(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ族ソースガスと、Ｖ族ソースガスとを含むプロセスガスが導入される混合室と、
前記混合室の下方に、それぞれ前記混合室より前記プロセスガスが導入される間隙を介して設けられ、それぞれ内部に水平方向に設けられた冷却孔を有する複数の冷却部と、
それぞれ前記間隙および前記冷却部の下方に設けられ、前記間隙より前記プロセスガスが導入され滞留する複数の緩衝領域と、
前記緩衝領域の下方に設けられ、前記緩衝領域より前記プロセスガスが導入される複数の貫通孔が所定の間隔で配置された整流板と、
を備えるシャワープレート。
【請求項２】
前記間隙の幅は、前記緩衝領域の幅より短い請求項１記載のシャワープレート。
【請求項３】
前記緩衝領域の幅方向における前記貫通孔の内径と前記所定の間隔の和は、前記緩衝領域の幅以下である請求項１又は請求項２記載のシャワープレート。
【請求項４】
前記冷却孔、前記間隙、前記緩衝領域は、いずれも所定の方向に延伸している請求項１ないし請求項３いずれか一項記載のシャワープレート。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のシャワープレートと、
前記シャワープレート下方に設けられた反応室と、
前記反応室内に設けられ基板を載置可能な支持部と、
を備える気相成長装置。
【請求項６】
ＩＩＩ族ソースガスと、Ｖ族ソースガスとを含むプロセスガスを混合室に導入し、
前記混合室の下方にそれぞれ間隙を介して配置された複数の冷却部にそれぞれ設けられた冷却孔に冷媒を供給して、前記混合室から前記間隙を経て緩衝領域に滞留した前記プロセスガスの温度分布を制御し、
前記温度分布が制御された前記プロセスガスを、前記緩衝領域の下方に設けられた整流板に所定の間隔で配置された複数の貫通孔を介して、冷却された前記プロセスガスを反応室に供給し、
前記反応室内に載置された基板上に、前記プロセスガスを用いて膜を成長させる、
気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスガスを供給するシャワープレート、当該シャワープレートを用いる気相成長装置及び気相成長方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高品質な半導体膜を成膜する方法として、気相成長により基板上に成膜をおこなうエピタキシャル成長技術がある。エピタキシャル成長技術を用いる気相成長装置では、常圧又は減圧に保持された気相成長装置内の支持部に基板を載置する。そして、この基板を加熱しながら、原料となるプロセスガスを基板に供給する。基板の表面ではプロセスガスの熱反応等が生じ、エピタキシャル単結晶膜が成膜される。
【０００３】
プロセスガスを基板に供給する場合には、シャワープレートを用いて基板上にプロセスガスが均一に供給されるようにすることが好ましい。ここで成膜中においてはシャワープレートの温度が上昇することによりシャワープレートの損傷、変形やプロセスガスの熱反応が起こりうる。そのため、シャワープレートを冷却することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３９７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、プロセスガスを均一に冷却することができるシャワープレート、当該シャワープレートを用いる気相成長装置及び気相成長方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のシャワープレートは、ＩＩＩ族ソースガスと、Ｖ族ソースガスとを含むプロセスガスが導入される混合室と、混合室の下方に、それぞれ混合室よりプロセスガスが導入される間隙を介して設けられ、それぞれ内部に水平方向に設けられた冷却孔を有する複数の冷却部と、それぞれ間隙および冷却部の下方に設けられ、間隙よりプロセスガスが導入され滞留する複数の緩衝領域と、緩衝領域の下方に設けられ、緩衝領域よりプロセスガスが導入される複数の貫通孔が所定の間隔で配置された整流板と、を備える。
