特開 2023-117775 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023117775

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20230817BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

H01L21/31 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022020521

(22)【出願日】2022-02-14

(71)【出願人】

【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】林 伊吹

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030AA03

4K030AA06

4K030AA09

4K030AA13

4K030AA14

4K030AA17

4K030AA18

4K030CA04

4K030CA12

4K030EA06

4K030FA03

4K030GA06

4K030JA03

4K030KA10

4K030KA37

4K030KA39

5F045AA06

5F045AB32

5F045AC07

5F045AC15

5F045AC16

5F045AE01

5F045AF01

5F045BB08

5F045BB15

5F045DP15

5F045DP27

5F045DP28

5F045DQ10

5F045EB09

5F045EB10

5F045EE04

5F045EE14

5F045EF03

5F045EF05

5F045EF11

5F045EG02

5F045EK07

5F045EN04

5F045GB04

(57)【要約】

【課題】天井部材と基板との隙間を調整できる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による基板処理装置は、真空容器と、前記真空容器の内部に設けられ、基板を載置する載置面を有する載置部と、前記載置部の上方に設けられる天井部材と、を備え、前記天井部材は、前記真空容器に固定される固定部材と、前記固定部材に取り付けられ、前記載置面と対向する第１対向面を有する可動部材と、前記固定部材と前記可動部材との間に挟まれるスペーサと、前記固定部材と前記スペーサとの間に設けられる第１シール部材と、前記可動部材と前記スペーサとの間に設けられる第２シール部材と、前記可動部材を貫通して前記固定部材にねじ込まれる複数の調整ボルトと、を有する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空容器と、
前記真空容器の内部に設けられ、基板を載置する載置面を有する載置部と、
前記載置部の上方に設けられる天井部材と、
を備え、
前記天井部材は、
前記真空容器に固定される固定部材と、
前記固定部材に取り付けられ、前記載置面と対向する第１対向面を有する可動部材と、
前記固定部材と前記可動部材との間に挟まれるスペーサと、
前記固定部材と前記スペーサとの間に設けられる第１シール部材と、
前記可動部材と前記スペーサとの間に設けられる第２シール部材と、
前記固定部材を貫通して前記可動部材にねじ込まれる複数の調整ボルトと、
を有する、
基板処理装置。

【請求項2】

前記可動部材は、
前記第１対向面を含む底面板と、
前記底面板の上方に設けられ、前記固定部材の上面と対向する第２対向面を有する天井板と、
を有し、
前記スペーサは、前記固定部材の前記上面と前記第２対向面との間に挟まれる、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記スペーサは、前記第１対向面と直交する方向に沿って複数設けられる、
請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記載置部は、回転可能に設けられ、周方向に沿って複数の前記基板を載置する回転テーブルを含み、
前記複数の調整ボルトは、前記回転テーブルの半径方向における異なる位置に設けられる２つ以上の調整ボルトを含む、
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】

前記天井部材は、前記真空容器の内部にガスを噴射するシャワーヘッドである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記天井部材は、該天井部材の上方から前記載置面を視認可能な窓を有し、
前記窓の上方に設けられ、前記可動部材の高さ位置を計測するレーザ変位計を備える、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

シャワーヘッドチルト調整機構により、基板処理装置のフェースプレートに隣接する基板台座モジュールの上面に対して、シャワーヘッドモジュールのフェースプレートのギャップ、傾き及び平坦化を調整する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０２０－５２９１２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、天井部材と基板との隙間を調整できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板処理装置は、真空容器と、前記真空容器の内部に設けられ、基板を載置する載置面を有する載置部と、前記載置部の上方に設けられる天井部材と、を備え、前記天井部材は、前記真空容器に固定される固定部材と、前記固定部材に取り付けられ、前記載置面と対向する第１対向面を有する可動部材と、前記固定部材と前記可動部材との間に挟まれるスペーサと、前記固定部材と前記スペーサとの間に設けられる第１シール部材と、前記可動部材と前記スペーサとの間に設けられる第２シール部材と、前記固定部材を貫通して前記可動部材にねじ込まれる複数の調整ボルトと、を有する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、天井部材と基板との隙間を調整できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る基板処理装置を示す概略断面図

【図2】実施形態に係る基板処理装置の真空容器内の構成を示す概略斜視図

【図3】実施形態に係る基板処理装置の真空容器内の構成を示す概略平面図

【図4】実施形態に係る基板処理装置の別の概略断面図

【図5】実施形態に係る基板処理装置の別の概略断面図

【図6】実施形態に係るシャワーヘッドを示す概略斜視図

【図7】実施形態に係るシャワーヘッドを示す概略平面図

【図8】実施形態に係るシャワーヘッドを示す概略断面図

【図9】実施形態に係るシャワーヘッドの底面板の下面の構成を示す図

【図10】実施形態の変形例に係るシャワーヘッドを示す概略断面図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。

【0009】

〔基板処理装置〕
図１～図５を参照し、実施形態に係る基板処理装置について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置を示す概略断面図である。図２及び図３は、実施形態に係る基板処理装置の真空容器１内の構造を説明するための図である。図２及び図３では、説明の便宜上、天板１１の図示を省略する。

【0010】

実施形態に係る基板処理装置は、複数枚の基板Ｗに一括で成膜処理を行う装置として構成される。基板Ｗは、例えば半導体ウエハである。基板処理装置は、真空容器１と、回転テーブル２とを備える。

