CN101490809A - 成膜装置以及成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜装置和成膜方法，包括：内部维持在减压空间并且处理气体被供给在其中的处理容器；设置在处理容器的内部、用于保持基板的基板保持部；以及由含高熔点金属和碳化合物构成、设置在处理容器的内部、用于对基板进行加热的加热器。

Description

成膜装置以及成膜方法
技术领域
本发明涉及使用加热器在基板上进行成膜的成膜装置和成膜方法。
背景技术
外延(epitaxial)成长法能够在基板结晶上使具有与基板结晶的结晶方位相同结晶方位的单结晶成长，其适用于各种场合。
例如，在下述专利文献1、专利文献2中，揭示有利用外延成长法使Si成长来制造硅晶片的方法。
在上述外延成长法中，因为对原料气体进行热分解，所以，使规定的膜进行成长的基板优选被均匀地加热至比原料气体的分解温度高的温度。因此，在基板的加热中，例如有时使用利用线圈进行的感应加热。
专利文献1：日本特开平9—232275号公报
专利文献2：日本特开2004—323900号公报
但是，在原料气体中存在热分解温度高的物质，有必要使基板的温度更高，因此，考虑到成膜装置的构成，感应加热的利用有时存在问题。例如存在下述问题，即，在利用线圈进行感应加热时，相对于投入的电力，向加热基板的热能的变换的比例小，电力的利用率低。
因此，具有下述问题，即，特别是在分解热分解温度高的成膜气体时，为了进行感应加热而增大投入的电力，从而导致用于成膜的成本增加。此外，在将基板加热至高温的情况下，有必要使用于进行感应加热的高频电源增大，而且用于屏蔽高频的结构也大型化并且复杂化，因此，导致成膜装置大型化以及复杂化。
在上述利用感应加热进行的加热的效率低下的主要原因之一中，具有难以使感应加热所使用的线圈接近基板进行配置的问题。例如，用于感应加热的线圈，因为设置在例如由石英等介电损失小的材料构成的处理容器的外侧，所以导致难以接近设置于该处理容器内侧的基板来进行设置。
此外，另一方面，当利用加热器直接对基板进行加热时，因为成膜气体的原因，有时存在难以将基板加热至能够分解该成膜气体的温度范围。例如，烃类气体(例如，以CxHy(x、y为整数)表示的气体)的热分解温度普遍较高。例如，C3H8的分解温度大约为1200℃，因此有必要将基板加热至至少1200℃以上的高温。而且，为了能够得到充分的成膜速度，实现高成膜品质，有必要将基板加热至1500℃以上。因此，加热器本身的温度必须加热至至少1500℃以上，但是，据本发明的发明人所知，能够承受如此高温的加热器至今为止还没有被使用的例子。
此外，加热器被设置在处理容器内，处理室被维持在减压状态，因此，会发生加热器本身的热分解(升华)、脱气等问题。
发明内容
因此，本发明总的课题在于提供一种能够解决上述问题的新型并且有用的成膜装置以及成膜方法。
本发明的具体课题在于提供一种能够对分解温度高的成膜气体进行分解并且能够稳定地进行成膜的成膜装置以及成膜方法。
根据本发明的一方面，提供一种成膜装置，其特征在于，包括：内部维持在减压空间，并且被供给有成膜气体的处理容器；设置在所述处理容器的内部、用于保持基板的基板保持部；和由含有高熔点金属和碳的化合物构成、设置在所述处理容器的内部、用于加热所述基板的加热器。
本发明第二方面提供一种成膜装置，其特征在于：在上述第一方面的成膜装置中，所述化合物以TaC为主要成分。
本发明第三方面提供一种成膜装置，其特征在于：在上述第一或者第二方面的成膜装置中，使用所述成膜气体在所述基板上形成以Si和C为主要成分的膜。
本发明第四方面提供一种成膜装置，其特征在于：在第三方面的成膜装置中，所述成膜气体包括以CxHy表示的气体，其中，x、y为整数。
本发明第五方面提供一种成膜装置，其特征在于：在第四方面的成膜装置中，所述加热器构成为能够使所述加热器的温度为1500℃以上。
本发明第六方面提供一种成膜装置，其特征在于：在第一～第五方面的成膜装置中，所述加热器具有多个部分，该多个部分各自的温度被独立地控制。
本发明第七方面提供一种成膜装置，其特征在于：在第一方面的成膜装置中，所述多个部分中的至少两个部分沿着所述成膜气体的流动配置。
