(57)【要約】【課題】基板上に、膜厚、膜質の基板面内分布を抑えて均一性良く成膜を行うことのできる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置１０は、サセプタ１１、噴出部１２及び制御装置１３を含む。サセプタ１１は、その表面１１ｂの中央部１１ｃより外側に、基板１００が配置される配置部１１ａを有する。噴出部１２は、サセプタ１１の中央部１１ｃに対向配置され、側方に向かって原料ガス１１０を噴出する。制御装置１３は、噴出部１２から噴出される原料ガス１１０の条件に基づき、噴出部１２に対するサセプタ１１の配置部１１ａの位置を制御する。原料ガス１１０の条件に基づく配置部１１ａの位置制御により、基板１００上に、膜厚、膜質の基板面内分布が抑えられた均一性の良い成膜が行われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面の中央部より外側に、基板が配置される配置部を有するサセプタと、
前記中央部に対向配置され、側方に向かって原料ガスを噴出する噴出部と、
前記噴出部から噴出される前記原料ガスの条件に基づき、前記噴出部に対する前記配置部の位置を制御する制御部と
を含むことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記サセプタを、前記噴出部に対して離接する方向に駆動する第１駆動部を含むことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記配置部を、前記第１主面内で前記中央部に対して離接する方向に駆動する第２駆動部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記噴出部から噴出される前記原料ガスの、前記噴出部からの距離と分解率との関係を示す第１情報を用いて、前記分解率がピークとなる前記距離を検出する検出部と、
検出された前記距離に基づき、前記噴出部に対する前記配置部の位置を設定する設定部と
を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記原料ガスを用いて行われる成膜時の成膜環境の条件を含む第２情報を取得する取得部と、
取得された前記第２情報を用いて、前記関係を示す前記第１情報を生成する生成部と
を更に含む請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記配置部は、前記第１主面内で自転することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項７】
前記サセプタは、前記中央部を軸にして回転することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板への成膜技術の１つとして、有機金属化学気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ）法がある。ＭＯＣＶＤ法に用いる成膜装置としては、例えば、基板を配置する配置部を外周部に設けたサセプタの中央部上方に、原料ガスの導入部を設け、そこからサセプタの平面方向に原料ガスを流し、サセプタの配置部に配置された基板に成膜を行うものが知られている。このような成膜装置では、基板上に成膜する膜の種類に応じて原料ガスが選択され、流れる原料ガスが分解されて、基板上に成膜が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような成膜装置では、原料ガスが、その条件（種類、流量、組成、圧力等）によって、導入後、比較的早い段階で分解されたり、比較的遅い段階で分解されたりすることが起こり得る。そのため、原料ガスの導入部から一定距離に位置する配置部上に基板を配置して成膜を行うと、用いる原料ガスの条件によっては、基板上に成膜される膜の膜厚、膜質に基板面内分布が生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によれば、第１主面の中央部より外側に、基板が配置される配置部を有するサセプタと、前記中央部に対向配置され、側方に向かって原料ガスを噴出する噴出部と、前記噴出部から噴出される前記原料ガスの条件に基づき、前記噴出部に対する前記配置部の位置を制御する制御部とを含む成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
開示の技術によれば、基板上に、膜厚、膜質の基板面内分布を抑えて均一性良く成膜を行うことのできる、成膜装置が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る成膜装置における基板位置制御の説明図である。
【図３】第２の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図（その１）である。
【図４】第２の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図（その２）である。
【図５】第２の実施の形態に係る成膜装置における基板位置制御の説明図（その１）である。
【図６】第２の実施の形態に係る成膜装置における基板位置制御の説明図（その２）である。
【図７】第２の実施の形態に係る成膜装置におけるサセプタ及びサテライトの駆動機構の説明図（その１）である。
【図８】第２の実施の形態に係る成膜装置におけるサセプタ及びサテライトの駆動機構の説明図（その２）である。
【図９】原料ガスの分解挙動の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る成膜装置における基板位置制御例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図である。
【図１２】成膜装置に用いるコンピュータのハードウェアの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図である。ここで、図１は第１の実施の形態に係る成膜装置の一例の要部断面模式図である。
【０００９】
図１に示す成膜装置１０は、サセプタ１１、噴出部１２及び制御装置１３を有する。
サセプタ１１は、成膜対象の基板１００が配置される配置部１１ａを有する。配置部１１ａは、サセプタ１１の表面１１ｂ（噴出部１２側の面）の、中央部１１ｃ（噴出部１２との対向部位）よりも外側の領域に、少なくとも１つ、設けられる。尚、サセプタ１１に複数の配置部１１ａが設けられる場合には、それらの配置部１１ａ群は、中央部１１ｃの周りに同心円上に並設される。基板１００は、配置部１１ａに配置され、サセプタ１１上に保持される。サセプタ１１の配置部１１ａは、その中央部を軸にして表面１１ｂ内で回転（自転）可能とされてもよく、また、サセプタ１１は、中央部１１ｃを軸にして回転（公転）可能とされてもよい。
【００１０】
噴出部１２は、サセプタ１１の中央部１１ｃと対向するように配置される。噴出部１２は、基板１００に形成する膜の原料１１０ａと接続される。原料１１０ａには、１種又は２種以上の成分が含まれ得る。噴出部１２は、例えば、原料１１０ａを貯蔵する貯蔵部と配管で接続され、所定量の原料１１０ａがキャリアガスと共に噴出部１２に供給される。噴出部１２は、原料１１０ａを含む原料ガス１１０を、図１に太矢印で示すように、その側方（サセプタ１１の平面方向）に向かって噴出する。
【００１１】
成膜装置１０では、サセプタ１１と配置部１１ａのうち少なくとも一方が、噴出部１２に対する位置（距離）を変更することができるようになっている。制御装置１３は、このようなサセプタ１１若しくは配置部１１ａ、又は、サセプタ１１と配置部１１ａの双方の、噴出部１２に対する位置を制御する。換言すれば、制御装置１３は、配置部１１ａに配置される基板１００の、噴出部１２に対する位置を制御する機能を有する。
【００１２】
図２は第１の実施の形態に係る成膜装置における基板位置制御の説明図である。ここで、図２（Ａ）は基板平面に垂直な方向の位置制御の説明図（要部断面模式図）、図２（Ｂ）は基板平面に平行な方向の位置制御の説明図（要部断面模式図）である。
【００１３】
成膜装置１０では、例えば、図２（Ａ）に示すように、サセプタ１１が、噴出部１２に対して離接する方向（図面上下方向）に移動可能とされる。尚、図２（Ａ）では、噴出部１２に接近させた場合のサセプタ１１（及び配置部１１ａ）を点線で図示している。制御装置１３により、サセプタ１１をその可動範囲内で噴出部１２側に近付ける或いは噴出部１２から遠ざけることで、サセプタ１１の配置部１１ａ上に配置される基板１００と、サセプタ１１に対向配置される噴出部１２との位置関係（距離）が制御される。
