(57)【要約】      （修正有）【課題】触媒化学気相蒸着装置に使われる触媒ワイヤに張力を加えて熱変形によるワイヤの垂れが防止され、追加的なガスを引入して異物生成を排除させるようになった触媒化学気相蒸着装置及び触媒化学気相蒸着方法を提供する。【解決手段】工程チャンバ１と、前記工程チャンバ１内に工程ガスを引入するように構成されるシャワーヘッド２と、前記シャワーヘッド２から引入されるガスを分解させるように前記工程チャンバ１内に構成される張力付加の可能な触媒ワイヤ構造体３と、前記触媒ワイヤ構造体３で分解されたガスが蒸着される基板４と、を含んでなる。【選択図】図１０
2006319304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工程チャンバと、
前記工程チャンバ内に工程ガスを引入するように構成されるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドから引入されるガスを分解させるように前記工程チャンバ内に構成される張力付加が可能な触媒ワイヤ構造体と、
前記触媒ワイヤ構造体で分解されたガスが蒸着される基板と、
を含んでなることを特徴とする触媒化学気相蒸着装置。
【請求項２】
前記触媒ワイヤ構造体は、
触媒ワイヤと、
前記触媒ワイヤが連結され、前記触媒ワイヤに張力を付け加えるように複数個で構成された触媒ワイヤ用張力付加装置と、
前記触媒ワイヤ用張力付加装置が支持される支持体と、
前記触媒ワイヤに電力を供給するように構成された電力供給部と、
を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項３】
前記触媒ワイヤ用張力付加装置は、
支持体に支持されるように構成された胴体部と、
前記胴体部に収納されるピストンと、
前記胴体部に一部通過されるように構成されるピストン軸を持って、前記ピストン軸の一端に触媒ワイヤが連結されるように構成されたピストン部と、
前記ピストン部の前記ピストン軸に連結された前記触媒ワイヤに張力を付け加えるように構成され、
前記胴体部に収納される弾性部材と、
を含んでなることを特徴とする請求項２に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項４】
前記胴体部は、
前記支持体に一体型に形成されることを特徴とする請求項３に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項５】
前記胴体部の内部には、
前記ピストン部のピストンが係止されるように段差を成して構成されることを特徴とする請求項３に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項６】
前記胴体部は、
絶縁体で構成されることを特徴とする請求項３に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項７】
前記ピストン部の端部には貫通孔がさらに形成され、
前記触媒ワイヤがこれを貫通して連結されることを特徴とする請求項３に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項８】
前記ピストン部に形成された前記貫通孔は、テーパまたはラウンドに形成されることを特徴とする請求項７に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項９】
前記ピストン部には、
前記ピストンから前記ピストン軸にかけてガス供給ラインがさらに形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項１０】
前記弾性部材は、
圧縮スプリングでなることを特徴とする請求項３に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項１１】
前記電力供給部は、
電力供給源と、
前記電力供給源から電力が送電される線材と、
前記線材及び前記触媒ワイヤを連結するように構成された接続端子と、
を含んでなることを特徴とする請求項２に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項１２】
前記接続端子は、
前記支持体上に構成されることを特徴とする請求項１１に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項１３】
前記接続端子は、
絶縁体でなることを特徴とする請求項１２に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項１４】