本发明第八方面提供一种成膜方法，其特征在于：所述成膜方法是具有下述结构的成膜装置的成膜方法，该成膜装置包括：内部维持在减压空间，并且被供给有成膜气体的处理容器；设置在所述处理容器的内部、用于保持基板的基板保持部；和由含有高熔点金属和碳的化合物构成、设置在所述处理容器的内部、用于加热所述基板的加热器，所述成膜方法包括：向所述基板供给所述成膜气体的工序；和利用所述加热器对所述基板进行加热的工序。
本发明第九方面提供一种成膜方法，其特征在于：在第八方面的成膜方法中，所述化合物以TaC为主要成分。
本发明第十方面提供一种成膜方法，其特征在于：在第九或者第十方面的成膜方法中，使用所述成膜气体在所述基板上形成以Si和C为主要成分的膜。
本发明第十一方面提供一种成膜方法，其特征在于：在第十方面的成膜方法中，所述成膜气体包括以CxHy表示的气体，其中，x、y为整数。
本发明第十二方面提供一种成膜方法，其特征在于：在第十一方面的成膜方法中，所述加热器构成为能够使所述加热器的温度为1500℃以上。
本发明第十三方面提供一种成膜方法，其特征在于：在第八～第十二方面的成膜方法中，所述加热器具有多个部分，该多个部分各自的温度被独立地控制。
本发明第十四方面提供一种成膜方法，其特征在于：在第十三方面的成膜方法中，所述多个部分中的至少两个部分沿着所述成膜气体的流动配置。
根据本发明，能够提供一种对分解温度高的成膜气体进行分解并且能够进行稳定成膜的成膜装置以及成膜方法。
附图说明
图1是表示的是利用外延成长法制作的半导体装置的一个例子的截面图。
图2是半导体材料的特性的比较图。
图3是简要表示实施例1所涉及的成膜装置的模式图。
图4是模式表示图3的成膜装置的处理容器内部的结构的截面图。
图5表示的是设置在图4的处理容器内部的基板保持部的模式图。
图6表示的是实施例1所涉及的成膜方法的流程图。
图7表示的是处理容器连接有搬送室的例子的示意图。
图8表示的是搬送室连接有多个处理容器的例子的示意图。
标号说明
101：处理容器
101A：减压空间
101B：处理容器
101C：气体供给单元
101a：成膜气体供给空间
101b：隔热空间
102：基板保持部
104：加热器
104A、104B：加热部件
104a、104c：上部加热器构件
104b、104d：下部加热器构件
105：隔热件
106：隔热件保持构造体
107：电力控制单元
107A：电源
108：轴部
109：运行单元
110：搬送板
111：压力计
112：排气线
113：压力调整单元
114：排气单元
120：控制单元
121：CPU
122：存储介质
123：输入部
124：存储器
125：通信部
126：显示部
130、130A、130B、130C、130D、130E、130F、130G、134：气体线
131A、131B、131C、131D、131E、131F、131G、135：MFC
132A、132B、132C、132D、132E、132F、132G、136：MFC
133A、133B、133C、133D、133E、133F、133G、137：气体供给源
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在附图中，对于相同或者对应的部件或者部材标注相同或者对应的参考标号并省略其重复的说明。此外，附图的目的并不是为了表示部材或者部件之间或者各种层的厚度之间的相对比例关系，因此，具体的厚度以及尺寸参照不受以下限定的实施方式，由本领域技术人员来决定。
图1是表示利用本发明的外延成长法制作的半导体装置(MOS晶体管)的结构的一个例子的示意图。
参照图1，半导体装置10具有：由n型的碳化硅半导体(以下称为SiC)形成的基板1；以及在基板1上(基板1的表面上)形成的n型的SiC层(n型外延层)2。SiC层2利用外延成长法形成为：在基板结晶方面具有与基板结晶的结晶方位相同的结晶方位，并且成为单结晶。其中，在其它的实施方式中，根据利用成膜装置100制造的半导体装置10的特性的不同，SiC层2没有必要具有与基板结晶的结晶方位相同的结晶方位，此外，为多结晶也可以。
在SiC层2上隔开规定间隔形成有p型杂质扩散区域3A、3B，在p型杂质扩散区域3A、3B内分别形成有n型杂质扩散区域4A、4B。此外，在SiC层2上，以从n型杂质扩散区域4A的一部分遍及至n型杂质扩散区域4B的一部分的方式形成有栅极绝缘膜6，在栅极绝缘膜6上形成有电极7。