【0011】

真空容器１は、平面視において略円形状を有する。真空容器１は、基板Ｗを収容する。真空容器１は、基板Ｗに成膜処理等の処理を行う処理室として構成される。真空容器１は、天板１１と、容器本体１２とを備える。天板１１は、回転テーブル２の上面と対向する位置に設けられる。天板１１は、容器本体１２から着脱可能に構成される。容器本体１２の上面の周縁部には、環状を有するシール部材１３が設けられる。シール部材１３は、例えばＯリングである。

【0012】

回転テーブル２は、真空容器１内に回転可能に設けられる。回転テーブル２は、真空容器１の中心に回転中心を有する。回転テーブル２は、中心部にて略円筒形状のコア部２１に固定される。コア部２１には、鉛直方向に伸びる回転軸２２を介して駆動部２３が接続される。駆動部２３は、回転軸２２及びコア部２１を介して、回転テーブル２を鉛直軸回り、例えば時計回りに回転させる。

【0013】

回転軸２２及び駆動部２３は、ケース体２０に収納される。ケース体２０は、筒状を有する。ケース体２０は、上部のフランジが真空容器１の底部１４の下面に気密に取り付けられる。

【0014】

回転テーブル２の上面には、凹部２４が形成される。凹部２４は、平面視において円形状を有する。凹部２４には、基板Ｗが載置される。凹部２４は、回転方向に沿って、複数箇所、例えば５箇所に設けられる。凹部２４は、基板Ｗの直径よりも僅かに大きい内径を有する。凹部２４は、基板Ｗの厚さにほぼ等しいか、又は基板Ｗの厚さよりも大きい深さを有する。これにより、基板Ｗが凹部２４に載置されると、基板Ｗの表面と、回転テーブル２の基板Ｗが載置されない領域の表面とが同じ高さになるか、基板Ｗの表面が回転テーブル２の表面よりも低くなる。凹部２４の底面には、複数、例えば３つの貫通孔が設けられる。各貫通孔には、図示しない昇降ピンが挿通される。昇降ピンは、基板Ｗを下方から突き上げて昇降させる。

【0015】

回転テーブル２の上方には、シャワーヘッド１００、処理ガスノズル３１、３２及び分離ガスノズル４１、４２が、図３の矢印Ａで示される回転テーブル２の回転方向に互いに間隔をおいて配置される。図示の例では、後述の搬送口１５から回転テーブル２の回転方向に、処理ガスノズル３２、分離ガスノズル４１、シャワーヘッド１００、分離ガスノズル４２、処理ガスノズル３１がこの順番で配列する。処理ガスノズル３２、分離ガスノズル４１、シャワーヘッド１００、分離ガスノズル４２及び処理ガスノズル３１は、それぞれ石英により形成される。

【0016】

シャワーヘッド１００は、底面板１２１を有する。底面板１２１には、原料ガス供給部１２１ｄ、軸側補助ガス供給部１２１ｅ、外側補助ガス供給部１２１ｆが形成される。原料ガス供給部１２１ｄ、軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆは、回転テーブル２の半径方向に沿って延在する。原料ガス供給部１２１ｄ、軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆの各々の底面には、図示しない複数の吐出孔が形成され、回転テーブル２の半径方向に沿って原料ガス、軸側補助ガス及び外側補助ガスを供給する。原料ガス供給部１２１ｄは、基板Ｗの全体を覆うように回転テーブル２の半径方向に沿って半径全体に亘り延在する。軸側補助ガス供給部１２１ｅは、回転テーブル２の軸側の原料ガス供給部１２１ｄの１／３程度の領域のみに延在する。外側補助ガス供給部１２１ｆは、回転テーブル２の外側の原料ガス供給部１２１ｄの１／３程度の領域のみに延在する。

【0017】

ノズル３１、３２、４１、４２は、各ノズル３１、３２、４１、４２の基端部であるガス導入ポート３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａを容器本体１２の外周面に固定することにより、真空容器１の外周面から真空容器１内に導入される。ノズル３１、３２、４１、４２は、容器本体１２の半径方向に沿って回転テーブル２に対して水平に伸びるように取り付けられる。

【0018】

原料ガス供給部１２１ｄ、軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆは、底面板１２１に設けられる。このため、シャワーヘッド１００に導入される原料ガス、軸側補助ガス及び外側補助ガスは、原料ガス供給部１２１ｄ、軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆを介して真空容器１内に噴射される。

【0019】

原料ガス供給部１２１ｄは、配管１２６ｄ及び流量制御器１２７ｄ等を介して、原料ガスの供給源１２８ｄに接続される。軸側補助ガス供給部１２１ｅは、配管１２６ｅ及び流量制御器１２７ｅ等を介して、軸側補助ガスの供給源１２８ｅに接続される。外側補助ガス供給部１２１ｆは、配管１２６ｆ及び流量制御器１２７ｆ等を介して、外側補助ガスの供給源１２８ｆに接続される。原料ガスは、例えば有機アミノシランガス等のシリコン含有ガスや、ＴｉＣｌ_４等のチタン含有ガスを含む。軸側補助ガス及び外側補助ガスは、例えばアルゴンガス等の希ガスや窒素ガス等の不活性ガスを含む。軸側補助ガス及び外側補助ガスは、例えば原料ガスと同じガスを含んでもよい。軸側補助ガス及び外側補助ガスは、用途及びプロセスに応じて、膜厚の調整等、面内均一性を高めるのに好ましいガスが適宜選択される。

