(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室と、
前記成膜室内に設けられたヒーターと、
前記成膜室内に設けられ、前記ヒーターの熱伝導を受ける成膜ユニットとを有し、
前記ヒーターと成膜ユニットとの間に基板が配置されるプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法において、
（Ａ）プラズマＣＶＤ装置の起動時間を短縮するために、前記成膜室の圧力を、５Ｔｏｒｒ以上で、かつ、１０Ｔｏｒｒ以下に昇圧し、
（Ｂ）前記ヒーターから前記基板を介して前記成膜ユニットへ伝える熱伝導を、輻射伝熱のみならず、気体の伝熱効率を利用して、前記成膜ユニットの温度を安定した温度にまで高速昇温させて前記基板の温度を管理することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法。
【請求項２】
成膜室と、
前記成膜室内に設けられたヒーターと、
前記成膜室内に設けられ、前記ヒーターの熱伝導を受ける成膜ユニットとを有し、
前記ヒーターと成膜ユニットとの間に基板が配置されるプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法において、
プラズマＣＶＤ装置の起動時間を短縮するために、前記成膜室の圧力を、５Ｔｏｒｒ以上で、かつ、１０Ｔｏｒｒ以下に昇圧し、
輻射伝熱のみならず、気体の伝熱効率を利用して、前記成膜ユニットの温度を安定した温度にまで高速昇温させて前記基板の温度を管理することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧下で薄膜を製造し、内部に成膜用基板（以下、基板ともいう）加熱用ヒータ４を有するプラズマＣＶＤ装置、特にプラズマＣＶＤ装置の開放メンテナンス等の後の起動時の高速昇温方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（用語の説明）
以下の説明において使用する次の用語は、下記の意味で使用する。
（１）「整定する」とは、一定の安定した状態にすることをいう。
（２）「成膜ユニットの温度を整定させる」とは、成膜ユニットの温度を一定の安定した温度にすることをいう。
（３）「整定温度」とは、成膜ユニットの温度が一定の安定した温度になったとき、その安定した温度をいう。
（４）「成膜ユニットの整定時間」とは、成膜ユニットの温度が一定の安定した温度になるまでの時間をいう。
（従来の技術）
従来の技術を図２と図３により説明する。
【０００３】
図２は、従来のプラズマＣＶＤ装置の構成図である。
図２において、ターボ分子ポンプ１０は、成膜室３内を高真空排気（通常１×１０-5Ｔｏｒｒレベル）状態にする為に用いられている。
【０００４】
図３は、従来方法の昇温特性と、本発明方法の昇温特性の比較図である。
従来方法は、高真空状態で、プラズマＣＶＤ装置の起動時のヒーター４の昇温を行っていた為に、「輻射熱のみ」を利用した熱伝達となり、高速昇温するために大容量型ヒーターを用いても、成膜室内の被加熱部品（５Ａ、５Ｂ）を昇温するのに、約３時間以上かかっていた（図３の破線）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術には、次のような問題がある。
（１）従来のプラズマＣＶＤ装置は、長時間、成膜に使用すると、徐々に膜粉が付着する為に、チャンバー内に付着した膜粉が剥離して、基板５Ｂに付着し、不良品発生の原因となる。
（２）そのため、通常、数日毎に、成膜室３を降温し大気開放を行って、メンテナンスを行い、成膜室３内の掃除および成膜ユニット５Ａの交換を行うことが必要であり、
（３）前記メンテナンス後のプラズマＣＶＤ装置の起動（立上げ）における昇温に、大容量型ヒーターを用いても、約３時間以上かかり、生産性を低下する１つの要因になっている。
本発明は、これらの問題を解決することができる方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法は、
成膜室と、
前記成膜室内に設けられたヒーターと、
前記成膜室内に設けられ、前記ヒーターの熱伝導を受ける成膜ユニットとを有し、
前記ヒーターと成膜ユニットとの間に基板が配置されるプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法において、
（Ａ）プラズマＣＶＤ装置の起動時間を短縮するために、前記成膜室の圧力を、５Ｔｏｒｒ以上で、かつ、１０Ｔｏｒｒ以下に昇圧し、
（Ｂ）前記ヒーターから前記基板を介して前記成膜ユニットへ伝える熱伝導を、輻射伝熱のみならず、気体の伝熱効率を利用して、前記成膜ユニットの温度を安定した温度にまで高速昇温させて前記基板の温度を管理することを特徴とする。
また、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法は、
成膜室と、
前記成膜室内に設けられたヒーターと、
