(57)【要約】【課題】シャワーヘッド及び処理容器内の残留ガスの排気を効率的に短時間で行なうことのできる処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】処理容器２にウェハＷが収容され、所定の圧力下でシャワーヘッド１２，２２から処理ガスを供給しながら成膜処理が行われる。シャワーヘッド２２は、処理ガスを供給するための複数の孔２２ａに対して個別に処理ガスを供給する細管２４を有する。また、処理容器２内の空間において、シャワーヘッド３２の孔３２ａが設けられた面に対して実質的に平行な方向にパージガスを流すための処理容器パージ機構を設けられる。更に、シャワーヘッド１２内の空間において、孔１２ａが設けられた面に対して外周部にパージガスを流すためのシャワーヘッドパージ機構を設けてもよい。【選択図】        図２
2004277772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、
該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、
該シャワーヘッドに処理ガスを供給するガス供給配管とを有する処理装置であって、
前記シャワーヘッドは、前記複数の孔に対して個別に処理ガスを供給する細管を有しており、該細管の他端は一箇所でガス供給通路に接続されることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の処理装置であって、
前記細管の各々は、前記ガス供給配管と前記複数の孔の各々との間を滑らかな曲線を描きながら接続することを特徴とする処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の処理装置であって、
前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給の間に前記ガス供給配管を介して前記シャワーヘッドにパージガスを供給して前記処理容器内のパージを行うことを特徴とする処理装置。
【請求項４】
被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、
該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、
前記処理容器内の空間において、前記シャワーヘッドの前記孔が設けられた面に対して実質的に平行な方向にパージガスを流すための処理容器パージ機構とを有する処理装置であって、
前記処理容器パージ機構は、前記処理容器の側壁で前記シャワーヘッドの外周部に近接して設けられたパージガス供給口と、該パージガス供給口と反対側の前記処理容器の側壁に設けられたパージガス排気口とを有することを特徴とする処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の処理装置であって、
前記シャワーヘッド内の空間において、前記シャワーヘッドの前記孔が設けられた面に対して実質的に平行な方向にパージガスを流すためのシャワーヘッドパージ機構を更に有することを特徴とする処理装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の処理装置であって、
前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給の間で前記処理ガスの供給が停止されている間に、前記処理容器パージ機構と前記シャワーヘッドパージ機構とのうちいずれか一方又は両方によりパージを行なうことを特徴とする処理装置。
【請求項７】
請求項４または５記載の処理装置であって、
前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給の間で前記処理ガスの供給が停止されている間に、前記処理容器パージ機構と前記シャワーヘッドパージ機構とのうちいずれか一方又は両方により前記処理ガスの排気を行なうことを特徴とする処理装置。
【請求項８】
被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、
該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッド内の空間において、前記シャワーヘッドの前記孔が設けられた面に対して実質的に平行な方向にパージガスを流すためのシャワーヘッドパージ機構とを有する処理装置であって、
前記シャワーヘッドパージ機構は、前記シャワーヘッドの外周部に近接して設けられたパージガス供給口と、該パージガス供給口と反対側の側壁に設けられたパージガス排気口とを有することを特徴とする処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の処理装置であって、
前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給の間で前記処理ガスの供給が停止されている間に、前記シャワーヘッドパージ機構によりパージを行なうことを特徴とする処理装置。
【請求項１０】
被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、
