JP2006037200A - Film-forming apparatus and film-forming method - Google Patents

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隆男 野口
Masahiro Miyazaki
雅弘 宮崎
Kenichi Onchi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film-forming apparatus which can simply form a film on a plurality of substrates, and to provide a film-forming method. <P>SOLUTION: The film-forming apparatus 10 has a discoidal holder 18 for holding the Si substrate 20 to be film-formed, which is arranged in a housing 12. The Si substrate 20A held in the holder 18 is heated by a heater 28, and is simultaneously film-formed by a film-forming material 32 emitted from a vapor deposition source 30. Here, the holder 18 holds six Si substrates 20A to 20F so that they can be aligned along a circumferential direction L, and rotates in the circumferencial direction L. Accordingly, when the holder 18 is rotated, the Si substrate 20 to be film-formed by the vapor deposition source 30 is replaced by the Si substrate 20B, and thus the six Si substrates 20A to 20F held on the holder 18 can be sequentially film-formed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、機能性薄膜等の成膜装置及び成膜方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus such as a functional thin film and a film forming method.

電子デバイスの作製に利用する基板として、Ｓｉ基板などの基板上に、誘電体膜や導電体膜、半導体膜などの機能性薄膜を成膜した積層基板の開発が進められている。このような積層基板を製造する際は、主に、スパッタ装置、気相成長装置及び蒸着装置などが利用される（下記特許文献１及び特許文献２参照）。   As a substrate used for manufacturing an electronic device, development of a laminated substrate in which a functional thin film such as a dielectric film, a conductor film, or a semiconductor film is formed on a substrate such as a Si substrate has been advanced. When manufacturing such a laminated substrate, a sputtering apparatus, a vapor phase growth apparatus, a vapor deposition apparatus, and the like are mainly used (see Patent Document 1 and Patent Document 2 below).

上述した装置は、いずれも真空室を有しており、この真空室の中で基板の成膜がおこなわれる。すなわち、基板を成膜する際は、成膜すべき基板を真空室内に装填する度に、面倒な排気処理をおこなう必要があった。そのため、複数の基板を作製するには、多大な手間と時間を要した。   Each of the above-described apparatuses has a vacuum chamber, and a substrate is formed in this vacuum chamber. That is, when the substrate is formed, it is necessary to perform a troublesome exhaust process every time the substrate to be formed is loaded in the vacuum chamber. Therefore, it takes a lot of labor and time to produce a plurality of substrates.

そこで、このような排気処理による時間ロスを低減する技術として、ロードロック方式の成膜装置が開発された。このロードロック方式の成膜装置は、成膜をおこなう真空室と、この真空室とゲードバルブを介して連通されたロードロック室とを備えている。そして、ロードロック室において基板の出し入れをおこなうことで、真空室を常に真空に保持するため、真空室の排気処理が不要となっている。
特許３３１０８８１号公報 特開平１１−３１２８０１号公報 Therefore, as a technique for reducing the time loss due to such an exhaust treatment, a load lock type film forming apparatus has been developed. This load-lock type film forming apparatus includes a vacuum chamber in which film formation is performed, and a load-lock chamber communicated with the vacuum chamber via a gate valve. Since the vacuum chamber is always kept in a vacuum by loading and unloading the substrate in the load lock chamber, the vacuum chamber is not required to be evacuated.
Japanese Patent No. 3310881 JP 11-31801 A

しかしながら、前述した従来の成膜装置及び成膜装置には、次のような課題が存在している。すなわち、ロードロック方式の成膜装置では、成膜をおこなう真空室の他、ロードロック室や、基板をロードロック室から真空室へ送る搬送装置などが別途必要であっため、装置が複雑且つ大型なものとなっていた。そのため、動作トラブルの多発、メンテナンスの煩雑化、コストの増大など、種々の問題があった。   However, the conventional film forming apparatus and film forming apparatus described above have the following problems. In other words, in addition to the vacuum chamber in which the film is formed, the load lock type film forming apparatus requires a load lock chamber and a transfer device for sending the substrate from the load lock chamber to the vacuum chamber. It was something. Therefore, there are various problems such as frequent operation troubles, complicated maintenance, and increased costs.

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、複数の基板の成膜を簡易におこなうことができる成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of easily forming a plurality of substrates.

本発明に係る成膜装置は、筐体と、筐体内に配置され、円周方向に沿って並ぶように複数の基板を保持すると共に、その円周方向に回転自在な円板状ホルダと、筐体内に配置され、ホルダの外部からこのホルダを加熱するヒータと、筐体内に配置され、ホルダの一部領域に対して成膜材料を放出して、ホルダに保持される複数の基板のうち、一部の基板の成膜をおこなう成膜手段とを備えることを特徴とする。   A film forming apparatus according to the present invention includes a casing, a disk-shaped holder that is disposed in the casing and holds a plurality of substrates so as to be aligned along the circumferential direction, and is rotatable in the circumferential direction. Among the plurality of substrates that are disposed in the housing and that heat the holder from the outside of the holder, and a plurality of substrates that are disposed in the housing and release the film forming material to a partial region of the holder And a film forming means for forming a film on a part of the substrate.

