(57)【要約】【課題】被処理基板の温度分布の均一化を図ることが可能な気相成長装置を提供する。【解決手段】気相成長装置のチャンバー内には、被処理基板１１を保持する基板保持部材１２と、基板保持部材１２の下面に接する熱伝達部材９と、被処理基板１１を加熱するための基板ヒータ１５が設けられている。基板ヒータ１５が発した熱は、熱伝達部材９および基板保持部材１２を介して、被処理基板１１へ伝達される。また、熱伝達部材９の外周部が回転伝達部材１６の支持部１７によって支持されている。回転伝達部材１６は、熱伝達部材９および基板保持部材１２を介して被処理基板１１へ回転力を伝達する。【選択図】図２
2007211336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を加熱するための基板ヒータと、
前記基板ヒータが発した熱を前記被処理基板へ伝達するための熱伝達部材と、
前記熱伝達部材を介して前記被処理基板へ回転力を伝達する回転伝達部材とを備え、
前記熱伝達部材の外周部が前記回転伝達部材の支持部によって支持された、気相成長装置。
【請求項２】
前記支持部が石英を含む、請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記熱伝達部材は、外周部に突起部を有し、
前記突起部が前記支持部によって支持された、請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項４】
前記熱伝達部材の中央部の極近傍に前記熱伝達部材の温度を測定する熱電対の先端部が設けられた、請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項５】
前記先端部は、円柱形状を有する、請求項４に記載の気相成長装置。
【請求項６】
前記熱伝達部材は、前記先端部が挿入された挿入部を含む、請求項４に記載の気相成長装置。
【請求項７】
前記先端部は、シールド部材内に挿入されている、請求項４に記載の気相成長装置。
【請求項８】
前記挿入部は、前記先端部に沿って延びる突出部を有する、請求項６に記載の気相成長装置。
【請求項９】
前記突出部は、前記熱伝達部材から分離され得る独立した構造体である、請求項８に記載の気相成長装置。
【請求項１０】
前記突出部は、シールド部材内に挿入されている、請求項８に記載の気相成長装置。
【請求項１１】
前記シールド部材は、光学的に透明な材料を含む、請求項１０に記載の気相成長装置。
【請求項１２】
前記光学的に透明な材料は、サファイアである、請求項１１に記載の気相成長装置。
【請求項１３】
前記請求項１〜１２のいずれか１項に記載の気相成長装置を用いて所望の薄膜を形成する、気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板上に薄膜を形成する気相成長装置および気相成長方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造技術の分野においては、所望の組成を有する薄膜を形成する成膜処理技術の開発が行なわれている。特に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相蒸着）法は、光デバイスまたは高速デバイス等に適した化
合物半導体の薄膜を形成する成膜処理技術として注目されている。
【０００３】
まず、図１１を用いて、従来のＭＯＣＶＤ法を実行するための気相成長装置を説明する。図１１に示すように、従来の気相成長装置においては、チャンバー１を貫通する流路構成部材７が設置されている。流路構成部材７の一方端には、ガス供給口３が設けられている。流路構成部材７の他方端には、ガス排出口４が設けられている。
【０００４】
また、流路構成部材７の底板部のほぼ中央には、円形の開口部１０が設けられている。開口部１０内には、被処理基板１１を保持する基板保持部材１２と基板保持部材１２を支持するサセプタ１３とが設けられている。流路構成部材７の底板部の下表面と基板保持部材１２の上表面とはほぼ同一平面内に位置している。また、サセプタ１３の下側には、被処理基板１１を所定温度に加熱する基板ヒータ１５が設置されている。
【０００５】
また、原料ガス（以下、単に、「ガス」と称する。）は、外部からガス供給口３を介して流路構成部材７へ導入される。そのガスは、流路構成部材７内において、被処理基板１１の主表面に接触する。それによって、被処理基板１１の主表面上に薄膜が形成される。その後、ガスは、流路構成部材７からガス排出口４を介して外部へ排出される。
