(57)【要約】【課題】成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることのできる炭化珪素の成膜装置および成膜方法を提供する。【解決手段】炭化珪素の成膜装置は、反応ガスが供給されて成膜処理が行われる成膜室と、成膜室の内部の温度を測定する温度測定部と、成膜室の内部に配置される複数のヒータと、複数のヒータの各出力を独立して制御する出力制御部と、成膜室の内部に基板を搬出入する基板搬送部とを有する。出力制御部は、基板への成膜処理が終わると複数のヒータの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室内で動作可能な温度になると、出力をオフもしくは低下させたヒータの少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させ、基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスが供給されて成膜処理が行われる成膜室と、
前記成膜室の内部の温度を測定する温度測定部と、
前記成膜室の内部に配置される複数の加熱手段と、
前記複数の加熱手段の各出力を独立して制御する出力制御部と、
前記成膜室の内部に、炭化珪素の成膜処理が行われる基板を搬出入する基板搬送部と、
前記基板が載置されるサセプタとを有し、
前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると前記複数の加熱手段の少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、
前記温度測定部で測定された温度が、前記基板搬送部が前記成膜室の内部で動作可能な温度になると、前記出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させ、
前記基板搬送部によって、前記成膜処理を終えた基板が前記成膜室から搬出されることを特徴とする炭化珪素の成膜装置。
【請求項２】
前記複数の加熱手段は、前記サセプタの下方に配置される第１の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置される第２の加熱手段とを有し、
前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると、前記第１の加熱手段の出力をオフもしくは出力を低下させることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素の成膜装置。
【請求項３】
前記複数の加熱手段は、前記サセプタの下方に配置される第１の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第２の加熱手段とを有し、
前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると、少なくとも１つの該第２の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素の成膜装置。
【請求項４】
前記出力制御部は、前記基板への成膜処理が終わると、前記第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、前記基板に最も近い位置にある加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素の成膜装置。
【請求項５】
前記温度測定部で測定された温度が、前記基板搬送部が前記成膜室の内部で動作可能な温度になると、前記第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、前記基板に最も遠い位置にある加熱手段の出力をオンもしくは上昇させ、
前記基板搬送部によって、前記成膜処理を終えた基板が前記成膜室から搬出されることを特徴とする請求項３または４に記載の炭化珪素の成膜装置。
【請求項６】
前記成膜処理を終えた基板が前記成膜室から搬出されることを感知するセンサを有し、
前記センサからの信号を受けて前記出力制御部は、前記複数の加熱手段の各出力を独立して制御するよう構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化珪素の成膜装置。
【請求項７】
前記反応ガスは、モノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランおよび四塩化珪素からなる群より選択された１種以上と、プロパンおよびエチレンよりなる群より選択された１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の炭化珪素の成膜装置。
【請求項８】
成膜室の内部に反応ガスを供給し、基板を複数の加熱手段で加熱しながら該基板の上に炭化珪素の膜を形成した後、複数の加熱手段のうちの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、前記成膜室の内部の温度がＴ１以下になると、前記出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させるとともに基板搬送部を前記成膜室の内部に導入し、前記成膜室の内部の温度がＴ２（但し、Ｔ１＞Ｔ２）以下になると、前記基板搬送部によって前記基板を前記成膜室の外部へ搬出し、続いて、前記基板搬送部によって別の基板を前記成膜室の内部に搬送してから、残りの前記加熱手段の出力をオンもしくは上昇することを特徴とする炭化珪素の成膜方法。
【請求項９】
前記複数の加熱手段は、前記基板が載置されるサセプタの下方に配置される第１の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置される第２の加熱手段とを有し、
前記基板への成膜処理が終わると、前記第１の加熱手段の出力をオフもしくは出力を低下させることを特徴とする請求項８に記載の炭化珪素の成膜方法。
【請求項１０】
前記複数の加熱手段は、前記基板が載置されるサセプタの下方に配置される第１の加熱手段と、
前記サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第２の加熱手段とを有し、
前記基板への成膜処理が終わると、少なくとも１つの該第２の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項８または９に記載の炭化珪素の成膜方法。
【請求項１１】
前記基板への成膜処理が終わると、前記第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、前記基板に最も近い位置にある加熱手段の出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項１０に記載の炭化珪素の成膜方法。
【請求項１２】
前記成膜室の内部の温度がＴ２以下になると、前記第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、前記基板に最も遠い位置にある加熱手段の出力をオンもしくは上昇させ、
前記基板搬送部によって、前記成膜処理を終えた基板が前記成膜室から搬出されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の炭化珪素の成膜方法。
【請求項１３】
前記基板上に炭化珪素の膜を形成した後、前記複数の加熱手段の全ての出力をオフもしくは低下させることを特徴とする請求項８に記載の炭化珪素の成膜方法。
【請求項１４】
前記成膜室への前記基板の搬入および搬出を感知するセンサを用い、
前記センサからの信号を受けて、前記残りの加熱手段の出力をオンもしくは上昇することを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の炭化珪素の成膜方法。
【請求項１５】
前記反応ガスは、モノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランおよび四塩化珪素からなる群より選択された１種以上と、プロパンおよびエチレンよりなる群より選択された１種以上を含有することを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載の炭化珪素の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素の成膜装置および炭化珪素の成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのパワーデバイスのように、比較的膜厚の大きい結晶膜を必要とする半導体素子の製造には、エピタキシャル成長技術が活用されている。
【０００３】
エピタキシャル成長技術に使用される気相成長方法では、成膜室内に基板を載置した状態で成膜室内の圧力を常圧または減圧にする。そして、基板を加熱しながら、成膜室内に反応性のガスを供給する。すると、基板の表面でガスが熱分解反応または水素還元反応を起こして気相成長膜が形成される。
【０００４】
膜厚の大きな気相成長膜を製造するには、基板を均一に加熱するとともに、外部から供給される反応性のガスを基板表面に次々と接触させる必要がある。そこで、基板を高速で回転させながら成膜処理を行う技術が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
上記技術を採り入れた成膜装置は、成膜室内に回転体ユニットを備えており、回転体ユニットの上面に設けられた環状の保持部に基板が載置される。また、保持部の下方には、基板を加熱するためのヒータが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７０６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基板への成膜処理を終えると、この基板は成膜室の外部へ取り出される。ここで、成膜処理直後の成膜室内の温度は非常に高温となっているため、成膜室内が冷却されてから基板を取り出す必要がある。
