(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光励起して活性化した第１の処理ガスを用いて基体に成膜処理を施す光励起成膜装置であって、
成膜処理を施す基体が収容される反応チャンバの上部に紫外線を透過しない材料で形成されたシャワープレートを設け、該シャワープレートの上側に紫外線透過窓を設け、前記第１の処理ガスを前記シャワープレートと前記紫外線透過窓との間に供給することにより、前記紫外線透過窓を介して紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバに導入すると共に、
前記シャワープレートの内部に光励起を必要としない第２の処理ガスを供給する通路を形成し、該第２の処理ガスを前記シャワープレートから前記反応チャンバ内に導入することを特徴とする光励起成膜装置。
【請求項２】
請求項１記載の光励起成膜装置であって、
光励起された前記第１の処理ガスは、前記シャワープレートの上面から下面に貫通した開口から前記反応チャンバ内に導入され、前記シャワープレートの上面に前記開口を覆う突起が形成され、前記開口に入射する紫外線を遮断することを特徴とする光励起成膜装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光励起成膜装置であって、
前記紫外線透過窓を貫通して複数のガス供給通路が設けられ、前記第１の処理ガスは該ガス供給通路を介して前記紫外線透過窓と前記シャワープレートとの間に供給されることを特徴とする光励起成膜装置。
【請求項４】
請求項３記載の光励起成膜装置であって、
前記紫外線透過窓は格子状の枠体により複数の部分に分割され、該格子状の枠体に前記ガス供給通路が形成されたことを特徴とする光励起成膜装置。
【請求項５】
光励起して活性化した複数種類の処理ガスを用いて基体に成膜処理を施す光励起成膜装置であって、
成膜処理を施す基体が収容される反応チャンバの上部にシャワープレートを設け、該シャワープレートの上側に波長λ１及びλ２の紫外線を透過する材料で形成された紫外線透過窓を設け、波長λ１の紫外線で励起される第１の処理ガスを前記シャワープレートと前記紫外線透過窓との間に供給することにより、前記紫外線透過窓を介して波長λ１の紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバに導入すると共に、
前記シャワープレートの上板を波長λ２の紫外線を透過する材料により形成し且つ前記シャワープレートの下板を紫外線を透過しない材料により形成し、前記シャワープレート内に供給した、波長λ２の紫外線で励起される第２の処理ガスに前記上板を透過した波長λ２の紫外線を照射して光励起し、光励起された前記第２の処理ガスを前記反応チャンバに導入することを特徴とする光励起成膜装置。
【請求項６】
請求項５記載の光励起成膜装置であって、
前記第１の処理ガスが供給される第１のガス供給室と、前記第２の処理ガスが供給される第２のガス供給室とを前記反応チャンバの上部に並列して設け、
前記第１のガス供給室の上板を紫外線を透過する材料により形成し、その上に波長λ１の紫外線を発生する光源を設け、
前記第２のガス供給室の上板を紫外線を透過する材料により形成し、その上に波長λ２の紫外線を発生する光源を設け、
前記第１及び第２のガス供給室の下板を前記シャワープレートとして、個別に光励起された第１及び第２の処理ガスを該シャワープレートを介して前記反応チャンバに導入することを特徴とする光励起成膜装置。
【請求項７】
反応チャンバ内に収容された基体に成膜処理を施す光励起成膜方法であって、
第１の処理ガスを、前記反応チャンバの外部に設けられた、紫外線を透過しない材料で形成されたシャワープレートと該シャワープレートの上側に設けられた紫外線透過窓との間に供給し、
前記紫外線透過窓を介して紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、
光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバ内に導入すると共に、
光励起を必要としない第２の処理ガスを、前記シャワープレートの内部に供給し、
該第２の処理ガスを前記シャワープレートから前記反応チャンバ内に導入し、
光励起された前記第１の処理ガスを用いて前記基体上に薄膜を形成する
ことを特徴とする光励起成膜方法。
【請求項８】
請求項７記載の光励起成膜方法であって、
