(57)【要約】【課題】  本発明は、高温トラップを反応室内に配置した場合の被処理体の反応速度を維持する反応室を提供することを目的とする。【解決手段】  反応室に被処理体が配置される処理空間と高温トラップが配置されるトラップ空間とを分離する逆流防止装置を配置した。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスが供給されるガス導入部と、
被処理体を支持可能な支持部と、
高温トラップを支持可能なトラップ支持部と、
前記反応ガスを反応させて前記被処理体を処理する処理空間と前記高温トラップが配置されるトラップ空間とを分離すると共に、前記トラップ空間から前記処理空間への気体の逆流を防止することができる逆流抑制装置とを有する反応室。
【請求項２】
請求項１記載の反応室と、
前記ガス導入部に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、
前記高温トラップを通過した前記反応ガスを排気する排気装置とを有する処理装置。
【請求項３】
反応ガスが供給されるガス導入部と、
被処理体を支持可能な支持部と、
高温トラップを支持可能で減圧環境にあるトラップ支持部と、
前記トラップ支持部に配置され、前記高温トラップを前記被処理体とは独立して加熱可能なヒータと、
前記減圧環境を維持しつつ前記ヒータに電力を供給する電力供給装置とを有する反応室。
【請求項４】
請求項３記載の反応室と、
前記ガス導入部に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、
前記高温トラップを通過した前記反応ガスを排気する排気装置とを有する処理装置。
【請求項５】
反応ガス供給装置に接続されると共に被処理体を支持可能で、前記反応ガスを利用して前記被処理体に所定の処理を施すことができる反応室に配置可能であり、
前記被処理体を通過した反応ガスを含む排気ガスが供給される導入部と、
前記排気ガスを加熱して除害するために当該排気ガスに接触可能な導電性除害部と、
前記導電性除害部を経た前記排気ガスを排出する排出部とを有する高温トラップ。
【請求項６】
請求項５記載の高温トラップが配置される反応室と、
前記反応室に接続された反応ガス供給装置と、
前記反応室に接続された排気装置とを有する処理装置。
【請求項７】
前記反応ガス供給装置は、
前記反応ガスを運ぶことができる金属ベースの第１及び第２の配管と、
当該第１及び第２の配管を接続する接続装置と、
前記第１及び第２の配管の各々の接合面に設けられた絶縁物とを有する請求項２、４及び６のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項８】
前記処理装置は、
前記反応ガス供給装置に接続されて、前記反応ガス供給装置から供給される反応ガスを運ぶキャリアガスを供給するキャリアガス供給装置と、
前記第１及び第２の配管に接続されて、当該第１及び第２の配管の接合部から前記キャリアガスが漏れることを防止するシール部材とを更に有する請求項７記載の処理装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の配管の各々の接合面が、
前記絶縁物が設けられた内側部と、
前記内側部の周囲に位置し、金属面である外側部とを有し、
前記シール部材が、前記第１の配管の接合面の前記外側部と前記第２の配管の接合面の前記外側部との間に配置された金属製のシール部材である請求項８記載の処理装置。
【請求項１０】
前記反応ガスを運ぶことができる第１及び第２の配管と、
当該第１及び第２の配管を接続する接続装置と、
前記第１の配管の接合面と前記第２の配管の接合面との間に配置された、絶縁性の表面を有するシール部材とを有する請求項２、４及び６のうちいずれか１項記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応室、高温トラップ及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程は、一般に、ウェハへの酸化、薄膜形成、イオン注入、エッチングなどの工程を含んでおり、この種の操作を繰り返すことによって多層構造の半導体チップが形成される。半導体ウェハに薄膜を形成するには一般にＣＶＤ装置、スパッタリング装置等が使用される。ＣＶＤ装置は、真空又は常圧の反応室に半導体ウェハを置き、所定温度下で薄膜を構成する元素を含む１種又は数種のガスを供給して、化学反応により生じた反応生成物をウェハ表面に堆積させる装置である。
【０００３】
ＣＶＤ装置では、堆積する物質に応じて様々な原料ガスが使用されるが未反応の原料ガス（反応ガス）や反応生成物ガスを排気ポンプ（ドライポンプ）で排気する場合に次のような問題が生じる。即ち、原料ガスや反応生成物ガスなどからなる排気ガスをそのまま排気ポンプに流すと、（主として固体状の）反応副生成物がこびりつくなどして排気ポンプの故障や動作障害をもたらしたり排気系を汚染するなどの問題をもたらす。そこで、ＣＶＤ装置の反応室と排気ポンプとの間の配管に排気ガス除害装置（トラップ）を設けることが提案されている
トラップには、動作温度により冷却（コールド）トラップと高温トラップに分類することができる。冷却トラップは排気ガスを冷却して排気ガス中の成分を析出して除去するものである。しかし、冷却トラップは、未反応の原料ガスや反応生成物ガスを分解することなくそのまま析出させるために、その析出が不十分だと排気ガスは依然として排気ポンプの故障や動作障害をもたらす高分子量物質をふくむことになる。また、冷却トラップは、液化や固化しやすい排気ガスにしか適用することができないため適用範囲が狭い。
【０００４】
そこで、排気ガスを熱分解する高温トラップが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１によれば、排気ガスは高温トラップを通過することにより低分子量となるので排気ポンプの故障や動作障害をもたらさないとしている。また、一般に、冷却トラップは排気ガスの蒸気圧特性に従って冷却トラップの温度以上の全成分をそのままの状態で除去しようとする。しかし、冷却トラップは常時設定された温度を保持しないと一度に再放出され冷却トラップがない場合以上に排気系を汚染し、また、排気系外に接続される高価な除外設備の過大な能力を必要とする。また、冷却トラップに閉じ込めた状態で冷却トラップよりも高い温度の室温で再生又は交換作業を行うと過大な圧力が冷却トラップに発生し爆発の危険が生じる。高温トラップは設定された温度以下で反応する成分は熱分解し高温トラップの温度以下では安定したガス成分のみ高温トラップの温度以下に設定された排気系を通じて排出される。排気系を温度制御する必要はない。高温トラップ内の熱分解で生じた固体成分は高温トラップの構造体へ物理吸着される。高温トラップのメンテナンスは高温トラップよりも低い室温で可能となり有害なガスを発生しないという優れた長所を有している。
【０００５】
このように、高温トラップを排気系の反応室から排気ポンプの間に配置すれば、高温トラップから排気ポンプまでは除害することができるが、従来は反応室内と反応室から高温トラップまでの配管の除害はできなかった。この結果、反応室内と反応室から高温トラップまでの配管に、金属（例えば、銅など）その他の残留物が付着するため保守が大変であった。これに対して、反応室内に高温トラップを設けて未反応ガスを熱分解するＣＶＤ装置を提案している（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
ＣＶＤ装置に関するその他の従来技術としては、例えば、特許文献３及び４がある。
【特許文献１】特開平９−２９６２７０号公報、段落番号００１５
【特許文献２】特開昭６３−５３９１８号公報、第４頁第１５行乃至１７行、第６頁第１１行乃至第１３行
【特許文献３】特開平２−２２２７２２号公報
