KR100530477B1 - 고속회전기상박막형성장치및그것을이용한고속회전기상박막형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중공의 반응로의 정상부에 복수 개의 반응 가스 공급구, 저부에 배기구, 내부에 웨이퍼 기판을 올려놓는 회전 기판 유지체 및 내부 상부에 복수 개의 구멍이 뚫려진 정류판을 구비하고, 내부에 반응 가스를 공급하여 회전 기판 유지체 위의 웨이퍼 기판 표면에 박막을 기상 성장시키는 기상 박막 형성 장치에 있어서, 반응로의 중공 내부가 내경이 상이한 상하부로 구분되고, 상부의 내경이 하부의 내경보다 작고, 또한 상부 하단과 하부 상단이 소정 형상의 연결부에 의해 접속되어 중공 내부가 연속하고 있으며, 연결부 하단(하부 상단)이 회전 기판 유지체 위에 올려놓은 웨이퍼 기판 표면과 소정의 고저차를 가지는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 장치 및 그 장치를 이용하는 고속 회전 기상 박막 형성 방법을 제공한다. 본 장치는 반응 가스 흐름을 균등하게 제어하여 오염물의 발생이 적기 때문에, 고품질이 요구되는 반도체 웨이퍼 기판 제조 공정의 CVD나 에피택셜(epitaxial) 공정에 적합하게 적용된다. 또한, 그것을 이용하는 박막 형성 방법에 의해, CVD나 에피택셜 등에서, 막 두께가 균일하고, 면내 특성이 균질하며 결정 결함이 적은 박막이 형성한다.

Description

고속 회전 기상 박막 형성 장치 및 그것을 이용한 고속 회전 기상 박막 형성 방법{HIGH-SPEED ROTATIONAL VAPOR DEFOSITION APPARATUS AND HIGH-SPEED ROTATIONAL VAPOR DEPOSITION THIN FILM FORMING METHOD}
본 발명은 고속 회전 기상 박막 형성 장치 및 그것을 이용하는 고속 회전 기상 박막 형성 방법에 관한 것으로, 특히 고품질이 요구되는 반도체 웨이퍼 기판의 제조 공정의 CVD나 에피택셜 공정에 적용되는 반응 가스 흐름을 균등하게 제어하여 오염물 발생이 적은 고속 회전 기상 박막 형성 장치 및 그것을 이용하여 CVD나 에피택셜 등에 의해 막 두께가 균일하고, 또한 면내 특성이 균질한 결정 결함이 적은 박막을 형성하는 고속 회전 기상 박막 형성 방법에 관한 것이다.
도 5는 종래의 기상 박막 형성 장치의 일예를 도시한 개략 설명도이다.
도 5에 있어서, 일반적으로 원통 형상의 반응로(50) 내의 하부에는, 예컨대 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼 기판(51)을 올려놓은 회전 기판 홀더(52), 회전 기판 홀더(52)를 회전시키기 위한 회전축(53) 및 가열용 히터(54)가 설치되고, 회전축(53)에는 회전 구동하는 모터(도시 생략)가 접속된다.
이들 회전 기판 홀더 등의 회전 기구의 주위는 칸막이 판(58)으로 둘러싸여 보호된다.
또한, 반응로(50) 저부에는 미반응 가스 등을 배기하는 복수 개의 배기구(55)가 설치되어 배기 제어 장치(도시 생략)에 접속된다.
한편, 반응로(50)의 정상부에는 반응로 내에 원료 가스나 캐리어 가스를 공급하는 복수 개의 가스 공급관(56)과 원반 형상의 정류판(57)이 설치되고, 정류판(57)에는 가스의 흐름을 조절하는 다수의 구멍(57a)이 뚫려 있다.
종래의 기상 박막 형성 장치는 전술한 바와 같이 구성되고, 모터의 회전 구동에 의해 소정의 회전수로 회전하는 회전 기판 홀더(52) 위에 올려진 기판(51)은 회전하면서 히터(54)에 의해 소정 온도로 가열된다.
동시에, 반응로(50) 내에는 원료 가스나 캐리어 가스등의 반응 가스를 복수 개의 가스 공급관(56)을 통해 도입하여 가스 운동량이나 압력 분포를 균일화하고, 이어서 반응로 내의 가스 유속 분포가 균일하게 되도록 정류판(57)의 다수의 구멍(57a)을 통과시켜, 회전 기판 홀더(52) 위의 웨이퍼 기판(51)에 반응 가스를 균일하게 공급하여 박막을 기상 성장시킨다.
전술한 바와 같은 반도체 웨이퍼 위에 박막을 형성하는 기상 박막 형성 장치에 있어서, 박막 형성 가스에 의한 입자의 발생이나 반응로 내벽에의 석출물의 부착을 방지하기 위해서, 또한 박막 형성시의 문제점에 의해 결정 결함이 생기지 않도록 하여 박막이 균질하고, 막 두께가 균일한 박막 형성의 웨이퍼가 얻어지도록 각종 제안이 이루어지고 있다.
예컨대, 일본 특허 공개 공보 평성 제5-74719호에서는 원료 가스의 공급 유량을 소정량으로 제어하여 반응로 내의 온도 변화를 방지함으로써 결정 결함의 방지를 도모하고 있다.
일본 특허 공개 공보 평성 제5-90167호에서는 박막 형성시의 웨이퍼 기판의 면내 온도 분포를 균일하게 하도록 원료 가스량, 반응로 내의 압력, 회전 기판 홀더의 회전수 등을 소정량으로 제어하여 슬립의 방지를 도모하고 있다.
일본 특허 공개 공보 평성 제6-216045호에서는 석출물이 생기기 쉬운 반응로 내벽의 일부에 내주면을 평활하게 유지하여 차폐관을 설치하고, 박막 형성 조작을 행한 후의 반응로 세척을 용이하게 하는 동시에, 가스 흐름를 층류(laminar flow) 상태로 유지하여 균질한 박막의 형성을 도모하는 것이다.
또한, 일본 특허 공개 공보 평성 제7-50260호에서는 원료 가스나 캐리어 가스의 반응로에의 도입 방법을 소정 방법으로 함으로써, 가스 운동량이나 가스압을 균일하게 하여 균일한 유속으로 원료 가스등을 기판 위에 공급하여 박막 두께의 균일화를 도모하는 것이다.
