(57)【要約】 【課題】  ヘッドへの生成物の生成を防止し、ヘッドから吹出させる反応ガスを短時間で変更できるＣＶＤ装置を提供する。【解決手段】  ヘッド２１の各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄのうち、ウェハ２２に対向する吹出し口部には、反応ガスが供給され、残余の吹出し口部には、不活性ガスが供給される。これによってヘッド２１に反応ガスによる生成物の生成が防止される。またヘッド２１は回転可能に設けられる。ヘッド２１にガスを供給する供給手段２５は、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄがウェハ２２に対向する位置に配置されたときに供給する反応ガスの供給条件を、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に異ならせる。この供給条件には、反応ガスの種類、供給流量および供給流量比が含まれる。各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に反応ガスの種類を変更すれば、ヘッドから吹出させる反応ガスを短時間で変更できる。【選択図】      図１
2007002324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に反応ガスを吹付けることによって、被処理物の表面に膜を生成する化学的気相成長装置であって、
ガスを吹出す複数の吹出し口部が形成されるヘッドと、
ヘッドの各吹出し口部をグループ分けして、各グループ毎に異なるガスを供給するための供給手段とを有することを特徴とする化学的気相成長装置。
【請求項２】
前記供給手段は、
被処理物が配置される配置領域に対向する吹出し口部に、反応ガス供給源から反応ガスを供給し、
配置領域に対向する吹出し口部を除く残余の吹出し口部に、不活性ガスを供給することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の化学的気相成長装置。
【請求項３】
ヘッドを回転可能に支持する支持手段と、
ヘッドを回転駆動する駆動手段とを、さらに備え、
ヘッドは、回転することによって、被処理物に対向する吹出し口部を変更可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の化学的気相成長装置。
【請求項４】
前記供給手段は、
被処理物に対向する吹出し口部に、吹出し口部毎に設定される供給条件で、反応ガス供給源から反応ガスを供給し、
被処理物に対向する吹出し口部を除く残余の吹出し口部に、不活性ガスを供給することを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の化学的気相成長装置。
【請求項５】
複数の被処理物が、配置領域に並べて保持される保持手段を、さらに備え、
前記支持手段は、配置領域に対向する吹付け領域を挟む２つの待機位置間にわたって、吹付け領域を通過するように変位可能に、ヘッドを支持し、
駆動手段は、ヘッドを各待機位置間にわたって変位駆動するとともに、各待機位置でヘッドを回転駆動することを特徴とする請求項４に記載の化学的気相成長装置。
【請求項６】
各吹出し口部毎にそれぞれ対応する複数の角度位置であり、被処理物が配置される配置領域に対向する吹出し口部が配置領域に対して略平行となる複数の角度位置に、ヘッドを位置決めするロック手段を、さらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の化学的気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物に反応ガスを吹付けて膜を生成する化学的気相成長装置に関する。
本発明において、用語「回転」は、３６０度未満の角変位を含む。
【０００２】
また本発明において、用語「不活性ガス」は、不活性なガスを意味し、希ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスを含む。
【背景技術】
【０００３】
図８は、従来の技術の化学的気相成長装置１を示す断面図である。化学的気相成長装置１は、ヘッド２に、供給源３から反応ガスを供給し、トレイ４に載置されるウエハ５に、ヘッド２の吹出し口部６から反応ガスを、矢符７で示すように吹付けて、ウエハ５の表面に薄膜を生成する装置である。この化学的気相成長装置１は、未反応の反応ガスが、ウエハ５と不所望に反応して製品に悪影響を及ぼすことを防ぐために、ヘッド２を覆う排気カバー８が設けられ、未反応の反応ガスを、ヘッド２と排気カバー８との間の空間を通して排気管９に導いて、矢符１０で示すように、排気できるように構成されている。このような化学的気相成長装置１は、たとえば特許文献１に示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２０９７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術の化学的気相成長装置１では、未反応の反応ガスを、ヘッド２と排気カバー８との間の空間を通して排気管９に導いているので、未反応ガスによって、ヘッド２の吹出し口部６が形成される部分を除く表面部１１に、生成物１２が付着してしまう。生成物１２は、定期的にクリーニングして除去されるが、除去前に脱落してウエハ５に付着し、不良品が発生するおそれがある。
【０００６】
またヘッド２が、１つの吹出し口部６しか有しておらず、複数種類の膜を生成するために、反応ガスの種類を変更する場合、変更前の反応ガスが、ヘッド２内および供給源３からヘッド２までの間の配管内に残留しないように、変更前の反応ガスを完全に排出するためのガスパージに長時間、たとえば１〜２時間を要する。このように反応ガスの変更に時間を要するので、稼働率が低くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、ヘッドに生成物が生成されてしまうことを防ぐことができる化学的気相成長装置を提供することである。
【０００８】
