(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室と、
前記成膜室内に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
前記成膜室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記成膜室内に設けられた中空筒状のライナと、
前記ライナ内に設けられ、基板が載置されるサセプタとを有し、
前記ライナは、前記反応ガスの流路となる頭部と、前記サセプタを内部に配置する胴部とが、スリットを介して配置される構成を有し、前記スリットから前記ライナの内壁に沿って前記不活性ガスが流下するよう構成されたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記ライナの頭部は、前記胴部より内径が小さく、下方端部の周縁に沿って形成されたつば部を有し、前記スリットは前記つば部と前記胴部の上方端部との間に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記不活性ガスは、アルゴン（Ａｒ）ガスであ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】
成膜室に配置された中空筒状のライナ内で基板を加熱しながら、前記成膜室に反応ガスを供給して前記基板上に所定の膜を成膜する成膜方法であって、
前記ライナは、前記反応ガスの流路となる頭部と、前記基板を内部に配置する胴部とがスリットを介して配置されるよう構成されており、
前記成膜室に不活性ガスを供給し、前記スリットから前記ライナの内壁に沿って前記不活性ガスを流下させながら成膜す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】
従来から、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のパワーデバイスのように、比較的膜厚の厚い結晶膜を必要とする半導体素子の製造には、エピタキシャル成長技術が活用されている。
【０００３】
エピタキシャル成長技術に使用される気相成長方法では、常圧または減圧に保持された成膜室の内部にウェハを載置し、このウェハを加熱しながら成膜室内に反応ガスを供給する。すると、ウェハの表面で反応ガスの熱分解反応および水素還元反応が起こり、ウェハ上にエピタキシャル膜が成膜される。
【０００４】
膜厚の厚いエピタキシャル膜を高い歩留まりで製造するには、均一に加熱されたウェハの表面に新たな反応ガスを次々に接触させて成膜速度を向上させる必要がある。そこで、従来の成膜装置においては、例えば、ウェハを高速で回転させながらエピタキシャル成長させることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ＳｉＣ（炭化珪素（シリコンカーバイト））のエピタキシャル成長技術が注目されている。ＳｉＣは、Ｓｉ（シリコン）やＧａＡｓ（ガリウム砒素）といった従来の半導体材料と比較してエネルギーギャップが２〜３倍大きく、絶縁破壊電界が約１桁大きいといった特徴がある。このため、高耐圧のパワー半導体デバイスへの利用が期待されている半導体材料である。
【０００７】
しかしながら、ＳｉＣを成膜する際に、ウェハの表面以外にも、ウェハを支持しているサセプタ、成膜チャンバの内壁、成膜チャンバ内のガスを排気するための配管などに、反応ガスに起因する反応生成物が付着するという問題が生じることがある。
【０００８】
図３は、従来の成膜装置の構造と問題点を説明する模式的な断面図である。
【０００９】
図３に示すように、従来の成膜装置２００は、成膜室としてのチャンバ２０１と、ライナ２０２と、チャンバ２０１を冷却する冷却水の流路２０３ａ、２０３ｂと、パージガスである水素（Ｈ２）ガス２２５を導入するための水素ガス供給部２０４と、反応ガス２２６を導入するための反応ガス供給部２１４と、排気部２０５と、サセプタ２０７と、ヒータ２０８と、フランジ部２０９、２１１と、シールのためのパッキン２１０、２１２とを有する。
【００１０】
中空筒状のライナ２０２は、サセプタ２０７を内部に配置する胴部２３０と、胴部２３０より内径が小さい頭部２３１とを有し、それらは連結部２３４により接続されている。すなわち、頭部２３１と胴部２３０とは、径は異なるが、ライナ２０２として一体となっており、チャンバ２０１内で連続する空間を形成している。
【００１１】
ライナ２０２の頭部２３１の開口部には、複数の貫通孔２２１を有するシャワープレート２２０が取り付けられている。サセプタ２０７は、回転筒２２３の上に取り付けられ、サセプタ２０７の上には成膜対象となる半導体基板２０６が載置される。
【００１２】
