JP6091932B2 - 炭化珪素の成膜装置および炭化珪素の成膜方法 - Google Patents
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Description
成膜室の内部の温度を測定する温度測定部と、
成膜室の内部に配置される複数の加熱手段と、
その複数の加熱手段の各出力を独立して制御する出力制御部と、
成膜室の内部に、炭化珪素の成膜処理が行われる基板を搬出入する基板搬送部と、
その基板が載置されるサセプタとを有し、
出力制御部は、その基板への成膜処理が終わると複数の加熱手段の少なくとも1つの出力をオフもしくは低下させ、成膜室の内部の温度が、基板搬送部の動作可能温度以下になったとき、その出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも1つの出力をオンもしくは上昇させた後、加熱手段の出力を上昇させて成膜室の内部の温度を上昇させ、
基板搬送部は、成膜室の内部の温度が動作可能温度より低い基板の搬送可能温度以下となってから該搬送可能温度を超えるまでに、基板を搬送する、ことを特徴とする
炭化珪素の成膜装置に関する。
サセプタの上方に配置される第2の加熱手段とを有し、
出力制御部は、基板への成膜処理が終わると、第1の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第2の加熱手段とを有し、
出力制御部は、基板への成膜処理が終わると、少なくとも1つの第2の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されることが好ましい。
成膜室の内部の温度を測定する温度測定部と、
成膜室の内部に配置される複数の加熱手段と、
複数の加熱手段の各出力を独立して制御する出力制御部と、
成膜室の内部に基板を搬出入する基板搬送部と、
基板が載置されるサセプタとを有し、
出力制御部は、基板への成膜処理が終わると複数の加熱手段の全ての出力をオフにし、
温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、複数の加熱手段の内の一部の加熱手段の出力をオンにし、
基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出され、別の基板が成膜室へ搬入されると、残りの加熱手段の出力をオンにするよう動作することが好ましい。
サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第2の加熱手段とを有し、
出力制御部は、温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、第2の加熱手段を構成する加熱手段の内で、サセプタに最も近い位置にある加熱手段以外の加熱手段の出力をオンにすることが好ましい。
この場合、出力制御部は、第2の加熱手段を構成する加熱手段の内で、サセプタに最も近い位置にある加熱手段以外の加熱手段の出力をオンにした後、これらの加熱手段の出力を加熱手段毎に段階的に変える動作をすることが好ましい。
そのセンサからの信号を受けて出力制御部は、複数の加熱手段の各出力を独立して制御するよう構成されることが好ましい。
基板の上方に配置される第2の加熱手段とを有し、
基板への成膜処理が終わると、第1の加熱手段の出力をオフもしくは出力を低下させることが好ましい。
基板の上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第2の加熱手段とを有し、
基板への成膜処理が終わると、少なくとも1つの該第2の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されることが好ましい。
そのセンサからの信号を受けて、残りの加熱手段の出力をオンもしくは上昇することが好ましい。
図1は、本実施の形態の成膜装置における成膜室部分の模式的な断面図である。尚、この図では、説明のために必要な構成以外を省略している。例えば、制御系については、後に図5を用いて説明する図2の成膜装置101のものと実質的に同様であって、図1では示していない。また、縮尺についても、各構成部を明確に視認できるよう原寸大のものとは変えている。
上述の通り、補助ヒータ128は高周波誘導加熱型のヒータであるので、基板7からの距離によって加熱効果に差異を生じる。したがって、第1の補助ヒータ128aと、第2の補助ヒータ128bと、第3の補助ヒータ128cと、第4の補助ヒータ128dと、第5の補助ヒータ128eとはそれぞれ、基板7の加熱効果が異なっており、これらを独立に制御し、また主ヒータ9を制御することで、基板7を均一かつ高効率に加熱することができる。
その場合、サセプタ8の上方に配置され、鉛直方向に配列する複数のヒータ(第1の補助ヒータ118a、128a、第2の補助ヒータ118b、128b、第3の補助ヒータ118c、128c、第4の補助ヒータ118d、128d、第5の補助ヒータ118e、128e)によって構成される補助ヒータ118、128において、構成する各ヒータのうちの少なくとも1つのヒータの出力をオフもしくは低下させることができる。
