JP2006299294A - Gas feeding device, and film deposition system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば基板に対して成膜処理を行うために、基板に対向する多数のガス供給孔から複数種類のガスを別々に処理容器内に供給するガス供給装置、及びこのガス供給装置を用いた成膜装置に関する。 The present invention provides, for example, a gas supply device that separately supplies a plurality of types of gases into a processing container from a large number of gas supply holes facing the substrate in order to perform a film forming process on the substrate, and the gas supply device. The present invention relates to the film forming apparatus used.
半導体製造プロセスの一つに成膜処理があり、このプロセスは通常真空雰囲気下で処理ガスを例えばプラズマ化あるいは熱分解することで活性化し、基板表面上に活性種あるいは反応生成物を堆積させることにより行われる。そして成膜処理の中には、複数種類のガスを反応させて成膜するプロセスがあり、このプロセスとしては、Ti、Cu、Taなどの金属、またはTiN、TiSi、WSiなどの金属化合物、あるいはSiN、SiO2などの絶縁膜といった薄膜の形成を挙げることができる。 One of the semiconductor manufacturing processes is a film forming process, and this process is usually activated by, for example, plasmaizing or thermally decomposing a processing gas in a vacuum atmosphere to deposit active species or reaction products on the substrate surface. Is done. In the film formation process, there is a process of forming a film by reacting a plurality of types of gases. As this process, a metal such as Ti, Cu, or Ta, a metal compound such as TiN, TiSi, or WSi, or The formation of a thin film such as an insulating film such as SiN or SiO 2 can be mentioned.
このような成膜処理を行うための装置は、真空チャンバをなす処理容器内に基板を載置するための載置台が配置されると共に処理容器の上部に前記載置台と対向するように一般にガスシャワーヘッドと呼ばれているガス供給装置が設けられ、更に処理容器内のガスにエネルギーを与えるための手段である加熱装置やプラズマ発生手段などが組み合わせて設けられている。ここでガスシャワーヘッドから複数種類のガスを処理容器内に供給する手法として、複数のガスを共通のガス供給路から処理容器内に供給するとガスシャワーヘッド内にて反応生成物が生じる場合があることから、CVD(chemical vapor deposition)成膜装置に用いられるガスシャワーヘッドは、一般に第1のガスと第2のガスとを別々のガス供給孔から噴出して処理容器内に供給する構造のものが使用されている。 An apparatus for performing such a film forming process is generally a gas so that a mounting table for mounting a substrate is disposed in a processing container forming a vacuum chamber, and the mounting table is opposed to the above-described mounting table. A gas supply device called a shower head is provided, and a heating device or a plasma generating device, which is a device for applying energy to the gas in the processing vessel, is also provided in combination. Here, as a method of supplying a plurality of types of gases from the gas shower head into the processing container, reaction products may be generated in the gas shower head when a plurality of gases are supplied into the processing container from a common gas supply path. Therefore, a gas shower head used in a CVD (chemical vapor deposition) film forming apparatus generally has a structure in which a first gas and a second gas are ejected from separate gas supply holes and supplied into a processing vessel. Is used.
