CN107151792B - 多系统混合气体供给设备和采用该设备的基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供多系统混合气体供给设备和采用该设备的基板处理装置。该多系统混合气体供给设备包括：分流器，其连接于共用的混合气体供给路径，将混合气体分支到多个供给系统，并且能够调整该多个供给系统的流量比率；以及喷射器，其针对处理容器内的多个区域的各个区域具有气体导入口和气体喷出孔，能够向所述多个区域的各个区域供给所述混合气体，所述分流器的所述多个供给系统的各个供给系统一对一地连接于所述处理容器内的所述多个区域各自的所述气体导入口。

Description

多系统混合气体供给设备和采用该设备的基板处理装置
技术领域
本发明涉及多系统混合气体供给设备和采用该供给设备的基板处理装置。
背景技术
以往公知有一种气相生长装置，该气相生长装置包括：基座，其用于载置被处理基板；气体供给部，其与所述基座相对，用于向被处理基板上供给多个材料气体；多个混合配管，其用于将所述多个材料气体中的规定的多个材料气体混合并分别向所述气体供给部导入；以及多个气体分支机构，其用于针对所述多个材料气体分别调整流量并分支地分别输送到所述多个混合配管中的任一个，所述气体供给部向所述基座上的多个区域分别喷上在所述多个混合配管中分别混合而成的多个混合气体，针对所述多个混合气体分别调节所述规定的多个材料气体各自的浓度和流量。
在该气相生长装置中，自各气体供给源利用气体分支机构使供给管线分支，将分支的各气体的供给管线分别连接于多个混合配管而设置多个供给同一混合气体的混合配管，与基座上的多个区域相对应地分别喷上各个混合气体。
发明内容
发明要解决的问题
但是，在该结构中存在这样的问题：与基座上的多个区域的数量相应地需要供给同一混合气体的混合配管，随之配管数量增加并复杂化，随之装置也大型化。
特别是，在上述结构中存在这样的问题：若混合配管增加，则随之也需要增加来自各气体源的分支管线数量，因此，若基座上的应供给的区域数量增加，则在气体源附近配管数量的增加显著。
并且，近年来，基板处理所采用的气体的种类存在增加倾向，而且从提升面内均匀性的方面考虑，基座上的区域的数量也存在增加倾向，配管数量的增加和装置的大型化成为问题。
本发明提供在将混合气体分支到多个系统而向处理容器内的多个区域供给时能够减少配管数量而谋求装置的小型化的多系统混合气体供给设备和采用该供给设备的基板处理装置。
用于解决问题的方案
本发明的一个技术方案的多系统混合气体供给设备用于向处理容器内的多个区域供给混合气体，其中，
该多系统混合气体供给设备包括：
分流器，其连接于共用的混合气体供给路径，将混合气体分支到多个供给系统，并且能够调整该多个供给系统的流量比率；以及
喷射器，其针对处理容器内的多个区域的各个区域具有气体导入口和气体喷出孔，能够向所述多个区域的各个区域供给所述混合气体，
所述分流器的所述多个供给系统的各个供给系统一对一地连接于所述处理容器内的所述多个区域各自的所述气体导入口。
本发明的另一个技术方案的基板处理装置包括：
所述多系统混合气体供给设备；
所述处理容器；以及
基板保持部件，其用于在所述处理容器内保持基板。
附图说明
附图作为本说明书的一部分编入而表示本申请的实施方式，与上述通常的说明和后述的实施方式的详细内容一起说明本申请的概念。
图1是表示本发明的第1实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的一例子的图。
图2是表示本发明的第2实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的一例子的图。
图3是表示本发明的第3实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的一例子的图。
图4是用于说明第2实施方式和第3实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷出量分布的差异的图。图4的(a)是表示来自第2实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器的混合气体的喷出量分布的图。图4的(b)是表示来自第3实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器的混合气体的喷出量分布的图。
图5是表示本发明的第4实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的一例子的图。
图6表示从本发明的第4实施方式的基板处理装置的喷射器到反应气体喷嘴、处理容器的沿着旋转台2的同心圆的截面。
