(57)【要約】【課題】反応性ガスの利用効率が高く、基板搭載面における処理の均一性が高い基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】ＣＶＤ装置１において、中心軸Ｃが延びる方向から見て、反応性ガス整流板５とパージガス整流板７との境界を、サセプタ１０の基板搭載面１０ａの内部に配置する。そして、反応性ガス整流板５と基板搭載面１０ａとの間の距離Ｌ１を、パージガス整流板７と基板搭載面１０ａとの間の距離Ｌ２よりも大きくする。【選択図】図１
2008244014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に反応性ガスを接触させて前記基板を処理する基板処理装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に前記反応性ガスを導入する反応性ガス導入口と、
前記チャンバー内にパージガスを導入するパージガス導入口と、
前記チャンバーの一端部の中央部に設けられ、前記チャンバー内における前記反応性ガス導入口が連通された部分を前記チャンバー内の他の部分から区画する反応性ガス整流板と、
前記一端部の周辺部に設けられ、前記チャンバー内における前記パージガス導入口が連通された部分を前記チャンバー内の他の部分から区画するパージガス整流板と、
前記チャンバーの他端部の中央部に設けられ、基板搭載面が前記一端部に対向したサセプタと、
前記サセプタを回転させる回転手段と、
前記他端部の周辺部に設けられた排気口と、
を備え、
前記基板搭載面に対して垂直な方向から見て、前記反応性ガス整流板と前記パージガス整流板との境界は前記基板搭載面の内部に位置し、
前記反応性ガス整流板と前記基板搭載面との間の距離は、前記パージガス整流板と前記基板搭載面との間の距離よりも大きいことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記チャンバーの外部に設けられ、前記チャンバーの側壁を冷却する冷却手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記パージガス導入口は複数形成されており、前記パージガス導入口が連通された部分は同軸状に配置された複数の領域に区画されており、各前記領域には各前記パージガス導入口が連通されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記パージガス整流板において、外側部分は内側部分よりも前記パージガスが流通する際の圧力損失が小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記パージガス整流板は、環状の板材に複数の貫通孔が形成されたものであり、前記外側部分における前記板材の厚さは、前記内側部分における前記板材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記パージガス整流板は、環状の板材に複数の貫通孔が形成されたものであり、前記外側部分に形成された前記貫通孔の大きさは、前記内側部分に形成された前記貫通孔の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記パージガス整流板は、環状の板材に複数の貫通孔が形成されたものであり、前記外側部分における前記貫通孔の形成密度は、前記内側部分における前記貫通孔の形成密度よりも高いことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板の処理は、化学気相成長法による前記基板上への膜の形成であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項９】
基板に反応性ガスを接触させて前記基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板をサセプタの基板搭載面に装着する工程と、
前記サセプタを自転させつつ、前記基板搭載面の中央部に向けて前記反応性ガスを吐出すると共に、前記基板搭載面の周辺部に向けてパージガスを吐出する工程と、
を備え、
前記回転の回転数は、前記反応性ガスの吐出量よりも前記回転による前記反応性ガスの吸出量の方が多くなるような回転数とし、
前記基板搭載面から見て、前記反応性ガスは前記パージガスよりも遠い位置から吐出することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
前記パージガスを吐出する工程において、前記基板搭載面の周辺部に向けて内側パージガスを吐出すると共に、前記基板搭載面の周囲に向けて外側パージガスを吐出することを特徴とする請求項９記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記基板の処理は、化学気相成長法による前記基板上への膜の形成であり、
前記反応性ガスは、前記膜の材料ガス及びキャリアガスを含むガスとし、
前記内側パージガスは、前記キャリアガスと同じ成分のガスとし、
前記外側パージガスは、前記内側パージガスよりも平均分子量が大きいガスとすることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記外側パージガスの流速を、前記内側パージガスの流速よりも大きくすることを特徴とする請求項１０または１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
基板に反応性ガスを接触させて前記基板上に化学気相成長法によって膜を形成する成膜工程を備え、
前記成膜工程は、
前記基板をサセプタの基板搭載面に装着する工程と、
前記サセプタを自転させつつ、前記基板搭載面の中央部に向けて前記反応性ガスを吐出すると共に、前記基板搭載面の周辺部に向けてパージガスを吐出する工程と、
を備え、
前記回転の回転数は、前記反応性ガスの吐出量よりも前記回転による前記反応性ガスの吸出量の方が多くなるような回転数とし、
前記基板搭載面から見て、前記反応性ガスは前記パージガスよりも遠い位置から吐出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記パージガスを吐出する工程において、前記基板搭載面の周辺部に向けて内側パージガスを吐出すると共に、前記基板搭載面の周囲に向けて外側パージガスを吐出することを特徴とする請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記反応性ガスは、前記膜の材料ガス及びキャリアガスを含むガスとし、
前記内側パージガスは、前記キャリアガスと同じ成分のガスとし、
