JPH08302474A - Ｃｖｄ装置の加熱装置 - Google Patents
Ｃｖｄ装置の加熱装置Info
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- JPH08302474A JPH08302474A JP7129207A JP12920795A JPH08302474A JP H08302474 A JPH08302474 A JP H08302474A JP 7129207 A JP7129207 A JP 7129207A JP 12920795 A JP12920795 A JP 12920795A JP H08302474 A JPH08302474 A JP H08302474A
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Classifications
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- H01L21/205—
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/45521—Inert gas curtains the gas, other than thermal contact gas, being introduced the rear of the substrate to flow around its periphery
-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板保持体の温度分布の制御性を良好にし、
交換を容易に行うことができ、交換作業による装置稼働
率を低下させることがなく高い歩留りと高い生産性が得
られ、実用性の高いＣＶＤ装置の加熱装置を提供するこ
とである。 【構成】 反応容器11内の基板保持体13上に配置した基
板14に対し反応ガスを供給することにより基板の上に成
膜を行い、かつ基板の外周縁の近くに配置されるリング
板18を含むシールド機構を基板保持体の周囲に設けるこ
とによりパージガス供給路を形成し、前述の成膜を行う
時、基板とリング板の間の隙間22からパージガスを吹出
し、パージガスで基板の裏面成膜等を防止するようにし
たＣＶＤ装置で、パージガス供給路内の空間であって基
板保持体に近接した箇所に、基板保持体に非接触状態で
セラミックヒータ31を配置する。
交換を容易に行うことができ、交換作業による装置稼働
率を低下させることがなく高い歩留りと高い生産性が得
られ、実用性の高いＣＶＤ装置の加熱装置を提供するこ
とである。 【構成】 反応容器11内の基板保持体13上に配置した基
板14に対し反応ガスを供給することにより基板の上に成
膜を行い、かつ基板の外周縁の近くに配置されるリング
板18を含むシールド機構を基板保持体の周囲に設けるこ
とによりパージガス供給路を形成し、前述の成膜を行う
時、基板とリング板の間の隙間22からパージガスを吹出
し、パージガスで基板の裏面成膜等を防止するようにし
たＣＶＤ装置で、パージガス供給路内の空間であって基
板保持体に近接した箇所に、基板保持体に非接触状態で
セラミックヒータ31を配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣＶＤ装置の加熱装置に
関し、特に、半導体装置製造工程において化学反応に基
づく気相成長を利用して薄膜を形成するＣＶＤ装置に適
した加熱装置に関する。
関し、特に、半導体装置製造工程において化学反応に基
づく気相成長を利用して薄膜を形成するＣＶＤ装置に適
した加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体装置製造の分野において素
子の集積化と微細化はますます進んでいる。素子の微細
化は、製造工程において新しい技術を要求する。例え
ば、微細ホール内への充分な膜の埋込、素子内の段差を
軽減する工夫、および高電流密度を原因とした発熱やエ
レクトロマイグレーションによる断線の予防などの技術
を要求する。これらの要求に応える新しい製造工程の１
つとして、スパッタリング法によるＡｌ膜の形成に代わ
って、ＷＦ6 （六沸化タングステン）ガスとＨ2 ガスを
用いた熱ＣＶＤ法（化学的気相成長法）によるブランケ
ットタングステン膜（以下「Ｂ−Ｗ膜」という）の形成
が注目されている。このＢ−Ｗ膜を使用すれば、ホール
径０．５μｍ以下、アスペクト比２以上のホールにおい
ても充分な段差被覆性を得ることができ、素子内の平坦
化やエレクトロマイグレーション防止の要求に応えるこ
とができる。
子の集積化と微細化はますます進んでいる。素子の微細
化は、製造工程において新しい技術を要求する。例え
ば、微細ホール内への充分な膜の埋込、素子内の段差を
軽減する工夫、および高電流密度を原因とした発熱やエ
レクトロマイグレーションによる断線の予防などの技術
を要求する。これらの要求に応える新しい製造工程の１
つとして、スパッタリング法によるＡｌ膜の形成に代わ
って、ＷＦ6 （六沸化タングステン）ガスとＨ2 ガスを
用いた熱ＣＶＤ法（化学的気相成長法）によるブランケ
ットタングステン膜（以下「Ｂ−Ｗ膜」という）の形成
が注目されている。このＢ−Ｗ膜を使用すれば、ホール
径０．５μｍ以下、アスペクト比２以上のホールにおい
ても充分な段差被覆性を得ることができ、素子内の平坦
化やエレクトロマイグレーション防止の要求に応えるこ
とができる。
【０００３】図６を参照して従来のＢ−Ｗ膜ＣＶＤ装置
の具体例を説明する。当該ＣＶＤ装置では反応容器１１
内の上方位置に反応ガス供給板１２が設けられ、下方位
置に基板保持体１３が設けられる。基板保持体１３の上
面に基板１４が配置される。基板保持体１３の平面形状
は円形である。なお図中、基板保持体１３の支持機構の
図示は省略されている。また反応容器１１の下壁部には
石英窓１５が設けられる。
の具体例を説明する。当該ＣＶＤ装置では反応容器１１
内の上方位置に反応ガス供給板１２が設けられ、下方位
置に基板保持体１３が設けられる。基板保持体１３の上
面に基板１４が配置される。基板保持体１３の平面形状
