(57)【要約】  反応管内の部材を石英等の非金属製部材により構成する場合でも、非金属製部材の破損を抑制することが可能となる。  反応管の開口部を介して反応管の内部に構成される処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズルと、少なくとも開口部とガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、反応管と接続される保持部材と、反応管の外側から保持部材を介して接続されるアダプタと、開口部と保持部材とアダプタが同心円上に配置されるように固定する第１固定具と、ガス供給ノズルと保持部材とアダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、を備える。
2020189176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応管の開口部を介して前記反応管の内部に構成される処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズルと、
少なくとも前記開口部と前記ガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、
前記反応管と接続される保持部材と、
前記反応管の外側から前記保持部材を介して接続されるアダプタと、
前記開口部と前記保持部材と前記アダプタが同心円上に配置されるように固定する第１固定具と、
前記ガス供給ノズルと前記保持部材と前記アダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、
を備えるガス供給部。
【請求項２】
前記ガス供給ノズルと前記保持部材は、前記第１封止材を介して接続されることにより、前記開口部を気密な状態に維持するよう構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項３】
更に、前記保持部材と前記反応管の間に緩衝材を設けるように構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項４】
更に、前記アダプタを前記反応管側に押し付け前記開口部を塞ぐように構成されている第２固定具を備える請求項１記載のガス供給部。
【請求項５】
更に、炉口部に固定されている第３固定具を備え、
前記第３固定具と接続される前記第１固定具は、任意の姿勢で固定できるよう構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項６】
前記保持部材は金属製部材であり、前記緩衝材は非金属製部材である請求項３記載のガス供給部。
【請求項７】
前記第１封止材は、樹脂製の部材である請求項１または２記載のガス供給部。
【請求項８】
基板を処理する処理室と、
前記処理室を内部に構成する反応管と、
前記反応管の開口部を介して前記処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズルと、
少なくとも前記開口部と前記ガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、
前記反応管と接続される保持部材と、
前記反応管の外側から前記保持部材を介して接続されるアダプタと、
前記開口部と前記保持部材と前記アダプタが同心円上に配置されるように固定する第１固定具と、
前記ガス供給ノズルと前記保持部材と前記アダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、
を備えるガス供給部と、
を有する基板処理装置。
【請求項９】
反応管の開口部とガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、前記反応管と接続される保持部材と、前記反応管の外側から前記保持部材を介して接続されるアダプタと、前記開口部と前記保持部材と前記アダプタが同心円上に配置されるように固定する第１固定具と、前記ガス供給ノズルと前記保持部材と前記アダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、を有するガス供給部に取り付けられた前記ガス供給ノズルから、基板を処理する処理ガスを供給する工程を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス供給部、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板を処理する処理室を構成する反応管や、基板を支持するボート等は、基板の金属汚染を抑制するために石英等の非金属により構成されることがある。また、基板の金属汚染を抑制するため、反応管内にガスを供給するガス供給ノズルが石英等の非金属により構成されることがある（例えば特許文献１参照）。【０００３】