그러나, 상기 각종 제안의 종래의 기상 박막 형성 장치에 있어서도, 박막을 성장시킨 웨이퍼 기판에 결정 결함이 생기거나, 입자가 부착되는 등의 문제점을 충분히 방지할 수 있다고는 말할 수 없고, 특히 근래의 반도체에 있어서의 초 고집적화에 따른 웨이퍼 기판은 점점 더 고품질화가 요구되기 때문에, 박막 형성 웨이퍼 기판이 미소한 결함의 품질 저하도 문제가 되는 것이 많아진다.
본 발명은 이러한 종래의 기상 박막 형성 장치에 의한 기상 성장 박막 형성에서의 웨이퍼 기판의 품질 저하를 감안하여, 그것들을 해결할 목적으로 이루어진 것이다.
먼저, 본 발명자 등은 종래의 기상 박막 형성 장치에서 발생하고 있는 현상에 대하여 상세히 검토하였다.
그 결과, 반응로 벽에 입자가 많이 부착되는 현상이 관찰되었으며, 그 때문에 보전 주기를 단축하는 것이 부득이하게 되거나, 이 반응로 벽에 부착된 입자가 웨이퍼 기판에 부착되어 결정 결함의 원인이 되거나 부착 입자로서 직접 웨이퍼 품질의 저하를 가져오는 원인으로 된다는 것을 확인하였다.
본 발명자 등은 상기 확인으로부터 반응로 벽에서의 입자 다량 부착 현상의 원인을 찾아내기 위하여, 반응로 내에서의 원료 가스 흐름 등을 검토하였다.
그 결과, 이하의 현상이 반응로 내에서 발생한다는 것이 또 밝혀졌다.
즉, (a) 상술한 바와 같이 반응로 정상부로부터 도입되어 균일한 유속으로 웨이퍼 기판(51) 위에 공급되는 실리콘 원료 가스등의 반응 가스는 히터(54)에 의해 가열되어 상부보다 고온인 반응로(50) 하부의 웨이퍼 기판(51) 부근에 도달하여 가열된다.
그 결과, 도 5에 가스 흐름 상태의 개략을 화살표로 도시한 바와 같이, 상승 가스 흐름이 발생하고, 반응로 벽을 따라 반응 가스의 상승 현상이 발생하여 가스 와류의 발생이 일어난다.
(b) 또한, 온도가 올라가 반응 가스가 상승함으로써, 반응로(50)내 모든 영역의 온도도 상승하여 기체 상태 중에서의 박막 형성 원료 가스의 균일 핵 생성이 증대하고, 기상 상태 중에서의 입자 발생이 증대한다.
(c) 더욱이, 가스 와류가 발생하면, 회전 기판 홀더(52) 위의 웨이퍼 기판(51)의 외주부에서 반응 가스 중의 도우펀트(dopant)의 재취입이 일어날 우려가 있어, 얻어지는 웨이퍼 기판의 면내 저항값 분포의 불균일화의 원인으로도 된다.
(d) 또한, 웨이퍼 기판 부근으로 흘러 내려온 반응 가스의 반응로 위쪽으로의 상승 현상은 가스 와류의 발생과는 별도로, 회전 기판 홀더(52) 외주측에 소위 “가스 흐름의 거침”이라고 불리는 가스 흐름이 복잡한 흐름으로 되는 난류가 생기게 된다. 이 가스 흐름의 거침이 발생하면, 배기구(55)로부터 배출되어야 할 미반응 가스가 반응하여 회전 기판 홀더(52) 외주면에 박막 성분이 석출하거나, 그 회전 기판 홀더(52) 외주면에 대향하는 반응로 벽에 입자가 부착하게 된다.
반응로 내의 가스 흐름 상태는 균질한 기상 박막을 형성하는 데 있어서 중요한 인자이기 때문에, 가스 와류의 발생 현상에 대하여 더욱 상세히 검토하였다.
즉, 후술하는 비교예에 있어서 도시한 바와 같이 회전 기판 홀더(52)의 외측 상부에 와류가 발생하는 것이 분명해졌다.
또한, 이 경우, 회전 기판 유지체의 축방향으로의 가스 유속을 약 1m/s 이상의 극히 빠른 속도로 가스 유량을 증대시키면, 가스 흐름이 층류화되어 각종 문제점을 야기시키는 가스 와류나 가스 흐름의 거침의 발생을 어느 정도 억제할 수 있다.
그러나, 그러기 위해서는 대량의 캐리어 가스를 흘려보낼 필요가 있고, 기상 박막 형성 장치가 대형화하여 설비비가 증대하고, 동작 비용도 증대한다.
또한, 배기부에서의 가스 압력을 감소시키는 것에 의해서도 억제 가능하게 된다.
즉, 이상 기체의 법칙에 의하면 가스의 압력과 부피는 반비례로 변화한다.
이 때문에 반응로 내의 압력을 감소시키면 부피의 증대와 마찬가지의 효과가 되어 가스 입구의 유속(선속도)이 증대하게 된다. 유체 역학의 운동 법칙에 의하면, 압력에 의한 가스 유체의 점성에의 영향을 무시할 수 있는 경우, 압력 강하의 효과는 유량 증대의 효과와 동일하다.
실제의 에피택셜에서 사용하는 압력의 범위 10～200Torr에서 가스의 점성 변화가 작다고 생각되기 때문에, 40Torr의 반응로 내의 압력, 200리터/분의 가스 흐름 상태는 반응로 내의 압력 20Torr, 100리터/분의 가스 흐름 상태와 동일하다.
그러나, 이 경우는 저압부에서의 가스압 제어가 곤란하다.
더욱이, 가스 와류의 발생을 억제하기 위해서 반응로 상부의 직경을 하부에 비하여 가늘게 줄이고, 고온의 반응 가스가 상승하는 공간을 막는 것에 의해 가스 와류의 발생을 방지하는 것을 시험하였다.
