ＣＶＤ装置
【課題】成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、生産性を向上させることができると共に、成膜対象物への均一な成膜を実現できる構造簡単且つ安価なＣＶＤ装置を提供する。
【解決手段】成膜容器１内に収容される成膜対象物Ｓを加熱し、該加熱された状態の成膜対象物Ｓに膜形成するＣＶＤ装置１００は、成膜容器１内において、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓとは反対側で該成膜対象物Ｓを加熱する発熱源２と、トレイ１０と発熱源２との間に位置すると共に、トレイ１０に接触され且つ発熱源２との間に空間Ｑを確保した状態で、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓの温度を均一化する温度均一化部材４とを備えている。
【解決手段】成膜容器１内に収容される成膜対象物Ｓを加熱し、該加熱された状態の成膜対象物Ｓに膜形成するＣＶＤ装置１００は、成膜容器１内において、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓとは反対側で該成膜対象物Ｓを加熱する発熱源２と、トレイ１０と発熱源２との間に位置すると共に、トレイ１０に接触され且つ発熱源２との間に空間Ｑを確保した状態で、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓの温度を均一化する温度均一化部材４とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成するＣＶＤ装置に関し、例えば、太陽電池等の半導体デバイスの製造に用いられるＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成する従来のＣＶＤ装置（Chemical Vapor Deposition）は、例えば、半導体デバイス製造工程において、窒化シリコン等の成膜のために広く使用されている。
【０００３】
斯かる従来のＣＶＤ装置においては、一般的には、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱する加熱手段を備え、該加熱手段によって加熱された状態の成膜対象物に対して成膜を行っている。
【０００４】
従来のＣＶＤ装置として、例えば、加熱手段にヒータ線の表面を電気的に絶縁したシースヒータを金属製のブロック内部に埋設したヒータブロックを用い、該ヒータブロックによって、成膜対象基板を加熱するように構成したＣＶＤ装置が提案されている。
【０００５】
このヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置による成膜プロセスについて、太陽電池反射防止膜を形成するプロセスを例にとって以下に説明する。図２は、ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置を概略的に示す側面図である。
【０００６】
図２に示すＣＶＤ装置１００’では、成膜が行われるにあたり、成膜対象基板である１００枚程度のシリコンウェハＳがトレイ１０’に載置されると共、該シリコンウェハＳを載置したトレイ１０’が成膜容器である成膜チャンバー１内に収容され、接地されたヒータブロック２０’上に載置される。そして、トレイ１０’を載置したヒータブロックが温度制御手段１５’によって所定温度（例えば５００℃程度）に加熱される。
【０００７】
次に、ガス供給手段７によって、成膜チャンバー１内に、成膜原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）、窒素（Ｎ2）の混合ガスが導入されると共に、排気手段１４によって、該成膜チャンバー１内が減圧され、所定圧力（例えば１００Ｐａ程度）に保持される。
【０００８】
そして、成膜チャンバー１内において、電力供給手段５によって、トレイ１０’に対して対向配置された電極６に高周波電力が印加されて、前記混合ガスがプラズマ状態にされ、トレイ１０’に載置されたシリコンウェハＳの表面に反応生成膜である窒化シリコン膜が形成される。
【０００９】
かかる従来のＣＶＤ装置１００’においては、次のような問題があった。例えば、半導体デバイスの製造工程においては、成膜対象基板Ｓだけでなく、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品にも反応生成膜が付着する。また、前記した一連の成膜プロセスは、通常は、連続的に繰り返される。このため、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に付着した反応生成膜は、前記成膜プロセスが繰り返されることにより、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に積み重なって付着し、その内部応力により、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品からはがれ、その一部は成膜対象基板Ｓ上に付着する。そして、成膜対象基板Ｓ上に付着した反応生成膜の一部は、本来、該成膜対象基板Ｓ上に成長すべき反応生成膜の正常な成長を妨げることになる。
【００１０】
これを防止するため、通常は、成膜チャンバー１を定期的に（例えば一定バッチ数の成膜処理が終わる毎に）開放し、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に付着した反応生成膜を除去する作業が行われる。
【００１１】
しかし、成膜チャンバー１が開放される際には、ヒータブロック２０’をある程度の温度まで下げておかないと、ヒータブロック２０’や成膜チャンバー１内部品が大気に触れる際に、急激な温度変化により、破損する虞がある。そのため、成膜チャンバー１内に付着する反応生成膜の除去作業においては、ヒータ線２’への通電を一定時間停止して、ヒータブロック２０’や成膜チャンバー１内部品の温度がある程度下がった後でないと、成膜チャンバー１を開放することができない。
【００１２】
また、成膜チャンバー１内の反応生成膜の除去作業終了後においては、成膜チャンバー１を密閉し、真空引きした後、さらに、ヒータ線２’を通電し、成膜対象基板Ｓが所定温度になるまで、ヒータ線２’に対して一定時間通電を続けた後でないと、次の成膜対象基板Ｓに成膜を行うことができない。
【００１３】
そして、ヒータブロック２０’は、既述したように、ヒータ線２’の表面を電気的に絶縁したシースヒータを金属製のブロック内部に埋設した構成であるので、ヒータ線そのものに比べ、熱容量が大きく、それだけ、温度低下及び温度上昇に時間を要する。
【００１４】
このように、ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置では、前記した反応生成膜の除去作業を定期的に実施する際に、ヒータブロックの温度低下及び温度上昇に時間を要するため、稼働率が大幅に低下する。
【００１５】
この問題を解決するものとして、例えば、冷却手段によって、加熱手段を冷却するＣＶＤ装置が開示されている（下記特許文献１参照）。
【００１６】
しかしながら、前記特許文献１に記載のＣＶＤ装置では、冷却手段によって加熱手段を冷却することで、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの作業での待ち時間を削減できるものの、装置構成が複雑化し、それだけ装置コストが高くつく。
