專利名稱：發(fā)熱體cvd裝置及采用該裝置的發(fā)熱體cvd方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在真空室(處理容器)內(nèi)設(shè)置維持在規(guī)定溫度的發(fā)熱體，通過前述發(fā)熱體使原料氣體分解及/或使之活化，并在配置于真空室(處理容器)內(nèi)的基板上使薄膜淀積的、發(fā)熱體CVD裝置以及發(fā)熱體CVD方法。
CVD方法中，除了使原料氣體在放電等離子中分解以及/或使之活化從而進(jìn)行成膜的等離子CVD方法，或者通過加熱基板產(chǎn)生的熱量發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而進(jìn)行成膜的熱CVD方法等之外，還有通過用以維持規(guī)定高溫的發(fā)熱體使原料氣體分解以及/或者使之活化從而進(jìn)行成膜方式的CVD方法(以下稱發(fā)熱體CVD方法)。進(jìn)行發(fā)熱體CVD方法成膜處理的裝置(發(fā)熱體CVD裝置)，是將由設(shè)置在可以進(jìn)行真空排氣的處理室內(nèi)的鎢等高融點(diǎn)金屬構(gòu)成的發(fā)熱體維持在1000～2000℃程度的高溫，同時(shí)導(dǎo)入原料氣體的結(jié)構(gòu)。被導(dǎo)入的原料氣體在通過發(fā)熱體的表面時(shí)被分解或活化，通過將這些送到基板，從而作為最終目標(biāo)物的材料薄膜(例如硅膜等)淀積在基板的表面。
而且，在這樣的發(fā)熱體CVD方法中，對(duì)于采用線狀發(fā)熱體的被稱為熱線沉積(Hot Wire)CVD方法，對(duì)于利用通過發(fā)熱體使原料氣體分解或活化中發(fā)熱體的催化反應(yīng)的被稱為催化CVD(或者Cat-CVDCatalytic-CVD)法。
在發(fā)熱體CVD方法中原料氣體的分解或活化在通過發(fā)熱體時(shí)發(fā)生，因此與只通過基板的熱量使之反應(yīng)的熱CVD方法相比，其優(yōu)點(diǎn)在于基板的溫度能夠降低。而且，由于不象等離子CVD方法那樣形成等離子，所以也不會(huì)產(chǎn)生等離子損害基板的問題。從這些來看，發(fā)熱體CVD方法有望成為高集成化、高功能化逐漸發(fā)展的下一代元件等的成膜法。
然而，即使是象這樣高有效性的發(fā)熱體CVD方法，也不能再現(xiàn)性很好地穩(wěn)定地形成高質(zhì)量的多晶硅膜。這里，高質(zhì)量的多晶硅膜是指作為電子元件例如其電子遷移率要改善到20cm2/Vs。一般地，采用發(fā)熱體CVD裝置形成硅膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)多晶狀態(tài)的成膜后的狀態(tài)結(jié)晶度不好，莫如呈現(xiàn)接近非晶體的膜質(zhì)。也就是說，采用發(fā)熱體CVD方法成膜后的多晶硅膜在工業(yè)上尚未達(dá)到作為電子元件所被要求的質(zhì)量。
因此，本發(fā)明者銳意研究的目標(biāo)是通過突出在處理容器中形成硅膜時(shí)的成膜環(huán)境的重要性，尤其強(qiáng)調(diào)保持并穩(wěn)定原子狀氫的重要性，從而確立現(xiàn)有技術(shù)中沒有的保持成膜環(huán)境的裝置結(jié)構(gòu)及成膜方法。
也就是，在硅膜的形成階段，通過抑制在硅烷(SiH4)或氫(H2)的分解以及/或者活化過程中生成的原子狀氫的失活化，從而創(chuàng)造原子狀氫在處理容器內(nèi)能夠穩(wěn)定存在的環(huán)境，這是形成高質(zhì)量的多晶硅膜不可缺少的，作為本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置、發(fā)熱體CVD方法其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。
另一方面，硅膜是發(fā)熱體使原料氣體即硅烷(SiH4)或氫(H2)分解以及/或者活化而形成于基板上的，所以在硅烷(SiH4)或氫(H2)的分解以及/或者活化過程中生成的原子狀氫與也同時(shí)淀積在處理容器內(nèi)壁上的附著膜發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生二次生成物，因此，這會(huì)影響到處于基板上的形成過程的硅膜的膜質(zhì)，很難作成質(zhì)量好的硅膜。
此種情況，在例如第48次應(yīng)用物理學(xué)聯(lián)合講演會(huì)的征求意見稿集200129a-ZQ-3、p.949中，由增田淳等進(jìn)行過說明。
