(57)【要約】【課題】基板を面内均一に加熱して、面内で均一な特性を持つ機能膜を基板に成膜することが可能な基板加熱機構、成膜装置、サセプターを提供する。【解決手段】サセプター５２の一面５２ａ側には、この一面５２ａに対して垂直に立ち上がり、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条２３がサセプター本体２１と一体に形成されている。突条２３のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面２３ａは、熱を反射させる熱反射面Ｈを成している。こうした突条２３の内周面２３ａを熱反射面Ｈとするために、サセプター５２を構成する凹部２４の内面全体に金属膜２２を形成している。【選択図】図２
2014212249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側で基板を支持するサセプターと、該サセプターの他面側に配され、該サセプターを介して前記基板を加熱する加熱手段と、を少なくとも備えた基板加熱機構であって、
前記サセプターの一面側には、該サセプターの一面から略垂直方向に向けて立ち上がり、前記基板の周縁を取り巻く突条が形成され、
該突条のうち、少なくとも前記基板の周縁に対面して略垂直方向に沿って広がる内周面は、熱を反射させる熱反射面を成すことを特徴とする基板加熱機構。
【請求項２】
前記突条を含む前記サセプターの一面全体が前記熱反射面を成すことを特徴とする請求項１または２記載の基板加熱機構。
【請求項３】
前記熱反射面は前記サセプターに成膜された金属膜からなることを特徴とする請求項１記載の基板加熱機構。
【請求項４】
前記熱加熱手段は前記サセプターの他面に対向して広がるように形成されたヒーターユニットであり、
該ヒーターユニットは、前記突条と重なる領域よりも内側の中心領域と、該中心領域よりも外側の周縁領域との間で分割可能に形成され、
前記中心領域を成す中央ヒーター部は、前記周縁領域を成す周縁ヒーター部に対して、前記略垂直方向に沿って上下動可能に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の基板加熱機構。
【請求項５】
前記サセプターは、前記ヒーターユニットを構成する前記中央ヒーター部に重なる領域からなる中央サセプター部と、前記周縁ヒーター部に重なる領域からなる周縁サセプター部との間で分割可能に形成されていることを特徴とする請求項４記載の基板加熱機構。
【請求項６】
前記サセプターの他面には、更に熱反射性の裏面金属膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の基板加熱機構。
【請求項７】
前記サセプターは、熱反射性の金属によって形成されていることを特徴とする請求項２記載の基板加熱機構。
【請求項８】
前記サセプターは、ＳｉＣによって形成されていることを特徴とする請求項３記載の基板加熱機構。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか１項に記載された基板加熱機構と、成膜材料を含むガスを供給するガス供給機構と、を少なくとも備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
前記成膜材料は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）であることを特徴とする請求項９記載の成膜装置。
【請求項１１】
一面側で基板を支持するサセプターであって、
一面に対して略垂直方向に向けて立ち上がり、前記基板の周縁を取り巻く突条が形成され、
該突条のうち、少なくとも前記基板の周縁に対面して略垂直方向に沿って広がる内周面は、熱を反射させる熱反射面を成すことを特徴とするサセプター。
【請求項１２】
前記突条を含む前記サセプターの一面全体が前記熱反射面を成すことを特徴とする請求項１１記載のサセプター。
【請求項１３】
前記熱反射面は、サセプター基材に成膜された金属膜からなることを特徴とする請求項１１または１２記載のサセプター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板加熱機構、成膜装置、サセプターに関し、詳しくは基板を均一に加熱することが可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シリコンウェーハなどの基板にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの強誘電体を成膜することによって得られる強誘電体メモリ (ＦｅＲＡＭ）は、ＤＲＡＭ並みの高速動作が可能な不揮発性の半導体メモリとしてＩＣカード等に用いられている。
【０００３】
