(57)【要約】【課題】  反応ガスの使用量を低減して、半導体ウェーハの表面に均一に薄膜を形成し、サセプタの回転機構の損耗を低減して、装置のメンテナンス性を向上させる。【解決手段】  化学気相成長装置１は、反応ガスを導入可能な反応室２と、半導体ウェーハ３を下面側に支持具１２で装着可能であり、前記反応室２内に支持脚１３に固定して配置されたサセプタ４と、支持脚１３を介してサセプタ４をその軸回りに回転させる回転機構５と、サセプタ４に装着された半導体ウェーハ３を加熱するヒータ６と、半導体ウェーハ３の表面３ａに反応ガスをノズル管７ａで吹き付けるノズル７とを備え、ノズル管７ａは、先端部側が反応室２内に突き出して設けられ、先端開口部７ｄが半導体ウェーハ３の下方を向く表面３ａに対向され、かつ半導体ウェーハ３の直径方向における中心Ｃからの位置Ｅを該中心Ｃと外周縁との中間部に設定されている。【選択図】      図１
2006222228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスを導入可能な反応室と、半導体ウェーハを下面側に装着可能であり、かつ前記反応室内に回転可能に配置されたサセプタと、該サセプタをその軸回りに回転させる回転機構と、前記サセプタに装着された半導体ウェーハを加熱するヒータと、前記半導体ウェーハの表面に反応ガスを吹き付けるノズルとを備えた化学気相成長装置において、
前記ノズルは、先端部側が前記反応室内に突き出して設けられ、先端開口部が、前記半導体ウェーハの下方を向く表面に対向され、かつ半導体ウェーハの直径方向における中心から該中心と外周縁との中間部までの範囲内に配置されていることを特徴とする化学気相成長装置。
【請求項２】
前記ヒータは前記反応室の上部を加熱するように配置され、前記サセプタは、前記反応室の下方で前記回転機構によって回転される支持脚の上部に支持されて、前記反応室の上部に配置されてい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】
前記ノズルは、前記先端開口部が半導体ウェーハの直径方向における中心と外周縁との中間部に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の化学気相成長装置。
【請求項４】
前記サセプタは、前記半導体ウェーハの中心を前記反応室の中心軸に一致させた状態で反応室の中心軸回りに回転可能とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか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半導体ウェーハ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するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の化学気相成長装置として、反応室内に回転機構によって回転されるサセプタを備え、前記反応室内に開口されたノズルから噴出される反応ガスを、前記サセプタに装着されて回転する半導体ウェーハの外周縁の一端側から直径方向に対向する他端側に向けて、半導体ウェーハの表面に平行に流して、該半導体ウェーハの表面に薄膜を形成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
また、反応室内の下部に回転機構によって水平回転されるサセプタを備え、該サセプタに装着されて前記サセプタの周方向に回転移動する複数の半導体ウェーハに対して、前記反応室の上部に開口された複数のノズルから噴出される反応ガスを、前記半導体ウェーハの表面に直交する方向に流して、該半導体ウェーハの表面に薄膜を形成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００１−２６２３５３号公報
【特許文献２】特開２００３−１００６４３号公報
【特許文献３】特開２００３−１６６０５９号公報
