(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内の載置台上に載置された基板に対して原料ガスを供給し、加熱によりこの原料ガスを反応させて金属薄膜を成膜する成膜装置において、
前記載置台の上方側から原料ガスを含む処理ガスを基板に供給するガス供給部と、
前記載置台の下部側を支持し、処理容器内に装着される前からその外周面が前記金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属層で覆われている支持部材と、
前記載置台に設けられ、基板を予め設定された処理温度に加熱するための加熱手段と、
前記基板の温度を検出するための温度検出部と、
この温度検出部の温度検出値に基づいて前記加熱手段の発熱量を制御する制御部と、
前記処理容器内を排気する排気手段と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記金属層は、前記支持部材の表面に成膜されている金属膜であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記金属層は、前記支持部材を取り囲む金属製の筒状体であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項４】
処理容器内の載置台上に載置された基板に対して原料ガスを供給し、加熱によりこの原料ガスを反応させて金属薄膜を成膜する成膜装置において、
前記載置台の上方側から原料ガスを含む処理ガスを基板に供給するガス供給部と、
前記載置台の下部側を支持する支持部材と、
この支持部材を保温するために取り囲み、前記載置台との間に隙間が形成されている保温部材と、
前記載置台に設けられ、基板を予め設定された処理温度に加熱するための加熱手段と、
前記基板の温度を検出するための温度検出部と、
この温度検出部の温度検出値に基づいて前記加熱手段の発熱量を制御する制御部と、
前記処理容器内を排気する排気手段と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
前記保温部材は、セラミックスからなることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【請求項６】
前記保温部材は、石英からなることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【請求項７】
前記支持部材は、セラミックスからなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記載置台は、前記処理容器内に装着される前から裏面側が前記金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属層で覆われていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項９】
前記支持部材は、前記載置台の中央部を支持する筒状体であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記加熱手段は、基板の中央部と周縁部とを夫々加熱するための第１のヒータ及び第２のヒータを備え、
前記制御手段は、載置台の中央部の温度検出値に基づいて前記第１のヒータの供給電力を制御すると共に第１のヒータの供給電力に対して予め定められた比率の電力を第２のヒータに供給するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。
【請求項１１】
基板上に成膜する金属薄膜はタングステン膜であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスを反応させて基板に対して金属薄膜を成膜する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスの中には、基板例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）に対して金属薄膜を成膜するプロセスがあり、その一つとして例えば熱ＣＶＤが挙げられる。熱ＣＶＤでは、ヒータを埋設した載置台上にウエハを載置し、ヒータによりウエハを加熱してその熱により原料ガスを分解して金属例えばタングステン（Ｗ）をウエハ表面に堆積するようにしている。