JP2017155313A - 混合ガス複数系統供給システム及びこれを用いた基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、混合ガスを複数系統に分岐して処理容器内の複数の領域に供給する際に、配管数を減少させて装置の小型化を図れる混合ガス複数系統供給システム及びこれを用いた基板処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】共通の混合ガス供給路１９０に接続され、混合ガスを複数の供給系統２２１〜２２３に分岐するとともに、該複数の供給系統の流量比率を調整可能なフロースプリッター２１０と、処理容器内の複数の領域の各々にガス導入口１４１〜１４３とガス吐出孔１５１〜１５３を有し、前記複数の領域の各々に前記混合ガスを供給可能なインジェクタ１３１〜１３３と、を有し、前記フロースプリッターの前記複数の供給系統の各々は、前記処理容器内の前記複数の領域の各々の前記ガス導入口に１対１に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、混合ガス複数系統供給システム及びこれを用いた基板処理装置に関する。
従来から、被処理基板が載置されるサセプタと、前記サセプタと対向し、被処理基板上に複数の材料ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に前記複数の材料ガスのうちの所定の複数の材料ガスを混合してそれぞれ導入する複数の混合配管と、前記複数の材料ガスの各々において流量を調整しつつ分岐してそれぞれを、前記複数の混合配管のいずれかに送る複数のガス分岐機構とを備え、前記ガス供給部は、前記複数の混合配管のそれぞれで混合された複数の混合ガスを前記サセプタ上の複数の領域にそれぞれ噴き付け、前記複数の混合ガスの各々においては、前記所定の複数の材料ガスの各々の濃度および流量が調節されている、気相成長装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、各ガス供給源からガス分岐機構により供給ラインを分岐させ、分岐させた各ガスの供給ラインを複数の混合配管のそれぞれに接続して同一の混合ガスを供給する混合配管を複数設け、各々をサセプタ上の複数の領域に対応させてそれぞれ噴き付けている。
特開２０１３−９３５１４号公報
しかしながら、かかる特許文献１に記載の構成では、同一の混合ガスを供給する混合配管がサセプタ上の複数の領域の数に応じて必要となり、これに伴い、配管数が増加するとともに複雑化し、これに伴って装置も大型化するという問題があった。
特に、特許文献１の構成では、混合配管が増加すると、これに伴って各ガス源からの分岐ライン数も増加させる必要があるため、サセプタ上の供給すべき領域数が増加すると、ガス源付近では配管数の増加が著しいという問題があった。
更に、近年、基板処理に用いられるガスの種類は増加傾向にあり、また、面内均一性向上の観点から、サセプタ上の領域の数も増加傾向にあり、配管数の増加と装置の大型化が問題となっている。
そこで、本発明は、混合ガスを複数系統に分岐して処理容器内の複数の領域に供給する際に、配管数を減少させて装置の小型化を図れる混合ガス複数系統供給システム及びこれを用いた基板処理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る混合ガス複数系統供給システムは、処理容器内の複数の領域に混合ガスを供給する混合ガス複数系統供給システムであって、
共通の混合ガス供給路に接続され、混合ガスを複数の供給系統に分岐するとともに、該複数の供給系統の流量比率を調整可能なフロースプリッターと、
処理容器内の複数の領域の各々にガス導入口とガス吐出孔を有し、前記複数の領域の各々に前記混合ガスを供給可能なインジェクタと、を有し、
前記フロースプリッターの前記複数の供給系統の各々は、前記処理容器内の前記複数の領域の各々の前記ガス導入口に１対１に接続されている。
本発明の他の態様に係る基板処理装置は、前記混合ガス複数系統供給システムと、
前記処理容器と、
前記処理容器内で基板を保持する基板保持手段と、を有する。
本発明によれば、ガス供給用の配管数を減らし、装置を小型化することができる。
本発明の第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の第３の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の一例を示した図である。 第２の実施形態及び第３の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の吐出量分布の相違を説明するための図である。図４（ａ）は、第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタからの混合ガスの吐出量分布を示した図である。図４（ｂ）は、第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタからの混合ガスの吐出量分布を示した図である。 本発明の第４の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタから反応ガスノズルまで回転テーブル２の同心円に沿った処理容器の断面を示している。 図４のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、天井面が設けられている領域を示している断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の第５の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタの一例を示した断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタの一例を示した図である。 本発明の第７の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の第７の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタの一例の断面構成を示した図である。 本発明の第８の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタの一例を示した図である。 本発明の第９の実施形態に係る基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の第９の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタの一例の構成を示した断面図である。 本発明の第１０の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタの一例を示した図である。 本発明の第１０の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタの一例を示した図である。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５０及び基板処理装置の一例を示した図である。図１において、混合ガス複数系統供給システム２５０と、これを含む基板処理装置３００が示されている。
混合ガス複数系統供給システム２５０は、混合ガス生成部２００と、フロースプリッター２１０と、分岐配管２２１〜２２３と、インジェクタ１３１〜１３３とを有する。また、基板処理装置３００は、更に処理容器１と、回転テーブル２とを有する。
混合ガス複数系統供給システム２５０は、混合ガスを生成し、生成した混合ガスを複数系統に分岐させて処理容器１内の複数の領域にインジェクタ１３１〜１３３を用いて供給するシステムである。
