(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
該処理容器の下端部に配置され、前記処理容器内の壁面に沿って延びるとともに、管状部材を挿入可能かつ外嵌支持可能な挿入穴を有するインジェクタ支持部と、該インジェクタ支持部から外側に張り出して、前記挿入穴と前記処理容器の外部とを連通してガスが通流可能なガス流路を内部に有するガス導入部と、を有するマニホールドと、
前記マニホールドを支持するとともに、下方のウエハ移載室と上方の清浄雰囲気とを仕切るベースプレートと、
前記挿入穴に挿入固定され、前記壁面に沿って全体が直線状に延びるとともに、前記挿入穴に挿入された箇所に前記ガス流路の内側端と連通する開口を側面に有するインジェクタと、
前記ガス導入部の前記ガス流路の外側端部と連通して接続されるガス供給配管と、を有し、
前記インジェクタ支持部は、前記挿入穴の下端を塞ぐ底面部を備え、
前記インジェクタの下端部には前記インジェクタの直径よりも大きい厚肉部が設けられ、
前記インジェクタの下端面は、前記底面部により支持され、
前記挿入穴の上部には、前記インジェクタの厚肉部を固定する固定部材が設けられる処理装置。
【請求項２】
処理容器と、
該処理容器の下端部に配置され、前記処理容器内の壁面に沿って延びるとともに、管状部材を挿入可能かつ外嵌支持可能な挿入穴を有するインジェクタ支持部と、該インジェクタ支持部から外側に張り出して、前記挿入穴と前記処理容器の外部とを連通してガスが通流可能なガス流路を内部に有するガス導入部と、を有するマニホールドと、
前記マニホールドを支持するとともに、下方のウエハ移載室と上方の清浄雰囲気とを仕切るベースプレートと、
前記挿入穴に挿入固定され、前記壁面に沿って全体が直線状に延びるとともに、前記挿入穴に挿入された箇所に前記ガス流路の内側端と連通する開口を側面に有するインジェクタと、
前記ガス導入部の前記ガス流路の外側端部と連通して接続されるガス供給配管と、を有し、
前記インジェクタ支持部の前記挿入穴は貫通穴であり、
前記インジェクタの下端部には前記インジェクタの直径よりも大きい厚肉部が設けられ、
前記貫通穴の上部には、前記インジェクタの厚肉部を係止する係止部が設けられ、
前記貫通穴の下部には、前記インジェクタの厚肉部を支持固定する円板部材が設けられる処理装置。
【請求項３】
前記マニホールドの前記ガス導入部の厚さは、前記インジェクタ支持部の高さよりも小さい請求項１又は２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記処理容器及び前記インジェクタは石英からなり、
前記マニホールドは金属からなる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項５】
前記厚肉部の上部および下部の少なくともいずれか一方には、
前記インジェクタを弾性支持可能な弾性部材が設けられている
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項６】
前記インジェクタ及び前記インジェクタ支持部の前記挿入穴は、互いに係止して前記インジェクタの回転を防止する係止構造を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項７】
前記ガス供給配管は、前記マニホールドの前記ガス導入部に、ガスケットを介して接続されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項８】
前記マニホールドは、前記処理容器の前記壁面に沿って前記インジェクタ支持部を周方向に沿って所定長延在させることにより設けられ、
前記挿入穴は、前記所定長内に前記壁面に沿って複数個設けられた請求項１乃至７のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項９】
前記マニホールドは、前記所定長以外の領域では、前記インジェクタ支持部が形成されず、前記ガス導入部と同じ外形を有するが、前記ガス流路が形成されていない枠状部を有する請求項８に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記処理容器は円筒形状を有し、
前記ガス導入部及び前記枠状部は、全体で円環形状をなす請求項９に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記マニホールドの前記ガス導入部及び前記枠状部は、前記処理容器の下端部と、処理時に前記処理容器の底面をなす蓋体との間に上下方向に挟まれて配置され、前記マニホールドの上面と前記処理容器の下端部との間、及び前記マニホールドの下面と前記蓋体との間には、シール部材が設けられている請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記シール部材は同心円状に二重に設けられたＯ−リングであり、前記二重に設けられたＯ−リング同士の間であって、前記処理容器の下端部と前記マニホールドとの接触面及び、前記蓋体と前記マニホールドとの接触面の少なくともいずれか一方には切欠きが設けられ、
前記マニホールドの内部には、前記切欠きと前記マニホールドの外部とを連通する通気路が設けられている請求項１１に記載の処理装置。
【請求項１３】
