JP4221489B2

JP4221489B2 - 発熱体ｃｖｄ装置及びこれを用いた発熱体ｃｖｄ方法

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Publication number: JP4221489B2
Application number: JP2002330926A
Authority: JP
Inventors: 稔柄澤; 啓次石橋; 雅彦田中
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-11-14
Also published as: JP2003218046A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空室（処理容器）内に所定の温度に維持される発熱体を設け、原料ガスを前記発熱体によって分解及び／又は活性化させ、真空室（処理容器）内に配置されている基板上に薄膜を堆積させる発熱体ＣＶＤ装置及び発熱体ＣＶＤ方法に関するものである。
【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）、ならびに太陽電池等の作製においては、基板上に所定の薄膜を形成するプロセスの一つとして、化学気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）法が広く用いられている。
【０００３】
ＣＶＤ法には、放電プラズマ中で原料ガスを分解及び／又は活性化させて成膜を行うプラズマＣＶＤ法や基板を加熱してその熱により化学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により原料ガスを分解及び／又は活性化させて成膜を行う方式のＣＶＤ法（以下、発熱体ＣＶＤ法と呼ぶ）がある。発熱体ＣＶＤ法を行う成膜処理装置（発熱体ＣＶＤ装置）は、真空排気可能な処理室内に設けられたタングステン等の高融点金属からなる発熱体を１０００〜２０００℃程度の高温に維持しながら原料ガスを導入するよう構成されている。導入された原料ガスは、発熱体の表面を通過する際に分解や活性化され、これら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（例えば、シリコン膜等）が、基板の表面に堆積する。
【０００４】
尚、このような発熱体ＣＶＤ法のうち、ワイヤ状の発熱体を用いるものについてはホットワイヤ（Hot Wire）ＣＶＤ法と呼ばれ、また、発熱体による原料ガスの分解あるいは活性化において発熱体の触媒反応を利用しているものについては触媒ＣＶＤ（またはＣａｔ−ＣＶＤ：Catalytic-CVD ）法と呼ばれる。
【０００５】
発熱体ＣＶＤ法では原料ガスの分解や活性化は、発熱体を通過する際に起こるため、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という長所がある。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、発熱体ＣＶＤ法は、高集積化や高機能化が益々進む次世代のデバイス等の成膜法として有望視されている。
【０００６】
しかし、このような有用性の高い発熱体ＣＶＤ法ではあるが、高品質な多結晶シリコン膜を再現性よく安定して形成できるまでには至っていない。ここで高品質な多結晶シリコン膜とは、電子デバイスとして、例えば、電子移動度が２０ｃｍ^２／Ｖｓまでに改善されているものをさす。一般的に、発熱体ＣＶＤ装置を用いてシリコン膜を形成した場合、多結晶の状態は実現されるものの、成膜後の状態は結晶化度の良くなく、むしろ、アモルファスに近い膜質を呈していた。つまり、発熱体ＣＶＤ法による成膜直後の多結晶シリコン膜は、産業上、電子デバイスとして求められる品質には至っていなかった。
【０００７】
そこで、本発明者は、鋭意研究により、処理容器中のシリコン膜形成時の成膜環境の重要性、特に原子状水素を維持、安定させることの重要性に注目し、従来技術に無い、成膜環境が維持される装置構成及び成膜方法の確立を目指した。
【０００８】
つまり、シリコン膜の形成段階においては、シラン（ＳｉＨ４）や水素（Ｈ２）の分解及び／又は活性化過程で生成される原子状水素の失活を抑制し、原子状水素が処理容器内に安定して存在できる環境をつくることが、高品質な多結晶シリコン膜の形成に不可欠という結論に達し、本発明にある発熱体ＣＶＤ装置、発熱体ＣＶＤ方法として実用化を目指した。
