KR100244954B1 - 씨브이디(cvd) 장치의 가열장치 - Google Patents

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니시히라 순지
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Abstract

가열장치는 CVD장치에 사용된다. CVD장치에서는, 기판지지체위의 기판에 대하여 반응가스공급판을 통하여 공급된 반응가스를 공급하고, 기판위에 성막을 행하고, 또한 기판의 외주에지의 가까이에 배치되는 링판을 포함하는 실드기구를 기판지지체의 주위에 설치함으로써 퍼스가스공급로가 형성된다. 성막을 행할 때, 기판과 링판과의 사이의 간극으로부터, 퍼스가스공급로에서 공급되는 퍼지가스를 분출하여, 퍼지가스로 기판의 배면성막 등을 방지한다. 퍼지가스공급로내의 공간으로서 기판지지체에 근접한 곳에, 기판지지체에 비접촉상태로 발열체를 배치하도록 구성된다. 이 발열체는, 바람직하게는 세라믹히터이다.

Description

씨브이디(CVD)장치의 가열장치
제1도는 본 발명에 관한 가열장치를 구비한 CVD장치의 개략적 구성을 나타낸 종단면도.
제2도는 세라믹히터의 평면도.
제3도는 본 실시예에 의한 세라믹히터의 각 영역에 있어서의 제어신호치와 전력과의 관계예를 나타낸 그래프.
제4도는 본 실시예에 의한 세라믹히터의 각 영역에 있어서의 제어신호치와 전류와의 관계예를 나타낸 그래프.
제5도는 본 실시예에 의한 세라믹히터의 각 영역에 있어서의 제어신호치와 전압과의 관계예를 나타낸 그래프.
제6도는 종래의 CVD장치의 가열장치의 예를 나타낸 종단면도.
본 발명은 CVD장치의 가열장치에 관한 것이며, 특히 반도체디바이스제조공정에 있어서 화학반응에 따른 기상(氣相)성장을 이용하여 박막을 형성하는 CVD장치에 적합한 가열장치에 관한 것이다.
최근의 반도체디바이스제조에 있어서, 이 디바이스위에 만들어지는 소자에 관한 집적화와 미세화의 경향은 더욱 강해지고 있다. 제조프로세스에 있어서의 소자의 미세화는 새로운 기술을 요구한다. 예를 들면, 미세홀내에 막을 충분히 매입할 것 소자에서 생기는 단차(段差)를 경감할 것, 고전류밀도에 기인하는 발열, 또는 일렉트로마이그레이션에 의한 단선을 예방할 것 등의 기술이 요구된다. 이들의 기술적 요구에 부응하는 새로운 제조프로세스의 하나로서, A1막을 형성하는 스퍼터링법에 대신하여, WF6(6불화 텅스텐)가스와 H2가스를 사용한 블랭킷텅스텐막(이하 「B-W막」이라고 함)을 형성하는 열CVD법(화학적 기상성장법)이 주목되고 있다. 이러한 B-W막을 사용하면, 예를 들어 홀경 0.5㎛이하, 아스펙트비 2이상의 홀이라도, 충분한 단차피복성을 얻을 수 있다. 이로써, 소자에서의 평탄화 또는 일렉트로마이그레이션에 의한 단선예방 등의 상기 요구를 만족시킬 수 있다.
제6도를 참조하여, B-W막을 제작하는 CVD장치의 종래예를 설명한다. 당해 CVD장치에서는 반응용기(11)내의 위쪽에 반응가스공급판(12)이 설치되고, 아래쪽에 기판지지체(13)가 설치된다. 기판지지체(13)의 상면에 기판(14)이 배치된다. 기판지지체(13)의 평면형상은 원형이다. 그리고, 도면중, 기판지지체(13)의 지지기구의 도시는 생략되어 있다. 또, 반응용기(11)의 하벽부에는 석영창이 설치된다.
