特許 6573559 気化原料供給装置及びこれを用いた基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6573559

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】気化原料供給装置及びこれを用いた基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20190902BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20190902BHJP

   C23C 16/448 20060101ALI20190902BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20190902BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/31 B

   H01L21/316 X

   C23C16/448

   C23C16/455

【請求項の数】17

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-41317(P2016-41317)

(22)【出願日】2016年3月3日

(65)【公開番号】特開2017-157744(P2017-157744A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2018年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 健治

(72)【発明者】

【氏名】小池 悟

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２５４２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２０５３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８０４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８５８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１８４６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３２６４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９７２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２１４８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１４０７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１０８４０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１２７２１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３−２１／２０５、２１／３０２、２１／３０６５、

２１／３１−２１／３２、２１／３６３−２１／３６５、

２１／４６１、２１／４６９−２１／４７５、２１／８６、

Ｃ２３Ｃ １４／００−１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固体又は液体の原料を気化して気化原料を生成する１つの気化原料生成手段と、
該気化原料生成手段に接続され、生成された前記気化原料を複数系統に分岐させる複数の分岐配管と、
該分岐配管の各々に個別に設けられた複数の流量制御器と、
基板を収容可能な処理容器と、
該処理容器内の複数の領域毎にガス導入口とガス吐出孔を備えたインジェクタと、を有し、
前記複数の分岐配管は、前記複数の領域毎に設けられた前記ガス導入口の各々に１対１に対応して接続されており、
前記インジェクタは、前記複数の領域毎に隔壁により分割して仕切られた複数の室を内部に有し、
前記隔壁の一部には連通口が設けられ、前記複数の室同士が連通可能に構成されている基板処理装置。

【請求項2】

前記気化原料生成手段は、前記固体又は液体の原料を貯留する貯留タンクと、
該貯留タンクを加熱し、前記固体又は液体の原料を気化する加熱手段と、を有する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記貯留タンクは密閉容器からなり、生成した前記気化原料を前記貯留タンク内に保持可能である請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記複数の分岐配管は、前記気化原料生成手段に１本の元配管を介して接続されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記元配管にはバルブが設けられている請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記複数の分岐配管は、各々が前記気化原料生成手段に直接接続されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記複数の分岐配管の各々にバルブが設けられている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記気化原料生成手段、前記複数の分岐配管及び前記複数の流量制御器を一体的に覆うケーシングを更に有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記ガス吐出孔は、前記複数の領域毎に複数個設けられている請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記インジェクタは、前記複数の領域毎に別個独立に設けられた複数のインジェクタを含む請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記複数の領域同士は、互いに重ならない領域を含む請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項12】

隣接する前記複数の領域同士は、互いに重なる領域を含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記複数の室は、前記インジェクタの長手方向に沿って配置された請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記ガス導入口は、前記インジェクタの長手方向に平行な側面に設けられた請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記隔壁は、前記インジェクタ内で長手方向に沿って同心状に延びる部分を含み、
前記ガス導入口は、前記インジェクタ内に設けられた請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記複数の流量制御器の各々は、前記複数の分岐配管を介して接続された前記複数の領域毎に流量が設定されている請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項17】

前記複数の流量制御器は、前記複数の領域毎に設定された前記流量に応じて最大設定流量の異なる流量制御器が用いられている請求項１６に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気化原料供給装置及びこれを用いた基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、気化器にて液体原料の一部が気化した気液混合流体を気化して気化原料ガスを得ると共に、気化原料ガスに含まれる処理ガスとミストとを分離して得た処理ガスを成膜処理部に供給するにあたり、気液混合流体を、複数の吐出口を供えた流体供給部を介して気化器を構成する筒状部内に供給し、気液混合流体が拡散した状態で筒状部内に万遍なく行き渡らせ、熱交換しやすい状態となって、高い気化効率を確保することができるようにした気化器及び成膜装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる特許文献１に記載の構成によれば、気化器では処理ガスとミストとを分離し、分離されたミストを排出しているので、成膜装置にはミストを含まない処理ガスのみを供給することができる。また、この気化器を用いた成膜装置では、大流量の処理ガスを成膜処理部に供給することができるので、処理効率を高めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４５５３２４５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年、成膜処理等の基板処理において、成膜の面内均一性を向上させる観点から、処理室内の領域に応じてインジェクタのガス吐出孔の孔径や位置を調整することが行われている。つまり、例えば成膜装置においては、デポレートが低くなる傾向がある領域には、ガス吐出孔の孔径を大きくしたり、数を増加させたりし、逆にデポレートが周囲より高くなる傾向がある領域には、ガス吐出孔の孔径を小さくしたり、密度を低減させる等の調整を行う場合がある。

