Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0726215B2 - Photoexcitation process equipment - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0726215B2 - Photoexcitation process equipment - Google Patents

Photoexcitation process equipment

Info

Publication number
JPH0726215B2
JPH0726215B2 JP60282014A JP28201485A JPH0726215B2 JP H0726215 B2 JPH0726215 B2 JP H0726215B2 JP 60282014 A JP60282014 A JP 60282014A JP 28201485 A JP28201485 A JP 28201485A JP H0726215 B2 JPH0726215 B2 JP H0726215B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
gas
reaction container
thin
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP60282014A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62142790A (en
Inventor
隆夫 鮫島
裕 越前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP60282014A priority Critical patent/JPH0726215B2/en
Publication of JPS62142790A publication Critical patent/JPS62142790A/en
Publication of JPH0726215B2 publication Critical patent/JPH0726215B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、光CVD(光化学気相成長法)、光エッチン
グ、及び光ドーピング等の光励起プロセス用装置、詳し
くは半導体ディバイス及び半導体集積回路等の製造に用
いる光励起プロセス用装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for photoexcitation process such as photo-CVD (photochemical vapor deposition), photo-etching, and photo-doping, and more specifically to a semiconductor device and a semiconductor integrated circuit. The present invention relates to an apparatus for photoexcitation process used for manufacturing.

〔従来技術の説明〕[Description of Prior Art]

従来、半導体ディバイス及び半導体集積回路の製造にお
いては、反応ガスにエキシマレーザー(eximer lasse
r)や低圧水銀灯等の高エネルギー光を照射して活性種
を生成せしめ、生成した活性種どうしの気相反応あるい
は活性種と基板との界面反応を利用して堆積膜を形成し
たり(いわゆる光CVD)、エッチングを行なったり(い
わゆる光エッチング)、不純物元素をドーピングしたり
(いわゆる光ドーピング)等の、光励起プロセスを利用
した方法が用いられている。そして、そのための装置に
ついては、種々提案されており、そうした装置は、光導
入用の透光板を配設した真空反応容器、該反応容器中に
反応ガスを導入する手段、該ガスに高エネルギー光を照
射する手段、および反応容器内を排気する手段を備えて
おり、該真空反応容器の形状は、通常、管状炉形、円筒
形、立方体形、パンケーキ型等であり、いずれも反応容
器内に設置されるウエーハ(基体)の上方に広い反応空
間を有するものである。
Conventionally, in the manufacture of semiconductor devices and semiconductor integrated circuits, an excimer laser (eximer lasse) is used as a reaction gas.
r) or low-pressure mercury lamp to irradiate high-energy light to generate active species, and form a deposited film by utilizing the gas-phase reaction between the generated active species or the interfacial reaction between active species and the substrate (so-called A method utilizing a photoexcitation process such as photo-CVD, etching (so-called photo-etching), doping with an impurity element (so-called photo-doping), and the like are used. Various devices have been proposed for that purpose, and such devices include a vacuum reaction container provided with a light-transmitting plate for introducing light, a means for introducing a reaction gas into the reaction container, and high energy for the gas. A means for irradiating light and a means for exhausting the inside of the reaction vessel are provided, and the shape of the vacuum reaction vessel is usually a tubular furnace shape, a cylindrical shape, a cubic shape, a pancake shape, etc. It has a wide reaction space above the wafer (substrate) installed inside.

第3図は、従来の光励起プロセス用装置の1例を示す断
面略図であり、図中、301は真空反応容器、302は石英ガ
ラス等の円板状透光板、303は気密保持の為に設けられ
た弾性体からなるリング状のパッキング、305は、ウエ
ーハ304を設置するためのウエーハステージ、306はウエ
ーハ加熱用のヒーターである。該装置において、反応ガ
スはバルブ311を備えたガス供給管309を介してチャンバ
ー301内に導入される。透光板302の上方に設けられた高
エネルギー発生手段312からレンズ系等の光学系313、及
び前記透光板302を介して高エネルギー光314が、反応ガ
スに照射され、活性種を生起せしめる。生成した活性種
どうし、または活性種と未分解反応ガスとの間の気相反
応、あるいは活性種とウエーハ表面との表面反応により
ウエーハ表面に膜形成、エッチング、あるいはドーピン
グ等の化学反応が生じる。反応に使われなかった反応ガ
スや活性種はバルブ311を有する排気管310を介して排気
される。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional photoexcitation process apparatus. In the figure, 301 is a vacuum reaction container, 302 is a disk-shaped transparent plate such as quartz glass, and 303 is for maintaining airtightness. A ring-shaped packing made of an elastic body is provided, 305 is a wafer stage for installing the wafer 304, and 306 is a heater for heating the wafer. In the apparatus, the reaction gas is introduced into the chamber 301 via a gas supply pipe 309 equipped with a valve 311. The high-energy light 314 is irradiated from the high-energy generating means 312 provided above the light-transmitting plate 302 to the optical system 313 such as a lens system and the light-transmitting plate 302, and the reactive gas is irradiated to generate active species. . A chemical reaction such as film formation, etching, or doping occurs on the wafer surface due to a vapor phase reaction between the generated active species or between the active species and the undecomposed reaction gas or a surface reaction between the active species and the wafer surface. The reaction gas and active species not used in the reaction are exhausted through an exhaust pipe 310 having a valve 311.

