再汚染されるため、低融点全層111内の大気成
分等の脱離などが必要になる点は前述の説明と変らず、
前記した問題の主要部は依然未解決である。
上記は砒素(Ash)を保護膜とするものであったが、
保護膜は■・■族、■・V族化合物半導体のそれぞれに
対して−P29 Sb2m Sg Seg Te等様々
のものが用途に応じて選定使用されている。
保護膜は■・■族、■・V族化合物半導体のそれぞれに
対して−P29 Sb2m Sg Seg Te等様々
のものが用途に応じて選定使用されている。
そして、前記した問題はそのすべてに共通して存在する
、ということができる。
、ということができる。
更に上記、分子線エピタキシャル成長装置の場合を述べ
たが、全く同様の問題はMOCVD装置にも、またイオ
ン照射装置などの薄膜処理装置にも存在するものである
。
たが、全く同様の問題はMOCVD装置にも、またイオ
ン照射装置などの薄膜処理装置にも存在するものである
。
(発明の目的)
本発明は、薄膜処理に際して、保護膜を用いて工程の簡
易化・高効率化と結晶界面などの高品質の確保を可能に
するとともに、薄膜処理室の頻繁な開放、汚染を防ぎ、
かつ、薄膜処理に要する時間を大幅に短縮することので
きる新規な薄膜処理装置の提供を目的とする。
易化・高効率化と結晶界面などの高品質の確保を可能に
するとともに、薄膜処理室の頻繁な開放、汚染を防ぎ、
かつ、薄膜処理に要する時間を大幅に短縮することので
きる新規な薄膜処理装置の提供を目的とする。
(発明の構成)
本発明は、基板表面に薄膜処理を施す薄膜処理装置にお
いて、この装置を、薄膜処理室と;前処理室と;両室間
に置かれたゲートバルブと;前記前処理室の導入側に置
かれたゲートバルブ又はハツチと;の囲者で構成し、前
記前処理室内には、解離粒子発生源と基板温度調整機構
とを含む基板表面の保護膜脱離・作成手段を設けた薄膜
処理装置によって前記目的を達成したものである。
いて、この装置を、薄膜処理室と;前処理室と;両室間
に置かれたゲートバルブと;前記前処理室の導入側に置
かれたゲートバルブ又はハツチと;の囲者で構成し、前
記前処理室内には、解離粒子発生源と基板温度調整機構
とを含む基板表面の保護膜脱離・作成手段を設けた薄膜
処理装置によって前記目的を達成したものである。
(実 施 例)
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図には本発明を実施する装置を、分子線エピタキシャル
装置の場合を例にとって、その構成が示されている。
図には本発明を実施する装置を、分子線エピタキシャル
装置の場合を例にとって、その構成が示されている。
図において、真空容器からなる薄膜処理室即ちこの場合
は結晶成長室12と同じく真空容器からなる前処理室2
とはゲートバルブ13によって連結されている。これら
結晶成長室12および前処理室2は図示されていない真
空ポンプに連結されており、真空ポンプを動作すること
により各室内は高真空状態に維持できるようになってい
る。前記前処理室2の下方位置には、従来の第2図の解
離粒子発生源(122+123)と同様の解離粒子発生
源(4+5)即ち第2の蒸発源4と解離機構5が配設さ
れいる。この第2の蒸発源4にはリン、砒素、アンチモ
ン、硫黄、セレン、テレル等の■族又は■族の物質が収
容される。これら被収容物質のいずれを蒸発原材料とし
て用いるかは半導体化合物の種類によって適宜選択され
る。この第2の蒸発源4には図示されていない加熱手段
が設けられ、この第2の蒸発源4を加熱することによっ
て該第2の蒸発源4から蒸発原材料の蒸気を発生させる
ようになっている。第2の蒸発源4の上方位置には解離
機構5が設けられている。この解離機構5は第2の蒸発
源4から蒸発した蒸発物質(蒸気)を加熱、電子衝撃、
光励起又はプラズマ励起させるなどのいずれかの手段又
はその組合わせの手段により構成される。
は結晶成長室12と同じく真空容器からなる前処理室2
とはゲートバルブ13によって連結されている。これら
結晶成長室12および前処理室2は図示されていない真
空ポンプに連結されており、真空ポンプを動作すること
により各室内は高真空状態に維持できるようになってい
る。前記前処理室2の下方位置には、従来の第2図の解
離粒子発生源(122+123)と同様の解離粒子発生
源(4+5)即ち第2の蒸発源4と解離機構5が配設さ
れいる。この第2の蒸発源4にはリン、砒素、アンチモ
ン、硫黄、セレン、テレル等の■族又は■族の物質が収
容される。これら被収容物質のいずれを蒸発原材料とし
て用いるかは半導体化合物の種類によって適宜選択され
る。この第2の蒸発源4には図示されていない加熱手段
が設けられ、この第2の蒸発源4を加熱することによっ
て該第2の蒸発源4から蒸発原材料の蒸気を発生させる
ようになっている。第2の蒸発源4の上方位置には解離
機構5が設けられている。この解離機構5は第2の蒸発
源4から蒸発した蒸発物質(蒸気)を加熱、電子衝撃、