그러나, 이 경우는 반응로 상부 등에서의 입자 부착 등은 방지할 수 있지만, 이하의 비교예에 이용한 반응로 상부 직경을 단순히 가늘게 한 기상 박막 형성 장치의 개략 설명도를 도시한 도 8에서, 예컨대 화살표로 도시한 바와 같이, 회전 기판 홀더 외측에 위치하는 반응로 직경의 확대 부분에서 가스 와류나 가스 흐름의 거침이 발생하는 것을 확인하였다.
직경이 확대되는 부분에서 이 가스 와류나 가스 흐름의 거침이 생기면, 마찬가지로 반응로 하부 주벽에서 입자가 부착되거나, 미반응 가스의 반응에 의해 박막 성분의 석출이 생기는 등의 문제가 발생하여, 마찬가지로 반응로 영역이 변화하기만 해도 보전 주기가 단축하는 등의 문제점이 발생한다는 것도 밝혀졌다.
상기 확인에 기초하여, 본 발명자 등은 상기한 박층 형성 웨이퍼 기판의 품질 저하나 반응로의 보전 주기의 단축 등의 문제점의 원인이 반응로 내에서의 가스 상승 흐름의 가스 흐름의 난류에 있다는 것을 발견함과 동시에, 그 가스 흐름의 문제점이 발생하는 상부 공간 부분을 결여시키거나 막을 뿐만 아니라, 직경이 다른 반응로의 상부와 하부 사이의 소정 위치에 곡면 형상의 연결부를 마련하는 것, 또는 반응로의 상부 직경, 하부 직경 및 회전 기판 홀더 직경의 비율을 소정 비율로 함으로써, 상기한 종래의 기상 박막 형성 장치에 있어서의 반응로 벽이나 회전 기판 홀더 반응로 하부에서 외주면에의 입자의 다량 부착이나 박막 성분의 석출, 도우펀트의 웨이퍼 외주부에서의 취입을 방지할 수 있고, 그 때문에 웨이퍼 기판의 품질 저하를 방지할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 실리콘 원료 가스의 균일 핵 생성에서 발생한 입자가 반응로 주벽에 부착되거나, 박막 성분의 회전 기판 홀더 외주부나 반응로 내주벽에의 석출을 방지하는 기상 박막 성장 장치를 제공하고, 동시에 결함이 적고 고품질이며 균일한 박막을 웨이퍼 기판 위에 기상 성장시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 중공의 반응로의 정상부에 복수 개의 반응 가스 공급구, 저부에 배기구, 내부에 웨이퍼 기판을 올려놓는 회전 기판 유지체 및 내부 상부에 복수 개의 구멍이 뚫려진 정류판을 구비하고, 내부에 반응 가스를 공급하여 회전 기판 유지체 위의 웨이퍼 기판 표면에 박막을 기상 성장시키는 기상 박막 형성 장치에 있어서, 반응로의 중공 내부가 중심축을 같이 하여 내경이 다른 원통 형상의 상하부로 구분되고, 상부의 내경이 하부의 내경보다 작고, 또한 상부 하단과 하부 상단이 연결부에 의해 접속되어 중공 내부가 연속하고, 연결부 하단(하부 상단)이 회전 기판 유지체 위에 올려지는 웨이퍼 기판 표면과 소정의 고저차를 가지는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 고속 회전 기상 박막 형성 장치에 있어서, 반응로의 중공 내부 수평 단면이 원형이고, 회전 기판 유지체의 외경 Ds도 원형으로서, 반응로 하부의 내경(D1)이 외경(Ds)의 90～110%이고, 또한 반응로 하부의 내경(D2)이 외경(Ds)의 125% 이상이며, 연결부는 이하의 조건 A를 만족하도록 설정되고, 반응로 하부 상단과 회전 기판 유지체 위에 올려지는 웨이퍼 기판 표면과의 고저차가 외경(Ds)의 4% 이내인 것이 바람직하다.
여기서 조건 A란 반응로 상부 및 하부의 원통형 부분의 중심축을 통과하는 평면에 의한 단면 상에 있어서 상부의 내경(D1)과 하부의 내경(D2)의 차의 1/2을 W로 하였을 때, 임의의 어느쪽 단면에 있어서도
(1) 상부 하단은 하부 상단보다도 1/2W～W의 범위 내에서 위쪽에 위치하고,
(2) 연결부는, 상부 하단과 하부 상단을 연결하는 선분과, 하부 상단부로부터 중심축에 수직으로 1/2W 반응로 내측으로 연장되는 선분과, 이 선분에 일단을 접하는 반경 1/2W의 상부 하단 방향을 향하는 1/4 원호와, 원호의 타단으로부터 상부 하단을 연결하는 선분으로 둘러싸이는 영역(도 10에서 사선으로 도시한 영역) 내에 실질적으로 존재하고, 반응로 내측으로 볼록한 형상이 되도록 구성되는 것이다.
또한, 본 발명에 의하면 고속 회전 기상 박막 형성 장치에 있어서, 회전 기판 유지체의 회전 속도를 500rpm 이상으로 하여 복수의 반응 가스 공급구로부터 박막 형성 원료 가스 및 캐리어 가스로 이루어지는 반응 가스를 공급하여 정류판의 구멍을 통과시켜 웨이퍼 기판 위에 유통시키는 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 방법이 제공된다.
본 발명의 기상 박막 성장 장치는 전술한 바와 같이 구성되어, 종래의 기상 박막 성장 장치에 있어서의 반응로 벽을 따라서 발생하는 반응 가스의 상승 현상에 의한 가스 와류 발생을, 상부 직경을 하부 직경보다 작게 반응로 형상을 변경하여 발생 공간을 결여시킴으로써 억제할 수 있는 동시에, 반응로 상부에서의 기상 온도의 상승을 방지할 수 있기 때문에, 실리콘 등 박막 형성의 원료 가스의 균일 핵 생성이 억제되어 기체 상태 중에서 발생하는 입자가 감소한다.
그 때문에, 입자가 반응로 벽에 부착함으로 인한 보전 주기의 단축화나, 웨이퍼의 입자 부착에 의한 결정 결여 및 웨이퍼의 품질 저하 등이 방지된다.
또한, 가스 와류의 발생 억제는 회전 기판 홀더 위에 올려놓은 웨이퍼 바로 위의 가스 흐름이 웨이퍼 중심으로부터 외주부로 웨이퍼 면에 평행하게 흐르는 것을 방해받지 않고 균등하게 흐름으로써 달성된다.
