特許 5964107 半導体製造装置および半導体製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964107

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】半導体製造装置および半導体製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20160721BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/455

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-78358(P2012-78358)

(22)【出願日】2012年3月29日

(65)【公開番号】特開2013-207277(P2013-207277A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年2月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100119035

【弁理士】

【氏名又は名称】池上 徹真

(74)【代理人】

【識別番号】100141036

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 章

(74)【代理人】

【識別番号】100088487

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 允之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】三谷 慎一

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１０５３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１５６４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３７１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０４５９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０３６０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５３０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１７７６４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第５２２５３８９（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板が収容される反応室と、
前記反応室の上部に配置され、ソースガスを含む第１のプロセスガスを供給するための第１のガス供給部と、
前記反応室の上部に配置され、前記第１のプロセスガスと異なる第２のプロセスガスを供給するための第２のガス供給部と、
前記第１のプロセスガスを前記基板上に整流状態で供給するための整流板と、
前記反応室の残留ガスを排気するためのガス排出部と、
前記基板を加熱するための加熱部と、
前記基板を支持するための支持部材と、
前記基板を回転させるための回転駆動機構と、
前記整流板上の内周部に設けられ、前記第１のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第１の制御手段と、
前記整流板上の外周部に設けられ、前記第２のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第２の制御手段と、
を備えることを特徴とする半導体製造装置。

【請求項2】

前記第１の制御手段は、反復移動する閉開機構であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。

【請求項3】

前記第１の制御手段は、前記整流板に設けられた孔に対応する位置に孔を有する遮蔽板であることを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。

【請求項4】

前記第２のプロセスガスは、希釈ガス、成膜反応抑制ガス、又は、クリーニングガスであることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の半導体製造装置。

【請求項5】

反応室内に基板を搬入し、
前記基板を、反応室に収納された支持部材上に載置し、
前記基板の表面に、ソースガスを含む第１のプロセスガスを、整流板を用いて整流状態で供給し、
前記反応室の残留ガスを排出すると共に、前記反応室内を所定の圧力となるように調整し、
前記基板を回転させながら加熱して、前記基板の表面に成膜する半導体製造方法において、
前記整流板上の内周部に設けられ、前記第１のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第１の制御手段によって、前記第１のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御し、
前記整流板上の外周部に設けられ、前記第１のプロセスガスと異なる第２のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第２の制御手段によって、前記第２のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御することを特徴とする半導体製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェハを加熱しながらプロセスガスを供給して成膜を行う半導体製造装置および半導体製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体装置の低価格化、高性能化の要求に伴い、成膜工程における高い生産性とともに、膜厚均一性の向上など高品質化が要求されている。このような要求を満たすために、枚葉式のエピタキシャル成膜装置を用い、例えば９００ｒｐｍ以上で高速回転しながら加熱する手法が用いられている（例えば特許文献１など参照）。そして、例えばφ３００ｍｍの大口径ウェハを用いるとともに、安価なトリクロロシラン（以下ＴＣＳと記す）、ジクロロシランなどのＣｌ系ソースガスを用いることにより、さらなる生産性、膜厚均一性の向上が期待されている。

【0003】

しかしながら、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などに用いられる１５０μｍを超えるような厚いエピタキシャル膜を形成する際、十分な生産性を得ることが困難であるという問題がある。例えば、エピタキシャル膜の膜厚を制御するには、シラン又はジクロロシランなどのＣｌ（塩素）系ソースガスの制御が重要であり、また、エピタキシャル膜の不純物濃度の制御を具体的にどうするかなどの課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−６７６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、半導体装置の低価格化、高性能化の要求に伴い、成膜工程における高い生産性と共に、膜厚制御、エピタキシャル膜内の不純物濃度の制御を比較的簡単にでき、最終的には、エピタキシャル膜の高品質化が要求されている。

【0006】

そこで、本発明は、膜厚制御、エピタキシャル膜内の不純物濃度の制御ができ、ウェハ（基板）に均一な膜を形成可能な半導体製造装置および半導体製造方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様の半導体製造装置は、基板が収容される反応室と、前記反応室の上部に配置され、ソースガスを含む第１のプロセスガスを供給するための第１のガス供給部と、前記反応室の上部に配置され、前記第１のプロセスガスと異なる第２のプロセスガスを供給するための第２のガス供給部と、前記第１のプロセスガスを前記基板上に整流状態で供給するための整流板と、前記反応室の残留ガスを排気するためのガス排出部と、前記基板を加熱するための加熱部と、前記基板を支持するための支持部材と、前記基板を回転させるための回転駆動機構と、前記整流板上の内周部に設けられ、前記第１のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第１の制御手段と、前記整流板上の外周部に設けられ、前記第２のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第２の制御手段と、
を備えることを特徴とする。

