JPS6341016A - 半導体製造装置 - 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〕 この発明は半導体製造装置に関し、特に光励起ＣＶＤ法
（光化学気相反応法）によってｉｓを形成させる装置の
改良に係るものである。

〔従来の技術〕

一般に、この種のＣＶＤ法は、半導体集積回路装置、お
よび光電変換装置などにおける薄膜形成手段として重要
な技術であるが、従来でのＣＶＤ法においては、主とし
て反応ガスを加熱して化学反応を生じさせるようにして
いるため、反応温度が高温になって、形成される薄膜が
ダメージを受は易いと云う不利がある。

そこで、最近、低温ＣｖＤ技術として光エネルギー励起
によるＣＶＤ法が注目されている。この光励起ＣＶＤ法
は、反応のエネルギー源に光を用いるものであって、こ
の手段においては、従来の熱励起ＣＶＤ法、プラズマＣ
ｖＤ法などに比較するとき、反応温度を低温にできて、
形成される薄膜へのダメージを減少することができる。

第２図はこのような従来例での光励起ＣＶＤ法による薄
膜形成装置を示す断面図である。

すなわち、この第２図従来例装置において、符号１は真
空容器を形成して、薄膜形成時に高真空状態に減圧され
る反応室、２はこの反応室１の上部側に対向して設けら
れた光源室、３は前記反応室１内に配置されて、基板加
熱用のヒーター４を組み込んだ基板固定台、５はこの基
板固定台３上に・装置される被処理対象物としての基板
、６は前記光源室２内に配置された低圧水銀ランプから
なる光源、７は前記両室１．２間を仕切って、前記基板
固定台３と光ｓ６との間に介在配置された光透過材から
なる光入射窓である。

また、８および９は前記反応室ｌ内へＳ　＋　Ｈａなと
の反応ガスＩＯａを供給し、かつ反応室１内から反応後
のガス１０ｂを排出する反応ガス供給管および反応ガス
排出管、１１および１２は前記光源室２内へ窒素などの
冷却ガス１３ａを供給し、かつ光源室２内から冷却後の
ガス１３ｂを排出する冷却ガス供給管および冷却ガス排
出管である。

しかして、この従来例装置の場合、反応室１内に供給さ
れる反応ガス１０ａは、光源８から光入射窓７を通して
投射される光により励起分解され、これによって生じた
反応生成物が、ヒーター４で低温加熱されている基板５
上に堆積されて、目的とする薄膜を形成し得るのであり
、また、この光反応時にあっては、光源６からの安定し
た強い光照度を得るために、光源室２内へ冷却ガス１３
ａを供給して、この光源６を一定温度に冷却させるので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来例装置においては、前記のように反応室１外に設け
た光源６からの光を、光入射窓７を通して基板５上に投
射させており、基板５に対する薄膜の形成速度を速める
のには、この基板５上に投射される光照度を強くさせれ
ばよい。

そして、この光照度を強くさせるためには、より一層出
力の大きい光源を使用するか、あるいはまた、基板５と
光源６との間隔を短縮させる必要がある。

こ−で、前者の手段としては、現在のところ。

長寿命でかつ出力の大きい実用的な光源を求めることが
できないため、後者の手段として、例えば第３図に示す
ように、光入射窓７に高真空圧に耐え得る厚みを与える
ことが考えられるが、この手段は、その構造上、技術的
に困難であるほか、このような光入射窓７の板厚の増加
が、却って光透過率の低下を招き、しかも高価になるな
どの不都合がある。

さらに一方で、基板５と光源６との間隔をむやみに短縮
させると、成膜反応時にあって、基板５上に薄膜が形成
されるにつれ、光入射窓７の反応室ｌ側にも反応生成物
が付着されて、こへでも光透過率が低下すると云う不利
があり、このために一定期間毎に光入射窓７を取り外し
て、洗浄もしくは交換しなければならず１作業性が甚だ
悪いものであった。

この発明は従来のこのような問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的とするところは、光入射
窓をそのま−の厚み、構造で、基板と光源との間隔を短
縮可崗にさせ、かつ光入射窓に付着する反応生成物を、
この光入射窓を取り外さずに効率的に除去し得るように
した。この種の半導体製造装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明に係る半導体製造
装置は、光源室内を反応室内の真空度に対応して減圧維
持し得るようにすると共に、基板固定台を接地電極とし
て、光入射窓の反応室内側に、光を充分に透過する対向
電極を配置させたものである。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明においては、光源室内を反応室内の
真空度に対応して減圧維持し得るようにしたので、反応
室内との圧力差を解消でき、その結果、光入射窓の板厚
を増加させずに、従って光透過率を低下させずに、基板
と光源との間隔を短縮できて薄膜を効率良く形成し得る
。