【特許文献１】特開２００１−３３０３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明は、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、生産性を向上させることができると共に、成膜対象物への均一な成膜を実現できる構造簡単且つ安価なＣＶＤ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記課題を解決するために、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成するＣＶＤ装置であって、前記成膜容器内において、トレイに支持される成膜対象物とは反対側で該成膜対象物を加熱する発熱源と、前記トレイと前記発熱源との間に位置すると共に、前記トレイに接触され且つ前記発熱源との間に空間を確保した状態で、前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一化する温度均一化部材とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置を提供する。
【００１９】
本発明に係るＣＶＤ装置は、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成できるものであれば、何れのものにも適用できる。例えば、成膜容器内に供給される成膜原料ガスを電力印加によりプラズマ状態にし、該プラズマ状態下で前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成するプラズマＣＶＤ装置、成膜容器内に供給される成膜原料ガスに光エネルギーを与えて前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成する光ＣＶＤ装置、成膜容器内に供給される成膜原料ガスを熱分解させて前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成する熱ＣＶＤ装置、或いは、成膜容器内に供給される成膜原料ガスを加熱した触媒体に接触させることで得られる生成物を堆積させて前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成する触媒ＣＶＤ装置などを挙げることができる。
【００２０】
本発明に係るＣＶＤ装置によれば、従来装置のようなヒータブロックを用いる構成ではなく、前記発熱源と前記温度均一化部材との間に空間が確保され、前記発熱源が前記温度均一化部材との間に空間が存する状態で前記トレイに支持される成膜対象物を加熱するので、該発熱源の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくしても該トレイに支持される成膜対象物を支障なく加熱することができる。このように、前記発熱源の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくできるので、前記発熱源の温度低下及び温度上昇に必要な時間を短縮でき、それだけ、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの作業での待ち時間の短縮化を図ることができる。従って、前記反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、生産性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、前記トレイと前記発熱源との間に位置すると共に、前記トレイに接触され且つ前記発熱源との間に空間を確保した状態で、前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一化する前記温度均一化部材が設けられるので、該温度均一化部材によって前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一にすることができ、これにより、成膜対象物への均一な成膜が可能となる。
【００２２】
さらに、従来装置のような冷却手段を設ける構成ではないので、構造が簡単であり、且つ、安価である。
【００２３】
本発明に係るＣＶＤ装置の具体的態様として、前記温度均一化部材は、前記トレイに接触する接触面を有すると共に、該接触面が水平になるように前記発熱源の上方に配置されており、該温度均一化部材の前記接触面の上に前記トレイを乗載して該トレイに支持される成膜対象物を成膜する態様を例示できる。こうすることで、さらに簡単且つ安価な構成で成膜対象物を成膜することが可能となる。
【００２４】
本発明に係るＣＶＤ装置において、前記発熱源からの赤外線を含む電磁波の輻射により、前記トレイに支持される成膜対象物の温度制御を行う態様を例示できる。これにより、前記発熱源と前記温度均一化部材との間に空間が確保された状態でも、前記トレイに支持される成膜対象物を良好に温度制御することができる。この場合、前記発熱源としては、代表的には電熱線を例示できる。
【００２５】
また、本発明に係るＣＶＤ装置において、前記トレイに支持される成膜対象物をさらに均一に加熱するという観点から、前記温度均一化部材は、例えば、熱伝導率が前記トレイの熱伝導率よりも大きい材料で形成されていることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るＣＶＤ装置において、前記温度均一化部材は、金属材料で形成されていることが好ましい。この場合、熱伝導率が比較的大きい金属材料として、銅又は銅を含む合金を用いることができる。但し、それに限定されるものではなく、例えば、比較的安価な金属材料として、鉄又は鉄を含む合金を用いてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明によると、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、生産性を向上させることができると共に、成膜対象物への均一な成膜を実現できる構造簡単且つ安価なＣＶＤ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るＣＶＤ装置の一実施形態を概略的に示す側面図である。図１に示すＣＶＤ装置１００は、成膜容器１内に収容される成膜対象物Ｓを加熱し、該加熱された状態の成膜対象物Ｓに膜形成するものである。
【００３０】
ＣＶＤ装置１００は、成膜容器１と、成膜容器１内において、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓとは反対側で該成膜対象物Ｓを加熱する発熱源２と、トレイ１０と発熱源２との間に位置すると共に、トレイ１０に接触され且つ発熱源２との間に空間Ｑを確保した状態で、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓの温度を均一化する温度均一化部材４とを備えている。
【００３１】
本実施の形態では、温度均一化部材４は、トレイ１０に接触する接触面（以下、第１平面という。）４ａを有すると共に、該第１平面４ａが水平になるように発熱源２の上方に配置されており、該温度均一化部材４の第１平面４ａの上にトレイ１０を乗載して該トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓを成膜するように構成されている。
【００３２】
さらに説明すると、ＣＶＤ装置１００は、成膜容器１内に供給される成膜原料ガスを電力印加によりプラズマ状態にし、該プラズマ状態下で成膜容器１内に収容される成膜対象物である成膜対象基板Ｓに膜形成するプラズマＣＶＤ装置とされている。
【００３３】
詳しくは、ＣＶＤ装置１００は、前記の構成に加えて、第１電極６と、電力供給手段５と、成膜原料ガス供給手段７と、排気手段１４とを備えている。なお、温度均一化部材４は、ここでは、第２電極を兼ねている。
【００３４】
成膜容器１は、成膜室として用いられる真空容器であり、電気的に接地されている。この成膜容器（以下、成膜チャンバーという。）１は、開閉可能な開閉部（図示せず）を有しており、該開閉部を介して成膜チャンバー１内にトレイ１０及び成膜対象基板Ｓを搬入、又は成膜チャンバー１内からトレイ１０及び成膜対象基板Ｓを搬出できるようになっている。
