JPH06208959A

JPH06208959A - Ｃｖｄ装置、マルチチャンバ方式ｃｖｄ装置及びその基板処理方法

Info

Publication number: JPH06208959A
Application number: JP17489693A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mizuno; 茂水野; Yoshihiro Katsumata; 好弘勝俣; Nobuyuki Takahashi; 信行高橋
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1994-07-26
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JP2603909B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ブランケットタングステン成膜を行うＣＶＤ
装置において、基板固定具が基板から離脱する時にマイ
クロピーリングを発生させずかつ良好なシャドウ形成を
行うことによりブランケットタングステンがＳｉＯ₂ 上
に成膜されるのを防止し、微細パーティクル等の発生を
低減する。【構成】サセプタ４、リングチャック９、反応ガス供
給機構１７，８，１９、排気機構２を備え、リングチャ
ックは基板周縁部に接触する少なくとも３つの点接触部
１０を有し、点接触部でリングチャックと基板の間に間
隙が形成され、反応ガスが間隙に侵入するのを阻止する
パージガスを間隙から吹出すパージガス供給機構２０，
２１を設ける。間隙の大きさとパージガスの流量の比
は、薄膜の周縁部位置が、リングチャックの内周縁位置
と一致する条件を満たす最適な一定値に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程におい
て化学反応を用いた気相成長を利用して薄膜を形成する
ＣＶＤ装置に関する。特に、本発明は、マルチチャンバ
方式のＣＶＤ装置（an integrated module multi-chamb
er CVD processing system）に関する。さらに、本発明
は、マルチチャンバ方式ＣＶＤ装置を用いた基板処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の半導体製造の分野においては、半
導体素子の集積回路の高集積化・微細化が進んでいる。
それに伴い、半導体素子の信頼性を保持するため、半導
体回路を形成する配線への役割も大きくなっている。特
に、半導体素子の配線の微細化に伴い、その配線の良好
な耐性及び良好な品質が要求されている。配線の微細化
は、配線に流れる電流の電流密度を高くするため、エレ
クトロマイグレーションを起こし易くなる。これが原因
となって断線を発生させる。現在の配線材料であるＡｌ
は、スパッタリング法によって形成される。この方法で
は、微細なコンタクトホール部では段差被覆性（ステッ
プカバレージ）が劣化する。コンタクトホール部での底
や側壁への膜厚が、平坦部の膜厚に比べて非常に薄くな
る。その結果、コンタクトホール部の底部や側壁では断
線がいっそう起こり易くなるため、半導体素子の信頼性
を低下させる原因となる。

【０００３】このような微細コンタクトホール周辺の配
線形成をするために、従来のスパッタリング法によるＡ
ｌの成膜に代わる新しい成膜技術が導入されようとして
いる。その成膜技術のひとつとして、現在、化学的気相
成長法（いわゆる熱ＣＶＤ法）によるＷ膜（以下、ブラ
ンケットタングステンという）が注目されている。この
化学的気相成長法によれば、反応容器内に原料ガスであ
るＷＦ₆ （６フッ化タングステン）と還元ガスであるＨ
₂ を導入し反応容器内の圧力を１０〜１００Ｔｏｒｒと
し、通常４００〜５００℃に加熱された基板上でＷＦ₆
とＨ₂ が反応してＷ膜が基板上に形成する。通常、この
反応はその成膜速度が基板温度に依存する条件で行われ
る。すなわち、基板上での素反応が反応律速条件下で行
われる。

【０００４】この方法によれば、段差被覆性の点で、開
口径０．５μｍアスペクト比（深さと幅の比）が２以上
の微細コンタクトホールでもコンタクトホール内に均一
な膜厚のＷ膜を形成することができる。さらに、材質の
点で、Ｗ膜はエレクトロマイグレーション耐性も高い。
そのため配線がより微細になっても、非常に信頼性の高
い配線を形成することができる。

【０００５】このようなＷ膜を基板上に形成するための
薄膜形成装置について説明する。

【０００６】図９は従来用いられてきた化学的気相成長
法によってブランケットＷ膜を形成するためのＣＶＤ装
置の概略図である。

【０００７】後方のランプヒータ５によって加熱された
基板保持体４上に基板３を置き、上下可能な基板固定具
９によって基板３のへりの部分を全部に渡って押し当て
て基板３を固定する。

【０００８】基板保持体４の温度は熱電対６によって測
定され制御される。所望の温度に設定された基板保持体
４上に基板３が置かれる。基板固定具９で基板３を基板
保持体４上に固定させる。対向に位置するガス吹き出し
部１７より反応ガスが装置内に導入され基板３上に所望
の薄膜が反応によって形成される。未反応ガスおよび副
生成ガスは排気部２より排気される。また、米国特許
５，０３３，４０７の技術により、下部ノズル２０より
パージＡｒガスを導入し石英窓７上への成膜および基板
３の側面や裏面に成膜しないようにしている。

【０００９】一方、配線としてブランケットＷ膜はその
下地に密着層としてＴｉＷ膜またはＴｉＮ膜を必要とす
る。ＴｉＷ膜またはＴｉＮ膜はブランケットＷ膜の前工
程としてスパッタリングによって形成される。しかし、
その際、基板のへりの部分はスパッタリング用のリング
チャックの影によってＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜が堆積
せず下地のＳｉＯ₂ が露出したままとなる。

【００１０】そのためブランケットＷ膜がこのＳｉＯ₂
上に形成すると、ブランケットＷ膜とＳｉＯ₂ は密着性
が悪いため短時間でハガレを起こす。ハガレを起こせば
それはゴミの発生原因となり、装置内はもとより基板搬
送系全体へのダストパーテクル汚染の原因となる。ダス
トパーテクルは半導体製造工程に悪影響をおよぼし半導
体素子の歩留まりを低下させる。

【００１１】従ってブランケットＷ成膜においてはこの
ＳｉＯ₂ 部分を隠しこの部分に成膜しないようにしなけ
ればならない。そのためブランケットＷ成膜処理におて
はリングチャックの形状とスパッタリングにおけるリン
グチャックの形状との整合をとっていた。ブランケット
Ｗ成膜用のリングチャックの内径をスパッタリングのリ
ングチャックの内径より小さくし、リングチャックを全
面に渡って基板に密着させていた。リングチャックと基
板を密着させることでＳｉＯ₂ 部分に反応ガスが侵入す
るのを防いだ。これにより、ＳｉＯ₂ 上にブランケット
Ｗが成膜するのを防止した。

【００１２】ここで基板のへりの部分をリングチャック
で覆い基板のへりの部分のある一定幅は成膜されず成膜
範囲を限定することをシャドウ形成と呼ぶ。また、基板
のへりの部分の成膜されないある一定幅をシャドウと呼
ぶ。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の装置
には以下のような問題点があった。

【００１４】すなわちＷＦ₆ とＨ₂ との反応によるＷ薄
膜の形成の場合、その成膜速度が基板温度に大きく依存
するため、基板上に堆積する膜の膜厚分布は基板温度分
布で決定される。従ってまず均一な膜厚分布を得るため
には基板の温度分布が均一でなければならない。しかし
上記従来の装置では基板３と基板固定具９が基板のへり
の部分に沿って接触しているため、その接触部を伝わっ
て基板固定具９に熱が移動する。その結果、基板のへり
の部分から基板固定具９の逃げる熱量が大きく基板のへ
りの部分付近での温度低下が起こる。全基板表面上の膜
厚分布を均一にすることが達成できなかった。

【００１５】図１３は従来の装置において基板３上に成
膜したＷ膜のシート抵抗分布の一例であり、基板半径方
向のシート抵抗値の分布を示した図である。シート抵抗
は膜厚に反比例するためシート抵抗値が高いほどその部
分の膜厚が薄いことを示す。したがって、そのシート抵
抗値が高い箇所では温度が相対的に低く成膜速度が遅く
なっていることを意味する。逆に、シート抵抗値が低い
ほどその部分の膜厚が厚く、従って、その箇所は温度が
相対的に高く成膜速度が速くなっていることを意味す
る。図１３によれば基板のへりの部分付近のシート抵抗
の上昇が著しく、基板の中央付近に比べて温度が低く膜
厚が薄くなっていることいえる。また、基板３の温度分
布は、基板保持体４の温度分布の影響も大きく受ける。
その基板保持体４の温度分布は、後方のランプヒータ５
の照射分布の影響を最も大きく受ける。従って、本装置
で用いられているサークルヒータなど非対称形や切れ目
のある場合は基板保持体４の温度分布が不均一になるこ
とで、基板３の温度分布も不均一になり、その結果、全
基板上の膜厚分布が不均一になる。また均一な光照射が
得られたとしてもランプヒータ５と基板３との位置関
係、および、基板３と基板固定具９の接触位置に起因し
て、基板表面上の温度分布が不均一となることがある。
ランプヒータの均一な光照射が達成できたとしても基板
上の膜厚分布の均一性は達成できない。しかも、その場
合は反応容器（反応室）をわざわざ大気開放して基板３
を移動させてランプヒータとの位置関係を調整しなおし
たり、基板３と基板保持体４および基板固定具９の接触
位置関係を調整しなおしたりする必要がある。

【００１６】図１２は、従来装置において基板３上に成
膜したＷ膜のシート抵抗値の分布を等シート抵抗値線で
表している。ふたつの半円形ランプヒータの配置とシー
ト抵抗値分布との関係を容易に理解できるよう等シート
抵抗値線の図の左側に半円形ランプヒータの配置を一緒
に示した。図１２から明らかなように従来装置では半円
形ランプヒータの切れ目でシート抵抗値が高い。それゆ
えに、シート抵抗値が高いところの基板の温度が低くな
っていることを示す。また、一方で半円形ランプヒータ
の腹の部分でシート抵抗値が低い。それゆえに、シート
抵抗値が低いところの基板の温度が高くなっていること
を示している。このことは前述の基板温度分布がランプ
ヒータの形状および配置位置に著しく依存し、それ故に
不均一な膜厚分布になってしまうことを示している。

【００１７】また図９に示すような従来のＣＶＤ装置で
は、図１０に示すように、基板固定具１０２で基板１０
１を固定し、基板１０１上に薄膜を形成すると、基板１
０１に接触する基板固定具の表面上においても薄膜２０
１が堆積する。さらに、その薄膜２０１は基板１０１か
ら接触部１０４及び基板固定具１０２ひとつづきにつな
がって形成される。そのため薄膜処理終了後に、基板１
０１から基板固定具１０２がはなれるとき、図１１に示
すような薄膜のはがれによる微細な小片２０２が発生す
る。すなわちマイクロピーリング（micro-peeling ）を
起こし、ダストパーテクルが発生する。基板固定具１０
２がもちあげられるとき、マイクロピーリング（micro-
peeling ）により発生したダストパーテクルは基板上１
０１に落下する。このマイクロピーリング（micro-peel
ing ）により発生したダストパーテクルは半導体素子の
生産の歩留まりを低下させる主要な要因となる。ダスト
パーテクルの発生は半導体製造の品質管理の点で深刻な
問題となる。図１４は、図９に示す従来装置によって基
板上に形成したブランケットＷ薄膜領域のへりの部分に
マイクロピーリングが発生したことを示す光学顕微鏡写
真である。

【００１８】また、一ヶ箇所でも基板、基板と基板固定
具の接触部及び基板固定具とひとつづきにつながって薄
膜が形成されると、マイクロピーリング（micro-peelin
g ）を起こし、ダストパーテクルを発生してしまう。米
国特許５，０９４，８８５のＣＶＤ装置では、そのＣＶ
Ｄ装置の基板とクランプリングの接触を示す図３からあ
きらかなように、数カ所でマイクロピーリング（micro-
peeling ）を起こし、ダストパーテクルを発生してしま
う。

【００１９】ＣＶＤ法によるブランケットタングステン
膜の成膜時間には、約４分から５分かかる。ＣＶＤ法の
成膜時間はマグネトロンスパッタリング法による成膜時
間に比べ約４から５倍かかる。そのため枚葉方式（sing
le wafer processing type）のＣＶＤ装置では、スルー
プットの向上がはかれない。そこで、米国特許５，０９
４，８８５及び５，３３，２８４に示されているような
バッチ式（batch processing type ）のＣＶＤ装置が、
ブランケットＷ膜の成膜処理に用いられている。しか
し、バッチ式ＣＶＤ装置では、ひとつの真空容器内に設
置してある各処理ステーションで発生するダストパーテ
クルが、他の処理ステーションを汚染（コンタミネーシ
ョン）する。そのため、半導体素子の生産の歩留まりの
向上がはかれない。さらに、ＣＶＤ装置のメンテナンス
作業のひとつとして通常、その反応容器内をクリーニン
グ作業を行う。バッチ式ＣＶＤ装置では、各処理ステー
ションが設置してある真空容器内をクリーニングすると
ブランケットＷ膜の成膜処理が中断してしまう。バッチ
式の反応容器は枚葉式の反応容器に比べ容量が大きいた
め、クリーニング作業の労力がかかり、結果的にはメン
テナンス時間が枚葉式の反応容器に比べ非常に長くな
る。そのため、バッチ式ＣＶＤ装置では、週単位または
月単位で稼働率が低くなる。結果的には、スループット
の向上がはかれない。そこで、米国特許５，１５８，６
４４に示されるようなセルフクリーニング機構を有する
枚葉方式ＣＶＤ装置が、ブランケットＷ膜の成膜処理に
用いられている。しかし、このセルフクリーニング機構
（プラズマクリーニング）を有する枚葉方式ＣＶＤ装置
では、成膜処理とクリーニング処理の２つの工程を行う
ので、１枚のウエハの成膜処理時間がＷ成膜処理のみの
処理時間よりも２倍以上かかる。この方式でも、結果的
には、スループットの向上がはかれない。

