(57)【要約】【課題】  蒸着膜質及び厚さを均一化し、パーティクルを防止し、膜質を多様化し、部品の破損を防止し、自動化に有利にし、低圧化学蒸着装置及びプラズマ低圧化学蒸着装置を兼用し得る低圧化学蒸着装置を提供することである。【解決手段】  この装置は、蒸着器ベースと、蒸着器ベースに安置され、その内部に反応領域を有する反応炉と、反応炉内部で昇降され、ウェーハが安置される基板と、反応炉内に化合物ソースガスを注入するための化合物ソースガス注入器と、前記基板に内装されてウェーハを加熱する基板加熱手段と、反応炉を加熱する反応炉加熱手段とを備える。前記基板はウェーハの両側円弧部の一部を除いた残り部分が安置される安置部を有する基板本体と、前記基板本体の上面で昇降可能に設置されるとともに安置部の外郭に形合する形態に形成され、前記安置部を外れたウェーハの両側円弧部が安置される補助安置部を有するウェーハホルダーとから構成する。【選択図】      図１
2006261700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着器ベースと、
該蒸着器ベースに安置され、その内部に反応領域を有する反応炉と、
該反応炉の内部に配置され、ウェーハが安置される基板と、
前記基板に内装されてウェーハを加熱する基板加熱手段と
前記反応炉内に化合物ソースガスを注入するための化合物ソースガス注入器とを含み、
前記化合物ソースガス注入器は、ウェーハの蒸着位置より高い位置まで延長される外部注入管と、該外部注入管内に挿入設置される内部注入管とを含むことを特徴とする低圧化学蒸着装置。
【請求項２】
前記外部注入管は、前記蒸着器ベースの一側周壁を貫通する水平部と、該水平部の内側端から上方に折曲形成される垂直部とを有し、該垂直部の上端が反応炉の上部に位置するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の低圧化学蒸着装置。
【請求項３】
前記外部注入管は、蒸着器ベースの底面を貫通し、その上端が反応炉の上部に位置するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の低圧化学蒸着装置。
【請求項４】
前記内部注入管の上端高さが外部注入管の上端高さより低いことを特徴とする請求項１に記載の低圧化学蒸着装置。
【請求項５】
前記反応炉は、外部に反応炉加熱手段がさらに設置されることを特徴とする請求項１に記載の低圧化学蒸着装置。
【請求項６】
前記反応炉加熱手段は、反応炉の上部と周壁から離隔される状態に設置されることを特徴とする請求項５に記載の低圧化学蒸着装置。
【請求項７】
前記反応炉は、高周波発生器が接続したプラズマ発生手段をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の低圧化学蒸着装置。
【請求項８】
前記反応炉加熱手段と反応炉が離隔して形成された空間には、伝熱兼用電極部材がさらに装着され、前記伝熱兼用電極部材は、高周波発生器が接続したプラズマ発生手段をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の低圧化学蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低圧化学蒸着装置に関するもので、詳しくは膜質及び厚さを均一化し、パーティクルを防止し、膜質を多様化し、部品の破損を防止し、自動化に有利にし、さらに低圧化学蒸着装置とプラズマ低圧化学蒸着装置として兼用し得るようにした低圧化学蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造工程において、ウェーハ上に絶縁体、誘電体又は導電体等の性質を有する窒化膜、酸化膜、珪素膜等の化合物薄膜を蒸着するのに低圧化学蒸着(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)方法が使用されている。
低圧化学蒸着法に使用される蒸着装置としては、低温、低圧の雰囲気で反応炉内部に流入される化合物ソースガスを反応させてウェーハ上に化合物薄膜を蒸着させるもので、ウェーハを一枚ずつローディングさせながら蒸着させる枚葉式低圧化学蒸着装置と、複数枚のウェーハを同時にローディングさせた状態で蒸着させる鐘形低圧化学蒸着装置が使用されており、枚葉式低圧化学蒸着装置は自動化が容易であり広い面積を必要としないという利点があって広く使用されている。
【０００３】
以下、従来の低圧化学蒸着装置のうち、枚葉式低圧化学蒸着装置を添付図面に示す例に基づいて説明する。
図１６は従来の枚葉式低圧化学蒸着装置の一例を示すもので、一側にウェーハＷが出入されるウェーハ出入口１１ａが形成され、他側に反応生成物を排出する排気口１１ｂが形成され、下端が開閉板１１ｃにより開閉される蒸着器ベース１１と、この蒸着器ベース１１の上部に装着されて反応空間Ｓを形成する反応炉１２と、この反応炉１２の上端部に設置された化合物ソースガス注入器１３と、前記開閉板１１ｃを貫通する昇降ラム１５により反応空間Ｓ内で昇降される基板１４とから構成される。
【０００４】
このような従来の枚葉式低圧化学蒸着装置では、昇降ラム１５により基板１４をウェーハ出入口１１ａより低い位置であるローディング／アンローディング位置に下降させた状態でウェーハ出入口１１ａを通じてウェーハＷを進入させて基板１４上に安置させた後、昇降ラム１５により基板１４を上昇させて蒸着位置に位置させ、基板１４に設置された基板加熱手段１６を稼働して、基板１４上にローディングされたウェーハＷを加熱させるとともに化合物ソースガス注入器１３で反応炉１２内に化合物ソースガスを注入すると、化合物ソースガスが反応してウェーハＷ上に化合物薄膜として蒸着されるものである。
しかし、このような従来の枚葉式低圧化学蒸着装置においては、ウェーハＷが搭載された基板１４のみが加熱され、反応炉１２及び周辺は加熱されないため熱的効果が低くなり、低い熱的効果により薄膜でピンホールが発生し易く、ステップカバーリジ(Step Coverage) が劣等になる問題点があった。
【０００５】
又、従来の装置において、化合物ソースガス注入器１３は反応炉１２の上面を貫通する注入管１３ａとこの注入管１３ａの下端に連結され、複数のシャワー孔を有するシャワーヘッド１３ｂとから構成されたもので、単に化合物ソースガスを噴射するだけ、十分な混合がならないので、化合物薄膜の蒸着がウェーハの全面にわたって均一に施されない問題点があった。
又、従来、前述したような低圧化学蒸着装置の問題点を補完するため、基板と反応炉側に設置された電極にプラズマ発生器を接続してプラズマを発生させることにより、化合物ソースガスをイオン化させて反応を促進させるプラズマ低圧化学蒸着(Plasma Enhanced Low Pressure Chemical Vapor Deposition)装置が使用されている。
【０００６】
従来のプラズマ低圧化学蒸着装置は、図１７に示すように、一側にはウェーハ出入口２１ａが形成され、他側に排出口２１ｂが形成され、下端が開閉板２１ｃにより開閉される蒸着器ベース２１と、この蒸着器ベース２１の上部側に備えられる反応炉２２と、前記反応炉２２の上面に設置される化合物ソースガス注入器２３と、前記開閉板２１ｃを貫通して昇降する昇降ラム２５により反応炉２２の内部で昇降可能に設置され、ウェーハＷが搭載される基板２４と、この基板２４に設置された加熱手段２６と、前記反応炉２２と基板２４にそれぞれ接続された電極２７ａ、２７ｂに連結されたプラズマ発生器２７とから構成される。