前記外側パージガスは、前記内側パージガスよりも平均分子量が大きいガスとすることを特徴とする請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記外側パージガスの流速を、前記内側パージガスの流速よりも大きくすることを特徴とする請求項１４または１５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関し、特に、基板を搭載したサセプタを回転させながら反応性ガスを供給して基板を処理する基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置の製造に際しては、半導体ウェーハを基板とし、この基板上にＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition法：化学気相成長法）によって膜を形成する技術が使用されている。この技術において、製造される半導体装置の歩留まりを向上させるためには、ウェーハ間及びウェーハ内において、厚さ及び性質が均一な膜を形成することが重要である。
【０００３】
このため、高速回転型のＣＶＤ装置が開発されている。高速回転型の装置においては、円柱状のサセプタの上面が基板搭載面となっており、サセプタを自転させながら、基板搭載面に向けて反応性ガスを略垂直に流下する。これにより、基板搭載面上に、サセプタの回転方向に沿って回転しながら、遠心力によって基板搭載面の中心から周辺に向かう反応性ガスの流れ場が形成される。この結果、基板搭載面上に均一な濃度境界層が形成され、基板搭載面に搭載された１枚又は複数枚の基板上に、均一な膜を形成することができる。
【０００４】
そして、近年、反応性ガスの利用効率を向上させるために、基板搭載面の中央部のみに反応性ガスを流下させ、周辺部にはキャリアガスを流下させる技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、反応性ガスの使用量を削減して半導体装置の製造コストを低減できると共に、未反応なガスが気相中で反応してパーティクルを発生させたり、排気管内で反応して排気管を閉塞させたりすることを防止できる。
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術によれば、反応性ガスの使用量を削減することはできるものの、基板搭載面上における反応性ガスの濃度の面内均一性を損ってしまう。これにより、形成される膜の厚さ及び特性の均一性が低下する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１６００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、反応性ガスの利用効率が高く、基板搭載面における処理の均一性が高い基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、基板に反応性ガスを接触させて前記基板を処理する基板処理装置であって、チャンバーと、前記チャンバー内に前記反応性ガスを導入する反応性ガス導入口と、前記チャンバー内にパージガスを導入するパージガス導入口と、前記チャンバーの一端部の中央部に設けられ、前記チャンバー内における前記反応性ガス導入口が連通された部分を前記チャンバー内の他の部分から区画する反応性ガス整流板と、前記一端部の周辺部に設けられ、前記チャンバー内における前記パージガス導入口が連通された部分を前記チャンバー内の他の部分から区画するパージガス整流板と、前記チャンバーの他端部の中央部に設けられ、基板搭載面が前記一端部に対向したサセプタと、前記サセプタを回転させる回転手段と、前記他端部の周辺部に設けられた排気口と、を備え、前記基板搭載面に対して垂直な方向から見て、前記反応性ガス整流板と前記パージガス整流板との境界は前記基板搭載面の内部に位置し、前記反応性ガス整流板と前記基板搭載面との間の距離は、前記パージガス整流板と前記基板搭載面との間の距離よりも大きいことを特徴とする基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、基板に反応性ガスを接触させて前記基板を処理する基板処理方法であって、前記基板をサセプタの基板搭載面に装着する工程と、前記サセプタを自転させつつ、前記基板搭載面の中央部に向けて前記反応性ガスを吐出すると共に、前記基板搭載面の周辺部に向けてパージガスを吐出する工程と、を備え、前記回転の回転数は、前記反応性ガスの吐出量よりも前記回転による前記反応性ガスの吸出量の方が多くなるような回転数とし、前記基板搭載面から見て、前記反応性ガスは前記パージガスよりも遠い位置から吐出することを特徴とする基板処理方法が提供される。
【００１０】
本発明の更に他の一態様によれば、基板に反応性ガスを接触させて前記基板上に化学気相成長法によって膜を形成する成膜工程を備え、前記成膜工程は、前記基板をサセプタの基板搭載面に装着する工程と、前記サセプタを自転させつつ、前記基板搭載面の中央部に向けて前記反応性ガスを吐出すると共に、前記基板搭載面の周辺部に向けてパージガスを吐出する工程と、を備え、前記回転の回転数は、前記反応性ガスの吐出量よりも前記回転による前記反応性ガスの吸出量の方が多くなるような回転数とし、前記基板搭載面から見て、前記反応性ガスは前記パージガスよりも遠い位置から吐出することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、反応性ガスの利用効率が高く、基板搭載面における処理の均一性が高い基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。  
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１は、本実施形態に係るＣＶＤ装置を例示する模式的断面図であり、  
図２は、図１に示すＣＶＤ装置を例示する模式的上面図であり、  
図３（ａ）は図１に示すＣＶＤ装置の反応性ガス整流板を例示する斜視図であり、（ｂ）はパージガス整流板を例示する斜視図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るＣＶＤ装置１は、基板Ｓに反応性ガスを接触させて基板Ｓを処理する基板処理装置であって、より具体的には、半導体ウェーハである基板Ｓ上に、ＣＶＤ法によって膜を形成する成膜装置であり、例えば、ＭＯＣＶＤ法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition法：有機金属化学気相成長法）によってガリウム砒素（ＧａＡｓ）膜を形成するリアクタである。
【００１４】
ＣＶＤ装置１においては、円筒形のチャンバー２が設けられている。チャンバー２の中心軸Ｃは例えば鉛直方向に延びており、チャンバー２の上端部は、中央部２ａが高く周辺部２ｂが低い２段構造となっている。そして、中央部２ａには反応性ガス供給口３が設けられており、周辺部２ｂにはパージガス供給口４が設けられている。反応性ガス供給口３は反応性ガスラインＰＲに接続されており、チャンバー２内に反応性ガスを導入する。反応性ガスラインＰＲは、チャンバー２の外部に配設されており、反応性ガスを流通させるガス管である。一方、パージガス供給口４はパージガスラインＰＰに接続されており、チャンバー２内にパージガスを導入する。パージガスラインＰＰは、チャンバー２の外部に配設されており、パージガスを流通させるガス管である。
