JPH06163422A

JPH06163422A - 薄膜形成方法および薄膜形成装置

Info

Publication number: JPH06163422A
Application number: JP30678192A
Authority: JP
Inventors: Wataru Fukagawa; 渡深川
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】従来に比べ、基板加熱効率、膜質の均一性、
膜厚の均一性、基板処理枚数をそれぞれ向上できるＣＶ
Ｄ法を提供すること。【構成】複数の基板３１を保持した第１の基板ホルダ
３３と、複数の基板３１を保持した第２の基板ホルダ３
５とを、両基板からの放射熱が相互作用するような距離
で対向させる。基板を加熱する。両基板ホルダ３３、３
５に挟まれる空間の中心付近に向けて原料ガスをノズル
３７より供給する。原料ガスを第１及び第２の基板ホル
ダ３３、３５各々の中心部に設けた排気口３９より排気
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薄膜形成方法および
この方法の実施に用いて好適な薄膜形成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の製造分野をはじめと
する種々の分野で化学蒸着法（Chemical Vapor Deposit
ion 。以下、「ＣＶＤ法」と称する。）が多用されてい
る。ＣＶＤ法が、原料ガスを工夫することにより種々の
薄膜を形成でき、かつ、ステップカバレージ良くこれら
薄膜を形成できる方法だからである。

【０００３】例えば、コンタクト電極部の信頼性を高め
るための、コンタクト電極と下地（例えば半導体基板）
との間に設けられる拡散バリア層の形成においても、Ｃ
ＶＤ法の採用が検討されている。例えば文献Ｉ（ジャー
ナルオブザエレクトロケミカルソサエティ（J.
Electrochem. Soc. Vol.136,No.3(1989.3),pp.882-88
3）に開示の、ＴｉＮ膜の形成例などである。ＣＶＤ法
が微細かつ高アスペクト比のコンタクトホール内にＴｉ
Ｎ膜を形成できるからである。

【０００４】この文献Ｉでは、成膜室に入れられた基板
（この場合シリコン基板）が加熱され、この成膜室中に
原料ガスとしてのＴｉＣｌ₄とＮＨ₃とが導入される。
そして、基板上でのこれら原料ガスの熱分解及び化学反
応を利用してこの基板上にＴｉＮ膜が形成される。膜形
成のため基板は５００℃以上の温度に加熱する必要があ
るという。

【０００５】また、この文献Ｉでは、上述のＴｉＮ膜
は、図７に概略的な側面図で示したようなＣＶＤ装置に
よって形成されていた。このＣＶＤ装置は、成膜室１１
と、この成膜室１１内に設置されている１つの基板ホル
ダ１３と、成膜室１１内にＮＨ₃ガスを導入するための
ＮＨ₃ガス導入系１５と、成膜室１１内にＴｉＣｌ₄ガ
スを導入するためのＴｉＣｌ₄ガス導入系１７と、成膜
室１１内を排気するための排気系１９とを具えたもので
あった。この装置では、基板２１は基板ホルダ１３上に
置かれる。ＮＨ₃ガス導入系１５及びＴｉＣｌ₄ガス導
入系１７各々は、いずれも、基板２１上方から基板２１
に原料ガスを導入できるような配置で成膜室内に設けら
れている。文献Ｉには基板２１の加熱手段についての具
体的な記載はなされていないが、一般には、基板ホルダ
１３中に基板加熱手段（例えばヒータ（図示せず））を
埋め込んでおくか或いは基板ホルダ１３の基板側とは反
対面側に基板加熱手段を設けておき、これによって基板
は加熱される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄膜形成方法及び薄膜形成装置では、基板の上側面を開
放した状態で薄膜形成が行なわれるので、基板加熱手段
によって基板を加熱してもその熱は基板上側面で逃げ易
い。したがって、基板を基板ホルダを介して間接的に加
熱する方法（上述の基板ホルダにヒータを埋め込む方法
など）を採った場合、基板の底部の温度及び基板ホルダ
の温度を基板表面で要求される温度より高い温度にしな
ければ、基板表面を所望の温度にすることができなかっ
た。このため、(1).加熱能力のより高い基板加熱手段が
必要になる、(2).基板に余分な熱損傷を与え易いなどの
問題点があった。