【００２０】本発明の目的は、（１）半導体素子の生産
の歩留まりを向上し、（２）薄膜形成処理のスループッ
トを向上することにある。そこで、これら従来の問題で
あるランプヒータ、基板支持台および基板固定具に起因
した基板温度分布が不均一になることを防ぎ、かつ、基
板固定具が基板からはずれるときに発生するマイクロピ
ーリングをなくすことでダストパーテクルの発生を抑
え、半導体素子の生産での高い歩留まりを達成すること
ができる薄膜形成装置を提供することが本発明の目的で
ある。さらに、マルチチャンバ方式の薄膜形成装置（an
integrated module multi-chamber vacuum processing
system ）をもちいることで、反応容器相互間でダスト
パーテクルのコンタミネーションを防止しながら、か
つ、ひとつの反応容器内のメンテナンス作業をしても他
の反応容器内で継続して薄膜形成処理ができることによ
り薄膜形成処理のスループットを向上することが本発明
の目的である。

【００２１】本発明によるブランケットタングステンを
成膜するＣＶＤ装置では、以下の目的、すなわち、１．均一な膜厚分布を達成すること、２．マイクロピーリングを起こさないこと、３．マイクロピーリング以外のダストパーテクルの発生
防止４．基板処理のスループットを向上すること、さらに、５．メンテナンス作業の労力を軽減することを達成するためにそれぞれ以下に述べる各手段が有して
いる。

【００２２】

【課題を解決するための手段および作用】

【００２３】第１の目的である均一な膜厚分布を得るこ
と。５つの手段によりこの目的を達成している。

【００２４】（１）第１の手段として、基板のへりの部
分でリング状固定部材が接触して基板を固定するため
に、リング状固定部材の内径円の径を基板の径より小さ
くし、そのリング状固定部材の接触部分を複数の点接触
部で固定する。（ａ）点接触部の数は少なくとも３つ
で、（ｂ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心
軸に面する接触部の側面が内径円の径より大きな同心円
の円周上に位置し、（ｃ）さらに、等間隔で配置され
る。さらに、これらの点接触部の外側の側面を基板の側
面にそろう位置に配置することで基板を固定させるよう
にした。

【００２５】基板固定具による基板の固定方法を点接触
としたため、従来の全周接触固定に比べ接触面積が著し
く減少した。その結果、基板のへりの部分の温度の低下
の原因である基板から基板固定具への熱が逃げる量も減
少できる。基板固定具と接触する基板のへりの部分周辺
での温度の低下の度合いが従来に比べて少なくなり、そ
れ故、より均一に基板温度分布は達成でき、その結果、
基板上の膜厚分布の均一性も向上する。

【００２６】（２）第２の手段として、基板を設置する
基板支持台の基板と接触する表面に段差加工を施す。そ
の段差加工される範囲（円形ならば半径、ドーナッツ状
ならば内径と外径）およびその段差の深さは、基板の平
均温度との差で決定する。とくに、基板の平均温度より
も高い温度領域に対応する基板支持台の表面を段差加工
する。基板の加熱は基板支持台から基板の接触による熱
の移動と両者間の間隙に存在するガスによる熱伝導によ
って行われる。段差加工を施すことによってその部分で
の基板と基板支持台間の接触がなくなるため接触による
基板支持台から基板への熱の移動現象がなくなる。接触
している場合よりも、熱が移動する量が減少するため、
段差加工された領域に対応する基板の温度が低くなる。
その結果、段差加工を施した領域での基板と基板支持台
間の熱移動は、その間隙に存在するガスによる熱伝導現
象のみとなる。成膜中での雰囲気の圧力が数１０Ｔｏｒ
ｒであるからその段差加工を施した領域で形成される空
間内でも圧力は数１０Ｔｏｒｒ以上となり粘性流領域と
なっている。粘性流領域であるため、基板と基板支持台
間の熱の移動速度は、両者間の距離と段差加工により形
成された空間内に存在するガスの種類に依存する。すな
わち、特定のガスがその段差加工を施した領域での空間
内に存在することがわかれば、段差の深さを調節するこ
とで基板の温度低下の割合を調節できる。基板支持台へ
の段差の深さは０．０１ｍｍ単位で精密加工することが
できる。そこで、膜厚分布から温度が高い領域を判断
し、その温度の高い領域に対応した基板支持台に段差加
工を施す。そうすれば、その段差加工した領域に対応す
る付近での基板の温度を低下させることができる。さら
に、その低下の割合を段差の深さで制御できる。現代の
機械加工技術であれば、基板支持台への段差の深さは
０．０１ｍｍ単位で精密加工することができる。このよ
うな段差加工を施した基板支持台をもちいると、図８お
よび図１３から知り得るように、段差加工しない基板支
持台をもちいたときに比べ基板全体の温度は低下する。
しかし、ここで重要なことは、基板全体の温度分布を均
一にすることである。そのため、基板全体の温度は低下
はとくに問題ではない。なぜなら、加熱機構の加熱の強
度を調整して、基板支持台に供給される熱量を増加すれ
ば基板の温度は上昇できるからである。

【００２７】（３）第３の手段として、（ａ）反応容器
外に複数の加熱機構が備え付けられ、（ｂ）各加熱機構
はそれぞれ独立の出力制御機構を有しており、さらに、
（ｃ）基板の周辺の後方にそれぞれの加熱機構が配置さ
れている。とくに、基板とリング状固定部材との接触部
分の周辺の後方に加熱機構は配置されている。複数の点
接触を有するリング状の固定部材で基板のへりの部分を
固定するときは、加熱機構は基板の中心の同心円上に等
間隔に配置することになる。反応容器外に加熱機構が設
置されていれば、反応ガスによる化学的侵食や加熱機構
表面の膜付着などによる性能の低下を防止できる。反応
容器外から加熱する最適な加熱機構として、ランプヒー
タがあげられる。ランプヒータから照射される光は反応
容器に組み込まれた光透過材（light-transmissive mat
erial ）の窓を通して基板支持台が加熱される。それぞ
れランプヒータが別個に電力の制御が可能となっている
ため、従来のサークルヒータや半円径ヒータを用いた場
合に避けられないランプヒータの切れ目による不均一な
光照射が生じることはない。さらに、基板支持台および
基板固定具などに起因した基板の温度の偏りを補正する
ことが可能となる。従って、ランプヒータの配置関係と
ランプヒータの投入電力を調整することで、基板の温度
分布を均一にすることができ、その結果、膜厚分布も均
一にすることができる。さらに基板の温度補正は、反応
容器を大気開放することなく行える利点も有している。

【００２８】（４）第４の手段として、リング状固定部
材の内部に流れる熱媒体の流路を形成する。この熱媒体
の温度は、せいぜい、ＣＶＤ反応によって薄膜が堆積す
るために必要な温度にする。薄膜が堆積する温度以上で
あるとリング状固定部材の表面に薄膜が堆積するのを促
進してしまう。リング状固定部材の内部に熱媒体が循環
することでリング状固定部材が加熱される。基板とリン
グ状固定部材の接触部との温度差が少なくなるのでその
温度差による熱量の移動を抑制することができる。した
がって、基板のリング状固定部材の接触部分での温度が
低下するのを防止できる。ＣＶＤ反応によるＷ膜の成膜
処理には、せいぜい約２００℃程度に加熱された媒体で
十分である。熱媒体の温度が２００℃以上であるとリン
グ状固定部材上にＷ膜が堆積するのを促進ので好ましく
ない。熱媒体として、Ａｒガス、Ｎ₂ ガスなどの不活性
ガス、油、水がある。とくに、不活性ガスが好ましい。
かりに、不活性ガスが真空容器内にもれても、ＣＶＤ反
応に影響を与えない。

【００２９】（５）第５の手段として、光透過材（ligh
t-transmissive material ）でできた窓を有する反応容
器と、その反応容器内に窓と対向する位置に基板保持体
が配置され、反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保
持体とリング状固定部材の間およびリング状固定部材と
基板との間でパージガスが流れる通路を形成することに
ある。この通路の一部である基板保持体と光透過材の窓
との間をパージガスが通るとき、反応容器外に備え付け
られた複数の加熱機構によってパージガスが加熱され
る。パージガスが加熱されることで、リング状固定部材
と基板との間隙を通るとき、パージガスがリング状固定
部材の基板との接触部分や基板のリング状固定部材との
接触部分から熱を奪うことはない。パージガスがリング
状固定部材と基板との間隙を通ることで、基板の温度分
布を不均一にすることはない。

【００３０】第２の目的であるマイクロピーリングを発
生させないこと。

【００３１】（６）マイクロピーリングを発生させず、
急峻なシャドウ境界を得るために、基板のへりの部分に
リング状固定部材が接触して基板を固定する手段とし
て、リング状固定部材の内径円の径を基板の径より小さ
くし、そのリング状固定部材の接触部分を複数の点接触
部で固定する。（ａ）点接触部の数は、少なくとも３つ
で、（ｂ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心
軸に面する接触部の側面が内径円の径より大きな径の同
心円の円周上に位置し、（ｃ）さらに、等間隔で配置
（第１の手段）したことにより、基板のへりの部分とリ
ング状固定部材の重なる部分に間隙が形成される。そこ
で、第６の手段として、その間隙を通してパージガスを
化学反応によって薄膜が堆積している空間に吹出すよう
にするパージガス供給機構を設ける。第１の手段及び第
６の手段により、基板の表面にブランケットＷ膜の成膜
処理が行われるとき、反応ガスが間隙内部に侵入するの
をパージガスで阻止できる。さらに、パージガスの流量
を調節することで、その成膜領域のへりの部分が、リン
グ状固定部材の内径円にほぼ一致するように薄膜の形成
領域が制限できる。これにより、反応ガスが、基板とリ
ング状固定部材が接触する点接触部に及ぶことはない。
その結果、基板と点接触部がひとつづきにわったて薄膜
が形成されることはない。マイクロピーリングが生ぜ
ず、微細なダストパーテクルが発生しない。また明確な
幅を有するシャドウ領域が形成されたため、ＳｉＯ₂ の
露出面に成膜領域が及ばない。ＳｉＯ₂ の露出面に堆積
した膜のはがれによるパーティクルの発生も防止するこ
とができる。また、リング状固定部材の内径円の半径
は、あらかじめ堆積したＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜の成
膜領域でリング状固定部材の中心軸Ｏとその成膜領域と
の最短距離より短くする。そうすれば、ＳｉＯ₂ の露出
面にＷ膜が形成するのをよりいっそう防止できる。さら
に、下地層であるＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜上に確実に
Ｗ膜を形成することができる。

【００３２】リング状固定部材の中心軸に面する接触部
の側面が位置する同心円の半径が、あらかじめ堆積した
ＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜の成膜領域でリング状固定部
材の中心軸Ｏとその成膜領域との最長距離より長くす
る。そうすれば、接触部は、基板のＳｉＯ₂ の露出面上
にのみに接触する。ＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜上に接触
部が接触してＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜がはがれる原因
とならない。

【００３３】第３の目的であるマイクロピーリング以外
のダストパーテクルの発生防止

【００３４】（７）マイクロピーリング以外のダストパ
ーテクルの主要な発生原因として、基板以外に堆積した
膜のはがれの現象が考えられる。そこで、基板以外に堆
積した膜のはがれを防止するため、第７の手段として、
リング状固定部材が反応ガスにさらされる露出部分とそ
の他の部分で組立られているようにする。このばあい、
反応が生じる空間に面するリング状固定部材の表面の材
質を基板上に堆積する薄膜と同じにする。ＷＦ₆ とＨ₂
が反応してＷ膜が基板上に形成する場合、この化学反応
によりＷ膜が堆積するためには、約２００℃以上の表面
上でなければならない。基板以外で約２００℃以上とな
るのはリング状固定部材である。そのためリング状固定
部材の表面上のみにＷ膜が堆積する。そこに堆積したＷ
膜のはがれの原因となるのは、下地との熱膨張との差に
より内部応力が発生するからである。リング状固定部材
上に堆積したＷ膜が、その下地のリング状固定部材との
熱膨張の差により内部応力が生じる程の膜厚に成長する
と、はがれが発生する。そのはがれた小片がダストパー
テクルとして歩留まりの低下の原因ともなる。そこで、
リング状固定部材の露出部分上に堆積したＷ膜が熱膨張
の差により内部応力が生じないように下地であるリング
状固定部材の露出部分の材質をタングステンとする。ま
たは、リング状固定部材の露出部分の表面を予めＷ膜を
コーティングしてもよい。さらに堆積する膜と同じ熱膨
張係数の材料を下地のリング状固定部材にしてもよい。
Ｗ膜であれば、商標「モネルメタル」（”ＭＯＮＥＬ”
metal）として市販されているニッケルと銅の合金が最
適である。

【００３５】（８）上記以外のダストパーテクルの発生
原因として真空容器内の部品の摺動部からの発生、およ
びメンテナンス作業中に真空容器内に外部からダストパ
ーテクルが侵入ことが考えられる。これらの発生を直接
防止する対策よりも、むしろＣＶＤ装置内の各真空容器
間で相互にダストパーテクルが汚染しあわないようにす
る対策の方が、歩留まり向上の達成のための手段とし
て、簡単で容易である。そこで、第８の手段として、マ
ルチチャンバ方式の薄膜形成装置(an integratedmodule
multi-chamber vacuum processing system ）をもち
いる。