図１において、混合ガス生成部２００にフロースプリッター２１０が接続され、フロースプリッター２１０から分岐配管２２１〜２２３を経てインジェクタ１３１〜１３３に生成される構成となっている。
混合ガス生成部２００は、複数種類の処理ガスを混合して混合ガスを生成する手段である。混合ガス生成部２００は、ガス供給源１６１〜１６３と、流量制御器１７１〜１７３と、個別配管１８１〜１８３と、混合配管１９とを備える。
ガス供給源１６１〜１６３は、混合ガスを構成する各ガスを供給する手段であり、例えば、ガスを収容するタンク等で構成されてもよいし、必要に応じて、気化器等のガスを生成する手段を備えていてもよい。ガス供給源１６１〜１６３は、混合ガスを構成する複数種類のガスに対応して各々のガス供給源１６１〜１６３が設けられる。
流量制御器１７１〜１７３は、ガスの流量を調整するための手段であり、例えば、マスフローコントローラ等で構成される。流量制御器１７１〜１７３も、混合ガスを構成する複数種類のガスに対応して設けられる。よって、ガス供給源１６１〜１６３に１対１に対応して設けられる。これにより、各ガスの流量を正確に設定及び調整することができる。なお、図１においては、混合ガスを構成するガスは３種類であり、ガス供給源１６１〜１６３及び流量制御器１７１〜１７３は各々３個ずつ設けられている。
個別配管１８１〜１８３は、流量制御器１７１〜１７３と混合配管１９０とを接続するための配管であり、混合ガスを構成する複数種類のガスに１対１に対応して設けられる。よって、図１においては、流量制御器１７１〜１７３と同様、個別配管１８１〜１８３も３本設けられた例が示されている。
混合配管１９０は、個別配管１８１〜１８３から供給された複数種類のガスを混合し、混合ガスを生成するための配管である。よって、混合配管１９０は１本のみ設けられ、各々の個別配管１８１〜１８３から供給された各ガスは、混合配管１９０で混合される。
フロースプリッター２１０は、混合配管１９０から供給された混合ガスを複数の系統に分岐させるための分流手段である。その際、フロースプリッター２１０は、混合ガスを所定の流量比に設定することが可能である。よって、フロースプリッター２１０は、混合ガスを所定の流量比に調整して分岐配管２２１〜２２３に供給する。
分岐配管２２１〜２２３は、各々所定の流量比で供給された混合ガスをインジェクタ１３１〜１３３に各々供給する手段である。なお、分岐配管２２１〜２２３は、各インジェクタ１３１〜１３３の各ガス導入口１４１〜１４３に接続される。
インジェクタ１３１〜１３３は、処理容器１内の複数の領域に混合ガスを供給するための手段である。インジェクタ１３１〜１３３は、例えば、ノズル状に形成される。ノズル形状は、円筒形状であってもよいし、四角柱等の角柱形状であってもよい。よって、インジェクタ１３１〜１３３のことをガスノズル１３１〜１３３と呼んでもよい。
インジェクタ１３１〜１３３は、処理容器１内の複数の領域、又はウエハＷ上の複数の領域に混合ガスを供給すべく、処理容器１内の複数の領域毎に１個ずつ対応して設けられる。よって、インジェクタ１３１〜１３３は全体としては複数設けられる。複数のインジェクタ１３１〜１３３は、各々１つのガス導入口１４１〜１４３と、少なくとも１つのガス吐出孔１５１〜１５３を有する。通常、ガス吐出孔１５１〜１５３は、各領域に複数個ずつ設けられる。図１においては、模式的に各インジェクタ１３１〜１３３に３個ずつ設けられた例が示されている。実際には、１個のインジェクタ１３１〜１３３の各々に数十個設けられる場合が多い。ガス吐出孔１５１〜１５３を複数個設けることにより、孔径や位置を種々調整することが可能である。また、各インジェクタ１３１〜１３３が混合ガスを供給する複数の領域内で均一に分散するように混合ガスを供給することも可能となる。よって、各インジェクタ１３１〜１３３は、複数のガス吐出孔１５１〜１５３を備えることが好ましい。
複数のインジェクタ１３１〜１３３は、フロースプリッター２１０により分岐した複数系統の分岐配管２２１〜２２３の各々に１対１に対応して設けられる。上述のように、フロースプリッター２１０は、複数系統の流量比を調整することが可能であるので、インジェクタ１３１〜１３３の流量比を調整可能である。
図１において、複数のインジェクタ１３１〜１３３同士は、処理容器１内の異なる領域に各々設けられており、ウエハＷ上の異なる領域に混合ガスを供給可能に構成されている。処理容器１等を含めた基板処理装置３００の構造により、ウエハＷの特定の領域への基板処理が不足したり過大になったりする場合がある。そのような場合、混合ガスの流量比を適切に設定することにより、過不足を是正し、ウエハＷの全面でより均一性の高い基板処理を行うことが可能となる。また、上述のように、流量比だけでなく、ガス吐出孔１５１〜１５３の孔径や配置を調整することによっても、面内均一性を高める基板処理を行うことが可能である。なお、図１においては、矢印を用いて模式的に供給流量の大きさの相違を示しており、左側のインジェクタ１３１の流量が最も小さく、右側のインジェクタ１３３の流量が最も大きく、真中のインジェクタ１３２の流量がそれらの中間である例が示されている。
このように、処理容器１内の複数の領域に設けられたインジェクタ１３１〜１３３の流量比を適切に設定することが可能である。
なお、図１においては、複数のインジェクタ１３１〜１３３同士で重なる領域が無く、総て異なる領域に混合ガスを供給する構成となっているが、例えば、隣接する領域同士が一部重なるように複数のインジェクタ１３１〜１３３を配置してもよい。
処理容器１は、ウエハＷを収納して所定の基板処理を行うための容器である。また、回転テーブル２は、ウエハを保持するための基板保持手段である。図１においては、ウエハＷを上面に載置して保持する回転テーブル２が一例として示されているが、ウエハＷを処理可能に保持できれば種々の構成であってよく、必ずしも回転する必要は無く、例えば単なる載置台であってもよい。
図１に示されるように、第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システムは、３種類の処理ガスを混合させ、混合ガスを３系統に分岐して供給する供給系統であるが、３本に分かれた配管は個別配管１８１〜１８３と分岐配管２２１〜２２３のみである。また、流量制御器１７１〜１７３も３個のみである。
同様の供給システムを、上述の特許文献１に記載の構成で実現すると、最終の供給系統が３個あることから、各ガス供給源１６１〜１６３毎に設けられる流量制御器１７１〜１７３が３×３＝９個、個別配管１８１〜１８３も３×３＝９本必要となる。更に、混合配管１９０が３本必要であり、必要な配管の数が膨大となり、装置も大型化してしまう。
これに比較して、第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システムは、ガス供給源１６１〜１６３からフロースプリッター２１０までの範囲の構成要素を各々１／３ずつに減らすことができ、大幅な省スペース化及びコスト低減が可能となっている。
このように、本発明の第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５０及び基板処理装置３００によれば、フロースプリッター２１０を有効に活用することにより、ガスユニット及び装置全体の大幅な簡素化を図ることができる。
〔第２の実施形態〕
図２は、本発明の第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置の一例を示した図である。なお、第２の実施形態において、混合ガス生成部２００の構成については、第１の実施形態と同様であるので、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５１及び基板処理装置３０１は、インジェクタ１３０が全体として１本であり、内部を隔壁１２１、１２２で仕切ることにより、複数の室１３１ａ〜１３３ａに分割している点で、第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５０及び基板処理装置３００と異なっている。