前記通気路の外側端部の少なくとも一部に排気手段が接続され、前記切欠きは、差動排気可能に構成された請求項１２に記載の処理装置。
【請求項１４】
前記通気路の外側端部の少なくとも一部にパージガス供給手段が接続され、前記切欠きは、パージ可能に構成された請求項１２又は１３に記載の処理装置。
【請求項１５】
前記マニホールドの内部には、冷媒流路が設けられた請求項９乃至１４のいずれか一項に記載された処理装置。
【請求項１６】
前記マニホールドには、ヒータが埋設された請求項９乃至１５のいずれか一項に記載された処理装置。
【請求項１７】
前記処理容器の外部には加熱手段が設けられ、
前記処理容器内には基板が収容されて熱処理が可能である請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、処理容器内に複数種類のガスを導入するために、処理容器の所定のガス導入部に複数のガス配管を接続するガス配管接続構造を有する熱処理装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１、２に記載の熱処理装置では、処理容器の側壁にガス導入路が形成され、ガス導入路の処理容器側にはＬ字形状を有する石英インジェクタの水平部分が挿入される。また、フランジの外周面と、ガス配管の先端には、ボルト、ナットに類似した螺合構造により接続が可能な接続構造が設けられるとともに、ガス導入路の外側にはＯ−リングが設けられ、上述の螺合構造によりガス配管がフランジに接続した際、ガス配管から処理容器内に気密にガスを導入できる構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１５０６８号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５２８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１、２に記載されたガス配管接続構造では、Ｏ−リングと、ボルト、ナットに類似した螺合構造を設置する必要があるため、ガス配管の接続箇所にある程度のスペースを必要とした。更に、Ｌ字型の石英インジェクタの水平部分をガス導入路に挿入して固定することから、強度を確保するために、水平部分を肉厚に形成する必要があった。このように、特許文献１、２に記載されたガス配管接続構造では、螺合構造を用いた接続構造、及びインジェクタの強度確保の観点から、インジェクタ同士のピッチを狭くすることが困難であり、インジェクタの設置本数に制約があり、例えば、９本程度が限界であった。
【０００６】
一方、近年の縦型熱処理装置を用いた成膜プロセスでは、縦方向に積載された複数の基板の上下方向における基板間の成膜処理の均一化が要請され、縦方向の領域毎に個別にガスを供給するようなプロセスが可能な装置が求められている。このようなプロセスでは、エリア毎にインジェクタを設置する必要があり、１ロットのプロセスで多数本のインジェクタを用いることが必要とされる。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構造でありながら、インジェクタ間のピッチを狭くでき、従来の倍近い本数又はそれ以上のインジェクタの設置が可能な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処理装置は、処理容器と、
該処理容器の下端部に配置され、前記処理容器内の壁面に沿って延びるとともに、管状部材を挿入可能かつ外嵌支持可能な挿入穴を有するインジェクタ支持部と、該インジェクタ支持部から外側に張り出して、前記挿入穴と前記処理容器の外部とを連通してガスが通流可能なガス流路を内部に有するガス導入部と、を有するマニホールドと、
前記マニホールドを支持するとともに、下方のウエハ移載室と上方の清浄雰囲気とを仕切るベースプレートと、
前記挿入穴に挿入固定され、前記壁面に沿って全体が直線状に延びるとともに、前記挿入穴に挿入された箇所に前記ガス流路の内側端と連通する開口を側面に有するインジェクタと、
前記ガス導入部の前記ガス流路の外側端部と連通して接続されるガス供給配管と、を有し、
前記インジェクタ支持部は、前記挿入穴の下端を塞ぐ底面部を備え、
前記インジェクタの下端部には前記インジェクタの直径よりも大きい厚肉部が設けられ、
前記インジェクタの下端面は、前記底面部により支持され、
前記挿入穴の上部には、前記インジェクタの厚肉部を固定する固定部材が設けられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インジェクタ間のピッチを狭め、同一スペースにおけるインジェクタの設置可能本数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る処理装置の一例を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールドの断面構成の一例を示した図である。
【図３】本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールドの断面斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールドの処理容器の中心側から見た斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールドの底面側から見た斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る処理装置のインジェクタ支持部の内部構造の一例を示した図である。