【００１４】
また、成膜装置１０では、例えば、図２（Ｂ）に示すように、サセプタ１１の配置部１１ａが、表面１１ｂ内で、その中央部１１ｃに対して離接する方向（図面左右方向）に移動可能とされる。尚、図２（Ｂ）では、中央部１１ｃに接近させた場合の配置部１１ａを点線で図示している。制御装置１３により、配置部１１ａをその可動範囲内で中央部１１ｃ側に近付ける或いは中央部１１ｃから遠ざけることで、配置部１１ａ上に配置される基板１００と、中央部１１ｃに対向配置される噴出部１２との位置関係（距離）が制御される。
【００１５】
成膜装置１０では、制御装置１３により、図２（Ａ）のようにサセプタ１１を噴出部１２に対して近付けたり遠ざけたりし、更に、図２（Ｂ）のように配置部１１ａを中央部１１ｃに対して近付けたり遠ざけたりすることもできる。
【００１６】
このように制御装置１３は、サセプタ１１若しくは配置部１１ａ、又は、サセプタ１１と配置部１１ａの双方の、噴出部１２に対する位置を制御し、配置部１１ａに配置される基板１００と噴出部１２との位置関係を制御する。
【００１７】
成膜装置１０による成膜時には、噴出部１２から噴出された原料ガス１１０に含まれる所定の成分ガスが分解され、基板１００上に堆積されることで、基板１００上に化合物半導体が成膜される。
【００１８】
上記のような構成を有する成膜装置１０では、噴出部１２から噴出される原料ガス１１０の分解挙動に影響を及ぼす条件に基づき、基板１００が配置される配置部１１ａを、噴出部１２に対し、所望の位置にセットすることができる。
【００１９】
例えば、噴出部１２から噴出される原料ガス１１０の分解挙動は、原料ガス１１０中の成分である原料１１０ａの種類や組成等、噴出される原料ガス１１０の条件によって変化し得る。また、例えば図２（Ａ）のようにサセプタ１１と噴出部１２との距離を変更すると、噴出部１２から噴出され配置部１１ａの基板１００に当たる原料ガス１１０の流速や角度が変化し、原料ガス１１０の分解挙動が変化し得る。原料ガス１１０が或る条件で噴出され、サセプタ１１が或る位置の時、原料ガス１１０は噴出後の比較的早い段階（上流側）で分解され易い挙動を示したり、比較的遅い段階（下流側）で分解され易い挙動を示したりする。例えば、このような原料ガス１１０の分解挙動に基づき、原料ガス１１０が比較的分解され易い位置に配置部１１ａが位置するように、図２（Ｂ）の例に従って配置部１１ａと噴出部１２との距離を制御することができる。
【００２０】
また、或る条件で噴出される原料ガス１１０に対し、図２（Ｂ）のように配置部１１ａと噴出部１２との距離を変更しても、配置部１１ａの基板１００に当たる原料ガス１１０の流速や角度が変化し、原料ガス１１０の分解挙動が変化し得る。例えば、この時の原料ガス１１０の分解挙動に基づき、所望の成膜速度や膜質が得られる位置に配置部１１ａが位置するように、図２（Ａ）の例に従ってサセプタ１１と噴出部１２との距離を制御することもできる。
【００２１】
噴出される原料ガス１１０の条件に基づき、図２（Ａ）のようにサセプタ１１と噴出部１２との距離を制御し、且つ、図２（Ｂ）のように配置部１１ａと噴出部１２との距離を制御して、基板１００を、所望の成膜速度や膜質が得られる適正位置に配置してもよい。
【００２２】
また、噴出部１２から、まず第１の原料ガス１１０を噴出して基板１００上に成膜を行った後、更に別種の第２の原料ガス１１０を噴出して基板１００上に成膜を行う場合、第１と第２の各々の原料ガス１１０で分解挙動が異なることもある。このような場合には、まず第１の原料ガス１１０を用いた成膜の際、その第１の原料ガス１１０の分解挙動に基づき、噴出部１２に対するサセプタ１１又は配置部１１ａ或いはそれら双方を所望の位置に配置する。そして、続く第２の原料ガス１１０を用いた成膜の際には、その第２の原料ガス１１０の分解挙動に基づき、噴出部１２に対するサセプタ１１又は配置部１１ａ或いはそれら双方を所望の位置に配置する。
【００２３】
また、噴出部１２から、複数種の成分を含む原料１１０ａの原料ガス１１０を噴出して基板１００上に成膜を行う場合、同時に噴出される各成分で分解挙動が異なることもある。このような場合には、各成分の分解挙動に基づき、例えば、配置部１１ａを、一方の成分が分解され易い位置と他方の成分が分解され易い位置の中間に位置させるといった手法を用いることができる。
【００２４】
上記のような手法を用い、原料ガス１１０の分解挙動に基づく適正な位置に配置部１１ａを位置させることで、その配置部１１ａに配置される基板１００上に、膜厚、膜質の基板面内分布を抑えて均一性良く成膜を行うことが可能になる。成膜装置１０では、このような成膜が行えるように、サセプタ１１、配置部１１ａの位置を制御装置１３によって制御することができるようになっている。
【００２５】
尚、上記のような手法は、基板１００の位置制御についてのいくつかの例である。前述のように、原料ガス１１０の分解挙動は、その種類や組成、噴出部１２と基板１００（配置部１１ａ）との位置関係によって変化し得る。更に、基板１００への成膜が行われる反応室の圧力、成膜が行われる基板１００の温度等によっても変化し得る。基板１００への成膜時には、基板１００上に膜厚、膜質の基板面内分布を抑えて均一性良く成膜が行われるように、原料ガス１１０の分解挙動に影響し得るこれらの各種条件が適宜設定される。
【００２６】
次に、第２の実施の形態について説明する。
ここでは、ＭＯＣＶＤ法を用いたIII−Ｖ族化合物半導体（窒化物半導体）の成膜を例に、成膜装置の構成及びそれを用いた成膜方法を、第２の実施の形態として説明する。
【００２７】
図３及び図４は第２の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図である。ここで、図３は第２の実施の形態に係る成膜装置の一例の要部断面模式図、図４は第２の実施の形態に係る成膜装置の一例の噴出部側から見た要部平面模式図である。尚、図４では、図３に示す天井板及びヒータの図示は省略している。
【００２８】
図３及び図４に示す成膜装置２０は、サセプタ２１、噴出部２２、制御装置２３及び温調部２４を有する。
サセプタ２１には、平面円形状のものが用いられ、成膜対象の基板２００がセットされるサテライト２１ａが複数配置されるようになっている。サテライト２１ａ群は、サセプタ２１の表面２１ｂ（噴出部２２側の面）の、中央部２１ｃ（噴出部２２との対向部位）よりも外側の領域に、中央部２１ｃを囲むように、同心円上に並設される。
【００２９】
サセプタ２１のサテライト２１ａは、その中央部を軸にして表面２１ｂ内で回転（自転）可能とされ、サセプタ２１は、中央部２１ｃを軸にして回転（公転）可能とされる。
噴出部２２は、反応室２５の天井板２５ａの、サセプタ２１の中央部２１ｃとの対向位置に配置される。噴出部２２は、例えば、基板２００に成膜する膜の原料２１０ａ（１種又は２種以上の成分を含む）の貯蔵部２１０ｂと配管２１０ｃで接続され、所定量の原料２１０ａがキャリアガスと共に噴出部２２に供給される。噴出部１２は、原料２１０ａを含む原料ガス２１０を、図３及び図４に太矢印で示すように、その側方（サセプタ２１の平面方向）に向かって、放射状に噴出する。
【００３０】
噴出部２２は、例えば、下層部２２ａ、中層部２２ｂ、上層部２２ｃの３層の吹き出し口を有する。中層部２２ｂからは、例えば、基板２００上に成膜する化合物半導体のIII族原料となるトリメチルアルミニウム（Tri Methyl Aluminum；ＴＭＡ）やトリメチルガリウム（Tri Methyl Gallium；ＴＭＧ）等の有機金属を含んだ水素（Ｈ2）ガス又は窒素（Ｎ2）ガスが噴出される。下層部２２ａ及び上層部２２ｃからは、例えば、基板２００上に成膜する化合物半導体のＶ族原料となるアンモニア（ＮＨ3）等を含んだＨ2ガス又はＮ2ガスが噴出される。下層部２２ａ、中層部２２ｂ及び上層部２２ｃから噴出されるガスが、原料ガス２１０として、噴出部２２からその側方に向かって噴出される。
【００３１】
噴出部２２から噴出される原料ガス２１０（含まれる各成分ガス）の流量（組成）は、例えば、原料２１０ａと噴出部２２との間を繋ぐ配管２１０ｃに設けられるマスフローコントローラや圧力制御コントローラ等のコントローラ２１０ｄによって制御される。
【００３２】
