成膜装置および成膜方法
【課題】排気口の周辺に生成物が付着し難い成膜装置および成膜方法を提供する。
【解決手段】成膜装置は、反応ガスが供給されて成膜処理が行われる反応室と、反応室を構成するベースプレート１０１と、ベースプレート１０１の上に設置されてベースプレート１０１の全面を被覆するベースプレートカバー１０３とを有する。ベースプレート１０１には、反応室から余剰の反応ガスを排出する排気口６が設けられており、ベースプレートカバー１０３には、排気口６に勘合する形状と大きさを備えた貫通孔１０７が設けられている。反応ガスの下流側における貫通孔１０７の端面１０９は、排気口６の端面１１０より突出している。ベースプレートカバー１０３は、ベースプレート１０１と対向する面に突起部１０８を有することが好ましい。
【解決手段】成膜装置は、反応ガスが供給されて成膜処理が行われる反応室と、反応室を構成するベースプレート１０１と、ベースプレート１０１の上に設置されてベースプレート１０１の全面を被覆するベースプレートカバー１０３とを有する。ベースプレート１０１には、反応室から余剰の反応ガスを排出する排気口６が設けられており、ベースプレートカバー１０３には、排気口６に勘合する形状と大きさを備えた貫通孔１０７が設けられている。反応ガスの下流側における貫通孔１０７の端面１０９は、排気口６の端面１１０より突出している。ベースプレートカバー１０３は、ベースプレート１０１と対向する面に突起部１０８を有することが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのパワーデバイスのように、比較的膜厚の大きい結晶膜を必要とする半導体素子の製造には、エピタキシャル成長技術が利用されている。
【０００３】
エピタキシャル成長技術に使用される気相成長方法では、反応室内に基板を載置した状態で反応室内の圧力を常圧または減圧にする。そして、基板を加熱しながら、反応室内に反応性のガスを供給する。すると、基板の表面でガスが熱分解反応または水素還元反応を起こして気相成長膜が形成される。反応によって生成したガスや、反応に使用されなかったガスは、反応室に設けられた排気口を通じて外部に排出される。
【０００４】
反応室は、ベースプレートの上にベルジャが配置された構造を有する。また、反応室内には回転体ユニットが配置されており、この回転体ユニットの上面に設けられた環状の保持部に基板が載置される。保持部の下方には、基板を加熱するためのヒータが設けられている。ヒータに電流を導入するための端子や電線、ヒータを支持する電極などは、回転体ユニットの一部であって、ベースプレートの中央部を貫通する回転軸の内部に配置される。
【０００５】
排気口は、ベースプレートに設けられている。気相成長反応に寄与しなかった反応ガスは、上述の通り、排気口を通じて反応室の外部に排出される。ここで、気相成長反応の際は反応室内が非常な高温になるため、ベースプレートの内部には冷却水の流路が設けられている。さらに、外部への放熱は排気口からなされるので、排気口周辺の温度は低下しており、反応ガスに起因する生成物が付着しやすい。
【０００６】
そこで、特許文献１には、排気口部分を除いてベースプレートの上を石英ガラス製の板状部材で覆い、さらに、板状部材とベースプレートの間に隙間を設けることで、板状部材を高温に維持して生成物の堆積を抑制した成膜装置が開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の成膜装置では、排気口部分への生成物の付着を防ぐことができない。排気口を取り外すことはできないので、付着した生成物を除去するための作業に長時間を要するという問題があった。
【０００８】
これに対して、特許文献２には、排気口カバーを排気口に着脱可能に内挿した成膜装置が開示されている。排気口カバーは、平板状のフランジ部と円筒部からなり、フランジ部がベースプレートの表面に支持され、円筒部が排気口に内挿される。この構造によれば、メンテナンス時に、排気口カバーを取り外して洗浄することができるので、排気口およびその周辺に付着した生成物を除去することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２８３４５０号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２の構造では、反応ガスが排気口カバーの裏側に回り込むため、排気口カバーとベースプレートの間に生成物が付着し、メンテナンス時に排気口カバーを取り外すことが困難になるという問題があった。
【００１１】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、排気口の周辺に生成物が付着し難い成膜装置および成膜方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、反応ガスが供給されて成膜処理が行われる反応室を備えた成膜装置において、
反応室を構成するベースプレートと、
ベースプレートの上に設置されてベースプレートの全面を被覆するベースプレートカバーとを有し、
ベースプレートには、反応室から余剰の反応ガスを排出する排気口が設けられており、
ベースプレートカバーには、排気口に勘合する形状と大きさを備えた貫通孔が設けられていて、
反応ガスの下流側における貫通孔の端面は、排気口の端面より突出していることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第１の態様において、ベースプレートカバーは、ベースプレートと対向する面に突起部を有することが好ましい。
【００１５】
本発明の第２の態様は、反応室内に反応ガスを供給して基板上に所定の膜を形成し、反応室を構成するベースプレートに設けた排気口から余剰の反応ガスを排出する成膜方法において、
排気口に勘合する形状と大きさの貫通孔を有し、反応ガスの下流側における貫通孔の端面が排気口の端面より突出したベースプレートカバーをベースプレートの上に設置して所定の膜を形成することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の態様において、所定の膜を形成した後は、ベースプレートからベースプレートカバーを取り外して洗浄することが好ましい。
【００１７】
本発明の第２の態様においては、ベースプレートカバーのベースプレートと対向する面に突起部を設けて、これらの間に所定の隙間が形成されるようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の態様によれば、反応ガスの下流側におけるベースプレートカバーの貫通孔の端面が排気口の端面より突出しているので、ベースプレートとベースプレートカバーの隙間に反応ガスが回り込み難い。したがって、排気口の周辺に生成物が付着し難くなる。
【００１９】
本発明の第２の態様によれば、反応ガスの下流側における貫通孔の端面が排気口の端面より突出したベースプレートカバーをベースプレートの上に設置して所定の膜を形成するので、ベースプレートとベースプレートカバーの隙間への反応ガスの回り込みを防いで、排気口の周辺に生成物を付着し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態の成膜装置の模式的な断面図である。
