(57)【要約】【課題】サセプタ下流におけるチャンバ内表面への副生成物の付着を抑制することができるエピタキシャル成長装置を提供する。【解決手段】内部にガス流路２が設けられてなるとともにウェーハＷを保持するサセプタ２１がガス流路２内に設けられてなるチャンバ１０と、該チャンバ１０の一端側に備えられてチャンバ内にメインガスＭを供給するガス供給口１３ｃと、チャンバ１０の他端側に備えられてチャンバ１０からメインガスＭを排出するガス排出口３０ａとを備えたエピタキシャル成長装置１であって、サセプタ２１の下流側におけるチャンバ１０の底面１０ｂとガス流路２を流通するメインガスＭとを分断するパージガス層Ｌを形成するパージガス層形成手段４０を設ける。【選択図】図１
2010263113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガス流路が設けられてなるとともにウェーハを保持するサセプタが前記ガス流路内に設けられてなるチャンバと、該チャンバの一端側に備えられて前記チャンバ内にメインガスを供給するガス供給口とを備えたエピタキシャル成長装置において、
前記サセプタの下流側における前記チャンバの内表面と前記ガス流路を流通する前記メインガスとを分断するパージガス層を形成するパージガス層形成手段が設けられていることを特徴とするエピタキシャル成長装置。
【請求項２】
前記パージガス層により前記メインガスと分断される前記チャンバの内表面が、前記チャンバ内の底面であることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル成長装置。
【請求項３】
前記パージガス層形成手段が、
前記サセプタの下流側において該サセプタの外周に沿って複数が配置されるとともに、前記ガス流路の下流側に向けて開口するパージガス導入口と、
前記チャンバの外部から前記パージガス導入口にパージガスを供給するパージガス供給手段とからなることを特徴とする請求項２に記載のエピタキシャル成長装置。
【請求項４】
前記チャンバの底面に設置され、前記サセプタの下面が間隙を介して対向する受け面と、該受け面に一体に形成されるとともに前記サセプタの外周面が間隙を介して対向する縁部とを有するサセプタ受部が設けられ、
前記パージガス層形成手段が、
前記受け面と前記サセプタとの間隙にパージガスを供給するパージガス供給手段と、
前記縁部を貫通して前記サセプタ受部の下流側に向けて開口するパージガス導入口とからなることを特徴とする請求項２に記載のエピタキシャル成長装置。
【請求項５】
前記メインガスの供給流量に対する前記パージガスの供給流量の比が５％〜３０％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のエピタキシャル成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長法を用いたエピタキシャル成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造分野において、シリコン基板上にエピタキシャル膜を成長させたエピタキシャルウェーハが従来から知られている。エピタキシャルウェーハは基板上に任意の厚さ・抵抗をもったエピタキシャル膜を形成でき、デバイス製作の障害となるｇｒｏｗ−ｉｎ欠陥問題の解消もできる為、その使用範囲は広がっている。
【０００３】
また、半導体デバイスは年々、微細化の要求が高くなっており、それに伴い使用されるエピタキシャルウェーハの品質向上も求められている。特に、エピタキシャル膜厚の均一性またはエピタキシャル膜表面の平面性あるいは平坦性は重要要求事項であり、リソフォトグラフィー工程等に大きな影響を与えるものである。さらに、１枚のウェーハから多数のデバイスを製作する場合、ウェーハ上、広範囲に渡ってその品質を維持させることが重要であり、近年ではウェーハ外周部近傍（ウェーハ側面より約３〜５ｍｍ）まで含めた管理が必要となってきている。
【０００４】
シリコンウェーハのエピタキシャル成長には気相成長法がよく使用されており、原料ガスとしてシラン系ガス（ＳｉＨ４、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４）、キャリアガスとしてＨ２を使用することが多い。