【００３５】
トレイ１０は、成膜チャンバー１内で膜形成される成膜対象基板Ｓを載置するものである。このトレイ（以下、基板トレイという。）１０は、成膜対象基板Ｓを載置する第１平面１０ａと、該第１平面１０ａとは反対側に該第１平面１０ａに略平行に形成された第２平面１０ｂとを有している。第１平面１０ａは、成膜対象基板Ｓの成膜される側とは反対側の面Ｓ’と面接触する面とされている。また、第２平面１０ｂは、温度均一化部材４の第１平面４ａと面接触する面とされている。
【００３６】
温度均一化部材４は、既述のとおり、第２電極を兼ねている。この温度均一化部材４は、ここでは、導電性材料で形成されている。また、温度均一化部材４は、基板トレイ１０の第２平面１０ｂと面接触する第１平面４ａが水平になるように配置されており、該第１平面４ａとは反対側に該第１平面４ａと略平行に形成された第２平面４ｂを有している。具体的には、温度均一化部材４は、板状に形成されている。この第２平面４ｂは、後述する発熱源２に対して空間Ｑをおいて対向する面とされている。そして、温度均一化部材４は、基板トレイ１０の第２平面１０ｂの全領域を覆って形成される。温度均一化部材４は、ここでは、平面４ａ，４ｂに沿う方向の長さが基板トレイ１０の平面１０ａ，１０ｂに沿う方向の長さよりも大きくなるように形成されている。
【００３７】
発熱源２は、成膜チャンバー１内に収容されている。この発熱源２は、温度均一化部材４を基準にして、該温度均一化部材４に乗載される基板トレイ１０とは反対側（ここでは該温度均一化部材４の下方）において、該温度均一化部材４に対して所定の間隔をおいて配置されている。発熱源２は、ここでは通電により発熱するものであり、赤外線の輻射（放射）作用を有する電熱線とされている。そして、発熱源２は、電力が供給されることによって、発熱するようになっている。
【００３８】
この発熱源２の熱容量は、従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくなっている。即ち、ＣＶＤ装置１００は、従来装置のようなヒータブロックを用いる構成ではなく、発熱源２が温度均一化部材４との間に空間が存する状態で成膜対象基板Ｓを加熱する構成とされているので、該発熱源２の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくしても成膜対象基板Ｓを支障なく加熱することができる。
【００３９】
第１電極６は、成膜チャンバー１内に収容されており、導電性材料によって形成されている。第１電極６は、ここでは、基板トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓに臨む側に該成膜対象基板Ｓに対向するように延びる面６ａを有し、中空形状とされている。
【００４０】
この第１電極６は、後述する成膜原料ガス供給手段７からの成膜原料ガスが導入されるガス導入空間６１と、ガス導入空間６１に連通するガス流出孔６２とを有している。
【００４１】
第１電極６の成膜対象基板Ｓに対向する面６ａは、平面に形成されている。この平面６ａには、全面に亘って多数（例えば１０００個程度）のガス流出孔６２が所定間隔をおいて略均等に形成されている。各ガス流出孔６２の直径は、例えば３ｍｍ程度とされている。
【００４２】
また、第１電極６は、ガス流出孔６２形成側とは反対側に設けられたガス流入孔６３を有している。ガス流入孔６３は、ガス導入空間６１に連通し、成膜ガス供給手段７からの成膜原料ガスが流入されるようになっている。
【００４３】
このように構成された第１電極６は、成膜ガス供給手段７からの成膜原料ガスを成膜チャンバー１内にシャワー状に噴出する役割も果たす、いわゆるシャワー電極とされている。
【００４４】
電力供給手段５は、第２電極を兼ねる温度均一化部材４と第１電極６との間に電力を供給するものである。ここでは、電力供給手段５は、ＲＦ（高周波）電源５１を備えている。ＲＦ（高周波）電源５１は、第１電極６に電気的に接続されている。また、第２電極を兼ねる温度均一化部材４は、電気的に接地されている。
【００４５】
成膜原料ガス供給手段７は、成膜チャンバー１内に成膜原料ガスを供給するものである。この成膜原料ガス供給手段７は、ガス供給源７１と、一端がガス供給源７１に接続され且つ他端が成膜チャンバー１内の第１電極６に接続されるガス供給配管７２とを備えている。そして、成膜原料ガス供給手段７は、ガス供給配管７２を介して成膜チャンバー１内に１種類又は２種類以上の成膜用原料ガスを供給できるようになっている。
【００４６】
排気手段１４は、成膜チャンバー１内を排気するものである。この排気手段１４は、成膜チャンバー１内を減圧する圧力ポンプ１３と、一端が圧力ポンプ１３に接続され且つ他端が成膜チャンバー１に接続される排気配管１１と、排気配管１１に介挿され、成膜チャンバー１内の圧力を調整する圧力調整バルブ１２とを備えている。そして、排気手段１４は、圧力ポンプ１３により排気配管１１を介して成膜チャンバー１内を排気すると共に、圧力調整バルブ１２により該成膜チャンバー１内を所定の圧力に調整できるようになっている。
【００４７】
ＣＶＤ装置１００は、さらに、基板トレイ１０に載置される成膜対象基板Ｓの温度を制御する温度制御手段１５を備えている。
【００４８】
温度制御手段１５は、例えば、系統電源などの電力源（図示せず）から供給される電力を調整する温度調整部１５１を備え、温度調整部１５１にて調整した電力を発熱源２に与える。即ち、温度制御手段１５は、発熱源２に予め定める電力を供給するように前記電力源からの電力を調整することによって、発熱源２の発熱量を制御するようになっている。
【００４９】
斯かる構成を備えることにより、ＣＶＤ装置１００は、基板トレイ１０に載置される成膜対象基板Ｓを発熱源２からの赤外線の輻射（放射）によって所定の温度に制御できるようになっている。
【００５０】
以上説明したＣＶＤ装置１００では、成膜対象基板（例えばシリコンウェハ）Ｓが成膜されるにあたり、成膜チャンバー１の外部より、図示を省略した搬送手段によって、成膜対象基板Ｓを１００枚程度載置した基板トレイ１０が搬入され、温度均一化部材４の上に乗載される。このとき、成膜対象基板Ｓは、温度調整部１５１にて発熱量が調整された状態の発熱源２によって所定温度（例えば５００℃程度）に加熱される。
【００５１】
即ち、発熱源２が発熱すると、赤外線の輻射（放射）によって温度均一化部材４が加熱され、温度均一化部材４の温度が上昇する。温度均一化部材４の温度が上昇すると温度均一化部材４が発熱し、この温度均一化部材４の発熱によって、温度均一化部材４に接触する基板トレイ１０が均一な温度分布で上昇し、該基板トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓが加熱される。これにより、加熱された成膜対象基板Ｓの温度分布を結果として均一なものにすることが可能となる。
【００５２】
温度均一化部材４上に基板トレイ１０が乗載された後、ガス供給源７１より、ガス供給配管７２を通じ、成膜原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）、窒素（Ｎ2）の混合ガスが第１電極６に供給され、該第１電極６に供給された混合ガスが該第１電極６から均一に且つシャワー状に成膜チャンバー１内に噴出される。
【００５３】
次に、圧力調整バルブ１２の開度が調整された状態で、圧力ポンプ１３により成膜チャンバー１内に供給された混合ガスが排気配管１１を通じて排気されることで、成膜チャンバー１内の圧力が所定の圧力（例えば１００Ｐａ程度）に調整される。
【００５４】
さらにＲＦ電源５１により、所定の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力が第１電極６に供給され、成膜チャンバー１内の混合ガスがプラズマ状態にされて、成膜対象基板Ｓ上に反応性成膜（例えばシリコン窒化膜）が形成される。
