(57)【要約】 【課題】  反応室の構造を簡素化すると共に、メンテナンス性に優れた化学気相成長装置を提供する。【解決手段】  基板１を支持する下部プレート２は、その主面がほぼ平行となるように配置されている。回転シャフト３は下部プレート２をほぼ水平面内で回転させる。反応室の側面には、複数種の反応ガスを反応室内に供給する供給口１７が設けられている。また、反応ガスを反応室外へ排出する排出口１８が、下部プレート２のほぼ中心と対向するように設けられている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に反応室を有し、該反応室内に供給された反応ガスの反応によって、前記反応室に配置された基板の表面に薄膜を形成する化学気相成長装置において、
主面が水平面にほぼ平行となるように配置され、前記主面に複数の前記基板を支持する支持盤と、
前記主面に垂直な回転軸を中心として前記支持盤を回転させる回転手段と、
前記反応室の側面に設けられ、複数種の前記反応ガスを前記反応室内に供給する供給口と、
前記支持盤のほぼ中心と対向するように設けられ、前記反応ガスを前記反応室外へ排出する排出口と、
を具備することを特徴とする化学気相成長装置。
【請求項２】
前記反応室に供給される前記反応ガスは、複数種の反応ガスが予め混合された混合ガスであることを特徴とする請求項１に記載の化学気相成長装置。
【請求項３】
前記支持盤は、複数の前記基板を支持する前記主面を下向きとして、前記反応室の上面側に配置され、
前記排出口は、前記反応室の下面側に設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の化学気相成長装置。
【請求項４】
前記支持盤は上下動可能に設けられ、
前記反応室の側面には、前記反応室外から前記反応室内へ前記基板を搬入可能とすると共に、前記反応室内から前記反応室外へ前記基板を搬出可能とする開口部が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の化学気相成長装置。
【請求項５】
前記供給口を介して前記反応室内に供給される前記反応ガスを冷却する冷却水を循環させる水冷機構をさらに具備することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の化学気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応室内に配置された基板の表面に、反応ガスの反応によって薄膜を形成する化学気相成長装置に関し、特に、複数の基板が反応室内に配置可能であり、それら複数の基板がほぼ水平面内で回転可能に構成された化学気相成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造において、高温に加熱された反応ガス同士の化学的な反応によって、半導体基板等の基板表面に薄膜を形成する化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を行うＣＶＤ装置が利用されている。図３は、従来のＣＶＤ装置の断面図を示している。このＣＶＤ装置は主として炭化珪素（ＳｉＣ）等の成膜に利用される。以下、図中の構成について説明する。
【０００３】
基板１は、表面に薄膜が形成される半導体基板等の基板である。下部プレート２は複数の基板１を支持する支持盤であり、基板１を支持する下部プレート２の主面は水平面にほぼ平行である。下面側に配置されたこの下部プレート２は薄い円盤状であり、基板１を下部プレート２上で回転させる自転機構を備えている。また、下部プレート２は、その主面に垂直な回転軸１００を中心として、公転機構である回転シャフト３によってほぼ水平面内で回転される。基板１の表面に形成される薄膜の均一性を高めるため、上記のように基板１を自転および公転させる遊星機構が設けられている。下部プレート２およびこれと対向するように上面側に設けられた上部プレート４の材料は、例えばＳｉＣによって表面がコートされたグラファイトである。
【０００４】
加熱手段５は下部プレート２および上部プレート４を加熱する。加熱手段５は、例えば高周波コイルであって、この高周波コイルに高周波電圧を印加することによって高周波磁界が発生し、その高周波磁界による誘導加熱を受けて、下部プレート２および上部プレート４が反応ガスの反応温度（例えば１５００℃〜１８００℃程度）まで加熱される。筐体内のカバー６によって囲まれた空間が反応室であり、これに反応ガスが供給され、成膜が行われる。カバー６の上面の中心部に設けられた供給口７から複数の反応ガス（Ｈ２，ＳｉＨ４，Ｃ３Ｈ８）が反応室内に供給され、カバー６の側面（側壁）に設けられた排出口８から反応室外へ排出される。
【０００５】
供給口７は反応ガスの種類ごとに設けられ、それぞれの反応ガスを供給する供給ノズルに接続している。すなわち、供給口７は供給される複数の反応ガスに対応して複数設けられている。また、排出口８は反応ガスを排出する排出ノズルに接続している。冷却水９は図示せぬ冷却水用配管およびポンプ等によって反応室内を循環し、供給口７を通って供給される供給ガスを冷却する。特に、冷却水９はＳｉＨ４をその分解温度以下に保持する機能を有する。また、下部プレート２は上下動可能に設けられ、反応室の側面には、図示していないが開口部が設けられ、この開口部を介して、例えばロードロック機構により、基板１を反応室外から反応室内へ搬入可能とすると共に、反応室内から反応室外へ搬出可能としている。
【０００６】
なお、特許文献１には、反応容器に原料ガスを導入して加熱すると共に、対向するように設けられた一対の基体を回転させることにより、膜厚の均一化を図った成膜装置が記載されている。また、特許文献２には、原料ガスの対流を抑制することにより、成膜の均一化を図った気相成長装置が記載されている。また、特許文献３には、遊星機構が設けられた成膜装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１６６０５９号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８１３６号公報