図7は、特許文献1に記載されたガスシャワーヘッドの構造を示す図であり、このガスシャワーヘッドは、処理容器の上部の開口部を塞ぐベース部材11と、このベース部材11の下部側に設けられたシャワープレート12と、を備えている。ベース部材11の中央部には第1のガス用の上部供給路13が形成され、この上部供給路13の上側は管路部14に連通している。ベース部材11における前記上部供給路13の出口を囲む領域は凹部15として形成される一方、シャワープレート12の中央部には、第1のガス用の下部供給路16が管状に突出してその上端部がフランジ17として形成され、このフランジ17が凹部15に収まった状態で上部供給路13と下部供給路16とが連通している。即ちシャワープレート12は、周縁部にてベース部材11にネジ止めされることでフランジ17が凹部15の水平面に押しつけられ、そしてフランジ17とベース部材11との間にリング状のメタルガスケット(図の便宜上ハッチングを省略して白抜きとして記載してある)18を介在させることで、第1のガス用の供給路13、16と、ベース部材11及びシャワープレート12の間のガス拡散空間19との間を気密にシールしている。
FIG. 7 is a view showing the structure of the gas shower head described in Patent Document 1, and this gas shower head has a
またベース部材11における偏心位置には、前記ガス拡散空間19に開口するように第2のガス供給路10が接続されている。またシャワープレート12は、第1のガス用の下部供給路16に供給されたガスが、互いに連通する空間1aを介して下面に開口する第1のガス供給孔1bから下方側に噴出すると共に、第2のガス供給路10からガス拡散空間19に流出したガスが第2のガス供給孔1cから下方側に噴出するように構成される。ベース部材11における凹部15においてメタルガスケット18を用いている理由については、処理容器内にてプラズマを発生させてCVD処理を行う場合あるいは熱CVDを行う場合には、処理雰囲気の温度が高く、このため当該部分の温度も例えば300〜400℃程度になることから、樹脂製のリング状のシール材であるいわゆるOリングを用いることができず、このためメタルガスケット18を用いて第1のガス用の供給路13、16と第2のガスが拡散するガス拡散空間19との間を気密にシールして第1のガスと第2のガスとが混じり合わないようにしているのである。
A second
ところでシャワープレート12とベース部材11との固定位置は周縁部にあるが、シール位置は中央部にあることから両者が離れており、このため加熱状態あるいはヒートサイクルなどによってメタルガスケット18、フランジ17あるいはベース部材11の中央部分などに歪みが生じ、この結果シール部に隙間が生じてしまい、第1のガス用の供給路13、16内のガスが微少ではあるがガス拡散空間19にリークすることがある。なお隙間をなくすためには、シール部近傍にてネジ固定を行うことが有効であるが、例えばTi(チタン)成膜プロセスなどのようにプラズマCVDを行う場合には、シャワープレート12の下面側は異常放電の防止のために平坦性の高い面にしなければならず、このため処理空間側にネジを設けることはできないし、また上側からネジ止めすることは、大気雰囲気と真空雰囲気とを連通させることになるので、やはり採用できない。
By the way, although the fixing position of the
このように第1のガスがガス拡散空間19にリークすると、次のような問題が起こる。例えばTiの成膜プロセスは、TiCl4(四塩化チタン)ガス及びArガスを第1のガス用のガス供給路13,16から供給し、またH2(水素)ガスを第2のガス供給路10から供給しているが、処理容器内の被処理基板にTi膜を成膜した後にTi膜の表面部を窒化することがあり、その場合第2のガス供給路10にNH3(アンモニア)ガスを流すようにしている。このとき先のプロセスガスであるTiCl4ガスがリークによりガス拡散空間19に漂っていると、NH3ガスとの反応によりNH4Cl(塩化アンモニウム)が生成して処理雰囲気内に流入し、基板のパーティクル汚染の要因になってしまう。
When the first gas leaks into the
また他のプロセスにおいて、熱CVDを行う場合には、ガスシャワーヘッド内で第1のガスと第2のガスとがリークにより接触すると反応生成物が生じてしまい、やはりパーティクル汚染を引き起こしてしまう。 In another process, when thermal CVD is performed, a reaction product is generated when the first gas and the second gas come into contact with each other in the gas showerhead due to leakage, which also causes particle contamination.
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は下面側に多数のガス供給孔を備え、互いに異なる第1のガスと第2のガスとを別々のガス供給孔から供給するにあたって、第1のガスが流れる供給路と第2のガスが流れる空間との間のシールを確実に行うことができるガス供給装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、このガス供給装置を用いてパーティクル汚染を低減することのできる成膜装置を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide a large number of gas supply holes on the lower surface side, and supply different first gas and second gas from different gas supply holes. In doing so, an object of the present invention is to provide a gas supply device capable of reliably performing a seal between a supply path through which a first gas flows and a space through which a second gas flows. Another object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of reducing particle contamination using this gas supply apparatus.
