JP2603909C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体製造工程において化学反応を用いた気相成長を利用して薄膜
を形成するＣＶＤ装置に関する。特に、本発明は、マルチチャンバ方式のＣＶＤ
装置（an integrated module multi-chamber CVD processing system）に関する
。さらに、本発明は、マルチチャンバ方式ＣＶＤ装置を用いた基板処理方法に関
する。 【０００２】 【従来の技術】 最近の半導体製造の分野においては、半導体素子の集積回路の高集積化・微細
化が進んでいる。それに伴い、半導体素子の信頼性を保持するため、半導体回路
を形成する配線への役割も大きくなっている。特に、半導体素子の配線の微細化
に伴い、その配線の良好な耐性及び良好な品質が要求されている。配線の微細化
は、配線に流れる電流の電流密度を高くするため、エレクトロマイグレーション
を起こし易くなる。これが原因となって断線を発生させる。現在の配線材料であ
るＡｌは、スパッタリング法によって形成される。この方法では、微細なコンタ
クトホール部では段差被覆性（ステップカバレージ）が劣化する。コンタクトホ
ール部での底や側壁への膜厚が、平坦部の膜厚に比べて非常に薄くなる。その結
果、コンタクトホール部の底部や側壁では断線がいっそう起こり易くなるため、
半導体素子の信頼性を低下させる原因となる。 【０００３】 このような微細コンタクトホール周辺の配線形成をするために、従来のスパッ
タリング法によるＡｌの成膜に代わる新しい成膜技術が導入されようとしている
。その成膜技術のひとつとして、現在、化学的気相成長法（いわゆる熱ＣＶＤ法
）によるＷ膜（以下、ブランケットタングステンという）が注目されている。こ
の化学的気相成長法によれば、反応容器内に原料ガスであるＷＦ6（６フッ化タ
ングステン）と還元ガスであるＨ2を導入し反応容器内の圧力を１０〜１００Ｔ
ｏｒｒとし、通常４００〜５００℃に加熱された基板上でＷＦ6とＨ2が反応して
Ｗ膜が基板上に形成する。通常、この反応はその成膜速度が基板温度に依存する
条件で行われる。すなわち、基板上での素反応が反応律速条件下で行われる。 【０００４】 この方法によれば、段差被覆性の点で、開口径０．５μｍアスペクト比（深さ
と幅の比）が２以上の微細コンタクトホールでもコンタクトホール内に均一な膜
厚のＷ膜を形成することができる。さらに、材質の点で、Ｗ膜はエレクトロマイ
グレーション耐性も高い。そのため配線がより微細になっても、非常に信頼性の
高い配線を形成することができる。 【０００５】 このようなＷ膜を基板上に形成するための薄膜形成装置について説明する。 【０００６】 図９は従来用いられてきた化学的気相成長法によってブランケットＷ膜を形成
するためのＣＶＤ装置の概略図である。 【０００７】 後方のランプヒータ５によって加熱された基板保持体４上に基板３を置き、上
下可能な基板固定具９によって基板３のへりの部分を全部に渡って押し当てて基
板３を固定する。 【０００８】 基板保持体４の温度は熱電対６によって測定され制御される。所望の温度に設
定された基板保持体４上に基板３が置かれる。基板固定具９で基板３を基板保持
体４上に固定させる。対向に位置するガス吹き出し部１７より反応ガスが装置内
に導入され基板３上に所望の薄膜が反応によって形成される。未反応ガスおよび
副生成ガスは排気部２より排気される。また、米国特許５，０３３，４０７の技
術により、下部ノズル２０よりパージＡｒガスを導入し石英窓７上への成膜およ
び基板３の側面や裏面に成膜しないようにしている。 【０００９】 一方、配線としてブランケットＷ膜はその下地に密着層としてＴｉＷ膜または
ＴｉＮ膜を必要とする。ＴｉＷ膜またはＴｉＮ膜はブランケットＷ膜の前工程と
してスパッタリングによって形成される。しかし、その際、基板のへりの部分は
スパッタリング用のリングチャックの影によってＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜が堆
積せず下地のＳｉＯ2が露出したままとなる。 【００１０】 そのためブランケットＷ膜がこのＳｉＯ2上に形成すると、ブランケットＷ膜
とＳｉＯ2は密着性が悪いため短時間でハガレを起こす。ハガレを起こせばそれ
はゴミの発生原因となり、装置内はもとより基板搬送系全体へのダストパーテク
ル汚染の原因となる。ダストパーテクルは半導体製造工程に悪影響をおよぼし半
導体素子の歩留まりを低下させる。 【００１１】 従ってブランケットＷ成膜においてはこのＳｉＯ2部分を隠しこの部分に成膜
しないようにしなければならない。そのためブランケットＷ成膜処理においては
リングチャックの形状とスパッタリングにおけるリングチャックの形状との整合
をとっていた。ブランケットＷ成膜用のリングチャックの内径をスパッタリング
のリングチャックの内径より小さくし、リングチャックを全面に渡って基板に密
着させていた。リングチャックと基板を密着させることでＳｉＯ2部分に反応ガ
スが侵入するのを防いだ。これにより、ＳｉＯ2上にブランケットＷが成膜する
のを防止した。 【００１２】 ここで基板のへりの部分をリングチャックで覆い基板のへりの部分のある一定
幅は成膜されず成膜範囲を限定することをシャドウ形成と呼ぶ。また、基板のへ
りの部分の成膜されないある一定幅をシャドウと呼ぶ。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】 しかし上記従来の装置には以下のような問題点があった。 【００１４】 すなわちＷＦ6とＨ2との反応によるＷ薄膜の形成の場合、その成膜速度が基板
温度に大きく依存するため、基板上に堆積する膜の膜厚分布は基板温度分布で決
定される。従ってまず均一な膜厚分布を得るためには基板の温度分布が均一でな
ければならない。しかし上記従来の装置では基板３と基板固定具９が基板のへり
の部分に沿って接触しているため、その接触部を伝わって基板固定具９に熱が移
動する。その結果、基板のへりの部分から基板固定具９の逃げる熱量が大きく 基板のへりの部分付近での温度低下が起こる。全基板表面上の膜厚分布を均一に
することが達成できなかった。 【００１５】 図１３は従来の装置において基板３上に成膜したＷ膜のシート抵抗分布の一例
であり、基板半径方向のシート抵抗値の分布を示した図である。シート抵抗は膜
厚に反比例するためシート抵抗値が高いほどその部分の膜厚が薄いことを示す。
したがって、そのシート抵抗値が高い箇所では温度が相対的に低く成膜速度が遅
くなっていることを意味する。逆に、シート抵抗値が低いほどその部分の膜厚が
厚く、従って、その箇所は温度が相対的に高く成膜速度が速くなっていることを
意味する。図１３によれば基板のへりの部分付近のシート抵抗の上昇が著しく、
基板の中央付近に比べて温度が低く膜厚が薄くなっていることいえる。また、基
板３の温度分布は、基板保持体４の温度分布の影響も大きく受ける。その基板保
持体４の温度分布は、後方のランプヒータ５の照射分布の影響を最も大きく受け
る。従って、本装置で用いられているサークルヒータなど非対称形や切れ目のあ
る場合は基板保持体４の温度分布が不均一になることで、基板３の温度分布も不
均一になり、その結果、全基板上の膜厚分布が不均一になる。また均一な光照射
が得られたとしてもランプヒータ５と基板３との位置関係、および、基板３と基
板固定具９の接触位置に起因して、基板表面上の温度分布が不均一となることが
ある。ランプヒータの均一な光照射が達成できたとしても基板上の膜厚分布の均
一性は達成できない。しかも、その場合は反応容器（反応室）をわざわざ大気開
放して基板３を移動させてランプヒータとの位置関係を調整しなおしたり、基板
３と基板保持体４および基板固定具９の接触位置関係を調整しなおしたりする必
要がある。 【００１６】 図１２は、従来装置において基板３上に成膜したＷ膜のシート抵抗値の分布を
等シート抵抗値線で表している。ふたつの半円形ランプヒータの配置とシート抵
抗値分布との関係を容易に理解できるよう等シート抵抗値線の図の左側に半円形
ランプヒータの配置を一緒に示した。図１２から明らかなように従来装置では半
円形ランプヒータの切れ目でシート抵抗値が高い。それゆえに、シート抵抗値が 高いところの基板の温度が低くなっていることを示す。また、一方で半円形ラン
プヒータの腹の部分でシート抵抗値が低い。それゆえに、シート抵抗値が低いと
ころの基板の温度が高くなっていることを示している。このことは前述の基板温
度分布がランプヒータの形状および配置位置に著しく依存し、それ故に不均一な
膜厚分布になってしまうことを示している。 【００１７】 また図９に示すような従来のＣＶＤ装置では、図１０に示すように、基板固定
具１０２で基板１０１を固定し、基板１０１上に薄膜を形成すると、基板１０１
に接触する基板固定具の表面上においても薄膜２０１が堆積する。さらに、その
薄膜２０１は基板１０１から接触部１０４及び基板固定具１０２ひとつづきにつ
ながって形成される。そのため薄膜処理終了後に、基板１０１から基板固定具１
０２がはなれるとき、図１１に示すような薄膜のはがれによる微細な小片２０２
が発生する。すなわちマイクロピーリング（micro-peeling）を起こし、ダスト
パーテクルが発生する。基板固定具１０２がもちあげられるとき、マイクロピー
リング（micro-peeling）により発生したダストパーテクルは基板上１０１に落
下する。このマイクロピーリング（micro-peeling）により発生したダストパー
テクルは半導体素子の生産の歩留まりを低下させる主要な要因となる。ダストパ
ーテクルの発生は半導体製造の品質管理の点で深刻な問題となる。図１４は、図
９に示す従来装置によって基板上に形成したプランケットＷ薄膜領域のへりの部
分にマイクロピーリングが発生したことを示す光学顕微鏡写真である。 【００１８】 また、一ヶ箇所でも基板、基板と基板固定具の接触部及び基板固定具とひとつ
づきにつながって薄膜が形成されると、マイクロピーリング（micro-peeling）
を起こし、ダストパーテクルを発生してしまう。米国特許５，０９４，８８５の
ＣＶＤ装置では、そのＣＶＤ装置の基板とクランプリングの接触を示す図３から
あきらかなように、数カ所でマイクロピーリング（micro-peeling）を起こし、
ダストパーテクルを発生してしまう。 【００１９】 ＣＶＤ法によるブランケットタングステン膜の成膜時間には、約４分から５分 かかる。ＣＶＤ法の成膜時間はマグネトロンスパッタリング法による成膜時間に
比べ約４から５倍かかる。そのため枚葉方式（single wafer processing type）
のＣＶＤ装置では、スループットの向上がはかれない。そこで、米国特許５，０
９４，８８５及び５，３３，２８４に示されているようなバッチ式（batch proc
essing type）のＣＶＤ装置が、ブランケットＷ膜の成膜処理に用いられている
。しかし、バッチ式ＣＶＤ装置では、ひとつの真空容器内に設置してある各処理
ステーションで発生するダストパーテクルが、他の処理ステーションを汚染（コ
ンタミネーション）する。そのため、半導体素子の生産の歩留まりの向上がはか
れない。さらに、ＣＶＤ装置のメンテナンス作業のひとつとして通常、その反応
容器内をクリーニング作業を行う。バッチ式ＣＶＤ装置では、各処理ステーショ
ンが設置してある真空容器内をクリーニングするとブランケットＷ膜の成膜処理
が中断してしまう。バッチ式の反応容器は枚葉式の反応容器に比べ容量が大きい
ため、クリーニング作業の労力がかかり、結果的にはメンテナンス時間が枚葉式
の反応容器に比べ非常に長くなる。そのため、バッチ式ＣＶＤ装置では、週単位
または月単位で稼働率が低くなる。結果的には、スループットの向上がはかれな
い。そこで、米国特許５，１５８，６４４に示されるようなセルフクリーニング
機構を有する枚葉方式ＣＶＤ装置が、ブランケットＷ膜の成膜処理に用いられて
いる。しかし、このセルフクリーニング機構（プラズマクリーニング）を有する
枚葉方式ＣＶＤ装置では、成膜処理とクリーニング処理の２つの工程を行うので
、１枚のウエハの成膜処理時間がＷ成膜処理のみの処理時間よりも２倍以上かか
る。この方式でも、結果的には、スループットの向上がはかれない。 【００２０】 本発明の目的は、半導体素子の生産の歩留まりを向上することにある。より詳
しくは、これら従来の問題であるランプヒータ、基板支持台および基板固定具に
起因した基板温度分布が不均一になることを防ぎ、かつ、基板固定具が基板から
はずれるときに発生するマイクロピーリングをなくすことでダストパーテクルの
発生を抑え、半導体素子の生産での高い歩留まりを達成することができる薄膜形
成装置を提供することが本発明の目的である。 【００２１】 本発明によるブランケットタングステンを成膜するＣＶＤ装置では、上記の目
的を達成するため、下記の、より細かく分けられた具体的な目的１〜５を達成す
るものであり、各々の目的を達成するため、以下に述べる各手段を特徴として有
している。 １．均一な膜厚分布を達成すること。 ２．マイクロピーリングを起こさないこと。 ３．マイクロピーリング以外のダストパーテクルの発生を防止すること。 ４．基板処理のスループットを向上すること。 ５．メンテナンス作業の労力を軽減すること。 【００２２】 【課題を解決するための手段および作用】 【００２３】 第１の目的である均一な膜厚分布を得ること。５つの手段によりこの目的を達
成している。 【００２４】 （１）第１の手段として、基板のへりの部分でリング状固定部材が接触して基
板を固定するために、リング状固定部材の内径円の径を基板の径より小さくし、
そのリング状固定部材の接触部分を複数の点接触部で固定する。（ａ）点接触部
の数は少なくとも３つで、（ｂ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸
に面する接触部の側面が内径円の径より大きな同心円の円周上に位置し、（ｃ）
さらに、等間隔で配置される。さらに、これらの点接触部の外側の側面を基板の
側面にそろう位置に配置することで基板を固定させるようにした。 【００２５】 基板固定具による基板の固定方法を点接触としたため、従来の全周接触固定に
比べ接触面積が著しく減少した。その結果、基板のへりの部分の温度の低下の原
因である基板から基板固定具への熱が逃げる量も減少できる。基板固定具と接触
する基板のへりの部分周辺での温度の低下の度合いが従来に比べて少なくなり、
それ故、より均一に基板温度分布は達成でき、その結果、基板上の膜厚分布の均
一性も向上する。 【００２６】 （２）第２の手段として、基板を設置する基板支持台の基板と接触する表面に
段差加工を施す。その段差加工される範囲（円形ならば半径、ドーナッツ状なら
ば内径と外径）およびその段差の深さは、基板の平均温度との差で決定する。と
くに、基板の平均温度よりも高い温度領域に対応する基板支持台の表面を段差加
工する。基板の加熱は基板支持台から基板の接触による熱の移動と両者間の間隙
に存在するガスによる熱伝導によって行われる。段差加工を施すことによってそ
の部分での基板と基板支持台間の接触がなくなるため接触による基板支持台から
基板への熱の移動現象がなくなる。接触している場合よりも、熱が移動する量が
減少するため、段差加工された領域に対応する基板の温度が低くなる。その結果
、段差加工を施した領域での基板と基板支持台間の熱移動は、その間隙に存在す
るガスによる熱伝導現象のみとなる。成膜中での雰囲気の圧力が数１０Ｔｏｒｒ
であるからその段差加工を施した領域で形成される空間内でも圧力は数１０Ｔｏ
ｒｒ以上となり粘性流領域となっている。粘性流領域であるため、基板と基板支
持台間の熱の移動速度は、両者間の距離と段差加工により形成された空間内に存
在するガスの種類に依存する。すなわち、特定のガスがその段差加工を施した領
域での空間内に存在することがわかれば、段差の深さを調節することで基板の温
度低下の割合を調節できる。基板支持台への段差の深さは０．０１ｍｍ単位で精
密加工することができる。そこで、膜厚分布から温度が高い領域を判断し、その
温度の高い領域に対応した基板支持台に段差加工を施す。そうすれば、その段差
加工した領域に対応する付近での基板の温度を低下させることができる。さらに
、その低下の割合を段差の深さで制御できる。現代の機械加工技術であれば、基
板支持台への段差の深さは０．０１ｍｍ単位で精密加工することができる。この
ような段差加工を施した基板支持台をもちいると、図８および図１３から知り得
るように、段差加工しない基板支持台をもちいたときに比べ基板全体の温度は低
下する。しかし、ここで重要なことは、基板全体の温度分布を均一にすることで
ある。そのため、基板全体の温度は低下はとくに問題ではない。なぜなら、加熱
機構の加熱の強度を調整して、基板支持台に供給される熱量を増加すれば基板の
温度は上昇できるからである。 【００２７】 （３）第３の手段として、（ａ）反応容器外に複数の加熱機構が備え付けられ
、（ｂ）各加熱機構はそれぞれ独立の出力制御機構を有しており、さらに、（ｃ
）基板の周辺の後方にそれぞれの加熱機構が配置されている。とくに、基板とリ
ング状固定部材との接触部分の周辺の後方に加熱機構は配置されている。複数の
点接触を有するリング状の固定部材で基板のへりの部分を固定するときは、加熱
機構は基板の中心の同心円上に等間隔に配置することになる。反応容器外に加熱
機構が設置されていれば、反応ガスによる化学的侵食や加熱機構表面の膜付着な
どによる性能の低下を防止できる。反応容器外から加熱する最適な加熱機構とし
て、ランプヒータがあげられる。ランプヒータから照射される光は反応容器に組
み込まれた光透過材（light-transmissive material）の窓を通して基板支持台
が加熱される。それぞれランプヒータが別個に電力の制御が可能となっているた
め、従来のサークルヒータや半円径ヒータを用いた場合に避けられないランプヒ
ータの切れ目による不均一な光照射が生じることはない。さらに、基板支持台お
よび基板固定具などに起因した基板の温度の偏りを補正することが可能となる。
従って、ランプヒータの配置関係とランプヒータの投入電力を調整することで、
基板の温度分布を均一にすることができ、その結果、膜厚分布も均一にすること
ができる。さらに基板の温度補正は、反応容器を大気開放することなく行える利
点も有している。 【００２８】 （４）第４の手段として、リング状固定部材の内部に流れる熱媒体の流路を形
成する。この熱媒体の温度は、せいぜい、ＣＶＤ反応によって薄膜が堆積するた
めに必要な温度にする。薄膜が堆積する温度以上であるとリング状固定部材の表
面に薄膜が堆積するのを促進してしまう。リング状固定部材の内部に熱媒体が循
環することでリング状固定部材が加熱される。基板とリング状固定部材の接触部
との温度差が少なくなるのでその温度差による熱量の移動を抑制することができ
る。したがって、基板のリング状固定部材の接触部分での温度が低下するのを防
止できる。ＣＶＤ反応によるＷ膜の成膜処理には、せいぜい約２００℃程度に加
熱された媒体で十分である。熱媒体の温度が２００℃以上であるとリング状固定 部材上にＷ膜が堆積するのを促進ので好ましくない。熱媒体として、Ａｒガス、
Ｎ2ガスなどの不活性ガス、油、水がある。とくに、不活性ガスが好ましい。か
りに、不活性ガスが、真空容器内にもれても、ＣＶＤ反応に影響を与えない。 【００２９】 （５）第５の手段として、光透過材（light-transmissive material）ででき
た窓を有する反応容器と、その反応容器内に窓と対向する位置に基板保持体が配
置され、反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体とリング状固定部材の間
およびリング状固定部材と基板との間でパージガスが流れる通路を形成すること
にある。この通路の一部である基板保持体と光透過材の窓との間をパージガスが
通るとき、反応容器外に備え付けられた複数の加熱機構によってパージガスが加
熱される。パージガスが加熱されることで、リング状固定部材と基板との間隙を
通るとき、パージガスがリング状固定部材の基板との接触部分や基板のリング状
固定部材との接触部分から熱を奪うことはない。パージガスがリング状固定部材
と基板との間隙を通ることで、基板の温度分布を不均一にすることはない。 【００３０】 第２の目的であるマイクロピーリングを発生させないこと。 【００３１】 （６）マイクロピーリングを発生させず、急峻なシャドウ境界を得るために、
基板のへりの部分にリング状固定部材が接触して基板を固定する手段として、リ
ング状固定部材の内径円の径を基板の径より小さくし、そのリング状固定部材の
接触部分を複数の点接触部で固定する。（ａ）点接触部の数は、少なくとも３つ
で、（ｂ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面
が内径円の径より大きな径の同心円の円周上に位置し、（ｃ）さらに、等間隔で
配置（第１の手段）したことにより、基板のへりの部分とリング状固定部材の重
なる部分に間隙が形成される。そこで、第６の手段として、その間隙を通してパ
ージガスを化学反応によって薄膜が堆積している空間に吹出すようにするパージ
ガス供給機構を設ける。第１の手段及び第６の手段により、基板の表面にプラン
ケットＷ膜の成膜処理が行われるとき、反応ガスが間隙内部に侵入するのをパー
ジガスで阻止できる。さらに、パージガスの流量を調節することで、その成膜領 域のへりの部分が、リング状固定部材の内径円にほぼ一致するように薄膜の形成
領域が制限できる。これにより、反応ガスが、基板とリング状固定部材が接触す
る点接触部に及ぶことはない。その結果、基板と点接触部がひとつづきにわった
て薄膜が形成されることはない。マイクロピーリングが生ぜず、微細なダストパ
ーテクルが発生しない。また明確な幅を有するシャドウ領域が形成されたため、
ＳｉＯ2の露出面に成膜領域が及ばない。ＳｉＯ2の露出面に堆積した膜のはがれ
によるパーティクルの発生も防止することができる。また、リング状固定部材の
内径円の半径は、あらかじめ堆積したＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜の成膜領域でリ
ング状固定部材の中心軸Ｏとその成膜領域との最短距離より短くする。そうすれ
ば、ＳｉＯ2の露出面にＷ膜が形成するのをよりいっそう防止できる。さらに、
下地層であるＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜上に確実にＷ膜を形成することができる
。 【００３２】 リング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面が位置する同心円の半径が、
あらかじめ堆積したＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜の成膜領域でリング状固定部材の
中心軸Ｏとその成膜領域との最長距離より長くする。そうすれば、接触部は、基
板のＳｉＯ2の露出面上にのみに接触する。ＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜上に接触
部が接触してＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜がはがれる原因とならない。 【００３３】 第３の目的であるマイクロピーリング以外のダストパーテクルの発生防止 【００３４】 （７）マイクロピーリング以外のダストパーテクルの主要な発生原因として、
基板以外に堆積した膜のはがれの現象が考えられる。そこで、基板以外に堆積し
た膜のはがれを防止するため、第７の手段として、リング状固定部材が反応ガス
にさらされる露出部分とその他の部分で組立られているようにする。このばあい
、反応が生じる空間に面するリング状固定部材の表面の材質を基板上に堆積する
薄膜と同じにする。ＷＦ6とＨ2が反応してＷ膜が基板上に形成する場合、この化
学反応によりＷ膜が堆積するためには、約２００℃以上の表面上でなければなら
ない。基板以外で約２００℃以上となるのはリング状固定部材である。そのた めリング状固定部材の表面上のみにＷ膜が堆積する。そこに堆積したＷ膜のはが
れの原因となるのは、下地との熱膨張との差により内部応力が発生するからであ
る。リング状固定部材上に堆積したＷ膜が、その下地のリング状固定部材との熱
膨張の差により内部応力が生じる程の膜厚に成長すると、はがれが発生する。そ