【００３６】マルチチャンバ方式薄膜形成装置を構成す
る各真空容器の基本的配置設計は、ひとつの基板搬送用
真空容器とそのまわりに複数の処理用真空容器と搬出入
用ロードロック真空容器が配置されているていることに
よる。基板搬送用真空容器には基板搬送機構が配置され
てい。各処理用真空容器及び搬出入用ロードロック真空
容器と基板搬送用真空容器の間には、開閉用のゲートバ
ルブが備えられている。さらに、各処理用真空容器内で
は、ひとつの基板が処理される。また、それぞれ真空ポ
ンプが備え付けられている。このマルチチャンバ方式薄
膜形成装置おいては、ひとつの処理用真空容器に基板を
搬送し、その処理用真空容器と基板搬送用真空容器間の
ゲートバルブが閉まり、その処理用真空容器内で基板が
処理され、その処理済み基板がとり出され、搬出入用ロ
ードロック真空容器に納められて、そして、その搬出入
用ロードロック真空容器のゲートバルブが閉まるまでが
ひとつの処理工程である。この間、その他の処理用真空
容器のゲートバルブは閉めたままとする。このような処
理条件によれば、ひとつの処理用真空容器内に存在する
ダストパーテイクルは、その他の処理用真空容器に侵入
することはない。また、この間、ゲートバルブが閉めら
れて処理用真空容器が基板搬送用真空容器から孤立して
いても、各真空容器には真空ポンプが備え付けられてい
るので、各処理用真空容器内は適切な圧力に設定するこ
とができる。

【００３７】第４の目的として基板処理のスループット
を向上すること。

【００３８】（９）第９の手段として、以下のような特
徴をもつマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置（an integra
ted module multi-chamber CVD processing system）を
もちいることである。すなわち、少なくとも３つ処理用
真空容器を有し、その処理用真空容器すべてが、第１、
２、３および５の手段を有するＣＶＤ処理用真空容器で
あって、基板搬送用真空容器に配置された基板搬送機構
は、少なくともふたつの基板を保持することができる搬
送用ロボットである。通常、ひとつのブランケットＷ膜
の成膜処理工程には、ＴｉＮ成膜処理、Ｗ膜成膜処理と
エッチバック処理が必要となる。この処理でもっとも時
間を要する処理工程が、Ｗ膜成膜処理工程である。Ｔｉ
Ｎ成膜処理とエッチバック処理の処理時間に比べ約４〜
５倍かかる。ＴｉＮ成膜処理とエッチバック処理は別の
薄膜形成装置で行うこととし、すべての処理用真空容器
がＣＶＤ処理用であるマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置
の方がひとつのブランケットＷ膜の成膜処理工程の時間
を短くできる。さらに、少なくともふたつの基板を保持
することができる搬送用ロボットによって、処理された
基板を搬出入用ロードロック真空容器に搬送する工程と
未処理の基板を搬送する工程をひとつの工程とすること
ができる。もっとも好ましいのは、１９９２年１１月２
０日に出願された米国特許出願番号０７／９７９，２５
５に記載されている基板搬送機構である。その基板搬送
機構は、ひとつの基板をつかむハンド（mechanical han
d ）とふたつの基板待機用ステージを有する蛙足型多関
節ロボット（frog-leg type articulated robot ）であ
る。このような蛙足型多関節ロボットであれば、その搬
送工程は、（ａ）搬出入用ロードロック真空容器から未
処理の基板をひとつの基板待機用ステージのせて、
（ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器に面するように回転する。
（ｃ）そのＣＶＤ処理用真空容器内から処理済み基板を
取り出して、もうひとつの基板待機用ステージにのせ
る。（ｄ）そして、未処理の基板をそのＣＶＤ処理用真
空容器内に置く。このような蛙足型多関節ロボットであ
れば、基板の搬送時間を大幅に短縮することができる。
さらに、蛙足型多関節ロボットを回転させるベースプレ
ート（baseplate ）の運動回数も少なくできるので、そ
の摺動部からのダストパーテイクルも低減できる。なぜ
なら、米国特許４，９５１，６０１に示すような従来の
ひとつの基板をつかむハンドを有する基板搬送機構で
は、（ａ）〜（ｂ）までの搬送工程を行うとベースプレ
ートの運動回数は３回であるが、このような蛙足型多関
節ロボットでは２回ですむ。さらに、ひとつの基板待機
用ステージとひとつの基板をつかむふたつのハンドを前
後に配置した蛙足型多関節ロボットであってもよい。ま
た、さらには、基板待機用ステージがなく、ひとつの基
板をつかむふたつのハンドのみを前後に配置した蛙足型
多関節ロボットであってもよい。

【００３９】（１０）第１０の手段は、第９の手段の特
徴をもつマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置を用い、以下
の特徴を有する基板の処理方法を使用することである。
この場合、２つの処理方法がある。ひとつは、ひとつの
処理用真空容器のメンテナンス作業中に他の処理用真空
容器で基板のＣＶＤ処理を行う処理方法と、他は、長期
間のメンテナンス作業時間を設定する場合の処理方法で
ある。

【００４０】ひとつの処理用真空容器のメンテナンス作
業中に他の処理用真空容器で基板のＣＶＤ処理を行う処
理方法。

【００４１】この処理方法を図２５（ａ）と図２５
（ｂ）を用いて説明する。ｎ個のＣＶＤ処理用真空容器
Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……、Ｐ（ｋ）、……、
Ｐ（ｎ−１）、Ｐ（ｎ）（但し、ｎ≧３）において、は
じめに、ＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（１）からＰ（ｎ）に
基板を処理させる。

【００４２】第１回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）
においてはＷｍ、Ｐ（２）においてはＷｍ−Ｗｃ、…
…、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ、……、
Ｐ（ｎ）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理
した後に行う。

【００４３】それぞれのＣＶＤ処理用真空容器のメンテ
ナンス作業は、メンテナンス作業時間Ｔｍ内に行う。こ
こで、Ｗｍはメンテナンス作業を始めるでに処理される
べきあらかじめ設定した基板の枚数を意味する。今後、
Ｗｍをメンテナンス作業基準枚数と名付ける。Ｗｃは、
Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔで導きだされる。Ｔｍはあらかじめ定め
たメンテナンス作業時間を表わす。ｔは１枚の基板を搬
出入用ロードロック真空容器から出ていき、ＣＶＤ処理
用真空容器で処理され、搬出入用ロードロック真空容器
に戻るまでの時間である。Ｗｃは、ひとつのＣＶＤ処理
用真空容器でメンテナンス作業中に他のひとつのＣＶＤ
処理用真空容器が処理する基板の枚数を意味する。今
後、Ｗｃを基準処理枚数と名付ける。

【００４４】第１回目のメンテナンス作業期間は、Ｗｍ
−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理した後に始まり、Ｗｍ＋
Ｗｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業期
間の時間は、Ｔｍ×ｎである。このＴｍ×ｎ期間は、ｔ
時間おきにｎ−１個の基板が処理される。

【００４５】第２回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）
においては２Ｗｍ＋Ｗｃ、Ｐ（２）においては２Ｗｍ、
……、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ＋（Ｗ
ｍ＋Ｗｃ）、……、Ｐ（ｎ）においてはＷｍ−（ｎ−
１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）の基板を処理した後に行う。

【００４６】第２回目のメンテナンス作業期間は、２Ｗ
ｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理した後に始まり、２Ｗ
ｍ＋Ｗｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作
業期間の時間は、第１回目のメンテナンス作業期間と同
様にＴｍ×ｎである。

【００４７】第Ｎ回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）
においてはＷｍ＋Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、Ｐ
（２）においてはＷｍ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、…
…、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ
＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、……、Ｐ（ｎ）においてはＷｍ−
（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）の基板を処
理した後に行う。

【００４８】第Ｎ回目のメンテナンス作業期間は、Ｗｍ
−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）の基板を
処理した後に始まり、Ｗｍ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）
＋Ｗｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業
期間の時間は、Ｔｍ×ｎである。

【００４９】それぞれのＣＶＤ処理用真空容器でのメン
テナンス作業に達する基準を基板の枚数ではなく時間で
表示したければ、基板の処理枚数をｔで割ればよい。

【００５０】この方法によれば、どのＣＶＤ処理用真空
容器でもメンテナンス作業がされていない期間中、すな
わちＷｍ／ｔ＋Ｔｍ−Ｔｍ×ｎ期間中はｔ時間ごとにｎ
個の基板が処理される。メンテナンス作業期間Ｔｍ×ｎ
では、ｔ時間おきにｎ−１個の基板が処理される。

【００５１】後述する第１１手段及び第１２手段によ
り、メンテナンス作業期間が短縮できるため、この方法
は効率よく行なえる。

【００５２】長期間のメンテナンス作業時間を設定する
場合の処理方法。ＷｍをＷｃでわったときの商の数値が、ＣＶＤ処理用真
空容器のｎ個より小さい場合、上記の処理方法は使用で
きない。このことは、メンテナンス作業時間を長期間設
定することを意味する。そこで、あらかじめ長時間のメ
ンテナンス作業時間Ｔｍを確保しておきたい場合は、以
下の条件で基板の処理を行う。

【００５３】最大限に使用できる処理用真空容器の個数
Ｎｕを以下の関係式で導き出す。

【００５４】基板処理枚数Ｗｃは、Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔで導
き出される。ここで、メンテナンス作業時間Ｔｍはあら
かじめ設定した時間である。最大使用処理用真空容器の
個数Ｎｕは、Ｎｕ＝Ｗｍ／Ｗｃで導き出される。ただ
し、Ｎｕ≧２である。

【００５５】さらに、ｎ個のＣＶＤ処理用真空容器Ｐ
（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……Ｐ（ｎ−１）、Ｐ
（ｎ）をグループ分けをする。ＣＶＤ処理用真空容器Ｎ
ｕ＋１個でひとつの群が形成される。そうすると、群の
個数Ｇは、Ｇ＝ｎ／（Ｎｕ＋１）で導き出される。その
ときの、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰの個数をＲ
とする。ただし、０≦Ｒ＜Ｎｕ＋１である。

【００５６】この関係式を用いて、次の手順で行う。Ｇ
個の群のうちあるひとつの群のＣＶＤ処理用真空容器
｛ＧＰ（１）、ＧＰ（２）、ＧＰ（３）……ＧＰ（Ｎ
ｕ）、ＧＰ（Ｎｕ＋１）｝において、（ａ）はじめに、ＣＶＤ処理用真空容器ＧＰ（１）から
ＧＰ（Ｎｕ）に基板を処理させる。（ｂ）上の関係式で導き出された基準処理枚数Ｗｃに達
した時点で、ＧＰ（１）の処理をやめる。それと同時
に、ＧＰ（２）からＧＰ（Ｎｕ）の処理を継続しなが
ら、ＧＰ（Ｎｕ＋１）の処理を開始する。次に基準処理
枚数が２×Ｗｃになったとき、Ｐ（２）の処理やめて、
ＧＰ（１）の処理を開始する。ＧＰ（Ｎｕ−１）で基板
の処理枚数が（Ｎｕ−１）×Ｗｃに達するまで、この手
順を続ける。（ｃ）ＧＰ（Ｎｕ）のＣＶＤ処理用真空容器で、あらか
じめ設定したメンテナンス作業基準枚数Ｗｍに達した時
点でメンテナンス作業を開始する。（ｄ）ＧＰ（Ｎｕ）のメンテナンス作業を、メンテナン
ス作業時間Ｔｍ内に行う。（ｅ）Ｔｍ後にＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナンス作業を
開始する。メンテナンス作業の所要期間はＴｍである。
次のＴｍ後にはＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナンス作業を
開始しする。メンテナンス作業をこの手順で繰り返す。（ｆ）（ａ）工程から（ｃ）工程までの手順を各群も同
時に行う。（ｇ）それとともに、各群のＣＶＤ処理用真空容器での
基板処理と同時に、すべてのあまりのＣＶＤ処理用真空
容器ＲＰも、メンテナンス作業基準枚数Ｗｍまで基板の
処理し続ける。メンテナンス作業基準枚数Ｗｍに達した
時点で、すべてのＲ個のＣＶＤ処理用真空容器をメンテ
ナンス作業する。メンテナンス作業の期間はＴｍ時間に
行う。

【００５７】Ｒ個のＣＶＤ処理用真空容器のメンテナン
ス作業するときは、各群のいずれかひとつのＣＶＤ処理
用真空容器と同時にしなければならない。したがって、
この間は、Ｒ＋Ｇ個のＣＶＤ処理用真空容器のメンテナ
ンス作業を同時にしなければならない。

【００５８】この方法によれば、あまりのＣＶＤ処理用
真空容器ＲＰがメンテナンス作業されるまで、ｔ時間ご
とに（Ｎｕ×Ｇ＋Ｒ）個の基板が処理される。ＣＶＤ処
理用真空容器ＲＰがメンテナンス作業中では、ｔ時間ご
とにＮｕ×Ｇ個の基板が処理される。

【００５９】なお、最初にＷｃづつの枚数ごとに中止し
たＧＰ（１）からＧＰ（Ｎｕ）は、つぎの処理が開始す
るまで、メンテナンス作業を行ってもよい。そのメンテ
ナンス作業の所要期間は、Ｔｍである。

【００６０】以上、つぎのような条件のもとであれば、
これらの方法でもって、効率よく基板処理とメンテナン
ス作業が行える。（ａ）ひとつの基板を処理するのに相当な時間を要する
処理工程であること。スパッタリング処理やエッチング
処理のような短時間で処理できるものは不向きである。
短時間で処理できる工程では、これらの方法を用いると
十分なメンテナンス作業時間が確保できない。したがっ
て、これらの方法は、相当の時間をようするＣＶＤ処理
工程がもっとも適している。（ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器が３個以上であること。処
理用真空容器が２個だと、メンテナンス作業で基板処理
を中断せず連続基板処理ができるが、メンテナンス作業
中１枚のみしか基板処理できない。これでは、枚葉式の
ＣＶＤ装置と同じになる。マルチチャンバ方式のＣＶＤ
装置の特徴である複数基板の同時処理ができなくなる。（ｃ）処理用真空容器と搬出入用ロードロック真空容器
との搬送時間が短いこと。もし搬送に相当の時間をようすると、処理枚数が増えて
くるにしたがい、同時処理されるべき複数基板がずれて
くる。このずれの時間の間隔が大きくなると、ひとつの
処理用真空容器をメンテナンス作業している最中に、つ
ぎの処理用真空容器のメンテナンス作業を始めなければ
ならないことになる。搬送時間をできるかぎり短くする
ためには、第７の手段の少なくとも２つの基板を保持
（to store）する蛙足型多関節ロボットがもっとも適し
ている。

