(57)【要約】【課題】基板であるシリコンウェハの加熱時にヒータを支持するブースバーと電極の接合面への反応ガスの侵入を抑えることのできる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置１００は、シリコンウェハ１０１を加熱するヒータ１２１と、ヒータ１２１を支持する導電性のブースバー１２３と、ヒータ１２１への給電をする、上部および下部に開口部を有する中空円筒状の電極棒１０８と、ブースバー１２３に固設されてブースバー１２３と電極棒１０８とを接続し、電極棒１０８とともに電極１０７を構成する連結部材１２４とを有し、電極棒１０８の下部開口部からパージガス１１７を供給して、電極棒１０８上部開口部と、それに連続するブースバー１２３と連結部材１２４との接合面間にある隙間構造１３１にパージガス１１７を通しながらヒータ１２１加熱を行うようにする。【選択図】図１
2011063859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室と、
前記成膜室内で基板が載置されるサセプタと、
前記基板を加熱するヒータと、
前記ヒータを支持する導電性のブースバーと、
前記サセプタを上部で支持し、前記ヒータおよび前記ブースバーを内部に配置する回転筒と、
前記成膜室の下部に設けられて前記回転筒を回転させる回転軸とを有し、前記回転軸の内部には、前記ブースバーを介して前記ヒータに給電する電極と前記電極を支持する支柱とが設けられた成膜装置であって、
前記電極は、上部および下部に開口部を有する中空円筒状の電極棒と、前記電極棒の上端部により下方から貫通されてこれを固定するとともに、前記ブースバーを下方から支持する導電性の連結部材とからなり、
前記ブースバーと前記連結部材との接合面には、前記電極棒の上部開口部の周囲にあって前記電極棒の中空部分から連続する隙間構造と、前記隙間構造に連続する溝と、前記溝から外方向に向かう複数のガス排出口とが設けられ、
前記電極棒下部の開口部からパージガスを供給することにより、前記電極棒の内部と前記電極棒上部の開口部とを通過し、さらに、前記隙間構造と溝とガス排出口とを通過して、前記パージガスが前記回転筒内部に排出されるよう構成されたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記電極を構成する電極棒と連結部材とは、何れも金属製であることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記ブースバーと前記連結部材との接合面に設けられ、前記電極棒の中空部分から連続する隙間構造は、前記ブースバーまたは前記連結部材に凹部を形成することにより構成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記ブースバーと前記連結部材との接合面に設けられ、前記電極棒の中空部分から連続する隙間構造に連続するよう設けられた前記溝とガス排出口は、前記ブースバーまたは前記連結部材に溝構造を形成することにより構成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
成膜室内に設けられたサセプタに基板を載置し、上部に前記サセプタを配置する回転筒を前記成膜室の下部に設けられた回転軸で回転させながら前記基板をヒータ加熱し、前記成膜室内に反応ガスを供給して前記基板の表面に膜を形成する成膜方法であって、
前記回転筒の内部にヒータを配置し、前記ヒータには、これを支持する導電性のブースバーと、前記ブースバーを支持して給電可能に接続する導電性の連結部材と、上部および下部に開口部を有する中空円筒状の形状を有し、前記連結部材を貫通して前記ブースバーと前記連結部材の接合面にまで上部開口部が伸びる電極棒とが付設されており、
前記電極棒を介して前記ヒータへ給電するとともに、前記電極棒下部の開口部からパージガスを供給して、前記ブースバーと前記連結部材の接合面および前記連結部材と前記電極棒の接合部から前記パージガスが排出される状態で前記基板を加熱することを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板であるウェハ上にシリコンなどの単結晶膜を成長させシリコンなどの単結晶膜を成長させたエピタキシャルウェハの製造には、枚葉式の成膜装置が使用されることが多い。