この成膜装置において、成膜されるべき基板は、筐体内に配置された円板状ホルダによって保持される。そして、ホルダに保持された基板がヒータによって加熱されると共に、成膜手段が成膜材料を放出されることによって、基板の成膜がおこなわれる。ここで、ホルダは、その円周方向に沿って並ぶように複数の基板を保持すると共に、その円周方向に回転する。そのため、このホルダを回転させると、成膜手段によって成膜される基板が換わって、ホルダに保持された複数の基板が順次成膜可能な状態となる。このように、本発明に係る成膜装置は、単にホルダを回転させるだけで、複数基板の成膜が実現されるため、複雑且つ大型であった従来の成膜装置に比べて、複数の基板の成膜を簡易におこなうことができる。   In this film forming apparatus, a substrate to be formed is held by a disk-shaped holder disposed in a housing. Then, the substrate held by the holder is heated by the heater, and the film forming means releases the film forming material, thereby forming the film on the substrate. Here, the holder holds the plurality of substrates so as to be aligned along the circumferential direction, and rotates in the circumferential direction. Therefore, when this holder is rotated, the substrate on which the film is formed is changed, and a plurality of substrates held by the holder can be sequentially formed. As described above, since the film forming apparatus according to the present invention realizes film forming on a plurality of substrates by simply rotating the holder, the plurality of substrates are compared with the conventional film forming apparatus which is complicated and large. Can be easily formed.

また、ヒータはホルダの一部のみを加熱して、成膜手段が成膜をおこなう基板のみを加熱することが好ましい。この場合、ヒータの小型化を図ることが容易であるため、装置の小型化を有意に図ることができる。また、高い効率で成膜される基板を加熱することができる。   Further, it is preferable that the heater heats only a part of the holder and only the substrate on which the film forming means performs film formation. In this case, since it is easy to reduce the size of the heater, the size of the apparatus can be significantly reduced. In addition, the substrate to be formed can be heated with high efficiency.

また、ホルダと成膜手段との間に介在すると共に、所定距離だけ離間した状態でホルダを覆い、且つ、ホルダに保持される複数の基板のうち、一部の基板に対応する部分に形成された貫通部を有する遮蔽板をさらに備えることが好ましい。この場合、成膜手段に成膜される基板に対応する部分に遮蔽板の貫通部を配置することで、成膜される基板にのみ高い確度で成膜をおこなうことができるため、成膜の精度の向上が図られる。   In addition, it is interposed between the holder and the film forming means, covers the holder in a state of being separated by a predetermined distance, and is formed on a portion corresponding to some of the plurality of substrates held by the holder. It is preferable to further include a shielding plate having a penetrating portion. In this case, it is possible to form the film with high accuracy only on the substrate on which the film is formed by arranging the penetrating portion of the shielding plate in the portion corresponding to the substrate on which the film is formed. The accuracy is improved.

また、ホルダとヒータとの離間距離を変更する変位手段をさらに備えることが好ましい。この場合、ヒータの熱出力を制御する制御回路を用意することなく、変位手段によるホルダとヒータとの離間距離の変更によって、ホルダの温度調整をおこなうことができる。   Moreover, it is preferable to further provide a displacement means for changing the distance between the holder and the heater. In this case, the temperature of the holder can be adjusted by changing the separation distance between the holder and the heater by the displacement means without preparing a control circuit for controlling the heat output of the heater.

本発明に係る成膜方法は、筐体と、筐体内に配置され、円周方向に沿って並ぶように複数の基板を保持すると共に、その円周方向に回転自在な円板状ホルダと、筐体内に配置され、ホルダの外部からこのホルダを加熱するヒータと、筐体内に配置され、ホルダの一部領域に対して成膜材料を放出して、ホルダに保持される複数の基板のうち、一部の基板の成膜をおこなう成膜手段とを備える成膜装置に適用される成膜方法であって、ヒータによってホルダを加熱して、ホルダに保持された基板を加熱するステップと、成膜手段によって、一部の基板の成膜をおこなうステップと、ホルダを中心位置を中心に回転させて、成膜手段によって成膜材料が放出されるホルダの領域を変更するステップと、ホルダの回転によって、ホルダの成膜材料が放出される領域に移動した基板に対して成膜をおこなうステップとを有することを特徴とする。   A film forming method according to the present invention includes a housing, a disk-shaped holder that is disposed in the housing and holds a plurality of substrates so as to be aligned in the circumferential direction, and is rotatable in the circumferential direction; Among the plurality of substrates that are disposed in the housing and that heat the holder from the outside of the holder, and a plurality of substrates that are disposed in the housing and release the film forming material to a partial region of the holder A film forming method applied to a film forming apparatus including a film forming unit for forming a film on a part of the substrate, the step of heating the holder by a heater and heating the substrate held by the holder; A step of forming a film on a part of the substrate by the film forming means, a step of rotating the holder around the center position to change a region of the holder from which the film forming material is discharged by the film forming means, By rotation, the film formation material of the holder Characterized in that a step of performing film formation on the substrate which has moved to an area served.

