(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室と、
前記成膜室にＳｉおよびＣのソースガスを供給する供給部と、
前記成膜室内に設けられ、ＳｉＣ基板が載置されたときに該基板を１５００〜１７００℃に加熱する第１のヒータと、
前記第１のヒータの下方に配置される第１のリフレクタと、
前記第１のリフレクタの下方に配置される第１の断熱部と、
前記成膜室内に載置される基板を支持するサセプタと、
前記第１のヒータを支持する導電性の第１の支持部と、
前記第１の支持部を支持する第２の支持部と、
前記サセプタを上部で支持し、前記第１のヒータ、前記第１の支持部および前記第２の支持部を内部に配置する回転筒と、
前記成膜室の下部に配置されて前記回転筒を回転させる回転軸と、
前記回転軸の内部に設けられ、前記第１の支持部を介して前記第１のヒータに給電する電極と、
前記電極の上端部によって下方から貫通されてこれを固定するとともに、前記第１の支持部と前記第２の支持部を下方から支持する導電性の連結部とを備え、
前記第１のリフレクタと前記第１の断熱部は、前記回転筒の内部であって、前記第１のヒータと前記第２の支持部との間に配置され、
前記第２の支持部はＳｉＯ２（石英）で構成され、
前記電極と前記連結部は、いずれも金属で構成されることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記第１のリフレクタは、Ｃ（カーボン）、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）およびＭｏ（モリブデン）のうちの少なくとも１種を用いて構成され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】
前記第１の断熱部は、カーボン繊維を用いて構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記成膜室の内壁を被覆する筒状のライナと、
前記成膜室の内壁と前記ライナの間であって、前記第１のヒータの上方に設けられた第２のヒータとを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第２のヒータは、鉛直方向に配列した複数の小ヒータによって構成され、
前記小ヒータをそれぞれ独立に制御する制御部を有することを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記成膜室の内壁と前記第２のヒータとの間には、第２のリフレクタが設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第２のリフレクタは、Ｃ（カーボン）、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）およびＭｏ（モリブデン）のうちの少なくとも１種を用いて構成されることを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記成膜室の内壁と前記第２のリフレクタの間には、第２の断熱部が設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記第２の断熱部は、カーボン繊維を用いて構成されることを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【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】
ウェハの表面にシリコンなどの単結晶膜を形成し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】
成膜装置は、ウェハを載置するサセプタを収納した成膜室内に反応ガスを供給するとともに、ウェハの裏面を加熱して、ウェハの表面にエピタキシャル膜を形成するように構成されている。こうした裏面加熱方式は、上方に加熱源がなく、垂直方向に反応ガスを供給できるため、均一な成膜処理が可能である。
【０００４】
また、成膜装置は、上端にサセプタ用の支持部が連結され、成膜室の底壁部に開設した貫通孔を通して下方にのびる回転軸と、成膜室の下方に配置された回転軸用の回転機構部とを配置し、成膜時にウェハを回転させることで、より均一な厚みの膜が形成されるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
成膜装置の加熱源としては、抵抗加熱ヒータが用いられる。ヒータは、高温下で変形したり、汚染物質を放出したりすることのない物質によって構成される。具体的には、ＳｉＣ（炭化珪素）がヒータの構成材料として用いられている。
【０００６】
例えば、Ｓｉ（シリコン）膜のエピタキシャル成長の場合、ウェハの温度は１２００℃程度まで加熱される。このとき、ヒータの温度はこれより高い温度になる。したがって、ヒータの構成材料には、この温度で変形や汚染物質の放出のないことが必要とされる。こうした用途に使用可能なヒータとしては、焼結したＳｉＣからなるヒータが挙げられる。
【０００７】
また、ＳｉＣは、近年、Ｓｉに代わる高耐圧のパワー半導体デバイス用材料としても注目されている。半導体材料として見た場合、ＳｉＣは、ＳｉやＧａＡｓ（ガリウム砒素）といった従来の材料と比較すると、エネルギーギャップが２〜３倍大きく、絶縁破壊電圧が１桁程度大きいといった特徴を有する。
【０００８】
ＳｉＣ膜は、例えば、ＳｉＣウェハ上に、Ｈ２(水素)をキャリアガスとし、ＳｉＨ４（モノシラン）およびＣ３Ｈ８（プロパン）を供給することで形成される。詳しくは、成膜室内にこれらのガスを供給すると、供給されたガスは、加熱されたサセプタ上に載置されたＳｉＣウェハの表面領域を層流となって周回する。その後、排気されるまでの間に、ＳｉＣウェハの表面でエピタキシャル成長反応を起こす。この反応はＳｉ膜の成長反応より高い温度で行われるため、ヒータの温度もＳｉ膜の場合より高い温度、例えば、２０００℃程度の高温になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１５２２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したエピタキシャル反応に使用される成膜装置は、成膜室、反応ガスを成膜室に供給するガス供給手段、成膜室内に設けられたウェハ加熱手段などを備えている。ここで、ウェハ加熱手段は、ヒータと、これを支持する導電性のブースバーとを有している。また、ブースバーは、ヒータベースによって支持されている。ブースバーには配線部が接続しており、ブースバーを通じてヒータへの給電が可能となっている。
