JPWO2008018545A1 - 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
基板処理装置は、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に第１シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第１シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第１ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第1ガス流路に第1ガスを供給する第1ガス供給ポートと、前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部にある先端開口と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部にある基端開口とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある。
Description
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の基板を処理するための基板処理装置及びその基板処理装置を用いて基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。
この種の基板処理装置において、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜等を形成する場合、炉口部等の低温部への塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）などの副生成物の付着を抑制するために、該低温部を加熱する方法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法を用いた場合であっても反応容器内部の処理ガスが滞留する部分においては副生成物が付着することがあり、この副生成物がパーティクル発生の要因となっていた。そこで、副生成物が付着する領域の周辺からガスをパージし、ガスの滞留を防止して副生成物の付着をより抑制する方法が知られている（特許文献２参照）。
しかしながら、従来の技術においては、可動部にガスを供給するための供給ポートを配設しており、構造が複雑であった。
本発明は、シンプルな構造で副生成物の付着を防止する基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
本発明の一態様によれば、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第1ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第１ガス流路に第１ガスを供給する第1ガス供給ポートと、前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第１ガス供給ポートの前記第１ガス流路との連通部にある先端開口と、前記第２ガス流路の前記第１ガス流路との連通部にある基端開口とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある基板処理装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、基板を処理する反応管と、前記反応管の開口部に一端が接続されたマニホールドと、前記マニホールドの前記反応管に接続された側と反対側である他端に第１シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記マニホールドの他端開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記マニホールドに前記シールキャップが当接した状態における前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記マニホールドと前記シールキャップのうちの少なくとも何れか一方の少なくとも一部に、前記第1シール部材と前記第２シール部材とに沿うように設けられた凹部により形成される前記第１ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第１ガス流路と前記反応管内とを連通させる第２ガス流路と、前記マニホールドに設けられ前記第1ガス流路に第1ガスを供給する第1ガス供給ポートと、前記マニホールドに設けられ前記反応管内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記マニホールドに前記シールキャップが当接した状態において、互いに重ならない位置にある基板処理装置が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態における前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記反応容器と前記シールキャップのうちの少なくともいずれか一方に、環状に設けられた凹部により形成される前記第1ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第１ガス流路に第１ガスを供給する第１ガス供給ポートと、前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある基板処理装置が提供される。
本発明のさらに他の形態によれば、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に、第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第1ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第1ガス流路にガスを供給するガス供給ポートと、を有し、前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において互いに離れた位置にある基板処理装置が提供される。