この成膜方法において、成膜されるべき基板は、筐体内に配置された円板状ホルダによって保持される。そして、ホルダに保持された基板がヒータによって加熱されると共に、成膜手段が成膜材料を放出されることによって、基板の成膜がおこなわれる。ここで、ホルダは、その円周方向に沿って並ぶように複数の基板を保持すると共に、その円周方向に回転する。そのため、このホルダを回転させると、成膜手段によって成膜される基板が換わって、ホルダに保持された複数の基板が順次成膜可能な状態となる。このように、本発明に係る成膜装置は、単にホルダを回転させるだけで、複数基板の成膜が実現されるため、複雑且つ大型であった従来の成膜装置を用いた成膜方法に比べて、複数の基板の成膜を簡易におこなうことができる。   In this film forming method, a substrate to be formed is held by a disk-shaped holder disposed in a housing. Then, the substrate held by the holder is heated by the heater, and the film forming means releases the film forming material, thereby forming the film on the substrate. Here, the holder holds the plurality of substrates so as to be aligned along the circumferential direction, and rotates in the circumferential direction. Therefore, when this holder is rotated, the substrate on which the film is formed is changed, and a plurality of substrates held by the holder can be sequentially formed. As described above, since the film forming apparatus according to the present invention realizes film formation on a plurality of substrates by simply rotating the holder, the film forming method using the conventional film forming apparatus which is complicated and large is used. In comparison, it is possible to easily form a plurality of substrates.

また、ヒータがホルダを加熱する際、ヒータはホルダの一部のみを加熱して、成膜手段によって成膜がおこなわれる基板のみを加熱することが好ましい。この場合、高い効率で成膜される基板を加熱することができる。   In addition, when the heater heats the holder, the heater preferably heats only a part of the holder and heats only the substrate on which the film is formed by the film forming means. In this case, the substrate on which the film is formed can be heated with high efficiency.

また、成膜装置は、ホルダと成膜手段との間に介在すると共に、所定距離だけ離間した状態でホルダを覆い、且つ、ホルダに保持される複数の基板のうち、一部の基板に対応する部分に形成された貫通部を有する遮蔽板をさらに備え、成膜手段が一部の基板の成膜をおこなう際、成膜手段は、遮蔽板の貫通部を介して基板の成膜をおこなうことが好ましい。この場合、成膜手段に成膜される基板に対応する部分に遮蔽板の貫通部を配置することで、成膜される基板にのみ高い確度で成膜をおこなうことができるため、成膜の精度の向上が図られる。   The film forming apparatus is interposed between the holder and the film forming means, covers the holder in a state of being separated by a predetermined distance, and corresponds to a part of the plurality of substrates held by the holder. A shielding plate having a penetrating part formed in the portion to be formed, and when the film forming unit forms a film on a part of the substrate, the film forming unit forms a film on the substrate through the penetrating part of the shielding plate. It is preferable. In this case, it is possible to form the film with high accuracy only on the substrate on which the film is formed by arranging the penetrating portion of the shielding plate in the portion corresponding to the substrate on which the film is formed. The accuracy is improved.

本発明によれば、複数の基板の成膜を簡易におこなうことができる成膜装置及び成膜方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the film-forming apparatus and the film-forming method which can perform the film-forming of a some board | substrate simply are provided.

以下、添付図面を参照して本発明に係る成膜装置及び成膜方法を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments that are considered to be best for carrying out a film forming apparatus and a film forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same or equivalent element, and the description is abbreviate | omitted when description overlaps.

図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置１０を示した概略断面図である。この成膜装置１０は、蒸着法を用いて成膜をおこなう装置である。図１に示すように、成膜装置１０は筐体１２を有している。この筐体１２の外部には、筐体１２内を真空にするための排気装置１４が設けられている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a film forming apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The film forming apparatus 10 is an apparatus that forms a film using a vapor deposition method. As shown in FIG. 1, the film forming apparatus 10 has a housing 12. An exhaust device 14 for evacuating the inside of the housing 12 is provided outside the housing 12.

筐体１２の内部の天井面１２ａには、天井面１２ａから鉛直方向に延びる回転軸１６によって支持された円板状のホルダ１８が設けられている。このホルダ１８は、回転軸１６の軸線１６ａに対して直交する方向に延在しており、中心位置Ｃ（後述）において回転軸１６に固定されている。そのため、ホルダ１８は、回転軸１６が回転すると、回転軸１６と一体的に、その円周方向に回転する。   A disk-shaped holder 18 supported by a rotating shaft 16 extending in a vertical direction from the ceiling surface 12 a is provided on the ceiling surface 12 a inside the housing 12. The holder 18 extends in a direction orthogonal to the axis 16a of the rotation shaft 16, and is fixed to the rotation shaft 16 at a center position C (described later). Therefore, when the rotating shaft 16 rotates, the holder 18 rotates in the circumferential direction integrally with the rotating shaft 16.

