(57)【要約】【課題】被成膜体の穴に対して、膜厚ムラの少ない均質な膜を、選択的に形成できるようにし、深さに対して直径の小さい穴について適切に膜形成できるようにする。【解決手段】被成膜体３を収容するための成膜室２０と、被成膜体３を支持するための支持体４と、成膜室２０において原料ガスを堆積種とするための発熱体７０と、を備えた成膜装置１において、支持体４に被成膜体３を支持させたときに、発熱体７０の少なくとも一部を被成膜体３の穴３０に挿入して原料ガスを加熱するようにした。【選択図】図１
2008013782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜体を収容するための成膜室と、
前記被成膜体を支持するための支持体と、
前記成膜室に原料ガスを供給するための原料ガス供給手段と、
前記成膜室において原料ガスを堆積種とするための発熱体と、
を備えた成膜装置であって、
前記被成膜体が穴を有するものであり、前記穴の内面に堆積膜を形成するための成膜装置において、
前記発熱体は、前記支持体に前記被成膜体を支持させたときに、少なくとも一部が前記穴に挿入されるように構成されていることを特徴とする、成膜装置。
【請求項２】
前記発熱体は、ワイヤである、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記穴は、貫通孔であり、
前記発熱体は、前記支持体に前記被成膜体を支持させたときに、前記穴に挿通された状態となるように配置されている、請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記支持体および前記発熱体は、前記被成膜体を前記支持体に支持させたときに、前記発熱体における軸心と、前記穴における貫通方向に直交する方向の断面の中心との距離は、前記断面における該断面の中心を通る最短距離の０．２倍以下となるように配置されている、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記支持体および前記発熱体は、複数の被成膜体を１または複数のホルダによって連結し、前記複数の被成膜体の穴に、前記発熱体を一連に挿通させた状態で、前記複数の被成膜体を支持できるように配置されている、請求項３または４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記ホルダは、前記被成膜体を嵌合させる環状部と、前記発熱体の断面形状に対応した形状の貫通孔を有する位置決め部と、前記環状部と前記位置決め部とを連結する連結部と、を備えている、請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記穴に前記原料ガスによる第１堆積膜を形成した後において、前記発熱体を加熱により蒸発させ、前記堆積膜の表面に、前記発熱体による第２堆積膜を形成するように構成されている、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の成膜装置。
【請求項８】
穴を有する被成膜体を収容するための成膜室と、
前記被成膜体を支持するための支持体と、
前記支持体に前記被成膜体を支持させたときに、少なくとも一部が前記穴に挿入される発熱体と、を備えており、
前記発熱体を加熱により蒸発させ、その蒸発成分により前記穴の内面に堆積膜を形成するように構成されていることを特徴とする、成膜装置。
【請求項９】
穴を有する被成膜体を成膜室に収容し、かつ前記穴に発熱体の一部を挿入する工程Ａと、
前記成膜室に原料ガスを供給する工程Ｂと、
前記発熱体を加熱して前記穴において原料ガスを堆積種とする工程Ｃと、
を含んでいることを特徴とする、成膜方法。
【請求項１０】
前記発熱体として、ワイヤを用いる、請求項９に記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記穴が貫通孔である場合において、
前記工程Ａにおいては、前記発熱体が前記穴に挿通した状態とされる、請求項９または１０に記載の成膜方法。
【請求項１２】
前記工程Ａにおいては、前記発熱体における軸心と、前記穴における貫通方向に直交する方向の断面の中心との距離が、前記断面における該断面の中心を通る最短距離の０．２倍以下となるように前記被成膜体が配置される、請求項１１に記載の成膜方法。
【請求項１３】
前記工程Ａにおいては、複数の被成膜体を１または複数のホルダによって連結した状態において、前記複数の被成膜体の穴に、前記発熱体を一連に挿通させた状態で前記被成膜体が配置される、請求項１１または１２に記載の成膜方法。
【請求項１４】
前記ホルダは、前記被成膜体を嵌合させる環状部と、前記発熱体の断面形状に対応した形状の貫通孔を有する位置決め部と、前記環状部と前記位置決め部とを連結する連結部と、を備えている、請求項１３に記載の成膜方法。
