(57)【要約】      （修正有）【課題】より精度の高い成膜を行うことが可能な成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置１は、チャンバ１１内に配置されたワーク（ウェハＷ）に対しガス導入部１４を介して原料ガスＧを供給し、ワークの表面に膜を形成する。ガス導入部１４は、筒状のガスパイプ１４ａと、ガスパイプ１４ａのワーク側の端面に連設された平板状のガスガイド１４ｂと、を備える。ガスガイド１４ｂは、ワークに対向し、且つ、ワークから離間して配置し、ガスパイプ１４ａよりも誘導加熱により加熱されにくい材料とする。【選択図】図１
2019186466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に配置されたワークに対しガス導入部を介して原料ガスを供給し、前記ワークの表面に膜を形成する成膜装置であって、
前記ガス導入部は、筒状のガスパイプと、前記ガスパイプの前記ワーク側の端面に連設された平板状のガスガイドと、を備え、
前記ガスガイドは前記ワークに対向し且つ前記ワークから離間して配置され、
前記ガスガイドは、前記ガスパイプよりも誘導加熱により加熱されにくい材料からなる、
成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体であるウェハの上方から原料ガスを供給し、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）を用いた炭化ケイ素（ＳｉＣ）エピタキシャル成長によってウェハの表面にＳｉＣ膜を形成する成膜装置が知られている。特許文献１には、ガスパイプ（ガス導入管）及びガスガイド（シャワープレート）を介して原料ガスを供給し、ヒータによりウェハを加熱し、ウェハの表面に成膜処理を行う成膜装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２３１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明者は、ガスパイプ及びガスガイドを介してウェハに原料ガスを供給する際、ガスパイプ及びガスガイドの加熱に伴い、供給途中の原料ガスが反応温度に達してウェハに到達する前に反応することによって、反応した原料ガスが異物を形成し、ウェハ上に堆積してしまうという問題を見出した。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、より精度の高い成膜を行うことが可能な成膜装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる成膜装置は、チャンバ内に配置されたワークに対しガス導入部を介して原料ガスを供給し、前記ワークの表面に膜を形成する成膜装置であって、前記ガス導入部は、筒状のガスパイプと、前記ガスパイプの前記ワーク側の端面に連設された平板状のガスガイドと、を備え、前記ガスガイドは前記ワークに対向し且つ前記ワークから離間して配置され、前記ガスガイドは、前記ガスパイプよりも誘導加熱により加熱されにくい材料からなる。
【０００７】
本発明にかかる成膜装置では、ガスガイドは、ガスパイプよりも誘導加熱により加熱されにくい材料からなる。よって、より精度の高い成膜を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、より精度の高い成膜を行うことが可能な成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる成膜装置を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
なお、当然のことながら、図１に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１１】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態にかかる成膜装置１を示す正面断面図である。
本実施の形態にかかる成膜装置１は、ワーク表面に対して成膜を行う。本実施の形態におけるワークは、半導体であるウェハである。成膜装置１は、原料ガスを熱分解してウェハ表面にＳｉＣエピタキシャル成長を行い、ウェハの表面にＳｉＣの単結晶層からなるＳｉＣ膜を形成する、ＣＶＤ装置である。
【００１２】
図１に示すように、成膜装置１は、チャンバ１１、ウェハテーブル１２、誘導加熱コイル１３及びガス導入部１４を備える。また、ガス導入部１４は、ガスパイプ１４ａ及びガスガイド１４ｂを備える。図１に示すように、チャンバ１１の内部にウェハテーブル１２、ガスパイプ１４ａの一部及びガスガイド１４ｂが配設されている。誘導加熱コイル１３は、チャンバ１１の外周面に配設されている。
【００１３】
チャンバ１１は、加熱炉である。チャンバ１１の内部には、ウェハテーブル１２、ガスパイプ１４ａの一部及びガスガイド１４ｂが収容されている。チャンバ１１の形状は、例えば円柱状または角柱状である。
【００１４】
ウェハテーブル１２は、ウェハＷを載置するための台である。ウェハテーブル１２は、ウェハＷを載置することが可能な形状であればよく、平面視した形状が円形であっても矩形であってもよい。ウェハテーブル１２は、チャンバ１１の底面中央部に配設されている。なお、ウェハテーブル１２は、ウェハＷを載置した状態で回転可能な構成としてもよい。
【００１５】