本発明のさらに他の形態によれば、基板を反応容器内に搬入する工程と、前記反応容器の開口部側の一端に第１シール部材と第２シール部材とを介してシールキャップを当接させることで、前記反応容器の開口部を気密に閉塞しつつ、前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に第１ガス流路を形成する工程と、前記反応容器に設けられた第１ガス供給ポートから前記第１ガス流路に第１ガスを供給し、前記第1ガス流路に供給された前記第1ガスを前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路を介して前記反応容器内に供給すると共に、前記反応容器に設けられた第２ガス供給ポートから前記反応容器内に第２ガスを供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応容器内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明のさらに他の実施形態によれば、基板を反応容器内に搬入する工程と、前記反応容器の開口部側の一端に第１シール部材と第２シール部材とを介してシールキャップを当接させることで、前記反応容器の開口部を気密に閉塞しつつ、前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域1に第1ガス流路を形成する工程と、前記反応容器に設けられた第1ガス供給ポートから前記第1ガス流路にガスを供給し、前記第1ガス流路に供給された前記ガスを前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路を介して前記反応容器内に供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応容器内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、第１のガス流路が反応容器とシールキャップと第１のシール部材と第２のシール部材とで囲まれる部分の少なくとも一部に形成されているので、非可動部に供給ポートを設けることが可能となり、シンプルな構造で副生成物の付着を防止することができる。
１００ 基板処理装置
２００ ウエハ
２０９ マニホールド
２１０ 反応容器
２１９ シールキャップ
２２１ａ 第１のＯリング
２２１ｂ 第２のＯリング
２３０ａ 第１の供給ポート
２３０ｂ 第２の供給ポート
２５５ 回転軸
２７０ 溝
２７２ 第１のガス流路
２８８ａ 第１垂直部
２８８ｂ 第２垂直部
２９０ 第２のガス流路
２９２ 流出口
２００ ウエハ
２０９ マニホールド
２１０ 反応容器
２１９ シールキャップ
２２１ａ 第１のＯリング
２２１ｂ 第２のＯリング
２３０ａ 第１の供給ポート
２３０ｂ 第２の供給ポート
２５５ 回転軸
２７０ 溝
２７２ 第１のガス流路
２８８ａ 第１垂直部
２８８ｂ 第２垂直部
２９０ 第２のガス流路
２９２ 流出口
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置１００の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
図１に示されているように、処理炉２０２は加熱機構（加熱手段）としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に基板を処理する反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は、内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には基板を処理する処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、プロセスチューブ２０３（インナーチューブ２０４及びアウターチューブ２０５）に接続されており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としてのＯリング２２０が設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。反応容器２１０は、プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより構成される。
マニホールド２０９には複数の供給ポート２３０（図２を用いて後述する第１の供給ポート２３０ａ及び第２の供給ポート２３０ｂが処理室２０１内に連通するように接続されており、供給ポート２３０にはガス供給ライン２３２が接続されている。ガス供給ライン２３２の供給ポート２３０との接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１を介して後述する処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。このＭＦＣ２４１は、後述する第１のＭＦＣ２４１ａ、第２のＭＦＣ２４１ｂ及び第３のＭＦＣ２４１ｃ（図２に示す）を有する。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部（ガス流量コントローラ）２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。排気管２３１のマニホールド２０９との接続側と反対側である下流側には圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面にはマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としての複数のＯリング２２１が設けられる。このように、シールキャップ２１９は、マニホールド２０９のアウターチューブ２０５が接続されている一端とは反対側の他端に複数のＯリング２２１（後述する第１のＯリング２２１ａ及び第２のＯリング２２１ｂ）を介して当接することでマニホールド２０９の他端開口部を気密に閉塞するようになっている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボートを回転させる回転機構（回転手段）２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９はプロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構（昇降手段）としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚の基板としてのウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なおボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
次にマニホールド２０９及び回転機構２５４の周辺構造を図２乃至図７に基づいて説明する。
図２，図３に示すように、上述した複数のＯリング２２１は、第１のシール部材としての第１のＯリング２２１ａ及び第２のシール部材としての第２のＯリング２２１ｂとからなる。すなわち、シールキャップ２１９は、反応容器２１０（マニホールド２０９）の開口部側の一端に第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとを介して当接することで、反応容器２１０の開口部を気密に閉塞するようになっている。
図２，図３に示すように、上述した複数のＯリング２２１は、第１のシール部材としての第１のＯリング２２１ａ及び第２のシール部材としての第２のＯリング２２１ｂとからなる。すなわち、シールキャップ２１９は、反応容器２１０（マニホールド２０９）の開口部側の一端に第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとを介して当接することで、反応容器２１０の開口部を気密に閉塞するようになっている。