回転筒２２３は、チャンバ２０１の底部からチャンバ２０１の内部に伸びる回転軸２３２を介して回転機構（図示せず）に接続されている。気相成長反応時には、回転機構を通じて回転軸が回転し、これによって回転する回転筒２２３を介してサセプタ２０７が回転する。すると、サセプタ２０７の上に載置された半導体基板２０６が回転するという仕組みになっている。
【００１３】
反応ガス２２６は、チャンバ２０１の上部に設けられた反応ガス供給部２１４から供給される。そして、シャワープレート２２０の貫通孔２２１を通過して、ヒータ２０８により加熱された半導体基板２０６の表面に供給されてエピタキシャル膜の成膜に使用される。反応ガス２２６のうちで気相成長反応に使用されなかったガスは、排気部２０５から排気される。
【００１４】
チャンバ２０１の上部には、ライナ２０２とチャンバ２０１内壁との間の空間に、パージガスである水素ガス２２５を供給する水素ガス供給部２０４が設けられている。水素ガス２２５は、水素ガス供給部２０４から供給されて、チャンバ２０１の側壁とライナ２０２との間の空間をパージし、ライナ２０２の胴部２３０の下端から排出される。その後、排気部２０５からチャンバ２０１の外に排出される。
【００１５】
以上のような成膜装置２００によってＳｉＣ膜を成膜する場合、次のような問題が発生する。
【００１６】
ＳｉＣのエピタキシャル成長では、基板を１５００℃以上の高温にする必要がある。このとき、ヒータ２０８からの輻射熱は、半導体基板２０６だけでなく、成膜装置２００を構成する他の部材にも伝わってこれらを昇温させる。特に、半導体基板２０６やヒータ２０８に近い、ライナ２０２の胴部２３０は高温となる。このような高温部分に反応ガス２２６が接触すると、反応ガス２２６に起因する反応生成物２３７が付着する。
【００１７】
反応生成物２３７は、成膜装置２００の稼動に伴う昇温、降温が繰り返されることで欠片が剥離し、チャンバ２０１内にダストとして滞留する。そして、基板上に形成されるエピタキシャル膜に欠陥を生じさせて品質を低下させる要因となる。このため、従来は、定期的に反応生成物２３７を除去する作業を行なう必要があった。しかしながら、こうしたメンテナンス作業は、成膜装置２００の稼動を停止する必要があるため、稼働率を一定以上に向上させることができないという問題があった。
【００１８】
本発明は、かかる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、エピタキシャル成長過程で反応ガスがライナ等の基板周囲の部材に接触することを防止し、反応生成物が付着するのを防ぐことができる成膜装置および成膜方法を提供することにある。
【００１９】
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】
【００２０】
本実施形態による成膜装置は、
成膜室と、
成膜室内に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
成膜室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
成膜室内に設けられた中空筒状のライナと、
ライナ内に設けられ、基板が載置されるサセプタとを有し、
ライナは、反応ガスの流路となる頭部と、サセプタを内部に配置する胴部とが、スリットを介して配置される構成を有し、スリットから前記ライナの内壁に沿って不活性ガスが流下するよう構成されたことを特徴とする。
【００２１】
ライナの頭部は、胴部より内径が小さく、下方端部の周縁に沿って形成されたつば部を有し、スリットはつば部と胴部の上方端部との間に設けられていてもよい。
【００２２】
不活性ガスは、アルゴン（Ａｒ）ガスでよい。
【００２４】
本実施形態による成膜方法は、成膜室に配置された中空筒状のライナ内で基板を加熱しながら、成膜室に反応ガスを供給して基板上に所定の膜を成膜する成膜方法であって、
ライナは、反応ガスの流路となる頭部と、基板を内部に配置する胴部とがスリットを介して配置されるよう構成されており、
成膜室に不活性ガスを供給し、スリットからライナの内壁に沿って不活性ガスを流下させながら成膜することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、エピタキシャル成長過程で反応ガスがライナ等の基板周囲の部材に接触することを防止し、反応生成物が付着するのを防ぐことができる成膜装置および成膜方法が提供される。
尚、この成膜装置は、サセプタ上に載置される基板の上面から成膜に必要なガスが供給され、サセプタの裏面側にヒータが設けられている、所謂縦型のエピタキシャル成長装置に適用されることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態の成膜装置の模式的な断面図である。