【0005】

上述の特許文献１には、そのようなインジェクタの調整についての記載は無いが、インジェクタについて、そのような調整を行うことは可能である。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の構成で、インジェクタについて、所定の流量においてそのような調整を行ったとしても、調整した流量以外の流量では、流量の増減によりインジェクタの内圧が変化してしまうため、領域毎の流量比が調整時と異なるものとなってしまう。よって、たとえインジェクタの調整を行っても、プロセスが異なり、処理ガスを供給する流量が調整時と異なる設定になると、調整通りの結果が得られないという問題がある。

【0007】

そこで、本発明は、複数の領域毎に処理ガスの流量を調整でき、所望の基板処理を高精度で行うことが可能な気化原料供給装置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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る基板処理装置は、固体又は液体の原料を気化して気化原料を生成する１つの気化原料生成手段と、
該気化原料生成手段に接続され、生成された前記気化原料を複数系統に分岐させる複数の分岐配管と、
該分岐配管の各々に個別に設けられた複数の流量制御器と、
基板を収容可能な処理容器と、
該処理容器内の複数の領域毎にガス導入口とガス吐出孔を備えたインジェクタと、を有し、
前記複数の分岐配管は、前記複数の領域毎に設けられた前記ガス導入口の各々に１対１に対応して接続されており、
前記インジェクタは、前記複数の領域毎に隔壁により分割して仕切られた複数の室を内部に有し、
前記隔壁の一部には連通口が設けられ、前記複数の室同士が連通可能に構成されている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、省スペースを図りつつ、複数系統の各々で流量の調整が可能な気化原料供給装置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。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る気化原料供給装置及び基板処理装置の一例を示した図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る気化原料供給装置の一例をより詳細に示した図である。

【図3】本発明の第２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。

【図4】本発明の第３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。

【図5】本発明の第３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た図である。

【図6】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】本発明の第４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。

【図8】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の側断面図である。

【図9】本発明の第５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。

【図10】本発明の第６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。

【図11】本発明の第６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断面構成を示した図である。

【図12】本発明の第７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。

【図13】本発明の第８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。

【図14】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の構成を示した断面図である。

【図15】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を示した図である。

【図16】本発明の第１０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。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る気化原料供給装置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、気化原料供給装置２５０と、これを含む基板処理装置３００が示されている。

【0014】

気化原料供給装置２５０は、固体又は液体の原料を加熱して気化原料を生成し、生成した気化原料を基板処理装置３００のインジェクタ１３１〜１３３に供給するための装置である。気化原料供給装置２５０は、加熱タンク１６０と、流量制御器（マスフローコントローラ）１７１〜１７３と、元配管１８０と、分岐配管１８１〜１８３と、ケーシング２２０とを備える。

【0015】

加熱タンク１６０は、固体又は液体の原料を貯留した状態でこれを加熱して気化し、気化原料を生成する気化原料生成手段である。加熱タンク１６０は、貯留タンク１６１と、ヒータ１６２とを備える。

【0016】

貯留タンク１６１は、固体又は液体の原料２１０を貯留する手段である。よって、貯留タンク１６１は、固体又は液体の状態の原料２１０を貯留可能な容器として構成される。貯留タンク１６１は、加熱により原料２１０が気化し、気化原料が生成された場合には、気化空間１６３に気化原料を留めておく必要があるため、密閉可能な容器として構成される。また、貯留タンク１６１は、ヒータ１６２により加熱されるため、十分な耐熱性を有する材料で構成される。

【0017】

なお、原料２１０は、気化した状態で成膜処理等の基板処理の原料となり得る種々の固体又は液体の材料を用いることができ、例えば、シリコン含有膜の成膜処理に用いる場合、３ＤＭＡＳ（Tris(dimethylamino)silane、トリスジメチルアミノシラン）等を用いることができる。なお、固体には紛体も含まれる。

【0018】

ヒータ１６２は、貯留タンク１６１を外側から加熱し、貯留した原料２１０を気化させるための加熱手段である。ヒータ１６２は、原料２１０を加熱して気化させ、気化原料を生成することが可能であれば、種々の構造を採り得る。例えば、ヒータ１６２は、電熱線から構成されてもよいし、プレート状の加熱プレートで構成されてもよい。