ＰＺＴなどの強誘電体を基板に成膜する方法として、例えば、熱ＣＶＤ装置を用いて熱分解によって基板に薄膜を形成する手法が知られている。熱ＣＶＤ装置は、被成膜物である基板を載置するサセプターと、このサセプターを介して基板を加熱するヒーターとからなる基板加熱機構と、基板に向けて成膜材料を含む原料ガスを供給するガス供給機構とを備え、原料ガスの熱分解や熱化学反応によって、加熱された基板にＰＺＴなどの成膜物を積層させる（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２４１０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の熱ＣＶＤ装置では、サセプターに載置した基板を、面内で均一に加熱することが困難であった。即ち、サセプターの中心領域よりも周縁領域のほうが熱が放散されやすいため、サセプターに載置した基板した基板は面内で不均一に加熱される。これにより、面内で均一な特性を持つ機能膜を基板に成膜することｊが困難であるという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板を面内均一に加熱して、面内で均一な特性を持つ機能膜を基板に成膜することが可能な基板加熱機構、成膜装置、サセプターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は次のような基板加熱機構、成膜装置、サセプターを提供する。
即ち、本発明の基板加熱機構は、一面側で基板を支持するサセプターと、該サセプターの他面側に配され、該サセプターを介して前記基板を加熱する加熱手段と、を少なくとも備えた基板加熱機構であって、
前記サセプターの一面側には、該サセプターの一面から略垂直方向に向けて立ち上がり、前記基板の周縁を取り巻く突条が形成され、該突条のうち、少なくとも前記基板の周縁に対面して略垂直方向に沿って広がる内周面は、熱を反射させる熱反射面を成すことを特徴とする。
【０００８】
前記突条を含む前記サセプターの一面全体が前記熱反射面を成すことを特徴とする。
前記熱反射面は前記サセプターに成膜された金属膜からなることを特徴とする。
【０００９】
前記熱加熱手段は前記サセプターの他面に対向して広がるように形成されたヒーターユニットであり、該ヒーターユニットは、前記突条と重なる領域よりも内側の中心領域と、該中心領域よりも外側の周縁領域との間で分割可能に形成され、前記中心領域を成す中央ヒーター部は、前記周縁領域を成す周縁ヒーター部に対して、前記略垂直方向に沿って上下動可能に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記サセプターは、前記ヒーターユニットを構成する前記中央ヒーター部に重なる領域からなる中央サセプター部と、前記周縁ヒーター部に重なる領域からなる周縁サセプター部との間で分割可能に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記サセプターの他面には、更に熱反射性の裏面金属膜が形成されていることを特徴とする。
前記サセプターは、熱反射性の金属によって形成されていることを特徴とする。
前記サセプターは、ＳｉＣによって形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の成膜装置は、前記各項記載の基板加熱機構と、成膜材料を含むガスを供給するガス供給機構と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記成膜材料は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のサセプターは、一面側で基板を支持するサセプターであって、
一面に対して略垂直方向に向けて立ち上がり、前記基板の周縁を取り巻く突条が形成され、該突条のうち、少なくとも前記基板の周縁に対面して略垂直方向に沿って広がる内周面は、熱を反射させる熱反射面を成すことを特徴とする。
【００１５】
前記突条を含む前記サセプターの一面全体が前記熱反射面を成すことを特徴とする。
前記熱反射面は、サセプター基材に成膜された金属膜からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の基板加熱機構、成膜装置、サセプターによれば、基板の周縁を取り囲む突条の内周面に熱反射面を形成することによって、加熱手段で加熱された基板の端部から放射された熱は、熱反射面によって反射され、再び基板の端部を加熱することができる。
これによって、基板の周縁領域における温度低下を抑制し、サセプターに載置された基板の中心から周縁に至る一面全体を温度ムラなく均一な温度に保つことができる。よって、基板の一面全体に均一な膜厚で、かつ均一な膜質の薄膜を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の成膜装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の基板加熱機構を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明のサセプタの作用を示す要部拡大断面図である。
