JP2007258221A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
基板処理装置の保守管理作業、特にガス配管系の保守管理作業を簡便とし、保守管理作業の作業性を向上させ、又保守管理作業に要する時間を短縮してスループットの向上を図る。
【解決手段】
基板１０を処理する処理容器３と、該処理容器を閉塞する蓋部４と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給配管部とを具備し、該ガス供給配管部は、前記蓋部に固定される第１配管部２５と、前記蓋部以外の部分に固定される第２配管部２７と、前記第１配管部と前記第２配管部との間に設けられ着脱可能な第３配管部２８とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明はシリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜を生成する基板処理装置に関するものである。

半導体装置を製造する工程の１つに薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の基板処理があり、斯かる基板処理は基板処理装置によって実行される。

又、基板処理装置には所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置と、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置とがある。

近年、半導体装置の微細化に伴い、基板処理の１工程である成膜工程に於いても原子層レベルの成膜が注目されている。その成膜方法として従来から主流であったＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）に代り、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が採用されている。この基板処理反応形態としては、金属含有の原料ガスＡと酸化力のある原料ガスＢ（例えば、Ｏ3 、Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ等）とを比較的低温に設定された基板上に交互に供給することにより、原料ガスの吸着、脱離といった過程を経て薄膜を堆積させる方法である。

ＡＬＤによる成膜方法の利点としては、膜厚制御の良さ、基板の温度均一性を然程要しない、論理的にはセルフリミットがかかる成膜工程である為、ガス流れの影響が少ない、といったことが挙げられる。但し、原料ガスに含有される成分を膜中に取込み易い。この為、高品位の膜を得る為には成膜後の膜質改善が適用されるケースがある。

膜質改善方法としては、数層堆積毎に、又は成膜完了後に高温処理（アニール処理）若しくは活性処理（プラズマ処理）を講じて不純物（例えばＣ等）を除去する方法が考えられる。

一般に原料ガスＡと原料ガスＢとは非常に反応性が高く、同時に供給した場合、両者の気相反応による異物の発生や、膜質の劣化を引起す要因となると考えられる。その為、原料ガスＡ及び原料ガスＢの供給後は真空引きや不活性ガスによるガスパージを行い、前工程のガスの残留がない様に充分配慮する必要がある。然し乍ら、原子層堆積の為、１サイクル当りで成膜される膜厚は＜１Åであり、非常に薄い。その為、枚葉式基板処理装置ではスループットを上げる為、数〜数十秒以内に残留ガスを排気する様にしている。

残留ガスを短時間でなくす為にＡＬＤ成膜が行われる反応室では、基板以外のガスに接触する表面積を減らす（部品点数を少なくする）、ガスを吸着し難い材料、又は表面処理をした部材を使用する、反応室容積を小さくすること等の対策が施される。

高誘電体膜の形成を例に取ると、次世代ゲート絶縁膜に期待されているＨｆ系の原料としては、Ａｌｋｏｘｉｄｅでは、Ｈｆ（ＯｔＢｕ）4 、酸素を含まず酸化剤の酸素でＡＬＤ処理をすることで、より制御性の良い膜が形成されると思われるＨｆ（ＮＭｅ2 ）4 、Ｈｆ（Ｎｅｔ2 ）4 等が挙げられる。Ｈｆ（ＯｔＢｕ）4 等は、ＴＥＯＳに比べ加水分解し易く、取扱いに注意を要する。Ａｌ系としては、化合物半導体製造でも使用されているＴＭＡ（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ａｌｕｍｉｎｕｍ）が有望視されているが、空気中での発火性がある為、取扱いに注意を要する。その為、反応室内の保守・調整時を含め反応室及び供給管の大気開放部位は極力減らすことが望ましい。又、反応室の保守管理の面からも着脱部位は少ない方が保守・管理のダウンタイム短縮には好ましい。

然し乍ら、実際には、処理ガスの配管継手部には従来ガスケット等が使用されており、２原料（又は３原料）＋膜質改善に導入される処理ガスの配管継手箇所は少なくとも、６箇所以上あることになり、それぞれの配管加熱手段の着脱を含めると保守管理の作業は繁雑で非常に作業性が悪かった。

本発明は斯かる実情に鑑み、基板処理装置の保守管理作業、特にガス配管系の保守管理作業を簡便とし、保守管理作業の作業性を向上させ、又保守管理作業に要する時間を短縮してスループットの向上を図るものである。