【請求項１５】
前記工程Ｃの後において行われ、かつ前記発熱体を加熱により蒸発させ、前記堆積膜の表面に、前記発熱体の蒸発成分による堆積膜を積層形成する工程Ｄをさらに含んでいる、請求項９ないし１４のいずれか１つに記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴を有する被成膜体の穴の内面に堆積膜を形成する技術に関するものであり、とくにアスペクト比の大きな穴の内面に均一に成膜することができる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、穴の内面に成膜を行う場合、真空蒸着、スパッタリングなどの物理的成膜方法、あるいは化学気層成長法（ＣＶＤ（Chemical vapor deposition）法）が多く用いられてきた。
【０００３】
化学気層成長法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法が一般的に用いられる。プラズマＣＶＤの場合は、プラズマの密度により成膜速度が異なるが、穴の内部にまで、プラズマが発生しないため、穴の深部には、ほとんど成膜されない。一方、熱ＣＶＤの場合は、被成膜物の均一な加熱が難しく、また、比較的高いガス圧で成膜を行わないと、成膜速度が遅く成るため、穴の内部にまでガスがいきわたらない欠点があった。したがって、化学気相成長法によって、穴の内面に成膜を行なうのは困難である。
【０００４】
穴に成膜を行なう別の方法としては、イオン化したスパッタ原子で穴の内部にまで、成膜原子を到達させる技術（たとえば特許文献１参照）、あるいは無電解メッキによる成膜方法（たとえば特許文献２参照）が開示されている。
【０００５】
しかしながら、スパッタ原子を穴に到達させる方法では、スパッタ原子の穴の深いところでまで到達させ、あるいは穴の内面にスパッタ原子を均一に付着させるのは困難である。一方、無電解メッキによる成膜方法では、ウエットプロセスが必要な点で、使用できる範囲が限られる欠点がある。
【０００６】
近年、化学気層成長法としては、触媒化学気相成長法（ＣＡＴ−ＣＶＤ法（ＨＯＴ−ＷｉｒｅＣＶＤ法））という成膜方法も提案されている（たとえば特許文献３参照）。この方法は、たとえば図１０に示したように、支持体９０に被成膜体９１を載置した状態において、成膜室９２に原料ガスを導入するとともに、ワイヤなどの発熱体９３によって原料ガスを分解し、分解成分を被成膜体９１に被着させて堆積膜を形成するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３３０９３２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２４１２８号公報
【特許文献３】特開２００５―４８２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図示した手法では、穴９４を有する被成膜体９１については、穴９４の内部にまで十分に分解成分を到達させることが困難である。そのため、穴９４の内面には均一な膜を形成することが困難である。とくに、穴９４の深さに対して穴９４の直径が小さい穴９４については、穴９４の最深部にまで膜を形成することが困難である。その一方で、原料ガスの分解成分は、被成膜体９１の穴９４以外に被着するため、穴９４に対して堆積膜を選択的に形成することができない。
【０００９】
本発明は、被成膜体の穴に対して、膜厚ムラの少ない均質な膜を、選択的に形成できるようにし、深さに対して直径の小さい穴について適切に膜形成できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面においては、被成膜体を収容するための成膜室と、前記被成膜体を支持するための支持体と、前記成膜室に原料ガスを供給するための原料ガス供給手段と、前記成膜室において原料ガスを堆積種とするための発熱体と、を備えた成膜装置であって、前記被成膜体が穴を有するものであり、前記穴の内面に堆積膜を形成するための成膜装置において、前記発熱体は、前記支持体に前記被成膜体を支持させたときに、少なくとも一部が前記穴に挿入されるように構成されていることを特徴とする、成膜装置が提供される。
【００１１】
発熱体としては、たとえばワイヤが使用される。
【００１２】
穴が貫通孔として形成されている場合において、好ましくは、発熱体は、支持体に被成膜体を支持させたときに、穴に挿通された状態となるように配置される。
【００１３】
支持体および発熱体は、被成膜体を支持体に支持させたときに、発熱体における軸心と、穴における貫通方向に直交する方向の断面の中心との距離（オフセット量）が、前記断面における該断面の中心を通る最短距離（直径あるいは短径）の０．２倍以下となるように配置するのが好ましい。