【００５５】
そして、前記した一連の成膜プロセスが連続的に繰り返されると、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に反応生成膜が堆積する。このため、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に付着した反応生成膜を定期的に除去する作業が行われる。
【００５６】
この点、図１に示すＣＶＤ装置１００では、発熱源２の熱容量は従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さいので、次のような利点がある。
【００５７】
即ち、成膜チャンバー１内に付着する反応生成膜の除去作業においては、発熱源２の通電停止から、発熱源２や成膜チャンバー１内部品の温度がある程度下がるまでの時間が短縮される。また、成膜チャンバー１内の反応生成膜の除去作業終了後においては、発熱源２の通電開始から、成膜対象基板Ｓが所定温度になるまでの時間が短縮される。
【００５８】
このようにＣＶＤ装置１００によれば、発熱源２の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくできるので、発熱源２の温度低下及び温度上昇に必要な時間を短縮でき、それだけ、成膜チャンバー１内に付着する反応生成膜の除去作業などの作業での待ち時間の短縮化を図ることができる。従って、前記反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、該ＣＶＤ装置１００の稼働率を向上させることができる。
【００５９】
ここで、発熱源２の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくするのみであれば、前述した温度均一化部材４は不要であるが、成膜対象基板Ｓを載置する基板トレイ１０を温度均一化部材４に乗載することにより、発熱源２から発せられる赤外線を基板トレイ１０に直接輻射する場合と比べ、基板トレイ１０に載置される成膜対象基板Ｓの温度分布を均一にでき、これにより、成膜対象基板Ｓへの均一な成膜が可能となる。
【００６０】
さらに、従来装置のような冷却手段を設ける構成ではないので、構造が簡単であり、且つ、安価である。
【００６１】
本実施の形態では、前記温度均一化部材は、温度均一化部材４の第１面４ａの上に基板トレイ１０を乗載して該トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓを成膜するので、基板トレイ１０を温度均一化部材４に保持するための部材を用いる必要がなく、さらに簡単且つ安価な構成で成膜対象物を成膜することが可能となる。
【００６２】
本実施の形態において、温度均一化部材４は、熱伝導率が基板トレイ１０の熱伝導率よりも大きい材料で形成されていることが好ましい。こうすることで、基板トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓをさらに均一に加熱でき、それだけ均一に成膜対象基板Ｓに成膜できる。
【００６３】
ここでは、基板トレイ１０は、耐熱性に優れる樹脂材料で形成されている。この樹脂材料としては、例えば、カーボン樹脂を用いることができる。また、温度均一化部材４は、金属材料（具体的には銅）で形成されている。なお、温度均一化部材４は、銅を含む合金や、鉄、或いは鉄を含む合金で形成されていてもよい。
【００６４】
なお、温度均一化部材４は、金属材料のような熱伝導率の大きい材料で形成されているので、電気伝導性も高くなり、このため、基板トレイ１０上成膜対象基板Ｓの電位の均一性も良くなる。
【００６５】
また、基板トレイ１０のみでは、該トレイ１０の撓みにより、複数載置される基板Ｓ毎で第１電極６との間隔が異なり易いが、温度均一化部材４として、該トレイ１０の撓みを有効に防止できるような材質及び／又は厚みのものを用いることで、第１電極６との間隔を一定にすることが可能となる。
【００６６】
このように、温度、電位及び電極との間隔の均一性が向上することにより、従来のヒータブロックを使用する場合と同様に、均一な成膜を実現することができる。
【００６７】
基板トレイ１０の厚みとしては、それには限定されないが、５ｍｍ〜２０ｍｍ程度を例示できる。基板トレイ１０の熱伝導率としては、それには限定されないが、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度を例示できる。
【００６８】
また、温度均一化部材４の厚みとしは、それには限定されないが、１ｍｍ〜５ｍｍ程度を例示できる。温度均一化部材４の熱伝導率としては、それには限定されないが、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度を例示できる。
【００６９】
基板トレイ１０の第１平面１０ａの面積としては、それには限定されないが、２ｍ2〜３ｍ2程度を例示でき、温度均一化部材４の第１平面４ａの面積としては、それには限定されないが、３ｍ2〜４ｍ2程度を例示できる。
【００７０】
また、空間Ｑの距離（即ち温度均一化部材４と発熱源２との間の距離）としては、それには限定されないが、１０ｍｍ〜５００ｍｍ程度を例示できる。
【００７１】
なお、図１に示すＣＶＤ装置１００では、温度均一化部材４は電極を兼ねるが、温度均一化部材４とは別に電極が設けられていてもよい。本発明ＣＶＤ装置は、電極が設けられていない装置にも、勿論、適用可能である。
（実施例）
本発明の実施に係るＣＶＤ装置１００について、温度低下及び温度上昇に要する時間を測定したので、ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置の比較例と共に、その測定結果を以下に示す。
【００７２】
ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置の場合・・・約１１時間
本発明のＣＶＤ装置の場合・・・約３時間
このように、本発明のＣＶＤ装置では、従来のＣＶＤ装置に比べ、温度低下及び温度上昇に要する時間を大幅に短縮できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係るＣＶＤ装置の一実施形態を概略的に示す側面図である。
【図２】ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 成膜容器
２ 発熱源
４ 温度均一化部材
１０ トレイ
１００ ＣＶＤ装置
Ｓ 成膜対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成するＣＶＤ装置に関し、例えば、太陽電池等の半導体デバイスの製造に用いられるＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成する従来のＣＶＤ装置（Chemical Vapor Deposition）は、例えば、半導体デバイス製造工程において、窒化シリコン等の成膜のために広く使用されている。
【０００３】
斯かる従来のＣＶＤ装置においては、一般的には、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱する加熱手段を備え、該加熱手段によって加熱された状態の成膜対象物に対して成膜を行っている。
【０００４】
従来のＣＶＤ装置として、例えば、加熱手段にヒータ線の表面を電気的に絶縁したシースヒータを金属製のブロック内部に埋設したヒータブロックを用い、該ヒータブロックによって、成膜対象基板を加熱するように構成したＣＶＤ装置が提案されている。
【０００５】
このヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置による成膜プロセスについて、太陽電池反射防止膜を形成するプロセスを例にとって以下に説明する。図２は、ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置を概略的に示す側面図である。