【００１５】
また、チャンバー２の内部であって、チャンバー２の上端部の中央部２ａには、円板状の反応性ガス整流板５が設けられている。図３（ａ）に示すように、反応性ガス整流板５は、例えば、円板５ａに多数の貫通孔５ｂが形成されたものであり、貫通孔５ｂ内に反応性ガスを流通させることにより、反応性ガスの流れを一方向に揃える。円板５ａは金属又は合金によって形成されており、例えば、アルミニウム合金の本体にニッケルめっきが施されている。そして、反応性ガス整流板５により、中央部２ａがチャンバー２内の他の部分から区画され、反応性ガス供給口３が連通された反応性ガス供給室６となっている。
【００１６】
一方、チャンバー２の内部であって、上端部の周辺部２ｂには、円環板状のパージガス整流板７が設けられている。図３（ｂ）に示すように、パージガス整流板７は、例えば、円環板７ａに多数の貫通孔７ｂが形成されたものであり、貫通孔７ｂ内にパージガスを流通させることにより、パージガスの流れを一方向に揃える。円環板７ａは金属又は合金によって形成されており、例えば、アルミニウム合金の本体にニッケルめっきが施されている。そして、パージガス整流板７により、周辺部２ｂがチャンバー２内の他の部分から区画され、パージガス供給口４が連通されたパージガス供給室８となっている。反応性ガス整流板５及びパージガス整流板７の中心軸は、チャンバー２の中心軸Ｃと一致する。そして、反応性ガス供給室６とパージガス供給室８との間には、円筒形状の隔壁９が設けられており、反応性ガス供給室６とパージガス供給室８とを分離している。
【００１７】
チャンバー２の下端部の中央部には、サセプタ１０が設けられている。サセプタ１０の形状は円柱形であり、その中心軸はチャンバー２の中心軸Ｃと一致しており、その上面は円形の基板搭載面１０ａとなっている。従って、基板搭載面１０ａは、チャンバー２の上端部、すなわち、反応性ガス供給室６及びパージガス供給室８が配置されている部分に対向している。基板搭載面１０ａには、基板Ｓを保持する手段、例えば、基板Ｓが収納される凹部（図示せず）などが設けられている。
【００１８】
また、サセプタ１０の下方には、サセプタ１０を中心軸Ｃを回転軸として回転させる回転手段１１が設けられている。また、サセプタ１０と回転手段１１との間には、サセプタ１０を加熱するヒーター１２が設けられている。ヒーター１２はチャンバー２に対して固定されており、サセプタ１０が回転しても、ヒーター１２は回転しない。
【００１９】
更に、チャンバー２の底面における周辺部、すなわち、サセプタ１０の周囲には、排気口１３が設けられている。排気口１３は排気ガス配管ＰＤに接続されており、チャンバー２内のガスを排出する。更にまた、チャンバー２の外部には、チャンバー２の側壁２ｃを冷却する冷却手段１４が設けられている。
【００２０】
そして、基板搭載面１０ａに対して垂直な方向、すなわち、中心軸Ｃが延びる方向から見て、反応性ガス整流板５とパージガス整流板７との境界、すなわち、隔壁９が設けられている位置は、基板搭載面１０ａの内部に位置している。また、反応性ガス整流板５と基板搭載面１０ａとの間の距離Ｌ１は、パージガス整流板７と基板搭載面１０ａとの間の距離Ｌ２よりも大きい。すなわち、反応性ガス整流板５はパージガス整流板７よりも上方に位置している。
【００２１】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るＣＶＤ装置１の動作、すなわち、本実施形態に係る基板処理方法について説明する。  
本実施形態においては、基板Ｓ上にＭＯＣＶＤ法によってＧａＡｓ膜を成膜する方法について説明する。  
図４は、本実施形態に係る成膜方法を例示する模式的断面図であり、
図５（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る成膜方法の具体例を例示する図である。  
なお、図５（ａ）及び（ｂ）においては、図を簡略化するために、チャンバー２、反応性ガス整流板５、パージガス整流板７及び基板搭載面１０ａのみを模式的に示している。
【００２２】
図４に示すように、先ず、ＣＶＤ装置１のチャンバー２を開き、サセプタ１０の基板搭載面１０ａに基板Ｓ（図２参照）を装着する。一例では、基板搭載面１０ａに形成された７ヶ所の凹部（図示せず）にそれぞれ基板Ｓを載置し、合計で７枚の基板Ｓを装着する。次に、チャンバー２を閉じ、チャンバー２内を減圧する。その後、ヒーター１２を作動させて基板Ｓを加熱すると共に、冷却手段１４を作動させてチャンバー２の側壁２ｃを冷却する。そして、回転手段１１によりサセプタ１０を、中心軸Ｃを回転軸として回転させる。
【００２３】
この状態で、反応性ガスラインＰＲを介して、反応性ガス導入口３から反応性ガス供給室６内に反応性ガスＧＲを導入する。反応性ガスは、例えば、形成しようとする膜の成分を含む材料ガスと、膜中に含有させるドーパントを含むドーパントガスと、材料ガス及びドーパントガスを運搬するキャリアガスとから構成する。本実施形態においては、材料ガスには、例えばトリメチルガリウム（ＴＭＧＡ：Ｇａ（ＣＨ３）３）及びアルシン（ＡｓＨ３）の混合ガスを使用し、キャリアガスには、例えば水素ガス（Ｈ２）を使用する。また、パージガスラインＰＰを介して、パージガス導入口４からパージガス供給室８内にパージガスＧＰを導入する。パージガスは、基板及び反応性ガスとの間で反応しないガスとする。例えば、図５（ａ）に示すように、パージガスをキャリアガスと同じ水素ガスとする。又は、図５（ｂ）に示すように、パージガスを窒素ガス（Ｎ２）としてもよい。又は、パージガスをアルゴンガス（Ａｒ）としてもよく、水素ガス、窒素ガス及びアルゴンガスの混合ガスとしてもよい。
【００２４】
これにより、反応性ガスＧＲは、反応性ガス供給室６から反応性ガス整流板５の貫通孔５ｂを通過して略直下に向かい、基板搭載面１０ａの中央部に向けて吐出される。一方、パージガスＧＰは、パージガス供給室８からパージガス整流板７の貫通孔７ｂを通過して略直下に向かい、基板搭載面１０ａの周辺部及びサセプタ１０の側方に向けて吐出される。
【００２５】
基板搭載面１０ａ上において、反応性ガスＧＲには、サセプタ１０との間の摩擦力及びサセプタ１０の回転に伴う遠心力が作用するため、サセプタ１０の回転方向に回転しつつ、基板搭載面１０ａの中心から周囲に向かう層流Ｆを形成する。そして、反応性ガスＧＲは、この流れの過程で基板Ｓの表面において反応し、ＧａＡｓ膜を形成する。その後、反応性ガスＧＲは、サセプタ１０の側方を通過して、排気口１３から排気ガス配管ＰＤを介して排気される。
【００２６】
このとき、反応性ガスＧＲはポンプ作用によって基板搭載面１０ａ上から吸い出されるが、この吸出量は、サセプタ１０の回転数が高いほど大きくなる。一方、基板搭載面１０ａ上に供給される反応性ガスの供給量は一定である。そして、本実施形態においては、サセプタ１０の回転数を、反応性ガスの吸出量が供給量よりも大きくなるような回転数とする。このような状態を、「回転過多」という。回転過多になるための最小の回転数は種々の条件によって異なるが、例えば、１５００ｒｐｍである。
