特許 6087621 成膜装置

(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】6087621

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20170220BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/455

【請求項の数】7

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2012-285157(P2012-285157)

(22)【出願日】2012年12月27日

(65)【公開番号】特開2014-127667(P2014-127667A)

(43)【公開日】2014年7月7日

【審査請求日】2015年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118201

【弁理士】

【氏名又は名称】千田 武

(74)【代理人】

【識別番号】100149113

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 謹矢

(72)【発明者】

【氏名】武藤 大祐

(72)【発明者】

【氏名】木村 優介

(72)【発明者】

【氏名】歌代 智也

(72)【発明者】

【氏名】高橋 聖一

【審査官】 河合 俊英

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１７５１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３３５５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２７９０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５７８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９８９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０４７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０１３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１８１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３５０６１（ＪＰ，Ａ）

(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】

内部空間を有し、当該内部空間に膜の形成面が露出するように基板を収容する収容室と、
前記収容室の前記内部空間に接続されるとともに当該内部空間に前記膜の原料となる原料ガスを供給するための供給空間が内部に形成され、当該供給空間から当該内部空間に向かうことで前記基板の側方から当該基板に向かう第１方向に沿って当該原料ガスを供給する原料ガス供給ダクトとを含み、
前記原料ガス供給ダクトは、前記膜の形成面と対向する側から当該膜の形成面に向かう第２方向からみた場合に、前記供給空間を挟んで互いに対向する第１ダクト側壁および第２ダクト側壁を有し、
前記第１ダクト側壁は、前記第１方向に沿って、当該第１方向と前記第２方向とに垂直な第３方向に傾斜する第１傾斜部と、当該第１傾斜部と鈍角をなし、当該第１傾斜部における当該第１方向の下流側端部から当該第１方向に沿って延びる第１延伸部とを有し、
前記第２ダクト側壁は、前記供給空間を挟んで前記第１傾斜部に対向するとともに、当該第１傾斜部と鈍角をなし、前記第１方向に沿って前記第３方向の逆方向に傾斜する第２傾斜部と、当該供給空間を挟んで前記第１延伸部に対向するとともに、当該第２傾斜部と鈍角をなし、当該第２傾斜部における当該第１方向の下流側端部から当該第１方向に沿って延びる第２延伸部とを有し、
前記原料ガス供給ダクトは、前記供給空間の内部であって、前記第３方向において前記第１傾斜部および前記第２傾斜部が対向する領域と当該第３方向において前記第１延伸部および前記第２延伸部が対向する領域とに跨って配置され、前記供給空間に導入された前記原料ガスを、当該第３方向および当該第３方向の逆方向に拡散させる拡散部材をさらに含むこと
を特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記拡散部材は、前記第１方向の上流側において、前記第１傾斜部に対向する第１面と前記第２傾斜部に対向する第２面とを有し、
前記第１面と前記第２面とが、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とがなす角度よりも小さい角度をなすこと
を特徴とする請求項１記載の成膜装置。

【請求項3】

前記拡散部材は、前記第２方向からみたときに正方形状を呈するとともに、２つの対角線がそれぞれ前記第１方向と前記第３方向とを向くように配置されており、当該第３方向の両端部は、当該第３方向において前記第１傾斜部および前記第２傾斜部が対向する領域に位置すること
を特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。

【請求項4】

前記原料ガス供給ダクトは、前記第１延伸部と前記第２延伸部との間に設けられ、前記原料ガスの流れを当該第１方向に沿うように整える整流部材をさらに含み、
前記供給空間において前記第１方向の上流側に位置する前記拡散部材と下流側に位置する前記整流部材との間には、間隙が形成されること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の成膜装置。

【請求項5】

前記第３方向に沿った前記第１延伸部と前記第２延伸部との距離は、当該第３方向に沿った前記内部空間の幅と等しいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の成膜装置。

【請求項6】

それぞれが前記膜の形成面に沿って設けられ、前記供給空間を挟んで対向するとともに、前記第１ダクト側壁および前記第２ダクト側壁により接続されるダクト上壁およびダクト下壁をさらに有し、
前記第２方向に沿った前記ダクト上壁と前記ダクト下壁との距離は、前記第３方向に沿った前記第１延伸部と前記第２延伸部との距離と比較して小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の成膜装置。

【請求項7】

前記収容室は、前記内部空間の下方側において、前記膜の形成面が上方を向くように、前記基板を収容することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板上に膜を形成する成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板上に成膜を行う手法として、化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition：以下、ＣＶＤ法と呼ぶ）が知られている。ＣＶＤ法にて基板上に成膜を行うＣＶＤ装置では、反応室内に基板を収容し、反応室内に膜の原料となる原料ガスを供給するとともに、基板を加熱して、基板上で原料ガスを反応させることで、目的とする膜を基板上に堆積させる。

【0003】

公報記載の従来技術として、細い幅のガス導入口から導入された原料ガスを、ガス導入口より広い幅を有し、水平面に沿って基板を収容する収容室に対して、ガス導入口から収容室に至る末広がり状のガス導入路を介して水平方向に拡げながら供給し、処理基板上に膜を成長させる気相成長結晶炉が存在する（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１１８７９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、収容室に対して原料ガスを水平方向に拡げながら供給する場合に、収容室内に供給する原料ガスの流速が、水平面に沿い且つ原料ガスの供給方向と垂直な方向に亘って不均一となる場合がある。そして、収容室内に供給する原料ガスの流速が不均一となった場合には、収容室内において原料ガスの流れに乱れや渦が発生するおそれがある。
本発明は、収容室に供給する原料ガスに、流速の不均一が生じることを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の成膜装置は、内部空間を有し、当該内部空間に膜の形成面が露出するように基板を収容する収容室と、前記収容室の前記内部空間に接続されるとともに当該内部空間に前記膜の原料となる原料ガスを供給するための供給空間が内部に形成され、当該供給空間から当該内部空間に向かうことで前記基板の側方から当該基板に向かう第１方向に沿って当該原料ガスを供給する原料ガス供給ダクトとを含み、前記原料ガス供給ダクトは、前記膜の形成面と対向する側から当該膜の形成面に向かう第２方向からみた場合に、前記供給空間を挟んで互いに対向する第１ダクト側壁および第２ダクト側壁を有し、前記第１ダクト側壁は、前記第１方向に沿って、当該第１方向と前記第２方向とに垂直な第３方向に傾斜する第１傾斜部と、当該第１傾斜部と鈍角をなし、当該第１傾斜部における当該第１方向の下流側端部から当該第１方向に沿って延びる第１延伸部とを有し、前記第２ダクト側壁は、前記供給空間を挟んで前記第１傾斜部に対向するとともに、当該第１傾斜部と鈍角をなし、前記第１方向に沿って前記第３方向の逆方向に傾斜する第２傾斜部と、当該供給空間を挟んで前記第１延伸部に対向するとともに、当該第２傾斜部と鈍角をなし、当該第２傾斜部における当該第１方向の下流側端部から当該第１方向に沿って延びる第２延伸部とを有し、前記原料ガス供給ダクトは、前記供給空間の内部であって、前記第３方向において前記第１傾斜部および前記第２傾斜部が対向する領域と当該第３方向において前記第１延伸部および前記第２延伸部が対向する領域とに跨って配置され、前記供給空間に導入された前記原料ガスを、当該第３方向および当該第３方向の逆方向に拡散させる拡散部材をさらに含むことを特徴とする。

【0007】

このような成膜装置において、前記拡散部材は、前記第１方向の上流側において、前記第１傾斜部に対向する第１面と前記第２傾斜部に対向する第２面とを有し、前記第１面と前記第２面とが、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とがなす角度よりも小さい角度をなすことを特徴とすることができる。
また、前記拡散部材は、前記第２方向からみたときに正方形状を呈するとともに、２つの対角線がそれぞれ前記第１方向と前記第３方向とを向くように配置されており、当該第３方向の両端部は、当該第３方向において前記第１傾斜部および前記第２傾斜部が対向する領域に位置することを特徴とすることができる。
さらに、前記原料ガス供給ダクトは、前記第１延伸部と前記第２延伸部との間に設けられ、前記原料ガスの流れを当該第１方向に沿うように整える整流部材をさらに含み、前記供給空間において前記第１方向の上流側に位置する前記拡散部材と下流側に位置する前記整流部材との間には、間隙が形成されることを特徴とすることができる。
さらにまた、前記第３方向に沿った前記第１延伸部と前記第２延伸部との距離は、当該第３方向に沿った前記内部空間の幅と等しいことを特徴とすることができる。
また、それぞれが前記膜の形成面に沿って設けられ、前記供給空間を挟んで対向するとともに、前記第１ダクト側壁および前記第２ダクト側壁により接続されるダクト上壁およびダクト下壁をさらに有し、前記第２方向に沿った前記ダクト上壁と前記ダクト下壁との距離は、前記第３方向に沿った前記第１延伸部と前記第２延伸部との距離と比較して小さいことを特徴とすることができる。
さらに、前記収容室は、前記内部空間の下方側において、前記膜の形成面が上方を向くように、前記基板を収容することを特徴とすることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、収容室に供給する原料ガスに、流速の不均一が生じることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態が適用されるＣＶＤ装置の全体構成図である。

【図2】ＣＶＤ装置で用いられる、膜の積層対象となる基板および基板を積載する積載体の斜視図である。

【図3】ＣＶＤ装置における反応容器の縦断面図である。

【図4】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図5】図３におけるＶ−Ｖ断面図である。

【図6】反応容器内の各種寸法を説明するための図である。

【図7】本実施の形態が適用される原料ガス供給部の縦断面図である。

【図8】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【図9】（ａ）は、図７におけるＩＸＡ−ＩＸＡ断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＩＸＢ部の拡大図である。

【図10】本実施の形態が適用される冷却部の構成を説明するための図である。

【図11】本実施の形態が適用される原料ガス供給部により原料ガスを供給する際の原料ガスの流れを模式的に示した図である。

【図12】収容室内における原料ガスおよびブロックガスの流れを模式的に示した図である。

【図13】図１２におけるＸＩＩＩ部の拡大図である。

【図14】図１２におけるＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜ＣＶＤ装置の全体構成＞
図１は、本実施の形態が適用されるＣＶＤ装置１の全体構成図である。
また、図２は、ＣＶＤ装置１で用いられる、膜の積層対象となる基板Ｓおよび基板Ｓを積載する積載体１１３の斜視図である。
ＣＶＤ装置１は、成膜装置の一例であって、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）単結晶で構成された基板Ｓに、所謂熱ＣＶＤ方式にて、４Ｈ−ＳｉＣの膜をエピタキシャル成長させたＳｉＣエピタキシャルウェハを製造するために用いられる。

【0013】

このＣＶＤ装置１は、積載体１１３に積載された基板Ｓを収容する内部空間１００ａが設けられ、基板Ｓ上に膜を成長させるための気相反応が行われる収容室１００と、内部空間１００ａに連通する排出空間４００ａが設けられ、内部空間１００ａ内のガスを外部に排出するための排気ダクト４００と、を含む反応容器１０を有している。

【0014】

また、ＣＶＤ装置１は、反応容器１０に加えて、収容室１００の内部空間１００ａに膜の原料となる原料ガスを供給する原料ガス供給部２００と、収容室１００の内部空間１００ａに、水平方向に沿った原料ガスの搬送をアシストするとともに原料ガスの上方への移動をブロックするブロックガスを供給するブロックガス供給部３００と、収容室１００において基板Ｓおよび基板Ｓの周囲を加熱する加熱機構５００と、排気ダクト４００に設けられた排出空間４００ａを介して、収容室１００の内部空間１００ａから搬入されてくる使用ガス（原料ガス（反応済のものも含む）やブロックガス等）を外部に排出する使用ガス排出部６００と、収容室１００において積載体１１３を介して基板Ｓを回転させる回転駆動部８００とをさらに備える。なお、使用ガス排出部６００は、排出空間４００ａを介して内部空間１００ａ内を減圧する際にも使用される。

【0015】

ここで、積載体１１３は、円盤状の形状を有しており、その上面の中央部には、基板Ｓを設置するための凹部１１３ａが設けられている。この積載体１１３は、グラファイト（カーボン）で構成されている。このグラファイトには、ＳｉＣやＴａＣなどによるコートが施されていてもよい。

【0016】

また、基板Ｓとしては、数多くのポリタイプを有するＳｉＣ単結晶のうち、いかなるポリタイプのものを用いてもかまわないが、基板Ｓ上に形成する膜が４Ｈ−ＳｉＣである場合には、基板Ｓとしても４Ｈ−ＳｉＣを用いることが望ましい。ここで、基板Ｓの結晶成長面に付与するオフ角としては、いずれのオフ角を用いてもかまわないが、ＳｉＣ膜のステップフロー成長を確保しつつ基板Ｓの製造にかかるコストを削減するという観点からすれば、オフ角を０．４°〜８°程度に設定したものを用いることが好ましい。

【0017】

なお、基板Ｓの外径である基板直径Ｄｓとしては、２インチ、３インチ、４インチあるいは６インチ等、各種サイズから選択することができる。このとき、積載体１１３における凹部１１３ａの内径である積載体内径Ｄｉは、基板直径Ｄｓよりもわずかに大きい値に設定され、積載体１１３の外径である積載体外径Ｄｏは、積載体内径Ｄｉよりも大きな値に設定される（Ｄｓ＜Ｄｉ＜Ｄｏ）。