また本発明の他の目的は、ヘッドから吹出させる反応ガスを変更するために要する時間を短くすることができる化学的気相成長装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被処理物に反応ガスを吹付けることによって、被処理物の表面に膜を生成する化学的気相成長装置であって、
ガスを吹出す複数の吹出し口部が形成されるヘッドと、
ヘッドの各吹出し口部をグループ分けして、各グループ毎に異なるガスを供給するための供給手段とを有することを特徴とする化学的気相成長装置である。
【００１０】
本発明に従えば、ヘッドは、複数の吹出し口部が形成されており、各吹出し口部は、グループ分けされて、各グループ毎に異なるガスが供給される。これによってヘッドは、１つのグループの吹出し口部から膜を生成するための反応ガスを吹出させ、残余のグループの吹出し口部から反応ガスによってヘッドの外表面に生成物が生成されてしまうことを防ぐためのガスを吹出させることが可能である。したがって化学的気相成長装置は、反応ガスによって、ヘッドに生成物が生成されてしまうことを防ぐことができる。
【００１１】
また本発明は、前記供給手段は、
被処理物が配置される配置領域に対向する吹出し口部に、反応ガス供給源から反応ガスを供給し、
配置領域に対向する吹出し口部を除く残余の吹出し口部に、不活性ガスを供給することを特徴とすることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、配置領域に対向する吹出し口部は、反応ガスが供給され、残余の吹出し口部は、不活性ガスが供給される。これによってヘッドは、被処理物に対向する吹出し口部からは、膜を生成するための反応ガスを吹出させて、被処理物に反応ガスを吹付けることができ、その上で、残余の吹出し口部から不活性ガスを吹出させることによって、ヘッドに反応ガスによる生成物が生成されてしまうことを防ぐことができる。
【００１３】
また本発明は、ヘッドを回転可能に支持する支持手段と、
ヘッドを回転駆動する駆動手段とを、さらに備え、
ヘッドは、回転することによって、被処理物に対向する吹出し口部を変更可能であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、ヘッドは、支持手段によって回転可能に支持され、駆動手段によって回転駆動され、配置領域に対向する吹出し口部が変更される。このようなヘッドを備えることによって、ヘッドの用い方の自由度が高くなる。
【００１５】
また本発明は、前記供給手段は、
被処理物に対向する吹出し口部に、吹出し口部毎に設定される供給条件で、反応ガス供給源から反応ガスを供給し、
被処理物に対向する吹出し口部を除く残余の吹出し口部に、不活性ガスを供給することを特徴とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、回転可能なヘッドの各吹出し口部は、配置領域に対向する状態では、反応ガスが供給され、残余の状態では、不活性ガスが供給される。これによってヘッドは、被処理物に対向する吹出し口部からは、膜を生成するための反応ガスを吹出させて、被処理物に反応ガスを吹付けることができ、その上で、残余の吹出し口部から不活性ガスを吹出させることによって、ヘッドに反応ガスによる生成物が生成されてしまうことを防ぐことができる。しかも配置領域に対向する状態にある吹出し口部への反応ガスの供給条件は、各吹出し口部毎に異なる。これによってヘッドは、配置領域に対向する吹出し口部を変更することによって、異なる供給条件で供給される反応ガスを、被処理物に吹付けることができる。したがって被処理物に生成すべき膜に合せてヘッドを回転させ、被処理物に反応ガスを吹付ける条件を変更することができ、利便性を高くすることができる。
【００１７】
供給条件は、反応ガスの種類、供給流量および供給流量比を含んでいてよい。供給条件に、反応ガスの種類を含めることによって、配置領域に対向する吹出し口部を変更することによって被処理物に吹付ける反応ガスの種類を変更することが可能になり、被処理物に異なる種類の膜を生成することができ、供給条件に、供給流量または供給流量比を含めることによって、被処理物に異なる成長のしかたをする膜を生成することができる。このような構成は、１つの吹出し口部に異なる複数種類の反応ガスが切換えて供給される構成ではなく、被処理部に吹付ける反応ガスを変更するときに、長時間かけて変更前のガスを排出する必要がなく、迅速に反応ガスを変更し、稼動率を高くすることができる。
【００１８】
また本発明は、複数の被処理物が、配置領域に並べて保持される保持手段を、さらに備え、
前記支持手段は、配置領域に対向する吹付け領域を挟む２つの待機位置間にわたって、吹付け領域を通過するように変位可能に、ヘッドを支持し、
駆動手段は、ヘッドを各待機位置間にわたって変位駆動するとともに、各待機位置でヘッドを回転駆動することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、保持手段によって、複数の被処理物を配置領域に並べて保持した状態で、ヘッドは、配置領域に対向する吹付け領域を挟む２つの待機位置間にわたって、吹付け領域を通過するように変位駆動される。これによって複数枚の被処理物に対して反応ガスを吹付けることが可能になる。さらにヘッドは、配置領域の両側の各待機位置で、回転駆動されるので、一方の待機位置から他方の待機位置に移動しながら反応ガスを吹付けた後、他方の待機位置で回転して供給条件を変更し、一方の待機位置に向けて移動しながら反応ガスを吹付けることができる。これによって被処理物に、異なる層が積層される膜を、たとえば種類の異なる層が積層される膜を、容易に生成することができる。
【００２０】
また本発明は、各吹出し口部毎にそれぞれ対応する複数の角度位置であり、被処理物が配置される配置領域に対向する吹出し口部が配置領域に対して略平行となる複数の角度位置に、ヘッドを位置決めするロック手段を、さらに備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、ロック手段は、ヘッドを複数の角度位置で位置決めすることができ、ヘッドが位置決めされた状態で、各吹出し口部のうち配置領域に対向する吹出し口部は、その配置領域に対して略平行となる。これによって反応ガスを吹出すときの吹出し口部と被処理物との位置関係を一定にすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ヘッドは、反応ガスを被処理物に吹付けるための吹出し口部を除いて、残余の吹出し口部から、ヘッドへの生成物の生成を防ぐガスを吹出させることが可能である。したがってヘッドに生成物が生成されることを防ぎ、生成物が落下して被処理物に付着し、不良品を発生させる不具合を、未然に防ぐことができる。