【０００６】
図２に示すＣＶＤ装置１００’では、成膜が行われるにあたり、成膜対象基板である１００枚程度のシリコンウェハＳがトレイ１０’に載置されると共、該シリコンウェハＳを載置したトレイ１０’が成膜容器である成膜チャンバー１内に収容され、接地されたヒータブロック２０’上に載置される。そして、トレイ１０’を載置したヒータブロックが温度制御手段１５’によって所定温度（例えば５００℃程度）に加熱される。
【０００７】
次に、ガス供給手段７によって、成膜チャンバー１内に、成膜原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）、窒素（Ｎ2）の混合ガスが導入されると共に、排気手段１４によって、該成膜チャンバー１内が減圧され、所定圧力（例えば１００Ｐａ程度）に保持される。
【０００８】
そして、成膜チャンバー１内において、電力供給手段５によって、トレイ１０’に対して対向配置された電極６に高周波電力が印加されて、前記混合ガスがプラズマ状態にされ、トレイ１０’に載置されたシリコンウェハＳの表面に反応生成膜である窒化シリコン膜が形成される。
【０００９】
かかる従来のＣＶＤ装置１００’においては、次のような問題があった。例えば、半導体デバイスの製造工程においては、成膜対象基板Ｓだけでなく、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品にも反応生成膜が付着する。また、前記した一連の成膜プロセスは、通常は、連続的に繰り返される。このため、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に付着した反応生成膜は、前記成膜プロセスが繰り返されることにより、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に積み重なって付着し、その内部応力により、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品からはがれ、その一部は成膜対象基板Ｓ上に付着する。そして、成膜対象基板Ｓ上に付着した反応生成膜の一部は、本来、該成膜対象基板Ｓ上に成長すべき反応生成膜の正常な成長を妨げることになる。
【００１０】
これを防止するため、通常は、成膜チャンバー１を定期的に（例えば一定バッチ数の成膜処理が終わる毎に）開放し、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に付着した反応生成膜を除去する作業が行われる。
【００１１】
しかし、成膜チャンバー１が開放される際には、ヒータブロック２０’をある程度の温度まで下げておかないと、ヒータブロック２０’や成膜チャンバー１内部品が大気に触れる際に、急激な温度変化により、破損する虞がある。そのため、成膜チャンバー１内に付着する反応生成膜の除去作業においては、ヒータ線２’への通電を一定時間停止して、ヒータブロック２０’や成膜チャンバー１内部品の温度がある程度下がった後でないと、成膜チャンバー１を開放することができない。
【００１２】
また、成膜チャンバー１内の反応生成膜の除去作業終了後においては、成膜チャンバー１を密閉し、真空引きした後、さらに、ヒータ線２’を通電し、成膜対象基板Ｓが所定温度になるまで、ヒータ線２’に対して一定時間通電を続けた後でないと、次の成膜対象基板Ｓに成膜を行うことができない。
【００１３】
そして、ヒータブロック２０’は、既述したように、ヒータ線２’の表面を電気的に絶縁したシースヒータを金属製のブロック内部に埋設した構成であるので、ヒータ線そのものに比べ、熱容量が大きく、それだけ、温度低下及び温度上昇に時間を要する。
【００１４】
このように、ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置では、前記した反応生成膜の除去作業を定期的に実施する際に、ヒータブロックの温度低下及び温度上昇に時間を要するため、稼働率が大幅に低下する。
【００１５】
この問題を解決するものとして、例えば、冷却手段によって、加熱手段を冷却するＣＶＤ装置が開示されている（下記特許文献１参照）。
【００１６】
しかしながら、前記特許文献１に記載のＣＶＤ装置では、冷却手段によって加熱手段を冷却することで、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの作業での待ち時間を削減できるものの、装置構成が複雑化し、それだけ装置コストが高くつく。
【特許文献１】特開２００１−３３０３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明は、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、生産性を向上させることができると共に、成膜対象物への均一な成膜を実現できる構造簡単且つ安価なＣＶＤ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記課題を解決するために、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成するＣＶＤ装置であって、前記成膜容器内において、トレイに支持される成膜対象物とは反対側で該成膜対象物を加熱する発熱源と、前記トレイと前記発熱源との間に位置すると共に、前記トレイに接触され且つ前記発熱源との間に空間を確保した状態で、前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一化する温度均一化部材とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置を提供する。
【００１９】
本発明に係るＣＶＤ装置は、成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成できるものであれば、何れのものにも適用できる。例えば、成膜容器内に供給される成膜原料ガスを電力印加によりプラズマ状態にし、該プラズマ状態下で前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成するプラズマＣＶＤ装置、成膜容器内に供給される成膜原料ガスに光エネルギーを与えて前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成する光ＣＶＤ装置、成膜容器内に供給される成膜原料ガスを熱分解させて前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成する熱ＣＶＤ装置、或いは、成膜容器内に供給される成膜原料ガスを加熱した触媒体に接触させることで得られる生成物を堆積させて前記成膜容器内に収容される成膜対象物に膜形成する触媒ＣＶＤ装置などを挙げることができる。
【００２０】
本発明に係るＣＶＤ装置によれば、従来装置のようなヒータブロックを用いる構成ではなく、前記発熱源と前記温度均一化部材との間に空間が確保され、前記発熱源が前記温度均一化部材との間に空間が存する状態で前記トレイに支持される成膜対象物を加熱するので、該発熱源の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくしても該トレイに支持される成膜対象物を支障なく加熱することができる。このように、前記発熱源の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくできるので、前記発熱源の温度低下及び温度上昇に必要な時間を短縮でき、それだけ、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの作業での待ち時間の短縮化を図ることができる。従って、前記反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、生産性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、前記トレイと前記発熱源との間に位置すると共に、前記トレイに接触され且つ前記発熱源との間に空間を確保した状態で、前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一化する前記温度均一化部材が設けられるので、該温度均一化部材によって前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一にすることができ、これにより、成膜対象物への均一な成膜が可能となる。