【００１４】
支持体および発熱体は、複数の被成膜体を１または複数のホルダによって連結し、たとえば複数の被成膜体の穴に、発熱体を一連に挿通させた状態で、複数の被成膜体を支持できるように配置される。
【００１５】
ホルダは、たとえば被成膜体を嵌合させる環状部と、発熱体の断面形状に対応した形状の貫通孔を有する位置決め部と、環状部と位置決め部とを連結する連結部と、を備えたものとされる。
【００１６】
本発明の堆積膜形成装置は、穴に原料ガスによる第１堆積膜を形成した後において、発熱体を加熱により蒸発させ、堆積膜の表面に、発熱体による第２堆積膜を形成するように構成してもよい。
【００１７】
本発明の第２の側面においては、穴を有する被成膜体を収容するための成膜室と、前記被成膜体を支持するための支持体と、前記支持体に前記被成膜体を支持させたときに、少なくとも一部が前記穴に挿入される発熱体と、を備えており、前記発熱体を加熱により蒸発させ、その蒸発成分により前記穴の内面に堆積膜を形成するように構成されていることを特徴とする、成膜装置が提供される。
【００１８】
本発明の第３の側面においては、穴を有する被成膜体を成膜室に収容し、かつ前記穴に発熱体の一部を挿入する工程Ａと、前記成膜室に原料ガスを供給する工程Ｂと、前記発熱体を加熱して前記穴において原料ガスを堆積種とする工程Ｃと、を含んでいることを特徴とする、成膜方法が提供される。
【００１９】
発熱体として、たとえばワイヤが用いられる。
【００２０】
穴が貫通孔である場合においては、工程Ａにおいては、発熱体を穴に挿通した状態とするのが好ましい。
【００２１】
工程Ａにおいては、被成膜体は、発熱体における軸心と、穴における貫通方向に直交する方向の断面の中心との距離（オフセット量）が、前記断面における該断面の中心を通る最短距離（直径あるいは短径）の０．２倍以下となるように配置するのが好ましい。
【００２２】
工程Ａにおいては、複数の被成膜体は、これらの被成膜体を１または複数のホルダによって連結し、複数の被成膜体の穴に、発熱体を一連に挿通させた状態で配置するのが好ましい。
【００２３】
ホルダとしては、たとえば被成膜体を嵌合させる環状部と、発熱体の断面形状に対応した形状の貫通孔を有する位置決め部と、環状部と位置決め部とを連結する連結部と、を備えたものが用いられる。
【００２４】
本発明の堆積膜形成方法は、工程Ｃの後において行われ、かつ発熱体を加熱により蒸発させ、堆積膜の表面に、発熱体の蒸発成分による堆積膜を積層形成する工程Ｄをさらに含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、被成膜体の穴の内部に発熱体の一部を挿入して発熱体を加熱するため、発熱体の穴において原料ガスの分解が行なわれる。そのため、穴の表面に対して適切に堆積種が接触させられるため、膜厚ムラの小さい適切な堆積膜を穴の内面に選択的に形成することができる。また、アスペクト比の大きな穴であっても、穴が貫通孔として形成されている場合には発熱体を貫通孔に挿通し、非貫通状の穴の場合には穴の底部に近い部位まで発熱体を挿入することにより、穴の内部にムラ無く堆積膜を形成することができる。
【００２６】
本発明によればまた、被成膜体の穴に発熱体を挿入しているため、被成膜体は発熱体の熱輻射により加熱される。そのため、被成膜体を加熱するためにヒータを用いる場合であってもその駆動電力を低減でき、場合によってはヒータを省略することもできる。この場合には、装置が簡単になり、安価に堆積膜形成装置を提供することができるようになる。
【００２７】
本発明において、発熱体の軸心と穴の中心とのオフセット量を、穴の直径または短径の０．２倍以内とすれば、穴の周方向における膜厚ムラをより適切に抑制することができる。
【００２８】
本発明において、ホルダを利用して複数の被成膜体を連結して成膜を行なう場合には、複数の被成膜体の穴に対して同時に堆積膜を形成することができる。そのため、被成膜体の貫通孔に成膜を行い場合において、処理効率が大幅に向上する。
【００２９】
本発明において、ホルダとして位置決め部を有するものを用いた場合には、被成膜体にホルダを装着した状態で被成膜体の穴に発熱体を挿通したときに、位置決め部に対する発熱体の相対位置が規制される。その結果、発熱体と環状部、ひいては発熱体と被成膜体の穴との相対位置が規制される。そのため、位置決め部を有するホルダを用いた場合には、穴の中心もしくはその近傍に発熱体を位置させることができるため、膜厚ムラの小さい堆積膜をより確実に形成することができるようになる。
【００３０】