【０００５】
上記気相成長法によりエピタキシャル膜を形成する装置として、例えば特許文献１に記載のエピタキシャル成長装置が知られている。
このエピタキシャル成長装置は、内部にガス流路が設けられたチャンバを備え、該チャンバのガス流路内に、ウェーハを保持して回転するサセプタが設置されている。また、チャンバの一端側には、該チャンバ内にメインガスを供給するガス供給口が設けられ、チャンバの他端側には、該チャンバ内からメインガスを排出するガス排出口が設けられている。
【０００６】
このようなエピタキシャル成長装置においてウェーハ面上にエピタキシャル膜を成長させる際には、ウェーハを保持したサセプタが回転させられるとともに、これらウェーハ及びサセプタが加熱された状態で、ガス供給口より原料ガスとキャリアガスとの混合ガスであるメインガスがチャンバ内に供給される。そして、このメインガスがガス流路に沿って流通して加熱されたウェーハ上を通過する際に、該ウェーハ上に原料ガスが蒸着することでエピタキシャル成長が起こり、エピタキシャル膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１８７８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来のエピタキシャル成長装置においては、ウェーハ及びサセプタを高温に熱し、ウェーハ上に原料ガスによるシリコンのエピタキシャル膜を成長させている。ところが、この際、原料ガスは、ウェーハのみならずサセプタ及びチャンバ内表面にも接触し、これらサセプタ及びチャンバ内表面に副生成物（ポリシリコン）が付着してしまう。この副生成物の量は、特にサセプタ上を通過して加熱されたメインガスが流通するサセプタ下流のチャンバ内表面において多量となる。このような副生成物がエピタキシャル工程中に剥離してウェーハ面上に付着すると、エピタキシャル膜品質及び、ウェーハ品質に重大な影響を及ぼすことになる。
【０００９】
そこで、通常、１回又は数回のエピタキシャル工程の後に、ＨＣｌ等をチャンバ内に流通することにより付着物の除去を行なうエッチング処理が施される。しかしながら、このエッチング処理のみでは、付着量の多いサセプタ下流のチャンバの内表面の副生成物を十分に取り切ることができない。また、特にコールドウォール条件下で行うチャンバ内表面のエッチング処理においては、ＨＣｌによるエッチング処理に長時間を要してしまう。
【００１０】
この点、例えば、サセプタ下流のチャンバ内表面をシールドでカバーし、該シールドに付着した副生成物を該シールドごとチャンバから除去すれば、効率的かつ有効に付着物を除去できるとも考えられる。しかしながら、上記シールドを除去するにはチャンバ内部を開放する必要があり、これによってチャンバ内のクリーン度が損なわれると、その後にチャンバ内に導入されるウェーハが汚染されてしまう。また、シールドを除去するに際して、該シールドに付着した副生成物が飛散しその後に処理するウェーハに付着してしまうおそれがあり、やはりウェーハ汚染が発生する原因となる。このように、ウェーハに僅かでも汚染が生じれば、エピタキシャル膜成長がうまくいかない、あるいは、後工程であるデバイスプロセスにおけるパターニング時の形状不良や特性不良につながり、ＩＣ等デバイスの歩留まり、性能・信頼性の低下の原因となる。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、サセプタ下流におけるチャンバ内表面への副生成物の付着を抑制することができるエピタキシャル成長装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るエピタキシャル成長装置は、内部にガス流路が設けられてなるとともにウェーハを保持するサセプタが前記ガス流路内に設けられてなるチャンバと、該チャンバの一端側に備えられて前記チャンバ内にメインガスを供給するガス供給口とを備えたエピタキシャル成長装置において、前記サセプタの下流側における前記チャンバの内表面と前記ガス流路を流通する前記メインガスとを分断するパージガス層を形成するパージガス層形成手段が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