【0008】

上記態様の半導体製造装置において、前記第１の制御手段は、反復移動する閉開機構であることが望ましい。

【0009】

上記態様の半導体製造装置において、前記第１の制御手段は、前記整流板に設けられた孔に対応する位置に孔を有する遮蔽板であることが望ましい。

【0010】

上記態様の半導体製造装置において、前記第２のプロセスガスは、希釈ガス、成膜反応抑制ガス、又は、クリーニングガスであることが望ましい。

【0011】

本発明の一態様の半導体製造方法は、反応室内に基板を搬入し、前記基板を、反応室に収納された支持部材上に載置し、前記基板の表面に、ソースガスを含む第１のプロセスガスを、整流板を用いて整流状態で供給し、前記反応室の残留ガスを排出すると共に、前記反応室内を所定の圧力となるように調整し、前記基板を回転させながら加熱して、前記基板の表面に成膜する半導体製造方法において、前記整流板上の内周部に設けられ、前記第１のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第１の制御手段によって、前記第１のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御し、前記整流板上の外周部に設けられ、前記第１のプロセスガスと異なる第２のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御可能な第２の制御手段によって、前記第２のプロセスガスをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、生産性高く、ウェハに均一な成膜を行う半導体製造装置および半導体製造方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施の形態の半導体製造装置の模式断面図である。

【図2】第１の実施の形態の整流板と遮蔽板の模式上面図である。

【図3】第１の実施の形態の第１の制御手段の作用を説明する図である。

【図4】第２の実施の形態の半導体製造装置の模式断面図である。

【図5】第２の実施の形態の整流板と遮蔽板の模式上面図である。

【図6】第２の実施の形態の第１の制御手段の作用を説明する図である。

【図7】第３の実施の形態の半導体製造装置の模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

【0015】

（第１の実施の形態）
本実施の形態の半導体製造装置は、基板が収容される反応室と、反応室の上部に配置され、ソースガスを含む第１のプロセスガスを供給するためのガス供給部と、第１のプロセスガスを基板上に整流状態で供給するための整流板と、反応室の残留ガスを排気するためのガス排出部と、基板を加熱するための加熱部と、基板を支持するための支持部材と、基板を回転させるための回転駆動機構と、を備える。そして、整流板上に、第１のプロセスガスの量を制御可能な第１の制御手段を備えている。

【0016】

図１は、本実施の形態の半導体製造装置の模式断面図である。本実施の形態の半導体製造装置は、枚葉型エピタキシャル成長装置である。

【0017】

図１に示すように、エピタキシャル成長装置は、例えばステンレス製で円筒状中空体の反応室１０、この反応室上部に配置され、ソースガスを含む第１のプロセスガスを供給するためのガス供給部１２を備えている。そして、ガス供給部１２から導入された第１のプロセスガスを整流し、下方に配置される半導体ウェハＷ（基板）にソースガスを整流状態で供給する整流板１４を備える。そして、半導体ウェハＷ表面等で反応した後の反応生成物および反応室の残留ガスを反応炉１０外部にその底部から排出するガス排出部１６を備える。なお、ガス排出部（第１のガス排出部）１６は真空ポンプ（図示せず）に接続してある。

【0018】

上述した反応室１０内部には、半導体ウェハＷを載置支持するウェハ支持部材の環状ホルダー１８をその上面に配置し回転する回転体ユニット２０、環状ホルダー１８に載置された半導体ウェハＷを輻射熱により加熱する加熱部をしてヒーター２２を備えている。ここで、回転体ユニット２０は、その回転軸２４が下方に位置する回転駆動機構２６に接続され、高速回転が可能に取り付けられている。

【0019】

円筒状の回転体ユニット２０の径は環状ホルダー１８の外周径とほぼ同じにしてあると好適である。また、この円筒状の回転軸２４は中空の回転体ユニット２０内を排気するための真空ポンプに接続され、この吸引により半導体ウェハＷが環状ホルダー１８に真空吸着する構成になっていてもよい。なお、回転軸２４は、反応室１０の底部に真空シール部材を介して回転自在に挿設されている。