【図２】本実施の形態におけるベースプレートの平面図である。
【図３】本実施の形態におけるベースプレートカバーの斜視図である。
【図４】本実施の形態における排気口周辺の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本実施の形態の成膜装置の模式的な断面図である。尚、この図では、説明のために必要な構成以外を省略している。また、縮尺についても、各構成部を明確に視認できるよう原寸大のものとは変えている。
【００２２】
図１に示すように、成膜装置１００は、反応室としてのチャンバ１を有する。チャンバ１は、ベースプレート１０１の上にベルジャ１０２が配置された構造を有する。ベースプレート１０１とベルジャ１０２は、フランジ１０によって連結されており、フランジ１０はパッキン１１でシールされている。ベースプレート１０１は、例えば、ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ；ステンレス鋼）からなるものとすることができる。
【００２３】
気相成長反応の際には、チャンバ１内が極めて高い温度になる。そこで、チャンバ１の冷却を目的として、ベースプレート１０１とベルジャ１０２の内部には、冷却水の流路３が設けられている。
【００２４】
ベルジャ１０２には、反応ガス４を導入する供給口５が設けられている。一方、ベースプレート１０１には排気口６が設けられており、排気口６を通じて反応後や未反応の反応ガス４がチャンバ１の外部へ排出される。
【００２５】
排気口６は、フランジ１３によって配管１２と連結している。また、フランジ１３は、パッキン１４でシールされている。尚、パッキン１１およびパッキン１４には、３００℃程度の耐熱温度を有するフッ素ゴムなどが用いられる。
【００２６】
チャンバ１の内部には、中空筒状のライナ２が配置されている。ライナ２は、チャンバ１の内壁１ａと、基板７上への気相成長反応が行われる空間Ａとを仕切る目的で設けられる。これにより、チャンバ１の内壁１ａが反応ガス４で腐食されるのを防ぐことができる。気相成長反応は高温下で行われるので、ライナ２は、高い耐熱性を備える材料によって構成される。例えば、ＳｉＣ部材またはカーボンにＳｉＣをコートして構成された部材の使用が可能である。
【００２７】
本実施の形態では、便宜上、ライナ２を胴部２ａと頭部２ｂの２つの部分に分けて称する。胴部２ａは、内部にサセプタ８が配置される部分であり、頭部２ｂは、胴部２ａより内径の小さい部分である。胴部２ａと頭部２ｂは、一体となってライナ２を構成しており、頭部２ｂは胴部２ａの上方に位置する。
【００２８】
頭部２ｂの上部開口部には、シャワープレート１５が設けられている。シャワープレート１５は、基板７の表面に反応ガス４を均一に供給するガス整流板として働く。シャワープレート１５には、複数個の貫通孔１５ａが設けられており、供給口５からチャンバ１に導入された反応ガス４は、貫通孔１５ａを通って基板７の方へ流下する。ここで、反応ガス４は、無駄に拡散することなく、効率よく基板７の表面に到達することが好ましい。このため、頭部２ｂの内径は胴部２ａより小さく設計されている。具体的には、頭部２ｂの内径は、貫通孔１５ａの位置と基板７の大きさを考慮して決められる。
【００２９】
また、チャンバ１の内部、具体的には、ライナ２の胴部２ａに、基板７を支持するサセプタ８が配置されている。サセプタ８は、高耐熱性の材料で構成される。例えば、基板７の上にＳｉＣをエピタキシャル成長させる場合、基板７は１５００℃以上の高温にする必要がある。このため、サセプタ８には、例えば、等方性黒鉛の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＳｉＣを被覆したものなどが用いられる。尚、サセプタ８の形状は、基板７を載置可能な形状であれば特に限定されるものではなく、リング状や円盤状などから適宜選択して用いられる。
【００３０】
基板７の加熱は、回転筒１７の内部に配置されたヒータ９によって行われる。ヒータ９は、抵抗加熱型のヒータとすることができ、円盤状のインヒータ９ａと、環状のアウトヒータ９ｂとを有する。インヒータ９ａは、基板７に対応する位置に配置される。アウトヒータ９ｂは、インヒータ９ａの上方であって、基板７の外周部に対応する位置に配置される。基板７の外周部は中央部に比べて温度が低下しやすいため、アウトヒータ９ｂを設けることで外周部の温度低下を防ぐことができる。
【００３１】
インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂは、アーム形状をした導電性のブースバー２０によって支持されている。ブースバー２０は、例えば、カーボンをＳｉＣで被覆してなる部材によって構成される。また、ブースバー２０は、インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂを支持する側とは反対の側で、石英製のヒータベース２１によって支持されている。そして、モリブデンなどの金属からなる導電性の連結部２２によって、ブースバー２０と電極棒２３が連結されることにより、電極棒２３からインヒータ９ａとアウトヒータ９ｂへ給電が行われる。具体的には、電極棒２３からこれらのヒータ（９ａ、９ｂ）の発熱体に通電がされて発熱体が昇温する。
【００３２】
基板７の表面温度は、放射温度計２４ａ、２４ｂによって測定することができる。図１において、放射温度計２４ａは、基板７の中央部付近の温度を測定するのに用いられる。一方、放射温度計２４ｂは、基板７の外周部の温度を測定するのに用いられる。これらの放射温度計は、図１に示すように、チャンバ１の上部に設けることができる。この場合、ベルジャ１０２の上部とシャワープレート１５を透明石英製とすることにより、放射温度計２４ａ、２４ｂによる温度測定がこれらによって妨げられないようにすることができる。
【００３３】
測定した温度データは、図示しない制御機構に送られ、インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂの各出力制御にフィードバックすることができる。一例として、ＳｉＣエピタキシャル成長を行う場合、各ヒータの設定温度は次のようにすることができる。これにより、基板７を１６５０℃程度に加熱することが可能である。
インヒータ９ａの温度：１６８０℃
アウトヒータ９ｂの温度：１７５０℃
【００３４】
ライナ２の胴部２ａには、回転軸１６と、回転軸１６の上端に設けられた回転筒１７とが配置されている。サセプタ８は、回転筒１７に取り付けられており、回転軸１６が回転すると、回転筒１７を介してサセプタ８が回転するようになっている。気相成長反応時においては、基板７をサセプタ８上に載置することにより、サセプタ８の回転とともに基板７が回転する。
【００３５】
シャワープレート１５を通過した反応ガス４は、頭部２ｂを通って基板７の方へ流下する。基板７が回転していることにより、反応ガス４は基板７に引きつけられ、シャワープレート１５から基板７に至る領域で縦フローになる。基板７に到達した反応ガス４は、基板７の表面で乱流を形成することなく、水平方向に略層流となって流れる。このようにして、基板７の表面には、新たな反応ガス４が次々と接触する。そして、基板７の表面で熱分解反応または水素還元反応を起こしてエピタキシャル膜を形成する。尚、成膜装置１００では、基板７の外周部からライナ２までの距離を狭くして、基板７の表面における反応ガス４の流れがより均一になるようにしている。
