(57)【要約】【課題】より大きな面積の基板が対象であっても、装置全体の面積の増加が抑制された状態で、基板の全域に均一に原料ガスが供給できるようにする。【解決手段】循環直線配管部１３１及び供給直線配管部１３３は、基板台１０２に載置される基板Ｗの平面に平行な方向に延在して配置されている。循環直線配管部１３１及び供給直線配管部１３３は、ガス供給方向に対して垂直な方向に延在して配置されている。循環直線配管部１３１と供給直線配管部１３３とは、往路屈曲配管部１３２及び復路屈曲配管部１３５により連結され、循環路が構成されている。また、供給直線配管部１３３に、複数のガス吐出口１３４が形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１直線配管部と、
この第１直線配管部に平行に配置された第２直線配管部と、
前記第１直線配管部に接続されたガス導入部と、
前記第２直線配管部の延在する方向に配列した状態で前記第２直線配管部に設けられた複数のガス吐出口と、
前記第１直線配管部及び第２直線配管部の両端を接続する２つの屈曲配管部と
を少なくとも備え、
前記第１直線配管部、前記第２直線配管部、及び２つの前記屈曲配管部とにより循環路が形成されている
ことを特徴とする原料ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄膜や化合物半導体薄膜などを有機金属からなる原料ガスを用いた化学的気相成長法で形成するときに、原料ガスを供給するために用いられる原料ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＧａＮなどの化合物半導体薄膜の形成に、有機金属を原料ガスとして用いた化学的気相成長（ＣＶＤ）法が用いられている。このＣＶＤ法による薄膜の形成では、横型のＣＶＤ装置が用いられている（特許文献１，特許文献２参照）。従来よりある横型のＣＶＤ装置では、図３（ａ）の断面図に示すように、成膜室３０１の内部に原料ガス供給ノズル３０２を備え、原料ガス供給ノズル３０２のガス吐出口の部分に基板Ｗが載置される基板台３０３が配置されている。また、成膜室３０１の所定の領域に、排気部３０４を備え、図示しない排気機構に連通して成膜室３０１の内部を排気可能としている。
【０００３】
この装置では、図３（ｂ）の部分平面図に示すように、原料ガス供給ノズル３０２は、基板Ｗの平面内で基板台３０３に近づくほど徐々に広がる案内部３０２ａを備え、原料ガス導入部３０５より導入された原料ガスが、基板Ｗの全域に均一に供給されるように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２７３３５１８号公報
【特許文献２】特許第３２８８３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の装置では、基板Ｗの上の全域に、より均一に原料ガスを供給使用とする場合、案内部３０２ａの原料ガス供給方向の長さ（助走距離）を長くし、ガス導入部３０５より導入された原料ガスがより均一に広がるようにしている。ところが、このように、原料ガス供給ノズル３０２の面積が大きくなると、成膜室３０１の面積が大きくなり、また、装置の設置面積も大きくなるため、生産性の低下を招くことになる。より大きな面積の基板Ｗを対象とする場合、案内部３０２ａはより大きな長さ（面積）となり、上述の問題がより顕著となる。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より大きな面積の基板が対象であっても、装置全体の面積の増加が抑制された状態で、基板の全域に均一に原料ガスが供給できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る原料ガス供給装置は、第１直線配管部と、この第１直線配管部に平行に配置された第２直線配管部と、第１直線配管部に接続されたガス導入部と、第２直線配管部の延在する方向に配列した状態で第２直線配管部に設けられた複数のガス吐出口と、第１直線配管部及び第２直線配管部の両端を接続する２つの屈曲配管部とを少なくとも備え、第１直線配管部、第２直線配管部、及び２つの屈曲配管部とにより循環路が形成されているようにしたものである。第１直線配管部、第２直線配管部、及び２つの屈曲配管部とにより構成される循環路の中では、導入された原料ガスの圧力が一定となる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、導入された原料ガスの圧力が一定となる循環路の一部である第２直線配管部にガス吐出口を設けたので、より大きな面積の基板が対象であっても、装置全体の面積の増加が抑制された状態で、基板の全域に均一に原料ガスが供給できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における原料ガス供給装置を用いたＣＶＤ装置の構成例を示す構成図である。図１（ａ）は、ＣＶＤ装置を上面より見た断面を概略的に示し、図１（ｂ）は、ＣＶＤ装置を側面より見た断面を概略的に示している。図１に示すＣＶＤ装置は、成膜室１０１、基板台１０２、原料ガス供給装置１０３、ガス供給配管１０４、ガス供給部１０５、固定台１０６、排気部１０７を備える。
【００１０】
成膜室１０１は、縦４５０ｍｍ，横５８０ｍｍ，高さ２５ｍｍ程度の密閉可能な容器であり、例えば、石英から構成されている。また、図１では省略しているが、成膜室１０１は、紙面の右側にゲートバルブを備え、このゲートバルブを開放することで、基板Ｗの搬入及び搬出を可能としている。基板台１０２は、成膜室１０１の低部に設けられ、例えば電熱線などから構成された加熱機構を内蔵し、この上に載置される基板Ｗを加熱可能としている。
【００１１】
