JPH07169696A - 化学気相成長方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積回路上に形成された狭くて深いトレンチ
の側壁部及び底部を含めて平滑で均一な薄膜の形成が可
能な化学気相成長方法及びその装置を得る。 【構成】 ウエハステージ２に装着された被加工物をガ
スヘッド１５に対向させつつ平面移動させる回転装置２
１と、被加工物とガスヘッド１５とが相互に揺動するよ
うにウエハステージ２またはガスヘッド１５を揺動する
揺動装置３１とを備えた。また被加工物とガスヘッド１
５との間隔を変化させるガスヘッド高さ調整部を付加し
た。 【効果】 被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが
到達し易くなり、側壁部及び底部も含めて平滑で均一な
加工を行なうことができる。また加工条件の設定が容易
になり加工能率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体プロセスにおい
て、成膜材料を気化させて半導体ウエハに、例えば絶縁
膜などの薄膜を形成する化学気相成長方法とその方法に
用いる化学気相成長装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の化学気相成長装置（以下
ＣＶＤ装置という）の構造断面図である。ここでは一例
として、減圧ＣＶＤ装置を用いて説明する。図１１にお
いて、１は半導体ウエハ、２はウエハステージで、３は
クランプ爪、４はクランプ爪３を有する把持機構部、５
はヒーター、６は支持回転体で、支柱７を介してウエハ
ステージ５と一体的に結合されている。また支持回転体
６は大歯車８と一体的に結合されている。９は電動機、
１０は小歯車で、電動機９の軸に固定され、大歯車８と
噛み合っている。

【０００３】支持回転体６は軸受１１によって反応容器
１２に支持され、支持回転部６と反応容器１２との間に
摺動可能な真空シール１３により反応容器１２内部の反
応室１４の気圧が所定の気圧に保持できるようにされて
いる。１５はガスヘッド、１６及び１７は原料ガス供給
孔、１８は混合室で、供給された原料ガスが混合室１８
で混合される。１９はガスヘッド１５に多数設けられた
反応ガス導入孔である。２０は排気口である。

【０００４】次に動作について説明する。複数枚の半導
体ウエハ１がカセット（図示せず）に収納されてＣＶＤ
装置に搬送され、製造装置に配設されたハンドリングロ
ボット（図示せず）により、半導体ウエハ１がウエハス
テージ２に供給される。半導体ウエハ１はクランプ爪３
を有する把持機構部４によりウエハステージ２に装着さ
れる。この後反応容器１２は密封され、反応室１４は所
定の気圧に減圧される。ウエハステージ２に装着された
半導体ウエハ１はヒーター５により加熱され、半導体ウ
エハ１が装着されたウエハステージ２は支持回転体６及
び歯車装置を介して電動機９により回転駆動される。一
方原料ガス供給孔１６及び１７で供給された原料ガスが
混合室１８で混合され、反応ガスとしてガスヘッド１５
に多数設けられた反応ガス導入孔１９から反応室１４に
供給され、この反応ガスにより、半導体ウエハ１に所定
の薄膜が生成される。反応中、ウエハステージは回転を
継続し、生成される薄膜の膜厚さの均一化がはかられ
る。反応に関与した反応ガスは排気ガスとして、排気口
２０を介して反応室１４から外部に排出される。以上の
成膜工程が終了すると、原料ガスの供給配管系のバルブ
を閉じ、反応室への反応ガスの供給を停止する。その
後、製造装置に配設されたハンドリングロボットによ
り、半導体ウエア１が反応容器１２から取り出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年の超ＬＳＩの半導
体素子は、その微細化により集積回路上に描画されるパ
ターン線幅はますます狭くなる傾向にある。そして集積
回路上ではトレンチのような狭くて深い部分の加工が要
求される。従来のＣＶＤ装置は叙上のように構成されて
いるので、例えば成膜加工において、成膜中の半導体ウ
エハ１の成膜面は常に反応ガス導入孔１９に正対してい
る。このために成膜面はガスヘッド１５の反応ガス導入
孔１９の軸線を垂直に切る平面運動だけであり、従来の
ように回路幅に対して加工深さがそれほど深くないとき
には、ガスヘッド１５における反応ガス導入孔１９の平
面的な配置に基づく半導体ウエハ１の成膜面上での膜厚
みの不均一のみが問題となり、ガスヘッド１５と成膜面
を相対的に平面移動させることにより平準化して、底面
及び側面とも同様な厚みの膜形成を行なうことができ
た。