但し、このような構造では、石英製部材と金属製部材とが接触して石英製部材が破損することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０９４４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の目的は、反応管内の部材を石英等の非金属製部材により構成する場合でも、非金属製部材の破損を抑制することが可能な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様によれば、
反応管の開口部を介して前記反応管の内部に構成される処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズルと、
少なくとも前記開口部と前記ガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、
前記反応管と接続される保持部材と、
前記反応管の外側から前記保持部材を介して接続されるアダプタと、
前記開口部と前記保持部材と前記アダプタが同心円上に配置されるように固定する第１固定具と、
前記ガス供給ノズルと前記保持部材と前記アダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、
を備える構成が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、反応管内の部材を石英等の非金属製部材により構成する場合でも、非金属製部材の破損を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の断面構成図である。
【図２】本開示の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉のガス供給部周辺の概略断面構成図である。
【図３】本開示の一実施形態にかかる反応管の開口部周辺の一部概略断面構成図である。
【図４】本開示の一実施形態にかかる反応管の開口部周辺の斜視図である。
【図５】本開示の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉のガス供給部周辺の斜視図である。
【図６】比較例にかかる基板処理装置の処理炉のガス供給部周辺の概略断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（１）基板処理装置の構成
まず、本開示の一実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１０】
図１に示されているように、処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、垂直に据え付けられている。
【００１１】
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は、内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５と、を有する。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成され、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には、基板２００を処理する処理室２０１が形成されている。つまり、プロセスチューブ２０３は、内部に処理室２０１を構成している。処理室２０１には、後述する基板保持具としてのボート２１７を収容可能に構成されている。ボート２１７は、シリコンやガラス等の基板２００を、水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。アウターチューブ２０５は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成され、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく、上端が閉塞した円筒形状に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００１２】
なお、プロセスチューブ２０３には、ガス供給ノズルが挿入される開口部（貫通穴）２０３ａが少なくとも１つ設けられている。具体的には、プロセスチューブ２０３の側壁に開口部２０３ａが設けられており、開口部２０３ａには、筒状のガス供給ノズル２３０が、プロセスチューブ２０３の内外を連通するようにそれぞれ気密な状態で接続されている。
【００１３】
ガス供給ノズル２３０は、開口部２０３ａを介してプロセスチューブ２０３の内部に構成される処理室２０１に処理ガスを供給するよう構成されている。ガス供給ノズル２３０は、図１に示すようにプロセスチューブ２０３に対して下流側端部が横向きに延びたストレートタイプの他、下流側端部が垂直に立ち下がったＬ字型タイプ、下流側端部が垂直に立ち上がったＬ字型タイプ等がある。ガス供給ノズル２３０は石英（ＳｉＯ2）等の耐熱性を有する非金属製部材により構成されている。なお、ガス供給ノズル２３０の上流側端部は、プロセスチューブ２０３外に突出し、後述するガス供給部５００、ガス供給管２３２に接続されている。なお、ガス供給管２３２の上流側、すなわち、ガス供給管２３２におけるガス供給ノズル２３０との接続側と反対側には、ガス流量制御器としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１を介して、図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されている。ＭＦＣ２４１は、処理室２０１に供給するガスの流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００１４】