本発明は、基板を処理する処理容器と、該処理容器を閉塞する蓋部と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給配管部とを具備し、該ガス供給配管部は、前記蓋部に固定される第１配管部と、前記蓋部以外の部分に固定される第２配管部と、前記第１配管部と前記第２配管部との間に設けられ着脱可能な第３配管部とを有する基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、基板を処理する処理容器と、該処理容器を閉塞する蓋部と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給配管部とを具備し、該ガス供給配管部は、前記蓋部に固定される第１配管部と、前記蓋部以外の部分に固定される第２配管部と、前記第１配管部と前記第２配管部との間に設けられ着脱可能な第３配管部とを有するので、前記処理容器を開放して保守作業等をする必要がある場合、前記第３配管部を取外すことで前記第１配管部と前記第２配管部とが切離され、前記蓋部を開放することが可能となり、保守作業性が向上するという優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１〜図５に於いて第１の実施の形態について説明する。

気密な処理室１を画成する反応容器２は容器本体３と開閉可能な蓋部４から構成され、前記反応容器２には排気ライン５が接続され、又前記容器本体３と前記蓋部４には処理ガス供給ライン６及びラジカル供給ライン７が接続されている。

前記容器本体３の底部を遊貫してヒータユニット台８が設けられ、該ヒータユニット台８にヒータ支持台９が支持され、該ヒータ支持台９の上部は加熱板９ａとなっており、該加熱板９ａ内部に加熱ヒータ１１が封入され、前記加熱板９ａはヒータカバー１２により覆われている。前記ヒータ支持台９、前記加熱板９ａとしては基板の金属汚染を防止する為、非金属であることが望ましく、例えば石英、窒化アルミ等が用いられ、又前記加熱ヒータ１１としては、タングステン、カーボン、モリブデン等が用いられる。前記加熱板９ａの加熱温度は気密に設けられた熱電対等の温度検出手段（図示せず）によって検出される。

前記ヒータユニット台８は昇降機構（図示せず）により支持され、昇降可能となっており、前記ヒータユニット台８の貫通部はベローズ１３によって気密となっている。前記ヒータカバー１２には基板１０が載置される。

前記容器本体３の底面には、少なくとも３本の基板支持ピン１４が立設され、該基板支持ピン１４は前記ヒータユニット台８が降下した状態で、前記加熱板９ａ、前記ヒータカバー１２を貫通して上方に突出し、基板１０を支持する様になっている。前記基板支持ピン１４としては、基板１０を汚染しない、耐熱性に優れた材質が用いられ、例えば石英等非金属であることが好ましい。又、前記基板支持ピン１４の接触部の温度斑を考慮して、先端の直径は、例えば０．８ｍｍ以下が好ましい。

前記容器本体３の１つの側壁には基板搬入出口１５が設けられ、該基板搬入出口１５を通して図示しない基板移載装置により基板１０が搬入、搬出される様になっており、前記基板搬入出口１５はゲート弁１６によって気密に閉塞される。又、前記容器本体３の他の側壁には排気口１７が設けられ、該排気口１７には排気ポート１８が設けられ、該排気ポート１８には前記排気ライン５が接続されている。該排気ライン５には圧力調整弁等の圧力制御手段１９が設けられ、前記排気ライン５は図示しない真空ポンプに接続されている。

前記容器本体３の内部には、前記ヒータカバー１２の周囲を囲む様に、前記処理室１を上下に仕切るコンダクタンスプレート２１が設けられ、該コンダクタンスプレート２１と前記ヒータカバー１２との間には所要のコンダクタンスを有する様に隙間が形成されている。

前記蓋部４は前記処理室１を開閉する様に、前記容器本体３に対して容易に着脱可能となっており、例えば図示の様に、前記蓋部４はヒンジ部２２を介して前記容器本体３に対して回動可能に取付けられており、前記蓋部４の閉状態では、該蓋部４との接合面に挾設されたＯリング等のシール部材（図示せず）により気密となっている。

前記蓋部４には前記ラジカル供給ライン７、開閉バルブ２３、リモートプラズマ発生装置２４が設けられており、該リモートプラズマ発生装置２４は高周波電極を具備し、アルゴン、酸素等のプラズマ発生用ガス種が供給され、前記高周波電極に高周波電力を印加することでプラズマが発生され、プラズマによって酸素ラジカルが生成され、該酸素ラジカルは前記ラジカル供給ライン７、前記開閉バルブ２３を介して前記処理室１に供給される。尚、前記リモートプラズマ発生装置２４は前記開閉バルブ２３によって切離しが可能となっている。