前記成膜室内に設けられ、前記ヒーターの熱伝導を受ける成膜ユニットとを有し、
前記ヒーターと成膜ユニットとの間に基板が配置されるプラズマＣＶＤ装置の起動時の高速昇温方法において、
プラズマＣＶＤ装置の起動時間を短縮するために、前記成膜室の圧力を、５Ｔｏｒｒ以上で、かつ、１０Ｔｏｒｒ以下に昇圧し、
輻射伝熱のみならず、気体の伝熱効率を利用して、前記成膜ユニットの温度を安定した温度にまで高速昇温させて前記基板の温度を管理することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、プラズマＣＶＤ装置の起動（立上げ）の際に行われるヒーター４による成膜室３内の昇温時間を短縮する為に、成膜室３内の圧力を上げて、「輻射伝熱」のみならず、「対流による気体の伝熱」も活用して、高速昇温を可能にすることを特徴とする。
【０００８】
したがって、次のように作用する。
（１）本発明方法により、成膜室３内を昇圧することで、ヒーター４から成膜室内の被加熱部品（５Ａ、５Ｂ）への伝熱特性を向上させて、プラズマＣＶＤ装置の起動時に、被加熱部品（５Ａ、５Ｂ）を高速昇温することができる。
（２）ここで、成膜ユニット５Ａは、基板５Ｂをヒーター４の近傍に放置して成膜するにあたり重要な役割を果たす。
【０００９】
すなわち、基板５Ｂに反応ガスを供給してプラズマを発生させ、そのガスを分解して、成膜に寄与するラジカルを発生させるが、基板５Ｂの温度はヒーター４の温度のみならず、成膜ユニット５Ａの温度により変化する。
【００１０】
これは、基板５Ｂがヒーター４とその熱伝導を受ける成膜ユニット５Ａの間にあるためで、基板５Ｂの温度を管理するためには、成膜ユニット５Ａの温度が安定した温度にまで上昇していること（この状況を整定という）が必要となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１と図３により説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成図。
【００１２】
図３は、従来方法の昇温特性と本発明方法の昇温特性の比較図である。
昇圧用ガスは、図１に示すように、ガス供給管１からガス供給バルブ２を介して、成膜室３に供給される。
【００１３】
成膜室３内には、ヒーター４と、成膜ユニット５Ａと、成膜用基板５Ｂが配置されている。
成膜室３の圧力を調整するために、成膜室３に供給されたガスは、排気管７と、ガス調圧バルブ８と、ドライポンプ９により調圧されて排気される。
【００１４】
本発明で使用されるガスの種類はＮ2 、Ａｒ、Ｈ2 等をはじめ、成膜に使用されるガスの一部又は全部が使用される。
成膜室内部６は、数Ｔｏｒｒ（５Ｔｏｒｒ等）に圧力調整され、これにより、ヒーター４から成膜ユニット５Ａへの熱伝導は、高真空状態でも行われる「輻射伝熱」に加えて、「周囲の気体による対流伝熱」も、寄与することになるため、成膜ユニット５Ａの昇温整定を早めることが可能になる。
【００１５】
図３は、本発明の実施例としての、５ＴｏｒｒのＮ2 ガス封入時の起動特性と、従来の高真空状態での起動特性を比較したもので、
実線が本発明方法の起動特性、
破線が従来方法の起動特性を示す。
【００１６】
図３の縦軸は成膜ユニット５Ａの温度、横軸は昇温開始後の時間を示す。
図３から明らかなように、本発明方法の実施例によれば、成膜ユニット５Ａは、約１２０分（２時間）で整定して昇温を完了し、従来方法の１８０分（３時間）に比べて、整定時間が大幅に短縮することができる。
【００１７】
また、成膜プロセス、装置性能にもよるが、封入ガスを伝熱性の良好なＨ2 へ、圧力を５  Ｔｏｒｒから更に高い圧力とすることで、周囲の気体による対流伝熱を促進して整定時間を更に短縮することができる。
なお、真空排気装置の能力から、昇圧の上限は１０Ｔｏｒｒ程度になる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
（１）ヒーター４から成膜ユニット５Ａへの伝熱特性を改善することができる。
（２）そのため、従来３時間以上要していた成膜ユニットの昇温時間を、２時間以内に短縮することができる。
（３）従って、プラズマＣＶＤ装置での、生産性を格段に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置の構成図。
【図２】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成図。
【図３】従来方法の昇温特性と本発明方法の昇温特性の比較図。
【符号の説明】
１…ガス供給管
２…ガス供給バルブ
３…成膜室
４…ヒーター（基板加熱用）
５…成膜室内の被加熱部品（５Ａ、５Ｂ）
５Ａ…成膜ユニット
５Ｂ…成膜用基板
６…成膜室内部
７…排気管
８…ガス調圧バルブ
９…ドライポンプ（荒引用、および補助用ポンプ）
１０…ターボ分子ポンプ（高真空排気用ポンプ）
【図１】
0003806215.tif 000002
【図２】
0003806215.tif 000003
【図３】
0003806215.tif 000004