【０００７】また、上述のＴｉＮ膜の形成例のように、
複数種の原料ガスを用いて薄膜を形成するＣＶＤ法につ
いて考えた場合、このＣＶＤ法において膜質の均一性を
確保するためには、各原料ガスの混合比が重要となる。
しかし、上述の従来方法及び装置では、各原料ガスの混
合比を一定にするにも限界があった。さらに、原料ガス
が単一か複数種かにかかわらず、基板上に形成される薄
膜の膜厚の均一性を向上させるにも限界があった。

【０００８】この出願はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの出願の第一発明の第一の目的は、
基板の加熱を従来より効率良く行なうことができる薄膜
形成方法を提供することにある。さらにこの第一発明の
第二の目的は、基板の加熱を従来より効率良く行なうこ
とができ、従来より膜厚の均一性を向上でき、かつ、複
数種の原料ガスを用いるＣＶＤ法においてもこれら原料
ガスの混合比を従来より一定化し易い、薄膜形成方法を
提供することにある。

【０００９】また、この出願の第二発明の目的は第一発
明の方法の実施に好適な薄膜形成装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願の第一発明によれば、成膜室内で複数の基
板を加熱しながら各基板上に所望の薄膜を形成する方法
において、薄膜の形成は、基板と他の基板とを両基板か
らの放射熱が相互作用するような所定距離で対向させた
状態で行なうことを特徴とする。

【００１１】ここで、この第一発明において（第二発明
も同様。）、複数の基板の複数とは２以上の任意の数で
ある。また、基板とは、特に限定されず、薄膜を形成し
たい種々のものであることができる。例えば、半導体基
板、半導体基板に何らかの構成成分が作り込まれたもの
などはここでいう基板に含まれる。また、基板を加熱し
ながらこの基板に薄膜を形成する方法とは、例えばＣＶ
Ｄ法、物理的な蒸着法など種々の方法であることができ
る。ただし、基板同士を所定距離で対向させてもこれら
基板に薄膜が形成できることが前提である。また、基板
を対向させてとは、基板の対向面同士が実質的に全部対
向する場合が最も好ましいが、基板の対向面の一部同士
が対向する場合も、それが両基板からの放射熱が相互作
用する程度に対向部分を生じさせる場合であれば、これ
に含まれるものとする。また、両基板からの放射熱が相
互作用するような所定距離とは、基板の熱容量、基板の
設定温度、成膜室内に入れる基板数（特に隣接する基板
間距離）、基板加熱手段の能力などを考慮して決定すれ
ば良い。

【００１２】なお、この第一発明の実施に当たり、薄膜
形成方法をＣＶＤ法とする場合は、前述の成膜室内で複
数の基板を平面的に配置し、これら基板に別の複数の基
板を前述の所定距離（対向する両基板からの放射熱が相
互作用するような距離）で対向配置し、これら複数の基
板同士が対向することで構成される空間の中心付近に向
かって該空間の外側からＣＶＤ用原料ガスを例えばこの
ガスの流れ方向が基板面に平行になるように供給し、前
述の中心付近より前述の原料ガスを排気するのが好適で
ある。ただし、ここでいう平行とは、基板面に平行な場
合ほぼ平行な場合いずれも含む。

【００１３】また、この出願の第二発明によれば、成膜
室内で複数の基板を加熱しながら各基板上に所望の薄膜
を形成する装置において、成膜室内に、複数の基板を保
持するための第１の基板ホルダと、複数の基板を保持す
るための第２の基板ホルダとを、第１の基板ホルダに固
定される基板及び第２の基板ホルダに固定される基板を
両基板からの放射熱が相互作用するような距離で対向状
態にし得る配置関係で、設けてあることを特徴とする。

