【手続補正書】
【提出日】平成26年10月20日(2014.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室と、
前記反応室の上部に配置され、前記反応室内にガスを供給するシャワープレートと、
前記反応室内の前記シャワープレート下方に設けられ、基板を載置可能な支持部と、を備える気相成長装置であって、
前記シャワープレートが、第１の水平面内に配置され互いに平行に延伸する複数の第１の横方向ガス流路と、前記第１の横方向ガス流路に接続され縦方向に延伸し前記反応室側に第１のガス噴出孔を有する複数の第１の縦方向ガス流路と、前記第１の水平面より上方の第２の水平面内に配置され前記第１の横方向ガス流路と同一方向に互いに平行に延伸する複数の第２の横方向ガス流路と、前記第２の横方向ガス流路に接続され前記第１の横方向ガス流路の間を通って縦方向に延伸し前記反応室側に第２のガス噴出孔を有する複数の第２の縦方向ガス流路と、を備えることを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
第１のプロセスガスを供給する第１のガス供給路と、
前記第１のプロセスガスよりも動粘度の小さい第２のプロセスガスを供給する第２のガス供給路と、をさらに備え、
前記第１の横方向ガス流路に前記第１のガス供給路が接続され、前記第２の横方向ガス流路に前記第２のガス供給路が接続されることを特徴とする請求項１記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記第２の縦方向ガス流路の内径が、前記第１の縦方向ガス流路の内径よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の気相成長装置。
【請求項４】
隣接する前記第２の縦方向ガス流路の間隔が、隣接する前記第１の縦方向ガス流路の間隔よりも小さいことを特徴とする請求項２または請求項３記載の気相成長装置。
【請求項５】
前記第２の横方向ガス流路の内径が、前記第１の横方向ガス流路の内径よりも大きいことを特徴とする請求項２ないし請求項４いずれか一項記載の気相成長装置。
【請求項６】
前記第１のガス供給路に接続され、前記第１の水平面より上方に設けられる第１のマニフォールドと、
前記第１のマニフォールドと前記第１の横方向ガス流路とを前記第１の横方向ガス流路の端部で接続し縦方向に延伸する第１の接続流路と、
前記第２のガス供給路に接続され、前記第１の水平面より上方に設けられる第２のマニフォールドと、
前記第２のマニフォールドと前記第２の横方向ガス流路とを前記第２の横方向ガス流路の端部で接続し縦方向に延伸する第２の接続流路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２ないし請求項５いずれか一項記載の気相成長装置。
【請求項７】
接続される前記第１の縦方向ガス流路の数がｋ（ｋは１以上の整数）個である第１の横方向ガス流路（ｋ）と、ｎ（ｋ＜ｎ、ｎは２以上の整数）個である第１の横方向ガス流路（ｎ）とが存在し、前記第１の横方向ガス流路（ｋ）に接続される前記第１の接続流路の流体抵抗が、前記第１の横方向ガス流路（ｎ）に接続される前記第１の接続流路の流体抵抗よりも大きい、または、
接続される前記第２の縦方向ガス流路の数がｋ（ｋは１以上の整数）個である第２の横方向ガス流路（ｋ）と、ｎ（ｋ＜ｎ、ｎは２以上の整数）個である第２の横方向ガス流路（ｎ）とが存在し、前記第２の横方向ガス流路（ｋ）に接続される前記第２の接続流路の流体抵抗が、前記第２の横方向ガス流路（ｎ）に接続される前記第２の接続流路の流体抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項６記載の気相成長装置。
【請求項８】
前記第１の横方向ガス流路（ｋ）に接続される前記第１の接続流路の内径が、前記第１の横方向ガス流路（ｎ）に接続される前記第１の接続流路の内径よりも小さい、または、
前記第１の横方向ガス流路（ｋ）に接続される前記第２の接続流路の内径が、前記第１の横方向ガス流路（ｎ）に接続される前記第２の接続流路の内径よりも小さいことを特徴とする請求項７記載の気相成長装置。
【請求項９】
反応室と、前記反応室の上部に配置され、前記反応室内にガスを供給するシャワープレートと、前記反応室内の前記シャワープレート下方に設けられ、基板を載置可能な支持部とを備える気相成長装置であって、前記シャワープレートが、第１の水平面内に配置され互いに平行に延伸する複数の第１の横方向ガス流路と、前記第１の横方向ガス流路に接続され縦方向に延伸し前記反応室側に第１のガス噴出孔を有する複数の第１の縦方向ガス流路と、前記第１の水平面より上方の第２の水平面内に配置され前記第１の横方向ガス流路と同一方向に互いに平行に延伸する複数の第２の横方向ガス流路と、前記第２の横方向ガス流路に接続され前記第１の横方向ガス流路の間を通って縦方向に延伸し前記反応室側に第２のガス噴出孔を有する複数の第２の縦方向流路とを備える気相成長装置を用いた気相成長方法であって、