該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、
前記処理容器内であって、前記シャワーヘッドの外周部に近接して設けられ、前記処理容器の内壁に沿ってパージガスを流すための外周パージ機構とを有する処理装置であって、
前記外周パージ機構は、前記処理容器の内壁に沿って形成された環状のノズル部を有し、該ノズル部に設けられた複数のノズルからパージガスを処理容器内に供給することを特徴とする処理装置。
【請求項１１】
請求項８又は１０記載の処理装置であって、
前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給と同時に連続して前記外周パージ機構によりパージを行なうことを特徴とする処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は処理装置に係り、特に処理容器にガスを供給しながら処理容器内の基板に対して処理を行う処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハ等の被処理基板上に薄膜を形成する装置として、化学気相反応（ＣＶＤ）を用いて薄膜の形成を行う処理装置が知られている。ＣＶＤ処理装置では、一般的に、表面に薄膜が形成される被処理基板を加熱しながら複数種類の処理ガスを被処理基板に供給し、処理容器内で処理ガスを化学反応させ、反応生成物として薄膜を被処理基板上に形成する。この際、被処理基板の上方に設けられたシャワーヘッドから処理ガスを処理容器内に供給することが一般的である。
【０００３】
処理が終了した後の処理容器内の未反応の処理ガスや反応副生成物等は、処理容器の排気口から排気される。次の処理が行なわれる。この際、真空引きのみにより処理装置内を排気する場合もあるが、不活性ガス等を処理容器内に供給して強制的に処理ガスを追い出す、いわゆる不活性ガスパージを併用することが迅速な排気にとって効果的である。
【０００４】
ＣＶＤとは異なる技術であるが、加熱した基板に減圧下で処理気体を供給して基板上に高品質な薄膜を形成する方法として、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が近年注目されている。ＡＬＤにより形成した薄膜は、低不純物濃度であり、良好な面内均一性を有する。また、高ステップカバレージと称されるように、基板表面の形状（段差）に良好に追従した薄膜が得られることもＡＬＤの特徴である。さらに、ＡＬＤによれば、従来のＣＶＤよりも低温で薄膜を形成することができ、且つ高精度の膜厚制御を達成することができる。
【０００５】
ＡＬＤでは複数種類の原料ガスを交互に基板に対して供給して、基板上で反応させて反応生成物の非常に薄い膜を形成する。この際、原料ガスが基板上に到達する前に反応してしまわないように、複数種の原料ガスを切り替えながら一種類毎に供給する必要がある。すなわち、一つの種類のガスだけを基板に供給したら、そのガスを完全に排気し、次に異なる種類の原料ガスを供給する。この処理を繰り返してある程度の厚さの薄膜に成長させる。
【０００６】
このような原料ガスを切り替えて供給する処理方法では、原料ガスの切り替えを高速に行なうことがスループット向上のために不可欠である。原料ガスの切り替えには、供給した一種類の原料ガスを処理容器から完全に排出してから次の種類の原料ガスを供給するという工程が行なわれる。したがって、原料ガスを処理容器から排出するには、原料ガスの供給を停止した際に処理容器内に残留する原料ガスを高速で排気あるいは不活性ガスによりパージすることが、処理の高速化にとって有効である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−８９８７３号公報
【０００８】
【特許文献２】
米国特許出願公開第２００３／０００３７３０号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、処理容器内に処理ガスを供給した後、処理ガスを排気するための不活性ガスパージ（以下、単にパージと称する）は、処理ガスを供給するためのシャワーヘッドを通じて不活性ガスを処理容器内に供給する方法が一般的である。
【００１０】
図１は処理容器の排気をパージにより行なう処理装置の一例としてリモートプラズマＡＬＤ装置の全体構成を示す図である。図１に示すＡＬＤ装置は、処理ガスとプラズマ化した他の種類の処理ガスとを交互に被処理基板であるウェハＷ上に供給しながら窒化チタン（ＴｉＮ）膜を生成する装置である。
【００１１】
被処理基板としてのウェハＷは、処理容器２内に設けられた載置台４に載置される。載置台４はウェハＷを例えば４００℃程度に加熱するためのヒータ（図示せず）を有している。処理容器２の底部にはターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）６が接続され、処理容器内のガスを真空排気する。ターボ分子ポンプ６により排気されたガスは、ドライポンプ８及びトラップ１０を介して外部に排気される。
【００１２】
