(57)【要約】【課題】チャンバー内の酸素若しくは水分を軽減することができる、補助排気装置を提供する。【解決手段】シリコンを含む原料ガスと、水素又はアンモニアとを原料として、シリコン膜若しくはシリコンを含む膜を成膜する成膜装置に設置される補助排気装置であって、補助排気装置は、高融点金属からなる触媒体と、前記触媒体の近傍に設置された３００℃から６００℃に加熱された板材とからなり、この板材は前記触媒体ヘガス分子が到達するための隙間を開けて配置された構成とされており、成膜装置の排気室若しくは排気ポンプの近傍に設置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンを含む原料ガスと、水素又はアンモニアとを原料として、シリコン膜若しくはシリコンを含む膜を成膜する成膜装置に設置される補助排気装置であって、
補助排気装置は、高融点金属からなる触媒体と、前記触媒体の近傍に設置された３００℃から６００℃に加熱された板材とからなり、この板材は前記触媒体ヘガス分子が到達するための隙間を開けて配置された構成とされており、
成膜装置の排気室若しくは排気ポンプの近傍に設置されていることを特徴とする、補助排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置は、Ｃａｔ−ＣＶＤ装置であることを特徴とする、請求項１に記載の補助排気装置。
【請求項３】
請求項１に記載の成膜装置は、プラズマ・エンハンスト・ＣＶＤ装置であることを特徴とする、請求項１に記載の補助排気装置。
【請求項４】
前記高融点金属はタングステンであることを特徴とする請求項１に記載の補助排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空成膜装置に設置される補助排気装置の技術分野に属し、特に、所謂Ｃａｔ−ＣＶＤ（Ｈｏｔ−Ｗｉｒｅ  ＣＶＤ）装置やプラズマ・エンハンスド・ＣＶＤ装置に好適に設置される補助排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＳｉＮｘ膜若しくはＳｉ膜などの成膜装置として、Ｃａｔ−ＣＶＤ（Ｈｏｔ−ｗｉｒｅ  ＣＶＤ）装置と呼ばれる真空成膜装置が開発されている。この成膜装置は、タングステンなどで形成された灼熱線（以下、単に触媒体と呼ぶ。）に、シランガスなどの原料ガスを導入し、高温の触媒体の表面にて原料ガスの接触分解を用いて、近傍に設置した基板上に３００℃から４００℃程度の低温でＳｉＮｘ膜若しくはＳｉ膜などを成膜する装置である。
【０００３】
この成膜装置に設置される真空排気ポンプとしては、ターボ分子ポンプやターボブースターポンプなどがあるが、ゲッターポンプなどの補助排気装置は用いられていない。
【０００４】
ところで、成膜装置の排気経路中の未反応ガス及び副生成物の排気流路に設置し、排気流路への副堆積物の付着、堆積を防止する処理装置が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特願２０００−３０３１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＣａｔ−ＣＶＤ装置においては、作成される膜に酸素が取り込まれやすいという問題点があった。膜に含まれる酸素には、成膜後、空気中に保管されている間に取り込まれるものもあるが、本出願にて問題とするのは、成膜中に取り込まれる酸素に関するものである。
【０００７】
成膜条件によるが、０．５％から数％の酸素が膜に含まれる場合があった。成膜される膜が、シランガスとアンモニアガスとを原料ガスとするＳｉＮｘ膜であっても、シランガスと水素ガスとを原料ガスとするＳｉ膜であっても、この現象が見られた。
【０００８】
この原因は、Ｃａｔ−ＣＶＤ装置においては、触媒体と、Ｈ2、シランガス、アンモニアガスなどとの接触分解によって、チャンバー内に水素ラジカルが大量に形成される。そのため、酸素が存在すると、Ｈ2Ｏなどに変換され、Ｈ2Ｏはチャンバー壁などに吸着すると滞在時間が長く、著しく排気するのが困難である。
【０００９】
また、酸素はチャンバー壁のＳｉ系の堆積膜に、Ｈ2Ｏ若しくはＯＨなどの不安定な形態で取り込まれ、また再放出される。そのため、水素／シラン系の真空成膜においては、一般に膜の酸素不純物が増加しやすい。
【００１０】
しかも、Ｃａｔ−ＣＶＤ装置のプロセス圧力は超高真空でなく、また粘性流域でない中間的な圧力であることや、触媒体からの熱輻射によって、チャンバー内に熱分布ができることなどによって、膜への酸素不純物量がさらに増加しやすいという問題があった。
【００１１】
プロセス圧力が超高真空の場合には、不純物ガスも排気されやすいので、膜の純度は高くなる。また、粘性流域の場合には、ガスの流れに支配され、拡散が相対的に抑制されるので、チャンバー壁の不純物の影響は相対的に小さくなる。熱分布があると、温度の低い部分にＨ2Ｏなどの吸着性のガスが溜まりやすい。
【００１２】
本発明は、チャンバー内の酸素若しくは水分を軽減することができる、補助排気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る補助排気装置は、
シリコンを含む原料ガスと、水素又はアンモニアとを原料として、シリコン膜若しくはシリコンを含む膜を成膜する成膜装置に設置される補助排気装置であって、