ホルダ１８は、その下面１８ａにおいて、後述する６枚のＳｉ基板２０Ａ〜２０Ｆ（以下、Ｓｉ基板２０Ａ〜２０Ｆを総称してＳｉ基板２０とする。）を保持している。また、ホルダ１８の下方には、ホルダ１８に対して平行に延在すると共に、ホルダ１８の半径よりも若干大きい半径を有する円板状の遮蔽板２２が配置されている。なお、各Ｓｉ基板２０は表面２０ａに（１００）面が露出しており、それぞれの直径は６インチとなっている。   The holder 18 holds six Si substrates 20A to 20F (hereinafter, the Si substrates 20A to 20F are collectively referred to as the Si substrate 20), which will be described later, on the lower surface 18a. A disc-shaped shielding plate 22 that extends parallel to the holder 18 and has a radius slightly larger than the radius of the holder 18 is disposed below the holder 18. Each Si substrate 20 has a (100) surface exposed on the surface 20a and has a diameter of 6 inches.

以下、図２を参照しつつ、ホルダ１８とＳｉ基板２０と遮蔽板２２との位置関係について説明する。   Hereinafter, the positional relationship among the holder 18, the Si substrate 20, and the shielding plate 22 will be described with reference to FIG.

図２に示すように、６枚のＳｉ基板２０Ａ〜２０Ｆは、ホルダ下面１８ａの中心位置Ｃから一定の距離ｄだけ離間した位置であって、一定の角度α（＝６０度）だけずれた位置２４Ａ〜２４Ｆとそれぞれの中心位置とが合うように配置されている。すなわち、Ｓｉ基板２０Ａ〜２０Ｆは、ホルダ１８の円周方向に沿って規則的に並んでいる。   As shown in FIG. 2, the six Si substrates 20A to 20F are positions that are separated from the center position C of the holder lower surface 18a by a certain distance d and are displaced by a certain angle α (= 60 degrees). It arrange | positions so that 24A-24F and each center position may match. That is, the Si substrates 20 </ b> A to 20 </ b> F are regularly arranged along the circumferential direction of the holder 18.

また、遮蔽板２２には、外縁部から中央部に向けて延びる切欠き部（貫通部）２２ａが形成されている。この切欠き部２２ａの幅は、Ｓｉ基板２０の直径よりも若干長くなっているため、ホルダ１８を回転させて、遮蔽板２２の切欠き部２２ａの位置とＳｉ基板２０のいずれかの位置とを合わせた場合には、Ｓｉ基板２０の一つが遮蔽板２２から露出する。   Further, the shielding plate 22 is formed with a notch portion (penetrating portion) 22a extending from the outer edge portion toward the central portion. Since the width of the notch 22a is slightly longer than the diameter of the Si substrate 20, the holder 18 is rotated so that the position of the notch 22a of the shielding plate 22 and any position of the Si substrate 20 Are combined, one of the Si substrates 20 is exposed from the shielding plate 22.

図１に戻って、ホルダ１８を支持する回転軸（変位手段）１６は、公知の駆動機構によってホルダ１８をその厚さ方向（図１の矢印Ｘ方向）に変位させることができる。このような回転軸１６によるホルダ１８の変位は、図示しない制御装置によって制御される。なお、回転軸１６によってホルダ１８を変位させる際、遮蔽板２２もホルダ１８と一体的に変位するため、ホルダ１８と遮蔽板２２との間隔が一定に保たれる。   Returning to FIG. 1, the rotary shaft (displacement means) 16 that supports the holder 18 can displace the holder 18 in the thickness direction (the arrow X direction in FIG. 1) by a known drive mechanism. Such displacement of the holder 18 by the rotating shaft 16 is controlled by a control device (not shown). Note that when the holder 18 is displaced by the rotating shaft 16, the shielding plate 22 is also displaced integrally with the holder 18, so that the distance between the holder 18 and the shielding plate 22 is kept constant.

また、筐体１２内の天井面１２ａには、天井面１２ａから鉛直方向に延びる支持部材２６によって支持された平板状ヒータ２８が設けられている。このヒータ２８は、ホルダ１８及び遮蔽板２２に対して平行に延在しており、ホルダ１８を介して遮蔽板２２と対面するように配置されている。すなわち、ヒータ２８の下面２８ａは、ホルダ１８の上面１８ｂと対面しており、ヒータ２８はホルダ１８の一部を上方から加熱する。なお、ヒータ２８が加熱するホルダ１８の領域Ａ１と遮蔽板２２の切欠き部２２ａによって露出されるホルダ１８の領域Ａ２とは略一致している。   In addition, a flat plate heater 28 supported by a support member 26 extending vertically from the ceiling surface 12a is provided on the ceiling surface 12a in the housing 12. The heater 28 extends in parallel to the holder 18 and the shielding plate 22 and is disposed so as to face the shielding plate 22 through the holder 18. That is, the lower surface 28a of the heater 28 faces the upper surface 18b of the holder 18, and the heater 28 heats a part of the holder 18 from above. Note that the region A1 of the holder 18 heated by the heater 28 and the region A2 of the holder 18 exposed by the notch 22a of the shielding plate 22 substantially coincide with each other.

