氣體供給頭、氣體供給機構和基板處理裝置制造方法

氣體供給頭、氣體供給機構和基板處理裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠應對被處理基板的大型化地改善向處理室內的氣體供給的均勻性，另外能夠精度良好且容易制造的維護性也良好的氣體供給頭、氣體供給機構和基板處理裝置。該氣體供給機構具備具有載置基板(G)的載置臺(4)的基板處理裝置(1)，包括氣體供給頭(6)、第一載置臺內氣體供給孔(8a)和第一氣體供給線路(9a)。第一氣體供給線路從第一氣體供給源向下游側去等長分支為2n根，其中，n為自然數，末端的2n根分支管的氣體排出口在一直線上等間隔排列的狀態下與第一載置臺內氣體供給孔連通，氣體供給頭將通過第一氣體供給線路和第一載置臺內氣體供給孔供給的氣體通過長槽狀的第一氣體擴散室均勻地從多個第一氣體排出孔排出。
【專利說明】氣體供給頭、氣體供給機構和基板處理裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及用于對被處理基板供給氣體進行成膜處理的氣體供給頭、氣體供給機構和基板處理裝置。

【背景技術】
[0002]在液晶顯示器(LiquidCrystal Display:1XD)、有機 EL 顯示器(OrganicElectro-Luminescence Display)等 FPD(Flat Panel Display:平板顯不器)的制造工序之一的成膜工序中，使用能夠以原子層級別的高精度進行成膜控制的ALD(Atomic LayerDeposit1n:原子層沉積)法。在ALD法中,例如將前體氣體(源氣體)和氧化劑氣體分別且交替地導入到處理空間，使之在作為被處理基板的玻璃基板上反應來進行成膜。在FPD領域利用ALD法進行成膜的情況下，多使用被處理基板的一邊長度超過Im的矩形玻璃基板，作為向被處理基板供給氣體的方法，采用從水平方向對被處理基板導入氣體、形成與基板面平行的氣體流的側流(side flow)方式。在側流方式中，為了形成均勻厚度的膜需要在被處理基板上形成與基板面平行的層流，在無法保持層流的情況下，有時會產生作為膜質、膜厚不均勻、顆粒成因的不需要的生成物的沉積等問題。
[0003]為了在被處理基板上形成與基板面平行的氣體的層流，需要將氣體相對于被處理基板從水平方向均勻地導入到處理空間，作為其方法，例如提案有:從由氣體供給管的反復叉形分支形成的多個氣體排出口向處理空間供給氣體的方法；和在長條狀的氣體供給頭中以使多個氣體供給口和氣體排出口隔著在長度方向上形成的氣體蓄積部相對的方式設置于長邊側的側壁，使氣體排出口的數量多于氣體供給口的數量的方法(參照專利文獻1、2)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2004—10990號公報
[0007]專利文獻2:日本特開昭62— 074078號公報


【發明內容】

[0008]發明想要解決的技術問題
[0009]但是，伴隨近年來的FPD的大型化、即被處理基板的大型化，在上述現有技術中，難以確保氣體向處理空間均勻導入時的精度，難以在被處理基板整體均勻地進行成膜。
[0010]例如在專利文獻I中記載的技術中，在使氣體供給管分支為多個而保持層流的狀態下向基板面供給氣體，但由于從與基板面垂直的方向供給氣體，所以不能形成與基板面平行的層流。
[0011]另外，如專利文獻2記載的技術那樣，用氣體蓄積部(緩沖室)向處理空間均勻地排出氣體的技術是公知的，但在長度方向超過Im的氣體供給頭中，為了遍及該長度方向整體以極高精度均勻地將氣體導入到處理空間，需要使緩沖室的容積充分大，隨之需要使原料氣體的導入量增多為必要以上，浪費較多。另外，緩沖室通常與處理空間連通，所以緩沖室的容積增加與處理空間增加相同，由此需要延長清潔(purge)原料氣體或反應氣體的時間，所以生產性降低。
[0012]而且，在像ALD法那樣將化學反應生成的多種氣體單獨地導入到處理空間的情況下，在氣體排出口的附近生成、沉積氣體的反應物。這樣的反應物向被處理基板的附著，會導致FPD的品質降低，所以需要抑制反應物的生成、沉積。但是，對于抑制這樣的反應物的生成、沉積同時提高氣體供給的均勻性，在上述現有技術中沒有任何考慮。
[0013]而且，要求能夠容易地制造長度方向超過Im的氣體供給頭的技術。例如在上述專利文獻2中記載的緩沖室，需要相對于作為氣體供給頭的主體的長條狀部件在其長度方向上以深孔鉆(gun drill)等進行孔加工來形成。但是，能夠通過深孔鉆精度良好地加工的深度至多為lm，所以為了對一邊的長度超過Im的被處理基板進行處理，需要直線排列地排列配置2個以上的氣體供給頭。另外，在對處理空間排列配置多個氣體供給頭的情況下，在其連接面產生微小的間隙，有可能在該間隙沉積不需要的生成物。