图7是表示沿着图5的I－I’线的剖视图，是表示设有顶面的区域的剖视图。
图8是表示本发明的第5实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的一例子的图。
图9是表示本发明的第5实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器的一例子的图。
图10是表示本发明的第6实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器的一例子的图。
图11是表示本发明的第7实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的一例子的图。
图12是表示本发明的第7实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器的一例子的截面结构的图。
图13是表示本发明的第8实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的图。
图14是表示本发明的第9实施方式的基板处理装置的一例子的图。
图15是表示本发明的第9实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的结构的剖视图。
图16是表示本发明的第10实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器的一例子的图。
图17是表示本发明的第11实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器的一例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。在下述的详细的说明中，为了能够充分地理解本申请，给出了很多具体的详细说明。但是，没有这样详细的说明，本领域技术人员也能够完成本申请是不言自明的事项。在其他的例子中，为了避免使各种各样的实施方式难以理解的状况，并未详细地表示公知的方法、过程、系统、构成要素。
〔第1实施方式〕
图1是表示本发明的第1实施方式的多系统混合气体供给设备250和基板处理装置的一例子的图。在图1中表示了多系统混合气体供给设备250和包含该多系统混合气体供给设备250的基板处理装置300。
多系统混合气体供给设备250具有混合气体生成部200、分流器210、分支配管221～223、以及喷射器131～133。此外，基板处理装置300还具有处理容器1和旋转台2。
多系统混合气体供给设备250是生成混合气体、使生成的混合气体分支到多个系统而利用喷射器131～133向处理容器1内的多个区域供给的系统。
在图1中成为这样的结构：在混合气体生成部200上连接有分流器210，生成的混合气体从分流器210经由分支配管221～223向喷射器131～133供给。
混合气体生成部200是用于将多种处理气体混合而生成混合气体的部件。混合气体生成部200包括气体供给源161～163、流量控制器171～173、独立配管181～183以及混合配管190。
气体供给源161～163是用于供给构成混合气体的各气体的部件，例如既可以由用于收容气体的罐等构成，也可以根据需要具备气化器等用于生成气体的部件。气体供给源161～163与构成混合气体的多种气体相对应，设有各个气体供给源161～163。
流量控制器171～173是用于调整气体的流量的部件，例如由质量流量控制器等构成。流量控制器171～173也与构成混合气体的多种气体相对应地设置。因而，与气体供给源161～163一对一相对应地设置。由此，能够准确地设定和调整各气体的流量。另外，在图1中，构成混合气体的气体是3类，气体供给源161～163和流量控制器171～173分别设有各3个。
独立配管181～183是用于连接流量控制器171～173和混合配管190的配管，其与构成混合气体的多种气体一对一相对应地设置。因而，在图1中表示了与流量控制器171～173同样地独立配管181～183也设有3根的例子。
混合配管190是用于将从独立配管181～183供给来的多种气体混合、生成混合气体的配管。因而，混合配管190仅设有1根，从各个独立配管181～183供给来的各气体在混合配管190中混合。
分流器210是用于使从混合配管190供给来的混合气体分支到多个系统的分流部件。此时，分流器210能够将混合气体设定为规定的流量比。因而，分流器210将混合气体调整为规定的流量比而向分支配管221～223供给。
分支配管221～223是用于将分别以规定的流量比供给来的混合气体分别向喷射器131～133供给的部件。另外，分支配管221～223连接于各喷射器131～133的各气体导入口141～143。