【0018】

また、原料ガス供給部２００を用いて収容室１００に供給する原料ガスとしては、収容室１００での気相反応に伴って基板Ｓ上にＳｉＣを形成し得るガスから適宜選択して差し支えないが、通常は、Ｓｉを含むシリコン含有ガスと、Ｃを含むカーボン含有ガスとが用いられる。なお、この例では、シリコン含有ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ_４）ガスが、カーボン含有ガスとしてプロパン（Ｃ_３Ｈ_８）ガスが、それぞれ用いられる。また、本実施の形態の原料ガスは、上記モノシランガスとプロパンガスとに加えて、さらにキャリアガスとしての水素（Ｈ_２）ガスを含んでいる。なお、原料ガス供給部２００は、キャリアガスのみを供給することもできる。

【0019】

さらに、ブロックガス供給部３００を用いて収容室１００に供給するブロックガスとしては、上記原料ガスとの反応性が乏しいガス（原料ガスに対して不活性なガス）を用いることが望ましい。この例では、ブロックガスとして水素ガスを用いている。

【0020】

なお、基板Ｓ上に積層するＳｉＣエピタキシャル膜を、正孔伝導型（ｐ型）あるいは電子伝導型（ｎ型）に制御する場合には、ＳｉＣエピタキシャル膜の積層時に、異元素のドーピングを行う。ここで、ＳｉＣエピタキシャル膜をｐ型に制御する場合には、ＳｉＣエピタキシャル膜中にアクセプタとしてアルミニウム（Ａｌ）をドープすることが望ましい。この場合には、上述した原料ガス中に、さらにトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを含有させるようにすればよい。また、ＳｉＣエピタキシャル膜をｎ型に制御する場合は、ＳｉＣエピタキシャル膜中にドナーとして窒素をドープすることが望ましい。この場合には、上述した原料ガス中あるいはブロックガス中に、さらに窒素（Ｎ_２）ガスを含有させるようにすればよい。

【0021】

［反応容器の構成］
図３は、ＣＶＤ装置１における反応容器１０の縦断面図である。また、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図であり、図５は図３におけるＶ−Ｖ断面図である。
なお、以下の説明では、図３において、図中右側から左側へと向かう方向をＸ方向とし、図中手前側から奥側へと向かう方向をＹ方向とし、図中下側から上側へと向かう方向をＺ方向とする。そして、この例では、Ｚ方向が鉛直方向に対応しており、Ｘ方向およびＹ方向が水平方向に対応している。また、本実施の形態では、Ｘ方向が第１方向に、−Ｚ方向が第２方向に、それぞれ対応している。

【0022】

反応容器１０は、内部空間１００ａからみてＺ方向上流側（下方）においてＸＹ平面に沿って設けられ、積載体１１３が配置される床部１１０と、内部空間１００ａからみてＺ方向下流側（上方）においてＸＹ平面に沿って設けられ、床部１１０と対向する天井１２０と、内部空間１００ａからみてＹ方向上流側においてＸＺ平面に沿って設けられる第１側壁１３０と、内部空間１００ａからみてＹ方向下流側においてＸＺ平面に沿って設けられ、第１側壁１３０と対向する第２側壁１４０と、内部空間１００ａからみてＸ方向上流側においてＹＺ平面に沿って設けられる第３側壁１５０と、内部空間１００ａからみてＸ方向下流側においてＹＺ平面に沿って設けられ、第３側壁１５０と対向する第４側壁１６０とを有している。

【0023】

なお、以下の説明では、図５に示したように、反応容器１０の収容室１００（内部空間１００ａ）において、第１側壁１３０から第２側壁１４０に至るＹ方向の長さを、室内幅Ｗと呼ぶ。

【0024】

本実施の形態の第１側壁１３０、第２側壁１４０、第３側壁１５０および第４側壁１６０は、ステンレスと、ＴａＣ（タンタルカーバイド）コート付きグラファイトとを、ＴａＣコート付きグラファイトが内部空間１００ａと対向するように積層して構成されている。なお、ＴａＣコート付きグラファイトとは、グラファイト（カーボン）からなる基材の表面（内部空間１００ａと対向する側）にＴａＣによるコート層を設けたものである。第１側壁１３０、第２側壁１４０、第３側壁１５０および第４側壁１６０は、このような構成を有することで、内部空間１００ａにステンレスが露出しないようになっている。
また、第３側壁１５０の下端部には、第３側壁１５０からＸ方向に突出して配置される突出部材１５３が設けられている。突出部材１５３は、図３において左下方向に傾斜する傾斜面を有しており、突出部材１５３の先端（Ｘ方向下流側の端部）は、後述する第１仕切部材１７１の直下となる位置まで延びている。また、突出部材１５３は、ＴａＣコート付きグラファイトで構成されている。

【0025】

ここで、第３側壁１５０のＺ方向上流側（下方）端部には、原料ガス供給部２００の原料ガス供給ダクト２０１が接続されている。
また、床部１１０は、第３側壁１５０からＸ方向に沿って延びた後、排出空間４００ａに対応して、Ｘ方向および−Ｚ方向に沿って斜め下方に傾斜し、さらに−Ｚ方向に沿って下方に延びるように形成されている。一方、第４側壁１６０は、天井１２０から−Ｚ方向に沿って延びた後、排出空間４００ａに対応して、Ｘ方向および−Ｚ方向に沿って斜め下方に傾斜し、さらに−Ｚ方向に沿って下方に延びるように形成されている。そして、第１側壁１３０および第２側壁１４０も、排出空間４００ａに対応し、上記床部１１０および第４側壁１６０に倣って延伸されている。

【0026】

床部１１０は、第１側壁１３０、第２側壁１４０および第３側壁１５０と一体化してなり、その中央部には円形状の開口が形成された固定部１１１と、固定部１１１に設けられた開口に配置され、基板Ｓを積載した積載体１１３が取り付けられるとともに、回転駆動部８００（図１参照）によって矢印Ａ方向に回転駆動される回転台１１２とを備える。

【0027】

床部１１０を構成する固定部１１１は、ステンレスと、ＴａＣ（タンタルカーバイド）コート付きグラファイトとを、ＴａＣコート付きグラファイトが内部空間１００ａと対向するように積層して構成されている。固定部１１１においては、このような構成を有することで、内部空間１００ａおよび排出空間４００ａに、ステンレスが露出しないようになっている。
また、床部１１０を構成する回転台１１２は、内部空間１００ａに露出して配置されており、ＴａＣコート付きグラファイトで構成されている。また、回転台１１２の上面且つ中央部には、積載体１１３を取り付けるための受け部１１２ａ（凹部）が形成されている。

【0028】

天井１２０は、ステンレス製の板材で構成されており、内部空間１００ａには、ステンレスが露出している。また、天井１２０には、複数の板状部材で構成され、内部空間１００ａにおける各種ガスの流れを整える整流部１７０が取り付けられている。

【0029】

なお、上述した第１側壁１３０〜第４側壁１６０の表面や突出部材１５３など、この例においてＴａＣコート付きグラファイトで構成されている構造物は、例えば、断熱機能を持ち６００℃以上の耐熱性を有するカーボン系の材料あるいは金属材料で構成することも可能である。

【0030】

本実施の形態の整流部１７０は、それぞれがステンレス製の板状部材にて構成されるとともに、内部空間１００ａを複数の領域に仕切る第１仕切部材１７１、第２仕切部材１７２および第３仕切部材１７３を備えている。ここで、第１仕切部材１７１〜第３仕切部材１７３は、それぞれの上方側の端部が天井１２０に取り付けられるとともに−Ｚ方向に沿って延び、それぞれの下方側の端部が内部空間１００ａ内に位置している。また、第１仕切部材１７１、第２仕切部材１７２および第３仕切部材１７３のＹ方向の長さは、上述した室内幅Ｗに設定されている。これにより、ＣＶＤ装置１を構成した際に、第１仕切部材１７１におけるＹ方向の上流側の端面は、第１側壁１３０と接触し、第１仕切部材１７１におけるＹ方向の下流側の端面は、第２側壁１４０と接触するようになっている。

【0031】

さらに、第１仕切部材１７１、第２仕切部材１７２および第３仕切部材１７３は、Ｘ方向に沿ってこの順で配置されている。そして、第１仕切部材１７１は第３側壁１５０と対向する位置に、第３仕切部材１７３は第４側壁１６０と対向する位置に、第２仕切部材１７２は第１仕切部材１７１と第３仕切部材１７３とに挟まれた位置に、それぞれ配置される。
なお、ＣＶＤ装置１（図１参照）は、第１仕切部材１７１、第２仕切部材１７２および第３仕切部材１７３を冷却するための冷却機構をさらに有していてもよい。第１仕切部材１７１〜第３仕切部材１７３を冷却する方法としては、例えば第１仕切部材１７１〜第３仕切部材１７３の内部に冷却水を流す水冷方式等の方法が挙げられる。

【0032】

収容室１００における内部空間１００ａにおいては、床部１１０の回転台１１２に置かれた積載体１１３および積載体１１３に積載された基板Ｓの直上を避けて、第１仕切部材１７１〜第３仕切部材１７３が配置されるようになっている。より具体的に説明すると、本実施の形態では、第２仕切部材１７２の直下となる位置と第３仕切部材１７３との直下となる位置との間となる部位に、積載体１１３が配置される。

【0033】

そして、本実施の形態では、内部空間１００ａに上記第１仕切部材１７１〜第３仕切部材１７３を取り付けることで、内部空間１００ａが、５つの領域、より具体的には、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３、第４領域Ａ４および第５領域Ａ５に仕切られている。

【0034】

これらのうち、第１領域Ａ１は、内部空間１００ａのうち、天井１２０、第１側壁１３０および第２側壁１４０と、第３側壁１５０と、第１仕切部材１７１とによって囲まれた領域をいう。
また、第２領域Ａ２は、内部空間１００ａのうち、天井１２０、第１側壁１３０および第２側壁１４０と、第１仕切部材１７１と、第２仕切部材１７２とによって囲まれた領域をいう。
さらに、第３領域Ａ３は、内部空間１００ａのうち、天井１２０、第１側壁１３０および第２側壁１４０と、第２仕切部材１７２と、第３仕切部材１７３とによって囲まれた領域をいう。
さらにまた、第４領域Ａ４は、内部空間１００ａのうち、天井１２０、第１側壁１３０および第２側壁１４０と、第３仕切部材１７３と、第４側壁１６０とによって囲まれた領域をいう。
そして、第５領域Ａ５は、内部空間１００ａのうち、上記第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４に含まれていない床部１１０側の領域をいう。

【0035】

本実施の形態では、第５領域Ａ５のＺ方向下流側（上方）に、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３および第４領域Ａ４が、Ｘ方向に沿ってこの順で配置されている。そして、第５領域Ａ５は、第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４のそれぞれと、個々に連通している。また、第５領域Ａ５は、第５領域Ａ５のＸ方向上流側で原料ガス供給部２００の原料ガス供給ダクト２０１と接続され、第５領域Ａ５のＸ方向下流側で排出空間４００ａと連通している。

【0036】

そして、本実施の形態のブロックガス供給部３００は、図１に示したように、天井１２０に設けられた貫通孔（図示せず）を介して、上方から第１領域Ａ１内にブロックガス（第１ブロックガス）を供給する第１ブロックガス供給部３１０と、上方から第２領域Ａ２内にブロックガス（第２ブロックガス）を供給する第２ブロックガス供給部３２０と、上方から第３領域Ａ３内にブロックガス（第３ブロックガス）を供給する第３ブロックガス供給部３３０と、上方から第４領域Ａ４内にブロックガス（第４ブロックガス）を供給する第４ブロックガス供給部３４０とを有している。なお、本実施の形態のブロックガス供給部３００（第１ブロックガス供給部３１０〜第４ブロックガス供給部３４０）は、ブロックガス（第１ブロックガス〜第４ブロックガス）を、特に予備加熱を行うことなく、そのまま内部空間１００ａに供給するようになっている。

【0037】

また、加熱手段の一例としての加熱機構５００は、図３に示したように、床部１１０における回転台１１２の下方に設けられている。この加熱機構５００は、回転台１１２の上に取り付けられた積載体１１３の下方に配置された第１ヒータ５１０と、第１ヒータ５１０の周縁よりも外側に配置された第２ヒータ５２０と、第２ヒータ５２０の周縁よりも外側に配置された第３ヒータ５３０と、第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０の下方に設けられ、これら第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０から下方に向かって発せられた熱を回転台１１２側に反射する反射部材５４０とを有している。これら第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０は、例えばグラファイト（カーボン）で構成されており、図示しない電源より供給された電流によって、自身が発熱する自己発熱型ヒータである。また、本実施の形態では、反射部材５４０も、グラファイト（カーボン）で構成されている。
これにより、本実施の形態では、基板Ｓ上にＳｉＣ膜を形成するに際して、基板ＳがＳｉＣ膜の形成面とは逆の方向から加熱されることになる。

【0038】

なお、本実施の形態のＣＶＤ装置１では、回転台１１２および加熱機構５００の下方から内部空間１００ａに向けて、アルゴン（Ａｒ）ガスからなるパージガスを供給することで、内部空間１００ａから固定部１１１と回転台１１２との間の隙間を介して、加熱機構５００側に原料ガス等が流入するのを抑制している。なお、パージガスとしてアルゴンガスを用いているのは、パージガスとして水素ガスを使用した場合に、加熱機構５００による基板Ｓの加熱効率が低下してしまうことによる。