[0014]另外，深孔鉆的加工精度并不比立銑刀等好，加工成本也高。因此，由深孔鉆加工后的各氣體供給頭的緩沖室的容積、形狀會產生偏差，所以在排列配置多個氣體供給頭的情況下，氣體供給量產生個體差，難以均勻地向處理空間導入氣體。另外，通過利用深孔鉆進行的孔加工形成的緩沖室，在制造后長度方向端通過焊接等被密閉，所以清洗處理等維護性并不好，因此，也存在使用壽命短的問題。
[0015]本發明的目的在于提供一種能夠應對被處理基板的大型化地改善向處理室內的氣體供給的均勻性、另外能夠精度良好且容易制造的維護性也良好的氣體供給頭、氣體供給機構和基板處理裝置。
[0016]用于解決技術問題的技術方案
[0017]為了解決上述技術問題，第一方面的氣體供給機構為一種安裝于基板處理裝置的氣體供給機構，其特征在于，包括:氣體供給管，其從一個氣體供給源向下游側去等長分支為21^?,末端的2n根分支管的氣體排出口在一直線上等間隔排列,其中，η為自然數；和一個長條狀的氣體供給頭，其包括:與上述2η根分支管的氣體排出口連通的長槽狀的氣體擴散室；和在長度方向上等間隔地形成的、將導入到上述氣體擴散室的氣體排出的多個氣體排出孔。
[0018]第二方面的氣體供給機構，在第一方面的氣體供給機構中，特征在于:上述氣體供給頭包括在與上述氣體供給頭的長度方向正交的方向上分別與上述2η根分支管連通并且與上述氣體擴散室連通的2η個頭內氣體供給孔，上述氣體排出孔以上述氣體擴散室與上述2η個頭內氣體供給孔相對并且在一直線上等間隔地排列的方式對于上述2η根分支管的各個設置有多個。
[0019]第三方面的氣體供給機構，在第二方面的氣體供給機構中，特征在于:上述氣體排出孔(45a)和上述氣體排出孔(45b)，設置在從與上述氣體供給頭的長度方向正交的方向觀看時不重復的位置。
[0020]第四方面的氣體供給機構，在第二方面或第三方面的氣體供給機構中，特征在于:包括獨立供給不同的2種氣體的2個系統的上述氣體供給管，上述氣體供給頭包括分別與上述2個系統的氣體供給管連通的獨立的2個上述氣體擴散室。
[0021]第五方面的氣體供給機構，在第四方面的氣體供給機構中，特征在于:上述氣體供給頭包括:與上述長度方向正交的截面的形狀為大致H形狀的頭主體；和分別安裝于上述頭主體的2處凹部的蓋體，上述2個氣體擴散室中，分別形成于上述2處凹部的底面的長槽狀的空間由上述蓋體密閉。
[0022]第六方面的氣體供給機構，在第五方面的氣體供給機構中，特征在于:上述氣體擴散室，通過對上述頭主體的上述凹部的底面實施利用立銑刀進行的加工而形成。
[0023]第七方面的氣體供給機構，在第四~第六方面中任一方面的氣體供給機構中，特征在于:上述氣體排出孔以與上述2個氣體擴散室分別連通的方式在上述氣體供給頭的長度方向上交錯地配置成2列。
[0024]第八方面的氣體供給機構，在第一~第七方面中任一方面的氣體供給機構中，特征在于:上述氣體供給管的上述2"根分支管從水平方向與上述氣體擴散室連接，導入到上述氣體擴散室的氣體從上述氣體排出孔在水平方向上排出。
[0025]為了解決上述技術問題，第九方面的基板處理裝置的特征在于:包括上述第一~第八方面中任一方面所述的氣體供給機構。
[0026]第十方面的基板處理裝置，在第九方面的基板處理裝置中，特征在于:包括處理容器，該處理容器包括具有載置基板的載置面的載置臺和覆蓋上述載置臺的上蓋，通過使上述上蓋覆蓋上述載置臺而形成收納載置于上述載置面的基板的處理空間，上述氣體供給頭以與其長度方向平行的一個側面與上述載置臺的一邊的側壁緊貼的方式配置于上述處理空間，在上述處理容器的上述一邊的側壁與上述載置面平行地設置有2n個載置臺內氣體供給孔，其與上述氣體供給管的下游側的上述2n根分支管的氣體排出口連通并且與上述氣體供給頭的上述氣體擴散室連通。
[0027]為了解決上述技術問題，第十一方面的氣體供給頭，其為了利用至少2種氣體對大致水平地載置的基板實施規定的處理，對上述基板在水平方向上排出上述2種氣體，上述氣體供給頭的特征在于，包括:具有長條狀的形狀，與長度方向正交的截面的形狀為大致H形狀的頭主體；和分別安裝于上述頭主體的2處凹部的蓋體，上述頭主體包括:長槽狀的獨立的2個氣體擴散室，其以分別在上述2處凹部的底壁面開口的方式與長度方向平行地形成，由上述蓋體封閉；2n個頭內氣體供給孔，其以分別與上述2個氣體擴散室連通的方式，在長度方向上在一直線上等間隔地設置，其中，η為自然數；和氣體排出孔，其以隔著上述氣體擴散室與上述2"個頭內氣體供給孔相對并且在一直線上等間隔地排列的方式對于上述2η根分支管的各個設置有多個，將導入到上述氣體擴散室的氣體排出。
[0028]第十二方面的氣體供給頭，在第十一方面的氣體供給頭中，特征在于:上述氣體排出孔(45a)和上述氣體排出孔(45b)，設置在從與上述氣體供給頭的長度方向正交的方向觀看時不重復的位置。