処理容器２の上部には、ウェハＷの処理面に対向するようにシャワーヘッド１２が設けられる。シャワーヘッド１２には、第１の処理ガスとしてＴｉＣｌ４＋Ｎ２が第１の処理ガス供給装置１４から供給され、処理ガスは多数の孔１２ａから処理容器２内に導入される。また、第２の処理ガス供給装置（ＩＧＳ）１６から供給される第２の処理ガスＮＨ３＋Ｈ２及び第３の処理ガスＳｉＨ４＋Ｎ２がリモートプラズマ源（ＲＰＳ）１８によりプラズマ化され、シャワーヘッド１２に供給される。ここで、第１の処理ガスＴｉＣｌ４＋Ｎ２とプラズマ源１８からのプラズマとは交互にシャワーヘッド１２に供給される。
【００１３】
ここで、シャワーヘッド１２には、パージガス供給装置２０が接続される。パージガス供給装置２０からは、不活性ガスとして例えばＮ２がシャワーヘッド１２に供給される。すなわち、ＴｉＣｌ４の供給とプラズマの供給との間において、Ｎ２がシャワーヘッド１２を介して処理容器２にパージされ、Ｎ２により処理容器２内から残留ガス及び反応副生成物が追い出される。
【００１４】
図１に示す従来の処理装置では、Ｎ２パージがシャワーヘッド１２を介して行われるが、シャワーヘッド１２の内部や処理容器２の内部でのガスの流れは一様ではなく、ガスの流れが滞る部分がある。特に、図１中で点線の円で示す部分のように空間の隅の部分ではガスの流れが滞るため、パージガスがうまく行き渡らずに、処理ガスが残留してしまうおそれがある。
【００１５】
上述のように処理ガスが残留すると、処理ガスの排気のための真空引き（及びパージ）時間が長くなり、処理全体に要する時間が増大してしまうという問題がある。また、残留ガスの排気が不完全となり、所望の純度の高い薄膜を形成できないといった問題も発生する。
【００１６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、シャワーヘッド及び処理容器内の残留ガスの排気を効率的に短時間で行なうことのできる処理装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、該シャワーヘッドに処理ガスを供給するガス供給配管とを有する処理装置であって、前記シャワーヘッドは、前記複数の孔に対して個別に処理ガスを供給する細管を有しており、該細管の他端は一箇所でガス供給通路に接続されることを特徴とする処理装置が提供される。
【００１８】
上述の発明において、前記細管の各々は、前記ガス供給配管と前記複数の孔の各々との間を滑らかな曲線を描きながら接続することが好ましい。また、前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給の間に前記ガス供給配管を介して前記シャワーヘッドにパージガスを供給して前記処理容器内のパージを行うことが好ましい。
【００１９】
上述の発明によれば、細管により処理ガスおよびパージガスをシャワーヘッドの複数の孔に供給するため、シャワーヘッド内で処理ガスやパージが滞留する部分がなくなり、短時間で十分なパージを行なうことができる。
【００２０】
また、本発明によれば、被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、前記処理容器内の空間において、前記シャワーヘッドの前記孔が設けられた面に対して実質的に平行な方向にパージガスを流すための処理容器パージ機構とを有する処理装置であって、前記処理容器パージ機構は、前記処理容器の側壁で前記シャワーヘッドの外周部に近接して設けられたパージガス供給口と、該パージガス供給口と反対側の前記処理容器の側壁に設けられたパージガス排気口とを有することを特徴とする処理装置が提供される。
【００２１】
上述の発明による処理装置は、前記シャワーヘッド内の空間において、前記シャワーヘッドの前記孔が設けられた面に対して実質的に平行な方向にパージガスを流すためのシャワーヘッドパージ機構を更に有することが好ましい。また、前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給の間で前記処理ガスの供給が停止されている間に、前記処理容器パージ機構と前記シャワーヘッドパージ機構とのうちいずれか一方又は両方によりパージを行なうことが好ましい。
【００２２】
上述の発明によれば、処理容器パージ機構により処理容器内の空間でガスが滞留しやすい部分を直接パージすることができる。また、シャワーヘッドパージ機構によりシャワーヘッド内の空間でガスが滞留しやすい部分を直接パージすることができる。これらのパージ機構によるパージは、従来のパージガスの流れとは異なる流れにより行なうため、十分な両のパージガスを短時間で流すことができ、効率のよいパージを行なうことができる。
【００２３】
また、パージガスを流さずに前記処理容器パージ機構と前記シャワーヘッドパージ機構のうちからいずれか一方又は両方で排気側のみ開放し、短時間で排気・真空引きを行なうことができる。
【００２４】
また、本発明によれば、被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッド内の空間において、前記シャワーヘッドの前記孔が設けられた面に対して実質的に平行な方向にパージガスを流すためのシャワーヘッドパージ機構と
を有する処理装置であって、前記シャワーヘッドパージ機構は、前記シャワーヘッドの外周部に近接して設けられたパージガス供給口と、該パージガス供給口と反対側の側壁に設けられたパージガス排気口とを有することを特徴とする処理装置が提供される。