【0039】

そして、反応容器１０は、第１領域Ａ１のＺ方向下流側（上方）で天井１２０と対向して設けられ、第１ブロックガス供給部３１０から−Ｚ方向に沿って第１領域Ａ１内に供給されてきた第１ブロックガスを、水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に拡散させつつ降下させる第１ブロックガス拡散部材１８１と、第２領域Ａ２のＺ方向下流側で天井１２０と対向して設けられ、第２ブロックガス供給部３２０から−Ｚ方向に沿って第２領域Ａ２内に供給されてきた第２ブロックガスを、水平方向に拡散させつつ降下させる第２ブロックガス拡散部材１８２と、第３領域Ａ３のＺ方向下流側で天井１２０と対向して設けられ、第３ブロックガス供給部３３０から−Ｚ方向に沿って第３領域Ａ３内に供給されてきた第３ブロックガスを、水平方向に拡散させつつ降下させる第３ブロックガス拡散部材１８３と、第４領域Ａ４のＺ方向下流側で天井１２０と対向して設けられ、第４ブロックガス供給部３４０から−Ｚ方向に沿って第４領域Ａ４内に供給されてきた第４ブロックガスを、水平方向に拡散させつつ降下させる第４ブロックガス拡散部材１８４とをさらに備えている。ここで、第１ブロックガス拡散部材１８１は、ＸＹ平面に沿い且つ複数の穿孔が形成された矩形状の板状部材を、Ｚ方向に複数（この例では５枚）積み重ねて構成される。また、他の第２ブロックガス拡散部材１８２〜第４ブロックガス拡散部材１８４も、第１ブロックガス拡散部材１８１と共通の構成を有している。

【0040】

［反応容器の寸法］
図６は、反応容器１０内の各種寸法を説明するための図である。
まず、反応容器１０の収容室１００（内部空間１００ａ）において、床部１１０から天井１２０に至るＺ方向の距離を、室内高さＨｒとする。また、第１仕切部材１７１のＺ方向の長さを第１仕切高さＨｐ１とし、第２仕切部材１７２のＺ方向の長さを第２仕切高さＨｐ２とし、第３仕切部材１７３のＺ方向の長さを第３仕切高さＨｐ３とする。さらに、床部１１０から第１仕切部材１７１の下端に至るＺ方向の距離を第１空間高さＨｔ１とし、床部１１０から第２仕切部材１７２の下端に至るＺ方向の距離を第２空間高さＨｔ２とし、床部１１０から第３仕切部材１７３の下端に至るＺ方向の距離を第３空間高さＨｔ３とする。このとき、Ｈｒ＝Ｈｐ１＋Ｈｔ１＝Ｈｐ２＋Ｈｔ２＝Ｈｐ３＋Ｈｔ３である。

【0041】

また、供給空間２００ａの出口（内部空間１００ａとの連通部）におけるＺ方向の距離を供給口高さＨｉとし、排出空間４００ａの入口（内部空間１００ａとの連通部）におけるＺ方向の距離を排出口高さＨｏとする。

【0042】

さらに、第１領域Ａ１のＸ方向の長さを第１領域長さＬ１とし、第２領域Ａ２のＸ方向の長さを第２領域長さＬ２とし、第３領域Ａ３のＸ方向の長さを第３領域長さＬ３とし、第４領域Ａ４のＸ方向の長さを第４領域長さＬ４とする。

【0043】

なお、第１領域Ａ１〜第５領域Ａ５のＹ方向の長さは、それぞれ、上述したように共通の室内幅Ｗとなっている（図５を参照）。

【0044】

本実施の形態において、第１仕切高さＨｐ１、第２仕切高さＨｐ２および第３仕切高さＨｐ３は、Ｈｐ１＞Ｈｐ２＝Ｈｐ３の関係を有している。そして、室内高さＨｒとこれら第１仕切高さＨｐ１〜第３仕切高さＨｐ３とは、それぞれ、Ｈｐ１≧Ｈｒ／２、Ｈｐ２≧Ｈｒ／２、Ｈｐ３≧Ｈｒ／２の関係を有している。ここで、室内高さＨｒおよび第１仕切高さＨｐ１〜第３仕切高さＨｐ３は、それぞれ天井１２０を上端の位置の基準としているため、第１仕切部材１７１〜第３仕切部材１７３の下端は、それぞれ、天井１２０よりも床部１１０に近い側に位置していることになる。

【0045】

また、供給口高さＨｉと、第１空間高さＨｔ１〜第３空間高さＨｔ３と、排出口高さＨｏとは、Ｈｉ＜Ｈｔ１＜Ｈｔ２＝Ｈｔ３＝Ｈｏの関係を有している。ここで、供給口高さＨｉ、第１空間高さＨｔ１〜第３空間高さＨｔ３および排出口高さＨｏは、それぞれ床部１１０を下端の位置の基準としているため、供給口Ｈｉの上端に比べて、排出口Ｈｏの上端が、より高い位置に存在していることになる。

【0046】

さらに、第１領域長さＬ１〜第４領域長さＬ４は、Ｌ１＜Ｌ４＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を有している。そして、第１領域長さＬ１は、他の第２領域長さＬ２〜第４領域長さＬ４と比べて、例えば４分の１以下となる大きさに設定されている。

【0047】

さらにまた、基板Ｓを積載する積載体１１３の積載体外径Ｄｏと、積載体１１３の直上に位置する第３領域Ａ３の第３領域長さＬ３とは、Ｄｏ＜Ｌ３の関係を有している。ここで、積載体外径Ｄｏおよび基板Ｓの基板直径Ｄｓは、Ｄｓ＜Ｄｏの関係を有している（図２を参照）ことから、第３領域長さＬ３と基板直径Ｄｓとは、Ｄｓ＜Ｌ３の関係を有していることになる。

【0048】

＜原料ガス供給部の構成＞
続いて、本実施の形態のＣＶＤ装置１における原料ガス供給部２００について説明する。
図７は、本実施の形態が適用される原料ガス供給部２００の縦断面図である。また、図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。さらに、図９（ａ）は、図７におけるＩＸＡ−ＩＸＡ断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＩＸＢ部の拡大図である。

【0049】

本実施の形態の原料ガス供給部２００は、収容室１００の内部空間１００ａに原料ガスを供給する原料ガス供給ダクト２０１と、原料ガス供給ダクト２０１に対して原料ガスを導入する原料ガス導入部２０２と、原料ガス供給ダクト２０１内を移動する原料ガスを冷却する冷却部２０３とを備えている。

【0050】

ここで、本実施の形態の原料ガス供給部２００では、内部空間１００ａに原料ガスを供給するための空間が、−Ｚ方向に並んで４つ設けられている。具体的には、原料ガス供給部２００の原料ガス供給ダクト２０１には、内部空間１００ａに第１原料ガスを供給するための第１供給空間２１１、第２原料ガスを供給するための第２供給空間２２１、第３原料ガスを供給するための第３供給空間２３１および第４原料ガスを供給するための第４供給空間２４１が、−Ｚ方向に順に並んで設けられている。そして、原料ガス供給ダクト２０１を反応容器１０（収容室１００）に取り付けた状態では、第１供給空間２１１、第２供給空間２２１、第３供給空間２３１および第４供給空間２４１は、それぞれ収容室１００の内部空間１００ａと連通している。

【0051】

また、原料ガス導入部２０２は、原料ガス供給ダクト２０１における第１供給空間２１１に、Ｘ方向上流側から第１原料ガスを導入する第１原料ガス導入部２１０と、第２供給空間２２１に、Ｘ方向上流側から第２原料ガスを導入する第２原料ガス導入部２２０と、第３供給空間２３１に、Ｘ方向上流側から第３原料ガスを導入する第３原料ガス導入部２３０と、第４供給空間２４１に、Ｘ方向上流側から第４原料ガスを導入する第４原料ガス導入部２４０とを有している。

【0052】

本実施の形態では、第１原料ガス導入部２１０は、第１原料ガスとしてキャリアガスである水素ガスを第１供給空間２１１に導入する。
第２原料ガス導入部２２０は、第２原料ガスとして、シリコン含有ガスであるモノシランガスとキャリアガスである水素ガスとの混合ガスを第２供給空間２２１に導入する。
第３原料ガス導入部２３０は、第３原料ガスとして、カーボン含有ガスであるプロパンガスとキャリアガスである水素ガスとの混合ガスを第３供給空間２３１に導入する。
第４原料ガス導入部２４０は、第４原料ガスとして、キャリアガスである水素ガスを第４供給空間２４１に導入する。

【0053】

［原料ガス供給ダクト２０１の構成］
続いて、原料ガス供給ダクト２０１の構成について詳細に説明する。
原料ガス供給ダクト２０１は、第１供給空間２１１〜第４供給空間２１４からみてＺ方向下流側（上方）においてＸＹ平面に沿って設けられるダクト上壁２５１と、第１供給空間２１１〜第４供給空間２１４からみてＺ方向上流側（下方）においてＸＹ平面に沿って設けられ、後述する第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４、第３ダクト仕切壁２５５および第１供給空間２１１〜第４供給空間２１４を介してダクト上壁２５１と対向するダクト下壁２５２と、第１供給空間２１１〜第４供給空間２１４からみてＹ方向上流側においてＺ方向に沿って設けられる第１ダクト側壁２５６と、第１供給空間２１１〜第４供給空間２１４からみてＹ方向下流側においてＺ方向に沿って設けられ、第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４および第３ダクト仕切壁２５５を介して第１ダクト側壁２５６と対向する第２ダクト側壁２５７とを備えている。

【0054】

さらに、原料ガス供給ダクト２０１は、ダクト上壁２５１とダクト下壁２５２との間においてそれぞれＸＹ平面に沿って設けられ、−Ｚ方向に順に並ぶ第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４および第３ダクト仕切壁２５５を有している。
第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４および第３ダクト仕切壁２５５は、ダクト上壁２５１、ダクト下壁２５２、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７により囲まれる空間を仕切ることで、この空間を第１供給空間２１１、第２供給空間２２１、第３供給空間２３１および第４供給空間２４１に分けている。

【0055】

言い換えると、第１供給空間２１１は、ダクト上壁２５１、第１ダクト仕切壁２５３、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７により囲まれることで形成され、第２供給空間２２１は、第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７により囲まれることで形成され、第３供給空間２３１は、第２ダクト仕切壁２５４、第３ダクト仕切壁２５５、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７により囲まれることで形成され、第４供給空間２４１は、第３ダクト仕切壁２５５、ダクト下壁２５２、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７により囲まれることで形成されている。

【0056】

ここで、本実施の形態のダクト上壁２５１、ダクト下壁２５２、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７は、それぞれステンレスの板材で構成されている。同様に、第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４および第３ダクト仕切壁２５５は、それぞれステンレスの板材で構成されている。これにより、第１供給空間２１１、第２供給空間２２１、第３供給空間２３１および第４供給空間２４１には、ステンレスが露出している。

【0057】

本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１において、第１供給空間２１１には、第１原料ガス導入部２１０から導入された第１原料ガスを拡散させるための拡散部材の一例としての第１拡散板２１２が設けられている。さらに、第１供給空間２１１には、第１拡散板２１２よりもＸ方向の下流側に、第１拡散板２１２により拡散された第１原料ガスの流れを整えるための整流部材の一例としての第１整流部材２１３が設けられている。
同様に、第２供給空間２２１には、第２原料ガス導入部２２０から導入された第２原料ガスを拡散させるための第２拡散板２２２が設けられるとともに、第２拡散板２２２よりもＸ方向の下流側に、第２拡散板２２２により拡散された第２原料ガスの流れを整えるための第２整流部材２２３が設けられている。
さらに、第３供給空間２３１には、第３原料ガス導入部２３０から導入された第３原料ガスを拡散させるための第３拡散板２３２が設けられるとともに、第３拡散板２３２よりもＸ方向の下流側に、第３拡散板２３２により拡散された第３原料ガスの流れを整えるための第３整流部材２３３が設けられている。
さらにまた、第４供給空間２４１には、第４原料ガス導入部２４０から導入された第４原料ガスを拡散させるための第４拡散板２４２が設けられるとともに、第４拡散板２４２よりもＸ方向の下流側に、第４拡散板２４２により拡散された第４原料ガスの流れを整えるための第４整流部材２４３が設けられている。

【0058】

本実施の形態の第１ダクト側壁２５６は、Ｘ方向の上流側端部からＸＺ平面に沿って形成された第１上流部２５６ａと、第１上流部２５６ａのＸ方向下流端から延びる第１傾斜部の一例としての第１中流部２５６ｂと、第１中流部２５６ｂのＸ方向下流端から延び、ＸＺ平面に沿って形成された第１延伸部の一例としての第１下流部２５６ｃとを有している。
同様に、第２ダクト側壁２５７は、Ｘ方向の上流側端部からＸＺ平面に沿って形成された第２上流部２５７ａと、第２上流部２５７ａのＸ方向下流端から延びる第２傾斜部の一例としての第２中流部２５７ｂと、第２中流部２５７ｂのＸ方向下流端から延び、ＸＺ平面に沿って形成された第２延伸部の一例としての第２下流部２５７ｃとを有している。