本発明は、処理容器の上部に設けられたベース部材と、このベース部材の下部側にガスの拡散空間をなす隙間を介して気密に取り付けられ、第1のガス用の供給路を備えたシャワープレートと、を備え、
前記シャワープレートは、下部側に多数のガス供給孔が開口されると共に、ベース部材側から前記第1のガス用の供給路に供給された第1のガスと前記ガスの拡散空間に供給された第2のガスとが互いに異なるガス供給孔から噴出するように構成されたガス供給装置において、
前記ベース部材に上下方向に伸びるように設けられ、その下部側が当該ベース部材の下部側に開口している第1のガス用の上部供給路と、
前記ベース部材に設けられ、前記ガスの拡散空間に開口する第2のガス供給路と、
前記第1のガス用の上部供給路内に挿入され、第1のガスの通路をなすインナーパイプと、
このインナーパイプの外周面と前記第1のガス用の上部供給路の内周面との間を気密にシールするためのシール部材と、
前記シャワープレートに設けられ、前記インナーパイプの下部側と気密に接続された第1のガス用の下部供給路と、を備えたことを特徴とする。
The present invention provides a base member provided at an upper portion of a processing container and a shower provided with a first gas supply path, which is hermetically attached to a lower side of the base member via a gap forming a gas diffusion space. A plate, and
The shower plate has a large number of gas supply holes opened on the lower side, and is supplied from the base member side to the first gas supplied to the first gas supply path and the gas diffusion space. In the gas supply apparatus configured to eject from the gas supply hole different from the second gas,
An upper supply path for a first gas that is provided on the base member so as to extend in the vertical direction, and whose lower side is open on the lower side of the base member;
A second gas supply path provided in the base member and opening into the gas diffusion space;
An inner pipe inserted into the upper gas supply passage for the first gas and forming a passage for the first gas;
A seal member for hermetically sealing between the outer peripheral surface of the inner pipe and the inner peripheral surface of the upper supply path for the first gas;
A first gas lower supply path provided on the shower plate and hermetically connected to the lower side of the inner pipe.
なお本発明において「上部」、「下部」などの上、下を特定する用語は、記載の便宜上使用しているのであって、ガス供給装置が仮に処理容器の側面部に設けられている場合であっても、本発明の構成要件と実質同一であれば(処理容器の向きを変えれば本発明の構成要件を備えることになるのであれば)、本発明の権利範囲に属するものである。 In the present invention, the terms for specifying “upper” and “lower” such as “upper” and “lower” are used for convenience of description, and the case where the gas supply device is temporarily provided on the side surface of the processing vessel. Even if it is substantially the same as the constituent requirements of the present invention (if the orientation of the processing container is changed, the constituent requirements of the present invention are provided), it belongs to the scope of the right of the present invention.
本発明では、インナーパイプの下端部とシャワープレート側の第1のガス用の下部供給路との間は、例えばメタルガスケットによりシールされる。またインナーパイプの下端部はフランジとして構成され、当該フランジとシャワープレート側の第1のガス用の下部供給路の上端部とは、ベース部材とシャワープレートとの間に収まるネジにより互いに固定されている構成であってもよい。更にインナーパイプの外周面と前記第1のガス供給路の内周面との間を気密にシールするためのシール部材は、樹脂製のシール部材であることが好ましい。
また本発明は、前記シャワープレート側の第1のガス用の下部供給路とインナーパイプとは、気密に接続される代わりに一体化していてもよい。
In the present invention, the gap between the lower end portion of the inner pipe and the lower gas supply passage for the first gas on the shower plate side is sealed by, for example, a metal gasket. The lower end portion of the inner pipe is configured as a flange, and the flange and the upper end portion of the first gas lower supply path on the shower plate side are fixed to each other by screws that fit between the base member and the shower plate. It may be a configuration. Furthermore, it is preferable that the seal member for hermetically sealing between the outer peripheral surface of the inner pipe and the inner peripheral surface of the first gas supply path is a resin seal member.