【００２５】
上述の発明において、前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給の間で前記処理ガスの供給が停止されている間に、前記シャワーヘッドパージ機構によりパージを行なうことが好ましい。
【００２６】
上述の発明によれば、シャワーヘッドパージ機構によりシャワーヘッド内の空間でガスが滞留しやすい部分を直接パージすることができる。シャワーヘッドパージ機構によるパージは、従来のパージガスの流れとは異なる流れにより行なうため、十分な両のパージガスを短時間で流すことができ、効率のよいパージを行なうことができる。
【００２７】
また、本発明によれば、被処理基板が収容され、処理が施される処理容器と、該処理容器に設けられ、該被処理基板の被処理面に対向した面に設けられた複数の孔から処理ガスを前記処理容器内に供給するシャワーヘッドと、前記処理容器内であって、前記シャワーヘッドの外周部に近接して設けられ、前記処理容器の内壁に沿ってパージガスを流すための外周パージ機構とを有する処理装置であって、前記外周パージ機構は、前記処理容器の内壁に沿って形成された環状のノズル部を有し、該ノズル部に設けられた複数のノズルからパージガスを処理容器内に供給することを特徴とする処理装置が提供される。
【００２８】
上述の発明において、前記シャワーヘッドから複数種類の処理ガスを交互に前記処理容器内に供給し、前記処理ガスの交互供給と同時に連続して前記外周パージ機構によりパージを行なうことが好ましい。
【００２９】
上述の発明によれば、外周パージ機構により処理容器内の空間の隅に発生するガスが滞留しやすい部分に常時パージガスを流すことができ、ガスの滞留が少ないため、十分なパージを短時間で行なうことができる。また、処理容器の壁面が常時パージガスで覆われるため、壁面への処理ガス等の吸着を防止することができる。
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第１実施例について図２を参照しながら説明する。図２は本発明の第１実施例による処理装置に設けられるシャワーヘッドの構成を示す図である。なお、本発明の第１実施例による処理装置は、シャワーヘッドを除いて図１に示す従来の処理装置と同様な構成であり、その説明は省略する。
【００３０】
図２に示すシャワーヘッド２２は、載置台４に載置された被処理基板としてのウェハＷの被処理面に対向した状態で処理容器２の上部に設けられる。シャワーヘッド２２には、多数の小さな孔２２ａが設けられ、孔２２ａを通じて処理ガスが処理容器２内に供給される。また、パージガスとしてのＮ２もシャワーヘッド２２の孔２２ａから処理容器２に供給される。
【００３１】
本実施例では、シャワーヘッド２２に接続される部分が、多数の細管２４により形成されている。細管２４の一端はシャワーヘッド２２の孔２２ａの各々に接続され、他端は一箇所に集められて処理ガス供給配管２６に接続されている。したがって、処理ガス供給配管２６を通じて供給される処理ガス及びパージガスＮ２は、処理ガス供給配管２６から細管２４に分かれてシャワーヘッド２２の各孔２２ａに到達し、処理容器２内へと供給される。細管２４は処理ガス供給配管２６とシャワーヘッド２２の各孔２２ａとをなるべく滑らかな曲線で繋ぐように形成されている。
【００３２】
以上のように、シャワーヘッド２２には、従来のシャワーヘッドのように孔２２ａの手前に大きな空間がなく、ガスが淀んで滞留する部位（デッドスペース）が存在しない。すなわち、シャワーヘッド２２内のガス通路は小さな径の細管（通路）２４に分けられて各々独立してガスが流れるようになっているため、ガスが淀むような空間が形成されることがなく、細管２４に流入したガスは連続して流入してくるガスにより押し出されるような状態（プラグフロー）でシャワーヘッド２２から処理容器２内に供給される。
【００３３】
したがって、シャワーヘッド２２内で処理ガスが滞留することがなく、また、シャワーヘッド２２内の空間の容積も小さいので、シャワーヘッド２２内の残留処理ガスがパージガスＮ２により置換される時間が短くなる。
【００３４】
なお、本実施例ではパージガスとしてＮ２を用いているが、ＡｒやＨｅ等の他の不活性ガスを用いてもよい。
【００３５】
次に、本発明の第２実施例について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の第２実施例による処理装置を示す構成図である。図３に示す処理装置は、全体の構成は図１に示す処理装置と同様であるが、シャワーヘッドと処理容器に対してパージガスを処理容器側壁面から供給し排気する構成が追加された点が異なる。
【００３６】
図３に示す処理装置は、処理容器２Ａ内に設けられた載置台４上にウェハＷを載置し、処理容器２Ａ内で処理を施す。処理容器２Ａの底部にはターボ分子ポンプ６が接続され、処理容器２Ａ内を排気する。ターボ分子ポンプ６により排気されたガスは、ドライポンプ８及びトラップ１０を介して外部に排気される。
【００３７】