は円形である。なお図中、基板保持体１３の支持機構の
図示は省略されている。また反応容器１１の下壁部には
石英窓１５が設けられる。
【０００４】反応ガス供給板１２の下面には複数のガス
吹出し孔が形成され、ガス供給管１６で供給された反応
ガスがガス吹出し孔から吹出し、反応容器１１内に導入
される。反応ガス供給板１２の下面は、基板保持体１３
の上に配置された基板１４に対向している。反応ガス供
給板１２で供給された反応ガスによって、基板１４の表
面に所望の薄膜が形成される。反応容器１１内で生じた
未反応ガスおよび副生成ガスは排気部１７によって排気
される。
吹出し孔が形成され、ガス供給管１６で供給された反応
ガスがガス吹出し孔から吹出し、反応容器１１内に導入
される。反応ガス供給板１２の下面は、基板保持体１３
の上に配置された基板１４に対向している。反応ガス供
給板１２で供給された反応ガスによって、基板１４の表
面に所望の薄膜が形成される。反応容器１１内で生じた
未反応ガスおよび副生成ガスは排気部１７によって排気
される。
【０００５】基板保持体１３の上面周囲には、さらにリ
ング板１８が配置される。このリング板１８は、複数本
の上下軸部１９に支持され、この上下軸部１９によって
上下に移動可能となっている。リング板１８は、基板保
持体１３上に配置された基板１４の外周縁の近くに配置
される。リング板１８の内周縁と基板１４の外周縁とは
重なった状態にある。またリング板１８の外側の位置に
は筒状のシールド部材２０が配置される。シールド部材
２０の上縁にはシールリング２１が設けられる。リング
板１８が下限位置に移動すると、リング板１８の外周縁
の下側はシールド部材２０上のシールリング２１に接触
する。この下限位置状態において、反応容器１１の下
壁、シールド部材２０、リング板１８、基板保持体１３
によって、パージガス導入部２６で導入されたパージガ
スの流れる通路が形成される。反応容器１１に導入され
たパージガスは、リング板１８と基板１４との間に形成
された隙間２２から吹き出される。かかる構成によっ
て、反応ガス供給板１２によって供給された反応ガス
が、隙間２２内に侵入し、基板１４の裏面、基板保持体
１３の周囲や石英窓１５に成膜されるのを防止する。
ング板１８が配置される。このリング板１８は、複数本
の上下軸部１９に支持され、この上下軸部１９によって
上下に移動可能となっている。リング板１８は、基板保
持体１３上に配置された基板１４の外周縁の近くに配置
される。リング板１８の内周縁と基板１４の外周縁とは
重なった状態にある。またリング板１８の外側の位置に
は筒状のシールド部材２０が配置される。シールド部材
２０の上縁にはシールリング２１が設けられる。リング
板１８が下限位置に移動すると、リング板１８の外周縁
の下側はシールド部材２０上のシールリング２１に接触
する。この下限位置状態において、反応容器１１の下
壁、シールド部材２０、リング板１８、基板保持体１３
によって、パージガス導入部２６で導入されたパージガ
スの流れる通路が形成される。反応容器１１に導入され
たパージガスは、リング板１８と基板１４との間に形成
された隙間２２から吹き出される。かかる構成によっ
て、反応ガス供給板１２によって供給された反応ガス
が、隙間２２内に侵入し、基板１４の裏面、基板保持体
１３の周囲や石英窓１５に成膜されるのを防止する。
【０００６】リング板１８を上下動するようにしたの
は、リング板１８が基板１４の外周縁をわずかに基板上
方から覆い、基板１４との間で所望の隙間２２を形成
し、堆積膜の分布に影響しない程度の範囲内で基板１４
とリング板１８の隙間２２におけるパージガス吹出し速
度を所望のものにするためである。
は、リング板１８が基板１４の外周縁をわずかに基板上
方から覆い、基板１４との間で所望の隙間２２を形成
し、堆積膜の分布に影響しない程度の範囲内で基板１４
とリング板１８の隙間２２におけるパージガス吹出し速
度を所望のものにするためである。
【０００７】反応容器１１の下壁部に設けられた石英窓
１５の下方には、反射部を備えた環状のランプ支持部材
２３が配置される。ランプ支持部材２３には、ほぼ等間
隔で複数の加熱ランプ２４が配置される。加熱ランプ２
４から生じた輻射熱は石英窓１５を通して基板保持体１
３に与えられ、基板保持体１３を加熱する。基板１４
は、基板保持体１３から伝導される熱によって加熱され
る。基板保持体１３の温度は内部に埋め込まれた熱電対
２５によって測定され、その測定データは、その後、図
示しない制御装置にフィードバックすることにより基板
保持体１３の温度制御に使用される。
１５の下方には、反射部を備えた環状のランプ支持部材
２３が配置される。ランプ支持部材２３には、ほぼ等間
隔で複数の加熱ランプ２４が配置される。加熱ランプ２
４から生じた輻射熱は石英窓１５を通して基板保持体１
３に与えられ、基板保持体１３を加熱する。基板１４
は、基板保持体１３から伝導される熱によって加熱され
る。基板保持体１３の温度は内部に埋め込まれた熱電対
２５によって測定され、その測定データは、その後、図
示しない制御装置にフィードバックすることにより基板
保持体１３の温度制御に使用される。
【０００８】上記構成によれば、基板保持体１３に配置
された基板１４に対し反応ガス供給板１２から反応ガス
が導入され、基板１４の上に所望の薄膜が形成される。
反応容器１１内で生じた未反応ガスや副生成ガスは排気
部１７から排気される。成膜の間、パージガス導入部２
６、パージガス供給路２７、パージガス吹出し用の隙間
２２を通してパージガスが供給され、基板１４の外周囲
からパージガスが吹出されることによって反応ガスが隙
間２２に侵入するのを防ぎ、基板１４の裏面、石英窓１
５、基板保持体１３に成膜が行われるのを防いでいる。
された基板１４に対し反応ガス供給板１２から反応ガス
が導入され、基板１４の上に所望の薄膜が形成される。
反応容器１１内で生じた未反応ガスや副生成ガスは排気
部１７から排気される。成膜の間、パージガス導入部２
６、パージガス供給路２７、パージガス吹出し用の隙間
２２を通してパージガスが供給され、基板１４の外周囲
からパージガスが吹出されることによって反応ガスが隙