此外，在p型杂质扩散区域3A和n型杂质扩散区域4A之上形成有电极5A，同样，在p型杂质扩散区域3B和n型杂质扩散区域4B之上形成有电极5B。此外，在基板1的与SiC层2的相对一侧面(背面)形成有电极8。
在上述半导体装置(MOS晶体管)中，例如以电极7作为栅极电极，以电极5A、5B作为源极电极，以电极8作为漏极电极。
上述半导体装置10例如与现有技术中的使用Si的半导体装置相比，具有能够大幅度抑制所谓的导通电阻(on resistance)(漂移(drift)层的电阻)的优点。由此，能够起到有效提高电力的利用效率的效果。
图2是对作为半导体材料所使用的Si、GaAs以及SiC的各自的特性进行比较的图。
参照图2可知，SiC与半导体装置的制造中现有通常所使用的Si相比，具有绝缘破坏电场强度Ec大1位数以上(大1个量级以上)的特点。上述导通电阻因为与绝缘破坏电场强度的3倍成反比，所以，在使用绝缘破坏电场强度Ec大的SiC的半导体装置中，能够降低导通电阻并使电力的利用效率良好。
此外，SiC与Si以及GaAs相比，因为具有较宽的带隙(band gap)，所以，使用SiC的半导体装置能够在高温下进行动作。例如，以Si制成的半导体装置的动作温度的上限为150℃，与此相反，以SiC制成的半导体装置，即便在400℃以上的高温下也能够动作。
因此，通过使用SiC的半导体装置，不需要例如在现有技术中所必需的半导体装置的冷却装置，此外，与现有技术相比，能够在更加严格的条件下使用半导体装置。
此外，在涉及大电流的所谓的功率设备(power device)中，通过使用电阻值小的SiC，能够使设备的面积变小，从而实现使用该设备的机器的小型化。
上述SiC例如可以通过外延成长法形成。此时，作为在SiC的成膜中使用的气体的组合的一个例子有SiH4、H2，除此之外，有时也使用难以分解的C3H8等的烃类的气体(由CxHy(x、y为整数)表示)。此外，例如在使用C3H8时，有必要将基板加热至1200℃以上，在这样对基板进行加热时，会产生下述问题。
例如，在利用线圈进行感应加热时，因为电力的利用效率低下，因此特别是在分解热分解温度高的成膜气体时，投入到感应加热中的电力增大，导致用于成膜的成本增加。此外，在将基板加热至高温时，有必要增大用于感应加热的高频电源，而且用于高频屏蔽的结构也大型化并且复杂化，所以，导致成膜装置大型化、复杂化。
如上所述，作为利用感应加热进行加热的效率低下的原因之一是存在下述问题，即，难以使在感应加热中所使用的线圈接近基板来设置。此外，另一方面，当使用加热器等加热单元对基板进行直接加热时，根据成膜气体的热分解温度，有时难以将基板加热至能够分解该成膜气体的温度范围。
此外，加热器被设置在处理容器的内部，因为处理室内维持在减压氛围，所以会产生加热器本身的热分解(升华)以及脱气的问题。
因此，在本发明实施方式的成膜装置中，作为上述加热器，使用由含有高熔点金属和碳的化合物构成的加热器(例如，使用以碳化钽(TaC)为主成份的加热器)。由上述化合物构成的加热器，例如当以TaC为主成份时，能够升温至1500℃以上的温度。因此，能够将基板加热至1500℃左右，使含有热分解温度高的C3H8等烃类气体的成膜气体分解，从而使SiC膜在基板上外延成长。
接着，以下参照附图，对上述成膜装置的构成的一个例子以及使用上述成膜装置的成膜方法的一个例子进行说明。
实施例1
图3是模式表示本发明的实施例1所涉及的成膜装置100的示意图。参照图3，成膜装置100具有内部被划分成减压空间101A、大致呈矩形(大致呈框体状)的处理容器101。
在减压空间101A内设置有用于保持基板的基板保持部(在图3中没有示出基板以及基板保持部，在图4中详细示出)，在保持于基板保持部上的基板上使半导体膜成长。其中，虽然在图3中省略了减压空间101A的内部构造，但是以下将在图4中进行详细说明。
此外，处理容器101与排气管线112连接，在该排气管线112上设置有例如真空泵等的排气装置114以及例如由传导(conductance)可变阀构成的压力调整器113，能够将减压空间101A内的压力调整至比大气压低的压力(减压)。此外，在处理容器101上设置有压力计111，减压空间101A内的压力，根据利用压力计111测定的压力值，由压力调整器113进行调整。
