気相成長装置および気相成長方法
【課題】基板表面上における原料ガスの流速を部分的に、かつ、基板表面上の全体的に連続して調節可能な気相成長装置および気相成長方法を提供する。
【解決手段】基板処理室２３０内に位置して、シャワープレート１１０と対向するように被処理基板３００を支持する基板支持部２１０と、ガス導入室１３０内において、ガス配管１４０とシャワープレート１１０との間でシャワープレート１１０と対向するように位置してガス導入室１３０を分割し、ガス配管１４０側からシャワープレート１１０側に原料ガス１８０を通過させる複数の孔部１２１を有する仕切板１２０と、仕切板１２０を傾斜可能に支持して、仕切板１２０とシャワープレート１１０との間の距離を連続的に変更可能なシャフト１６０とを備える。シャフト１６０により仕切板１２０の位置を調節することにより、孔部１１１および孔部１２１を通過する流速を調整された原料ガス１８０を基板支持部２１０に支持された被処理基板３００上に供給する。
【解決手段】基板処理室２３０内に位置して、シャワープレート１１０と対向するように被処理基板３００を支持する基板支持部２１０と、ガス導入室１３０内において、ガス配管１４０とシャワープレート１１０との間でシャワープレート１１０と対向するように位置してガス導入室１３０を分割し、ガス配管１４０側からシャワープレート１１０側に原料ガス１８０を通過させる複数の孔部１２１を有する仕切板１２０と、仕切板１２０を傾斜可能に支持して、仕切板１２０とシャワープレート１１０との間の距離を連続的に変更可能なシャフト１６０とを備える。シャフト１６０により仕切板１２０の位置を調節することにより、孔部１１１および孔部１２１を通過する流速を調整された原料ガス１８０を基板支持部２１０に支持された被処理基板３００上に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置および気相成長方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に成膜する気相成長装置を開示した先行文献として、特許文献１および２がある。特許文献１に開示された気相成長装置においては、多数のガス噴出穴を備えて原料ガスを基板上に供給するシャワーヘッドを中心から径方向に沿って複数に分割し、各ブロック毎にガス流量を独立に制御することにより、原料ガスの径方向のガス濃度分布を制御可能にして、均一な膜厚で成膜することを試みている。
【０００３】
特許文献２に開示された気相成長装置は、チャンバと、ガス供給部とを備え、チャンバ内をバッファ領域と反応領域とに区分されている。また、気相成長装置は、貫通孔が形成されてプロセスガスを整流するガス整流板と、バッファ領域においてガス整流板に対して所定距離離間して設けられて、ガス整流板を通過するプロセスガスの流量を制御するガス遮蔽板とを備える。さらに、気相成長装置は、反応領域に設けられてウェハを載置するホルダと、チャンバ内からプロセスガスを排気するガス排気部とを備える。これにより、基板の気相成長膜が成膜される全面に供給されるプロセスガスの流量を調整し、基板全面における膜厚および不純物濃度の均一性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０９０７５号公報
【特許文献２】特開２００９−７１０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板上に均一な膜厚で成膜するためには、基板表面の全体の上方における原料ガスの流速を部分ごとに調節する必要がある。ただし、その調節は段階的なものではなく、連続的に流速が変化するように調節することが必要である。
【０００６】
特許文献１に記載された気相成長装置においては、シャワーヘッドを中心から径方向に沿って複数に分割して、各ブロック毎にガス流量を調節しているため、ブロック間においてガス流量が段階的に変化する。そのため、基板上に成膜される膜の膜厚も段階的に変化して均一にすることができない。
【０００７】
特許文献２に記載された気相成長装置においては、基板の大きさより小さなガス制御板を用いて原料ガスの流量を調整している。この場合、ガス制御板の縁より内側の部分と外側の部分とにおいてガス流量が段階的に変化する。そのため、基板上に成膜される膜の膜厚も段階的に変化して均一にすることができない。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、基板表面上における原料ガスの流速を部分的に、かつ、基板表面上の全体的に連続して調節可能な気相成長装置および気相成長方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に基づく気相成長装置は、被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスを導入するガス導入部が接続されたガス導入室と、ガス導入室に隣接して設けられ、内部で被処理基板の気相成長が行なわれる基板処理室と、ガス導入室と基板処理室とを区切り、ガス導入室に導入された原料ガスを基板処理室内に通過させる複数の第１孔部を有する壁部とを備える。また、気相成長装置は、基板処理室内に位置して、壁部と対向するように被処理基板を支持する基板支持部と、ガス導入室内において、ガス導入部と壁部との間で壁部と対向するように位置してガス導入室を分割し、ガス導入部側から壁部側に原料ガスを通過させる複数の第２孔部を有する仕切板と、仕切板を傾斜可能に支持して、仕切板と壁部との間の距離を連続的に変更可能な可動支持部とを備える。可動支持部により仕切板の位置を調節することにより、第１孔部および第２孔部を通過する流速を調整された原料ガスを基板支持部に支持された被処理基板上に供給する。
【００１０】
好ましくは、気相成長装置は、可動支持部の動作を制御する制御部と、被処理基板上に気相成長される膜の膜厚を検知する検知部とをさらに備える。制御部は、検知部による被処理基板上の膜の膜厚の検知結果に基づいて可動支持部を動作させる。
【００１１】
好ましくは、仕切板を基板支持部に支持された被処理基板の主表面に直交する方向に投影した投影領域内に、被処理基板が基板支持部により支持されている。
【００１２】
本発明に基づく気相成長方法は、被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスをガス導入室に導入する工程と、ガス導入室とは複数の第１孔部を有する壁部を介して隣接する基板処理室に、ガス導入室から壁部の複数の第１孔部を通過させて、基板処理室内の被処理基板上に原料ガスを供給して気相成長させる工程とを備える。上記気相成長させる工程において、ガス導入室を分割するように位置して複数の第２孔部を有する仕切板のガス導入室内における位置を調節することにより、第１孔部および第２孔部を通過する原料ガスの流速を被処理基板上において連続的に変化するように調整して、被処理基板上に原料ガスを供給する。
【００１３】