【0020】

そして、ヒーター２２は、回転軸２４の内部に貫通する支持軸２８に固定される支持台３０上に固設してある。この支持台３０には半導体ウェハＷを環状ホルダー１８から脱着させるための例えば突き上げピン（図示せず）が形設されている。

【0021】

なお、上記ウェハ支持部材としては、環状ホルダー１８の替わりに半導体ウェハＷ裏面のほぼ全面に接する構造のサセプタを使用してもよい。ここで、このウェハ支持部材は、通常、円板状のウェハ基板を載置することからその縁端の平面形状が円状であり、ヒーター２２の輻射熱を遮断しない材質により形成されていると好適である。

【0022】

上述した枚葉型エピタキシャル成長装置において、整流板１４は例えば石英ガラス製の円板体でありガス吐出口が形成されている。ガス吐出口は多数の孔３６である。

【0023】

なお、図１に示した枚葉型エピタキシャル成長装置では、反応室１０の側壁箇所において、半導体ウェハを出し入れするための図示しないウェハ出入口およびゲートバルブが設けられている。そして、このゲートバルブで連結する例えばロードロック室と反応室１０との間において、ハンドリングアームにより半導体ウェハＷを搬送できるようになっている。ここで、例えば合成石英製のハンドリングアームは、ガス整流板１４とウェハ保持部材である環状ホルダー１８とのスペースに挿入されるようになる。

【0024】

さらに、整流板１４上に、第１のプロセスガスの量を制御可能な第１の制御手段を備えている。本実施の形態では、この第１の制御手段は、反復移動する閉開機構である。具体的には、整流板１４に設けられた孔に対応する孔３８を有する遮蔽板３２と、この遮蔽板を回転運動で反復移動させる遮蔽板駆動機構３４を備えている。遮蔽板３２に設けられる回転軸３６を遮蔽板駆動機構３４が駆動する。遮蔽板３２は、整流板１４に密着して設けられる。

【0025】

図２は、本実施の形態の整流板と遮蔽板の模式上面図である。図２（ａ）が整流板、図２（ｂ）が遮蔽板である。

【0026】

整流板１４には、ガスを通過させるための多数の孔３６が開孔されている。そして遮蔽板３２には、整流板１４に設けられた孔３６に対応する位置に孔３８が設けられている。

【0027】

図３は、本実施の形態の第１の制御手段の作用を説明する図である。図３は、重なった整流板１４と遮蔽板３２を上面から見た図である。

【0028】

図３（ａ）が第１のプロセスガスをウェハＷ上に供給しない場合の整流板１４と遮蔽板３２との位置関係を示す図、すなわち第１のプロセスガスがＯＦＦ状態の場合の図である。図３（ｂ）が第１のプロセスガスをウェハＷ上に供給する場合の整流板１４と遮蔽板３２との位置関係を示す図、すなわち第１のプロセスガスがＯＮ状態の場合の図である。

【0029】

図３（ａ）に示すように、第１のプロセスガスがＯＦＦ状態の場合は、整流板１４の孔３６と、その孔３６に対応する遮蔽板３２の孔３８の位置を、遮蔽板３２の回転によりずらした位置、すなわち重ならない位置にする。これにより、第１のプロセスガスの流れを遮断することが可能となる。

【0030】

図３（ｂ）に示すように、第１のプロセスガスがＯＮ状態の場合は、整流板１４の孔３６と、その孔３６に対応する遮蔽板３２の孔３８の位置を、遮蔽板３２の回転により重なった位置にする。これにより、第１のプロセスガスが整流板１４を通過することが可能となる。

【0031】

なお、遮蔽板３２の位置を適切に制御することにより、整流板１４の孔３６が一部のみ開いた状態とすることも可能である。すなわち、第１のプロセスガスの流量をＯＦＦ状態とＯＮ状態の間で連続的に制御することが可能である。

【0032】

本実施の形態の第１の制御手段は、このように整流板１４に密着した遮蔽板３２が、回転を伴う反復移動する閉開機構である。

【0033】

なお、第１のプロセスがガスのＯＮ−ＯＦＦをより上流側で切り替える図示しないガス切替えバルブが、ガス供給部１２の上流側に設けられていてもかまわない。あるいは、第１のプロセスガスのガス種を切り替える機構が、ガス供給部１２の上流側に設けられていてもかまわない。

