KR20080106576A - 촉매체 화학 기상 성장 장치 - Google Patents

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Abstract

처리실 내부 구성 부재 및 처리실 내벽 등으로부터 방출되는 H2O 등의 방출 가스나 부착 퇴적물에서 기인하는 파티클 대책을 실시하여, 원하는 막질의 성막을 실시할 수 있는 촉매체 화학 기상 성장 장치를 제공한다. 처리실 (1) 내에 배치된 기판 (4) 과, 기판 (4) 에 대향하는 샤워 플레이트 (7) 와, 샤워 플레이트 (7) 로부터의 원료 가스를 활성화하는 금속 텅스텐선 등으로 이루어지는 촉매체 (5) 를 구비하고, 촉매체 (5) 를 기판 (4) 과 샤워 플레이트 (7) 사이에 개재시키는 구성에, 처리실 (1) 내의 기판 (4) 과 샤워 플레이트 (7) 가 대향하는 공간을 통형상 둘레벽 (23) 으로 위요하는 구성을 추가하고, 또한 통형상 둘레벽 (23) 의 내측, 즉 성막 영역 (26) 내의 압력이 그 밖의 영역보다 높아지도록 진공 배기 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
촉매체 화학 기상 성장 장치, 화학 기상 성장법, 진공 배기, 퇴적종, 반응종, 성막 영역, 중공체, 퍼지 가스

Description

촉매체 화학 기상 성장 장치{CATALYST BODY CHEMICAL VAPOR PHASE GROWING APPARATUS}
기술분야
본 발명은, 통전에 의해 발열되는 촉매체의 작용을 이용하여 원료 가스를 분해함으로써 기판 상에 박막을 퇴적시키는 촉매체 화학 기상 성장 장치에 관한 것이다.
배경기술
각종 반도체 디바이스나 액정 디스플레이 등을 제조할 때의 성막법으로서, 예를 들어 화학 기상 성장법 (CVD 법) 이 널리 이용되고 있다.
종래부터 CVD 법으로는, 열 CVD 법, 플라즈마 CVD 법 등이 알려져 있는데, 최근 통전 가열한 텅스텐 등의 소선 (素線) (이하, 「촉매체」 라고 한다) 을 촉매로 하여, 이 촉매체에 의한 촉매 작용에 의해 반응실 내에 공급되는 원료 가스를 분해함으로써 기판 상에 박막을 퇴적시키는 촉매체 화학 기상 성장법 (촉매 CVD 법, Cat-CVD 법 또는 핫 와이어 CVD 법이라고도 불리고 있다) 이 실용화되고 있다.
촉매체 화학 기상 성장법은, 열 CVD 법에 비해 저온에서 성막할 수 있고, 또 플라즈마 CVD 법과 같이 플라즈마의 발생에 의해 기판에 데미지가 발생하는 등의 문제도 없기 때문에, 차세대 디바이스 제조의 유망한 성막 기술로서 주목받고 있다. 또, 장치 구성이 간단한 점 등에서도 유망시되고 있다. 이것을, 촉매 체 화학 기상 성장 장치의 일반적인 장치 구성을 나타내는 개념도인 도 1 을 이용하여 설명한다.
촉매체 화학 기상 성장 장치의 처리실 (1) 내에는, 내부에 가열 히터 (2) 를 구비한 기판 탑재대 (3) 와, 기판 탑재대 (3) 상의 기판 (4) 에 대향하여 위치시킨 텅스텐이나 이리듐 등의 고융점 금속선으로 이루어지는 촉매체 (5) 가 형성되고, 촉매체 (5) 는 전력 도입부 (11a, 11b) 를 통해 처리실 외부의 전력 공급원 (6) 에 접속되어 있다. 또, 처리실 (1) 의 상부에는, 촉매체 (5) 의 바로 위에 위치시킨 다수의 가스 분출구 (7a) 를 구비하는 샤워 플레이트 (7) 가 형성되어, 처리실 외부의 원료 가스 공급원 (8) 으로부터 공급된 반응 가스가 가스 분출구 (7a) 로부터 촉매체 (5) 를 향하여 분출된다.