【０００７】
上記態様のシャワープレートにおいて、間隙の幅は、緩衝領域の幅より短いことが好ましい。
【０００８】
上記態様のシャワープレートにおいて、緩衝領域の幅方向における貫通孔の内径と所定の間隔の和は、緩衝領域の幅以下であることが好ましい。上記態様のシャワープレートにおいて、冷却孔、間隙、緩衝領域は、いずれも所定の方向に延伸していることが好ましい。
【０００９】
実施形態のシャワープレートは、上記いずれか一つの態様のシャワープレートと、シャワープレート下方に設けられた反応室と、反応室内に設けられ基板を載置可能な支持部と、を備える。
【００１０】
実施形態の気相成長方法は、ＩＩＩ族ソースガスと、Ｖ族ソースガスとを含むプロセスガスを混合室に導入し、混合室の下方にそれぞれ間隙を介して配置された複数の冷却部にそれぞれ設けられた冷却孔に冷媒を供給して、混合室から間隙を経て緩衝領域に滞留したプロセスガスの温度分布を制御し、温度分布が制御されたプロセスガスを、緩衝領域の下方に設けられた整流板に所定の間隔で配置された複数の貫通孔を介して、冷却されたプロセスガスを反応室に供給し、反応室内に載置された基板上に、プロセスガスを用いて膜を成長させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、プロセスガスを均一に冷却することができるシャワープレート、当該シャワープレートを用いる気相成長装置及び気相成長方法の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の気相成長装置の要部の模式断面図。
【図２】実施形態の別態様の気相成長装置の要部の模式断面図。
【図３】実施形態の外周部冷却機構及び冷却孔の要部の模式図。
【図４】実施形態のシャワープレートの要部の斜視断面図。
【図５】実施形態のシャワープレートの要部の斜視断面図。
【図６】実施形態の気相成長方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
なお、本明細書中では、気相成長装置が成膜可能に設置された状態での重力方向を「下」と定義し、その逆方向を「上」と定義する。したがって、「下部」とは基準に対して重力方向の位置を意味し、「下方」とは基準に対して重力の方向をそれぞれ意味する。また、「上部」とは、基準に対し重力方向と逆方向の位置を意味し、「上方」とは基準に対し重力の方向と逆方向を意味する。
【００１５】
また、本明細書中では、「プロセスガス」とは、基板上への成膜のために用いられるガスの総称であり、たとえば、原料ガス、ソースガス、キャリアガス等を含む。
【００１６】
本実施形態のシャワープレートは、プロセスガスが供給される混合室と、混合室の下方に、それぞれ混合室よりプロセスガスが導入される間隙を介して設けられ、それぞれ内部に水平方向に設けられた冷却孔を有する複数の冷却部と、間隙の下方に設けられ、間隙よりプロセスガスが導入される複数の緩衝領域と、緩衝領域の下方に設けられ、緩衝領域よりプロセスガスが導入される複数の貫通孔が所定の間隔で配置された整流板と、を備える。
【００１７】
図１は、実施形態の気相成長装置の要部の模式断面図である。図２は、実施形態の別態様の気相成長装置の要部の模式断面図である。図３は、実施形態の外周部冷却機構及び冷却孔の要部の模式図である。図４は、実施形態のシャワープレートの要部の斜視断面図である。図５は、実施形態のシャワープレートの要部の斜視断面図である。
【００１８】
実施形態の気相成長装置は、たとえば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いる縦型の枚葉型のエピタキシャル成長装置である。実施形態のエピタキシャル成長装置では、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、ＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）等のＩＩＩ−Ｖ族の窒化物系半導体の単結晶膜を成長する。