好ましくは、気相成長方法は、被処理基板上に気相成長している膜の膜厚を検知する工程をさらに備える。上記流速を調整する工程において、膜厚の検知結果に基づいて、仕切板の位置を調節する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板表面上における原料ガスの流速を部分的に、かつ基板表面上の全体的に連続して調節することにより、基板上に均一な膜厚で成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る気相成長装置の構成を示す断面図である。
【図２】仕切板の上方から仕切板、シャワープレートおよび基板支持部を見た平面図である。
【図３】締結部材である球面座金の構成を示す断面図である。
【図４】同実施形態の変形例の締結部材の構成を示す断面図である。
【図５】原料ガスとして水素または窒素を用いた際の流速分布を示すグラフである。
【図６】同実施形態の気相成長装置において仕切板を傾けた状態を示す断面図である。
【図７】同実施形態に係る気相成長装置において形成した膜の膜圧のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る気相成長装置および気相成長方法について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る気相成長装置の構成を示す断面図である。図２は、仕切板の上方から仕切板、シャワープレートおよび基板支持部を見た平面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の気相成長装置１は、上方に位置するシャワーヘッド１００と、下方に位置する反応炉２００とを含む。シャワーヘッド１００および反応炉２００は、略円筒状の外形を有している。
【００１９】
シャワーヘッド１００には、被処理基板３００に気相成長を行なうための原料ガスを導入するガス導入部であるガス配管１４０が接続されたガス導入室１３０が形成されている。
【００２０】
反応炉２００には、ガス導入室１３０に隣接して設けられ、内部で被処理基板３００の気相成長が行なわれる基板処理室２３０が形成されている。ガス導入室１３０と基板処理室２３０とは、壁部であるシャワープレート１１０により区切られている。
【００２１】
シャワープレート１１０には、ガス導入室１３０に導入された原料ガス１８０を基板処理室２３０内に通過させる第１孔部である複数の孔部１１１が形成されている。複数の孔部１１１は、互いに所定の間隔を置いて均等に配置され、上下方向に貫通している。また、シャワープレート１１０には、冷媒が流動するための流路１１２が形成されている。流路１１２は、複数の孔部１１１の各々の周囲を繋いで連通するように形成されている。シャワープレート１１０の一方の側部に流路１１２の入口が形成され、他方の側部に流路１１２の出口が形成されている。
【００２２】
ガス導入室１３０内には、ガス配管１４０とシャワープレート１１０との間でシャワープレート１１０と対向するように位置してガス導入室１３０を分割する仕切板１２０が設けられている。ガス導入室１３０は、仕切板１２０により上部空間１３１と下部空間１３２とに分割される。
【００２３】
図２に示すように、仕切板１２０は、円盤状の外形を有し、第２孔部である上下方向に貫通した複数の孔部１２１が形成されている。複数の孔部１２１は、互いに所定の間隔を置いて均等に配置されている。仕切板１２０の大きさは、基板支持部２１０の上面の大きさより大きい。言い換えると、仕切板１２０を基板支持部２１０に支持された被処理基板３００の主表面に直交する方向に投影した投影領域内に、被処理基板３００が基板支持部２１０により支持されている。具体的には、仕切板１２０の直径を５００ｍｍとした。
【００２４】
仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の各々の直径は、シャワープレート１１０に形成された複数の孔部１１１の各々の直径よりも大きい。また、仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の位置は、気相成長装置１における上下方向すなわち鉛直方向において、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１の位置と重複しないように形成されている。仕切板１２０の縁とガス導入室１３０の内壁との間には、隙間１３３が設けられている。
【００２５】
仕切板１２０には、可動支持部である３本のシャフト１６０の各々が、締結部材１７０により取付けられている。具体的には、仕切板１２０の中心にシャフト１６２が取付けられ、シャフト１６２から等間隔に対称な位置にシャフト１６１とシャフト１６２とが取付けられている。仕切板１２０には、３本のシャフト１６０が取付けられる位置に３つの貫通孔１２３が設けられている。
【００２６】
３本のシャフト１６０は、シャワーヘッド１００の外部に配置された３台のモータ１５０にそれぞれ接続されている。３台のモータ１５０は、３本のシャフト１６０をそれぞれ独立して上下方向に移動させることができる。３本のシャフト１６０を同時に同様に移動させることにより、仕切板１２０をシャワープレート１１０に対して略平行な状態を維持して移動させることができる。本実施形態においては、３本のシャフト１６０で仕切板１２０を支持しているが、仕切板１２０の支持構造はこれに限られず、後述するように仕切板１２０を傾斜可能に支持できる構造であればよい。
【００２７】
基板処理室２３０内には、シャワープレート１１０と対向するように被処理基板３００を支持する基板支持部２１０が設けられている。具体的には、基板支持部２１０の上面に凹部２１１が形成され、その凹部２１１内に被処理基板３００が載置される。被処理基板３００は、基板支持部２１０に支持された状態において、シャワープレート１１０の下面に対向している。
【００２８】
基板支持部２１０は、図示しないアクチュエータによって回転自在に保持された回転軸２１２と連結されている。基板支持部２１０が回転軸２１２を中心として回転することにより、被処理基板３００が基板支持部２１０上で回転しつつ保持される。基板支持部２１０の下方には、被処理基板３００を加熱するためのヒータ２２０が配置されている。
【００２９】
反応炉２００の下部には、基板処理室２３０と連通して、基板処理室２３０内を排気するための排気口２４０が設けられている。排気口２４０は、図示しないポンプに接続されている。
【００３０】
以下、仕切板１２０とシャフト１６０との締結構造について説明する。図３は、締結部材である球面座金の構成を示す断面図である。図３に示すように、本実施形態においては、３本のシャフト１６０の各々は、仕切板１２０の貫通孔１２３に挿通する細径部分１６０ａの直径が他の部分の直径より小さくされている。また、３本のシャフト１６０の各々において、モータ１５０と接続される側とは反対側の端部にはねじが切られている。
【００３１】
図１，３に示すように、仕切板１２０は、仕切板１２０の両面に接触するように球面座金１７１が配置された状態で、３つの貫通孔１２３に３本のシャフト１６０が挿通されてナット１７２と３本のシャフト１６０の各々のねじが締結されることにより、３本のシャフト１６０で支持される。
【００３２】