또, 처리실 (1) 에는, 배기구 (9) 를 통해 처리실 내부를 배기하기 위한 진공 배기 기구 (10) 가 형성되어 있다.
이와 같은 촉매체 화학 기상 성장 장치에서는, 성막 중에 샤워 플레이트 (7) 와 기판 (4) 의 위치 관계로부터, 샤워 플레이트 (7) 로부터의 원료 가스가 기판 (4) 에 퇴적종 또는 반응종으로서 거의 모두 부착되는 것이 아니라, 원료 가스 및 기판 (4) 에 부착되지 않은 원료 가스를 기원으로 하는 퇴적종 또는 반응종에 의한 문제나, 발열된 촉매체 (5) 로부터의 열전도나 복사열에 의해 전력 도입부 (11a, 11b) 나 처리실 내부 구성 부재 및 처리실 내벽 등의 온도가 상승하고, 그 온도 상승에서 기인하는 문제 등의 문제점이 있어, 이들 문제를 해결하는 여러가지 제안이 이루어지고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 의 도 5 에 나타내는 것은, 발열체 CVD 장치에 있어서, 실리콘막 또는 실리콘 화합물막을 형성할 때에 발열체의 저온부가 실리사이드화되는 것을 방지하기 위해, 발열체가 전원에 이어지는 접속 단자부를 중공의 커버 내에 수용하고, 이 중공 커버 내에 퍼지 가스를 도입하여 성막 영역 방향으로 흐르게 하도록 하고 있다.
또는, 예를 들어, 특허문헌 2 의 도 1 에 나타내는 것은, 발열체 CVD 장치에 의한 다결정 실리콘막의 성막 시에, 댕글링 본드 (dangling bond) 의 발생 요인인 원자상 수소의 실활 (失活) 방지를 위해, 원료 가스 공급기와 기판 사이의 발열체를 포함하는 간극을 가열 지그로 둘러쌈으로써 형성되는 성막 영역에 대해 가열을 충분히 실시하도록 하고 있다.
특허문헌 1 : 일본공개특허공보 제 2002-93723 호 (도 5)
특허문헌 2 : 일본공개특허공보 제 2003-218046 호 (도 1)
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
촉매체 화학 기상 성장 장치에서는, 상기 실리사이드화나 원자상 수소의 실활 이외에도, 원하는 성막을 저해하는 요인을 생각할 수 있다. 이 중에서, 특히 문제시되는 것이 진공계 내의 흡착 가스 분자에서 기인하는 오염 물질 발생이다.
비록 진공실 내를 청정하게 표면 처리했다고 해도, 기판 교환 등의 작업에서 내부를 대기에 노출시키면, 공기 중의 수분 등 가스 분자가 그 표면에 흡착하게 된 다. 이 상태에서 촉매체 화학 기상 성장 장치를 작동시키면, 예를 들어 도 1 의 처리실 (1) 에 있어서는, 통전 가열에 수반되는 촉매체 (5) 로부터의 열전도 및 복사열에 의한 전력 도입부 (11a, 11b), 처리실 내부 구성 부재 및 처리실 내벽 등의 온도가 상승하고, 이들 표면에 흡착되어 있던 가스 분자가 방출되어 문제가 되는 경우가 있다.
즉, 도 1 의 촉매체 화학 기상 성장 장치 내에서 촉매체 (5) 에 대해 통전 가열을 실시하면, 상기 표면에 흡착되어 있던 H2O 등의 흡착 가스 분자가 표면으로부터 방출되고, 이 방출된 흡착 가스 분자가 샤워 플레이트 (7) 와 기판 (4) 사이의 성막 영역에 유입되는 경우가 있다. 그 결과, 유입된 흡착 가스 분자가 촉매체 (5) 를 매체로 하여 활성종으로서 여기되어서, 기판 (4) 상에 형성되는 박막 중에 불순물로서 혼입되어, 원하는 막질의 박막이 얻어지지 않게 된다.