また、プロセスチューブ２０３の側壁には、処理室２０１の雰囲気を排気する排気系２３１が設けられている。排気系２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０内に連通している。排気系２３１の下流側、すなわち排気系２３１のプロセスチューブ２０３との接続側とは反対側には、圧力検出器としての圧力センサ２４５およびメインバルブ２４２を介して、真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されている。メインバルブ２４２は、処理室２０１と真空排気装置２４６との間を遮断する機能を有すると共に、処理室２０１の圧力が所定の圧力（真空度）となるように開度を自在に変更することが出来るように構成されている。メインバルブ２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されている。圧力制御部２３６は、処理室２０１の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ２４５により検出された処理室２０１や排気系２３１内の圧力に基づいて、メインバルブ２４２の開度をフィードバック制御するように構成されている。なお、排気系２３１のメインバルブ２４２の上流側には、過加圧防止処理を行うための過加圧防止ライン２３３が接続されている。過加圧防止ライン２３３には、過加圧防止バルブ２３４が挿入されている。処理室２０１の圧力が過加圧になって、その過加圧が圧力センサ２４５により検出されると、圧力制御部２３６が過加圧防止バルブ２３４を開いて処理室２０１の過加圧状態を開放させる。
【００１５】
プロセスチューブ２０３の下端外周部には、図１に示すように、炉口部である炉口フランジ３００が設けられている。プロセスチューブ２０３は、炉口フランジ３００上に立設されている。炉口フランジ３００は、例えばステンレス等の金属製部材で構成される。
【００１６】
プロセスチューブ２０３の下方には、プロセスチューブ２０３の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属製部材で構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、プロセスチューブ２０３の下端と当接する封止材としてのＯリング２２０ｂが設けられる。シールキャップ２１９における処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５は、処理室２０１の気密を保持したままシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されている。回転機構２５４によりボート２１７を回転させることで、基板２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されている。これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されている。駆動制御部２３７は、回転機構２５４及びボートエレベータ１１５が所望のタイミングで所望の動作をするように、回転機構２５４及びボートエレベータ１１５を制御するように構成されている。
【００１７】
ボート２１７は、例えば石英（ＳｉＯ2）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成され、複数枚の基板２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート２１７の下部には、例えば石英（ＳｉＯ2）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成される円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が、水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板２１６は、ヒータ２０６からの熱を炉口フランジ３００側に伝えにくくするように構成されている。
【００１８】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３には、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づき、処理室２０１の温度が所望のタイミングで所望の温度分布となるように、ヒータ２０６への通電具合を制御するように構成されている。
【００１９】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。