このように従来の光励起プロセス用装置は、真空反応容
器内に形成される反応空間Aは、ウエーハの上方に大き
な空間として形成されており、装置全体が嵩高いものと
なっている。
As described above, in the conventional photoexcitation process apparatus, the reaction space A formed in the vacuum reaction container is formed as a large space above the wafer, and the entire apparatus is bulky.

また、反応容器上壁には、透光板302を取り付ける必要
があるが、反応容器内の真空を保つため、透光板302の
取り付けは厳密さが必要となり、第3図に示すごとく、
反応容器の上壁内面に凹凸を形成する結果となる場合が
ほとんどである。
Further, although it is necessary to attach the light transmitting plate 302 to the upper wall of the reaction container, it is necessary to attach the light transmitting plate 302 strictly in order to maintain the vacuum in the reaction container. As shown in FIG.
In most cases, unevenness is formed on the inner surface of the upper wall of the reaction vessel.

このようにチャンバー内面に凹凸がある場合、ガス供給
管を介して広い反応空間Aに放出された反応ガスは、反
応容器内面の凹凸によって乱流となり、ウエーハ表面へ
の均一な反応ガスの供給及び反応ガス供給状態の再現が
困難となるという問題がある。
When the inner surface of the chamber is uneven as described above, the reaction gas released into the wide reaction space A through the gas supply pipe becomes a turbulent flow due to the unevenness of the inner surface of the reaction vessel, and the reaction gas is uniformly supplied to the wafer surface. There is a problem that it becomes difficult to reproduce the reaction gas supply state.

更に、反応容器内に一端が開口しているガス供給管を介
して反応空間A内に反応ガスを導入する場合、反応ガス
の急激な空間への広がりによるガス流速の変化が生じ、
うずを発生することがあるが、これも又、ウエーハ表面
への均一な反応ガスの供給及び反応ガス供給状態の再現
を阻害する因子となる。
Further, when the reaction gas is introduced into the reaction space A through the gas supply pipe having one end opened in the reaction container, the gas flow velocity changes due to the rapid expansion of the reaction gas into the space,
Although eddies may be generated, this is also a factor that hinders the uniform supply of the reaction gas to the wafer surface and the reproduction of the reaction gas supply state.

こうした問題を解決するため、ガス供給管に付けるノズ
ルの形状を工夫したり、様々なガス分散手段を設けた
り、あるいは反応容器内にガス流路を設ける等の種々の
方法が提案されているが、いずれも完全なものとはいえ
ない。
In order to solve these problems, various methods such as devising the shape of the nozzle attached to the gas supply pipe, providing various gas dispersion means, or providing a gas flow path in the reaction vessel have been proposed. , Neither of them is perfect.

また更に、光化学反応を促進させるためのウエーハ加熱
用ヒーターが真空反応容器内にあるため、ヒーターから
の輻射と対流が起因して、広い反応空間を有する真空反
応容器内では反応ガスがランダムな流れとなり、ウエー
ハ表面への均一な反応ガスの供給及び反応ガス供給状態
の再現をより一層困難なものとしている。
Furthermore, since the wafer heating heater for promoting the photochemical reaction is in the vacuum reaction vessel, the reaction gas randomly flows in the vacuum reaction vessel having a wide reaction space due to radiation from the heater and convection. Therefore, it becomes even more difficult to uniformly supply the reaction gas to the wafer surface and reproduce the reaction gas supply state.

また別には、更にまた、前述のごとく光化学反応は気相
反応と表面反応とからなっているが、従来の装置のよう
にウエーハ上部に広い空間が形成されている場合、気相
反応が比較的多くなり、光CVDによる堆積膜の形成等に
おいては均一な膜厚及び均一な膜質が得られにくいとい
う問題もある。
In addition, the photochemical reaction is composed of a gas phase reaction and a surface reaction as described above. However, when a wide space is formed above the wafer as in the conventional apparatus, the gas phase reaction is relatively high. There is also a problem that it is difficult to obtain a uniform film thickness and a uniform film quality when forming a deposited film by photo-CVD.