또, 전력 도입부 등을 포함하는 내벽 근처 영역에 있어서, 처리실 내부 구성 부재나 처리실 내벽 표면에 성막 영역으로부터의 원료 가스나 그 퇴적종 또는 반응종에서 기인하는 부착물이 퇴적되고, 이 부착물이 박막에 악영향을 주는 파티클의 발생원이 되는 경우도 있다.
흡착 가스 분자나 부착물은 처리실 내부 구성 부재의 모든 표면에 부착된다. 이 때문에, 특히 가열 부품의 점수 (點數) 를 추가하는 특허문헌 2 에 따른 것에서는, 이것을 방지하기 위한 대책이 필요하게 된다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, H2O 등으로 대표되는 처리실 내 표면에 서의 흡착 가스 분자에서 기인하는 방출 가스 대책을 실시함과 함께, 원료 가스나 그 퇴적종 또는 반응종에서 기인하는 부착물에 의한 파티클 대책을 실시하여, 원하는 막질의 성막을 실시할 수 있는 촉매체 화학 기상 성장 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치는, 진공 배기가능한 처리실 내에 배치된 기판과, 상기 처리실 내에 성막용 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급원과, 통전에 의해 발열되어 상기 원료 가스에 촉매로서 작용하는 촉매체와, 상기 촉매체에 전력을 공급하는 전력 도입부를 구비하고, 상기 촉매체의 작용을 이용하여 상기 기판 상에 박막을 형성하는 촉매체 화학 기상 성장 장치에 있어서, 상기 처리실 내를 적어도 상기 촉매체와 상기 기판이 대향하는 성막 영역과 그 밖의 영역으로 나누는 구분 수단을 형성하고, 상기 성막 영역의 압력이 그 밖의 영역보다 높아지도록 진공 배기 수단을 형성한 것을 특징으로 한다.
이것에 의하면, 처리실 내에 있어서의 전력 도입부 등을 포함하는 성막 영역 외, 즉 내벽 근처 영역에서는, 압력이 성막 영역에 비해 저압이 된다. 저압력 하에서는 열전도율이 저하되기 때문에, 이 영역에서의 온도 상승은 성막 영역에 비해 억제 경향이 된다. 따라서, 이 내벽 근처 영역에서는 통전 가열에 의한 온도 상승이 억제되어, H2O 등 흡착 가스 분자에 의한 방출 가스의 발생이 감소할 뿐만 아니라, 발생되는 방출 가스가 성막 영역에 침입하지 않고 배기된다. 그 결 과, 흡착 가스 분자에서 기인하는 불순물이 기판 상의 박막 중에 혼입되는 것이 억제되어, 원하는 막질의 성막을 실시할 수 있다.
또한, 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치에서는, 상기 구분 수단은 상기 성막 영역을 위요 (圍繞) 하는 둘레벽으로 이루어지고, 상기 원료 가스 공급원으로부터의 원료 가스를 상기 둘레벽의 내측에 공급함과 함께, 상기 진공 배기 수단으로 상기 둘레벽의 외측을 배기하도록 한 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 전력 도입부 등을 포함하는 내벽 근처 영역은, 상기 둘레벽의 외측이 되고, 그곳을 진공 배기 수단으로 배기하고 있기 때문에, 성막 영역으로부터 유입되는 원료 가스 및 그 퇴적종 또는 반응종의 체류량이 적어, 이 영역에 있어서의 부착물의 양을 적게 할 수 있다. 따라서, 이 영역에서의 처리실 내부 구성 부재 및 처리실 내벽 표면에 대한 부착물에서 기인하는 파티클 발생이 억제될 뿐만 아니라, 파티클이 발생했다고 해도 성막 영역에 침입하지 않고 배출된다. 이에 의해, 이 영역에 있어서의 메인터넌스가 용이해진다.
