JP5165952B2 - 気相成長装置及び気相成長方法 - Google Patents

Description

本発明は気相成長装置及び気相成長方法に係り、特にエピタキシャル成長装置において、気相成長による成膜前のプロセスガス及び成膜後の生成ガスによる副生成物の生成を抑止する部材を備える気相成長装置、及びこれを用いた気相成長方法に関する。

超高速バイポーラ、超高速ＣＭＯＳ或いはパワーＭＯＳ等の高性能な半導体素子の生産において、不純物濃度や膜厚の制御することができるエピタキシャル成長技術は、素子の性能を向上させる上で不可欠のものとなっている。
シリコンウェハ等の半導体基板に単結晶膜を成膜させるエピタキシャル成長には、一般に常圧化学気相成長法が用いられ、場合によっては減圧化学気相成長(ＬＰＣＶＤ)法が用いられている。
これらの気相成長方法は、シリコンウェハ等の半導体基板が配置された気相成長反応炉内を、常圧（０．１ＭＰａ（７６０Ｔｏｒｒ））、或いは減圧に保持する。そして、半導体基板を加熱し回転させながら、シリコン源となる原料ガスに、ボロン系のジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）、リン系のホスフィン（ＰＨ_３）、砒素系のアルシン（ＡｓＨ_３）等のドーパントガスを混合したプロセスガスを気相成長反応炉内に供給する。そして、加熱された半導体基板の表面で、原料ガスの熱分解反応或いは水素還元反応が行なわれ、ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、或いは砒素（Ａｓ）がドープされた気相成長膜が成膜されることにより行なわれる（特許文献１参照）。

チャンバ内に供給されるプロセスガスは、半導体基板が所定の温度以上に加熱されており、熱分解或いは水素還元反応を行なえる状態において、半導体基板の表面に気相成長膜を成膜させる。そして、プロセスガスは気相成長の化学反応により変性し、プロセスガスとは物性の異なる生成ガスとなる。

図６は従来の気相成長装置２００を断面して示す概念図である。また、図７は、従来の気相成長装置２００の支持台２０４付近を拡大断面して示す概念図である。
チャンバ２０１内には、半導体基板２０３、半導体基板２０３を載置する支持台２０４、回転胴２０５、及び熱源２０６が収納されている。
支持台２０４は、チャンバ２０１外に設けられた図示しない回転機構に接続する回転胴２０５の上部に取り付けられ、略水平方向への回転が可能である。
支持台２０４の形状はリング状であって、その内端部には、半導体基板２０３が載置されたときに、略水平の方向への遊動を拘束する凹部２０９が形成されている。支持台２０４の中央部は開口されており、支持台２０４の直下に設けられたヒータ２０６により半導体基板２０３を加熱しやすい構成となっている。かかる状態で、回転胴２０５が支持台２０４を回転させる事に伴い半導体基板２０３を回転させる。そして、気相成長のための原料ガスを含んだプロセスガス２１０をチャンバ２０１内に供給する。ガス供給部２０２には、半導体基板２０３の表面に対してプロセスガス２１０を均一に供給するためのシャワープレート２２０が取り付けられている。シャワープレート２２０を介して供給されたプロセスガス２１０は、半導体基板２０３表面で熱分解反応或いは水素還元反応が行われ、気相成長膜を成膜する。
なお、気相成長膜を成膜させた反応後のプロセスガスは、変性された生成ガス２１２となり、チャンバ２０１下部に設けられたガス排気部２０８から、プロセスガス２１０とともに排気される。

このとき、ヒータ２０６からの輻射熱は、半導体基板２０３だけでなく、気相成長装置２００を構成する部材全てに伝わり、昇温させる。特に、半導体基板２０３やヒータ２０６のような高温部分の近傍、或いは高温部分からの輻射熱及び対流熱が伝わりやすいチャンバ２０１の上部周辺において顕著である。このため、チャンバ２０１内面の上部には、相対的な高温部分が生じる。
図７において実線の矢印で示すように、チャンバ２０１内面の上部に生じた相対的な高温部分にプロセスガス２１０が接触すると、半導体基板２０３の表面と同様の熱分解反応或いは水素還元反応が起きる。すると、チャンバ２０１内面の上部には、シリコン結晶２１１が生成される。

