JPS5959878A - 化学的蒸着装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、化学的蒸着装置および方法に関する。特に１
本発明は選択された元素および化合物の基鈑上への非常
に均等な汚染されないコーティングの化学的蒸着のため
の装置および方法に関する。

化学的蒸着（ＣＶＤ）法は、化学反応により気相から基
板上に固体材料を蒸着するプロセスである。関ゲする蒸
着反応は−・般に、熱分解、化学的酸化、または化学的
還元である。熱分解の一例においては、有機金属化合物
が蒸気として基板表面に対して移動され、基板表面」−
の元素金属状態に還元される。

化学的ｍ１元の場合は、金属蒸気もまた使用することが
できるが、最も一般的に使用される還元剤は水素である
。基板はまた、シリコンによるタングステンヘキサフル
オリドの場合における如く還Ｊｉｃ剤として作用する。

基板はまた。１つの化合物１；ｕち合金蒸着物の１つの
元素を供給することができる。このＣＶＤ法は、多くの
元素および合金、ならびに酸化物、窒化物および炭化物
を含む化合物のノｈ着のために使用することができる。

本発明においては、ＣＶＤ法は多くの目的のため基板■
−の蒸着物形成に使用することができる。

炭化タングステンおよび酸化アルミニウムの切削「具へ
のコーティング、タンタル、窒化ホウ素、シリコン・カ
ーバイド等の耐食コーティングおよび腐食を減少する鋼
鉄上のタングステン舎コーティングを本発明により付着
することができる。

同体の′電子素子およびエネルギ変換素子の製造におい
て本装置および方法は特に有利である・電子材料の化学
的な蒸着法については、Ｔ、Ｌ。

Ｃｈｕ’Ｊｔｌ＞　ｒＪ、　Ｂａｃ、　Ｓｃｉ、Ｔｅｃ
ｈｎｏｌ、Ｊ第１θ巻、第１号（１９７３年）およびＢ
、　Ｅ、　Ｗａｔｔｓ　ｃ７）　ｒＴｈｉｎＳｏｌｉｄ
　ＦｉｌＩＩｌｓ　Ｊ？ＪＳ１Ｂ巻第１号（１９７３年
）において記載されている。これら文献は、例えばシリ
コン、ゲルマニウムおよびＧａＡｓの如キエビタキシャ
ル・フィルムの形成およびドーピングについて記載して
いる。エネルギ変換の分野においては、ＣＶＤ法は核分
裂主反応、太陽エネルギの収集、および超伝導のための
材料を提供する。化学的蒸着の分野の要約は、本文に参
考のため引用される［材料科学ジャーナル」第１２号（
１９７７年）１２８５頁のＷ、　Ａ、　Ｂｒｙａｎｔ著
「化学的蒸着の基本則」審こ見出される。

温度、圧ツバ反応ガスの比率およびガス流の畢および分
布の蒸着パラメータは、蒸着速度および蒸着の所要の均
一性および品質を提供する特定のシステムの能力を厳密
に決定する。従来技術のシステムの制約は、このような
要因の１つ以−トを売方に制御する上での能力不足また
は蒸着の汚染から生じる。

化学的蒸着のため使用される反応室は一般に常温壁面ま
たは高温壁面システムに分類される。常温壁面システム
においては、ノ＾板は内部の支持要、＋、の電磁結合、
または輻射加熱、または直接’ｉ［気抵抗加熱によって
加熱される。高温壁面システムは、加熱による反応及び
へ着区域を形成するように配置された輻射加熱要素に依
存する。伝導または対流による加熱の試みもまた高温壁
面システムにおいて用いられてきた。

化学的蒸着のための常温壁面システムついては、米国特
許第３，５９４，２２７号、同′！ｔＳ３，６９１３．
２９８号、同第３，７０４，９８７号および同第４，２
８３，８７２号において記載されている。これらのシス
テムにおいては、半導体ウェーハが真空室内に置かれ、
誘導コイルが真空室の外側に配置されている。このウェ
ーハは、高周波エネルギによって加熱するための感受性
の高い材料上に＠置される。中間の半導体ウェーハ領域
に対して熱を局在化することにより、化学的蒸着は加熱
された領域のみに限定される。加熱されない壁面はＣＶ
Ｄ温度より低いため、壁面ヒの蒸着は減少する。反応域
における温度は、通常高温壁面システムにおいて得られ
るもの程均智でない。

米国特許第３．７０５，５６７畦は、半導体ウェーハに
ドーピング物質をドープするためのシステムに関する。

ウェーハを保有する室は片持ちで支持されたシステム内
のオーブン内まで延在している。加熱素子が側面に沿っ
て設けられ、中心部に配置されたウェーハの温度は端部
における温度とは実質的に異っている。蒸気の拡散状態
はウェーハの姿勢に対して直角方向であり、ウェーハは
均等な濃度のドーピング物質に露呈されることがない。