In the present invention, the first gas lower supply path on the shower plate side and the inner pipe may be integrated instead of being hermetically connected.
更に他の発明は、気密な処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板を載置するための載置台と、処理容器内のガスを排気する排気手段と、請求項1ないし5のいずれか一つに記載のガス供給装置と、を備え、ガス供給装置から供給される第1のガスと第2のガスとを処理容器内で反応させてその反応生成物を載置台上の基板に堆積させて成膜することを特徴とする成膜装置である。 Still another invention is an airtight processing container, a mounting table provided in the processing container for mounting a substrate, an exhaust means for exhausting gas in the processing container, and any one of claims 1 to 5. A gas supply device according to claim 1, wherein the first gas and the second gas supplied from the gas supply device are reacted in a processing container, and the reaction product is applied to a substrate on the mounting table. A film forming apparatus is characterized by depositing a film.
本発明によれば、ガスシャワーヘッドの上側部分であるベース部材に第1のガス用の上部供給路と第2のガス供給路とを設け、シャワープレート側の第1のガス用の下部供給路に連通するインナーパイプをベース部材の下方側から第1のガス用の上部供給路内に挿入し、当該上部供給路の内周面とインナーパイプの外周面との間をシールするようにしているため、シール部位を処理空間から離れた低温部位に位置させることができる。従ってシール部材及びその周辺部位の変形や劣化が抑えられるので、第1のガス用の供給路と第2のガスが拡散するガス拡散領域との間を長期に亘って確実にシールすることができる。そしてシール部位を低温部位に位置させることができることから、シール部材として樹脂製のリング状のシール部材を用いることができ、この場合容易に組み立てを行うことができ、またより一層確実なシール状態を維持することができる。こうして確実なシール構造が達成できることにより、ガスシャワーヘッド内における第1のガスと第2のガスとの接触が防止でき、それらガスの反応生成物が生じるおそれがなく、パーティクル発生の低減化に寄与する。 According to the present invention, the base member that is the upper portion of the gas shower head is provided with the first gas upper supply path and the second gas supply path, and the first gas lower supply path on the shower plate side. An inner pipe that communicates with the inner gas is inserted into the first gas upper supply path from the lower side of the base member to seal between the inner peripheral surface of the upper supply path and the outer peripheral surface of the inner pipe. Therefore, the seal part can be located at a low temperature part away from the processing space. Accordingly, deformation and deterioration of the seal member and its peripheral portion can be suppressed, and therefore, the gap between the first gas supply path and the gas diffusion region where the second gas diffuses can be reliably sealed over a long period of time. . And since a seal | sticker site | part can be located in a low-temperature site | part, a resin-made ring-shaped seal member can be used as a seal member, In this case, an assembly can be performed easily and a more reliable seal state is obtained. Can be maintained. Since a reliable sealing structure can be achieved in this way, contact between the first gas and the second gas in the gas shower head can be prevented, and there is no possibility that reaction products of these gases will be generated, contributing to reduction in particle generation. To do.