반응가스공급판(12)의 하면에는 복수의 가스분출공이 형성되고, 가스공급관(16)에서 공급된 반응가스가 가스분출공으로부터 분출하여, 반응용기(11)내에 도입된다. 반응가스공급판(12)의 하면은 기판지지체(13)의 위에 배치된 기판(14)에 대향하고 있다. 반응가스공급판(12)에서 공급된 반응가스에 의하여, 기판(14)의 표면에 원하는 박막이 형성된다. 반응용기(11)내에서 생긴 미반응가스 및 부생성가스는 배기부(17)에 의하여 배기된다.
기판지지체(13)의 상면 주위에는 링판(18)이 배치된다. 링판(18)은 복수개의 상하 축부(19)에 지지되고, 이 상하축부(19)에 의하여 상하로 이동가능하게 되어 있다. 링판(18)은 기판지지체(13)위에 배치된 기판(14)의 외주에지의 가까이에 배치된다. 링판(18)의 내주에지와 기판(14)의 외주에지와는 겹쳐진 상태에 있다. 또, 링판(18)의 외측의 위치에는 통형(筒狀)의 실드부재(20)가 배치된다. 실드부재(20)의 상에지에는 실링(21)이 설치된다. 링판(18)이 하한위치에 이동하면, 링판(18)의 외주에지의 하측은 실드부재(20)위의 실링(21)에 접촉한다. 이 하한위치상태에 있어서, 반응용기(11)의 하벽, 실드부재(20), 링판(18), 기판지지체(13)에 의하여, 퍼지가스도입부(26)에서 도입된 퍼지가스가 흐르는 통로가 형성된다. 반응용기(11)에 도입된 퍼지가스는 링판(18)과 기판(14)과의 사이에 형성된 간극(21)으로부터 분출된다. 이러한 구성에 의하여, 반응가스공급판(12)에 의하여 공급된 반응가스가 간극(22)내에 침입하며, 기판(14)의 배면, 기판지지체(13)의 주위나 석영창(15)에 성막되는 것을 방지한다.
링판(18)을 상하동하도록 한 것은 링판(18)이 기판(14)의 외주에지를 약간 기판위 쪽으로부터 덮고, 기판(14)과의 사이에서 원하는 간극(22)을 형성하고, 퇴적막의 분포에 영향을 주지 않을 정도의 범위내에서 기판(14)과 링판(18)의 간극(22)에 있어서의 퍼지가스분출속도를 바람직한 속도로 하기 위해서이다.
반응용기(11)의 하벽부에 설치된 석영창(15)의 아래쪽에는, 반사부를 구비한 환영(環狀)의 램프지지부재(23)가 배치된다. 램프지지부재(23)에는, 대략 등간격으로 복수의 가열램프(24)가 배치된다. 가열램프(24)로부터 생긴 복사열은 석영창(15)을 통하여 기판지지체(13)에 부여되어, 기판지지체(13)를 가열한다. 기판(14)은 기판지지체(13)로부터 전도되는 열에 의하여 가열된다. 기판지지체(13)의 온도는 내부에 매입된 열전쌍(熱電對)(25)에 의하여 측정되고, 그 측정데이터는 그 후, 도시하지 않은 제어장치에 피드백함으로써 기판지지체(13)의 온도제어에 사용된다.
상기 구성에 의하면, 기판지지체(13)에 배치된 기판(14)에 대하여 반응가스공급판(12)으로부터 반응가스가 도입되어, 기판(14)의 위에 원하는 박막이 형성된다. 반응용기(11)내에서 생긴 미반응가스나 부생성가스는 배기부(17)로부터 배기된다. 성막의 사이에, 퍼지가스도입부(26), 퍼지가스공급로(27), 퍼지가스토출용의 간극(22)을 통하여 퍼지가스가 공급되고, 기판(14)의 외주위로부터 퍼지가스가 분출됨으로써 반응가스가 간극(22)에 침입하는 것을 방지하여, 기판(14)의 배면, 석영창(15), 기판지지체(13)에 성막이 행해지는 것을 방지하고 있다.
기판(14)은 가열램프(24)에 의하여 가열된 기판지지체(13)로부터 전도되는 열로 가열된다. 기판지지체(13)의 온도는 기판지지체(13)내에 매입된 열전쌍(25)에 의하여 측정제어된다. 또, 퍼지가스를 도입함으로써 석영창(15)의 표면이나 기관(14)의 배면에 성막되지 않도록 하고 있다. 특히 기판배면에 성막되지 않도록 퍼지가스가 기판(14)과 링판(18)과의 간극(22)으로부터만 분출하도록 구성된다.
