(57)【要約】【課題】短い時間間隔で成膜品が得られるＣＶＤ成膜装置およびＣＶＤ成膜方法を提供する。【解決手段】ＣＶＤ成膜装置１は基板Ｓが収容される複数の反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備える。複数の反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて、昇温工程、成膜工程、および冷却工程を含む成膜処理が、時間差を有して並列に実行される。一の反応容器１０ａにおいて昇温工程が実行されている間に、他の一の反応容器１０ｂにおいて冷却工程が実行され、さらに他の一の反応容器１０ｃにおいて成膜工程が実行される。複数の反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて成膜処理が時間差を有して並列に実行されるので、短い時間間隔で成膜品が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象の基板が収容される複数の反応容器を備え、
前記複数の反応容器において、前記基板を加熱する昇温工程、前記基板に成膜する成膜工程、および前記基板を冷却する冷却工程を含む同一条件の成膜処理が、時間差を有して並列に実行され、
前記複数の反応容器のうち一の反応容器において前記昇温工程が実行されている間に、他の一の反応容器において前記冷却工程が実行され、さらに他の一または複数の反応容器において前記成膜工程が実行される
ことを特徴とするＣＶＤ成膜装置。
【請求項２】
前記成膜工程で用いられる原料ガスを供給する原料ガス供給源と、
前記原料ガス供給源からの前記原料ガスを、前記複数の反応容器のうち前記成膜工程が実行されている一または複数の反応容器に選択的に供給する原料ガス供給配管と、を備える
ことを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ成膜装置。
【請求項３】
前記複数の反応容器の内部を減圧する減圧装置と、
前記減圧装置と前記複数の反応容器とを選択的に接続する排気配管と、を備える
ことを特徴とする請求項１または２記載のＣＶＤ成膜装置。
【請求項４】
前記複数の反応容器のそれぞれには、ホットウォール法により前記基板を１，３００℃以上に加熱するヒータが設けられている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のＣＶＤ成膜装置。
【請求項５】
前記基板に炭化珪素を成膜する
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のＣＶＤ成膜装置。
【請求項６】
成膜対象の基板が収容される複数の反応容器において、該基板を加熱する昇温工程、該基板に成膜する成膜工程、および該基板を冷却する冷却工程を含む同一条件の成膜処理を、時間差を有して並列に実行するにあたり、
前記複数の反応容器のうち一の反応容器において前記昇温工程を実行している間に、他の一の反応容器において前記冷却工程を実行し、さらに他の一または複数の反応容器において前記成膜工程を実行する
ことを特徴とするＣＶＤ成膜方法。
【請求項７】
前記複数の反応容器が共有する原料ガス供給源からの原料ガスを、該複数の反応容器のうち前記成膜工程が実行されている一または複数の反応容器に選択的に供給する
ことを特徴とする請求項６記載のＣＶＤ成膜方法。
【請求項８】
前記複数の反応容器が共有する減圧装置により、該複数の反応容器の内部を選択的に減圧する
ことを特徴とする請求項６または７記載のＣＶＤ成膜方法。
【請求項９】
前記昇温工程において、ホットウォール法により前記基板を１，３００℃以上に加熱する
ことを特徴とする請求項６、７または８記載のＣＶＤ成膜方法。
【請求項１０】
前記基板に炭化珪素を成膜する
ことを特徴とする請求項６、７、８または９記載のＣＶＤ成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ成膜装置およびＣＶＤ成膜方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、化学蒸着（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法（以下、「ＣＶＤ法」と称する。）により基板に成膜を行なう装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワーデバイス用の半導体として炭化珪素（ＳｉＣ）が注目されている。炭化珪素の結晶はＣＶＤ法により製造できる。ＣＶＤ法による炭化珪素の製造は、概略つぎの手順で行なわれる。まず、反応容器の内部に基板を搬入する。つぎに、基板を所定の温度まで加熱する。つぎに、反応容器内に原料ガスを供給し、基板の表面に炭化珪素の薄膜を形成する。つぎに、基板を常温程度まで冷却する。その後、成膜品（成膜された基板）を反応容器から搬出する。反応容器の内部に複数に基板を収容すれば、以上の各工程を含むバッチ処理により、成膜品を一度に複数得られる。
【０００３】
