JPH11145066A

JPH11145066A - 気相薄膜成長装置及びそれを用いた気相薄膜成長方法

Info

Publication number: JPH11145066A
Application number: JP32386597A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ohashi; 忠大橋; Katsuhiro Chagi; 勝弘茶木; Tatsuo Fujii; 達男藤井; Katsuyuki Iwata; 勝行岩田; Taira Shin; 平辛; Shinichi Mitani; 慎一三谷; Yasuaki Honda; 恭章本多
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd; Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 1999-05-28
Anticipated expiration: 2017-11-10
Also published as: JP3731844B2

Abstract

(57)【要約】【課題】膜の全面にわたって電気特性等の物性の均一
なＣＶＤ膜、エピタキシャル膜等の積層膜を得ることの
できる改良された気相薄膜成長装置、及びそれを用いた
気相薄膜成長方法を提供する。【解決手段】前記反応炉には、ウエハホルダー５上面
より下方であって、かつ排気口７より上方に位置して、
排出ガスを整流する整流板１０Ａ、１０Ｂが設けられて
いる。炉内頂部供給口から整流板３を経由して反応ガス
をキャリアガスと共に流下させ、ウエハホルダー５上面
の座内に載置されたウエハ基体４を加熱下に、ホルダー
５と共に回転させながら、その表面に薄膜を気相成長さ
せると共に未反応ガスを含む排ガスを排出ガス整流板１
０Ａ、１０Ｂを経由して底部排気口７から排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気相薄膜成長装置
及びそれを用いた気相薄膜成長方法に関し、より詳細に
は、シリコンウエハ等の基板表面上にＣＶＤ薄膜成長や
エピタキシャル薄膜成長等により薄膜を形成するための
改良された気相薄膜成長装置及びそれを用いた気相薄膜
成長方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、枚葉式ウエハ処理装置はバッチ式
装置に比べ多くの独特な特性を有しているため、半導体
産業分野においてその使用が広がっている。例えば、大
口径化ウエハの処理に際しては、面内特性の均一な膜の
形成のために、高速回転枚葉式気相薄膜成長装置が不可
欠な存在となりつつある。

【０００３】この気相薄膜成長装置は、例えば図６に示
すように、反応炉１の上部に、炉内に原料ガスやキャリ
アガスを供給する通常複数のガス導入管２と、ガスの流
れを整える複数の孔を形成した整流板３が配置され、そ
の下方に、ウエハ基体４を載置する基体ホルダー５と、
該基体ホルダー５を回転させるための回転軸６と、前記
ウエハ基体を加熱する加熱用ヒータ９とが配設され、反
応炉１の下部（通常底部近傍）に、前記回転軸６を回転
させるモータＭと、反応炉内の未反応ガスを含む排ガス
を排出する通常複数の排気口７と、排気口７に接続され
た排気管８とから構成されている。このような装置を使
用して例えばウエハ基体上に薄膜を気相成長させるに
は、まずガス導入管２を介して、反応ガス、キャリアガ
ス等を供給し、該ガスの運動量や圧力分布を均一化し、
更に整流板３に形成した孔を通して均一な流速を有する
ガス流を基体４上に供給し、基体４上に薄膜を気相成長
させる。

【０００４】この高速回転枚葉式気相薄膜成長装置を使
って、膜の全面にわたって電気特性等の物性の均一なＣ
ＶＤ膜、エピタキシャル膜等の積層膜を得るには、炉の
チャンバー内のガス流動を均一化させることが非常に重
要である。しかしながら、チャンバー内の有効部のガス
流動を完全に均一化させることは非常に難しく、特に、
大口径ウエハの取扱が可能な大容量炉の炉内ガス流動状
態の完全な把握、及びその制御は現在においてもなお充
分には達成されていない。通常、ガスはチャンバー内で
その上部から噴出流下し、最終的にはその底部から排ガ
スとして排出される。チャンバー上部からの噴出ガス
は、ウエハ基体に向かって流下しながら旋回状態で回転
するウエハ基体の表面近傍に達し、該ウエハ基体表面上
で、その外周方向に向きを変えて流れていく。