【０００３】
図５は、従来の成膜装置の模式的な横断面図である。
従来の枚葉式の成膜装置２００は、基板であるウェハ２０３上にシリコンなどの単結晶膜を成長させる成膜室であるチャンバ２０１と、このチャンバ２０１を積載するベース２０２と、チャンバ２０１内に反応ガス２０４を供給するガス供給路２１５と、成膜対象の基板であるウェハ２０３の加熱を可能とする加熱手段２０５とを備えている。そして、ベース２０２の下部には上方に向かってチャンバ２０１内にまで伸びる中空円筒形状の支柱２０６が取り付けられている。
【０００４】
上述のウェハ加熱手段２０５は、その支柱２０６の上端部に取り付けられている。そして、この中空円筒形状の支柱２０６の下端は、この支柱２０６の下蓋となる電極固定部２０７により閉じられており、支柱２０６の内部には、電極固定部２０７を貫通して支柱２０６に固定される二本のロッド（丸棒）形状の電極棒２０８が設けられている。この二本の電極棒２０８は、通常モリブデン（Ｍｏ）金属製であり、支柱２０６の上端部からチャンバ２０１内のウェハ加熱手段２０５まで伸びている。
【０００５】
ウェハ加熱手段２０５は、ヒータ２０９とそのヒータ２０９を固定して保持する導電性のブースバー２１０とからなる。そして、ブースバー２１０は、通常ＳｉＣ材やＳｉＣをコートしたカーボン材からなり、支柱２０６の上端部に固定された導電性の連結部材２１１に固定されている。そのため、ヒータ２０９は、支柱２０６に固定される構造を有している。そして、上述の二本の電極棒２０８はそれぞれ連結部材２１１に接続されている。
【０００６】
よって、この二本の電極棒２０８と連結部材２１１とブースバー２１０とを介してヒータ２０９への給電が可能となっている。尚、支柱２０６にはさらに、その上面部分を閉じる上蓋２１２が設けられている。
【０００７】
チャンバ２０１内には、上述のように成膜対象の基板であるウェハ２０３が配置されるが、それを載置して保持するためのサセプタ２２０が設けられている。そして、このサセプタ２２０は回転可能となっている。すなわち、中空円筒形状の支柱２０６にはその周囲を囲むように中空の回転軸２２１が設けられており、この回転軸２２１はベアリング（図示されない）により支柱２０５と無関係に回転自在にベース２０２に取り付けられて別設のモータ２２２により回転が与えられるようになっている。
【０００８】
そしてさらに、チャンバ２０１の内部まで伸びるこの回転軸２２１の上端には回転筒２２３が配設され、この回転筒２２３には上述のサセプタ２２０が取り付けられている。したがって、サセプタ２２０は、ウェハ加熱手段２０５の上方、チャンバ２０１の内部で回転可能に配置されている。
【０００９】
よって、このような構造の成膜装置２００では、基板であるウェハ２０３は、サセプタ２２０上に載置された状態で回転しながら、電極棒２０８と連結部材２１１とブースバー２１０とを介した給電を受けて、サセプタ２２０の下方に設けられたウェハ加熱手段２０５のヒータ２０９によって加熱される。そして、ガス供給路２１５を通じて反応ガス２０４が供給されることで、ウェハ２０３上にエピタキシャル膜が形成される。
尚、この気相成膜時において、成膜装置２００では、ウェハ２０３の温度はウェハ加熱手段２０５のヒータ加熱によって１０００℃を超えるような非常な高温の状態となる場合がある。
【００１０】
特許文献１には、上記したような中空円筒形状の支柱の下蓋を１本の配線部品が貫通して支柱の下部と上部で固定されているタイプの成膜装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−１５２２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のような、例えばモリブデン金属からなる導電性の連結部材２１１が、ヒータ２０９を支持する導電性のブースバー２１０を支持し、一方で電極棒２０８に連結することにより電極棒２０８を介したヒータ２０９への給電を可能とした成膜装置２００では、連結部材２１１とブースバー２１０の接合部分および連結部材２１１と電極棒２０８との接合部分に隙間が形成されることがある。
【００１３】