【００１４】この第二発明の実施に当たり、成膜装置を
ＣＶＤ装置とする場合、前述の第１の基板ホルダと第２
の基板ホルダとに挟まれる空間の中心付近に原料ガス吹
き出し方向が向くように、ＣＶＤ用原料ガス供給用ノズ
ルを成膜室内に設け、前述の第１及び第２の基板ホルダ
各々の中心部に排気口を設ける構成とするのが好適であ
る。

【００１５】さらにこの第二発明の実施に当たり、前述
の第１及び第２の基板ホルダ各々を、当該ホルダの中心
部から放射状の複数位置でかつ放射角が等角度となる位
置に、基板を保持するための保持部をそれぞれ具えたも
のとするのが好適である。

【００１６】

【作用】この出願の第一発明の構成によれば、基板加熱
手段が基板ホルダからの熱伝導を利用して基板を間接的
に加熱するものであっても、基板を加熱する際に互いに
対向する基板同士の放射熱をも利用して基板加熱が行な
われるので、基板表面側は基板を対向させない場合に比
べ冷えにくくなる。このため、基板加熱を従来より（基
板を対向させない場合より）効率良く行なえる。

【００１７】また、複数の基板同士を対向させ、かつ、
これら基板間に構成される空間に対し上記所定の関係で
原料ガスの供給及び排気を行なう構成の場合、基板上を
流れる原料ガスの基板表面ヘの接触具合を基板随所で従
来より均一にできると考えられるので、基板上に形成さ
れる薄膜の膜厚及び膜質均一性が従来より向上すると考
えられる。この推測は次のような事実からいえると考え
る。

【００１８】例えば文献（「Chemical Vapor Depositio
n for Microelectronics」，出版社Noyes （米国），著
者Arthur Sherman(1987.10),pp.14-28）には、平行に置
いた円柱管中に基板を水平に置き、かつ、この円柱管の
長手方向にＣＶＤ法用原料ガスを流すと、基板上では原
料ガスの流れ方向の下流側の境界層が厚くなるのでこの
下流側の基板部分表面には原料ガスが及びにくくなり、
この結果、この基板部分上に形成される薄膜の膜厚が他
の基板部分より薄くなるとある。これを第一発明の好適
例に照らしてみると、基板を対向させたことで構成され
る空間が平行円柱管と考えることができる。しかし、第
一発明の好適例では、原料ガスは前記空間の外側から該
空間の中心部に集まるように供給されこの中心部から排
気されるので、前記空間の中心部では原料ガスが集合さ
れてその濃度が高まることになり、単なる円柱管の構成
と異なる構成になると考えられる。したがって、この第
一発明の好適例では、原料ガスの流れ方向の下流側の境
界層が厚くなって原料ガスが基板に及びにくくなる点
を、原料ガス濃度が高まったことによって相殺できると
考えられるので、原料ガスの流れ方向下流側の基板部分
にも原料ガスが十分接触するようになると考えられる。

【００１９】また、この出願の第二発明の薄膜形成装置
では、基板を所定距離で対向させた状態で加熱しながら
の成膜を容易に行なえる。また、第二発明においてＣＶ
Ｄ法用原料ガス供給用ノズル及び排気口を所定関係で設
ける構成とした場合は、第一発明での好適例とした方法
を容易に実施できる。

【００２０】また、この出願の第一及び第二発明によれ
ば、成膜室内に基板を対向させて収納するので対向させ
ない場合に比べ成膜室への基板の収容枚数を向上させる
ことができる。

【００２１】

【実施例】以下、この出願の薄膜形成方法及び薄膜形成
装置の各発明をＣＶＤ法及びＣＶＤ装置に適用した例に
より、実施例の説明を行なう。この説明においていくつ
かの図面を参照する。しかしながら、これらの図はこれ
ら発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状及び
配置関係を概略的に示してあるにすぎないことは理解さ
れたい。また、各図において同様な構成成分については
同一の番号を付して示してある。