第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５１及び基板処理装置３０１は、実質的な機能としては、個別にインジェクタ１３１〜１３３が設けられた第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５０及び基板処理装置３００と大きな相違点は無いが、インジェクタ１３０を１本に構成することにより、部品点数を減少させ、更なる装置の小型化を図ることができる。
その他の点については、第１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５０及び基板処理装置３００と同様の機能及び効果を有するので、その説明を省略する。
〔第３の実施形態〕
図３は、本発明の第３の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５２及び基板処理装置３０２の一例を示した図である。なお、第３の実施形態において、混合ガス生成部２００の構成については、第１及び第２の実施形態と同様であるので、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第３の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５２及び基板処理装置３０２は、インジェクタ１３０ａが全体として１本であり、内部を隔壁１２１ａ、１２２ａで仕切ることにより、複数の室１３１ａ〜１３３ａに分割している点では第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５１及び基板処理装置３０１と共通するが、隔壁１２１ａ、１２２ａにオリフィス１１１、１１２が設けられている点で第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５１及び基板処理装置３０１と異なっている。
ここで、オリフィス１１１、１１２は、インジェクタ１３０ａの複数の室１３１ａ〜１３３ａ同士を連通可能とする連通口として機能する開口である。各室１３１ａ〜１３３ａに異なる流量で混合ガスが供給される場合、流量に比例して圧力も異なる。その圧力差を利用して、系統数以上の分流割合変化を生じさせることが可能となる。即ち、隔壁１２１ａ、１２２ａでインジェクタ１３０ａの内部を完全に仕切るのではなく、隔壁１２１ａ、１２２ａにオリフィス１１１、１１２を設けることにより、流量の多い室１３０ａ〜１３３ａから流量の小さい室１３０ａ〜１３３ａ（圧力の高い室１３０ａ〜１３３ａから圧力の低い室１３０ａ〜１３３ａ）に混合ガスの一部が流れ込む。各ガス吐出孔１５１〜１５３からのガス吐出量は、内部圧力に比例するため、オリフィス１１１．１１２付近のガス吐出孔１５１〜１５３からのガス吐出量は、オリフィス１１１、１１２から離れたガス吐出孔１５１〜１５３よりもオリフィス１１１、１１２を挟んだ隣接する室１３１ａ〜１３３ａからの圧力影響を多く受け、フロースプリッターの分流数よりも滑らかな混合ガスの分流が行われる。
図３の例では、室１３３ａ、室１３２ａ、室１３１ａの順に流量及び圧力が高いので、室１３３ａ内の混合ガスは一部オリフィス１１２を介して室１３２ａに流れ込み、室１３２ａ内の混合ガスは一部オリフィス１１１を介して室１３１ａに流れ込む。そして、図３の矢印に模式的に示されるように、３つの系統に分流された流量が、右側から左側に向かって徐々に流量が低下する分布となり、１０段階の流量を吐出することができる。
このように、第３の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５２及び基板処理装置３０２によれば、装置の小型化を実現しつつ、滑らかなガス分流による吐出供給を行うことができる。
図４は、第２の実施形態及び第３の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５１、２５２及び基板処理装置３０１、３０２の吐出量の相違を説明するための図である。
図４（ａ）は、第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５１及び基板処理装置３０１のインジェクタ１３０からの混合ガスの吐出量を示した図である。図４（ａ）に示されるように、フロースプリッター２１０の流量比設定で、室１３１ａに１００ｓｃｃｍ、室１３２ａに２００ｓｃｃｍ、室１３３ａに３００ｓｃｃｍの流量が設定され、１：２：３の流量比が設定されているとする。この場合のガス吐出孔１５１〜１５３からの各吐出量が、１００ｓｃｃｍの供給に対して２５ｓｃｃｍの出力量とすると、室１３１ａのガス吐出孔１５１からの吐出量は２５ｓｃｃｍ、室１３２ａのガス吐出孔１５２からの吐出量は５０ｓｃｃｍ、室１３３ａのガス吐出孔１５３からの吐出量は７５ｓｃｃｍというように、やはり１：２：３の階段状の出力となる。
図４（ｂ）は、第２の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５２及び基板処理装置３０２のインジェクタ１３０ａからの混合ガスの吐出量を示した図である。図４（ａ）と同様に、フロースプリッター２１０の流量比設定で、室１３１ａに１００ｓｃｃｍ、室１３２ａに２００ｓｃｃｍ、室１３３ａに３００ｓｃｃｍの流量が設定され、１：２：３の流量比が設定されているとする。そして、やはり図４（ａ）と同様に、基本的に、ガス吐出孔１５１〜１５３からの各吐出量が、１００ｓｃｃｍの供給に対して２５ｓｃｃｍの出力量とする。
この場合、オリフィス１１２を介して、室１３３ａの混合ガスの一部が隣接する室１３２ａに流出し、オリフィス１１１を介して、室１３２ａの混合ガスの一部が隣接する室１３１ａに流出する。そうすると、最も右側のオリフィス１１２から離れた室１３３ａのガス吐出孔１５３からは、ほぼ計算通りの７５ｓｃｃｍが吐出されるが、左側に行くにつれて、オリフィス１１２の影響を受け、混合ガスの流れがガス吐出孔１５３とオリフィス１１２に分散され、吐出量が低下してゆく。
一方、中央の室１３２ａでは、右側のガス吐出孔１５２はオリフィス１１２を介して室１３３ａから流入する混合ガスの影響を受け、吐出量が５０ｓｃｃｍよりも多くなる。右から２番目のガス吐出孔は、ほぼ計算通りの５０ｓｃｃｍとなるが、左側に行くほどオリフィス１１１の影響を受け、吐出量は徐々に低下する。同様な現象が左側の室１３１ａでも発生し、オリフィス１１１から最も遠い左側のガス吐出孔１５１は計算通りの吐出量の２５ｓｃｃｍであるが、右側に行くほどオリフィス１１１を介して隣の室１３２ａから流入してくる混合ガスの影響を受け、吐出量が徐々に高くなる。
その結果、全体として滑らかな吐出量の分布で混合ガスがガス吐出孔１５１〜１５３から吐出される。
このように、隔壁１２１、１２２を完全な仕切板として構成すると、各室１３１ａ〜１３３ａにおける吐出量は一定となり、階段状の分布となるが、オリフィス１１１，１１２を有する隔壁１２１ａ、１２２ａに構成すると、滑らかな分布で混合ガスを吐出することができる。かかる性質を利用し、流量制御器を個別に設置せず、流量比のみ設定可能なフロースプリッターを用いても、所望のガス供給を実現することができる。
〔第４の実施形態〕
以下の実施形態では、第１乃至第３の実施形態において説明した混合ガス複数系統供給システム２５０及び基板処理装置３００〜３０２を、より具体的な基板処理装置に適用する例について説明する。第４の実施形態に係る基板処理装置３０３は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition、原子層成膜方法）成膜装置として構成されており、ＡＬＤ法により成膜を行う装置である。
