(57)【要約】【課題】整流板の温度上昇を十分に抑制することのできる成膜装置および成膜方法を提供する。【解決手段】シリコンウェハ１０１に対して反応ガスが流れる方向の上流側には、整流板１０４が設けられている。整流板１０４は、第１の貫通孔１０４ａと、第１の貫通孔１０４ａと交差しない位置に設けられた第２の貫通孔１０４ｂとを有する。反応ガスは、第１の貫通孔１０４ａを通ってシリコンウェハ１０１の方に流下する。また、第２の貫通孔１０４ｂは冷却ガスが通過する。【選択図】図１
2010028056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に整流板を設け、
前記整流板の内部を冷却ガスが通過する構造としたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記整流板は、前記反応ガスが流れる方向の上流側から下流側に向かって設けられた第１の貫通孔と、
前記第１の貫通孔と交差しない位置に設けられた第２の貫通孔とを備えており、
前記第１の貫通孔を通って前記反応ガスが前記基板の方に流下し、前記第２の貫通孔を前記冷却ガスが通過することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に、所定の間隔をおいて配設された２枚の平板と、前記２枚の平板にそれぞれ設けられた貫通孔を接続する接続管とを備えた整流板を設け、
前記接続管の内部を通って前記反応ガスが前記基板の方に流下し、前記２枚の平板の間を冷却ガスが通過する構造としたことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に、複数の貫通孔が設けられた第１の部分と、前記第１の部分の周囲に沿って設けられた中空の第２の部分とを備えた整流板を設け、
前記貫通孔を通って前記反応ガスが前記基板の方に流下し、前記第２の部分を冷却ガスが通過する構造としたことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜方法において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に整流板を設け、前記整流板の内部に冷却ガスを流しながら、前記整流板に設けた貫通孔を通じて前記反応ガスを前記基板の方に流下させることを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ上にシリコンなどの単結晶膜を成長させたエピタキシャルウェハの製造には、枚葉式の成膜装置が使用されることが多い。
【０００３】
一般的な枚葉式の成膜装置は、石英チャンバ、ガス供給手段およびウェハ加熱手段等を備えている。石英チャンバ内には、ウェハを保持するサセプタが設けられており、サセプタはモータにより回転可能となっている。このような成膜装置では、ウェハは、サセプタ上に載置された状態で回転しながら、サセプタの下方および上方に設けられたウェハ加熱手段によって加熱される。そして、ガス供給手段を通じて反応ガスが供給されることで、ウェハ上にエピタキシャル膜が形成される。
【０００４】
ウェハの全面に渡って電気的特性等が均一なエピタキシャル膜を形成するには、石英チャンバ内でのガスの流動を均一にすることが必要となる。このため、石英チャンバの上部に、石英からなる整流板を設け、ガス供給手段によって供給された反応ガスがウェハ上に均一に供給されるようにしている。
【０００５】
ところで、厚いエピタキシャル膜を形成する場合、処理時間が長くなることによって輻射熱で整流板の温度が上昇し、整流板の表面に膜が形成されるという問題があった。この膜が剥がれ落ちると、異物となって、エピタキシャルウェハの製造歩留まりを低下させる。また、ウェハの温度を、石英チャンバの上方に設置した放射温度計によって測定する場合には、整流板の表面に形成された膜によって測定が阻害される。
【０００６】
特許文献１には、整流板を冷却する冷却装置が設けられた成膜装置が開示されている。この冷却装置は、円板状の基部と、この基部の上面に起立した多数の冷却用フィンとによって構成されている。そして、基部の表面を冷却用フィンに沿って冷却ガスが流れることで、これらが冷却されるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、整流板を構成する部材の上に冷却装置が設けられており、冷却装置が冷却されることによって、隣接する整流板が冷却される構造となっている。つまり、整流板は片側から間接的に冷却されるので、整流板全体が冷却されるのには時間がかかるという問題があった。このため、整流板の温度上昇が著しい場合には、整流板が十分に冷却されず、膜の形成を抑制できないおそれがあった。
【０００９】