【００２２】１．薄膜形成方法の説明先ず、第一発明である薄膜形成方法の実施例について説
明する。図１はその原理的な説明に供する図であり、６
枚の基板を加熱しながら各基板上に薄膜を形成する場合
を模式的に示した斜視図である。ただし、図１では、第
一発明の原理説明に不要と考えられる成膜室、基板加熱
手段、基板保持部などの構成成分の図示は省略してい
る。

【００２３】この第一発明では、成膜室内で複数の基板
３１を加熱しながら各基板３１上に所望の薄膜を形成す
るに当たり、基板３１と他の基板３１とを両基板からの
放射熱が相互作用するような距離ｔで対向させた状態
で、薄膜形成を行なう。図示例では、円板状の第１の基
板ホルダ３３及び第２の基板ホルダ３５を平行に対向さ
せ、両基板ホルダ３３、３５の対向面側に基板３１を３
枚ずつ、第１の基板ホルダ３３上の基板３１が第２の基
板ホルダ上の基板３１のうちのいずれかと重複なく対向
するように設置することによって、上記対向状態を形成
している。ただし、各基板３１は、対応する基板ホルダ
の中心点Ｐから放射状の等距離の位置でかつ放射角θが
等角度となる位置に、それぞれ設置している。各基板ホ
ルダ３３、３５への各基板３１の設置（固定）は図示し
ない保持部によって行なっている。各基板３１を図１の
ように基板ホルダ３３、３５に設置すると、例えば、
(a) ＣＶＤ法用原料ガスの基板への接触具合が良好とな
る、(b) 原料ガスの流路の管理が容易となる、(c) 基板
ホルダ３３、３５間の空間での温度分布の管理が容易と
なる、(d) ロボットなどにより外部から基板を基板ホル
ダに装着する場合や基板ホルダから基板を搬出する場合
の作業がし易くなる等の利点が期待できるからである。
勿論、各基板の配置方法はこの例に限られない。

【００２４】また、この第一発明の実施例では、ＣＶＤ
法用の原料ガスの供給及び排気を次に説明するように行
なっている。図２はその説明に供する図１と同様な位置
からの斜視図である。すなわち、この実施例では、第１
及び第２の基板ホルダ３３，３５が対向することで構成
される空間の中心付近に向かって該空間の外側からＣＶ
Ｄ用原料ガスをその流れ方向が基板３１の面に平行にな
るように供給し、各基板ホルダ３３、３５各々の中心付
近より前記原料ガスを排気する。このため、図２の例の
場合では、基板ホルダの縁部から離れた位置でかつ基板
３１に近い３箇所に原料ガス供給用ノズル３７をそれぞ
れ設け、また、各基板ホルダ３３、３５各々の中心付近
に排気系（図示せず。例えば後述の装置説明のための図
３の排気系５５）に接続される排気口３９をそれぞれ設
けてある。なお、原料ガス供給用ノズル３７の配置位置
及び個数は、特に限定されない。用いる原料ガスが何で
あるか、用いる原料ガスが一種か複数種かなどを考慮
し、かつ、基板ホルダ間の空間での原料ガスの分布や、
原料ガスが複数種の場合はこれらのガスの混合具合が、
なるべく均一になるような配置及び個数とするのが好適
である。例えば、ＴｉＮ膜を形成する場合で考えれば、
原料ガスはＴｉＣｌ₄とＮＨ₃とになるから原料ガス供
給用ノズルは複数本となり、また、これら原料ガスの混
合比は１：１００〜１：２００等が好適といわれている
ので、ＴｉＣｌ₄ガスをＮＨ₃ガスによって挟み込むよ
うにするのが良いと考える。例えば、図２の例でいえ
ば、原料ガス供給用ノズルは基板ホルダが対向する方向
に３本、横方向に４本合計１２本設置している。そし
て、基板ホルダが対向する方向に設置した３本の原料ガ
ス供給用ノズル３７のうちの真ん中のノズル３７ａをＴ
ｉＣｌ₄用としてこれを挟み込むよう配置したノズル３
７ｂ，３７ｃをＮＨ₃用とするのが好適と考える。