前記第１の処理ガスを、前記紫外線透過窓を貫通して設けられた複数のガス供給通路を介して前記紫外線透過窓と前記シャワープレートとの間に供給することを特徴とする光励起成膜方法。
【請求項９】
光励起して活性化した複数種類の処理ガスを用いて基体に成膜処理を施す光励起成膜方法であって、
反応チャンバの上部にシャワープレートが設けられ、該シャワープレートの上側に波長λ１及びλ２の紫外線を透過する材料で形成された紫外線透過窓が設けられ、前記シャワープレートの上板は波長λ２の紫外線を透過する材料により形成され、且つ前記シャワープレートの下板は紫外線を透過しない材料により形成され、
波長λ１の紫外線で励起される第１の処理ガスを前記シャワープレートと前記紫外線透過窓との間に供給し、前記紫外線透過窓を介して波長λ１の紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバに導入すると共に、
波長λ２の紫外線で励起される第２の処理ガスを前記シャワープレート内に供給し、前記上板を透過した波長λ２の紫外線を前記第２の処理ガスに照射して光励起し、光励起された前記第２の処理ガスを前記反応チャンバに導入する
ことを特徴とする光励起成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造に用いられる成膜装置及び成膜方法に係り、特に紫外線により処理ガスを励起して基体上に薄膜を生成する光ＣＶＤ装置のような光励起成膜装置及び光励起成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハ上に化学的気相合成法（Chemical Vapor Deposition: CVD）により薄膜を生成する方法の一つとして、光ＣＶＤ法がある。光ＣＶＤ法としては、紫外線を反応チャンバに導入して処理ガスを励起することにより反応させる直接光ＣＶＤ法が一般的である。
【０００３】
図１は直接光ＣＶＤ法を用いた光ＣＶＤ装置の概略構成図である。図１において、反応チャンバ２内にサセプタ３が配置され、サセプタ３の上にシリコンウェハ等の半導体ウェハＷが載置される。サセプタ３にはヒータ４が組み込まれており、サセプタ３上に載置されたウェハＷを加熱する。
【０００４】
反応チャンバ２の天井部には、紫外線透過窓５が設けられる。紫外線透過窓５はサセプタ３の上方に位置する。紫外線透過窓５の上方には、紫外線を照射するＵＶランプ６が配置され、紫外線透過窓５を介して紫外線をサセプタ３に向かって照射することができる構成とされている。
【０００５】
反応チャンバ２内のサセプタ３と紫外線透過窓５との間の空間には、処理ガスとして、例えばアンモニア（ＮＨ３）とジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）が供給される。供給された処理ガスを紫外線透過窓５を透過して照射される紫外線により光励起してウェハＷ上で反応させることにより、所定の温度に加熱されたウェハＷ上に薄膜を生成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の光ＣＶＤ装置において、ＵＶランプ６から紫外線透過窓５を透過して反応チャンバ２内に導入された紫外線は、処理ガスの光励起に用いられるが、紫外線の一部は処理ガスに吸収されずに、ウェハＷの表面にも到達する。
【０００７】
ウェハ上に形成される半導体装置の回路パターンは年々微細化されており、回路パターンの配線幅は非常に小さくなってきている。配線幅が大きい場合は紫外線の照射に起因するウェハＷの表面の損傷は、配線パターンに影響を及ぼすことはなかった。しかし、配線幅が微細化されるに伴い、紫外線によるウェハ上の微細な損傷がシリコンウェハＷ上の配線パターンに影響を及ぼすという問題が顕在化してきている。
【０００８】
また、反応チャンバ２内には反応ガスの他に、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、二酸化窒素（ＮＯ２）、アルゴン（Ａｒ）等の様々な種類のガスが導入されており、紫外線によりこれらのガスが処理ガスと同時に励起されてしまい、不要な物質が生成されてしまうといった問題もある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、紫外線が直接ウェハ等の基体に照射されることのない光励起成膜装置及び光励起成膜方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１記載の発明は、光励起して活性化した第１の処理ガスを用いて基体に成膜処理を施す光励起成膜装置であって、
