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JP2018082063A - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】原料、ドーパントまたは反応生成物がガス供給部に付着することを抑制することができる成膜装置を提供する。【解決手段】本実施形態による成膜装置は、基板を収容可能な成膜室と、成膜室の上部に設けられ基板の成膜面上にガスを供給する複数のノズルを有するガス供給部と、基板を加熱するヒータと、ガス供給部の複数のノズルに対応する位置に複数の開口部を有する第１保護カバーとを有する。【選択図】図１

Description

本発明による実施形態は、成膜装置に関する。
従来から、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワーデバイスのように比較的膜厚の大きい結晶膜を必要とする半導体素子の製造工程では、基板に単結晶薄膜を気相成長させて成膜するエピタキシャル成長技術が用いられる。
エピタキシャル成長技術に用いられる成膜装置では、常圧または減圧に保持された成膜室の内部に基板を載置し、その基板を回転させかつ加熱しながら成膜室内に原料ガスおよびドーピングガスを供給する。これにより、基板の表面で原料ガスの熱分解反応および水素還元反応が起こり、基板上に被膜であるエピタキシャル膜が成膜される。
原料ガスおよびドーピングガスは、成膜室の上部に設けられたガス供給部から導入される。しかし、ガス供給部の供給口近傍において原料ガスやドーピングガスが滞留して加熱されると、原料やドーパント、反応生成物がガス供給部の表面に付着してしまう。このようなガス供給部に付着した原料やドーパント、反応生成物はパーティクルとなって基板上に落下すると不良の原因となる。また、成膜室内を排気またはパージしても、ガス供給部に付着したドーパント、反応生成物が成膜室内において気化してしまう。この場合、成膜室の排気またはパージに長時間かかってしまう。
特開２０１１−２３３７７７号公報 特開平５−３４３３３１号公報 特開２００２−０１６００８号公報
原料、ドーパントまたは反応生成物がガス供給部に付着することを抑制し、ガス供給部を保護することができる成膜装置を提供する。
本実施形態による成膜装置は、基板を収容可能な成膜室と、成膜室の上部に設けられ基板の成膜面上にガスを供給する複数のノズルを有するガス供給部と、基板を加熱するヒータと、ガス供給部の複数のノズルに対応する位置に複数の開口部を有する第１保護カバーと、を備えている。
成膜室は、ガス供給部の下にガスの温度上昇を抑制する温度上昇抑制領域を有し、温度上昇抑制領域の周囲にある成膜室の第１側壁部を被覆する第２保護カバーをさらに備えてもよい。
温度上昇抑制領域の周囲にある成膜室の第１側壁部の内径は、該第１側壁部より下方にある成膜室の第２側壁部の内径よりも小さく、第１側壁部と第２側壁部との間の段差部を被覆する第３保護カバーをさらに備えてもよい。
第１から第３保護カバーは、それぞれ成膜室内に露出する第１の面と、被覆される部分に対向する第２の面とを有し、第１から第３保護カバーのいずれかは、第２の面において被覆される部分と嵌合する凹凸形状を有してもよい。
第１保護カバーは、成膜室内にガスの供給方向へ延伸する仕切り板を有してもよい。
第1実施形態による成膜装置１の構成例を示す断面図。 チャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図。 チャンバ１０の頭部１２およびガス供給部４０の内部構成を示す斜視図。 図３の４−４線に沿った断面図。 第１保護カバー１１０の構成例を示す平面図。 第２実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図。 第２実施形態による第１保護カバー１１０の平面図。 第３実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図。 第４実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図。 第５実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