【００２７】
一方、パージガスＧＰは、基板搭載面１０ａの周辺部の直上域において反応性ガスＧＲの流れと衝突し、その後、サセプタ１０の側方を通過して、排気口１３から排気ガス配管ＰＤを介して排気される。
【００２８】
このようにして、基板Ｓ上にＧａＡｓ膜を形成することができる。また、このような成膜工程を実施することにより、半導体装置を製造することができる。例えば、ＧａＡｓ基板上に、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）又はリン（Ｐ）を含むＧａＡｓ膜を積層させることにより、赤色ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を製造することができる。
【００２９】
次に、本実施形態の作用について説明する。  
本実施形態においては、チャンバー２の上部を２段構成とし、中央部に反応性ガス供給室６を設け、周辺部にパージガス供給室８を設けており、上方から見て、反応性ガス整流板５とパージガス整流板７との境界、すなわち隔壁９を、基板搭載面１０ａの内部に配置している。これにより、反応性ガスＧＲは基板搭載面１０ａの中央部に向けて吐出される。この結果、基板搭載面１０ａの周辺部に向けて吐出され、反応に寄与することなく排出される反応性ガスの量を削減することができ、反応性ガスの利用効率を向上させることができる。これにより、反応性ガスの使用量を低減することが可能となり、成膜コストを抑えることができると共に、反応性ガスが気相中で反応してパーティクルを生成したり、排気ガス配管ＰＤ内で反応して閉塞させたりすることを防止できる。
【００３０】
また、サセプタ１０を回転過多とすることにより、基板搭載面１０ａの中央部上における反応性ガスの濃度境界層Ｂの厚さを薄くすることができる。反応性ガスの濃度境界層とは、反応性ガスの濃度が所定の値、例えば、初期濃度の１％となる面をいい、濃度境界層の厚さとは、基板搭載面１０ａと濃度境界層Ｂとの間の距離をいう。サセプタ１０が回転過多になると、反応性ガスの吸出量が供給量よりも大きくなり、濃度境界層の厚さが薄くなる。これにより、反応性ガスの全分子のうち、基板Ｓの表面において反応に寄与する分子の割合が増え、反応性ガスの利用効率が増加する。また、気相中におけるパーティクルの発生が抑制される。
【００３１】
しかし、サセプタ１０を回転過多とすると、基板搭載面１０ａの周辺部上においては、濃度境界層の厚さが厚くなる。これに対しては、上方から見て隔壁９を基板搭載面１０ａの内部に位置させ、基板搭載面１０ａの周辺部に向けてパージガスを吐出することにより、パージガスの運動量を反応性ガスの流れにぶつけ、基板搭載面１０ａの周辺部上における濃度境界層Ｂを押し下げている。これにより、基板搭載面１０ａ上で濃度境界層Ｂの厚さが均一になり、反応性ガスの利用効率が向上する。また、濃度境界層の厚さを均一化することにより、拡散物質の伝達量を均一化すると共に滞留時間を均一化し、中間反応の面内均一性を確保することができる。
【００３２】
但し、単に反応性ガスを基板搭載面１０ａの中央部に向けて吐出し、サセプタ１０を回転過多としただけでは、反応性ガスの利用効率は向上するものの、パージガスＧＰが内側、すなわち、中心軸Ｃ側に引き込まれてしまう。これにより、基板搭載面１０ａの周辺部上において、反応性ガスとパージガスとが混ざり合い、反応性ガスの濃度が低下してしまう。そこで、本実施形態においては、隔壁９を設けることにより、チャンバー２の上部を反応性ガス供給室６とパージガス供給室８とに区画し、反応性ガスとパージガスとの混合を抑制している。
【００３３】
しかしながら、本発明者等の検討によれば、単に隔壁９を設けてチャンバー２の上部を反応性ガス供給室６とパージガス供給室８とに区画しただけでは、以下のような問題が発生することが判明した。すなわち、チャンバー２内の設計によっては、反応性ガスとパージガスとを十分に分離できず、面内均一性が低下してしまうことがある。また、チャンバー２内の周辺部において渦が発生してしまい、これにより、パーティクルが発生することがある。更に、隔壁９及び反応性ガス整流板５の表面において反応性ガスが反応し、反応生成物（デポ物）が付着してしまうことがある。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、以下の手段により、これらの問題を解決している。先ず、反応性ガスとパージガスとを確実に分離するためには、隔壁９をできるだけ基板搭載面１０ａに近い位置まで引き出すことが好ましい。また、パージガスの流れ場における渦の発生を防止するためにも、基板搭載面１０ａと隔壁９の下端部との間の距離は、可及的に小さい方が好ましい。更に、上述のパージガスにより濃度境界層Ｂを下方に向けて押圧する効果を高めるためにも、隔壁９は基板搭載面１０ａに近づけた方がよい。
【００３５】
一方、隔壁９を基板搭載面１０ａに近づけすぎると、隔壁９が層流Ｆに干渉してしまい、面内均一性を著しく低下させる。従って、隔壁９は基板搭載面１０ａからある程度離隔させておくことが必要である。具体的には、濃度境界層の厚さをδｃとするとき、基板搭載面１０ａと隔壁９の下端部との間の距離は、δｃ以上とすることが必要である。なお、濃度境界層の厚さδｃは、反応性ガスの動粘度をν（ｍ２／ｓ）とし、サセプタ１０の回転角速度をω（ｒａｄ／ｓ）とし、シュミット数をＳｃとするとき、下記数式１により近似的に算出できることが経験的に知られている。また、シュミット数Ｓｃは、一般には、流体における物質の輸送力に対する運動量の輸送力の比として定義され、本実施形態においては、濃度境界層の厚さに対する速度境界層の厚さの比に略等しく、その値は例えば１程度である。
【００３６】
【数１】
2008244014.tif 000003
【００３７】
また、反応生成物（デポ物）の一部は、逆拡散、すなわち、流れに逆行する拡散により、チャンバー２内を上昇する。逆拡散の原因には、例えば、反応生成物が高温位置から低温位置に向けて移動する熱泳動などがある。隔壁９、反応性ガス整流板５及びパージガス整流板７が基板搭載面１０ａに近すぎると、デポ物の付着量が多くなる。従って、隔壁９、反応性ガス整流板５及びパージガス整流板７の位置は、ガスの分離とデポ物の付着量とのバランスによって決定する必要がある。
【００３８】
このとき、パージガス整流板７については、常にパージガスの流れに曝されているため、デポ物の付着は少ない。従って、パージガス整流板７は層流Ｆに干渉しない範囲で、可及的に低い位置に配置することが好ましい。例えば、基板搭載面１０ａとパージガス整流板７との間の距離をＬ２とするとき、δｃ＜Ｌ２＜（３×δｃ）とすることが好ましい。
【００３９】