【図７】本発明の実施形態に係る処理装置のインジェクタ支持部の図６とは異なる内部構造の一例を示した図である。
【図８】図７に係るインジェクタ支持部のインジェクタの設置方法の一例を説明するための図である。図８（ａ）は、インジェクタ挿入工程の一例を示した図である。図８（ｂ）は、インジェクタ固定工程の一例を示した図である。図８（ｃ）は、インジェクタの設置終了状態の一例を示した図である。
【図９】比較例に係る従来のガス導入部へのインジェクタ設置方法を示した図である。図９（ａ）は、インジェクタをガス導入路１９６に設置する工程を示した図である。図９（ｂ）は、ガス配管接続工程を示した図である。図９（ｃ）は、比較例に係る従来のガス導入部材のインジェクタ設置終了状態の一例を示した図である。
【図１０】インジェクタの回転を防止する構造の一例を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールドによるインジェクタの設置例を示した図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールドのシール構造の一例を示した図である。
【図１３】ガス導入部へのガス配管の接続構成の一例を示した図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る処理装置の冷却機構を設けた態様の一例を示した図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールドのガス導入部にヒータを設ける態様の一例を示した図である。図１５（ａ）は、ガス導入部にヒータを設ける態様の一例の全体斜視図である。図１５（ｂ）は、ガス導入部にヒータを設ける態様の一例の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る処理装置の一例を示した図である。本発明の実施形態に係る処理装置は、処理対象、処理内容は特に限定されず、ガスを処理容器内に供給して処理を行う種々の処理装置に適用可能であるが、本実施形態では、基板に熱処理を行う熱処理装置を例に挙げて説明する。よって、図１は、縦型熱処理装置の構成を示している。
【００１３】
図１において、熱処理装置は、半導体ウエハＷを収容する処理容器１０を有している。処理容器１０は、耐熱性の高い石英により略円筒体状に成形され、天井に排気口１１を有する。処理容器１０は、鉛直方向に延びる縦型の形状に構成されている。処理容器１０の直径は、例えば処理されるウエハＷの直径が３００ｍｍの場合には、３５０〜４５０ｍｍ程度の範囲に設定されている。
【００１４】
処理容器１０の天井部の排気口１１には、ガス排気ポート２０が接続される。ガス排気ポート２０は、例えば、排気口１１から延びて直角に横方向へＬ字状に屈曲された石英管から構成される。
【００１５】
ガスポート排気ポート２０には、処理容器１０内の雰囲気を排気する真空排気系３０が接続される。具体的には、真空排気系３０は、ガス排気ポート２０に連結される例えばステンレススチールよりなる金属製のガス排気管３１を有している。そして、このガス排気管３１の途中には、開閉弁３２、バタフライバルブのような圧力調整弁３３及び真空ポンプ３４が順次介設されており、処理容器１０内の雰囲気を圧力調整しつつ真空引きできるようになっている。なお、ガス排気ポート２０の内径は、ガス排気管３１の内径と同じに設定されている。
【００１６】
処理容器１０の側部には、これを取り囲むようにして加熱手段４０が設けられており、この内側に位置する半導体ウエハＷを加熱し得るようになっている。またこの加熱手段４０の外周には、断熱材５０が設けられており、この熱的安定性を確保するようになっている。
【００１７】
石英製の処理容器１０の下端部は開口されて、ウエハＷを搬入、搬出できるようになっている。処理容器１０の下端部の開口は、蓋体６０により開閉が行われる構成となっている。
【００１８】
蓋体６０よりも上方には、ウエハボート８０が設けられている。ウエハボード８０は、ウエハＷを保持するためのウエハ保持部材であり、鉛直方向に複数枚のウエハを離間した状態で保持可能に構成される。ウエハボード８０が保持するウエハの枚数は特に定められていないが、例えば、５０〜１００枚のウエハＷを保持する。
【００１９】
ウエハボート８０は、石英製の保温筒７５を介してテーブル７４上に載置されており、テーブル７４は、処理容器１０の下端開口部を開閉する蓋体６０を貫通する回転軸７２の上端部に支持される。そして、この回転軸７２の貫通部には、例えば磁性流体シール７３が介設され、この回転軸７２を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋体６０の周辺部と処理容器１０の下端部には、例えばＯ−リング等よりなるシール部材６１が介設されており、処理容器１０内のシール性を保持している。
【００２０】
回転軸７２は、例えばボートエレベータ等の昇降機構７０に支持されたアーム７１の先端に取り付けられており、ウエハボート８０及び蓋体６０等を一体的に昇降できるようになされている。なお、テーブル７４を蓋体６０側へ固定して設け、ウエハボート８０を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。
