CN104752272A - 衬底处理装置以及半导体器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种衬底处理装置和半导体器件的制造方法，使从多个供给管供给的气体在到达至处理容器之前混合，来抑制在供给至处理容器的气体中产生浓度梯度。衬底处理装置具有：通用管，与处理容器连接，且使第1和第2处理气体通过；缓冲部，与通用管的上游连接，且宽度比通用管的直径宽；第1供给管，与缓冲部的连接有通用管的第1面、或与其相对的第2面连接，且使第1处理气体通过；和第2供给管，与缓冲部的第1或第2面连接，且使第2处理气体通过，第1以及第2供给管在第1或第2面中，连接于比通用管位于外周侧的位置，缓冲部使第1面与第2面之间的距离，比通用管的中心线与第1供给管以及第2供给管的中心线之间的距离形成得较小。
Description
技术领域
本发明涉及衬底处理装置以及半导体器件的制造方法。
背景技术
作为半导体制造装置等衬底处理装置，公知有枚叶式的衬底处理装置。在该枚叶式的衬底处理装置中，知道一种从与处理衬底的处理容器连接的1根气体供给管供给多个处理气体的方式的装置（例如专利文献1）。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-164736号公报
在从与处理容器连接的1根气体供给管（以下称为“通用管”）供给多个处理气体的方式的装置中，各处理气体的供给管与通用管的上游侧连接。在从该各处理气体的供给管同时供给气体的情况下，希望将从各个供给管供给的气体在其到达至处理容器之前混合，来抑制在供给至处理容器的气体中产生浓度梯度。在此，从各个供给管同时供给的气体还具有为不同的处理气体的情况，也具有为处理气体和非活性气体的情况。
发明内容
本发明鉴于上述课题，以提供一种衬底处理装置和半导体器件的制造方法为目的，能够使从多个供给管供给的气体在到达至处理容器之前混合，来抑制在供给至处理容器的气体中产生浓度梯度。
本发明的一个方式的衬底处理装置，其向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体，具有：通用管，与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，与所述通用管的上游连接，且宽度比所述通用管的直径宽；第1供给管，与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与其相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管在所述第1面或所述第2面中，连接于比所述通用管位于外周侧的位置，所述缓冲部的所述第1面与所述第2面之间的距离，与所述通用管的中心线与所述第1供给管以及所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
本发明的其他方式的衬底处理装置，其向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体，具有：通用管，与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，与所述通用管的上游连接，且宽度比所述通用管的直径宽；第1供给管，与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与其相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管在所述第1面或所述第2面中，连接于比所述通用管位于外周侧的位置，所述缓冲部将所述第1面与所述第2面之间的距离，设为所述第1供给管的直径以及所述第2供给管的直径的2倍以下的值。
本发明的一个方式的半导体器件的制造方法，用于向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体来处理所述衬底，该制造方法具有经由如下的供给系统向所述处理容器供给所述第1处理气体和所述第2处理气体来处理所述衬底的工序，其中，该供给系统具有：通用管，与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，与所述通用管的上游连接，且宽度比所述通用管的直径宽；第1供给管，与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与其相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管在所述第1面或所述第2面中，连接于比所述通用管位于外周侧的位置，所述缓冲部构成为，使所述第1面与所述第2面之间的距离，与所述通用管的中心线与所述第1供给管以及所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
发明的效果
根据本发明，能够使从多个供给管供给的气体在到达至处理容器之前混合，来抑制在供给至处理容器的气体中产生浓度梯度。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的衬底处理装置图。
图2是表示图1所示的衬底处理装置的衬底处理工序的流程图。
图3是具体表示图2所示的成膜工序的流程图。
图4是表示图2所示的成膜工序中的气体供给定时的时序图。
