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JP3360098B2 - 処理装置のシャワーヘッド構造 - Google Patents

処理装置のシャワーヘッド構造

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JP3360098B2
JP3360098B2 JP11940395A JP11940395A JP3360098B2 JP 3360098 B2 JP3360098 B2 JP 3360098B2 JP 11940395 A JP11940395 A JP 11940395A JP 11940395 A JP11940395 A JP 11940395A JP 3360098 B2 JP3360098 B2 JP 3360098B2
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Japan
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gas
shower head
block body
processing
processing apparatus
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達夫 波多野
誠志 村上
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Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気圧の低い液体材
料、例えばジメチルアミノチタン、ジエチルアミノチタ
ン等の温度管理の難しい処理ガスを使用する処理装置の
シャワーヘッド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するため
には、半導体ウエハに対して成膜、エッチング等の各種
の処理が繰り返し施される。成膜の種類としては、絶縁
用の酸化膜や配線用の金属膜などがあり、金属膜を形成
する時に使用する処理ガスとしては例えば有機系の金属
化合物が用いられるが、この有機系の金属化合物は室温
で液体であり、且つ蒸気圧が低いためかなり温度管理が
難しく、例えば常温では液体状態であることから供給系
に特別の対策を施したり、或いは供給時の温度によって
所望の目的とする箇所に成膜が付着せずに、不必要な箇
所に成膜が形成されてしまうというような、取り扱い上
の困難性がある。
【０００３】ここで、金属膜としてＴｉＮ（チタンナイ
トライド）を成膜する場合の枚葉式の従来のメタルＣＶ
Ｄ装置を例にとって説明する。チタンナイトライドを成
膜する場合には例えば処理ガスとして有機系のジエチル
アミノチタン（ＴＤＥＡＴ）と還元剤のアンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）を用い、キャリアガスとしてＮ2 ガス等の不活性
ガスを用いている。図６は上記処理ガスを使用するメタ
ルＣＶＤ装置の一例を示す断面図であり、例えばアルミ
ニウム等よりなる筒体状の処理容器２内には、例えばグ
ラファイト等よりなる載置台４を設け、この載置台４上
に被処理体として半導体ウエハＷを載置保持するように
なっている。処理容器２の底部に石英ガラス製の透過窓
６を気密に設け、この下方に例えばハロゲンランプ等の
強力な加熱ランプ８を回転可能に設けて載置台４に保持
したウエハＷを所定のプロセス温度、例えば４００℃に
加熱するようになっている。
【０００４】また、処理容器２の天井部には、容器内に
処理ガスを供給噴射するためのシャワーヘッド１０が設
けられる。このシャワーヘッド１０は、アルミニウム等
により円筒状に成形されたシャワーヘッド本体１２内に
複数、例えば２枚の拡散板１４を設け、このシャワーヘ
ッド本体１２に処理ガスとして原料ガスであるジエチル
アミノチタンと還元ガスであるアンモニア（ＮＨ3 ）を
供給する原料ガス管１６及び還元ガス管１８が接続され