【００１９】
気相成長装置１０００は、反応室１０を備える。膜の成長は、反応室１０内で行われる。
【００２０】
反応室１０内には、ウェハ（基板）Ｗを載置可能でウェハＷをウェハＷの周方向に回転する支持部１２が設けられている。ウェハＷは、たとえばＳｉ（シリコン）ウェハやサファイヤウェハである。支持部１２としては、たとえば中心に開口部を有し、周縁で基板を支持するホルダが用いられるが、開口部のないサセプタを用いてもよい。また、支持部１２には、たとえば、ウェハＷを支持部１２から脱着させるための、図示しない突き上げピンが設けられている。
【００２１】
回転軸１８の上端は反応室１０内に設けられている。支持部１２は、回転リング１４と、回転リング１４の下方に設けられた回転ベース１６と、を介して回転軸１８の上端に接続されている。回転軸１８は、回転軸１８の周囲に設けられた回転駆動機構２０によって回転され、これによりウェハＷがその周方向に回転される。なお、回転リング１４、回転ベース１６及び回転軸１８の形態はこれに限定されない。
【００２２】
反応室１０下方には、余剰のプロセスガス及び反応副生成物を排気するためのガス排出部２８が設けられており、ガスを排気するとともに反応室１０内を所定の圧力とするためのポンプ、バルブ等により構成される排気機構２９と接続されている。
【００２３】
加熱部２６は、たとえば、図示しない外部電源より、回転軸１８の内部を貫通する電極２２を介して電力が供給され図示しない電流導入端子と電極２２により電力供給されて発熱する。
【００２４】
反応室１０は、図示しないウェハ搬出入口を有する。ウェハ搬出入口は、反応室１０内部へのウェハＷの搬入、及び反応容器外部へのウェハＷの搬出に用いられる。ここで、ウェハＷの搬出入には、たとえば、図示しないロボットハンドが用いられる。ロボットハンドにより搬入されたウェハＷは、反応室１０の内部において支持部１２に支持される。なお、ウェハＷの搬出入の方法はこれに限定されない。
【００２５】
反応室１０の上方にはシャワープレート１００が設けられている。シャワープレート１００は、第１の透明部材１９２、第２の透明部材１９４、天板１０２、混合室１１０、冷却部１２０、冷却孔１２２、間隙１２６、緩衝領域１３０、接続部１３２、整流板１４０、貫通孔１４４、接続流路１７２、パージガス供給路３７、パージガス接続流路１５７及びパージガス噴出孔１１７を備える。
【００２６】
ガス供給口１６２は、例えば２か所に設けられ、第１のプロセスガスを供給する第１のガス供給路１５２、第２のプロセスガスを供給する第２のガス供給路１５４及び第３のプロセスガスを供給する第３のガス供給路１５６より供給された各プロセスガスが導入される。ガス供給口１６２より導入された各プロセスガスは、接続流路１７２等を介して混合室１１０に導入される。
【００２７】
図１において示された気相成長装置では、第１のプロセスガスと第２のプロセスガスと第３のプロセスガスが一旦混合された後２系統に分離され、２箇所のガス供給口１６２及び接続流路１７２から混合室１１０に供給される。図２において示された気相成長装置では、まず第１のプロセスガス、第２のプロセスガス及び第３のプロセスガスがそれぞれ２系統に分離される。次に、２系統に分離されたそれぞれの第１のプロセスガス、第２のプロセスガス及び第３のプロセスガスが混合され、２箇所のガス供給口１６２及び接続流路１７２から混合室１１０に供給される。
【００２８】
たとえばＭＯＣＶＤ法によりＧａＮの単結晶膜をウェハＷ上に成膜する場合、第１のプロセスガスとして水素（Ｈ２）を供給する。また、第２のプロセスガスとして窒素（Ｎ）のソースガスであるアンモニア（ＮＨ３）を供給する。さらに、第３のプロセスガスとしてガリウム（Ｇａ）のソースガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）をキャリアガスである水素（Ｈ２）で希釈したガスを供給する。
【００２９】