光励起又はプラズマ励起させるなどのいずれかの手段又
はその組合わせの手段により構成される。
第1図の装置においては、解離機構5は加熱手段で構成
されており、第2の蒸発源4からの蒸発物質を加熱する
ことにより、解離粒子6を発生するものである。前処理
室2の上半部は断面が円状の空間部に形成されておりこ
の空間部に複数の基板7a、同7b、・・・、同7eお
よび同7fが順次前処理位置Cに間欠移送自在に取り付
は配置されている。前記前処理位置Cは解離機構5の直
上位置にあり、この前処理位置Cに在る基板7aの近傍
直上位置には基板7aを加熱する基板温度調整機構8が
配設されている。
されており、第2の蒸発源4からの蒸発物質を加熱する
ことにより、解離粒子6を発生するものである。前処理
室2の上半部は断面が円状の空間部に形成されておりこ
の空間部に複数の基板7a、同7b、・・・、同7eお
よび同7fが順次前処理位置Cに間欠移送自在に取り付
は配置されている。前記前処理位置Cは解離機構5の直
上位置にあり、この前処理位置Cに在る基板7aの近傍
直上位置には基板7aを加熱する基板温度調整機構8が
配設されている。
もう一方の、前記結晶成長室12内の構成は第2図の従
来の装置のものと同じである。
来の装置のものと同じである。
本発明の実施例の分子線エピタキシャル装置は上記構成
からなり、以下、上記装置の使用方法をGaAs半導体
化合物の結晶成長例に基づいて説明する。まず従来例と
同様に、基板7a、同7b。
からなり、以下、上記装置の使用方法をGaAs半導体
化合物の結晶成長例に基づいて説明する。まず従来例と
同様に、基板7a、同7b。
・・・、同7eおよび同7fをエツチング処理若しくは
パターニング処理した後、該基板7a乃至同7fをそれ
ぞれ基板ホルダー(図示せず)に低融点金属で融着し、
(またはすでに融着されているま\のものを、)大気側
のハツチ15(もし、この前に基板前処理室などを置く
ときは、ゲートバルブがこ\に設けられる)を開いて前
処理室2内に導入し、室内に図示の如く配置する。次に
、金属砒素を蒸発原材料とする第2の蒸発源4を加熱手
段によって200℃〜300℃に加熱し、金属砒素を昇
華させる。この昇華した蒸発物質As4は解離機構5に
至るが、この解離機構5によって800℃〜900℃に
加熱し蒸発物質As、をAs、に変化(反応)させて解
離粒子6を発生させ、この発生した解離粒子6を前処理
位置Cに在る基板7aに向けて照射する。このように基
板7aが解離粒子6にさらされている状態で基板温度調
整機構8を動作し、基板7aを650℃以上に加熱する
。
パターニング処理した後、該基板7a乃至同7fをそれ
ぞれ基板ホルダー(図示せず)に低融点金属で融着し、
(またはすでに融着されているま\のものを、)大気側
のハツチ15(もし、この前に基板前処理室などを置く
ときは、ゲートバルブがこ\に設けられる)を開いて前
処理室2内に導入し、室内に図示の如く配置する。次に
、金属砒素を蒸発原材料とする第2の蒸発源4を加熱手
段によって200℃〜300℃に加熱し、金属砒素を昇
華させる。この昇華した蒸発物質As4は解離機構5に
至るが、この解離機構5によって800℃〜900℃に
加熱し蒸発物質As、をAs、に変化(反応)させて解
離粒子6を発生させ、この発生した解離粒子6を前処理
位置Cに在る基板7aに向けて照射する。このように基
板7aが解離粒子6にさらされている状態で基板温度調
整機構8を動作し、基板7aを650℃以上に加熱する
。
この基板加熱によって前記低融点金属部ち基板と基板ホ
ルダーを融着している金属に混入している大気成分等が
脱離放出されると同時に、基板表面に自然酸化膜があれ
ばこれも除去され基板表面と周辺の清浄化が達成される
。この場合、基板加熱によって、基板のG a A s
層の表面からV族元素である砒素が抜は出るが、解離粒
子のAs、を基板7aに照射しているため、抜は出た分
の砒素が新たに補充され、結局G a A s表面上の
砒素の量は一定となり何ら支障は生じない。上記のよう
にして一連の清浄化が終わったのち、加熱温度を下げる
と、解離粒子As2が、基板7aの温度が100℃以上
、゛本実施例の場合には200℃前後で清浄基板面に堆
積し、非結晶の保護膜が基板7aの表面に形成される。
ルダーを融着している金属に混入している大気成分等が
脱離放出されると同時に、基板表面に自然酸化膜があれ
ばこれも除去され基板表面と周辺の清浄化が達成される
。この場合、基板加熱によって、基板のG a A s
層の表面からV族元素である砒素が抜は出るが、解離粒
子のAs、を基板7aに照射しているため、抜は出た分
の砒素が新たに補充され、結局G a A s表面上の
砒素の量は一定となり何ら支障は生じない。上記のよう
にして一連の清浄化が終わったのち、加熱温度を下げる
と、解離粒子As2が、基板7aの温度が100℃以上
、゛本実施例の場合には200℃前後で清浄基板面に堆
積し、非結晶の保護膜が基板7aの表面に形成される。