ＶＬＳＩ（超大規模集積回路）の如き進歩した半導体素
子の場合に要求される縁部かも中心部、ウェーハからウ
ェーハ、およびバッチからパッチにおける均一性はこの
ようなシステムによっては達成率＋ｙｆ能である。この
システムは閉鎖型の蒸着システムであって、キャリア拳
ガスを使用する確実なガス流を提供するものではない。

現ｉ＋＋：半導体材料の製造に使用されている高温壁面
ＣＶＤシステムは、そのほとんどが変換ドーピング類で
ある。これらは長い管状の石英または類似の不活性材料
の反応炉を有し、熱は円筒状部分の外周部にコイル状を
なす加熱素子によってＩＪ′−えられる。反応炉の端部
は加熱されず、温度の変化は非常に大きいため蒸着室の
中心部分（典型的には、加熱部分全体の部分の−）のみ
しか使用できない、この制限された反応区域の各部間の
平衡温度の変化は一般に４℃を超える。管状壁面はコー
ティングがなされ、取外しおよび清掃が困難であり、塵
埃の根源となる。ウェーハは管状の反応炉の端部を越え
て片持ち状に支持されるポート内に配置され、ウェーハ
は前記室から片持ち支持された支持部を完全に引込める
ことにより再び装填される。中−・の変換ドーピング炉
および関連装置の有効反応域（約７６．２ｃｍ　（３０
インチ）の場合）により占められる床面積は約８．５乃
至７．４ｒｎ’（７０乃至５ｏｒｔ２）である。このよ
うな変換炉は進歩した一体型回路要素の製造においては
使用が厳しく制限され、しばしば半導体ウェーハを汚染
し、高い不良発生率の原因となる。維持電力要件は高価
につき、弔位容騎は熱的平衡状態に達するに要する長い
１１７１間により制約される０本発明の前には、゛ト導
体産業におい′て、ＶＬＳＩ素子の如き最も進歩した集
積回路要素に対して必要な精度の高い高品質のコーティ
ングの製造のための装置は人手できなかった。これは、
絶縁耐力、固有抵抗等の如き均一で均質な物理的および
電気的特性に対する要件が増加した結果である。

本発明は、内部の蒸着反応室を実質的に囲繞する輻射熱
源を有し、ｊＦ確に制御された条件を内部に提供する化
学的Ｎ着装置に関するものである。

内部蒸着反応室は等温室でよく、あるいはオペレータに
より予め定められる如くＩＦ確に制御された温度勾配を
有するものでよい、この内部蒸着反応室はガスを内部室
に導入しこれからガスを除去するためのガス分散システ
ムを有する。真空室は内部蒸着反応室を密閉し、真空室
の壁面は内部室の壁面から離間されている。真空室はド
ーム状の・＼ウジングを有することが望ましく、またそ
の壁面は輻射線に対し実質的に透明である材料から作ら
れることが望ましい。輻射熱源はドーム状のハウジング
の外表面ヒで隔てられ、制御された加熱を行なうように
配置される。基部の輻射熱源もまた設けることができる
が、これらは真空室内部またはその外部のいずれかに設
けることができる。

一実施例においては、真空室の基部はドーム状の形態を
有する。内部室を囲繞する空間におけるガス圧力を内部
室内の圧力よりも高い正圧に維持することにより、内部
室からのガス成分の漏洩を阻１１・し、真空室に対する
汚染物の析出が減少させられる。

基板Ｊ−への材料の化学的蒸着のための本発明の方法は
、基板表面と略々平行の方向の流れにより基板表面を横
切る単一パスにより反応ガスを通過させることを含む。

前記基板は、２５０乃至１３００°Ｃの蒸着反応温度お
よび７５０ト一ル以丁の圧力を有する制御された温度の
反応区域内に配置され、反ＩＸ：区域内のどの地点にお
ける温度差も所要の均等な温度又は温度勾配より２℃以
内である。蒸着ガスは、１枚の基板の表面−ヒを通過し
た後除去されることが望ましい。望ましい実施態様にお
いては、Ｙ゛導体ウェーハの如き基板はその表面が垂直
面内にあるように指向され、反応ガスは分散装置から垂
直方向にウェーハを通ってガス収集装置に向けて送られ
る。反応室内の制御された温度条件は、この反応室を実
質的に囲繞する輻射熱源により加熱することによって得
られる９反応室の壁面は、輻射線に対して略々透明な材
料から作られている。反応室はその壁面から離間された
真空室によって囲繞され、真空室の壁面を実質的に囲繞
する輻射熱源により熱が供給され、真空室の壁面は輻射
線に対して実質的に透明な材料から作られることが望ま
しい。

