(57)【要約】【課題】触媒体の劣化を抑制させて生産性を向上させたＣＶＤ装置と、該ＣＶＤ装置を用いて製造する半導体装置及び光電変換装置を提供する。【解決手段】シャワープレート２４が、チャンバ本体２１の空間Ｓを２つに区画し、成膜を行う第一室Ｓ１と、第一室Ｓ１を除く第二室Ｓ２とを形成する。また、接続端子ホルダ３１が、各接続端子３２をそれぞれ第二室Ｓ２に配置し、触媒体Ｗの両端部を、それぞれ第二室Ｓ２にまで案内する。そして、第一調整バルブＶｃ１が、第一室Ｓ１の圧力を「第一目標圧力」に調整し、第二調整バルブＶｃ２が、第二室Ｓ２の圧力を「第一目標圧力」よりも低圧の「第二目標圧力」に調整する。【選択図】図２
2008283146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内の空間に設けられて、前記処理容器内の空間を、成膜を行う第一室と、前記第一室を除く第二室とに区画する隔壁と、
前記隔壁に設けられて前記第一室と第二室とを連通する連通孔と、
前記第一室を減圧する第一減圧手段と、
前記第一室に原料ガスを供給する供給部と、
前記第一室で基板を載置するステージと、
前記連通孔を通じて前記第二室から前記第一室に延びる触媒体と、
前記第二室を前記第一室より低圧に減圧する第二減圧手段と、
前記第二室に配置されて前記触媒体に所定の電力を供給する接続端子と、
前記第二室に配置されて前記接続端子を保持する接続端子ホルダと、
を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＶＤ装置であって、
前記第一減圧手段と前記第二減圧手段とを駆動制御して前記第一室と前記第二室との間に所定の差圧を形成する制御部を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置であって、
前記隔壁は、前記基板の面方向に沿う板状に形成されて、前記処理容器内の空間に、前記基板の全体と対向する前記第二室を区画すること、
を特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であって、
前記接続端子ホルダは、
前記連通孔に嵌合して前記連通孔の領域で前記第一室と前記第二室とを区画し、前記連通孔の領域に、前記触媒体を前記第二室から前記第一室に案内する案内孔を有すること、を特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であって、
前記供給部は、
前記第一室に前記原料ガスを分散して放出するシャワープレートと、
前記シャワープレートに前記原料ガスを導入するガスラインと、を有し、
前記隔壁は、
前記シャワープレートであること、
を特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であって、
前記接続端子ホルダは、石英からなることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であって、前記触媒体の純度が９９．９９％以上であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか1つに記載のＣＶＤ装置であって、前記触媒体の純度が９９．
９９９％以上であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項９】
シリコンを含む層を備えた半導体装置であって、
前記シリコンを含む層は請求項１〜８のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置を用いて形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
シリコンを含む層を備えた光電変換装置であって、
前記シリコンを含む層は請求項１〜８のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置を用いて形成したことを特徴とする光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ装置、半導体装置、及び光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や光電変換装置の製造工程においては、原料物質の化学反応を利用して薄膜を形成する化学的気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）法が用いられている。ＣＶＤ法には、例えば、反応系にプラズマ空間を利用するプラズマＣＶＤ法や、加熱反応を利用する熱ＣＶＤ法が知られている。
【０００３】
プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法は、基板をプラズマの下に曝したり、基板を高温に加熱したりするため、基板や薄膜に対して、電気的、熱的ダメージを与え易い。また、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法は、プラズマの密度や基板の温度に高い均一性を要求するため、基板の大面積化に対応し難い。
【０００４】