ている。上記各ガスは、例えば窒素ガスよりなるキャリ
アガスによりそれぞれの配管１６、１８内を搬送されて
シャワーヘッド本体１２内に至り、両ガスがこの本体１
２内で混合されて、各拡散板１４の拡散孔２０を通って
拡散された後、噴射孔２２から処理空間内に放出され、
ウエハ表面に所定の金属膜、例えばＴｉＮを形成するよ
うになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、原料ガスで
あるジエチルアミノチタンは、室温、例えば略４０℃以
下では圧力に関係なく液体状態にあり、アンモニアと混
ざった状態で略１００℃以上ではこれらが反応してしま
って金属表面等に成膜が形成されるという性質を有す。
そのため、ガス源からシャワーヘッド１０に至る経路
は、経路内部で原料ガスの液化が生じないように経路全
体を加熱するようにしてはいるが、しかしながら、上述
したように従来のシャワーヘッド構造にあっては、シャ
ワーヘッド本体１２内に原料ガスが供給されると同時に
アンモニアガスと混合されて直ちに成膜が開始されてし
まい、図示するようにシャワーヘッド本体１２内に多量
の成膜物質２４が付着してしまって、目的とするウエハ
表面に所定の成膜を十分に施すことができないという問
題点があった。
【０００６】そこで、従来のシャワーヘッド構造に冷却
手段を設けて内部に成膜が付着しないように構成するこ
とも考えられるが、この場合には、原料ガスであるジエ
チルアミノチタンが液化してしまい、気体としてウエハ
に供給することができないという理由から、採用するこ
とができない。本発明は、以上のような問題点に着目
し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本
発明の目的は、内部で成膜が発生することを防止するこ
とができる、処理装置のシャワーヘッド構造を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、複数種類の処理ガスにより被処理体の
表面に成膜を行なう処理装置に設けられ、前記処理ガス
を供給すべく処理空間に臨ませた多数のガス噴射孔を形
成したシャワーヘッド本体を有するシャワーヘッド構造
において、前記シャワーヘッド本体は、分割可能な少な
くとも上段ブロック体と、中段ブロック体と、下段ブロ
ック体との３つのブロック体よりなり、前記上段ブロッ
ク体の上面には第１のガス導入口と第２のガス導入口が
形成され、前記上段ブロック体と前記中段ブロック体と
の接合部には、前記第１のガス導入口より導入されたガ
スを拡散させる空間である第１のガスヘッダ部を形成す
ると共に、前記中段ブロック体と前記下段ブロック体と
の接合部には、前記第２のガス導入口より導入されたガ
スを拡散させる空間である第２のガスヘッダ部を形成
し、前記上段ブロック体と前記中段ブロック体には、前
記各第１及び第２のガス導入口から前記第１及び第２の
ガスヘッダ部へそれぞれ延びるガス流路を形成すると共
に、前記上段ブロック体においては前記第１及び第２の
ガスヘッダ部へそれぞれ延びるガス流路は複数に分岐さ
れており、前記中段ブロック体には、前記第１のガスヘ
ッダ部から前記下段ブロック体に設けた前記ガス噴射孔
の内の第１のグループのガス噴射孔へ連通するガス流路
を形成し、第２のグループのガス噴射孔は前記第２のガ
スヘッダ部へ直接的に連通されるように構成したもので
ある。
【０００８】
【作用】本発明は、以上のように構成したので、複数種
類の処理ガスはシャワーヘッド本体内に導入されても混
合されずにこの中に別個独立させて設けたガス流路を流
れ、ガス噴射孔から処理空間に放出された時に初めてこ
れらのガスは混合されることになる。従って、シャワー
ヘッド本体内では処理ガス同士が反応することがないの
でこの内部で成膜が形成されることがなく、目的とする
被処理体の表面に成膜を形成することが可能となる。
【０００９】また、シャワーヘッド本体に加熱手段を設
けてこの温度を適切に管理し、ヘッド本体を上記処理ガ
スが液化する温度以上であって熱分解温度よりも小さな