又、前記蓋部４に接続された前記処理ガス供給ライン６は、前記蓋部４に取付けられ、該蓋部４と一体に回動する第１配管部２５と、処理ガス供給源２６と、該処理ガス供給源２６に取付けられた第２配管部２７と、前記第１配管部２５と前記第２配管部２７とを接続する第３配管部２８とによって構成され、該第３配管部２８は前記第１配管部２５、前記第２配管部２７に対して着脱可能となっている。

前記処理ガス供給ライン６は原料ガスＡの液化ガスを貯溜するＡ原料タンク３１、原料ガスＢの液化ガスを貯溜するＢ原料タンク３２を有している。尚、３種類の原料を使う場合は、原料ガスＣの液化ガスを貯溜するＣ原料タンク３３を設ける様にする。又、酸化剤としてＨ2 Ｏを用いる場合には、前記Ａ原料タンク３１、前記Ｂ原料タンク３２と同様のタンクを設け、前記処理室１に供給可能な構造とする。前記Ａ原料タンク３１、前記Ｂ原料タンク３２は、それぞれ図示しないヒータを具備しており、原料の蒸気圧、貯溜部の温度に合せて加熱可能となっている。又、前記Ａ原料タンク３１、前記Ｂ原料タンク３２には原料輸送ガスを導入する原料輸送ガス供給管２９，３０が接続されている。該原料輸送ガス供給管２９，３０の先端部は液体原料中に液没されている。又、原料輸送ガスとしては非反応性ガス、例えば窒素ガス、アルゴンガス等が使用される。尚、前記Ｃ原料タンク３３も前記Ａ原料タンク３１、前記Ｂ原料タンク３２と同様の構成となっている。

前記Ａ原料タンク３１にはＡ原料ガス供給管３４が接続され、前記Ｂ原料タンク３２にはＢ原料ガス供給管３５が接続され、前記Ｃ原料タンク３３にはＣ原料ガス供給管３６が接続されている。前記Ａ原料ガス供給管３４、前記Ｂ原料ガス供給管３５にはそれぞれＡ原料用バルブ３７、Ｂ原料用バルブ３８が設けられ、前記Ａ原料用バルブ３７、前記Ｂ原料用バルブ３８の上流側にはそれぞれＡ原料排気管３９、Ｂ原料排気管４０が連通され、前記Ａ原料排気管３９、前記Ｂ原料排気管４０にはそれぞれＡ原料排気用バルブ４２、Ｂ原料排気用バルブ４３が設けられている。又、前記Ａ原料ガス供給管３４、前記Ｂ原料ガス供給管３５の前記Ａ原料用バルブ３７、前記Ｂ原料用バルブ３８の下流側にそれぞれ希釈ガスライン４５，４６が連通され、該希釈ガスライン４５，４６にはそれぞれ希釈ガス用バルブ４８，４９が設けられている。尚、前記Ｃ原料ガス供給管３６も、前記Ａ原料ガス供給管３４、前記Ｂ原料ガス供給管３５と同様の構成となっている。

前記Ａ原料ガス供給管３４、前記Ｂ原料ガス供給管３５、前記Ｃ原料ガス供給管３６は前記第２配管部２７を構成し、これら配管の下流端には第１管継手ブロック５１が設けられている。該第１管継手ブロック５１は図示しない支持手段によって前記蓋部４以外の構造物、例えば前記容器本体３、或は該容器本体３が設けられている架台に支持されており、前記支持手段は、前記第１管継手ブロック５１からの伝熱を抑制する為、好ましくは非金属或は断熱構造を有している。尚、支持手段に用いられる材質としては、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ等の耐熱性に優れた非金属材料が好ましい。

又、前記第３配管部２８は、前記Ａ原料ガス供給管３４、前記Ｂ原料ガス供給管３５、前記Ｃ原料ガス供給管３６にそれぞれ接続されるＡ原料ガス継手管５２、Ｂ原料ガス継手管５３、Ｃ原料ガス継手管５４を有し、これら配管の上流端には第２管継手ブロック５５が設けられ、下流端には第３管継手ブロック５６が設けられている。