【０００６】しかしながら、狭くて深いトレンチのよう
な場合、単にガスヘッド１５における反応ガス導入孔１
９の平面的な配置に基づく半導体ウエハ１の成膜面上で
の膜厚みの不均一が問題になるのではなく、半導体ウエ
ハ１の成膜面上でトレンチ底面の薄膜は平滑で厚みも均
一になったとしても、トレンチの側壁部で膜厚が薄くな
り、側壁部及び底部も含めて平滑で均一な薄膜を形成す
ることが困難になるという問題点があった。また、ガス
ヘッドとウエハステージとの間隔が固定であるため多種
のプロセス条件に対応し難いという問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、集積回路上に形成された狭くて
深いトレンチの側壁部及び底部を含めて平滑で均一な薄
膜の形成が可能な化学気相成長方法及びその装置を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる化学気
相成長装置は、外部から密閉可能な反応室に配設され反
応ガスを反応室に供給する反応ガス導入手段と、反応室
に配設された排気手段と、反応室に配設され被加工物を
その被加工面が上記反応ガス導入手段に対向するように
装着するとともに被加工物を加熱する支持手段と、この
支持手段に装着された被加工物と上記反応ガス導入手段
とが対向しつつ相互に平面移動するように支持手段また
は反応ガス導入手段を駆動する第１の駆動手段と、支持
手段に装着された被加工物の被加工面と反応ガス導入手
段とが対向しつつ相互に揺動するように支持手段または
反応ガス導入手段を駆動する第２の駆動手段とを備えた
ものである。

【０００９】さらにまた、支持手段または反応ガス導入
手段を駆動する第１の駆動手段を、支持手段または反応
ガス導入手段を回転する回転装置としたものである。ま
た、反応室に減圧手段を更に備えたものである。

【００１０】また、外部から密閉可能な反応室に配設さ
れ複数の反応ガス導入孔から加圧された反応ガスを整流
して反応室に供給するガスヘッドと、反応室に配設さ
れ、減圧装置を備えた排気装置により排気される排気口
と、反応室に配設され、被加工物をその被加工面がガス
ヘッドに対向するように装着するとともに被加工物を加
熱するヒーターを有する支持台と、この支持台に装着さ
れた被加工物とガスヘッドとが対向しつつ相互に平面移
動することにより反応ガス導入孔の軸方向を切るように
支持台またはガスヘッドを回転する回転装置と、支持台
に装着された被加工物の被加工面と反応ガス導入孔とが
対向しつつ相互に揺動するように支持台またはガスヘッ
ドを揺動する揺動装置とを備えたものである。

【００１１】さらにまた、支持手段と反応ガス導入手段
との間隔または支持台とガスヘッドとの間隔を調整可能
なように平行移動機構を介して支持手段もしくは反応ガ
ス導入手段または支持台もしくはガスヘッドが配設され
たものである。またこの発明に係わる化学気相成長方法
としては、反応ガス導入手段と被加工物の支持手段とを
有する反応室に反応ガス導入手段と被加工面とが互いに
対向するように被加工物を装着する工程と、被加工物を
加熱する工程と、支持手段に装着された被加工物と反応
ガス導入手段とを対向させつつ相互に平面移動させる工
程と、支持手段に装着された被加工物の被加工面を反応
ガス導入手段に対向させつつ被加工面と反応ガス導入手
段とを相互に揺動させる工程とを備えたものである。

【００１２】また、平面移動させる工程を支持手段の回
転により平面移動させる工程としたものである。また、
ガスヘッドと被加工物を装着する支持台とを有する反応
室にガスヘッドと被加工物の被加工面とが互いに対向す
るように被加工物を装着する工程と、被加工物を加熱す
る工程と、支持台に装着された被加工物とガスヘッドと
を対向させつつ支持台またはガスヘッドを回転させるこ
とにより相互に平面移動させる工程と、支持台に装着さ
れた被加工物の被加工面をガスヘッドに対向させつつ被
加工面とガスヘッドとを相互に揺動させる工程とを備え
たものである。

【００１３】また、平面移動させる工程と揺動させる工
程とを同時に行なうものである。また、反応室を減圧す
る工程を更に備えたものである。また、被加工面と反応
ガス導入孔との距離を加工条件に合わせて調節する工程
を更に備えたものである。

【００１４】

【作用】上記のように構成された化学気相成長装置は被
加工物が反応ガス導入手段に対向しつつ平面移動させる
ように支持手段を駆動する第１の駆動手段と、被加工物
の被加工面と上記反応ガス導入手段とが対向しつつ相互
に揺動するように支持手段または反応ガス導入手段を駆
動する第２の駆動手段とを備えているから、反応ガス導
入手段にたいして被加工物の被加工面を傾斜することが
できるので、被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガス
が到達し易くなる。