このような接合部分の隙間形成については、ブースバー２１０と、連結部材２１１および電極棒２０８とが異なる材料から構成されていることによる影響が大きい。すなわち、ブースバー２１０は例えばカーボン製であり、連結部材２１１や電極棒２０８はモリブデン金属製であり、気相成膜時の高温加熱時において、それぞれの材料の熱膨張率の違いから、例えば、ブースバー２１０と連結部材２１１の接合面に隙間が生じてしまう。
【００１４】
その場合、形成された微小な隙間に反応ガス２０４が侵入し、副生成物の付着や腐食等が生じてしまうことがある。その結果、上述の接合部分において電気抵抗値が上昇してしまい、ウェハ加熱部分２０５および電極棒２０８などのメンテナンスインターバルの短縮、装置の短寿命化等を引き起こす要因になる。
【００１５】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、シリコンウェハ等基板への成膜時において、基板加熱のためのヒータを支持するブースバーとこれを支持する連結部材との接合部分、および連結部材とこれに接続してヒータへの給電を行う電極棒との接合部分に、反応ガスが侵入することを阻止できるようにした成膜装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の別の目的は、シリコンウェハ等基板への成膜時において、ブースバーと連結部材との接合部分および連結部材と電極棒との接合部分に反応ガスが侵入することを阻止し、副生成物の付着や腐食等を抑制できるようにした成膜装置を提供することにある。
【００１７】
またさらに、本発明の別の目的は、シリコンウェハ等基板への成膜時において、基板加熱のためのヒータを支持するブースバーとこれを支持する連結部材との接合部分、および連結部材とこれに接続してヒータへの給電を行う電極棒との接合部分に、反応ガスが侵入することを阻止できるようにし、副生成物の付着等を抑制できるようにした成膜方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の態様は、成膜室と、成膜室内で基板が載置されるサセプタと、基板を加熱するヒータと、ヒータを支持する導電性のブースバーと、サセプタを上部で支持し、ヒータおよびブースバーを内部に配置する回転筒と、成膜室の下部に設けられて回転筒を回転させる回転軸とを有し、この回転軸の内部には、ブースバーを介してヒータに給電する電極とこの電極を支持する支柱とが設けられた成膜装置であって、
その電極は、上部および下部に開口部を有する中空円筒状の電極棒と、その電極棒の上端部により下方から貫通されてこれを固定するとともに、ブースバーを下方から支持する導電性の連結部材とからなり、
ブースバーと連結部材との接合面には、電極棒の上部開口部の周囲にあってその電極棒の中空部分から連続する隙間構造と、その隙間構造に連続する溝と、その溝から外方向に向かう複数のガス排出口とが設けられ、
その電極棒下部の開口部からパージガスを供給することにより、電極棒の内部と電極棒上部の開口部とを通過し、さらに、隙間構造と溝とガス排出口とを通過して、パージガスが回転筒内部に排出されるよう構成されたことを特徴とする成膜装置。
【００２０】
そして、電極を構成する電極棒と連結部材とは、何れも金属製であることが好ましい。
【００２１】
そして、ブースバーと連結部材との接合面に設けられ、電極棒の中空部分から連続する隙間構造は、そのブースバーまたは連結部材に凹部を形成することにより構成されたものであることが好ましい。
【００２２】
また、ブースバーと連結部材との接合面に設けられ、電極棒の中空部分から連続する隙間構造に連続するよう設けられた溝とガス排出口は、そのブースバーまたは連結部材に溝構造を形成することにより構成されたものであることが好ましい。
【００２３】
本発明の第２の態様は、成膜室内に設けられたサセプタに基板を載置し、上部にサセプタを配置する回転筒を成膜室の下部に設けられた回転軸で回転させながら基板をヒータ加熱し、成膜室内に反応ガスを供給して基板の表面に膜を形成する成膜方法であって、
回転筒の内部にヒータを配置し、そのヒータには、これを支持する導電性のブースバーと、そのブースバーを支持して給電可能に接続する導電性の連結部材と、上部および下部に開口部を有する中空円筒状の形状を有し、連結部材を貫通してブースバーと連結部材の接合面にまで上部開口部が伸びる電極棒とが付設されており、