本発明の目的は、基板の表面に更に均等な汚染物質を含
まない蒸着物を提供する正確に制御された温度の化学的
蒸着システム（即ち、正確に制御された温度勾配を有す
る等温システム即ちＣＶＤシステム）の提供にある。別
の目的は、単位基板コーティング容量当り遥かに小さな
床面積しか占めず、基板を反応室内に装填するための比
較的効率のよい装填システムを提供し、最初の基板の装
ｊＨから撤去までの作用ザイクルを短縮し、内部反応室
の構成要素を迅速に撤去し、従来技術の装置よりも実質
的に少ないコーティングを施した基板当りの動力要件を
有する装置の提供にある。

本文に用いられる用語「化学的蒸着」およびｒＣＶＤＪ
とは、化学的蒸着法の基本特性を維持しながら１反応ガ
スの反応性、化学的特性または化学組成を増加しあるい
は変化させるプロセスの変更を含むべく定義される。こ
のため、プラズマの助けを借りた化学的蒸着法、紫外線
により励起される（紫外線励起）化学的蒸着法、マイク
ロ波で励起される化学的蒸着法の如き反応ガスの分子が
更に反応性の高い要素に変換されるプロセスが、本文に
おいて用いられる如き用語の意味の範囲内に舎まれる。

本文に用いられる如き用語「輻射熱源」は、これにより
熱の少なくとも一部が輻射によって伝達される加熱のた
めのシステム即ち手段を含む。伝導および対流による熱
伝達もまた生じることも認識され意図されている。この
「輻射熱源」は、温ＩＷの１−、昇が影響を受ける状態
についての制限を設けず１−昇した温度を有するどんな
材料でもよい。

抵抗熱要素およびコーティング、熱ランプ、加熱液体お
よび溶液、およびマイクロ波即ち誘導加熱材料は、例え
ば「輻射熱源」として機能し得る。

第１図においては、本発明の化学的５着法の一実施例の
断面図が示されている。真空室２はドーム状のハウジン
グ４とドーム状の基部６により画成される。抵抗加熱素
子８はハウジング４の円筒状側壁面とドーム状頂部の周
囲にコイル状に巻付けられ、抵抗熱素子１０はドーム状
基部６の外表面に巻付けられている。加熱素子８とｌＯ
の間隙は。

Ｊ又１６室１８内の制御された温度条件（等温条件又は
制御された温度勾配条件）を提供するように選定される
。絶縁材料１２はドーム状のハウジング４と１一部ケー
シング１４の間およびドーム状基部６と基部ケーシング
１６の間に配置されている。

ＣＶＤ反応室１８は、反応室の基部即ちガス−コレクタ
２２によって支持されたドーム状の反応室壁面２０によ
って画成される。ノん板支持ロッド２４が、ガスやコレ
クタ２２に対して融着されるかその上に支持されている
。垂直方向を向いた基板（半導体ウェーハの如き）２Ｂ
はロッド２４上に静置するポート２５Ｆに支持されてい
る。導管路３０により支持された反応ガス分散装置２８
は、流入する反応ガスを内部の蒸着反応室１８内全体に
分散する。導管路３０およびガス−コレクタ２２は、ド
ーム状の基部６の−７（３であるガス系統のケーシング
３２内を通る。

パージングＯガス人口３４が環状のフランジφリング組
立体３６内に設けられ、この組立体はドーム状ハウジン
グ４とドーム状基部６を一緒に保持している。室壁面の
上昇した温度によるシールの破壊を阻止するために、結
合フランジ・リング組立体３６には、冷却流体入口部３
８と冷却流体出口部（図示せず）を有する循環冷却流体
系統が設けられている。この冷却流体は例えば□水また
は空気でよい。

必要に応じて、ドーム状基部６における張力を逃すため
ドーム状基部６と基部板１６間の間隙におけるガス圧力
を低下するため真空導管路３５を使用することができる
。真空室の壁面４の内部壁面は、反応室壁面２０上の対
応する突起部３ｇと相ケに作用（保合）し、反応室の壁
面２０を持丘げて−ｈ部組〜χ体が基板の撤去および再
装填のため取外される時基板装填区域を露呈する突起部
３７を有する。