本発明のガス供給装置をプラズマCVDにより成膜を行うための成膜装置に組み込んだ実施の形態について説明する。この成膜装置は、上側が大径の円筒部2aでその下側に小径の円筒部2bが連設されたいわばキノコ形状の処理容器2を備え、この処理容器2は例えばアルミニウムからなる真空チャンバとして構成され、その内壁を加熱するための図示しない加熱機構が設けられている。処理容器2内には、基板である例えば半導体ウエハ(以下ウエハという)Wを水平に載置するための基板載置台をなすステージ21が設けられ、このステージ21は、小径部2bの底部に支持部材22を介して支持されている。
An embodiment in which the gas supply apparatus of the present invention is incorporated in a film forming apparatus for forming a film by plasma CVD will be described. This film forming apparatus includes a so-called mushroom-shaped
ステージ21内にはウエハWの温調手段をなす図示しないヒータ及びウエハWを静電吸着するための図示しない静電チャックが設けられている。更にステージ21には、ウエハWを保持して昇降させるための例えば3本の支持ピン23がステージ21の表面に対して突没自在に設けられ、この支持ピン23は、支持部材24を介して処理容器2の外の昇降機構25に接続されている。処理容器2の底部には排気管26の一端側が接続され、この排気管26の他端側には真空排気手段である真空ポンプ27が接続されている。また処理容器2の大径部2aの側壁には、ゲートバルブ28により開閉される搬送口29が形成されている。
In the stage 21, a heater (not shown) that forms a temperature adjusting means for the wafer W and an electrostatic chuck (not shown) for electrostatically adsorbing the wafer W are provided. Further, the stage 21 is provided with, for example, three
更に処理容器2の天井部には開口部31が形成され、この開口部31を塞ぐようにかつステージ21に対向するように本発明のガス供給装置であるガスシャワーヘッド4が設けられている。ここでガスシャワーヘッド4及びステージ21は夫々上部電極及び下部電極を兼用しており、ガスシャワーヘッド4は整合器32を介して高周波電源部33に接続されると共に、下部電極であるステージ21は接地されている。なお図1では配線図は略解的に記載してあるが、実際にはステージ21は処理容器2に電気的に接続され、処理容器2の上部から図示しないマッチングボックスを介して接地され、高周波の導電路が処理空間を包み込むようになっている。
Furthermore, an
ガスシャワーヘッド4は、図2に示すように大きく分けると上部分であるベース部材5と下部分であるシャワープレート6とからなる。ベース部材5は円形状のプレート51の周縁部が起立し、その起立縁52の上端にはフランジ52aが形成されている。処理容器2の前記開口部31の内周縁部には、上部電極であるガスシャワーヘッド4と処理容器2とを絶縁するための絶縁部材34が設けられ、ベース部材5のフランジ52aは図示しないネジにより前記絶縁部材34に固定されている。即ちベース部材5は、前記開口部31を塞ぐように設けられている。なおベース部材5の上方側には図1に示すように断熱部材40が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
ベース部材5の前記プレート51は複数の部材を組み立てて構成され、ベース部材5の中央部(詳しくはプレート51の中央部)の詳細構造は図3に示してある。ベース部材5の中央部には、下面側に円形状の凹部52が形成され、またこの凹部52にその下端が開口すると共に上方に伸びる第1のガス供給管53が設けられている。この第1のガス供給管53の上端部は図1に示すようにガス流路ブロック100及びガス供給路101を介して例えばTiCl4ガス源102及びArガス源103に接続されている。
またベース部材5における凹部52よりも少し外側位置(偏心位置)には、第2のガス供給路をなす第2のガス供給管54が上方に伸びるように接続され、この第2のガス供給管54の下端部には、例えば放射状にガスがベース部材5の下方側の空間50(後述のガス拡散空間)に流出するように複数の吐出口55を備えた吐出ポート56が嵌合されている。第2のガス供給管54の上端部は図1に示すようにガス流路ブロック100及びガス供給路104を介して例えばH2ガス源105及びNH3ガス源106に接続されている。なお鎖線で囲んだ107で示す部分は、各ガス供給路に設けられたバルブやマスフローコントローラなどのガス供給機器の群である。
The
Further, a second
一方ガスシャワーヘッド4の下部分であるシャワープレート6は、周縁部が起立してその起立縁の上端にフランジ61が形成されており、このフランジ61がベース部材5におけるプレート51の下面にネジ51aにより気密に接合して固定されている。従ってシャワープレート6は、ベース部材5の下方側に第2のガス(第2のガス供給管54から吐出されるガス)の拡散空間50に相当する隙間を介して気密に取り付けられた状態になっている。
On the other hand, the
