(57)【要約】【課題】流体が排出される空間における、流体の分布がより均一になる、流路構造を提供する。【解決手段】一つの実施形態に係る流路構造は、部材を備える。前記部材は、外面を有し、前記外面に開口する複数の第１の通路が設けられる。前記複数の第１の通路から流体が排出されるとき、前記流体が、前記複数の第１の通路のそれぞれから、他の前記複数の第１の通路のうち少なくとも一つから排出される前記流体に当たる方向に排出される。【選択図】図４
2018011032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面を有し、前記外面に開口する複数の第１の通路が設けられ、前記複数の第１の通路から流体が排出されるとき、前記流体が、前記複数の第１の通路のそれぞれから、他の前記複数の第１の通路のうち少なくとも一つから排出される前記流体に当たる方向に排出される、部材、
を具備する流路構造。
【請求項２】
外面を有し、前記外面に開口する複数の第１の通路が設けられ、前記複数の第１の通路が前記外面に向かって開口する方向は、他の前記複数の第１の通路のうち少なくとも一つが前記外面に向かって開口する方向と少なくとも一点で重なる、部材、
を具備する流路構造。
【請求項３】
前記外面に溝が設けられ、
前記溝は、前記外面に開口する前記複数の第１の通路のうち少なくとも二つの間で延びる、
請求項１又は請求項２の流路構造。
【請求項４】
前記部材は、前記外面の一部を形成する複数の凸部を有し、
前記複数の凸部は、複数の前記第１の通路が開口する筒状の周壁と、前記周壁の端部を塞ぐ端壁とを含む、
請求項１又は請求項２の流路構造。
【請求項５】
前記周壁に開口する前記複数の第１の通路のうち一つは、他の前記周壁に開口する前記複数の第１の通路のうち一つに向く、請求項４の流路構造。
【請求項６】
前記部材は、前記外面の反対側に位置する面を有し、前記面に開口する複数の第２の通路が設けられ、
前記複数の第２の通路はそれぞれ、前記複数の第１の通路のうち少なくとも一つに接続され、
前記複数の第２の通路のそれぞれの断面積は、一つの前記第２の通路に接続された前記第１の通路の前記外面に形成されている開口の断面積の合計よりも広い、
請求項１又は請求項２の流路構造。
【請求項７】
前記複数の第２の通路はそれぞれ、前記複数の第１の通路のうち少なくとも二つに接続される、請求項６の流路構造。
【請求項８】
前記複数の第１の通路のうち一つの形状が、前記複数の第１の通路のうち他の一つの形状と異なる、請求項１又は請求項２の流路構造。
【請求項９】
前記複数の第１の通路のうち一つの長さは、前記複数の第１の通路のうち他の一つの長さと異なる、請求項１又は請求項２の流路構造。
【請求項１０】
前記複数の第１の通路のうち少なくとも一つは、螺旋状に延びる、請求項９の流路構造。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一つの流路構造と、
前記外面から空間を介して離間した位置に物体を支持するよう構成された物体支持部と、
前記複数の第１の通路に流体を供給するよう構成された流体供給部と、
をさらに具備し、
前記流路構造は、前記流体供給部から前記複数の第１の通路に供給された前記流体を、前記複数の第１の通路から前記外面と前記物体との間の前記空間に排出するよう構成された、
処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、流路構造及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の孔から流体を排出する装置が知られる。例えば、ＣＶＤ装置のような、ガスを用いる処理装置において、シャワープレートが複数の孔からガスを排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−５４２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体の進行方向は、当該流体を排出する孔が向く方向を中心に分布する。このため、流体が排出される空間における、流体の分布に偏りが生じることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの実施形態に係る流路構造は、部材を備える。前記部材は、外面を有し、前記外面に開口する複数の第１の通路が設けられる。前記複数の第１の通路から流体が排出されるとき、前記流体が、前記複数の第１の通路のそれぞれから、他の前記複数の第１の通路のうち少なくとも一つから排出される前記流体に当たる方向に排出される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る半導体製造装置を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態のシャワープレートの第４の面を概略的に示す平面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の通路を示すシャワープレートの平面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の通路を示すシャワープレートの断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の通路を示すシャワープレートの平面図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の通路を示すシャワープレートの断面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の通路を示すシャワープレートの平面図である。