【０００８】
成膜室から基板を取り出した後は、次に成膜処理を行う基板を成膜室内に搬入する。そして、成膜室内を成膜処理に必要な温度まで上昇させる。しかしながら、一旦低下した温度を再び元の温度まで上昇させるには相当の時間を要する。このため、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間は、半導体素子の製造工程におけるスループットを低下させる要因となっていた。
【０００９】
例えば、Ｓｉ（シリコン）気相成長膜の成膜では、基板は１２００℃程度まで加熱される。成膜終了後は、ヒータの出力をオフにして成膜室内を所定温度まで低下させた後に、成膜室から基板を取り出す。次いで、新たな基板を搬入し、ヒータの出力をオンにする。しかし、この段階で成膜室内の温度はかなり低下しているため、再び１２００℃まで上昇させるには長時間を要する。
【００１０】
また、近年、高耐圧のパワー半導体デバイスへの利用が期待されているＳｉＣ（シリコンカーバイド（炭化珪素））の場合、成膜温度は１５００℃以上となる。したがって、基板を取り出すために成膜室内の温度を低下させた後、この温度から成膜温度まで昇温させるのに要する時間は、Ｓｉ気相成長膜の場合より長くなる。このため、スループットの低下はさらに深刻なものとなる。
【００１１】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることのできる炭化珪素の成膜装置および炭化珪素の成膜方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、反応ガスが供給されて成膜処理が行われる成膜室と、
成膜室の内部の温度を測定する温度測定部と、
成膜室の内部に配置される複数の加熱手段と、
その複数の加熱手段の各出力を独立して制御する出力制御部と、
成膜室の内部に、炭化珪素の成膜処理が行われる基板を搬出入する基板搬送部と、
その基板が載置されるサセプタとを有し、
出力制御部は、その基板への成膜処理が終わると複数の加熱手段の少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、
温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、その出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させ、
基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されることを特徴とする炭化珪素の成膜装置に関する。
【００１４】
本発明の第１の態様において、複数の加熱手段は、サセプタの下方に配置される第１の加熱手段と、
サセプタの上方に配置される第２の加熱手段とを有し、
出力制御部は、基板への成膜処理が終わると、第１の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
【００１５】
本発明の第１の態様において、複数の加熱手段は、サセプタの下方に配置される第１の加熱手段と、
サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第２の加熱手段とを有し、
出力制御部は、基板への成膜処理が終わると、少なくとも１つの第２の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
【００１６】
本発明の第１の態様において、出力制御部は、基板への成膜処理が終わると、第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、その基板に最も近い位置にある加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
【００１７】
本発明の第１の態様において、温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、基板に最も遠い位置にある加熱手段の出力をオンもしくは上昇させ、
基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されることが好ましい。
【００１８】
本発明の第１の態様は、反応ガスが供給されて成膜処理が行われる成膜室と、
成膜室の内部の温度を測定する温度測定部と、
成膜室の内部に配置される複数の加熱手段と、
複数の加熱手段の各出力を独立して制御する出力制御部と、
成膜室の内部に基板を搬出入する基板搬送部と、
基板が載置されるサセプタとを有し、
出力制御部は、基板への成膜処理が終わると複数の加熱手段の全ての出力をオフにし、
温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、複数の加熱手段の内の一部の加熱手段の出力をオンにし、
基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出され、別の基板が成膜室へ搬入されると、残りの加熱手段の出力をオンにするよう動作することが好ましい。
【００１９】
本発明の第１の態様において、複数の加熱手段は、サセプタの下方に配置される第１の加熱手段と、
サセプタの上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第２の加熱手段とを有し、
出力制御部は、温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、第２の加熱手段を構成する加熱手段の内で、サセプタに最も近い位置にある加熱手段以外の加熱手段の出力をオンにすることが好ましい。
【００２０】
本発明の第１の態様において、第１の加熱手段は、円盤状のインヒータと、インヒータの上方に配置される環状のアウトヒータとを有することが好ましい。
【００２１】
本発明の第１の態様において、第２の加熱手段は、鉛直方向に配列する２つ以上の加熱手段によって構成されることが好ましい。
この場合、出力制御部は、第２の加熱手段を構成する加熱手段の内で、サセプタに最も近い位置にある加熱手段以外の加熱手段の出力をオンにした後、これらの加熱手段の出力を加熱手段毎に段階的に変える動作をすることが好ましい。
【００２２】
本発明の第１の態様において、温度測定部はサセプタの温度を測定することが好ましい。
【００２３】
本発明の第１の態様において、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されることを感知するセンサを有し、
そのセンサからの信号を受けて出力制御部は、複数の加熱手段の各出力を独立して制御するよう構成されることが好ましい。
【００２４】
本発明の第１の態様において、反応ガスは、モノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランおよび四塩化珪素からなる群より選択された１種以上と、プロパンおよびエチレンよりなる群より選択された１種以上を含有することが好ましい。
【００２５】
本発明の第１の態様において、出力制御部が、基板への成膜処理が終わると複数の加熱手段の全ての出力をオフにし、温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、複数の加熱手段の内の一部の加熱手段の出力をオンにし、基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出され、別の基板が成膜室に搬入されると、残りの加熱手段の出力をオンにするよう動作する構成とすることによって、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることのできる成膜装置が提供される。
【００２６】
本発明の第２の態様は、成膜室の内部に反応ガスを供給し、基板を複数の加熱手段で加熱しながらこの基板の上に炭化珪素の膜を形成した後、複数の加熱手段のうちの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、成膜室の内部の温度がＴ１以下になると、出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させるとともに基板搬送部を成膜室の内部に導入し、成膜室の内部の温度がＴ２（但し、Ｔ１＞Ｔ２）以下になると、基板搬送部によって基板を成膜室の外部へ搬出し、続いて、基板搬送部によって別の基板を成膜室の内部に搬送してから、残りの加熱手段の出力をオンもしくは上昇することを特徴とする炭化珪素の成膜方法に関する。
【００２７】
本発明の第２の態様において、複数の加熱手段は、基板の下方に配置される第１の加熱手段と、
基板の上方に配置される第２の加熱手段とを有し、
基板への成膜処理が終わると、第１の加熱手段の出力をオフもしくは出力を低下させることが好ましい。
【００２８】
本発明の第２の態様において、複数の加熱手段は、基板の下方に配置される第１の加熱手段と、
基板の上方に配置され、鉛直方向に配列する複数の加熱手段によって構成される第２の加熱手段とを有し、
基板への成膜処理が終わると、少なくとも１つの該第２の加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
【００２９】
本発明の第２の態様において、基板への成膜処理が終わると、第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、基板に最も近い位置にある加熱手段の出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
【００３０】