【００２０】
（２）本実施形態のガス供給部の構成
続いて、本実施形態にかかるガス供給ノズル２３０の導入部であるガス供給部５００の構成について、図２〜５を用いて説明する。なお、本構成にかかるガス供給ノズル２３０は、石英（ＳｉＯ2）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属製部材により構成されている。
【００２１】
図４に示すように、プロセスチューブ２０３の下方側壁には、ガス供給ノズル２３０を挿入するための開口部（貫通穴）２０３ａが、少なくとも１つ（図４においては２つ）形成されている。開口部２０３ａは、プロセスチューブ２０３の側壁面からブロック形状に突出した突出面２０３ｃに形成されている。また、開口部２０３ａは、開口部２０３ａの先端面が、外側から内側に向けて開口が狭くなるようテーパ状に形成されている。
【００２２】
図３に示すように、ガス供給ノズル２３０の上流側端部は、開口部２０３ａを介してプロセスチューブ２０３の外側に突出するように配置されている。
【００２３】
図５に示すように、プロセスチューブ２０３の開口部２０３ａの突出面２０３ｃには、開口部５１２ａが形成されたブロック５１２が装着されるよう構成されている。第３固定具としてのブロック５１２は、炉口フランジ３００に固定ボルト５１３により固定される。
【００２４】
図２に示すように、保持部材であるリテーナ５０２は、リング形状である。リテーナ５０２の内側には、ガス供給ノズル２３０の一部が配置され、リテーナ５０２とガス供給ノズル２３０との間には、隙間が形成されている。第１封止材であるＯリング２２０ｃと、第２封止材であるＯリング２２０ｄは、リテーナ５０２とガス供給ノズル２３０の間の隙間を覆うように設けられている。すなわち、リテーナ５０２は、ガス供給ノズル２３０を、Ｏリング２２０ｃ，２２０ｄを介して外周側から保持している。また、リテーナ５０２は、ガス供給ノズル２３０に、プロセスチューブ２０３とＯリング２２０ｃを介して接続されている。すなわち、Ｏリング２２０ｃは、開口部２０３ａとガス供給ノズル２３０の隙間を覆うように設けられている。
【００２５】
図２に示すように、リテーナ５０２の先端面であって、プロセスチューブ２０３に接続される側には、リング状の緩衝材であるクッションリング５０６が取り付けられている。つまり、クッションリング５０６は、リテーナ５０２とプロセスチューブ２０３の間に設けられている。すなわち、リテーナ５０２は、Ｏリング２２０ｃ、クッションリング５０６を介してプロセスチューブ２０３の外側に当接されるように構成されている。本構成にかかるリテーナ５０２は、金属製部材で構成されている。また、クッションリング５０６は、非金属製部材でありフッ素樹脂である例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で構成されている。
【００２６】
図３に示すように、クッションリング５０６は、Ｏリング２２０ｃの外周を囲うように設けられ、リテーナ５０２がプロセスチューブ２０３に押し付けられてＯリング２２０ｃが潰れたときに、金属製のリテーナ５０２が石英製のプロセスチューブ２０３に直接接触することが回避されるよう構成されている。つまり、リテーナ５０２のプロセスチューブ２０３との接触部にクッションリング５０６を設けることにより、金属製部材であるリテーナ５０２と石英製部材との接触を防止するよう構成されている。
【００２７】
また、Ｏリングアダプタ５０４は、リテーナ５０２のＯリング２２０ｄを介してガス上流側に設けられている。Ｏリングアダプタ５０４の内側には、ガス供給ノズル２３０の一部が配置され、Ｏリングアダプタ５０４とガス供給ノズル２３０との間には、隙間が形成されている。Ｏリング２２０ｄは、Ｏリングアダプタ５０４とガス供給ノズル２３０の間の隙間を覆うように設けられている。すなわち、Ｏリングアダプタ５０４は、ガス供給ノズル２３０をＯリング２２０ｄを介して外周側から保持している。つまり、Ｏリングアダプタ５０４は、ガス供給ノズル２３０に、プロセスチューブ２０３の外側からＯリング２２０ｃ、リテーナ５０２、Ｏリング２２０ｄを介して接続されている。Ｏリングアダプタ５０４は、例えばハステロイ（登録商標）等で構成されている。
【００２８】
図２に示すように、Ｏリングアダプタ５０４は、ガス供給ノズル２３０に連通して接続される。Ｏリングアダプタ５０４は、上流側端部がテーパ状に狭く形成され、ガス供給管２３２に接続される。つまり、ガス供給ノズル２３０の上流側端部は、Ｏリングアダプタ５０４を介してガス供給管２３２に気密な状態で接続されている。
【００２９】
また、開口部２０３ａへのＯリング２２０ｃの取り付けは、例えば、図３に示すように、開口部２０３ａの先端面（リテーナ５０２に対向する面）の開口径を広くし、テーパ状加工の傾斜部を形成し、この傾斜部にＯリング２２０ｃを嵌め込むことによって行うことが好ましい。また、Ｏリング２２０ｄの脱落を抑制するため、リテーナ５０２のＯリングアダプタ５０４との接続面（Ｏリングアダプタ５０４に対向する面）の開口径を広くし、テーパ状加工の傾斜部を形成し、この傾斜部にＯリング２２０ｄを嵌め込むことによって行うことが好ましい。なお、Ｏリング２２０ｃ，２２０ｄは、樹脂製の部材で構成される。