【００２２】
さらに、従来装置のような冷却手段を設ける構成ではないので、構造が簡単であり、且つ、安価である。
【００２３】
本発明に係るＣＶＤ装置の具体的態様として、前記温度均一化部材は、前記トレイに接触する接触面を有すると共に、該接触面が水平になるように前記発熱源の上方に配置されており、該温度均一化部材の前記接触面の上に前記トレイを乗載して該トレイに支持される成膜対象物を成膜する態様を例示できる。こうすることで、さらに簡単且つ安価な構成で成膜対象物を成膜することが可能となる。
【００２４】
本発明に係るＣＶＤ装置において、前記発熱源からの赤外線を含む電磁波の輻射により、前記トレイに支持される成膜対象物の温度制御を行う態様を例示できる。これにより、前記発熱源と前記温度均一化部材との間に空間が確保された状態でも、前記トレイに支持される成膜対象物を良好に温度制御することができる。この場合、前記発熱源としては、代表的には電熱線を例示できる。
【００２５】
また、本発明に係るＣＶＤ装置において、前記トレイに支持される成膜対象物をさらに均一に加熱するという観点から、前記温度均一化部材は、例えば、熱伝導率が前記トレイの熱伝導率よりも大きい材料で形成されていることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るＣＶＤ装置において、前記温度均一化部材は、金属材料で形成されていることが好ましい。この場合、熱伝導率が比較的大きい金属材料として、銅又は銅を含む合金を用いることができる。但し、それに限定されるものではなく、例えば、比較的安価な金属材料として、鉄又は鉄を含む合金を用いてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明によると、成膜容器内に付着する反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、生産性を向上させることができると共に、成膜対象物への均一な成膜を実現できる構造簡単且つ安価なＣＶＤ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るＣＶＤ装置の一実施形態を概略的に示す側面図である。図１に示すＣＶＤ装置１００は、成膜容器１内に収容される成膜対象物Ｓを加熱し、該加熱された状態の成膜対象物Ｓに膜形成するものである。
【００３０】
ＣＶＤ装置１００は、成膜容器１と、成膜容器１内において、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓとは反対側で該成膜対象物Ｓを加熱する発熱源２と、トレイ１０と発熱源２との間に位置すると共に、トレイ１０に接触され且つ発熱源２との間に空間Ｑを確保した状態で、トレイ１０に支持される成膜対象物Ｓの温度を均一化する温度均一化部材４とを備えている。
【００３１】
本実施の形態では、温度均一化部材４は、トレイ１０に接触する接触面（以下、第１平面という。）４ａを有すると共に、該第１平面４ａが水平になるように発熱源２の上方に配置されており、該温度均一化部材４の第１平面４ａの上にトレイ１０を乗載して該トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓを成膜するように構成されている。
【００３２】
さらに説明すると、ＣＶＤ装置１００は、成膜容器１内に供給される成膜原料ガスを電力印加によりプラズマ状態にし、該プラズマ状態下で成膜容器１内に収容される成膜対象物である成膜対象基板Ｓに膜形成するプラズマＣＶＤ装置とされている。
【００３３】
詳しくは、ＣＶＤ装置１００は、前記の構成に加えて、第１電極６と、電力供給手段５と、成膜原料ガス供給手段７と、排気手段１４とを備えている。なお、温度均一化部材４は、ここでは、第２電極を兼ねている。
【００３４】
成膜容器１は、成膜室として用いられる真空容器であり、電気的に接地されている。この成膜容器（以下、成膜チャンバーという。）１は、開閉可能な開閉部（図示せず）を有しており、該開閉部を介して成膜チャンバー１内にトレイ１０及び成膜対象基板Ｓを搬入、又は成膜チャンバー１内からトレイ１０及び成膜対象基板Ｓを搬出できるようになっている。
【００３５】
トレイ１０は、成膜チャンバー１内で膜形成される成膜対象基板Ｓを載置するものである。このトレイ（以下、基板トレイという。）１０は、成膜対象基板Ｓを載置する第１平面１０ａと、該第１平面１０ａとは反対側に該第１平面１０ａに略平行に形成された第２平面１０ｂとを有している。第１平面１０ａは、成膜対象基板Ｓの成膜される側とは反対側の面Ｓ’と面接触する面とされている。また、第２平面１０ｂは、温度均一化部材４の第１平面４ａと面接触する面とされている。
【００３６】
温度均一化部材４は、既述のとおり、第２電極を兼ねている。この温度均一化部材４は、ここでは、導電性材料で形成されている。また、温度均一化部材４は、基板トレイ１０の第２平面１０ｂと面接触する第１平面４ａが水平になるように配置されており、該第１平面４ａとは反対側に該第１平面４ａと略平行に形成された第２平面４ｂを有している。具体的には、温度均一化部材４は、板状に形成されている。この第２平面４ｂは、後述する発熱源２に対して空間Ｑをおいて対向する面とされている。そして、温度均一化部材４は、基板トレイ１０の第２平面１０ｂの全領域を覆って形成される。温度均一化部材４は、ここでは、平面４ａ，４ｂに沿う方向の長さが基板トレイ１０の平面１０ａ，１０ｂに沿う方向の長さよりも大きくなるように形成されている。
【００３７】
発熱源２は、成膜チャンバー１内に収容されている。この発熱源２は、温度均一化部材４を基準にして、該温度均一化部材４に乗載される基板トレイ１０とは反対側（ここでは該温度均一化部材４の下方）において、該温度均一化部材４に対して所定の間隔をおいて配置されている。発熱源２は、ここでは通電により発熱するものであり、赤外線の輻射（放射）作用を有する電熱線とされている。そして、発熱源２は、電力が供給されることによって、発熱するようになっている。
【００３８】
この発熱源２の熱容量は、従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくなっている。即ち、ＣＶＤ装置１００は、従来装置のようなヒータブロックを用いる構成ではなく、発熱源２が温度均一化部材４との間に空間が存する状態で成膜対象基板Ｓを加熱する構成とされているので、該発熱源２の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくしても成膜対象基板Ｓを支障なく加熱することができる。
【００３９】
第１電極６は、成膜チャンバー１内に収容されており、導電性材料によって形成されている。第１電極６は、ここでは、基板トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓに臨む側に該成膜対象基板Ｓに対向するように延びる面６ａを有し、中空形状とされている。
【００４０】
この第１電極６は、後述する成膜原料ガス供給手段７からの成膜原料ガスが導入されるガス導入空間６１と、ガス導入空間６１に連通するガス流出孔６２とを有している。
【００４１】