【００２１】
処理容器１０の下端部には、処理容器１０の内周壁に沿って延びる部分を有するとともに、半径方向外方に向けて延びるフランジ状の部分を有するマニホールド９０が配置されている。そして、マニホールド９０を介して、処理容器１０の下端部から、処理容器１０内へ必要なガスを導入する。マニホールド９０は、処理容器１０とは別部品で構成されるが、処理容器１０の側壁と一体的に設けられ、処理容器１０の側壁の一部を構成するように設けられる。なお、マニホールド９０の詳細な構成については、後述する。
【００２２】
マニホールド９０は、インジェクタ１１０を支持する。インジェクタ１１０は、処理容器１０内にガスを供給するためガス供給手段であり、石英で構成されるのが一般的である。インジェクタ１１０は、処理容器１０の内部で上下方向に延在するように設けられ、直接的にガスをウエハＷに供給する。
【００２３】
インジェクタ１１０は、ガスの種類に応じて複数設けられるのが一般的であるが、近年では、更にウエハボード８０に積載された上下方向の領域毎に、個別のインジェクタ１１０を設ける場合もあることから、１０本以上ものインジェクタ１１０を設ける必要がある場合もある。本発明の実施形態に係る処理装置は、そのような多数本のインジェクタの設置を可能とする構成を有するが、その点の詳細については後述する。
【００２４】
インジェクタ１１０へガスを供給するためにガス供給系１２０が設けられる。ガス供給系１２０はインジェクタ１１０へ連通される金属、例えばステンレススチール製のガス配管１２１を有しており、ガス配管１２１の途中には、マスフローコントローラのような流量制御器１２３及び開閉弁１２２が順次介設されて、処理ガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。基板処理に必要な他の必要な処理ガスも、同様に構成されたガス供給系１２０及びマニホールド９０を介して供給される。
【００２５】
処理容器１０の下端部のマニホールド９０の周辺部は、例えばステンレススチールにより形成されたベースプレート１３０により支持されており、このベースプレート１３０により処理容器１０の荷重を支えるようになっている。このベースプレート１３０の下方は、図示しないウエハ移載機構を有するウエハ移載室となっており、略大気圧の窒素ガス雰囲気になっている。またベースプレート１３０の上方は通常のクリーンルームの清浄な空気の雰囲気となっている。
【００２６】
次に、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０の構成についてより詳細に説明する。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０の断面構成の一例を示した図である。マニホールド９０は、インジェクタ支持部９１とガス導入部９５と、枠状部９５ａとを有する。インジェクタ支持部９１は、処理容器１０内壁面に沿って鉛直方向に延びる部分であり、インジェクタ１１０を支持する。インジェクタ支持部９１は、インジェクタ１１０の下端が挿入可能であり、インジェクタ１１０の下端を外嵌支持可能な挿入穴９２を有する。ガス導入部９５は、インジェクタ支持部９１から半径方向外側に延び、処理容器１０の外側に露出する部分であり、ガス導入路（ガス流路）９６を有する。
【００２８】
ガス導入路９６の外側端部には、ガス配管１２１が接続され、外部からのガス供給が可能に構成される。ガス配管１２１は、ガスケット１３１を介してガス導入路９６に接続可能であり、ボルト、ナットによる螺合構造を用いることなくガス導入路９６に接続可能である。なお、図２においては、ガス導入路９６の外側端部の周縁部及びガス配管の先端部にガス導入路９６と同心円状のガスケット保持溝が形成され、この保持溝の間でガスケット１３１を押しつぶして気密にシールできるよう構成されている。
【００２９】
マニホールド９０は、処理容器１０の下端部をなすフランジ１３及びボトムフランジ１２と、蓋体６０との間に挟まれるように設置される。蓋体６０は、処理容器１０の開閉時に上下動するが、蓋体６０が閉じた状態では、図２に示されるように、マニホールド９０は、処理容器１０の下端部をなすフランジ１３及びボトムフランジ１２の下面と蓋体６０の上面との間に挟まれるように配置された状態となる。
【００３０】
なお、図２に示されるように、蓋体６０の上面とマニホールド９０の下面との接触面には、必要に応じて、二重のシール部材（Ｏ−リング）６１ａ、６１ｂが配置されてもよい。この点の詳細については、後述する。
【００３１】
マニホールド９０は、一般的には、金属で構成される。処理容器１０及び処理容器１０を構成する部品は、金属汚染を防ぐ観点から、基本的には石英で構成されることが好ましいが、複雑な形状や、ネジ等との螺合接続がある箇所は、金属で構成せざるを得ない。本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０も、金属で構成されるが、インジェクタ１１０をＬ字形状とせず、直線的な棒形状としている。そして、マニホールド９０のガス導入部９５内に水平に延びるガス導入路９６を形成し、インジェクタ１１０にガス導入路９６と連通する開口１１１を形成することにより、インジェクタ１１０に厚肉の水平部分を無くしている。これにより、マニホールド９０のガス導入部９５は、インジェクタ１１０の厚肉の水平部分を収容する必要が無くなるため、マニホールド９０のガス導入部９５の肉厚を薄くし、高さを低くして金属コンタミネーションを低減させることが可能となる。