ヒータ２８の熱出力は一定となっている。そして、ホルダ１８の加熱の程度を変更する際は、上述した回転軸１６によって、ホルダ１８をヒータ２８から離間させたり、ホルダ１８をヒータ２８に近づけたりする。   The heat output of the heater 28 is constant. When changing the degree of heating of the holder 18, the holder 18 is moved away from the heater 28 or the holder 18 is moved closer to the heater 28 by the rotary shaft 16 described above.

また、筐体１２内部のホルダ１８の下方であって、上述した遮蔽板２２の切欠き部２２ａに対応する位置には、図示しない支持機構によって支持された電子ビーム加熱による蒸着源（成膜手段）３０が配置されている。この蒸着源３０は、るつぼ部３０ａを有しており、このるつぼ部３０ａには、例えば、ＺｒＯ２である蒸着材料（成膜材料）３２が装填されている。そして、この蒸着源３０は、電子ビームを照射して蒸着材料３２を加熱することで、蒸着材料３２を上方に放出させる。なお、蒸着源３０の上方には、遮蔽板２２及びホルダ１８が配置されているので、放出された蒸着材料３２は、遮蔽板２２の切欠き部２２ａを介してＳｉ基板２０上にエピタキシャル成長する。より具体的には、ホルダ１８とＳｉ基板２０と遮蔽板２２とが、図２に示した位置関係にあるときには、６枚のＳｉ基板２０のうち、遮蔽板２２の切欠き部２２ａから露出しているＳｉ基板２０Ａの成膜がおこなわれる。 Further, an evaporation source (film forming means) by electron beam heating supported by a support mechanism (not shown) is provided below the holder 18 inside the housing 12 and at a position corresponding to the notch 22a of the shielding plate 22 described above. ) 30 is arranged. The vapor deposition source 30 has a crucible part 30a, and the crucible part 30a is loaded with a vapor deposition material (film formation material) 32, for example, ZrO 2 . The vapor deposition source 30 emits the vapor deposition material 32 upward by irradiating the electron beam to heat the vapor deposition material 32. Since the shielding plate 22 and the holder 18 are disposed above the vapor deposition source 30, the emitted vapor deposition material 32 is epitaxially grown on the Si substrate 20 through the notch 22 a of the shielding plate 22. More specifically, when the holder 18, the Si substrate 20, and the shielding plate 22 are in the positional relationship shown in FIG. 2, the six Si substrates 20 are exposed from the notch 22 a of the shielding plate 22. The Si substrate 20A is formed.

また、蒸着源３０とホルダ１８との間には、蒸着源３０から放出される蒸着材料の放出ルートを囲むようにループ状のＲＦアンテナ３４が設けられている。また、筐体１２内に酸素ガス（Ｏ２）を導入すると共に、導入した酸素ガスを、遮蔽板２２の切欠き部２２ａから露出するＳｉ基板２０ａに向けて放出するノズル３６が設けられている。これらのＲＦアンテナ３４とノズル３６との協働により、酸素プラズマの環境を作り出すことで、高精度の成膜処理が実現される。 Further, a loop-shaped RF antenna 34 is provided between the vapor deposition source 30 and the holder 18 so as to surround the discharge route of the vapor deposition material emitted from the vapor deposition source 30. In addition, a nozzle 36 is provided that introduces oxygen gas (O 2 ) into the housing 12 and discharges the introduced oxygen gas toward the Si substrate 20 a exposed from the notch 22 a of the shielding plate 22. . A high-precision film forming process is realized by creating an oxygen plasma environment by the cooperation of the RF antenna 34 and the nozzle 36.

次に、図３のフロー図を参照しつつ、成膜装置１０を用いてＳｉ基板２０に成膜をおこなう手順について説明する。   Next, a procedure for forming a film on the Si substrate 20 using the film forming apparatus 10 will be described with reference to the flowchart of FIG.

Ｓｉ基板２０の成膜をおこなう際は、図２に示したような位置関係となるように、ホルダ１８の下面１８ａの所定位置に各Ｓｉ基板２０Ａ〜２０Ｆを装着した後、排気装置１４を用いて筐体１２内を真空にする（Ｓ１０）。   When forming the Si substrate 20, the exhaust device 14 is used after mounting the Si substrates 20 </ b> A to 20 </ b> F at predetermined positions on the lower surface 18 a of the holder 18 so that the positional relationship shown in FIG. 2 is obtained. The inside of the housing 12 is evacuated (S10).

