JP2000277501A

JP2000277501A - 化学蒸着装置

Info

Publication number: JP2000277501A
Application number: JP8262499A
Authority: JP
Inventors: Hideji Nomura; 秀二野村; Koji Ikeda; 浩二池田; Hitoshi Morizaki; 仁史森崎; Shugo Watanabe; 周悟渡辺; Keiji Ishibashi; 啓次石橋; Minoru Karasawa; 稔柄澤
Original assignee: Japan Science and Technology Corp; Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP4505072B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱体ＣＶＤ法を行う化学蒸着装置におい
て、作成される薄膜中への不純物の混入を防止する。【解決手段】処理容器１内にガス供給系２によって供
給された原料ガスが、エネルギー供給機構３０により１
５００〜１９００℃程度の高温に維持された発熱体３の
表面で分解及び又は活性化して基板９の表面に薄膜が作
成される。発熱体３はタングステン等の高融点金属のワ
イヤーであり、薄膜作成時の温度以上の２０００〜３０
００℃程度の温度に１×１０^−６〜１Ｐａ程度の真空中
で５分以上維持する高温処理が施された後、処理容器１
内に取り付けられている。発熱体３の成形時等に混入し
た重金属が高温処理により予め放出され、薄膜中への混
入は１×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｃを下回る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、所定の高温に
維持された発熱体を用いる化学蒸着法を行う化学蒸着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ（大規模集積回路）を始めとする
各種半導体デバイスやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の
製作においては、基板上に所定の薄膜を作成するプロセ
スが存在する。このうち、所定の組成の薄膜を比較的容
易に作成できることから、従来から化学蒸着（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶ
Ｄ）法による成膜が多く用いられている。ＣＶＤ法に
は、プラズマを形成してプラズマのエネルギーにより気
相反応を生じさせて成膜を行うプラズマＣＶＤ法や基板
を加熱して基板の熱により気相反応を生じさせて成膜を
行う熱ＣＶＤ法等の他に、所定の高温に維持した発熱体
を経由して原料ガスを供給するタイプのＣＶＤ法（以
下、発熱体ＣＶＤ法）がある。

【０００３】発熱体ＣＶＤ法を行う化学蒸着装置は、処
理容器内に基板を配置し、処理容器内に設けられた発熱
体を所定の高温に維持しながら原料ガスを導入する。導
入された原料ガスが発熱体の表面を通過する際、分解や
活性化等の変化が原料ガスに生じ、この変化による生成
物が基板に到達することにより最終的な目的物である材
料の薄膜が基板の表面に堆積する。尚、このような発熱
体ＣＶＤのうち、ワイヤー状の発熱体を用いるものにつ
いては、ホットワイヤ（ＨｏｔＷｉｒｅ）ＣＶＤと呼
ばれる場合がある。

【０００４】このような発熱体を経由して原料ガスを基
板に到達させると、基板の熱のみによって反応を生じさ
せる熱ＣＶＤ法に比べて基板の温度を低くできる長所が
ある。また、プラズマＣＶＤ法のようにプラズマを形成
することがないので、プラズマによる基板へのダメージ
といった問題からも無縁である。このようなことから、
上記発熱体ＣＶＤ法は、高集積度化や高機能化が益々進
む次世代の半導体デバイスの製作に有力視されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
の研究によると、発熱体ＣＶＤ法では、通常の熱ＣＶＤ
法やプラズマＣＶＤ法では考えられない不純物が膜中に
混入することが判明した。図６は、この問題を確認した
実験の結果を示す図であり、実験用の化学蒸着装置で作
成した窒化シリコン膜を二次イオン質量分析法（Second
ary Ion Mass Spectroscopy；ＳＩＭＳ）により分析し
た結果を示す図である。尚、基板は、ガリウム砒素基板
が使用された。

【０００６】図６の横軸は、基板の厚さ方向の位置を示
している。また、図６の右側の縦軸は、検出器に二次イ
オンが入射することにより流れる電流から単位時間あた
りの入射二次イオン数（カウント／秒）を示しており、
左側の縦軸は、二次イオン数から定量的に算出される各
元素の濃度（単位体積あたりの元素の数，ａｔｏｍｓ／
ｃｃ）を示している。尚、各元素の濃度の定量は、標準
試料を使用して得られた二次イオン数のデータと比較し
て行われている。