成膜処理を施す基体が収容される反応チャンバの上部に紫外線を透過しない材料で形成されたシャワープレートを設け、該シャワープレートの上側に紫外線透過窓を設け、前記第１の処理ガスを前記シャワープレートと前記紫外線透過窓との間に供給することにより、前記紫外線透過窓を介して紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバに導入すると共に、
前記シャワープレートの内部に光励起を必要としない第２の処理ガスを供給する通路を形成し、該第２の処理ガスを前記シャワープレートから前記反応チャンバ内に導入することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光励起成膜装置であって、
光励起された前記第１の処理ガスは、前記シャワープレートの上面から下面に貫通した開口から前記反応チャンバ内に導入され、前記シャワープレートの上面に前記開口を覆う突起が形成され、前記開口に入射する紫外線を遮断することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光励起成膜装置であって、
前記紫外線透過窓を貫通して複数のガス供給通路が設けられ、前記第１の処理ガスは該ガス供給通路を介して前記紫外線透過窓と前記シャワープレートとの間に供給されることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光励起成膜装置であって、
前記紫外線透過窓は格子状の枠体により複数の部分に分割され、該格子状の枠体に前記ガス供給通路が形成されたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の発明は、光励起して活性化した複数種類の処理ガスを用いて基体に成膜処理を施す光励起成膜装置であって、
成膜処理を施す基体が収容される反応チャンバの上部にシャワープレートを設け、該シャワープレートの上側に波長λ１及びλ２の紫外線を透過する材料で形成された紫外線透過窓を設け、波長λ１の紫外線で励起される第１の処理ガスを前記シャワープレートと前記紫外線透過窓との間に供給することにより、前記紫外線透過窓を介して波長λ１の紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバに導入すると共に、
前記シャワープレートの上板を波長λ２の紫外線を透過する材料により形成し且つ前記シャワープレートの下板を紫外線を透過しない材料により形成し、前記シャワープレート内に供給した、波長λ２の紫外線で励起される第２の処理ガスに前記上板を透過した波長λ２の紫外線を照射して光励起し、光励起された前記第２の処理ガスを前記反応チャンバに導入することを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光励起成膜装置であって、
前記第１の処理ガスが供給される第１のガス供給室と、前記第２の処理ガスが供給される第２のガス供給室とを前記反応チャンバの上部に並列して設け、
前記第１のガス供給室の上板を紫外線を透過する材料により形成し、その上に波長λ１の紫外線を発生する光源を設け、
前記第２のガス供給室の上板を紫外線を透過する材料により形成し、その上に波長λ２の紫外線を発生する光源を設け、
前記第１及び第２のガス供給室の下板を前記シャワープレートとして、個別に光励起された第１及び第２の処理ガスを該シャワープレートを介して前記反応チャンバに導入することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項７記載の発明は、反応チャンバ内に収容された基体に成膜処理を施す光励起成膜方法であって、
第１の処理ガスを、前記反応チャンバの外部に設けられた、紫外線を透過しない材料で形成されたシャワープレートと該シャワープレートの上側に設けられた紫外線透過窓との間に供給し、
前記紫外線透過窓を介して紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、
光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバ内に導入すると共に、
光励起を必要としない第２の処理ガスを、前記シャワープレートの内部に供給し、