のはがれた小片がダストパーテクルとして歩留まりの低下の原因ともなる。そこ
で、リング状固定部材の露出部分上に堆積したＷ膜が熱膨張の差により内部応力
が生じないように下地であるリング状固定部材の露出部分の材質をタングステン
とする。または、リング状固定部材の露出部分の表面を予めＷ膜をコーティング
してもよい。さらに堆積する膜と同じ熱膨張係数の材料を下地のリング状固定部
材にしてもよい。Ｗ膜であれば、商標「モネルメタル」（”ＭＯＮＥＬ”metal
）として市販されているニッケルと銅の合金が最適である。 【００３５】 （８）上記以外のダストパーテクルの発生原因として真空容器内の部品の摺動
部からの発生、およびメンテナンス作業中に真空容器内に外部からダストパーテ
クルが侵入ことが考えられる。これらの発生を直接防止する対策よりも、むしろ
ＣＶＤ装置内の各真空容器間で相互にダストパーテクルが汚染しあわないように
する対策の方が、歩留まり向上の達成のための手段として、簡単で容易である。
そこで、第８の手段として、マルチチャンバ方式の薄膜形成装置(an integrated
module multi-chamber vacuum processing system）をもちいる。 【００３６】 マルチチャンバ方式薄膜形成装置を構成する各真空容器の基本的配置設計は、
ひとつの基板搬送用真空容器とそのまわりに複数の処理用真空容器と搬出入用ロ
ードロック真空容器が配置されていることによる。基板搬送用真空容器には基板
搬送機構が配置されている。各処理用真空容器及び搬出入用ロードロック真空容
器と基板搬送用真空容器の間には、開閉用のゲートバルブが備えられている。さ
らに、各処理用真空容器内では、ひとつの基板が処理される。また、それぞれ真
空ポンプが備え付けられている。このマルチチャンバ方式薄膜形成装置おいては
、ひとつの処理用真空容器に基板を搬送し、その処理用真空容器と基板搬送用真
空容器間のゲートバルブが閉まり、その処理用真空容器内で基板が処理され、そ の処理済み基板がとり出され、搬出入用ロードロック真空容器に納められて、そ
して、その搬出入用ロードロック真空容器のゲートバルブが閉まるまでがひとつ
の処理工程である。この間、その他の処理用真空容器のゲートバルブは閉めたま
まとする。このような処理条件によれば、ひとつの処理用真空容器内に存在する
ダストパーテイクルは、その他の処理用真空容器に侵入することはない。また、
この間、ゲートバルブが閉められて処理用真空容器が基板搬送用真空容器から孤
立していても、各真空容器には真空ポンプが備え付けられているので、各処理用
真空容器内は適切な圧力に設定することができる。 【００３７】 第４の目的として基板処理のスループットを向上すること。 【００３８】 （９）第９の手段として、以下のような特徴をもつマルチチャンバ方式のＣＶ
Ｄ装置（an integrated module multi-chamber CVD processing system）をもち
いることである。すなわち、少なくとも３つ処理用真空容器を有し、その処理用
真空容器すべてが、第１、２、３および５の手段を有するＣＶＤ処理用真空容器
であって、基板搬送用真空容器に配置された基板搬送機構は、少なくともふたつ
の基板を保持することができる搬送用ロボットである。通常、ひとつのブランケ
ットＷ膜の成膜処理工程には、ＴｉＮ成膜処理、Ｗ膜成膜処理とエッチバック処
理が必要となる。この処理でもっとも時間を要する処理工程が、Ｗ膜成膜処理工
程である。ＴｉＮ成膜処理とエッチバック処理の処理時間に比べ約４〜５倍かか
る。ＴｉＮ成膜処理とエッチバック処理は別の薄膜形成装置で行うこととし、す
べての処理用真空容器がＣＶＤ処理用であるマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置の
方がひとつのブランケットＷ膜の成膜処理工程の時間を短くできる。さらに、少
なくともふたつの基板を保持することができる搬送用ロボットによって、処理さ
れた基板を搬出入用ロードロック真空容器に搬送する工程と未処理の基板を搬送
する工程をひとつの工程とすることができる。もっとも好ましいのは、１９９２
年１１月２０日に出願された米国特許出願番号０７／９７９，２５５に記載され
ている基板搬送機構である。その基板搬送機構は、ひとつの基板をつかむハンド
（mechanical hand）とふたつの基板待機用ステージを有する蛙足型多関節ロボ ット（frog-leg type articulated robot）である。このような蛙足型多関節ロ
ボットであれば、その搬送工程は、（ａ）搬出入用ロードロック真空容器から未
処理の基板をひとつの基板待機用ステージのせて、（ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器
に面するように回転する。（ｃ）そのＣＶＤ処理用真空容器内から処理済み基板
を取り出して、もうひとつの基板待機用ステージにのせる。（ｄ）そして、未処
理の基板をそのＣＶＤ処理用真空容器内に置く。このような蛙足型多関節ロボッ
トであれば、基板の搬送時間を大幅に短縮することができる。さらに、蛙足型多
関節ロボットを回転させるベースプレート（baseplate）の運動回数も少なくで
きるので、その摺動部からのダストパーテイクルも低減できる。なぜなら、米国
特許４，９５１，６０１に示すような従来のひとつの基板をつかむハンドを有す
る基板搬送機構では、（ａ）〜（ｂ）までの搬送工程を行うとベースプレートの
運動回数は３回であるが、このような蛙足型多関節ロボットでは２回ですむ。さ
らに、ひとつの基板待機用ステージとひとつの基板をつかむふたつのハンドを前
後に配置した蛙足型多関節ロボットであってもよい。また、さらには、基板待機
用ステージがなく、ひとつの基板をつかむふたつのハンドのみを前後に配置した
蛙足型多関節ロボットであってもよい。 【００３９】 （１０）第１０の手段は、第９の手段の特徴をもつマルチチャンバ方式のＣＶ
Ｄ装置を用い、以下の特徴を有する基板の処理方法を使用することである。この
場合、２つの処理方法がある。ひとつは、ひとつの処理用真空容器のメンテナン
ス作業中に他の処理用真空容器で基板のＣＶＤ処理を行う処理方法と、他は、長
期間のメンテナンス作業時間を設定する場合の処理方法である。 【００４０】ひとつの処理用真空容器のメンテナンス作業中に他の処理用真空容器で基板の
ＣＶＤ処理を行う処理方法。 【００４１】 この処理方法を図２５（ａ）と図２５（ｂ）を用いて説明する。ｎ個のＣＶＤ
処理用真空容器Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……、Ｐ（ｋ）、……、Ｐ（ｎ−
１）、Ｐ（ｎ）（但し、ｎ≧３）において、はじめに、ＣＶＤ処理用真空容器Ｐ （１）からＰ（ｎ）に基板を処理させる。 【００４２】 第１回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）においてはＷｍ、Ｐ（２）において
はＷｍ−Ｗｃ、……、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ、……、Ｐ（ｎ
）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理した後に行う。 【００４３】 それぞれのＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業は、メンテナンス作業時
間Ｔｍ内に行う。ここで、Ｗｍはメンテナンス作業を始めるでに処理されるべき
あらかじめ設定した基板の枚数を意味する。今後、Ｗｍをメンテナンス作業基準
枚数と名付ける。Ｗｃは、Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔで導きだされる。Ｔｍはあらかじめ定
めたメンテナンス作業時間を表わす。ｔは１枚の基板を搬出入用ロードロック真
空容器から出ていき、ＣＶＤ処理用真空容器で処理され、搬出入用ロードロック
真空容器に戻るまでの時間である。Ｗｃは、ひとつのＣＶＤ処理用真空容器でメ
ンテナンス作業中に他のひとつのＣＶＤ処理用真空容器が処理する基板の枚数を
意味する。今後、Ｗｃを基準処理枚数と名付ける。 【００４４】 第１回目のメンテナンス作業期間は、Ｗｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理した
後に始まり、Ｗｍ＋Ｗｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業期間の
時間は、Ｔｍ×ｎである。このＴｍ×ｎ期間は、ｔ時間おきにｎ−１個の基板が
処理される。 【００４５】 第２回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）においては２Ｗｍ＋Ｗｃ、Ｐ（２）
においては２Ｗｍ、……、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋
Ｗｃ）、……、Ｐ（ｎ）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）の基
板を処理した後に行う。 【００４６】 第２回目のメンテナンス作業期間は、２Ｗｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理し
た後に始まり、２Ｗｍ＋Ｗｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業期
間の時間は、第１回目のメンテナンス作業期間と同様にＴｍ×ｎである。 【００４７】 第Ｎ回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）においてはＷｍ＋Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗ
ｃ）（Ｎ−１）、Ｐ（２）においてはＷｍ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、……、
Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、……、
Ｐ（ｎ）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）の基板を
処理した後に行う。 【００４８】 第Ｎ回目のメンテナンス作業期間は、Ｗｍ−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）
（Ｎ−１）の基板を処理した後に始まり、Ｗｍ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）＋Ｗ
ｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業期間の時間は、Ｔｍ×ｎであ
る。 【００４９】 それぞれのＣＶＤ処理用真空容器でのメンテナンス作業に達する基準を基板の
枚数ではなく時間で表示したければ、基板の処理枚数をｔで割ればよい。 【００５０】 この方法によれば、どのＣＶＤ処理用真空容器でもメンテナンス作業がされて
いない期間中、すなわちＷｍ／ｔ＋Ｔｍ−Ｔｍ×ｎ期間中はｔ時間ごとにｎ個の
基板が処理される。メンテナンス作業期間Ｔｍ×ｎでは、ｔ時間おきにｎ−１個
の基板が処理される。 【００５１】 後述する第１１手段及び第１２手段により、メンテナンス作業期間が短縮でき
るため、この方法は効率よく行なえる。 【００５２】 長期間のメンテナンス作業時間を設定する場合の処理方法。 ＷｍをＷｃでわったときの商の数値が、ＣＶＤ処理用真空容器のｎ個より小さ
い場合、上記の処理方法は使用できない。このことは、メンテナンス作業時間を
長期間設定することを意味する。そこで、あらかじめ長時間のメンテナンス作業
時間Ｔｍを確保しておきたい場合は、以下の条件で基板の処理を行う。 【００５３】 最大限に使用できる処理用真空容器の個数Ｎｕを以下の関係式で導き出す。 【００５４】 基板処理枚数Ｗｃは、Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔで導き出される。ここで、メンテナンス
作業時間Ｔｍはあらかじめ設定した時間である。最大使用処理用真空容器の個数
Ｎｕは、Ｎｕ＝Ｗｍ／Ｗｃで導き出される。ただし、Ｎｕ≧２である。 【００５５】 さらに、ｎ個のＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……Ｐ（
ｎ−１）、Ｐ（ｎ）をグループ分けをする。ＣＶＤ処理用真空容器Ｎｕ＋１個で
ひとつの群が形成される。そうすると、群の個数Ｇは、Ｇ＝ｎ／（Ｎｕ＋１）で
導き出される。そのときの、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰの個数をＲとす
る。ただし、０≦Ｒ＜Ｎｕ＋１である。 【００５６】 この関係式を用いて、次の手順で行う。 Ｇ個の群のうちあるひとつの群のＣＶＤ処理用真空容器｛ＧＰ（１）、ＧＰ（
２）、ＧＰ（３）……ＧＰ（Ｎｕ）、ＧＰ（Ｎｕ＋１）｝において、 （ａ）はじめに、ＣＶＤ処理用真空容器ＧＰ（１）からＧＰ（Ｎｕ）に基板を
処理させる。 （ｂ）上の関係式で導き出された基準処理枚数Ｗｃに達した時点で、ＧＰ（１
）の処理をやめる。それと同時に、ＧＰ（２）からＧＰ（Ｎｕ）の処理を継続し
ながら、ＧＰ（Ｎｕ＋１）の処理を開始する。次に基準処理枚数が２×Ｗｃにな
ったとき、Ｐ（２）の処理やめて、ＧＰ（１）の処理を開始する。ＧＰ（Ｎｕ−
１）で基板の処理枚数が（Ｎｕ−１）×Ｗｃに達するまで、この手順を続ける。 （ｃ）ＧＰ（Ｎｕ）のＣＶＤ処理用真空容器で、あらかじめ設定したメンテナ
ンス作業基準枚数Ｗｍに達した時点でメンテナンス作業を開始する。 （ｄ）ＧＰ（Ｎｕ）のメンテナンス作業を、メンテナンス作業時間Ｔｍ内に行
う。 （ｅ）Ｔｍ後にＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナンス作業を開始する。メンテナン
ス作業の所要期間はＴｍである。次のＴｍ後にはＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナン
ス作業を開始しする。メンテナンス作業をこの手順で繰り返す。 （ｆ）（ａ）工程から（ｃ）工程までの手順を各群も同時に行う。 （ｇ）それとともに、各群のＣＶＤ処理用真空容器での基板処理と同時に、す
べてのあまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰも、メンテナンス作業基準枚数Ｗｍま
で基板の処理し続ける。メンテナンス作業基準枚数Ｗｍに達した時点で、すべて
のＲ個のＣＶＤ処理用真空容器をメンテナンス作業する。メンテナンス作業の期
間はＴｍ時間に行う。 【００５７】 Ｒ個のＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業するときは、各群のいずれか
ひとつのＣＶＤ処理用真空容器と同時にしなければならない。したがって、この
間は、Ｒ＋Ｇ個のＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業を同時にしなければ
ならない。 【００５８】 この方法によれば、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰがメンテナンス作業さ
れるまで、ｔ時間ごとに（Ｎｕ×Ｇ＋Ｒ）個の基板が処理される。ＣＶＤ処理用
真空容器ＲＰがメンテナンス作業中では、ｔ時間ごとにＮｕ×Ｇ個の基板が処理
される。 【００５９】 なお、最初にＷｃづつの枚数ごとに中止したＧＰ（１）からＧＰ（Ｎｕ）は、
つぎの処理が開始するまで、メンテナンス作業を行ってもよい。そのメンテナン
ス作業の所要期間は、Ｔｍである。 【００６０】 以上、つぎのような条件のもとであれば、これらの方法でもって、効率よく基
板処理とメンテナンス作業が行える。 （ａ）ひとつの基板を処理するのに相当な時間を要する処理工程であること。 スパッタリング処理やエッチング処理のような短時間で処理できるものは不向
きである。短時間で処理できる工程では、これらの方法を用いると十分なメンテ
ナンス作業時間が確保できない。したがって、これらの方法は、相当の時間をよ
うするＣＶＤ処理工程がもっとも適している。 （ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器が３個以上であること。 処理用真空容器が２個だと、メンテナンス作業で基板処理を中断せず連続基板
処理ができるが、メンテナンス作業中１枚のみしか基板処理できない。これでは
、枚葉式のＣＶＤ装置と同じになる。マルチチャンバ方式のＣＶＤ装置の特徴で
ある複数基板の同時処理ができなくなる。 （ｃ）処理用真空容器と搬出入用ロードロック真空容器との搬送時間が短いこ
と。 もし搬送に相当の時間をようすると、処理枚数が増えてくるにしたがい、同時
処理されるべき複数基板がずれてくる。このずれの時間の間隔が大きくなると、
ひとつの処理用真空容器をメンテナンス作業している最中に、つぎの処理用真空
容器のメンテナンス作業を始めなければならないことになる。 搬送時間をできるかぎり短くするためには、第７の手段の少なくとも２つの基
板を保持（to store）する蛙足型多関節ロボットがもっとも適している。 【００６１】 第５の目的であるメンテナンス作業の労力を軽減すること。 （１１）第１１の手段として反応容器の外壁に循環路を設けることである。こ
の循環路は温度調節機構を有する循環ポンプにつながっている。温度調節機構に
より循環路を流れる熱媒体の温度を調節する。熱媒体の設定温度の範囲は、ＣＶ
Ｄ反応で生じる副生成物の飽和蒸気圧の温度以上、ＣＶＤ反応で薄膜の生成する
温度以下である。この範囲内で温度設定された熱媒体が循環路を循環することで
、反応容器の内壁の温度が設定温度の範囲内となる。副生成物の分子は、反応容
器の内壁の温度がその副生成物の飽和蒸気圧の温度以上であるためその内壁に付
着しにくくなる。それとともに、反応容器の内壁の温度がＣＶＤ反応で薄膜の生
成する温度以下であれば、薄膜がその内壁に堆積することはない。そのため、反
応容器の内壁のクリーニング作業の労力が軽減される。熱媒体として水、または
油がよい。 【００６２】 （１２）第１２の手段としてリング状固定部材が反応ガスにさらされる露出部
分とその他の部分で組立られているようにする。そのすると、反応ガスにさらさ
れる部分の表面上にのみＣＶＤ反応による膜が堆積することになる。リング状固 定部材をクリーニング作業をする際には、反応ガスにさらされる露出部分のみを
とりかえればよいといえる。 【００６３】 【実施例】 以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、これらの添付
図面は、この発明が理解できる程度に各構成部品の形状、大きさおよび配置関係
を概略的に示してあるにすぎない。 【００６４】 図１は本発明に係るＣＶＤ装置の全体構成を示す。図１において、１は内部空
間が気密に形成された反応容器であり、反応容器１の内部は図示しない排気装置
より所定の減圧状態に保持される。反応容器１の内部空間は反応室となる。反応
容器１の外壁に反応容器の壁を加熱する熱媒体が循環する循環路３０が備えつけ
られている。反応容器１に接続される配管２は排気装置に接続される排気管であ
る。反応容器１の内部空間に基板３が配置される。基板３は、反応容器１内の中
央位置に設置されたサセプタ４の上に搭載され、基板３の第１表面がリングチャ
ック９に接触し、基板３の第２表面は、サセプタに対して保持されるように、保
持される。サセプタ４は、下方に配置されたランプヒータ５により加熱され、所
要の温度に保たれる。サセプタ４の温度は熱電対６によって測定される。熱電対
６で測定されたサセプタ４の温度データは、制御装置に供給され、その温度デー
タに基づき、ランプヒータ５への投入電力量を調整してランプヒータ５の放射さ
れる輻射熱を制御し、サセプタ４を所望の温度に制御する。サセプタ４とランプ
ヒータ５との間には光透過材である石英窓７が設けられる。石英窓７は、サセプ
タを加熱するランプヒータ５からの光を通す窓であり、同時に反応室の気密を保
つ役目も果たしている。また８は反射部材で、ランプヒータ５から下方に放射さ
れた熱を、サセプタ４が配置された側に反射させるためのものである。 【００６５】 ここでランプヒータ５および反射部材８は組をなしこれが同心円上に等間隔で
１２組並んでおり、個々のランプヒータがそれぞれ出力制御器を有し、それぞれ
別個に電力を制御できるようになっている。 【００６６】 サセプタ４の基板３と接する表面に深さ一定でドーナッツ状の段差加工を施し
ている。ただし基板３がオリエンテーションフラット（いわいるオリフラ）を有
している場合は、段差加工領域の外側のへりの部分と基板３の端とは一定距離を
保つようにオリフラ付近では段差加工領域の外側のへりはオリフラと平行になっ
ている。 【００６７】 サセプタ４の上に配置された基板３は、上下運動するリングチャック９によっ
て固定される。リングチャック９はリング形状となっている。そのためリングチ
ャック９の中央部に孔９ａが形成されている。図１は、リングチャック９が基板
を固定している状態を示す。図２は、リングチャック９と基板３の接触状態を示
す図１の部分拡大図である。基板３上には、あらかじめリアクテブスパッタリン
グで堆積したＴｉＮ膜５２上に熱ＣＶＤで堆積したＷ膜２４が堆積している。リ
ングチャック９は基板３のへりの部分を覆っている。今後、基板３のへりの部分
とは、リングチャック９に覆われた基板３の部分をいうことにする。さらに、基
板３の中心は、リングチャック９の中心軸Ｏに位置している。図２の部分拡大図
に示すように、リングチャック９と基板３とがかさなるリングチャック９の底面
には、複数の点接触部１０が等間隔で設けられている。これらの点接触部１０が
、基板３のへりの部分に接触して、基板３を固定している。点接触部１０は、で
きる限り基板表面の接触面積を小さくし、かつ、できるだけその点接触部のサイ
ズを小さくする。また、点接触部１０自体の形は、パージガスの流れを乱さない
形状がよい。そのため、点接触部の側面が曲面状に形成される。望ましくは、そ
の断面が円形または楕円形にするとよい。とくに、断面が楕円形のときその長径
がパージガスの流線方向に沿うようにする。点接触部１０の位置については、図
１〜図３で明らかなように、リングチャック９の中心軸Ｏに面する点接触部の側
面が内径円より大きな同心円の円周上に位置する。すなわち、リングチャック９
の内側端面９ｂよりも、中心軸Ｏの径方向の外側にずらせて配置する。外側にず
れる距離は、リングチャック９が基板３に接触するとき、点接触部１０が基板３
のへりの部分上に接触する程の距離である。とくに、点接触部１０は、基板３を 確実に押さえつけるために、図１７、図１８及び図１９のように点接触部１０の
外側の側面が基板３の側面にそろうようにする。また、さらに、図２に示すよう
にリング状固定部材の中心軸ＯとＴｉＮ薄膜５２の領域との距離のうちの最長距
離より同心円５１の半径を長くしている。そのため点接触部１０は、基板３のＳ
ｉＯ2露出面上のみに接触している。点接触部１０は、リングチャック９に機械
加工で直接に作ることもできる。また別に作製したものを取り付けてもよい。 【００６８】 点接触部１０の数は、３個から１２個程度がもっとも適切である。基板を確実
にサセプタ４に密着させるために、基板３の径が大きくなるに応じて、点接触部
１０の数を多くする。８インチ基板では、点接触１０の数は１２個がよい。 【００６９】 基板３とリングチャック９は点接触部１０を介して接触するために、基板３が
リングチャック９によって固定されているとき、基板３とリングチャック９との
間には、間隙１１が形成される。図２では、間隙１１の間隔を符号Ａで示してい
る。図２では、基板３とリングチャック９の重複部分の中心軸Ｏの径方向の幅を
、符号Ｂで示している。この重複部分の幅Ｂは、言い換えると、リングチャック
９の内径円の半径と基板の半径との差といえる。 【００７０】 上記のリングチャック９は、その下部に複数本の支柱１２によって支持される
。本実施例の場合は支柱１２は２本である。支柱１２は、反応容器１の下壁部１
３から気密性を保持した状態で反応容器外に引き出される。支柱１２は、反応容
器１の外において、昇降装置（図示せず）に連結され、上下方向１４に移動でき
