JP3615111B2 - 半導体製造装置のガス噴射装置およびそれを用いたガス噴射方向調整方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣあるいはＬＳＩ等の半導体回路基板の製造に使用される反応生成膜を形成するためのガス噴射ノズルを有するガス噴射装置およびそれを用いたガス噴射方向調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図１３に示すように、半導体基板であるウエハ５１上に、反応生成膜を形成するために、筒状の容器である石英ベルジャー５２と、その石英ベルジャー５２に対し同軸状に挿脱されて収納される、多角形柱状のウエハ保持筐体であるサセプター５３と、一対の反応ガス噴射ノズル５４とを有する半導体製造装置が知られている。
【０００３】
反応ガス噴射ノズル５４は、石英ベルジャー５２の上部に設けられており、反応ガス、例えば、水素およびシラン系ガスをそれぞれ、例えば２５ＰＳＩ（ｐｏｕｎｄｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）の圧力と流量を制御して噴射するようになっている。噴射された反応ガスは、石英ベルジャー５２の内部を旋回してウエハ５１表面に反応生成膜を成長させながら、石英ベルジャー５２の下部に設けられた排気口５２ａに向かって流れるようになっている。また、サセプター５３も旋回して、保持しているウエハ５１に対し、より均一な膜厚の反応生成膜を形成できるようになっている。
【０００４】
このとき、一対の反応ガス噴射ノズル５４から噴射される反応ガスのジェット気流の方向角度にズレがある場合、石英ベルジャー５２内のガス気流の密度にバラツキが生じて、ウエハ５１上に形成される反応生成膜の膜厚が不均一になるという不都合を生じる。この不都合を解消するためには、反応ガス噴射ノズル５４の方向角度の調整が必要である。
【０００５】
まず、上記従来の反応ガス噴射ノズル５４の取り付け手順および反応ガス噴射ノズル５４の調整方法について、図１４（ａ）に基づいて説明すると、まず、取り付け手順は、石英ベルジャー５２の上部の一対のガス供給用開口５２ｂの内壁に形成された取付ネジ５２ｃに、ノズルケース６１を固定し、そのノズルケース６１に対しノズル６２およびノズル押さえ部６４を装填し、ノズル固定ネジ６４ａで上記ノズル６２を仮止めする。
【０００６】
このとき、ノズル６２は、ノズル６２後方の球体部６２ａが、ノズルケース６１の円環状の先端部とノズル押さえ部６４の先端部とで上記球体部６２ａが摺動可能に挟まれて保持されているので、ノズル６２の先端が、上記球体部６２ａの摺動によって左右上下方向に自在に角度調整できるようになっている。
【０００７】
このような反応ガス噴射ノズル５４を用いて、角度調整する方法について以下に説明すると、まず、図１３に示すように方向指示板６５を石英ベルジャー５２の上部における、反応ガスの噴射方向となる所定位置に取り付けた後、図１４（ｂ）に示すノズル方向指示棒６６を、図１４（ａ）に示すように、ノズル６２のガス噴射口６２ｂに挿入して、上記ノズル６２の向きを変えることにより、方向指示板６５の中心である０ポイント（目標方向）にノズル方向指示棒６６の先端を合わせる。ノズル６２の方向角度を合わせた状態で固定するため、ノズル固定ネジ６４ａを、基端側であるガス供給継ぎ手部６８側より増し締めする。
【０００８】
このとき、ノズル６２の球体部６２ａは、ノズル固定ネジ６４ａのネジ締め圧で、ノズルケース６１の先端部とノズル押さえ部６４の先端部とにより、摺動不能に固定される。続いて、ノズル方向指示棒６６および方向指示板６５を取り外す。
【０００９】
その後、図１４（ｃ）に示す、ガス供給継ぎ手部６８を、石英ベルジャー５２を密封するように、ノズルケース６１に接続する。その次に、上記石英ベルジャー５２内を排気ポンプで減圧しながら、ノズルケース６１とガス供給継ぎ手部６８との接続部においてガス漏れが無いことをチェックする。その後に、ガス供給とウエハ５１の供給を開始して、上記ウエハ５１上への反応生成膜の形成が開始される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来では、ウエハ５１への反応生成膜の形成における、生産効率が低下するという問題を有している。
【００１１】
つまり、上記従来では、ノズル固定ネジ６４ａを一旦ゆるめて、ノズル６２の方向角度の調整を行った後に、ノズル６２を固定するために、ガス供給側からノズル固定ネジ６４ａの増し締めする必要がある。
【００１２】
このため、上記従来では、ガス供給継ぎ手部６８に対し、調整前の取り外しと、調整後の取り付けとが不可欠であるので、ノズル６２の取り付けや、方向調整の際に、ガス供給継ぎ手部６８の脱着や、ノズルケース６１とガス供給継ぎ手部６８との接続部のガス漏れチェック等の、必要な付帯作業を生じ、生産効率が低下するという問題を有している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス噴射装置は、以上の課題を解決するために、ガスを噴射するためのノズルを先端部に有するノズル本体と、ノズルから外方へのガスの噴射方向を調整可能にノズル本体を支持するノズル本体収納部とを有し、ノズル本体は、ノズル基端部と、ノズルの長手方向に沿ってノズル基端部に対し変位可能なノズル変位部とを備え、ノズルおよびノズル変位部の一方の、上記長手方向を軸とする回転によって、ノズル基端部およびノズル変位部は、上記長手方向に互いに離間するようになっていることを特徴としている。
【００１４】
上記ガス噴射装置においては、ノズル基端部およびノズル変位部は、ノズルの長手方向に沿って変位可能なように互いに螺合するネジ部をそれぞれ有していることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、ノズルから外方へのガスの噴射方向を調整可能にノズル本体を支持するノズル本体収納部を有するので、上記ノズルにおけるガスの噴射方向を調整することができる。
【００１６】
その上、上記構成では、ノズルおよびノズル変位部の一方を、ノズルの長手方向を軸として回転させ、ノズル基端部およびノズル変位部を、上記長手方向に互いに離間させることによって、ノズル本体は長手方向に伸びてノズル本体収納部に支持される際のノズル本体収納部からの押圧力を高めることができて、調整後のノズルの方向を維持したノズル本体を、上記押圧力によってノズル本体収納部内に固定することができる。
【００１７】
この結果、上記構成では、ノズル側からの、ノズルおよびノズル変位部の一方の回転により、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定できるので、従来必要であった付帯作業を省くことができて、生産効率を向上できる。
【００１８】
上記ガス噴射装置においては、ノズル基端部およびノズル変位部は、ガスの噴射方向を調整可能にノズル本体収納部内にて支持される球状部を形成するようになっていることが望ましい。
【００１９】
上記構成によれば、ノズル基端部およびノズル変位部の間での変位を調整することにより、ノズル基端部およびノズル変位部による球状部は、ノズル本体収納部内にて支持されながら容易に回動できて、ノズルからのガスの噴射方向の調整を容易化できる。
【００２０】
上記ガス噴射装置では、ノズル基端部およびノズル変位部の一方は、上記両者の内の他方の回転に対する従動を回避するための溝部を有し、ノズル本体収納部は、上記溝部に嵌入される突起部を有していてもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、溝部と、それに嵌入される突起部とを設けたことにより、ノズル基端部およびノズル変位部の一方の、他方に対する変位を安定化できて、ノズルからのガスの噴射方向の調整を確実化できる。
【００２２】