例えば、ウェハ表面での反応効率を上げるため、ウェハから整流板までの距離を短くして成膜する場合、整流板の温度上昇はウェハに対向する側で大きくなる。しかし、特許文献１では、冷却装置を整流板のウェハに対向する側とは反対側に取り付けているので、整流板の温度上昇を十分に抑制できないおそれがある。一方、冷却装置を整流板のウェハに対向する側に取り付けた場合であっても、ウェハ加熱手段をチャンバの上部に設けた系では同様の問題が生じる。すなわち、この系では、ウェハ加熱手段とウェハの間に整流板が配置されるので、整流板の温度上昇はウェハに対向する側とは反対側で大きくなる。したがって、上記と同様に、整流板の温度上昇を十分に抑制できないおそれが生じる。
【００１０】
また、特許文献１では、冷却装置はアルミニウムで構成されるとある。このため、ウェハの温度を、石英チャンバの上方に設置した放射温度計によって測定する場合には、測定の支障とならないよう冷却装置の配置を工夫する必要があった。
【００１１】
さらに、特許文献１では、冷却ガスが基部の表面を冷却用フィンに沿って流れる構造としている。このため、冷却装置の構造が複雑になるという問題もあった。
【００１２】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ウェハの温度測定が容易で、整流板の温度上昇を十分に抑制することのできる成膜装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の目的は、簡単な構造で整流板の温度上昇を抑制することのできる成膜装置を提供することにある。
【００１４】
さらに、本発明の目的は、整流板の温度上昇を十分に抑制することのできる成膜方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様は、成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に整流板を設け、
前記整流板の内部を冷却ガスが通過する構造としたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第１の態様において、前記整流板は、前記反応ガスが流れる方向の上流側から下流側に向かって設けられた第１の貫通孔と、
前記第１の貫通孔と交差しない位置に設けられた第２の貫通孔とを備えることができる。この場合、前記第１の貫通孔を通って前記反応ガスが前記基板の方に流下し、前記第２の貫通孔を前記冷却ガスが通過する。
【００１８】
本発明の第２の態様は、成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に、所定の間隔をおいて配設された２枚の平板と、前記２枚の平板にそれぞれ設けられた貫通孔を接続する接続管とを備えた整流板を設け、
前記接続管の内部を通って前記反応ガスが前記基板の方に流下し、前記２枚の平板の間を冷却ガスが通過する構造としたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第３の態様は、成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜装置において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に、複数の貫通孔が設けられた第１の部分と、前記第１の部分の周囲に沿って設けられた中空の第２の部分とを備えた整流板を設け、
前記貫通孔を通って前記反応ガスが前記基板の方に流下し、前記第２の部分を冷却ガスが通過する構造としたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第４の態様は、成膜室内に反応ガスを供給し、前記成膜室内に載置される基板を加熱して前記基板の表面に膜を形成する成膜方法において、
前記基板に対して前記反応ガスが流れる方向の上流側に整流板を設け、前記整流板の内部に冷却ガスを流しながら、前記整流板に設けた貫通孔を通じて前記反応ガスを前記基板の方に流下させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の態様によれば、ウェハの温度測定が容易で、整流板の温度上昇を十分に抑制することのできる成膜装置が提供される。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、ウェハの温度測定が容易で、整流板の温度上昇を十分に抑制することのできる成膜装置が提供される。
【００２３】
本発明の第３の態様によれば、簡単な構造で整流板の温度上昇を抑制することのできる成膜装置が提供される。
【００２４】