[0029]發明效果
[0030]根據本發明，從一個氣體供給源向下游側去等長分支為2n(n:自然數)根的末端的2η根分支管、向形成于氣體供給頭的長槽狀的氣體擴散室供給氣體，供給到氣體擴散室的氣體通過等間隔設置的多個氣體排出孔被排出。根據像這樣通過等長配管均勻地將氣體供給到氣體擴散室之后從多個氣體排出孔排出氣體的結構，能夠從多個氣體排出孔均勻地排出氣體而形成層流，進而能夠對基板進行均勻的處理。
[0031]另外，氣體供給頭包括與長度方向正交的截面形狀為大致H形狀的頭主體和安裝于頭主體的蓋體，能夠利用立銑刀等簡單且高精度地在頭主體中形成氣體擴散室。因此，氣體擴散室的長度方向上的形狀精度高，所以在長度方向上的氣體排出不容易產生偏差，而且長條狀的氣體供給頭的制造容易，分解的維護也容易。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是表示本發明的實施方式的基板處理裝置的概略結構的平面圖和截面圖。
[0033]圖2是表示圖1的基板處理裝置所具有的氣體供給系統的結構的平面圖。
[0034]圖3是表示圖1的基板處理裝置所具有的設置于載置臺的側壁的載置臺內氣體供給孔附近的結構的截面圖。
[0035]圖4是表示圖1的基板處理裝置所具有的氣體供給頭的立體截面圖和分解立體圖。
[0036]圖5是圖4的氣體供給頭的一部分的俯視圖、一部分的正面圖、平面圖中的向視(箭頭)B-B截面圖和向視C-C截面圖。
[0037]附圖標記說明
[0038]I基板處理裝置
[0039]2處理空間
[0040]3處理容器
[0041]4載置臺
[0042]5 上蓋
[0043]6氣體供給頭
[0044]40頭主體
[0045]42a、42b第一氣體擴散室、第二氣體擴散室
[0046]44a,44b第一頭內氣體供給孔、第二頭內氣體供給孔
[0047]45a、45b第一氣體排出孔、第二氣體排出孔

【具體實施方式】
[0048]下面，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。圖1(a)是表示本發明的實施方式的基板處理裝置I的概略結構的平面圖。圖1(b)是圖1(a)的向視A-A截面圖。
[0049]在此，基板處理裝置I為對有機EL面板等FPD的制造中使用的玻璃基板(以下記作“基板G”)實施基于ALD法的成膜處理的成膜裝置。基板G在下面的說明中，短邊X長邊的長度為約1500mmX約1850mm。另外，在基板處理裝置I中，將與基板G的短邊平行的方向取為X軸，與長邊平行的方向取為y軸，將基板G的厚度方向取為z軸，在下面的說明中適當使用這樣的坐標軸。其中，X軸和I軸位于水平面內，z軸位于鉛垂面內。
[0050]基板處理裝置I包括形成對基板G進行處理的處理空間2的處理容器3。處理容器3包括:載置基板G的載置臺4 ;和覆蓋載置于載置臺4上的基板G的上蓋5。另外，圖1(a)表示上蓋5卸下的狀態。
[0051]載置臺4包括載置基板G的載置面4a和與載置面4a相比更在上方(z方向)上立起的側壁4b，具有截面呈大致凹形的形狀。載置臺4和上蓋5在高度方向(z方向)上能夠相對地移動。例如使上蓋5上升使上蓋5從載置臺4離開時，載置面4a露出到外部。由此，能夠利用基板搬送裝置(未圖示)將基板G搬入到載置面4a上和從載置面4a搬出。另一方面，在將基板G載置在載置面4a上的狀態下使上蓋5下降、使上蓋5緊貼到側壁4b時，形成從外部隔離的處理空間2。此時，利用設置在側壁4b上的密封圈(O型環)將上蓋5與側壁4b的抵接面密封。通過這樣的方式能夠進行處理空間2中的對基板G的成膜處理。另外，也可以采用載置臺4相對于固定的上蓋5升降的結構，也可以采用載置臺4和上蓋5兩者升降的結構。
[0052]在處理空間2中，沿著載置臺4的長邊側的一個側壁4bl配置有直線狀的氣體供給頭6，該氣體供給頭6構成對基板G的成膜處理中使用的處理氣體的氣體供給機構的一部分。另外，沿著載置臺4的長邊側的另一個側壁4b2，在載置臺4設置有直線狀的排氣槽7。排氣槽7與排氣裝置7a連接，排氣裝置7a通過對處理空間2的內部進行排氣，進行處理空間2內的壓力的調節和氣氛氣的置換(清潔)。
[0053]對氣體供給頭6的結構的詳細說明在后面進行，氣體供給頭6從沿著長度方向以規定的間隔形成為兩列的多個第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b (參照圖4和圖5)向處理空間2排出處理氣體。由此，在載置于載置面4a上的基板G的被處理面的上方，能夠形成從氣體供給頭6向排氣槽7去在一個方向上成為層流的氣體流F，能夠在基板G的表面進行均勻的成膜處理。