【００６１】第５の目的であるメンテナンス作業の労力
を軽減すること。（１１）第１１の手段として反応容器の外壁に循環路を
設けけることである。この循環路は温度調節機構を有す
る循環ポンプにつながっている。温度調節機構により循
環路を流れる熱媒体の温度を調節する。熱媒体の設定温
度の範囲は、ＣＶＤ反応で生じる副生成物の飽和蒸気圧
の温度以上、ＣＶＤ反応で薄膜の生成する温度以下であ
る。この範囲内で温度設定された熱媒体が循環路を循環
することで、反応容器の内壁の温度が設定温度の範囲内
となる。副生成物の分子は、反応容器の内壁の温度がそ
の副生成物の飽和蒸気圧の温度以上であるためその内壁
に付着しにくくなる。それとともに、反応容器の内壁の
温度がＣＶＤ反応で薄膜の生成する温度以下であれば、
薄膜がその内壁に堆積することはない。そのため、反応
容器の内壁のクリーニング作業の労力が軽減される。熱
媒体として水、または油がよい。

【００６２】（１２）第１２の手段としてリング状固定
部材が反応ガスにさらされる露出部分とその他の部分で
組立られているようにする。そのすると、反応ガスにさ
らされる部分の表面上にのみＣＶＤ反応による膜が堆積
することになる。リング状固定部材をクリーニング作業
をする際には、反応ガスにさらされる露出部分のみをと
りかえればよいといえる。

【００６３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。なお、これらの添付図面は、この発明が理
解できる程度に各構成部品の形状、大きさおよび配置関
係を概略的に示してあるにすぎない。

【００６４】図１は本発明に係るＣＶＤ装置の全体構成
を示す。図１において、１は内部空間が気密に形成され
た反応容器であり、反応容器１の内部は図示しない排気
装置より所定の減圧状態に保持される。反応容器１の内
部空間は反応室となる。反応容器１の外壁に反応容器の
壁を加熱する熱媒体が循環する循環路３０が備えつけら
れている。反応容器１に接続される配管２は排気装置に
接続される排気管である。反応容器１の内部空間に基板
３が配置される。基板３は、反応容器１内の中央位置に
設置されたサセプタ４の上に搭載され、保持される。サ
セプタ４は、下方に配置されたランプヒータ５により加
熱され、所要の温度に保たれる。サセプタ４の温度は熱
電対６によって測定される。熱電対６で測定されたサセ
プタ４の温度データは、制御装置に供給され、その温度
データに基づき、ランプヒータ５への投入電力量を調整
してランプヒータ５の放射される輻射熱を制御し、サセ
プタ４を所望の温度に制御する。サセプタ４とランプヒ
ータ５との間には光透過材である石英窓７が設けられ
る。石英窓７は、サセプタを加熱するランプヒータ５か
らの光を通す窓であり、同時に反応室の気密を保つ役目
も果たしている。また８は反射部材で、ランプヒータ５
から下方に放射された熱を、サセプタ４が配置された側
に反射させるためのものである。

【００６５】ここでランプヒータ５および反射部材８は
組をなしこれが同心円上に等間隔で１２組並んでおり、
個々のランプヒータがそれぞれ出力制御器を有し、それ
ぞれ別個に電力を制御できるようになっている。

【００６６】サセプタ４の基板３と接する表面に深さ一
定でドーナッツ状の段差加工を施している。ただし基板
３がオリエンテーションフラット（いわいるオリフラ）
を有している場合は、段差加工領域の外側のへりの部分
と基板３の端とは一定距離を保つようにオリフラ付近で
は段差加工領域の外側のへりはオリフラと平行になって
いる。

【００６７】サセプタ４の上に配置された基板３は、上
下運動するリングチャック９によって固定される。リン
グチャック９はリング形状となっている。そのためリン
グチャック９の中央部に孔９ａが形成されている。図１
は、リングチャック９が基板を固定している状態を示
す。図２は、リングチャック９と基板３の接触状態を示
す図１の部分拡大図である。基板３上には、あらかじめ
リアクテブスパッタリングで堆積したＴｉＮ膜５２上に
熱ＣＶＤで堆積したＷ膜２４が堆積している。リングチ
ャック９は基板３のへりの部分を覆っている。今後、基
板３のへりの部分とは、リングチャック９に覆われた基
板３の部分をいうことにする。さらに、基板３の中心
は、リングチャック９の中心軸Ｏに位置している。図２
の部分拡大図に示すように、リングチャック９と基板３
とがかさなるリングチャック９の底面には、複数の点接
触部１０が等間隔で設けられている。これらの点接触部
１０が、基板３のへりの部分に接触して、基板３を固定
している。点接触部１０は、できる限り基板表面の接触
面積を小さくし、かつ、できるだけその点接触部のサイ
ズを小さくする。また、点接触部１０自体の形は、パー
ジガスの流れを乱さない形状がよい。そのため、点接触
部の側面が曲面状に形成される。望ましくは、その断面
が円形または楕円形にするとよい。とくに、断面が楕円
形のときその長径がパージガスの流線方向に沿うように
する。点接触部１０の位置については、図１〜図３で明
らかなように、リングチャック９の中心軸Ｏに面する点
接触部の側面が内径円より大きな同心円の円周上に位置
する。すなわち、リングチャック９の内側端面９ｂより
も、中心軸Ｏの径方向の外側にずらせて配置する。外側
にずれる距離は、リングチャック９が基板３に接触する
とき、点接触部１０が基板３のへりの部分上に接触する
程の距離である。とくに、点接触部１０は、基板３を確
実に押さえつけるために、図１７、図１８及び図１９の
ように点接触部１０の外側の側面が基板３の側面にそろ
うようにする。また、さらに、図２に示すようにリング
状固定部材の中心軸ＯとＴｉＮ薄膜５２の領域との距離
のうちの最長距離より同心円５１の半径を長くしてい
る。そのため点接触部１０は、基板３のＳｉＯ₂ 露出面
上のみに接触している。点接触部１０は、リングチャッ
ク９に機械加工で直接に作ることもできる。また別に作
製したものを取り付けてもよい。

【００６８】点接触部１０の数は、３個から１２個程度
がもっとも適切である。基板を確実にサセプタ４に密着
させるために、基板３の径が大きくなるに応じて、点接
触部１０の数を多くする。８インチ基板では、点接触１
０の数は１２個がよい。

【００６９】基板３とリングチャック９は点接触部１０
を介して接触するために、基板３がリングチャック９に
よって固定されているとき、基板３とリングチャック９
との間には、間隙１１が形成される。図２では、間隙１
１の間隔を符号Ａで示している。図２では、基板３とリ
ングチャック９の重複部分の中心軸Ｏの径方向の幅を、
符号Ｂで示している。この重複部分の幅Ｂは、言い換え
ると、リングチャック９の内径円の半径と基板の半径と
の差といえる。

【００７０】上記のリングチャック９は、その下部に複
数本の支柱１２によって支持される。本実施例の場合は
支柱１２は２本である。支柱１２は、反応容器１の下壁
部１３から気密性を保持した状態で反応容器外に引き出
される。支柱１２は、反応容器１の外において、昇降装
置（図示せず）に連結され、上下方向１４に移動でき
る。これにより、リングチャック９を昇降させる。リン
グ１５は、リングチャック９が基板３を固定するとき
に、リングチャック９が安定して固定できるための支持
リングである。図２に示すように、支持リング１５には
バイトンゴム１６が取り付けられ、リングチャック９の
外側のへり部分は、バイトンゴム１６に押し当てられ
る。

【００７１】反応容器１の上壁部には、基板１に対向す
る位置に反応ガスを供給するガス供給機構が設けられ
る。１７はガス吹出し部、１８はガス導入ノズル、１９
は反応ガス供給源である。本実施例のＣＶＤ処理では、
ＷＦ₆ とＨ₂ との還元反応によるタングステン成膜が行
われる。従って、反応ガス供給源１９から供給される反
応ガスは、ＷＦ₆ およびＨ₂ である。

【００７２】循環路３０は配管３１を通じて温度調節機
構を有する循環ポンプにつながっている。循環路を流れ
る熱媒体として不活性ガス、水、または油がよい。熱媒
体の設定温度の範囲は、ＷＦ６とＨ２との反応で生じ
る副生成物のＨＦガスの飽和蒸気圧の温度以上、Ｗ膜の
生成する温度以下である。ＨＦガスの飽和蒸気圧の温度
は約７０℃である。Ｗ膜の生成する温度は約２００℃で
ある。したがって、熱媒体の設定温度の範囲は７０℃以
上２００℃以下となる。この範囲内で温度設定された熱
媒体が循環路３０を循環することで、反応容器１の内壁
の温度が７０℃から２００℃内となる。副生成物である
ＨＦ分子は、反応容器１の内壁の温度がＨＦガスの飽和
蒸気圧の温度以上であるためその内壁に付着しにくくな
る。それとともに、反応容器１の内壁の温度が２００℃
以下であれば、Ｗ膜がその内壁に堆積することはない。
そのため、反応容器１の内壁のクリーニング作業の労力
が軽減される。ただし、クリーニング作業を始めるまえ
に、反応ガスの供給を停止して、温度調節機構により熱
媒体の設定温度を下げて反応容器の壁面を４０℃近くま
で下げて行う。

【００７３】さらに、熱媒体が循環路３０内を循環する
ことで反応容器１の内壁が加熱されるため、反応ガスの
Ｈ₂ が基板３やリングチャック９に衝突してＨ₂ 分子が
基板３の熱を奪うことを抑制できる。内壁が加熱されて
いることで、反応ガスの一部のＨ₂ 分子が内壁に衝突し
て熱を受け取る。これにより、基板３やリングチャック
９に衝突して基板３の熱を奪うＨ₂ 分子の数が減少す
る。そのため、基板３を所定の温度に維持するためにサ
セプタ４に照射する輻射熱の量が、熱媒体が循環路３０
内に循環しない場合にくらべ少なくてすむ。さらに、リ
ングチャック９の温度が低下して、基板３とリングチャ
ック９の温度差がおおきくなることによる熱移動の促進
を抑えることができる。さらに、反応容器１の上部壁面
上に循環路を形成することもできる。そうすれば、さら
に効率よく水素ガスを加熱することができる。

【００７４】サセプタ４の後方にはパージガス供給機構
が設けられる。２０はパージガスの供給ノズル、２１は
パージガス供給源である。パージガスとしては、例えば
アルゴンＡｒなどの不活性ガスが使用される。ノズル２
０からＣＶＤ装置内に供給されたパージガスは、通路２
２を通り、リングチャック９と基板３との間隙１１を通
って反応空間内に吹出す。通路２２の途中のサセプタ４
と石英窓７との間をパージガスが通るとき、ランプヒー
タ５によってパージガスは加熱される。パージガスが加
熱されることで、リングチャック９と基板３との間隙１
１を通るとき、パージガスが点接触１０や基板のへりの
部分から熱を奪うことはない。パージガスが加熱される
ことで基板３のへりの周辺部分の温度低下を防止するこ
とができる。図２において、矢印２３はパージガスの流
れを示す。前述のバイトンゴム１６は、供給されたパー
ジガスがすべて間隙１１から吹出すように、支持リング
１５とリングチャック９の外縁部との間のシールを行
い、パージガスが漏れるのを防止する。

【００７５】上記の実施例において、代表的な成膜条件
として、成膜温度４００℃、成膜圧力５０Ｔｏｒｒ、成
膜用反応ガスＨ₂ ，ＷＦ₆ の供給流量がそれぞれ１００
０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍである。

【００７６】上記のＣＶＤ装置による成膜動作について
説明する。ＣＶＤ装置の反応容器１内は所要の減圧状態
に保持される。複数のランプヒータ５により加熱されて
所定の温度に設定されたサセプタ４の上に、図示しない
搬送機構で搬送された基板３が配置される。このとき、
基板３は、前工程のスパッタリングによりその表面にＴ
ｉＮ膜等が形成され、かつ基板３のへりの部分にリング
形状のＳｉＯ₂ 露出面が形成されている。その後、基板
３はサセプタ４に置かれ、リングチャック９が降りて基
板３を固定する。リングチャック９の点接触部１０を基
板３のへりの周辺に接触させて、基板３を固定する。基
板３が固定されると、ガス吹出し部１７から反応ガスが
吹出し、反応室内に導入される。反応ガスは、基板３の
表面での化学反応により薄膜が形成される。タングステ
ン成膜処理には、反応ガスＷＦ₆，Ｈ₂ を反応容器１内
に導入することによって、ＷＦ₆ のＨ₂ 還元反応により
基板３上にＷ薄膜が形成される。未反応ガスおよび副生
成ガスは、排気管２を通して外部に排気される。上記の
成膜が行われている間、下方からはノズル２０を通して
パージガスが、成膜条件に応じた所要の流量で供給され
る。ＣＶＤ装置内に供給されたパージガスは、間隙１１
を通って反応空間内に吹出される。

【００７７】上記の構成を有するＣＶＤ装置ではつぎの
ふたつの作用が生じる。

【００７８】まず第１の作用は基板上の膜厚分布の均一
性の向上である。基板３を固定するリングチャック９は
点接触部１０のみで基板３と接触するため、基板と全周
が接触していた従来構造に比べ基板３からリングチャッ
ク９への熱の逃げが接触面積の減少分だけ減る。そのた
め基板温度がへりの部分で急激に低下することなく、従
来のような基板のへりの部分でのシート抵抗値の急激な
上昇もなくなって基板表面全面で均一な膜厚分布を得る
ことができる。