（第１実施形態）
図１は、第1実施形態による成膜装置１の構成例を示す断面図である。成膜装置１は、チャンバ１０と、ライナ２０と、第１冷却部３１、第２冷却部３２、第３冷却部３５と、ガス供給部４０と、排気部５０と、サセプタ６０と、支持部７０と、回転機構８０と、下部ヒータ９０と、上部ヒータ９５と、リフレクタ１００と、保護カバー１１０、１１２、１１４、１１６とを備えている。
成膜室としてのチャンバ１０は、基板Ｗを収容可能であり、例えば、ステンレス製である。チャンバ１０の内部は、図示しない真空ポンプによって減圧されている。チャンバ１０は、頭部１２と、胴部１３とを有する。頭部１２には、ガス供給部４０および第１冷却部３１、第２冷却部３２が設けられている。ガス供給部４０から供給された原料ガス、キャリアガス、ドーピングガスを含むプロセスガスは、頭部１２におけるチャンバ１０の内部で第１冷却部３１、第２冷却部３２によって温度上昇が抑制される。従って、チャンバ１０の頭部１２の内部を、以下、温度上昇抑制領域Ｒｃと呼ぶ。
胴部１３におけるチャンバ１０の内部には、サセプタ６０、回転機構８０、下部ヒータ９０および上部ヒータ９５等が設けられている。ガス供給部４０から供給されたガスは、胴部１３の内部において加熱され、基板Ｗの表面において反応する。これにより、基板Ｗ上に材料膜がエピタキシャル成長される。材料膜は、例えば、ＳｉＣ膜等である。
チャンバ１０の頭部１２の内径は、胴部１３のそれよりも小さい。よって、頭部１２の第１側壁部１６の内径は、胴部１３の第２側壁部１７の内径よりも小さく、それにより、頭部１２と胴部１３との間には段差部ＳＴが設けられている。段差部ＳＴの下には、リフレクタ１００やライナ２０等が設けられている。
ライナ２０は、チャンバ１０の内壁を被覆して保護する中空筒状の部材であり、例えば、カーボン製である。ライナ２０は、上部ヒータ９５を被覆して上部ヒータ９５に材料膜が成膜することを抑制する。
第１冷却部３１、第２冷却部３２は、チャンバ１０の頭部１２に設けられており、例えば、冷媒（例えば、水）の流路となっている。流路を冷媒が流れることによって、第１冷却部３１、第２冷却部３２は、温度上昇抑制領域Ｒｃ内のガスの温度上昇を抑制する。また、第１冷却部３１、第２冷却部３２は、ガス供給部４０のノズルの周囲にも設けられている。これにより、温度上昇抑制領域Ｒｃへ供給されるガスを冷却することができる。それとともに、第１冷却部３１、第２冷却部３２は、上部ヒータ９５や下部ヒータ９０からの熱によってチャンバ１０の頭部１２を加熱しないようにする。
第３冷却部３５は、チャンバ１０の胴部１３に設けられており、第１冷却部３１、第２冷却部３２と同様に、例えば、冷媒（例えば、水）の流路となっている。しかし、第３冷却部３５は、胴部１３内の空間を冷却するために設けられているのではなく、上部ヒータ９５や下部ヒータ９０からの熱がチャンバ１０の胴部１３を加熱しないように設けられている。
ガス供給部４０は、基板Ｗの表面に対向するチャンバ１０の上面に設けられており、複数のノズルを有する。ガス供給部４０は、該ノズルを介して、原料ガス、ドーピングガスおよびキャリアガスをチャンバ１０の内部の温度上昇抑制領域Ｒｃへ供給する。
排気部５０は、チャンバ１０の底部に設けられており、成膜処理に用いられた後のガスをチャンバ１０の外部へ排気する。