本發(fā)明提出的發(fā)熱體CVD裝置具備與現(xiàn)有的眾所周知的發(fā)熱體CVD裝置一樣，對(duì)保持在設(shè)置于內(nèi)部的基板托架上的基板進(jìn)行規(guī)定的處理的處理容器(真空容器)；與該處理容器連接，將處理容器內(nèi)部排成真空的排氣系統(tǒng)以及向處理容器內(nèi)提供規(guī)定的原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)；和配置在該處理容器內(nèi)通過電力供給機(jī)構(gòu)提供的電力達(dá)到高溫的發(fā)熱體。并且，從原料氣體供給系統(tǒng)導(dǎo)入處理容器內(nèi)的原料氣體，通過保持高溫的發(fā)熱體被分解以及/或者活化，在保持于基板托架上的基板上形成薄膜。
在這樣結(jié)構(gòu)的發(fā)熱體CVD裝置中，本發(fā)明提出的發(fā)熱體CVD裝置的特征在于在前述基板上形成薄膜的過程中，將圍住前述基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面進(jìn)行加熱。
應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置，在基板上形成薄膜、例如形成硅膜的過程中，通過將圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱，可以將原子狀氫穩(wěn)定地控制在前述空間，并且，能夠創(chuàng)造使硅膜在成膜過程中同時(shí)產(chǎn)生的二次生成物降低的環(huán)境。從而，能夠形成高質(zhì)量的多晶硅膜。
在前述本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置中，規(guī)定的處理是指例如將配置在處理容器內(nèi)的基板上形成的薄膜或處理容器內(nèi)的附著物除去而進(jìn)行的清洗等。規(guī)定的原料氣體可由形成的薄膜而定，種類很多，例如在制作硅膜時(shí)，規(guī)定的原料氣體是硅烷(SiH4)和氫(H2)的混合氣體。另外，制作碳化硅(シリコンカ一バイド)膜時(shí)，規(guī)定的原料氣體是甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)及乙烷(C2H6)中的至少一種以上，與硅烷(SiH4)及氫(H2)的混合氣體。制作鍺硅合金(シリコンゲルマニウム)膜時(shí)，規(guī)定的原料氣體是硅烷(SiH4)與鍺烷(GeH4)和氫(H2)的混合氣體。還有，被加熱的發(fā)熱體保持的高溫是指例如在成膜時(shí)為1600～2000℃的程度，清洗時(shí)(除去處理容器內(nèi)部的附著物時(shí))為2000～2500℃的程度。
在前述本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置中，考慮到電力方面效率的優(yōu)越性，圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體，只要是在其自身上配置加熱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體，例如是某些夾具，只要將基板托架與發(fā)熱體之間的空間圍住，那么，任何結(jié)構(gòu)體都可采用。
因此，在處理容器的內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)設(shè)置圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間，前述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面的加熱，可以采用通過內(nèi)置的加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行的加熱夾具作為圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體。
將圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體作為處理容器的內(nèi)側(cè)壁，前述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面的加熱也可以通過內(nèi)置在該內(nèi)側(cè)壁上的加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行。
再者，加熱機(jī)構(gòu)可以由例如加熱器、溫度傳感器、以及根據(jù)來自溫度傳感器的信號(hào)對(duì)接通加熱器的電力進(jìn)行調(diào)整的加熱調(diào)溫器等構(gòu)成。