【０００６】
また、サセプタ１３の中央部が、回転軸１４によって支持されている。したがって、被処理基板１１は、サセプタ１３および基板保持部材１２とともに回転軸１４の回転によって回転させられる。回転軸１４の内部の上部には、サセプタ１３の中心部の温度を測定する熱電対２５が設けられている。
【特許文献１】特開２０００−１１４１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の気相成長装置においては、サセプタ１３の中央部が細長い回転軸１４によって支持されている。そのため、回転軸１４に大きな回転力が加わると、回転軸１４が振動する。そのため、サセプタ１３の回転の安定性が悪い。したがって、被処理基板１１上に均質な薄膜を形成することができない。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、被処理基板上に均質な薄膜を形成し得る気相成長装置およ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】
【０００９】
本発明の気相成長装置は、被処理基板を加熱するための基板ヒータと、基板ヒータが発した熱を被処理基板へ伝達するための熱伝達部材と、熱伝達部材を介して被処理基板へ回転力を伝達する回転伝達部材とを備えている。熱伝達部材の外周部が回転伝達部材の支持部によって支持されている。
【００１０】
上記の構造によれば、熱伝達部材の中央部が回転伝達部材の支持部によって支持されている構造に比較して、熱伝達部材および被処理基板の回転が安定する。その結果、被処理基板上に形成される薄膜の膜質が均一化される。
【００１１】
また、支持部が熱伝導率が低い石英を含んでいれば、熱伝達部材から支持部への熱の移動が抑制される。そのため、支持部の近傍の熱伝達部材の温度の低下が抑制される。その結果、熱伝達部材の温度分布の均一化を図ることができる。したがって、被処理基板上に形成される薄膜の膜質が均一化される。
【００１２】
また、熱伝達部材は、外周部に突起部を有し、突起部が支持部によって支持されていれば、熱伝達部材と支持部との接触面積が小さくなる。そのため、熱伝達部材から支持部へ移動する熱の量を低減することが可能になる。その結果、支持部の近傍の熱伝達部材の温度が低下することを抑制することができる。したがって、熱伝達部材の温度分布の均一化を図ることができる。故に、被処理基板上に形成される薄膜の膜質が均一化される。
【００１３】
また、熱伝達部材の中央部の極近傍に熱伝達部材の温度を測定する熱電対の先端部が設けられていることが望ましい。これによれば、熱伝達部材の中央部の極近傍以外の位置に熱電対の先端部が設けられている場合に比較して、熱電対は、温度の変動が小さい部分の温度を測定することができる。そのため、熱電対によって得られた熱伝達部材の温度の測定値が安定する。
【００１４】
また、先端部が円柱形状を有していれば、熱電対と均等熱部材との間の距離を極力小さくし、かつ、熱電対の先端部の表面積を極力大きくすることができる。そのため、熱電対の応答性がさらに向上する。その結果、熱伝達部材の温度が所定値で安定するまでの時間が短縮される。
【００１５】
また、熱伝達部材が、先端部が挿入された挿入部を含んでいても、熱電対の応答性が向上するため、気相成長装置の制御性が向上する。
【００１６】
また、先端部がシールド部材内に挿入されていれば、反応ガスと熱電対との接触に起因した熱電対の腐食が抑制される。その結果、熱電対の先端部の劣化を抑制することができる。
【００１７】
また、挿入部が先端部に沿って延びる突出部を有していれば、熱伝達部材の厚さに関わらず、熱電対を囲むことができる。したがって、熱伝達部材を薄くすることが可能になる。その結果、基板ヒータの負担を軽減することができる。
【００１８】
また、突出部が熱伝達部材から分離され得る独立した構造体であれば、突出部が熱伝達部材の一部として熱伝達部材と一体的に形成された構造に比較して、熱伝達部材および突出部のそれぞれの特性に応じた部材および製法を用いることが可能になる。
【００１９】
また、突出部がシールド部材内に挿入されていれば、突出部から外部への熱の移動がシールド部材によって抑制される。そのため、熱電対の応答性が向上するため、気相成長装置の制御性が向上する。