ＣＶＤ法により炭化珪素を成膜する場合、基板を約１，５００℃の超高温まで加熱することが一般的である（非特許文献１）。基板を超高温まで加熱することから、基板の加熱および冷却に比較的長時間を要する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】末光毅、西尾光司、元島栖二、「ＳｉＣｌ4−ＣＨ4−Ｈ2系原料を用いた化学気相蒸着法による炭化珪素の成膜条件」、日本金属学会誌、第６３巻、第７号（１９９９）、ｐ．８８２−８８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱および冷却に長時間を要すると、一回のバッチ処理に要する時間が長くなる。バッチ処理を連続して繰り返し行なう連続操業の場合には、成膜品が得られる時間間隔が長くなる。成膜品を反応容器から搬出した後は、炭化珪素膜を研磨するなどの後処理が行なわれる。成膜品が得られる時間間隔が長いと、成膜処理と後処理との連続性が損なわれ、作業効率が低下する。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、短い時間間隔で成膜品が得られるＣＶＤ成膜装置およびＣＶＤ成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明のＣＶＤ成膜装置は、成膜対象の基板が収容される複数の反応容器を備え、前記複数の反応容器において、前記基板を加熱する昇温工程、前記基板に成膜する成膜工程、および前記基板を冷却する冷却工程を含む同一条件の成膜処理が、時間差を有して並列に実行され、前記複数の反応容器のうち一の反応容器において前記昇温工程が実行されている間に、他の一の反応容器において前記冷却工程が実行され、さらに他の一または複数の反応容器において前記成膜工程が実行されることを特徴とする。
第２発明のＣＶＤ成膜装置は、第１発明において、前記成膜工程で用いられる原料ガスを供給する原料ガス供給源と、前記原料ガス供給源からの前記原料ガスを、前記複数の反応容器のうち前記成膜工程が実行されている一または複数の反応容器に選択的に供給する原料ガス供給配管と、を備えることを特徴とする。
第３発明のＣＶＤ成膜装置は、第１または第２発明において、前記複数の反応容器の内部を減圧する減圧装置と、前記減圧装置と前記複数の反応容器とを選択的に接続する排気配管と、を備えることを特徴とする。
第４発明のＣＶＤ成膜装置は、第１、第２または第３発明において、前記複数の反応容器のそれぞれには、ホットウォール法により前記基板を１，３００℃以上に加熱するヒータが設けられていることを特徴とする。
第５発明のＣＶＤ成膜装置は、第１、第２、第３または第４発明において、前記基板に炭化珪素を成膜することを特徴とする。
第６発明のＣＶＤ成膜方法は、成膜対象の基板が収容される複数の反応容器において、該基板を加熱する昇温工程、該基板に成膜する成膜工程、および該基板を冷却する冷却工程を含む同一条件の成膜処理を、時間差を有して並列に実行するにあたり、前記複数の反応容器のうち一の反応容器において前記昇温工程を実行している間に、他の一の反応容器において前記冷却工程を実行し、さらに他の一または複数の反応容器において前記成膜工程を実行することを特徴とする。
第７発明のＣＶＤ成膜方法は、第６発明において、前記複数の反応容器が共有する原料ガス供給源からの原料ガスを、該複数の反応容器のうち前記成膜工程が実行されている一または複数の反応容器に選択的に供給することを特徴とする。
第８発明のＣＶＤ成膜方法は、第６または第７発明において、前記複数の反応容器が共有する減圧装置により、該複数の反応容器の内部を選択的に減圧することを特徴とする。
第９発明のＣＶＤ成膜方法は、第６、第７または第８発明において、前記昇温工程において、ホットウォール法により前記基板を１，３００℃以上に加熱することを特徴とする。
第１０発明のＣＶＤ成膜方法は、第６、第７、第８または第９発明において、前記基板に炭化珪素を成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、複数の反応容器において成膜処理が時間差を有して並列に実行されるので、短い時間間隔で成膜品が得られる。
第２発明によれば、原料ガス供給源が複数の反応容器に共有されているので、ＣＶＤ成膜装置の設備コストを低減できる。
第３発明によれば、減圧装置が複数の反応容器に共有されているので、ＣＶＤ成膜装置の設備コストを低減できる。
第４、第５発明によれば、昇温工程および冷却工程に長時間を要しても、短い時間間隔で成膜品が得られる。
第６発明によれば、複数の反応容器において成膜処理が時間差を有して並列に実行されるので、短い時間間隔で成膜品が得られる。
第７発明によれば、原料ガス供給源が複数の反応容器に共有されているので、ＣＶＤ成膜装置の設備コストを低減できる。
第８発明によれば、減圧装置が複数の反応容器に共有されているので、ＣＶＤ成膜装置の設備コストを低減できる。
第９、第１０発明によれば、昇温工程および冷却工程に長時間を要しても、短い時間間隔で成膜品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＣＶＤ成膜装置の説明図である。
【図２】第１実施形態における成膜処理のタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係るＣＶＤ成膜装置の説明図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るＣＶＤ成膜装置の説明図である。
【図５】第３実施形態における成膜処理のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔第１実施形態〕
（ＣＶＤ成膜装置）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るＣＶＤ成膜装置１は、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備える。以下、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれを、第１反応容器１０ａ、第２反応容器１０ｂ、第３反応容器１０ｃと称する。
【００１１】