【特許文献４】特開２００４−１７２３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記従来の化学気相成長装置における前者にあっては、ノズルから噴出された反応ガスが半導体ウェーハの表面に十分な付勢圧をもって接触することなく、半導体ウェーハの外周縁の一端側から他端側へ速やかに流れてしまうため、特に、ＳｉＣやＧａＮ等の広バンドギャップ幅半導体を化学気相成長（ＣＶＤ成長）させる装置として使用して、３インチ以上の大面積半導体ウェーハに均一な薄膜を成長させる場合には、例えば、１枚の基板当たり１００Ｌ／ｍｉｎ程度の莫大な反応ガス（原料ガスや水素、希ガス等のキャリアガス）を流さないと所要の目的を達成させることができず、このため。反応ガスの消費量が増大する問題がある。また、半導体ウェーハを装着したサセプタを回転させるる回転機構が、ヒータによって１５００℃以上に加熱される領域内に置かれているので、回転機構における回転軸等の構成部材の摺動部が損耗し、それらの構成部材の保守、点検を頻繁に行わねばならず、装置のメンテナンス性が劣る問題がある。
一方、前記従来の化学気相成長装置における後者にあっては、反応室の上部のノズルから、該ノズルから下方に離れた位置に置かれる半導体ウェーハに向けて、反応ガスを反応室の全体に行き渡らせるために、前者の化学気相成長装置の場合と同様に大量の反応ガスを消費すると共に、サセプタの回転機構における回転軸等の摺動部がヒータによる加熱領域の近接位置にあるために、前記と同様に装置のメンテナンス性が劣る等の問題がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、反応ガスの使用量を低減して、半導体ウェーハの表面に均一に薄膜を形成することができる化学気相成長装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、半導体ウェーハを装着するサセプタの回転機構の損耗を低減して、装置のメンテナンス性を向上させることができる化学気相成長装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係る化学気相成長装置は、反応ガスを導入可能な反応室と、半導体ウェーハを下面側に装着可能であり、かつ前記反応室内に回転可能に配置されたサセプタと、該サセプタをその軸回りに回転させる回転機構と、前記サセプタに装着された半導体ウェーハを加熱するヒータと、前記半導体ウェーハの表面に反応ガスを吹き付けるノズルとを備えた化学気相成長装置において、
前記ノズルが、先端部側を前記反応室内に突き出して設けられ、先端開口部を、前記半導体ウェーハの下方を向く表面に対向され、かつ半導体ウェーハの直径方向における中心から該中心と外周縁との中間部までの範囲内に配置されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る化学気相成長装置は、請求項１に記載の化学気相成長装置において、前記ヒータが前記反応室の上部を加熱するように配置され、前記サセプタが、前記反応室の下方で前記回転機構によって回転される支持脚の上部に支持されて、前記反応室の上部に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係る化学気相成長装置は、請求項１または２に記載の化学気相成長装置において、前記ノズルが、先端開口部を半導体ウェーハの直径方向における中心と外周縁との中間部に配置されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係る化学気相成長装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の化学気相成長装置において、前記サセプタが、前記半導体ウェーハの中心を前記反応室の中心軸に一致させた状態で反応室の中心軸回りに回転可能とされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