上記ガス噴射装置においては、溝部は、ノズルの長手方向に沿って形成されていることが好ましい。また上記ガス噴射装置では、突起部は、球状部の中心に向かって延びるように形成されていることが望ましい。
【００２３】
上記構成によれば、溝部を、ノズルの長手方向に沿って形成することにより、また、突起部を、球状部の中心に向かって延びるように形成することよって、例えば、球状部において、互いに直交する２つの回動軸をそれぞれ確保できることから、ノズル本体の回動範囲を広げ、かつ、上記回動を安定化できて、ノズルからのガスの噴射方向の調整を確実化できる。
【００２４】
本発明のガス噴射方向調整方法は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載のガス噴射装置のガス噴射方向調整方法であって、ノズルのガス噴射口側から調整棒を挿入して、調整棒の先端によりノズルからのガスの噴射方向を調整する工程と、上記調整棒をノズルに挿入した状態にて、ノズル基体部およびノズル変位部の一方を回転させることにより、ノズル基体部およびノズル変位部を互いに離間させて、ノズル本体をノズル本体収納部に固定する工程とを含むことを特徴としている。
【００２５】
上記方法によれば、さらに、調整棒をノズル内に挿入し、上記調整棒の先端により、ノズルからのガスの噴射方向の調整して設定した後に、上記調整棒をノズルに挿入した状態にて、ノズル側からの、ノズルまたはノズル変位部を回転させることによって、ノズル本体をノズル本体収納部に固定できる。
【００２６】
この結果、上記構成では、調整棒の先端が所定方向を示していることを、例えば目視にて確認しながら、ノズル側からの操作によって、ノズル本体をノズル本体収納部に固定できることから、従来のように、ガス供給側からの増し締めによる固定に比べて、従来必要な付帯作業を省け、かつ、ノズル側から確認しながら、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定でき、上記固定を確実化および迅速化できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２８】
本発明の実施の形態１に係るガス噴射装置は、例えば、半導体エピタキシャル反応装置（半導体製造装置）に対し、好適に使用されるものである。上記半導体エピタキシャル反応装置は、図２に示すように、半導体基板であるウエハ１１上に、反応生成膜を形成するために、筒状の容器である石英ベルジャー１２と、その石英ベルジャー１２に対し同軸状に挿脱されて収納される、多角形柱状のウエハ保持筐体であるサセプター１３と、一対の反応ガス噴射ノズル部（ガス噴射装置）１４とを有している。
【００２９】
各反応ガス噴射ノズル部１４は、石英ベルジャー１２の上部にそれぞれ設けられており、反応ガス、例えば、水素およびシラン系ガスをそれぞれ、例えば２５ＰＳＩの圧力と流量を制御して噴射するようになっている。
【００３０】
噴射された反応ガスは、石英ベルジャー１２の内部を旋回してウエハ１１表面に反応生成膜を成長させながら、石英ベルジャー１２の下部に設けられた排気口１２ａに向かって流れるようになっている。このとき、サセプター１３も旋回して、保持しているウエハ１１への均一な膜厚の反応生成膜を形成できるようになっている。
【００３１】
反応ガス噴射ノズル部１４は、図３に示すように、石英ベルジャー１２の上部内壁に穿設された、円筒状のガス供給口１２ｂの内壁に形成されたノズルケース取付雌ネジ１２ｃにより上記ガス供給口１２ｂに取り付けられる、略円筒状のノズルケース（ノズル本体収納部）１を有している。
【００３２】
上記ノズルケース１は、上記ガス供給口１２ｂの内径とほぼ等しいまたは若干小さな外径を有する略円筒状のケース先端部１ａと、そのケース先端部１ａに同軸状に続く、上記ガス供給口１２ｂより外径が大きな略円筒状のケース基端部１ｂとを備えている。
【００３３】
ケース先端部１ａは、先端に、径方向内向きに延びるフランジ部１ｃが円形の開口部１ｄを有するように形成されている。一方、ケース基端部１ｂでは、ケース先端部１ａに続く、ケース先端部１ａの内径と等しい内径を有し、ケース先端部１ａと同軸なケース本体１ｅと、そのケース本体１ｅに続く、ケース先端部１ａの内径より大きな内径を有するケース接続部１ｆとを有している。
【００３４】
上記ケース接続部１ｆの内部空間（ガス流通路）の内周面には、ノズル固定用雌ネジ１ｇが、上記内部空間と同軸状に形成されている。上記ノズル固定用雌ネジ１ｇには、その先端側に後述するノズルアジャスター４が螺合され、ノズル固定用雌ネジ１ｇの基端側には、図４に示すガス供給継ぎ手部８を、螺合によって接続することにより、ノズルケース１にガスを安定に供給できるようになっている。
【００３５】
図３に示すように、ケース先端部１ａの外周面には、前記ノズルケース取付ネジ１２ｃに螺合するノズルケース取付雄ネジ１ｈが形成されている。一方、ケース基端部１ｂにおける、ガス供給口１２ｂに対面する先端面には、Ｏリング等によるシール部１ｉが設けられている。
【００３６】
よって、ノズルケース１は、石英ベルジャー１２の外側からガス供給口１２ｂに差し込まれ、ノズルケース取付雌ネジ１２ｃとノズルケース取付雄ネジ１ｈとを螺合させて回転させることによって、上記シール部１ｉがガス供給口１２ｂの開口端部に押圧された状態で、上記ガス供給口１２ｂに固定される。このようなノズルケース１は、石英ベルジャー１２の密閉性を維持しながら上記石英ベルジャー１２に対し取り付けられることになる。
【００３７】
また、反応ガス噴射ノズル部１４には、略円筒状のノズルアジャスター４がノズルケース１内に内挿されている。ノズルアジャスター４は、ケース先端部１ａやケース基端部１ｂの内径とほぼ等しいまたは若干小さい外径を有していて、ノズルケース１内を、ノズルケース１の中心軸方向（長手方向）に沿って進退自在となっている。
【００３８】
また、ノズルアジャスター４は、その先端開口部に、後述するノズル部２の球状部（ノズル本体）２ａを支持するための開口部４ａと、ノズルアジャスター４の基端部の外周部に、前述のノズル固定用雌ネジ１ｇと螺合するノズル固定用雄ネジ４ｂとを有している。
【００３９】
上記開口部４ａの形状としては、具体的には、球状部２ａの表面に対し、面状に当接する湾曲した凹部形状、例えば、上記球状部２ａの半径と略同一の半径を有する球帯表面形状が挙げられる。
【００４０】
なお、上記開口部４ａは、凹部形状でなくともよいが、後述する球状部２ａに対し面状に当接するように湾曲した凹部形状の方が、安定にノズル部２を支持できて、反応ガスの噴射時のような、振動状態においても、上記ノズル部２の方向をより確実に保持できる。
【００４１】
さらに、反応ガス噴射ノズル部１４には、ノズルケース１のケース先端部１ａに、略円筒状のノズル部２が取り付けられている。ノズル部２は、その内径が、ノズルアジャスター４の内径より小さくなるように設定されていて、例えばノズルアジャスター４から送られてくる反応ガスを、ノズル部２の先端部であるノズル２ｂの開口からジェット気流にて噴射（放出）できるようになっている。
【００４２】
また、ノズル部２におけるノズル２ｂの基端部の外径は、前述のケース先端部１ａの開口部１ｄの内径より若干小さくなるように設定されている。上記ノズル２ｂの基端部の外周面は、上記開口部１ｄの内周面に対面している。
【００４３】
また、ノズル部２の基端部には、球状部２ａが、その球状部２ａの中心がノズル部２やノズルアジャスター４の中心軸（ガス流通路の中心軸）上となるように設けられている。上記球状部２ａは、その外径が、ケース先端部１ａの内径とほぼ等しいまたは若干小さく設定されている。これらにより、ノズル部２は、その球状部２ａがケース先端部１ａの開口部１ｄとノズルアジャスター４の開口部４ａとにより緩く挟持されると、ノズル部２からのガスの噴出方向を所定の範囲内（円錐形状範囲）、すなわちノズル２ｂの基端部の外周面が上記開口部１ｄの内周面に当接により規定される範囲内にて設定自在となっている。