喷射器131～133是用于向处理容器1内的多个区域供给混合气体的部件。喷射器131～133例如形成为喷嘴状。喷嘴形状既可以是圆筒形状，也可以是四棱柱等棱柱形状。因而，也可以将喷射器131～133称作气体喷嘴131～133。
喷射器131～133为了向处理容器1内的多个区域或者晶圆W上的多个区域供给混合气体而针对处理容器1内的多个区域的每个区域设置各1个。因而，喷射器131～133整体设有多个。多个喷射器131～133各自具有1个气体导入口141～143和至少1个气体喷出孔151～153。通常，气体喷出孔151～153在各区域各设有多个。在图1中示意地表示了在各喷射器131～133中各设有3个的例子。实际上，在1个喷射器131～133中分别各设有数十个的情况较多。通过设置多个气体喷出孔151～153，能够对孔径、位置进行各种各样的调整。此外，各喷射器131～133也能够以在供给混合气体的多个区域内均匀地分散的方式供给混合气体。因而，各喷射器131～133优选具备多个气体喷出孔151～153。
多个喷射器131～133与利用分流器210分支的多个系统的分支配管221～223分别一对一对应地设置。像上述那样，分流器210能够调整多个系统的流量比，因此能够调整喷射器131～133的流量比。
在图1中，多个喷射器131～133彼此分别设置在处理容器1内的不同区域，构成为能够向晶圆W上的不同区域供给混合气体。根据包含处理容器1等的基板处理装置300的结构，存在对晶圆W的特定的区域进行的基板处理不足或者过大的情况。在这种情况下，通过适当地设定混合气体的流量比，纠正过大与不足，能够在晶圆W的整个面进行均匀性更高的基板处理。此外，通过像上述那样不仅调整流量比还调整气体喷出孔151～153的孔径、配置，也能够进行提高面内均匀性的基板处理。另外，在图1中用箭头示意地表示了供给流量的大小差异，表示左侧的喷射器131的流量最小、右侧的喷射器133的流量最大、正中央的喷射器132的流量在它们中间的例子。
这样，能够适当地设定针对处理容器1内的多个区域设置的喷射器131～133的流量比。
另外，在图1中成为没有多个喷射器131～133彼此重叠的区域、全部向不同的区域供给混合气体的结构，但例如也可以以相邻的区域彼此一部分重叠的方式配置多个喷射器131～133。
处理容器1是用于收纳晶圆W并进行规定的基板处理的容器。此外，旋转台2是用于保持晶圆的基板保持部件。在图1中作为一例子表示了在上表面载置并保持晶圆W的旋转台2，但只要将晶圆W以能够处理的方式保持，就可以是各种各样的结构，并不一定必须旋转，例如也可以是单纯的载置台。
如图1所示，第1实施方式的多系统混合气体供给设备是将3种处理气体混合、使混合气体分支到3个系统而供给的供给设备，但分为3根的配管仅是独立配管181～183和分支配管221～223。此外，流量控制器171～173也是仅3个。
在利用上述的专利文献1所述的结构实现同样的供给设备时，最终的供给系统有3个，因此，针对各气体供给源161～163的每一个设置的流量控制器171～173需要3×3＝9个，独立配管181～183也需要3×3＝9根。并且，混合配管190需要3根，所需的配管的数量庞大，装置也大型化。
与此相比较，第1实施方式的多系统混合气体供给设备能够将从气体供给源161～163到分流器210的范围的构成要素分别各减少到1/3，能够大幅度地节省空间和降低成本。
这样，采用本发明的第1实施方式的多系统混合气体供给设备250和基板处理装置300，通过有效地活用分流器210，能够谋求大幅度地简化气体单元和装置整体。
〔第2实施方式〕
图2是表示本发明的第2实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的一例子的图。另外，在第2实施方式中，由于混合气体生成部200的结构与第1实施方式是同样的，因此，标注相同的参照附图标记省略其说明。
第2实施方式的多系统混合气体供给设备251和基板处理装置301在喷射器130整体是1根、通过由分隔壁121、122分隔内部而分割为多个室131a～133a的方面与第1实施方式的多系统混合气体供给设备250和基板处理装置300有所不同。
第2实施方式的多系统混合气体供给设备251和基板处理装置301作为实质的功能与独立地设有喷射器131～133的第1实施方式的多系统混合气体供给设备250和基板处理装置300没有很大的不同点，但通过将喷射器130构成为1根，能够减少部件件数，谋求装置的更小型化。
由于其他的方面具有与第1实施方式的多系统混合气体供给设备250和基板处理装置300同样的功能和效果，因此，省略其说明。
〔第3实施方式〕
