JP6009348B2 - 成膜装置 - Google Patents
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Description
本発明は、成膜対象となる基板に対する、反応生成物の落下および付着を抑制することを目的とする。
さらに、前記仕切部材は、前記上流側仕切部材よりも前記第1方向の上流側に配置される他の上流側仕切部材をさらに備え、前記他の上流側仕切部材における下端の位置が、前記上流側仕切部材における下端の位置以下となるように設定されることを特徴とすることができる。
さらにまた、前記収容室における前記第1方向の上流側には、前記原料ガス供給手段によって前記内部空間に前記原料ガスを供給するための供給口が、前記第2方向に高さを有して設けられるとともに、前記供給口における上端の位置が、前記他の上流側仕切部材における下端の位置以下となるように設定されることを特徴とすることができる。
また、前記ブロックガス供給手段は、前記内部空間の上方側において、当該内部空間を前記仕切部材にて仕切ることで形成された複数の領域のそれぞれに、前記ブロックガスを供給することを特徴とすることができる。
<CVD装置の全体構成>
図1は、本実施の形態が適用されるCVD装置1の全体構成図である。
また、図2は、CVD装置1で用いられる、膜の積層対象となる基板Sおよび基板Sを積載する積載体113の斜視図である。
成膜装置の一例としてのCVD装置1は、SiC(シリコンカーバイド)単結晶で構成された基板Sに、所謂熱CVD方式にて、4H−SiCの膜をエピタキシャル成長させたSiCエピタキシャルウェハを製造するために用いられる。
図3は、CVD装置1における反応容器10の縦断面図である。また、図4は図3におけるIV−IV断面図であり、図5は図3におけるV−V断面図である。
なお、以下の説明では、図3において、図中右側から左側へと向かう方向をX方向とし、図中手前側から奥側へと向かう方向をY方向とし、図中下側から上側へと向かう方向をZ方向とする。そして、この例では、Z方向が鉛直方向に対応しており、X方向およびY方向が水平方向に対応している。また、本実施の形態では、X方向が第1方向に、−Z方向が第2方向に、それぞれ対応している。
また、第3側壁150に設けられた突出部材153は、図3において左下方向に傾斜する傾斜面を有している。そして、突出部材153の先端(X方向下流側の端部)は、後述する第1仕切部材171の直下となる位置まで延びている。
また、第2領域A2は、内部空間100aのうち、天井120、第1側壁130および第2側壁140と、第1仕切部材171と、第2仕切部材172とによって囲まれた領域をいう。
さらに、第3領域A3は、内部空間100aのうち、天井120、第1側壁130および第2側壁140と、第2仕切部材172と、第3仕切部材173とによって囲まれた領域をいう。
さらにまた、第4領域A4は、内部空間100aのうち、天井120、第1側壁130および第2側壁140と、第3仕切部材173と、第4側壁160とによって囲まれた領域をいう。
そして、第5領域A5は、内部空間100aのうち、上記第1領域A1〜第4領域A4に含まれていない床部110側の領域をいう。
図6は、収容室100に設けられた第1仕切部材171の構成を説明するための図である。ここで、図6(a)は、第1仕切部材171をY方向からみた図であり、図6(b)は第1仕切部材171をX方向からみた図である。なお、詳細は説明しないが、第2仕切部材172および第3仕切部材173も、第1仕切部材171と共通の構成を有している。
図7は、反応容器10内の各種寸法を説明するための図である。
まず、反応容器10の収容室100(内部空間100a)において、床部110から天井120に至るZ方向の距離を、室内高さHrとする。また、第1仕切部材171のZ方向の長さを第1仕切高さHp1とし、第2仕切部材172のZ方向の長さを第2仕切高さHp2とし、第3仕切部材173のZ方向の長さを第3仕切高さHp3とする。さらに、床部110から第1仕切部材171の下端に至るZ方向の距離を第1空間高さHt1とし、床部110から第2仕切部材172の下端に至るZ方向の距離を第2空間高さHt2とし、床部110から第3仕切部材173の下端に至るZ方向の距離を第3空間高さHt3とする。このとき、Hr=Hp1+Ht1=Hp2+Ht2=Hp3+Ht3である。
では次に、本実施の形態のCVD装置1を用いた成膜動作について説明を行う。