前記第１配管部２５は、前記Ａ原料ガス継手管５２、前記Ｂ原料ガス継手管５３、前記Ｃ原料ガス継手管５４にそれぞれ接続されるＡ原料ガス導管５７、Ｂ原料ガス導管５８、Ｃ原料ガス導管５９を有し、前記Ａ原料ガス導管５７、前記Ｂ原料ガス導管５８、前記Ｃ原料ガス導管５９の上流端には第４管継手ブロック６１が設けられ、下流端には原料ガス導入ポート６２が設けられている。前記第４管継手ブロック６１は図示しない支持手段によって前記蓋部４に支持されており、前記支持手段は、前記第４管継手ブロック６１からの伝熱を抑制する為、好ましくは非金属或は断熱構造を有している。

前記第２管継手ブロック５５は前記第１管継手ブロック５１に対して上側からボルト固定穴５５ａを介してボルト等の固定具によって着脱可能に連結され、前記第２管継手ブロック５５と前記第１管継手ブロック５１間には図示しないＯリング或はガスケット等のシール部材が挾設される。尚、本実施の形態では前記第２管継手ブロック５５の角部の４箇所を４本のボルトでそれぞれ固定している。固定は４〜８箇所に行うのがよい。前記第２管継手ブロック５５と前記第１管継手ブロック５１とが連結された状態で、前記Ａ原料ガス供給管３４と前記Ａ原料ガス継手管５２、前記Ｂ原料ガス供給管３５と前記Ｂ原料ガス継手管５３、前記Ｃ原料ガス供給管３６と前記Ｃ原料ガス継手管５４とがそれぞれ連通されると共に個別にシールされる様になっている。又、前記第２管継手ブロック５５、前記第１管継手ブロック５１の両方、又は少なくとも一方には前記第２管継手ブロック５５、前記第１管継手ブロック５１を加熱する為のヒータ６３が設けられている。

同様に、前記第３管継手ブロック５６は前記第４管継手ブロック６１に対して上側からボルト固定穴５６ａを介してボルト等の固定具によって着脱可能に連結され、前記第３管継手ブロック５６と前記第４管継手ブロック６１間には図示しないＯリング或はガスケット等のシール部材が挾設される。尚、本実施の形態では前記第３管継手ブロック５６の角部の４箇所を４本のボルトでそれぞれ固定している。固定は４〜８箇所に行うのがよい。前記第３管継手ブロック５６が前記第４管継手ブロック６１に連結された状態で、前記Ａ原料ガス継手管５２と前記Ａ原料ガス導管５７、前記Ｂ原料ガス継手管５３と前記Ｂ原料ガス導管５８、前記Ｃ原料ガス継手管５４と前記Ｃ原料ガス導管５９とがそれぞれ連通されると共に個別にシールされる様になっている。又、前記第３管継手ブロック５６、前記第４管継手ブロック６１の両方、又は少なくとも一方には前記第３管継手ブロック５６、前記第４管継手ブロック６１を加熱する為のヒータ６４が設けられている。

而して、前記第３配管部２８は前記第１配管部２５、前記第２配管部２７に対して着脱可能となっており、前記第３配管部２８を取外した状態では、前記蓋部４は前記ヒンジ部２２を中心に回動可能となり、図３の様に上方に回動させることで前記処理室１を開放することができる。

以下基板処理について説明する。

尚、基板処理が実行される場合は、前記第３配管部２８は取付けられた状態であり、前記第１配管部２５と前記第２配管部２７は前記第３配管部２８を介して連通状態となっている。

前記ヒータユニット台８が降下し、前記基板支持ピン１４が突出した状態で、前記ゲート弁１６が開かれ、図示しない基板移載機により前記基板搬入出口１５より基板１０が前記処理室１に搬入され、前記基板支持ピン１４に載置される。前記基板移載機が退出し、前記ゲート弁１６により前記基板搬入出口１５が閉塞され、前記ヒータユニット台８が上昇すると基板１０は前記ヒータカバー１２上に載置され、基板処理位置に位置決めされる。