此外，在处理容器101的外侧，配置有与参照图4后述的加热器连接的电源107A，电源107A与该加热器经由电力控制部107而连接。例如，加热器可以如后所述被分割为多个部分，此外，也可以利用电力控制部107对各部分的各个分别进行控制。
此外，通过气体管线130向处理容器101内(减压空间101A)供给成为成膜的原料的成膜气体。此外，在气体管线130上连接有气体管线130A、130B、130C、130D以及130E。
具有质量流量控制器(MFC)131A和阀门132A的气体管线130A与用于供给SiH4气体的气体供给源133A连接，向处理容器101内供给SiH4气体。
同样，分别设置有质量流量控制器(MFC)131B～131E、阀门132B～132E的气体管线130B～130E，分别与气体供给源133B～133E连接。从气体供给源133B～133E分别供给C3H8气体、H2气体、TMA(三甲基铝(trimethylaluminium))气体、N2气体。
例如，在处理容器101内的基板上使SiC膜外延成长时，只需使基板维持在合适的温度，并且与此同时向处理容器101内供给作为成膜原料的原料气体的SiH4气体、C3H8气体以及H2气体即可。
此外，根据需要，除SiH4气体、C3H8气体以及H2气体之外，还可以向处理容器101内供给TMA气体以及N2气体，以调整形成的SiC膜的电特性。此外，上述气体为在成膜过程中所使用的气体的一个例子，本发明并不局限于此，也可以使用其它的气体形成SiC膜。此外，并不局限于SiC膜，也可以使用其它的气体形成其它的膜。
此外，通过气体管线134向处理容器101内(减压空间101A)供给用于冷却处理容器101的冷却气体。设置有MFC135和阀门136的气体管线134与用于供给冷却气体(例如Ar等的不活泼性气体)的气体供给源137连接，能够向处理容器101内供给冷却气体。参照图4，在后面对上述成膜气体、冷却气体在处理容器内的具体供给路径进行说明。
此外，在成膜装置100中，成膜顺序(例如阀门的开闭、流量控制、高频电力的施加等动作)根据例如称为方案的程序而被实施。此时，阀门和MFC等的动作由具有CPU121的控制装置120控制。在图中省略它们的连接配线。
控制装置120包括：CPU121、存储有上述程序的存储介质122、键盘等的输入部123、显示部126、用于与网络等连接的通信部125、和存储器124。
接着，参照图4，对上述处理容器101的结构进行说明。图4是模式表示先前在图3中说明的处理容器101的内部构造的截面图。其中，对于先前说明的部分标注相同的标号。参照图4，在处理容器101的内部设置有基板保持部102，该基板保持部102用于在减压空间101A内保持基板W。
基板保持部120与保持在基板保持部120上的基板W通过配置在减压空间101A的基板W的附近和周围的加热器104而被加热。具体而言，基板W被加热至能够使所供给的成膜气体分解从而能够进行表面反应(外延成长)程度的温度。将在后面对这种加热器的材质以及控制进行详细说明。
此外，在被加热的基板保持部102(基板W)以及加热器104与处理容器101之间设置有隔热件105。
因此，即便当基板保持部102(基板W)、加热器104处于高温的情况下，也能够较大地维持被加热的部分与处理容器101之间的温差，由此能够抑制处理容器101的破损以及放出气体的产生等。
此外，因为在处理容器101内处于高温的部分与处理容器101之间具有优良的隔热性，因此构成处理容器101的材料的选择自由度得到提高。上述处理容器101例如由石英构成。因为石英的纯度高并且即便在减压被加热的情况下有可能对膜造成污染的放出气体的量也少，所以，作为用于划分在形成构成高性能设备的膜时的减压空间的材料是合适的。其中，处理容器101并不局限于石英，能够由各种材料构成。
此外，减压空间101A中的隔热件105和被加热至高温的基板保持部102优选由被加热至高温的情况下难以分解变质、并且在被加热的情况下难以产生污染物质的放出等现象、稳定并且清洁(纯度高)的材料构成。例如，上述基板保持部102和隔热件105优选都使用碳(石墨)构成。
此外，基板保持部102为了维护其机械强度，优选由密度高的碳材料构成。这种碳材料优选具有例如被称为松密度(bulk)材料程度的高密度。