【００２０】
また、シールド部材が光学的に透明な材料を含んでいれば、突出部がシールド部材によって囲まれていても、基板ヒータの輻射熱は、シールド部材によって遮断されることなく、突出部まで到達する。そのため、熱伝達部材の突出部の温度が他の部分の温度よりも低くなってしまうという不具合の発生が抑制される。
【００２１】
また、光学的に透明な材料がサファイアであれば、１２００℃程度の高温雰囲気中で気相成長が行なわれても、透明な材料の変形および破損が抑制される。
【００２２】
本発明の気相成長方法は、前述の気相成長装置を用いて所望の薄膜を形成するものである。
【００２３】
前述の気相成長装置を用いることで、熱伝達部材の温度の安定性および応答性を向上させることができる。それにより、熱伝達部材の昇降温の安定化時間の短縮および熱伝達部材の降温速度の向上を図ることができる。これにより、被処理基板上に膜質が均一な薄膜を形成することが可能となるだけでなく、膜質を低下させることなく、スループットの向上を図ることが可能となる。その結果、薄膜の生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の気相成長装置を説明する。
まず、図１および図２を用いて、本発明の実施の形態の気相成長装置の概要を説明する。
【００２５】
本実施の形態の気相成長装置は、反応室２を備えている。反応室２は、気密状態になっている内部空間を有するチャンバー１を貫通する筒状の流路構成部材７によって構成されている。
【００２６】
流路構成部材７は、中央流路構成部材８を有している。中央流路構成部材８の一方端および他方端は、それぞれ、上流側流路構成部材５および下流側流路構成部材６に接続されている。上流側流路構成部材５の端部は、ガス供給口３を構成している。下流側流路構成部材６の端部は、ガス排出口４を構成している。また、中央流路構成部材８の底面部には、円形の開口部１０が形成されている。開口部１０内には、基板保持部材１２が設置されている。気相成長装置の使用時には、基板保持部材１２の主表面上に被処理基板１１が載置される。
【００２７】
また、基板保持部材１２の下面には熱伝達部材９が接している。熱伝達部材９は、その外周部が回転伝達部材１６の支持部１７によって支持されている。回転伝達部材１６は、図示しない回転機構によって、熱電対２５が延びる方向に沿って延びる中心軸周りに回転することが可能である。回転伝達部材１６が回転すると、熱伝達部材９、基板保持部材１２、および被処理基板１１が、矢印で示すように回転する。ただし、熱伝達部材９の荷重は、支持部１７を介して、回転伝達部材１６に伝達される。支持部１７は、回転伝達部材１６の一部であって、熱伝達部材９の外周部を支持している。したがって、本実施の形態の気相成長装置によれば、熱伝達部材９の中央部が回転軸によって支持されている従来の気相成長装置に比較して、被処理基板１１の回転の安定性が向上している。その結果、被処理基板１１上に薄膜が均質に形成される。
【００２８】
また、気相成長装置の使用時には、基板ヒータ１５が発した熱は、熱伝達部材９および基板保持部材１２を介して、被処理基板１１に伝達される。熱伝達部材９は、被処理基板１１の主表面とほぼ平行に延びており、平面的に見て、被処理基板１１よりも大きい。そのため、熱伝達部材９の温度分布が均一であれば、被処理基板１１の温度分布も均一になる。熱伝達部材９は、熱伝導率が高い材料からなっていることが望ましい。なお、熱伝達部材９が被処理基板１１に直接接触していてもよい。
【００２９】
また、基板ヒータ１５は、平面視において、略ドーナツ形状を有している。また、基板ヒータ１５の外径および内径の大きさは、被処理基板１１のサイズおよび枚数によって異なるが、被処理基板１１の温度分布が均一化されるように決定されている。また、基板ヒータ１５は、縦方向に延びる棒状材を介して、ベース板２１によって支持されている。また、電力は、電力導入ロッド２２を介して、基板ヒータ１５に導入される。それにより、基板ヒータ１５は熱を発する。
【００３０】
ベース板２１は、非回転支持柱２３によって、支持されている。非回転支持柱２３は、図示しない回転機構から分離されている。したがって、回転伝達部材１６が回転しても、非回転支持柱２３は回転しない。そのため、ベース板２１および基板ヒータ１５も回転しない。
【００３１】