【００１１】
こうした成膜装置においてヒータを動作させると、ヒータからの輻射熱によって、ヒータの周辺部材、すなわち、ブースバー、ヒータベースおよび配線部などの温度も上昇する。このうち、ヒータベースはＳｉＯ２（石英）によって構成されており、配線部はＭｏ（モリブデン）などの金属によって構成されている。これらの耐熱温度は、ヒータの構成部材であるＳｉＣに比べて低い。このため、ヒータからの輻射熱によって周辺部材が劣化するおそれがあった。
【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、ヒータの熱による周辺部材の劣化を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ことにある。
【００１３】
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】
【００１４】
本発明の第１の態様は、成膜室と、
成膜室内に載置される基板を加熱する第１のヒータと、
第１のヒータの下方に配置される第１のリフレクタと、
第１のリフレクタの下方に配置される第１の断熱部とを有することを特徴とする成膜装置に関する。
この場合、本発明の第１の態様において、第１のリフレクタは、Ｃ（カーボン）、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）およびＭｏ（モリブデン）のうちの少なくとも１種を用いて構成されることが好ましい。
また、第１の断熱部は、カーボン繊維を用いて構成されることが好ましい。
【００１５】
本発明の第１の態様は、成膜室内に載置される基板を支持するサセプタと、
第１のヒータを支持する導電性の第１の支持部と、
第１の支持部を支持する第２の支持部と、
サセプタを上部で支持し、第１のヒータ、第１の支持部および第２の支持部を内部に配置する回転筒と、
成膜室の下部に配置されて回転筒を回転させる回転軸と、
回転軸の内部に設けられ、第１の支持部を介して第１のヒータに給電する電極と、
電極の上端部によって下方から貫通されてこれを固定するとともに、第１の支持部と第２の支持部を下方から支持する導電性の連結部とを有し、
第１のリフレクタと第１の断熱部は、回転筒の内部であって、第１のヒータと第２の支持部との間に配置されることが好ましい。
この場合、第２の支持部はＳｉＯ２（石英）で構成され、電極と連結部は、いずれも金属で構成されることが好ましい。
【００１６】
本発明の第１の態様は、成膜室の内壁を被覆する筒状のライナと、
成膜室の内壁とライナの間であって、第１のヒータの上方に設けられた第２のヒータとを有することが好ましい。
この場合、第２のヒータは、鉛直方向に配列した複数の小ヒータによって構成され、小ヒータをそれぞれ独立に制御する制御部を有することが好ましい。
【００１７】
本発明の第１の態様において、成膜室の内壁と第２のヒータとの間には、第２のリフレクタが設けられていることが好ましい。
この場合、第２のリフレクタは、Ｃ（カーボン）、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）およびＭｏ（モリブデン）のうちの少なくとも１種を用いて構成されることが好ましい。
また、成膜室の内壁と第２のリフレクタの間には、第２の断熱部が設けられていることが好ましい。
さらに、第２の断熱部は、カーボン繊維を用いて構成されることが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の態様は、成膜室内に設けられたサセプタに基板を載置し、基板を加熱するとともに、上部にサセプタを配置する回転筒を成膜室の下部に設けられた回転軸で回転させながら、成膜室内に反応ガスを供給して基板の表面に膜を形成する成膜方法であって、
回転軸の内部に電極を配置し、
回転筒の内部に、第１のヒータと、第１のヒータを支持する導電性の第１の支持部と、第１の支持部を支持する第２の支持部と、第１の支持部および第２の支持部を支持するとともに、電極と第１の支持部を給電可能に接続する導電性の連結部とを配置し、
第１のヒータの下方に第１のリフレクタを配置し、
第１のリフレクタの下方かつ第２の支持部の上方に第１の断熱部を配置して、
電極から第１のヒータへ給電して基板を加熱することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第２の態様においては、成膜室の内壁をライナで被覆し、成膜室の内壁とライナの間であって基板の上方に、ライナの側から順に、第２のヒータ、第２のリフレクタおよび第２の断熱部を設けることが好ましい。
この場合、第２のヒータは、複数の小ヒータから構成され、その小ヒータをそれぞれ独立に制御して加熱することが好ましい。
【００２０】
本発明の第２の態様において、反応ガスは、ＳｉＨ４（モノシラン）、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）、ＳｉＨ３Ｃｌ（モノクロロシラン）、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）およびＳｉＣｌ４（テトラクロロシラン）のうちの少なくとも１種を含有して構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の態様によれば、ヒータの輻射熱による周辺部材の劣化を抑制することができる。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、ヒータの輻射熱による周辺部材の劣化を抑制しつつ、成膜を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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で、断熱部を下降させた状態の成膜装置の断面図である。
【図３】断熱部の形状の一例である。
【図４】断熱部の形状の他の例である。
【図５】実施の形態２における成膜装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１における成膜装置の模式的な断面図である。
【００２５】
図１の成膜装置２００において、２０１は成膜室としてのチャンバ、２０２はチャンバ内壁を被覆して保護する中空筒状のライナ、２０３ａ、２０３ｂはチャンバを冷却する冷却水の流路、２０４はプロセスガス２２５を導入する供給部、２０５は反応後のプロセスガスの排気部、２０６は気相成長を行うウェハなどの半導体基板、２０７は半導体基板２０６を支持するサセプタ、２０８は図示しない支持部に支持されて半導体基板２０６を加熱するヒータ、２０９はチャンバ２０１の上下部を連結するフランジ部、２１０はフランジ部２０９をシールするパッキン、２１１は排気部２０５と配管を連結するフランジ部、２１２はフランジ部２１１をシールするパッキンである。
