(57)【要約】【課題】薄膜を形成する基板表面の温度差を解消して均一な薄膜を形成することができる気相成長装置を提供する。【解決手段】サセプタ１２に保持される載置プレート１４の裏面側に加熱手段（ヒーター１６）を設けた気相成長装置において、前記載置プレートのガス流れ下流側の底面を研削し、載置プレートにおけるガス流れ上流側１４ｄの厚さに対してガス流れ下流側１４ｅの厚さを薄くすることで載置プレートの上面温度を均一化し、載置プレートの上面に保持する基板の表面温度を均一化して均質な薄膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相成長装置の成膜室内に設けられたサセプタと、該サセプタに保持された載置プレートと、前記サセプタの裏面側に設けられた加熱手段とを備え、前記載置プレート上に載置した基板を前記加熱手段により載置プレートを介して加熱しながら前記成膜室内に原料ガスを導入して基板表面に薄膜を形成する気相成長装置において、前記載置プレートのガス流れ下流側の底面を研削し、該載置プレートにおけるガス流れ上流側の厚さに対してガス流れ下流側の厚さを薄くしたことを特徴とする気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置に関し、詳しくは、サセプタに保持された載置プレートに載置した基板を、サセプタの裏面側に設けた加熱手段から載置プレートを介して加熱する気相成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜室（チャンバー）内のサセプタに直接又は載置プレートを介して保持した基板を加熱手段で所定温度に加熱した状態で成膜室内に原料ガスを供給し、前記基板面に薄膜を堆積させる気相成長装置として、基板とサセプタとの間に調整板を介在させ、調整板の厚さを調節することによって複数の基板の温度を均一化することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−２７３６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された調整板を採用することで、複数の基板の温度差を解消することはできるが、サファイアなどで形成される調整板を最適な厚さの円盤状に形成するのに手間を要するという問題があった。また、成膜室内に導入された原料ガスの流れによって基板のガス流れ上流側と下流側とで基板の表面温度が不均一になることがあった。
【０００４】
そこで本発明は、薄膜を形成する基板表面の温度差を解消して均一な薄膜を形成することができる気相成長装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の気相成長装置は、気相成長装置の成膜室内に設けられたサセプタと、該サセプタに保持された載置プレートと、前記サセプタの裏面側に設けられた加熱手段とを備え、前記載置プレート上に載置した基板を前記加熱手段により載置プレートを介して加熱しながら前記成膜室内に原料ガスを導入して基板表面に薄膜を形成する気相成長装置において、前記載置プレートのガス流れ下流側の底面を研削し、該載置プレートにおけるガス流れ上流側の厚さに対してガス流れ下流側の厚さを薄くしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の気相成長装置によれば、原料ガスとの接触によって温度が低くなる傾向にある載置プレートのガス流れ上流側に対して、温度が高くなる傾向にあるガス流れ下流側の底面部分を研削し、載置プレートの厚さをガス流れ上流側よりガス流れ下流側を薄くすることにより、加熱手段と底面との距離を調節して加熱手段から載置プレートに伝達される熱量を適正化することができる。これにより、載置プレートの上面温度を均一化することができ、載置プレートに保持した基板全体を均一に加熱することによって均質な薄膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の気相成長装置の一形態例を示す断面正面図、図２は同じく要部の断面正面図、図３乃至図５は載置プレート底面の他の研削加工例を示す断面正面図である。
【０００８】
この気相成長装置は、石英ガラスで覆われた成膜室１１内に円盤状のサセプタ１２を回転可能に設けるとともに、該サセプタ１２の外周部にプレート受け台１３を介して複数の載置プレート１４を設けた公転型気相成長装置であって、８枚の基板（図示せず）に同時に薄膜を形成することができるように形成されている。サセプタ１２は、成膜室１１の底面中央部を貫通した回転軸１５により支持されており、サセプタ１２の下方には、載置プレート１４を加熱する加熱手段であるヒーター１６が設けられている。また、成膜室１１のサセプタ１２の表面側中央部には、原料ガスを導入する導入部１７が設けられ、成膜室１１の外周部には排出部１８が設けられている。
【０００９】
前記プレート受け台１３は、内周に載置プレート１４を載置するための上向き段部１３ａを設けたリング状に形成されており、前記載置プレート１４は、上部の大径部１４ａと下部の小径部１４ｂとを有する段付円盤状に形成され、大径部１４ａと小径部１４ｂとの間に形成される下向き段部１４ｃが前記プレート受け台１３の上向き段部１３ａの上に載置された状態で保持される。
【００１０】