また、基板ヒータ１５の外周面および下面は、熱を反射するリフレクタ１８によって対向している。逆に言うと、熱伝達部材９の上面だけが、リフレクタ１８に対向していない。そのため、熱伝達部材９以外の部品の温度の上昇が抑制される。また、熱伝達部材９は、効率的に加熱される。リフレクタ１８は、支持棒２４によってベース板２１の所定位置に固定されている。したがって、回転伝達部材１６が回転しても、リフレクタ１８および支持棒２４は回転しない。
【００３２】
被処理基板１１の主表面に薄膜が形成されるときには、ガスがガス供給口３から流路構成部材７内へ導入される。このとき、基板ヒータ１５が発した熱が、熱伝達部材９および基板保持部材１２を介して、被処理基板１１に伝達される。それにより、被処理基板１１上での成膜化学反応が促進される。その結果、被処理基板１１上に薄膜が形成される。なお、被処理基板１１上を通過したガスは、ガス排出口４から外部空間へ排出される。
【００３３】
次に、図２を用いて、被処理基板１１、熱伝達部材９、基板保持部材１２、および回転伝達部材１６の詳細な構成を説明する。
【００３４】
熱伝達部材９の中心部の極近傍には熱電対２５の先端部２６が設けられている。一般に、熱伝達部材９の中心部の温度は、熱伝達部材９の中心部以外の部分の温度よりも変動し難い。したがって、この構造によれば、熱伝達部材９の中心部以外の部分の近傍に熱電対２５が設けられる場合に比較して、熱電対２５の測定値が安定する。
【００３５】
また、熱伝達部材９と熱電対２５の先端部２６とは極めて小さなクリアランスを介して設けられている。そのため、熱電対２５の応答性が向上する。その結果、気相成長装置の制御性が向上する。このような構成が採用されている理由は、熱伝達部材９と熱電対２５の先端部２６の間のクリアランスが小さいほど、正確に熱伝達部材９の温度を測定することが可能であるが、回転する熱伝達部材９と回転しない熱電対２５の先端部２６とが接触してしまうと、熱伝達部材９の回転に支障が生じるためである。なお、熱伝達部材９および熱電対２５が熱膨張しても、熱電対２５の先端部２６と熱伝達部材９とが接触しないように、熱伝達部材９と熱電対２５との間の距離が決定されている。
【００３６】
また、熱伝達部材９の形状は薄板状である。したがって、熱伝達部材９の熱容量は小さい。このように、熱伝達部材９の熱容量が小さければ、昇温および降温に要する時間が低減される。また、基板ヒータ１５の負担が軽減される。
【００３７】
また、熱伝達部材９の外周部は、回転伝達部材１６の支持部１７によって支持されている。そのため、熱伝達部材９の外周部から支持部１７を介して回転伝達部材１６へ熱が移動してしまう。したがって、熱伝達部材９の外周部の温度が低下し易くなる。
【００３８】
そのため、本実施の形態の気相成長装置においては、支持部１７が、熱伝導率が低い石英からなっている。一般に、支持部１７の材料としては、熱伝達部材９から支持部１７への熱の移動を抑制する断熱材料を用いることが望ましいと考えられる。本実施の形態の気相成長装置においては、使用温度および使用ガスに対する耐食性の観点からの制約を考慮すると、支持部１７の材料としては、石英、サファイア、グラファイト、ＳｉＣコート、ポラロイパイロリティックボロンナイトライド（ＰＢＮ）コートが施されたグラファイト、ＳｉＣ、アルミナ等のセラミック材料、モリブデン、またはタングステン等が適している。このような材料のうち、最も熱伝導率が低い材料が石英である。なお、石英の熱伝導率は、他の部材の熱伝導率の１／１０〜１／１００以下である。
【００３９】
このような構成によれば、熱伝達部材９から支持部１７へ移動する熱の量を低減することが可能になる。そのため、熱伝達部材９の外周部の温度の低下が防止され、熱伝達部材
９の温度分布は、その全面にわたって均一になる。
【００４０】
また、熱伝達部材９の中央部には、下方に向かって延びる筒状の突出部３０が設けられている。また、突出部３０の外周を囲むように、上端および下端のそれぞれに開口部を有するシールド部材３５が設置されている。シールド部材３５の一方端は、ベース板２１に固定されている。シールド部材３５内には、突出部３０および熱電対２５の先端部２６のそれぞれが挿入されている。熱伝達部材９、シールド部材３５、およびベース板２１の熱膨張を考慮して、熱伝達部材９とシールド部材３５とは、高温時においても、接触しないように、互いに距離を置いて設けられている。
【００４１】