この種のプロセスでは、成膜処理について高い面内均一性を確保するために基板の温度を均一にあるいはその装置に見合った適切な温度分布パターンに設定する必要がある。このためヒータを中央部と周縁部とに分割して温度制御を行うゾーン制御が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このようにヒータを分割して温度制御し、載置台に載置されているウエハ１０に対して成膜処理を行う装置を図９に示す。図９中の１はキノコ形状の処理容器であり、当該処理容器１の底部にはウエハ１０を載置する載置台１１を支持するための例えば窒化アルミニウムからなる筒状体である支持部材１２が設けられ、前記載置台１１の中央部及び周縁部には夫々ヒータＨ１及びヒータＨ２が埋設されている。前記ヒータＨ１の供給電力は、図示しない温度検出部により得られた載置台１１の中央部の温度検出値に基づいて求められ、前記ヒータＨ２の供給電力は、ヒータＨ１の供給電力に一定の供給比を掛けて求められる。また前記処理容器１の天井部には、ウエハ１０に処理ガスを供給するためのガスシャワーヘッド１３が設けられている。
【０００４】
ところで上述した成膜装置を用いてウエハ１０の表面に金属薄膜例えばタングステン膜を成膜する場合において、当該装置でウエハ１０を連続処理して処理枚数を重ねて行くと、処理容器内１に供給された原料ガスが載置台１１の周縁から回り込んで支持部材１２の外周面に付着し、当該支持部材１２の外周面にタングステン膜が成膜される。
【０００５】
この支持部材１２にタングステン膜が成膜されると次のような問題が起こる。前記支持部材１２を構成する窒化アルミニウムの放射率が０．８であるため、支持部材１２の初期の放射率は０．８である。しかし、処理枚数を重ねていくとシャフト２２の表面には放射率が０．１３のタングステン膜が堆積して行く。このためウエハの処理を行うにつれて支持部材１２では、初期に比べて載置台１１からの熱が支持部材１２から放出されにくくなり、この結果支持部材１２に熱が籠もり、結果としてこの熱が載置台１１の中央部の温度を上げてしまう。
【０００６】
この載置台１１の中央部の温度の上昇を抑えるために中央部のヒータＨ１に対する供給電力を少なくするように制御系が働くが、中央部のヒータＨ１に対する周縁部のヒータＨ２の供給電力比が一定であるため、載置台１１の周縁部の温度は低下する。このため図１０に示すように、処理容器１０内をクリーニングした後の１枚目のウエハ１０に比べて例えば２００枚目、４００枚目、５００枚目のウエハでは、周縁部の温度が段々と低くなってしまう。このようにウエハ１０間で面内温度分布が変わることにより、ウエハ１０間における成膜処理の均一性が悪くなり、歩留まりの低下の要因になる。
【０００７】
一方、ウエハ１０に対して成膜処理を行う前に、処理容器１内にて原料ガスを用いていわゆるプリコート処理が行われているが、載置台１１の裏面及び支持部材１２の外周面は、装置の構造により原料ガスが供給されにくく、また温度が低いため、十分にプリコートされず、上記の問題が解決されていない。なお過度のプリコートはパーティクルの発生原因となるため、プリコートを増加させずに対策を取る必要がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２５７８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、原料ガスを用いて基板に金属薄膜を成膜するにあたって、基板間で基板の面内温度分布を揃え、これにより基板間における成膜処理のばらつきを抑えることができる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、処理容器内の載置台上に載置された基板に対して原料ガスを供給し、加熱によりこの原料ガスを反応させて金属薄膜を成膜する成膜装置において、
前記載置台の上方側から原料ガスを含む処理ガスを基板に供給するガス供給部と、
前記載置台の下部側を支持し、処理容器内に装着される前からその外周面が前記金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属層で覆われている支持部材と、
前記載置台に設けられ、基板を予め設定された処理温度に加熱するための加熱手段と、
前記基板の温度を検出するための温度検出部と、
この温度検出部の温度検出値に基づいて前記加熱手段の発熱量を制御する制御部と、