【００３２】
なお、マニホールド９０を構成する金属は、ステンレス鋼、アルミニウム、ハステロイ等の耐食性メタル材料であってもよい。
【００３３】
図３は、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０の断面斜視図である。
【００３４】
図３に示されるように、インジェクタ支持部９１は、処理容器１０の内周壁に沿って延在し、複数本のインジェクタ１１０を支持可能なように、複数本の挿入穴９２が周方向に沿って配置される。各挿入穴９２は、１本のインジェクタ１１０の下端部が挿入されたときに、インジェクタ１１０を鉛直に立たせた状態で支持できる高さを有して構成される。インジェクタ１１０の側面には、開口１１１が形成され、ガス導入部９５のガス導入路９６と連通可能に構成される。
【００３５】
なお、マニホールド９０の内周面は、石英カバーで覆い、腐食ガスから保護するような構成としてもよい。
【００３６】
更に、図１、２で説明した蓋体６０を石英で構成し、処理容器１０の内部を総て石英で構成するようにしてもよい。
【００３７】
また、ガス導入部９５は、ガスが通流可能なガス導入路９６が形成されていれば十分であり、インジェクタ１１０を通過させる必要は無いので、最小限の厚さに構成することができ、インジェクタ支持部９１の高さよりもその高さは小さくなる。例えば、ガス導入部９５の高さは、２０〜３０ｍｍに構成されてもよい。
【００３８】
図４は、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０の処理容器１０の中心側から見た斜視図である。図４に示されるように、インジェクタ１１０が複数本、インジェクタ支持部９１に支持されて配列されている。図４に示されるように、インジェクタ１１０の設置が必要な箇所にはインジェクタ支持部９１が形成されているが、インジェクタ１１０の設置が不要な箇所には、インジェクタ支持部９１は設けられていない。インジェクタ支持部９１が設けられていない箇所には、ガス導入部９５と同じ外形を有し、ガス導入路９６が形成されていない枠状部９５ａが形成されている。枠状部９５ａは、処理容器１０の側面又は下端面に適合させて形成することができ、例えば、処理容器１０が多角形の場合には、枠状部９５ａ及びガス導入部９５が全体として処理容器１０に適合した多角形に構成してもよい。本実施形態においては、処理容器１０は円筒形であるので、ガス導入部９５及び枠状部９５ａは全体として円環形状に構成されている。なお、図４では、インジェクタ支持部９１の内周面が枠状部９５ａの内周面よりも内側に突出する形状を有しているが、これに限定されず、インジェクタ支持部９１の内周面と枠状部９５ａの内周面が同一になるように構成してもよい。この場合、処理容器１０の側壁にインジェクタ１１０との接触を回避する突出部を形成するとともに、この突出部に対応させてインジェクタ１１０を設置すればよい。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０の底面側から見た斜視図である。図５に示されるように、ガス導入部９５及び枠状部９５ａは、全体的に連続して円環形状を形成している。
【００４０】
図６は、本発明の実施形態に係る処理装置のインジェクタ支持部９１の内部構造の一例を示した図である。インジェクタ支持部９１は、挿入穴９２が底面９２ｂを有し、底面９２ｂ上にインジェクタ１１０の下端部が載置される構造となっている。この場合には、インジェクタ１１０は、挿入穴９２の上方から差し込むことにより、底面９２ｂ上に載置される。また、挿入穴９２の上部にはバネ１００が設けられ、インジェクタ１１０の厚肉部１１２を上から押さえ付け、更にバネ１００の上方に固定部材１０１が設けられることにより、バネ１００の上方からの付勢力によりインジェクタ１１０を固定する。また、インジェクタ１１０が固定されたときには、インジェクタ１１０の開口１１１とガス導入部９５のガス導入路９６とが連通する。
【００４１】
インジェクタ１１０の設置の手順としては、マニホールド９０のインジェクタ支持部９１の挿入穴９２内にインジェクタ１１０を挿入し、バネ１００がインジェクタ１１０を外嵌するようにして挿入穴９２の上部に設置され、開口を有する固定部材１０１がインジェクタ１１０を外嵌するようにしてバネ１００上に固定する。インジェクタ１１０をバネ１００で固定することにより、熱膨張差によってマニホールド９０とインジェクタ１１０に伸縮が発生し、挿入穴９２とインジェクタ１１０の厚肉部１１２との間に隙間が生じても、バネ１００の付勢力によってインジェクタ１１０を底面９２ｂ上に押さえ付けることができるため、インジェクタ１１０の傾きを効果的に抑制することができる。
【００４２】