すなわち、請求項１に係る化学気相成長装置によれば、半導体ウェーハの直径方向における適切な所定領域において、半導体ウェーハの下方を向く表面に向かって反応ガスを吹き付けることができるので、反応ガスが半導体ウェーハの表面に効果的に付勢されて接触され、少量の反応ガスでも効率よく所定厚の薄膜を形成することができ、これにより、反応ガスの使用量を低減することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る化学気相成長装置によれば、半導体ウェーハを支持するサセプタを回転させる回転機構が、支持脚を介してヒータによって加熱される反応室の上部を避けて下方に配置されるので、前記回転機構の構成部材に摺動部等があっても、それらが高熱に曝されて損耗するの防止することができ、それらの寿命を延長させて装置のメンテナンス性を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項３に係る化学気相成長装置によれば、中心回りに回転する半導体ウェーハの表面に対する反応ガスの吹き付け位置が最適に設定されるので、半導体ウェーハの表面の直径方向における薄膜の形成を可及的に均一に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４に係る化学気相成長装置によれば、半導体ウェーハが反応室内でその中心軸の回りに回転するので、半導体ウェーハはヒータによって表面が均一に加熱されて温度むらを生じることがなく、この点においても、半導体ウェーハの表面への薄膜の形成を良好に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る化学気相成長装置について図１を参照して説明する。図１において、１は本発明の第１の実施の形態に係る化学気相成長装置である。この化学気相成長装置１は、反応室２と、半導体ウェーハ３を装着可能であり、前記反応室２内に回転可能に設けられたサセプタ４と、該サセプタ４を回転させる回転機構５と、前記サセプタ４に装着された半導体ウェーハ３を加熱するヒータ６と、前記半導体ウェーハ３の表面３ａに反応ガスを吹き付けるノズル７とを備えている。
前記反応室２は、石英で構成された円筒形（筒状）の胴部８と、該胴部８の上部の環状フランジ８ａにＯリング９を介在させて気密に着脱可能に固定された円板状のフランジ１０とを備え、ロードロックチャンバの壁部１１の上面に、下部の環状フランジ８ｂをＯリング９を介在させて気密に着脱可能に固定されて、中心軸Ｓ１の方向を上下方向に向けて設置されている。前記フランジ１０の中心（前記中心軸Ｓ１の位置）には、上下に貫通する排気口１０ａが設けられている。
【００１４】
前記サセプタ４は、上部の外周にフランジ部４ａを有するカーボン製の円盤状部材からなり、前記反応室２の上部の内部空間２ａに軸線を反応室２の中心軸Ｓ１に一致させて配置されている。そして、前記サセプタ４の下面には、前記半導体ウェーハ３が、表面３ａを下方に向けかつ中心Ｃを前記反応室２の中心軸Ｓ１に一致させた状態で、外周縁を複数のフック状の支持具１２に支持されて着脱し得るようになっている。前記フランジ部４ａの外周側には、周方向に所定間隔をあけて複数個の排気口４ｂが、前記中心軸Ｓ１に平行な方向に貫通して設けられている。
次に、前記反応室２の内部空間２ａには、カーボン製の円筒形（筒状）の支持脚１３が軸線を前記反応室２の中心軸Ｓ１に一致させて配置され、前記支持脚１３の上端には、前記サセプタ４が前記フランジ部４ａを介して水平に（中心軸Ｓ１に直交して）固定されている。そして、前記支持脚１３の下端部は水平に配置された環状の支持リング１４の上面に固定され、該支持リング１４は、前記ロードロックチャンバの壁部１１の下面にＯリング９を介して接合されて前記壁部１１の開口部１１ａを気密に閉鎖する平板状の隔壁（仕切弁）１６の上面にベアリング１５を介して支持されて、前記中心軸Ｓ１の回りに回転可能に設けられている。
【００１５】
前記ベアリング１５は、前記支持リング１４の下面に中心を前記中心軸Ｓ１に一致して形成された断面Ｖ字状の環状溝１４ａと、前記隔壁１６の上面に中心を前記中心軸Ｓ１の一致して形成された断面Ｖ字状の環状溝１６ａと、各環状溝１４ａ，１６ａに跨って嵌入されてそれらの周方向に間隔をあけて配列された複数のボール１５ａとで構成されている。前記ベアリング１５に代えて、通常のボールベアリングを前記支持リングと隔壁１６との間には装着するようにしてもよい。前記ボール１５ａはカーボン製で、表面をＴａＣで被覆されて、摩耗し難いように形成されている。