【００４４】
そして、上記球状部２ａは、ノズル部２の長手方向に対し、別体となるように分割された、球状基端部（ノズル基端部）２ｃと、ノズルナット部（ノズル移動部）２ｄとを備えている。上記長手方向とは、ノズル部２のノズル２ｂにおける、円筒状のガス流通路が、そのガス流通方向の長さをガス流通路の内径に対し大きくなるように備えており、上記ガス流通路の中心軸方向をいう。
【００４５】
上記球状基端部２ｃは、ノズル部２の基端部から径方向外向きのフランジ状に延びるように形成されている。上記ノズルナット部２ｄは、上記球状基端部２ｃに対し、ノズル部２の長手方向（ガスの噴射方向）に沿って往復移動可能に形成されている。
【００４６】
このようなノズルナット部２ｄを設けたことにより、球状部２ａがケース先端部１ａの開口部１ｄとノズルアジャスター４の開口部４ａとにより緩く挟持されて摺動できるように上記ノズルナット部２ｄを変位させて、ノズル部２からのガスの噴出方向を設定し、続いて、上記ノズルナット部２ｄを、上記球状基端部２ｃに対し変位させて、球状部２ａを長手方向に伸ばし、上記球状部２ａが開口部１ｄと開口部４ａとにより挟持される押圧力を高めることにより、上記ノズル部２を、ノズル２ｂ側から固定できる。
【００４７】
なお、上記では、球状基端部２ｃに対しノズルナット部２ｄを変位させる例を挙げたが、後述するように、逆に、ノズルナット部２ｄに対し球状基端部２ｃを変位させるように設定してもよい。
【００４８】
これにより、本発明では、ノズル部２の方向の調整を容易化できると共に、従来のようなガス供給継ぎ手部側からの調整を省いて、ガス漏れチェックを回避でき、ノズル部２の方向の調整や取り付けを簡素化および迅速化できて、例えば、ノズル部２の取付作業や、ノズル２ｂ方向の調整作業は、従来の約１／３にできる。
【００４９】
このようなノズルナット部２ｄには、図５および図６に示すように、ノズルナット部２ｄを球状基端部２ｃに対し長手方向に沿って変位自在とするために、ノズル２ｂの外径と略等しい内径を有する円筒状の内壁部と、その内壁部の内周面に雌ネジ部２ｅが、ノズル部２の中心軸と同軸状に形成されている。一方、ノズル部２におけるノズル２ｂの基端側外周面には、上記雌ネジ部２ｅと螺合する雄ネジ部２ｆが形成されている。なお、上記雌ネジ部２ｅおよび雄ネジ部２ｆに代えて、例えばカム機構等の変位させるための機構を用いることもできる。
【００５０】
また、ノズルナット部２ｄの外周面には、ノズルナット部２ｄを、ノズル部２のノズル２ｂやそれと一体の球状基端部２ｃが回転したとき、その回転に従動することを回避するための、回転防止溝部２ｇがノズル部２の長手方向に沿うように設けられている。
【００５１】
一方、図３に示すように、ノズルナット部２ｄが球状基端部２ｃと上記長手方向の各端面にて互いに当接した状態となっている球状部２ａに対し、ケース先端部１ａの内壁には、上記回転防止溝部２ｇに嵌入して、回転防止溝部２ｇ内を長手方向に沿って摺動可能な回転防止ピン１ｊが、ノズル部２の中心軸に対し直交し、かつ、球状部２ａの中心に向かって径方向内向きの方向に突出するように形成されている。このような回転防止溝部２ｇおよび回転防止ピン１ｊを設けたことにより、球状部２ａは、互いに直交する２つの回動軸をそれぞれ有することになる。
【００５２】
さらに、図５および図６に示すように、ノズル２ｂの先端部外周面には、ノズル部２を、ガスの噴出口側から、ノズル部２の中心軸を中心として回転させることを容易化するための、一対のノズル回転用切欠部２ｈが、それらの表面を互いに平行となるようにそれぞれ形成されている。
【００５３】
次に、上記構成における、ノズル部２の取り付け方法およびノズル部２からのガスの噴射方向の調整方法について以下に説明する。
【００５４】
図２および図３に示すように、半導体エピタキシャル反応装置の石英ベルジャー１２のガス供給口１２ｂに対し、ノズルケース１を螺合により取り付ける。ノズルケース１に納められたノズル部２は、図５および図６に示すように、予めネジ締めした螺合によって、ノズルナット部２ｄと球状基端部２ｃとは、ノズル部２の長手方向の端面にて互いに当接した状態となって、ほぼ完全な球状となる球状部２ａを形成している。
【００５５】
このように組み立てた球状部２ａを有するノズル部２を、図３に示すように、ノズルケース１内に、ノズル部２の回転防止溝部２ｇに、ノズルケース１の回転防止ピン１ｊが嵌入すると共に、ノズル部２のノズル２ｂをノズルケース１の開口部１ｄより外方に突出するように装填する。これにより、ノズルナット部２ｄは、その回動がノズルケース１により固定されている。
【００５６】
続いて、ノズルアジャスター４を、ノズルケース１内に螺合により装着して、ノズル部２の球状部２ａが、ノズルケース１の開口部１ｄとノズルアジャスター４の開口部４ａとの間にて摺動可能に挟持されるように設定する。
【００５７】
このとき、ノズル部２のノズル２ｂは、ノズルケース１における回転防止ピン１ｊの、回転防止溝部２ｇへの嵌入によって、上記回転防止溝部２ｇの形成方向（長手方向）に沿って所定の角度範囲内にて回動自在となっている。
【００５８】
また、上記ノズル２ｂは、回転防止ピン１ｊが、ノズル部２の中心軸に対し直交し、かつ、球状部２ａの中心に向かって径方向内向きの方向に突出するように形成されているので、上記回転防止溝部２ｇの形成方向に沿った回動方向に対し、直交する方向にも所定の角度範囲内にて回動自在となっている。よって、上記ノズル部２のノズル２ｂは、球状部２ａの中心を頂点とする仮定円錐形状の範囲内（上下左右に）にて滑らかに回動自在となっている。
【００５９】
このような取り付け方法および調整方法では、図３および図７に示す方向指示板５およびノズル方向指示棒６が、ノズル部２の取り付け方向指示のガイドとしてのツールとして用いられている。このために、半導体エピタキシャル反応装置の石英ベルジャー１２の上部の所定場所に、例えば図２に示すように、方向指示板５を取り付けられるように取り付け部（図示せず）が設けられている。
【００６０】
このように回動自在にノズルケース１に取り付けられたノズル部２に対し、図７に示すノズル方向指示棒６の基端側を、図３に示すように、ノズル部２のガス吹き出し口であるノズル２ｂ内に挿入して、ノズル方向指示棒６の挿入部の各突起部６ａの内面を、図５および図６に示すノズル２ｂの一対のノズル回転用切欠部２ｈの外面にそれぞれ当接させて対面させる。
【００６１】
続いて、ノズル方向指示棒６の先端部が方向指示板５の０ポイント（ガスの噴射方向の設定位置）に合うように、上記ノズル２ｂを上下左右に回動させて調整する。方向指示板５の０ポイントにノズル方向指示棒６の先端が合わされたら、この状態を維持しながら、図１に示すように、ノズル方向指示棒６に取り付けられ、一体的に回転する円柱状の取っ手部７を、その外周方向に沿って回し、ノズル２ｂを回転させて、球状部２ａを増し締めする。
【００６２】
すなわち、ノズル２ｂに螺合しているノズルナット部２ｄは、その外周面に形成された回転防止溝部２ｇに回転防止ピン１ｊが嵌入した状態のために回転できず、ノズル２ｂのみが回転して、球状基端部２ｃをノズルアジャスター４側に移動させることによって、長手方向に伸びた球状部２ａは、ノズルケース１やノズルアジャスター４の弾性変形による復元力によって増し締めされる。
【００６３】
これにより、ノズル２の調整された方向角度を目視にて確認しながら容易に維持した状態で、球状部２ａは長手方向に伸びることによって、前記開口部１ｄと開口部４ａとにより挟持される押圧力が上記復元力によって上昇し、ノズルケース１に対し上記押圧力により回動不能に固定されて、ノズル部２の取り付けおよび方向調整が完了することになる。このようにノズル部２がノズルケース１に対し固定された状態では、ノズルナット部２ｄと球状基端部２ｃとの間にはスキマ９を生じている。