【００２５】上述の実施例の薄膜形成方法によれば、各
基板３１は、例えばこれが設置された基板ホルダ３３又
は３５に埋め込まれた加熱手段（図示せず）によって裏
面から加熱されると共に対向する基板からの放射熱の影
響を受け、さらに、自らも対向する基板に放射熱を与え
る。このため、各基板は効率良く加熱される。また、原
料ガスは基板ホルダ３３，３５間の空間において基板ホ
ルダの縁部から中心部に向かってかつ基板面に沿って流
れる（図２に一点破線Ｑで示す。）と考えられるので、
薄膜形成に当たり膜厚の均一化、膜質の均一化に有利な
ガス雰囲気が構成できると考えられる。

【００２６】２．薄膜形成装置の説明次に、第二発明である薄膜形成装置の実施例について説
明する。図３はその全体構成を示したブロック図、図４
は図２中の成膜室周辺を縦方向に切って示した断面図、
図５は成膜室を横方向（図３中のＩ−Ｉ線に沿う方向）
に切って示した断面図、図６は基板を成膜室中の基板ホ
ルダに設置または基板ホルダから搬出する機構の説明図
である。

【００２７】この実施例の薄膜形成装置４１は、薄膜形
成を行なうための成膜室４３と、成膜室４３へ基板を供
給しまた成膜室４３から基板を搬出するための基板搬送
ロボット室４５と、成膜室４３を大気圧にすることなく
基板の上記搬入または搬出を可能にするため大気下と減
圧下との変換を行なうためのロードロック室４７とを具
える。成膜室４３と基板搬送ロボット室４５とは、開閉
バルブ（図示せず）付きのニップル４９で連結してあ
る。また、基板搬送ロボット室４５とロードロック室４
７とは、やはり、開閉バルブ（図示せず）付きのニップ
ル４９で連結してある。さらに、この薄膜形成装置４１
は、成膜室４３に接続された、ＣＶＤ用原料ガス供給源
５１ａ，５１ｂを具える。これらガス供給源５１ａ、５
１ｂは、配管５３ａまたは５３ｂを介し成膜室４３に接
続してある。ＣＶＤ用原料ガス供給源５１ａ，５１ｂ
は、これに限られないが、例えば気化器やガスボンベで
構成できる。ＴｉＮ膜形成の例で考えれば、気化器によ
ってＴｉＣｌ₄を、また、ガスボンベによってＮＨ₃ガ
スをそれぞれ成膜室４３に供給できる。もちろん、ＣＶ
Ｄ用原料ガス供給源の数はこの例に限られず必要な数と
できる。

【００２８】さらに、この薄膜形成装置４１は、成膜室
４３、基板搬送ロボット室４５、ロードロック室４７を
減圧状態とするための排気系５５を具える。成膜室４３
と排気系５５とは配管５７によって接続してある。この
排気系５５により、成膜室４３などの室内を所望の減圧
状態にできる。この例では、成膜室４５については、１
Ｔｏｒｒ〜１×１０^-7Ｔｏｒｒの範囲の任意の減圧状態
にでき、基板搬送ロボット室４５については１×１０^-7
Ｔｏｒｒに減圧できる構成としてある。このような排気
系５５は、これに限られないが、例えば、排気口制御用
オリフィス（図示せず）のついたターボモレキュラポン
プ５５ａとロータリポンプ５５ｂとで構成することがで
きる。