チャンバ内表面に副生成物が付着するのは、メインガス（成膜ガス）に含まれるシラン系ガスが、サセプタ付近で加熱された後にチャンバ内表面に接触することに起因する。この点、本発明のエピタキシャル成長装置によれば、パージガス層形成手段が形成するパージガス層によって、サセプタ下流側におけるチャンバ内表面とメインガスとが分断されるため、メインガスが当該チャンバ内表面に接触することはない。
【００１４】
さらに、本発明のエピタキシャル成長装置においては、前記パージガスによって前記メインガスと分断される前記チャンバの内表面が、前記サセプタの下流側の前記チャンバ内の底面であることを特徴としている。
【００１５】
チャンバ内表面に付着する副生成物は、特にチャンバ内の底面において多量となる。よって、この底面へのメインガスの接触を回避することにより、チャンバ内に付着する副生成物の量を効果的に減少させることができる。
【００１６】
また、本発明のエピタキシャル成長装置においては、前記パージガス層形成手段が、前記サセプタの下流側において該サセプタの外周に沿って複数が配置されるとともに、前記ガス流路の下流側に向けて開口するパージガス導入口と、前記チャンバの外部から前記パージガス導入口にパージガスを供給するパージガス供給手段とからなることを特徴としている。
【００１７】
このような特徴のエピタキシャル成長装置によれば、パージガス供給手段から供給されたパージガスが、ガス流路の下流側に向けて開口するパージガス導入口からチャンバ内に放出される。これにより、チャンバ内の底面とメインガスとを分断するパージガス層を確実に形成することができる。
また、パージガスの流通方向とメインガスの流通方向とが一致するため、２つの流れが互いに干渉するのを防ぎ、両流れの層流状態を維持することができる。したがって、パージガスによるパージガス層を安定的に形成することができ、また、メインガスによるウェーハ面上のエピタキシャル成長に影響が生じることもない。
【００１８】
さらに、本発明のエピタキシャル成長装置は、前記チャンバの底面に設置され、前記サセプタの下面が間隙を介して対向する受け面と、該受け面に一体に形成されるとともに前記サセプタの外周面が間隙を介して対向する縁部とを有するサセプタ受部が設けられ、前記パージガス層形成手段が、前記受け面と前記サセプタとの間隙にパージガスを供給するパージガス供給手段と、前記縁部を貫通して前記サセプタ受部の下流側に向けて開口するパージガス導入口とからなることを特徴としている。
【００１９】
このような特徴のエピタキシャル成長装置によれば、サセプタ受部の受け面とサセプタとの間隙に供給されたパージガスが、縁部を貫通するパージガス導入口からチャンバ内に放出される。これにより、チャンバ内の底面とメインガスとを分断するパージガス層を確実に形成することができる。
また、サセプタ受部の受け面とサセプタとの間隙にパージガスが供給されることで、該間隙にメインガスが侵入することはない。したがって、サセプタ受部の受け面及び縁部の内側に副生成物が付着することを防止することができる。
【００２０】
また、本発明のエピタキシャル成長装置においては、前記メインガスの供給流量に対する前記パージガスの供給流量の比が５％〜３０％の範囲に設定されていることを特徴としている。
【００２１】
メインガスの供給流量に対するパージガスの供給流量の比が５％未満の場合、サセプタの下流側に形成されるパージガス層が不完全なものとなり、メインガスとチャンバの底面とを確実に分断することができない。一方、メインガスの供給流量に対するパージガスの供給流量の比が３０％を超える場合、パージガス層がメインガスの流路を侵食することでメインガスの流れが乱れ、ウェーハ面上に安定してメインガスを流通させることができない。
この点、本発明においては、メインガスの供給流量に対するパージガスの供給流量の比が上記範囲とされていることから、メインガスとチャンバの底面とを分断するパージガス層を確実に成形しつつ、ウェーハ面上にメインガスを安定的に流通させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のエピタキシャル成長装置によれば、パージガス層形成手段が形成するパージガス層によって、メインガスがサセプタ下流におけるチャンバ内表面に接触することはないため、サセプタ下流におけるチャンバ内表面への副生成物の付着を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係るエピタキシャル成長装置を示す模式側断面図である。