サセプタ６０は、基板Ｗを載置可能な円環状の部材であり、例えば、カーボン製である。支持部７０は、サセプタ６０を支持可能な円筒形の部材であり、例えば、サセプタ６０と同様にカーボン製である。支持部７０は、回転機構８０に接続されており、回転機構８０によって回転可能に構成されている。支持部７０は、サセプタ６０とともに基板Ｗを回転させることができる。サセプタ６０および支持部７０は、カーボンの他、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などの１７００℃以上の耐熱性がある材料で形成されてもよい。
下部ヒータ９０は、サセプタ６０および基板Ｗの下方、かつ、支持部７０の内部に設けられている。下部ヒータ９０は、基板Ｗをその下方から加熱する。上部ヒータ９５は、チャンバ１０の胴部１３の側面に沿って設けられており、胴部１３の内部を加熱する。上部ヒータ９５は、温度上昇抑制領域Ｒｃを直接加熱しないように、チャンバ１０の段差部ＳＴの下方に設けられている。回転機構８０が基板Ｗを、例えば、９００ｒｐｍ以上の高速で回転させながら、下部ヒータ９０および上部ヒータ９５が、その基板Ｗを１５００℃以上の高温に加熱する。これにより、基板Ｗが均一に加熱され得る。
リフレクタ１００は、チャンバ１０の頭部１２と胴部１３との間に設けられており、例えば、カーボン製である。リフレクタ１００は、下部ヒータ９０、上部ヒータ９５からの熱を下方へ反射する。これにより、温度上昇抑制領域Ｒｃの温度が下部ヒータ９０、上部ヒータ９５からの熱によって過剰に上昇しないようにする。例えば、リフレクタ１００は、第１冷却部３１、第２冷却部３２とともに、温度上昇抑制領域Ｒｃの温度を原料ガスの反応温度未満にするように機能する。リフレクタ１００は、カーボンの他、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＣ（炭化タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などの１７００℃以上の耐熱性がある材料で形成されてもよい。リフレクタ１００は、１枚の薄板でもよいが、熱を効率良く反射するために複数の薄板を適当な間隔で離間させた構造とすることが好ましい。
第１〜第３保護カバー１１０〜１１６の構成については、図２を参照して説明する。
図２は、チャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図である。ガス供給部４０には、複数のノズルＮが設けられている。ノズルＮは、チャンバ１０内のサセプタ６０上に載置された基板Ｗの表面に向かって、該基板Ｗの表面に対して略垂直方向（即ち、略鉛直方向）Ｄ１へ、原料ガス、ドーピングガスおよびキャリアガスを噴出するように設けられている。ノズルＮは、原料ガス、ドーピングガスおよびキャリアガスをチャンバ１０の外部から内部の温度上昇抑制領域Ｒｃへ導入する。ノズルＮの第１開口部ＯＰ１は、チャンバ１０の内側にあり、ガスを噴出するノズルＮの開口である。ノズルＮの第２開口部ＯＰ２は、チャンバ１０の外側にあり、ガスを取り入れるノズルＮの開口である。
第１保護カバー１１０は、チャンバ１０内においてガス供給部４０の表面を被覆している。第１保護カバー１１０は、図３に示すように、ガス供給部４０および基板Ｗに対応するように略円形の平面形状を有し、例えば、石英等の高い耐熱性の材料で構成されている。第１保護カバー１１０は、複数のノズルＮに対応する位置に複数の開口部ＯＰ１１０を有する。開口部ＯＰ１１０は、ノズルＮの第１開口部ＯＰ１の大きさと等しいかそれ以上の大きさを有する。これにより、第１保護カバー１１０は、ノズルＮから噴出されるガスを妨げない。
第２保護カバー１１２は、チャンバ１０の頭部１２の第１側壁部１６を被覆している。第２保護カバー１１２は、円筒形を有し、例えば、石英等の高い耐熱性の材料で構成されている。