図５は、本発明の第４の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５３及び基板処理装置３０３の一例を示した図である。図５において、基板処理装置３０３の処理容器１内の内部構造が示されている。なお、処理容器１及び回転テーブル２は、第１乃至第３の実施形態に係る基板処理装置３００〜３０２の処理容器１及び回転テーブルと同様の形状であるので、同一の参照符号を用いる。
図５においては、処理容器１から天板を外したときに、処理容器１の側面及び底面を構成する容器本体１２が示されている。容器本体１２内の底面より上方に円盤状の回転テーブル２が設けられている。
回転テーブル２の表面には、図５に示すように回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では５枚）ウエハＷを載置するための円形状の凹部２４が設けられている。なお図４には便宜上１個の凹部２４だけにウエハＷを示す。この凹部２４は、ウエハＷの直径（例えば３００ｍｍ）よりも僅かに例えば４ｍｍ大きい内径と、ウエハＷの厚さにほぼ等しい深さとを有している。したがって、ウエハＷを凹部２４に載置すると、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが同じ高さになる。
回転テーブル２の上方には、各々例えば石英からなるインジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃ、反応ガスノズル３２、及び分離ガスノズル４１、４２が配置されている。図示の例では、処理容器１の周方向に間隔をおいて、搬送口１５（後述）から時計回り（回転テーブル２の回転方向）に分離ガスノズル４１、インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃ、分離ガスノズル４２、及び反応ガスノズル３２の順に配列されている。インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃは、第１の実施形態で説明した複数の領域毎に別個独立に設けられたインジェクタ１３１〜１３３と類似している。図５においては、回転テーブル２の半径方向において、回転テーブル２の中心側の領域にインジェクタ１３１ｃ、回転テーブル２の外周側の領域にインジェクタ１３３ｃ、回転テーブル２の半径方向の真中の領域にインジェクタ１３２が設けられている。回転テーブル２の回転により、回転テーブル２上に載置されたウエハＷが回転方向に沿って移動し、インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃのガス吐出孔１５１〜１５３から混合ガスを吐出することにより、複数枚（図４では５枚）のウエハＷの表面に、順次混合ガスが供給される。よって、３つのインジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃで、ウエハＷの直径全体をカバーすることにより、ウエハＷの全面に混合ガスは供給される。インジェクタ１３１ｃ〜１３２ｃは、基本的に回転テーブル２の半径方向において、外周側、中央領域、中心側の異なる領域を重ならずにカバーしているが、隣接するインジェクタ１３１、１３２同士、及びインジェクタ１３２、１３３同士では、端部の領域が互いに重なっている。このような重なる部分を設けることにより、ウエハＷ上に混合ガスが供給されない領域を存在させず、ウエハＷの全面に混合ガスを供給できることになる。
混合ガスの各インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃへの供給は、混合ガス生成部２００により生成された混合ガスをフロースプリッター２１０で分岐し、分岐配管２２１〜２２３を介して、各々ガス導入口１４１〜１４３に供給することにより行われる。図１及び３に示したように、処理容器１の上面から分岐配管２２１〜２２３が導入され、各インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃの各ガス導入口１４１〜１４３に混合ガスが導入される。
なお、回転テーブル２が回転すると、外周側の方が中心側より移動距離が大きいため、外周側の移動速度が中心側よりも速くなる。よって、回転テーブル２の外周側では、混合ガスがウエハＷに吸着する時間が十分でない場合があり、外周側の流量を内周側の流量よりも多く設定する場合がある。本実施形態においても、インジェクタ１３３ｃ、インジェクタ１３２ｃ、インジェクタ１３１ｃの順で流量を大きく設定しており、そのような傾向に合致した例を挙げている。
インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃ以外の他のノズル３２、４１、及び４２は、それぞれの基端部であるガス導入ポート３２ａ、４１ａ、及び４２ａを容器本体１２の外周壁に固定することにより、処理容器１の外周壁から処理容器１内に導入され、容器本体１２の半径方向に沿って回転テーブル２に対して平行に伸びるように取り付けられている。
これらのノズル３２、４１、４２には、各々ガス供給源、及び必要に応じて流量制御器が接続され、プロセスに応じて種々のガスが供給されてよい。
例えば、反応ガスノズル３２には、シリコン系ガスを酸化してＳｉＯ２を生成するために、オゾン（Ｏ３）ガスを供給する供給源（不図示）が開閉バルブ及び流量調整器（ともに不図示）を介して接続されてもよい。
また、分離ガスノズル４１、４２には、ＡｒやＨｅなどの希ガスや窒素ガスなどの不活性ガスの供給源が開閉バルブ及び流量調整器（ともに不図示）を介して接続されてもよい。図５においては、不活性ガスとしてＮ２ガスが使用された例が示されている。
図６は、インジェクタ１３１〜１３３から反応ガスノズル３２まで回転テーブル２の同心円に沿った処理容器１の断面を示している。図６に示されるように、インジェクタ１３１〜１３３には、処理容器１の天板１１を貫通して分岐配管２２１〜２２３が接続され、ガス導入口１４１〜１４３に混合ガスが供給される。各インジェクタ１３１〜１３３の下面には、ガス吐出孔１５１〜１５３が形成されている。
また、反応ガスノズル３２には、回転テーブル２に向かって下方に開口する複数のガス吐出孔３３が、反応ガスノズル３２の長さ方向に沿って配列されている。インジェクタ１３１〜１３３の下方領域は、シリコン系ガス等の混合ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。反応ガスノズル３２の下方領域は、第１の処理領域Ｐ１においてウエハＷに吸着された混合ガスを酸化させる第２の処理領域Ｐ２となる。
図５及び図６を参照すると、処理容器１内には２つの凸状部４が設けられている。凸状部４は、頂部が円弧状に切断された略扇型の平面形状を有し、本実施形態においては、内円弧が突出部５（後述）に連結し、外円弧が、処理容器１の容器本体１２の内周面に沿うように配置されている。図示のとおり、凸状部４は、天板１１の裏面に取り付けられている。このため、処理容器１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面４４（第１の天井面）と、この天井面４４の周方向両側に位置する、天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）とが存在している。
また、図６に示すとおり、凸状部４には周方向中央において溝部４３が形成されており、溝部４３は、回転テーブル２の半径方向に沿って延びている。溝部４３には、分離ガスノズル４２が収容されている。もう一つの凸状部４にも同様に溝部４３が形成され、ここに分離ガスノズル４１が収容されている。なお、分離ガスノズル４２にもガス吐出孔４２ｈが形成されている。