前記回転機構５は、前記支持リング１４の内側に前記中心軸Ｓ１に中心を一致して形成された内歯ギヤ１７と、前記隔壁１６に支持されて中心軸Ｓ１に平行な軸回りに回転する回転軸１８と、該回転軸１８の上端部に取り付けられて、前記内歯ギヤ１７に噛み合わせられたピニオンギヤ１９と、前記回転軸１８を回転させる電動機等の駆動手段（図示せず）とを備え、該駆動手段の作動で前記回転軸１８、ピニオンギヤ１９，内歯ギヤ１７を介して前記支持脚１３が中心軸Ｓ１の回りに回転されて、前記サセプタ４（半導体ウェーハ３）が中心軸Ｓ１の回りに回転されるようになっている。
【００１６】
また、前記ヒータ６は、例えば、前記中心軸Ｓ１方向に所定の長さ（高さ）を有する高周波誘導コイルからなり、前記サセプタ４の前記中心軸Ｓ１方向における高さ位置に長さ方向の中央が位置されるようにして、前記反応室２の外周部を囲むように設置されており、前記サセプタ４に装着された半導体ウェーハ３を、例えば、１５００〜１８００℃程度に高周波誘導加熱によって加熱するようになっている。
前記ノズル７は、円筒状のノズル管７ａと、その外側に環状空間７ｂをあけて同心に設けたジャケット管７ｃとからなり、前記中心軸Ｓ１に沿う方向に軸線Ｓ２を向けて前記隔壁１６を貫通して上端部（先端部）側を前記反応室２内（支持脚１３内）に突き出して該隔壁１６に固定して設けられており、前記ノズル管７ａの下端に反応ガス供給源（図示せず）から反応ガスが供給されるようになっている。そして、前記ジャケット管７ｃの環状空間７ｂには図示しない冷却水用配管を通して冷却水が供給されて、前記ノズル管７ａ内を流れる反応ガスを冷却するようになっている。
【００１７】
前記ノズル管７ａは、その上端（先端）が前記ヒータ６の中心軸Ｓ１方向における下端（ヒータ６の加熱領域の下端）付近まで延長されて、先端開口部７ｄが前記サセプタ４に装着された半導体ウェーハ３の下方を向く表面に対向されており、前記反応ガス供給源からノズル管７ａの下端に供給された反応ガスが、前記先端開口部７ｄから前記半導体ウェーハ３の表面に吹き付けられるようになっている。そして、前記ノズル管７ａの先端開口部７ｄの位置（半導体ウェーハ３の表面に対する反応ガスの吹きつけ位置）Ｅが、前記半導体ウェーハ３の直径方向における中心Ｃと外周縁との中間位置（半導体ウェーハの半径の１／２の位置）に中心Ｃから変位して設定されている。
【００１８】
また、前記反応室２の内部空間２ａには、前記支持脚１３の外周部と前記サセプタ４の外側を囲むようにして、低密度のカーボンからなる断熱体２０が配設されている。該断熱体２０は前記反応室２の内周部と前記支持脚１３の外周部との間にそれぞれ間隔をあけて設けられ、下端を前記壁部１１の開口部１１ａの外側において該壁部１１の上面に固定された円筒形（筒状）の断熱体胴部２０ａと、前記サセプタ４の上方に間隔をあけて配置されて断熱体胴部２０ａの上端を閉鎖する天板２０ｂとからなり、半導体ウェーハ３を加熱する熱が外部へ放散するのを防止している。前記天板２０ｂには中心を前記中心軸Ｓ１に一致して排気口２０ｃが設けられている。
なお、前記反応室２の胴部８、前記支持脚１３、前記断熱体２０の断熱体胴部２０ａは円筒形に限らず、角筒形その他の筒状に形成してもよい。
【００１９】
次に、前記のように構成された化学気相成長装置１の作用について説明する。
ロードロックチャンバにてサセプタ４に半導体ウェーハ３を装着した後、前記支持脚１３を反応室２内（断熱体２０内）に挿入して前記隔壁１６をロードロックチャンバの壁部１１に接合させて、前記サセプタ４を所定の位置に設置させる。そして、ヒータ６を作動させると共に、前記回転機構５を作動させて前記支持脚１３を介して前記サセプタ４を回転させることにより、半導体ウェーハ３を中心軸Ｓ１の回りに回転させながら、前記ノズル７のノズル管７ａに、反応ガス供給源から反応ガス（例えば、キャリアガスＨ２  と原料ガスＳｉＨ４  、Ｃ３Ｈ８）を供給する。ノズル管７ａに供給された反応ガスは、ノズル管７ａの先端開口部７ｄから噴出され、前記半導体ウェーハ３の表面３ａに対し、その中心Ｃから外周縁方向に距離ｅだけ変位した位置Ｅにおいて、下方から上方に向けて垂直に吹き付けられる。