ここで生成されるシリコン結晶２１１は、半導体基板２０３表面に成膜される気相成長膜と略同質である。シリコン結晶２１１の塊は、気相成長装置２００の稼動に伴う昇温、降温が繰り返されることで欠片が剥離し、チャンバ２０１内にパーティクルとして滞留する。そして、後に生産される半導体基板に成膜される気相成長膜を汚染し、品質を低下させる要因となる。

気相成長膜を成膜させた後の生成ガス２１２は、気相成長の化学反応により変性されている。生成ガス２１２は、気相成長反応前のプロセスガス２１０とは逆に、冷却されることによって凝結し、固体物質を生成させる物性を持つようになる。

チャンバ２０１の下部に設けられたガス排気部２０８付近は、半導体基板２０３やヒータ２０６といった高温部分との距離が開いており、且つ回転胴２０５が遮蔽しているために輻射熱が伝わりにくい。また、上述の高温部分よりも下に位置するために、対流熱も伝わりにくい。このようにして、ガス排気部２０８付近のチャンバ２０１内面下部には相対的な低温部分が生じる。

図７において破線の矢印で示すように、この相対的な低温部分の周囲には気相成長反応後の生成ガス２１２が多く存在する。チャンバ２０１内面の下部に生じた低温部分に生成ガス２１２が接触すると、冷却され凝結し、チャンバ２０１内面の下部に固体物質２１３を生成させる。

この固体物質２１３は、主成分がシリコンハイドライドであり、空気中では自然発火する虞がある。このため、チャンバ２０１のメンテナンスを行なう場合に危険が伴う。また、気相成長反応前のプロセスガス２１０がチャンバ２０１内の高温部分に生成させるシリコン結晶２１１と同様に、チャンバ２０１内をパーティクル汚染する要因となる。

気相成長装置２００を継続的に稼動させるためには、上述したシリコン結晶２１１及び固体物質２１３を除去し、チャンバ２０１内を清浄に保持しなければならない。そのためには、定期的に気相成長装置２００の稼動を停止し、チャンバ２０１のメンテナンスを行なう必要がある。このメンテナンス作業は、チャンバ２０１内を洗浄する等の作業を行なうだけでなく、再度稼動するための環境を整えることが必須となるため、相応の時間を要する。例えば、内部の洗浄が完了したチャンバ２０１を、外気によってパーティクル汚染させないことに留意した慎重な作業や、組み立て直したチャンバ２０１を所定の真空度に調整することには、相応の時間と労力を要する。
したがって、パーティクルを除去するメンテナンス作業を定期的に行なう必要性がある従来の気相成長装置２００は、稼働率をある一定以上に向上させることができなかった。

このように、従来の気相成長装置２００には、生産される半導体基板の品質に対する問題と、品質維持に必要な作業等のために生じる稼働率の低下という問題があった。
特開平９−１９４２９６号公報

本発明は、かかる問題点を克服し、気相成長による成膜前のプロセスガス及び成膜後のプロセスガスによるチャンバ内への副生成物の生成を抑止し、生産する半導体基板の品質及び稼働率を従来よりも向上させることができる気相成長装置、及びこれを用いた気相成長方法を提供するものである。

本発明の気相成長装置は、
ウェハが配置され、前記ウェハ上に成膜を行うチャンバと、
前記ウェハを裏面より加熱する加熱手段と、
前記チャンバの上方より前記ウェハ表面に気相成長の原料となる成膜前のプロセスガスを供給するガス供給部と、
前記ウェハの外周方向に排出された成膜後のプロセスガスである生成ガスを含むガスを前記チャンバの下方から排気するガス排気部とを備えた気相成長装置であって、
前記チャンバ内の上部に、貫通孔を均等に配置し、流体を均等に通過させるガス整流板を設け、該ガス整流板の端部を、前記チャンバ内部に配置した内壁部であるライナの上端と接触させた状態で前記チャンバ内に固定し、前記ガス整流板を、前記チャンバ内の上部領域と下部領域とを区分するように設け、前記ライナを上部ライナと下部ライナとを組み合わせて構成し、前記上部ライナの下端部と前記下部ライナの上端部を、所定の距離だけ離間させた気相成長装置において、
前記上部ライナは、成膜時に前記下部ライナより高い前記成膜前のプロセスガス濃度でかつ低い前記生成ガス濃度の雰囲気に晒される位置に設けられ、
前記下部ライナは、前記上部ライナより、熱エネルギーを吸収しやすくかつ蓄熱性の高い物性の基材で構成されることを特徴とする。