【００６４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態としての実施の形態２について図２および図８ないし図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の形態１と同様な機能を有する部材については、同一の部材番号を付与して、それらの説明を省いた。
【００６５】
図８および図９に示すように、本実施の形態２では、前述のノズルナット部２ｄの回転防止溝部２ｇに代えて、先端面部に凹部形状の回転切欠部２ｉを有するノズルナット部２ｊが設けられ、一方、前述の球状基端部２ｃに代えて、さらに上記回転防止溝部２ｇに対応した、回転防止溝部２ｋを有する球状基端部２ｍが設けられている。
【００６６】
次に、上記構成における、ノズル部２の取り付け方法およびノズル部２の調整方法について、前述の実施の形態１と相違する点のみについて以下に説明する。
【００６７】
まず、図２に示すように、半導体エピタキシャル反応装置の石英ベルジャー１２の上部の所定場所に、方向指示板５を取り付ける。続いて、ノズルケース１に回動自在に取り付けられたノズル部２に対し、図１０（ａ）に示すノズル方向指示棒６の基端部を、図１１に示すように、ノズル部２のガス吹き出し口であるノズル２ｂ内に挿入して、ノズル方向指示棒６の先端部が方向指示板５の０ポイントに合うように、前述と同様に、上記ノズル２ｂを上下左右に回動させて調整する。
【００６８】
方向指示板５の０ポイントにノズル方向指示棒６の先端が合わされたら、この状態を維持しながら、図１０（ｂ）に示す、ノズル方向指示棒６を内挿できる中空部を有する取っ手部７を、図１１に示すように、ノズル方向指示棒６に挿入して、図１２に示すように、取っ手部７の突起部７ｂとノズルナット部２ｊの回転切欠部２ｉとを互いに嵌合させる。
【００６９】
次に、取っ手部７を回転させることにより上記ノズルナット部２ｊを回転させて、増し締めする。このとき、ノズル部２の球状基端部２ｍは、その外周面に形成された回転防止溝部２ｋに回転防止ピン１ｊが嵌入した状態のために回転できず、ノズルナット部２ｊのみが回転して、螺合により上記球状基端部２ｍのみがノズルアジャスター４側に移動して、上記球状部２ａは増し締めされる。
【００７０】
これにより、ノズル部２は、調整された方向角度を目視により容易に確認しながら上記方向角度を維持した状態で、球状部２ａが開口部１ｄと開口部４ａとによる押圧力を高めて挟持されるようになり、ノズルケース１に対し回動不能に固定され、ノズル部２の取り付けおよび方向調整が完了することになる。このようにノズル部２がノズルケース１に対し固定された状態では、ノズルナット部２ｊと球状基端部２ｍとの間にはスキマ９が生じている。
【００７１】
【発明の効果】
本発明のガス噴射装置は、以上のように、ノズルから外方へのガスの噴射方向を調整可能に支持されるノズル本体が、ノズル基端部と、ノズルの長手方向に沿ってノズル基端部に対し変位可能なノズル変位部とを備え、ノズルおよびノズル変位部の一方の、上記長手方向を軸とする回転によって、ノズル基端部およびノズル変位部は、上記長手方向に互いに離間するようになっている構成である。
【００７２】
それゆえ、上記構成は、ノズル側からの、ノズルおよびノズル変位部の一方の回転により、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定できるので、従来必要であった付帯作業を省くことができて、生産効率を向上できるという効果を奏する。
【００７３】
本発明のガス噴射方向調整方法は、以上のように、上記のガス噴射装置のガス噴射方向調整方法であって、ノズルのガス噴射口側から調整棒を挿入して、調整棒の先端によりノズルからのガスの噴射方向を調整する工程と、上記調整棒をノズルに挿入した状態にて、ノズル基体部およびノズル変位部の一方を回転させることにより、ノズル基体部およびノズル変位部を互いに離間させて、ノズル本体をノズル本体収納部に固定する工程とを含む方法である。
【００７４】
それゆえ、上記方法は、調整棒の先端が所定方向を示していることを、例えば目視にて確認しながら、ノズル本体をノズル本体収納部に固定できることから、従来のように、ガス供給側からの増し締めによる固定に比べて、従来必要な付帯作業を省け、かつ、確認しながら、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定でき、上記固定を確実化および迅速化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整した後に上記ノズルを固定した様子を示す要部断面図である。
【図２】上記ガス噴射装置を用いた半導体エピタキシャル反応装置の要部破断の斜視図である。
【図３】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整する様子を示す要部断面図である。
【図４】上記のガス噴射装置におけるガス供給継ぎ手部の要部断面図である。
【図５】上記ガス噴射装置におけるノズル部の断面図である。
【図６】上記ノズル部の正面図である。
【図７】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整するための、ノズル方向指示棒の正面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るガス噴射装置のノズル部の断面図である。
【図９】上記ノズル部の正面図である。
【図１０】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整するための、ノズル方向指示棒および取っ手部の説明図であって、（ａ）は、ノズル方向指示棒の正面図であり、（ｂ）は、取っ手部の正面図である。
【図１１】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整する様子を示す要部断面図である。
【図１２】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整した後に上記ノズルを固定した様子を示す要部断面図である。
【図１３】従来のガス噴射装置を用いた半導体エピタキシャル反応装置の要部破断の斜視図である。
【図１４】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整する様子を示す説明図であって、（ａ）は、要部断面図であり、（ｂ）はノズル方向指示棒の正面図であり、（ｃ）は、ガス供給継ぎ手部の要部断面図である。
【符号の説明】
１ ノズルケース（ノズル本体収納部）
２ ノズル部
２ａ 球状部（ノズル本体）
２ｂ ノズル
２ｃ 球状基端部（ノズル基端部）
２ｄ ノズルナット部（ノズル変位部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣあるいはＬＳＩ等の半導体回路基板の製造に使用される反応生成膜を形成するためのガス噴射ノズルを有するガス噴射装置およびそれを用いたガス噴射方向調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図１３に示すように、半導体基板であるウエハ５１上に、反応生成膜を形成するために、筒状の容器である石英ベルジャー５２と、その石英ベルジャー５２に対し同軸状に挿脱されて収納される、多角形柱状のウエハ保持筐体であるサセプター５３と、一対の反応ガス噴射ノズル５４とを有する半導体製造装置が知られている。
【０００３】
反応ガス噴射ノズル５４は、石英ベルジャー５２の上部に設けられており、反応ガス、例えば、水素およびシラン系ガスをそれぞれ、例えば２５ＰＳＩ（ｐｏｕｎｄｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）の圧力と流量を制御して噴射するようになっている。噴射された反応ガスは、石英ベルジャー５２の内部を旋回してウエハ５１表面に反応生成膜を成長させながら、石英ベルジャー５２の下部に設けられた排気口５２ａに向かって流れるようになっている。また、サセプター５３も旋回して、保持しているウエハ５１に対し、より均一な膜厚の反応生成膜を形成できるようになっている。