【００２６】
ライナ２０２は、透明性を備えた石英製である。ライナ２０２の頭部２３１の上部開口部には、半導体基板２０６の表面に対してプロセスガス２２５を均一に供給するためのガス整流板であるシャワープレート２２０が取り付けられている。
【００２７】
チャンバ２０１の底部には、チャンバ２０１の内部まで伸びる回転軸２２２が設けられている。回転軸２２２の上端には回転筒２２３が配設され、この回転筒２２３にサセプタ２０７が取り付けられている。これにより、サセプタ２０７は、回転筒２２３を介して回転し、さらに半導体基板２０６は、サセプタ２０７を介して回転する。この方法によれば、均一に加熱された半導体基板２０６の表面に新たなプロセスガスが次々に接触するので成膜速度の向上が図れる。
尚、回転筒２２３の内部には、後述するように、ヒータ２０８、リフレクタ１０１および断熱部１０２などが配置されるが、半導体基板２０６の温度を、例えば、１２００℃や１６００℃以上の高温に維持し、サセプタ２０７を９００ｒｐｍ以上の高速で回転することができるように、そうしたヒータ２０８などは、サセプタ２０７や回転筒２２３などの回転する部材とは離れて固定されている。
【００２８】
チャンバ２０１の上部には、プロセスガス２２５を供給するための供給部２０４が設けられている。ガス供給部２０４から供給されたプロセスガス２２５は、シャワープレート２２０を通ってライナ２０２の内部に導入される。ここで、シャワープレート２２０に設けられた貫通孔２２１は、半導体基板２０６の置かれる位置に対応して設けられる。これにより、供給部２０４から供給されるプロセスガス２２５をサセプタ２０７上の半導体基板２０６の上に均一に供給することができる。
【００２９】
中空筒状の形状を有するライナ２０２は、シャワープレート２２０を支持する頭部２３１の内径がサセプタ２０７の配置された胴部２３０より小さくなるよう構成されている。すなわち、ライナ２０２の形状は、半導体基板２０６が配置される胴部２３０の内径に対して、プロセスガス２２５の流路となる頭部２３１の内径の方が小さくなっている。つまり、ライナ２０２は、胴部２３０に対して頭部２３１の断面積が絞られた構造を有している。
【００３０】
上記構造とすることで、シャワープレート２２０の貫通孔２２１から導入されたプロセスガス２２５が無駄に拡散する空間を小さくして、半導体基板２０６の表面に効率よく供給されるようにすることができる。
【００３１】
供給部２０４からチャンバ２０１内に供給されたプロセスガス２２５は、頭部２３１を通過して半導体基板２０６の表面に向かって効率よく流下する。このとき、半導体基板２０６表面でのプロセスガス２２５の流れをより均一にするよう、半導体基板２０６の周縁部分とライナ２０２との間の隙間は狭くなっていることが好ましい。具体的には、ライナ２０２の頭部２３１と胴部２３０との境にある、段部２３２の角部２３４と半導体基板２０６の周縁部分との間の隙間が狭くなっていることが好ましい。
【００３２】
回転筒２２３の内部には、（本発明における第１のヒータである）ヒータ２０８が配置されている。ヒータ２０８としては、ＳｉＣ材料を用いて構成された抵抗加熱用のヒータが用いられる。このヒータは、発熱体としてＳｉＣ焼結体を用いたＳｉＣヒータである。ＳｉＣ焼結体は、粒界に不純物の少ない微細で均一な組織を有しており、高い導電性を備える。尚、耐熱性の観点ではＳｉＣよりＣ（カーボン）の方が良好であるが、不純物などがエピタキシャル膜へ及ぼす影響を考慮するとＳｉＣを用いることが好ましい。
【００３３】
ヒータ２０８は、通電により発熱する発熱体、すなわち、ＳｉＣ焼結体を有している。このＳｉＣ焼結体には、ＳｉＣコートがされている。かかるＳｉＣコートは、温度を変えて順次成膜された複数のＳｉＣ膜からなる。
【００３４】
ＳｉＣ焼結体は、ＳｉＣ粉末を焼結して得られる。この場合、例えば、平均粒径の異なる複数のＳｉＣ粉末を混合し、これを焼結して、ＳｉＣ焼結体とすることができる。各ＳｉＣの平均粒径とこれらの混合比率を選択することで、所望の電気比抵抗を示すＳｉＣを得ることが可能である。混合物は所望の形状に成形された後に所定の温度で焼結される。尚、焼結方法および焼結時の雰囲気はいずれも制限されない。
【００３５】
尚、ヒータ２０８の形状は図１の構造に限定されるものではない。また、インヒータとアウトヒータの２種類のヒータによって半導体基板２０６を加熱する構成としてもよい。この場合、アウトヒータは、サセプタ２０７の周縁部を主に加熱するようにし、インヒータは、アウトヒータの下部に配置されて、サセプタ２０７の周縁部以外を主に加熱するようにすることができる。このようにすることにより、半導体基板２０６をより均一に加熱することができるので、半導体基板２０６の温度分布の均一性が向上する。
【００３６】
ヒータ２０８は、アーム形状をした導電性のブースバー（「第１の支持部」とも称する。）１０３によって支持されている。ブースバー１０３は、例えば、Ｃ（カーボン）をＳｉＣで被覆してなる部材によって構成される。また、ブースバー１０３は、ヒータ２０８を支持する側とは反対の側で、石英製のヒータベース（「第２の支持部」とも称する。）１０４によって支持されている。そして、Ｍｏ（モリブデン）などの金属からなる導電性の連結部１０５によって、ブースバー１０３と電極棒（単に「電極」とも称する。）１０６が連結されることにより、電極棒１０６からヒータ２０８への給電が行われる。具体的には、電極棒１０６からヒータ２０８の発熱体に通電がされて発熱体が昇温する。
【００３７】
ヒータ２０８による加熱で変化する半導体基板２０６の表面温度は、放射温度計によって計測することができる。放射温度計は、例えば、チャンバ２０１の上部に設けることができる。この際、シャワープレート２２０を透明石英製とすれば、放射温度計による温度測定がシャワープレート２２０で妨げられないようにすることができる。計測した温度データは、図示しない制御機構に送られた後、ヒータ２０８の出力制御にフィードバックされる。これにより、半導体基板２０６を所望の温度となるように加熱することができる。
【００３８】