그 때문에 기판 외주부에서의 기체 상태 중의 도우펀트의 재취입이 발생하지도 않고, 면내 저항값 분포가 균일한 고품질인 박층 형성 웨이퍼 기판을 얻을 수 있다.
또한, 반응로 상부를 가늘게 하였기 때문에, 비교적 적은 캐리어 가스량으로 회전 기판 유지체 축방향의 가스 유속을 높게 할 수 있어, 종래의 장치에 비하여 캐리어 가스량이 감소된다.
또한, 반응로의 작은 직경의 상부 하단과 큰 직경의 하부 상단을 소정 조건을 만족하는 연결부를 설치하여 접속함으로써, 가스 흐름를 원활하게 할 수 있고, 또한 직경 확대가 점차 증가하기 때문에, 회전 기판 홀더 위에 발생하는 중심으로부터 외주로의 가스 흐름이 정류되어, 상기 반응로 상부 직경을 하부보다 가늘게 함으로써 발생하는 회전 기판 홀더 외주측의 직경이 확대하는 하부에서의 소위 가스 흐름의 거침을 억제할 수 있다.
그것에 의하여, 확대 직경의 연결부 내벽, 반응로 하부에의 입자 부착과 박막 형성 성분의 석출을 방지할 수 있다.
또한, 반응로 상부 직경, 반응로 하부 직경 및 회전 기판 유지체 직경의 비율을 소정 비율로 함으로써, 반응로 내의 가스의 상승 흐름을 방지하여 입자 발생을 감소시키는 동시에, 가스 와류나 가스 흐름의 거침의 발생을 방지할 수 있고, 또한 반응로 벽에 부착된 입자가 회전 기판 유지체 위의 웨이퍼 기판 위에 떨어지는 것을 피할 수 있다.
또한, 회전 기판 유지체 위의 웨이퍼 기판 표면과 연결부 하단(반응로 하부의 상단)을 회전 기판 유지체 외경에 대한 소정 비율의 고저차를 가지도록 함으로써, 상부 하단이 원활한 가스 흐름을 방해하지 않고, 또한 가스의 상승 흐름을 방지할 수 있어 가스 와류나 가스 흐름의 거침의 발생을 방지할 수 있다.
그 때문에, 결정 결함이 없고 고품질의 박막 형성 웨이퍼 기판을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 고속 회전 기상 박막 형성 방법은 상기 장치를 이용함과 동시에, 특히 회전 기판 유지체의 회전 속도를 제어하여, 회전 기판 유지체 위에 반응 가스 흐름를 층류로 균일하게 공급할 수 있기 때문에, 마찬가지로 결정 결함이 없고 고품질의 박막을 웨이퍼 기판 위에 기상 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 기상 박막 성장 장치의 일실시예의 개략 단면 설명도이다.
도 1에 있어서, 반응로(10)는 중심축이 같은 원통형의 상부(1)와 중심축이 같은 원통형의 하부(2)로 구분되고 상부(1)가 하부(2)보다 가늘게 형성된다. 즉, 상부 내경(D1)이 하부 내경(D2)보다 작고 D1＜D2이다.
또한, 큰 직경의 하부(2) 상단부(U)와 작은 직경의 상부(1) 하단부(B)가 연결부(19)에 의해 접속되고, 상하부의 직경은 다르지만 반응로의 내부 중공 사이는 연속한다.
이 경우, 도 1에서 2점 쇄선(상상선)으로 도시한 바와 같이, 상하부가 동일 직경의 종래의 반응로와 동일하게 형성된 중공 내부에 작은 직경의 상부(1)와 연결부(19)를 라이너 벽으로서 설치하여도 좋다.
또한, 반응로 상부(1)의 측벽면은 하부(2)의 측벽면과 평행하고, 수직으로 형성되며, 회전 기판 유지체 상면에 대하여 수직이 된다. 상부 하단(B)과 하부 상단(U)과의 연결부(19)는 볼록면 형상으로 형성되고, 반응로 상부(1) 내주면 영역의 가스 흐름이 하부(2)의 내주면 영역으로 원활하게 유도된다.
도 1에 있어서, 큰 직경의 반응로 하부(2)에는 웨이퍼 기판(11)을 올려놓는 회전 기판 유지체(12)가 회전축(13)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 설치되고, 그 아래쪽에는 회전 기판 유지체(12) 및 그 위에 올려지는 웨이퍼 기판(11)을 가열하는 히터(14)가 설치된다.
회전 기판 유지체(12)는 그 윗면에 올려지는 웨이퍼 기판(11)과 연결부(19) 하단이 소정의 고저차(H)를 가지도록 아래쪽에 위치하여 설치된다.
회전축(13)에는 회전을 구동하는 모터(도시 생략)가 접속되고, 이들 회전 기구의 주위는 칸막이 판(18)에 의해 둘러싸여 반응 가스등으로부터 보호된다.
또한, 반응로(10) 저부에는 미반응 가스 등을 배기하는 복수 개의 배기구(15)가 설치된다.
한편, 반응로 상부(1)에는 정상부에 복수 개의 반응 가스 공급구(16)가 설치되고, 예컨대 실란(SiH4), 디클로로실란(SiH2Cl2) 등의 원료 가스 및 수소(H2), 헬륨(He), 알곤(Ar) 등의 캐리어 가스의 반응 가스가 공급된다.
반응로 상부(1)의 작은 직경(D1), 하부(2)의 큰 직경(D2) 및 회전 기판 유지체(12)의 직경(Ds)이 다음과 같은 관계에 있는 것이 바람직하다.
(1) D1이 회전 기판 유지체(12)에 올려지는 웨이퍼 기판(11)의 직경보다 크다.
D1이 웨이퍼 직경보다 작으면, 반응로 상부(1) 내벽면에서 떨어진 입자가 웨이퍼 기판에 부착되기 쉽고, 결과적으로 LPD[웨이퍼 표면 레이저 산란체(입자를 포함한다)]로서 계측되는 결정 결함이 증가한다.