第１電極６の成膜対象基板Ｓに対向する面６ａは、平面に形成されている。この平面６ａには、全面に亘って多数（例えば１０００個程度）のガス流出孔６２が所定間隔をおいて略均等に形成されている。各ガス流出孔６２の直径は、例えば３ｍｍ程度とされている。
【００４２】
また、第１電極６は、ガス流出孔６２形成側とは反対側に設けられたガス流入孔６３を有している。ガス流入孔６３は、ガス導入空間６１に連通し、成膜ガス供給手段７からの成膜原料ガスが流入されるようになっている。
【００４３】
このように構成された第１電極６は、成膜ガス供給手段７からの成膜原料ガスを成膜チャンバー１内にシャワー状に噴出する役割も果たす、いわゆるシャワー電極とされている。
【００４４】
電力供給手段５は、第２電極を兼ねる温度均一化部材４と第１電極６との間に電力を供給するものである。ここでは、電力供給手段５は、ＲＦ（高周波）電源５１を備えている。ＲＦ（高周波）電源５１は、第１電極６に電気的に接続されている。また、第２電極を兼ねる温度均一化部材４は、電気的に接地されている。
【００４５】
成膜原料ガス供給手段７は、成膜チャンバー１内に成膜原料ガスを供給するものである。この成膜原料ガス供給手段７は、ガス供給源７１と、一端がガス供給源７１に接続され且つ他端が成膜チャンバー１内の第１電極６に接続されるガス供給配管７２とを備えている。そして、成膜原料ガス供給手段７は、ガス供給配管７２を介して成膜チャンバー１内に１種類又は２種類以上の成膜用原料ガスを供給できるようになっている。
【００４６】
排気手段１４は、成膜チャンバー１内を排気するものである。この排気手段１４は、成膜チャンバー１内を減圧する圧力ポンプ１３と、一端が圧力ポンプ１３に接続され且つ他端が成膜チャンバー１に接続される排気配管１１と、排気配管１１に介挿され、成膜チャンバー１内の圧力を調整する圧力調整バルブ１２とを備えている。そして、排気手段１４は、圧力ポンプ１３により排気配管１１を介して成膜チャンバー１内を排気すると共に、圧力調整バルブ１２により該成膜チャンバー１内を所定の圧力に調整できるようになっている。
【００４７】
ＣＶＤ装置１００は、さらに、基板トレイ１０に載置される成膜対象基板Ｓの温度を制御する温度制御手段１５を備えている。
【００４８】
温度制御手段１５は、例えば、系統電源などの電力源（図示せず）から供給される電力を調整する温度調整部１５１を備え、温度調整部１５１にて調整した電力を発熱源２に与える。即ち、温度制御手段１５は、発熱源２に予め定める電力を供給するように前記電力源からの電力を調整することによって、発熱源２の発熱量を制御するようになっている。
【００４９】
斯かる構成を備えることにより、ＣＶＤ装置１００は、基板トレイ１０に載置される成膜対象基板Ｓを発熱源２からの赤外線の輻射（放射）によって所定の温度に制御できるようになっている。
【００５０】
以上説明したＣＶＤ装置１００では、成膜対象基板（例えばシリコンウェハ）Ｓが成膜されるにあたり、成膜チャンバー１の外部より、図示を省略した搬送手段によって、成膜対象基板Ｓを１００枚程度載置した基板トレイ１０が搬入され、温度均一化部材４の上に乗載される。このとき、成膜対象基板Ｓは、温度調整部１５１にて発熱量が調整された状態の発熱源２によって所定温度（例えば５００℃程度）に加熱される。
【００５１】
即ち、発熱源２が発熱すると、赤外線の輻射（放射）によって温度均一化部材４が加熱され、温度均一化部材４の温度が上昇する。温度均一化部材４の温度が上昇すると温度均一化部材４が発熱し、この温度均一化部材４の発熱によって、温度均一化部材４に接触する基板トレイ１０が均一な温度分布で上昇し、該基板トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓが加熱される。これにより、加熱された成膜対象基板Ｓの温度分布を結果として均一なものにすることが可能となる。
【００５２】
温度均一化部材４上に基板トレイ１０が乗載された後、ガス供給源７１より、ガス供給配管７２を通じ、成膜原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）、窒素（Ｎ2）の混合ガスが第１電極６に供給され、該第１電極６に供給された混合ガスが該第１電極６から均一に且つシャワー状に成膜チャンバー１内に噴出される。
【００５３】
次に、圧力調整バルブ１２の開度が調整された状態で、圧力ポンプ１３により成膜チャンバー１内に供給された混合ガスが排気配管１１を通じて排気されることで、成膜チャンバー１内の圧力が所定の圧力（例えば１００Ｐａ程度）に調整される。
【００５４】
さらにＲＦ電源５１により、所定の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力が第１電極６に供給され、成膜チャンバー１内の混合ガスがプラズマ状態にされて、成膜対象基板Ｓ上に反応性成膜（例えばシリコン窒化膜）が形成される。
【００５５】
そして、前記した一連の成膜プロセスが連続的に繰り返されると、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に反応生成膜が堆積する。このため、成膜チャンバー１内壁１’や成膜チャンバー１内部品に付着した反応生成膜を定期的に除去する作業が行われる。
【００５６】
この点、図１に示すＣＶＤ装置１００では、発熱源２の熱容量は従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さいので、次のような利点がある。
【００５７】
即ち、成膜チャンバー１内に付着する反応生成膜の除去作業においては、発熱源２の通電停止から、発熱源２や成膜チャンバー１内部品の温度がある程度下がるまでの時間が短縮される。また、成膜チャンバー１内の反応生成膜の除去作業終了後においては、発熱源２の通電開始から、成膜対象基板Ｓが所定温度になるまでの時間が短縮される。
【００５８】
このようにＣＶＤ装置１００によれば、発熱源２の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくできるので、発熱源２の温度低下及び温度上昇に必要な時間を短縮でき、それだけ、成膜チャンバー１内に付着する反応生成膜の除去作業などの作業での待ち時間の短縮化を図ることができる。従って、前記反応生成膜の除去作業などの成膜に寄与しない作業での待ち時間を削減でき、これにより、該ＣＶＤ装置１００の稼働率を向上させることができる。
【００５９】
ここで、発熱源２の熱容量を従来装置のヒータブロックの場合に比べ小さくするのみであれば、前述した温度均一化部材４は不要であるが、成膜対象基板Ｓを載置する基板トレイ１０を温度均一化部材４に乗載することにより、発熱源２から発せられる赤外線を基板トレイ１０に直接輻射する場合と比べ、基板トレイ１０に載置される成膜対象基板Ｓの温度分布を均一にでき、これにより、成膜対象基板Ｓへの均一な成膜が可能となる。
【００６０】
さらに、従来装置のような冷却手段を設ける構成ではないので、構造が簡単であり、且つ、安価である。
【００６１】
本実施の形態では、前記温度均一化部材は、温度均一化部材４の第１面４ａの上に基板トレイ１０を乗載して該トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓを成膜するので、基板トレイ１０を温度均一化部材４に保持するための部材を用いる必要がなく、さらに簡単且つ安価な構成で成膜対象物を成膜することが可能となる。
【００６２】
本実施の形態において、温度均一化部材４は、熱伝導率が基板トレイ１０の熱伝導率よりも大きい材料で形成されていることが好ましい。こうすることで、基板トレイ１０に支持される成膜対象基板Ｓをさらに均一に加熱でき、それだけ均一に成膜対象基板Ｓに成膜できる。
【００６３】
ここでは、基板トレイ１０は、耐熱性に優れる樹脂材料で形成されている。この樹脂材料としては、例えば、カーボン樹脂を用いることができる。また、温度均一化部材４は、金属材料（具体的には銅）で形成されている。なお、温度均一化部材４は、銅を含む合金や、鉄、或いは鉄を含む合金で形成されていてもよい。
