JP2003041365A - 基板処理装置 - Google Patents
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- JP2003041365A JP2003041365A JP2001231281A JP2001231281A JP2003041365A JP 2003041365 A JP2003041365 A JP 2003041365A JP 2001231281 A JP2001231281 A JP 2001231281A JP 2001231281 A JP2001231281 A JP 2001231281A JP 2003041365 A JP2003041365 A JP 2003041365A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来技術の問題点である低温での多結晶シリコ
ン膜などの形成における触媒ＣＶＤ装置のエネルギー効
率の悪化を解決し、膜質が良好で、膜厚の均一性の高い
成膜を実現できる基板処理装置を提供する。 【解決手段】基板処理室（５）と、触媒体（２）により
反応ガスを加熱するガス加熱室（６）と、ガス加熱室
（６）で加熱された反応ガスを基板処理室（５）に導入
する反応ガス供給路（８）を設けた基板処理装置とする
ことにより、反応室内の温度制御性が向上し、膜質が良
好で、膜厚の均一性の高い成膜を実現することができ
る。
ン膜などの形成における触媒ＣＶＤ装置のエネルギー効
率の悪化を解決し、膜質が良好で、膜厚の均一性の高い
成膜を実現できる基板処理装置を提供する。 【解決手段】基板処理室（５）と、触媒体（２）により
反応ガスを加熱するガス加熱室（６）と、ガス加熱室
（６）で加熱された反応ガスを基板処理室（５）に導入
する反応ガス供給路（８）を設けた基板処理装置とする
ことにより、反応室内の温度制御性が向上し、膜質が良
好で、膜厚の均一性の高い成膜を実現することができ
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は触媒体を利用する熱
ＣＶＤプロセスに用いられる基板処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ガラスなど低融点の材料に多結晶
シリコン膜を形成するために、熱エネルギーを利用して
ＣＶＤ（化学気相成長）を行う熱ＣＶＤプロセスを用
い、直接、多結晶シリコン膜を形成していた。この熱Ｃ
ＶＤプロセスは、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、触媒体を利用する熱ＣＶＤ装置（触媒ＣＶＤ装置
と言う）が用いられている。なお、図３（ａ）は、触媒
ＣＶＤ装置の主要部断面構造を示し、図３（ｂ）は、図
３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 【０００３】図３（ａ）、（ｂ）において、１０は反応
室、１１は基板、１２は基板処理台、１３はヒータ、１
４は抵抗加熱による触媒体、１５は触媒体の支持台、１
６はガス導入口、１７は触媒体の固定端、１８は電流導
入端子、１９は触媒体加熱用電源、２０は真空排気口、
２１はガスシャワー板を示している。 【０００４】この触媒ＣＶＤ装置は、反応室１０内に設
けられた基板処理台１２上に、基板１１を載置し、触媒
体自身に通電して抵抗加熱によって触媒体１４の温度を
上げ、ガス導入口１６から導入される反応ガスを触媒体
１４の表面に接触させて加熱し、反応ガス中に活性種を
生成させ、これを直接、基板１１の表面上に導入して成
膜するという装置である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記触媒ＣＶＤ装置で
は、図３に示すように、基板１１と、抵抗加熱によって
熱せられた触媒体１４との間隔や、細長い触媒体１４の
配列の密度等により、成膜速度が変化することが知られ
ている。このため、均一な成膜速度を得ようとして触媒
体１４の配列を密にすると、触媒体１４から基板への輻
射熱によって基板温度の上昇や、触媒体１４を抵抗加熱
によって加熱するための電気エネルギーが著しく増大
し、触媒ＣＶＤ装置のエネルギー効率が悪化するという
問題がある。また、温度の上昇による触媒体１４の膨張
などが原因して、触媒体１４の間隔や配列の密度が変化
することにより、膜厚の均一性や膜質が悪化するなどの
問題があった。 【０００６】本発明の目的は、エネルギー効率の悪化を
解決し、膜質が良好で、膜厚の均一性の高い成膜を実現
できる基板処理装置を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とする
ものである。すなわち、請求項１に記載のように、基板
を処理する反応室と、触媒体により反応ガスを加熱する
ガス加熱室と、上記ガス加熱室で加熱された反応ガスを