【0020】

処理ガスノズル３１は、配管３１ｂ及び流量制御器３１ｃ等を介して、反応ガスの供給源３１ｄに接続される。反応ガスは、原料ガスと反応して反応生成物を生成するガスである。反応ガスは、例えばシリコン含有ガスに対してはオゾンガス等の酸素含有ガス、チタン含有ガスに対してはアンモニアガス等の窒素含有ガス等が該当する。

【0021】

処理ガスノズル３２は、配管３２ｂ及び流量制御器３２ｃ等を介して、改質ガスの供給源３２ｄに接続される。改質ガスは、生成した反応生成物の膜質を高めるため、プラズマを生成し得るガスであり、多くの場合、反応ガスと同様の性質を有するガスが用いられる。改質ガスは、例えばシリコン含有ガスに対しては酸素ガス、オゾンガス等の酸素含有ガス、チタン含有ガスに対してはアンモニアガス、窒素ガス等の窒素含有ガス等が用いられる。

【0022】

分離ガスノズル４１、４２は、いずれも不図示の配管及び流量制御バルブ等を介して、分離ガスの供給源（図示せず）に接続される。分離ガスとしては、ヘリウムガスやアルゴンガス等の希ガス、窒素ガス等の不活性ガスを利用できる。

【0023】

処理ガスノズル３１、３２には、回転テーブル２に向かって開口する複数の吐出孔３３が、処理ガスノズル３１、３２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列する。

【0024】

底面板１２１の下方領域は、原料ガスを基板Ｗに吸着させるための原料ガス供給領域Ｐ１となる。処理ガスノズル３１の下方領域は、原料ガス供給領域Ｐ１において基板Ｗに吸着した原料ガスと反応する反応ガスを供給し、反応生成物の分子層を生成する反応ガス供給領域Ｐ２となる。反応生成物の分子層は、成膜される膜を構成する。処理ガスノズル３２の下方領域は、反応ガス供給領域Ｐ２において生成した反応生成物（膜）に改質ガスを供給し、膜を改質する改質領域Ｐ３となる。

【0025】

改質領域Ｐ３の上方には、プラズマ発生装置８０が設けられる。プラズマ発生装置８０は、処理ガスノズル３２が吐出する改質ガスからプラズマを生成する。

【0026】

真空容器１内には、２つの凸状部４が設けられる。凸状部４は、分離ガスノズル４１、４２と共に分離領域Ｄを構成するため、回転テーブル２に向かって突出するように天板１１の裏面に取り付けられる。凸状部４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有する。凸状部４は、内円弧が後述する突出部５に連結し、外円弧が真空容器１の容器本体１２の内周面に沿うように配置される。

【0027】

図４は、シャワーヘッド１００の底面板１２１から処理ガスノズル３１まで回転テーブル２の同心円に沿った真空容器１の断面を示している。図示のとおり、天板１１の裏面に凸状部４が取り付けられる。このため、真空容器１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面である第１天井面４４と、第１天井面４４の周方向両側に位置し、第１天井面４４よりも高い天井面である第２天井面４５とが存在する。第１天井面４４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有する。凸状部４には周方向中央において、半径方向に伸びるように形成された溝４３が形成される。溝４３には、分離ガスノズル４２が収容される。もう一つの凸状部４にも同様に溝４３が形成され、分離ガスノズル４１が収容される。第２天井面４５の下方の空間には、底面板１２１及び処理ガスノズル３１がそれぞれ設けられる。処理ガスノズル３１は、第２天井面４５から離間した基板Ｗの近傍に設けられる。第２天井面４５の下方の右側の空間４８ａには底面板１２１が設けられ、第２天井面４５の下方の左側の空間４８ｂには処理ガスノズル３１が設けられる。

【0028】

凸状部４の溝４３に収容される分離ガスノズル４２には、回転テーブル２に向かって開口する複数の吐出孔４２ｈが、分離ガスノズル４２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列する。凸状部４の溝４３に収容される分離ガスノズル４１にも、分離ガスノズル４２と同様に、回転テーブル２に向かって開口する複数の吐出孔が、分離ガスノズル４１の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列する。

【0029】

原料ガス供給部１２１ｄは、処理ガスノズル３１の吐出孔３３及び分離ガスノズル４２の吐出孔４２ｈとほぼ同じ高さに設けられる。外側補助ガス供給部１２１ｆは、原料ガス供給部１２１ｄよりも高い位置に設けられる。すなわち、底面板１２１は、低底面領域１２１ｂと高底面領域１２１ｃとを有し、原料ガス供給部１２１ｄは低底面領域１２１ｂに設けられ、外側補助ガス供給部１２１ｆは高底面領域１２１ｃに設けられる。なお、図４には示されていないが、軸側補助ガス供給部１２１ｅも、外側補助ガス供給部１２１ｆと同様、高底面領域１２１ｃに設けられる。軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆは、飽くまで補助であり、調整用であるので、原料ガス供給部１２１ｄから供給される原料ガスの流れを阻害するようだと、原料ガスの吸着の面内均一性を良好にするという役割を果たせない。すなわち、原料ガスの流れを阻害しない範囲での影響に留める必要があり、基板Ｗの表面への距離が原料ガス供給部１２１ｄよりも遠い方が好ましい。よって、原料ガス供給部１２１ｄと回転テーブル２との間隔ｄ１よりも、軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆと回転テーブル２との間隔ｄ２が広く設定してある。

