JPH11126753A - ガス導入部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハへの薄膜生成の条件を良好に保つと共
にメンテナンスが容易で経済的なガス導入部を提供す
る。 【解決手段】本発明は、反応管１端のフランジ３に気密
に固着される吹出ボックス３１が複数の分割片３２，３
３に分割可能であり、該吹出ボックスが内部に中空部３
７を有し、該中空部に反応室側からノズル孔３８が連通
すると共に反反応室側からガス導入孔３５が連通し、反
応ガスを前記ノズル孔より分散して前記反応室に供給
し、該反応室内での反応ガスの流れを層流状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置のガ
ス導入部、特に被処理基板を１枚ずつ処理する枚葉式半
導体製造装置に於けるガス導入部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置はウェーハ等被処理基板
表面に各種薄膜を生成し、或はエッチング等の各種表面
処理を行い、多数の半導体素子を形成するものである。

【０００３】半導体製造工程の１つである薄膜の生成は
高温下で反応ガスを導入し、分離したガスと被処理基板
を接触させている。従って、半導体製造装置は反応ガス
を反応室内に導入する為のガス導入部を具備している。

【０００４】先ず、図２、図３に於いて従来のガス導入
部を具備する枚葉式半導体製造装置を説明する。

【０００５】図中、１は石英製の角筒状の反応管であ
り、該反応管１の両端にはフランジ部２が設けられ、該
両フランジ部２にそれぞれ金属製フランジ３が気密に接
続されている。該各フランジ３には上方からガス導入部
４が気密に接続され、該ガス導入部４にはガス供給管５
が接続され、該ガス供給管５の末端は外部のガス供給ボ
ックス６内に接続されている。又、前記各フランジ３に
は下方から排気管７が接続され、該排気管７は外部の図
示しないポンプボックスに接続されている。

【０００６】前記反応管１の周囲にはヒータ（図示せ
ず）が設けられ、該反応管１には前記フランジ３及びゲ
ートバルブ８を介して搬送室９が気密に設けられ、前記
フランジ３の反搬送室９側は側壁１０により気密に閉塞
され、更に、前記搬送室９にはロードロック室１１が気
密に連設されている。

【０００７】前記搬送室９内部にはウェーハ（図示せ
ず）を前記反応管１内、即ち反応室に搬入搬出する為の
搬送機（図示せず）が設けられており、前記ロードロッ
ク室１１内部にはウェーハが所要枚数収納される様にな
っている。

【０００８】前記搬送機（図示せず）によりバッファ棚
（図示せず）から前記反応室内へ前記ウェーハ（図示せ
ず）を搬入する。

【０００９】前記ヒータ（図示せず）で前記反応室を所
要温度に加熱した状態で、前記ゲートバルブ８を閉塞
し、前記反応室を密閉状態とする。

【００１０】前記ガス供給ボックス６より反応ガスを前
記ガス供給管５を介して前記ガス導入部４から択一的に
前記反応室へ導入する。前記反応ガスは前記反応室内を
対角線状に流れ、前記ウェーハ（図示せず）表面に接触
し、該ウェーハに薄膜を生成し、前記フランジ３を経て
前記排気管７から排気される。

【００１１】次に、図２、図４、図５に於いて従来のガ
ス導入管４ａの構造を説明する。

【００１２】円板状のフランジ継手１２の上面に直管部
１３が固着され、該直管部１３の上端に配管接続キット
１４が固着され、該配管接続キット１４に前記ガス供給
管５が接続される。

【００１３】前記フランジ継手１２には中心にガス導入
孔１５が穿設されていると共に周辺部には円周を等分す
る位置に所要数（図示では４個）の固定用孔１６が穿設
されている。前記直管部１３は前記ガス導入孔１５に連
通する様、該ガス導入孔１５と同心となっている。前記
配管接続キット１４には前記ガス供給管５が螺着可能な
螺子穴１７が刻設されていると共に該螺子穴１７の底面
中央には前記直管部１３に連通するガス導入孔１８が穿
設されている。