【０００７】
このような従来のプラズマ低圧化学蒸着装置は開閉板２１ｃを貫通し昇降する昇降ラム２５を下降させて、その上端に固定された基板２４を前記出入口２１ａより低いローディング／アンローディング位置に下降させて後、出入口２１ａを通じてウェーハＷを挿入して基板２４上に搭載し、昇降ラム２５を上昇させることでウェーハＷの搭載された基板２４を蒸着位置に上昇させ、基板加熱手段２６を稼働して、基板とその上に搭載されたウェーハＷを加熱するとともに、化合物ソースガス注入器２３を通じて化合物ソースガスを注入しながら反応ローディング２２の上部と基板２４に接続された電極２７ａ、２７ｂに電極２７ａ、２７ｂに連結されたプラズマ発生器２７を稼働させて反応ローディング２２内にプラズマを発生させると、化合物ソースガスがイオン化しながらウェーハＷ上に化合物薄膜として蒸着されるようにするものである。
【０００８】
このような従来のプラズマ低圧化学蒸着法は、プラズマを発生させて化合物ソースガスをイオン化させることで工程温度を低温にし得るため、蒸着温度による素子の特性変化を最小化し得る利点がある。
しかし、前記従来のプラズマ低圧化学蒸着法においては、ウェーハＷの搭載された基板２４だけが加熱され反応炉２２及び周辺は加熱されないため、注入される化合物ソースガスが十分に予熱されなかった状態で反応空間Ｓ内に供給されるもので、熱的効果が低くなり、低い熱的効果により薄膜にピンホールが発生し易く、ステップカバーリジが劣等になる問題点がある。
【０００９】
又、前述した従来の低圧化学蒸着装置又はプラズマ低圧化学蒸着装置は、化合物ソースガス注入器２３が反応炉２２の上部に貫通される注入管２３ａとこの注入管２３ａの下端に連結され、単に複数のシャワー孔が穿孔されたシャワーヘッド２３ｂとから構成されたもので、注入される化合物ソースガスの予熱及び混合が十分にならなくて基板２４上にローディングされたウェーハＷの化合物ソースガスに対する接触条件が均一でないので化合物薄膜の均質性が低下する問題点があった。
又、従来の低圧化学蒸着装置とプラズマ低圧化学蒸着装置においては、基板上に安置されたウェーハＷがシャワーヘッドの直下方に露出されているため、化合物ソースガスに対するウェーハの接触条件が全面的に均一でなくて膜質及び厚さの均質化を阻害する要因となる。
【００１０】
又、従来の装置は、反応生成物等のガスを排出する時、排気管だけを通じて排出するので、反応炉内に滞留しているガスが迅速にかつ円滑に排出されなくて残存ガスによる膜質の低下を招来する問題点があった。
又、従来の低圧化学蒸着装置又はプラズマ低圧化学蒸着装置においては、基板１４、２４が、図１６及び図１７に示すように、単に昇降ラム１５、２５の上端に固定されてローディング／アンローディング位置と蒸着位置との間で昇降するもので、基板のローディング／アンローディング位置が昇降ラムだけによって決定されるので、ローディング／アンローディング位置が正確に維持されなくてロボットによるウェーハのローディング／アンローディング等を包含した自動化に支障を招く問題点があった。
【００１１】
又、従来の低圧化学蒸着装置及びプラズマ低圧化学蒸着装置に使用される基板１４、２４は、図１８に示すように、内部に基板加熱手段が内装された基板本体１４ａ、２４ａの上面にウェーハＷが安置されるウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂを本体１４ａ、２４ａより高く形成し、この安置部１４ｂ、２４ｂの周囲にウェーハ支持突条１４ｃ、２４ｃを形成して、ウェーハＷが支持突条１４ｃ、２４ｃ内の安置部１４ｂ、２４ｂに密着されるようになっている。
【００１２】
ところで、通常、ウェーハＷは円板形であって、その一側にフラットゾーンＦが形成され、ローディング時、ロボットアームＡに両側部が載せられた状態で前記ウェーハ出入口１１ａ、２１ａを通じて基板１４、２４上に安置させるものである。ロボットアームＡがフォーク形になっており、その上にウェーハＷを載せた状態でローディングさせるので、ロボットアームＡとウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂとの干渉を避けるため、仕方なくウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂの両側部を直線部１４ｄ、２４ｄに切除して、直線部１４ｄ、２４ｄ間の幅がロボットアームＡの内側幅より少し小さく形成する。
【００１３】
このような従来の基板構造においては、ロボットアームＡにウェーハＷを載せた状態でロボットアームＡをウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂと上下に一致する位置まで移動させた後、ロボットアームＡを下降させると、ロボットアームＡはウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂの両側直線部１４ｄ、２４ｄの外側で下降するので、ロボットアームＡとウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂ間の干渉は生じなく、ウェーハＷはウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂの縁部に形成されたウェーハ支持突条１４ｃ、２４ｃ内に挿入される状態に安置される。アンローディング時にはこれとは逆順に作動される。
【００１４】
しかし、このような従来の基板構造では、ウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂにウェーハＷを安置させた時、図１８に示すように、ウェーハＷの両側部分がウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂの両側直線部１４ｄ、２４ｄを外れウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂと密着されないので、基板本体１４ａ、２４ａに内装された基板加熱手段の熱がウェーハＷの全体に均一に伝達されなく、ウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂと密着されなかったウェーハＷの両側部に対する蒸着が円滑にならないだけでなく、ウェーハＷの両側部分が浮かぶ状態で、その底面部まで化合物ソースガスが接触して底面が蒸着される等の問題点があった。
【００１５】
又、従来、このような基板構造の問題点を解決するため、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、基板１４、２４のウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂを上下貫通して昇降する複数（通常三つ）のウェーハ昇降ピン１７、２８を設置し、図１９Ａに示すように、ウェーハ昇降ピン１７、２８を上昇させた状態で、その上にロボットアームＡに載せられたウェーハＷを載せた後、図１９Ｂに示すように、昇降ピン１７、２８を下降させることにより、基板本体１４ａ、２４ａの上面に形成されるウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂの両側部に直線部を形成しなくてもウェーハＷをウェーハ安置部１４ｂ、２４ｂに全面が密着される状態に安置させることができるものが案出されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、この場合、前記ウェーハ昇降ピン１７、２８を設置すると、基板本体１４ａ、２４ａとウェーハ昇降ピン１７、２８間に隙間が生じ、この隙間に化合物ソースガスが侵入し、この部分でパーティクルが発生するだけでなく、基板本体１４ａ、２４ａの内部に基板加熱手段と電極等が設置されるため、ウェーハ昇降ピン１７、２８を設置するのに構造的困難があり、前記隙間に侵入した化合物ソースガスが基板加熱手段に影響を及ぼし、この隙間を通じて熱損失が生じ、前記ウェーハ昇降ピン１７、２８は通常ＳＵＳ又は石英で製作され、その直径が１〜１ｍｍ程度で、作動過程でウェーハ昇降ピン１７、２８自体が破損し易く、破損した場合、補修が難しくなる問題点があった。