図７は、本発明の実施形態に係る処理装置のインジェクタ支持部９１の図６とは異なる内部構造の一例を示した図である。図７の態様においては、挿入穴９２は貫通穴９２ａとして構成され、インジェクタ１１０は貫通穴９２ａの下方から挿入が可能な構成となっている。貫通穴９２ａの上端部には、インジェクタ１１０の厚肉部１１２を係止可能な係止部９３が設けられる。この場合には、インジェクタ１１０の下方にバネ１００が設けられ、その下に固定部材としてプラグ（円板部材）１０２が設けられる。このように、下方からインジェクタ１１０を設置する構成であってもよい。この場合、図６の場合の上からインジェクタ１１０を挿入する場合に必要な上部のスペースを考慮する必要が無くなり、処理容器１０の高さを低く構成することができる。なお、バネ１００の代わりにＯ−リング等の他の弾性部材を用いてもよい。また、インジェクタ１１０が固定されたときには、インジェクタ１１０の開口１１１とガス導入部９５のガス導入路９６とが連通する点は、図６と同様である。図６及び図７では、インジェクタ１１０の厚肉部１１２の上部又は下部にバネ１００を１つだけ設置する例を示しているが、上部及び下部の両方に設けるようにしてもよい。
【００４３】
図８は、図７に係るインジェクタ支持部９１のインジェクタ１１０の設置方法の一例を説明するための図である。
【００４４】
図８（ａ）は、インジェクタ挿入工程の一例を示した図である。インジェクタ挿入工程では、インジェクタ１１０をインジェクタ支持部９１の貫通穴９２ａに下方からインジェクタ１１０を挿入する。
【００４５】
図８（ｂ）は、インジェクタ固定工程の一例を示した図である。インジェクタ固定工程では、挿入したインジェクタ１１０の下方からバネ１００及びプラグ１０２を順に挿入し、貫通穴９２ａの底面にバネ１００及びプラグ１０２を固定する。具体的には、貫通穴９２ａの上部にインジェクタ１１０の厚肉部１１２が上方に抜けるのを規制する係止部９３が存在し、係止部９３に下方からバネ１００でインジェクタ１１０の厚肉部１１２を押し付けるようにしてインジェクタ１１０を固定する。プラグ１０２は、螺合構造等の固定構造により、バネ１００を固定する固定部材としての役割を果たす。なお、インジェクタ１１０を固定すると、開口１１１がガス導入部９５のガス導入路９６と連通する。
【００４６】
図８（ｃ）は、インジェクタの設置終了状態の一例を示した図である。インジェクタ１１０の設置が終了すると、インジェクタ１１０は固定され、バネ１００及びプラグ１０２が挿入穴９２ａの下端にあり、プラグ１０２の下面がマ二ホールド部９５の下面と一致するような配置となる。
【００４７】
図９は、比較例に係る従来のガス導入部へのインジェクタ設置方法を示した図である。図９（ａ）は、インジェクタ２１０をガス導入路１９６に設置する工程を示した図である。図９（ａ）に示されるように、インジェクタ２１０は、Ｌ字形状に構成され、水平部分は、垂直部分よりも肉厚に形成されている。そして、肉厚の水平部分をガス導入路１９６に処理容器の内側から挿入する。
【００４８】
図９（ｂ）は、ガス配管接続工程を示した図である。ガス配管接続工程では、ガス配管２２０の先端と、ガス導入路１９６の外側に設けられた螺合構造により、ガス配管２２０をガス導入路１９６に固定し、インジェクタ２１０とガス配管２２０とを接続する。
【００４９】
図９（ｃ）は、比較例に係る従来のガス導入部材のインジェクタ設置終了状態の一例を示した図である。インジェクタ２１０の水平部分の肉厚の厚さと、ガス導入路１９６とガス配管２２０との接続のための螺合構造に大きなスペースが必要となり、ガス導入部１９５の厚さが非常に厚くなっていることが分かる。そうすると、数多くのインジェクタ２１０の設置は困難となる場合がある。
【００５０】
また、上方に鉛直方向に長く延びる部分を有するインジェクタ２１０の水平部分を水平なガス導入路１９６に挿入するのは、非常に困難を伴う作業である。
【００５１】
これに比較して、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０は、ガス導入部９５を非常に薄くすることができるとともに、隣接するインジェクタ１１０とのピッチを大幅に狭めることができ、金属コンタミネーションを低減させつつ、多数のインジェクタ１１０の設置が可能となる。更に。水平部分が存在しないため、インジェクタ１１０の設置作業も極めて容易とすることができる。
【００５２】
図１０は、インジェクタ１１０の回転を防止する構造の一例を示した図である。図１０に示すように、挿入穴９２、９２ａの内周面と、インジェクタ１１０の外周面に互いに係止して回転を防止する係止構造９４を設けるようにしてもよい。図１０においては、挿入穴９２、９２ａの内周面及びインジェクタ１１０の外周面同士がＤカットされ、互いに係合してインジェクタ１１０の回転を防止する構造が示されているが、インジェクタ１１０の回転を防止できる構造であれば、種々の係止構造９４を採用することができる。
【００５３】
図１１は、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０によるインジェクタ１１０の設置例を示した図である。図１１において、処理容器１０の内周壁に沿って円弧状に形成されたインジェクタ支持部９１に、インジェクタ１１０が支持されている。インジェクタ支持部９１の処理容器１０の中心からの開き角度は、９０度よりは小さく、４５度よりは大きい程度であるが、この間に、１５本のインジェクタ１１０が設置されている。この角度では、図１０に示した従来の構造だと、インジェクタ２１０を８本設置するのが限界であった。よって、本発明の実施形態に係る処理装置によれば、同じ領域で、２倍以上のインジェクタ１１０の設置が可能となっていることが分かる。