上記反応室に導入するガス供給路とを有する基板処理装
置とするものである。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を例示
し、図面を用いて、さらに詳細に説明する。本発明の基
板処理装置（触媒ＣＶＤ装置）は、図１に示すように、
触媒体２を基板処理室（反応室）５とは別の触媒体加熱
用ヒータ１を備えたガス加熱室６内に収納し、上記ガス
加熱室６は独立して温度制御が可能な構造としてある。
反応ガスは、ガス導入口７から導入され、触媒体２の周
囲を通り、触媒体２に接触して活性化された活性種を含
む反応ガスは、反応ガス供給路８を通り、さらに活性化
された反応ガスを均一に分散化するためのガスシャワー
板３を通過し、ヒータ内蔵の基板処理台４上に載置され
ている基板上に導かれる構造の基板処理装置である。 【０００９】本発明の基板処理装置は、図１に示すごと
く、ガス加熱室６は、基板処理室５と完全に独立した状
態で構成しても良いし、または、図２に示すごとく、基
板処理室５とは、例えば、ガスシャワー板３などのよう
な隔壁を用いて分離された部屋にガス加熱室６を設置し
ても構わない。 【００１０】触媒体材料としては、白金もしくはパラジ
ウムが性能的に好ましいが、その他、ルテニウム、ロジ
ウムなどの遷移金属が用いられる。また、担体として
は、触媒体材料そのものか、もしくは強誘電体等のセラ
ミック材料が挙げられる。触媒体の形状としては、表面
積が大きく採れるものが望ましいが、ガスの抜け性（通
気性）も考慮する必要があるので、球状の触媒ビーズの
集合体か、ハニカム形状等のものが好ましい。 【００１１】本発明の基板処理装置を用いて窒化膜を形
成する場合は、例えば成膜原料ガスとして、ＳｉＨ
４（モノシランガス）＋ＮＨ３（アンモニアガス）また
はＳｉＨ ２Ｃｌ２（ジクロロシランガス）＋ＮＨ３を用
い、このうちガス加熱室６に導くのはＮＨ３のみとし、
ＳｉＨ４またはＳｉＨ２Ｃｌ２は別のガスラインによっ
て基板処理室５へ直接導入する。これにより、ＮＨ３を
標準よりもエネルギー価の高いＮＨ３などのラジカルの
状態で成膜反応に使用することができる。 【００１２】また、ＮＨ３のみを使ってＳｉ基板等を直
接窒化する時には、同様にＮＨ３をガス加熱室６を通す
ことにより、通常、基板上に導くよりも高い活性で窒化
反応を起こすことができる。 【００１３】図３に示す、従来の触媒ＣＶＤ装置は、反
応ガスを基板に近い位置で触媒体に接触させ活性種を造
り、これを直接基板に導くのに対し、本発明の図１、２
に示した基板処理装置は、基板から離れた位置（例え
ば、図１、２のガス加熱室６の位置）で活性種を造り、
これを、例えばガスシャワー板３を通して均一に分散さ
せて基板上に導入して均一な厚みの薄膜として堆積させ
ることができる。 【００１４】また、本発明の基板処理装置は、触媒体２
を基板から離すことによって、反応ガスの活性種の到達
度が下がるので成膜速度は下がるが、反応室である基板
処理室５内の温度制御性を向上させることができ、基板
の過加熱（オーバヒート）を防止することができる。 【００１５】また、本発明の基板処理装置は触媒体２を
ヒータ１により加熱しているので、加熱を触媒体に使う
金属（または合金）自身の抵抗加熱に頼らずに済むの
で、触媒性能に優れた低電気抵抗材料や絶縁体を触媒体
として有効に利用することができる。 【００１６】また、本発明は触媒体の加熱を外部から行
うことができ、従来の通電加熱式の触媒体の加熱に比
べ、触媒体の加熱温度の制御性と加熱効率が向上し、基
板処理装置のエネルギー効率を上昇させることができ
る。 【００１７】また、触媒体の加熱に対して、例えば反応
室（真空槽の場合等）内に大電流を持ち込む必要がな
く、放電対策等が不要となり、反応室の構造を簡素化す
ることができる。 【００１８】 【発明の効果】本発明の基板処理装置によれば、触媒体
を反応室（基板処理室）の基板の位置から離すことによ
り、反応室内の温度制御性が向上し、膜質が良好で、膜
厚の均一性の高い成膜を実現することができる。また、
従来の触媒体の通電加熱方式の触媒ＣＶＤ装置に比べ、
触媒体の加熱温度の制御性と加熱効率が良くなり、装置
のエネルギー効率の向上をはかることができる。
ＣＶＤプロセスに用いられる基板処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ガラスなど低融点の材料に多結晶
シリコン膜を形成するために、熱エネルギーを利用して
ＣＶＤ（化学気相成長）を行う熱ＣＶＤプロセスを用
い、直接、多結晶シリコン膜を形成していた。この熱Ｃ
ＶＤプロセスは、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、触媒体を利用する熱ＣＶＤ装置（触媒ＣＶＤ装置
と言う）が用いられている。なお、図３（ａ）は、触媒
ＣＶＤ装置の主要部断面構造を示し、図３（ｂ）は、図