【図８】図８は、第１の実施形態の通路を示すシャワープレートの断面図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る通路を示すシャワープレートの平面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の通路を示すシャワープレートの断面図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係る通路を示すシャワープレートの平面図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態の通路を示すシャワープレートの断面図である。
【図１３】図１３は、第４の実施形態に係る通路を示すシャワープレートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、第１の実施形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明について、複数の表現が記載されることがある。複数の表現がされた構成要素及び説明は、記載されていない他の表現がされても良い。さらに、複数の表現がされない構成要素及び説明も、記載されていない他の表現がされても良い。
【０００８】
図１は、第１の実施形態に係る半導体製造装置１０を概略的に示す断面図である。半導体製造装置１０は、処理装置の一例であり、例えば、製造装置、吸排気装置、供給装置、及び装置とも称され得る。なお、処理装置は半導体製造装置１０に限らず、対象となる物体に、例えば加工、洗浄、及び試験のような処理を行う他の装置であっても良い。
【０００９】
各図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、半導体製造装置１０の幅に沿う。Ｙ軸は、半導体製造装置１０の奥行き（長さ）に沿う。Ｚ軸は、半導体製造装置１０の高さに沿う。
【００１０】
図１に示される第１の実施形態の半導体製造装置１０は、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）装置である。半導体製造装置１０は、他の装置であっても良い。図１に示すように、半導体製造装置１０は、製造部１１と、圧力計１２と、ポンプ１３とを有する。ポンプ１３は、流体供給部の一例であり、例えば、供給部、排出部、又は送部とも称され得る。製造部１１に、チャンバ２１が設けられる。半導体製造装置１０は、例えば、チャンバ２１において、半導体ウェハ（以下、ウェハと称する）Ｗを製造する。
【００１１】
製造部１１は、上壁２３と、周壁２４と、ステージ２５と、拡散板２６と、シャワープレート２７とを有する。ステージ２５は、例えば、配置部、処理部、載置部、又は台とも称され得る。拡散板２６は、例えば、供給部、排出部、又は部分とも称され得る。シャワープレート２７は、流路構造及び部材の一例であり、例えば、吸排気部材、吐出部、排出部、吸引部、又は部品とも称され得る。
【００１２】
上壁２３は、第１の内面２３ａを有する。第１の内面２３ａは、Ｚ軸に沿う負方向（下方向）に向く略平坦な面である。第１の内面２３ａは、チャンバ２１の一部を形成する。すなわち、第１の内面２３ａは、チャンバ２１の内部に向く。
【００１３】
上壁２３に、供給口３１が設けられる。供給口３１は、例えばパイプによって、ポンプ１３に接続される。ポンプ１３は、供給口３１から、チャンバ２１にガスＧを供給する。ガスＧは、流体の一例である。流体は気体に限らず、例えば、液体であっても良い。図１は、ガスＧの流れを矢印で示す。
【００１４】
周壁２４は、第２の内面２４ａを有する。第２の内面２４ａは、Ｚ軸に直交する方向（略水平方向）に向く面である。第２の内面２４ａは、チャンバ２１の一部を形成する。すなわち、第２の内面２４ａは、チャンバ２１の内部に向く。
【００１５】
周壁２４に、複数の排気口３２が設けられる。排気口３２は、圧力計１２を介してポンプ１３に接続される。ポンプ１３は、排気口３２から、チャンバ２１のガスＧを吸引することが可能である。言い換えると、チャンバ２１のガスＧは、排気口３２から排出される。
【００１６】
ステージ２５は、支持部２５ａを有する。支持部２５ａは、物体支持部の一例であり、例えば、配置部、処理部、載置部、又は台とも称され得る。支持部２５ａは、チャンバ２１の内部に配置される。支持部２５ａは、上壁２３の第１の内面２３ａに向き、ウェハＷを支持する。ステージ２５はヒータを有し、支持部２５ａに支持されたウェハＷを加熱することが可能である。
【００１７】
拡散板２６は、チャンバ２１の内部に配置され、上壁２３に取り付けられる。拡散板２６は、第１の面２６ａと、第２の面２６ｂとを有する。第１の面２６ａは、上壁２３の第１の内面２３ａに対向する。第２の面２６ｂは、第１の面２６ａの反対側に位置する。
【００１８】
拡散板２６と、上壁２３との間に、拡散室３５が形成される。拡散室３５は、拡散板２６と上壁２３とによって囲まれる空間である。拡散室３５に、上壁２３の供給口３１が開口する。このため、ガスＧは、供給口３１から拡散室３５に供給される。
【００１９】
拡散板２６に、複数の孔３７が設けられる。孔３７は、第１の面２６ａと、第２の面２６ｂとの間を接続する孔である。すなわち、孔３７は、拡散室３５の内部と外部との間を接続する。
【００２０】
シャワープレート２７は、チャンバ２１の内部に配置され、上壁２３に取り付けられる。シャワープレート２７は、拡散板２６を覆う。言い換えると、シャワープレート２７と上壁２３との間に、拡散板２６が配置される。
【００２１】
シャワープレート２７は、第３の面２７ａと、第４の面２７ｂとを有する。第３の面２７ａは、面の一例である。第４の面２７ｂは、外面の一例である。第３の面２７ａ及び第４の面２７ｂはそれぞれ、例えば、表面とも称され得る。
【００２２】
第３の面２７ａは、Ｚ軸に沿う正方向（Ｚ軸の矢印が向く方向、上方向）に向く略平坦な面である。第３の面２７ａは、曲面状であっても良く、凹凸が設けられても良い。第３の面２７ａは、拡散板２６の第２の面２６ｂに対向する。第３の面２７ａは、間隔を介して、第２の面２６ｂに開口した複数の孔３７に面する。