第２図においては、第１図における装置のフランジ領域
の部分的に拡大された断面図が示されている。結合フラ
ンジ・リング組台体３８はドーム状ハウジング４の縁部
と封ＩＬ作用的に係合状態にあるＩ−、部フランジ・リ
ング４２を有し、シール５０がその間にＭ１ト部を提供
する。中間のフランジ・リンク４４は同様にドーム状の
基部フランジ４日とＭｌ）二作用的に係合関係にあり、
シール５２がその間に封ＩＦされた位置関係を提供する
。シール５４は」一部フランジ争リング４２と中間のフ
ランジ拳リング４４間にシールを提供する。下部のフラ
ンジ・リング５８はドーム状のノル部フランジ４８を支
持し、ガスケット６０がその間に真空封止状態を提供す
る。冷却流偉人ＥＪ部６２が」二部フランジ拳リング４
２に設けられ、冷奴チャネル６４に冷却流体を供給する
。冷却流偉人１」部６６が下部フランジ・リング５８に
設けられ、冷媒を冷媒チャネルθ８に対して供給する。

中間フランシーリング４４はまた、パージング・ガス入
「Ｉ通路７０を有する。シール５０．５２．５４は、そ
の物理的特性を上昇温度において維持する重合材料から
選択された０リングでよい。ガスケット６０は類似の重
合材料から作ることができる。ソールもまた金属シール
でよい。

第３図においては、第１図および第２図の線Ａ−Ａに関
する中間フランジ・リングの断面図が示されている。こ
の図は冷媒循環系統を示している。冷却流体の人口管路
７２はチャネル７４の一端部と律通し、冷却流体の出口
管路７６はチャネル７４の他端部と連通する。パージン
グΦカス入目通路７０は冷媒チャネル端部間にあり、パ
ージング・ガス人口管路３４により供給される。真空管
路７３は真空解除通路７５と連通している。

汚染物質および塵埃を全く含まない蒸着物の純度および
均一性は現代の半導体産業の重要な要件である。一般に
、汚染源となる可能性を有するＣＶＤ装置の全ての構成
要素は汚染することのない材お１から選択されなければ
ならない。更に、本発明のＣＶＤ装置におけるいくつか
の構成要素は。

制御された温度条件および有効な動力使用量を迅速に得
るため実質的に輻射線に対して透明である材才°１から
作られることが望ましい。従って、第１（４および第２
図においては、ドーム状ハウジング４、ドーム状基部６
、ドーム状反応室２０、基板支持部２４、ポート２５、
反応ガス導管路３０およびガス系統ケー・シング３２は
高純度のガラスもしくはシリコンから構成されることが
望ましい、シリコンは多結晶質および単結晶質の両方で
使用５（能である。自空室に露呈される金属部分、例え
ばフランジ４２は、　３１８ステンレス鋼の如き不活性
のステンレス鋼でなければならない。

典型的な作動サイクルにおいては、未システムは所要の
作動温度、通常は２５０乃至１３００℃に予熱寝れてい
る。加熱素子８および１０は、伺勢される時　ドーム状
ハウジング４、ケーシング３２を含むドーム状基部６、
ガス争コレクタ２２および反応室壁面２０の石英壁面を
通過する輻射線を生じる。このため、所要の作動レベル
まで温度を迅速にＦ昇させる。木装顛の、に部構成要素
、即ちドーム状ハウジング４および関連する加熱素子８
、絶縁材料１２および外側ケーシング１４は単一の装置
を形成し、これは持［−げられる時、突起部３９と係合
して内部の蒸着反応室の壁面２０を持トげて基板装填Ｉ
ｘ城を露出する。内側の蒸着反応室１８はこの時、ボー
ト２５に取付けられた垂直方向を向いた基板２６が装填
される。次に本装置の−に部構成賞素は作動位−にドさ
れる。真空状態に置かれ、重量と空気の圧力の組合せが
前記構成要素を一体に強制し、シールおよびガスケット
を圧縮して真空シールを形成する。真空室２内の圧力は
、ガス・コレクタ２２を介してガスを排出することによ
り　０．’００００５トールより低く低ドさせられる。

温度がｒｌｆび所要のイ１ｆｉの平衡状態に達する時、
反応ガスがガス導管路３０および分配装置２８を介して
導入される。カスはＩＦ圧十′でｔｌｉ行な基板面間か
らコレクタ２２に対して送られ、これにより前記基板面
と・１ｉ行な経路内で基板面により屯−のバスを形成す
る。反応ガス中の反応成分の消耗はこれにより弔−のパ
スにおいて生じる程度に制限される。このため、蒸着さ
れるコーティングの良好な均一性および制御を提供する
。廃棄ガス令コレクタ３２叱従来周知の真す：′ポンプ
および洗浄システム（図小せず）と接続されている。反
応ガス成分およびギヤリア伊カスからの反応生成物を除
去することか可能な適当な洗浄システムを使用すること
ができ、適当などんな真空ポンプおよび関連する装置で
も使用することができる。特定のコーティングに対して
必要とされるガス組成、温度および他の条件のＪ１例に
ついては、参考のため本文に引用したＷ、　Ｂｒｏｗｎ
等のｒｓｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊ　ｉ８４号５１〜５５頁（１９７９年７月）およびＷ
、’　Ｋｅｒｎ　′４のｒＪ、Ｖａｃ。