本発明において、原料ガスにより堆積膜を形成した後に発熱体を蒸発させて蒸着膜を形成する場合には、化学気相成長による成膜と発熱体の蒸着による成膜とを全く同じ構成で、連続して行うことができるので、堆積膜の導電性の制御などの調整範囲が広くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る堆積膜形成装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る堆積膜形成装置について、図１ないし図４を参照して説明する。
【００３３】
図１に示した堆積膜形成装置１は、容器２によって規定される成膜室２０において、貫通孔３０を有する被成膜体３の内面３１（図２参照）に対して堆積膜を形成するためのものであり、支持体４、ガス供給手段５、シャワープレート６、および発熱手段７を備えている。
【００３４】
容器２は、成膜室２０への被成膜体３の出し入れが可能なように、その一部が開閉可能に形成されているとともに、ガス導入口２１およびガス排気口２２を有している。
【００３５】
ガス導入口２１は、成膜室２０に原料ガスを導入するためのものであり、ガス供給手段５に接続されている。
【００３６】
ガス排気口２２は、成膜室２０のガスを外部に排出するためのものであり、図外のポンプ（たとえばメカニカルブースタポンプやロータリーポンプ）に接続されている。成膜室２０は、図外のポンプによりガス排気口２２を介して成膜室２０からガスを排出させることにより真空化が図られる。成膜室２０の圧力は、成膜時においては、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。また、成膜室２０は、成膜前において、予め１０−３Ｐａ程度の高真空としておくのが好ましい。そうすれば、成膜前において成膜室２０から水分や残留不純物ガスが除去されるため、成膜室２０に残留した水分や残留不純物ガスが分解されて被成膜体３に被着されるのを防止することができる。
【００３７】
支持体４は、被成膜体３を支持するためのものであり、その内部に温度調整手段４０が設けられている。
【００３８】
温度調整手段４０は、被成膜体３の温度を目的温度に維持するものであり、加熱・冷却機構および温度検出機構を有している。加熱機構としては、たとえばニクロム線、シーズヒーターおよびカートリッジヒーターなどの電気的なもの、あるいは油などを熱媒体とするものが使用され、冷却機構としては、たとえば空気および窒素ガスなどの気体、水あるいは油などを冷却媒体とするものが使用される。加熱・冷却機構において、液体や気体を伝熱媒体とするものについては、伝熱媒体が支持体４の内部を循環流動するように構成するのが好ましい。また、温度検出機構としては、サーミスタや熱電対などが用いられる。
【００３９】
このような温度調整手段では、温度検出機構によって支持体４の温度をモニタリングしながら、図外の制御手段によって加熱・冷却機構を制御することにより、成膜前および成膜中において支持体４（被成膜体３）の温度が目的温度に調整される。
【００４０】
ここで、被成膜体３の温度は、被成膜体３の表面に形成すべき堆積膜の組成や被成膜体３の材質などにより決定されるが、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の堆積膜を形成する場合には、１００℃以上４００℃以下、好適には２００℃以上３５０℃以下における略一定温度に制御される。
【００４１】
ガス供給手段５は、成膜室２０（発熱体６の内部）に対して原料ガスを供給するためのものであり、ガスボンベ５０、減圧弁５１およびマスフローコントローラ５２を備えている。
【００４２】
ガスボンベ５０は、成膜室２０（発熱体６の内部）に供給すべき原料ガスが充填されたものであり、配管５３を介して容器２のガス導入口２１に接続されている。ここで、被成膜体３の表面にａ−Ｓｉ系の堆積膜を形成する場合には、Ｓｉ原子を含むガス、たとえばＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、ＳｉＦ４、ＳｉＣｌ４、あるいはＳｉＣｌ２Ｈ２などを用いることができる。
【００４３】
減圧弁５１および５２は、成膜室２０に導入する各原料ガス成分の流量およびガス圧を調整するためのものである。
【００４４】
シャワープレート６は、ガスボンベ５０の原料ガスを、後述する発熱手段７の発熱体７０に向けて吹き出すためのものであり、発熱体７０に対面するようにして成膜室２０の内部に固定されている。このシャワープレート６は、複数のガス吹き出し孔６０を有する板状に形成されている。複数のガス吹き出し孔６０は、発熱体７０に対向するようにして上下方向において等間隔に並んで配置されている。複数のガス吹き出し孔６０は、たとえば円形に形成されており、その間隔は、たとえば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とされ、その孔径は、たとえば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされる。
【００４５】