シャワープレート6の中央部には図3及び図4に示すように、第1のガスの導入ポート62が上方に突出し、その上端はベース部材5の既述の凹部52の口径よりも少し小さいフランジ63として形成されている。そしてこの第1のガスの導入ポート62には、第1のガスの通路をなす管状体であるインナーパイプ7が接合されている。より詳しくは、インナーパイプ7の下端にはフランジ71が形成され、このフランジ71の中央寄りは肉厚が大きい円形段部72として構成されている。そしてインナーパイプ7側のフランジ71と第1のガス導入ポート62側のフランジ63とは、ネジ60が上側から挿入されて固定されると共に、インナーパイプ7側の円形段部72の下面側にはメタルガスケット73が収まっていてこのメタルガスケット73を介してフランジ71(詳しくは円形段部72の下面)とフランジ63とが気密にシールされた構造になっている。図4中71a及び63aはネジ孔である。
As shown in FIGS. 3 and 4, a first
インナーパイプ7はベース部材5の第1のガス供給管53内に挿入されており、インナーパイプ7の上端付近には全周に亘って溝(図4参照)74が形成されている。そしてOリングと呼ばれる樹脂製のシール部材75が前記溝74に嵌合され、このOリング75により第1のガス供給管53の内周面とインナーパイプ7の外周面との間が気密にシールされることになる。なおOリング75によりシールされる部位とシャワープレート6の下面との高さ方向の距離は例えば130mm程度である。
この例においては、ベース部材5側のガス供給管53とシャワープレート6側のガス導入ポートとは、夫々本発明でいう第1のガス用の上部ガス供給路及び第1のガス用の下部ガス供給路に相当する。
The
In this example, the
シャワープレート6は、下面側つまり処理容器2内の処理空間側と前記拡散空間50とを連通するように厚さ方向に穿設された第2のガス供給孔80と、第1のガスの導入ポート62の下端部と連通し、第2のガス供給孔80の上部側の部分を形成する細い筒状部82を囲む空間81と、この空間81と前記処理空間側とを連通するように厚さ方向に穿設された第1のガス供給孔91とを備えている。より詳しくは、シャワープレート6は、上下2段のプレート8及び9からなり、上段プレート8は、図2のA−Aラインに沿った図5(上段プレート8の底面図)に示すように、全面に亘って多数の細い突起部(先の筒状部)82がマトリックス状に形成されており、この突起部82内に第2のガス供給孔80の上部側に相当する孔が穿設されている。またこの例ではシャワープレート6における突起部82の間の空間(先の空間81に相当)には第1のガスの導入ポート62の下端部から「H」状に配管されたガス吐出管83が設けられており、第1のガスは「H」状配管の先端付近に設けられた穴(計4ヶ所)から上側に向かって吹き出され、空間81に分散して処理空間内に均一に供給されるようになっている。
The
一方下段プレート9は、上段プレート8の突起部82の孔に対応する位置に第2のガス供給孔80の下部側に相当する孔が穿設されると共に、第2のガス供給孔80の間の位置に、第1のガス供給孔91が穿設されている。即ち、上段プレート8と下段プレート9とを接合することにより形成される空間81に第1のガス供給孔91が連通し、これら空間81及び第1のガス供給孔91とは気密に隔離された状態で第2のガス供給孔80が形成されることになる。言い換えれば、このガスシャワーヘッド4は、各々マトリックス状に第1のガス供給孔91と第2のガス供給孔80とが下面側に開口されるように配列され、第1のガスの導入ポート62から吐出される第1のガスとガス拡散空間50に流入した第2のガスとが互いに異なるガス供給孔から供給される構造となっている。
On the other hand, the lower plate 9 is provided with a hole corresponding to the lower side of the second
次ぎに上述の実施の形態の作用について述べる。先ず図1に示すように基板であるウエハWが図示しない搬送アームにより搬送口29を介して処理容器2内に搬入され、支持ピン23との協働作用によりステージ21上に受け渡される。そしてガス供給源102、103から第1のガスであるTiCl4ガス及びArガスの混合ガスが夫々第1のガス供給管53に送られ、これら第1のガスがインナーパイプ7及び第1のガスの導入ポート62を経由してガスシャワーヘッド4のシャワープレート6内の空間81に拡散し、第1のガス供給孔91から処理容器2内の処理空間に吐出される。またガス供給源105から第2のガスであるH2ガスが第2のガス供給管54に送られ、この第2のガスが吐出ポート56から拡散空間50に吐出されて拡散し、第2のガス供給孔80から処理空間に吐出する。
Next, the operation of the above embodiment will be described. First, as shown in FIG. 1, a wafer W, which is a substrate, is loaded into the
一方真空ポンプ27内により処理容器2内を真空排気し、排気管26に設けられた図示しない圧力調整バルブを調整して処理容器2内の圧力を設定圧力にすると共に、高周波電源部33から上部電極であるガスシャワーヘッド4と下部電極であるステージ21との間に高周波電力を供給して、処理ガスつまり第1のガス及び第2のガスをプラズマ化し、TiCl4をH2により還元してウエハW上にTiを堆積して薄膜を形成し、反応副生成物であるHClは未反応ガスとともに排気される。
On the other hand, the inside of the