温度範囲内となるように設定することにより、シャワー
ヘッド本体内での液化や成膜を確実に防止することがで
きる。更には、シャワーヘッド本体のガス噴射部に冷却
手段を設けて、被処理体の輻射熱によりガス噴射部が過
度に加熱されることを防止できるので、この部分にて成
膜が付着することを防止することができる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明に係る処理装置のシャワーヘ
ッド構造を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明
に係るシャワーヘッド構造を設けた処理装置を示す断面
図、図２は図１に示すシャワーヘッド構造のシャワーヘ
ッド本体を示す部分拡大分解図、図３は図２に示すシャ
ワーヘッド本体の中段ブロック体の下面斜視図、図４は
シャワーヘッド本体の下面を示す平面図、図５はシャワ
ーヘッド本体の上面を示す平面図である。本実施例で
は、本発明に係るシャワーヘッド構造を、処理装置とし
て枚葉式のメタルＣＶＤ装置に適用した場合を例にとっ
て説明する。
【００１１】図示するようにこのメタルＣＶＤ装置２６
は、例えばアルミニウム等により略円筒体状に成形され
た処理容器２８を有しており、この内部には、被処理体
としての例えば半導体ウエハＷを載置するための例えば
グラファイト製の載置台３０が底部より支柱３２を介し
て保持されている。この載置台３０の材料としては、ア
ルミニウムの他にアモルファスカーボン、コンポジット
カーボン，ＡｌＮ等を用いることができる。この載置台
３０の下方には、例えば図示しない昇降手段により上下
移動可能になされた石英ガラス製のリフタピン３４が設
けられており、載置台３０に設けた貫通孔３４Ａを挿通
してウエハＷの搬出入時にこれを突き上げるようになっ
ている。
【００１２】処理容器２８の底部には、例えば石英ガラ
ス製の透過窓３６がシール部材３８を介して気密に設け
らると共に、この下方にはハロゲンランプ等よりなる複
数の強力な加熱ランプ４０が回転台４２に設けられてお
り、このランプ４０からの熱により、上記処理容器２８
内の載置台３０を加熱し、この熱でウエハＷを所定の温
度、例えば４００℃程度に間接的に加熱維持するように
なっている。上記回転台４２は、モータ等よりなる回転
機構４４に連結されて回転可能になされており、ウエハ
Ｗの面内均一加熱を可能としている。
【００１３】また、処理容器２８の側壁には、容器に対
してウエハＷを搬入・搬出する時に開閉されるゲートバ
ルブ４６が設けられ、また、容器底部の周縁部には、図
示しない真空ポンプに接続された排気口４８が設けられ
て容器内を均等に真空引きできるようになっている。処
理容器２８の天井部は、この中に処理ガスを供給するた
めの本発明のシャワーヘッド構造５０が設けられてい
る。本実施例においては、ＴｉＮの金属成膜を形成する
ことから処理ガスとしては原料ガスに例えばテトラジエ
チルアミノチタン（ＴＤＥＡＴ）を用い、還元ガスにア
ンモニア（ＮＨ3 ）を用い、また、キャリアガスとして
はＮ2 ガス等の不活性ガスを用いるが、これら２つの原
料ガスと還元ガスとはこのシャワーヘッド構造内では混
入することなく、処理空間に供給するようになってい
る。すなわち、このシャワーヘッド構造５０内を流れる
原料ガスのガス流路５２と還元ガスのガス流路５４はそ
れぞれ別個独立させて設けられている。
【００１４】具体的には、このシャワーヘッド構造５０
は、例えばアルミニウム等により円柱状に成形されたシ
ャワーヘッド本体５６を有しており、このシャワーヘッ
ド本体５６は厚肉円柱状に成形された複数、図示例にお
いては３つのブロック体、すなわち上段ブロック体５
８、中段ブロック体６０及び下段ブロック体６２により
構成される。そして、上段ブロック体５８の上面に形成
される第１のガス導入口である原料ガス導入口６４に
は、原料ガス源７０に接続された原料ガス供給管６８が
連結され、また、第２のガス導入口である還元ガス導入
口７２には、還元ガス源７４に接続された還元ガス供給