另外，在前述本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置中，可以將前述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱保持在至少200℃以上，最好至少在350℃以上。
優(yōu)選地在發(fā)熱體CVD裝置通常使用的壓力范圍，例如在幾十Pa的范圍內(nèi)，將該結(jié)構(gòu)體內(nèi)面加熱保持在至少350℃以上。在這樣幾十Pa的壓力范圍內(nèi)，由至少被加熱保持在350℃以上的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面，將基板托架與發(fā)熱體之間的空間圍住，從而能夠在基板上形成薄膜的過程中，將原子狀氫穩(wěn)定地控制在該空間上，并且，能夠創(chuàng)造使在硅膜成膜的過程中同時(shí)產(chǎn)生的二次生成物降低的環(huán)境。
另外，將發(fā)熱體CVD裝置在稍低的壓力范圍，例如在幾Pa的范圍內(nèi)使用時(shí)，如果將前述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱保持在至少200℃以上時(shí)，可以在基板上形成薄膜的過程中，將原子狀氫穩(wěn)定地控制在基板托架與發(fā)熱體之間的空間上，并且能夠創(chuàng)造使在硅膜成膜的過程中同時(shí)產(chǎn)生的二次生成物降低的環(huán)境。因此，當(dāng)發(fā)熱體CVD裝置在幾Pa的稍低的壓力范圍內(nèi)使用時(shí)，將前述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱保持在至少200℃以上就足夠了。
而且，將圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的前述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱保持的溫度，如果在不給形成薄膜的基板造成熱損傷的溫度范圍內(nèi)，則對(duì)其上限沒有特別的限制。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出的發(fā)熱體CVD方法的特征是采用前述本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置，在基板上形成的薄膜是硅膜(碳化硅膜、鍺硅合金膜等)，基于前述理由，在這些硅膜成膜的過程中，將圍住前述基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱保持在至少200℃以上，最好至少在350℃以上。
下面，將參照附圖來介紹本發(fā)明適合的實(shí)施方式，但是對(duì)于各個(gè)構(gòu)成、形狀以及配置關(guān)系，只不過概略地表示出能簡(jiǎn)單了解本發(fā)明的程度，而且，對(duì)于數(shù)值以及各構(gòu)成的組成(材質(zhì))也只是舉例說明。因此，本發(fā)明不限定在以下介紹的實(shí)施例中，在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)可以變更為各種形態(tài)。
圖2是原料氣體供給器的剖視概略圖。
圖3的(a)是省略了俯視本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置中處理容器內(nèi)部的一部分的圖，(b)是透視加熱夾具的側(cè)面的圖。


圖1所示的發(fā)熱體CVD裝置具備在內(nèi)部進(jìn)行規(guī)定的處理(例如對(duì)于基板9薄膜的形成或清洗等)的處理容器1。處理容器1設(shè)有將其內(nèi)部進(jìn)行排氣到規(guī)定的壓力的排氣系統(tǒng)2。而且，處理容器1與向處理容器1內(nèi)提供規(guī)定的原料氣體(例如制作硅膜時(shí)的硅烷(SiH4)氣體與氫氣(H2))的氣體供給系統(tǒng)3。在處理容器1的內(nèi)部設(shè)置發(fā)熱體4，以使提供的原料氣體通過表面。為了保持發(fā)熱體4規(guī)定的高溫(例如1600～2500℃)，將提供能源的電力供給機(jī)構(gòu)6與之連接。通過基板托架5將基板9保持在處理容器1內(nèi)規(guī)定的位置上，如前所述，供給到處理容器1內(nèi)的原料氣體，通過保持高溫的發(fā)熱體4被分解以及/或被活化，從而在基板9上進(jìn)行規(guī)定薄膜的制作。而且，基板托架5通過無圖示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以在上下方向上移動(dòng)。