続いて第1のガスの供給を停止し、第2のガスとしてH2ガスからNH3(アンモニア)ガスに切り替え、これによりNH3ガスが第2のガス供給管54、吐出ポート56を介してガス拡散空間50に吐出されて拡散し、第2のガス供給孔80から処理空間に吐出する。このときにおいても高周波電力が処理空間に供給され、ウエハW上に既に形成されているTi薄膜の表面がNH3の活性種により窒化される。窒化終了後、高周波電力の供給とNH3ガスの供給とを停止し、その後ウエハWを既述の搬入動作と逆の動作で処理容器2から搬出する。
Subsequently, the supply of the first gas is stopped, and the second gas is switched from H2 gas to NH3 (ammonia) gas, so that the NH3 gas passes through the second
上述の実施の形態によれば、ガスシャワーヘッド4の下側部分であるシャワープレート6の中央部から上に向けて突出する第1のガス用の下部供給路に相当する第1のガスの導入ポート62にインナーパイプ7を気密に接続し、ベース部材5の下方側から第1のガス用の上部供給路に相当する第1のガス供給管53内にインナーパイプ7を挿入し、インナーパイプ7の上部において第1のガス供給管53の内周面とインナーパイプ7の間を樹脂材のシール部材であるOリング75により気密にシールしているため、容易にかつ確実に両者を気密にシールすることができる。そしてこのシール部位は処理空間から離れた例えば170℃程度の低温部位に位置しているので、Oリング75が劣化するおそれがないし、またその周辺部位が加熱やヒートサイクルにより変形するといった不具合も起こらないことから、長期に亘って確実にシールされる。
According to the above-described embodiment, the introduction of the first gas corresponding to the first gas lower supply path protruding upward from the central portion of the
また第1のガスの導入ポート62とインナーパイプ7との接続部分において熱ストレスにより歪みが生じたとしても、シール部位の近傍にネジ60による固定部位が位置しているため、隙間を生じるおそれがなく、この接続部分から第1のガスがガス拡散空間50にリークする懸念がない。以上のことから、第1のガス供給管53内に供給される第1のガスが第2のガスの通流空間であるガス拡散空間50にリークするおそれがなく、このためTi膜の窒化処理を行うために第2のガス供給管54からガス拡散空間50にNH3ガスを流しても、当該空間50にはTiCl4が存在しないことから、これらガスが反応して反応生成物(NH4Cl)が発生するおそれがない。従って処理空間に固形の反応生成物が飛散することが低減されるので、ウエハWに対するパーティクル汚染が抑えられる。
Further, even if distortion occurs due to thermal stress in the connection portion between the first
上述の実施の形態のようにシャワープレート6中央部の第1のガスの導入ポート62とインナーパイプ7とを分離できるようにすれば、組み立て、分解作業が容易に行えるのでメンテナンスが行いやすいが、本発明では、これらが一体化されていてもよい。図6はこのような実施の形態を示し、シャワープレート6の中央部の上側からインナーパイプ7が伸びだしており、このインナーパイプ7の下端側は、シャワープレート6の中央部に形成されかつ空間81に連通する第1のガス用の下部供給路70に連通していることになる。このような実施の形態であっても、第1のガス供給管53内に供給される第1のガスが第2のガスの通流空間であるガス拡散空間50にリークするおそれがない。
If the first
本発明は、Tiの成膜、続く窒化処理に限らず、モノシランガスなどのシラン系のガス及びアンモニアガスを処理容器内に別々に供給して窒化シリコン膜を形成する場合などにも適用してもよいことは勿論であり、この場合にはガスシャワーヘッド内にてガスがリークすると固体成分であるNH4Clが内部で形成されてしまうことから、本発明は有効である。また成膜装置としては、プラズマCVD装置に限らず熱CVD装置などにも適用することができる。 The present invention is not limited to Ti film formation and subsequent nitriding treatment, but may be applied to a case where a silicon nitride film such as monosilane gas and ammonia gas are separately supplied into a processing vessel to form a silicon nitride film. Needless to say, in this case, if the gas leaks in the gas shower head, NH4Cl, which is a solid component, is formed inside, so the present invention is effective. Further, the film forming apparatus is not limited to the plasma CVD apparatus and can be applied to a thermal CVD apparatus or the like.