また、隔壁９は、その下端部において最もデポ物が付着しやすいが、下端部の温度を下げることにより、反応性ガスの反応を抑制し、デポ物の付着を防止することができる。そこで、パージガス整流板７を隔壁９の下端部に接触させることにより、チャンバー２の側壁２ｃ及びパージガス整流板７を介して隔壁９の下端部を冷却し、隔壁９の下端部へのデポ物の付着を防止できる。従って、パージガス整流板７は、隔壁９の下端部に取り付けることが好ましい。また、本実施形態においては、パージガス整流板７を熱伝導性が高いアルミニウムにより形成することにより、隔壁９の冷却効果をより高めている。更に、本実施形態においては、チャンバー２の外部に冷却手段１４を設け、側壁２ｃ及びパージガス整流板７を介して隔壁９を冷却することにより、デポ物の付着を防止する効果をより一層高めている。
【００４０】
これに対して、反応性ガス整流板５は、常に反応性ガスの流れに曝されている。また、チャンバー２の中央部に配置されているため、外部からの冷却効果も小さい。このため、反応性ガス整流板５は、パージガス整流板７及び隔壁９と比較して、デポ物が付着しやすい。そこで、反応性ガス整流板５は、パージガス整流板７よりも上方に配置する必要がある。すなわち、基板搭載面１０ａと反応性ガス整流板７との間の距離をＬ１とするとき、Ｌ２＜Ｌ１とする必要があり、例えば、（３×δｃ）＜Ｌ１とすることが好ましい。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、チャンバー２内に反応性ガス及びパージガスを導入して反応性ガスの利用効率を高めたＣＶＤ装置において、反応性ガス整流板５と基板搭載面１０ａとの間の距離Ｌ１を、パージガス整流板７と基板搭載面１０ａとの間の距離Ｌ２よりも大きくすることにより、基板搭載面１０ａにおける面内均一性が高く、渦の発生が少なく、デポ物の付着が少ないＣＶＤ装置を実現することができる。また、このＣＶＤ装置を使用することにより、基板上に均一な膜を形成することができ、赤色ＬＥＤなどの半導体装置を高い歩留まりで製造することができる。
【００４２】
なお、パージガスの平均分子量をキャリアガスの平均分子量よりも大きくすることにより、パージガスの流速を高めることなく、運動量の大きな流れを形成することができる。これにより、渦の発生を抑制しつつ、反応性ガスの濃度境界層の厚さを均一にすることができる。すなわち、高速回転流れ場の遠心ポンプ作用による対流物質伝達にあまり影響を与えずに、回転過多条件に伴う渦の発生を抑えることができる。また、平均分子量が大きいパージガスを使用することにより、反応性ガスがパージガス中を拡散し、チャンバー２の側壁に到達することを抑制できる。これにより、チャンバー２の側壁にデポ物が付着することを防止できる。例えば、キャリアガスとして水素ガス（分子量：２）を使用する場合に、図５（ｂ）に示すように、パージガスとして窒素ガス（分子量：１４）を使用することにより、上述の効果を得ることができる。
【００４３】
また、キャリアガスとして水素ガスを含む反応性ガスが、窒素ガスを含むパージガスと混合することにより、反応性ガスの動粘度及び拡散係数が低下し、シュミット数Ｓｃが大きくなる。例えば、純水素ガスが純窒素ガスに置き換わると、シュミット数は約１．２倍となる。これにより、濃度境界層の厚さが僅かに薄くなり、基板搭載面１０ａの周辺部上における濃度境界層の厚さの増大を、ある程度補償することができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。  
図６は、本実施形態に係るＣＶＤ装置を例示する模式的断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係るＣＶＤ装置２１は、前述の第１の実施形態に係るＣＶＤ装置１（図１参照）と比較して、パージガス供給室８が同心円状に２つの部分に区画されており、それぞれの部分にパージガスラインが接続されている点が異なっている。すなわち、パージガス供給室８内に筒状の隔壁２２が設けられており、この隔壁２２によって、円環状のパージガス供給室８が、内側部分８ａと外側部分８ｂとに区画されている。また、内側部分８ａ及び外側部分８ｂにはそれぞれパージガス供給口４ａ及び４ｂが設けられており、パージガス供給口４ａ及び４ｂはそれぞれパージガスラインＰＰａ及びＰＰｂに接続されている。そして、上方から見て、隔壁２２は、基板搭載面１０ａの外部に配置されている。すなわち、反応性ガス供給室６の直径をＤ１とし、基板搭載面１０ａの直径をＤ２とし、パージガス供給室８の内側部分８ａの外径をＤ３とし、外側部分８ｂの外径をＤ４とするとき、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４の関係が成立する。ＣＶＤ装置２１における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態に係るＣＶＤ装置１（図１参照）と同様である。
【００４５】
次に、本実施形態に係る成膜方法について説明する。  
図７（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る成膜方法の具体例を例示する図である。  
なお、図７（ａ）及び（ｂ）においては、図を簡略化するために、チャンバー２、反応性ガス整流板５、パージガス整流板７及び基板搭載面１０ａのみを模式的に示している。
【００４６】
本実施形態によれば、パージガス供給室８を内側部分８ａと外側部分８ｂとに区画することにより、チャンバー２内に２種類のパージガスを独立して供給することができる。このとき、内側部分８ａと外側部分８ｂと間の隔壁２２は、サセプタ１０の直上域の外側に位置しており、内側部分８ａ及び外側部分８ｂからは、それぞれ直下に向けてパージガスが吐出されるため、内側部分８ａから供給されるパージガス（以下、「内側パージガス」という）は、基板搭載面１０ａの周辺部に向けて吐出されるが、外側部分８ｂから供給されるパージガス（以下、「外側パージガス」という）は、基板搭載面１０ａに向けては吐出されず、チャンバー２の側壁に沿ってサセプタ１０の側方を通過する。
【００４７】
これにより、内側パージガスと外側パージガスとに異なる機能を持たせることができる。例えば、内側パージガスには、濃度境界層を基板搭載面１０ａに向けて押圧する機能を持たせ、外側パージガスには、拡散物質及び対流物質がチャンバー２の側壁に到達することを防止するディフュージョン・バリア層としての機能を持たせることができる。
【００４８】
例えば、図７（ａ）に示すように、内側パージガスとしては、反応性ガスと混合しても反応性ガスの化学的な性質に影響を与えないように、反応性ガス中のキャリアガスと同じ種類のガス、例えば、水素ガスを使用することができる。一方、外側パージガスとしては、ディフュージョン・バリア層としての効果を高めるために、拡散係数が小さく、密度が大きく、流れの運動量が大きいガス、例えば、窒素ガスを使用することができる。
【００４９】