【００２３】
第４の面２７ｂは、第３の面２７ａの反対側に位置する。第４の面２７ｂは、Ｚ軸に沿う負方向に向く略平坦な面である。第４の面２７ｂは、曲面状であっても良く、凹凸が設けられても良い。
【００２４】
拡散板２６と、シャワープレート２７との間に、供給室３９が形成される。供給室３９は、拡散板２６とシャワープレート２７とによって囲まれる空間である。供給室３９に、拡散板２６の複数の孔３７が開口する。このため、拡散室３５のガスＧは、拡散板２６の複数の孔３７を通って、供給室３９に供給される。第３の面２７ａは、供給室３９に面する。
【００２５】
第４の面２７ｂは、ステージ２５の支持部２５ａに支持されたウェハＷから、Ｚ軸に沿う正方向に空間Ｓを介して離間する。第４の面２７ｂは、空間Ｓを介して、ステージ２５の支持部２５ａに支持されたウェハＷに面する。このように、シャワープレート２７とウェハＷとは、Ｚ軸に沿う方向に空間Ｓを介して並べられる。
【００２６】
図２は、第１の実施形態のシャワープレート２７の第４の面２７ｂを概略的に示す平面図である。図２に示すように、シャワープレート２７に、複数の通路５０が設けられる。複数の通路５０はそれぞれ、シャワープレート２７を貫通し、第３の面２７ａ及び第４の面２７ｂで開口する。
【００２７】
以下の説明において、複数の通路５０は、通路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃと個別に称されることがある。なお、通路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに共通する説明は、通路５０についての説明として記載される。
【００２８】
図２において、説明のため、シャワープレート２７に対する通路５０の大きさは誇張されて描かれている。すなわち、通路５０は、図２に示される通路５０よりも、シャワープレート２７に対して小さい。このため、シャワープレート２７に設けられる複数の通路５０の数は、図２に示される複数の通路５０の数よりも多い。
【００２９】
図３は、第１の実施形態の通路５０Ａを示すシャワープレート２７の平面図である。図４は、第１の実施形態の通路５０Ａを示すシャワープレート２７の断面図である。図５は、第１の実施形態の通路５０Ｂを示すシャワープレート２７の平面図である。図６は、第１の実施形態の通路５０Ｂを示すシャワープレート２７の断面図である。図７は、第１の実施形態の通路５０Ｃを示すシャワープレート２７の平面図である。図８は、第１の実施形態の通路５０Ｃを示すシャワープレート２７の断面図である。
【００３０】
例えば図４、図６、及び図８に示すように、複数の通路５０はそれぞれ、少なくとも一つの第１の開口５１と、第２の開口５２とを有する。第１の開口５１は、第４の面２７ｂに設けられた通路５０の端部である。第２の開口５２は、第３の面２７ａに設けられた通路５０の端部である。すなわち、通路５０は、第１の開口５１と第２の開口５２とを接続する。
【００３１】
さらに、複数の通路５０はそれぞれ、少なくとも一つの第１の通路５５と、第２の通路５６とを含む。言い換えると、シャワープレート２７に、複数の第１の通路５５と、複数の第２の通路５６とが設けられる。
【００３２】
第１の通路５５は、通路５０の一部であって、シャワープレート２７の第４の面２７ｂで開口する部分である。第１の通路５５は、通路５０の第１の開口５１を含む。言い換えると、第１の通路５５は、第１の開口５１から延びる部分である。別の表現によれば、第１の開口５１は、第１の通路５５の、第４の面２７ｂで開口する部分である。さらに別の表現によれば、第１の開口５１は、第１の通路５５の、第４の面２７ｂに形成されている開口である。
【００３３】
第２の通路５６は、通路５０の一部であって、シャワープレート２７の第３の面２７ａで開口する部分である。第２の通路５６は、通路５０の第２の開口５２を含む。言い換えると、第２の通路５６は、第２の開口５２から延びる部分である。別の表現によれば、第２の開口５２は、第２の通路５６の、第３の面２７ａで開口する部分である。第２の通路５６はそれぞれ、少なくとも一つの第１の通路５５に接続される。
【００３４】
図３に示すように、通路５０Ａの第１の開口５１は、円環状に形成される。図４に示すように、通路５０Ａの第１の通路５５は、Ｚ軸に沿う方向に延び、且つ第１の開口５１に近づくに従って内径が拡大する、円筒状に形成される。言い換えると、通路５０Ａの第１の通路５５の断面積は、第１の開口５１に近づくに従って縮小する。
【００３５】
本実施形態において、通路５０の第１の通路５５の断面積は、当該第１の通路５５が延びる方向と直交する平面における断面積である。例えば、通路５０Ａの第１の通路５５の断面積は、Ｘ‐Ｙ平面における断面積である。
【００３６】
図４は、Ｘ‐Ｚ平面におけるシャワープレート２７の断面を示す。図４のようにＹ軸に沿う方向に平面視した場合における、第１の通路５５の延びる方向は、例えば次のように示される。なお、Ｙ軸に沿う方向は、シャワープレート２７の第４の面２７ｂが向く方向であり、且つシャワープレート２７とウェハＷが並べられた方向であるＺ軸に沿う方向と直交する。
【００３７】
まず、Ｚ軸に沿う方向における一地点において、Ｘ軸に沿う方向における第１の通路５５の両端の中間点が得られる。当該中間点を、Ｚ軸に沿う方向における複数の地点で得て、複数の中間点を結ぶことで、第１の通路５５の中心軸が得られる。第１の通路５５の中心軸が延びる方向が、本実施形態における第１の通路５５が延びる方向である。
【００３８】
上述のように求められた通路５０Ａの第１の通路５５が延びる方向は、Ｚ軸と斜めに交差する。通路５０Ａの第１の通路５５が延びる方向は、第４の面２７ｂから遠ざかるに従って、当該通路５０Ａに隣接する他の通路５０にＸ‐Ｙ平面（略水平方向）において近づく方向である。
【００３９】
通路５０Ａの第２の開口５２は、円環状に形成される。通路５０Ａの第２の通路５６は、Ｚ軸に沿う方向に延びる円筒状に形成される。通路５０Ａの第２の通路５６の断面積は、略一定である。