前記処理容器内を排気する排気手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この成膜装置において、前記金属層は、例えば前記支持部材の表面に成膜されている金属膜あるいは前記支持部材を取り囲む金属製の筒状体である。
【００１２】
また本発明は、処理容器内の載置台上に載置された基板に対して原料ガスを供給し、加熱によりこの原料ガスを反応させて金属薄膜を成膜する成膜装置において、
前記載置台の上方側から原料ガスを含む処理ガスを基板に供給するガス供給部と、
前記載置台の下部側を支持する支持部材と、
この支持部材を保温するために取り囲み、前記載置台との間に隙間が形成されている保温部材と、
前記載置台に設けられ、基板を予め設定された処理温度に加熱するための加熱手段と、
前記基板の温度を検出するための温度検出部と、
この温度検出部の温度検出値に基づいて前記加熱手段の発熱量を制御する制御部と、
前記処理容器内を排気する排気手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この成膜装置において、前記保温部材としては、例えばセラミックスあるいは石英が用いられる。また前記支持部材は、例えばセラミックスにより構成される。
【００１４】
さらに上述した成膜装置において、前記載置台は、前記処理容器内に装着される前から裏面側が前記金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属層で覆われていてもよい。また前記支持部材としては、前記載置台の例えば中央部を支持する筒状体で構成される。
【００１５】
また載置台の温度制御系の一例において、前記加熱手段は、基板の中央部と周縁部とを夫々加熱するための第１のヒータ及び第２のヒータを備え、前記制御手段は、載置台の中央部の温度検出値に基づいて前記第１のヒータの供給電力を制御すると共に第１のヒータの供給電力に対して予め定められた比率の電力を第２のヒータに供給するように構成される。また基板上に成膜する金属薄膜としては例えばタングステン膜、チタンナイトライド膜等が挙げられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、載置台上の基板に対して原料ガスを供給し、加熱によりこの原料ガスを反応させて金属薄膜を成膜する装置において、前記載置台の下部側を支持する支持部材として、処理容器内に装着される前からその外周面が前記金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属層で覆われている支持部材を用いている。このため、金属薄膜の成膜処理を重ねることで載置台の支持部材の外周面に金属薄膜が堆積しても、支持部材の外周面は、元々前記金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属で覆われているため、支持部材の放射率が安定し、載置台の温度の経時変化が抑えられる。
【００１７】
また他の発明は、この支持部材を保温するために保温部材により取り囲むようにしているため、金属薄膜の成膜処理を重ねて保温部材の外周面の放射率が変わっても、支持部材は初期から熱が籠もった状態にあるので、この状態で温度制御の合わせ込みをしておくことで載置台の温度の経時変化が抑えられる。
【００１８】
従って本発明によれば、基板間で基板の面内温度分布を揃え、これにより基板間における成膜処理のばらつきを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
本発明に係る成膜装置２の全体構成について、図１〜図４を参照しながら、ウエハ１０表面に熱ＣＶＤにより配線材料のタングステン（Ｗ）膜を成膜する場合を例にとって説明する。図１中の２０は、例えばアルミニウムからなる真空チャンバーをなす処理容器である。この処理容器２０は、上側の大径円筒部２０ａと、その下側の小径円筒部２０ｂとが連設されたいわばキノコ形状に形成されており、その内壁を加熱するための図示しない加熱機構が内部に設けられている。処理容器２０内には、例えば１２インチのウエハ１０を水平に載置するための例えばアルミニウム製の載置台である偏平な円柱状のステージ２１が設けられており、このステージ２１は小径円筒部２０ｂの底部に例えばセラミックスである窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる厚さが例えば２ｍｍ、外径が例えば６０ｍｍの円筒状の支持部材であるシャフト２２を介して支持されている。