【００７９】全基板表面の温度を均一にする前提とし
て、サセプタに熱伝導率の高い材料を使用する。基板に
接触するサセプタの表面が基板の温度の分布を決定す
る。熱伝導率の高い材料であれば、サセプタの温度を速
やかに所定の温度に設定できる。つまりサセプタに置か
れた基板の温度も速やかに所定の温度になるといえる。
加熱機構、たとえばランプヒータ、の放出される熱量
（輻射熱）の微妙な調整に対しても鋭敏にサセプタ及び
基板の温度が調整できる。熱伝導率の高い材料として、
アルミニウム、カーボンおよび銅があげられる。本実施
例のサセプタはアルミニウム製である。

【００８０】さらに、全基板表面の温度の均一性を達成
するためには、複数のランプヒータを基板の裏側に配置
する。そして、各ランプヒータは光照射量を制御できる
電力制御機構をそなえている。個々のランプヒータの配
置位置関係およびその電力制御機構を調節することで、
全基板表面の温度を均一にすることができる。リングチ
ャックが基板を押さえつける接触部で基板の熱が逃げる
ことが考えられる。そのため、その接触部周辺で基板表
面の平均温度より低くなることが考えられる。そこで、
個々のランプヒータの配置位置として、リングチャック
が基板を抑える接触部周辺の裏面に配置することが最適
といえる。そして、個々のランプヒータの電力制御機構
でそれぞれのランプヒータの光照射量を微妙に調節をす
る。とくに、ランプヒータの配置関係としては、接触部
の裏面に基板の中心に同心円上に等間隔に配置すると、
その接触部に光を均一に照射できる。このようなランプ
ヒータ配置関係により、従来のようにひとつの円形ラン
プヒータまたはふたつの半円形ランプヒータを用いた場
合のその切れ目による光照射の不均一の問題が生じな
い。また、各ランプヒータの電力制御機構により、リン
グチャックが基板を抑えつける圧力の不均一さ、また
は、同一投入電力でもそれぞれのランプヒータの光照射
量の微妙な差を各ランプヒータに投入する電力をそれぞ
れ別個に制御することで基板表面の温度を補正すること
ができる。この補正の手順とし、複数のランプヒータを
基板の接触点の周辺の裏側に基板の中心と同心円上に等
間隔で配置する。つぎに、同一かまたは適当な電力を各
ランプヒータに加えた状態で成膜を行い、その膜厚分布
より基板表面内での温度の偏りを知りその偏りに応じて
各ランプヒータの電力の増減を行う。その後再び成膜を
行い、その膜厚分布の結果が満足するものであれば終了
し、満足するものでなければ再び前記補正の操作を繰り
返す。本実施例では接触部が１２個あるので、同心円上
に等間隔に配置するランプヒータの個数として１２個配
置するのがもっともよい。

【００８１】また、さらに全基板表面の温度の均一性を
精密に達成するためには、サセプタにおいて、基板と接
する側の表面に段差加工を行う。段差加工の領域とその
深さを制御することで基板表面の温度分布を制御し、膜
厚分布をより均一に達成できる。段差の深さ、形状の決
定は、最初段差がない状態で成膜を行いその膜厚分布よ
りシート抵抗値が低い部分すなわち温度が相対的に高い
部分に対応して適当な段差加工を施す。その後、成膜を
行いその時の膜厚分布が満足するものであれば終了し、
満足するものでなければ再び段差加工による補正を行
う。段差加工の領域は、つぎのようにすると決定するこ
とができる。最初に加工前のサセプタを用いて基板に成
膜させる。基板全面に堆積した膜のシート抵抗値を測定
する。シート抵抗値の最大値と最小値からシート抵抗値
の平均値を導き出す。シート抵抗値は基板表面の温度と
反比例する。シート抵抗値の最大値は基板表面の最も低
い温度を、その最小値は基板表面の最も高い温度をそれ
ぞれ示す。そのシート抵抗値の平均値は基板表面温度の
平均値を示すことになる。そこで、シート抵抗値の平均
値よりも低いシート抵抗値、すなわち基板温度の平均値
より高い温度、を示す領域に段差加工をすればよい。そ
の段差加工された領域の深さはつぎのようにして決定で
きる。サセプタの段差加工された部分は、基板とサセプ
タとの間に間隙を形成する。この間隙に通常パージガス
がはいりこむ。この間隙の幅はその入り込むガスの平均
自由工程よりも大きいと考えられるため、ガスの流れの
状態は粘性流の状態といえる。この間隙を通して基板に
熱が伝わる。この間隙に存在するガス、すなわちパージ
ガス、の流れの状態が粘性流であるため、基板に伝わる
熱量はガスの種類と間隙の幅、すなわち段差の深さに依
存する。特定のパージガス、たとえばＡｒガスを使用し
たときは、結局、基板に伝わる熱量は間隙の幅、すなわ
ち段差の深さのみに依存する。段差が深くなればなるほ
ど、基板に伝わる熱量は減少する。いいかえれば、段差
が深くなればなるほど、基板の表面温度の上昇がおさえ
られる。以上の見地に基づいて、平均温度（平均シート
抵抗値）とそれよりも高い温度（低いシート抵抗値）の
温度差（シート抵抗値の差）に対応して、段差の深さを
調節する。たとえばサセプタがアルミニウム製でパージ
ガスがＡｒガスのとき、図１３及び図８のグラフから段
差を０．１ｍｍ深くなるにつれて基板表面の温度が約６
℃さがることがわかった。このような段差の深さと基板
表面の温度差との関係を容易に見いだすことはできる。
この関係に基づき、段差加工の深さを調節することで、
基板表面全体の温度分布を均一にすることができる。ま
た、さらに、このように段差加工したサセプタを用いて
基板に成膜させそのシート抵抗値から、段差加工領域と
深さを再度調節してもよい。このように領域とその深さ
を調節して段差加工したサセプタを使用すれば、基板表
面全体の温度分布を精密に均一にすることができる。そ
の結果、所望の基板温度を設定すると、基板表面全体の
どの部分でも所望の温度となる。

【００８２】以上膜厚分布の向上について具体例を述べ
る。

【００８３】最初に１２個のランプヒータをリングチャ
ック９が基板３を抑える接触部周辺の裏側に基板の中心
と同心円上に等間隔で配置した。図１６は、そのランプ
ヒータ配置でアルミ製サセプタ４に段差加工をしないと
きの等シート抵抗値線を示した図である。さらに、それ
ぞれの電力制御機構を調節し基板の周辺部で温度が高く
なっている部分が同心円の環状なるようにした。図６の
等シート抵抗値線が密になっている部分が、基板表面上
で温度が高くなっている部分である。そこで、その同心
円上に温度が高くなっている部分に対応するサセプタ４
の部分に段差加工を施した。その結果が図７及び図８で
ある。

【００８４】図７と図８は、本実施例の装置によって８
インチ基板上に成膜されたＷ膜のシート抵抗値分布であ
る。図７はφ１８０ｍｍ径内での面内分布であり、分布
は±３．７％と良好となっている。図７では従来のラン
プヒータ形状からくる不均一さは見られない。また、図
８はある半径方向に沿ったシート抵抗値分布図である。
図８では従来装置を用いた場合に比べ基板のへりの部分
でのシート抵抗値の急激な上昇がなく、またサセプタの
段差加工の効果によって従来結果ではシート抵抗値が低
かった部分が高く凸になっておりシート抵抗値分布は±
３．３％と良好になっている。本実施例における段差加
工形状は８インチ基板を処理するにあたって検討した結
果は、外径φ１７０ｍｍ内径φ８０ｍｍ深さ０．１ｍｍ
の環状の段差加工が最も良好であった。また、６インチ
基板を処理するにあったては外形φ１２０ｍｍ内径φ６
０ｍｍ深さ０．１ｍｍの環状の段差加工が最も良好であ
った。更に基板にオリフラが存在する場合はオリフラを
考慮し、基板の端から段差加工のへりの部分までの距離
が一定になるように段差加工のへりの部分はオリフラ側
でオリフラと平行にすると良い。

【００８５】第２の作用は明確なシャドウ領域の形成と
マイクロピーリングの防止である。図２で明らかなよう
に、基板３の表面に薄膜２４が形成されるとき、点接触
部１０の中心軸Ｏに面する側面、すなわち内側の側面は
内縁端面９ｂと同一面とならないので、薄膜２４が、点
接触部１０の内側の側面部を経由してリングチャック９
の上面に至るまでひとつづきに形成される部分がどこに
もない。従って、基板３からリングチャック９がはなれ
るとき、従来装置で発生したマイクロピーリングが発生
しないので、微細なダストパーティクルが発生すること
はない。

【００８６】また上記実施例の構成では、所要流量のパ
ージガスを間隙１１から反応室側へ吹出すようにしたた
め、反応ガスが間隙１１内に侵入するのをパージガスで
阻止し、基板３の表面上に形成される薄膜２４が、間隙
１１内の基板のへりの部分の表面に至るまで形成される
ことがない。図２に示されるように、薄膜２４のへりの
部分はリングチャック９の内縁端面９ｂにほぼ一致した
位置に形成される。薄膜２４のへりの部分の形成位置が
リングチャック９の内径円にほぼ一致するように、間隙
１１から吹出されるパージガスの流量が設定される。こ
のため、後述するように、パージガスの流量（符号Ｃで
表す）は、前述した間隙１１の距離Ａおよびリングチャ
ック９が基板３のへりの部分を覆う重複部分の幅Ｂとの
間において、特定の関係を満足するように設定される。
パージガスの流量と点接触部の位置関係を調節すること
で、基板３の表面に形成される薄膜２４が、間隙１１内
に侵入して、点接触部１０の側面部にひとつづきとなっ
て薄膜が形成することはない。従って、薄膜２４は点接
触部１０に及ばないので、リングチャック９が基板３か
らはなれるときに、マイクロピーリングを発生させず、
ダストパーティクルの発生することはない。

【００８７】また、間隙１１から所要流量のパージガス
を吹出すことにより、急峻なシャドウ境界が形成される
ことを可能にする。急峻なシャドウ境界を形成すること
は、同時に、基板のへりの部分に接触する点接触部１０
の側面に薄膜を形成させないことを意味する。

【００８８】図４〜図６を参照して、本実施例における
シャドウの形成について説明する。図４〜図６はリング
チャック９の内径円と基板３のへりの部分との関係を示
し、各図にはそれぞれ前述したＡ（間隙１１の高さ）、
Ｂ（重複部分の幅）、Ｃ（パージガスの流量）が示され
ている。シャドウ領域が形成されるのは、パージガスを
間隙１１から反応室へ吹出し、間隙１１内で反応ガス
（主にＷＦ₆ ）を枯渇させることにより、リングチャッ
ク９の内径円近傍で成膜速度が急速に低下する結果であ
る。このシャドウ形成におけるシャドウ幅を決定するパ
ラメータは、間隙１１から吹出すパージガスの線速度Ｃ
／Ａと、間隙１１内に侵入する反応ガスの拡散速度であ
る。図４〜図６では、パージガスの線速度Ｃ／Ａとシャ
ドウ形成状態の関係を示す。

【００８９】図４〜図６では、パージガスの流量を一定
とした場合において、リングチャック９と基板３との距
離Ａを変化させときの、リングチャック９の内径円付近
の基板３上の成膜領域の結果を示している。図４に示す
ごとく、リングチャック９と基板３との間隔が最適距離
（ここではＡが最適な値であるとする）においては、基
板のへりの部分の成膜されない部分の幅、すなわちシャ
ドウの幅が、リングチャック９が基板３のへりの部分を
覆う幅Ｂに等しくなり、これにより所望のシャドウを得
ることができる。これに対し、図５に示すごとく、リン
グチャック９と基板３との間隔が最適距離Ａよりも大き
い値Ａ１であるときには、パージガスの線速度Ｃ／Ａ１
が小さくなり、基板３上の成膜領域は間隙１１の間に侵
入して基板のへりの部分のＳｉＯ₂ 領域まで成膜される
ので、好ましくない。一方、図６に示すごとく、リング
チャック９と基板３との間隔が最適距離Ａよりも小さい
値Ａ２であるときには、パージガスの線速度Ｃ／Ａ２が
大きくなり、基板３上の成膜領域はリングチャック９の
内径円近傍にも達せず、縮んでしまうので、好ましくな
い。

【００９０】図５および図６の場合には、Ｃ／Ａ１また
はＣ／Ａ２が最適値Ｃ／Ａと一致すれば、基板上の成膜
領域に関し、図４に示した状態と同じ状態を作ることが
できる。すなわち、Ａが大きいときにはパージガスの流
量Ｃを増し、Ａが小さいときにはパージガスの流量Ｃを
減らすことにより、線速度を最適な値にし、図４に示す
最適な成膜領域を形成する。

【００９１】ただし、パージガスの流量が増大すると、
反応容器１内の圧力が増大し、成膜プロセスに影響を与
える。例えば、全圧を固定した場合、Ｈ₂ 分圧が相対的
に減少し、成膜速度の低下を招く。このような場合に
は、装置の機械的精度が許す範囲で間隔Ａを小さくし、
パージガスの流量Ｃも小さくすべきである。

【００９２】点接触部１０は、図１７に示すように、リ
ングチャック９の内縁端面９ｂよりも中心軸Ｏの径方向
の外側であって、基板３の側面と点接触部１０の外側の
側面がそろう位置に配置することもできる。基板３を最
もしっかりとサセプタ４に接触させることができる。さ
らに、図２のＢが一定ならば、基板表面上に薄膜が生成
する面積を最も広くすることができる。