高い天井面４５の下方の空間には、インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃ及び反応ガスノズル３２がそれぞれ設けられている。これらのインジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃ及び反応ガスノズル３１、３２は、天井面４５から離間してウエハＷの近傍に設けられている。
低い天井面４４は、狭隘な空間である分離空間Ｈを回転テーブル２に対して形成している。分離ガスノズル４２からＮ２ガスが供給されると、このＮ２ガスは、分離空間Ｈを通して空間４８１及び空間４８２へ向かって流れる。このとき、分離空間Ｈの容積は空間４８１及び４８２の容積よりも小さいため、Ｎ２ガスにより分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くすることができる。すなわち、空間４８１及び４８２の間において、分離空間Ｈは圧力障壁を提供する。したがって、第１の領域Ｐ１からの３ＤＭＡＳ等の混合ガスと、第２の領域Ｐ２からのＯ３ガスとが分離空間Ｈにより分離される。よって、処理容器１内において混合ガスとＯ３ガスとが混合して反応することが抑制される。
図７は、図４のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、天井面４５が設けられている領域を示している断面図である。
図７に示されるように、基板処理装置は、ほぼ円形の平面形状を有する扁平な処理容器１と、この処理容器１内に設けられ、処理容器１の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備えている。処理容器１は、有底の円筒形状を有する容器本体１２と、容器本体１２の上面に対して、例えばＯリングなどのシール部材１３を介して気密に着脱可能に配置される天板１１とを有している。
回転テーブル２は、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定され、このコア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定されている。回転軸２２は処理容器１の底部１４を貫通し、その下端が回転軸２２を鉛直軸回りに回転させる駆動部２３に取り付けられている。回転軸２２及び駆動部２３は、上面が開口した筒状のケース体２０内に収納されている。このケース体２０はその上面に設けられたフランジ部分が処理容器１の底部１４の下面に気密に取り付けられており、ケース体２０の内部雰囲気が外部雰囲気から隔離される。
回転テーブル２と容器本体の内周面との間において、空間４８１と連通する第１の排気口６１０と、空間４８２と連通する第２の排気口６２０とが形成されている。第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０は、図７に示すように各々排気管６３０を介して真空排気手段である例えば真空ポンプ６４０に接続されている。なお、排気管６３０には、圧力調整器６５０が設けられている。
回転テーブル２と処理容器１の底部１４との間の空間には、図７に示すように加熱手段であるヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウエハＷが、プロセスレシピで決められた温度（例えば４５０℃）に加熱される。回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の下方の空間へガスが侵入するのを抑えるために、リング状のカバー部材７１が設けられている。
図７に示すように、ヒータユニット７が配置されている空間よりも回転中心寄りの部位における底部１４は、回転テーブル２の下面の中心部付近におけるコア部２１に接近するように上方側に突出して突出部１２ａをなしている。この突出部１２ａとコア部２１との間は狭い空間になっている。また、底部１４を貫通する回転軸２２の貫通孔の内周面と回転軸２２との隙間が狭くなっていて、これら狭い空間はケース体２０に連通している。そしてケース体２０にはパージガスであるＮ２ガスを狭い空間内に供給してパージするためのパージガス供給管７２が設けられている。さらに、処理容器１の底部１４には、ヒータユニット７の下方において周方向に所定の角度間隔で、ヒータユニット７の配置空間をパージするための複数のパージガス供給管７３が設けられている（図７には一つのパージガス供給管７３を示す）。
また、処理容器１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ２ガスを供給するように構成されている。
更に、処理容器１の側壁には、図５に示すように、外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間で基板であるウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されている。
また、本実施形態による基板装置には、図７に示すように、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１００が設けられており、この制御部１００のメモリ内には、制御部１００の制御の下に、後述する成膜方法を成膜装置に実施させるプログラムが格納されている。このプログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの媒体１０２に記憶されており、所定の読み取り装置により記憶部１０１へ読み込まれ、制御部１００内にインストールされる。
このように、混合ガス複数系統供給システム２５０を、成膜処理を行う基板処理装置３０３に好適に適用することができ、これにより、インジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃの設けられた処理容器１内の各領域の混合ガスの流量を正確に制御し、面内均一性に優れた成膜処理を行うことができる。
〔第５の実施形態〕
図８は、本発明の第５の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５４及び基板処理装置３０４の一例を示した図である。図８において、フロースプリッター２１０に接続されたインジェクタ１３０ｄが１本となり、インジェクタ１３０ｄは、３つの領域となる室１３１ｄ〜１３３ｄを有している。
図９は、本発明の第５の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５４及び基板処理装置３０４のインジェクタ１３０ｄの一例を示した断面図である。第５の実施形態に係る基板処理装置は、図５に示した第４の実施形態に係る基板処理装置３０３と同様の平面構成を有するが、インジェクタ１３０ｄの構造のみが異なっている。
第５の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ｄは、図９に示されるように、完全な板状の隔壁１２１ｂ、１２２ｂをインジェクタ１３０ｄの内部に設け、完全に室１３１ｄ〜１３３ｄが分離されている。これは、第２の実施形態に係る混合ガス複数供給システム２５１及び基板処理装置３０１に類似した構成である。
このように、完全な板状の隔壁１２１ｂ、１２２ｂを１本のインジェクタ１３０ｄの内部に設け、各室１３１ｄ〜１３３ｄを完全に分離する構成としてもよい。かかる構成によれば、３本の別個独立のインジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃを設けるよりも省スペース及び低コストでインジェクタ１３０ｄを構成することができる。