該第２の処理ガスを前記シャワープレートから前記反応チャンバ内に導入し、
光励起された前記第１の処理ガスを用いて前記基体上に薄膜を形成する
ことを特徴とするものである。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の光励起成膜方法であって、
前記第１の処理ガスを、前記紫外線透過窓を貫通して設けられた複数のガス供給通路を介して前記紫外線透過窓と前記シャワープレートとの間に供給することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項９記載の発明は、光励起して活性化した複数種類の処理ガスを用いて基体に成膜処理を施す光励起成膜方法であって、
反応チャンバの上部にシャワープレートが設けられ、該シャワープレートの上側に波長λ１及びλ２の紫外線を透過する材料で形成された紫外線透過窓が設けられ、前記シャワープレートの上板は波長λ２の紫外線を透過する材料により形成され、且つ前記シャワープレートの下板は紫外線を透過しない材料により形成され、
波長λ１の紫外線で励起される第１の処理ガスを前記シャワープレートと前記紫外線透過窓との間に供給し、前記紫外線透過窓を介して波長λ１の紫外線を照射して前記第１の処理ガスを光励起し、光励起された前記第１の処理ガスを前記シャワープレートを貫通して前記反応チャンバに導入すると共に、
波長λ２の紫外線で励起される第２の処理ガスを前記シャワープレート内に供給し、前記上板を透過した波長λ２の紫外線を前記第２の処理ガスに照射して光励起し、光励起された前記第２の処理ガスを前記反応チャンバに導入することを特徴とするものである。
【００２８】
上述の発明によれば、光励起を必要とする処理ガスは、反応チャンバの外部で光励起された後に、反応チャンバへと導入される。したがって、反応チャンバ内の基体に、光励起用の紫外線が照射されることがなく、紫外線照射に起因した基体表面の損傷を防止することができる。また、光励起の必要な処理ガスにだけ紫外線が照射されるため、光励起を必要としない処理ガスを不要に活性化することを防止でき、不要な生成物の生成を防止することができる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２９】
図２は本発明の第１実施例による光励起成膜装置のガス供給部を示す概略構成断面図である。図２において、図１に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３０】
図２において、処理基体としてのウェハＷは、反応チャンバ２内のサセプタ３上に載置される。ウェハＷの上方にはシャワープレート１０が設けられ、更にシャワープレート１０の上方に紫外線透過窓５が設けられる。シャワープレート１０と紫外線透過窓５との間には、第１の処理ガスが供給される処理ガス供給室１１が形成される。処理ガス供給室は、第１の処理ガスを光励起する光励起部に相当する。一方、第２の処理ガスがシャワープレート１０内に供給される。
【００３１】
第１の処理ガスは、例えばアンモニア（ＮＨ３）やジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）のような光励起により活性化される処理ガスであり、第２の処理ガスは、例えば窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、二酸化窒素（ＮＯ２）、アルゴン（Ａｒ）等の光励起を必要としない処理ガスである。
【００３２】
図３はシャワープレート１０の構造を示す図であり、図３（ａ）はシャワープレート１０をその下面側から見た底面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の一転鎖線Ａに沿った断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）の一転鎖線Ｂに沿った断面図ある。図３から容易に解釈できるように、シャワープレート１０内に形成されたガス供給室１０ｅは、シャワープレート１０内を格子状に延在した一つの空間である。
【００３３】
また、図４は紫外線透過窓５の平面図であり、図４（ａ）は紫外線透過部５Ａが一枚の大きな板として形成された場合を示し、図４（ｂ）は複数の小さな紫外線透過部５Ｂが配列された構成を示す。紫外線透過部５Ａ及び５Ｂは、例えばフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等の真空紫外線を透過する材料により形成される。