【００１７】
従って、本発明の目的は基板加熱手段により、基板上に安置されたウェーハを加熱するとともに反応炉及びその周囲を加熱して、化合物ソースガスの注入過程で予熱させることにより、熱的効果を高めて、蒸着される化合物薄膜の膜質を向上させ、パーティクルを防止し得るようにした低圧化学蒸着装置を提供することである。
本発明の他の目的は化合物ソースガスを反応炉に注入する過程で、ガス予熱領域とガス混合領域及び反応領域を経るようにすることにより、熱的効果をより向上させるとともにガスを十分に混合して膜質を向上しパーティクルの発生を防止することである。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は反応炉外郭に間接伝熱部材を配置するか、反応炉自体を間接伝熱機能を有する材質で形成することで、反応炉加熱手段から発生された熱が反応空間に直接輻射されなく間接伝熱されるようにすることにより、反応空間及びウェーハに対する温度分布を全体的に均一にして膜質及び厚さの均質化を達成することである。
本発明のさらに他の目的は反応炉側にプラズマ電極を別に設置しなく、反応炉の外郭に配置される間接伝熱兼用電極部材又は反応炉自体がプラズマ電極を兼ねるようにして構造を簡素化することである。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は反応炉加熱手段として伝熱ヒーターを使用しなく、加熱媒体の循環される加熱ジャケットを使用することにより、エネルギーの節減を図ることである。
本発明のさらに他の目的はウェーハの安置される基板の上部に化合物ソースガス分散板を高さ調節可能に設置することにより、注入される化合物ソースガスの分散を促進しウェーハに対する接触条件を均一にして膜質及び厚さの均質化をより効果的に達成することである。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は反応生成物等のガスを排気管のみを通じて排出させることにより、反応炉内に滞留しているガスの排出を迅速にかつ確実に遂行して、残存ガスによる膜質の低下を排除することである。
本発明のさらに他の目的はウェーハの底面が基板のウェーハ安置部に全面密着状態に安置されるようにすることにより、ウェーハがその全面で均一に加熱されるようにして膜質及び厚さの均質化をより効果的に達成することである。
本発明のさらに他の目的はウェーハの安置される基板のローディング／アンローディング位置を正確に維持して自動化を有利に達成することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような本発明の目的は、蒸着器ベースと、蒸着器ベースに安置され、その内部に反応領域を有する反応炉と、反応炉内部で昇降され、ウェーハが安着する基板と、反応炉内に化合物ソースガスを注入するための化合物ソースガス注入器と、前記基板に内装されてウェーハを加熱する基板加熱手段と、反応炉を加熱する反応炉加熱手段とを備えて、基板上に安置されたウェーハと反応炉を同時に適正温度に加熱させて熱的効果を向上させることにより達成される。
【００２２】
前記反応炉と化合物ソースガス注入器は注入される化合物ソースガスが十分に予熱され混合される構造を有する。
前記反応炉と反応炉加熱手段間に間接伝熱部材を設置するか、反応炉を構成する管又はシャワーヘッド等を間接伝熱機能を有する材質で形成することにより、前記反応炉予熱手段の熱は、反応炉に対して輻射による直接伝熱をできるだけ減らし、伝導及び対流による間接伝熱により反応炉を加熱するようにし全体的な温度分布を均一にして膜質及び厚さを均質化し得る構造を有する。
【００２３】
前記基板と間接伝熱兼用電極部材又は間接伝熱機能を有する要素に高周波発生器を接続したプラズマ発生手段を備えることにより、プラズマによる蒸着及び食刻にも適用できる。
前記化合物ソースガス注入器は単位注入管で構成して１種の化合物ソースガスを注入するか、内外部注入管で構成して２種の化合物ソースガスを注入することにより多様な膜質の薄膜を蒸着することができる。
前記基板は底面に位置決定溝を形成し、蒸着器ベースの下端を開閉する開閉板に位置決定溝に対応する位置決定ピンを設置することにより、基板がローディング／アンローディング位置に下降した時、位置決定溝と位置決定ピンにより正確な位置を維持し得るようにして、ローディング／アンローディングが正確になるようにするとともに自動化に有利にする。
【００２４】
前記基板の上部には化合物ソースガス分散板を設置することにより、ウェーハの全面にわたって化合物ソースガスが均等に接触して、厚さ及び膜質が全体的に均一な薄膜が得られる。
前記基板はウェーハの両側円弧部の一部を除いた残り部分が安置される安置部を有する基板本体と、前記基板本体の上面で昇降可能に設置されるとともに安置部の外郭に形合する形態に形成され、前記安置部を外れたウェーハの両側円弧部が安置される補助安置部を有するウェーハホルダーとから構成することにより、ウェーハが全面的に基板上に密着される状態に安置されて、ウェーハの底面への蒸着とこの部分でのパーティクルの発生を防止し、基板加熱手段の熱的効果を向上させて膜質をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による低圧化学蒸着装置によると、蒸着膜質及び厚さが均一になり、パーティクルが防止され、膜質が多様化され、部品の破損が防止され、自動化に有利であるとともに、低圧化学蒸着装置とプラズマ低圧化学蒸着装置を兼用することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明による低圧化学蒸着装置を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による低圧化学蒸着装置の第１実施例を示すものである。
図１に示すように、本実施例による低圧化学蒸着装置は、上下部が開放され、周壁の一側にウェーハＷを出入させるためのウェーハ出入口１１１が形成され、他側に反応生成物を排出するための排気口１１２が形成された蒸着器ベース１１０と、この蒸着器ベース１０の上部に安置され、その内部に反応領域Ｒを形成する反応炉１２０と、この反応炉１２０の上端側に連通されて、反応炉１２０の内部に化合物ソースガスを注入するための化合物ソースガス注入器１３０と、前記反応炉１２０の内部でローディング／アンローディング位置と蒸着位置に昇降可能に設置され、ウェーハＷが安置される基板１４０と、前記基板１４０に内装され、基板上に安置されるウェーハＷを加熱する基板加熱手段１５０と、前記反応炉１２０の上部に設置され、反応炉を加熱させる反応炉加熱手段１６０とから構成される。
【００２７】