【特許文献４】特開平３−２４５５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２は高温トラップを反応室の下方に配置し、被処理体である半導体ウェハと反応ガスが反応する処理空間と高温トラップが排気ガスを除害する除害空間とは同一空間であった。そして、特許文献２は、高温トラップが「未反応ガスの多くを熱分解するので、上昇気流による影響を少なくすることができ、均一なエピタキシャル成長層が形成される」と説明している。
【０００８】
しかし、トラップと排気ガスが反応した際に生じる気体状生成物が通常略一定の圧力に制御される処理空間に流入すると処理のための反応ガスの分圧が下がり、成膜処理速度が低下する。また、使用される反応ガスによっては、単なる分圧の低下により処理速度が低下するだけでなく、気体状生成物が積極的に処理反応を阻害する場合もある。例えば、反応ガスとしてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが使用された場合について考えてみる（Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＡＴＭＳも同様）。
【０００９】
Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ→Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）＋ＴＭＶＳ        1)
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２     2)
Ｃｕ（ｈｆａｃ）２＋Ｈ２→Ｃｕ＋２Ｈ（ｈｆａｃ）                  3)
２Ｈ（ｈｆａｃ）→Ｈ２＋２ｈｆａｃ                               4)
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）＋ｈｆａｃ→Ｃｕ（ｈｆａｃ）２                    5)
３００℃以上の高温トラップでは、上記1)乃至3)の反応により３種類の気体（即ち、ＴＭＶＳ、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２及びＨ（ｈｆａｃ））が生成される。逆流したＴＭＶＳはウェハＷ上で、Ｃｕ成膜のための1)の反応の進行を抑制する。逆流したＨ（ｈｆａｃ）はウェハ上で、4)、5)の反応を進行させ、2)の反応によるＣｕ成膜を減少させることになる。なお、3)の反応は１５０℃乃至２３０℃に設定されるウェハ上では進行しない。このように、従来技術においては、未反応ガスを熱分解した際に生じる生成物に逆拡散を防止する機構を施していないため、高温トラップを反応室内に配置した場合には被処理体を処理するための反応速度が低下するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２に示された装置では、処理空間と除害空間が一体となった空間の外部に設けられたＲＦコイルにより、被処理体が載置されるウェハサセプタと高温トラップとを同時に誘導加熱している。このような従来技術では、被処理体の温度（例えば、１５０℃乃至２３０℃）よりも高く設定される高温トラップの温度（例えば３００℃以上）を実現するのが困難であった。
【００１１】
また、従来技術においては、排気ガスの移動速度によっては、反応室に後段に接続される排気系に十分に分解されていない排気ガスが大量に移動してしまうおそれがあった。
【００１２】
そこで、このような課題を解決する新規かつ有用な反応室、高温トラップ及び処理装置を提供することを本発明の概括的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の反応室は、反応ガスが供給されるガス導入部と、被処理体を支持可能な支持部と、高温トラップを支持可能なトラップ支持部と、前記反応ガスを反応させて前記被処理体を処理する処理空間と前記高温トラップが配置されるトラップ空間とを分離すると共に、前記トラップ空間から前記処理空間への気体の逆流を防止することができる逆流抑制装置とを有する。
【００１４】
請求項２記載の処理装置は、請求項１記載の反応室と、前記ガス導入部に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、前記高温トラップを通過した前記反応ガスを排気する排気装置とを有する。
【００１５】
請求項３記載の反応室は、反応ガスが供給されるガス導入部と、被処理体を支持可能な支持部と、高温トラップを支持可能で減圧環境にあるトラップ支持部と、前記トラップ支持部に配置され、前記高温トラップを前記被処理体とは独立して加熱可能なヒータと、前記減圧環境を維持しつつ前記ヒータに電力を供給する電力供給装置とを有する。
【００１６】
請求項４記載の処理装置は、請求項３記載の反応室と、前記ガス導入部に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、前記高温トラップを通過した前記反応ガスを排気する排気装置とを有する。
【００１７】
請求項５記載の高温トラップは、反応ガス供給装置に接続されると共に被処理体を支持可能で、前記反応ガスを利用して前記被処理体に所定の処理を施すことができる反応室に配置可能であり、前記被処理体を通過した反応ガスを含む排気ガスが供給される導入部と、前記排気ガスを加熱して除害するために当該排気ガスに接触可能な導電性除害部と、前記導電性除害部を経た前記排気ガスを排出する排出部とを有する。
【００１８】
請求項６記載の処理装置は、請求項５記載の高温トラップが配置される反応室と、前記反応室に接続された反応ガス供給装置と、前記反応室に接続された排気装置とを有する。
【００１９】
請求項７記載の処理装置は、請求項２、４及び６のいずれか１項記載の処理装置において、前記反応ガス供給装置は、前記反応ガスを運ぶことができる金属ベースの第１及び第２の配管と、当該第１及び第２の配管を接続する接続装置と、前記第１及び第２の配管の接合面に設けられた絶縁物とを更に有する。
【００２０】
請求項８記載の処理装置は、請求項７記載の処理装置において、前記反応ガス供給装置に接続されて、前記反応ガス供給装置から供給される反応ガスを運ぶキャリアガスを供給するキャリアガス供給装置と、前記第１及び第２の配管に接続されて、当該第１及び第２の配管の接合部から前記キャリアガスが漏れることを防止するシール部材とを更に有する。
【００２１】
請求項９記載の処理装置は、請求項８記載の処理装置において、前記第１及び第２の配管の各々の接合面が、前記絶縁物が設けられた内側部と、金属面である外側部とを有し、前記シール部材が、前記第１の配管の接合面の前記外側部と前記第２の配管の接合面の前記外側部との間に配置された金属製のシール部材である。
【００２２】
請求項１０記載の処理装置は、請求項２、４及び６のうちいずれか１項記載の処理装置において、前記反応ガスを運ぶことができる第１及び第２の配管と、当該第１及び第２の配管を接続する接続装置と、前記第１の配管の接合面と前記第２の配管の接合面との間に配置された、絶縁性の表面を有するシール部材とを有する。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載された反応室によれば、逆流抑制装置が、高温トラップにおける反応により生成したガスがトラップ空間から処理空間に逆流することを防止することができる。
【００２４】
請求項２に記載された処理装置によれば、請求項１と同様の効果を有する反応室を有する処理装置を提供することができる。
【００２５】
請求項３に記載された反応室によれば、電力供給装置は、反応室内の減圧環境を破壊することなくヒータに電力を供給することができる。また、ヒータは高温トラップを被処理体とは独立に直接加熱することができるので、被処理体よりも高い温度設定を容易に、かつ効率良く実現することができる。
【００２６】
請求項４に記載された処理装置によれば、請求項３と同様の効果を有する反応室を有する処理装置を提供することができる。
【００２７】