また、主ヒータ9の出力をオフもしくは低下させることができる。そして、主ヒータ9が複数のヒータ(9a、9b)から構成される場合、各ヒータ(9a、9b)のうちの少なくとも1つの出力をオフもしくは低下させることができる。
尚、この場合、第4の補助ヒータ118dおよび第5の補助ヒータ118eの出力は、第3の補助ヒータ118cの出力と同様とすることができ、その出力変化はE1とすることができる。したがって、第3の補助ヒータ118cのみを用いて説明を行うこととし、その場合、同様の出力変化(E1)となる第4の補助ヒータ118dおよび第5の補助ヒータ118eについての出力の説明は省略する。
の関係が成立するようにする。
本実施の形態の成膜方法は、成膜室の内部に反応ガスを供給し、基板を複数のヒータで加熱しながらこの基板の上に所定の膜を形成した後、複数のヒータの全ての出力をオフにし、成膜室の内部の温度がT1以下になると、複数のヒータの内の一部のヒータの出力をオンにするとともに基板搬送部を成膜室の内部に導入し、成膜室の内部の温度がT2(但し、T1>T2)以下になると、基板搬送部によって基板を成膜室の外部へ搬出し、続いて、基板搬送部によって別の基板を成膜室の内部に搬送してから、残りのヒータの出力をオンにすることを特徴とする。
1a 内壁
2 ライナ
2a 胴部
2b 頭部
3 流路
4 反応ガス
5 供給部
6 排気部
7 基板
8 サセプタ
9 主ヒータ
9a インヒータ
9b アウトヒータ
10、13 フランジ
11、14 パッキン
12 配管
15 シャワープレート
15a 貫通孔
16 回転軸
17 回転筒
18、118、128 補助ヒータ
118a、128a 第1の補助ヒータ
118b、128b 第2の補助ヒータ
118c、128c 第3の補助ヒータ
118d、128d 第4の補助ヒータ
118e、128e 第5の補助ヒータ
19 ヒータ支持部
119a、129a 第1のヒータ支持部
119b、129b 第2のヒータ支持部
119c、129c 第3のヒータ支持部
119d、129d 第4のヒータ支持部
119e、129e 第5のヒータ支持部
20 ブースバー
21 ヒータベース
22 連結部
23 電極棒
24a、24b 放射温度計
100、101、102 成膜装置
310、312 カセットステージ
320 ロードロックチャンバ
330 トランスファーチャンバ
332、350 基板搬送ロボット
340 センサ
400 温度測定部
401 基板搬送ロボット制御部
402、403、404、405、406、407、408 出力制御部
Claims (15)
- 反応ガスが供給されて成膜処理が行われる成膜室と、
前記成膜室の内部の温度を測定する温度測定部と、
前記成膜室の内部に配置される複数の加熱手段と、
前記複数の加熱手段の各出力を独立して制御する出力制御部と、
前記成膜室の内部に、炭化珪素の成膜処理が行われる基板を搬出入する基板搬送部と、
前記基板が載置されるサセプタとを有し、
前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると前記複数の加熱手段の少なくとも1つの出力をオフもしくは低下させ、前記成膜室の内部の温度が、前記基板搬送部の動作可能温度以下になったとき、前記出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも1つの出力をオンもしくは上昇させた後、前記加熱手段の出力を上昇させて前記成膜室の内部の温度を上昇させ、
前記基板搬送部は、前記成膜室の内部の温度が前記動作可能温度より低い前記基板の搬送可能温度以下となってから該搬送可能温度を超えるまでに、前記基板を搬送する、ことを特徴とする炭化珪素の成膜装置。 - 前記複数の加熱手段は、前記サセプタの下方に配置される第1の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置される第2の加熱手段とを有し、
前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると、前記第1の加熱手段の出力をオフもしくは出力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素の成膜装置。 - 前記複数の加熱手段は、前記サセプタの下方に配置される第1の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第2の加熱手段とを有し、
前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると、少なくとも1つの該第2の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項1または2に記載の炭化珪素の成膜装置。 - 前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると、前記第2の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、前記基板に最も近い位置にある加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項3に記載の炭化珪素の成膜装置。