【０００５】この外周方向へのガス流は、高速回転する
ウエハ基体の表面上を通過し、ウエハ基体を載置してい
るホルダーの上面の外周縁を越えてその延長上にあるチ
ャンバー側壁面にぶつかり、方向を変えて、望ましくは
そのままチャンバー側壁面とウエハ基体ホルダー側面と
の間の空間域を底部の排気口に向けて流下する。しかし
ながら、実際には、該チャンバー側壁面にぶつかったガ
ス流は、往々にして上部方向に向けて逆流し、上方から
流下するガス流と衝突して渦を形成したり、好ましくな
い乱気流を発現させたりする。この渦等のガス乱気流が
形成されると、膜の正常な成長を阻害するだけでなく、
場合によっては、該雰囲気中で気相化学反応を起こしパ
ーティクルを生成させたりすることもある。

【０００６】このような不都合を回避するための対策と
して、ガス流量を増大させたり、排気部でのガス圧を減
少させる等の方法が提案されている（例えば、特開平５
−７４７１９号公報、特開平５−９０１６７号公報、特
開平６−２１６０４号公報、特開平７−５０２６０号公
報等）。しかしながら前者のようなガス流動の制御方法
では、膜形成に必要な原料ガスの消耗が非常に大きくな
り、ガスの消費量増大によるコスト増や、ガス処理装置
及び付帯装置等の大型化によるコスト増等を招来し、実
用上問題がある。また、炉内圧を減少させる方法では、
低圧部でのガス圧制御が困難であるという難点がある。
更に、特開平７−５０２６０号公報には、原料ガスやキ
ャリアガスの反応炉内への導入方法を所定にすることに
より、ガス運動量やガス圧を均一にして均一な流速で原
料ガス等をウエハ基体上に供給し、膜厚の均一化を図る
提案もなされている。

【０００７】しかしながら、本発明者等が知る限りにお
いて、上記各種提案のいずれも未だ上述した炉チャンバ
ー内の有効部のガス流動を完全に均一化させるという目
的を達成するには不十分である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上述し
た問題点を解決するため、その原因について鋭意探査し
た結果、上記した従来の気相薄膜成長装置においては、
ウエハ基体ホルダー回転体側面から排気口へのガス流が
特に周方向において均一化せず、ガス気流に乱れを生
じ、これが結果的にウエハ基体が載置されているホルダ
ー面上の気流に迄影響を及ぼし、最終的にはウエハ基体
面上の薄膜の均一成長を阻害するに至ることを突き止め
た。また、上記ホルダー回転体側面から排気口へのガス
気流の乱れは、炉の底部に設けられた排気口からガスが
流出する際、排気口近傍とそれから若干離れた位置とで
はガス気流の流速、気流の流線方向が異なる等流れの態
様を異にし、しかも、排気口近傍ではガスの流路径が急
激に狭められることにより気流に乱れが生じ、これらの
現象が相互作用してその上方の気流に影響を及ぼすため
生ずることも判明した。

【０００９】すなわち、図７、図８に示すように、該チ
ャンバー側壁面にぶつかったガス流は、必ずしも層流状
態で均一に流下せず、往々にしてチャンバー側壁面と円
筒型基体ホルダー５の側壁面の間に形成された空間域か
らその下方の排気口７が設けられているチャンバー底部
域にかけての帯域で、特に周方向にガス流の乱れが発生
する。このガス流の乱れが、その帯域の上部の気流に影
響を与え、上方から流下するガス流と衝突して渦を形成
したりして、好ましくない乱気流を発現させ、ウエハ基
体表面上部のガス気流に迄影響を与えてこれを乱し、結
果的に均質な薄膜の成長を阻害するという不都合が生じ
ていることが判明した。特に、図８に示すように、チャ
ンバー底板部と排気口７との位置関係等に起因して生じ
るこの帯域のガス流の周方向における気流の乱れがウエ
ハ基体のホルダー５上面にまで影響を及ぼし、該ホルダ
ー面上のガス流が周方向に不均一となることが判明し
た。

【００１０】そこで、この不都合な現象の発現を防止す
るには、本願出願人らは、該ウエハ基体ホルダー回転体
側面から排気口に至るガス気流移動帯の適当な位置にガ
ス整流板を設置し、この帯域のガス流れを周方向に於い
て均一化させることによりガス流の乱れを可及的に抑制
できることを見出し、この知見に基き本発明を完成する
に至った。