管７６が接続されている。
【００１５】上段ブロック体５８に形成される原料ガス
のガス流路５２及び還元ガスのガス流路５４は、それぞ
れブロック体５８の中心部から分岐されて例えば放射状
に半径方向へ延びるように形成されており、中段ブロッ
ク体６０のそれぞれのガス流路５２、５４は、上段ブロ
ック体５８と下段ブロック体６２に形成される多数のガ
ス噴射孔７８との間の中継をなすものであり、中段ブロ
ック体６０の上面側には上段ブロック体５８のガス流路
５２に連結する第１のガスヘッダ部である複数の原料ガ
スヘッダ部８０が切削して設けられ、このヘッダ部８０
から下方に向けて多数の原料ガスのガス流路５２が形成
される。また、中段ブロック体６０の下面側には、第２
のガスヘッダ部である複数の還元ガスヘッダ部８２が切
削して設けられており、各還元ガスヘッダ部８２は、上
段ブロック体５８に形成した還元ガスのガス流路５４に
直接或いは間接的に連通されている。図３においては中
段ブロック体６０の下面斜視図が示されている。
【００１６】また、下段ブロック体６２には、図４にも
示すように略全面に亘ってガス噴射孔７８が、例えば１
０〜２０ｍｍ程度の所定のピッチで整然と配列されてい
る。これらのガス噴射孔７８は、噴射後の原料ガスと還
元ガスの均一混合を促進するために原料ガスを放出する
第１のグループのガス噴射孔である原料ガス噴射孔７８
Ａ群と還元ガスを放出する第２のグループのガス噴射孔
である還元ガス噴射孔７８Ｂ群とを例えば交互に配置さ
せている。図４においては、便宜上、原料ガス噴射孔７
８Ａは白丸で示され、還元ガス噴射孔７８Ｂは黒丸で示
されている。各原料ガス噴射孔７８Ａの上端は上記上段
ブロック体５８に形成した原料ガスのガス流路５２に連
結されており、また、各還元ガス噴射孔７８Ｂの上端
は、中段ブロック体６０に形成した還元ガスヘッダ部８
２に連通されている。このガス噴射孔７８の孔径は、例
えば５〜６ｍｍ程度に設定されるが、噴射孔７８の形成
密度や、ガス供給量に対応させて供給ガスが偏在しない
範囲で適宜設定すればよい。
【００１７】このような、ガス噴射孔７８及び上記ガス
流路５２、５４は、ドリル加工により容易に形成するこ
とが可能である。尚、図１乃至図４においては、構造の
理解を容易化するためにガス流路５２、５４、ガス噴射
孔７８、ガスヘッダ部８０、８２等は数個しか記載して
いないが、実際には、多数個形成されている。前述のよ
うに複数のブロック体５８、６０、６２を連結してシャ
ワーヘッド本体５６を構成する結果、プロセス温度であ
る略４００℃のウエハＷと直接対向する下段ブロック体
６２の下面、すなわちガス噴射部は、ウエハＷからの輻
射熱に曝される。従って、この部分は、還元ガスと混合
したＴＤＥＡＴが反応して成膜を形成する温度、すなわ
ち略１００℃以上に加熱されることから、ＴＤＥＡＴが
噴射された直後にこのガス噴射部に成膜が付着する恐れ
がある。
【００１８】そこで、本発明においては、図４にも示す
ように下段ブロック体６２の下部全体に亘って冷却水路
８４を形成して冷却手段８６を設けてあり、この水路８
４に冷却水を流すことによりこの部分の温度を略４０〜
１００℃以内に維持するようになっている。そして、中
段及び上段ブロック体６０、５８を貫通して冷却水入口
８４Ａ及び冷却水出口８４Ｂが形成されている。この場
合、冷却水として過度に冷たい冷却水を流すと、この部
分がＴＤＥＡＴの液化温度、すなわち略４０℃よりも低
い温度となって液化が生じてしまうので、これを防止す
るために、冷却水としては例えば４０℃以上の温水を用
いるようにする。尚、冷却手段８６としては、上記した
構成に限定されず、また、冷却水でなく、他の冷媒を用
いるようにしてもよい。
【００１９】下段ブロック体６２が上述のように過度に
加熱される恐れがあるのに対し、これに積み重ねられる
中段及び上段ブロック体６０、５８は、それぞれのブロ
ック体の接合部に比較的大きな熱抵抗が生ずることから
上記したような高い温度にはならず、むしろ、ＴＤＥＡ
Ｔの液化温度である略４０℃よりも小さくなる恐れがあ