图3是表示本发明的第3实施方式的多系统混合气体供给设备252和基板处理装置302的一例子的图。另外，在第3实施方式中，由于混合气体生成部200的结构与第1实施方式和第2实施方式是同样的，因此，标注相同的参照附图标记而省略其说明。
第3实施方式的多系统混合气体供给设备252和基板处理装置302在喷射器130a整体是1根、通过由分隔壁121a、122a分隔内部而分割为多个室131a～133a的方面与第2实施方式的多系统混合气体供给设备251和基板处理装置301是相同的，但在分隔壁121a、122a上设有节流孔111、112的方面与第2实施方式的多系统混合气体供给设备251和基板处理装置301有所不同。
在此，节流孔111、112是作为能够使喷射器130a的多个室131a～133a彼此连通的连通口发挥功能的开口。在以不同的流量向各室131a～133a供给混合气体的情况下，压力也与流量成正比地有所不同。利用该压力差能够产生系统数量以上的分流比例变化。即，通过在分隔壁121a、122a上设置节流孔111、112而不是由分隔壁121a、122a完全分隔喷射器130a的内部，从而混合气体的一部分从流量较多的室131a～133a流入到流量较小的室131a～133a(从压力较高的室131a～133a流入到压力较低的室131a～133a)。由于来自各气体喷出孔151～153的气体喷出量与内部压力成比例，因此，与来自远离节流孔111、112的气体喷出孔151～153的气体喷出量相比，来自节流孔111、112附近的气体喷出孔151～153的气体喷出量较多地受到来自隔着节流孔111、112的相邻的室131a～133a的压力影响，能够进行比分流器的分流数量更流畅的混合气体的分流。
在图3的例子中，由于流量和压力从高到低按照室133a、室132a、室131a的顺序，因此，室133a内的混合气体一部分经由节流孔112流入到室132a，室132a内的混合气体一部分经由节流孔111流入到室131a。于是，如图3的箭头示意地所示，分流到3个系统的流量成为从右侧朝向左侧而流量逐渐下降的分布，能够喷出10个阶段的流量。
这样，采用第3实施方式的多系统混合气体供给设备252和基板处理装置302，能够在实现装置的小型化的同时利用流畅的气体分流进行喷出供给。
图4是用于说明第2实施方式和第3实施方式的多系统混合气体供给设备251、252和基板处理装置301、302的喷出量的差异的图。
图4的(a)是表示第2实施方式的多系统混合气体供给设备251和来自基板处理装置301的喷射器130的混合气体的喷出量的图。如图4的(a)所示，按照分流器210的流量比设定，对室131a设定100sccm的流量，对室132a设定200sccm的流量，对室133a设定300sccm的流量，设定1：2：3的流量比。在这种情况下的来自气体喷出孔151～153的各喷出量相对于100sccm的供给设为25sccm的输出量时，以来自室131a的气体喷出孔151的喷出量为25sccm，来自室132a的气体喷出孔152的喷出量为50sccm，来自室133a的气体喷出孔153的喷出量为75sccm这样的方式仍然成为1：2：3的阶梯状的输出。
图4的(b)是表示第3实施方式的多系统混合气体供给设备252和来自基板处理装置302的喷射器130a的混合气体的喷出量的图。与图4的(a)同样，按照分流器210的流量比设定，对室131a设定100sccm的流量，对室132a设定200sccm的流量，对室133a设定300sccm的流量，设定1：2：3的流量比。于是，仍然与图4的(a)同样，基本上来自气体喷出孔151～153的各喷出量相对于100sccm的供给设为25sccm的输出量。
在这种情况下，室133a的混合气体的一部分经由节流孔112流出到相邻的室132a，室132a的混合气体的一部分经由节流孔111流出到相邻的室131a。于是，从最右侧的远离节流孔112的室133a的气体喷出孔153喷出大致如计算那样的75sccm，但随着向左侧行进，受到节流孔112的影响，混合气体的流动分散到气体喷出孔153和节流孔112，喷出量下降。
另一方面，在中央的室132a中，右侧的气体喷出孔152受到从室133a经由节流孔112流入的混合气体的影响，喷出量变得多于50sccm。从右数第2个气体喷出孔成为大致如计算那样的50sccm，但越向左侧行进，受到节流孔111的影响，喷出量逐渐下降。在左侧的室131a中也发生同样的现象，距节流孔111最远的左侧的气体喷出孔151成为如计算那样的25sccm的喷出量，但越向右侧行进，受到从相邻的室132a经由节流孔111流入的混合气体的影响，喷出量逐渐升高。
其结果，能够整体以流畅的喷出量的分布从气体喷出孔151～153喷出混合气体。