誘導加熱コイル１３は、ウェハＷ及びガスパイプ１４ａを誘導加熱するコイルである。誘導加熱コイル１３は、チャンバ１１の外周に配設されている。なお、本実施の形態では、ウェハＷ及びガスパイプ１４ａの加熱に用いる機器をチャンバ１１の外側に設けているが、チャンバ１１の内側に設けてもよい。
【００１６】
ガス導入部１４は、原料ガスＧをウェハＷ上へ供給する部材である。
図１に示すように、ガスパイプ１４ａは筒状であり、例えば円筒状や角筒状である。ガスガイド１４ｂは平板状であり、例えば円盤状または矩形状である。ガスガイド１４ｂの中央部には、ガスパイプ１４ａの内径と同様の内径を有する孔が形成されている。図１に示すように、ガスパイプ１４ａの軸方向の端面（ｚ軸負側のｘｙ平面）と、ガスガイド１４ｂの上面（ｚ軸正側のｘｙ平面ｎ）とが連設されている。換言すると、図１に示すように、ガスパイプ１４ａの底面（ｚ軸負側のｘｙ平面）とガスガイド１４ｂの上面（ｚ軸正側のｘｙ平面）とが連設されており、正面視すると上下逆のＴ字の状態で配設されている。
【００１７】
ガスガイド１４ｂの下面（ｚ軸負側のｘｙ平面）は、ウェハＷの上面（ｚ軸正側のｘｙ平面）対向している。また、ガス導入部１４は、ガスガイド１４ｂの下面とウェハＷの上面とが原料ガスＧを供給可能な程度に離間させた位置に配設される。ガスパイプ１４ａの内部を通過した原料ガスＧは、ガスガイド１４ｂに沿ってウェハＷの表面全体に供給される。
【００１８】
本実施の形態のガスガイド１４ｂは、ガスパイプ１４aよりも、誘導加熱により加熱されにくい材料からなる。換言すると、ガスガイド１４ｂはガスパイプ１４aよりも、誘導加熱したときの温度が低くなる。
本実施の形態のガスパイプ１４ａは、誘導加熱により加熱することが可能な導電性材料から構成されており、例えば、鉄、金、プラチナ、ニッケル、鉛等の金属及びそれらの合金や、黒鉛等である。また、本実施の形態におけるガスガイド１４ｂは、誘導加熱により加熱することが困難な非導電性材料から構成されており、例えば、窒化ホウ素やアルミナ等である。また、ガスパイプ１４ａ及びガスガイド１４ｂともに、原料ガスＧが反応する高温の反応温度に耐えうる材料から構成される。
【００１９】
ここで、本実施の形態における成膜装置を用いてＳｉＣエピタキシャル成長を行う際の原料ガスＧとしては、例えば、Ｓｉ原料としてシラン（ＳｉＨ４）等を含み、Ｃ原料としてプロパン（Ｃ３Ｈ８）やアセチレン（Ｃ２Ｈ２）等を含み、原料ガスＧを運搬するためのキャリアガスとして水素（Ｈ２）等を含む。また、原料ガスＧとしてＣｌを含むガスを用いてもよく、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、トリクロロ（メチル）シラン（ＣＨ３ＳｉＣｌ３）等である。
【００２０】
上記原料ガスＧは、誘導加熱されたガスパイプ１４ａを通過する際に、加熱される。ここで、ガスパイプ１４ａの長軸方向（ｚ軸方向）の長さは、原料ガスＧを所望の反応温度直前まで上昇することが可能な程度の長さとする。なお、本実施の形態では、原料ガスＧは混合ガスとして供給しているが、原料ガスＧの導入側に複数のガス導入口を設け、ガスパイプ１４ａに集約するように配設し、ガスパイプ１４ａを通過させる際に各ガスを混合させるようにしてもよい。
【００２１】
以下、図１を参照し、本実施の形態にかかる成膜装置１を用いてウェハＷの表面に成膜を行う一連の流れについて説明する。
【００２２】
図１に示すように、まず、チャンバ１１内のウェハテーブル１２上にウェハＷが載置される。次に、ウェハＷ及びガスパイプ１４ａが、誘導加熱コイル１３によって誘導加熱される。誘導加熱の際に、ウェハＷは原料ガスＧが反応温度に達し熱分解するまで加熱される。ガスパイプ１４ａは上記の通り、原料ガスＧを所望の反応温度直前まで上昇することが可能な程度の長さとしてあるため、誘導加熱されたガスパイプ１４ａを通過した原料ガスＧは、反応温度直前まで加熱される。
【００２３】
反応温度直前まで加熱された原料ガスＧは、ガスガイド１４ｂに沿ってウェハＷの表面全体に供給される（黒矢印）。供給された原料ガスＧは、ウェハＷの表面に接すると化学反応を起こして熱分解され、エピタキシャル成長によってウェハＷの表面にＳｉＣ膜が形成される。
【００２４】
従来は、ガスパイプ及びガスガイドを介してウェハに原料ガスを供給する際、ガスパイプ及びガスガイドの加熱に伴い、供給途中の原料ガスが反応温度に達して反応することによって、反応した原料ガスが異物としてウェハ上に堆積してしまっていた。
【００２５】
これに対し、本実施の形態では、ガスガイドはガスパイプよりも誘導加熱により加熱されにくい材料からなる。つまり、誘導加熱を行った際に、ガスパイプは加熱されるが、ガスガイドは加熱されにくく、ガスガイドはガスパイプよりも温度が低くなる。したがって、誘導加熱されたガスパイプを通過した原料ガスは所望の反応温度直前まで加熱されるが、ガスガイドは誘導加熱されにくいため、ガスガイドに沿って流れる原料ガスが過剰に加熱されることを抑制できる。一方、ウェハは原料ガスの反応温度まで加熱されているため、原料ガスがウェハ表面に接すると、原料ガスは化学反応を起こして熱分解される。換言すると、原料ガスがウェハに到達する前に原料ガス同士で反応して異物を形成しウェハ上に堆積することを抑制できる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  成膜装置
１１  チャンバ
１２  ウェハテーブル
１３  誘導加熱コイル
１４  ガス導入部
１４ａ  ガスパイプ
１４ｂ  ガスガイド
【図１】
2019186466.tif 000003