【００３６】
以上の構成とすることで、基板７を加熱し且つ回転させながら気相成長反応を行うことができる。基板７を回転させることにより、基板７の表面全体に効率よく反応ガス４が供給され、膜厚均一性の高いエピタキシャル膜を形成することが可能となる。また、新たな反応ガス４が次々と供給されるので、成膜速度の向上が図れる。
【００３７】
反応ガス４の内で気相成長反応に使用されなかったガスや、気相成長反応により生成したガスは、ベースプレート１０１に設けられた排気口６から排出される。
【００３８】
図２は、ベースプレート１０１の平面図である。ベースプレート１０１には、２箇所に排気口６が設けられている。尚、排気口６の数はこれに限定されるものではない。また、ベースプレート１０１には、図１の回転軸１６、電極棒２３、および、ブースバー２０と電極棒２３を連結する連結部２２が貫通する貫通孔１０４も設けられている。
【００３９】
ベースプレート１０１の上には、ベースプレート１０１の全面を被覆する形状と大きさを備えたベースプレートカバー１０３が取り外し可能に設置されている。ベースプレートカバー１０３は、例えば、石英からなるものとすることができる。
【００４０】
図３は、ベースプレートカバー１０３の斜視図である。貫通孔１０６は、ベースプレート１０１の貫通孔１０４に対応する位置に設けられていて、図１の回転軸１６、電極棒２３、および、ブースバー２０と電極棒２３を連結する連結部２２が貫通する。また、貫通孔１０７は、ベースプレート１０１の排気口６に対応する位置に設けられていて、排気口６に勘合する形状と大きさを有する。
【００４１】
図４は、排気口６の周辺を拡大した断面図である。この図は、ベースプレート１０１の上にベースプレートカバー１０３が設置された状態を示している。図示するように、ベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７は、ベースプレート１０１の排気口６に勘合する。
【００４２】
チャンバ１内の熱は、排気口６を通じて放出されるため、排気口６付近の温度は、他の部分の温度よりも低くなる傾向にある。また、図１で説明したように、ベースプレート１０１の内部には、冷却水の流路３が設けられている。このため、ベースプレート１０１の温度は周囲の部材より低温となっている。こうしたことから、排気口６付近において、ベースプレート１０１周辺の温度は特に低くなる（例えば、１００℃以下になる。）。したがって、この部分に反応ガス４が触れると、反応ガス４に起因した生成物が付着しやすい。例えば、反応ガスがシリコン系のガスであると、オイリーシランなどの生成物が付着する。
【００４３】
従来の排気口部分では、例えば、特許文献２にあるように、排気口カバーの端面とベースプレートの端面とが、排気口の下流側で略一致するように形成されていた。このため、排気口を通過する反応ガスの一部が、排気口カバーの裏側に回り込み、冷却されたベースプレートに触れて生成物を形成することがあった。この生成物は、排気口カバーとベースプレートの間に付着するため、生成物の量が増えると、排気口カバーが生成物を介してベースプレートに接着し、排気口カバーを取り外すことが困難になる。
【００４４】
そこで、本発明者は、反応ガスの回り込みを防ぐために、その流れの下流側において、ベースプレートカバーの端面をベースプレートの端面より突出させる構造を考えた。具体的には、図４に示すように、ベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７について、反応ガス４の下流側端面１０９を、ベースプレート１０１の排気口６の下流側端面１１０より突出させる。突出部Ｌの長さは、例えば３０ｍｍ程度とすることができる。この構造によれば、反応ガス４が排気口６から排出される際に、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間に回り込むのを抑制できる。したがって、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の間に生成物が付着するのを防ぐことができる。
【００４５】
ベースプレートカバー１０３は、図４に示すように、ベースプレート１０１と対向する面に突起部１０８を有することが好ましい。突起部１０８を設けることで、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間を所定間隔以上にすることができる。これにより、この隙間に生成物が付着しても、生成物を介してベースプレートカバー１０３とベースプレート１０１が接着する現象を起こり難くすることができる。また、生成物は突起部１０８の近傍に付着しやすいと予想されるが、突起部１０８とベースプレート１０１の接触面積は小さいので、ベースプレート１０１からベースプレートカバー１０３を容易に取り外すことが可能である。
【００４６】
次に、図１〜図４を参照しながら、本実施の形態における成膜方法の一例について述べる。
【００４７】
本実施の形態の成膜装置１００は、例えば、ＳｉＣエピタキシャル成長膜の形成に好適である。そこで、以下では、ＳｉＣエピタキシャル膜の形成を例にとる。
【００４８】
基板７としては、例えば、ＳｉＣウェハを用いることができる。但し、これに限られるものではなく、場合に応じて、他の材料からなるウェハなどを用いてもよい。例えば、Ｓｉウェハ、ＳｉＯ２（石英）などの他の絶縁性基板、高抵抗のＧａＡｓなどの半絶縁性基板などを用いることもできる。
【００４９】
反応ガス４としては、例えば、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、シラン（ＳｉＨ４）およびキャリアガスとしての水素ガスを用いることができる。この場合、シランに代えて、ジシラン（ＳｉＨ６）、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）などを使用することも可能である。
【００５０】
まず、サセプタ８の上に基板７を載置する。
【００５１】
次に、チャンバ１の内部を常圧または適当な減圧にした状態で、基板７を回転させる。基板７が載置されたサセプタ８は、回転筒１７の上端に配置されている。したがって、回転軸１６を通じて回転筒１７を回転させると、サセプタ８が回転し、同時に基板７も回転する。回転数は、例えば５０ｒｐｍ程度とすることができる。
【００５２】
次に、ヒータ９によって基板７を加熱する。ＳｉＣエピタキシャル成長では、基板７は、例えば、１５００℃〜１７００℃までの間の所定の温度に加熱される。また、基板７の加熱によってチャンバ１内は高温になるので、ベースプレート１０１とベルジャ１０２の内部に設けた流路３に冷却水を流す。これにより、チャンバ１が過度に昇温するのを防止できる。
【００５３】
放射温度計２４ａ、２４ｂにより、基板７の温度が例えば１６５０℃に達したことを確認した後は、基板７の回転数を徐々に上げていく。例えば、９００ｒｐｍ程度の回転数まで上げることができる。また、供給口５より反応ガス４を導入する。
【００５４】