間２２に侵入するのを防ぎ、基板１４の裏面、石英窓１
５、基板保持体１３に成膜が行われるのを防いでいる。
【０００９】基板１４は、加熱ランプ２４によって加熱
された基板保持体１３から伝導される熱で加熱される。
基板保持体１３の温度は基板保持体１３内に埋め込まれ
た熱電体２５によって測定制御される。またパージガス
を導入することで石英窓１５の表面や基板１４の裏面に
成膜しないようにしている。特に基板裏面に成膜しない
ようにパージガスが基板１４とリング板１８との隙間２
２のみから吹き出すように構成される。
された基板保持体１３から伝導される熱で加熱される。
基板保持体１３の温度は基板保持体１３内に埋め込まれ
た熱電体２５によって測定制御される。またパージガス
を導入することで石英窓１５の表面や基板１４の裏面に
成膜しないようにしている。特に基板裏面に成膜しない
ようにパージガスが基板１４とリング板１８との隙間２
２のみから吹き出すように構成される。
【００１０】一方、基板１４上に成膜する膜の分布を均
一にするために基板保持体１３の温度分布を良くする必
要がある。従来のＣＶＤ装置では、複数のランプ２４と
反射板２３ａの形状を工夫することで行っていた。すな
わち、通常、基板保持体１３の外周部ほど温度が低下す
るため、ランプ２４の光が外周部に集中するように円形
に複数のランプを並べ、反射板２３ａの形状によって照
射角度を制限するようにしていた。
一にするために基板保持体１３の温度分布を良くする必
要がある。従来のＣＶＤ装置では、複数のランプ２４と
反射板２３ａの形状を工夫することで行っていた。すな
わち、通常、基板保持体１３の外周部ほど温度が低下す
るため、ランプ２４の光が外周部に集中するように円形
に複数のランプを並べ、反射板２３ａの形状によって照
射角度を制限するようにしていた。
【００１１】また図示されていないが、基板保持体１３
の加熱機構として、基板保持体１３の内部に抵抗線等の
発熱体を埋め込み、これに電流を流し、そのときのジュ
ール熱で基板保持体１３を加熱するようにした方法もあ
る。
の加熱機構として、基板保持体１３の内部に抵抗線等の
発熱体を埋め込み、これに電流を流し、そのときのジュ
ール熱で基板保持体１３を加熱するようにした方法もあ
る。
【００１２】上記の従来のＣＶＤ装置における通常の成
膜条件は、Ｂ−Ｗ膜の成膜に関し、成膜初期の核生成段
階として、反応ガスＷＦ6 は２〜１０sccm、ＳｉＨ4 は
２〜１０sccm、パージガス（Ａｒ）は１００〜５００sc
cm、成膜温度は４００〜５００℃、成膜圧力は０．５〜
１０Torrで成膜が行われ、続いて、Ｈ2 の還元により厚
膜が形成される成膜条件は、反応ガスＷＦ6 は５０〜２
００sccm、Ｈ2 は５００〜２０００sccm、パージガスＡ
ｒは３００〜１０００sccm、成膜温度は４００〜５００
℃、成膜圧力は３０〜７０Torrである。
膜条件は、Ｂ−Ｗ膜の成膜に関し、成膜初期の核生成段
階として、反応ガスＷＦ6 は２〜１０sccm、ＳｉＨ4 は
２〜１０sccm、パージガス（Ａｒ）は１００〜５００sc
cm、成膜温度は４００〜５００℃、成膜圧力は０．５〜
１０Torrで成膜が行われ、続いて、Ｈ2 の還元により厚
膜が形成される成膜条件は、反応ガスＷＦ6 は５０〜２
００sccm、Ｈ2 は５００〜２０００sccm、パージガスＡ
ｒは３００〜１０００sccm、成膜温度は４００〜５００
℃、成膜圧力は３０〜７０Torrである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＣＶＤ
装置の加熱装置には次のような問題があった。
装置の加熱装置には次のような問題があった。
【００１４】まず、基板保持体１３の特定の場所を集中
して加熱していたが、加熱ランプ２４を反応容器１１の
外側に置くためランプ２４と基板保持体１３との距離が
遠くなり、またランプ２４が或る有限の大きさを持つた
め、ランプ光の照射範囲が拡がって反射板２３ａの開口
径以上となり、細かい照射位置の調整、基板保持体１３
の温度の細かい調整を行うことができなかった。反射板
２３ａの開口径を小さくしても反射板内に熱がこもり、
ランプ２４の劣化を早めるという問題が生じた。さら
に、ランプ２４を反応容器１１内に入れ、直接に基板保
持体１３を照射することも、反応容器内が減圧されてい
るので、不可能であった。
して加熱していたが、加熱ランプ２４を反応容器１１の
外側に置くためランプ２４と基板保持体１３との距離が
遠くなり、またランプ２４が或る有限の大きさを持つた
め、ランプ光の照射範囲が拡がって反射板２３ａの開口
径以上となり、細かい照射位置の調整、基板保持体１３
の温度の細かい調整を行うことができなかった。反射板
２３ａの開口径を小さくしても反射板内に熱がこもり、
ランプ２４の劣化を早めるという問題が生じた。さら
に、ランプ２４を反応容器１１内に入れ、直接に基板保
持体１３を照射することも、反応容器内が減圧されてい
るので、不可能であった。
【００１５】また加熱装置としてランプヒータを用いた
場合、ランプ２４の寿命が比較的短く、従って比較的短
い周期で定期的に交換しなければならない。また交換作
業も、周囲の反射板や配線なども同時に脱着しなければ
ならず容易ではない。またランプの数が複数個であった
り、ランプが反応容器の下方にある場合などは、作業は
さらに困難となる。この問題は、作業時間を長くし、装
置全体の稼働率を低下させる。
場合、ランプ２４の寿命が比較的短く、従って比較的短
い周期で定期的に交換しなければならない。また交換作
業も、周囲の反射板や配線なども同時に脱着しなければ
ならず容易ではない。またランプの数が複数個であった
り、ランプが反応容器の下方にある場合などは、作業は
さらに困難となる。この問題は、作業時間を長くし、装
置全体の稼働率を低下させる。
【００１６】さらにランプによる加熱方法は、反応容器
１１の壁部に石英窓１５を必要とするが、この窓の内側
表面は反応容器内に残留した反応ガスや副生成ガスによ
って汚れやすく、これによってランプ光の透過を妨げ、
基板保持体１３の加熱効率を低下するので、加熱力を高
めるように使用し、ランプ寿命を一層低下させる。