한편, 기판(14)위에 성막되는 막의 분포를 균일하게 하기 위하여 기판지지체(13)의 온도분포를 양호하게 할 필요가 있다. 종래의 CVD장치에서는, 복수의 램프(24)와 반사판(23a)의 형상을 연구함으로써 행하고 있었다. 즉, 통상 기판지지체(13)의 외주부일수록 온도가 저하하므로, 램프(24)의 광이 외주부에 집중하도록 원형으로 복수의 램프를 배열하고, 반사판(23a)의 형상에 따라서 조사(照射)각도를 제한하도록 하고 있었다.
또, 도시되어 있지 않으나, 기판지지체(13)의 가열기구로서, 기판지지체(13)의 내부에 저항선 등의 발열체를 매입하고, 이것에 전류를 흐르게 하여, 그 때의 줄열로 기판지지체(13)를 가열하도록 한 방법도 있다.
상기 종래의 CVD장치에 있어서의 통상의 성막조건은 B-W막의 성막에 관하여, 성막 초기의 핵생성단계로서, 반응가스 WF6는 2∼10sccm, SiH4는 2∼10sccm, 퍼지가스(Ar)는 100∼500sccm, 성막온도는 400∼500℃, 성막압력은 0.5∼10Torr에서 성막이 행해지고, 이어서 H2의 환원에 의하여 후막(厚膜)이 형성되는 성막조건은, 반응가스 WF6는 50∼200sccm, H2는 500∼200Osccm, 퍼지가스(Ar)는 300∼1000sccm, 성막온도는 400∼500℃ 성막압력은 30∼70Torr이다.
전술한 종래의 CVD장치의 가열장치에는, 다음과 같은 문제가 있었다.
이 가열장치에서는, 기판지지체(13)의 특정의 장소를 집중하여 가열하도록 설계되어 있었다. 그러나, 가열램프(24)를 반응용기(11)의 외측에 놓기 때문에 램프(24)와 기판지지체(13)와의 거리가 멀어지고, 또, 램프(24)가 어떤 유한의 크기를 가지므로, 램프광의 조사범위가 넓어져서 반사판(23a)의 개구경 이상으로 되어, 세밀한 조사위치의 조정, 기판지지체(13)의 온도의 세밀한 조정을 행할 수 없었다. 또한, 반사판(23a)의 개구경을 작게 해도 반사판내에 열이 몰려 램프(24)의 열화를 빠르게 한다는 문제가 생겼다. 이 문제를 해결하기 위하여, 램프(24)를 반응용기(11)내에 넣고, 직접 기판지지체(13)를 조사하는 것도 생각되지만, 반응용기내가 감압되어 있으므로, 불가능하였다.
또한, 가열장치로서 램프히터를 사용한 경우, 램프(24)의 수명이 비교적 짧으므로, 비교적 짧은 주기로 정기적으로 교환하지 않으면 안된다는 문제가 있다. 교환작업도 주위의 반사판이나 배선 등도 동시에 착탈하지 않으면 안되어 용이하지는 않다. 또, 램프의 수가 복수개이거나, 램프가 반응용기의 아래쪽에 있는 경우 등은, 작업은 더욱 곤란하게 된다. 이 문제는 작업시간을 길어지게 하고, 장치 전체의 가동율을 저하시킨다.
또한 램프에 의한 가열방법은 반응용기(11)의 벽부에 석영창(15)을 필요로 하지만, 이 창의 내측 표면은 반응용기내에 잔류한 반응가스나 부생성가스에 의하여 더러워지기 쉽고, 이로써 램프광의 투과를 방해하고, 기판지지체(13)의 가열효율을 저하시키므로, 가열력을 높이도록 사용하여, 램프수명을 한층 저하시킨다.
또한, 가열장치로서 기판지지체(13)의 내부에 저항선발열체를 사용한 경우로서는, 저항선의 단선이 비교적 빈번히 일어나기 쉽고, 그러므로 빈번히 정기교환할 필요가 있다. 저항선의 교환은 기판지지체 그 자체를 교환하는 것이므로, 비용이 매우 높아진다는 문제를 제기한다.