更にもう1つ、真空反応容器内面にたとえ凹凸がなくて
も、ウエーハ表面以外の反応容器内面や透光板内面に
は、活性種が接触して化学反応をおこし、好ましくない
付着物が生成したり、透光板の透光性が悪くなったりし
て、半導体ディバイスや半導体集積回路の製造速度が低
下したり、製造される半導体ディバイスや半導体集積回
路の均一性が欠如するという問題もある。
Furthermore, even if the inner surface of the vacuum reaction container is not uneven, the active species come into contact with the inner surface of the reaction container other than the wafer surface or the inner surface of the light-transmitting plate to cause a chemical reaction, resulting in the formation of undesirable deposits. There is also a problem that the translucency of the translucent plate is deteriorated, the manufacturing speed of the semiconductor device or the semiconductor integrated circuit is reduced, and the manufactured semiconductor device or the semiconductor integrated circuit lacks uniformity.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、光励起プロセス用装置における上述の諸問題
を解決し、均一な膜厚及び膜質を有する半導体ディバイ
スや半導体集積回路を効率的に製造するための装置を提
供することを目的とするものである。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in a photoexcitation process device and to provide a device for efficiently manufacturing a semiconductor device or semiconductor integrated circuit having a uniform film thickness and film quality. is there.

すなわち、本発明の主たる目的は、反応ガスの流れを層
流状態として、ウエーハへの均一な反応ガスの供給を可
能とし、さらに反応ガス供給状態の再現を可能とする光
励起プロセス用装置を提供することにある。
That is, a main object of the present invention is to provide a photoexcitation process apparatus capable of supplying a uniform reaction gas to a wafer while keeping the flow of the reaction gas in a laminar flow state and reproducing the reaction gas supply state. Especially.

本発明の他の目的は、光化学反応における気相反応を抑
制し、表面反応を促進させて、均質かつ均一な半導体デ
ィバイス又は半導体集積回路の製造を可能とする光励起
プロセス用装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an apparatus for a photoexcitation process that suppresses a gas-phase reaction in a photochemical reaction and promotes a surface reaction to enable the production of a homogeneous and uniform semiconductor device or semiconductor integrated circuit. is there.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

本発明者ら、従来の光励起プロセス用装置における前述
の諸問題を解決すべく鋭意研究を続けたところ、この種
の装置における真空反応容器を、薄型角反応容器とし、
さらに、該薄型角反応容器内への反応ガスの導入口を長
方形スリット状とすることにより、反応ガスの流れを層
流状態とすることができるという知見を得た。さらに研
究を続けたところ、真空反応容器を薄型角反応容器とす
ることにより、ウエーハの上方の反応空間を狭くして、
光化学反応における気相反応を抑制するとともに表面反
応を促進することができることが判明した。
The inventors of the present invention continued their earnest research to solve the above-mentioned problems in the conventional photoexcitation process apparatus, and the vacuum reaction vessel in this type of apparatus was a thin square reaction vessel,
Further, it was found that the reaction gas flow can be made into a laminar flow state by forming the reaction gas introduction port into the thin square reaction container into a rectangular slit shape. Further research continued, but by making the vacuum reaction vessel a thin square reaction vessel, the reaction space above the wafer was narrowed,
It was found that the gas phase reaction in the photochemical reaction can be suppressed and the surface reaction can be promoted.

本発明は、上述の知見に基いてさらに研究を続けた結果
完成に至ったものである。すなわち、本発明の光励起プ
ロセス用装置は、反応空間を形成する真空反応容器と、
該真空反応容器に反応ガスを導入する手段と、該真空反
応容器に配設された透光板を介して反応ガスに高エネル
ギー光を照射する手段と、該真空反応容器内を排気する
手段とを備えた光励起プロセス用装置において、前記真
空反応容器を薄型角反応容器とし、該薄型角反応容器の
内面と透光板の内面とが一平面をなすようにし、かつ前
記反応空間に基体を載置するためのステージに載置され
た基体表面と該薄型角反応容器の内面とが一平面をなす
ようにして内面に凹凸をなくし、該反応ガスを導入する
手段を、長方形状のガス導入口として、該ガス導入口と
前記薄型角反応容器の内面との接合部に段差をなくした
ことを特徴とするものである。
The present invention has been completed as a result of further research based on the above findings. That is, the apparatus for photoexcitation process of the present invention, a vacuum reaction vessel forming a reaction space,
Means for introducing a reaction gas into the vacuum reaction vessel, means for irradiating the reaction gas with high-energy light through a transparent plate disposed in the vacuum reaction vessel, and means for exhausting the inside of the vacuum reaction vessel. In the apparatus for the photoexcitation process, the vacuum reaction container is a thin-angle reaction container, the inner surface of the thin-angle reaction container and the inner surface of the translucent plate are flush with each other, and the substrate is placed in the reaction space. A means for introducing the reaction gas is a rectangular gas introduction port, in which the surface of the substrate placed on the stage for placing and the inner surface of the thin rectangular reaction vessel are flush with each other to eliminate unevenness on the inner surface. As a result, a step is eliminated at the joint between the gas inlet and the inner surface of the thin rectangular reaction container.