Ｓｃｉ、　Ｔｅｃｈｎｏｌ、　Ｊ第１４巻第５号（１９
７７年）において記載されている。

中間温度処理条件の事例は下表において示される。

−。

さ劃　　　！ Ｎ 唱 ｌ−記の条件は事例により示されるものであって、限定
としてではない。

入［−１部３４を介して導入されるパージノブ・ガスは
反応ガスと共存可能なガスであり１例えば、キャリア◆
ガスでよい。反応室１８に対して外側の真空室２内のガ
ス圧力は、室１８内の圧力よりも僅かに高い。このため
１反応室１８からその外側の真空室の各部内への反応ガ
スの漏洩を阻止する。このことは１本システムにおいて
は、ドーム状ハウジング４およびドーム状基部６の内表
面がウェーハと同じ温度であり得かつＩ！Ａ着反応を維
持する故に特に哨要である。その結果生じる蒸着物は塵
埃を）１ニジ、再装填中水蒸気を吸収し、輻射線に対す
る壁面の透過性を低下させることにより（蒸着した材料
が輻射線に対し不透明２である時）、加熱効率を低ドす
るおそれがある。従って本発明のシステムにおいては、
蒸着は基板および１反応室の壁面２０の如き反応室に露
出される諸要素、基板支持部２４を有するガス−コレク
タ２２およびポート２５に限定される。汚染された構成
要素は新鮮な要素と迅速に交換することができ、汚染要
素はシステムの作動を妨げることなく　ｉｉｒ使用のた
め洗浄することができる。従って、内側の反応室の構成
要素の清掃のための分解および取外しを容易にするよう
に構成されることが本発明の非常にｒ＃、要な特質であ
る。

第４図においては、本発明のＣＶＤ１置の別の実施例が
示されている。真空室８０は、石英、シリコンまたは輻
射線に対して透明な類似の不活性材料から作られること
が望ましいドーム状ノ＼ウジング８２と・Ｖ川な基部８
４により画成される。加熱要素８６がドーム状／＼ウジ
ング８２の外表面の周囲に巻伺けられている。例えば、
放物反射面を有するタングステンΦフィラメント９ラン
プまたはノ＼ロゲン・ランプでよい◆ノｎす熱ランプ８
８・は、ノ、（部８４のＦ力に配置され、輻射線を反応
室９６に対して指向させるように位置される。加熱要素
８Ｂと加熱ランプ８日は反応室８Ｂに制御された温度条
件を提供するように、１間され、この反応室は輻射熱源
により′：￥質的に包囲されている。絶縁材料８ｏは、
ドーム状ハウジング８２と１一部ケーシング９２間の空
隙を充填する。

内側のハム反応室９６は、ガス◆コレクタ１０２の頂部
に配置された反応室の壁面９８により画成される。ガス
、ｅコレクタ１０２に対して溶着された基板支持ロンド
１０４は、基板＋０８が垂直位置に支持されるボー）　
１０Ｅｉを支持する。ガス分散装置１．１０は、反ｌａ
ｇ；ガス導管路１１２がらのガスが供給される。このガ
ス分散装置は、基部８４の一部でありあるいはこれに対
して溶着されたガス装置ケーシンク１１４を介して真空
室内に進入する。

パージングやガス人口部１１６は環状のフランジｍ＋〜
゛ノ体１１８に配置される。ドーム状ハウジング８２と
）、（部８４は結合フランジ拳すング組ｖ体１１８によ
り封１１係合状態になるよラ一体に保持されている。冷
却離体は、第２図および第３図に示されるように適当な
入目部および出Ｉ−１部（図示せず）により環状フラン
ジ要素を介して循環させられる。

この冷却系統はシールを熱的損傷から保護している。

第５図においては、本発明の更に別の実施例が小３．１
１ている。真空室１３０はドーム状ハウジング１３２と
基部！３４により画成される。このドーム状・＼ウジフ
グ１３２ど法部１３４は、石英、シリコンまたは他の不
活性即ち共用Ｏｆ能な材料から作られることが望ましい
。加熱要素１３６はドーム状ハウジング１３２の外側に
巻伺けられている。加熱要素１３８は各要人を絶縁する
ため石英で封Ｉ）ニされ、コイル状の石英で封１ト１２
、あるいは２枚の溶着された石％ｉｉ間で月１１−する
ことができる。これらの加沖・要素は市：源に対し保護
された配線（図示せず）によって適当に接続されている
。熱源１３６と１３８は反応室１４８内に制御された温
度条件を皮供するよらに離間されている。絶縁材料１４
０は、　　ト’　−ｙ−。