또는, 상기 구분 수단은 상기 전력 도입부를 수용하는 중공체로 이루어지고, 상기 중공체 내를 배기하는 보조 배기 수단을 형성한 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 촉매체에 전력을 공급하는 전력 도입부를 중공체 내에 격리시키고, 그 내부 공간을 보조 배기 수단에 의해 배기함으로써, 전력 도입부를 성막 영역으로부터 격절시켜, 그 주변과 성막 영역 사이의 압력차를 유지할 수 있다.
또, 상기 구분 수단이 상기 성막 영역을 위요하는 둘레벽 및 상기 전력 도입부를 수용하는 중공체로 이루어지고, 상기 원료 가스 공급원으로부터의 원료 가스 를 상기 둘레벽의 내측에 공급함과 함께, 상기 진공 배기 수단으로 상기 둘레벽의 외측을 배기하고, 상기 중공체 내를 보조 배기 수단으로 진공 배기하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중공체와 보조 배기 수단을 복수의 전력 도입부에 대해 개별적으로 형성한 것을 특징으로 한다.
그리고, 어느 구성의 구분 수단을 사용한다고 해도, 상기 구분 수단으로 분리된 양 영역 중, 상대적으로 압력이 낮아지는 영역에 퍼지 가스를 도입하는 도입 수단을 형성함으로써, 동 영역에 있어서의 흡착 가스 분자에 의한 방출 가스가 영역 내에 체류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도입되는 퍼지 가스에는, He, Ar, N2, H2, NH3, N2O 등의 가스, 또는 그들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.
어느 가스 성분도, 실란 가스 등의 원료 가스나 처리실 내부 구성 부품의 표면에 대해 화학적으로 안정된 물성을 구비한 가스 성분이다.
발명의 효과
본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치는, 구분 수단에 의한 영역 분리 및 성막 영역 외의 진공 배기나 퍼지 가스 도입에 의해, 성막 영역 외측의 압력이 성막 영역에 비해 저압이 된다. 이 성막 영역의 외측에서는, 촉매체에 대한 통전 가열에 의한 온도 상승이 억제되어, H2O 등 흡착 가스 분자에 의한 방출 가스의 발생이 감소할 뿐만 아니라, 발생되는 방출 가스가 성막 영역에 침입하지 않고 배기 된다. 그리고, 그 결과, 흡착 가스 분자에서 기인하는 불순물이 기판 상의 박막 중에 혼입되는 것이 억제되어, 원하는 막질의 성막을 실시할 수 있다.
또, 상기 성막 영역의 외측에서는, 진공 배기나 퍼지 가스 도입에 의해 원료 가스 및 그 퇴적종 또는 반응종의 양이 적고, 이 영역에 있어서의 이들의 부착량을 적게 할 수 있다. 따라서, 이 영역에서의 처리실 내부 구성 부재 및 처리실 내벽 표면에 대한 부착물에서 기인하는 파티클 발생이 억제될 뿐만 아니라, 파티클이 발생했다고 해도 성막 영역에 침입하지 않고 배출된다. 이에 의해, 이 영역에 있어서의 메인터넌스가 용이해진다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 실시예를 이하에 설명한다. 또한, 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치는, 특히 장치의 외부 구성에 있어서, 도 1 에 나타내는 촉매체 화학 기상 성장 장치의 일반예와 동일하다. 따라서, 외부 전원, 진공 배기 수단, 구분 밸브 등의 도시는 생략한다.
