KR101441797B1 - 성막장치와 성막방법 - Google Patents
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Abstract
에피택시얼 성장장치(100)는 체임버(1)와, 체임버(1)에 반응가스(4)를 공급하는 반응가스 저장부(29)와, 체임버(1)에 배치되는 기판(7)을 유지하는 서셉터(8)와, 서셉터(8)의 하방으로부터 기판(7)을 가열하는 히터(9)와, 서셉터(8)를 상부에서 지지하고 내부에 히터(9)를 배치하는 회전통(17)과, 체임버(1)의 하부에 배치되고 회전통(17)을 회전시키는 회전축(16)과, 회전통(17)을 포위하도록 배치되고, 히터(9)로부터의 열을 반사하는 반사링(18)과, 회전통(17)과 반사링(18) 사이에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 저장부(28)를 구비한다. 반사링(18)의 상단은 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단 중 어느 것보다도 높다.
Description
본 발명은 성막장치와 성막방법에 관한 것이다.
종래부터 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor: 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터) 등의 파워 디바이스와 같이 막 두께가 비교적 두꺼운 결정막을 필요로 하는 반도체 소자의 제조에는 에피택시얼 성장 기술이 이용되고 있다.
두꺼운 막두께의 에피택시얼 웨이퍼를 높은 수율로 제조하는 데에는 균일하게 가열된 웨이퍼의 표면에 새로운 원료가스를 차례로 접촉시켜 성막속도를 향상시킬 필요가 있다. 그래서, 웨이퍼를 고속으로 회전시키면서 에피택시얼 성장시키는 것이 행해지고 있다.
일본 공개특허공보 평5-152207호에서는 웨이퍼를 지지하는 링형상의 서셉터가 서셉터 지지부에 끼워 부착되어 있고, 서셉터 지지부에 접속되는 회전축이 회전함으로써 웨이퍼가 회전한다. 서셉터는 그 내주측에 설치된 카운터보링 내에 웨이퍼의 외주부를 수용하는 구조로 되어 있다. 반응실 내에 도입된 반응가스와 캐리어 가스의 혼합가스는 웨이퍼의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼의 상면 중심부로부터 방사상으로 흘러 외주부에 쓸어내려진 후 배기구를 통하여 반응실의 외부로 배출된다.
반응실 내에서 에피택시얼 성장반응을 실시하면, 웨이퍼의 표면뿐만 아니라 서셉터의 표면에도 반응가스에 기인하는 박막이 형성된다. 그리고, 반응실 내에 새롭게 반입된 웨이퍼에 대하여 에피택시얼 성장반응을 실시하면, 상기 박막 위에 추가적인 박막의 형성이 일어나기 쉽다. 이러한 것이 반복되면 서셉터 위에 형성된 박막에 의해 웨이퍼가 서셉터에 접착된 것과 같은 상태가 되어 에피택시얼막 형성후에 웨이퍼를 반응실로부터 반출할 때에 방해가 된다.
또한, 웨이퍼는 소정의 온도로 가열될 필요가 있지만, 그 온도관리는 서셉터의 온도측정에 의해 실시된다. 그 경우, 서셉터의 온도는 일반적으로 서셉터로부터 반응실의 투과창을 투과한 방사광의 휘도온도를 방사온도계로 측정함으로써 파악된다. 그러나, 서셉터 위에 상기의 박막이 있으면, 측정결과가 변동되어 정확한 온도측정을 할 수 없는 경우가 있었다.
그래서, 서셉터 위에 형성된 박막을 에칭에 의해 제거하는 것이 실시되고 있다. 이러한 에칭은 1회의 에피택시얼 성장반응을 마칠 때마다, 또는 소정 횟수의 에피택시얼 성장반응을 마칠 때마다 실시되고, 그 때 서셉터 위에 형성된 박막이 제거된다. 그러나, 웨이퍼 위에 형성되는 에피택시얼막의 막두께가 커지면, 서셉터 위에 형성되는 막의 막두께도 커지므로, 에칭에 소요되는 시간이 길어진다. 그 결과, 에피택시얼 웨이퍼의 제조공정에 소요되는 시간도 길어지는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 에피택시얼 성장반응 등의 성막처리의 과정에서 성막처리가 실시되는 기판의 주위에 잉여의 박막이 형성되는 것을 억제할 수 있는 성막장치와 성막방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 한 형태의 성막장치는 반응실, 상기 반응실에 성막처리를 위한 반응가스를 공급하는 제1 가스 공급부, 상기 반응실에 배치되는 기판을 유지하는 기판유지부, 상기 기판유지부의 하방으로부터 상기 기판을 가열하는 가열부, 상기 기판유지부를 상부에서 지지하고 내부에 상기 가열부를 배치하는 회전통, 상기 반응실의 하부에 배치되고 상기 회전통을 회전시키는 회전축, 및 상기 가열부로부터의 열을 반사하고 상기 회전통을 포위하며, 상기 반응가스가 공급되고 상기 회전통이 회전했을 때 상기 기판유지부상에 배치되는 상기 기판의 외측에서 상기 반응가스의 경계층이 두꺼워지도록 상단이 상기 기판유지부의 상단보다도 높은 위치에 배치된 반사부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 형태의 성막장치는 반응실, 상기 반응실에 성막처리를 위한 반응가스를 공급하는 제1 가스 공급부, 상기 반응실에 배치되는 기판을 유지하는 기판유지부, 상기 기판유지부의 하방으로부터 상기 기판을 가열하는 가열부, 상기 기판유지부를 상부에서 지지하고 내부에 상기 가열부를 배치하는 회전통, 상기 반응실의 하부에 배치되고 상기 회전통을 회전시키는 회전축, 상기 회전통을 포위하도록 배치되고 상기 가열부로부터의 열을 반사하는 반사부, 및 상기 반응가스가 공급되고 상기 회전통이 회전했을 때 상기 기판유지부상에 배치되는 상기 기판의 외측에서 상기 반응가스의 경계층이 두꺼워지도록 상기 회전통 및 상기 반사부 중 적어도 어느 하나를 승강하는 승강부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 형태의 성막방법은 반응실 내에 설치된 회전통의 상부에 배치된 기판유지부에 기판을 배치하고, 상기 회전통의 내부에 배치된 가열부에 의해 상기 기판을 가열하며, 상기 회전통을 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키고, 상기 회전통을 포위하고 상기 기판 표면 및 상기 기판유지부보다 높은 위치에 상단이 설치된 반사부에 의해 상기 가열부로부터의 열을 반사시키고 또한 상기 기판의 외측에서 반응가스의 경계층이 두꺼워지도록 상기 기판 위에 상기 반응가스를 공급하여 상기 기판 위에 소정의 막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 형태에 따르면 성막장치와 성막방법에서 기판의 주위에 잉여의 박막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태 1의 에피택시얼 성장장치의 모식적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 에피택시얼 성장장치의 일부 확대도이다.
도 3은 실시형태 1의 비교예가 되는 에피택시얼 성장장치의 일부 확대 단면도이다.
도 4는 도 3의 에피택시얼 성장장치에서 기판과 서셉터의 각 표면에서의 반응가스의 농도분포를 모식적으로 도시한 것이다.
도 5는 실시형태 1의 에피택시얼 성장장치에서 기판과 서셉터의 각 표면에서의 반응가스의 농도분포를 모식적으로 도시한 것이다.
도 6은 기판의 중심으로부터의 거리와 에피택시얼막의 성장속도의 관계를, 반사링의 상단면과 기판 표면의 높이를 변경하여 시뮬레이션한 결과의 일례이다.
도 7은 기판의 중심으로부터의 거리와 에피택시얼막의 성장속도의 관계를, 반사링의 상단면과 기판 표면과의 높이를 변경하여 시뮬레이션한 결과의 다른 예이다.
도 8은 실시형태 2의 에피택시얼 성장장치의 모식적인 단면도이다.
도 9는 도 8에서 반사링이 하강한 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 에피택시얼 성장장치의 일부 확대도이다.
도 3은 실시형태 1의 비교예가 되는 에피택시얼 성장장치의 일부 확대 단면도이다.
도 4는 도 3의 에피택시얼 성장장치에서 기판과 서셉터의 각 표면에서의 반응가스의 농도분포를 모식적으로 도시한 것이다.
도 5는 실시형태 1의 에피택시얼 성장장치에서 기판과 서셉터의 각 표면에서의 반응가스의 농도분포를 모식적으로 도시한 것이다.
도 6은 기판의 중심으로부터의 거리와 에피택시얼막의 성장속도의 관계를, 반사링의 상단면과 기판 표면의 높이를 변경하여 시뮬레이션한 결과의 일례이다.
도 7은 기판의 중심으로부터의 거리와 에피택시얼막의 성장속도의 관계를, 반사링의 상단면과 기판 표면과의 높이를 변경하여 시뮬레이션한 결과의 다른 예이다.
도 8은 실시형태 2의 에피택시얼 성장장치의 모식적인 단면도이다.