次に、１０００℃に保持されたヒータ２８によってホルダ１８の加熱領域Ａ１を加熱して、この加熱領域Ａ１に対応する露出領域Ａ２に配置されたＳｉ基板２０Ａ（図２参照）を所定温度（例えば、９５０℃）まで加熱する（Ｓ１２）。このとき、ホルダ１８及びＳｉ基板２０Ａの温度調整は、ホルダ１８とヒータ２８との離間距離を回転軸１６により調整することによりおこなう。   Next, the heating region A1 of the holder 18 is heated by the heater 28 held at 1000 ° C., and the Si substrate 20A (see FIG. 2) disposed in the exposed region A2 corresponding to the heating region A1 is heated to a predetermined temperature (for example, , 950 ° C.) (S12). At this time, the temperature adjustment of the holder 18 and the Si substrate 20 </ b> A is performed by adjusting the separation distance between the holder 18 and the heater 28 by the rotating shaft 16.

そして、Ｓｉ基板２０Ａが所定温度まで加熱されると、ＲＦアンテナ３４とノズル３６とによって酸素プラズマを導入しつつ、蒸着源３０によってＳｉ基板２０ＡにＺｒＯ２膜をエピタキシャル成長させる（Ｓ１４）。そして、Ｓｉ基板２０Ａ上に所定厚さのＺｒＯ２膜が成膜されると、回転軸１６を駆動させて、ホルダ１８をその円周方向（図２の矢印Ｌ方向）に回転させる（Ｓ１６）。その際、ホルダ１８は、中心位置Ｃを中心に所定角度α（６０度）だけ回転される。 When the Si substrate 20A is heated to a predetermined temperature, a ZrO 2 film is epitaxially grown on the Si substrate 20A by the vapor deposition source 30 while introducing oxygen plasma by the RF antenna 34 and the nozzle 36 (S14). When a ZrO 2 film having a predetermined thickness is formed on the Si substrate 20A, the rotary shaft 16 is driven to rotate the holder 18 in the circumferential direction (the direction of arrow L in FIG. 2) (S16). . At that time, the holder 18 is rotated by a predetermined angle α (60 degrees) around the center position C.

それにより、成膜されたＳｉ基板２０Ａは遮蔽板２２に覆われ、Ｓｉ基板２０Ａの隣のＳｉ基板２０Ｂが遮蔽板２２の切欠き部２２ａから露出すると共に、Ｓｉ基板２０Ｂがヒータ２８によって加熱される。そして、Ｓｉ基板２０Ｂが露出した状態で、Ｓｉ基板２０Ａと同様にして、ＺｒＯ２膜の成膜をおこなう（Ｓ１８）。その他のＳｉ基板２０Ｃ〜２０Ｆの成膜についても、ホルダ１８の所定角度αの回転を繰り返して、Ｓｉ基板２０Ａ，２０Ｂと同様におこない（Ｓ２０）、６枚すべてのＳｉ基板２０Ａ〜２０Ｆの成膜が完了する。 As a result, the deposited Si substrate 20A is covered with the shielding plate 22, and the Si substrate 20B adjacent to the Si substrate 20A is exposed from the notch 22a of the shielding plate 22, and the Si substrate 20B is heated by the heater 28. The Then, with the Si substrate 20B exposed, a ZrO 2 film is formed in the same manner as the Si substrate 20A (S18). The other Si substrates 20C to 20F are formed in the same manner as the Si substrates 20A and 20B by repeating the rotation of the holder 18 by a predetermined angle α (S20), and all the six Si substrates 20A to 20F are formed. Is completed.

以上で詳細に説明したように、成膜装置１０においては、ホルダ１８を回転させることにより、蒸着源３０で成膜されるＳｉ基板２０が換えられる。そのため、ホルダ１８に保持された６枚のＳｉ基板２０Ａ〜２０Ｆに対して、排気処理をおこなうことなく、次々と成膜をおこなうことができる。このように、単にホルダ１８を回転させるだけで、ホルダ１８に保持された複数のＳｉ基板２０Ａ〜２０Ｆを連続的に成膜することができるため、ロードロック室や搬送装置等が必要であった従来の成膜装置に比べて、複数のＳｉ基板２０の成膜を簡易におこなうことができる。   As described in detail above, in the film forming apparatus 10, the Si substrate 20 formed by the vapor deposition source 30 is changed by rotating the holder 18. Therefore, the six Si substrates 20A to 20F held by the holder 18 can be successively formed without performing an exhaust process. As described above, since the plurality of Si substrates 20A to 20F held by the holder 18 can be continuously formed by simply rotating the holder 18, a load lock chamber, a transfer device, and the like are necessary. Compared with a conventional film forming apparatus, a plurality of Si substrates 20 can be formed easily.