[0054]氣體供給頭6經由形成于載置臺4的側壁4bl的載置臺內氣體供給孔8與作為氣體供給管的氣體供給系統9連接。另外，載置臺內氣體供給孔8是后述的第一載置臺內氣體供給孔8a和第二載置臺內氣體供給孔Sb的總稱。氣體供給頭6、載置臺內氣體供給孔8和氣體供給系統9構成氣體供給機構。
[0055]對氣體供給系統9的詳細說明在后面進行，概略地說，氣體供給系統9由用于將成膜處理所需的2種氣體(第一氣體=源氣體，第二氣體=氧化氣體)經由載置臺內氣體供給孔8獨立地向氣體供給頭6供給的2個系統的氣體配管構成。氣體供給頭6將所供給的2種氣體獨立地向處理空間2排出。
[0056]例如在進行氧化鋁(Al2O3)成膜的情況下，作為第一氣體能夠使用三甲基鋁((CH3)3Al:TMA)氣體，作為第二氣體能夠使用水蒸氣(H2O)。但是，第一氣體和第二氣體并不限定于此，能夠根據構成膜的材料變更。
[0057]基板處理裝置I的動作控制通過控制部12進行。控制部12包括例如由微處理器(計算機)構成的工藝控制器12a。在工藝控制器12a連接有用于由操作員管理基板處理裝置I進行指令輸入操作的鍵盤、由使基板處理裝置I的運行狀況可視化地顯示的顯示器等構成的用戶接口 12b。
[0058]在工藝控制器12a連接有存儲部12c。存儲部12c可以是硬盤、半導體存儲器，也可以是⑶-R0M、DVD、閃存等可移動的存儲介質。在存儲部12c存儲有用于通過工藝控制器12a的控制實現在基板處理裝置I執行的各種處理的控制程序、用于根據處理條件在基板處理裝置I的各部分執行處理的方案(recipe)。方案也可以經由專用線路適當地從其它裝置送來。方案根據需要通過來自用戶接口 12b的指示等從存儲部12c讀出，由工藝控制器12a執行按照所讀出的方案的處理，由此基板處理裝置I進行規定的動作對基板G進行處理。
[0059]圖2是表示氣體供給系統9的結構的平面圖。氣體供給系統9包括用于將第一氣體供給到處理空間2的第一氣體供給線路9a和用于將第二氣體供給到處理空間2的第二氣體供給線路9b。
[0060]第一氣體供給線路9a為所謂的消防(tournament)型的等長配管結構。即，上游側的主配管31a在下游側的第一分支部32a分支為長度相等的2根第一分支管31b，第一分支管31b在其下游側的第二分支部32b分支為長度相等的2根第三分支管31c，第三分支管31c在其下游側的第三分支部32c分支為長度相等的2根第四分支管31d。合計8根第四分支管31d分別利用凸緣36與在與y方向平行的一直線上以氣體排出口(末端)等間隔排列的方式形成于載置臺4的側壁4bl的8處第一載置臺內氣體供給孔8a氣密連接。
[0061]第二氣體供給線路％具有與第一氣體供給線路9a同樣的消防型的等長配管結構。即，上游側的主配管33a在下游側的第一分支部34a分支為長度相等的2根第一分支管33b，第一分支管33b在其下游側的第二分支部34b分支為長度相等的2根第三分支管33c，第三分支管33c在其下游側的第三分支部34c分支為長度相等的2根第四分支管33d。合計8根第四分支管33d分別利用凸緣36與在與y方向平行的一直線上以氣體排出口(末端)等間隔排列的方式形成于載置臺4的側壁4bl的處第一載置臺內氣體供給孔8b氣密連接。
[0062]第一氣體供給線路9a的主配管31a的上游側與供給第一氣體的第一氣體供給源(未圖示)和載體氣體供給源(未圖示)連接，第二氣體供給線路％的主配管33a的上游側與供給第二氣體的第二氣體供給源(未圖示)和載體氣體供給源(未圖示)連接。作為運載氣體使用例如氮(N2)氣等不活潑氣體，但并不限定于此，也可以使用氬(Ar)氣等稀有氣體。
[0063]在對基板G進行的成膜處理期間，控制來自載體氣體供給源的載體氣體的供給/停止的閥V3、V4總是維持在打開的狀態。另一方面，對閥V1、V2的打開/關閉的時刻進行控制，以使得第一氣體和第二氣體不會同時向處理空間2供給。首先，將閥Vl打開一定時間(例如0.2秒)向處理空間2導入第一氣體，在基板G上附著第一氣體的分子。當將閥Vl關閉時，閥V3、V4成為打開狀態，所以處理空間2內的不需要的第一氣體利用運載氣體從處理空間2排出，處理空間2內由運載氣體進行清潔。將該狀態保持一定時間(例如5秒)將處理空間2內的不需要的第一氣體排出之后,將閥V2打開一定時間(例如0.2秒)向處理空間2導入第二氣體，使附著于基板G上的第一氣體的分子和第二氣體的分子反應。關閉閥V2，將該狀態保持一定時間(例如5秒)，則閥V3、V4成為打開狀態，所以處理空間2內的第二氣體、以及由第一氣體和第二氣體反應生成的氣體通過運載氣體從處理空間2排出。通過反復進行這樣的第一氣體和第二氣體向處理空間2的供給/排出，在基板G的表面使第一氣體和第二氣體以原子層級別反應，進行成膜。