本発明の第４の態様によれば、整流板の温度上昇を十分に抑制することのできる成膜方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における枚葉式の成膜装置の模式的な断面図である。本実施の形態においては、基板としてシリコンウェハ１０１を用いる。但し、これに限られるものではなく、場合に応じて、他の材料からなるウェハなどを用いてもよい。
【００２６】
成膜装置１００は、成膜室としてのチャンバ１０２を有する。
【００２７】
チャンバ１０２の上部には、加熱されたシリコンウェハ１０１の表面に結晶膜を成膜するための反応ガスを供給する反応ガス供給路１０３が接続している。本実施の形態においては、反応ガスとしてトリクロロシランを用いることができ、キャリアガスとしての水素ガスと混合した状態で反応ガス供給路１０３からチャンバ１０２の内部に導入する。
【００２８】
シリコンウェハ１０１に対して反応ガスが流れる方向（矢印方向）の上流側には、整流板１０４が設けられている。整流板１０４には、第１の貫通孔１０４ａが多数設けられており、反応ガス供給路１０３より供給された反応ガスは、第１の貫通孔１０４ａを通過してシリコンウェハ１０１の方に流下する。
【００２９】
また、整流板１０４には、第２の貫通孔１０４ｂが設けられており、冷却ガスとしての水素ガスが第２の貫通孔１０４ｂを通過するようになっている。このように、本実施の形態の特徴は、整流板１０４の内部を冷却ガスが通過する構造とした点にある。
【００３０】
図２は、整流板の平面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ’線に沿って切断した整流板の一部断面図である。さらに、図４は、図２の整流板を紙面と平行な方向に切断した断面の斜視図である。これらの図に示すように、整流板１０４は、反応ガスの流れ方向上流側から下流側に向かって設けられた第１の貫通孔１０４ａと、第１の貫通孔１０４ａと交差しない位置に設けられた第２の貫通孔１０４ｂとを有する。反応ガス供給路１０３から供給された反応ガスは、第１の貫通孔１０４ａを通ってシリコンウェハ１０１の方に流下する。一方、第２の貫通孔１０４ｂは冷却ガスが通過する。
【００３１】
冷却ガスは、図１の冷却ガス供給路１０５より供給され、第２の貫通孔１０４ｂを通って第１の排気管１０６に排出される。冷却ガスとしては、例えば、水素、窒素またはアルゴンなどを用いることができるが、冷却効率の点から水素を用いることが好ましい。
【００３２】
整流板１０４の内部を冷却ガスが通過する構造とすることにより、整流板１０４を直接冷却することができる。したがって、短時間で整流板１０４を冷却することが可能となる。また、整流板１０４を内部から冷却するので、加熱源が整流板のどちらの側にあっても効率よく冷却できる。
【００３３】
例えば、図１では、チャンバ１０２の内部に、シリコンウェハ１０１を裏面から加熱する第１の加熱手段（インヒータ１２０およびアウトヒータ１２１）が設けられている。また、チャンバ１０２の外部には、シリコンウェハ１０１を表面から加熱する第２の加熱手段１０７が設けられている。これらの加熱手段は、シリコンウェハ１０１の表面での反応を促進させるものであるが、これらを設けることによって整流板１０４の温度も上昇する。しかし、本実施の形態によれば、整流板１０４の内部に冷却ガスを透過させて、整流板１０４を内部から直接的に冷却するので、整流板１０４の温度上昇を十分に抑制することが可能である。
【００３４】
整流板１０４への冷却ガスの導入は、反応ガスの導入と同時とすることができるが、整流板１０４が所定の温度以上となったときに冷却ガスを導入することもできる。後者の場合、整流板１０４の温度上昇は、シリコンウェハ１０１の温度上昇に追随すると考えられるので、シリコンウェハ１０１が所定の温度以上になったときに冷却ガスを導入するようにしてもよい。
【００３５】
また、冷却ガスの供給は、反応ガスの供給終了とともに終了することができるが、整流板１０４（または、シリコンウェハ１０１）が所定の温度より低くなったときに終了するようにしてもよい。
【００３６】
冷却ガスは、常温のガスを適当な流量で流す。流量が少な過ぎると冷却効率が悪くなる一方、流量が多過ぎると反応ガスの排気の妨げとなったり、冷却ガスを無駄に消費してコストアップを招いたりする。
【００３７】
冷却ガスの流量は、常に一定とすることができるが、整流板１０４（または、シリコンウェハ１０１）の温度に応じて変えることもできる。すなわち、整流板１０４（または、シリコンウェハ１０１）の温度が所定の温度以上である場合には冷却ガスの流量を多くし、所定の温度より低い場合には冷却ガスの流量を少なくすることができる。冷却ガスの使用量を節約する点からは、温度に応じて流量を変える方が好ましい。
【００３８】