【００４０】
本実施形態において、通路５０の第２の通路５６の断面積は、当該第２の通路５６が延びる方向と直交する平面における断面積である。例えば、通路５０Ａの第２の通路５６の断面積は、Ｘ‐Ｙ平面における断面積である。
【００４１】
第２の通路５６の断面積は、第１の通路５５の最小の断面積よりも広い。例えば、第２の開口５２における第２の通路５６の断面積は、第１の開口５１における第１の通路５５の断面積よりも広い。言い換えると、第２の開口５２の断面積は、第１の開口５１の断面積よりも広い。
【００４２】
通路５０Ａは、シャワープレート２７に設けられた内周面６１と、内柱６２とによって形成される。内周面６１は、Ｚ軸に沿う方向に延びる円筒状の面であり、第１の通路５５の外径を規定し、且つ第２の通路５６の外径を規定する。内柱６２は、内周面６１から離間した位置で内周面６１に囲まれ、第１の通路５５の内径を規定し、且つ第２の通路５６の内径を規定する。
【００４３】
内柱６２は、シャワープレート２７の一部であり、シャワープレート２７の他の部分と一体に成形される。なお、内柱６２は、シャワープレート２７の他の部分と別に成形された部品であっても良い。内柱６２は、錐部６２ａと、柱部６２ｂとを有する。
【００４４】
錐部６２ａは、第１の開口５１に近づくに従って径が拡大する円錐状に形成され、第１の通路５５の内径を規定する。錐部６２ａの底面は、シャワープレート２７の第４の面２７ｂの一部を形成する。第１の通路５５は、錐部６２ａと内周面６１との間に形成される。柱部６２ｂは、錐部６２ａの頂部からＺ軸に沿う方向に延びる円柱状に形成され、第２の通路５６の内径を規定する。第２の通路５６は、柱部６２ｂと内周面６１との間に形成される。柱部６２ｂは、例えば梁を介してシャワープレート２７の第３の面２７ａに支持される。
【００４５】
図５に示すように、通路５０Ｂは、四つの第１の開口５１を含む。言い換えると、通路５０Ｂの第２の通路５６は、四つの第１の通路５５に接続される。第２の通路５６が接続される第１の通路５５の数は、これに限らない。通路５０Ｂの第１の開口５１はそれぞれ、円弧状に形成される。四つの円弧状の第１の開口５１は、周方向に互いに離間して配置され、全体として略円環形状を呈する。
【００４６】
図６に示すように、通路５０Ｂの第１の通路５５はそれぞれ、Ｚ軸と斜めに交差する方向に延びる。通路５０Ｂの第１の通路５５が延びる方向は、第４の面２７ｂから遠ざかるに従って、当該通路５０Ｂに隣接する他の通路５０にＸ‐Ｙ平面（略水平方向）において近づく方向である。通路５０Ｂの第１の通路５５の断面積は、第１の開口５１に近づくに従って縮小する。
【００４７】
通路５０Ｂの第２の開口５２は、円状に形成される。通路５０Ｂの第２の通路５６は、Ｚ軸に沿う方向に延びる円柱状に形成される。通路５０Ｂの第２の通路５６の断面積は、略一定である。
【００４８】
第２の通路５６の断面積は、四つの第１の通路５５の最小の断面積の合計よりも広い。例えば、第２の開口５２における第２の通路５６の断面積は、第１の開口５１における四つの第１の通路５５の断面積の合計よりも広い。言い換えると、第２の開口５２の断面積は、四つの第１の開口５１の断面積の合計よりも広い。
【００４９】
通路５０Ｂは、シャワープレート２７に設けられた内周面６１と、底壁６４とによって形成される。底壁６４の底面は、シャワープレート２７の第４の面２７ｂの一部を形成する。通路５０Ｂを形成する底壁６４は、内板６４ａと、四つの接続部６４ｂとを有する。
【００５０】
底壁６４は、シャワープレート２７の一部であり、シャワープレート２７の他の部分と一体に成形される。なお、底壁６４は、シャワープレート２７の他の部分と別に成形された部品であっても良い。
【００５１】
図５に示すように、内板６４ａは、略円盤状に形成され、内周面６１から離間した位置で内周面６１に囲まれる。四つの接続部６４ｂは、内板６４ａの外周面から放射状に突出し、内板６４ａと内周面６１とを接続する。
【００５２】
通路５０Ｂの四つの第１の通路５５はそれぞれ、内周面６１と、内板６４ａの外周面と、二つの接続部６４ｂとの間に形成される。通路５０Ｂの第２の通路５６は、内周面６１の内側に形成される。
【００５３】
図７に示すように、通路５０Ｃは、四つの第１の開口５１を含む。言い換えると、通路５０Ｃの第２の通路５６は、四つの第１の通路５５に接続される。通路５０Ｃの第１の開口５１はそれぞれ、円状に形成される。四つの円状の第１の開口５１は、周方向に互いに離間して配置される。
【００５４】
図８に示すように、通路５０Ｃの第１の通路５５はそれぞれ、Ｚ軸と斜めに交差する方向に延びる。通路５０Ｃの第１の通路５５が延びる方向は、第４の面２７ｂから遠ざかるに従って、当該通路５０Ｃに隣接する他の通路５０にＸ‐Ｙ平面（略水平方向）において近づく方向である。通路５０Ｃの第１の通路５５の断面積は、略一定である。
【００５５】
通路５０Ｃの第２の開口５２は、円状に形成される。通路５０Ｃの第２の通路５６は、Ｚ軸に沿う方向に延びる円柱状に形成される。通路５０Ｃの第２の通路５６の断面積は、略一定である。
【００５６】
第２の通路５６の断面積は、四つの第１の通路５５の断面積の合計よりも広い。例えば、第２の開口５２における第２の通路５６の断面積は、第１の開口５１における四つの第１の通路５５の断面積の合計よりも広い。言い換えると、第２の開口５２の断面積は、四つの第１の開口５１の断面積の合計よりも広い。
【００５７】
図８に示すように、通路５０Ｃの第２の通路５６は、底５６ａを有する穴である。通路５０Ｃの四つの第１の通路５５は、第２の通路５６の底５６ａと、シャワープレート２７の第４の面２７ｂに開口する第１の開口５１と、を接続する。
【００５８】