图5是图1所示的缓冲部附近的立体图。
图6是通过从通用管、缓冲部以及供给管的各自的中心通过的垂直面将图5剖切的剖视图。
图7是从图6的剖切面平面观察图6的说明图。
图8是第2实施方式的衬底处理装置的缓冲部附近的立体图。
图9是第3实施方式的衬底处理装置的缓冲部附近的立体图。
图10是第4实施方式的衬底处理装置的缓冲部附近的立体图。
附图标记说明
100…衬底处理装置
200…晶片（衬底）
202…反应容器
240…通用管
242…缓冲部
242a…缓冲部的底面（第1面）
242b…缓冲部的底面（第1面）
243…第1供给管
244…第2供给管
245…第3供给管
246…RPU
具体实施方式
以下，说明本发明的第1实施方式。
＜装置构成＞
图1表示本实施方式的衬底处理装置100的构成。如图1所示，衬底处理装置100作为枚叶式的衬底处理装置而构成。
（处理容器）
如图1所示，衬底处理装置100具有处理容器202。处理容器202的横截面例如为圆形，并作为扁平的密闭容器而构成。另外，处理容器202例如由铝（Al）或不锈钢（SUS）等金属材料构成。在处理容器202内形成有对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理的处理空间201、和在将晶片200向处理空间201搬送时使晶片200通过的搬送空间203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设有分隔板204。
在下部容器202b的侧面上，设有与闸阀205相邻的衬底搬入搬出口206，晶片200经由衬底搬入搬出口206在与未图示的搬送室之间移动。在下部容器202b的底部上，设有多个顶升销（lift pin）207。
在处理空间201内，设有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有载置晶片200的载置面211、和作为加热源的加热器213。在衬底支承部210上，在与顶升销207对应的位置上分别设有供顶升销207贯穿的贯穿孔214。
衬底支承部210由轴217支承。轴217将处理容器202的底部贯穿，而且在处理容器202的外部与升降机构218连接。使升降机构218动作而使轴217以及支承部210升降，由此，使载置于衬底载置面211上的晶片200升降。此外，轴217下端部的周围由波纹管（bellows）219覆盖，处理容器202内被气密地保持。
衬底支承部210在晶片200的搬送时，下降至使衬底载置面211与衬底搬入搬出口206相对的位置（晶片搬送位置），并在晶片200的处理时，如图1所示地上升直到晶片200处于处理空间201内的处理位置（晶片处理位置）。
具体地，在使衬底支承部210下降至晶片搬送位置时，顶升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，顶升销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底支承部210上升至晶片处理位置时，顶升销207从衬底载置面211的上表面收进，衬底载置面211从下方支承晶片200。此外，顶升销207与晶片200直接接触，由此希望例如由石英或氧化铝等材质形成。
在处理空间201的上方，且在晶片200的中心（衬底载置面211的中心）的同轴上，连接有后述的气体供给系统。处理空间201的顶面235设为，以与晶片200中心（衬底载置面211的中心）同轴上的位置为顶点的圆锥形状。
（气体供给系统）
气体供给系统至少具有：使多个处理气体通过的通用管240；位于处理空间201的内部且与通用管240的下游连接的分散板241；与通用管240的上游连接的缓冲部242；与缓冲部242连接的第1供给管243；和与缓冲部242连接的第2供给管244。在此，多个处理气体包含相互具有反应性的第1处理气体和第2处理气体。在本实施方式中，将第1处理气体设为TiCl4（四氯化钛），将第2处理气体设为NH3（氨）。TiCl4从第1供给管243供给，NH3从第2供给管244供给。
分散板241呈大致半圆形，其内部为中空。在分散板241上设有多个孔或缝隙。从通用管240流入至分散板241的内部的气体通过分散板241的孔或缝隙而被分散，向处理空间201整体供给。缓冲部242的形状将在后说明。
第1供给管243具有配管243a，在配管243a上，从上游方向依次设有气体供给源243b、作为流量控制器（流量控制部）的质量流量控制器（Mass Flow Controller：MFC）243c、以及作为开关阀的阀门243d。气体供给源243b是TiCl4的供给源，通过打开阀门243d，而向缓冲部242供给由质量流量控制器243c调整为规定流量的TiCl4气体。
另外，第1供给管243具有配管243e。配管243e在阀门243d的下游侧与配管243a连接。在配管243e上，从上游侧依次设有气体供给源243f、作为流量控制器（流量控制部）的质量流量控制器（MFC）243g、以及作为开关阀的阀门243h。气体供给源243f是非活性气体的供给源，通过打开阀门243d，而向缓冲部242供给由质量流量控制器243g调整为规定流量的非活性气体。在本实施方式中，作为非活性气体而使用N2（氮气）。
第2供给管244具有配管244a，在配管244a上，从上游方向依次设有气体供给源244b、作为流量控制器（流量控制部）的质量流量控制器（MFC）244c、以及作为开关阀的阀门244d。气体供给源244b是NH3的供给源、通过打开阀门244d，而向缓冲部242供给由质量流量控制器244c调整为规定流量的NH3气体。