また本発明によれば、残余の吹出し口部から不活性ガスを吹出させ、ヘッドに反応ガスによる生成物が生成されてしまうことを防ぐことができる。
【００２３】
また本発明によれば、ヘッドを回転させて配置領域に対向する吹出し口部を変更することができ、ヘッドの用い方の自由度が高くなり、高い利便性を得ることができる。
【００２４】
また本発明によれば、被処理物に生成すべき膜に合せてヘッドを回転させ、被処理物に反応ガスを吹付ける条件を変更することができる。供給条件は、反応ガスの種類および供給流量を含んでいてよく、被処理物に異なる種類の膜を生成することが可能になるとともに、被処理物に異なる成長過程を経た膜を生成することが可能になる。しかも被処理部に吹付ける反応ガスを変更するときに、長時間かけて変更前のガスを排出する必要がなく、迅速に反応ガスを変更し、稼動率を高くすることができる。
【００２５】
また本発明によれば、ヘッドを、各待機位置での回転を伴うように、少なくとも１往復以上、各待機位置間にわたって変位させることによって、複数枚の被処理物に、異なる層が積層される膜を、たとえば種類の異なる層が積層される膜を、生成することができる。したがって多層構造の膜を、容易に生成することができる。
【００２６】
また本発明によれば、配置領域に対向する吹出し口部が、その配置領域に対して略平行となるように、ヘッドが位置決めされる。これによって反応ガスを吹出すときの吹出し口部と被処理物との位置関係を一定にして、製品の品質を、高い品質に安定して保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態の化学的気相成長装置２０のヘッド２１付近の構成を示す断面図である。本実施の形態の化学的気相成長（Chemical Vapor Deposition：以下「ＣＶＤ」という）装置２０は、真空装置などが不要で構造が比較的簡単な常圧ＣＶＤ装置であり、被処理物に反応ガスを吹付けることによって、被処理物の表面に膜を生成するために用いられる。被処理物には、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という）、光ディスク、液晶表示装置の基板が含まれる。本実施の形態では、ＣＶＤ装置２０は、半導体装置を製造する装置を構成し、ウェハ２２の表面に薄膜、たとえばシリコン酸化膜を生成するために用いられる。
【００２８】
ＣＶＤ装置２０は、ガスを吹出すヘッド２１と、ヘッド２１にガスを供給する供給手段２５とを有する。ヘッド２１は、ガスを吹出す複数の吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄを有している。本実施の形態では、ヘッド２１は、軸線に垂直な断面の形状が正方形状である略四角柱状であり、周方向に並ぶ４つの平面状の周面部２７Ａ〜２７Ｄを有している。各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄは、各周壁面部２７Ａ〜２７Ｄに、それぞれ形成されている。したがって本実施の形態では、ヘッド２１は、第１〜第４吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄの４つの吹出し口部を有している。以下、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎にそれぞれ対応して設けられる構成には、数字の後に対応する「Ａ」〜「Ｄ」のいずれかを添えた符号を付す。
【００２９】
本実施の形態では、ヘッド２１は、その軸線Ｌ２１まわりに回転可能に設けられており、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄのうちいずれか１つが、トレイ２３に対向するように配置される。図１に示す状態では、第１吹出し口部２６Ａが、トレイ２３に臨んでいる。
【００３０】
被処理物であるウェハ２２は、トレイ２３に載置されて保持され、ヘッド２１は、トレイ２３に載置されるウェハ２２に向けて、反応ガスを吹付ける。ヘッド２１は、トレイ２３の上方に配置され、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄのいずれ１つ、図１に示す状態では、第１吹出し口部２６Ａが、被処理物であるウェハ２２が配置される配置領域に対向するように設けられる。本実施の形態では、配置領域は、トレイ２３上の領域であり、したがってヘッド２１は、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄのいずれ１つが、トレイ２３に対向するように、下方に向けて設けられる。
【００３１】
供給手段２５は、ヘッド２４の各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄをグループ分けして、各グループ毎に異なるガスを供給する。本実施の形態では、供給手段２５は、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄのうち、トレイ２３に対向する吹出し口部に、反応ガスを供給し、トレイ２３に対向する吹出し口部を残余の吹出し口部に不活性ガスを供給する。図１に示す状態では、供給手段２５は、第１吹出し口部２６Ａに反応ガスを供給し、第２〜第４吹出し口部２６Ｂ〜２６Ｄに、不活性ガスを供給する。
【００３２】
ＣＶＤ装置２１は、ヘッド２１を覆う排気カバー２８が設けられ、この排気カバー２８には、排気管２９が接続されている。排気カバー２８は、トレイ２３が設けられる側を除く残余の側から、具体的には、下方を除く上方および四周の側方から、ヘッド２１を覆って設けられる。
【００３３】