【０００４】
このとき、一対の反応ガス噴射ノズル５４から噴射される反応ガスのジェット気流の方向角度にズレがある場合、石英ベルジャー５２内のガス気流の密度にバラツキが生じて、ウエハ５１上に形成される反応生成膜の膜厚が不均一になるという不都合を生じる。この不都合を解消するためには、反応ガス噴射ノズル５４の方向角度の調整が必要である。
【０００５】
まず、上記従来の反応ガス噴射ノズル５４の取り付け手順および反応ガス噴射ノズル５４の調整方法について、図１４（ａ）に基づいて説明すると、まず、取り付け手順は、石英ベルジャー５２の上部の一対のガス供給用開口５２ｂの内壁に形成された取付ネジ５２ｃに、ノズルケース６１を固定し、そのノズルケース６１に対しノズル６２およびノズル押さえ部６４を装填し、ノズル固定ネジ６４ａで上記ノズル６２を仮止めする。
【０００６】
このとき、ノズル６２は、ノズル６２後方の球体部６２ａが、ノズルケース６１の円環状の先端部とノズル押さえ部６４の先端部とで上記球体部６２ａが摺動可能に挟まれて保持されているので、ノズル６２の先端が、上記球体部６２ａの摺動によって左右上下方向に自在に角度調整できるようになっている。
【０００７】
このような反応ガス噴射ノズル５４を用いて、角度調整する方法について以下に説明すると、まず、図１３に示すように方向指示板６５を石英ベルジャー５２の上部における、反応ガスの噴射方向となる所定位置に取り付けた後、図１４（ｂ）に示すノズル方向指示棒６６を、図１４（ａ）に示すように、ノズル６２のガス噴射口６２ｂに挿入して、上記ノズル６２の向きを変えることにより、方向指示板６５の中心である０ポイント（目標方向）にノズル方向指示棒６６の先端を合わせる。ノズル６２の方向角度を合わせた状態で固定するため、ノズル固定ネジ６４ａを、基端側であるガス供給継ぎ手部６８側より増し締めする。
【０００８】
このとき、ノズル６２の球体部６２ａは、ノズル固定ネジ６４ａのネジ締め圧で、ノズルケース６１の先端部とノズル押さえ部６４の先端部とにより、摺動不能に固定される。続いて、ノズル方向指示棒６６および方向指示板６５を取り外す。
【０００９】
その後、図１４（ｃ）に示す、ガス供給継ぎ手部６８を、石英ベルジャー５２を密封するように、ノズルケース６１に接続する。その次に、上記石英ベルジャー５２内を排気ポンプで減圧しながら、ノズルケース６１とガス供給継ぎ手部６８との接続部においてガス漏れが無いことをチェックする。その後に、ガス供給とウエハ５１の供給を開始して、上記ウエハ５１上への反応生成膜の形成が開始される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来では、ウエハ５１への反応生成膜の形成における、生産効率が低下するという問題を有している。
【００１１】
つまり、上記従来では、ノズル固定ネジ６４ａを一旦ゆるめて、ノズル６２の方向角度の調整を行った後に、ノズル６２を固定するために、ガス供給側からノズル固定ネジ６４ａの増し締めする必要がある。
【００１２】
このため、上記従来では、ガス供給継ぎ手部６８に対し、調整前の取り外しと、調整後の取り付けとが不可欠であるので、ノズル６２の取り付けや、方向調整の際に、ガス供給継ぎ手部６８の脱着や、ノズルケース６１とガス供給継ぎ手部６８との接続部のガス漏れチェック等の、必要な付帯作業を生じ、生産効率が低下するという問題を有している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス噴射装置は、以上の課題を解決するために、ガスを噴射するためのノズルを先端部に有するノズル本体と、ノズルから外方へのガスの噴射方向を調整可能にノズル本体を支持するノズル本体収納部とを有し、ノズル本体は、ノズル基端部と、ノズルの長手方向に沿ってノズル基端部に対し変位可能なノズル変位部とを備え、ノズルおよびノズル変位部の一方の、上記長手方向を軸とする回転によって、ノズル基端部およびノズル変位部は、上記長手方向に互いに離間するようになっていることを特徴としている。
【００１４】
上記ガス噴射装置においては、ノズル基端部およびノズル変位部は、ノズルの長手方向に沿って変位可能なように互いに螺合するネジ部をそれぞれ有していることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、ノズルから外方へのガスの噴射方向を調整可能にノズル本体を支持するノズル本体収納部を有するので、上記ノズルにおけるガスの噴射方向を調整することができる。
【００１６】
その上、上記構成では、ノズルおよびノズル変位部の一方を、ノズルの長手方向を軸として回転させ、ノズル基端部およびノズル変位部を、上記長手方向に互いに離間させることによって、ノズル本体は長手方向に伸びてノズル本体収納部に支持される際のノズル本体収納部からの押圧力を高めることができて、調整後のノズルの方向を維持したノズル本体を、上記押圧力によってノズル本体収納部内に固定することができる。
【００１７】
この結果、上記構成では、ノズル側からの、ノズルおよびノズル変位部の一方の回転により、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定できるので、従来必要であった付帯作業を省くことができて、生産効率を向上できる。
【００１８】
上記ガス噴射装置においては、ノズル基端部およびノズル変位部は、ガスの噴射方向を調整可能にノズル本体収納部内にて支持される球状部を形成するようになっていることが望ましい。
【００１９】
上記構成によれば、ノズル基端部およびノズル変位部の間での変位を調整することにより、ノズル基端部およびノズル変位部による球状部は、ノズル本体収納部内にて支持されながら容易に回動できて、ノズルからのガスの噴射方向の調整を容易化できる。
【００２０】
上記ガス噴射装置では、ノズル基端部およびノズル変位部の一方は、上記両者の内の他方の回転に対する従動を回避するための溝部を有し、ノズル本体収納部は、上記溝部に嵌入される突起部を有していてもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、溝部と、それに嵌入される突起部とを設けたことにより、ノズル基端部およびノズル変位部の一方の、他方に対する変位を安定化できて、ノズルからのガスの噴射方向の調整を確実化できる。
【００２２】
上記ガス噴射装置においては、溝部は、ノズルの長手方向に沿って形成されていることが好ましい。また上記ガス噴射装置では、突起部は、球状部の中心に向かって延びるように形成されていることが望ましい。
【００２３】
上記構成によれば、溝部を、ノズルの長手方向に沿って形成することにより、また、突起部を、球状部の中心に向かって延びるように形成することよって、例えば、球状部において、互いに直交する２つの回動軸をそれぞれ確保できることから、ノズル本体の回動範囲を広げ、かつ、上記回動を安定化できて、ノズルからのガスの噴射方向の調整を確実化できる。
【００２４】
本発明のガス噴射方向調整方法は、前記の課題を解決するために、上記の何れかに記載のガス噴射装置のガス噴射方向調整方法であって、ノズルのガス噴射口側から調整棒を挿入して、調整棒の先端によりノズルからのガスの噴射方向を調整する工程と、上記調整棒をノズルに挿入した状態にて、ノズル基体部およびノズル変位部の一方を回転させることにより、ノズル基体部およびノズル変位部を互いに離間させて、ノズル本体をノズル本体収納部に固定する工程とを含むことを特徴としている。
【００２５】