図３に示すように、球面座金１７１は、凸面部材１７３と凹面部材１７４とから構成されている。凸面部材１７３のシャフト１６０が挿入される内面１７３ａと直径がＬ1であるシャフト１６０の細径部分１６０ａとの間には、２Ｌ2のクリアランスが設けられている。
【００３３】
このクリアランス２Ｌ2の分だけ、凸面部材１７３は、凹面部材１７４に対してスライド面１７５に沿って図中の矢印で示す方向にスライドすることができる。その結果、仕切板１２０をシャフト１６０の軸方向に対して傾けることができる。
【００３４】
図４は、本実施形態の変形例の締結部材の構成を示す断面図である。図４に示すように、変形例の締結部材１７０ａは、球面座金の代わりに平座金１７１ａを用いて、ナット１７２ａで固定する際に、平座金１７１ａと仕切板１２０との間に隙間１７９が形成されるようにしている。このようにした場合にも、仕切板１２０をシャフト１６０の軸方向に対して傾けることができる。なお、締結部材１７０の構成は、上記の構成に限られない。
【００３５】
以下、気相成長装置１に導入された原料ガス１８０の流動形態について説明する。
図１に示すように、気相成長装置１においては、ガス配管１４０からガス導入室１３０の上部空間１３１内に導入された原料ガス１８０は、まず、仕切板１２０の上面１２２に当たって上部空間１３１内において拡散する。上部空間１３１内に導入された原料ガス１８０の一部は、仕切板１２０の複数の孔部１２１を通過して下部空間１３２に流入する。また、原料ガス１８０のうちの極一部は、隙間１３３を通過して下部空間１３２に流入する。
【００３６】
上部空間１３１の高さ、すなわち、仕切板１２０の上面１２２とそれに対向するガス導入室１３０の内壁との間の距離が一定である場合、複数の孔部１２１を通過した原料ガス１８１の流速は、複数の孔部１２１の全体において略均一となる。
【００３７】
下部空間１３２に流入した原料ガス１８１は、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１を通過して基板処理室２３０内に供給される。複数の孔部１１１を通過した原料ガス１８２は、基板支持部２１０上で回転されつつ支持されている被処理基板３００の表面上に達する。被処理基板３００上に達した原料ガス１８２は、排気口２４０から矢印１８３で示す方向に排気される。
【００３８】
本実施形態においては、仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の各々の直径は、シャワープレート１１０に形成された複数の孔部１１１の各々の直径よりも大きいため、下部空間１３２内の圧力は、基板処理室２３０内の圧力より高くなる。そのため、下部空間１３２に流入して均一化された原料ガス１８１を、均一性を維持した状態で基板処理室２３０内に供給することができる。
【００３９】
また、仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の位置は、鉛直方向において、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１の位置と重複しないように形成されているため、複数の孔部１２１を通過した原料ガス１８１が真っ直ぐに流動して複数の孔部１１１を通過することを抑制することができる。このようにすることにより、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１の各々を通過して流動する原料ガス１８２の流速のばらつきを低減することができる。
【００４０】
被処理基板３００の表面上に均一な膜厚の膜を形成するためには、ヒータ２２０による被処理基板３００の加熱分布および排気口２４０からの排気などの影響を考慮して、被処理基板３００の表面上における原料ガス１８２の流速分布を調節する必要がある。特に、排気口２４０に近くかつヒータ２２０から遠い位置である、基板支持部２１０の上面の縁部の近傍に位置している被処理基板３００において膜厚が不均一になりやすい。そのため、基板支持部２１０の縁部の近傍に位置している被処理基板３００の表面上における原料ガス１８２の流速を調節する必要がある。
【００４１】
また、原料ガス１８２の流速分布は、原料ガスの種類によっても異なる。図５は、原料ガスとして水素または窒素を用いた際の流速分布を示すグラフである。図５においては、縦軸に原料ガスの流速を示し、横軸に仕切板の中心からの径方向における距離を示している。なお、図５に示すグラフは、シミュレーション解析の結果である。
【００４２】
図５に示すように、原料ガス１８０として水素を用いた場合と窒素を用いた場合とでは、まったく同じ条件で原料ガス１８０を導入したにも関わらず、仕切板１２０の径方向において原料ガス１８２の流速分布がまったく異なる。
【００４３】
上記のように、原料ガス１８２の流速分布は種々の要因から影響を受けるため、仕切板１２０を仕切板１２０の径方向において同一の高さで配置した状態では、原料ガス１８２の流速分布を所望の流速分布にすることはできない。そのため、本実施形態においては、仕切板１２０を傾斜して支持可能にされている。
【００４４】
たとえば、図中の左側における原料ガス１８２の流速を大きくし、右側における原料ガス１８２の流速を小さくするように調節する場合について説明する。図６は、本実施形態の気相成長装置において仕切板を傾けた状態を示す断面図である。図６においては、分かりやすくするために、仕切板１２０の傾斜を大きく図示している。
【００４５】
図６に示すように、モータ１５０を駆動してシャフト１６１を矢印１６１ａで示す方向に移動させる。また、モータ１５０を駆動してシャフト１６３を矢印１６３ｂで示す方向に移動させる。このとき、シャフト１６２は固定されている。このように３本のシャフト１６０を配置することにより、仕切板１２０は、図中の左側が右側より低くなるように傾斜した状態で支持される。
【００４６】
なお、隙間１３３は、３本のシャフト１６０の動きにより、仕切板１２０とガス導入室１３０の内壁とが接触しないようにするために設けられている。隙間の大きさとしては、仕切板１２０の複数の孔部１２１の数および孔径との関係から、たとえば、０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下に設定され、本実施形態においては０．８ｍｍである。
【００４７】
３本のシャフト１６０の移動パターンは様々であり、たとえば、シャフト１６３を固定した状態で、シャフト１６１およびシャフト１６２を下方に移動させることによっても、仕切板１２０を左肩下がりに支持することができる。
【００４８】
上記のように仕切板１２０を左肩下がりに支持した場合、ガス導入室１３０内の上部空間１３１においては、仕切板１２０の上面１２２とそれに対向するガス導入室１３０の内壁との距離は、図中の左側の方が右側の方よりも長くなる。言い換えると、上部空間１３１は、図中の左側の方が右側の方より広くなっている。
【００４９】
そのため、ガス配管１４０から上部空間１３１内に導入された原料ガス１８０は、仕切板１２０の上面１２２に沿って矢印１８０ａで示す方向である広い空間が存在する左側の方に向けて流動する。その結果、上部空間１３１内における原料ガス１８０の流速は、左側の方が右側より大きくなる。