反応ガス４は、シャワープレート１５の貫通孔１５ａを通り、基板７への気相成長反応が行われる空間Ａへ流入する。シャワープレート１５を通過することで、反応ガス４は整流され、下方で回転する基板７へ向かって略鉛直に流下して、いわゆる縦フローを形成する。
【００５５】
基板７の表面に到達した反応ガス４は、この表面で熱分解反応または水素還元反応を起こしてＳｉＣエピタキシャル膜を形成する。気相成長反応に使用されなかった余剰の反応ガス４や、気相成長反応により生成したガスは、チャンバ１の下方に設けられた排気口６を通じて外部に排気される。
【００５６】
チャンバ１の下方には、ベースプレート１０１が配置されている。そして、ベースプレート１０１の上には、ベースプレートカバー１０３が設置されている。ベースプレート１０１には、排気口６が設けられている。また、ベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７は、排気口６に勘合する大きさと形状を有する。
【００５７】
本実施の形態によれば、図４に示すように、反応ガス４の下流側におけるベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７の端面１０９が、ベースプレート１０１の排気口６の端面１１０より突出しているので、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間に反応ガス４が回り込むのを抑制できる。したがって、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の間に生成物が付着し難くすることができる。
【００５８】
また、ベースプレートカバー１０３は、ベースプレート１０１と対向する面に突起部１０８を有するので、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間に生成物が付着しても、生成物を介したこれらの接着を起こり難くすることができる。
【００５９】
基板７の上に、所定の膜厚のＳｉＣ膜を形成した後は、反応ガス４の供給を終了する。続いて、ヒータ９による加熱を停止し、基板７が所定の温度まで下がるのを待つ。
【００６０】
放射温度計２４ａ、２４ｂにより、基板７の温度が所定の温度まで冷却されたことを確認した後は、チャンバ１の外部に基板７を搬出する。
【００６１】
以上の工程を終えた後は、ベースプレート１０１からベースプレートカバー１０３を取り外し、ベースプレートカバー１０３に付着した生成物を除去するための洗浄を行うことが好ましい。また、ベースプレート１０１に付着した生成物もこの際に除去することができる。生成物は、ベースプレートカバー１０３の突起部１０８の近傍に付着しやすいと予想されるが、突起部１０８とベースプレート１０１の接触面積は小さいため、ベースプレート１０１からベースプレートカバー１０３を容易に取り外すことが可能である。
【００６２】
続いて成膜処理を行う際には、再びベースプレート１０１の上にベースプレートカバー１０３を設置する。尚、ベースプレートカバー１０３を取り外しての洗浄は、１回の成膜処理を終える度に行う必要はなく、所定の回数を終えた都度、あるいは、付着した生成物の量が所定量を超えた都度に行ってもよい。
【００６３】
本実施の形態の成膜方法によれば、反応ガスの下流側における貫通孔の端面が排気口の端面より突出したベースプレートカバーをベースプレートの上に設置して成膜処理を行うので、反応ガスが排気口から排出される際に、ベースプレートとベースプレートカバーの隙間に回り込むのを抑制できる。したがって、排気口周辺への生成物の付着を低減することが可能である。
【００６４】
また、本実施の形態の成膜方法では、ベースプレートカバーのベースプレートと対向する面に突起部を設けて、これらの間に所定の隙間が形成されるようにしているので、生成物を介してベースプレートカバーとベースプレートが接着するのを抑制することができる。また、ベースプレートとベースプレートカバーとの接触は、突起部を通じた極狭い面積を介してのものであるので、生成物が付着しても、ベースプレートからベースプレートカバーを容易に取り外すことができる。
【００６５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では、基板を回転させながら基板上に膜を形成する例について述べたが、本発明では、基板を回転させない状態で膜を形成してもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、成膜装置の一例としてエピタキシャル成長装置を挙げ、ＳｉＣ結晶膜の形成について説明したが、これに限られるものではない。反応室内に反応ガスを供給し、反応室内に載置される基板を加熱して基板の表面に膜を形成するものであれば、他の成膜装置であってもよく、また、他のエピタキシャル膜の形成に用いることもできる。
【００６７】
さらに、装置の構成や制御の手法など、本発明に直接必要としない部分などについては記載を省略したが、必要とされる装置の構成や、制御の手法などを適宜選択して用いることができる。
【００６８】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全ての成膜装置および各部材の形状は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６９】
１ チャンバ
１ａ 内壁
２ ライナ
２ａ 胴部
２ｂ 頭部
３ 流路
４ 反応ガス
５、２５ 供給口
６ 排気口
７ 基板
８ サセプタ
９ ヒータ
９ａ インヒータ
９ｂ アウトヒータ
１０、１３ フランジ
１１、１４ パッキン
１２ 配管
１５ シャワープレート
１５ａ、１０４、１０６、１０７ 貫通孔
１６ 回転軸
１７ 回転筒
２０ ブースバー
２１ ヒータベース
２２ 連結部
２３ 電極棒
２４ａ、２４ｂ 放射温度計
１００ 成膜装置
１０１ ベースプレート
１０２ ベルジャ
１０３ ベースプレートカバー
１０８ 突起部
１０９、１１０ 端面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのパワーデバイスのように、比較的膜厚の大きい結晶膜を必要とする半導体素子の製造には、エピタキシャル成長技術が利用されている。
【０００３】
エピタキシャル成長技術に使用される気相成長方法では、反応室内に基板を載置した状態で反応室内の圧力を常圧または減圧にする。そして、基板を加熱しながら、反応室内に反応性のガスを供給する。すると、基板の表面でガスが熱分解反応または水素還元反応を起こして気相成長膜が形成される。反応によって生成したガスや、反応に使用されなかったガスは、反応室に設けられた排気口を通じて外部に排出される。
【０００４】
反応室は、ベースプレートの上にベルジャが配置された構造を有する。また、反応室内には回転体ユニットが配置されており、この回転体ユニットの上面に設けられた環状の保持部に基板が載置される。保持部の下方には、基板を加熱するためのヒータが設けられている。ヒータに電流を導入するための端子や電線、ヒータを支持する電極などは、回転体ユニットの一部であって、ベースプレートの中央部を貫通する回転軸の内部に配置される。
【０００５】