この電極棒を介してヒータへ給電するとともに、その電極棒下部の開口部からパージガスを供給して、ブースバーと連結部材の接合面および連結部材と電極棒の接合部からパージガスが排出される状態で基板を加熱することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１の態様によれば、成膜対象であるウェハ等基板の加熱時において、ヒータを支持するブースバーとこれを支持する連結部材との接合部分、および連結部材とこれに接続してヒータへの給電を行う電極棒との接合部分に、反応ガスが侵入することを阻止することができ、その部分への副生成物の付着やその部分での腐食等を抑制できる成膜装置が提供される。
【００２５】
本発明の第２の態様によれば、成膜対象であるウェハ等基板の加熱時において、ヒータを支持するブースバーとこれを支持する連結部材との接合部分、および連結部材とこれに接続してヒータへの給電を行う電極棒との接合部分に、反応ガスが侵入することを阻止することができ、その部分への副生成物の付着やその部分での腐食等を抑制できる成膜方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の成膜装置の模式的な横断面図である。
【図２】電極とブースバーの連結部分を拡大して説明する模式的な横断面図である。
【図３】ブースバーの連結部材との接合部下面に設けられた溝の構造を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態の成膜装置の回転筒の底面部の構造を模式的に説明する底面図である。
【図５】従来の成膜装置の模式的な横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施形態の成膜装置１００の模式的な横断面図である。本実施の形態においては、成膜対象の基板としてシリコンウェハ１０１を用いる。但し、これに限られるものではなく、場合に応じて、他の材料からなるウェハなどを用いてもよい。
【００２８】
成膜装置１００は、シリコンウェハ１０１に成膜を行うための成膜室としてチャンバ１０２を有する。そして、チャンバ１０２を積載するベース１０４を備えている。ベース１０４の下面側には上方に向かってチャンバ１０２内にまで伸びる非導電性で中空円筒形状を有する支柱１０５が取り付けられている。
【００２９】
チャンバ１０２の上部には、加熱されたシリコンウェハ１０１の表面に結晶膜を成膜するための反応ガス１１５を供給する反応ガス供給路１０３が接続している。本実施の形態においては、反応ガス１１５としてトリクロロシランを用いることができ、キャリアガスとしての水素ガスと混合した状態で反応ガス供給路１０３からチャンバ１０２の内部に導入する。
【００３０】
このとき、シリコンウェハ１０１に対して反応ガスが流れる方向（矢印方向）の上流側に、反応ガスが通過する貫通孔（図示せず）を適当数具備する整流板（図示せず）が設けられていてもよい。反応ガス供給路１０３より供給された反応ガスはシリコンウェハ１０１の方に流下する。
【００３１】
チャンバ１０２の内部には、シリコンウェハ１０１が載置されるサセプタ１１０が、中空の回転筒１１１の上に設けられている。回転筒１１１は、回転軸１１２に支持されて、ベース１０４の下面からチャンバ１０２内に伸びる中空円筒形状の支柱１０５の周囲を囲むように設けられている。
【００３２】
そして、回転軸１１２はベアリング（図示せず）により支柱１０５と無関係に回転自在にベース１０４に取り付けられおり、別設のモータ１１３により回転が与えられるようになっている。すなわち、回転軸１１２がモータ１１３を通じて回転すると、回転軸１１２に取り付けられた回転筒１１１が回転し、回転筒１１１の上に設けられたサセプタ１１０も回転する。
【００３３】
そして、チャンバ１０２内に伸びる中空円筒形状の支柱１０５の上面にはウェハ加熱手段１２０が取り付けられている。尚、支柱１０５の上端は上蓋１０６で閉じられている。
【００３４】
加熱によって変化するシリコンウェハ１０１の表面温度は、チャンバ１０２の上部に設けられた放射温度計（図示せず）によって測定される。このため、チャンバ１０２および必要な整流板（図示せず）は石英で構成されることが好ましい。これにより、放射温度計（図示せず）による温度測定が、チャンバ１０２および整流板（図示せず）で妨げられないようにすることができる。測定された温度データは制御装置（図示せず）に送られる。