前記加熱板９ａにより基板１０が加熱され、前記排気ライン５により前記処理室１が排気され、該処理室１に原料ガスが導入可能となる。

原料Ａ、原料Ｂはそれぞれ前記Ａ原料タンク３１、前記Ｂ原料タンク３２に液体状態で封入されており、前記処理室１へは気化させたガスが原料輸送ガスと共に供給される。

前記原料輸送ガス供給管２９，３０から原料輸送ガスがそれぞれ原料Ａ、原料Ｂ中に供給され、バブリングにより原料が気化される。尚、バブリングさせずに前記Ａ原料タンク３１、前記Ｂ原料タンク３２内で気化されたものを原料輸送ガスにより搬送する様にしても良い。

気化した原料ガスは流量が安定する迄、前記Ａ原料用バルブ３７、前記Ｂ原料用バルブ３８を閉じ、前記Ａ原料排気用バルブ４２、前記Ｂ原料排気用バルブ４３を開いて前記Ａ原料排気管３９、前記Ｂ原料排気管４０を介して排気する。

成膜開始と共に前記Ａ原料用バルブ３７を開き、前記Ａ原料排気用バルブ４２を閉じて、原料ガスＡを前記Ａ原料ガス供給管３４、前記Ａ原料ガス継手管５２、前記Ａ原料ガス導管５７を介して前記処理室１に導入する。原料の供給時間としては、例えば、０．１ｓｅｃ〜３．０ｓｅｃ程度である。

前記処理室１の基板１０に原料ガスＡが供給された後、原料ガスＡは前記ヒータカバー１２の周囲の隙間を通って前記排気口１７を介して前記排気ライン５により排気される。尚、前記処理室１の圧力は前記圧力制御手段１９により一定に保持される。

原料ガスＡの供給により基板１０の表面に原料ガスＡが吸着する。原料ガスＡの供給を終了すると同時に前記Ａ原料用バルブ３７を閉じ前記Ａ原料排気用バルブ４２を開いて、前記処理室１への原料ガスＡの供給を停止すると共に原料ガスは前記Ａ原料排気管３９より排気される。

この際、前記Ａ原料ガス供給管３４、前記Ａ原料ガス継手管５２、前記Ａ原料ガス導管５７に原料ガスＡが残留し、次の原料ガスＢが導入される迄に充分濃度が低下していない場合は、自己分解、或は次の原料ガスＢと反応しパーティクルとなる状況が想定される。従って、残留ガス量を少なくする為、前記第２配管部２７、前記第３配管部２８、前記第１配管部２５の配管長は、ガス置換の時間短縮の為、できるだけ短いことが望ましい。

又、配管内の原料ガス濃度を早急に低減する為、配管内に希釈ガスを供給する様にしてもよい。希釈ガスの供給は、前記Ａ原料ガス供給管３４に前記希釈ガス用バルブ４８を具備する前記希釈ガスライン４５を連通させ、前記希釈ガス用バルブ４８の開閉により希釈ガスを供給停止する。尚、前記希釈ガスライン４５の連通位置は、前記Ａ原料ガス供給管３４の上流位置が好ましく、又希釈ガスとしては原料輸送ガスと同様非反応性ガスを使用する。

希釈ガスを、例えば０．１ｓｅｃ〜１０ｓｅｃ程度導入し、前記処理室１を前記排気ライン５を介して排気することにより、前記Ａ原料用バルブ３７から前記処理室１間の配管内、該処理室１内の残留原料ガス濃度を所定の濃度以下に低減する。

次に、前記Ｂ原料用バルブ３８を開き、前記Ｂ原料排気用バルブ４３を閉じて、前記Ｂ原料ガス供給管３５、前記Ｂ原料ガス継手管５３、前記Ｂ原料ガス導管５８を介して原料ガスＢを前記処理室１に所定時間供給する。原料ガスＢの供給により、基板１０の表面に原料ガスＢが吸着する。

原料ガスＢの供給停止、残留ガスの希釈、濃度低減については原料ガスＡの場合と同様に行う。尚、原料ガスＡの供給と原料ガスＢの供給は、両原料を混合させても反応が生じない場合は同時に行ってもよい。

次に、前記処理室１に酸化剤を所定時間供給する。酸化剤の供給により、基板１０の表面に吸着した原料ガスＡ，Ｂと酸化剤とが反応し、基板１０上に膜が形成される。その後、酸化剤の供給を停止し、残留ガスの希釈、濃度低減を行う。