上記方法によれば、さらに、調整棒をノズル内に挿入し、上記調整棒の先端により、ノズルからのガスの噴射方向の調整して設定した後に、上記調整棒をノズルに挿入した状態にて、ノズル側からの、ノズルまたはノズル変位部を回転させることによって、ノズル本体をノズル本体収納部に固定できる。
【００２６】
この結果、上記構成では、調整棒の先端が所定方向を示していることを、例えば目視にて確認しながら、ノズル側からの操作によって、ノズル本体をノズル本体収納部に固定できることから、従来のように、ガス供給側からの増し締めによる固定に比べて、従来必要な付帯作業を省け、かつ、ノズル側から確認しながら、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定でき、上記固定を確実化および迅速化できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２８】
本発明の実施の形態１に係るガス噴射装置は、例えば、半導体エピタキシャル反応装置（半導体製造装置）に対し、好適に使用されるものである。上記半導体エピタキシャル反応装置は、図２に示すように、半導体基板であるウエハ１１上に、反応生成膜を形成するために、筒状の容器である石英ベルジャー１２と、その石英ベルジャー１２に対し同軸状に挿脱されて収納される、多角形柱状のウエハ保持筐体であるサセプター１３と、一対の反応ガス噴射ノズル部（ガス噴射装置）１４とを有している。
【００２９】
各反応ガス噴射ノズル部１４は、石英ベルジャー１２の上部にそれぞれ設けられており、反応ガス、例えば、水素およびシラン系ガスをそれぞれ、例えば２５ＰＳＩの圧力と流量を制御して噴射するようになっている。
【００３０】
噴射された反応ガスは、石英ベルジャー１２の内部を旋回してウエハ１１表面に反応生成膜を成長させながら、石英ベルジャー１２の下部に設けられた排気口１２ａに向かって流れるようになっている。このとき、サセプター１３も旋回して、保持しているウエハ１１への均一な膜厚の反応生成膜を形成できるようになっている。
【００３１】
反応ガス噴射ノズル部１４は、図３に示すように、石英ベルジャー１２の上部内壁に穿設された、円筒状のガス供給口１２ｂの内壁に形成されたノズルケース取付雌ネジ１２ｃにより上記ガス供給口１２ｂに取り付けられる、略円筒状のノズルケース（ノズル本体収納部）１を有している。
【００３２】
上記ノズルケース１は、上記ガス供給口１２ｂの内径とほぼ等しいまたは若干小さな外径を有する略円筒状のケース先端部１ａと、そのケース先端部１ａに同軸状に続く、上記ガス供給口１２ｂより外径が大きな略円筒状のケース基端部１ｂとを備えている。
【００３３】
ケース先端部１ａは、先端に、径方向内向きに延びるフランジ部１ｃが円形の開口部１ｄを有するように形成されている。一方、ケース基端部１ｂでは、ケース先端部１ａに続く、ケース先端部１ａの内径と等しい内径を有し、ケース先端部１ａと同軸なケース本体１ｅと、そのケース本体１ｅに続く、ケース先端部１ａの内径より大きな内径を有するケース接続部１ｆとを有している。
【００３４】
上記ケース接続部１ｆの内部空間（ガス流通路）の内周面には、ノズル固定用雌ネジ１ｇが、上記内部空間と同軸状に形成されている。上記ノズル固定用雌ネジ１ｇには、その先端側に後述するノズルアジャスター４が螺合され、ノズル固定用雌ネジ１ｇの基端側には、図４に示すガス供給継ぎ手部８を、螺合によって接続することにより、ノズルケース１にガスを安定に供給できるようになっている。
【００３５】
図３に示すように、ケース先端部１ａの外周面には、前記ノズルケース取付ネジ１２ｃに螺合するノズルケース取付雄ネジ１ｈが形成されている。一方、ケース基端部１ｂにおける、ガス供給口１２ｂに対面する先端面には、Ｏリング等によるシール部１ｉが設けられている。
【００３６】
よって、ノズルケース１は、石英ベルジャー１２の外側からガス供給口１２ｂに差し込まれ、ノズルケース取付雌ネジ１２ｃとノズルケース取付雄ネジ１ｈとを螺合させて回転させることによって、上記シール部１ｉがガス供給口１２ｂの開口端部に押圧された状態で、上記ガス供給口１２ｂに固定される。このようなノズルケース１は、石英ベルジャー１２の密閉性を維持しながら上記石英ベルジャー１２に対し取り付けられることになる。
【００３７】
また、反応ガス噴射ノズル部１４には、略円筒状のノズルアジャスター４がノズルケース１内に内挿されている。ノズルアジャスター４は、ケース先端部１ａやケース基端部１ｂの内径とほぼ等しいまたは若干小さい外径を有していて、ノズルケース１内を、ノズルケース１の中心軸方向（長手方向）に沿って進退自在となっている。
【００３８】
また、ノズルアジャスター４は、その先端開口部に、後述するノズル部２の球状部（ノズル本体）２ａを支持するための開口部４ａと、ノズルアジャスター４の基端部の外周部に、前述のノズル固定用雌ネジ１ｇと螺合するノズル固定用雄ネジ４ｂとを有している。
【００３９】
上記開口部４ａの形状としては、具体的には、球状部２ａの表面に対し、面状に当接する湾曲した凹部形状、例えば、上記球状部２ａの半径と略同一の半径を有する球帯表面形状が挙げられる。
【００４０】
なお、上記開口部４ａは、凹部形状でなくともよいが、後述する球状部２ａに対し面状に当接するように湾曲した凹部形状の方が、安定にノズル部２を支持できて、反応ガスの噴射時のような、振動状態においても、上記ノズル部２の方向をより確実に保持できる。
【００４１】
さらに、反応ガス噴射ノズル部１４には、ノズルケース１のケース先端部１ａに、略円筒状のノズル部２が取り付けられている。ノズル部２は、その内径が、ノズルアジャスター４の内径より小さくなるように設定されていて、例えばノズルアジャスター４から送られてくる反応ガスを、ノズル部２の先端部であるノズル２ｂの開口からジェット気流にて噴射（放出）できるようになっている。
【００４２】
また、ノズル部２におけるノズル２ｂの基端部の外径は、前述のケース先端部１ａの開口部１ｄの内径より若干小さくなるように設定されている。上記ノズル２ｂの基端部の外周面は、上記開口部１ｄの内周面に対面している。
【００４３】
また、ノズル部２の基端部には、球状部２ａが、その球状部２ａの中心がノズル部２やノズルアジャスター４の中心軸（ガス流通路の中心軸）上となるように設けられている。上記球状部２ａは、その外径が、ケース先端部１ａの内径とほぼ等しいまたは若干小さく設定されている。これらにより、ノズル部２は、その球状部２ａがケース先端部１ａの開口部１ｄとノズルアジャスター４の開口部４ａとにより緩く挟持されると、ノズル部２からのガスの噴出方向を所定の範囲内（円錐形状範囲）、すなわちノズル２ｂの基端部の外周面が上記開口部１ｄの内周面に当接により規定される範囲内にて設定自在となっている。
【００４４】
そして、上記球状部２ａは、ノズル部２の長手方向に対し、別体となるように分割された、球状基端部（ノズル基端部）２ｃと、ノズルナット部（ノズル移動部）２ｄとを備えている。上記長手方向とは、ノズル部２のノズル２ｂにおける、円筒状のガス流通路が、そのガス流通方向の長さをガス流通路の内径に対し大きくなるように備えており、上記ガス流通路の中心軸方向をいう。
【００４５】
上記球状基端部２ｃは、ノズル部２の基端部から径方向外向きのフランジ状に延びるように形成されている。上記ノズルナット部２ｄは、上記球状基端部２ｃに対し、ノズル部２の長手方向（ガスの噴射方向）に沿って往復移動可能に形成されている。
【００４６】
このようなノズルナット部２ｄを設けたことにより、球状部２ａがケース先端部１ａの開口部１ｄとノズルアジャスター４の開口部４ａとにより緩く挟持されて摺動できるように上記ノズルナット部２ｄを変位させて、ノズル部２からのガスの噴出方向を設定し、続いて、上記ノズルナット部２ｄを、上記球状基端部２ｃに対し変位させて、球状部２ａを長手方向に伸ばし、上記球状部２ａが開口部１ｄと開口部４ａとにより挟持される押圧力を高めることにより、上記ノズル部２を、ノズル２ｂ側から固定できる。
【００４７】