【0030】

第１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に対して形成する。分離ガスノズル４２の吐出孔４２ｈから分離ガスが供給されると、分離ガスは分離空間Ｈを通して空間４８ａ及び空間４８ｂへ向かって流れる。このとき、分離空間Ｈの容積は空間４８ａ及び４８ｂの容積よりも小さいため、分離ガスにより分離空間Ｈの圧力を空間４８ａ及び４８ｂの圧力に比べて高くできる。すなわち、空間４８ａ及び４８ｂの間に圧力の高い分離空間Ｈが形成される。また、分離空間Ｈから空間４８ａ及び４８ｂへ流れ出る分離ガスが、原料ガス供給領域Ｐ１からの原料ガス及び反応ガス供給領域Ｐ２からの反応ガスに対するカウンターフローとして働く。したがって、原料ガス供給領域Ｐ１からの原料ガスと、反応ガス供給領域Ｐ２からの反応ガスとが分離空間Ｈにより分離される。よって、真空容器１内において原料ガスと反応ガスとの混合が抑制される。

【0031】

天板１１の下面には、回転テーブル２を固定するコア部２１の外周を囲む突出部５が設けられる。突出部５は、凸状部４における回転中心側の部位と連続しており、その下面が第１天井面４４と同じ高さに形成される。

【0032】

図５は、第１天井面４４が設けられている領域を示す断面図である。図５に示されるように、扇型の凸状部４の周縁部には、回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲する屈曲部４６が形成されている。屈曲部４６は、凸状部４と同様に、分離領域Ｄの両側から原料ガス及び反応ガスが侵入することを抑制して、原料ガスと反応ガスとが混合することを抑制する。凸状部４は天板１１に設けられ、天板１１が容器本体１２から取り外せるようになっていることから、屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との隙間は、例えば回転テーブル２の上面に対する第１天井面４４の高さと同様の寸法に設定されている。

【0033】

容器本体１２の内周面は、分離領域Ｄにおいては、図４に示されるように屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成される。一方、容器本体１２の内周面は、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示されるように回転テーブル２の外端面と対向する部位から底部１４に亘って外側に窪んでいる。以下、説明の便宜上、概ね矩形の断面形状を有する窪んだ部分を排気領域と記す。具体的には、原料ガス供給領域Ｐ１に連通する排気領域を第１排気領域Ｅ１と記し、反応ガス供給領域Ｐ２に連通する領域を第２排気領域Ｅ２と記す。

【0034】

第１排気領域Ｅ１及び第２排気領域Ｅ２の底部には、図１から図３に示されるように、それぞれ、第１排気口６１及び第２排気口６２が形成される。第１排気口６１及び第２排気口６２は、排気配管６３を介して真空ポンプ６４に接続される。排気配管６３には、自動圧力制御機器（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）６５が設けられる。

【0035】

回転テーブル２と真空容器１の底部１４との間の空間には、ヒータユニット７が設けられる。ヒータユニット７は、回転テーブル２を介して回転テーブル２上の基板Ｗを加熱する。回転テーブル２の周縁付近の下方には、環状のカバー部材７１が設けられる。カバー部材７１は、回転テーブル２の上方空間から排気領域Ｅ１、Ｅ２に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が置かれている雰囲気とを区画して回転テーブル２の下方領域へのガスの侵入を抑える。カバー部材７１は、回転テーブル２の外縁部及び外縁部よりも外側を下方から臨むように設けられた内側部材７１ａと、内側部材７１ａと真空容器１の内周面との間に設けられた外側部材７１ｂとを備える。外側部材７１ｂは、分離領域Ｄにおいて凸状部４の外縁部に形成された屈曲部４６の下方にて、屈曲部４６と近接して設けられる。内側部材７１ａは、回転テーブル２の外縁部下方（及び外縁部よりも僅かに外側の部分の下方）において、ヒータユニット７を全周に亘って取り囲んでいる。

【0036】

ヒータユニット７が配置される空間よりも回転中心側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に突出して突出部１２ａをなしている。突出部１２ａとコア部２１との間は狭い空間になっており、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に連通する。ケース体２０には、アルゴンガス等のパージ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が設けられる。真空容器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が設けられる。ヒータユニット７と回転テーブル２との間には、ヒータユニット７が設けられた領域へのガスの侵入を抑えるために、外側部材７１ｂの内周面（内側部材７１ａの上面）から突出部１２ａの上端との間を周方向に亘って覆う蓋部材７ａが設けられる。蓋部材７ａは、例えば石英により形成される。

【0037】

真空容器１の天板１１の中心部には、分離ガス供給管５１が接続される。分離ガス供給管５１は、天板１１とコア部２１との間の空間５２に、アルゴンガス等の分離ガスを供給する。空間５２に供給された分離ガスは、突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０を介して回転テーブル２のウエハ載置領域側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。隙間５０は分離ガスにより空間４８ａ及び空間４８ｂよりも高い圧力に維持され得る。したがって、隙間５０により、原料ガス供給領域Ｐ１に供給される原料ガスと反応ガス供給領域Ｐ２に供給される反応ガスとが、中心領域Ｃを通って混合することが抑制される。すなわち、隙間５０（又は中心領域Ｃ）は、分離空間Ｈ（又は分離領域Ｄ）と同様に機能する。

【0038】

このように、回転テーブル２の軸側には、分離ガス供給管５１から分離ガスが供給され、パージガス供給管７２からパージガスが供給される。

【0039】

真空容器１の側壁には、搬送アーム１０と回転テーブル２との間において基板Ｗの受け渡しを行うための搬送口１５が形成される。搬送口１５は、図示しないゲートバルブにより気密に開閉自在に構成される。回転テーブル２の凹部２４に載置される基板Ｗは、搬送口１５に対向する位置において搬送アーム１０との間で受け渡される。