そこで、ＣＶＤ法においては、従来から、上記問題を解決するため、加熱したタングステンなどの触媒体に原料ガスを接触させて原料ガスを反応種に分解する、いわゆる触媒ＣＶＤ法が注目されている（例えば、特許文献１）。触媒ＣＶＤ法は、触媒体の表面が化学反応の進行を担うため、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法に比べて、基板や薄膜の電気的、熱的ダメージを抑えられる。また、触媒ＣＶＤ法は、触媒体の数量を増加させるだけで成膜領域を大きくできるため、基板の大面積化に対して比較的容易に対応できる。
【特許文献１】特許第３７８０３６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
触媒ＣＶＤ法に用いられるＣＶＤ装置は、処理容器内に配置される触媒体と、触媒体に電力を供給する接続端子と、接続端子を保持する接続端子ホルダとを有する。特許文献１では、この接続端子ホルダが、処理容器内に設置されると共に、触媒体と接続端子との接続部領域が、被覆部材によって覆われる。特許文献１は、この接続部領域が成膜を行う空間に露出しないことによって、触媒体の劣化（シリサイド化）を抑える。
【０００６】
しかしながら、被覆部材が接続部領域を接触的に覆う場合、高温に加熱される触媒体は、被覆部材との間の熱膨張に差を来たし、触媒体や被覆部材の機械的破損を招いて、終には、接続部領域を処理容器内に露出させてしまう。また、被覆部材が接続部領域を非接触的に覆う場合、接触部領域から成膜空間に向けてパージガスが流されなければならず、接続部領域とその周辺の汚染物を成膜空間内に容易に混入させてしまう。
【０００７】
これらの結果、特許文献１では、触媒ＣＶＤ法を用いて形成する薄膜の膜質を劣化させたり、触媒ＣＶＤ法を用いて製造する半導体装置や光電変換装置の生産性を低下させたりする問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、触媒体の劣化を抑制させて生産性を向上させたＣＶＤ装置と、該ＣＶＤ装置を用いて製造する半導体装置及び光電変換装置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】
【０００９】
請求項１に記載のＣＶＤ装置は、処理容器と、前記処理容器内の空間に設けられて、前記処理容器内の空間を、成膜を行う第一室と、前記第一室を除く第二室とに区画する隔壁
と、前記隔壁に設けられて前記第一室と第二室とを連通する連通孔と、前記第一室を減圧する第一減圧手段と、前記第一室に原料ガスを供給する供給部と、前記第一室で基板を載置するステージと、前記連通孔を通じて前記第二室から前記第一室に延びる触媒体と、前記第二室を前記第一室より低圧に減圧する第二減圧手段と、前記第二室に配置されて前記触媒体に所定の電力を供給する接続端子と、前記第二室に配置されて前記接続端子を保持する接続端子ホルダと、を備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項１に記載のＣＶＤ装置によれば、第一室の触媒体が、原料ガスを分解又は活性化し、基板に対して成膜処理を実行する。また、第二室が、第一室よりも低圧の空間を形成し、接続端子ホルダ、すなわち、触媒体と接続端子の接続部を収容する。したがって、第二室が低圧になる分だけ、接続部が原料ガスとの接触頻度を低減できる。しかも、接続部の周辺の気体が第一室に流入しないため、第一室が、成膜空間のクリーン度を十分に維持できる。この結果、触媒体の劣化を抑制させることができ、かつ、薄膜の生産性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載のＣＶＤ装置は、請求項１に記載のＣＶＤ装置であって、前記第一減圧手段と前記第二減圧手段とを駆動制御して前記第一室と前記第二室との間に所定の差圧を形成する制御部を備えたことを要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載のＣＶＤ装置によれば、制御部が、第一室の圧力及び第二室の圧力を制御するため、触媒体の劣化を、より確実に抑制させることができる。
請求項３に記載のＣＶＤ装置は、請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置であって、前記隔壁は、前記基板の面方向に沿う板状に形成されて、前記処理容器内の空間に、前記基板の全体と対向する前記第二室を区画することを要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載のＣＶＤ装置によれば、第二室は、基板の全体と対向する位置に接続端子を配置できる。したがって、第二室は、基板の全体と対向する領域に触媒体を配置させることができ、触媒体の配置位置の自由度を向上させることができる。この結果、触媒体の配置位置を、基板のサイズや成膜条件に応じて選択させることができ、薄膜の生産性を、さらに向上させることができる。
【００１４】