【００５０】
よって、左側の方において仕切板１２０の複数の孔部１２１を通過した原料ガス１８１ａの流速は、右側の方における原料ガス１８１ｂの流速より大きくなる。この流速の違いは、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１を通過する際に小さくなるが、左側の方において複数の孔部１１１を通過した原料ガス１８２ａの流速の方が右側の方における原料ガス１８２ｂの流速より大きくなる。
【００５１】
このように、仕切板１２０を傾斜して支持した状態において、原料ガス１８０を導入することにより、所望の流速分布で原料ガス１８２を供給することができる。仕切板１２０は、基板支持部２１０の上面より大きく形成されているため、被処理基板３００の表面の上方における原料ガス１８２の流速分布は連続的に変化している。言い換えると、仕切板１２０の縁の外側において、原料ガス１８２の流速が急激に変化する位置に被処理基板３００は配置されていない。その結果、被処理基板３００上に均一な膜厚の膜を形成することができる。
【００５２】
なお、仕切板１２０を傾斜させるために設けた隙間１３３は、仕切板１２０の複数の孔部１２１の面積に比べて十分に小さいため、原料ガス１８２の流速分布に対する実質的な影響はない。
【００５３】
好ましくは、気相成長装置１は、３本のシャフト１６０の動作を制御する図示しない制御部と、被処理基板３００上に気相成長される膜の膜厚を検知する図示しない検知部とをさらに備える。制御部は、検知部による被処理基板３００上の膜の膜厚の検知結果に基づいてモータ１５０を駆動して３本のシャフト１６０をそれぞれ動作する。
【００５４】
このようにした場合、気相成長を行ないつつ、形成される膜の状態に対応して仕切板１２０を傾斜させることができる。その結果、複数の孔部１２１を通過する原料ガス１８１および複数の孔部１１１を通過する原料ガス１８２の流速を調整した状態で、基板支持部２１０に支持された被処理基板３００上に原料ガス１８２を供給することができる。よって、被処理基板３００上に形成される膜の膜厚を均一にすることができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、原料ガス１８０として水素ガスを用いたが、原料ガス１８０はこれに限られず、窒素ガスなどの他のガス種を用いることができる。
【００５６】
以下、本実施形態の気相成長装置１を用いて気相成長した場合の膜厚をシミュレーションした結果を説明する。図７は、本実施形態に係る気相成長装置において形成した膜の膜圧のシミュレーション結果を示すグラフである。図７においては、縦軸に膜厚分布、横軸に基板上の位置を示している。基板上の位置は、基板中心からの距離で示している。
【００５７】
シミュレーション条件としては、原料ガス１８０として水素ガスを使用し、原料ガス１８０の導入量は３００ＳＬＭとした。図７中の補正前とは、仕切板１２０を傾斜させていない状態で気相成長を行なった場合であり、補正後とは、仕切板１２０を３°傾斜させた状態で気相成長を行なった場合である。具体的には、３本のシャフト１６０の１つを固定した状態において、残りの２つを下側に１．５ｍｍ傾ける補正を実施した。被処理基板３００は直径３６０ｍｍのものを使用した。図７においては、被処理基板３００の半径分を図示している。
【００５８】
図７に示すように、補正前の状態においては、被処理基板３００の縁の近傍で膜厚が厚くなり不均一となっている。一方、補正後の状態においては、被処理基板３００の表面全体において均一な膜が形成されていることが確認された。
【００５９】
仕切板１２０の傾斜位置を変える際には、シャワーヘッド１００を開放する必要がないため、簡易に仕切板１２０の位置の変更を行なうことができる。なお、３本のシャフト１６０の動作を制御するには、作業者がモータ１５０の駆動を操作することによって行なってもよいし、上記の制御部により管理してもよい。
【００６０】
上記構成により、被処理基板表面上における原料ガスの流速を部分的に、かつ、被処理基板表面上の全体的に連続して調節できるため、大面積な被処理基板に均等な結晶性の膜を形成することが可能となる。また気相成長装置のメンテナンスが容易となり、装置のコストを低減することもできる。
【００６１】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 気相成長装置、１００ シャワーヘッド、１１０ シャワープレート、１１１，１２１ 孔部、１１２ 流路、１２０ 仕切板、１２２ 上面、１２３ 貫通孔、１３０ ガス導入室、１３１ 上部空間、１３２ 下部空間、１３３，１７９ 隙間、１４０ ガス配管、１５０ モータ、１６０，１６１，１６２，１６３ シャフト、１６０ａ 細径部分、１７０，１７０ａ 締結部材、１７１ 球面座金、１７１ａ 平座金、１７２，１７２ａ ナット、１７３ 凸面部材、１７３ａ 内面、１７４ 凹面部材、１７５ スライド面、１８０，１８１，１８１ａ，１８１ｂ，１８２，１８２ａ，１８２ｂ 原料ガス、２００ 反応炉、２１０ 基板支持部、２１１ 凹部、２１２ 回転軸、２２０ ヒータ、２３０ 基板処理室、２４０ 排気口、３００ 被処理基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置および気相成長方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に成膜する気相成長装置を開示した先行文献として、特許文献１および２がある。特許文献１に開示された気相成長装置においては、多数のガス噴出穴を備えて原料ガスを基板上に供給するシャワーヘッドを中心から径方向に沿って複数に分割し、各ブロック毎にガス流量を独立に制御することにより、原料ガスの径方向のガス濃度分布を制御可能にして、均一な膜厚で成膜することを試みている。
【０００３】
特許文献２に開示された気相成長装置は、チャンバと、ガス供給部とを備え、チャンバ内をバッファ領域と反応領域とに区分されている。また、気相成長装置は、貫通孔が形成されてプロセスガスを整流するガス整流板と、バッファ領域においてガス整流板に対して所定距離離間して設けられて、ガス整流板を通過するプロセスガスの流量を制御するガス遮蔽板とを備える。さらに、気相成長装置は、反応領域に設けられてウェハを載置するホルダと、チャンバ内からプロセスガスを排気するガス排気部とを備える。これにより、基板の気相成長膜が成膜される全面に供給されるプロセスガスの流量を調整し、基板全面における膜厚および不純物濃度の均一性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０９０７５号公報
【特許文献２】特開２００９−７１０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板上に均一な膜厚で成膜するためには、基板表面の全体の上方における原料ガスの流速を部分ごとに調節する必要がある。ただし、その調節は段階的なものではなく、連続的に流速が変化するように調節することが必要である。
【０００６】