【０００９】
一方、シリコン膜は、発熱体によって原料ガスであるシラン（ＳｉＨ４）や水素（Ｈ２）が、分解及び／又は活性化されて基板上に形成されるが、シラン（ＳｉＨ４）や水素（Ｈ２）の分解及び／又は活性化過程で生成される原子状水素は、処理容器内壁にも同時に堆積した付着膜との反応によって二次生成物を発生させてしまうため、これが基板上の形成過程にあるシリコン膜の膜質に影響を与え、良質なシリコン膜が作製されにくくしていることもわかってきている。
【００１０】
このことは、例えば、第４８回応用物理学関係連合講演会講演予稿集２００１２９ａ−ＺＱ−３、ｐ．９４９において、増田淳、等によって報告されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前述した従来技術に鑑み、発熱体ＣＶＤ装置を用いてシリコン膜を作製する場合において、デバイス上、高品質な多結晶シリコン膜（ポリシリコン膜）を形成できる発熱体ＣＶＤ装置及び発熱体ＣＶＤ方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明が提案する発熱体ＣＶＤ装置は、従来公知の発熱体ＣＶＤ装置と同様に内部に備えられている基板ホルダーに保持されている基板に対して所定の処理がなされる処理容器（真空容器）と、当該処理容器に接続されていて処理容器内を真空に排気する排気系、及び、処理容器内に所定の原料ガスを供給する原料ガス供給系と、当該処理容器内に配置されていて電力供給機構から電力供給を受けて高温にされる発熱体とを備えているものである。そして、原料ガス供給系から処理容器内に導入された原料ガスが高温に維持されている発熱体によって分解及び／又は活性化され、基板ホルダーに保持されている基板に薄膜が形成されるものである。
【００１３】
かかる構成の発熱体ＣＶＤ装置において、本願発明が提案する発熱体ＣＶＤ装置は、
前記処理容器に原料ガス供給器が配備されており、当該原料ガス供給器の内部に、
前記原料ガスと接触しない構造で前記発熱体を保持し、前記電力供給機構と連結する配線に接続して前記発熱体に電力を供給する接続端子と、
前記原料ガス供給系と接続し、供給された原料ガスを、当該原料ガス供給器に配備されているガス吹き出し孔から前記発熱体を通過させて前記処理容器内に供給する原料供給室とが
配備されていると共に、
前記基板上に薄膜を成膜中、前記基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体の内面が加熱されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の発熱体ＣＶＤ装置によれば、発熱体を保持し発熱体に電力を供給する接続端子が原料ガスと接触しない位置に配置されていることにより、腐食、劣化等のおそれがない。また、基板上に薄膜、例えば、シリコン膜を成膜中、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体の内面が加熱されていることによって、原子状水素が前記空間に安定して存在でき、かつ、シリコン膜の成膜過程で同時に発生している二次生成物を低減させた環境をつくることができる。これによって、高品質な多結晶シリコン膜形成を可能にできる。
【００１５】
なお、前記本発明の発熱体ＣＶＤ装置において、所定の処理とは、例えば、処理容器内に配置されている基板への薄膜の形成や、処理容器内部の付着物を除去するクリーニング、などのことをいう。また、所定の原料ガスは、成膜される薄膜により種々定められ、例えば、シリコン膜を作製する場合には、シラン（ＳｉＨ４）と水素（Ｈ２）の混合ガスが所定の原料ガスとなる。また、シリコンカーバイド膜を作製する場合には、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）及び、エタン（Ｃ２Ｈ６）の中の少なくとも一種以上と、シラン（ＳｉＨ４）及び、水素（Ｈ２）の混合ガスが所定の原料ガスとなる。シリコンゲルマニウム膜を作製する場合には、シラン（ＳｉＨ４）とゲルマン（ＧｅＨ４）及び水素（Ｈ２）の混合ガスが所定の原料ガスとなる。更に、加熱された発熱体が維持する高温とは、例えば、成膜時には１６００〜２０００℃程度、クリーニング時（処理容器内部の付着物除去時）には２０００〜２５００℃程度のことをいう。