る。これにより、リングチャック９を昇降させる。リング１５は、リングチャッ
ク９が基板３を固定するときに、リングチャック９が安定して固定できるための
支持リングである。図２に示すように、支持リング１５にはバイトンゴム１６が
取り付けられ、リングチャック９の外側のへり部分は、バイトンゴム１６に押し
当てられる。 【００７１】 反応容器１の上壁部には、基板１に対向する位置に反応ガスを供給するガス供 給機構が設けられる。１７はガス吹出し部、１８はガス導入ノズル、１９は反応
ガス供給源である。本実施例のＣＶＤ処理では、ＷＦ6とＨ2との還元反応による
タングステン成膜が行われる。従って、反応ガス供給源１９から供給される反応
ガスは、ＷＦ6およびＨ2である。 【００７２】 循環路３０は配管３１を通じて温度調節機構を有する循環ポンプにつながって
いる。循環路を流れる熱媒体として不活性ガス、水、または油がよい。熱媒体の
設定温度の範囲は、ＷＦ6とＨ2との反応で生じる副生成物のＨＦガスの飽和蒸気
圧の温度以上、Ｗ膜の生成する温度以下である。ＨＦガスの飽和蒸気圧の温度は
約７０℃である。Ｗ膜の生成する温度は約２００℃である。したがって、熱媒体
の設定温度の範囲は７０℃以上２００℃以下となる。この範囲内で温度設定され
た熱媒体が循環路３０を循環することで、反応容器１の内壁の温度が７０℃から
２００℃内となる。副生成物であるＨＦ分子は、反応容器１の内壁の温度がＨＦ
ガスの飽和蒸気圧の温度以上であるためその内壁に付着しにくくなる。それとと
もに、反応容器１の内壁の温度が２００℃以下であれば、Ｗ膜がその内壁に堆積
することはない。そのため、反応容器１の内壁のクリーニング作業の労力が軽減
される。ただし、クリーニング作業を始めるまえに、反応ガスの供給を停止して
、温度調節機構により熱媒体の設定温度を下げて反応容器の壁面を４０℃近くま
で下げて行う。 【００７３】 さらに、熱媒体が循環路３０内を循環することで反応容器１の内壁が加熱され
るため、反応ガスのＨ2が基板３やリングチャック９に衝突してＨ2分子が基板３
の熱を奪うことを抑制できる。内壁が加熱されていることで、反応ガスの一部の
Ｈ2分子が内壁に衝突して熱を受け取る。これにより、基板３やリングチャック
９に衝突して基板３の熱を奪うＨ2分子の数が減少する。そのため、基板３を所
定の温度に維持するためにサセプタ４に照射する輻射熱の量が、熱媒体が循環路
３０内に循環しない場合にくらべ少なくてすむ。さらに、リングチャック９の温
度が低下して、基板３とリングチャック９の温度差がおおきくなることによる熱
移動の促進を抑えることができる。さらに、反応容器１の上部壁面上に循環路 を形成することもできる。そうすれば、さらに効率よく水素ガスを加熱すること
ができる。 【００７４】 サセプタ４の後方にはパージガス供給機構が設けられる。２０はパージガスの
供給ノズル、２１はパージガス供給源である。パージガスとしては、例えばアル
ゴンＡr などの不活性ガスが使用される。ノズル２０からＣＶＤ装置内に供給さ
れたパージガスは、通路２２を通り、リングチャック９と基板３との間隙１１を
通って反応空間内に吹出す。通路２２の途中のサセプタ４と石英窓７との間をパ
ージガスが通るとき、ランプヒータ５によってパージガスは加熱される。パージ
ガスが加熱されることで、リングチャック９と基板３との間隙１１を通るとき、
パージガスが点接触１０や基板のへりの部分から熱を奪うことはない。パージガ
スが加熱されることで基板３のへりの周辺部分の温度低下を防止することができ
る。図２において、矢印２３はパージガスの流れを示す。前述のバイトンゴム１
６は、供給されたパージガスがすべて間隙１１から吹出すように、支持リング１
５とリングチャック９の外縁部との間のシールを行い、パージガスが漏れるのを
防止する。 【００７５】 上記の実施例において、代表的な成膜条件として、成膜温度４００℃、成膜圧
力５０Ｔｏｒｒ、成膜用反応ガスＨ2，ＷＦ6の供給流量がそれぞれ１０００ｓｃ
ｃｍ、１００ｓｃｃｍである。 【００７６】 上記のＣＶＤ装置による成膜動作について説明する。ＣＶＤ装置の反応容器１
内は所要の減圧状態に保持される。複数のランプヒータ５により加熱されて所定
の温度に設定されたサセプタ４の上に、図示しない搬送機構で搬送された基板３
が配置される。このとき、基板３は、前工程のスパッタリングによりその表面に
ＴｉＮ膜等が形成され、かつ基板３のへりの部分にリング形状のＳｉＯ2露出面
が形成されている。その後、基板３はサセプタ４に置かれ、リングチャック９が
降りて基板３を固定する。リングチャック９の点接触部１０を基板３のへりの周
辺に接触させて、基板３を固定する。基板３が固定されると、ガス吹出し部１７ から反応ガスが吹出し、反応室内に導入される。反応ガスは、基板３の表面での
化学反応により薄膜が形成される。タングステン成膜処理には、反応ガスＷＦ6
，Ｈ2を反応容器１内に導入することによって、ＷＦ6のＨ2還元反応により基板
３上にＷ薄膜が形成される。未反応ガスおよび副生成ガスは、排気管２を通して
外部に排気される。上記の成膜が行われている間、下方からはノズル２０を通し
てパージガスが、成膜条件に応じた所要の流量で供給される。ＣＶＤ装置内に供
給されたパージガスは、間隙１１を通って反応空間内に吹出される。 【００７７】 上記の構成を有するＣＶＤ装置ではつぎのふたつの作用が生じる。 【００７８】 まず第１の作用は基板上の膜厚分布の均一性の向上である。基板３を固定する
リングチャック９は点接触部１０のみで基板３と接触するため、基板と全周が接
触していた従来構造に比べ基板３からリングチャック９への熱の逃げが接触面積
の減少分だけ減る。そのため基板温度がへりの部分で急激に低下することなく、
従来のような基板のへりの部分でのシート抵抗値の急激な上昇もなくなって基板
表面全面で均一な膜厚分布を得ることができる。 【００７９】 全基板表面の温度を均一にする前提として、サセプタに熱伝導率の高い材料を
使用する。基板に接触するサセプタの表面が基板の温度の分布を決定する。熱伝
導率の高い材料であれば、サセプタの温度を速やかに所定の温度に設定できる。
つまりサセプタに置かれた基板の温度も速やかに所定の温度になるといえる。加
熱機構、たとえばランプヒータ、の放出される熱量（輻射熱）の微妙な調整に対
しても鋭敏にサセプタ及び基板の温度が調整できる。熱伝導率の高い材料として
、アルミニウム、カーボンおよび銅があげられる。本実施例のサセプタはアルミ
ニウム製である。 【００８０】 さらに、全基板表面の温度の均一性を達成するためには、複数のランプヒータ
を基板の裏側に配置する。そして、各ランプヒータは光照射量を制御できる電力
制御機構をそなえている。個々のランプヒータの配置位置関係およびその電力制 御機構を調節することで、全基板表面の温度を均一にすることができる。リング
チャックが基板を押さえつける接触部で基板の熱が逃げることが考えられる。そ
のため、その接触部周辺で基板表面の平均温度より低くなることが考えられる。
そこで、個々のランプヒータの配置位置として、リングチャックが基板を抑える
接触部周辺の裏面に配置することが最適といえる。そして、個々のランプヒータ
の電力制御機構でそれぞれのランプヒータの光照射量を微妙に調節をする。とく
に、ランプヒータの配置関係としては、接触部の裏面に基板の中心に同心円上に
等間隔に配置すると、その接触部に光を均一に照射できる。このようなランプヒ
ータ配置関係により、従来のようにひとつの円形ランプヒータまたはふたつの半
円形ランプヒータを用いた場合のその切れ目による光照射の不均一の問題が生じ
ない。また、各ランプヒータの電力制御機構により、リングチャックが基板を抑
えつける圧力の不均一さ、または、同一投入電力でもそれぞれのランプヒータの
光照射量の微妙な差を各ランプヒータに投入する電力をそれぞれ別個に制御する
ことで基板表面の温度を補正することができる。この補正の手順とし、複数のラ
ンプヒータを基板の接触点の周辺の裏側に基板の中心と同心円上に等間隔で配置
する。つぎに、同一かまたは適当な電力を各ランプヒータに加えた状態で成膜を
行い、その膜厚分布より基板表面内での温度の偏りを知りその偏りに応じて各ラ
ンプヒータの電力の増減を行う。その後再び成膜を行い、その膜厚分布の結果が
満足するものであれば終了し、満足するものでなければ再び前記補正の操作を繰
り返す。本実施例では接触部が１２個あるので、同心円上に等間隔に配置するラ
ンプヒータの個数として１２個配置するのがもっともよい。 【００８１】 また、さらに全基板表面の温度の均一性を精密に達成するためには、サセプタ
において、基板と接する側の表面に段差加工を行う。段差加工の領域とその深さ
を制御することで基板表面の温度分布を制御し、膜厚分布をより均一に達成でき
る。段差の深さ、形状の決定は、最初段差がない状態で成膜を行いその膜厚分布
よりシート抵抗値が低い部分すなわち温度が相対的に高い部分に対応して適当な
段差加工を施す。その後、成膜を行いその時の膜厚分布が満足するものであれば
終了し、満足するものでなければ再び段差加工による補正を行う。段差加工の領 域は、つぎのようにすると決定することができる。最初に加工前のサセプタを用
いて基板に成膜させる。基板全面に堆積した膜のシート抵抗値を測定する。シー
ト抵抗値の最大値と最小値からシート抵抗値の平均値を導き出す。シート抵抗値
は基板表面の温度と反比例する。シート抵抗値の最大値は基板表面の最も低い温
度を、その最小値は基板表面の最も高い温度をそれぞれ示す。そのシート抵抗値
の平均値は基板表面温度の平均値を示すことになる。そこで、シート抵抗値の平
均値よりも低いシート低抗値、すなわち基板温度の平均値より高い温度、を示す
領域に段差加工をすればよい。その段差加工された領域の深さはつぎのようにし
て決定できる。サセプタの段差加工された部分は、基板とサセプタとの間に間隙
を形成する。この間隙に通常パージガスがはいりこむ。この間隙の幅はその入り
込むガスの平均自由工程よりも大きいと考えられるため、ガスの流れの状態は粘
性流の状態といえる。この間隙を通して基板に熱が伝わる。この間隙に存在する
ガス、すなわちパージガス、の流れの状態が粘性流であるため、基板に伝わる熱
量はガスの種類と間隙の幅、すなわち段差の深さに依存する。特定のパージガス
、たとえばＡr ガスを使用したときは、結局、基板に伝わる熱量は間隙の幅、す
なわち段差の深さのみに依存する。段差が深くなればなるほど、基板に伝わる熱
量は減少する。いいかえれば、段差が深くなればなるほど、基板の表面温度の上
昇がおさえられる。以上の見地に基づいて、平均温度（平均シート抵抗値）とそ
れよりも高い温度（低いシート抵抗値）の温度差（シート抵抗値の差）に対応し
て、段差の深さを調節する。たとえばサセプタがアルミニウム製でパージガスが
Ａｒガスのとき、図１３及び図８のグラフから段差を０．１ｍｍ深くなるにつれ
て基板表面の温度が約６℃さがることがわかった。このような段差の深さと基板
表面の温度差との関係を容易に見いだすことはできる。この関係に基づき、段差
加工の深さを調節することで、基板表面全体の温度分布を均一にすることができ
る。また、さらに、このように段差加工したサセプタを用いて基板に成膜させそ
のシート抵抗値から、段差加工領域と深さを再度調節してもよい。このように領
域とその深さを調節して段差加工したサセプタを使用すれば、基板表面全体の温
度分布を精密に均一にすることができる。その結果、所望の基板温度を設定する
と、基板表面全体のどの部分でも所望の温度となる。 【００８２】 以上膜厚分布の向上について具体例を述べる。 【００８３】 最初に１２個のランプヒータをリングチャック９が基板３を抑える接触部周辺
の裏側に基板の中心と同心円上に等間隔で配置した。図１６は、そのランプヒー
タ配置でアルミ製サセプタ４に段差加工をしないときの等シート抵抗値線を示し
た図である。さらに、それぞれの電力制御機構を調節し基板の周辺部で温度が高
くなっている部分が同心円の環状なるようにした。図６の等シート抵抗値線が密
になっている部分が、基板表面上で温度が高くなっている部分である。そこで、
その同心円上に温度が高くなっている部分に対応するサセプタ４の部分に段差加
工を施した。その結果が図７及び図８である。 【００８４】 図７と図８は、本実施例の装置によって８インチ基板上に成膜されたＷ膜のシ
ート抵抗値分布である。図７はφ１８０ｍｍ径内での面内分布であり、分布は±
３．７％と良好となっている。図７では従来のランプヒータ形状からくる不均一
さは見られない。また、図８はある半径方向に沿ったシート抵抗値分布図である
。図８では従来装置を用いた場合に比べ基板のへりの部分でのシート抵抗値の急
激な上昇がなく、またサセプタの段差加工の効果によって従来結果ではシート抵
抗値が低かった部分が高く凸になっておりシート抵抗値分布は±３．３％と良好
になっている。本実施例における段差加工形状は８インチ基板を処理するにあた
って検討した結果は、外径φ１７０ｍｍ内径φ８０ｍｍ深さ０．１ｍｍの環状の
段差加工が最も良好であった。また、６インチ基板を処理するにあったては外形
φ１２０ｍｍ内径φ６０ｍｍ深さ０．１ｍｍの環状の段差加工が最も良好であっ
た。更に基板にオリフラが存在する場合はオリフラを考慮し、基板の端から段差
加工のへりの部分までの距離が一定になるように段差加工のへりの部分はオリフ
ラ側でオリフラと平行にすると良い。 【００８５】 第２の作用は明確なシャドウ領域の形成とマイクロピーリングの防止である。
図２で明らかなように、基板３の表面に薄膜２４が形成されるとき、点接触部１ ０の中心軸Ｏに面する側面、すなわち内側の側面は内縁端面９ｂと同一面となら
ないので、薄膜２４が、点接触部１０の内側の側面部を経由してリングチャック
９の上面に至るまでひとつづきに形成される部分がどこにもない。従って、基板
３からリングチャック９がはなれるとき、従来装置で発生したマイクロピーリン
グが発生しないので、微細なダストパーティクルが発生することはない。 【００８６】 また上記実施例の構成では、所要流量のパージガスを間隙１１から反応室側へ
吹出すようにしたため、反応ガスが間隙１１内に侵入するのをパージガスで阻止
し、基板３の表面上に形成される薄膜２４が、間隙１１内の基板のへりの部分の
表面に至るまで形成されることがない。図２に示されるように、薄膜２４のへり
の部分はリングチャック９の内縁端面９ｂにほぼ一致した位置に形成される。薄
膜２４のへりの部分の形成位置がリングチャック９の内径円にほぼ一致するよう
に、間隙１１から吹出されるパージガスの流量が設定される。このため、後述す
るように、パージガスの流量（符号Ｃで表す）は、前述した間隙１１の距離Ａお
よびリングチャック９が基板３のへりの部分を覆う重複部分の幅Ｂとの間におい
て、特定の関係を満足するように設定される。パージガスの流量と点接触部の位
置関係を調節することで、基板３の表面に形成される薄膜２４が、間隙１１内に
侵入して、点接触部１０の側面部にひとつづきとなって薄膜が形成することはな
い。従って、薄膜２４は点接触部１０に及ばないので、リングチャック９が基板
３からはなれるときに、マイクロピーリングを発生させず、ダストパーティクル
の発生することはない。 【００８７】 また、間隙１１から所要流量のパージガスを吹出すことにより、急峻なシャド
ウ境界が形成されることを可能にする。急峻なシャドウ境界を形成することは、
同時に、基板のへりの部分に接触する点接触部１０の側面に薄膜を形成させない
ことを意味する。 【００８８】 図４〜図６を参照して、本実施例におけるシャドウの形成について説明する。
図４〜図６はリングチャック９の内径円と基板３のへりの部分との関係を示し、 各図にはそれぞれ前述したＡ（間隙１１の高さ）、Ｂ（重複部分の幅）、Ｃ（パ
ージガスの流量）が示されている。シャドウ領域が形成されるのは、パージガス
を間隙１１から反応室へ吹出し、間隙１１内で反応ガス（主にＷＦ6）を枯渇さ
せることにより、リングチャック９の内径円近傍で成膜速度が急速に低下する結
果である。このシャドウ形成におけるシャドウ幅を決定するパラメータは、間隙
１１から吹出すパージガスの線速度Ｃ／Ａと、間隙１１内に侵入する反応ガスの
拡散速度である。図４〜図６では、パージガスの線速度Ｃ／Ａとシャドウ形成状
態の関係を示す。 【００８９】 図４〜図６では、パージガスの流量を一定とした場合において、リングチャッ
ク９と基板３との距離Ａを変化させるときの、リングチャック９の内径円付近の
基板３上の成膜領域の結果を示している。図４に示すごとく、リングチャック９
と基板３との間隔が最適距離（ここではＡが最適な値であるとする）においては
、基板のへりの部分の成膜されない部分の幅、すなわちシャドウの幅が、リング
チャック９が基板３のへりの部分を覆う幅Ｂに等しくなり、これにより所望のシ
ャドウを得ることができる。これに対し、図５に示すごとく、リングチャック９
と基板３との間隔が最適距離Ａよりも大きい値Ａ１であるときには、パージガス
の線速度Ｃ／Ａ１が小さくなり、基板３上の成膜領域は間隙１１の間に侵入して
基板のへりの部分のＳｉＯ2領域まで成膜されるので、好ましくない。一方、図
６に示すごとく、リングチャック９と基板３との間隔が最適距離Ａよりも小さい
値Ａ２であるときには、パージガスの線速度Ｃ／Ａ２が大きくなり、基板３上の
成膜領域はリングチャック９の内径円近傍にも達せず、縮んでしまうので、好ま
しくない。 【００９０】 図５および図６の場合には、Ｃ／Ａ１またはＣ／Ａ２が最適値Ｃ／Ａと一致す
れば、基板上の成膜領域に関し、図４に示した状態と同じ状態を作ることができ
る。すなわち、Ａが大きいときにはパージガスの流量Ｃを増し、Ａが小さいとき
にはパージガスの流量Ｃを減らすことにより、線速度を最適な値にし、図４に示
す最適な成膜領域を形成する。 【００９１】 ただし、パージガスの流量が増大すると、反応容器１内の圧力が増大し、成膜
プロセスに影響を与える。例えば、全圧を固定した場合、Ｈ2分圧が相対的に減
少し、成膜速度の低下を招く。このような場合には、装置の機械的精度が許す範
囲で間隔Ａを小さくし、パージガスの流量Ｃも小さくすべきである。 【００９２】 点接触部１０は、図１７に示すように、リングチャック９の内縁端面９ｂより
も中心軸Ｏの径方向の外側であって、基板３の側面と点接触部１０の外側の側面
がそろう位置に配置することもできる。基板３を最もしっかりとサセプタ４に接
触させることができる。さらに、図２のＢが一定ならば、基板表面上に薄膜が生
成する面積を最も広くすることができる。 【００９３】 間隙１１における点接触部１０が設けられた箇所では、点接触部１０の存在自
体がパージガスの進行の障害になるので、前述の成膜領域の制限効果を単純に当
てはめることはできない。そこで点接触部１０が設けられた箇所において、成膜
領域が点接触部１０に及ばないようにするため、前述のごとく、点接触部１０を
できる限り小さいものとし、また点接触部１０の側面を曲面とした。本実施例で
は、点接触部１０の形状を円柱とした。これによって、図３に示すようにパージ
ガス２５が点接触部１０の内側にも十分に回り込み、点接触部以外の箇所と同様
なシャドウ形成効果が生じる。また点接触部１０の大きさについては、リングチ
ャック９が基板３のへりの部分を覆う幅Ｂとの関係に基づいて決定される。なお
図３において、２６は基板３の円周を示す線であり、２７はリングチャック９の
内径円を示す線である。 【００９４】 次に具体的な実施例について説明する。前述の通り、シャドウは、間隙１１の
間隔Ａと、リングチャック９が基板３を覆う幅Ｂ（リングチャック９の内径円の
半径と基板３の半径との差）、パージガス（Ａｒガス）流量Ｃとによって決定さ
れる。これらのパラメータの最適値は、Ａ：０．２〜０．３ｍｍ、Ｂ：３ｍｍ、
Ｃ：３００ｓｃｃｍである。この最適値の場合には、リングチャック９の内径円 付近の下の基板上での成膜状態は、図４に示すように、急激に膜厚が薄くなる。
基板３のへりの部分領域には成膜せず、明確なシャドウが形成された。この時の
シャドウ幅はＢとほぼ等しく、３ｍｍであった。図１５は本実施例の装置によっ
て基板上に成膜されたブランケットＷ膜のへりの部分に形成されたシャドウライ
ンを光学顕微鏡によって観察した一例（写真）である。幅約０．３ｍｍ程度の良
好なシャドウラインが形成されており、マイクロピーリングは全く観察されなか
った。図２０は、基板全体に急峻なシャドウラインが形成された図解をしめす。
また電子顕微鏡の観察の結果、膜厚が急激に薄くなるのは、図２に示すように、
３００μｍ程度の幅Ｄの範囲内であり、それより内側の成膜は正常に行われた。
このとき１２個の点接触を有するリングチャック９を用いた。各点接触の内側の
側面がリングチャック９の内径円より大きな円５１の円周上に等間隔で配置され
ている。 【００９５】 点接触部１０の基板３と接触する面積は、できるかぎる小さいほうがよい。熱
の移動量は接触する面積に比例するから、基板３からリングチャック９に逃げる
熱の量は、点接触部１０の基板３と接触する面積で決定される。すなわち、点接
触部１０の底辺部の面積できまる。そこで、図１８にしめすように点接触部１０
の底辺部の形状を曲面とするとよい。さらに、点接触部１０は図１９に示すよう
にピン形状にするとよい。 【００９６】 点接触部１０の断面でもっとも長い距離は、Ｂの距離よりも小さい。すなわち
、点接触部１０の断面が円形であるときは直径、楕円形であるときは長径がＢの
距離よりも小さい。とくに、Ｂの距離の半分以下に設定することが望ましい。Ｂ
が３ｍｍであるときには、点接触部１０の直径または長径は１．０〜１．５ｍｍ
である。本実施例の場合、点接触部１０が形成された箇所においても、シャドウ
の幅は３ｍｍであった。 【００９７】 もっとも好適なマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置（an integrated multi-cham
ber CVD processing system）を図２１に示す。このマルチチャンバ方式のＣＶ Ｄ装置は、図１の構成を備える４つのＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（１）、Ｐ（２）
、Ｐ（３）及びＰ（４）、搬入用ロードロック真空容器３００、搬出用ロードロ
ック真空容器３０１とこれらの中心に配置された基板搬送用真空容器３０４で構
成されている。図示してないが、各真空容器は真空ポンプが備え付けられている
。とくに、各ＣＶＤ処理用真空容器の排気管２には油回転ポンプ（oil-sealed r
otary pump）がつながっている。各ＣＶＤ処理用真空容器の外壁には各ＣＶＤ処
理用真空容器の壁面の温度を調節する熱媒体が流れる循環路３０が備え付けられ
ている。各ＣＶＤ処理用真空容器の循環路３０は、図示してないがそれぞれ配管
３１を通じて温度調節機構を有する循環ポンプにつながっている。各真空容器間
にはゲートバルブ３０２が備え付けられている。搬送用真空容器３０４内の中心
には、基板搬送用の蛙足型多関節ロボット３０３が配置されている。蛙足型多関
節ロボット３０３は、ベースプレート３０５上に、アーム３１２、ふたつの基板
待機ステージ３０６、３０７とアーム３１２に結合した基板把持用ハンド３０８
で構成されている。基板把持用ハンド３０８には、基板をつかむための４つの爪
３０９を有している。ふたつの基板待機ステージ３０６、３０７は、基板把持用
ハンド３０８の前後の運動方向３１０の下に配置されている。基板待機ステージ
３０７上には未処理の基板５３が乗っている。アーム３１２は上下に動くことが
できる。アーム３１２が上下運動できることで基板待機ステージ上に基板を置い
たり、とりあげたりすることができる。ベースプレート３０５が自転することで
、蛙足型多関節ロボット３０３全体が回転する。この回転運動できることで蛙足
型多関節ロボット３０３は各ＣＶＤ処理用真空容器に面することができる。蛙足
型多関節ロボット３０３の搬送方法は、前述したとおりである。 【００９８】 このマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置を用いて搬送方法をしめす。 【００９９】 ひとつのＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業が必要となるのは、約１，
０００程度基板が処理されたときである。１枚の未処理の基板が搬入用ロードロ
ック真空容器３００からでてＣＶＤ処理用真空容器で処理され、処理済みの基板
が搬出用ロードロック真空容器３０１にもどってくるまで、約６分程度かかる この条件で、ひとつのＣＶＤ処理用真空容器がメンテナンス作業中に他のＣＶ