另外，基板9與基板托架5通過無圖示的靜電吸附裝置貼緊，硅膜成膜時(shí)，以300～350℃的溫度對(duì)基板9進(jìn)行加熱。
如圖1所示，發(fā)熱體4成為被保持在原料氣體供給器32中的形態(tài)。原料供給器32與氣體供給系統(tǒng)3連接，原料氣體通過原料氣體供給器32，被導(dǎo)入處理容器1內(nèi)，通過保持規(guī)定高溫的發(fā)熱體4。
處理容器1是氣密的真空容器，為了基板9的進(jìn)出，設(shè)置了未圖示的閘閥。
處理容器1設(shè)有排氣口11，通過該排氣口11，對(duì)處理容器1的內(nèi)部進(jìn)行排氣。
排氣系統(tǒng)2設(shè)置渦輪分子泵等真空泵21。排氣系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)中與處理容器1的排氣口11相連，可以將處理容器1內(nèi)進(jìn)行排氣到10-6～10-7Pa的程度。另外，排氣系統(tǒng)2設(shè)置了可變節(jié)流孔等排氣速度調(diào)節(jié)器22。
氣體供給系統(tǒng)3主要由以下構(gòu)成存儲(chǔ)原料氣體硅烷(SiH4)的儲(chǔ)氣瓶31a；存儲(chǔ)與硅烷(SiH4)混合的氫氣(H2)的儲(chǔ)氣瓶31b；將儲(chǔ)氣瓶31a、31b與原料氣體供給器32連接的配管33；設(shè)置于配管33上的閥34或流量調(diào)節(jié)器35。
就是說，來自儲(chǔ)氣瓶31a、31b的硅烷(SiH4)或氫(H2)在配管33中進(jìn)行混合，成為原料氣體，被導(dǎo)入原料氣體供給器32中，該原料氣體從原料氣體供給器32的氣體噴出口320，噴向發(fā)熱體4，供給到處理容器1內(nèi)。
發(fā)熱體4由例如鎢、鉬或鉭等高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成。再有，電力供給機(jī)構(gòu)6給發(fā)熱體4通電，使發(fā)熱體4產(chǎn)生焦耳熱。也就是，電力供給機(jī)構(gòu)6提供電力，將發(fā)熱體4能夠保持在規(guī)定的高溫，例如1600～2500℃程度的高溫。
圖1中，8表示的部件，成為本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)熱體CVD裝置中有特色的將基板托架5與發(fā)熱體4之間的空間圍住且其自身設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體(加熱夾具)。
如圖1所示，加熱夾具8設(shè)置在處理容器1的內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)，將基板托架5與發(fā)熱體4之間的空間圍住。并且，加熱夾具8的內(nèi)側(cè)壁通過內(nèi)置于加熱夾具8中的加熱機(jī)構(gòu)，被加熱保持在至少200℃以上，最好至少在350℃以上。
圖2表示保持發(fā)熱體4的原料氣體供給器32的剖視概略圖。原料氣體供給器32由以下構(gòu)成保持發(fā)熱體4，與連結(jié)電力供給機(jī)構(gòu)6的配線61連接并向發(fā)熱體4提供電力的連接端子321；將連接端子321之間連接的連結(jié)板323；使因與原料氣體供給系統(tǒng)3連接被供給的原料氣體從氣體噴出口320通過發(fā)熱體4，而將原料氣體供給到處理容器1內(nèi)的原料氣體供給室322。
由于連接端子321及連結(jié)板323采取不與原料氣體接觸的構(gòu)造，所以不必?fù)?dān)心腐蝕、老化。
由于采用壓簧(無圖示)等將發(fā)熱體4固定在定位于原料氣體供給器32的內(nèi)部的連接端子321上，所以容易裝卸。而且，為了適應(yīng)保持于基板托架5上的基板9的大小或加工工序等，可以調(diào)節(jié)基板9與發(fā)熱體4的距離，以及/或者也能夠調(diào)節(jié)安裝在原料氣體供給器32上的發(fā)熱體4相互間的距離。
圖3(a)是從上(從原料氣體供給器32側(cè))向基板托架5側(cè)所視本發(fā)明的實(shí)施例中有特色的發(fā)熱體CVD裝置的處理容器1的內(nèi)部的省略了一部分的圖。為了說明圍住基板托架5與發(fā)熱體4之間的空間的加熱夾具8的設(shè)置位置，顯示出加熱夾具8相對(duì)被保持在基板托架5上的基板9的位置關(guān)系。圖3(b)是透視加熱夾具8的側(cè)面的圖。
圖3(a)中，將保持于基板托架(無圖示)上的基板9設(shè)置在處理容器1的中央，內(nèi)置加熱器13的加熱夾具8圍住其外圓周。
這樣的形態(tài)對(duì)于有效地達(dá)成加熱基板托架5與發(fā)熱體4之間的空間的目的是有利的。