ＣＶＤ装置２１は、トレイ２３に対向する吹出し口部、図１の状態では第１吹出し口部２６Ａから反応ガスを矢符Ｊで示すように吹出してトレイ２３上のウェハ２２に吹付け、ウェハ２２に薄膜を形成する。ＣＶＤ装置２１は、反応ガスをウェハ２２に吹付けるとき、残余の吹出し口部、図１の状態では第２〜第４吹出し口部２６Ｂ〜２６Ｄから不活性ガスを矢符Ｋで示すように吹出すように構成される。反応ガスの吹出し流量と、３つの吹出し口部から吹出される不活性ガスの合計の吹出し流量とは、たとえば同一に設定され、窒息ガスは、３つの吹出し口部から３分の１の流量ずつ吹出される。ヘッド２１から吹出されるガスは、排気カバー２８に覆われて広範囲に広がることが防がれる。
【００３４】
排気管２９には、たとえば吸引源が接続されて、ヘッド２１の周囲にガスが排気管２９に吸引されるように構成されている。これによってヘッド２１の周囲のガスが、排気管２９に吸引されて回収場所に回収される。したがってウェハ２２と反応した反応済みの反応ガス、反応せずに残った未反応の反応ガスが、不活性ガスとともに回収される。
【００３５】
図２は、供給手段２５を示す系統図である。図２には、ガスの供給ラインを実線で示し、信号ラインを破線で示す。供給手段２５は、供給源群３０と、供給管路３１とを有する。供給源群３０は、複数、本実施の形態では吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄと同数である４つの反応ガス供給源、したがって第１〜第４反応ガス供給源３３Ａ〜３３Ｄと、不活性ガス供給源３４とを有する。各反応ガス供給源３３Ａ〜３３Ｄは、互いに異なる種類の反応ガスをそれぞれ圧送可能である。不活性ガス供給源３４は、不活性ガスを圧送可能である。不活性ガスは、限定されるものではないが、たとえば窒素（Ｎ２）ガスである。反応ガスは、限定されるものではないが、一例を挙げると、酸化膜を生成する反応ガスとして、モノシランと酸素を用い、酸化膜に不純物をドーピングするガスとして、ホスフィンやジボランを用いる。モノシランとホスフィンやジボランの混合ガスを用いる場合もある。
【００３６】
供給管路３１は、４つのヘッド管路部、したがって第１〜第４ヘッド管路部３５Ａ〜３５Ｄと、４つの反応ガス源管路部、したがって第１〜第４反応ガス源管路部３６Ａ〜３６Ｄと、不活性ガス源管路部３７と、弁ユニット３８とを有する。各ヘッド管路部３５Ａ〜３５Ｄは、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄにそれぞれ接続されている。各反応ガス源管路部３６Ａ〜３６Ｄは、各反応ガス供給源３３Ａ〜３３Ｄにそれぞれ接続されている。不活性ガス源管路部３７は、不活性ガス供給源３４に接続されている。
【００３７】
弁ユニット３８は、４つの切換弁、したがって第１〜第４切換弁３９Ａ〜３９Ｄを有している。第１切換弁３９Ａは、第１ヘッド管路部３５Ａに対して、第１反応ガス源管路部３６Ａおよび不活性ガス源管路部３７のいずれか一方を選択的に接続するように切換える。第２切換弁３９Ｂは、第２ヘッド管路部３５Ｂに対して、第２反応ガス源管路部３６Ｂおよび不活性ガス源管路部３７のいずれか一方を選択的に接続するように切換える。第３切換弁３９Ｃは、第３ヘッド管路部３５Ｃに対して、第３反応ガス源管路部３６Ｃおよび不活性ガス源管路部３７のいずれか一方を選択的に接続するように切換える。第４切換弁３９Ｄは、第４ヘッド管路部３５Ｄに対して、第３反応ガス源管路部３６Ｃおよび不活性ガス源管路部３７のいずれか一方を選択的に接続するように切換える。以下、各切換弁３９Ａ〜３９Ｄについて、ヘッド管路部と反応ガス源管路部とを接続する状態を反応ガス供給状態といい、ヘッド管路部と不活性ガス源管路部とを接続する状態を不活性ガス供給状態という。
【００３８】
弁ユニット３８は、トレイ２３に対向する吹出し口部に接続されるヘッド管路部と反応ガス源管路部とが接続され、トレイ２３に対向する吹出し口部を除く残余の副だし口部に接続されるヘッド管路部と不活性ガス源管路部とが接続されるように、各切換弁３９Ａ〜３９Ｄが動作する構成である。本実施の形態では、ＣＶＤ装置２０には、弁ユニット３８を制御する手段が設けられる。
【００３９】
具体的には、ＣＶＤ装置２０には、ヘッド２１の角度位置を検出してトレイ２３に対向する位置に配置される吹出し口部を特定する角度位置検出手段４０と、角度検出手段４０の検出結果に基づいて、各切換弁３９Ａ〜３９Ｄの動作を制御する制御手段４１とが、設けられる。制御手段４１は、角度検出手段４０の検出結果に基づいて、トレイ２３に対向する吹出し口部に接続されるヘッド管路部と反応ガス源管路部とが接続され、トレイ２３に対向する吹出し口部を除く残余の副だし口部に接続されるヘッド管路部と不活性ガス源管路部とが接続されるように、各切換弁３９Ａ〜３９Ｄを、制御する。
【００４０】
図３は、制御手段４１による制御動作の一例を示すフローチャートである。制御手段４１は、ガスの供給開始が指示された時点、たとえば図示しない操作入力部によって、ガスの供給を開始する指令情報が入力されて時点で、制御動作を開始する。ステップｓ１では、制御手段４１は、各供給源３３Ａ〜３３Ｃ，３４からヘッド２１へのガスの供給を開始させる。このガスの供給開始は、各供給源３３Ａ〜３３Ｃ，３４を起動させることによって実行してもよいし、各反応ガス源管路部３６Ａ〜３６Ｄおよび不活性ガス源管路部３７に開閉弁をそれぞれ介在させておいて、これらの開閉弁を開動作させることによって実行してもよい。
【００４１】
ガスの供給が開始されると、ステップｓ２で、制御手段４１は、角度検出手段４０の検出結果に基づいて、トレイ２３に対向する位置に配置されている吹出し口部を判定する。ステップｓ２で、第１吹出し口部２６Ａであると判定するとステップｓ３に進み、第２吹出し口部２６Ｂであると判定するとステップｓ４に進み、第３吹出し口部２６Ｃであると判定するとステップｓ５に進み、第４吹出し口部２６Ｄであると判定するとステップｓ６に進む。
【００４２】