另外，第1供给管244具有配管244e。配管244e在阀门244d的下游侧与配管244a连接。在配管244e上，从上游侧依次设有气体供给源244f、作为流量控制器（流量控制部）的质量流量控制器（MFC）244g、以及作为开关阀的阀门244h。气体供给源244f是非活性气体（N2）的供给源，通过打开阀门244d，而向缓冲部242供给由质量流量控制器244g调整为规定流量的非活性气体。此外，作为非活性气体，除了N2气体之外，还能够使用例如氦（He）气、氖（Ne）气、氩（Ar）气等稀有气体。
（气体排气系统）
将处理容器202（处理空间201）的环境气体排出的排气系统具有与处理容器202（处理空间201）连接的排气管222。在排气管222上，从其上游侧依次设有作为压力控制器的APC（AutoPressureController：自动压力控制器）223和作为开关阀的阀门224。在排气管222的更下游，连接有未图示的排气泵。
通过打开阀门224，由排气泵排出处理容器202内的环境气体。此时，通过APC223调整排气管222的流导（conductance），由此，将处理容器202内控制为规定的压力。
（控制器）
衬底处理装置100具有对衬底处理装置100的各部分的动作进行控制的控制器260。控制器260至少具有运算部261以及存储部262。控制器260与上述各构成连接，根据上位控制器或使用者的指示而从存储部调用程序或处理方法（recipe），并根据该内容来控制各构成的动作。
此外，控制器260可以作为专用的计算机而构成，也可以作为通用的计算机而构成。例如，准备存储了上述程序的外部存储装置（例如，磁带、软盘或硬盘等磁盘、CD或DVD等光碟、MO等光磁盘、USB存储器（USB Flash Drive）或存储卡等半导体存储器）263，使用外部存储装置263而将程序安装到通用的计算机中，由此，能够构成本实施方式的控制器260。
另外，用于向计算机供给程序的方法，并不限于经由外部存储装置263供给的情况。例如，也可以使用网络或专用线等通信机构，不经由外部存储装置263地供给程序。此外，存储部262和外部存储装置263作为计算机可读的存储介质而构成。以下，将这些简单地总称为存储介质。此外，在本说明书中，使用存储介质这一用语的情况下，具有仅包含存储部262单体的情况、仅包含外部存储装置263单体的情况、和双方的情况。
＜衬底处理工序＞
接下来，说明使用衬底处理装置100而在晶片200上形成薄膜的工序。此外，在以下的说明中，由控制器260控制构成衬底处理装置100的各部分的动作。
图2是表示本实施方式的衬底处理工序的流程图。
以下，说明使用从第1供给管243供给的TiCl4和从第2供给管244的供给NH3来形成TiN膜（氮化钛膜）的示例。
（衬底搬入工序S102）
首先，使衬底支承部210下降至晶片200的搬送位置，由此，使顶升销207贯穿至衬底支承部210的贯穿孔214中。该结果为，顶升销207成为与衬底载置面211相比仅突出规定的高度量的状态。接着，打开闸阀205而使搬送空间203与移载室（未图示）连通。然后，使用晶片移载机（未图示）将晶片200从该移载室输入至搬送空间203，并将晶片200移载至顶升销207上。由此，晶片200以水平姿势被支承在顶升销207上。
将晶片200搬入至处理容器202内后，使晶片移载机向处理容器202的外部退避，并将闸阀205关闭而将处理容器202内密闭。然后，通过使衬底支承部210上升，而使晶片200载置于衬底支承部210的衬底载置面211上，而且通过使衬底支承部210上升，而使晶片200上升至上述的处理空间201内的处理位置。
另外，在将晶片200载置于衬底支承部210上时，向埋入至衬底支承部210的内部的加热器213供给电力，将晶片200的温度调整为规定的温度。晶片200的温度例如为室温以上且为500℃以下，优选为室温以上且400℃以下。此时，基于由未图示的温度传感器检测到的温度信息来控制对加热器213的通电情况，由此来调整加热器213的温度。
（成膜工序S104）
接下来，进行薄膜形成工序S104。图3是具体表示图2的成膜工序S104的流程图。另外，图4是表示图2的成膜工序S104中的气体供给定时的时序图。以下，参照图3以及图4来具体说明成膜工序S104。此外，成膜工序S104是对交替供给不同的处理气体（TiCl4和NH3）的工序重复进行的循环处理。
（第1处理气体供给工序S202）
当加热晶片200并使其达到希望的温度时，将第1供给管243的阀门243d打开，并且，调整质量流量控制器243c，而从第1供给管243供给规定流量的TiCl4气体。从第1供给管243供给的TiCl4气体的流量例如设为1000sccm至3000sccm，优选为500sccm至2000sccm。此外，该流量可以为由质量流量控制器243c直接调整的流量，也可以为从设在质量流量控制器243c和阀门243d之间的气体存储用箱排出的流量。在任何情况下，都以短时间（例如，不足0.1sec）供给大流量。在本实施方式中，设为1000sccm。通过TiCl4气体的供给，而在晶片200上形成有Ti含有层，该Ti含有层的厚度例如为从不足1原子层至几原子层左右的厚度。