また、基板固定台を接地電極とし、光入射窓の反応室内
側に、光を充分に透過する対向電極を配置させたから、
反応室内にエツチングガスを供給させた上で、対向電極
に高周波電力を給電させることにより、プラズマ放電を
発生させて、光入射窓に付着した反応生成物を容易にエ
ツチング除去できる。

さらに、対向Ｍ、極と接地電極としての基板固定台とを
配置させて、プラズマ放電作用を得る構成では、光源室
内側での真空排気作用と相俟って、この光化学反応によ
る装置に、プラグ１０フ０機能をも与えることができる
。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る半導体製造装置の実施例につき、
第１図を参照して詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例装置の概要構成を示す断面
図であり、この第１図実施例装置において２前記第２図
従来例装置と同一符号は同一または相当部分を示してい
る。

また、符号１４は前記光入射窓７の反応室１側に設けら
れ、かつ高周波電源１５に接続された光を充分に透過す
る網状の対向電極、１６は光入射窓７をシールする０リ
ングなどのガスケット、１７．１７は接地電極に兼用し
た基板固定台３と高周波電源１５とのそれぞれアースで
ある。

さらに、１８ａは前記冷却ガス供給管１１に設けられた
ストップバルブ、１８ｂは前記冷却ガス排出管１２に設
けられたストップバルブであり、この冷却ガス排出管１
２は、前記反応ガス排出管８と共に適宜、真空源に接続
される。

従って、この実施例装置においても、前記した従来例装
芒の場合と同様に、反応室ｌ内に供給される反応ガスｌ
Ｏａは、光源６からの光入射窓７を通して投射される光
により励起分解され、その反応生成物が低温加熱された
基板５上に堆積されることによって、所期の薄膜を形成
し得る。

そして、この実施例装置では、反応開始前の時点で、光
源室２の供給側ストップバルブ１８ａを閉じ、排出側ス
トップバルブ１８ｂを開いて、反応室１に対する真空排
気と共々に、光源室２側をも同時に例えばＩＸ　１０’
Ｔｏｒｒ以下に一旦、真空排気をなしたのち、同排出側
ストップバルブ１８ｂを閉じて、減圧状態に維持してお
くことにより、成膜時における反応室ｌと光源室２間の
圧力差を極めて容易かつ簡単に解消できて、光入射窓７
の板厚を増加させるなどの防護手段を特に講じなくても
２従って板厚増加による光透過率の低下をきたさずに、
光源６を基板５側に近付は得るもので、その光照度を充
分に高めた状態で薄膜形成させることができ、この薄膜
の形成効率を格段に向上し得るのである。

また、成膜時にあって、光入射窓７の光源室２側に反応
生成物が付着して光透過率が低下した場合には、対向電
極１４と接地電極としての基板固定台３との配置、なら
び光源室２内側での真空排気作用を利用したプラズマ放
電によるエツチングを活用することで、次の操作により
除去することができる。

すなわち、基板固定台３上に基板５を載置させない状態
で、成膜時におけるのと同様に光源室２内側を減圧維持
しておき、かつ反応室１内側を真空排気させながら、こ
の反応室ｌ内に反応ガス供給管８からＣＦ４．ＣＦ３な
どのエツチングガスを供給すると共に、高周波電源１５
により対向電極１４に高周波電力を給電し、この対向電
極１４と、接地電極としての基板固定台３との間にプラ
ズマ放電を発生させることにより、光入射窓７に付着し
た反応生成物を、極めて容易にエツチング除去させるこ
とができる。

そして、このプラズマエツチングに際しては、光源室２
内側が真空排気されているために、この光源室２内にラ
ンプホルダーなどの金属部品が存在していても、同光源
室２内で異常放電などを発生する惧れはなく、給電され
る高周波電力を、対向電極１４と接地電極としての基板
固定台３間のプラズマ放電に効率良く消費させることが
できるのである。