１１の壁部に石英窓１５を必要とするが、この窓の内側
表面は反応容器内に残留した反応ガスや副生成ガスによ
って汚れやすく、これによってランプ光の透過を妨げ、
基板保持体１３の加熱効率を低下するので、加熱力を高
めるように使用し、ランプ寿命を一層低下させる。
【００１７】また加熱装置として基板保持体１３の内部
に抵抗線発熱体を用いた場合であっては、抵抗線の断線
が比較的頻繁に起こりやすく、そのため頻繁に定期交換
する必要がある。抵抗線の交換は、基板保持体それ自体
を交換することであるため、費用が非常に高くなると問
題を提起する。
に抵抗線発熱体を用いた場合であっては、抵抗線の断線
が比較的頻繁に起こりやすく、そのため頻繁に定期交換
する必要がある。抵抗線の交換は、基板保持体それ自体
を交換することであるため、費用が非常に高くなると問
題を提起する。
【００１８】本発明の目的は、上記の各問題を解決する
ことにあり、基板保持体の温度分布の制御性を良好に
し、交換を容易に行うことができ、交換作業による装置
稼働率を低下させることがなく高い歩留りと高い生産性
が得られ、実用性の高いＣＶＤ装置の加熱装置を提供す
ることにある。
ことにあり、基板保持体の温度分布の制御性を良好に
し、交換を容易に行うことができ、交換作業による装置
稼働率を低下させることがなく高い歩留りと高い生産性
が得られ、実用性の高いＣＶＤ装置の加熱装置を提供す
ることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項
１）に係るＣＶＤ装置の加熱装置は、反応容器内に設け
た基板保持体の上に配置された基板に対して反応ガス供
給板を介して供給された反応ガスを供給することにより
基板の上に成膜を行い、かつ基板の外周縁の近くに配置
されるリング板を含むシールド機構を基板保持体の周囲
に設けることによりパージガス供給路を形成し、前述の
成膜を行う時に、基板とリング板との間の隙間から上記
パージガス供給路で供給されるＡｒ等のパージガスを吹
出し、パージガスで基板の裏面成膜等を防止するように
構成されたＣＶＤ装置に適用され、パージガス供給路内
の空間であって基板保持体に近接した箇所に、基板保持
体に非接触状態で発熱体を配置するように構成される。
１）に係るＣＶＤ装置の加熱装置は、反応容器内に設け
た基板保持体の上に配置された基板に対して反応ガス供
給板を介して供給された反応ガスを供給することにより
基板の上に成膜を行い、かつ基板の外周縁の近くに配置
されるリング板を含むシールド機構を基板保持体の周囲
に設けることによりパージガス供給路を形成し、前述の
成膜を行う時に、基板とリング板との間の隙間から上記
パージガス供給路で供給されるＡｒ等のパージガスを吹
出し、パージガスで基板の裏面成膜等を防止するように
構成されたＣＶＤ装置に適用され、パージガス供給路内
の空間であって基板保持体に近接した箇所に、基板保持
体に非接触状態で発熱体を配置するように構成される。
【００２０】第２の本発明（請求項２）に係るＣＶＤ装
置の加熱装置は、第１の発明において、発熱体は好まし
くは平板状のセラミックヒータであり、このセラミック
ヒータは、反応容器の壁部に設けられた少なくとも３つ
のセラミック製支持部の上に固定されるものである。
置の加熱装置は、第１の発明において、発熱体は好まし
くは平板状のセラミックヒータであり、このセラミック
ヒータは、反応容器の壁部に設けられた少なくとも３つ
のセラミック製支持部の上に固定されるものである。
【００２１】第３の本発明（請求項３）に係るＣＶＤ装
置の加熱装置は、第２の発明において、セラミックヒー
タの配線端子に好ましくはセラミック製の保護カバーを
設けるようにした。
置の加熱装置は、第２の発明において、セラミックヒー
タの配線端子に好ましくはセラミック製の保護カバーを
設けるようにした。
【００２２】第４の本発明（請求項４）に係るＣＶＤ装
置の加熱装置は、第２の発明において、セラミックヒー
タの発熱部（表面に形成されたカーボンコーティング
部）が、個別に温度制御される少なくとも２つの領域、
好ましくは内、中、外の３つの領域に分割される。
置の加熱装置は、第２の発明において、セラミックヒー
タの発熱部（表面に形成されたカーボンコーティング
部）が、個別に温度制御される少なくとも２つの領域、
好ましくは内、中、外の３つの領域に分割される。
【００２３】第５の本発明（請求項５）に係るＣＶＤ装
置の加熱装置は、第３の発明において、配線端子（配線
固定ネジ）が高融点金属で作られるようにした。
置の加熱装置は、第３の発明において、配線端子（配線
固定ネジ）が高融点金属で作られるようにした。
【００２４】第６の本発明（請求項６）に係るＣＶＤ装
置の加熱装置は、第２の発明において、セラミックヒー
タの背面に加熱効率を高めるための反射板を設けるよう
にした。
置の加熱装置は、第２の発明において、セラミックヒー
タの背面に加熱効率を高めるための反射板を設けるよう
にした。
【００２５】
【作用】本発明では、反応容器に設けられたパージガス
導入部およびパージガス供給路で供給されるパージガス
を基板とリング板の間の隙間から吹出し、これにより基
板の裏面成膜等を防止し、さらに、当該パージガス供給
路が形成する空間を利用して、反応容器内の基板保持体
に近接した箇所であって基板保持体に非接触の状態で発
熱体を配置することにより、基板保持体の温度が適切な
状態に保持されるようにした。発熱体には、好ましくは
セラミックヒータのごとき取扱いが容易なヒータが使用
される。
導入部およびパージガス供給路で供給されるパージガス
を基板とリング板の間の隙間から吹出し、これにより基
板の裏面成膜等を防止し、さらに、当該パージガス供給
路が形成する空間を利用して、反応容器内の基板保持体
に近接した箇所であって基板保持体に非接触の状態で発
熱体を配置することにより、基板保持体の温度が適切な
状態に保持されるようにした。発熱体には、好ましくは
セラミックヒータのごとき取扱いが容易なヒータが使用
される。
【００２６】発熱体であるセラミックヒータは、反応容
器内の非常に狭いスペースに基板保持体に対して非接触
で配置されるように、その形状を工夫して製作される。