前記蒸着器ベース１１０は蒸着設備フレーム（図示せず）に装着されるもので、その下側開口部には蒸着器ベース１１０の内部を下端側で開閉するための開閉板１１３が昇降可能に設置されている。この開閉板１１３には昇降ラム１１４が貫通設置され、昇降ラムの上端に前記基板１４０が固定設置されるもので、昇降ラム１１４の昇降間隔を通じて異物質が侵入するかガスが漏出されることを防止するため、開閉板１１３と昇降ラム１１４間には伸縮性ダストカバー１１５が設置されている。
前記昇降ラム１１４は通常の直線往復機構でなる昇降駆動手段（図示せず）により昇降可能に設置されるものである。
【００２８】
図示例では、蒸着器ベース１１０と反応間１２０が一体型に形成されているが、必ずしもこれに局限されるものではなく、蒸着器ベース１１０と反応炉１２０を別に製作して気密に結合することもできる。
前記反応炉１２０は通常に使用される石英管を使用するもので、その上端部は密閉部材１２１で閉鎖されている。この密閉部材１２１はその一次的機能が反応炉１２０の内部を外部から遮断し、密閉するためのもので、石英板が使用でき、二次的機能は反応炉加熱手段１６０の熱が輻射により直接反応炉１２０の内部に伝達されなく間接伝導及び対流により伝達されるようにするためのもので、ＳｉＣ板を使用することができる。
【００２９】
前記化合物ソースガス注入器１３０は前記反応炉１２０の上端一側に連通される注入管１３１と、前記密閉部材１１２の下部に一定間隔を置いて配置される１次シャワーヘッド１３２と、２次シャワーヘッド１３３とから構成され、密閉部材１２１と１次シャワーヘッド１３２間には化合物ソースガスを予熱するガス予熱領域Ｈが形成され、１次シャワーヘッド１３２と２次シャワーヘッド１３３間には化合物ソースガスを十分に混合するためのガス混合領域Ｍが形成され、２次シャワーヘッド１３３の下部には化合物ソースガスが反応を起こす反応領域Ｒが形成される。
【００３０】
前記１次シャワーヘッド１３２と２次シャワーヘッド１３３にはシャワー孔１３２ａ、１３３ａが穿孔され、２次シャワーヘッド１３３のシャワー孔１３３ａは１次シャワーヘッド１３２のシャワー孔１３２ａよりその大きさが小さく数が多い状態に穿孔される。
前記１次シャワーヘッド１３２は石英円板が使用され、２次シャワーヘッド１３３はプラズマを発生させるための電極を兼用し得るように導電性円板が使用され、その一例としてＳｉＣ円板が使用される。
【００３１】
ここで、２次シャワーヘッド１３３としてＳｉＣ円板が使用される場合は、その材質が不透明性であるので、反応炉加熱手段１６０の熱が反応領域Ｒに対し、直接輻射により伝達されなく、伝導及び対流により間接伝熱されるようにする機能も有する。
前記基板１４０は石英板、カーボン板又はＳｉＣ板で形成されるもので、内部には基板加熱手段１５０を受容するための空間が確保される。
前記基板１４０の底面には複数（図面には二つのみを示す）の位置決定溝１４１が形成されており、前記開閉板１１３には前記位置決定溝１４１に対応する位置決定ピン１４２が突設されている。
【００３２】
前記位置決定ピン１４２は、図１の左側下端に拡大図示したように、開閉板１１３に固定される支持部１４２ａと、この支持部１４２ａの上部に支持部１４２ａより小さい直径で一体に形成され、前記位置決定溝１４１に挿入される挿入部１４２ｂと、これら間に形成され、基板１４０の底面が掛かる係止段１４２ｃとから構成されるもので、その係止段１４２ｃの高さによって基板１４０のローディング／アンローディング位置が正確に決定されるものである。又、この位置決定ピン１４２は開閉板１１３に対し螺子方式に締結設置することにより、その係止段１４２ｃの高さを調節し得るようにすることが望ましい。
前記基板加熱手段１５０は前記基板１４０の内部上側に内装されるもので、一般に伝熱ヒーターが使用される。
【００３３】
前記反応ローディング加熱手段１６０は前記反応ローディング１２０の上端部に配置されるもので、これもやはり一般の伝熱ヒーター又はＳｉＣヒーターが使用される。
前記プラズマ発生手段１７０は前記反応ローディング１２０と基板１４０との間、つまり反応領域Ｒ内でプラズマを発生させるためのもので、図示例では高周波発生器１７１から発生される高周波電圧を前記２次シャワーヘッド１３３と基板１４０に印加するように構成される。
図面で、未説明符号１１６は冷却水通路である。
【００３４】
以下、本実施例による低圧化学蒸着装置による蒸着過程及び作用効果を説明する。
先ず、昇降ラム１１４を下降させ、その上端に固定された基板１４０をローディング／アンローディング位置に下降させた後、反応炉１２０内の圧力を通常の真空ポンプ（図示せず）で適正工程圧力に維持させた状態で、ウェーハ出入口１１１を通じてウェーハＷを基板１４０上に安置させる。
基板１４０がローディング／アンローディング位置に下降した状態では、開閉板１１３に固定設置された位置決定ピン１４２の挿入部１４２ｂが基板１４０に形成された位置決定溝１４１に挿入されるとともに基板１４０の底面が位置決定ピン１４２の係止段１４２ｃに掛かって、基板１４０の位置が正確に維持されるので、ロボットアーム等によりウェーハＷを安置させる過程で、正確な位置に安置させることができる。
【００３５】
基板１４０上にウェーハＷが安置された状態で、昇降ラム１１４により基板１４０を蒸着位置に上昇させる。
以後、基板加熱手段１５０と反応炉加熱手段１６０を稼働して、基板１４０に安置されたウェーハＷと反応炉１２０を適正温度である１００〜１，１００℃程度に加熱しながら化合物ソースガス注入器１３０で化合物ソースガスを反応炉１２０内に注入する。
化合物ソースガス注入器１３０の注入管１３１から注入される化合物ソースガスは、１次的に反応炉１２０の最上端部であるガス予熱領域Ｈ内に注入され、ここで、反応炉加熱手段１６０の熱により十分に予熱された後、１次シャワーヘッド１３２に穿孔されたシャワー孔１３２ａを通じてガス混合領域Ｍに噴射され、ここで十分に混合された後、２次シャワーヘッド１３３のシャワー孔１３３ａを通じて反応領域Ｒに噴射注入される。
【００３６】
この際に前記２次シャワーヘッド１３３のシャワー孔１３３ａは１次シャワーヘッド１３２のシャワー孔１３２ａより直径が小さく数が多い状態に形成されているので、ガス混合領域Ｍに注入された化合物ソースガスは一定時間滞留しながら十分に混合される。
このように十分に予熱され混合された後、２次シャワーヘッド１３３のシャワー孔１３３ａを通じて反応空間Ｒに注入された化合物ソースガスは反応炉加熱手段１６０により適正工程温度に加熱されている反応炉１２０で反応しながら基板１４０上に安置されたウェーハＷに化合物薄膜として蒸着される。
【００３７】
前述した蒸着工程で、基板１４０上に安置されたウェーハＷと反応炉２０は基板加熱手段１５０と反応炉加熱手段１６０により加熱されるとともに、注入される化合物ソースガスはガス予熱領域Ｈとガス混合領域Ｍを通過しながら十分に予熱されてから反応領域Ｒに噴射注入されるので、熱的効果が上昇し、１次シャワーヘッド１３２と２次シャワーヘッド１３３により区画されるガス予熱領域Ｈとガス混合領域Ｍを通過しながら十分に混合されてから注入されるので、薄膜にピンホール、クラック等の欠陥又はステップカバーリジが劣等になることなしに優秀な膜質の薄膜を得ることができる。
【００３８】
蒸着が完了されると、反応炉１２０の内部に滞留する反応生成物又は残留ガスを排気口１１２を通じて排出させながら昇降ラム１１４により基板１４０をローディング／アンローディング位置に下降させ、ウェーハ出入口１１１を通じて蒸着完了されたウェーハＷをロボットアーム等によりアンローディングさせる。