而且，處理容器1與加熱夾具8的固定方法不限于固定在處理容器1的上面的形態(tài)(圖1)，象采用固定金屬件將其固定于處理容器1的下面(排氣口11的連接面)的形態(tài)等，或不妨礙將基板9向基板托架5搬運(yùn)的結(jié)構(gòu)都不受限制。
圖3(b)中，7表示將加熱夾具8的內(nèi)側(cè)壁加熱保持在規(guī)定的溫度的加熱機(jī)構(gòu)7。加熱機(jī)構(gòu)7由以下構(gòu)成內(nèi)置于加熱夾具8中的加熱器13；根據(jù)檢測(cè)加熱夾具8的溫度的傳感器14和根據(jù)來自傳感器14的信號(hào)來調(diào)節(jié)向加熱器13接通的電力的加熱調(diào)溫器15；將加熱器13和傳感器14以及加熱調(diào)溫器15連接的配線16；加熱夾具8側(cè)的配線16的連接部12。
另外，圖3(b)中，為了使加熱·調(diào)溫均勻地進(jìn)行，將加熱器13繞成螺旋狀，因而，加熱夾具8中加熱器13的配置不限定于此，而且，為了防止與原料氣體(硅烷·氫氣)接觸而導(dǎo)致腐蝕、老化，將加熱器13作成內(nèi)置于加熱夾具8中的形態(tài)，而且，只要可以將加熱夾具8的內(nèi)側(cè)壁加熱·調(diào)溫在至少200℃以上，或至少350℃以上，并且采取了防止加熱器13腐蝕、老化的措施，則加熱器13的配置同樣是任意的。
而且，本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置的實(shí)施方式，也不只限定于此。
例如雖然無圖示，但也可以采取這樣的實(shí)施方式將圍住基板托架5與發(fā)熱體4之間的空間的結(jié)構(gòu)體作為處理容器1的內(nèi)側(cè)壁，該結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面的加熱通過內(nèi)置于處理容器1的內(nèi)側(cè)壁中的加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行，從而能夠?qū)⑻幚砣萜?的內(nèi)側(cè)壁加熱保持在至少200℃以上，最好至少在350℃以上。
下面，兼帶介紹本發(fā)明的CVD方法，對(duì)圖1～圖3(b)的實(shí)施方式的裝置的動(dòng)作進(jìn)行以下說明。
在未圖示的備用真空室內(nèi)配置基板9，將備用真空室以及處理容器1內(nèi)進(jìn)行排氣至規(guī)定的壓力，切斷閘閥(未圖示)，無圖示的搬運(yùn)裝置將基板9搬送到處理容器1內(nèi)。通過無圖示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使基板托架5上下移動(dòng)，將基板9載置并保持在基板托架5上。
此時(shí)，將基板托架5保持在規(guī)定的溫度(例如300～350℃)，借助靜電吸附將基板9與基板托架5貼緊。
接著，電力供給機(jī)構(gòu)6開始對(duì)發(fā)熱體4通電，將發(fā)熱體4保持在規(guī)定的高溫。而且，通過對(duì)內(nèi)置于加熱夾具8中的加熱器13通電，使加熱調(diào)溫器15動(dòng)作，以達(dá)到例如規(guī)定的350℃的溫度。將發(fā)熱體4保持在規(guī)定的高溫，當(dāng)經(jīng)傳感器14確認(rèn)加熱夾具8的內(nèi)側(cè)面的溫度達(dá)到350℃時(shí)，氣體供給系統(tǒng)3開始動(dòng)作，經(jīng)流量調(diào)節(jié)器35對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的同時(shí)，將原料氣體，即混合了氫氣的硅烷氣體導(dǎo)入處理容器1內(nèi)。然后，通過排氣系統(tǒng)2將處理容器1內(nèi)保持在規(guī)定的壓力。
對(duì)加熱器13的通電量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使當(dāng)本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置在幾十Pa的壓力范圍內(nèi)使用時(shí)，將加熱夾具8的內(nèi)側(cè)面加熱保持在至少350℃以上，當(dāng)本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置在稍低的壓力范圍內(nèi)，例如幾Pa的壓力范圍內(nèi)使用時(shí)，將加熱夾具8的內(nèi)側(cè)面加熱保持在至少200℃以上。
而且，由于加熱到350℃以上要花費(fèi)時(shí)間，即使不進(jìn)行成膜工序也能將溫度調(diào)至200℃以上，如果將達(dá)到350℃以上的加熱時(shí)間縮短就可提高生產(chǎn)效率，是有利的。