【００１１】上記したことから明らかなように、本発明
の目的は、炉のチャンバー内の有効部のガス流動を全域
にわたり完全に均一化させることができ、その結果、膜
の全面にわたって電気特性等の物性の均一なＣＶＤ膜、
エピタキシャル膜等の積層膜を得ることのできる改良さ
れた気相薄膜成長装置を提供することにある。また、本
発明の他の目的は、上記気相薄膜成長装置を用いた気相
薄膜成長方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明にかかる気相薄膜成長装置は、頂部に
配置された反応ガス供給口と、底部あるいは底部近傍に
配置された排気口と、その内部上部の供給口下部に配置
され、反応ガスを整流する整流板と、その下方に配置さ
れ、ウエハ基体をその上面に載置すると共に、その上面
周縁から下方に延びる側壁面とを有し、かつ回転軸を中
心に回転可能に形成されたウエハホルダーと、前記ウエ
ハホルダー上のウエハ基体を加熱する加熱用ヒーターと
を備え、供給口より内部に反応ガスを供給し、ウエハ基
体をホルダーと共に回転させながら、加熱下に、その表
面に薄膜を気相成長させ、未反応ガスを含む排ガスを排
気口から排出する反応炉からなる気相薄膜成長装置にお
いて、前記反応炉には、ウエハホルダー上面より下方で
あって、かつ排気口より上方に位置して、排出ガスを整
流する整流板が設けられていることを特徴とする。

【００１３】ここで、前記整流板には、盤面周方向に所
定の間隔をもって均等に配列された複数の貫通開口を有
しているのが望ましく、また前記整流板には、盤面周方
向及び径方向に所定の間隔をもって均等に配列された複
数の貫通開口を有しているのが好ましい。また、前記整
流板は、所定の間隔を置いて２枚配置されているのが好
ましく、また、前記所定の間隔を置いて２枚配置された
整流板の内、第１整流板はウエハホルダー上面から延び
る側壁上部に、第２整流板は側壁下端部近傍にそれぞれ
配設されているのが望ましい。

【００１４】上記目的を達成するためになされた本発明
にかかる気相薄膜成長方法は、前記気相薄膜形成装置を
用いて、炉内頂部供給口からの反応ガスを整流する整流
板を経由して反応ガスをキャリアガスと共に流下させ、
ウエハ基体ホルダー上面の座内に載置されたウエハ基体
を加熱下に、ホルダーと共に回転させながら、その表面
に薄膜を気相成長させると共に未反応ガスを含む排ガス
を整流する整流板を経由して底部排気口から排出するこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明は、炉内下部を流下する排ガス流
が、通常炉底部乃至底部近傍に設けられているガス排気
口より排出される際に、排気口に近い所とより遠い所と
ではガスの移動速度、流動方向が異なるために、特に周
方向におけるガス流の均一性が損なわれること、及び、
該排気口近傍ではガスの流路径が急激に狭められること
により渦等の気流の乱れが生ずること、及びこれらの現
象が相互に作用しあってその上方のガス気流、即ち、炉
チャンバーの側壁面とウエハ基体ホルダー側面との間の
空間帯域を流下するガス気流に影響を及ぼし、特に周方
向に気流乱れを生じさせること、そしてこの帯域のガス
流の乱れが、更にウエハ基体基体面上のガス流の乱れを
誘発し、結果的に、ウエハ基体上に形成される薄膜の均
質な成長を阻害すること、等の事実関係を、研究実験の
結果知得したことに基きなされたものである。そして、
この不都合な連鎖現象を断ち切り、面内物性の均一な良
質薄膜を得るために、該気流帯域の所定位置に、貫通孔
が周方向に均一に配置された整流板を設置し、これによ
りホルダー回転体側面から排気口へのガス気流の乱れが
それより上部に伝播しないようにしたものである。