また、ヒータ２８は、ホルダ１８全面ではなく加熱領域Ａ１のみを局所的に加熱するものであるため、ホルダ１８全面を加熱する大型のヒータに比べて、小型化を図ることが容易である。このようなヒータ２８の小型化は、成膜装置１０の小型化を図る上で非常に効果的である。特に、６インチのＳｉ基板２０を１０００℃近くまで加熱させるような場合には、ホルダ１８全面を加熱するには大規模で高価なヒータが必要となってくるため、ホルダ１８を局所的に加熱するヒータ２８は非常に効果的なものとなる。なお、ヒータ２８は、成膜過程におかれていないＳｉ基板２０については、実質的に加熱をおこなわないため、効率よくＳｉ基板２０の加熱をおこなうことができ、成膜装置１０の省エネルギ化も図られている。   Further, since the heater 28 locally heats only the heating area A1 rather than the entire surface of the holder 18, it can be easily reduced in size compared to a large heater that heats the entire surface of the holder 18. Such downsizing of the heater 28 is very effective in reducing the size of the film forming apparatus 10. In particular, when heating the 6-inch Si substrate 20 to near 1000 ° C., a large-scale and expensive heater is required to heat the entire surface of the holder 18, so the holder 18 is locally heated. The heater 28 is very effective. Note that the heater 28 does not substantially heat the Si substrate 20 that is not in the film formation process, so that the Si substrate 20 can be efficiently heated and energy saving of the film formation apparatus 10 can be achieved. Is also planned.

また、ホルダ１８と蒸着源３０との間に、切欠き部２２ａを有する遮蔽板２２を介在させることにより、ホルダの成膜領域が限定される。従って、成膜すべきＳｉ基板にのみ高い確度で成膜をおこなうことができる。そのため、成膜精度の向上が実現されている。   Further, by interposing the shielding plate 22 having the notch 22a between the holder 18 and the vapor deposition source 30, the film forming region of the holder is limited. Therefore, film formation can be performed with high accuracy only on the Si substrate to be formed. Therefore, the improvement of film forming accuracy is realized.

さらに、成膜装置１０においては、ヒータ２８の熱出力を一定に維持し、ヒータ２８とホルダ１８との離間距離を回転軸１６によって調整することでホルダ１８及びＳｉ基板２０の温度調整をおこなっているため、ヒータ２８の熱出力を制御する制御回路を別途用意することなく、ホルダ１８及びＳｉ基板２０の温度調整をおこなうことができる。   Further, in the film forming apparatus 10, the heat output of the heater 28 is maintained constant, and the temperature of the holder 18 and the Si substrate 20 is adjusted by adjusting the distance between the heater 28 and the holder 18 by the rotating shaft 16. Therefore, the temperature of the holder 18 and the Si substrate 20 can be adjusted without separately preparing a control circuit for controlling the heat output of the heater 28.

なお、ＺｒＯ２膜が成膜された各Ｓｉ基板２０上に、Ｙ２Ｏ３膜やＰｔ膜をさらに積層する場合には、別途Ｙ２Ｏ３膜用やＰｔ膜用の蒸着源を準備することで、筐体の排気処理をおこなうことなく、Ｓｉ基板２０に連続して複数層の成膜をおこなうこともできる。この場合、露出されたＳｉ基板２０のみに連続して複数層の成膜をおこなってもよく、全ての各Ｓｉ基板２０への単一種の成膜が完了した後に、順次他種の層の成膜をおこなってもよい。 In addition, when further stacking a Y 2 O 3 film or a Pt film on each Si substrate 20 on which the ZrO 2 film is formed, a vapor deposition source for the Y 2 O 3 film or the Pt film is separately prepared. Thus, a plurality of layers can be continuously formed on the Si substrate 20 without exhausting the casing. In this case, a plurality of layers may be continuously formed only on the exposed Si substrate 20, and after the formation of a single type of film on all the Si substrates 20, the formation of other types of layers is sequentially performed. A film may be formed.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、成膜装置は、上述した蒸着装置に限らず、例えば、スパッタ装置や気相成長装置（例えば、ＣＶＤ装置など）であってもよい。また、ホルダが保持する基板の数は、６枚に限らず、適宜増減可能である。さらに、遮蔽板２２の切欠き部２２ａから露出する基板の数は、１つに限らず、適宜増加させてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the film forming apparatus is not limited to the above-described vapor deposition apparatus, and may be, for example, a sputtering apparatus or a vapor deposition apparatus (for example, a CVD apparatus). Further, the number of substrates held by the holder is not limited to six and can be appropriately increased or decreased. Furthermore, the number of substrates exposed from the notch 22a of the shielding plate 22 is not limited to one and may be increased as appropriate.

本発明の実施形態に係る成膜装置を示した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which showed the film-forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. ホルダと、Ｓｉ基板と、遮蔽板２２との位置関係を示した図である。It is the figure which showed the positional relationship of a holder, Si substrate, and the shielding board 22. FIG. 図１の成膜装置を用いてＳｉ基板に成膜をおこなう手順を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the procedure which forms into a film on Si substrate using the film-forming apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０…成膜装置、１２…筐体、１８…ホルダ、２０，２０Ａ〜２０Ｆ…Ｓｉ基板、２２…遮蔽板、２２ａ…切欠き部、２８…ヒータ、３０…蒸着源、３２…蒸着材料。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Film-forming apparatus, 12 ... Housing | casing, 18 ... Holder, 20, 20A-20F ... Si substrate, 22 ... Shielding plate, 22a ... Notch part, 28 ... Heater, 30 ... Deposition source, 32 ... Deposition material.