在这样将分隔壁121、122构成为完全的分隔板时，各室131a～133a的喷出量变为恒定，成为阶梯状的分布，但在构成为具有节流孔111、112的分隔壁121a、122a时，能够以流畅的分布喷出混合气体。利用该性质，即便不独立地设置流量控制器而利用仅能够设定流量比的分流器，也能够实现期望的气体供给。
〔第4实施方式〕
在以下的实施方式中，说明将在第1实施方式～第3实施方式中说明的多系统混合气体供给设备250和基板处理装置300～302应用于更具体的基板处理装置的例子。第4实施方式的基板处理装置303构成为ALD(Atomic Layer Deposition、原子层成膜方法)成膜装置，是利用ALD法进行成膜的装置。
图5是表示本发明的第4实施方式的多系统混合气体供给设备253和基板处理装置303的一例子的图。在图5中表示了基板处理装置303的处理容器1内的内部结构。另外，由于处理容器1和旋转台2与第1实施方式～第3实施方式的基板处理装置300～302的处理容器1和旋转台是同样的形状，因此，使用相同的参照附图标记。
在图5中表示了在自处理容器1拆下了顶板时构成处理容器1的侧面和底面的容器主体12。在容器主体12内的底面的上方设有圆盘状的旋转台2。
如图5所示，在旋转台2的表面沿着旋转方向(周向)设有用于载置多个(在图示的例子中是5张)晶圆W的圆形状的凹部24。另外，为了方便起见，在图5中仅在1个凹部24表示晶圆W。该凹部24具有比晶圆W的直径(例如300mm)稍大例如大4mm的内径和与晶圆W的厚度大致相等的深度。因而，在将晶圆W载置于凹部24时，晶圆W的表面和旋转台2的表面(未载置晶圆W的区域)成为相同的高度。
在旋转台2的上方分别配置有例如由石英形成的喷射器131c～133c、反应气体喷嘴32以及分离气体喷嘴41、42。在图示的例子中，在处理容器1的周向上空开间隔地从输送口15(后述)顺时计地(在旋转台2的旋转方向上)按照分离气体喷嘴41、喷射器131c～133c、分离气体喷嘴42以及反应气体喷嘴32的顺序排列。喷射器131c～133c与在第1实施方式中说明的针对多个区域的每个区域逐个独立地设置的喷射器131～133相类似。在图5中，在旋转台2的半径方向上，在旋转台2的中心侧的区域设有喷射器131c，在旋转台2的外周侧的区域设有喷射器133c，在旋转台2的半径方向的正中央的区域设有喷射器132c。利用旋转台2的旋转使载置在旋转台2上的晶圆W沿着旋转方向移动，从喷射器131c～133c的气体喷出孔151～153喷出混合气体，从而向多张(在图4中是5张)晶圆W的表面依次供给混合气体。因而，通过由3个喷射器131c～133c覆盖晶圆W的直径整体，从而向晶圆W的整个面供给混合气体。喷射器131c～133c基本上在旋转台2的半径方向上不重叠地覆盖外周侧、中央区域、中心侧的不同区域，但相邻的喷射器131c、132c彼此和喷射器132c、133c彼此的端部的区域互相重叠。通过设置这样的重叠的部分，使晶圆W上不存在没有被供给混合气体的区域，能够向晶圆W的整个面供给混合气体。
通过利用分流器210将由混合气体生成部200生成的混合气体分支，并经由分支配管221～223分别向气体导入口141～143供给，能够向各喷射器131c～133c供给混合气体。如图1和图3所示，从处理容器1的上表面导入分支配管221～223，能够向各喷射器131c～133c的各气体导入口141～143导入混合气体。
另外，在旋转台2旋转时，外周侧的移动距离大于中心侧的移动距离，因此，外周侧的移动速度快于中心侧的移动速度。因而，在旋转台2的外周侧，存在混合气体吸附于晶圆W的时间不充分的情况，存在将外周侧的流量设定得多于内周侧的流量的情况。在本实施方式中也按照喷射器133c、喷射器132c、喷射器131c的顺序将流量设定得较大，列举了符合这样的倾向的例子。
除喷射器131c～133c之外的其他的喷嘴32、41及42通过将作为各自的基端部的气体导入口32a、41a及42a固定在容器主体12的外周壁而从处理容器1的外周壁导入到处理容器1内，沿着容器主体12的半径方向以与旋转台2平行地延伸的方式安装。
在这些喷嘴32、41、42上分别连接有气体供给源，并根据需要连接有流量控制器，与工艺相应地供给各种气体则较佳。
例如，为了将硅系气体氧化而生成SiO2，也可以在反应气体喷嘴32上通过开闭阀和流量调整器(均未图示)连接有用于供给臭氧(O3)气的供给源(未图示)。
此外，也可以在分离气体喷嘴41、42上通过开闭阀和流量调整器(均未图示)连接有Ar、He等稀有气体、氮气等非活性气体的供给源。在图5中表示了使用N2气体作为非活性气体的例子。
图6表示从喷射器131c～133c到反应气体喷嘴32、处理容器1的沿着旋转台2的同心圆的截面。如图6所示，在喷射器131c～133c上贯通处理容器1的顶板11地连接有分支配管221～223，向气体导入口141～143供给混合气体。在各喷射器131c～133c的下表面形成有气体喷出孔151～153。