複数の冷却部１２０は、混合室１１０の下方に、間隙１２６を介して設けられる。間隙１２６には、混合室１１０よりプロセスガスが導入される。
【００３０】
複数の冷却部１２０は、内部に水平方向に設けられる冷却孔１２２を有する。冷却孔１２２の内径は２Ｒ１である。冷却孔１２２の内部に冷媒が流れることにより、シャワープレート１００は冷却される。冷媒は、例えば水である。
【００３１】
鉛直方向と反対の方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な方向の一つの方向をＸ方向、Ｚ方向とＸ方向に垂直な方向をＹ方向とする。気相成長装置１０００が成膜可能な状態に配置された場合、複数の冷却部１２０は、Ｘ方向に間隙１２６を介して設けられている。冷却部１２０及び冷却孔１２２は、Ｙ方向に平行に延伸して設けられている。冷却孔１２２の中心線１２４は、Ｙ方向に平行である。また、冷却孔１２２の内径２Ｒ１は、ＸＺ面内に平行な面内でとる。
【００３２】
複数の緩衝領域１３０は、間隙１２６の下方に、それぞれの間隙１２６ごとに設けられている。複数の緩衝領域１３０には、それぞれ間隙１２６よりプロセスガスが導入される。
【００３３】
整流板１４０は、緩衝領域１３０の下方に設けられている。整流板１４０は、複数の貫通孔１４４と主面１４２を有する。複数の貫通孔１４４の内径は、２Ｒ２である。ここで２Ｒ２は、ＸＹ平面に平行な面内でとる。複数の貫通孔１４４は、Ｘ方向に所定の間隔Ｌ３を有して設けられている。ここで所定の間隔Ｌ３は、それぞれの貫通孔１４４の中心線１４６同士の間隔とする。また、複数の貫通孔１４４は、Ｙ方向にも所定の間隔Ｌ３を有して設けられている。複数の貫通孔１４４の中心線１４６は、Ｚ方向に平行である。複数の貫通孔１４４には、緩衝領域１３０よりプロセスガスが導入される。主面１４２は、シャワープレート１００の反応室側に設けられている面で、ＸＹ面に平行な面である。
【００３４】
複数の冷却部１２０は、それぞれの冷却部１２０の下方に設けられた接続部１３２により、整流板１４０と接続されている。緩衝領域１３０は、複数の接続部１３２の間に設けられているものである。
【００３５】
貫通孔１４４に供給されたプロセスガスは反応室１０内に供給される。反応室１０内に供給されたプロセスガスは、反応室１０内の支持部１２上に載置されたウェハＷ上の成膜に用いられる。余剰のプロセスガス及び成膜により生じた副生成物は、ガス排出部２８より排出される。
【００３６】
整流板１４０の主面１４２に平行で冷却孔１２２の中心線１２４に垂直な第１の方向における間隙１２６の幅Ｌ１は、第１の方向に平行な方向における緩衝領域１３０の幅Ｌ２より短い。これは、間隙１２６に供給されたプロセスガスを緩衝領域１３０に供給し、緩衝領域１３０で一旦プロセスガスを滞留させることにより、複数の貫通孔１４４に均等にプロセスガスを供給するためである。本実施形態においては、主面１４２はＸＹ平面内に設けられている。冷却孔１２２の中心線はＹ方向に平行である。そのため、第１の方向はＸ方向と平行であり、整流板１４０の主面１４２に平行で冷却孔１２２の中心線１２４に垂直な第１の方向における間隙１２６の長さＬ１は、Ｘ方向に平行にとる。
【００３７】
貫通孔１４４の内径２Ｒ２と第１の方向に平行な方向における所定の間隔Ｌ３との和は、第１の方向（幅方向）における緩衝領域１３０の幅Ｌ２以下である。貫通孔１４４の内径２Ｒ２とＬ３の和がＬ２より長い場合、接続部１３２の下方に貫通孔１４４が配置される。このような貫通孔１４４には良好にプロセスガスが供給されないため、ウェハＷ上へのプロセスガスの供給のされ方が不均一になる。
【００３８】
冷却孔１２２の内径２Ｒ１は、整流板１４０の主面１４２に垂直な方向すなわちＺ方向における冷却部１２０の長さｔ１より小さい。これは、もし２Ｒ１がｔ１以上であるとすると、冷却部１２０内に冷却孔１２２を配置することができなくなるためである。
【００３９】