また上述した上部ライナは、石英（SiO2）或いはアルミナ（Al2O3）で構成されていることが好適である。

さらに、上述した下部ライナは、炭化ケイ素（SiC）、カーボン（C）、チッ化珪素（SiN）、チッ化アルミ（AlN）、或いは気泡入り石英で構成されていることが好適である。

本発明の気相成長方法の特徴は、ウェハ上に成膜を行うチャンバであって、前記チャンバ内の上部に、貫通孔を均等に配置し、流体を均等に通過させるガス整流板が設けられ、該ガス整流板の端部が、前記チャンバ内部に配置した内壁部であるライナの上端と接触させた状態で前記チャンバ内に固定され、前記ガス整流板が、前記チャンバ内の上部領域と下部領域とを区分するように設けられ、前記ライナは上部ライナと下部ライナとを組み合わせて構成され、前記上部ライナの下端部と前記下部ライナの上端部を、所定の距離だけ離間させ、前記上部ライナは、成膜時に前記下部ライナより高い前記成膜前のプロセスガス濃度でかつ低い前記生成ガス濃度の雰囲気に晒される位置に設けられ、前記下部ライナは、前記上部ライナより、熱エネルギーを吸収しやすくかつ蓄熱性の高い物性の基材で構成されたチャンバ内に、前記ウェハを配置し、
前記ウェハを裏面より加熱し、
前記チャンバの上方より前記ウェハ表面に気相成長の原料となる成膜前のプロセスガスを供給し、
前記ウェハの外周方向に排出された成膜後のプロセスガスである生成ガスを含むガスを前記チャンバの下方から排気し、
前記ウェハに気相成長を行なう
点にある。

かかる構成により、チャンバ内の内壁部の上部においては、成膜前のプロセスガスによってシリコン結晶の生成を抑止することができ、且つ内壁部の下部においては、成膜後のプロセスガスである生成ガスが凝結した固体物質の生成を抑止することができる。

以下、本発明の実施形態について、図に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態における気相成長装置１００を断面して示す概念図である。
気相成長装置１００の外壁であるチャンバ１０１内の上部には、貫通孔が均等に配置され、プロセスガス１１０等の流体を均等に通過させられるガス整流板１２０が設けられる。ガス整流板１２０の端部は、チャンバ１０１内部に配置された内壁部の一例であるライナ１３０の上端と接した状態でチャンバ１０１内に固定される。ガス整流板１２０は、チャンバ１０１内の上部領域と下部領域とを区分するように設けられる。このチャンバ１０１の上部領域は、チャンバ１０１の最上部に設けられたガス供給部１０２から供給されたプロセスガス１１０を一時貯留し、整流板１２０から均等にプロセスガスを供給するためのバッファ領域１２１を形成する。また、チャンバ１０１の壁面内部には、チャンバ１０１の表面が過熱しないため、冷却水を循環させる冷媒流路１２２が設けられている。
本実施形態では、冷媒流路１２２に循環させる冷媒には水（H₂O）を用いるが、空気或いは冷却油など、チャンバ１０１を効果的に冷却することができるその他の冷媒を適宜用いても良い。

図２は、本実施形態におけるライナ１３０の形状を示す概念図である。また、図３は本実施形態におけるライナ１３０を下面視して示す概念図である。
図２に示すように、ライナ１３０は、上部ライナ１３１と下部ライナ１３２とが組み合わされて構成されている。このとき、上部ライナ１３１の下端部と下部ライナ１３２の上端部は、所定の距離だけ離間されている。
ライナ１３０を構成する上部ライナ１３１の上端は、整流板１２０と接さない一端である外側の端部をチャンバ１０１に固定する。そして、ライナ１３０を構成する下部ライナ１３２の下端は、チャンバ１０１内の底面に接地して固定する。但し、下部ライナ１３２の下端には、所定の大きさの通気部１３３が複数個所形成されている。
ライナ１３０は、チャンバ１０１の内面を保護するように円筒形状に形成されているが、ライナ１３０の外側面とチャンバ１０１の内側面は接触していない。即ち、ライナ１３０とチャンバ１０１の間には空間が形成される。この空間には、気相成長反応のための環境を乱さない、例えば水素（H₂）等のガスが上部から下部へと流れるように供給されていると好適である。供給された水素等は下部ライナ１３２の下端の通気部１３３を通過し、ガス排気部１０８からチャンバ１０１外へと排気される。