上記したＡＬＤ成膜工程に於いて、絶縁膜を生成する場合では、Ｈｆ系、Ａｌ系原料の他に、酸化剤としてＨ2 Ｏ、Ｏ3 等によって膜を生成することとなる。又、前記リモートプラズマ発生装置２４等を用いてＯラジカルを生成し、酸化剤として前記処理室１に導入する場合もある。本実施の形態に於ける図１の基板処理装置はリモートプラズマ発生装置２４を用いる場合のものである。該リモートプラズマ発生装置２４は、高周波電力を印加してプラズマを発生する構造を有しており、印加する周波数帯としては、例えば、４００ＫＨｚ〜１３．５６ＭＨｚである。

又、ＡＬＤ成膜工程では、［（原料ガス供給）→（配管＋処理室）希釈→酸化剤供給→（配管＋反応室）希釈］の４工程が１サイクルとして所望の膜厚となる迄、所要サイクル繰返し、基板１０を処理する。

１サイクルの膜厚しては、処理条件により変化するが、概して０．３Å〜１．０Å程度である。

具体例として、基板１０上にＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する場合は、Ａ原料として例えば、ＴＭＡを用いる。又、複数の金属元素、半導体元素から構成される膜、例えば、ＨｆＳｉＯｘ（ハフニウムシリケート）、ＨｆＡｌＯｘ（ハフニウムアルミネート）等を成膜する場合は、Ａ原料としてＴＭＡ、Ｂ原料としてＨｆ（ＯｔＢｕ）4 、Ｈｆ（Ｎｍｅ2 ）4 、Ｈｆ（Ｎｅｔ2 ）4 等が挙げられる。

この場合、酸化剤としてＯラジカルを用いる場合は前記リモートプラズマ発生装置２４、前記開閉バルブ２３が設けられた前記ラジカル供給ライン７を用いて酸化剤を供給し、Ｈ2 Ｏ、Ｏ3 を用いる場合は、酸化剤供給ラインが別途追加される。

基板処理毎に、或は所定期間経過毎に前記処理室１の清掃等保守作業が行われる。

保守作業は、前記第１管継手ブロック５１と前記第２管継手ブロック５５とを固着しているボルト等を外し、又前記第３管継手ブロック５６と前記第４管継手ブロック６１とを固着しているボルト等を外し、前記第３配管部２８は上方に向って取外す。

該第３配管部２８の取外し作業で、前記第１管継手ブロック５１と前記第２管継手ブロック５５の接合面、及び前記第３管継手ブロック５６と第４管継手ブロック６１の接合面は水平であるので、接合面に挾設しているＯリング等のシール部材が落下する危険性がなく、作業性が良い。又、シール部材としてＯリングを用いた場合、繰返し使用が可能となる。

前記第３配管部２８を取外し、前記蓋部４を図１中、前記ヒンジ部２２を中心に時計方向に回動させることで、図３の様に前記処理室１が開放され、該処理室１に対して所要の保守作業を実行可能となる。

又、前記第３配管部２８を取付ける場合、前記第２管継手ブロック５５を前記第１管継手ブロック５１に載置し、又前記第３管継手ブロック５６を前記第４管継手ブロック６１に載置した状態で、即ち各ブロック間に力が作用していない状態で、それぞれボルトで締付けるので、前記第３配管部２８の取付けにより、前記第１配管部２５、前記第２配管部２７に引張り、圧縮、曲げ等の力が作用することを防止できる。

又、前記第２配管部２７と前記第３配管部２８間、前記第１配管部２５と前記第３配管部２８間の接続は、各配管毎ではなく、ブロック間の接続となるので、作業性が良いと共に、毎回配管を締結する場合に比べ、ボルトのトルク管理を実施することで、作業者の個人差による影響が低減され、装置調整の再現性が向上する。

気化したガスが前記第２配管部２７、前記第３配管部２８、前記第１配管部２５を経て前記処理室１に供給する流通過程で冷却された場合、原料の再液化、パーティクルの発生の原因となる虞れがある。従って、前記第２配管部２７、前記第３配管部２８、前記第１配管部２５についても、所要の加熱手段によって加熱される。