【図２】実施形態に係るエピタキシャル成長装置を示す模式平断面図である。
【図３】実施形態に係るエピタキシャル成長装置においてパージガス層の形成状態を示す模式側断面図である。
【図４】変形例に係るエピタキシャル成長装置においてパージガス層の形成状態を示す模式側断面図である。
【図５】変形例に係るエピタキシャル成長装置を示す模式平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るエピタキシャル成長装置の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、エピタキシャル成長装置１は、内部にガス流路２が形成されるチャンバ１０と、上流側フランジ１１と、下流側フランジ１２と、ガス整流部材１３と、上流側底面シールド１４と、下流側底面シールド１５と、ウェーハ保持部２０と、パージガス層形成手段４０と、コイル１６と、搬送室１７とを備えている。
【００２５】
チャンバ１０は、透明な石英より形成された略四角筒状をなし、その両端開口を水平方向に向けて配置されている。このチャンバ１０の内表面は、その上部が、水平面に沿って延びる天面１０ａとされるとともに、その下部が、同じく水平面に沿って延びる底面１０ｂとされている。また、チャンバ１０の内表面のうち、天面１０ａと底面１０ｂとを接続する部分が側壁面１０ｃとされている。そして、これら互いに平行をなす天面１０ａと底面１０ｂとの間に、一端側（図１における左側）を上流側とするとともに他端側（図１における右側）を下流側としたガス流路２が形成されている。
【００２６】
上流側フランジ１１は、ガス流路２の上流側であるチャンバ１０の一端側に、該チャンバ１０の外周から張り出すように固定された板状の部材であって、ステンレス鋼から構成されている。この上流側フランジ１１の中央には上記ガス流路２の方向に沿って貫通する矩形孔１１ａが形成されている。この矩形孔１１ａは、チャンバ１０の内表面のガス流路２に直交する断面形状より小さい矩形状をなしており、これにより、チャンバ１０の天面１０ａと矩形孔１１ａとの間、及びチャンバ１０の底面１０ｂと矩形孔１１ａとの間には、それぞれ段部が形成されている。
【００２７】
下流側フランジ１２は、ガス流路２の下流側であるチャンバ１０の他端側に、該チャンバ１０の外周から張り出すように固定された板状の部材であって、ステンレス鋼から構成されている。この下流側フランジ１２のチャンバ１０側の面の略中央部には、チャンバ１０内を臨むようにして窪む凹部１２ａが形成されている。
【００２８】
この凹部１２ａには、その開口を塞ぐようにして、下流側フランジ１２のチャンバ１０側の面と面一に延びる排気シールド３０が設けられており、該排気シールド３０の略中央、即ち、上記凹部１２ａの開口中心にあたる箇所には小径のガス排出孔３０ａが形成されている。
【００２９】
また、上記排気シールド３０によって開口側が閉塞された凹部１２ａ内には、その内壁面全域をカバーするようにしてアウトレットシールド３１が設けられている。さらに、凹部１２ａの底部には、チャンバ１０外部に向かって延びる排出路１２ｂの一端が接続されており、アウトレットシールド３１の略中央に形成された小径の連通孔３１ａを介して、該アウトレットシールド３１内と排出路１２ｂとが連通状態とされている。
【００３０】
ガス整流部材１３は、上流側フランジ１１のチャンバ１０側の面とは反対側の面に固定される略板状の部材であって、その中央部には、略矩形状をなすウェーハ搬送孔１３ａが形成されている。このウェーハ搬送孔１３ａは、上流側フランジ１１の矩形孔１１ａよりも小さい略矩形状をなしており、これにより、矩形孔１１ａとウェーハ搬送孔１３ａとの間には段部が形成されている。なお、エピタキシャル膜を成長させる際、ウェーハ搬送孔１３ａは閉塞部材１３ｂによって閉塞されており、これによりチャンバ１０内が密閉状態とされる。