【0019】

流量制御器１７１〜１７３は、供給する気化原料の流量を設定して調整するための流量調整手段である。流量制御器１７１〜１７３は、複数系統設けられ、図１においては、３系統に設けられている。このように、複数の流量制御器１７１〜１７３を設けることにより、基板処理装置２６０の処理容器１内に処理ガスとして供給する気化原料の流量を複数系統で制御することができ、複数の領域で異なる流量を設定する場合に個々に流量制御を行うことができる。

【0020】

流量制御器１７１〜１７３は、各々に対応する分岐配管１８１〜１８３を介して元配管１８０に接続され、元配管１８０が加熱タンク１６０の上面に接続されている。加熱タンク１６０内で気化した気化原料は、加熱タンク１６０内の上部の気化空間１６３に充満するが、元配管１８０が加熱タンク１６０の上面に接続されているため、気化原料は元配管１８０から流出する。元配管１８０には、複数系統に分岐した分岐配管１８１〜１８３が接続されているため、気化原料は各分岐配管１８１〜１８３に分岐して流れ、各流量制御器１７１〜１７３により各系統の流量が制御され、気化原料供給装置２５０の外側に設けられた分岐配管１８１〜１８３を経て処理容器１内に供給される。

【0021】

ここで、流量制御器１７１〜１７３は、ガスの流量が調整できれば、種々の流量制御器（マスフローコントローラ）を用いることができる。流量制御器１７１〜１７３は、同じ流量制御器１７１〜１７３を用いる必要は無く、各系統の用途に応じて互いに異なる流量制御器１７１〜１７３を使用してもよい。特に、各系統で設定流量が大きく異なる場合、設定流量に応じて能力、つまり最大設定流量の異なる流量制御器１７１〜１７３を用いるようにしてもよい。一般的に、流量制御器１７１〜１７３で精度良く調整できる流量は、最大設定流量の１０％程度以上までであり、最大設定流量の１０％未満の小さな流量は精度良く調整することが困難である。よって、設定流量自体が小さい系統には、最大設定流量の小さい流量制御器１７１〜１７３を用い、設定流量が大きい系統には、それに応じて最大設定流量の大きい流量制御器１７１〜１７３を用いることが好ましい。各系統の設定流量に応じて、調整すべき流量が最大設定流量の１０％未満とならないように（１０％以上となるように）流量制御器１７１〜１７３を選択すれば、非常に精度の高い流量制御を行うことができる。

【0022】

また、複数の分岐配管１８１〜１８３は、元配管１８０から分岐した構成となっているが、複数の分岐配管１８１〜１８３の各々が直接的に加熱タンク１６０に接続される構成であってもよい。

【0023】

なお、加熱タンク１６０、流量制御器１７１〜１７３、元配管１８０及び分岐配管１８１〜１８３は、ケーシング２２０に収容されて一体的に構成されてもよい。各部品をケーシング２２０に収納することにより、気化原料供給装置２５０の設置及び移動を容易に行うことができる。

【0024】

ここで、流量制御器１７１〜１７３は、複数設けられるが、加熱タンク１６０は１個設けるだけでよい。気化原料を複数系統に分けた個別供給の場合、複数系統の各々が加熱タンク１６０及び流量制御器１８１〜１８３を備えた構成とすることも考えられるが、そのような構成とすると、加熱タンク１６０に要するスペースが大きくなり、気化原料制御装置が大きくなり過ぎてしまう。また、加熱タンク１６０が複数必要になるので、コストも増加してしまう。

【0025】

本実施形態に係る気化原料供給装置２５０においては、加熱タンク１６０は１個のみとし、流量制御器１７１〜１７３のみを複数個としたので、省スペース化を図りつつ、複数領域での正確な流量制御を行うことが可能となる。

【0026】

基板処理装置３００は、基板に成膜等の処理を施すための装置であり、処理容器１と、インジェクタ１３１〜１３３とを少なくとも備える。処理容器１は、処理対象となる基板を収容するための容器である。なお、図１においては、基板として半導体ウエハＷが用いられている。以下、処理対象の基板としてウエハＷを用いた例を挙げて説明する。