前記支持部に基板を載置し、
前記基板を加熱し、
前記第１および第２のガス噴出孔から、それぞれ第１のプロセスガスおよび第２のプロセスガスを噴出させ、
前記基板表面に半導体膜を成膜することを特徴とする気相成長方法。
【請求項１０】
前記第２の縦方向ガス流路の内径が、前記第１の縦方向ガス流路の内径よりも大きく、
前記第２の横方向ガス流路の内径が、前記第１の横方向ガス流路の内径よりも大きく、
前記第２の横方向ガス流路に前記第１の横方向ガス流路に供給される前記第１のプロセスガスよりも動粘度の小さい前記第２のプロセスガスを供給し、前記第２のガス噴出孔から前記第１のガス噴出孔から噴出される前記第１のプロセスガスガスよりも動粘度の小さい前記第２のプロセスガスを噴出させることを特徴とする請求項９記載の気相成長方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態の気相成長装置の模式断面図である。
【図２】第１の実施の形態のシャワープレートの模式上面図である。
【図３】図２のシャワープレートのＡＡ断面図である。
【図４】図２のシャワープレートのＢＢ、ＣＣ、ＤＤ断面図である。
【図５】第２の実施の形態のシャワープレートの模式上面図である。
【図６】図５のシャワープレートのＥＥ断面図である。
【図７】第３の実施の形態のシャワープレートの模式上面図である。
【図８】図７のシャワープレートのＦＦ断面図である。
【図９】第３の実施の形態のシャワープレートの効果を説明する図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
そして、加熱部１６は、回転軸１８の内部に貫通する支持軸２２に固定される支持台２４上に固定して設けられる。この支持台２４には半導体ウェハＷを支持部１２から脱着させるための、例えば突き上げピン（図示せず）が設けられている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
そして、上記真空ポンプによる排気を続行すると共に、回転体ユニット１４を所要の速度で回転させながら、第１ないし第３のガス噴出孔１１１、１１２、１１３から所定の第１ないし第３のプロセスガスを噴出する。第１のプロセスガスは、第１のガス供給路３１から第１のマニュフォールド１３１、第１の接続流路１４１、第１の横方向ガス流路１０１、第１の縦方向ガス流路１２１を経由して第１のガス噴出孔１１１から反応室１０内に噴出される。また、第２のプロセスガスは、第２のガス供給路３２から第２のマニュフォールド１３２、第２の接続流路１４２、第２の横方向ガス流路１０２、第２の縦方向ガス流路１２２を経由して第２のガス噴出孔１１２から反応室１０内に噴出される。また、第３のプロセスガスは、第３のガス供給路３３から第３のマニュフォールド１３３、第３の接続流路１４３、第３の横方向ガス流路１０３、第３の縦方向ガス流路１２３を経由して第３のガス噴出孔１１３から反応室１０内に噴出される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
そして、第１の横方向ガス流路１０１に接続され縦方向に延伸し、反応室１０側に第１のガス噴出孔１１１を有する複数の第１の縦方向ガス流路１２１を備える。また、第２の横方向ガス流路１０２に接続され縦方向に延伸し、反応室１０側に第２のガス噴出孔１１２を有する複数の第２の縦方向ガス流路１２２を備える。第２の縦方向ガス流路１２２は、第１の横方向ガス流路１０１の間を通っている。さらに、第３の横方向ガス流路１０３に接続され縦方向に延伸し、反応室１０側に第３のガス噴出孔１１３を有する複数の第３の縦方向ガス流路１２３を備える。第３の縦方向ガス流路１２３は、第１の横方向ガス流路１０１の間を通っている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
本実施の形態の気相成長装置は、接続される第１の縦方向ガス流路の数がｋ（ｋは１以上の整数）個である第１の横方向ガス流路（ｋ）と、ｎ（ｋ＜ｎ、ｎは２以上の整数）個である第１の横方向ガス流路（ｎ）とが存在し、第１の横方向ガス流路（ｋ）に接続される第１の接続流路の流体抵抗が、第１の横方向ガス流路（ｎ）に接続される第１の接続流路の流体抵抗よりも大きい。または、接続される第２の縦方向ガス流路の数がｋ（ｋは１以上の整数）個である第２の横方向ガス流路（ｋ）と、ｎ（ｋ＜ｎ、ｎは２以上の整数）個である第２の横方向ガス流路（ｎ）とが存在し、第２の横方向ガス流路（ｋ）に接続される第２の接続流路の流体抵抗が、第２の横方向ガス流路（ｎ）に接続される第２の接続流路の流体抵抗よりも大きい。上記以外の点については、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