さらにまた、この実施例装置の構成では、これをプラズ
マＣＶＤ装置として用い、前記した光励起ｃｖｎ法によ
る成膜をなした後に、連続してプラズマＣＶＤ法による
成膜を行なうことができる。

このプラズマＣＶＤ法による成膜は、反応室１内にＳ　
ｉ　Ｈ４などの反応ガスを供給した状態で、前記と同様
に対向電極１４に高周波電力を給電させることにより、
プラズマ放電を発生させて、公知のように、基板５上に
あって、一様な薄膜を形成し得るのである、そして、こ
の時にもまた。光源室２内の真空排気によって、この光
源室２内では異常放電などを発生する惧れがなく、給電
される高周波電力は、対向電極７と基板固定台３間のプ
ラズマ放電に効率良く消費される。

なお、前記各実施例構成においては、光を充分に透過す
る網状の対向電極１４を、光入射窓７の反応室１内側に
近付けて配置させた場合について述べたが、光入射窓７
に導体をメツシュ状に蒸着させても構成できる。また、
各実施例構成では、基板固定台３を接地電極にしている
が、基板５を直接、ヒーター４に載置固定させる場合に
は、このヒーター４を接地電極としても良いことは勿論
である。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、真空容器からな
る反応室と光源室とを光入射窓を介して対向させ、反応
室内の基板固定台上に被処理基板を載置し、この反応室
内の反応ガスに光源室内の光源からの光を投射して光化
学反応を生じさせ、被処理基板上に薄膜を形成させる構
成において。

光源室内を反応室内の真空度に対応して減圧維持し得る
ようにした−めに、反応室内との圧力差を解消でき、こ
れによって光入射窓の板厚を増加させるなどの手段を講
することなしに、基板と光源との間隔を有効に短縮して
、光照度を高め得ると共に、板厚の増加に伴なう光透過
率の低下をも回避し得て、基板に対する薄膜形成の高能
率化を極めて容易に達成できる。

また、基板固定台側を接地電極とし、光入射窓の反応室
内に、光を充分に透過する対向電極を配置させたので、
反応室内へのエツチングガスの供給と、対向電極への高
周波電力の給電とにより。

成膜中、光入射窓に付着される反応生成物を、プラズマ
エツチングして簡単に除去できるもので、光入射窓を一
々外部に取り外して洗浄したり、あるいは交換したすせ
ずに済み、従って作業能率を阻害せず、しかもこの際、
光源室内での減圧維持のために、光源室内に異常放電な
どを生ずる惧れかない。

さらには、プラズマ放電作用を得る構成のために、光源
室内側での減圧作用とも相俟って、この光化学反応によ
る装置をプラズマＣＶＤ装置としても機能させることが
でき、一つの装置構成によって、光励起ＣＶＤ法とプラ
ズマＣＶＤ法とを併用し得るなどの特長を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る半導体製造装置の一実施例によ
る概要構成を示す断面図であり、また第２図および第３
図は同上従来例による概要構成を示す断面図である。 １・・・・反応室、２・・・・光源室、３・・・・基板
固定台（接地電極）、４・・・・ヒーター、５・・・・
被処理基板、６・・・・光源、７・・・・光入射窓、８
・・・・反応ガス供給管、８・・・・反応ガス排出管、
１０ａ・・・・反応ガス、ｔａｂ・・・・反応後のガス
、１１・・・・冷却ガス供給管、１２・・・・冷却ガス
排出管、１３ａ、１３ｂ・・・・冷却ガス、１４・・・
・対向電極、１５・・・・高周波電源、１７・・・・ア
ース、　１８ａ、１８ｂ・・・・ストップバルブ。 第１図 ７　；先入＃＃庇・ ８　；反応力′°ス供＃菅 ９　；反応Ｔス排戯臂 １７；アース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器からなる反応室内に、被処理基板を載置
   する基板固定台を設け、また、反応室との間に光入射窓
   を介して対向される光源室内に、光源を配置させ、反応
   室内に供給される反応ガスに、光源からの光を投射して
   光化学反応を生じさせ、被処理基板上に薄膜を形成させ
   るようにした半導体製造装置において、前記光源室内を
   前記反応室内の真空度に対応して減圧維持し得るように
   させると共に、前記基板固定台を接地電極とし、かつ前
   記光入射窓の反応室内側に、光を充分に透過する対向電
   極を配置させたことを特徴とする半導体製造装置。