【００３４】
上述の構成の光励起成膜装置において、第１の処理ガスは処理ガス供給室１１に供給され、シャワープレート１０を貫通して形成された開口１０ａを通過して反応チャンバ２内に導入される。この際、処理ガス供給室１１の上部には、真空紫外線を透過する材料からなる紫外線透過窓５が設けられており、エキシマランプ等のＵＶランプ６から紫外線透過窓５を介して、例えば波長１７２μｍの紫外線が処理ガス供給室内の第１の処理ガスに照射される。したがって、第１の処理ガスは処理ガス供給室１１内で光励起により活性化され、活性化された第１の処理ガスがシャワープレート１０の開口１０ａから反応チャンバ２内に導入される。
【００３５】
一方、光励起を必要としない第２の処理ガスは、シャワープレート１０内に供給され、開口１０ｂを通じて反応チャンバ２内に導入される。シャワープレート１０は紫外線を透過しない材料により形成されており、シャワープレート１０内の第２の処理ガスに紫外線が照射されることはない。なお、シャワープレート１０を紫外線が透過しない材料により形成する代わりに、シャワープレート１０の上面１０ｃを紫外線が透過しない材料で覆うこととしてもよい。
【００３６】
以上のように、光励起されて活性化された第１の処理ガスと、光励起を必要としない第２の処理ガスとは、個別にシャワープレート１０を通過して、シャワープレート１０の下面１０ｄから反応チャンバ２内に導入され、反応チャンバ２内ではじめて接触し混合される。すなわち、反応チャンバ２内において、光励起されて活性化された第１の処理ガスと光励起を必要としない第２の処理ガスとのポストミックスが達成される。
【００３７】
上述の構成では、紫外線透過窓５を透過した紫外線は、シャワープレート１０により遮断されるため、紫外線が反応チャンバ２内に導入されることはなく、ウェハＷに紫外線が照射されることはない。したがって、紫外線照射に起因したウェハＷ表面の損傷を防止することができる。
【００３８】
ただし、微量ではあるが、シャワープレート１０の開口１０ａを通じて紫外線が反応チャンバ２内に達するおそれがある。そこで、図５に示すようにシャワープレート１０の上面１０ｃに突出部を１２を設けて、シャワープレート１０の開口１０ａを覆うことにより、開口１０ａに入射する紫外線を遮断することができる。
【００３９】
以上のように、本実施例においては、処理ガスを光励起する空間である処理ガス供給室１１が反応チャンバ２の外部に設けられ、光励起を必要とする第１の処理ガスだけが光励起され活性化された状態で反応チャンバ２内に導入される。したがって、紫外線照射に起因したウェハＷ表面の損傷を防止することができると共に、光励起を必要としない第２の処理ガスが紫外線により不要に活性化されることを防止することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例は、上述の第１実施例において、第１の処理ガスの供給方法を変更したものである。図６は本発明の第２実施例による光励起成膜装置のガス供給部分の概略構成を示す断面図である。図６において、図２に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４１】
上述の第１実施例では、第１の処理ガスの供給通路は、処理ガス供給室１１の側部に接造されている。このような構成であると、供給通路から遠い部分の開口１０ａから反応チャンバ２内に導入される第１の処理ガスが紫外線に曝される時間は、供給通路に近い部分の開口１０ａから導入される第１の処理ガスが紫外線に曝される時間より長くなってしまい、第１の処理ガスの光励起による活性化が不均一となるおそれがある。
【００４２】
そこで、上述の第１実施例では紫外線透過窓５はシャワープレート１０のほぼ全体を覆う一枚の板として形成されていたが、本実施例の紫外線透過窓２０では、複数の透過窓２０Ａに分割し、分割した透過窓２０Ａの間に複数の処理ガス供給通路２２を接続している。したがって、第１の処理ガスは複数の処理ガス供給通路２２から分散して処理ガス供給室１１に供給される。これにより、第１の処理ガスが処理ガス供給室１１内に滞留する時間を、シャワープレート１０の全面にわたってほぼ均一とすることができる。したがって、第１の処理ガスが紫外線に曝される時間が一定となり、均一に活性化された第１の処理ガスをシャワープレート１０の全体から反応チャンバ２内に導入することができる。その結果、ウェハＷの全体にわたって均一な成膜処理を施すことができる。