前記支持体には、
前記触媒ワイヤにガスを供給するようにガス供給ラインがその内部にさらに構成され、ガス引入ラインがさらに構成されることを特徴とする請求項２に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項１５】
前記触媒ワイヤは、
前記支持体内で’己’字が連続された形態で前記それぞれの触媒ワイヤ用張力付加装置に連結されることを特徴とする請求項２に記載の触媒化学気相蒸着装置。
【請求項１６】
工程チャンバ内に真空排気が行われる真空排気段階と、
前記真空が行われた工程チャンバ内に工程ガスが引入される工程開始段階と、
前記工程ガスと触媒ワイヤとの反応が起こる触媒ワイヤ作動段階と、
前記触媒ワイヤと反応された前記工程ガスが前記工程チャンバ内の基板上に蒸着される成膜段階と、
からなることを特徴とする触媒化学気相蒸着方法。
【請求項１７】
前記工程チャンバは、
触媒ワイヤ構造体が採用された触媒化学気相蒸着装置であることを特徴とする請求項１６に記載の触媒化学気相蒸着方法。
【請求項１８】
前記工程開始段階以前に前記工程チャンバをクリーニングする清浄化段階がさらに含まれてなることを特徴とする請求項１６に記載の触媒化学気相蒸着方法。
【請求項１９】
前記触媒ワイヤ作動段階は、
前記触媒ワイヤが加熱される触媒ワイヤ加熱段階と、
前記加熱された触媒ワイヤが伸長される伸長段階と、
前記伸長された触媒ワイヤに張力が付加される張力付加段階と、
からなることを特徴とする請求項１６に記載の触媒化学気相蒸着方法。
【請求項２０】
前記張力付加段階は、
前記触媒ワイヤに張力が維持される維持段階と、
前記伸長された触媒ワイヤに追加的な張力がさらに付与される付与段階と、
前記触媒ワイヤに追加的な張力がさらに付与された状態で維持される維持段階と、
からなることを特徴とする請求項１９に記載の触媒化学気相蒸着方法。
【請求項２１】
前記伸長された触媒ワイヤにさらに付与される追加的な張力は、
張力付加装置が装着された触媒ワイヤ構造体によって付与されることを特徴とする請求項２０に記載の触媒化学気相蒸着方法。
【請求項２２】
前記触媒ワイヤ作動段階は、
前記触媒ワイヤ構造体上に異物生成防止のために追加ガス供給段階がさらに含まれてなることを特徴とする請求項１９に記載の触媒化学気相蒸着方法。
【請求項２３】
前記追加ガス供給段階は、
ガス供給ラインが具備された触媒ワイヤ構造体に対して施されることを特徴とする請求項２２に記載の触媒化学気相蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒化学気相蒸着装置及び触媒化学気相蒸着方法に関し、より詳細には、触媒化学気相蒸着装置に使われる触媒ワイヤに張力を加えて熱変形によるワイヤの垂れが防止され、追加的なガスを引入して異物生成を排除させるようになった触媒化学気相蒸着装置及び触媒化学気相蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子または表示素子などの製作において、基板上に所定の薄膜を形成する工程中の一つとして化学気相蒸着(CVD: Chemical Vapor Deposition)法が広く使用されている。
【０００３】
化学気相蒸着法には、放電プラズマの中で原料ガスを分解及び/または活性化させて成膜を行うプラズマ化学気相蒸着法や、基板を加熱し、その熱によって化学反応を発生させて成膜を行う熱化学気相蒸着法などがある。それ以外にも、所定の高温で維持した発熱体によって原料ガスを分解及び/または活性化させて成膜を行う方式の化学気相蒸着法(以下、’発熱体化学気相蒸着法’という)がある。
【０００４】
発熱体化学気相蒸着法を行う成膜処理装置は、真空排気可能なチャンバ内に設置されたタングステンなどの高融点金属からなる発熱体を1000〜2000℃程度の高温で維持しながら原料ガスを導入するように構成されている。
【０００５】
導入された原料ガスは、発熱体の表面を通過する時に分解や活性化される。以後、この分解や活性化された原料ガスが基板に到逹することにより、最終的な目的物である材料の薄膜が基板の表面に蒸着される。
【０００６】
また、このような発熱体化学気相蒸着法の中、ワイヤ形状の発熱体を使うことに対しては、ホットワイヤ(Hot Wire)化学気相蒸着法と呼んでいる。特に、発熱体による原料ガスの分解あるいは活性化において、発熱体の触媒反応を利用することに対しては触媒化学気相蒸着法と呼んでいる。
【０００７】