整流板１２０とライナ１３０とによって区分されたチャンバ１０１内の下部領域に、半導体基板の一例であるウェハ１０３を保持する部材群が収容される。ライナ１３０は、整流板１２０と共にプロセスガス１１０雰囲気の領域を保持しながら、金属製のチャンバ１０１による金属汚染、或いはチャンバ１０１の外部からのパーティクル汚染を抑止する。

チャンバ１０１内の下部領域には、ウェハ１０３が載置される支持台の一例であるホルダ１０４が収容されている。このホルダ１０４は、回転可能な中空の回転胴１０５の上部に取り付けられている。また、ホルダ１０４は、リング状に形成され、その内端部に凹部１０９が形成される。そして、凹部１０９の底面がウェハ１０３の裏面と接触し、ウェハ１０３を略水平に支持する。このとき、凹部１０９がウェハ１０３の略水平方向の遊動を拘束し、気相成長反応を安定させる。
また、ホルダ１０４は、ウェハ１０３表面と直交する中心線を軸とする、図示しない回転機構に接続された回転胴１０５の回転に伴い回転する。そして、ホルダ１０４に載置されたウェハ１０３は、これに付随して回転させられる。

ホルダ１０４の直下の回転胴１０５内には、インヒータ１０６、アウトヒータ１０７が配置されている。インヒータ１０６は、ホルダ１０４に載置されたウェハ１０３の中央部を加熱し、アウトヒータ１０７は、ウェハ１０３と接触するホルダ１０４の内端部もろともにウェハ１０３の周縁部を加熱する。これにより、ホルダ１０４との接触部分から放熱しやすいウェハ１０３の周縁部の温度を中央部との差異が生じないように制御して加熱することができる。このため、ウェハ１０３の面内温度分布を均一にすることができる。

そして、チャンバ１０１内を常圧、或いはチャンバ１０１の下部のガス排気部１０８と接続された図示しない真空ポンプによって所定の真空度の真空雰囲気に保持する。
かかる状態で、プロセスガス１１０をバッファ領域１２１に供給し、整流板１２０を介してウェハ１０３の表面に均等に供給する。

気相成長膜を成膜させるのに十分に加熱されたウェハ１０３に接触したプロセスガス１１０は、ウェハ１０３の表面で熱分解反応、或いは水素還元反応が行われることで、ウェハ１０３の表面に気相成長膜を成膜させる。そして、気相成長の化学反応によって変性された生成ガス１１２は、プロセスガス１１０とともにガス排気部１０８から排気される。

このとき、例えば中空の回転胴１０５内、即ちウェハ１０３の裏面側の領域と、ウェハ１０３の気相成長反応側の領域の圧力を同一にすれば、プロセスガス１１０を回転胴１０５の内部へ流入しなくなる。これによって、ウェハ１０３の裏面へシリコン結晶を生成させず、ウェハ１０３とホルダ１０４との貼りつきを抑止する。
また同様に、回転胴１０５内に供給するパージガス等がウェハ１０３の表面側の領域に流出させず、気相成長反応の環境を乱すことを抑止する。

ここまでに説明した図１から図３において、実施形態１を説明する上で必要な構成以外は図示を省略した。また、各部材の寸法及び縮尺等も実物とは一致させていない。以下、各図面において同様である。

図４は、本実施形態におけるライナ１３０と、ライナ１３０付近の要部を拡大断面して示す概念図である。
ライナ１３０のウェハ１０３やホルダ１０４に対向した面（内側面）は、気相成長によってウェハ１０３に成膜させるとき、常にプロセスガス１１０や生成ガス１１２に晒される。しかし、ライナ１３０の物性は、上部ライナ１３１と下部ライナ１３２とで異なるように構成されている。例えば、本実施形態においては、下部ライナ１３２は、上部ライナ１３１に比べ、熱エネルギーが吸収されやすく、且つ蓄熱性が高い物性の基材で構成されている。即ち、上部ライナ１３１は、下部ライナ１３２に比べ、熱エネルギーが吸収されにくく、且つ蓄熱性が低い物性の基材で構成されている。
上述した物性の基材で構成されているため、本実施形態の上部ライナ１３１においてはシリコン結晶が生成されにくく、下部ライナ１３２においては生成ガス１１２の固体物質が生成されにくい。