特にセラミックヒータは発熱すると、自身の熱で反りが
生じるので、セラミックヒータが基板保持体に接触しな
いように、かつ基板保持体で温度分布について偏りが生
じないように、同じセラミック材料で形成された少なく
とも３つの支持部に例えば同材料の締結部材を用いて固
定される。これによって反りを抑制し、基板保持体等の
接触を回避する。またセラミックヒータの反応容器内の
取付け構造が簡素化され、その着脱交換が容易に行え
る。
器内の非常に狭いスペースに基板保持体に対して非接触
で配置されるように、その形状を工夫して製作される。
特にセラミックヒータは発熱すると、自身の熱で反りが
生じるので、セラミックヒータが基板保持体に接触しな
いように、かつ基板保持体で温度分布について偏りが生
じないように、同じセラミック材料で形成された少なく
とも３つの支持部に例えば同材料の締結部材を用いて固
定される。これによって反りを抑制し、基板保持体等の
接触を回避する。またセラミックヒータの反応容器内の
取付け構造が簡素化され、その着脱交換が容易に行え
る。
【００２７】また本発明では、セラミックヒータにおけ
る分割された例えば３つの発熱領域に対する給電を独立
に制御することで、基板保持体における温度分布を状況
または条件に応じた最適なものに制御することができ
る。
る分割された例えば３つの発熱領域に対する給電を独立
に制御することで、基板保持体における温度分布を状況
または条件に応じた最適なものに制御することができ
る。
【００２８】
【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。図１は本発明に係る加熱装置を備えたＣＶ
Ｄ装置の構成例を示す縦断面図、図２は加熱装置の発熱
部分の平面図、図３〜図５は加熱装置の動作特性の一例
を示すグラフである。図１において、図６で説明した要
素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。
て説明する。図１は本発明に係る加熱装置を備えたＣＶ
Ｄ装置の構成例を示す縦断面図、図２は加熱装置の発熱
部分の平面図、図３〜図５は加熱装置の動作特性の一例
を示すグラフである。図１において、図６で説明した要
素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。
【００２９】図６に示した従来のＣＶＤ装置と構成上同
一の部分について概説する。反応容器１１の上方位置に
反応ガスを供給する反応ガス供給板、下方位置に基板１
４を載置するほぼ円形の表面を持つ基板保持体１３が設
けられる。反応ガス供給板１２で供給された反応ガスに
よって基板１４の表面に所望の薄膜が形成される。反応
容器１１内で生じた未反応ガスおよび副生成ガスは排気
部１７によって排気される。基板保持体１３の上面の周
囲部分の箇所にはリング板１８が配置され、リング板１
８は、複数本の上下軸部１９に支持され、上下軸部１９
によって上下に移動可能である。リング板１８は、基板
１４の外周縁の近くに配置されることになり、リング板
１４の内周縁と基板１４の外周縁とは好ましくは重なっ
た状態にある。リング板１４の外側位置には筒状シール
ド部材２０が配置され、シールド部材２０の上縁にはシ
ールリング（バイトン板）２１が設けられる。上下軸部
１９によって上下に移動するリング板１８が下限位置に
位置すると、リング板１８の下面外周縁はシールリング
２１に接触する。この下限位置状態において、反応容器
１１の下壁１１ａ、シールド部材２０、リング板１８、
基板保持体１３によって、パージガス導入部２６で導入
されたパージガスを流すための通路（パージガス供給
路）が形成される。リング板１８が下限位置にある場合
において、リング板１８がシールリング２１に圧接され
ることによって、パージガス通路と反応容器１１の内部
雰囲気とは隔絶される。反応容器１１内に導入されたパ
ージガスは、リング板１８と基板１４との間に形成され
た隙間２２から吹き出される。かかる構成によって反応
ガス供給板１２によって供給された反応ガスが、隙間２
２内に侵入するのを防止する。これにより、基板１４に
おける裏面成膜、基板保持体１３への成膜を防ぐことが
できる。
一の部分について概説する。反応容器１１の上方位置に
反応ガスを供給する反応ガス供給板、下方位置に基板１
４を載置するほぼ円形の表面を持つ基板保持体１３が設
けられる。反応ガス供給板１２で供給された反応ガスに
よって基板１４の表面に所望の薄膜が形成される。反応
容器１１内で生じた未反応ガスおよび副生成ガスは排気
部１７によって排気される。基板保持体１３の上面の周
囲部分の箇所にはリング板１８が配置され、リング板１
８は、複数本の上下軸部１９に支持され、上下軸部１９
によって上下に移動可能である。リング板１８は、基板
１４の外周縁の近くに配置されることになり、リング板
１４の内周縁と基板１４の外周縁とは好ましくは重なっ
た状態にある。リング板１４の外側位置には筒状シール
ド部材２０が配置され、シールド部材２０の上縁にはシ
ールリング（バイトン板）２１が設けられる。上下軸部
１９によって上下に移動するリング板１８が下限位置に
位置すると、リング板１８の下面外周縁はシールリング
２１に接触する。この下限位置状態において、反応容器
１１の下壁１１ａ、シールド部材２０、リング板１８、
基板保持体１３によって、パージガス導入部２６で導入
されたパージガスを流すための通路（パージガス供給
路）が形成される。リング板１８が下限位置にある場合
において、リング板１８がシールリング２１に圧接され
ることによって、パージガス通路と反応容器１１の内部
雰囲気とは隔絶される。反応容器１１内に導入されたパ
ージガスは、リング板１８と基板１４との間に形成され
た隙間２２から吹き出される。かかる構成によって反応
ガス供給板１２によって供給された反応ガスが、隙間２
２内に侵入するのを防止する。これにより、基板１４に
おける裏面成膜、基板保持体１３への成膜を防ぐことが
できる。
【００３０】リング板１８を上下動することにより、リ
ング板１８が基板１４の外周縁をわずかに基板上方から
覆い、基板１４との間で所望の隙間２２を形成し、堆積