Ｄ処理用真空容器で基板をする方法を説明する。メンテナンス作業時間は、通常
、５時間程度必要となる。基準処理枚数Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔ＝５×６０（分）／６（
分／枚）＝５０（枚）。 【０１００】 この方法を図２２を用いて説明する。最初にＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、
Ｐ（４）に基板を搬送し処理する。第１回目のそれぞれのＣＶＤ処理用真空容器
のメンテナンス作業はＰ（４）の処理枚数が８５０枚、Ｐ（３）の処理枚数が９
００枚、Ｐ（２）の処理枚数が９５０枚、および、Ｐ（１）の処理枚数が１，０
００枚までそれぞれ処理が達したら、メンテナンス作業を開始する。第１回目の
メンテナンス作業期間は、基板処理開始から８５時間後に始まり１０５時間後に
終了する。このメンテナンス作業期間の所要時間は２０時間である。 【０１０１】 第２回目のそれぞれのＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業はＰ（４）の
処理枚数が１，９００枚、Ｐ（３）の処理枚数が１，９５０枚、Ｐ（２）の処理
枚数が２，０００枚、および、Ｐ（１）の処理枚数が２，０５０枚までそれぞれ
処理が達したら、メンテナンス作業を開始する。第２回目のメンテナンス作業期
間は、基板処理開始から１９０時間後に始まり２１０時間後に終了する。 【０１０２】 以上の手順を繰り返す。 【０１０３】 この処理方法によれば、メンテナンス作業期間の２０時間の間は、６分おきに
３枚づつ処理される。 【０１０４】 メンテナンス作業時間をあらかじめ５０時間（約２日）としておきたいときの
基板処理方法は次のようになる。メンテンス基板枚数Ｗｃ＝３００（分）／６（
分／枚）＝５００（枚）。最大使用処理用真空容器の個数Ｎｕ＝Ｗｍ／Ｗｃ＝１
，０００（枚／個）／５００（枚）＝２（個）。群の個数Ｇ＝ｎ／（Ｎｕ＋１）
＝４／３＝１（あまり１）。４個のＣＶＤ処理用真空容器でメンテナンス作業時 間５０時間だと、ひとつの群をつくることができる。そこで、ひとつの群を｛Ｐ
（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）｝でつくる。あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰは
Ｐ（４）とする。 【０１０５】 この方法を図２３を用いて説明する。最初に、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（４）
に基板を搬送し、処理する。処理枚数が５００枚に達したら、Ｐ（１）に処理を
停止する。それと同時に、Ｐ（３）に基板を搬送し処理を始める。Ｐ（２）、Ｐ
（３）、Ｐ（４）に基板を搬送して処理する。Ｐ（２）とＰ（４）の処理枚数が
１，０００枚に達したら、Ｐ（２）とＰ（４）の処理を停止してメンテナンス作
業を開始する。Ｐ（２）の処理停止と同時にＰ（１）の処理を開始する。Ｐ（３
）、Ｐ（１）で基板処理をしている間に、Ｐ（２）とＰ（４）をメンテナンス作
業する。Ｐ（３）の処理枚数が１，０００枚に達したらＰ（３）の処理を停止し
て、メンテナンス作業を開始する。Ｐ（３）の処理停止と同時にＰ（２）とＰ（
４）を再開する。Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（４）で基板処理をしている間にＰ（
３）のメンテナンス作業をする。この手順を繰り返して行う。 【０１０６】 この方法によれば、処理開始から１００時間まで約６分おきに基板３枚が処理
される。つぎの１００時間から１５０時間の間は約６分おきに基板２枚処理され
る。１５０時間から２５０時間の間は約６分おきに基板３枚処理される。あまり
のＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（４）で処理している時間である１００時間中は基板
は３枚処理される。Ｐ（４）がメンテナンス作業で中断されている時間の５０時
間は基板は２枚処理される。すなわち、１００時間の期間は約６分おきに基板３
枚処理され、つぎの５０時間の期間は約６分おきに基板２枚処理される。 【０１０７】 なお、最初に５００枚数ごとに中止したＰ（１）は、つぎの処理が開始するま
で、メンテナンス作業を行ってもよい。そのメンテナンス作業の所要期間は、５
０時間である。 【０１０８】 もし、上述と同一条件でＣＶＤ処理用真空容器が５個であるときは、ひとつの 群とあまりが２個のＣＶＤ処理用真空容器となる。そこで｛Ｐ（１）、Ｐ（２）
、Ｐ（３）｝をひとつの群として、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰはＰ（４
）とＰ（５）となる。Ｐ（４）とＰ（５）がメンテナンス作業をするまでの時間
の期間、すなわち処理開始から１００時間までは、基板は約６分おき４枚処理さ
れる。Ｐ（４）とＰ（５）がメンテナンス作業している期間中、つぎの１００時
間から１５０時間の間は約６分おきに基板２枚処理される。 【０１０９】 もし、上述と同一条件でＣＶＤ処理用真空容器が６個であるときは、ふたつの
群となる。そこでひとつの群を｛Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）｝ともうひとつ
の群を｛Ｐ（４）、Ｐ（５）、Ｐ（６）｝とする。このばあいは、連続して約６
分おきに基板４枚処理される。 【０１１０】 ＣＶＤ処理用真空容器内のメンテナンス作業のうちのひとつの作業であるクリ
ーニングを簡便にするため、図２４にしめすようにリングチャックをふたつの部
分に分ける。リングチャック９は、支柱１２に結合している台の部分４４上に基
板３覆うひさしの部分４３を六角穴付きボルト４１で固定することで組み立てら
れる。ひさしの部分４３の表面は、反応ガスにさらされる。そのため、図２４に
しめすようにひさしの部分４３の表面上にのみＷ膜４７が堆積することになる。
リングチャック９をクリーニングする際には、ひさし部分のみをとりかえればよ
いといえる。 【０１１１】 さらに、台の部分４４にはくぼみ４６が形成されている。このくぼみ４６が、
リングチャック９の内部を流れる熱媒体の流路となる。この熱媒体は、せいぜい
約２００℃程度に加熱された媒体である。熱媒体の温度が２００℃以上であると
リングチャック９上にＷ膜が堆積するのを促進するので好ましくない。この熱媒
体は冷却媒体ではない。なぜなら、もし、冷却媒体であると、基板３からリング
チャック９への熱移動が促進されるからである。ＷＦ6とＨ2との化学反応でＷ膜
を生成する場合、熱媒体の最適な最低温度として約７０℃といえる。熱媒体の温
度が７０℃以上であれば、この化学反応で生成する副生成物であるフッ化水素 ガスがリングチャックの表面上に付着しないからである。したがって、この場合
の熱媒体の設定温度範囲は、約７０℃から約２００℃といえる。 【０１１２】 熱媒体として、Ａｒガス、Ｎ2ガスなどの不活性ガス、油、水がある。とくに
、不活性ガスが好ましい。不活性ガスは、真空容器内にもれても、ＣＶＤ反応に
影響を与えない。さらに、クリーニング作業でリングチャック９をとりはずした
とき、くぼみ４６に残ることがないので、真空容器内にこぼれ落ちることはない
。クリーニング作業に熱媒体が真空容器の内壁や他の部品に付着することはない
。六角穴付きボルト４１とくぼみ４６との間には溝が形成され、そこにフッ化ゴ
ム製Ｏリングゴム４５が設置されている。Ｏリングゴム４５により、熱媒体が真
空容器内に漏れるのを防止している。支柱１２の内部を通っている配管４２とく
ぼみ４６は、支柱１２が台部分４４と結合しているところの内部でつながってい
る。リングチャック９の中で熱媒体が循環されるので、リングチャック９が加熱
される。基板３と接触部１０との温度差が少なくなるのでその温度差による熱量
の移動を抑制することができる。したがって、基板３のへりの部分で温度が低下
するのを防止できる。 【０１１３】 ひさしの部分４４はタングステン製または商標「モネルメタル」（“ＭＯＮＥ
Ｌ”metal）のニッケルと銅の合金製である。これらの材質であれば、熱膨張係
数がＷ膜と同じなため、ステンレス製よりも膜厚が厚くてもダストパーテクルは
発生しない。そのため、ステンレス製のリングチャックよりもメンテナンス作業
に達するまでの処理枚数を増やすことができる。 【０１１４】 【発明の効果】 本発明によれば、ブランケットタングステンにより成膜を行うマルチチャンバ
方式のＣＶＤ装置において、良好な膜厚分布を得ることができ、また基板にタン
グステン膜を成膜した後に、リングチャックを基板から離しても、マイクロピー
リングによる微細な剥がれが生ぜず、微細なダストパーティクルの発生を抑え、
高い歩留まりを達成することができる。また明確な形状のシャドウ領域を作るこ とができ、これによってダストパーティクルの発生を抑え、同様に高い歩留まり
を維持できる。また、本発明によれば、マルチチャンバ方式のＣＶＤ装置の処理
方法において、メンテナンス作業のために装置の稼働を中断せずに、連続して成
膜することができる。
を形成するＣＶＤ装置に関する。特に、本発明は、マルチチャンバ方式のＣＶＤ
装置（an integrated module multi-chamber CVD processing system）に関する
。さらに、本発明は、マルチチャンバ方式ＣＶＤ装置を用いた基板処理方法に関
する。 【０００２】 【従来の技術】 最近の半導体製造の分野においては、半導体素子の集積回路の高集積化・微細
化が進んでいる。それに伴い、半導体素子の信頼性を保持するため、半導体回路
を形成する配線への役割も大きくなっている。特に、半導体素子の配線の微細化
に伴い、その配線の良好な耐性及び良好な品質が要求されている。配線の微細化
は、配線に流れる電流の電流密度を高くするため、エレクトロマイグレーション
を起こし易くなる。これが原因となって断線を発生させる。現在の配線材料であ
るＡｌは、スパッタリング法によって形成される。この方法では、微細なコンタ
クトホール部では段差被覆性（ステップカバレージ）が劣化する。コンタクトホ
ール部での底や側壁への膜厚が、平坦部の膜厚に比べて非常に薄くなる。その結
果、コンタクトホール部の底部や側壁では断線がいっそう起こり易くなるため、
半導体素子の信頼性を低下させる原因となる。 【０００３】 このような微細コンタクトホール周辺の配線形成をするために、従来のスパッ
タリング法によるＡｌの成膜に代わる新しい成膜技術が導入されようとしている
。その成膜技術のひとつとして、現在、化学的気相成長法（いわゆる熱ＣＶＤ法
）によるＷ膜（以下、ブランケットタングステンという）が注目されている。こ
の化学的気相成長法によれば、反応容器内に原料ガスであるＷＦ6（６フッ化タ
ングステン）と還元ガスであるＨ2を導入し反応容器内の圧力を１０〜１００Ｔ
ｏｒｒとし、通常４００〜５００℃に加熱された基板上でＷＦ6とＨ2が反応して
Ｗ膜が基板上に形成する。通常、この反応はその成膜速度が基板温度に依存する
条件で行われる。すなわち、基板上での素反応が反応律速条件下で行われる。 【０００４】 この方法によれば、段差被覆性の点で、開口径０．５μｍアスペクト比（深さ
と幅の比）が２以上の微細コンタクトホールでもコンタクトホール内に均一な膜
厚のＷ膜を形成することができる。さらに、材質の点で、Ｗ膜はエレクトロマイ
グレーション耐性も高い。そのため配線がより微細になっても、非常に信頼性の
高い配線を形成することができる。 【０００５】 このようなＷ膜を基板上に形成するための薄膜形成装置について説明する。 【０００６】 図９は従来用いられてきた化学的気相成長法によってブランケットＷ膜を形成
するためのＣＶＤ装置の概略図である。 【０００７】 後方のランプヒータ５によって加熱された基板保持体４上に基板３を置き、上
下可能な基板固定具９によって基板３のへりの部分を全部に渡って押し当てて基
板３を固定する。 【０００８】 基板保持体４の温度は熱電対６によって測定され制御される。所望の温度に設
定された基板保持体４上に基板３が置かれる。基板固定具９で基板３を基板保持
体４上に固定させる。対向に位置するガス吹き出し部１７より反応ガスが装置内
に導入され基板３上に所望の薄膜が反応によって形成される。未反応ガスおよび
副生成ガスは排気部２より排気される。また、米国特許５，０３３，４０７の技
術により、下部ノズル２０よりパージＡｒガスを導入し石英窓７上への成膜およ
び基板３の側面や裏面に成膜しないようにしている。 【０００９】 一方、配線としてブランケットＷ膜はその下地に密着層としてＴｉＷ膜または
ＴｉＮ膜を必要とする。ＴｉＷ膜またはＴｉＮ膜はブランケットＷ膜の前工程と
してスパッタリングによって形成される。しかし、その際、基板のへりの部分は
スパッタリング用のリングチャックの影によってＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜が堆
積せず下地のＳｉＯ2が露出したままとなる。 【００１０】 そのためブランケットＷ膜がこのＳｉＯ2上に形成すると、ブランケットＷ膜
とＳｉＯ2は密着性が悪いため短時間でハガレを起こす。ハガレを起こせばそれ
はゴミの発生原因となり、装置内はもとより基板搬送系全体へのダストパーテク
ル汚染の原因となる。ダストパーテクルは半導体製造工程に悪影響をおよぼし半
導体素子の歩留まりを低下させる。 【００１１】 従ってブランケットＷ成膜においてはこのＳｉＯ2部分を隠しこの部分に成膜
しないようにしなければならない。そのためブランケットＷ成膜処理においては
リングチャックの形状とスパッタリングにおけるリングチャックの形状との整合
をとっていた。ブランケットＷ成膜用のリングチャックの内径をスパッタリング
のリングチャックの内径より小さくし、リングチャックを全面に渡って基板に密
着させていた。リングチャックと基板を密着させることでＳｉＯ2部分に反応ガ
スが侵入するのを防いだ。これにより、ＳｉＯ2上にブランケットＷが成膜する
のを防止した。 【００１２】 ここで基板のへりの部分をリングチャックで覆い基板のへりの部分のある一定
幅は成膜されず成膜範囲を限定することをシャドウ形成と呼ぶ。また、基板のへ
りの部分の成膜されないある一定幅をシャドウと呼ぶ。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】 しかし上記従来の装置には以下のような問題点があった。 【００１４】 すなわちＷＦ6とＨ2との反応によるＷ薄膜の形成の場合、その成膜速度が基板
温度に大きく依存するため、基板上に堆積する膜の膜厚分布は基板温度分布で決
定される。従ってまず均一な膜厚分布を得るためには基板の温度分布が均一でな
ければならない。しかし上記従来の装置では基板３と基板固定具９が基板のへり
の部分に沿って接触しているため、その接触部を伝わって基板固定具９に熱が移
動する。その結果、基板のへりの部分から基板固定具９の逃げる熱量が大きく 基板のへりの部分付近での温度低下が起こる。全基板表面上の膜厚分布を均一に
することが達成できなかった。 【００１５】 図１３は従来の装置において基板３上に成膜したＷ膜のシート抵抗分布の一例
であり、基板半径方向のシート抵抗値の分布を示した図である。シート抵抗は膜
厚に反比例するためシート抵抗値が高いほどその部分の膜厚が薄いことを示す。
したがって、そのシート抵抗値が高い箇所では温度が相対的に低く成膜速度が遅
くなっていることを意味する。逆に、シート抵抗値が低いほどその部分の膜厚が
厚く、従って、その箇所は温度が相対的に高く成膜速度が速くなっていることを
意味する。図１３によれば基板のへりの部分付近のシート抵抗の上昇が著しく、
基板の中央付近に比べて温度が低く膜厚が薄くなっていることいえる。また、基
板３の温度分布は、基板保持体４の温度分布の影響も大きく受ける。その基板保
持体４の温度分布は、後方のランプヒータ５の照射分布の影響を最も大きく受け
る。従って、本装置で用いられているサークルヒータなど非対称形や切れ目のあ
る場合は基板保持体４の温度分布が不均一になることで、基板３の温度分布も不
均一になり、その結果、全基板上の膜厚分布が不均一になる。また均一な光照射
が得られたとしてもランプヒータ５と基板３との位置関係、および、基板３と基
板固定具９の接触位置に起因して、基板表面上の温度分布が不均一となることが
ある。ランプヒータの均一な光照射が達成できたとしても基板上の膜厚分布の均
一性は達成できない。しかも、その場合は反応容器（反応室）をわざわざ大気開
放して基板３を移動させてランプヒータとの位置関係を調整しなおしたり、基板
３と基板保持体４および基板固定具９の接触位置関係を調整しなおしたりする必
要がある。 【００１６】 図１２は、従来装置において基板３上に成膜したＷ膜のシート抵抗値の分布を
等シート抵抗値線で表している。ふたつの半円形ランプヒータの配置とシート抵
抗値分布との関係を容易に理解できるよう等シート抵抗値線の図の左側に半円形
ランプヒータの配置を一緒に示した。図１２から明らかなように従来装置では半
円形ランプヒータの切れ目でシート抵抗値が高い。それゆえに、シート抵抗値が 高いところの基板の温度が低くなっていることを示す。また、一方で半円形ラン
プヒータの腹の部分でシート抵抗値が低い。それゆえに、シート抵抗値が低いと
ころの基板の温度が高くなっていることを示している。このことは前述の基板温
度分布がランプヒータの形状および配置位置に著しく依存し、それ故に不均一な
膜厚分布になってしまうことを示している。 【００１７】 また図９に示すような従来のＣＶＤ装置では、図１０に示すように、基板固定
具１０２で基板１０１を固定し、基板１０１上に薄膜を形成すると、基板１０１
に接触する基板固定具の表面上においても薄膜２０１が堆積する。さらに、その
薄膜２０１は基板１０１から接触部１０４及び基板固定具１０２ひとつづきにつ
ながって形成される。そのため薄膜処理終了後に、基板１０１から基板固定具１
０２がはなれるとき、図１１に示すような薄膜のはがれによる微細な小片２０２
が発生する。すなわちマイクロピーリング（micro-peeling）を起こし、ダスト
パーテクルが発生する。基板固定具１０２がもちあげられるとき、マイクロピー
リング（micro-peeling）により発生したダストパーテクルは基板上１０１に落
下する。このマイクロピーリング（micro-peeling）により発生したダストパー
テクルは半導体素子の生産の歩留まりを低下させる主要な要因となる。ダストパ
ーテクルの発生は半導体製造の品質管理の点で深刻な問題となる。図１４は、図
９に示す従来装置によって基板上に形成したプランケットＷ薄膜領域のへりの部
分にマイクロピーリングが発生したことを示す光学顕微鏡写真である。 【００１８】 また、一ヶ箇所でも基板、基板と基板固定具の接触部及び基板固定具とひとつ
づきにつながって薄膜が形成されると、マイクロピーリング（micro-peeling）
を起こし、ダストパーテクルを発生してしまう。米国特許５，０９４，８８５の
ＣＶＤ装置では、そのＣＶＤ装置の基板とクランプリングの接触を示す図３から
あきらかなように、数カ所でマイクロピーリング（micro-peeling）を起こし、
ダストパーテクルを発生してしまう。 【００１９】 ＣＶＤ法によるブランケットタングステン膜の成膜時間には、約４分から５分 かかる。ＣＶＤ法の成膜時間はマグネトロンスパッタリング法による成膜時間に
比べ約４から５倍かかる。そのため枚葉方式（single wafer processing type）
のＣＶＤ装置では、スループットの向上がはかれない。そこで、米国特許５，０
９４，８８５及び５，３３，２８４に示されているようなバッチ式（batch proc
essing type）のＣＶＤ装置が、ブランケットＷ膜の成膜処理に用いられている
。しかし、バッチ式ＣＶＤ装置では、ひとつの真空容器内に設置してある各処理
ステーションで発生するダストパーテクルが、他の処理ステーションを汚染（コ
ンタミネーション）する。そのため、半導体素子の生産の歩留まりの向上がはか
れない。さらに、ＣＶＤ装置のメンテナンス作業のひとつとして通常、その反応
容器内をクリーニング作業を行う。バッチ式ＣＶＤ装置では、各処理ステーショ
ンが設置してある真空容器内をクリーニングするとブランケットＷ膜の成膜処理
が中断してしまう。バッチ式の反応容器は枚葉式の反応容器に比べ容量が大きい
ため、クリーニング作業の労力がかかり、結果的にはメンテナンス時間が枚葉式
の反応容器に比べ非常に長くなる。そのため、バッチ式ＣＶＤ装置では、週単位
または月単位で稼働率が低くなる。結果的には、スループットの向上がはかれな
い。そこで、米国特許５，１５８，６４４に示されるようなセルフクリーニング
機構を有する枚葉方式ＣＶＤ装置が、ブランケットＷ膜の成膜処理に用いられて
いる。しかし、このセルフクリーニング機構（プラズマクリーニング）を有する
枚葉方式ＣＶＤ装置では、成膜処理とクリーニング処理の２つの工程を行うので
、１枚のウエハの成膜処理時間がＷ成膜処理のみの処理時間よりも２倍以上かか
る。この方式でも、結果的には、スループットの向上がはかれない。 【００２０】 本発明の目的は、半導体素子の生産の歩留まりを向上することにある。より詳
しくは、これら従来の問題であるランプヒータ、基板支持台および基板固定具に
起因した基板温度分布が不均一になることを防ぎ、かつ、基板固定具が基板から
はずれるときに発生するマイクロピーリングをなくすことでダストパーテクルの
発生を抑え、半導体素子の生産での高い歩留まりを達成することができる薄膜形
成装置を提供することが本発明の目的である。 【００２１】 本発明によるブランケットタングステンを成膜するＣＶＤ装置では、上記の目
的を達成するため、下記の、より細かく分けられた具体的な目的１〜５を達成す
るものであり、各々の目的を達成するため、以下に述べる各手段を特徴として有
している。 １．均一な膜厚分布を達成すること。 ２．マイクロピーリングを起こさないこと。 ３．マイクロピーリング以外のダストパーテクルの発生を防止すること。 ４．基板処理のスループットを向上すること。 ５．メンテナンス作業の労力を軽減すること。 【００２２】 【課題を解決するための手段および作用】 【００２３】 第１の目的である均一な膜厚分布を得ること。５つの手段によりこの目的を達
成している。 【００２４】 （１）第１の手段として、基板のへりの部分でリング状固定部材が接触して基
板を固定するために、リング状固定部材の内径円の径を基板の径より小さくし、
そのリング状固定部材の接触部分を複数の点接触部で固定する。（ａ）点接触部
の数は少なくとも３つで、（ｂ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸
に面する接触部の側面が内径円の径より大きな同心円の円周上に位置し、（ｃ）
さらに、等間隔で配置される。さらに、これらの点接触部の外側の側面を基板の
側面にそろう位置に配置することで基板を固定させるようにした。 【００２５】 基板固定具による基板の固定方法を点接触としたため、従来の全周接触固定に
比べ接触面積が著しく減少した。その結果、基板のへりの部分の温度の低下の原
因である基板から基板固定具への熱が逃げる量も減少できる。基板固定具と接触
する基板のへりの部分周辺での温度の低下の度合いが従来に比べて少なくなり、
それ故、より均一に基板温度分布は達成でき、その結果、基板上の膜厚分布の均
一性も向上する。 【００２６】 （２）第２の手段として、基板を設置する基板支持台の基板と接触する表面に
段差加工を施す。その段差加工される範囲（円形ならば半径、ドーナッツ状なら
ば内径と外径）およびその段差の深さは、基板の平均温度との差で決定する。と
くに、基板の平均温度よりも高い温度領域に対応する基板支持台の表面を段差加
工する。基板の加熱は基板支持台から基板の接触による熱の移動と両者間の間隙
に存在するガスによる熱伝導によって行われる。段差加工を施すことによってそ
の部分での基板と基板支持台間の接触がなくなるため接触による基板支持台から
基板への熱の移動現象がなくなる。接触している場合よりも、熱が移動する量が
減少するため、段差加工された領域に対応する基板の温度が低くなる。その結果
、段差加工を施した領域での基板と基板支持台間の熱移動は、その間隙に存在す
るガスによる熱伝導現象のみとなる。成膜中での雰囲気の圧力が数１０Ｔｏｒｒ