【図２】本実施の形態の成膜装置の別の例である。
【図３】従来の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】
【００２７】
図１は、本実施の形態の成膜装置の模式的な断面図である。本実施の形態の成膜装置は、特に、ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜に好適である。
【００２８】
図１の成膜装置１００を用いてＳｉＣ膜を成膜する場合、半導体基板６としては、ＳｉＣウェハを用いることができる。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。例えば、ＳｉＣウェハに代えてＳｉウェハとしてもよく、また、ＳｉＯ２（石英）などの他の絶縁性基板や、高抵抗のＧａＡｓなどの半絶縁性基板などを用いてもよい。
【００２９】
成膜装置１００は、成膜室としてのチャンバ１と、チャンバ１の内壁を被覆して保護する中空筒状のライナ２と、チャンバ１を冷却する冷却水の流路３ａ、３ｂと、チャンバ１内に反応ガス２６を導入するための反応ガス供給部１４と、反応後の反応ガス２６などをチャンバ１外に排気する排気部５と、基板であるウェハなどの半導体基板６を載置してこれを支持するサセプタ７と、支持部（図示せず）に支持されて半導体基板６を加熱するヒータ８と、チャンバ１の上下部を連結するフランジ部９と、フランジ部９をシールするパッキン１０と、排気部５と配管を連結するフランジ部１１と、フランジ部１１をシールするパッキン１２とを有する。さらに、本実施の形態の成膜装置１００は、チャンバ１内に不活性ガス２５を導入するための不活性ガス供給部４を有する。
【００３０】
ライナ２は、非常に高い耐熱性を備える材料を用いて構成される。例えば、カーボンにＳｉＣをコートして構成された部材の使用が可能である。
【００３１】
尚、ライナ２を設ける理由は、一般に、成膜装置におけるチャンバの壁がステンレス製であることによる。すなわち、成膜装置１００では、このステンレス製の壁を気相反応系内に露出させないようにするため、その全面を被覆するライナ２が用いられる。ライナ２には、結晶膜形成時におけるチャンバ１の壁へのパーティクルの付着や金属汚染を防いだり、チャンバ１の壁が反応ガス２６によって侵食されるのを防いだりする効果がある。
【００３２】
ライナ２は、中空筒状であり、サセプタ７を内部に配置する胴部３０と、胴部３０より内径が小さい頭部３１とを有する。頭部３１と胴部３０とは、スリット３８を介して配置されている。すなわち、本実施の形態における胴部３０と頭部３１とは、一体となってライナ２を構成しているのではなく、別体であって、これらの間にスリット３８が設けられるよう組み合わされてライナ２を構成している。そして、ライナ２は、半導体基板６の載置されるサセプタ７の周囲の空間に対して、チャンバ１の内壁を露出させないように保護している。
【００３３】
頭部３１は、その下方端部の周縁に沿って形成されたつば部３４を有し、つば部３４と胴部３０の上方端部との間にスリット３８が形成される。スリット３８は、後述する不活性ガス２５の吹出し口となる。つば部３４を設けることにより、スリット３８を胴部３０近くに形成して、不活性ガス２５が胴部３０に沿って流下するようにすることができる。尚、図１の例では、つば部３４は、断面が鉛直方向に対して略水平に形成されている。しかし、つば部３４の形状は、これに限られるものではなく、例えば、断面が傾斜している形状とすることもできる。この場合、ガスを排気部５へ誘導する点から、スリット３８に向かって下方に傾斜する形状とすることが好ましい。
【００３４】
尚、本実施の形態の成膜装置では、ライナの頭部と胴部を一体にして設けてもよい。すなわち、つば部と胴部を接続させて、スリットの代わりに、つば部に複数の貫通孔を設けることも可能である。この場合、複数の貫通孔は、つば部と胴部の接続部分付近に設けることが好ましい。尚、胴部が半導体基板の周囲のチャンバの壁を保護するのは、図１の例と同様である。
【００３５】
ライナ２の頭部３１の上部開口部には、シャワープレート２０が取り付けられている。シャワープレート２０は、半導体基板６の表面に反応ガス２６を均一に供給するためのガス整流板である。このシャワープレート２０には、反応ガス２６を供給するための貫通孔２１が複数個設けられている。そして、胴部３０内のサセプタ７上に載置された半導体基板６の表面に対して反応ガス２６を均一に供給する。
【００３６】
ライナ２の頭部３１の内径は、シャワープレート２０の貫通孔２１の配置と半導体基板６の大きさに対応するように決められる。これにより、シャワープレート２０の貫通孔２１を出た反応ガス２６が拡散する無駄な空間を低減できる。つまり、成膜装置１００は、シャワープレート２０から供給される反応ガス２６が効率良く半導体基板６の表面に集められるように構成される。
