JPH0559556A

JPH0559556A - Ｃｖｄ薄膜形成装置の基板保持台

Info

Publication number: JPH0559556A
Application number: JP22152991A
Authority: JP
Inventors: Naoki Inoue; 直樹井上; Haruyuki Nakaoka; 春雪中岡; Hideki Azuma; 秀樹東; Shoji Doi; 祥司土肥
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】例えば基板が大口径化し、薄膜形成を必要と
する処理対象面の面積が大きくなった場合にも、この基
板を可能な限り均一に加熱することができ、均一な薄膜
が形成できる加熱構成を備えたＣＶＤ薄膜形成装置の基
板保持台を得ることにある。【構成】基板４を保持しながらこの基板４上に薄膜６
を形成するためのＣＶＤ薄膜形成装置の基板保持台を、
前記基板保持台７が、面状成形部を備え、且つ遠赤外線
放射型の自己加熱材で構成される本体部７ａと、少なく
とも前記面状成形部上に形成される絶縁皮膜層７ｂとを
備えて構成され、前記絶縁皮膜層７ｂが、前記基板４を
保持する基板保持部として構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板を保持しながらこ
の基板上に薄膜を形成するためのＣＶＤ薄膜形成装置の
基板保持台に関する。

【０００２】

【従来の技術】この様な基板保持台を備えた従来のＣＶ
Ｄ薄膜形成装置の構成が、図２に示されている。この装
置１は、装置内に、その内圧を調節可能な薄膜形成室１
ａを備えたものであり、この薄膜形成室１ａに原料ガス
ｇを供給する原料ガス供給路２とともに、これを薄膜形
成室１ａから排出する原料ガス排出路３を備えて構成さ
れている。さらに、薄膜形成室１ａの中央部１ｃに、薄
膜形成の対象となる基板４が載置される前述の基板保持
台７が配設されている。この基板保持台７は、内部に抵
抗加熱体７ａを備えたものであり、この加熱体７ａによ
り原料ガスｇ、成膜中の薄膜が加熱される。さらにこの
薄膜形成室１ａにはレーザー光照射用窓１０が設けら
れ、この窓１０より導入されるレーザー光９により基板
上部域の原料ガスｇが励起される。膜形成にあたって
は、この基板保持台７及びその近傍部が、形成に適する
温度（原料ガスの励起・膜形成促進エネルギー供給を熱
のみによる場合は７００〜８００℃、レーザーを共用す
る場合は３５０℃以下）に保たれて薄膜形成がおこなわ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうい
った基板保持台において、従来の抵抗発熱体は一般に薄
板棒状の部材を、加熱対象物の形状に合わせて、適当に
配置構成したものであった。例えば、加熱対象物がウエ
ハーのように円盤状の場合は、前述の薄板棒状の部材を
とぐろ状に巻いて、これを形成している。そして、この
抵抗発熱体と基板との中間には伝熱媒体としての金属
が、配設されているだけであった。従って、こういった
基板保持台においては、抵抗発熱体がある部位（薄板棒
状の部材の直上部）と抵抗発熱体がない部位（薄板棒状
の部材の中間部の直上部）との間で、加熱状態、ひいて
は温度状態の不均一な部位が発生する。結果、加熱対象
の基板は、二次元的に不均一に加熱され、基板上での薄
膜形成が不均一に起こり、膜性能に問題を残すこととな
っていた。このような理由から、製品の完成品の歩留り
が悪く、状況が悪い場合は約４割り程度の不良品を生じ
る場合もあった。この傾向は、近来薄膜形成の対象とな
る基板が大口径化しているため、特に著しくなってい
る。さらに、このような基板保持台においては、基板保
持台に前述の抵抗発熱体が挿入されている部位、或いは
抵抗発熱体と台を形成する金属部間等において腐食によ
る酸化物析出が起こり、これが汚染物質となる問題があ
った。

【０００４】そこで本発明の目的は、例えば基板が大口
径化し、薄膜形成を必要とする処理対象体の面積が大き
くなった場合にも、この基板を可能な限り均一に加熱す
ることができ、均一な薄膜が形成できる加熱構成を備え
たＣＶＤ薄膜形成装置の基板保持台を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明によるＣＶＤ薄膜形成装置の基板保持台の特徴
構成は、基板保持台が、面状成形部を備え、且つ遠赤外
線放射型の自己加熱材で構成される本体部と、少なくと
も面状成形部上に形成される絶縁皮膜層とを備えて構成
され、この絶縁皮膜層が、基板を保持する基板保持部と
して構成されていることにあり、その作用・効果は次の
通りである。