【００２０】
前記シャフト２２の外周面には、成膜対象物である金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属層である金属膜５、この例ではタングステン膜が覆われている。この金属膜５は、装置を組み立てる前に例えば熱ＣＶＤ法あるいはスパッタ法等により予めシャフト２２に成膜されており、従って装置を組み立てる際には、外周面を金属膜５で覆ったシャフト２２が用いられることになる。また前記金属膜５としては、成膜対象の金属薄膜の放射率と同じ放射率を有する金属膜を用いることに限られず、前記金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属膜であってもよい。同等の放射率とは、前記金属薄膜の放射率に対して±０．１の範囲にある放射率のことをいう。従ってタングステン膜の成膜処理を行う場合の金属膜の好ましい放射率は０．０３〜０．２３となる。前記金属膜５の放射率がこの範囲であれば、シャフト２２に熱が籠もる度合は小さい。即ち後述するようにウエハ１０中央部とウエハ１０周縁部との温度差の度合が小さい。またこの範囲であれば、処理容器２０内を定期的にクリーニングする場合において、従前のメンテナンスサイクル、即ちステージ２１の側面やステージ２１上の処理雰囲気に対応する高さの処理容器２０の側壁部位の薄膜が厚くなったために行われるクリーニングサイクルで処理容器２０内をクリーニングすることができる。
【００２１】
また前記シャフト２２内には後述するヒータ２ａ,２ｂの電力供給線及び熱電対２３の信号線並びに静電チャックの供給電線等がこの中を通って処理容器２０の外に引き出されている。
【００２２】
前記ステージ２１には、図２にも示すようにステージ２１上に載置されたウエハ１０の中央（センター）領域を加熱するための加熱手段をなす第１のヒータ２ａと、そのウエハ１０の周縁側（エッジ）領域を加熱するための加熱手段をなす第２のヒータ２ｂとが埋設されており、ステージ２１に載置されたウエハ１０を加熱することができるようになっている。この例では、これら２つのヒータ２ａ、２ｂは、各々シート状の抵抗発熱体により構成され、図３に示すようにステージ２１の中心に対して同心円状に並ぶようにステージ２１内に配置されているが、その形状については限定されるものではない。
【００２３】
図２に示すように前記ステージ２１中央領域の表面近傍には、ウエハ１０の中央領域の温度を検出するための温度検出部である熱電対２３が埋設されており、ステージ２１の当該部位の温度を検出することにより間接的にウエハ１０中央領域の温度を検出することができるようになっている。
【００２４】
また図面には示していないが、ステージ２１の表面側には、静電チャックが設けられていて当該チャック電極に電圧を印加することでウエハ１０がステージ２１に静電吸着されるようになっている。更にステージ２１には、図２に示すように伝熱性の不活性ガスからなるバックサイドガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスなどを供給するための多数のガス供給孔２４が設けられており、このガス供給孔２４はバックサイドガスを供給するガス供給管２５と接続されている。なお、ガス供給孔２４やガス供給管２５は図示の便宜上、図２のみに示した。ウエハ１０は静電チャックによりステージ２１に押し付けられるが、ステージ２１とウエハ１０との間には微視的に見ると僅かな隙間が存在し、この隙間にバックサイドガスが満たされることによりウエハ１０とステージ２１との間の熱伝達性が高められる。
【００２５】
更にまたステージ２１には、ウエハ１０を昇降させて外部の搬送手段と受け渡しを行うための昇降ピン２６が載置面から出没自在に設けられている。この昇降ピン２６は支持部材２７を介して駆動部２８に連結されており、この駆動部２８を駆動させることで昇降ピン２６を昇降させることができるように構成されている。
【００２６】