請求項４に記載のＣＶＤ装置は、請求項１〜３のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であって、前記接続端子ホルダは、前記連通孔に嵌合して前記連通孔の領域で前記第一室と前記第二室とを区画し、前記連通孔の領域に、前記触媒体を前記第二室から前記第一室に案内する案内孔を有することを要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載のＣＶＤ装置によれば、接続端子ホルダの案内孔が、第二室の触媒体を第一室に導く。したがって、隔壁と触媒体との間に接続端子ホルダを介在させることができ、触媒体の発熱による熱的影響を、隔壁に対して軽減させることができる。この結果、隔壁の材質や形状を、基板のサイズや成膜対象に応じて選択させることができ、ＣＶＤ装置の適用範囲を、さらに拡張させることができる。
【００１６】
請求項５に記載のＣＶＤ装置によれば、請求項１〜４のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であって、前記供給部が、前記第一室に前記原料ガスを分散して放出するシャワープレートと、前記シャワープレートに前記原料ガスを導入するガスラインとを有し、前記隔壁が、前記シャワープレートであることを要旨とする。
【００１７】
請求項５に記載のＣＶＤ装置によれば、隔壁がシャワープレートによって構成されるため、別途隔壁を設ける場合に比べて、ＣＶＤ装置の部材点数を低減させることができる。
請求項６に記載のＣＶＤ装置は、請求項１〜５のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であ
って、前記接続端子ホルダが、石英からなることを要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載のＣＶＤ装置によれば、接続端子ホルダが石英によって構成されるため接続端子ホルダに対して、機械的、化学的安定性を与えることができ、成膜空間のクリーン度を、より向上させることができる。
【００１９】
請求項７に記載のＣＶＤ装置は、請求項１〜６のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置であって、前記触媒体の純度が９９．９９％以上であることを要旨とする。 
請求項８に記載のＣＶＤ装置は、請求項１〜７のいずれか1つに記載のＣＶＤ装置であ
って、前記触媒体の純度が９９．９９９％以上であることを要旨とする。
【００２０】
請求項７、８に記載のＣＶＤ装置によれば、触媒体の燃焼に起因する真空槽内の金属汚染レベルの低減を図ることができる。
請求項９に記載の半導体装置は、シリコンを含む層を備えた半導体装置であって、前記層は請求項１〜８のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置を用いて形成したことを要旨とする。
【００２１】
請求項９に記載の半導体装置によれば、シリコンを含む層の生産性、ひいては、半導体装置の生産性を向上させることができる。
請求項１０に記載の光電変換装置は、シリコンを含む層を備えた光電変換装置であって、前記シリコンを含む層は請求項１〜８のいずれか１つに記載のＣＶＤ装置を用いて形成したことを要旨とする。
【００２２】
請求項１０に記載の光電変換装置によれば、シリコンを含む層の生産性、ひいては、光電変換装置の生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
上記のように、本発明によれば、触媒体の劣化を抑制させて生産性を向上させたＣＶＤ装置と、該ＣＶＤ装置を用いて製造する半導体装置及び光電変換装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。まず、ＣＶＤ装置１０について説明する。図１は、ＣＶＤ装置１０を模式的に示す平面図である。
（ＣＶＤ装置１０）
図１において、ＣＶＤ装置１０は、クラスタ形式のシステムであって、ロードロックチャンバ１１（以下単に、ＬＬチャンバ１１という。）と、ＬＬチャンバ１１に連結される搬送チャンバ１２と、搬送チャンバ１２に連結される複数の触媒ＣＶＤチャンバ１３を有する。
【００２５】
ＬＬチャンバ１１は、減圧可能な内部空間（以下単に、収容室１１ａという。）を有し、複数の基板Ｂを搬入及び搬出可能にする。ＬＬチャンバ１１は、基板Ｂの成膜処理を開始するとき、収容室１１ａを減圧して基板Ｂを搬送チャンバ１２へ搬送可能にする。また、ＬＬチャンバ１１は、基板Ｂの成膜処理を終了するとき、収容室１１ａを大気圧にして基板ＢをＣＶＤ装置１０の外部へ搬出可能にする。基板Ｂとしては、例えば、円盤状のシリコン基板や矩形板状のガラス基板など、各種の板材を用いることができる。
【００２６】
搬送チャンバ１２は、減圧可能な内部空間（以下単に、搬送室１２ａという。）を有して、ＬＬチャンバ１１内や触媒ＣＶＤチャンバ１３内と連通可能な真空系を形成する。搬送チャンバ１２は、搬送室１２ａに搬送ロボット１４を搭載して、基板Ｂの成膜処理を開
始するとき、ＬＬチャンバ１１の基板Ｂを搬送チャンバ１２に搬入し、搬送チャンバ１２の基板Ｂを触媒ＣＶＤチャンバ１３に搬送する。また、搬送チャンバ１２は、成膜処理を終了するとき、搬送ロボット１４を駆動して、触媒ＣＶＤチャンバ１３の基板Ｂを搬送チャンバ１２に搬出し、搬送チャンバ１２の基板ＢをＬＬチャンバ１１に搬送する。
【００２７】
（触媒ＣＶＤチャンバ１３）
次に、触媒ＣＶＤチャンバ１３について以下に説明する。図２は、触媒ＣＶＤチャンバ１３の構成を模式的に示す側断面図である。