【0034】

次に、本実施の形態の半導体製造方法について説明する。本実施の形態の半導体製造方法は、反応室内に基板を搬入し、基板を、反応室に収納された支持部材上に載置し、基板の表面に、ソースガスを含む第１のプロセスガスを、整流板を用いて整流状態で供給し、反応室の残留ガスを排出すると共に、反応室内を所定の圧力となるように調整し、基板を回転させながら加熱して、基板の表面に成膜する半導体製造方法である。そして、整流板上に設けられる、第１のプロセスガスの量を制御可能な第１の制御手段によって、第１のプロセスガスの量を制御する。

【0035】

本実施の形態の半導体製造方法は、図１に示した枚葉型エピタキシャル成長装置を用いて行う。

【0036】

まず、反応室１０内の環状ホルダー１８に半導体ウェハＷを公知の枚葉方式により載置する。ここで、反応室１０のウェハ出入口のゲートバルブを開きハンドリングアームにより例えばロードロック室内の半導体ウェハを反応室１０内に搬送する。そして、半導体ウェハＷは例えば突き上げピン（図示せず）を介して環状ホルダー１８に載置され、ハンドリングアームはロードロック室に戻され、ゲートバルブは閉じられる。

【0037】

そして、図示しない真空ポンプを作動して反応室１０内のガスをガス排気口１６から排気して所定の真空度にする。ここで、環状ホルダー１６に載置した半導体ウェハＷは、ヒーター２２により所定温度に予備加熱しているので、ヒーター２２の加熱出力を上げて半導体ウェハＷをエピタキシャル成長温度に昇温する。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２０を所要の速度で回転させながら、ガス供給口１２から所定の成膜用ガス（第１のプロセスガス）を供給する。そして、遮蔽板駆動機構３４を駆動させ、遮蔽板３２を回転させることで、整流板１４と遮蔽板３２との位置関係を、図３（ａ）に示すＯＦＦ状態から図３（ｂ）に示すＯＮ状態にする。これにより、ウェハＷ上に成膜用ガスが整流状態で供給され、所定の真空度において半導体ウェハＷ表面にエピタキシャル層を成長させる。

【0038】

例えば、シリコンエピタキシャル層を成長させる場合には、予備加熱の温度は５００〜９００℃の範囲で所望の温度に設定され、エピタキシャル成長温度は１０００〜１２００℃の範囲で所望の温度に設定される。そして、シリコンのソースガスとしてはＳｉＨ_４、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２やＳｉＨＣｌ_３、そしてドーパントガスとしては、Ｂ_２Ｈ_６、ＰＨ_３またはＡｓＨ_３が用いられる。また、キャリアガスとしてＨ_２が通常用いられる。これ等のガスが成膜用ガス（第１のプロセスガス）である。
このシリコンエピタキシャル層の成長時における処理炉１１内は、約２×１０^３Ｐａ（１５Ｔｏｒｒ）〜約９．３×１０^４Ｐａ（７００Ｔｏｒｒ）の範囲で所望の圧力に設定される。また、回転体ユニット１６の回転は、例えば９００〜１５００ｒｐｍの範囲で所望の回転数に設定される。

【0039】

そして、エピタキシャル成長終了時には、遮蔽板駆動機構３４を駆動させ、遮蔽板３２を、例えば、エピタキシャル成長開始時とは逆方向に回転させることで、整流板１４と遮蔽板３２との位置関係を、図３（ｂ）に示すＯＮ状態から図３（ａ）に示すＯＦＦ状態にする。これにより、ウェハＷ上に成膜用ガス（第１のプロセスガス）のウェハＷ上への供給が遮断され、エピタキシャル層の成長が終了される。

【0040】

整流板１４上に設けられる、第１のプロセスガスの量を制御可能な第１の制御手段によって、第１のプロセスガスの量を制御する。

【0041】

エピタキシャル成長後は、エピタキシャル層の形成された半導体ウェハＷの降温を始める。ここで、上記成膜用ガスの供給および回転体ユニット２０の回転を停止させ、エピタキシャル層が形成された半導体ウェハＷを環状ホルダー１８に載置したままにして、ヒーター２２の加熱出力を初めに戻し予備加熱の温度に低下するように自動調整する。

【0042】

そして、今度は、反応室１０内に冷却用ガスをガス供給口１２から流入させ、第１の制御手段をＯＮ状態にし、ガス整流板１４により整流した冷却用ガスにより半導体ウェハＷをガス冷却する。ここで、冷却用ガスは、例えば上記成膜用ガスのキャリアガスと同じＨ_２ガスであってもよいし、アルゴン、ヘリウムのような希ガスあるいはＮ_２ガスであっても構わない。また、この冷却用ガスが流入した反応室１０内の圧力はエピタキシャル層の成長時の圧力と同程度にする。