실시예 1
도 2 는 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 1 실시예를 나타내는 개념도이다. 도 1 에 나타내는 일반적인 촉매체 화학 기상 성장 장치와 동일하게, 처리실 (21) 의 내부에, 가열 히터 (2) 를 내장한 기판 탑재대 (3) 와, 기판 탑재대 (3) 상의 기판 (4) 에 대향하여 배치된 금속 텅스텐선이나 금속 이리듐선으로 이루어지는 촉매체 (5) 가 형성된다. 또한, 기판 탑재대 (3) 에는, 기판 (4) 의 반송 시의 수수용으로 승강 핀 (3a, 3b) 이 탑재되어 있다. 그리고, 촉 매체 (5) 는, 서로 대향하는 내벽 (21a, 21b) 에 관통 장착되어 형성된 전력 도입부 (11a, 11b) 에 의해 지지되어 가설된다.
또, 처리실 (21) 의 상방 부분의 내벽 (21c) 에는, 촉매체 (5) 의 바로 위의 위치에, 다수의 가스 분출구 (7a) 를 구비한 샤워 플레이트 (7) 가 배치되어, 원료 가스 공급원 (8) 으로부터의 원료 가스나 캐리어 가스가 가스 분출구 (7a) 를 통해 촉매체 (5) 와 기판 (4) 의 방향으로 분출된다. 또한, 샤워 플레이트 (7) 와 기판 (4) 이 대향하는 영역 (성막 영역) 을 통형상 둘레벽 (23) 으로 위요함으로써, 공간적으로 구분되고, 통형상 둘레벽 (23) 의 외측을 배기하기 위해, 샤워 플레이트 (7) 가 설치된 내벽 (21c) 에 대향하는 내벽 (21d) 의 처리실 측벽 근처 위치에, 배기구 (22) 가 형성된다.
이에 의해, 처리실 (21) 내에서는, 샤워 플레이트 (7) 로부터 기판 (4) 방향에 대한 다운 플로우가 정상적으로 확립되므로, 상기 원료 가스나 캐리어 가스는 이 다운 플로우에 따라 촉매체 (5) 에 접촉하여 기판 (4) 에 도달한다.
또, 통형상 둘레벽 (23) 의 내측, 즉 성막 영역 (26) 의 압력을 모니터하기 위해, 진공계 (24) 를 설치하였다. 또한, 통형상 둘레벽 (23) 의 외측 영역 (27) 에 퍼지 가스를 흐르게 하기 위해, 퍼지 가스 도입구 (25) 를 형성하였다.
이와 같은 구성의 촉매체 화학 기상 성장 장치를 사용하여 실리콘막 등의 성막을 실시할 때, 통형상 둘레벽 (23) 으로 공간적으로 구분된 성막 영역 (26) 에는 원료 가스 및 캐리어 가스가 도입되어, 그 외측 영역 (27) 에 대해 상대적으로 압력이 높아진다. 바꾸어 말하면, 내벽 (21a, 21b) 에 각각 형성된 전력 도입부 (11a, 11b) 를 포함하는 외측 영역 (27) 에서는, 이 영역 (27) 에 형성된 배기구 (22) 로부터 도시되지 않은 진공 배기 수단에 의해 배기되고, 그 결과 성막 영역 (26) 에 대해 상대적으로 압력이 낮아진다.
따라서, 촉매체 (5) 에 대한 통전 가열 시에도, 전력 도입부 (11a, 11b) 나 내벽 (21a∼21d) 또는 기판 탑재대 (3) 의 영역 (27) 에 속하는 부분 등에서 상기 설명과 같이 온도 상승이 억제되어, 이들 표면에 흡착되어 있던 H2O 등의 흡착 가스 분자에 의한 방출 가스는 감소한다. 그 결과, 이들 흡착 가스 분자에서 기인하는 불순물이 기판 (4) 의 근방에 침입하는 사태가 억제된다. 그리고, 이에 의해 원하는 막질의 성막이 가능해진다.
또, 외측 영역 (27) 에서는, 항상 배기되어 있기 때문에, 성막 영역 (26) 으로부터 유입되어 오는 원료 가스나 그 퇴적종 또는 반응종의 체류량이 적어, 부착되는 불필요한 막의 양을 저하시킬 수 있다. 그 결과, 영역 (27) 의 내부 구성 부재 (전력 도입부 (11a, 11b) 나 기판 탑재대 (3) 등) 나 내벽 (21a∼21d) 의 표면에 대한 부착물에서 기인하여 발생되는 파티클량이 억제된다. 또한, 정기적으로 실시하는 메인터넌스가 용이해진다.