【００３７】
本実施の形態の成膜装置１００においては、チャンバ１の上部に、反応ガス供給部１４とは別に、不活性ガスをチャンバ１内に供給するための不活性ガス供給部４が設けられている。不活性ガス供給部４から不活性ガス２５が供給されると、ライナ２の頭部３１とチャンバ１の内壁との間に形成された空間を経て、下方のスリット３８から流出する。
【００３８】
不活性ガス２５は、反応ガス２６に用いられる水素ガスに比べて重く、スリット３８から流出した後は、半導体基板６の方へ行かずに、ライナ２の胴部３０の内壁に沿って流下する。そして、排気部５に到達し、未反応の反応ガス２６などとともに、排気部５からチャンバ１の外に排出される。このように、本実施の形態においては、スリット３８を胴部３０の近くに設け、スリット３８から不活性ガス２５を流出させて、胴部３０が不活性ガス２５の流れで覆われるようにしている。
【００３９】
ライナ２の内部、より詳しくは、胴部３０の内部には、上述のように、サセプタ７が配置されている。サセプタ７上には、半導体基板６が載置される。また、サセプタ７は、中空筒状の回転筒２３の上に取り付けられている。回転筒２３は、チャンバ１の底部からチャンバ１の内部に伸びる回転軸３２を介して回転機構（図示せず）に接続されている。すなわち、サセプタ７は、ライナ２の胴部３０内のヒータ８の上方で回転自在に支持され配設されている。したがって、気相成長反応時には、サセプタ７を回転させることにより、その上に載置された半導体基板６が高速に回転する。
【００４０】
また、図１に示す成膜装置１００では、チャンバ１のフランジ部９と排気部５のフランジ部１１に、それぞれシールのためのパッキン１０、１２が用いられている。このパッキン１０、１２には、フッ素ゴム製のものが好ましく用いられるが、その耐熱温度は約３００℃である。本実施の形態の成膜装置１００では、チャンバ１を冷却する冷却水の流路３ａ、３ｂを設けることで、パッキン１０、１２が熱で劣化するのを防止できる。
【００４１】
半導体基板６を下方側から加熱するヒータ８としては、カーボン基材の表面をＳｉＣ材料により被覆して構成された抵抗加熱ヒータが用いられる。
【００４２】
半導体基板６の上に、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成しようとする場合、反応ガス２６としては、例えば、シラン（ＳｉＨ４）やジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）などの珪素（Ｓｉ）のソースガスと、プロパン（Ｃ３Ｈ８）やアセチレン（Ｃ２Ｈ２）などのカーボン（Ｃ）のソースガスと、キャリアガスとしての水素（Ｈ２）ガスとを混合させた混合ガスが使用される。
【００４３】
反応ガス２６は、反応ガス供給部１４から導入された後、ライナ２の頭部３１に配置されたシャワープレート２０の貫通孔２１を通過して整流される。そして、下方の胴部３０内にある半導体基板６に向かってほぼ鉛直に流下する。すなわち、反応ガス２６は、いわゆる縦フローを形成する。そして、ヒータ８によって加熱され、サセプタ７上で高速回転をする半導体基板６の引き付け効果により引き付けられる。半導体基板６に到達した後は、乱流を形成すること無く、半導体基板６の表面に沿いながら水平方向にほぼ層流となって流れる。このように、半導体基板６の表面でガスが整流状態となることにより、膜厚均一性が高く高品質のエピタキシャル膜が形成される。
【００４４】
半導体基板６の表面では、反応ガス２６の熱分解反応または水素還元反応が行われる。これにより、半導体基板６の表面にＳｉＣエピタキシャル膜が形成される。反応ガス２６のうちで気相成長反応に用いられたガス以外のガスは、チャンバ１の下部に設けられた排気部５から排気される。
【００４５】
本実施の形態においては、ＳｉＣエピタキシャル膜形成のための反応ガス２６の供給とともに、不活性ガス供給部４から不活性ガス２５が供給されており、下方のスリット３８から不活性ガス２５が流出している。すなわち、不活性ガス２５が、スリット３８を出て、ライナ２の胴部３０の壁面に沿って流下する状態となっている。このようにすることにより、次のような効果が得られる。
【００４６】
反応ガス供給部１４から供給された反応ガス２６は、一部が半導体基板６の表面でＳｉＣエピタキシャル膜形成のために消費されるが、残りのガスは半導体基板６の中央付近から外周部へ向かって流れた後、チャンバ１の下部に設けられた排気部５から排気される。
【００４７】