【００２８】
図２において、触媒ＣＶＤチャンバ１３は、触媒ＣＶＤ法を用いて基板Ｂに薄膜を形成する真空チャンバである。触媒ＣＶＤチャンバ１３は、箱体状のチャンバ本体２１を有して、そのチャンバ本体２１に内部に空間Ｓを形成する。
【００２９】
チャンバ本体２１は、マスフローコントローラＭＦＣに接続されるガスラインＬＳを有し、マスフローコントローラＭＦＣが所定の流量で原料ガスを供給するとき、ガスラインＬＳに沿って原料ガスを搬送させて、所定の流量の原料ガスを空間Ｓに導入する。原料ガスは、成膜対象の膜種に応じて適宜選択することができる。例えば、シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）と水素（Ｈ２）を用いることができ、シリコン窒化膜を形成する場合、シランとアンモニア（ＮＨ３）を用いることができる。また、シリコン酸化窒化膜を形成する場合、原料ガスとしては、シランと亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を用いることができる。
【００３０】
チャンバ本体２１は、空間Ｓの下側にステージ２２を有して、基板Ｂが搬入されるとき、基板Ｂをステージ２２に載置して空間Ｓに位置決めする。チャンバ本体２１の内側面やステージ２２の外側面は、それぞれセラミック等からなる防着板２３によって覆われて、成膜処理が実行されるとき、成膜種の堆積を抑制させる。
【００３１】
チャンバ本体２１は、ステージ２２の上方に隔壁としてのシャワープレート２４を有する。シャワープレート２４は、基板Ｂの面方向（以下単に、水平方向という。）に広がる板状に形成されている。シャワープレート２４は、空間Ｓを水平方向に沿って２つの空間に区画する。シャワープレート２４としては、原料ガスを分散させて放出させるプレートであって、アルミニウムやステンレス等の耐食性の高い金属からなる板材を用いることができる。シャワープレート２４は、上下一対の第一プレート２４ａと第二プレート２４ｂを有している。シャワープレート２４は、マスフローコントローラＭＦＣが原料ガスを供給するとき、第二プレート２４ｂの中心に導入される原料ガスを、第二プレート２４ｂに内設される流路によって分散させて、さらに、第二プレート２４ｂと第一プレート２４ａとの間の流路によって原料ガスを分散させる。
【００３２】
ここで、シャワープレート２４によって区画される空間Ｓであって、ステージ２２が配設される空間Ｓを、第一室Ｓ１という。また、シャワープレート２４によって区画される空間Ｓであって、ステージ２２を有しない空間Ｓを、第二室Ｓ２という。
【００３３】
第一室Ｓ１は、第一ポートＰ１を介して排気システム２５に連結されて、第一ポートＰ１と排気システム２５との間に、第一センサＰＳ１と、第一調整バルブＶｃ１と、第一排気バルブＶｄ１とを有する。排気システム２５としては、ドライポンプ又はターボ分子ポンプ等の各種のポンプを用いることができる。この第一室Ｓ１は、排気システム２５が排気動作を開始するとき、第一調整バルブＶｃ１の駆動量に応じて減圧されて、所定の圧力に維持される。
【００３４】
第二室Ｓ２は、第二ポートＰ２を介して排気システム２５に連結されて、第二ポートＰ
２と排気システム２５との間に、第二センサＰＳ２と、第二調整バルブＶｃ２と、第二排気バルブＶｄ２とを有する。この第二室Ｓ２は、排気システム２５が排気動作を開始するとき、第二調整バルブＶｃ２の駆動量に応じて減圧されて、第一室Ｓ１の圧力よりも低い圧力に維持される。
【００３５】
本実施形態においては、第一調整バルブＶｃ１、第一排気バルブＶｄ１及び排気システム２５が、第一減圧手段を構成する。また、第二調整バルブＶｃ２と、第二排気バルブＶｄ２、及び排気システム２５が、第二減圧手段を構成する。また、本実施形態においては、成膜処理を実行するための第一室Ｓ１の圧力を、「第一目標圧力」とし、成膜処理を実行するための第二室Ｓ２の圧力を、「第二目標圧力」という。
【００３６】
シャワープレート２４は、第一室Ｓ１と第二室Ｓ２との間を連通する複数の連通孔Ｈを有し、各連通孔Ｈには、それぞれ触媒体ユニット３０が嵌合される。各触媒体ユニット３０は、それぞれ連通孔Ｈに嵌合する接続端子ホルダ３１と、接続端子ホルダ３１に保持されて第二室Ｓ２に配置される一対の接続端子３２と、一対の接続端子３２の間に連結されて第二室Ｓ２から第一室Ｓ１に延出される触媒体Ｗとを有する。
【００３７】
一対の接続端子３２は、それぞれ鉛直方向に延びる棒状に形成されて、チャンバ本体２１の上部から延出し、その一方が外部電源ＧＥに接続されて、他方が接地電位に接続される。
【００３８】
触媒体Ｗは、Ｕ字状に曲折される線材であって、例えば、タングステン、タンタル、白金、パラジウム等の金属を用いることができ、その純度が、例えば９９．９９％以上であり、より好ましくは、９９．９９９％以上である。触媒体Ｗは、各接続端子３２に接続される両端部の近傍を、それぞれ低圧の第二室Ｓ２に露出させて、各接続端子に挟まれる中間の領域を、第一室Ｓ１に露出させる。
【００３９】