본 발명의 목적은 상기 각 문제를 해결하는 것에 있으며, 기판지지체의 온도분포의 제어성을 양호하게 하고, 교환을 용이하게 행할 수 있고, 교환작업에 의한 장치가동율을 저하시키지 않고 높은 수율과 높은 생산성을 얻을 수 있고, 실용성이 높은 CVD장치의 가열장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하는 CVD장치의 가열장치를 지향한다.
본 발명의 특징을 가지는 가열장치는 CVD장치에 적용된다. 이 CVD장치에서는, 반응용기내에서 기판지지체의 위에 기판이 배치되고, 당해 기판에 대하여 반응가스공급판을 통하여 반응가스가 공급된다. 당해 반응가스에 따라서 기판의 위에 성막이 행해진다. 한편, 기판의 외주에지의 가까이에 링판을 포함하는 실드기구가 배치된다. 당해 실드기구를 기판지지체의 주위에 설치함으로써, 퍼지가스공급로가 형성된다. 기판위에 상기 성막을 행할 때에, 기판과 링판과의 사이의 간극으로부터 상기 퍼지가스공급로에 의하여 공급되는 Ar등의 퍼지가스가 분출되고, 당해 퍼지가스에 의하여 기판의 배면 등이 성막되는 것을 방지하고 있다. 본 발명에 관한 가열장치의 특징적 구성은 상기 퍼지가스공급로에 형성되는 공간으로서, 기판지지체에 근접한 곳에, 기판지지체에 대하여, 비접촉상태로, 발열체를 배치하도록 한 것이다. 그리고 본 발명에 관한 가열장치를 CVD장치와 유사한 다른 반도체제조장치에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
상기 본 발명의 구성에서는, 반응용기에 설치된 퍼지가스도입부 및 퍼지가스공급로에서 공급되는 퍼지가스를 기판과 링판의 사이의 간극으로부터 분출하고, 이로써 기판의 배면에 있어서의 성막을 방지할 수 있다. 또한, 당해 퍼지가스공급로가 형성하는 공간을 이용하여, 반응용기내의 기판지지체에 근접한 곳으로서 기판지지체에 비접촉의 상태로 발열체를 배치함으로써, 기판지지체의 온도가 적절한 상태로 유지된다. 발열체는 바람직하게는 평판형 부재이다.
상기 구성에 있어서, 발열체는 바람직하게는 평판형의 세라믹히터이고, 이 세라믹 히터는 반응용기의 벽부에 설치된 최소한 3개의 세라믹제 지지부의 위에 고정되는 것이다. 세라믹히터는 취급이 용이하다는 이점을 가진다.
세라믹히터는 반응용기내의 매우 좁은 스페이스에서, 기판지지체에 대하여 비접촉으로 배치되도록, 그 형상을 연구하여 제작된다. 특히, 세라믹히터는 발열하면, 자체의 열로 휨이 생기므로, 세라믹히터가 기판지지체에 접촉하지 않도록, 또한 기판지지체에서 온도분포에 대하여 치우침이 생기지 않도록, 동일 세라믹재료로 형성된 최소한 3개의 지지부에 예를 들면 동일 재료의 체결부재를 사용하여 고정된다. 이로써 휨을 억제하고, 기판지지체 등의 접촉을 회피한다. 또, 세라믹히터의 반응용기내의 부착구조가 간소화되고, 그 착탈교환을 용이하게 행할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 세라믹히터의 배선단자에, 바람직하게는 세라믹제의 보호커버를 설치하도록 하였다.
상기 구성에 있어서 세라믹히터의 발열부(표면에 형성된 카본코팅부)가 개별로 온도제어되는 최소한 2개의 영역, 바람직하게는 내, 중, 외의 3개의 영역으로 분할된다.
세라믹히터에 있어서의 분할된 예를 들면 3개의 발열영역에 대한 급전을 독립으로 제어함으로써, 기판지지체에 있어서의 온도분포를 상황 또는 조건에 상응한 최적의 것으로 제어할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 배선단자(배선고정나사)가 고융점 금속으로 만들어지도록 하였다.