【図４】基板加熱機構の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図５】基板加熱機構の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図６】基板加熱機構の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図７】基板加熱機構の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図８】基板加熱機構の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図９】基板加熱機構の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の検証に用いた成膜装置の一例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の検証結果を示す表である。
【図１２】本発明の検証結果を示すグラフである。
【図１３】本発明の検証結果を示すグラフである。
【図１４】本発明の検証結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る基板加熱機構、成膜装置、サセプターについて、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は発明の趣旨をより良く理解させるために、一例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１９】
［第一実施形態］
図１は、本発明のサセプターを含む基板加熱機構を備えた成膜装置の一例を示す概略構成図である。成膜装置４０は、例えば、強誘電体であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）をＭＯＣＶＤ法を用いて成膜することが可能なものである。ＭＯＣＶＤ法は、薄膜を形成するための原料を高温中で反応させて基板上に成膜するＣＶＤプロセスのうち、特にその原料に有機金属を用いる方法であり、有機金属ガスと酸化ガスとを反応させて基板上に成膜するものである。
【００２０】
成膜装置４０は、成膜機構５０と、ガス供給機構６０とを備えている。ガス供給機構６０は、有機金属の有機溶媒溶液を供給する原料供給部４１と、その溶液を気化して原料ガスを生成する気化器４５と、その原料ガスと反応ガスなどとの混合ガスを生成する混合器４７とを有する。
【００２１】
原料供給部４１は、有機金属溶液および溶媒が充填されるタンクＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと、これら各タンクＡ〜ＤにＨｅガスを供給する供給配管４２と、Ｈｅガスの圧力で各タンクから押し出された有機金属溶液および溶媒を運搬するキャリアガスの供給配管４３とを備えている。Ｈｅガス供給配管４２から各タンクＡ〜ＤにＨｅガスが供給されると、各タンクＡ〜Ｄの内部圧力が上昇し、各タンクＡ〜Ｄにそれぞれ充填されている有機金属溶液および溶媒がキャリアガス供給配管４３に向けて押し出される。押し出された有機金属溶液および搭媒の液滴は、Ｎ２ガス等のキャリアガスにより気化器４５に運搬される。
【００２２】
気化器４５は、有機金属溶液および溶媒の液滴を加熱して気化し、原料ガスを生成するものである。その為、気化器４５は加熱手段(不図示)を備えている。なお、有機金属溶液および溶媒の液滴にガスや超音波等を当てる方法や、微細ノズルを介して予め微細化された液滴を導入する方法などを併用して気化効率を向上させることも好ましい。
【００２３】
混合器４７は、生成された原料ガスと、反応ガスおよび/または希釈ガスとの混合ガスを生成するものである。そのため、混合器４７には反応ガス供給手段４８および/または希釈ガス供給手段４９が接続されている。反応ガス供給手段４８は、酸素ガスや一酸化二窒素、オゾンガス等の酸化ガスを供給するものである。また希釈ガス供給手段４９は、窒素ガスやアルゴンガス等を供給するものである。
【００２４】
成膜機構５０は、耐圧性のチャンバー５１と、混合器４７に接続されるシャワーノズル（シャワープレート）５４と、基板加熱機構５５とを備えている。
また、チャンバー５１には、圧力調整バルブ６６を介して、チャンバー５１内を減圧環境にするためのドライポンプやターボ分子ポンプ等を備えた排気システム５８が接続されている。
【００２５】
基板加熱機構５５は、被成膜物である基板５を支持して加熱するためのものであり、基板５を例えば水平支持するサセプター５２と、このサセプター５２を介して基板５を加熱する加熱手段５３とを備えている。加熱手段５３は、成膜時に基板５を所定の成膜温度になるように加熱する。
また、シャワーノズル５４は、このサセプター５２に対向するように配され、成膜時に基板５に向かって混合器４７から供給される混合ガス（成膜材料を含むガス）を噴出させる。
【００２６】
図２は、本発明のサセプターを備えた基板加熱機構を示す要部拡大断面図、および俯瞰平面図である。
基板加熱機構５５は、サセプター５２と、加熱手段５３とを備えている。サセプター５２は、サセプター本体２１と、金属膜２２とを備えている。サセプター５２の一面５２ａ側に被成膜物である基板５が載置される。基板５は、例えば円盤状のシリコンウェーハであればよい。