各反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃには複数の基板Ｓが収容される。基板Ｓは成膜対象の部材であれば特に限定されない。熱ＣＶＤ法により炭化珪素を成膜する場合、基板Ｓを約１，５００℃に加熱する必要があることから、基板Ｓとしてカーボンなど高温に耐えうる素材が用いられる。なお、熱ＣＶＤとは熱エネルギーで化学反応を行なわせるＣＶＤを意味する。
【００１２】
各反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃには基板Ｓを加熱するためのヒータ１１が設けられている。ホットウォール法を採用する場合、ヒータ１１は反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの外部に配置される。ヒータ１１の熱を反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの側壁を介して基板Ｓに伝達させることで、基板Ｓを加熱する。コールドウォール法を採用する場合、ヒータ１１は反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部に配置される。この場合、ヒータ１１により基板Ｓを直接加熱する。
【００１３】
ＣＶＤ成膜装置１は各反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに原料ガスおよびキャリアガスを供給するガス供給系２０を有する。原料ガスは膜成分を含むガスである。炭化珪素を成膜する場合、Ｓｉ原料であるＳｉＣｌ4、ＳｉＨ4、Ｃ原料であるＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ3Ｈ4、ＳｉおよびＣの両方を含むＳｉＣｌ4−ＣＣｌ4系、ＳｉＣｌ4−炭化水素系、反応速度を向上させるためにＨＣｌを添加したＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＣＨ3ＳｉＣｌ3などが原料ガスとして用いられる。また、キャリアガスとして水素などが用いられる。
【００１４】
本実施形態のガス供給系２０は、第１原料ガス供給源２１、第２原料ガス供給源２２、およびキャリアガス供給源２３を有する。第１原料ガス供給源２１と第２原料ガス供給源２２とは異なる種類の原料ガスを供給する。以下、第１原料ガス供給源２１が供給する原料ガスを第１原料ガス、第２原料ガス供給源２２が供給する原料ガスを第２原料ガスと称する。例えば、第１原料ガスはＳｉＣｌ4ガスであり、第２原料ガスはＣＨ4ガスである。第１原料ガス供給源２１、第２原料ガス供給源２２、およびキャリアガス供給源２３は、例えばガスボンベである。
【００１５】
第１原料ガス供給源２１には第１原料ガス供給配管３１が接続されている。第１原料ガス供給配管３１は途中で３つに分岐し、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続している。第１原料ガス供給配管３１の３つの支管には、それぞれ開閉弁３１ａ、３１ｂ、３１ｃが設けられている。開閉弁３１ａを開閉することで、第１反応容器１０ａへの第１原料ガスの供給、停止を切り替えることができる。同様に、開閉弁３１ｂを開閉することで、第２反応容器１０ｂへの第１原料ガスの供給、停止を切り替えることができる。開閉弁３１ｃを開閉することで、第３反応容器１０ｃへの第１原料ガスの供給、停止を切り替えることができる。すなわち、開閉弁３１ａ、３１ｂ、３１ｃをそれぞれ個別に開閉することで、第１原料ガスを３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに選択的に供給できる。
【００１６】
第１原料ガス供給配管３１の分岐部より上流側には、第１原料ガスの流量を調整する第１流量制御機構３４が設けられている。第１流量制御機構３４として、例えばマスフローコントローラが用いられる。第１流量制御機構３４により反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃへの第１原料ガスの供給量を制御できる。
【００１７】
第２原料ガス供給源２２には第２原料ガス供給配管３２が接続されている。第２原料ガス供給配管３２は途中で３つに分岐し、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続している。第２原料ガス供給配管３２の３つの支管には、それぞれ開閉弁３２ａ、３２ｂ、３２ｃが設けられている。開閉弁３２ａ、３２ｂ、３２ｃをそれぞれ個別に開閉することで、第２原料ガスを３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに選択的に供給できる。
【００１８】
第２原料ガス供給配管３２の分岐部より上流側には第２流量制御機構３５が設けられている。第２流量制御機構３５により反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃへの第２原料ガスの供給量を制御できる。
【００１９】
キャリアガス供給源２３にはキャリアガス供給配管３３が接続されている。キャリアガス供給配管３３は途中で３つに分岐し、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続している。キャリアガス供給配管３３の３つの支管には、それぞれ開閉弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃが設けられている。開閉弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃをそれぞれ個別に開閉することで、キャリアガスを３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに選択的に供給できる。