【0059】

第１ダクト側壁２５６の第１中流部２５６ｂは、Ｚ方向に沿い、且つＺ方向からみた場合にＸ方向および−Ｙ方向に沿って斜めに傾斜するように形成されている。また、第２ダクト側壁２５７の第２中流部２５７ｂは、Ｚ方向に沿い、且つＺ方向からみた場合にＸ方向およびＹ方向に沿って斜めに傾斜するように形成されている。
これにより、原料ガス供給ダクト２０１をＺ方向からみた場合に、第１ダクト側壁２５６の第１中流部２５６ｂと、第２ダクト側壁２５７の第２中流部２５７ｂとは、Ｘ方向下流側に向かうにつれて互いの距離が離れるように構成されている。

【0060】

そして、Ｚ方向からみた場合に、第１ダクト側壁２５６の第１中流部２５６ｂと第２ダクト側壁２５７の第２中流部２５７ｂとがなす角を第１ダクト角θ１とすると、第１ダクト角θ１は鈍角となっている（θ１＞９０°）。

【0061】

また、本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１において、第１ダクト側壁２５６の第１上流部２５６ａと、第２ダクト側壁２５７の第２上流部２５７ａとは、互いに平行になるように形成されている。同様に、第１ダクト側壁２５６の第１下流部２５６ｃと、第２ダクト側壁２５７の第２下流部２５７ｃとは、互いに平行になるように形成されている。

【0062】

そして、本実施の形態において原料ガス供給ダクト２０１をＺ方向からみた場合に、第１ダクト側壁２５６の第１中流部２５６ｂと第１下流部２５６ｃとがなす角を第２ダクト角θ２とすると、第２ダクト角θ２は、鈍角となっている（θ２＞９０°）。同様に、第２ダクト側壁２５７の第２中流部２５７ｂと第２下流部２５７ｃとがなす角を第３ダクト角θ３とすると、第３ダクト角θ３は鈍角となっている（θ３＞９０°）。なお、この例では、第２ダクト角θ２と第３ダクト角θ３とは等しい（θ２＝θ３）。

【0063】

ここで、ダクト上壁２５１、第１ダクト仕切壁２５３、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７により囲まれる第１供給空間２１１は、第１原料ガス導入部２１０から第１原料ガスが導入される第１導入領域２１１ａと、第１導入領域２１１ａから移動してきた第１原料ガスがＹ方向および−Ｙ方向に拡散される第１拡散領域２１１ｂと、第１拡散領域２１１ｂから移動してきた第１原料ガスが収容室１００（図１参照）の内部空間１００ａ（図１参照）に向けて排出される第１排出領域２１１ｃとに分けられる。
ここで、第１導入領域２１１ａとは、第１供給空間２１１のうち、ダクト上壁２５１と、第１ダクト仕切壁２５３と、第１ダクト側壁２５６における第１上流部２５６ａと、第２ダクト側壁２５７における第２上流部２５７ａとにより囲まれる領域である。また、第１拡散領域２１１ｂとは、第１供給空間２１１のうち、ダクト上壁２５１と、第１ダクト仕切壁２５３と、第１ダクト側壁２５６における第１中流部２５６ｂと、第２ダクト側壁２５７における第２中流部２５７ｂとにより囲まれる領域である。さらに、第１排出領域２１１ｃとは、第１供給空間２１１のうち、ダクト上壁２５１と、第１ダクト仕切壁２５３と、第１ダクト側壁２５６における第１下流部２５６ｃと、第２ダクト側壁２５７における第２下流部２５７ｃとにより囲まれる領域である。

【0064】

なお、上述した第１拡散板２１２は、第１供給空間２１１のうち、第１拡散領域２１１ｂと第１排出領域２１１ｃとに跨って形成されている。また、第１整流部材２１３は、第１供給空間２１１のうち第１排出領域２１１ｃに形成されている。

【0065】

第１排出領域２１１ｃのＹ方向に沿った幅（すなわち、第１下流部２５６ｃと第２下流部２５７ｃとの距離）を排出幅Ｗｄとすると、本実施の形態では、排出幅Ｗｄは上述した室内幅Ｗと等しくなっている（Ｗｄ＝Ｗ）。
また、第１導入領域２１１ａのＹ方向に沿った幅（すなわち、第１上流部２５６ａと第２上流部２５７ａとの距離）を導入幅Ｗｉとすると、導入幅Ｗｉは排出幅Ｗｄ（室内幅Ｗ）よりも狭くなっている（Ｗｉ＜Ｗｄ）。
そして、第１拡散領域２１１ｂのＹ方向に沿った幅（すなわち、第１中流部２５６ｂと第２中流部２５７ｂとの距離）は、Ｘ方向上流側からＸ方向下流側に向かうにつれて、導入幅Ｗｉから排出幅Ｗｄ（室内幅Ｗ）へと連続的に拡がるように形成されている。

【0066】

また、第１拡散領域２１１ｂのＸ方向に沿った長さを拡散長さＬｂとすると、本実施の形態では、排出幅Ｗｄは、拡散長さＬｂを２倍した長さよりも広くなっている（Ｗｄ＞２Ｌｂ）。
ここで、本実施の形態では、上述したように第１ダクト角θ１を鈍角とすることで、排出幅Ｗｄを一定とした場合に、第１ダクト角θ１を鋭角とする場合と比較して、第１拡散領域２１１ｂの拡散長さＬｂを短くすることが可能になる。この結果、本構成を採用しない場合と比較して、原料ガス供給ダクト２０１のＸ方向に沿った長さを短くすることが可能になり、ＣＶＤ装置１（図１参照）を小型化することが可能になる。

【0067】

なお、ここでは詳細な説明は省略するが、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７が上述のような構成を有することで、第２供給空間２２１、第３供給空間２３１および第４供給空間２４１も、第１供給空間２１１と同様の構成を有している。すなわち、第２供給空間２２１〜第４供給空間２４１は、それぞれ、原料ガス導入部２０２から第２原料ガス〜第４原料ガスがそれぞれ導入される導入領域（図示せず）と、導入領域から移動してきた第２原料ガス〜第４原料ガスがＹ方向および−Ｙ方向に拡散される拡散領域（図示せず）と、拡散領域から移動してきた第２原料ガス〜第４原料ガスが収容室１００（図１参照）の内部空間１００ａ（図１参照）に向けて排出される排出領域（図示せず）とを有している。

【0068】

［拡散板の構成］
続いて、第１供給空間２１１に設けられる第１拡散板２１２の構成について説明する。
第１拡散板２１２は、第１供給空間２１１における第１拡散領域２１１ｂと第１排出領域２１１ｃとに跨って形成され、第１拡散領域２１１ｂおよび第１排出領域２１１ｃのＹ方向中央部に配置されている。
本実施の形態の第１拡散板２１２は、Ｚ方向からみた形状が正方形の、板状の部材から構成されており、正方形の２つの対角線がそれぞれＸ方向およびＹ方向に沿うように配置されている。これにより、正方形状を呈する第１拡散板２１２の一つの角が、第１導入領域２１１ａ側を向くようになっている。
そして、第１拡散板２１２における第１導入領域２１１ａ側（Ｘ方向上流側）を向く角を拡散板角θ４（＝９０°）とすると、θ４は、第１ダクト角θ１よりも小さい（θ４＜θ１）。

【0069】

また、第１拡散板２１２のＹ方向に沿った幅を拡散板幅Ｗｐとすると、拡散板幅Ｗｐは、導入幅Ｗｉよりも大きく、排出幅Ｗｄ（室内幅Ｗ）よりも小さく設定されている（Ｗｉ＜Ｗｐ＜Ｗ）。なお、拡散板幅Ｗｐと排出幅Ｗｄ（室内幅Ｗ）との比（Ｗｐ／Ｗｄ）は、０．２〜０．６の範囲であることが好ましく、０．３〜０．４の範囲であることがより好ましい。
なお、本実施の形態の第１拡散板２１２における拡散板幅Ｗｐは、正方形状を有する第１拡散板２１２におけるＹ方向に沿った対角線の長さであり、この第１拡散板２１２におけるＹ方向に沿った対角線は、第１供給空間２１１における第１拡散領域２１１ｂに位置している。
さらに、第１拡散板２１２のＺ方向に沿った厚さは、ダクト上壁２５１と第１ダクト仕切壁２５３とのＺ方向に沿った距離と略等しく設定されている。すなわち、第１供給空間２１１に導入された第１原料ガスは、第１供給空間における第１拡散板２１２が設けられた領域を移動することはできない。

【0070】

本実施の形態の第１拡散板２１２は、ステンレス板から形成されている。また、第１拡散板２１２は、取り付け・取り外しが可能に構成されており、原料ガス供給ダクト２０１を組み立てる際等に、必要に応じて取り付けたり取り外したりすることができる。
なお、ここでは詳細な説明は省略するが、第２拡散板２２２、第３拡散板２３２および第４拡散板２４２は、第１拡散板２１２と同様の構成を有している。

【0071】

［整流部材の構成］
続いて、第１供給空間２１１に設けられる第１整流部材２１３の構成について説明する。
本実施の形態の第１整流部材２１３は、板状の部材から構成され、第１供給空間２１１における第１排出領域２１１ｃにおいて、ＹＺ平面に沿って形成される。
第１整流部材２１３のＺ方向に沿った高さは、ダクト上壁２５１と第１ダクト仕切壁２５３との距離と略等しく構成されている。さらに、第１整流部材２１３のＹ方向に沿った幅は、上述した排出幅Ｗｄ（室内幅Ｗ）と略等しく構成されている。

【0072】

また、第１整流部材２１３には、Ｘ方向に貫通する複数の第１貫通孔２１３ａが、Ｙ方向に沿って一定間隔で並んで形成されている。
これにより、第１排出領域２１１ｃは、第１整流部材２１３によってＸ方向上流側とＸ方向下流側とに仕切られるとともに、第１整流部材２１３に形成された複数の第１貫通孔２１３ａを介して、第１排出領域２１１ｃのＸ方向上流側とＸ方向下流側とが連通している。

【0073】

それぞれの第１貫通孔２１３ａの径は０．２〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜１ｍｍ程度であり、隣接する第１貫通孔２１３ａ同士の間隔Ｓｈは、０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍである。なお、第１貫通孔２１３ａの径および間隔Ｓｈはこれに限られず、変更することが可能である。
また、本実施の形態の第１整流部材２１３は、例えばステンレス等で構成される。
なお、詳細な説明は省略するが、第２整流部材２２３、第３整流部材２３３および第４整流部材２４３は、第１整流部材２１３と同様な構成を有しており、図９（ｂ）に示すように、第２整流部材２２３には複数の第２貫通孔２２３ａが形成され、第３整流部材２３３には複数の第３貫通孔２３３ａが形成され、第４整流部材２４３には複数の第４貫通孔２４３ａが形成されている。

【0074】

［冷却部の構成］
続いて、原料ガス供給部２００に設けられた冷却部２０３について説明する。図１０は、本実施の形態が適用される冷却部２０３の構成を説明するための図である。
本実施の形態の冷却部２０３は、上述したように、原料ガス供給ダクト２０１を冷却するために設けられる。冷却部２０３は、原料ガス供給ダクト２０１のＺ方向上流（下方）側に設けられ、原料ガスを冷却する冷却部材２８１と、冷却部材２８１に対して冷却のための水を給水する給水部２８２と、冷却部材２８１にて冷却に使用された水を排水する排水部２８３とを備えている。

【0075】

図１０に示すように、冷却部２０３の冷却部材２８１は、直方体状の外観を呈し、その内部には中空状の内部配管２８１１ａが形成された板状部材２８１１と、内部配管２８１１ａの一端に取り付けられるとともに給水部２８２に接続され、内部配管２８１１ａに対する水の入口となる給水管２８１２と、内部配管２８１１ａの他端に取り付けられるとともに排水部２８３に接続され、内部配管２８１１ａからの水の出口となる配水管２８１３とを有している。なお、冷却部材２８１を構成する板状部材２８１１、給水管２８１２および配水管２８１３は、それぞれがステンレスで構成されている。
なお、冷却部２０３において、原料ガス供給ダクト２０１を移動する原料ガスを冷却する際には、冷却部材２８１の内部配管２８１１ａに対して、給水部２８２により冷却水の給水を行うとともに、排水部２８３により冷却に用いられた冷却水の排水を行う。

【0076】

＜ＣＶＤ装置を用いた成膜動作＞
では次に、本実施の形態のＣＶＤ装置１を用いた成膜動作について説明を行う。
まず、膜の形成面を外側に向けた基板Ｓを、積載体１１３の凹部１１３ａに積載する。次に、ＣＶＤ装置１における床部１１０の回転台１１２（受け部１１２ａ）に、基板Ｓを積載した積載体１１３をセットする。

【0077】

続いて、使用ガス排出部６００を用いて内部空間１００ａ、原料ガス供給部２００における第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１、および排出空間４００ａの脱気を行うとともに、原料ガス供給部２００を用いて内部空間１００ａにキャリアガスを供給し、且つ、ブロックガス供給部３００を用いて内部空間１００ａにブロックガスを供給する。これにより、内部空間１００ａ、第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１、および排出空間４００ａの雰囲気を水素ガス（ブロックガスおよびキャリアガス）で置換するとともに、常圧から予め決められた圧力（この例では２００ｈＰａ）まで減圧する。
このとき、ブロックガス供給部３００を構成する第１ブロックガス供給部３１０、第２ブロックガス供給部３２０、第３ブロックガス供給部３３０および第４ブロックガス供給部３４０による第１ブロックガス、第２ブロックガス、第３ブロックガスおよび第４ブロックガスのそれぞれの供給量は、例えば１０Ｌ（リットル）〜３０Ｌ／ｍｉｎの範囲から選択される。