処理容器２Ａの上部には、ウェハＷの処理面に対向するようにシャワーヘッド３２が設けられる。シャワーヘッド３２には、第１の処理ガスとしてＴｉＣｌ４＋Ｎ２が第１の処理ガス供給装置１４（図１参照）から供給され、処理ガスは多数の孔３２ａから処理容器２Ａ内に導入される。また、第２の処理ガス供給装置（ＩＧＳ）１６（図１参照）から供給される第２の処理ガスＮＨ３＋Ｈ２及び第３の処理ガスＳｉＨ４＋Ｎ２がリモートプラズマ源（ＲＰＳ）１８（図１参照）によりプラズマ化され、シャワーヘッド３２に供給される。ここで、第１の処理ガスＴｉＣｌ４＋Ｎ２とプラズマ源１８からのプラズマとは、ガス供給配管２６を通じて交互にシャワーヘッド３２に供給される。
【００３８】
シャワーヘッド３２には、パージガス供給装置２０が接続される。パージガス供給装置２０からは、不活性ガスとして例えばＮ２がガス供給配管２６を介してシャワーヘッド３２に供給される。すなわち、ＴｉＣｌ４の供給とＮＨ３のプラズマの供給との間において、Ｎ２がシャワーヘッド３２を介して処理容器２Ａにパージされ、Ｎ２により処理容器２内から残留ガス及び反応副生成物が追い出される。
【００３９】
本実施例では、上述のパージ機構に加え、載置台４とシャワーヘッド３２との間の空間を水平方向にパージする処理容器パージ機構と、シャワーヘッド３２の内部の空間を水平方向にパージするシャワーヘッドパージ機構が設けられる。
【００４０】
処理容器パージ機構は、載置台４とシャワーヘッド３２との間において、処理容器２Ａの壁面に設けられたパージガス供給口３４Ａと、パージガス供給口３４Ａの水平方向反対側の壁面に設けられたパージガス排気口３４Ｂとを有する。パージガス供給口３４Ａには、パージガス供給装置３６が接続される。また、パージガス排気口３４Ｂは、排気配管３８を介してターボ分子ポンプ６の吸入口に接続される。
【００４１】
パージガス供給口３４Ａには、パージガス供給装置３６からパージガスとしてＮ２が供給され、Ｎ２は処理容器２Ａ内を水平方向に流れるように処理容器の壁面から供給される。したがって、パージガス供給口３４Ａから供給されたＮ２は、載置台４とシャワーヘッド３２との間の空間を水平方向に流れ、パージガス排気口３４Ｂに流入し、排気配管３８を流れてターボ分子ポンプ６により排気される。ここで、上述の水平方向とは、シャワーヘッド３２の孔３２ａからガスが吐出する方向を垂直とした場合の水平方向という意味であり、シャワーヘッドの孔３２ａが形成された面に対して実質的に平行な方向ということもできる。
【００４２】
したがって、図１に示す従来の処理装置の隅において点線で示すようなガスの滞留しやすい空間に対して、水平方向にパージガスが流れるため、滞留している処理ガスのパージを効率よく行なうことができる。
【００４３】
また、処理容器パージ機構は処理ガスを供給するためのシャワーヘッド３２とは分離した別個のパージ専用のガス供給機構であり、処理ガスを均一に供給する等の制約がないため、パージガスに対するコンダクタンスを大きくとることができる。このため、多量のパージガスを迅速に流して排気することができ、パージに要する時間が短縮される。
【００４４】
図４は、上述の処理容器パージ機構において処理容器２Ａの壁面に設けられたパージガス供給口３４Ａと、パージガス供給口３４Ａの水平方向反対側の壁面に設けられたパージガス排気口３４Ｂとを示す平面図である。図４中には、シャワーヘッド３２（孔３２ａを含む）と、処理容器２Ａ内の載置台４に載置されたウェハＷとが透視した状態で描かれている。
【００４５】
図４に示すように、パージガス供給口３４Ａからパージガスが供給され、パージガスは処理容器２Ａ内を水平方向に流れる。したがって、パージガス供給口３４Ａから供給されたパージガスは、載置台４上のウェハＷとシャワーヘッド３２との間の空間を水平方向に流れ、パージガス排気口３４Ｂに流入する。この際、載置台４上のウェハＷとシャワーヘッド３２との間の空間に滞留している残留処理ガスや反応副生成物がパージガスにより押し出され、パージガス排気孔３４Ｂに流れ込む。
【００４６】
なお、パージガス供給口３４Ａ及びパージガス排気口３４Ｂには夫々開閉弁４０Ａ，４０Ｂが設けられる。開閉弁４０Ａ，４０Ｂは、処理ガスが供給されている間は閉じており、パージの時にのみ開くように制御される。開閉弁４０Ａを閉じたまま開閉弁４０Ｂを開ければ、排気のみを行なうこともできる。
【００４７】
シャワーヘッドパージ機構は、シャワーヘッド３２の空間に対してパージガスを供給するように設けられる。シャワーヘッドパージ機構は上述の処理容器パージ機構と同様な構成を有する。すなわち、シャワーヘッドパージ機構は、シャワーヘッド３２を構成する壁面に設けられたパージガス供給口４２Ａと、パージガス供給口４２Ａの水平方向反対側の壁面に設けられたパージガス排気口４２Ｂとを有する。パージガス供給口４２Ａには、パージガス供給装置３６が接続される。また、パージガス排気口４２Ｂは、排気配管４４を介してターボ分子ポンプ６の吸入口に接続される。
【００４８】
パージガス供給口４２Ａには、パージガス供給装置３６からパージガスとしてＮ２が供給され、Ｎ２はシャワーヘッド３２内を水平方向に流れるようにシャワーヘッド３２の壁面から供給される。したがって、パージガス供給口４２Ａから供給されたＮ２は、シャワーヘッド３２内の空間を水平方向に流れ、パージガス排気口４２Ｂに流入し、排気配管４４を流れてターボ分子ポンプ６により排気される。