【００２７】
サセプター５２の一面５２ａ側には、この一面５２ａに対して垂直に立ち上がり、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条２３がサセプター本体２１と一体に形成されている。これにより、サセプター本体２１には、基板５を保持する凹部２４が形成される。
【００２８】
そして、この突条２３のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面２３ａは、熱を反射させる熱反射面Ｈを成している。こうした突条２３の内周面２３ａを熱反射面Ｈとするために、この実施形態では、サセプター５２を構成する凹部２４の内面全体に金属膜２２を形成している。金属膜２２は、耐熱性で、かつ表面を鏡面加工した薄膜、例えば、Ｐｔ，ＮｉＰｔ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕなどが挙げられる。
【００２９】
一方、サセプター本体２１は、セラミック材料を用いることができ、例えば、ＳｉＣ，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３など、耐熱性に優れた材料であれば、表面が熱反射性でなくても適用することができる。
【００３０】
加熱手段（ヒーター）５３は、サセプター５２の他面５２ｂ側に配され、サセプター５２を加熱する。加熱手段５３は、例えば、サセプター５２の他面５２ｂと合致する円形状や、これよりも大きい、または小さい形状のヒーターであればよい。サセプター５２は、こうした加熱手段５３の一面５３ａに載置される。
【００３１】
以上のような構成の基板加熱機構を備えた成膜装置の作用、効果を説明する。
本発明の基板加熱機構５５を備えた成膜装置４０を用いて、基板５の一面５ａに、例えばＰＺＴ膜を形成する際には、原料供給部４１から気化器４５を介して生成させた原料ガスと、反応ガス供給手段４８や希釈ガス供給手段４９から供給された反応ガスや希釈ガスとを混合器４７で混合して混合ガスを発生させる。そして、この混合ガスをシャワーノズル５４からチャンバー５１内のサセプター５２に向けて噴出させる。また、チャンバー５１内は、排気システム５８によって、所定の成膜圧力となるように減圧させておく。
【００３２】
そして、同時に、基板加熱機構５５の加熱手段５３を動作させて、サセプター５２の一面５２ａ側に載置された基板（被成膜物）５を、所定の成膜温度になるように加熱する。
この時、基板５の一面（成膜面）全体に均一な膜厚で、かつ均一な膜質の薄膜、例えばＰＺＴ膜を形成するには、基板５の一面全体が温度ムラなく均一な温度になるように加熱することが重要である。
【００３３】
特に、基板５の載置部分である凹部２４を区画する突条２３が形成されているサセプター５２の周縁領域は、それよりも中心側の中心領域と比較して断面積が大きく、かつ、突条２３による表面積の増加によって、加熱による温度上昇が遅い。ゆえに、サセプター５２の他面５２ｂ側と接する加熱手段５３全体を均一に昇温させても、サセプター５２の周縁領域は中心領域よりも温度が低くなりやすい。
【００３４】
しかしながら、図３に示すように、本発明のサセプター５２のごとく、基板５の周縁を取り囲む突条２３の内周面２３ａに熱反射面Ｈを形成することによって、例えば、加熱手段５３で加熱された基板５の端部から放射された熱ｈｅは、熱反射面Ｈによって反射され、再び基板５の端部を加熱することができる。
【００３５】
これによって、基板５の周縁における温度低下を抑制し、サセプター５２に載置された基板５の中心から周縁に至る一面５２ａ全体を温度ムラなく均一な温度に保つことができる。よって、基板５の一面（成膜面）全体に均一な膜厚で、かつ均一な膜質の薄膜、例えばＰＺＴ膜を形成することが可能になる。
【００３６】
［第一実施形態の変形例］
図４は、第一実施形態の変形例を示す要部拡大断面図である。
図４に示すサセプター６２は、一面６２ａに対して垂直に立ち上がり、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条６３がサセプター本体６１と一体に形成されている。そして、この実施形態では、サセプター本体６１および突条６３から構成されるサセプター６２全体が熱反射性材料から構成されている。
【００３７】
これによって、突条６３のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面６３ａも、熱を反射させる熱反射面Ｈを構成している。このようなサセプター６２を構成する材料としては、例えば、Ｐｔ，ＮｉＰｔ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕなどが挙げられる。このような、全体を熱反射性材料から構成したサセプター６２であっても、基板５の周縁における温度低下を抑制し、サセプター６２に載置された基板５の中心から周縁に至る一面全体を温度ムラなく均一な温度に保つことができる。
【００３８】
［第二実施形態］