【0078】

またこのとき、原料ガス供給部２００では、第１原料ガス導入部２１０〜第４原料ガス導入部２４０により、第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１に対して水素ガス（キャリアガス）を導入するとともに、第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１を介して内部空間１００ａに水素ガスを供給する。第１原料ガス導入部２１０〜第４原料ガス導入部２４０によるキャリアガスの供給量は、それぞれ、例えば１Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲から選択される。
さらに、原料ガス供給部２００では、内部空間１００ａにキャリアガスを供給するに際して、冷却部２０３を用いて原料ガス供給ダクト２０１の冷却を開始する。

【0079】

それから、回転駆動部８００を用いて床部１１０の回転台１１２を駆動する。これに伴い、回転台１１２にセットされた積載体１１３および積載体１１３に積載された基板Ｓは、矢印Ａ方向に回転する。このとき、回転台１１２（基板Ｓ）の回転速度は、１０〜２０ｒｐｍである。

【0080】

次いで、加熱機構５００を構成する第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０への給電を開始し、第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０をそれぞれ発熱させることで、回転台１１２および積載体１１３を介して基板Ｓを加熱する。ここで、第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０への給電は個別に制御されるようになっており、基板Ｓの温度が１５００℃〜１８００℃から選ばれた成膜温度（この例では１６００℃）となるように加熱制御を行う。また、加熱機構５００による加熱動作が開始されるのに伴って、パージガスとしてのアルゴンガスの供給が開始される。そして、基板Ｓが成膜温度まで加熱された後、加熱機構５００は、基板Ｓが成膜温度に維持されるように加熱制御を変更する。

【0081】

加熱機構５００によって基板Ｓが成膜温度まで加熱された後、ブロックガス供給部３００による内部空間１００ａへのブロックガスの供給を、上述した条件で引き続き行いつつ、原料ガス供給部２００から内部空間１００ａに対するシリコン含有ガスおよびカーボン含有ガスの供給を開始する。
このとき、原料ガス供給部２００では、第１原料ガス導入部２１０〜第４原料ガス導入部２４０による第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１への水素ガス（キャリアガス）の導入を引き続き行うとともに、第２原料ガス導入部２２０による第２供給空間２２１へのシリコン含有ガス（この例では、モノシランガス）の導入および第３原料ガス導入部２３０による第３供給空間２３１へのカーボン含有ガス（この例では、プロパンガス）の導入を開始する。
これにより、第２原料ガス導入部２２０により第２供給空間２２１へ導入される第２原料ガスは、シリコン含有ガスと水素ガスとの混合ガスとなる。また、第３原料ガス導入部２３０により第３供給空間２３１へ導入される第３原料ガスは、カーボン含有ガスと水素ガスとの混合ガスとなる。

【0082】

また、このとき第２原料ガス導入部２２０によるシリコン含有ガスの導入と第３原料ガス導入部２３０によるカーボン含有ガスの導入とは、同時に始めるのが好ましい。ここで、「同時に供給」とは、完全に同一時刻であることは要しないが、数秒以内であることを意味する。
また、原料ガス供給部２００の冷却部２０３では、冷却動作を引き続き行い、原料ガス供給ダクト２０１を冷却する。これにより、原料ガス供給ダクト２０１の温度は、２００℃以下に維持される。

【0083】

なお、このとき第１原料ガス導入部２１０により導入される第１原料ガスおよび第４原料ガス導入部２４０により導入される第４原料ガスとしての水素ガスの導入量は、それぞれ、例えば１〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲から選択される。
また、第２原料ガス導入部２２０により導入される第２原料ガスのうちモノシランガスの導入量は、例えば５０ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍの範囲から選択され、水素ガスの導入量は、例えば、例えば１〜３０Ｌ／ｍｉｎの範囲から選択される。さらに、第３原料ガス導入部２３０により導入される第３原料ガスのうちプロパンガスの導入量は、例えば１２ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍの範囲から選択され、水素ガスの導入量は、例えば、例えば１〜３０Ｌ／ｍｉｎの範囲から選択される。ただし、カーボンとシリコンとの濃度比Ｃ／Ｓｉ比が、０．８〜２．０の範囲内に収まるように、モノシランガスおよびプロパンガスの導入量が決定される。

【0084】

そして、第１原料ガス導入部２１０〜第４原料ガス導入部２４０により導入された第１原料ガス〜第４原料ガスは、それぞれ、原料ガス供給ダクト２０１の第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１にてＹ方向（−Ｙ方向）に拡がった状態となった後、Ｘ方向に沿って内部空間１００ａに搬入される。
なお、原料ガス供給部２００による内部空間１００ａへの原料ガス等の供給に関しては、後段にて詳細に説明する。

【0085】

また、この例では、第２原料ガスが含むシリコン含有ガスとしてモノシランガスを、また、第３原料ガスが含むカーボン含有ガスとしてプロパンガスを、それぞれ用いているが、これに限られない。シリコン含有ガスとして、例えばジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガス等を用いてもよい。また、カーボン含有ガスとして、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）ガスやエタン（Ｃ_２Ｈ_６）ガス等を用いることもできる。さらに、シリコン含有ガスとして、Ｃｌを含むジクロロシランガスやトリクロロシランガス等を用いることも可能である。さらにまた、この例では、キャリアガスとして水素（Ｈ_２）ガスを単体で用いているが、水素（Ｈ_２）ガス中に塩酸（ＨＣｌ）ガスを含ませたものを用いてもかまわない。

【0086】

原料ガス供給部２００により、Ｘ方向に沿って内部空間１００ａに搬入されてきた原料ガスは、ブロックガスによってＸ方向に導かれるとともにＺ方向（上方）への浮き上がりが抑制された状態で、矢印Ａ方向に回転する基板Ｓの周辺に到達する。基板Ｓの周辺に到達した原料ガスのうち、モノシランガスは、基板Ｓ等を介して伝達される熱によりシリコンと水素とに分解され、プロパンガスは、基板Ｓ等を介して伝達される熱によりカーボンと水素とに分解される。そして、熱分解によって得られたシリコンとカーボンとが、基板Ｓの表面に規則性を保ちつつ順次堆積していくことで、基板Ｓ上には、４Ｈ−ＳｉＣの膜がエピタキシャル成長していく。

【0087】

そして、内部空間１００ａにおいてＸ方向に移動する原料ガス（反応済のものも含む）およびブロックガスは、使用ガス排出部６００による脱気動作によってさらにＸ方向へと移動し、内部空間１００ａから排気ダクト４００に設けられた排出空間４００ａへと搬入され、さらに反応容器１０の外部へと排出される。

【0088】

そして、基板Ｓ上に、ＳｉＣエピタキシャルウェハに必要な厚さの４Ｈ−ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜が完了すると、原料ガス供給部２００は、内部空間１００ａに対する原料ガスの供給を停止する。また、加熱機構５００は、４Ｈ−ＳｉＣエピタキシャル膜が積層された基板Ｓの加熱を停止し、回転駆動部８００は回転台１１２の駆動（基板Ｓの回転）を停止する。さらに、基板Ｓが十分に冷却された状態で、ブロックガス供給部３００を用いたブロックガスの供給、パージガスの供給を停止し、一連の成膜動作が完了する。そして、使用ガス排出部６００による脱気動作を停止して内部空間１００ａ内が常圧下に戻された後、反応容器１０から、４Ｈ−ＳｉＣエピタキシャル膜を積層した基板ＳすなわちＳｉＣエピタキシャルウェハが積載体１１３ごと取り出され、積載体１１３からＳｉＣエピタキシャルウェハが取り外される。

【0089】

［原料ガス供給部による原料ガスの供給］
図１１は、本実施の形態が適用される原料ガス供給部２００により原料ガスを供給する際の原料ガスの流れを模式的に示した図である。図１１（ａ）は、原料ガス供給部２００の第１供給空間２１１における第１原料ガスＧｓ１の流れを示した図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＸＩＢ−ＸＩＢ断面図である。なお、図１１（ｂ）においては、第１拡散板２１２、第２拡散板２２２、第３拡散板２３２および第４拡散板２４２については記載を省略している。

【0090】

図１１（ａ）に示すように、上述した成膜動作の開始に伴い、第１原料ガス導入部２１０は、第１供給空間２１１における第１導入領域２１１ａへ第１原料ガスＧｓ１を導入する。第１導入領域２１１ａへ導入された第１原料ガスＧｓ１は、第１原料ガス導入部２１０によって付与された推進力と使用ガス排出部６００（図１参照）の脱気動作による吸引力とにより、Ｘ方向に沿って移動し、第１拡散領域２１１ｂに到達する。

【0091】

第１拡散領域２１１ｂに到達した第１原料ガスＧｓ１は、さらにＸ方向に沿って移動する。上述したように、第１拡散領域２１１ｂでは、第１ダクト側壁２５６の第１中流部２５６ｂと第２ダクト側壁２５７の第２中流部２５７ｂとがなす第１ダクト角θ１が鈍角となるように構成され、第１拡散領域２１１ｂは、第１導入領域２１１ａに接続されるＸ方向上流端から第１排出領域２１１ｃに接続されるＸ方向下流端に向けて、Ｙ方向に沿った幅が徐々に広がるように形成されている。
したがって、第１導入領域２１１ａから第１拡散領域２１１ｂに到達した第１原料ガスＧｓ１は、第１中流部２５６ｂおよび第２中流部２５７ｂに案内されることで、第１拡散領域２１１ｂの幅が拡がるのに伴ってＹ方向および−Ｙ方向に拡散しながらＸ方向に移動していく。

【0092】

さらに本実施の形態では、第１拡散領域２１１ｂと第１排出領域２１１ｃとに跨って第１拡散板２１２が配置されている。これにより、第１拡散領域２１１ｂにてＸ方向に移動する第１原料ガスＧｓ１は、やがて第１拡散板２１２に到達する。そして、第１拡散板２１２に到達した第１原料ガスＧｓ１は、第１拡散板２１２に突き当たることでその移動方向が変えられ、第１拡散板２１２を避けるようにＹ方向（−Ｙ方向）に拡がった後、さらにＸ方向に移動していくことになる。
そして、第１原料ガスＧｓ１は、Ｙ方向（−Ｙ方向）に拡散された状態で第１排出領域２１１ｃに到達する。

【0093】

第１排出領域２１１ｃに到達した第１原料ガスＧｓ１は、さらにＸ方向に沿って移動する。
上述したように、第１排出領域２１１ｃには、第１整流部材２１３が設けられており、第１排出領域２１１ｃに到達しＸ方向に移動する第１原料ガスＧｓ１は、やがて第１整流部材２１３に到達する。そして、第１整流部材２１３に到達した第１原料ガスＧｓ１は、第１整流部材２１３に設けられた複数の第１貫通孔２１３ａを通って、さらにＸ方向下流側に移動する。
ここで、上述したように第１拡散領域２１１ｂでは、第１原料ガスＧｓ１はＹ方向（−Ｙ方向）に拡散されるため、第１拡散領域２１１ｂから第１排出領域２１１ｃに到達した第１原料ガスＧｓ１の進行方向は、Ｘ方向に対してＹ方向（−Ｙ方向）に斜めに傾斜している場合がある。そして、このような第１原料ガスＧｓ１は、第１排出領域２１１ｃにおいて、第１整流部材２１３にＸ方向に沿って設けられた第１貫通孔２１３ａを通過することで、進行方向がＸ方向に沿うように流れが整えられることになる。

【0094】

そして、第１排出領域２１１ｃにおいて第１整流部材２１３を通過した第１原料ガスは、Ｙ方向（−Ｙ方向）に拡散された状態でＸ方向に沿って移動し、収容室１００（図１参照）の内部空間１００ａに向けて排出される。
このように、本実施の形態の原料ガス供給部２００では、原料ガス供給ダクト２０１が上述したような構造を有することで、本構成を採用しない場合と比較して、原料ガス供給ダクト２０１から原料ガスを均一に排出させることが可能となり、原料ガス供給ダクト２０１から排出される原料ガスの流速をＹ方向上流側からＹ方向下流側に亘って略均一にすることが可能になる。

【0095】

すなわち、例えば第１ダクト角θ１が鋭角である場合には、第１原料ガス導入部２１０から第１供給空間２１１に導入された第１原料ガスは、Ｙ方向（−Ｙ方向）に拡散しにいため、第１原料ガスは原料ガス供給ダクト２０１のＹ方向中央部に集中しやすい。その結果、第１供給空間２１１から内部空間１００ａに供給される第１原料ガスは、Ｙ方向の中央部において流速が速く、Ｙ方向の両端部において流速が遅くなりやすく、流速がＹ方向に沿って不均一になりやすい。