【００２９】次に、成膜室４３の詳細な構造について図
４及び又は図５を参照して説明する。この実施例の成膜
室４３では、複数の基板を保持するためのこの場合円板
状の第１の基板ホルダ３３と、複数の基板を保持するた
め同じく円板状の第２の基板ホルダ３５とを平行に対向
させた状態で成膜室の本体部４３ａに設置してある。た
だし、円板状といえど、この場合各基板ホルダ３３、３
５の中心部は貫通孔３９（成膜室４３の排気口３９とな
る部分）を有する円柱状（図４に３３ａ，３５ａで示す
部分）としてある。この円柱状部分３３ａ，３５ａは、
成膜室４３の本体部４３ａ外部まで延長させてあり、ま
たそれの成膜室本体部４３ａと接する部分は真空シール
部６１を介し本体部４３ａと接している。また、この円
柱状部３３ａ，３５ａは、成膜室４３の外部において、
ギア６３を介しステッピングモータ６５と接続してあ
る。このため、各基板ホルダ３３、３５を成膜室内にお
いて回転させることができ、基板ホルダ３３、３５に装
着された基板３１が所定の位置になったとき基板ホルダ
の回転を停止させることができる。

【００３０】さらに、この実施例の各基板ホルダ３３、
３５は、図５に示したように、当該ホルダの中心部この
場合中心点Ｐから等距離の放射状の３個所の位置でかつ
放射角θが１２０度となる位置に基板を保持できるよう
にするために、基板保持部６７（図４参照）をそれぞれ
具えている。この場合の基板保持部６７は、基板ホルダ
内に収納されている電磁チャック６７ａと、これに接続
され先端が基板保持のための爪状とされているシリンダ
６７ｂとで構成してある。さらに、各基板ホルダ３３、
３５の基板３１が保持される予定領域に当たる部分それ
ぞれには、図４に示したように、基板加熱手段７１とし
てこの場合ランプヒータ７１を設けてある。この加熱手
段上にはカーボンサセプタ７３を設けてあり、このカー
ボンサセプタ７３上に基板３１を設置する構成となって
いる。基板３１はカーボンサセプタ７３を介しランプヒ
ータ７１によって加熱される。この加熱手段７１をどの
程度の加熱能力を有するものとするかは設計に応じ決定
すれば良い。この場合は基板を少なくとも６００℃まで
加熱できるものとしている。

【００３１】次に、成膜室４３内でのＣＶＤ用原料ガス
の供給系の構成について図４及び又は図５を参照して説
明する。

【００３２】この実施例では、成膜室４３の本体部４３
ａの壁面の一部に沿ってかつ第１及び第２の基板ホルダ
３３で囲まれる空間の周囲に、ガス導入ブロック７５を
設けてある。そして、このガス導入ブロック７５には図
３を用いて説明したガス供給源からのガスを基板ホルダ
間に供給するための配管７５ａと、ＣＶＤ用原料ガス供
給用ノズル３７ａ〜３７ｃとを設けてある。これらノズ
ル３７ａ〜３７ｃ各々は、第１及び第２の基板ホルダ３
３，３５に挟まれる空間の中心付近（勿論中心でも良
い）に原料ガス吹き出し方向が向くように、かつ、ガス
の流れ方向が基板３１の面と平行になるように設けてあ
る。なお、原料ガス供給用ノズルの配置位置及び個数
は、用いる原料ガスが一種か複数種かなどを考慮しかつ
基板ホルダ間の空間で原料ガスの分布や、原料ガスが複
数種の場合はそれらの混合具合が、均一になるような配
置及び個数とするのが好適である。図示例の場合は、原
料ガス供給用ノズルは基板ホルダが対向する方向に３
本、横方向に４本合計１２本設置している。

【００３３】次に、排気系であるが、この実施例では、
図３に示した配管５７を基板ホルダ３３，３５の円柱状
部３３ａ，３５ｂに形成してある排気口３９（図４参
照）と接続することで、成膜室４３を排気系５５と接続
している。

【００３４】３．薄膜形成装置の動作説明次に、この実施例の薄膜形成装置の動作について、基板
搬送ロボット室４５及びロードロック室４７の構成と併
せて説明する。この説明を図４〜図６を主に参照して行
なう。