排気口は、ベースプレートに設けられている。気相成長反応に寄与しなかった反応ガスは、上述の通り、排気口を通じて反応室の外部に排出される。ここで、気相成長反応の際は反応室内が非常な高温になるため、ベースプレートの内部には冷却水の流路が設けられている。さらに、外部への放熱は排気口からなされるので、排気口周辺の温度は低下しており、反応ガスに起因する生成物が付着しやすい。
【０００６】
そこで、特許文献１には、排気口部分を除いてベースプレートの上を石英ガラス製の板状部材で覆い、さらに、板状部材とベースプレートの間に隙間を設けることで、板状部材を高温に維持して生成物の堆積を抑制した成膜装置が開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の成膜装置では、排気口部分への生成物の付着を防ぐことができない。排気口を取り外すことはできないので、付着した生成物を除去するための作業に長時間を要するという問題があった。
【０００８】
これに対して、特許文献２には、排気口カバーを排気口に着脱可能に内挿した成膜装置が開示されている。排気口カバーは、平板状のフランジ部と円筒部からなり、フランジ部がベースプレートの表面に支持され、円筒部が排気口に内挿される。この構造によれば、メンテナンス時に、排気口カバーを取り外して洗浄することができるので、排気口およびその周辺に付着した生成物を除去することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２８３４５０号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２の構造では、反応ガスが排気口カバーの裏側に回り込むため、排気口カバーとベースプレートの間に生成物が付着し、メンテナンス時に排気口カバーを取り外すことが困難になるという問題があった。
【００１１】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、排気口の周辺に生成物が付着し難い成膜装置および成膜方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、反応ガスが供給されて成膜処理が行われる反応室を備えた成膜装置において、
反応室を構成するベースプレートと、
ベースプレートの上に設置されてベースプレートの全面を被覆するベースプレートカバーとを有し、
ベースプレートには、反応室から余剰の反応ガスを排出する排気口が設けられており、
ベースプレートカバーには、排気口に勘合する形状と大きさを備えた貫通孔が設けられていて、
反応ガスの下流側における貫通孔の端面は、排気口の端面より突出していることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第１の態様において、ベースプレートカバーは、ベースプレートと対向する面に突起部を有することが好ましい。
【００１５】
本発明の第２の態様は、反応室内に反応ガスを供給して基板上に所定の膜を形成し、反応室を構成するベースプレートに設けた排気口から余剰の反応ガスを排出する成膜方法において、
排気口に勘合する形状と大きさの貫通孔を有し、反応ガスの下流側における貫通孔の端面が排気口の端面より突出したベースプレートカバーをベースプレートの上に設置して所定の膜を形成することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の態様において、所定の膜を形成した後は、ベースプレートからベースプレートカバーを取り外して洗浄することが好ましい。
【００１７】
本発明の第２の態様においては、ベースプレートカバーのベースプレートと対向する面に突起部を設けて、これらの間に所定の隙間が形成されるようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の態様によれば、反応ガスの下流側におけるベースプレートカバーの貫通孔の端面が排気口の端面より突出しているので、ベースプレートとベースプレートカバーの隙間に反応ガスが回り込み難い。したがって、排気口の周辺に生成物が付着し難くなる。
【００１９】
本発明の第２の態様によれば、反応ガスの下流側における貫通孔の端面が排気口の端面より突出したベースプレートカバーをベースプレートの上に設置して所定の膜を形成するので、ベースプレートとベースプレートカバーの隙間への反応ガスの回り込みを防いで、排気口の周辺に生成物を付着し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態の成膜装置の模式的な断面図である。
【図２】本実施の形態におけるベースプレートの平面図である。
【図３】本実施の形態におけるベースプレートカバーの斜視図である。
【図４】本実施の形態における排気口周辺の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本実施の形態の成膜装置の模式的な断面図である。尚、この図では、説明のために必要な構成以外を省略している。また、縮尺についても、各構成部を明確に視認できるよう原寸大のものとは変えている。
【００２２】
図１に示すように、成膜装置１００は、反応室としてのチャンバ１を有する。チャンバ１は、ベースプレート１０１の上にベルジャ１０２が配置された構造を有する。ベースプレート１０１とベルジャ１０２は、フランジ１０によって連結されており、フランジ１０はパッキン１１でシールされている。ベースプレート１０１は、例えば、ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ；ステンレス鋼）からなるものとすることができる。
【００２３】
気相成長反応の際には、チャンバ１内が極めて高い温度になる。そこで、チャンバ１の冷却を目的として、ベースプレート１０１とベルジャ１０２の内部には、冷却水の流路３が設けられている。
【００２４】
ベルジャ１０２には、反応ガス４を導入する供給口５が設けられている。一方、ベースプレート１０１には排気口６が設けられており、排気口６を通じて反応後や未反応の反応ガス４がチャンバ１の外部へ排出される。
【００２５】
排気口６は、フランジ１３によって配管１２と連結している。また、フランジ１３は、パッキン１４でシールされている。尚、パッキン１１およびパッキン１４には、３００℃程度の耐熱温度を有するフッ素ゴムなどが用いられる。
【００２６】
チャンバ１の内部には、中空筒状のライナ２が配置されている。ライナ２は、チャンバ１の内壁１ａと、基板７上への気相成長反応が行われる空間Ａとを仕切る目的で設けられる。これにより、チャンバ１の内壁１ａが反応ガス４で腐食されるのを防ぐことができる。気相成長反応は高温下で行われるので、ライナ２は、高い耐熱性を備える材料によって構成される。例えば、ＳｉＣ部材またはカーボンにＳｉＣをコートして構成された部材の使用が可能である。
【００２７】
本実施の形態では、便宜上、ライナ２を胴部２ａと頭部２ｂの２つの部分に分けて称する。胴部２ａは、内部にサセプタ８が配置される部分であり、頭部２ｂは、胴部２ａより内径の小さい部分である。胴部２ａと頭部２ｂは、一体となってライナ２を構成しており、頭部２ｂは胴部２ａの上方に位置する。
【００２８】