本発明の第２の態様において、成膜室の内部の温度がＴ２以下になると、第２の加熱手段を構成する加熱手段のうちで、基板に最も遠い位置にある加熱手段の出力をオンもしくは上昇させ、
基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されることが好ましい。
【００３１】
本発明の第２の態様において、基板上に炭化珪素の膜を形成した後、複数の加熱手段の全ての出力をオフもしくは低下させることが好ましい。
【００３２】
本発明の第２の態様において、成膜室への基板の搬入および搬出を感知するセンサを用い、
そのセンサからの信号を受けて、残りの加熱手段の出力をオンもしくは上昇することが好ましい。
【００３３】
本発明の第２の態様において、反応ガスは、モノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシランおよび四塩化珪素からなる群より選択された１種以上と、プロパンおよびエチレンよりなる群より選択された１種以上を含有することが好ましい。
【００３４】
本発明の第２の態様によれば、基板を複数の加熱手段で加熱しながらこの基板の上に炭化珪素の膜を形成した後、複数の加熱手段のうちの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、成膜室の内部の温度がＴ１以下になると、出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させるとともに基板搬送部を成膜室の内部に導入し、成膜室の内部の温度がＴ２（但し、Ｔ１＞Ｔ２）以下になると、基板搬送部によって基板を成膜室の外部へ搬出し、続いて、基板搬送部によって別の基板を成膜室の内部に搬送してから、残りの加熱手段の出力をオンもしくは上昇するので、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることのできる成膜方法が提供される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、出力制御部が、基板への成膜処理が終わると複数の加熱手段のうちの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、その出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させ、基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されるように動作するので、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることのできる炭化珪素の成膜装置が提供される。
【００３６】
また、本発明によれば、基板への成膜処理が終わると複数の加熱手段のうちの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させ、温度測定部で測定された温度が、基板搬送部が成膜室の内部で動作可能な温度になると、その出力をオフもしくは低下させた加熱手段の少なくとも１つの出力をオンもしくは上昇させ、基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が成膜室から搬出されるように動作するので、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることのできる炭化珪素の成膜方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態１の成膜装置の模式的な部分断面図である。
【図２】実施の形態１の別の例の成膜装置の模式的な部分断面図である。
【図３】実施の形態１のさらに別の例の成膜装置の模式的な部分断面図である。
【図４】図１の成膜装置の構成を示す平面図である。
【図５】図２の成膜装置における制御系の関係を示す図である。
【図６】実施の形態１において、温度測定部による測定結果の経時変化を模式的に示す図である。
【図７】実施の形態１において、各ヒータの出力と時間との関係を示す一例である。
【図８】実施の形態２における成膜方法のフローチャートである。
【図９】実施の形態２の比較例であり、温度測定部による測定結果の経時変化を模式的に示す図である。
【図１０】図１の成膜装置のセンサの配置を例示する平面図である。
【図１１】図１０の成膜装置における制御系の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の成膜装置における成膜室部分の模式的な断面図である。尚、この図では、説明のために必要な構成以外を省略している。例えば、制御系については、後に図５を用いて説明する図２の成膜装置１０１のものと実質的に同様であって、図１では示していない。また、縮尺についても、各構成部を明確に視認できるよう原寸大のものとは変えている。
【００３９】
図１に示すように、成膜装置１００は、成膜室としてのチャンバ１と、チャンバ１の内部を仕切る中空筒状のライナ２と、チャンバ１を冷却する冷却水の流路３と、反応ガス４を導入する供給部５と、反応後の反応ガス４を排気する排気部６と、基板７を支持するサセプタ８と、チャンバ１の上下部を連結するフランジ１０と、フランジ１０をシールするパッキン１１と、排気部６と配管１２を連結するフランジ１３と、フランジ１３をシールするパッキン１４とを有する。パッキン１１、１４には、耐熱温度が３００℃のフッ素ゴムを用いることができる。
【００４０】
ライナ２は、チャンバ１の内壁１ａと、基板７上への成膜処理が行われる空間Ａとを仕切る目的で設けられる。チャンバ１の内壁１ａは、例えばステンレスで構成されるので、ライナ２を設けることで、内壁１ａが反応ガス４によって腐食されるのを防ぐことができる。
【００４１】
成膜処理は高温下で行われるので、ライナ２は、高い耐熱性を備える材料によって構成される。例えば、ＳｉＣ部材またはカーボンにＳｉＣまたはＴａＣをコートして構成された部材の使用が可能である。
【００４２】
本実施の形態では、便宜上、ライナ２を胴部２ａと頭部２ｂの２つの部分に分けて称する。胴部２ａは、内部にサセプタ８が配置される部分であり、頭部２ｂは、胴部２ａより内径の小さい部分である。胴部２ａと頭部２ｂは、一体となってライナ２を構成しており、頭部２ｂは胴部２ａの上方に位置する。
【００４３】
頭部２ｂの上部開口部には、シャワープレート１５が設けられている。シャワープレート１５は、基板７の表面に反応ガス４を均一に供給するガス整流板として働く。シャワープレート１５には、複数個の貫通孔１５ａが設けられており、供給部５からチャンバ１に導入された反応ガス４は貫通孔１５ａを通って基板７の方へ流下する。ここで、反応ガス４は、無駄に拡散することなく、効率よく基板７の表面に到達することが好ましい。このため、頭部２ｂの内径は胴部２ａより小さく設計されている。具体的には、頭部２ｂの内径は、貫通孔１５ａの位置と基板７の大きさを考慮して決められる。
【００４４】
基板７を支持するサセプタ８は、リング状であって、胴部２ａに配置される。例えば、基板７の上にＳｉＣをエピタキシャル成長させる場合、基板７は１５００℃以上の高温に加熱される必要がある。このため、サセプタ８には高耐熱性の材料を用いる必要があり、具体的には、等方性黒鉛の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＳｉＣまたはＴａＣを被覆したものが用いられる。サセプタ８の形状は、基板７を載置可能な形状であれば特に限定されるものではなく、リング状以外にも、円盤状とすることもできる。また、リング状と円盤状の２つを組み合わせた構造としてもよい。
【００４５】
ライナ２の胴部２ａには、回転軸１６と、回転軸１６の上端に設けられた回転筒１７とが配置されている。サセプタ８は、回転筒１７に取り付けられており、回転軸１６が回転すると、回転筒１７を介してサセプタ８が回転するようになっている。成膜処理時においては、基板７をサセプタ８上に載置することにより、サセプタ８の回転とともに基板７が回転する。
【００４６】
回転軸１６の内部には、図示されない昇降ピンが配置されている。昇降ピンの下端は、回転軸１６の下部に設けられた図示されない昇降装置まで伸びている。そして、その昇降装置を動作させて昇降ピンを上昇または下降させることができる。この昇降ピンは、基板７のチャンバ１内への搬入とチャンバ１外への搬出の時に使用される。昇降ピンは、基板７を下方から支持し、持ち上げてサセプタ８から引き離す。そして、基板搬送ロボット３３２との間で基板７の受け渡しができるように、基板７をサセプタ８から離れた上方の所定の位置に配置するように動作する。尚、基板搬送ロボット３３２は、本発明における基板搬送部に対応する。
【００４７】
一方、シャワープレート１５を通過した反応ガス４は、頭部２ｂを通って基板７の方へ流下する。基板７が回転していることにより、反応ガス４は基板７に引き付けられ、シャワープレート１５から基板７に至る領域で縦フローになる。基板７に到達した反応ガス４は、基板７の表面で乱流を形成することなく、水平方向に略層流となって流れる。このようにして、基板７の表面には、新たな反応ガス４が次々と接触する。そして、基板７の表面で熱分解反応または水素還元反応を起こして気相成長膜を形成する。なお、成膜装置１００では、基板７の外周部からライナ２までの距離を狭くして、基板７の表面における反応ガス４の流れがより均一になるようにしている。
【００４８】
反応ガス４の内で、気相成長反応に使用されなかったガスや、気相成長反応により生成したガスは、チャンバ１の下部に設けられた排気部６から排気される。
【００４９】
以上の構成とすることで、基板７を回転させながら成膜処理を行うことができる。つまり、基板７を回転させることにより、基板７の表面全体に効率よく反応ガス４が供給され、膜厚均一性の高い気相成長膜を形成することが可能となる。また、新たな反応ガス４が次々と供給されるので、成膜速度の向上が図れる。
【００５０】