【００２０】
前記吹き付けにより、反応ガスが半導体ウェーハ３の表面３ａに効果的に付勢されて接触されて、該表面３ａに沿って外周方向に流れながら効率よくＣＶＤ反応して所定厚さの薄膜ｆを形成する。前記半導体ウェーハ３の表面３ａに吹き付けられた反応ガスのうちの未反応ガスと反応生成ガスはサセプタ４の外周部の排気口４ｂを通り抜け、断熱体２０の排気口２０ｃと反応室２の上部のフランジ１０の排気口１０ａを経て反応室２外へ排出される。この場合、前記各排気口２０ｃ，１０ａが前記反応室２の中心軸Ｓ１上に設けられているので、未反応ガスとキャリアガスの流れが反応室２の一方に片寄ることなく円滑に排出できる。前記排気口２０ｃ，１０ａは、前記位置に限らず、他の位置に設けてもよく、また、１つに限らず複数設けてもよい。
前記半導体ウェーハ３の表面に形成される薄膜ｆ１の膜厚は、前記ノズル管７ａの先端開口部７ｄが中心Ｃの回りに回転する半導体ウェーハ３の半径方向の中間位置に変位しているために、図３（ａ）に示すように、反応ガスが吹き付けられている領域が断面視で若干山形状に厚くなって、その両側が徐々に薄くなり、平面視でリング状に膜厚の厚い部分が生じる傾向にあるが、実用上、半導体ウェーハ３の表面３ａ全体にわたって膜厚が均一に形成されていると見なして差し支えない。
【００２１】
前記のように、第１の実施の形態に係る化学気相成長装置１は、反応ガスを内部空間２ａ（支持脚１３内）に導入可能な筒状の反応室２と、半導体ウェーハ３を下面側に支持具１２で装着可能であり、かつロードロックチャンバの隔壁１６にベアリング１５を介して支持された支持脚１３に固定され、前記反応室２の内部空間２ａに回転可能に配置されたサセプタ４と、駆動手段によりピニオン１９と内歯ギヤ１７を介して前記支持脚１３を回転させることにより、前記サセプタ４をその軸回りに回転させる回転機構５と、前記反応室２の外周部に設置され、前記サセプタ４に装着された半導体ウェーハ３を加熱する高周波誘導コイルからなるヒータ６と、前記半導体ウェーハ３の表面３ａに反応ガスを吹き付けるノズル７とを備えた化学気相成長装置において、該ノズル７が、そのノズル管７ａの先端部側を前記反応室２（支持脚１３）内に突き出して設けられ、先端開口部７ｄを、半導体ウェーハ３の下方を向く表面に対向され、かつ半導体ウェーハ３の直径方向における中心Ｃと外周縁との中間位置に配置された構成とされている。
【００２２】
したがって、前記第１の実施の形態に係る化学気相成長装置１によれば、半導体ウェーハ３の直径方向における中心Ｃと外周縁との中間位置である最適な領域において、半導体ウェーハ３の下方を向く表面３ａに向かって反応ガスを吹き付けることができるので、反応ガスが半導体ウェーハ３の表面３ａに効果的に付勢されて接触され、少量の反応ガスでも効率よく所定厚の薄膜ｆ１を半導体ウェーハ３の表面３ａ全体にわたって均一に形成することができ、これにより、反応ガスの使用量を低減することができる。加えて、反応後のガスを除外するシステムもコンパクトにすることができる。
また、前記サセプタ４の下面に半導体ウェーハ３の表面３ａを下向きにして装着するようにしたので、昇温した反応ガスは上昇流が生起されて半導体ウェーハ３の表面３ａとの接触が良好となり、この点からも前記表面３ａへの薄膜ｆ１の形成を効率よく行うことができると共に、反応室２内に生じる微粉が前記表面３ａに付着するのを防止され、薄膜ｆ１の質を向上させることができる。
【００２３】
また、前記ヒータ６が前記反応室２の上部を加熱するように配置され、前記サセプタ４が、前記反応室２の下方で前記回転機構５によって回転される支持脚１３の上部に支持されて、前記反応室２の上部に配置された構成とされているので、半導体ウェーハ３を装着したサセプタ４を回転させる回転機構５が、支持脚１３を介してヒータ６によって加熱される反応室２の上部を避けて下方に配置されることとなり、前記回転機構５の構成部材にピニオンギヤ１７と内歯ギヤ１９の噛み合い部や隔壁１６に対する回転軸１８の支持部等における摺動部があっても、それらの摺動部が高熱に曝されて損耗するの防止することができ、前記回転機構５の構成部材の寿命を延長させて装置のメンテナンス性を向上させることができる。