であるからその段差加工を施した領域で形成される空間内でも圧力は数１０Ｔｏ
ｒｒ以上となり粘性流領域となっている。粘性流領域であるため、基板と基板支
持台間の熱の移動速度は、両者間の距離と段差加工により形成された空間内に存
在するガスの種類に依存する。すなわち、特定のガスがその段差加工を施した領
域での空間内に存在することがわかれば、段差の深さを調節することで基板の温
度低下の割合を調節できる。基板支持台への段差の深さは０．０１ｍｍ単位で精
密加工することができる。そこで、膜厚分布から温度が高い領域を判断し、その
温度の高い領域に対応した基板支持台に段差加工を施す。そうすれば、その段差
加工した領域に対応する付近での基板の温度を低下させることができる。さらに
、その低下の割合を段差の深さで制御できる。現代の機械加工技術であれば、基
板支持台への段差の深さは０．０１ｍｍ単位で精密加工することができる。この
ような段差加工を施した基板支持台をもちいると、図８および図１３から知り得
るように、段差加工しない基板支持台をもちいたときに比べ基板全体の温度は低
下する。しかし、ここで重要なことは、基板全体の温度分布を均一にすることで
ある。そのため、基板全体の温度は低下はとくに問題ではない。なぜなら、加熱
機構の加熱の強度を調整して、基板支持台に供給される熱量を増加すれば基板の
温度は上昇できるからである。 【００２７】 （３）第３の手段として、（ａ）反応容器外に複数の加熱機構が備え付けられ
、（ｂ）各加熱機構はそれぞれ独立の出力制御機構を有しており、さらに、（ｃ
）基板の周辺の後方にそれぞれの加熱機構が配置されている。とくに、基板とリ
ング状固定部材との接触部分の周辺の後方に加熱機構は配置されている。複数の
点接触を有するリング状の固定部材で基板のへりの部分を固定するときは、加熱
機構は基板の中心の同心円上に等間隔に配置することになる。反応容器外に加熱
機構が設置されていれば、反応ガスによる化学的侵食や加熱機構表面の膜付着な
どによる性能の低下を防止できる。反応容器外から加熱する最適な加熱機構とし
て、ランプヒータがあげられる。ランプヒータから照射される光は反応容器に組
み込まれた光透過材（light-transmissive material）の窓を通して基板支持台
が加熱される。それぞれランプヒータが別個に電力の制御が可能となっているた
め、従来のサークルヒータや半円径ヒータを用いた場合に避けられないランプヒ
ータの切れ目による不均一な光照射が生じることはない。さらに、基板支持台お
よび基板固定具などに起因した基板の温度の偏りを補正することが可能となる。
従って、ランプヒータの配置関係とランプヒータの投入電力を調整することで、
基板の温度分布を均一にすることができ、その結果、膜厚分布も均一にすること
ができる。さらに基板の温度補正は、反応容器を大気開放することなく行える利
点も有している。 【００２８】 （４）第４の手段として、リング状固定部材の内部に流れる熱媒体の流路を形
成する。この熱媒体の温度は、せいぜい、ＣＶＤ反応によって薄膜が堆積するた
めに必要な温度にする。薄膜が堆積する温度以上であるとリング状固定部材の表
面に薄膜が堆積するのを促進してしまう。リング状固定部材の内部に熱媒体が循
環することでリング状固定部材が加熱される。基板とリング状固定部材の接触部
との温度差が少なくなるのでその温度差による熱量の移動を抑制することができ
る。したがって、基板のリング状固定部材の接触部分での温度が低下するのを防
止できる。ＣＶＤ反応によるＷ膜の成膜処理には、せいぜい約２００℃程度に加
熱された媒体で十分である。熱媒体の温度が２００℃以上であるとリング状固定 部材上にＷ膜が堆積するのを促進ので好ましくない。熱媒体として、Ａｒガス、
Ｎ2ガスなどの不活性ガス、油、水がある。とくに、不活性ガスが好ましい。か
りに、不活性ガスが、真空容器内にもれても、ＣＶＤ反応に影響を与えない。 【００２９】 （５）第５の手段として、光透過材（light-transmissive material）ででき
た窓を有する反応容器と、その反応容器内に窓と対向する位置に基板保持体が配
置され、反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体とリング状固定部材の間
およびリング状固定部材と基板との間でパージガスが流れる通路を形成すること
にある。この通路の一部である基板保持体と光透過材の窓との間をパージガスが
通るとき、反応容器外に備え付けられた複数の加熱機構によってパージガスが加
熱される。パージガスが加熱されることで、リング状固定部材と基板との間隙を
通るとき、パージガスがリング状固定部材の基板との接触部分や基板のリング状
固定部材との接触部分から熱を奪うことはない。パージガスがリング状固定部材
と基板との間隙を通ることで、基板の温度分布を不均一にすることはない。 【００３０】 第２の目的であるマイクロピーリングを発生させないこと。 【００３１】 （６）マイクロピーリングを発生させず、急峻なシャドウ境界を得るために、
基板のへりの部分にリング状固定部材が接触して基板を固定する手段として、リ
ング状固定部材の内径円の径を基板の径より小さくし、そのリング状固定部材の
接触部分を複数の点接触部で固定する。（ａ）点接触部の数は、少なくとも３つ
で、（ｂ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面
が内径円の径より大きな径の同心円の円周上に位置し、（ｃ）さらに、等間隔で
配置（第１の手段）したことにより、基板のへりの部分とリング状固定部材の重
なる部分に間隙が形成される。そこで、第６の手段として、その間隙を通してパ
ージガスを化学反応によって薄膜が堆積している空間に吹出すようにするパージ
ガス供給機構を設ける。第１の手段及び第６の手段により、基板の表面にプラン
ケットＷ膜の成膜処理が行われるとき、反応ガスが間隙内部に侵入するのをパー
ジガスで阻止できる。さらに、パージガスの流量を調節することで、その成膜領 域のへりの部分が、リング状固定部材の内径円にほぼ一致するように薄膜の形成
領域が制限できる。これにより、反応ガスが、基板とリング状固定部材が接触す
る点接触部に及ぶことはない。その結果、基板と点接触部がひとつづきにわった
て薄膜が形成されることはない。マイクロピーリングが生ぜず、微細なダストパ
ーテクルが発生しない。また明確な幅を有するシャドウ領域が形成されたため、
ＳｉＯ2の露出面に成膜領域が及ばない。ＳｉＯ2の露出面に堆積した膜のはがれ
によるパーティクルの発生も防止することができる。また、リング状固定部材の
内径円の半径は、あらかじめ堆積したＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜の成膜領域でリ
ング状固定部材の中心軸Ｏとその成膜領域との最短距離より短くする。そうすれ
ば、ＳｉＯ2の露出面にＷ膜が形成するのをよりいっそう防止できる。さらに、
下地層であるＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜上に確実にＷ膜を形成することができる
。 【００３２】 リング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面が位置する同心円の半径が、
あらかじめ堆積したＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜の成膜領域でリング状固定部材の
中心軸Ｏとその成膜領域との最長距離より長くする。そうすれば、接触部は、基
板のＳｉＯ2の露出面上にのみに接触する。ＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜上に接触
部が接触してＴｉＮ（またはＴｉＷ）膜がはがれる原因とならない。 【００３３】 第３の目的であるマイクロピーリング以外のダストパーテクルの発生防止 【００３４】 （７）マイクロピーリング以外のダストパーテクルの主要な発生原因として、
基板以外に堆積した膜のはがれの現象が考えられる。そこで、基板以外に堆積し
た膜のはがれを防止するため、第７の手段として、リング状固定部材が反応ガス
にさらされる露出部分とその他の部分で組立られているようにする。このばあい
、反応が生じる空間に面するリング状固定部材の表面の材質を基板上に堆積する
薄膜と同じにする。ＷＦ6とＨ2が反応してＷ膜が基板上に形成する場合、この化
学反応によりＷ膜が堆積するためには、約２００℃以上の表面上でなければなら
ない。基板以外で約２００℃以上となるのはリング状固定部材である。そのた めリング状固定部材の表面上のみにＷ膜が堆積する。そこに堆積したＷ膜のはが
れの原因となるのは、下地との熱膨張との差により内部応力が発生するからであ
る。リング状固定部材上に堆積したＷ膜が、その下地のリング状固定部材との熱
膨張の差により内部応力が生じる程の膜厚に成長すると、はがれが発生する。そ
のはがれた小片がダストパーテクルとして歩留まりの低下の原因ともなる。そこ
で、リング状固定部材の露出部分上に堆積したＷ膜が熱膨張の差により内部応力
が生じないように下地であるリング状固定部材の露出部分の材質をタングステン
とする。または、リング状固定部材の露出部分の表面を予めＷ膜をコーティング
してもよい。さらに堆積する膜と同じ熱膨張係数の材料を下地のリング状固定部
材にしてもよい。Ｗ膜であれば、商標「モネルメタル」（”ＭＯＮＥＬ”metal
）として市販されているニッケルと銅の合金が最適である。 【００３５】 （８）上記以外のダストパーテクルの発生原因として真空容器内の部品の摺動
部からの発生、およびメンテナンス作業中に真空容器内に外部からダストパーテ
クルが侵入ことが考えられる。これらの発生を直接防止する対策よりも、むしろ
ＣＶＤ装置内の各真空容器間で相互にダストパーテクルが汚染しあわないように
する対策の方が、歩留まり向上の達成のための手段として、簡単で容易である。
そこで、第８の手段として、マルチチャンバ方式の薄膜形成装置(an integrated
module multi-chamber vacuum processing system）をもちいる。 【００３６】 マルチチャンバ方式薄膜形成装置を構成する各真空容器の基本的配置設計は、
ひとつの基板搬送用真空容器とそのまわりに複数の処理用真空容器と搬出入用ロ
ードロック真空容器が配置されていることによる。基板搬送用真空容器には基板
搬送機構が配置されている。各処理用真空容器及び搬出入用ロードロック真空容
器と基板搬送用真空容器の間には、開閉用のゲートバルブが備えられている。さ
らに、各処理用真空容器内では、ひとつの基板が処理される。また、それぞれ真
空ポンプが備え付けられている。このマルチチャンバ方式薄膜形成装置おいては
、ひとつの処理用真空容器に基板を搬送し、その処理用真空容器と基板搬送用真
空容器間のゲートバルブが閉まり、その処理用真空容器内で基板が処理され、そ の処理済み基板がとり出され、搬出入用ロードロック真空容器に納められて、そ
して、その搬出入用ロードロック真空容器のゲートバルブが閉まるまでがひとつ
の処理工程である。この間、その他の処理用真空容器のゲートバルブは閉めたま
まとする。このような処理条件によれば、ひとつの処理用真空容器内に存在する
ダストパーテイクルは、その他の処理用真空容器に侵入することはない。また、
この間、ゲートバルブが閉められて処理用真空容器が基板搬送用真空容器から孤
立していても、各真空容器には真空ポンプが備え付けられているので、各処理用
真空容器内は適切な圧力に設定することができる。 【００３７】 第４の目的として基板処理のスループットを向上すること。 【００３８】 （９）第９の手段として、以下のような特徴をもつマルチチャンバ方式のＣＶ
Ｄ装置（an integrated module multi-chamber CVD processing system）をもち
いることである。すなわち、少なくとも３つ処理用真空容器を有し、その処理用
真空容器すべてが、第１、２、３および５の手段を有するＣＶＤ処理用真空容器
であって、基板搬送用真空容器に配置された基板搬送機構は、少なくともふたつ
の基板を保持することができる搬送用ロボットである。通常、ひとつのブランケ
ットＷ膜の成膜処理工程には、ＴｉＮ成膜処理、Ｗ膜成膜処理とエッチバック処
理が必要となる。この処理でもっとも時間を要する処理工程が、Ｗ膜成膜処理工
程である。ＴｉＮ成膜処理とエッチバック処理の処理時間に比べ約４〜５倍かか
る。ＴｉＮ成膜処理とエッチバック処理は別の薄膜形成装置で行うこととし、す
べての処理用真空容器がＣＶＤ処理用であるマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置の
方がひとつのブランケットＷ膜の成膜処理工程の時間を短くできる。さらに、少
なくともふたつの基板を保持することができる搬送用ロボットによって、処理さ
れた基板を搬出入用ロードロック真空容器に搬送する工程と未処理の基板を搬送
する工程をひとつの工程とすることができる。もっとも好ましいのは、１９９２
年１１月２０日に出願された米国特許出願番号０７／９７９，２５５に記載され
ている基板搬送機構である。その基板搬送機構は、ひとつの基板をつかむハンド
（mechanical hand）とふたつの基板待機用ステージを有する蛙足型多関節ロボ ット（frog-leg type articulated robot）である。このような蛙足型多関節ロ
ボットであれば、その搬送工程は、（ａ）搬出入用ロードロック真空容器から未
処理の基板をひとつの基板待機用ステージのせて、（ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器
に面するように回転する。（ｃ）そのＣＶＤ処理用真空容器内から処理済み基板
を取り出して、もうひとつの基板待機用ステージにのせる。（ｄ）そして、未処
理の基板をそのＣＶＤ処理用真空容器内に置く。このような蛙足型多関節ロボッ
トであれば、基板の搬送時間を大幅に短縮することができる。さらに、蛙足型多
関節ロボットを回転させるベースプレート（baseplate）の運動回数も少なくで
きるので、その摺動部からのダストパーテイクルも低減できる。なぜなら、米国
特許４，９５１，６０１に示すような従来のひとつの基板をつかむハンドを有す
る基板搬送機構では、（ａ）〜（ｂ）までの搬送工程を行うとベースプレートの
運動回数は３回であるが、このような蛙足型多関節ロボットでは２回ですむ。さ
らに、ひとつの基板待機用ステージとひとつの基板をつかむふたつのハンドを前
後に配置した蛙足型多関節ロボットであってもよい。また、さらには、基板待機
用ステージがなく、ひとつの基板をつかむふたつのハンドのみを前後に配置した
蛙足型多関節ロボットであってもよい。 【００３９】 （１０）第１０の手段は、第９の手段の特徴をもつマルチチャンバ方式のＣＶ
Ｄ装置を用い、以下の特徴を有する基板の処理方法を使用することである。この
場合、２つの処理方法がある。ひとつは、ひとつの処理用真空容器のメンテナン
ス作業中に他の処理用真空容器で基板のＣＶＤ処理を行う処理方法と、他は、長
期間のメンテナンス作業時間を設定する場合の処理方法である。 【００４０】ひとつの処理用真空容器のメンテナンス作業中に他の処理用真空容器で基板の
ＣＶＤ処理を行う処理方法。 【００４１】 この処理方法を図２５（ａ）と図２５（ｂ）を用いて説明する。ｎ個のＣＶＤ
処理用真空容器Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……、Ｐ（ｋ）、……、Ｐ（ｎ−
１）、Ｐ（ｎ）（但し、ｎ≧３）において、はじめに、ＣＶＤ処理用真空容器Ｐ （１）からＰ（ｎ）に基板を処理させる。 【００４２】 第１回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）においてはＷｍ、Ｐ（２）において
はＷｍ−Ｗｃ、……、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ、……、Ｐ（ｎ
）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理した後に行う。 【００４３】 それぞれのＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業は、メンテナンス作業時
間Ｔｍ内に行う。ここで、Ｗｍはメンテナンス作業を始めるでに処理されるべき
あらかじめ設定した基板の枚数を意味する。今後、Ｗｍをメンテナンス作業基準
枚数と名付ける。Ｗｃは、Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔで導きだされる。Ｔｍはあらかじめ定
めたメンテナンス作業時間を表わす。ｔは１枚の基板を搬出入用ロードロック真
空容器から出ていき、ＣＶＤ処理用真空容器で処理され、搬出入用ロードロック
真空容器に戻るまでの時間である。Ｗｃは、ひとつのＣＶＤ処理用真空容器でメ
ンテナンス作業中に他のひとつのＣＶＤ処理用真空容器が処理する基板の枚数を
意味する。今後、Ｗｃを基準処理枚数と名付ける。 【００４４】 第１回目のメンテナンス作業期間は、Ｗｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理した
後に始まり、Ｗｍ＋Ｗｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業期間の
時間は、Ｔｍ×ｎである。このＴｍ×ｎ期間は、ｔ時間おきにｎ−１個の基板が
処理される。 【００４５】 第２回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）においては２Ｗｍ＋Ｗｃ、Ｐ（２）
においては２Ｗｍ、……、Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋
Ｗｃ）、……、Ｐ（ｎ）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）の基
板を処理した後に行う。 【００４６】 第２回目のメンテナンス作業期間は、２Ｗｍ−（ｎ−１）Ｗｃの基板を処理し
た後に始まり、２Ｗｍ＋Ｗｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業期
間の時間は、第１回目のメンテナンス作業期間と同様にＴｍ×ｎである。 【００４７】 第Ｎ回目のメンテナンス作業は、Ｐ（１）においてはＷｍ＋Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗ
ｃ）（Ｎ−１）、Ｐ（２）においてはＷｍ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、……、
Ｐ（ｋ）においてはＷｍ−（ｋ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）、……、
Ｐ（ｎ）においてはＷｍ−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）の基板を
処理した後に行う。 【００４８】 第Ｎ回目のメンテナンス作業期間は、Ｗｍ−（ｎ−１）Ｗｃ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）
（Ｎ−１）の基板を処理した後に始まり、Ｗｍ＋（Ｗｍ＋Ｗｃ）（Ｎ−１）＋Ｗ
ｃの基板を処理した後に終わる。メンテナンス作業期間の時間は、Ｔｍ×ｎであ
る。 【００４９】 それぞれのＣＶＤ処理用真空容器でのメンテナンス作業に達する基準を基板の
枚数ではなく時間で表示したければ、基板の処理枚数をｔで割ればよい。 【００５０】 この方法によれば、どのＣＶＤ処理用真空容器でもメンテナンス作業がされて
いない期間中、すなわちＷｍ／ｔ＋Ｔｍ−Ｔｍ×ｎ期間中はｔ時間ごとにｎ個の
基板が処理される。メンテナンス作業期間Ｔｍ×ｎでは、ｔ時間おきにｎ−１個
の基板が処理される。 【００５１】 後述する第１１手段及び第１２手段により、メンテナンス作業期間が短縮でき
るため、この方法は効率よく行なえる。 【００５２】 長期間のメンテナンス作業時間を設定する場合の処理方法。 ＷｍをＷｃでわったときの商の数値が、ＣＶＤ処理用真空容器のｎ個より小さ
い場合、上記の処理方法は使用できない。このことは、メンテナンス作業時間を
長期間設定することを意味する。そこで、あらかじめ長時間のメンテナンス作業
時間Ｔｍを確保しておきたい場合は、以下の条件で基板の処理を行う。 【００５３】 最大限に使用できる処理用真空容器の個数Ｎｕを以下の関係式で導き出す。 【００５４】 基板処理枚数Ｗｃは、Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔで導き出される。ここで、メンテナンス
作業時間Ｔｍはあらかじめ設定した時間である。最大使用処理用真空容器の個数
Ｎｕは、Ｎｕ＝Ｗｍ／Ｗｃで導き出される。ただし、Ｎｕ≧２である。 【００５５】 さらに、ｎ個のＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）……Ｐ（
ｎ−１）、Ｐ（ｎ）をグループ分けをする。ＣＶＤ処理用真空容器Ｎｕ＋１個で
ひとつの群が形成される。そうすると、群の個数Ｇは、Ｇ＝ｎ／（Ｎｕ＋１）で
導き出される。そのときの、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰの個数をＲとす
る。ただし、０≦Ｒ＜Ｎｕ＋１である。 【００５６】 この関係式を用いて、次の手順で行う。 Ｇ個の群のうちあるひとつの群のＣＶＤ処理用真空容器｛ＧＰ（１）、ＧＰ（
２）、ＧＰ（３）……ＧＰ（Ｎｕ）、ＧＰ（Ｎｕ＋１）｝において、 （ａ）はじめに、ＣＶＤ処理用真空容器ＧＰ（１）からＧＰ（Ｎｕ）に基板を
処理させる。 （ｂ）上の関係式で導き出された基準処理枚数Ｗｃに達した時点で、ＧＰ（１
）の処理をやめる。それと同時に、ＧＰ（２）からＧＰ（Ｎｕ）の処理を継続し
ながら、ＧＰ（Ｎｕ＋１）の処理を開始する。次に基準処理枚数が２×Ｗｃにな
ったとき、Ｐ（２）の処理やめて、ＧＰ（１）の処理を開始する。ＧＰ（Ｎｕ−
１）で基板の処理枚数が（Ｎｕ−１）×Ｗｃに達するまで、この手順を続ける。 （ｃ）ＧＰ（Ｎｕ）のＣＶＤ処理用真空容器で、あらかじめ設定したメンテナ
ンス作業基準枚数Ｗｍに達した時点でメンテナンス作業を開始する。 （ｄ）ＧＰ（Ｎｕ）のメンテナンス作業を、メンテナンス作業時間Ｔｍ内に行
う。 （ｅ）Ｔｍ後にＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナンス作業を開始する。メンテナン
ス作業の所要期間はＴｍである。次のＴｍ後にはＧＰ（Ｎｕ＋１）のメンテナン
ス作業を開始しする。メンテナンス作業をこの手順で繰り返す。 （ｆ）（ａ）工程から（ｃ）工程までの手順を各群も同時に行う。 （ｇ）それとともに、各群のＣＶＤ処理用真空容器での基板処理と同時に、す
べてのあまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰも、メンテナンス作業基準枚数Ｗｍま
で基板の処理し続ける。メンテナンス作業基準枚数Ｗｍに達した時点で、すべて
のＲ個のＣＶＤ処理用真空容器をメンテナンス作業する。メンテナンス作業の期
間はＴｍ時間に行う。 【００５７】 Ｒ個のＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業するときは、各群のいずれか
ひとつのＣＶＤ処理用真空容器と同時にしなければならない。したがって、この
間は、Ｒ＋Ｇ個のＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業を同時にしなければ
ならない。 【００５８】 この方法によれば、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰがメンテナンス作業さ
れるまで、ｔ時間ごとに（Ｎｕ×Ｇ＋Ｒ）個の基板が処理される。ＣＶＤ処理用
真空容器ＲＰがメンテナンス作業中では、ｔ時間ごとにＮｕ×Ｇ個の基板が処理
される。 【００５９】 なお、最初にＷｃづつの枚数ごとに中止したＧＰ（１）からＧＰ（Ｎｕ）は、
つぎの処理が開始するまで、メンテナンス作業を行ってもよい。そのメンテナン
ス作業の所要期間は、Ｔｍである。 【００６０】 以上、つぎのような条件のもとであれば、これらの方法でもって、効率よく基