【００２０】
キャリアガス供給配管３３の分岐部より上流側には第３流量制御機構３６が設けられている。第３流量制御機構３６により反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃへのキャリアガスの供給量を制御できる。
【００２１】
第１原料ガス供給源２１、第２原料ガス供給源２２、およびキャリアガス供給源２３のそれぞれは、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに共有されている。そのため、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれにガス供給源を設ける場合に比べて、ガス供給系２０を簡素化でき、ＣＶＤ成膜装置１の設備コストを低減できる。
【００２２】
なお、原料ガスを１種類のみ用いる場合、第２原料ガス供給源２２および第２原料ガス供給配管３２を設けなくてもよい。
【００２３】
ＣＶＤ成膜装置１は各反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部を減圧する排気系４０を有する。減圧ＣＶＤを行なう場合、反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部を減圧する必要がある。なお、減圧ＣＶＤとは大気圧より低い減圧雰囲気中でのＣＶＤを意味する。
【００２４】
排気系４０は反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部を減圧する減圧装置４１を有する。減圧装置４１として真空ポンプが用いられる。複数の真空ポンプを組み合わせて減圧装置４１を構成してもよい。例えば、メカニカルブースターポンプとドライポンプとを組み合わせてもよい。
【００２５】
減圧装置４１の吸込側には排気配管４２が接続されている。排気配管４２は途中で３つに分岐し、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続している。排気配管４２の３つの支管には、それぞれ圧力制御弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃが設けられている。圧力制御弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃをそれぞれ個別に開閉することで、減圧装置４１と３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃとを選択的に接続できる。
【００２６】
また、各反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃには真空計１２が設けられている。真空計１２の測定値に基づいて圧力制御弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃの開度を調整することで、反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部を所望の圧力に調整できる。
【００２７】
減圧装置４１は３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに共有されている。そのため、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれに減圧装置を設ける場合に比べて、排気系４０を簡素化でき、ＣＶＤ成膜装置１の設備コストを低減できる。
【００２８】
（ＣＶＤ成膜方法）
つぎに、ＣＶＤ成膜装置１を用いたＣＶＤ成膜方法を説明する。
熱ＣＶＤ法による成膜処理は昇温工程、成膜工程、および冷却工程の３つの工程を含む。昇温工程は基板Ｓを所定の温度まで加熱する工程である。成膜工程は基板Ｓに成膜する工程である。冷却工程は基板Ｓを冷却する工程である。昇温工程、成膜工程、および冷却工程をこの順に実行することで、基板Ｓに成膜できる。
【００２９】
昇温工程における急激な温度変化は基板Ｓが損傷する原因となるため、昇温は時間をかけてゆっくりと行なわれる。そのため、ホットウォール法により基板Ｓを１，３００℃以上に加熱する場合、昇温工程に比較的長時間を要する。例えば、基板Ｓに炭化珪素を成膜する場合、基板Ｓを約１，５００℃まで加熱することが一般的である。この場合、昇温工程に約２４時間を要する。
【００３０】
冷却工程において、基板Ｓを強制的に冷却したり、高温のまま大気開放したりすると、急激な温度変化により基板Ｓおよび膜にクラックが発生することがある。そこで、ヒータ１１をオフにて基板Ｓを１００℃以下まで自然冷却することが一般的である。そのため、基板Ｓを１，３００℃以上の超高温まで加熱した場合、冷却工程にも比較的長時間、例えば約２４時間を要する。
【００３１】
成膜工程にも約２４時間を要するとすると、成膜処理全体で約３日を要する。ただしこの場合、昇温工程、成膜工程、および冷却工程のそれぞれに要する時間がほぼ同じとなる。そこで、本実施形態では、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて、成膜処理を１工程ずつずらして並列に実行する。
【００３２】
具体的には、図２に示すように、第１反応容器１０ａにおいて、昇温工程ＨＳ、成膜工程ＤＳ、冷却工程ＣＳをこの順に行なう１プロセスの成膜処理を、連続して繰り返し行なう。第２、第３反応容器１０ｂ、１０ｃにおいても、成膜処理を連続して繰り返し行なう。
