(57)【要約】【課題】安定した薄膜の形成を可能とし得る薄膜装置の提供。【解決手段】リアクタ１内に、透明石英ガラスからなり、半導体基板１１にガスを供給する多数の微小孔６を複数列平行に設けた整流板７を配設してなる薄膜装置において、前記整流板の上面に、透明石英ガラスからなる水冷パイプ１０が微小孔の各列間を縫うようにして溶着されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクタ内に、透明石英ガラスからなり、半導体基板にガスを供給する多数の微小孔を複数列平行に設けた整流板を配設してなる薄膜装置において、前記整流板の上面に、透明石英ガラスからなる水冷パイプが微小孔の各列間を縫うようにして溶着されていることを特徴とする薄膜装置。
【請求項２】
前記水冷パイプが、整流板の上面と平行な偏平をなす断面形状であることを特徴とする請求項１記載の薄膜装置。
【請求項３】
前記水冷パイプが、複数本に分割されていることを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板上に気相法により薄膜を形成する薄膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の薄膜装置としては、図３及び図４に示すものが知られている。この薄膜装置は、上、下端を気密に閉鎖した矩円筒状を呈し、上端側部に原料ガス（キャリアガスを含む）を導入するガス導入口３１、底部にガスを排出するガス排出口３２をそれぞれ複数設けると共に、天井部に透明石英ガラス板３３を気密に嵌め込んだ覗き窓３４を設けたリアクタ（反応器）３５を備えている。
リアクタ３５内は、透明石英ガラスからなり、後述する半導体基板に供給する原料ガスのガス層流を均一にすべく、多数の微小孔３６を複数列平行に設けた整流板（シャワープレート）３７によって、ガス導入口３１側のガス室３８とガス排出口３２側の反応室３９とに上下に分けて画成されている。
そして、リアクタ３５の反応室３９内には、半導体基板４０を載置して加熱する円板状のヒーター４１が水平に配設されており、このヒータ４１は、図示は省略するが、リアクタ３５の底部中央を気密に貫通する回転軸を介して支持されると共に、回転軸と連動連結した回転駆動装置を介して回転可能に設けられている。
図３において４２は覗き窓３４の気密性及びガス室３８の清浄度を高めるため、その透明石英ガラス板３３と整流板３７との間を気密に仕切る透明石英ガラス板、４３は反応室３９の清浄度を高めるため、リアクタ３５の内周に内張りした透明石英ガラス筒であり、４４はリアクタ３５を冷却する冷却水を通水するため、リアクタ３５の周壁に設けた通水空洞である。
【０００３】
上述した薄膜装置は、半導体基板４０をヒーター４１により所要温度に加熱し、かつ、回転駆動装置によって回転させる一方、覗き窓３４の透明石英ガラス板３３，４２及び整流板３７を通して半導体基板４０の観察や図示しない赤外線放射温度計による温度測定をしながら、ガス導入口３１からガス室３８へ導入した原料ガスを整流板３７を介してガス層流を均一にして半導体基板４０に供給することにより、半導体基板４０上に薄膜を形成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の薄膜装置では、整流板が透明石英ガラスからなるので、当初は被処理物（半導体基板）の観察や赤外線放射温度計による温度測定が可能なもの、整流板が高温になる（半導体基板の温度が１０００℃のとき、整流板の温度が４００℃以上となる）と、化合物薄膜の形成の際に析出（例えば、  ＩＩＩ−Ｖ族等の化合物薄膜の形成の際の  ＩＩＩ族の高温部析出）物によって整流板が汚染され、処理物の観察や赤外線放射温度計による温度測定が不可能となり、安定した薄膜の形成が困難となる不具合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、安定した薄膜の形成を可能とし得る薄膜装置の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の薄膜装置は、リアクタ内に、透明石英ガラスからなり、半導体基板にガスを供給する多数の微小孔を複数列平行に設けた整流板を配設してなる薄膜装置において、前記整流板の上面に、透明石英ガラスからなる水冷パイプが微小孔の各列間を縫うようにして溶着されていることを特徴とする。
【０００７】
一方、前記水冷パイプは、整流板の上面と平行な偏平をなす断面形状であることが好ましい。
又、前記水冷パイプは、複数本に分割されていることが好ましい。
【０００８】
【作用】
本発明の薄膜装置においては、透明石英ガラスからなる整流板の温度上昇を抑制することが可能となる。
【０００９】
一方、水冷パイプが、整流板の上面と平行な偏平をなす断面形状であることにより、水冷パイプと整流板との接触面積が向上する。
又、水冷パイプが複数本に分割されていることにより、各水冷パイプに通水する冷却水量を変えることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明に係る薄膜装置の実施の形態の一例を示す断面図及び図１の薄膜装置の要部の平面図である。