温調部２４は、サセプタ２１の下方に配置される。温調部２４は、例えば、ヒータを備え、ヒータの電力制御によって、サセプタ２１のサテライト２１ａ上に配置される基板２００の温度を調節する。
【００３３】
成膜装置２０による成膜時には、噴出部２２から原料ガス２１０が噴出され、反応室２５内が一定圧力に制御されて、温調部２４により基板２００の温度が制御される。原料ガス２１０に含まれる所定の成分ガスが分解され、基板２００上に堆積されることで、基板２００上に化合物半導体（この例では窒化物半導体）が成膜される。
【００３４】
成膜装置２０では、噴出部２２から噴出された原料ガス２１０が側方に向かって放射状に流れていく。そのため、基板２００の位置を固定したままだと、用いる原料ガス２１０によっては、基板２００上に成膜される化合物半導体にその膜厚、膜質について同心円状に成膜分布が生じ得る。成膜装置２０では、基板２００の面内分布の均一化を図るために、成膜中、サテライト２１ａが自転できるようになっている（図４に点線矢印で図示）。また、成膜装置２０では、複数配置される基板２００間の均一化を図るために、成膜中、サセプタ２１が公転（回転）できるようになっている（図４に点線矢印で図示）。サテライト２１ａの自転、サセプタ２１の公転は、ここでは図示を省略する駆動機構、及び制御装置２３によって制御される。
【００３５】
更に、成膜装置２０では、サセプタ２１とサテライト２１ａのうち少なくとも一方、ここでは一例として両方が、噴出部２２に対する位置（距離）を変更することができるようになっている。制御装置２３は、サセプタ２１及びサテライト２１ａの、噴出部２２に対する位置を制御する。換言すれば、制御装置２３は、サテライト２１ａに配置される基板２００の、噴出部２２に対する位置を制御する。
【００３６】
図５及び図６は第２の実施の形態に係る成膜装置における基板位置制御の説明図である。ここで、図５は基板平面に垂直な方向の位置制御の説明図（要部断面模式図）、図６は基板平面に平行な方向の位置制御の説明図（要部平面模式図）である。
【００３７】
成膜装置２０では、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、サセプタ２１が、噴出部２２に対して離接する方向に移動可能とされる。制御装置２３により、サセプタ２１をその可動範囲内で噴出部２２側に近付ける或いは噴出部２２から遠ざけることで、サセプタ２１のサテライト２１ａ上に配置される基板２００と、サセプタ２１に対向配置される噴出部２２との距離が制御される。
【００３８】
また、成膜装置２０では、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、サテライト２１ａが、サセプタ２１の表面２１ｂ内で、その中央部２１ｃに対して離接する方向に移動可能とされる。制御装置２３により、サテライト２１ａをその可動範囲内で中央部２１ｃ側に近付ける或いは中央部２１ｃから遠ざけることで、サテライト２１ａ上に配置される基板２００と、サセプタ２１の中央部２１ｃに対向配置される噴出部２２との距離が制御される。
【００３９】
このように制御装置２３は、サセプタ２１及びサテライト２１ａの、噴出部２２に対する位置を制御し、サテライト２１ａに配置される基板２００と噴出部２２との距離（位置関係）を制御する。
【００４０】
成膜装置２０におけるサセプタ２１及びサテライト２１ａの駆動機構の一例について、次の図７及び図８を参照して説明する。
図７及び図８は第２の実施の形態に係る成膜装置におけるサセプタ及びサテライトの駆動機構の説明図である。ここで、図７は第２の実施の形態に係るサセプタ及びサテライトの駆動機構の一例を説明するための成膜装置の要部断面模式図、図８は第２の実施の形態に係るサテライトの駆動機構の一例を説明するためのサセプタの要部平面模式図である。
【００４１】
図７に示すように、成膜装置２０のサセプタ２１の下面側には、シャフト２６ａが設けられる。
シャフト２６ａには、これを回転させてサセプタ２１をＸＹ平面内で回転（公転）させる駆動部２６ｂが接続される。駆動部２６ｂは、例えば、シャフト２６ａ（サセプタ２１）をＸＹ平面内で回転させるモータを備える。
【００４２】
シャフト２６ａには更に、サセプタ２１を噴出部２２に対して離接するＺ方向に駆動する駆動部２６ｃが接続される。駆動部２６ｃは、例えば、シャフト２６ａ（サセプタ２１）をＺ方向に上下移動させるモータを備える。
【００４３】
駆動部２６ｂ及び駆動部２６ｃの駆動は、制御装置２３によって制御される。制御装置２３によって駆動部２６ｂの駆動が制御されることで、駆動部２６ｂによるサセプタ２１の回転が制御される。また、制御装置２３によって駆動部２６ｃの駆動が制御されることで、駆動部２６ｃによるサセプタ２１のＺ方向の位置（噴出部２２との距離）が制御される。
【００４４】
また、図７に示すように、成膜装置２０のサテライト２１ａの下面側には、シャフト２７ａが設けられる。
シャフト２７ａには、これを回転させてサテライト２１ａをＸＹ平面内で回転（自転）させる駆動部２７ｂが接続される。駆動部２７ｂは、例えば、シャフト２７ａ（サテライト２１ａ）をＸＹ平面内で回転させるモータを備える。
【００４５】
シャフト２７ａには更に、ロッド２７ｄが連結される。サセプタ２１には、図８に示すように、シャフト２７ａが中央部２１ｃに対して離接する方向に移動可能な溝２７ｅが設けられる。ロッド２７ｄには、シャフト２７ａを溝２７ｅに沿ってサセプタ２１の中央部２１ｃに対して離接する方向に駆動する駆動部２７ｃが接続される。駆動部２７ｃは、例えば、ロッド２７ｄによってシャフト２７ａ（サテライト２１ａ）をサセプタ２１の中央部２１ｃに対して離接する方向に移動させるモータを備える。ロッド２７ｄには、例えば、伸縮可能なロッドが用いられる。そのようなロッド２７ｄが駆動部２７ｃによって伸縮されることで、シャフト２７ａが溝２７ｅに沿って所定の方向に移動される。
【００４６】
尚、成膜時には、シャフト２７ａが溝２７ｅに沿って移動する際、原料ガス２１０が溝２７ｅを通じてサセプタ２１の下面側に入り込む（流出する）のを抑制するため、例えば、サセプタ２１の下面側にＮ2等のパージガスが十分に流される。また、溝２７ｅの内縁に、弾性を有する緩衝材を設け、シャフト２７ａが位置する部位以外では溝２７ｅがその緩衝材によって塞がれるようにしてもよい。
【００４７】
駆動部２７ｂ及び駆動部２７ｃの駆動は、制御装置２３によって制御される。制御装置２３によって駆動部２７ｂの駆動が制御されることで、駆動部２７ｂによるサテライト２１ａの回転が制御される。また、制御装置２３によって駆動部２７ｃの駆動が制御されることで、駆動部２７ｃによるサテライト２１ａの、サセプタ２１の中央部２１ｃに対する位置（噴出部２２との距離）が制御される。
【００４８】
成膜装置２０では、サテライト２１ａ及びサセプタ２１を駆動部２７ｃ及び駆動部２６ｃで所定の位置に制御するための信号が、制御装置２３に入力され、或いは、制御装置２３で生成される。制御装置２３は、その信号に基づき、駆動部２７ｃ及び駆動部２６ｃを駆動し、サテライト２１ａ及びサセプタ２１を所定の位置に制御する。
【００４９】
上記の成膜装置２０を用いた成膜時には、サセプタ２１及びサテライト２１ａが回転（自公転）されると共に、それらの噴出部２２に対する位置が、成膜に用いる原料ガス２１０の分解挙動に影響を及ぼす条件に基づいて制御される。
【００５０】
ここで、原料ガス２１０の分解挙動について説明する。
前述のように、基板２００上への成膜は、噴出部２２から噴出された原料ガス２１０が分解されることで行われる。原料ガス２１０の分解挙動は、原料ガス２１０の流量、反応室２５の圧力、基板２００の温度等、反応室２５内の条件（ここでは成膜環境条件と言う）によって変化し得る。また、原料ガス２１０の分解挙動は、反応室２５内の成膜環境条件が同じであっても、含まれる原料２１０ａの種類が変われば、変化し得る。
【００５１】
原料ガスの分解挙動の一例を図９に示す。図９には、反応室２５内における噴出部２２（サセプタ２１の中央部２１ｃ）からの位置と、噴出部２２から噴出されるＴＭＡ及びＴＭＧの分解率との関係の一例を示している。ここでは、この図９のような関係を、分解挙動或いは分解曲線と言う。尚、図９は、噴出部２２とサセプタ２１とが一定距離の場合における原料ガス２１０の分解挙動（分解曲線）の一例である。
【００５２】