基板１４０がローディング／アンローディング位置に下降された状態では、前述したように、基板１４０の位置決定溝１４１と開閉板１１３に設置された位置決定ピン１４２の作用により正確な位置に維持されるので、ロボットアーム等によるアンローディング作業が円滑にかつ正確に行われる。
又、反応生成物又は残留ガスは主に蒸着器ベース１１０の排気口１１２を通じて排出される。
【００３９】
一方、本実施例では、前記ガス混合領域Ｍと排気口１１２間に残留排出管１１７を連結設置し、その途中に開閉バルブ１１８を設置する。
この残留ガス排出管１１７は蒸着過程では開閉バルブ１１８を閉じることで閉鎖して、反応炉１２０内に注入される化合物ソースガスが残留ガス排出管１１７を通じて排出されるか、外部から異物質又は空気等が侵入することを防止する。  蒸着が完了されてからウェーハをアンローディングさせるとともに反応生成物と残留ガスを排出する時は、前記開閉バルブ１１８を開放してガス混合領域Ｍと排気口１１２を連通させることにより、ガス混合領域Ｍ内に残留するガスを迅速に排出させることができる。
【００４０】
ここで、前記ガス混合領域Ｍはその下部に設置された２次シャワーヘッド１３３のシャワー孔１３３ａの直径が比較的小さくなっており、ガス混合領域１３３の残留ガスが２次シャワーヘッド１３３のシャワー孔１３３ａを通じて反応領域Ｒそして排気口１１２に排出されるのに一定時間を必要とするため膜質を低下させる憂いがあるが、本実施例では排気口１１２を連結する残留ガス排出管１１７を設置し、アンローディング時に開閉バルブ１１８を開放することにより、ガス混合領域Ｍ内の残留ガスが迅速にかつ円滑に排出されるのでガスによる膜質の低下を防止することができる。
【００４１】
又、本実施例では、前記プラズマ発生手段１７０を用いて反応炉１２０と基板１４０に高周波電圧を印加し反応領域Ｒでプラズマを発生させて化合物ソースガスの反応を促進することにより、より優秀な膜質の薄膜を蒸着することができる。
即ち、プラズマ発生器１７１を稼働させると、ＳｉＣ材質の２次シャワーヘッド１３３と基板１４０に接続された電極１７２間に高周波電圧が印加され、これら間でプラズマが発生され、１次シャワーヘッド１３２及び２次シャワーヘッド１３３を通過しながら十分に予熱され混合された化合物ソースガスがプラズマ放電により円滑に反応される。ここで、反応炉１２０側に別の電極を設置しなく２次シャワーヘッド１３３自体を電極として兼用することにより、部品数が減らされ組立が簡便になって原価を節減することになる。
【００４２】
図２は前述した第１実施例の化合物ソースガス注入器１３０を変形した変形例で、本変形例では、前記残留ガス排出管１１７の途中に補助注入管１３４を連結し、残留ガス排出管１１７と補助注入管１３４間に転換バルブ１３５を設置したものである。
本変形例は、蒸着過程では前記排気バルブ１１８を閉鎖し転換バルブ１３５を補助注入管１３４とガス混合領域Ｍとが連結される状態に転換させた状態で、前記注入管１３１を通じて化合物ソースガスをガス予熱領域Ｈに注入するとともに補助注入管１３４を通じてガス混合領域Ｍに注入するもので、注入管１３１と補助注入管１３４を通じて相違する種類の化合物ソースガスを注入することにより多様な膜質の薄膜を蒸着させることができる。
【００４３】
蒸着が完了されてからアンローディングさせる過程では、前記転換バルブ１３５を、ガス混合領域Ｍと補助注入管１３４が遮断され残留ガス排出管１１７に連通される状態に転換させるとともに排気バルブ１１８を開放して、ガス混合領域Ｍ内の残留ガスが残留ガス排出管１１７を通じて迅速にかつ円滑に排出されるようにすることにより、残留ガスによる膜質の低下を防止することができる。
その他の構成及び作用効果は前述した第１実施例と同一であるので、同一部分には同一符号を付与し具体的説明は省略する。
【００４４】
図３は前述した第１実施例の反応炉加熱手段１６０を変形した変形例を示すもので、本変形例では、反応炉加熱手段１６０が蒸着器ベース１１０の周壁と反応炉１２０の周壁を取り囲むジャケット１６１と反応炉１２０の上部に装着されるジャケット１６２を設置し、このジャケット１６１、１６２内に加熱媒体１６３、１６４を循環させる構造でなっている。
前記加熱媒体としては高温水蒸気又はエチレングリコールが使用できるが、高温水蒸気を使用する場合は高温水蒸気を得るためのボイラー等の設備が大型化する欠点があるので、エチレングリコールを加熱手段（図示せず）により加熱して循環させることが望ましい。
本実施例の他の構成部分は前述した第１実施例と同一であるので、同一部分には同一符号を付与し、その具体的説明は省略する。
【００４５】
図４は本発明の第２実施例を示すもので、本実施例による低圧化学蒸着装置は、上下部が開放され、周壁一側にウェーハＷを出入させるためのウェーハ出入口２１１が形成された、他側に反応生成物を排出するための排気口２１が形成された蒸着器ベース２１０と、この蒸着器ベース２１０の上部に安置され、その内部に反応領域Ｒを形成する反応炉２２０と、この反応炉２２０の上端側に連通され、反応炉２２０の内部に化合物ソースガスを注入するための化合物ソースガス注入器２３０と、前記反応炉２２０の内部でローディング／アンローディング位置と蒸着位置に昇降可能に設置され、ウェーハＷが安置される基板２４０と、前記基板２４０に内装され、基板上に安置されたウェーハＷを加熱する基板加熱手段２５０と、前記反応炉２２０の周囲に設置され、反応炉を加熱させる反応炉加熱手段２６０とから構成される点においては前述した第１実施例と同一であるが、反応炉２２０の構造と化合物ソースガス注入器２３０の構造が異なり、基板２４０を回転させるための基板回転手段２４３を備える点と反応炉２２０の周囲と反応炉加熱手段２６０との間に間接伝熱兼用電極部材２８０を設置した点が異なる。
【００４６】
即ち、本実施例では、蒸着器ベース２１０の下端開口部は開閉板２１３により開閉可能になっており、この開閉板２１３には基板２４０を昇降させるための昇降ラム２１４が貫通設置されている。
前記反応炉２２０は上下部が開放された円筒形内部管２２１と下部が開放され上部が閉鎖された外部管２２２とから構成され、内外部管２２１、２２２間に化合物ソースガス流動路２２３が形成される。
ここで、前記内部管２２１の上端は外部管２２２の上面より低い状態に設置され、その間を通じて化合物ソースガス流動路２２３と反応領域Ｒが互いに連通される。
【００４７】
前記化合物ソースガス注入器２３０は前記化合物ソースガス流動路２２３の下端部に連通される注入管２３１で構成される。
前記基板２４０を昇降させる昇降ラム２１４は基板回転手段２４３により回転可能に設置され、昇降及び回転作動を兼ねるようになっている。
前記基板加熱手段２５０は前記基板２４０の内部上側に内装され、基板２４０上に安置されるウェーハＷを加熱し得るようになっている。
前記反応炉加熱手段２６０は前記反応炉２２０の上部と周壁を取り囲み、下端が少なくとも蒸着時の基板２４０の底面より低い状態に配置される。
【００４８】
ここで、反応炉加熱手段２６０は一般の電熱ヒーターを使用するか、図３のようにジャケットを設置し、その内部に高温水蒸気又はエチレングリコールを加熱させて循環させるものとすることもできる。
前記反応炉２２０と反応炉加熱手段２６０の上面及び周壁間には間接伝熱兼用電極部材２８０が設置される。
この間接伝熱兼用電極部材２８０は導電性を有するとともに反応炉加熱手段２６０の熱が直接反応炉２２０の内部に輻射伝熱されることをできるだけ減らし対流により間接伝熱される材質で構成され、例えばＳｉＣ材質又はこれに類似する特性を有する材質を使用することができる。