本実施の形態では、それぞれ加熱手段である、主ヒータ（本発明における第１のヒータ）９と、補助ヒータ（本発明における第２のヒータ）１８とを用いて、基板７を加熱する。これらは、いずれも抵抗加熱型のヒータとすることができる。主ヒータ９は、基板７の近傍に配置され、基板７の温度に直接的に作用する。一方、補助ヒータ１８は、基板７を挟んで主ヒータ９の上方に配置され、主ヒータ９を補助し、主ヒータ９と協同して基板７を加熱する。
【００５１】
主ヒータ９は、回転筒１７の内部に配置されて、基板７をその下方から加熱する。また、主ヒータ９は、円盤状のインヒータ９ａと、インヒータ９ａの上方に配置される環状のアウトヒータ９ｂとを有する。これは、基板７の外周部では、反応ガス４の流速が速いことや、冷却水で冷却されたチャンバ１の壁への輻射があることによって、温度が冷却されやすいことを考慮したものである。インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂを設けることで、基板７の外周部の温度低下を抑制して、均一な温度分布とすることができる。
【００５２】
インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂとは、それぞれ、その中心が基板７の中心と同じ鉛直線上に位置するように配置される。このようにすることで、インヒータ９ａは、基板７の全体を加熱し、アウトヒータ９ｂは、基板７の外周部を加熱する。また、アウトヒータ９ｂをインヒータ９ａの上方に配置することで、温度の低下しやすい基板７の外周部を効率的に加熱して、基板７の温度分布を均一にすることが可能となる。尚、アウトヒータ９ｂの温度は、インヒータ９ａより高温に設定することが好ましい。これにより、温度分布を一層均一にすることができる。
【００５３】
インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂは、アーム形状をした導電性のブースバー２０によって支持されている。ブースバー２０は、例えば、カーボンをＳｉＣで被覆してなる部材によって構成される。また、ブースバー２０は、インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂを支持する側とは反対の側で、石英製のヒータベース２１によって支持されている。そして、モリブデンなどの金属からなる導電性の連結部２２によって、ブースバー２０と電極棒２３が連結されることにより、電極棒２３からインヒータ９ａとアウトヒータ９ｂへ給電が行われる。具体的には、電極棒２３からこれらのヒータの発熱体に通電がされて発熱体が昇温する。
【００５４】
補助ヒータ１８は、ライナ２の頭部２ｂの周囲を帯状に取り巻いており、ヒータ支持部１９によって支持されている。補助ヒータ１８とヒータ支持部１９とは、ねじ止めなどによって接続されている。ヒータ支持部１９は、チャンバ１の側壁を貫通して、外部電極に接続している。これにより、ヒータ支持部１９を通じて補助ヒータ１８へ給電することができる。
【００５５】
補助ヒータ１８は、基板７をその上方から加熱する。一方、基板７の下方からの加熱は主ヒータ９が担う。すなわち、基板７は、主ヒータ９と補助ヒータ１８とによって、その両面から加熱される。ここで、これらのヒータは抵抗加熱型のヒータであるので、出力を変えることで、基板７の温度を微調整することが可能である。
【００５６】
チャンバ１の内部の温度は、放射温度計２４ａ、２４ｂによって測定することができる。例えば、図１において、放射温度計２４ａは、基板７の中央部付近の温度を測定する。また、放射温度計２４ｂは、基板７の外周部の温度を測定する。尚、放射温度計２４ａ、２４ｂの位置を変えることで、基板７以外のもの、例えばサセプタ８の表面温度を測定することもできる。基板７はサセプタ８上に載置されるので、これらはほとんど同じ位置にあると考えられる。したがって、微妙な温度差が問題となる成膜時を除いては、基板７の温度とサセプタ８の温度を同一視することができる。
【００５７】
放射温度計２４ａ、２４ｂは、図１に示すように、チャンバ１の上部に設けることができる。この場合、チャンバ１の上部とシャワープレート１５を透明石英製とすることにより、放射温度計２４ａ、２４ｂによる温度測定がこれらによって妨げられないようにすることができる。
【００５８】
測定した温度データは、（後述する）ヒータ出力制御部に送られ、インヒータ９ａ、アウトヒータ９ｂ、補助ヒータ１８の各出力制御にフィードバックされる。尚、補助ヒータ１８が、後述する別の例のように、例えば、第１の補助ヒータ、第２の補助ヒータ、第３の補助ヒータ、第４の補助ヒータおよび第５の補助ヒータからなる場合、第１の補助ヒータ、第２の補助ヒータ、第３の補助ヒータ、第４の補助ヒータおよび第５の補助ヒータの各出力制御にフィードバックされる。
【００５９】
また、本実施の形態において、補助ヒータを複数の抵抗加熱型ヒータによって構成することが可能である。例えば、補助ヒータを鉛直方向に沿って下方、すなわち、基板７に近い側から、上方に向かって、２段やそれ以上の段数で、例えば、５段の段数で分割することができる。
【００６０】
図２は、本実施の形態の別の例である成膜装置における成膜室部分の模式的な断面図である。尚、この図に示される成膜装置１０１では、加熱手段である補助ヒータ１１８が複数の抵抗加熱型ヒータによって構成されること以外は、図１に示した成膜装置１００と同様の構造を有している。したがって、図１の成膜装置１００と共通する構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。そして、図１と同様、説明のために必要な構成以外を省略している。例えば、制御系については、後述する図５で説明することとし、図２では示していない。また、縮尺についても、各構成部を明確に視認できるよう原寸大のものとは変えている。
【００６１】
例えば、本実施の形態の別の例である成膜装置１０１では、補助ヒータ１１８を５段に分割して構成する場合、本実施の形態の補助ヒータ１１８は、第１の補助ヒータ１１８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの５つのヒータを有することができる。これらは、鉛直方向に沿って下方、すなわち、基板７に近い側からこの順に配置されることが好ましい。
【００６２】
補助ヒータ１１８が５分割された場合の第１の補助ヒータ１１８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅは、それぞれ、ライナ２の頭部２ｂの周囲を帯状に取り巻いており、対応する第１のヒータ支持部１１９ａ、第２のヒータ支持部１１９ｂ、第３のヒータ支持部１１９ｃ、第４のヒータ支持部１１９ｄおよび第５のヒータ支持部１１９ｅによって支持されていることが好ましい。各ヒータと各支持部とは、ねじ止めなどによって接続され、各支持部間の距離を変えることで、対応する各ヒータ間の距離を変えることができる。
【００６３】
さらに、第１のヒータ支持部１１９ａ、第２のヒータ支持部１１９ｂ、第３のヒータ支持部１１９ｃ、第４のヒータ支持部１１９ｄおよび第５のヒータ支持部１１９ｅは、それぞれ、チャンバ１の側壁を貫通して、外部電極に接続している。これにより、各支持部を通じて各ヒータへ独立に給電することができる。つまり、各ヒータを独立に温度制御することができる。
【００６４】
このとき、上述したように、第１の補助ヒータ１１８ａは、補助ヒータ１１８の中で最も下段に配置され、基板７に最も近いところに位置する。第１の補助ヒータ１１８ａは、基板７をその上方から加熱する。一方、基板７の下方からの加熱は主ヒータ９が担う。すなわち、基板７は、主ヒータ９と第１の補助ヒータ１１８ａとによって、その両面から加熱される。ここで、これらのヒータは抵抗加熱型のヒータであるので、出力を変えることで、基板７の温度を微調整することが可能である。
【００６５】
第２の補助ヒータ１１８ｂは、第１の補助ヒータ１１８ａの上段に配置される。第３の補助ヒータ１１８ｃは、第２の補助ヒータ１１８ｂの上段に配置される。第４の補助ヒータ１１８ｄは、第３の補助ヒータ１１８ｃの上段に配置される。第５の補助ヒータ１１８ｅは、第４の補助ヒータ１１８ｄの上段に配置される。
【００６６】
上述の通り、補助ヒータ１１８は抵抗加熱型のヒータであるので、第１の補助ヒータ１１８ａは頭部２ｂを加熱し、次いで、加熱された頭部２ｂの熱によって基板７が加熱される。ここで、補助ヒータ１１８が第１の補助ヒータ１１８ａのみである場合、このヒータによって加熱されるのは頭部２ｂの極一部に過ぎない。このため、頭部２ｂに温度分布が生じ、加熱された頭部２ｂの熱は、温度の低い方、具体的には、頭部２ｂの上方へと移動する。つまり、この構成では、加熱された頭部２ｂの熱を効率よく基板７の加熱に用いることができない。
【００６７】
これに対し、第１の補助ヒータ１１８ａの上方に、第２の補助ヒータ１１８ｂなどを設ける構成とすると、ライナ２の頭部２ｂにおける温度差が低減されて、第１の補助ヒータ１１８ａからの熱が上方へ逃げるのを防ぐことができる。したがって、第１の補助ヒータ１１８ａによって、基板７を効率よく加熱することが可能となる。また、頭部２ｂの温度差をなくすことで、ライナ２に割れが発生するのを防ぐこともできる。尚、頭部２ｂの温度分布は、第１の補助ヒータ１１８ａ〜第５の補助ヒータ１１８ｅの各設定温度やこれらのヒータ間の距離を変えることで調整することができる。
【００６８】
また、本実施の形態において、加熱手段である補助ヒータを高周波誘導加熱型のヒータによって構成することが可能である。さらに、その補助ヒータを複数の高周波誘導加熱型のヒータによって構成することが可能である。
【００６９】