또한, 통상적으로 기상 박막 성장 공정에서 행하여지는 웨이퍼 기판 외주부의 적외선에 의한 비접촉 온도 측정이 곤란해진다.
(2) D1=0.9Ds～1.1Ds(D1/Ds비가 0.9～1.1)이고, D2≥1.25Ds(D2/Ds비가 1.25 이상)의 비율 관계에 있는 것이 바람직하다.
D1/Ds비가 0.9보다 작으면, 연결부의 고저차(H)와의 관계도 있지만 상부(1)의 벽면이 회전 기판 유지체(12)에 올려진 웨이퍼 기판(11)에 지나치게 근접하여 반응로 내벽면에서 떨어진 입자가 웨이퍼 기판에 부착되기 쉽게 된다.
그 때문에, D1이 웨이퍼 기판 직경보다 작은 경우와 마찬가지로, LPD로서 측정되는 결정 결함이 증가하여 박막 형성 웨이퍼 기판의 품질이 저하된다.
한편, D1/Ds비가 1.1보다 크면, 반응로 내벽을 따라 가스 흐름의 위쪽으로의 상승 현상이 발생하여 가스 와류의 발생이 일어나는 등의 문제점이 있다.
또한, D2/Ds비가 1.25보다 작으면, 회전 기판 유지체(12) 외측의 가스 흐름의 거침을 억제할 수 없기 때문에 회전 기판 유지체(12) 외측에 대향하는 반응로 내벽에 입자가 부착되거나, 미반응 가스가 회전 기판 유지체(12)의 아래쪽으로 들어가 반응하여 반응로 하부(2)의 내벽에 박막 형성 성분이 석출된다.
(3) 더욱이, D2/D1비가 1.2 이상(D2/D1≥1.2)이고, D1과 D2의 반응로 상하부 직경 차의 1/2[(D2-D1)/2] 이상, 즉 하부(2)의 내주벽과 상부(1)의 내주벽의 간격 거리(W)가 0.1D1 이상이 되도록 한다. D2/D1비가 1.2보다 작은, 즉 W가 0.1D1보다 좁아지면, 반응로 벽을 따라서 가스 흐름의 위쪽으로의 상승 현상이 발생하여 가스 와류가 발생하고, 반응로 상부 직경을 가늘게 하여 가스 상승 현상을 방지하여 가스 와류의 발생을 억제하는 효과가 저하된다.
반응로의 연결부(19)는 반응로 상부 및 하부의 원통형 부분의 중심축을 통과하는 평면에 의한 단면 상에 있어서 상부의 내경(D1)과 하부의 내경(D2)과의 차의 1/2을 W로 할 때, 임의의 어느쪽 단면에 있어서도 상부 하단(B)은 하부 상단(U)보다도 1/2W～W의 범위 내에서 위쪽에 위치하도록 배치된다.
이 거리가 1/2W보다도 작으면 후술하는 H와의 관계 때문에 회전 기판 유지체(12) 상으로부터 배출되는 가스의 유동을 저해하여 난류의 원인이 된다.
또한, 이 거리가 W보다도 크면, 연결부와 유지체(12) 외주부와의 거리가 상대적으로 증대함으로써 연결부 바로 밑 부분에 저압 영역을 형성하게 되어 유지체(12)로부터 배출되는 가스 흐름와 대항하는 흐름을 발생시켜 난류의 원인이 된다.
본 발명에 있어서, 반응로 상부의 하단이란 상부의 원통형 부분이 끝나는 부분, 즉 연결부에 의한 직경의 확장이 개시되기 바로 전 부분을 말한다.
그러나 직경 확장 비율이 약 10% 미만(직경 확장량/높이) 정도가 실질적으로 원통이라고 간주되는 정도의 경우에는 그 부분도 포함되는 것으로 한다.
또한, 마찬가지로 반응로 하부의 상단이란 직경 축소 비율이 약 10% 미만인 부분도 포함하는 것으로 한다.
또한, 연결부는 상부 하단(B)과 하부 상단(U)을 연결하는 선분과, 하부 상단부로부터 중심축에 수직으로 1/2W 반응로 내측으로 연장되는 선분과, 이 선분에 일단을 접하는 반경 1/2W의 상부 하단 방향을 향하는 1/4 원호와, 원호의 타단으로부터 상부 하단을 연결하는 선분으로 둘러싸이는 영역(도 10에서 사선으로 도시하는 영역) 내에 실질적으로 존재하고, 노 내측으로 볼록한 형상이 되도록 구성된다.
도 10의 (a)에 본 발명의 연결부(19)가 존재하는 영역을 사선부로 도시한다.
또, 도 10의 (b)～(e)에 연결부의 구체적인 예를 도시한다.
연결부의 형상이 이 범위를 벗어나면 어느 것이나 저압으로 되는 부분을 발생시켜 난류를 발생시키게 된다.
특히 원호부의 아래쪽 및 하부 상단으로부터 반응로 내측으로 연장되는 선분의 아래쪽으로 벗어나면 후술하는 H와의 관계 때문에 회전체로부터 배출되는 가스의 유동을 저해하여 바람직하지 못하다. 연결부(19)가 실질적으로 이 범위내에 있다는 것은 상부 하단 부근 또는 하부 상단 부근에서 약간 이 영역에서 벗어나는 정도(각각 연결부 길이의 5% 미만)이고, 각 연결부 양단 5%를 제외한 중앙부 90%가 이 범위 내에 들어 있으면 적어도 본 발명의 효과가 얻어지는 것이 확인되고, 본 발명의 효과가 얻어지는 범위 내이면 실질적으로 범위 내이다.
또한, 실질적으로 볼록하다는 것은 적어도 상부 하단을 포함하는 연결부의 대부분에 걸쳐 반응로 내에 볼록 형상인 것을 말하고, 연결부의 하부 상단과 접속하는 부분 부근만을 한층 더 정류 효과를 목적으로서 오목부로 하는 것도 본 발명의 범위 내이다.
이 경우에는 이 오목부 부분만 상술한 영역에서 벗어나도 좋다.
또한, 회전 기판 유지체(12)의 윗면은 유지체(12) 위에 올려지는 웨이퍼 기판(11)의 표면이 반응로 하부 상단(U)보다 아래쪽이고, 상단(U)과 소정의 고저차(H)를 가지도록 배치된다.