なお、他の構成要素については、第２及び第４の実施形態に係る基板処理装置３０２、３０３と同様であるので、その説明を省略する。
〔第６の実施形態〕
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタ１３０ｅの一例を示した図である。図１０において、フロースプリッター２１０に接続されたインジェクタ１３０ｅが１本とであり、インジェクタ１３０ｅの内部は、隔壁１２１ｃ、１２２ｃにより分割され、３つの室１３１ｅ、１３２ｅ、１３３ｅに分割されている。隔壁１２１ｃ、１２２ｃには、連通口となるオリフィス１１１ｂ、１１２ｂが形成され、各室１３１ｅ〜１３２ｅ同士が連通可能に構成されている。つまり、これは、第３の実施形態に係る基板処理装置３０２を具体的なＡＬＤ成膜装置に適用した例である。このように、第６の実施形態に係る基板処理装置によれば、処理容器１内の各領域に対し、なめらかな流量分布で混合ガスを供給することができ、ＡＬＤ成膜処理を行うことができる。
なお、他の構成要素については、第３乃至第５の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５２、２５４及び基板処理装置３０２，３０４と同様であるので、その説明を省略する。
〔第７の実施形態〕
図１１は、本発明の第７の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５５及び基板処理装置３０５の一例を示した図である。第７の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５５及び基板処理装置３０５においては、インジェクタ１３０ｆが１本である点は第５及び第６の実施形態に係る基板処理装置３０４と共通するが、ガス導入ポート１１３０ａが１個だけ容器本体１２の外周に設けられている点で、第５及び第６の実施形態に係る基板処理装置３０３と異なっている。
この場合、混合ガスは１箇所のガス導入ポート１１３０ａから供給され、インジェクタ１３０ｂは、容器本体１２の外周壁から処理容器１内に導入され、回転テーブル２と平行に外周側から中心側に向かって水平に延びて構成される。
図１２は、インジェクタ１３０ｆの一例の断面構成を示した図である。図１２に示されるように、インジェクタ１３０ｆの隔壁１２１ｄ、１２２ｄは、インジェクタ１３０ｆの長手方向に垂直に存在して各室１３１ｆ〜１３３ｆを長手方向に沿って分割する部分１２１０、１２２０に加えて、長手方向に沿って延び、三重管等の同心管の構造を有し、インジェクタ１３０ｆの径方向に沿って各室１３１ｆ〜１３３ｆを分割する部分１２１１、１２２１をも有している。これに伴い、各室１３１ｆ〜１３３ｆのガス導入口１４１ａ〜１４３ａは、インジェクタ１３０ｆの長手方向において移動しており、長手方向の異なる位置に設けられている。具体的には、一番右奥（先端側）の室１３３ｆのガス導入口１４３ａは右奥に移動し、２番目の室１３２ｆのガス導入口１４２ａは真中よりやや左側（入口側）にあり、入口側の室１３１ｆのガス導入口１４１ａはインジェクタ１３０ｆの全体のガス導入口と同じ最も入口側にある。
このように、同心管状の部分１２１１、１２２１を有する隔壁１２１ｄ、１２２ｄを用いて、インジェクタ１３０ｆの内部を三重管に構成してもよい。この場合は、他のノズル３２、４１、４２と同様に、容器本体１２の外周壁から混合ガスを導入することができる。
他の構成要素については、第４乃至第６の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５３〜２５５及び基板処理装置３０３〜３０５と同様であるので、その説明を省略する。
〔第８の実施形態〕
図１３は、第８の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ｇの一例を示した図である。第８の実施形態に係る混合ガス複数系統供給装置及び基板処理装置は、図１１に示した第７の実施形態に係る混合ガス複数系統供給装置２５５及び基板処理装置３０５と同様の平面構成を有するが、インジェクタ１３０ｇの構造のみが異なっている。
第８の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ｇは、図１３に示されるように、隔壁１２１ｅ、１２２ｅにオリフィス１１１ｃ、１１２ｃが形成されており、室１３１ａ〜１３３ａが連通可能に構成されている点で、第６の実施形態に係る基板処理装置３０４のインジェクタ１３０ｂと異なっている。
このように、隔壁１２１ｅ、１２２ｅの一部にオリフィス１１１ｃ、１１２ｃを設け、各室１３１ｇ〜１３３ｇを連通する構成としてもよい。かかる構成によれば、３本の別個独立のインジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃを設けるよりも省スペース及び低コストでインジェクタ１３０ｇを構成することができることに加えて、ガス吐出孔１５１〜１５３からのガス吐出量をなめらかに分布させることができ、より高精度の流量制御を行うことができる。なお、各室１３１ｇ〜１３３ｇ同士が連通可能に構成されていれば、オリフィス１１１ｃ、１１２ｃの位置や大きさは、用途に応じて種々調整することができる。
なお、他の構成要素については、第４乃至第７の実施形態に係る基板処理装置３０３〜３０５と同様であるので、その説明を省略する。
〔第９の実施形態〕
図１４は、本発明の第９の実施形態に係る基板処理装置の一例を示した図である。第９の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５６及び基板処理装置３０６は、混合ガス生成部２００及びフロースプリッター２１０を縦型熱処理装置に適用した例について説明する。
図１４は、本発明の第９の実施形態に係る基板処理装置３０６の一例を示す全体構成図である。図示のとおり、基板処理装置３０６は、ウエハＷを複数枚収容することができる処理容器４２２を有している。この処理容器４２２は有天井の円筒体形状を有する縦長の内管４２４と、有天井の円筒体形状を有する縦長の外管４２６とにより構成される。外管４２６は、内管４２４の外周と外管４２６の内周との間に所定の間隔をおいて内管４２４を取り囲むように配置されている。また、内管４２４と外管４２６とは共に例えば石英により形成されている。
外管４２６の下端部には、円筒体形状を有する例えばステンレススチール製のマニホールド４２８がＯリング等のシール部材４３０を介して気密に接続されており、このマニホールド４２８により外管４２６の下端部が支持されている。マニホールド４２８は、図示しないベースプレートによって支持されている。またマニホールド４２８の内壁には、リング形状を有する支持台４３２が設けられており、この支持台４３２により、内管４２４の下端部が支持される。
処理容器４２２の内管４２４内には、ウエハ保持部としてのウエハボート４３４が収容されている。ウエハボート４３４には、複数のウエハＷが所定のピッチで保持される。本実施形態では、３００ｍｍの直径を有する、例えば５０〜１００枚程度のウエハＷが略等ピッチでウエハボート４３４により多段に保持される。ウエハボート４３４は、昇降可能であり、マニホールド４２８の下部開口を通して、処理容器４２２の下方から内管４２４内へ収容され、内管４２４から取り出される。ウエハボート４３４は例えば石英より作製される。
またウエハボート４３４が収容されているときには、処理容器４２２の下端であるマニホールド４２８の下部開口は、例えば石英やステンレス板よりなる蓋部４３６により密閉される。処理容器４２２の下端部と蓋部４３６との間には、気密性を維持するために例えばＯリング等のシール部材４３８が介在される。ウエハボート４３４は、石英製の保温筒４４０を介してテーブル４４２上に載置されており、このテーブル４４２は、マニホールド４２８の下端開口を開閉する蓋部４３６を貫通する回転軸４４４の上端部に支持される。