此时，将第1供给管243的阀门243h打开，并且，调整质量流量控制器243g，与TiCl4气体一同从第1供给管243供给规定流量的N2气体。从第1供给管243供给的N2气体的流量例如为1000sccm至2000sccm，在本实施方式中为1500sccm。另外，将第2供给管244的阀门244h打开，并且，调整质量流量控制器244g，从第2供给管244供给规定流量的N2气体。从第2供给管243供给的N2气体的流量与从第1供给管243供给的流量同样地，例如为1000sccm至2000sccm，在本实施方式中为1500sccm。此外，来自各供给管243、244的N2气体的供给也可以先于第1处理气体供给工序S202开始。
从开始TiCl4气体的供给而经过了规定时间之后，关闭阀门243d而停止TiCl4气体的供给。另一方面，保持将阀门243h和阀门244h打开的状态。
（清洗工序S204）
在清洗工序S204中，从第1供给管243和第2供给管244经由维持在打开状态的阀门243h和阀门244h而供给N2气体，将残留在处理容器202中的TiCl4气体从处理容器202排出。此时的N2气体的流量也例如为1500sccm。
（第2处理气体供给工序S206）
接着，将第2供给管244的阀门244d打开，并且，调整质量流量控制器244c，从第2供给管244供给规定流量的NH3气体。从第2供给管244供给的NH3气体的流量例如为2000sccm至7000sccm，优选为3000sccm至6000sccm。此外，该流量可以为由质量流量控制器244c直接调整的流量，也可以为从设在质量流量控制器244c和阀门244d之间的气体存储用箱排出的流量。在任何情况下，都以短时间（例如，不足0.5sec）供给大流量。在本实施方式中为5000sccm。所供给的NH3气体与形成在晶片200上的Ti含有层的至少一部分反应。由此，Ti含有层被氮化，而形成氮化钛层（TiN层）。
在该S206中，第1供给管243的阀门243h和第2供给管244的阀门244h也为打开状态，分别从第1供给管243和第2供给管244例如供给1500sccm的N2气体。
从开始NH3气体的供给到经过了规定时间之后，将阀门244d关闭，而停止NH3气体的供给。另一方面，阀门243h和阀门244h此时也维持于打开状态。
（清洗工序S208）
在清洗工序S208中也与S204同样地，从第1供给管243和第2供给管244经由维持于打开状态的阀门243h和阀门244h而供给N2气体，将残留在处理容器202中的NH3气体从处理容器202排出。此时的N2气体的流量也例如为1500sccm。
（循环次数判断工序S210）
接着，控制器260判断是否将上述1次循环实施了规定次数（Ｘ次循环）。在未实施规定次数时（在S210中为否的情况下），将第一处理气体供给工序S202、清洗工序S204、第二处理气体供给工序S206、清洗工序S208这一循环重复。在实施了规定次数时（在S210中为是的情况下），结束图3所示处理。
这样，在本实施方式中，在成膜工序S104中始终从第1供给管243和第2供给管244的双方供给规定流量的N2气体。由此，能够将不需要的处理气体（无助于成膜的TiCl4以及NH3）迅速地从处理容器202排出，所以能够缩短清洗工序（或不需要清洗工序），而能够提高生产能力（throughout）。
返回至图2的说明，接着，执行衬底搬出工序S106。
（衬底搬出工序S106）
在衬底搬出工序S106中，使衬底支承部210下降，使晶片200支承在从衬底载置面211的表面突出的顶升销207上。由此，晶片200从处理位置成为搬送位置。然后，打开闸阀205，使用晶片移载机将晶片200向处理容器202的外部搬出。
（处理次数判断工序S108）
在将晶片200搬出后，判断薄膜形成工序是否达到了规定次数。若判断为达到了规定次数，则向清洁工序转移。若判断为没有到达规定次数，开始下一等待进行的晶片200的处理，由此向衬底搬入、载置工序S102转移。
（清洁工序110）
若在处理次数判断工序S108中判断为薄膜形成工序达到了规定次数，则进行清洁工序。在清洁工序中，使用清洁气体来去除附着在处理容器202内的壁上的副生成物。此外，虽省略了图示，但在清洁工序中使用的清洁气体可以将清洁气体供给源与第1供给管243或第2供给管244连接并从此处供给，也可以另外设置其他的供给系统。
如上所述，在本实施方式中，在成膜工序S104中始终从第1供给管243和第2供给管244的双方，供给规定流量的N2气体。从各个供给管243、244供给的N2气体与从供给管243、244的一方供给的处理气体（TiCl4以及NH3）一同，经由通用管240而向处理容器202供给。由此，希望将从各供给管243、244供给的气体均匀地混合，抑制在向处理容器202供给的气体中产生浓度梯度。
因此，本实施方式的衬底处理装置100构成为，在通用管240的上游设有缓冲部242，通过该缓冲部242来混合从各供给管243、244供给的气体。
图5是缓冲部242附近的立体图。另外，图6是在从通用管240、缓冲部242以及供给管243、244的各自的中心通过的垂直面将图5所示的立体图剖切而得到的剖视图。如图5以及图6所示，缓冲部242呈宽度比通用管240的直径宽的圆柱状。
在缓冲部242的底面（第1面）242a的中心处连接有通用管240。另外，在缓冲部242的上表面（与第1面相对的第2面）242b处，连接有第1供给管243和第2供给管244。各供给管243、244隔着通用管240（具体地，隔着通用管240的延长线）对称地配置。另外，第1供给管243和第2供给管244连接于缓冲部242的上表面的周缘部的内侧。