もちろん、シャワープレート６の構成は種々に変更可能であり、たとえばガス吹き出し孔６０の形状を、三角形、正方形、長方形、菱形あるいは六角形などの円形以外の形状としてもよく、またシャワープレート６に代えて、複数のガス吹き出し孔が形成された中空部材を利用して、原料ガスを成膜室２０に導入するようにしてもよい。
【００４６】
発熱手段７は、原料ガスを分解するためものであり、発熱体７０および電極７１，７２を有している。発熱手段７は、電極７１，７２を介して発熱体７０に電力を供給したときに発熱体７０において生じるジュール熱により、原料ガスを分解するように構成されている。
【００４７】
発熱体７０は、線条の抵抗体により構成されており、支持体４を貫通して上下方向に延びるように配置されている。ただし、支持体４と発熱体７０との間に絶縁材７３が設けられている。発熱体７０は、たとえば１本のワイヤ、フィラメント、あるいはリボンで構成し、これらいずれかの線材を複数本束ねて構成することができる。発熱体７０の線径Ｄ１（図２（ａ）参照）は、たとえば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とされている。発熱体７０を形成するための材料としては、原料ガスと触媒反応あるいは熱分解反応を起こして、その反応生成物を堆積種とでき、かつ比較的融点が大きく（たとえば融点が２６００℃以上３４００℃以下）、発熱体自身が昇華や蒸発により堆積される膜中に混入しにくいものが用いられる。このような材料としては、たとえばタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）およびレニウム（Ｒｅ）からなる群より選択される少なくとも１種を主成分または合金成分とする材料を挙げることができる。
【００４８】
一方、電極７１，７２は、外部からの電源電力を発熱体７０に供給するためのものであり、発熱体７０に対して導通接続されている。電極７１，７２は、発熱体７０に対して直接接続してもよいが、圧着端子を介して接続してもよい。このような電極７１，７２は、たとえばＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、あるいはＡｇなどの金属材料により形成される。
【００４９】
次に、発熱体ＣＶＤ装置１を用いて、貫通孔３０を有する１つの被成膜体３に対して、被成膜体３の内面３１（図２参照）に堆積膜を形成する場合について説明する。
【００５０】
図１に示した発熱体ＣＶＤ装置１を用いて被成膜体３の内面３１に目的とする膜を形成する場合には、まず支持体４に対して被成膜体３をセットする。図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、被成膜体３は、２つのホルダ８を装着した状態において、貫通孔３０に発熱体７０が挿通されるように支持体４にセットされる。
【００５１】
ここで、堆積膜の形成対象となる被成膜体３は、たとえば直径が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、貫通孔３０の径が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、高さが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のものであり、全体がセラミックスなどの無機材料あるいはＡｌなどの金属材料により形成されたものである。
【００５２】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示したように、ホルダ８は、被成膜体３の貫通孔３０（図２参照）に原料ガスが入り込み易くするものであるとともに、被成膜体３に対する発熱体７０の相対位置を規制するものである。ホルダ８は、環状部８０、位置決め部８１および連結部８２を備えたものである。全体がセラミックスなどの絶縁材により形成されている。ホルダ８の全体を絶縁材におり形成した場合には、ホルダ８が発熱体７０と接触したときにホルダ８が通電されることが抑制され、また被成膜体３が導体である場合にホルダ８を介して被成膜体３が通電されることが抑制することができる。
【００５３】
環状部８０は、被成膜体３が嵌合されるものであり、被成膜体３の外径に対応した内径を有するリング状に形成されている。この環状部８０に被成膜体３の嵌合させることにより、被成膜体３に対してホルダ８を固定することができる。
【００５４】