図４で、未説明符号２１５は伸縮性ダストカバーであり、２１６は冷却水循環通路であり、２１７は蒸着器ベース２１０と内外部管２２１、２２２の下端間に挿入されて気密を維持するためのパッキングである。
【００４９】
以下、本実施例による低圧化学蒸着装置の蒸着過程及び作用効果を説明する。  先ず、昇降ラム２１４により、その上端に固定された基板２４０をローディング／アンローディング位置に下降させた後、反応炉２２０内の圧力を通常の真空ポンプ（図示せず）により適正工程圧力に維持させた状態でウェーハ出入口２１１を通じてウェーハＷを基板２４０上に安置し、再び昇降ラム２１４により基板２４０を蒸着位置に上昇させる。
【００５０】
以後、基板加熱手段２５０と反応炉加熱手段２６０を稼働させて、基板２４０に安置されたウェーハＷと反応炉２２０を適正工程温度である１００〜１，１００℃程度に加熱しながら化合物ソースガス注入器２３０により化合物ソースガスを反応炉２２０内に注入する。
化合物ソースガス注入器２３０から注入される化合物ソースガスは注入管２３１を通じて注入され、内外部管２２１、２２２管に形成された化合物ソースガス流動路２２３の下端から上部に流動され、その上端部から反応領域Ｒ内に流入される。
【００５１】
ここで、化合物ソースガスはその流動路２２３を沿って下部から上部に流動する過程で反応炉加熱手段２６０の熱により十分に予熱されてから反応炉２２０内に流入された化合物ソースガスは反応炉加熱手段２６０により適正工程温度に加熱されている反応炉２２０内で反応しながら基板２４０に安置されたウェーハＷに化合物薄膜として蒸着されるものである。
前述した蒸着過程で、化合物ソースガスは内外部管２２１、２２２間に形成された化合物ソースガス流動路２２３の下部から上部に流動しながら十分に予熱された状態で反応炉２２０内に注入されるので熱的効果が上昇し、予熱された状態で適正工程温度に加熱されている反応炉２２０内の反応領域Ｒに注入されるので薄膜にピンホール又はクラック等の欠陥及びステップカバーリジが劣等になることなしに優秀な膜質の薄膜が得られることになる。
【００５２】
又、本実施例では、前記基板２４０を昇降させる昇降ラム２１４に基板回転手段２４３を設置して基板２４０を回転させることにより、ウェーハＷに対する化合物ソースガスの接触条件が全面にわたって均一になって均等な膜質の薄膜が得られることになる。
一方、本実施例では、前記反応炉２２０側と基板２４０側に接続されるプラズマ発生手段２７０を設置して反応炉２２０と基板２４０側に高周波電圧を印加することにより、反応領域Ｒでプラズマを発生させて化合物ソースガスの反応を促進させてより優秀な膜質の薄膜を蒸着するか、又は反応炉の内部をエッチングさせることもできる。
【００５３】
即ち、プラズマ発生器２７１を稼働させると、ＳｉＣ又はカーボン材質の間接伝熱兼用電極部材２８０と基板２４０に設置された電極２７２間には高周波電圧が印加され、これら間でプラズマが発生し、化合物ソースガス流動路２２３を流動する間に十分に予熱され混合された化合物ソースガスがプラズマ放電によりその反応がより活発に行われる。ここで、反応炉２２０側に別の電極を設置しなく、間接伝熱兼用電極部材２８０自体を電極として使用するので、部品数が減少され、組立が簡便になり、原価が節減される。
【００５４】
図５は本発明の第３実施例を示すもので、本実施例による低圧化学蒸着装置は反応炉２２０と化合物ソースガス注入器２３０を変形したものであり、その他の構成部分は前述した第２実施例と同一であるので、同一部分には同一符号を付与し、その具体的説明は省略する。
即ち、本実施例では、前記反応炉２２０を下端が開放され上端が閉鎖された単一管２２４に形成したものであり、前記化合物ソースガス注入器２３０を蒸着器ベース２１０の一側壁を貫通して反応炉２２０の内部に延長される水平部２３２ａとこの水平部２３２ａの内側端から上方に折曲形成された垂直部２３２ｂとが一体に形成された注入管２３２で構成したものである。
【００５５】
ここで、前記注入管２３２の垂直部２３２ｂの上端は少なくとも基板の蒸着位置より高い位置に来るように設置される。
本実施例は、反応炉２２０を単一管２２４で構成するとともに化合物ソースガスを反応領域Ｒの上部側に注入し得るようにしたものであり、化合物ソースガスが垂直部２３２ｂを通じて上昇流動する過程で反応炉加熱手段２６０により十分に予熱されるので、前述した第２実施例と同等な効果が得られるものである。
【００５６】
図６は第３実施例の変形例を示すもので、本変形例は第３実施例の化合物ソースガス注入器２３０のみを変形したものである。
即ち、本変形例では、化合物ソースガス注入器２３０を、蒸着器ベース２１０の一側周壁を貫通する水平部２３３ａとこの水平部２３３ａの内側端から上方に折曲形成された垂直部２３３ｂを有する太径の外部注入管２３３と、この外部注入管２３３の水平部２３３ａと垂直部２３３ｂの内部に挿入される水平部２３４ａと垂直部２３４ｂを有する内部注入管２３４とから構成し、内外部注入管２３４、２３３間の注入通路と内部注入管２３４の内部の注入通路を通じて相違する種類の化合物ソースガス同時に注入し得るようにして、より多様な種類の薄膜を蒸着し得るようにする。
【００５７】
本変形例において、前記外部注入管２３３の垂直部２３３ｂの上端は少なくとも基板の蒸着位置より高い位置に配置され、内部注入管２３４の垂直部２３４ｂの上端は基板の蒸着位置程度に設置することが望ましい。これは二つの注入通路を通じて注入される化合物ソースガスが内部注入管２３４の垂直部２３４ｂの上端と外部注入管２３３の垂直部２３３ｂの上端との間の空間部２３５で互いに混合されるようにして膜質を向上させるためのである。
【００５８】
図７は前記第３実施例の他の変形例を示すもので、本実施例は前記第３実施例の化合物ソースガス注入器２３０を変形したものである。
即ち、本変形例は、化合物ソースガス注入器２３０が蒸着器ベース２１０の下部を開閉する開閉板２１３を上下に貫通し、その上端が基板の蒸着位置より高い位置まで延長される注入管２３６で構成されたものである。
本変形例においても、化合物ソースガスが注入管２３６の下部から上部に流動する間に反応炉加熱手段２６０の熱により十分に加熱された後、その上端から反応領域Ｒの上部に注入されるので、前述した第３実施例と同等な効果を有することになる。
【００５９】
図８は第３実施例のさらに他の変形例を示すもので、本変形例は前記実施例の化合物ソースガス注入器２３０を変形したものである。
即ち、本変形例では、化合物ソースガス注入器２３０が、蒸着器ベース２１０の開閉板２１３を上下に貫通し、その上端が基板の蒸着位置より高い位置まで延長される外部注入管２３７と、この外部注入管２３７の内部に挿入され、その上端が基板の蒸着位置に位置する内部注入管２３８とから構成され、内外部注入管２３８、２３７間の注入通路と内部注入管２３８の内部の注入通路を通じて相違する種類の化合物ソースガスが注入されながら反応炉加熱手段１６０の熱により予熱されるとともに内外部注入管２３８、２３７の上端間の空間部２３９で二種の化合物ソースガスが混合されてから反応領域Ｒに注入されるように構成されたもので、本変形例も前述した第３実施例及び図６の変形例と同等な効果を有することになる。
【００６０】