【００３５】
制御装置（図示せず）は、水素ガスの流路に設けられた３方弁（図示せず）の動作を制御する。すなわち、シリコンウェハ１０１が所定の温度以上となった場合には、制御装置（図示せず）は３方弁（図示せず）を動かして、チャンバ１０２への水素ガスの供給量を制御する。尚、制御装置（図示せず）は、ヒータ１２１の出力も制御する。
【００３６】
次に、より詳細に成膜装置の主要部の構造を説明する。
支柱１０５の上面の形状については、図１に示すように、支柱１０５の円筒形状に穴の開いたドーナツ状の円盤を合わせた形状、すなわち、円筒形部材からはみ出すように出っ張った部分を持つ形状若しくはフランジ形状としても良く、さらに出っ張った部分の周囲には上方に向かって立ち上がる縁を備えていても良い。
【００３７】
尚、その縁の高さについては、後に説明する連結部材１２４とブースバー１２３の接合面に設けられた溝１３２およびガス排出口１３３からのパージガス排出を妨げない高さとされている。パージガスの支柱１０５の上端部分がこうした形状を備えることで、以下で説明するウェハ加熱手段１２０の取り付けをより確かなものとすることができる。
【００３８】
そして、中空円筒形状の支柱１０５の内部には二本の電極１０７が設けられている。これら電極１０７は何れも、中空円筒状の金属モリブデン（Ｍｏ）製の電極棒１０８と、電極棒１０８の上端部分に固定されると共に後に説明する導電性のブースバー１２３を支持する導電性の連結部材１２４とからなる。
【００３９】
電極棒１０８は、上述のように、上端部と下端部が開口した中空円筒状の形状を備える。そして下端部は開口部では、パージガス１１７を供給可能なパージガス供給部１１６に連結されている。
【００４０】
また、このとき、電極棒１０８の直径は８ｍｍ、中空部の内径を４ｍｍとした。電極棒１０８の直径と中空部の内径の値については、支柱１０５内に収容可能な直径とするとともに、パージガス１１７の通気をスムーズにし、また電極としての通電性能を維持するよう内径が決められる。本実施の形態では、電極棒１０８の直径は６ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、対応する中空部の内径は２ｍｍ〜６ｍｍが好ましい。
【００４１】
図２は、本発明の実施形態の成膜装置１００における電極１０７とブースバー１２３の連結部分を拡大して説明する模式的な横断面図である。
そして、ブースバー１２３は、後に説明する連結部材１２４にブースバー１２３および連結部材１２４を貫通するボルト１３５とナット１３６によって固定されるが、電極棒１０８上端部の開口部は連結部材１２４とブースバー１２３との接合面にまで伸びている。このため、電極棒１０８上端部の開口部が対向するブースバー１２３の下部によって塞がれてしまうことが無いよう、電極棒１０８上端部の開口部に対応する部分に隙間１３１が形成されている。
【００４２】
この連結部材１２４とブースバー１２３との接合面に設けられた、電極棒１０８上端部の開口部に対応する部分に設けられた隙間構造１３１は、ブースバー１２３の一部に設けることが可能であり、また、連結部材１２４上面の電極棒１０８貫通部分の周囲を加工して設けることも可能である。図１に示す成膜装置１００においては、図２に示すように、ブースバー１２３の、連結部材１２４と接合する部分であって電極棒１０８上端部の開口部に対応する部分に凹部を形成するよう隙間構造１３１は設けてある。
【００４３】
図３は、本発明の実施形態の成膜装置１００におけるブースバー１２３の連結部材１２４との接合部下面に設けられた溝の構造を説明する図である。
【００４４】
図３に示すように、ブースバー１２３の連結部材と接合する下面部分においては、上述の隙間構造１３１に連続する溝１３２が形成されている。そして、この溝１３２からは、外方向に向かう多数の孔であるガス排出口１３３が設けられている。このような構造とすることにより、本発明の実施形態の成膜装置１００においては、ブースバー１２３と連結部材１２４の接合面において、隙間構造１３１に連続する溝１３２とガス排出口１３３が形成されることになる。