【００３０】
すなわち、ガス供給ノズル２３０とリテーナ５０２は、Ｏリング２２０ｃを介して接続されることにより、開口部２０３ａを気密な状態に維持している。また、ガス供給ノズル２３０とリテーナ５０２とＯリングアダプタ５０４は、Ｏリング２２０ｄを介して気密な状態で接続されるよう構成されている。つまり、Ｏリング２２０ｄは、ガス供給ノズル２３０とリテーナ５０２とＯリングアダプタ５０４との間の空間を気密な状態に維持するように設けられ、処理室２０１は気密に保たれるように構成されている。
【００３１】
第１固定具であるフローティングブロック５０８には、開口部５０８ａが形成されている。フローティングブロック５０８の開口部５０８ａ内に、リテーナ５０２とＯリングアダプタ５０４が保持されるよう構成されている。フローティングブロック５０８は、開口部２０３ａとリテーナ５０２とＯリングアダプタ５０４とが同心円状に配置されるように固定されている。
【００３２】
また、図２に示すように、フローティングブロック５０８の開口部５０８ａ内であって、Ｏリングアダプタ５０４の外周には、第２固定具であるナット５１０が接続される。ナット５１０は、Ｏリングアダプタ５０４をプロセスチューブ２０３側に押し付けて開口部２０３ａを気密な状態で塞ぐよう構成されている。ナット５１０は、例えばステンレス等の金属製部材で構成されている。
【００３３】
また、図５に示すように、フローティングブロック５０８の下端は、固定ボルト５１８によりワッシャー５２０を介してブロック５１２に固定される。また、フローティングブロック５０８の上端には、押しボルト５１４と引きボルト５１６が例えばそれぞれ２つ設けられている。押しボルト５１４と引きボルト５１６をそれぞれ調整することによりフローティングブロック５０８の面角度（向き）を調整して任意に位置で固定することができる。すなわち、ブロック５１２に対してフローティングブロック５０８が、任意の姿勢で固定されるよう構成されている。つまり、図３に示すように、Ｏリング２２０ｃ，２２０ｄに対してフローティングブロック５０８を略水平に調整してプロセスチューブ２０３側に移動させ、リテーナ５０２をプロセスチューブ２０３の外周に押付けて、開口部２０３ａの周囲を気密な状態で塞いでおくことができる。
【００３４】
また、ブロック５１２は、プロセスチューブ２０３の側壁面に固定された状態で、開口部２０３ａからプロセスチューブ２０３の外側に突出したガス供給ノズル２３０に対して、Ｏリング２２０ｃ、クッションリング５０６、リテーナ５０２、Ｏリング２２０ｄ、フローティングブロック５０８、Ｏリングアダプタ５０４、ナット５１０の順に接続させるよう構成されている。本構成にかかるブロック５１２とフローティングブロック５０８は、例えばステンレス等の金属製部材で構成される。
【００３５】
なお、ブロック５１２とプロセスチューブ２０３の間には、図示していない加熱部材であるブロックヒータを設けてもよい。ブロック５１２とプロセスチューブ２０３との間にブロックヒータを設けることにより、ガス供給ノズル２３０やプロセスチューブ２０３やＯリングアダプタ５０４等を加熱して処理ガスの温度を下げないようにすることができる。
【００３６】
（３）基板処理工程
続いて、本実施形態にかかる基板処理装置により実施される基板処理工程について説明する。
【００３７】
まず、プロセスチューブ２０３内から搬出されているボート２１７に、複数枚の基板２００を装填（ウェハチャージ）する。これにより、ボート２１７に、薄膜が形成されるべき複数枚、例えば１００枚、直径３００ｍｍの基板２００が収容される。基板の装填が終了すると、複数枚の基板２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ１１５によって持ち上げて、図１に示すように、処理室２０１に搬入（ボートローディング）する（処理室２０１に基板を搬入する工程）。この状態で、プロセスチューブ２０３の下端は、Ｏリング２２０ｂを介してシールキャップ２１９によりシールされた状態となる。
【００３８】
処理室２０１に基板を搬入する工程が終了すると、処理室２０１が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気する。これにより、処理室２０１の雰囲気を排気系２３１を介して排出する。この際、処理室２０１の圧力を、圧力センサ２４５で測定する。この測定した圧力に基づいて、メインバルブ２４２の開度をフィードバック制御する。また、処理室２０１が所望の温度となるようにヒータ２０６によって処理室２０１を加熱する。そして、ヒータ２０６への通電具合は、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づき、処理室２０１が所望の温度分布となるようにフィードバック制御する。続いて、回転機構２５４によりボート２１７を回転させることで、基板２００を回転させる。
【００３９】