另一方面，隔热件105为了实现高隔热性，优选由密度低的碳材料形成。这种碳材料优选与上述松密度材料的孔隙率相比具有显著大的空隙率。具体而言，适用于这种隔热的碳材料例如更优选在目视时能够用肉眼确认出空隙存在的程度。在本说明书中，这些材料有时不考虑空隙的形状，均记作形成多孔状的材料。
此外，根据需要，也可以使用含有用于控制碳的热传导率的物质、不会对在基板上形成的膜造成污染程度的碳材料来构成隔热件105。
即，上述基板保持部102和隔热件105，均以适用于减压状态下被加热的情况的材料的相同材料(碳)作为主成分构成，但是，这些碳主要因其密度(材料的细微个体构造)的不同而产生在热传导率方面有所不同。
此外，在基板保持部102和隔热件105的表面也可以形成规定的涂敷膜。在本实施例的情况下，例如基板保持部102的表面由SiC膜所涂敷，另一方面，隔热件105的表面由密度比隔热件105的密度高的碳膜所涂敷。通过形成这种涂敷膜，能够在保护材料的同时抑制颗粒的产生以及隔热件表面与气体的反应。
此外，在隔热件105的外侧，以覆盖隔热件105的方式形成有由石英构成的隔热件保持构造体106。隔热件保持构造体106构成为使隔热件105从处理容器101隔开来对其进行保持。因此，在处理容器101和隔热件105之间形成隔热空间101b，能够有效地抑制处理容器101的温度上升。隔热件保持构造体106由载置于处理容器101的底面的、柱状的支撑部106A所支撑。
此外，从气体管线134(图3)向隔热空间101b供给冷却气体(例如Ar气体等)。通过这样进行冷却，也能够抑制处理容器101的温度上升。
此外，从气体管线130(图3)向在隔热件保持构造体106的内侧划分的、设置有基板保持件102和隔热件105的成膜气体供给空间101a内供给成膜气体。即，通过隔热件保持构造体106，能够防止在减压空间101A内的成膜气体发生扩散，从而有效地向基板W供给成膜气体。该结构能够提高成膜气体的利用效率。
换言之，隔热件保持构造体106将减压空间101A实质上分离成两个空间(成膜气体供给空间101a、隔热空间101b)。因此，能够在有效抑制处理容器101的温度上升的同时，提高成膜气体的利用效率。
此外，基板保持部102大致形成为圆盘形状并且表面具有凹部。在该凹部内载置有用于载置多个基板W的、大致呈圆盘状的搬送板110。多个基板W被载置于搬送板110上，载置有多个基板W的搬送板110通过搬送臂等搬送部(后述)而被搬送，并被载置于基板保持部120的凹部内。
此外，基板保持部102构成为在其中心部形成的中心孔内插入有轴部108。轴部108通过设置于轴部108的下端的工作部109而能够向上方以及下方移动并能够旋转。在轴部108的上端以作为整体形成为台阶形状的方式形成有大致呈圆盘状的前端部，该前端部能够与形成于搬送板110的中心的中心孔相嵌合从而能够抬起搬送板110。在进行搬送板110的搬送时，通过轴部108使搬送板110被抬起。
此外，在成膜时，以轴部108作为中心轴，使基板保持部102和搬送板110旋转。因此，与成膜速度、膜厚、膜质等相关，能够抑制基板面内的偏差以及基板间的偏差。
图5表示的是载置于基板保持部102上的搬送板110以及载置于搬送板110上的多个基板W的俯视图。此外，在搬送板110的中心孔内嵌合有轴部108的前端部。其中，在本图中，作为一个例子，表示出以等角度间隔载置的8个基板W，但是基板的载置位置、载置的个数并不局限于此。此外，搬送板110因为在减压空间110A内被加热，因此优选由与基板保持部102相同的材料(碳)形成。
在本实施例的成膜装置100中，上述说明的加热器104由含有高熔点金属和碳的化合物构成。本实施例的成膜装置，与现有技术的成膜装置相比，在将基板W加热至高温的情况下特别有用。例如，先前说明的C3H8气体在大约1200℃以上的温度下才开始分解，因此基板W至少被加热至1200℃以上(例如1550℃～1650℃左右)。
在现有技术的加热器中，若在减压空间内将基板加热至1500℃左右，则加热器本身会发生热分解(升华)，结果，不能够对基板进行加热。在本实施例的成膜装置100中，加热器104由含有高熔点金属和碳的化合物、例如以TaC为主要成分的材料构成，因此基板能够被加热至例如1550℃～1650℃左右的高温。其中，在将基板加热至1550℃～1650℃左右时，加热器104的温度例如比基板温度高200℃左右，例如为1750℃～1850℃左右。