触媒化学気相蒸着法では、原料ガスの分解や活性化は触媒の表面を通過する時に起こるため、基板の熱によってのみ反応が起こるようにする熱化学気相蒸着法に比べて基板の温度を低めることができるという長所がある。また、プラズマ化学気相蒸着法のようにプラズマを形成することがないので、プラズマによる基板損傷のような問題が発生しない。
【０００８】
このように、触媒化学気相蒸着法は高集積化や高機能化及び高精細化になって行く次世代の半導体素子及び表示素子などに適用可能な成膜法として有望である。
【０００９】
このような触媒化学気相蒸着法を遂行する触媒化学気相蒸着装置が図１に概念的に図示されている。
【００１０】
図１を参照すれば、チャンバ1の内部では基板(図示せず)に対して薄膜形成という所定の工程が進行される。このチャンバ1には、該チャンバ1の内部を真空排気する排気係11と、該チャンバ1内に薄膜形成のための所定の原料ガスを供給する原料ガス供給係21が接続されている。チャンバ1内部には、チャンバ1内に供給された原料ガスが表面を通過するように触媒ワイヤ30が配置されている。
【００１１】
前記触媒ワイヤ30には、これを触媒化学気相蒸着法で要求される所定の温度で加熱し、これを維持するように電力を供給する電力供給器具35が接続されている。また、チャンバ1内でガス供給器2は触媒ワイヤ30に対向配置される。
【００１２】
チャンバ1内には、前記所定の高温で維持されている触媒ワイヤ30によって分解及び/または活性化された原料ガスによって基板(図示せず)に所定の薄膜が形成される。そのため、チャンバ1内には基板(図示せず)を維持する基板ホルダー4が具備されている。
【００１３】
図１において未説明の図面符号5は、前記基板をチャンバ1内に搬出及び搬入するために構成されたゲートバルブである。また、基板ホルダー4には、通常的に公知である基板を加熱するための加熱器具が具備されているが、図面の説明ではその図示及び説明は省略する。
【００１４】
また、図１に図示されたような触媒化学気相蒸着装置では、原料ガス供給係21は図示されない原料ガスが充電されたボンベ、供給圧調整器、流量調整器、供給/停止切り替えバルブなどで構成される。
【００１５】
原料ガスは、前記原料ガス供給係21からチャンバ1内のガス供給器2を通じてチャンバ1内に供給される。
【００１６】
2種類以上の原料ガスを使う混合ガス工程では、原料ガス供給係21は、使われるガス種類だけガス供給器2に並列接続されるようになる。
【００１７】
上記のようにガス供給器2は、チャンバ1で触媒ワイヤ30に対向して配置される。また、ガス供給器2は中空構造になっており、基板ホルダー4に対向する面に複数のガス噴出孔210が形成されている。
【００１８】
一方、排気係11は、排気速度調整機能を持つメインバルブ12を通じてチャンバ1と接続されている。この排気速度調整機能によってチャンバ1内の圧力が制御される。触媒化学気相蒸着法では、基板(図示せず)は薄膜形成という所定の処理が施行される被処理物になる。この基板は、ゲートバルブ5を通じてチャンバ1内に搬入及び搬出される。
【００１９】
前記触媒ワイヤ30は、一般的に線形状の部材からなり、鋸歯形状に折り曲げられて、少なくとも表面が絶縁体である支持体31によって維持されている。
【００２０】
また、触媒ワイヤ30は電力供給器具35からの電力供給線32と接続端子33によって接続されている。触媒ワイヤ30は、前記電力供給線32及び接続端子33を通じて電力の供給を受けるようになって、触媒化学気相蒸着法に要求される所定温度での加熱及び所定温度での維持が可能にする。
【００２１】
電力供給器具35には、通常的に直流電源または交流電源が使われる。触媒ワイヤ30は電源から電力が供給されて通電加熱によって所定温度に設定される。
【００２２】
前記触媒ワイヤ30を高温加熱することによって原料ガスを分解及び/または活性化して成膜を効率的に行うことができる。
【００２３】
通常的に、触媒ワイヤ30は通電加熱によって所定の温度に加熱される。したがって、材料としては高融点金属が使われ、一般的にはタングステンが使われる。
【００２４】
図１に図示される触媒化学気相蒸着装置による薄膜形成について、シリコン薄膜を製作する場合と、窒化シリコン薄膜を製作する場合を例として説明する。
【００２５】
まず、シリコン薄膜を製作する場合には、原料ガスとしてシランSiH4と水素H2の混合ガスが使われる。窒化シリコン薄膜を製作する場合には、シランとアンモニアNH3の混合ガスが使われる。チャンバ1内の圧力は0.1〜100Pa程度である。
【００２６】
どの薄膜においても触媒ワイヤ30は所定の温度、すなわち、通常的には約1600〜2000℃程度の温度に設定される。また、基板ホルダー4に維持されている基板(図示せず)の温度は、基板ホルダー4内の加熱器具(図示せず)によって200〜250℃程度に設定される。