このようなAs2の保護膜形成は解離機構5によって蒸
発物質As4をAs2に解離することによって始めて効
果的に行われるものである。この解離機構5がない場合
には、前記基板加熱によるG a A s表面上の砒素
枯渇は蒸発物質のAs4で補充されるが、基板温度が室
温になっても保護膜は形成されず、基板清浄化面は真空
中に放出された人気成分等の残留ガスによって汚染され
るので好ましくない。このようにして、基板7aの洗浄
および保護膜の形成が完了したときに基板7a乃至7f
の間欠移送が行われ、前処理位置Cに移送されて来た次
の基板7bに同様の清浄化および保護膜形成の各処理を
行う。一方、前処理室2での処理が済んだG a A
sの基板7aは結晶成長室12へ導入され、結晶成長室
12内の加熱手段17で加熱される。この加熱によりA
s、の保護膜がまず250℃〜300’Cで除去される
が、基板7aはさらに450℃〜650℃まで加熱され
、この温度で第1の蒸発源121から蒸発照射されるG
aと解離粒子発生源(122+123)からのAsとが
基板7aの清浄面に付着し、この基板清浄面に所望の結
晶成長層が形成されるのである。
発物質As4をAs2に解離することによって始めて効
果的に行われるものである。この解離機構5がない場合
には、前記基板加熱によるG a A s表面上の砒素
枯渇は蒸発物質のAs4で補充されるが、基板温度が室
温になっても保護膜は形成されず、基板清浄化面は真空
中に放出された人気成分等の残留ガスによって汚染され
るので好ましくない。このようにして、基板7aの洗浄
および保護膜の形成が完了したときに基板7a乃至7f
の間欠移送が行われ、前処理位置Cに移送されて来た次
の基板7bに同様の清浄化および保護膜形成の各処理を
行う。一方、前処理室2での処理が済んだG a A
sの基板7aは結晶成長室12へ導入され、結晶成長室
12内の加熱手段17で加熱される。この加熱によりA
s、の保護膜がまず250℃〜300’Cで除去される
が、基板7aはさらに450℃〜650℃まで加熱され
、この温度で第1の蒸発源121から蒸発照射されるG
aと解離粒子発生源(122+123)からのAsとが
基板7aの清浄面に付着し、この基板清浄面に所望の結
晶成長層が形成されるのである。
本実施例の装置の使用方法は上記の通りであるため、基
板7a乃至7fが前処理室2から結晶成長室12に導入
される間、基板7a乃至7fは保護膜で覆われており、
基板清浄面が基板前処理室2内に放出された大気成分に
よって汚染されることはない。したがって、結晶成長過
程で基板から大気成分等の不純物ガスが結晶成長室12
内に放出されることがなく、このため、結晶成長室12
内の汚染を防止でき、これにより、高品質の成長膜を生
成することが可能である。
板7a乃至7fが前処理室2から結晶成長室12に導入
される間、基板7a乃至7fは保護膜で覆われており、
基板清浄面が基板前処理室2内に放出された大気成分に
よって汚染されることはない。したがって、結晶成長過
程で基板から大気成分等の不純物ガスが結晶成長室12
内に放出されることがなく、このため、結晶成長室12
内の汚染を防止でき、これにより、高品質の成長膜を生
成することが可能である。
また、本実施例の方法では、前処理室2で不純物のガス
除去と、自然酸化膜の除去と、保護膜の作成、除去を行
っているから、結晶成長室12ではこれらの処理を繰り
返し行う必要がなく直ちに結晶成長過程に移行できる。
除去と、自然酸化膜の除去と、保護膜の作成、除去を行
っているから、結晶成長室12ではこれらの処理を繰り
返し行う必要がなく直ちに結晶成長過程に移行できる。
この結果、処理時間の大幅短縮を図ることができる。例
えば、前処理°室2に基板をN枚まで収納するものとす
る。正味成長に必要な時間をtg待時間基板清浄化にか
かる時間をtc待時間清浄基板に保護膜をつける時をt
p待時間結晶成長室12と前処理室2間を搬送する時間
を11時間とすると、前処理室2で基板清浄化が出来な
い従来例の場合は、N枚すべての結晶が終わるまでに要
する時間は。
えば、前処理°室2に基板をN枚まで収納するものとす
る。正味成長に必要な時間をtg待時間基板清浄化にか
かる時間をtc待時間清浄基板に保護膜をつける時をt
p待時間結晶成長室12と前処理室2間を搬送する時間
を11時間とすると、前処理室2で基板清浄化が出来な
い従来例の場合は、N枚すべての結晶が終わるまでに要
する時間は。
T、=N X(tg+ tc+ 2 tt)−−−−一
−−−(1)である。一方、本実施例の如く基板清浄化
および保護膜形成を前処理室2で行える場合には、最初
の一枚のみに(to+tp)時間が加算されるが、2枚
目以降は、一般的に分子線エピタキシャル成長ではtg
> (tc+tp)であるため、(N−1)枚目の結晶
成長中にN枚目の基板清浄化と保護膜形成が可能であり
、N枚すべての成長が終わるまでの時間は T2=tc+tp+N(tg+2tc)−−−−−−(
2)である。前処理室2で基板清浄化と保護膜形成を行