【0040】

基板処理装置は、制御部９０を備える。制御部９０は、例えばコンピュータであり、装置全体の動作を制御する。制御部９０のメモリ内には、基板に対する処理を基板処理装置に実施させるプログラムが格納される。プログラムは、装置の各種動作を実行するようにステップ群が組まれており、記録媒体９２に記憶される。プログラムは、所定の読み取り装置により記憶部９１へ読み込まれ、制御部９０内にインストールされる。記録媒体９２は、例えばフラッシュメモリ、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である。

【0041】

〔シャワーヘッド〕
図６～図９を参照し、実施形態に係る基板処理装置が備えるシャワーヘッド１００について説明する。図６は、実施形態に係るシャワーヘッド１００を示す概略斜視図である。図７は、実施形態に係るシャワーヘッド１００を示す概略平面図である。図８は、実施形態に係るシャワーヘッド１００を示す概略断面図であり、図７のVIII－VIII線矢視断面図である。図９は、実施形態に係るシャワーヘッド１００の底面板１２１の下面の構成を示す図である。

【0042】

シャワーヘッド１００は、固定部材１１０と、可動部材１２０と、調整機構１３０とを有する。

【0043】

固定部材１１０は、鉛直方向からの平面視において、中心領域Ｃの側を中心とする略扇形を有する。固定部材１１０は、天板１１に形成される開口１１ｈに気密に取り付けられる。開口１１ｈは、鉛直方向からの平面視において、中心領域Ｃの側を中心とする略扇形に開口する。固定部材１１０は、開口１１０ｈを有する。開口１１０ｈは、略円筒形状を有する。開口１１０ｈは、鉛直方向からの平面視において、回転テーブル２の半径方向及び周方向の略中心に位置する。固定部材１１０は、例えばアルミニウム等の金属材料により形成される。

【0044】

固定部材１１０には、２つの窓１１１、１１２が設けられる。窓１１１は、回転テーブル２の回転方向の下流側において、回転テーブル２の半径方向の外側に設けられる。窓１１２は、回転テーブル２の回転方向の下流側において、回転テーブル２の半径方向の内側に設けられる。窓１１１、１１２には、例えば石英ガラスが設けられ、真空容器１の外部から内部にある回転テーブル２の載置面を視認可能に構成される。

【0045】

窓１１１の上方には、レーザ変位計１７１が設けられる。すなわち、レーザ変位計１７１は、回転テーブル２の半径方向の外側に設けられる。レーザ変位計１７１は、窓１１１を介して、回転テーブル２の半径方向の外側において、回転テーブル２の上面、基板Ｗの上面、後述する底面板１２１の上面等の高さ位置を計測する。

【0046】

窓１１２の上方には、レーザ変位計１７２が設けられる。すなわち、レーザ変位計１７２は、回転テーブル２の半径方向の内側に設けられる。レーザ変位計１７２は、窓１１２を介して、回転テーブル２の半径方向の内側において、回転テーブル２の上面、基板Ｗの上面、後述する底面板１２１の上面等の高さ位置を計測する。

【0047】

レーザ変位計１７１、１７２は、計測値を制御部９０に送信する。制御部９０は、レーザ変位計１７１、１７２の計測値に基づいて、回転テーブル２の外側における載置面と後述する対向面１２１ａとの間の第１距離と、回転テーブル２の内側における載置面と対向面１２１ａとの間の第２距離とを算出する。制御部９０は、第１距離及び第２距離に基づいて、回転テーブル２の半径方向における、載置面に対する底面板１２１の傾きを算出する。レーザ変位計１７１、１７２は、例えば二次元レーザ変位計である。

【0048】

窓の数は、２つに限定されない。例えば、回転テーブル２の回転方向の下流側において、回転テーブル２の半径方向の中央に窓が設けられてもよい。すなわち、窓１１１と窓１１２との間に窓が設けられてもよい。この場合、回転テーブル２の半径方向の３箇所で載置面に対する底面板１２１の傾きを算出できるので、傾きの測定精度が向上する。また、回転テーブル２の回転方向の上流側に窓が設けられてもよい。この場合、回転テーブル２の回転方向における、載置面に対する対向面１２１ａの傾きを算出できる。

【0049】

可動部材１２０は、底面板１２１と、天井板１２２と、接続部１２３とを有する。底面板１２１、天井板１２２及び接続部１２３は、例えばアルミニウム等の金属材料により形成される。底面板１２１、天井板１２２及び接続部１２３は、図示の例では別体で形成されているが、一体で形成されてもよい。

【0050】

底面板１２１は、固定部材１１０の下面よりも下方に、固定部材１１０の下面に対して隙間を空けて設けられる。底面板１２１は、鉛直方向からの平面視において、中心領域Ｃの側を中心とする略扇形を有する。底面板１２１は、回転テーブル２の上面（載置面）と対向する対向面１２１ａを有する。対向面１２１ａは、低底面領域１２１ｂと、高底面領域１２１ｃとを含む（図９参照）。低底面領域１２１ｂには、原料ガス供給部１２１ｄが設けられる。高底面領域１２１ｃには、軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆが設けられる。低底面領域１２１ｂは、回転テーブル２の回転方向の上流側に設けられる。原料ガス供給部１２１ｄ、軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆは、扇形の左右対称の中心よりも回転テーブル２の回転方向の上流側に設けられる。軸側補助ガス供給部１２１ｅ及び外側補助ガス供給部１２１ｆは、原料ガス供給部１２１ｄの近傍に設けられ、原料ガス供給部１２１ｄから供給される原料ガスの濃度調整を行うことが可能な位置に設けられる。低底面領域１２１ｂにおける原料ガス供給部１２１ｄよりも上流側には、クリーニングガス供給部１２１ｇが設けられる。クリーニングガス供給部１２１ｇは、真空容器１内をクリーニングする際にクリーニングガスを供給する。クリーニングガス供給部１２１ｇは、設けられなくてもよい。