次いで、処理室２０１に処理ガスを供給して、基板上への成膜処理を実行する。すなわち、図示しない処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御されたガスをガス供給体としてのガス供給管２３２から供給して、ガス供給ノズル２３０を介して処理室２０１へと導入する。導入されたガスは、処理室２０１を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０内に流出して、排気系２３１から排気される。処理ガスは、処理室２０１を通過する際に基板２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によって基板２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００４０】
成膜処理が終了したら、アフタパージ処理を実行する。すなわち、ガス供給管２３２からガス供給ノズル２３０を介して処理室２０１に不活性ガスを供給する。また、このとき、真空排気装置２４６によって真空排気処理を実行する。その結果、処理室２０１の雰囲気が不活性ガスにより浄化される。
【００４１】
アフタパージ処理が終了したら、大気戻し処理を実行する。すなわち、真空排気処理を停止して、不活性ガスの供給処理だけを実行する。その結果、処理室２０１の圧力が常圧に復帰する。
【００４２】
なお、少なくとも上述の成膜処理、アフタパージ処理、及び大気戻し処理は、ガス供給ノズル２３０を保持するリテーナ５０２、Ｏリングアダプタ５０４を、ナット５１０とフローティングブロック５０８によりプロセスチューブ２０３の側壁に押し付けて、開口部２０３ａを気密に塞いだ状態で実行する。すなわち、少なくとも処理室２０１にガスを供給する間は、Ｏリング２２０ｃ，２２０ｄに対してフローティングブロック５０８を略水平に調整してプロセスチューブ２０３側に移動させ、リテーナ５０２をＯリング２２０ｃを介してプロセスチューブ２０３の側壁に押付けて、開口部２０３ａの周囲を気密な状態で塞いでおく。
【００４３】
大気戻し処理が終了したら、ボートアンロード処理を実行する。すなわち、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降させ、プロセスチューブ２０３の下端を開口させるとともに、成膜処理の済んだ基板２００を、ボート２１７に保持させた状態でプロセスチューブ２０３の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）する（基板を処理室より搬出する工程）。その後、成膜処理の済んだ基板２００を、ボート２１７より回収して（ウェハディスチャージ）、１バッチ目の処理を終了する。以下、同様に、２バッチ目以降も処理対象の基板２００に対して上述の処理を実行する。
【００４４】
（４）比較例に係るガス供給部の構成
次に、比較例に係るガス供給ノズル２３０の導入部であるガス供給部６００の構成について、図６を用いて説明する。
【００４５】
上述したようにプロセスチューブ２０３の側壁には、ガス供給ノズル２３０を挿入するための開口部（貫通穴）２０３ａが、少なくとも１つ設けられている。プロセスチューブ２０３の側壁面には、開口部２０３ａに挿入されるガス供給ノズル２３０の外周を囲う石英製のガスポート部６０１が、開口部２０３ａ及びガス供給ノズル２３０の外周を気密な状態で塞ぐように、プロセスチューブ２０３に接続されている。ガスポート部６０１は、プロセスチューブ２０３の側壁面から突出している。つまり、ガスポート部６０１は、プロセスチューブ２０３の開口部２０３ａに連通されるように接続される。そして、ガスポート部６０１の上流側端部には、金属製の継手部６０２が接続されている。つまり、突出した形状である石英製のガスポート部６０１に、金属製の継手部６０２を締め込んでガスポート部６０１と継手部６０２とが接続されるように構成されている。
【００４６】
そして、ガス供給ノズル２３０は、プロセスチューブ２０３の開口部２０３ａに挿入されるとともに、上述の継手部６０２によって保持される。なお、ガス供給ノズル２３０と継手部６０２との間は密着しており、処理室２０１は気密に保たれるように構成されている。
【００４７】
上述の構成においては、例えば、石英製のプロセスチューブ２０３の側壁面から突出した石英製のガスポート部６０１を、金属製の継手部６０２で締め込む構造となっており、石英製のガスポート部６０１が破損しやすいという課題があった。また、ガスポート部６０１がプロセスチューブ２０３の外側に突出しているため、接触し破損しやすいという課題があった。また、ガス供給ノズル２３０がロングノズルの場合に、ガスポート部６０１で保持しきれずに、ガス供給ノズル２３０が傾いたり、ガスポート部６０１に負荷がかかって破損しやすいという課題があった。
【００４８】