原料ガス供給装置１０３は、成膜室１０１の内部において、基板台１０２の側方に固定台１０６により固定配置され、ガス供給配管１０４に連通している。ガス供給配管１０４は、ガス供給部１０５を貫通して成膜室１０１の外部に取り出され、図示しない原料ガス供給機構に連通している。また、成膜室１０１の所定箇所に、図示しない排気機構に連通する排気部１０７を備え、成膜室１０１の内部を排気可能としている。排気部１０７は、基板台１０２を挾んで原料ガス供給装置１０３に対向する関係に配置されている。
【００１２】
次に、原料ガス供給装置１０３についてより詳細に説明する。原料ガス供給装置１０３は、循環直線配管部１３１、往路屈曲配管部１３２、供給直線配管部１３３、ガス吐出口１３４、復路屈曲配管部１３５、ガス導入路１３６から構成された配管である。これらは、例えば、断面が円形（１０ｍｍφ）の配管である。なお、円形に限らず、他の形状であってもよい。まず、循環直線配管部１３１及び供給直線配管部１３３は、基板台１０２に載置される基板Ｗの平面に平行な方向に延在して配置されている。加えて、循環直線配管部１３１及び供給直線配管部１３３は、ガス供給方向に対して垂直な方向に延在して配置されている。
【００１３】
循環直線配管部１３１と供給直線配管部１３３とは、往路屈曲配管部１３２及び復路屈曲配管部１３５により連結され、循環路が構成されている。この中で、供給直線配管部１３３に、複数のガス吐出口１３４（１ｍｍφ）が形成されている。ガス吐出口１３４は、原料ガス供給装置１０３から見て基板Ｗが載置される側の供給直線配管部１３３に設けられている。また、循環直線配管部１３１の所定箇所に、ガス導入路１３６が、連通した状態で接続されている。ガス導入路１３６は、図１（ａ）に示す平面内で、言い換えると、上記循環路が配置されていてる平面内で、循環直線配管部１３１に対して９０°未満の角度で接続されている。なお、ガス導入路１３６は、循環直線配管部１３１に対して、９０°の角度で接続されていてもよい。
【００１４】
このように構成された原料ガス供給装置１０３では、ガス供給配管１０４より供給された原料ガスは、ガス導入路１３６を通り、まず、循環直線配管部１３１に導入される。循環直線配管部１３１に導入された原料ガスは、往路屈曲配管部１３２，供給直線配管部１３３，及び復路屈曲配管部１３５を流れ、循環直線配管部１３１に戻る。従って、原料ガス供給装置１０３では、原料ガスは、循環路を循環するなかで、ガス吐出口１３４より成膜室１０１内の基板Ｗの側に吐出されて基板Ｗの上に供給される。
【００１５】
従って、原料ガス供給装置１０３の上記循環路の中では、原料ガスの圧力が一定となり、供給直線配管部１３３に設けられた複数のガス吐出口１３４より、均一な状態で原料ガスが供給（吐出）されるようになる。なお、成膜室１０１の内部は、排気部１０７より配置されているので、ガス吐出口１３４より供給された原料ガスは、基板Ｗの上部から排気部１０７の方向に流れるようになる。
【００１６】
また、図１に示す原料ガス供給装置１０３によれば、長い助走路などを必要としないなど、大きな設置面積を必要とせずに均一な状態で原料ガスが供給できる。図１に示す原料ガス供給装置１０３によれば、供給直線配管部１３３（循環直線配管部１３１）を長くすることで、より大きな面積の基板に対応できる。図１に示すＣＶＤ装置では、より大きな面積の基板Ｗに対応させる場合、基板台１０２の紙面上下方向（縦方向）及び紙面左右方向（横方向）の長さを増加させればよく、これに伴い、成膜室１０１の紙面上下方向（縦方向）及び紙面左右方向（横方向）の長さが増加する。これらの増加のなかで、原料ガス供給装置１０３では、縦方向の増加に伴うように供給直線配管部１３３（循環直線配管部１３１）を長くすればよく、往路屈曲配管部１３２及び復路屈曲配管部１３５を長くする必要はない。
【００１７】
従って、図１に示す原料ガス供給装置１０３を用いたＣＶＤ装置によれば、より大面積の基板Ｗに対応させる場合、基板Ｗの大面積化に伴う基板Ｗの設置領域の縦方向及び横方向の長さ（寸法）が増加するだけで、原料ガス供給装置１０３の大型化による寸法の増加が発生しない。このように、図１に示す原料ガス供給装置１０３によれば、より大きな面積の基板が対象であっても、装置全体の面積の増加が抑制された状態で、基板の全域に均一に原料ガスが供給できる。
【００１８】
ところで、図１に示すＣＶＤ装置では、ガスの吐出方向となる基板Ｗの面に平行な平面内に、供給直線配管部１３３，循環直線配管部１３１，往路屈曲配管部１３２，及び復路屈曲配管部１３５が配置されているようにしたが、これに限るものではない。例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ガスの吐出方向となる基板Ｗの面に平行な平面に対し、往路屈曲配管部１３２及び復路屈曲配管部１３５が所定の角度（例えば９０°）を有した状態で配置されていてもよい。いずれの場合においても、供給直線配管部１３３が、基板台１０２（基板Ｗ）の側部近傍に配置され、ガス吐出口１３４が基板台１０２（基板Ｗ）の方向に向いていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における原料ガス供給装置を用いたＣＶＤ装置の構成例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における他の原料ガス供給装置の構成例を示す構成図である。
【図３】従来よりある横型のＣＶＤ装置の構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０１…成膜室、１０２…基板台、１０３…原料ガス供給装置、１０４…ガス供給配管、１０５…ガス供給部、１０６…固定台、１０７…排気部、１３１…循環直線配管部、１３２…往路屈曲配管部、１３３…供給直線配管部、１３４…ガス吐出口、１３５…復路屈曲配管部、１３６…ガス導入路。
【図１】
2007119876.tif 000003
【図２】
2007119876.tif 000004
【図３】
2007119876.tif 000005