[0064]另外，適時調整閥V1、V2的打開/關閉的時刻，以使得能夠實現目標的成膜。
[0065]控制第一氣體的供給/停止的閥Vl至第一載置臺內氣體供給孔8a的8個系統的配管長度和配管直徑全部相等。另外，控制第二氣體的供給/停止的閥V2至第二載置臺內氣體供給孔8b的8個系統的配管長度和配管直徑全部相等。通過采用這樣的等長配管結構，能夠均勻地將第一氣體和第二氣體分別供給到氣體供給頭6所具有的后述的第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b (參照圖3~圖5)，進而能夠將第一氣體和第二氣體從氣體供給頭6均勻地向處理空間2排出。另外，在氣體供給系統9中，能夠將具備的閥數量抑制得較少，所以能夠將裝置成本抑制得較低。
[0066]另外，根據圖1和圖2可以明白，能夠將閥V3、V4替換為一個閥。
[0067]圖3是表示載置臺內氣體供給孔8附近的結構的截面圖。第一載置臺內氣體供給孔8a和第二載置臺內氣體供給孔Sb，分別以與設置于氣體供給頭6的第一頭內氣體供給孔44a和第二頭內氣體供給孔44b的位置對應的方式，通過鉆孔(drill)等機械加工形成于載置臺4的側壁4bl。在載置臺內氣體供給孔8a、8b的壁面根據需要實施電解研磨等鏡面加工、耐酸鋁(Alumite)或氟樹脂涂層等表面處理。
[0068]為了應對設置于氣體供給頭6的第一頭內氣體供給孔44a和第二頭內氣體供給孔44b的間隔狹窄(詳細參照圖4和圖5在后面敘述)的情況，第四分支管31d、33d的末端一根一根地成為一對，匯集于安裝在載置臺4的側壁4bl的一個凸緣36。通過將凸緣36安裝于側壁4bl，第四分支管31d、33d分別與載置臺內氣體供給孔8a、8b連通形成第一氣體和第二氣體的氣體流路。
[0069]另外，在凸緣36與側壁4bl的連結面，為了隔離第一氣體和第二氣體的氣體流路配置有未圖示的密封圈，由此，來防止凸緣36與側壁4bl的連結面處的第一氣體和第二氣體的反應。
[0070] 在本實施方式中，如圖3所示，將第四分支管31d、33d匯集于凸緣36時，因為第四分支管31d、33d接近而不能將兩者水平配置，因此，使位于下側的供給第一氣體的第四分支管31d以凸緣36為基準稍微向下方彎曲。當然，在第四分支管31d、33d能夠水平配置的情況下，不需要像圖3那樣使配管彎曲。
[0071]氣體供給頭6在載置臺4配置成與設置于載置面4a與側壁4bl之間的槽嵌合，第一載置臺內氣體供給孔8a和第二載置臺內氣體供給孔Sb分別與設置于氣體供給頭6的第一頭內氣體供給孔44a和第二頭內氣體供給孔44b連通。另外，在氣體供給頭6和側壁4bl的連結面，配置有用于隔離第一氣體和第二氣體的氣體流路的未圖示的密封圈，由此，來防止氣體供給頭6與側壁4bl的連結面處的第一氣體和第二氣體的反應。
[0072]圖4(a)是氣體供給頭6的立體截面圖。圖4(b)是氣體供給頭6的分解立體圖。氣體供給頭6由互相平行的第一鉛垂壁40a和第二鉛垂壁40b、以及以與第一鉛垂壁40a和第二鉛垂壁40b正交的方式將第一鉛垂壁40a和第二鉛垂壁40b連結的水平壁40c構成，具有與長度方向正交的截面的形狀為大致H形狀的頭主體40。氣體供給頭6以圖1~圖3所示的方式配置時，第一鉛垂壁40a與載置臺4的側壁4bl抵接，第二鉛垂壁40b與載置于載置臺4的載置面4a的基板G相對，第一鉛垂壁40a、第二鉛垂壁40b和水平壁40c具有形成為一體的結構。在水平壁40c的兩表面(頭主體40的2處凹部的底面)，在長度方向上延伸的長槽狀的第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b以隔著分隔壁40cl相對的方式形成。
[0073]氣體供給頭6包括:利用螺紋固定等分別安裝于頭主體40的2處凹部的蓋體41a、41b ;和配置于頭主體40與蓋體41a、41b之間的密封圈43a、43b。通過在頭主體40安裝蓋體41a將第一氣體擴散室42a的開口面封閉，通過在頭主體40安裝蓋體41b將第二氣體擴散室42b的開口面封閉。
[0074]為了說明氣體供給頭6的第一氣體和第二氣體的流動，進一步參照圖5。圖5(a)是氣體供給頭6的一部分的平面圖。圖5(b)是氣體供給頭6的一部分的正面圖。圖5 (c)是圖5(a)的向視B-B截面圖。圖5(d)是圖5(a)的向視C-C截面圖。
[0075]在頭主體40形成有第一頭內氣體供給孔44a,該第一頭內氣體供給孔44a在x方向上貫通第一鉛垂壁40a和水平壁40c與第一氣體擴散室42a連通，在氣體供給頭6設置于載置臺4的狀態下與第一載置臺內氣體供給孔8a連通。另外，在頭主體40形成有第二頭內氣體供給孔44b，該第二頭內氣體供給孔44b在X方向上貫通第一鉛垂壁40a和水平壁40c與第二氣體擴散室42b連通，在氣體供給頭6設置于載置臺4的狀態下與第二載置臺內氣體供給孔8b連通。