【００５４】
図１２は、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０のシール構造の一例を示した図である。
【００５５】
図１２において、蓋体６０との接触面のシール構造と、処理容器１０の下端面とのシール構造の一例が示されている。
【００５６】
上述のように、蓋体６０とマニホールド９０との接触面には、同心円状の二重のＯ−リング６１ａ、６１ｂが配置されているが、必要に応じて、二重のＯ−リング６１ａ、６１ｂ同士の間に、通気路９７を設け、差動排気が可能なように構成してもよい。これにより、Ｏ−リング６１ａ、６１ｂの酸素透過性、リーク性を低減することができ、シール性を向上させることができる。
【００５７】
なお、二重のＯ−リング６１ａ、６１ｂ同士の間には、切欠き６２を設け、真空排気が行い易いように構成してもよい。図１２において、切欠き６２は蓋体６０の上面に形成されているが、マニホールド９０の下面に形成されてもよい。
【００５８】
同様に、処理容器１０とマニホールド９０との間にも二重のＯ−リング１０３、１０４が設けられ、Ｏ−リング１０３、１０４間に通気路９７が設けられている。また、図１２の例においては、Ｏ−リング１０３とＯ−リング１０４が設けられている位置では、処理容器１０は互いに別部品（処理容器１０の本体とボトムフランジ１２）で構成されているので、部品同士の間にスペース１０５を設け、二重のＯ−リング１０３、１０４の間の排気が行い易いように構成されている。このように、二重のＯ−リング１０３、１０４同士の間に適宜切欠きのようなスペース１０５を設けるようにしてもよい。なお、部品同士の間にスペース１０５を設けることができない場合は、マニホールド９０の上面にスペース１０５を形成してもよい。
【００５９】
なお、二重のＯ−リング６１ａ、６１ｂは、蓋体６０の上面に窪みを設けて配置され、二重のＯ−リング１０３、１０４は、マ二ホールド９０の上面に窪みを設けて配置されている。
【００６０】
差動排気は、通気路９７の外側端部に真空ポンプ等の真空排気手段を接続して真空排気することにより可能となる。その際、図１で説明した真空排気系３０を用いてもよいし、他の真空排気系統を設けても良い。
【００６１】
なお、通気路９７は、ガス導入路９６と干渉しない範囲で設け、インジェクタ１１０へのガス導入に影響を与えないように構成することが好ましい。
【００６２】
また、通気路９７は、排気路としてではなく、パージガスを供給するパージガス供給路として用いてもよい。この場合には、通気路９７を真空排気手段に接続するのではなく、パージガス供給源に接続すればよい。これにより、二重のＯ−リング６１ａ、６１ｂの間及び二重のＯ−リング１０３、１０４の間のマニホールド９０と蓋体６０の接触面、及びマニホールド９０と処理容器１０の下端部の接触面をパージすることが可能となる。なお、パージガスには、例えば、窒素ガスを用いるようにしてもよい。
【００６３】
なお、図１２においては、蓋体６０とマニホールド９０との接触面には二重のＯ−リング６１ａ、６１ｂ、処理容器１０とマニホールド９０との接触面にも二重のＯ−リング１０３、１０４を設置する例を挙げて説明したが、両者の一方が、又は双方とも１つのＯ−リングのみで十分の場合には、そのような構成としてもよい。この場合、二重のＯ−リング６１ａ、６１ｂのうちいずれか一方、及び／又は二重のＯ−リング１０３、１０４のうちいずれか一方を残すような構成としてもよいし、図１２とは異なる他の位置に配置してもよい。かかるシール部材の配置構成は、用途に応じて種々の態様とすることができる。
【００６４】
通気路９７は、マニホールド９０の内部を分岐させて張り巡らせ、マニホールド９０の外側の一点で合流させるように構成すれば、１個の真空手段又は１個のパージガス供給手段を接続することにより、マニホールド９０の全体の差動排気又はパージガス供給が可能となる。
【００６５】
更に、通気路９７の領域を拡大し、熱電対付近に設けられているＯ−リングも一括して差動排気を行うように構成してもよい。
【００６６】
一方で、個別の通気路９７を複数形成することにより、個々の通気路９７の単独排気も可能となる。
【００６７】
なお、排気路用の通気路９７と、パージガス供給用の通気路９７の双方を設け、両者を適宜使い分けるようにしてもよい。更に、同一の通気路９７を状況に応じて使い分けることも可能であり、例えば、Ｏ−リング６１ａ、６１ｂ、１０３、１０４の透過改善時には、通気路９７を窒素供給路とし、酸素を飛ばすためのパージを行うようにしてもよい。
【００６８】