本発明の光励起プロセス用装置に使用する高エネルギー
光としては、例えば水銀ランプ、キセノンランプ、炭酸
ガスレーザー、アルゴンイオンレーザー、窒素レーザ
ー、エキシマレーザー等を発生源として発生せしめたも
のが使用される。
As the high-energy light used in the photoexcitation process apparatus of the present invention, for example, a light source generated by a mercury lamp, a xenon lamp, a carbon dioxide gas laser, an argon ion laser, a nitrogen laser, an excimer laser, or the like is used.

また、本発明の装置において使用される反応ガスは、製
造される半導体ディバイスおよび半導体集積回路の種類
により選択して導入されるものであるが、供給源から単
一にかあるいは混合して導入される。
Further, the reaction gas used in the apparatus of the present invention is selected and introduced depending on the type of semiconductor device and semiconductor integrated circuit to be manufactured. It

本発明の前記構成の光励起プロセス用装置を、以下図面
の実施例により詳細に説明する。なお本発明は、図面の
実施例により制限されるものではない。
The photoexcitation process apparatus having the above-described structure of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments of the drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings.

第1図は、本発明の光励起プロセス用装置の断面略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an apparatus for the photoexcitation process of the present invention.

図において、101は薄型角反応容器で、真空密封された
反応空間Aを形成している。102は薄型角反応容器101の
上壁の一部を構成する透光板であって、該透光板内面と
薄型角反応容器101の上壁内面とは同一平面を形成する
ような逆円錐台形の形状を有している。該透光板102が
嵌合する真空反応容器の上壁の切欠部には溝を設け、そ
の中に気密保持のために弾性体でできているリング状の
パッキング103が入れられている。104は、ウエーハテー
ブル105に載置されたウエーハで、106はウエーハテーブ
ル105の下方に設けられたウエーハ加熱用ヒーターであ
る。107は、該ヒーターの熱を反射するように設置され
た熱反射板である。109は薄型角反応容器の一方の側壁
に設けられたガス導入口であり、他方の側壁直前の下壁
には切欠部を設け、真空チャンバー内の気体を排気する
ための排気管110を接続し、バルブ111を介して、排気装
置(図示せず)に連通せしめる。112は高エネルギー発
生手段、113はレンズ系等の光学系、114は高エネルギー
光である。
In the figure, 101 is a thin square reaction container forming a reaction space A which is vacuum-sealed. Reference numeral 102 denotes a light-transmitting plate that constitutes a part of the upper wall of the thin rectangular reaction container 101, and an inverted truncated cone shape in which the inner surface of the light-transmitting plate and the inner surface of the upper wall of the thin rectangular reaction container 101 form the same plane. Has the shape of. A groove is provided in a notch on the upper wall of the vacuum reaction container into which the transparent plate 102 is fitted, and a ring-shaped packing 103 made of an elastic body is put therein for keeping airtightness. Reference numeral 104 is a wafer placed on the wafer table 105, and 106 is a wafer heating heater provided below the wafer table 105. 107 is a heat reflection plate installed so as to reflect the heat of the heater. Reference numeral 109 denotes a gas inlet provided on one side wall of the thin rectangular reaction vessel, a notch is provided on the lower wall immediately before the other side wall, and an exhaust pipe 110 for exhausting gas in the vacuum chamber is connected to the gas inlet. , Through a valve 111 to communicate with an exhaust device (not shown). 112 is a high energy generating means, 113 is an optical system such as a lens system, and 114 is high energy light.

本発明の装置は、薄型角反応容器の内壁を凹凸がないよ
うにするとともに、該反応容器の一方の側壁に設けたガ
ス導入口109の形状を、薄型角反応容器に連通する長方
形スリット状とする。そして該薄型角チャンバーの接続
部分において段差が生じないような形状としておく。
The apparatus of the present invention is such that the inner wall of the thin rectangular reaction container is not uneven, and the shape of the gas inlet 109 provided on one side wall of the reaction container is a rectangular slit shape communicating with the thin rectangular reaction container. To do. The shape is set so that a step does not occur at the connection portion of the thin rectangular chamber.

ガス導入口の形状および薄型角反応容器の内壁の形状を
上述のごとくすることにより、従来のノズルを用いた場
合のような反応容器内への反応ガスの急激な拡散がなく
なり、ガス導入口付近でのうずの発生がなくなるととも
に、反応容器へ導入された反応ガスは、ガス導入口109
から層流状態となって反応空間Aに供給される。
By making the shape of the gas inlet and the shape of the inner wall of the thin square reaction container as described above, there is no sudden diffusion of the reaction gas into the reaction container as in the case of using a conventional nozzle, and the vicinity of the gas inlet is eliminated. The generation of vortices in the reactor is eliminated, and the reaction gas introduced into the reaction vessel is introduced into the gas inlet port 109.
Is supplied to the reaction space A in a laminar flow state.

即ち、ウエーハ上方においてガスの流線は水平方向のみ
に向いており、垂直方向における速度分布は中心部が一
番早い放物線状となり、水平方向における速度分布は均
一となることから、ウエーハ表面への反応ガスの均一な
供給と反応ガス供給状態の再現が可能となる。
That is, the gas streamlines are directed only in the horizontal direction above the wafer, and the velocity distribution in the vertical direction is the parabolic shape with the fastest central portion, and the velocity distribution in the horizontal direction is uniform, so It is possible to uniformly supply the reaction gas and reproduce the reaction gas supply state.