【００１６】
前記本発明の発熱体ＣＶＤ装置において、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体は、電力面での効率のよさを考慮して、それ自体に加熱機構を備えている構造体、例えば、なんらかの治具であって、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲むものであれば、いかなるものでも採用することができる。
【００１７】
そこで、処理容器の内側壁の内側で、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲むようにして設置されていて、前記構造体の内面の加熱は、内蔵されている加熱機構によって行われる加熱治具を、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体として採用することができる。
【００１８】
また、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体を、処理容器の内側壁とし、前記構造体の内面の加熱は、当該内側壁に内蔵されている加熱機構によって行われるようにすることも可能である。
【００１９】
なお、加熱機構は、例えば、ヒーターと、温度検知センサーと、温度検知センサーからの信号をもとにヒーターへの投入電力を調整する加熱温調器等とによって構成することができる。
【００２０】
また、前記本発明の発熱体ＣＶＤ装置において、加熱は、前記構造体の内面が少なくとも２００℃以上に、好ましくは少なくとも３５０℃以上に加熱維持されるものとすることができる。
【００２１】
この構造体の内面を加熱維持する温度は、発熱体ＣＶＤ装置が通常使用される圧力範囲、例えば、数十Ｐａの領域では、少なくとも３５０℃以上にしておくことが望ましい。このような数十Ｐａの圧力領域においては、少なくとも３５０℃以上に加熱維持されている構造体の内面によって基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲むことにより、基板上に薄膜を成膜中、原子状水素がこの空間に安定して存在でき、かつ、シリコン膜の成膜過程で同時に発生している二次生成物を低減させた環境をつくることができる。
【００２２】
なお、発熱体ＣＶＤ装置をやや低い圧力範囲、例えば、数Ｐａの領域で使用するときには、前記構造体の内面を加熱維持する温度を少なくとも２００℃以上としておけば、基板上に薄膜を成膜中、原子状水素が基板ホルダーと発熱体との間の空間に安定して存在でき、かつ、シリコン膜の成膜過程で同時に発生している二次生成物を低減させた環境をつくることができる。そこで、発熱体ＣＶＤ装置が数Ｐａのやや低い圧力範囲で使用されるときには、前記構造体の内面を加熱維持する温度を少なくとも２００℃以上としておけば十分である。
【００２３】
なお、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む前記構造体の内面を加熱維持する温度は、薄膜が形成されている基板に熱的損傷を与えない温度範囲であればその上限に特に制限はない。
【００２４】
次に、本発明が提案する発熱体ＣＶＤ方法は、上記目的を達成するため、前述した本発明の発熱体ＣＶＤ装置を用いて行われるものであって、基板上に形成される薄膜がシリコン膜、シリコンカーバイド膜、シリコンゲルマニウム膜、等であり、これらの薄膜の成膜中、前記基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体の内面が、前述した理由から、少なくとも２００℃以上に、好ましくは少なくとも３５０℃以上に加熱維持されていることを特徴とするものである。
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、各構成、形状及び配置関係については、本発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎず、また、数値及び各構成の組成（材質）については例示にすぎない。したがって、本発明は以下に説明する実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明の実施の形態の発熱体ＣＶＤ装置の構成を説明する正面断面概略図である。
【００２７】