加熱手段の加熱温度としては、比較的低温（＜１００℃）の場合と比較的高温（１５０℃〜１８０℃）の場合とがあり、ＴＭＡ等の蒸気圧が比較的高い原料（蒸気圧８Ｔｏｒｒ、２０℃）については、加熱温度は１００℃で充分であり、テープヒータ、例えばシリコンラバーヒータ等によって加熱される。Ｈｆ（ＭＭＰ）4 （Ｔｅｔｒａｋｉｓ（１−Ｍｅｔｈｏｘｙ−２−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｒｏｐｏｘｙ）Ｈａｆｎｉｕｍ）の様に比較的蒸気圧の低い原料（蒸気圧０．６Ｔｏｒｒ、１３４℃）では気化器を用いて液体原料を気化し、各配管、前記第１管継手ブロック５１、前記第２管継手ブロック５５、前記第３管継手ブロック５６、前記第４管継手ブロック６１を１５０℃に加熱する必要がある。

従って、前記第１配管部２５、前記第２配管部２７、前記第３配管部２８の配管については、ヒータが設けられたアルミブロックで覆った構成の配管加熱手段６５により加熱している。ところが、前記第１管継手ブロック５１、前記第２管継手ブロック５５、前記第３管継手ブロック５６、前記第４管継手ブロック６１は各配管に対して熱容量が非常に大きく、配管と同様に加熱（同様な発熱密度）すると、配管と各ブロックとを均一温度に加熱することが難しい。

この為、前記各ブロックについては別途前記ヒータ６３、前記ヒータ６４等の個別加熱手段を設け、個別加熱手段は前記配管加熱手段とは独立して加熱制御可能とし、全体として加熱温度の均一性が確保できる様にする。尚、個別加熱手段は、各ブロック内部に内装しても良く、或は表面に固着しても良い。又、配管加熱手段、個別加熱手段は、前記第１配管部２５、前記第２配管部２７、前記第３配管部２８毎に分割して設け、それぞれ配管加熱手段、個別加熱手段を具備したユニットとして構成することができ、組立て、分解作業性が改善できる。特に、前記第３配管部２８については、ユニット化することで該第３配管部２８の着脱作業時に、加熱手段の取外しをする必要がなくなり、保守作業性を向上させることができる。

図６〜図１０は第２の実施の形態を示している。

第２の実施の形態は原料ガスをシャワー状に分散供給するシャワーヘッド７０が蓋部４に設けられた基板処理装置に関するものである。基本的な構成は、第１の実施の形態で説明したと同様であり、同等の構成要素については同符号を付してある。

前記シャワーヘッド７０は中蓋部７１、ガスポート保持板７２によって形成される中空部を有し、該中空部は所要数の孔が穿設された仕切板７３によってガス溜め部７４、ガス均圧部７５に仕切られ、前記中蓋部７１の底面部は多数の分散孔が穿設されたシャワー板７６となっている。

前記ガス溜め部７４に連通する様に、処理ガス供給ライン６、ラジカル供給ライン７が前記ガスポート保持板７２に接続され、供給された処理ガス、ラジカルは前記ガス溜め部７４、前記ガス均圧部７５を経て均等に処理室１に供給される。処理ガスを前記シャワーヘッド７０を介して供給することで、膜厚の均一性が向上する。

第２の実施の形態に於いても、前記処理ガス供給ライン６は、第１配管部２５、第２配管部２７、第３配管部２８によって構成され、それぞれ第１管継手ブロック５１と第２管継手ブロック５５、第３管継手ブロック５６と第４管継手ブロック６１との間で分割可能であり、特に前記第３配管部２８は着脱可能となっている。又、該第３配管部２８を取外すことで図８に示す様に、前記蓋部４を回動させ、前記処理室１を開放できる様になっている。

尚、前記第１配管部２５、前記第２配管部２７、前記第３配管部２８に於ける配管を所要部位で合流させることで複数の処理ガスを前記処理室１、又は前記ガス溜め部７４に供給する前に、事前混合させることができる。混合されたガスは混合ガス導入管８３を経て前記ガス溜め部７４に導入される。

図７、図９、図１０では第３配管部２８の配管の水平部分で合流させた場合の一例を示している。尚、図示では配管はＡ原料ガス継手管５２とＢ原料ガス継手管５３の２本である場合を示している。

前記Ａ原料ガス継手管５２の先端にＬ流路ブロック７８を設け、前記Ｂ原料ガス継手管５３の先端にＴ流路ブロック７９を設け、該Ｔ流路ブロック７９と前記Ｌ流路ブロック７８とは配管８１で接続し、前記Ａ原料ガス継手管５２と前記Ｂ原料ガス継手管５３とを前記Ｔ流路ブロック７９で合流させ、該Ｔ流路ブロック７９と第３管継手ブロック５６とは合流管８２によって接続されている。