【００３１】
また、矩形孔１１ａとウェーハ搬送孔１３ａとの間の段部にあたるガス整流部材１３のチャンバ１０側を向く面には、複数のガス供給口１３ｃが、ガス流路２を横断する方向、即ち、ガス流路２に直交する水平方向に沿って開口している。
【００３２】
これらガス供給口１３ｃは、詳しくは図２に示すように、上流側においてイン側導入配管３３及び一対のアウト側導入配管３４に接続されている。イン側導入配管３３は、ガス流路２を横断する方向に並設されたガス供給口１３ｃのうち、内側に配された複数のガス供給口１３ｃ（図２において図示省略）にそれぞれ分岐して接続されており、一対のアウト側導入配管３４は、上記イン側導入配管３３に接続されたガス供給口１３ｃの両外側に位置する複数のガス供給口１３ｃにそれぞれ分岐して接続されている。
【００３３】
これらイン側導入配管３３及びアウト側導入配管３４の分岐箇所よりも上流には、それぞれイン側流量調節器３５及びアウト側流量調節器３６が設けられている。このようなイン側導入配管３３及びアウト側導入配管３４は、図示しないガス供給手段に接続されたガス導入管３７から分岐している。
【００３４】
上記ガス導入管３７からは、原料ガスとなるシラン系ガス（ＳｉＨ４、ＳｉＣｌ２Ｈ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４）とキャリアガスＨ２とからなるメインガスＭが導入され、イン側導入配管３３、アウト側導入配管３４に分岐後、イン側流量調節器３５、アウト側流量調節器３６にてガス流量が調整される。その後、メインガスＭは、ガス整流部材１３のガス供給口１３ｃからチャンバ１０内に導入される。
【００３５】
図１に示すように、上流側底面シールド１４は、石英からなる板状の部材であって、ガス流路２の上流側において、チャンバ１０内の底面１０ｂ上に該底面１０ｂをカバーするように配置されている。この上流側底面シールド１４の上面の高さは、後述するサセプタ２１上に載置されるウェーハＷの上面の高さと略同一程度に設定されており、これにより、上流側底面シールド１４上を流れるガス流がウェーハＷ上に円滑に導かれるようになっている。
【００３６】
また、下流側底面シールド１５は、石英からなる板状の部材であって、ガス流路２の下流側において、チャンバ１０内の底面１０ｂ上に該底面１０ｂをカバーするように配置されている。
【００３７】
ウェーハ保持部２０は、サセプタ２１と、サセプタ支持部２２と、サセプタ受部２３とから構成されており、チャンバ１０内において、上流側底面シールド１４と下流側底面シールド１５との間に位置するように配置されている。
【００３８】
サセプタ２１は、上面にウェーハＷが載置される略円盤形状をなし、ガス流路２の上流側と下流側とを隔てるように水平面に沿って配置されている。このサセプタ２１は、例えばカーボンから構成されており、ウェーハＷが載置される上面にＳｉＣ膜が形成されたカーボンであってもよい。
【００３９】
サセプタ支持部２２は、鉛直方向に沿って延びる柱状の部材であって、その上端が上記サセプタ２１の下面中央に接続されるとともに、下端がチャンバ１０外部に設けられた図示しない回転駆動機構に接続されている。これによって、サセプタ２１がサセプタ支持部２２の回転にともなって回転可能とされている。
【００４０】
サセプタ受部２３は、石英から形成された部材であって、サセプタ２１とチャンバ１０の底面１０ｂとの間に介在するように該底面１０ｂ上に設置されている。このサセプタ受部２３は、略皿型形状をなしており、サセプタ２１の下面と間隙を介して対向する円盤状をなす受け面２４と、該受け面２４と一体的に形成されて、サセプタ２１の外周面と間隙を介して対向する円環状をなす縁部２５とから構成されている。即ち、このサセプタ受部２３は、円盤状をなす受け面２４の外縁全周から鉛直方向に延びる円環状の縁部２５を備えている。
なお、該サセプタ受部２３の中央には、サセプタ２１を支持するサセプタ支持部２２を挿通させる貫通孔が形成されている。この貫通孔をサセプタ支持部２２が挿通してその上端においてサセプタ２１を支持することにより、サセプタ受部２３の縁部２５の内側にサセプタ２１が非接触で収容されている。
【００４１】