図１に示す発熱体ＣＶＤ装置は、内部で所定の処理（例えば、基板９に対する薄膜の形成や、クリーニング）がなされる処理容器１を備えている。処理容器１は、この内部を所定の圧力に排気する排気系２を備えている。また、処理容器１には、処理容器１内に所定の原料ガス（例えば、シリコン膜を作製する場合のシラン（ＳｉＨ４）ガスと、水素（Ｈ２）ガス）を供給するガス供給系３が接続されている。処理容器１の内部には、供給された原料ガスが表面を通過するように発熱体４が設けられている。発熱体４には、これを所定の高温（例えば、１６００℃〜２５００℃）に維持するためにエネルギーを与える電力供給機構６が接続されている。処理容器１内の所定の位置には、基板ホルダー５によって基板９が保持されており、前記のように、処理容器１内に供給された原料ガスが、所定の高温に維持されている発熱体４によって分解及び／又は活性化され、基板９の上に所定の薄膜が作製される。なお、基板ホルダー５は不図示の駆動系により上下方向の移動が可能である。
【００２８】
また、基板９と基板ホルダー５は不図示の静電吸着機構により密着しており、シリコン膜成膜時に基板９は３００〜３５０℃で加熱されている。
【００２９】
図１に示すように、発熱体４は、原料ガス供給器３２に保持された形態となっている。原料供給器３２はガス供給系３と接続されており、原料ガスは、原料ガス供給器３２を介して、処理容器１内に導入され、所定の高温に維持されている発熱体４を通過していく。
【００３０】
処理容器１は、気密な真空容器であり、基板９の出し入れを行なうための不図示のゲートバルブを備えている。
【００３１】
処理容器１は、排気口１１を有しており、この排気口１１を通じて処理容器１の内部が排気されるようになっている。
【００３２】
排気系２は、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプ２１を備えている。排気系２は処理容器１の排気口１１と繋がっており処理容器１内を１０^−５〜１０^−７Ｐａ程度までに排気可能に構成されている。尚、排気系２は、バリアブルオリフィス等の排気速度調整器２２を備えている。
【００３３】
ガス供給系３は、原料ガスであるシラン（ＳｉＨ４）を溜めたガスボンベ３１ａと、シラン（ＳｉＨ４）に混合される水素（Ｈ２）を溜めたガスボンベ３１ｂと、ガスボンベ３１ａ、３１ｂと原料ガス供給器３２とを繋ぐ配管３３と、配管３３上に設けられたバルブ３４や流量調整器３５とから主に構成されている。
【００３４】
つまり、ガスボンベ３１ａ、３１ｂからのシラン（ＳｉＨ４）や水素（Ｈ２）が、配管３３の途中で混合して原料ガスとなって原料ガス供給器３２に導入されこの原料ガスが、原料ガス供給器３２のガス吹き出し孔３２０から発熱体４に向けて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。
【００３５】
発熱体４は、例えば、タングステン、モリブデン又はタンタル等の高融点金属からなるものである。又、電力供給機構６は、発熱体４を通電して発熱体４にジュール熱を発生させるように構成されている。つまり、電力供給機構６は電力を供給して発熱体４を所定の高温、例えば、１６００℃〜２５００℃程度の高温に維持できるよう構成されている。
【００３６】
図１中、符号８で示される部材は、本願発明の実施の形態の発熱体ＣＶＤ装置において、特徴的な構成をなす、基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を囲み、それ自体に加熱機構を備えている構造体（加熱治具）である。
【００３７】
図１図示のように、加熱治具８は、処理容器１の内側壁の内側で、基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を囲むようにして設置されている。そして、加熱治具８の内側壁は、加熱治具８に内蔵されている加熱機構によって、少なくとも２００℃以上、好ましくは少なくとも３５０℃以上に加熱・維持される構造になっている。
【００３８】
図２に、発熱体４が保持されている原料ガス供給器３２の断面概略図を示す。原料ガス供給器３２は、発熱体４を保持し、電力供給機構６と連結する配線６１に接続し発熱体４に電力を供給する接続端子３２１と、接続端子３２１間を繋ぐ連結板３２３と、原料ガス供給系３と接続し供給された原料ガスをガス吹き出し孔３２０から発熱体４を通過させて処理容器１内に原料ガスを供給する原料ガス供給室３２２とから構成されている。