【００３３】
なお、昇温工程ＨＳの直前には反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃへの基板Ｓの搬入、および反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの減圧が行なわれる。また、冷却工程ＣＳの直後には反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの大気圧までの昇圧、および反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃからの成膜品（成膜された基板Ｓ）の搬出が行なわれる。すなわち、一の成膜処理の終了と、それに続く一の成膜処理の開始との間には、昇圧、搬出、搬入、減圧がこの順に行なわれる。
【００３４】
３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて行なわれる成膜処理は同一条件である。ここで、同一条件とは、基板Ｓの素材、成膜物質、成膜時の基板Ｓの温度が、製品管理上許容される誤差の範囲で同一であることを意味する。同一条件の成膜処理であることから、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて、昇温工程ＨＳ、成膜工程ＤＳ、冷却工程ＣＳそれぞれに要する時間が許容される誤差の範囲で同一となる。
【００３５】
３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおける成膜処理は時間差を有して並列に実行される。第１反応容器１０ａにおける昇温工程ＨＳが終了した後に、第２反応容器１０ｂにおいて昇温工程ＨＳが開始される。第２反応容器１０ｂにおける昇温工程ＨＳが終了した後に、第３反応容器１０ｃにおいて昇温工程ＨＳが開始される。
【００３６】
同様に、第１反応容器１０ａにおける成膜工程ＤＳが終了した後に、第２反応容器１０ｂにおいて成膜工程ＤＳが開始される。第２反応容器１０ｂにおける成膜工程ＤＳが終了した後に、第３反応容器１０ｃにおいて成膜工程ＤＳが開始される。第１反応容器１０ａにおける冷却工程ＣＳが終了した後に、第２反応容器１０ｂにおいて冷却工程ＣＳが開始される。第２反応容器１０ｂにおける冷却工程ＣＳが終了した後に、第３反応容器１０ｃにおいて冷却工程ＣＳが開始される。
【００３７】
すなわち、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうち一の反応容器１０ａにおいて昇温工程ＨＳが実行されている間に、他の一の反応容器１０ｂにおいて冷却工程ＣＳが実行され、さらに他の一の反応容器１０ｃにおいて成膜工程ＤＳが実行される。
【００３８】
換言すれば、昇温工程ＨＳは常に３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうちのいずれか一つで行なわれる。成膜工程ＤＳは常に３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうちのいずれか一つで行なわれる。冷却工程ＣＳは常に３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうちのいずれか一つで行なわれる。
【００３９】
原料ガスは成膜工程ＤＳのみにおいて用いられる。そこで、原料ガスを３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうち成膜工程ＤＳが実行されている一の反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに選択的に供給する。
【００４０】
成膜工程ＤＳは常にいずれか一の反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいてのみ実行される。そのため、ガス供給系２０は一の反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに原料ガスを供給する能力を有すればよい。そのため、ガス供給系２０の設備コストを低減できる。
【００４１】
排気系４０は３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部を選択的に減圧する。具体的には、各反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて、昇温工程ＨＳの直前に減圧を行ない、冷却工程ＣＳの直後に大気圧までの昇圧を行なう。昇温工程ＨＳ、成膜工程ＤＳ、および冷却工程ＣＳの間は減圧状態を維持する。
【００４２】
本実施形態によれば、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて成膜処理が１工程に相当する時間差を有して並列に実行される。そのため、１工程ごとの短い時間間隔で成膜品が得られる。成膜品が得られる時間間隔が短いことから、成膜処理と後処理との連続性を維持でき、作業効率が向上する。
【００４３】