【００２７】
上述した従来の触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体3を図２に図示した。
【００２８】
このような従来の触媒ワイヤ構造体3は、通常高温で加熱されて使われるので、これによる触媒ワイヤ30の熱膨脹現象によって触媒ワイヤ30の垂れ現象が発生する。このような触媒ワイヤ30の垂れ現象を図３に概略的に図示した。
【００２９】
触媒ワイヤ30の垂れ現象は、触媒ワイヤ30が支持体31に連結された部分から遠くなるほど、すなわち、触媒ワイヤ構造体3の中心部ほどさらに酷くなり、結果的に基板の全領域にバラ付きの放射熱が伝達されるようになる。
【００３０】
また、工程上のガス分解度に影響を及ぼすので、蒸着される薄膜の均一度に悪影響を与えることになる。
【００３１】
それ以外にも、触媒ワイヤ30の支持体31との連結部の温度低下で触媒ワイヤ30周辺で異物が生成されるので、破損や寿命短縮の原因となる問題点が内包されていた。
【００３２】
一方、前記従来の触媒化学気相蒸着装置及び触媒化学気相蒸着方法に関する技術を記載した文献としては、下記特許文献１等がある。
【特許文献１】特開第２００４−２１１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
したがって、本発明の目的は、触媒ワイヤに張力を加えて熱変形によるワイヤの垂れ現象が防止されて、基板温度のバラ付き及び成膜のバラ付き発生要因をとり除くことができ、追加的なガスを引入することにより、異物生成を排除して触媒ワイヤの寿命を高めることができる触媒化学気相蒸着装置及び触媒化学気相蒸着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
前記目的を果たすために、本発明による触媒化学気相蒸着装置は、工程チャンバと、前記工程チャンバ内に工程ガスを引入するように構成されるシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドから引入されるガスを分解させるように前記工程チャンバ内に構成される張力付加の可能な触媒ワイヤ構造体と、前記触媒ワイヤ構造体で分解されたガスが蒸着される基板と、を含んでなる。
【００３５】
ここで、前記触媒ワイヤ構造体は、触媒ワイヤと、前記触媒ワイヤが連結されて、前記触媒ワイヤに張力を付け加えるように複数個が構成された触媒ワイヤ用張力付加装置と、前記触媒ワイヤ用張力付加装置が支持される支持体と、前記触媒ワイヤに電力を供給するように構成された電力供給部と、を含んで成り、前記触媒ワイヤ用張力付加装置は、支持体に支持されるように構成された胴体部と、前記胴体部に収納されるピストンと、前記胴体部に一部通過されるように構成されるピストン軸を持って、前記ピストン軸の一端に触媒ワイヤが連結されるように構成されたピストン部と、前記ピストン部の前記ピストン軸に連結された前記触媒ワイヤに張力を付け加えるように構成されて、前記胴体部に収納される弾性部材と、を含んでなる。
【００３６】
このような構成において、前記胴体部は前記支持体に一体型に形成することもでき、前記胴体部の内部には前記ピストン部のピストンが係止されるように段差を成して構成されることが望ましく、前記胴体部は絶縁体で構成されることが望ましい。
【００３７】
また、前記ピストン部の端部には貫通孔がさらに形成されて前記触媒ワイヤがこれを貫通して連結されるようにし、望ましくは、前記ピストン部に形成された前記貫通孔はテーパまたはラウンドで形成される。
【００３８】
また、前記ピストン部には前記ピストンから前記ピストン軸にかけてガス供給ラインをさらに形成することができ、前記弾性部材は圧縮スプリングからなることが望ましい。
【００３９】
また、前記電力供給部は、電力供給源と、前記電力供給源から電力が送電される線材と、前記線材及び前記触媒ワイヤを連結するように構成された接続端子と、を含んで成り、前記接続端子は前記支持体上に絶縁体で構成される。
【００４０】
また、前記支持体には前記触媒ワイヤにガスを供給するようにガス供給ラインがその内部にさらに構成され、ガス引入ラインがさらに構成されることが望ましい。
【００４１】
また、前記触媒ワイヤは前記支持体内で’己’字形状が連続された形態で前記それぞれの触媒ワイヤ用張力付加装置に連結されることが望ましい。
【００４２】