第３保護カバー１１４、１１６は、第１側壁部１６と第２側壁部１７との間の段差部ＳＴを被覆している。段差部ＳＴは、第１側壁部１６から第２側壁部１７へ向かってＲ形状部分を有する。保護カバー１１４は、段差部ＳＴのＲ形状を被覆するようにＲ形状に沿って曲面状に形成されている。保護カバー１１６は、リフレクタ１００とチャンバ１０の内壁との間に設けられている。第３保護カバー１１４、１１６も、例えば、石英等の高い耐熱性の材料で構成されている。第１〜第３保護カバー１１０〜１１６は、チャンバ１０の頭部１２の内壁に材料膜やドーパント、反応生成物が付着することを抑制することができる。
また、チャンバ１０は、ガス供給部４０の下にガスの温度上昇を抑制する温度上昇抑制領域Ｒｃを有する。温度上昇抑制領域Ｒｃは、チャンバ１０の頭部１２の内部空間であり、ノズルＮから導入されたガスの温度上昇を抑制するために設けられている。温度上昇抑制領域Ｒｃの周囲にあるチャンバ１０の第１側壁部１６には、第１冷却部３１が設けられている。第１冷却部３１は、冷媒（例えば、水）を用いて第１側壁部１６を介して温度上昇抑制領域Ｒｃの温度上昇を抑制する。さらに、チャンバ１０の上部にあるガス供給部４０内には、第２冷却部３２が設けられている。第２冷却部３２も、冷媒（例えば、水）を用いてガス供給部４０を介して温度上昇抑制領域Ｒｃに供給されるガスを冷却する。また、第２冷却部３２は、ノズルＮの周囲に設けられており、ノズルＮを通過するガスも冷却する。
これにより、チャンバ１０の頭部１２の温度上昇抑制領域Ｒｃにおいて、原料ガス、ドーピングガスおよびキャリアガスの温度上昇が抑制される。例えば、ＳｉＣを成膜する場合には、ガス供給部４０は、原料ガスとしてシランガスおよびプロパンガスをチャンバ１０内へ供給する。また、例えば、Ｐ型ＳｉＣ膜を形成する場合、ガス供給部４０は、ドーピングガスとしてＴＭＡ（Tri-Methyl-Aluminum）ガスをチャンバ１０内へ供給する。キャリアガスとしては、例えば、水素、アルゴン等が用いられる。温度上昇抑制領域Ｒｃにおいて、シランガスおよびプロパンガスの反応温度（例えば、４００℃）未満に温度上昇が抑制される。これにより、チャンバ１０の頭部１２の内壁やガス供給部４０の内壁にＳｉＣ膜等の材料膜が付着することを抑制することができる。尚、温度上昇抑制および冷却とは、ガスの温度を低下させることだけでなく、ガスの温度上昇の度合い（上昇率）を抑制することも含む。従って、温度上昇抑制領域Ｒｃにおいてガスの温度が上昇していても、温度上昇抑制領域Ｒｃが無い場合と比べて、その温度上昇率が低ければよい。
一方、例えば、下部ヒータ９０および上部ヒータ９５は、基板Ｗを１５００℃以上の高温に加熱する。ガス供給部４０は、加熱された基板Ｗの表面にシランガス、プロパンガスおよびＴＭＡガスを供給する。これにより、シランガスおよびプロパンガスが基板Ｗの表面において反応し、ＳｉＣ膜が基板Ｗの表面上にエピタキシャル成長する。このとき、ＴＭＡがドーパントとしてＳｉＣ膜にドーピングされることによって、Ｐ型ＳｉＣ膜が形成される。
図３は、チャンバ１０の頭部１２およびガス供給部４０の内部構成を示す斜視図である。図４は、図３の４−４線に沿った断面図である。尚、ここでは、第１〜第３保護カバー１１０〜１１６の図示を省略している。
図３に示すように、ガス供給部４０には、複数のノズルＮが設けられている。ガス供給部４０内においてノズルＮの周囲には、第２冷却部３２が設けられている。第２冷却部３２は、例えば、水等の冷媒を貯留しあるいは流すことができるように空間あるいは流路を有する。ガス供給部４０には、ノズルＮの他に、基板Ｗの温度を計測するために測温マド４１が設けられている。測温マド４１の上方には、図示しない放射温度計が配置されており、放射温度計が測温マド４１を介して基板Ｗの表面温度を計測する。基板Ｗの温度データは、下部ヒータ９０、上部ヒータ９５にフィードバックされ、基板Ｗを所望温度に維持可能とする。
図４に示すように、チャンバ１０の頭部１２の第１側壁部１６には、第１冷却部３１が設けられている。第１冷却部３１は、例えば、水等の冷媒を貯留しあるいは流すことができるように空間あるいは流路を有する。