位置決め部８１は、発熱体７０の断面形状に対応した形状の貫通孔８４を有する円板状に形成されている。この位置決め部８１の径Ｄ３は、環状部８０の外径Ｄ４よりも小さくされている。図２（ａ）に示したように、貫通孔８４の内径Ｄ２は、発熱体７０の線径Ｄ１と同程度または発熱体７０の線径Ｄ１よりも若干大きなもの、たとえば発熱体７０の線径Ｄ１が０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の場合には、０．３５ｍｍ以上１．０５ｍｍ以下とされる。このような貫通孔３０を有する位置決め部８１を設けた場合には、貫通孔３０に発熱体７０を挿通したときに位置決め部８１に対して発熱体７０の相対位置が規制される。その結果、発熱体７０と環状部８０、ひいては発熱体７０と被成膜体３の貫通孔３０との相対位置が規制される。発熱体７０と被成膜体３の貫通孔３０との相対位置は、図４（ａ）に示したように貫通孔３０の軸心を発熱体７０の軸心が通過する位置関係が好ましい。ただし、図４（ｂ）に示したように貫通孔３０の軸心Ｏ１に対する発熱体７０の軸心Ｏ２のオフセット量Lが貫通孔３０の内径Ｄ５（貫通孔３０の横断面における軸心Ｏ１を通る最短距離）の０．２倍以下であれば、被成膜体３の内面３１に形成される膜の厚みムラが生じるのをより適切に抑制することができる。
【００５５】
図２および図３に示したように、４つの連結部８２は、環状部８０と位置決め部８１との間に空間を設けるためのものである。これにより、被成膜体３にホルダ８を装着することによっても、被成膜体３の貫通孔３０に原料ガスが導入されるのが阻害されることを極力抑制することができる。また、位置決め部８１の径Ｄ３は、環状部８０の外径Ｄ４よりも小さくされていることから、４つの連結部８２は、環状部８０との連結部分に比べて、位置決め部８１との連結部分のほうが内方に位置するように傾斜している。そのため、隣接する連結部８２の間の開口面積を大きく確保できるため、位置決め部８１と環状部８０との間の距離を小さく設定する場合であっても、連結部８２を含めたホルダ８によって阻害されることなく、環状部８０と位置決め部８１との間の空間、ひいては被成膜体３の貫通孔３０に対して原料ガスを適切に導入することができる。
【００５６】
次いで、支持体４に対して被成膜体３をセットした場合には、真空ポンプを用いてガス排気口２１から成膜室２０のガスを排気して成膜室２０を実質的に真空状態に保持した状態で、ガス供給手段６を用いて原料ガスを成膜室２０に供給する一方で、各発熱体６を発熱させる。
【００５７】
原料ガスは、減圧弁５１およびマスフローコントローラ５２により流量およびガス圧が調整された状態で成膜室２０に供給される。成膜室２０に供給された原料ガスは、シャワープレート６のガス吹き出し孔６０を介して発熱体７０に向けて吹き出される。このとき、シャワープレート６からの原料ガスは、ホルダ８に阻害されることなく、被成膜体３の貫通孔３０に導入される。
【００５８】
一方、発熱体７０の発熱は、電極７１，７２を介して印加する電力を調整することにより行なわれる。ここで、発熱体７０の発熱温度は、原料ガスの組成などに応じて設定されるが、原料ガスとしてシランガスを用いてａ−Ｓｉ膜を形成する場合には、たとえば１６００℃以上２０００℃以下の範囲から選択される目的値に調整される。
【００５９】
なお、成膜室２０に原料ガスを供給する前に発熱体７０を加熱しておいてもよい。その場合には、発熱体７０の熱輻射によって被成膜体３を昇温することができる。これにより、支持体４に設けられた温度調整手段４０により支持体４を介して被成膜体３を加熱する必要性が著しく低減し、場合によって温度調整手段４０を省略することも可能となる。
【００６０】
このようにして被成膜体３の貫通孔３０に原料ガスを導入しつつ、発熱体７０を発熱させた場合には、発熱体６の熱によって原料ガスが加熱・分解される。このときに生じた分解成分は、貫通孔３０の内面と接触し、堆積させられて堆積膜が形成される。
【００６１】
原料ガスの分解・堆積により貫通孔３０の内面３１への堆積膜の形成を終了してもよいが、必要に応じて、発熱体７０の加熱温度をさらに高め、発熱体７０を蒸発させて、その蒸発成分を先に形成した堆積膜に被着させてもよい。このような手法によれば、原料ガスを用いた化学気層成長による成膜と、発熱体７０の蒸着による成膜とを全く同じ装置内において連続して行うことができるようになる。そのため、堆積膜の組成の選択の幅が広くなり、堆積膜の導電性の制御などの調整範囲が広くなるといった利点を奏することができる。
【００６２】
もちろん、成膜室２０に原料ガスを供給することなく、発熱体７０を加熱・蒸発させ、発熱体７０の蒸発成分のみにより貫通孔３０の内面３１に堆積膜を形成するようにしてもよい。
【００６３】
以上に説明した堆積膜形成装置１によれば、被成膜体３の貫通孔３０に挿通された発熱体７０により原料ガスを分解して堆積膜が形成されるため、アスペクト比の貫通孔３０であっても、均一な膜厚の堆積膜を形成することが可能となる。とくに、貫通孔３０の軸心Ｏ１に対する発熱体７０の軸心Ｏ２のオフセット量を貫通孔３０の内径の０．２倍以下とした場合には、より確実に均一な膜厚の堆積膜を形成することができる。
【００６４】