【0043】

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を環状ホルダー１８から脱着させる。なお、半導体ウェハＷを環状ホルダー１８から脱着するには、突き上げピンでなく、静電接着方式を用いたり、また、半導体ウェハＷ自身を浮かせるベルヌイチャック方式を用いたりしても構わない。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ガス整流板１４および環状ホルダー１８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。

【0044】

以上のようにして、一回の半導体ウェハに対するエピタキシャル層の成膜サイクルが終了し、引き続いて他の半導体ウェハに対する成膜が上述したのと同一のプロセスシーケンスに従って行われる。

【0045】

本実施の形態の半導体製造装置では、第１の制御手段を設けることで、遮蔽板３２の小さな反復移動により第１のプロセスガスのＯＮ−ＯＦＦの切り替え、および流量の連続的な調整が可能となる。このため、流量の切り替え、調整が迅速に行われることになる。また、ウェハＷに近い位置かつ直上で第１のプロセスガスの流量調整をすることが可能となる。このため、制御手段による第１のプロセスガスの流量変更と、実際のウェハＷ上での第１のプロセスガスの流量変化までの遅延時間が短くなる。また、整流板１４の孔３６を用いて第１のプロセスガスを切り替えることで、反応室１０ないでの第１のプロセスガスの流量の均一性を保った流量の調整が可能となる。

【0046】

したがって、生産性高く、ウェハに不純物濃度、膜厚等が均一な成膜を行う半導体製造装置が実現される。そそして、本実施の形態の半導体製造装置を用いた半導体製造方法により、生産性高く、ウェハに均一な成膜を行う半導体製造方法が可能となる。

【0047】

（第２の実施の形態）
本実施の形態の半導体製造装置は、第１の制御手段に加えて、整流板上の外周部に設けられ、希釈ガス、成膜反応抑制ガスあるいはクリーニングガスのいずれかを含む第２のプロセスガスの量を制御可能な第２の制御手段を備える点で第１の実施の形態と異なっている。以下、第１の実施の形態と重複する内容については記述を省略する。

【0048】

図４は、本実施の形態の半導体製造装置の模式断面図である。本実施の形態の半導体製造装置は、枚葉型エピタキシャル成長装置である。

【0049】

図５は、本実施の形態の整流板と遮蔽板の模式上面図である。図５（ａ）が整流板、図５（ｂ）が遮蔽板である。

【0050】

図４に示すように、エピタキシャル成長装置は、ソースガスを含む第１のプロセスガスを供給するためのガス供給部（第１のガス供給部）１２に加えて、希釈ガス、成膜反応抑制ガスあるいはクリーニングガスのいずれかを含む第２のプロセスガスを供給するためのガス供給部（第２のガス供給部）５２を備えている。

【0051】

希釈ガス、成膜反応抑制ガスは、例えば、Ｈ_２、Ａｒ、Ｎ_２等である。また、クリーニングガスは、たとえばＨＣｌである。

【0052】

整流板１４上に、第１のプロセスガスの量を制御可能な第１の制御手段に加えて、第２のプロセスガスの量を制御可能な第２の制御手段を備えている。本実施の形態では、この第１および第２の制御手段は、反復移動する閉開機構である。

【0053】

具体的には、整流板１４上の内周部には、整流板１４の内周部に設けられた孔３６に対応する孔４２を有する第１の遮蔽板４０が設けられている。そして、この第１の遮蔽板４０を回転運動で反復移動させる第１の遮蔽板駆動機構３４を備えている。

【0054】

さらに、整流板１４上の外周部には、整流板１４の外周部に設けられた孔３７に対応する孔４６を有する第２の遮蔽板４４が設けられている。そして、この第２の遮蔽板４４を回転運動で反復移動させる第２の遮蔽板駆動機構（図示せず）を備えている。第２の遮蔽板駆動機構は、例えば、第１の遮蔽板駆動機構３４と同軸で別動作をする機構、反応室１０の外周に取り付けられ、第２の遮蔽板４４の外周縁に駆動力を与える機構等が考えられる。第１の遮蔽板４０と、第２の遮蔽板４４は同心で独立して移動する構成となっている。