膜の分布に影響しない程度の範囲内で基板１４とリング
板１８の隙間２２におけるパージガス吹出し速度を所望
のものにする。
ング板１８が基板１４の外周縁をわずかに基板上方から
覆い、基板１４との間で所望の隙間２２を形成し、堆積
膜の分布に影響しない程度の範囲内で基板１４とリング
板１８の隙間２２におけるパージガス吹出し速度を所望
のものにする。
【００３１】反応容器１１内に好ましくはほぼ水平に配
置された基板保持体１３は、基板１４を支持すると共に
伝導作用によって基板１４に必要な熱を与える。基板保
持体１３は、基板保持体１３と反応容器１１の下壁１１
ａとの間に配置された望ましくは平板状のセラミックヒ
ータ３１の輻射熱によって加熱される。このセラミック
ヒータ３１は、基板保持体１３および反応容器１１の壁
部に対して接触しない状態で配置される。セラミックヒ
ータ３１は平板状であって、基板保持体１３の平坦下面
に広い面積で対向し、均等に熱を与えることができる。
セラミックヒータ３１が配置される場所は、前述するよ
うに反応容器１１内におけるパージガスが供給される通
路の内部である。セラミックヒータ３１は反応容器１１
内に配置できるようにコンパクトに形成されている。ま
たセラミックヒータ３１の寿命は極めて長く、交換回数
を低減することができる。
置された基板保持体１３は、基板１４を支持すると共に
伝導作用によって基板１４に必要な熱を与える。基板保
持体１３は、基板保持体１３と反応容器１１の下壁１１
ａとの間に配置された望ましくは平板状のセラミックヒ
ータ３１の輻射熱によって加熱される。このセラミック
ヒータ３１は、基板保持体１３および反応容器１１の壁
部に対して接触しない状態で配置される。セラミックヒ
ータ３１は平板状であって、基板保持体１３の平坦下面
に広い面積で対向し、均等に熱を与えることができる。
セラミックヒータ３１が配置される場所は、前述するよ
うに反応容器１１内におけるパージガスが供給される通
路の内部である。セラミックヒータ３１は反応容器１１
内に配置できるようにコンパクトに形成されている。ま
たセラミックヒータ３１の寿命は極めて長く、交換回数
を低減することができる。
【００３２】セラミックヒータ３１は、少なくとも３つ
のセラミック製支持部３２の上に、好ましくはセラミッ
ク製のネジ３３を用いて固定される。セラミックヒータ
３１は形状が円板形であり、その上面に図２に示すよう
なパターン形状を有する例えばカーボンコーティング部
３４が設けられる。カーボンコーティング部３４に、外
部からの通電線３５および配線固定ネジ３６を経由して
電流を供給することにより発熱作用を生じる。通電線３
５はシール部３７を介して配線される。セラミックヒー
タ３１は、好ましくは、反りが生じたときにその配線固
定ネジ３６が基板保持体１３や反応容器１１に接触しな
い程度の距離に配置される。セラミックヒータ３１と基
板保持体１３が近接して配置されるため、加熱効率が非
常に良好となる。またセラミックヒータ３１の下側には
例えばタンタル（Ｔａ）で形成された反射板３８が配置
される。
のセラミック製支持部３２の上に、好ましくはセラミッ
ク製のネジ３３を用いて固定される。セラミックヒータ
３１は形状が円板形であり、その上面に図２に示すよう
なパターン形状を有する例えばカーボンコーティング部
３４が設けられる。カーボンコーティング部３４に、外
部からの通電線３５および配線固定ネジ３６を経由して
電流を供給することにより発熱作用を生じる。通電線３
５はシール部３７を介して配線される。セラミックヒー
タ３１は、好ましくは、反りが生じたときにその配線固
定ネジ３６が基板保持体１３や反応容器１１に接触しな
い程度の距離に配置される。セラミックヒータ３１と基
板保持体１３が近接して配置されるため、加熱効率が非
常に良好となる。またセラミックヒータ３１の下側には
例えばタンタル（Ｔａ）で形成された反射板３８が配置
される。
【００３３】上記のセラミックヒータ３１の取付け構造
によれば、発熱時の反りの発生を抑制することができ
る。またセラミックヒータ３１を着脱交換するときに
は、交換作業を容易に行うことができる。
によれば、発熱時の反りの発生を抑制することができ
る。またセラミックヒータ３１を着脱交換するときに
は、交換作業を容易に行うことができる。
【００３４】配線固定ネジ３６は、本実施例ではタング
ステン（Ｗ）を使用して形成される。その他、モリブデ
ン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）などの高融点でかつ低抵
抗の金属材料を使用することもできる。配線固定ネジ３
６には、セラミックヒータ３１が高い熱で大きく反って
配線固定ネジ３６が基板保持体１３に接触しても安全で
あるように、好ましくはセラミック製の保護キャップ３
８が被せられている。またセラミックヒータ３１におい
て繰り返し加熱によって反りが生じる結果、基板保持体
１３に接触するおそれがある場合に、これをできるだけ
避けることができるように、セラミックヒータ３１は反
応容器下壁に立てた上記支持部３２の上に固定される。
ステン（Ｗ）を使用して形成される。その他、モリブデ
ン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）などの高融点でかつ低抵
抗の金属材料を使用することもできる。配線固定ネジ３
６には、セラミックヒータ３１が高い熱で大きく反って
配線固定ネジ３６が基板保持体１３に接触しても安全で
あるように、好ましくはセラミック製の保護キャップ３
８が被せられている。またセラミックヒータ３１におい
て繰り返し加熱によって反りが生じる結果、基板保持体
１３に接触するおそれがある場合に、これをできるだけ
避けることができるように、セラミックヒータ３１は反
応容器下壁に立てた上記支持部３２の上に固定される。
【００３５】上記セラミックヒータ３１のカーボンコー
ティング部３４は、図２に示すように、半径方向に３つ
の領域、すなわち、内側領域（内ヒータ）３４ａ、中央
領域（中ヒータ）３４ｂ，外側領域（外ヒータ）３４ｃ
に分割され、それぞれの領域は個別に電力制御が行われ