図２に示すように、例えば、シャワープレート２７の中心部に、複数の通路５０Ａが設けられる。複数の通路５０Ｂは、複数の通路５０Ａを囲むように配置される。さらに、複数の通路５０Ｃは、複数の通路５０Ａ及び複数の通路５０Ｂを囲むように配置される。なお、複数の通路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、図２と異なる位置に配置されても良い。
【００５９】
図３乃至図８に示すように、通路５０Ａの形状と、通路５０Ｂの形状と、通路５０Ｃの形状とは互いに異なる。言い換えると、複数の通路５０のうち一つの形状が、複数の通路５０のうち他の一つの形状と異なる。なお、複数の通路５０は、複数の通路５０Ａ、複数の通路５０Ｂ、又は複数の通路５０Ｃのみを有しても良い。さらに、通路５０Ａの第１の通路５５の長さと、通路５０Ｂの第１の通路５５の長さと、通路５０Ｃの第１の通路５５の長さとは互いに異なる。
【００６０】
以上のように構成されたシャワープレート２７の複数の通路５０に、図１のポンプ１３は、ガスＧを供給する。ポンプ１３は、供給口３１、拡散室３５、及び拡散板２６の複数の孔３７を通じて、供給室３９にガスＧを供給する。供給室３９のガスＧは、複数の通路５０の第２の通路５６に供給される。
【００６１】
シャワープレート２７は、ポンプ１３から複数の通路５０に供給されたガスＧを、複数の通路５０の第１の通路５５から、シャワープレート２７の第４の面２７ｂと、ステージ２５の支持部２５ａに支持されたウェハＷと、の間の空間Ｓに排出する。以下、第１の通路５５から排出されるガスＧについて詳しく説明する。
【００６２】
図３及び図４に示すように、複数の通路５０Ａのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、交差する。言い換えると、複数の通路５０Ａのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、一点で重なる。第１の開口５１は、第１の通路の外面に開口する部分の一例である。第１の開口５１が向く方向は、第１の通路が外面に向かって開口する方向の一例である。
【００６３】
第１の開口５１が向く方向は、第１の開口５１（第４の面２７ｂ）における、第１の通路５５が向く方向である。別の表現によれば、第１の開口５１が向く方向は、第１の通路５５が第４の面２７ｂに向かって開口する方向である。すなわち、上述のように得られた第１の通路５５が延びる方向を、第１の開口５１（第４の面２７ｂ）から直線状に延長した方向である。
【００６４】
ガスＧは、上記の複数の通路５０Ａの第１の通路５５のそれぞれから、他の複数の通路５０の第１の通路５５のうち少なくとも一つから排出されるガスＧに当たる方向に排出される。例えば、一つの通路５０Ａの第１の通路５５は、当該通路５０Ａに隣接する他の通路５０Ａの第１の通路５５から排出されるガスＧに当たる方向に、ガスＧを排出する。なお、通路５０Ａの第１の通路５５は、当該通路５０Ａに隣接する通路５０よりも遠い他の通路５０の第１の通路５５から排出されるガスＧに当たる方向に、ガスＧを排出しても良い。
【００６５】
図５及び図６に示すように、複数の通路５０Ｂのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、交差する。言い換えると、複数の通路５０Ｂのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、一点で重なる。
【００６６】
ガスＧは、上記の複数の通路５０Ｂの第１の通路５５のそれぞれから、他の複数の通路５０の第１の通路５５のうち少なくとも一つから排出されるガスＧに当たる方向に排出される。例えば、一つの通路５０Ｂの第１の通路５５は、当該通路５０Ｂに隣接する他の通路５０Ｂの第１の通路５５から排出されるガスＧに当たる方向に、ガスＧを排出する。なお、通路５０Ｂの第１の通路５５は、当該通路５０Ｂに隣接する通路５０よりも遠い他の通路５０の第１の通路５５から排出されるガスＧに当たる方向に、ガスＧを排出しても良い。
【００６７】
図７及び図８に示すように、複数の通路５０Ｃのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、交差する。言い換えると、複数の通路５０Ｃのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、一点で重なる。
【００６８】
ガスＧは、上記の複数の通路５０Ｃの第１の通路５５のそれぞれから、他の複数の通路５０の第１の通路５５のうち少なくとも一つから排出されるガスＧに当たる方向に排出される。例えば、一つの通路５０Ｃの第１の通路５５は、当該通路５０Ｃに隣接する他の通路５０Ｃの第１の通路５５から排出されるガスＧに当たる方向に、ガスＧを排出する。なお、通路５０Ｃの第１の通路５５は、当該通路５０Ｃに隣接する通路５０よりも遠い他の通路５０の第１の通路５５から排出されるガスＧに当たる方向に、ガスＧを排出しても良い。
【００６９】
シャワープレート２７は、複数の通路５０の第１の通路５５のそれぞれから排出されたガスＧを、ガスＧがウェハＷに到達する前に、他の複数の通路５０の第１の通路５５のうち少なくとも一つから排出されるガスＧに当てる。言い換えると、一つの第１の通路５５から排出されたガスＧと、少なくとも一つの他の第１の通路５５から排出されたガスＧとは、シャワープレート２７の第４の面２７ｂとウェハＷとの間で互いに衝突する。
【００７０】
複数の第１の通路５５から排出されたガスＧが互いに衝突すると、当該ガスＧの進行方向が分散する。衝突した後のガスＧの流速は、第１の通路５５から排出されるときのガスＧの流速よりも遅い。衝突した後のガスＧは、ウェハＷに到達し、ウェハＷの表面に膜を生成する。なお、半導体製造装置１０がプラズマＣＶＤ装置である場合、ガスＧは、空間Ｓにおいてプラズマ化される。
【００７１】
ガスＧが互いに衝突することで、ウェハＷの表面上において、当該ウェハＷの表面に到達するガスＧの流速及び流量は大よそ均一になる。このため、ウェハＷの表面で化学反応するガスＧの量は大よそ均一になり、ウェハＷの表面に生成される膜の厚さも大よそ均一となる。