2 処理容器
21 ステージ(基板載置台)
31 開口部
34 絶縁部材
4 ガスシャワーヘッド(ガス供給装置)
5 ベース部材
50 ガスの拡散空間
53 第1のガス供給管
54 第2のガス供給管
6 シャワープレート
62 第1のガス導入ポート
7 インナーパイプ
73 メタルガスケット
75 Oリング
80 第2のガス供給孔
81 空間
91 第1のガス供給孔
2 Processing container 21 stage (substrate mounting table)
31
5
Claims (6)
前記シャワープレートは、下部側に多数のガス供給孔が開口されると共に、ベース部材側から前記第1のガス用の供給路に供給された第1のガスと前記ガスの拡散空間に供給された第2のガスとが互いに異なるガス供給孔から噴出するように構成されたガス供給装置において、
前記ベース部材に上下方向に伸びるように設けられ、その下部側が当該ベース部材の下部側に開口している第1のガス用の上部供給路と、
前記ベース部材に設けられ、前記ガスの拡散空間に開口する第2のガス供給路と、
前記第1のガス用の上部供給路内に挿入され、第1のガスの通路をなすインナーパイプと、
このインナーパイプの外周面と前記第1のガス用の上部供給路の内周面との間を気密にシールするためのシール部材と、
前記シャワープレートに設けられ、前記インナーパイプの下部側と気密に接続された第1のガス用の下部供給路と、を備えたことを特徴とするガス供給装置。 A base member provided at an upper portion of the processing container, and a shower plate that is hermetically attached to a lower side of the base member through a gap that forms a gas diffusion space, and includes a first gas supply path. Prepared,
The shower plate has a large number of gas supply holes opened on the lower side, and is supplied from the base member side to the first gas supplied to the first gas supply path and the gas diffusion space. In the gas supply apparatus configured to eject from the gas supply hole different from the second gas,
An upper supply path for a first gas that is provided on the base member so as to extend in the vertical direction, and whose lower side is open on the lower side of the base member;
A second gas supply path provided in the base member and opening into the gas diffusion space;
An inner pipe inserted into the upper gas supply passage for the first gas and forming a passage for the first gas;
A seal member for hermetically sealing between the outer peripheral surface of the inner pipe and the inner peripheral surface of the upper supply path for the first gas;
A gas supply device, comprising: a first gas lower supply path provided on the shower plate and hermetically connected to a lower side of the inner pipe.
6. An airtight processing container, a mounting table provided in the processing container for mounting a substrate, an exhaust means for exhausting a gas in the processing container, and any one of claims 1 to 5. A gas supply device, and the first gas and the second gas supplied from the gas supply device are reacted in a processing container, and the reaction product is deposited on the substrate on the mounting table to form a film. A film forming apparatus.
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