図９に示すように、ＴＭＡは、アルミニウム（Ａｌ）への分解率がピーク（分解ピーク）となる位置（分解ピーク位置）を有し、ＴＭＧは、ガリウム（Ｇａ）への分解率がピーク（分解ピーク）となる位置（分解ピーク位置）を有する。ＴＭＡ及びＴＭＧのうち、ＴＭＡは、気相中でのＮＨ3との反応確率が比較的高いため、Ａｌの分解ピーク位置が噴出部２２寄り（原料ガス２１０の流れ方向の上流側）になり易い。一方、ＴＭＧは、気相中でのＮＨ3との反応確率が比較的低いため、Ｇａの分解ピーク位置が反応室２５の排気口寄り（原料ガス２１０の流れ方向の下流側）になり易い。
【００５３】
アルミニウムナイトライド（ＡｌＮ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）、アルミニウムガリウムナイトライド（ＡｌＧａＮ）等の窒化物半導体の成膜では、Ａｌ、Ｇａへの分解が基板２００の面内で一定となるように成膜条件を調整することが望ましい。しかし、仮に噴出部２２に対する基板２００の位置が固定のままだと、原料ガス２１０であるＴＭＡやＴＭＧの分解ピークと基板２００との位置関係によっては、基板２００上に均一性の良い膜厚、膜質で成膜が行えないことが起こり得る。
【００５４】
原料ガス２１０の流量、反応室２５の圧力、基板２００の温度等をパラメータとし、成膜時の反応室２５内の成膜環境（成膜環境条件）を変化させることで、原料ガス２１０の分解ピーク位置を変化させることも可能である。しかし、噴出部２２に対する基板２００の位置が固定のままでは、原料ガス２１０の分解ピーク位置が基板２００上になるように反応室２５内の成膜環境条件を変えようとしても、パラメータの可変範囲が狭く、反応室２５内の成膜環境を適正に制御できないことが起こり得る。また、反応室２５内が良好な成膜を行えるような成膜環境となるパラメータ値を選択できないことが起こり得る。
【００５５】
これに対し、上記の成膜装置２０では、図５〜図８に示すように、サセプタ２１が、噴出部２２に対して離接する方向に移動可能とされ、サテライト２１ａが、サセプタ２１の表面２１ｂ内で、その中央部２１ｃに対して離接する方向に移動可能とされる。これにより、サテライト２１ａ上に配置される基板２００と、原料ガス２１０が噴出される噴出部２２との位置関係を、成膜に用いる原料ガス２１０の条件に基づいて、適正に制御することが可能になっている。
【００５６】
図１０は第２の実施の形態に係る成膜装置における基板位置制御例を示す図である。ここで、図１０（Ａ）は原料ガスにＴＭＡを用いた場合の基板位置制御例を示す要部断面模式図、図１０（Ｂ）は原料ガスにＴＭＧを用いた場合の基板位置制御例を示す要部断面模式図、図１０（Ｃ）は原料ガスにＴＭＡ及びＴＭＧを用いた場合の基板位置制御例を示す要部断面模式図である。
【００５７】
例えば、原料ガス２１０にＴＭＡを用いてＡｌＮを成膜する場合の、ＴＭＡの分解ピーク位置が、上記図９に例示したように、比較的噴出部２２寄りになるものとする。また、原料ガス２１０にＴＭＧを用いてＧａＮを成膜する場合の、ＴＭＧの分解ピーク位置が、上記図９に例示したように、比較的反応室２５の排気口寄りになるものとする。この場合、原料ガス２１０にＴＭＡを用いる場合には、図１０（Ａ）に示すように、基板２００を比較的噴出部２２に近付け、原料ガス２１０にＴＭＧを用いる場合には、図１０（Ｂ）に示すように、基板２００を比較的噴出部２２から遠ざけるように配置する。
【００５８】
その際には、上記図７及び図８に示した駆動機構を用い、制御装置２３によって駆動部２７ｃを制御し、ロッド２７ｄによってサテライト２１ａ（シャフト２７ａ）を、ＸＹ平面内の、原料ガス２１０の種類に基づく所定の位置に、配置する。更に、制御装置２３によって駆動部２６ｃを制御し、サセプタ２１（シャフト２６ａ）を、Ｚ方向の、原料ガス２１０の種類に基づく所定の位置に、配置する。
【００５９】
成膜装置２０では、このように原料ガス２１０中のＴＭＡ、ＴＭＧの分解挙動に基づいてサテライト２１ａ及びサセプタ２１を駆動部２７ｃ及び駆動部２６ｃで所定の位置に制御するための信号が、制御装置２３に入力され、或いは、制御装置２３で生成される。制御装置２３は、その信号に基づき、駆動部２７ｃ及び駆動部２６ｃを駆動し、サテライト２１ａ及びサセプタ２１を所定の位置に制御する。
【００６０】
成膜装置２０では、成膜に用いる原料ガス２１０中のＴＭＡ、ＴＭＧそれぞれの分解ピーク位置に基づいて、サテライト２１ａ及びサセプタ２１の位置を制御し、噴出部２２に対する基板２００の位置を制御することができる。
【００６１】
一例として、成膜装置２０を用いたＡｌＮ、ＧａＮの成膜は、次のように行うことができる。
ＡｌＮを成膜する際には、サテライト２１ａ上に基板２００をセットし、噴出部２２の中層部２２ｂからＴＭＡを含んだＨ2ガス又はＮ2ガスを噴出し、下層部２２ａ及び上層部２２ｃからＮＨ3を含むＨ2ガス又はＮ2ガスを噴出する。例えば、反応室２５内の圧力は５ｋＰａ、基板２００の温度は１０００℃とする。ＴＭＡとＮＨ3の気相中での反応確率は比較的高いため、ＴＭＡの分解ピーク位置は噴出部２２寄りになる傾向がある（図９）。反応室２５内のＴＭＡの分解ピーク位置に合わせて、サテライト２１ａ及びサセプタ２１の位置が制御され（図１０（Ａ））、更にサセプタ２１及びサテライト２１ａがそれぞれ回転されて、基板２００に対するＡｌＮの成膜が行われる。
【００６２】
ＧａＮを成膜する際には、サテライト２１ａ上に基板２００をセットし、噴出部２２の中層部２２ｂからＴＭＧを含んだＨ2ガス又はＮ2ガスを噴出し、下層部２２ａ及び上層部２２ｃからＮＨ3を含むＨ2ガス又はＮ2ガスを噴出する。例えば、反応室２５内の圧力は２０ｋＰａ、基板２００の温度は１０００℃とする。ＴＭＧとＮＨ3の気相中での反応確率は、ＴＭＡとＮＨ3のそれに比べて低いため、ＴＭＧの分解ピーク位置は、反応室２５の排気口寄りになる傾向がある（図９）。反応室２５内のＴＭＧの分解ピーク位置に合わせて、サテライト２１ａ及びサセプタ２１の位置が制御され（図１０（Ｂ））、更にサセプタ２１及びサテライト２１ａがそれぞれ回転されて、基板２００に対するＧａＮの成膜が行われる。
【００６３】
このように成膜装置２０では、原料ガス２１０の条件に基づいて基板２００を適正な位置に制御することができるため、基板２００上に均一性の良い膜厚、膜質でＡｌＮ、ＧａＮをそれぞれ成膜することができる。
【００６４】
また、基板２００上にＡｌＮを成膜した後、続けてＧａＮを成膜する場合には、例えば、次のような方法を用いることができる。この場合において、ＴＭＡ及びＴＭＧの各分解ピーク位置は、上記図９に示したように、ＴＭＡの分解ピーク位置が比較的噴出部２２寄りになり、ＴＭＧの分解ピーク位置が比較的反応室２５の排気口寄りになるものとする。
【００６５】
このような場合には、例えば、サテライト２１ａ上に基板２００をセットし、図１０（Ａ）に示すような、反応室２５内のＴＭＡの分解ピーク位置に、基板２００を配置する。その際には、上記同様、図７及び図８に示した駆動機構を用い、ＴＭＡの分解ピーク位置に合わせて、サテライト２１ａ及びサセプタ２１の位置を制御する。そして、噴出部２２からＴＭＡを含む原料ガス２１０を噴出し、サテライト２１ａ及びサセプタ２１を回転させて、基板２００上にＡｌＮを成膜する。
【００６６】
続いて、反応室２５内をＮＨ3等を含んだＨ2ガス又はＮ2ガスを流しながら、図１０（Ｂ）に示すような、反応室２５内のＴＭＧの分解ピーク位置に、基板２００を移動する。その際には、上記同様、図７及び図８に示した駆動機構を用い、ＴＭＧの分解ピーク位置に合わせて、サテライト２１ａ及びサセプタ２１の位置を制御する。そして、噴出部２２からＴＭＧを含む原料ガス２１０を噴出し、サテライト２１ａ及びサセプタ２１を回転させて、先に基板２００上に成膜したＡｌＮの上に、ＧａＮを成膜する。
【００６７】
このようにして基板２００上にＡｌＮを成膜し、更にＧａＮを成膜することができる。
ここでは、基板２００上にＡｌＮを成膜した後、続けてＧａＮを成膜する場合を例示したが、基板２００上にＧａＮを成膜した後、続けてＡｌＮを成膜する場合には、上記の基板２００の位置制御と成膜の順序を入れ替えればよい。ＡｌＮとＧａＮを交互に成膜する場合には、上記の基板２００の位置制御と成膜を繰り返すようにすればよい。
【００６８】
また、原料ガス２１０にＴＭＡ及びＴＭＧの双方を用いてＡｌＧａＮを成膜する場合には、例えば、次のような方法を用いることができる。この場合において、ＴＭＡ及びＴＭＧの各分解ピーク位置は、上記図９に示したように、ＴＭＡの分解ピーク位置が比較的噴出部２２寄りになり、ＴＭＧの分解ピーク位置が比較的反応室２５の排気口寄りになるものとする。このような場合には、例えば、図１０（Ｃ）に示すように、反応室２５内のＴＭＡとＴＭＧの分解ピーク位置の中間に、基板２００を配置する。その際には、上記同様、図７及び図８に示した駆動機構を用い、ＴＭＡとＴＭＧの分解ピーク位置の中間に合わせて、サテライト２１ａ及びサセプタ２１の位置を制御する。