反応容器２１０（マニホールド２０９）及びシールキャップ２１９の少なくとも一方の反応容器２１０（マニホールド２０９）にシールキャップ２１９が当接した状態における反応容器２１０（マニホールド２０９）とシールキャップ２１９と第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとで囲まれる部分の少なくとも一部には、第１のガス流路２７２を構成する要素の１つである溝２７０が第１のＯリング２２１ａ、第２のＯリング２２１ｂと同心円状に形成されている。より具体的には、例えば、図３に示すように、溝２７０は、シールキャップ２１９上面の第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域に、リング状（円環状）に設けられ、シールキャップ２１９の外周部に沿うように形成されている。
溝２７０は、円環状に形成されることに替え、円弧状に形成しても良い。例えば、溝２７０が、シールキャップ２１９上面の第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域の少なくとも一部に円弧状に、例えば中心角が１８０°となるように設けられ、シールキャップ２１９の外周部に沿うように形成されるようにしても良い。また、溝２７０は、中心角１８０°以下、例えば中心角９０°の範囲に円弧状に設けるようにしてもよく、中心角１８０°以上、例えば中心角２７０°の範囲に円弧状に設けるようにしてもよい。
図４にも示すように、第１のガス流路２７２は、ボートエレベータ１１５の駆動によりシールキャップ２１９が上昇（図４（ａ）の矢印ａ方向に移動）して第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂを介して反応容器２１０（マニホールド２０９）下端に当接することで溝２７０が設けられた部分に形成される（図４（ｂ）に示す）ようになっている。
このように、第１のガス流路２７２は、マニホールド２０９とシールキャップ２１９と、第１のＯリング２２１ａ及び第２のＯリング２２１ｂからなる２重のＯリングとで囲まれた空間により、シールキャップ２１９の外周部に沿うように形成され、ボートエレベータ１１５の昇降動作により分割（切り離し）可能な構成となっている。これにより、シールキャップ２１９のような可動部にシンプルな構成でガス流路を形成することができる。
なお、本実施形態においては、図５（ａ）に拡大して示すように、溝２７０は、シールキャップ２１９上面に形成されているが、図５（ｂ）に拡大して示すようにマニホールド２０９（反応容器２１０）側、すなわちマニホールド２０９の下端面に設けるようにしてもよいし、図５（ｃ）に拡大して示すようにシールキャップ２１９とマニホールド２０９との両方、すなわちシールキャップ２１９上面及びマニホールド２０９下端面に設けるようにしてもよい。
上述した複数の供給ポート２３０は、第１の供給ポート２３０ａと第２の供給ポート２３０ｂとを有する。図２に示すように、第１の供給ポート２３０ａは、反応容器２１０（マニホールド２０９）に設けられ、第１のガス流路２７２にガスを供給するようになっている。より具体的には、第１の供給ポート２３０ａには第１のガス供給ライン２３２ａが接続されており、この第１のガス供給ライン２３２ａには上流側から第１のガス供給源２７４ａ、第１のバルブ２７６ａ、第１のＭＦＣ２４１ａ及び第２のバルブ２７６ｂが配設されている。第１のガス供給源２７４ａには添加ガスとしてのアンモニア（ＮＨ３）や窒素（Ｎ２）ガスが蓄積されており、この添加ガスが第１のガス供給ライン２３２ａに設けられた第１のバルブ２７６ａ、第１のＭＦＣ２４１ａ、第２のバルブ２７６ｂを介して第１の供給ポート２３０ａに供給されるようになっている。
なお、第１のガス供給源２７４ａに不活性ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等を蓄積するようにしてもよい。
第２の供給ポート２３０ｂは、反応容器２１０（マニホールド２０９）に設けられ、反応容器２１０内にガスを供給するようになっている。より具体的には、第２の供給ポート２３０ｂには第２のガス供給ライン２３２ｂが接続されており、この第２のガス供給イラン２３２ｂには上流側から第２のガス供給源２７４ｂ、第３のバルブ２７６ｃ、第２のＭＦＣ２４１ｂ及び第４のバルブ２７６ｄが配設されている。第２のガス供給源２７４ｂにはクロル系シランガスとして例えばＤＣＳ（ジクロロシラン；ＳｉＨ２Ｃｌ２）、ＴＣＳ
（トリクロロシラン；ＳｉＨＣｌ３）及びＨＣＤ（ヘキサクロロジシラン；Ｓｉ２Ｃｌ６）等が蓄積されており、このクロル系シランガスが第２のガス供給ライン２３２ｂに設けられた第３のバルブ２７６ｃ、第２のＭＦＣ２４１ｂ、第４のバルブ２７６ｄを介して第２の供給ポート２３０ｂに供給されるようになっている。
（トリクロロシラン；ＳｉＨＣｌ３）及びＨＣＤ（ヘキサクロロジシラン；Ｓｉ２Ｃｌ６）等が蓄積されており、このクロル系シランガスが第２のガス供給ライン２３２ｂに設けられた第３のバルブ２７６ｃ、第２のＭＦＣ２４１ｂ、第４のバルブ２７６ｄを介して第２の供給ポート２３０ｂに供給されるようになっている。
また、第２のガス供給ライン２３２ｂにおける第２の供給ポート２３０ｂと第４のバルブ２７６ｄとの間には第３のガス供給ライン２３２ｃが接続されている。この第３のガス供給ライン２３２ｃには上流側から第３のガス供給源２７４ｃ、第５のバルブ２７６ｅ、第３のＭＦＣ２４１ｃ及び第６のバルブ２７６ｆが配設されている。第３のガス供給源２７４ｃにはクリーニングガスとして用いられるフッ素（Ｆ２）ガス、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガス及び三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス等が蓄積されており、このクリーニングガスが第３のガス供給ライン２３２ｃに設けられた第５のバルブ２７６ｅ、第３のＭＦＣ２４１ｃ、第６のバルブ２７６ｆ及び第２のガス供給ライン２３２ｂを介して第２の供給ポート２３０ｂに供給されるようになっている。
このように、第２の供給ポート２３０ｂにクロル系シランガスを供給する第２のガス供給ライン２３２ｂとクリーニングガスを供給する第３のガス供給ライン２３２ｃとが接続されていることより、クロル系シランガス供給ラインとクリーニングガス供給ラインとを別々の供給ポートに設けた場合と比較し、第２のガス供給ポート２３０ｂ内への副生成物の逆流、滞留を防止することができ、第２のガス供給ポート２３０ｂ内壁面への副生成物の付着を防止することができる。また、供給ポートの共用化によりコストを低減することができる。
回転機構２５４は、回転機構本体２７８を有し、この回転機構本体２７８には、上述した回転軸２５５、軸受部２８０、冷却部２８２及び駆動部２８４が設けられている。また、回転機構本体２７８内には、回転機構本体２７８内壁と回転軸２５５との間に所定の隙間を設け、上端部が開放された中空部２８６が形成されている。軸受部２８０は、磁気軸受２８０ａと該磁気軸受２８０ａの下部に配置された２つのボール軸受２８０ｂ，２８０ｂとからなり、回転機構本体２７８に対して回転軸２５５を回転自在に支持している。
冷却部２８２は、磁気軸受２８０ａの周囲に設けられた冷却水路２８２ｂと、該冷却水路２８２ｂに接続された冷却水配管２８２ａとからなる。この冷却部２８２は、冷却水配管２８２ａより冷却水を供給又は排出し、冷却水路２８２ｂ内に冷却水を循環させることにより、回転機構本体２７８を冷却するようになっている。駆動部２８４は、駆動源（図示省略）に接続された駆動ギア２８４ａと、回転軸２５５に形成され該駆動ギア２８４ａと噛み合う入力ギア２８４ｂとを有する。この駆動部２８４は、駆動源の駆動力を回転軸２５５に伝達し、回転軸２５５を所定の回転数で回転させるようになっている。