る。このように温度が室温程度まで低下する結果、内部
でＴＤＥＡＴが液化して流路が閉塞する恐れがあるの
で、この上段及び中段ブロック体５８、６０には、その
周縁部に図５にも示すようにリング状に加熱手段８８が
埋め込まれており、これら２つのブロック体５８、６０
の温度を、例えば４０〜１００℃程度に維持するように
なっている。この加熱手段８８としては、例えばシリコ
ンラバーヒータを用いることができる。
【００２０】また、各ブロック体５８、６０、６２の接
合部には、内部のガスが外側へ漏れることを防止するた
めに、その周縁部にて例えばＯリング等のシール部材９
０、９０がリング状に設けられると共に、このシャワー
ヘッド構造５０と処理容器２８の天井部の取付部にも、
容器内の気密性を保持するために例えばＯリング等のシ
ール部材９２がリング状に設けられる。一方、ＴＤＥＡ
Ｔを流す原料ガス供給管６８の先端部は、液状のＴＤＥ
ＡＴ液９４を貯留する原料ガス源７０の液中に浸漬され
ている。また、この原料ガス源７０の液面上の空間部に
は、Ｎ2 ガス源９６に接続された加圧ガス供給路９８の
導入端が位置されており、途中に介設した流量制御弁９
９により供給ガス圧を制御することにより、ＴＤＥＡＴ
液９４を液体状態で原料ガス供給管６８内を圧送するよ
うになっている。
【００２１】この原料ガス供給管６８の途中には、その
下流側に向かって開閉弁１００、液量コントロール弁１
０２及び気化器１０４が順次介設されており、また、こ
の気化器１０４には、Ｎ2 ガス等の不活性ガスよりなる
キャリアガス源１０６に接続されたキャリアガス路１０
８が接続されている。従って、液量コントロール弁１０
２により正確に流量制御されたＴＤＡＥＴ液を気化器１
０４にて、上記キャリアガスにより気化させてミスト状
態で処理容器２８側へ搬送するようになっている。この
時のキャリアガスの流量は、キャリアガス路１０８に介
設した流量制御弁１１０により行なう。この場合、前述
のようにＴＤＥＡＴは略４０℃以下で液化する特性を有
するのでミスト化されたＴＤＥＡＴが搬送途中にて再液
化することを防止する必要がある。そのために、気化器
１０４を含めてこの気化器１０４とシャワーヘッド構造
５０との間の原料ガス供給管６８には、全体に亘って例
えばテープヒータ等よりなる加熱手段１１２が設けられ
ており、ＴＤＥＡＴを再液化せず且つ熱分解しないよう
な温度、例えば略４０〜１００℃の範囲内に維持するよ
うになっている。
【００２２】一方、ＮＨ3 ガスを貯留する還元ガス源７
４に接続された還元ガス供給管７６の途中には、開閉弁
１１４及び流量制御弁１１６が介設されており、流量制
御された還元ガスを供給するようになっている。尚、処
理容器２８の側壁にも、図示しないヒータ手段を設け
て、供給された原料ガスの再液化を防止している。
【００２３】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ゲートバルブ４６を開い
て図示しない搬送アームによりウエハＷを載置台３０上
に載置保持し、処理容器２８内を所定の処理圧力に真空
引きしてプロセス圧を維持すると共に、加熱ランプ４０
を駆動してウエハＷをプロセス温度、例えば４００℃程
度に加熱維持する。これと同時に、原料ガス源７０及び
還元ガス源７４から処理ガスとして原料ガス及び還元ガ
スをシャワーヘッド構造に供給し、このシャワーヘッド
本体５６に別個に設けたガス流路を介してガス噴射孔７
８より処理空間Ｓに向けてそれぞれのガスを噴射させて
ここで混合し、ウエハＷの表面上に所定の成膜、すなわ
ちＴｉＮ膜を形成する。
【００２４】原料ガスとしてのＴＤＥＡＴを供給するに
は、Ｎ2 ガス源９６からの加圧ガスにより原料ガス源７
０内のＴＤＥＡＴ液を液体状態で加圧圧送し、この液体
を流量コントロール弁１０２で流量制御しつつ気化器１
０４へ流入させる。この気化器１０４では、Ｎ2 ガス等
のキャリアガスが加圧供給されており、キャブレターの
原理で液状のＴＤＥＡＴを気化してミスト化している。
ミスト化されたＴＤＥＡＴは、原料ガス供給管６８内を