３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 【０００３】図３（ａ）、（ｂ）において、１０は反応
室、１１は基板、１２は基板処理台、１３はヒータ、１
４は抵抗加熱による触媒体、１５は触媒体の支持台、１
６はガス導入口、１７は触媒体の固定端、１８は電流導
入端子、１９は触媒体加熱用電源、２０は真空排気口、
２１はガスシャワー板を示している。 【０００４】この触媒ＣＶＤ装置は、反応室１０内に設
けられた基板処理台１２上に、基板１１を載置し、触媒
体自身に通電して抵抗加熱によって触媒体１４の温度を
上げ、ガス導入口１６から導入される反応ガスを触媒体
１４の表面に接触させて加熱し、反応ガス中に活性種を
生成させ、これを直接、基板１１の表面上に導入して成
膜するという装置である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記触媒ＣＶＤ装置で
は、図３に示すように、基板１１と、抵抗加熱によって
熱せられた触媒体１４との間隔や、細長い触媒体１４の
配列の密度等により、成膜速度が変化することが知られ
ている。このため、均一な成膜速度を得ようとして触媒
体１４の配列を密にすると、触媒体１４から基板への輻
射熱によって基板温度の上昇や、触媒体１４を抵抗加熱
によって加熱するための電気エネルギーが著しく増大
し、触媒ＣＶＤ装置のエネルギー効率が悪化するという
問題がある。また、温度の上昇による触媒体１４の膨張
などが原因して、触媒体１４の間隔や配列の密度が変化
することにより、膜厚の均一性や膜質が悪化するなどの
問題があった。 【０００６】本発明の目的は、エネルギー効率の悪化を
解決し、膜質が良好で、膜厚の均一性の高い成膜を実現
できる基板処理装置を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とする
ものである。すなわち、請求項１に記載のように、基板
を処理する反応室と、触媒体により反応ガスを加熱する
ガス加熱室と、上記ガス加熱室で加熱された反応ガスを
上記反応室に導入するガス供給路とを有する基板処理装
置とするものである。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を例示
し、図面を用いて、さらに詳細に説明する。本発明の基
板処理装置（触媒ＣＶＤ装置）は、図１に示すように、
触媒体２を基板処理室（反応室）５とは別の触媒体加熱
用ヒータ１を備えたガス加熱室６内に収納し、上記ガス
加熱室６は独立して温度制御が可能な構造としてある。
反応ガスは、ガス導入口７から導入され、触媒体２の周
囲を通り、触媒体２に接触して活性化された活性種を含
む反応ガスは、反応ガス供給路８を通り、さらに活性化
された反応ガスを均一に分散化するためのガスシャワー
板３を通過し、ヒータ内蔵の基板処理台４上に載置され
ている基板上に導かれる構造の基板処理装置である。 【０００９】本発明の基板処理装置は、図１に示すごと
く、ガス加熱室６は、基板処理室５と完全に独立した状
態で構成しても良いし、または、図２に示すごとく、基
板処理室５とは、例えば、ガスシャワー板３などのよう
な隔壁を用いて分離された部屋にガス加熱室６を設置し
ても構わない。 【００１０】触媒体材料としては、白金もしくはパラジ
ウムが性能的に好ましいが、その他、ルテニウム、ロジ
ウムなどの遷移金属が用いられる。また、担体として
は、触媒体材料そのものか、もしくは強誘電体等のセラ
ミック材料が挙げられる。触媒体の形状としては、表面
積が大きく採れるものが望ましいが、ガスの抜け性（通
気性）も考慮する必要があるので、球状の触媒ビーズの
集合体か、ハニカム形状等のものが好ましい。 【００１１】本発明の基板処理装置を用いて窒化膜を形
成する場合は、例えば成膜原料ガスとして、ＳｉＨ
４（モノシランガス）＋ＮＨ３（アンモニアガス）また
はＳｉＨ ２Ｃｌ２（ジクロロシランガス）＋ＮＨ３を用
い、このうちガス加熱室６に導くのはＮＨ３のみとし、
ＳｉＨ４またはＳｉＨ２Ｃｌ２は別のガスラインによっ
て基板処理室５へ直接導入する。これにより、ＮＨ３を
標準よりもエネルギー価の高いＮＨ３などのラジカルの
状態で成膜反応に使用することができる。 【００１２】また、ＮＨ３のみを使ってＳｉ基板等を直
接窒化する時には、同様にＮＨ３をガス加熱室６を通す
ことにより、通常、基板上に導くよりも高い活性で窒化
反応を起こすことができる。 【００１３】図３に示す、従来の触媒ＣＶＤ装置は、反
応ガスを基板に近い位置で触媒体に接触させ活性種を造
り、これを直接基板に導くのに対し、本発明の図１、２
に示した基板処理装置は、基板から離れた位置（例え
ば、図１、２のガス加熱室６の位置）で活性種を造り、
これを、例えばガスシャワー板３を通して均一に分散さ
せて基板上に導入して均一な厚みの薄膜として堆積させ
ることができる。 【００１４】また、本発明の基板処理装置は、触媒体２