図１３は、ガス導入部９５へのガス配管１２１の接続構成の一例を示した図である。ガス配管１２１の先端部には長板状のフランジ部材１２５が溶接等の固定手段により一体的に形成されている。このフランジ部材１２５の長手方向（図１３における左上から右下の向かう方向）の両端部にはネジ穴が形成され、ガス配管１２１はネジによってマニホールド９０に固定される。フランジ部材１２５の幅はガス配管１２１の直径よりも大きい寸法を有するが、ガスケット１３１を固定して確実にシールできればよいので、ガス配管１２１の直径よりも僅かに大きい寸法とすることができる。また、フランジ部材１２５の長手方向の長さは、幅寸法と比べるとはるかに大きい寸法を有するが、ネジ頭とガス配管１２１との間に干渉防止用のクリアランスが設けられていればよく、ネジ頭の直径とクリアランスを足し合わせた寸法とすることができる。更に、フランジ部材１２５の両端部には、面取り形状の傾斜部が形成されており、ガス配管１２１をマニホールド９０に固定したときに傾斜部の各面が水平及び垂直方向に平行になるように構成されている。このような構造により、マニホールド９０の外端面において必要最小限のスペースにガス配管１２１を固定することができる。なお、図１３においては、フランジ部材１２５を斜めに設置する一例を示しているが、マニホールド９０の高さが十分に確保できる場合は縦方向に設置してもよく、マニホールド９０の高さが低いときは水平に設置してもよい。マニホールド９０の高さやガス流路９６のピッチに合わせて種々の形態を採用することができる。今まで説明したように、ガス配管１２１は、ガス導入部９５のガス導入路９６の外側端部への直接的な接続が可能であるので、メタルガスケット又は樹脂シール材を介して、直接的にガス導入路９６にガス配管１２１を接続することができる。これにより、メタルシール又は樹脂シール材でシール性を確保しつつ、省スペースでガス導入路９６への接続を行うことができる。
【００６９】
図１４は、本発明の実施形態に係る処理装置の冷却機構を設けた態様の一例を示した図である。図１４において、マニホールド９０の内部のシール部材６１ａ、６１ｂ、１０３、１０４の近傍に、水路９８が形成されている。かかる水路９８に冷却水等の冷媒を通流させることにより、シール部材６１ａ、６１ｂ、１０３、１０４を冷却することが可能となる。
【００７０】
また、水路９８に温媒を通流させることも可能であり、水路９８をガス導入部９５付近のみに形成した場合には、ガス導入部９５を任意の温度に調整することが可能である。
【００７１】
更に、水路９８に空気、窒素ガス等を流し、空冷を行うことも可能である。
【００７２】
このように、マニホールド９０は、インジェクタ支持部９１の挿入穴９２、９２ａに連通するガス導入路９６を確保する限り、他の領域は種々の通気路９７及び水路９８を形成することが可能であり、種々のプロセスに対応することが可能である。
【００７３】
図１５は、本発明の実施形態に係る処理装置のマニホールド９０のガス導入部９５にヒータを設ける態様の一例を示した図である。図１５（ａ）は、ガス導入部９５にヒータを設ける態様の一例の全体斜視図であり、図１５（ｂ）は、ガス導入部９５にヒータを設ける態様の一例の部分拡大図である。
【００７４】
図１５（ａ）、（ｂ）に示されるように、マニホールド９０のガス導入部９５のガス導入路９６と干渉しない位置には、ヒータ１０６を設けるようにしてもよい。ヒータ１０６は、ガス導入部９５の種々の領域に設けることができるが、例えば、ガス導入路９６の近傍、例えば両側に設けるようにしてもよい。これにより、ガス導入路９６を加温し、導入されるガスを加温することが可能となる。
【００７５】
なお、ヒータ１０６は、種々の加熱手段を用いることができるが、例えば、カートリッジヒータを用いてもよい。
【００７６】
その他、インジェクタ１１０を経由せず、つまり、インジェクタ支持部９１を設けない箇所で、ガス導入路９６から処理容器１０の内側端で開口を形成し、直接的に処理容器１０の内部の中心に向かってガスを供給することも可能である。
【００７７】
このように、本発明の実施形態に係る処理装置によれば、マニホールド９０のガス導入部９５を薄く構成するとともに、多数のインジェクタを設置することができる。また、マニホールド９０内に種々の流路を設けることが可能となり、用途に応じて柔軟に処理を行うことが可能となる。
【００７８】
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】
【００７９】
１０    処理容器
３４    真空ポンプ
６０    蓋体
６１ａ、６１ｂ、１０３、１０４    Ｏ−リング
９０    マニホールド
９１    インジェクタ支持部
９２、９２ａ    挿入穴
９２ｂ    底面
９３    係止部
９４    係止構造
９５    ガス導入部
９６    ガス導入路（ガス流路）
９７    通気路
９８    水路
１００    バネ
１０１    固定部材
１０２    プラグ（円板部材）
１０５    スペース
１０６    ヒータ
１１０    インジェクタ
１１１    開口
１１２    厚肉部
１２０    ガス供給系
１２１    ガス配管
【図１】
0006706901.tif 000002
【図２】
0006706901.tif 000003
【図３】
0006706901.tif 000004
【図４】
0006706901.tif 000005
【図５】
0006706901.tif 000006
【図６】
0006706901.tif 000007
【図７】
0006706901.tif 000008
【図８】
0006706901.tif 000009
【図９】
0006706901.tif 000010
【図１０】
0006706901.tif 000011
【図１１】
0006706901.tif 000012
【図１２】
0006706901.tif 000013
【図１３】
0006706901.tif 000014
【図１４】
0006706901.tif 000015
【図１５】
0006706901.tif 000016