パージガス層形成手段４０は、サセプタ２１の下流側においてパージガス層Ｌを形成するものであり、詳しくは図３に示すように、パージガス導入口４１と、該パージガス供給手段４２とから概略構成されている。
【００４２】
パージガス導入口４１は、サセプタ２１の下流側に配置され、ガス流路２の下流側に向けて開口している。本実施形態においては、サセプタ受部２３の外周の直ぐ下流側においてチャンバ１０の底面１０ｂを鉛直方向に貫通するパージガス供給配管４３が設けられており、該パージガス供給配管４３の上端はガス流路２の下流側に向かって屈曲してＬ字状をなしている。そして、このようにガス流路２の下流側を向くパージガス供給配管４３の先端部開口が上記パージガス導入口４１とされている。
なお、パージガス導入口４１の高さ位置は、パージガスＰがチャンバ１０の底面１０ｂに沿って流れるように底面１０ｂに近接する低位置に設定されている。
【００４３】
また、パージガス供給配管４３におけるパージガス導入口４１の逆側の端部開口には、上記パージガス供給手段４２が接続されている。このパージガス供給手段４２は、図示しない流量調節器とパージガス供給源とを備えており、パージガス供給源からのパージガスＰが流量調節器によってその流量が調節されてパージガス供給配管に供給されるようになっている。このパージガスＰがパージガス供給配管４３内を流通することにより、パージガス導入口４１へとパージガスＰが導入される。このようにしてパージガス供給手段４２がパージガス導入口４１にパージガスＰを供給することにより、パージガス導入口４１からチャンバ１０内下流側へと向かってパージガスＰが放出される。
なお、本実施形態においては、パージガスＰとして例えばＨ２ガスが用いられている。
【００４４】
このようなパージガス層形成手段４０のパージガス導入口４１は、図２に示すように、サセプタ２１の直ぐ下流側において、該サセプタ２１の外周に沿って適宜間隔をあけて複数が配置されている。このような複数のパージガス導入口４１は、それぞれ別個のパージガス供給配管４３の先端開口であり、即ち、パージガス導入口４１の数だけパージガス供給配管４３が設けられている。
【００４５】
なお、パージガス供給手段４２は、これら全てのパージガス供給配管４３にパージガスＰを導入する単一のパージガス供給手段４２であってもよいし、パージガス供給配管４３毎に設けらた複数のパージガス供給手段４２であってもよい。
【００４６】
サセプタ１３内部にはコイル１６が同心円状に配置されており、誘導加熱によりサセプタ１３を加熱している。また、チャンバー内天面１０ａ、底面１０ｂ、側面１０ｃは表面に金メッキコーティング処理が施されており、輻射熱が外部に逃げにくい構造をなしている。    
【００４７】
搬送室１７は、ガス整流部材１３のチャンバ１０とは反対側の面に設けられた密閉空間であって、ガス整流部材１３のウェーハ搬送孔１３ａが開放された際にのみ、チャンバ１０内と連通状態とされる。
【００４８】
この搬送室１７は、図示しないシャッタによって内外が開閉可能とされており、該シャッタの外部に複数のウェーハＷが積層収納されたカセットが横付けされた際にのみ、該カセット内と搬送室１７内とを連通状態にすべくシャッタが開放状態となる。そして、搬送室１７内に設置された図示しないアームによって、ウェーハＷがカセット内から取り出されて、連通状態となったチャンバ１０内へと搬送され、ウェーハ保持部２０のサセプタ２１上に載置される。
【００４９】
以上のような構成のエピタキシャル成長装置１においてウェーハＷ面上にエピタキシャル膜を成長させる際には、上記のようにウェーハＷが搬送室１７からサセプタ２１上に載置された後、閉塞部材１３ｂによってウェーハ搬送孔１３ａを閉塞する。そして、サセプタ支持部２２が軸線回りに回転することにより、サセプタ２１及びその上面のウェーハＷがサセプタ受部２３内で一定の回転数で回転される。
【００５０】
次いで、ガス整流部材１３のガス供給口１３ｃからチャンバ１０内にメインガスＭが導入される。さらに、このメインガスＭのチャンバ１０内への導入と同時に、パージガス導入口４１からチャンバ１０内の下流側に図３に示すようにパージガスＰが放出される。このパージガスＰの流速は、本実施形態においては０．３ｍ/s〜１．５ｍ/ｓの範囲に設定されている。また、パージガスＰの温度はメインガスＭよりも低いものとされている。