【００４３】
図７は第１の処理ガスを処理ガス供給室に分散して供給するガ゛ス供給部の他の例の概略構成を示す断面図である。図７に示す例において、第１の処理ガスを供給するための供給配管２４は、格子状に形成され、格子の間に紫外線透過部２０Ａが設けられる。
【００４４】
図８は格子状の供給配管を示す平面図である。格子の各交点に開口２４ａが設けられ、開口２４ａから第１の処理ガスが処理ガス供給室１１に分散部して供給される。
【００４５】
次に、本発明の第３実施例について説明する。本発明の第３実施例は、第１の処理ガスと同様に、第２の処理ガスにも紫外線を照射して光励起を行うものである。ここで、図９に示すように、第１の処理ガスと第２の処理ガスとは異なる紫外線吸収ピーク波長を有するガスとする。すなわち、第１の処理ガスの紫外線吸収ピーク波長はλ１であり、第２の処理ガスの紫外線吸収ピーク波長はλ２である。
【００４６】
図１０は本発明の第３実施例による光励起成膜装置のガス供給部の構造を示す断面図である。
【００４７】
図１０において、紫外線透過窓３０は図２における紫外線透過窓５に相当し、シャワープレート３２は図２におけるシャワープレート１０に相当する。ただし、紫外線透過窓３０は、λ１及びλ２の両方の波長の紫外線を透過する材料により形成される。一方、シャワープレート３２の上板３４は、λ２の波長の紫外線を透過する材料で形成される。また、シャワープレート３２の下板３６は紫外線を透過しない材料により形成される。
【００４８】
第１の処理ガスが供給される処理ガス供給室３８は紫外線透過窓３０とシャワープレート３２の上板３４との間に形成され、第２の処理ガスが供給される処理ガス供給室４０は、シャワープレート３２の上板３４と下板３６との間に形成される。処理ガス供給室３８は第１の光励起部に相当し、処理ガス供給室４０は第２の光励起部に相当する。
【００４９】
したがって、処理ガス室供給室３８に供給された第１の処理ガスは、紫外線透過窓３０を透過してきた波長λ１の紫外線により光励起され、シャワープレート３２の開口３２ａを通過して反応チャンバ内に導入される。一方、処理ガス供給室４０に供給された第２の処理ガスは、紫外線透過窓３０及びシャワープレート３２の上板３４を透過してきた波長λ２の紫外線により光励起され、シャワープレート３２の開口３２ｂを通過して反応チャンバ内に導入される。
【００５０】
シャワープレート３２の下板３６は紫外線を透過しないので、波長λ１の紫外線及び波長λ２の紫外線は、反応チャンバ内のウェハＷに到達することはない。したがって、紫外線照射に起因するウェハ表面の損傷を防止することができる。
【００５１】
なお、上述のように異なる紫外線吸収ピーク波長を有する第１及び第２の処理ガスの組み合わせとして、例えばアンモニア（ＮＨ４）とチクル（Ｔｉｃｌ４）との組み合わせが挙げられる。アンモニア（ＮＨ４）の吸収ピーク波長λ１は１７２ｎｍであり、チクル（Ｔｉｃｌ４）の吸収ピーク波長λ２は３５６ｎｍである。
【００５２】
次に、本発明の第４実施例について説明する。本発明の第４実施例は、上述の第３実施例と同様に、第１の処理ガスに波長λ１の紫外線を照射し、第２の処理ガスに波長λ２の紫外線を照射して光励起を行うものである。
【００５３】
図１１は本発明の第４実施例による光励起成膜装置のガス供給部の構造を示す断面図であり、図１２は図１１の一点鎖線Ａに沿った断面図である。また、図１３は図１２のシャワープレートをウェハＷ側から見た平面図である。
【００５４】
本実施例において、紫外線を照射するＵＶランプは線上光源であり、波長λ１の紫外線を発生する第１のＵＶランプ５０と波長λ２の紫外線を発生する第２のＵＶランプ５２とが設けられている。第１のＵＶランプ５０と第２のＵＶランプ５２とは並列して設けられ、隔壁５４により各々は隔離されている。
【００５５】
第１のＵＶランプ５０と第２のＵＶランプの下側には、夫々のＵＶランプが発生する波長の紫外線を透過する紫外線透過窓５６及び５８が設けられている。すなわち、第１のＵＶランプ５０の下側には、波長λ１の紫外線を透過する紫外線透過窓５６が設けられ、第２のＵＶランプ５２の下側には波長λ２の紫外線を透過する紫外線透過窓５８が設けられている。
【００５６】
紫外線透過窓５６及び５８の下側には、板状のシャワープレート６０が設けられている。シャワープレート６０には、第１及び第２のＵＶランプ５０及び５２の延在方向に沿って開口６０ａ及び６０ｂが形成されている。すなわち、第１のＵＶランプ５０に沿って開口６０ａが整列し、第２のＵＶランプ５２に沿って開口６０ｂが整列している。