【0051】

天井板１２２は、固定部材１１０の上面よりも上方に、固定部材１１０の上面に対して隙間を空けて設けられる。天井板１２２は、底面板１２１と平行に設けられる。天井板１２２は、鉛直方向からの平面視において、開口１１０ｈよりも大きくかつ固定部材１１０の外形よりも小さい形状を有する。天井板１２２は、固定部材１１０の上面と対向する対向面１２２ａを有する。

【0052】

接続部１２３は、略円筒形状を有する。接続部１２３は、開口１１０ｈの内径よりも僅かに小さい外径を有する。接続部１２３は、開口１１０ｈに挿通される。接続部１２３は、底面板１２１と天井板１２２とを接続する。

【0053】

調整機構１３０は、スペーサ１３１ａと、シール部材１３２ａ、１３２ｂと、調整ボルト１３３ａ～１３３ｃと、固定ボルト１３４ａ～１３４ｄとを有する。

【0054】

スペーサ１３１ａは、固定部材１１０の上面と天井板１２２の対向面１２２ａとの間に挟まれる。スペーサ１３１ａは、開口１１０ｈの内径よりも大きい内径を有する円環板状を有し、接続部１２３の周囲に設けられる。スペーサ１３１ａは、例えばアルミニウム等の金属材料により形成される。

【0055】

シール部材１３２ａは、固定部材１１０の上面とスペーサ１３１ａの下面との間に設けられる。シール部材１３２ａは、固定部材１１０とスペーサ１３１ａとの隙間をシールする。シール部材１３２ａは、例えば弾性を有する樹脂部品により形成される。シール部材１３２ａは、例えばＯリングである。

【0056】

シール部材１３２ｂは、天井板１２２の対向面１２２ａとスペーサ１３１ａの上面との間に設けられる。シール部材１３２ｂは、天井板１２２とスペーサ１３１ａとの隙間をシールする。シール部材１３２ｂは、例えばシール部材１３２ａと同じ部品により形成される。

【0057】

調整ボルト１３３ａ～１３３ｃは、天井板１２２の上方から天井板１２２を貫通して固定部材１１０にねじ込まれる。調整ボルト１３３ａは、回転テーブル２の半径方向において接続部１２３よりも中心領域Ｃに近い位置に設けられる。調整ボルト１３３ｂ、１３３ｃは、回転テーブル２の半径方向において接続部１２３よりも中心領域Ｃから離れた位置に設けられる。調整ボルト１３３ｂと調整ボルト１３３ｃとは、回転テーブル２の中心からの距離が等しい位置に設けられる。調整ボルト１３３ｂは、調整ボルト１３３ｃよりも回転テーブル２の回転方向の上流側に設けられる。なお、調整ボルトの数は３つに限定されず、例えば２つであってもよく、４つ以上であってもよい。

【0058】

調整ボルト１３３ａ～１３３ｃは、少なくとも１つのねじ込み量を調整することにより、シール部材１３２ａ、１３２ｂの潰し率を変化させ、固定部材１１０に対する可動部材１２０の上下位置及び傾きを調整するように構成される。調整ボルト１３３ａ～１３３ｃのねじ込み量は、シール部材１３２ａ、１３２ｂの潰し率が真空破壊に繋がらない範囲内に設定される。調整ボルト１３３ａ～１３３ｃのねじ込み量は、例えばシール部材１３２ａ、１３２ｂの潰し率が１０％以上２５％以下の範囲内となるように設定される。

【0059】

例えば、全ての調整ボルト１３３ａ～１３３ｃを締め付けると、固定部材１１０に対して可動部材１２０が下方に移動する。これにより、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの隙間が狭くなる。一方、全ての調整ボルト１３３ａ～１３３ｃを緩めると、固定部材１１０に対して可動部材１２０が上方に移動する。これにより、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの隙間が広くなる。このように、全ての調整ボルト１３３ａ～１３３ｃを締め付ける又は緩めることにより、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの隙間を調整できる。

【0060】

例えば、調整ボルト１３３ｂ、１３３ｃを固定した状態で調整ボルト１３３ａを締め付けると、固定部材１１０に対して可動部材１２０の内側が下方に移動する。これにより、可動部材１２０の内側において、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの間の距離が狭くなる。調整ボルト１３３ａを締め付ける際、調整ボルト１３３ｂ、１３３ｃを緩めてもよい。一方、調整ボルト１３３ａを固定した状態で調整ボルト１３３ｂ、１３３ｃを締め付けると、固定部材１１０に対して可動部材１２０の外側が下方に移動する。これにより、可動部材１２０の外側において、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの間の距離が狭くなる。調整ボルト１３３ｂ、１３３ｃを締め付ける際、調整ボルト１３３ａを緩めてもよい。このように、調整ボルト１３３ａ～１３３ｃの１つ以上を締め付ける又は緩めることにより、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの隙間のばらつきを調整できる。