【００１５】また支持手段を駆動する第１の駆動手段が
支持手段を回転する回転装置であるので、被加工物の連
続的な平面移動が容易に実現できる。また反応室に減圧
手段を備えたので減圧化学気相成長装置において被加工
面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到着し易くでき
る。また平行移動機構を介して支持手段もしくは反応ガ
ス導入手段または支持台もしくはガスヘッドを設けたの
で支持手段と反応ガス導入手段との間隔または支持台と
ガスヘッドとの間隔が調整可能となり加工条件の設定が
容易になる。

【００１６】さらに上記のように構成された化学気相成
長方法は、被加工物を上記反応ガス導入手段に対向させ
つつ平面移動させる工程と、被加工物の被加工面を反応
ガス導入手段に対向させつつ被加工面と反応ガス導入手
段とを相互に揺動させる工程とを備えているから、反応
ガス導入手段にたいして被加工物の被加工面が傾斜し、
被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到達し易く
なる。

【００１７】また平面移動させる工程を支持手段の回転
により平面移動させる工程としたので平面移動が連続的
になり、加工が均一となる。また平面移動させる工程と
揺動させる工程とを同時に行なわせたので、加工が連続
的に行なうことができ、加工がより均一となる。また被
加工面と反応ガス導入孔との距離を加工条件に合わせて
調節する工程を備えたから、最適な加工条件の設定及び
変更が短時間で行なうことができ、段取り時間を短縮で
きる加工能率が向上する。

【００１８】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例であるＣＶＤ装置
の一部破断構造断面図である。また、図２は揺動装置３
１を示す一部破断構造断面図である。ここでは一例とし
て、減圧ＣＶＤ装置を用いて説明する。

【００１９】図１及び図２において、１は半導体ウエ
ハ、２は半導体ウエハ１を保持する支持手段あるいは支
持台としてのウエハステージで、半導体ウエハ１はクラ
ンプ爪３を有する把持機構部４によりウエハステージ２
に装着される、把持機構部４は直線運動機構（図示せ
ず）により矢印Ａ方向に移動可能にされている。半導体
ウエハ１を装着するときにはクランプ爪３をウエハステ
ージ２から離間して半導体ウエハ１を挿入し、その後ク
ランプ爪３をウエハステージ２に接近させて半導体ウエ
ハ１を保持する。

【００２０】５は成膜時に半導体ウエハ１を加熱するた
めのヒーターである。２１は第１の駆動手段としての回
転装置で、この回転装置２１は支持回転体６と、その支
持回転体６の上端で一体的に結合され大歯車８と、この
大歯車８と噛み合う小歯車１０が一体的に結合された電
動機９とを備えている。電動機９により支持回転体６が
回転させられる。

【００２１】支持回転体６は軸受１１によって反応容器
１２に支持され、支持回転体６と反応容器１２との間に
配設された摺動可能な真空シール１３により反応容器１
２内部の反応室１４の気圧が低圧、例えば１〜３０Ｔｏ
ｒｒに保持できるようにされている。摺動可能な真空シ
ール１３としては保持圧力は大気圧程度であるので、例
えば磁性流体を使用した真空シールが適用できる。

【００２２】支持回転体６の内部に第２の駆動手段とし
ての揺動装置３１が配設されている。図２において、３
２は揺動装置３１の揺動駆動部、３３は揺動装置３１の
揺動被動部である。揺動駆動部３２は電動機３４と小歯
車３５とで構成される。図３は揺動被動部３３を示す平
面図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視の構造断面図
である。

【００２３】図３及び図４において、３６は小歯車３５
と噛み合う大歯車、３７は大歯車軸で、３８は歯車軸支
持台、３９は揺動台である。大歯車３６と歯車支持台３
８はそれぞれ大歯車軸３７とキーで固定されている。そ
して大歯車軸３７は軸受４０を介して支持回転体６と回
転自在に結合されている。また歯車軸支持台３８は揺動
台３９に一体的に固定され、揺動台３９は支柱４１を介
してウエハステージ２の背面に一体的に固定されてい
る。このようにウエハステージ２と一体的に結合された
揺動被動部３３は支持回転体６に揺動自在に支持されて
いる。揺動装置３１の揺動被動部３３は被加工面がガス
ヘッド１５の反応ガス導入孔１９と正対する位置が中立
位置として設定されている。