つまり、本実施形態におけるガス供給部５００によれば、ガス供給ノズルやプロセスチューブ２０３等の石英製の非金属製部材と金属製部材とを直接接触させないで石英製部材の破損を抑制することが可能となる。また、上述のようなガス供給部６００と比較して、ブロック状に突出しているため破損を防止することでき、さらに接触が防止される。また、上述のようなガス供給部６００と比較して、Ｏリングに対してフローティングブロック５０８を水平方向に調整して、ナット５１０によりＯリングアダプタ５０４に対する押付け力を調整することで、処理室の気密性が向上され、ガス供給ノズル２３０を任意の位置で安定して固定することができ、安定した処理ガス供給が可能となる。また、ガス供給ノズル２３０としてロングノズルを用いた場合であっても、安定して固定することができ、安定した処理ガス供給が可能となる。
【００４９】
（５）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００５０】
本実施形態にかかる成膜処理、アフタパージ処理、及び大気戻し処理は、ガス供給ノズル２３０を保持するリテーナ５０２、Ｏリングアダプタ５０４を、ナット５１０によりプロセスチューブ２０３の側壁（外周）に押し付けて、開口部２０３ａを気密に塞いだ状態で実行する。従って、処理室の気密を維持したまま、これらの処理を実施することが出来る。
【００５１】
また、本実施形態によれば、プロセスチューブ２０３、ガス供給ノズル２３０等の炉内露出部が石英等の非金属製部材により構成されているため、処理室２０１の金属製部材の露出面が少ない。そのため、成膜処理などの基板処理を行う際に、基板が金属汚染される可能性を低減させることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、ガス供給ノズル２３０が導入される開口部２０３ａが、プロセスチューブ２０３の側壁面からブロック形状に突出した面２０３ｃに形成されているため、破損が発生しにくい。
【００５３】
また、本実施形態によれば、石英製のプロセスチューブ２０３の形状を単純化させることが可能となり、基板処理装置の製造コストを低減させることが出来る。
【００５４】
また、本実施形態によれば、フローティングブロック５０８の押しボルト５１４と引きボルト５１６をそれぞれ調整することによりフローティングブロック５０８の面角度（向き）を調整して任意に位置で固定することができる。すなわち、ブロック５１２に対してフローティングブロック５０８が、任意の姿勢で固定することができる。つまり、Ｏリング２２０ｃ，２２０ｄに対してフローティングブロック５０８を略水平に調整してプロセスチューブ２０３側に移動させ、ナット５１０により、リテーナ５０２、Ｏリングアダプタ５０４をプロセスチューブ２０３の側壁に押付けて、開口部２０３ａの周囲を気密な状態で塞いでおくことができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、ガス供給ノズル２３０の上流側端部は、Ｏリングアダプタ５０４を介してガス供給管２３２に気密な状態で接続されている。具体的には、ガス供給管２３２の下流側端部にＯリングアダプタ５０４が配置され、ナット５１０をＯリングアダプタ５０４の外周部に固定することにより、ナット５１０が開口部５０８ａを塞ぐと共に、Ｏリングアダプタ５０４とリテーナ５０２との間のＯリング２２０ｄを押し付けるため、ガス供給管２３２とガス供給ノズル２３０とが気密な状態で接続されるよう構成されている。
【００５６】
また、本実施形態によれば、リテーナ５０２の先端面であってＯリング２２０ｃの外側に、Ｏリング２２０ｃの外周を囲うように、クッションリング５０６が設けられている。そのため、リテーナ５０２がプロセスチューブ２０３側に押し付けられてＯリング２２０ｃが潰れたときに、金属製のリテーナ５０２が石英製のプロセスチューブ２０３に直接接触することを抑制し、金属製部材と接触することによるプロセスチューブ２０３の破損を抑制することが可能になる。
【００５７】
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態を具体的に説明した。但し、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５８】
例えば、本実施形態に係る基板処理装置を用いて基板上に形成される膜種は特に限定されない。例えば、窒化膜（ＳｉＮ膜）、酸化膜（ＳｉＯ膜）、金属酸化膜等、種々の膜を形成する場合にも、好適に適用できる。
【００５９】
また、本実施形態に係る基板処理装置のような半導体ウエハを処理する半導体製造装置などに限らず、ガラス基板を処理するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）製造装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
２０３    プロセスチューブ（反応管）
２０３ａ  開口部
２２０ｃ  Ｏリング（第１封止材）
２２０ｄ  Ｏリング（第２封止材）
２３０    ガス供給ノズル
５０２    リテーナ（保持部材）
５０４    Ｏリングアダプタ
５０８    フローティングブロック（第１固定具）
５１０    ナット（第２固定具）
【図１】
2020189176.tif 000003
【図２】