結(jié)果，在發(fā)熱體4的表面上分解以及/或者活化的原料氣體高效地到達(dá)基板9的表面，在基板9的表面淀積多晶的硅膜。
經(jīng)必要的時(shí)間達(dá)到薄膜規(guī)定的厚度后，氣體供給系統(tǒng)3的閥34切斷，同時(shí)電力供給機(jī)構(gòu)6的動(dòng)作停止。必要時(shí)可以切斷向發(fā)熱體4以及加熱器13的通電。
而且，通過排氣系統(tǒng)2的動(dòng)作，將處理容器1進(jìn)行排氣再次到達(dá)規(guī)定的壓力，然后，將未圖示的閘閥切斷，未圖示的搬運(yùn)裝置將基板9從處理容器1取出。這樣，一系列的成膜處理進(jìn)行完了。
采用了如圖1的實(shí)施例所示，圍住基板托架5與發(fā)熱體4之間的空間的結(jié)構(gòu)體為在處理容器1的內(nèi)側(cè)以圍住基板托架5與發(fā)熱體4之間的空間的方式設(shè)置的加熱夾具8的本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置的、本發(fā)明的CVD方法，其形成硅膜(膜厚1000nm)的成膜條件的一個(gè)例子如下所示基板 Φ8Si基板處理容器1內(nèi)的壓力 2PaSiH4流量 3ml/minH2流量100m1/min發(fā)熱體4的溫度 1800℃
加熱夾具8的內(nèi)側(cè)面的溫度 350℃發(fā)熱體4-基板9之間的距離 45mm另一方面，采用同一發(fā)熱體CVD裝置，以除了不通過加熱夾具8進(jìn)行加熱之外的相同條件進(jìn)行硅膜(膜厚1000nm)的成膜，以此作為比較例。
對(duì)于這二者的硅膜(膜厚1000nm)測(cè)量其電子遷移率。
其結(jié)果，比較例的硅膜的電子遷移率只有1cm2/Vs，與非晶體膜同等程度，而采用本發(fā)明的裝置及方法，將處理容器1的內(nèi)壁加熱到350℃進(jìn)行成膜的硅膜中，其電子遷移率有改善。
以上的實(shí)施例，對(duì)形成多晶硅膜的適用方式進(jìn)行了說明，本發(fā)明中公開的發(fā)熱體CVD裝置的結(jié)構(gòu)及發(fā)熱體CVD方法在本質(zhì)上是通過發(fā)熱體CVD方法穩(wěn)定地進(jìn)行高質(zhì)量的成膜。因此，本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置以及采用該裝置的發(fā)熱體CVD方法還可適用于在成膜中伴隨著原子狀氫的生成的膜種，例如原料氣體中采用甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)以及乙烷(C2H6)中的至少一種以上、與硅烷(SiH4)以及氫(H2)而得到的碳化硅膜，或原料氣體中采用硅烷(SiH4)與鍺(GeH4)以及氫(H2)而得到的硅-鍺膜等。
應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)熱體CVD裝置以及發(fā)熱體CVD方法，將圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱保持在至少200℃以上，最好至少在350℃以上，進(jìn)行硅膜的成膜，從而能夠形成元件特性良好的高質(zhì)量的多晶硅膜。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)熱體CVD裝置，所述發(fā)熱體CVD裝置具備對(duì)保持在設(shè)置于內(nèi)部的基板托架上的基板進(jìn)行規(guī)定的處理的處理容器；與該處理容器連接、將處理容器內(nèi)部排成真空的排氣系統(tǒng)，以及向處理容器內(nèi)供給規(guī)定的原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)；和配置在該處理容器內(nèi)、通過電力供給機(jī)構(gòu)提供的電力達(dá)到高溫的發(fā)熱體；從所述原料氣體供給系統(tǒng)導(dǎo)入處理容器內(nèi)的原料氣體，通過保持高溫的發(fā)熱體被分解及/或活化，在保持于所述基板托架上的基板上形成薄膜；其特征在于在所述基板上形成薄膜的過程中，將圍住所述基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱。