この気相成長装置を使用して基板上に薄膜を形成する際には、ヒーター１６により載置プレート１４を介して基板を所定温度に加熱しながら、導入部１７から成膜室１１内に原料ガスを導入し、排気ガスを排出部１８を通して成膜室１１内から排出する。このとき、回転軸１５によってサセプタ１２が回転駆動されることにより、載置プレート１４及び基板は公転機構により公転する。
【００１１】
このようにして基板に薄膜を形成する際に、載置プレート１４の底面とヒーター１６の発熱面との距離を変化させることにより、ヒーター１６から載置プレート１４に伝わる熱量を制御することができる。したがって、複数の載置プレート１４の厚さを各載置プレート１４毎にそれぞれ適切に設定することにより、複数の載置プレート１４の各上面の温度差を解消することができる。
【００１２】
そして、それぞれの載置プレート１４においても、原料ガスとの接触によって温度が低くなる傾向にある載置プレート１４のガス流れ上流側１４ｄに対して、温度が高くなる傾向にあるガス流れ下流側１４ｅの底面部分を研削し、載置プレート１４の厚さをガス流れ上流側１４ｄに対してガス流れ下流側１４ｅを薄く形成し、載置プレート１４の各位置における底面とヒーター１６の発熱面との距離を調節することにより、ヒーター１６から載置プレート１４に伝達される熱量を適正化することができる。
【００１３】
すなわち、ガス流れ上流側１４ｄの底面はヒーター１６に近く、ガス流れ下流側１４ｅの底面はヒーター１６から遠くなるように形成することにより、ガス流れ上流側１４ｄへのヒーター１６からの伝熱量を多く、ガス流れ下流側１４ｅへのヒーター１６からの伝熱量を少なくすることができるので、載置プレート１４の上面温度を全体的に均一化することができ、載置プレート１４上に載置する基板を均一に加熱することができる。
【００１４】
載置プレート１４の底面の研削加工形状は任意であり、例えば、載置プレート１４の底面を、図２に示すように、左側のガス流れ上流側１４ｄから右側のガス流れ下流側１４ｅに向かって段階的に研削して研削加工部２０を除去することにより、載置プレート１４の厚さは、ガス流れ上流側１４ｄが厚く、ガス流れ下流側１４ｅに向かって段階的に薄くなった形状になり、ガス流れ上流側１４ｄの底面はヒーター１６に近く、ガス流れ下流側１４ｅの底面はヒーター１６から離れた状態になる。
【００１５】
これにより、ヒーター１６からの載置プレート１４の加熱量を、原料ガスとの接触により温度が低下する傾向にあるガス流れ上流側１４ｄでは多く、ガス流れ下流側１４ｅでは少なくできるので、原料ガスの流れによって生じていた載置プレート１４の上面温度差、すなわち、載置プレート１４に載置されて載置プレート１４を介して加熱される基板の表面温度を均一化することができる。
【００１６】
載置プレート１４の底面から除去する研削加工部の形状は、製造後に測定した上面の温度差の状態や、研削用工具の条件等に応じて適宜選択することができ、例えば、図３に示すように、底面部分を段階的に研削した研削加工部２１の段差間にスリット２１ａを設けたり、図４に示すように、ガス流れ上流側１４ｄからガス流れ下流側１４ｅに向けて平面状に研削した研削加工部２２や、図５に示すように、ガス流れ上流側１４ｄからガス流れ下流側１４ｅに向けて曲面状又は球面状に研削した研削加工部２３とすることができる。
【００１７】
なお、プレート受け台１３及び載置プレート１４の材質は任意であるが、例えば、ＳｉＣコートカーボンにて製作することができる。また、本発明は、基板を公転させない横型や縦型の気相成長装置にも適用可能である。
【実施例１】
【００１８】
まず、上面と底面とが平行な状態に形成された載置プレートの下方にヒーターを配置し、ヒータの設定温度を８５０℃にして載置プレートを下方から加熱し、そのときの上面温度を、載置プレートの中心と、中心に対してガス流れ上流側に向かって１５ｍｍの位置及び３０ｍｍの位置、中心に対してガス流れ下流側に向かって１５ｍｍ（−１５ｍｍ）の位置及び３０ｍｍ（−３０ｍｍ）の位置の５箇所でそれぞれ測定した。その結果、図６に加工前で示すように、ガス流れ上流側部分の上面温度は約７７５℃、中心は約７８３℃、ガス流れ下流側部分は約７８５℃となり、載置プレート上面の最高温度と最低温度との差が約１０℃発生していた。
【００１９】
そこで、図２に示すように、載置プレートの底面を温度差を考慮して段階的に研削し、同じ条件で加熱したところ、図６に加工後で示すように、上面温度は約７７１〜約７７２℃の範囲内に収まり、載置プレート上面の最高温度と最低温度との差を２℃以下に抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の気相成長装置の一形態例を示す断面正面図である。
【図２】要部の断面正面図である。
【図３】載置プレート底面の他の研削加工例を示す断面正面図である。
【図４】載置プレート底面の他の研削加工例を示す断面正面図である。
【図５】載置プレート底面の他の研削加工例を示す断面正面図である。
【図６】実施例１における載置プレートの上面温度を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１…成膜室、１２…サセプタ、１３…プレート受け台、１３ａ…上向き段部、１４…載置プレート、１４ａ…大径部、１４ｂ…小径部、１４ｃ…下向き段部、１４ｄ…ガス流れ上流側、１４ｅ…ガス流れ下流側、１５…回転軸、１６…ヒーター、１７…導入部、１８…排出部、２０〜２３…研削加工部
【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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