2020189176.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020189176.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020189176.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月11日(2021.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応管の開口部を介して前記反応管の内部に構成される処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズルと、
少なくとも前記開口部と前記ガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、
前記ガス供給ノズルとの間に隙間が形成されるように接続される保持部材と、
前記保持部材に接続されるアダプタと、
前記保持部材と前記アダプタを保持する第１固定具と、
前記ガス供給ノズルと前記保持部材と前記アダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、
を備えるガス供給部。
【請求項２】
前記ガス供給ノズルと前記保持部材は、前記第１封止材を介して接続されることにより、前記開口部を気密な状態に維持するよう構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項３】
更に、前記保持部材と前記反応管の間に緩衝材を設けるように構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項４】
更に、前記アダプタを前記反応管側に押し付け前記開口部を塞ぐように構成されている第２固定具を備える請求項１記載のガス供給部。
【請求項５】
更に、炉口部に固定されている第３固定具を備え、
前記第３固定具と接続される前記第１固定具は、任意の姿勢で固定できるよう構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項６】
前記保持部材は金属製部材であり、前記緩衝材は非金属製部材である請求項３記載のガス供給部。
【請求項７】
前記第１封止材は、樹脂製の部材である請求項１または２記載のガス供給部。
【請求項８】
前記第２封止材は、前記ガス供給ノズルと前記保持部材との前記隙間を覆うことが可能に構成される請求項１記載のガス供給部。
【請求項９】
前記第２封止材は、前記ガス供給ノズルと前記保持部材との間の前記隙間に対して、前記アダプタと前記ガス供給ノズルの上流側に形成される前記空間を機密な状態に維持するように構成される請求項１記載のガス供給部。
【請求項１０】
前記第１固定具は、前記開口部と前記保持部材と前記アダプタが同心円上に配置されるように構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項１１】
前記ガス供給ノズルは、石英や炭化珪素等の非金属製部材により構成されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項１２】
前記ガス供給ノズルの上流側先端部は、前記開口部を介して前記反応管の外側に突出するように配置されている請求項１記載のガス供給部。
【請求項１３】
更に、前記第３固定具と前記反応管の間に加熱部材を設け、
前記加熱部材は、前記ガス供給ノズル、前記反応管、前記アダプタのうち少なくとも一つ以上を加熱可能に構成されている請求項５記載のガス供給部。
【請求項１４】
基板を処理する処理室と、
前記処理室を内部に構成する反応管と、
前記反応管の開口部を介して前記処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズルと、
少なくとも前記開口部と前記ガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、
前記ガス供給ノズルとの間に隙間が形成されるように接続される保持部材と、
前記保持部材に接続されるアダプタと、
前記保持部材と前記アダプタを保持する第１固定具と、
前記ガス供給ノズルと前記保持部材と前記アダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、
を備えるガス供給部と、
を有する基板処理装置。
【請求項１５】
反応管の開口部とガス供給ノズルの隙間を覆うように設けられる第１封止材と、前記ガス供給ノズルとの間に隙間が形成されるように接続される保持部材と、前記保持部材に接続されるアダプタと、前記保持部材と前記アダプタを保持する第１固定具と、前記ガス供給ノズルと前記保持部材と前記アダプタとの間の空間を気密な状態に維持されるように設けられる第２封止材と、を有するガス供給部に取り付けられた前記ガス供給ノズルから、基板を処理する処理ガスを供給する工程を有する半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
2020189176.tif 000009
2020189176.tif 000010
2020189176.tif 000011
2020189176.tif 000012