第２のガス流路２９０を構成する要素の１つであるガス供給配管２８８は、一端部がシールキャップ２１９に設けられ、他端部が回転機構２５４に設けられている。より具体的には、ガス供給配管２８８は、上流側が第１のガス流路２７２に連通し、また下流側が回転機構本体２７８の中空部２８６に連通するように設けられている。第１のガス流路２７２に連通する第２のガス流路２９０は、ガス供給配管２８８及び回転機構本体２７８の中空部２８６で構成されている。シールキャップ２１９には回転軸２５５が貫通する貫通孔２１９ａが形成されており、この貫通孔２１９ａと回転軸２５５との間の隙間は、第２のガス流路２９０と反応容器２１０内とを連通させる流出口２９２として用いられる。
また、図２及び図３に示されるように、ガス供給配管２８８は、第１垂直部２８８ａと、第２垂直部２８８ｂとを有しており、ガス供給配管２８８は、第1垂直部２８８ａと第２垂直部２８８ｂにおいて分離可能に構成されている。すなわち、ガス供給配管２８８の第1垂直部２８８ａと、第２垂直部２８８ｂとには、それぞれ継手２９６、継手２９６が設けられ、第1垂直部２８８ａの一部を構成する第1配管３０２、及び第２垂直部２８８ｂの一部を構成する第２配管３０４に対し、第1垂直部２８８ａの一部、及び第２垂直部２８８ｂの一部を構成する、例えばU字型からなる第３配管３０６が、継手２９６、２９６を介して着脱可能に設けられている。ここで、第1配管３０２と第３配管３０６との接続部、及び第２配管３０４と第３配管３０６との接続部における配管と、継手２９６、２９６とは、いずれも垂直な向きに配置されているので、第３配管３０６の取り外し、取り付けを容易に行うことができる。すなわち、ガス供給配管２８８に反応副生成物が付着する等してメンテナンスが必要となった場合に、第３配管３０６の取り外し、取り付けの交換作業等を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
また、ガス供給配管２８８を、加熱手段（不図示）によりヒーティングすることで、ガス供給配管２８８内への反応副生成物等の付着を抑制したり、防止したりすることができるため好ましい。
先述のように溝２７０を円環状に形成することに替え、溝２７０を円弧状に形成した場合は、図６（ａ）に示すように、弧状となる流路を形成する溝２７０の一端部に、供給ポート２３０ａを接続し、他端部にガス供給配管２８８を接続することが好ましい。このように構成することで、溝２７０により形成される弧状の流路全体にわたり積極的なガスの流れをつくることができ、盲腸部が形成されないようにすることができる。これに対して、円弧状となる流路の一端部、及び他端部以外の部分に供給ポート２３０ａ、及びガス供給配管２８８を接続した場合、積極的なガスの流れをつくることができない盲腸部が形成され、この盲腸部分に拡散、滞留したＮＨ３は、十分にパージすることができず残留してしまうこととなる。なお、ここで、盲腸部とは、溝、管等の一方の端部が閉じていて、行き止まりになっている部分をいう。
以上のように、ＮＨ３の流路を形成する溝２７０は、シールキャップが２重Ｏリング（第１のＯリング２２１ａ，第２のＯリング２２１ｂ）を介してマニホールド２０９に当接した状態における２重Ｏリング間の領域のマニホールド２０９、及びシールキャップ２１９のうちの少なくとも何れか一方の少なくとも一部に、Ｏリングに沿うように設けるのがよい。但し、２重Ｏリング間の領域の一部に円弧状に溝２７０を設けるよりも、図６（ｂ）に示される本実施形態のように、全周にわたり円環状に溝２７０を設ける方が、第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域全体に積極的なガスの流れをつくることができ、滞留が起きにくく好ましい。また、全周に渡り溝２７０を設ける方が、溝２７０を形成する加工が容易でもある。
なお、ＮＨ３供給ポート２３０ａ先端開口の位置と、ガス供給配管２８８基端開口の位置との間に形成される弧状流路の中心角θは、図６（ａ）に示すように溝２７０を円弧状に形成する場合、及び図６（ｂ）に示されるように円環状に形成する場合のいずれの場合も、９０°〜２７０°とすることが好ましい。中心角θが、例えば、５℃のように小さすぎると、部分的にガスの滞留が生じ、流路全体に積極的なガスの流れをつくることができず、盲腸部が生じてしまう恐れがある。また、中心角θは、１８０°程度とすることが好ましい。すなわち、ＮＨ３供給ポート２３０ａ先端開口の位置と、ガス供給配管２８８の基端開口の位置は、回転軸を挟んで略対向する位置に設けるのが好ましい。
以上のように添加ガスを供給するガス経路は、第１の供給ポート２３０ａ、第１のガス流路２７２、第２のガス流路２９０及び流出口２９２からなる。したがって、第１のガス供給ライン２３２ａに供給された添加ガスは、第１の供給ポート２３０ａ、第１のガス流路２７２、第２のガス流路２９０及び流出口２９２を介してマニホールド２０９の中心部から反応容器２１０内に供給される。一方、第２のガス供給ライン２３２ｂに供給されたクロル系シリコン化合物ガスは、第２の供給ポート２３０ｂを介してマニホールド２０９の側壁部から反応容器２１０内に供給される。このように、添加ガスとクロル系シランガスとを別々の供給ポートから反応容器２１０内へ供給するようになっている。
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図４に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１に搬入（ボートローディング）される（基板搬入工程）。この状態で、シールキャップ２１９は第１のＯリング２２１ａ及び第２のＯリ
ング２２１ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。すなわち、反応容器２１０の開口部の一端に第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとを介してシールキャップ２１９を当接させることで反応容器２１０の開口部を気密に閉塞するとともに、反応容器２１０とシールキャップ２１９と第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとで囲まれる部分の少なくとも一部に第１のガス流路２７２を形成する。
ング２２１ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。すなわち、反応容器２１０の開口部の一端に第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとを介してシールキャップ２１９を当接させることで反応容器２１０の開口部を気密に閉塞するとともに、反応容器２１０とシールキャップ２１９と第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとで囲まれる部分の少なくとも一部に第１のガス流路２７２を形成する。
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