图7是从图6的剖切面平面观察图6所示的剖视图的说明图。如图7所示，第1供给管243以及第2供给管244连接于缓冲部242的上表面242b中的、比通用管240位于外周侧的位置。由此，各供给管243、244的气体供给口243i、244i的相对位置上，设有缓冲部242的内周壁面（底面242a）。
接着，说明各部分的尺寸。如图7所示，缓冲部242的高度（底面242a与上表面242b之间的距离。更具体地，内壁底面与内壁上表面之间的距离）h，比通用管240的中心线与第1供给管243的中心线之间的距离d1、以及、通用管240的中心线与第2供给管244的中心线之间的距离d2形成得较小。
若例举具体的尺寸，则第1供给管243的直径（内径）以及第2供给管244的直径（内径）均为11mm，通用管240的直径（内径）为22mm，缓冲部242的直径为60mm。另外，通用管240的高度（从缓冲部242到分散板241的长度）为60mm，缓冲部242的高度h为10mm。另外，从第1供给管243的中心线到第2供给管244的中心线之间的距离为40mm。因此，上述的距离d1、d2分别为20mm，缓冲部242的高度h比这些距离小。另外，在各供给管243、244与缓冲部242的周缘部之间，形成有5mm左右的空间（在图7中由附图标记242c表示）。
这样，将第1供给管243和第2供给管244连接于缓冲部242的、比通用管240位于外周侧的位置，并且，使缓冲部242的高度h比通用管240的中心线与第1供给管243的中心线之间的距离d1、以及通用管240的中心线与第2供给管244的中心线之间的距离d2形成得较小，由此，如在图6中由箭头所示地，从第1供给管243和第2供给管244供给的气体易于在缓冲部242内自然扩散之前，与缓冲部242的内周壁面（与各供给管243、244的气体供给口243i、244i相对的面）碰撞，在缓冲部242内有效且迅速地分散而促进混合。由此，能够使从各供给管243、244供给的气体在到达至处理容器202之前对其进行混合，而抑制在供给至处理容器202的气体中产生浓度梯度。
尤其，虽然在本实施方式的成膜工序中，能够随时切换使从第1供给管243供给的气体的流量比从第2供给管244供给的气体的流量大的情况（TiCl4供给时，从第1供给管243供给的气体的总流量中，TiCl4和N2合计为2500sccm，相对于此，在从第2供给管244供给的气体的总流量中，N2为1500sccm）、和与其相反的情况（NH3供给时，从第1供给管243供给的气体的总流量中，N2为1500sccm，相对于此，在从第2供给管244供给的气体的总流量中，NH3和N2合计为6500sccm），但是，由于在任何一种情况下，从各供给管243、244供给的气体都会因一旦与缓冲部242的内周壁面碰撞就在缓冲部242的内部分散，所以，在混合时难以受到因各供给管243、244中流量的切换所产生的影响，能够将气体均匀地混合。
另外，以使从供给管243、244供给的气体强制与缓冲部242的内周壁面碰撞的方式设定缓冲部242的高度，由此，能够抑制缓冲部242的高度（厚度），而实现小型化。而且，例如与将各气体供给管243、244连接至通用管240的侧面上的情况相比，能够抑制在通用管240内部的气体的旋转，由此，能够期待从通用管240通过的气体会向晶片200更均匀地供给。
另外，第1供给管243和第2供给管244与缓冲部242的周缘部相比连接于内侧，换言之，以在各供给管243、244与缓冲部242的周缘部之间形成空间242c的方式构成，因此，能够使与缓冲部242的内周壁面碰撞的气体在缓冲部242内更有效地（向更多方向地）分散，而进一步促进混合。
此外，如上所述，虽然希望缓冲部242的高度h比通用管240的中心线与第1供给管243的中心线之间的距离d1、以及通用管240的中心线与第2供给管244的中心线之间的距离d2形成得较小，但是，即使从其他观点来决定缓冲部242的高度h也能够期待同样的效果。例如，使缓冲部242的高度h与各供给管243、244的直径 大致相同，或使高度h为直径的2倍以下的值，由此，也能够期待在从各供给管243、244供给的气体失速之前，使其与缓冲部242的内周壁面碰撞而分散。另外，如上所述，从各气体供给管243、244以短时间供给大流量（例如，至少1000sccm以上）的气体，由此，易于使气体与缓冲部242的内周壁面碰撞而分散，更进一步地促进混合。另外，也能够缩短晶片200的处理时间。
此外，在上述中，相对于通用管240，将缓冲部242和各供给管243、244沿铅直方向连接，但例如也可以为，将通用管240折曲90°，将缓冲部242和各供给管243、244沿水平方向连接。另外，将缓冲部242设为圆柱，但只要宽度比通用管240宽，也可以为其他的形状，例如也可以为，平面下呈方形或椭圆形的柱状。在缓冲部242平面下为椭圆形等的情况下，其短边设为与供给管240的直径相同或比其长的长度。另外，虽然通过将第1供给管243和第2供给管244与缓冲部242的周缘部相比连接于内侧而形成空间242c，但是，也可以以使各供给管243、244与缓冲部242的周缘部连接的方式进行配置，而不形成空间242c。