図５は、第二実施形態を示す要部拡大断面図である。第二実施形態に示す基板加熱機構７０は、サセプター７１と、加熱手段７６とを備えている。サセプター７１は、サセプター本体７２と、金属膜７３とを備えている。サセプター７１の一面７１ａ側に被成膜物である基板５が載置される。
【００３９】
サセプター７１の一面７１ａ側には、この一面７１ａに対して垂直に立ち上がり、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条７４がサセプター本体７２と一体に形成されている。これにより、サセプター本体７２には、基板５を保持する凹部７５が形成される。
【００４０】
そして、この突条７４のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面７４ａは、熱を反射させる熱反射面Ｈを成している。こうした突条７４の内周面７４ａを熱反射面Ｈとするために、この実施形態では、サセプター７１を構成する凹部７５の内面全体に金属膜７３を形成している。
【００４１】
一方、加熱手段７６は、サセプター７１の他面７１ｂに対向して広がるように形成されたヒーターユニットである。この加熱手段（ヒーターユニット）７６は、突条７４と重なる領域よりも内側の中心領域Ｃｅと、該中心領域ＣＥよりも外側の周縁領域Ｅｅとの間で分割可能に形成されている。そして、中心領域Ｃｅを成す中央ヒーター部７６ａは、周縁領域Ｅｅを成す周縁ヒーター部７６ｂに対して、略垂直方向に沿って上下動可能に形成されている。こうした中央ヒーター部７６ａを上下動させるために、更に上下動装置７７が形成されている。
【００４２】
このような構成の基板加熱機構７０によれば、基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面７４ａを熱反射面Ｈとすることで、基板５の周縁における温度低下を抑制し、サセプター７１に載置された基板５の中心から周縁に至る一面全体を温度ムラなく均一な温度に保つことができるとともに、基板５のサセプター７１に対する着脱を容易にする。
【００４３】
即ち、図５（ａ）に示した基板５の加熱時の状態から、基板５をサセプター７１から着脱する際には、図５（ｂ）に示すように、上下動装置７７を動作させて中央ヒーター部７６ａを周縁ヒーター部７６ｂに対して持ち上げることにより、サセプター７１全体も持ち上げられる。これによって、基板５の着脱をより一層容易にすることができる。
【００４４】
［第二実施形態の変形例］
図６は、第二実施形態の変形例を示す要部拡大断面図である。
図６（ａ）に示した基板加熱機構８０は、サセプター８１と、中央ヒーター部８２ａおよび周縁ヒーター部８２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）８２とを備えている。サセプター８１の一面８１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条８３がサセプター本体８２と一体に形成されている。そして、この突条８３のうち、基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面８３ａだけに熱を反射させる熱反射面Ｈを成す金属膜８４を形成している。
【００４５】
図６（ａ）に示した基板加熱機構８０は、サセプター８１と、中央ヒーター部８２ａおよび周縁ヒーター部８２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）８２とを備えている。サセプター８１の一面８１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条８３がサセプター本体８４と一体に形成されている。そして、この突条８３のうち、基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面８４ａだけに熱を反射させる熱反射面Ｈを成す金属膜８５を形成している。
【００４６】
図６（ｂ）に示した基板加熱機構９０は、サセプター９１と、中央ヒーター部９２ａおよび周縁ヒーター部９２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）９２とを備えている。サセプター９１の一面９１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条９３がサセプター本体９４と一体に形成されている。そして、この突条９３を含むサセプター９１の一面９１ａ側全体に、熱を反射させる熱反射面Ｈを成す金属膜９５を形成している。
【００４７】
図６（ｃ）に示した基板加熱機構１００は、サセプター１０１と、中央ヒーター部１０２ａおよび周縁ヒーター部１０２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）１０２とを備えている。サセプター１０１の一面１０１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１０３がサセプター本体１０４と一体に形成されている。
【００４８】