이 고저차(H)는 유지체(12)의 직경(Ds)의 4% 이내의 거리, 즉 0.04Ds 이내인 것이 바람직하다.
웨이퍼 기판(11)의 윗면이 상단(U)의 위쪽에 위치한 경우에는 유지체(12)의 표면으로부터 배출되는 가스의 흐름을 저해하기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 고저차(H)가 0.04Ds를 초과하면, 연결부와 유지체(12) 외주부와의 거리가 상대적으로 증대하여 연결부 바로 밑 부분에 저압 영역을 형성하게 되어 유지체(12)로부터 배출되는 가스 흐름와 대항하는 흐름을 발생시켜 난류의 원인이 된다.
또한, H의 하한은 회전 기판 유지체(12) 상부에 공급되는 가스 흐름의 천이층, 즉 도 1에 화살표로써 도시한 바와 같이 정류판(17)을 거쳐 공급된 원료 가스등의 가스 흐름이 회전 기판 유지체(12) 위에서 중심으로부터 외주 주변부 방향으로의 벡터를 가지는 가스층의 두께(T)보다 크게 되도록 한다.
이 고저차(H)가 천이층 두께(T)보다 작으면, 회전 기판 유지체(12) 위의 웨이퍼 기판(11)의 중심으로부터 외주부로의 가스 흐름이 반응로 상부(1)의 하단(B)에 의해 저해되고, 반응로 내벽을 따라서 위쪽으로의 상승 현상이 발생하여 가스 와류의 발생을 조장하기 때문에, 연결부(19)나 반응로 하부(2)의 내벽에의 석출물이 다량으로 된다.
상기한 회전 기판 유지체(12) 위[즉 웨이퍼 기판(11) 위]에서의 가스 흐름의 천이층 두께(T)는 종래부터 이용되는 일반적인 반응로에 있어서, 주로 반응로 내의 분위기 가스의 종류, 반응로 내의 압력, 회전 기판 유지체의 회전수에 의해 변화하지만, 하기 수학식 1로 산출할 수 있다.
하기 수학식 1은 유체 역학에 있어서 일반적으로 표시되는 것이다.
[수학식 1]
T = 3.22 (ν/ω)1/2
(단, ν는 반응로 내 반응 가스의 동점성 계수(㎟ /s)를,
ω는 회전의 각속도(rad/s)를 각각 표시한다.)
이 경우, ω는 기상 박막 성장 장치에서의 박막 형성 가동중의 최소치를 취하는 것으로 한다.
예컨대, 원료 가스는 실란 가스, 캐리어 가스는 수소 가스이고, 회전 기판 유지체의 회전수가 500～2000rpm(52～209rad/s)인 경우, 천이층 두께(T)는 약 5～50㎜가 된다.
따라서, 작은 직경의 반응로 상부(1)의 하단(B)으로부터 T값보다 큰 고저차로 회전 기판 유지체 윗면이 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 웨이퍼 기판 위의 중심으로부터 외주로의 가스 흐름이 원활하게 되어 반응로 내벽에 박막 형성 원료의 입자의 부착이 없고, 얻어지는 박막 형성 웨이퍼는 결정 상태에 결함이 없이 균일한 박막이 형성된다.
전술한 바와 같이 본 발명의 기상 박막 성장 장치는 반응로가 상하부로 구분되어 다른 직경을 가지는 연속하는 중공 통체이고, 다른 직경의 상하부를 소정의 연결부로 접속하여 연속시키는 이외에, 종래의 기상 박막 성장 장치의 동일 직경의 중공 통체로 이루어지는 반응로와 거의 동일하게 설계, 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 기상 박막 성장 장치를 이용하여 행하는 기상 성장 방법도 종래와 동일하게 행할 수 있다.
예컨대, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 기상 박막 성장 장치에 있어서, 배기구(15)에 접속된 배기 제어 장치에 의해 반응로(10) 내를 배기하고, 반응로 내의 압력을, 예컨대 원료 가스나 캐리어 가스의 반응 가스로 20～50torr로 조정한다.
한편, 회전 기판 유지체(12)와 올려놓은 웨이퍼 기판(11)은 모터를 가동하여 회전축(13)의 회전 구동에 의해 동시에 회전된다.
또한, 히터(14)에 의해 회전 기판 유지체(12) 위의 웨이퍼 기판(11)은, 예컨대 약 900～1200℃로 가열되고, 동시에 복수의 반응 가스 공급구(16)로부터는 유량을 소정량으로 제어하면서 원료 가스 및 캐리어 가스로 이루어지는 반응 가스가 반응로(10) 내에 공급된다.
복수 개의 반응 가스 공급구(16)로부터 공간 영역(S)에 공급되는 가스 흐름은 운동량과 압력 분포가 균일화되고, 정류판(17)의 구멍(17a)을 통과함으로써 반응로 내의 가스 유속 분포를 균일하게 하여 기판 위에 공급받아, 기판 위에 박막을 균일하게 기상 성장시킬 수 있다.
「실시예」
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세히 설명한다.
단, 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한되는 것이 아니다.
「제1 실시예, 제1 및 제2 비교예」
도 1에 도시한 반응로와 동일하게 중공 원통으로 구성되고, 반응로 상부 내경(D1), 하부 내경(D2), 회전 기판 유지체 직경(Ds)이 각각 표 1에 나타낸 직경을 가지며, 또한 연결부 하단과 회전 기판 유지체(12) 윗면과의 고저차(H)가 각각 표 1에 나타낸 높이이고, 연결부(19)가 도 10의 (e)에 도시한 형상의 원호형으로 그 곡률 반경(r) 및 폭(W)이 각각 표 1에 나타낸 바와 같이 설계된 8인치ø 웨이퍼 기판 처리용 반응로의 기상 박막 형성 장치를 형성하였다.
이와 같이 형성된 각 기상 박막 형성 장치를 이용하여, 회전 기판 유지체(12)의 회전수를 2000rpm으로 하고, 40Torr의 반응로 내 압력이 되도록 30리터/분(표준 상태, 이하 동일)의 수소 캐리어 가스를 유통시켜 유한 요소법을 이용하여 가스 흐름 상태를 해석하였다.