【００４５】
尚、図３のブースバー１２３において、中央部分に示された二つの円形状の部材は、ブースバー１２３を貫通してこれを連結部材１２４に固定するためのボルト１３５（図１には図示されない）を示している。
【００４６】
このとき、この溝およびガス排出口については、隙間構造１３１に連続するよう、連結部材１２４の側に設けることも可能であり、さらには、ブースバー１２３と連結部材１２４の両方において設けることも可能である。
【００４７】
また、上述のように、連結部材１２４とブースバー１２３との接合面に形成された、電極棒１０８上端部の開口部に対応する部分の隙間構造が、連結部材１２４上面の電極棒１０８貫通部分の周囲を加工して設けられた場合、同様の、隙間構造に連続する溝は、連結部材１２４におけるブースバー１２３との接合面に設けられることが好ましい。ただし、この溝をブースバー１２３における連結部材１２４との接合面、または、ブースバー１２３と連結部材１２４の両方において設けることも可能である。
【００４８】
本実施の形態の成膜装置が以上の構造を有することにより、中空円筒状の電極棒１０８の上部の開口部１１８は、下端部分の開口部からガスが供給された場合に排出口の役割を果たすことが可能となる。したがって、連結されたパージガス供給部１１６により電極棒１０８下端部分の開口部からパージガス１１７が供給された場合、パージガス１１７は中空円筒状の電極棒１０８の内部を通って上昇し、電極棒１０８上端部の開口部１１８を通って排出される。そしてその後、ブースバー１２３と連結部材１２４との接合面から排出されるが、具体的には、隙間構造１３１、溝１３２、そしてガス排出口１３３を通るなどして、チャンバ１０２内の回転筒１１１の内部に排出される。
【００４９】
図４は、成膜装置１００の回転筒１１１の底面部の構造を模式的に説明する底面図である。
図４に示すように、回転筒１１１の底面部分には、底面部を貫通する孔として排気口１１９が設けられている。よって、電極棒１０８の開口部を通って回転筒１１１内に排出されたパージガス１１７をこの排気口１１９を利用してチャンバ１０２内に排気することができる。その後、パージガス１１７は、チャンバ１０２内のガス排気部（図示せず）を通じて、原料ガスとともにチャンバ１０２の外部へと排気される。
【００５０】
また、電極棒１０８の下端部分に連結するパージガス供給部１１６からのパージガス１１７の供給については、上述した、チャンバ１０２への水素ガスの供給量を制御する制御装置（図示せず）により同様に制御される。従って、パージガス１１７としては、反応ガス１１５のキャリアガスとして使用された水素ガスの使用が可能である。また、上述の制御装置（図示せず）により制御して、パージガス１１７用として別に設けたパージガス供給源（図示せず）から窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給することも可能である。
【００５１】
すなわち、基板上にシリコンの結晶膜を成膜する場合、水素ガスや窒素ガスをパージガスとして使用することが望ましい。そして、成膜温度が１６００℃程度であるＳｉＣの結晶膜を成膜する場合、より反応性の低いアルゴンガスをパージガスとして使用することが好ましい。また、窒化ガリウム（ＧａＮ）を成膜する場合は、水素ガスをパージガスとして使用することが好ましい。
【００５２】
以上のように、電極棒１０８の下端部分からパージガス１１７を供給することにより中空円筒状の電極棒１０８の内部を通過させ、隙間構造１３１、溝１３２、そしてガス排出口１３３を通して、ブースバー１２３と連結部材１２４との接合面から排出させるが、具体的には、チャンバ１０２内の回転筒１１１の内部に排出するように構成している。
【００５３】
その結果、本実施の形態の成膜装置では、シリコンウェハ等基板への成膜時において、連結部材とブースバーとの接合部分および連結部材と電極棒との接合部分に隙間が形成されていても、反応ガスが侵入することを阻止することができる。
【００５４】
また、シリコンウェハ等基板への成膜時において、連結部材とブースバーとの接合部分および連結部材と電極棒との接合部分への反応ガスの侵入を阻止することで、本実施の形態の成膜装置では、連結部材とブースバーとの接合部分および連結部材と電極棒との接合部分に副生成物の付着や腐食等を抑制することができる。