此外，在反应气体喷嘴32上沿着反应气体喷嘴32的长度方向排列有朝向旋转台2地向下方开口的多个气体喷出孔33。喷射器131c～133c的下方区域成为用于使硅系气体等混合气体吸附于晶圆W的第1处理区域P1。反应气体喷嘴32的下方区域成为用于使在第1处理区域P1中吸附到晶圆W的混合气体氧化的第2处理区域P2。
参照图5和图6，在处理容器1内设有两个凸状部4。凸状部4具有顶部被切断为圆弧状的大致扇形的俯视形状，在本实施方式中以内圆弧连结于突出部5(后述)、外圆弧沿着处理容器1的容器主体12的内周面的方式配置。像图示那样，凸状部4安装在顶板11的背面。因此，在处理容器1内存在作为凸状部4的下表面的平坦的较低的顶面44(第1顶面)和位于该顶面44的周向两侧的比顶面44高的顶面45(第2顶面)。
此外，如图6所示，在凸状部4上的周向中央形成有槽部43，槽部43沿着旋转台2的半径方向延伸。在槽部43中收容有分离气体喷嘴42。在另一个凸状部4中也同样形成有槽部43，在此收容有分离气体喷嘴41。另外，在分离气体喷嘴42中也形成有气体喷出孔42h。
在较高的顶面45的下方空间分别设有喷射器131c～133c和反应气体喷嘴32。这些喷射器131c～133c和反应气体喷嘴31、32自顶面45分开地设置在晶圆W的附近。
较低的顶面44相对于旋转台2形成作为狭窄的空间的分离空间H。在从分离气体喷嘴42供给N2气体时，该N2气体通过分离空间H朝向空间481和空间482流动。此时，由于分离空间H的容积小于空间481和482的容积，因此，能够利用N2气体使分离空间H的压力高于空间481和482的压力。即，在空间481和482之间，分离空间H提供压力障壁。因而，利用分离空间H使来自第1区域P1的3DMAS等混合气体和来自第2区域P2的O3气体分离。因而，在处理容器1内能够抑制混合气体和O3气混合而发生反应。
图7是沿着图5的I－I’线的剖视图，是表示设有顶面45的区域的剖视图。
如图7所示，基板处理装置包括具有大致圆形的俯视形状的扁平的处理容器1和设置在该处理容器1内且在处理容器1的中心具有旋转中心的旋转台2。处理容器1包括具有有底的圆筒形状的容器主体12和隔着例如O形密封圈等密封构件13相对于容器主体12的上表面气密地以能够装拆的方式配置的顶板11。
旋转台2在中心部固定于圆筒形状的芯部21，该芯部21固定于沿铅垂方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯通处理容器1的底部14，其下端安装于用于使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部23。旋转轴22和驱动部23收纳在上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20的设置在其上表面的凸缘部分气密地安装于处理容器1的底部14的下表面，壳体20的内部气氛自外部气氛隔离。
在旋转台2和容器主体的内周面之间形成有与空间481连通的第1排气口610和与空间482连通的第2排气口620。如图7所示，第1排气口610和第2排气口620分别通过排气管630连接于作为真空排气部件的例如真空泵640。另外，在排气管630上设有压力调整器650。
如图7所示，在旋转台2和处理容器1的底部14之间的空间设有作为加热部件的加热器单元7，其通过旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热到由工艺制程决定的温度(例如450℃)。为了抑制气体进入到旋转台2的下方空间，在旋转台2的周缘附近的下方侧设有环状的罩构件71。
如图7所示，比配置有加热器单元7的空间靠旋转中心的部位的底部14以接近旋转台2的下表面的中心部附近的芯部21的方式向上方侧突出而形成突出部12a。该突出部12a和芯部21之间成为狭窄的空间。此外，贯通底部14的旋转轴22的贯通孔的内周面和旋转轴22之间的间隙变窄，这些狭窄的空间与壳体20连通。而且，在壳体20上设有吹扫气体供给管72，该吹扫气体供给管72用于向狭窄的空间内供给作为吹扫气体的N2气体来进行吹扫。并且，在处理容器1的底部14上，在加热器单元7的下方在周向上以规定的角度间隔设有用于吹扫加热器单元7的配置空间的多个吹扫气体供给管73(在图7中表示两个吹扫气体供给管73)。
此外，构成为在处理容器1的顶板11的中心部连接有分离气体供给管51，向顶板11和芯部21之间的空间52供给作为分离气体的N2气体。
并且，如图5所示，在处理容器1的侧壁形成有输送口15，该输送口15用于在外部的输送臂10和旋转台2之间交接作为基板的晶圆W。