【0027】

インジェクタ１３１〜１３３は、ウエハＷに処理ガスを供給するための処理ガス供給手段である。インジェクタ１３１〜１３３は、ノズル形状に構成される。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。なお、本実施形態においては、処理ガスには、固体又は液体の原料２１０を気化して生成された気化原料を用いる。

【0028】

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上の複数の領域に気化原料を供給すべく、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。

【0029】

複数のインジェクタ１３１〜１３３は、気化原料供給装置２５０の複数の流量制御器１７１〜１７３の各々に１対１に対応して設けられる。よって、各々のインジェクタ１３１〜１３３毎に対応する流量制御器１７１〜１７３により流量の制御が可能である。なお、図１の例においては、流量制御器１７１にインジェクタ１３１、流量制御器１７２にインジェクタ１３２、流量制御器１７３にインジェクタ１３３が各々対応している。

【0030】

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上の異なる領域に気化原料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、気化原料の流量を領域毎に異なる設定とすることにより、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が、本実施形態に係る気化原料供給装置及び基板処理装置は、そのような調整を行うのに非常に適している。

【0031】

図１においては、流量の大小を矢印の大きさで模式的に示しており、図１に示される通り、左側のインジェクタ１３３からの流量を最も小さく設定し、右側のインジェクタ１３１からの流量を最も大きく設定し、中央のインジェクタ１３２からの流量はそれらの中間に設定している場合について説明する。

【0032】

この場合、当然ながら、インジェクタ１３３に接続されている流量制御器１７３の流量設定値が最も小さく、インジェクタ１３１に接続されている流量制御器１７１の流量設定値が最も大きい。そして、インジェクタ１３２に接続されている流量制御器１７２の流量設定値はそれらの中間値である。ここで、インジェクタ１３１〜１３３の各々の設定流量を変更しても、インジェクタ１３１〜１３３は各流量制御器１７１〜１７３に個別に流星制御されているため、任意の流量に設定変更が可能である。上述のように、インジェクタが１本で、領域毎にガス吐出孔の配置や大きさを変えて設定している場合には、設定流量が変化すると各領域間の関係が崩れてしまい、流量変更への対応が不十分であったが、本実施形態に係る気化原料供給装置２５０及び基板処理装置３００では、流量変更にも何ら問題無く対応可能である。

【0033】

また、インジェクタ１７１〜１７３のガス吐出孔１５１〜１５３の精度に問題があり、各領域における流量比が設計通りで無い場合であっても、本実施形態に係る気化原料供給装置２５０及び基板処理装置３００では、最終的な出力であるガス吐出孔１５１〜１５３から供給される気化原料の流量を制御可能であるので、何ら問題は生じない。

【0034】

更に、ガス吐出孔１５１〜１５３に詰まり等が生じ、流量が変化した場合であっても、それに応じて流量制御器１７１〜１７３で最終出力となる流量が一定となるように流量を調整すればよいので、そのような経時的変化にも問題無く対応可能である。

【0035】

このように、複数系統のインジェクタ１３１〜１３３の各々に対応する流量制御器１７１〜１７３を１対１で対応させて設けることにより、種々の変化に柔軟に対応し、所望の流量で気化原料を供給することができる。

【0036】

なお、図１においては、３系統の例が挙げられているが、複数系統であれば、用途に応じて何系統にもすることができる。

【0037】

また、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、総て異なる領域に気化原料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。

【0038】

なお、図１においては、基板処理装置３００の最小限の構成要素が示されているが、ウエハＷを載置する載置台や、処理容器１内を真空引きする真空排気手段等、基板処理に必要な種々の構成要素を必要に応じて備えてよい。

【0039】

次に、図２を用いて、気化原料供給装置２５０の構成をより詳細に説明する。図２は、気化原料供給装置２５０の一例をより詳細に示した図である。

【0040】

図２に示されるように、加熱タンク１６０と、複数の流量制御器１７１〜１７３と、元配管１８０と、分岐配管１８１〜１８３がケーシング２２０内に収容されている構成は図１と同様であるが、更に原料配管１９１と、パージ配管１９２と、バルブ２０１〜２０３とがケーシング２２０内に設けられている点で、図１と異なっている。

【0041】

原料配管２０１は、加熱タンク１６０に原料２１０を供給するための配管である。原料２１０が液体原料の場合には、原料配管２０１を用いて加熱タンク１６０内に原料２１０を供給することができる。図２においては、３ＤＭＡＳを原料２１０とした例が示されている。また、バルブ２０１は、原料配管２０１の開閉及び流量調整を行うためのバルブである。