補助排気装置は、高融点金属からなる触媒体と、前記触媒体の近傍に設置された３００℃から６００℃に加熱された板材とからなり、この板材は前記触媒体ヘガス分子が到達するための隙間を開けて配置された構成とされており、
成膜装置の排気室若しくは排気ポンプの近傍に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る補助排気装置は、チャンバー内の酸素若しくは水分をＳｉＯ2の形で安定的に固定することができるので、チャンバー内の酸素若しくは水分を軽減することができ、純度の高い膜の形成に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る補助排気装置の実施形態を説明する。
【００１６】
本発明の補助排気装置１は、図１に示すように、シラン又はジシランなどのシリコンを含む原料ガスと、水素又はアンモニアなどとを原料として、シリコン膜若しくはシリコンを含む膜を成膜する成膜装置２に好適に設置される。
【００１７】
この補助排気装置１は、高融点金属からなる触媒体３と、前記触媒体３の近傍に設置された３００℃から６００℃に加熱された板材４とを有する。本実施形態では、線径０．５ｍｍのジグザク状（波形状）に折り曲げた長さ２ｍのタングステン線からなる触媒体３を有する。さらに前記触媒体３の上下に、前記触媒体３によって上記温度に加熱することができる隙間を開けて設置された厚さ約１ｍｍのアルミナ板からなる板材４を有する。板材４は複数枚設置されており、隣接する板材４と４との間に、前記触媒体３へのコンダクタンスを確保するため、つまり前記触媒体３ヘガス分子が到達するための隙間が約１０ｍｍ確保されている。
【００１８】
この触媒体３に約１２Ａの電流が電源を用いて通電されており、前記触媒体３は約１８００℃に加熱されている。このとき、板材４は輻射熱で５００℃から６００℃に加熱されることになる。
【００１９】
このような基本構造を有する補助排気装置１は、成膜装置２の排気室若しくは排気ポンプの近傍に設置される。
【００２０】
具体的な実施形態を説明する。成膜装置（Ｃａｔ−ＣＶＤ装置）２は、図１に示すように、チャンバー５内に、ガス供給系６のシャワーヘッド７からシランガス、水素、アンモニアガスなどが供給される。供給されたガスは、高温に維持されたタングステン線からなる触媒体８に接触して分解される。前記触媒体８の近傍にサセプタ（基板ホルダー）９が配置されており、前記サセプタ９に保持された基板１０上にＳｉ膜若しくはＳｉＮｘ膜などが成膜される。ちなみに、サセプタ９には発熱体（図示は省略）が内蔵されており、載置された基板１０が高温に維持される。
【００２１】
このチャンバー５は排気室１１を有しており、前記チャンバー５内を所定の気圧まで排気することができるように、前記排気室１１にバルブ１２とダーボブースタポンプ１３とが連結されている。
【００２２】
上記構成のＣａｔ−ＣＶＤ装置２の排気室１１に本発明の補助排気装置１が設置される。ガス供給系６のシャワーヘッド７から供給されたガスは、Ｃａｔ−ＣＶＤ装置２の触媒体８によって分解されて基板１０に成膜されるが、部分的に未反応のシランガスや、シリコンを含む中間生成物もチャンバー５内には存在する。これらのシリコンガスを含むガス種は、排気室１１に設置された上記補助排気装置１の触媒体３に接触して分解され、板材４にシリコン膜となって堆積する。このシリコン膜は３００℃から６００℃に加熱されるので、この表面に飛来した酸素、水分などは、ＳｉＯ2の形で安定的に固定される。
【００２３】
一方、成膜中にチャンバー５内に多量に存在するＨ2、原子状水素は固定されない。シリコン膜（板材４）が３００℃以下では水素が表面吸着され、酸素の吸着・固定が妨げられ効果が小さくなり、触媒体３からの放射で板材４の温度を維持するには６００℃以上にすることは困難である。そのため、板材４の温度は３００℃から６００℃に限定される。
【００２４】
上記構成の補助排気装置は、チャンバー内の酸素若しくは水分をＳｉＯ2の形で安定的に固定することができるので、チャンバー内の酸素若しくは水分を軽減することができ、純度の高い膜の形成に寄与できる。ちなみに、本発明の補助排気装置では、チャンバー内の酸素若しくは水分の分圧を１桁程度低下させることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態は、補助排気装置１をＣａｔ−ＣＶＤ装置２に設置したが、プラズマ・エンハンスト・ＣＶＤ装置に設置しても良い。
【００２６】
また、上記実施形態は、補助排気装置１をチャンバー５内の排気室１１に設置したが、サセプタ９の下部、或いは排気口の近傍に設置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る補助排気装置をＣａｔ−ＣＶＤ装置に設置した形態を示した概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  補助排気装置
２  成膜装置（Ｃａｔ−ＣＶＤ装置）
３  触媒体
４  板材
５  チャンバー
６  ガス供給系
７  シャワーヘッド
８  触媒体
９  サセプタ（基板ホルダー）
１０  基板
１１  排気室
１２  バルブ
１３  ダーボブースタポンプ
【図１】
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