請求項５に記載された高温トラップによれば、導電性除害部は加熱による熱分解により排気ガスを分解するとともにその導電性からガス間の電子移動を促進して分解速度を向上することができる。これにより、高温トラップは、高い分解速度を有するため、反応室の後段に接続される排気系に十分に分解されない排気ガスが大量に移動してしまうことを防止することができる。
【００２８】
請求項６に記載された処理装置によれば、請求項４と同様の効果を有する高温トラップを有する処理装置を提供することができる。
【００２９】
請求項２、４及び６のいずれかに従属する請求項７に記載された処理装置によれば、請求項２、４及び６のいずれか効果に加えて、接合面に設けられたを絶縁物は反応ガスが配管の接合面において配管の金属を介して電子移動を行うことを防止する。これにより、配管の接合面における反応ガスの反応に起因する反応ガスの消費を防止して、所期の量の反応ガスを反応室に供給することができる。
【００３０】
請求項７に従属する請求項８又は請求項９に記載された処理装置によれば、請求項７の効果に加えて、シール部材がキャリアガスの濃度が減少することを防止することにより、反応ガスの移動速度を変えることなく所期の量の反応ガスを反応室に供給することができる。
【００３１】
請求項２，４及び６のいずれかに従属する請求項１０に記載された処理装置によれば、請求項２、４及び６のいずれかの効果に加えて、シール部材の表面が絶縁性であることによって反応ガスが反応することによる反応ガスの消費を防止して所期の量の反応ガスを反応室に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る反応室、高温トラップ及び処理装置の一実施例を説明する。なお、各図において同一の参照符号は同一部材を表している。図１は、本発明の処理装置の一態様としての例示的な成膜装置１００のブロック図である（排気装置を除く）。図２は、図１に示す成膜装置１００に適用可能な例示的な反応室２００の概略断面図である。また、図３は、図２に示す反応室２００の一部拡大断面図である。
【００３３】
以下、本実施例では成膜装置１００が反応ガスの例としてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを使用する場合について説明するが、本発明の適用可能な反応ガスはＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳに限定されるものではない。例えば、本発明は金属（例えば、銅）のβ−ジケトン錯体に適用できる。例えば、銅のβ−ジケトン錯体は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＡＴＭＳ、［トリメチルビニリシリル］へキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅、［３−ヘキチン］へキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅、［２−ブチン］へキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅、［トリメチルフォスフィン］へキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅を含んでいる。
【００３４】
図１に示すように、成膜装置１００は、貯留槽１０８と、流量計１１０と、気化器１４０と、反応室２００とを有しており、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ（常温常圧で液体である有機金属化合物）を減圧気化させて得たガスを使用している。
【００３５】
貯留槽１０８は、図１中、符号「Ｌ」が付されている液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ（液体原料）を貯蔵している。貯留槽１０８は、バルブ１１８を有するノズル１１７と、バルブ１２０を有するノズル１１９に接続されている。ノズル１１７の下端はＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの液面上方に配置され、ノズル１１９の下端は液中に配置されている。ノズル１１７の上端に配置された口金１１５には加圧用気体としてのヘリウム（Ｈｅ）ガスを供給するＨｅガス源１０４が通路１０５を介して接続されている。Ｈｅガスは、例えば、０．５ｋｇ／ｃｍ２程度に圧力調整されており、貯留槽１０８に導入されることによってＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの液面を加圧することができる。また、通路１０５にはＨｅガスの給排を制御するバルブ１１２が設けられている。
【００３６】
ノズル１１９上端に配置された口金１２１は、気化器１４０（の液体導入口１４０Ａと）通路１２３により接続されている。図１に示すように、通路１２３にはバルブ１２２及び１２６が取り付けられ、成膜装置１００の保守時その他の必要時に閉じられる。
【００３７】
流量計１１０は、貯留槽１０８から気化器１４０に供給されるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの質量流量を検出することができる。図１では、貯留槽１０８と気化器１４０の間に流量計１１０が設けられているが、流量計１１０は気化器１４０と一体であってもよい。選択的に、流量計１１０を流量制御バルブの役割を果たすことができる流量制御装置に置換して、気化器１４０をかかる機能を有しない通常の気化器に置換してもよい。本実施例の成膜装置１００に適用可能な気化器１４０の構造は限定されない。
【００３８】
気化器１４０は、液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを受け取る液体導入部１４０Ａと、通常は気化状態であるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排出する蒸気出部１４０Ｂと、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの減圧気化を促進するために導入されるキャリアガスを受け取るガス導入部１４０Ｃとを有している。気化器１４０は、流量制御されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの減圧気化時に生じた吸熱を補うことができる加熱部を含んでいる。上述したように、液体導入部１４０Ａは通路１２３を介して貯留槽１０８に接続されている。出口部１４０Ｂは通路（配管）１３５を介して（あるいは選択的に直接に）後述する反応室２００（のシャワーヘッド２１０）に接続されている。ガス導入部１４０Ｃは通路１０３を介してキャリアガス源１０２に接続されている。本実施例では、例示的に、キャリアガスは圧力が０．５ｋｇ／ｃｍ２程度の流量制御された６０℃乃至７０℃の温度を有するＨｅ又はＨ２ガスである。なお、気化器１４０はキャリアガス源１０２によって加圧されてもよいし減圧状態に保たれていてもよい。なお、通路１０３には保守時又は必要時にキャリアガスを遮断するのに使用されるバルブ１３０が設けられている。
【００３９】
気化器１４０は、図示しない流量制御バルブと蒸気バルブを含んでいる。流量制御バルブは、流量計１１０の検出結果に従って図示しないコントローラがその開閉を制御する。例えば、かかるコントローラは、バルブ孔を流れる液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの質量流量が、例えば、毎秒０．１乃至１ｍｌとなるように、流量制御バルブを制御することができる。蒸気バルブはバルブ本体に上下運動可能に取り付けられており、キャリアガスの流量を制御する。従って、流量制御バルブ及び蒸気バルブの位置を制御することにより液体材料が流速の速いキャリアガスにより反応室２００に向かって流れて行く。
【００４０】