【0042】

パージ配管１９２は気化原料を処理容器１に供給していないときに、元配管１８０及び分岐配管１８１〜１８３にパージガスを供給してこれらを清浄化するために用いられる配管である。パージガスは、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスや、Ｎ_２等の不活性ガスを用途に応じて用いることができる。図２においては、Ｎ_２をパージガスとした例が示されている。また、バルブ２０２は、パージ配管１９２の開閉及び流量調整を行うためのバルブであり、基板処理を実施しているときには閉とされる。基板処理が終了し、気化原料が処理容器１に供給されていないときに開とされる。

【0043】

バルブ２０３は、元配管１８０の開閉及び流量調整を行うためのバルブである。加熱タンク１６０から流量制御器１７１〜１７３に気化原料を供給するとき、つまり基板処理中に開とされ、基板処理の待機中や停止中には閉とされる。

【0044】

バルブ２０１〜２０３は、手動バルブであってもよいし、電磁バルブであってもよいが、ケーシング２２０の外部から操作が可能なように、電磁バルブ又はエアオペレートバルブが設けられていることが好ましい。

【0045】

他の構成要素については、図１で説明した通りであるので、対応する構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0046】

〔第２の実施形態〕
図３は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置３０１の一例を示した図である。なお、気化原料供給装置２５０については、第１の実施形態に係る気化原料供給装置２５０と同一であるので、各構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0047】

第２の実施形態に係る基板処理装置３０１では、インジェクタ１３０の構成が実施形態１に係る複数のインジェクタ１３１〜１３３と異なっている。第２の実施形態に係る基板処理装置３０１では、複数のインジェクタ１３１〜１３３ではなく、１本のインジェクタ１３０が用いられている。１本のインジェクタ１３０は、その内部において、複数の隔壁１２１、１２２が設けられ、インジェクタ１３０内を３つの室１３１ａ〜１３３ａに分割している。更に、隔壁１２１、１２２にはオリフィス１１１、１１２が設けられ、３つの室１３１ａ〜１３３ａは連通可能に構成されている。

【0048】

第１の実施形態と同様、室１３３ａに最小流量で気化原料が供給され、室１３１ａに最大流量で気化原料が供給され、室１３２ａにそれらの中間の流量で気化原料が供給された例を挙げて説明する。

【0049】

この場合、当然に各室１３１ａ〜１３３ａ間で流量に差を設けて対応する流量制御器１７１〜１７３から気化原料を供給するが、室１３１ａと室１３２ａとを仕切る隔壁１２１にオリフィス１１１、室１３２ａと室１３３ａとを仕切る隔壁１２２にオリフィス１１２が形成されているため、室１３１ａに流入した気化原料はオリフィス１１１を介して室１３２ａに流入可能であり、室１３２ａに流入した気化原料はオリフィス１１２を介して室１３３ａに流入可能である。よって、ガス吐出孔１５１〜１５３から供給される気化原料は、３つの領域で階段状に変化するのではなく、全領域でなだらかに流量が分布した状態で供給される。図３のガス吐出孔１５１〜１５３の下方の矢印がそのなだらかな分布を模式的に示している。つまり、各ガス導入口１４１〜１４３から供給される流量は、３つの矢印で示されるように所定の３段階の流量であるが、複数のガス吐出孔１５１〜１５３から吐出される気化原料は、１０段階の矢印で示されるように、もっとなめらかな流量比となる。

【0050】

このように、第２の実施形態に係る基板処理装置３０１によれば、１本のインジェクタ１３０内部を隔壁１２１、１２２により各領域に応じた室１３１ａ〜１３３ａに区切るとともに、隔壁１２１、１２２に連通口として機能するオリフィス１１１、１１２を設けることにより、なめらかな流量差を設けて気化原料をウエハＷに供給することができる。

【0051】

〔第３の実施形態〕
以下の実施形態では、第１及び第２の実施形態において説明した気化原料供給装置２５０及び基板処理装置３００、３０１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３の実施形態に係る基板処理装置３０２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。

【0052】

図４は、本発明の第３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。図４において、基板処理装置３０２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は、第１及び第２の実施形態に係る基板処理装置３００、３０１の処理容器１と同様の形状であるので、同一の参照符号を用いる。