図５は、第１保護カバー１１０の構成例を示す平面図である。第１保護カバー１１０は、略円形を有し、開口部ＯＰ１１０を有する。開口部ＯＰ１１０は、ガス供給部４０のノズルＮに対応して設けられている。第１保護カバー１１０は、開口部ＯＰ１１０よりも小さな複数の穴Ｈ１１０をさらに有する。穴Ｈ１１０は、第１保護カバー１１０の面内にほぼ均等に設けられており、例えば、外周パージガスの整流を可能とする。また、第１保護カバー１１０の外周には、突出部ＰＲ１１０が設けられている。突出部ＰＲ１１０は、第２保護カバー１１２またはチャンバ１０の第１側壁部１６に支持され、第１保護カバー１１０をガス供給部４０の直下に固定するために設けられている。
このように、本実施形態による成膜装置１は、チャンバ１０内においてガス供給部４０の表面を被覆し、複数のノズルＮに対応する位置に複数の開口部ＯＰ１１０を有する第１保護カバー１１０を備えている。これにより、ガス供給部４０からのガスの供給を妨げることなく、ガス供給部４０の内壁に反応生成物（ドーパントを含む）が付着することを抑制し、ガス供給部４０を保護することができる。
また、成膜装置１は、温度上昇抑制領域Ｒｃの周囲にあるチャンバ１０の第１側壁部１６を被覆する第２保護カバー１１２をさらに備えている。これにより、チャンバ１０の内壁に反応生成物（ドーパントを含む）が付着することを抑制し、第１側壁部１６を保護することができる。
さらに、成膜装置１は、段差部ＳＴを被覆する第３保護カバー１１４、１１６をさらに備えている。これにより、チャンバ１０の内壁の段差部ＳＴに反応生成物（ドーパントを含む）が付着することを抑制し、段差部ＳＴを保護することができる。
ガス供給部４０の直下にある温度上昇抑制領域Ｒｃは、第１冷却部３１、および第２冷却部３２によって温度上昇が抑制されている。例えば、温度上昇抑制領域Ｒｃは、原料ガスの反応温度（例えば、４００℃）以下に冷却されている。従って、原料ガスやドーピングガスは、温度上昇抑制領域Ｒｃにおいて反応し難くなっている。これにより、チャンバ１０の頭部１２の内壁およびガス供給部４０の内壁に反応生成物（ドーパントを含む）が付着することをさらに抑制することができる。
一方、胴部１３には、下部ヒータ９０および上部ヒータ９５が設けられており、原料ガスやドーピングガスを急加熱することができる。これにより、胴部１３内に載置された基板Ｗの表面に、材料膜をエピタキシャル成長させることができる。
次に、本実施形態による成膜方法について簡単に説明する。
まず、チャンバ１０内に、基板Ｗを搬入し、サセプタ６０上に載置する。
次に、上部ヒータ９５および下部ヒータ９０を用いて基板Ｗを１５０℃／分程度のレートで、１５００℃以上になるまで加熱する。
次に、回転機構８０が基板Ｗを回転させ、ガス供給部４０が原料ガス（例えば、シランガスおよびプロパンガス）およびドーピングガス（例えば、ＴＭＡガス）をチャンバ１０内に供給する。これにより、基板Ｗ上に被膜（例えば、ＳｉＣエピタキシャル膜）が形成される。このとき、ガス供給部４０の下方には温度上昇抑制領域Ｒｃが設けられているので、反応生成物（ドーパントを含む）は、チャンバ１０の頭部１２の内壁およびガス供給部４０にほとんど付着しない。
一方、胴部１３には、下部ヒータ９０および上部ヒータ９５が設けられており、原料ガスやドーピングガスを１５００℃以上に加熱する。これにより、胴部１３内に載置された基板Ｗの表面に、均一な材料膜をエピタキシャル成長させることができる。
その後、チャンバ１０内を降温し、パージガスを供給する。そして、基板Ｗをチャンバ１０から搬出する。
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図である。第２実施形態は、第１保護カバー１１０が仕切り板ＰＴ１１０を備えている点で第１実施形態と異なる。仕切り板ＰＴ１１０は、ガス供給部４０に対して対向する対向面とは反対側の面に設けられ、ガスの供給方向Ｄ１へ延伸している。仕切り板ＰＴ１１０の長さは、特に限定しないが、ノズルＮからのガスの噴出速度に応じて任意に設定してよい。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の対応する構成と同様でよい。