【００６９】
成膜装置２０では、成膜に用いる原料ガス２１０中のＴＭＡとＴＭＧの双方の分解ピーク位置に基づいて、サテライト２１ａ及びサセプタ２１の位置を制御し、噴出部２２に対する基板２００の位置を制御することができる。これにより、基板２００上に均一性の良い膜厚、膜質でＡｌＧａＮを成膜することができる。
【００７０】
成膜装置２０では、基板２００の位置制御と共に、反応室２５内の成膜環境条件を制御して原料ガス２１０の分解ピーク位置を制御することもできる。成膜装置２０では、原料ガス２１０の分解ピーク位置を変化させた時にも、その分解ピーク位置に合わせて、基板２００を適正な位置に制御することができる。
【００７１】
以上、第２の実施の形態に係る成膜装置２０について説明した。
尚、例示したようなＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮは、窒化物半導体デバイスに用いられる。窒化物半導体デバイスは、高い飽和電子速度やワイドバンドギャップ等の特徴を利用して、高耐圧、高出力デバイスとして開発が推し進められている。窒化物半導体デバイスの１つとして、例えば、高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor；ＨＥＭＴ）が知られている。このようなＨＥＭＴの１つとして、例えば、ＡｌＧａＮを電子供給層、ＧａＮを電子走行層として用いたＡｌＧａＮ／ＧａＮ系ＨＥＭＴが知られている。ＡｌＧａＮ／ＧａＮ系ＨＥＭＴでは、ＡｌＧａＮとＧａＮの格子定数差に起因した歪みがＡｌＧａＮに生じ、これにより発生したピエゾ分極により、高濃度の二次元電子ガスが得られるため、高出力デバイスを実現することができる。上記成膜装置２０は、このような窒化物半導体デバイスの製造に用いることができる。
【００７２】
ところで、ＧａＮ系窒化物半導体デバイスを製造するにあたり、大口径のＧａＮ基板を準備することは難しい。そのため、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、サファイア、シリコン（Ｓｉ）等の基板を用い、このような基板上にヘテロエピタキシャル成長によってＧａＮを成膜することが行われている。
【００７３】
このような成膜に用いる成膜装置は、原料ガスを基板に対して垂直方向に導入するシャワーヘッド型と、基板平面と平行な方向に原料ガスを流す横フロー型とに、大きく分類される。上記成膜装置２０は、横フロー型の成膜装置の１つである。複数枚の基板上に均一性良く窒化物半導体を成膜するためには、シャワーヘッド型では各基板に均等に原料ガスを送ることが望ましく、そのため、大量のＨ2等のキャリアガスが用いられる。一方、横フロー型では、原料ガスの噴出部と基板との間の空間距離が比較的近くなるため、キャリアガス流量はシャワーヘッド型よりも少なくて済み、より大口径化に適している。
【００７４】
このような利点を有する横フロー型の成膜装置において、原料ガスの噴出部に対して基板の位置が固定のままだと、次のようなことが起こり得る。即ち、基板の位置に原料ガスの分解ピーク位置を持って来ようとした場合、原料ガスの流量、反応室の圧力、基板の温度等（パラメータ）の制御範囲が狭く、反応室内の成膜環境条件、原料ガスの分解挙動（分解曲線）がほぼ決まってきてしまう場合がある。
【００７５】
これに対し、上記の成膜装置２０では、原料ガス２１０を噴出する噴出部２２に対する基板２００の位置を制御することができる。そのため、反応室２５内の成膜環境条件を、高い選択自由度で設定することができ、設定した各成膜環境条件について、基板２００の位置を適正に制御することができる。上記の成膜装置２０によれば、大口径の複数枚の基板２００に対しても、各基板２００上に均一性の良い膜厚、膜質で窒化物半導体を成膜することができる。上記の成膜装置２０を用いることで、品質の良い窒化物半導体デバイスを効率的に製造することが可能になる。
【００７６】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図１１は第３の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図である。
図１１に示す成膜装置２０ａは、上記第２の実施の形態で述べた成膜装置２０について述べたような反応室２５、噴出部２２、温調部２４及びサセプタ２１を有する。
【００７７】
反応室２５は、排気口２５ｂを備える。保持部２１ｄに保持されたサセプタ２１、及びそのサセプタ２１上に設けられるサテライト２１ａが、反応室２５の空間に面するように配置される。反応室２５の天井板２５ａの、サセプタ２１の中央部２１ｃとの対向位置に、噴出部２２が配置される。
【００７８】
噴出部２２は、中層部２２ｂから、ＴＭＡやＴＭＧ等のIII族の原料２１０ａを含んだＨ2ガス又はＮ2ガスを噴出し、下層部２２ａ及び上層部２２ｃから、ＮＨ3等のＶ族の原料２１０ａを含んだＨ2ガス又はＮ2ガスを噴出する。下層部２２ａ、中層部２２ｂ及び上層部２２ｃから噴出されるガスが、原料ガス２１０として、噴出部２２からその側方に向かって放射状に噴出される。
【００７９】
温調部２４は、サセプタ２１のサテライト２１ａ上に配置される基板２００の温度を調節する。
サセプタ２１は、シャフト２６ａに接続された駆動部２６ｃにより、噴出部２２に対して離接する方向に移動可能とされる。サテライト２１ａは、シャフト２７ａに繋がるロッド２７ｄに接続された駆動部２７ｃにより、サセプタ２１の中央部２１ｃに対して離接する方向に移動可能とされる。駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃの駆動は、制御装置２３によって制御される。
【００８０】
尚、勿論、この第３の実施の形態に係る成膜装置２０ａにおいても、上記第２の実施の形態に係る成膜装置２０の例に従い、サセプタ２１及びサテライト２１ａをそれぞれシャフト２６ａ及びシャフト２７ａを軸にして回転可能にすることができる。
【００８１】
第３の実施の形態に係る成膜装置２０ａにおいて、サセプタ２１の駆動部２６ｃ及びサテライト２１ａの駆動部２７ｃを制御する制御装置２３は、図１１に示すように、取得部２３ａ、生成部２３ｂ、検出部２３ｃ及び設定部２３ｄを有する。例えば、制御装置２３には、コンピュータを用いることができる。
【００８２】
取得部２３ａは、原料ガス２１０の種類、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置、反応室２５内の成膜環境条件（原料ガス２１０の流量、反応室２５の圧力、基板２００の温度等）を含む成膜時の条件を示す情報２３ｅを取得する。例えば、取得部２３ａは、情報２３ｅとして、成膜開始前に予め設定されている、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置（初期位置）、反応室２５内の成膜環境条件を含む情報を取得する。或いは、取得部２３ａは、情報２３ｅとして、成膜開始後のサセプタ２１及びサテライト２１ａの位置、反応室２５内の成膜環境条件を含む情報を取得する。尚、取得部２３ａで取得される、このような成膜時の条件を示す情報２３ｅは、制御装置２３に接続された或いは制御装置２３が備えている記憶装置に記憶することができる。
【００８３】
生成部２３ｂは、取得部２３ａによって取得された情報２３ｅに基づき、噴出部２２から噴出される原料ガス２１０の、反応室２５内における分解曲線（分解挙動）を示す情報２３ｆを生成する。例えば、生成部２３ｂは、情報２３ｅを用い、反応室２５内に導入されるガスの挙動を、計算機を用いてシミュレーションすることによって、原料ガス２１０の反応室２５内における分解曲線を示す情報２３ｆを生成する。尚、生成部２３ｂで生成される、このような原料ガス２１０の分解曲線を示す情報２３ｆは、制御装置２３に接続された或いは制御装置２３が備えている記憶装置に記憶することができる。
【００８４】
検出部２３ｃは、生成部２３ｂによって生成された、反応室２５内での原料ガス２１０の分解曲線を示す情報２３ｆに基づき、原料ガス２１０（それに含まれる成分）の分解ピーク位置を検出する。
【００８５】