まず、膜の形成面を外側に向けた基板Sを、積載体113の凹部113aに積載する。次に、CVD装置1における床部110の回転台112(受け部112a)に、基板Sを積載した積載体113をセットする。
図8は、収容室100内における原料ガスおよびブロックガスの流れを模式的に示した図である。
また、本実施の形態では、収容室100において、供給口高さHiと、第1空間高さHt1〜第3空間高さHt3と、排出口高さHoとが、Hi<Ht1<Ht2=Ht3=Hoという関係を有していたが、これに限られるものではなく、Hi≦Ht1≦Ht2≦Ht3≦Hoという関係を有するものであればよい。
すなわち、第5領域A5内をX方向に沿って移動してくる原料ガスGs等が、第1仕切部材171〜第3仕切部材173によって堰き止められにくい構造を有していればよい。
また、本実施の形態では、SiC単結晶で構成された基板Sに、4H−SiCの膜をエピタキシャル成長させる場合を例として説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板Sおよび基板S上に形成する膜については、適宜設計変更して差し支えない。
さらに、本実施の形態では、第1仕切部材171〜第3仕切部材173を水冷方式にて冷却していたが、これに限られるものではなく、各種冷却方式の中から適宜選択してかまわない。
さらにまた、本実施の形態では、収容室100内に1枚ずつ基板Sを収容する所謂枚葉式を採用していたが、これに限られるものではなく、複数の基板Sを収容してまとめて成膜を行うバッチ方式を採用してもかまわない。
Claims (5)
- 上方に設けられた天井と当該天井の下方に設けられた床部とによって囲われた内部空間を有し、当該床部側において膜の形成面が当該天井側を向くように基板を収容する収容室と、
前記内部空間に、前記基板の側方から当該基板に向かう第1方向に沿って、前記膜の原料となる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記内部空間に、前記天井から前記床部に向かう第2方向に沿って、前記原料ガスの当該天井側への移動を抑制するブロックガスを供給するブロックガス供給手段と、
前記内部空間に収容された前記基板を加熱する加熱手段と、
前記内部空間における上方側において、前記天井から前記第2方向に延び且つ前記第1方向を横切るように設けられ、当該内部空間における上方側を複数の領域に仕切る仕切部材とを含み、
前記第2方向に沿った前記仕切部材の長さが、当該仕切部材の下端から当該第2方向に沿って前記収容室の前記床部に至る距離以上に設定され、
前記収容室における前記第1方向の下流側には、前記内部空間からガスを排出するための排出口が、前記第2方向に高さを有して設けられるとともに、
前記仕切部材は、前記基板からみて当該第1方向の下流側且つ上方に配置される下流側仕切部材を備え、
前記下流側仕切部材における下端の位置が、前記排出口における上端の位置以下となるように設定されることを特徴とする成膜装置。 - 前記仕切部材は、前記基板からみて前記第1方向の上流側に配置される上流側仕切部材をさらに備え、
前記上流側仕切部材における下端の位置が、前記下流側仕切部材における下端の位置以下となるように設定されることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。 - 前記仕切部材は、前記上流側仕切部材よりも前記第1方向の上流側に配置される他の上流側仕切部材をさらに備え、
前記他の上流側仕切部材における下端の位置が、前記上流側仕切部材における下端の位置以下となるように設定されることを特徴とする請求項2記載の成膜装置。 - 前記収容室における前記第1方向の上流側には、前記原料ガス供給手段によって前記内部空間に前記原料ガスを供給するための供給口が、前記第2方向に高さを有して設けられるとともに、
前記供給口における上端の位置が、前記他の上流側仕切部材における下端の位置以下となるように設定されることを特徴とする請求項3記載の成膜装置。 - 前記ブロックガス供給手段は、前記内部空間の上方側において、当該内部空間を前記仕切部材にて仕切ることで形成された複数の領域のそれぞれに、前記ブロックガスを供給することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の成膜装置。
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