【００４９】
したがって、図１に示す従来のシャワーヘッドの隅において点線で示すようなガスの滞留しやすい空間に対して、水平方向にパージガスが流れるため、滞留している処理ガスのパージを効率よく行なうことができる。
【００５０】
また、シャワーヘッドパージ機構は処理ガスを供給するためのシャワーヘッド３２とは分離した別個のパージ専用のガス供給機構であり、パージガスに対するコンダクタンスを大きくとることができる。このため、多量のパージガスを迅速に流して排気することができ、パージに要する時間が短縮される。
【００５１】
なお、シャワーヘッドパージ機構においても、処理容器パージ機構と同様に、パージガス供給口４２Ａ及びパージガス排気口４２Ｂには夫々開閉弁４６Ａ，４６Ｂが設けられる。開閉弁４６Ａ，４６Ｂは、処理ガスが供給されている間は閉じており、パージの時にのみ開くように制御される。
【００５２】
ここで、本実施例による処理装置におけるガス供給動作について、図５を参照しながら説明する。図５は図３に示す処理装置におけるガス供給及びパージ動作のタイムチャートである。
【００５３】
まず、図５（ａ）に示すように、シャワーヘッド３２を介して原料ガスとしてＴｉＣｌ４が処理容器２Ａに供給される。所定量の原料ガスが供給されると、原料ガスの供給は停止され、ガス供給配管２６からパージガスとしてＮ２がシャワーヘッド３２に供給される。したがって、図５（ｂ）に示すように、シャワーヘッド３２の孔３２ａから処理容器２Ａ内にパージガスが供給される。これと同時に、図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、処理容器パージ機構及びシャワーヘッドパージ機構によりパージガスが処理容器２Ａ及びシャワーヘッド３２に供給される。したがって、シャワーヘッド３２を介した従来の処理ガスの流路に沿ったパージに加えて、処理容器２Ａとシャワーヘッド３２内をパージガスが水平に流れるようにパージが行なわれる。
【００５４】
パージが終了すると、次に図５（ｃ）に示すように、反応ガスとしてリモートプラズマ源８から所定のガスのプラズマが、ガス供給配管２６を介してシャワーヘッド３２に供給される。シャワーヘッド３２に供給されたプラズマは、シャワーヘッド３２の孔３２ａを通じて処理容器２Ａ内に供給され、ウェハＷ上に吸着された処理ガスと反応する。
【００５５】
所定量のプラズマが供給されると、プラズマの供給は停止され、図５（ｂ），（ｄ），（ｅ）に示すように再度パージが行なわれる。このときのパージも上述の処理ガスのパージと同様に、通常のシャワーヘッド３２からのパージガスの流れに加えて、処理容器パージ機構及びシャワーヘッドパージ機構による水平方向のパージが行なわれる。
【００５６】
パージが終了すると、再び処理ガスが処理容器２Ａに供給され、以上の動作が繰り返し行われる。
【００５７】
以上のように、本実施例による処理装置では、通常のパージに加えて処理容器パージ機構及びシャワーヘッドパージ機構により、処理容器２Ａ及びシャワーヘッド３２内の空間を水平方向にパージするので、処理ガスや反応ガスの滞留がなくなり、パージ時間を短縮することができる。したがって、高品質の薄膜を短時間で生成することができるという利点を有する。
【００５８】
なお、上述の処理容器パージ機構及びシャワーヘッドパージ機構は、必ずしも両方設ける必要はなく、いずれか一方だけであっても、デッドスペースでの処理ガスの滞留を防止し、パージ時間を短縮するという効果を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施例ではパージガスとしてＮ２を用いているが、ＡｒやＨｅ等の他の不活性ガスを用いてもよく、パージガスを使わない排気のみの真空引きでもよい。
【００６０】
次に、本発明の第３実施例について、図６及び図７を参照しながら説明する。
図６は本発明の第３実施例による処理装置の処理容器を示す断面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。本発明の第３実施例による処理装置は、シャワーヘッドの外周部分に設けられた外周パージ機構を除いて、図１に示す処理装置と同様な構成であり、外周パージ機構以外の詳細な説明は省略する。
【００６１】
図６に示すように、外周パージ機構はノズル部５０とノズル部５０に接続されたパージガス供給装置５２とを有する。パージガス供給装置５２は、パージガス供給通路５４を介してノズル部５０にＮ２等のパージガスを供給する。パージガス供給通路５４にはパージガスの供給・停止を制御する開閉弁５６が設けられる。
【００６２】
図７に示すように、ノズル部５０はシャワーヘッド１２の外周に沿った環状の通路を形成する部材であり、円周方向に沿って複数のノズル孔５０ａが設けられる。ノズル孔５０ａは、シャワーヘッド１２の外周部から処理容器２の壁面に沿って下向きにパージガスが供給されるように配置される。ノズル孔５０ａから噴出したパージガスは、処理容器２の底部に設けられたターボ分子ポンプ６（図１参照）により排気される。
【００６３】
以上のような構成の外周パージ機構によれば、図１に点線で示すような処理容器２の隅にパージガスを直接流すので、処理容器内で処理ガス等が滞留するようなデッドスペースの発生を防止することができる。