また、他の例では、内側パージガス及び外側パージガスに同じ種類のガスを使用し、流速を相互に異ならせてもよい。例えば、図７（ｂ）に示すように、内側パージガス及び外側パージガスとして共に窒素ガスを使用し、内側パージガスの流速は、濃度境界層の厚さを均一にするために最適な流速とし、外側パージガスの流速は、反応性ガスの拡散を抑制するために、渦が発生しない範囲で可及的に大きな流速とすることができる。すなわち、外側パージガスの流速を内側パージガスの流速よりも大きくすることができる。
【００５０】
例えば、内側パージガス及び外側パージガスを共に平均分子量がキャリアガスよりも大きなガスとし、パージガス供給室８の外側部分８ｂからチャンバー２の下面までの距離をＬ３とし、外側パージガスの流速をｖ３とし、外側パージガス中の材料ガスの相互拡散係数をＤｄｉｆｆとするとき、外側パージガスの流速ｖ３を、下記数式２を満たすように設定してもよい。
【００５１】
【数２】
2008244014.tif 000004
【００５２】
更に他の例では、内側パージガスは、反応性ガスと混合することにより反応性ガスのシュミット数Ｓｃを増加させて濃度境界層の厚さを薄くするような種類のガスとしてもよく、例えば、キャリアガスが水素ガスである場合は、窒素ガスとすることもできる。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、パージガス供給室８を内側部分８ａと外側部分８ｂとに区画することにより、内側パージガスと外側パージガスとに異なる機能を持たせることができる。これにより、例えば、前述の第１の実施形態の効果に加えて、チャンバー２の外壁にデポ物が付着することを確実に防止することができる。本実施形態における上記以外の動作及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。  
図８は、本実施形態に係るＣＶＤ装置を例示する模式的断面図であり、  
図９は、図８に示すＣＶＤ装置のパージガス整流板を例示する斜視断面図であり、  
図１０（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る成膜方法の具体例を例示する図である。
なお、図１０（ａ）及び（ｂ）においては、図を簡略化するために、チャンバー２、反応性ガス整流板５、パージガス整流板７及び基板搭載面１０ａのみを模式的に示している。
【００５５】
図８及び図９に示すように、本実施形態に係るＣＶＤ装置３１は、前述の第１の実施形態に係るＣＶＤ装置１（図１参照）と比較して、パージガス整流板３７の構成が異なっている。すなわち、パージガス整流板３７は、円環板３７ａに多数の貫通孔３７ｂが形成されたものであるが、円環板３７ａの板厚は半径方向に沿って傾斜しており、外側ほど薄くなっている。なお、貫通孔３７ｂの大きさ及び形成密度は円環板３７ａの全域において均一である。
【００５６】
このようなパージガス整流板３７を設けることにより、パージガスが貫通孔３７ｂを通過する際の圧力損失は外側ほど小さくなり、従って、パージガス整流板３７を通過した後のパージガスの流速は半径方向に沿って分布し、外側ほど速くなる。これにより、例えば、パージガス整流板３７の内側部分を通過したパージガスには、反応性ガスの濃度境界層を適度に押し下げて濃度境界層の厚さを均一にする機能を持たせると共に、パージガス整流板３７の外側部分を通過したパージガスには、ディフュージョン・バリア層としての機能を持たせることができる。
【００５７】
例えば、図１０（ａ）に示すように、パージガス整流板の内側部分から流速が相対的に小さい水素ガス（Ｈ２）を吐出させ、外側部分から流速が相対的に大きい水素ガス（Ｈ２）を吐出させてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、パージガスとして平均分子量がキャリアガスの平均分子量よりも大きなガス、例えば、水素ガス、窒素ガス及びアルゴンガスの混合ガスを使用し、このガスを、パージガス整流板の内側部分からは相対的に小さな流速で吐出させ、外側部分からは相対的に大きな流速で吐出させてもよい。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、１種類のパージガスにより、前述の第２の実施形態と同様な効果を得ることができる。本実施形態における上記以外の動作及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５９】
なお、図９に示す例では、円環板３７ａの板厚が半径方向に沿って連続的に変化する例を示したが、本実施形態はこれに限定されず、円環板の板厚は半径方向に沿って不連続的に変化していてもよい。この場合も、円環板３７ａの外側部分の厚さを、内側部分の厚さよりも薄くすることにより、外側部分を通過したパージガスの流速を相対的に高速とし、内側部分を通過したパージガスの流速を相対的に低速とすることができる。
【００６０】
また、円環板３７ａの板厚は均一とし、貫通孔３７ｂの大きさ、例えば直径を、円環板３７ａの半径方向に沿って変化させてもよい。すなわち、円環板３７ａの外側部分に形成された貫通孔３７ｂの大きさを、内側部分に形成された貫通孔３７ｂの大きさよりも大きくしてもよい。更に、円環板３７ａの板厚及び貫通孔３７ｂの大きさは均一とし、貫通孔３７ｂの形成密度を円環板３７ａの半径方向に沿って変化させてもよい。すなわち、円環板３７ａの外側部分における貫通孔３７ｂの形成密度を、内側部分における貫通孔３７ｂの形成密度よりも高くしてもよい。更にまた、円環板３７ａの板厚並びに貫通孔３７ｂの大きさ及び形成密度を組み合わせて変化させてもよい。なお、上述の変化は、連続的な変化であっても不連続的な変化であってもよい。これらの手段によっても、パージガスが貫通孔３７ｂを通過する際の圧力損失を外側ほど小さくすることができ、パージガス整流板３７を通過した後のパージガスの流速を外側ほど速くすることができる。
【００６１】
次に、前述の各実施形態の効果を示す実施例として、各実施形態に係るＣＶＤ装置における流れ場のシミュレーション結果について説明する。  
図１１は、横軸にチャンバー内における水平方向の位置をとり、縦軸にチャンバー内における垂直方向の位置をとって、本シミュレーションの条件を例示する図である。  
図１１に示す領域は、ＣＶＤ装置におけるシミュレーションを行った領域を示し、横軸は中心軸Ｃからの距離を示し、縦軸はチャンバー２の底面からの距離を示している。
【００６２】
図１１に示すように、本シミュレーションにおいては、反応性ガス整流板５の内径Ｄ１を３４０ｍｍとし、サセプタ１０の直径Ｄ２を３６０ｍｍとし、チャンバー２の外径Ｄ４を４１０ｍｍとした。また、サセプタ１０の基板搭載面１０ａから反応性ガス整流板５までの距離Ｌ１を１００ｍｍとし、基板搭載面１０ａからパージガス整流板７までの距離Ｌ２を５０ｍｍとした。
【００６３】
後述するように、このようなＣＶＤ装置において、サセプタ１０が回転過多となる回転数は１５００ｒｐｍ以上である。そこで、本シミュレーションにおいては、サセプタ１０の回転数を１７００ｒｐｍとした。そして、反応性ガス整流板５から反応性ガスＧＲとしてトリメチルガリウム（ＴＭＧＡ）を含むガスを直下に向けて吐出し、パージガス整流板７からパージガスＧＰを直下に向けて吐出した状態を想定し、チャンバー２内の流れ場を計算した。