気化器１４０から反応室２００までの配管１３５においてキャリアガスが混合された液体材料をＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが固体にならないようにヒータ１５５が配管１３５を適当な温度制御の下で加熱する。好ましくは、液体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは気化器１４０によって気体状態にされた後反応室２００に到達するまでの領域において、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが蒸発温度より高いが反応室２００までは分解反応を生じない範囲の温度で反応室２００に安定して運ばれるように多段階の温度制御をされる。気体状態のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは温度が低いと再液化し、以下のように分解反応を生じて固体生成物が堆積してしまうので注意する必要がある。
【００４１】
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２＋２ＴＭＶＳ
なお、気化器と反応室が直結される場合には有機金属化合物が移送される距離は短いので所定の範囲の温度は変化する場合があることが理解されるだろう。
【００４２】
気化されて温度制御されたＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは、ごく短い時間で効率的に反応室２００のシャワーヘッド２１０に運ばれる。反応室２００は被処理体に成膜処理を施す部位であり、例えば、半導体ウェハＷに成膜処理を施すＣＶＤ装置として構成される。反応室２００を真空処理室として構成すれば真空ポンプを設けた真空排気系がこれに接続され、常圧処理室として構成すれば単なる排気系が接続される。なお、配管１３５には、後述する保守時又は残留液体排出時等に気化器１４０を孤立させるためのバルブ１３４が設けられている。
【００４３】
各配管の内部は、例えばフッ化処理又はフッ化樹脂処理による表面処理がなされている（即ち、コーティング層を有する）ことが好ましい。表面処理の目的の一つは配管内面を絶縁性にすることによって配管内面を通じた電子の移動を防止するためである。一般に各配管は金属ベースであり、ＳＵＳ（ステンレススチール）などの金属から構成されているので配管とフッ素樹脂などの接合性を高めるために樹脂系バインダを使用することができる。
【００４４】
コーティング層を有しない従来の配管についてより詳しく説明する。反応ガスとしてのＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳは、配管金属に接触すると以下の反応1)を生じ、その結果、Ｃｕ（ｈｆａｃ）が金属配管内面に吸着する。
【００４５】
Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ→Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）＋ＴＭＶＳ        1)
このＴＭＶＳは、後述するように、半導体ウェハＷの成膜処理に悪影響を及ぼす。また、吸着したＣｕ（ｈｆａｃ）は、以下の反応2)を生じ、配管内にＣｕが析出すると共に反応室２００においてはウェハＷの成膜処理には使用されないＣｕ（ｈｆａｃ）２を生成することになる。Ｃｕの析出により配管は詰まり、その断面積は小さくなるから、流量制御良く反応ガスを反応室２００に供給することが困難になる。また、反応ガスが配管で消費されることにより所期の成膜処理に必要な十分な量の反応ガスを反応室２００に供給することができなくなる。
【００４６】
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２     2)
上記2)の分解反応は、吸着している２つのＣｕ（ｈｆａｃ）間で電子が移動することにより生じるため、電子の移動を防止する表面処理を配管内面に施すことが好ましい。
【００４７】
ここで、配管内面を金属弗化物や金属酸化物でコーティングする方法が考えられるが、金属を包含するためにあまり好ましくない。より詳しくは、例えば、金属弗化物や金属酸化物を使用すると金属Ｍ（例えば、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＣｕ等）とＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳとが反応して、Ｍ（ｈｆａｃ）ｘ（ｘはＡｌ、Ｆｅ、Ｔｉであれば３、Ｃｕであれば２など）を形成してしまう。これにより、Ｍ（ｈｆａｃ）２--が形成されてコーティング層がエッチングされて破壊されてしまうことが理解されるであろう。
【００４８】
そこで、例えば、樹脂系フッ化物（例えば、ＰＴＦＥやＰＣＴＦＥなど）を利用することが好ましい。なお、フッ素樹脂処理はＨｅを透過するので後述するように配管の接合部をフッ素樹脂でコーティングすればキャリアガスとしてのＨｅ抜けを招く恐れがあることに注意しなければならない。なぜなら、キャリアガスが抜けることによりＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの移動速度が減少し、所期の量のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを反応室２００に供給することができなくなるし、また、成膜装置１００の外部にＨｅガスが流出するのは好ましくないからである。
【００４９】
表面処理は、図１の参照番号１３１で示すような接合部においても重要である。例えば、図５に２つの配管５１０及び５１２をシールして接合する典型例としてのクランプシール方法を示す。図５においては、一対のクランプ５００を相互に接触する方向に加圧することによって一対のフランジ５０２をクランプ５００と共に移動させ、メタルガスケット（又はオーリング）５０４を潰してシールを行う。しかし、配管５１０及び５１２の各々の内面が表面処理されたライナー（即ち、絶縁コーティング層）５２０を有しても、接合面５３０及び５３２において配管５１０及び５１２（そしてフランジ５０２）の金属面が反応ガスにさらされれば上述した問題を生じる。また、アルミニウム、ニッケル又はメッキ表面処理を施されているメタルガスケット５０４もその表面で同様の問題を生じる。
【００５０】
そこで、本発明者等は、図６に概略的に示すように、ライナー５２２を接合部に形成すると共にメタルガスケット５０４の代わりにフッ素系ゴムからなるシール材５０５を使用することによりかかる問題を解決することができることを発見した。フッ素系ゴムからなるシール材５０５は、例えば、デュポン製バイトンオーリングやカルレッツなど商業的に入手可能なものを使用することができる。（フッ素系ゴム）シール材５０５はその大きさを大きくとればうまく潰れてシールを達成することが理解されるであろう。更に、概略的に図７に示すように、接合部からのＨｅ漏れを防止するメタルシール材５４０を選択的に設けてもよい。また、図７によれば配管５１０の接合面５３０と配管５１２の接合面５３２が、それぞれライナー５２２に覆われている内側の部分及びその内側の部分の周囲に位置し、ライナー５５２に覆われていない外側の部分を有している。接合面５３０では、ライナー５２２に覆われている内側の面５５０及び覆われていない外側の面５７０とを有し、接合面５３２では５２２に覆われている内側の面５５２及び覆われていない外側の面５７２とを有している。フッ素系ゴムからなる内側シール材５０５は、接合面５３０及び接合面５３２を覆うライナー５２２の間であって、即ち上記面５５０及び面５５２との間に設置されている。また、金属製の外側シール材５４０は、上記面５７０及び面５７２との間に配置されている。よって、クランプ５００を稼動させ、接合面５３０及び接合面５３２とを接近させると、かかる接合面５３０及び接合面５３２とに挟まれた内側シール材５０５及び外側シール材５４０をつぶして配管５１０及び配管５１２とをシールする。図７に示すような樹脂シールとメタルシールの組合せをＮＷ継ぎ手に適用すれば図８に示すようになるし、ＶＣＲ継ぎ手に適用すれば図９に示すようになるだろう。図８及び図９においては、メタルシール材５４０ａ及び５４０ｂとフッ素系ゴムからなる内側シール材５０５ａ及び５０５ｂが協同してシールしている。この時、図８及び図９では、参照番号はアルファベットのない参照番号に対応する部材と同様な機能を有する部材を示しているので、ここでは詳しく説明しない。よって図８の構成部材で説明すると、メタルシール材５４０ａは、ライナー５２２ａで覆われていない部分、即ち面５７０ａ及び面５７２ａから挟まれる構造を有している。そのため、シール材５４０ａは配管５１０ａと配管５１２ａとの金属面に直接挟まれてシールする状態となる。なお、図９では配管５１０ｂ及び配管５１２ｂとに設けられている突起によって、シール材５４０ｂは加圧され、シールされることを示している。更に、ライナー５２０ｂはフッ素樹脂には限定されないことが理解されるだろう。