回転筒２２３の内部において、ヒータ２０８の下方には、（本発明における第１のリフレクタである）リフレクタ（反射板）１０１が配置されている。リフレクタ１０１を設けることにより、ヒータ２０８からの熱がリフレクタ１０１で反射されて、サセプタ２０７上に載置された半導体基板２０６への加熱効率が向上する。リフレクタ１０１は、カーボンなどの熱伝導度の大きく耐熱性の高い材料で構成され、ヒータ２０８の近傍に配置されることが好ましい。そして、リフレクタ１０１の構成に好適な材料としては、Ｃ（カーボン）の他に、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などの１７００℃以上の耐熱性がある材料を挙げることができる。
【００３９】
リフレクタ１０１は、１枚の薄板からなるものとすることができるが、上記効果を得るには、複数枚の薄板を適当な間隔で離間させた構造とすることが好ましい。図１の例では、２枚の薄板を離間させて構成しているが、３枚以上の薄板を離間させてもよい。加熱効率を向上させる点から、本実施の形態では、５枚の薄板を離間させる構造とすることが特に好ましい。
【００４０】
成膜装置２００においてヒータ２０８を動作させると、ヒータ２０８からの輻射熱によって、ヒータ２０８の周辺部材、すなわち、ブースバー１０３、ヒータベース１０４、連結部１０５および電極棒１０６などの温度も上昇する。このうち、ヒータベース１０４はＳｉＯ２（石英）によって構成されており、連結部１０５と電極棒１０６はＭｏ（モリブデン）などの金属によって構成されている。これらの耐熱温度は、ヒータ２０８の構成部材であるＳｉＣに比べて低い。このため、ヒータ２０８からの輻射熱によってこれらの周辺部材が劣化するおそれがある。
【００４１】
例えば、Ｓｉ膜のエピタキシャル成長の場合、ウェハの温度は１２００℃程度まで加熱される。ＳｉＣ膜のエピタキシャル成長では、ウェハの温度は、１６５０℃〜１７５０℃まで加熱される。一方、石英の軟化点は１１００℃程度であるので、このような高温下でエピタキシャル成長を行う場合には、ヒータベース１０４が劣化するおそれがある。
【００４２】
周辺部材の劣化は、リフレクタ１０１を設けることである程度軽減することができる。すなわち、リフレクタ１０１によって、ヒータ２０８からの熱が半導体基板２０６の方へ反射されるので、周辺部材の劣化防止に効果がある。しかしながら、Ｓｉ膜やＳｉＣ膜などの高温での加熱が必要な成膜工程の場合、リフレクタ１０１の設置のみでは周辺部材の劣化を十分に防ぐことができない。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、リフレクタ１０１と、（本発明における第１の断熱部である）断熱部１０２とを組み合わせて用いる。具体的には、ヒータ２０８の下方にリフレクタ１０１を配置し、さらに、リフレクタ１０１の下方に断熱部１０２を配置する。断熱部１０２は、例えば、カーボン繊維を用いて構成されたものとすることができる。より具体的には、カーボン繊維に樹脂を染み込ませて加熱した形成された成形断熱材などとすることができる。断熱部１０２の配置により、ヒータ２０８からの輻射熱が断熱部１０２に吸収され、ヒータ２０８の周囲における過度の温度上昇を抑制することができる。したがって、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐことができる。例えば、半導体基板２０６の温度が１６５０℃であるとき、本実施の形態の構成によれば、ヒータベース１０４の温度を１０００℃程度にすることができる。これはＳｉＯ２（石英）の軟化点より低い温度であり、ヒータベース１０４の熱による変形などを引き起こさずに済む。
【００４４】
断熱部１０２は、蓄積した熱を逃がし難い特性を有するので、回転筒２２３内で半導体基板２０６からできるだけ離して配置する。本実施の形態の構成では、リフレクタ１０１の下方であって、リフレクタ１０１からできるだけ離れた位置に設ける。このようにすることにより、半導体基板２０６の温度制御への影響を最小限にして、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐことが可能となる。
【００４５】
あるいは、断熱部１０２を鉛直方向に移動可能な構成としてもよい。例えば、エピタキシャル膜を形成するために、半導体基板２０６の温度を上昇させる際には、断熱部１０２が上方、すなわち、半導体基板２０６から近い位置にあるようにする。一方、エピタキシャル反応を終えて、半導体基板２０６をチャンバ２０１から搬出するため、半導体基板２０６の温度を降下させる際には、図２に示すように、断熱部１０２を下降させて半導体基板２０６から離れた位置に断熱部１０２があるようにする。尚、図２において、図１と同じ符号を付した部分は同じものであることを示している。
【００４６】
本実施の形態においては、例えば、ヒータ２０８とリフレクタ１０１との距離を５ｍｍとすることができる。リフレクタ１０１を５枚の薄板によって構成する場合、例えば、薄板１枚の厚みを２ｍｍとすることができ、薄板間の距離を３．５ｍｍとすることができる。また、例えば、リフレクタ１０１と断熱部１０２との距離を３．５ｍｍとすることができ、断熱部１０２の厚みを２５ｍｍとすることができる。さらに、断熱部１０２の下方、ブースバー１０３までの距離は８０ｍｍ程度とすることができる。
【００４７】
断熱部１０２による微妙な温度調整を可能とするため、鉛直方向に沿って複数の断熱部１０２を設けることも可能である。例えば、２つまたは３つの断熱部１０２を使用し、これらの間に所定の隙間を設けて、２層または３層の断熱部とすることができる。
【００４８】
断熱部１０２の形状は、例えば、図３に示すようなドーナツ状とすることができる。また、図４に示すように、平面では円板状であるが、断面では、中央部の厚みが小さく、周辺部の厚みが大きい形状とすることもできる。図３や図４の構造とすることで、断熱部１０２による半導体基板２０６への影響を小さくしつつ、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐことができる。
【００４９】
次に、実施の形態１の成膜方法について説明する。
【００５０】
図１の成膜装置２００では、チャンバ２０１内でサセプタ２０７により半導体基板２０６が支持される。そして、回転軸２２２によって半導体基板２０６をサセプタ２０７を介して回転させながら、ヒータ２０８を用いて半導体基板２０６を１０００℃以上に加熱する。この状態でチャンバ２０１内に反応ガスを含むプロセスガス２２５を、供給部２０４からシャワープレート２２０の貫通孔２２１を介して供給する。
【００５１】
すると、半導体基板２０６の表面で熱分解反応または水素還元反応が起こり、半導体基板２０６の表面にエピタキシャル膜が形成される。その際、気相成長反応で消費されなかったプロセスガスの一部は、変性されたガスとなる。この変性ガスは、プロセスガス２２５とともに、チャンバ２０１の下部に設けられた排気部２０５から逐次排気される。