頭部２ｂの上部開口部には、シャワープレート１５が設けられている。シャワープレート１５は、基板７の表面に反応ガス４を均一に供給するガス整流板として働く。シャワープレート１５には、複数個の貫通孔１５ａが設けられており、供給口５からチャンバ１に導入された反応ガス４は、貫通孔１５ａを通って基板７の方へ流下する。ここで、反応ガス４は、無駄に拡散することなく、効率よく基板７の表面に到達することが好ましい。このため、頭部２ｂの内径は胴部２ａより小さく設計されている。具体的には、頭部２ｂの内径は、貫通孔１５ａの位置と基板７の大きさを考慮して決められる。
【００２９】
また、チャンバ１の内部、具体的には、ライナ２の胴部２ａに、基板７を支持するサセプタ８が配置されている。サセプタ８は、高耐熱性の材料で構成される。例えば、基板７の上にＳｉＣをエピタキシャル成長させる場合、基板７は１５００℃以上の高温にする必要がある。このため、サセプタ８には、例えば、等方性黒鉛の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＳｉＣを被覆したものなどが用いられる。尚、サセプタ８の形状は、基板７を載置可能な形状であれば特に限定されるものではなく、リング状や円盤状などから適宜選択して用いられる。
【００３０】
基板７の加熱は、回転筒１７の内部に配置されたヒータ９によって行われる。ヒータ９は、抵抗加熱型のヒータとすることができ、円盤状のインヒータ９ａと、環状のアウトヒータ９ｂとを有する。インヒータ９ａは、基板７に対応する位置に配置される。アウトヒータ９ｂは、インヒータ９ａの上方であって、基板７の外周部に対応する位置に配置される。基板７の外周部は中央部に比べて温度が低下しやすいため、アウトヒータ９ｂを設けることで外周部の温度低下を防ぐことができる。
【００３１】
インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂは、アーム形状をした導電性のブースバー２０によって支持されている。ブースバー２０は、例えば、カーボンをＳｉＣで被覆してなる部材によって構成される。また、ブースバー２０は、インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂを支持する側とは反対の側で、石英製のヒータベース２１によって支持されている。そして、モリブデンなどの金属からなる導電性の連結部２２によって、ブースバー２０と電極棒２３が連結されることにより、電極棒２３からインヒータ９ａとアウトヒータ９ｂへ給電が行われる。具体的には、電極棒２３からこれらのヒータ（９ａ、９ｂ）の発熱体に通電がされて発熱体が昇温する。
【００３２】
基板７の表面温度は、放射温度計２４ａ、２４ｂによって測定することができる。図１において、放射温度計２４ａは、基板７の中央部付近の温度を測定するのに用いられる。一方、放射温度計２４ｂは、基板７の外周部の温度を測定するのに用いられる。これらの放射温度計は、図１に示すように、チャンバ１の上部に設けることができる。この場合、ベルジャ１０２の上部とシャワープレート１５を透明石英製とすることにより、放射温度計２４ａ、２４ｂによる温度測定がこれらによって妨げられないようにすることができる。
【００３３】
測定した温度データは、図示しない制御機構に送られ、インヒータ９ａとアウトヒータ９ｂの各出力制御にフィードバックすることができる。一例として、ＳｉＣエピタキシャル成長を行う場合、各ヒータの設定温度は次のようにすることができる。これにより、基板７を１６５０℃程度に加熱することが可能である。
インヒータ９ａの温度：１６８０℃
アウトヒータ９ｂの温度：１７５０℃
【００３４】
ライナ２の胴部２ａには、回転軸１６と、回転軸１６の上端に設けられた回転筒１７とが配置されている。サセプタ８は、回転筒１７に取り付けられており、回転軸１６が回転すると、回転筒１７を介してサセプタ８が回転するようになっている。気相成長反応時においては、基板７をサセプタ８上に載置することにより、サセプタ８の回転とともに基板７が回転する。
【００３５】
シャワープレート１５を通過した反応ガス４は、頭部２ｂを通って基板７の方へ流下する。基板７が回転していることにより、反応ガス４は基板７に引きつけられ、シャワープレート１５から基板７に至る領域で縦フローになる。基板７に到達した反応ガス４は、基板７の表面で乱流を形成することなく、水平方向に略層流となって流れる。このようにして、基板７の表面には、新たな反応ガス４が次々と接触する。そして、基板７の表面で熱分解反応または水素還元反応を起こしてエピタキシャル膜を形成する。尚、成膜装置１００では、基板７の外周部からライナ２までの距離を狭くして、基板７の表面における反応ガス４の流れがより均一になるようにしている。
【００３６】
以上の構成とすることで、基板７を加熱し且つ回転させながら気相成長反応を行うことができる。基板７を回転させることにより、基板７の表面全体に効率よく反応ガス４が供給され、膜厚均一性の高いエピタキシャル膜を形成することが可能となる。また、新たな反応ガス４が次々と供給されるので、成膜速度の向上が図れる。
【００３７】
反応ガス４の内で気相成長反応に使用されなかったガスや、気相成長反応により生成したガスは、ベースプレート１０１に設けられた排気口６から排出される。
【００３８】
図２は、ベースプレート１０１の平面図である。ベースプレート１０１には、２箇所に排気口６が設けられている。尚、排気口６の数はこれに限定されるものではない。また、ベースプレート１０１には、図１の回転軸１６、電極棒２３、および、ブースバー２０と電極棒２３を連結する連結部２２が貫通する貫通孔１０４も設けられている。
【００３９】
ベースプレート１０１の上には、ベースプレート１０１の全面を被覆する形状と大きさを備えたベースプレートカバー１０３が取り外し可能に設置されている。ベースプレートカバー１０３は、例えば、石英からなるものとすることができる。
【００４０】
図３は、ベースプレートカバー１０３の斜視図である。貫通孔１０６は、ベースプレート１０１の貫通孔１０４に対応する位置に設けられていて、図１の回転軸１６、電極棒２３、および、ブースバー２０と電極棒２３を連結する連結部２２が貫通する。また、貫通孔１０７は、ベースプレート１０１の排気口６に対応する位置に設けられていて、排気口６に勘合する形状と大きさを有する。
【００４１】
図４は、排気口６の周辺を拡大した断面図である。この図は、ベースプレート１０１の上にベースプレートカバー１０３が設置された状態を示している。図示するように、ベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７は、ベースプレート１０１の排気口６に勘合する。
【００４２】
チャンバ１内の熱は、排気口６を通じて放出されるため、排気口６付近の温度は、他の部分の温度よりも低くなる傾向にある。また、図１で説明したように、ベースプレート１０１の内部には、冷却水の流路３が設けられている。このため、ベースプレート１０１の温度は周囲の部材より低温となっている。こうしたことから、排気口６付近において、ベースプレート１０１周辺の温度は特に低くなる（例えば、１００℃以下になる。）。したがって、この部分に反応ガス４が触れると、反応ガス４に起因した生成物が付着しやすい。例えば、反応ガスがシリコン系のガスであると、オイリーシランなどの生成物が付着する。
【００４３】