【００１６】本発明は、構成的に比較的簡単であるにも
関わらず、後記実施例を参照することにより明らかなよ
うに、極めて顕著な炉内ガス流均一化効果、及び結果と
してのウエハ基体積層薄膜の面内物性均一化効果を奏す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図１乃至図４に基
づいて、より具体的に説明する。なお、図１は、該帯域
に整流板を設けた本発明にかかる気相薄膜成長装置の反
応炉の概略を示す図であり、図２は本発明の気相薄膜成
長装置のガス気流の流下状態を模式的に示した斜視図で
あり、図３は、図２の装置のガス気流の流下状態を上方
から見た模式図（炉内上部）であり、図４は、図２の装
置のガス気流の流下状態を上方から見た模式図（炉内底
部）である。

【００１８】この図においては、整流板１０は、ホルダ
ー５円筒側面の上端部のすぐ下に位置する１枚（１０
Ａ）と、該側面下端部近傍に位置するもう１枚（１０
Ｂ）の計２枚の整流板が設けられている。この整流板１
０の作用により、そのガス流の流れ状態を模式的に示し
た図２，図３（上部整流板設置部），図４（底部）から
容易に理解できるように、底部近傍で生じるガス流の乱
れは上部第１整流板１０Ａの上部側には及ばず、従っ
て、ホルダー５上のガス流が周方向に均一となる。本発
明で用いる、排気ガス整流板１０は、必ずしも図１に示
したように２枚設けなくても良く、１枚であっても、又
３枚以上設けても良い。

【００１９】しかしながら、あまり多数枚設けること
は、ガス流の圧損が増す等の不利益もあり、通常１乃至
２枚設けるのが好ましい。該排気ガス整流板１０は、ウ
エハ基体ホルダー５上面より下方で、かつ排気口４より
上方のガス流下帯域に設置される。設置される整流板が
１枚の場合は、ホルダー５円筒側面の上端部付近に設置
されることが好ましく、２枚の場合には、図１に示した
ようにホルダー５円筒側面の上端部のすぐ下に１枚と、
該側面下端部近傍からガス排出口７の上部の間に位置し
てもう１枚が設けられることが好ましい。本発明の整流
板１０には、図１、２に示されているように、盤面周方
向及び径方向に所定の間隔をもって、均等に配列された
複数の貫通開口１０ａ、１０ｂが設けられている。

【００２０】該貫通開口１０ａ、１０ｂは、流下するガ
ス流に周方向の乱れが生じないように、整流板１０Ａ、
１０Ｂの外周縁近傍から中心部にかけて同心円状に少な
くとも１列、盤面周方向に所定の間隔をもって均等に配
列され、同一列内では、各開口はほぼ同一の有効開口径
を有するほぼ同一な形状に形成される。また、該貫通開
口１０ａ、１０ｂは、それぞれ同心円状に複数列形成し
てもよく、貫通開口１０ａ、１０ｂは盤面周方向のみな
らず、盤面径周方向においても所定の間隔をもって均等
に配列されるのが良い。また、各列の開口１０ａ、１０
ｂの配置は盤面の半径方向に引いた放射状線の線上に列
の各開口１０ａ、１０ｂがそろうように配列して良く、
又、千鳥状配置であっても良い。更に、貫通開口１０
ａ、１０ｂの大きさは、装置その他の条件により適宜設
定されるが、通常有効径として３乃至１５ｍｍ、有効開
口率は、整流板１０Ａ、１０Ｂの表面積に対し３０乃至
８０％に設定される。貫通開口１０ａ、１０ｂの形状は
特に限定的でないが、一般にガス整流の見地から円形乃
至楕円形が好ましい。

【００２１】整流板１０を２枚設ける場合、第１の整流
板１０Ａと、第２の整流板１０Ｂは同一のものを用いて
も良いが、異なるものを用いても良く、この場合、上部
の第１整流板１０Ａには、より開口径の大きいものを、
下部の第２整流板１０Ｂにはより開口径の小さいものを
用いるのがガス流の乱れ抑制効果上からより好ましい。
具体的には、第１整流板１０Ａの貫通開口１０ａの開口
径は、３ｍｍ〜１５ｍｍ、第２整流板１０Ｂの貫通開口
１０ｂの開口径は、３ｍｍ〜１０ｍｍが適している。