図３は、本実施の形態のさらに別の例である成膜装置における成膜室部分の模式的な断面図である。尚、この図に示される成膜装置１０２では、加熱手段である補助ヒータ１２８が複数の高周波誘導加熱型のヒータによって構成されること以外は、図１に示した成膜装置１００と同様の構造を有している。したがって、図１の成膜装置１００と共通する構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。そして、図１と同様、説明のために必要な構成以外を省略している。例えば、制御系については、図２の成膜装置１０１と同様であって、図５についてなされる説明と同様であり、図３では示していない。また、縮尺についても、各構成部を明確に視認できるよう原寸大のものとは変えている。
【００７０】
本実施の形態のさらに別の例である成膜装置１０２の有する本実施の形態の補助ヒータ１２８は、第１の補助ヒータ１２８ａ、第２の補助ヒータ１２８ｂ、第３の補助ヒータ１２８ｃ、第４の補助ヒータ１２８ｄおよび第５の補助ヒータ１２８ｅの５つのヒータを有する。これらは、鉛直方向に沿って下方、すなわち、基板７に近い側からこの順に配置されている。尚、補助ヒータの分割数は、５個に限られるわけではなく、例えば、鉛直方向に沿って下方、すなわち、基板７に近い側から、上方に向かって、２分割や４分割などの分割をすることができる。
【００７１】
第１の補助ヒータ１２８ａ、第２の補助ヒータ１２８ｂ、第３の補助ヒータ１２８ｃ、第４の補助ヒータ１２８ｄおよび第５の補助ヒータ１２８ｅは、それぞれ、ライナ２の頭部２ｂの周囲を取り巻いて構成されており、対応する第１のヒータ支持部１２９ａ、第２のヒータ支持部１２９ｂ、第３のヒータ支持部１２９ｃ、第４のヒータ支持部１２９ｄおよび第５のヒータ支持部１２９ｅによって支持されている。各ヒータと各支持部とは、ねじ止めなどによって接続され、各支持部間の距離を変えることで、各ヒータ間の距離を変えることができる。
【００７２】
さらに、第１のヒータ支持部１２９ａ、第２のヒータ支持部１２９ｂ、第３のヒータ支持部１２９ｃ、第４のヒータ支持部１２９ｄおよび第５のヒータ支持部１２９ｅは、それぞれ、チャンバ１の側壁を貫通して、外部電極に接続している。これにより、各支持部を通じて各ヒータを独立に温度制御することができる。
【００７３】
第１の補助ヒータ１２８ａは、補助ヒータ１２８の中で最も下段に配置され、基板７に最も近いところに位置する。第１の補助ヒータ１２８ａは、基板７をその上方から加熱する。同様に、第２の補助ヒータ１２８ｂ、第３の補助ヒータ１２８ｃ、第４の補助ヒータ１２８ｄおよび第５の補助ヒータ１２８ｅも基板７をその上方から加熱する。一方、基板７の下方からの加熱は主ヒータ９が担う。すなわち、基板７は、主ヒータ９と、第１の補助ヒータ１２８ａ、第２の補助ヒータ１２８ｂ、第３の補助ヒータ１２８ｃ、第４の補助ヒータ１２８ｄおよび第５の補助ヒータ１２８ｅとによって、その両面から加熱される。ここで、これらのヒータは独立した加熱制御が可能であり、基板７の温度を微調整することが可能である。
【００７４】
すなわち、図３に示すように、第２の補助ヒータ１２８ｂは、第１の補助ヒータ１２８ａの上段に配置される。第３の補助ヒータ１２８ｃは、第２の補助ヒータ１２８ｂの上段に配置される。第４の補助ヒータ１２８ｄは、第３の補助ヒータ１２８ｃの上段に配置される。第５の補助ヒータ１１８ｅは、第４の補助ヒータ１２８ｄの上段に配置される。
上述の通り、補助ヒータ１２８は高周波誘導加熱型のヒータであるので、基板７からの距離によって加熱効果に差異を生じる。したがって、第１の補助ヒータ１２８ａと、第２の補助ヒータ１２８ｂと、第３の補助ヒータ１２８ｃと、第４の補助ヒータ１２８ｄと、第５の補助ヒータ１２８ｅとはそれぞれ、基板７の加熱効果が異なっており、これらを独立に制御し、また主ヒータ９を制御することで、基板７を均一かつ高効率に加熱することができる。
【００７５】
次に、図１および図４を用いて、成膜装置１００における基板７の動きを説明する。尚、図２の成膜装置１０１および図３の成膜装置１０２における基板７の動きも同様となる。
【００７６】
図４は、成膜装置１００の構成を示す平面図である。この図に示すように、成膜装置１００は、図１で説明したチャンバ１や基板搬送ロボット３３２の他に、カセットステージ３１０、３１２と、ロードロックチャンバ３２０と、トランスファーチャンバ３３０と、基板搬送ロボット３５０とを有する。
【００７７】
カセットステージ３１０には、成膜処理前の基板７がセットされたカセットが配置されている。一方、カセットステージ３１２には、成膜処理後の基板７がセットされるカセットが配置されている。
【００７８】
基板搬送ロボット３５０は、カセットステージ３１０から基板７を取り出し、ロードロックチャンバ３２０へ基板７を搬送する。基板搬送ロボット３３２は、トランスファーチャンバ３３０に配置されている。トランスファーチャンバ３３０には、成膜処理が行われるチャンバ１が接続しており、ロードロックチャンバ３２０へ搬送された基板７は、基板搬送ロボット３３２により、トランスファーチャンバ３３０を通じてチャンバ１の内部へ搬送される。チャンバ１における基板搬送ロボット３３２の挿入口は、図１に示すように、ライナ２の頭部２ｂの下方とすることが好ましい。
【００７９】
チャンバ１へ搬入された基板７は、基板搬送ロボット３３２から昇降ピンに受け渡される。その後、昇降ピンが下降することにより、基板７はサセプタ８の上へ載置される。
【００８０】
次いで、基板７上への気相成長膜の成膜処理を開始する。具体的には、チャンバ１の内部を常圧または適当な減圧にした状態で、基板７を回転させる。また、主ヒータ９と補助ヒータ１８によって基板７を加熱する。
【００８１】
基板７が所定の温度に達した後は、供給部５から反応ガス４を導入する。これにより、基板７上に気相成長膜が形成されていく。
【００８２】
基板７への成膜処理を終えた後は、基板７の温度を下げるために、主ヒータ９と補助ヒータ１８の少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させる。補助ヒータ１８が、上述した別の例およびさらに別の例のように、複数のヒータから構成される場合、主ヒータ９および補助ヒータ１８を構成する各ヒータのうちの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させる。
【００８３】
放射温度計２４ａ、２４ｂによって、基板７が搬出可能な温度まで低下したことが確認されると、前述の昇降ピンが基板７を下方から支持し、持ち上げてサセプタ８から引き離す。そして、昇降ピンは、基板搬送ロボット３３２との間で基板７の受け渡しができるように、基板７をサセプタ８から離れた上方の所定の位置に配置するように動作する。
【００８４】
基板搬送ロボット３３２へ受け渡された基板７は、チャンバ１から取り出され、トランスファーチャンバ３３０を介してロードロックチャンバ３２０へと搬送される。次いで、基板搬送ロボット３５０によって、カセットステージ３１２に配置されたカセットにセットされる。
【００８５】
その後、次に成膜処理を行う基板７をカセットステージ３１０から取り出し、基板搬送ロボット３５０によってロードロックチャンバ３２０へ搬送する。次いで、基板搬送ロボット３３２によって、ロードロックチャンバ３２０からトランスファーチャンバ３３０へ基板７を搬送し、さらに成膜処理が行われるチャンバ１の内部へ搬送する。以降は、上記で説明したのと同様にして成膜処理を行い、その後、チャンバ１から取り出し、カセットステージ３１２まで搬送する。
【００８６】
成膜処理を終えた基板７をチャンバ１の外へ搬出するには、チャンバ１内の温度、具体的には、基板７の温度が所定温度以下になるのを待つ必要がある。成膜処理温度から十分に冷却されない状態で基板７をチャンバ１から搬出すると、チャンバ１の外部との温度差によって基板７に割れが生じるおそれがある。また、基板７と気相成長膜とは熱膨張係数が異なるため、上記の温度差によって、気相成長膜に剥がれやクラックが発生するおそれもある。
【００８７】
このため、成膜処理を終えた後は、主ヒータ９と補助ヒータ１８の出力を、例えば、全てオフにすることができる。そして、放射温度計２４ａ、２４ｂで基板７が所定温度になるのを確認してから、基板７を昇降ピンで持ち上げて基板搬送ロボット３３２へ受け渡す。その後、この基板７に代えて、新たな基板７をチャンバ１内へ搬送し、サセプタ８上へ載置する。
【００８８】
全てのヒータの出力をオフとすると、チャンバ１内の温度は下降する。この傾向は、チャンバ１から基板７を取り出した後も続くので、新たな基板７がサセプタ８上に載置される頃には、基板７を搬出可能な所定温度よりかなり低くなっている。つまり、チャンバ１内の温度と、成膜処理に必要な温度との差は大きなものとなっている。この状態で、全てのヒータの出力をオンにすると、チャンバ１内の温度は上昇に転じるが、新たな基板７の温度が成膜温度に達するまでには長時間を要する。
【００８９】
ところで、基板７を搬出入するには、チャンバ１内の温度が所定温度以下であればよい。そこで、本発明者は、チャンバ１内が所定温度からさらに低下するのを最小限に抑えることにより、次に成膜処理を行う基板７が成膜温度に達するまでの時間を短縮することができると考え、本発明に至った。
【００９０】
本発明の成膜装置は、複数のヒータの各出力を独立して制御する出力制御部を有し、この出力制御部は、基板への成膜処理が終わると主ヒータと補助ヒータなどの複数のヒータの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させる。例えば、複数のヒータの全ての出力をオフにすることができる。そして、基板搬送部が成膜室内で動作可能な温度になると、先に出力をオフもしくは低下させたヒータの内の少なくとも１つのヒータの出力をオンもしくは上昇させ、基板搬送部によって、成膜処理を終えた基板が搬送室から搬出され、別の基板が搬送室に搬入されると、先に出力をオフもしくは低下させたうちの残りのヒータの出力をオンもしくは上昇させるよう動作する。
【００９１】
より具体的には、図２および図３に示した本実施の形態の成膜装置１０１、１０２は、補助ヒータ１１８、１２８がそれぞれ複数のヒータから構成されている。