- 前記成膜室の内部の温度が、前記動作可能温度以下になったとき、前記第2の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、前記基板に最も遠い位置にある加熱手段の出力をオンもしくは上昇させ、
前記基板搬送部によって、前記成膜処理を終えた基板が前記成膜室から搬出されることを特徴とする請求項3または4に記載の炭化珪素の成膜装置。 - 前記成膜処理を終えた基板が前記成膜室から搬出されることを感知するセンサを有し、
前記センサからの信号を受けて前記出力制御部は、前記複数の加熱手段の各出力を独立して制御するよう構成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭化珪素の成膜装置。 - 前記反応ガスは、モノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランおよび四塩化珪素からなる群より選択された1種以上と、プロパンおよびエチレンよりなる群より選択された1種以上を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭化珪素の成膜装置。
- 成膜室の内部に反応ガスを供給し、基板を複数の加熱手段で加熱しながら該基板の上に炭化珪素の膜を形成した後、複数の加熱手段のうちの少なくとも1つの出力をオフもしくは低下させ、前記成膜室の内部の温度が、前記基板搬送部の動作可能温度T1以下になったとき、前記出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも1つの出力をオンもしくは上昇させるとともに基板搬送部を前記成膜室の内部に導入し、前記成膜室の内部の温度が前記基板の搬送可能温度T2(但し、T1>T2)以下になったとき、前記基板搬送部によって前記基板を前記成膜室の外部へ搬出し始め、前記複数の加熱手段の出力をオンもしくは上昇させ、前記成膜室の内部の温度が前記搬送可能温度T2に上昇するまでに、前記基板搬送部によって別の基板を前記成膜室の内部に搬送することを特徴とする炭化珪素の成膜方法。
- 前記複数の加熱手段は、前記基板が載置されるサセプタの下方に配置される第1の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置される第2の加熱手段とを有し、
前記基板への成膜処理が終わると、前記第1の加熱手段の出力をオフもしくは出力を低下させることを特徴とする請求項8に記載の炭化珪素の成膜方法。 - 前記複数の加熱手段は、前記基板が載置されるサセプタの下方に配置される第1の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第2の加熱手段とを有し、
前記基板への成膜処理が終わると、少なくとも1つの該第2の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項8または9に記載の炭化珪素の成膜方法。 - 前記基板への成膜処理が終わると、前記第2の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、
前記基板に最も近い位置にある加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項10に記載の炭化珪素の成膜方法。 - 前記成膜室の内部の温度がT2以下になると、前記第2の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、前記基板に最も遠い位置にある加熱手段の出力をオンもしくは上昇させ、
前記基板搬送部によって、前記成膜処理を終えた基板が前記成膜室から搬出されることを特徴とする請求項10または11に記載の炭化珪素の成膜方法。 - 前記基板上に炭化珪素の膜を形成した後、前記複数の加熱手段の全ての出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項8に記載の炭化珪素の成膜方法。
- 前記成膜室への前記基板の搬入および搬出を感知するセンサを用い、
前記センサからの信号を受けて、前記残りの加熱手段の出力をオンもしくは上昇することを特徴とする請求項8〜13のいずれか1項に記載の炭化珪素の成膜方法。 - 前記反応ガスは、モノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランおよび四塩化珪素からなる群より選択された1種以上と、プロパンおよびエチレンよりなる群より選択された1種以上を含有することを特徴とする請求項8〜14のいずれか1項に記載の炭化珪素の成膜方法。
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