次いで、反応容器２１０に設けられた第１の供給ポート２３０ａから第１のガス流路２７２に添加ガスを供給し、第１のガス流路２７２に供給された添加ガスを該第１のガス流路２７２に連通する第２のガス流路２９０に流し、該第２のガス流路２９０に流した添加ガスを該第２のガス流路２９０と反応容器２１０内とを連通させる流出口２９２より反応容器２１０内に供給する。その後、添加ガスの供給を維持した状態で、反応容器２１０に設けられた第２の供給ポート２３０ｂからクロル系シランガスを反応容器２１０内に供給する。反応容器２１０内に導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される（基板処理工程）。
なお、このとき、添加ガスを回転軸２５５の周囲に流通させて回転軸２５５とシールキャップ２１９との間の隙間に形成された流出口２９２から反応容器２１０内に供給しているので、回転軸２５５の少なくともシールキャップ２１９より下方の部分は腐食性ガスであるクロル系シランガスと接触することはなく、少なくともこの部分においては腐食を防止することができる。また、回転機構２５４の内部に腐食性ガスであるクロル系シランガスが入り込むこともないので、この部分についても腐食を防止することができる。
予め設定された処理時間が経過すると、添加ガスの供給を維持した状態で、クロル系シランガスの供給を停止し成膜を終了する。その後、添加ガスの供給が停止され、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、反応容器２１０内が不活性ガスに置換されるとともに、反応容器２１０内の圧力が常圧に復帰される。
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端から反応容器２１０の外部に搬出される（基板搬出工程）。その後、処理済ウエハ２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャー
ジ）。
ジ）。
以上のように、本発明の基板処理装置１００によれば、ガス供給源から回転機構２５４内に添加ガスを直接供給するのではなく、マニホールド２０９とシールキャップ２１９と２重のＯリング（第１のＯリング２２１ａ、第２のＯリング２２１ｂ）により囲まれたシールキャップ２１９の外周部に沿う空間（第１のガス流路２７２）を介して回転機構２５４内に添加ガスを間接的に供給するようにしたので、非可動部であるマニホールド２０９に添加ガスを供給する第１の供給ポート２３０ａを設けることができる。これにより、ボートエレベータ１１５の可動ケーブル（図示省略）等に添加ガス用の配管を配設する必要がなく、シンプルな構造とすることができる。
また、マニホールド２０９は、ヒータ２０６からの輻射熱やプロセスチューブ２０３からの熱伝達による熱等によりある程度加熱されており、添加ガスを第１のガス流路２７２に流通させることで、該添加ガスの予備加熱をすることができる。これにより、予備加熱された添加ガスを第２のガス流路２９０，流出口２９２より反応容器２１０内に供給することができるので、流出口２９２付近における炉内温度の低下が抑制されるとともに添加ガスの熱分解を促進させることができる。なお、第１のガス流路２７２を長くするほど、すなわち円弧状に形成される溝２７０の中心角を大きくするほど、添加ガスの予備加熱効果を高めることができる。
また、第１のガス流路２７２を設ける領域、すなわち円弧状に形成される溝２７０の中心角を調整することにより、ガス供給配管２８８の取り付け位置を自在に調整でき、ガス供給配管２８８の配置の自由度を確保できる。これにより、他の部材の配置を変えることなく、ガス供給配管２８８を最適な位置に設置できる。
また、本発明の基板処理装置１００によれば、マニホールド２０９にシールキャップ２１９を当接させる際、マニホールド２０９に設けられた供給ポート２３０ａと、シールキャップ２１９に設けられたガス供給配管２８８とを直接に接続する必要がないので、供給ポート２３０ａの先端開口とガス供給配管２８８の基端開口とを、厳密に位置合わせする必要がない。本発明の基板処理装置１００によれば、マニホールド２０９にシールキャップ２１９を当接させる際、ＮＨ３供給ポート２３０ａの先端開口が、ＮＨ３の流路が形成される第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域に位置するようにするだけでよい。すなわち、ＮＨ３供給ポート２３０ａの先端開口が第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域に入り込みさえすればよく、第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域の面積は、供給ポート２３０ａの先端開口の面積に比べ大きいので、容易に両者を位置合わせすることができる。
これに対して、マニホールド２０９にシールキャップ２１９を当接させる際に、供給ポート２３０ａとガス供給配管２８８とを直接に接続するように基板処理装置１００を構成しようとすると、供給ポート２３０ａの先端開口と、ガス供給配管２８８の基端開口とを正確に位置合わせする必要があり、供給ポート２３０ａ先端開口の面積と、ガス供給配管２８８の基端開口の面積は略同等であるため、その合わせ込み（位置合わせ）は非常に難しい。
また、本発明の基板処理装置１００によれば、第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域に、第１のＯリング２２１ａ、第２のＯリング２２１ｂに沿って溝２７０を設けガス流路を形成することで、この領域に、図７（ａ）に矢印で示すように、積極的なガスの流れをつくることができ、盲腸部が形成されないようにすることができる。これにより、第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域にＮＨ３を滞留させないようにすることができる。また、成膜処理の後に、溝２７０で形成される流路を不活性ガスでパージすることにより、流路内のＮＨ３を速やかに且つ十分にパージすることができ、流路内にＮＨ３が残留しないようにすることができる。
これに対して、マニホールド２０９にシールキャップ２１９を当接させる際に、供給ポート２３０ａとガス供給配管２８８とを直接に接続するように基板処理装置１００を構成しようとすると、その接続部からマニホールド２０９とシールキャップ２１９との間の、第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域に、図７（ｂ）に矢印で示すように、ＮＨ３が拡散し、滞留してしまうことが考えられる。すなわち、マニホールド２０９とシールキャップ２１９との間の、第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域に形成される僅かな隙間が盲腸部となり、この部分には積極的なガスの流れをつくることができないことから、この部分に拡散し、滞留したＮＨ３は、十分にパージすることができず残留してしまう。この場合、成膜後のボードアンロード時に、残留したＮＨ３が炉外に拡散してしまい、安全上の問題が生じることも考えられる。
また、本発明の基板処理装置１００によれば、成膜時には、シールキャップ２１９とマニホールド２０９との当接部は、１００℃〜２００℃程度の温度となるので、第１のＯリング２２１ａと第２のＯリング２２１ｂとの間の領域に、溝２７０により形成した流路にＮＨ３を流すことで、上述のようにＮＨ３をシールキャップ２１９及びマニホールド２０９の熱により予備加熱することができる。