また、前記サセプタ４が、前記半導体ウェーハ３の中心Ｃを前記反応室２の中心軸Ｓ１に一致させた状態で反応室２の中心軸Ｓ１回りに回転可能とされているので、半導体ウェーハ３を前記中心軸Ｓ１の回りに回転することにより、半導体ウェーハ３の表面３ａが前記ヒータ６によって全体を均一に加熱されて温度むらを生じることがなく、この点においても、半導体ウェーハ３の表面３ａへの薄膜ｆ１の形成を良好に行うことができる。
【００２４】
なお、前記実施の形態に係る化学気相成長装置１においては、前記ノズル管７ａの先端開口部７ｄの位置Ｅを半導体ウェーハ３の中心と外周縁との中間位置に設定したので、前記のように、半導体ウェーハ３の表面３ａ全体に形成される膜厚の均一性を得ることができて好ましいが、前記ノズル管７ａの先端開口部７ｄの位置Ｅは、前記中間位置に限定する必要はなく、前記中間位置の周辺である中間部に設定してもよく、さらに、半導体ウェーハ３の直径方向における中心Ｃから前記中間部までの範囲に設定すればよい。前記中間部とは、前記半導体ウェーハ３の半径Ｒの１／２の位置だけではなく、該半径Ｒの１／４〜３／４の範囲を含むものとする。前記先端開口部７ｄの位置Ｅが前記中間部より半導体ウェーハ３の外周縁方向に変位した場合には、成膜に機能せずに外周縁方向に流出してしまう反応ガスが多くなると共に、外周縁側に厚い薄膜の部分が偏在して半導体ウェーハ３の表面３ａ全体における膜厚の均一性が低下するおそれがある。
また、前記ノズル管７ａの中心軸Ｓ１方向における先端の位置を、前記のように、ヒータ６による加熱領域の下限位置に設定したが、その位置に限定する必要はなく、加熱領域の内側または外側に設定してもよく、半導体ウェーハ３の直径の大きさにもよるが、半導体ウェーハ３の表面３ａからの距離Ｌが前記直径の１／２倍〜５倍の範囲に設定するのが好ましい。前記距離Ｌが前記下限より小さいと、膜厚分布が悪くなり、前記上限より大きいと、半導体ウェーハ３の表面３ａに接触する反応ガスの付勢圧が低くなり、所定厚さの薄膜を得るのに反応ガス量を多く必要とする。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る化学気相成長装置１Ａについて図２を参照して説明する。この化学気相成長装置１Ａは、前記化学気相成長装置１がロードロックチャンバの隔壁１６に回転自在に支持された支持脚１３にサセプタ４を固定し、回転機構５により前記支持脚１３を回転させることにより、前記サセプタ４を反応室２の中心軸Ｓ１の回りに回転させるようにしたのに対して、支持脚１３Ａを前記隔壁１６に固定して、該支持脚１３Ａにサセプタ４Ａを回転可能に支持し、反応ガスの流動によって前記サセプタ４Ａが前記反応室２の中心軸Ｓ１の回りに回転するように構成としたものである。その他の構成は、前記化学気相成長装置１と同一であるので、同一の部分には同一の符号を付してそれらについての詳細説明は省略する。
【００２６】
前記支持脚１３Ａは、その軸線を反応室２の中心軸Ｓ１に一致されて、下端部を前記隔壁１６の上面に固定されて設けられ、その上端に円板状のキャップ２１が上端フランジ２１ａを介して固定されている。前記サセプタ４Ａは、円板状のサセプタ本体２２の外周部に、該サセプタ本体２２の軸に対して傾斜させてタービン翼と同様に形成された複数枚の羽根２２ａを周方向に間隔をあけて配設してなり、前記サセプタ本体２２が、前記キャップ２１の下面にベアリング２３を介して回転自在に支持され、かつ前記羽根２２ａの外周側下面が支持脚１３の上方段部１３ａに受け止められることにより、下方への落下を阻止されるようになっている。そして、前記羽根２２ａに対向する前記キャップ２１の中心軸Ｓ１と同心円周上の位置には、該円周方向に間隔を明けて複数の上下に貫通する排気口２１ｂが設けられている。
なお、前記ベアリング２３は、前記化学気相成長装置１におけるベアリング１５と同様に、前記キャップ２１の下面と前記サセプタ４Ａの上面とに対向して形成されたＶ字状断面の環状溝にボールを嵌入させてなるものである。この実施の形態に係る化学気相成長装置１Ａの場合、前記ノズル７はそのノズル管７ａの軸線が反応室２の中心軸Ｓ１に一致されて、先端開口部７ｄの位置Ｅが半導体ウェーハ３の中心Ｃに位置されている。