【００２２】本発明の気相薄膜成長装置を構成する反応
炉には、上記排ガス整流板構成部分を除き、炉本体、ホ
ルダー、その他の部分に関して、それ自体公知の、所
謂、縦型反応炉形式の炉を用いることができる。例え
ば、炉本体として、従来例として説明した図６に示され
ているような炉の上部から下部迄の胴部有効径が同一の
ほぼ円筒状のものを用いても良く、あるいは、図５に示
したような炉の上部と下部とで有効直径が異なるタイプ
のものを使用しても良い。すなわち、図５に示した気相
薄膜成長装置の上部有効直径はＤ₁ であり、下部有効直
径は、Ｄ₁ より大きなＤ₃ である。このタイプの気相薄
膜成長装置は、炉の上部下端部にガス導入口２が新たに
設けられている点において、図６に示した気相薄膜成長
装置と異なる。なお、図５において、図６と同一あるい
は相当部材は、同一符号を付すこととし、その説明を省
略する。

【００２３】本発明のこの気相薄膜成長装置を用いてウ
エハ基体上に薄膜を気相成長により形成させるには、炉
内上部供給口から供給ガス整流板を経由して反応ガスを
キャリアガスと共に、０．０２乃至２．０ｍ／ｓｅｃ程
度の層流線速度で流下させ、整流板の下方に位置するウ
エハ基体ホルダーの凹状座内に載置されたウエハ基体
を、８００乃至１１５０℃の温度で、ホルダーと共に３
００乃至２０００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、
その表面に薄膜を気相成長させ、未反応ガスを含む排ガ
スを本発明の排ガス整流板を経由して底部排気口から排
出する。

【００２４】

【実施例】更に、本発明の理解を容易ならしめるため、
以下の実施例に基づいて説明する。［実施例１］２枚の排ガス整流板を備えた図１に示す反
応炉を用い、反応ガス供給口から反応ガス及びキャリア
ガス（反応ガス；ＳｉＨ₄ 流量０．３ｌ／ｍｉｎ、キ
ャリアガス（Ｈ₂ ガス）流量３０ｌ／ｍｉｎ、及びド
−パントとしてＢ₂ Ｈ₆ （濃度０．１ｐｐｍ）含有Ｈ₂
ガス０．０１ｌ／ｍｉｎ）を供給し、気相成長温度１０
００℃、気相成長圧力４０ｔｏｒｒ、ホルダー回転数２
０００ｒｐｍの操作条件下にシリコンウエハ基体上に薄
膜を成長させた。ここで用いた第１の整流板は、開口径
１０ｍｍの貫通開口を径方向に２列、周方向に２０個、
総合計４０個形成されている。また用いた第２の整流板
は、開口径５ｍｍの貫通開口を径方向に３列、周方向に
３０個、総合計９０個形成されている。なお、第１、２
の整流板は、共に板厚３ｍｍ、貫通開口は円形に形成さ
れている。そして、この第１の整流板を第１の整流板上
面がホルダ−円筒側面の上端部から１０ｍｍ下になるよ
うに、また第２の整流板を第２の整流板下面がガス排出
口上面より、３０ｍｍ上になるように、それぞれ取り付
けた。そして、シリコンウエハ基体上に成長した薄膜の
膜厚均一性、抵抗均一性、ＬＰＤ（ウエハ基体表面レー
ザー散乱体）個数を測定した。ここで、薄膜の膜厚均一
性は、赤外干渉膜厚計により測定し、その最大厚さ（ma
x ）及び最小厚さ（min ）を求め、薄膜の膜厚均一性を
(max-min)/(max+min)×100 として算出し、表１に示し
た。また、抵抗均一性は、薄膜が形成されたウエハ基体
の抵抗値をＣ−Ｖ法を用いて測定し、その最大値（max
）及び最低値（min ）を求め、ド−パント取込みによ
る抵抗値の均一性を(max-min)/(max+min) ×100 として
算出し、表１に示した。更に、ＬＰＤ個数は、テンコー
ル社製サーフスキャン６２００を用いて、ウエハ基体１
枚の上に存在する０．１３５μｍ以上のＬＰＤの数を計
測した。以上得られた積層薄膜の評価結果を表１に示
す。

【００２５】［実施例２］実施例１において、下部排ガ
ス整流板（第２整流板）を設置せず、１枚の排ガス整流
板から成る反応炉を用いた以外は、実施例１と同様にし
て積層薄膜を得た。この整流板を整流板下面がガス排出
口上面より、３０ｍｍ上になるように取り付けた。そし
て、シリコンウエハ基体上に成長した薄膜の膜厚均一
性、抵抗均一性、ＬＰＤ個数を測定した。得られた積層
薄膜の評価結果を表１に示す。