図１において、チャンバ１０２の下部には第２の排気管１０８が設けられている。第２の排気管１０８は、真空ポンプ（図示せず）に接続しており、チャンバ１０２内にある反応後の反応ガスを排気する。また、整流板１０４から第１の排気管１０６に排出された冷却ガスも、第２の排気管１０８を通じて排気される。すなわち、第１の排気管１０６内の冷却ガスは、開口部１０９を通ってチャンバ１０２の内部に入った後、速やかに第２の排気管１０８から成膜装置１００の外部に排出される。ここで、冷却ガスの流量が多過ぎると、反応ガスの流れが変わって排気が妨げられるおそれがある。したがって、冷却ガスの流量は、冷却効果があって、反応ガスの排気を妨げない量となるようにする。
【００３９】
チャンバ１０２の内部には、シリコンウェハ１０１が載置されるサセプタ１１０が、回転部１１１の上に設けられている。回転部１１１は、円筒部１１１ａと回転軸１１１ｂを有している。回転軸１１１ｂがモータ（図示せず）を通じて回転すると、円筒部１１１ａが回転し、円筒部１１１ａの上に設けられたサセプタ１１０も回転する。
【００４０】
円筒部１１１ａには、シリコンウェハ１０１を裏面から加熱するインヒータ１２０とアウトヒータ１２１が設けられている。加熱によって変化するシリコンウェハ１０１の表面温度は、チャンバ１０２の上部に設けられた放射温度計１２２によって測定される。このため、チャンバ１０２および整流板１０４は石英で構成されることが好ましい。これにより、放射温度計１２２による温度測定が、チャンバ１０２および整流板１０４で妨げられないようにすることができる。測定された温度データは制御装置１１２に送られる。制御装置１１２は、水素ガスの流路に設けられた３方弁１１３の動作を制御する。すなわち、シリコンウェハ１０１が所定の温度以上となった場合には、制御装置１１２は３方弁１１３を動かして、水素ガスが反応ガス供給路１０３だけでなく、冷却ガス供給路１０５へも流れるようにする。尚、図１では省略しているが、制御装置１１２は、インヒータ１２０およびアウトヒータ１２１の出力も制御する。
【００４１】
次に、本発明の成膜方法について述べる。
【００４２】
シリコンウェハ１０１上へのシリコンエピタキシャル膜の形成は、次のようにして行われる。
【００４３】
まず、シリコンウェハ１０１をチャンバ１０２の内部に搬入する。次いで、サセプタ１１０の上にシリコンウェハ１０１を載置し、回転部１１１に付随させて、シリコンウェハ１０１を５０ｒｐｍ程度で回転させる。
【００４４】
次に、第１の加熱手段であるインヒータ１２０およびアウトヒータ１２１と、第２の加熱手段１０７とを作動させてシリコンウェハ１０１を加熱する。尚、第１の加熱手段および第２の加熱手段１０７のいずれか一方のみで加熱してもよい。例えば、成膜温度である１１５０℃まで徐々に加熱する。放射温度計１２２による測定でシリコンウェハ１０１の温度が１１５０℃に達したことを確認した後は、徐々にシリコンウェハ１０１の回転数を上げていく。そして、反応ガス供給路１０３から整流板１０４を介して反応ガスをシリコンウェハ１０１の上に流下させる。
【００４５】
放射温度計１２２による測定を続け、シリコンウェハ１０１の温度が所定の温度に達したことを確認した後は、制御装置１１２によって３方弁１１３を動かし、水素ガスが反応ガス供給路１０３だけでなく、冷却ガス供給路１０５へも流れるようにする。これにより、整流板１０４の内部を冷却ガスが通過するようになるので、整流板１０４の温度上昇を抑制して、整流板１０４に膜が形成されるのを防ぐことができる。尚、整流板１０４への冷却ガスの導入は、反応ガスの導入と同時としてもよい。また、冷却ガスの流量は、常に一定とすることができるが、シリコンウェハ１０１の温度に応じて変えることもできる。
【００４６】
シリコンウェハ１０１の上に所定の膜厚のエピタキシャル膜を形成した後は、反応ガスの供給を終了する。冷却ガスの供給も、反応ガスの供給終了とともに終了することができるが、放射温度１２２による測定により、シリコンウェハ１０１が所定の温度より低くなったのを確認してから終了するようにしてもよい。その後は、シリコンウェハ１０１が所定の温度まで冷却されたのを確認してから、チャンバ１０２の外部にシリコンウェハ１０１を搬出する。
【００４７】
以上述べたように、本実施の形態によれば、整流板の内部を冷却水が通過する構造としたので、整流板全体を効率よく冷却することができ、また、加熱手段の位置にかかわらず整流板の温度上昇を抑制することができる。また、整流板を石英で構成することにより、放射温度計による測定が妨げられないようにすることもできる。
【００４８】
実施の形態２．
図５は、本実施の形態の整流板の斜視図である。尚、整流板以外の成膜装置の構造は、実施の形態１で説明した図１と同様とすることができる。