도 9는 도 8에서 반사링이 하강한 상태를 도시한 도면이다.
실시형태 1.
도 1은 본 실시형태의 성막장치의 일례가 되는 에피택시얼 성장장치의 모식적인 단면도이다. 또한, 상기 도면에서는 설명을 위해 필요한 구성 이외의 것을 생략하고 있다. 또한, 축척에 대해서도 각 구성부를 명확하게 시인할 수 있도록 원치수의 것과는 변경되어 있다. 이하에 도시한 도 2~도 5, 도 8 및 도 9에서도 동일하다.
도 1에서 에피택시얼 성장장치(100)는 기판(7)의 표면에 소정의 에피택시얼막을 형성한다. 에피택시얼막으로서는 예를 들어 Si(실리콘)막, GaN(질화갈륨)막, AlGaN(질화알루미늄갈륨)막 또는 AlN(질화알루미늄)막 등이 바람직하다.
도 1에 도시한 바와 같이 에피택시얼 성장장치(100)는 반응실로서의 체임버(1)를 갖는다. 체임버(1)는 베이스 플레이트(101) 위에 벨자(bell jar)(102)가 배치된 구조를 갖는다. 베이스 플레이트(101) 위에는 베이스 플레이트(101)의 전면을 피복하는 형상과 크기를 갖춘 베이스 플레이트 커버(103)가 설치되어 있다. 베이스 플레이트 커버(103)는 예를 들어 SiO2(석영)으로 이루어진 것으로 할 수 있다. 베이스 플레이트(101)와 벨자(102)는 플랜지(10)에 의해 연결되어 있고, 플랜지(10)는 패킹(11)으로 시일되어 있다. 베이스 플레이트(101)는 예를 들어 SUS(Steel Use Stainless; 스텐레스강)으로 이루어진 것으로 할 수 있다.
에피택시얼 성장반응시에는 체임버(1) 내가 매우 높은 온도가 된다. 그래서, 체임버(1)의 냉각을 목적으로 하여 벨자(102)의 내부에는 냉각수의 유로(3)가 설치되어 있다.
벨자(102)에는 반응가스(4)를 도입하는 공급구(5)가 설치되어 있다. 또한, 공급구(5)에는 반응가스 공급관(32)을 통하여 반응가스 저장부(29)가 접속되어 있다. 반응가스 저장부(29)는 도시되지 않은 원료가스 저장부와 캐리어가스 저장부를 구비하고 있고, 이들 저장부로부터 배출된 가스가 혼합되어 반응가스(4)로서 공급된다. 또한, 반응가스 저장부(29)로부터는 캐리어가스만이 공급되는 것도 가능하다. 체임버(1)로의 반응가스(4)의 공급은 밸브(33)의 개폐에 의해 실시된다. 밸브(33)의 개폐는 제어부(26)에 의해 제어된다. 또한, 공급구(5), 반응가스 공급관(32), 반응가스 저장부(29) 및 밸브(33)는 본 발명에서의 제1 가스 공급부를 구성하는 요소의 예이다.
에피택시얼 성막장치(100)에서는 기판(7)으로의 성막처리와, 서셉터(8) 위에 형성된 박막 제거를 위한 에칭 처리가 동일한 체임버(1) 내에서 실시된다. 이 때문에 공급구(5)에는 에칭가스를 도입하는 에칭가스 저장부(34)가, 에칭가스 공급관(35)을 통하여 접속되어 있다. 체임버(1)로의 에칭가스의 공급은 밸브(36)의 개폐에 의해 실시된다. 밸브(36)의 개폐도 제어부(26)에 의해 제어된다. 또한, 공급구(5), 에칭가스 공급관(35), 에칭가스 저장부(34) 및 밸브(36)는 본 발명에서의 제3 가스 공급부를 구성하는 요소의 예이다.
베이스 플레이트(101)에는 배기구(6)가 설치되어 있고, 배기구(6)를 통하여 반응후나 미반응의 반응가스(4) 또는 에칭가스 등이 체임버(1)의 외부로 배출된다.
배기구(6)는 플랜지(13)에 의해 배관(12)과 연결되어 있다. 또한, 플랜지(13)는 패킹(14)으로 시일되어 있다. 또한, 패킹(11) 및 패킹(14)에는 300℃ 정도의 내열온도를 갖는 불소고무 등이 사용된다.
체임버(1)의 내부에는 중공의 통형상의 라이너(2)가 배치되어 있다. 라이너(2)는 체임버(1)의 내벽(1a)과, 기판(7)상으로의 에피택시얼 성장반응이 실시되는 공간 A를 칸막이할 목적으로 설치된다. 이에 의해 체임버(1)의 내벽(1a)이 반응가스(4)로 부식되는 것을 방지할 수 있다. 에피택시얼 성장반응은 고온하에서 실시되므로 라이너(2)는 높은 내열성을 구비하는 재료에 의해 구성된다. 예를 들어, SiO2(석영), SiC(탄화규소) 부재 또는 카본에 SiC(탄화규소)를 코팅하여 구성된 부재의 사용이 가능하다.
본 실시형태에서는 편의상, 라이너(2)를 몸체부(2a)와 머리부(2b)의 2개의 부분으로 나누어 부른다. 몸체부(2a)는 내부에 서셉터(8)가 배치되는 부분이고, 머리부(2b)는 몸체부(2a)보다 내경이 작은 부분이다. 몸체부(2a)와 머리부(2b)는 일체가 되어 라이너(2)를 구성하고 있고, 머리부(2b)는 몸체부(2a)의 상방에 위치한다.
머리부(2b)의 상부 개구부에는 정류판인 샤워플레이트(15)가 설치되어 있다. 샤워플레이트(15)는 기판(7)의 표면에 반응가스(4)를 균일하게 공급하는 기능을 갖는다. 이 때문에 샤워플레이트(15)에는 복수개의 관통구멍(15a)이 설치되어 있고, 공급구(5)로부터 체임버(1)에 도입된 반응가스(4)는 관통구멍(15a)을 통하여 기판(7)쪽으로 흘러내린다. 머리부(2b)의 내경은 몸체부(2a)의 내경과 동일해도 좋지만, 반응가스(4)를 불필요하게 확산시키지 않고 효율좋게 기판(7)의 표면에 도달시키는 점에서는 머리부(2b)의 내경은 몸체부(2a)보다 작게 설계되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 머리부(2b)의 내경은 관통구멍(15a)의 위치와 기판(7)의 크기를 고려하여 결정된다.
기판(7)을 유지하는 기판유지부로서의 서셉터(8)는 몸체부(2a)에 배치된다. 예를 들어, 기판(7) 위에 SiC를 에피택시얼 성장시키는 경우, 기판(7)은 1500℃ 이상의 고온으로 할 필요가 있다. 이 때문에, 서셉터(8)에는 고내열성의 재료를 사용할 필요가 있고, 구체적으로는 등방성 흑연의 표면에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 SiC를 피복한 것 등이 사용된다.
서셉터(8)는 그 내주측에 설치된 카운터보링 내에 기판(7)의 외주부를 수용하는 구조로 되어 있다. 서셉터(8)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 링 형상이나 원반형상 등으로부터 적절하게 선택하여 사용된다. 예를 들어, 웨이퍼의 외주부를 지지하는 링형상의 제1 서셉터부와, 제1 서셉터부의 개구부에 밀착 삽입되는 원반 형상의 제2 서셉터부로 이루어진 구조로 할 수 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이 링 형상의 서셉터부뿐이고, 제2 서셉터부를 갖지 않는 구조로 할 수도 있다. 또한, 이 구조를 특히 홀더라고 부르고 서셉터와 구별하는 경우도 있지만, 본원 명세서에서는 홀더를 포함하여 서셉터라고 총칭한다.
라이너(2)의 몸체부(2a)에는 회전축(16)과, 회전축(16)의 상단에 설치된 회전통(17)이 배치되어 있다. 서셉터(8)는 회전통(17)에 부착되어 있고, 회전축(16)이 회전하면, 회전통(17)을 통하여 서셉터(8)가 회전하도록 이루어져 있다. 에피택시얼 성장 반응시에서는 기판(7)을 서셉터(8) 위에 배치함으로써 서셉터(8)의 회전과 함게 기판(7)이 회전한다.
기판(7)의 가열은 회전통(17)의 내부에 배치된 히터(9)에 의해 실시된다. 히터(9)는 저항 가열형의 히터로 할 수 있고 원반 형상의 인히터(9a)와, 링형상의 아웃히터(9b)를 갖는다. 인히터(9a)는 기판(7)에 대응하는 위치에 배치된다. 아웃히터(9b)는 인히터(9a)의 상방에 있고, 기판(7)의 외주부에 대응하는 위치에 배치된다. 기판(7)의 외주부는 중앙부에 비하여 온도가 저하되기 쉬우므로, 아웃히터(9b)를 설치함으로써 외주부의 온도 저하를 방지할 수 있다.