冷却孔１２２の内径２Ｒ１は、整流板１４０の主面１４２に垂直な方向における緩衝領域１３０の長さｔ２より大きい。これは、冷却孔１２２の内径を大きくし、また緩衝領域１３０の長さを小さくして冷却部１２０と整流板１４０の距離を短くすることにより、多くの量の冷媒を冷却孔１２２に供給し、かつ冷却部１２０により整流板１４０を効率良く冷却するためである。
【００４０】
整流板１４０の主面１４２に垂直な方向における緩衝領域１３０の長さｔ２は、貫通孔１４４の内径２Ｒ２より大きい。これは、十分に緩衝領域１３０内においてプロセスガスを滞留させた後に、貫通孔１４４にプロセスガスを供給するためである。
【００４１】
冷却部１２０、接続部１３２及び整流板１４０は、一体として作製することができる。また、冷却部１２０、接続部１３２及び整流板１４０をそれぞれ個別に作製し、その後それぞれを接合することにより作製しても良い。
【００４２】
気相成長装置１０００は、パージガスを供給するパージガス供給路３７をさらに備えていることが好ましい。これにより、反応室側壁への膜堆積を抑制し、低欠陥の膜を基板に成膜することができる。パージガスとは、成膜中に反応室１０の側壁内面（内壁）に膜が堆積することを抑制するため、ウェハＷの外周側に反応室１０の側壁に沿って供給されるガスである。パージガスは、例えば窒素、水素及び不活性ガスから選ばれる少なくとも１種と、を含む。
【００４３】
パージガス噴出孔１１７は、パージガス接続流路１５７に接続される。パージガス接続流路１５７は、シャワープレート１００の外側領域の内部に、リング状の中空部分として形成される。パージガス供給路３７は、パージガス接続流路１５７に接続される。したがって、パージガス供給路３７は、パージガス接続流路１５７を介して、複数のパージガス噴出孔１１７に接続される。
【００４４】
外周部冷却機構１８０は、外周部冷却流路１８４と、第１のチラーユニット１８６と、第２のチラーユニット１８８を備える。第１のチラーユニット１８６から供給された冷媒は、外周部冷却流路１８４において反応室１０と整流板１４０の間のＯリング（図示せず）を冷却し、整流板１４０において外側の６本の冷却孔１２２ａ及び外側の６本の冷却孔１２２ｄを冷却する。第２のチラーユニット１８８から供給された冷媒は、整流板１４０において内側の３本の冷却孔１２２ｂ及び内側の３本の冷却孔１２２ｃを冷却する。なお外周部冷却機構１８０の態様はこれに限定されず、例えば公知の冷却フィンなどを用いても良い。
【００４５】
制御機構１９０は、回転駆動機構２０と接続され、回転駆動機構２０によるウェハＷの回転及び回転速度の制御を行う。また、加熱部２６と接続され、ウェハＷの温度制御を行う。さらに、排気機構２９と接続され、反応室１０内の圧力制御を行う。さらに、第１のガス供給路１５２、第２のガス供給路１５４、第３のガス供給路１５６にそれぞれ設けられる流量制御機構１５１、１５３、１５５と接続され、各ガスの流量が制御される。その他、ロボットハンドによるウェハＷの搬送の制御など、適宜制御を行う。
【００４６】
制御機構１９０には、たとえば、回路基板を用いることができる。また、制御機構１９０には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を中心とするマイクロプロセッサと、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、入出力ポート及び通信ポートを用いてもよい。
【００４７】
計測装置５０は、天板１０２上に設けられる。計測装置５０は、たとえばレーザーを用いてウェハＷの反りを測定する装置、レーザーを用いてウェハＷ上に成長される膜の膜厚や膜質を測定する装置、またはウェハＷからの輻射によりウェハＷの温度を測定する放射温度計などである。
【００４８】
第１の透明部材１９２は、天板１０２内に設けられる。第２の透明部材１９４は、整流板１４０内に設けられる。第２の透明部材１９４には、貫通孔１４４と同じ径、ピッチで設けられ、混合されたプロセスガスが導入される貫通孔１９５が設けられる。第１の透明部材１９２及び第２の透明部材１９４は、計測装置５０から照射されるレーザーやウェハＷからの輻射を通過させる。
【００４９】