図７は、第２実施形態による第１保護カバー１１０の平面図である。第２実施形態によれば、仕切り板ＰＴ１１０は、開口部ＯＰ１１０のそれぞれを区切るように設けられている。従って、仕切り板ＰＴ１１０は、開口部ＯＰ１１０の配置に適合するように設けられている。
例えば、図７に示す開口部ＯＰ１１０は、ノズルＮに対応するように、同心円Ｃ１〜Ｃ３上に設けられている。同心円Ｃ１〜Ｃ３は、中心Ｃを中心とする同心円であり、中心Ｃは、基板Ｗの表面の上方から見たときに基板Ｗの中心とほぼ一致する。同心円Ｃ１〜Ｃ３のうち同心円Ｃ１は、中心Ｃに最も近く、同心円Ｃ２が次に中心Ｃに近く、同心円Ｃ３が中心Ｃから最も遠い。尚、同心円Ｃ１〜Ｃ３は、仮想的な円であり、第１保護カバー１１０に実際には描かれていない。また、同心円の数も特に限定しない。
同心円Ｃ１上には、例えば、２つの開口部ＯＰ１１０が略均等に配列されている。同心円Ｃ２上には、４つの開口部ＯＰ１１０が略均等に配列されている。同心円Ｃ２上において互いに隣接する開口部ＯＰ１１０間の距離はいずれも同じである。さらに、同心円Ｃ３上には、８つの開口部ＯＰ１１０が略均等に配列されている。同心円Ｃ３上において互いに隣接する開口部ＯＰ１１０間の距離はいずれも同じである。このように、開口部ＯＰ１１０は、同心円上に略均等に配置されている。尚、第１保護カバー１１０に設けられる開口部ＯＰ１１０の配置や個数は、ノズルＮの配置や個数に対応していればよく、特に限定しない。
仕切り板ＰＴ１１０は、中心Ｃを中心とする同心円の形状を有する仕切り部ＰＴ１１０＿１、ＰＴ１１０＿２と、中心Ｃを中心として放射状に延伸する仕切り部ＰＴ１１０＿３〜ＰＴ１１０＿５とを備えている。仕切り部ＰＴ１１０＿１は、同心円Ｃ１とＣ２との間に設けられ、同心円Ｃ１上にある２つの開口部ＯＰ１１０と同心円Ｃ２上にある４つの開口部ＯＰ１１０との間を区切っている。仕切り部ＰＴ１１０＿２は、同心円Ｃ２とＣ３との間に設けられ、同心円Ｃ２上にある４つの開口部ＯＰ１１０と同心円Ｃ３上にある８つの開口部ＯＰ１１０との間を区切っている。
仕切り部ＰＴ１１０＿３は、同心円Ｃ１上にある２つの開口部ＯＰ１１０、同心円Ｃ２上にある４つの開口部ＯＰ１１０、および、同心円Ｃ３上にある８つの開口部ＯＰ１１０を、それぞれ半分ずつに区切るように設けられている。仕切り部ＰＴ１１０＿４は、仕切り部ＰＴ１１０＿３で区切られた同心円Ｃ２上にある２つの開口部ＯＰ１１０、および、仕切り部ＰＴ１１０＿３で区切られた同心円Ｃ３上にある４つの開口部ＯＰ１１０を、さらにそれぞれ半分ずつに区切るように設けられている。仕切り部ＰＴ１１０＿５は、仕切り部ＰＴ１１０＿３およびＰＴ１１０＿４で区切られた同心円Ｃ３上にある２つの開口部ＯＰ１１０を、さらにそれぞれ半分ずつに区切るように設けられている。
このように、仕切り板ＰＴ１１０は、複数の開口部ＯＰ１１０の各々を区切るように設けられている。これにより、複数の開口部ＯＰ１１０のそれぞれに対応する複数のノズルＮが異なる種類のガスを供給する場合であっても、仕切り板ＰＴ１１０は、それらのガスが第１保護カバー１１０やガス供給部４０の近傍において混合することを抑制することができる。その結果、第１保護カバー１１０およびガス供給部４０に、反応生成物（ドーパントを含む）が付着することを抑制することができる。さらに、第２実施形態は、第１実施形態と同様の効果も得ることができる。
尚、第２実施形態において、仕切り板ＰＴ１１０は、各開口部ＯＰ１１０を区切るように設けられている。しかし、仕切り板ＰＴ１１０は、複数の開口部ＯＰ１１０ごとに設けられてもよい。例えば、同種のガスが複数の開口部ＯＰ１１０を通過する場合には、その複数の開口部ＯＰ１１０の間には仕切り板ＰＴ１１０を設けなくてもよい。