【００５１】
以下、図２乃至図４を参照して、図１に示す反応室２００の具体的構成例について説明する。なお、図４は、図２において、半導体ウェハＷ、サセプタ２４０及びシールドリング２５０の関係を説明するための平面図である。また、図２及び図３において矢印はガス（即ち、反応ガスと排気ガス）の流路を示している。反応室２００は、シャワーヘッド２１０とハウジング２２０とを有している。
【００５２】
シャワーヘッド２１０は、配管１３５に接続されて反応ガス（即ち、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ）が配管１３５から供給される導入部２１２と反応ガスを処理空間Ｓ１に所定の均一な密度で供給する供給部２１４と、チャンバヒータ２３４が取り付けられる上部２１６とを有している。チャンバヒータ２３４によりシャワーヘッド２１０は反応ガスの気体状態を維持する程度に加熱される。
【００５３】
ハウジング２２０はシャワーヘッド２１０が取り付けられるヘッド取付部２２１と、後述する圧力調整バルブ（コンダクタンスバルブ）２９０が取り付けられるバルブ取付部２２２と、後述するフィードスルー２８０が取り付けられる下部２２３と、チャンバヒータ２３０及び２３２が取り付けられる側部２２４及び上部２２５と、後述するシールドリング２５０の端部を支持するリング支持部２２６とを有している。リング支持部２２６は断面がほぼＬ字状の段差として構成されているが支持方法は問わないことはいうまでもない。例えば、シールドリング２５０の一部を切欠いたりすることも可能である。
【００５４】
チャンバヒータ２３０乃至２３４は、抵抗加熱式ヒータや放射加熱式ヒータなどを含む当業界で周知のいかなるヒータも適用することができる。例えば、抵抗加熱式ヒータとしては坂口Ｅ．Ｈ．ＶＯＣ社のシリコンゴムヒータＳＳＨ−１６やシースヒータを利用することができる。また、放射加熱式ヒータとしては、遠赤外線セラミックヒータを利用することができる。
【００５５】
反応室２００の内部は、処理空間Ｓ１と排気空間Ｓ２に後述するシールドリング２５０により分割されている。処理空間Ｓ１は、主として、シャワーヘッド２１０から導入された反応ガスを反応させて半導体ウェハＷを処理する空間である。排気空間Ｓ２は、主として、半導体ウェハＷを反応又は未反応で通過した反応ガスが排気される空間である。排気空間Ｓ２は、排気ガスを除害するための後述する高温トラップ２６０が配置されるトラップ空間Ｓ３と高温トラップ２６０から排出された排気ガスが導入されるポストトラップ空間Ｓ４とを含んでいる。処理空間Ｓ１と排気空間Ｓ２とは以下に説明されるように圧力、温度などの環境が異なる。排気空間Ｓ２において、トラップ空間Ｓ３とポストトラップ空間Ｓ４の環境は同一であるが異なってもよい。
【００５６】
処理空間Ｓ１は、シャワーヘッド２１０の供給部２１４と、ハウジング２２０の上部２２５と、ウェハＷを支持すると共に１７０℃程度にウェハ基板を加熱するサセプタ２４０と、シールドリング２５０とによって画定されている。サセプタ２４０は、ウェハＷを支持するウェハ支持部２４２と、シールドリング２５０の端部を支持する断面Ｌ字状段差のリング支持部２４４を有する。リング支持部２４４を有する以外はサセプタ２４０は、従来のものをそのまま使用することができるので、ここでは詳しい構造や機能の説明は省略する。リング支持部２４４においてサセプタ２４０はシールドリング２５０を支持するが、支持の方法は問わないことはいうまでもない。例えば、シールドリング２５０の一部を切欠いたりすることも可能である。
【００５７】
図２及び図４に示すように、シールドリング２５０は、複数の排気孔２５２を有する薄い中空円筒板形状を有している。シールドリング２５０は、処理空間Ｓ１と排気空間Ｓ２とを分離すると共に処理空間Ｓ１と排気空間Ｓ２の差圧をとる差圧板（バッフル板）として機能している。従来、反応室２００には、シールドリング２５０に類似した形状を有する整流板が設けられているが、整流板は設けられている孔の径が２乃至３ｍｍ程度であり、整流板は、例えば、５００Ｔｏｒｒ（６６．７×１０３Ｐａ）と４００Ｔｏｒｒ（５３．３×１０３Ｐａ）という圧力が近接している２つの空間においては差圧機能（この場合であれば４００Ｔｏｒｒ／５００Ｔｏｒｒ＝４／５）を有するが、本実施例に適用するとトラップ空間Ｓ３で加熱された気体が処理空間Ｓ１に逆流して拡散してしまう。本実施例では、例えば、処理空間Ｓ１の圧力を５００Ｔｏｒｒ（６６．７×１０３Ｐａ）とすれば、処理空間Ｓ２の圧力は５０Ｔｏｒｒ（６．６７×１０３Ｐａ）程度の差圧（即ち、１／１０程度）が要求される。
【００５８】
このように、本実施例の反応室２００は、特長的に、処理空間Ｓ１の圧力Ｐ１を排気空間Ｓ２の圧力Ｐ２よりも大幅に大きくして（例えば、１０倍程度）、排気空間Ｓ２から処理空間Ｓ１への逆流を防止している。
【００５９】
後述する高温トラップ２６０と排気ガスが反応した際に生じる気体状生成物が通常略一定の圧力に制御される処理空間Ｓ１に流入すると反応ガスの分圧が下がり、成膜処理速度が低下する。また、本実施例では、ＴＭＶＳとＨ（ｈｆａｃ）が処理反応を阻害する場合もある。より具体的には以下のようになる。
【００６０】
Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳ→Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）＋ＴＭＶＳ        1)
２Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）→Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）２     2)
Ｃｕ（ｈｆａｃ）２＋Ｈ２→Ｃｕ＋２Ｈ（ｈｆａｃ）                  3)
２Ｈ（ｈｆａｃ）→Ｈ２＋２ｈｆａｃ                               4)
Ｃｕ（ｈｆａｃ）（吸着）＋ｈｆａｃ→Ｃｕ（ｈｆａｃ）２                    5)
処理空間Ｓ１では、ウェハＷにＣｕ（０価）を堆積させるために、1)と2)の反応が生じることが期待されている。従って、反応ガスである（１価の銅原子を含む）Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが処理空間Ｓ１に導入されると、その排気ガスには、未反応のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳと、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２とＴＭＶＳとが含まれている。このうち、（２価の銅原子を含む）Ｃｕ（ｈｆａｃ）２は常温では固体で、蒸気圧は９Ｔｏｒｒ（１００℃）であり、３００℃以上の温度で3)及び4)に示すように分解する。一方、ＴＭＶＳは、常温で液体で、沸点は５５℃（１気圧）である。
【００６１】