【００２７】
この実施の形態に係る化学気相成長装置１Ａにおいては、前記ノズル７のノズル管７ａから半導体ウェーハ３の表面３ａに吹き付けられた反応ガスは、半導体ウェーハ３の中心部から外周縁方向に均等に流れながらＣＶＤ反応して表面３ａに薄膜ｆ２（図３（ｂ）参照）を形成して、未反応ガスとキャリアガスが外周縁から前記羽根２２ａに衝突した後に、前記キャップ２１の排気口２１ｂを通り抜け、前記断熱体２０の天板２０ｂと前記反応室２のフランジ１０の各排気口２０ｃ，１０ａを経て外部へ排出される。その際、前記羽根２２ａへの未反応ガスとキャリアガスの衝突による回転力の発生によって、サセプタ４Ａがその軸線（半導体ウェーハ３の中心Ｃ）の回りに回転するので、半導体ウェーハ３の表面３ａにむら無く、均一に薄膜ｆ２が形成される。
前記半導体ウェーハ３の表面３ａに形成される薄膜ｆ２の膜厚は、前記ノズル管７ａの先端開口部７ｄが中心Ｃに位置しているために、図３（ｂ）に示すように、反応ガスが吹き付けられている中心領域が断面視で若干山形状に厚くなって、外周側に行くに従って徐々に薄くな傾向にあるが、実用上、半導体ウェーハ３の表面３ａ全体にわたる膜厚の均一性において差し支えないものである。
【００２８】
この実施の形態に係る化学気相成長装置１Ａによれば、前記実施の形態に係る化学気相成長装置１と同様に、前記ノズル７の先端開口部７ｄが半導体ウェーハ３の表面３ａに対向されて、前記先端開口部７ｄから反応ガスが前記表面３ａに向かって吹き付けられるので、該反応ガスは半導体ウェーハ３の表面３ａに効果的に付勢されて接触され、少量の反応ガスでも効率よく所定厚の薄膜ｆ２を半導体ウェーハ３の表面３ａ全体にわたって均一に形成することができ、これにより、反応ガスの使用量を低減することができる。
また、前記サセプタ４Ａはその外周部に設けた羽根２２ａの作用によって回転されるので、前記サセプタ４Ａを回転させるために、摺動部等を有する回転機構を備えていないので、該回転機構の構成部材が高熱で損耗するといった心配がなく、メンテナンス性が極めて良い。
【００２９】
なお、前記化学気相成長装置１Ａにおいては、前記ノズル管７ａの先端開口部７ｄの位置を半導体ウェーハ３の中心Ｃに位置させたので、反応ガスが半導体ウェーハ３の外周縁方向に向けて均等に流れるので、前記サセプタ４Ａの全周の羽根２２ａに均等な回転力が発生されて、前記サセプタ４Ａが円滑に回転されて好ましい。しかし、前記先端開口部７ｄの位置は前記中心Ｃに正確に一致させる必要はなく、中心付近、すなわち、前記中心Ｃから半導体ウェーハ３の半径方向に該半径の１／２だけ変位した位置までの範囲に設定してもよい。前記先端開口部７ｄの位置が半導体ウェーハ３の外周縁方向に前記範囲より変位すると、前記各羽根２２ａに作用する回転力が不均等になって前記サセプタ４Ａの回転が円滑に行えなくなるおそれがある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る化学気相成長装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る化学気相成長装置を示す縦断面図である。
【図３】半導体ウェーハへの薄膜の形成状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，１Ａ  化学気相成長装置
２  反応室
３  半導体ウェーハ
３ａ  表面
４，４Ａ  サセプタ
４ｂ，１０ａ，２０ｃ，２１ｂ  排気口
５  回転機構
６  ヒータ
７  ノズル
７ａ  ノズル管
８  胴部
１０  フランジ
１１  ロードロックチャンバの壁部
１２  支持具
１３，１３Ａ  支持脚
１５，２３  ベアリング
１６  ロードロックチャンバの隔壁
１７  内歯ギヤ
１８  回転軸
１９  ピニオンギヤ
２０  断熱体
２１  キャップ
２２ａ  羽根
Ｃ  中心
Ｅ  ノズルの先端開口部の位置
Ｓ１  中心軸
ｆ１，ｆ２  薄膜
【図１】
2006222228.tif 000003
【図２】
2006222228.tif 000004
【図３】
2006222228.tif 000005