【００９３】間隙１１における点接触部１０が設けられ
た箇所では、点接触部１０の存在自体がパージガスの進
行の障害になるので、前述の成膜領域の制限効果を単純
に当てはめることはできない。そこで点接触部１０が設
けられた箇所において、成膜領域が点接触部１０に及ば
ないようにするため、前述のごとく、点接触部１０をで
きる限り小さいものとし、また点接触部１０の側面を曲
面とした。本実施例では、点接触部１０の形状を円柱と
した。これによって、図３に示すようにパージガス２５
が点接触部１０の内側にも十分に回り込み、点接触部以
外の箇所と同様なシャドウ形成効果が生じる。また点接
触部１０の大きさについては、リングチャック９が基板
３のへりの部分を覆う幅Ｂとの関係に基づいて決定され
る。なお図３において、２６は基板３の円周を示す線で
あり、２７はリングチャック９の内径円を示す線であ
る。

【００９４】次に具体的な実施例について説明する。前
述の通り、シャドウは、間隙１１の間隔Ａと、リングチ
ャック９が基板３を覆う幅Ｂ（リングチャック９の内径
円の半径と基板３の半径との差）、パージガス（Ａｒガ
ス）流量Ｃとによって決定される。これらのパラメータ
の最適値は、Ａ：０．２〜０．３ｍｍ、Ｂ：３ｍｍ、
Ｃ：３００ｓｃｃｍである。この最適値の場合には、リ
ングチャック９の内径円付近の下の基板上での成膜状態
は、図４に示すように、急激に膜厚が薄くなる。基板３
のへりの部分領域には成膜せず、明確なシャドウが形成
された。この時のシャドウ幅はＢとほぼ等しく、３ｍｍ
であった。図１５は本実施例の装置によって基板上に成
膜されたブランケットＷ膜のへりの部分に形成されたシ
ャドウラインを光学顕微鏡によって観察した一例（写
真）である。幅約０．３ｍｍ程度の良好なシャドウライ
ンが形成されており、マイクロピーリングは全く観察さ
れなかった。図２０は、基板全体に急峻なシャドウライ
ンが形成された図解をしめす。また電子顕微鏡の観察の
結果、膜厚が急激に薄くなるのは、図２に示すように、
３００μｍ程度の幅Ｄの範囲内であり、それより内側の
成膜は正常に行われた。このとき１２個の点接触を有す
るリングチャック９を用いた。各点接触の内側の側面が
リングチャック９の内径円より大きな円５１の円周上に
等間隔で配置されている。

【００９５】点接触部１０の基板３と接触する面積は、
できるかぎる小さいほうがよい。熱の移動量は接触する
面積に比例するから、基板３からリングチャック９に逃
げる熱の量は、点接触部１０の基板３と接触する面積で
決定される。すなわち、点接触部１０の底辺部の面積で
きまる。そこで、図１８にしめすように点接触部１０の
底辺部の形状を曲面とするとよい。さらに、点接触部１
０は図１９に示すようにピン形状にするとよい。

【００９６】点接触部１０の断面でもっとも長い距離
は、Ｂの距離よりも小さい。すなわち、点接触部１０の
断面が円形であるときは直径、楕円形であるときは長径
がＢの距離よりも小さい。とくに、Ｂの距離の半分以下
に設定することが望ましい。Ｂが３ｍｍであるときに
は、点接触部１０の直径または長径は１．０〜１．５ｍ
ｍである。本実施例の場合、点接触部１０が形成された
箇所においても、シャドウの幅は３ｍｍであった。

【００９７】もっとも好適なマルチチャンバ方式のＣＶ
Ｄ装置（an integrated multi-chamber CVD processing
system ）を図２１に示す。このマルチチャンバ方式の
ＣＶＤ装置は、図１の構成を備える４つのＣＶＤ処理用
真空容器Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）及びＰ（４）、
搬入用ロードロック真空容器３００、搬出用ロードロッ
ク真空容器３０１とこれらの中心に配置された基板搬送
用真空容器３０４で構成されている。図示してないが、
各真空容器は真空ポンプが備え付けられている。とく
に、各ＣＶＤ処理用真空容器の排気管２には油回転ポン
プ（ oil-sealedrotary pump ）つながっている。各Ｃ
ＶＤ処理用真空容器の外壁には各ＣＶＤ処理用真空容器
の壁面の温度を調節する熱媒体が流れる循環路３０が備
え付けられている。各ＣＶＤ処理用真空容器の循環路３
０は、図示してないがそれぞれ配管３１を通じて温度調
節機構を有する循環ポンプにつながっている。各真空容
器間にはゲートバルブ３０２が備え付けられている。搬
送用真空容器３０４内の中心には、基板搬送用の蛙足型
多関節ロボット３０３が配置されている。蛙足型多関節
ロボット３０３は、ベースプレート３０５上に、アーム
３１２、ふたつの基板待機ステージ３０６、３０７とア
ーム３１２に結合した基板把持用ハンド３０８で構成さ
れている。基板把持用ハンド３０８には、基板をつかむ
ための４つの爪３０９を有している。ふたつの基板待機
ステージ３０６、３０７は、基板把持用ハンド３０８の
前後の運動方向３１０の下に配置されている。基板待機
ステージ３０７上には未処理の基板５３が乗っている。
アーム３１２は上下に動くことができる。アーム３１２
が上下運動できることで基板待機ステージ上に基板を置
いたり、とりあげたりすることができる。ベースプレー
ト３０５が自転することで、蛙足型多関節ロボット３０
３全体が回転する。この回転運動できることで蛙足型多
関節ロボット３０３は各ＣＶＤ処理用真空容器に面する
ことができる。蛙足型多関節ロボット３０３の搬送方法
は、前述したとおりである。

【００９８】このマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置を用い
て搬送方法をしめす。

【００９９】ひとつのＣＶＤ処理用真空容器のメンテナ
ンス作業が必要となるのは、約１，０００程度基板が処
理されたときである。１枚の未処理の基板が搬入用ロー
ドロック真空容器３００からでてＣＶＤ処理用真空容器
で処理され、処理済みの基板が搬出用ロードロック真空
容器３０１にもどってくるまで、約６分程度かかるこの
条件で、ひとつのＣＶＤ処理用真空容器がメンテナンス
作業中に他のＣＶＤ処理用真空容器で基板をする方法を
説明する。メンテナンス作業時間は、通常、５時間程度
必要となる。基準処理枚数Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔ＝５×６０
（分）／６（分／枚）＝５０（枚）。

【０１００】この方法を図２２を用いて説明する。最初
にＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）Ｐ（４）に基板を搬送
し処理する。第１回目のそれぞれのＣＶＤ処理用真空容
器のメンテナンス作業はＰ（４）の処理枚数が８５０
枚、Ｐ（３）の処理枚数が９００枚、Ｐ（２）の処理枚
数が９５０枚、および、Ｐ（１）の処理枚数が１，００
０枚までそれぞれ処理が達したら、メンテナンス作業を
開始する。第１回目のメンテナンス作業期間は、基板処
理開始から８５時間後に始まり１０５時間後に終了す
る。このメンテナンス作業期間の所要時間は２０時間で
ある。

【０１０１】第２回目のそれぞれのＣＶＤ処理用真空容
器のメンテナンス作業はＰ（４）の処理枚数が１，９０
０枚、Ｐ（３）の処理枚数が１，９５０枚、Ｐ（２）の
処理枚数が２，０００枚、および、Ｐ（１）の処理枚数
が２，０５０枚までそれぞれ処理が達したら、メンテナ
ンス作業を開始する。第２回目のメンテナンス作業期間
は、基板処理開始から１９０時間後に始まり２１０時間
後に終了する。

【０１０２】以上の手順を繰り返す。

【０１０３】この処理方法によれば、メンテナンス作業
期間の２０時間の間は、６分おきに３枚づつ処理され
る。

【０１０４】メンテナンス作業時間をあらかじめ５０時
間（約２日）としておきたいときの基板処理方法は次の
ようになる。メンテンス基板枚数Ｗｃ＝３００（分）／
６（分／枚）＝５００（枚）。最大使用処理用真空容器
の個数Ｎｕ＝Ｗｍ／Ｗｃ＝１，０００（枚／個）／５０
０（枚）＝２（個）。群の個数Ｇ＝ｎ／（Ｎｕ＋１）＝
４／３＝１（あまり１）。４個のＣＶＤ処理用真空容器
でメンテナンス作業時間５０時間だと、ひとつの群をつ
くることができる。そこで、ひとつの群を｛Ｐ（１）、
Ｐ（２）、Ｐ（３）｝でつくる。あまりのＣＶＤ処理用
真空容器ＲＰはＰ（４）とする。

【０１０５】この方法を図２３を用いて説明する。最初
に、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（４）に基板を搬送し、処
理する。処理枚数が５００枚に達したら、Ｐ（１）に処
理を停止する。それと同時に、Ｐ（３）に基板を搬送し
処理を始める。Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（４）に基板を
搬送して処理する。Ｐ（２）とＰ（４）の処理枚数が
１，０００枚に達したら、Ｐ（２）とＰ（４）の処理を
停止してメンテナンス作業を開始する。Ｐ（２）の処理
停止と同時にＰ（１）の処理を開始する。Ｐ（３）、Ｐ
（１）で基板処理をしている間に、Ｐ（２）とＰ（４）
をメンテナンス作業する。Ｐ（３）の処理枚数が１，０
００枚に達したらＰ（３）の処理を停止して、メンテナ
ンス作業を開始する。Ｐ（３）の処理停止と同時にＰ
（２）とＰ（４）を再開する。Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ
（４）で基板処理をしている間にＰ（３）のメンテナン
ス作業をする。この手順を繰り返して行う。

【０１０６】この方法によれば、処理開始から１００時
間まで約６分おきに基板３枚が処理される。つぎの１０
０時間から１５０時間の間は約６分おきに基板２枚処理
される。１５０時間から２５０時間の間は約６分おきに
基板３枚処理される。あまりのＣＶＤ処理用真空容器Ｐ
（４）で処理している時間である１００時間中は基板は
３枚処理される。Ｐ（４）がメンテナンス作業で中断さ
れている時間の５０時間は基板は２枚処理される。すな
わち、１００時間の期間は約６分おきに基板３枚処理さ
れ、つぎの５０時間の期間は約６分おきに基板２枚処理
される。

【０１０７】なお、最初に５００枚数ごとに中止したＰ
（１）は、つぎの処理が開始するまで、メンテナンス作
業を行ってもよい。そのメンテナンス作業の所要期間
は、５０時間である。

【０１０８】もし、上述と同一条件でＣＶＤ処理用真空
容器が５個であるときは、ひとつの群とあまりが２個の
ＣＶＤ処理用真空容器となる。そこで｛Ｐ（１）、Ｐ
（２）、Ｐ（３）｝をひとつの群として、あまりのＣＶ
Ｄ処理用真空容器ＲＰはＰ（４）とＰ（５）となる。Ｐ
（４）とＰ（５）がメンテナンス作業をするまでの時間
の期間、すなわち処理開始から１００時間までは、基板
は約６分おき４枚処理される。Ｐ（４）とＰ（５）がメ
ンテナンス作業している期間中、つぎの１００時間から
１５０時間の間は約６分おきに基板２枚処理される。

【０１０９】もし、上述と同一条件でＣＶＤ処理用真空
容器が６個であるときは、ふたつの群となる。そこでひ
とつの群を｛Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）｝ともうひ
とつの群を｛Ｐ（４）、Ｐ（５）、Ｐ（６）｝とする。
このばあいは、連続して約６分おきに基板４枚処理され
る。

【０１１０】ＣＶＤ処理用真空容器内のメンテナンス作
業のうちのひとつの作業であるクリーニングを簡便にす
るため、図２４にしめすようにリングチャクをふたつの
部分に分ける。リングチャク９は、支柱１２に結合して
いる台の部分４４上に基板３覆うひさしの部分４３を六
角穴付きボルト４１で固定することで組み立てられる。
ひさしの部分４３の表面は、反応ガスにさらされる。そ
のため、図２４にしめすようにひさしの部分４３の表面
上にのみＷ膜４７が堆積することになる。リングチャク
９をクリーニングする際には、ひさし部分のみをとりか
えればよいといえる。

【０１１１】さらに、台の部分４４にはくぼみ４６が形
成されている。このくぼみ４６が、リングチャック９の
内部を流れる熱媒体の流路となる。この熱媒体は、せい
ぜい約２００℃程度に加熱された媒体である。熱媒体の
温度が２００℃以上であるとリングチャク９上にＷ膜が
堆積するのを促進するので好ましくない。この熱媒体は
冷却媒体ではない。なぜなら、もし、冷却媒体である
と、基板３からリングチャック９への熱移動が促進され
るからである。ＷＦ₆ とＨ₂ との化学反応でＷ膜を生成
する場合、熱媒体の最適な最低温度として約７０℃とい
える。熱媒体の温度が７０℃以上であれば、この化学反
応で生成する副生成物であるフッ化水素ガスがリングチ
ャックの表面上に付着しないからである。したかって、
この場合の熱媒体の設定温度範囲は、約７０℃から約２
００℃といえる。

【０１１２】熱媒体として、Ａｒガス、Ｎ₂ ガスなどの
不活性ガス、油、水がある。とくに、不活性ガスが好ま
しい。不活性ガスは、真空容器内にもれても、ＣＶＤ反
応に影響を与えない。さらに、クリーニング作業でリン
グチャク９をとりはずしたとき、くぼみ４６に残ること
がないので、真空容器内にこぼれ落ちることはない。ク
リーニング作業に熱媒体が真空容器の内壁や他の部品に
付着することはない。六角穴付きボルト４１とくぼみ４
６との間には溝が形成され、そこにフッ化ゴム製Ｏリン
グゴム４５が設置されている。Ｏリングゴム４５によ
り、熱媒体が真空容器内に漏れるのを防止している。支
柱１２の内部を通っている配管４２とくぼみ４６は、支
柱１２が台部分４４と結合しているところの内部でつな
がっている。リングチャク９の中で熱媒体が循環される
ので、リングチャク９が加熱される。基板３と接触部１
０との温度差が少なくなるのでその温度差による熱量の
移動を抑制することができる。したがって、基板３のへ
りの部分で温度が低下するのを防止できる。