触媒体Ｗは、外部電源ＧＥが所定の電力を出力するとき、該電力に応じた温度（例えば、１５００℃〜２０００℃）に発熱する。第一室Ｓ１の触媒体Ｗは、原料ガスが第一室Ｓ１に供給されるとき、その発熱によって触媒作用を発現し、原料ガスを分解又は励起して、基板Ｂの表面に所望の薄膜を成膜する。一方、第二室Ｓ２の触媒体Ｗは、接続端子３２が触媒体Ｗの熱量を吸熱するため、その触媒作用を発現することなく、低圧の空間に曝される。
【００４０】
この際、第二室Ｓ２の触媒体Ｗは、その雰囲気が「第二目標圧力」に調整維持されるため、原料ガスとの衝突頻度を十分に低くさせることができ、その温度に関わらず、原料ガスとの反応を回避することができ、その劣化を抑えることができる。
【００４１】
（触媒体ユニット３０）
次に、上記触媒体ユニット３０について以下に詳述する。図３は、触媒ＣＶＤチャンバ１３を上側から見た図であって、図２のＡ−Ａ線断面図である。図４は、触媒体ユニット３０を示す側断面図である。
【００４２】
図３において、各連通孔Ｈは、基板Ｂの中心点を中心とする同心円上に等配されて、該同心円の接線方向に沿って延びるように形成されている。例えば、各連通孔Ｈは、それぞれ基板Ｂの中心位置を４回回転中心とする点対称の位置に配置されている。これによって、各連通孔Ｈは、それぞれ基板Ｂの中心から見て、略等方的に触媒体ユニット３０を配置させられる。
【００４３】
ここで、鉛直方向から見て、各連通孔Ｈの長手方向（上記同心円の接線方向）を、それ
ぞれ対応する連通孔の「配線方向」という。
図４において、接続端子ホルダ３１は、耐熱性の高いセラミック材料（例えば、石英）によって直方体状に形成されている。接続端子ホルダ３１の下部外周には、その配線方向の両側に、それぞれ切欠部３１ａが形成されている。切欠部３１ａは、接続端子ホルダ３１が連通孔Ｈに嵌合するとき、連通孔Ｈの内壁から離間して、接続端子ホルダ３１と第一プレート２４ａとの間に導入口Ｎを形成する。接続端子ホルダ３１は、マスフローコントローラＭＦＣが原料ガスを供給するとき、図４の矢印で示すように、シャワープレート２４によって分散される原料ガスを、各導入口Ｎから第一室Ｓ１の内部に導入する。
【００４４】
接続端子ホルダ３１の下部には、その配線方向の両側に、それぞれ第一室Ｓ１から第二室Ｓ２までを貫通するピン挿通孔３１ｂが形成されている。各ピン挿通孔３１ｂは、それぞれ鉛直方向に沿って形成されて、対応するガイドピン３３が挿通される。
【００４５】
各ガイドピン３３は、耐熱性の高いセラミック材料（例えば、石英）によって円筒状に形成されて、鉛直方向に延びる案内孔３３ａを有する。各ガイドピン３３は、それぞれ対応するピン挿通孔３１ｂに挿通されるとき、その頭部が接続端子ホルダ３１に支持固定される。各ガイドピン３３は、配線方向に延びる触媒体Ｗを、対応する案内孔３３ａに挿通させて、第一室Ｓ１から第二室Ｓ２までを鉛直方向に沿って案内する。
【００４６】
接続端子ホルダ３１の上部には、対応する配線方向の両側に、それぞれ一対の凹部３１ｃと、一対の端子挿通孔３１ｄとが形成されている。一対の端子挿通孔３１ｄは、それぞれ対応する凹部３１ｃから接続端子ホルダ３１の上端までを貫通する貫通孔であって、対応するピン挿通孔３１ｂの直上に形成されて、接続端子３２が挿通される。
【００４７】
各接続端子３２は、それぞれ鍔部３２ａを有する棒状に形成されている。各接続端子３２は、それぞれ対応する端子挿通孔３１ｄに挿通されるとき、鍔部３２ａが接続端子ホルダ３１の上端に固定されて、接続端子３２の下端を、所定の長さだけ凹部３１ｃ内に侵入させる。
【００４８】
各接続端子３２の下端には、把持ピン３４と締付けネジ３５が取付けられている。把持ピン３４は、耐食性の高い金属からなるピンであり、触媒体Ｗの外径と略同じ内径からなる円形孔を有して、その下端を開口する有底円筒状に形成されている。把持ピン３４は、その外形が下端に向かって細くなるように形成されている。把持ピン３４は、その上端が接続端子３２の下端に嵌合するとき、その孔内の触媒体Ｗと接続端子３２とを電気的に接続する。締付けネジ３５は、接続端子３２の下端に螺合するとき、上方に向かって拡開する傾斜面を把持ピン３４の下端に対応させて、その傾斜面によって把持ピン３４の下端を締付け、触媒体Ｗを把持ピン３４に締付け固定する。触媒体Ｗは、締付けネジ３５とガイドピン３３が離間する分だけ、接続端子３２の下端近傍で第二室Ｓ２に露出する。
【００４９】
第一室Ｓ１の触媒体Ｗは、外部電源ＧＥが所定の電力を出力するとき、対応する接続端子３２及び把持ピン３４を介して該電力を受け、所定の温度に発熱して、第一室Ｓ１内で所望の成膜処理を実行する。
【００５０】
この際、第一室Ｓ１の原料ガスは、「第一目標圧力」と「第二目標圧力」の差圧に応じ、案内孔３３ａと触媒体Ｗとの間を介して第二室Ｓ２に流入する。第二室Ｓ２の触媒体Ｗであって、その温度が最も低くなる部分、すなわち、把持ピン３４の下端にある触媒体Ｗは、案内孔３３ａから十分に離間し、その周囲を解放している。このため、低温の触媒体Ｗは、流入する原料ガスとの衝突頻度を十分に低くさせることができる。
【００５１】
さらに、第一室Ｓ１の原料ガスは、案内孔３３ａと触媒体Ｗとの間に流入する前に、高
温の触媒体Ｗに先行して衝突し、その反応を十分に進行させる。そのため、案内孔３３ａと触媒体Ｗとの間に侵入する原料ガスの殆どは、低温の触媒体Ｗに対して不活性な状態で第二室Ｓ２に流入する。
【００５２】