接着，说明本发明的第2实施方式的衬底处理装置。图8是第2实施方式的衬底处理装置的缓冲部242附近的立体图。在第2实施方式的衬底处理装置中，分别具有多根上述的第1供给管243和第2供给管244（在图示例中各有2根），各供给管243、244在缓冲部242的上表面242b中，交替连接在以通用管240（具体地指其延长线）为中心的同心圆上。具体地，共4根的第1供给管243和第2供给管244以90°间隔交替配置在以通用管240为中心的同心圆上。各供给管243、244均在缓冲部242的上表面242b中，与通用管240相比位于外周侧的位置上，且与上表面242b的周缘部相比连接于内侧。在各个供给管243、244中流动的气体的流量例如是由第1实施方式所示的示例的二分之一。此外，其他构成与第1实施方式相同，因此省略说明。
在第2实施方式中构成为，分别具有多根第1供给管243和第2供给管244，各供给管243、244在缓冲部242的上表面242b中，交替连接在以通用管240为中心的同心圆上，因此，能够将从各供给管243、244供给的气体更均匀地混合。
接着，说明本发明的第3实施方式的衬底处理装置。图9是第3实施方式的衬底处理装置的缓冲部242附近的立体图。在第3实施方式的衬底处理装置中，将第1供给管243和第2供给管244与缓冲部242的底面242a连接。即，在本实施方式中，第1供给管243和第2供给管244在缓冲部242中，连接在与通用管240所连接的面相同的面上。此外，其他构成与第1实施方式相同，因此省略说明。另外，在本实施方式中，也可以与第2实施方式所示地，分别设置多根第1供给管243和第2供给管244。
在第3实施方式中构成为，第1供给管243和第2供给管244在缓冲部242中，连接在与通用管240所连接的面相同的面上，因此，从各供给管243、244供给的气体的流向能够在缓冲部242中逆向地变换，由此，在变换过程中能够将气体更有效地混合。另外，由于能够抑制气体供给系统的长度沿通用管240的流路方向增大，所以，例如能够与将各气体供给管连接到通用管240的侧面上的情况同等地确保通用管240的长度，从而在通用管240的内部，也能够将气体充分地混合。
接着，说明本发明的第4实施方式的衬底处理装置。图10是第4实施方式的衬底处理装置的缓冲部242附近的立体图。在第4实施方式中，对第3实施方式的供给系统追加了第3供给管245。第3供给管245经由作为等离子生成部的RPU（remote plasma unit；远程等离子体单元）246而与缓冲部242的上表面242b连接。即，RPU246设在缓冲部242与第3供给管245之间。在此，通用管240、RPU246、和第3供给管245配置在同一轴线上。
在第3供给管245的上游侧设有未图示的气体供给源、质量流量控制器、和阀门。从第3供给管245供给的气体由RPU被等离子化，并经由缓冲部242和通用管240而向处理容器202供给。其他构成与第3实施方式相同，因此省略说明。
此外，从第3供给管245例如能够供给NF3（三氟化氮）等清洁气体。另外，在形成氧化膜的情况下，也可以从第3供给管245供给氧气等氧化剂。另外，在形成氮化膜的情况下，也可以从第3供给管245供给氮等氮化剂。但是，希望从第3供给管245供给的气体为，不需要与从第1供给管243以及第2供给管244供给的处理气体混合的气体（供给定时不同的气体）。
通常，等离子易于失去活性，但在第4实施方式中，通用管240、RPU246、和第3供给管245配置在同一轴线上，且RPU246配置在缓冲部242的正上的位置，由此，在第3实施方式的效果的基础上，还能够将等离子化了的气体在失去活性之前迅速地向处理容器202供给。
以上，作为本发明的各种典型实施方式而说明了成膜技术，但本发明并不限定于这些实施方式。例如，在进行上述列举的薄膜以外的成膜处理、和扩散处理、氧化处理、氮化处理、光刻（lithography）处理等其他衬底处理的情况下也可适用。另外，本发明在退火（anneal）处理装置之外，也能够适用于薄膜形成装置、蚀刻装置、氧化处理装置、氮化处理装置、涂敷装置、加热装置等其他衬底处理装置。另外，本发明也可以使这些装置同时存在。另外，也能够将某一实施方式的构成的一部分与其他实施方式的构成置换，另外，也能够在某一实施方式的构成中增加其他实施方式的构成。另外，也能够对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、和置换。
（本发明的优选实施方式）
以下，附注本发明的优选实施方式。
〔附注1〕
一种衬底处理装置，向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体，具有：通用管，其与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，其连接在所述通用管的上游，且宽度大于所述通用管的直径；第1供给管，其与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与第1面相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，其与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管连接在所述第1面或所述第2面的、比所述通用管靠外周侧的位置，所述缓冲部的所述第1面与所述第2面之间的距离，和所述通用管的中心线与所述第1供给管之间的距离以及所述通用管的中心线与所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