또한, 퍼지 가스 도입구 (25) 로부터, Ar 이나 N2 등의 가스를 퍼지 가스로서 도입해도 된다. 이에 의해, 영역 (27) 에 있어서, 내부 구성 부재 표면으로부터의 흡착 가스 분자에 의한 방출 가스가 영역 내에 체류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 원료 가스나 그 퇴적종 또는 반응종의 배출이 촉진되어, 파티클이 발생해도 성막 영역 (26) 에 영향을 주지 않도록 배출할 수 있다.
또한, 퍼지 가스의 도입은, 기본적으로는 성막 영역 (26) 및 그 외측 영역 (27) 의 양 영역 간의 압력차를 작게 하는 요인이 된다. 따라서, 진공계 (24) 등의 압력 모니터에 의해, 양 영역 간의 압력차를 감시하면서 퍼지 가스를 도입하는 것이 바람직하다.
그리고, 실리콘막 등의 성막 시에, 퍼지 가스를 충분히 흐르게 함으로써, 실란 가스 등의 원료 가스에서 기인하는 촉매체의 실리사이드화 방지 효과도 얻어진다.
또한, 퍼지 가스 도입구 (25) 로부터 도입되는 퍼지 가스에는, He, Ar, N2, H2, NH3, N2O 등의 가스, 또는 그들의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 또한, 이들 이외의 성분 가스라도, 실란 가스 등의 원료 가스나 처리실 내부 구성 부재에 대해 화학적으로 안정된 물성을 구비하는 것이면 사용가능하다.
실시예 2
도 3 은 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 2 실시예를 나타내는 요부의 개념도이며, 도 1 및 도 2 에 나타내는 촉매체 화학 기상 성장 장치에 촉매체 (5) 와 그 전력 도입부 (11a, 11b) 를 장착하는 일례가 되는 촉매선 고정 프레임 (31) 을 나타낸 것이다.
도 3 에서는, 촉매체 (5) 가 외부 전원 (32) 에 직렬 접속되어 있다. 그 되접어 꺾은 부분에서는, 지지 단자 (33) 에 의해 촉매선 고정 프레임 (31) 에 지 지 고정된다. 또, 촉매체 (5) 의 양단 (5b, 5b) 은, 촉매선 고정 프레임 (31) 에 대한 지지 단자를 겸한 접속 단자 (34, 34) 를 통해 외부 전원 (32) 에 접속된다.
그리고, 복수 지점에 형성된 지지 단자 (33) 및 접속 단자 (34) 각각을 중공 커버 (35) 로 덮음과 함께, 중공 커버 (35) 의 내부를 배기하는 보조 배기 수단 (도시 생략) 에 이어지는 배기관 (36) 을 단자마다 개별적으로 형성하였다.
이와 같은 구성의 촉매선 고정 프레임 (31) 을, 도 1 에 나타내는 촉매체 화학 기상 성장 장치의 처리실 (1) 내의 촉매선 가설 위치의 내벽을 따라 장착한다. 그리고, 배기관 (36) 에 의해 중공 커버 (35) 내의 배기를 계속하여 실시하면서, 중공 커버 (35) 외측의 성막 영역 (37) 에 원료 가스 및 캐리어 가스를 흐르게 하고, 촉매체 (5) 를 통전 가열하여 실리콘막 등의 성막을 실시한다.