図９は本発明による低圧化学蒸着装置の第４実施例を示すもので、本実施例においては、上下部が開放され、周壁一側にウェーハＷを出入させるためのウェーハ出入口３１１が形成され、他側に反応生成物を排出するための排気口３１２が形成された蒸着器ベース３１０と、この蒸着器３１０の上部に安置され、その内部に反応領域Ｒを形成する反応炉３２０と、この反応炉３２０の上端側に連通され、反応炉３２０の内部に化合物ソースガスを注入するための化合物ソースガス注入器３３０と、前記反応炉３２０の内部でローディング／アンローディング位置と蒸着位置に昇降可能に設置され、ウェーハＷが安置される基板３４０と、前記基板３４０に内装され、基板上に安置されたウェーハＷを加熱する基板加熱手段３５０と、前記反応炉３２０の周囲に設置され、反応炉を加熱させる反応炉加熱手段３６０とから構成される点が前述した第３実施例と同一であるが、反応炉３２０の構造及び化合物ソースガス注入器３３０の構造が異なるものである。
【００６１】
即ち、本実施例では、反応炉３２０が蒸着器ベース３１０に安置され、上下部が開放された内部管３２１とこの内部管３２１の上部及び周壁を取り囲み、上端が閉鎖された外部管３２２とから構成され、これら内外部管３２１、３２２の周壁間には化合物ソースガス流動路３２３が形成される。
前記内部管３２１の上端と外部管３２２の上面間には化合物ソースガス流動路３２３と反応領域Ｒとを連結する間隔が形成されている。
又、前記内部管３２１は石英管で形成され、外部管３２２はＳｉＣ材質のような伝導性を有するとともに反応炉加熱手段３６０の熱が輻射により直接伝熱されなく伝導及び対流により間接的に加熱されるようにする材質で構成されて、間接伝熱機能とプラズマ発生手段３７０の電極としての機能を遂行し得るようになっている。
【００６２】
前記化合物ソースガス注入器３３０は前記化合物ソースガス流動路３２３の下端部に連通される注入管３３１で構成される。
図９で、未説明符号３１３は開閉板、３１４は昇降ラム、３１５はダストカバー、３１６は冷却水路、３１７はパッキング、３４３は基板回転手段、３７１はプラズマ発生器３７０を構成する高周波発生器、３７２は基板３４０に内装される電極である。
本実施例において、化合物ソースガスの注入過程を含む蒸着過程は前述した第２実施例と同一であるが、ただ別の間接伝熱兼用電極部材を設置しなく、反応炉３２０を構成する外部管３２２の材質を間接伝熱及び電極機能を有する材質としたことが相違する。
【００６３】
図１０は本発明による低圧化学蒸着装置の第５実施例を示すもので、本実施例は、上下部が開放され、周壁一側にウェーハＷを出入させるためのウェーハ出入口４１１が形成され、他側に反応生成物を排出するための排気口４１２が形成された蒸着器ベース４１０と、この蒸着器ベース４１０の上部に安置され、その内部に反応領域Ｒを形成する反応炉４２０と、この反応炉４２０の上端側に連通され、反応炉４２０の内部に化合物ソースガスを注入するための化合物ソースガス注入器４３０と、前記反応炉４２０の内部でローディング／アンローディング位置と蒸着位置に昇降可能に設置され、ウェーハＷが安置される基板４４０と、前記基板４４０に内装され、基板上に安置されたウェーハＷを加熱する基板加熱手段４５０と、前記反応炉４２０の周囲に設置され、反応炉を加熱させる反応炉加熱手段４６０とから構成される点は前述した第４実施例と同一であり、反応炉４２０の構造及び化合物ソースガス注入器４３０の構造のみが異なるものである。
【００６４】
即ち、本実施例は、反応炉４２０が下部が開放され上端が閉鎖された単一管４２１で形成され、この単一管４２１は反応領域Ｒを提供する基本的機能以外に間接伝熱機能及びプラズマ発生手段の電極としての機能を有するようにＳｉＣ材質で形成されたものである。
又、化合物ソースガス注入器４３０は、蒸着器ベース４１０の開閉板４１３を上下に貫通し、その上端が基板の蒸着位置より高く延長された注入管４３１で構成される。
【００６５】
図１０で、未説明符号４１３は開閉板、４１４は昇降ラム、４１５はダストカバー、４１６は冷却水路、４１７はパッキング、４４３は基板回転手段、４１７はプラズマ発生器４７０を構成する高周波発生器、４７２は基板４４０に内装される電極である。
本実施例において、化合物ソースガスの注入過程を含む蒸着過程は前述した図７と例と同一であるが、ただ反応炉４２０を単一管４２１で構成するとともに別の間接伝熱兼用電極部材を設置しなく、単一管４２１自体の材質を間接伝熱及び電極機能を有する材質としたことだけが相違するので、その具体的説明は省略する。
【００６６】
図１１は本発明に使用される基板の他の実施例を示すもので、本実施例は基板５４０の上部に、化合物ソースガスを基板５４０の上部に安置されるウェーハＷの全面にわたって均一に分散させるための化合物ソースガス分散板５４４を設置したものである。
前記基板５４０と分散板５４４は、これらの間隔を調節するための間隙調節手段５４５により結合されている。
前記間隙調節手段５４５は基板５４０と分散板５４４に固定され、互いに反対の螺旋方向を有する螺子棒５４７、５４８と、両螺子棒５４７、５４８に締結されるターンバックル式の調節ノブ５４６とから構成される。前記螺子棒５４７、５４８はそれぞれ三つずつで、ウェーハ出入口５１１を通じて出入されるウェーハＷとの干渉を避けるように配置される。
【００６７】
このように基板５４０は、化合物ソースガスが反応領域Ｒ内に注入される過程で化合物ソースガスがまっすぐウェーハＷの表面に接触されなく、基板５４０上に安置されたウェーハＷと分散板５４４間の間隙を通じてウェーハＷに接触して、化合物ソースガスがウェーハＷのどの一部分に集中的に接触しなく全面にわたって均一に接触するので、薄膜の厚さが全面にわたって均一になるものである。  又、前記間隙調節手段５４５により基板５４０の上面と分散板５４４間の間隙を、使用する化合物ソースガス又は薄膜の条件によって最適状態に調節することにより、所望薄膜を確実に得ることができる。
【００６８】
このような構造は前述した実施例のいずれかにも適用し得るもので、前記間隙調節手段５４５は必ずしも図示例に局限されるものでなく、その間隙を調節し得る構造であればどんな構造であっても採用できる。
図１２は本発明による低圧化学蒸着装置に使用される基板のさらに他の実施例を示すもので、本実施例はロボットアームＡによりウェーハのローディング／アンローディングが円滑に行われるとともにウェーハＷの全面が基板上に接触し得るようにしたものである。
【００６９】
本実施例による基板６００はウェーハＷの両側円弧部Ｃ１一部を除いた部分が安置される安置部６１１が形成された基板本体６１０と、この基板本体６１０に対して昇降可能に設置され、前記安置部６１１の外郭に形合され、安置部６１１を外れたウェーハＷの両側円弧部Ｃ１が安置される補助安置部６２５を有するウェーハホルダー６２０とから構成される。
前記安置部６１１の円弧部６１５にはウェーハＷの円弧部Ｃ１の外周面が内面に接触する円弧形突起６１５ａが形成されている。
前記先端直線部６１３はウェーハＷのフラットゾーンＦと一致する長さを有する。
前記円弧形突起６１５ａは少なくともウェーハＷの厚さである０．８ｍｍ程度突出されるように形成することが望ましい。
前記ウェーハホルダー６２０は後方が開放され、直線部６２２、６２５間に形成される連結円弧部６２４により大略Ｕ形に限定される切取溝を有する円板形に形成される。
【００７０】
図示例では、ウェーハホルダー６２０の外郭直径が基板本体６１０の外径と同じになっており、前記切取溝の幅はロボットアームＡの幅より広く形成されている。
前記両側直線部６２５にはウェーハの両側円弧部Ｃ１が安置される補助安置部６２５ａが形成される。
補助安置部６２５ａの外郭にはウェーハＷの両側円弧部Ｃ１の外周面が内面に接触される円弧形突起が形成される。この円弧形突起は前述した安置部６１１の円弧形突起６１５ａと同様に少なくともウェーハＷの厚さである０．８ｍｍ程度突出されるように形成することが望ましい。