【００３５】先ず、第２の基板ホルダ３５を、基板３１
の保持部６７が基板搬送ロボット室４５に近くなる位置
までステッピングモータ６５を用いて回転させる。基板
搬送ロボット室４５に備わるチャッキングホルダ８１の
チャッキングクランプ８１ａ（図６参照）で基板３１を
掴む。基板３１を掴んだ状態のチャッキングホルダ８１
が、アーム８３により成膜室４３内の基板ホルダ３５上
の基板保持部６７の位置上まで送られる（図６中に
（ａ）で示す状態。）。基板ホルダ３５の基板保持部６
７のシリンダ６７ｂ（図４参照）が開放状態とされる
と、チャッキングホルダ８１及びアーム８３が基板ホル
ダ３５側に下降し（図６中に（ｂ）で示す状態。）、そ
の後、チャッキングクランプ８１ａは基板３１を開放す
る。これにより、基板３１が基板ホルダ３５の基板保持
部６７の位置に置かれる。その後、チャッキングホルダ
８１は上昇しさらに基板搬送ロボット室４５に戻る。上
述の一連の動作をさらに２回繰り返すことで、第２の基
板ホルダ３５の各基板保持部６７に基板３１がそれぞれ
置かれる。基板３１を第２の基板ホルダ３５から搬出す
る場合は上述の操作の逆の操作が行なわれる。また、第
１の基板ホルダ（上側の基板ホルダ）３３への基板装着
或はこのホルダからの基板搬出を行なうには、チャッキ
ングホルダ８１を、基板３１の裏面が上を向くよう回転
させ、それ以外は第２の基板ホルダ３５に対する操作に
準じた操作を行なえば良い。

【００３６】この薄膜形成装置によりＴｉＮ膜を形成す
る場合、基板３１をランプヒータ７１で例えば約６００
℃に加熱する。そして、成膜室４３に、ＴｉＮ膜形成の
ための原料ガスであるＴｉＣｌ₄及びＮＨ₃を、ＣＶＤ
用原料ガス供給源５１ａ，５１ｂ（図３参照）から、前
者にあってはノズル３７ａ（図４参照）を介し、後者に
あってはノズル３７ｂ，３７ｃを介し供給する。この際
のＴｉＣｌ₄の流量は例えば約１０ｓｃｃｍ、ＮＨ₃の
流量は例えば約２０００ｓｃｃｍとする。ノズル３７ａ
〜３７ｃよりそれぞれ噴出された各原料ガスは第１及び
第２の基板ホルダ３３、３５間の空間をその中心付近の
排気口３９に向かって流れる。この際にこれら原料ガス
により各基板３１上にＴｉＮ膜が形成される。

【００３７】上述においてはこの出願の各発明の実施例
について説明したがこれら発明は上述の実施例に限られ
ない。

【００３８】例えば、各実施例では６枚の基板を処理す
る例を説明したがこの枚数は単なる例示にすぎず、任意
の数に変更できる。また、上述においては、ＣＶＤ法に
この発明を適用した例を説明したが、第一及び第二発明
各々は、基板加熱を必要とする成膜方法であって基板を
対向させた状態でも成膜が可能なものに広く適用できる
こと明らかである。もちろん、形成できる薄膜はＴｉＮ
膜に限られない。

【００３９】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の出願の第一発明の薄膜形成方法によれば、基板を他の
基板と所定距離で対向させた状態で基板加熱が行なわれ
るので基板表面から放射された熱が対向する基板の加熱
源となる。このため、基板加熱を従来より効率良く行な
える。

【００４０】また、複数の基板同士を対向させ、かつ、
これら基板間に構成される空間に対しこの発明にかかる
所定の関係で原料ガスの供給及び排気を行なう構成の場
合、基板上を流れる原料ガスの基板表面ヘの接触具合を
基板随所で従来より均一にできることが期待できる。こ
のため、膜厚及び膜質のより均一な薄膜の形成が期待で
きる。