【0061】

また、調整ボルト１３３ｂと調整ボルト１３３ｃの締付を同程度にするために、ダイヤルゲージを配置してもよい。

【0062】

固定ボルト１３４ａ～１３４ｄは、天井板１２２の上方から天井板１２２を貫通して固定部材１１０にねじ込まれる。固定ボルト１３４ａ、１３４ｂは、回転テーブル２の半径方向において接続部１２３よりも中心領域Ｃに近い位置に設けられる。固定ボルト１３４ｃ、１３４ｄは、回転テーブル２の半径方向において接続部１２３よりも中心領域Ｃから離れた位置に設けられる。固定ボルト１３４ａ、１３４ｂは、回転テーブル２の中心からの距離が等しい位置に設けられる。固定ボルト１３４ａは、固定ボルト１３４ｂよりも回転テーブル２の回転方向の上流側に設けられる。固定ボルト１３４ｃ、１３４ｄは、回転テーブル２の中心からの距離が等しい位置に設けられる。固定ボルト１３４ｃは、固定ボルト１３４ｄよりも回転テーブル２の回転方向の上流側に設けられる。固定ボルト１３４ａ～１３４ｄは、調整ボルト１３３ａ～１３３ｃの緩めすぎによる、真空破壊防止のために設けられる。なお、固定ボルトの数は４つに限定されず、例えば２つ又は３つであってもよく、５つ以上であってもよい。また、固定ボルトを設けなくてもよい。

【0063】

以上に説明したシャワーヘッド１００は、固定部材１１０と天井板１２２との間に挟まれるスペーサ１３１ａ及びシール部材１３２ａ、１３２ｂと、天井板１２２を貫通して固定部材１１０にねじ込まれる調整ボルト１３３ａ～１３３ｃとを有する。これにより、調整ボルト１３３ａ～１３３ｃを締め付ける又は緩めることにより、シール部材１３２ａ、１３２ｂの潰し率を変化させ、固定部材１１０に対する可動部材１２０の上下位置及び傾きを調整できる。このため、真空容器１内を減圧雰囲気や昇温雰囲気に維持した状態で、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの隙間を調整できる。その結果、隙間を調整する作業に要する時間を短縮できる。

【0064】

また、シャワーヘッド１００によれば、真空容器１内の気密性を確保するために、ベローズに代えてスペーサ１３１ａ及びシール部材１３２ａ、１３２ｂが用いられる。これにより、調整機構１３０の構造がシンプルとなり、基板処理装置において基板Ｗに膜を堆積させる処理を行う際、調整機構１３０に反応生成物が堆積しにくい。このため、反応生成物の剥離に伴うパーティクルの発生を抑制できる。

【0065】

図１０を参照し、実施形態に係る基板処理装置が備えるシャワーヘッド１００の変形例について説明する。図１０は、実施形態の変形例に係るシャワーヘッド１００Ａを示す概略断面図である。

【0066】

シャワーヘッド１００Ａは、対向面１２１ａと直交する方向に沿って２つのスペーサ１３１ａ、１３１ｂが積層される点で、シャワーヘッド１００と異なる。なお、その他の構成については、シャワーヘッド１００と実質的に同じ構成であってよい。以下、シャワーヘッド１００と異なる構成を中心に説明する。

【0067】

シャワーヘッド１００Ａは、固定部材１１０と、可動部材１２０と、調整機構１３０Ａとを有する。

【0068】

調整機構１３０Ａは、スペーサ１３１ａ、１３１ｂと、シール部材１３２ａ～１３２ｃと、調整ボルト１３３ａ～１３３ｃと、固定ボルト１３４ａ～１３４ｄとを有する。

【0069】

スペーサ１３１ａ、１３１ｂは、固定部材１１０の上面と天井板１２２の対向面１２２ａとの間に挟まれる。スペーサ１３１ａ、１３１ｂは、開口１１０ｈの内径よりも大きい内径を有する円環板状を有し、接続部１２３の周囲に設けられる。スペーサ１３１ａ、１３１ｂは、固定部材１１０の側からこの順に積層される。スペーサ１３１ａ、１３１ｂは、例えばアルミニウム等の金属材料により形成される。

【0070】

シール部材１３２ａは、固定部材１１０の上面とスペーサ１３１ａの下面との間に設けられる。シール部材１３２ａは、固定部材１１０とスペーサ１３１ａとの隙間をシールする。シール部材１３２ａは、例えば弾性を有する樹脂部品により形成される。シール部材１３２ａは、例えばＯリングである。

【0071】

シール部材１３２ｂは、スペーサ１３１ａの上面とスペーサ１３１ｂの下面との間に設けられる。シール部材１３２ｂは、スペーサ１３１ａとスペーサ１３１ｂとの隙間をシールする。シール部材１３２ｂは、例えばシール部材１３２ａと同じ部品により形成される。

【0072】

シール部材１３２ｃは、天井板１２２の対向面１２２ａとスペーサ１３１ｂの上面との間に設けられる。シール部材１３２ｃは、天井板１２２とスペーサ１３１ｂとの隙間をシールする。シール部材１３２ｃは、例えばシール部材１３２ａと同じ部品により形成される。