先に説明した実施の形態においては、貫通孔３０を有する１つの被成膜体３の貫通孔３０に堆積膜を形成する場合を例にとって説明したが、堆積膜形成装置１においては、図５および図６に示したように複数の被成膜体３の貫通孔３０に対して同時に堆積膜を形成することもでき、また図８、図９（ａ）および図９（ｂ）に示したように非貫通状の穴３３を有する被成膜体３の穴３３に対して堆積膜を形成する場合にも適用することができる。
【００６５】
図５に示した例では、図３に示した構成の複数のホルダ８を用いて、複数個（図面上は３個）の被成膜体３が支持体４に積み上げられている。発熱体７０は、各ホルダ８の位置決め部８１における貫通孔８４および被成膜体３の貫通孔３０に対して一連に挿通されている。
【００６６】
そして、成膜室２０に原料ガスを供給した場合には、ホルダ８によって形成される隙間を介して、各被成膜体３の貫通孔３０に原料ガスが導入される。一方、発熱体７０を加熱した場合には、複数の被成膜体３の貫通孔３０のそれぞれにおいて、原料ガスが分解されて各貫通孔３０に同時に堆積膜が形成される。また、図３に示した構成のホルダ８を用いているために、支持体４に対して複数の被成膜体３を積み上げる場合であっても、複数の被成膜体３の貫通孔３０と発熱体７０と相対位置が適切に規制されるため、各被成膜体３における貫通孔３０の内面には厚みムラの少ない堆積膜を形成することができる。
【００６７】
複数のホルダ８を利用して複数の被成膜体３を積み上げて成膜を行なう場合には、複数の被成膜体３の貫通孔３０に対して同時に堆積膜を形成することができる。そのため、被成膜体３の貫通孔３０に成膜を行い場合において、処理効率が大幅に向上する。
【００６８】
図６に示した例は、図７に示した構成のホルダ８′を用いて、複数の被成膜体３を支持体４に積み上げて、各被成膜体３の貫通孔３０に堆積膜を形成するものである。
【００６９】
図７に示したホルダ８′は、図３に示したホルダ８と同様に、環状部８０′、位置決め部８１′および複数の連結部８２′を備えたものであるが、位置決め部８１′の径が環状部８０′の外径と同程度とされて、複数の連結部８１′が平行に配置されたものとされている点において図３に示したホルダ８とは異なっている。
【００７０】
このようなホルダ８′を用いる場合であっても、複数の被成膜体３における貫通孔３０に厚みムラの少ない堆積膜を同時に形成することができる。また、ホルダ８′は、複数の連結部８２′が平行に配置されたものであるため、複数の連結部８２が傾斜した構成のホルダ８（図３参照）に比べて、製造が容易であるといった利点がある。
【００７１】
図８に示した例は、非貫通状の穴３３に堆積膜を形成するものであり、発熱体７３がヘアピン状に折り曲げ加工されている。発熱体７３は、一対の直線部７４およびこれらの直線部７４に連続する折り曲げ部７５を有している。被成膜体３の穴３３には、折り曲げ部７４が穴３３の底面３４に対峙するように挿入されている。また、各直線部７４は、その軸心Ｏ２が穴３３の軸心Ｏ１に対するオフセット量Ｌが穴３３の内径の０．２倍以下に位置するように配置するのが好ましい。そうすれば、穴３３の内面３５に形成される膜の厚みムラが生じるのを抑制することができる。
【実施例１】
【００７２】
本実施例では、被成膜体の貫通孔に堆積膜を形成する場合において、発熱体の位置（オフセット量）が、貫通孔の周方向における堆積膜の膜厚ムラに与える影響を検討した。
【００７３】
被成膜体３としては、外径が２０ｍｍ、貫通孔３０の径が５ｍｍ、高さ３０ｍｍであるセラミックス製のものを使用した。発熱体７０としては、線径が０．５ｍｍであるタンタルワイヤを用いた。成膜条件は下記表１に示した通りとし、ホルダ８を用いずに、発熱体７０の位置を変えて行なった。膜厚は、貫通孔３０における深さが１．５ｍｍにおける堆積膜の膜厚として、貫通孔３０の周方向について光学式膜厚計を用いて測定した。膜厚ムラは、下記数式１の通り定義した。オフセット量Ｌに対するが周方向の膜厚ムラの測定結果については下記表２に示した。
【００７４】
【表１】
2008013782.tif 000003
【００７５】
【数１】
2008013782.tif 000004
【００７６】
【表２】
2008013782.tif 000005
【００７７】
表２から分かるように、貫通孔３０の中心Ｏ１とワイヤ中心Ｏ２との位置がずれるほど（オフセット量が大きくなるほど）、堆積膜の膜厚ムラが大きくなった。特に、貫通孔３０の径ｄ（＝Ｄ５）に対して、オフセット量Ｌが０．３ｄ以上大きくなると、膜厚分布が顕著に悪化した。そのため。成膜時においては、発熱体７０は、貫通孔３０の中心からのオフセット量が０．３ｄ以下の位置に配置するのが好ましい。
【実施例２】
【００７８】