인히터(9a)와 아웃히터(9b)는 암 형상을 한 도전성 부스바(20)에 의해 지지되어 있다. 부스바(20)는 예를 들어 카본을 SiC로 피복하여 이루어진 부재로 구성된다. 또한, 부스바(20)는 인히터(9a)와 아웃히터(9b)를 지지하는 측과는 반대측에서, 석영제의 히터베이스(21)에 의해 지지되어 있다. 그리고, 몰리브덴 등의 금속으로 이루어진 도전성 연결부(22)에 의해 부스바(20)와 전극봉(23)이 연결됨으로써, 전극봉(23)으로부터 인히터(9)와 아웃히터(9b)로 급전이 실시된다. 구체적으로는 전극봉(23)으로부터 이들의 히터(9a, 9b)의 발열체에 통전이 되어 발열체가 승온한다. 또한, 인히터(9a), 아웃히터(9b), 부스바(20), 히터베이스(21), 연결부(22) 및 전극봉(23)에 의해 본 발명의 가열부가 구성된다.
기판(7)의 표면온도는 방사온도계(24a, 24b)에 의해 측정된다. 도 1에서, 방사온도계(24a)는 기판(7)의 중앙부 부근의 온도를 측정하는 데에 사용된다. 한편, 방사온도계(24b)는 기판(7)의 외주부의 온도를 측정하는 데에 사용된다. 이들의 방사온도계는 도 1에 도시한 바와 같이, 체임버(1)의 상부에 설치할 수 있다. 이 경우, 벨자(102)의 상부와 샤워플레이트(15)를 투명한 석영제로 함으로서, 방사온도계(24a, 24b)에 의한 온도측정이 이들에 의해 방해받지 않도록 할 수 있다. 측정한 온도데이터는 도시하지 않은 제어기구로 보내고, 인히터(9a)와 아웃히터(9b)의 각 출력제어에 의해 피드백할 수 있다.
본 실시형태의 에피택시얼 성장장치(100)는 회전통(17)의 외측에, 회전통(17)을 둘러싸도록 하여 반사링(18)이 설치되어 있다. 또한, 반사링(18)은 본 발명에서의 반사부이다. 반사링(18)을 설치함으로써 히터(9)로부터의 열이 반사링(18)에서 반사되어, 서셉터(8) 위에 배치된 기판(7)으로의 가열효율이 향상된다. 또한, 회전통(17)의 외부로의 열전도를 억제하고, 주변 부재가 열(熱) 열화되는 것을 감소시킬 수도 있다.
회전통(17)과 반사링(18) 사이에는 Ar(아르곤) 등의 불활성 가스의 유로인 가스유로(19)가 설치되어 있다. 또한, 불활성 가스를 대신하여 H2(수소) 가스의 유로로 해도 좋다.
불활성 가스는 공급구(25)를 통하여 가스유로(19)로 공급된다. 그리고, 가스유로(19)를 통하여 서셉터(8)와 반사링(18)의 간극으로부터 체임버(1)의 상방을 향하여 빼낸다.
공급구(25)에는 불활성 가스 공급관(30)이 접속되어 있다. 불활성 가스 저장부(28)에는 Ar(아르곤) 등의 불활성 가스가 저장되어 있다. 또한, 불활성 가스를 대신하여 H2(수소)가스의 저장부로 해도 좋다. 가스유로(19)로의 가스의 공급은 밸브(31)의 개폐에 의해 실시된다. 밸브(31)의 개폐는 제어부(26)에 의해 제어된다. 또한, 공급구(25), 불활성 가스 공급관(30), 불활성 가스 저장부(28) 및 밸브(31)는 본 발명에서의 제2 가스공급부를 구성하는 요소의 예이다.
상술한 바와 같이 본 실시형태에서는 기판(7)으로의 성막처리와, 서셉터(8) 위에 형성된 박막 제거를 위한 에칭 처리가 동일한 체임버(1) 내에서 실시된다. 그리고, 가스유로(19)로의 불활성 가스의 공급은 성막처리 및 에칭처리 중 어느 것에서도 실시된다. 이는 반응가스(4)나 에칭가스가 회전통(17)과 반사링(18) 사이에 들어가 주변의 부재를 부식시키는 것을 방지하기 위함이다.
성막처리시 공급구(5)로부터 체임버(1)에 반응가스(4)가 도입되면, 상기 반응가스(4)는 도 1의 화살표로 나타낸 바와 같이, 샤워 플레이트(15)의 관통구멍(15a)을 통하여 하방으로 흘러내린다.
도 2는 도 1의 일부 확대도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 기판(7)이 회전하고 있음으로써, 반응가스(4)는 기판(7)에 끌어당겨져 샤워플레이트(15)로부터 기판(7)에 이르는 영역에서 세로 흐름이 된다. 기판(7)에 도달한 반응가스(4)는 기판(7)의 표면에서 난류를 형성하지 않고 수평방향으로 거의 층류가 되어 흐른다. 이와 같이 하여, 기판(7)의 표면에는 새로운 반응가스(4)가 차례로 접촉된다. 그리고, 기판(7)의 표면에서 열분해 반응 또는 수소환원반응을 일으켜 에피택시얼막을 형성한다.
또한, 에피택시얼 성장장치(100)에서는 도 1에 도시한 바와 같이 기판(7)의 외주부로부터 라이너(2)까지의 거리를 좁게 하고, 기판(7)의 표면에서의 반응가스(4)의 흐름이 보다 균일해지도록 하고 있다.
에피택시얼 성장장치(100)에서는 체임버(1) 내에서 에피택시얼 성장반응을 실시하면, 기판(7)의 표면뿐만 아니라 서셉터(8)의 표면에도 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성된다. 이 상태에서 체임버(1) 내에 별도의 기판(7)을 반입하여 에피택시얼 성장반응을 실시하면, 이전의 박막 위에 추가적인 박막의 형성이 일어나기 쉽다. 이러한 것이 반복되면, 서셉터(8) 위에 형성된 박막에 의해 기판(7)이 서셉터(8)에 접착된 것과 같은 상태가 되어, 에피택시얼막 형성후에 기판(7)을 체임버(1)로부터 반출할 때 방해가 된다. 또한, 벗겨진 박막에 의해 에피택시얼막에 결함을 발생시키고, 제품의 수율을 저하시키는 요인이 되기도 한다.
그래서, 본 발명자는 서셉터(8) 위에 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되는 것을 억제하는 데에는 서셉터(8) 위에서의 반응가스(4)의 농도를 낮게 하는 것이 유효하다고 생각하여 본 발명에 도달했다. 이는 구체적으로는 반사링(18)의 상단면과, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면과의 상대적 위치관계를 조정함으로써 달성된다.
본 실시형태에서는 반사링(18)의 상단면이, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높은 것을 특징으로 한다. 이러한 특징에 의한 효과에 대해서 비교예를 사용하여 설명한다.
도 3은 본 실시형태의 비교예가 되는 에피택시얼 성장장치의 일부 확대 단면도이다. 또한, 도 3에서 도 1 및 도 2와 동일한 부호를 붙인 부분은 동일한 것임을 나타내고 있다.
도 3의 에피택시얼 성장장치(100')는 반사링(18')의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮은 점에서, 본 실시형태의 에피택시얼 성장장치(100)와 다르다.
도 3의 에피택시얼 성장장치(100')에서도 기판(7)이 회전하고 있어 반응가스(4)는 기판(7)에 끌어 당겨지고, 샤워플레이트(15)부터 기판(7)에 이르는 영역에서 세로 흐름이 된다. 기판(7)에 도달한 반응가스(4)는 기판(7)의 표면에서 난류(亂流)를 형성하지 않고 수평방향으로 거의 층류가 되어 흐른다. 그리고, 기판(7)의 표면에서 열분해 반응 또는 수소 환원 반응을 일으키고 에피택시얼막을 형성한다. 그 후, 에피택시얼 성장반응에 사용되지 않았던 반응가스(4)나, 에피택시얼 성장반응에 의해 생성된 가스 등은 체임버(1)의 하방에 설치된 배기구(6)를 향하여 흐른다.
도 3의 에피택시얼 성장장치(100')에서는 반사링(18')의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮다. 이 때문에, 기판(7)의 표면에 도달한 반응가스(4)는 도 3의 화살표로 나타낸 바와 같이 기판(7)의 외주부로부터 서셉터(8)의 외주부를 향한 후, 그대로 하방을 향하여 흘러 떨어지도록 이동한다.
이에 대하여, (도 2에 도시한) 본 실시형태의 에피택시얼 성장장치(100)에서는 반사링(18)의 상단면이, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높다. 이 때문에, 기판(7)의 표면에 도달한 반응가스(4)는 도 2의 화살표로 도시한 바와 같이 기판(7)의 외주부로부터 서셉터(8)의 외주부를 향한 후, 반사링(81)을 타고 넘기 위해 일단 상승한다. 그리고, 반사링(81)을 타고 넘은 반응가스(4)는 하방을 향하여 흘러 떨어지도록 이동한다.