【００６４】
なお、温度均一化部材４は、金属材料のような熱伝導率の大きい材料で形成されているので、電気伝導性も高くなり、このため、基板トレイ１０上成膜対象基板Ｓの電位の均一性も良くなる。
【００６５】
また、基板トレイ１０のみでは、該トレイ１０の撓みにより、複数載置される基板Ｓ毎で第１電極６との間隔が異なり易いが、温度均一化部材４として、該トレイ１０の撓みを有効に防止できるような材質及び／又は厚みのものを用いることで、第１電極６との間隔を一定にすることが可能となる。
【００６６】
このように、温度、電位及び電極との間隔の均一性が向上することにより、従来のヒータブロックを使用する場合と同様に、均一な成膜を実現することができる。
【００６７】
基板トレイ１０の厚みとしては、それには限定されないが、５ｍｍ〜２０ｍｍ程度を例示できる。基板トレイ１０の熱伝導率としては、それには限定されないが、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度を例示できる。
【００６８】
また、温度均一化部材４の厚みとしは、それには限定されないが、１ｍｍ〜５ｍｍ程度を例示できる。温度均一化部材４の熱伝導率としては、それには限定されないが、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度を例示できる。
【００６９】
基板トレイ１０の第１平面１０ａの面積としては、それには限定されないが、２ｍ2〜３ｍ2程度を例示でき、温度均一化部材４の第１平面４ａの面積としては、それには限定されないが、３ｍ2〜４ｍ2程度を例示できる。
【００７０】
また、空間Ｑの距離（即ち温度均一化部材４と発熱源２との間の距離）としては、それには限定されないが、１０ｍｍ〜５００ｍｍ程度を例示できる。
【００７１】
なお、図１に示すＣＶＤ装置１００では、温度均一化部材４は電極を兼ねるが、温度均一化部材４とは別に電極が設けられていてもよい。本発明ＣＶＤ装置は、電極が設けられていない装置にも、勿論、適用可能である。
（実施例）
本発明の実施に係るＣＶＤ装置１００について、温度低下及び温度上昇に要する時間を測定したので、ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置の比較例と共に、その測定結果を以下に示す。
【００７２】
ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置の場合・・・約１１時間
本発明のＣＶＤ装置の場合・・・約３時間
このように、本発明のＣＶＤ装置では、従来のＣＶＤ装置に比べ、温度低下及び温度上昇に要する時間を大幅に短縮できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係るＣＶＤ装置の一実施形態を概略的に示す側面図である。
【図２】ヒータブロックを用いた従来のＣＶＤ装置を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 成膜容器
２ 発熱源
４ 温度均一化部材
１０ トレイ
１００ ＣＶＤ装置
Ｓ 成膜対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成するＣＶＤ装置であって、
前記成膜容器内において、トレイに支持される成膜対象物とは反対側で該成膜対象物を加熱する発熱源と、
前記トレイと前記発熱源との間に位置すると共に、前記トレイに接触され且つ前記発熱源との間に空間を確保した状態で、前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一化する温度均一化部材とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記温度均一化部材は、前記トレイに接触する接触面を有すると共に、該接触面が水平になるように前記発熱源の上方に配置されており、
該温度均一化部材の前記接触面の上に前記トレイを乗載して該トレイに支持される成膜対象物を成膜することを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記発熱源からの赤外線を含む電磁波の輻射により、前記トレイに支持される成膜対象物の温度制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記発熱源は、電熱線であることを特徴とする請求項３に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記温度均一化部材は、熱伝導率が前記トレイの熱伝導率よりも大きい材料で形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記温度均一化部材は、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記金属材料は、銅又は銅を含む合金であることを特徴とする請求項６に記載のＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記金属材料は、鉄又は鉄を含む合金であることを特徴とする請求項６に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１】
成膜容器内に収容される成膜対象物を加熱し、該加熱された状態の成膜対象物に膜形成するＣＶＤ装置であって、
前記成膜容器内において、トレイに支持される成膜対象物とは反対側で該成膜対象物を加熱する発熱源と、
前記トレイと前記発熱源との間に位置すると共に、前記トレイに接触され且つ前記発熱源との間に空間を確保した状態で、前記トレイに支持される成膜対象物の温度を均一化する温度均一化部材とを備えていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記温度均一化部材は、前記トレイに接触する接触面を有すると共に、該接触面が水平になるように前記発熱源の上方に配置されており、
該温度均一化部材の前記接触面の上に前記トレイを乗載して該トレイに支持される成膜対象物を成膜することを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記発熱源からの赤外線を含む電磁波の輻射により、前記トレイに支持される成膜対象物の温度制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記発熱源は、電熱線であることを特徴とする請求項３に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記温度均一化部材は、熱伝導率が前記トレイの熱伝導率よりも大きい材料で形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記温度均一化部材は、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記金属材料は、銅又は銅を含む合金であることを特徴とする請求項６に記載のＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記金属材料は、鉄又は鉄を含む合金であることを特徴とする請求項６に記載のＣＶＤ装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２９４１５４（Ｐ２００８−２９４１５４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３６９５７（Ｐ２００７−１３６９５７）
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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