移送されてシャワーヘッド構造５０に至ることになる。
この際、気化器１０４よりも下流側の原料ガス供給管６
８は加熱手段１１２により所定の温度範囲内に常時加熱
維持されているので、移送途中にてミスト状のＴＤＥＡ
Ｔが再液化したり、或いは加熱し過ぎて熱分解すること
がなく、ミスト状或いは気体状態を維持したままシャワ
ーヘッド本体５６内へ導入されることになる。この場
合、ガス供給管６８内の圧力はシャワーヘッド本体５６
側の流路内圧よりも高いので、その分、液化し易いこと
から例えば９５℃以上の温度で加熱させる。
【００２５】気体状態のＴＤＥＡＴは、シャワーヘッド
本体５６に設けた原料ガスの供給路５２や原料ガスヘッ
ダ部８０を介して原料ガス噴射孔７８Ａから処理空間Ｓ
に噴出される。一方、還元ガス源７４から供給されたＮ
Ｈ3 ガスは、シャワーヘッド本体５６の還元ガスのガス
流路５４や還元ガスヘッダ部８２を介して還元ガス噴射
孔７８Ｂから処理空間Ｓに噴射される。そして、前述の
ように原料ガスと還元ガスは処理空間Ｓに噴出された時
点で初めて混合されることになり、ここで反応してウエ
ハ表面上にＴｉＮ膜の成膜が形成されることになる。
【００２６】ここで、ウエハＷに対向して配置される下
段ブロック体６２の下部であるガス噴射部は、ウエハＷ
からの輻射熱により過度に加熱される結果、原料ガスと
還元ガスが混合されたと同時に反応してここに成膜が付
着することが考えられるが、これを防止するために、こ
のガス噴射部の部分には、各ガス噴射孔７８間を縫うよ
うにして冷却水路８４（図４参照）が設けられており、
ここに冷却水を流してこの部分を、成膜ができない温
度、例えば１００℃以下、具体的には４０〜５０℃程度
になるように冷却している。ただし、この部分の過冷却
のために原料ガスが再液化することを防止するために、
この冷却水路８４に流す冷却水として、例えば４０℃以
上の温水を用いるようにする。
【００２７】これに対して、ウエハＷからの輻射熱を直
接受けることのない中段ブロック体６０及び上段ブロッ
ク体５８は、ＴＤＥＡＴの液化温度、例えば４０℃より
も低くなる恐れがあるが、この場合には、これらのブロ
ック体５８、６０は周縁部に設けた加熱手段８８により
加熱されて、ＴＤＥＡＴが再液化せず、しかも熱分解し
ない温度範囲、例えば４０〜１００℃の範囲内に維持さ
れているので、流路内部で再液化も熱分解するこなく、
安定した気体状態でガス噴射孔７８まで移送することが
できる。このように、本発明においては、処理空間Ｓま
では２種類の処理ガスを別々の経路で供給し、処理空間
Ｓに供給すると同時にここで混合して反応させるように
したので、供給途中にて不必要な部分に成膜が形成され
ることなく、ウエハ表面上に確実に成膜を施すことがで
きる。
【００２８】また、ガス噴射部には、冷却手段８６を設
けてウエハＷからの輻射熱により、この部分が過度に加
熱されることを防止しているので、不要な部分に成膜が
付着することを阻止することができる。更には、シャワ
ーヘッド本体の中段から上段の部分には加熱手段を設け
てこの部分を加熱することにより、ここに設けた流路内
でガス状の原料ガスが再液化することを防止することが
でき、原料ガスをガス状態のままで安定してガス噴射孔
７８まで供給することが可能となる。また、原料ガスを
供給するに際しては、流量制御精度の劣るバブリングと
は異なり、液体状態で流量制御を行なった後、気化させ
て供給するようにしたので、精度の高い流量制御が可能
となる。
【００２９】尚、シャワーヘッド本体５６に形成するガ
ス流路５２、５４等は、本実施例のものに限定されず、
原料ガスと還元ガスの流路が交わることなく形成でき、
且つガス噴射面の略全面に向けて均等にガスを供給し得
るものであれば、どのような流路構造としてもよい。ま
た、シャワーヘッド本体５６を、ガス経路５２、５４、
ヘッダ部８０、８２、ガス噴射孔７８等の成形加工の利
便性を考慮して、３つのブロック体に３分割するように
したが、この分割数に限定されるものではない。
【００３０】また更には、処理ガスとしてＴＤＥＡＴと