本実施例では、発熱体７０としてタングステンワイヤを用い、まず真空中で発熱体７０を加熱することにより、被成膜体３の内側にまず第１成膜層を形成した後、成膜室２０に原料ガスとしてＳｉＨ４を導入して第２成膜層を形成した場合の堆積膜の導電性を検討した。第１成膜層および第２成膜層を形成する場合の成膜条件は、下記表３に示した通りである。
【００７９】
【表３】
2008013782.tif 000006
【００８０】
堆積膜の導電性は、三菱化学（株）製の「ロレスタ−ＥＰ」を用いて比抵抗を測定することにより検討した。その結果、堆積膜の比抵抗は、１×１０３Ω・ｃｍであり、堆積膜は導電性の高いシリコン被膜であることが確認された。
【実施例３】
【００８１】
本実施例では、発熱体７０としてタングステンワイヤを用い、断続的に原料ガスを供給しつつ発熱体７０を加熱することにより成膜を行なった場合について、堆積膜の導電性について検討した。成膜条件は下記表４に示した通りとした。
【００８２】
【表４】
2008013782.tif 000007
【００８３】
堆積膜の導電性は、三菱化学（株）製の「ロレスタ−ＥＰ」を用いて比抵抗を測定することにより検討した。その結果、堆積膜の比抵抗は、１×１０２Ω・ｃｍであり、堆積膜は導電性の高いシリコン被膜であることが確認された。
【実施例４】
【００８４】
本実施例では、図１ないし図４を参照して説明した成膜方法（本案）により被成膜体３の貫通孔３０に堆積膜を形成した場合について、貫通孔３０における軸方向の膜厚ムラについて検討した。被成膜体３としては、アスペクト比（Ｌ／ｄ）（Ｌは貫通孔３０の深さ、ｄは貫通孔３０の直径）の異なる種々のものを使用した。より具体的には、貫通孔３０の直径ｄは５ｍｍとして固定する一方で、貫通孔３０の深さＬについては２．５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲から設定した。
【００８５】
軸方向膜厚は、光学式膜厚計を用いて測定し、膜厚ムラは、同軸位置の周方向４点の平均値について軸方向に膜厚を測定し、その測定値について下記数２によって測定した。軸方向の膜厚ムラの測定結果については、下記表５に示した。
【００８６】
【数２】
2008013782.tif 000008
【００８７】
比較として、図１０を参照して説明した従来の成膜方法について、本案の場合の同様に、アスペクト比（Ｌ／ｄ）の異なる種々の被成膜体について成膜を行なった場合について、貫通孔における軸方向の膜厚ムラについて検討した。膜厚ムラの測定結果については、下記表５に示した。
【００８８】
【表５】
2008013782.tif 000009
【００８９】
表５から明らかなように、実施例（本案）および比較例（従来）ともに、アスペクト比（Ｌ／ｄ）が大きくなるにつれて軸方向の膜厚ムラが大きくなった。一方、比較では、アスペクト比（Ｌ／ｄ）が１以上になると貫通孔の先端の膜厚と貫通孔の終端の膜厚の差が１０％を超えるのに対して、本案では、アスペクト比（Ｌ／ｄ）が１２．０になっても１０％以内を保っている。すなわち、本案によれば、アスペクト比の大きな貫通孔であっても、軸方向の膜厚ムラの小さい適切な堆積膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＣＶＤ装置を説明するための断面図である。
【図２】図１に示したＣＶＤ装置の要部を拡大して示した断面図である。
【図３】被成膜体に発熱ワイヤを挿通した状態の断面図である。
【図４】図３（ａ）はホルダの全体斜視図であり、図３（ｂ）はホルダの平面図である。
【図５】複数の対象物を同時に成膜する場合の例を説明するための断面図である。
【図６】ホルダの他の例を説明するための図５に相当する断面図である。
【図７】ホルダの全体斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るＣＶＤ装置を説明するための断面図である。
【図９】図９（ａ）は図８に示したＣＶＤ装置の要部を示す断面図であり、図９（ｂ）は図８のIXｂ−IXｂ線に沿う断面図である。
【図１０】従来の成膜方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  成膜装置
２０  成膜室
３  被成膜体
３０  （被成膜体の）貫通孔
３３  （被成膜体の）穴
４  支持体
５  原料ガス供給手段
７０，７３  発熱体
８，８′  ホルダ
８０，８０′  （ホルダの）環状部
８１，８１′  （ホルダの）位置決め部
８２，８２′  （ホルダの）連結部
【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】
2008013782.tif 000015
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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