【００５２】
一例として、Ｓｉエピタキシャル膜の成膜方法について述べる。
【００５３】
まず、チャンバ２０１内に半導体基板２０６を搬送し、サセプタ２０７の上に載置する。半導体基板２０６としては、例えば、ＳｉＣウェハまたはＳｉウェハを用いることができる。あるいは、ＳｉＯ２（石英）ウェハなどの他の絶縁性基板や、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウェハなどの高抵抗の半絶縁性基板などを用いることも可能である。
【００５４】
次に、半導体基板２０６の上にＳｉ膜を形成する。
【００５５】
例えば、半導体基板２０６としてＳｉウェハを用い、これをサセプタ２０７の上に載置する。断熱部１０２が鉛直方向に移動可能な構造である場合には、上方、すなわち、半導体基板２０６の近くに位置するようにする。
【００５６】
次いで、常圧下または適当な減圧下で水素ガスを流しながら、サセプタ２０７に付随させて、Ｓｉウェハを５０ｒｐｍ程度で回転させる。
【００５７】
次に、ヒータ２０８によってＳｉウェハを１１００℃〜１２００℃に加熱する。断熱部１０２があることにより、ヒータ２０８の熱が断熱部１０２に蓄積されるので、Ｓｉウェハが効率よく加熱される。
【００５８】
放射温度計（図示せず）による測定でＳｉウェハの温度が１１５０℃に達したことを確認した後は、徐々にＳｉウェハの回転数を上げていく。そして、供給部２０４からシャワープレート２２０を介して反応ガスをチャンバ２０１の内部に供給する。
【００５９】
反応ガスとしては、ＳｉＨＣｌ３（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、供給部２０４からチャンバ２０１の内部に導入する。チャンバ２０１の内部に導入された反応ガスは、Ｓｉウェハの方に流下する。そして、Ｓｉウェハの温度を１１５０℃に維持し、サセプタ２０７を９００ｒｐｍ以上の高速で回転させながら、供給部２０４からシャワープレート２２０を介して次々に新たな反応ガスをＳｉウェハに供給する。
【００６０】
以上のようにして、Ｓｉウェハの上に均一な厚さのＳｉエピタキシャル膜を成長させることができる。
【００６１】
上記の通り、Ｓｉエピタキシャル成長工程において、半導体基板２０６を加熱するためにヒータ２０８を用いると、ヒータ２０８からの輻射熱は、半導体基板２０６だけでなく、他の部材にも伝わってそれらを昇温させてしまう。こうしたことは、ヒータ２０８の近傍に位置する部材、例えば、ブースバー１０３、ヒータベース１０４、連結部１０５および電極棒１０６などにおいて顕著である。ヒータ２０８からの輻射熱によって、周辺部材の温度がそれらの軟化点以上になると、周辺部材に変形などが起こる。
【００６２】
そこで、ヒータ２０８の下方に、リフレクタ１０１を配置し、さらにリフレクタ１０１の下方に断熱部１０２を配置する。すると、リフレクタ１０１によって、ヒータ２０８からの熱が半導体基板２０６の方へ反射される。また、断熱部１０２によって、ヒータ２０８からの熱が吸収される。したがって、この構成によれば、ヒータ２０８の周囲における過度の温度上昇を抑制して、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐことができる。
【００６３】
半導体基板２０６の上に、所定の膜厚のＳｉ膜を形成した後は、プロセスガス２２５の供給を終了する。そして、半導体基板２０６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２０１の外部に半導体基板２０６を搬出する。断熱部１０２が鉛直方向に移動可能な構造である場合には、断熱部１０２を下降させて半導体基板２０６から離れた位置にあるようにすることで、半導体基板２０６の冷却を早めることができる。
【００６４】
他の例として、ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜方法について述べる。
【００６５】
まず、サセプタ２０７上に半導体基板２０６を載置し、半導体基板２０６を加熱するとともに、サセプタ２０７を介して半導体基板２０６を回転させる。この状態で半導体基板２０６の表面に反応ガスを接触させることで、半導体基板２０６の表面にＳｉＣエピタキシャル膜を形成する。
【００６６】
半導体基板２０６としては、例えば、ＳｉＣウェハまたはＳｉウェハを用いることができる。あるいは、ＳｉＯ２（石英）ウェハなどの他の絶縁性基板や、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）ウェハなどの高抵抗の半絶縁性基板などを用いることも可能である。
【００６７】
具体的には、まず、半導体基板２０６をチャンバ２０１内に搬送する。次に、サセプタ２０７に付随させて、サセプタ２０７上に載置された半導体基板２０６を５０ｒｐｍ程度で回転させる。
【００６８】
ヒータ２０８に電流を供給して作動させ、ヒータ２０８から発せられる熱によって半導体基板２０６を加熱する。半導体基板２０６の温度が、成膜温度である１５００℃〜１７００℃までの間の所定の温度、例えば、１６５０℃に達するまで徐々に加熱する。このとき、チャンバ２０１の壁部分に設けた流路２０３ａ、２０３ｂに冷却水を流すことで、過度にチャンバ２０１が昇温するのを防止することができる。
【００６９】
半導体基板２０６の温度が１６５０℃に達した後は、ヒータ２０８により１６５０℃近辺での緻密な温度調整がなされる。このとき、半導体基板２０６の温度は、放射温度計（図示せず）を用いて測定することができる。
【００７０】
放射温度計による測定で半導体基板２０６の温度が所定温度に達したことを確認した後は、徐々に半導体基板２０６の回転数を上げていく。例えば、９００ｒｐｍ程度の回転数とするのがよい。
【００７１】
また、供給部２０４から反応ガスを含むプロセスガス２２５を供給し、シャワープレート２２０を介して、プロセスガス２２５を半導体基板２０６の上に流下させる。このとき、プロセスガス２２５は、整流板であるシャワープレート２２０を通過して整流され、下方の半導体基板２０６に向かってほぼ鉛直に流下して、いわゆる縦フローを形成する。
【００７２】
プロセスガス２２５としては、例えば、ＳｉＨ４（モノシラン）およびＣ３Ｈ８（プロパン）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、ガス供給部２０４からチャンバ２０１の内部に導入する。尚、ＳｉＨ４に代えて、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）、ＳｉＨ３Ｃｌ（モノクロロシラン）、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、ＳｉＣｌ４（テトラクロロシラン）などを用いてもよい。