ステップｓ３では、制御手段４１は、第１切換弁３９Ａを反応ガス供給状態に動作させ、残余の第２〜第４切換弁３９Ｂ〜３８Ｄを不活性ガス供給状態に動作させ、ステップｓ７に進む。ステップｓ４では、制御手段４１は、第２切換弁３９Ｂを反応ガス供給状態に動作させ、残余の第１、第３および第４切換弁３９Ａ，３８Ｃ，３８Ｄを不活性ガス供給状態に動作させ、ステップｓ７に進む。ステップｓ５では、制御手段４１は、第３切換弁３９Ｃを反応ガス供給状態に動作させ、残余の第１、第２および第４切換弁３９Ａ，３９Ｂ，３８Ｄを不活性ガス供給状態に動作させ、ステップｓ７に進む。ステップｓ６では、制御手段４１は、第４切換弁３９Ｄを反応ガス供給状態に動作させ、残余の第１〜第３切換弁３９Ａ〜３８Ｃを不活性ガス供給状態に動作させ、ステップｓ７に進む。
【００４３】
ステップｓ７では、制御手段４１は、ガスの供給停止が指示された否か、たとえば図示しない操作入力部によって、ガスの供給を停止する指令情報が入力されたか否かを判定する。ステップｓ７で、ガス供給停止が指示されると、ステップｓ８に進み、ガス供給停止が指示されなければ、ステップｓ２に戻る。ステップｓ８では、制御手段４１は、各供給源３３Ａ〜３３Ｃ，３４からヘッド２１へのガスの供給を停止し、制御動作を終了する。ガスの供給停止は、各供給源３３Ａ〜３３Ｃ，３４の動作を停止させることによって実行してもよいし、各反応ガス源管路部３６Ａ〜３６Ｄおよび不活性ガス源管路部３７に開閉弁をそれぞれ介在させておいて、これらの開閉弁を閉動作させることによって実行してもよい。
【００４４】
このように供給手段２５は、トレイ２３に対向する吹出し口部に反応ガスを供給し、残余の吹出し口部に不活性ガスを供給する。さらに供給手段２５は、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に設定される供給条件で、トレイ２３に対向する位置に配置されたときに反応ガスを供給する。供給条件は、反応ガスの種類、反応ガスの供給流量を含む条件であり、本実施の形態は、反応ガスの種類である。したがって各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に、異なる種類の反応ガスを供給する。
【００４５】
図４は、ＣＶＤ装置２０の全体的構造を示す断面図である。図５は、ＣＶＤ装置２０のヘッド駆動構造を示す斜視図である。図４には、排気カバー２８の厚みを省略し、構成を概略的に示す。図５には、排気カバー２８を取り除いて示す。ＣＶＤ装置２０は、ヘッド２１を支持する支持手段５０と、ヘッド２１を駆動する駆動手段５１とを有する。支持手段５０は、ヘッド２１に同軸に設けられる回転軸５５と、回転軸５５を回転可能に支持する軸受体５６と、軸受体５６をヘッド２１の軸線Ｌ２１に垂直でありかつ略水平な方向へスライド変位可能に支持する案内レール５７とを有する。駆動手段５１は、回転駆動部６０と、スライド駆動部６１とを有する。
【００４６】
回転軸５５は、ヘッド２１の軸線方向両端部からそれぞれ突出する２つの軸部分５５ａ，５５ｂを有している。各軸部分５５ａ，５５ｂは、ヘッド２１を挿通する１つの軸体の一部分から成る構成であってもよいし、互いに別体に構成されてよい。軸受体５６は、２つの軸受部５６ａ，５６ｂを有する。各軸受部５６ａ，５６ｂは、各軸部分５５ａ，５５ｂを、回転可能にそれぞれ支持する。
【００４７】
案内レール５７は、２つのレール部５７ａ，５７ｂを有している。各レール部５７ａ，５７ｂは、ヘッド２１の軸線Ｌ２１に対して垂直に、かつ互いに平行に設けられている。各レール部５７ａ，５７ｂは、各軸受部５６ａ，５６ｂをそれぞれ挿通し、各レール部５７ａ，５７ｂの軸線に沿って変位するように、各軸受部５６ａ，５６ｂを案内可能に支持している。各レール部５７ａ，５７ｂは、両端部が支持台５８ａ，５８ｂにそれぞれ固定されている。各支持台５８ａ，５８ｂは、基台などの固定位置に固定されている。
【００４８】
ヘッド２１は、このような支持手段５５によって、軸線Ｌ２１まわりの回転方向Ｘへ回転可能に、かつ各レール部５７ａ，５７ｂの軸線に沿うスライド方向Ｙ１，Ｙ２へ変位可能に支持される。ヘッド２１は、正逆両方向に回転可能な構成であってもよいが、本実施の形態では、一方向に回転可能である。またヘッド２１は、各レール部５７ａ，５７ｂの軸線に沿う方向に関しては、往復変位可能である。ヘッド２１がスライド変位するとき、排気カバー２８は、ヘッド２１に伴って一体となって変位する。
【００４９】
回転駆動部６０は、回転駆動源６３と、回転伝達機構６４とを有する。回転駆動源６３は、たとえばモータによって実現される。回転伝達機構６４は、歯車列によって実現され、回転駆動源６３の出力軸の回転を回転軸５５に伝達する。このような構成によって、回転駆動部６０は、ヘッド２１を軸線Ｌ１まわりに回転方向Ｘへ回転駆動することができる。ヘッド２１は、回転駆動部６０に駆動されて回転することによって、トレイ２３に対向する吹出し口部を変更可能である。
【００５０】
スライド駆動部６１は、スライド駆動源６６と、スライド伝達機構６７とを有する。スライド駆動源６６は、たとえばモータによって実現される。スライド伝達機構６７は、案合レール５７に設けられるラックと、軸受体５６に設けられ、案内レール５７のラックに噛合するピニオンとを含む歯車列によって実現される。このスライド伝達機構６７は、スライド駆動源６３の出力軸の回転を軸受体５６に設けられるピニオンに回転力を伝達する。このような構成によって、スライド駆動部６１は、ヘッド２１を案内レール５７に沿ってスライド方向Ｙ１，Ｙ２へスライド変位駆動することができる。
【００５１】
ＣＶＤ装置２０は、ウェハ２２をそれぞれ載置可能な複数のトレイ２３を有する。各トレイ２３は、略水平に配置され、ヘッド２１のスライド方向Ｙ１，Ｙ２に、並べて設けられる。各トレイ２３によってウェハ２２を保持する保持手段７０が構成される。複数のウェハ２２が、保持手段７０上の領域である配置領域に、各トレイ２３に１つずつ載置される状態で、並べて配置される。
【００５２】
ＣＶＤ装置２０は、保持手段７０のスライド方向Ｙ１，Ｙ２の両側に隣接して、保持手段７０を挟むようにして、風止板７１，７２がそれぞれ設けられている。ヘッド２１は、各風止板７１，７２に上方から対向する２つの待機位置７５，７６間にわたって、スライド方向Ｙ１，Ｙ２へ変位可能である。各待機位置７５，７６間に、ヘッド２１が保持手段７０に対向する吹付け位置が存在し、ヘッド２１は、吹付け領域を通過するように、各待機位置７５，７６間にわたって変位する。ヘッド２１が各待機位置７５，７６にある状態で、各風止板７１，７２に対向する吹出し口部は、ヘッド２１が吹付け位置に配置される状態で、トレイ２３に対向する。また風止板７１，７２を設けることによって、各待機位置７５，７６に配置される状態でヘッド２１から吹出されるガスが広範囲に拡がることを防ぐことができる。