前記Ａ原料ガス継手管５２と前記Ｂ原料ガス継手管５３とを流れたガスは前記Ｔ流路ブロック７９で合流され、合流した原料ガスは前記合流管８２、前記第３管継手ブロック５６を経て前記第１配管部２５に導かれる。原料ガスＡ、原料ガスＢは前記Ｔ流路ブロック７９で合流する時点で、又前記合流管８２を流通する過程で事前混合される。尚、合流位置は前記Ａ原料ガス継手管５２、前記Ｂ原料ガス継手管５３の垂直部分であっても構わない。

又、合流位置は前記Ａ原料ガス継手管５２、前記Ｂ原料ガス継手管５３の途中ではなく、前記第２管継手ブロック５５、前記第３管継手ブロック５６内部で流路が合流する様にしても良い。又、前記Ｌ流路ブロック７８、前記Ｔ流路ブロック７９に個別にヒータを設けても良い。

本発明では、処理室１の保守、管理作業毎の煩雑な配管着脱作業を簡略化でき、又配管接続箇所が少なくなり、リークチェック箇所の減少、配管加熱手段の着脱が不要となり、保守性が向上する。

又、原料の多種多様化が進んだ場合にも、配管をユニット化して組立て、着脱が可能となり、保守性の向上に伴う、作業時間の短縮によりスループットの向上が図れる。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）基板を処理する処理容器と、該処理容器を閉塞する蓋部と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給配管部とを有する基板処理装置であって、前記ガス供給配管部は、前記蓋部に固定される第１配管部と、前記蓋部以外の部分に固定される第２配管部と、前記第１配管部と前記第２配管部との間に設けられる第３配管部とを有し、前記第１配管部と前記第２配管部の前記固定は維持したまま前記第３配管部を取外すだけで前記蓋部が開閉可能となる様に構成されることを特徴とする基板処理装置。

（付記２）前記第３配管部は、前記第２配管部から供給される少なくとも２種類以上の処理ガスを独立して前記第１配管部へ供給する様に構成される付記１の基板処理装置。

（付記３）前記第３配管部は、前記第２配管部から供給される少なくとも２種類以上の処理ガスを混合して、混合ガスとして前記第１配管部へ供給する様に構成される付記１の基板処理装置。

（付記４）前記第３配管部は、前記処理容器の上方から取外し、若しくは、取付けが可能な様に構成される付記１の基板処理装置。

（付記５）前記第３配管部と前記第１配管部、前記第２配管部との接触面はいずれも水平となる様に構成される付記１の基板処理装置。

（付記６）前記第１配管部及び前記第２配管部は、前記第３配管部を載置可能に構成される付記１の基板処理装置。

本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図である。 同前平面図である。 第１の実施の形態に於いて、蓋部を開いた状態を示す説明図である。 第１の実施の形態に於ける交換可能な配管部を示す正面図である。 該配管部の平面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図である。 同前平面図である。 第２の実施の形態に於いて、蓋部を開いた状態を示す説明図である。 第２の実施の形態に於ける交換可能な配管部を示す正面図である。 該配管部の平面図である。

符号の説明

１ 処理室
３ 容器本体
４ 蓋部
５ 排気ライン
６ 処理ガス供給ライン
７ ラジカル供給ライン
８ ヒータユニット台
２２ ヒンジ部
２４ リモートプラズマ発生装置
２５ 第１配管部
２６ 処理ガス供給源
２７ 第２配管部
２８ 第３配管部
３１ Ａ原料タンク
３２ Ｂ原料タンク
３４ Ａ原料ガス供給管
３５ Ｂ原料ガス供給管
５１ 第１管継手ブロック
５２ Ａ原料ガス継手管
５３ Ｂ原料ガス継手管
５５ 第２管継手ブロック
５６ 第３管継手ブロック
５７ Ａ原料ガス導管
５８ Ｂ原料ガス導管
６１ 第４管継手ブロック

Claims (1)

1. 基板を処理する処理容器と、該処理容器を閉塞する蓋部と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給配管部とを具備し、該ガス供給配管部は、前記蓋部に固定される第１配管部と、前記蓋部以外の部分に固定される第２配管部と、前記第１配管部と前記第２配管部との間に設けられ着脱可能な第３配管部とを有することを特徴とする基板処理装置。

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