【0055】

また、ガス供給部（第１のガス供給部）１２、ガス供給部（第２のガス供給部）５２と第１および第２の遮蔽板４０、４４との間には、仕切り板５０が設けられている。仕切り板５０は、第１および第２の遮蔽板４０、４４の境界に沿って設けられ、第１のプロセスがガスと第２のプロセスガスとが混合することを抑制している。

【0056】

図６は、本実施の形態の第１および第２の制御手段の作用を説明する図である。図６は、重なった整流板１４と第１および第２の遮蔽板４０、４４を上面から見た図である。

【0057】

図６（ａ）が第１のプロセスガスのみをウェハＷ上に供給する場合の整流板１４と第１および第２の遮蔽板４０、４４との位置関係を示す図、すなわち第１のプロセスガスがＯＮ状態、第２のプロセスガスがＯＦＦ状態の場合の図である。図６（ｂ）が第２のプロセスガスのみをウェハＷ上に供給する場合の整流板１４と第１および第２遮蔽板４０、４４との位置関係を示す図、すなわち第１のプロセスガスがＯＦＦ状態、第２のプロセスガスがＯＮ状態の場合の図である。

【0058】

図６（ａ）に示すように、第１のプロセスガスがＯＮ状態、第２のプロセスガスがＯＦＦ状態の場合は、整流板１４の内周部の孔３６と、その孔３６に対応する第１の遮蔽板４０の孔４２の位置を、第１の遮蔽板４０の回転により重なった位置にする。これにより、第１のプロセスガスが整流板１４を通過することが可能となる。一方、整流板１４の外周部の孔３７と、その孔３７に対応する第２の遮蔽板４４の孔４６の位置を、第２の遮蔽板４４の回転によりずらした位置、すなわち重ならない位置にする。これにより、第２のプロセスガスの流れを遮断することが可能となる。

【0059】

図６（ｂ）に示すように、第１のプロセスガスがＯＦＦ状態、第２のプロセスガスがＯＮ状態の場合は、整流板１４の内周部の孔３６と、その孔３６に対応する第１の遮蔽板４０の孔４２の位置を、第１の遮蔽板４０の回転によりずらした位置、すなわち重ならない位置にする。これにより、第１のプロセスガスの流れを遮断することが可能となる。一方、整流板１４の外周部の孔３７と、その孔３７に対応する第２の遮蔽板４４の孔４６の位置を、第２の遮蔽板４４の回転により重なった位置にする。これにより、第２のプロセスガスが整流板１４を通過することが可能となる。

【0060】

なお、第１および第２の遮蔽板４０、４４の位置を適切に制御することにより、整流板１４の孔３６、３７が一部のみ開いた状態とすることも可能である。すなわち、第１および第２のプロセスガスの流量をＯＦＦ状態とＯＮ状態の間で連続的に制御することが可能である。

【0061】

本実施の形態の第１および第２の制御手段は、このように整流板１４に密着した第１および第２の遮蔽板４０、４４が、回転を伴う反復移動する閉開機構である。

【0062】

本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果にくわえ、反応室１０の外周部に選択的に流したい希釈ガス、成膜反応抑制ガスあるいはクリーニングガスの流量を、第１のプロセスガスと独立して精度よく制御することが可能である。したがって、例えば、反応室１０内壁への反応生成物の付着の抑制や、その除去を均一性高く精度よくおこなうことが可能となる。よって、歩留りの高いエピタキシャル成長を実現することが可能となる。

【0063】

（第３の実施の形態）
図７は本実施の形態の半導体製造装置の模式断面図である。第１の実施の形態に加え、ガス供給部１２と、遮蔽板３２との間にガス排出部（第２のガス排出部）６０が設けられている。その他は、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記述を省略する。

【0064】

本実施の形態の半導体製造装置によれば、ガス供給部１２と、遮蔽板３２との間の反応室１０内の第１のプロセスガスの残留ガスを排気することが可能となる。したがって、第１の実施の形態の効果に加え、ウェハＷ上に供給される第１のプロセスガスの流量をさらに精度よく調整することが可能である。あるいは、例えば、成膜用ガスの組成を成膜途中で切り替えるような場合に、ウェハＷ上に供給される成膜用ガスの組成をより精度高く制御することが可能である。

【0065】

以上、装置構成や製造方法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や製造方法等を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての半導体製造装置および半導体製造方法は、本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0066】

１０ 反応室
１２ ガス供給部
１４ 整流板
１６ ガス排出部
１８ 環状ホルダー（支持部材）
２２ ヒーター（加熱部）
２６ 回転駆動機構
３２ 遮蔽板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】