【００６４】
なお、外周パージ機構によるパージは、シャワーヘッド１２を介した従来のパージと同時に行うことでもよいが、シャワーヘッド１２から処理ガスを供給している間も連続的に行なうこととしてもよい。
【００６５】
すなわち、ノズル孔５０ａから連続的にパージガスを処理容器２の側壁に沿って流し、処理容器２の底部からターボ分子ポンプにより排気する。これにより、処理容器の壁面がパージガスの流れにより常時覆われ、処理ガスが処理容器の壁面と接触し難くなる。したがって、処理ガスが処理容器の壁面に吸着されることが防止される。処理容器の壁面に吸着された処理ガスは、完全に排出するのに時間がかかるため、処理ガスの吸着を防止することは、処理容器内を短時間で十分な排気状態とすることに大きく寄与する。
【００６６】
ここで、本実施例による処理装置におけるガス供給動作について、図８を参照しながら説明する。図８は図６に示す処理装置におけるガス供給及びパージ動作のタイムチャートである。
【００６７】
ウェハＷの処理を始めるには、まず処理容器２内を所定の真空状態としてから、図８（ｄ）に示すように外周パージ機構によりノズル孔５０ａからＮ２等のパージガスが処理容器２の内面に沿って供給される。
【００６８】
次に、図８（ａ）に示すように、シャワーヘッド１２を介して原料ガスとしてＴｉＣｌ４が処理容器２に供給される。この際、外周パージ機構によるパージは連続して行なわれている。所定量の原料ガスが供給されると、原料ガスの供給は停止され、ガス供給配管２６からパージガスとしてＮ２がシャワーヘッド１２に供給される。したがって、図８（ｂ）に示すように、シャワーヘッド１２の孔１２ａから処理容器２内にパージガスが供給される。
【００６９】
シャワーヘッド１２を介したパージが終了すると、次に図８（ｃ）に示すように、反応ガスとしてリモートプラズマ源８から所定のガスのプラズマが、ガス供給配管２６を介してシャワーヘッド１２に供給される。シャワーヘッド１２に供給されたプラズマは、シャワーヘッド１２の孔１２ａを通じて処理容器２内に供給され、ウェハＷ上に吸着された処理ガスと反応する。このときにも、外周パージ機構によるパージは連続して行なわれている。
【００７０】
所定量のプラズマが供給されると、プラズマの供給は停止され、図８（ｂ）に示すようにシャワーヘッド１２を介したパージが行なわれ、未反応のプラズマ及び反応副生成物が処理容器２から排出される。このときにも、外周パージ機構によるパージは連続して行なわれている。
【００７１】
パージが終了すると、再び処理ガスが処理容器２に供給され、以上の動作が繰り返し行われる。
【００７２】
以上のように、本実施例による処理装置では、通常のパージに加えて外周パージ機構により、処理容器２の内壁面に沿った空間を連続的にパージするので、原料ガスや反応ガスの滞留がなくなり、パージ時間を短縮することができる。したがって、高品質の薄膜を短時間で生成することができるという利点を有する。また、原料ガスや反応ガスが処理容器２の壁面へ吸着されることを防止するので、短時間で十分な排気を行なうことができるという効果もある。
【００７３】
なお、本実施例ではパージガスとしてＮ２を用いているが、ＡｒやＨｅ等の他の不活性ガスを用いてもよい。
【００７４】
次に、上述の実施例による処理装置を用いて効率的に行なうことができる成膜処理例について以下に記す。
【００７５】
１）ＴｉＮ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＴｉＣｌ４、ＴｉＦ４，ＴｉＢｒ４，ＴｉＩ４，Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）］４（ＴＥＭＡＴ），Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４（ＴＤＭＡＴ），Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）］４（ＴＤＥＡＴ））
ｂ）反応ガス：  ＮＨ３，Ｎ２Ｈ４，ＮＨ（ＣＨ３）２，Ｎ２Ｈ３ＣＨ３
２）ＴｉＳｉＮ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＴｉＣｌ４、ＴｉＦ４，ＴｉＢｒ４，ＴｉＩ４，Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）］４（ＴＥＭＡＴ），Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４（ＴＤＭＡＴ），Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）］４（ＴＤＥＡＴ））
ｂ）第１の反応ガス：  ＮＨ３，Ｎ２Ｈ４，ＮＨ（ＣＨ３）２，Ｎ２Ｈ３ＣＨ３
ｃ）第２の反応ガス：  ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＣｌ４
３）ＴａＮ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＴａＦ５、ＴａＣｌ５，ＴａＢｒ５，ＴａＩ５，Ｔａ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）］５（ＰＥＭＡＴ），Ｔａ［Ｎ（ＣＨ３）２］５（ＰＤＥＡＴ），Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３（ＴＢＴＤＥＴ）