【００６４】
以下、本シミュレーションの結果について説明する。  
図１２（ａ）及び（ｂ）は、前述の第１の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして水素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。  
また、図１３（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして水素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。  
【００６５】
比較例に係るＣＶＤ装置においては、反応性ガス流通板５とパージガス流通板７とが同じ高さにあり、基板搭載面１０ａからの距離は共に１００ｍｍである。また、図１２及び図１３に示す領域は、図１１に示す領域と一致している。後述する図１４、図１５、図１７及び図１８においても同様である。また、流れ関数（Stream Function）とは、ＭａｓｓＦｌｕｘの分布において等高線間ごとの質量流量が一定になるような関数であり、各等高線はパーティクルの流線に相当する。
【００６６】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の実施形態に係るＣＶＤ装置においては、基板搭載面１０ａの直上域において、ＴＭＧＡの濃度分布は面内で略均一となった。なお、サセプタ１０の高速回転による遠心ポンプ作用によって流れが吸い込まれ、パージガス整流板７の直下に渦４１が形成されたが、この渦４１は基板搭載面１０ａの直上域までは張り出しておらず、成膜の均一性に対して大きな影響は与えないと考えられる。
【００６７】
これに対して、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較例に係るＣＶＤ装置においては、第１の実施形態と比較して、長い距離にわたって反応性ガスとパージガスとが接しているため、パージガスの流れ場が内側に大きく吸い寄せられた。この結果、基板搭載面１０ａの周辺部上において、反応性ガス（ＴＭＧＡ）が希釈されてしまい、面内均一性が損われた。
【００６８】
次に、第１の実施形態における他のシミュレーション結果について説明する。  
図１４（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして高速の水素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。  
図１４は、図１２に示すシミュレーション条件に対して、パージガスである水素ガスの流速を７倍としたものである。
【００６９】
図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本シミュレーションにおいては、図１２に示すシミュレーション結果と比較して、チャンバー２の側壁２ｃに接する領域に、ＴＭＧＡの濃度が低い層流が形成された。これにより、ＴＭＧＡが側壁２ｃに到達することを防止できる。これは、パージガスの流速を高速にすることにより、その運動量が増大し、効果的なディフュージョン・バリア層が形成されたため、ＴＭＧＡの拡散物質伝達及び対流物質伝達が抑制されたものと考えられる。
【００７０】
また、本シミュレーションにおいては、図１２に示すシミュレーション結果と比較して、パージガスがチャンバーの内側に吸い込まれる現象が抑制され、渦が形成されなかった。これも、パージガスの運動量が増大したためと考えられる。但し、本シミュレーションにおいては、図１２に示すシミュレーションと比較して、ＴＭＧＡの濃度境界層の厚さは若干厚くなった。
【００７１】
図１５（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして窒素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。  
図１５は、図１２に示すシミュレーション条件に対して、パージガスの流速は同じとしたまま、ガスの種類を窒素ガスとしたものである。すなわち、ガスの分子量を７倍とし、運動量を７倍、つまり、図１４に示す条件と同じにしたものである。
【００７２】
図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本シミュレーションにおいては、図１４に示すシミュレーション結果と同様に、側壁２ｃへのＴＭＧＡの拡散が抑制されると共に、パージガスがチャンバーの内側に吸い込まれる現象が抑制され、渦の発生が抑制された。また、本シミュレーション結果においては、図１４に示す結果と比較して、パージガスの内側への吸引がより一層抑制され、ＴＭＧＡ濃度が高い領域が基板搭載面１０ａの端縁の直上までかかっていた。更に、図１４に示す結果と比較して、濃度境界層の厚さが薄くなった。これは、図１２に示す条件と比較してパージガスの流速を増加させることなく、運動量を図１４に示す条件と同程度まで増加させたためと考えられる。
【００７３】
図１６は、横軸にサセプタの回転数をとり、縦軸に基板搭載面における面内不均一性をとって、サセプタの回転軸が面内均一性に及ぼす影響をパージガスの種類ごとに例示するグラフ図である。  
なお、図１６の縦軸には、面内不均一性の指標として、基板搭載面１０ａの中心において成膜された膜の厚さに対する中心から１５７ｍｍ離隔した位置において成膜された膜の厚さの割合をとっている。
【００７４】
図１６に示すように、面内不均一性は、サセプタの回転数が約１５００ｒｐｍであるときに最小となり、回転数がそれより低くても高くても増大する。そして、回転数が約１５００ｒｐｍ以上である領域、すなわち、回転過多の領域においては、パージガスとして窒素ガスを使用する場合に、面内不均一性が最も少なくなる。すなわち、本シミュレーションの条件では、回転数が１５００ｒｐｍ以上の回転過多領域において、窒素パージガスが有利になる。
【００７５】
次に、前述の第２の実施形態のシミュレーション結果について説明する。  
図１７（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、内側パージガスとして水素ガスを使用し、外側パージガスとして窒素ガスを使用した場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）窒素のモル分率を示し、  
図１８は、図１７に示すシミュレーション結果のうち、流れ関数を示す。
【００７６】