【0096】

これに対し、本実施の形態では、第１ダクト角θ１を鈍角にすることで、第１拡散領域２１１ｂにおいて第１原料ガスがＹ方向（−Ｙ方向）に沿って拡散しやすくなっている。特に、本実施の形態の第１供給空間２１１には、第１拡散板２１２を設けており、第１原料ガスは、第１拡散板２１２を避けるように第１供給空間２１１においてＹ方向上流側および下流側に拡散される。これにより、第１供給空間２１１から排出される第１原料ガスについて、本構成を採用しない場合と比較して、Ｙ方向上流側および下流側の流速を高めるとともに、第１拡散板２１２のＸ方向下流側に位置するＹ方向中央部の流速を低下させることが可能になる。この結果、原料ガス供給ダクト２０１の第１供給空間２１１から排出される原料ガスの流速を、Ｙ方向上流側からＹ方向下流側に亘って略均一にすることが可能になる。

【0097】

なお、上記では、第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１のうち第１供給空間２１１における第１原料ガスＧｓ１の流れを例に挙げて説明したが、第２供給空間２２１〜第４供給空間２４１のそれぞれにおける第２原料ガスＧｓ２〜第４原料ガスＧｓ４の流れについても、第１原料ガスＧｓ１と同様である。
すなわち、第２原料ガスＧｓ２〜第４原料ガスＧｓ４は、それぞれ第２原料ガス導入部２２０〜第４原料ガス導入部２４０から第２供給空間２２１〜第４供給空間２４１の導入領域（図示せず）に導入される。その後、第２原料ガスＧｓ２〜第４原料ガスＧｓ４は、それぞれＸ方向に沿って移動して拡散領域（図示せず）に到達し、第２拡散板２２２〜第４拡散板２４２（それぞれ図７参照）を介してＹ方向（−Ｙ方向）に拡散された後、第２整流部材２２３〜第４整流部材２４３を通過して、排出領域（図示せず）から内部空間１００ａに向けて排出される。

【0098】

ここで、本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１では、第１供給空間２１１、第２供給空間２２１、第３供給空間２３１および第４供給空間２４１は、−Ｚ方向に沿ってこの順に積層されるように構成されている。
したがって、原料ガスは、図１１（ｂ）に示すように、第１供給空間２１１からの第１原料ガスＧｓ１、第２供給空間２２１からの第２原料ガスＧｓ２、第３供給空間２３１からの第３原料ガスＧｓ３および第４供給空間２４１からの第４原料ガスＧｓ４は、−Ｚ方向に沿ってこの順に層状に重なった状態で原料ガス供給ダクト２０１から排出され、内部空間１００ａ（図１参照）に供給されることになる。

【0099】

言い換えると、本実施の形態では、シリコン含有ガス（モノシランガス）を含む第２原料ガスＧｓ２と、カーボン含有ガス（プロパンガス）を含み、第２原料ガスＧｓ２の下方（Ｚ方向上流側）に重なった第３原料ガスＧｓ３とが、キャリアガス（水素ガス）である第１原料ガスＧｓ１および第４原料ガスＧｓ４により挟まれた状態で内部空間１００ａに供給される。
また、上述したように、原料ガス供給部２００により原料ガスＧｓを内部空間１００ａに供給する際には、原料ガス供給ダクト２０１を冷却部２０３（図７参照）により冷却している。
これにより、例えば第２原料ガスＧｓ２に含まれるシリコン含有ガス（モノシランガス）や第３原料ガスＧｓ３に含まれるカーボン含有ガス（プロパンガス）が、原料ガス供給ダクト２０１内において熱分解したり、熱分解により生じたＳｉやＣなどによって第２供給空間２２１や第３供給空間２３１が閉塞したりするのを抑制することができる。

【0100】

なお、本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１を構成する各壁（ダクト上壁２５１、ダクト下壁２５２、第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４、第３ダクト仕切壁２５５、第１ダクト側壁２５６および第２ダクト側壁２５７）は、ステンレスにより構成されている。また、第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２および第１整流部材２１３〜第４整流部材２４３は、ステンレスにより構成されている。
一般に、ステンレスからなる部材が３００℃以上の温度条件下でカーボン含有ガスと接触すると、カーボン含有ガスによりステンレス表面の性質が変化する浸炭という現象が起こる場合がある。そして、浸炭によりステンレス表面の性質が変化した場合、ステンレスからなる部材が脆くなり、強度が低下する懸念がある。

【0101】

本実施の形態では、冷却部２０３により原料ガス供給ダクト２０１を冷却することで、原料ガス供給ダクト２０１内が高温になるのを抑制している。これにより、原料ガス供給ダクト２０１を構成する各壁において浸炭が起こるのを抑制することが可能になる。
特に、本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１では、カーボン含有ガス（プロパンガス）を含む第３原料ガスＧｓ３を供給するための第３供給空間２３１を、シリコン含有ガス（モノシランガス）を含む第２原料ガスＧｓ２を供給するための第２供給空間２２１と比較して、冷却部２０３における冷却部材２８１に近い下方側（Ｚ方向上流側）に配置している。これにより、本構成を採用しない場合と比較して、カーボン含有ガスを含む第３原料ガスＧｓ３の温度が上昇するのをより抑制でき、原料ガス供給ダクト２０１内で浸炭が発生するのをより抑制することが可能になる。

【0102】

また、本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１においては、第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４および第３ダクト仕切壁２５５により互いに仕切られた第１供給空間２１１、第２供給空間２２１、第３供給空間２３１および第４供給空間２４１により、第１原料ガスＧｓ１〜第４原料ガスＧｓ４を分けて供給している。
これにより、本実施の形態では、原料ガス供給ダクト２０１を介して内部空間１００ａに原料ガスＧｓを供給する際に、第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１のそれぞれを移動する第１原料ガスＧｓ１〜第４原料ガスＧｓ４が、互いに接触しないようになっている。すなわち、本実施の形態では、シリコン含有ガス（モノシランガス）を含む第２原料ガスＧｓ２と、カーボン含有ガス（プロパンガス）を含む第３原料ガスＧｓ３とが、原料ガス供給ダクト２０１内で直接接触しない。これにより、原料ガス供給ダクト２０１内において、シリコン含有ガスとカーボン含有ガスとが反応するのを抑制でき、シリコン含有ガスとカーボン含有ガスとの反応生成物が原料ガス供給ダクト２０１内に付着するのを抑制することができる。

【0103】

［収容室内に供給された原料ガスおよびブロックガスの流れ］
続いて、収容室１００内に供給された原料ガスおよびブロックガスの流れについて説明する。
図１２は、収容室１００内における原料ガスおよびブロックガスの流れを模式的に示した図である。また、図１３は、図１２におけるＸＩＩＩ部の拡大図である。さらにまた、図１４は、図１２におけるＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。

【0104】

まず、原料ガス供給部２００から内部空間１００ａに供給されてきた原料ガスＧｓ（第１原料ガスＧｓ１〜第４原料ガスＧｓ４）は、第１領域Ａ１の下方となる部位から第５領域Ａ５に搬入される。ここで、内部空間１００ａに供給される原料ガスＧｓは、上述したように、第１原料ガスＧｓ１、第２原料ガスＧｓ２、第３原料ガスＧｓ３および第４原料ガスＧｓ４が、この順で−Ｚ方向に沿って層状に重なった状態となっている。すなわち、シリコン含有ガス（モノシランガス）を含む第２原料ガスＧｓ２およびカーボン含有ガス（プロパンガス）を含む第３原料ガスＧｓ３は、第１原料ガスＧｓ１と第４原料ガスＧｓ４とによって、挟まれながら内部空間１００ａに供給される。
これにより、第２原料ガスＧｓ２および第３原料ガスＧｓ３は、第１原料ガスＧｓ１および第４原料ガスＧｓ４によってＺ方向（−Ｚ方向）に沿った移動が抑制された状態で、Ｘ方向に沿って移動していくことになる。言い換えると、第１原料ガスＧｓ１および第４原料ガスＧｓ４は、第２原料ガスＧｓ２および第３原料ガスＧｓ３のＸ方向への移動を補助する役割を有している。

【0105】

そして、第５領域Ａ５に搬入された原料ガスＧｓは、原料ガス供給部２００によって付与された推進力と、使用ガス排出部６００（図１参照）の脱気動作による吸引力とにより、第１原料ガスＧｓ１〜第４原料ガスＧｓ４が層状に重なった状態で、床部１１０と対向しつつ、積載体１１３（基板Ｓ）に向かいＸ方向に沿って移動していく。

【0106】

また、上述したように、本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１における排出幅Ｗｄは、収容室１００の室内幅Ｗと等しい。そして、原料ガスＧｓ（第１原料ガスＧｓ１〜第４原料ガスＧｓ４）は、原料ガス供給ダクト２０１においてＹ方向（−Ｙ方向）に沿って室内幅Ｗに拡がった後、Ｘ方向に向くようにその移動方向が整えられた状態で、内部空間１００ａへ供給される。すなわち、原料ガスＧｓは、原料ガス供給ダクト２０１から内部空間１００ａへ供給される際に、移動方向を変更することなく引き続きＸ方向に沿って移動することになる。
また、上述したように、本実施の形態では、原料ガス供給ダクト２０１から内部空間１００ａへ供給される原料ガスＧｓは、Ｙ方向上流側から下流側にかけて流速が略均一となっている。
これにより、本実施の形態では、内部空間１００ａ内において、原料ガスＧｓの気流に渦や乱れが発生するのを抑制することが可能になる。

【0107】

また、第１ブロックガス供給部３１０（図１参照）から第１領域Ａ１に供給されてきた第１ブロックガスＧｂ１は、−Ｚ方向に沿って下降しつつ、第１ブロックガス拡散部材１８１によって、第１領域Ａ１の範囲内においてＸ方向およびＹ方向に拡散される。第１ブロックガス拡散部材１８１を通過した第１ブロックガスＧｂ１は、第１領域Ａ１内をさらに−Ｚ方向に沿って下降し、第１領域Ａ１から第５領域Ａ５に搬入される。ここで、第１領域Ａ１の下方には、第３側壁１５０に設けられた突出部材１５３が位置している。このため、第５領域Ａ５に搬入されてきた第１ブロックガスＧｂ１は、突出部材１５３に設けられた傾斜面によって案内されるとともに、使用ガス排出部６００（図１参照）の吸引力によって引っ張られることで、その移動方向を、−Ｚ方向に沿う方向からＸ方向に沿う方向へと変える。−Ｚ方向からＸ方向に移動方向を変えている間に、第１ブロックガスＧｂ１は、第５領域Ａ５内をＸ方向に沿って移動する原料ガスＧｓに突き当たる。そして、移動方向がＸ方向に変えられた第１ブロックガスＧｂ１は、原料ガスＧｓとともに、第５領域Ａ５のうち第２領域Ａ２の下方となる部位に向かい、Ｘ方向に沿って移動していく。このとき、Ｘ方向に移動する第１ブロックガスＧｂ１は、同じくＸ方向に移動する原料ガスＧｓ（第１原料ガスＧｓ１）の上部を覆った状態となり、Ｘ方向に移動する原料ガスＧｓの上方（第１領域Ａ１側）への浮き上がりを抑制する。その結果、原料ガスＧｓが第１領域Ａ１に進入すること、ひいては、天井１２０のうち第１領域Ａ１の上端となる部位に到達することを抑制することができる。

【0108】

ここで、供給空間２００ａを介して、内部空間１００ａの第５領域Ａ５のうち第１領域Ａ１の下方となる部位に移動してきた原料ガスＧｓは、内部空間１００ａ内の圧力が供給空間２００ａ内の圧力よりも低くなっていることにより、一気に膨張しようとする。また、第５領域Ａ５のうち第１領域Ａ１の下方となる部位から第２領域Ａ２の下方となる部位に移動してきた原料ガスＧｓは、回転台１１２を介した加熱機構５００による加熱を受けて膨張し、下方から上方へと浮き上がろうとする。このとき、原料ガスＧｓとともにＸ方向に沿って移動する第１ブロックガスＧｂ１は、この原料ガスＧｓの上方への浮き上がりを抑制する。

【0109】

ここで、本実施の形態では、シリコン含有ガスであるモノシランガスを含む第２原料ガスＧｓ２およびカーボン含有ガスであるプロパンガスを含む第３原料ガスＧｓ３が、第１原料ガスＧｓ１および第４原料ガスＧｓ４に挟まれた状態で内部空間１００ａに供給されている。そして、第２原料ガスＧｓ２および第３原料ガスＧｓ３は、上部（第１領域Ａ１側）を第１原料ガスＧｓ１で覆われた状態で、内部空間１００ａをＸ方向に沿って移動していく。
この場合、第１ブロックガスＧｂ１は、原料ガスＧｓに突き当たる際に、原料ガスＧｓのうち第１原料ガスＧｓ１に突き当たることになり、第２原料ガスＧｓ２および第３原料ガスＧｓ３には直接突き当たりにくい。これにより、第１ブロックガスＧｂ１が突き当たることによる第２原料ガスＧｓ２および第３原料ガスＧｓ３の気流の乱れや、第２原料ガスＧｓ２および第３原料ガスＧｓ３の上方への浮き上がり等の発生を抑制することが可能になる。