【００１１】
図中１は、上、下端を気密に閉鎖した矩円筒状を呈するステンレス鋼等の金属からなるリアクタ（反応器）で、このリアクタ１には、原料ガス（キャリアガスを含む）を導入する複数のガス導入口２が上端側部に設けられていると共に、ガスを排出する複数のガス排出口３が底部に設けられている一方、後述する半導体基板の観察等を行うべく透明石英ガラス４を気密に嵌め込んだ覗き窓５が天井部に設けられている。リアクタ１内は、透明石英ガラスからなり、後述する半導体基板に供給する原料ガスのガス層流を均一にすべく、多数の微小孔６を複数列平行に設けた整流板（シャワープレート）７によって、ガス導入口２側のガス室８とガス排出口３側の反応室９とに上下に分けて画成されており、整流板７の上面には、透明石英ガラスからなり、整流板７の上面と平行な偏平をなす断面形状の１本の水冷パイプ１０が、微小孔６の各列間を縫うようにして溶接接合により溶着されている。
水冷パイプ１０には、整流板７を冷却するために冷却水が通水されるものである。
【００１２】
そして、リアクタ１の反応室９内には、半導体基板１１を載置して加熱する円板状のヒーター１２が水平に配設されており、このヒーター１２は、図示は省略するが、リアクタ１の底部中央を気密に貫通する回転軸を介して支持されると共に、回転軸と連動連結した回転駆動装置を介して回転可能に設けられている。
図１において１３は覗き窓５の気密性及びガス室８の清浄度を高めるため、その透明石英ガラス板４と整流板７との間を気密に仕切る透明石英ガラス板、１４は反応室９の清浄度を高めるため、リアクタ１の内周に内張りした透明石英ガラス筒であり、１５はリアクタ１を冷却する冷却水を通水するため、リアクタ１の周壁に設けた通水空洞である。
【００１３】
上記構成の薄膜装置によって半導体基板１１上に薄膜を形成するには、先ず、リアクタ１を開いてヒーター１２上に半導体基板１１を載置した後、リアクタ１内を所要の真空圧力とする。
次に、水冷パイプ１０及び通水空洞１５に冷却水を通水すると共に、半導体基板１１をヒーター１２により所要温度に加熱し、かつ、回転駆動装置によって回転させる一方、覗き窓５の透明石英ガラス板４，１３及び整流板７を通して半導体基板１１の観察や図示しない赤外線放射温度計による温度測定をしながら、ガス導入口２からガス室８へ所要量の原料ガスを導入する。
ガス室８へ導入された原料ガスは、整流板７を介してガス層流を均一にされた状態で半導体基板１１上に供給され、その上に薄膜が形成される。
【００１４】
上述した半導体基板１１上への薄膜の形成に際し、水冷パイプ１０に冷却水が通水されることにより、透明石英ガラスからなる整流板７の温度上昇が抑制され、例えば、半導体基板１１の温度が１０００℃のとき、整流板７の温度が、従来は４００℃以上であったのに対し、２００℃以下となり、化合物薄膜の形成の際の析出、例えば、  ＩＩＩ−Ｖ族等の化合物薄膜の形成の際の  ＩＩＩ族の高温部析出によって整流板７が汚染されるのを防止できる。
【００１５】
なお、上述した実施の形態においては、水冷パイプ１０を１本とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、水冷パイプを複数本に分割するようにしてもよく、このようにすることにより、各水冷パイプに通水する冷却水量を変えることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄膜装置によれば、透明石英ガラスからなる整流板の温度上昇を抑制することが可能となるので、整流板の析出物による汚染が防止され、水冷パイプの間の整流板を通した半導体基板の観察や赤外線放射温度計による直接の温度測定が可能となって正確な温度制御が可能となり、ひいては安定した薄膜の形成を行うことができる。
又、半導体基板の上方での余分な反応及び析出（汚染）が防止され、リアクタ内パーティクルの発生を抑制することもできる。
【００１７】
一方、水冷パイプが、整流板の上面と平行な偏平をなす断面形状であることにより、水冷パイプと整流板との接触面積が向上するので、両者間の熱伝導を高めることができる。
又、水冷パイプが、複数本に分割されていることにより、各水冷パイプに通水する冷却水量を変えることが可能となるので、整流板各部の冷却を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の薄膜装置の要部の平面図である。
【図３】従来の薄膜装置の断面図である。
【図４】図３の薄膜装置の要部の平面図である。
【符号の説明】
１  リアクタ
２  ガス導入口
４  透明石英ガラス板
５  覗き窓
６  微小孔
７  整流板
１０  水冷パイプ
１１  半導体基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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