本シミュレーション結果には、図１２に示す水素ガスを使用した結果と比較して、流れ場の大幅な改善が見られた。すなわち、図１７（ａ）に示すように、外側パージガス（窒素ガス）によるディフュージョン・バリア層の形成により、壁面２ｃへのＴＭＧＡの拡散が大幅に抑えられていた。また、図１７（ｂ）に示すように、外側パージガス（窒素ガス）は内側パージガス（水素ガス）によって遮られることにより、基板搭載面１０ａへの拡散はほとんど認められなかった。このため、窒素分子が成膜に影響を及ぼすことがない。更に、図１８に示すように、チャンバー内の流れ場は、パージガスとして窒素ガスを使用した場合（図１５参照）と同様に、極めて安定した層流を形成していた。このように、第２の実施形態によれば、チャンバー内の流れ場を安定させて、基板搭載面１０ａの面内均一性を実現しつつ、チャンバーの壁面へのＴＭＧＡの拡散を抑制し、且つ、基板搭載面１０ａへの窒素の拡散を抑えることができた。
【００７７】
なお、上述の如く、サセプタの回転数が相対的に高速の場合と、相対的に低速の場合とでは、パージガスが境界層を抑える効果の有効性が異なっている。例えば、図１６に示すように、サセプタの直径が３６０ｍｍである場合には、約１５００ｒｐｍの回転数を境として、それより高速の領域と低速の領域とで、パージガスの有効性が異なっている。そこで、回転数が低速の領域では、内側パージガスを水素ガス、外側パージガスを窒素ガスとし、回転数が高速の領域では、内側パージガスを窒素ガス、外側パージガスも窒素ガスとしてもよい。この場合は、前述の第３の実施形態のように、パージガス供給室を単一の空間とし、パージガス整流板の圧力損失を傾斜させてもよい。又は、回転数に合わせて、内側パージガスの（Ｎ２／Ｈ２）混合比若しくは流速を変えてもよい。
【００７８】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。例えば、前述の各実施形態においては、チャンバーの中心軸Ｃが延びる方向を鉛直方向とし、反応性ガス供給室及びパージガス供給室をチャンバーの上部に配置し、サセプタをチャンバーの下部に配置する例を示したが、ガス供給室及びサセプタの位置関係はこれに限定されず、例えば、上下は逆でもよく、中心軸Ｃは水平方向に延びていてもよい。また、前述の各実施形態においては、基板処理装置がＣＶＤ装置であり、基板処理方法がＣＶＤ成膜方法であり、製造される半導体装置が赤色ＬＥＤである例を示したが、本発明はこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＣＶＤ装置を例示する模式的断面図である。
【図２】図１に示すＣＶＤ装置を例示する模式的上面図である。
【図３】（ａ）は図１に示すＣＶＤ装置の反応性ガス整流板を例示する斜視図であり、（ｂ）はパージガス整流板を例示する斜視図である。
【図４】本実施形態に係る成膜方法を例示する模式的断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る成膜方法の具体例を例示する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るＣＶＤ装置を例示する模式的断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る成膜方法の具体例を例示する図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るＣＶＤ装置を例示する模式的断面図である。
【図９】図８に示すＣＶＤ装置のパージガス整流板を例示する斜視断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る成膜方法の具体例を例示する図である。
【図１１】横軸にチャンバー内における水平方向の位置をとり、縦軸にチャンバー内における垂直方向の位置をとって、シミュレーションの条件を例示する図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、前述の第１の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして水素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして水素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして高速の水素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、パージガスとして窒素ガスを用いた場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）は流れ関数を示す。
【図１６】横軸にサセプタの回転数をとり、縦軸に基板搭載面における面内不均一性をとって、サセプタの回転軸が面内均一性に及ぼす影響をパージガスの種類ごとに例示するグラフ図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係るＣＶＤ装置を使用し、内側パージガスとして水素ガスを使用し、外側パージガスとして窒素ガスを使用した場合のシミュレーション結果を例示する図であり、（ａ）はＴＭＧＡのモル分率を示し、（ｂ）窒素のモル分率を示す。
【図１８】図１７に示すシミュレーション結果のうち、流れ関数を示す。
【符号の説明】
【００８０】
１、２１、３１  ＣＶＤ装置、２  チャンバー、２ａ  中央部、２ｂ  周辺部、２ｃ  側壁、３  反応性ガス供給口、４、４ａ、４ｂ  パージガス供給口、５  反応性ガス整流板、５ａ  円板、５ｂ  貫通孔、６  反応性ガス供給室、７、３７  パージガス整流板、７ａ、３７ａ  円環板、７ｂ、３７ｂ  貫通孔、８  パージガス供給室、８ａ  内側部分、８ｂ  外側部分、９  隔壁、１０  サセプタ、１０ａ  基板搭載面、１１  回転手段、１２  ヒーター、１３  排気口、１４  冷却手段、２２  隔壁、４１  渦、Ｂ  濃度境界層、Ｃ  中心軸、Ｄ１  反応性ガス供給室の直径、Ｄ２  基板搭載面の直径、Ｄ３  パージガス供給室の内側部分の外径、Ｄ４  パージガス供給室の外側部分の外径、Ｆ  層流、ＧＰ  パージガス、ＧＲ  反応性ガス、Ｌ１  基板搭載面と反応性ガス整流板との間の距離、Ｌ２  基板搭載面とパージガス整流板との間の距離、ＰＤ  排気ガス配管、ＰＰ  パージガスライン、ＰＲ  反応性ガスライン、Ｓ  基板
【図１】
2008244014.tif 000005
【図２】
2008244014.tif 000006
【図３】
2008244014.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008244014.tif 000011
【図８】
2008244014.tif 000012
【図９】
2008244014.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１６】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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