さらに好ましくは、ガスの流路は第1図に示すごとく、
なだらかなスロープで上方に円弧を形成するようにし、
反応空間Aにおける反応ガスの流速を緩やかに減少せし
め、充分な光化学反応を生起せしめるようにする。
More preferably, the gas flow path is as shown in FIG.
Make an arc upward with a gentle slope,
The flow velocity of the reaction gas in the reaction space A is gradually decreased so that a sufficient photochemical reaction can be caused.

また更に、ウエーハステージ内に設けられた加熱用ヒー
ターからの輻射と対流に起因する反応ガスの乱流を防ぐ
ため、ウエーハステージの設置された場所以外の薄型角
反応容器の下壁は、水冷管108を配管することにより冷
却するのが望ましい。ウエーハステージの設置場所以外
の下壁を冷却することにより、ウエーハ以外の内壁にお
いて光化学反応が生じないという効果も達成されるの
で、こうした冷却手段を設けることは特に好ましい。
Furthermore, in order to prevent turbulent flow of the reaction gas due to radiation and convection from the heater for heating provided inside the wafer stage, the bottom wall of the thin rectangular reaction container other than the place where the wafer stage is installed is It is desirable to cool by piping 108. By cooling the lower wall other than the place where the wafer stage is installed, the effect of not causing a photochemical reaction on the inner wall other than the wafer can be achieved. Therefore, it is particularly preferable to provide such cooling means.

本発明の装置では真空チャンバーを薄型角チャンバーと
したため、ウエーハの上方に形成される反応空間Aが狭
くなり、光化学反応のうちの気相反応が抑制され、表面
反応が促進されるため、本発明の装置を用いて光CVD法
による堆積膜を形成した場合には、膜質が均一で緻密な
薄膜を安定して得られるという効果もある。
In the apparatus of the present invention, since the vacuum chamber is a thin rectangular chamber, the reaction space A formed above the wafer is narrowed, the gas phase reaction of the photochemical reactions is suppressed, and the surface reaction is promoted. When a deposited film is formed by the photo-CVD method using the above apparatus, there is also an effect that a dense thin film having a uniform film quality can be stably obtained.

第1図においては、高エネルギー光を通過せしめる透光
板の内面と真空チャンバーの上壁内面とを同一平面とす
るために、透光板の形状を逆円錐台形としたものを用い
ているが、第2図に示すごとく、円板状透光板202の周
囲(いわゆるコバ)に段部を設けた形状とすることも可
能である。第2図において201は真空チャンバーの上
壁、202は該真空チャンバー上壁201の切欠部に嵌合せし
めるコバ付透光板、203は気密保持のために付された弾
性体からなるリング状のパッキングである。
In FIG. 1, in order to make the inner surface of the light-transmitting plate that allows high-energy light to pass through and the inner surface of the upper wall of the vacuum chamber to be flush with each other, the shape of the light-transmitting plate is an inverted truncated cone. As shown in FIG. 2, it is also possible to have a shape in which a step is provided around the disc-shaped light-transmitting plate 202 (so-called edge). In FIG. 2, 201 is an upper wall of the vacuum chamber, 202 is a translucent plate with an edge that fits into the cutout portion of the upper wall 201 of the vacuum chamber, and 203 is a ring-shaped ring made of an elastic body attached to maintain airtightness. It is packing.

第1図に示す本発明の実施例装置を用いて、例えばウエ
ーハ上にアモルファスシリコン(以下、「a−Si」と表
記する。)堆積膜を形成するには、以下のようにして行
なわれる。
Using the apparatus of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, for example, an amorphous silicon (hereinafter referred to as "a-Si") deposited film is formed on a wafer by the following process.

反応ガスとしては、a−Si膜を形成する場合であれば、
具体的には、ケイ素に水素、ハロゲン、あるいは炭化水
素等が結合したシラン類及びハロゲン化シラン類等のガ
ス状態のもの、または容易にガス化しうるものをガス化
したものを用いることができる。これらの原料ガスは1
種を使用してもよく、あるいは2種以上を併用してもよ
い。また、これ等の原料ガスは、He、Ar等の不活性ガス
により稀釈して用いることもある。さらに、a−Si膜は
p型不純物元素又はn型不純物元素をドーピングするこ
とが可能であり、これ等の不純物元素を構成成分として
含有する原料ガスを、単独で、あるいは前述の原料ガス
または/および稀釈用ガスと混合して反応空間内に導入
することができる。
As the reaction gas, if an a-Si film is formed,
Specifically, it is possible to use a gas state such as silanes and halogenated silanes in which hydrogen, halogen, or hydrocarbon is bonded to silicon, or a gasified substance that can be easily gasified. These source gases are 1
One kind may be used, or two or more kinds may be used in combination. In addition, these raw material gases may be diluted with an inert gas such as He or Ar before use. Further, the a-Si film can be doped with a p-type impurity element or an n-type impurity element, and a raw material gas containing these impurity elements as a constituent is used alone or with the above-mentioned raw material gas or / And can be mixed with a diluting gas and introduced into the reaction space.