【０００７】図６において、基板の表面（横軸の０の
点）から２０００オングストローム程度の位置まではＳ
ｉが１平方センチあたり１０^１８個以上の濃度で検出さ
れており、表面から２０００オングストローム程度の厚
さで窒化シリコン膜が作成されていると判断される。そ
して、この０〜２０００オングストロームの領域に、Ｆ
ｅ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｎに相当する二次イオン電流が計測さ
れている。二次イオン数から換算すると、平均して、Ｆ
ｅが５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度、Ｎｉが１×１
０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度、Ｗが１×１０^１６ａｔｏ
ｍｓ／ｃｃ程度、Ｍｎが１×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｃ
程度の濃度で混入しているとされる。但し、この分析に
使用されたＳＩＭＳ装置は、検出系のＳＮ比等から、５
×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度が検出限界となってお
り、ＷやＭｎについては、本当にこの程度の濃度の混入
があるかどうか不明である。

【０００８】いずれにしても、上記図６に示すデータか
ら、従来の化学蒸着装置を使用して作成した薄膜中に、
ＦｅやＮｉが高い濃度で混入しているのが確認された。
このような金属元素の混入は、通常の熱ＣＶＤ装置やプ
ラズマＣＶＤ装置では見られなかった現象である。この
ような意図しない金属元素の高濃度の混入があると、デ
バイス特性を阻害する結果となる可能性が高い。どのよ
うに阻害されるかは、薄膜の種類や目的によって変わ
る。例えば、シランと水素の混合ガスを使用して作成し
たシリコン膜の場合、１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度の
金属元素の混入があると、キャリアの移動度が減少し始
める。そして、１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ以上になる
と、極端なキャリア移動度の低下によりデバイスが正常
に動作しない等の著しい特性阻害が生じる。また、窒化
シリコン膜など、薄膜が素子形成後の表面保護膜や表面
不動態（パシベーション）膜として作成される場合、膜
中に上述のような重金属の不純物が混入すると、絶縁耐
圧が低下して電気的な保護膜としての機能が阻害される
恐れがある。

【０００９】本願発明は、上記発明者の実験により確認
された、発熱体ＣＶＤ法を行う化学蒸着装置に特有の課
題、即ち薄膜中への不純物混入という課題を解決するた
めに成されたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、内部で基板に対して
所定の処理がなされる処理容器と、処理容器内に所定の
原料ガスを供給するガス供給系と、供給された原料ガス
が表面を通過するように処理容器内に設けられた発熱体
と、発熱体が所定の高温に維持されるよう発熱体にエネ
ルギーを与えるエネルギー供給機構と、所定の高温に維
持された発熱体の表面での原料ガスの分解及び又は活性
化により所定の薄膜が作成される処理容器内の位置に基
板を保持する基板ホルダーとを備えた化学蒸着装置であ
って、前記発熱体は、前記薄膜の作成の際の温度以上の
温度に所定時間維持する高温処理がされた後に前記薄膜
の作成に使用されるものであるという構成を有する。上
記課題を解決するため、本願の請求項２記載の発明は、
上記請求項１の構成において、前記発熱体は、真空中、
還元性ガス雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中で前記高温
処理が行われたものであるという構成を有する。上記課
題を解決するため、本願の請求項３記載の発明は、上記
請求項１又は２の構成において、前記発熱体は、タング
ステン、モリブデン又はタンタルよりなるワイヤーを所
定の形状に成形したものであるという構成を有する。上
記課題を解決するため、本願の請求項４記載の発明は、
上記請求項１、２又は３の構成において、前記所定時間
は、５分以上であるという構成を有する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図１は、本願発明の実施形態である化学
蒸着装置の概略構成を示す正面図である。図１に示す装
置は、内部で基板に対して所定の処理がなされる処理容
器１と、処理容器１内に所定の原料ガスを供給するガス
供給系２と、供給された原料ガスが表面を通過するよう
に処理容器１内に設けられた発熱体３と、発熱体３が所
定の高温に維持されるよう発熱体３にエネルギーを与え
るエネルギー供給機構３０と、所定の高温に維持された
発熱体３の表面での原料ガスの分解及び又は活性化によ
り所定の薄膜が作成される処理容器１内の所定位置に基
板９を保持する基板ホルダー４とを備えている。