なお、上記では、球状基端部２ｃに対しノズルナット部２ｄを変位させる例を挙げたが、後述するように、逆に、ノズルナット部２ｄに対し球状基端部２ｃを変位させるように設定してもよい。
【００４８】
これにより、本発明では、ノズル部２の方向の調整を容易化できると共に、従来のようなガス供給継ぎ手部側からの調整を省いて、ガス漏れチェックを回避でき、ノズル部２の方向の調整や取り付けを簡素化および迅速化できて、例えば、ノズル部２の取付作業や、ノズル２ｂ方向の調整作業は、従来の約１／３にできる。
【００４９】
このようなノズルナット部２ｄには、図５および図６に示すように、ノズルナット部２ｄを球状基端部２ｃに対し長手方向に沿って変位自在とするために、ノズル２ｂの外径と略等しい内径を有する円筒状の内壁部と、その内壁部の内周面に雌ネジ部２ｅが、ノズル部２の中心軸と同軸状に形成されている。一方、ノズル部２におけるノズル２ｂの基端側外周面には、上記雌ネジ部２ｅと螺合する雄ネジ部２ｆが形成されている。なお、上記雌ネジ部２ｅおよび雄ネジ部２ｆに代えて、例えばカム機構等の変位させるための機構を用いることもできる。
【００５０】
また、ノズルナット部２ｄの外周面には、ノズルナット部２ｄを、ノズル部２のノズル２ｂやそれと一体の球状基端部２ｃが回転したとき、その回転に従動することを回避するための、回転防止溝部２ｇがノズル部２の長手方向に沿うように設けられている。
【００５１】
一方、図３に示すように、ノズルナット部２ｄが球状基端部２ｃと上記長手方向の各端面にて互いに当接した状態となっている球状部２ａに対し、ケース先端部１ａの内壁には、上記回転防止溝部２ｇに嵌入して、回転防止溝部２ｇ内を長手方向に沿って摺動可能な回転防止ピン１ｊが、ノズル部２の中心軸に対し直交し、かつ、球状部２ａの中心に向かって径方向内向きの方向に突出するように形成されている。このような回転防止溝部２ｇおよび回転防止ピン１ｊを設けたことにより、球状部２ａは、互いに直交する２つの回動軸をそれぞれ有することになる。
【００５２】
さらに、図５および図６に示すように、ノズル２ｂの先端部外周面には、ノズル部２を、ガスの噴出口側から、ノズル部２の中心軸を中心として回転させることを容易化するための、一対のノズル回転用切欠部２ｈが、それらの表面を互いに平行となるようにそれぞれ形成されている。
【００５３】
次に、上記構成における、ノズル部２の取り付け方法およびノズル部２からのガスの噴射方向の調整方法について以下に説明する。
【００５４】
図２および図３に示すように、半導体エピタキシャル反応装置の石英ベルジャー１２のガス供給口１２ｂに対し、ノズルケース１を螺合により取り付ける。ノズルケース１に納められたノズル部２は、図５および図６に示すように、予めネジ締めした螺合によって、ノズルナット部２ｄと球状基端部２ｃとは、ノズル部２の長手方向の端面にて互いに当接した状態となって、ほぼ完全な球状となる球状部２ａを形成している。
【００５５】
このように組み立てた球状部２ａを有するノズル部２を、図３に示すように、ノズルケース１内に、ノズル部２の回転防止溝部２ｇに、ノズルケース１の回転防止ピン１ｊが嵌入すると共に、ノズル部２のノズル２ｂをノズルケース１の開口部１ｄより外方に突出するように装填する。これにより、ノズルナット部２ｄは、その回動がノズルケース１により固定されている。
【００５６】
続いて、ノズルアジャスター４を、ノズルケース１内に螺合により装着して、ノズル部２の球状部２ａが、ノズルケース１の開口部１ｄとノズルアジャスター４の開口部４ａとの間にて摺動可能に挟持されるように設定する。
【００５７】
このとき、ノズル部２のノズル２ｂは、ノズルケース１における回転防止ピン１ｊの、回転防止溝部２ｇへの嵌入によって、上記回転防止溝部２ｇの形成方向（長手方向）に沿って所定の角度範囲内にて回動自在となっている。
【００５８】
また、上記ノズル２ｂは、回転防止ピン１ｊが、ノズル部２の中心軸に対し直交し、かつ、球状部２ａの中心に向かって径方向内向きの方向に突出するように形成されているので、上記回転防止溝部２ｇの形成方向に沿った回動方向に対し、直交する方向にも所定の角度範囲内にて回動自在となっている。よって、上記ノズル部２のノズル２ｂは、球状部２ａの中心を頂点とする仮定円錐形状の範囲内（上下左右に）にて滑らかに回動自在となっている。
【００５９】
このような取り付け方法および調整方法では、図３および図７に示す方向指示板５およびノズル方向指示棒６が、ノズル部２の取り付け方向指示のガイドとしてのツールとして用いられている。このために、半導体エピタキシャル反応装置の石英ベルジャー１２の上部の所定場所に、例えば図２に示すように、方向指示板５を取り付けられるように取り付け部（図示せず）が設けられている。
【００６０】
このように回動自在にノズルケース１に取り付けられたノズル部２に対し、図７に示すノズル方向指示棒６の基端側を、図３に示すように、ノズル部２のガス吹き出し口であるノズル２ｂ内に挿入して、ノズル方向指示棒６の挿入部の各突起部６ａの内面を、図５および図６に示すノズル２ｂの一対のノズル回転用切欠部２ｈの外面にそれぞれ当接させて対面させる。
【００６１】
続いて、ノズル方向指示棒６の先端部が方向指示板５の０ポイント（ガスの噴射方向の設定位置）に合うように、上記ノズル２ｂを上下左右に回動させて調整する。方向指示板５の０ポイントにノズル方向指示棒６の先端が合わされたら、この状態を維持しながら、図１に示すように、ノズル方向指示棒６に取り付けられ、一体的に回転する円柱状の取っ手部７を、その外周方向に沿って回し、ノズル２ｂを回転させて、球状部２ａを増し締めする。
【００６２】
すなわち、ノズル２ｂに螺合しているノズルナット部２ｄは、その外周面に形成された回転防止溝部２ｇに回転防止ピン１ｊが嵌入した状態のために回転できず、ノズル２ｂのみが回転して、球状基端部２ｃをノズルアジャスター４側に移動させることによって、長手方向に伸びた球状部２ａは、ノズルケース１やノズルアジャスター４の弾性変形による復元力によって増し締めされる。
【００６３】
これにより、ノズル２の調整された方向角度を目視にて確認しながら容易に維持した状態で、球状部２ａは長手方向に伸びることによって、前記開口部１ｄと開口部４ａとにより挟持される押圧力が上記復元力によって上昇し、ノズルケース１に対し上記押圧力により回動不能に固定されて、ノズル部２の取り付けおよび方向調整が完了することになる。このようにノズル部２がノズルケース１に対し固定された状態では、ノズルナット部２ｄと球状基端部２ｃとの間にはスキマ９を生じている。
【００６４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態としての実施の形態２について図２および図８ないし図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の形態１と同様な機能を有する部材については、同一の部材番号を付与して、それらの説明を省いた。
【００６５】
図８および図９に示すように、本実施の形態２では、前述のノズルナット部２ｄの回転防止溝部２ｇに代えて、先端面部に凹部形状の回転切欠部２ｉを有するノズルナット部２ｊが設けられ、一方、前述の球状基端部２ｃに代えて、さらに上記回転防止溝部２ｇに対応した、回転防止溝部２ｋを有する球状基端部２ｍが設けられている。
【００６６】
次に、上記構成における、ノズル部２の取り付け方法およびノズル部２の調整方法について、前述の実施の形態１と相違する点のみについて以下に説明する。
【００６７】
まず、図２に示すように、半導体エピタキシャル反応装置の石英ベルジャー１２の上部の所定場所に、方向指示板５を取り付ける。続いて、ノズルケース１に回動自在に取り付けられたノズル部２に対し、図１０（ａ）に示すノズル方向指示棒６の基端部を、図１１に示すように、ノズル部２のガス吹き出し口であるノズル２ｂ内に挿入して、ノズル方向指示棒６の先端部が方向指示板５の０ポイントに合うように、前述と同様に、上記ノズル２ｂを上下左右に回動させて調整する。