えるか否かでその処理時間の差は ΔT= (N−1)tc−tpとなる。
−−−(1)である。一方、本実施例の如く基板清浄化
および保護膜形成を前処理室2で行える場合には、最初
の一枚のみに(to+tp)時間が加算されるが、2枚
目以降は、一般的に分子線エピタキシャル成長ではtg
> (tc+tp)であるため、(N−1)枚目の結晶
成長中にN枚目の基板清浄化と保護膜形成が可能であり
、N枚すべての成長が終わるまでの時間は T2=tc+tp+N(tg+2tc)−−−−−−(
2)である。前処理室2で基板清浄化と保護膜形成を行
えるか否かでその処理時間の差は ΔT= (N−1)tc−tpとなる。
通常、基板清浄化にかける時間は約1時間である。また
保護膜作成に要する時間は膜形成速度にもよるが0.5
時間以内である。したがって、例えば、10枚の基板処
理を行う場合の時間短縮量はΔT=8.5時間となる。
保護膜作成に要する時間は膜形成速度にもよるが0.5
時間以内である。したがって、例えば、10枚の基板処
理を行う場合の時間短縮量はΔT=8.5時間となる。
この大幅な時間短縮は半導体製品製造の量産性を図る上
で有利である。
で有利である。
また、本実施例では結晶成長用の蒸発原材料Gaの蒸発
は結晶成長プロセスのみで行われ、基板前処理プロセス
では行われないから結晶成長用の蒸発原材料の有効利用
にもつながる。さらに、結晶成長終了後の基板面にも保
護膜を形成することが可能であり、そうすることにより
、結晶成長層に不純物質が付着することが防止でき、後
プロセスへの適合が可能になる。なお、本実施例では蒸
発物質(金属砒素)を解離して解離粒子を発生させるク
ラッカーセル方式の解離粒子発生源を用いているが、必
ずしもこれに限定されることはなく前処理室20へ外部
からA s H3等の気体を導入し。
は結晶成長プロセスのみで行われ、基板前処理プロセス
では行われないから結晶成長用の蒸発原材料の有効利用
にもつながる。さらに、結晶成長終了後の基板面にも保
護膜を形成することが可能であり、そうすることにより
、結晶成長層に不純物質が付着することが防止でき、後
プロセスへの適合が可能になる。なお、本実施例では蒸
発物質(金属砒素)を解離して解離粒子を発生させるク
ラッカーセル方式の解離粒子発生源を用いているが、必
ずしもこれに限定されることはなく前処理室20へ外部
からA s H3等の気体を導入し。
この導入した気体を解離して解離粒子As、等を発生さ
せるクラッキング機能を備えたガスセルを解離粒子発生
源とするものであってもよい。
せるクラッキング機能を備えたガスセルを解離粒子発生
源とするものであってもよい。
(発明の効果)
本発明の装置は、以上説明したような構成を有している
ので、薄膜処理装置の薄膜処理室内を不純物ガス等によ
って汚染することがなく、これにより高品質の薄膜処理
を行なうことができる。また、薄膜処理の全処理時間を
従来例に較べて大幅に短縮できるので半導体成膜の生産
性を改善することが可能である。さらに、結晶成長装置
の場合は、蒸発原材料の蒸発が結晶成長プロセスのみで
行われ、基板の前処理中には行われないので、この蒸発
原材料の早期枯渇が防止でき、これにより蒸発原材料の
有効利用が図れる。
ので、薄膜処理装置の薄膜処理室内を不純物ガス等によ
って汚染することがなく、これにより高品質の薄膜処理
を行なうことができる。また、薄膜処理の全処理時間を
従来例に較べて大幅に短縮できるので半導体成膜の生産
性を改善することが可能である。さらに、結晶成長装置
の場合は、蒸発原材料の蒸発が結晶成長プロセスのみで
行われ、基板の前処理中には行われないので、この蒸発
原材料の早期枯渇が防止でき、これにより蒸発原材料の
有効利用が図れる。
第1図は本発明の実施例の分子線エピタキシャル装置の
構成図。第2図は従来の分子線エピタキシャル装置の構
成図である。 12−−−一結晶成長室(薄膜処理室)、2−−−一前
処理室、13−−−−ゲートバルブ、4−一一一第2の
蒸発源、5−一一一解離機構、(4+5)−−−一解離
粒子発生源、7a〜7f−一−−基板、8−m−一基板
温度調整機構。
構成図。第2図は従来の分子線エピタキシャル装置の構
成図である。 12−−−一結晶成長室(薄膜処理室)、2−−−一前
処理室、13−−−−ゲートバルブ、4−一一一第2の
蒸発源、5−一一一解離機構、(4+5)−−−一解離
粒子発生源、7a〜7f−一−−基板、8−m−一基板
温度調整機構。
Claims (4)
- (1)基板表面に薄膜処理を施す薄膜処理装置において
、該装置を、薄膜処理室と;前処理室と;両室間に置か
れたゲートバルブと;前記前処理室の導入側に置かれた
ゲートバルブ又はハッチと;の四者で構成し、 前記前処理室内には、解離粒子発生源と基板温度調整機
構とを含む基板表面の保護膜脱離・作成手段を設けるこ
とを特徴とする薄膜処理装置。 - (2)解離粒子発生源がクラッカーセルであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜処理装置。 - (3)解離粒子発生源がクラッキング機能を備えたガス
セルであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の薄膜処理装置。 - (4)薄膜処理が分子線エピタキシャル成長膜生成であ
る特許請求の範囲第1項記載の薄膜処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1531286A JPS62176986A (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 薄膜処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1531286A JPS62176986A (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 薄膜処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62176986A true JPS62176986A (ja) | 1987-08-03 |
Family
ID=11885266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1531286A Pending JPS62176986A (ja) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | 薄膜処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62176986A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02298270A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-12-10 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法 |
US5065698A (en) * | 1988-04-11 | 1991-11-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Film forming apparatus capable of preventing adhesion of film deposits |
JPH07166351A (ja) * | 1994-12-14 | 1995-06-27 | Nissin Electric Co Ltd | 成膜装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60213940A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-26 | Seiko Epson Corp | フオトクロミツク光学材料 |
-
1986
- 1986-01-27 JP JP1531286A patent/JPS62176986A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60213940A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-26 | Seiko Epson Corp | フオトクロミツク光学材料 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5065698A (en) * | 1988-04-11 | 1991-11-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Film forming apparatus capable of preventing adhesion of film deposits |
US5112185A (en) * | 1988-04-14 | 1992-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for replacing a deposit shield in an evacuated film forming chamber |
JPH02298270A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-12-10 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法 |
JPH07166351A (ja) * | 1994-12-14 | 1995-06-27 | Nissin Electric Co Ltd | 成膜装置 |
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