【特許文献３】特開２００２−１７５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図３に示されるＣＶＤ装置においては、反応室上面の中心部の狭い空間内に反応ガスごとの複数の供給ノズルおよび冷却水用の配管が設けられている。また、反応室の上面側には、上部プレート４を保持する機構も設けられている。このため、従来のＣＶＤ装置には、反応室上面の中心部の構造が非常に複雑となり、メンテナンス性に乏しかったという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、反応室の構造を簡素化すると共に、メンテナンス性に優れた化学気相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】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、筐体内に反応室を有し、該反応室内に供給された反応ガスの反応によって、前記反応室に配置された基板の表面に薄膜を形成する化学気相成長装置において、主面が水平面にほぼ平行となるように配置され、前記主面に複数の前記基板を支持する支持盤と、前記主面に垂直な回転軸を中心として前記支持盤を回転させる回転手段と、前記反応室の側面に設けられ、複数種の前記反応ガスを前記反応室内に供給する供給口と、前記支持盤のほぼ中心と対向するように設けられ、前記反応ガスを前記反応室外へ排出する排出口とを具備することを特徴とする化学気相成長装置である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の化学気相成長装置において、前記反応室に供給される前記反応ガスは、複数種の反応ガスが予め混合された混合ガスであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の化学気相成長装置において、前記支持盤は、複数の前記基板を支持する前記主面を下向きとして、前記反応室の上面側に配置され、前記排出口は、前記反応室の下面側に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の化学気相成長装置において、前記支持盤は上下動可能に設けられ、前記反応室の側面には、前記反応室外から前記反応室内へ前記基板を搬入可能とすると共に、前記反応室内から前記反応室外へ前記基板を搬出可能とする開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の化学気相成長装置において、前記供給口を介して前記反応室内に供給される前記反応ガスを冷却する冷却水を循環させる水冷機構をさらに具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の反応ガスを反応室内に供給する供給口を反応室の側面に設け、反応ガスを反応室外へ排出する排出口を、基板を支持する支持盤のほぼ中心と対向するように設けたので、反応室の構造を簡素化すると共に、メンテナンス性を向上することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の第1の実施形態によるＣＶＤ装置の断面図である。図３と同様の構成には同一の符号が付与されている。このＣＶＤ装置においては、従来と同様に下部プレート２が設けられ、複数の基板１を支持する主面を上向きとして、その主面が水平面にほぼ平行となるように反応室の下面側に配置されている。また、このＣＶＤ装置は、自転機構によって基板１が下部プレート２上で回転し、基板１を支持する下部プレート２が、回転シャフト３によって下部プレート２の主面に垂直な回転軸１００を中心としてほぼ水平面内で回転する遊星機構を有している。
【００１６】
反応室の側面（側壁）には反応ガスの供給口１７が設けられ、この供給口１７を介して複数の反応ガス（Ｈ２，ＳｉＨ４，Ｃ３Ｈ８）が反応室内に供給される。また、下部プレート２の中心とほぼ対向するように排出口１８が設けられ、この排出口１８を介して反応ガスが反応室外へ排出される。供給口１７については、反応ガスの種類ごとに個別に設け、複数の供給口１７を反応室の側壁に例えば等間隔に並べればよい。あるいは、反応室外において複数の反応ガスを予め混合して混合ガスとし、その混合ガスを供給するための供給口１７を反応室の側壁に１または複数設けてもよい。
【００１７】
また、冷却水１９は、図示せぬ冷却水用配管およびポンプ等によって反応室の側面を循環している。さらに、下部プレート２は上下動可動に設けられ、反応室の側面には、図示していないが開口部が設けられ、この開口部を介して、例えばロードロック機構により、基板１を反応室外から反応室内へ搬入可能とすると共に、反応室内から反応室外へ搬出可能としている。冷却水１９は、この開口部を避けて設けられている。
【００１８】
本実施形態によれば、複数種の反応ガスを反応室内に供給する供給口１７を筐体内の反応室の側面に設け、反応ガスを反応室外へ排出する排出口１８を、下部プレート２のほぼ中心と対向するように反応室の上面側に設けたことにより、反応室の構造が簡素となり、故障しにくくメンテナンス性に優れたものとなる。また、反応室外において複数の反応ガスを予め混合してから供給口１７を介して反応室内に供給する場合には、配管の構造を簡素化することができる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、本実施形態によるＣＶＤ装置の断面図である。図１と同様の構成には同一の符号が付与されている。このＣＶＤ装置においては、上部プレート４に複数の基板１が装着されている。この上部プレート４は、基板１を支持する主面を下向きとして反応室の上面側に配置されている。また、上部プレート４には回転シャフト３が接続され、主面に垂直な回転軸１００を中心として、回転シャフト３によって上部プレート４がほぼ水平面内で回転されるように構成されている。さらに、上部プレート４のほぼ中心と対向するように排出口１８が反応室の下面側に設けられている。上部プレート４に対して基板１を着脱するためには、例えば反応室内の圧力を大気圧とし、上部プレート４を上側のカバー６と共に上方へ移動させて反応室が開くように構成する。
【００２０】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、反応室の構造を簡素化することができ、メンテナンス性が向上する。また、温度が高い原料ガスは上昇しやすいので、薄膜が形成される基板１の主面が下向きとなるように上部プレート４が基板１を支持することにより、対流効果によって成膜速度が上がると共に、基板裏面への原料の回り込みを防ぎやすくなる。
【００２１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態によるＣＶＤ装置の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態によるＣＶＤ装置の断面図である。
【図３】従来のＣＶＤ装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・基板、２・・・下部プレート、３・・・回転シャフト、４・・・上部プレート、５・・・加熱手段、６・・・カバー、７，１７・・・供給口、８，１８・・・排出口、９，１９・・・冷却水。
【図１】
2006032459.tif 000003
【図２】
2006032459.tif 000004
【図３】
2006032459.tif 000005