此外，如图7所示，在本实施方式的基板装置上设有用于控制装置整体的动作的由计算机构成的控制部100，在该控制部100的存储器内存储有在控制部100的控制下使成膜装置实施后述的成膜方法的程序。该程序存储在硬盘、光盘、磁光盘、存储卡、软磁盘等介质102中，利用规定的读取装置向存储部101读取，安装在控制部100内。
这样，能够将多系统混合气体供给设备250适当地应用于进行成膜处理的基板处理装置303，由此，能够准确地控制设有喷射器131c～133c的处理容器1内的各区域的混合气体的流量，进行面内均匀性优异的成膜处理。
〔第5实施方式〕
图8是表示本发明的第5实施方式的多系统混合气体供给设备254和基板处理装置304的一例子的图。在图8中，连接于分流器210的喷射器130d为1根，喷射器130d具有成为3个区域的室131d～133d。
图9是表示本发明的第5实施方式的多系统混合气体供给设备254和基板处理装置304的喷射器130d的一例子的剖视图。第5实施方式的基板处理装置具有与图5所示的第4实施方式的基板处理装置303同样的俯视结构，仅是喷射器130d的结构有所不同。
如图9所示，第5实施方式的基板处理装置的喷射器130d在喷射器130d的内部设置完全的板状的分隔壁121b、122b，室131d～133d完全分离。这是与第2实施方式的多系统混合气体供给设备251和基板处理装置301相类似的结构。
也可以这样设为在1根喷射器130d的内部设置完全的板状的分隔壁121b、122b、而将各室131d～133d完全分离的结构。采用该结构，与设置3根各自独立的喷射器131c～133c相比能够节省空间且低成本地构成喷射器130d。
另外，由于其他的构成要素与第2实施方式和第4实施方式的基板处理装置302、303是同样的，因此，省略其说明。
〔第6实施方式〕
图10是表示本发明的第6实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器130e的一例子的图。在图10中，连接于分流器210的喷射器130e为1根，喷射器130e的内部被分隔壁121c、122c分割，分割为3个室131e、132e、133e。在分隔壁121c、122c上形成有成为连通口的节流孔111b、112b，构成为各室131e～133e能够相互连通。也就是说，这是将第3实施方式的基板处理装置302应用于具体的ALD成膜装置的例子。这样，采用第6实施方式的基板处理装置，能够以流畅的流量分布向处理容器1内的各区域供给混合气体，能够进行ALD成膜处理。
另外，由于其他的构成要素与第3实施方式～第5实施方式的多系统混合气体供给设备252、254和基板处理装置302、304是同样的，因此，省略其说明。
〔第7实施方式〕
图11是表示本发明的第7实施方式的多系统混合气体供给设备255和基板处理装置305的一例子的图。在第7实施方式的多系统混合气体供给设备255和基板处理装置305中，喷射器130为1根这一点与第5实施方式和第6实施方式的基板处理装置304是相同的，但在容器主体12的外周仅设有1个气体导入口1130a这一点上与第5实施方式和第6实施方式的基板处理装置304有所不同。
在这种情况下，从1处的气体导入口1130a供给混合气体，喷射器130f从容器主体12的外周壁被导入到处理容器1内，与旋转台2平行地从外周侧朝向中心侧水平地延伸而构成。
图12是表示喷射器130f的一例子的截面结构的图。如图12所示，喷射器130f的分隔壁121d、122d除了具有与喷射器130f的长度方向垂直地存在且沿着长度方向分割各室131f～133f的部分1210、1220之外，也具有部分1211、1221，该部分1211、1221沿着长度方向延伸，具有三层管等同心管的结构，沿着喷射器130f的径向分割各室131f～133f。随之，各室131f～133f的气体导入口141a～143a在喷射器130f的长度方向上移动，设置在长度方向的不同位置。具体地讲，最右侧(顶端侧)的室133f的气体导入口143a向右侧移动，第2个室132f的气体导入口142a处于比正中央稍靠左侧(入口侧)的位置，入口侧的室131f的气体导入口141a与喷射器130f整体的气体导入口相同处于最靠入口侧的位置。
也可以这样利用具有同心管状的部分1211、1221的分隔壁121d、122d将喷射器130f的内部构成为三层管。在这种情况下，与其他的喷嘴32、41、42同样能够从容器主体12的外周壁导入混合气体。
由于其他的构成要素与第4实施方式～第6实施方式的多系统混合气体供给设备253～255和基板处理装置303～305是同样的，因此，省略其说明。
〔第8实施方式〕