そしてステージ２１表面全体は、例えばシリコン窒化膜、窒化タングステン膜、シリコン膜が内部側からこの順にプリコートされている。また後述するように処理容器２０内をクリーニングした後、製品ウエハ１０をステージ２１に載置する前に、ダミーウエハをステージ２１に載置して処理容器２０内に成膜ガスを導入し、ステージ２０のウエハ１０の載置領域を除いた領域にタングステン膜がプリコートされる。このようにステージ２１の表面及び側面にはタングステン膜がプリコートされるが、ステージ２１よりも下方側は既述のように原料ガスが回り込みにくく、また温度が低いので、シャフト２２の外周面にはタングステン膜も含めてプリコート膜は十分に付着しない。
【００２７】
図１の装置の説明に戻って、前記処理容器２０の底部には排気管２９の一端側が接続され、この排気管２９の他端側には真空ポンプ５０が接続されている。また処理容器２０の大径円筒部２０ａの側壁には、ゲートバルブＧにより開閉される搬送口５１が形成されている。
【００２８】
一方、処理容器２０の天井部には開口部３０が形成され、この開口部３０を塞ぐように、且つステージ２１に対向するように、例えばアルミニウム製のガスシャワーヘッド３１が設けられている。このガスシャワーヘッド３１は、ガス室３２ａとガス供給孔３２ｂとを備え、ガス室３２ａに供給されたガスはガス供給孔３２ｂから処理容器２０内に供給される。
【００２９】
前記ガス室３２ａには原料ガス供給路３３を介して原料貯留部３４が接続され、当該原料貯留部３４にはタングステン膜の前駆体となるタングステンヘキサカルボニル（Ｗ（ＣＯ）６）が液体の状態で貯留されている。前記原料貯留部３４はアルゴンガスなどによって加圧されることにより、原料をガスシャワーヘッド３１へ向けて押し出すことができるようになっている。また前記原料ガス供給路３３には、液体マスフロコントローラーや液体バルブを含む流量調整部３６及び、原料を気化するためのペーパーライザ３７が上流からこの順に介設されている。図１中の３８及び３９は、夫々例えばキャリアガスであるアルゴンガスを供給するキャリアガス供給部及びキャリアガスの流量を調整する流量調整部である。
【００３０】
次にステージ２１の内部に設けられているヒータ２ａ、２ｂの制御系について図４を参照しながら説明する。図４中の４３及び４４は夫々ヒータ２ａ及びヒータ２ｂに電力を供給する電源部である。図４中の４５は加算部であり、前記温度検出部２３の出力値である温度検出値と前記ヒータ２ａの温度目標値との差分を取り出す機能を有している。図４中の４６は演算部であり、前記差分に基づいて第１のヒータ２ａの電力指令を求める機能を有する。また図４中の４７は掛算部であり、第１のヒータ２ａの電力指令値に一定の供給比ｋを掛算して第２のヒータ２ｂの電力指令値を求める機能を有する。
【００３１】
次に上述した成膜装置２の作用について説明する。先ず処理容器２０内をクリーニングした後、所定の原料ガスにより既述のようにしてステージ２１表面にシリコン窒化膜、窒化タングステン膜、シリコン膜、タングステン膜をこの順にプリコートしておく。
【００３２】
そして１枚目の製品ウエハ１０を図示しない外部の搬送アームにより処理容器２０内に搬入し、当該搬送アームと昇降ピン２６との協働作用によりステージ２１の上に載置する。次いで処理容器２０内を真空雰囲気としながらガスシャワーヘッド３１のガス供給孔３２ｂから原料ガスであるタングステンヘキサカルボニルとキャリアガスであるアルゴンガスとを含む処理ガスを処理容器２０内に導入する。一方、前記ステージ２１はステージ２１内のヒータ２ａ、２ｂによって加熱されており、ステージ２１上のウエハ１０は所定のプロセス温度まで加熱され、この熱により処理ガスが熱分解しウエハ１０の表面にタングステン膜が成膜される。１枚目のウエハ１０の成膜処理が終わった後、当該ウエハ１０は処理容器２０内から搬出され、２枚目のウエハ１０がステージ２１に載置され、同様にして成膜処理が行われる。未反応の処理ガスはステージ２１の周囲から下方側に流れ、前記排気管２９内に排出されていくため、シャフト２２及びステージ２１の裏面に接触するが、ステージ２１の上面や側面等に比べて接触する処理ガスの量が少なくまた温度も低い。このため１枚のウエハ１０の成膜処理だけではステージ２１の下方側には殆どタングステン膜が成膜されない。しかし処理枚数を重ねていくとシャフト２２の外周面にはタングステン膜が徐々に堆積し、やがて厚いタングステン膜に覆われる。
【００３３】
ここで前記シャフト２２の外周面は、装置の組み立て前に予めタングステン膜である金属膜５で覆われているため、予め金属膜５で覆っていなければ１枚目のウエハ１０の処理時とシャフト２２の外周面の放射率が異なってしまうが、処理枚数例えば５００枚目において、シャフト２２の放射率はシャフト２２の初期の放射率と程同じ値となる。