例えば、後述するように、高温トラップ２６０の温度を３００℃以上にすれば高温トラップ２６０からは、上記1)乃至3)の反応により３種類の気体（即ち、ＴＭＶＳ、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２及びＨ（ｈｆａｃ））が生成されることになる。そして、これらの気体がもし空間Ｓ１に逆流すれば、ＴＭＶＳは反応ガスの安定剤であるが多すぎるとウェハＷ上で1)の逆反応をもたらして1)の反応の進行を抑制する。従って、ＴＭＶＳは少ない方がウェハ処理を効率的に行うことができる。Ｈ（ｈｆａｃ）は、ウェハＷ上で4)、5)の反応を進行させ、2)の反応によるＣｕ成膜を減少させることになる。なお、上述したように、3)の反応は１５０℃乃至２３０℃に設定されるウェハ上では進行しない。
【００６２】
従って、1)と2)の反応を確保してウェハＷ上に適当な量のＣｕを堆積するためには排気空間Ｓ２から処理空間Ｓ１への気体の逆流を防ぐ必要がある。そこで、本実施例では、シールドリング２５０は排気孔２５２の径を０．５乃至１ｍｍ程度に設定することによって簡易な方法で空間Ｓ１とＳ２の差圧（コンダクタンス）をとることを可能にしている。シールドリング２５０の材質は、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、アルミナなどのセラミックにより構成することができる。なお、要求される差圧の大きさによって排気孔２５２の大きさや形状などは変更されるが、代替的に、排気孔２５２の大きさを可変できるように構成してもよい。
【００６３】
シールドリング２５０は、一方で、トラップ空間Ｓ３の温度と処理空間Ｓ１の温度を分離している。処理空間Ｓ１に配置されるウェハＷの温度は１５０℃乃至２３０℃程度に、後述する高温トラップ２６０は３００℃乃至３５０℃程度に加熱される。なお、これについては高温トラップ２６０と共に更に説明する。
【００６４】
シールドリング２５０は、本実施例では差圧板としての機能を有するが、差圧維持は気体の逆流を防ぐ一手段でしかないため必ずしも差圧機能は要求されない。即ち、代替的な実施例においては、処理空間Ｓ１と排気空間Ｓ２とは同圧に維持されることができる。シールドリング２５０は、差圧機能がなくても両空間Ｓ１及びＳ２を分離すれば気体の逆流を妨げる機能を有する。この場合に、ガスの流路は後述する圧力調整バルブ２９０と排気装置４００により確保されることになる。
【００６５】
次に、図３を参照して高温トラップ２６０について説明する。高温トラップ２６０は、ブロックヒータ２７０に接触支持されて反応室２００のトラップ空間Ｓ３に配置される。より詳細には、高温トラップ２６０は、シールドリング２５０
の排気孔２５２から排気ガスを受け取るガス導入部２６２と、当該ガスを除害する導電性除害部２６４と、除害後の気体をポストトラップ空間Ｓ４に排出する排出部２６６と、ヒータブロック２７０との接続部２６７とを有している。
【００６６】
導電性除害部２６４は、例えば、アルミニウムにより構成され、図３に示すようなほぼＵ字型断面を有している。また、高温トラップ２６０は、図４に示すシールドリング２５０の下に配置されるため、円筒形状を有していることが理解されるであろう。導電性除害部２６４はヒータブロック２７０により３００℃乃至３５０℃程度に加熱される。下限温度を３００℃程度に設定しているのは、上述したように、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２を熱分解するためである。また、３５０℃程度に上限温度を設定しているのはアルミニウムの耐久温度が４００℃以下だからである。但し、高温トラップ２６０にアルミニウム以外の材質を使用すれば上限温度を変更することができるのはいうまでもない。また、反応ガスの種類を変更すれば下限温度を変更することができるのはいうまでもない。
【００６７】
本実施例では、表面の導電性の高い材料（例えば、アルミニウム）を排気ガスに接触する導電性除害部２６４に使用している。このため、高温トラップ２６０は、加熱による熱分解のほかにガス間の電子移動により分解反応を促進するという効果も有している。選択的に、高温トラップ２６０は、必要があれば、所定の制御の下、かかる電子移動の更なる促進のため通電されてもよい。また、導電性除害部２６４はメッシュ形状に構成されてもよい。本実施例の高温トラップ２６０は、このように、加熱のみからガスを分解する従来の高温トラップ比べてガスの分解反応速度が高いため、後述する排気装置４００に未分解状態のガスが送られることを防止することができる。
【００６８】
また、本実施例の高温トラップ２６０は、反応室２００内に設けられているヒータブロック２７０により効率良く、かつ、温度制御良く直接加熱されることができる。また、シールドリング２５０により処理空間Ｓ１とトラップ空間Ｓ３とは分離されているので高温トラップ２６０を上記温度に制御することが容易である。本実施例では、処理空間Ｓ１とトラップ空間Ｓ３の温度環境をシールドリング２５０により分離すると共に、ヒータブロック２７０により高温トラップ２６０を直接加熱しているので、ウェハＷの温度を１５０℃乃至２３０℃程度に維持しながら高温トラップ２６０の温度のみを３００℃乃至３５０℃程度に温度制御良く加熱することができる。
【００６９】
ヒータブロック２７０は、断面が略Ｌ字状のトラップ支持部２７２とヒータ２７４とを有し、ヒータ２７４は、フィードスルー２８０に接続されている。トラップ支持部２７２を含むヒータブロック２７０の本体は、例えば、ＳＵＳにより構成されている。ヒータ２７４は、図３においては、例示的にヒータブロック２７０の内部に配置されているが、その位置は限定されず、例えば、トラップ支持部２７２に巻かれたヒータ線として構成されたり、トラップ支持部２７２の外面にねじ止めされたヒータ板として構成されてもよい。ヒータ２７４には、チャンバヒータ２３０と同様に当業界で周知のいかなる構造も採用することができ、ヒータブロック２７０と一体型でもよいし、カートリッジヒータとしてヒータブロック２７０とは別体として構成されてもよい。
【００７０】
フィードスルー（真空電流導入端子）２８０は、オーリング２８１によってハウジング２２０の下部２２３に取り付けられる。オーリング２８２の代わりにメタルガスケットなど別の取り付け部材を用いてもよいことはいうまでもない。フィードスルー２８０は、ヒータ２７４に接続される電線２８２と、電線２８２を保護するセラミック部材２８３と、任意の金属材料２８４と、外部のヒータコントローラ３００と電線２８２を接続する接続部２８６とを有している。フィードスルー２８０は、反応室２００内の減圧環境を破壊することなく反応室２００の内部に配置されたヒータ２７４に電力を供給することができる。なお、本実施例は、フィードスルー２８０とヒータコントローラ３００とは別部材として構成しているが、両者は一体的に構成されてもよい。
【００７１】
ヒータコントローラ３００によりヒータ２７４に供給される電力を制御することにより、ヒータ２７４（及びその結果ヒータブロック２７０と高温トラップ２６０）の温度を制御することができる。ヒータコントローラ３００は、ヒータブロック２７０や高温ブロック２６０の温度をフィードバック情報として受け取り、これによって制御してもよい。温度情報は、例えば、ヒータブロック２７０や高温ブロック２６０に取り付けられる図示しない熱電対、ＰＴＣサーミスタ、赤外線センサなどの当業界で周知の温度センサにより生成することができる。ヒータコントローラ３００には、当業界で周知の構造を使用することができるのでここでは詳しい説明は省略する。
【００７２】
反応室２００のハウジング２２０のバルブ取付部には圧力調整バルブ２９０が取り付けられている。圧力調整バルブ２９０は、コンダクタンスバルブなどの名称で当業界で周知である。圧力調整バルブ２９０は、外部排気系である排気装置４００に接続されている。排気装置４００は、配管とドライポンプを含むが、ドライポンプと共にターボポンプなどを含んでいてもよい。圧力調整バルブ２９０は、その開度を調節することが可能であり、排気装置４００によって反応室２００内を排気する際に圧力調整バルブ２９０の開度を調節することにより、反応室２００内の圧力を調節することが可能である。圧力調整バルブ２９０は反応室２００内の圧力を測定する圧力計２０２に接続された圧力コントローラ２０４に接続されている。圧力コントローラ２０４が、圧力計の測定に応じて圧力調整バルブ２９０の開度を調節することにより、反応室２００内の圧力が略一定の圧力（所定のプロセス圧力）に制御される。