状ハウジング１３２と外側のケージング１４２問および
基部１３４と外側の基部ケージング１４４問の空隙を充
填する。

内側蒸着反応室１４６は、ドーム状反応室の壁面１４８
とカス争コレクタ１５０により画成される。基板支持ロ
ッド１５２は、基板１５１３を垂直位置に保持するポー
ト１５４を支持する。これらの構成要素がイ１矢から作
られることが望ましい。反応ガスの分Δを装置１５８は
、導管路１６０を介して反応ガスか供給され、カス供給
分はケーシング１Ｂ２内に保持される。

パージング争ガス人口部１６４は前述の如く、パージン
グ・カスを供給する。環状の結合フランジ・リング組■
体１８６は、真空室の１−下の跨素間に：、ｋｔ　＋）
−係合状態を提供する。結合フランジ・リングＭｌ　１
’／体１８６は、第２図および第３図に関して記述した
方法でシールを保護する冷媒の入口部と出１１部（図ボ
せず）が設けられている。

第６図においては、輻射熱ランプを含む本発明の更に別
の実施例の断面図が示されている。真空室１８０は、１
一部のドーム状ハウジング１８２と基部１８４により画
成される。輻射加熱装置１８６は／＼ウシング１８２の
周囲および基部１８４のド方で均等な空隙で隔てられて
いる。４つの四半部の内の２つが、１べされている。輻
射加熱装置１８６は、反応室１９０内に１Ｆ確に制御さ
れた温度を生しるように離間され位置されている。フラ
ンジを設けたリング組）７体１８８は、ドーム状ハウジ
ング＋８２と基部１８４間に月１１係合状態を提供する
。パージング・ガス人口部１９２と冷却流住人１」部お
よび出口部（図７１ζせず）が第２図および第３図に関
し記述した如く設けられている。

第６図に示された内側蒸着反応室１８６および関ｌ！１
！する各要素は１例えば第１図の実施例に関して記述し
た構造を有する。同様なカス分散ケーシング１９４が反
応カス入１−１管１９０を収容し、前述の如ぐガス出［
１部を形成している。

第７図は、本発明のＣＶ　Ｄ　９　′／ｉの史に別の実
施例の断面図である。　ｌＪｅ空室２２０はドーム状ハ
ウシ〉・グ　２２２とドーム状基部２２４により画成さ
れる。

加Ｍ要素２２８と２２８は、ドーム状ハウジング２２と
ドーム状基部２２４の各々の外表面において反応室２３
６にＩＦ確な温度制御をｌ−える形状でコイル状に巻伺
けられている。絶縁材料２３０は、ドーム状ハウジ〉′
グツ２２と対１５する外側のドーム状ケーシング２３２
間およびドーム状基部２２４と各々の外側基部ケーシン
グ２３４間の所定位１６に保持されている。

内側の蒸着反応室２３６は前述の如き形態および機能を
有する。ガス分散ケーシング２３８はト’　−／、ｈ状
ノ、（部を介して延在してこれと刺止係合関係にある。

反１もガスの／ｌ′ｉ路２４０はこのケーシング２３８
を目通している。パージング・カス人１−１管路２４２
は前述の如くパージング・ガスを提供する。環状の結合
フランジ・す〉′グ組立体２４４および前記パージング
・ガス人１１部、冷却流偉人１１部およびこれらと関連
するシールは第８図に示されている。

第８図においては、第７図の結合フランジ・リングＡ１
１．　ｓ°１体２４４の部分断面図が示されている。ｌ
一部のフランジ拳すノグの頂部片２６０は、これとハウ
ジング・フランジ８８８間にＯリングの如きガス′ｒ・
・ノド２″７１　を有する。に１部フランジ・リングの
−Ｆ＋ＲＪｉ２ｓ２は、これとハウジングのフランジ２
６８間にシール２７２を有する。前記頂部片２８０およ
び底部Ｊ！’２６２がボルト２７８により一体に押圧さ
れる時、シール２７２は圧縮されてこれら要素間に真空
ソールを提供する。同様に、ド部フランジ・リングの１
０部片２θ４はこれとドー１、状基部フランジ２７ＯＩ
ｌＨにシール２７３を、ｈする。下部フランシーリング
のツム部片２６日はこれとドーム状の基部フラン−／２
７０１川にガスケント２７４をイ（する。ポル１・２１
３０の月−１６作川用にある時、＋ｉｉｊ記ド部フラン
ジ争リンクのＬ〔覆部および底部片は一体に押圧される
。このため、シール２７３を圧縮作用下に置き、シール
２７３力＜１１向面間に真空シールを提供する。別のシ
ール２７６が１４部フラ〉・ジ拳リングの底部片２６２
と−１・部フラッジ争リングの１０部片２６４間に配置
される。これらシールは、例えば、Ｘ、Ｅ、Ｄおよび丸
い形状を含む色々な形状の１つを有する弾性に富むＯリ
ングまたは金属シールでよい。Ｌ部ハウジング２７８の
荷重および空気圧力（室２２０を抹気する時）による圧
縮作用下に置かれる時、シール２７６は真空シールを提
供する。フラッジ争リングには冷媒人［」部２８２　、
２８４　、２８８　、２８８が設けられている。冷却流
体はフランジ要素全体を循環シ２．これらフランジを種
々のシールおよびガスケントを過熱状態から保護するた
め必黄な温度に保持する。