回転軸４４４と、蓋部４３６における回転軸４４４が貫通する孔との間には、例えば磁性流体シール４４６が設けられ、これにより回転軸４４４は気密にシールされつつ回転可能に支持される。回転軸４４４は、例えばボートエレベータ等の昇降機構４４８に支持されたアーム４５０の先端に取り付けられており、ウエハボート４３４及び蓋部４３６等を一体的に昇降できる。なお、テーブル４４２を蓋部４３６側へ固定して設け、ウエハボート４３４を回転させることなく、ウエハＷに対して成膜処理を行うようにしてもよい。
また、処理容器４２２の側部には、処理容器４２２を取り囲む例えばカーボンワイヤ製のヒータよりなる加熱部（図示せず）が設けられ、これにより、この内側に位置する処理容器４２２及びこの中のウエハＷが加熱される。
また、基板処理装置３０６には、混合ガスを供給する混合ガス生成部２００と、反応ガスを供給する反応ガス供給源４５６と、パージガスとして不活性ガスを供給するパージガス供給源４５８とが設けられている。
混合ガス生成部２００は、例えば三種類の異なるガスを接続し、流量制御器１７１〜１７３及び開閉バルブ１９１〜１９３が設けられた個別配管１８１〜１８３（図１乃至３参照）及び分岐配管２２１〜２２３を介してインジェクタ１３０ｄに接続されている。インジェクタ１３０ｄは、マニホールド４２８を気密に貫通し、処理容器４２２内でＬ字形状に屈曲して内管４２４内の高さ方向の全域に亘って延びている。インジェクタ１３０ｄには、所定のピッチで多数のガス吐出孔１５１〜１５３が形成されており、ウエハボート４３４に支持されたウエハＷに対して横方向から原料ガスを供給することができる。インジェクタ１３０ｄは、例えば石英で作製することができる。
反応ガス供給源４５６は、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスを貯留し、流量制御器及び開閉バルブ（図示せず）が設けられた配管を介してガスノズル４６４に接続されている。ガスノズル４６４は、マニホールド４２８を気密に貫通し、処理容器４２２内でＬ字形状に屈曲して内管２４内の高さ方向の全域に亘って延びている。ガスノズル４６４には、所定のピッチで多数のガス噴射孔４６４Ａが形成されており、ウエハボート４３４に支持されたウエハＷに対して横方向から反応ガスを供給することができる。ガスノズル４６４は、例えば石英で作製することができる。
パージガス供給源４５８は、パージガスを貯留し、流量制御器及び開閉バルブ（図示せず）が設けられた配管を介してガスノズル４６８に接続されている。ガスノズル４６８は、マニホールド４２８を気密に貫通し、処理容器４２２内でＬ字形状に屈曲して内管４２４内の高さ方向の全域に亘って延びている。ガスノズル４６８には、所定のピッチで多数のガス噴射孔４６８Ａが形成されており、ウエハボート４３４に支持されたウエハＷに対して横方向からパージガスを供給することができる。ガスノズル４６８は、例えば石英で作製することができる。また、パージガスとしては、例えばＡｒ、Ｈｅ等の希ガスや窒素ガスなどの不活性ガスを用いることができる。
なお、インジェクタ１３０ｄ及び各ガスノズル４６４、４６８は、内管４２４内の一側に集合させて設けられており（図示例ではスペースの関係よりガスノズル４６８を他のインジェクタ１３０ｄ及びガスノズル４６４に対して反対側に記載している）、このインジェクタ１３０ｄ及び各ガスノズル４６４、４６８に対して対向する内管４２４の側壁には複数のガス流通孔４７２が上下方向に沿って形成されている。このため、インジェクタ１３０ｄ、及びガスノズル４６４、４６８から供給されたガスは、ウエハ間を通って水平方向に流れ、ガス流通孔４７２を通って内管４２４と外管４２６との間の間隙４７４に案内される。
また、マニホールド４２８の上部側には、内管４２４と外管４２６との間の間隙４７４に連通する排気口４７６が形成されており、この排気口４７６には処理容器４２２を排気する排気系４７８が設けられている。
排気系４７８は、排気口４７６に接続される配管４８０を有しており、配管４８０の途中には、弁体の開度が調整可能で、その弁体の開度を変えることにより処理容器４２２内の圧力を調整する圧力調整弁４８０Ｂと、真空ポンプ４８２とが順次設けられている。これにより、処理容器４２２内の雰囲気を圧力調整しつつ所定の圧力まで排気することができる。
図１５は、インジェクタ１３０ｈの一例の構成を示した断面図である。図１５に示されるように、縦長のインジェクタ１３０ｈは、内部が隔壁１２１ｆ、１２２ｆにより３個の室１３１ｈ〜１３３ｈに分割されている。隔壁１２１ｆ、１２２ｆは、オリフィスは形成されておらず、各室１３１ｈ〜１３３ｆは完全に分離されている。隔壁１２１ｆ、１２２ｆは、インジェクタ１３０ｈの長手方向に垂直な部分１２１２、１２２２と、長手方向に平行な部分１２１３、１２２３とから構成され、長手方向に平行な部分１２１３、１２２３は同心状に延びて全体として三重管を構成している。
各室１３１ｈ〜１３３ｈのガス導入口１４１ｂ〜１４３ｂの位置は、図１２に示したインジェクタ１３０ｆと同様であり、鉛直方向の低い位置からガス導入口１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂの順にインジェクタ１３０ｈの長手方向（鉛直方向）に沿って配置されている。
ガス吐出口１５１〜１５３は、鉛直方向に沿って配列され、内側にあるウエハＷの方を向いている点を除けば、今までの構成と同様である。
このように、縦型の熱処理装置においても、本実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５６を用いて、高さ方向において気化原料の流量比を高精度に調整し、積層されたウエハＷ間の面内均一性を高めることができる。
〔第１０の実施形態〕
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタ１３０ｉの一例を示した図である。第１０の実施形態に係る基板処理装置は、図１４に示した第９の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５６及び基板処理装置３０６と同様の全体構成を有するが、インジェクタ１３０ｉの構造のみが異なっている。
第１０の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ｉは、図１６に示されるように、隔壁１２１ｇ、１２２ｇの一部にオリフィス１１１ｄ、１１２ｄが形成されており、室１３１ｉ〜１３３ｉが連通可能に構成されている点で、第９の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５６及び基板処理装置３０６のインジェクタ１３０ｈと異なっている。なお、隔壁１２１ｇ、１２２ｇは、インジェクタ１３０ｉの長手方向に垂直な部分１２１２ａ、１２２２ａと、長手方向に平行な部分１２１３ａ、１２２３ａとから構成され、長手方向に平行な部分１２１３ａ、１２２３ａは同心状に延びて全体として三重管を構成している。そして、インジェクタ１３０ｉの長手方向に垂直な部分１２１２ａ、１２２２ａにオリフィス１１１ｄ、１１２ｄが形成されている。
このように、隔壁１２１ｇ、１２２ｇの一部にオリフィス１１１ｄ、１１２ｄを各々設け、各室１３１ｉ〜１３３ｉを連通する構成としてもよい。かかる構成によれば、３本の別個独立のインジェクタ１３１ｃ〜１３３ｃを設けるよりも省スペース及び低コストでインジェクタ１３０ｉを構成することができることに加えて、ガス吐出孔１５１〜１５３からの吐出量をなめらかに分布させることができ、より高精度の流量制御を行うことができる。なお、各室１３１ｉ〜１３３ｉ同士が連通可能に構成されていれば、オリフィス１１１ｄ、１１２ｄの位置や大きさは用途に応じて調整可能である。