【００２４】図５はウエハステージ２およびヒーター５
を示す平面図である。また、図６は図５のＶＩ−ＶＩ矢
視の断面構造図である。図５及び図６において、ウエハ
ステージ２は半導体ウエハ１の主面より広い面積で、か
つ大きな外径を有する半導体ウエハ保持面４２を有し、
半導体ウエハ１保持状態において、半導体ウエハ保持面
４２と半導体ウエハ１との間に微小な隙間４３を設ける
ために半導体ウエハ１の外周より入り込んだ一定幅の環
状突部４４が半導体ウエハ保持面４２に設けられてい
る。環状突部４４には一定間隔で、切欠き４５を設け、
揺動台３８、連結管４６を介して外部に設けられた伝熱
ガス供給装置（図示せず）から流量制御装置（図示せ
ず）で正確に制御された所定の量の伝熱ガスが供給孔４
７を通じてウエハの背面に送られ、ウエハの周囲から放
射状に流出する。４８は把持機構部４のガイド孔で、ク
ランプ爪３が３本あるから３箇所設けられている。

【００２５】ウエハステージ２の背面には、ヒーター５
が配置されていて、ウエハステージ２の温度を均一化す
るため、中心側と外周側とで２分割されて配置されてい
る。図１において１５は反応ガス導入手段であるガスヘ
ッドで、ウエハステージ２に対向して配設され、この実
施例では反応容器１２に固定されている。また図７はガ
スヘッドの平面図である。ガスヘッド１５には多数の反
応ガス導入孔１９が開口されている。この反応ガス導入
孔１９で整流された反応ガスが、反応室１４のウエハス
テージ２に保持された半導体ウエハ１の被加工面に供給
される。

【００２６】このガスヘッド１５と原料ガス供給孔１６
及び１７との間に混合室１８が設けられ、ガスヘッド１
５が混合室１８と反応室１４とを区切っている。原料ガ
ス供給孔１６及び１７で供給された原料ガスは混合室１
８で混合され、反応ガスとしてガスヘッド１５から反応
室１４に供給される。２１は排気溝で、ウエハステージ
２の周囲斜め上方に一定距離をおいて環状に配設されて
おり、４箇所に設けられた排気手段である排気口２０と
接続されている。２２は排気溝２１の下側にその全周に
わたって設けられている逆流防止突起で、反応に関与し
た反応ガスが排気溝２１から排気口２０に送られる間
に、反応室１４のウエハステージ２の近傍に逆流するの
を防止する。

【００２７】排気口２０は反応ガスを吸着するフィルタ
ー（図示せず）を介して真空装置２３に接続されてお
り、反応容器１２を所定の圧力に減圧するとともに、反
応に関与した反応ガスは排気ガスとして、反応室１４か
ら外部に排出する。また２４は反応容器１２を冷却する
冷却管で外部から冷却水が供給される。

【００２８】次に動作について説明する。複数枚の半導
体ウエハ１がカセット（図示せず）に収納されてＣＶＤ
装置に搬送され、製造装置に配設されたハンドリングロ
ボット（図示せず）により、半導体ウエハ１がウエハス
テージ２に供給される。半導体ウエハ１はクランプ爪３
を有する把持機構部４が直線運動機構（図示せず）によ
り駆動されウエハステージ２に装着される。半導体ウエ
ハ１を装着するときには、クランプ爪３をウエハステー
ジ２から離間して半導体ウエハ１を挿入し、その後クラ
ンプ爪３をウエハステージ２に接近させて半導体ウエハ
１を保持する。この後反応容器１２は密封され、排気口
２０を介して接触された真空装置２３により反応室１４
は所定の気圧に減圧される。

【００２９】ウエハステージ２はヒーター５により加熱
され、ウエハステージ２に装着された半導体ウエハ１は
ウエハステージ２と、揺動台３８、連結管４６そして供
給孔４７を介して外部から供給された所定の伝熱ガスと
により均一に加熱される。また伝熱ガスは環状突部４４
により形成される半導体ウエハ１と半導体ウエハ保持面
４２との隙間に貯溜され、環状突部４４の切欠き４５か
らをウエハの周囲から放射状に流出し、半導体ウエハ保
持面４２及び半導体ウエハ１の裏面外周部に反応副生成
物が付着するのを防止する。