【０１１３】ひさしの部分４４はタングステン製または
商標「モネルメタル」( “ＭＯＮＥＬ”metal ）のニッ
ケルと銅の合金製である。これらの材質であれば、熱膨
張係数がＷ膜と同じなため、ステンレス製よりも膜厚が
厚くてもダストパーテェクルは発生しない。そのため、
ステンレス製のリングチャクよりもメンテナンス作業に
達するまでの処理枚数を増やすことができる。

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば、ブランケットタングス
テンにより成膜を行うマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置
において、良好な膜厚分布を得ることができ、また基板
にタングステン膜を成膜した後に、リングチャックを基
板から離しても、マイクロピーリングによる微細な剥が
れが生ぜず、微細なダストパーティクルの発生を抑え、
高い歩留まりを達成することができる。また明確な形状
のシャドウ領域を作ることができ、これによってダスト
パーティクルの発生を抑え、同様に高い歩留まりを維持
できる。また、本発明によれば、マルチチャンバ方式の
ＣＶＤ装置の処理方法において、メンテナンス作業のた
めに装置の稼働を中断せずに、連続して成膜することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るＣＶＤ装置の好適な実施例を示
す縦断面図である。

【図２】リングチャックと基板との関係を示した図１の
拡大縦断面図である。

【図３】リングチャックと基板との関係を示した部分平
面図である。

【図４】リングチャックと基板の位置関係を説明するた
めの第１の条件を示す縦断面図である。

【図５】リングチャックと基板の位置関係を説明するた
めの第２の条件を示す縦断面図である。

【図６】リングチャックと基板の位置関係を説明するた
めの第３の条件を示す縦断面図である。

【図７】この好適な実施例による１２個のランプヒータ
の配置しサセプタに段差加工施したときの膜厚分布で基
板面内分布を等シート抵抗値線で示した図である。

【図８】この好適な実施例による膜厚分布で基板半径方
向のシート抵抗値分布と、本実施例で用いたサセプタの
表面に形成した段差加工を対応させて示した図である。

【図９】従来のＣＶＤ装置の縦断面図である。

【図１０】従来のＣＶＤ装置で発生するマイクロピーリ
ングを説明するための図である。

【図１１】従来のＣＶＤ装置で発生するマイクロピーリ
ングを説明するための図である。

【図１２】従来のＣＶＤ装置による膜厚分布で基板面内
分布を等シート抵抗値線で示した図と従来のＣＶＤ装置
で使用されたふたつの半円形ランプヒータの配置を膜厚
分布と対応させて示した図である。