本発明による触媒化学気相蒸着方法は、工程チャンバ内に真空排気がなされる真空排気段階と、前記真空がなされた工程チャンバ内に工程ガスが引入される工程開始段階と、前記工程ガスと触媒ワイヤとの反応が起こる触媒ワイヤ作動段階と、前記触媒ワイヤと反応された前記工程ガスが前記工程チャンバ内の基板上に蒸着される成膜段階と、からなる。
【００４３】
ここで、前記工程チャンバは前記触媒化学気相蒸着装置である。
【００４４】
また、前記工程開始段階以前に前記工程チャンバをクリーニングする清浄化段階がさらに含まれることが望ましい。
【００４５】
また、前記触媒ワイヤ作動段階は、前記触媒ワイヤが加熱される触媒ワイヤ加熱段階と、前記加熱された触媒ワイヤが伸長される伸長段階と、前記伸長された触媒ワイヤに張力が付加される張力付加段階と、からなり、前記張力付加段階は、前記触媒ワイヤに張力が維持される維持段階と、前記伸長された触媒ワイヤに追加的な張力がさらに付与される付与段階と、前記触媒ワイヤに追加的な張力がさらに付与された状態で維持される維持段階と、からなる。
【００４６】
ここで、前記伸長された触媒ワイヤにさらに付与される追加的な張力は、前記触媒ワイヤ構造体に付与される。
【００４７】
また、前記触媒ワイヤ作動段階は、前記触媒ワイヤ構造体上に異物生成防止のために追加ガス供給段階をさらに含むことができ、これは前記触媒ワイヤ構造体に対して施される。
【発明の効果】
【００４８】
上述したように、本発明による触媒化学気相蒸着装置及び触媒化学気相蒸着方法によれば、触媒ワイヤに張力を加えて熱変形によるワイヤの垂れ現象が防止されて基板温度のバラ付き及び成膜バラ付きの発生要因をとり除くことができ、追加的なガスを引入することで異物生成を排除して触媒ワイヤの寿命を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明による触媒化学気相蒸着装置の望ましい実施形態を添付された図面を参照して詳しく説明する。
【００５０】
図４ａ及び図４ｂは、本発明の望ましい実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体の触媒ワイヤ用張力付加装置が図示された斜視図及び切開斜視図である。
本発明による触媒ワイヤ構造体3の触媒ワイヤ用張力付加装置300は、支持体31に支持されるように構成された胴体部310と、この胴体部310に収納されるピストン332、および胴体部310に一部通過されるように構成されるピストン軸334を持って、このピストン軸334の一端に触媒ワイヤ30が連結されるように構成されたピストン部330と、このピストン部330のピストン軸334に連結された触媒ワイヤ30に張力を付け加えるように構成され、胴体部310に収納される弾性部材320と、を含んでなる。
【００５１】
支持体31には、触媒ワイヤ用張力付加装置300の胴体部310が堅く支持されて構成される。この胴体部310は支持体31と同じ材質からなることができ、支持体31に比べて絶縁性がよりすぐれた材質で形成されることもできる。また、この胴体部310は支持体31と一体型に形成することもできる。
【００５２】
また、胴体部310の内部にはガスが経由するようにガス供給ライン318が形成される。このガス供給ライン318は、後に記述されるピストン部330を通って触媒ワイヤ30にガスを供給するようになる。
【００５３】
また、後に記述されるピストン部330のピストン332がこれに係止されてピストン軸334に連結された触媒ワイヤ30に最小限の張力を付け加えることができるように、胴体部310の内部において、より詳細には、胴体部内部に形成されたガス供給ライン318の一部に段差312が形成されている。
【００５４】
胴体部310の内部にはピストン部330が収納される。このピストン部330はピストン332とピストン軸334からなり、ピストン332は胴体部310の内部に完全に収納され、ピストン軸334はピストン332から胴体部310が支持された支持体31の反対方向に延長されて形成される。
【００５５】
このピストン軸334は、その一部、すなわち、ピストン332から延長されて形成された端部が、胴体部310の外部に露出されて形成される。ピストン332及びピストン軸334は一体型に形成されるが分離型にも形成されうる。
【００５６】
また、このピストン部330にはピストン332からピストン軸334にかけてガスが供給されるようにガス供給ライン338が形成される。
【００５７】
このガス供給ライン338は、前述した胴体部310に形成されたガス供給ライン318と連通構成されてガス供給ライン318を経由して供給されたガスが通過して触媒ワイヤ30に供給されるようにする。
【００５８】
図５は、図４で触媒ワイヤが連結された部分を拡大して表わした斜視図である。前記ピストン軸334の胴体部310の外部に露出した部位の端部には、触媒ワイヤ30が連結されるように貫通孔336が形成される。