そして、この突条１０３とサセプター本体１０４とからなるサセプター１０１全体が熱反射性材料から構成されている。これによって、突条１０３のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面１０３ａも、熱を反射させる熱反射面Ｈを構成している。
【００４９】
図６（ｄ）に示した基板加熱機構１１０は、サセプター１１１と、中央ヒーター部１１２ａおよび周縁ヒーター部１１２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）１１２とを備えている。サセプター１１１の一面１１１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１１３がサセプター本体１１４と一体に形成され、突条１１３で区画されたサセプター本体１１４の凹部１１６の内側全体に熱を反射させる熱反射面Ｈを成す金属膜１１５を形成している。そして、この実施形態では、中央ヒーター部１１２ａと周縁ヒーター部１１２ｂとの分割部分が、垂直方向から数度傾いた傾斜面Ｆを成している。
【００５０】
［第三実施形態］
図７は、第三実施形態を示す要部拡大断面図である。第三実施形態に示す基板加熱機構１２０は、サセプター１２１と、加熱手段１２６とを備えている。サセプター１２１は、サセプター本体１２２と、金属膜１２３とを備えている。サセプター１２１の一面１２１ａ側に被成膜物である基板５が載置される。
【００５１】
サセプター１２１の一面１２１ａ側には、この一面１２１ａに対して垂直に立ち上がり、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１２４がサセプター本体１２２と一体に形成されている。これにより、サセプター本体１２２には、基板５を保持する凹部１２５が形成される。
【００５２】
一方、加熱手段１２６は、サセプター１２１の他面１２１ｂに対向して広がるように形成されたヒーターユニットである。この加熱手段（ヒーターユニット）１２６は、突条１２４と重なる領域よりも内側の中心領域Ｃｅと、該中心領域ＣＥよりも外側の周縁領域Ｅｅとの間で分割可能に形成されている。
【００５３】
そして、中心領域Ｃｅを成す中央ヒーター部１２６ａは、周縁領域Ｅｅを成す周縁ヒーター部１２６ｂに対して、略垂直方向に沿って上下動可能に形成されている。こうした中央ヒーター部１２６ａを上下動させるために、更に上下動装置１２７が形成されている。
【００５４】
また、サセプター１２１は、加熱手段（ヒーターユニット）１２６を構成する中央ヒーター部１２６ａに重なる領域からなる中央サセプター部１２１Ｃと、周縁ヒーター部１２６ｂに重なる領域からなる周縁サセプター部１２１Ｅとの間で分割可能に形成されている。
【００５５】
そして、周縁サセプター部１２１Ｅに形成された突条１２４のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面１２４ａは、熱を反射させる熱反射面Ｈを成している。こうした突条１２４の内周面１２４ａを熱反射面Ｈとするために、この実施形態では、サセプター１２１を構成する凹部１２５の内面全体に金属膜１２３を形成している。
【００５６】
このような構成の基板加熱機構１２０によれば、基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面１２４ａを熱反射面Ｈとすることで、基板５の周縁における温度低下を抑制し、サセプター１２１に載置された基板５の中心から周縁に至る一面全体を温度ムラなく均一な温度に保つことができるとともに、基板５のサセプター１２１に対する着脱を容易にする。
【００５７】
即ち、図７（ａ）に示した基板５の加熱時の状態から、基板５をサセプター１２１から着脱する際には、図７（ｂ）に示すように、上下動装置１２７を動作させて中央ヒーター部１２６ａ、および中央サセプター部１２１Ｃを周縁ヒーター部１２６ｂや周縁サセプター部１２１Ｅに対して持ち上げることにより、基板５はサセプター１２１の凹部１２５から持ち上げられる。これによって、サセプター１２１に対する基板５の着脱をより一層容易にすることができる。
【００５８】
［第三実施形態の変形例］
図８は、第三実施形態の変形例を示す要部拡大断面図である。
図８（ａ）に示した基板加熱機構１３０は、中央サセプター部１３１Ｃおよび周縁サセプター部１３１Ｅに分割可能なサセプター１３１と、中央ヒーター部１３２ａおよび周縁ヒーター部１３２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）１３２とを備えている。サセプター１３１の一面１３１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１３３がサセプター本体１３４と一体に形成されている。
【００５９】
そして、この突条１３３とサセプター本体１３４とからなるサセプター１３１全体が熱反射性材料から構成されている。これによって、突条１３３のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面１３３ａも、熱を反射させる熱反射面Ｈを構成している。