【００６８】
方向指示板５の０ポイントにノズル方向指示棒６の先端が合わされたら、この状態を維持しながら、図１０（ｂ）に示す、ノズル方向指示棒６を内挿できる中空部を有する取っ手部７を、図１１に示すように、ノズル方向指示棒６に挿入して、図１２に示すように、取っ手部７の突起部７ｂとノズルナット部２ｊの回転切欠部２ｉとを互いに嵌合させる。
【００６９】
次に、取っ手部７を回転させることにより上記ノズルナット部２ｊを回転させて、増し締めする。このとき、ノズル部２の球状基端部２ｍは、その外周面に形成された回転防止溝部２ｋに回転防止ピン１ｊが嵌入した状態のために回転できず、ノズルナット部２ｊのみが回転して、螺合により上記球状基端部２ｍのみがノズルアジャスター４側に移動して、上記球状部２ａは増し締めされる。
【００７０】
これにより、ノズル部２は、調整された方向角度を目視により容易に確認しながら上記方向角度を維持した状態で、球状部２ａが開口部１ｄと開口部４ａとによる押圧力を高めて挟持されるようになり、ノズルケース１に対し回動不能に固定され、ノズル部２の取り付けおよび方向調整が完了することになる。このようにノズル部２がノズルケース１に対し固定された状態では、ノズルナット部２ｊと球状基端部２ｍとの間にはスキマ９が生じている。
【００７１】
【発明の効果】
本発明のガス噴射装置は、以上のように、ノズルから外方へのガスの噴射方向を調整可能に支持されるノズル本体が、ノズル基端部と、ノズルの長手方向に沿ってノズル基端部に対し変位可能なノズル変位部とを備え、ノズルおよびノズル変位部の一方の、上記長手方向を軸とする回転によって、ノズル基端部およびノズル変位部は、上記長手方向に互いに離間するようになっている構成である。
【００７２】
それゆえ、上記構成は、ノズル側からの、ノズルおよびノズル変位部の一方の回転により、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定できるので、従来必要であった付帯作業を省くことができて、生産効率を向上できるという効果を奏する。
【００７３】
本発明のガス噴射方向調整方法は、以上のように、上記のガス噴射装置のガス噴射方向調整方法であって、ノズルのガス噴射口側から調整棒を挿入して、調整棒の先端によりノズルからのガスの噴射方向を調整する工程と、上記調整棒をノズルに挿入した状態にて、ノズル基体部およびノズル変位部の一方を回転させることにより、ノズル基体部およびノズル変位部を互いに離間させて、ノズル本体をノズル本体収納部に固定する工程とを含む方法である。
【００７４】
それゆえ、上記方法は、調整棒の先端が所定方向を示していることを、例えば目視にて確認しながら、ノズル本体をノズル本体収納部に固定できることから、従来のように、ガス供給側からの増し締めによる固定に比べて、従来必要な付帯作業を省け、かつ、確認しながら、ノズルからのガスの噴射方向を調整して固定でき、上記固定を確実化および迅速化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整した後に上記ノズルを固定した様子を示す要部断面図である。
【図２】上記ガス噴射装置を用いた半導体エピタキシャル反応装置の要部破断の斜視図である。
【図３】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整する様子を示す要部断面図である。
【図４】上記のガス噴射装置におけるガス供給継ぎ手部の要部断面図である。
【図５】上記ガス噴射装置におけるノズル部の断面図である。
【図６】上記ノズル部の正面図である。
【図７】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整するための、ノズル方向指示棒の正面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るガス噴射装置のノズル部の断面図である。
【図９】上記ノズル部の正面図である。
【図１０】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整するための、ノズル方向指示棒および取っ手部の説明図であって、（ａ）は、ノズル方向指示棒の正面図であり、（ｂ）は、取っ手部の正面図である。
【図１１】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整する様子を示す要部断面図である。
【図１２】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整した後に上記ノズルを固定した様子を示す要部断面図である。
【図１３】従来のガス噴射装置を用いた半導体エピタキシャル反応装置の要部破断の斜視図である。
【図１４】上記ガス噴射装置における、ノズルからのガスの噴射方向を調整する様子を示す説明図であって、（ａ）は、要部断面図であり、（ｂ）はノズル方向指示棒の正面図であり、（ｃ）は、ガス供給継ぎ手部の要部断面図である。
【符号の説明】
１ ノズルケース（ノズル本体収納部）
２ ノズル部
２ａ 球状部（ノズル本体）
２ｂ ノズル
２ｃ 球状基端部（ノズル基端部）
２ｄ ノズルナット部（ノズル変位部）
Claims (7)
- ガスを噴射するためのノズルを先端部に有するノズル本体と、
ノズルから外方へのガスの噴射方向を調整可能にノズル本体を支持するノズル本体収納部とを有し、
ノズル本体は、ノズル基端部と、ノズルの長手方向に沿ってノズル基端部に対し変位可能なノズル変位部とを備え、
ノズルおよびノズル変位部は、ノズルの長手方向に沿って変位可能なように互いに螺合するネジ部をそれぞれ有し、
ノズルおよびノズル変位部の一方の、上記長手方向を軸とする回転によって、ノズル基端部およびノズル変位部は、上記ネジ部により上記長手方向に互いに変位するようになっていることを特徴とする半導体製造装置のガス噴射装置。 - 上記回転によって、ノズル基端部およびノズル変位部は、ノズル本体収納部との摺動してノズルから外方へのガスの噴射方向の調整可能位置と、上記ノズルのガスの噴射方向の固定位置との間にて変位するものであることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置のガス噴射装置。
- ノズル基端部およびノズル変位部は、ガスの噴射方向を調整可能にノズル本体収納部内にて支持される球状部を形成するようになっていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置のガス噴射装置。
- ノズル基端部およびノズル変位部の一方は、上記両者の内の他方の回転に対する従動を回避するための溝部を有し、
ノズル本体収納部は、上記溝部に嵌入される突起部を有していることを特徴とする請求項３記載の半導体製造装置のガス噴射装置。 - 溝部は、ノズルの長手方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項４記載の半導体製造装置のガス噴射装置。
- 突起部は、球状部の中心に向かって延びるように形成されていることを特徴とする請求項４または５記載の半導体製造装置のガス噴射装置。
- 請求項１ないし６の何れかに記載の半導体製造装置のガス噴射装置のガス噴射方向調整方法であって、
ノズルのガス噴射口側から調整棒を挿入して、調整棒の先端によりノズルからのガスの噴射方向を調整する工程と、
上記調整棒をノズルに挿入した状態にて、ノズルおよびノズル変位部の一方を回転させることにより、ノズル基端部およびノズル変位部を互いに離間させて、ノズル本体をノズル本体収納部に固定する工程とを含むことを特徴とする半導体製造装置のガス噴射装置のガス噴射方向調整方法。
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