【００７２】
例えば、通路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃにおける第１の通路５５の長さや、通路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの配置は、ウェハＷの表面に生成される膜の厚さがより均一になるよう設定される。例えば、ハーゲン・ポアズイユ式より、第１の通路５５の長さが長いほど、第１の通路５５のコンダクタンスが低く且つ圧力抵抗が高い。このため、第１の通路５５の長さが調整されることで、当該第１の通路５５の近傍におけるガスＧの流量が調整される。
【００７３】
本実施形態において、シャワープレート２７は、例えば、３Ｄプリンタによって積層造形される。このため、シャワープレート２７は一体物として成形される。なお、シャワープレート２７は、他の方法で成形されても良い。
【００７４】
以上説明された第１の実施形態に係る半導体製造装置１０において、複数の第１の通路５５のそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の第１の通路５５のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と少なくとも一点で重なる。例えば、複数の第１の通路５５のそれぞれの第１の開口５１が向く方向と、他の複数の第１の通路５５のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、が互いに交差する。また、複数の第１の通路５５からガスＧが排出されるとき、ガスＧが、複数の第１の通路５５のそれぞれから、他の複数の第１の通路５５のうち少なくとも一つから排出されるガスＧに当たる方向に排出される。複数の第１の通路５５から排出されたガスＧは互いに衝突し、当該ガスＧの進行方向が分散する。これにより、ガスＧが排出される空間Ｓにおける、ガスＧの分布がより均一になる。従って、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になって膜の厚さにムラが生じることが抑制される。このように、ウェハＷに形成される膜の厚さがより均一になるように、複数の第１の通路５５の第１の開口５１が向く方向が独立して（個別に）設定される。
【００７５】
一般的に、ウェハＷに形成される膜の厚さを均一にするために、ウェハＷとシャワープレート２７との間の距離を大きくすることが行われる。この場合、大きい空間Ｓに多くのガスＧが供給されることになる。従って、チャンバ２１でガスＧを供給及び排出するための時間に係るガスＧの置換効率と、ウェハＷに形成される膜の厚さに対するガスＧの量に係るガスＧの利用効率と、が低下する。一方、本実施形態によれば、ウェハＷとシャワープレート２７との間の距離を小さくすることができ、ガスＧの置換効率及び利用効率の低下が抑制される。
【００７６】
複数の第２の通路５６のそれぞれの断面積は、当該第２の通路５６に接続された第１の通路５５の断面積の合計よりも広い。これにより、第１の通路５５における圧力抵抗が高く且つコンダクタンスが低くなり、複数の第１の通路５５からより均一にガスＧが排出される。従って、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【００７７】
複数の第２の通路５６はそれぞれ、複数の第１の通路５５のうち少なくとも二つに接続される。これにより、第１の通路５５の数が、第２の通路５６の数よりも多くなる。すなわち、ガスＧが多くの位置から排出され、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【００７８】
複数の第１の通路５５のうち一つの形状が、複数の第１の通路５５のうち他の一つの形状と異なる。これにより、例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）のような前後工程を含む種々の条件に応じたコンダクタンス及び圧力抵抗を有するように、第１の通路５５のそれぞれの形状が設定される。従って、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【００７９】
複数の第１の通路５５のうち一つの長さは、複数の第１の通路５５のうち他の一つの長さと異なる。これにより、例えば、前後工程のような種々の条件に応じたコンダクタンス及び圧力抵抗を有するように、第１の通路５５のそれぞれの長さが設定される。従って、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【００８０】
シャワープレート２７は、複数の第１の通路５５のそれぞれから排出されたガスＧを、当該ガスＧがウェハＷに到達する前に、他の複数の第１の通路５５のうち少なくとも一つから排出されるガスＧに当てるよう構成される。これにより、第１の通路５５から排出されたガスＧが直接的にウェハＷに当たることが抑制される。従って、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【００８１】
以下に、第２の実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
【００８２】
図９は、第２の実施形態に係る通路５０Ｃを示すシャワープレート２７の平面図である。図１０は、第２の実施形態の通路５０Ｃを示すシャワープレート２７の断面図である。図９及び図１０に示すように、シャワープレート２７の第４の面２７ｂに複数の溝７１が設けられる。溝７１は、第４の面２７ｂから窪み、底を有する。
【００８３】
溝７１は、第４の面２７ｂに開口する複数の第１の通路５５のうち少なくとも二つの間で延びる。例えば、溝７１は、一つの通路５０Ｃの一つの第１の通路５５と、当該一つの通路５０Ｃに隣接する他の通路５０Ｃの一つの第１の通路５５と、の間で延びる。