その場合、サセプタ８の上方に配置され、鉛直方向に配列する複数のヒータ（第１の補助ヒータ１１８ａ、１２８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、１２８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、１２８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄ、１２８ｄ、第５の補助ヒータ１１８ｅ、１２８ｅ）によって構成される補助ヒータ１１８、１２８において、構成する各ヒータのうちの少なくとも１つのヒータの出力をオフもしくは低下させることができる。
また、主ヒータ９の出力をオフもしくは低下させることができる。そして、主ヒータ９が複数のヒータ（９ａ、９ｂ）から構成される場合、各ヒータ（９ａ、９ｂ）のうちの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させることができる。
【００９２】
そして、補助ヒータ１１８、１２８を構成するヒータのうちの少なくとも１つのヒータの出力をオフもしくは低下させる場合、基板７に最も近い位置にあるヒータ、すなわち、図２の第１の補助ヒータ１１８ａおよび図３の第１の補助ヒータ１２８ａの出力をオフもしくは低下させることが好ましい。こうすることで、チャンバ１内の基板７およびサセプタ８近傍の温度を効果的に低下させる制御が可能となる。
【００９３】
以下では、かかる特徴を備えた本実施の形態の成膜装置について、さらに詳しく説明する。その説明は、図２に示された本実施の形態の例である成膜装置１０１を例に用いて行うこととする。
【００９４】
本実施の形態では、主ヒータ９と補助ヒータ１１８などの複数のヒータの少なくとも１つの出力をオフもしくは低下させた後、チャンバ１内の温度、具体的には、基板７またはサセプタ８の温度に応じて、各ヒータの出力をオンにするタイミングと出力の大きさを変える。これにより、チャンバ１内の温度が上記所定温度からさらに低下するのを最小限に抑えることが可能となる。
【００９５】
図５は、成膜装置１０１における制御系の関係を示す図である。この図に示すように、基板搬送ロボット３３２は、基板搬送ロボット制御部４０１によって、その動作を制御される。また、インヒータ９ａ、アウトヒータ９ｂ、第１の補助ヒータ１１８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの出力は、それぞれ、出力制御部４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８によって制御される。そして、これらの制御部は、温度測定部４００からの情報に基づいて、基板搬送ロボット３３２の動作や各ヒータの出力をそれぞれ制御する。
【００９６】
図５に示すように、温度測定部４００は、チャンバ１内の温度を測定する。この温度は、具体的には、サセプタ８の温度とすることができる。また、温度測定部４００は、図２で説明した放射温度計２４ａおよび２４ｂの少なくとも一方とすることができる。
【００９７】
図６は、温度測定部４００による測定結果の経時変化を模式的に示したものである。
【００９８】
図６において、温度Ｔｅｐは成膜温度である。基板７への成膜処理の終了時間ｔ１は、例えば、反応ガス４の供給時間によって決定することができる。本実施の形態では、例として、時間ｔ１で、インヒータ９ａ、アウトヒータ９ｂ、第１の補助ヒータ１１８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの出力をオフにする。これにより、放射温度計Ｔｅｐによって測定される温度は低下の一途を辿るようになる。
【００９９】
図６において、温度Ｔ１は、基板搬送ロボット３３２が動作可能な温度の上限であり、温度Ｔ２は、基板７をチャンバ１から搬出することのできる温度の上限である。
【０１００】
したがって、温度測定部４００による測定温度がＴ１に達した時点（時間ｔ２）で、チャンバ１の内部へ基板搬送ロボット３３２を導入することができる。すなわち、図５において、温度測定部４００における温度がＴ１になると、基板搬送ロボット制御部４０１へ信号が送られる。基板搬送ロボット制御部４０１は、基板搬送ロボット３３２がチャンバ１の内部へ導入されるよう制御する。そして、測定温度がＴ２に達した時点（時間ｔ３）で、基板７を昇降ピンで持ち上げてサセプタ８から引き離す。次いで、そのまま昇降ピンを上昇させて基板搬送ロボット３３２へ基板７を受け渡す。
【０１０１】
本実施の形態では、時間ｔ２で、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの出力をオンにする。すなわち、図５において、温度制御部４００における温度がＴ１になると、出力制御部４０５、４０６、４０７、４０８へ信号が送られる。出力制御部４０５は、第２の補助ヒータ１１８ｂの出力がオンとなるように制御する。出力制御部４０６は、第３の補助ヒータ１１８ｃの出力がオンとなるように制御する。出力制御部４０７は、第４の補助ヒータ１１８ｄの出力がオンとなるように制御する。出力制御部４０８は、第５の補助ヒータ１１８ｅの出力がオンとなるように制御する。
【０１０２】
第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅは、基板７から離れた位置にあるので、時間ｔ２で出力をオンにしても基板７の温度は下がり続ける。また、基板搬送ロボット３３２が導入される位置からも離れているので、時間ｔ２で基板搬送ロボット３３２をチャンバ１の内部に導入しても、このロボットが耐熱温度以上の温度に曝されるおそれはない。一方、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの近くにある頭部２ｂは熱せられるので、少なくともチャンバ１の一部の温度低下は抑えられるようになる。
【０１０３】
本実施の形態では、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの出力をオンにした後、これらのヒータの出力をヒータ毎に段階的に変えることが好ましい。また、このとき、基板７に近い位置にあるヒータほど低い出力から上げていくことが好ましい。
【０１０４】
図７は、各ヒータの出力と時間との関係を示す一例である。この図において、Ｅ１は、第３の補助ヒータ１１８ｃの出力変化であり、Ｅ２は、第２の補助ヒータ１１８ｂの出力変化である。また、Ｅ３は、第１の補助ヒータ１１８ａ、インヒータ９ａおよびアウトヒータ９ｂの出力変化を示す。
尚、この場合、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの出力は、第３の補助ヒータ１１８ｃの出力と同様とすることができ、その出力変化はＥ１とすることができる。したがって、第３の補助ヒータ１１８ｃのみを用いて説明を行うこととし、その場合、同様の出力変化（Ｅ１)となる第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅについての出力の説明は省略する。
【０１０５】
図７に示すように、本実施の形態では、時間ｔ２において、第２の補助ヒータ１１８ｂと第３の補助ヒータ１１８ｃの出力をオンにする。一方、第１の補助ヒータ１１８ａ、インヒータ９ａおよびアウトヒータ９ｂの各出力はオフのままとする。
【０１０６】
また、時間ｔ２における第３の補助ヒータ１１８ｃの出力を第２の補助ヒータ１１８ｂの出力より大きくする。チャンバ１の温度低下を抑制するには、これらのヒータの出力をできるだけ大きくすることが好ましい。しかしながら、出力が大きすぎると、基板７の温度低下を妨げるおそれがある。そこで、基板７から離れた位置にある第３の補助ヒータ１１８ｃの出力を例えば最大出力の７０％とし、第２の補助ヒータ１１８ｂの出力を例えば最大出力の３０％とする。これにより、基板７の温度低下を妨げずに、チャンバ１の温度低下を抑制することが可能となる。
【０１０７】
図６の時間ｔ３で温度測定部４００による測定温度がＴ２に達すると、成膜処理後の基板７はチャンバ１の外部へ搬出される。本実施の形態では、時間ｔ３の後の時間ｔ４において、第２の補助ヒータ１１８ｂの出力を例えば最大出力の５０％に上げる。すると、チャンバ１内の温度は全体として上昇に転じるため、図６に示すように、温度測定部４００による測定温度は上昇するようになる。尚、時間ｔ４は、基板７の搬出作業中の時間であってもよく、次に成膜処理が行われる基板７の搬入作業中の時間であってもよい。
【０１０８】
新たに成膜処理を行う基板７がサセプタ８上に載置され、基板搬送ロボット３３２がチャンバ１から退出するまでは、チャンバ１内の温度をＴ１以下に維持する必要がある。したがって、それまでは第１の補助ヒータ１１８ａ、インヒータ９ａおよびアウトヒータ９ｂの出力をオフとし、第３の補助ヒータ１１８ｃと第２の補助ヒータ１１８ｂの出力を調整して、温度測定部４００による測定結果がＴ１以下となるようにする。
【０１０９】
新たに搬入した基板７がサセプタ８上に載置され、基板搬送ロボット３３２がチャンバ１から退出した後は、第２の補助ヒータ１１８ｂと第３の補助ヒータ１１８ｃを最大出力（１００％）にする。また、第１の補助ヒータ１１８ａ、インヒータ９ａおよびアウトヒータ９ｂの出力をオンにする。ここで、基板７はできるだけ速く成膜温度Ｔｅｐに達することが好ましいので、これらの出力の大きさは最初から最大出力（１００％）とする。
【０１１０】
全てのヒータの出力を１００％にするタイミング（時間ｔ５）は、温度測定部４００による測定結果によって決めることができる。例えば、基板７がサセプタ８上に載置され、基板搬送ロボット３３２がチャンバ１から退出した後、遅滞なく温度測定部４００での測定温度がＴ１に達するようにすれば、温度測定部４００での測定結果がＴ１になったところで、各ヒータの出力を１００％にすることができる。具体的には、次のようにして行うことができる。