[0076]而且，在頭主體40形成有第一氣體排出孔45a，該第一氣體排出孔45a在x方向上貫通第二鉛垂壁40a和水平壁40c與第一氣體擴散室42a連通，在氣體供給頭6設置于載置臺4的狀態下與處理空間2連通。另外，形成有第二氣體排出孔45b，該第二氣體排出孔45b在X方向上貫通第二鉛垂壁40a和水平壁40c與第二氣體擴散室42b連通，在氣體供給頭6設置于載置臺4的狀態下與處理空間2連通。
[0077]從第一氣體供給線路9a供給的第一氣體，通過第一載置臺內氣體供給孔8a、第一頭內氣體供給孔44a導入到第一氣體擴散室42a，在第一氣體擴散室42a中擴散之后，從第一氣體排出孔45a排出到處理空間2。同樣地，從第二氣體供給線路9b供給的第二氣體，通過第二載置臺內氣體供給孔Sb、第二頭內氣體供給孔44b導入到第二氣體擴散室42b，在第二氣體擴散室42b中擴散之后，通過第二氣體排出孔45b排出到處理空間2。
[0078]通過像這樣使從載置臺內氣體供給孔8至氣體供給頭6的氣體流路僅沿著水平方向(X方向)構成，能夠提高處理空間2的運載氣體的清潔效果,能夠提高清潔時間縮短帶來的生產性的提高。
[0079]頭主體40通過對由鋁等構成的長條狀的方柱材料進行切削/研磨加工能夠容易加工為截面大致H形狀。另外，第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b能夠通過立銑刀等的機械加工容易地尺寸精度良好地形成，第一頭內氣體供給孔44a、第二頭內氣體供給孔44b、第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b的孔長也較短，所以能夠通過鉆孔加工等尺寸精度良好地形成。由此，氣體供給頭6即使在需要超過Im的長度的情況下，也能夠根據基板G的形狀高尺寸精度地制造，由此，能夠均勻地排出來自第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b的第一氣體和第二氣體。
[0080]像這樣，氣體供給頭6能夠通過對制造容易的頭主體40組裝密封圈43a、43b和蓋體41a、41b而容易地制造，因此分解也容易，所以清洗處理等維護也容易。另外，對于氣體供給頭6而言，與基板G的形狀相應的氣體供給頭6整體的大小的變更和各部分的形狀變更也容易，與處理空間2的高度相應的薄型化也容易。
[0081]另外，在由鋁等可鑄造的材料構成的情況下，頭主體40也能夠通過如下方式制造:例如通過鑄造成型形成大致的外形之后，通過切削、研磨加工提高各部分的形狀精度。在第一頭內氣體供給孔44a、第二頭內氣體供給孔44b、第一氣體排出孔45a、第二氣體排出孔45b、第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b的內表面，根據需要實施電解研磨等鏡面加工處理、耐酸鋁或氟樹脂涂層處理等表面處理，而這樣的加工也容易。
[0082]如果例如在基板G的y方向長度為1850mm時使處理空間2的y方向長度為約2100mm,則圖5(a)所示的、氣體供給頭6中y方向上相鄰的第一頭內氣體供給孔44a彼此的間隔LI，基于圖1為約300mm。y方向上相鄰的第二頭內氣體供給孔44b彼此的間隔也為LI。圖5(b)所示的、y方向上的第一氣體排出孔45a間的間隔L2能夠為例如約15mm。y方向上的第二氣體排出孔45b間的間隔也為L2，但第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b在y方向上可以錯開1/2節距設置。z方向上的氣體排出孔45a與氣體排出孔45b的間隔L3能夠為例如約6mm。
[0083]另外，處理空間2的高度(z方向長度)高時，高價的第一氣體的消耗量變多，對基板G進行成膜的成本變高。由此，處理空間2的高度盡可能低為佳，所以根據所設定的處理空間2的高度決定頭主體40的高度。由此，設置第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b的位置被確定，對第一氣體排出孔45a與第二氣體排出孔45b的z方向上的間隔L3施加限制。另外，在處理空間2中，為了使第一氣體和第二氣體層流地流動，優選在距載置臺4的載置面4a盡可能不高的位置設置第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b。另一方面，當第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b過于接近時，第一氣體排出后殘留于第一氣體擴散室42a的微量的第一氣體和第二氣體排出后殘留于第二氣體擴散室42b的微量的第二氣體漏出到處理空間2，由此在第一氣體排出孔45a或第二氣體排出孔45b的附近會生成第一氣體與第二氣體的反應物，發生該反應物附著于頭主體40或成為顆粒附著于基板G的問題。由此，需要防止這樣的反應物的生成。