【００３４】
このように上述の実施の形態によれば、成膜処理を重ねることでシャフト２２の外周面にタングステン膜が堆積しても、シャフト２２の外周面は、元々成膜処理の対象の金属膜であるタングステン膜で覆われているため、シャフト２２の放射率が殆ど変化しない。このためクリーニング後の初期のウエハ１０（例えば１枚目のウエハ１０）に対する成膜処理時と、処理を重ねた後の成膜処理時例えば５００枚目のウエハ１０の成膜処理時とにおいて、シャフト２２の表面（外周面）からの熱の放出の程度が同じになり、この結果、ステージ２１の中央部の温度が経時的に安定する。従ってステージ２１の中央部のヒータ２ａへの電力供給量がウエハ１０の処理枚数を重ねても安定しているのでステージ２１の周縁部の電力供給量についても安定しており、結局ウエハ１０の面間での温度の均一性が高いのでウエハ１０間で均一性の高い成膜処理を行うことができる。
【００３５】
上述の実施の形態では、シャフト２２の外周面を覆う金属層として金属膜５を用いたが、金属板であってもよい。この金属板はシャフト２２の外周面に例えば密着しており、このような例として図５に示すようにシャフト２２を取り囲む金属製の筒状体６０を挙げることができる。またこの筒状体６０とシャフト２２との間に隙間があってもよい。このように金属層として金属板を用いた場合であっても上述と同様の作用効果が得られる。
（第２の実施の形態）
本発明に係る成膜装置の第２の実施の形態では、図６に示すように円筒状のシャフト２２の外周面を金属膜５あるいは金属板で覆うと共に、ステージ２１の裏面（下面）をウエハ１０の表面に形成する金属薄膜の放射率と同等の放射率を有する金属層例えば成膜対象の金属膜と同じ材質であるタングステンからなる金属膜で覆う他は、第１の実施の形態で説明した成膜装置２と全く同じ構成にある。
【００３６】
ステージ２１の裏面側には既述のようにプリコートしにくいことからこの部分についても装置を組み立てる前に例えば熱ＣＶＤ法あるいはスパッタ法等により予め金属膜８を形成しておくことで、ウエハ１０の処理枚数を重ねていくうち、ステージ２１の裏面にタングステン膜が堆積しても、ステージ２１の裏面は、元々タングステン膜の放射率と同等の放射率を有する金属膜８で覆われているため、ステージ２１裏面の放射率が経時的に安定している。従ってこの実施の形態では、シャフト２２だけでなくステージ２１の裏面からの放熱の程度についても経時的に安定している点で好ましい。
（第３の実施の形態）
本発明に係る成膜装置の第３の実施の形態では、図７に示すようにシャフト２２の外周面を金属膜あるいは金属板で覆う代わりに、シャフト２２と小径円筒部２０ｂの側壁との間において当該シャフト２２を取り囲むように熱容量の大きい材質からなる筒状体例えば円筒体９０を設置した他は、第１の実施の形態と全く同じ構成にある。この熱容量の大きい材質としては、例えば石英等のセラミックスを用いることができる。この円筒体９０の下端部は小径円筒部２０ｂの底壁に当接して固定されている。また円筒体９０の上端部と前記ステージ２１の裏面との間には処理容器２０内に導入された原料ガスがシャフト２２に到達しない程度の隙間９１、具体的には例えば１ｍｍ以内、好ましくは０．２ｍｍの隙間９１が形成されており、ステージ２１の熱が円筒体９０に伝わらないように構成されている。
【００３７】
このような構成によればシャフト２２を囲む円筒体９０の外周面はウエハ１０の処理を重ねるにつれてタングステン膜が成膜され、放射率が変化していくが、シャフト２２と円筒体９０との間に形成された隙間９２がウエハ１０の１枚目の処理時から保温されているため、シャフト２２からの放射熱量は円筒体９０の外周面の放射率には大きく影響されない。また円筒体９０の上端部はステージ２１から離れているため、円筒体９０の外周面の放射率の変化により、ステージ２１から円筒体９０を介して放熱する熱については考慮しなくてよく、結果としてウエハ１０の処理枚数を重ねていったときにステージ２１から下部側へ放熱する程度はそれ程変わらないことから、シャフト２２の材質を剥き出しのままとした場合にもウエハ１０間における温度の均一性は向上する。
【００３８】