【0053】

図４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。

【0054】

回転テーブル２の表面には、図４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。

【0055】

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１３１〜１３３、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１３１〜１３３、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１３１〜１３３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である。図４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の外周側の領域にインジェクタ１３１、回転テーブル２の中心側（内側）の領域にインジェクタ１３３、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１３１〜１３３のガス吐出孔１５１〜１５３から気化原料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、順次気化原料が供給される。よって、３つのインジェクタ１３１〜１３３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の全面に気化原料は供給される。インジェクタ１３１〜１３２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上に気化原料が供給されない領域を存在させず、ウエハＷの全面に気化原料を供給できることになる。

【0056】

気化原料の各インジェクタ１３１〜１３３への供給は、気化原料供給装置２５０から、分岐配管１８１〜１８３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１８１〜１８３が導入され、各インジェクタ１３１〜１３３の各ガス導入口１４１〜１４３に気化原料が導入される。

【0057】

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、気化原料がウエハ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１３１、インジェクタ１３２、インジェクタ１３３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。

【0058】

インジェクタ１３１〜１３３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。

【0059】

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。

【0060】

例えば、反応ガスノズル３２には、３ＤＭＡＳを酸化してＳｉＯ_２を生成するために、オゾン（Ｏ_３）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。

【0061】

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４においては、不活性ガスとしてＮ_２ガスが使用された例が示されている。

【0062】

図５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５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１８１〜１８３が接続され、ガス導入口１４１〜１４３に気化原料が供給される。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。

【0063】

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、３ＤＭＡＳガス等の気化原料をウエハ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に吸着された気化原料を酸化させる第２の処理領域Ｐ２となる。

【0064】

図４及び図５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。

【0065】

また、図５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。

【0066】

高い天井面４５の下方の空間には、インジェクタ１３１〜１３３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１３１〜１３３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。

【0067】

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Ｎ_２ガスが供給されると、このＮ_２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、Ｎ_２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等の気化原料と、第２の領域Ｐ２からのＯ_３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内において気化原料とＯ_３ガスとが混合して反応することが抑制される。

【0068】

図６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。

【0069】

図６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（図１）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。

【0070】

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（図１）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。

【0071】

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１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。

【0072】

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１及び図５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。

【0073】

図６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Ｎ_２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６には一つのパージガス供給管７３を示す）。

【0074】

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Ｎ_２ガスを供給するように構成されている。

【0075】

更に、処理容器１の側壁には、図４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。

【0076】

また、本実施形態による基板装置には、図１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。

【0077】

このように、気化原料供給装置２５０を、成膜処理を行う基板処理装置３０２に好適に利用することができ、これにより、インジェクタ１３１〜１３３の設けられた処理容器１内の各領域の気化原料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。

【0078】

〔第４の実施形態〕
図７は、本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置３０３の一例を示した図である。図７において、気化原料供給装置２５０に接続されたインジェクタ１３０が１本となり、インジェクタ１３０は、３つの領域となる室１３１〜１３３を有している。

【0079】

図８は、インジェクタ１３０の側断面図である。図８に示されるように、インジェクタ１３０も内部は、隔壁１２１、１２２により分割され、３つの室１３１ａ、１３２ａ、１３３ａに分割されている。隔壁１２１、１２２には、連通口となるオリフィス１１１、１１２が形成され、各室１３１ａ〜１３２ａ同士が連通可能に構成されている。つまり、これは、第２の実施形態に係る基板処理装置３０１を具体的な装置に適用した例である。このように、第４の実施形態に係る基板処理装置３０３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気化原料を供給することができ、ＡＬＤ成膜処理を行うことができる。

【0080】

なお、他の構成要素については、第３の実施形態に係る基板処理装置３０２と同様であるので、その説明を省略する。

【0081】

〔第５の実施形態〕
図９は、本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ａの一例を示した図である。第５の実施形態に係る基板処理装置は、図７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１３０ａの構造のみが異なっている。

【0082】

第５の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ａは、図９に示されるように、隔壁１２１ａ、１２２ａにオリフィス１１１、１１２が形成されておらず、完全に室１３１ａ〜１３３ａが分離されている点で、第４の実施形態に係る基板処理装置３０３のインジェクタ１３０と異なっている。

【0083】

このように、隔壁１２１ａ、１２２ａにオリフィス１１１，１１２を設けず、各室１３１ａ〜１３３ａ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１３１〜１３３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１３０ａを構成することができる。