[0084]考慮這些問題，在本實施方式中，將第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b的z方向上的間隔L3設定得較短，并且將第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b進行所謂的交錯狀配置，由此將相鄰的第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b的距離取得較長，抑制第一氣體與第二氣體反應導致的不需要的反應物的生成。另外，只要在處理空間2中形成層流，通過較窄地形成第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b，由此，能夠抑制第一氣體和第二氣體在第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b的滯留，抑制不需要的反應物的生成。
[0085]如圖5(b)所示,在X方向觀看時形成為,第一頭內氣體供給孔44a不與第一氣體排出孔45a重復，且第二頭內氣體供給孔44b不與第二氣體排出孔45b重復。如果例如在x方向觀看時與一個頭內氣體供給孔重復的位置設置有氣體排出孔，則來自該氣體排出孔的氣體排出變得優先，來自氣體氣體排出孔的氣體排出量降低，處理空間2中的層流的形成變得困難。于是，在本實施方式中，采用在X方向觀看時不使頭內氣體供給孔和氣體排出孔重復的結構，使從頭內氣體供給孔導入到氣體擴散室的氣體碰撞、擴散到氣體擴散室的壁面，實現來自氣體排出孔的氣體排出的均勻化。
[0086]如上所述，根據本發明的實施方式，通過具有等長配管結構的第一氣體供給線路9a和第二氣體供給線路％，第一氣體和第二氣體獨立地供給到形成于氣體供給頭6的第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b。由此，能夠將第一氣體和第二氣體分別通過等長配管均勻地供給到第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b。
[0087]而且，在第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b中進一步被供給的第一氣體和第二氣體被均勻化。此時，第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b，通過立銑刀等以高形狀精度形成于與長度方向(y方向)正交的截面的形狀為大致H形狀的頭主體40，所以長度方向上的來自第一氣體排出孔45a和第二氣體排出孔45b的第一氣體和第二氣體的排出不容易發生偏差，能夠均勻地對基板G上排出第一氣體和第二氣體在基板G上形成層流，由此能夠對基板G進行均勻的處理。
[0088]另外，關于氣體供給頭6的制造，能夠簡單且高精度地在頭主體40形成長槽狀的第一氣體擴散室42a和第二氣體擴散室42b，另外，第一頭內氣體供給孔44a、第二頭內氣體供給孔44b、第一氣體排出孔45a和第二氣體供給孔45b的孔長也較短，所以能夠通過鉆孔加工簡單且高精度地形成。而且,僅通過將蓋體41a、41b安裝于頭主體40就能夠完成氣體供給頭6，所以分解也容易。由此，能夠進一步對氣體供給頭6、基板G進行均勻的處理。而且，氣體供給頭6能夠容易且高精度地制造與基板G的尺寸相應的長度，具有分解的維護也容易的優點。
[0089]以上，對本發明的實施方式的進行了說明，但本發明并不限定于上述實施方式。例如在上述說明中，基板G為有機EL顯示器用的玻璃基板，但并不限定于此，基板G也可以為LCD制造用的玻璃基板或太陽能電池制造用的玻璃基板等。
[0090]另外，在上述說明中，基板G的短邊X長邊的長度為約1500mmX 1850mm，與該基板尺寸匹配地決定氣體供給系統9的氣體供給管的分支數量。與之相對，近年來基板尺寸向約2200mmX 2500mm的尺寸、進而向約2800mmX 3100mm的尺寸顯著大型化。對于這樣的基板尺寸的大型化，本發明能夠容易地應對。即，對于基板尺寸的變更，通過調整氣體供給系統中的氣體供給管的分支數和載置臺內氣體供給孔8的數量，能夠容易地應對。另外，所需要的氣體供給量，通過氣體供給系統的配管直徑、氣體供給頭的氣體擴散室的容積、氣體排出孔的孔徑等的形狀調整，能夠容易地應對。
[0091]但是，為了使氣體供給系統9為等長配管結構，氣體供給系統9的第一氣體供給線路9a和第二氣體供給線路9b的末端(最下游)的配管數(即，第一載置臺內氣體供給孔8a的數量和第二載置臺內氣體供給孔Sb的數量)限制為2n(n:自然數)。上述實施方式相當于η = 3的情況。