그런데, 회전통(17)과 반사링(18')의 사이로부터는 상방을 향하여 불활성 가스가 분출되고 있다. 이 때문에, 기판(7)과 서셉터(8)의 표면 부근에서는 반응가스(4)의 농도는 똑같지 않고 분포를 가지게 된다. 이 농도가 변화되는 영역을 「경계층」이라고 부른다.
도 4는 도 3의 에피택시얼 성장장치(100')에서 기판(7)과 서셉터(8)의 각 표면에서의 반응가스(4)의 농도분포를 모식적으로 도시한 것이다. 한편, 도 5는 도 2의 에피택시얼 성장장치(100)에서, 기판(7)과 서셉터(8)의 각 표면에서의 반응가스(4)의 농도분포를 모식적으로 도시한 것이다. 또한, 도 4 및 도 5에서는 모두 기판(7)과 서셉터(8)의 각 표면의 높이를 동일하게 하고 있지만, 이들의 높이는 달라도 좋다.
도 4 및 도 5를 비교하면 반사링(18, 18')의 부근에서의 경계층의 두께에 차이가 있는 것을 알 수 있다. 즉, 반사링(18)(도 5)의 부근에서의 경계층은 반사링(18')(도 4)의 부근에서의 경계층보다 두껍다. 이는 도 5에서는 기판(7)의 외주부로부터 서셉터(8)의 외주부를 향한 반응가스(4)가 반사링(18)을 타고 넘기 위해 일단 상승하는 것에 의한 것으로 생각된다.
경계층이 두꺼워지면, 반응가스(4)의 농도가 높은 영역과, 서셉터(8)의 표면과의 거리가 커진다. 한편, 반응가스(4)의 농도가 높은 영역에서는 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되기 쉽다. 그리고, 상기와 같이 도 5에서는 반응가스(4)의 농도가 높은 영역과, 서셉터(8)의 표면과의 거리가 도 4의 예에 비하여 크다. 따라서, 도 5의 구성에 따르면, 도 4에 비교하여 서셉터(8) 위에 박막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
도 6은 기판의 중심으로부터의 거리와 에피택시얼막의 성장속도의 관계를 반사링의 상단면과, 기판의 표면과의 높이를 변경하여 시뮬레이션한 결과의 일례이다. 또한, 여기에서는 기판과 서셉터의 각 표면의 높이를 동일하게 하고 있지만, 이들의 높이는 달라도 좋다.
반사링의 높이와 기판표면의 높이의 차가 「-6㎜」일 때, 반사링의 상단면은 기판의 표면 및 서셉터의 상단면 중 어느 것보다도 낮다. 즉, 이는 도 3에 도시한 비교예의 구성에 대응한다. 이 경우 기판의 외측에서 에피택시얼막의 성장속도가 급격하게 커져 있다. 이 경향은 도 4에서 반응가스(4)의 농도가 높은 영역이, 기판(7)의 외측에서 하방, 즉 서셉터(8)의 근방에 접근하고 있는 것과 일치한다.
다음에, 반사링의 높이와 기판표면의 높이의 차가 「0㎜」일 때 반사링의 상단면과, 기판 표면 및 서셉터의 상단면은 동일한 높이에 있다. 이 경우, 에피택시얼막의 성장속도에는 상술한 「차가 -6㎜」인 경우만큼 급격하지는 않지만, 역시 기판의 외측에서 상승하는 경향이 보인다.
이에 대하여 반사링의 높이와 기판표면의 높이의 차가 「6㎜」일 때 반사링의 상단면은 기판의 표면 및 서셉터의 상단면 중 어느것보다도 높다. 즉, 이는 도 2에 도시한 본 실시형태의 구성에 대응한다. 이 경우, 기판의 외측에서 에피택시얼막의 성장속도가 급격하게 작아지고 있다. 상기 경향은 도 5에서 반응가스(4)의 농도가 높은 영역이 기판(7)의 외측에서 상방, 즉 서셉터(8)로부터 떨어지는 방향으로 이동하고 있는 것과 일치한다.
이와 같이, 본 실시형태의 에피택시얼 성막장치(100)에서는 반사링(18)의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느것보다도 높은 것에 의해, 반응가스(4)의 농도가 높은 영역을, 기판(7)의 외측에서 서셉터(8)로부터 떨어진 위치에 있도록 할 수 있다. 따라서, 서셉터(8)의 표면에 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되는 것을 억제할 수 있으므로 박막 제거를 위한 에칭의 횟수를 적게 하고 단위시간 당의 에피택시얼 기판의 제조매수를 향상시키는 것이 가능하다.
도 7은 기판의 중심으로부터의 거리와 에피택시얼막의 성장속도의 관계를, 반사링의 상단면과, 기판의 표면과의 높이를 변경하여 시뮬레이션한 결과의 다른 예이다. 또한, 여기에서는 기판과 서셉터의 각 표면의 높이를 동일하게 하고 있지만, 이들의 높이는 달라도 좋다.
도 7에서는 반사링의 높이와 기판표면의 높이의 차를 「1㎜」, 「2㎜」, 「3㎜」, 「6㎜」, 「12㎜」, 「24㎜」로 변경하고 있다. 이들은 모두 반사링의 상단면이 기판의 표면 및 서셉터의 상단면 중 어느 것보다도 높아져 있다. 어떤 경우에도 기판의 외측에서 에피택시얼막의 성장속도가 급격하게 작아지고 있고, 서셉터(8)의 표면에서의 박막형성을 억제하는 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 차이가 12㎜보다 커지면, 에피택시얼막의 성장속도는 거의 변하지 않게 되므로 차는 1㎜~12㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다.
반사링의 높이와 기판 및 서셉터의 각 높이의 바람직한 차는 에피택시얼막의 성장조건에 따라 변화된다. 본 실시형태에서는 「경계층의 두께와 동일한 정도의 차이」로부터 「경계층의 두께의 2배 정도의 차이」까지를 바람직한 범위로 할 수 있다. 또한, 차이가 너무 커지면 기판의 표면에서도 반응가스의 농도분포가 변화되고 기판 위에 형성되는 에피택시얼막의 막두께가 불균일해질 우려가 있다.
본 실시형태에서 도 1의 가스유로(19)에 공급되는 불활성 가스의 유량은 성막처리 및 에칭 처리 중 어느 것에서도 일정해질 수 있지만, 에칭처리에서의 유량을 성막처리의 경우보다 크게 하는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는 다음과 같이 한다.
상술한 바와 같이 도 1에서 밸브(31, 33, 36)의 각 개폐는 제어부(26)에 의해 제어된다. 기판(7)으로의 성막처리가 실시되고 있을 때에는 밸브(33) 및 밸브(31)가 개방되고, 밸브(36)는 폐쇄된다. 에칭처리가 실시되고 있을 때에는 밸브(33)가 폐쇄되고 밸브(36)가 개방된다. 또한, 밸브(31)는 에칭 처리에서도 개방된 상태 그대로이지만, 불활성 가스의 유량이 성막처리가 실시되고 있을 때보다도 적어지도록 조정된다.
불활성 가스의 유량을 상기와 같이 변경함으로써 다음과 같은 효과가 얻어진다.
에칭처리에서는 서셉터(8) 위에 형성된 박막이 제거된다. 그래서, 도 1의 공급구(5)로부터 체임버(1)에 에칭가스가 도입된다. 또한, 이 때, 서셉터(8) 위에는 더미의 기판(7)이 배치되고, 상기 기판(7)을 회전하면서 에칭처리가 실시된다.
예를 들어, Si(실리콘) 에피택시얼막의 성막처리에서는 서셉터(8) 위에 형성된 Si 에피택시얼막을 제거하기 위해 HCl(염화수소) 가스가 에칭가스로서 사용된다. 또한, GaN(질화갈륨) 에피택시얼막의 성막처리에서는 서셉터(8) 위에 형성된 GaN 에피택시얼막을 제거하기 위해 HCl 가스 또는 Cl2(염소) 가스가 에칭가스로서 사용된다.
도입된 에칭가스의 흐름은 도 1이나 도 2에 도시한 반응가스(4)와 동일하다. 즉, 기판(7)이 회전하고 있음으로써 에칭가스는 기판(7)에 끌어당겨지고, 샤워 플레이트(15)로부터 기판(7)에 도달하는 영역에서 세로 흐름이 된다. 기판(7)에 도달한 에칭가스는 기판(7)의 표면에서 난류를 형성하지 않고 수평방향으로 거의 층류가 되어 흐른다. 이와 같이 하여 기판(7)의 표면에는 새로운 에칭가스가 차례로 접촉된다. 그리고, 서셉터(8) 위에 형성된 박막이 에칭 제거된다.
상기와 같이 에칭처리에서도 가스유로(19)에 불활성 가스가 공급되어 있음으로써 에칭가스의 농도는 똑같지 않고 분포를 갖는다. 또한, 에칭가스의 농도가 변화되는 영역도 「경계층」이라고 불린다. 이 때, 서셉터(8)상의 박막을 효율좋게 제거하는 데에는 에칭가스의 농도가 높은 영역이 서셉터(8)에 가까운 쪽이 좋다. 즉, 경계층의 두께는 얇은 쪽이 좋다.