【0073】

以上に説明したシャワーヘッド１００Ａは、固定部材１１０と天井板１２２との間に挟まれるスペーサ１３１ａ、１３１ｂ及びシール部材１３２ａ～１３２ｃと、天井板１２２を貫通して固定部材１１０にねじ込まれる調整ボルト１３３ａ～１３３ｃとを有する。これにより、調整ボルト１３３ａ～１３３ｃを締め付ける又は緩めることにより、シール部材１３２ａ～１３２ｃの潰し率を変化させ、固定部材１１０に対する可動部材１２０の上下位置及び傾きを調整できる。このため、真空容器１内を減圧雰囲気や昇温雰囲気に維持した状態で、回転テーブル２の上面と底面板１２１の対向面１２１ａとの隙間を調整できる。その結果、隙間を調整する作業に要する時間を短縮できる。

【0074】

また、シャワーヘッド１００Ａによれば、真空容器１内の気密性を確保するために、ベローズに代えてスペーサ１３１ａ、１３１ｂ及びシール部材１３２ａ～１３２ｃが用いられる。これにより、調整機構１３０Ａの構造がシンプルとなり、基板処理装置において基板Ｗに膜を堆積させる処理を行う際、調整機構１３０Ａに反応生成物が堆積しにくい。このため、反応生成物の剥離に伴うパーティクルの発生を抑制できる。

【0075】

特に、シャワーヘッド１００Ａによれば、固定部材１１０と天井板１２２との間に３つのシール部材１３２ａ～１３２ｃが設けられるので、固定部材１１０に対する可動部材１２０の上下位置及び傾きの調整範囲を拡大できる。

【0076】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0077】

上記の実施形態では、回転テーブル２とシャワーヘッド１００との隙間を調整する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、回転テーブル２と、凸状部４等の別の天井部材との隙間を調整してもよい。この場合、別の天井部材が、固定部材と、可動部材と、調整機構とを有するように構成すればよい。

【0078】

上記の実施形態では、基板処理装置として、回転テーブルの周方向に沿って複数の基板が載置され、回転テーブルの回転により基板Ｗを公転させる装置を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、基板処理装置は、回転テーブル２の周方向に沿って基板を載置する複数の載置部が設けられ、回転テーブル２の回転により基板Ｗを公転させながら、回転テーブル２に対して載置部を回転させることで基板Ｗを自転させる装置であってもよい。

【符号の説明】

【0079】

１ 真空容器
２ 回転テーブル
２４ 凹部
１００、１００Ａ シャワーヘッド
１１０ 固定部材
１２０ 可動部材
１２１ａ 対向面
１３０、１３０Ａ 調整機構
１３１ａ、１３１ｂ スペーサ
１３２ａ～１３２ｃ シール部材
１３３ａ～１３３ｃ 調整ボルト
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2023-01-20

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空容器と、
前記真空容器の内部に設けられ、基板を載置する載置面を有する載置部と、
前記載置部の上方に設けられる天井部材と、
を備え、
前記天井部材は、
前記真空容器に固定される固定部材と、
前記固定部材に取り付けられ、前記載置面と対向する第１対向面を有する可動部材と、
前記固定部材と前記可動部材との間に挟まれるスペーサと、
前記固定部材と前記スペーサとの間に設けられる第１シール部材と、
前記可動部材と前記スペーサとの間に設けられる第２シール部材と、
前記可動部材を貫通して前記固定部材にねじ込まれる複数の調整ボルトと、
を有する、
基板処理装置。

【請求項2】

前記可動部材は、
前記第１対向面を含む底面板と、
前記底面板の上方に設けられ、前記固定部材の上面と対向する第２対向面を有する天井板と、
を有し、
前記スペーサは、前記固定部材の前記上面と前記第２対向面との間に挟まれる、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記スペーサは、前記第１対向面と直交する方向に沿って複数設けられる、
請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記載置部は、回転可能に設けられ、周方向に沿って複数の前記基板を載置する回転テーブルを含み、
前記複数の調整ボルトは、前記回転テーブルの半径方向における異なる位置に設けられる２つ以上の調整ボルトを含む、
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】

前記天井部材は、前記真空容器の内部にガスを噴射するシャワーヘッドである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記天井部材は、該天井部材の上方から前記載置面を視認可能な窓を有し、
前記窓の上方に設けられ、前記可動部材の高さ位置を計測するレーザ変位計を備える、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0005】

本開示の一態様による基板処理装置は、真空容器と、前記真空容器の内部に設けられ、基板を載置する載置面を有する載置部と、前記載置部の上方に設けられる天井部材と、を備え、前記天井部材は、前記真空容器に固定される固定部材と、前記固定部材に取り付けられ、前記載置面と対向する第１対向面を有する可動部材と、前記固定部材と前記可動部材との間に挟まれるスペーサと、前記固定部材と前記スペーサとの間に設けられる第１シール部材と、前記可動部材と前記スペーサとの間に設けられる第２シール部材と、前記可動部材を貫通して前記固定部材にねじ込まれる複数の調整ボルトと、を有する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0033】

容器本体１２の内周面は、分離領域Ｄにおいては、図５に示されるように屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成される。一方、容器本体１２の内周面は、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示されるように回転テーブル２の外端面と対向する部位から底部１４に亘って外側に窪んでいる。以下、説明の便宜上、概ね矩形の断面形状を有する窪んだ部分を排気領域と記す。具体的には、原料ガス供給領域Ｐ１に連通する排気領域を第１排気領域Ｅ１と記し、反応ガス供給領域Ｐ２及び改質領域Ｐ３に連通する領域を第２排気領域Ｅ２と記す。

【手続補正4】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図3】