る。発熱部であるカーボンコーティング部３４の分割数
は、少なくとも２つ以上であることが好ましい。
ティング部３４は、図２に示すように、半径方向に３つ
の領域、すなわち、内側領域（内ヒータ）３４ａ、中央
領域（中ヒータ）３４ｂ，外側領域（外ヒータ）３４ｃ
に分割され、それぞれの領域は個別に電力制御が行われ
る。発熱部であるカーボンコーティング部３４の分割数
は、少なくとも２つ以上であることが好ましい。
【００３６】図３〜図５は、各セラミックヒータ３１の
内ヒータ３４ａ、中ヒータ３４ｂ、外ヒータ３４ｃのそ
れぞれに対する制御系からのシーケンサ制御信号（横
軸）と、電力（図３）、電流（図４）、電圧（図５）と
の関係を示した図である。これらの関係によって、各ヒ
ータの発熱量が適切に調節され、基板保持体１３の温度
分布を制御することにより基板１４の温度分布を細かく
調製することができる。通常の成膜条件に対する各ヒー
タ３４ａ，３４ｂ，３４ｃでの電力条件は、内ヒータ３
４ａが３００〜５００Ｗ、中ヒータ３４ｂが１００〜３
００Ｗ、外ヒータ３４ｃが５００〜８００Ｗである。
内ヒータ３４ａ、中ヒータ３４ｂ、外ヒータ３４ｃのそ
れぞれに対する制御系からのシーケンサ制御信号（横
軸）と、電力（図３）、電流（図４）、電圧（図５）と
の関係を示した図である。これらの関係によって、各ヒ
ータの発熱量が適切に調節され、基板保持体１３の温度
分布を制御することにより基板１４の温度分布を細かく
調製することができる。通常の成膜条件に対する各ヒー
タ３４ａ，３４ｂ，３４ｃでの電力条件は、内ヒータ３
４ａが３００〜５００Ｗ、中ヒータ３４ｂが１００〜３
００Ｗ、外ヒータ３４ｃが５００〜８００Ｗである。
【００３７】上記のようにセラミックヒータ３１のヒー
タ部（カーボンコーティング部）のパターンの形成と、
各パターンでの電流値の調節によって基板保持体１３へ
の輻射熱の分布が細かく制御することができ、この結
果、基板保持体１３の温度分布の制御を細かく行うこと
ができる。
タ部（カーボンコーティング部）のパターンの形成と、
各パターンでの電流値の調節によって基板保持体１３へ
の輻射熱の分布が細かく制御することができ、この結
果、基板保持体１３の温度分布の制御を細かく行うこと
ができる。
【００３８】セラミックヒータ３１の寿命は、従来のラ
ンプによる加熱装置の寿命よりも格段に長く、通常の使
用（３００〜１０００Ｗ）の発熱条件での使用で、従来
のランプに比較して１０〜２０倍以上の寿命があり、定
期交換の周期が非常に長く、ＣＶＤ装置の稼働率を向上
することが可能である。本実施例によるＣＶＤ装置の連
続使用では２年間に渡ってセラミックヒータの使用が可
能であった。
ンプによる加熱装置の寿命よりも格段に長く、通常の使
用（３００〜１０００Ｗ）の発熱条件での使用で、従来
のランプに比較して１０〜２０倍以上の寿命があり、定
期交換の周期が非常に長く、ＣＶＤ装置の稼働率を向上
することが可能である。本実施例によるＣＶＤ装置の連
続使用では２年間に渡ってセラミックヒータの使用が可
能であった。
【００３９】基板保持体１３の加熱制御、すなわち所定
温度への昇温と、温度の安定性は、基板保持体１３内に
設けられた熱電対２５によって基板保持体１３の温度を
測定し、その測定値を、良く知られた加熱制御系（図示
せず）にフィードバックすることにより行われる。
温度への昇温と、温度の安定性は、基板保持体１３内に
設けられた熱電対２５によって基板保持体１３の温度を
測定し、その測定値を、良く知られた加熱制御系（図示
せず）にフィードバックすることにより行われる。
【００４０】本実施例によるセラミックスヒータ３１は
基板保持体１３と分離された状態で所定の距離をあけて
設けられており、さらに後方の反射板３８とも分離して
いるため、着脱が非常に容易であり、短時間で交換でき
る。そのため、ＣＶＤ装置の稼働率を向上できる。
基板保持体１３と分離された状態で所定の距離をあけて
設けられており、さらに後方の反射板３８とも分離して
いるため、着脱が非常に容易であり、短時間で交換でき
る。そのため、ＣＶＤ装置の稼働率を向上できる。
【００４１】上記ＣＶＤ装置における成膜は、セラミッ
クヒータ３１によって所望温度に保持された基板保持体
１３上に基板１４が置かれた後、反応ガス供給板１２に
より反応ガスを導入して行われる。
クヒータ３１によって所望温度に保持された基板保持体
１３上に基板１４が置かれた後、反応ガス供給板１２に
より反応ガスを導入して行われる。
【００４２】上記実施例に係るＣＶＤ装置において、通
常の成膜条件は、成膜初期の核生成段階として、反応ガ
スＷＦ6 は２〜１０sccm、ＳｉＨ4 は２〜１０sccm、パ
ージガス（Ａｒ）は１００〜５００sccm、成膜温度は４
００〜５００℃、成膜圧力は０．５〜１０Torrで成膜が
行われ、続いて、Ｈ2 の還元により厚膜が形成される成
膜条件は、反応ガスＷＦ6 は５０〜２００sccm、Ｈ2 は
５００〜２０００sccm、パージガス（Ａｒ）は３００〜
１０００sccm、成膜温度は４００〜５００℃、成膜圧力
は３０〜７０Torrである。
常の成膜条件は、成膜初期の核生成段階として、反応ガ
スＷＦ6 は２〜１０sccm、ＳｉＨ4 は２〜１０sccm、パ
ージガス（Ａｒ）は１００〜５００sccm、成膜温度は４
００〜５００℃、成膜圧力は０．５〜１０Torrで成膜が
行われ、続いて、Ｈ2 の還元により厚膜が形成される成
膜条件は、反応ガスＷＦ6 は５０〜２００sccm、Ｈ2 は
５００〜２０００sccm、パージガス（Ａｒ）は３００〜
１０００sccm、成膜温度は４００〜５００℃、成膜圧力
は３０〜７０Torrである。
【００４３】上記実施例では、本成膜条件下で成膜分布
測定径１４０mmにおいて±５％と良好な値が得られ、か
つ裏面成膜が全くない状態であった。成膜領域は基板側
面までであるが、下地ＴｉＮの成膜範囲より内側であっ
た。
測定径１４０mmにおいて±５％と良好な値が得られ、か
つ裏面成膜が全くない状態であった。成膜領域は基板側
面までであるが、下地ＴｉＮの成膜範囲より内側であっ
た。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、所定の取付け構造を有するセラミックヒータを使