한편, 에피택시얼 성장처리에서는 서셉터(8) 위에 형성되는 박막의 성장속도를 지연시키기 위해 반응가스(4)의 농도가 높은 영역이 서셉터(8)로부터 먼 편이 좋다. 즉, 경계층의 두께는 두꺼운 편이 좋다.
경계층의 두께를 크게 하는 데에는 가스유로(19)에 공급되는 불활성 가스의 유량을 크게 하면 좋다. 이에 대하여 경계층의 두께를 작게 하는 데에는 가스유로(19)에 공급되는 불활성 가스의 유량을 작게 하면 좋다. 즉, 제어부(26)에 의해 반응가스(4)를 공급하고 있을 때와, 에칭가스를 공급하고 있을 때에서 불활성 가스의 유량을 변경함으로써, 경계층의 두께를 체임버(1) 내에서의 처리에 따라서 조정할 수 있다. 이와 같이 함으로써 에피택시얼 성장반응시의 서셉터(8)상으로의 박막 형성을 억제할 수 있고 또한 상기 박막을 에칭처리에 의해 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다.
실시형태 2.
실시형태 1에서 설명한 바와 같이 서셉터상의 박막을 효율 좋게 제거하는 데에는 에칭가스의 농도가 높은 영역이 서셉터에 가까운 편이 좋다. 한편, 에피택시얼 성장처리에서는 서셉터 위에 형성되는 박막의 성장속도를 지연시키기 위해 반응가스의 농도가 높은 영역이 서셉터로부터 먼 편이 좋다.
에칭처리에서의 에칭가스의 농도분포는 에피택시얼 성장처리에서의 반응가스의 농도분포와 동일하게 생각할 수 있다. 그래서, 실시형태 1에서 설명한 도 4 및 도 5의 농도분포가 에칭가스인 것으로 하면, 에칭가스의 농도가 높은 영역이 서셉터(8)에 가까워지는 것은 도 4의 경우이다.
실시형태 1에서 도 4는 반사링(18')의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮은 경우에 대응했다. 따라서, 에칭 처리에서의 바람직한 장치의 구성은 반사링의 상단면이 기판의 표면 및 서셉터의 상단면 중 어느 것보다도 낮은 것이 된다.
한편, 도 5는 에피택시얼 성장처리시에서의 바람직한 장치의 구성에 대응한다. 즉, 반사링의 상단면이 기판의 표면 및 서셉터의 상단면 중 어느것보다도 높은 경우에 반응가스에 기인하는 박막이 서셉터 위에 형성되는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이 에칭처리에서의 바람직한 장치의 구성과, 에피택시얼 성장처리에서의 바람직한 장치의 구성은 상반되는 관계가 된다. 그래서, 본 실시형태에서는 에칭처리시와, 에피택시얼 성장처리시에서 반사링의 상단면의 높이와, 기판의 표면 및 서셉터의 상단면의 각 높이의 상대적 관계를 변경한다.
도 8 및 도 9는 본 실시형태의 성막장치의 일례가 되는 에피택시얼 성장장치의 모식적인 단면도이다. 또한, 이들의 도면에서 도 1과 동일한 부호를 붙인 부분은 동일한 것을 나타내고 있고 상세한 설명에 대해서는 생략한다.
에피택시얼 성장장치(200)는 반사링(18”)을 승강하는 기구를 구비하는 점에서 실시형태 1의 에피택시얼 성장장치(100)(도 1)와 다르다.
도 8에서 에피택시얼 성장장치(200)는 기판(7)의 표면에 소정의 에피택시얼막을 형성한다. 에피택시얼막으로서는 예를 들어 Si(실리콘)막, GaN(질화갈륨)막, AlGaN(질화알루미늄갈륨)막 또는 AlN(질화알루미늄)막 등이 바람직하다.
에피택시얼 성장장치(200)에서는 상단이 반사링(18”)의 하면에 접속되는 승강봉(38)이 설치되어 있다. 체임버(1)의 하부에는 승강기구(37)가 배치되어 있고, 승강봉(38)의 하단은 승강기구(37)에 접속되어 있다. 승강기구(37)는 승강봉(38)의 승강동작을 제어한다. 또한, 승강기구(37) 및 승강봉(38)은 본 발명의 승강부를 구성하는 요소의 예이다.
도 8은 에피택시얼 성장반응이 실시될 때의 에피택시얼 성장장치(200)의 상태를 나타내고 있다. 이 경우, 반사링(18”)의 상단면은 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높다. 이 구성에 따르면, 실시형태 1에서 설명한 바와 같이 반응가스(4)의 농도가 높은 영역을, 기판(7)의 외측에서 서셉터(8)로부터 떨어진 위치에 있도록 할 수 있다(도 5 참조). 따라서, 서셉터(8)의 표면에, 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되는 것을 억제하여 에칭의 횟수를 적게 할 수 있다.
도 8에서 승강봉(38)을 하강시키면, 반사링(18”)은 승강봉(38)과 함께 하강한다. 이에 의해 도 9의 상태로 할 수 있다.
도 9는 에칭 처리가 실시될 때의 에피택시얼 성장장치(200)의 상태를 나타내고 있다. 이 경우, 반사링(18”)의 상단면은 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮다. 이 상태는 실시형태 1의 도 3의 예와 동일하다. 따라서, 도 4에 도시한 반응가스(4)의 농도분포와 동일하게, 에칭가스의 농도가 높은 영역을, 기판(7)의 외측에서 서셉터(8)에 가까운 위치에 있도록 할 수 있다. 따라서, 이 구성에 따르면, 서셉터(8)의 표면에 형성된 반응가스(4)에 기인하는 박막을 효율 좋게 제거할 수 있다.
에칭 처리를 마친 후에는 승강기구(37)의 제어에 의해 승강봉(38)을 상승시킨다. 그러면 반사링(18”)은 승강봉(38)을 통하여 상승한다. 이에 의해 에피택시얼 성장장치(200)는 도 8의 상태로 되돌아가므로 다시 에피택시얼 성장처리에 적합한 구성으로 할 수 있다. 도 8의 상태에서 반사링(18”)의 상단부의 높이와, 기판(7) 표면 및 서셉터(8) 상단부의 각 높이의 차이는, 실시형태 1과 동일하게 예를 들어 1㎜~12㎜의 범위로 할 수 있다. 단, 바람직한 차의 범위는 에피택시얼막의 성장조건에 따라 변화된다. 따라서, 보다 일반적으로는 「경계층의 두께와 동일한 정도의 차」로부터 「경계층의 두께의 2배 정도의 차」까지를 바람직한 범위로 할 수 있다. 또한, 차가 너무 크면, 기판(7)의 표면에서도 반응가스(4)의 분포가 변화되고, 기판(7) 위에 형성되는 에피택시얼막의 막두께가 불균일해질 우려가 있다.
한편, 도 9에서 반사링(18”)의 높이와, 기판(7) 및 서셉터(8)의 각 높이의 바람직한 차의 범위도 에피택시얼막의 성장조건에 따라 변화되지만 예를 들어 1㎜~12㎜의 범위로 할 수 있다.
본 실시형태에서 가스유로(19)에 공급되는 불활성 가스의 유량은 성막처리 및 에칭처리 중 어느 것에서도 일정하게 할 수 있지만, 필요에 따라서 에칭처리에서의 유량을 성막처리시와는 변경해도 좋다. 경계층의 두께는 에피택시얼막의 성장조건에 의해 변화되므로, 반사링(18”)의 승강과, 제어부(26)에 의한 불활성 가스의 유량제어를 조합함으로써, 폭넓은 성장조건에 대응하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는 반사링(18”)을 승강시키는 예에 대해서 설명했지만, 본 실시형태는 이에 한정되는 것은 아니다. 반사링(18”)을 승강하는 기구를 대신하여 회전통(17)을 승강하는 기구로 해도 좋다. 예를 들어, 상단이 회전통(17)의 하면에 접속되는 승강봉을 설치하고 또한 체임버(1)의 하부에 승강기구를 배치하고 승강봉의 하단을 승강기구에 접속시킨다. 그리고, 승강기구에 의해 승강봉의 승강동작을 제어하도록 해도 좋다.
본 실시형태에서는 에피택시얼 성장처리시에서는 반사링(18”)의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높아지도록 하고, 에칭처리시에서는 반사링(18”)의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮아지도록 한다. 이는 도 8 및 도 9의 예와 같이 회전통(17)이 고정된 상태에서 반사링(18”)이 승강함으로써 실현되지만, 상기한 바와 같이 반사링(18”)이 고정된 상태에서 회전통(17)이 승강함에 의해서도 실현된다. 즉, 본 실시형태의 성막장치에서는 회전통(17) 또는 반사링(18”) 중 어느 한쪽을 승강하는 승강부가 구비되어 있으면 좋다.
실시형태 3.