【００３９】
接続端子３２１及び連結板３２３は原料ガスと接触しない構造を採っているため、腐食、劣化等の心配はない。
【００４０】
発熱体４は、原料ガス供給器３２の内部に固定された接続端子３２１に押さえバネ（不図示）等で固定されているため、着脱が容易である。また、基板ホルダー５に保持された基板９の大きさやプロセス条件等に応じて、基板９と発熱体４との距離を調整させ、及び／又は、原料ガス供給器３２に取り付けられた発熱体４の相互間の距離を調整することもできる。
【００４１】
図３（ａ）は、本発明の実施形態であり特徴をなす発熱体ＣＶＤ装置の処理容器１の内部を、上から（原料ガス供給器３２側から）基板ホルダー５側に向かって見た一部を省略した図である。基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を囲む加熱治具８が設置されている位置を説明するため、基板ホルダー５に保持されている基板９に対する加熱治具８の位置関係を表している。図３（ｂ）は、加熱治具８側面を透視した図である。
【００４２】
図３（ａ）において、処理容器１の中央には、基板ホルダー（不図示）上に保持された基板９が配置され、その外周をヒーター１３が内蔵された加熱治具８が囲っている。
【００４３】
このような形態は、基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を加熱するという目的を効果的に達成する上で有利である。
【００４４】
なお、処理容器１と加熱治具８との固定方法は、処理容器１の上面に固定されている形態（図１図示）に限られず、処理容器１の下面（排気口１１の接続面）に固定金具で支えられた形態など、基板９の基板ホルダー５への搬送が妨げられない構造であれば、この限りではない。
【００４５】
図３（ｂ）において、符号７は、加熱治具８内側壁を所定の温度で加熱・維持するための加熱機構７を示す。加熱機構７は、加熱治具８に内蔵されたヒーター１３と、加熱治具８の温度を検知するセンサー１４とセンサー１４からの信号をもとにヒーター１３の投入電力を調整する加熱温調器１５と、ヒーター１３及びセンサー１４と加熱温調器１５を繋ぐ配線１６と、加熱治具８側の配線１６の接続部１２とで構成されている。
【００４６】
また、図３（ｂ）では、ヒーター１３は、加熱・温調が均一に行われるようにらせん状に巻かれているが、加熱治具８におけるヒーター１３の配置はこれに限定されるものではない。また、ヒーター１３は、原料ガス（シラン、水素）との接触による腐食、劣化を防ぐため、加熱治具８に内蔵した形態をしているが、加熱治具８の内側壁を少なくとも２００℃以上、あるいは少なくとも３５０℃以上で加熱・温調が可能であり、ヒーター１３の腐食、劣化の防止が施されていれば、同様にヒーター１３の配置は任意である。
【００４７】
なお、本発明の発熱体ＣＶＤ装置の実施形態は、これに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、図示してはいないが、基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を囲む構造体を処理容器１の内側壁とし、当該構造体の内面の加熱は、処理容器１の内側壁に内蔵されている加熱機構によって行われるようにし、これによって処理容器１の内側壁を、少なくとも２００℃以上、好ましくは少なくとも３５０℃以上に加熱維持できるようにする実施形態も採用可能である。
【００４９】
次に本発明のＣＶＤ方法の説明を兼ねて図１〜図３（ｂ）図示の実施形態の装置の動作について説明する。
【００５０】
不図示の予備真空室内に基板９を配置して予備真空室及び処理容器１内を所定の圧力まで排気し、ゲートバルブ（不図示）を開けて基板９を不図示の搬送機構が処理容器１内に搬入する。不図示の駆動系により基板ホルダー５を上下に移動させ、基板９を基板ホルダー５上に載置して保持する。
【００５１】
このとき、基板ホルダー５は所定の温度（例えば、３００〜３５０℃）に維持され、静電吸着（不図示）により基板９と基板ホルダー５は密着している。
【００５２】