まず、上部ライナ１３１について説明する。
上部ライナ１３１は、ウェハ１０３、インヒータ１０６やアウトヒータ１０７といった、気相成長装置１００の最も高温の部分に近い。そのため、上述の高温部分からの輻射熱の影響を強く受ける。また、チャンバ１０１の上部に位置するため、チャンバ１０１内全体の対流熱も伝わりやすい。したがって、上部ライナ１３１は、ライナ１３０における相対的な高温部分が生じやすい要件が揃っている。

しかしながら、本実施形態において、上部ライナ１３１は、例えば石英或いはアルミナで構成されている。これらの基材は、熱エネルギーを吸収しにくく（輻射率が低く）、且つ蓄熱性も低い。そのため、上部ライナ１３１は、輻射熱などの熱エネルギーを受けても昇温されにくく、一時的に昇温されても速やかに放熱する、という物性を有する。したがって、高温部分からの輻射熱の強い影響を受けても、上部ライナ１３１は、相対的な低温に維持される。
低温に維持された状態の上部ライナ１３１においては、シリコン結晶の生成は抑止することができる。

尚、ここで述べた相対的な低温とは、気相成長による成膜が行なわれない温度帯という意味であり、上部ライナ１３１は数百℃程度まで昇温されている。

この結果、チャンバ１０１内をパーティクル汚染してしまう１つ目の要因である、シリコン結晶の生成を抑止し、チャンバ１０１内の清浄な環境を阻害する問題を解消することができる。
本実施形態では上部ライナ１３１は石英或いはアルミナで構成すると好適であるとしたが、熱エネルギーを吸収しにくく、且つ蓄熱性の低い基材で構成されていれば良く、上述の基材に限定するものではない。

次に、下部ライナ１３２について説明する。
下部ライナ１３２は、上述の高温部分からの距離が開いており、その上、回転胴１０５が遮蔽しているため、輻射熱の影響を受けにくい。さらに、チャンバ１０１の下部に位置するため、チャンバ１０１内の対流熱も伝わりにくい。したがって、下部ライナ１３２はライナ１３０における相対的な低温部分を生じやすい要件が揃っている。

しかしながら、本実施形態において、下部ライナ１３２は、炭化ケイ素、カーボン、チッ化珪素、或いはチッ化アルミで構成されている。これらの基材は、熱エネルギーを吸収しやすく(輻射率が高く)、且つ蓄熱性が高い。そのため、熱エネルギーを受けた場合に昇温されやすく、一旦昇温されると放熱しにくい、という物性を有する。したがって、チャンバ１０１内の熱エネルギーを効率よく蓄熱することができる下部ライナ１３２は、相対的な高温に維持される。
生成ガス１１２が凝結しない温度に維持された下部ライナ１３２においては、生成ガス１１２による固体物質の生成を抑止することができる。

尚、ここで述べた相対的な高温とは、生成ガス１１２が凝結しない温度帯という意味であり、気相成長が行なわれるような千数百℃といった絶対的な高温にまでは及ばない。

この結果、チャンバ１０１内をパーティクル汚染してしまう２つ目の要因である生成ガス１１２による固体物質の生成を抑止し、チャンバ１０１内の清浄な環境を阻害する問題を解消することができる。
また、上述の固体物質の主成分であるシリコンハイドライドは可燃性、発火性を有する。本実施形態においては、上述の固体物質の生成が抑止されるため、気相成長装置１００のメンテナンス時の危険性を低減させることもできる。

本実施形態では下部ライナ１３２は、炭化ケイ素、カーボン、チッ化珪素、或いはチッ化アルミで構成すると好適であるとした。しかし、熱エネルギーを吸収しやすく(輻射率が高く)、且つ蓄熱性の高い材質で構成されていれば良く、上述の基材に限るものではない。