상기 구성에 있어서, 세라믹히터의 배면에 가열효율을 높이기 위한 반사판을 설치하도록 하였다.
이상의 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 가열장치에 의하면, 바람직하게는 소정의 부착구조를 가지는 세라믹히터를 사용하고, 또한 반응용기내에 당해 세라믹히터를 배치하도록 하였으므로, 기판지지체의 온도분포의 제어성을 향상시키고, 가열효율을 높이고, 가열장치부의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 이에 더하여, 교환작업에 의한 CVD장치의 가동율을 향상시키고, 높은 수율과 높은 생산성을 달성할 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면에 따라서 설명한다.
제1도에서는, 제6도에서 설명한 요소와 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 제1도를 참조하여, 종래의 CVD장치와 구성상 동일한 부분에 대하여 개설 한다. 반응용기(11)의 위쪽의 위치에 반응가스를 공급하는 반응가스공급판(12), 아래쪽의 위치에 기판(14)을 재치하는 대략 원형의 표면을 가지는 기판지지체(13)가 설치된다. 반응가스공급판(12)에서 공급된 반응가스에 의하여 기판(14)의 표면에 원하는 박막이 형성된다. 반응응기(11)내에서 생긴 미반응가스 및 부생성가스는 배기부(17)에 의하여 배기된다. 기판지지체(13)의 상면의 주위부분의 곳에는 링판(18)이 배치되고, 링판(18)은 복수개와 상하축부(19)에 지지되고, 상하축부(19)에 의하여 상하로 이동가능하다. 링판(18)은 기판(14)의 외주에지의 가까이에 배치되게 되어, 링판(18)의 내주 에지와 기판(14)의 외주에지는 바람직하게는 겹쳐진 상태에 있다. 링판(18)의 외측위치에는 통형 실드부재(20)가 배치되고, 실드부재(20)의 상에지에는 실링(바이톤판)(21)이 설치된다. 상하축부(19)에 의하여 상하로 이동하는 링판(18)이 하한위치에 위치하면, 링판(18)의 하면 외주에지는 실링(21)에 접촉한다. 이 하한위치상태에 있어서, 반응용기(11)의 하벽(11a), 실드부재(20), 링판(18), 기판지지체(13)에 의하여, 퍼지가스 도입부(26)에서 도입된 퍼지가스를 흐르게 하기 위한 통로(퍼지가스공급로)가 형성된다. 링판(18)이 하한위치에 있을 경우에 있어서, 링판(18)이 실링(21)에 압접됨으로써, 퍼지가스통로와 반응용기(11)의 내부분위기와는 격절(隔絶)된다. 반응용기(11)내에 도입된 퍼지가스는 링판(18)과 기판(14)과의 사이에 형성된 간극(22)으로부터 분출된다. 이러한 구성에 의하여 반응가스공급판(12)에 의하여 공급된 반응가스가 간극(22)내에 침입하는 것을 방지한다. 이로써, 기판(14)에 있어서의 배면성막, 기판지지체(13)에의 성막을 방지할 수 있다.
링판(18)을 상하동함으로써, 링판(18)이 기판(14)의 외주에지를 약간 기판 위쪽으로부터 덮고, 기판(14)과의 사이에서 원하는 간극(22)을 형성하고, 퇴적막의 분포에 영향을 주지 않을 정도의 범위내에서 기관(14)과 링판(18)의 간극(22)에 있어서의 퍼지가스분출속도를 원하는 것으로 한다.