また、同心円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のそれぞれに対応するノズルＮおいてキャリアガスの流量を変更している場合に、仕切り板ＰＴ１１０は、複数の開口部ＯＰ１１０を区切ってもよい。即ち、ガス供給部４０が混合ガスの流量を基板Ｗの中心からの距離に応じて変更する場合、仕切り板ＰＴ１１０は、複数の開口部ＯＰ１１０をそれぞれ区切ってもよい。これにより、基板Ｗ上に形成される材料膜の膜厚は同心円状に制御され、その膜厚の調整が容易になる。
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図である。第３実施形態による第２保護カバー１１２は、チャンバ１０の第１側壁部１６の内面ＳＦ１２に対向する面において凹凸形状を有する。これに伴い、チャンバ１０の第１側壁部１６の内面ＳＦ１２も、第２保護カバー１１２に対向する面において凹凸形状を有する。第２保護カバー１１２の凹凸と第１側壁部１６の凹凸とは、互い違いに嵌め込まれて嵌合している。即ち、第２保護カバー１１２の凸部は第１側壁部１６の凹部に嵌め込まれ、第２保護カバー１１２の凹部は第１側壁部１６の凸部を受容する。これにより、第２保護カバー１１２と第１側壁部１６との対向面積が増大し、第１冷却部３１により温度上昇抑制領域Ｒｃにおけるガスの温度上昇をより効果的に抑制することができる。即ち、第２保護カバー１１２と第１側壁部１６とのそれぞれの対向面を凹凸形状にすることによって、それらの対向面積を増大させ、それにより、第１冷却部３１の冷却効果を高めることができる。
第３実施形態では、第２保護カバー１１２と第１側壁部１６とのそれぞれの対向面を凹凸形状にしている。しかし、第１保護カバー１１０とガス供給部４０との対向面、および／または、第３保護カバー１１４、１１６とチャンバ１０の内壁との対向面も、同様に、凹凸形状にして互い違いに嵌め込んでもよい。第１保護カバー１１０とガス供給部４０との対向面を凹凸形状にすることによって、第２冷却部３２が温度上昇抑制領域Ｒｃに供給されるガスを効率良く冷却することができる。第３保護カバー１１４、１１６とチャンバ１０の内壁との対向面を凹凸形状にすることによって、それにより第１冷却部３１がリフレクタ１００の熱を効率良く排除することができる。
（第４実施形態）
図９は、第４実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図である。第４実施形態による成膜装置１は、第１側壁部１６に設けられ、第２保護カバーおよび温度上昇抑制領域Ｒｃを観察可能な観察窓２００をさらに備えている。観察窓２００は、第１側壁部１６および第１冷却部３１を貫通して第２保護カバー１１２の直前にまで達している。オペレータは、観察窓２００を介して第２保護カバー１１２の様子を部分的に観察することができる。例えば、第２保護カバー１１２が透明な石英で形成されている場合、観察窓２００から第２保護カバー１１２を観察することによって、オペレータは、第２保護カバー１１２に反応生成物（ドーパントを含む）が付着しているか否かを認識することができる。また、第２保護カバー１１２が透明な石英で形成されている場合、オペレータは、観察窓２００および第２保護カバー１１２を介してチャンバ１０内の温度上昇抑制領域Ｒｃの様子を観察することができる。
（第５実施形態）
図１０は、第５実施形態によるチャンバ１０の頭部１２の構成例を示す断面図である。第５実施形態による成膜装置１は、ノズルＮの内面に設けられた第４保護カバー１１８をさらに備えている。第４保護カバー１１８は、ノズルＮの第１開口部ＯＰ１側の内面を部分的に被覆している。