【００４１】また、この出願の第二発明の薄膜形成装置
では、第一発明の方法を容易に実施できる。さらに、第
二発明においてＣＶＤ法用原料ガス供給用ノズル及び排
気口を所定関係で設ける構成とした場合は、第一発明で
の好適例とした方法を容易に実施できる。

【００４２】また、この出願の第一及び第二発明によれ
ば、成膜室内に基板を対向させて収納するので対向させ
ない場合に比べ成膜室への基板の収容枚数を向上させる
ことができる。このため、薄膜形成のスループットを従
来より高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜形成方法の実施例の説明に供する図であ
る。

【図２】薄膜形成方法の実施例の説明に供する図であ
る。

【図３】実施例の薄膜形成装置の全体構成を示した図で
ある。

【図４】実施例の薄膜形成装置の成膜室の縦方向断面図
である。

【図５】実施例の薄膜形成装置の成膜室の横方向断面図
である。

【図６】薄膜形成装置の動作説明に供する図である。

【図７】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

３１：基板３３：第１の基
板ホルダ３５：第２の基板ホルダ３７，３７ａ〜３７ｃ：ＣＶＤ法用原料ガス供給用ノズ
ル４１：実施例の薄膜形成装置４３：成膜室４３ａ：成膜室の本体部４５：基板搬送
ロボット室４７：ロードロック室４９：ニップル５１ａ，５１ｂ：ＣＶＤ用原料ガス供給源５３ａ，５３ｂ：配管５５：排気系５５ａ：ターボモレキュラポンプ５５ｂ：ロータ
リポンプ６１：真空シール部６３：ギア６５：ステッピングモータ６７：基板保持
部６７ａ：電磁チャック６７ｂ：シリン
ダ７１：基板加熱手段７３：カーボン
サセプタ７５：ガス導入ブロック７５ａ：配管８１：チャッキングホルダ８１ａ：チャッ
キングクランプ８３：アーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成膜室内で複数の基板を加熱しながら各
基板上に所望の薄膜を形成する方法において、薄膜の形成は、基板と他の基板とを両基板からの放射熱
が相互作用するような距離で対向させた状態で行なうこ
とを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２】請求項１に記載の薄膜形成方法におい
て、前記薄膜形成方法をＣＶＤ法とし、前記成膜室内で複数の基板を平面的に配置し、これら基板に別の複数の基板を前記所定距離で対向配置
し、前記複数の基板同士が対向することで構成される空間の
中心付近に向かって該空間の外側からＣＶＤ用原料ガス
を供給し、前記中心付近より前記原料ガスを排気することを特徴と
する薄膜形成方法。
【請求項３】成膜室内で複数の基板を加熱しながら各
基板上に所望の薄膜を形成する装置において、成膜室内に、複数の基板を保持するための第１の基板ホ
ルダと、複数の基板を保持するための第２の基板ホルダとを、前記第１の基板ホルダに固定される基板及び第２の基板
ホルダに固定される基板を両基板からの放射熱が相互作
用するような距離で対向状態にし得る配置関係で、設け
てあることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】請求項３に記載の薄膜形成装置におい
て、前記薄膜形成装置をＣＶＤ装置とし、前記第１の基板ホルダと第２の基板ホルダとに挟まれる
空間の中心付近に原料ガス吹き出し方向が向くように、
ＣＶＤ用原料ガス供給用ノズルを成膜室内に設けてあ
り、前記第１及び第２の基板ホルダ各々の中心部に排気口を
設けてあることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】請求項３又は４項に記載の薄膜形成装置
において、前記第１及び第２の基板ホルダ各々を、当該ホルダの中
心部から放射状の複数位置でかつ放射角が等角度となる
位置に基板を保持するための保持部をそれぞれ具えたも
ので構成したことを特徴とする薄膜形成装置。