【００１４】前記フランジ継手１２は前記固定用孔１６
に挿通されるボルト（図示せず）により前記フランジ３
に気密に固着される。

【００１５】前記ガス供給ボックス６内の反応ガスは前
記ガス供給管５、ガス導入孔１８、直管部１３を経由
し、前記ガス導入孔１５より前記反応室内へ供給され
る。

【００１６】次に、図２、図６〜図８に於いて、他の従
来のガス導入部４ｂの構造を説明する。

【００１７】外形がレンガブロック状のボックス本体１
９の内部に長手方向に沿って円柱形状の中空部２０が一
端面２１側より貫通させないで穿設され、該一端面２１
はメクラ栓２２が溶接され閉塞されている。

【００１８】前記ボックス本体１９の上面中央部には前
記中空部２０に連通するガス導入孔２３が穿設され、直
管部１３が前記ガス導入孔２３に連通する様固着され、
更に、前記直管部１３の上端には前記配管接続キット１
４が固着されている。前記ボックス本体１９の下面には
前記中空部２０に連通する複数（図示では４個）のノズ
ル孔２４が穿設されている。又、前記ボックス本体１９
の周辺部には所要数の固定用孔（図示せず）が穿設され
ている。

【００１９】前記ボックス本体１９は前記固定用孔（図
示せず）に挿通したボルト（図示せず）により前記フラ
ンジ３に気密に固着され、前記配管接続キット１４の螺
子穴１７には前記ガス供給管５が螺着される。

【００２０】前記ガス供給ボックス６内の反応ガスは、
前記ガス供給管５、ガス導入孔１８、直管部１３、ガス
導入孔２３、中空部２０を経由し、複数の前記ノズル孔
２４により分散され前記反応室内に供給され、該反応室
内での反応ガスの流れは層流状態となる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記した前者の従来の
ガス導入部４ａでは、反応ガスは２箇所の前記ガス導入
孔１５から集中的に前記反応室内に供給される為、該反
応室内での反応ガスの流れは層流状態になり難かった。
従って、ウェーハ表面に反応ガスを均一に接触させ、ウ
ェーハへの薄膜生成の条件を良好に保つことが困難であ
った。

【００２２】又、後者の従来のガス導入部４ｂでは、反
応ガスは前記ノズル孔２４より分散して前記反応室内へ
供給される為、該反応室内での反応ガスの流れは層流状
態となり易く、ウェーハ表面に反応ガスを均一に接触さ
せ、ウェーハへの薄膜生成の条件を良好に保つことが容
易となる。ところが、前記ノズル孔２４は径が細い為、
反応ガスが凝固し、該凝固物により前記ノズル孔２４が
詰まる虞れがある。又、図７に示す様に、前記一側面２
１側は前記メクラ栓２２が溶接され閉塞されている為、
前記一側面２１を閉塞した後、前記中空部２０側からの
作業はできない。従って、前記ノズル孔２４が詰まった
場合、前記ボックス本体１９の外面側から作業する他な
く作業性が悪く、清掃が不完全であり、前記ボックス本
体１９を交換せざるを得ず不経済であった。

【００２３】本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハの薄
膜生成の条件を良好に保つと共にメンテナンスが容易で
経済的なガス導入部を提供するものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、反応管端のフ
ランジに気密に固着される吹出ボックスが複数の分割片
に分割可能であり、該吹出ボックスが内部に中空部を有
し、該中空部に反応室側からノズル孔が連通すると共に
反反応室側からガス導入孔が連通したガス導入部に係
り、又、前記吹出ボックスが積層状に分割可能なガス導
入部に係り、反応ガスを前記ノズル孔より分散して前記
反応室に供給し、該反応室内での反応ガスの流れを層流
状態にする。又、反応ガスが凝固し、該凝固物が前記ノ
ズル孔に詰まった場合には、前記吹出ボックスを分解
し、前記ノズル孔の両側から前記凝固物を除去する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００２６】尚、図１中、図４〜図７と同等のものには
同符号を付し、説明は省略する。

【００２７】吹出ボックス３１は上部分割片３２と下部
分割片３３に積層状に２分割され、前記上部分割片３２
は前記下部分割片３３にＯリング３４を介して気密に重
合されている。

【００２８】前記上部分割片３２は平面が細長の長方形
で平板状を成し、中央部にガス導入孔３５が穿設され、
周辺部には外周縁に沿って所要数（図示では８個）の上
部側固定用孔３６が穿設されている。