次に実施例を説明する。
[実施例１]
本発明の基板処理装置１００を用いて、ウエハに対し熱ＣＶＤ法によるＳｉ３Ｎ４膜の成膜処理を実施した。クロル系シランガスにはＤＣＳ、添加ガスにはＮＨ３を用い、処理温度は５５０℃〜９００℃、処理室内圧力は１〜１００Ｐａとした。ＤＣＳとＮＨ３との流量比を１：３として成膜処理を行なったところ、ウエハ面内膜厚均一性は±０．７％、ウエハ面間膜厚均一性は±１．８％と、良好な結果を得た。また、成膜処理後に回転機構２５４をシールキャップ２１９から取り外し、回転機構２５４内部を確認したところ、シールキャップ２１９より下方の回転軸２５５及び回転機構２５４内部に副生成物であるＮＨ４Ｃｌの付着がないことが確認された。
[実施例１]
本発明の基板処理装置１００を用いて、ウエハに対し熱ＣＶＤ法によるＳｉ３Ｎ４膜の成膜処理を実施した。クロル系シランガスにはＤＣＳ、添加ガスにはＮＨ３を用い、処理温度は５５０℃〜９００℃、処理室内圧力は１〜１００Ｐａとした。ＤＣＳとＮＨ３との流量比を１：３として成膜処理を行なったところ、ウエハ面内膜厚均一性は±０．７％、ウエハ面間膜厚均一性は±１．８％と、良好な結果を得た。また、成膜処理後に回転機構２５４をシールキャップ２１９から取り外し、回転機構２５４内部を確認したところ、シールキャップ２１９より下方の回転軸２５５及び回転機構２５４内部に副生成物であるＮＨ４Ｃｌの付着がないことが確認された。
[実施例２]
本発明の基板処理装置１００を用いて、ウエハに対し熱ＣＶＤ法によるＳｉ３Ｎ４膜の成膜処理を実施した。クロル系シランガスにはＤＣＳ、添加ガスにはＮＨ３を用い、処理温度は５５０℃〜９００℃、処理室内圧力は１〜１００Ｐａとした。ＤＣＳとＮＨ３との流量比を１：１．５として成膜処理を行なったところ、ウエハ面内膜厚均一性、ウエハ面間膜厚均一性ともに実施例１と同等の良好な結果を得た。また、成膜後に回転機構２５４をシールキャップ２１９から取り外し、回転機構２５４内部を確認したところ、シールキャップ２１９より下方の回転軸２５５及び回転機構２５４内部に副生成物であるＮＨ４Ｃｌの付着がないことが確認された。
本発明の基板処理装置１００を用いて、ウエハに対し熱ＣＶＤ法によるＳｉ３Ｎ４膜の成膜処理を実施した。クロル系シランガスにはＤＣＳ、添加ガスにはＮＨ３を用い、処理温度は５５０℃〜９００℃、処理室内圧力は１〜１００Ｐａとした。ＤＣＳとＮＨ３との流量比を１：１．５として成膜処理を行なったところ、ウエハ面内膜厚均一性、ウエハ面間膜厚均一性ともに実施例１と同等の良好な結果を得た。また、成膜後に回転機構２５４をシールキャップ２１９から取り外し、回転機構２５４内部を確認したところ、シールキャップ２１９より下方の回転軸２５５及び回転機構２５４内部に副生成物であるＮＨ４Ｃｌの付着がないことが確認された。
このように、本発明の基板処理装置１００によれば、ウエハ面内膜厚均一性、ウエハ面間膜厚均一性を確保しつつ回転軸２５５周辺部への副生成物の付着を防止することができる。
なお、窒素（Ｎ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の不活性ガスを回転軸２５５の周辺からパージしながら成膜処理を実施するようにしてもよい。
また、反応容器２１０内に付着した膜を除去するクリーニングの際にも、不活性ガスを回転軸２５５の周辺に流通させて、回転軸２５５をパージするようにしてもよい。この場合、空のボート２１７を反応容器２１０内に搬入し、第１のガス流路２７２を形成した状態で第１の供給ポート２３０ａから第１のガス流路２７２にＮ２等の不活性ガスを供給し、第１のガス流路２７２に供給された不活性ガスを第２のガス流路２９０に流し、第２のガス流路２９０に流した不活性ガスを流出口２９２より反応容器２１０内に供給する。その後、不活性ガスの供給を維持した状態で、第２の供給ポート２３０ｂからクリーニングガスを反応容器２１０内に供給する。なお、クリーニングガスは、第３のガス供給源２７４ｃより第３のガス供給ライン２３２ｃ、第２のガス供給ライン２３２ｂを介して供給する。この場合においても上記実施形態と同様な効果が得られる。
また、実施例１、実施例２では、Ｓｉ３Ｎ４膜を成膜する例について示したが、本発明は、Ｓｉ３Ｎ４膜の成膜以外にも、例えば、ＳｉＯＮ、ＨＴＯ（High Temperature Oxide（ＳｉＯ２））、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ等、２種類以上のガスを用いる成膜全般に適用することができる。例えば、ＳｉＨ２Ｃｌ２とＮ２ＯとＮＨ３とを用いてＳｉＯＮ膜を成膜する場合、回転軸側からはＮＨ３、又はＮ２Ｏを供給する。また、例えば、ＳｉＨ２Ｃｌ２又はＳｉＨ４とＮ２Ｏとを用いてＨＴＯ膜を成膜する場合、回転軸側からはＮ２Ｏを供給する。また、例えば、ＳｉＨ２Ｃｌ２と、Ｃ３Ｈ６とを用いてＳｉＣ膜を成膜する場合、回転軸側からはＣ３Ｈ６を供給する。また例えば、ＳｉＨ２Ｃｌ２と、Ｃ３Ｈ６と、ＮＨ３とを用いてＳｉＣＮ膜を成膜する場合、回転軸側からはＣ３Ｈ６又はＮＨ３を供給する。
本発明の好ましい形態を付記する。
本発明の一態様によれば、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第1ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第１ガス流路に第１ガスを供給する第1ガス供給ポートと、前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第１ガス供給ポートの前記第１ガス流路との連通部にある先端開口と、前記第２ガス流路の前記第１ガス流路との連通部にある基端開口とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある基板処理装置が提供される。
本発明の一態様によれば、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第1ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第１ガス流路に第１ガスを供給する第1ガス供給ポートと、前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第１ガス供給ポートの前記第１ガス流路との連通部にある先端開口と、前記第２ガス流路の前記第１ガス流路との連通部にある基端開口とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある基板処理装置が提供される。
好ましくは、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態における前記第１シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記反応容器と前記シールキャップのうちの少なくともいずれか一方の少なくとも一部に、前記第１シール部材と前記第２シール部材とに沿うように溝が設けられ、前記第１ガス流路は前記溝により形成される。
好ましくは、前記溝は弧状もしくは環状に設けられる。
好ましくは、前記溝は前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の全周に設けられる。