【００５７】
以上のような構成において、シャワープレート６０と紫外線透過窓５６及び５８との間には処理ガス供給室６２及び６４が形成されている。処理ガス供給室６２には、第１のＵＶランプ５０からの波長λ１の紫外線により光励起される第１の処理ガスが供給され、光励起されて活性化された第１の処理ガスは開口６０ａから反応チャンバ２内へ導入される。処理ガス供給室６４には、第２のＵＶランプ５２からの波長λ２の紫外線により光励起される第２の処理ガスが供給され、光励起されて活性化された第２の処理ガスは開口６０ｂから反応チャンバ２内へ導入される。したがって、活性化された第１及び第２の処理ガスは、反応チャンバ２内で接触し混合される。
【００５８】
シャワープレート６０は波長λ１の紫外線及び波長λ２の紫外線を透過しない材料で形成されており、第１及び第２のＵＶランプ５０及び５２からの紫外線は、反応チャンバ２内のウェハＷには照射されない。したがって、紫外線照射に起因するウェハ表面の損傷を防止することができる。
【００５９】
以上のように、上述の各実施例では、処理ガスを光励起する部分を、ウェハが配置される反応チャンバの外部に設けることにより、ウェハに直接紫外線が照射されることを防止し、紫外線照射によるウェハ表面の損傷を防止することができる。上述の各実施例では、光励起部を反応チャンバの上側に設けたが、これに限ることなく、光励起部を反応チャンバの側面側に設けて光励起された処理ガスを側壁から反応チャンバに導入することとしてもよい。ただし、この場合、ウェハに対して横から処理ガスが供給されるため、均一な処理を施すためにウェハが載置されたサセプタを回転するなどの対策が必要である。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、光励起を必要とする処理ガスは、反応チャンバの外部で光励起された後に、反応チャンバへと導入される。したがって、反応チャンバ内の基体に、光励起用の紫外線が照射されることがなく、紫外線照射に起因した基体表面の損傷を防止することができる。また、光励起の必要な処理ガスにだけ紫外線が照射されるため、光励起を必要としない処理ガスを不要に活性化することを防止でき、不要な生成物の生成を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直接光ＣＶＤ法を用いた光ＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例による光励起成膜装置のガス供給部を示す概略構成断面図である。
【図３】図２に示すシャワープレートの構造を示す図である。
【図４】図２に示す紫外線透過窓の平面図である。
【図５】シャワープレートの開口を覆う突起を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例による光励起成膜装置のガス供給部分の概略構成を示す断面図である。
【図７】第１の処理ガスを処理ガス供給室に分散して供給するガ゛ス供給部の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図８】格子状の供給配管を示す平面図である。
【図９】紫外線吸収波長を示すグラフである。
【図１０】は本発明の第３実施例による光励起成膜装置のガス供給部の構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の第４実施例による光励起成膜装置のガス供給部の構造を示す断面図である。
【図１２】図１１の一点鎖線Ａに沿った断面図である。
【図１３】図１２のシャワープレートをウェハＷ側から見た平面図である。
【符号の説明】
２  反応チャンバ
３  サセプタ
４  ヒータ
５，２０，３０，５６，５８  紫外線透過窓
６  ＵＶランプ
１０，３２，６０  シャワープレート
１０ａ，１０ｂ，２４ａ，３２ａ，３２ｂ，６０ａ，６０ｂ  開口
１１，３８，４０  処理ガス供給室
１２  突起部
２２  処理ガス供給通路
２４  配管通路
５０  第１のＵＶランプ
５２  第２のＵＶランプ
５４  隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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