Claims (7)

筐体と、
前記筐体内に配置され、円周方向に沿って並ぶように複数の基板を保持すると共に、その円周方向に回転自在な円板状ホルダと、
前記筐体内に配置され、前記ホルダの外部からこのホルダを加熱するヒータと、
前記筐体内に配置され、前記ホルダの一部領域に対して成膜材料を放出して、前記ホルダに保持される複数の前記基板のうち、一部の前記基板の成膜をおこなう成膜手段とを備える、成膜装置。 A housing,
A disk-shaped holder that is disposed within the housing and holds a plurality of substrates so as to be arranged along the circumferential direction, and is rotatable in the circumferential direction;
A heater disposed in the housing and heating the holder from the outside of the holder;
A film forming means that is disposed in the housing and discharges a film forming material to a partial region of the holder to form a film on some of the substrates held by the holder. A film forming apparatus comprising: 前記ヒータは前記ホルダの一部のみを加熱して、前記成膜手段が成膜をおこなう前記基板のみを加熱する、請求項１に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the heater heats only a part of the holder and heats only the substrate on which the film forming unit performs film formation. 前記ホルダと前記成膜手段との間に介在すると共に、所定距離だけ離間した状態で前記ホルダを覆い、且つ、前記ホルダに保持される複数の前記基板のうち、一部の前記基板に対応する部分に形成された貫通部を有する遮蔽板をさらに備える、請求項１又は２に記載の成膜装置。   The substrate is interposed between the holder and the film forming means, covers the holder in a state of being separated by a predetermined distance, and corresponds to a part of the substrates among the plurality of substrates held by the holder. The film-forming apparatus of Claim 1 or 2 further provided with the shielding board which has the penetration part formed in the part. 前記ホルダと前記ヒータとの離間距離を変更する変位手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, further comprising a displacement unit that changes a separation distance between the holder and the heater. 筐体と、前記筐体内に配置され、円周方向に沿って並ぶように複数の基板を保持すると共に、その円周方向に回転自在な円板状ホルダと、前記筐体内に配置され、前記ホルダの外部からこのホルダを加熱するヒータと、前記筐体内に配置され、前記ホルダの一部領域に対して成膜材料を放出して、前記ホルダに保持される複数の前記基板のうち、一部の前記基板の成膜をおこなう成膜手段とを備える成膜装置に適用される成膜方法であって、
前記ヒータによって前記ホルダを加熱して、前記ホルダに保持された前記基板を加熱するステップと、
前記成膜手段によって、一部の前記基板の成膜をおこなうステップと、
前記ホルダを前記中心位置を中心に回転させて、前記成膜手段によって前記成膜材料が放出される前記ホルダの領域を変更するステップと、
前記ホルダの回転によって、前記ホルダの前記成膜材料が放出される領域に移動した前記基板に対して成膜をおこなうステップとを有する成膜方法。 A housing, a plurality of substrates arranged in the circumferential direction and arranged in a circumferential direction, and a disk-shaped holder that is rotatable in the circumferential direction, and disposed in the housing, A heater that heats the holder from the outside of the holder, and a film-forming material that is disposed in the housing and is released to a partial region of the holder, and is one of the plurality of substrates held by the holder. A film forming method including a film forming unit for forming a film on the substrate,
Heating the holder by the heater to heat the substrate held by the holder;
Performing a film formation on a part of the substrate by the film forming means;
Rotating the holder about the central position, and changing the region of the holder from which the film forming material is discharged by the film forming means;
Forming a film on the substrate moved to a region where the film forming material of the holder is released by the rotation of the holder. 前記ヒータが前記ホルダを加熱する際、前記ヒータは前記ホルダの一部のみを加熱して、前記成膜手段によって成膜がおこなわれる前記基板のみを加熱する、請求項５に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 5, wherein when the heater heats the holder, the heater heats only a part of the holder and heats only the substrate on which film formation is performed by the film forming unit. . 前記成膜装置は、前記ホルダと前記成膜手段との間に介在すると共に、所定距離だけ離間した状態で前記ホルダを覆い、且つ、前記ホルダに保持される複数の前記基板のうち、一部の前記基板に対応する部分に形成された貫通部を有する遮蔽板をさらに備え、
前記成膜手段が一部の前記基板の成膜をおこなう際、前記成膜手段は、前記遮蔽板の前記貫通部を介して前記基板の成膜をおこなう、請求項５又は６に記載の成膜方法。 The film forming apparatus is interposed between the holder and the film forming means, covers the holder in a state of being separated by a predetermined distance, and a part of the plurality of substrates held by the holder A shielding plate having a penetrating portion formed in a portion corresponding to the substrate,
The film forming unit according to claim 5 or 6, wherein when the film forming unit forms a film on a part of the substrate, the film forming unit forms the substrate through the penetrating portion of the shielding plate. Membrane method.
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