ここで、図３で説明した従来の成膜装置２００では、半導体基板２０６の外周部へ向かって流れた反応ガス２２６が、ライナ２０２の胴部２３０に衝突した後、排気部２０５から排気される構造となっている。胴部２３０は高温となっているために、反応ガス２２６が触れることによって反応生成物２３７が付着する。ここで、反応生成物２３７は、ライナ２０２を構成する緻密な多結晶のＳｉＣ膜とは異なり、緻密でない多結晶のＳｉＣ膜と考えられる。
【００４８】
一方、本実施の形態の成膜装置１００では、胴部３０の壁面に沿って不活性ガス２５が流下しているので、反応ガス２６の胴部３０への接触が妨げられる。これにより、胴部３０に反応生成物が付着するのを防ぐことができる。
【００４９】
不活性ガス２５としては、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガスおよびキセノン（Ｘｅ）ガスよりなる群から選択される１種以上のガスを使用することができる。本実施の形態では、安価で取り扱いの容易なアルゴンガスが好ましく用いられる。尚、不活性ガスに代えて水素ガスを使用することは好ましくない。水素ガスは、通常、キャリアガスとして反応ガスに用いられるうえに軽いので、不活性ガスを用いた場合のような胴部３０の保護効果を望めないからである。
【００５０】
不活性ガス供給部４から供給され、スリット３８から流出する不活性ガス２５の流量については、ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜に用いられる反応ガス２６の流量を考慮して、適当な値が設定される。不活性ガス２５の流量が少なすぎると、胴部３０に反応ガス２６が接触するのを十分に防ぐことができない。一方、不活性ガス２５の流量が多すぎると、半導体基板６の表面に形成される反応ガス２６の整流状態を乱すおそれがある。
【００５１】
不活性ガス２５の流量は、不活性ガス供給部４から供給される不活性ガス２５の量を調整することによって変えられる他、スリット３８の大きさによっても調整可能である。例えば、成膜装置１００の設計時に必要な不活性ガス２６の流量を大まかに予測してスリット３８の大きさを決めておき、成膜装置１００の稼働時に不活性ガス供給部４から供給される不活性ガス２５の流量を調整することで、スリット３８から流下する不活性ガス２５の量を調整する。
【００５２】
図２は、本実施の形態の成膜装置の別の例である。この成膜装置では、半導体基板を効率的に加熱するために、半導体基板の上方にもヒータを設けている。尚、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。
【００５３】
図２の成膜装置１１０は、ライナ２とチャンバ１の内壁との間に形成される空間に上部ヒータ１８を有する。上部ヒータ１８は、半導体基板６の近く、すなわち、頭部３１を構成するつば部３４に設けられている。尚、上部ヒータ１８としては、カーボン基材の表面をＳｉＣ材料により被覆して構成された抵抗加熱ヒータが用いられる。
【００５４】
不活性ガス供給部４から不活性ガス２５が供給されると、不活性ガス２５は、上部ヒータ１８の周囲をパージしながらスリット３８に向かって流下する。不活性ガス２５は、その後、スリット３８から流出し、上述の成膜装置１００の場合と同様に、胴部３０に沿って流下する。その後、不活性ガス２５は排気部５から排出される。このようにすることで、反応ガス２６の胴部３０への接触が妨げられるので、胴部３０に反応生成物が付着するのを防ぐことができる。
【００５５】
また、不活性ガス２５は上部ヒータ１８を構成する部材と反応しないので、上部ヒータ１８に悪影響を及ぼすことはない。一方、図３で説明した従来の成膜装置２００では、ライナ２０２とチャンバ２０１の内壁との間の空間に水素ガス２２５を供給している。この場合、次のような問題が起きる。
【００５６】
ＳｉＣと水素ガスは、高温下で反応することが知られている。このため、ＳｉＣのエピタキシャル成長の際に、ヒータに水素ガスが触れると、ヒータの表面を被覆するＳｉＣと水素ガスとが反応してＳｉＣが分解する。すると、下地のカーボンが露出し、このカーボンが水素ガスと下記式にしたがって反応する。
Ｃ  ＋  ２Ｈ２  →  ＣＨ４
このようなヒータ基材と水素ガスとの反応はヒータを劣化させ、成膜装置におけるヒータの寿命を短くしてしまうことになる。
【００５７】
したがって、従来の成膜装置２００に上部ヒータを設けた場合には、上部ヒータを構成する部材が水素ガスと反応して上部ヒータの寿命を縮める結果となる。一方、図２の成膜装置１１０によれば、上部ヒータ１８は不活性ガス雰囲気に置かれるので、このような問題は生じない。
【００５８】
次に、本実施の形態の成膜方法について説明する。本実施の形態の成膜方法は、特に、ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜に好適である。そこで、ＳｉＣ膜の成膜を例とし、図１に示す成膜装置１００を参照しながら、この方法を説明する。