【００５５】
またさらに、電極棒１０８は中空円筒形状の支柱１０５の内部に配設され、ヒータ１２１やその近傍に比べて若干到達温度が低いものの、チャンバ１０２内で７００℃〜８００℃程度またはそれを超えるような高温環境に晒されることがある。その結果、電極棒１０８を構成する金属モリブデンからそこに含有される不純物が放出されたり、モリブデン自体が熱分解するなどして、成膜対象であるウェハ等基板を汚染してしまう場合があった。
【００５６】
そこで、パージガス１１７を電極棒１０８に供給してこれを通過させることにより、成膜加熱時に温度上昇した電極棒１０８を冷却し、高温化しないよう制御することが可能となる。すなわち、電極棒１０８内部にパージガス１１７を通すことで電極棒を冷却するとともにその温度をモリブデン製の電極棒１０８から不純物が放出されない７００℃〜８００℃に到達しない程度に制御することが可能となる。
【００５７】
尚、上述のように、ブースバー１２３と連結部材１２４との接合面には、外側に向かって外部に通じるガス排出口１３３が設けられているが、前述の排気口１１９およびチャンバ１０２内のガス排気部（図示せず）を介した排気により、モリブデン製の金属棒１０８の内部を通過したパージガス１１７が回転筒１１１内のシリコンウェハ１０１近傍に導かれることは抑制される。そして、さらに電極棒１０８を通過したパージガス１１７を回転筒１１１の底部からチャンバ１０２内に排出するようにしたのは、電極棒１０８の開口部１１８から排出されたパージガス１１７が回転筒１１１内で上昇し、シリコンウェハ１０１にまで及んでこれを汚染することを防止するためである。
【００５８】
次に、電極１０７の連結部材１２４は、電極棒１０８の上端部分から支柱１０５の周囲方向に伸びる形状を有している。そのため、電極１０７は、全体としてＬ字状の形状を有している。すなわち、電極棒１０８と連結部材１２４とはＬ字状の電極となる。そして、連結部材１２４はモリブデン金属製であり、Ｌ字状の電極１０７は全体としてモリブデン金属製である。
【００５９】
尚、この連結部材１２４には、上述のように、電極棒１０８の上端部開口部から排出されたパージガス１１７が通過するための、隙間構造や溝やガス排出口が設けられていてもよい。
【００６０】
支柱１０５の下端には電極固定部１０９が配設されている。電極棒１０８は、この電極固定部１０９を貫通して支柱１０５の上端側に伸びると共に支柱１０５にその下端部で固定されている。尚、電極固定部１０９は、中空円筒形状の支柱１０５の下蓋としての機能も果たしており、支柱１０５の下側を閉じている。
【００６１】
ウェハ加熱手段１２０は、シリコンウェハ１０１を加熱するヒータ１２１と、ヒータ１２１を固定してこれを支持するアーム状のブースバー１２３とからなる。このとき、ブースバー１２３は、ヒータ１２１を支持する側とは反対の側の端部で上述の連結部材１２４に支持されている。そして、ボルト止め等により、ブースバー１２３は連結部材１２４と固定されて一体となっている。
【００６２】
このとき、ヒータ１２１はＳｉＣから構成され、ヒータ１２１を支持する二本のアーム状のブースバー１２３は導電性であって、例えば上述のように、ＳｉＣをコートしたカーボン材からなる。そして、上述のように、連結部材１２４は、電極棒１０８と同様にモリブデンにより構成されている。したがって、ブースバー１２３を介して、電極１０７からヒータ１２１への給電が可能となっている。
【００６３】
そして、固定されて一体となったブースバー１２３と連結部材１２４においては、連結部材の１２４の下面が、支柱１０５上面、すなわち、支柱１０５の円筒形部材からはみ出すように出っ張った部分の上面の少なくとも一部と接している。さらに、ブースバー１２３と連結部材１２４の少なくとも一方が、上述の支柱１０５の上面の縁とも接しており、少なくとも二点の支持により、支柱１０５に固定される構造となっている。
【００６４】
電極固定部１０９は、支柱１０５の下端部分に配置されているが、チャンバ１０２の外側であることにより、それほどの高温には晒されないことになる。よって、耐熱性の観点から比較的広い範囲から材料の選択をすることが可能であり、適度な耐熱性と柔軟性を備えた部材を使用することが好ましい。