【００７３】
尚、チャンバ２０１の上部には、供給部２０４とは別に、キャリアガスである水素ガスをチャンバ２０１内に供給するための水素ガス供給部をさらに設けることも可能である。その場合、供給部２０４からＣ（カーボン）のソースガスを含むガス、例えばＣ２Ｈ２（アセチレン）を供給し、水素ガス供給部からキャリアガスである水素ガスを供給し、チャンバ２０１内で混合して半導体基板２０６の表面に供給する。
【００７４】
半導体基板２０６の表面に到達したプロセスガス２２５は、熱分解反応または水素還元反応を起こす。これにより、半導体基板２０６の表面にＳｉＣ膜が形成される。プロセスガス２２５の内で気相成長反応に使用されたもの以外のガスは、変性されたガスとなり、チャンバ２０１の下部に設けられた排気部２０５から逐次排気される。
【００７５】
ＳｉＣをエピタキシャル成長させるには、半導体基板２０６を１５００℃以上の温度まで昇温する必要がある。このため、サセプタ２０７には高耐熱性の材料を用いる必要があり、具体的には、等方性黒鉛の表面にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＳｉＣを被覆したものなどが用いられる。サセプタ２０７の形状は、半導体基板２０６を載置可能な形状であれば特に限定されるものではなく、リング状や円盤状など適宜選択して用いられる。
【００７６】
上記の通り、ＳｉＣエピタキシャル成長工程では、半導体基板２０６を非常に高温にする必要がある。しかし、半導体基板２０６を高温の状態にするためにヒータ２０８で加熱すると、ヒータ２０８からの輻射熱は、半導体基板２０６だけでなく、他の部材にも伝わってそれらを昇温させてしまう。こうしたことは、ヒータ２０８の近傍に位置する部材、例えば、ブースバー１０３、ヒータベース１０４、連結部１０５および電極棒１０６などにおいて顕著である。ヒータ２０８からの輻射熱によって、周辺部材の温度がそれらの軟化点以上になると、周辺部材に変形などが起こる。
【００７７】
そこで、ヒータ２０８の下方に、リフレクタ１０１を配置し、さらにリフレクタ１０１の下方に断熱部１０２を配置する。すると、リフレクタ１０１によって、ヒータ２０８からの熱が半導体基板２０６の方へ反射される。また、断熱部１０２によって、ヒータ２０８からの熱が吸収される。したがって、この構成によれば、ヒータ２０８の周囲における過度の温度上昇を抑制して、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐことができる。
【００７８】
半導体基板２０６の上に、所定の膜厚のＳｉＣ膜を形成した後は、プロセスガス２２５の供給を終了する。そして、半導体基板２０６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２０１の外部に半導体基板２０６を搬出する。
【００７９】
本実施の形態の成膜方法によれば、リフレクタと断熱部を組み合わせてヒータの下方に配置し、基板を加熱するので、ヒータからの輻射熱による周辺部材の劣化を防ぎながら、高温下でのエピタキシャル成長反応を行うことができる。かかる本実施の形態の成膜装置および成膜方法は、Ｓｉエピタキシャル膜やＳｉＣエピタキシャル膜の成膜に適用可能であり、特に、ＳｉＣエピタキシャル膜などの高温下での成膜に好適である。
【００８０】
実施の形態２．
図５は、本実施の形態２における成膜装置の模式的な断面図である。尚、図５において、図１と同じ符号を付した部分は同じものであることを示している。
【００８１】
成膜装置３００では、ライナ２０２の外周、より詳しくは、ライナ２０２の頭部２３１の外周に、（第２のヒータとしての）上部ヒータ３５が配設されている。つまり、成膜装置３００は、半導体基板２０６の下面側に配置され、半導体基板２０６を下面側から加熱するヒータ２０８と、ヒータ２０８の上方であって、ライナ２０２の周囲に設けられ、半導体基板２０６を上方から加熱する上部ヒータ３５とを有する。この構成によれば、上部ヒータ３５は、（第１のヒータである）ヒータ２０８の上方に配置される。
【００８２】
上部ヒータ３５は、複数の小ヒータによって構成され、各々が独立に制御可能な構造とすることができる。
【００８３】
図５では、上部ヒータ３５は、鉛直方向に配列した３つの小ヒータ（第一加熱ヒータ３６、第二加熱ヒータ３７、第三加熱ヒータ３８）によって構成される。これらの小ヒータは、何れもＣ（カーボン）などから製造された抵抗加熱型ヒータとすることができる。
【００８４】
小ヒータは、ライナ２０２の胴部２３０に近い側から、シャワープレート２２０が配設された上部開口部側に向け順次配置されている。これらは、例えば、ねじ止めなどの手段により、第一ヒータ接続部３９、第二ヒータ接続部４０および第三ヒータ接続部４１に接続し、これらの接続部によって支持されている。さらに、第一ヒータ接続部３９、第二ヒータ接続部４０および第三ヒータ接続部４１は、それぞれチャンバ２０１の側壁を貫通し、制御部４２を介して、図示しないヒータ電流供給部に接続している。このような構造によって、第一加熱ヒータ３６、第二加熱ヒータ３７および第三加熱ヒータ３８には、対応する第一ヒータ接続部３９、第二ヒータ接続部４０および第三ヒータ接続部４１を介し、それぞれ独立にヒータ電流の供給が行われる。制御部４２は、第一加熱ヒータ３６、第二加熱ヒータ３７、第三加熱ヒータ３８のそれぞれに供給されるヒータ電流を制御することができ、これによって、各加熱ヒータの加熱温度を調整することができる。
【００８５】
小ヒータの中で最下部に位置する第一加熱ヒータ３６は、図５に示すように、ライナ２０２の形状に対応した形状を有する。すなわち、第一加熱ヒータ３６は、ライナ２０２の頭部２３１と胴部２３０の境部分の形状に対応するよう、下部側が屈曲する構造を有する。これにより、半導体基板２０６に対する効率的な加熱が可能となる。
【００８６】
尚、成膜装置３００において、上部ヒータ３５を構成する小ヒータは３つに限られるものではなく、２つあるいは４つ以上とすることもできる。また、上部ヒータ３５を、小ヒータが組み合わされた構造ではなく、１つのヒータによって構成された構造とすることも可能である。
【００８７】
図５において、成膜装置３００は、チャンバ２０１の側壁部分とライナ２０２の頭部２３１の間に、（第２のリフレクタとしての）リフレクタ４５を有する。このリフレクタ４５は、上部ヒータ３５を構成する、第一加熱ヒータ３６、第二加熱ヒータ３７および第三加熱ヒータ３８を包囲するように配設されている。リフレクタ４５を設けることにより、上部ヒータ３５からの熱がリフレクタ４５で反射されて、半導体基板２０６への加熱効率が向上する。また、リフレクタ４５の設置により、上部ヒータ３５からの熱がチャンバ２０１の側壁に届いて、チャンバ２０１が過度に昇温するのを防ぐこともできる。