【００７３】
その他、成膜装置１００は、装置の不使用時及び保守時に配管内部に溜まった液体その他の残留物を除去するための排気系を有している。排気系は、バルブ１２４、１２８、１３２、１３６、排出通路（配管）１３３、冷却又は高温トラップ１５０、真空ポンプ１５２を含んでいる。なお、反応室２００に接続されている排気装置４００などの排気系は図１では図示が省略されている。これらの詳しい構造は当業界で周知であるためにここでは詳しい説明は省略する。
【００７４】
排出通路１３３は、気化器１４０とバルブ１３４との間の配管１３５、流量計１１０と気化器１４０との間の配管１２３、及びバルブ１２２と１２６との間の配管１２３にそれぞれバルブ１３２、１２８及び１２４を介して接続されている。また、排出通路１３３の排出側にはバルブ１３６、排気中の液体を除去するトラップ１５０及び真空ポンプ１５２が設けられている。
【００７５】
排出通路１３３からの吸引排出だけでは十分に残留物等を除去できない場合を考慮して、本実施例の成膜装置１００は配管１２３に配管１０７と洗浄液源１０６を接続している。洗浄液としてはエ夕ノール、メタノール等のアルコール又はへキサン等の有機溶剤若しくは原料に含まれる成分（例えば、ＴＭＶＳなど）を使用することができる。配管１０７は、洗浄液の給排を行うバルブ１１４及び１１６を有している。
【００７６】
各通路のうち気化器１４０から出る配管１３５及び１３３、並びにそれらの接続通路には、常時加熱して気化ガスの再液化を阻止するための例えばテープヒータ等よりなるヒータ１５５が設けられている。また、再液化を防止するためには反応室２００の圧力に近い状態を得るために配管１３５及び１３３、並びに接続通路は大きい口径及び短い通路が望まれる。
【００７７】
成膜装置１００には当業界で周知のいかなる配管をも使用することができる。例えば、内径３９ｍｍ、外径４１ｍｍのいわゆる４０ｍｍステンレス製配管と、ＮＷ４０配管継ぎ手やガスケットを使用することができる。代替的に、ＩＣＦ７０配管継ぎ手やＩＳＯフランジ継ぎ手やガスケットを使用してもよい。
【００７８】
配管長は、市販のバルブや継ぎ手を使用した場合、気化器１４０から反応室２００まで２００ｍｍ乃至５００ｍｍで接続することが可能である。
【００７９】
次に、成膜装置１００の動作について説明する。なお、事前に配管等内の残留物を除去してこれらが反応室２００に送られるのを防止しておく。次に、反応室２００のサセプタ１６４上に半導体ウェハＷをセットし、このウェハＷを所定のプロセス温度（例えば、１５０乃至２３０℃）に維持すると共に所定のプロセス圧力（例えば、０．１乃至数Ｔｏｒｒ（１３．３Ｐａ及至数百Ｐａ）を維持するように真空排気系を駆動する。この状態で成膜処理を行う。
【００８０】
バルブ１３２及び１３６を開いて気化器１４０を通路１３３に接続させる。直後にバルブ１１２，１１８，１２０，１２２，１２６，１３０をそれぞれ開ける。通路１３３は真空ポンプ１５２によって常時真空引きされているので、気化器１４０内の残留物が通路１３３を介して排除される。気化器１４０の流体制御バルブ１４２も開放される。所定時間（数秒）後、バルブ１３２及び１３６を閉じてバルブ１３４を開ける。
【００８１】
これにより、貯留槽１０８内の液体材料Ｌは加圧Ｈｅガスにより押し出されて僅かずつ配管１２３を流れて行き、この流量は流量計１１０と流量制御バルブ１４２により制御される。液体材料Ｌは気化器１４０内の、減圧化された空間に導入されると断熱膨張しながら液体から気体に変化する。この際に気化した有機金属化合物の温度が低下するため気化器１４０内の減圧空間を構成し、所定の温度に制御された内壁と気化した有機金属化合物との熱交換効率を向上するために減圧下で熱伝導性のよい、Ｈｅ又はＨ２ガスを通路１０３から導入する。
【００８２】
また、ここで使用するＨｅ又はＨ２ガスは気化した有機金属化合物が再液化することを防止する機能を有する。即ち、気化した有機金属化合物間にＨｅ又はＨ２ガスが配置されることになり有機金属化合物が直接衝突する確立が減少し再付着が防止され、再液化が防止される。このようにＨｅ又はＨ２は、有機金属化合物の気化により低下した温度の補充と再液化することなく輸送するキャリアガスとしての機能を有する。キャリアガスと気化した有機金属化合物はそのまま通路１３５を介して反応室２００へ導入されて時間Ｔだけ成膜が行われる。なお、この時、気化器１４０の気化部（即ち、上述したように、有機金属化合物がキャリアガスと混合して気化される第１の加熱部１４７を含む気化器１４０の内部空間）の圧力が、反応室２００の圧力の１．５倍乃至５倍以下と近接するように設定することが好ましい。
【００８３】
このように本実施例では、成膜処理前に、成膜装置１００の各部の残留物を排除することができるので、成膜ガス供給量を安定的に且つ精度良く供給することができ、従って、品質及び特性の良好な成膜を得ることが可能となる。なお、残留物の排除は、前回の成膜処理終了後今回の成膜処理前に行えば足りることはいうまでもない。
【００８４】
本実施例では反応室２００は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが供給される導入部２１２と、半導体ウェハＷを支持可能なサセプタ２４０と、高温トラップ２６０を支持可能なヒータブロック２７０と、半導体ウェハＷとＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳとが反応する処理空間Ｓ１と高温トラップ２６０が配置されるトラップ空間Ｓ３とを分離すると共に、トラップ空間Ｓ３から処理空間Ｓ１への気体の逆流を防止することができるシールドリング２５０とを有する。かかる構成を採用しているので、シールドリング２５０が高温トラップ２６０における反応によって生成したガス（ＴＭＶＳ、Ｃｕ（ｈｆａｃ）２及びＨ（ｈｆａｃ））がトラップ空間Ｓ３から処理空間Ｓ１に逆流することを防止する。このため、略一定の圧力に制御される処理空間Ｓ１において、反応ガスであるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの分圧が維持される。また、ＴＭＶＳ及びＨ（ｈｆａｃ）により成膜反応の逆反応が生じることを防止することができる。この結果、反応室２００の処理空間Ｓ１では、半導体ウェハＷの所期の成膜反応速度を維持することができる。
【００８５】
また、本実施例では反応室２００は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが供給される導入部２１２と、半導体ウェハＷを支持可能なサセプタ２４０と、高温トラップ２６０を支持可能で減圧環境にあるヒータブロック２７０と、ヒータブロック２７０に配置され、高温トラップ２６０を半導体ウェハＷとは独立して加熱可能なヒータ２７４と、前記減圧環境を維持しつつヒータ２７４に電力を供給するフィードスルー２８０とを有する。かかる構成を採用しているので、フィードスルー２８０は、反応室２００内の減圧環境を破壊することなくヒータ２７４に電力を供給することができる。また、ヒータ２７４は高温トラップ２６０を半導体ウェハＷとは独立に直接加熱することができるので、半導体ウェハＷよりも高い温度設定を容易に、かつ効率良く実現することができる。
【００８６】