【００５３】
駆動手段５０は、ヘッド２１を各待機位置７５，７６間にわたって変位駆動するとともに、各待機位置７５，７６でヘッド２１を回転駆動する。これによってヘッド２１が各待機位置７５，７６のいずれか一方にある状態で、ヘッド２１の角度位置を選択して、ウェハ２２に吹付けるガスを選択し、ガスをヘッド２１から吹出させながら、各待機位置７５，７６のいずれか他方に向けて、たとえば１００〜１４０ｍｍ／ｍｉｎの速度で、ヘッド２１を変位させることによって、各ウェハ２２に吹付ける反応ガスに応じた薄膜を形成することができる。またこのように各待機位置７５，７６のいずれか一方からいずれか他方への変位を１回の変位と仮定し、ヘッド２１を複数回変位させ、そのうちの少なくとも１回の変位における吹付け反応ガスの種類を、他の回の変位における吹付け反応ガスの種類を異ならせることによって、多層構造の膜を容易に形成することができる。このようにＣＶＤ装置２０は、複数のウェハ２２に連続的に膜を生成することができる連続式ＣＶＤ装置である。
【００５４】
またＣＶＤ装置２０は、ヘッド２１の回転を、複数の角度位置で阻止し、ヘッド２１を位置決めするロック手段８０を有している。回転阻止される各角度位置は、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎にそれぞれ対応する角度位置であり、いずれか１つの吹出し口部が、トレイ２３に対向しかつそのトレイ２３に対して略平行となる角度位置である。
【００５５】
回転軸５５には、周方向に間隔をあけて複数の嵌合孔８１が形成されている。ロック手段８０は、回転軸５５の半径方向に変位可能なピン部材８２と、ピン部材８２を変位駆動するピン駆動源８３とを有している。ピン部材８２は、ピン部材８２の軸線上に嵌合孔８１が配置される状態で、嵌合孔８１に部分的に嵌合する位置と、嵌合孔８１から離脱する位置とにわたって、ピン部材８１の軸線に沿って変位可能である。ピン駆動源８３は、たとえばモータによって実現される。ロック手段８０は、ピン部材８１を各嵌合孔８１のいずれか１つに嵌合することによってヘッド２１の回転を阻止し、ピン部材８１を各嵌合孔８１から離脱させることによってヘッド２１の回転を許容する。
【００５６】
駆動手段５１およびロック手段８０は、前述の制御手段４１によって、制御される構成であってもよい。たとえば制御手段４１は、操作入力部によって入力される成膜すべき膜の構成の情報に基づいて、吹付けるガスが入力される情報と一致するように、駆動手段５１を制御してヘッド２１の角度位置を決定し、その状態で駆動手段５１を制御してヘッド２１をスライド方向Ｙ１，Ｙ２へ変位させる。このとき制御手段４１は、検出手段によって検出されるヘッド２１のスライド方向Ｙ１，Ｙ２の位置に基づいて、駆動手段５１を制御する。また制御手段４１は、ヘッド２１の角度位置を調整するにあたって、角度検出手段４０によって検出されるヘッド２１の角度位置に基づいて、ロック手段８０を制御し、ヘッド２１の回転阻止および回転許容を制御する。
【００５７】
またＣＶＤ装置２０は、各トレイ２３に対してヘッド２１とは反対側、具体的にトレイ２３の下側に、ヒータ７９が設けられる。ヒータ７９は、各トレイ２３に載置されるウェハ２２と反応ガスとの反応を促進させるために、ウェハ２２を加熱する。
【００５８】
本実施の形態によれば、ヘッド２１は、複数の吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄが形成されており、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄは、グループ分けされて、各グループ毎に異なるガスが供給される。これによってヘッド２１は、１つのグループの吹出し口部から膜を生成するための反応ガスを吹出させ、残余のグループの吹出し口部から反応ガスによってヘッド２１の外表面に生成物が生成されてしまうことを防ぐためのガスを吹出させることが可能である。
【００５９】
具体的には、配置領域に対向する吹出し口部、したがってトレイ２３に対抗する吹出し口部は、反応ガスが供給され、残余の吹出し口部は、不活性ガスが供給される。これによってヘッド２１は、トレイ２３に対向する吹出し口部からは、膜を生成するための反応ガスを吹出させて、ウェハ２２に反応ガスを吹付けることができ、その上で、残余の吹出し口部から不活性ガスを吹出させることができる。したがってＣＶＤ装置２０は、反応ガスによって、ヘッド２１に生成物が生成されてしまうことを防ぐことが、生成物が落下して被処理物であるウェハ２２に付着し、不良品を発生させる不具合を、未然に防ぐことができる。
【００６０】
またヘッド２１は、支持手段５０によって回転可能に支持され、駆動手段５１によって回転駆動され、トレイ２３に対向する吹出し口部が変更される。こようなヘッド２１を備えることによって、ヘッド２１の用い方の自由度が高くなる。したがって高い利便性を得ることができる。
【００６１】
また回転可能なヘッド２１の各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄは、トレイ２３に対向する状態では、反応ガスが供給され、残余の状態では、不活性ガスが供給される。しかもトレイ２３に対向する状態にある吹出し口部への反応ガスの供給条件は、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に異なる。これによってヘッド２１は、トレイ２３に対向する吹出し口部を変更することによって、異なる供給条件で供給される反応ガスを、被処理物に吹付けることができる。したがってウェハ２２に生成すべき膜に合せてヘッド２１を回転させ、ウェハ２２に反応ガスを吹付ける条件を変更することができ、利便性を高くすることができる。
【００６２】