【０００６】

【作用】つまり本願の基板保持台においては、加熱部材
として遠赤外線放射型の自己加熱材が採用される。ここ
で、この自己加熱材で形成される本体部は、面状成形部
を備える形状とされる。さらに、この面状成形部の上部
側に絶縁皮膜層が形成され、この絶縁皮膜層の上部に基
板が配設されて、この基板上で膜形成がおこなわれるの
である。ここで、本体部を通電状態とすると本体部は自
己加熱を始めるとともに、遠赤外線を放射する。結果、
この遠赤外線により薄膜形成に必要なエネルギーが原料
ガスに供給される。ここで本願においては本体部の構成
により、エネルギー供給が空間的に均一におこなわれ
る。当然、エネルギーの一部は通常の伝熱によっても伝
達される。従って、薄膜形成に必要なエネルギーは基板
に対して面状に且つ均等に供給され、膜形成に必要な核
分布が均一になされるとともに、この核を中心として成
長する膜も均一に成長する。よって形成される薄膜は、
均一、均質なものとなり、良好な膜が得られる。ここ
で、本体部と基板間には絶縁皮膜層が設けられているた
め、本体部を加熱するためにこれを通電状態としても、
この絶縁皮膜層により基板に電流が流れ、基板上に形成
されている回路等がダメージを受けることはない。

【０００７】

【発明の効果】従って、従来のように抵抗加熱体により
不均一な状態で熱伝導を受けて加熱される場合と比べ
て、膜品質の良好な薄膜を得ることが可能となった。さ
らに、例えば赤外線は単結晶であるＳｉ基板に対しては
吸収されずに透過してしまうため、基板がＳｉ基板の場
合は、このＳｉ基板が不要に加熱されることはなく、基
板の加熱による歪み、割れ等を回避でるようになった。
一方同様の理由から、エネルギーが直接反応物に供給さ
れるため、反応物の活性化、成膜速度の加速化を実現す
ることが可能となった。以上説明したように、諸般の要
素から本願の構成を採用すると良好な薄膜形成が可能と
なり、製品の歩留りが格段に上昇した（従来例の歩留り
が６割り程度であったのが、本願の構成を採用すること
により９割り程度となった。）。

【０００８】さらに上記の発明において、絶縁皮膜層を
本体部の全外周部を覆うＣＶＤ皮膜層で構成する場合
は、この膜層を緻密なものとすることが可能であるとと
もに、この層により本体部等から発生する汚染物質の量
を、格段に減少させることが可能となった。

【０００９】

【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１に本願の基板保持台７を備えたＣＶＤ薄膜形成装置１
の構成が示されている。このＣＶＤ薄膜形成装置１は、
所謂レーザーＣＶＤ薄膜形成装置であり、加熱体により
供給される熱エネルギーと、レーザー光によって供給さ
れるエネルギーにより原料ガスの分解・励起・膜形成を
おこなうものである。このレーザーＣＶＤ薄膜形成装置
は、従来の単純なＣＶＤ薄膜形成装置より低温で薄膜形
成をおこなうことが可能であるため、基板等に熱的ダメ
ージを与えることが少なく、良好な膜形成が行える利点
を備えている。以下に、半導体（ＩＣ、ＬＳＩ等）基板
４上に、薄膜層６を形成する場合を、例に採って説明す
る。ここで、基板４はシリコン基板を例にとるものと
し、この基板４上に絶縁膜あるいは不動態化膜である酸
化シリコンの薄膜６を形成するものとする。

【００１０】先ずこの装置１の構成について説明する。
この装置１は、装置内に、その内圧を調節可能な薄膜形
成室１ａを備えたものであり、原料ガス供給路２及び原
料ガス排出路３を備えている。さらに、薄膜形成室１ａ
の中央部１ｃに、薄膜形成の対象となる基板４が載置さ
れる基板保持台７が備えられている。この基板保持台７
は、本体部を構成するセラミックヒータ７ａとこのセラ
ミックヒータ７ａの外面部を被覆する絶縁皮膜層として
のＴｉＮのＣＶＤ皮膜層７ｂとから構成されている。ま
た、基板上の原料ガスｇを励起するレーザー光９が薄膜
形成室内に導入されるレーザー光照射用窓１０が設けら
れるとともに、このレーザー光９を発振するレーザー光
源であるエキシマレーザー１１が装置１の側部に備えら
れている。さらに、レーザー光９が、薄膜形成室１ａ外
へ導出されるレーザー光出口窓１２が設けられている。