上記構成によれば、シールド部材３５が、突出部３０を囲むため、突出部２９から外部へ熱が逃げることが抑制される。その結果、熱伝達部材９の実際の温度と熱電対２５の測定値との間の差が速く小さくなる。つまり、熱電対２５の応答性が向上している。また、反応室２内のガスが熱電対２５の先端部２６に到達するまでの流路抵抗が増加する。そのため、反応室２内のガスが先端部２６に接触することが抑制される。その結果、熱電対２５の腐食が低減される。したがって、熱電対２５の寿命を長くすることが可能になる。
【００４２】
また、シールド部材３５は、光学的に透明な材料からなっている。これによれば、平面視において、突出部３０がシールド部材３５によって囲まれていても、基板ヒータ１５が発した輻射熱が、シールド部材３５によって遮断されることなく、熱伝達部材９へ到達する。そのため、熱伝達部材９の中心部の温度が他の部分に比較して低くなることが防止される。つまり、熱伝達部材９の温度分布の均一性の低下が抑制される。
【００４３】
さらに、シールド部材３５を構成する光学的に透明な材料は、サファイアであることが望ましい。シールド部材３５が耐熱性に優れたサファイアからなっていれば、１２００℃程度の高温で気相成長が行なわれても、シールド部材３５の変形および破損が生じることが抑制される。
【００４４】
次に、図３および図４を用いて、熱伝達部材９の構造を説明する。図３および図４においては、温度分布の均一性を向上させるために、熱伝達部材９のうち支持部１７に接触する部分が複数の突起部２７からなっている。つまり、熱伝達部材９の外周部には、複数個（たとえば、４個）の突起部２７が設けられている。また、突起部２７のみ支持部１７と接触している。一般に、熱伝達部材９から回転伝達部材１６へ移動する熱の量は、熱伝達部材９と支持部１７との間の接触面積に比例する。そのため、上記構成によれば、熱伝達部材９から支持部１７へ移動する熱の量をさらに低減することが可能になる。その結果、熱伝達部材９の外周部の温度の低下を抑制することができる。したがって、熱伝達部材９の温度分布の均一性をさらに向上させることができる。なお、突起部２７の大きさは、熱伝達部材９の自重および支持部１７の強度に応じて決定されている。
【００４５】
また、熱伝達部材９の中心部には、突出部３０が取り付けられている。突出部３０は、筒状の挿入部２８を有している。挿入部２８内には、熱電対２５の先端部２６が挿入されている。挿入部２８は、平面視において、少なくとも熱電対２５の先端部２６を囲む深さを有している。これによれば、熱電対２５の先端部２６は、平面視において、突出部３０に囲まれているため、先端部２６の近傍の空間の熱が外部へ逃げ難い。したがって、先端部２６の周辺の温度は、熱伝達部材９の温度に速く近づく。そのため、熱電対２５によって得られる熱伝達部材９の温度の測定値が実際の熱伝達部材９の温度に近い値になる。その結果、気相成長装置の制御性が向上する。
【００４６】
また、突出部３０は、熱伝達部材９に嵌め込まれる部材であって、かつ、熱伝達部材９から分離され得る別体の構造物である。したがって、突出部３０には、円盤状のフランジ
３１が形成され、熱伝達部材９には、フランジ３１が嵌め込まれる座繰り穴部３２および突出部３０が貫通する貫通孔部３３が設けられている。座繰り穴部３２、貫通孔部３３、フランジ３１、および突出部３０の大きさは、それぞれの熱膨張を考慮して決定されている。この構成によれば、突出部と熱伝達部材とが一体的に形成されている構成に比較して、突出部および熱伝達部材のそれぞれの特性に適した材料および製法を用いることが可能になる。また、熱伝達部材の量を低減することできる。そのため、より安価に熱伝達部材９を製造することが可能になる。
【００４７】
ただし、図５に示すように、独立した突出部３０の代わりに、突出部２９が熱伝達部材９の一部として成形された構造体が用いられてもよい。この場合、部品点数を削減することができるという利点がある。
【００４８】
また、図３〜図５に示す突出部３０または２９によれば、熱伝達部材９の厚さに関わらず、平面視において、熱電対２５の先端部２６の周囲をより確実に囲むことができる。
【００４９】
なお、熱伝達部材９は、図６〜図９に示すように、突出部が設けられていない形状を有していてもよい。この場合には、熱伝達部材９の厚さがある程度大きければ、熱電対２５の先端部２６は、穴として設けられた挿入部２８内に挿入される。これによっても、先端部２６を囲むことは可能である。また、熱伝達部材９の形状がよりシンプルになる。