ＮＨ3 ガスを用いて、ＴｉＮを成膜する場合を例にとっ
て説明したが、これに限定されず、例えばＴＤＭＡＴ
（テトラジメチルアミノチタン）やそれ以外の材料も適
用することができ、その場合には、使用ガスの温度特性
に対応した温度管理を行なうのは勿論である。更には、
Ｔｉ膜のみならず、Ａｌ（アルミ）膜、Ｗ（タングステ
ン）膜等を成膜する場合にも適用することができる。ま
た、キャリアガスや加圧ガスとしてＮ2 ガスを使用した
が、これに限定されず、他の不活性ガス、例えばＡｒガ
スやＨｅガス等を用いてもよい。更には、被処理体とし
て半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定さ
れず、例えばＬＣＤ基板等にも適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る処理
装置のシャワーヘッド構造によれば、次のように優れた
作用効果を発揮することができる。複数種類の処理ガス
を使用する場合において、処理空間までは別々のガス流
路を用いてこれらが途中で混合することがないように
し、処理空間で初めて混合させるようにしたので、ガス
流路途中にて成膜が堆積することを防止することがで
き、目的とする被処理体の表面に成膜を施すことがでい
る。また、被処理体の輻射熱により加熱され易いガス噴
射部に冷却手段を設けてこの部分を成膜温度以下に冷却
するようにしたので、この部分に成膜が付着堆積するこ
とを防止することができる。更には、シャワーヘッド本
体には加熱手段を設けてこれを処理ガスの液化温度以上
に加熱するようにしたので、ガス流路途中にて処理ガス
が再液化することを防止でき、これをガス或いはミスト
状態のままで安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシャワーヘッド構造を設けた処理
装置を示す断面図である。
【図２】図１に示すシャワーヘッド構造のシャワーヘッ
ド本体を示す部分拡大分解図である。
【図３】図２に示すシャワーヘッド本体の中段ブロック
体の下面斜視図である。
【図４】シャワーヘッド本体の下面を示す平面図であ
る。
【図５】シャワーヘッド本体の上面を示す平面図であ
る。
【図６】従来のシャワーヘッド構造を有する処理装置を
示す断面図である。
【符号の説明】
２６ メタルＣＶＤ装置（処理装置） ２８ 処理容器 ３０ 載置台 ３６ 透過窓 ４０ 加熱ランプ ５０ シャワーヘッド構造 ５２ 原料ガスのガス流路 ５４ 還元ガスのガス流路 ５６ シャワーヘッド本体 ５８ 上段ブロック体 ６０ 中段ブロック体 ６２ 下段ブロック体 ６８ 原料ガス供給管 ７０ 原料ガス源 ７４ 還元ガス源 ７６ 還元ガス供給管 ７８ ガス噴射孔 ８４ 冷却水路 ８６ 冷却手段 ８８ 加熱手段 ９４ ＴＤＥＡＴ液 ９６ Ｎ2 ガス源 １０２ 液量コントロール弁 １０４ 気化器 １１２ 加熱手段 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−294868（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−256953（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−122281（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−188205（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−22341（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−38235（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/31

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数種類の処理ガスにより被処理体の表
    面に成膜を行なう処理装置に設けられ、前記処理ガスを