本発明のＣＶＤ装置はこれまで公知のシステムに勝る多
くの利点を提供するものである。床面積の要件は、典型
的な装置は約１．４ｍ’　（１５ｆｔ２）以１、の面積
を占めることがないが、８５％だけ減少される。変換ド
ーピング炉の長い円筒状の室が省かれるため、これもま
た基板の撤去充填作業が簡単になる。便利な分解操作は
最小限度の熱損失で迅速なＩｔ）装填を可能にし１作業
サイクルを実質的に短縮する。標準的な再装填サイクル
において汚染された反応要素を洗浄のため交換すること
ができ、また非常に清潔な塵埃のない蒸着環境の維持が
ｏ（能である。

未発明の装置により得られる反応装置環境は従来技術の
システムにおけるものと比較にならない。例えば、３０
０℃における温度４Ｌ衡状態は、標準的な高温壁面型装
置の場合の容器の閉鎖後７０分と比較して２０分以内で
達成される。３０分後には。

Ｊ又応室内の温度の変化は２°Ｃ以ドである（等温条件
の場合。温度勾配が必要とされる時は、所要の１Ｍ度勾
配から２°Ｃ以ドとなる。）。これは、８０分後には４
°Ｃの変化より大きな変化を有する従来技術の＋ｔＸｉ
温壁面の炉よりも遥かに優れている。本発明のシステム
の動力効率は略々１０倍まで白しされる。　３００°Ｃ
においては。従来技術のシステムは、典型的には、中位
当り２０００ワツトを越え継続連転）ｊνの動力要件を
）ドする０本発明のＣＶＤ装置の継続側転時の動力要件
は僅かに２００ワツＩ・に過きないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図１士上部ハウジングと基部の双方にドーム状禍造
を有する本発明のＣＶＤ装置を示す断面図、第２図は第
１図に示したＣＶＤ装置の詳細なフランジ構造を示す部
分断面図、第３図は第１図および第２図の線Ａ−Ａに関
する断面図、第４図はドーム状の１一部ハウジングと平
坦な基部構造を有する本発明のＣＶＤ＊置の別の実施例
を承す断面図、第５図は基部と反応室間の真空室内に配
置されたｍｍ熱源を有する未発明のＣＶＤ装置の更に別
の実施例を示す図、第６図は輻射ランプ熱源を含む本発
明の別の実施態様を示す断面図、第７図は１・−ム状の
一ヒ部ハウジングと基部構造を有する本発明のＣＶＤ装
置の更に別の実施例を示す図、および第８図は第７図に
ボされた装置の詳細なフランジ構造を示す部分断面図で
ある。 ２・・・真空室、４・・・ドーム状ハウジング、６・・
・ドーム状＆部、８・・・抵抗加熱素子、！０・・・抵
抗熱素ｆ−，＋２・・・絶縁材料、１４・・・、Ｌ部ケ
ーシング、１Ｇ・・・基部板、１８・・・反応室、２０
・・・反応室壁面、２２・・・ガス−コレクタ、２４・
・・基板支持ロッド、２５・・・ポート、２６・・・基
板、２８・・・反応゛ガス分散装鍔、３０・・・導管路
、３２・・・ケーシング、３４・・・パージング轡ガス
込口、３５・・・真空導管路、３６・・・結合フランジ
・リング紹ケ体、３７・・・突起部、３８・・・冷却流
体人口部、３９・・・突起部、４２・・・・ｌフランジ
−リング、４４・・・中間のフラン・ジφリング、４８
・・・基部フランジ、５０・・・シール、５２・・・ソ
ール、５４・・・・シール、５８・・・ド部のフランジ
争リング、６０・・・カスケラト、６２・・・冷却流偉
人１−１部、６４・・・冷奴チャネル、８Ｂ・・・冷却
流偉人１」部、６Ｂ・・・冷奴チャネル、７０・・・パ
ージング争ガス入口通路。 ７２・・・人［」管路、７３・・・真空管路、７４・・
・チャネル、７５・・・負空解除通路、７６・・・出口
管路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１確に制御された内部の温度条件を生じるように
   内側蒸着反ＩＬ、室を実質的に囲繞する輻射熱装置を設
   け、前記内側蒸着反応室はガスを内側室の内部に導入し
   かつこれからカスを排出するためのガス分散装置を有し
   、中程度の真空状態を内部に維持するためｊｉｉｊ記内
   部蒸着反応室をその壁面から隔てられて囲繞する真空室
   装置を設けることを特徴とする制御された温度の蒸着装
   置。 ２、前記真空室装置がドーム状ハウシングとこれと共働
   する基部とを有し、ドー１、状ハウジングおよびＸ部の
   材料は輻射線に対し実質的に透明であり、前記輻射熱装
   置は反応室内にＩＦ確に制御された温度を生じるように
   前記ドーム状ハウジングおよび基部の外表面一トに配置
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化