設定部２３ｄは、検出部２３ｃによって検出された、原料ガス２１０の分解ピーク位置に基づき、その分解ピーク位置に基板２００が配置されるようにサセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を設定する。設定部２３ｄは、サセプタ２１及びサテライト２１ａが設定した位置となるように駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃを制御する制御信号Ｓを生成し、生成した制御信号Ｓを駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃに送信する。
【００８６】
上記のような構成を有する成膜装置２０ａでは、例えば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮの成膜が、次のように行われる。
ＡｌＮ又はＧａＮを成膜する場合には、まず、所定の初期位置に配置されたサセプタ２１及びサテライト２１ａの、そのサテライト２１ａ上に、基板２００がセットされる。
【００８７】
成膜装置２０ａでは、原料ガス２１０の種類、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置、反応室２５内の成膜環境条件（原料ガス２１０の流量、反応室２５の圧力、基板２００の温度等）を含む情報２３ｅが、制御装置２３の取得部２３ａによって取得される。例えば、取得部２３ａは、情報２３ｅとして、成膜開始前に予め設定されている、サセプタ２１及びサテライト２１ａの初期位置、反応室２５内の成膜環境条件を含む情報を取得する。
【００８８】
制御装置２３では、生成部２３ｂにより、取得部２３ａで取得された情報２３ｅに基づき、反応室２５内の分解曲線を示す情報２３ｆが生成され、検出部２３ｃにより、原料ガス２１０に含まれるＴＭＡ又はＴＭＧの分解ピーク位置が検出される。
【００８９】
そして、設定部２３ｄにより、検出部２３ｃで検出された分解ピーク位置に基板２００が配置されるようにサセプタ２１及びサテライト２１ａの位置が設定され、その設定した位置となるように駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃを制御する制御信号Ｓが生成される。生成された制御信号Ｓは、駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃに送信される。
【００９０】
駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃは、設定部２３ｄから送信される制御信号Ｓに基づき、サセプタ２１及びサテライト２１ａを、設定部２３ｄによって設定された位置に制御する。
【００９１】
例えば、このようにして位置を制御されたサセプタ２１及びサテライト２１ａの、そのサテライト２１ａ上にセットされた基板２００に対し、上記情報２３ｅに示される反応室２５内の成膜環境条件で、成膜が行われる。この例では、噴出部２２の中層部２２ｂからＴＭＡ又はＴＭＧを含んだＨ2ガス又はＮ2ガスが噴出され、下層部２２ａ及び上層部２２ｃからＮＨ3を含むＨ2ガス又はＮ2ガスが噴出されて、基板２００上にＡｌＮ又はＧＡＮが成膜される。
【００９２】
上記のようにサセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を制御することで、ＴＭＡ又はＴＭＧの分解ピーク位置が変動する場合もある。このような場合には、制御後のサセプタ２１及びサテライト２１ａの位置、反応室２５内の成膜環境条件を含む情報を、情報２３ｅとして取得部２３ａで取得し、その情報２３ｅに基づき、改めて分解曲線を、情報２３ｆとして生成部２３ｂで生成する。そして、その情報２３ｆに基づき、検出部２３ｃでＴＭＡ又はＴＭＧの分解ピーク位置を検出し、その分解ピーク位置に基づく位置にサセプタ２１及びサテライト２１ａを制御する制御信号Ｓを設定部２３ｄで生成する。その制御信号Ｓに基づき、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を制御する。このような処理を行い、ＴＭＡ又はＴＭＧの分解ピーク位置の変動に対し、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を改めて制御するようにしてもよい。尚、ここでは、改めて生成された分解曲線に基づき、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を改めて制御する方法を例示した。このほか、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置は改めて制御せず、ＴＭＡ又はＴＭＧの分解ピーク位置の変動量等に基づき、反応室２５内の成膜環境条件を変えるようにすることも可能である。
【００９３】
例えば上記のようにして、基板２００に対するＡｌＮ又はＧａＮの成膜が行われる。この成膜の際、基板２００は、制御装置２３により、ＴＭＡ又はＴＭＧの分解ピーク位置に合わせて配置されている。そのため、基板２００上に均一性の良い膜厚、膜質でＡｌＮ又はＧａＮを成膜することができる。
【００９４】
ＡｌＮに続いてＧａＮを成膜する場合、或いは、ＧａＮに続いてＡｌＮを成膜する場合には、次のように成膜が行われる。
上記のようにして先に行ったＡｌＮ又はＧａＮの成膜後、原料切り替え中に、続くＧａＮ又はＡｌＮを成膜する際の反応室２５内の成膜環境条件を含む情報２３ｅが、制御装置２３の取得部２３ａによって取得される。情報２３ｅには、反応室２５内の成膜環境条件を示す情報のほか、原料ガス２１０の種類、先に行ったＡｌＮ又はＧａＮの成膜後のサセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を示す情報が含まれる。その情報２３ｅに基づき、生成部２３ｂでＴＭＧ又はＴＭＡの分解曲線を示す情報２３ｆが生成され、検出部２３ｃでＴＭＧ又はＴＭＡの分解ピーク位置が検出される。そして、検出された分解ピーク位置に基板２００が配置されるようにサセプタ２１及びサテライト２１ａの位置が設定され、駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃの制御信号Ｓが生成されて、駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃに送信される。駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃは、送信される制御信号Ｓに基づき、サセプタ２１及びサテライト２１ａを、設定部２３ｄによって設定された位置に制御する。
【００９５】
尚、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置の制御後、改めて分解曲線を生成し、その分解曲線に基づき、ＴＭＧ又はＴＭＡの分解ピーク位置の変動に対し、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を改めて制御するようにしてもよい。また、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置の制御後、ＴＭＧ又はＴＭＡの分解ピーク位置の変動量等に基づき、反応室２５内の成膜環境条件を変えるようにしてもよい。
【００９６】
上記のようにして位置を制御されたサセプタ２１及びサテライト２１ａの、そのサテライト２１ａ上にセットされた基板２００に対し、成膜が行われる。この例では、噴出部２２の中層部２２ｂからＴＭＧ又はＴＭＡを含んだＨ2ガス又はＮ2ガスが噴出され、下層部２２ａ及び上層部２２ｃからＮＨ3を含むＨ2ガス又はＮ2ガスが噴出されて、基板２００上にＧａＮ又はＡｌＮが成膜される。
【００９７】
例えばこのようにして、先に基板２００上に成膜したＡｌＮ又はＧａＮの上に、更にＧａＮ又はＡｌＮを成膜することができる。
ＡｌＮとＧａＮを交互に成膜する場合には、上記のような手順が繰り返される。
【００９８】
また、ＡｌＧａＮを成膜する場合には、次のように成膜が行われる。
まず、所定の初期位置に配置されたサセプタ２１及びサテライト２１ａの、そのサテライト２１ａ上に、基板２００がセットされる。
【００９９】
成膜装置２０ａでは、原料ガス２１０の種類、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置、反応室２５内の成膜環境条件（ＴＭＡ及びＴＭＧを含む原料ガス２１０の流量、反応室２５の圧力、基板２００の温度等）を含む情報２３ｅが、制御装置２３の取得部２３ａによって取得される。