【００５０】
次に、図１０を用いて、熱伝達部材９の温度を測定する熱電対２５を説明する。
図１０に示すように、熱電対２５は、先端部２６と先端部２６に接続された保護管３７とを有している。保護管３７内において延びる２本の熱電対素線３６が先端部２６接続されている。先端部２６は、略円柱状の金属チップからなる。つまり、熱電対２５の先端部２６は、その端部に平坦部３４を有しており、かつ、その側面部が円柱形状の周面になっている。平坦部３４は、熱伝達部材９に極めて近い位置に設置される。
【００５１】
また、熱電対素線３６は、１２００℃という高温に耐え得るように、タングステン−レニウムからなっている。熱電対素線３６の先端の金属チップにはタングステンが用いられている。保護管３７の材料としては、アルミナ、石英、またはサファイアなどの高温耐性材料が採用されている。
【００５２】
上記構成によれば、先端部２６が円柱状であるため、熱電対２５の先端部２６が球状である構成に比較して、熱伝達部材９と先端部２６との間の距離を極力小さくしながら、先端部２６の表面積を極力大きくすることが可能になる。そのため、熱電対２５の応答性が向上する。その結果、気相成長装置の制御性が向上する。
【００５３】
図１２は、熱電対２５の温度が上昇するときの温度と時間との関係を示す。従来の気相成長装置によれば、熱電対２５の温度を９００℃から１０９０℃まで上昇させるために３．３分かかっており、熱電対２５の温度の安定化時間が約２分である。一方、本実施の形態の気相成長装置によれば、熱電対２５の温度を９００℃から１０９０℃まで上昇させるために４５秒かかっており、熱電対２５の温度の安定化時間は約３０秒である。図１２から、本実施の形態の気相成長装置によれば、従来の気相成長装置に比較して、熱電対２５の昇温時間および安定化時間の双方を大幅に短縮することができることが分かる。
【００５４】
なお、一般に、ヒータに与える電力量を増加させると、熱電対２５の昇温速度は増加する。また、熱電対２５の昇温速度が増加すると、微妙な温度の変化に対して熱電対２５の温度が大きく変化する。そのため、熱電対２５の温度が一定値で維持される状態になるまでの安定化時間は長くなる。つまり、昇温速度を増加させると、安定化時間は長くなる。
【００５５】
次に、図１３は、熱電対２５の温度が下降するときの温度と時間との関係を示す。本実施の形態の気相成長装置の降温特性および従来の気体成長装置の降温特性は、いずれも、熱電対指示温度１１００℃から測定されており、それらの特性は、ヒータへ電力を供給するための電源をＯＦＦした後の熱電対２５の温度と時間との関係によって示されている。
【００５６】
基板を取出すことが可能な温度を１５０℃とした場合、従来の気相成長装置を用いれば、１０９０℃から１５０℃まで熱電対２５の温度を低下させるために約４３分間かかる。一方、本実施の形態の気成長装置を用いれば、１０９０℃から１５０℃まで熱電対２５の温度を低下させるために約２０分間かかる。つまり、本実施の形態の気相成長装置によれば、従来の気相成長装置に比べて、降温時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００５７】
降温時間が短縮できる理由としては、次のことが考えられる。
従来の気相成長装置においては、図１１に示すように、熱電対２５は、円筒状の回転軸１４内の空間に回転軸１４が延びる方向に沿って挿入されており、隣接する回転軸１４の内壁面によって囲まれており、回転軸１４の外部のチャンバー１内の空間から隔離されている。また、サセプタの熱容量はかなり大きい。
【００５８】
一方、本実施の形態の気相成長装置においては、図１に示すように、熱電対２５を回転軸１４内に挿入する必要がなく、熱電対２５の近傍にはかなり大きな空間が存在している。つまり、熱電対２５は、チャンバー１内の空間に露出されている。また、サセプタ(熱伝達部材)の熱容量が小さい。
【００５９】
前述のような従来の気相成長装置および本実施の形態の気相成長装置のそれぞれの反応室２内に同一ガスが同一流量だけ供給された場合には、両者のサセプタ（サセプタ）の熱容量差に起因して、本実施の形態の気相成長装置の冷却効果は、従来の気相成長装置の冷却効果よりも高くなる。
【００６０】