このパージガスＰの放出により、サセプタ２１の下流側のチャンバ１０の底面１０ｂ上、即ち、下流側底面シールド１５上に、複数のパージガス導入口４１からのパージガスＰによるパージガス層Ｌが図２及び図３に示すように形成される。
【００５１】
なお、本実施形態においては、ガス供給口１３ｃから導入されるメインガスの供給流量に対するパージガス導入口４１から導入されるパージガスの供給流量の比が５％〜３０％の範囲に設定されている。この供給流量の比は、メインガスＭについてのイン側流量調節器３５及びアウト側流量調節器３６、パージガスＰについての流量調節器（図示省略）を調節することにより設定される。
【００５２】
そして、上記のようにメインガスＭがウェーハＷ面上を流通する状態でウェーハＷ及びサセプタ２１を加熱すると、ウェーハＷ上でエピタキシャル成長が起こり、エピタキシャル膜が形成される。
【００５３】
そして、チャンバ１０の下流側に流れたメインガスＭは、パージガス層Ｌとの境界を維持したまま流通し、排気シールド３０に衝突するとともにガス排出孔３０ａを通過してアウトレットシールド３１内に導入され、該アウトレットシールド３１の連通孔３１ａから排出路１２ｂへと導入されて、エピタキシャル成長装置１外部へと排出される。
【００５４】
ここで、エピタキシャル成長装置１においては、メインガスＭに含まれるシラン系ガスがサセプタ２１によって加熱された後にチャンバ１０内表面に接触すると、該チャンバ１０内に副生成物が付着しまう。特に、この副生成物の量は、サセプタ２１の下流側におけるチャンバ１０の底面１０ｂ及び下流側底面シールド１５において多量となる。
【００５５】
この点、本実施形態のエピタキシャル成長装置１によれば、パージガス層形成手段４０が形成するパージガス層Ｌによって、サセプタ２１下流側におけるチャンバ１０の底面１０ｂ及び下流側底面シールド１５がメインガスＭから分断されるため、メインガスＭが当該チャンバ１０内の底面１０ｂ及び下流側底面シールド１５に接触することはない。よって、該底面１０ｂに副生成物が付着するのを防止することができ、チャンバ１０の内表面に付着する副生成物を効果的に低減させることが可能となる。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、パージガス供給手段４２から供給されるパージガスＰが、ガス流路２の下流側に向けて開口するパージガス導入口４１からチャンバ１０内に放出される構成としたことにより、チャンバ１０内の底面１０ｂとメインガスＭとを分断するパージガス層Ｌを確実に形成することができる。
【００５７】
即ち、パージガスＰの流通方向とメインガスＭの流通方向とが一致するため、これらパージガスＰ及びメインガスＭの流れが互いに干渉することはない。これにより、パージガスＰとメインガスＭとが混ざり合うことなくパージガス層Ｌが安定的に形成され、チャンバ１０の底面１０ｂに副生成物が付着するのを確実に防止できる。また、メインガスＭがウェーハ面上を安定的に流通することができるため、円滑なエピタキシャル成長を促すことができる。
【００５８】
ここで、メインガスＭの供給流量に対するパージガスＰの供給流量の比が５％未満の場合、サセプタ２１の下流側に形成されるパージガス層Ｌが不完全なものとなり、メインガスＭとチャンバ１０の底面１０ｂとを確実に分断することができない。一方、メインガスＭの供給流量に対するパージガスＰの供給流量の比が３０％を超える場合、パージガス層ＬがメインガスＭの流路を侵食することでメインガスＭの流れが乱れてしまい、ウェーハＷ面上に安定的にメインガスＭを流通させることができない。