例えば、上部ライナ１３１に用いる輻射率の低い材質として、石英を例示した。しかし、石英に気泡を含ませ、白く曇らせることにより輻射率が高められる。この気泡入り石英を用いて下部ライナ１３２を形成した場合、炭化ケイ素等に比しては輻射率及び蓄熱性は低いものの、生成ガス１１２が固体物質を凝結しない程度の高温に維持することができる。よって、上述した炭化ケイ素等によって構成された下部ライナ１３２と同様、固体物質の生成を抑止する下部ライナを構成することができる。

上述したように、ライナ１３０は、プロセスガス１１０及び生成ガス１１２の双方に晒されても、それぞれに対応した受動的な温度制御が可能であるため、全面において副生成物の生成を抑止することができる。その結果、チャンバ１０１内のパーティクルの発生を低減させることができる。
また、副生成物の生成が抑制されることに伴い、チャンバ１０１内を洗浄する等のメンテナンスを行なう頻度も低減させることができ、気相成長装置の稼働率を向上させることができる。

上部ライナ１３１は、気相成長装置１００の稼働中に相対的な低温で維持されることを特徴とする。しかしながら、上部ライナ１３１は、周囲の生成ガス１１２の濃度が低く、且つ生成ガス１１２が凝結するほどの低温にまで冷却される訳ではない。そのため、上部ライナ１３１には生成ガス１１２の固体物質は生成されない。
さらに、下部ライナ１３２は、相対的な高温で維持されることを特徴とする。しかしながら、下部ライナ１３２は、周囲の成膜前のプロセスガス１１０の濃度が低く、且つシリコン結晶が生成されるほどの絶対的な高温（千数百℃程度）にまで昇温されるわけではない。そのため、プロセスガス１１０の反応によるシリコン結晶は生成されない。

ライナ１３０を構成する物性の異なる基材を用いた上部ライナ１３１と下部ライナ１３２とを組み合わせて構成する際、互いの端部を離間させる。
これにより、気相成長反応中に熱エネルギーを受け、それぞれの熱膨張係数の違いによって、互いを破損させることを防止できる。

図５のａは、本実施形態における他の一例のライナ１３０ａを拡大断面して示す概念図である。

図５のａに示すライナ１３０ａは、下端部がＲ状に形成された上部ライナ１３１ａと、上端部がＲ状に形成された下部ライナ１３２ａとが組み合わされた構成となっている。下部ライナ１３２ａは、上部ライナ１３１ａよりもやや外側に配置する。これにより、上部ライナ１３１ａの下端部と、下部ライナ１３２ａの上端部が、所定の距離だけ離間される。
この結果、気相成長装置１００が稼動するために生じる熱エネルギーの影響を受け、上部ライナ１３１ａと下部ライナ１３２ａそれぞれが異なる熱膨張係数で膨張しても、互いにせめぎ合わない。このため、ライナ１３０ａは、熱応力によって破損されない。

また、図５のｂは、同様に本実施形態におけるさらに他の一例のライナ１３０ｂを拡大断面して示す概念図である。

図５のｂに示すライナ１３０ｂは、下端部がかぎ型に形成された上部ライナ１３１ｂと、同様の上端部の下部ライナ１３２ｂとが組み合わされた構成となっている。これにより、上部ライナ１３１ｂの下端部と、下部ライナ１３２ｂの上端部が、所定の距離だけ離間される。
この結果、上述したライナ１３０ａと同様、気相成長装置１００が稼動するために生じる熱エネルギーの影響を受け、それぞれが異なる熱膨張係数で膨張しても、かぎ型の端部に存在する空隙が膨張を緩衝する。このため、ライナ１３０ｂは、熱応力によって破損されない。

本実施形態のライナ１３０は、上述したようなＲ状やかぎ型の端部を熱膨張の緩衝領域の一例として挙げた。しかし、熱膨張係数の違いによって互い同士を破損させない所定の離間距離を保持するか、或いは熱膨張を緩衝できる構造が備えられていれば、上述した態様の例に限るものではない。

以上、具体例を参照しながら実施形態について説明した。本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
また、本発明は気相成長装置の一例としてエピタキシャル成長装置について説明したが、これに限るものではなく、ウェハ表面に所定の気相成長膜を気相成長させるための装置であれば構わない。例えば、ポリシリコン膜を成長させることを目的とした装置等であってもよい。