【００２９】前記下部分割片３３は外形が偏平な直方体
形状で前記上部分割片３２と同一形状を成している。前
記下部分割片３３には上面から溝３７が刻設され、該溝
３７は前記下部分割片３３の長辺方向に沿って細長い長
円形状を成し、前記上部分割片３２が前記下部分割片３
３に重合することにより中空部が形成される。前記溝３
７の底面には複数（図示では４個）のノズル孔３８が所
要ピッチで穿設されている。

【００３０】前記下部分割片３３の周辺部の前記上部側
固定用孔３６に対応する位置には下部側固定用孔３９が
穿設されている。

【００３１】前記上部側固定用孔３６、下部側固定用孔
３９に挿通したボルト（図示せず）をフランジ３に螺着
することで前記上部分割片３２が前記Ｏリング３４を介
して前記下部分割片３３に重合し、該下部分割片３３が
Ｏリング４０を介して前記フランジ３の開口部４１の周
囲に気密に重合し、ガス導入部４２は前記フランジ３の
上面に気密に固着される。

【００３２】反応ガスは複数の前記ノズル孔３８より分
散して反応室内に供給される。分散して供給されること
で反応室内での反応ガスの流れの分布が均一化され層流
状態となる。供給されたガスは反応室内を対角線状に流
れ前記ノズル孔３８と対角にある排気管７より排気され
る。

【００３３】反応ガスが凝固し、該凝固物が前記ノズル
孔３８に詰まった場合には、前記ボルト（図示せず）を
抜脱し、前記吹出ボックス３１を分解する。前記下部分
割片３３を洗浄し、前記凝固物を除去後、前記下部分割
片３３を前記Ｏリング４０を介して前記フランジ３に重
合させ、更に、前記上部分割片３２を前記Ｏリング３４
を介して前記下部分割片３３に重合させ、前記ボルト
（図示せず）により再組付を行う。

【００３４】尚、上記実施の形態に於いては、前記下部
分割片３３に前記溝３７及びノズル孔３８を設けている
が、前記上部分割片３２に前記溝３７を設け、前記下部
分割片３３に前記ノズル孔３８を設けてもよく、又、前
記上部分割片３２及び下部分割片３３の両方に溝３７を
設け、前記下部分割片３３に前記ノズル孔３８を設けて
もよい。

【００３５】更に、前記下部分割片３３を前記溝３７を
刻設した部分と前記ノズル孔３８を穿設した部分に２分
割し、全体として３分割としてもよい。

【００３６】更に又、前記吹出ボックス３１は前記直管
部１３、配管接続キット１４を介して前記ガス供給管５
と接続されているが、前記直管部１３、配管接続キット
１４を省略して前記ガス供給管５を直接、前記吹出ボッ
クス３１に接続可能な様に、該吹出ボックス３１上面に
前記ガス供給管５の接続口を設けてもよい。

【００３７】更に又、前記ガス導入部４２は前記フラン
ジ３の上面に接続されているが、該フランジ３の側面に
固着してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、反応ガ
スはノズル孔より分散して反応室へ供給される為、該反
応室内の反応ガスの流れの分布を均一とし、層流状態に
することが容易となり、ウェーハへの薄膜生成の条件を
良好に保つことができる。又、反応ガスが凝固し、該凝
固物により前記ノズル孔が詰まった場合、前記吹出ボッ
クスを複数片に分解し、該ノズル孔の両側から前記凝固
物の除去作業を行うことができ、該凝固物を完全に取除
くことができる。従って、前記吹出ボックスを再利用す
ることが可能となり、経済性の向上が図れると共に清掃
等メンテナンスが容易となる等種々の優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。

【図２】従来の枚葉式半導体製造装置を示す説明図であ
る。

【図３】従来の反応管を示す斜視図である。

【図４】従来例を示す断面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ矢視図である。

【図６】他の従来例の斜視図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ矢視図である。

【図８】図７のＣ−Ｃ矢視図である。

【符号の説明】

１３ 直管部 １４ 配管接続キット ３１ 吹出ボックス ３２ 上部分割片 ３３ 下部分割片 ３７ 溝 ３８ ノズル孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応管端のフランジに気密に固着される
   吹出ボックスが複数の分割片に分割可能であり、該吹出
   ボックスが内部に中空部を有し、該中空部に反応室側か
   らノズル孔が連通すると共に反反応室側からガス導入孔
   が連通したことを特徴とするガス導入部。
2. 【請求項２】 前記吹出ボックスが積層状に分割可能な
   請求項１のガス導入部。