그 해석 결과, 반응로의 반경 방향에 있어서의 가스 유선도를 도 2 내지 도 4에 각각 도시하였다.
도 2 내지 도 4에서 명백하듯이, 제1 실시예(도 2)에서는 회전 기판 유지체(12) 위쪽의 가스 흐름이 거의 층류화되어 연결부(19)의 아래 부분에 와류가 발생하고 있지 않다는 것을 알 수 있다.
제1 실시예와 비교하여, 고저차(H)를 크게 한 제1 비교예(도 3)에서는 연결부 아래에 가스의 와류가 발생한다. 제1 실시예와 비교하여, 상부를 작은 직경으로 한 제2 비교예(도 4)에서도 연결부 아래에서 가스의 와류가 발생한다.
더욱이 표 1에 나타난 조건에 있어서, 원료 가스로서 SiH4 가스를 분당 0.3리터, 또한 도우펀트로서 디보란(B2H6)을 H2 가스중에 0.1ppm 함유시킨 가스를 분당 0.01리터를 각각 표 1에 기재한 수소 가스(캐리어 가스) 유량과 동시에 공급하여, 회전 기판 유지체(12)에 올려놓은 8인치ø의 실리콘 웨이퍼 기판 위에 B2H6 도우펀트 실리콘 박막의 기상 성장을 행하였다.
기상 성장 박막을 형성한 후, 사용한 기상 박막 성장 장치의 연결부 및 반응로 하부 내주벽의 입자 부착에 대하여 눈으로 관찰하였다.
또한, 얻어진 박막 형성 웨이퍼 기판면의 결정 상태의 성상(性狀)에 대하여 텐콜사 제품의 서프스캔 6200을 이용하여 0.135㎛ 이상의 LPD(웨이퍼 표면 레이저 산란체)의 개수를 계측하여, 웨이퍼당 개수를 측정하였다.
또한, 형성 박막의 막 두께를 적외 간섭 막 두께계에 의해 측정하여, 그 최대 두께(Fmax) 및 최저 두께(Fmin)를 구하고, 박막 두께의 균일성을 (Fmax-Fmin)/(Fmax+Fmin)×100으로서 산출하였다.
또한, 얻어진 박막 형성 웨이퍼 기판의 저항값을 C-V법을 이용하여 측정하여, 그 최대값(Rmax) 및 최저값(Rmin)을 구하고, 도우펀트 취입에 의한 저항값의 균일성을 (Rmax-Rmin)/(Rmax+Rmin)×100으로서 산출하였다.
이들 결과를 표 1에 병기한다.
이 결과에서도, 제1 실시예의 반응로를 이용하여 형성한 웨이퍼 기판 위의 박막이 균일한 막 두께를 가지고 면내 저항 등의 특성이 균질하게 된다는 것을 알 수 있다.
「제3 및 제4 비교예」
도 5에 도시한 장치와 거의 동일하게 구성된 종래의 반응로에서, 제1 실시예와 동일하게 캐리어 가스의 수소 가스를 유통시켜, 동일하게 가스 흐름 상태를 해석하였다(제3 비교예).
그 결과, 해석에서 얻어진 반응로의 반경 방향으로의 가스 유선도를 도 6에 도시하였다.
도 6에서는, 회전 기판 유지체(52) 위쪽의 가스 흐름의 층류 상태도 흐트러져 외측 상부에 큰 와류가 발생한다.
또한, 동일 조건의 반응로 내에, 수소 가스 유량을 200리터/분으로 증대한 이외에는 제3 비교예와 동일하게 가스 흐름 상태를 해석하였다(제4 비교예).
그 결과, 해석에서 얻어진 반응로의 반경 방향으로의 가스 유선도를 도 7에 도시하였다.
도 7에서는 회전 기판 유지체(52) 위쪽의 가스 흐름가 층류 상태가 되고, 외측 상부에 큰 와류도 소실되었다.
제3 및 제4 비교예에 대해서도 제1 실시예와 동일하게 박막을 기상 성장시키고, 그 막의 특성에 대하여 조사하였다.
결과를 표 1에 병기한다.
「제5 비교예」
도 8에 개략 단면 설명도를 도시한, 상부 내경을 작게 하여 상하부의 직경을 다르게 한 기상 박막 성장 장치의 반응로(80)를 이용하여 제1 실시예와 동일하게 가스 흐름의 해석을 행하였다.
도 8의 반응로(80)는 작은 직경의 상부(1‘)와 큰 직경의 하부(2’)의 상하부의 내경은 다르지만, 상하부의 하단 및 상단이 고저차를 갖지 않고 거의 동일 수평면에 위치하여, 거의 수평인 평면형의 연결부(89)로 접속되는 이외에, 제1 실시예의 기상 박막 성장 장치의 반응로와 동일하게 구성된다.
도 1에 도시한 장치와 동일한 부재는 일자리의 수치를 동일 번호로서 나타내거나, 또는 동일한 부호로 나타내었다.
반응로(80)에 있어서 반응로 상부 내경(D1), 하부 내경(D2) 및 회전 기판 유지체 직경(Ds)을 표 1에 나타내었다.
이 반응로(80) 내에 제1 실시예와 동일하게 수소 가스를 유통시켜 가스 흐름 상태를 해석하였다.
그 결과, 해석에서 얻어진 반응로의 반경 방향으로의 가스 유선도를 도 9에 도시하였다.
도 9에서는 회전 기판 유지체(52) 위쪽의 가스 흐름의 층류 상태가 흐트러져, 외측 상부에 큰 와류가 발생하였다.
제5 비교예에 대하여도 제1 실시예와 동일하게 박막을 기상 성장시키고, 그 막의 특성에 대하여 조사하였다.
결과를 표 1에 병기한다.
[표 1]
실시예 및 비교예에서 명백하듯이, 반응로 내의 상부를 작은 직경으로 하여 다른 직경의 상하부로 2구분하고, 각각의 단부에 고저차를 형성하여 소정의 연결부로 접속시킴으로써, 가스 유속, 즉 가스 유량을 증대시키지 않고, 회전 기판 유지체 위쪽의 가스 흐름가 층류화되는 것을 알 수 있다.