さらに、装置の構成や制御の手法等、本発明に直接必要としない部分等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等を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうるすべての気相成長装置、及び各部材の形状は、本発明の範囲に包含される。

本発明の実施形態における気相成長装置を断面して示す概念図である。 本発明の実施形態におけるライナの概要を示す概念図である。 本発明の実施形態におけるライナを下面視して示す概念図である。 本発明の実施形態におけるライナとホルダ付近の要部を拡大断面して示す概念図である。 本発明の実施形態における他の一例のライナを拡大断面して示す概念図である。 従来の気相成長装置を断面して示す概念図である。 従来の気相成長装置の支持台付近を拡大断面して示す概念図である。

符号の説明

１００…気相成長装置
１０１…チャンバ
１０２…ガス供給部
１０３…ウェハ
１０４…ホルダ
１０５…回転胴
１０６…インヒータ
１０７…アウトヒータ
１０８…ガス排気部
１０９…凹部
１１０…プロセスガス
１１２…生成ガス
１２０…整流板
１２１…バッファ領域
１２２…冷媒流路
１３０…ライナ
１３１…上部ライナ
１３２…下部ライナ
１３３…通気部

Claims (4)

1. ウェハが配置され、前記ウェハ上に成膜を行うチャンバと、
   前記ウェハを裏面より加熱する加熱手段と、
   前記チャンバの上方より前記ウェハ表面に気相成長の原料となる成膜前のプロセスガスを供給するガス供給部と、
   前記ウェハの外周方向に排出された成膜後のプロセスガスである生成ガスを含むガスを前記チャンバの下方から排気するガス排気部とを備えた気相成長装置であって、
   前記チャンバ内の上部に、貫通孔を均等に配置し、流体を均等に通過させるガス整流板を設け、該ガス整流板の端部を、前記チャンバ内部に配置した内壁部であるライナの上端と接触させた状態で前記チャンバ内に固定し、前記ガス整流板を、前記チャンバ内の上部領域と下部領域とを区分するように設け、前記ライナを上部ライナと下部ライナとを組み合わせて構成し、前記上部ライナの下端部と前記下部ライナの上端部を、所定の距離だけ離間させた気相成長装置において、
   前記上部ライナは、成膜時に前記下部ライナより高い前記成膜前のプロセスガス濃度でかつ低い前記生成ガス濃度の雰囲気に晒される位置に設けられ、
   前記下部ライナは、前記上部ライナより、熱エネルギーを吸収しやすくかつ蓄熱性の高い物性の基材で構成されることを特徴とする気相成長装置。
2. 前記上部ライナは、石英（SiO2）或いはアルミナ（Al2O3）で構成されていることを特徴とする請求項１記載の気相成長装置。
3. 前記下部ライナは、炭化ケイ素（SiC）、カーボン（C）、チッ化珪素（SiN）、チッ化アルミ（AlN）、或いは気泡入り石英で構成されていることを特徴とする請求項１或いは２記載の気相成長装置。
4. ウェハ上に成膜を行うチャンバであって、前記チャンバ内の上部に、貫通孔を均等に配置し、流体を均等に通過させるガス整流板が設けられ、該ガス整流板の端部が、前記チャンバ内部に配置した内壁部であるライナの上端と接触させた状態で前記チャンバ内に固定され、前記ガス整流板が、前記チャンバ内の上部領域と下部領域とを区分するように設けられ、前記ライナは上部ライナと下部ライナとを組み合わせて構成され、前記上部ライナの下端部と前記下部ライナの上端部を、所定の距離だけ離間させ、前記上部ライナは、成膜時に前記下部ライナより高い前記成膜前のプロセスガス濃度でかつ低い前記生成ガス濃度の雰囲気に晒される位置に設けられ、前記下部ライナは、前記上部ライナより、熱エネルギーを吸収しやすくかつ蓄熱性の高い物性の基材で構成されたチャンバ内に、前記ウェハを配置し、
   前記ウェハを裏面より加熱し、
   前記チャンバの上方より前記ウェハ表面に気相成長の原料となる成膜前のプロセスガスを供給し、
   前記ウェハの外周方向に排出された成膜後のプロセスガスである生成ガスを含むガスを前記チャンバの下方から排気し、
   前記ウェハに気相成長を行なうことを特徴とする気相成長方法。
   

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