また、本実施例では高温トラップ２６０は、反応ガス供給装置（参照番号１３５及びその上段にある部位の全部又は一部）に接続されると共に半導体ウェハＷを支持可能で、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを利用して半導体ウェハＷに成膜処理を施すことができる反応室２００内に配置可能であり、半導体ウェハＷを通過したＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを含む排気ガスが供給される導入部２６２と、前記排気ガスを加熱して除害するために当該排気ガスに接触可能な導電性除害部２６４と、導電性除害部２６４を経た排気ガスを排出する排出部２６６とを有する。かかる構成を採用しているので、導電性除害部２６４は加熱による熱分解により排気ガスを分解するとともにその導電性からガス間の電子移動を促進して分解速度を向上することができる。これにより、高温トラップ２６０は、高い分解速度を有するため、排気装置４００に十分に分解されない排気ガスが大量に移動してしまうことを防止することができる。
【００８７】
本実施例では処理装置１００は、高温トラップ２６０が配置される反応室２００と、反応室２００に接続され、導入部２１２にＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを供給する反応ガス供給装置（参照番号１３５及びその上段にある部位の全部又は一部）と、反応室２００に接続され、高温トラップ２６０を通過したＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを排気する排気装置４００とを有する。
【００８８】
また、本実施例では処理装置１００は、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを運ぶことができる金属ベースの第１及び第２の配管５１０と５１２（及びこれらの参照番号にアルファベットを付したものも含む）と、第１及び第２の配管５１０及び５１２を接続するクランプ５００（及びフランジ５０２、メタルガスケット５０４のいずれか又は全部）と、第１及び第２の配管５１０と５１２の各々の接合面５３０と５３２に設けられた絶縁物であるライナー５２０、５２２（及びこれらの参照番号にアルファベットの付したものも含む）とを有する。かかる構成を採用しているので、配管５１０と５１２の接合面５３０と５３２に設けられたライナー５２０、５２２は、反応ガスであるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが接合面５３０と５３２において配管５１０と５１２の金属を介して電子移動を行うことを防止する。これにより、配管５１０と５１２の接合面５３０及び５３２におけるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの反応に起因するＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの消費を防止して、所期の量のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを反応室２００に供給することができる。また、接合面５３０と５３２において成膜反応を妨げるガス（例えば、ＴＭＶＳ）が発生することを防止することができる。
【００８９】
本実施例では処理装置１００は、前記反応ガス供給装置（参照番号１３５及びその上段にある部位の全部又は一部）に接続されて、この反応ガス供給装置から供給されるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを運ぶＨｅガスを供給するキャリアガス供給装置（Ｈｅガス源１０２や１０４）と、第１及び第２の配管５１０と５１２に接続されて（具体的には、第１の配管５１０の接合面５３０の外側部と第２の配管５１２の接合面５３２の外側部との間に配置されて）、第１の配管５１０の接合面５３０と第２の配管５１２の接合面５３２との間からキャリアガスであるＨｅガスが漏れることを防止するメタルシール材５４０とを有する。かかる構成を採用しているので、ライナー５２０、５２２がフッ素樹脂等のＨｅを透過する材質で構成されたとしても、メタルシール材５４０はキャリアガスであるＨｅガスの濃度が減少することを防止する。これにより、Ｃｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの移動速度を変えることなく所期の量のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを反応室２００に供給することができる。
【００９０】
また、本実施例では処理装置１００はＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを運ぶことができる第１及び第２の配管５１０及び５１２（及びこれらの参照番号にアルファベットを付したものも含む）と、第１及び第２の配管５１０及び５１２を接続するクランプ５００（及びフランジ５０２、シール材５０５のいずれか又は全部）と、第１の配管５１０の接合面５３０と第２の配管５１２の接合面５３２との間に配置されたフッ素系ゴムからなるシール材５０５（絶縁物であり、その表面は絶縁性である）とを有する。かかる構成を採用しているので、シール材５０５の表面が絶縁性であることをによってＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳがシール部材を介して電子移動することが防止されるので、シール材５０５に表面においてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳが反応することによるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳの消費を防止して、所期の量のＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳを反応室２００に供給することができる。
【００９１】
以上の実施例においては、半導体ウェハを例にとって説明したが、被処理体としてはシリコン、ガリウムヒ素等の半導体ウェハに限定されず、他の材料、例えばＬＣＤ基板、ガラス基板等も用いることができるのは勿論であり、また、反応室の処理方法としては、枚葉式、バッチ式どちらにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一態様としての成膜装置のブロック図である。
【図２】図１に示す成膜装置に適用可能な例示的な反応室の概略断面図である。
【図３】図２に示された反応室の一部拡大断面図である。
【図４】図２及び図３に示された反応室に適用可能なシールドリングと半導体ウェハ及びサセプタとの関係を示す概略平面図である。
【図５】図１に示す成膜装置に適用可能な配管の従来の接合方法を示す概略部分断面図である。
【図６】図１に示す成膜装置に適用可能な配管の、図５よりは好ましい接合方法を示す概略部分断面図である。
【図７】図６に示す配管接合の変形例を示す概略部分断面図である。
【図８】図６に示す配管接合方法を使用したＮＷ継ぎ手の概略部分断面図である。
【図９】図６に示す配管接合方法を使用したＶＣＲ継ぎ手の概略部分断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００            成膜装置
１３５            配管
１４０            気化器
２００            反応室
２１０            シャワーヘッド
２２０            ハウジング
２３０            チャンバヒータ
２４０            サセプタ
２５０            シールドリング
２６０            高温トラップ
２７０            ヒータブロック
２８０            フィードスルー
２９０            圧力調整バルブ
３００            ヒータコントローラ
４００            排気装置
【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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