板処理とメンテナンス作業が行える。 （ａ）ひとつの基板を処理するのに相当な時間を要する処理工程であること。 スパッタリング処理やエッチング処理のような短時間で処理できるものは不向
きである。短時間で処理できる工程では、これらの方法を用いると十分なメンテ
ナンス作業時間が確保できない。したがって、これらの方法は、相当の時間をよ
うするＣＶＤ処理工程がもっとも適している。 （ｂ）ＣＶＤ処理用真空容器が３個以上であること。 処理用真空容器が２個だと、メンテナンス作業で基板処理を中断せず連続基板
処理ができるが、メンテナンス作業中１枚のみしか基板処理できない。これでは
、枚葉式のＣＶＤ装置と同じになる。マルチチャンバ方式のＣＶＤ装置の特徴で
ある複数基板の同時処理ができなくなる。 （ｃ）処理用真空容器と搬出入用ロードロック真空容器との搬送時間が短いこ
と。 もし搬送に相当の時間をようすると、処理枚数が増えてくるにしたがい、同時
処理されるべき複数基板がずれてくる。このずれの時間の間隔が大きくなると、
ひとつの処理用真空容器をメンテナンス作業している最中に、つぎの処理用真空
容器のメンテナンス作業を始めなければならないことになる。 搬送時間をできるかぎり短くするためには、第７の手段の少なくとも２つの基
板を保持（to store）する蛙足型多関節ロボットがもっとも適している。 【００６１】 第５の目的であるメンテナンス作業の労力を軽減すること。 （１１）第１１の手段として反応容器の外壁に循環路を設けることである。こ
の循環路は温度調節機構を有する循環ポンプにつながっている。温度調節機構に
より循環路を流れる熱媒体の温度を調節する。熱媒体の設定温度の範囲は、ＣＶ
Ｄ反応で生じる副生成物の飽和蒸気圧の温度以上、ＣＶＤ反応で薄膜の生成する
温度以下である。この範囲内で温度設定された熱媒体が循環路を循環することで
、反応容器の内壁の温度が設定温度の範囲内となる。副生成物の分子は、反応容
器の内壁の温度がその副生成物の飽和蒸気圧の温度以上であるためその内壁に付
着しにくくなる。それとともに、反応容器の内壁の温度がＣＶＤ反応で薄膜の生
成する温度以下であれば、薄膜がその内壁に堆積することはない。そのため、反
応容器の内壁のクリーニング作業の労力が軽減される。熱媒体として水、または
油がよい。 【００６２】 （１２）第１２の手段としてリング状固定部材が反応ガスにさらされる露出部
分とその他の部分で組立られているようにする。そのすると、反応ガスにさらさ
れる部分の表面上にのみＣＶＤ反応による膜が堆積することになる。リング状固 定部材をクリーニング作業をする際には、反応ガスにさらされる露出部分のみを
とりかえればよいといえる。 【００６３】 【実施例】 以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、これらの添付
図面は、この発明が理解できる程度に各構成部品の形状、大きさおよび配置関係
を概略的に示してあるにすぎない。 【００６４】 図１は本発明に係るＣＶＤ装置の全体構成を示す。図１において、１は内部空
間が気密に形成された反応容器であり、反応容器１の内部は図示しない排気装置
より所定の減圧状態に保持される。反応容器１の内部空間は反応室となる。反応
容器１の外壁に反応容器の壁を加熱する熱媒体が循環する循環路３０が備えつけ
られている。反応容器１に接続される配管２は排気装置に接続される排気管であ
る。反応容器１の内部空間に基板３が配置される。基板３は、反応容器１内の中
央位置に設置されたサセプタ４の上に搭載され、基板３の第１表面がリングチャ
ック９に接触し、基板３の第２表面は、サセプタに対して保持されるように、保
持される。サセプタ４は、下方に配置されたランプヒータ５により加熱され、所
要の温度に保たれる。サセプタ４の温度は熱電対６によって測定される。熱電対
６で測定されたサセプタ４の温度データは、制御装置に供給され、その温度デー
タに基づき、ランプヒータ５への投入電力量を調整してランプヒータ５の放射さ
れる輻射熱を制御し、サセプタ４を所望の温度に制御する。サセプタ４とランプ
ヒータ５との間には光透過材である石英窓７が設けられる。石英窓７は、サセプ
タを加熱するランプヒータ５からの光を通す窓であり、同時に反応室の気密を保
つ役目も果たしている。また８は反射部材で、ランプヒータ５から下方に放射さ
れた熱を、サセプタ４が配置された側に反射させるためのものである。 【００６５】 ここでランプヒータ５および反射部材８は組をなしこれが同心円上に等間隔で
１２組並んでおり、個々のランプヒータがそれぞれ出力制御器を有し、それぞれ
別個に電力を制御できるようになっている。 【００６６】 サセプタ４の基板３と接する表面に深さ一定でドーナッツ状の段差加工を施し
ている。ただし基板３がオリエンテーションフラット（いわいるオリフラ）を有
している場合は、段差加工領域の外側のへりの部分と基板３の端とは一定距離を
保つようにオリフラ付近では段差加工領域の外側のへりはオリフラと平行になっ
ている。 【００６７】 サセプタ４の上に配置された基板３は、上下運動するリングチャック９によっ
て固定される。リングチャック９はリング形状となっている。そのためリングチ
ャック９の中央部に孔９ａが形成されている。図１は、リングチャック９が基板
を固定している状態を示す。図２は、リングチャック９と基板３の接触状態を示
す図１の部分拡大図である。基板３上には、あらかじめリアクテブスパッタリン
グで堆積したＴｉＮ膜５２上に熱ＣＶＤで堆積したＷ膜２４が堆積している。リ
ングチャック９は基板３のへりの部分を覆っている。今後、基板３のへりの部分
とは、リングチャック９に覆われた基板３の部分をいうことにする。さらに、基
板３の中心は、リングチャック９の中心軸Ｏに位置している。図２の部分拡大図
に示すように、リングチャック９と基板３とがかさなるリングチャック９の底面
には、複数の点接触部１０が等間隔で設けられている。これらの点接触部１０が
、基板３のへりの部分に接触して、基板３を固定している。点接触部１０は、で
きる限り基板表面の接触面積を小さくし、かつ、できるだけその点接触部のサイ
ズを小さくする。また、点接触部１０自体の形は、パージガスの流れを乱さない
形状がよい。そのため、点接触部の側面が曲面状に形成される。望ましくは、そ
の断面が円形または楕円形にするとよい。とくに、断面が楕円形のときその長径
がパージガスの流線方向に沿うようにする。点接触部１０の位置については、図
１〜図３で明らかなように、リングチャック９の中心軸Ｏに面する点接触部の側
面が内径円より大きな同心円の円周上に位置する。すなわち、リングチャック９
の内側端面９ｂよりも、中心軸Ｏの径方向の外側にずらせて配置する。外側にず
れる距離は、リングチャック９が基板３に接触するとき、点接触部１０が基板３
のへりの部分上に接触する程の距離である。とくに、点接触部１０は、基板３を 確実に押さえつけるために、図１７、図１８及び図１９のように点接触部１０の
外側の側面が基板３の側面にそろうようにする。また、さらに、図２に示すよう
にリング状固定部材の中心軸ＯとＴｉＮ薄膜５２の領域との距離のうちの最長距
離より同心円５１の半径を長くしている。そのため点接触部１０は、基板３のＳ
ｉＯ2露出面上のみに接触している。点接触部１０は、リングチャック９に機械
加工で直接に作ることもできる。また別に作製したものを取り付けてもよい。 【００６８】 点接触部１０の数は、３個から１２個程度がもっとも適切である。基板を確実
にサセプタ４に密着させるために、基板３の径が大きくなるに応じて、点接触部
１０の数を多くする。８インチ基板では、点接触１０の数は１２個がよい。 【００６９】 基板３とリングチャック９は点接触部１０を介して接触するために、基板３が
リングチャック９によって固定されているとき、基板３とリングチャック９との
間には、間隙１１が形成される。図２では、間隙１１の間隔を符号Ａで示してい
る。図２では、基板３とリングチャック９の重複部分の中心軸Ｏの径方向の幅を
、符号Ｂで示している。この重複部分の幅Ｂは、言い換えると、リングチャック
９の内径円の半径と基板の半径との差といえる。 【００７０】 上記のリングチャック９は、その下部に複数本の支柱１２によって支持される
。本実施例の場合は支柱１２は２本である。支柱１２は、反応容器１の下壁部１
３から気密性を保持した状態で反応容器外に引き出される。支柱１２は、反応容
器１の外において、昇降装置（図示せず）に連結され、上下方向１４に移動でき
る。これにより、リングチャック９を昇降させる。リング１５は、リングチャッ
ク９が基板３を固定するときに、リングチャック９が安定して固定できるための
支持リングである。図２に示すように、支持リング１５にはバイトンゴム１６が
取り付けられ、リングチャック９の外側のへり部分は、バイトンゴム１６に押し
当てられる。 【００７１】 反応容器１の上壁部には、基板１に対向する位置に反応ガスを供給するガス供 給機構が設けられる。１７はガス吹出し部、１８はガス導入ノズル、１９は反応
ガス供給源である。本実施例のＣＶＤ処理では、ＷＦ6とＨ2との還元反応による
タングステン成膜が行われる。従って、反応ガス供給源１９から供給される反応
ガスは、ＷＦ6およびＨ2である。 【００７２】 循環路３０は配管３１を通じて温度調節機構を有する循環ポンプにつながって
いる。循環路を流れる熱媒体として不活性ガス、水、または油がよい。熱媒体の
設定温度の範囲は、ＷＦ6とＨ2との反応で生じる副生成物のＨＦガスの飽和蒸気
圧の温度以上、Ｗ膜の生成する温度以下である。ＨＦガスの飽和蒸気圧の温度は
約７０℃である。Ｗ膜の生成する温度は約２００℃である。したがって、熱媒体
の設定温度の範囲は７０℃以上２００℃以下となる。この範囲内で温度設定され
た熱媒体が循環路３０を循環することで、反応容器１の内壁の温度が７０℃から
２００℃内となる。副生成物であるＨＦ分子は、反応容器１の内壁の温度がＨＦ
ガスの飽和蒸気圧の温度以上であるためその内壁に付着しにくくなる。それとと
もに、反応容器１の内壁の温度が２００℃以下であれば、Ｗ膜がその内壁に堆積
することはない。そのため、反応容器１の内壁のクリーニング作業の労力が軽減
される。ただし、クリーニング作業を始めるまえに、反応ガスの供給を停止して
、温度調節機構により熱媒体の設定温度を下げて反応容器の壁面を４０℃近くま
で下げて行う。 【００７３】 さらに、熱媒体が循環路３０内を循環することで反応容器１の内壁が加熱され
るため、反応ガスのＨ2が基板３やリングチャック９に衝突してＨ2分子が基板３
の熱を奪うことを抑制できる。内壁が加熱されていることで、反応ガスの一部の
Ｈ2分子が内壁に衝突して熱を受け取る。これにより、基板３やリングチャック
９に衝突して基板３の熱を奪うＨ2分子の数が減少する。そのため、基板３を所
定の温度に維持するためにサセプタ４に照射する輻射熱の量が、熱媒体が循環路
３０内に循環しない場合にくらべ少なくてすむ。さらに、リングチャック９の温
度が低下して、基板３とリングチャック９の温度差がおおきくなることによる熱
移動の促進を抑えることができる。さらに、反応容器１の上部壁面上に循環路 を形成することもできる。そうすれば、さらに効率よく水素ガスを加熱すること
ができる。 【００７４】 サセプタ４の後方にはパージガス供給機構が設けられる。２０はパージガスの
供給ノズル、２１はパージガス供給源である。パージガスとしては、例えばアル
ゴンＡr などの不活性ガスが使用される。ノズル２０からＣＶＤ装置内に供給さ
れたパージガスは、通路２２を通り、リングチャック９と基板３との間隙１１を
通って反応空間内に吹出す。通路２２の途中のサセプタ４と石英窓７との間をパ
ージガスが通るとき、ランプヒータ５によってパージガスは加熱される。パージ
ガスが加熱されることで、リングチャック９と基板３との間隙１１を通るとき、
パージガスが点接触１０や基板のへりの部分から熱を奪うことはない。パージガ
スが加熱されることで基板３のへりの周辺部分の温度低下を防止することができ
る。図２において、矢印２３はパージガスの流れを示す。前述のバイトンゴム１
６は、供給されたパージガスがすべて間隙１１から吹出すように、支持リング１
５とリングチャック９の外縁部との間のシールを行い、パージガスが漏れるのを
防止する。 【００７５】 上記の実施例において、代表的な成膜条件として、成膜温度４００℃、成膜圧
力５０Ｔｏｒｒ、成膜用反応ガスＨ2，ＷＦ6の供給流量がそれぞれ１０００ｓｃ
ｃｍ、１００ｓｃｃｍである。 【００７６】 上記のＣＶＤ装置による成膜動作について説明する。ＣＶＤ装置の反応容器１
内は所要の減圧状態に保持される。複数のランプヒータ５により加熱されて所定
の温度に設定されたサセプタ４の上に、図示しない搬送機構で搬送された基板３
が配置される。このとき、基板３は、前工程のスパッタリングによりその表面に
ＴｉＮ膜等が形成され、かつ基板３のへりの部分にリング形状のＳｉＯ2露出面
が形成されている。その後、基板３はサセプタ４に置かれ、リングチャック９が
降りて基板３を固定する。リングチャック９の点接触部１０を基板３のへりの周
辺に接触させて、基板３を固定する。基板３が固定されると、ガス吹出し部１７ から反応ガスが吹出し、反応室内に導入される。反応ガスは、基板３の表面での
化学反応により薄膜が形成される。タングステン成膜処理には、反応ガスＷＦ6
，Ｈ2を反応容器１内に導入することによって、ＷＦ6のＨ2還元反応により基板
３上にＷ薄膜が形成される。未反応ガスおよび副生成ガスは、排気管２を通して
外部に排気される。上記の成膜が行われている間、下方からはノズル２０を通し
てパージガスが、成膜条件に応じた所要の流量で供給される。ＣＶＤ装置内に供
給されたパージガスは、間隙１１を通って反応空間内に吹出される。 【００７７】 上記の構成を有するＣＶＤ装置ではつぎのふたつの作用が生じる。 【００７８】 まず第１の作用は基板上の膜厚分布の均一性の向上である。基板３を固定する
リングチャック９は点接触部１０のみで基板３と接触するため、基板と全周が接
触していた従来構造に比べ基板３からリングチャック９への熱の逃げが接触面積
の減少分だけ減る。そのため基板温度がへりの部分で急激に低下することなく、
従来のような基板のへりの部分でのシート抵抗値の急激な上昇もなくなって基板
表面全面で均一な膜厚分布を得ることができる。 【００７９】 全基板表面の温度を均一にする前提として、サセプタに熱伝導率の高い材料を
使用する。基板に接触するサセプタの表面が基板の温度の分布を決定する。熱伝
導率の高い材料であれば、サセプタの温度を速やかに所定の温度に設定できる。
つまりサセプタに置かれた基板の温度も速やかに所定の温度になるといえる。加
熱機構、たとえばランプヒータ、の放出される熱量（輻射熱）の微妙な調整に対
しても鋭敏にサセプタ及び基板の温度が調整できる。熱伝導率の高い材料として
、アルミニウム、カーボンおよび銅があげられる。本実施例のサセプタはアルミ
ニウム製である。 【００８０】 さらに、全基板表面の温度の均一性を達成するためには、複数のランプヒータ
を基板の裏側に配置する。そして、各ランプヒータは光照射量を制御できる電力
制御機構をそなえている。個々のランプヒータの配置位置関係およびその電力制 御機構を調節することで、全基板表面の温度を均一にすることができる。リング
チャックが基板を押さえつける接触部で基板の熱が逃げることが考えられる。そ
のため、その接触部周辺で基板表面の平均温度より低くなることが考えられる。
そこで、個々のランプヒータの配置位置として、リングチャックが基板を抑える
接触部周辺の裏面に配置することが最適といえる。そして、個々のランプヒータ
の電力制御機構でそれぞれのランプヒータの光照射量を微妙に調節をする。とく
に、ランプヒータの配置関係としては、接触部の裏面に基板の中心に同心円上に
等間隔に配置すると、その接触部に光を均一に照射できる。このようなランプヒ
ータ配置関係により、従来のようにひとつの円形ランプヒータまたはふたつの半
円形ランプヒータを用いた場合のその切れ目による光照射の不均一の問題が生じ
ない。また、各ランプヒータの電力制御機構により、リングチャックが基板を抑
えつける圧力の不均一さ、または、同一投入電力でもそれぞれのランプヒータの
光照射量の微妙な差を各ランプヒータに投入する電力をそれぞれ別個に制御する
ことで基板表面の温度を補正することができる。この補正の手順とし、複数のラ
ンプヒータを基板の接触点の周辺の裏側に基板の中心と同心円上に等間隔で配置
する。つぎに、同一かまたは適当な電力を各ランプヒータに加えた状態で成膜を
行い、その膜厚分布より基板表面内での温度の偏りを知りその偏りに応じて各ラ
ンプヒータの電力の増減を行う。その後再び成膜を行い、その膜厚分布の結果が
満足するものであれば終了し、満足するものでなければ再び前記補正の操作を繰
り返す。本実施例では接触部が１２個あるので、同心円上に等間隔に配置するラ
ンプヒータの個数として１２個配置するのがもっともよい。 【００８１】 また、さらに全基板表面の温度の均一性を精密に達成するためには、サセプタ
において、基板と接する側の表面に段差加工を行う。段差加工の領域とその深さ
を制御することで基板表面の温度分布を制御し、膜厚分布をより均一に達成でき
る。段差の深さ、形状の決定は、最初段差がない状態で成膜を行いその膜厚分布
よりシート抵抗値が低い部分すなわち温度が相対的に高い部分に対応して適当な
段差加工を施す。その後、成膜を行いその時の膜厚分布が満足するものであれば
終了し、満足するものでなければ再び段差加工による補正を行う。段差加工の領 域は、つぎのようにすると決定することができる。最初に加工前のサセプタを用
いて基板に成膜させる。基板全面に堆積した膜のシート抵抗値を測定する。シー
ト抵抗値の最大値と最小値からシート抵抗値の平均値を導き出す。シート抵抗値
は基板表面の温度と反比例する。シート抵抗値の最大値は基板表面の最も低い温
度を、その最小値は基板表面の最も高い温度をそれぞれ示す。そのシート抵抗値
の平均値は基板表面温度の平均値を示すことになる。そこで、シート抵抗値の平
均値よりも低いシート低抗値、すなわち基板温度の平均値より高い温度、を示す
領域に段差加工をすればよい。その段差加工された領域の深さはつぎのようにし
て決定できる。サセプタの段差加工された部分は、基板とサセプタとの間に間隙
を形成する。この間隙に通常パージガスがはいりこむ。この間隙の幅はその入り
込むガスの平均自由工程よりも大きいと考えられるため、ガスの流れの状態は粘
性流の状態といえる。この間隙を通して基板に熱が伝わる。この間隙に存在する
ガス、すなわちパージガス、の流れの状態が粘性流であるため、基板に伝わる熱
量はガスの種類と間隙の幅、すなわち段差の深さに依存する。特定のパージガス
、たとえばＡr ガスを使用したときは、結局、基板に伝わる熱量は間隙の幅、す
なわち段差の深さのみに依存する。段差が深くなればなるほど、基板に伝わる熱
量は減少する。いいかえれば、段差が深くなればなるほど、基板の表面温度の上
昇がおさえられる。以上の見地に基づいて、平均温度（平均シート抵抗値）とそ
れよりも高い温度（低いシート抵抗値）の温度差（シート抵抗値の差）に対応し
て、段差の深さを調節する。たとえばサセプタがアルミニウム製でパージガスが
Ａｒガスのとき、図１３及び図８のグラフから段差を０．１ｍｍ深くなるにつれ
て基板表面の温度が約６℃さがることがわかった。このような段差の深さと基板
表面の温度差との関係を容易に見いだすことはできる。この関係に基づき、段差
加工の深さを調節することで、基板表面全体の温度分布を均一にすることができ
る。また、さらに、このように段差加工したサセプタを用いて基板に成膜させそ
のシート抵抗値から、段差加工領域と深さを再度調節してもよい。このように領
域とその深さを調節して段差加工したサセプタを使用すれば、基板表面全体の温
度分布を精密に均一にすることができる。その結果、所望の基板温度を設定する
と、基板表面全体のどの部分でも所望の温度となる。 【００８２】 以上膜厚分布の向上について具体例を述べる。 【００８３】 最初に１２個のランプヒータをリングチャック９が基板３を抑える接触部周辺
の裏側に基板の中心と同心円上に等間隔で配置した。図１６は、そのランプヒー
タ配置でアルミ製サセプタ４に段差加工をしないときの等シート抵抗値線を示し
た図である。さらに、それぞれの電力制御機構を調節し基板の周辺部で温度が高
くなっている部分が同心円の環状なるようにした。図６の等シート抵抗値線が密
になっている部分が、基板表面上で温度が高くなっている部分である。そこで、
その同心円上に温度が高くなっている部分に対応するサセプタ４の部分に段差加
工を施した。その結果が図７及び図８である。 【００８４】 図７と図８は、本実施例の装置によって８インチ基板上に成膜されたＷ膜のシ
ート抵抗値分布である。図７はφ１８０ｍｍ径内での面内分布であり、分布は±
３．７％と良好となっている。図７では従来のランプヒータ形状からくる不均一
さは見られない。また、図８はある半径方向に沿ったシート抵抗値分布図である
。図８では従来装置を用いた場合に比べ基板のへりの部分でのシート抵抗値の急
激な上昇がなく、またサセプタの段差加工の効果によって従来結果ではシート抵
抗値が低かった部分が高く凸になっておりシート抵抗値分布は±３．３％と良好
になっている。本実施例における段差加工形状は８インチ基板を処理するにあた
って検討した結果は、外径φ１７０ｍｍ内径φ８０ｍｍ深さ０．１ｍｍの環状の
段差加工が最も良好であった。また、６インチ基板を処理するにあったては外形
φ１２０ｍｍ内径φ６０ｍｍ深さ０．１ｍｍの環状の段差加工が最も良好であっ
た。更に基板にオリフラが存在する場合はオリフラを考慮し、基板の端から段差
加工のへりの部分までの距離が一定になるように段差加工のへりの部分はオリフ
ラ側でオリフラと平行にすると良い。 【００８５】 第２の作用は明確なシャドウ領域の形成とマイクロピーリングの防止である。
図２で明らかなように、基板３の表面に薄膜２４が形成されるとき、点接触部１ ０の中心軸Ｏに面する側面、すなわち内側の側面は内縁端面９ｂと同一面となら
ないので、薄膜２４が、点接触部１０の内側の側面部を経由してリングチャック
９の上面に至るまでひとつづきに形成される部分がどこにもない。従って、基板
３からリングチャック９がはなれるとき、従来装置で発生したマイクロピーリン
グが発生しないので、微細なダストパーティクルが発生することはない。 【００８６】 また上記実施例の構成では、所要流量のパージガスを間隙１１から反応室側へ
吹出すようにしたため、反応ガスが間隙１１内に侵入するのをパージガスで阻止
し、基板３の表面上に形成される薄膜２４が、間隙１１内の基板のへりの部分の
表面に至るまで形成されることがない。図２に示されるように、薄膜２４のへり
の部分はリングチャック９の内縁端面９ｂにほぼ一致した位置に形成される。薄
膜２４のへりの部分の形成位置がリングチャック９の内径円にほぼ一致するよう
に、間隙１１から吹出されるパージガスの流量が設定される。このため、後述す
るように、パージガスの流量（符号Ｃで表す）は、前述した間隙１１の距離Ａお
よびリングチャック９が基板３のへりの部分を覆う重複部分の幅Ｂとの間におい
て、特定の関係を満足するように設定される。パージガスの流量と点接触部の位
置関係を調節することで、基板３の表面に形成される薄膜２４が、間隙１１内に
侵入して、点接触部１０の側面部にひとつづきとなって薄膜が形成することはな
い。従って、薄膜２４は点接触部１０に及ばないので、リングチャック９が基板
３からはなれるときに、マイクロピーリングを発生させず、ダストパーティクル
の発生することはない。 【００８７】 また、間隙１１から所要流量のパージガスを吹出すことにより、急峻なシャド
ウ境界が形成されることを可能にする。急峻なシャドウ境界を形成することは、
同時に、基板のへりの部分に接触する点接触部１０の側面に薄膜を形成させない
ことを意味する。 【００８８】 図４〜図６を参照して、本実施例におけるシャドウの形成について説明する。
図４〜図６はリングチャック９の内径円と基板３のへりの部分との関係を示し、 各図にはそれぞれ前述したＡ（間隙１１の高さ）、Ｂ（重複部分の幅）、Ｃ（パ
ージガスの流量）が示されている。シャドウ領域が形成されるのは、パージガス
を間隙１１から反応室へ吹出し、間隙１１内で反応ガス（主にＷＦ6）を枯渇さ
せることにより、リングチャック９の内径円近傍で成膜速度が急速に低下する結
果である。このシャドウ形成におけるシャドウ幅を決定するパラメータは、間隙
１１から吹出すパージガスの線速度Ｃ／Ａと、間隙１１内に侵入する反応ガスの