由TaC构成的加热器104即便处于如此高温之下也不会发生升华，能够稳定地对基板W进行加热。此外，通过使用称为TaC的、即便在减压下处于高温时也能够抑制分解以及脱气的材料，而能够与基板W(基板保持部102)接近来设置加热器104。
其中，由TaC构成的加热器包括：含有TaC陶瓷主体和埋设于该主体内的发热体而构成的加热体，由TaC涂敷埋设有发热体的母体(例如石墨)的加热器等。
例如，作为加热基板W的方法使用感应加热时，因为有必要将用于感应加热的线圈设置在处理容器101的外侧(减压空间101A的外侧)，所以难以使线圈接近基板W进行设置。因此，在使用感应加热的情况下，加热效率低，特别在使基板成为高温的情况下，产生电源大型化的问题。此外，当以较大电力进行感应加热时，具有高频电力的遮蔽的结构变得大型化并且复杂化，从而导致成膜装置整体的结构大型化并且复杂化的问题。
另一方面，在本实施例所涉及的成膜装置100中，因为能够使由高熔点金属和碳的化合物构成的加热器在减压空间101A内与基板近接配置，所以，与感应加热相比加热效率良好，与感应加热相比投入电力少。此外，若使用感应加热，则为了抑制因向感应加热用的线圈施加的高频电力所引起的干涉，而有必要用于遮蔽高频的遮蔽结构，但是，在使用加热器的情况下，因为没有必要该遮蔽结构，所以能够实现装置100的小型化以及单纯化。
此外，在本实施例的成膜装置100中的由高熔点金属和碳的化合物构成的加热器104，例如以TaC为例子，大概能够稳定升温至2000℃左右的温度。即，在由TaC构成加热器时，产生因热而引起的分解(升华)的温度比现有技术中的SiC等加热器的高。因此，加热器104在有必要将基板W加热是1500℃以上温度的、使用烃类的气体(例如C3H8气体等)的外延成长(SiC的成长)中是合适的。此外，TaC与SiC相比，其耐热冲击性大，即便在反复进行急剧的温度上升以及急剧的温度下降时，也能够抑制发生裂纹，能够连续稳定地进行成膜工序。
此外，TaC与SiC相比，因为相对于腐蚀性气体具有高耐性，所以本实施例的成膜装置100中的加热器104即便接近减压空间101A的基板配置，也能够降低成膜气体或者添加气体、冷却气体等引起的加热器104的腐蚀、损伤。
此外，上述高熔点金属并不局限于Ta，例如也可以使用钨(W)、钼(Mo)等其它金属。
再次参照图4，因为与成膜气体的流动大致平行地设置基板W，所以也可以沿着成膜气体的流动将加热器104分割成多个部分，控制每个分割部分的温度。由此，能够使基板W的温度的均匀性良好，是优选的。
例如，在本实施例中，加热器104由加热器部件104A和加热器部件104B构成。加热器部件104A被配置于在成膜气体供给空间101a中流动的气流的上游侧，加热器部件104B被配置于在成膜气体供给空间101a中流动的气流的下游侧。此处，通过独立控制加热器部件104A和加热器部件104B，能够改善基板W的温度的均匀性。其中的一个例子如下所述。
因为向成膜气体供给空间101a导入大致室温的气体，所以在成膜气体供给空间101a中的气流的上游侧，基板W以及基板保持部102因气体而被冷却，基板W以及基板保持部102的温度有变低的倾向。另一方面，在气流的下游，因为在气流的上游被加热的气体流动，所以有避免基板W以及基板保持部102的温度降低的倾向。即，容易产生在气流的上游侧温度低，在下游侧温度高的温度分布。因此，通过使投入到配置于气流上游侧的加热器部件104A的电力比投入到配置于气流的下游侧的加热器部件104B的电力高，由此，补偿上述温度分布，从而能够以规定的温度均匀地维持基板保持部102以及基板W的温度。
这样，通过沿着成膜气体的流动将加热器104分割成多个部分，控制每个分割部分的温度，使得能够降低与基板温度有关的基板面内的偏差以及基板之间的偏差。其结果，能够得到品质的偏差小的膜。
此外，上述加热器104为了均匀地对基板W进行加热，优选设置在基板W的上方和下方(基板保持部102的上方和下方)。例如，加热器部件104A具有：以从基板W的表面加热基板W的方式配置的上部上游侧加热构件104a以及经由基板保持部102以从基板W的背面加热基板W的方式配置的下部上游侧加热构件104b。