特許文献１に記載された気相成長装置においては、シャワーヘッドを中心から径方向に沿って複数に分割して、各ブロック毎にガス流量を調節しているため、ブロック間においてガス流量が段階的に変化する。そのため、基板上に成膜される膜の膜厚も段階的に変化して均一にすることができない。
【０００７】
特許文献２に記載された気相成長装置においては、基板の大きさより小さなガス制御板を用いて原料ガスの流量を調整している。この場合、ガス制御板の縁より内側の部分と外側の部分とにおいてガス流量が段階的に変化する。そのため、基板上に成膜される膜の膜厚も段階的に変化して均一にすることができない。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、基板表面上における原料ガスの流速を部分的に、かつ、基板表面上の全体的に連続して調節可能な気相成長装置および気相成長方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に基づく気相成長装置は、被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスを導入するガス導入部が接続されたガス導入室と、ガス導入室に隣接して設けられ、内部で被処理基板の気相成長が行なわれる基板処理室と、ガス導入室と基板処理室とを区切り、ガス導入室に導入された原料ガスを基板処理室内に通過させる複数の第１孔部を有する壁部とを備える。また、気相成長装置は、基板処理室内に位置して、壁部と対向するように被処理基板を支持する基板支持部と、ガス導入室内において、ガス導入部と壁部との間で壁部と対向するように位置してガス導入室を分割し、ガス導入部側から壁部側に原料ガスを通過させる複数の第２孔部を有する仕切板と、仕切板を傾斜可能に支持して、仕切板と壁部との間の距離を連続的に変更可能な可動支持部とを備える。可動支持部により仕切板の位置を調節することにより、第１孔部および第２孔部を通過する流速を調整された原料ガスを基板支持部に支持された被処理基板上に供給する。
【００１０】
好ましくは、気相成長装置は、可動支持部の動作を制御する制御部と、被処理基板上に気相成長される膜の膜厚を検知する検知部とをさらに備える。制御部は、検知部による被処理基板上の膜の膜厚の検知結果に基づいて可動支持部を動作させる。
【００１１】
好ましくは、仕切板を基板支持部に支持された被処理基板の主表面に直交する方向に投影した投影領域内に、被処理基板が基板支持部により支持されている。
【００１２】
本発明に基づく気相成長方法は、被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスをガス導入室に導入する工程と、ガス導入室とは複数の第１孔部を有する壁部を介して隣接する基板処理室に、ガス導入室から壁部の複数の第１孔部を通過させて、基板処理室内の被処理基板上に原料ガスを供給して気相成長させる工程とを備える。上記気相成長させる工程において、ガス導入室を分割するように位置して複数の第２孔部を有する仕切板のガス導入室内における位置を調節することにより、第１孔部および第２孔部を通過する原料ガスの流速を被処理基板上において連続的に変化するように調整して、被処理基板上に原料ガスを供給する。
【００１３】
好ましくは、気相成長方法は、被処理基板上に気相成長している膜の膜厚を検知する工程をさらに備える。上記流速を調整する工程において、膜厚の検知結果に基づいて、仕切板の位置を調節する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板表面上における原料ガスの流速を部分的に、かつ基板表面上の全体的に連続して調節することにより、基板上に均一な膜厚で成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る気相成長装置の構成を示す断面図である。
【図２】仕切板の上方から仕切板、シャワープレートおよび基板支持部を見た平面図である。
【図３】締結部材である球面座金の構成を示す断面図である。
【図４】同実施形態の変形例の締結部材の構成を示す断面図である。
【図５】原料ガスとして水素または窒素を用いた際の流速分布を示すグラフである。
【図６】同実施形態の気相成長装置において仕切板を傾けた状態を示す断面図である。
【図７】同実施形態に係る気相成長装置において形成した膜の膜圧のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る気相成長装置および気相成長方法について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る気相成長装置の構成を示す断面図である。図２は、仕切板の上方から仕切板、シャワープレートおよび基板支持部を見た平面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の気相成長装置１は、上方に位置するシャワーヘッド１００と、下方に位置する反応炉２００とを含む。シャワーヘッド１００および反応炉２００は、略円筒状の外形を有している。
【００１９】
シャワーヘッド１００には、被処理基板３００に気相成長を行なうための原料ガスを導入するガス導入部であるガス配管１４０が接続されたガス導入室１３０が形成されている。
【００２０】
反応炉２００には、ガス導入室１３０に隣接して設けられ、内部で被処理基板３００の気相成長が行なわれる基板処理室２３０が形成されている。ガス導入室１３０と基板処理室２３０とは、壁部であるシャワープレート１１０により区切られている。
【００２１】
シャワープレート１１０には、ガス導入室１３０に導入された原料ガス１８０を基板処理室２３０内に通過させる第１孔部である複数の孔部１１１が形成されている。複数の孔部１１１は、互いに所定の間隔を置いて均等に配置され、上下方向に貫通している。また、シャワープレート１１０には、冷媒が流動するための流路１１２が形成されている。流路１１２は、複数の孔部１１１の各々の周囲を繋いで連通するように形成されている。シャワープレート１１０の一方の側部に流路１１２の入口が形成され、他方の側部に流路１１２の出口が形成されている。
【００２２】
ガス導入室１３０内には、ガス配管１４０とシャワープレート１１０との間でシャワープレート１１０と対向するように位置してガス導入室１３０を分割する仕切板１２０が設けられている。ガス導入室１３０は、仕切板１２０により上部空間１３１と下部空間１３２とに分割される。
【００２３】
図２に示すように、仕切板１２０は、円盤状の外形を有し、第２孔部である上下方向に貫通した複数の孔部１２１が形成されている。複数の孔部１２１は、互いに所定の間隔を置いて均等に配置されている。仕切板１２０の大きさは、基板支持部２１０の上面の大きさより大きい。言い換えると、仕切板１２０を基板支持部２１０に支持された被処理基板３００の主表面に直交する方向に投影した投影領域内に、被処理基板３００が基板支持部２１０により支持されている。具体的には、仕切板１２０の直径を５００ｍｍとした。
【００２４】
仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の各々の直径は、シャワープレート１１０に形成された複数の孔部１１１の各々の直径よりも大きい。また、仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の位置は、気相成長装置１における上下方向すなわち鉛直方向において、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１の位置と重複しないように形成されている。仕切板１２０の縁とガス導入室１３０の内壁との間には、隙間１３３が設けられている。
【００２５】
仕切板１２０には、可動支持部である３本のシャフト１６０の各々が、締結部材１７０により取付けられている。具体的には、仕切板１２０の中心にシャフト１６２が取付けられ、シャフト１６２から等間隔に対称な位置にシャフト１６１とシャフト１６２とが取付けられている。仕切板１２０には、３本のシャフト１６０が取付けられる位置に３つの貫通孔１２３が設けられている。
【００２６】
３本のシャフト１６０は、シャワーヘッド１００の外部に配置された３台のモータ１５０にそれぞれ接続されている。３台のモータ１５０は、３本のシャフト１６０をそれぞれ独立して上下方向に移動させることができる。３本のシャフト１６０を同時に同様に移動させることにより、仕切板１２０をシャワープレート１１０に対して略平行な状態を維持して移動させることができる。本実施形態においては、３本のシャフト１６０で仕切板１２０を支持しているが、仕切板１２０の支持構造はこれに限られず、後述するように仕切板１２０を傾斜可能に支持できる構造であればよい。
【００２７】
基板処理室２３０内には、シャワープレート１１０と対向するように被処理基板３００を支持する基板支持部２１０が設けられている。具体的には、基板支持部２１０の上面に凹部２１１が形成され、その凹部２１１内に被処理基板３００が載置される。被処理基板３００は、基板支持部２１０に支持された状態において、シャワープレート１１０の下面に対向している。
【００２８】
基板支持部２１０は、図示しないアクチュエータによって回転自在に保持された回転軸２１２と連結されている。基板支持部２１０が回転軸２１２を中心として回転することにより、被処理基板３００が基板支持部２１０上で回転しつつ保持される。基板支持部２１０の下方には、被処理基板３００を加熱するためのヒータ２２０が配置されている。
【００２９】
反応炉２００の下部には、基板処理室２３０と連通して、基板処理室２３０内を排気するための排気口２４０が設けられている。排気口２４０は、図示しないポンプに接続されている。
【００３０】
以下、仕切板１２０とシャフト１６０との締結構造について説明する。図３は、締結部材である球面座金の構成を示す断面図である。図３に示すように、本実施形態においては、３本のシャフト１６０の各々は、仕切板１２０の貫通孔１２３に挿通する細径部分１６０ａの直径が他の部分の直径より小さくされている。また、３本のシャフト１６０の各々において、モータ１５０と接続される側とは反対側の端部にはねじが切られている。
【００３１】
図１，３に示すように、仕切板１２０は、仕切板１２０の両面に接触するように球面座金１７１が配置された状態で、３つの貫通孔１２３に３本のシャフト１６０が挿通されてナット１７２と３本のシャフト１６０の各々のねじが締結されることにより、３本のシャフト１６０で支持される。
【００３２】
図３に示すように、球面座金１７１は、凸面部材１７３と凹面部材１７４とから構成されている。凸面部材１７３のシャフト１６０が挿入される内面１７３ａと直径がＬ1であるシャフト１６０の細径部分１６０ａとの間には、２Ｌ2のクリアランスが設けられている。
【００３３】
このクリアランス２Ｌ2の分だけ、凸面部材１７３は、凹面部材１７４に対してスライド面１７５に沿って図中の矢印で示す方向にスライドすることができる。その結果、仕切板１２０をシャフト１６０の軸方向に対して傾けることができる。
【００３４】
図４は、本実施形態の変形例の締結部材の構成を示す断面図である。図４に示すように、変形例の締結部材１７０ａは、球面座金の代わりに平座金１７１ａを用いて、ナット１７２ａで固定する際に、平座金１７１ａと仕切板１２０との間に隙間１７９が形成されるようにしている。このようにした場合にも、仕切板１２０をシャフト１６０の軸方向に対して傾けることができる。なお、締結部材１７０の構成は、上記の構成に限られない。
【００３５】
以下、気相成長装置１に導入された原料ガス１８０の流動形態について説明する。
図１に示すように、気相成長装置１においては、ガス配管１４０からガス導入室１３０の上部空間１３１内に導入された原料ガス１８０は、まず、仕切板１２０の上面１２２に当たって上部空間１３１内において拡散する。上部空間１３１内に導入された原料ガス１８０の一部は、仕切板１２０の複数の孔部１２１を通過して下部空間１３２に流入する。また、原料ガス１８０のうちの極一部は、隙間１３３を通過して下部空間１３２に流入する。
【００３６】
上部空間１３１の高さ、すなわち、仕切板１２０の上面１２２とそれに対向するガス導入室１３０の内壁との間の距離が一定である場合、複数の孔部１２１を通過した原料ガス１８１の流速は、複数の孔部１２１の全体において略均一となる。
【００３７】
下部空間１３２に流入した原料ガス１８１は、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１を通過して基板処理室２３０内に供給される。複数の孔部１１１を通過した原料ガス１８２は、基板支持部２１０上で回転されつつ支持されている被処理基板３００の表面上に達する。被処理基板３００上に達した原料ガス１８２は、排気口２４０から矢印１８３で示す方向に排気される。
【００３８】
本実施形態においては、仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の各々の直径は、シャワープレート１１０に形成された複数の孔部１１１の各々の直径よりも大きいため、下部空間１３２内の圧力は、基板処理室２３０内の圧力より高くなる。そのため、下部空間１３２に流入して均一化された原料ガス１８１を、均一性を維持した状態で基板処理室２３０内に供給することができる。
【００３９】
また、仕切板１２０に形成された複数の孔部１２１の位置は、鉛直方向において、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１の位置と重複しないように形成されているため、複数の孔部１２１を通過した原料ガス１８１が真っ直ぐに流動して複数の孔部１１１を通過することを抑制することができる。このようにすることにより、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１の各々を通過して流動する原料ガス１８２の流速のばらつきを低減することができる。
【００４０】
被処理基板３００の表面上に均一な膜厚の膜を形成するためには、ヒータ２２０による被処理基板３００の加熱分布および排気口２４０からの排気などの影響を考慮して、被処理基板３００の表面上における原料ガス１８２の流速分布を調節する必要がある。特に、排気口２４０に近くかつヒータ２２０から遠い位置である、基板支持部２１０の上面の縁部の近傍に位置している被処理基板３００において膜厚が不均一になりやすい。そのため、基板支持部２１０の縁部の近傍に位置している被処理基板３００の表面上における原料ガス１８２の流速を調節する必要がある。