【0084】

なお、他の構成要素については、第３及び第４の実施形態に係る基板処理装置３０２と同様であるので、その説明を省略する。

【0085】

〔第６の実施形態〕
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置３０４の一例を示した図である。第６の実施形態に係る基板処理装置３０４においては、インジェクタ１３０ｂが１本である点は第４及び第５の実施形態に係る基板処理装置３０３と共通するが、ガス導入ポート１１３０が１個だけ容器本体１２の外周に設けられている点で、第４及び第５の実施形態に係る基板処理装置３０３と異なっている。

【0086】

この場合、気化原料は１箇所のガス導入ポート１１３０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。

【0087】

図１１は、インジェクタ１３０ｂの一例の断面構成を示した図である。図１１に示されるように、インジェクタ１３０の隔壁１２１ｂ、１２１ｃ、１２２ｂ、１２２ｃは、インジェクタ１３０ｂの長手方向に垂直に存在して各室１３１ｂ〜１３３ｂ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１３０の径方向に沿って各室１３１ｂ〜１３３ｂを分割する部分１２１１、１２２１をも有している。これに伴い、各室１３１ｂ〜１３３ｂのガス導入口１４１ａ〜１４３ａは、インジェクタ１３０ｂ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１３１ａのガス導入口１４１ａは右奥に移動し、２番目の室１３２ａのガス導入口１４１ｂは真中よりやや左側（入口側）にあり、入口側の室１３３ａのガス導入口１４３ａはインジェクタ１３０ｂの全体のガス導入口と同じ最も入口側にある。

【0088】

このように、同心管状の部分１２１１、１２２１を有する隔壁１２１ｂ、１２２ｂを用いて、インジェクタ１３０ｂ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の外周壁から気化原料を導入することができる。

【0089】

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。

【0090】

〔第７の実施形態〕
図１２は、第７の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ｃの一例を示した図である。第７の実施形態に係る基板処理装置は、図１０に示した第６の実施形態に係る基板処理装置３０４と同様の平面構成を有するが、インジェクタ１３０ｃの構造のみが異なっている。

【0091】

第７の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ｃは、図１２に示されるように、隔壁１２１ｃ、１２２ｃは、各室１３１ｂ〜１３３ｂを長手方向に沿って分割する部分１２１３、１２２３と、長手方向に沿って延びるとともに三重管等の同心管の構造を有し、インジェクタ１３０ｃの径方向に沿って各室１３１ｂ〜１３３ｂを分割する部分１２１４、１２２４を有している点では、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と共通する。一方、隔壁１２１ｃ、１２２ｃの径方向に沿って延びる部分１２１３、１２２３にオリフィス１１１ａ、１１２ａが形成されており、室１３１ｂ〜１３３ｂ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。

【0092】

このように、隔壁１２１ｃ、１２２ｃの一部にオリフィス１１１ａ、１１２ａを設け、各室１３１ｂ〜１３３ｂ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１３０ｃ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１３１ｃ〜１３３ｃ同士が連通可能に構成されていれば、オリフィス１１１ａ、１１２ａの位置は問わない。

【0093】

なお、他の構成要素については、第３乃至第６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。

【0094】

〔第８の実施形態〕
図１３は、本発明の第８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８の実施形態に係る基板処理装置は、気化原料供給装置２５０を縦型熱処理装置に適用した例について説明する。

【0095】

図１３は、本発明の第８の実施形態に係る基板処理装置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３０５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。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

また、基板処理装置３０５には、気化原料を供給する気化原料供給装置２５０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。

【0102】

気化原料供給装置２５０は、例えば３ＤＭＡＳなどの液体又は固体の原料を貯留して気化し、流量制御器１７１〜１７３及び開閉バルブが設けられた元配管１８０及び分岐配管１８１〜１８３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。

【0103】

反応ガス供給源４５６は、例えばアンモニア（ＮＨ_３）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。

【0104】

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。

【0105】

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。

【0106】

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。

【0107】

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。

【0108】

図１４は、インジェクタ１３０ｄの一例の構成を示した断面図である。図１４に示されるように、縦長のインジェクタ１３０ｄは、内部が隔壁１２１ｃ、１２２ｃにより３個の室１３１ｃ〜１３３ｃに分割されている。隔壁１２１ｃ、１２２ｃには、オリフィスは形成されておらず、各室１３１ｃ〜１３３ｃは完全に分離されている。隔壁１２１ｃ、１２２ｃは、インジェクタ１３０ｄの長手方向に垂直な部分１２１５、１２２５と、長手方向に平行な部分１２１６、１２２６とから構成され、長手方向に平行な部分１２１５、１２２５は同心状に延びて全体として三重管を構成している。