【００５９】
まず、半導体基板６をチャンバ１の内部に搬入して、サセプタ７の上に載置する。次に、回転筒２３およびサセプタ７に付随させて、サセプタ７上に載置された半導体基板６を５０ｒｐｍ程度で回転させる。
【００６０】
次いで、ヒータ８に電流を供給して作動させ、ヒータ８から発せられる熱によって半導体基板６を加熱する。半導体基板６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、１６００℃に達するまで徐々に加熱する。このとき、ヒータ８の温度は１８００℃程度の高温の状態となる。したがって、チャンバ１の壁部分に設けた流路３ａ、３ｂに冷却水を流し、過度にチャンバ１が昇温するのを防止する。
【００６１】
半導体基板６の温度が１６００℃に達した後は、ヒータ８により１６００℃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６の温度は、チャンバ１の上方外部に付設された放射温度計（図示せず）を用いて行われる。放射温度計による測定で半導体基板６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６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。
【００６２】
次に、反応ガス供給部１４から反応ガス２６を供給し、シャワープレート２０を介して、反応ガス２６をライナ２の胴部３０内に置かれた半導体基板６の上に流下させる。すると、反応ガス２６は、整流板であるシャワープレート２０の貫通孔２１を通過して整流され、下方の半導体基板６に向かってほぼ鉛直に流下する。すなわち、いわゆる縦フローを形成する。
【００６３】
また、反応ガス２６の供給と同時に、不活性ガス供給部４からアルゴンガスを供給する。ライナ２とチャンバ１の内壁との間に形成される空間に導入されたアルゴンガスは、スリット３８から流出した後、胴部３０の内壁に沿って流下し、排気部５から排出される。かかるアルゴンガスの流れにより、反応ガス２６が胴部３０に接触するのが妨げられる。したがって、胴部３０に反応生成物が付着するのを防止できる。
【００６４】
ライナ２の頭部３１から胴部３０にかけての領域では、反応ガス２６が半導体基板６に向けて流下し、半導体基板６の表面上で整流状態となる。そして、加熱された半導体基板６の表面に反応ガス２６が到達すると、反応ガス２６は、熱分解反応または水素還元反応を起こし、半導体基板６の表面にＳｉＣエピタキシャル膜を形成する。
【００６５】
半導体基板６の上に、所定の膜厚のＳｉＣエピタキシャル膜を形成した後は、反応ガス２６の供給を終了する。キャリアガスである水素ガスの供給も、エピタキシャル膜の形成の終了とともに終了することができるが、放射温度計による測定により、半導体基板６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。一方、不活性ガス２５であるアルゴンガスの供給は、反応ガス２６が胴部３０に接触するのを防ぐため、反応ガス２６の供給を停止してから終えるようにする。
【００６６】
半導体基板６が所定の温度まで冷却されたのを確認した後は、チャンバ１の外部に半導体基板６を搬出する。
【００６７】
以上、ＳｉＣ膜の成膜を例として、本実施の形態の成膜装置および成膜方法について説明したが，本発明はこれに限られるものではない。すなわち、Ｓｉ膜などの他の成膜装置および成膜方法に適用することも可能である。
【００６８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１、２０１    チャンバ
２、２０２    ライナ
３ａ、３ｂ、２０３ａ、２０３ｂ    流路
４    不活性ガス供給部
５、２０５    排気部
６、２０６    半導体基板
７、２０７    サセプタ
８、２０８    ヒータ
９、１１、２０９、２１１    フランジ部
１０、１２、２１０、２１２    パッキン
１４、２１４    反応ガス供給部
１８    上部ヒータ
２０、２２０    シャワープレート
２１、２２１    貫通孔
２３、２２３    回転筒
２５    不活性ガス
２６、２２６    反応ガス
３０、２３０    胴部
３１、２３１    頭部
３２、２３２    回転軸
３４    つば部
３８    スリット
１００、１１０、２００    成膜装置
２０４    水素ガス供給部
２２５    水素ガス
２３４    連結部
２３７    反応生成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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