【０１１１】
上述の通り、時間ｔ４で第２の補助ヒータ１１８ｂの出力を上げると、チャンバ１内の温度は上昇する。このとき、第２の補助ヒータ１１８ｂと第３の補助ヒータ１１８ｃの出力を調整して、
2013225665.tif 000003
の関係が成立するようにする。
【０１１２】
式（１）において、ｔ’は、温度測定部４００における測定温度がＴ１になるまでの時間（ｔ５）である。また、ｔ’’は、基板７がサセプタ８上に載置され、基板搬送ロボット３３２がチャンバ１から退出するのに要する時間である。
【０１１３】
成膜装置のスループットを向上させる点からは、ｔ’とｔ’’の差ができるだけ小さいことが好ましい。ここで、ｔ’は、第２の補助ヒータ１１８ｂと第３の補助ヒータ１１８ｃの各出力を調整することで変えることができる。例えば、時間ｔ４の後で第２の補助ヒータ１１８ｂの出力をさらに細かく上げたり、第３の補助ヒータ１１８ｃの出力も段階的に上げたりすると、ｔ’を短くすることができる。したがって、ｔ’’との差が大きい場合には、この方法でｔ’’に近付けることが可能である。
【０１１４】
式（１）の関係が成立するとき、温度測定部４００における温度がＴ１になると、出力制御部４０２〜４０６へ信号が送られる。出力制御部４０２は、インヒータ９ａの出力をオンにするとともに、図７のＥ３に示すように、その大きさが最大出力（１００％）となるようにする。同様に、出力制御部４０３はアウトヒータ９ｂを、出力制御部４０４は第１の補助ヒータ１１８ａの出力を、それぞれオンにするとともに、各出力が最大（１００％）となるようにする。また、出力制御部４０５は、図７のＥ２に示すように、第２の補助ヒータ１１８ｂが最大出力（１００％）となるように制御する。さらに、出力制御部４０６は、図７のＥ１に示すように、第３の補助ヒータ１１８ｃが最大出力（１００％）となるように制御する。
【０１１５】
全てのヒータの出力を最大出力（１００％）とすることで、チャンバ１内の温度は急速に上昇するようになる。すなわち、図６に示すように、温度Ｔ１に達した時間ｔ５以降の温度の上昇率はそれ以前と比べて大きくなる。そして、成膜温度Ｔｅｐに達すると、図２の供給部５から反応ガス４を導入して、基板７上に気相成長膜を形成する。
【０１１６】
このように、本実施の形態の成膜装置１０１によれば、チャンバ１内の温度に応じて、各ヒータの出力をオンにするタイミングと出力の大きさを変えることができる。これにより、チャンバ１内の温度が、基板７をチャンバ１から搬出することのできる温度の上限（Ｔ２）から大きく低下するのを抑制できるので、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることが可能となる。一例として、Ｔ１を１０００℃、Ｔ２を９００℃として、温度制御することによって、成膜温度１６００℃の成膜処理を終えてから次の成膜処理を行う時間を著しく短くでき、スループットを向上させることができる。
【０１１７】
尚、本実施の形態において、補助ヒータ１１８を構成するヒータの数は適宜変更することができる。例えば、主ヒータ９を補助するヒータは２つ以上であってもよい。また、第２の補助ヒータ１１８ｂ〜第５の補助ヒータ１１８ｅに対応するヒータは、さらに多くあってもよい。補助ヒータの数がいずれであっても、各ヒータをこれを支持する支持部を通じてそれぞれ独立に温度制御できるようにする。ヒータの数を増やすことで、チャンバ１内の温度をより微妙に調整できるようになるので、温度が必要以上に低下するのを抑制することが容易となる。
【０１１８】
また、本実施の形態の上述した各例において、補助ヒータは、抵抗加熱型ヒータまたは高周波誘導加熱型のヒータから構成されているが、本実施の形態の補助ヒータは、抵抗加熱型ヒータと高周波誘導加熱型のヒータとを組み合わせて構成することも可能である。また、新たに搬入した基板がサセプタ上に載置され、基板搬送ロボットがチャンバから退出した後に補助ヒータを最大出力にするとあるが、基板搬送ロボットが退出したことを示す信号を受けた後、ヒータの出力を上げる制御を行うことでもよい。この信号は、例えば、図１０および図１１に示すように、基板搬送ロボットが退出したことを示す位置センサまたはトランスファーチャンバと成膜処理が行われるチャンバとの間にある扉が閉じたことを示すセンサ３４０を設けることにより可能となる。これによって、スループットの向上を安全に行うことが可能となる。
【０１１９】
実施の形態２．
本実施の形態の成膜方法は、成膜室の内部に反応ガスを供給し、基板を複数のヒータで加熱しながらこの基板の上に所定の膜を形成した後、複数のヒータの全ての出力をオフにし、成膜室の内部の温度がＴ１以下になると、複数のヒータの内の一部のヒータの出力をオンにするとともに基板搬送部を成膜室の内部に導入し、成膜室の内部の温度がＴ２（但し、Ｔ１＞Ｔ２）以下になると、基板搬送部によって基板を成膜室の外部へ搬出し、続いて、基板搬送部によって別の基板を成膜室の内部に搬送してから、残りのヒータの出力をオンにすることを特徴とする。
【０１２０】
図８は、本実施の形態における成膜方法のフローチャートである。この成膜方法は、実施の形態１で説明した成膜装置１０１を用いて実施される。以下では、図２および図４〜図８を参照し、本実施の形態によるＳｉまたはＳｉＣ気相成長膜の成膜方法について述べる。尚、本実施の形態の成膜方法は、他の気相成長膜に適用することも可能である。
【０１２１】
基板７としては、例えば、ＳｉＣウェハまたはＳｉウェハを用いることができる。あるいは、ＳｉＯ２（石英）ウェハなどの他の絶縁性基板や、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウェハなどの高抵抗の半絶縁性基板などを用いることも可能である。
【０１２２】
まず、チャンバ１内に基板を搬入し、サセプタ８の上に載置する。
【０１２３】
次に、チャンバ１の内部を常圧または適当な減圧にした状態で、基板７を回転させる。基板７が載置されたサセプタ８は、回転筒１７の上端に配置されている。したがって、回転軸１６を通じて回転筒１７を回転させると、サセプタ８が回転し、同時に基板７も回転する。回転数は、例えば５０ｒｐｍ程度とすることができる。
【０１２４】
本実施の形態では、主ヒータ９と補助ヒータ１１８によって基板７を加熱する。Ｓｉ気相成長反応では、基板７を、Ｓｉ気相成長では１０００℃以上、ＳｉＣ気相成長では１５００℃以上に加熱することが必要になる。ヒータの各設定温度は、アウトヒータ９ｂの方がインヒータ９ａより高くなるようにし、また、第１の補助ヒータ１１８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄ、第５の補助ヒータ１１８ｅの順に低くなるようにすることが好ましい。
【０１２５】
また、基板７の加熱時には、チャンバ１の壁に設けた流路３に冷却水を流すことで、チャンバ１が過度に昇温するのを防止することができる。
【０１２６】
基板７が所定の温度に達した後は、基板７の回転数を徐々に上げていく。例えば、９００ｒｐｍ程度の回転数まで上げることができる。また、供給部５より反応ガス４を導入する。
【０１２７】
反応ガス４としては、Ｓｉを成膜する際にはトリクロロシラン、ＳｉＣを成膜する際にはＳｉ源としてモノシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、四塩化珪素など、Ｃ源としてプロパン、エチレンなど、添加ガスとしてＨＣｌなどを用いることができ、キャリアガスとしての水素ガスもしくはアルゴンガスを混合した状態で供給部５から導入される。
【０１２８】
反応ガス４は、シャワープレート１５の貫通孔１５ａを通り、基板７への成膜処理が行われる空間Ａへ流入する。シャワープレート１５を通過することで、反応ガス４は整流され、下方で回転する基板７へ向かって略鉛直に流下して、いわゆる縦フローを形成する。
【０１２９】
基板７の表面に到達した反応ガス４は、この表面で熱分解反応または水素還元反応を起こしてＳｉ気相成長膜或いはＳｉＣ気相成長膜を形成する。気相成長反応に使用されなかった反応ガス４や、気相成長反応により生成したガスは、チャンバ１の下方に設けられた排気部６を通じて外部に排気される。  
【０１３０】
上記のようにして基板７上にＳｉ気相成長膜或いはＳｉＣ気相成長膜を形成することができる。基板７への成膜処理を終えた後は、新たな基板７に対する成膜処理が行われるが、その間の処理は図８のフローチャートにしたがって行われる。
【０１３１】
まず、図８のＳ１に示すように、全てのヒータ、すなわち、インヒータ９ａ、アウトヒータ９ｂ、第１の補助ヒータ１１８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅをオフにする。
【０１３２】
次いで、チャンバ１内の温度Ｔを測定する（Ｓ２）。ここで、温度Ｔは、サセプタ８の温度とすることができる。また、測定は、放射温度計２４ａおよび２４ｂの少なくとも一方を用いて行う。
【０１３３】
Ｓ３において、チャンバ１内の温度Ｔが、基板搬送ロボット３３２が動作可能な温度の上限Ｔ１以下であるか否かを判定する。Ｔ＞Ｔ１である場合には、Ｓ２に戻って測定を続ける。一方、Ｔ≦Ｔ１であれば、Ｓ４に進んで、基板搬送ロボット３３２をチャンバ１内に導入する。
【０１３４】
基板搬送ロボット３３２の制御は、図５に示すように、基板搬送ロボット制御部４０１によって行う。ここで、図５の温度測定部４００は、放射温度計２４ａ、２４ｂによる温度測定を行うだけでなく、図８に示す各種判定（Ｓ３、Ｓ６、Ｓ１３）を行う機能も備えている。温度測定部４００でＴ≦Ｔ１であると判定されると、その旨の信号が基板搬送ロボット制御部４０１に送られる。すると、基板搬送ロボット制御部４０１は、基板搬送ロボット３３２を制御してチャンバ１内に導入する。
【０１３５】