同样，加热器部件104B具有：以从基板W的表面加热基板W的方式配置的上部下游侧加热构件104c以及经由基板保持部102以从基板W的背面加热基板W的方式配置的下部下游侧加热构件104d。
此时，也可以分别对上部上游侧加热构件104a(上部下游侧加热构件104c)的温度与下部上游侧加热构件104b(下部下游侧加热构件104d)的温度进行控制。即，可以以沿着与基板(W)面相交叉的方向分割加热器104，对分割的每部分进行温度控制的方式来构成加热器104。
此外，当加热器104构成为具有多个加热器构件时，也可以根据成膜气体的流动方向以及与基板W相对的配置位置(表面或者背面)，对各加热器构件的温度进行控制。
例如，在本实施例的情况下，对于上部上游侧加热构件104a和上部下游侧加热构件104c而言，可以将上部上游侧加热构件104a的温度调整为比上部下游侧加热构件104c的温度高。此外，对于上部上游侧加热构件104a和下部上游侧加热构件104b而言，例如在升温时，考虑到基板保持部102的热容量，可以将主要对基板保持部102进行加热的下部上游侧加热构件104b的温度提高。
其中，在本实施例中，加热器104构成为具有4个加热器构件(以被分割的方式构成)，但是分割的个数以及分割的加热器构件的配置并不局限于此，可以进行各种变形变更。
接着，参照图6所示的流程图，对使用上述成膜装置100的成膜方法的一个例子进行说明。
首先，在步骤S1中，向着保持在设置于处理容器101内的减压空间101A中的基板保持部102上的基板W供给成膜气体。例如，参照图3的同时进行说明，向处理容器101内(成膜气体供给空间101a)供给作为成膜气体的SiH4气体、C3H8气体、以及H2气体。此外，也可以根据需要一并供给TMA气体、N2气体。
例如，各自的成膜气体的流量，作为一个例子，SiH4气体为10sccm(标准立法厘米每分)至30sccm，C3H8气体为10sccm至20sccm，H2气体为50slm(标准升每分)至200slm，但是并不局限于这些数值。
接着，在步骤S2中，利用加热器104对基板保持部102(以及基板W)进行加热，使基板W维持在1550℃～1650℃的温度范围内的温度。其结果，在基板W上使以Si和C为主要成分的膜(SiC膜)外延成长。
其中，可以先开始步骤1和步骤2的任意一个，此外，也可以同时开始步骤1和步骤2、此外，各个步骤的时间可以根据形成的SiC膜所具有的规定膜厚适当进行调整。
接着，对处理容器101与搬送室连接构成成膜装置的例子进行说明。例如，当在基板上形成半导体装置时，一般使用搬送基板(载置基板的搬送板)的搬送室。因此，成膜装置如以下说明的那样，成为具有上述搬送室的构造。
图7是模式表示连接先前说明的处理容器101以及具有搬送臂(搬送部)201A的搬送室201而构成成膜装置的一个例子的立体图。其中，对于先前已经说明的部分标注相同的标号，并省略详细说明。此外，省略与处理容器101连接的排气管线等。
参照图7，根据图4说明的处理容器101，通过处理容器101B与在内部具有搬送臂的搬送室201连接。此外，在处理容器101B的下方，设置有用于供给先前说明的成膜气体的气体喷嘴(成膜气体供给装置)101C。成膜气体从上述气体喷嘴101C被供给至成膜气体供给空间101a(图4)。
在上述结构中，如图5所示，载置基板W的搬送板110通过搬送臂201A从搬送室201被搬入到处理容器101内，并载置于基板保持部102上。此外，在向基板W上的成膜结束之后，同样通过搬送臂201A，将搬送板110从处理容器101向搬送室201搬出。
图8是模式地表示使多个处理容器101(成膜装置100)与搬送室201连接而构成的成膜装置1000的例子的平面图。其中，对于先前已经说明的部分标注相同的标号并省略说明。
参照图8，成膜装置1000具有用于载置搭载有搬送板110的保持件(图未示出)的端口(port)205A～205C、以及作为该保持件的搬送载体的装载部203。
此外，装载部203与搬送板110被搬入的负载锁定部202A、202B连接，而且负载锁定部202A、202B与先前在图8中说明的搬送室201连接。
上述搬送室201连接有两个先前示出的处理容器101。其中，省略成膜装置100的除处理容器101以外的结构。