【００３０】半導体ウエハ１が装着されたウエハステー
ジ２は揺動装置３１を介して支持回転体６に結合されて
いて、支持回転体６とともに減速装置を構成する小歯車
１０と大歯車８を介して電動機９により３〜５ｒｐｍで
回転駆動される。揺動被動部３３が中立位置で停止して
いるとき、ウエハステージ２の回転は半導体ウエハ１の
被加工面がガスヘッド１５の反応ガス導入孔１９の軸線
を垂直に切る平面運動である。さらに、揺動装置３１の
揺動駆動部３２の電動機３３が正逆転され小歯車３４と
大歯車３５を介して、この平面運動に加えて揺動被動部
３３が大歯車軸３７回りに、支持回転体６に対して揺動
させられる。この揺動の速度は支持回転体６の回転速度
と同程度である。

【００３１】一方原料ガス供給孔１６及び１７からは、
例えばジクロールシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ ）とアンモニ
ア（ＮＨ₃ ）のような原料ガスが混合室１８に供給さ
れ、供給された原料ガスは混合室１８で混合され、流量
制御装置（図示せず）、例えばマスフローコントローラ
などにより正確に制御された所定の流量の反応ガスがガ
スヘッド１５から、反応室１４のウエハステージ２に装
着されて高温加熱され半導体ウエハ１の被加工面に供給
され、例えば上記の原料ガスの場合には、半導体ウエハ
１の被加工面にＳｉＮ₄ の薄膜が形成される。

【００３２】図７はＣＶＤ装置のガスヘッドの平面図で
ある。ガスヘッド１５には反応ガス導入孔１９が多数設
けられており、ガスヘッド１５から所定の間隔をおいて
ウエハステージ２に装着された半導体ウエハ１の成膜面
に供給されるが、このとき半導体ウエハ１の成膜面は、
回転装置２１によるガスヘッド１５の反応ガス導入孔１
９の軸線を垂直に切る平面運動に加えて、揺動装置３１
による半導体ウエハ１の成膜面が反応ガス導入孔１９の
軸線と傾斜するような揺動運動が加わる。このため、半
導体ウエハ１の成膜面がガスヘッド１５の反応ガス導入
孔１９の軸線を垂直に切る平面運動だけであれば、半導
体ウエハ１の成膜面とガスヘッド１５の平面的な配置と
で決定される反応条件の平準化、即ち例えば半導体ウエ
ハ１の成膜面上でトレンチの底面には反応ガスが均等に
当り、トレンチの底面の膜厚を均一するという作用のみ
であるが、それに加えて揺動運動が加わるので半導体ウ
エハ１の成膜面が反応ガス導入孔１９の軸線と傾斜する
状態が加わり、トレンチの側壁部が反応ガス導入孔１９
の軸線と傾斜角を有しながらも反応ガス導入孔１９から
真上に上昇してくる反応ガスに曝される機会が増加され
ることになる。

【００３３】従って単に成膜面全面にわたってトレンチ
の底面の膜厚を均一にするのみならず、トレンチの側壁
部も底面と同様に成膜され、側壁部及び底部も含めて共
に平滑で均一な膜厚を有する薄膜を形成することができ
る。反応に関与した反応ガスは排気ガスとして、排気溝
２１から排気口２０を介して真空装置２３により反応室
１４から外部に排出される。

【００３４】以上の成膜工程が終了すると、原料ガスの
供給配管系のバルブを閉じ、反応室１４への反応ガスの
供給を停止する。その後、製造装置に配設されたハンド
リングロボットにより、半導体ウエハ１が反応容器１２
から取り出される。上記の支持回転体６の回転運動と揺
動装置３１の揺動運動とは、時分割でおこなってもよい
が、同時に行なってもよい。同時に行なう方が加工が連
続的に行なうことができ、例えば成膜では、より均一な
薄膜が実現できる。また、この実施例では被加工面がガ
スヘッド１５の反応ガス導入孔１９の軸線を垂直に切る
平面運動は被加工面を装着しているウエハステージ２の
回転を使用したが、反応ガス導入孔１９の軸線と平行な
回転軸回りのガスヘッド１５の回転運動により行なって
もよい。

【００３５】実施例２．図８はこの発明の他の実施例で
あるＣＶＤ装置の一部破断構造断面図である。図８にお
いて、２１は第１の駆動手段としての回転装置である。
７０は第２の駆動手段としての揺動ガスヘッド部であ
る。先の実施例１では、ウエハステージは対向するガス
ヘッドに対して回転装置による平面運動と揺動装置によ
る揺動運動とを行なうようにしたが、この実施例２では
ウエハステージは対向するガスヘッドに対して平面運動
を行なう回転のみ行ない、揺動運動はガスヘッドで行な
うようにするものである。このような構成を採ることに
より、回転運動と揺動運動との駆動機構を別々にできる
ので、構成が簡単になる。