【0109】

各室１３１ｃ〜１３３ｃのガス導入口１４１ｂ〜１４３ｂの位置は、鉛直方向の高い位置からガス導入口１４１ｂ、１４２ｂ、１４３ｂの順にインジェクタ１３０ｄの長手方向（鉛直方向）に沿って配置されている。

【0110】

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。

【0111】

このように、縦型の熱処理装置においても、本実施形態に係る気化原料供給装置２５０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。

【0112】

〔第９の実施形態〕
図１５は、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１３０ｅの一例を示した図である。第９の実施形態に係る基板処理装置は、図１３に示した第８の実施形態に係る基板処理装置３０５と同様の全体構成を有するが、インジェクタ１３０ｅの構造のみが異なっている。

【0113】

第９の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３０ｅは、図１５に示されるように、隔壁１２１ｄ、１２２ｄの一部にオリフィス１１１ｂ、１１２ｂが形成されており、室１３１ｃ〜１３３ｃが連通可能に構成されている点で、第８の実施形態に係る基板処理装置３０５のインジェクタ１３０ｄと異なっている。

【0114】

このように、隔壁１２１ｄ、１２２ｄの一部にオリフィス１１１ｂ、１１２ｂを各々設け、各室１３１ｃ〜１３３ｃ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１３０ｅ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１３１ｃ〜１３３ｃ同士が連通可能に構成されていれば、オリフィス１１１ｂ、１１２ｂの位置は問わない。

【0115】

なお、他の構成要素については、第８の実施形態に係る基板処理装置３０５と同様であるので、その説明を省略する。

【0116】

〔第１０の実施形態〕
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る基板処理装置のインジェクタ１３１ｄ〜１３３ｄ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１３に示した第８の実施形態に係る基板処理装置３０５と類似した全体構成を有するが、図１６に示されるように、気化原料を供給するインジェクタ１３１ｄ〜１３３ｄが複数本に増加するとともに、各インジェクタ１３１ｄ〜１３３ｄ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８及び第９の実施形態に係る基板処理装置３０５と異なっている。

【0117】

気化原料供給装置２５０の分岐配管１８１〜１８３から、１対１に各インジェクタ１３１ｄ〜１３３ｄのガス導入口１４１ｃ〜１４３ｃに接続され、各々のインジェクタ１３１ｄ〜１３３ｄ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１０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。

【0118】

このように、完全に独立した複数のインジェクタ１３１ｄ〜１３３ｄ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気化原料を供給する構成としてもよい。

【0119】

以上説明したように、本発明の実施形態に係る気化原料供給装置は、処理容器内の複数領域に供給可能なインジェクタと組み合わせることにより、種々の態様の基板処理装置を構成することができ、領域毎に高精度に流量制御を行うことができ、より高精度の基板処理を行うことができる。

【0120】

なお、第１乃至第１０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に適用することが可能である。

【0121】

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。

【符号の説明】

【0122】

１ 処理容器
２ 回転テーブル
１１１、１１２ オリフィス
１２１、１２１ａ〜１２１ｃ、１２２、１２２ａ〜１２２ｃ、１２１０〜１２１３、１２２０〜１２２３ 隔壁
１３０、１３０ａ〜１３０ｅ、１３１〜１３３ インジェクタ
１３１ａ〜１３１ｃ、１３２ａ〜１３２ｃ、１３３ａ〜１３３ｃ 室
１４１、１４１ａ、１４１ｂ、１４２、１４２ａ、１４２ｂ、１４３、１４３ａ、１４３ｂ ガス導入口
１５１〜１５３ ガス吐出孔
１６０ 加熱タンク
１６１ 貯留タンク
１６２ ヒータ
１６３ 気化空間
１７１〜１７３ 流量制御器
１８０ 元配管
１８１〜１８３ 分岐配管
１９１ 原料配管
１９２ パージ配管
２０１〜２０３ バルブ
２１０ 原料
２２０ ケーシング
２５０ 気化原料供給装置
３００〜３０５ 基板処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】