上記のレーザーを効率良くウェハＷに照射して反射されたレーザーを検出し、又は上記の輻射を効率良く検出するために、第１の透明部材１９２又は及び第２の透明部材１９４は、それぞれ天板１０２及び整流板１４０を貫通していることが好ましい。また、第１の透明部材１９２は第２の透明部材１９４の直上に配置され、さらに計測装置５０は第１の透明部材１９２の直上に配置されることが好ましい。
【００５０】
第１の透明部材１９２及び第２の透明部材１９４は、計測装置５０に用いられる所定の波長に対して十分透明である部材であり、たとえば石英ガラスを好ましく用いることができる。また、強度が十分であり、上述の所定の波長に対して十分透明でありプロセスガス等に対する耐性が高ければ、サファイヤ等を好ましく用いることができる。
【００５１】
第２の透明部材１９４の上方領域１９６には、計測装置５０の測定を妨げないために、冷却部１２０や冷却孔１２２が設けられていなくてもよい。このような構成により、第２の透明部材１９４を整流板１４０内に設ける場合に、第２の透明部材１９４を整流板１４０上方から整流板１４０内に取り付ける手段を用いることにより、シャワープレート１００の作製を容易にすることができる。
【００５２】
次に、実施形態のシャワープレート１００及び気相成長装置１０００の作用効果を述べる。
【００５３】
実施形態のシャワープレート１００においては、それぞれの冷却部１２０が、冷却孔１２２を流れる冷媒により冷却される。整流板１４０は、接続部１３２を介して冷却部１２０により冷却される。これにより、シャワープレート１００を均一に冷却することができる。
【００５４】
また、間隙１２６を通過したプロセスガスは、一旦緩衝領域１３０内に滞留した後に、貫通孔１４４、１９５を通過して反応室１０に供給される。これにより、実施形態のシャワープレート１００によれば、均一にプロセスガスを反応室１０に供給することが可能となる。
【００５５】
外周部冷却流路１８４により、シャワープレート１００が外周から冷却される。そのため、実施形態のシャワープレートによれば、さらに均一に冷却をすることができるシャワープレートの提供が可能となる。
【００５６】
実施形態の気相成長装置によれば、シャワープレート１００が有するそれぞれの貫通孔１４４の圧力損失を揃えプロセスガス流量・流速を全面で均一にすることができる。また、整流板１４０の内外に設けられる２系統の冷却機構により、温度分布を制御し、整流板１４０を通るプロセスガスの温度を均一にする、或いは分布を持たせることができる。したがって、実施形態の気相成長装置によれば、均一にプロセスガスを反応室１０に供給し、良質な膜を基板上に成長させることが可能になる。
【００５７】
図６は、実施形態の気相成長方法のフローチャートである。
【００５８】
本実施形態の気相成長方法は、混合室の下方にそれぞれ間隙を介して設けられた複数の冷却部の内部にそれぞれ水平方向に設けられた冷却孔に冷媒を供給し、混合室にプロセスガスを供給し、間隙を介して間隙の下方に設けられた緩衝領域に供給されるプロセスガスを冷媒により冷却し、緩衝領域の下方に設けられた整流板に所定の間隔で配置された複数の貫通孔を介して、冷却されたプロセスガスを反応室に供給し、反応室内に載置された基板上に、プロセスガスを用いて膜を成長させる。
【００５９】
まず、制御機構１９０が、ウェハＷを、たとえばロボットハンドを用いて、反応室１０へ搬入し、支持部１２に載置する。次に、制御機構１９０が、加熱部２６を用いて、ウェハＷを加熱する。次に、制御機構１９０が、回転駆動機構２０を用いて、ウェハＷをウェハＷの周方向に所定の回転速度で回転させる。
【００６０】
次に、第１のチラーユニット１８６より、混合室１１０の下方に、それぞれ内部に冷却孔１２２を有し、間隙１２６を介して設けられた複数の冷却部１２０の、冷却孔１２２に冷媒を供給する（Ｓ０８）。また、第２のチラーユニット１８８より、外周部冷却流路１８４に冷媒を供給する。なお、外周部冷却流路１８４は冷却孔１２２と直列になっていてもよく、冷却孔１２２を二重管構造として外側体と外周部冷却流路１８４を直列にして第１のチラーで制御し、内側体を第２のチラーで制御してもよい。これらは制御機構１９０により制御されてもよい。