第５実施形態では、図１０に示すように、ガスの供給方向Ｄ１の断面において、ノズルＮの側面の少なくとも一部が、ガスの供給方向Ｄ１に対して傾斜している。即ち、ノズルＮの内面の少なくとも一部がテーパーを有する。例えば、ノズルＮは、ノズルＮの中間部Ｎｃから第１開口部ＯＰ１までの側面にテーパーＴＰを有する。第１開口部ＯＰ１は、チャンバ１０の内側にあり、ガスを噴出するノズルＮの開口である。第２開口部ＯＰ２は、チャンバ１０の外側にあり、ガスを取り入れるノズルＮの開口である。中間部Ｎｃは、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間のいずれかの位置でよい。
第４保護カバー１１８は、ノズルＮの第１開口部ＯＰ１近傍のテーパー部分を被覆するように設けられている。これにより、反応生成物（ドーパントを含む）がノズルＮの内面に付着することを抑制することができる。
ノズルＮの形状は、特に限定しない。従って、ノズルＮは、テーパーを有さなくてもよい。あるいは、ノズルＮは、その途中にオリフィス（図示せず）を有してもよい。また、第４保護カバー１１８は、ノズルＮの内面を部分的に被覆してもよく、その全体を被覆してもよい。第４保護カバー１１８は、ノズルＮの内面の形状に適合するように形成すればよい。
上記第１〜第５実施形態は、それらの２つ以上を任意に組み合わせてもよい。それにより、成膜装置１は複数の実施形態の効果を得ることができる。
上記第１〜第５実施形態は、任意に組み合わせてもよい。それにより、組み合わされた実施形態の効果を得ることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１・・・成膜装置、１０・・・チャンバ、１２・・・頭部、１３・・・胴部、２０・・・ライナ、３１・・・第１冷却部、３２・・・第２冷却部、３５・・・第３冷却部、４０・・・ガス供給部、４０・・・ガス供給部、５０・・・排気部、６０・・・サセプタ、７０・・・支持部、８０・・・回転機構、９０・・・下部ヒータ、９５・・・上部ヒータ、１００・・・リフレクタ、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８・・・保護カバー、Ｒｃ・・・温度上昇抑制領域、Ｎ・・・ノズル、ＰＴ１１０・・・仕切り板、２００・・・観察窓

Claims (5)

  1. 基板を収容可能な成膜室と、
    前記成膜室の上部に設けられ前記基板の成膜面上にガスを供給する複数のノズルを有するガス供給部と、
    前記基板を加熱するヒータと、
    前記ガス供給部の前記複数のノズルに対応する位置に複数の開口部を有する第１保護カバーと、を備えた成膜装置。
  2. 前記成膜室は、前記ガス供給部の下にガスの温度上昇を抑制する温度上昇抑制領域を有し、
    前記温度上昇抑制領域の周囲にある前記成膜室の第１側壁部を被覆する第２保護カバーをさらに備えた、請求項１に記載の成膜装置。
  3. 前記温度上昇抑制領域の周囲にある前記成膜室の第１側壁部の内径は、該第１側壁部より下方にある前記成膜室の第２側壁部の内径よりも小さく、
    前記第１側壁部と前記第２側壁部との間の段差部を被覆する第３保護カバーをさらに備えている、請求項１または請求項２に記載の成膜装置。
  4. 前記第１から第３保護カバーは、それぞれ前記成膜室内に露出する第１の面と、被覆される部分に対向する第２の面とを有し、
    前記第１から第３保護カバーのいずれかは、前記第２の面において前記被覆される部分と嵌合する凹凸形状を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成膜装置。
  5. 前記第１保護カバーは、前記成膜室内に前記ガスの供給方向へ延伸する仕切り板を有する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成膜装置。
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