【００８４】
通路５０Ｃの第１の通路５５から排出されたガスＧは基本的に、当該第１の通路５５の第１の開口５１が向く方向に排出される。さらに、通路５０Ｃの第１の通路５５から排出されたガスＧの一部は、溝７１に沿う方向に流れる。
【００８５】
溝７１によって接続された二つの通路５０Ｃの第１の通路５５から、ガスＧが排出される。当該ガスＧは、溝７１に沿って流れ、互いに衝突する。このように、ガスＧは、溝７１の内部及び溝７１の近傍において互いに衝突する。溝７１の内部及び溝７１の近傍は、空間Ｓの一部である。
【００８６】
以上説明された第２の実施形態の半導体製造装置１０において、第４の面２７ｂに設けられた溝７１が、第４の面２７ｂに開口する複数の第１の通路５５のうち少なくとも二つの間で延びる。これにより、第１の通路５５から排出されたガスＧが、溝７１に沿って流れ、他の第１の通路５５から排出されたガスＧと衝突しやすくなる。
【００８７】
以下に、第３の実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、第３の実施形態に係る通路５０Ｄを示すシャワープレート２７の平面図である。図１２は、第３の実施形態の通路５０Ｄを示すシャワープレート２７の断面図である。
【００８８】
図１１及び図１２に示すように、複数の通路５０は、複数の通路５０Ｄを含む。複数の通路５０は、第１の実施形態の通路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃのうち少なくとも一つを有しても良いし、通路５０Ｄのみを有しても良い。
【００８９】
シャワープレート２７は、複数の凸部８１を有する。複数の凸部８１はそれぞれ、シャワープレート２７の第４の面２７ｂから突出する。複数の凸部８１は、互いに離間して配置される。複数の凸部８１はそれぞれ、周壁８２と、端壁８３とを有する。
【００９０】
周壁８２は、Ｚ軸に沿う方向に延びる円筒状に形成される。周壁８２は、多角形の筒状のような他の形状に形成されても良い。周壁８２のＺ軸に沿う正方向の端部は、第４の面２７ｂに接続される。
【００９１】
周壁８２は、外周面８２ａを有する。外周面８２ａは、Ｚ軸と直交する方向に向く円筒形の外面である。外周面８２ａは、空間Ｓに面し、シャワープレート２７の外面の一部を形成する。すなわち、外周面８２ａは、外面の一例である。
【００９２】
端壁８３は、周壁８２のＺ軸に沿う負方向の端部を塞ぐ。端壁８３は、底面８３ａを有する。底面８３ａは、Ｚ軸に沿う負方向に向く略平坦な面である。底面８３ａは、空間Ｓに面し、シャワープレート２７の外面の一部を形成する。すなわち、底面８３ａは、外面の一例である。このように、凸部８１の外周面８２ａ及び底面８３ａは、シャワープレート２７の外面の一部を形成する。
【００９３】
周壁８２の外周面８２ａに、通路５０Ｄの四つの第１の通路５５が開口する。言い換えると、四つの第１の開口５１が、周壁８２の外周面８２ａに設けられる。第１の通路５５は、Ｚ軸と直交する方向（略水平方向）に延びる。第１の通路５５の第１の開口５１は、Ｚ軸と直交する方向に向く。なお、第１の開口５１は、他の方向に向いても良い。通路５０Ｄの第１の開口５１が向く方向は、第１の通路５５が外周面８２ａに向かって開口する方向である。
【００９４】
通路５０Ｄの第２の開口５２は、円状に形成される。通路５０Ｄの第２の通路５６は、Ｚ軸に沿う方向に延びる円柱状に形成される。通路５０Ｄの第２の通路５６の断面積は、略一定である。
【００９５】
通路５０Ｄは、第３の通路８５を有する。第３の通路８５は、周壁８２と端壁８３とに囲まれる。言い換えると、第３の通路８５は、周壁８２の内面と端壁８３の内面とによって形成される。
【００９６】
外周面８２ａに開口する四つの第１の通路５５は、第３の通路８５に接続される。第３の面２７ａに開口する第２の通路５６も、第３の通路８５に接続される。第３の通路８５は、四つの第１の通路５５と、第２の通路５６との間に介在する。
【００９７】
第３の通路８５は、Ｚ軸に沿う方向に延びる円柱状に形成される。円柱状の第３の通路８５の周面部分に四つの第１の通路５５が接続され、第３の通路８５の端面部分に第２の通路５６が接続される。第３の通路８５の断面積は、略一定であり、第２の通路５６の断面積よりも小さい。なお、第３の通路８５は他の形状を有しても良い。
【００９８】
第３の通路８５の断面積は、四つの第１の通路５５の最小の断面積の合計よりも広い。例えば、第２の通路５６と第３の通路８５との接続部分における第３の通路８５の断面積は、第１の開口５１における四つの第１の通路５５の断面積の合計よりも広い。
【００９９】
周壁８２の外周面８２ａに開口する四つの第１の通路５５のうち一つは、他の周壁８２の外周面８２ａに開口する四つの第１の通路５５のうち一つに向く。言い換えると、二つの第１の通路５５の第１の開口５１が互いに向かい合う。このため、複数の第１の通路５５のそれぞれが向く方向は、他の複数の第１の通路５５のうち一つが向く方向と重なる。
【０１００】
互いに向かい合う二つの通路５０Ｄの第１の通路５５から、ガスＧが排出される。当該ガスＧは、二つの凸部８１の間で互いに衝突する。二つの凸部８１の間は、空間Ｓの一部である。
【０１０１】
以上説明された第３の実施形態の半導体製造装置１０において、複数の第１の通路５５が、複数の凸部８１の周壁８２に開口する。これにより、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、複数の第１の通路５５から排出されるガスＧ同士が、ウェハＷに到達する前に、より確実に衝突する。従って、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【０１０２】