〔附注2〕
根据附注1所述的衬底处理装置，所述第1供给管以及所述第2供给管与所述缓冲部的所述第1面连接。
〔附注3〕
根据附注1或2所述的衬底处理装置，分别从所述第1供给管以及所述第2供给管始终供给非活性气体，并且，从所述第1供给管以及第2供给管，与所述非活性气体一同交替供给所述第1处理气体和所述第2处理气体。
〔附注4〕
根据附注1至3中任一项所述的衬底处理装置，所述第1供给管和所述第2供给管分别具有多根，所述第1供给管和所述第2供给管交替连接在所述第1面或所述第2面的、以所述通用管为中心的同心圆上。
〔附注5〕
根据附注1至4中任一项所述的衬底处理装置，所述第1供给管和所述第2供给管的至少任意一方连接在所述缓冲部的、与所述第1面或所述第2面的周缘部相比的内侧。
〔附注6〕
根据附注1至5中任一项所述的衬底处理装置，在所述缓冲部的第2面且与所述供给管相同的轴线上，连接有第3供给管。
〔附注7〕
根据附注6所述的衬底处理装置，在所述缓冲部与所述第3供给管之间设有等离子生成部。
〔附注8〕
一种衬底处理装置，向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体，具有：具有：通用管，其与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，其连接在所述通用管的上游，且宽度大于所述通用管的直径；第1供给管，其与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与第1面相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，其与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管连接在所述第1面或所述第2面的、比所述通用管靠外周侧的位置，所述缓冲部的所述第1面与所述第2面之间的距离，设为所述第1供给管的直径以及所述第2供给管的直径的2倍以下的值。
〔附注9〕
一种半导体器件的制造方法，用于向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体来处理所述衬底，该制造方法的特征在于，具有经由如下的供给系统向所述处理容器供给所述第1处理气体和所述第2处理气体来处理所述衬底的工序，其中，该供给系统具有：通用管，其与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，其连接在所述通用管的上游，且宽度大于所述通用管的直径；第1供给管，其与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与第1面相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，其与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管连接在所述第1面或所述第2面的、比所述通用管靠外周侧的位置，所述缓冲部构成为，所述第1面与所述第2面之间的距离，和所述通用管的中心线与所述第1供给管之间的距离以及所述通用管的中心线与所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
〔附注10〕
一种程序，用于向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体来处理所述衬底，所述程序使计算机执行经由如下的供给系统向所述处理容器供给所述第1处理气体和所述第2处理气体来处理所述衬底的工序，其中，该供给系统具有：通用管，与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，与所述通用管的上游连接，且宽度比所述通用管的直径宽；第1供给管，与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与其相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管在所述第1面或所述第2面中，连接于比所述通用管位于外周侧的位置，所述缓冲部构成为，使所述第1面与所述第2面之间的距离，与所述通用管的中心线与所述第1供给管以及所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
〔附注11〕
一种计算机可读的存储介质，其存储有用于向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体来处理所述衬底的程序，所述程序使计算机执行经由如下的供给系统向所述处理容器供给所述第1处理气体和所述第2处理气体来处理所述衬底的工序，其中，该供给系统具有：通用管，与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，与所述通用管的上游连接，且宽度比所述通用管的直径宽；第1供给管，与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与其相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管在所述第1面或所述第2面中，连接于比所述通用管位于外周侧的位置，所述缓冲部构成为，使所述第1面与所述第2面之间的距离，与所述通用管的中心线与所述第1供给管以及所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