【図１３】従来のＣＶＤ装置による膜厚分布で基板半径
方向のシート抵抗値分布を示した図である。

【図１４】従来のＣＶＤ装置によってブランケットＷ膜
が成膜された基板上のへりの部分に発生したマイクロピ
ーリングの光学顕微鏡写真である。

【図１５】この好適な実施例のＣＶＤ装置によってブラ
ンケットＷ膜が成膜された基板上のへりの部分に形成さ
れたシャドウラインの光学顕微鏡写真である。

【図１６】１２個のランプヒータの配置しサセプタに段
差加工をしないときの膜厚分布で基板面内分布を等シー
ト抵抗値線で示した図である。

【図１７】リングチャックの接触部の外側の側面と基板
の側面がそろっている位置関係を示した縦断面図であ
る。

【図１８】リングチャックの接触部の基板と接触する面
が曲面で接触部の外側の側面と基板の側面がそろってい
る位置関係を示した縦断面図である。

【図１９】リングチャックの接触部がピン形状の接触部
でその外側の側面と基板の側面がそろっている位置関係
を示した縦断面図である。

【図２０】基板全体に明確なシャドウラインが形成され
た図解をしめす。

【図２１】各モジュール化された処理用真空容器が全て
ＣＶＤ処理用反応容器であるマルチチャンバシステムの
好適な実施例をしめす。

【図２２】各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめ
すフローチャート図である。

【図２３】各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめ
すフローチャート図である。

【図２４】台の部分とひさしの部分で組立られているリ
ングチャック図である。

【図２５（ａ）】各ＣＶＤ処理用真空容器でのメンテナ
ンス作業に達するまでの基板の処理枚数を示す表であ
る。

【図２５（ｂ）】各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順
をしめすフローチャート図である。

【符号の説明】

１反応容器２配管３基板４サセプタ５ランプヒータ６熱電対９リングチャック

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】図１は本発明に係るＣＶＤ装置の全体構
成を示す。図１において、１は内部空間が気密に形成さ
れた反応容器であり、反応容器１の内部は図示しない排
気装置より所定の減圧状態に保持される。反応容器１の
内部空間は反応室となる。反応容器１の外壁に反応容器
の壁を加熱する熱媒体が循環する循環路３０が備えつけ
られている。反応容器１に接続される配管２は排気装置
に接続される排気管である。反応容器１の内部空間に基
板３が配置される。基板３は、反応容器１内の中央位置
に設置されたサセプタ４の上に搭載され、基板３の第１
表面がリングチャック９に接触し、基板３の第２表面
は、サセプタに対して保持されるように、保持される。
サセプタ４は、下方に配置されたランプヒータ５により
加熱され、所要の温度に保たれる。サセプタ４の温度は
熱電対６によって測定される。熱電対６で測定されたサ
セプタ４の温度データは、制御装置に供給され、その温
度データに基づき、ランプヒータ５への投入電力量を調
整してランプヒータ５の放射される輻射熱を制御し、サ
セプタ４を所望の温度に制御する。サセプタ４とランプ
ヒータ５との間には光透過材である石英窓７が設けられ
る。石英窓７は、サセプタを加熱するランプヒータ５か
らの光を通す窓であり、同時に反応室の気密を保つ役目
も果たしている。また８は反射部材で、ランプヒータ５
から下方に放射された熱を、サセプタ４が配置された側
に反射させるためのものである。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】基板上に形成された微細なパターンを表し
ているものの写真であり、さらに詳しくは、従来のＣＶ
Ｄ装置によってブランケットＷ膜が成膜された基板上の
へりの部分に発生したマイクロピーリングを示す写真で
ある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】基板上に形成された微細なパターンを表し
ているものの写真であり、さらに詳しくは、本発明の好
適な実施例によるＣＶＤ装置によってブランケットＷ膜
が成膜された基板上のへりの部分に発生したシャドウラ
インを示す写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過材でできた窓を有する反応容器
と、その反応容器内に窓と対向する位置に配置された基
板保持体と、この基板保持体の上に設置された基板を固
定するリング状の固定部材を有し、反応容器内に反応ガ
スを供給する反応ガス供給機構と、基板保持体の後方で
あって反応容器外に配置された複数の加熱機構と、基板
保持体の裏側からパージガスを供給するためのパージガ
ス供給機構と、さらに、反応容器内を排気する排気機構
を備えたＣＶＤ処理を行う装置において、（ａ）リング状固定部材の中心軸上に基板の中心に位置
し、（ｂ）リング状固定部材の内径円の径は基板の径より小
さく、（ｃ）リング状固定部材は基板と接触する少なくとも３
つの接触部を有し、（ｄ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸に
面する接触部の側面が内径円の径より大きな径の同心円
の円周上に位置し、さらに、等間隔の位置で配置され、
さらに、（ｅ）反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体と
リング状固定部材の間およびリング状固定部材と基板と
の間でパージガスが流れる通路を形成することを特徴と
するＣＶＤ装置。
【請求項２】請求項１記載のＣＶＤ装置において、リ
ング状固定部材の内径円の半径は、基板上にあらかじめ
堆積した薄膜の領域でリング状固定部材の中心軸とその
薄膜領域との最短距離よりも短いことを特徴とするＣＶ
Ｄ装置。
【請求項３】請求項２記載のＣＶＤ装置において、リ
ング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面が位置す
る同心円の半径が、あらかじめ堆積した薄膜の領域でリ
ング状固定部材の中心軸とその成膜領域との最長距離よ
り長くすることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項４】請求項１記載のＣＶＤ装置において、リ
ング状固定部材の中心軸の外側に面する接触部の側面は
基板の側面にそろう位置に配置されること特徴とするＣ
ＶＤ装置。
【請求項５】請求項１記載のＣＶＤ装置において、接
触部の側面は、曲面であることを特徴とするＣＶＤ装
置。
【請求項６】請求項５記載のＣＶＤ装置において、接
触部の形状は、円柱であることを特徴とするＣＶＤ装
置。
【請求項７】請求項５記載のＣＶＤ装置において、接
触部の断面は、楕円で、その楕円の長径がパージガスの
流線方向にそろうことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項８】請求項５記載のＣＶＤ装置において、接
触部の基板と接触する低辺部は、曲面であることを特徴
とするＣＶＤ装置。
【請求項９】請求項５記載のＣＶＤ装置において、接
触部の基板と接触する低辺部は、ピン形状であることを
特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１０】請求項１記載のＣＶＤ装置において、
接触部の断面のもっとも長い距離は、リング状固定部材
の内径円の半径と基板の半径との差の距離Ｂの半分以下
であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１１】請求項１０記載のＣＶＤ装置におい
て、円柱形状の接触部の断面の直径は、リング状固定部
材の内径円の半径と基板の半径との差の距離Ｂの半分以
下であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１２】請求項１０記載のＣＶＤ装置におい
て、接触部の楕円形状の断面の長径は、リング状固定部
材の内径円の半径と基板の半径との差の距離Ｂの半分以
下であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１３】請求項１記載のＣＶＤ装置において、
Ａｒガスをパージガスとして、その流量が３００ｓｃｃ
ｍのとき、リング状固定部材の内径円の半径と基板の半
径との差の距離Ｂは、３ｍｍ、接触部の高さＡは０．２
〜０．３ｍｍ、接触部の断面のもっとも長い距離が１．
０〜１．５ｍｍであることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１４】請求項１記載のＣＶＤ装置において、
８インチ基板にたいして接触部は１２個であることを特
徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１５】請求項１記載のＣＶＤ装置において、
リング状固定部材が反応ガスにさらされる露出部とその
他の部分のふたつの部分で組み立てられていることを特
徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１６】請求項１５記載のＣＶＤ装置におい
て、露出部分は基板を覆うひさし部分でその他の部分は
支柱と結合している台部分であることを特徴とするＣＶ
Ｄ装置。
【請求項１７】請求項１６記載のＣＶＤ装置におい
て、ひさし部分は基板に堆積する薄膜と同じ材料である
ことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項１８】請求項１７記載のＣＶＤ装置におい
て、基板に堆積する薄膜がタングステン薄膜のとき、ひ
さし部分の材質はタングステンであることを特徴とする
ＣＶＤ装置。
【請求項１９】請求項１６記載のＣＶＤ装置におい
て、ひさし部分は基板に堆積する薄膜と同じ熱膨張係数
の材料であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２０】請求項１９記載のＣＶＤ装置におい
て、基板に堆積する薄膜がタングステン薄膜のときひさ
し部分の材質は「モネルメタル」であることを特徴とす
るＣＶＤ装置。
【請求項２１】請求項１６記載のＣＶＤ装置におい
て、台部分にくぼみが形成してあり、熱媒体を供給する
配管とつながっていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２２】請求項２記載のＣＶＤ装置において、
基板上にあらかじめ堆積した薄膜とは、ＴｉＮ膜及びＴ
ｉＷ膜であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２３】光透過材でできた窓を有する反応容器
と、その反応容器内に窓と対向する位置に基板保持体が
配置され、この基板保持体の上に設置された基板を少な
くとも３つの接触部で固定するリング状の固定部材を有
し、反応容器内に反応ガスを供給する反応ガス供給機構
と、反応容器外に配置され窓を通して基板保持体をその
裏側から光照射して加熱する複数の加熱機構と、基板保
持体の裏側からパージガスを供給するためのパージガス
供給機構と、さらに、反応容器内を排気する排気機構を
備えたＣＶＤ処理を行う装置において、（ａ）各加熱機構は出力制御機構を有し、（ｂ）各加熱機構は、リング状固定部材と基板との接触
部分の周辺の後方に配置され、（ｃ）基板保持体の基板と接触する表面が、基板表面の
平均温度より高い温度の領域に対応する基板保持体の表
面領域を、その基板平均温度との差に対応した深さで削
りとられて段差が形成してある基板保持体で、さらに、（ｄ）反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体と
リング状固定部材の間およびリング状固定部材と基板と
の間でパージガスが流れる通路を形成することを特徴と
するＣＶＤ装置。
【請求項２４】請求項２３記載のＣＶＤ装置におい
て、加熱機構はランプヒータであることを特徴とするＣ
ＶＤ装置。
【請求項２５】請求項２３記載のＣＶＤ装置におい
て、窓は石英ガラスからできていることを特徴とするＣ
ＶＤ装置。
【請求項２６】請求項２３記載のＣＶＤ装置におい
て、リング状固定部材の１２個の接触部が円周上に等間
隔に配置されていたとき、その位置の後方にそれぞれ１
２のランプヒータが配置されていることを特徴とするＣ
ＶＤ装置。
【請求項２７】請求項２３記載のＣＶＤ装置におい
て、基板保持体が熱伝導率の高い材料でできていること
を特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２８】請求項２７記載のＣＶＤ装置におい
て、基板保持体はアルミニウム、カーボン、および銅で
できていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２９】請求項２７記載のＣＶＤ装置におい
て、基板保持体がアルミニウム製でパージガスがＡｒガ
スであるとき、段差の深さが０．１ｍｍ深くなるごとに
基板の表面温度が約６℃さがることを特徴とするＣＶＤ
装置。
【請求項３０】請求項２７記載のＣＶＤ装置におい
て、アルミニウム製基板保持体、パージガスがＡｒガス
でさらに基板の径が８インチであるとき、アルミニウム
製基板保持体の基板と接触する表面に外径φ１７０ｍｍ
内径φ８０ｍｍ深さ０．１ｍｍの環状の段差加工するこ
とを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項３１】請求項２７記載のＣＶＤ装置におい
て、アルミニウム製基板保持体、パージガスがＡｒガス
でさらに基板の径が６インチであるとき、アルミニウム
製基板保持体の基板と接触する表面に外径φ１２０ｍｍ
内径φ６０ｍｍ深さ０．１ｍｍの環状の段差加工するこ
とを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項３２】請求項２７記載のＣＶＤ装置におい
て、基板保持体の基板と接触する表面が、基板上に堆積
したＷ膜の平均シート抵抗値より低いシート抵抗値の領
域に対応する基板保持体の表面領域を、その平均シート
抵抗値との差に対応した深さで削りとられて段差が形成
してある基板保持体であることを特徴とするＣＶＤ装
置。
【請求項３３】請求項２７記載のＣＶＤ装置におい
て、リング状固定部材の内部に流れる熱媒体の流路を形
成することを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項３４】請求項３３記載のＣＶＤ装置におい
て、熱媒体の温度は、せいぜいＣＶＤ反応で膜が堆積す
る温度であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項３５】請求項３４記載のＣＶＤ装置におい
て、ＣＶＤ反応でＷ膜が堆積するとき、約７０℃以上約
２００℃以下の熱媒体であることを特徴とするＣＶＤ装
置。
【請求項３６】請求項３３記載のＣＶＤ装置におい
て、熱媒体は水、油または不活性ガスであることを特徴
とするＣＶＤ装置。
【請求項３７】請求項３６記載のＣＶＤ装置におい
て、不活性ガスはＡｒガスまたはＮ２ガスであること
を特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項３８】基板搬送用真空容器と、その周囲に少
なくとも３つのＣＶＤ処理用真空容器と搬出入用ロード
ロック真空容器をゲートバルブを介して結合したマルチ
チャンバ方式ＣＶＤ装置において、（ａ）基板搬送用真
空容器内の中心に配置された自転するベースプレート上
に少なくとも２つの基板を保持する多関節ロボットが配
置され、（ｂ）各処理用真空容器に排気機構が備え付け
られ、（ｃ）各処理用真空容器に熱媒体が循環する循環
路が備え付けられ、（ｄ）すべての処理用真空容器が同
じＣＶＤ処理用モジュール反応容器であり、（ｅ）その
ＣＶＤ処理用モジュール反応容器は、１枚の基板の薄膜
形成処理を行う反応容器であり、（ｆ）そのＣＶＤ処理
用モジュール反応容器は、その反応容器に光透過材でで
きた窓を有し、その反応容器内に窓と対向する位置に基
板保持体が配置され、この基板保持体の上に設置された
基板を固定するリング状の固定部材を有し、反応容器内
に反応ガスを供給する反応ガス供給機構と、反応容器外
に配置され窓を通して基板保持体をその裏側から光照射
して加熱する複数の加熱機構と、さらに基板保持体の裏
側からパージガスを供給するためのパージガス供給機構
を備えおり、ここにおいて、（１）リング状固定部材の中心軸上に基板の中心に位置
し、（２）リング状固定部材の内径円の径は基板の径より小
さく、（３）リング状固定部材は基板と接触する少なくとも３
つの接触部を有し、（４）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸に
面する接触部の側面が内径円の径より大きな同心円の円
周上に位置し、さらに、等間隔で位置するように配置さ
れ、（５）反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体と
リング状固定部材の間およびリング状固定部材と基板と
の間でパージガスが流れる通路を形成され、（６）各加熱機構は出力制御機構を有し、（７）各加熱機構は、リング状固定部材と基板との接触
部分の周辺の後方に配置され、さらに、（８）基板保持体の基板と接触する表面が、基板表面の
平均温度より高い温度の領域に対応する基板保持体の表
面領域を、その基板平均温度との差に対応した深さで削
りとられて段差が形成してある基板保持体であることを
特徴とするＣＶＤ処理用モジュール反応容器を有するこ
とを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。
【請求項３９】請求項３８記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、多関節ロボットは蛙足型多関節ロ
ボットであることを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶ
Ｄ装置。
【請求項４０】請求項３９記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、蛙足型多関節ロボットは、上下運
動するアーム、アームに結合した基板把持用ハンドと基
板把持用ハンドの運動方向の下に配置されているふたつ
の基板待機ステージで構成されていることを特徴とする
マルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。
【請求項４１】請求項３９記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、ひとつの基板待機用ステージとふ
たつの基板をつかむハンドを前後に配置した蛙足型多関
節ロボットであることを特徴とするマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置。
【請求項４２】請求項３９記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、ひとつの基板をつかむふたつハン
ドを前後に配置した蛙足型多関節ロボットであることを
特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。
【請求項４３】請求項３９記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、循環路は、温度調節機構を有する
循環ポンプにつながっていることを特徴とするマルチチ
ャンバ方式ＣＶＤ装置。
【請求項４４】請求項３８記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、循環路を循環する熱媒体の設定温
度の範囲は、ＣＶＤ反応で生じる副生成物の飽和蒸気圧
の温度以上、ＣＶＤ反応で薄膜の生成する温度以下であ
ることを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。
【請求項４５】請求項４４記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、ＣＶＤ反応でＷ膜が基板上に堆積
し副生成物がＨＦガスであるとき、熱媒体の温度は約７
０℃以上約２００℃以下であることを特徴とするマルチ
チャンバ方式ＣＶＤ装置。
【請求項４６】請求項４４記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、循環路を循環する熱媒体は水また
は油であることを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ
装置。
【請求項４７】請求項３８記載のマルチチャンバ方式
ＣＶＤ装置において、排気機構は油回転ポンプであるこ
とを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。
【請求項４８】ｎ個のＣＶＤ処理用真空容器Ｐ
（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……、Ｐ（ｋ）、……、Ｐ
（ｎ−１）、Ｐ（ｎ）（但し、ｎ≧３）とそれらの中心
に位置する基板搬送用真空容器内に少なくとも２つの基
板を保持する多関節ロボットと各ＣＶＤ処理用真空容器
に熱媒体が循環する循環路が備え付けられているマルチ
チャンバ方式ＣＶＤ装置における基板処理方法におい
て、（ａ）ＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（１）からＰ（ｎ）に基
板を処理させ、（ｂ）第１回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）におい
てはＷｍ、Ｐ（２）においてはＷｍ−Ｗｃ、……、Ｐ
（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ、……、Ｐ
（ｎ）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理し
た後に行ない、（ｃ）それ以降の第Ｎ回目ののメンテナンス作業は、Ｐ
（１）においてはＷｍ＋Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−
１）、Ｐ（２）においてはＷｍ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−
１）、……、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ
＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、……、Ｐ（ｎ）において
はＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）の
基板を処理した後に行い、ここにおいて、それぞれのＣＶＤ処理用真空容器のメン
テナンス作業は、メンテナンス作業時間Ｔｍ内に行い、
さらに、ここで、Ｗｍはメンテナンス作業を始めるでに
処理されるあらかじめ設定した基板の枚数であり、Ｗｃ
は、Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔで導きだされ、Ｗｃは、ひとつのＣ
ＶＤ処理用真空容器でメンテナンス作業中に他のひとつ
のＣＶＤ処理用真空容器が処理する基板の枚数であり、
ｔは１枚の基板を搬出入用ロードロック真空容器から出
ていき、ＣＶＤ処理用真空容器で処理され、搬出入用ロ
ードロック真空容器に戻るまでの時間であることを特徴
とする基板処理方法。
【請求項４９】請求項４８記載の基板処理方法におい
て、循環路を循環する熱媒体の設定温度の範囲は、ＣＶ
Ｄ反応で生じる副生成物の飽和蒸気圧の温度以上、ＣＶ
Ｄ反応で薄膜の生成する温度以下であることを特徴とす
る基板処理方法。
【請求項５０】請求項４９記載の基板処理方法におい
て、ＣＶＤ反応でＷ膜が基板上に堆積し副生成物がＨＦ
ガスであるとき、熱媒体の温度は約７０℃以上約２００
℃以下であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項５１】請求項４９記載の基板処理方法におい
て、循環路を循環する熱媒体は水または油であることを
特徴とする基板処理方法。
【請求項５２】請求項４９記載の基板処理方法におい
て、多関節ロボットがひとつの基板をつかむハンドとふ
たつの基板待機用ステージを有する蛙足型多関節ロボッ
トであるとき、その搬送工程は、（ａ）搬出入用ロード
ロック真空容器から未処理の基板をひとつの基板待機用
ステージのせて、（ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器に面する
ように回転し、（ｃ）そのＣＶＤ処理用真空容器内から
処理済み基板を取り出して、もうひとつの基板待機用ス
テージにのせ、（ｄ）そして、未処理の基板をそのＣＶ
Ｄ処理用真空容器内に置くことを特徴とする基板処理方
法。
【請求項５３】請求項４９記載の基板処理方法におい
て、メンテナンス作業は基板を固定するリング状固定部
材の反応ガスにさらされる露出部分を取り替える作業を
含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項５４】請求項４９記載の基板処理方法におい
て、反応ガスにさらされる露出部分が基板上に堆積する
膜と熱膨張係数と同じ材質でできていることを特徴とす
る基板処理方法。
【請求項５５】ｎ個のＣＶＤ処理用真空容器Ｐ
（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……、Ｐ（ｋ）、……、Ｐ
（ｎ−１）、Ｐ（ｎ）（但し、ｎ≧３）とそれらの中心
に位置する基板搬送用真空容器内に少なくとも２つの基
板を保持する多関節ロボットと各ＣＶＤ処理用真空容器
に熱媒体が循環する循環路が備え付けられているマルチ
チャンバ方式ＣＶＤ装置における基板処理方法におい
て、Ｇ個の群のうちあるひとつの群のＣＶＤ処理用真空
容器ＧＰ（１）、ＧＰ（２）、ＧＰ（３）……ＧＰ（Ｎ
ｕ）、ＧＰ（Ｎｕ＋１）において、（ａ）はじめに、ＣＶＤ処理用真空容器ＧＰ（１）から
ＧＰ（Ｎｕ）に基板を処理させ、（ｂ）基準処理枚数Ｗｃに達した時点で、ＧＰ（１）の
処理をやめ、それと同時に、ＧＰ（２）からＧＰ（Ｎ
ｕ）の処理を継続しながら、ＧＰ（Ｎｕ＋１）の処理を
開始し、つぎに、基準処理枚数が２×Ｗｃになったと
き、Ｐ（２）の処理やめて、ＧＰ（１）の処理を開始
し、ＧＰ（Ｎｕ−１）で基板の処理枚数が（Ｎｕ−１）
×Ｗｃに達するまで、この手順を続け、（ｃ）ＧＰ（Ｎｕ）のＣＶＤ処理用真空容器で、あらか
じめ設定したメンテナンス作業基準枚数Ｗｍに達した時
点でメンテナンス作業を開始し、（ｄ）ＧＰ（Ｎｕ）のメンテナンス作業をメンテナンス
作業時間Ｔｍ内に行い、（ｅ）Ｔｍ後にＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナンス作業を
開始し、メンテナンス作業を所要期間Ｔｍ内に行い、次
のＴｍ後にはＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナンス作業を開
始し、メンテナンス作業をこの手順で繰り返し、この手
順を各群も同時に行い、（ｆ）それとともに、各群のＣＶＤ処理用真空容器での
基板処理と同時に、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰ
すべても、メンテナンス作業基準枚数Ｗｍまで基板の処
理し続け、メンテナンス作業基準枚数Ｗｍに達した時点
で、Ｒ個のＣＶＤ処理用真空容器すべてをメンテナンス
作業をＴｍ時間に行い、ここで、基板処理枚数ＷｃはＷｃ＝Ｔｍ／ｔで導き出され、ここで、メンテナンス作
業時間Ｔｍはあらかじめ設定した時間であり、最大使用処理用真空容器の個数Ｎｕは、Ｎｕ＝Ｗｍ／Ｗｃで導き出され、ただし、Ｎｕ≧２であ
り、さらに、群の個数Ｇは、Ｇ＝ｎ／（Ｎｕ＋１）で導き出され、そのときの、あま
りのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰの個数をＲとし、ただ
し、０≦Ｒ＜Ｎｕ＋１であることを特徴とする基板処理
方法。
【請求項５６】請求項５５記載の基板処理方法におい
て、最初にＷｃづつの枚数ごとに中止したＧＰ（１）か
らＧＰ（Ｎｕ）は、つぎの処理が開始するまで、メンテ
ナンス作業をＴｍ内に行うことを特徴とする基板処理方
法。
【請求項５７】請求項５５記載の基板処理方法におい
て、多関節ロボットがひとつの基板をつかむハンドとふ
たつの基板待機用ステージを有する蛙足型多関節ロボッ
トであるとき、その搬送工程は、（ａ）搬出入用ロード
ロック真空容器から未処理の基板をひとつの基板待機用
ステージのせて、（ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器に面する
ように回転し、（ｃ）そのＣＶＤ処理用真空容器内から
処理済み基板を取り出して、もうひとつの基板待機用ス
テージにのせ、（ｄ）そして、未処理の基板をそのＣＶ
Ｄ処理用真空容器内に置くことを特徴とする基板処理方
法。
【請求項５８】請求項５５記載の基板処理方法におい
て、メンテナンス作業は基板を固定するリング状固定部
材の反応ガスにさらされる露出部分を取り替える作業を
含むことを特徴とする基板処理方法。