【００４９】
本実施の形態の整流板は、図１において、シリコンウェハ１０１に対して反応ガスが流れる方向（矢印方向）の上流側に配設される。
【００５０】
図５に示すように、整流板２０４は、所定の間隔をおいて配設された２枚の平板２１４、２１５と、これらの平板にそれぞれ設けられた貫通孔２１６、２１７を接続する接続管２１８とを有する。図１で、反応ガス供給路１０３から供給された反応ガスは、チャンバ１０２の内部に入った後、貫通孔２１６から接続管２１８を通り、貫通孔２１７から出て、シリコンウェハ１０１の方に流下する。
【００５１】
一方、図１の冷却ガス供給路１０５より供給された冷却ガスは、２枚の平板２１４、２１５の間を通って第１の排気管１０６に排出される。この構造によれば、２枚の平板２１４、２１５の間が冷却ガスで充満されるので、整流板２０４の全体が効率よく冷却される。特に、反応ガスの流路である接続管２１８の周囲を冷却するので、反応ガスの温度上昇を抑制する効果が高い。また、実施の形態１と同様に、加熱源が整流板２０４のどちらの側にあっても効率よく冷却できる。
【００５２】
整流板２０４を通って流下した反応ガスは、シリコンウェハ１０１の上で反応する。これにより、シリコンウェハ１０１上にシリコンエピタキシャル膜が形成される。その後、反応後のガスや未反応の反応ガスが、チャンバ１０２の下部に設けられた第２の排気管１０８から成膜装置１００の外部に排出される。一方、整流板２０４を冷却した冷却ガスは、第１の排気管１０６に排出された後、開口部１０９を通ってチャンバ１０２の内部に入り、速やかに第２の排気管１０８から排出される。
【００５３】
整流板２０４への冷却ガスの導入は、反応ガスの導入と同時とすることができるが、整流板２０４が所定の温度以上となったときに冷却ガスを導入することもできる。後者の場合、整流板２０４の温度上昇は、シリコンウェハ１０１の温度上昇に追随すると考えられるので、シリコンウェハ１０１が所定の温度以上になったときに冷却ガスを導入するようにしてもよい。
【００５４】
また、冷却ガスの供給は、反応ガスの供給終了とともに終了することができるが、整流板２０４（または、シリコンウェハ１０１）が所定の温度より低くなったときに終了するようにしてもよい。
【００５５】
冷却ガスは、常温のガスを適当な流量で流す。流量が少な過ぎると冷却効率が悪くなる一方、流量が多過ぎると反応ガスの排気の妨げとなったり、冷却ガスを無駄に消費してコストアップを招いたりする。
【００５６】
冷却ガスの流量は、常に一定とすることができるが、整流板２０４（または、シリコンウェハ１０１）の温度に応じて変えることもできる。すなわち、整流板２０４（または、シリコンウェハ１０１）の温度が所定の温度以上である場合には冷却ガスの流量を多くし、所定の温度より低い場合には冷却ガスの流量を少なくすることができる。冷却ガスの使用量を節約する点からは、温度に応じて流量を変える方が好ましい。
【００５７】
整流板２０４を石英で構成することにより、チャンバ１０２の上部に設けられた放射温度計１２２によって、シリコンウェハ１０１の表面温度を測定することができる。
【００５８】
以上述べたように、本実施の形態によれば、シリコンウェハに対して反応ガスが流れる方向の上流側に、所定の間隔をおいて配設された２枚の平板と、これらの平板にそれぞれ設けられた貫通孔を接続する接続管とを備えた整流板を設け、接続管の内部を通って反応ガスがシリコンウェハの方に流下し、２枚の平板の間を冷却ガスが通過する構造としたので、整流板全体を効率よく冷却することができ、また、加熱手段の位置にかかわらず整流板の温度上昇を抑制することができる。また、整流板を石英で構成することにより、放射温度計による測定が妨げられないようにすることもできる。
【００５９】
実施の形態３．
図６は、本実施の形態の整流板の断面斜視図である。尚、整流板以外の成膜装置の構造は、実施の形態１で説明した図１と同様とすることができる。
【００６０】
本実施の形態の整流板は、図１において、シリコンウェハ１０１に対して反応ガスが流れる方向（矢印方向）の上流側に配設される。
【００６１】
図６に示すように、整流板３０４は、複数の貫通孔３１４が設けられた第１の部分３１５と、第１の部分３１５の周囲に沿って設けられた中空の第２の部分３１６とを有する。図１で、反応ガス供給路１０３から供給された反応ガスは、チャンバ１０２の内部に入った後、貫通孔３１４を通ってシリコンウェハ１０１の方に流下する。
【００６２】
一方、図１の冷却ガス供給路１０５より供給された冷却ガスは、接続部３１７から第２の部分３１６に入り、第１の部分の周囲に沿って流れた後、接続部３１８から第１の排気管１０６に排出される。この構造は、反応ガスの流路の周囲に冷却ガスの流路を設けただけの簡単なものであるが、加熱源が整流板３０４のどちらの側にあっても効率よく冷却できる。