본 실시형태의 성막방법은 회전통의 상부에 배치된 기판지지부에 기판을 배치하고, 상기 회전통의 내부에 배치된 가열부에 의해 기판을 가열하고 또한 가열부로부터의 열을 반사하는 반사부를 회전통을 포위하도록 배치하여 회전통을 회전시키면서 기판 위에 반응가스를, 회전통과 반사부 사이에 수소가스 또는 불활성 가스를 각각 공급하고, 기판 위에 소정의 막을 형성하는 것이다. 상기 성막방법의 특징은 반사부의 상단을, 기판의 표면 및 기판 유지부의 상단 중 어느 것보다도 높게 하는 점에 있다.
본 실시형태의 성막방법을 도 1의 에피택시얼 성장장치(100)를 참조하면서 설명한다.
에피택시얼 성장장치(100)는 예를 들어, Si(실리콘)에피택시얼 성장막의 형성에 바람직하다. 그래서, 이하에서는 Si 에피택시얼막의 형성을 예로 든다.
우선, 체임버(1) 내에 기판(7)을 반송하고 서셉터(8) 위에 배치한다. 기판(7)으로서는 예를 들어 SiC(탄화규소) 웨이퍼 또는 Si웨이퍼를 사용할 수 있다. 또는 SiO2(석영) 웨이퍼 등의 다른 절연성 기판이나 GaAs(갈륨비소) 웨이퍼 등의 고저항의 반절연성 기판 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 사파이어 기판을 사용해도 좋다.
다음에 기판(7) 위에 Si막을 형성한다.
예를 들어, 기판(7)으로서 Si웨이퍼를 사용하고 이를 서셉터(8) 위에 배치한다.
이어서 상압하 또는 적당한 감압하에서 반응가스 저장부(29)로부터 캐리어가스로서의 H2(수소)가스를 흘린다. 단, 원료가스의 공급은 아직 실시하지 않는다. 이 상태에서 서셉터(8)에 부수시켜 Si웨이퍼를 50rpm 정도로 회전시킨다.
다음에 히터(9)에 의해 Si웨이퍼를 1100℃~1200℃으로 가열한다. 방사온도계(24a, 24b)에 의한 측정으로 Si 웨이퍼의 온도가 1150℃에 도달한 것을 확인한 후에는 서서히 Si 웨이퍼의 회전수를 높여간다. 그리고, 반응가스 저장부(29)로부터 캐리어가스에 추가하여 원료가스의 공급도 실시하도록 한다.
원료가스로서는 예를 들어 트리클로로실란을 사용할 수 있다. 원료가스는 캐리어가스로서의 수소가스와 혼합되고 반응가스(4)가 되어, 공급구(5)로부터 체임버(1)의 내부에 공급된다.
반응가스(4)는 샤워플레이트(15)의 관통구멍(15a)을 지나 기판(7)으로의 에피택시얼 성장반응이 실시되는 공간 A로 유입된다. 샤워플레이트(15)를 통과함으로써 반응가스(4)는 정류되고, 하방에서 회전하는 기판(7)을 향하여 거의 연직으로 흘러내려 소위 세로 흐름을 형성한다.
Si 웨이퍼의 온도는 1150℃로 유지된다. 서셉터(8)는 900rpm 이상의 고속으로 계속 회전한다. 이 상태에서 공급구(5)로부터 샤워플레이트(15)를 통하여 차례차례 새로운 반응가스(4)가 Si 웨이퍼의 표면에 공급된다.
또한, 공급구(25)에는 불활성 가스 저장부(28)로부터 Ar(아르곤) 등의 불활성 가스가 공급된다. 불활성 가스의 유량은 예를 들어 5L/분으로 할 수 있다.
에피택시얼 성장장치(100)에서는 반사링(18)의 상단면은 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높다. 여기에서 반사링(18)의 높이와, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면의 높이의 차는 예를 들어 1㎜~12㎜의 범위로 할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 실시형태 1에서 설명한 바와 같이 반응가스(4)의 농도가 높은 영역을, 기판(7)의 외측에서 서셉터(8)로부터 떨어진 위치에 있도록 할 수 있다(도 5 참조). 따라서, 서셉터(8)의 표면에 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
이상과 같이 하여 Si 웨이퍼 위에 균일한 두께의 Si에피택시얼막을 성장시킬 수 있다.
이어서, 반응가스(4)의 공급을 종료한다. 그리고, 히터(9)의 출력을 오프로 하고 방사온도계(24a, 24b)에 의해 Si웨이퍼가 소정의 온도까지 냉각된 것을 확인한 후, 체임버(1)로부터 Si웨이퍼를 반출한다.
상기와 같이, 본 실시형태에 따르면 서셉터(8)의 표면에, 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되는 것이 억제된다. 따라서, 상기 박막을 제거하기 위한 에칭의 횟수를 적게 할 수 있다. 예를 들어, 실시형태 1의 도 3에 도시한 장치에서는 1회의 에피택시얼 성장반응을 마칠 때마다 에칭처리를 실시하고 있었다면, 본 실시형태에서는 소정 횟수의 에피택시얼 성장반응을 마칠 때마다 감소시킬 수 있다.
에피택시얼 성장반응을 소정 횟수 연속하여 실시한 후에는 서셉터(8)의 표면에 형성된 반응가스(4)에 기인하는 박막을 제거하기 위한 에칭처리를 실시한다. 단, 박막은 반드시 반응가스(4)에 기인하는 것이 아니어도 좋다. 또한, 박막에는 서셉터(8)의 표면에 형성된 잉여의 막으로, 에칭처리에 의해 제거되는 모든 막이 포함된다.
우선, 서셉터(8) 위에 더미의 기판(7)(예를 들어 Si 웨이퍼)를 배치한다. 이에 의해 에칭가스가 회전통(17)의 내부에 들어가고 에피택시얼 성장장치(100)를 구성하는 부재를 부식하는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 도 1의 공급구(5)를 통하여 에칭가스 저장부(34)로부터 체임버(1)에 에칭가스를 도입한다. Si(실리콘) 에피택시얼막의 성막처리 후에서는 서셉터(8) 위에 형성된 Si 에피택시얼막을 제거하기 위해 HCl(염화수소) 가스가 에칭가스로서 사용된다.
공급구(25)로부터는 불활성 가스 저장부(28)로부터 Ar(아르곤) 등의 불활성 가스가 공급된다. 불활성 가스의 유량은 에피택시얼 성장처리시보다 낮은 값, 예를 들어 1L/분으로 할 수 있다.
서셉터(8)상의 박막을 효율좋게 제거하는 데에는 히터(9)로 서셉터(8)를 가열하면서 회전통(17)을 통하여 서셉터(8)를 회전시키는 것이 바람직하다.
체임버(1) 내에 도입된 에칭가스는 기판(7)이 회전하고 있는 것에 의해, 기판(7)에 끌어당겨지고, 샤워플레이트(15)로부터 기판(7)에 이르는 영역에서 세로 흐름이 된다. 기판(7)에 도달한 에칭가스는 기판(7)의 표면에서 난류를 형성하지 않고 수평방향으로 거의 층류가 되어 흐른다. 이와 같이 하여 기판(7)의 표면에는 새로운 에칭가스가 차례로 접촉된다. 그리고, 서셉터(8) 위에 형성된 박막이 에칭 제거된다.
에피택시얼 성장장치(100)에서는 반사링(18)의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높다. 따라서, 가스유로(19)로부터 분출되는 불활성 가스의 유량이, 에피택시얼 성장처리시와 동일하면, 반사링(18)의 부근에서의 경계층의 두께는 커진다. 그러나, 불활성 가스의 유량을 에피택시얼 성장처리시보다 작게 하면, 경계층의 두께가 작아지므로 서셉터(8)의 표면에서의 에칭가스의 농도를 높게 하고 에칭을 효율적으로 진행할 수 있다.
에칭의 종료점은 예를 들어 시간으로 관리할 수 있다. 즉, 미리 에칭 레이트와, 소정 횟수의 에피택시얼 성장반응을 실시한 후에 서셉터(8) 위에 형성되는 박막의 두께를 파악해 둔다. 이들로부터 에칭에 소요되는 시간이 결정되므로, 그 시간에 도달한 곳에서 에칭처리를 종료할 수 있다.
에칭처리를 종료한 후에는 더미의 기판(7)을 체임버(1)로부터 반출한다. 이어서, 상기와 동일하게 하여 새로운 Si 웨이퍼를 체임버(1) 내에 반입한 후, 새로운 에피택시얼 성장처리를 실시한다.
본 실시형태의 성막방법에 따르면 반사링(18)의 상단면을, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높게 한 상태에서 에피택시얼 성장반응을 실시한다. 이에 의해 서셉터(8)의 표면에서의 반응가스(4)의 농도를 낮게 할 수 있으므로 반응가스(4)에 기인하는 박막의 형성속도를 지연시킬 수 있다. 또한, 상기 박막을 제거하기 위한 에칭을 실시할 때에는 서셉터(8)와 반사링(18)의 간극으로부터 분출되는 가스의 유량을 작게 한다. 이에 의해, 서셉터 표면에서의 에칭가스의 농도를 높게 할 수 있으므로 에칭을 효율적으로 진행하는 것이 가능해진다.