この結果、触媒体Ｗは、その温度に関わらず、原料ガスとの反応を回避させることができ、その劣化を抑えることができる。また、第二室Ｓ２内の気体が第一室Ｓ１内に流入しないため、第一室Ｓ１のクリーン度を十分に高く維持させることができ、高い再現性の下で成膜処理を実行させることができる。
【００５３】
なお、本実施形態においては、マスフローコントローラＭＦＣ、ガスラインＬＳ、シャワープレート２４、及び触媒体ユニット３０によって、供給部が構成されている。
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ触媒体ユニット３０に触媒体Ｗを取付ける取付け方法を示す図である。
【００５４】
図５（ａ）において、接続端子ホルダ３１は、まず、ピン挿通孔３１ｂにガイドピン３３を挿通して、そのガイドピン３３の頭部上に、把持ピン３４と締付けネジ３５を配置する。図５（ｂ）において、接続端子ホルダ３１は、端子挿通孔３１ｄに接続端子３２を挿通して、接続端子３２の下端に把持ピン３４の上端を嵌合する。図５（ｃ）において、接続端子ホルダ３１は、案内孔３３ａを介して、触媒体Ｗの端部を把持ピン３４の孔上端に案内し、締付けネジ３５を接続端子３２に所定のトルクで螺合する。
【００５５】
この際、接続端子３２の下端は、締付けネジ３５の螺合によって、凹部３１ｃ内に引き込まれ、また、その鍔部３２ａは、接続端子ホルダ３１の上端に当接してネジ止め固定される。触媒体Ｗは、締付けネジ３５の螺合によって、把持ピン３４に締付け固定されて、締付けネジ３５とガイドピン３３が離間する分だけ、その一部を第二室Ｓ２に露出させる。
【００５６】
なお、締付けネジ３５の締付けトルクは、締付けネジ３５とガイドピン３３との間を十分に離間させる値、すなわち、触媒体Ｗの周囲を十分に開放させる値に設定されている。
次に、ＣＶＤ装置１０の電気的構成について説明する。図６は、ＣＶＤ装置１０の電気的構成を示す電気ブロック回路図である。
【００５７】
図６において、ＣＶＤ装置１０の制御部４０は、ＣＶＤ装置１０に各種の処理（例えば、基板Ｂの搬送処理や基板Ｂの成膜処理）を実行させるものである。制御部４０は、ＣＰＵ等からなる演算部４１を有して各種の演算処理を実行する。また、制御部４０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクなどからなる記憶部４２を有して「第一目標圧力」や「第二目標圧力」等に関するデータと各種の制御プログラムを記憶する。
【００５８】
制御部４０には、入出力部４３が接続されている。入出力部４３は、起動スイッチや停止スイッチなどの各種操作スイッチと、液晶ディスプレイなどの各種表示装置とを有する。入出力部４３は、各種の処理に利用するデータを制御部４０に入力し、ＣＶＤ装置１０の処理状況に関するデータを出力する。入出力部４３は、例えば、原料ガスの流量、触媒体Ｗに投入する電力、「第一目標圧力」や「第二目標圧力」に関するデータを制御部４０に入力する。制御部４０は、入出力部４３から入力されるデータを受信し、入出力部４３からのデータに対応する成膜条件の下で成膜処理を実行させる。
【００５９】
制御部４０には、排気システム駆動回路４４が接続されている。制御部４０は、排気システム駆動回路４４に対応する駆動制御信号を排気システム駆動回路４４に出力する。排気システム駆動回路４４は、制御部４０からの駆動制御信号に応答して、排気システム２５を駆動させ、第一室Ｓ１又は第二室Ｓ２の排気動作を実行させる。
【００６０】
制御部４０には、外部電源ＧＥを駆動制御するための電源駆動回路４５が接続されている。制御部４０は、電源駆動回路４５に対応する駆動制御信号を電源駆動回路４５に出力する。電源駆動回路４５は、制御部４０からの駆動制御信号に応答して外部電源ＧＥを駆動させ、各触媒体Ｗに所定の電力を供給させる。
【００６１】
制御部４０には、第一センサＰＳ１と第二センサＰＳ２が接続されている。制御部４０は、第一センサＰＳ１と第二センサＰＳ２を駆動するための駆動電力を第一センサＰＳ１と第二センサＰＳ２に出力する。第一センサＰＳ１と第二センサＰＳ２は、それぞれ第一室Ｓ１の圧力と第二室Ｓ２の圧力の検出結果を制御部４０に入力する。
【００６２】
制御部４０には、第一調整バルブＶｃ１を駆動制御するための第１バルブ駆動回路４６が接続されている。制御部４０は、第１バルブ駆動回路４６に対応する駆動制御信号を第１バルブ駆動回路４６に出力する。第１バルブ駆動回路４６は、制御部４０からの駆動制御信号に応答して第一調整バルブＶｃ１を駆動させ、第一室Ｓ１の圧力を「第一目標圧力」に調整して維持させる。
【００６３】
制御部４０には、第二調整バルブＶｃ２を駆動制御するための第２バルブ駆動回路４７が接続されている。制御部４０は、第２バルブ駆動回路４７に対応する駆動制御信号を第２バルブ駆動回路４７に出力する。第２バルブ駆動回路４７は、制御部４０からの駆動制御信号に応答して第二調整バルブＶｃ２を駆動させ、第二室Ｓ２の圧力を「第二目標圧力」に調整して維持させる。
【００６４】
制御部４０は、成膜処理を実行するための操作信号が入出力部４３から入力されるとき、記憶部４２の成膜処理プログラムを読み出し、成膜処理プログラムに従って成膜処理を実行させる。すなわち、制御部４０は、排気システム駆動回路４４を介して排気システム２５を駆動させ、第一センサＰＳ１の検出結果に基づいて第一室Ｓ１が「第一目標圧力」に到達したか否かを判断する。また、制御部４０は、第二センサＰＳ２の検出結果に基づいて第二室Ｓ２が「第二目標圧力」に到達したか否かを判断する。