【００６３】
整流板３０４を通って流下した反応ガスは、シリコンウェハ１０１の上で反応する。これにより、シリコンウェハ１０１上にシリコンエピタキシャル膜が形成される。その後、反応後のガスや未反応の反応ガスが、チャンバ１０２の下部に設けられた第２の排気管１０８から成膜装置１００の外部に排出される。一方、整流板３０４を冷却した冷却ガスは、接続部３１８から第１の排気管１０６に排出された後、開口部１０９を通ってチャンバ１０２の内部に入り、速やかに第２の排気管１０８から排出される。
【００６４】
整流板３０４への冷却ガスの導入は、反応ガスの導入と同時とすることができるが、整流板３０４が所定の温度以上となったときに冷却ガスを導入することもできる。後者の場合、整流板３０４の温度上昇は、シリコンウェハ１０１の温度上昇に追随すると考えられるので、シリコンウェハ１０１が所定の温度以上になったときに冷却ガスを導入するようにしてもよい。
【００６５】
また、冷却ガスの供給は、反応ガスの供給終了とともに終了することができるが、整流板３０４（または、シリコンウェハ１０１）が所定の温度より低くなったときに終了するようにしてもよい。
【００６６】
冷却ガスは、常温のガスを適当な流量で流す。流量が少な過ぎると冷却効率が悪くなる一方、流量が多過ぎると反応ガスの排気の妨げとなったり、冷却ガスを無駄に消費してコストアップを招いたりする。
【００６７】
冷却ガスの流量は、常に一定とすることができるが、整流板３０４（または、シリコンウェハ１０１）の温度に応じて変えることもできる。すなわち、整流板３０４（または、シリコンウェハ１０１）の温度が所定の温度以上である場合には冷却ガスの流量を多くし、所定の温度より低い場合には冷却ガスの流量を少なくすることができる。冷却ガスの使用量を節約する点からは、温度に応じて流量を変える方が好ましい。
【００６８】
整流板３０４を石英で構成することにより、チャンバ１０２の上部に設けられた放射温度計１２２によって、シリコンウェハ１０１の表面温度を測定することができる。
【００６９】
以上述べたように、本実施の形態によれば、シリコンウェハに対して反応ガスが流れる方向の上流側に、複数の貫通孔が設けられた第１の部分と、第１の部分の周囲に沿って設けられた中空の第２の部分とを備えた整流板を設け、貫通孔を通って反応ガスがシリコンウェハの方に流下し、第２の部分を冷却ガスが通過する構造としたので、簡単な構造で整流板の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００７０】
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。例えば、実施の形態１〜３では、成膜装置の一例としてエピタキシャル成長装置を挙げたが、これに限られるものではない。成膜室内に反応ガスを供給し、成膜室内に載置される基板を加熱して基板の表面に膜を形成する成膜装置であれば、他の成膜装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施の形態１における成膜装置の模式的な断面図である。
【図２】実施の形態１の整流板の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿って切断した整流板の一部断面図である。
【図４】図２の整流板を紙面と平行な方向に切断した断面の斜視図である。
【図５】実施の形態２の整流板の斜視図である。
【図６】実施の形態３の整流板の断面斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００  成膜装置
１０１  シリコンウェハ
１０２  チャンバ
１０３  反応ガス供給路
１０４、２０４、３０４  整流板
１０４ａ  第１の貫通孔
１０４ｂ  第２の貫通孔
１０５  冷却ガス供給路
１０６  第１の排気管
１０７  第２の加熱手段
１０８  第２の排気管
１０９  開口部
１１０  サセプタ
１１１  回転部
１１１ａ  円筒部
１１１ｂ  回転軸
１１２  制御装置
１１３  ３方弁
１２０  インヒータ
１２１  アウトヒータ
１２２  放射温度計
２１４、２１５  板
２１６、２１７、３１４  貫通孔
２１８  接続管
３１５  第１の部分
３１６  第２の部分
【図１】
2010028056.tif 000003
【図２】
2010028056.tif 000004
【図３】
2010028056.tif 000005
【図４】
2010028056.tif 000006
【図５】
2010028056.tif 000007
【図６】
2010028056.tif 000008