【００３６】以下の実施例の説明において実施例１の各
図と同一符号が同一部分または相当部分を示す。図９は
回転装置２１を構成する支持回転体６の断面構造図であ
る。図９において、６０は連結軸、６１は連結軸支持
台、６２は連結フランジである。ウエハステージ２はそ
の背面で支柱４１と連結フランジ６２とを介して連結軸
支持台６１と一体的に固定されている。連結軸支持台６
１と支持回転体６とは連結軸６０とそれぞれキー止めす
ることにより一体的に固定されている。従ってウエハス
テージ２は各部材を介して支持回転体６と一体的に結合
されており、電動機９により支持回転体６が回転させら
れるにより、ウエハステージ２も回転する。

【００３７】揺動ガスヘッド部７０において、７１はガ
スヘッド１５を揺動させるための揺動軸で軸受７２によ
り反応容器１２に支持されている。揺動軸７１の一端は
摺動可能な真空シール７３、たとえばメカニカルシール
や磁性流体を使用した真空シールを介して反応容器１２
の外部に延在し、減速装置７６を介して電動機７４に接
続されている。この電動機７４を正逆転することにより
ガスヘッド１５は揺動させられる。

【００３８】ガスヘッド１５は可撓性を有する筒状体例
えばベローズ７５を介して、反応容器１２に結合され、
ガスヘッド１５が揺動できるようにしながら、反応室１
４と混合室１８を分離している。このような構成を採用
しているので、ウエハステージ２に装着された半導体ウ
エハ１は、ウエハステージ２の回転により、平面運動を
行なうのみである。ガスヘッド１５は電動機７４の正逆
転により揺動させられる。ガスヘッド１５から供給され
る反応ガスは、ガスヘッド１５の揺動に連れて傾斜角を
もってウエハの被加工面に到達し、例えばトレンチ成膜
加工の場合では、トレンチの側壁部が反応ガス導入孔１
９の軸線と傾斜角を有しながらも反応ガス導入孔１９か
ら導入される反応ガスに曝される機会が増加されること
になる。従って実施例１と同様の効果を奏する。

【００３９】また、実施例２のように回転運動と揺動運
動との駆動機構を別々にする場合には、ウエハに当る反
応ガスの角度がウエハのある位置で同じにならないよう
に、回転運動と揺動運動の周期を選定して回転運動と揺
動運動とが同期しないようにすることが必要である。

【００４０】実施例３．図１０はこの発明の他の実施例
であるＣＶＤ装置の一部破断構造断面図である。この実
施例３では、ウエハステージは対向するガスヘッドに対
して平面運動を行なう回転運動と揺動運動とを行なうよ
うにした実施例１の場合に、ウエハステージとガスヘッ
ドの間隔を調整出来るように、例えばガスヘッド高さ調
整部８０を配設したものである。

【００４１】図１０において、８０はガスヘッド高さ調
整部である。ガスヘッド１５は複数のガスヘッド支え８
１で支持され、このガスヘッド支え８１を介して多数の
通気孔８２を有する通気フランジ８３と一体的に結合さ
れている。この通気フランジ８３は通気フランジ支え８
４を介して気密フランジ８５と一体的に結合され、この
気密フランジ８５は平行移動機構としての直線駆動機構
８６と接続された直動軸８７と一体的に結合されてい
る。この直動軸８７は直動軸受８８により反応容器１２
に支持されている。

【００４２】またガスヘッド１５と反応容器１２とはベ
ローズ８９で結合され、ガスヘッド１５が調整動作でき
るようにされるとともに混合室１８と反応室１４とを区
切っている。また気密フランジ８５は反応容器１２とは
ベローズ９０で結合され、反応容器１２の気密を保持し
ている。ガスヘッド高さ調整部８０をこのような構成と
したことにより、直線駆動機構８６を駆動することによ
り、ウエハステージとガスヘッドの間隔を調整出来るよ
うになり、また反応容器１２を密閉状態にしたまま加工
条件の設定および変更を短時間にかつ適切に行なうこと
ができる。この実施例ではウエハステージ２とガスヘッ
ド１５の間隔を調整するために、ガスヘッド高さ調整部
８０を配設してガスヘッドを移動させたが、ガスヘッド
を移動する替りに、ウエハステージ２に直線駆動機構を
配設してウエハステージ２とガスヘッド１５の間隔を調
整してもよい。