周壁８２に開口する複数の第１の通路５５のうち一つは、他の周壁８２に開口する複数の第１の通路５５のうち一つに向く。言い換えると、二つの第１の通路５５が向かい合う。これにより、例えばシャワープレート２７がＣＶＤの原料ガスであるガスＧを排出する場合、複数の第１の通路５５から排出されるガスＧ同士が、ウェハＷに到達する前に、より確実に衝突する。従って、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【０１０３】
第３の実施形態において、端壁８３の底面８３ａに、通路５０Ｄの第１の通路５５がさらに開口しても良い。言い換えると、複数の第１の開口５１が、周壁８２の外周面８２ａと、端壁８３の底面８３ａとに設けられても良い。この場合、複数の第１の通路５５のうち少なくとも一つは、端壁８３に設けられ、Ｚ軸に沿う方向又はＺ軸と斜めに交差する方向に延びる。
【０１０４】
端壁８３の底面８３ａに形成された第１の開口５１は、Ｚ軸に沿う方向又はＺ軸と斜めに交差する方向に向く。なお、底面８３ａに形成される第１の開口５１は、他の方向に向いても良い。底面８３ａに形成された第１の開口５１が向く方向は、端壁８３に設けられる第１の通路５５が底面８３ａに向かって開口する方向である。
【０１０５】
端壁８３に第１の通路５５が設けられることで、端壁８３の下にもガスＧが供給され、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。さらに、端壁８３の底面８３ａに形成された第１の開口５１の断面積の合計は、例えば、周壁８２の外周面８２ａに形成された第１の開口５１の断面積の合計よりも小さい。これにより、直接的にウェハＷに向かって流出するガスＧの量が低減され、ウェハＷに形成される膜の厚さが不均一になることが抑制される。
【０１０６】
以下に、第４の実施形態について、図１３を参照して説明する。図１３は、第４の実施形態に係る通路５０Ｅを示すシャワープレート２７の断面図である。図１３に示すように、複数の通路５０は、複数の通路５０Ｅを含む。複数の通路５０は、第１乃至第３の実施形態の通路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄのうち少なくとも一つを有しても良いし、通路５０Ｅのみを有しても良い。通路５０Ｅの第１の通路５５は、螺旋状に延びる。言い換えると、通路５０Ｅの第１の通路５５は、曲線状に延びる。
【０１０７】
一つの通路５０Ｅの第１の通路５５の長さは、他の一つの通路５０Ｅの第１の通路５５の長さと異なる。例えば、一つの螺旋状の第１の通路５５の巻数は、他の螺旋状の第１の通路５５の巻数と異なる。通路５０Ｅの第１の通路５５の断面積は、略一定である。
【０１０８】
複数の通路５０Ｅのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、交差する。言い換えると、複数の通路５０Ｅのそれぞれの第１の開口５１が向く方向は、他の複数の通路５０のうち少なくとも一つの第１の開口５１が向く方向と、一点で重なる。第１の開口５１は、第１の通路の外面に開口する部分の一例である。
【０１０９】
第１の開口５１が向く方向は、第１の開口５１（第４の面２７ｂ）における、第１の通路５５が向く方向である。すなわち、上述のように得られた第１の通路５５が延びる方向を、第１の開口５１（第４の面２７ｂ）から直線状に延長した方向である。
【０１１０】
通路５０Ｅの第１の通路５５はそれぞれ、螺旋状に延びるため、Ｚ軸と斜めに交差する方向に延びる。第１の開口５１よりも第２の開口５２に近い位置において、通路５０Ｅの第１の通路５５が延びる方向を直線状に延長しても、他の通路５０の第１の開口５１が向く方向と一点で重なるとは限らない。しかし、第１の開口５１において、通路５０Ｅの第１の通路５５が延びる方向を直線状に延長すれば、他の通路５０の第１の開口５１が向く方向と一点で重なる。従って、通路５０Ｅの第１の通路５５から排出されたガスＧと、少なくとも一つの他の第１の通路５５から排出されたガスＧとは、シャワープレート２７の第４の面２７ｂとウェハＷとの間で互いに衝突する。
【０１１１】
以上説明された第４の実施形態の半導体製造装置１０において、複数の第１の通路５５のうち少なくとも一つは、螺旋状に延びる。これにより、シャワープレート２７の厚さが一定であったとしても、複数の第１の通路５５のうち一つの長さを、複数の第１の通路５５のうち他の一つの長さと異なるように容易に設定できる。従って、例えば、前後工程のような種々の条件に応じたコンダクタンス及び圧力抵抗を有するように、各第１の通路５５の形状を容易に設定できる。
【０１１２】
上述の複数の実施形態において、拡散板２６の孔３７を通過したガスＧが、シャワープレート２７の複数の通路５０から空間Ｓに排出される。半導体製造装置１０はこれに限らず、拡散板２６を有さなくても良い。例えば、シャワープレート２７の内部に、供給口３１と複数の通路５０とを接続し、且つガスＧを複数の通路５０に分配する、流路が形成されても良い。
【０１１３】
以上説明された少なくとも一つの実施形態によれば、流体が、複数の第１の通路のそれぞれから、他の複数の第１の通路のうち少なくとも一つから排出される流体に当たる方向に排出される。これにより、流体が排出される空間における、流体の分布がより均一になる。
【０１１４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０…半導体製造装置、１３…ポンプ、２５…ステージ、２５ａ…支持部、２７…シャワープレート、２７ａ…第３の面、２７ｂ…第４の面、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ…通路、５１…第１の開口、５２…第２の開口、５５…第１の通路、５６…第２の通路、７１…溝、８１…凸部、８２…周壁、８３…端壁、Ｗ…ウェハ、Ｇ…ガス、Ｓ…空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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