供給条件は、本実施の反応ガスの種類を含んでいる。供給条件に、反応ガスの種類を含めることによって、トレイ２３に対向する吹出し口部を変更することによってウェハ２２に吹付ける反応ガスの種類を変更することが可能になり、被処理物に異なる種類の膜を生成することができる。このような構成は、１つの吹出し口部に異なる複数種類の反応ガスが切換えて供給される構成ではなく、ウェハ２２に吹付ける反応ガスを変更するときに、長時間かけて変更前のガスを排出する必要がなく、迅速に反応ガスを変更し、稼動率を高くすることができる。
【００６３】
また複数のトレイ２３を有する保持手段７０によって、複数のウェハ２２を配置領域に並べて保持した状態で、ヘッド２１は、トレイ２３に対向する吹付け領域を挟む２つの待機位置７５，７６間にわたって、吹付け領域を通過するように変位駆動される。これによって複数枚のウェハ２２に対して反応ガスを吹付けることが可能になる。さらにヘッド２２は、配置領域の両側の各待機位置７５，７６で、回転駆動されるので、一方の待機位置から他方の待機位置に移動しながら反応ガスを吹付けた後、他方の待機位置で回転して供給条件を変更し、一方の待機位置に向けて移動しながら反応ガスを吹付けることができる。これによってウェハ２２に、異なる層が積層される膜を、たとえば種類の異なる層が積層される膜を、容易に生成することができる。
【００６４】
またロック手段８０は、ヘッド２１を複数の角度位置で位置決めすることができ、ヘッド２１が位置決めされた状態で、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄのうちトレイ２３に対向する吹出し口部は、そのトレイ２３に対して略平行となる。これによって反応ガスを吹出すときの吹出し口部とウェハ２２との位置関係を一定にすることができる。したがって製品の品質を、高い品質に安定して保持することができる。
【００６５】
図６は、本発明の実施の他の形態のＣＶＤ装置１００を示す断面図である。図６には、排気カバー２８の厚みを省略して示す。図６のＣＶＤ装置１００は、図１〜図５のＣＶＤ装置２０と類似しており、対応する構成に同一の符号を付し、異なる構成についてだけ説明する。図１〜図５のＣＶＤ装置２０では、ヘッド２１をスライド変位可能に設けることによって、ヘッド２１をウェハ２２に対して相対的に変位させるように構成されたけれども、図６のＣＶＤ装置１００では、ウェハ２２を変位させることによって、ヘッド２１をウェハ２２に対して相対的に変位させるように構成される。図６のＣＶＤ装置１００では、複数のトレイ２３が、複数のローラ１０５に巻掛けられる無端状のベルト１０１に並べて設けられ、たとえば各ローラ１０５のいずれか１つが、駆動手段５１を構成するモータなどの走行駆動源１０６によって回転駆動され、ベルト１０１が走行方向Ｙ３へ走行駆動される。また図６のＣＶＤ装置１００では、ヘッド２１がトレイ２３の移動経路に対向する位置に設けられている。ヘッド２１は、１つでもよいが、本実施の形態では２つ設けられている。このような図６のＣＶＤ装置１００では、軸受体５６は、固定位置に設ければい。このような構成のＣＶＤ装置１００は、ヘッド２１が支持手段５０にスライド変位可能に設けられることによる効果を除く残余の効果を同様に達成することができる。
【００６６】
図７は、本発明の実施のさらに他の形態として採用することができる供給ガスを切換えるための弁構造１２０を示す展開図である。図７（１）は、回転軸５５の外周面部の一部を周方向に展開して示し、図面の横（左右）方向に回転軸５５の周方向が現れ、図面の縦（上下）方向に回転軸５５の軸線方向が現れる。図７（２）は、図７（１）に示す外周面部の一部に対向する軸受体５６の内周面部の一部を周方向に展開して示し、図面の横方向に軸受体５６の周方向が現れ、図面の縦方向に軸受体５６の軸線方向が現れる。弁構造１２０は、図２に示す弁ユニット３８に代えて用いることができる構造であり、したがって図１〜図５のＣＶＤ装置２０および図６のＣＶＤ装置１００のいずれにも、採用することができる。
【００６７】
回転軸５５の外周面部には、４つのヘッドポート、したがって第１〜第４ポート１３０Ａ〜１３０Ｄが形成される。第１ヘッドポート１３０Ａは、第１ヘッド管路部３５Ａに接続されている。第２ヘッドポート１３０Ｂは、第２ヘッド管路部３５Ｂに接続されている。第３ヘッドポート１３０Ｃは、第３ヘッド管路部３５Ｃに接続されている。第４ヘッドポート１３０Ｄは、第４ヘッド管路部３５Ｄに接続されている。
【００６８】
各ヘッドポート１３０Ａ〜１３０Ｄは、互いに、同一の内径を有する略円形状のポートであり、周方向および軸線方向にずれて形成されている。各ヘッドポート１３０Ａ〜１３０Ｄは、周方向には、各吹出し口部２９Ａ〜２９Ｄの周方向の並び順と同一の順序で、各吹出し口部２９Ａ〜２９Ｄと同様に９０度ずつずれ、かつ形成領域が重複しないように形成されている。また各ヘッドポート１３０Ａ〜１３０Ｄは、軸線方向には形成領域が重複しないようにずれている。
【００６９】
軸受部５６の内周面部には、４つの反応ガスポート、したがって第１〜第４反応ガスポート１３１Ａ〜１３１Ｄと、不活性ガスポート１３２とが形成される。第１反応ガスポート１３１Ａは、反応ガス源管路部３６Ａに接続されている。第２反応ガスポート１３１Ｂは、反応ガス源管路部３６Ｂに接続されている。第３反応ガスポート１３１Ｃは、反応ガス源管路部３６Ｃに接続されている。第４反応ガスポート１３１Ｄは、反応ガス源管路部３６Ｄに接続されている。不活性ガスポート１３２は、不活性ガス源管路部３７に接続されている。
【００７０】
各反応ガスポート１３１Ａ〜１３１Ｄは、各ヘッドポート１３０Ａ〜１３０Ｄと同一の内径を有する略円形状のポートであり、周方向に関して同一の位置に、軸線方向に並べて形成されている。各反応ガスポート１３１Ａ〜１３１Ｄの周方向の位置は、ヘッド２１が、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄのいずれか１つがトレイ２３に平行に対向する角度位置にある状態で、トレイ２３に対向する吹出し口部に接続されるヘッドポートが配置される位置である。
【００７１】
第１反応ガスポート１３１Ａは、軸線方向に関して、第１ヘッドポート１３０Ａが形成される位置と同一の位置に形成される。第２反応ガスポート１３１Ｂは、軸線方向に関して、第２ヘッドポート１３０Ｂが形成される位置と同一の位置に形成される。第３反応ガスポート１３１Ｃは、軸線方向に関して、第３ヘッドポート１３０Ｃが形成される位置と同一の位置に形成される。第４反応ガスポート１３１Ｄは、軸線方向に関して、第４ヘッドポート１３０Ｄが形成される位置と同一の位置に形成される。