【００５９】
触媒ワイヤ30は、この貫通孔336を貫通し、貫通の時接触される面の一部が連結される。したがって、貫通孔336が形成されたピストン軸334及びピストン332もまた絶縁体からなることが望ましく、さらに望ましくは、ピストン332の運動による胴体部310の内壁との摩擦を考慮してピストン部330は胴体部310と同じ材質からなる。
【００６０】
図６ａ及び図６ｂは、図５で貫通孔内部が概略的に図示された切開平面図である。
【００６１】
ピストン部330に形成された貫通孔336は、テーパ(図６ａ)またはラウンド(図６ｂ)で形成される。このように形成される理由は、触媒ワイヤ30が貫通孔336を貫通時に貫通孔336の入口前の屈曲角を緩やかにするためである。
【００６２】
すなわち、触媒ワイヤ30の屈曲角を緩やかにすることによって、工程時の加熱及び非工程時の解熱に伴う硬化による屈曲部の損傷を低減させることができる。
【００６３】
貫通孔336に連結された触媒ワイヤ30に張力を付加させるために胴体部310の内部において、より詳細には、胴体部310の内部でピストン332から延長されて形成されたピストン軸334と同軸で弾性部材320が構成される。
【００６４】
この弾性部材320は、胴体部310の段差312に係止されたピストン332に追加的な張力を付け加えるために構成される。この弾性部材320はピストン332に支持体31側への運動力を加えるように圧縮スプリング320であることが望ましい。
【００６５】
図７は、本発明の望ましい実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体のガス供給ラインが図示された一部切開斜視図、図８は本発明の実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体を表わした斜視図、図９は本発明の望ましい実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体を表わした斜視図である。
【００６６】
本発明による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体3は、触媒ワイヤ30と、この触媒ワイヤ30が連結されて複数個が構成された触媒ワイヤ用張力付加装置300と、この触媒ワイヤ用張力付加装置300が支持される支持体31と、この触媒ワイヤ30に電力を供給するように構成された電力供給部とを含んでなる。
【００６７】
触媒ワイヤ30は、複数個が構成された触媒ワイヤ用張力付加装置300に連結される。より詳細には、触媒ワイヤ30は支持体31に複数個が相互対向されて支持された触媒ワイヤ用張力付加装置300に単線に交番して連結される。単線で連結される触媒ワイヤ30の各端部は、触媒ワイヤ30に電力を供給するように構成された電力供給部と連結される。
【００６８】
触媒ワイヤ30は、図２に従来の触媒ワイヤ構造体3として図示されたように支持体31内で交番される各地点が一つの触媒ワイヤ用張力付加装置300に連結されることもあり得るが(図８)、より望ましくは、支持体31内で’己’字形状が連続された形態でそれぞれの触媒ワイヤ用張力付加装置300に交番されて連結される(図９)。図８に図示されたような交番方式より図９に図示されたような交番方式がさらに望ましい理由は、触媒ワイヤ用張力付加装置300に各連結された触媒ワイヤ30の屈曲角がさらに小くなるからである。
【００６９】
すなわち、工程時の加熱及び非工程時の解熱が繰り返される触媒ワイヤ30において、熱硬化による損傷を低減させることができるからである。
【００７０】
また、このような交番方式に、上述された図６ａ及び図６ｂに図示されたような貫通孔336を貫通する触媒ワイヤ30の連結方式がさらに望ましく用いられて、前記のような理由によって発生される触媒ワイヤ30の損傷をさらに低減させる。
【００７１】
工程が進行されるうちに触媒ワイヤ30に電力を供給するように構成された電力供給部は、電力供給源35と、この電力供給源35から電力が送電される線材32と、この線材32及び触媒ワイヤ30を連結するように構成された接続端子33とを含んでなる。
【００７２】
このような構成において接続端子33は支持体31上に構成されることが望ましく、この時、接続端子33は絶縁体からなる。絶縁体からなる接続端子33を使用することで、さらに効率的な送電がなされることができる。
【００７３】
また、前記支持体31には触媒ワイヤ30にガスを供給するようにガス供給ライン358がその内部にさらに構成され、ガス引入ライン350がさらに構成される。