【0110】

また、第２ブロックガス供給部３２０（図１参照）から第２領域Ａ２に供給されてきた第２ブロックガスＧｂ２は、−Ｚ方向に沿って下降しつつ、第２ブロックガス拡散部材１８２によって、第２領域Ａ２の範囲内においてＸ方向およびＹ方向に拡散される。第２ブロックガス拡散部材１８２を通過した第２ブロックガスＧｂ２は、第２領域Ａ２内をさらに−Ｚ方向に沿って下降し、第２領域Ａ２から第５領域Ａ５に搬入される。したがって、−Ｚ方向に沿って第２領域Ａ２から第５領域Ａ５に搬入されてきた第２ブロックガスＧｂ２は、第５領域Ａ５のうち第２領域Ａ２の下方となる部位に存在する原料ガスＧｓおよび第１ブロックガスＧｂ１を、上方から押すことになる。これにより、−Ｚ方向に沿って第５領域Ａ５に搬入されてきた第２ブロックガスＧｂ２は、Ｘ方向に沿って移動する原料ガスＧｓの上方（第２領域Ａ２側）への浮き上がりを、第１ブロックガスＧｂ１とともに抑制する。その結果、原料ガスＧｓが第２領域Ａ２に進入すること、ひいては、天井１２０のうち第２領域Ａ２の上端となる部位に到達することを抑制することができる。

【0111】

なお、−Ｚ方向に沿って移動してきた第２ブロックガスＧｂ２は、使用ガス排出部６００（図１参照）の吸引力によって引っ張られることで、その移動方向を、−Ｚ方向に沿う方向からＸ方向に沿う方向へと変える。そして、移動方向がＸ方向に変えられた第２ブロックガスＧｂ２は、原料ガスＧｓおよび第１ブロックガスＧｂ１とともに、第５領域Ａ５のうち第３領域Ａ３の下方となる部位に向かい、Ｘ方向に沿って移動していく。

【0112】

第５領域Ａ５のうち第２領域Ａ２の下方となる部位から第３領域Ａ３の下方となる部位に移動してきた原料ガスＧｓは、回転台１１２、積載体１１３および基板Ｓを介した加熱機構５００による加熱を受けて膨張し、下方から上方へと浮き上がろうとする。このとき、原料ガスＧｓとともにＸ方向に沿って移動する第１ブロックガスＧｂ１および第２ブロックガスＧｂ２は、この原料ガスＧｓの上方への浮き上がりを抑制する。

【0113】

また、第３ブロックガス供給部３３０（図１参照）から第３領域Ａ３に供給されてきた第３ブロックガスＧｂ３は、−Ｚ方向に沿って下降しつつ、第３ブロックガス拡散部材１８３によって、第３領域Ａ３の範囲内においてＸ方向およびＹ方向に拡散される。第３ブロックガス拡散部材１８３を通過した第３ブロックガスＧｂ３は、第３領域Ａ３内をさらに−Ｚ方向に沿って下降し、第３領域Ａ３から第５領域Ａ５に搬入される。したがって、−Ｚ方向に沿って第３領域Ａ３から第５領域Ａ５に搬入されてきた第３ブロックガスＧｂ３は、第５領域Ａ５のうち第３領域Ａ３の下方となる部位に存在する原料ガスＧｓ、第１ブロックガスＧｂ１および第２ブロックガスＧｂ２を、上方から押すことになる。これにより、−Ｚ方向に沿って搬入されてきた第３ブロックガスＧｂ３は、Ｘ方向に沿って移動する原料ガスＧｓの上方（第３領域Ａ３）への浮き上がりを、第１ブロックガスＧｂ１および第２ブロックガスＧｂ２とともに抑制する。その結果、原料ガスＧｓが第３領域Ａ３に進入すること、ひいては、天井１２０のうち第３領域Ａ３の上端となる部位に到達することを抑制することができる。

【0114】

なお、−Ｚ方向に沿って移動してきた第３ブロックガスＧｂ３は、使用ガス排出部６００（図１参照）の吸引力によって引っ張られることで、その移動方向を、−Ｚ方向に沿う方向からＸ方向に沿う方向へと変える。そして、移動方向がＸ方向に変えられた第３ブロックガスＧｂ３は、原料ガスＧｓ、第１ブロックガスＧｂ１および第２ブロックガスＧｂ２とともに、第５領域Ａ５のうち第４領域Ａ４の下方となる部位に向かい、Ｘ方向に沿って移動していく。

【0115】

ここで、第５領域Ａ５のうち第３領域Ａ３の下方に位置する部位には、上述したように、積載体１１３および積載体１１３に積載された基板Ｓが配置されている。そして、この部位において、原料ガスＧｓは、第１ブロックガスＧｂ１〜第３ブロックガスＧｂ３を用いて基板Ｓ側に押し付けられており、基板Ｓの周囲には、原料ガスＧｓの多くが存在するようになっている。このとき、基板Ｓは、加熱機構５００（図３参照）によって成膜温度に加熱されており、基板Ｓの周囲に存在する原料ガスＧｓのうち、第２原料ガスＧｓ２に含まれるモノシランガスおよび第３原料ガスＧｓ３に含まれるプロパンガスは、基板Ｓ等を介した加熱に伴って熱分解し、基板Ｓ上には、熱分解によって得られたＳｉおよびＣによる４Ｈ−ＳｉＣ単結晶がエピタキシャル成長する。ただし、熱分解によって得られたＳｉおよびＣのすべてが基板Ｓ上でのエピタキシャル成長に用いられるわけではなく、その一部は、第１ブロックガスＧｂ１〜第３ブロックガスＧｂ３とともに、Ｘ方向に移動していく。また、モノシランガスおよびプロパンガスを熱分解することによって得られた水素ガス（反応済のガス）は、第１ブロックガスＧｂ１〜第３ブロックガスＧｂ３とともに、Ｘ方向に沿って移動していく。さらに、モノシランガスの一部およびプロパンガスの一部は、基板Ｓの周囲で熱分解されることなく、そのままＸ方向に沿って移動していく。

【0116】

ところで、一般に、プロパンガス等のカーボン含有ガスと、モノシランガス等のシリコン含有ガスとを比較すると、カーボン含有ガスは熱による分解がされ難く、一方シリコン含有ガスは熱による分解が起こりやすい性質を有している。
ここで、上述したように、本実施の形態において原料ガスＧｓは、第１原料ガスＧｓ１〜第４原料ガスＧｓ４が−Ｚ方向に層状に重なった状態で内部空間１００ａに供給され、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２および第３領域Ａ３の下方に位置する第５領域Ａ５をＸ方向に移動した後、基板Ｓ上に到達する。そして、原料ガスＧｓは、第２領域Ａ２および第３領域Ａ３の下方に位置する第５領域Ａ５において、固定部１１１および回転台１１２を介して加熱機構５００の第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０に加熱されながらＸ方向に移動している。また基板Ｓ上に到達した原料ガスＧｓは、回転台１１２、積載体１１３および基板Ｓを介して第１ヒータ５１０により加熱される。
これにより、本実施の形態において原料ガスＧｓは、カーボン含有ガスであるプロパンガスを含む第３原料ガスＧｓ３が、シリコン含有ガスであるモノシランガスを含む第２原料ガスＧｓ２と比較して、加熱機構５００（第１ヒータ５１０〜第３ヒータ５３０）と近い位置で、第５領域Ａ５を移動し、基板Ｓ上に到達することになる。

【0117】

この結果、カーボン含有ガス（プロパンガス）を含む第３原料ガスＧｓ３については、本構成を採用しない場合と比較して、第５領域Ａ５において、第２ヒータ５２０および第３ヒータ５３０により効率よく加熱することが可能になる。さらに、原料ガスＧｓが基板Ｓ上に到達した際においても、本構成を採用しない場合と比較して、基板Ｓを介して第１ヒータ５１０により第３原料ガスＧｓ３を効率よく加熱することが可能となり、基板Ｓ上におけるカーボン含有ガスの熱による分解を促進することが可能になる。

【0118】

また、熱分解が起こりやすいシリコン含有ガス（モノシランガス）を含む第２原料ガスＧｓ２については、本構成を採用しない場合と比較して、第５領域において第２ヒータ５２０および第３ヒータ５３０によって過度に加熱されるのを抑制でき、加熱機構５００による加熱によって基板Ｓに到達する前に熱分解が進行するのを抑制することができる。なお、モノシランガスはプロパンガスよりも熱分解が起こりやすいため、第２原料ガスＧｓ２が第３原料ガスＧｓ３と比較して加熱機構５００から離れた位置を移動する場合であっても、基板Ｓ上においてモノシランガスの熱分解が不十分とはなりにくい。

【0119】

これにより、基板Ｓ上での、カーボン含有ガスの熱分解によって生じた成長種とシリコン含有ガスの熱分解によって生じた成長種との濃度比率が不均一になるのを抑制できる。そして、基板Ｓ上において、カーボン含有ガスの熱分解により得られたＣとシリコン含有ガスの熱分解により得られたＳｉとの比を均一にすることが可能になり、基板Ｓ上におけるＣ／Ｓｉ比を適切に制御することが可能になる。
この結果、基板Ｓ上に成膜される４Ｈ−ＳｉＣ単結晶のエピタキシャル膜について、エピタキシャル成長モードの違いによる表面モフォロジーの悪化などの膜質の低下を抑制することが可能になる。また、原料ガス中に正孔伝導型（ｐ型）あるいは電子伝導型（ｎ型）のドーパントとなる異元素を含有させたような場合には、基板Ｓ上に成膜されるＳｉＣ膜について、キャリア濃度分布が不均一になる等の事態の発生を抑制することが可能になる。
さらに、第２原料ガスＧｓ２に含まれるモノシランガスの多くが基板Ｓ上に到達する前に熱分解してしまったり、第３原料ガスＧｓ３に含まれるプロパンガスの多くが熱分解することなく基板Ｓ上を通過してしまったりするのを抑制でき、モノシランガスおよびプロパンガスの熱分解を基板Ｓ上において起こりやすくすることが可能になる。この結果、本構成を採用しない場合と比較して、基板Ｓ上においてＳｉＣ膜のエピタキシャル成長を効率よく行うことが可能になる。

【0120】

続いて、第５領域Ａ５のうち第３領域Ａ３の下方となる部位から第４領域Ａ４の下方となる部位に移動してきた原料ガスＧｓ（未反応および反応済のガスを含む）は、回転台１１２を介した加熱機構５００による加熱を受けて膨張し、下方から上方へと浮き上がろうとする。このとき、原料ガスＧｓとともにＸ方向に沿って移動する第１ブロックガスＧｂ１〜第３ブロックガスＧｂ３は、この原料ガスＧｓの上方への浮き上がりを抑制する。

【0121】

また、第４ブロックガス供給部３４０（図１参照）から第４領域Ａ４に供給されてきた第４ブロックガスＧｂ４は、−Ｚ方向に沿って下降しつつ、第４ブロックガス拡散部材１８４によって、第４領域Ａ４の範囲内においてＸ方向およびＹ方向に拡散される。第４ブロックガス拡散部材１８４を通過した第４ブロックガスＧｂ４は、第４領域Ａ４内をさらに−Ｚ方向に沿って下降し、第４領域Ａ４から第５領域Ａ５に搬入される。したがって、−Ｚ方向に沿って第４領域Ａ４から第５領域Ａ５に搬入されてきた第４ブロックガスＧｂ４は、第５領域Ａ５のうち第４領域Ａ４の下方となる部位に存在する原料ガスＧｓ、第１ブロックガスＧｂ１〜第３ブロックガスＧｂ３を、上方から押すことになる。これにより、−Ｚ方向に沿って搬入されてきた第４ブロックガスＧｂ４は、Ｘ方向に沿って移動する原料ガスＧｓの上方（第４領域Ａ４）への浮き上がりを、第１ブロックガスＧｂ１〜第３ブロックガスＧｂ３とともに抑制する。その結果、原料ガスＧｓが第４領域Ａ４に進入すること、ひいては、天井１２０のうち第４領域Ａ４の上端となる部位に到達することを抑制することができる。

【0122】

なお、−Ｚ方向に沿って移動してきた第４ブロックガスＧｂ４は、使用ガス排出部６００（図１参照）の吸引力によって引っ張られることで、その移動方向を、−Ｚ方向に沿う方向からＸ方向に沿う方向へと変える。そして、移動方向がＸ方向に変えられた第４ブロックガスＧｂ４は、原料ガスＧｓ、第１ブロックガスＧｂ１〜第３ブロックガスＧｂ３とともに、第５領域Ａ５と排出空間４００ａとの連通部に向かい、Ｘ方向に沿って移動していく。そして、これら原料ガスＧｓおよび第１ブロックガスＧｂ１〜第４ブロックガスＧｂ４は、使用ガス排出部６００により、排出空間４００ａを介して外部に排出される。

【0123】

なお、この間、天井１２０は、加熱機構５００から遠ざけられていること、第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４を介して第５領域Ａ５にブロックガスの供給を行っていることにより、直接に冷却が行われていないのにも関わらず、５０℃以下の温度に維持される。

【0124】

このように、本実施の形態では、第１ブロックガスＧｂ１および第２ブロックガスＧｂ２が、Ｘ方向に沿って原料ガスＧｓを基板Ｓ側に案内する役割を、第３ブロックガスＧｂ３が、Ｘ方向に沿って基板Ｓ上を通過する原料ガスＧｓを、上方から基板Ｓに向かって押さえ付ける役割を、そして、第４ブロックガスＧｂ４が、基板Ｓ上を通過した原料ガスＧｓを、Ｘ方向に沿って排気ダクト４００側に導く役割を、それぞれ担っている。