실시형태 4.
본 발명의 성막방법은 실시형태 2의 성막장치에 의해서도 실시된다. 그래서, 도 8 및 도 9에 도시한 에피택시얼 성장장치(200)를 참조하면서 본 실시형태의 성막방법에 대해서 설명한다.
에피택시얼 성장장치(200)는 예를 들어 Si(실리콘) 에피택시얼 성장막의 형성에 바람직하다. 그래서, 이하에서는 Si 에피택시얼막의 형성을 예로 든다.
우선, 체임버(1) 내에 기판(7)을 반송하고 서셉터(8) 위에 배치한다. 기판(7)으로서는 예를 들어 SiC(탄화규소) 웨이퍼 또는 Si 웨이퍼를 사용할 수 있다. 또는 SiO2(석영) 웨이퍼 등의 다른 절연성 기판이나 GaAs(갈륨비소) 웨이퍼 등의 고저항의 반절연성 기판 등을 사용하는 것도 가능하다.
다음에, 기판(7) 위에 Si막을 형성한다
예를 들어, 기판(7)으로서 Si 웨이퍼를 사용하고 이를 서셉터(8) 위에 배치한다.
이 때, 에피택시얼 성장장치(200)는 도 8에 도시한 상태에 있다. 즉, 반사링(18")의 상단면은 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높다.
다음에, 상압하 또는 적당한 감압하에서 반응가스 저장부(29)로부터 캐리어가스로서의 H2(수소) 가스를 흘린다. 단, 원료가스의 공급은 아직 실시하지 않는다. 이 상태에서 서셉터(8)에 부수시켜 Si 웨이퍼를 50rpm 정도로 회전시킨다.
이어서 히터(9)에 의해 Si 웨이퍼를 1100℃~1200℃로 가열한다. 방사온도계(24a, 24b)에 의한 측정에서 Si웨이퍼의 온도가 1150℃에 도달한 것을 확인한 후에는 서서히 Si 웨이퍼의 회전수를 높여 간다. 그리고, 반응가스 저장부(29)로부터 캐리어가스에 추가하여 원료가스의 공급도 실시하도록 한다.
원료가스로서는 예를 들어 트리클로로실란을 사용할 수 있다. 원료가스는 캐리어가스로서의 수소가스와 혼합되고 반응가스(4)가 되어 공급구(5)로부터 체임버(1)의 내부에 공급된다.
반응가스(4)는 샤워플레이트(15)의 관통구멍(15a)을 지나 기판(7)으로의 에피택시얼 성장반응이 실시되는 공간 A로 유입된다. 샤워플레이트(15)를 통과함으로써 반응가스(4)는 정류되고 하방에서 회전하는 기판(7)을 향하여 거의 연직으로 흘러내려 소위 세로 흐름을 형성한다.
Si 웨이퍼의 온도는 1150℃로 유지된다. 서셉터(8)는 900rpm 이상의 고속으로 계속 회전한다. 이 상태에서 공급구(5)로부터 샤워플레이트(15)를 통하여 차례로 새로운 반응가스(4)가 Si 웨이퍼의 표면에 공급된다.
또한, 공급구(25)에는 불활성 가스 저장부(28)로부터 Ar(아르곤) 등의 불활성 가스가 공급된다. 불활성 가스의 유량은 예를 들어 5L/분으로 할 수 있다.
에피택시얼 성장장치(100)에서는 반사링(18)의 상단면은 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면의 어느 것보다도 높다. 여기에서, 반사링(81)의 높이와, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면의 높이의 차는 예를 들어 1㎜~12㎜의 범위로 할 수 있다.
도 8의 구성에서는 반사링(18")의 상단면이 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 높으므로 실시형태 1에서 설명한 바와 같이 반응가스(4)의 농도가 높은 영역을, 기판(7)의 외측에서 서셉터(8)로부터 떨어진 위치에 있도록 할 수 있다(도 5 참조). 따라서, 서셉터(8)의 표면에 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
이상과 같이 하여 Si 웨이퍼 위에 균일한 두께의 Si에피택시얼막을 성장시킬 수 있다.
다음에, 반응가스(4)의 공급을 종료한다. 그리고, 히터(9)의 출력을 오프로 하고, 방사온도계(24a, 24b)에 의해 Si 웨이퍼가 소정의 온도까지 냉각된 것을 확인한 후, 체임버(1)로부터 Si 웨이퍼를 반출한다.
상기와 같이 본 실시형태에 따르면 서셉터(8)의 표면에 반응가스(4)에 기인하는 박막이 형성되는 것이 억제된다. 따라서, 상기 박막을 제거하기 위한 에칭의 횟수를 적게 할 수 있다. 예를 들어, 실시형태 1의 도 3에 도시한 장치와 같이 반사링의 상단면을, 기판(7)의 표면 및 서셉터의 상단면 중 어느 것보다도 낮게 하여 성막처리를 실시한 경우, 1회의 에피택시얼 성장반응을 마칠 때마다 에칭 처리가 필요했다고 하면, 본 실시형태의 성막방법에 따르면 소정 횟수의 에피택시얼 성장반응을 마칠 때마다 감소시킬 수 있다.
에피택시얼 성장반응을 소정 횟수 연속하여 실시한 후에는 서셉터(8)의 표면에 형성된 반응가스(4)에 기인하는 박막을 제거하기 위한 에칭처리를 실시한다. 단, 박막은 반드시 반응가스(4)에 기인하는 것이 아니어도 좋다. 박막에는 서셉터(8)의 표면에 형성된 잉여의 막으로서, 에칭처리에 의해 제거되는 모든 막이 포함된다.
우선, 서셉터(8) 위에 더미의 기판(7)(예를 들어, Si 웨이퍼)을 배치한다. 이에 의해, 에칭가스가 회전통(17)의 내부에 들어가고, 에피택시얼 성장장치(200)를 구성하는 부재를 부식시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 승강봉(38)을 하강시키고 반사링(18")을 승강봉(38)과 함께 하강시킨다. 이에 의해 도 9의 상태로 할 수 있다. 즉, 반사링(18")의 상단면을, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮게 한다.
다음에, 도 9의 공급구(5)를 통하여 에칭가스 저장부(34)로부터 체임버(1)에 에칭가스를 도입한다. Si(실리콘) 에피택시얼막의 성막처리 후에서는 서셉터(8) 위에 형성된 Si 에피택시얼막을 제거하기 위해 HCl(염화수소) 가스가 에칭가스로서 사용된다.
공급구(25)로부터는 불활성 가스 저장부(28)로부터 Ar(아르곤) 등의 불활성 가스가 공급된다. 불활성 가스의 유량은 에피택시얼 성장 처리시와 동일하게 해도 좋지만, 에피택시얼 성장 처리시보다 낮은 값으로 할 수도 있다. 단, 유량이 너무 낮아지면 가스유로(19)에 에칭가스가 들어가기 쉬워진다.
서셉터(8)상의 박막을 효율 좋게 제거하는 데에는 히터(9)로 서셉터(8)를 가열하면서 회전통(17)을 통하여 서셉터(8)를 회전시키는 것이 바람직하다.
체임버(1) 내에 도입된 에칭가스는 기판(7)이 회전하고 있어, 기판(7)에 끌어당겨져 샤워플레이트(15)로부터 기판(7)에 이르는 영역에서 세로 흐름이 된다. 기판(7)에 도달한 에칭가스는 기판(7)의 표면에서 난류를 형성하지 않고 수평방향으로 거의 층류가 되어 흐른다. 이와 같이 하여, 기판(7)의 표면에는 새로운 에칭가스가 차례로 접촉된다. 그리고, 서셉터(8) 위에 형성된 박막이 에칭 제거된다.
이 때, 반사링(18")의 상단면은 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮으므로 반사링(18")의 부근에서의 경계층의 두께는 작아진다. 여기에서, 가스유로(19)로부터 분출되는 불활성 가스의 유량이 에피택시얼 성장 처리시보다 작으면, 경계층의 두께는 한층 작아진다. 경계층의 두께가 작아지면 서셉터(8)의 표면에서의 에칭가스의 농도가 높아지므로 에칭이 효율적으로 진행된다.
에칭의 종료점은 예를 들어 시간으로 관리할 수 있다. 즉, 미리 에칭 레이트와, 소정 횟수의 에피택시얼 성장반응을 실시한 후에 서셉터(8) 위에 형성되는 박막의 두께를 파악해 둔다. 이들로부터 에칭에 소요되는 시간이 결정되므로, 그 시간에 도달한 시점에서 에칭처리를 종료할 수 있다.
에칭 처리를 마친 후에는 승강기구(37)의 제어에 의해 승강봉(38)을 상승시킨다. 그러면, 반사링(18")은 승강봉(38)을 통하여 상승한다. 이에 의해 에피택시얼 성장장치(200)는 도 8의 상태로 되돌아가므로 다시 에피택시얼 성장처리에 적합한 구성으로 할 수 있다.