好ましくは、前記第１ガス供給ポートの前記先端開口と、前記第２ガス流路の前記基端開口とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、前記シールキャップの中心を挟んで互いに略対向する位置にある。
好ましくは、前記第１ガス流路のうち、前記第１ガス供給ポートの前記先端開口の位置と、前記第２ガス流路の前記基端開口の位置との間に形成される弧状流路の中心角が９０°〜２７０°である。
好ましくは、前記第２ガス流路の少なくとも一部は配管により構成され、前記配管には第１垂直部と第２垂直部とが設けられ、前記配管は、前記第１垂直部と前記第２垂直部において分離可能に構成される。
好ましくは、基板を支持する支持具と、前記シールキャップを貫通するように設けられ、前記支持具を支持して回転させる回転軸と、前記シールキャップに取り付けられ前記回転軸を回転させる回転機構と、をさらに有し、前記回転機構の内部には前記回転軸と前記シールキャップとの間の隙間を介して前記反応容器内に連通する中空部が設けられ、前記第２ガス流路は、前記第１ガス流路と前記中空部とを連通させる配管と、前記中空部とにより構成される。
好ましくは、前記第１ガスがＮＨ３ガスまたは不活性ガスであり、前記第２ガスがクロル系シランガスである。
本発明の他の態様によれば、基板を処理する反応管と、前記反応管の開口部に一端が接続されたマニホールドと、前記マニホールドの前記反応管に接続された側と反対側である他端に第１シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記マニホールドの他端開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記マニホールドに前記シールキャップが当接した状態における前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記マニホールドと前記シールキャップのうちの少なくとも何れか一方の少なくとも一部に、前記第1シール部材と前記第２シール部材とに沿うように設けられた凹部により形成される前記第１ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第１ガス流路と前記反応管内とを連通させる第２ガス流路と、前記マニホールドに設けられ前記第1ガス流路に第1ガスを供給する第1ガス供給ポートと、前記マニホールドに設けられ前記反応管内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記マニホールドに前記シールキャップが当接した状態において、互いに重ならない位置にある基板処理装置が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態における前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記反応容器と前記シールキャップのうちの少なくともいずれか一方に、環状に設けられた凹部により形成される前記第1ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第１ガス流路に第１ガスを供給する第１ガス供給ポートと、前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある基板処理装置が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、基板を処理する反応容器と、前記反応容器の開口部側の一端に、第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第1ガス流路と、前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、前記反応容器に設けられ前記第1ガス流路にガスを供給するガス供給ポートと、を有し、前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において互いに離れた位置にある基板処理装置が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、基板を反応容器内に搬入する工程と、前記反応容器の開口部側の一端に第１シール部材と第２シール部材とを介してシールキャップを当接させることで、前記反応容器の開口部を気密に閉塞しつつ、前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に第１ガス流路を形成する工程と、前記反応容器に設けられた第１ガス供給ポートから前記第１ガス流路に第１ガスを供給し、前記第1ガス流路に供給された前記第1ガスを前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路を介して前記反応容器内に供給すると共に、前記反応容器に設けられた第２ガス供給ポートから前記反応容器内に第２ガスを供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応容器内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、基板を反応容器内に搬入する工程と、前記反応容器の開口部側の一端に第１シール部材と第２シール部材とを介してシールキャップを当接させることで、前記反応容器の開口部を気密に閉塞しつつ、前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に第1ガス流路を形成する工程と、前記反応容器に設けられた第1ガス供給ポートから前記第1ガス流路にガスを供給し、前記第1ガス流路に供給された前記ガスを前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路を介して前記反応容器内に供給して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応容器内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法において、シンプルな構造で副生成物の付着を防止する必要があるものに利用することができる。
Claims (14)
- 基板を処理する反応容器と、
前記反応容器の開口部側の一端に第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、
前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第1ガス流路と、
前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、
前記反応容器に設けられ前記第１ガス流路に第１ガスを供給する第1ガス供給ポートと、
前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、
を有し、
前記第１ガス供給ポートの前記第１ガス流路との連通部にある先端開口と、前記第２ガス流路の前記第１ガス流路との連通部にある基端開口とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある基板処理装置。 - 前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態における前記第１シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記反応容器と前記シールキャップのうちの少なくともいずれか一方の少なくとも一部に、前記第１シール部材と前記第２シール部材とに沿うように溝が設けられ、前記第１ガス流路は前記溝により形成される請求項１記載の基板処理装置。