なお、他の構成要素については、第９の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５６及び基板処理装置３０６と同様であるので、その説明を省略する。
〔第１１の実施形態〕
図１７は、本発明の第１０の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置のインジェクタ１３１ｊ〜１３３ｊの一例を示した図である。第１１の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム及び基板処理装置は、図１４に示した第９の実施形態に係る基板処理装置３０６と類似した全体構成を有するが、図１７に示されるように、気化原料を供給するインジェクタ１３１ｊ〜１３３ｊが複数本に増加するとともに、各インジェクタ１３１ｊ〜１３３ｊが処理容器４２２の高さ方向において異なる領域に気化原料を供給可能なようにガス吐出孔１５１〜１５３が設けられている点で、第９及び第１０の実施形態に係る混合ガス複数系統供給システム２５６及び基板処理装置３０６と異なっている。
フロースプリッター２１０から分岐した分岐配管２２１〜２２３から、１対１に各インジェクタ１３１ｊ〜１３３ｊのガス導入口１４１ｃ〜１４３ｃに接続され、各々のインジェクタ１３１ｊ〜１３３ｊが個別に設定された流量で気化原料を処理容器４２２内に供給する。第１１の実施形態に係る基板処理装置は、第１の実施形態に係る基板処理装置３００を縦型熱処理装置に適用したものと言える。
このように、完全に独立した複数のインジェクタ１３１ｊ〜１３３ｊを用いて、処理容器４２２内の複数の領域に個別に設定した流量で混合ガスを供給する構成としてもよい。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る混合ガス複数系統供給装置は、処理容器内の複数領域に供給可能な種々のインジェクタを用いることにより、種々の態様の基板処理装置を構成することができ、簡素な構成を有しながらも、領域毎に高精度に流量制御を行うことができ、高精度の基板処理を行うことができる。
なお、第１乃至第１１の実施形態では、成膜処理を例に挙げて説明したが、本発明の実施形態に係る基板処理装置は、エッチングガス等、気化原料を用いる基板処理装置であれば、種々の基板処理装置に適用可能である。また、インジェクタの構成も、実施形態の例に限定されること無く、種々の形態のインジェクタを採用することが可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
１ 処理容器
２ 回転テーブル
１１１、１１１ａ〜１１１ｄ、１１２、１１２ａ〜１１２ｄ オリフィス
１２１、１２１ａ〜１２１ｇ、１２２、１２２ａ〜１２２ｇ、１２１０、１２１０ａ、１２１１、１２２０、１２２０ａ、１２２１ 隔壁
１３０、１３０ａ〜１３０ｊ、１３１、１３１ｃ、１３１ｊ、１３２、１３２ｃ、１３２ｊ、１３３、１３３ｃ、１３３ｊ インジェクタ
１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｄ〜１３１ｉ、１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｄ〜１３２ｉ、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｄ〜１３３ｉ 室
１４１、１４１ａ、１４１ｂ、１４２、１４２ａ、１４２ｂ、１４３、１４３ａ、１４３ｂ ガス導入口
１５１〜１５３ ガス吐出孔
１６１〜１６３ ガス供給源
１７１〜１７３ 流量制御器
１８１〜１８３ 個別配管
１９０ 混合配管
２００ 混合ガス生成部
２１０ フロースプリッター
２２１〜２２３ 分岐配管
２５０〜２５６ 混合ガス複数系統供給システム
３００〜３０６ 基板処理装置
４３４ ウエハボート

Claims (13)

  1. 共通の混合ガス供給路に接続され、混合ガスを複数の供給系統に分岐するとともに、該複数の供給系統の流量比率を調整可能なフロースプリッターと、
    処理容器内の複数の領域の各々にガス導入口とガス吐出孔を有し、前記複数の領域の各々に前記混合ガスを供給可能なインジェクタと、を有し、
    前記フロースプリッターの前記複数の供給系統の各々は、前記処理容器内の前記複数の領域の各々の前記ガス導入口に１対１に接続されている混合ガス複数系統供給システム。
  2. 前記混合ガス供給路の上流側には、前記混合ガスを構成する複数種類のガスを前記混合ガス供給路に各々所定流量で供給するための複数の供給路及び流量制御器が、１種類のガスにつき１つずつ設けられている請求項１に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  3. 前記ガス吐出孔は、前記複数の領域の各々に複数個ずつ設けられている請求項１又は２に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  4. 複数の前記ガス吐出孔は、前記複数の領域毎に孔径、数、及び／又は位置が調整されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  5. 前記複数の領域には、別個独立した前記インジェクタが各々設けられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  6. 前記インジェクタ同士は、前記混合ガスの供給が互いに重ならない領域を含む請求項５に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  7. 隣接する前記インジェクタ同士は、前記混合ガスの供給が互いに重なる領域を一部含む請求項６に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  8. 前記複数の領域は、１本の前記インジェクタの内部が隔壁により仕切られて複数の室として構成された請求項１乃至４のいずれか一項に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  9. 前記隔壁には連通口が設けられ、前記複数の室同士が互いに連通可能に構成された請求項８に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  10. 前記隔壁及び前記連通口が複数設けられ、複数の前記連通口のうち、位置及び／又は大きさが他と異なっている前記連通口を含む請求項９に記載の混合ガス複数系統供給システム。
  11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の混合ガス複数系統供給システムと、
    前記処理容器と、
    前記処理容器内で基板を保持する基板保持手段と、を有する基板処理装置。
  12. 前記処理容器は、高さよりも横幅が大きい円筒形状を有し、
    前記基板保持手段は上面に前記基板を保持可能な回転テーブルであり、
    前記インジェクタは該回転テーブルよりも上方に半径方向に沿って配置され、
    該回転テーブルの周方向において前記インジェクタから離間して設けられたガスノズルを更に有する請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記処理容器は縦長の円筒形状を有し、
    前記基板保持手段は、複数の前記基板を、上面視で重なるように、鉛直方向に離間して多段に積載可能なウエハボートであり、
    前記インジェクタは前記処理容器の内壁面に沿って鉛直方向に延在して配置され、
    前記処理容器の外周側面を囲むように配置された加熱手段を更に有する請求項１１に記載の基板処理装置。
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