【００４３】ところで上記説明ではおもに減圧化学気相
成長装置及び減圧化学気相成長方法の場合について示し
たが、常圧化学気相成長装置及び常圧化学気相成長方法
など他の化学気相成長装置及び化学気相成長方法に用い
てもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のようにこの発明による化学気相成
長装置は、被加工物と反応ガス導入手段とが対向しつつ
相互に平面移動させるように支持手段または反応ガス導
入手段を駆動する第１の駆動手段と、被加工物の被加工
面と上記反応ガス導入手段とが対向しつつ相互に揺動す
るように支持手段または反応ガス導入手段を駆動する第
２の駆動手段とを備えているから、反応ガス導入手段に
たいして被加工物の被加工面を傾斜することができるの
で、被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到達し
易くなり、側壁部及び底部も含めて平滑で均一な加工を
行なうことができる。

【００４５】また支持手段または反応ガス導入手段を駆
動する第１の駆動手段が、支持手段または反応ガス導入
手段を回転する回転装置であるので、被加工物の連続的
な平面移動が容易に実現でき、簡単で効果的な装置を構
成できる。また反応室に減圧手段を備えたので減圧化学
気相成長装置において被加工面の深い凹凸の側壁部まで
反応ガスが到達し易くでき、側壁部及び底部も含めて平
滑で均一な加工を行なうことができる。また反応ガス導
入手段を複数の反応ガス導入孔を有するガスヘッドとし
たので反応ガスが整流され被加工物にあたるので加工が
均一化されるのを助長する。

【００４６】また平行移動機構を介して支持手段もしく
は反応ガス導入手段または支持台もしくはガスヘッドを
設けたので支持手段と反応ガス導入手段との間隔または
支持台とガスヘッドとの間隔が調整可能となり、また反
応容器１２を密閉状態にしたまま加工条件の設定および
変更が容易になり、被加工面の凹凸の側壁部及び底部も
含めて平滑で均一な加工を行なう段取り時間を短縮でき
加工能率が向上する。

【００４７】さらにこの発明による化学気相成長方法
は、被加工物と上記反応ガス導入手段とを対向させつつ
相互に平面移動させる工程と、被加工物の被加工面を反
応ガス導入手段に対向させつつ被加工面と反応ガス導入
手段とを相互に揺動させる工程とを備えているから、反
応ガス導入手段にたいして被加工物の被加工面が傾斜
し、被加工面の深い凹凸の側壁部まで反応ガスが到達し
易くなり、側壁部及び底部も含めて平滑で均一な加工を
行なうことができる。

【００４８】また平面移動させる工程を支持手段の回転
により平面移動させる工程としたので平面移動が連続的
になり、加工が均一となる。また反応ガス導入手段とし
てガスヘッドを用いたので、反応ガスの流れ方向の調整
が容易となる。また平面移動させる工程と揺動させる工
程とを同時に行なわせたので、加工が連続的に行なうこ
とができ、加工がより均一となる。また反応室を減圧す
る工程を備えたので加工がより均一となる。また被加工
面と反応ガス導入孔との距離を加工条件に合わせて調整
する工程を備えたから、最適な加工条件の設定及び変更
を短時間で行なうことができ、段取り時間を短縮でき加
工能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるＣＶＤ装置の一実施例の一部破
断構造断面図である。