【００７４】
このガス引入ライン350は、複数個の触媒ワイヤ用張力付加装置300が構成された支持体31の各側に連結構成される。このガス引入ライン350はシャワーヘッド2から噴射される工程ガスと別に触媒ワイヤ30にガスを供給するように構成される。
【００７５】
ガス引入ライン350から引入されたガスは、ガス供給ライン358を通じて支持体31の一側に複数個が構成された触媒ワイヤ用張力付加装置300にそれぞれガスを供給するようになる。
【００７６】
前記説明した胴体部310のガス供給ライン318及びピストン部330のガス供給ライン338は、ガス引入ライン350から支持体31を通じてこのガス供給ライン358と連通されて構成される。
【００７７】
このガス引入ライン350から引入されてガス供給ライン358、318、338を順次経由して触媒ワイヤ30に供給されるガスは、触媒ワイヤ30と触媒ワイヤ用張力付加装置300の連結部で必然的に発生される熱損失による温度低下によって触媒ワイヤ30表面に異物の形成を防止するようになる。
【００７８】
図１０は、本発明の望ましい実施形態による触媒ワイヤ構造体が具備された触媒化学気相蒸着装置を図示した概略図である。
【００７９】
本発明による触媒化学気相蒸着装置は、工程チャンバ1と、この工程チャンバ内に工程ガスを引入するように構成されるシャワーヘッド2と、このシャワーヘッド2から引入されるガスを分解させるように工程チャンバ1内に構成される張力付加が可能な触媒ワイヤ構造体3と、この触媒ワイヤ構造体3で分解されたガスが蒸着される基板とを含んでなる。
【００８０】
工程チャンバ1内には、工程ガスを引入するようにシャワーヘッド2が構成される。シャワーヘッド2から噴射された工程ガスは、本発明による触媒ワイヤ構造体3から要求される物質に分解されて基板ホルダー4に固定された基板(図示せず)上に蒸着されるようになる。
【００８１】
このような構成で前記触媒ワイヤ構造体3のガス引入ライン350は、工程チャンバ1壁を貫通して大気中に露出されて構成され、大気中のガス供給源(図示せず)から必要なガスが供給される。
【００８２】
また、前記触媒ワイヤ構造体3は工程チャンバ1壁を貫通する線材32を通じて大気中に構成された電力供給源35から必要な電力の供給を受けるようになる。
【００８３】
以下、本発明による触媒化学気相蒸着装置の作用をSi薄膜を蒸着させる場合を例として図１０を参照して説明する。
【００８４】
真空排気係11を通じて真空状態になったチャンバ1内に、基板4にSi薄膜を蒸着させるためにシャワーヘッド2を通じてSiH4ガスが噴射される。
【００８５】
電力供給源35を通じて既に加熱された触媒ワイヤ30は、熱膨脹が起こるようになってその長さが伸びるようになる。この時、支持体31に複数個が支持されて触媒ワイヤ30を連結する触媒ワイヤ用張力付加装置300は、各連結された触媒ワイヤ30にピストン部330及びこれに運動力を伝達する弾性部材320を通じて張力が付加する。
【００８６】
この張力、すなわち、弾性部材320の弾性力は、各該当工程、工程条件、触媒ワイヤ30の素材及びチャンバ1の大きさによって変わることがあり、触媒ワイヤ30に損傷を与えう大きさ未満の許容値に設定することが望ましい。
【００８７】
このような触媒ワイヤ用張力付加装置300の張力付加によって図３に図示されたような触媒ワイヤ30の垂れ現象が防止される。
【００８８】
また、ガス引入ライン350を通じてH2ガスが引入されてガス供給ライン358、318、338を順次経由するようになる。このH2ガスは最終的にピストン軸334の端部から触媒ワイヤ30側へ噴射されて支持体31上の触媒ワイヤ30の全領域に均等に供給される。
【００８９】
このようなH2ガスの供給を通じて触媒ワイヤ30の連結部で発生する熱損失による温度低下によって発生される異物形成を防止することができる。
【００９０】
以下、本発明による触媒化学気相蒸着方法を説明する。
【００９１】
まず、工程チャンバ内に真空排気がなされる真空排気段階が施行される。この真空排気は通常の真空排気係でなされる。
【００９２】
以後、真空がなされた前記工程チャンバ内に工程ガスが引入される工程開始段階が進行され、前記工程ガスは触媒ワイヤとの反応が起こる触媒ワイヤ作動段階を通じて所望の物質に解離された後、前記工程チャンバ内の基板上に蒸着されて成膜がなされる。
【００９３】
ここで、前記工程チャンバは前記触媒ワイヤ構造体が採用された触媒化学気相蒸着装置である。
【００９４】
前記工程開始段階以前に前記工程チャンバをクリーニングする清浄化段階がさらに含めてなすことができる。