이어서, 더미의 기판(7)을 체임버(1)로부터 반출하고 상기와 동일하게 하여 새로운 Si 웨이퍼를 체임버(1) 내에 반입한다. 그리고, 새로운 에피택시얼 성장처리를 실시한다.
본 실시형태의 성막방법에 따르면 반사링(18")의 상단면을, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느것보다도 높게 한 상태에서 에피택시얼 성장반응을 실시한다. 이에 의해 서셉터(8)의 표면에서의 반응가스(4)의 농도를 낮게 할 수 있으므로 반응가스(4)에 기인하는 박막의 형성속도를 지연시킬 수 있다. 한편, 상기 박막을 제거하기 위한 에칭을 실시할 때에는 승강기구(37)와 승강봉(38)에 의해 반사링(18")의 상단면이, 기판(7)의 표면 및 서셉터(8)의 상단면 중 어느 것보다도 낮아지도록 한다. 이에 의해, 서셉터 표면에서의 에칭가스의 농도를 높게 할 수 있으므로 에칭을 효율적으로 진행하는 것이 가능해진다.
본 발명은 상기 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시할 수 있다.
예를 들어 실시형태 1에서는 동일한 체임버(1) 내에서 에피택시얼 성장처리와 에칭처리를 실시했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 실시형태 1의 에피택시얼 성장장치는 체임버(1)와는 별도로 에칭 체임버를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 체임버(1)에서 에피택시얼 성장처리가 실시되고, 에칭 체임버에서 에칭처리가 실시된다. 이와 같은 구성으로 해도 체임버(1) 내에서는 서셉터(8)의 표면에서의 반응가스(4)의 농도를 낮게 할 수 있으므로, 반응가스(4)에 기인하는 박막의 형성속도를 지연시킬 수 있다. 또한, 에칭 체임버를 구비함으로써, 에피택시얼 성장처리와 에칭처리를 동시에 실시할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또한, 실시형태 2 및 4에서는 반사링을 승강시키는 기구를 설치한 에피택시얼 성장장치의 예를 들었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 반사링의 높이와, 기판 및 서셉터의 각 높이가 에피택시얼 성막 처리시와 에칭 처리시에서 각각 본 발명의 관계를 만족시키면 좋다. 따라서, 반사링을 승강시키는 기구로 변경하여 서셉터와 기판을 승강시키는 기구, 예를 들어 회전통을 승강시키는 기구를 설치한 에피택시얼 성장장치로 해도 좋다.
또한, 실시형태 1~4에서는 에피택시얼 성장장치를 들고, Si 에피택시얼막의 형성에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 반응실 내에 반응가스를 공급하고 반응실 내에 배치되는 기판의 표면에 막을 형성하는 것이면 다른 기상성장장치나 다른 성막장치이어도 좋다. 또한, 본 발명의 성막장치는 GaN막, AlGaN막 또는 AlN막 등의 다른 에피택시얼막이나 다른 기상성장막의 형성 등에 사용할 수도 있다.
또한, 장치의 구성이나 제어의 방법 등, 본 발명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 되는 장치의 구성이나, 제어의 방법 등을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하여 당업자가 적절하게 설계 변경할 수 있는 모든 기상성장장치 및 각 부재의 형상은 본 발명의 범위에 포함된다.
1: 체임버 1a: 내벽
2: 라이너 2a: 몸체부
2b: 머리부 3: 유로
4: 반응가스 5, 25: 공급구
6: 배기구 7: 기판
8: 서셉터 9: 히터
9a: 인히터 9b: 아웃히터
10, 13: 플랜지 11, 14: 패킹
12: 배관 15: 샤워플레이트
15a: 관통구멍 16: 회전축
17: 회전통 18, 18', 18": 반사링
19: 가스유로 20: 부스바
21: 히터베이스 22: 연결부
23: 전극봉 24a, 24b: 방사온도계
26: 제어부 28: 불활성 가스 저장부
29: 반응가스 저장부 30: 불활성 가스 공급관
31, 33, 36: 밸브 32: 반응가스 공급관
34: 에칭가스 저장부 35: 에칭가스 공급관
37: 승강기구 38: 승강봉
100, 100', 200: 에피택시얼 성장장치
101: 베이스 플레이트 102: 벨자(bell jar)
103: 베이스 플레이트 커버
2: 라이너 2a: 몸체부
2b: 머리부 3: 유로
4: 반응가스 5, 25: 공급구
6: 배기구 7: 기판
8: 서셉터 9: 히터
9a: 인히터 9b: 아웃히터
10, 13: 플랜지 11, 14: 패킹
12: 배관 15: 샤워플레이트
15a: 관통구멍 16: 회전축
17: 회전통 18, 18', 18": 반사링
19: 가스유로 20: 부스바
21: 히터베이스 22: 연결부
23: 전극봉 24a, 24b: 방사온도계
26: 제어부 28: 불활성 가스 저장부
29: 반응가스 저장부 30: 불활성 가스 공급관
31, 33, 36: 밸브 32: 반응가스 공급관
34: 에칭가스 저장부 35: 에칭가스 공급관
37: 승강기구 38: 승강봉
100, 100', 200: 에피택시얼 성장장치
101: 베이스 플레이트 102: 벨자(bell jar)
103: 베이스 플레이트 커버
Claims (7)
- 반응실,
상기 반응실에 성막처리를 위한 반응가스를 공급하는 제1 가스공급부,
상기 반응실에 배치되는 기판을 유지하는 기판유지부,
상기 기판유지부의 하방으로부터 상기 기판을 가열하는 가열부,
상기 기판유지부를 상부에서 지지하고, 내부에 상기 가열부를 배치하는 회전통,
상기 반응실의 하부에 배치되고 상기 회전통을 회전시키는 회전축, 및
상기 가열부로부터의 열을 반사하고 상기 회전통을 포위하며, 상기 반응가스가 공급되고 상기 회전통이 회전했을 때 상기 기판유지부상에 배치되는 상기 기판의 외측에서 상기 반응가스의 경계층이 두꺼워지도록 상단이 상기 기판유지부의 상단보다도 높은 위치에 배치된 반사부를 구비하는 성막장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 회전통과 상기 반사부 사이로부터 상방으로 수소가스 또는 불활성 가스를 공급하는 제2 가스공급부를 구비하는 성막장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 반응실에 에칭가스를 공급하는 제3 가스공급부,
상기 제1 가스공급부로부터 상기 반응실에 상기 반응가스가 공급되어 있을 때의 상기 제2 가스공급부로부터의 가스의 유량보다, 상기 제3 가스공급부로부터 상기 반응실에 상기 에칭가스가 공급되어 있을 때의 상기 제2 가스공급부로부터의 가스의 유량이 적어지도록 제어하는 제어부를 구비하는 성막장치. - 반응실,
상기 반응실에 성막 처리를 위한 반응가스를 공급하는 제1 가스공급부,
상기 반응실에 배치되는 기판을 유지하는 기판유지부,
상기 기판유지부의 하방으로부터 상기 기판을 가열하는 가열부,
상기 기판유지부를 상부에서 지지하고, 내부에 상기 가열부를 배치하는 회전통,
상기 반응실의 하부에 배치되고 상기 회전통을 회전시키는 회전축,
상기 회전통을 포위하도록 배치되고 상기 가열부로부터의 열을 반사하는 반사부, 및
상기 반응가스가 공급되고 상기 회전통이 회전했을 때 상기 기판유지부상에 배치되는 상기 기판의 외측에서 상기 반응가스의 경계층이 두꺼워지도록 상기 회전통 및 상기 반사부 중 적어도 어느 하나를 승강하는 승강부를 구비하는 성막장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 회전통과 상기 반사부 사이로부터 상방으로 수소가스 또는 불활성 가스를 공급하는 제2 가스공급부를 구비하는 성막장치. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 반응실에 에칭가스를 공급하는 제3 가스공급부와,
상기 제1 가스공급부로부터 상기 반응실에 상기 반응가스가 공급되어 있을 때와, 상기 제3 가스공급부로부터 상기 반응실에 상기 에칭가스가 공급되어 있을 때에서, 상기 제2 가스공급부로부터의 가스의 유량을 변화시키는 제어부를 구비하는 성막장치. - 반응실 내에 설치된 회전통의 상부에 배치된 기판유지부에 기판을 배치하고,
상기 회전통의 내부에 배치된 가열부에 의해 상기 기판을 가열하며,
상기 회전통을 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키고,
상기 회전통을 포위하고 상기 기판 표면 및 상기 기판유지부보다 높은 위치에 상단이 설치된 반사부에 의해 상기 가열부로부터의 열을 반사시키고 또한 상기 기판의 외측에서 반응가스의 경계층이 두꺼워지도록 상기 기판 위에 상기 반응가스를 공급하여 상기 기판 위에 소정의 막을 형성하는 성막방법.
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