[0092]導入到處理空間2的氣體，并不限定于上述實施方式中所取的2種，根據成膜的膜的種類能夠變更為3種以上。在這種情況下，例如通過層疊氣體供給頭6能夠應對。
[0093]在上述實施方式中，采用了通過在載置臺4的側壁4bl形成載置臺內氣體供給孔8，在水平方向上對氣體供給頭6供給第一氣體和第二氣體的結構，但并不限定于此，也能夠采用在載置臺4配置在鉛垂方向(z方向)貫通之后向水平方向彎曲的氣體導入管，將該氣體導入管連接到氣體供給頭6的第一頭內氣體供給孔44a和第二頭內氣體供給孔44b的結構。
【權利要求】
1.一種安裝于基板處理裝置的氣體供給機構，其特征在于，包括: 氣體供給管，其從一個氣體供給源向下游側去等長分支為2"根，末端的2n根分支管的氣體排出口在一直線上等間隔排列，其中，η為自然數；和 一個長條狀的氣體供給頭，其包括:與所述2η根分支管的氣體排出口連通的長槽狀的氣體擴散室；和在長度方向上等間隔地形成的、將導入到所述氣體擴散室的氣體排出的多個氣體排出孔。
2.如權利要求1所述的氣體供給機構，其特征在于: 所述氣體供給頭包括在與所述氣體供給頭的長度方向正交的方向上分別與所述2"根分支管連通并且與所述氣體擴散室連通的2η個頭內氣體供給孔， 所述氣體排出孔以所述氣體擴散室與所述2η個頭內氣體供給孔相對并且在一直線上等間隔地排列的方式對于所述2η根分支管的各個設置有多個。
3.如權利要求2所述的氣體供給機構，其特征在于: 所述氣體排出孔(45a)和所述氣體排出孔(45b)，設置在從與所述氣體供給頭的長度方向正交的方向觀看時不重復的位置。
4.如權利要求2或3所述的氣體供給機構，其特征在于: 包括獨立供給不同的2 種氣體的2個系統的所述氣體供給管， 所述氣體供給頭包括分別與所述2個系統的氣體供給管連通的獨立的2個所述氣體擴散室。
5.如權利要求4所述的氣體供給機構，其特征在于: 所述氣體供給頭包括: 與所述長度方向正交的截面的形狀為大致H形狀的頭主體；和 分別安裝于所述頭主體的2處凹部的蓋體， 所述2個氣體擴散室中，分別形成于所述2處凹部的底面的長槽狀的空間由所述蓋體密閉。
6.如權利要求5所述的氣體供給機構，其特征在于: 所述氣體擴散室，通過對所述頭主體的所述凹部的底面實施利用立銑刀進行的加工而形成。
7.如權利要求4~6中任一項所述的氣體供給機構,其特征在于: 所述氣體排出孔以與所述2個氣體擴散室分別連通的方式在所述氣體供給頭的長度方向上交錯地配置成2列。
8.如權利要求1~7中任一項所述的氣體供給機構，其特征在于: 所述氣體供給管的所述2"根分支管從水平方向與所述氣體擴散室連接，導入到所述氣體擴散室的氣體從所述氣體排出孔在水平方向上排出。
9.一種基板處理裝置，其特征在于: 包括權利要求1~8所述的氣體供給機構。
10.如權利要求9所述的基板處理裝置，其特征在于:包括處理容器，該處理容器包括具有載置基板的載置面的載置臺和覆蓋所述載置臺的上蓋，通過使所述上蓋覆蓋所述載置臺而形成收納載置于所述載置面的基板的處理空間，所述氣體供給頭以與其長度方向平行的一個側面與所述載置臺的一邊的側壁緊貼的方式配置于所述處理空間， 在所述處理容器的所述一邊的側壁與所述載置面平行地設置有2n個載置臺內氣體供給孔，其與所述氣體供給管的下游側的所述2n根分支管的氣體排出口連通并且與所述氣體供給頭的所述氣體擴散室連通。
11.一種氣體供給頭，其為了利用至少2種氣體對大致水平地載置的基板實施規定的處理，對所述基板在水平方向上排出所述2種氣體，所述氣體供給頭的特征在于，包括: 具有長條狀的形狀，與長度方向正交的截面的形狀為大致H形狀的頭主體；和 分別安裝于所述頭主體的2處凹部的蓋體， 所述頭主體包括: 長槽狀的獨立的2個氣體擴散室,其以分別在所述2處凹部的底壁面開口的方式與長度方向平行地形成，由所述蓋體封閉； 2n個頭內氣體供給孔，其以分別與所述2個氣體擴散室連通的方式，在長度方向上在一直線上等間隔地設置，其中，η為自然數；和 氣體排出孔，其以隔著所述氣體擴散室與所述2"個頭內氣體供給孔相對并且在一直線上等間隔地排列的方式對于所述2η根分支管的各個設置有多個，將導入到所述氣體擴散室的氣體排出。
12.如權利要求11所述的氣體供給頭，其特征在于: 所述氣體排出孔(45a)和所述氣體排出孔(45b)，設置在從與所述氣體供給頭的長度方向正交的方向觀看時不重復的位置。
【文檔編號】C23C16/455GK104178748SQ201410215020
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2013年5月21日
【發明者】田中誠治, 里吉務 申請人:東京毅力科創株式會社