载置于端口205A～205C的任一个上的搬送板110(基板W)，通过装载部203而被搬入到负载锁定部202A或者负载锁定部202B。而且，搬送板110从负载锁定部202A、202B的任一个经过搬送室201而被搬送至成膜装置100(处理容器101)。此外，根据需要，也可以使用设置于装载部203的定位机构204，对搬送板110进行定位。
在成膜装置100中完成成膜后，搬送板110(基板W)再次经由搬送室201被搬送至负载锁定部202A或者负载锁定部202B的任一个，进一步通过转载部203返回到端口205A～205C的任一个。
这样，通过使成膜装置100(处理容器101)与搬送室201等的用于对搬送板110(基板W)进行搬送的结构连接，使得能够连续并且有效地进行基板的成膜。
此外，例如基板处理装置1000并不局限于上述结构，可以进行种种变形和变更。例如，与上述搬送室201连接的成膜装置100(处理容器101)并不局限于两个的情况，例如，也可以连接3个或者4个成膜装置。而且，搬送室201也可以与成膜装置100以外的用于进行基板处理的装置连接。由此，可以根据需要对基板处理装置的结构进行变更，能够使基板处理(成膜)的效率良好。
以上，根据优选实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不受上述特定的实施例的限制，可以在权利要求所记载的要旨内进行各种变形以及变更。
本国际申请主张基于2006年12月25日申请的日本专利申请第2006—348458号的优先权，此处引用其全部内容。
产业可利用性
根据本发明，能够提供一种能够对分解温度高的成膜气体进行分解并且能够进行稳定成膜的成膜装置以及成膜方法。

Claims (14)

1.一种成膜装置，其特征在于，包括：
内部维持在减压空间，并且被供给有成膜气体的处理容器；
设置在所述处理容器的内部、用于保持基板的基板保持部；和
由含有高熔点金属和碳的化合物构成、设置在所述处理容器的内部、用于加热所述基板的加热器。
2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：
所述化合物以TaC为主要成分。
3.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：
使用所述成膜气体在所述基板上形成以Si和C为主要成分的膜。
4.如权利要求3所述的成膜装置，其特征在于：
所述成膜气体包括以CxHy表示的气体，其中，x、y为整数。
5.如权利要求4所述的成膜装置，其特征在于：
所述加热器构成为能够使所述加热器的温度为1500℃以上。
6.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：
所述加热器具有多个部分，该多个部分各自的温度被独立地控制。
7.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于：
所述多个部分中的至少两个部分沿着所述成膜气体的流动配置。
8.一种成膜方法，其特征在于：
所述成膜方法是具有下述结构的成膜装置的成膜方法，
该成膜装置包括：
内部维持在减压空间，并且被供给有成膜气体的处理容器；
设置在所述处理容器的内部、用于保持基板的基板保持部；和
由含有高熔点金属和碳的化合物构成、设置在所述处理容器的内部、用于加热所述基板的加热器，
所述成膜方法包括：
向所述基板供给所述成膜气体的工序；和
利用所述加热器对所述基板进行加热的工序。
9.如权利要求8所述的成膜方法，其特征在于：
所述化合物以TaC为主要成分。
10.如权利要求8所述的成膜方法，其特征在于：
使用所述成膜气体在所述基板上形成以Si和C为主要成分的膜。
11.如权利要求10所述的成膜方法，其特征在于：
所述成膜气体包括以CxHy表示的气体，其中，x、y为整数。
12.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于：
所述加热器构成为能够使所述加热器的温度为1500℃以上。
13.如权利要求8所述的成膜方法，其特征在于：
所述加热器具有多个部分，该多个部分各自的温度被独立地控制。
14.如权利要求13所述的成膜方法，其特征在于：
所述多个部分中的至少两个部分沿着所述成膜气体的流动配置。
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