【００４１】
また、原料ガス１８２の流速分布は、原料ガスの種類によっても異なる。図５は、原料ガスとして水素または窒素を用いた際の流速分布を示すグラフである。図５においては、縦軸に原料ガスの流速を示し、横軸に仕切板の中心からの径方向における距離を示している。なお、図５に示すグラフは、シミュレーション解析の結果である。
【００４２】
図５に示すように、原料ガス１８０として水素を用いた場合と窒素を用いた場合とでは、まったく同じ条件で原料ガス１８０を導入したにも関わらず、仕切板１２０の径方向において原料ガス１８２の流速分布がまったく異なる。
【００４３】
上記のように、原料ガス１８２の流速分布は種々の要因から影響を受けるため、仕切板１２０を仕切板１２０の径方向において同一の高さで配置した状態では、原料ガス１８２の流速分布を所望の流速分布にすることはできない。そのため、本実施形態においては、仕切板１２０を傾斜して支持可能にされている。
【００４４】
たとえば、図中の左側における原料ガス１８２の流速を大きくし、右側における原料ガス１８２の流速を小さくするように調節する場合について説明する。図６は、本実施形態の気相成長装置において仕切板を傾けた状態を示す断面図である。図６においては、分かりやすくするために、仕切板１２０の傾斜を大きく図示している。
【００４５】
図６に示すように、モータ１５０を駆動してシャフト１６１を矢印１６１ａで示す方向に移動させる。また、モータ１５０を駆動してシャフト１６３を矢印１６３ｂで示す方向に移動させる。このとき、シャフト１６２は固定されている。このように３本のシャフト１６０を配置することにより、仕切板１２０は、図中の左側が右側より低くなるように傾斜した状態で支持される。
【００４６】
なお、隙間１３３は、３本のシャフト１６０の動きにより、仕切板１２０とガス導入室１３０の内壁とが接触しないようにするために設けられている。隙間の大きさとしては、仕切板１２０の複数の孔部１２１の数および孔径との関係から、たとえば、０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下に設定され、本実施形態においては０．８ｍｍである。
【００４７】
３本のシャフト１６０の移動パターンは様々であり、たとえば、シャフト１６３を固定した状態で、シャフト１６１およびシャフト１６２を下方に移動させることによっても、仕切板１２０を左肩下がりに支持することができる。
【００４８】
上記のように仕切板１２０を左肩下がりに支持した場合、ガス導入室１３０内の上部空間１３１においては、仕切板１２０の上面１２２とそれに対向するガス導入室１３０の内壁との距離は、図中の左側の方が右側の方よりも長くなる。言い換えると、上部空間１３１は、図中の左側の方が右側の方より広くなっている。
【００４９】
そのため、ガス配管１４０から上部空間１３１内に導入された原料ガス１８０は、仕切板１２０の上面１２２に沿って矢印１８０ａで示す方向である広い空間が存在する左側の方に向けて流動する。その結果、上部空間１３１内における原料ガス１８０の流速は、左側の方が右側より大きくなる。
【００５０】
よって、左側の方において仕切板１２０の複数の孔部１２１を通過した原料ガス１８１ａの流速は、右側の方における原料ガス１８１ｂの流速より大きくなる。この流速の違いは、シャワープレート１１０の複数の孔部１１１を通過する際に小さくなるが、左側の方において複数の孔部１１１を通過した原料ガス１８２ａの流速の方が右側の方における原料ガス１８２ｂの流速より大きくなる。
【００５１】
このように、仕切板１２０を傾斜して支持した状態において、原料ガス１８０を導入することにより、所望の流速分布で原料ガス１８２を供給することができる。仕切板１２０は、基板支持部２１０の上面より大きく形成されているため、被処理基板３００の表面の上方における原料ガス１８２の流速分布は連続的に変化している。言い換えると、仕切板１２０の縁の外側において、原料ガス１８２の流速が急激に変化する位置に被処理基板３００は配置されていない。その結果、被処理基板３００上に均一な膜厚の膜を形成することができる。
【００５２】
なお、仕切板１２０を傾斜させるために設けた隙間１３３は、仕切板１２０の複数の孔部１２１の面積に比べて十分に小さいため、原料ガス１８２の流速分布に対する実質的な影響はない。
【００５３】
好ましくは、気相成長装置１は、３本のシャフト１６０の動作を制御する図示しない制御部と、被処理基板３００上に気相成長される膜の膜厚を検知する図示しない検知部とをさらに備える。制御部は、検知部による被処理基板３００上の膜の膜厚の検知結果に基づいてモータ１５０を駆動して３本のシャフト１６０をそれぞれ動作する。
【００５４】
このようにした場合、気相成長を行ないつつ、形成される膜の状態に対応して仕切板１２０を傾斜させることができる。その結果、複数の孔部１２１を通過する原料ガス１８１および複数の孔部１１１を通過する原料ガス１８２の流速を調整した状態で、基板支持部２１０に支持された被処理基板３００上に原料ガス１８２を供給することができる。よって、被処理基板３００上に形成される膜の膜厚を均一にすることができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては、原料ガス１８０として水素ガスを用いたが、原料ガス１８０はこれに限られず、窒素ガスなどの他のガス種を用いることができる。
【００５６】
以下、本実施形態の気相成長装置１を用いて気相成長した場合の膜厚をシミュレーションした結果を説明する。図７は、本実施形態に係る気相成長装置において形成した膜の膜圧のシミュレーション結果を示すグラフである。図７においては、縦軸に膜厚分布、横軸に基板上の位置を示している。基板上の位置は、基板中心からの距離で示している。
【００５７】
シミュレーション条件としては、原料ガス１８０として水素ガスを使用し、原料ガス１８０の導入量は３００ＳＬＭとした。図７中の補正前とは、仕切板１２０を傾斜させていない状態で気相成長を行なった場合であり、補正後とは、仕切板１２０を３°傾斜させた状態で気相成長を行なった場合である。具体的には、３本のシャフト１６０の１つを固定した状態において、残りの２つを下側に１．５ｍｍ傾ける補正を実施した。被処理基板３００は直径３６０ｍｍのものを使用した。図７においては、被処理基板３００の半径分を図示している。
【００５８】
図７に示すように、補正前の状態においては、被処理基板３００の縁の近傍で膜厚が厚くなり不均一となっている。一方、補正後の状態においては、被処理基板３００の表面全体において均一な膜が形成されていることが確認された。
【００５９】
仕切板１２０の傾斜位置を変える際には、シャワーヘッド１００を開放する必要がないため、簡易に仕切板１２０の位置の変更を行なうことができる。なお、３本のシャフト１６０の動作を制御するには、作業者がモータ１５０の駆動を操作することによって行なってもよいし、上記の制御部により管理してもよい。