用し、かつ反応容器内に当該セラミックヒータを配置す
るようにしたため、基板保持体の温度分布の制御性を向
上し、加熱効率を高め、加熱装置部の交換を容易に行う
ことができ、交換作業によるＣＶＤ装置の稼働率を向上
し、高い歩留りと高い生産性を達成することができる。
れば、所定の取付け構造を有するセラミックヒータを使
用し、かつ反応容器内に当該セラミックヒータを配置す
るようにしたため、基板保持体の温度分布の制御性を向
上し、加熱効率を高め、加熱装置部の交換を容易に行う
ことができ、交換作業によるＣＶＤ装置の稼働率を向上
し、高い歩留りと高い生産性を達成することができる。
【図１】本発明に係る加熱装置を備えたＣＶＤ装置の概
略的な構成を示す縦断面図である。
略的な構成を示す縦断面図である。
【図２】セラミックヒータの平面図である。
【図３】本実施例によるセラミックヒータの各領域にお
ける制御信号値と電力との関係例を示すグラフである。
ける制御信号値と電力との関係例を示すグラフである。
【図４】本実施例によるセラミックヒータの各領域にお
ける制御信号値と電流との関係例を示すグラフである。
ける制御信号値と電流との関係例を示すグラフである。
【図５】本実施例によるセラミックヒータの各領域にお
ける制御信号値と電圧との関係例を示すグラフである。
ける制御信号値と電圧との関係例を示すグラフである。
【図６】従来のＣＶＤ装置の加熱装置の例を示す縦断面
図である。
図である。
１１ 反応容器 １２ 反応ガス供給板 １３ 基板保持体 １４ 基板 １８ リング板 １９ 上下軸部 ２０ シールド部材 ２１ シールリング ３１ セラミックヒータ ３２ 支持部 ３３ 反射板 ３４ カーボンコーティング部
フロントページの続き (72)発明者 高橋 信行 東京都府中市四谷５丁目８番１号 日電ア ネルバ株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 反応容器内に設けた基板保持手段の上の
基板に対して反応ガス供給手段で供給された反応ガスを
供給することにより前記基板の上に成膜を行うと共に、
前記基板の外周縁の近くに配置されるリング部を含むシ
ールド機構を前記基板保持手段の周囲に設けることによ
りパージガス供給路を形成し、前記成膜時に、前記基板
と前記リング部との間の隙間から前記パージガス供給路
で供給されるパージガスを吹出すようにしたＣＶＤ装置
において、 前記パージガス供給路内における前記基板保持手段に近
接した箇所に、前記基板保持手段に非接触状態で発熱体
を配置したことを特徴とするＣＶＤ装置の加熱装置。 - 【請求項２】 前記発熱体はセラミックヒータであり、
このセラミックヒータは、前記反応容器の壁部に設けら
れた少なくとも３つのセラミック製支持部の上に固定さ
れることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置の加熱
装置。 - 【請求項３】 前記セラミックヒータの配線端子に保護
カバーを設けたことを特徴とする請求項２記載のＣＶＤ
装置の加熱装置。 - 【請求項４】 前記セラミックヒータの発熱部は、個別
に温度制御される少なくとも２つの領域に分割されるこ
とを特徴とする請求項２記載のＣＶＤ装置の加熱装置。 - 【請求項５】 前記配線端子は高融点金属で作られるこ
とを特徴とする請求項３記載のＣＶＤ装置の加熱装置。 - 【請求項６】 前記セラミックヒータの背面位置に反射
手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のＣＶＤ装
置の加熱装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP7129207A JPH08302474A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Ｃｖｄ装置の加熱装置 |
| TW085104694A TW353764B (en) | 1995-04-28 | 1996-04-19 | Heating device of CVD device |
| US08/634,873 US5766363A (en) | 1995-04-28 | 1996-04-19 | Heater for CVD apparatus |
| KR1019960012585A KR100244954B1 (ko) | 1995-04-28 | 1996-04-24 | 씨브이디(cvd) 장치의 가열장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7129207A JPH08302474A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Ｃｖｄ装置の加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08302474A true JPH08302474A (ja) | 1996-11-19 |
Family
ID=15003789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7129207A Pending JPH08302474A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Ｃｖｄ装置の加熱装置 |
Country Status (4)
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|---|---|
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| JP (1) | JPH08302474A (ja) |
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| TW (1) | TW353764B (ja) |
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