【００２６】［実施例３］炉の上部と下部で内壁ライナ
ー径が異る図５に示す構造の反応炉（排ガス整流板２枚
設置）を用い、実施例１と同一反応条件下で、薄膜成長
反応を実施した。なお、ここで用いた反応炉は、ライナ
ー（内壁）上部直径Ｄ₁ とホルダー回転体直径Ｄ₂ との
比（Ｄ₁ ／Ｄ₂ ）が１．０であり、ライナー（内壁）下
部直径Ｄ₃ とライナー（内壁）上部直径Ｄ₁ との比（Ｄ
₃ ／Ｄ₁ ）が１．２５であり、ライナー（内壁）下部直
径Ｄ₃ とホルダー回転体直径Ｄ₂ との比（Ｄ₃ ／Ｄ₂ ）
が１．２５でり、ホルダ−５の上部と、直径Ｄ₁ のライ
ナー上部の下端との距離Ｈが５０ｍｍである。この第１
の整流板を第１の整流板上面がホルダ−円筒側面の上端
部から１０ｍｍ下になるように、また第２の整流板を第
２の整流板下面がガス排出口上面より、３０ｍｍ上にな
るように、それぞれ取り付けた。そして、シリコンウエ
ハ基体上に成長した薄膜の膜厚均一性、抵抗均一性、Ｌ
ＰＤ個数を測定した。得られた積層薄膜の評価結果を表
１に示す。

【００２７】［実施例４］実施例３において、下部排ガ
ス整流板（第２整流板）を設置しなかった以外は実施例
３と同様にして積層薄膜を得た。そして、シリコンウエ
ハ基体上に成長した薄膜の膜厚均一性、抵抗均一性、Ｌ
ＰＤ個数を測定した。得られた積層薄膜の評価結果を表
１に示す。

【００２８】［比較例１］本発明の排ガス整流板を設け
ることなく、図６に示すような従来型の反応炉を用い、
実施例１と同様の条件で薄膜成長反応を実施した。そし
て、シリコンウエハ基体上に成長した薄膜の膜厚均一
性、抵抗均一性、ＬＰＤ個数を測定した。得られた積層
薄膜の評価結果を表１に示す。

【００２９】［比較例２］比較例１において、気相成長
圧力を３０ｔｏｒｒ、反応ガス（ＳｉＨ₄ ）流量を２．
０ｌ／ｍｉｎ、Ｈ₂ ガス流量を２００ｌ／ｍｉｎ、Ｂ₂
Ｈ₆ （濃度０．１ｐｐｍ）含有Ｈ₂ ガス流量０．０７ｌ
／ｍｉｎとした以外は比較例１と同様の条件で薄膜成長
反応を実施した。そして、シリコンウエハ基体上に成長
した薄膜の膜厚均一性、抵抗均一性、ＬＰＤ個数を測定
した。得られた積層薄膜の評価結果を表１に示す。

【００３０】［比較例３］排ガス整流板が設置されてい
ない以外は実施例３で用いた反応炉と同じ構造の反応炉
を用いて実施例３と同様の条件で薄膜成長反応を実施し
た。そして、シリコンウエハ基体上に成長した薄膜の膜
厚均一性、抵抗均一性、ＬＰＤ個数を測定した。得られ
た積層薄膜の評価結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】上記結果から明らかなように、排出ガス整
流板を配設した実施例１〜４が、比較例１〜３に例に比
べて、ウエハ基体上に成長した薄膜の膜厚均一性、抵抗
均一性に優れ、またＬＰＤ個数が少ないことが認められ
た。また、実施例１、２あるいは実施例３、４を比べる
と、排出ガス整流板を２枚配設する方が、薄膜の膜厚均
一性、抵抗均一性に優れ、またＬＰＤ個数が少ないこと
が認められた。更に、実施例１、３あるいは実施例２、
４とを比べると、図６に示した気相薄膜成長装置より、
図５に示した様な炉の上部と下部とで有効直径が異なる
気相薄膜成長装置の方が、薄膜の膜厚均一性、抵抗均一
性に優れ、またＬＰＤ個数が少ないことが認められた。