【００６０】
上記構成により、被処理基板表面上における原料ガスの流速を部分的に、かつ、被処理基板表面上の全体的に連続して調節できるため、大面積な被処理基板に均等な結晶性の膜を形成することが可能となる。また気相成長装置のメンテナンスが容易となり、装置のコストを低減することもできる。
【００６１】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 気相成長装置、１００ シャワーヘッド、１１０ シャワープレート、１１１，１２１ 孔部、１１２ 流路、１２０ 仕切板、１２２ 上面、１２３ 貫通孔、１３０ ガス導入室、１３１ 上部空間、１３２ 下部空間、１３３，１７９ 隙間、１４０ ガス配管、１５０ モータ、１６０，１６１，１６２，１６３ シャフト、１６０ａ 細径部分、１７０，１７０ａ 締結部材、１７１ 球面座金、１７１ａ 平座金、１７２，１７２ａ ナット、１７３ 凸面部材、１７３ａ 内面、１７４ 凹面部材、１７５ スライド面、１８０，１８１，１８１ａ，１８１ｂ，１８２，１８２ａ，１８２ｂ 原料ガス、２００ 反応炉、２１０ 基板支持部、２１１ 凹部、２１２ 回転軸、２２０ ヒータ、２３０ 基板処理室、２４０ 排気口、３００ 被処理基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスを導入するガス導入部が接続されたガス導入室と、
前記ガス導入室に隣接して設けられ、内部で被処理基板の気相成長が行なわれる基板処理室と、
前記ガス導入室と前記基板処理室とを区切り、前記ガス導入室に導入された前記原料ガスを前記基板処理室内に通過させる複数の第１孔部を有する壁部と、
前記基板処理室内に位置して、前記壁部と対向するように被処理基板を支持する基板支持部と、
前記ガス導入室内において、前記ガス導入部と前記壁部との間で前記壁部と対向するように位置して前記ガス導入室を分割し、前記ガス導入部側から前記壁部側に前記原料ガスを通過させる複数の第２孔部を有する仕切板と、
前記仕切板を傾斜可能に支持して、前記仕切板と前記壁部との間の距離を連続的に変更可能な可動支持部と
を備え、
前記可動支持部により前記仕切板の位置を調節することにより、前記第１孔部および前記第２孔部を通過する流速を調整された前記原料ガスを前記基板支持部に支持された被処理基板上に供給する、気相成長装置。
【請求項２】
前記可動支持部の動作を制御する制御部と、
被処理基板上に気相成長される膜の膜厚を検知する検知部と
をさらに備え、
前記制御部は、前記検知部による被処理基板上の膜の膜厚の検知結果に基づいて前記可動支持部を動作させる、請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記仕切板を前記基板支持部に支持された被処理基板の主表面に直交する方向に投影した投影領域内に、被処理基板が前記基板支持部により支持されている、請求項１または２に記載の気相成長装置。
【請求項４】
被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスをガス導入室に導入する工程と、
前記ガス導入室とは複数の第１孔部を有する壁部を介して隣接する基板処理室に、前記ガス導入室から前記壁部の前記複数の第１孔部を通過させて、前記基板処理室内の被処理基板上に前記原料ガスを供給して気相成長させる工程と、
を備え、
前記気相成長させる工程において、前記ガス導入室を分割するように位置して複数の第２孔部を有する仕切板の前記ガス導入室内における位置を調節することにより、前記第１孔部および前記第２孔部を通過する前記原料ガスの流速を被処理基板上において連続的に変化するように調整する、気相成長方法。
【請求項５】
被処理基板上に気相成長している膜の膜厚を検知する工程をさらに備え、
前記流速を調整する工程において、前記膜厚の検知結果に基づいて、前記仕切板の位置を調節する、請求項４に記載の気相成長方法。
【請求項１】
被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスを導入するガス導入部が接続されたガス導入室と、
前記ガス導入室に隣接して設けられ、内部で被処理基板の気相成長が行なわれる基板処理室と、
前記ガス導入室と前記基板処理室とを区切り、前記ガス導入室に導入された前記原料ガスを前記基板処理室内に通過させる複数の第１孔部を有する壁部と、
前記基板処理室内に位置して、前記壁部と対向するように被処理基板を支持する基板支持部と、
前記ガス導入室内において、前記ガス導入部と前記壁部との間で前記壁部と対向するように位置して前記ガス導入室を分割し、前記ガス導入部側から前記壁部側に前記原料ガスを通過させる複数の第２孔部を有する仕切板と、
前記仕切板を傾斜可能に支持して、前記仕切板と前記壁部との間の距離を連続的に変更可能な可動支持部と
を備え、
前記可動支持部により前記仕切板の位置を調節することにより、前記第１孔部および前記第２孔部を通過する流速を調整された前記原料ガスを前記基板支持部に支持された被処理基板上に供給する、気相成長装置。
【請求項２】
前記可動支持部の動作を制御する制御部と、
被処理基板上に気相成長される膜の膜厚を検知する検知部と
をさらに備え、
前記制御部は、前記検知部による被処理基板上の膜の膜厚の検知結果に基づいて前記可動支持部を動作させる、請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記仕切板を前記基板支持部に支持された被処理基板の主表面に直交する方向に投影した投影領域内に、被処理基板が前記基板支持部により支持されている、請求項１または２に記載の気相成長装置。
【請求項４】
被処理基板に気相成長を行なうための原料ガスをガス導入室に導入する工程と、
前記ガス導入室とは複数の第１孔部を有する壁部を介して隣接する基板処理室に、前記ガス導入室から前記壁部の前記複数の第１孔部を通過させて、前記基板処理室内の被処理基板上に前記原料ガスを供給して気相成長させる工程と、
を備え、
前記気相成長させる工程において、前記ガス導入室を分割するように位置して複数の第２孔部を有する仕切板の前記ガス導入室内における位置を調節することにより、前記第１孔部および前記第２孔部を通過する前記原料ガスの流速を被処理基板上において連続的に変化するように調整する、気相成長方法。
【請求項５】
被処理基板上に気相成長している膜の膜厚を検知する工程をさらに備え、
前記流速を調整する工程において、前記膜厚の検知結果に基づいて、前記仕切板の位置を調節する、請求項４に記載の気相成長方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２６９６８（Ｐ２０１２−１２６９６８Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０４１９（Ｐ２０１０−２８０４１９）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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