を基板から離すことによって、反応ガスの活性種の到達
度が下がるので成膜速度は下がるが、反応室である基板
処理室５内の温度制御性を向上させることができ、基板
の過加熱（オーバヒート）を防止することができる。 【００１５】また、本発明の基板処理装置は触媒体２を
ヒータ１により加熱しているので、加熱を触媒体に使う
金属（または合金）自身の抵抗加熱に頼らずに済むの
で、触媒性能に優れた低電気抵抗材料や絶縁体を触媒体
として有効に利用することができる。 【００１６】また、本発明は触媒体の加熱を外部から行
うことができ、従来の通電加熱式の触媒体の加熱に比
べ、触媒体の加熱温度の制御性と加熱効率が向上し、基
板処理装置のエネルギー効率を上昇させることができ
る。 【００１７】また、触媒体の加熱に対して、例えば反応
室（真空槽の場合等）内に大電流を持ち込む必要がな
く、放電対策等が不要となり、反応室の構造を簡素化す
ることができる。 【００１８】 【発明の効果】本発明の基板処理装置によれば、触媒体
を反応室（基板処理室）の基板の位置から離すことによ
り、反応室内の温度制御性が向上し、膜質が良好で、膜
厚の均一性の高い成膜を実現することができる。また、
従来の触媒体の通電加熱方式の触媒ＣＶＤ装置に比べ、
触媒体の加熱温度の制御性と加熱効率が良くなり、装置
のエネルギー効率の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で例示した基板処理装置の
構造を示す模式図。 【図２】本発明の実施の形態で例示した、他の基板処理
装置の構造を示す模式図。 【図３】従来の触媒ＣＶＤ装置の構造を示す模式図。 【符号の説明】 １…触媒体加熱用ヒータ ２…触媒体 ３…ガスシャワー板 ４…ヒータ内蔵の基板処理台 ５…基板処理室 ６…ガス加熱室 ７…ガス導入口 ８…反応ガス供給路 １０…反応室 １１…基板 １２…基板処理台 １３…ヒータ １４…触媒体 １５…触媒体の支持台 １６…ガス導入口 １７…触媒体の固定端 １８…電流導入端子 １９…触媒体加熱用電源 ２０…真空排気口 ２１…ガスシャワー板
構造を示す模式図。 【図２】本発明の実施の形態で例示した、他の基板処理
装置の構造を示す模式図。 【図３】従来の触媒ＣＶＤ装置の構造を示す模式図。 【符号の説明】 １…触媒体加熱用ヒータ ２…触媒体 ３…ガスシャワー板 ４…ヒータ内蔵の基板処理台 ５…基板処理室 ６…ガス加熱室 ７…ガス導入口 ８…反応ガス供給路 １０…反応室 １１…基板 １２…基板処理台 １３…ヒータ １４…触媒体 １５…触媒体の支持台 １６…ガス導入口 １７…触媒体の固定端 １８…電流導入端子 １９…触媒体加熱用電源 ２０…真空排気口 ２１…ガスシャワー板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】基板を処理する反応室と、触媒体により反
応ガスを加熱するガス加熱室と、上記ガス加熱室で加熱
された反応ガスを上記反応室に導入するガス供給路とを
有することを特徴とする基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001231281A JP2003041365A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001231281A JP2003041365A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 基板処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003041365A true JP2003041365A (ja) | 2003-02-13 |
Family
ID=19063355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001231281A Withdrawn JP2003041365A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | 基板処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003041365A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298851A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Ulvac Japan Ltd | 薄膜製造装置用触媒体収納容器及びこの触媒体収納容器からの反応ガスの供給方法 |
| KR100700493B1 (ko) * | 2005-05-24 | 2007-03-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 효율적인 필라멘트 배열 구조를 갖는 촉매 강화 화학 기상증착 장치 |