또한, 반응로 내가 동일 직경의 종래의 반응로의 회전 기판 유지체의 외측 상부에 발생하는 와류가 적어지고, 상하부의 길이 비율 등을 소정 비율로 함으로써 와류를 소실시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
이 때문에 본 발명의 실시예의 반응로에서는, 상부의 정류판으로부터 공급된 가스 흐름가 난류나 거칠게 되지 않고, 회전 기판 유지체 위에 층류 상태로 흘러내려 올려놓은 웨이퍼 기판 위에 막 두께가 균일하고 면내 특성이 균질한 박막이 형성되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 고속 회전 기상 박막 형성 장치는 반응로를 구성하는 내경이 다른 상하부를 곡면 형상의 연결부로 연속시킴으로써, 반응 가스 흐름를 안정되게 층류 상태로 회전 기판 유지체에 재치되는 웨이퍼 기판면 위에 공급할 수 있고, 또한 회전 기판 유지체의 직경 방향으로 흘러 외주면쪽에서 와류 등의 난류를 발생시켜 거칠게 되지 않고 자연스럽게 유통시켜 배기구로부터 유출시킬 수 있다.
이 때문에, 가스 유량을 증대시키지 않고, 비교적 적은 가스 흐름으로 정밀도 좋고 제어 가능한 반응로 내압의 범위 내에서, 반응 가스의 난류가 없고 원활하며 균일하고 부드러운 유동 상태를 실현할 수 있고, 저비용으로 막 두께가 균일하고 면내 특성이 균질한 박막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 고속 회전 기상 박막 형성 장치의 반응로 구조의 개요의 일례를 도시한 단면 설명도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 반응로의 가스 흐름의 해석 결과의 가스 유선도.
도 3은 본 발명의 제1 비교예에 있어서의 반응로의 가스 흐름의 해석 결과의 가스 유선도.
도 4는 본 발명의 제2 비교예에 있어서의 반응로의 가스 흐름의 해석 결과의 가스 유선도.
도 5는 종래의 고속 회전 기상 박막 형성 장치의 반응로 구조의 개요의 일례를 도시한 단면 설명도.
도 6은 종래의 반응로를 이용한 제3 비교예의 가스 흐름의 해석 결과의 가스 유선도.
도 7은 종래의 반응로를 이용한 가스 유량을 증대한 제4 비교예의 가스 흐름의 해석 결과의 가스 유선도.
도 8은 종래의 내경이 상이한 상하부를 구비하는 반응로 구조의 개요의 일례를 도시한 단면 설명도.
도 9는 종래의 반응로를 이용한 제5 비교예의 가스 흐름의 해석 결과의 가스 유선도.
도 10의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 연결부의 구조 및 존재하는 영역을 도시한 단면 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 반응로
11: 웨이퍼 기판
12: 회전 기판 유지체
13: 회전축
14: 히터
15: 배기구
16: 공급구
17: 정류판
18: 칸막이 판

Claims (6)

  1. 중공의 반응로의 정상부에 복수 개의 반응 가스 공급구, 저부에 배기구, 내부에 웨이퍼 기판을 올려놓는 회전 기판 유지체 및 내부 상부에 복수 개의 구멍이 뚫려진 정류판을 구비하고, 내부에 반응 가스를 공급하여 회전 기판 유지체 위의 웨이퍼 기판 표면에 박막을 기상 성장시키는 기상 박막 형성 장치에 있어서,
    상기 반응로의 중공 내부가 중심축을 동일하게 하여 내경이 다른 원통 형상의 상하부로 구분되고, 상부의 내경이 하부의 내경보다 작고, 상부 하단과 하부 상단이 연결부에 의해 접속되어 중공 내부가 연속하고, 연결부 하단이 상기 회전 기판 유지체 위에 올려지는 상기 웨이퍼 기판 표면과 소정의 고저차를 갖는 위치에 설치되고,
    상기 연결부는, 반응로 상부 및 하부의 원통형 부분의 중심축을 통과하는 평면에 의한 단면 상에 있어서 상부의 내경(D1)과 하부의 내경(D2)과의 차의 1/2을 W로 하였을 때, 임의의 어느 한쪽의 단면에 있어서도, (1) 상부 하단은 하부 상단보다도 1/2W～W의 범위 내에서 위쪽에 위치하고, (2) 연결부는 상부 하단과 하부 상단을 연결하는 선분과, 하부 상단부로부터 상기 중심축에 수직으로 1/2W 반응로 내측으로 연장되는 선분과, 이 선분에 일단을 접하는 반경 1/2W의 상부 하단 방향을 향하는 1/4 원호와, 상기 원호의 타단으로부터 상부 하단을 연결하는 선분으로 둘러싸이는 영역 내에 실질적으로 존재하고, 반응로 내측으로 볼록한 형상이 되도록 구성되는 것인 조건 A를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응로의 중공 내부 수평 단면은 원형이고, 상기 회전기판 유지체의 외경(Ds)은 원형으로서, 상기 반응로 상부의 내경(D1)은 상기 외경(Ds)의 90～110%이고, 상기 반응로 하부의 내경(D2)은 상기 외경(Ds)의 125% 이상이며, 상기 반응로 하부 상단과 상기 회전 기판 유지체 위에 올려지는 상기 웨이퍼 기판 표면과의 고저차(H)는 상기 외경(Ds)의 4% 이내인 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연결부의 상기 조건 A에 따른 단면 형상은 반응로 중공 내부 상부 하단과 하부 상단을 연결하는 볼록 곡선 형상인 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연결부의 단면 형상은 곡률 반경을 W로 하는 1/4 원호 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 단면 형상은 상기 상부 하단과 하부 상단의 양단을 연결하는 직선 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 장치.
  6. 청구항 1에 기재된 고속 회전 기상 박막 형성 장치에서, 상기 회전 기판 유지체의 회전 속도를 500rpm 이상으로 하여 상기 복수 개의 반응 가스 공급구로부터 박막 형성 원료 가스 및 캐리어 가스로 구성되는 반응 가스를 공급하여 정류판의 구멍을 통과시켜 상기 웨이퍼 기판상으로 유통시키는 것을 특징으로 하는 고속 회전 기상 박막 형성 방법.
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