拡散速度である。図４〜図６では、パージガスの線速度Ｃ／Ａとシャドウ形成状
態の関係を示す。 【００８９】 図４〜図６では、パージガスの流量を一定とした場合において、リングチャッ
ク９と基板３との距離Ａを変化させるときの、リングチャック９の内径円付近の
基板３上の成膜領域の結果を示している。図４に示すごとく、リングチャック９
と基板３との間隔が最適距離（ここではＡが最適な値であるとする）においては
、基板のへりの部分の成膜されない部分の幅、すなわちシャドウの幅が、リング
チャック９が基板３のへりの部分を覆う幅Ｂに等しくなり、これにより所望のシ
ャドウを得ることができる。これに対し、図５に示すごとく、リングチャック９
と基板３との間隔が最適距離Ａよりも大きい値Ａ１であるときには、パージガス
の線速度Ｃ／Ａ１が小さくなり、基板３上の成膜領域は間隙１１の間に侵入して
基板のへりの部分のＳｉＯ2領域まで成膜されるので、好ましくない。一方、図
６に示すごとく、リングチャック９と基板３との間隔が最適距離Ａよりも小さい
値Ａ２であるときには、パージガスの線速度Ｃ／Ａ２が大きくなり、基板３上の
成膜領域はリングチャック９の内径円近傍にも達せず、縮んでしまうので、好ま
しくない。 【００９０】 図５および図６の場合には、Ｃ／Ａ１またはＣ／Ａ２が最適値Ｃ／Ａと一致す
れば、基板上の成膜領域に関し、図４に示した状態と同じ状態を作ることができ
る。すなわち、Ａが大きいときにはパージガスの流量Ｃを増し、Ａが小さいとき
にはパージガスの流量Ｃを減らすことにより、線速度を最適な値にし、図４に示
す最適な成膜領域を形成する。 【００９１】 ただし、パージガスの流量が増大すると、反応容器１内の圧力が増大し、成膜
プロセスに影響を与える。例えば、全圧を固定した場合、Ｈ2分圧が相対的に減
少し、成膜速度の低下を招く。このような場合には、装置の機械的精度が許す範
囲で間隔Ａを小さくし、パージガスの流量Ｃも小さくすべきである。 【００９２】 点接触部１０は、図１７に示すように、リングチャック９の内縁端面９ｂより
も中心軸Ｏの径方向の外側であって、基板３の側面と点接触部１０の外側の側面
がそろう位置に配置することもできる。基板３を最もしっかりとサセプタ４に接
触させることができる。さらに、図２のＢが一定ならば、基板表面上に薄膜が生
成する面積を最も広くすることができる。 【００９３】 間隙１１における点接触部１０が設けられた箇所では、点接触部１０の存在自
体がパージガスの進行の障害になるので、前述の成膜領域の制限効果を単純に当
てはめることはできない。そこで点接触部１０が設けられた箇所において、成膜
領域が点接触部１０に及ばないようにするため、前述のごとく、点接触部１０を
できる限り小さいものとし、また点接触部１０の側面を曲面とした。本実施例で
は、点接触部１０の形状を円柱とした。これによって、図３に示すようにパージ
ガス２５が点接触部１０の内側にも十分に回り込み、点接触部以外の箇所と同様
なシャドウ形成効果が生じる。また点接触部１０の大きさについては、リングチ
ャック９が基板３のへりの部分を覆う幅Ｂとの関係に基づいて決定される。なお
図３において、２６は基板３の円周を示す線であり、２７はリングチャック９の
内径円を示す線である。 【００９４】 次に具体的な実施例について説明する。前述の通り、シャドウは、間隙１１の
間隔Ａと、リングチャック９が基板３を覆う幅Ｂ（リングチャック９の内径円の
半径と基板３の半径との差）、パージガス（Ａｒガス）流量Ｃとによって決定さ
れる。これらのパラメータの最適値は、Ａ：０．２〜０．３ｍｍ、Ｂ：３ｍｍ、
Ｃ：３００ｓｃｃｍである。この最適値の場合には、リングチャック９の内径円 付近の下の基板上での成膜状態は、図４に示すように、急激に膜厚が薄くなる。
基板３のへりの部分領域には成膜せず、明確なシャドウが形成された。この時の
シャドウ幅はＢとほぼ等しく、３ｍｍであった。図１５は本実施例の装置によっ
て基板上に成膜されたブランケットＷ膜のへりの部分に形成されたシャドウライ
ンを光学顕微鏡によって観察した一例（写真）である。幅約０．３ｍｍ程度の良
好なシャドウラインが形成されており、マイクロピーリングは全く観察されなか
った。図２０は、基板全体に急峻なシャドウラインが形成された図解をしめす。
また電子顕微鏡の観察の結果、膜厚が急激に薄くなるのは、図２に示すように、
３００μｍ程度の幅Ｄの範囲内であり、それより内側の成膜は正常に行われた。
このとき１２個の点接触を有するリングチャック９を用いた。各点接触の内側の
側面がリングチャック９の内径円より大きな円５１の円周上に等間隔で配置され
ている。 【００９５】 点接触部１０の基板３と接触する面積は、できるかぎる小さいほうがよい。熱
の移動量は接触する面積に比例するから、基板３からリングチャック９に逃げる
熱の量は、点接触部１０の基板３と接触する面積で決定される。すなわち、点接
触部１０の底辺部の面積できまる。そこで、図１８にしめすように点接触部１０
の底辺部の形状を曲面とするとよい。さらに、点接触部１０は図１９に示すよう
にピン形状にするとよい。 【００９６】 点接触部１０の断面でもっとも長い距離は、Ｂの距離よりも小さい。すなわち
、点接触部１０の断面が円形であるときは直径、楕円形であるときは長径がＢの
距離よりも小さい。とくに、Ｂの距離の半分以下に設定することが望ましい。Ｂ
が３ｍｍであるときには、点接触部１０の直径または長径は１．０〜１．５ｍｍ
である。本実施例の場合、点接触部１０が形成された箇所においても、シャドウ
の幅は３ｍｍであった。 【００９７】 もっとも好適なマルチチャンバ方式のＣＶＤ装置（an integrated multi-cham
ber CVD processing system）を図２１に示す。このマルチチャンバ方式のＣＶ Ｄ装置は、図１の構成を備える４つのＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（１）、Ｐ（２）
、Ｐ（３）及びＰ（４）、搬入用ロードロック真空容器３００、搬出用ロードロ
ック真空容器３０１とこれらの中心に配置された基板搬送用真空容器３０４で構
成されている。図示してないが、各真空容器は真空ポンプが備え付けられている
。とくに、各ＣＶＤ処理用真空容器の排気管２には油回転ポンプ（oil-sealed r
otary pump）がつながっている。各ＣＶＤ処理用真空容器の外壁には各ＣＶＤ処
理用真空容器の壁面の温度を調節する熱媒体が流れる循環路３０が備え付けられ
ている。各ＣＶＤ処理用真空容器の循環路３０は、図示してないがそれぞれ配管
３１を通じて温度調節機構を有する循環ポンプにつながっている。各真空容器間
にはゲートバルブ３０２が備え付けられている。搬送用真空容器３０４内の中心
には、基板搬送用の蛙足型多関節ロボット３０３が配置されている。蛙足型多関
節ロボット３０３は、ベースプレート３０５上に、アーム３１２、ふたつの基板
待機ステージ３０６、３０７とアーム３１２に結合した基板把持用ハンド３０８
で構成されている。基板把持用ハンド３０８には、基板をつかむための４つの爪
３０９を有している。ふたつの基板待機ステージ３０６、３０７は、基板把持用
ハンド３０８の前後の運動方向３１０の下に配置されている。基板待機ステージ
３０７上には未処理の基板５３が乗っている。アーム３１２は上下に動くことが
できる。アーム３１２が上下運動できることで基板待機ステージ上に基板を置い
たり、とりあげたりすることができる。ベースプレート３０５が自転することで
、蛙足型多関節ロボット３０３全体が回転する。この回転運動できることで蛙足
型多関節ロボット３０３は各ＣＶＤ処理用真空容器に面することができる。蛙足
型多関節ロボット３０３の搬送方法は、前述したとおりである。 【００９８】 このマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置を用いて搬送方法をしめす。 【００９９】 ひとつのＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業が必要となるのは、約１，
０００程度基板が処理されたときである。１枚の未処理の基板が搬入用ロードロ
ック真空容器３００からでてＣＶＤ処理用真空容器で処理され、処理済みの基板
が搬出用ロードロック真空容器３０１にもどってくるまで、約６分程度かかる この条件で、ひとつのＣＶＤ処理用真空容器がメンテナンス作業中に他のＣＶ
Ｄ処理用真空容器で基板をする方法を説明する。メンテナンス作業時間は、通常
、５時間程度必要となる。基準処理枚数Ｗｃ＝Ｔｍ／ｔ＝５×６０（分）／６（
分／枚）＝５０（枚）。 【０１００】 この方法を図２２を用いて説明する。最初にＰ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）、
Ｐ（４）に基板を搬送し処理する。第１回目のそれぞれのＣＶＤ処理用真空容器
のメンテナンス作業はＰ（４）の処理枚数が８５０枚、Ｐ（３）の処理枚数が９
００枚、Ｐ（２）の処理枚数が９５０枚、および、Ｐ（１）の処理枚数が１，０
００枚までそれぞれ処理が達したら、メンテナンス作業を開始する。第１回目の
メンテナンス作業期間は、基板処理開始から８５時間後に始まり１０５時間後に
終了する。このメンテナンス作業期間の所要時間は２０時間である。 【０１０１】 第２回目のそれぞれのＣＶＤ処理用真空容器のメンテナンス作業はＰ（４）の
処理枚数が１，９００枚、Ｐ（３）の処理枚数が１，９５０枚、Ｐ（２）の処理
枚数が２，０００枚、および、Ｐ（１）の処理枚数が２，０５０枚までそれぞれ
処理が達したら、メンテナンス作業を開始する。第２回目のメンテナンス作業期
間は、基板処理開始から１９０時間後に始まり２１０時間後に終了する。 【０１０２】 以上の手順を繰り返す。 【０１０３】 この処理方法によれば、メンテナンス作業期間の２０時間の間は、６分おきに
３枚づつ処理される。 【０１０４】 メンテナンス作業時間をあらかじめ５０時間（約２日）としておきたいときの
基板処理方法は次のようになる。メンテンス基板枚数Ｗｃ＝３００（分）／６（
分／枚）＝５００（枚）。最大使用処理用真空容器の個数Ｎｕ＝Ｗｍ／Ｗｃ＝１
，０００（枚／個）／５００（枚）＝２（個）。群の個数Ｇ＝ｎ／（Ｎｕ＋１）
＝４／３＝１（あまり１）。４個のＣＶＤ処理用真空容器でメンテナンス作業時 間５０時間だと、ひとつの群をつくることができる。そこで、ひとつの群を｛Ｐ
（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）｝でつくる。あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰは
Ｐ（４）とする。 【０１０５】 この方法を図２３を用いて説明する。最初に、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（４）
に基板を搬送し、処理する。処理枚数が５００枚に達したら、Ｐ（１）に処理を
停止する。それと同時に、Ｐ（３）に基板を搬送し処理を始める。Ｐ（２）、Ｐ
（３）、Ｐ（４）に基板を搬送して処理する。Ｐ（２）とＰ（４）の処理枚数が
１，０００枚に達したら、Ｐ（２）とＰ（４）の処理を停止してメンテナンス作
業を開始する。Ｐ（２）の処理停止と同時にＰ（１）の処理を開始する。Ｐ（３
）、Ｐ（１）で基板処理をしている間に、Ｐ（２）とＰ（４）をメンテナンス作
業する。Ｐ（３）の処理枚数が１，０００枚に達したらＰ（３）の処理を停止し
て、メンテナンス作業を開始する。Ｐ（３）の処理停止と同時にＰ（２）とＰ（
４）を再開する。Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（４）で基板処理をしている間にＰ（
３）のメンテナンス作業をする。この手順を繰り返して行う。 【０１０６】 この方法によれば、処理開始から１００時間まで約６分おきに基板３枚が処理
される。つぎの１００時間から１５０時間の間は約６分おきに基板２枚処理され
る。１５０時間から２５０時間の間は約６分おきに基板３枚処理される。あまり
のＣＶＤ処理用真空容器Ｐ（４）で処理している時間である１００時間中は基板
は３枚処理される。Ｐ（４）がメンテナンス作業で中断されている時間の５０時
間は基板は２枚処理される。すなわち、１００時間の期間は約６分おきに基板３
枚処理され、つぎの５０時間の期間は約６分おきに基板２枚処理される。 【０１０７】 なお、最初に５００枚数ごとに中止したＰ（１）は、つぎの処理が開始するま
で、メンテナンス作業を行ってもよい。そのメンテナンス作業の所要期間は、５
０時間である。 【０１０８】 もし、上述と同一条件でＣＶＤ処理用真空容器が５個であるときは、ひとつの 群とあまりが２個のＣＶＤ処理用真空容器となる。そこで｛Ｐ（１）、Ｐ（２）
、Ｐ（３）｝をひとつの群として、あまりのＣＶＤ処理用真空容器ＲＰはＰ（４
）とＰ（５）となる。Ｐ（４）とＰ（５）がメンテナンス作業をするまでの時間
の期間、すなわち処理開始から１００時間までは、基板は約６分おき４枚処理さ
れる。Ｐ（４）とＰ（５）がメンテナンス作業している期間中、つぎの１００時
間から１５０時間の間は約６分おきに基板２枚処理される。 【０１０９】 もし、上述と同一条件でＣＶＤ処理用真空容器が６個であるときは、ふたつの
群となる。そこでひとつの群を｛Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）｝ともうひとつ
の群を｛Ｐ（４）、Ｐ（５）、Ｐ（６）｝とする。このばあいは、連続して約６
分おきに基板４枚処理される。 【０１１０】 ＣＶＤ処理用真空容器内のメンテナンス作業のうちのひとつの作業であるクリ
ーニングを簡便にするため、図２４にしめすようにリングチャックをふたつの部
分に分ける。リングチャック９は、支柱１２に結合している台の部分４４上に基
板３覆うひさしの部分４３を六角穴付きボルト４１で固定することで組み立てら
れる。ひさしの部分４３の表面は、反応ガスにさらされる。そのため、図２４に
しめすようにひさしの部分４３の表面上にのみＷ膜４７が堆積することになる。
リングチャック９をクリーニングする際には、ひさし部分のみをとりかえればよ
いといえる。 【０１１１】 さらに、台の部分４４にはくぼみ４６が形成されている。このくぼみ４６が、
リングチャック９の内部を流れる熱媒体の流路となる。この熱媒体は、せいぜい
約２００℃程度に加熱された媒体である。熱媒体の温度が２００℃以上であると
リングチャック９上にＷ膜が堆積するのを促進するので好ましくない。この熱媒
体は冷却媒体ではない。なぜなら、もし、冷却媒体であると、基板３からリング
チャック９への熱移動が促進されるからである。ＷＦ6とＨ2との化学反応でＷ膜
を生成する場合、熱媒体の最適な最低温度として約７０℃といえる。熱媒体の温
度が７０℃以上であれば、この化学反応で生成する副生成物であるフッ化水素 ガスがリングチャックの表面上に付着しないからである。したがって、この場合
の熱媒体の設定温度範囲は、約７０℃から約２００℃といえる。 【０１１２】 熱媒体として、Ａｒガス、Ｎ2ガスなどの不活性ガス、油、水がある。とくに
、不活性ガスが好ましい。不活性ガスは、真空容器内にもれても、ＣＶＤ反応に
影響を与えない。さらに、クリーニング作業でリングチャック９をとりはずした
とき、くぼみ４６に残ることがないので、真空容器内にこぼれ落ちることはない
。クリーニング作業に熱媒体が真空容器の内壁や他の部品に付着することはない
。六角穴付きボルト４１とくぼみ４６との間には溝が形成され、そこにフッ化ゴ
ム製Ｏリングゴム４５が設置されている。Ｏリングゴム４５により、熱媒体が真
空容器内に漏れるのを防止している。支柱１２の内部を通っている配管４２とく
ぼみ４６は、支柱１２が台部分４４と結合しているところの内部でつながってい
る。リングチャック９の中で熱媒体が循環されるので、リングチャック９が加熱
される。基板３と接触部１０との温度差が少なくなるのでその温度差による熱量
の移動を抑制することができる。したがって、基板３のへりの部分で温度が低下
するのを防止できる。 【０１１３】 ひさしの部分４４はタングステン製または商標「モネルメタル」（“ＭＯＮＥ
Ｌ”metal）のニッケルと銅の合金製である。これらの材質であれば、熱膨張係
数がＷ膜と同じなため、ステンレス製よりも膜厚が厚くてもダストパーテクルは
発生しない。そのため、ステンレス製のリングチャックよりもメンテナンス作業
に達するまでの処理枚数を増やすことができる。 【０１１４】 【発明の効果】 本発明によれば、ブランケットタングステンにより成膜を行うマルチチャンバ
方式のＣＶＤ装置において、良好な膜厚分布を得ることができ、また基板にタン
グステン膜を成膜した後に、リングチャックを基板から離しても、マイクロピー
リングによる微細な剥がれが生ぜず、微細なダストパーティクルの発生を抑え、
高い歩留まりを達成することができる。また明確な形状のシャドウ領域を作るこ とができ、これによってダストパーティクルの発生を抑え、同様に高い歩留まり
を維持できる。また、本発明によれば、マルチチャンバ方式のＣＶＤ装置の処理
方法において、メンテナンス作業のために装置の稼働を中断せずに、連続して成
膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この発明に係るＣＶＤ装置の好適な実施例を示す縦断面図である。
【図２】
リングチャックと基板との関係を示した図１の拡大縦断面図である。
【図３】
リングチャックと基板との関係を示した部分平面図である。
【図４】
リングチャックと基板の位置関係を説明するための第１の条件を示す縦断面図
である。 【図５】 リングチャックと基板の位置関係を説明するための第２の条件を示す縦断面図
である。 【図６】 リングチャックと基板の位置関係を説明するための第３の条件を示す縦断面図
である。 【図７】 この好適な実施例による１２個のランプヒータの配置しサセプタに段差加工施
したときの膜厚分布で基板面内分布を等シート抵抗値線で示した図である。 【図８】 この好適な実施例による膜厚分布で基板半径方向のシート抵抗値分布と、本実
施例で用いたサセプタの表面に形成した段差加工を対応させて示した図である。 【図９】 従来のＣＶＤ装置の縦断面図である。 【図１０】 従来のＣＶＤ装置で発生するマイクロピーリングを説明するための図である。 【図１１】 従来のＣＶＤ装置で発生するマイクロピーリングを説明するための図である。 【図１２】 従来のＣＶＤ装置による膜厚分布で基板面内分布を等シート抵抗値線で示した
図と従来のＣＶＤ装置で使用されたふたつの半円形ランプヒータの配置を膜厚分
布と対応させて示した図である。 【図１３】 従来のＣＶＤ装置による膜厚分布で基板半径方向のシート抵抗値分布を示した
図である。 【図１４】 基板上に形成された微細なパターンを表しているものの写真であり、さらに詳
しくは、従来のＣＶＤ装置によってブランケットＷ膜が成膜された基板上のへり
の部分に発生したマイクロピーリングを示す写真である。 【図１５】 基板上に形成された微細なパターンを表しているものの写真であり、さらに詳
しくは、本発明の好適な実施例によるＣＶＤ装置によってブランケットＷ膜が成
膜された基板上のへりの部分に発生したシャドウラインを示す写真である。 【図１６】 １２個のランプヒータの配置しサセプタに段差加工をしないときの膜厚分布で
基板面内分布を等シート抵抗値線で示した図である。 【図１７】 リングチャックの接触部の外側の側面と基板の側面がそろっている位置関係を
示した縦断面図である。 【図１８】 リングチャックの接触部の基板と接触する面が曲面で接触部の外側の側面と基
板の側面がそろっている位置関係を示した縦断面図である。 【図１９】 リングチャックの接触部がピン形状の接触部でその外側の側面と基板の側面が そろっている位置関係を示した縦断面図である。 【図２０】 基板全体に明確なシャドウラインが形成された図解をしめす。 【図２１】 各モジュール化された処理用真空容器が全てＣＶＤ処理用反応容器であるマル
チチャンバシステムの好適な実施例をしめす。 【図２２】 各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめすフローチャート図である。 【図２３】 各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめすフローチャート図である。 【図２４】 台の部分とひさしの部分で組立られているリングチャック図である。 【図２５（ａ）】 各ＣＶＤ処理用真空容器でのメンテナンス作業に達するまでの基板の処理枚数
を示す表である。 【図２５（ｂ）】 各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめすフローチャート図である。 【符号の説明】 １ 反応容器 ２ 配管 ３ 基板 ４ サセプタ ５ ランプヒータ ６ 熱電対 ９ リングチャック
である。 【図５】 リングチャックと基板の位置関係を説明するための第２の条件を示す縦断面図
である。 【図６】 リングチャックと基板の位置関係を説明するための第３の条件を示す縦断面図
である。 【図７】 この好適な実施例による１２個のランプヒータの配置しサセプタに段差加工施
したときの膜厚分布で基板面内分布を等シート抵抗値線で示した図である。 【図８】 この好適な実施例による膜厚分布で基板半径方向のシート抵抗値分布と、本実
施例で用いたサセプタの表面に形成した段差加工を対応させて示した図である。 【図９】 従来のＣＶＤ装置の縦断面図である。 【図１０】 従来のＣＶＤ装置で発生するマイクロピーリングを説明するための図である。 【図１１】 従来のＣＶＤ装置で発生するマイクロピーリングを説明するための図である。 【図１２】 従来のＣＶＤ装置による膜厚分布で基板面内分布を等シート抵抗値線で示した
図と従来のＣＶＤ装置で使用されたふたつの半円形ランプヒータの配置を膜厚分
布と対応させて示した図である。 【図１３】 従来のＣＶＤ装置による膜厚分布で基板半径方向のシート抵抗値分布を示した
図である。 【図１４】 基板上に形成された微細なパターンを表しているものの写真であり、さらに詳
しくは、従来のＣＶＤ装置によってブランケットＷ膜が成膜された基板上のへり
の部分に発生したマイクロピーリングを示す写真である。 【図１５】 基板上に形成された微細なパターンを表しているものの写真であり、さらに詳
しくは、本発明の好適な実施例によるＣＶＤ装置によってブランケットＷ膜が成
膜された基板上のへりの部分に発生したシャドウラインを示す写真である。 【図１６】 １２個のランプヒータの配置しサセプタに段差加工をしないときの膜厚分布で
基板面内分布を等シート抵抗値線で示した図である。 【図１７】 リングチャックの接触部の外側の側面と基板の側面がそろっている位置関係を
示した縦断面図である。 【図１８】 リングチャックの接触部の基板と接触する面が曲面で接触部の外側の側面と基
板の側面がそろっている位置関係を示した縦断面図である。 【図１９】 リングチャックの接触部がピン形状の接触部でその外側の側面と基板の側面が そろっている位置関係を示した縦断面図である。 【図２０】 基板全体に明確なシャドウラインが形成された図解をしめす。 【図２１】 各モジュール化された処理用真空容器が全てＣＶＤ処理用反応容器であるマル
チチャンバシステムの好適な実施例をしめす。 【図２２】 各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめすフローチャート図である。 【図２３】 各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめすフローチャート図である。 【図２４】 台の部分とひさしの部分で組立られているリングチャック図である。 【図２５（ａ）】 各ＣＶＤ処理用真空容器でのメンテナンス作業に達するまでの基板の処理枚数
を示す表である。 【図２５（ｂ）】 各ＣＶＤ処理用真空容器での処理手順をしめすフローチャート図である。 【符号の説明】 １ 反応容器 ２ 配管 ３ 基板 ４ サセプタ ５ ランプヒータ ６ 熱電対 ９ リングチャック
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光透過材でできた窓を有する反応容器と、その反応容器内に窓
と対向する位置に配置された基板保持体と、この基板保持体の上に設置された基
板を固定するリング状の固定部材を有し、反応容器内に反応ガスを供給する反応