第１の実施の形態と同様、シャワープレート３００の内部には、複数の第１の横方向ガス流路１０１ａ、１０１ｂ、複数の第２の横方向ガス流路１０２、複数の第３の横方向ガス流路１０３が形成されている。複数の第１の横方向ガス流路１０１ａ、１０１ｂは、第１の水平面（Ｐ１）内に配置され互いに平行に延伸する。複数の第２の横方向ガス流路１０２は、第１の水平面より上方の第２の水平面（Ｐ２）内に配置され互いに平行に延伸する。複数の第３の横方向ガス流路１０３は、第１の水平面より上方、第２の水平面より下方の第３の水平面（Ｐ３）内に配置され互いに平行に延伸する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
そして、第１の横方向ガス流路１０１ａ、１０１ｂに接続され縦方向に延伸し、反応室１０側に第１のガス噴出孔１１１を有する複数の第１の縦方向ガス流路１２１を備える。また、第２の横方向ガス流路１０２に接続され縦方向に延伸し、反応室１０側に第２のガス噴出孔１１２を有する複数の第２の縦方向ガス流路１２２を備える。第２の縦方向ガス流路１２２は、第１の横方向ガス流路１０１ａ、１０１ｂの間を通っている。さらに、第３の横方向ガス流路１０３に接続され縦方向に延伸し、反応室１０側に第３のガス噴出孔１１３を有する複数の第３の縦方向ガス流路１２３を備える。第３の縦方向ガス流路１２３は、第１の横方向ガス流路１０１ａ、１０１ｂの間を通っている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
シャワープレート３００には、接続される第１の縦方向ガス流路の数が３個である第１の横方向ガス流路（３）１０１ａと、７個である第１の横方向ガス流路（７）１０１ｂとが存在する。そして、第１の横方向ガス流路（３）１０１ａに接続される第１の接続流路１４１ａの流体抵抗が、第１の横方向ガス流路（７）１０１ｂに接続される第１の接続流路１４１ｂの流体抵抗よりも大きくなっている。具体的には、第１の接続流路（３）１４１ａの内径を、第１の接続流路（７）１４１ｂの内径よりも小さくすることにより、第１の接続流路（３）１４１ａの流体抵抗を大きくしている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
高品質で厚い半導体膜を成膜する方法として、ウェハ等の基板に気相成長により単結晶膜を成長させる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、常圧または減圧に保持された反応室内の支持部にウェハを載置する。そして、このウェハを加熱しながら、成膜の原料となるソースガス等のプロセスガスを、反応室上部の、例えば、シャワープレートからウェハ表面に供給する。ウェハ表面ではソースガスの熱反応等が生じ、ウェハ表面にエピタキシャル単結晶膜が成膜される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
一般にシャワープレートにプロセスガスの供給口として設けられるガス噴出孔から、反応室１０内に噴出するプロセスガスの流量は、成膜の均一性を確保する観点から、各ガス噴出孔間で均一であることが望ましい。本実施の形態のシャワープレート１００によれば、プロセスガスを複数の横方向ガス流路に分配し、さらに、縦方向ガス流路に分配してガス噴出孔から噴出させる。この構成により、簡便な構造で各ガス噴出孔間から噴出するプロセスガス流量の均一性を向上させることが可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
次に、半導体ウェハＷが所定の温度に安定した後、例えば突き上げピンにより半導体ウェハＷを支持部１２から脱着させる。そして、再びゲートバルブを開いてハンドリングアームをシャワープレート１００および支持部１２の間に挿入し、その上に半導体ウェハＷを載せる。そして、半導体ウェハＷを載せたハンドリングアームをロードロック室に戻す。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
（第２の実施の形態）
本実施の形態の気相成長装置は、シャワープレートの第２の縦方向ガス流路の内径が、第１の縦方向ガス流路の内径よりも大きく、かつ、隣接する第２の縦方向ガス流路の間隔が、隣接する第１の縦方向ガス流路の間隔よりも小さい点、および、第２の横方向ガス流路の内径が、第１の横方向ガス流路の内径よりも大きい点で、第１の実施の形態と異なる。そして、第１のプロセスガスを供給する第１のガス供給路と、第１のプロセスガスよりも動粘度の小さい第２のプロセスガスを供給する第２のガス供給路とを備える。そして、第１の横方向ガス流路に第１のガス供給路が接続され、第２の横方向ガス流路に第２のガス供給路が接続される。以下、第１の実施の形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
本実施の形態の気相成長方法は、図５に示したシャワープレート２００を備える枚葉型エピタキシャル成長装置を用いて行う。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2014146767.tif 000001