従来の排気口部分では、例えば、特許文献２にあるように、排気口カバーの端面とベースプレートの端面とが、排気口の下流側で略一致するように形成されていた。このため、排気口を通過する反応ガスの一部が、排気口カバーの裏側に回り込み、冷却されたベースプレートに触れて生成物を形成することがあった。この生成物は、排気口カバーとベースプレートの間に付着するため、生成物の量が増えると、排気口カバーが生成物を介してベースプレートに接着し、排気口カバーを取り外すことが困難になる。
【００４４】
そこで、本発明者は、反応ガスの回り込みを防ぐために、その流れの下流側において、ベースプレートカバーの端面をベースプレートの端面より突出させる構造を考えた。具体的には、図４に示すように、ベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７について、反応ガス４の下流側端面１０９を、ベースプレート１０１の排気口６の下流側端面１１０より突出させる。突出部Ｌの長さは、例えば３０ｍｍ程度とすることができる。この構造によれば、反応ガス４が排気口６から排出される際に、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間に回り込むのを抑制できる。したがって、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の間に生成物が付着するのを防ぐことができる。
【００４５】
ベースプレートカバー１０３は、図４に示すように、ベースプレート１０１と対向する面に突起部１０８を有することが好ましい。突起部１０８を設けることで、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間を所定間隔以上にすることができる。これにより、この隙間に生成物が付着しても、生成物を介してベースプレートカバー１０３とベースプレート１０１が接着する現象を起こり難くすることができる。また、生成物は突起部１０８の近傍に付着しやすいと予想されるが、突起部１０８とベースプレート１０１の接触面積は小さいので、ベースプレート１０１からベースプレートカバー１０３を容易に取り外すことが可能である。
【００４６】
次に、図１〜図４を参照しながら、本実施の形態における成膜方法の一例について述べる。
【００４７】
本実施の形態の成膜装置１００は、例えば、ＳｉＣエピタキシャル成長膜の形成に好適である。そこで、以下では、ＳｉＣエピタキシャル膜の形成を例にとる。
【００４８】
基板７としては、例えば、ＳｉＣウェハを用いることができる。但し、これに限られるものではなく、場合に応じて、他の材料からなるウェハなどを用いてもよい。例えば、Ｓｉウェハ、ＳｉＯ２（石英）などの他の絶縁性基板、高抵抗のＧａＡｓなどの半絶縁性基板などを用いることもできる。
【００４９】
反応ガス４としては、例えば、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、シラン（ＳｉＨ４）およびキャリアガスとしての水素ガスを用いることができる。この場合、シランに代えて、ジシラン（ＳｉＨ６）、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）などを使用することも可能である。
【００５０】
まず、サセプタ８の上に基板７を載置する。
【００５１】
次に、チャンバ１の内部を常圧または適当な減圧にした状態で、基板７を回転させる。基板７が載置されたサセプタ８は、回転筒１７の上端に配置されている。したがって、回転軸１６を通じて回転筒１７を回転させると、サセプタ８が回転し、同時に基板７も回転する。回転数は、例えば５０ｒｐｍ程度とすることができる。
【００５２】
次に、ヒータ９によって基板７を加熱する。ＳｉＣエピタキシャル成長では、基板７は、例えば、１５００℃〜１７００℃までの間の所定の温度に加熱される。また、基板７の加熱によってチャンバ１内は高温になるので、ベースプレート１０１とベルジャ１０２の内部に設けた流路３に冷却水を流す。これにより、チャンバ１が過度に昇温するのを防止できる。
【００５３】
放射温度計２４ａ、２４ｂにより、基板７の温度が例えば１６５０℃に達したことを確認した後は、基板７の回転数を徐々に上げていく。例えば、９００ｒｐｍ程度の回転数まで上げることができる。また、供給口５より反応ガス４を導入する。
【００５４】
反応ガス４は、シャワープレート１５の貫通孔１５ａを通り、基板７への気相成長反応が行われる空間Ａへ流入する。シャワープレート１５を通過することで、反応ガス４は整流され、下方で回転する基板７へ向かって略鉛直に流下して、いわゆる縦フローを形成する。
【００５５】
基板７の表面に到達した反応ガス４は、この表面で熱分解反応または水素還元反応を起こしてＳｉＣエピタキシャル膜を形成する。気相成長反応に使用されなかった余剰の反応ガス４や、気相成長反応により生成したガスは、チャンバ１の下方に設けられた排気口６を通じて外部に排気される。
【００５６】
チャンバ１の下方には、ベースプレート１０１が配置されている。そして、ベースプレート１０１の上には、ベースプレートカバー１０３が設置されている。ベースプレート１０１には、排気口６が設けられている。また、ベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７は、排気口６に勘合する大きさと形状を有する。
【００５７】
本実施の形態によれば、図４に示すように、反応ガス４の下流側におけるベースプレートカバー１０３の貫通孔１０７の端面１０９が、ベースプレート１０１の排気口６の端面１１０より突出しているので、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間に反応ガス４が回り込むのを抑制できる。したがって、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の間に生成物が付着し難くすることができる。
【００５８】
また、ベースプレートカバー１０３は、ベースプレート１０１と対向する面に突起部１０８を有するので、ベースプレート１０１とベースプレートカバー１０３の隙間に生成物が付着しても、生成物を介したこれらの接着を起こり難くすることができる。
【００５９】
基板７の上に、所定の膜厚のＳｉＣ膜を形成した後は、反応ガス４の供給を終了する。続いて、ヒータ９による加熱を停止し、基板７が所定の温度まで下がるのを待つ。
【００６０】
放射温度計２４ａ、２４ｂにより、基板７の温度が所定の温度まで冷却されたことを確認した後は、チャンバ１の外部に基板７を搬出する。
【００６１】
以上の工程を終えた後は、ベースプレート１０１からベースプレートカバー１０３を取り外し、ベースプレートカバー１０３に付着した生成物を除去するための洗浄を行うことが好ましい。また、ベースプレート１０１に付着した生成物もこの際に除去することができる。生成物は、ベースプレートカバー１０３の突起部１０８の近傍に付着しやすいと予想されるが、突起部１０８とベースプレート１０１の接触面積は小さいため、ベースプレート１０１からベースプレートカバー１０３を容易に取り外すことが可能である。
【００６２】