なお、前記原料ガスは、それが二種またはそれ以上使用
される場合、その中の一種または場合によりそれ以上
を、事前に励起種化し、次いで反応室に導入するように
することも可能である。
When two or more kinds of the raw material gases are used, it is possible to pre-excite one or more of the raw material gases to the excited species and then introduce the excited gas into the reaction chamber. .

まず、薄型角反応容器内に配設されたウエーハステージ
105に、ウエーハ104を載置するためには、透光板102を
とりはずしたのち、ウエーハステージ105を駆動装置
(図示せず)により上昇せしめて、薄型角反応容器101
の上部に押し上げ、押し上げられたウエーハステージ10
5にウエーハを載置する。しかる後、ウエーハステージ
を下降させ、次いで透光板を薄型角反応容器の上壁の所
定位置に嵌合せしめ、ボルト等によって取り付ける。
First, the wafer stage installed in the thin square reaction container
In order to place the wafer 104 on the wafer 105, after removing the transparent plate 102, the wafer stage 105 is lifted by a driving device (not shown), and the thin square reaction container 101
Wafer stage 10 pushed up to the top of
Place the wafer on 5. After that, the wafer stage is lowered, and then the translucent plate is fitted into a predetermined position on the upper wall of the thin square reaction container, and attached by a bolt or the like.

次に、薄型角反応容器101内を排気装置(図示せず)を
用いて排気し、該反応容器内の圧力を、5×10-6Torr以
下、好ましくは1×10-6Torrとする。
Next, the inside of the thin rectangular reaction vessel 101 is evacuated using an exhaust device (not shown), and the pressure in the reaction vessel is set to 5 × 10 −6 Torr or less, preferably 1 × 10 −6 Torr.

次に、各反応ガス供給源(図示せず)からの反応ガスを
所定の組成比になるように予備配合した後、ガス導入口
109から反応空間Aに導入し、反応空間A内の圧力が1
×10-2〜1Torrになるようにする。これと同時併行的
に、高エネルギー光発生手段112から、レンズ系113を介
して集光された高エネルギー光114を、反応空間A内の
層流状態で流れている反応ガスに向けて照射する。反応
ガスは高エネルギー光照射により励起・分解されて活性
種となり、加熱用ヒーターにより50〜450℃、好ましく
は200〜300℃に加熱保持されているウエーハ104上に、
堆積膜を形成せしめる。反応空間Aに導入された反応ガ
スのうちの未分解ガスや堆積膜の形成に使用されなかっ
た活性種は、反応空間A内を層流状態となって流れ、排
気管111を介して排気される。
Next, after premixing the reaction gas from each reaction gas supply source (not shown) to a predetermined composition ratio, the gas introduction port
It is introduced into the reaction space A from 109, and the pressure in the reaction space A is 1
× 10 -2 to 1 Torr. Simultaneously with this, the high-energy light generating means 112 irradiates the high-energy light 114 condensed via the lens system 113 toward the reaction gas flowing in the laminar flow state in the reaction space A. . The reaction gas is excited and decomposed by irradiation with high-energy light to become an active species, and is heated to 50 to 450 ° C by a heater for heating, preferably on the wafer 104 heated and held at 200 to 300 ° C,
Form a deposited film. The undecomposed gas in the reaction gas introduced into the reaction space A and the active species not used for forming the deposited film flow in the reaction space A in a laminar flow state and are exhausted through the exhaust pipe 111. It

所定時間経過後、高エネルギー光の照射、原料ガスの導
入、および加熱ヒーターによる加熱を中止し、ウエーハ
を放冷したのち、前述のウエーハの載置の場合と逆の手
順によりウエーハをとり出す。
After the lapse of a predetermined time, the irradiation of high energy light, the introduction of the raw material gas, and the heating by the heating heater are stopped, the wafer is allowed to cool, and then the wafer is taken out in the reverse order of the above-mentioned case of placing the wafer.

前述の例は、光CVDによる堆積膜を形成せしめるもので
あるが、本発明の装置は、該例のほか、光エッチングや
光ドーピング等にも使用できる。光エッチングに用いる
場合には、透光板102とウエーハ104の間に所定のパター
ンを有するマスクを配設し、高エネルギー光114がマス
クを通過してウエーハ表面に達成する部分においてのみ
光エッチングが生起するようにする。又、光ドーピング
に用いる場合には、不純物ガスを導入して光分解すると
同時に、基体を加熱し、基板中へ不純物を拡散せしめ
る。
In the above-mentioned example, a deposited film is formed by photo-CVD, but the device of the present invention can be used for photo-etching, photo-doping and the like in addition to the above example. When used for photoetching, a mask having a predetermined pattern is provided between the transparent plate 102 and the wafer 104, and photoetching is performed only in the portion where the high energy light 114 passes through the mask and reaches the wafer surface. Let it happen. When used for photodoping, an impurity gas is introduced and photodecomposed, and at the same time, the substrate is heated to diffuse the impurities into the substrate.