次に、電力供給機構６が発熱体４の通電を開始して、発熱体４が所定の高温に維持されるようにする。また、加熱治具８に内蔵されているヒーター１３を通電し、例えば、所定温度の３５０℃になるように加熱温調器１５を動作させる。発熱体４が所定の高温に維持され、加熱治具８の内側面の温度がセンサー１４で３５０℃に達していることが確認されると、ガス供給系３が動作し、流量調整器３５によって流量を調整しながら原料ガス、つまり、水素ガスが混合されたシランガスが処理容器１内に導入される。その後、処理容器１内は排気系２によって所定の圧力に維持される。
【００５３】
ヒーター１３の通電量は、本発明の発熱体ＣＶＤ装置が数十Ｐａの圧力領域で使用される場合には、加熱治具８の内側面が少なくとも３５０℃以上に加熱維持され、本発明の発熱体ＣＶＤ装置がやや低い圧力範囲、例えば、数Ｐａの圧力領域で使用されるときには、加熱治具８の内側面が少なくとも２００℃以上に加熱維持されるように調整される。
【００５４】
なお、３５０℃以上の加熱には時間を要してしまうため、成膜工程が行われていない場合でも２００℃以上で温調しておき、３５０℃以上までの加熱時間を短縮させると、生産効率の向上を図ることができるので有利である。
【００５５】
この結果、発熱体４の表面で分解及び／又は活性化した原料ガスが効率良く基板９の表面に達し、基板９の表面に多結晶のシリコン膜が堆積する。
【００５６】
薄膜の厚さが所定の厚さに達するのに必要な時間が経過した後、ガス供給系３のバルブ３４が閉じられるとともに電力供給機構６の動作が停止される。必要に応じて、発熱体４及びヒーター１３の通電は遮断してもかまわない。
【００５７】
そして、排気系２が動作して処理容器１内を再度所定の圧力まで排気した後、不図示のゲートバルブが開き、不図示の搬送機構が基板９を処理容器１から取り出す。これで一連の成膜処理が終了する。
【００５８】
基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を囲む構造体が、図１図示の実施形態のように、処理容器１の内側で、基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を囲むように設置されている加熱治具８である本発明の発熱体ＣＶＤ装置を用いた本発明のＣＶＤ方法によってシリコン膜（膜厚：１０００ｎｍ）を成膜する条件の一例を以下に記す。
【００５９】
基板 φ８Ｓｉ基板
処理容器１内の圧力２Ｐａ
ＳｉＨ４流量３ｍｌ／ｍｉｎ
Ｈ２流量１００ｍｌ／ｍｉｎ
発熱体４の温度１８００℃
加熱治具８の内側面の温度３５０℃
発熱体４−基板９間距離４５ｍｍ
【００６０】
一方、同一の発熱体ＣＶＤ装置を用いながら、加熱治具８による加熱を行わない以外は同一の条件でシリコン膜（膜厚：１０００ｎｍ）を成膜し、これを比較例とした。
【００６１】
両者のシリコン膜（膜厚：１０００ｎｍ）について電子移動度を測定した。
【００６２】
その結果、比較例のシリコン膜の電子移動度は、せいぜい１ｃｍ^２／Ｖｓでありアモルファス膜と同程度であったのに対し、本発明の装置及び方法を用いて、加熱治具８の内側面の温度を３５０℃にして成膜をしたシリコン膜においては、電子移動度が改善されていることが確認された。
【００６３】
なお、基板ホルダー５と発熱体４との間の空間を囲む構造体を処理容器１の内側壁とし、この処理容器１の内側壁の温度を３５０℃にして前述した条件でシリコン膜（膜厚：１０００ｎｍ）を成膜したところ、やはり、電子移動度が改善されていることを確認できた。
【００６４】
以上の実施例では、多結晶シリコン膜形成における好適実施形態について述べたが、本発明において開示した発熱体ＣＶＤ装置の構成及び発熱体ＣＶＤ方法は、発熱体ＣＶＤ法により高品質な成膜を安定的に行う上で本質的なものである。そこで、本発明の発熱体ＣＶＤ装置とこれを用いた発熱体ＣＶＤ方法は、成膜中に原子状水素の生成を伴う膜種、例えば、原料ガスに、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）及び、エタン（Ｃ２Ｈ６）の中の少なくとも一種以上と、シラン（ＳｉＨ４）及び、水素（Ｈ２）を用いて得られるシリコンカーバイド膜や、原料ガスに、シラン（ＳｉＨ４）とゲルマン（ＧｅＨ４）及び水素（Ｈ２）を用いて得られるシリコンゲルマニウム膜などの形成においても適用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の発熱体ＣＶＤ装置及び発熱体ＣＶＤ方法によれば、発熱体を保持し発熱体に電力を供給する接続端子が原料ガスと接触しない位置に配置されていることにより、腐食、劣化等のおそれがない。また、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体の内面を、少なくとも２００℃以上、好ましくは少なくとも３５０℃以上に加熱維持してシリコン膜を成膜することで、デバイス特性が良好で、高品質な多結晶シリコン膜の成膜が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発熱体ＣＶＤ装置の構成を説明する正面断面概略図。