続いて成膜処理を行う際には、再びベースプレート１０１の上にベースプレートカバー１０３を設置する。尚、ベースプレートカバー１０３を取り外しての洗浄は、１回の成膜処理を終える度に行う必要はなく、所定の回数を終えた都度、あるいは、付着した生成物の量が所定量を超えた都度に行ってもよい。
【００６３】
本実施の形態の成膜方法によれば、反応ガスの下流側における貫通孔の端面が排気口の端面より突出したベースプレートカバーをベースプレートの上に設置して成膜処理を行うので、反応ガスが排気口から排出される際に、ベースプレートとベースプレートカバーの隙間に回り込むのを抑制できる。したがって、排気口周辺への生成物の付着を低減することが可能である。
【００６４】
また、本実施の形態の成膜方法では、ベースプレートカバーのベースプレートと対向する面に突起部を設けて、これらの間に所定の隙間が形成されるようにしているので、生成物を介してベースプレートカバーとベースプレートが接着するのを抑制することができる。また、ベースプレートとベースプレートカバーとの接触は、突起部を通じた極狭い面積を介してのものであるので、生成物が付着しても、ベースプレートからベースプレートカバーを容易に取り外すことができる。
【００６５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では、基板を回転させながら基板上に膜を形成する例について述べたが、本発明では、基板を回転させない状態で膜を形成してもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態では、成膜装置の一例としてエピタキシャル成長装置を挙げ、ＳｉＣ結晶膜の形成について説明したが、これに限られるものではない。反応室内に反応ガスを供給し、反応室内に載置される基板を加熱して基板の表面に膜を形成するものであれば、他の成膜装置であってもよく、また、他のエピタキシャル膜の形成に用いることもできる。
【００６７】
さらに、装置の構成や制御の手法など、本発明に直接必要としない部分などについては記載を省略したが、必要とされる装置の構成や、制御の手法などを適宜選択して用いることができる。
【００６８】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全ての成膜装置および各部材の形状は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６９】
１ チャンバ
１ａ 内壁
２ ライナ
２ａ 胴部
２ｂ 頭部
３ 流路
４ 反応ガス
５、２５ 供給口
６ 排気口
７ 基板
８ サセプタ
９ ヒータ
９ａ インヒータ
９ｂ アウトヒータ
１０、１３ フランジ
１１、１４ パッキン
１２ 配管
１５ シャワープレート
１５ａ、１０４、１０６、１０７ 貫通孔
１６ 回転軸
１７ 回転筒
２０ ブースバー
２１ ヒータベース
２２ 連結部
２３ 電極棒
２４ａ、２４ｂ 放射温度計
１００ 成膜装置
１０１ ベースプレート
１０２ ベルジャ
１０３ ベースプレートカバー
１０８ 突起部
１０９、１１０ 端面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスが供給されて成膜処理が行われる反応室を備えた成膜装置において、
前記反応室を構成するベースプレートと、
前記ベースプレートの上に設置されて前記ベースプレートの全面を被覆するベースプレートカバーとを有し、
前記ベースプレートには、前記反応室から余剰の反応ガスを排出する排気口が設けられており、
前記ベースプレートカバーには、前記排気口に勘合する形状と大きさを備えた貫通孔が設けられていて、
前記反応ガスの下流側における前記貫通孔の端面は、前記排気口の端面より突出していることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記ベースプレートカバーは、前記ベースプレートと対向する面に突起部を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
反応室内に反応ガスを供給して基板上に所定の膜を形成し、反応室を構成するベースプレートに設けた排気口から余剰の反応ガスを排出する成膜方法において、
前記排気口に勘合する形状と大きさの貫通孔を有し、前記反応ガスの下流側における前記貫通孔の端面が前記排気口の端面より突出したベースプレートカバーを前記ベースプレートの上に設置して前記所定の膜を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項４】
前記所定の膜を形成した後は、前記ベースプレートから前記ベースプレートカバーを取り外して洗浄することを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記ベースプレートカバーの前記ベースプレートと対向する面に突起部を設けて、これらの間に所定の隙間が形成されるようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の成膜方法。
【請求項１】
反応ガスが供給されて成膜処理が行われる反応室を備えた成膜装置において、
前記反応室を構成するベースプレートと、
前記ベースプレートの上に設置されて前記ベースプレートの全面を被覆するベースプレートカバーとを有し、
前記ベースプレートには、前記反応室から余剰の反応ガスを排出する排気口が設けられており、
前記ベースプレートカバーには、前記排気口に勘合する形状と大きさを備えた貫通孔が設けられていて、
前記反応ガスの下流側における前記貫通孔の端面は、前記排気口の端面より突出していることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記ベースプレートカバーは、前記ベースプレートと対向する面に突起部を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
反応室内に反応ガスを供給して基板上に所定の膜を形成し、反応室を構成するベースプレートに設けた排気口から余剰の反応ガスを排出する成膜方法において、
前記排気口に勘合する形状と大きさの貫通孔を有し、前記反応ガスの下流側における前記貫通孔の端面が前記排気口の端面より突出したベースプレートカバーを前記ベースプレートの上に設置して前記所定の膜を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項４】
前記所定の膜を形成した後は、前記ベースプレートから前記ベースプレートカバーを取り外して洗浄することを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記ベースプレートカバーの前記ベースプレートと対向する面に突起部を設けて、これらの間に所定の隙間が形成されるようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４５７９９（Ｐ２０１３−４５７９９Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０５７１（Ｐ２０１１−１８０５７１）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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