更に、透光板102を配設せずに、真空反応容器上壁を切
欠部のないものとした場合には、光励起プロセス以外の
ドライプロセス用装置としても使用でき、この場合にも
本発明の薄型角反応容器を用いた装置を使用することに
より、導入されるガスの層流を形成することができ、ウ
エーハ表面への均一なガス供給を行なうことができる。
Further, in the case where the upper wall of the vacuum reaction vessel is not provided with the notch portion without disposing the light-transmitting plate 102, it can be used as an apparatus for dry process other than the photoexcitation process. By using an apparatus using a thin corner reaction container, a laminar flow of the introduced gas can be formed, and uniform gas supply to the wafer surface can be performed.

〔発明の効果の概略〕[Outline of Effects of Invention]

本発明の光励起プロセス用装置は、真空反応容器を薄型
角反応容器とし、該反応容器の内壁の凹凸をなくすとと
もに、ガス導入口を前記反応容器に連通した長方形スリ
ット状とすることにより、反応ガスのガス圧力や流速の
急激な変化を防止し、波状や渦状の流れの生じない安定
した層状流れを形成せしめるものであり、本発明の装置
を用いた場合には、反応ガスのウエーハ表面への均一な
供給と反応ガス供給状態の再現が可能となるものであ
る。さらに、本発明の装置においてはウエーハの上方に
形成される反応空間が狭いため、気相反応を抑制し、表
面反応を促進させることができ、光CVDによる堆積膜の
形成においては、膜質が均一でかつ緻密な薄膜を安定し
て得られる。
The apparatus for photoexcitation process of the present invention, the vacuum reaction vessel is a thin square reaction vessel, and eliminating the irregularities of the inner wall of the reaction vessel, the reaction gas by forming a rectangular slit-like gas communication port to the reaction vessel, Is to prevent a rapid change in the gas pressure and flow velocity of the reaction gas, and to form a stable laminar flow without wavy or vortex flow. It is possible to evenly supply and reproduce the reaction gas supply state. Furthermore, since the reaction space formed above the wafer is narrow in the apparatus of the present invention, it is possible to suppress the gas phase reaction and accelerate the surface reaction, and the film quality is uniform in the formation of the deposited film by photo-CVD. A stable and precise thin film can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の光励起プロセス用装置の断面略図で
あり、第2図は、本発明の光励起プロセス用装置におけ
る透光板の取り付け例を示す断面略図、第3図は、従来
の光励起プロセス用装置の1例を示す断面略図である。
図中、 101……薄型角反応容器、201……薄型角反応容器の上
壁、301……真空反応容器、102,202,302……透光板、10
3,203,303……リング状パッキング、104,304……ウエー
ハ、105,305……ウエーハステージ、106,306……加熱用
ヒーター、107……熱反射板、108……水冷管,109……ガ
ス導入口、309……ガス供給管、110,310……排気管、11
1,311……バルブ、112,312……高エネルギー発生手段、
113,313……光学系、114,314……高エネルギー光束、A
……反応空間
FIG. 1 is a schematic sectional view of an apparatus for photoexcitation process of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of mounting a transparent plate in the apparatus for photoexcitation process of the present invention, and FIG. 3 is conventional photoexcitation. 1 is a schematic sectional view showing an example of a processing apparatus.
In the figure, 101 ...... thin square reaction container, 201 ... upper wall of thin corner reaction container, 301 ... vacuum reaction container, 102,202,302 ... transparent plate, 10
3,203,303 …… Ring packing, 104,304 …… Wafer, 105,305 …… Wafer stage, 106,306 …… Heating heater, 107 …… Heat reflection plate, 108 …… Water cooling tube, 109 …… Gas inlet, 309 …… Gas supply Pipe, 110,310 ... Exhaust pipe, 11
1,311 …… Valve, 112,312 …… High energy generating means,
113,313 …… Optical system, 114,314 …… High energy luminous flux, A
...... Reaction space