ガス供給機構と、基板保持体の後方であって反応容器外に配置された複数の加熱
機構と、基板保持体の裏側からパージガスを供給するためのパージガス供給機構
と、さらに、反応容器内を排気する排気機構を備えたＣＶＤ処理を行う装置にお
いて、 （ａ）リング状固定部材の中心軸上に基板の中心が位置し、 （ｂ）リング状固定部材の内径円の径は基板の径より小さく、 （ｃ）リング状固定部材は基板と接触する少なくとも３つの接触部を有し、 （ｄ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面が
内径円の径より大きな径の同心円の円周上に位置し、さらに、等間隔の位置で配
置され、さらに、 （ｅ）反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体とリング状固定部材の間
およびリング状固定部材と基板との間でパージガスが流れる通路を形成すること
を特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２】 請求項１記載のＣＶＤ装置において、リング状固定部材の内径
円の半径は、基板上にあらかじめ堆積した薄膜の領域でリング状固定部材の中心
軸とその薄膜領域との最短距離よりも短いことを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３】 請求項２記載のＣＶＤ装置において、リング状固定部材の中心
軸に面する接触部の側面が位置する同心円の半径が、あらかじめ堆積した薄膜の
領域でリング状固定部材の中心軸とその成膜領域との最長距離より長くすること
を特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項４】 請求項１記載のＣＶＤ装置において、リング状固定部材の中心
軸の外側に面する接触部の側面は基板の側面にそろう位置に配置されること特 徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５】 請求項１記載のＣＶＤ装置において、接触部の側面は、曲面で
あることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項６】 請求項５記載のＣＶＤ装置において、接触部の形状は、円柱で
あることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項７】 請求項５記載のＣＶＤ装置において、接触部の断面は、楕円で
、その楕円の長径がパージガスの流線方向にそろうことを特徴とするＣＶＤ装置
。 【請求項８】 請求項５記載のＣＶＤ装置において、接触部の基板と接触する
底辺部は、曲面であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項９】 請求項５記載のＣＶＤ装置において、接触部の基板と接触する
底辺部は、ピン形状であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項１０】 請求項１記載のＣＶＤ装置において、接触部の断面のもっと
も長い距離は、リング状固定部材の内径円の半径と基板の半径との差の距離Ｂの
半分以下であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項１１】 請求項１０記載のＣＶＤ装置において、円柱形状の接触部の
断面の直径は、リング状固定部材の内径円の半径と基板の半径との差の距離Ｂの
半分以下であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項１２】 請求項１０記載のＣＶＤ装置において、接触部の楕円形状の
断面の長径は、リング状固定部材の内径円の半径と基板の半径との差の距離Ｂの
半分以下であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項１３】 請求項１記載のＣＶＤ装置において、Ａｒガスをパージガス
として、その流量が３００ｓｃｃｍのとき、リング状固定部材の内径円の半径と
基板の半径との差の距離Ｂは、３ｍｍ、接触部の高さＡは０．２〜０．３ｍｍ、
接触部の断面のもっとも長い距離が１．０〜１．５ｍｍであることを特徴とする
ＣＶＤ装置。 【請求項１４】 請求項１記載のＣＶＤ装置において、８インチ基板にたいし
て接触部は１２個であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項１５】 請求項１記載のＣＶＤ装置において、リング状固定部材が 反応ガスにさらされる露出部とその他の部分のふたつの部分で組み立てられてい
ることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項１６】 請求項１５記載のＣＶＤ装置において、露出部分は基板を覆
うひさし部分でその他の部分は支柱と結合している台部分であることを特徴とす
るＣＶＤ装置。 【請求項１７】 請求項１６記載のＣＶＤ装置において、ひさし部分は基板に
堆積する薄膜と同じ材料であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項１８】 請求項１７記載のＣＶＤ装置において、基板に堆積する薄膜
がタングステン薄膜のとき、ひさし部分の材質はタングステンであることを特徴
とするＣＶＤ装置。 【請求項１９】 請求項１６記載のＣＶＤ装置において、ひさし部分は基板に
堆積する薄膜と同じ熱膨張係数の材料であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２０】 請求項１９記載のＣＶＤ装置において、基板に堆積する薄膜
がタングステン薄膜のときひさし部分の材質は「モネルメタル」であることを特
徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２１】 請求項１６記載のＣＶＤ装置において、台部分にくぼみが形
成してあり、熱媒体を供給する配管とつながっていることを特徴とするＣＶＤ装
置。 【請求項２２】 請求項２記載のＣＶＤ装置において、基板上にあらかじめ堆
積した薄膜とは、ＴｉＮ膜及びＴｉＷ膜であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２３】 光透過材でできた窓を有する反応容器と、その反応容器内に
窓と対向する位置に基板保持体が配置され、この基板保持体の上に設置された基
板を少なくとも３つの接触部で固定するリング状の固定部材を有し、反応容器内
に反応ガスを供給する反応ガス供給機構と、反応容器外に配置され窓を通して基
板保持体をその裏側から光照射して加熱する複数の加熱機構と、基板保持体の裏
側からパージガスを供給するためのパージガス供給機構と、さらに、反応容器内
を排気する排気機構を備えたＣＶＤ処理を行う装置において、 （ａ）リング状固定部材の中心軸上に基板の中心が位置し、 （ｂ）リング状固定部材の内径円の径は基板の径より小さく、 （ｃ）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面が
内径円の径より大きな径の同心円の円周上に位置し、さらに、等間隔の位置で配
置され、 （ｄ）各加熱機構は出力制御機構を有し、 （ｅ）各加熱機構は、リング状固定部材と基板との接触部分の周辺の後方に配
置され、 （ｆ）基板保持体の基板と接触する表面が、基板表面の平均温度より高い温度
の領域に対応する基板保持体の表面領域を、その基板平均温度との差に対応した
深さで削りとられて段差が形成してある基板保持体で、さらに、 （ｇ）反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体とリング状固定部材の間
およびリング状固定部材と基板との間でパージガスが流れる通路を形成すること
を特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２４】 請求項２３記載のＣＶＤ装置において、加熱機構はランプヒ
ータであることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２５】 請求項２３記載のＣＶＤ装置において、窓は石英ガラスから
できていることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２６】 請求項２３記載のＣＶＤ装置において、リング状固定部材の
１２個の接触部が円周上に等間隔に配置されていたとき、その位置の後方にそれ
ぞれ１２のランプヒータが配置されていることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２７】 請求項２３記載のＣＶＤ装置において、基板保持体が熱伝導
率の高い材料でできていることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２８】 請求項２７記載のＣＶＤ装置において、基板保持体はアルミ
ニウム、カーボン、および銅でできていることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項２９】 請求項２７記載のＣＶＤ装置において、基板保持体がアルミ
ニウム製でパージガスがＡｒガスであるとき、段差の深さが０．１ｍｍ深くなる
ごとに基板の表面温度が約６℃さがることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３０】 請求項２７記載のＣＶＤ装置において、アルミニウム製基板
保持体、パージガスがＡｒガスでさらに基板の径が８インチであるとき、アルミ
ニウム製基板保持体の基板と接触する表面に外径φ１７０ｍｍ内径φ８０ｍｍ 深さ０．１ｍｍの環状の段差加工することを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３１】 請求項２７記載のＣＶＤ装置において、アルミニウム製基板
保持体、パージガスがＡｒガスでさらに基板の径が６インチであるとき、アルミ
ニウム製基板保持体の基板と接触する表面に外径φ１２０ｍｍ内径φ６０ｍｍ深
さ０．１ｍｍの環状の段差加工することを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３２】 請求項２７記載のＣＶＤ装置において、基板保持体の基板と
接触する表面が、基板上に堆積したＷ膜の平均シート抵抗値より低いシート抵抗
値の領域に対応する基板保持体の表面領域を、その平均シート抵抗値との差に対
応した深さで削りとられて段差が形成してある基板保持体であることを特徴とす
るＣＶＤ装置。 【請求項３３】 請求項２７記載のＣＶＤ装置において、リング状固定部材の
内部に流れる熱媒体の流路を形成することを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３４】 請求項３３記載のＣＶＤ装置において、熱媒体の温度は、せ
いぜいＣＶＤ反応で膜が堆積する温度であることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３５】 請求項３４記載のＣＶＤ装置において、ＣＶＤ反応でＷ膜が
堆積するとき、約７０℃以上約２００℃以下の熱媒体であることを特徴とするＣ
ＶＤ装置。 【請求項３６】 請求項３３記載のＣＶＤ装置において、熱媒体は水、油また
は不活性ガスであることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３７】 請求項３６記載のＣＶＤ装置において、不活性ガスはＡｒガ
スまたはＮ2ガスであることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項３８】 基板搬送用真空容器と、その周囲に少なくとも３つのＣＶＤ
処理用真空容器と搬出入用ロードロック真空容器をゲートバルプを介して結合し
たマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、 （ａ）基板搬送用真空容器内の中心に配置された自転するベースプレート上に少
なくとも２つの基板を保持する多関節ロボットが配置され、 （ｂ）各処理用真空容器に排気機構が備え付けられ、 （ｃ）各処理用真空容器に熱媒体が循環する循環路が備え付けられ、 （ｄ）すべての処理用真空容器が同じＣＶＤ処理用モジュール反応容器であり、 （ｅ）そのＣＶＤ処理用モジュール反応容器は、１枚の基板の薄膜形成処理を行
う反応容器であり、 （ｆ）そのＣＶＤ処理用モジュール反応容器は、その反応容器に光透過材ででき
た窓を有し、その反応容器内に窓と対向する位置に基板保持体が配置され、この
基板保持体の上に設置された基板を固定するリング状の固定部材を有し、反応容
器内に反応ガスを供給する反応ガス供給機構と、反応容器外に配置され窓を通し
て基板保持体をその裏側から光照射して加熱する複数の加熱機構と、さらに基板
保持体の裏側からパージガスを供給するためのパージガス供給機構を備えおり、
ここにおいて、 （１）リング状固定部材の中心軸上に基板の中心が位置し、 （２）リング状固定部材の内径円の径は基板の径より小さく、 （３）リング状固定部材は基板と接触する少なくとも３つの接触部を有し、 （４）すべての接触部は、リング状固定部材の中心軸に面する接触部の側面が
内径円の径より大きな同心円の円周上に位置し、さらに、等間隔で位置するよう
に配置され、 （５）反応容器内で窓と基板保持体の間、基板保持体とリング状固定部材の間
およびリング状固定部材と基板との間でパージガスが流れる通路を形成され、 （６）各加熱機構は出力制御機構を有し、 （７）各加熱機構は、リング状固定部材と基板との接触部分の周辺の後方に配
置され、さらに、 （８）基板保持体の基板と接触する表面が、基板表面の平均温度より高い温度
の領域に対応する基板保持体の表面領域を、その基板平均温度との差に対応した
深さで削りとられて段差が形成してある基板保持体であることを特徴とするＣＶ
Ｄ処理用モジュール反応容器を有することを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶ
Ｄ装置。 【請求項３９】 請求項３８記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
多関節ロボットは蛙足型多関節ロボットであることを特徴とするマルチチャンバ
方式ＣＶＤ装置。 【請求項４０】 請求項３９記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において 、蛙足型多関節ロボットは、上下運動するアーム、アームに結合した基板把持用
ハンドと基板把持用ハンドの運動方向の下に配置されているふたつの基板待機ス
テージで構成されていることを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。 【請求項４１】 請求項３９記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
ひとつの基板待機用ステージとふたつの基板をつかむハンドを前後に配置した蛙
足型多関節ロボットであることを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。 【請求項４２】 請求項３９記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
ひとつの基板をつかむふたつハンドを前後に配置した蛙足型多関節ロボットであ
ることを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。 【請求項４３】 請求項３９記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
循環路は、温度調節機構を有する循環ポンプにつながっていることを特徴とする
マルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。 【請求項４４】 請求項３８記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
循環路を循環する熱媒体の設定温度の範囲は、ＣＶＤ反応で生じる副生成物の飽
和蒸気圧の温度以上、ＣＶＤ反応で薄膜の生成する温度以下であることを特徴と
するマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置。 【請求項４５】 請求項４４記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
ＣＶＤ反応でＷ膜が基板上に堆積し副生成物がＨＦガスであるとき、熱媒体の温
度は約７０℃以上約２００℃以下であることを特徴とするマルチチャンバ方式Ｃ
ＶＤ装置。 【請求項４６】 請求項４４記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
循環路を循環する熱媒体は水または油であることを特徴とするマルチチャンバ方
式ＣＶＤ装置。 【請求項４７】 請求項３８記載のマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置において、
排気機構は油回転ポンプであることを特徴とするマルチチャンバ方式ＣＶＤ装置
。 【請求項４８】 反応容器と、その反応容器内に反応ガスを供給するための反
応ガス供給手段と、その反応容器内で基板を保持するための基板ホルダと、その
基板ホルダの表面に対して固定位置で基板の第２表面を保持するために基板の 第１表面と接触をするリング形状部材を有し、そして、基板の平均温度より高い
温度の基板の領域に対応する基板ホルダの表面領域は、削られて段差部分を形成
し、さらに、前記リング形状部材は、離れた個々の位置で基板と接触する複数の
接触部材を有し、 （ａ）リング形状部材の中心軸上に基板の中心が位置し、 （ｂ）リング形状部材の内径円の径は基板の径より小さく、 （ｃ）すべての接触部材は、リング形状部材の中心軸に面する接触部材の側面
が内径円の径より大きな径の同心円の円周上に位置し、さらに、等間隔の位置で
配置されていることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項４９】 請求項４８記載のＣＶＤ装置において、基板ホルダの表面の
対応領域は、その基板領域と平均基板温度との差に比例した深さで削られている
ことを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５０】 光透過性材料からなる窓を有する反応容器と、固定位置で基
板を保持する基板ホルダであって、その基板ホルダの裏面が窓に面するように反
応容器内に配置された基板ホルダと、基板ホルダ上で定められた位置に基板を固
定するリング形状部材と、反応容器に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、
基板ホルダを加熱するために基板ホルダの裏面でかつ反応容器の外側に配置され
た複数の加熱手段と、加熱手段に入力する電力を別々に制御するためにおのおの
の加熱手段に対して個別の電力制御機構を有し、さらに、前記リング形状部材は
、離れた個々の位置で基板と接触する複数の接触部材を有し、 （ａ）リング形状部材の中心軸上に基板の中心が位置し、 （ｂ）リング形状部材の内径円の径は基板の径より小さく、 （ｃ）すべての接触部材は、リング形状部材の中心軸に面する接触部材の側面
が内径円の径より大きな径の同心円の円周上に位置し、さらに、等間隔の位置で
配置されることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５１】 請求項５０記載のＣＶＤ装置において、複数の接触部材が基
板と接触する個々の位置に対応する位置に加熱手段が配置されていることを特徴
とするＣＶＤ装置。 【請求項５２】 請求項５１記載のＣＶＤ装置において、加熱手段がランプ ヒーターであることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５３】 請求項５０記載のＣＶＤ装置において、基板の平均温度より
高い温度の基板の領域に対応する基板ホルダの表面領域が、削られて段差部分を
形成していることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５４】 請求項５３記載のＣＶＤ装置において、基板ホルダ表面の対
応領域は、その基板領域と平均基板温度との差に比例した深さで削られているこ
とを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５５】 反応容器と、その反応容器内に反応ガスを供給するための反
応ガス供給手段と、その反応容器内で基板を保持するための基板ホルダと、その
基板ホルダに対して固定位置で基板の第２表面を保持するために基板の第１表面
と接触をするリング形状部材を有し、そして、そのリング形状部材は、ひさしの
部分と台の部分とからなり、ここにおいて、ひさし部分は、台の部分から別々に
取り替えることができることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５６】 請求項５５記載のＣＶＤ装置において、台の部分は、その上
の膜堆積を最小限にするために容器内のある位置に配置されていることを特徴と
するＣＶＤ装置。 【請求項５７】 請求項５５記載のＣＶＤ装置において、リング形状部材には
、熱媒体を流すための経路があることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項５８】 請求項５５記載のＣＶＤ装置において、台の部分には、離れ
た個々の位置で基板と接触する複数の接触部材があることを特徴とするＣＶＤ装
置。 【請求項５９】 請求項５５記載のＣＶＤ装置において、ひさしの部分は、Ｃ
ＶＤ処理で堆積されつつある膜材料の熱膨張係数と近い熱膨張係数の材料からで
きていることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項６０】 反応容器と、その反応容器内に反応ガスを供給するための反
応ガス供給手段と、その反応容器内で基板を保持するための基板ホルダと、その
基板ホルダに対して固定位置で基板の第２表面を保持するために基板の第１表面
と接触をするリング形状部材を有し、そして、そのリング形状部材は、ひさしの
部分と台の部分とからなり、さらに、ここにおいて、ひさし部分は、台の部分 から別々に取り替えることができるＣＶＤ処理装置において、連続使用に対して
台の部分を残しながらひさしの部分を取り替えることを含む反応容器の保守の方
法。 【請求項６１】 反応容器と、 その反応容器内に反応ガスを供給するための反応ガス供給手段と、 その反応容器内で所定の直径の範囲内で基板を保持するための基板ホルダを有
し、 その基板ホルダの表面に対して固定位置で基板の第２表面を保持するために基
板の第１表面と接触をするリング形状部材を有し、そのリング形状部材はリング
形状部材の基底から伸びている複数の接触部材を有し、複数の接触部材は、基板
の第１表面と接触しつつ、前記所定の直径によって描かれる軌跡に沿ってかつ離
れた個々の位置で、さらに接触部材の内側の側面がリング形状部材の内側端面よ
りも外側に配置され、かつ、リング形状部材の基底から基板への距離を所定の距
離に保つように配置されており、 そして、反応ガスと反応する基板の中心部分と反応ガスと反応しない基板の外
周部分との境界を生成するための手段を有し、その生成手段は、反応ガスが基板
の外周部分と接触するのを防ぐために、基板とリング形状部材の基底との間にパ
ージガスを供給するためのパージガス供給機構を有し、ここにおいて境界の大き
さは、リング形状部材の基底から基板への距離とパージガスの流速とによって決
定されることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項６２】 請求項６１記載のＣＶＤ装置において、おのおのの接触部材
は、底面を有し、おのおのの接触部材の全底面が基板と接触するように配置され
ていることを特徴とするＣＶＤ装置。 【請求項６３】 請求項６１記載のＣＶＤ装置において、おのおのの接触部材
の外側の側面は、基板の外側のへりと整合していることを特徴とするＣＶＤ装置
。
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