| KR100732858B1 (ko) | 2005-05-13 | 2007-06-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 다결정질 박막의 현장 성장방법 |
| WO2008111231A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Fujitsu Microelectronics Limited | 化学気相成長装置、膜の形成方法及び半導体装置の製造方法 |
| WO2008129977A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Ulvac, Inc. | 成膜装置 |
| WO2011087049A1 (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
-
2001
- 2001-07-31 JP JP2001231281A patent/JP2003041365A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298851A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Ulvac Japan Ltd | 薄膜製造装置用触媒体収納容器及びこの触媒体収納容器からの反応ガスの供給方法 |
| KR100732858B1 (ko) | 2005-05-13 | 2007-06-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 다결정질 박막의 현장 성장방법 |
| US8006639B2 (en) | 2005-05-24 | 2011-08-30 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Catalytic enhanced chemical vapor deposition apparatus having efficient filament arrangement structure |
| KR100700493B1 (ko) * | 2005-05-24 | 2007-03-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 효율적인 필라멘트 배열 구조를 갖는 촉매 강화 화학 기상증착 장치 |
| KR101066897B1 (ko) | 2007-03-15 | 2011-09-27 | 후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤 | 화학 기상 성장 장치, 막의 형성 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| WO2008111231A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Fujitsu Microelectronics Limited | 化学気相成長装置、膜の形成方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP5088363B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2012-12-05 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 化学気相成長装置、膜の形成方法及び半導体装置の製造方法 |
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| WO2008129977A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Ulvac, Inc. | 成膜装置 |
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| JP5179476B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2013-04-10 | 株式会社アルバック | 成膜装置 |
| US8419854B2 (en) | 2007-04-17 | 2013-04-16 | Ulvac, Inc. | Film-forming apparatus |
| WO2011087049A1 (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| JP2011146543A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
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