以上において、ステージ２１の温度制御の手法としては、ステージ２１の中央部の温度に基づいてヒータ２ａ，２ｂを制御することに限定されるものではなく、例えばステージ２１の周縁部の温度を検出し、その温度検出値に基づいてヒータ２ａ，２ｂを制御する手法であってもよい。またステージ２１を支持する支持部材としてはステージ２１の中央部を支持する代わりに例えばステージ２１の周縁部を複数箇所例えば３箇所支持するものであってもよい。
【００３９】
ここでステージ２１から支持部材を介して放熱される程度をウエハ１０間で揃える他の手法について述べる。この形態では図８に示すようにシャフト２２の外周面は金属膜あるいは金属板で覆われておらず、シャフト２２を取り囲む小径円筒部２０ｂの側壁に加熱手段である抵抗発熱体からなるヒータ８０が埋設されている。そして前記シャフト２２の外周面に当該シャフト２２の温度を検出するための温度検出部である熱電対８３が設けられ、前記熱電対８３によって検出された温度検出値に基づいて制御部８４にてヒータ８０を制御している。その他は、第１の実施の形態と全く同じ構成にある。
【００４０】
この形態では、処理容器２０内をクリーニングした後の初期時のウエハ１０例えば１枚目のウエハ１０の処理において、シャフト２２の温度を熱電対８３で検出して、これを初期値として設定しておき、処理をある程度重ねた後のウエハ１０の処理において例えば２枚目以降のウエハ１０の処理において、このときの値と初期値との差分が許容範囲に収まるようにヒータ８０の電力供給量が決定される。この例ではウエハ１０の処理を重ねるにつれてシャフト２２の外周面にタングステン膜が付着してシャフト２２の放射率が下がっていくため、つまりシャフト２２に熱が籠もっていくため、ヒータ８０の電力供給量は初期値に比べて少なく設定されることになる。
【００４１】
またシャフト２２の材質と成膜対象の金属膜の種類とによってはシャフト２２からの放熱量がウエハ１０の処理を重ねるにつれて大きくなる場合もあることから、この場合にはヒータ８０の電力供給量は初期値に比べて大きく設定されることになる。
【００４２】
更にまたヒータ８０の加熱制御を特に行うことなく、シャフト２２を取り囲む小径円筒部２０ｂの側壁の温度をシャフト２２と同程度の温度となるようにヒータ８０の発熱量を設定しておき、これによりシャフト２２の保温効果を高めてシャフト２２の外周の放射率の変化によるシャフト２２の温度変化を抑えるようにしてもよい。このような形態において、ステージ２１の裏面の周囲の小径円筒部２０ｂの内壁にもヒータを設け、前記熱電対８３やステージ２１の裏面の温度を検出する熱電対の温度検出値に基づいて、既述のような温度制御を行ってもよい。またこのヒータを利用してステージ２１の裏面の保温効果を高めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置の縦断面図である。
【図２】前記成膜装置に設置されるステージの構成を示す縦断面図である。
【図３】前記ステージの透視平面図である。
【図４】前記成膜装置の電気的構成に係るブロック図である。
【図５】前記成膜装置に設置されるステージの他の構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る成膜装置に設置されるステージの構成を示す縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る成膜装置の概略縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る成膜装置の概略縦断面図である。
【図９】従来の成膜装置を示す概略断面図である。
【図１０】１枚目、２００枚目、４００枚目及び５００枚目のウエハの面内温度分布を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  半導体ウエハ
２    成膜装置
２ａ  第１のヒータ
２ｂ  第２のヒータ
２０  処理容器
２１  ステージ
２２  シャフト
２３  熱電対
３１  ガスシャワーヘッド
３３  原料ガス供給路
４３，４４  電源部
４５  加算部
４６  演算部
４７  掛算部
５,８  金属膜
６０  筒状体
８０  ヒータ
８３  熱電対
８４  制御部
９０  円筒体
９１  隙間
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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