【００１２】処理容器１は、排気系１１を備えた気密な
容器であり、基板９の出し入れを行うための不図示のゲ
ートバルブを備えている。尚、処理容器１には、ゲート
バルブを介して不図示のロードロックチャンバーが気密
に接続されている。処理容器１は、ステンレス又はアル
ミニウム等の材質で形成されており、電気的には接地さ
れている。排気系１１は、ターボ分子ポンプ等の真空ポ
ンプを備えており、処理容器１内を１×１０⁻⁴Ｐａ以
下に排気可能に構成されている。尚、排気系１１は、不
図示の排気速度調整器を備えている。

【００１３】ガス供給系２は、所定の原料ガスを溜めた
ガスボンベ２１と、処理容器１内に設けられたガス供給
器２２と、ガスボンベ２１とガス供給器２２とを繋ぐ配
管２３と、配管２３上に設けられたバルブ２４や流量調
整器２５とから構成されている。ガス供給器２２は中空
の部材であり、基板ホルダー４に対向した前面を有して
いる。この前面には、小さなガス吹き出し孔２２０が多
数形成されている。ガスボンベ２１から配管２３を通し
てガス供給器２２にガスが導入され、このガスがガス吹
き出し孔２２０から吹き出して処理容器１内に供給され
るようになっている。

【００１４】基板ホルダー４は、処理容器１の上壁部か
ら内部に突出するよう設けられた部材であり、下面に基
板９を保持するようになっている。基板９は、基板ホル
ダー４に設けられた不図示の爪によりその縁が掛けられ
て保持されるか、又は、下面に静電吸着されて保持され
るようになっている。尚、ガス供給器２２が上側で、基
板ホルダー４が下側に設けられる場合もある。この場合
は、基板ホルダー４の上面に基板９は載置されて保持さ
れる。また、この基板ホルダー４は、基板９を加熱する
加熱機構としても機能している。即ち、基板ホルダー４
内には、基板９を所定温度に加熱するヒータ４１が設け
られている。ヒータ４１は、カートリッジヒータ等の抵
抗発熱方式のものである。基板９はヒータ４１により室
温〜３００又は６００℃程度に加熱されるようになって
いる。

【００１５】次に、図１及び図２を使用して発熱体３の
構成について説明する。図２は、図１の装置に使用され
た発熱体３の構成を説明する平面概略図である。発熱体
３は、タングステン製のワイヤー状の部材である。ワイ
ヤー状の部材からなる発熱体３は、鋸波状に折り曲げら
れ、枠体３１に保持されている。エネルギー供給機構３
０は、発熱体３を通電してジュール熱を発生させること
で発熱体３を所定の高温に維持するよう構成されてい
る。具体的には、エネルギー供給機構３０は発熱体３に
所定の交流電流を流す交流電源である。枠体３１はセラ
ミック等の絶縁材である。エネルギー供給機構３０は、
発熱体３を１５００〜１９００℃程度の高温に維持でき
るよう構成される。

【００１６】本実施形態の装置の大きな特徴点は、上記
発熱体３が、真空中、還元性ガス雰囲気中又は不活性ガ
ス雰囲気中で且つ薄膜の作成の際の温度以上の高温に所
定時間維持された後に用いられるものである点である。
具体的に説明すると、本実施形態における発熱体３は、
１×１０^−６〜１Ｐａ程度の真空中で２０００〜３００
０℃程度の高温に５分から６０分程度維持する高温処理
が施されたものである。このような高温処理を施した
後、発熱体３は処理容器１内に持ち込まれて所定位置に
取り付けられている。

【００１７】このように発熱体３を予め高温処理してお
くことは、前述した薄膜中への重金属の混入という現象
を分析した発明者の研究に基づくものである。発明者
は、薄膜中に混入する重金属がどこからもたらされるの
かについて鋭意検討した結果、発熱体３から来るのでは
ないかという結論に達した。

【００１８】具体的に説明すると、タングステン製の発
熱体３は、タングステン粉末を焼結させて形成される
が、タングステン粉末の段階では、９９．９９９％程度
という極めて高い純度であり、上述した重金属を多く含
んでいることはないと考えられる。しかしながら、焼結
したタングステン材をワイヤー状に加工していく際、タ
ングステン材は金属製の圧縮器で圧縮されながら圧延さ
れる。そして、タングステン材に接触する圧縮器は金属
性であり、その表面には鉄やニッケル等が存在し、圧延
の際にこれらの重金属がタングステン材中に混入するも
のと考えられる。発明者の調査によると、タングステン
材をワイヤー状に加工すると、その純度は９９．９％程
度になり２桁低下してしまう。

【００１９】このように重金属が混入した発熱体３を用
いて成膜を行うと、発熱体３が高温に加熱される結果、
混入した重金属が蒸発し、これが基板９に達して薄膜中
に取り込まれることになる。前述した薄膜中への高濃度
の鉄やニッケル等の混入は、これが原因であると考えら
れる。

【００２０】発明者は、このような推定のもと、前述の
通り発熱体３を予め所定時間高温に維持する高温処理を
施しその後処理容器１内に持ち込んで成膜に利用するよ
うにした。この高温処理の際の温度は、成膜時の温度以
上にした。つまり、成膜時に到達する温度以上に予め到
達させて、重金属の放出を予め生じさせてしまうという
考え方である。このような構成により、成膜時の発熱体
３からの重金属の放出が極めて少なくなり、その結果、
薄膜中への重金属の混入もまた極めて少なくなる。

【００２１】図３は、上記本実施形態の装置の効果を確
認した実験の結果を示す図である。この図３は、図６に
示す実験と同様、ガリウム砒素基板上に窒化シリコン膜
を作成して、その膜をＳＩＭＳ分析した結果が示されて
いる。尚、窒化シリコン膜は、上述した本実施形態の装
置を用いて作成した。具体的には、発熱体３はタングス
テン製であり、２５００℃の温度にて７分間高温処理さ
れたものを使用した。また、成膜条件としては、発熱体
３の温度は１８００℃、基板９の温度は２８０℃、成膜
時の処理容器１内の圧力は１Ｐａ、原料ガスはシランと
アンモニアの混合ガスであり、流量比は１：１００、全
体の流量は１０１ｃｃ／分とした。

【００２２】図３と図６とを比較すると分かるように、
窒化シリコン膜中のＦｅやＮｉはＳＩＭＳの検出限界程
度に、ＣｒやＭｎは検出限界以下に減少していることが
分かる。これらの結果は、前述したように発熱体３を成
膜時の温度以上に予め加熱することで、発熱体３中の重
金属不純物が除去でき、薄膜中への混入が劇的に抑制で
きることを示している。従って、本実施形態の装置によ
れば、そのような重金属不純物の混入が極めて少ない優
れた特性の薄膜が発熱体ＣＶＤ法にて作成できることに
なる。

【００２３】次に、本願発明の装置を実施する上で重要
となる発熱体３の高温処理の時間の問題について説明す
る。図４は、発熱体３の高温処理の時間について検討し
た実験の結果を示す図である。この実験では、図３に示
す実験と同様の条件でガリウム砒素基板上に窒化シリコ
ン膜を作成した。但し、この実験では、高温処理をして
いない発熱体３を真空容器１内に持ち込み、上記条件で
最初に１０分間（１００ｎｍ）の成膜を行った（第１回
目の成膜）。その後、処理容器１内を５×１０^−６Ｐａ
以下の圧力まで排気した後、発熱体３を５分間２５００
℃で高温処理した。そして、処理容器１内を５×１０
^−６Ｐａ以下の圧力まで再度排気した後、一回目の成膜
と同じ条件で１０分間成膜を行った（第２回目の成
膜）。その後、処理容器１内を再度５×１０^−６Ｐａ以
下まで排気した後、同様に５分間高温処理を行った。こ
のように、１０分の成膜処理と５分の高温処理を交互に
行いながら、成膜処理を１０回繰り返し、合計１μｍ程
度の厚さの窒化シリコン膜を作成した。この窒化シリコ
ン膜をＳＩＭＳ分析し、この分析結果から膜中の深さ方
向の不純物（Ｃｒ）の濃度分布を概略的に表したのが、
図４である。尚、５×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｃがこの
ＳＩＭＳの検出限界である。従って、これ以下の濃度の
データについては、推測値で表されている。

【００２４】図４に示すように、第１回目の成膜におい
ては、不純物濃度が４×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度
存在しているが、第２回目の成膜においては、９×１０
^１５ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度まで減少している。そして、
第３回目の成膜においては、検出限界に近い６×１０
^１５ａｔｏｍｓ／ｃｃ程度まで減少している。そしてさ
らに成膜処理を繰り返す過程で、不純物濃度は検出限界
を下回って段階的に減少していると推測される。

【００２５】この結果から分かるように、たかだか５分
程度の高温処理を行うだけで、不純物の濃度は、高温処
理を行わない場合に比べて１桁以上も低下し、不純物混
入の上限値とされる１×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｃを下
回る値となることが分かる。従って、上記高温処理は５
分程度以上行えば好適であることが確認された。勿論、
図４に示されているように、５分以上の高温処理を行う
とさらに不純物濃度が低下するのでより好適である。上
記実験では、Ｃｒの濃度をＳＩＭＳ分析したが、他の不
純物についても同様である。

【００２６】次に、上記構成に係る本実施形態の装置の
動作について説明する。まず、処理容器１に隣接した不
図示のロードロック室に基板９を配置するとともにロー
ドロック室及び処理容器１内を所定の圧力まで排気し、
その後、不図示のゲートバルブを開けて基板９を処理容
器１内に搬入する。基板９は、基板ホルダー４に保持さ
れる。基板ホルダー４内のヒータ４１が予め動作してお
り、基板ホルダー４に保持された基板９は、ヒータ４１
からの熱によって所定温度に加熱される。平行してエネ
ルギー供給機構３０が動作し、発熱体３を通電して発熱
させ所定の高温に維持する。

【００２７】この状態で、ガス供給系２が動作する。即
ち、バルブ２４が開き、ガス供給器２２を通して原料ガ
スが処理容器１内に供給される。供給された原料ガス
は、発熱体３の表面を経由して基板９に達する。この
際、発熱体３の表面で原料ガスが分解及び又は活性化す
る。そして、これら分解及び又は活性化した原料ガスが
基板９の表面に到達することで、基板９の表面に所定の
薄膜が堆積する。薄膜が所定の厚さに達したら、バルブ
２４を閉じて原料ガスの供給を停止し、処理容器１内を
再度排気した後、エネルギー供給機構６の動作を停止す
る。その後、基板９を処理容器１から取り出す。

【００２８】蒸着の具体例について、前述と同様に窒化
シリコン膜を作成する場合を例にして説明すると、原料
ガスとして、モンシランを０．１〜２０．０ｃｃ／分、
アンモニアを１０．０〜２０００．０ｃｃ／分の割合で
混合して導入する。発熱体３の温度を１６００〜２００
０℃、基板９の温度を２００〜３５０℃、処理容器１内
の圧力を０．１〜１００Ｐａに維持して蒸着を行うと、
１〜１０ｎｍ／分程度の成膜速度で窒化シリコン膜の作
成が行える。尚、このような窒化シリコン膜は、パッシ
ベーション膜や保護膜として効果的に利用できる。

【００２９】次に、上述したような発熱体３を利用した
成膜のメカニズムについて以下に説明する。発熱体３を
利用することは、前述したように成膜時の基板９の温度
を低くするためであるが、何故基板９の温度を低くして
も成膜が行えるかについては、必ずしも明らかではな
い。一つのモデルとして、以下のような表面反応が生じ
ていることが考えられる。

【００３０】図５は、本実施形態の装置における成膜の
一つの考えられるモデルについて説明する概略図であ
る。上記シリコン窒化膜を作成する場合を例にとると、
導入されたモノシランガスが、所定の高温に維持された
発熱体３の表面を通過する際、水素分子の吸着解離反応
に類似したシランの接触分解反応が生じ、ＳｉＨ_３及び
Ｈ^＊という分解活性種が生成される。詳細なメカニズ
ムは明かではないが、モノシランを構成する一つの水素
がタングステン表面に吸着又は接触することで、その水
素とシリコンの結合が弱まってモノシランが分解し、タ
ングステン表面への吸着又は接触が熱によって解かれて
ＳｉＨ_３及びＨ^＊という分解活性種が生成されると考
えられる。アンモニアガスにも同様な接触分解反応が生
じ、ＮＨ_２及びＨ^＊という分解活性種が生成される。
そして、これらの分解活性種が基板９に到達してシリコ
ン窒化膜の堆積に寄与する。即ち、反応式で示すと、ＳｉＨ_４(g)→ＳｉＨ_３(g)＋Ｈ^＊(g) ＮＨ_３(g)→ＮＨ_２(g)＋Ｈ^＊(g) ａＳｉＨ_３(g)＋ｂＮＨ_２(g)→ｃＳｉＮx(s) となる。尚、ｇの添え字はガス状態、ｓの添え字は固体
状態であることを意味する。

【００３１】また、発熱体の作用について、Jan. J. Ap
pl. Pys. Vol.37(1998)pp.3175-3187 の論文で詳細な議
論がされている。この論文では、発熱体の温度をパラメ
ータにした成膜速度の傾きが発熱体の材料によって異な
ることから、発熱体の表面で生じているのは単なる熱分
解ではなく触媒作用であるとしている（同 Fig.7参
照）。このことから、この種のＣＶＤ法を触媒化学蒸着
（ｃａｔａｌｙｔｉｃＣＶＤ、ｃａｔ−ＣＶＤ）法と
呼んでいる。

【００３２】さらに、本実施形態の装置におけるような
成膜方法は、発熱体３の表面での熱電子の作用によるも
のとの考え方もできる。つまり、高温に維持された発熱
体４の表面からは、トンネル効果により熱電子がエネル
ギー障壁を越えて原料ガスに作用し、この結果、原料ガ
スが分解したり活性化したりするとの考え方を採ること
ができる。

【００３３】本実施形態の装置における成膜のメカニズ
ムについては、上記いずれの考え方も採り得る。また、
これらの現象が同時に生じているとの考え方を採ること
もできる。いずれの考え方を採るにしても、発熱体３の
表面では、原料ガスの分解、活性化、又は、分解及び活
性化の双方が生じており、これらいずれかの原料ガスの
変化に起因して成膜がされている。そして、このような
発熱体３を経由して原料ガスを基板９に到達させること
により、基板９の温度を比較的低くして成膜を行うこと
ができる。

【００３４】上記構成及び動作に係る本実施形態の装置
では、前述した通り、発熱体３が成膜時の温度以上の温
度に予め所定時間高温処理されているので、成膜時には
発熱体３から重金属等が放出されることが極めて少なく
なっている。このため、薄膜中への重金属等の混入も極
めて少なくなり、良質な薄膜が得られる。

【００３５】上記本実施形態の装置の説明においては、
発熱体３の材質としてはタングステンを採り上げたが、
タンタルやモリブデン等の他の高融点金属であってもよ
い。また、作成する薄膜としては、窒化シリコン膜の
他、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜等の絶縁膜、さ
らには、アモルファスシリコン膜やポリシリコン膜など
の半導体膜の作成にも、本願発明の装置を用いることが
できる。また、上記実施形態では、真空中で高温処理さ
れた発熱体３を用いたが、水素などの還元性ガス中で高
温処理を行うと、発熱体３の酸化を防止しつつ又は酸化
された表面を還元しつつ高温処理を行うことができる。
また、アルゴンや窒素などの不活性ガス中で高温処理を
行うことも好適であり、同様に発熱体３の酸化を防止す
ることができる。還元性ガス又は不活性ガスを用いる際
の流量については、任意でよい。但し、雰囲気の圧力が
大気圧を越えないようにすることが好ましい。大気圧を
越える圧力であると、不純物の放出が充分でなくなる恐
れがあるからである。

【００３６】また、発熱体３は、上記高温処理が行われ
た後に処理容器１内に設けられるのが一般的であるが、
前述した実験のように、処理容器１内に設けられた後、
処理容器１内で高温処理を行うようにする場合もある。
尚、上記説明では、発熱体３から除去される不純物が重
金属であるとして説明したが、これに限られるものでは
ないことは勿論である。成膜時の温度以上に加熱するこ
とで蒸発するすべての不純物が発熱体３から除去され、
薄膜中への混入が抑制される。

【００３７】また、エネルギー供給機構３０は、通電し
て、即ち、電気エネルギーを供給することで発熱体３を
所定の高温に維持するものではあったが、熱エネルギー
を供給して（加熱して）発熱体３を所定の高温に維持す
るものでもよい。または、輻射エネルギーを供給して発
熱体３を所定の高温に維持するものも採用できる。ある
いは、電子ビームやレーザーを照射して高温に維持する
ものも採用できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の各請求項の発
明によれば、発熱体を成膜時の温度以上に予め加熱する
ことで発熱体中の不純物が除去でき、薄膜中への混入が
抑制される。このため、不純物の混入が極めて少ない優
れた特性の薄膜が発熱体ＣＶＤ法にて作成できる。ま
た、請求項２の発明によれば、上記効果に加え、発熱体
の酸化を防止しながら高温処理が行われているので、発
熱体の作用が阻害されることがないという効果が得られ
る。また、請求項３の発明によれば、上記効果に加え、
ワイヤー状に加工する際に不純物が混入するという特有
の課題が解決されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態である化学蒸着装置の概略
構成を示す正面図である。

【図２】図１の装置に使用された発熱体３の構成を説明
する平面概略図である。

【図３】本実施形態の装置の効果を確認した実験の結果
を示す図である。

【図４】発熱体３の高温処理の時間について検討した実
験の結果を示す図である。

【図５】本実施形態の装置における成膜の一つの考えら
れるモデルについて説明する概略図である。

【図６】従来の化学蒸着装置の問題を確認した実験の結
果を示す図であり、実験用の化学蒸着装置で作成した窒
化シリコン膜を二次イオン質量分析法により分析した結
果を示す図である。

【符号の説明】

１処理容器１１排気系２ガス供給系３発熱体３０エネルギー供給機構４基板ホルダー９基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村秀二東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内 (72)発明者池田浩二東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内 (72)発明者森崎仁史東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内 (72)発明者渡辺周悟東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内 (72)発明者石橋啓次東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内 (72)発明者柄澤稔東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA13 BA40 CA04 CA12 EA03 FA10 JA10 KA05 KA25 5F045 AB04 AB32 AB33 AB34 AC01 AC12 AC15 AC16 AD07 AD08 AD09 AD10 AF04 BB14 DP04 EK07 EK08 EK25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部で基板に対して所定の処理がなされ
る処理容器と、処理容器内に所定の原料ガスを供給する
ガス供給系と、供給された原料ガスが表面を通過するよ
うに処理容器内に設けられた発熱体と、発熱体が所定の
高温に維持されるよう発熱体にエネルギーを与えるエネ
ルギー供給機構と、所定の高温に維持された発熱体の表
面での原料ガスの分解及び又は活性化により所定の薄膜
が作成される処理容器内の位置に基板を保持する基板ホ
ルダーとを備えた化学蒸着装置であって、前記発熱体は、前記薄膜の作成の際に維持される温度以
上の高温に所定時間維持する高温処理がされた後に前記
薄膜の作成に使用されるものであることを特徴とする化
学蒸着装置。
【請求項２】前記発熱体は、真空中、還元性ガス雰囲
気中又は不活性ガス雰囲気中で前記高温処理が行われた
ものであることを特徴とする請求項１記載の化学蒸着装
置。
【請求項３】前記発熱体は、タングステン、モリブデ
ン又はタンタルよりなるワイヤーを所定の形状に成形し
たものであることを特徴とする請求項１又は２記載の化
学蒸着装置。
【請求項４】前記所定時間は、５分以上であることを
特徴とする請求項１、２又は３記載の化学蒸着装置。