ｂ）反応ガス：  ＮＨ３，Ｎ２Ｈ４，ＮＨ（ＣＨ３）２，Ｎ２Ｈ３ＣＨ３
４）ＴａＳｉＮ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＴａＦ５、ＴａＣｌ５，ＴａＢｒ５，ＴａＩ５，Ｔａ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）］５（ＰＥＭＡＴ），Ｔａ［Ｎ（ＣＨ３）２］５（ＰＤＥＡＴ），Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３（ＴＢＴＤＥＴ）
ｂ）第１の反応ガス：  ＮＨ３，Ｎ２Ｈ４，ＮＨ（ＣＨ３）２，Ｎ２Ｈ３ＣＨ３
ｃ）第２の反応ガス：  ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＣｌ４
５）ＷＮ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＷＦ６，Ｗ（ＣＯ）６
ｂ）反応ガス：  ＮＨ３，Ｎ２Ｈ４，ＮＨ（ＣＨ３）２，Ｎ２Ｈ３ＣＨ３
６）ＷＳｉＮ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＷＦ６，Ｗ（ＣＯ）６
ｂ）第１の反応ガス：  ＮＨ３，Ｎ２Ｈ４，ＮＨ（ＣＨ３）２，Ｎ２Ｈ３ＣＨ３
ｃ）第２の反応ガス：  ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＣｌ４
７）Ｔｉ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＴｉＣｌ４、ＴｉＦ４，ＴｉＢｒ４，ＴｉＩ４，Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）］４（ＴＥＭＡＴ），Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４（ＴＤＭＡＴ），Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）］４（ＴＤＥＡＴ））
ｂ）反応ガス：  Ｈ＊
８）Ｔａ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＴａＦ５、ＴａＣｌ５，ＴａＢｒ５，ＴａＩ５，Ｔａ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）］５（ＰＥＭＡＴ），Ｔａ［Ｎ（ＣＨ３）２］５（ＰＤＥＡＴ），Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３（ＴＢＴＤＥＴ）
ｂ）反応ガス：  Ｈ＊
９）Ｗ膜の生成
ａ）原料ガス：  ＷＦ６，Ｗ（ＣＯ）６
ｂ）反応ガス：  Ｈ＊
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、シャワーヘッド及び処理容器内の残留ガスの排気を効率的に短時間で行なうことのできる処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の処理装置の一例としてリモートプラズマＡＬＤ装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例による処理装置に設けられるシャワーヘッドの構成を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例による処理装置を示す構成図である。
【図４】図３に示すパージ機構において処理容器壁面に設けられたパージガス供給口とパージガス排気口とを示す平面図である。
【図５】図３に示す処理装置におけるガス供給及びパージ動作のタイムチャートである。
【図６】本発明の第３実施例による処理装置の処理容器を示す断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】図６に示す処理装置におけるガス供給及びパージ動作のタイムチャートである。
【符号の説明】
２  処理容器
４  載置台
６  ターボ分子ポンプ
８  ドライポンプ
１０  トラップ
１２  シャワーヘッド
１４  第１の処理ガス供給装置
１６  第２の処理ガス供給装置（ＩＧＳ）
１８  リモートプラズマ源（ＲＰＳ）
２０  パージガス供給装置２０
２２，３２  シャワーヘッド
２２ａ  孔
２４  細管
２６  処理ガス供給配管
３４Ａ，４２Ａ  パージガス供給口
３４Ｂ，４２Ｂ  パージガス排気口
３６  パージガス供給装置
３８，４４  排気配管
４０Ａ，４６Ａ  パージガス供給バルブ
４０Ｂ，４６Ｂ  パージガス排気バルブ
５０  ノズル部
５０ａ  ノズル孔
５２  パージガス供給装置
５４  パージガス供給通路
５６  開閉弁
【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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