이 때, 지지 단자 (33) 나 접속 단자 (34) 를 수용한 중공 커버 (35) 안이 배기관 (36) 을 통해 배기되고 있기 때문에, 중공 커버 (35) 내에서 방출 가스가 발생해도 압력이 높은 성막 영역 (37) 에 방출되지는 않고, 또 중공 커버 (35) 의 촉매체 (5) 를 도출하기 위한 간극으로부터, 차압 (差壓) 에 의해 성막 영역 (37) 의 원료 가스 등이 중공 커버 (35) 내에 유입되어도 바로 배기되기 때문에, 촉매체 (5) 의 접속부에 대한 문제도 발생하지 않는다.
실시예 3
도 4 는 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 3 실시예를 나타내는 요부의 개념도이다. 도 3 에 나타내는 촉매선 고정 프레임 (31) 에서는, 지지 단자 (33) 및 접속 단자 (34) 마다 개별적으로 중공 커버 (35) 를 형성했는데, 본 제 3 실시예의 중공 커버 (45) 는, 촉매선 고정 프레임 (31) 상에서 동일한 측에 나란히 있는 지지 단자 (33) 또는 접속 단자 (34) 를 함께 수용하는 일체 구성으로 하였다. 동시에, 이 중공 커버 (45) 내를 배기하기 위한 배기관 (46) 은 단일의 배기관으로 구성하였다.
이와 같은 공용가능한 구성으로 함으로써, 장치 구성이 간단해지고, 또한 성막 영역 (37) 에 대한 중공 커버 (45) 내의 압력 제어가 용이해진다.
실시예 4
도 5 는 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 4 실시예를 나타내는 요부의 개념도이며, 도 4 의 일체 구성의 중공 커버 (45) 에 퍼지 가스 도입관 (55) 을 형성한 것이다.
이 실시예에 의하면, 실시예 2 와 동일하게, 지지 단자 (33) 나 접속 단자 (34) 를 수용한 중공 커버 (45) 내를 배기함으로써, 중공 커버 (45) 내를 저압으로 유지하여 방출 가스의 발생을 억제할 수 있고, 퍼지 가스 도입관 (55) 으로부터, 실시예 1 과 동일하게, Ar 이나 N2 등의 가스를 퍼지 가스로서 도입함으로써, 원료 가스나 그 퇴적종 또는 반응종이 중공 커버 (45) 의 촉매체 (5) 를 도출하기 위한 간극으로부터 중공 커버 (45) 내에 유입되어도 바로 배기된다. 또, 중공 커버 (45) 내에서 파티클이 발생해도 성막 영역 (37) 에 영향을 주지 않도록 배출할 수 있다.
또한, 실리콘막 등의 성막 시에, 퍼지 가스를 충분히 흐르게 함으로써, 실란 가스 등의 원료 가스에서 기인하는 촉매체의 실리사이드화 방지 효과도 얻어진다.
또, 퍼지 가스 도입관 (55) 으로부터 도입되는 퍼지 가스에는, He, Ar, N2, H2, NH3, N2O 등의 가스, 또는 그들의 혼합 가스를 사용할 수 있는 것 등은 실시예 1 과 동일하다.
그런데, 상기 실시예에서는, 성막 영역 (26) 을 통형상 둘레벽 (23) 으로 위요하는 예와, 촉매체 (5) 의 지지 단자 (33) 나 접속 단자 (34) 를 중공 커버 (35, 45) 내에 수용하는 예를 따로따로 설명했지만, 양자를 병용하도록 해도 된다.
실시예 5
도 6 은 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 5 실시예를 나타내는 개념도이다. 이 장치가 도 2 에 나타내는 실시예 1 의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 구성과 상이한 부분은, 긴 필름의 기판 (64) 을 사용한 권취식 성막 장치에 응용한 점에 있다. 이 권취식 촉매체 화학 기상 성장 장치의 처리실 (61) 에서는, 기판 (64) 이 필름의 권취 조작에 의해 수랭 캔 (62) 의 회전에 수반하여 이동하여, 연속 성막이 실시된다.