【００６５】
制御部４０は、第一室Ｓ１の圧力が「第一目標圧力」であって、かつ、第二室Ｓ２の圧力が「第二目標圧力」であると判断すると、電源駆動回路４５を介して、各触媒体Ｗに所定の電力を供給させる。そして、制御部４０は、マスフローコントローラＭＦＣを駆動制御して第一室Ｓ１に所定の原料ガスを供給させ、原料ガスの分解及び励起によって成膜処理を実行させる。
【００６６】
この間、制御部４０は、第一室Ｓ１と第二室Ｓ２の圧力を、それぞれ「第一目標圧力」と「第二目標圧力」に維持させるため、触媒体Ｗの劣化を確実に抑えることができ、また、第一室Ｓ１のクリーン度を十分に高く維持させることができる。
【００６７】
（半導体装置５０）
次に、ＣＶＤ装置１０を用いて製造する半導体装置５０について以下に説明する。図７は、半導体装置５０を示す要部断面図である。
【００６８】
図７において、半導体装置５０は、例えば、各種ＲＡＭや各種ＲＯＭを含むメモリデバイス、ＭＰＵや汎用ロジックを含むロジックデバイス等である。半導体装置５０の基板Ｂには、複数の素子分離領域５１が形成されて、各素子分離領域５１に囲まれる領域には、それぞれ薄膜トランジスタＴｒが形成されている。
【００６９】
複数の薄膜トランジスタＴｒの各々には、それぞれシリコン酸化膜からなるゲート絶縁
膜５２と、ポリシリコン膜からなるゲート電極５３とが備えられている。ゲート絶縁膜５２及びゲート電極５３の周囲には、それぞれシリコン酸化膜からなる第一サイドウォール５４と、シリコン窒化膜からなる第二サイドウォール５５とが形成されている。ゲート電極５３、第一サイドウォール５４、及び第二サイドウォール５５は、それぞれ上記ＣＶＤ装置１０を用いる成膜処理によって形成されている。
【００７０】
これによって、半導体装置５０は、ゲート電極５３、第一サイドウォール５４、及び第二サイドウォール５５の膜質を、それぞれ高い再現性の下で維持させることができ、半導体装置５０の生産性を向上させることができる。
【００７１】
（光電変換装置６０）
次に、ＣＶＤ装置１０を用いて製造する光電変換装置６０について以下に説明する。図８は、光電変換装置６０を示す要部断面図である。
【００７２】
図８において、光電変換装置６０は、例えば、シリコン膜の光起電力効果を利用するシリコン太陽電池である。光電変換装置６０は、ガラス基板等の透光性の基板Ｂを有し、基板Ｂの表面には、金属酸化物等からなる透明電極６１が形成されている。透明電極６１の上側には、ｐ型の非晶質シリコン膜６２、ｉ型の非晶質シリコン膜６３、ｎ型の非晶質シリコン膜６４、及び金属電極６５が順に積層されて、透明電極６１と金属電極６５との間に、シリコン膜からなるｐ−ｉ−ｎ接合を形成する。各非晶質シリコン膜６２，６３，６４は、それぞれ上記ＣＶＤ装置１０を用いる成膜処理によって形成されている。
【００７３】
これによって、光電変換装置６０は、各非晶質シリコン膜６２，６３，６４の膜質を、それぞれ高い再現性の下で維持させることができ、光電変換装置６０の生産性を向上させることができる。
【００７４】
上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）上記実施形態においては、シャワープレート２４が、チャンバ本体２１の空間Ｓを２つに区画し、成膜を行う第一室Ｓ１と、第一室Ｓ１を除く第二室Ｓ２とを形成する。また、接続端子ホルダ３１が、各接続端子３２をそれぞれ第二室Ｓ２に配置し、触媒体Ｗの両端部を、それぞれ第二室Ｓ２にまで案内する。そして、第一調整バルブＶｃ１が、第一室Ｓ１の圧力を「第一目標圧力」に調整し、第二調整バルブＶｃ２が、第二室Ｓ２の圧力を「第一目標圧力」よりも低圧の「第二目標圧力」に調整する。
【００７５】
したがって、第一室Ｓ１の触媒体Ｗが、原料ガスを分解又は活性化し、基板Ｂに対して成膜処理を実行する。また、第二室Ｓ２の触媒体Ｗが、第一室Ｓ１よりも低圧の空間に配置されて、原料ガスとの接触頻度を低減させる。しかも、第二室Ｓ２の気体が第一室Ｓ１に流入しないため、成膜空間のクリーン度が十分に維持される。この結果、触媒体Ｗの劣化を抑制させることができ、かつ、薄膜の生産性を向上させることができる。
【００７６】
（２）また、第一室Ｓ１と第二室Ｓ２とを区画する隔壁が、シャワープレート２４によって構成される。そのため、別途隔壁を設ける場合に比べて、ＣＶＤ装置１０の部材点数を低減させることができる。
【００７７】
（３）また、シャワープレート２４が、基板Ｂの面方向に沿って形成されて、基板Ｂの全体と対向する領域に第二室Ｓ２を区画する。そのため、第二室Ｓ２は、基板Ｂの全体と対向する位置に触媒体Ｗを配置させることができる。この結果、触媒体Ｗの配置位置を、基板Ｂのサイズや成膜条件に応じて選択させることができ、薄膜の生産性を、さらに向上させることができる。
【００７８】
（４）上記実施形態においては、制御部４０が、第一調整バルブＶｃ１と第二調整バルブＶｃ２とを駆動制御して、第一室Ｓ１と第二室Ｓ２との間に、「第一目標圧力」と「第二目標圧力」に応じた差圧を形成する。したがって、第一室Ｓ１と第二室Ｓ２の圧力を、より高い精度の下で調整させることができ、触媒体Ｗの劣化を、より確実に抑制させることができる。