【００３３】

【発明の効果】本発明の気相薄膜成長装置は、上述した
ように反応炉内の特定位置に均等に配列された貫通開口
を有する排出ガス整流板を配設した特定構成により、ウ
エハ基体ホルダー回転体側面から排気口へのガス流れが
円周方向において均一化され、結果的に、ウエハ基体が
載置されたホルダー上面のガス気流層が円周方向におい
て均一な層流となり、ウエハ基体に形成される薄膜の面
内均質化が達成出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかる気相薄膜成長装置の概
略斜視図である。

【図２】図２は、本発明の気相薄膜成長装置のガス気流
の流下状態を模式的に示した説明図（斜視図）である。

【図３】図３は図２の装置のガス気流の流下状態を上方
から見た模式図（炉内上部）である。

【図４】図４は、図２の装置のガス気流の流下状態を上
方から見た模式図（炉内底部）である。

【図５】図５は、炉本体の形状の他の一例を示す概略断
面図である。

【図６】図６は、従来の気相薄膜成長装置の概略断面図
である。

【図７】図７は、従来の気相薄膜成長装置のガス気流の
流下状態を模式的に示した説明図（斜視図）である。

【図８】図８は、図７の装置のガス気流の流下状態を上
方から見た模式図である。

【符号の説明】

１反応炉２ガス導入管３整流板４ウエハ基体５ウエハ基体ホルダー６回転軸７ガス排出口８排気管１０整流板

フロントページの続き (72)発明者藤井達男山口県徳山市大字徳山字江口開作8231−５徳山東芝セラミックス株式会社内 (72)発明者岩田勝行山口県徳山市大字徳山字江口開作8231−５徳山東芝セラミックス株式会社内 (72)発明者辛平神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者三谷慎一静岡県沼津市大岡2068−３東芝機械株式会社沼津事業所内 (72)発明者本多恭章静岡県沼津市大岡2068−３東芝機械株式会社沼津事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】頂部に配置された反応ガス供給口と、底
部あるいは底部近傍に配置された排気口と、その内部上
部の供給口下部に配置され、反応ガスを整流する整流板
と、その下方に配置され、ウエハ基体をその上面に載置
すると共に、その上面周縁から下方に延びる側壁面とを
有し、かつ回転軸を中心に回転可能に形成されたウエハ
ホルダーと、前記ウエハホルダー上のウエハ基体を加熱
する加熱用ヒーターとを備え、供給口より内部に反応ガ
スを供給し、ウエハ基体をウエハホルダーと共に回転さ
せながら、加熱下に、その表面に薄膜を気相成長させ、
未反応ガスを含む排ガスを排気口から排出する反応炉か
らなる気相薄膜成長装置において、前記反応炉には、ウエハホルダー上面より下方であっ
て、かつ排気口より上方に位置して、排出ガスを整流す
る整流板が設けられていることを特徴とする気相薄膜成
長装置。
【請求項２】前記整流板には、盤面周方向に所定の間
隔をもって均等に配列された複数の貫通開口を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載された気相薄膜成長装
置。
【請求項３】前記整流板には、盤面周方向及び径方向
に所定の間隔をもって均等に配列された複数の貫通開口
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記
載された気相薄膜成長装置。
【請求項４】前記整流板は、所定の間隔を置いて２枚
配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載された気相薄膜成長装置。
【請求項５】前記所定の間隔を置いて２枚配置された
整流板の内、第１整流板はウエハホルダー上面から延び
る側壁上部に、第２整流板は側壁下端部近傍にそれぞれ
配設されていることを特徴とする請求項４に記載された
気相薄膜成長装置。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
された気相薄膜形成装置を用いて、炉内頂部供給口から
の反応ガスを整流する整流板を経由して反応ガスをキャ
リアガスと共に流下させ、ウエハホルダー上面の座内に
載置されたウエハ基体を加熱下に、ウエハホルダーと共
に回転させながら、その表面に薄膜を気相成長させると
共に未反応ガスを含む排ガスを整流する整流板を経由し
て底部排気口から排出することを特徴とする気相薄膜成
長方法。