また、チャンバー１内には、パージガスが供給されており、このパージガスも熱電対２５の温度の低下に寄与する。従来の気相成長装置のように、熱電対２５の極近傍に回転軸１４の内壁が存在し、熱電対２５が回転軸１４の外部の空間から隔離されている状態では、パージガスによる冷却効果は小さい。一方、本実施の形態の気相成長装置のように、熱電対２５がチャンバー１内の空間に露出されている場合には、パージガスによる冷却効果が高い。
【００６１】
以上のように、反応室２内のガスとチャンバー１内のパージガスとによる冷却効果は、本実施の形態の気相成長装置の方が従来の実施の形態の気相成長装置よりも高い。そのため、本実施の形態の熱電対２５の降温速度と従来の気相成長装置の降温速度との間に図１３に示すような差が生じている。
【００６２】
また、気相成長装置においては、形成される膜の種類毎に気相成長のために必要な温度が異なる。そのため、通常、気相成長の温度が安定してから、原料ガスをチャンバー１内へ供給し、気相成長を開始させる必要がある。したがって、気相成長のための温度の安定化までに長時間を要してしまうと、既に成長した膜の品質に悪影響を及ぼす恐れがある。そのため、昇温速度および降温速度の向上は、被処理基板上で形成される膜の品質を均一にするために大きく寄与する。
【００６３】
したがって、前述の本実施の形態の気相成長装置を用いて薄膜を形成する気相成長方法を実施することにより、被処理基板上に膜質が均一な薄膜を形成することが可能となるだけでなく、膜質を損なうことなく、スループットを向上させることが可能になる。その結果、気相成長装置の生産性を向上させることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、横型でありかつフェースアップ型である気相成長装置が説明されたが、本発明の気相成長装置は、それに限定されるものではなく、一般のフェースアップ型の気相成長装置およびフェースダウン型気相成長装置のいずれにも適用され得るものである。たとえば、本発明の気成長装置は、円形横型でありかつフェースダウン型である気相成長装置（たとえば、特開平９−２２６１７３号公報参照）などにも適用され得るものである。
【００６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施の形態の横型でありかつフェースアップ型である気相成長装置の縦断面模式図である。
【図２】図１において参照符号Ａで示される部分の拡大断面図である。
【図３】実施の形態の気相成長装置の一例の熱伝達部材の斜視図である。
【図４】実施の形態の気相成長装置の一例の熱伝達部材の断面図である。
【図５】実施の形態の気相成長装置の他の例の熱伝達部材の断面図である。
【図６】実施の形態の気相成長装置のさらに他の例の熱伝達部材の斜視図である。
【図７】実施の形態の気相成長装置のさらに他の例の熱伝達部材の平面図である。
【図８】実施の形態の気相成長装置のさらに他の例の熱伝達部材の断面図である。
【図９】実施の形態の気相成長装置の別の例の熱伝達部材の斜視図ある。
【図１０】実施の形態の気相成長装置の熱電対の先端部の拡大斜視図である。
【図１１】従来の気相成長装置の断面図である。
【図１２】熱電対の温度が上昇するときの温度と時間との関係を示す図である。
【図１３】熱電対の温度が下降するときの温度と時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  チャンバー、２  反応室、３  ガス供給口、４  ガス排出口、５  上流側流路構成部材、６  下流側流路構成部材、７  流路構成部材、８  中央流路構成部材、９  熱伝達部材、１０  開口部、１１  被処理基板、１２  基板保持部材、１３  サセプタ、１４  回転軸、１５  基板ヒータ、１６  回転伝達部材、１７  支持部、１８  リフレクタ、１９  ガス噴出部、２０  排気口、２１  ベース板、２２  電力導入ロッド、２３  非回転支持柱、２４  支持棒、２５  熱電対、２６  先端部、２７  突起部、２８  挿入部、２９，３０  突出部、３１  フランジ、３２  座繰り穴部、３３  貫通孔部、３４  平坦部、３５  シールド部材、３６  熱電対素線、３７  保護管。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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