2.如權(quán)利要求1記載的發(fā)熱體CVD裝置，其特征在于圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體是在處理容器的內(nèi)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)上設(shè)置的、用以圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的加熱夾具，所述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面的加熱通過內(nèi)置于該加熱夾具中的加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1記載的發(fā)熱體CVD裝置，其特征在于圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體是處理容器的內(nèi)側(cè)壁，所述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面的加熱通過內(nèi)置于該內(nèi)側(cè)壁中的加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)記載的發(fā)熱體CVD裝置，其特征在于加熱，以將所述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面至少加熱保持在200℃以上的方式進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)記載的發(fā)熱體CVD裝置，其特征在于加熱，以將所述結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面至少加熱保持在350℃以上的方式進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)記載的發(fā)熱體CVD裝置，其特征在于在基板上形成的薄膜是硅膜。
7.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)記載的發(fā)熱體CVD裝置，其特征在于在基板上形成的薄膜是碳化硅膜。
8.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)記載的發(fā)熱體CVD裝置，其特征在于在基板上形成的薄膜是鍺硅合金膜。
9.一種發(fā)熱體CVD方法，采用具備對(duì)保持在設(shè)置于內(nèi)部的基板托架上的基板進(jìn)行規(guī)定的處理的處理容器；與該處理容器連接、將處理容器內(nèi)部排成真空的排氣系統(tǒng)，以及向處理容器內(nèi)供給規(guī)定的原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)；和配置在該處理容器內(nèi)、通過電力供給機(jī)構(gòu)提供的電力達(dá)到高溫的發(fā)熱體；從所述原料氣體供給系統(tǒng)導(dǎo)入處理容器內(nèi)的原料氣體，通過保持高溫的發(fā)熱體被分解及/或活化，在保持于所述基板托架上的基板上形成薄膜的發(fā)熱體CVD裝置；其特征在于在基板上形成的膜是硅膜，在該硅膜的成膜過程中，將圍住所述基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面至少加熱保持在200℃以上。
10.如權(quán)利要求9記載的發(fā)熱體CVD方法，其特征在于在基板上形成硅膜的過程中，將圍住所述基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面至少加熱保持在350℃以上。
11.如權(quán)利要求9或10記載的發(fā)熱體CVD方法，其特征在于在基板上形成的薄膜是碳化硅膜。
12.如權(quán)利要求9或10記載的發(fā)熱體CVD方法，其特征在于在基板上形成的薄膜是鍺硅合金膜。
全文摘要
本發(fā)明提供在采用發(fā)熱體CVD裝置制作硅膜時(shí)，能夠在元件上形成高質(zhì)量的多晶硅膜(聚硅膜)的發(fā)熱體CVD裝置及發(fā)熱體CVD方法。所述發(fā)熱體CVD裝置及使用該裝置的發(fā)熱體CVD方法是在基板上形成硅膜的過程中，將圍住基板托架與發(fā)熱體之間的空間的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)面加熱保持在至少200℃以上，最好至少在350℃以上。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1419268SQ0215048
公開日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2002年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月14日
發(fā)明者柄澤稔, 石橋啟次, 田中雅彥 申請(qǐng)人:安內(nèi)華股份有限公司