そのような特性の部材としては樹脂材が好適であり、上記条件の温度環境下においても劣化することなく使用が可能なフッ素樹脂を用いて電極固定部１０９を構成することが好ましい。
【００６５】
次に、本発明の成膜方法について述べる。
シリコンウェハ１０１上へのシリコンエピタキシャル膜の形成は、次のようにして行われる。
【００６６】
まず、シリコンウェハ１０１をチャンバ１０２の内部に搬入する。次いで、サセプタ１１０の上にシリコンウェハ１０１を載置し、回転部１１１に付随させて、シリコンウェハ１０１を５０ｒｐｍ程度で回転させる。
【００６７】
次に、加熱手段であるヒータ１２１を作動させてシリコンウェハ１０１を加熱する。例えば、成膜温度である１１５０℃まで徐々に加熱する。放射温度計（図示せず）による測定でシリコンウェハ１０１の温度が１１５０℃に達したことを確認した後は、徐々にシリコンウェハ１０１の回転数を上げていく。そして、反応ガス供給路１０３から整流板（図示せず）を介して反応ガス１１５をシリコンウェハ１０１の上に流下させる。
【００６８】
このとき、ヒータ１２１によるシリコンウェハ１０１の加熱開始に伴い、制御装置（図示せず）の制御により、パージガス供給部１１６からの電極棒１０８内部への、パージガス１１７である水素ガスの供給を開始する。そして、中空円筒状の電極棒１０８の内部を通過した水素ガスが、電極棒１０８の上端部開口部を出て、隙間構造１３１に到達し、溝１３２やガス排出口１３３を通過するなどしながら、ブースバー１２３と連結部材１２４の接合面および連結部材１２４と電極棒１０８の連結部分を通過する。
【００６９】
その結果、連結部材とブースバーとの接合部分および連結部材と電極棒との接合部分に隙間が形成されていても、水素ガスが流れこととなり、その結果、反応ガスがその隙間に侵入することを阻止することができる。
【００７０】
一方、シリコンウェハ１０１上では放射温度計による温度測定を続け、シリコンウェハ１０１の温度が所定の温度に達したことを確認した後は、制御装置（図示せず）によって３方弁（図示せず）を動かし、チャンバ１０２内への水素ガスの供給を制御する。
【００７１】
シリコンウェハ１０１の上に所定の膜厚のエピタキシャル膜を形成した後は、反応ガス１１５の供給を終了する。キャリアガスの供給も、反応ガス１１５の供給終了とともに終了することができるが、放射温度計（図示せず）による測定により、シリコンウェハ１０１が所定の温度より低くなったのを確認してから終了するようにしてもよい。そして、シリコンウェハ１０１の温度が所定の温度より低くなった後、電極棒１０８への水素ガスの供給を終了する。
【００７２】
その後は、シリコンウェハ１０１が所定の温度まで冷却されたのを確認してから、チャンバ１０２の外部にシリコンウェハ１０１を搬出する。
【００７３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。例えば、実施の形態１は、成膜装置の一例としてエピタキシャル成長装置を挙げたが、これに限られるものではない。成膜室内に反応ガスを供給し、成膜室内に載置される基板を加熱して基板の表面に膜を形成する成膜装置であれば、他の成膜装置であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１００、２００  成膜装置
１０１  シリコンウェハ
１０２、２０１  チャンバ
１０３、２１５  反応ガス供給路
１０４、２０２  ベース
１０５、２０６  支柱
１０６、２１２  上蓋
１０７  電極
１０８、２０８  電極棒
１０９  電極固定部
１１０、２２０  サセプタ
１１１、２２３  回転筒
１１２、２２１  回転軸
１１３、２２２  モータ
１１５、２０４  反応ガス
１１６  パージガス供給部
１１７  パージガス
１１９  排気口
１２０、２０５  ウェハ加熱手段
１２１、２０９  ヒータ
１２３、２１０  ブースバー
１２４、２１１  連結部材
１３１  隙間構造
１３２  溝
１３３  ガス排出口
１３５  ボルト
１３６  ナット
２０３  ウェハ
２０７  下蓋
【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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