【００９５】
この清浄化段階は、前記触媒ワイヤを加熱した状態で水素のようなガスを引入して前記工程チャンバ及び前記触媒ワイヤを清浄化させる段階である。この清浄化段階を通じて実際の工程時に発生される異物による薄膜内部への不純物流入などを防止することができる。
【００９６】
工程が進行される時に、前記触媒ワイヤは加熱によってその作用がなされる。この時、前記触媒ワイヤは熱膨脹によってその長さが伸長され、前記支持体構造内で構成される前記触媒ワイヤは下方へ垂れる力が作用するようになる。
【００９７】
しかし、前記触媒ワイヤ構造体の前記張力付加装置によって前記触媒ワイヤの伸長による張力が付加するようになる。
【００９８】
この張力付加は、前記触媒ワイヤ全般に張力が付加される状態で維持され、前記触媒ワイヤがさらに伸長される時に追加的な張力がさらに付与された後、再度前記触媒ワイヤが張力が付加されている状態で維持されて新しい平衡状態を成すようになる。
【００９９】
また、前記触媒ワイヤがさらに伸長される時にも上述されたような作用により前記触媒ワイヤに常に張力が付加される状態で維持される。
【０１００】
上述された作用は、前記触媒化学気相蒸着装置の前記触媒ワイヤ構造体、より詳細には、前記触媒ワイヤ構造体の前記張力付加装置としてなされる。
【０１０１】
このような構成に対して、前記触媒ワイヤと前記張力付加装置の連結部上に、加熱がなされる前記触媒ワイヤと加熱がなされない前記張力付加装置との熱伝逹によって、前記触媒ワイヤ連結部位の熱損失により付加的に発生される異物生成を防止する目的で、前記触媒ワイヤ、すなわち、前記触媒ワイヤと前記張力付加装置との連結部位に追加的なガスをさらに供給することができる。
【０１０２】
これは前記触媒ワイヤ構造体、より詳細には、前記触媒ワイヤ構造体内に具備されるガス供給ラインでなされ、この構成、器具及びこれによって具現される効果は上述された通りである。
【０１０３】
本発明は添付された図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】従来の触媒化学気相蒸着装置が図示された概略図である。
【図２】従来の触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体が図示された概略斜視図である。
【図３】従来の触媒ワイヤ構造体使用の時触媒ワイヤの垂れ現象が図示された概略正面図である。
【図４ａ】本発明の望ましい実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体の触媒ワイヤ張力付加装置が図示された斜視図である。
【図４ｂ】本発明の望ましい実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体の触媒ワイヤ張力付加装置が図示された切開斜視図である。
【図５】図４において触媒ワイヤが連結された部分を拡大して表わした斜視図である。
【図６ａ】図５において貫通孔内部が概略的に図示された切開平面図である。
【図６ｂ】図５において貫通孔内部が概略的に図示された切開平面図である。
【図７】本発明の望ましい実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体のガス供給ラインが図示された一部切開斜視図である。
【図８】本発明の実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体を表わした斜視図である。
【図９】本発明の望ましい実施形態による触媒化学気相蒸着装置の触媒ワイヤ構造体を表わした斜視図である。
【図１０】本発明の望ましい実施形態による触媒ワイヤ構造体が具備された触媒化学気相蒸着装置が図示された概略図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  チャンバ
２  シャワーヘッド
３  触媒ワイヤ構造体
４  基板
３０  触媒ワイヤ
３１  支持体
３００  触媒ワイヤ張力付加装置
３１０  胴体部
３２０  弾性部材
３３０  ピストン部
３３６  貫通孔
３５０  ガス引入ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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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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