【図２】原料ガス供給器の断面概略図。
【図３】（ａ）は、本発明の発熱体ＣＶＤ装置における処理容器の内部を上から見た一部を省略した図。（ｂ）は、加熱治具の側面を透視した図。
【符号の説明】
１処理容器
２排気系
３ガス供給系
４発熱体
５基板ホルダー
６電力供給機構
７加熱機構
８加熱治具
９基板
１１排気口
１２接続部
１３ヒーター
１４センサー
１５加熱温調器
１６配線
１７防着板
２１真空ポンプ
２２排気速度調整器
３１ａガスボンベ
３１ｂガスボンベ
３２原料ガス供給器
３３配管
３４バルブ
３５流量調整器
６１配線
３２０ガス吹き出し孔
３２１接続端子
３２２原料ガス供給室
３２３連結板

Claims

内部に備えられている基板ホルダーに保持されている基板に対して所定の処理がなされる処理容器と、
当該処理容器に接続されていて処理容器内を真空に排気する排気系、及び、
処理容器内に所定の原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
当該処理容器内に配置されていて電力供給機構から電力供給を受けて高温にされる発熱体とを備え、前記原料ガス供給系から処理容器内に導入された原料ガスが高温に維持されている発熱体によって分解及び／又は活性化され、前記基板ホルダーに保持されている基板に薄膜が形成される発熱体ＣＶＤ装置であって、
前記処理容器に原料ガス供給器が配備されており、当該原料ガス供給器の内部に、
前記原料ガスと接触しない構造で前記発熱体を保持し、前記電力供給機構と連結する配線に接続して前記発熱体に電力を供給する接続端子と、
前記原料ガス供給系と接続し、供給された原料ガスを、当該原料ガス供給器に配備されているガス吹き出し孔から前記発熱体を通過させて前記処理容器内に供給する原料供給室とが
配備されていると共に、
前記基板上に薄膜を成膜中、前記基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体の内面が加熱されていることを特徴とする発熱体ＣＶＤ装置。
基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体は、処理容器の内側壁の内側で、基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲むようにして設置されている加熱治具であり、前記構造体の内面の加熱は、当該加熱治具に内蔵されている加熱機構によって行われることを特徴とする請求項１記載の発熱体ＣＶＤ装置。
前記加熱機構は、前記加熱治具に内蔵されたヒーターと、前記加熱治具の温度を検知するセンサーと、前記センサーからの信号をもとに前記ヒーターの投入電力を調整する加熱温調器と、前記ヒーター及び前記センサーと前記加熱温調器を繋ぐ配線と、前記加熱治具側の配線の接続部を有することを特徴とする請求項２記載の発熱体ＣＶＤ装置。
前記ヒーターはらせん状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の発熱体ＣＶＤ装置。
請求項１記載の発熱体ＣＶＤ装置を用いた発熱体ＣＶＤ方法であって、基板上に形成される薄膜がシリコン膜であり、このシリコン膜の成膜中、前記基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体の内面が、少なくとも２００℃以上に加熱維持されていることを特徴とする発熱体ＣＶＤ方法。
基板上にシリコン膜の成膜中、前記基板ホルダーと発熱体との間の空間を囲む構造体の内面が、少なくとも３５０℃以上に加熱維持されていることを特徴とする請求項５記載の発熱体ＣＶＤ方法。
基板上に形成される薄膜がシリコンカーバイド膜であることを特徴とする請求項５又は６記載の発熱体ＣＶＤ方法。
基板上に形成される薄膜がシリコンゲルマニウム膜であることを特徴とする請求項５又は６記載の発熱体ＣＶＤ方法。