この点、本実施形態においては、メインガスＭの供給流量に対するパージガスＰの供給流量の比が５％〜３０％の範囲に設定されているため、メインガスＭとチャンバ１０の底面１０ｂとを分断するパージガス層Ｌを確実に成形しつつ、ウェーハＷ面上にメインガスＭを安定的に流通させることが可能となる。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態であるエピタキシャル成長装置１について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態においては、サセプタ２１下流側におけるチャンバ１０の底面１０ｂとメインガスＭとを分離するパージガス層Ｌを形成するパージガス層形成手段４０について説明したが、これに限られず、チャンバ１０の天面１０ａ及び側壁面をメインガスＭから分離するパージガス層Ｌを形成するものであってもよい。この場合には、サセプタ２１の下流側において天面１０ａ及び側壁面に沿ってガス流路２の下流側にパージガスＰを放出可能なパージガス導入口４１を設ければよい。この場合、メインガスの供給流量に対するパージガス導入口４１から導入されるパージガスの供給流量の比が５％〜３０％の範囲に設定されることができる。
【００６０】
また、実施形態で説明したパージガス層形成手段４０に代えて、図４に示す変形例のように、サセプタ受部２３に形成されたパージガス導入口５１と、サセプタ受部２３の内部にパージガスＰを供給するパージガス供給手段５２とからなるパージガス層形成手段５０を備えたものであってもよい。
【００６１】
この変形例におけるパージガス導入口５１は、サセプタ受部２３の縁部２５の内外を水平方向に連通させるように、該サセプタ受部２３の縁部２５を貫通して該サセプタ受部２３の下流側に開口する小径の孔であって、図５に示すように、サセプタ受部２３の縁部２５周方向のうち、ガス流路２の下流側を臨む周方向略半分の部分に、互いに間隔をあけながら複数が形成されている。  
なお、このパージガス導入口５１は、ガス流路２の下流側に向けてパージガスＰを導入可能とするため、図５に示すように、該ガス流路２方向に沿って穿設されていることが好ましい。
【００６２】
また、パージガス供給手段５２は、図示しない流量調節器とパージガス供給源とを備え、チャンバ１０の外部に設置されている。このパージガス供給手段５２は、サセプタ受部２３の受け面２４とサセプタ２１の下面との間隙に接続されており、パージガス供給源から供給されて流量調節器により流量調節をしたパージガスＰを上記間隙内に供給する。
【００６３】
このような変形例のパージガス層形成手段５０においては、パージガス供給手段５２によりサセプタ受部２３の受け面２４とサセプタ２１の下面との間隙に供給されたパージガスＰは、サセプタ受部２３の外周部に位置するパージガス導入口５１を介してサセプタ２１下流側に導入される。即ち、パージガス導入口５１よりチャンバ１０内下流側へと向かってパージガスＰが放出されるのである。
【００６４】
そして、パージガス導入口５１より放出されるパージガスＰにより、サセプタ２１下流側におけるチャンバ１０内の底面１０ｂとメインガスＭとを分断するパージガス層Ｌが形成され、チャンバ１０の底面１０ｂに副生成物が付着するのを防止することができる。
なお、この変形例においては、サセプタ受部２３の受け面２４とサセプタ２１との間隙にパージガスＰが供給されることで、該間隙にメインガスＭが侵入することはない。したがって、サセプタ受部２３の受け面２４及び縁部２５の内側に副生成物が付着することを防止することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１    エピタキシャル成長装置
２    ガス流路
１０  チャンバ
１０ａ       天面
１０ｂ       底面
１３ｃ       ガス供給口
１４  上流側底面シールド
１５  下流側底面シールド
２０  ウェーハ保持部
２１  サセプタ
２２  サセプタ支持部
２３  サセプタ受部
２４  受け面
２５  縁部
４０  パージガス層形成手段
４１  パージガス導入口
４２  パージガス供給手段
４３  パージガス供給配管
５０  パージガス層形成手段
５１  パージガス導入口
５２  パージガス供給手段
【図１】
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【図２】
2010263113.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010263113.tif 000006
【図５】
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