    供給すべく処理空間に臨ませた多数のガス噴射孔を形成
    したシャワーヘッド本体を有するシャワーヘッド構造に
    おいて、 前記シャワーヘッド本体は、分割可能な少なくとも上段
    ブロック体と、中段ブロック体と、下段ブロック体との
    ３つのブロック体よりなり、 前記上段ブロック体の上面には第１のガス導入口と第２
    のガス導入口が形成され、 前記上段ブロック体と前記中段ブロック体との接合部に
    は、前記第１のガス導入口より導入されたガスを拡散さ
    せる空間である第１のガスヘッダ部を形成すると共に、
    前記中段ブロック体と前記下段ブロック体との接合部に
    は、前記第２のガス導入口より導入されたガスを拡散さ
    せる空間である第２のガスヘッダ部を形成し、 前記上段ブロック体と前記中段ブロック体には、前記各
    第１及び第２のガス導入口から前記第１及び第２のガス
    ヘッダ部へそれぞれ延びるガス流路を形成すると共に、
    前記上段ブロック体においては前記第１及び第２のガス
    ヘッダ部へそれぞれ延びるガス流路は複数に分岐されて
    おり、前記中段ブロック体には、前記第１のガスヘッダ
    部から前記下段ブロック体に設けた前記ガス噴射孔の内
    の第１のグループのガス噴射孔へ連通するガス流路を形
    成し、第２のグループのガス噴射孔は前記第２のガスヘ
    ッダ部へ直接的に連通されることを特徴とする処理装置
    のシャワーヘッド構造。
  2. 【請求項２】 前記シャワーヘッド本体は、分割可能な
    複数のブロック体よりなり、各ブロック体に前記ガス流
    路を連結可能に形成してあることを特徴とする請求項１
    記載の処理装置のシャワーヘッド構造。
  3. 【請求項３】 前記ガス流路を形成したシャワーヘッド
    本体は、前記処理ガスが液化せず且つ熱分解しないよう
    な所定の温度範囲内に加熱維持するための加熱手段を有
    することを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置の
    シャワーヘッド構造。
  4. 【請求項４】 前記多数のガス噴射孔が形成されたガス
    噴射部は、前記被処理体側からの輻射熱により過度に加
    熱されることを防止するための冷却手段を有することを
    特徴とする請求項１乃至３記載の処理装置のシャワーヘ
    ッド構造。
  5. 【請求項５】 前記冷却手段は、前記下段ブロック体に
    設けられることを特徴とする請求項４記載の処理装置の
    シャワーヘッド構造。
  6. 【請求項６】 前記上段、中段及び下段の各ブロック体
    の接合部の周縁部には、これに沿ってシール部材が介在
    されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
    に記載の処理装置のシャワーヘッド構造。
  7. 【請求項７】 前記シャワーヘッド本体は、アルミニウ
    ムよりなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
    に記載の処理装置のシャワーヘッド構造。
  8. 【請求項８】 前記第１及び第２のグループのガス噴射
    孔は、噴射ガスが均一混合されるようにそれぞれ前記下
    段ブロック体に分散させて設けられることを特徴とする
    請求項１乃至７のいずれかに記載の処理装置のシャワー
    ヘッド構造。
  9. 【請求項９】 前記第１及び第２のガス導入口は、前記
    上段ブロック体の略中央部に設けられており、前記第１
    及び第２のガス導入口に連結される前記ガス流路は前記
    上段ブロック体の半径方向へ延びていることを特徴とす
    る請求項１乃至８のいずれかに記載の処理装置のシャワ
    ーヘッド構造。
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