- 前記溝は弧状もしくは環状に設けられる請求項２記載の基板処理装置。
- 前記溝は前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の全周に設けられる請求項２記載の基板処理装置。
- 前記第１ガス供給ポートの前記先端開口と、前記第２ガス流路の前記基端開口とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、前記シールキャップの中心を挟んで互いに略対向する位置にある請求項１記載の基板処理装置。
- 前記第１ガス流路のうち、前記第１ガス供給ポートの前記先端開口の位置と、前記第２ガス流路の前記基端開口の位置との間に形成される弧状流路の中心角が９０°〜２７０°である請求項1記載の基板処理装置。
- 前記第２ガス流路の少なくとも一部は配管により構成され、前記配管には第１垂直部と第２垂直部とが設けられ、前記配管は、前記第１垂直部と前記第２垂直部において分離可能に構成される請求項１記載の基板処理装置。
- 基板を支持する支持具と、
前記シールキャップを貫通するように設けられ、前記支持具を支持して回転させる回転軸と、
前記シールキャップに取り付けられ前記回転軸を回転させる回転機構と、
をさらに有し、
前記回転機構の内部には前記回転軸と前記シールキャップとの間の隙間を介して前記反応容器内に連通する中空部が設けられ、前記第２ガス流路は、前記第１ガス流路と前記中空部とを連通させる配管と、前記中空部とにより構成される請求項１記載の基板処理装置。 - 前記第１ガスがＮＨ３ガスまたは不活性ガスであり、前記第２ガスがクロル系シランガスである請求項１記載の基板処理装置。
- 基板を処理する反応管と、
前記反応管の開口部に一端が接続されたマニホールドと、
前記マニホールドの前記反応管に接続された側と反対側である他端に第１シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記マニホールドの他端開口部を気密に閉塞するシールキャップと、
前記マニホールドに前記シールキャップが当接した状態における前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記マニホールドと前記シールキャップのうちの少なくとも何れか一方の少なくとも一部に、前記第1シール部材と前記第２シール部材とに沿うように設けられた凹部により形成される前記第１ガス流路と、
前記シールキャップに設けられ前記第１ガス流路と前記反応管内とを連通させる第２ガス流路と、
前記マニホールドに設けられ前記第1ガス流路に第1ガスを供給する第1ガス供給ポートと、
前記マニホールドに設けられ前記反応管内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、
を有し、
前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記マニホールドに前記シールキャップが当接した状態において、互いに重ならない位置にある基板処理装置。 - 基板を処理する反応容器と、
前記反応容器の開口部側の一端に第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、
前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態における前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域の前記反応容器と前記シールキャップのうちの少なくともいずれか一方に、環状に設けられた凹部により形成される前記第1ガス流路と、
前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、
前記反応容器に設けられ前記第１ガス流路に第１ガスを供給する第１ガス供給ポートと、
前記反応容器に設けられ前記反応容器内に第２ガスを供給する第２ガス供給ポートと、を有し、
前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において、互いに離れた位置にある基板処理装置。 - 基板を処理する反応容器と、
前記反応容器の開口部側の一端に、第1シール部材と第２シール部材とを介して当接することで前記反応容器の開口部を気密に閉塞するシールキャップと、
前記反応容器に前記シールキャップが当接することで前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に形成される第1ガス流路と、
前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路と、
前記反応容器に設けられ前記第1ガス流路にガスを供給するガス供給ポートと、
を有し、
前記第1ガス供給ポートの前記第1ガス流路との連通部と、前記第２ガス流路の前記第1ガス流路との連通部とが、前記反応容器に前記シールキャップが当接した状態において互いに離れた位置にある基板処理装置。 - 基板を反応容器内に搬入する工程と、
前記反応容器の開口部側の一端に第１シール部材と第２シール部材とを介してシールキャップを当接させることで、前記反応容器の開口部を気密に閉塞しつつ、前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に第１ガス流路を形成する工程と、
前記反応容器に設けられた第１ガス供給ポートから前記第１ガス流路に第１ガスを供給し、前記第1ガス流路に供給された前記第1ガスを前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路を介して前記反応容器内に供給すると共に、前記反応容器に設けられた第２ガス供給ポートから前記反応容器内に第２ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記反応容器内から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 基板を反応容器内に搬入する工程と、
前記反応容器の開口部側の一端に第１シール部材と第２シール部材とを介してシールキャップを当接させることで、前記反応容器の開口部を気密に閉塞しつつ、前記第1シール部材と前記第２シール部材との間の領域に第1ガス流路を形成する工程と、
前記反応容器に設けられた第1ガス供給ポートから前記第1ガス流路にガスを供給し、前記第1ガス流路に供給された前記ガスを前記シールキャップに設けられ前記第1ガス流路と前記反応容器内とを連通させる第２ガス流路を介して前記反応容器内に供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記反応容器内から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
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