【００８８】
リフレクタ４５は、耐熱性が高く熱伝導度の高いＣ（カーボン）を用いて構成される。尚、リフレクタ４５の構成に好適な材料としては、Ｃ（カーボン）の他に、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などの１７００℃以上の耐熱性がある材料を挙げることができる。図５の例では、リフレクタ４５は、ライナ２０２の胴部２３０と頭部２３１の境に位置する、胴部２３０の天井部分に立設されている。また、図５では、リフレクタ４５は、上部ヒータ３５から発せられる熱を効率よく半導体基板２０６の側に反射するよう、３層構造となっている。尚、リフレクタ４５を単層構造とすることや、２層構造または４層以上の構造とすることも、熱の反射性能や遮蔽性能を考慮して当然に可能である。
【００８９】
本実施の形態では、上部ヒータ３５の設置位置に、チャンバ２０１の内壁をカバーするように、（第２の断熱部としての）断熱部４６を配設する。断熱部４６を設けることで、上部ヒータ３５からの熱が断熱部４６によって遮断され、ステンレスなどからなるチャンバ２０１の側壁部分が上部ヒータ３５からの熱によって過剰に昇温することを防止することができる。
【００９０】
また、本実施の形態の成膜装置３００では、実施の形態１の成膜装置２００と同様に、第１のヒータとしてのヒータ２０８の下方に、第１のリフレクタとしてのリフレクタ１０１を配置し、さらにリフレクタ１０１の下方に、第１の断熱部としての断熱部１０２を配置する。すると、リフレクタ１０１によって、ヒータ２０８からの熱が半導体基板２０６の方へ反射される。また、断熱部１０２によって、ヒータ２０８からの熱が吸収される。したがって、この構成によれば、ヒータ２０８の周囲における過度の温度上昇を抑制して、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐことができる。
【００９１】
以上述べたように、本実施の形態によれば、リフレクタ１０１と断熱部１０２を組み合わせてヒータ２０８の下方に配置することにより、ヒータ２０８からの輻射熱による周辺部材の劣化を防ぐことができる。また、半導体基板２０６をその上方から加熱する上部ヒータ３５を設けることにより、ヒータ２０８と相まって、半導体基板２０６を効率的に加熱することができる。さらに、リフレクタ４５や断熱部４６を設けることで、上部ヒータ３５からの熱がチャンバ２０１の側壁に届いて、チャンバ２０１が過度に昇温するのを防ぐこともできる。
【００９２】
尚、本実施の形態においては、上部ヒータ３５の周囲にリフレクタ４５や断熱部４６がなくてもよく、あるいは、上部ヒータ３５の周囲にリフレクタ４５だけが設けられていてもよい。
【００９３】
次に、実施の形態２の成膜方法について説明する。
【００９４】
本実施の形態の成膜装置３００は、実施の形態１と同様に、Ｓｉエピタキシャル膜やＳｉＣエピタキシャル膜の成膜に適用可能である。そして、特に、ＳｉＣエピタキシャル膜などの成膜のように、均一な基板温度を維持しながら非常に高い温度で成膜する場合に好適である。
【００９５】
成膜装置３００を用いたＳｉＣエピタキシャル膜の形成は、以下のようにして行うことができる。
【００９６】
まず、半導体基板２０６であるＳｉＣウェハをチャンバ２０１の内部に搬入する。次いで、サセプタ２０７の上に半導体基板２０６を載置する。このとき、断熱部１０２が鉛直方向に移動可能な構造である場合には、上方、すなわち、半導体基板２０６の近くに位置するようにする。
【００９７】
次いで、常圧下または適当な減圧下で水素ガスを流しながら、サセプタ２０７に付随させて、半導体基板２０６を５０ｒｐｍ程度で回転させる。
【００９８】
次に、ヒータ２０８と上部ヒータ３５によって半導体基板２０６を加熱する。このとき、上部ヒータ３５を構成する複数の小ヒータについて各々温度調整をしながら加熱する。具体的には、電極棒１０６から連結部１０５とブースバー１０３を介してヒータ２０８に給電が行われ、ヒータ２０８の発熱体が昇温する。また、上部ヒータ３５を構成する、第一加熱ヒータ３６、第二加熱ヒータ３７および第三加熱ヒータ３８のそれぞれに、第一ヒータ接続部３９、第二ヒータ接続部４０および第三ヒータ接続部４１を介して独立に電流が供給され、各小ヒータの発熱体が昇温する。
【００９９】
本実施の形態では、ヒータ２０８の下方にリフレクタ１０１が配置され、さらに、リフレクタ１０１の下方に断熱部１０２が配置されていることにより、リフレクタ１０１によって、ヒータ２０８からの熱が半導体基板２０６の方へ反射される。また、断熱部１０２によって、ヒータ２０８からの輻射熱が断熱部１０２に吸収される。したがって、ヒータ２０８の周囲における過度の温度上昇を抑制し、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐことができる。
【０１００】
また、成膜装置３００では、ライナ２０２の頭部２３１の外周に上部ヒータ３５が配設されていることによって、ヒータ２０８と相まって半導体基板２０６を効率よく高温にすることができる。さらに、上部ヒータ３５を複数の小ヒータによって構成し、各々が独立に制御可能な構造とすることで、半導体基板２０６の温度を細かく調整して均一な温度分布を実現することが可能である。
【０１０１】
さらに、成膜装置３００は、チャンバ２０１の側壁部分とライナ２０２の頭部２３１の間にリフレクタ４５を有する。また、上部ヒータ３５の設置位置に、チャンバ２０１の内壁をカバーするように断熱部４６が配設されている。リフレクタ４５を設けることにより、上部ヒータ３５からの熱がリフレクタ４５で反射されて、半導体基板２０６への加熱効率が向上する。また、リフレクタ４５の設置により、上部ヒータ３５からの熱がチャンバ２０１の側壁に届いて、チャンバ２０１が過度に昇温するのを防ぐこともできる。さらに、断熱部４６を設けることで、上部ヒータ３５からの熱が断熱部４６によって遮断されるので、チャンバ２０１の側壁部分の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【０１０２】
ヒータ２０８と上部ヒータ３５は協同して、半導体基板２０６の温度が、成膜温度である１５００℃〜１７００℃範囲の所定の温度、例えば、１６５０℃に達するまで加熱する。このとき、チャンバ２０１の壁部分に設けた流路２０３ａ、２０３ｂに冷却水を流すことで、過度にチャンバ２０１が昇温するのを防止することができる。