また、反応容器を１つのみ有する装置に比べれば、単位時間当たりの生産量を維持しつつ、各反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの容量を１／３にできる。反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃが小型であるほど、原料ガスの分布を均一にしやすく、温度を均一にしやすい。そのため、成膜品の品質を向上できる。また、反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部に配置される部材は、膜成分が付着することから使い捨てである場合が多い。反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内壁を保護するため、使い捨てのインナーチャンバーを用いる場合もある。反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃが小型であれば、使い捨ての部材も小さくでき、交換作業が容易となる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
つぎに、図３に基づき、本発明の第２実施形態に係るＣＶＤ成膜装置２を説明する。
本実施形態のＣＶＤ成膜装置２は、第１実施形態のＣＶＤ成膜装置１において、ガス供給系２０の構成を変更したものである。その余の構成は第１実施形態と同様であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態のガス供給系２０は、第１原料ガス供給源２１、第２原料ガス供給源２２、およびキャリアガス供給源２３を有する。また、ガス供給系２０は原料ガス供給配管３７を有している。
【００４６】
原料ガス供給配管３７は上流側で３つに分岐し、第１原料ガス供給源２１、第２原料ガス供給源２２、およびキャリアガス供給源２３に接続している。また、原料ガス供給配管３７は下流側で３つに分岐し、３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続している。原料ガス供給配管３７の上流側の３つの支管には、第１、第２、第３流量制御機構３４、３５、３６が設けられている。原料ガス供給配管３７の下流側の３つの支管には、それぞれ開閉弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃが設けられている。
【００４７】
第１原料ガス、第２原料ガス、およびキャリアガスは、原料ガス供給配管３７で混合された後に、反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに供給される。また、開閉弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃをそれぞれ個別に開閉することで、混合ガスを３つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃに選択的に供給できる。
【００４８】
開閉弁３７ａ、３７ｂ、３７ｃを開閉するだけで、第１原料ガス、第２原料ガス、キャリアガスの供給先を同時に切り替えることができる。そのため、ガスの制御が簡便である。
【００４９】
〔第３実施形態〕
つぎに、本発明の第３実施形態に係るＣＶＤ成膜装置３を説明する。
（ＣＶＤ成膜装置）
図４に示すように、本実施形態のＣＶＤ成膜装置３は、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを備える。以下、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれを、第１反応容器１０ａ、第２反応容器１０ｂ、第３反応容器１０ｃ、第４反応容器１０ｄと称する。
【００５０】
第１原料ガス供給配管３１は途中で４つに分岐し、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに接続している。第１原料ガス供給配管３１の４つの支管には、それぞれ開閉弁３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが設けられている。開閉弁３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄをそれぞれ個別に開閉することで、第１原料ガスを４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに選択的に供給できる。
【００５１】
第２原料ガス供給配管３２は途中で４つに分岐し、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに接続している。第２原料ガス供給配管３２の４つの支管には、それぞれ開閉弁３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが設けられている。開閉弁３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄをそれぞれ個別に開閉することで、第２原料ガスを４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに選択的に供給できる。
【００５２】
キャリアガス供給配管３３は途中で４つに分岐し、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに接続している。キャリアガス供給配管３３の４つの支管には、それぞれ開閉弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが設けられている。開閉弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄをそれぞれ個別に開閉することで、キャリアガスを４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに選択的に供給できる。
【００５３】