Claims (11)
1.一种衬底处理装置，向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体，其特征在于，具有：
通用管，其与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；
缓冲部，其连接在所述通用管的上游，且宽度大于所述通用管的直径；
第1供给管，其与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与第1面相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和
第2供给管，其与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，
所述第1供给管以及所述第2供给管连接在所述第1面或所述第2面的、比所述通用管靠外周侧的位置，所述缓冲部的所述第1面与所述第2面之间的距离，和所述通用管的中心线与所述第1供给管之间的距离以及所述通用管的中心线与所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第1供给管以及所述第2供给管连接于所述缓冲部的所述第1面。
3.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，分别从所述第1供给管以及所述第2供给管始终供给非活性气体，并且，从所述第1供给管以及第2供给管，与所述非活性气体一同交替供给所述第1处理气体和所述第2处理气体。
4.根据权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，从所述第1供给管供给的气体的总流量与从所述第2供给管供给的气体的总流量之间的大小关系，在所述衬底的处理中切换。
5.根据权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，从所述第1供给管供给的气体的总流量与从所述第2供给管供给的气体的总流量均为1000sccm以上。
6.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第1供给管和所述第2供给管分别具有多根，所述第1供给管和所述第2供给管交替连接在所述第1面或所述第2面的、以所述通用管为中心的同心圆上。
7.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第1供给管和所述第2供给管的至少任意一方连接在所述缓冲部的、与所述第1面或所述第2面的周缘部相比的内侧。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述缓冲部的第2面且与所述供给管相同的轴线上，连接有第3供给管。
9.根据权利要求8所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述缓冲部与所述第3供给管之间设有等离子生成部。
10.一种衬底处理装置，向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体，其特征在于，具有：
通用管，其与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；
缓冲部，其连接在所述通用管的上游，且宽度大于所述通用管的直径；
第1供给管，其与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与第1面相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和
第2供给管，其与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，
所述第1供给管以及所述第2供给管连接在所述第1面或所述第2面的、比所述通用管靠外周侧的位置，所述缓冲部的所述第1面与所述第2面之间的距离，设为所述第1供给管的直径以及所述第2供给管的直径的2倍以下的值。
11.一种半导体器件的制造方法，用于向衬底的处理容器供给第1处理气体和第2处理气体来处理所述衬底，该制造方法的特征在于，
具有经由如下的供给系统向所述处理容器供给所述第1处理气体和所述第2处理气体来处理所述衬底的工序，
其中，该供给系统具有：通用管，其与所述处理容器连接，且使所述第1处理气体和所述第2处理气体通过；缓冲部，其连接在所述通用管的上游，且宽度大于所述通用管的直径；第1供给管，其与所述缓冲部的连接有所述通用管的第1面、或与第1面相对的第2面连接，且使所述第1处理气体通过；和第2供给管，其与所述缓冲部的所述第1面或所述第2面连接，且使所述第2处理气体通过，所述第1供给管以及所述第2供给管连接在所述第1面或所述第2面的、比所述通用管靠外周侧的位置，所述缓冲部构成为，所述第1面与所述第2面之间的距离，和所述通用管的中心线与所述第1供给管之间的距离以及所述通用管的中心线与所述第2供给管的中心线之间的距离相比较小。
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