【０１０３】
１６５０℃に達した後は、この温度付近における緻密な温度調整をヒータ２０８によって行うことができる。一方、上部ヒータ３５は、ヒータ２０８による温度調整を助けるように作用する。例えば、半導体基板２０６を１６５０℃に維持しようとする場合、上部ヒータ３５を構成する、第一加熱ヒータ３６、第二加熱ヒータ３７および第三加熱ヒータ３８の温度をそれぞれ１７００℃〜１８００℃の範囲に調整することで、ヒータ２０８の温度を１８００℃以下とすることができる。つまり、上部ヒータ３５がヒータ２０８の補助的役割を担うことで、ヒータ２０８の過度の温度上昇を抑制することができる。したがって、上部ヒータ３５の設置は、ヒータ２０８の周囲の過度の温度上昇を抑制し、ヒータ２０８の周辺部材の熱劣化を防ぐ点からも有効である。
【０１０４】
放射温度計（図示せず）による測定で、半導体基板２０６の温度が所定温度に達したことを確認した後は、徐々に半導体基板２０６の回転数を上げていく。例えば、９００ｒｐｍ程度の回転数まで上昇させる。そして、供給部２０４からプロセスガス２２５をチャンバ２０１内に供給する。プロセスガス２２５としては、例えば、ＳｉＨ４（モノシラン）およびＣ３Ｈ８（プロパン）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、ガス供給部２０４からチャンバ２０１の内部に導入する。尚、ＳｉＨ４に代えて、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）、ＳｉＨ３Ｃｌ（モノクロロシラン）、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、ＳｉＣｌ４（テトラクロロシラン）などを用いてもよい。
【０１０５】
チャンバ２０１内に導入されたプロセスガス２２５は、チャンバ２０１内に設けられたライナ２０２の頭部２３１に取り付けられたシャワープレート２２０を通過する。多数の貫通孔２２１を有するシャワープレート２２０は、ガス整流板として作用する。プロセスガス２２５は、シャワープレート２２０の貫通孔を通過することで、均一な流れとなって半導体基板２０６の方へ流下し、半導体基板２０６の表面にＳｉＣ膜が形成される。
【０１０６】
半導体基板２０６の上に所定の膜厚のＳｉＣ膜を形成した後は、プロセスガス２２５の供給を終了する。ここで、プロセスガス２２５とともにキャリアガスの供給も終了することができるが、プロセスガス２２５の供給のみを終了した後、放射温度計で半導体基板２０６が所定の温度より低くなったのを確認してから、キャリアガスの供給を終了するようにしてもよい。
【０１０７】
半導体基板２０６が所定の温度まで冷却された後は、チャンバ２０１の外部に半導体基板２０６を搬出する。断熱部１０２が鉛直方向に移動可能な構造である場合には、断熱部１０２を下降させて半導体基板２０６から離れた位置にあるようにすることで、半導体基板２０６の冷却を早めることができる。
【０１０８】
本実施の形態の成膜方法によれば、第１のリフレクタと第１の断熱部を組み合わせて第１のヒータの下方に配置し、基板を加熱するので、第１のヒータからの輻射熱による周辺部材の劣化を防ぎながら、高温下でのエピタキシャル成長反応を行うことができる。また、基板の上方に設けた第２のヒータによっても基板を加熱するので、第１のヒータと相まって基板を効率的に加熱することができると同時に、第１のヒータの過度の温度上昇を防いで、第１のヒータの周辺部材への影響をより低減することができる。またに、第２のヒータの周囲に第２のリフレクタを配置することにより、第２のヒータからの熱が成膜室の側壁に届いて、成膜室が過度に昇温するのを防ぐことができる。さらに、第２のリフレクタの周囲に第２の断熱部を配置することにより、第２のヒータからの熱が第２の断熱部によって遮断されるので、成膜室の側壁部分の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【０１０９】
本発明の特徴と利点は、次のようにまとめられる。
【０１１０】
本発明の成膜装置によれば、ヒータの輻射熱による周辺部材の劣化を抑制することができる。
【０１１１】
本発明の成膜方法によれば、ヒータの輻射熱による周辺部材の劣化を抑制しつつ、成膜を行うことができる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
例えば、実施の形態１および２では、成膜室内に載置される基板を回転させながら成膜処理を行う例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。本発明の成膜装置は、基板を回転させないで成膜してもよい。
【０１１４】
また、上記各実施の形態では、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、本発明は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、ウェハを加熱しながらその表面に膜を形成する成膜装置であれば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置などの他の成膜装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
２００、３００    成膜装置
２０１    チャンバ
２０２    ライナ
２０３ａ、２０３ｂ    流路
２０４    供給部
２０５    排気部
２０６    半導体基板
２０７    サセプタ
２０８    ヒータ
２０９、２１１    フランジ部
２１０、２１２    パッキン
２２０    シャワープレート
２２１    貫通孔
２２２    回転軸
２２３    回転筒
２２５    プロセスガス
２３０    胴部
２３１    頭部
２３２    段部
２３４    角部
４５、１０１    リフレクタ
４６、１０２    断熱部
１０３    ブースバー
１０４    ヒータベース
１０５    連結部
１０６    電極棒
３５    上部ヒータ
３６    第一加熱ヒータ
３７    第二加熱ヒータ
３８    第三加熱ヒータ
３９    第一ヒータ接続部
４０    第二ヒータ接続部
４１    第三ヒータ接続部
４２    制御部
【図１】
0005639104.tif 000002
【図２】
0005639104.tif 000003
【図３】
0005639104.tif 000004
【図４】
0005639104.tif 000005
【図５】
0005639104.tif 000006