【図２】この発明によるＣＶＤ装置の揺動装置の一部破
断構造断面図である。

【図３】この発明によるＣＶＤ装置の揺動被動部の平面
図である。

【図４】この発明によるＣＶＤ装置の揺動被動部を示す
図３のＩＶ−ＩＶ矢視の構造断面図である。

【図５】この発明によるＣＶＤ装置のウエハステージお
よびヒーターの平面図である。

【図６】この発明によるＣＶＤ装置のウエハステージお
よびヒーターを示す図５のＶＩ−ＶＩ矢視の構造断面図
である。

【図７】この発明によるＣＶＤ装置のガスヘッドの平面
図である。

【図８】この発明の他の実施例であるＣＶＤ装置の一部
破断構造断面図である。

【図９】この発明の他の実施例であるＣＶＤ装置の支持
回転体６の断面構造図である。

【図１０】この発明の他の実施例であるＣＶＤ装置の一
部破断構造断面図である。

【図１１】従来のＣＶＤ装置の構造断面図である。

【符号の説明】

２ ウエハステージ １４ 反応室 １５ ガスヘッド ２０ 排気口 ２１ 回転装置 ２３ 真空装置 ３１ 揺動装置 ７０ 揺動ガスヘッド部 ８０ ガスヘッド高さ調整部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から密閉可能な反応室に配設され、
   反応ガスを上記反応室に供給する反応ガス導入手段と、 上記反応室に配設された排気手段と、 上記反応室に配設され、被加工物をその被加工面が上記
   反応ガス導入手段に対向するように装着するとともに被
   加工物を加熱する支持手段と、 この支持手段に装着された上記被加工物と上記反応ガス
   導入手段とが対向しつつ相互に平面移動するように、上
   記支持手段または上記反応ガス導入手段を駆動する第１
   の駆動手段と、 上記支持手段に装着された上記被加工物の被加工面と上
   記反応ガス導入手段とが対向しつつ相互に揺動するよう
   に、上記支持手段または上記反応ガス導入手段を駆動す
   る第２の駆動手段と、を備えた化学気相成長装置。
2. 【請求項２】 上記支持手段または上記反応ガス導入手
   段を駆動する第１の駆動手段が、上記支持手段または上
   記反応ガス導入手段を回転する回転装置であることを特
   徴とする請求項１記載の化学気相成長装置。
3. 【請求項３】 上記反応室に減圧手段を更に備えた請求
   項１または請求項２記載の化学気相成長装置。
4. 【請求項４】 外部から密閉可能な反応室に配設され、
   複数の反応ガス導入孔から加圧された反応ガスを整流し
   て上記反応室に供給するガスヘッドと、 上記反応室に配設され、減圧装置を備えた排気装置によ
   り排気される排気口と、 上記反応室に配設され、被加工物をその被加工面が上記
   ガスヘッドに対向するように装着するとともに被加工物
   を加熱するヒーターを有する支持台と、 この支持台に装着された上記被加工物と上記ガスヘッド
   とが対向しつつ相互に平面移動することにより上記反応
   ガス導入孔の軸方向を相互に切るように、上記支持台ま
   たは上記ガスヘッドを回転する回転装置と、 上記支持台に装着された上記被加工物の被加工面と上記
   反応ガス導入孔とが対向しつつ相互に揺動するように、
   上記支持台または上記ガスヘッドを揺動する揺動装置
   と、を備えた化学気相成長装置。
5. 【請求項５】 上記支持手段と上記反応ガス導入手段と
   の間隔または上記支持台と上記ガスヘッドとの間隔を調
   整可能なように平行移動機構を介して上記支持手段もし
   くは上記反応ガス導入手段または上記支持台もしくは上
   記ガスヘッドが配設されたことを特徴とする請求項１〜
   請求項４のいずれかに記載の化学気相成長装置。
6. 【請求項６】 反応ガス導入手段と被加工物の支持手段
   とを有する反応室に上記反応ガス導入手段と被加工面と
   が互いに対向するように被加工物を装着する工程と、 上記被加工物を加熱する工程と、 上記支持手段に装着された被加工物と上記反応ガス導入
   手段とを対向させつつ相互に平面移動させる工程と、 上記支持手段に装着された被加工物の被加工面を上記反
   応ガス導入手段に対向させつつ被加工面と上記反応ガス
   導入手段とを相互に揺動させる工程と、を備えた化学気
   相成長方法。
7. 【請求項７】 上記平面移動させる工程が上記支持手段
   の回転により平面移動させる工程であることを特徴とし
   た請求項６記載の化学気相成長方法。
8. 【請求項８】 ガスヘッドと被加工物を装着する支持台
   とを有する反応室に上記ガスヘッドと被加工物の被加工
   面とが互いに対向するように被加工物を装着する工程
   と、 上記被加工物を加熱する工程と、 上記支持台に装着された被加工物と上記ガスヘッドとを
   対向させつつ上記支持台またはガスヘッドを回転させる
   ことにより相互に平面移動させる工程と、 上記支持台に装着された被加工物の被加工面を上記ガス
   ヘッドに対向させつつ上記被加工面と上記ガスヘッドと
   を相互に揺動させる工程と、を備えた化学気相成長方
   法。
9. 【請求項９】 上記平面移動させる工程と揺動させる工
   程とを同時に行なわせることを特徴とした請求項６〜請
   求項８のいずれかに記載の化学気相成長方法。
10. 【請求項１０】 反応室を減圧する工程を更に備えた請
    求項６〜請求項９のいずれかに記載の化学気相成長方
    法。
11. 【請求項１１】 上記被加工面と反応ガス導入孔との距
    離を加工条件に合わせて調節する工程を更に備えた請求
    項６〜請求項１０のいずれかに記載の化学気相成長方
    法。