반응용기(11)내에 바람직하게는 대략 수평으로 배치된 기판지지체(13)는 기판(14)을 지지하는 동시에 전도작용에 의하여 기판(14)에 필요한 열을 부여한다. 기판지지체(13)는 기판지지체(13)와 반응용기(11)의 하벽(11a)과의 사이에 배치된 바람직하게는 평판형의 세라믹히터(31)의 복사열에 의하여 가열된다. 이 세라믹히터(31)는 기판지지체(13) 및 반응용기(11)의 벽부에 대하여 접촉하지 않는 상태로 배치된다. 세라믹히터(31)는 평판형이고, 기판지지체(13)의 평탄 하면에 넓은 면적으로 대향하고, 균등하게 열을 부여할 수 있다. 세라믹히터(31)가 배치되는 장소는 전술한 바와 같이 반응용기(11)내에 있어서의 퍼지가스가 공급되는 통로의 내부이다. 세라믹히터(31)는 반응용기(11)내에 배치할 수 있도록 콤팩트하게 형성되어 있다. 또, 세라믹히터(31)의 수명은 매우 길고, 교환횟수를 저감할 수 있다.
세라믹히터(31)는 최소한 3개의 세라믹제 지지부(32)의 위에, 바람직하게는 세라믹제의 나사(33)를 사용하여 고정된다. 세라믹히터(31)는 형상이 원판형이고, 그 상면에 제2도에 나타낸 바와 같은 패턴형상을 가지는 예를 들면 카본코팅부(34)가 배설된다. 카본코팅부(34)에, 외부로부터의 통전선(35) 및 배선고정나사(36)를 경유하여 전류를 공급함으로써 발열작용이 생긴다. 통전선(35)은 실부(37)를 개재하여 배선된다. 세라믹히터(31)는, 바람직하게는 휨이 생겼을 때에 그 배선고정나사(36)가 기판지지체(13)나 반응용기(11)에 접촉하지 않을 정도의 거리에 배치된다. 세라믹히터(31)와 기판지지체(13)가 근접하여 배치되므로, 가열효율이 매우 양호하게 된다. 또, 세라믹히터(31)의 하측에는 예를 들면 탄탈(Ta)로 형성된 반사판(38)이 배치된다.
상기 세라믹히터(31)의 부착구조에 의하면, 발열시의 휨의 발생을 억제할 수 있다.
또, 세라믹히터(31)를 착탈교환할 때에는, 교환작업을 용이하게 행할 수 있다. 배선고정나사(36)는 본 실시예에서는 텅스텐(W)을 사용하여 형성된다. 기타, 몰리 브덴(Mo), 탄탈(Ta)등의 고융점이고 또한 저저항의 금속재료를 사용할 수도 있다. 배선고정나사(36)에는, 세라믹히터(31)가 높은 열로 크게 휘어져 배선고정나사(36)가 기판지지체(13)에 접촉해도 안전하도록, 바람직하게는 세라믹제의 보호캡(39)이 덮여져 있다. 또, 세라믹히터(31)에 있어서 반복 가열에 의하여 휨이 생기는 결과, 기판지지체(13)에 접촉할 우려가 있는 경우에, 그것을 될 수 있는 한 피할 수 있도록, 세라믹히터(31)는 반응용기 하벽에 세운 상기 지지부(32)의 위에 고정된다.
상기 세라믹히터(31)의 카본코팅부(34)는 제2도에 나타낸 바와 같이, 반경방향으로 3개의 영역, 즉 내측영역(내히터)(34a), 중간영역(중히터)(34b), 외측영역(외히터)(34c)으로 분할되고, 각각의 영역은 개별로 전력제어가 행해진다. 발열부인 카본코팅부(34)의 분할수는 최소한 2이상인 것이 바람직하다.
제3도∼제5도는 각 세라믹히터(31)의 내히터(34a), 중히터(34b), 외히터(34c)의 각각에 대한 제어계로부터의 시퀀서제어신호(횡축)와, 전력(제3도), 전류(제4도), 전압(제5도)과의 관계를 나타낸 도면이다. 이들의 관계에 따라서, 각 히터의 발열량이 적절히 조절되고, 기판지지체(13)의 온도분포를 제어함으로써 기판(14)의 온도분포를 세밀하게 조절할 수 있다. 통상의 성막조건에 대한 각 히터(34a), (34b), (34c)에서의 전력조건은 내히터(34a)가 300∼500W, 중히터(34b)가 100∼300W, 외히터(34c)가 500∼800W이다.
상기와 같이 세라믹히터(31)의 히터부(카본코팅부)의 패턴의 형성과, 각 패턴에서의 전류치의 조절에 의하여 기판지지체(13)에의 복사열의 분포를 세밀하게 제어할 수 있고, 이 결과, 기판지지체(13)의 온도분포의 제어를 세밀하게 행할 수 있다.