又、前記ウェーハホルダー６２０を昇降駆動させるためにホルダー昇降部６３０が備えられる。
【００７１】
このホルダー昇降部６３０は、図１３に示すように、ウェーハホルダー６２０の外周部に上端が固定される複数（図面には三つ）の連結棒６３１と、この連結棒６３１の下端が固定される昇降連結部６３４とから構成され、この昇降連結部６３４は通常の直線往復運動機構である昇降駆動手段（図示せず）により昇降されるように構成されている。
前記ウェーハホルダー６２０の外周部と昇降連結部６３４にはそれぞれ複数（連結棒と同数）の連結片６３２、６３５が突出形成され、この連結片６３２、６３５に連結棒６３１の上下端を固定螺子６３３、６３６で締結して固定することにより、ウェーハホルダー６２０と昇降連結部６３４を一体に昇降し得るように結合する。
【００７２】
前記連結棒６３１はウェーハがローディング／アンローディングされる方向である後方側を除いた前方部と両側部にそれぞれ設置され、ウェーハＷのローディング／アンローディング時にウェーハとの干渉を起こさないようになっている。  前記昇降連結部６３４の中央には基板を昇降させるための昇降ラムが貫通されるラム貫通孔６３７が穿孔されて、昇降ラムとホルダー昇降部６３０が互いに干渉しないようになっている。
前記昇降連結部６３４のラム貫通孔６３７の周囲には昇降駆動手段を結合するための螺子貫通孔６３８が穿孔されている。
前記昇降駆動手段としては、油圧シリンダー、空圧シリンダー、ステッピングモーター、スクリューを用いる直線昇降運動機構が使用でき、ウェーハホルダー６２０とホルダー昇降部６３０を昇降駆動させることができる構造のものであればどんなものでも採用できる。
【００７３】
以下、本実施例による基板６００によりウェーハＷをローディング及びアンローディングさせる過程及び作用効果を説明する。
昇降駆動手段によりホルダー昇降部６３０を上昇させて、図１２及び図１４Ａに示すように、これに結合されたウェーハホルダー６２０をその底面が基板本体６１０の上面から上方に隔たった位置に上昇させた状態で、ロボットアームＡに乗せられたウェーハＷをウェーハホルダー６２０より高い位置で後方からウェーハホルダー６２０上に進入させる。
図１４Ｃに示すように、ウェーハＷが進入して、ウェーハＷのフラットゾーンＦが基板の直線部６１３の直上部と一致され、ウェーハＷの両側円弧部Ｃ１がウェーハホルダー６２０の両側安置部６２５ａと一致されると、図１４Ｃに示すように、ロボットアームＡが下降されて、その上に乗せられたウェーハＷがウェーハホルダー６２０の補助安置部６２５ａに載せられる。
【００７４】
この際に、ロボットアームＡの幅はホルダー６２０の切取溝の内側幅より小さいので、ロボットアームＡとホルダー６２０は互いに干渉しなくなる。
ホルダー６２０に載せられたウェーハＷは補助安置部６２５ａ上に安置され、その円弧部Ｃ１の外周縁が円弧形突起６１５ａの内側に接触される。
次いで、ロボットアームＡを後退させると、ウェーハＷはホルダー６２０のみに支持される。
ロボットアームＡが後退すると、昇降駆動手段によりホルダー昇降部６３０をその上端に結合されたホルダー６２０とともに下降させて、図１４Ｄに示すように、その上に載せられたウェーハＷを安置部６１１に安置させる。
【００７５】
このような本実施例による基板６００を使用する場合、基板本体６１０に内装された基板加熱手段の熱が安置部６１１の安置面６１２に安置された部分には直接伝熱され、ホルダー６２０の補助安置部６２５ａに安置された部分にはホルダー６２０を通じて伝熱されるので、ウェーハＷはその前面にわたって均等に加熱される。
従って、ウェーハＷが基板６００に対して全面にわたって密着されて全体的に均一に加熱されながら蒸着されるので、底面まで蒸着されるかパーティクルが発生することなしに良質の薄膜が得られ、膜質の均質性が保障され、熱損失も排除される。
【００７６】
又、従来のように別の細い昇降ピンを使用しないので、部品の破損が排除され維持補修が簡便になる。
さらに、ウェーハＷの円弧部Ｃ１の外周縁部が安置部６１１とホルダー６２０に形成された円弧形突起６１５ａ、６２５ａの内周面が接触される状態に安置されるので熱効率がより向上される。
図１５は本発明による基板の他の実施例を示すもので、本実施例は、ウェーハホルダー６２０の外郭直径を基板本体６１０の外径より小さく形成したもので、条約使用とする薄膜の種類又は膜質によってウェーハＷに対する熱伝熱効率を調節し得るようにしたものである。
又、本実施例では、ホルダー６２０の外郭直径が基板本体６１０の直径より小さく形成されるにつれて、連結棒６３１が連結される連結片６３２の長さを小さくしたものである。
【００７７】
その他の構成部分は前述した図１２〜図１４の実施例と同一であるので、同一部分に対しては同一符号を付与し、その具体的説明は省略する。
図１４及び図１５の実施例による基板は前述した全ての実施例にも適用し得るものである。
本発明は前述した実施例に局限されるものではなく、本発明の思想及び範囲ないで多様な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明による低圧化学蒸着装置の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例の変形例を示す縦断面図である。
【図３】第１実施例の他の変形例を示す縦断面図である。
【図４】本発明による低圧化学蒸着装置の第２実施例を示す縦断面図である。
【図５】本発明による低圧化学蒸着装置の第３実施例を示す縦断面図である。
【図６】第３実施例の変形例を示す縦断面図である。
【図７】第３実施例の他の変形例を示す縦断面図である。
【図８】第３実施例のさらに他の変形例を示す縦断面図である。
【図９】本発明による低圧化学蒸着装置の第４実施例を示す縦断面図である。
【図１０】本発明による低圧化学蒸着装置の第５実施例を示す縦断面図である。
【図１１】本発明に使用される基板の他の実施例を示す部分拡大図である。
【図１２】本発明に使用される基板のさらに他の実施例を示す部分拡大斜視図である。
【図１３】図１２に示した基板の部分分解斜視図である。
【図１４】図１２に示した基板の作動状態図である。
【図１５】本発明に使用される基板のさらに他の実施例を示す部分斜視図である。
【図１６】従来の低圧化学蒸着装置の一例を示す縦断面図である。
【図１７】従来のプラズマ低圧化学蒸着装置の一例を示す縦断面図である。
【図１８】従来の低圧化学蒸着装置に使用される基板一例を示す斜視図である。
【図１９】従来の低圧化学蒸着装置に使用される基板の他の例を示す作動状態断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１０、２１０、３１０、４１０  蒸着器ベース
１２０、２１０、３２０、４２０  反応炉
１３０、２３０、３３０、４３０  化合物ソースガス注入器
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６００  基板
１５０、２５０、３５０、４５０  基板加熱手段
１６０、２６０、３６０、４６０  反応炉加熱手段
１７０、２７０、３７０、４７０  プラズマ発生手段
６１０  基板本体
６２０  ウェーハホルダー
６３０  ホルダー昇降部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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