【０１００】
制御装置２３では、生成部２３ｂにより、取得部２３ａで取得された情報２３ｅに基づき、その成膜環境条件での反応室２５内の分解曲線を示す情報２３ｆが生成され、検出部２３ｃにより、原料ガス２１０に含まれるＴＭＡ及びＴＭＧの分解ピーク位置が検出される。
【０１０１】
そして、設定部２３ｄにより、検出部２３ｃで検出されたＴＭＡ及びＴＭＧの分解ピーク位置の中間に基板２００が配置されるように、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置が設定される。更に、設定部２３ｄにより、その設定した位置となるように駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃを制御する制御信号Ｓが生成される。生成された制御信号Ｓは、駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃに送信される。
【０１０２】
駆動部２６ｃ及び駆動部２７ｃは、設定部２３ｄから送信される制御信号Ｓに基づき、サセプタ２１及びサテライト２１ａを、設定部２３ｄによって設定された位置に制御する。
【０１０３】
尚、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置の制御後、改めて分解曲線を生成し、その分解曲線に基づき、ＴＭＡ及びＴＭＧの分解ピーク位置の変動に対し、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置を改めて制御するようにしてもよい。また、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置の制御後、ＴＭＡ及びＴＭＧの分解ピーク位置の変動量等に基づき、反応室２５内の成膜環境条件を変えるようにしてもよい。
【０１０４】
上記のようにして位置を制御されたサセプタ２１及びサテライト２１ａの、そのサテライト２１ａ上にセットされた基板２００に対し、成膜が行われる。この例では、噴出部２２の中層部２２ｂからＴＭＡ及びＴＭＧを含んだＨ2ガス又はＮ2ガスが噴出され、下層部２２ａ及び上層部２２ｃからＮＨ3を含むＨ2ガス又はＮ2ガスが噴出されて、基板２００上にＡｌＧａＮが成膜される。
【０１０５】
例えばこのようにして、基板２００に対するＡｌＧａＮの成膜が行われる。成膜の際、基板２００は、制御装置２３により、ＴＭＡ及びＴＭＧの分解ピーク位置の中間に合わせて配置されている。そのため、基板２００上に均一性の良い膜厚、膜質でＡｌＧａＮを成膜することができる。
【０１０６】
この第３の実施の形態では、取得部２３ａにより、原料ガス２１０の種類、サセプタ２１及びサテライト２１ａの位置、反応室２５内の成膜環境条件を含む情報２３ｅを取得し、その情報２３ｅから、生成部２３ｂにより、分解曲線を示す情報２３ｆを生成した。このほか、例えば過去の成膜実績等から、成膜に用いる原料ガス２１０について分解曲線が既知である場合には、取得部２３ａ及び生成部２３ｂでの処理を省略し、その既知の分解曲線を情報２３ｆとして検出部２３ｃに入力し、以後の処理を実行するようにしてもよい。
【０１０７】
尚、以上の説明では、III−Ｖ族化合物半導体としてＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮを成膜する場合を例示した。上記の成膜装置１０，２０，２０ａは、例えば、インジウム（Ｉｎ）を含むインジウムアルミニウムナイトライド（ＩｎＡｌＮ）、インジウムガリウムナイトライド（ＩｎＧａＮ）、インジウムアルミニウムガリウムナイトライド（ＩｎＡｌＧａＮ）等の成膜にも同様に適用可能である。また、インジウムリン（ＩｎＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等、他のIII−Ｖ族化合物半導体の成膜にも同様に適用可能である。このほか、ジンクセレン（ＺｎＳｅ）やジンクサルファイド（ＺｎＳ）等のII−VI族化合物半導体、ＳｉＣやシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等のIV−IV族化合物半導体の成膜にも同様に適用可能である。上記の成膜装置１０，２０，２０ａは、各種化合物半導体の成膜に適用可能であり、化合物半導体を用いたＨＥＭＴのほか、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や半導体レーザ等、各種半導体デバイスの製造に適用可能である。
【０１０８】
また、以上説明した成膜装置１０，２０，２０ａが備える制御装置１３，２３の処理機能は、コンピュータを用いて実現することができる。
図１２は成膜装置に用いるコンピュータのハードウェアの構成例を示す図である。
【０１０９】
コンピュータ３００は、プロセッサ３０１によって装置全体が制御されている。プロセッサ３０１には、バス３０９を介してＲＡＭ（Random Access Memory）３０２と複数の周辺機器が接続される。プロセッサ３０１は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ３０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。また、プロセッサ３０１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。
【０１１０】
ＲＡＭ３０２は、コンピュータ３００の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ３０２には、プロセッサ３０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ３０２には、プロセッサ３０１による処理に必要な各種データが格納される。
【０１１１】
バス３０９に接続されている周辺機器としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３０３、グラフィック処理装置３０４、入力インタフェース３０５、光学ドライブ装置３０６、機器接続インタフェース３０７及びネットワークインタフェース３０８がある。
【０１１２】
ＨＤＤ３０３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込み及び読み出しを行う。ＨＤＤ３０３は、コンピュータ３００の補助記憶装置として使用される。ＨＤＤ３０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、及び各種データが格納される。尚、補助記憶装置としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。
【０１１３】
グラフィック処理装置３０４には、モニタ３１１が接続されている。グラフィック処理装置３０４は、プロセッサ３０１からの命令に従って、画像をモニタ３１１の画面に表示させる。モニタ３１１としては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や液晶表示装置等がある。
【０１１４】
入力インタフェース３０５には、キーボード３１２とマウス３１３とが接続されている。入力インタフェース３０５は、キーボード３１２やマウス３１３から送られてくる信号をプロセッサ３０１に送信する。尚、マウス３１３は、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボール等がある。
【０１１５】
光学ドライブ装置３０６は、レーザ光等を利用して、光ディスク３１４に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク３１４は、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク３１４には、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等がある。
【０１１６】
機器接続インタフェース３０７は、コンピュータ３００に周辺機器を接続するための通信インタフェースである。例えば機器接続インタフェース３０７には、メモリ装置３１５やメモリリーダライタ３１６を接続することができる。メモリ装置３１５は、機器接続インタフェース３０７との通信機能を搭載した記録媒体である。メモリリーダライタ３１６は、メモリカード３１７へのデータの書き込み、又はメモリカード３１７からのデータの読み出しを行う装置である。メモリカード３１７は、カード型の記録媒体である。