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】反応空間を形成する真空反応容器と、該真
空反応容器に反応ガスを導入する手段と、該真空反応容
器に配設された透光板を介して反応ガスに高エネルギー
光を照射する手段と、該真空反応容器内を排気する手段
とを備えた光励起プロセス用装置において、前記真空反
応容器を薄型角反応容器とし、該薄型角反応容器の内面
と透光板の内面とが一平面をなすようにし、かつ前記反
応空間に基体を載置するためのステージに載置された基
体表面と該薄型角反応容器の内面とが一平面をなすよう
にして内面に凹凸をなくし、前記反応ガスを導入する手
段を、長方形状のガス導入口として、該ガス導入口と前
記薄型角反応容器の内面との接合部に段差をなくしたこ
とを特徴とする光励起プロセス用装置。
1. A high-energy light is supplied to a reaction gas through a vacuum reaction container forming a reaction space, a means for introducing a reaction gas into the vacuum reaction container, and a translucent plate arranged in the vacuum reaction container. In the apparatus for photoexcitation process including means for irradiating and means for evacuating the inside of the vacuum reaction container, the vacuum reaction container is a thin angle reaction container, and the inner surface of the thin angle reaction container and the inner surface of the transparent plate are In order to form a flat surface, and the inner surface of the thin square reaction container and the surface of the substrate mounted on the stage for mounting the substrate in the reaction space to form a flat surface, eliminating unevenness, An apparatus for a photoexcitation process, characterized in that the means for introducing the reaction gas is a rectangular gas inlet, and a step is eliminated at a joint between the gas inlet and the inner surface of the thin rectangular reaction container.
【請求項2】前記透光板の形状を逆円錐台とし、薄型角
反応容器の上壁の一部を構成するように配設する特許請
求の範囲第(1)項に記載の光励起プロセス用装置。
2. The photoexcitation process according to claim 1, wherein the translucent plate has an inverted truncated cone shape and is arranged so as to form a part of the upper wall of the thin rectangular reaction vessel. apparatus.
【請求項3】前記透光板の形状を段付形状となった円板
とし、薄型角反応容器の上壁の一部を構成するように配
設する特許請求の範囲第(1)項に記載の光励起プロセ
ス用装置。
3. The method according to claim 1, wherein the translucent plate is a stepped disc, and the translucent plate is arranged so as to constitute a part of the upper wall of the thin rectangular reaction vessel. Apparatus for the described photoexcitation process.
【請求項4】前記薄型角反応容器が上方に円弧を形成す
る形状とされている特許請求の範囲第(1)項乃至第
(3)項記載の光励起プロセス用装置。
4. The photoexcitation process apparatus according to claim 1, wherein the thin rectangular reaction vessel is shaped so as to form an arc upward.
【請求項5】前記ステージの設置された以外の前記薄型
角反応容器の下壁に対応して冷却手段を有する特許請求
の範囲第(1)項乃至第(4)項記載の光励起プロセス
用装置。
5. The photoexcitation process apparatus according to claim 1, further comprising a cooling means corresponding to a lower wall of the thin rectangular reaction container other than the stage on which the stage is installed. .
JP60282014A 1985-12-17 1985-12-17 Photoexcitation process equipment Expired - Fee Related JPH0726215B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60282014A JPH0726215B2 (en) 1985-12-17 1985-12-17 Photoexcitation process equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60282014A JPH0726215B2 (en) 1985-12-17 1985-12-17 Photoexcitation process equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62142790A JPS62142790A (en) 1987-06-26
JPH0726215B2 true JPH0726215B2 (en) 1995-03-22

Family

ID=17647027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60282014A Expired - Fee Related JPH0726215B2 (en) 1985-12-17 1985-12-17 Photoexcitation process equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0726215B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5343479A (en) * 1976-09-30 1978-04-19 Nec Corp Thermal oxidation method of semiconductor wafers
JPS60166032A (en) * 1984-02-09 1985-08-29 Mitsubishi Electric Corp Device for forming film utilizing photochemical reaction

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62142790A (en) 1987-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5229081A (en) Apparatus for semiconductor process including photo-excitation process
KR100574116B1 (en) Single wafer processing apparatus of semiconductor processing system
JPH05243166A (en) Semiconductor substrate vapor growth device
JP3129777B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP3038524B2 (en) Semiconductor manufacturing equipment
JPH0726215B2 (en) Photoexcitation process equipment
JPS5936927A (en) Vapor phase growth apparatus for semiconductor
JPS60189927A (en) Vapor phase reactor
US4719122A (en) CVD method and apparatus for forming a film
JPH07176490A (en) CVD equipment
CA1330601C (en) Apparatus for semiconductor process including photo-excitation process
JP2000058534A (en) Substrate heat treatment device
JPS6224630A (en) Formation of thermal oxidation film and device therefor
JPH0544825B2 (en)
JP2751015B2 (en) Processing method of the object
US4856458A (en) Photo CVD apparatus having no ultraviolet light window
KR100399928B1 (en) Apparatus for depositing a single-crystal silicon
JP3231914B2 (en) Film forming method and film forming apparatus
JPH0644553B2 (en) Optical vapor deposition method and optical vapor deposition apparatus
JPH0598447A (en) Photo assisted cvd device
JPH04254489A (en) Reduced pressure cvd device
JP2672945B2 (en) Vapor growth method
JPH0732127B2 (en) Plasma gas phase reactor
JPS60189924A (en) Vapor phase reactor
JPS62154616A (en) Vapor growth apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees