JP2002069649A - Device and method for film formation - Google Patents

Device and method for film formation

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JP2002069649A
JP2002069649A JP2000261830A JP2000261830A JP2002069649A JP 2002069649 A JP2002069649 A JP 2002069649A JP 2000261830 A JP2000261830 A JP 2000261830A JP 2000261830 A JP2000261830 A JP 2000261830A JP 2002069649 A JP2002069649 A JP 2002069649A
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ring
gas
shaped substrate
film forming
film
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JP2000261830A
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Masaaki Obata
正明 小畑
Hidemi Matsumoto
秀美 松本
Hidehiro Nanjiyou
英博 南上
Usou Ou
雨叢 王
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CVD device which forms film at a low cost by increasing use efficiency of source gas and especially forming film at high speed even on a large ring-shaped base substance. SOLUTION: A film forming device having a reacting vessel 1, a backing 2 for supporting the ring-shaped base substance 5 provided in the reacting vessel 1, and a means for heating the ring-shaped base substance 5, is characterized by a gas introducing means in a space inside the above ring-shaped base substance 5, for introducing reacting gas from the center of the ring-shaped base substance 5, to the internal circumferential surface and/or the top surface of the above ring-shaped base substance 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速性、均一性に
優れ、原料ガスの使用効率を高めて成膜コストを低減す
ることを可能とした成膜装置に関するものであり、特
に、炭化珪素などのセラミック膜をCVD法によって高
速成膜するための成膜装置および成膜方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus which is excellent in high speed and uniformity and which can reduce the film forming cost by increasing the use efficiency of a raw material gas. The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a ceramic film such as a high-speed film by a CVD method.

【0002】[0002]

【従来技術】CVD(Chemical Vapor Deposition)法
は成膜方法の一種で、化学気相成長法と呼ばれ、半導体
または液晶を製造する工程や表面処理の薄膜形成方法と
して広く用いられている。
2. Description of the Related Art A CVD (Chemical Vapor Deposition) method is a kind of film forming method, and is called a chemical vapor deposition method, and is widely used as a process for producing semiconductors or liquid crystals or as a thin film forming method for surface treatment.

【0003】熱CVD法はその一種で、反応機構が単純
で大型および複雑形状品の製造に適した方法である。特
に、この熱CVD法により合成された膜厚が数mmの炭
化珪素は、近年、半導体製造プロセスに高純度材料とし
て使用されており、さらなる低コスト化が要求されてい
る。
[0003] The thermal CVD method is a kind of the method, and has a simple reaction mechanism and is suitable for producing large-sized and complicated-shaped products. In particular, silicon carbide having a thickness of several mm synthesized by the thermal CVD method has been used as a high-purity material in a semiconductor manufacturing process in recent years, and further cost reduction is required.

【0004】しかし、従来の熱CVD法においては、一
般に、成膜速度が遅いので長時間の成膜が必要であった
り、原料使用効率が低く、CVD法で作製した炭化珪素
はコスト高となっていた。また、大型基体への成膜にお
いては、膜厚が不均一になりやすかった。
However, in the conventional thermal CVD method, generally, the film forming rate is slow, so that a long time of film forming is required, the raw material use efficiency is low, and the cost of silicon carbide produced by the CVD method is high. I was In addition, when forming a film on a large substrate, the film thickness was likely to be non-uniform.

【0005】そこで、膜厚の均一性や成膜速度を高める
ために、CVD炉の炉内構造が検討されてきた。その
際、膜厚の均一性、成膜速度、および原料ガスの使用効
率については、ガスの反応状態が重要な要因となるた
め、ガスの流れおよびガスを構成する分子の拡散状態を
改善するような炉構造、または基体の温度分布を考慮し
た炉構造などが考えられてきた。
[0005] Therefore, in order to increase the uniformity of the film thickness and the film forming speed, the internal structure of the CVD furnace has been studied. At this time, since the reaction state of the gas is an important factor for the uniformity of the film thickness, the film formation rate, and the use efficiency of the source gas, it is necessary to improve the gas flow and the diffusion state of the molecules constituting the gas. A simple furnace structure or a furnace structure considering the temperature distribution of the substrate has been considered.

【0006】例えば、特開平11−67675号公報に
開示されたCVD装置は、図3に示すように反応炉21
を有しており、被成膜基体22は、回転基板保持体23
上に載置され、回転軸24によって回転され、ヒータ2
5によって加熱される。また、原料ガスは、ガス供給口
26から導入され、整流板27に設けられた整流孔(図
示せず)を通り、整流となって被成膜基体22に供給さ
れ、被成膜基体22上で原料ガスが分解および/または
反応して膜が形成される。反応に寄与しなかった原料ガ
スおよび反応生成ガスは排気口28を通って反応炉21
外に排出される。
[0006] For example, the CVD apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-67675 has a reaction furnace 21 as shown in FIG.
The substrate 22 on which the film is to be formed is
Placed on the heater 2 and rotated by the rotating shaft 24,
5 heated. The raw material gas is introduced from the gas supply port 26, passes through a rectifying hole (not shown) provided in the rectifying plate 27, and is supplied to the film-forming substrate 22 in a rectified manner. The source gas is decomposed and / or reacted to form a film. The raw material gas and the reaction product gas which have not contributed to the reaction pass through the exhaust port 28 to the reaction furnace 21.
It is discharged outside.

【0007】この装置においては、整流板27を通って
ガス流を整流化することにより被成膜基体22表面に均
質なガス流を作り出すとともに、ガス渦流を排除する構
造を有するため、均一で高品質な膜を得ることが記載さ
れている。
In this apparatus, a uniform gas flow is formed on the surface of the substrate 22 by rectifying the gas flow through the rectifying plate 27, and the gas vortex is eliminated. It is described to obtain a quality membrane.

【0008】また、日本金属学会誌第41巻(1977
年)358−367頁には、2mm/hの高速でSi3
4の得られるCVD装置が報告されている。このCV
D装置は、図4に示すように、反応炉31内にて、被成
膜基体32がグラファイトソケット33で固定されてお
り、電極34に通電し、被成膜基体32が直接通電加熱
により1100〜1500℃に加熱されるものである。
The Japan Institute of Metals, Vol. 41 (1977)
Year) pages 358-367 show that Si 3
A CVD apparatus capable of obtaining N 4 has been reported. This CV
In the D apparatus, as shown in FIG. 4, a substrate 32 on which a film is to be formed is fixed in a reaction furnace 31 by a graphite socket 33, an electric current is supplied to an electrode 34, and the substrate 32 for a film is directly heated by 1100 by heating. ~ 1500C.

【0009】この装置において、原料ガスは2つのガス
供給口35、36から導入され、被成膜基体32上で反
応してSi34を形成すると共に、未反応ガスおよび反
応生成ガスは排気口37から排出される。この装置は直
接通電加熱により被成膜基体32を加熱することによ
り、2mm/hの高速成膜を行っている。
In this apparatus, a raw material gas is introduced from two gas supply ports 35 and 36 and reacts on the substrate 32 to form Si 3 N 4, while unreacted gas and reaction product gas are exhausted. It is discharged from the mouth 37. This apparatus performs high-speed film formation at a rate of 2 mm / h by directly heating the film-forming substrate 32 by applying current.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4の
CVD装置は、被成膜基体32の加熱を直接通電で行っ
ているため、個々の製品に通電するために生産性が低
く、特に大型製品や複雑形状品には不適当な構造である
という問題があった。
However, in the CVD apparatus shown in FIG. 4, since the substrate 32 to be film-formed is directly energized, the productivity is low because each product is energized. There is a problem that the structure is inappropriate for a product having a complicated shape.

【0011】また、原料ガスは2つのガス供給口35、
36から噴出されて、被成膜基体32に近いガス供給口
36のガス流に強い影響を受け、原料ガスが吹き付けら
れた部分を中心に膜が厚く、周辺では膜が薄くなり、膜
厚の差ができ、不均一となりやすかった。
The raw material gas is supplied to two gas supply ports 35,
36, the film is strongly influenced by the gas flow of the gas supply port 36 close to the substrate 32 to be formed, and the film is thicker at the portion where the raw material gas is blown, the film becomes thinner at the periphery, and the film thickness becomes smaller. There was a difference and it was easy to be uneven.

【0012】一方、図3の特開平11−67675号公
報によれば、図3において、整流板27を使用してガス
の流れを制御し、またガス渦流の発生を防ぐ炉構造によ
って膜厚の均一化を図っており、結晶性を高めているも
のの、ガス供給口26と被成膜基体22とが離れている
ため成膜速度が低く、かつ被成膜基体以外の部分への成
膜や未反応ガスが多いため、原料ガスの使用効率が低
く、コストが高くなってしまうという問題があった。特
に、複雑形状基体では使用効率の低下によるコスト高
が、さらに大型のリング状基体等に対しては、図3や図
4の装置では均一な成膜はほとんど不可能であった。
On the other hand, according to Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-67675 in FIG. 3, in FIG. 3, a gas flow is controlled by using a flow straightening plate 27, and the film thickness is reduced by a furnace structure for preventing generation of a gas vortex. Although the uniformity is improved and the crystallinity is improved, the film supply speed is low because the gas supply port 26 is separated from the film formation substrate 22, and film formation on a portion other than the film formation substrate can be performed. Since there are many unreacted gases, there is a problem that the use efficiency of the raw material gas is low and the cost is increased. In particular, the cost is increased due to the reduced use efficiency in the case of a complex-shaped substrate, and it is almost impossible to form a uniform film with the apparatus shown in FIGS.

【0013】本発明は、原料ガスの使用効率を高め、特
に、大型のリング状基体に対しても高速で成膜すること
によって低コスト化の可能なCVD装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a CVD apparatus capable of increasing the use efficiency of a raw material gas, and in particular, reducing the cost by forming a film at a high speed even on a large ring-shaped substrate.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の成膜装置は、反
応容器と、該反応容器内に設けられ、リング状基体を支
持するための支持体と、該リング状基体を加熱する手段
とを具備する成膜装置であって、前記リング状基体の内
側に位置する空間内に、反応ガスを前記リング状基体の
中心から前記リング状基体の内周面及び/又は上面に導
くためのガス導入手段とを具備することを特徴とするも
のである。特に、前記ガス導入手段が、リング状基体の
内側に平行に配置された一対の平板と、該平板のうち一
方の平板の中心にガスを導入するガス導入管を具備する
ことを特徴とすることが好ましい。この構造を有するこ
とにより、リング状基体以外の部分での成膜を防止する
ことができ、CVD反応をリング状基体上で集中的に進
めることができる結果、成膜速度も高めることができ
る。
According to the present invention, there is provided a film forming apparatus, comprising: a reaction vessel; a support provided in the reaction vessel for supporting a ring-shaped substrate; and means for heating the ring-shaped substrate. A gas for guiding a reaction gas from the center of the ring-shaped substrate to the inner peripheral surface and / or the upper surface of the ring-shaped substrate in a space located inside the ring-shaped substrate. And an introduction means. In particular, the gas introducing means includes a pair of flat plates arranged in parallel inside the ring-shaped base, and a gas introducing pipe for introducing gas into the center of one of the flat plates. Is preferred. With this structure, it is possible to prevent film formation on a portion other than the ring-shaped substrate, and to promote the CVD reaction intensively on the ring-shaped substrate. As a result, the film formation speed can be increased.

【0015】また、前記平板が黒鉛繊維、アルミナ繊
維、炭化珪素繊維及び石英ガラスのうちいずれか1種を
含むことが好ましい。これらの材質をを選択することに
より、リング状基体以外の部分での成膜を防止する効果
を高めることができる。
Further, it is preferable that the flat plate contains any one of graphite fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber and quartz glass. By selecting these materials, the effect of preventing film formation on portions other than the ring-shaped substrate can be enhanced.

【0016】さらに、前記加熱する手段が、高周波誘導
加熱であることが好ましく、特に高周波誘導加熱に用い
る高周波誘導コイルの巻き数が1〜2であり、かつ前記
リング状基体の内側に触媒体が設置され、該高周波誘導
コイルが触媒体とリング状基体とを同時に加熱すること
が好ましい。即ち、高周波誘導加熱装置を使用すること
により、リング状基体のみを加熱し、CVD反応を基板
表面に集中させることで、原料ガスの使用効率をさらに
高めることができる。
Further, the heating means is preferably high-frequency induction heating. In particular, the number of turns of the high-frequency induction coil used for high-frequency induction heating is 1-2, and a catalyst body is provided inside the ring-shaped substrate. It is preferable that the high-frequency induction coil is installed to heat the catalyst body and the ring-shaped substrate at the same time. That is, by using the high-frequency induction heating device, only the ring-shaped substrate is heated, and the CVD reaction is concentrated on the substrate surface, so that the use efficiency of the source gas can be further increased.

【0017】また、本発明の成膜方法は、本発明の成膜
装置を用いて、前記支持体の表面上に載置されたリング
状基体の少なくとも内周面及び/又は上面に成膜するこ
とを特徴とするものであり、原料ガスの使用効率を高
め、高速成膜が可能で、成膜コストを低減できる。
The film forming method of the present invention uses the film forming apparatus of the present invention to form a film on at least the inner peripheral surface and / or the upper surface of the ring-shaped base placed on the surface of the support. It is characterized in that the use efficiency of the source gas is enhanced, high-speed film formation is possible, and the film formation cost can be reduced.

【0018】特に、珪素と塩素とを含む化合物からなる
液体原料を気化させて反応ガスを使って、1300〜1
700℃の温度で加熱し、0.3mm/h以上の析出速
度で炭化珪素膜を形成することが好ましい。これによ
り、1mm以上の膜厚の炭化珪素膜を短時間、低コスト
で作製することができる。
In particular, a liquid raw material composed of a compound containing silicon and chlorine is vaporized, and a reaction gas is used to form a liquid raw material of 1300-1.
It is preferable to heat at a temperature of 700 ° C. to form a silicon carbide film at a deposition rate of 0.3 mm / h or more. Thus, a silicon carbide film having a thickness of 1 mm or more can be manufactured in a short time and at low cost.

【0019】前記リング状基体が黒鉛、炭化珪素、窒化
珪素及びアルミナから選ばれる少なくとも1種であるこ
とが好ましい。これらの材質を選択することにより、リ
ング状基体以外の部分での成膜を防止する効果を高める
ことができる。
It is preferable that the ring-shaped substrate is at least one selected from graphite, silicon carbide, silicon nitride and alumina. By selecting these materials, the effect of preventing film formation on portions other than the ring-shaped substrate can be enhanced.

【0020】また、前記リング状基体の外径に対する内
径の比が0.3〜0.99であることが好ましい。この
条件を満たす場合に、原料使用効率を高め、低コスト化
が特に顕著になる。
It is preferable that the ratio of the inner diameter to the outer diameter of the ring-shaped substrate is 0.3 to 0.99. When this condition is satisfied, the raw material use efficiency is increased, and the cost reduction is particularly remarkable.

【0021】さらに、前記加熱する手段が、高周波誘導
加熱であることが好ましく、また、前記高周波誘導加熱
に用いる高周波の周波数をf、基板の抵抗率をρ、基板
透磁率をμ及び基板幅をwとするとき、2.012ρ≦
fμw≦10.06ρを満足することが好ましい。この
高周波誘導加熱装置を使用し、上記の条件を満足するこ
とにより、リング状基体のみを効率よく加熱すると共に
基板上でのCVD反応を促進し、原料ガスの使用効率を
さらに高めることができる。
Further, it is preferable that the heating means is high-frequency induction heating, and that the high-frequency frequency used for the high-frequency induction heating is f, the resistivity of the substrate is ρ, the substrate permeability is μ, and the substrate width is When w, 2.012ρ ≦
It is preferable to satisfy fμw ≦ 10.06ρ. By using the high-frequency induction heating apparatus and satisfying the above conditions, it is possible to efficiently heat only the ring-shaped substrate, promote the CVD reaction on the substrate, and further increase the use efficiency of the source gas.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の成膜装置を図1によって
説明する。図1は、本発明の成膜装置の概略配置図であ
り、反応容器1はフランジ2と壁体3から構成され、そ
の内部には断熱材からなる支持体4の上にリング状基体
5が載置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A film forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic layout view of a film forming apparatus of the present invention. A reaction vessel 1 is composed of a flange 2 and a wall body 3, and a ring-shaped substrate 5 is provided on a support 4 made of a heat insulating material. It is placed.

【0023】また、リング状基体5は、一対の円板状の
平板6で形成された空間内に設けられ、原料ガスはガス
導入口7を通じて供給され、ガス導入口7の先端部に設
置された一対の平板6で形成された空間内を、その中心
から外周部に向かって放射状に流れていく。
The ring-shaped substrate 5 is provided in a space formed by a pair of disk-shaped flat plates 6, and the raw material gas is supplied through a gas inlet 7 and is installed at the tip of the gas inlet 7. In the space formed by the pair of flat plates 6, the gas flows radially from the center to the outer periphery.

【0024】そして、反応容器1の周囲には、リング状
基体5を加熱するための高周波誘導加熱コイル8が設け
られている。図中に矢印で示したように、ガス導入口7
より導入され、平板6間の空間を経由してリング状基体
5に流れる原料ガスは、反応後、廃ガスとしてガス排気
口9から排出される。
A high-frequency induction heating coil 8 for heating the ring-shaped substrate 5 is provided around the reaction vessel 1. As indicated by the arrow in the figure, the gas inlet 7
After being reacted, the raw material gas introduced into the ring-shaped substrate 5 through the space between the flat plates 6 is discharged from the gas exhaust port 9 as waste gas.

【0025】反応容器1は、図1においてはフランジ2
と壁体3とから構成されているが、それらの接合部はバ
イトンゴムなどにより真空シールされている。フランジ
2はステンレスなど一般の金属材料で良いが、塩素系ガ
ス等の腐食性ガスを使用する場合には、SUS316等
の耐腐食性材料を使用することが好ましい。また、真空
シール部の温度上昇を避けるため、フランジ2は水冷等
により冷却することが好ましい。また、壁体3は、高周
波を吸収しにくい材料、例えば石英ガラス、窒化珪素、
アルミナ、窒化アルミニウム、YAGまたはスピネルな
どのセラミックスを用いることができる。
The reaction vessel 1 has a flange 2 in FIG.
And the wall 3, and their joints are vacuum-sealed with viton rubber or the like. The flange 2 may be made of a general metal material such as stainless steel, but when a corrosive gas such as a chlorine-based gas is used, it is preferable to use a corrosion-resistant material such as SUS316. Further, in order to avoid an increase in the temperature of the vacuum seal portion, the flange 2 is preferably cooled by water cooling or the like. The wall 3 is made of a material that hardly absorbs high frequency, for example, quartz glass, silicon nitride,
Ceramics such as alumina, aluminum nitride, YAG, and spinel can be used.

【0026】上記の断熱材は、成膜するために十分な温
度となる部位をリング状基体5の近傍に限定する作用が
ある。図1に示すリング状基体5は1個で、支持体4の
上に載置されているだけであるが、複数のリング状基体
に成膜する場合には、例えば、ボルト等を用いてリング
状基体の側面を支持体4に固定する方法などが必要とな
る。
The above-mentioned heat insulating material has an effect of limiting a portion having a temperature sufficient for forming a film to the vicinity of the ring-shaped substrate 5. Although only one ring-shaped substrate 5 shown in FIG. 1 is mounted on the support 4, when a film is formed on a plurality of ring-shaped substrates, for example, a ring is used with bolts or the like. For example, a method of fixing the side surface of the substrate to the support 4 is required.

【0027】支持体4を構成する断熱材は、熱抵抗の大
きいものが良いが、例えば黒鉛やセラミックスを用いた
ものが使用でき、酸化物繊維系断熱材や黒鉛繊維などの
繊維質のものを含有したものが好ましい。特に、コスト
の面で黒鉛繊維を用いた断熱材が好ましい。
The heat insulating material constituting the support 4 is preferably a material having a large thermal resistance. For example, a material using graphite or ceramics can be used, and a fibrous material such as an oxide fiber heat insulating material or graphite fiber can be used. It is preferred that they contain. In particular, a heat insulating material using graphite fibers is preferable in terms of cost.

【0028】導電性を有する黒鉛繊維を用いた断熱材を
使用した場合、周波数や出力によっては支持体4自体が
高周波で加熱されることがあり、支持体4の温度が成膜
温度以上となると支持体4表面に成膜される。そこで、
高周波で誘起された電流が表面で流れにくくするため
に、支持体4を構成する断熱材の表面に、高周波誘導コ
イル8面に垂直な方向に複数のスリットを設けることが
好ましい。なお、スリット数、深さは、使用周波数や許
容温度を考慮して決定すれば良い。
When a heat insulating material using conductive graphite fibers is used, the support 4 itself may be heated at a high frequency depending on the frequency and output, and when the temperature of the support 4 becomes higher than the film forming temperature. A film is formed on the surface of the support 4. Therefore,
In order to make it difficult for the current induced by the high frequency to flow on the surface, it is preferable to provide a plurality of slits in a direction perpendicular to the surface of the high frequency induction coil 8 on the surface of the heat insulating material constituting the support 4. The number of slits and the depth may be determined in consideration of the operating frequency and the allowable temperature.

【0029】支持体4は、高周波誘導加熱により加熱さ
れたリング状基体5の熱により、或いは自体が高周波誘
導加熱により加熱されることにより、時間の経過と共に
温度が上昇することがある。このようなときには、支持
体4の表面温度を下げるために、支持体4表面及び/ま
たは内部に不活性ガスを流す等の冷却機構を設けること
が好ましい。これにより、支持体4表面の成膜を防止す
ることができる。
The temperature of the support 4 may increase with the passage of time due to the heat of the ring-shaped substrate 5 heated by the high-frequency induction heating or by itself being heated by the high-frequency induction heating. In such a case, in order to lower the surface temperature of the support 4, it is preferable to provide a cooling mechanism such as flowing an inert gas to the surface and / or the inside of the support 4. Thereby, film formation on the surface of the support 4 can be prevented.

【0030】リング状基体5は円形の一対の平板6間か
ら流れ出たガスが接触する位置に設けられている。即
ち、少なくともリング状基体5の一部が、上記平板6間
の空間と略同一の高さで配置されており、換言すれば、
リング状基体の中心から内周面に向かって流れるように
リング状基体5及び一対の平板6が配置されている。こ
の位置関係がずれると、リング状基体5に接する原料ガ
ス量が減るため、原料使用効率が低下してしまう。
The ring-shaped substrate 5 is provided at a position where gas flowing out from between a pair of circular flat plates 6 comes into contact. That is, at least a part of the ring-shaped base 5 is arranged at substantially the same height as the space between the flat plates 6, in other words,
The ring-shaped base 5 and a pair of flat plates 6 are arranged so as to flow from the center of the ring-shaped base toward the inner peripheral surface. If the positional relationship is deviated, the amount of the source gas in contact with the ring-shaped base 5 is reduced, so that the raw material use efficiency is reduced.

【0031】なお、リング状基体5は、円形形状の一対
の平板6間内に設置してもかまわないが、リング状基体
5が発熱し、その熱で平板6も加熱されるため、平板6
は断熱性の高い材料であることが好ましい。
The ring-shaped substrate 5 may be installed between a pair of circular flat plates 6, but the ring-shaped substrate 5 generates heat, and the flat plate 6 is heated by the heat.
Is preferably a material having high heat insulating properties.

【0032】平板6の材質は、導電率、または熱伝導率
が、リング状基体5よりも小さいもの選択することが望
ましい。このような材質を使用することにより、平板6
への成膜を防止することができ、リング状基体5上での
成膜反応を促進することができ、原料使用効率を高める
ことができる。
The material of the flat plate 6 is desirably selected to have a lower electrical conductivity or thermal conductivity than the ring-shaped substrate 5. By using such a material, the flat plate 6
Can be prevented, the film forming reaction on the ring-shaped substrate 5 can be promoted, and the raw material use efficiency can be improved.

【0033】例えば、リング状基体5の材質が黒鉛、炭
化珪素、窒化珪素及びアルミナから選ばれる少なくとも
1種であり、平板6の材質が黒鉛繊維、アルミナ繊維、
炭化珪素繊維及び石英ガラスのうちのいずれか1種を選
択することにより、上記の条件を満たすことができる。
For example, the material of the ring-shaped substrate 5 is at least one selected from graphite, silicon carbide, silicon nitride and alumina, and the material of the flat plate 6 is graphite fiber, alumina fiber,
The above conditions can be satisfied by selecting any one of silicon carbide fiber and quartz glass.

【0034】尚、リング状基体5の形状は、外径に対す
る内径の比が0.3〜0.99、特に、0.5〜0.9
7、さらには0.7〜0.95が好ましい。これによ
り、原料ガスの使用効率を高め、低コスト化の効果が大
きく、かつ安定した成膜を行うことが可能となる。
The shape of the ring-shaped substrate 5 is such that the ratio of the inner diameter to the outer diameter is 0.3 to 0.99, especially 0.5 to 0.9.
7, more preferably 0.7 to 0.95. As a result, the use efficiency of the source gas is increased, the cost reduction effect is large, and stable film formation can be performed.

【0035】ガス導入口7は、耐食性が強く加工しやす
いSUS316を使用することができる。しかし、高周
波誘導加熱により温度が上昇する場合には、ガス導入口
7の少なくとも先端部には、アルミナや窒化珪素等のセ
ラミックス、或いは石英ガラス等を使用することが好ま
しい。
The gas inlet 7 can be made of SUS316 which has high corrosion resistance and is easy to process. However, when the temperature rises due to high-frequency induction heating, it is preferable to use ceramics such as alumina or silicon nitride, quartz glass, or the like at least at the end of the gas inlet 7.

【0036】高周波誘導コイル8は、リング状基体5を
加熱するためのものである。高周波誘導加熱はリング状
基体5の表面に電流を流し直接加熱させるため、リング
状基体5の加熱効率が他の部位と比較して良くなるた
め、リング状基体5の温度を選択的に高くすることがで
き、リング状基体5上での成膜反応を促進することがで
き、高い原料使用効率が得られる。
The high-frequency induction coil 8 is for heating the ring-shaped base 5. In the high-frequency induction heating, a current is applied directly to the surface of the ring-shaped substrate 5 to directly heat the same, so that the heating efficiency of the ring-shaped substrate 5 is improved as compared with other portions, so that the temperature of the ring-shaped substrate 5 is selectively increased. Thus, a film forming reaction on the ring-shaped substrate 5 can be promoted, and a high raw material use efficiency can be obtained.

【0037】高周波誘導加熱では、その周波数により表
面電流浸透深さが異なる。従って、リング状基体5の加
熱効率を高めるため、リング状基体5の形状に合った周
波数を選ぶ必要がある。周波数fは、加熱する基体の抵
抗率をρ、基体の透磁率をμ及び基体の幅をwとすると
き、2.012ρ≦fμw≦10.06ρを満足するこ
とが好ましい。
In the high-frequency induction heating, the penetration depth of the surface current varies depending on the frequency. Therefore, in order to increase the heating efficiency of the ring-shaped substrate 5, it is necessary to select a frequency that matches the shape of the ring-shaped substrate 5. The frequency f preferably satisfies 2.012ρ ≦ fμw ≦ 10.06ρ, where ρ is the resistivity of the substrate to be heated, μ is the magnetic permeability of the substrate, and w is the width of the substrate.

【0038】また、高周波誘導コイル8の高さは、高周
波エネルギーの熱への変換効率に影響する。従って、リ
ング形状等の薄い基体を加熱する場合には、高周波誘導
コイル8も薄いリング形状にし、しかも巻き数を1〜2
にし、高周波誘導コイル8を加熱されるリング状基体5
と略同一の高さに配置することで、リング状基体5の加
熱効率を高めることができる。
The height of the high-frequency induction coil 8 affects the efficiency of converting high-frequency energy into heat. Therefore, when heating a thin base such as a ring, the high-frequency induction coil 8 is also formed into a thin ring, and the number of turns is 1-2.
And the high frequency induction coil 8 is heated by the ring-shaped substrate 5
By arranging them at substantially the same height, the heating efficiency of the ring-shaped substrate 5 can be increased.

【0039】ガスの排気には、一般の真空ポンプを用い
ることができる。例えば、油回転ポンプ、メカニカルブ
ースターポンプ、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、水
封式ポンプなどを真空度に応じて用いることができる。
この中で、減圧下で成膜を行い、ハロゲン化物を多量に
原料として使用する場合には、初期の真空引き用のポン
プとCVD時のポンプと別個に設けることが好ましい。
A general vacuum pump can be used for exhausting the gas. For example, an oil rotary pump, a mechanical booster pump, a dry pump, a turbo molecular pump, a water ring type pump, or the like can be used according to the degree of vacuum.
Among these, when a film is formed under reduced pressure and a large amount of halide is used as a raw material, it is preferable to provide a pump for initial evacuation and a pump for CVD separately.

【0040】また、本発明の成膜方法によれば、上記に
示した本発明の成膜装置を用いて膜を形成するものであ
り、比較的大型の部品に対しても原料の効率が高く、高
速で成膜をすることができ、製品コストを改善すること
ができる。
Further, according to the film forming method of the present invention, a film is formed using the film forming apparatus of the present invention described above, and the efficiency of the raw material is high even for relatively large parts. The film can be formed at high speed, and the product cost can be improved.

【0041】一例として、図1に示した装置を用いた炭
化珪素膜の成膜方法を説明する。
As an example, a method for forming a silicon carbide film using the apparatus shown in FIG. 1 will be described.

【0042】先ず、反応容器1内を真空ポンプにより排
気し、水素または不活性ガスを導入し所定の圧力に維持
し、高周波誘導加熱用コイル8に高周波電力を印可して
リング状基体5を加熱する。
First, the inside of the reaction vessel 1 is evacuated by a vacuum pump, hydrogen or an inert gas is introduced and maintained at a predetermined pressure, and high-frequency power is applied to the high-frequency induction heating coil 8 to heat the ring-shaped substrate 5. I do.

【0043】次に、リング状基体5を所定温度で保持
し、原料ガスをガス導入口7から一対の平板6に囲まれ
た空間内の中央部に導入し、そのガスがリング状基体の
内周面及び/又は上面に向かって流れ、リング状基体5
に接触し、その表面でCVD反応により成膜する。未反
応ガスと反応で生成した反応生成ガスは、ガス排気口9
より排出される。なお、図1及び図2にはガスの流れを
矢印で示した。
Next, the ring-shaped substrate 5 is held at a predetermined temperature, and a raw material gas is introduced from a gas inlet 7 into a central portion in a space surrounded by a pair of flat plates 6, and the gas is introduced into the ring-shaped substrate. The ring-shaped substrate 5 flows toward the peripheral surface and / or the upper surface.
And a film is formed on the surface by a CVD reaction. The reaction product gas generated by the reaction with the unreacted gas is supplied to the gas outlet 9
Is more exhausted. In FIGS. 1 and 2, the flow of gas is indicated by arrows.

【0044】CVD反応はリング状基体5の表面で起こ
り、膜はリング状基体5の内周面、上面及び外周面の少
なくとも1面で形成される。特に、内周面及び/又は上
面に形成することが好ましい。
The CVD reaction occurs on the surface of the ring-shaped substrate 5, and a film is formed on at least one of the inner peripheral surface, the upper surface, and the outer peripheral surface of the ring-shaped substrate 5. In particular, it is preferably formed on the inner peripheral surface and / or the upper surface.

【0045】炭化珪素膜の成膜に当たっては、例えば、
内径120mm、外径210mmのリング形状で、高純
度カーボン製のリング状基体5を、図1のようにカーボ
ン成形断熱材製の支持体4上に、その成膜面が、一対の
平板6で囲まれる空間の延長上にくるように設置配置す
る。
In forming the silicon carbide film, for example,
A ring-shaped base 5 made of high-purity carbon having a ring shape with an inner diameter of 120 mm and an outer diameter of 210 mm is placed on a support 4 made of a carbon-molded heat insulating material as shown in FIG. Install and place it so that it is on the extension of the enclosed space.

【0046】そして、反応容器1内を油回転ポンプ、メ
カニカルブースターポンプ又はドライポンプ等の一般の
真空ポンプにより減圧にする。そして、例えば真空度が
1Pa以下になったところで水素ガスを導入し、ポンプ
を水封式ポンプに切り替え、反応容器1内の圧力を例え
ば0.1〜20kPaに保つ。ここで、水封式ポンプを
用いたのは、CVDで発生するHClの処理を行いやす
いために用いているが、原料や処理設備及び作動圧力に
より、所望のポンプを使用することができる。
Then, the pressure inside the reaction vessel 1 is reduced by a general vacuum pump such as an oil rotary pump, a mechanical booster pump or a dry pump. Then, for example, when the degree of vacuum becomes 1 Pa or less, hydrogen gas is introduced, the pump is switched to a water-sealed pump, and the pressure in the reaction vessel 1 is maintained at, for example, 0.1 to 20 kPa. Here, a water-sealed pump is used because it is easy to treat HCl generated by CVD, but a desired pump can be used depending on the raw materials, processing equipment, and operating pressure.

【0047】次に、水素ガスを流しながら、高周波誘導
コイル8に高周波電力を印加してリング状基体5を加熱
する。リング状基体5が、1300〜1700℃の温度
に到達した後、ガス導入口7より、水素と原料ガスメチ
ルトリクロルシランの混合ガスを導入し、炭化珪素膜を
成膜することができる。
Next, high-frequency power is applied to the high-frequency induction coil 8 while flowing hydrogen gas to heat the ring-shaped substrate 5. After the temperature of the ring-shaped substrate 5 reaches 1300 to 1700 ° C., a mixed gas of hydrogen and the raw material gas methyltrichlorosilane is introduced from the gas inlet 7 to form a silicon carbide film.

【0048】ここで、混合ガスとは、珪素と炭素とを含
む単一ガス又は混合ガスを示し、例えば、単一ガスとし
てメチルトリクロルシラン(CH3SiCl3、以後MT
Sと言う)、混合ガスとして四塩化珪素(SiC
4)、SiHCl2、SiH2Cl、SiH4、(C
34Si、(CH32SiCl2、(CH33SiC
l、MTS等の珪素を含有するガスとメタン等の炭素を
含むガスを挙げることができる。
Here, the mixed gas refers to a single gas or a mixed gas containing silicon and carbon. For example, as a single gas, methyltrichlorosilane (CH 3 SiCl 3 , hereinafter MT)
S), silicon tetrachloride (SiC)
l 4 ), SiHCl 2 , SiH 2 Cl, SiH 4 , (C
H 3 ) 4 Si, (CH 3 ) 2 SiCl 2 , (CH 3 ) 3 SiC
1, a gas containing silicon such as MTS and a gas containing carbon such as methane.

【0049】上記のガスのうち、珪素を含有するガスと
して、珪素と塩素とを含むものが安全性と高速成膜の点
で好ましい。特に、MTSが好ましい。また、耐腐食
性、高揮発性及び取扱い易い点で、(CH34Siを用
いることが好ましい。
Among the above gases, a gas containing silicon and chlorine is preferable as a gas containing silicon from the viewpoints of safety and high-speed film formation. In particular, MTS is preferred. Further, (CH 3 ) 4 Si is preferably used from the viewpoints of corrosion resistance, high volatility and easy handling.

【0050】なお、上記の原料ガスは、常温でガスであ
る必要はなく、液体や気体であっても加熱することによ
り、蒸気圧が発生すればよい。特に、100℃以下の温
度で、成膜圧力よりも高い蒸気圧を発生するものが好ま
しい。
The raw material gas does not need to be a gas at normal temperature, but may be a liquid or a gas as long as a vapor pressure is generated by heating. In particular, those that generate a vapor pressure higher than the film forming pressure at a temperature of 100 ° C. or less are preferable.

【0051】そして、CVD温度を1300〜1700
℃、特に1400〜1600℃の温度に設定し、析出速
度を0.3mm/h以上とすることが好ましい。これに
より、1mm以上の厚い炭化珪素膜を低コストで、容易
に得ることができる。
Then, the CVD temperature is set to 1300 to 1700.
° C, particularly preferably 1400 to 1600 ° C, and the deposition rate is preferably 0.3 mm / h or more. Thereby, a silicon carbide film having a thickness of 1 mm or more can be easily obtained at low cost.

【0052】また、リング状基体5を機械的または化学
的に除去することにより、短時間でかつ低コストで炭化
珪素のバルク材料を製造することもできる。
By removing the ring-shaped substrate 5 mechanically or chemically, a bulk material of silicon carbide can be manufactured in a short time and at low cost.

【0053】また、図2は、本発明の成膜装置の他の例
であり、反応容器11はフランジ12と壁体13から構
成され、その内部には断熱材からなる支持体14の上に
リング状基体15が設置されている。
FIG. 2 shows another example of the film forming apparatus of the present invention. A reaction vessel 11 is composed of a flange 12 and a wall 13 and has a support 14 made of a heat insulating material inside. A ring-shaped base 15 is provided.

【0054】さらに、リング状基体15は、一対の円板
状の平板16で形成された空間内に設けられ、原料ガス
はガス導入口17を通じて中央部供給され、ガス導入口
先端部に設置された一対の平板16で形成された空間内
を、その中心から外周部、即ちリング状基体15の内周
面に向かって放射状に流れていく。
Further, the ring-shaped substrate 15 is provided in a space formed by a pair of disk-shaped flat plates 16, and a raw material gas is supplied to a central portion through a gas inlet 17 and is installed at a tip of the gas inlet. In the space formed by the pair of flat plates 16, the gas flows radially from the center toward the outer peripheral portion, that is, toward the inner peripheral surface of the ring-shaped base 15.

【0055】さらに、反応容器11の周囲には、リング
状基体15を加熱するための高周波誘導コイル18が設
けられている。図中に矢印で示したように、ガス導入口
17より導入され、平板16間の空間を経由してリング
状基体15に流れる原料ガスは、反応後、廃ガスとして
ガス排気口19から排出される。
Further, a high frequency induction coil 18 for heating the ring-shaped base 15 is provided around the reaction vessel 11. As indicated by the arrow in the figure, the raw material gas introduced from the gas inlet 17 and flowing through the space between the flat plates 16 to the ring-shaped substrate 15 is discharged from the gas outlet 19 as a waste gas after the reaction. You.

【0056】そして、平板16で形成される空間内又は
平板の外側には、触媒体20が設置されている。この触
媒体20は、一対の平板16で形成される空間内又は平
板の外側に設置し、高周波でリング状基体と共に誘導加
熱されるが、通電加熱により触媒体20を高温に保持し
ても差し支えない。
The catalyst body 20 is provided in the space formed by the flat plate 16 or outside the flat plate. The catalyst body 20 is installed in the space formed by the pair of flat plates 16 or outside the flat plates, and is induction-heated together with the ring-shaped base at high frequency. Absent.

【0057】この触媒体20は、ガスを活性化し、成膜
反応を促進する効果が高いため、W及び/又はTaが好
ましい。また、触媒体20の形状としてはワイヤが好ま
しく、複数のワイヤを編んで作製したより線や、このよ
り線を編んでメッシュ形状の多孔質体にして用いること
ができる。
Since the catalyst 20 has a high effect of activating a gas and accelerating a film forming reaction, W and / or Ta are preferable. Further, the shape of the catalyst body 20 is preferably a wire, and a stranded wire made by knitting a plurality of wires or a mesh-shaped porous body formed by knitting the stranded wire can be used.

【0058】[0058]

【実施例】実施例1 図1に示した本発明の成膜装置を用いて、リング状基体
5上に炭化珪素膜を形成した。
EXAMPLE 1 A silicon carbide film was formed on a ring-shaped substrate 5 using the film forming apparatus of the present invention shown in FIG.

【0059】上記の装置を構成するフランジ2はSUS
316製で水冷されており、壁体3は石英ガラス製であ
る。また、リング状基体5は、外径210mm、内径1
90mm、厚さ10mmの高純度黒鉛であり、外径26
0mm、内径150mmで、リング状基体5の載置する
部位は内径220mmの黒鉛フェルト成形体からなる支
持体4に配置されている。
The flange 2 constituting the above device is made of SUS
The wall body 3 is made of quartz glass and is water-cooled. The ring-shaped substrate 5 has an outer diameter of 210 mm and an inner diameter of 1 mm.
90mm, 10mm thick high purity graphite, outer diameter 26
The portion on which the ring-shaped substrate 5 is mounted, having a diameter of 0 mm and an inner diameter of 150 mm, is disposed on a support 4 made of a graphite felt molded body having an inner diameter of 220 mm.

【0060】ガス導入口7は石英ガラス製で、その先端
には、直径185mm、厚さ5mmの一対の平板6が一
体となって設けられており、ガスがガス導入口7から平
板6間の空間へ流れ、平板6の中心から外周方向へガス
を流し、成膜面であるリング状基体5の内周面にガスが
当たるようにした。なお、上記平板6間の距離を10m
mとした。
The gas inlet 7 is made of quartz glass, and a pair of flat plates 6 each having a diameter of 185 mm and a thickness of 5 mm are integrally provided at the tip thereof. The gas flows into the space and flows from the center of the flat plate 6 toward the outer periphery, so that the gas hits the inner peripheral surface of the ring-shaped substrate 5 which is the film forming surface. The distance between the flat plates 6 is 10 m.
m.

【0061】反応容器1内を、1Pa以下の真空度に達
するまでロータリー空ポンプで排気し、水素ガスを流量
5l/minで導入した。ポンプを水封式ポンプに切り
替え、圧力を1kPaに保ち、高周波誘導コイル8に高
周波電力を印加した。高周波の周波数は20kHzで、
リング状基体5の温度が1500℃ととなるように出力
を調整した。加熱を開始して10分後には所望の温度に
達した。
The inside of the reaction vessel 1 was evacuated with a rotary empty pump until the degree of vacuum reached 1 Pa or less, and hydrogen gas was introduced at a flow rate of 5 l / min. The pump was switched to a water ring pump, the pressure was maintained at 1 kPa, and high frequency power was applied to the high frequency induction coil 8. The high frequency is 20kHz
The output was adjusted so that the temperature of the ring-shaped substrate 5 became 1500 ° C. The desired temperature was reached 10 minutes after the start of heating.

【0062】続いて、原料ガスとしてメチルトリクロル
シランガスと水素ガスの混合ガスをそれぞれ1.5l/
min、10l/minの流量で流すとともに、反応容
器1内の圧力がほぼ2.7kPaになるように調節し
た。そして、3時間後にメチルトリクロルシランガスの
導入を停止し、次いで加熱を停止した。
Subsequently, a mixed gas of methyltrichlorosilane gas and hydrogen gas as a raw material gas was 1.5 l /
The flow rate was 10 min / min, and the pressure in the reaction vessel 1 was adjusted to about 2.7 kPa. After 3 hours, introduction of the methyltrichlorosilane gas was stopped, and then heating was stopped.

【0063】成膜終了後、リング状基体5の重量を測定
し、重量増加分をCVDされたSiC量とし、メチルト
リクロルシランが完全にSiCになった場合を100と
して、原料使用効率を計算した。また、リング状基体5
とともに炭化珪素膜をおよそ8等分に破断し、それぞれ
の断面を顕微鏡で写真撮影して成膜面に形成された膜の
厚みを測定し、その平均値を算出した。
After the completion of the film formation, the weight of the ring-shaped substrate 5 was measured, and the weight increase was defined as the amount of CVD SiC, and the raw material use efficiency was calculated assuming that the case where methyltrichlorosilane was completely converted to SiC was 100. . Further, the ring-shaped substrate 5
At the same time, the silicon carbide film was broken into about eight equal parts, each cross section was photographed with a microscope, the thickness of the film formed on the film formation surface was measured, and the average value was calculated.

【0064】その結果、原料使用効率が20%、膜厚は
3.0mmであった。 実施例2 図2の成膜装置を用いて炭化珪素膜を形成した。ガス導
入口17は石英ガラス製で、その先端には、直径185
mm、厚さ5mmの、黒鉛製の断熱材からなる一対の平
板16を10mm間隔で配置した。
As a result, the raw material use efficiency was 20%, and the film thickness was 3.0 mm. Example 2 A silicon carbide film was formed using the film forming apparatus shown in FIG. The gas inlet 17 is made of quartz glass.
A pair of flat plates 16 each made of graphite and having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm were arranged at intervals of 10 mm.

【0065】また、触媒体20としてWメッシュを用い
た。Wメッシュは、線径0.05mmの50メッシュ
で、平板16で形成される隙間内に、中心から90mm
位置に、隙間を塞ぐように平板16に垂直の向きに配置
した。また、成膜面をリング状基体15の上面とするた
め、リング状基体15の上面の高さが一対の平板16の
上板から3mm下になるように配置し、反応ガスがリン
グ状基体15の上面によりするようにした。上記以外の
構造及び評価方法は、実施例1と同様であった。
A W mesh was used as the catalyst body 20. The W mesh is a 50 mesh having a wire diameter of 0.05 mm, and is 90 mm from the center in a gap formed by the flat plate 16.
In the position, it was arranged in a direction perpendicular to the flat plate 16 so as to close the gap. Further, in order to form the film formation surface on the upper surface of the ring-shaped substrate 15, the upper surface of the ring-shaped substrate 15 is arranged so that the height of the upper surface is 3 mm below the upper plate of the pair of flat plates 16, and the reaction gas is supplied to the ring-shaped substrate 15. The upper surface of Other structures and evaluation methods were the same as those in Example 1.

【0066】その結果、原料使用効率が30%、膜厚は
3.5mmであった。 比較例 図3に示した成膜装置を使用して成膜試験を行った。実
施例1と同じリング状基体5を比成膜基体22として高
純度黒鉛製の回転基板保持体23上に載置し、20rp
mで回転した。反応炉21内を、1Pa以下の真空度に
達するまでロータリー真空ポンプで排気し、水素ガスを
流量5l/minで導入した。ポンプを水封式ポンプに
切り替え圧力を1kPaに保ち、黒鉛製ヒーター25に
よりリング状基体5を1500℃となるように加熱し
た。
As a result, the raw material use efficiency was 30%, and the film thickness was 3.5 mm. Comparative Example A film forming test was performed using the film forming apparatus shown in FIG. The same ring-shaped substrate 5 as in Example 1 was placed on a rotating substrate holder 23 made of high-purity graphite as a specific film-forming substrate 22 at a speed of 20 rpm.
m. The inside of the reaction furnace 21 was evacuated with a rotary vacuum pump until the degree of vacuum reached 1 Pa or less, and hydrogen gas was introduced at a flow rate of 5 l / min. The pump was switched to a water-sealed pump, and the pressure was maintained at 1 kPa, and the ring-shaped substrate 5 was heated to 1500 ° C. by the graphite heater 25.

【0067】続いて、原料ガスとしてメチルトリクロル
シランガスと水素ガスの混合ガスをそれぞれ1.5l/
min、10l/minの流量で流すとともに、反応炉
21内の圧力がほぼ2.7kPaになるように調節し
た。そして、3時間後にメチルトリクロルシランガスの
導入を停止し、次いで加熱を停止した。成膜終了後、実
施例1と同様の方法で原料使用効率、及び平均膜厚を求
めた。
Subsequently, a mixed gas of methyltrichlorosilane gas and hydrogen gas was used as a raw material gas at 1.5 l / l.
The flow rate was 10 min / min and the pressure inside the reaction furnace 21 was adjusted to about 2.7 kPa. After 3 hours, introduction of the methyltrichlorosilane gas was stopped, and then heating was stopped. After the film formation was completed, the raw material use efficiency and the average film thickness were determined in the same manner as in Example 1.