【０１１７】
ネットワークインタフェース３０８は、ネットワーク３１０に接続されている。ネットワークインタフェース３０８は、ネットワーク３１０を介して、他のコンピュータ又は通信機器との間でデータの送受信を行う。
【０１１８】
以上のようなハードウェア構成によって、成膜装置１０，２０，２０ａが備える制御装置１３，２３の処理機能を実現することができる。例えば、制御装置２３における取得部２３ａでの情報２３ｅの取得や記憶、生成部２３ｂでの情報２３ｆの生成や記憶、検出部２３ｃでの分解ピーク位置の検出、並びに、設定部２３ｄでの位置設定及び制御信号Ｓの生成の各処理を実現することができる。また、制御装置１３，２３による駆動部２６ｂ，２６ｃ，２７ｂ，２７ｃの駆動制御を実現することができる。
【０１１９】
コンピュータ３００は、例えば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、成膜装置１０，２０，２０ａが備える制御装置１３，２３の処理機能を実現する。コンピュータ３００に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。例えば、コンピュータ３００に実行させるプログラムをＨＤＤ３０３に格納しておくことができる。プロセッサ３０１は、ＨＤＤ３０３内のプログラムの少なくとも一部をＲＡＭ３０２にロードし、プログラムを実行する。また、コンピュータ３００に実行させるプログラムを、光ディスク３１４、メモリ装置３１５、メモリカード３１７等の可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、例えば、プロセッサ３０１からの制御により、ＨＤＤ３０３にインストールされた後、実行可能となる。また、プロセッサ３０１が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。
【０１２０】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  第１主面の中央部より外側に、基板が配置される配置部を有するサセプタと、
前記中央部に対向配置され、側方に向かって原料ガスを噴出する噴出部と、
前記噴出部から噴出される前記原料ガスの条件に基づき、前記噴出部に対する前記配置部の位置を制御する制御部と
を含むことを特徴とする成膜装置。
【０１２１】
（付記２）  前記制御部は、前記サセプタを、前記噴出部に対して離接する方向に駆動する第１駆動部を含むことを特徴とする付記１に記載の成膜装置。
（付記３）  前記制御部は、前記配置部を、前記第１主面内で前記中央部に対して離接する方向に駆動する第２駆動部を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の成膜装置。
【０１２２】
（付記４）  前記制御部は、前記原料ガスに含まれる成分ガスの種類に基づき、前記位置を制御することを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の成膜装置。
（付記５）  前記制御部は、前記原料ガスを用いて行われる成膜時の成膜環境に基づき、前記位置を制御することを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の成膜装置。
【０１２３】
（付記６）  前記制御部は、
前記噴出部から噴出される前記原料ガスの、前記噴出部からの距離と分解率との関係を示す第１情報を用いて、前記分解率がピークとなる前記距離を検出する検出部と、
検出された前記距離に基づき、前記噴出部に対する前記配置部の位置を設定する設定部と
を含むことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の成膜装置。
【０１２４】
（付記７）  前記原料ガスを用いて行われる成膜時の成膜環境の条件を含む第２情報を取得する取得部と、
取得された前記第２情報を用いて、前記関係を示す前記第１情報を生成する生成部と
を更に含む付記６に記載の成膜装置。
【０１２５】
（付記８）  前記配置部は、前記第１主面内で自転することを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の成膜装置。
（付記９）  前記サセプタは、前記中央部を軸にして回転することを特徴とする付記１乃至８のいずれかに記載の成膜装置。
【０１２６】
（付記１０）  前記サセプタの下方に設けられ、前記配置部に配置される前記基板の温度を調節する温調部を含むことを特徴とする付記１乃至９のいずれかに記載の成膜装置。
（付記１１）  前記サセプタが配置される反応室を含み、
前記反応室は、前記噴出部が設けられる天板と、排気口とを有することを特徴とする付記１乃至１０のいずれかに記載の成膜装置。
【０１２７】
（付記１２）  前記原料ガスは、１種又は２種以上の有機金属ガスを含むことを特徴とする付記１乃至１１のいずれかに記載の成膜装置。
（付記１３）  第１主面の中央部より外側に、複数の基板がそれぞれ配置される、同心円上に配置された複数の配置部を有するサセプタと、
前記中央部に対向配置され、側方に向かって原料ガスを噴出する噴出部と、
前記噴出部から噴出される前記原料ガスの条件に基づき、前記噴出部に対する前記複数の配置部の位置を制御する制御部と
を含むことを特徴とする成膜装置。
【０１２８】
（付記１４）  第１主面の中央部より外側に、基板が配置される配置部を有するサセプタと、
前記中央部に対向配置され、側方に向かって原料ガスを噴出する噴出部と、
前記噴出部から噴出される前記原料ガスの条件に基づき、前記噴出部に対する前記配置部の位置を制御する制御部と
を含む成膜装置による成膜処理をコンピュータに実行させる成膜処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記噴出部から噴出される前記原料ガスの、前記噴出部からの距離と分解率との関係を示す第１情報を用いて、前記分解率がピークとなる前記距離を検出し、
検出された前記距離に基づき、前記噴出部に対する前記配置部の配置位置を設定し、
前記制御部によって、前記配置部を、設定された前記配置位置に制御する
処理を実行させることを特徴とする成膜処理プログラム。
【０１２９】
（付記１５）  前記コンピュータに、
前記原料ガスを用いて行われる成膜時の成膜環境の条件を含む第２情報を取得し、
取得された前記第２情報を用いて、前記関係を示す前記第１情報を生成する
処理を実行させることを特徴とする付記１４に記載の成膜処理プログラム。
【符号の説明】
【０１３０】
１０，２０，２０ａ  成膜装置
１１，２１  サセプタ
１１ａ  配置部
１１ｂ，２１ｂ  表面
１１ｃ，２１ｃ  中央部
１２，２２  噴出部
１３，２３  制御装置
２１ａ  サテライト
２１ｄ  保持部
２２ａ  下層部
２２ｂ  中層部
２２ｃ  上層部
２３ａ  取得部
２３ｂ  生成部
２３ｃ  検出部
２３ｄ  設定部
２３ｅ，２３ｆ  情報
２４  温調部
２５  反応室
２５ａ  天井板
２５ｂ  排気口
２６ａ，２７ａ  シャフト
２６ｂ，２６ｃ，２７ｂ，２７ｃ  駆動部
２７ｄ  ロッド
２７ｅ  溝
１００，２００  基板
１１０，２１０  原料ガス
１１０ａ，２１０ａ  原料
２１０ｂ  貯蔵部
２１０ｃ  配管
２１０ｄ  コントローラ
３００  コンピュータ
３０１  プロセッサ
３０２  ＲＡＭ
３０３  ＨＤＤ
３０４  グラフィック処理装置
３０５  入力インタフェース
３０６  光学ドライブ装置
３０７  機器接続インタフェース
３０８  ネットワークインタフェース
３０９  バス
３１０  ネットワーク
３１１  モニタ
３１２  キーボード
３１３  マウス
３１４  光ディスク
３１５  メモリ装置
３１６  メモリリーダライタ
３１７  メモリカード
【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】
2016051720.tif 000011
【図１０】
2016051720.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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