続いて、Ｓ５でチャンバ１内の温度ＴをＳ２と同様にして測定する。次いで、Ｓ６において、チャンバ１内の温度Ｔが、基板７をチャンバ１から搬出することのできる温度の上限Ｔ２以下であるか否かを判定する。Ｔ＞Ｔ２である場合には、Ｓ５に戻って測定を続ける。一方、Ｔ≦Ｔ２であれば、Ｓ７に進んで、基板７をチャンバ１から搬出するとともに、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの各出力をオンにする。この動作は、図５に示す出力制御部４０５、４０６、４０７、４０８を通じて行う。すなわち、温度測定部４００でＴ≦Ｔ２であると判定されると、その旨の信号が出力制御部４０５、４０６、４０７、４０８へ送られる。すると、これらは、それぞれ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの出力をオンにする。また、出力制御部４０５、４０６、４０７、４０８は、対応するヒータの出力値を図７のチャートに示すように制御することができる。例えば、出力制御部４０６、４０７、４０８は、それぞれ、対応する第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄおよび第５の補助ヒータ１１８ｅの出力値を図７のチャートのＥ１に示すように制御することができる。
【０１３６】
基板７のチャンバ１からの搬出は、実施の形態１で述べたのと同様である。すなわち、図示されない昇降ピンによって基板７を下方から支持し、持ち上げてサセプタ８から引き離す。このまま昇降ピンを上昇させた後、基板搬送ロボット３３２に基板７を受け渡す。
【０１３７】
基板搬送ロボット３３２へ受け渡された基板７は、チャンバ１から取り出され、図４のトランスファーチャンバ３３０を介してロードロックチャンバ３２０へと搬送される。次いで、基板搬送ロボット３５０によって、カセットステージ３１２に配置されたカセットにセットされる。
【０１３８】
その後、次に成膜処理を行う基板７をカセットステージ３１０から取り出し、基板搬送ロボット３５０によってロードロックチャンバ３２０へ搬送する。次いで、基板搬送ロボット３３２によって、ロードロックチャンバ３２０からトランスファーチャンバ３３０へ基板７を搬送し、さらに成膜処理が行われるチャンバ１の内部へ搬入する（Ｓ８）。
【０１３９】
本実施の形態では、第２の補助ヒータ１１８ｂ〜第５の補助ヒータ１１８ｅの出力を段階的に上げることが好ましい。さらにこの場合、第２の補助ヒータ１１８ｂの出力は、第３の補助ヒータ１１８ｃの出力より低い値から上げていくことが好ましい。第３の補助ヒータ１１８ｃの出力は、第４の補助ヒータ１１８ｄの出力より低い値から上げていくことが好ましい。第４の補助ヒータ１１８ｄの出力は、第５の補助ヒータ１１８ｅの出力より低い値から上げていくことが好ましい。
【０１４０】
本実施の形態では、次に成膜処理を行う基板７のチャンバ１への搬送を開始した後、第２の補助ヒータ１１８ｂの出力を図７に示すように上げる（Ｓ９）。これにより、チャンバ１内の温度変化を上昇に転じさせることができる。
【０１４１】
次に、サセプタ８の上に基板７を載置し、基板搬送ロボット３３２をチャンバ１から退出させる（Ｓ１０）。その後、Ｓ１１において、第２の補助ヒータ１１８ｂ〜第５の補助ヒータ１１８ｅを最大出力（１００％）にする。また、第１の補助ヒータ１１８ａ、インヒータ９ａおよびアウトヒータ９ｂの出力をオンにする。これらの出力の大きさは、最初から最大出力（１００％）とする。
【０１４２】
Ｓ１２において、チャンバ１内の温度ＴをＳ２やＳ５と同様にして測定し、Ｓ１３で、温度Ｔが成膜温度Ｔｅｐ以上であるか否かを判定する。Ｔ＜Ｔｅｐである場合には、Ｓ１２に戻って測定を続ける。一方、Ｔ≧Ｔｅｐである場合には、Ｓ１４に進み、チャンバ１内に反応ガス４を導入する。これにより、基板７上にＳｉ気相成長膜が形成される。
【０１４３】
本実施の形態によれば、チャンバ１内の温度に応じて、各ヒータの出力をオンにするタイミングと出力の大きさを変えるので、チャンバ１内の温度が、基板７をチャンバ１から搬出することのできる温度の上限（Ｔ２）から大きく低下するのを抑制することができる。したがって、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を最小限にしてスループットを向上させることが可能となる。
【０１４４】
尚、図８では、Ｓ２、Ｓ５およびＳ１２でチャンバ１内の温度を測定したが、本実施の形態においては、Ｓ１〜Ｓ１４の各工程と並行して常に温度測定を行い、Ｓ３、Ｓ６およびＳ１３で各測定結果に基づく判定を行うようにしてもよい。
【０１４５】
図９は、本実施の形態の比較例であり、温度測定部４００による測定結果の経時変化を模式的に示したものである。図９において、温度Ｔｅｐは成膜温度であり、温度Ｔ２は、基板７をチャンバ１から搬出することのできる温度の上限である。また、時間ｔ１’は成膜処理の終了時間であり、時間ｔ３’は温度Ｔ２に達する時間である。
【０１４６】
図９の例では、時間ｔ１’で全てのヒータ、すなわち、インヒータ９ａ、アウトヒータ９ｂ、第１の補助ヒータ１１８ａ、第２の補助ヒータ１１８ｂ、第３の補助ヒータ１１８ｃ、第４の補助ヒータ１１８ｄ、第５の補助ヒータ１１８ｅの出力をオフにする。そして、チャンバ１内の温度がＴ２まで低下すると、成膜処理後の基板７をチャンバ１から搬出し、代わって、次に成膜処理を行う基板７をチャンバ１内へ搬入する。次いで、サセプタ８の上に基板７を載置し、基板搬送ロボット３３２をチャンバ１外へ退出させた後、時間ｔ５’で全てのヒータの出力をオンにする。このときの出力の大きさは最大（１００％）とする。時間ｔ６’でチャンバ１内の温度が成膜温度Ｔｅｐに到達すると、チャンバ１内に反応ガス４を導入して、基板７上に気相成長膜を形成する。
【０１４７】
上記のように、出力をオンにするタイミングを全てのヒータで同じとすると、時間ｔ５’まで温度は降下の一途を辿ることになる。このため、時間ｔ５’におけるチャンバ１内の温度は温度Ｔ２から大きく低下しており、これを成膜温度Ｔｅｐまで上げるには長時間を要する。
【０１４８】
一方、本実施の形態のように、出力をオンにするタイミングをヒータによって変え、図９の例より早い時間で一部のヒータの出力をオンにすることにより、チャンバ１内の温度低下を図９の例より抑制することができる。さらに、基板７の搬出入の状況に合わせてヒータの出力値を変えれば、上記の温度低下を一層抑制することができる。つまり、本実施の形態によれば、図９の例より、成膜処理を終えてから次の成膜処理を行うまでの時間を短縮してスループットの向上を図ることが可能となる。
【０１４９】
本発明は、上記各実施の形態に制限されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記各実施の形態では、基板を回転させながら基板上に膜を形成する例について述べたが、本発明では、基板を回転させない状態で膜を形成してもよい。
【０１５０】
また、上記各実施の形態では、成膜装置の一例として気相成長装置を挙げたが、本発明はこれに限られるものではない。成膜室内に反応ガスを供給し、成膜室内に載置される基板を加熱して基板の表面に膜を形成するとともに、該基板を搬出入するものであれば、他の成膜装置であってもよい。
【０１５１】
さらに、装置の構成や制御の手法など、本発明に直接必要としない部分などについては記載を省略したが、必要とされる装置の構成や、制御の手法などを適宜選択して用いることができる。
【０１５２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全ての成膜装置および各部材の形状は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１５３】
１    チャンバ
１ａ    内壁
２    ライナ
２ａ    胴部
２ｂ    頭部
３    流路
４    反応ガス
５    供給部
６    排気部
７    基板
８    サセプタ
９    主ヒータ
９ａ    インヒータ
９ｂ    アウトヒータ
１０、１３    フランジ
１１、１４    パッキン
１２    配管
１５    シャワープレート
１５ａ    貫通孔
１６    回転軸
１７    回転筒
１８、１１８、１２８    補助ヒータ
１１８ａ、１２８ａ    第１の補助ヒータ
１１８ｂ、１２８ｂ    第２の補助ヒータ
１１８ｃ、１２８ｃ    第３の補助ヒータ
１１８ｄ、１２８ｄ    第４の補助ヒータ
１１８ｅ、１２８ｅ    第５の補助ヒータ
１９    ヒータ支持部
１１９ａ、１２９ａ    第１のヒータ支持部
１１９ｂ、１２９ｂ    第２のヒータ支持部
１１９ｃ、１２９ｃ    第３のヒータ支持部
１１９ｄ、１２９ｄ    第４のヒータ支持部
１１９ｅ、１２９ｅ    第５のヒータ支持部
２０    ブースバー
２１    ヒータベース
２２    連結部
２３    電極棒
２４ａ、２４ｂ    放射温度計
１００、１０１、１０２    成膜装置
３１０、３１２    カセットステージ
３２０    ロードロックチャンバ
３３０    トランスファーチャンバ
３３２、３５０    基板搬送ロボット
３４０    センサ
４００    温度測定部
４０１    基板搬送ロボット制御部
４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８    出力制御部
【図１】
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【図２】
2013225665.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
2013225665.tif 000010
【図１０】
2013225665.tif 000011
【図１１】
2013225665.tif 000012
【図５】
2013225665.tif 000013
【図８】
2013225665.tif 000014