【００７９】
（５）上記実施形態においては、接続端子ホルダ３１は、シャワープレート２４の連通孔Ｈに嵌合し、連通孔Ｈの領域で、第一室Ｓ１と第二室Ｓ２とを区画する。そして、接続端子ホルダ３１は、連通孔Ｈの領域に、触媒体Ｗを第二室Ｓ２から第一室Ｓ１に案内する案内孔３３ａを有する。
【００８０】
したがって、シャワープレート２４に関し、その材質やサイズの選択範囲を、触媒体Ｗの温度に制約されることなく、拡張させることができる。この結果、ＣＶＤ装置１０の適用範囲を拡張させることができる。
【００８１】
（６）上記実施形態においては、触媒体Ｗの純度が９９．９９％以上（より好ましくは９９．９９９％以上）であるため、触媒体Ｗの燃焼に起因する第一室Ｓ１の金属汚染レベルの低減を図ることができる。ひいては、薄膜の汚染レベルを低減させることによって、半導体装置５０や光電変換装置６０の電気的特性を向上させることができる。
【００８２】
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態においては、ＣＶＤ装置を、クラスタ形式のシステムに具体化する。これに限らず、例えば、ＣＶＤ装置を、１つの触媒ＣＶＤチャンバ１３に具体化してもよい。すなわち、本発明のＣＶＤ装置は、ＬＬチャンバ１１や搬送チャンバ１２など、基板を搬送するための各種の装置によって限定されるものではない。
【００８３】
・上記実施形態においては、第一減圧手段と第二減圧手段に、それぞれ共通する排気システム２５を利用する。これに限らず、第一減圧手段と第二減圧手段に、それぞれ異なる排気システムを利用してもよい。すなわち、第一減圧手段と第二減圧手段は、それぞれ排気システムの構成に限定されるものではなく、第二室を第一室より低圧にする構成であればよい。
【００８４】
・上記実施形態においては、第一減圧手段と第二減圧手段に、それぞれ第一調整バルブＶｃ１と第二調整バルブＶｃ２を利用する。これに限らず、例えば、第一減圧手段と第二減圧手段のいずれか一方に圧力調整バルブを用いる構成であってもよい。すなわち、第一減圧手段と第二減圧手段は、それぞれバルブの構成に限定されるものではなく、第二室を第一室より低圧にする構成であればよい。
【００８５】
・上記実施形態においては、制御部４０が、第一調整バルブＶｃ１を駆動制御して、第一室Ｓ１の圧力を「第一目標圧力」に維持させる。また、制御部４０が、第二調整バルブＶｃ２を駆動制御して、第二室Ｓ２の圧力を「第二目標圧力」に維持させる。これに限らず、例えば、第一調整バルブＶｃ１の流路抵抗を所定の流路抵抗に固定し、排気システム２５を駆動させるだけで、第一室Ｓ１の圧力を「第一目標圧力」にさせる構成であってもよい。また、第二調整バルブＶｃ２の流路抵抗を所定の流路抵抗に固定し、排気システム２５を駆動させるだけで、第二室Ｓ２の圧力を「第二目標圧力」にさせる構成であってもよい。
【００８６】
・上記実施形態においては、接続端子ホルダ３１とシャワープレート２４との間にシール材を挟入させてもよい。これによれば、第二室Ｓ２へ漏れ出る原料ガスの量を、より低減させることができ、触媒体Ｗの劣化を、さらに抑制させることができる。
【００８７】
・上記実施形態においては、ガイドピン３３に案内孔３３ａを設ける。これに限らず、例えば、接続端子ホルダ３１に案内孔３３ａを設け、ガイドピン３３を省略する構成にしてもよい。なお、この際、接続端子ホルダ３１としては、耐熱性に優れた材料（例えば、石英）を用いる構成が好ましい。
【００８８】
・上記実施形態においては、触媒体Ｗを線材に具体化するが、これに限らず、例えば、触媒体Ｗを板状に形成してもよい。すなわち、本発明のＣＶＤ装置は、触媒体の形状によって限定されるものではなく、触媒体と接続端子の接続部領域が、第二室に配置される構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のＣＶＤ装置を模式的に示す平面図。
【図２】同じく、触媒ＣＶＤチャンバを示す側断面図。
【図３】同じく、触媒ＣＶＤチャンバを示す平面図。
【図４】同じく、接続端子ホルダを示す側断面図。
【図５】同じく、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、触媒体の取り付け方法を示す図。
【図６】同じく、ＣＶＤ装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。
【図７】同じく、半導体装置を示す側断面図。
【図８】同じく、光電変換装置を示す側断面図。
【符号の説明】
【００９０】
Ｂ…基板、Ｈ…連通孔、ＬＳ…ガスライン、Ｓ…空間、Ｗ…触媒体、Ｓ１…第一室、Ｓ２…第二室、１０…ＣＶＤ装置、２２…ステージ、２４…シャワープレート、３１…接続端子ホルダ、３２…接続端子、３３ａ…案内孔、４０…制御部。
【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】
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【図７】
2008283146.tif 000009
【図８】
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