【００１１】以下、本願の装置１を使用して、基板４上
に薄膜６を形成する場合について説明する。基板近傍部
は基板保持台７に備えられているセラミックヒータ７ａ
により加熱されて約３５０℃程度の温度域に保持され、
原料ガス供給路２より原料ガスｇとしてのＳｉＨ₄及び
Ｎ₂Ｏが供給される。この原料ガスｇは基板上部域４ａ
に拡散供給される。一方基板保持台７からは、遠赤外線
Ｌが前述の原料ガスｇに向けて発っせられる。即ち、原
料ガスｇは、この遠赤外線Ｌ及び前述のレーザー光９よ
りエネルギーを受けて、分解・励起され、基板４上にＳ
ｉＯ₂膜となって成長することとなる。このようにして
基板４上における膜生成をおこなうことが可能となる。
ここで、セラミックヒータ７ａは絶縁皮膜層であるＣＶ
Ｄ皮膜層７ｂにより被覆されているため、セラミックヒ
ータ７ａが通電状態にあっても、この絶縁皮膜層により
基板に電流が流れ、基板上に形成されている回路等がダ
メージを受けることはない。さらに、絶縁皮膜層はセラ
ミックヒータ７ａの外周全体を緻密に被覆しているた
め、この層により汚染物質の発生、漏出が防止される。

【００１２】本願の構成においては、この膜形成反応に
おいて、セラミックヒータ７ａにより供給される遠赤外
線Ｌにより反応がおこなわれるため、原料ガスｇに対す
る空間的に均等な加熱が可能となるとともに、膜形成段
階においても空間的な熱分布が均等で良好な状態となっ
ている。従って、従来よりも厚みが均一で均質な膜形成
が可能となった。

【００１３】〔別実施例〕本願の別実施例について以下
に箇条書きする。（イ）上記の実施例においては基板保持台７を形成する
ために、本体部にセラミックヒータ７ａを採用したが、
こういったものの他、カーボンヒータを採用することも
可能である。即ち、基板を保持するための面状成形部を
有するように成形可能で、且つ自己加熱状態において遠
赤外線を放射するものであれば、いかなるものでも基板
保持台の本体部を形成する材料として採用することが可
能である。従って、このようなものを、遠赤外線放射型
の自己加熱材と称する。（ロ）さらに絶縁皮膜層としては、緻密な絶縁皮膜層を
形成できるものであればいかなるものでもよい。こうい
った膜としては、前述のＴｉＮの他Ｓｉ₃Ｎ₄の膜層もあ
る。（ハ）さらに上記の実施例においては、レーザー光９を
原料ガスの分解・励起手段として使用するレーザーＣＶ
Ｄ装置に、本願の発明の構成を採用する例を示したが、
本願の発明は、熱エネルギーを原料ガス等に供給して薄
膜を形成するものに対しては、いかなるものに対しても
適応することができる。こういったものの例としては、
単なる熱ＣＶＤ装置がある。（ニ）さらに上記の実施例においては、Ｓｉ基板上にＳ
ｉＯ₂膜を形成する例について説明したが、原料ガスと
して、（ＳｉＨ₄ ＮＨ₃）、（Ｓｉ₂Ｈ₆ ＮＨ ₃）を一
対で使用したＳｉＮ膜等もある。膜の種類は、遠赤外線
で原料ガスが加熱できればこれを問わない。

【００１４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願のＣＶＤ薄膜形成装置の構成を示す図

【図２】従来のＣＶＤ薄膜形成装置の構成を示す図

【符号の説明】

４基板６薄膜７ａ本体部７ｂ絶縁皮膜層Ｌ赤外線ｇ原料ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土肥祥司大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板（４）を保持しながらこの基板
（４）上に薄膜（６）を形成するためのＣＶＤ薄膜形成
装置の基板保持台であって、前記基板保持台（７）が、面状成形部を備え、且つ遠赤外線放射型の自己加熱材で
構成される本体部（７ａ）と、少なくとも前記面状成形
部上に形成される絶縁皮膜層（７ｂ）とを備えて構成さ
れ、前記絶縁皮膜層（７ｂ）が、前記基板（４）を保持する
基板保持部として構成されているＣＶＤ薄膜形成装置の
基板保持台。
【請求項２】前記本体部（７ａ）がセラミックヒータ
である請求項１記載のＣＶＤ薄膜形成装置の基板保持
台。
【請求項３】前記本体部（７ａ）がカーボンヒータで
ある請求項１記載のＣＶＤ薄膜形成装置の基板保持台。
【請求項４】前記絶縁皮膜層（７ｂ）が、前記本体部
（７ａ）の全外周部を覆うＣＶＤ皮膜層である請求項１
記載のＣＶＤ薄膜形成装置の基板保持台。