【００６０】
図８（ｂ）に示した基板加熱機構１４０は、中央サセプター部１４１Ｃおよび周縁サセプター部１４１Ｅに分割可能なサセプター１４１と、中央ヒーター部１４２ａおよび周縁ヒーター部１４２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）１４２とを備えている。サセプター１４１の一面１４１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１４３がサセプター本体１４４と一体に形成されている。そして、この突条１４３を含むサセプター１４１の一面１４１ａ側全体に、熱を反射させる熱反射面Ｈを成す金属膜１４５を形成している。
【００６１】
［第四実施形態］
図９は、第四実施形態、およびその変形例を示す要部拡大断面図である。図９（ａ）に示す第四実施形態の基板加熱機構１５０は、サセプター１５１と、加熱手段１５６とを備えている。サセプター１５１の一面１５１ａ側には、この一面１５１ａに対して垂直に立ち上がり、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１５３がサセプター本体１５２と一体に形成されている。これにより、サセプター本体１５２には、基板５を保持する凹部１５５が形成される。
【００６２】
そして、突条１５３とサセプター本体１５４とからなるサセプター１５１全体が熱反射性材料から構成されている。これによって、突条１５３のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面１５３ａも、熱を反射させる熱反射面Ｈを構成している。
【００６３】
更に、サセプター１５１の他面１５１ｂ、即ちサセプター１５１と加熱手段１５６との間には、熱反射性の裏面金属膜１５８が形成されている。この裏面金属膜１５８は、サセプター１５１の他面１５１ｂ側から放散する熱を基板５側に反射する。これによって、サセプター１５１に載置された基板５の全体を更に効率よく、均一に加熱することが可能になる。
【００６４】
図９（ｂ）に示した基板加熱機構１６０は、中央サセプター部１６１Ｃおよび周縁サセプター部１６１Ｅに分割可能なサセプター１６１と、中央ヒーター部１６２ａおよび周縁ヒーター部１６２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）１６２とを備えている。サセプター１６１の一面１６１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１６３がサセプター本体１６４と一体に形成されている。
【００６５】
そして、この突条１６３とサセプター本体１６４とからなるサセプター１６１全体が熱反射性材料から構成されている。これによって、突条１６３のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面１６３ａも、熱を反射させる熱反射面Ｈを構成している。
【００６６】
更に、サセプター１６１の他面１６１ｂ、即ちサセプター１６１と加熱手段１６６との間には、熱反射性の裏面金属膜１６８が形成されている。この裏面金属膜１６８は、サセプター１６１の他面１６１ｂ側から放散する熱を基板５側に反射する。これによって、サセプター１６１に載置された基板５の全体を更に効率よく、均一に加熱することが可能になる。
【００６７】
図９（ｃ）に示した基板加熱機構１７０は、中央サセプター部１７１Ｃおよび周縁サセプター部１７１Ｅに分割可能なサセプター１７１と、中央ヒーター部１７２ａおよび周縁ヒーター部１７２ｂに分割可能な加熱手段（ヒーターユニット）１７２とを備えている。サセプター１７１の一面１７１ａ側には、載置された基板５の周縁Ｅを取り巻く突条１７３がサセプター本体１７４と一体に形成されている。
【００６８】
周縁サセプター部１７１Ｅに形成された突条１７４のうち、少なくとも基板５の周縁Ｅに対面して略垂直方向に沿って広がる内周面１７４ａは、熱を反射させる熱反射面Ｈを成している。こうした突条１７４の内周面１７４ａを熱反射面Ｈとするために、サセプター１７１を構成する凹部１７５の内面全体に金属膜１７３を形成している。
【００６９】
更に、サセプター１７１の他面１６１ｂ、即ちサセプター１７１と加熱手段１７６との間には、熱反射性の裏面金属膜１７８が形成されている。この裏面金属膜１７８は、サセプター１７１の他面１７１ｂ側から放散する熱を基板５側に反射する。これによって、サセプター１７１に載置された基板５の全体を更に効率よく、均一に加熱することが可能になる。
【実施例】
【００７０】
以下、本発明の成膜装置の効果を検証した。図１０に検証に用いた成膜装置（多室型成膜装置）の概略構成図を示す。成膜装置（多室型成膜装置）３０は、１ロット２５枚の８インチウエハーを搭載できるストッカー室３１，３２、ウエハを真空ロボットにより成膜室３５まで運ぶ搬送室３８、及び前述の成膜室３５からなる。
【００７１】