또, 기판 (64) 의 피처리면에 대향하여 배치된 금속 텅스텐선이나 금속 이리듐선으로 이루어지는 촉매체 (5) 가, 대향하는 내벽 (61a, 61b) 에 관통 장착되어 형성된 전력 도입부 (11a, 11b) 에 의해 지지되어 가설되는 점이나, 샤워 플레이트 (67) 와 기판 (64) 의 피처리면이 대향하는 영역 (성막 영역) 을 통형상 둘레벽 (63) 으로 위요함으로써 공간적으로 구분한 점, 통형상 둘레벽 (63) 의 외측을 배기하기 위한 배기구 (22) 를 형성한 점, 통형상 둘레벽 (63) 의 내측, 즉 성막 영역 (66) 의 압력을 모니터하기 위한 진공계 (74) 를 설치한 점, 통형상 둘레벽 (63) 의 외측 영역 (68) 에 퍼지 가스를 흐르게 하기 위한 퍼지 가스 도입구 (65) 를 형성한 점 등은 실시예 1 과 동일하다.
그리고, 이 권취식 촉매체 화학 기상 성장 장치를 사용하여 실리콘막 등의 성막을 실시할 때의 처리 조작이나 그 작용은, 긴 필름의 기판 (64) 이 성막 처리 중에 수랭 캔 (62) 의 회전에 수반하여 이동하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 일반적인 촉매체 화학 기상 성장 장치의 장치 구성을 나타내는 개념도.
도 2 는 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 1 실시예에 관련된 장치 구성을 나타내는 개략도.
도 3 은 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 2 실시예에 관련된 요부 구성예를 나타내는 개념도.
도 4 는 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 3 실시예에 관련된 요부 구성예를 나타내는 개념도.
도 5 는 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 4 실시예에 관련된 요부 구성예를 나타내는 개념도.
도 6 은 본 발명의 촉매체 화학 기상 성장 장치의 제 5 실시예에 관련된 장치 구성을 나타내는 개념도.

Claims (8)

  1. 진공 배기가능한 처리실 내에 배치된 기판과, 상기 처리실 내에 성막용 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급원과, 통전에 의해 발열되어 상기 원료 가스에 촉매로서 작용하는 촉매체와, 상기 촉매체에 전력을 공급하는 전력 도입부를 구비하고, 상기 촉매체의 작용을 이용하여 상기 기판 상에 박막을 형성하는 촉매체 화학 기상 성장 장치로서,
    상기 처리실 내를 적어도 상기 촉매체와 상기 기판이 대향하는 성막 영역과 그 밖의 영역으로 나누는 구분 수단을 형성하고, 상기 성막 영역의 압력이 그 밖의 영역보다 높아지도록 진공 배기 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구분 수단은 상기 성막 영역을 위요 (圍繞) 하는 둘레벽으로 이루어지고, 상기 원료 가스 공급원으로부터의 원료 가스를 상기 둘레벽의 내측에 공급함과 함께, 상기 진공 배기 수단으로 상기 둘레벽의 외측을 배기하도록 한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구분 수단은 상기 전력 도입부를 수용하는 중공체로 이루어지고, 상기 중공체 내를 배기하는 보조 배기 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구분 수단이 상기 성막 영역을 위요 (圍繞) 하는 둘레벽 및 상기 전력 도입부를 수용하는 중공체로 이루어지고, 상기 원료 가스 공급원으로부터의 원료 가스를 상기 둘레벽의 내측에 공급함과 함께, 상기 진공 배기 수단으로 상기 둘레벽의 외측을 배기하고, 상기 중공체 내를 보조 배기 수단으로 진공 배기하도록 한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 중공체와 상기 보조 배기 수단을 복수의 전력 도입부에 대해 개별적으로 형성한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
  6. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 둘레벽의 외측 영역에 퍼지 가스를 도입하는 도입 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
  7. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공체 내에 퍼지 가스를 도입하는 도입 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스가, He, Ar, N2, H2, NH3, N2O 등의 가스, 또는 그들의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 촉매체 화학 기상 성장 장치.
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