   学的蒸着装置。 ３、前記基部がドーム状の壁面部分を含むことを特徴と
   する特、ｔ１請求の範囲第２項記載の化学的蒸着装置。 ４、前記真空室装置がドーム状ハウジングおよびこれと
   共（動する基部を含み、該ドーム状ハウジングおよび）
   、Ｋ　！＜Ｒの材料が輻射線に対し実質的に透明であり
   、前記輻射熱装置は、前記反応室内に正確に制御された
   温度を生じるように、前記ドーム状ハウジングの外表面
   ［−および前記基部と反応室間に配置されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１　ｔｎ記載の化学的蒸着装置
   。 ５、重犯内側蒸着反応室が前記真空室装置から離間され
   た内８ＲＱ”面により画成され、該内部壁面は輻射線に
   対して実質的に透明な材料から形成されることを特徴と
   する特４乍請求の範囲第１項記載の化学的蒸着装置。 ６、前記ガス分散装置がカス分散「８段と、基板を受取
   るため基板コーティング区域の反対側におけ不カス・コ
   レクタとを含むことを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の化学的蒸着装置。 ７　、　＋ｉｉｒ記ガス分散手段どカスψコレクタはＩ
   　ｉα位置の基板の表面に対して１ｉ行な単一パスに反
   応ガスを指向する装置を構成し、これにより反応ガス成
   分における変化が最小限度に抑制されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載の化学的蒸着装置。 ８、パージング・ガス止圧装置が、前記内部室からのガ
   ス成分の漏洩を阻１１−するため前記真空室と内部室壁
   面間に配置されることを特徴とする特許１請求の範囲第
   ５項記載の化学的蒸着装置。 ９、前記ハウジングおよび基部と間座する封ｌ−装置を
   その間に真空シールを提供するため設け、前記封１１−
   装置は前記シールに対する熱的損傷を防１１−するため
   の循環流体冷却装置を有すること伝特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の化学的蒸着装置。 １０、基板の表面を２５０乃至１３０６℃の温度および
   ７５０ｍｍＨｇより低い圧力を有する制御された温度の
   反応区域において前記基板表面と平行な方向に流れる反
   応カスと接触させる上程を含み、前記反応区域全体にわ
   たる温度差が予め選定された温度より２°Ｃより低く、
   蒸着ガスはｊｊｔ−の基板の表面−Ｌを通１−２た後Ｕ
   １除されることを特徴とする基板表面」二に制御された
   温度の化学的蒸着をＶ−ｉなう方法。 ｌ＋　、　＝７ｉ記反応区域が等温反応区域であり、該
   反応区域全体にわたる温度差が２°ＣＪ：り低いことを
   特徴とする特許請求の範囲ＰｆＳｉｏダ■記載の方法。 １２、複数の基板が制御された温度の反応室内のある面
   内で昨ｉｔ（方向に位置され、反応ガスは前記基ＪＪｚ
   表面ｌ−を重置方向に流れることを特徴とする特１．１
   ．請求の範囲第１０項記載の方法。 １３、前記反応室における制御された温度が反応室を実
   質的に囲繞する輻射熱源からの輻射線により反応室を加
   熱することにより得られ、反応室が輻射線に対し実質的
   に透明である材ネ：ｌかもなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項記載の方法。 ＋４．前記反応室がその壁面から離間された真空室のハ
   ウジングにより囲繞され、該真空室の壁面は輻射線に対
   して実質的に透明な材料から形成され、該輻射線が前記
   真空室／１ウジングを実質的に囲繞する輻射熱装置から
   得られることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載
   の方法。 １５、前記反応ガスと共存［ｉｌ　４１なパージング・
   ガスがｉｉｌ記真空室ハウジングと前記反応室間の空隙
   内に導入され、該反応室に対して外側の真空室内の圧力
   が反応室内部ガス圧力よりも高い圧力であり、これによ
   り反応室からの反応ガスの漏洩およびその結果真空室ハ
   ウジングにの蒸着が阻止されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１４項記載の方法。