ウエハーカセット３９からストッカー室３１，３２へ２５枚のウエハーが大気中で、搬送され、ストッカー室３１，３２はドライポンプで真空引きされる。ウエハは予め真空引きされている搬送室３８を介して成膜室３５に運ばれる。この際、成膜室３５を搬送の為に一度ガスを止め引き切りの状態にしてから搬送するか、もしくは搬送室３８とストッカー室３１，３２に不活性ガスを流し、成膜室３５と同圧かそれ以上になるように圧力調整しておいて、成膜室３５のガスフローは維持した状態で搬送することを選択できる。成膜室３５には搬送中は原料ガスをはじめとするキャリアガスはベント側の捨てラインに流れ、成膜室３５には流れてこないようにしてある。
【００７２】
ストッカー室３１，３２は２室あり、一方のウエハーが全てストッカー室３１に入れば、もう片方のストッカー室３２にウエハーを搭載する事が出来る。このように２室目のストッカー室３１にウエハーが搭載されている場合、プロセス中の１室目が終了すると２室目の真空引きが始まり、真空引きが終了すると、再び基板が成膜室３５に運ばれていく。
【００７３】
［評価方法］
次に実施例の評価方法について説明する。ＰＺＴ−ＭＯＣＶＤ成膜に使用する基板としては、８ｉｎｃｈの１００ｎｍのＳｉ０２酸化膜が形成されたＳｉ基板上にスパッタ法でＩｒが７０ｎｍ成膜された基板を用いた。
また、液体材料には、有機金属原料Ｐｂ(ｔｈｄ)２，Ｚｒ(ｄｍｈｄ)４，及びＴｉ(ＯｉＰｒ)２(ｔｈｄ)２をそれぞれ酢酸ｎブチル溶液にＯ．２５ｍｏ１／Ｌの割合で溶かした液体を用いた。
【００７４】
成膜工程をスタートさせると２５枚入りウエハーケースから大気側ロボットでストッカー室にセットされた枚数のウエハーが搬送され、ストッカー室が真空排気される。ストッカ一室３１，３２に搬送されたウエハは１枚目から順次、真空側搬送ロボットで成膜室３５に運ばれる。成膜室３５は不活性ガス(窒素またはアルゴン)が２０００ｓｃｃｍ程流れている状態(パージフロー)で予め成膜圧力である２Ｔｏｒｒに調圧されている。また、搬送室３８とストッカー室３１，３２は、成膜室３５へのウエハー搬送時の成膜室３５からのガス拡散を抑える為に、２Ｔｏｒｒより５％程度高い圧力に不活性ガス(窒素やアルゴン)で満たされている。
【００７５】
基板が搬送されると３分程で基板温度が収束し成膜が開始される。成膜は、成膜工程開始と共にノズルフラッシュ、その後のガス置換で、安定になった気化器で気化された原料ガス及びキャリアガスをベント側フローから成膜室側へのフローにバルブを切り替えることで開始される。同時にこのタイミングでシャワーを流れていた不活性ガスを反応ガスである酸素に切り替える。
【００７６】
所定の成膜時聞が経過したら、成膜前と同様に原料及びキャリアガスはベント側フローに切り替わり、シャワーを流れていた酸素は不活性ガスに切り替わる。その後、一定(６０ｓｅｃ程)の時間、パージを行った後、搬送とは逆の過程でストッカー室３１，３２までＰＺＴが成膜されたウエハーは戻り、次のウエハーの処理工程が始まる。こうしてストッカー室３１，３２に搬送された全てのウエハーの処理が終了すると、ストッカー室３１，３２は大気雰囲気に戻し大気側ロボットでウエハーケースに戻される。
【００７７】
［検証結果］
図１１にウエハ温度安定時間の結果を示す。この結果はウエハが成膜室に搬送され、サセプターに載置されてからウエハ温度が安定するまでの時間をウエハ温度測定により測定したものである。メタルサセプターにすることによってウエハ温度安定時間が短縮されることが確認された。
【００７８】
また、メタル分割サセプターは更にウエハ温度安定時間が短縮されることが確認された。ウエハ搬送間でサセプターの上にウエハが無くてもサセプターの温度は下がることなく、それに伴いヒーターパワーも上がることなく、殆ど変動なく制御することができる。よって、消費電力低減にも繋がる。
【００７９】
図１２にウエハ温度の面内分布の結果を示す。メタルサセプターにすることによって、ウエハ温度の面内分布が改善されることが確認された。メタル分割サセプターは更にウエハ面内分布が改善されることが確認された。
【００８０】
図１３にＰｂ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)組成のウエハの面内分布の結果を示す。メタルサセプターにすることによりＰｂ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)組成のウエハ面内分布が改善されることが確認された。メタル分割サセプターにすることにより更にウエハ面内分布が改善されることが確認された。
【００８１】
図１４にリーク電流の面内分布の結果を示す。メタルサセプターにすることにより、リーク電流のウエハ面内分布が改善することが確認された。メタル分割サセプターは更にウエハ面内分布を改善できることが確認された。
【符号の説明】
【００８２】
５  基板、２２  金属膜、２３  突条、２３ａ  内周面、４０  成膜装置、５２  サセプター、５３  加熱手段、５５  基板加熱機構、Ｈ  熱反射面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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