【0068】その結果、原料使用効率は3%、膜厚は
0.5mmであった
As a result, the raw material use efficiency was 3%, and the film thickness was 0.5 mm.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明により、原料ガスの使用効率を高
め、特に、リング状基体の大型部品に対して高速で成膜
することによって低コスト化の可能なCVD装置を提供
することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a CVD apparatus capable of improving the use efficiency of the source gas and, in particular, reducing the cost by forming a film at a high speed on a large part of a ring-shaped substrate.

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

【図1】本発明の成膜装置の概略配置図である。FIG. 1 is a schematic layout diagram of a film forming apparatus of the present invention.

【図2】本発明の他の成膜装置の概略配置図である。FIG. 2 is a schematic layout view of another film forming apparatus of the present invention.

【図3】従来の成膜装置の概略配置図である。FIG. 3 is a schematic layout view of a conventional film forming apparatus.

【図4】従来の他の成膜装置の概略配置図である。FIG. 4 is a schematic layout view of another conventional film forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11・・・反応容器 2、12・・・フランジ 3、13・・・壁体 4、14・・・支持体 5、15・・・リング状基体 6、16・・・平板 7、17・・・ガス導入口 8、18・・・高周波誘導コイル 9、19・・・ガス排気口 1, 11 ... reaction vessel 2, 12 ... flange 3, 13 ... wall 4, 14 ... support 5, 15 ... ring-shaped substrate 6, 16 ... flat plate 7, 17 ... Gas inlet 8,18 ... High frequency induction coil 9,19 ... Gas exhaust

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 王 雨叢 鹿児島県国分市山下町1番4号 京セラ株 式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4K030 AA03 AA06 AA09 BA37 CA01 CA05 CA11 EA06 FA10 JA10 JA12 KA24 KA46  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Wang Ameso 1-4-4 Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima F-term in the Kyocera Research Institute (reference) 4K030 AA03 AA06 AA09 BA37 CA01 CA05 CA11 EA06 FA10 JA10 JA12 KA24 KA46

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】反応容器と、該反応容器内に設けられ、リ
ング状基体を支持するための支持体と、該リング状基体
を加熱する手段とを具備する成膜装置であって、前記リ
ング状基体の内側に位置する空間内に、反応ガスを前記
リング状基体の中心から前記リング状基体の内周面及び
/又は上面に導くためのガス導入手段とを具備すること
を特徴とする成膜装置。
1. A film forming apparatus comprising: a reaction vessel; a support provided in the reaction vessel for supporting a ring-shaped substrate; and means for heating the ring-shaped substrate. Gas introducing means for guiding a reaction gas from the center of the ring-shaped substrate to the inner peripheral surface and / or the upper surface of the ring-shaped substrate in a space located inside the ring-shaped substrate. Membrane equipment.
【請求項2】前記ガス導入手段が、リング状基体の内側
に平行に配置された一対の平板と、該平板のうち一方の
平板の中心にガスを導入するガス導入管を具備すること
を特徴とする請求項1記載の成膜装置。
2. The gas introducing means comprises a pair of flat plates arranged in parallel inside a ring-shaped base, and a gas introducing pipe for introducing a gas into the center of one of the flat plates. The film forming apparatus according to claim 1.
【請求項3】前記平板が黒鉛繊維、アルミナ繊維、炭化
珪素繊維及び石英ガラスのうちいずれか1種を含むこと
を特徴とする請求項1又は2記載の成膜装置。
3. The film forming apparatus according to claim 1, wherein said flat plate contains any one of graphite fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber and quartz glass.
【請求項4】前記加熱する手段が、高周波誘導加熱であ
ることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記
載の成膜装置。
4. A film forming apparatus according to claim 1, wherein said heating means is high-frequency induction heating.
【請求項5】高周波誘導加熱に用いる高周波誘導コイル
の巻き数が1〜2であり、かつ前記リング状基体の内側
に触媒体が設置され、該高周波誘導コイルが触媒体とリ
ング状基体とを同時に加熱することを特徴とする請求項
4記載の成膜装置。
5. A high-frequency induction coil used for high-frequency induction heating has a number of turns of 1 to 2, and a catalyst is disposed inside the ring-shaped substrate, and the high-frequency induction coil connects the catalyst and the ring-shaped substrate. The film forming apparatus according to claim 4, wherein heating is performed simultaneously.
【請求項6】請求項1乃至5のうちいずれかに記載の成
膜装置を用いて、前記支持体の表面上に載置されたリン
グ状基体の少なくとも内周面及び/又は上面に成膜する
ことを特徴とする成膜方法。
6. A film is formed on at least an inner peripheral surface and / or an upper surface of a ring-shaped substrate placed on a surface of the support by using the film forming apparatus according to any one of claims 1 to 5. A film forming method.
【請求項7】珪素と塩素とを含む化合物からなる液体原
料を気化させて反応ガスを使って、1300〜1700
℃の温度で加熱し、0.3mm/h以上の析出速度で炭
化珪素膜を形成することを特徴とする請求項6記載の成
膜方法。
7. A liquid raw material comprising a compound containing silicon and chlorine is vaporized and used as a reactant gas to produce a liquid material of 1300 to 1700.
7. The film forming method according to claim 6, wherein the silicon carbide film is formed by heating at a temperature of ° C. at a deposition rate of 0.3 mm / h or more.
【請求項8】前記リング状基体の外径に対する内径の比
が、0.3〜0.99であることを特徴とする請求項6
又は7記載の成膜方法。
8. The ratio of the inner diameter to the outer diameter of the ring-shaped substrate is 0.3 to 0.99.
Or the film forming method according to 7.
【請求項9】前記リング状基体が黒鉛、炭化珪素、窒化
珪素及びアルミナから選ばれる少なくとも1種であるこ
とを特徴とする請求項6乃至8のうちいずれかに記載の
成膜方法。
9. The film forming method according to claim 6, wherein said ring-shaped substrate is at least one selected from graphite, silicon carbide, silicon nitride and alumina.
【請求項10】前記高周波誘導加熱に用いる高周波の周
波数をf、基板の抵抗率をρ、基板透磁率をμ及び基板
幅をwとするとき、2.012ρ≦fμw≦10.06
ρを満足することを特徴とする請求項6乃至9のうちい
ずれかに記載の成膜方法。
10. When the frequency of the high frequency wave used for the high frequency induction heating is f, the resistivity of the substrate is ρ, the magnetic permeability of the substrate is μ, and the width of the substrate is w, 2.012ρ ≦ fμw ≦ 10.06.
10. The film forming method according to claim 6, wherein ρ is satisfied.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011195346A (en) * 2010-03-17 2011-10-06 Nuflare Technology Inc Film forming apparatus and film forming method
KR101787065B1 (en) * 2015-11-02 2017-10-18 한국세라믹기술원 Chemical vapor infiltration device
KR102024217B1 (en) * 2018-09-18 2019-09-24 한국세라믹기술원 Chemical vapor infiltration device

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