【0125】

ここで、第１領域Ａ１から第５領域Ａ５に搬入されてくる第１ブロックガスＧｂ１の移動速度を第１ブロックガス流速Ｖｂ１、第２領域Ａ２から第５領域Ａ５に搬入されてくる第２ブロックガスＧｂ２の移動速度を第２ブロックガス流速Ｖｂ２、第３領域Ａ３から第５領域Ａ５に供給されてくる第３ブロックガスＧｂ３の移動速度を第３ブロックガス流速Ｖｂ３、第４領域Ａ４から第５領域Ａ５に供給されてくる第４ブロックガスＧｂ４の移動速度を第４ブロックガス流速Ｖｂ４とする。第１ブロックガスＧｂ１〜第４ブロックガスＧｂ４の供給量を、例えばそれぞれ１０Ｌ（リットル）／ｍｉｎとした場合、それぞれの流速は、ＸＹ平面における第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４の面積で決まる。本実施の形態では、上述したように、これら第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４のＹ方向の長さが室内幅Ｗで一定であることから、面積の大小は、これら第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４のＸ方向の長さで決まることになる。そして、本実施の形態では、上述したように、第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４のそれぞれのＸ方向の長さである第１領域長さＬ１、第２領域長さＬ２、第３領域長さＬ３および第４領域長さＬ４が、Ｌ１＜Ｌ４＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を有している。したがって、ＸＹ平面における面積は、Ａ１＜Ａ４＜Ａ２＜Ａ３となり、流速は、Ｖｂ３＜Ｖｂ２＜Ｖｂ４＜Ｖｂ１の関係を有していることになる。

【0126】

以上説明したように、本実施の形態の原料ガス供給部２００は、基板Ｓを収容する収容室１００の内部空間１００ａに対して、キャリアガス（水素ガス）である第１原料ガス、キャリアガス（水素ガス）とシリコン含有ガス（モノシランガス）との混合ガスである第２原料ガス、キャリアガス（水素ガス）とカーボン含有ガス（プロパンガス）との混合ガスである第３原料ガス、およびキャリアガス（水素ガス）である第４原料ガスを、−Ｚ方向に沿ってこの順に重なるように層状に供給するものとした。そして、熱分解が起こりにくいカーボン含有ガスを含む第３原料ガスが、カーボン含有ガスと比較して熱分解されやすいシリコン含有ガスを含む第２原料ガスよりも、内部空間１００ａの下方（Ｚ方向上流側）に設けられる加熱機構５００と近い状態で、内部空間１００ａ内を移動するようにした。
この結果、内部空間１００ａ内において、熱分解されにくいカーボン含有ガスについて熱分解を促進させるとともに、熱分解されやすいシリコン含有ガスについて過度の熱分解を抑制することが可能になる。これにより、内部空間１００ａに配置される基板Ｓ上において、カーボン含有ガスの熱分解により得られたＣおよびシリコン含有ガスの熱分解により得られたＳｉによる４Ｈ−ＳｉＣ単結晶のエピタキシャル成長を、効率よく行うことが可能になる。

【0127】

さらに、本実施の形態の原料ガス供給部２００における原料ガス供給ダクト２０１では、第１ダクト側壁２５６が第１上流部２５６ａと第１中流部２５６ｂと第１下流部２５６ｃとを有し、第２ダクト側壁２５７が第２上流部２５７ａと第２中流部２５７ｂと第２下流部２５７ｃとを有している。そして、Ｚ方向からみた場合に、第１中流部２５６ｂと第２中流部２５７ｂとがなす第１ダクト角θ１が鈍角となっている。さらに、第１中流部２５６ｂと第１下流部２５６ｃとがなす第２ダクト角θ２および第２中流部２５７ｂと第２下流部２５７ｃとがなす第３ダクト角θ３が、ともに鈍角となっている。これにより、原料ガス供給ダクト２０１の第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１には、それぞれ原料ガス導入部２０２から原料ガスが導入される導入領域（第１導入領域２１１ａ）、原料ガスがＹ方向（−Ｙ方向）に拡散される拡散領域（第１拡散領域２１１ｂ）および原料ガスの流れを整えて内部空間１００ａに向けて排出する排出領域（第１排出領域２１１ｃ）が形成されている。

【0128】

この結果、本実施の形態の原料ガス供給部２００では、原料ガス導入部２０２から導入された原料ガスを、Ｙ方向（−Ｙ方向）に拡散することが可能になるとともに、原料ガス供給ダクト２０１から内部空間１００ａに供給される原料ガスを、Ｙ方向上流側からＹ方向下流側に亘って流速が略均一の状態にすることが可能になる。これにより、内部空間１００ａ内において原料ガスの流れに渦や乱れが発生するのを抑制でき、原料ガスの浮き上がりや反応生成物の原料ガスへの巻き込み等の発生を抑制することができる。

【0129】

さらに、本実施の形態の原料ガス供給部２００では、原料ガス供給ダクト２０１が上述した構成を有することにより（特に第１ダクト角θ１が鈍角であることにより）、排出幅Ｗｄの大きさを一定に保ったままで、拡散長さＬｂを短くすることが可能になる。これにより、本構成を採用しない場合と比較して、原料ガス供給ダクト２０１のＸ方向に沿った長さを短くすることが可能になり、原料ガス供給部２００およびＣＶＤ装置１を省スペース化することが可能になる。これは、排出幅Ｗｄが大きくなる傾向がある直径６インチ以上の大型の基板Ｓに対して膜を形成するための装置について、特に効果が大きい。

【0130】

また、上述したように、本実施の形態のＣＶＤ装置１では、原料ガス供給ダクト２０１における排出幅Ｗｄと、内部空間１００ａにおける室内幅Ｗとが等しくなっている。これにより、原料ガスを、Ｙ方向に沿って室内幅Ｗまで拡散した状態で、内部空間１００ａに供給することが可能になる。この結果、例えば直径６インチ以上の大型の基板に対して膜を形成する場合でも、本構成を採用しない場合と比較して、Ｙ方向に沿った原料ガス（シリコン含有ガス、カーボン含有ガス）の濃度を一様にして、内部空間１００ａに供給することが可能になる。
さらに、本実施の形態の原料ガス供給ダクト２０１では、各供給空間（第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１）に、拡散板（第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２）を設けている。これにより、例えば６インチ以上の大型の基板に対して膜を形成する場合等のように排出幅Ｗｄが大きい場合であっても、原料ガス供給ダクト２０１から内部空間１００ａに供給される原料ガスについて、流れに偏りが生じて原料ガスの濃度がＹ方向の中心部で高くなるのを抑制できる。この結果、本構成を採用しない場合と比較して、内部空間１００ａに供給される原料ガスについて、Ｙ方向に沿った濃度を一様にすることが可能になる。

【0131】

さらにまた、本実施の形態では、基板Ｓを収容する収容室１００の内部空間１００ａに、第１仕切部材１７１〜第３仕切部材１７３で構成された整流部１７０を設けることで、内部空間１００ａを、第１領域Ａ１〜第５領域Ａ５に仕切るようにした。そして、基板Ｓが配置される第５領域Ａ５には、第５領域Ａ５の側方からＸ方向に沿って原料ガスを供給するとともに、第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４のそれぞれから第５領域Ａ５に向かう−Ｚ方向に沿って第１ブロックガスＧｂ１〜第４ブロックガスＧｂ４を供給するようにした。これにより、原料ガスが原料ガス供給ダクト２０１よりも広く圧力が低い内部空間１００ａに供給された際に、シリコン含有ガスを含む第２原料ガスおよびカーボン含有ガスを含む第３原料ガスが、上方側へ拡がるのを抑制できる。これにより、基板ＳにおけるＳｉＣ膜の形成面に対して、シリコン含有ガスおよびカーボン含有ガスを効率的に供給することが可能になる。
さらに上述した構成を有することで、原料ガスが内部空間１００ａにおいて上方側に移動すること、および、内部空間１００ａの上方に位置する天井１２０に原料ガスが到達すること、を抑制することができる。したがって、天井１２０の近辺で原料ガスが反応することによる、天井１２０への反応生成物の付着を抑制することができる。それゆえ、天井１２０からの反応生成物が基板Ｓ上に落下する、という事態を発生させにくくすることができる。

【0132】

そして以上のような構成を有することで、本実施の形態のＣＶＤ装置１を用いて製造されるＳｉＣエピタキシャルウェハの歩留まりを向上させることができる。

【0133】

なお、本実施の形態の原料ガス供給部２００では、第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１に第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２をそれぞれ設けたが、第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２は必ずしも設ける必要はない。ただし、原料ガス供給ダクト２０１から内部空間１００ａに供給される原料ガスの流速を、Ｙ方向に沿って均一にするためには、第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２を設けることが好ましい。第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２を設けない場合、原料ガスのＹ方向（−Ｙ方向）への拡散が不十分になって、Ｙ方向上流側端部およびＹ方向下流側端部における原料ガスの流速が、Ｙ方向中央部と比較して低くなる場合がある。

【0134】

また、本実施の形態では、第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２をＺ方向からみた形状を正方形としたが、第１拡散板２１２〜第４拡散板２４２の形状はこれに限られず、例えば、Ｙ方向に沿う底辺を有する三角形状や、Ｙ方向に沿う直線形状等、適宜選択することができる。

【0135】

さらに、本実施の形態の原料ガス供給部２００では、第１供給空間２１１〜第４供給空間２４１に第１整流部材２１３〜第４整流部材２４３をそれぞれ設けたが、必ずしも設ける必要はない。ただし、原料ガス供給部２００から内部空間１００ａに供給される原料ガスについて渦等の発生をより抑制することができる点で、第１整流部材２１３〜第４整流部材２４３を設けることが好ましい。

【0136】

また、本実施の形態では、原料ガス供給ダクト２０１における排出幅Ｗｄと、収容室１００における室内幅Ｗを等しいものとしたが、これらは完全に一致している必要はない。

【0137】

さらにまた、本実施の形態では、原料ガス供給ダクトの第１ダクト側壁２５６を構成する第１上流部２５６ａ、第１中流部２５６ｂおよび第１下流部２５６ｃ、第２ダクト側壁２５７を構成する第２上流部２５７ａ、第２中流部２５７ｂおよび第２下流部２５７ｃをそれぞれ平面としたが、必ずしも平面である必要はなく、曲面であってもよい。
ただし、特に第１下流部２５６ｃおよび第２下流部２５７ｃについては、原料ガス供給ダクト２０１から内部空間１００ａへ供給される原料ガスの移動方向や流速をＹ方向に亘って均一にするために、ＸＺ平面に沿って形成されることが好ましい。

【0138】

また、本実施の形態では、原料ガス供給ダクト２０１内に第１ダクト仕切壁２５３、第２ダクト仕切壁２５４および第３ダクト仕切壁２５５を設け、原料ガス供給ダクト２０１内を、第１供給空間２１１、第２供給空間２２１、第３供給空間２３１および第４供給空間２４１の４つに分けている。そして、内部空間１００ａに対し、これらの空間を介して、第１原料ガス〜第４原料ガスを層状に重なった状態で供給している。
しかし、原料ガス供給ダクト２０１は必ずしも複数の空間に分ける必要はない。例えば、原料ガス供給ダクト２０１が原料ガスを内部空間１００ａに供給するための空間を１つのみ有し、水素等のキャリアガスと、カーボン含有ガスと、シリコン含有ガスとを予め混合した状態で、１つの空間を介して内部空間１００ａに供給してもよい。

【0139】

また、本実施の形態では、内部空間１００ａにおいて膜の形成面が上方を向くように基板Ｓを載置し、原料ガス（第１原料ガス〜第４原料ガス）を基板Ｓの側方から基板に向かうＸ方向に沿って供給する所謂フェイスアップ型のＣＶＤ装置１について説明をした。
しかし、本発明は、基板Ｓが水平に配置され、原料ガスを基板Ｓの側方から基板Ｓに向かって供給する構成であれば、例えば膜の形成面が下方を向くように基板Ｓを載置する所謂フェイスダウン型の装置についても適用することができ、上述した効果を奏する。

【0140】

さらにまた、本実施の形態では、ＳｉＣ単結晶で構成された基板Ｓに、４Ｈ−ＳｉＣの膜をエピタキシャル成長させる場合を例として説明を行ったが、これに限られるものではなく、基板Ｓおよび基板Ｓ上に形成する膜については、適宜設計変更して差し支えない。
さらにまた、本実施の形態では、収容室１００内に１枚ずつ基板Ｓを収容する所謂枚葉式を採用していたが、これに限られるものではなく、複数の基板Ｓを収容してまとめて成膜を行うバッチ方式を採用してもかまわない。

【符号の説明】

【0141】

１…ＣＶＤ装置、１０…反応容器、１００…収容室、１００ａ…内部空間、１１０…床部、１１１…固定部、１１２…回転台、１１３…積載体、１２０…天井、１３０…第１側壁、１４０…第２側壁、１５０…第３側壁、１６０…第４側壁、１７０…整流部、１７１…第１仕切部材、１７２…第２仕切部材、１７３…第３仕切部材、２００…原料ガス供給部、２０１…原料ガス供給ダクト、２０２…原料ガス導入部、２０３…冷却部、２００ａ…供給空間、３００…ブロックガス供給部、３１０…第１ブロックガス供給部、３２０…第２ブロックガス供給部、３３０…第３ブロックガス供給部、３４０…第４ブロックガス供給部、４００…排気ダクト、４００ａ…排出空間、５００…加熱機構、６００…使用ガス排出部、８００…回転駆動部、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域、Ａ３…第３領域、Ａ４…第４領域、Ａ５…第５領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】