なお、第２実施形態と同様に、第１原料ガス、第２原料ガス、およびキャリアガスの配管を共通の原料ガス供給配管３７としてもよい。この場合、原料ガス供給配管３７は下流側で４つに分岐し、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに接続する。原料ガス供給配管３７の下流側の４つの支管に設けられた開閉弁をそれぞれ個別に開閉することで、原料ガスを４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに選択的に供給できる。
【００５４】
排気系４０の排気配管４２は途中で４つに分岐し、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに接続している。排気配管４２の４つの支管には、それぞれ圧力制御弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが設けられている。圧力制御弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの開度をそれぞれ個別に調整することで、反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの内部をそれぞれ所望の圧力に調整できる。
【００５５】
（ＣＶＤ成膜方法）
つぎに、ＣＶＤ成膜装置３を用いたＣＶＤ成膜方法を説明する。
図５に示すように、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれにおいて、成膜処理を連続して繰り返し行なう。ここで、本実施形態の成膜工程ＤＳは昇温工程ＨＳおよび冷却工程ＣＳそれぞれに要する時間の約２倍の時間を要する。
【００５６】
４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにおける成膜処理は時間差を有して並列に実行される。第１反応容器１０ａにおける昇温工程ＨＳが終了した後に、第２反応容器１０ｂにおいて昇温工程ＨＳが開始される。第２反応容器１０ｂにおける昇温工程ＨＳが終了した後に、第３反応容器１０ｃにおいて昇温工程ＨＳが開始される。第３反応容器１０ｃにおける昇温工程ＨＳが終了した後に、第４反応容器１０ｄにおいて昇温工程ＨＳが開始される。
【００５７】
第１反応容器１０ａにおける成膜工程ＤＳの途中で、第２反応容器１０ｂにおいて成膜工程ＤＳが開始される。第２反応容器１０ｂにおける成膜工程ＤＳの途中で、第３反応容器１０ｃにおいて成膜工程ＤＳが開始される。第３反応容器１０ｃにおける成膜工程ＤＳの途中で、第４反応容器１０ｄにおいて成膜工程ＤＳが開始される。第１反応容器１０ａにおける冷却工程ＣＳが終了した後に、第２反応容器１０ｂにおいて冷却工程ＣＳが開始される。第２反応容器１０ｂにおける冷却工程ＣＳが終了した後に、第３反応容器１０ｃにおいて冷却工程ＣＳが開始される。第３反応容器１０ｃにおける冷却工程ＣＳが終了した後に、第４反応容器１０ｄにおいて冷却工程ＣＳが開始される。
【００５８】
すなわち、４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうち一の反応容器１０ａにおいて昇温工程ＨＳが実行されている間に、他の一の反応容器１０ｂにおいて冷却工程ＣＳが実行され、さらに他の二の反応容器１０ｃ、１０ｄにおいて成膜工程ＤＳが実行される。
【００５９】
換言すれば、昇温工程ＨＳは常に４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうちのいずれか一つで行なわれる。成膜工程ＤＳは常に４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうちのいずれか二つで行なわれる。冷却工程ＣＳは常に４つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうちのいずれか一つで行なわれる。
【００６０】
成膜工程ＤＳは常にいずれか２つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにおいてのみ実行される。そのため、ガス供給系２０は２つの反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに原料ガスを供給する能力を有すればよい。そのため、ガス供給系２０の設備コストを低減できる。
【００６１】
本実施形態のように、成膜工程ＤＳが昇温工程ＨＳおよび冷却工程ＣＳよりも長時間を要する場合、反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの数を増やせばよい。同時に成膜工程ＤＳを行なう反応容器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを複数にすることで、成膜処理を昇温工程ＨＳまたは冷却工程ＣＳに要する時間分ずつずらして並列に実行できる。これにより、短い時間間隔で成膜品が得られる。
【符号の説明】
【００６２】
１、２、３  ＣＶＤ成膜装置
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  反応容器
２０  ガス供給系
２１  第１原料ガス供給源
２２  第２原料ガス供給源
２３  キャリアガス供給源
３１  第１原料ガス供給配管
３２  第２原料ガス供給配管
３３  キャリアガス供給配管
４０  排気系
４１  減圧装置
４２  排気配管
【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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