【００６１】
次に、制御機構１９０により流量制御された、第１のプロセスガス及び第２のプロセスガス、さらに必要に応じて第３のプロセスガスを混合して、混合室１１０に供給される（Ｓ１０）。
【００６２】
次に、間隙１２６を介して間隙１２６の下方に設けられた緩衝領域１３０に供給されるプロセスガスを冷媒により冷却する（Ｓ１２）。
【００６３】
冷却されたプロセスガスは、緩衝領域１３０の下方に設けられた整流板１４０に所定の間隔で配置された複数の貫通孔１４４を介して、反応室１０に供給される。
【００６４】
混合室１１０に供給されたプロセスガスは、間隙１２６、緩衝領域１３０、貫通孔１４４を介して反応室１０に導入され、ウェハＷ上に膜が形成される（Ｓ１４）。
【００６５】
次に、パージガスが、パージガス供給路３７とパージガス接続流路１５７を経由してパージガス噴出孔１１７から反応室１０の側壁内面（内壁）に供給される。
【００６６】
膜の成長が終了したら、ウェハＷの温度を下げて、たとえばロボットハンドを用いてウェハＷを反応室１０外に搬出する。
【００６７】
余剰のプロセスガス及び反応副生成物は、反応室１０下方に設けられたガス排出部２８を経由して真空ポンプなどの排気機構２９により反応室１０外に排気される。
【００６８】
実施形態の気相成長方法によれば、プロセスガスの冷却を制御して反応室１０に供給することができるため、良質な膜をウェハＷ上に成長させることが可能になる。
【００６９】
実施形態では、構成等、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる構成等を適宜選択して用いることができる。また、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうるシャワープレート、当該シャワープレートを用いる気相成長装置及び気相成長方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【００７０】
１０        反応室
１２        支持部
１４        回転リング
１６        回転ベース
１８        回転軸
２０        回転駆動機構
２２        電極
２６        加熱部
２８        ガス排出部
２９        排気機構
３７        パージガス供給路
５０        計測装置
１００      シャワープレート
１０２      天板
１１０      混合室
１１７      パージガス噴出孔
１２０      冷却部
１２２      冷却孔
１２２ａ    冷却孔
１２２ｂ    冷却孔
１２２ｃ    冷却孔
１２２ｄ    冷却孔
１２４      中心線
１２６      間隙
１３０      緩衝領域
１３２      接続部
１４０      整流板
１４２      主面
１４４      貫通孔
１４６      中心線
１５１      流量制御機構
１５２      第１のガス供給路
１５３      流量制御機構
１５４      第２のガス供給路
１５５      流量制御機構
１５６      第３のガス供給路
１５７      パージガス接続流路
１６２      ガス供給口
１７２      接続流路
１８０      外周部冷却機構
１８４      外周部冷却流路
１８６      第１のチラーユニット
１８８      第２のチラーユニット
１９０      制御機構
１９２      第１の透明部材
１９４      第２の透明部材
１９５      貫通孔
１９６      上方領域
１０００    気相成長装置
Ｗ          ウェハ（基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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