【００７２】
不活性ガスポート１３２は、軸受体５６を内周面部を展開した状態で、周方向および軸線方向に延びる辺によって規定される略長方形状のポートである。不活性ガスポート１３２は、軸線方向に関しては、各反応ガスポート１３１Ａ〜１３１Ｄが形成される領域を包含する領域に拡がって形成される。また不活性ガスポート１３２は、周方向に関しては、各反応ガスポート１３１Ａ〜１３１Ｄの中心から周方向両側に９０度ずつずれた各位置を包含し、かつ各反応ガスポート１３１Ａ〜１３１Ｄが形成される領域を除いて約２７０度の角度範囲にわたる領域に拡がって形成される。不活性ガスポート１３２は、前述のような領域にわたって拡がっていればよく、１つのポートに限定される必要は無く、たとえば周方向に複数に分割されていてもよい。
【００７３】
このような図７に示す弁構造１２０は、ヘッド２１を回転させることによって、各ヘッドポート１３０Ａ〜１３０Ｄに接続されるポートを、各反応ガスポート１３１Ａ〜１３１Ｄおよび不活性ガスポート１３２のいずれかに切換えることができる構造である。ヘッド２１が、第１吹出し口部２６Ａをトレイ２３に対向させる角度位置にある状態では、第１ヘッドポート１３０Ａが第１反応ガスポート１３１Ａに接続され、残余の第２〜第４ヘッドポート１３０Ｂ〜１３０Ｄが不活性ガスポート１３２に接続される。ヘッド２１が、第２吹出し口部２６Ｂをトレイ２３に対向させる角度位置にある状態では、第２ヘッドポート１３０Ｂが第２反応ガスポート１３１Ｂに接続され、残余の第１、第３および第４ヘッドポート１３０Ａ，１３０Ｃ，１３０Ｄが不活性ガスポート１３２に接続される。ヘッド２１が、第３吹出し口部２６Ｃをトレイ２３に対向させる角度位置にある状態では、第３ヘッドポート１３０Ｃが第３反応ガスポート１３１Ｃに接続され、残余の第１、第２および第４ヘッドポート１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｄが不活性ガスポート１３２に接続される。ヘッド２１が、第４吹出し口部２６Ｄをトレイ２３に対向させる角度位置にある状態では、第４ヘッドポート１３０Ｄが第４反応ガスポート１３１Ｄに接続され、残余の第１〜第３ヘッドポート１３０Ａ〜１３０Ｃが不活性ガスポート１３２に接続される。
【００７４】
このように弁構造１２０は、ヘッド２１を回転させることによって、いわば自動で機械的に、接続状態を切換えることができる。したがってガスの供給状態を切換えるための構造、およびその制御を簡略化することができる。
【００７５】
前述の実施の各形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することができる。たとえば図１〜図５に示す構成において、複数のヘッドを用いる構成にしてもよい。また供給手段２５によって、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に異なる供給条件で反応ガスを供給する場合の供給条件は、供給流量であってもよい。各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に、供給流量を変化させることによって、トレイ２３に対向させる吹出し口部２６Ａを変更することによって、ウェハ２２に吹付ける反応ガスの流量を変化させることができる。したがって同一の種類の膜であっても、成膜過程の異なる膜を生成することが可能になる。また供給手段２５によって、各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に異なる供給条件で反応ガスを供給する場合の供給条件は、供給流量比であってもよい。各吹出し口部２６Ａ〜２６Ｄ毎に、供給流量比を変化させることによって、トレイ２３に対向させる吹出し口部２６Ａを変更することによって、ウェハ２２に吹付ける反応ガスの成分を変化させることができる。したがって同一の種類の膜であっても、組成の異なる膜を生成することが可能になる。また供給条件は、例示する、反応ガスの種類、供給流量、供給流量比以外の条件であってもよい。また供給条件は、反応ガスの種類、供給流量、供給流量比を組合わせて条件であってもよい。供給流量および供給流量比は、たとえば流量制御弁を用いて制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の一形態の化学的気相成長装置２０のヘッド２１付近の構成を示す断面図である。
【図２】供給手段２５を示す系統図である。
【図３】制御手段４１による制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】ＣＶＤ装置２０の全体的構造を示す断面図である。
【図５】ＣＶＤ装置２０のヘッド駆動構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の他の形態のＣＶＤ装置１００を示す断面図である。
【図７】本発明の実施のさらに他の形態として採用することができる供給ガスを切換えるための弁構造１２０を示す展開図である。
【図８】従来の技術の化学的気相成長装置１を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
２０  化学的気相成長（ＣＶＤ）装置
２１  ヘッド
２２  ウェハ
２３  トレイ
２５  供給手段
２６Ａ〜２６Ｄ  吹出し口部
２８  排気カバー
３０  供給源群
３１  供給管路
４１  制御手段
５０  支持手段
５１  駆動手段
【図１】
2007002324.tif 000003
【図２】
2007002324.tif 000004
【図３】
2007002324.tif 000005
【図４】
2007002324.tif 000006
【図５】
2007002324.tif 000007
【図６】
2007002324.tif 000008
【図７】
2007002324.tif 000009
【図８】
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