세라믹히터(31)의 수명은 종래의 램프에 의한 가열장치의 수명보다 현격하게 길고, 통상의 사용(300∼1000W)의 발열조건에서의 사용으로, 종래의 램프에 비교하여 10∼20배 이상의 수명이 있고, 정기교환의 주기가 매우 길고, CVD장치의 가동율을 향상시키는 것이 가능하다. 본 실시예에 의한 CVD장치의 연속사용에서는 2년간에 걸쳐서 세라믹히터의 사용이 가능하였다.
기판지지체(13)의 가열제어, 즉 소정 온도에서의 승온과, 온도의 안정성은 기판지지체(13)내에 설치된 열전쌍(25)에 의하여 기판지지체(13)의 온도를 측정하고, 그 측정치를 잘 알려진 가열제어계(도시하지 않음)에 피드백함으로써 행해진다.
본 실시예에 의한 세라믹히터(31)는 기판지지체(13)와 분리된 상태에서 소정의 거리를 두고 설치되어 있으며, 또한 뒤쪽의 반사판(38)과도 분리되어 있으므로, 착탈이 매우 용이하고, 단시간에 교환할 수 있다. 그러므로, CVD장치의 가동율을 향상시킬 수 있다.
상기 CVD장치에 있어서의 성막은 세라믹히터(31)에 의하여 원하는 온도에 유지된 기판지지체(13)위에 기판(14)이 놓인 후, 반응가스공급판(12)에 의하여 반응가스를 도입하여 행해진다.
상기 실시예에 관한 CVD장치에 있어서, 통상의 성막조건은 성막 초기의 핵생성단계로서, 반응가스 WF6는 2∼10sccm, SiH4는 2∼10sccm, 퍼지가스(Ar)는 100∼500sccm, 성막온도는 400∼5000℃, 성막압력은 0.5∼10Torr에서 성막이 행해지고, 이어서 H2의 환원에 의하여 후막이 형성되는 성막조건은, 반응가스 WF6는 50∼200sccm, H2는 500∼2000sccm, 퍼지가스(Ar)는 300∼1000sccm, 성막온도는 400∼500℃, 성막압력은 30∼70Torr이다.
상기 실시예에서는, 본 성막조건하에서 성막분포측정경 140mm에 있어서 ±5%로 양호한 값이 얻어지고, 또한 배면성막이 전혀 없는 상태였다. 성막영역은 기판측면까지이지만, 바탕 TiN의 성막범위보다 내측이었다.

Claims (9)

  1. 반응용기내에 설치한 기판지지수단의 위에 기판에 대하여 반응가스공급수단에서 공급된 반응가스를 공급함으로써 상기 기판의 위에 성막을 행하는 동시에, 상기 기판의 외주에지의 가까이에 배치되는 링부를 포함하는 실드기구를 상기 기판지지수단의 주위에 설치함으로써 퍼지가스공급로를 형성하고, 상기 성막시에, 상기 기판과 상기 링부와의 사이의 간극으로부터 상기 퍼지가스공급로에서 공급되는 퍼지가스를 분출하도록 한 CVD장치에 있어서, 상기 퍼지가스공급로내에 있어서의 상기 기판지지수단에 근접한 곳에, 상기 기판 지지수단에 비접촉상태로 발열체를 배치한 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발열체는 세라믹히터이고, 이 세라믹히터는 상기 반응용기의 벽부에 설치된 최소한 3개의 세라믹제 지지부의 위에 고정되는 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 세라믹히터는 평판형이고, 그 발열면은 상기 기판지지수단의 저면에 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 세라믹히터의 배선단자에 보호커버를 설치한 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 세라믹히터의 상기 발열면은 개별로 온도제어되는 최소한 2개의 영역으로 분할되는 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발열면의 상기 영역은 내측영역, 중간영역, 외측영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 배선단자는 고융점 금속으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 세라믹히터의 배면위치에 반사수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 발열체는 평판형 부재인 것을 특징으로 하는 CVD장치의 가열장치.
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