图13是表示第8实施方式的基板处理装置的喷射器130g的一例子的图。第8实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置具有与图11所示的第7实施方式的多系统混合气体供给设备255的基板处理装置305同样的平面结构，仅是喷射器130g的结构有所不同。
如图13所示，第8实施方式的基板处理装置的喷射器130g在分隔壁121e、122e上形成有节流孔111c、112c、构成为能够连通室131a～133a的方面与第7实施方式的基板处理装置305的喷射器130f有所不同。
也可以这样设为在分隔壁121e、122e的一部分设置节流孔111c、112c、将各室131g～133g连通的结构。采用该结构，与设置3根各自独立的喷射器131c～133c相比，除了能够节省空间且低成本地构成喷射器130g之外，能够使来自气体喷出孔151～153的气体喷出量流畅地分布，能够进行更高精度的流量控制。另外，只要构成为各室131g～133g能够相互连通，就能够与用途相应地对节流孔111c、112c的位置、大小进行各种调整。
另外，由于其他的构成要素与第4～第7实施方式的基板处理装置303～305是同样的，因此，省略其说明。
〔第9实施方式〕
图14是表示本发明的第9实施方式的基板处理装置的一例子的图。对于第9实施方式的多系统混合气体供给设备256和基板处理装置306，说明将混合气体生成部200和分流器210应用于纵型热处理装置的例子。
图14是表示本发明的第9实施方式的基板处理装置306的一例子的整体结构图。像图示那样，基板处理装置306具有能够收容多张晶圆W的处理容器422。该处理容器422由具有有顶的圆筒体形状的纵长的内管424和具有有顶的圆筒体形状的纵长的外管426构成。外管426以在内管424的外周和外管426的内周之间空开规定的间隔地包围内管424的方式配置。此外，内管424和外管426均由例如石英形成。
在外管426的下端部通过O形密封圈等密封构件430气密地连接有具有圆筒体形状的例如不锈钢制的歧管428，利用该歧管428支承外管426的下端部。歧管428由未图示的底板支承。此外，在歧管428的内壁设有具有环形状的支承台432，利用该支承台432支承内管424的下端部。
在处理容器422的内管424内收容有作为晶圆保持部的晶圆舟皿434。在晶圆舟皿434上以规定的间距保持多个晶圆W。在本实施方式中，利用晶圆舟皿434以大致等间距多层地保持具有300mm的直径的例如50张～100张左右的晶圆W。晶圆舟皿434能够升降，其能够从歧管428的下部开口从处理容器422的下方收容在内管424内，从内管424取出。晶圆舟皿434由例如石英制作。
此外，在收容晶圆舟皿434时，作为处理容器422的下端的歧管428的下部开口利用由例如石英、不锈钢板形成的盖部436密闭。为了维持气密性，在处理容器422的下端部和盖部436之间夹设有例如O形密封圈等密封构件438。晶圆舟皿434隔着石英制的保温筒440载置在平台442上，该平台442支承在旋转轴444的上端部，该旋转轴444贯通对歧管428的下端开口进行开闭的盖部436。
在旋转轴444和盖部436的供旋转轴444贯通的孔之间设有例如磁性流体密封件446，由此，旋转轴444被气密地密封且被支承为能够旋转。旋转轴444安装在臂450的顶端，该臂450支承于例如舟皿升降机等升降机构448，能够使晶圆舟皿434和盖部436等一体地升降。另外，也可以将平台442固定地设置在盖部436侧，不使晶圆舟皿434旋转地对晶圆W进行成膜处理。
此外，在处理容器422的侧部设有包围处理容器422的由例如碳丝制的加热器构成的加热部(未图示)，由此，能够将位于该内侧的处理容器422和其中的晶圆W加热。
此外，在基板处理装置306上设有供给混合气体的混合气体生成部200、供给反应气体的反应气体供给源456、以及作为吹扫气体供给非活性气体的吹扫气体供给源458。
混合气体生成部200连接例如三种不同的气体供给源，其通过设有流量控制器171～173和开闭阀191～193的独立配管181～183(参照图1～图3)及分支配管221～223连接于喷射器130d。喷射器130d气密地贯通歧管428，其在处理容器422内弯曲成字母L形而在内管424内的高度方向的整个区域内延伸。在喷射器130d上以规定的间距形成有许多个气体喷出孔151～153，能够从横方向向支承于晶圆舟皿434的晶圆W供给原料气体。喷射器130d能够由例如石英制作。
反应气体供给源456储存例如氨(NH3)气，其通过设有流量控制器和开闭阀(未图示)的配管连接于气体喷嘴464。气体喷嘴464气密地贯通歧管428，其在处理容器422内弯曲成字母L形而在内管424内的高度方向的整个区域内延伸。在气体喷嘴464上以规定的间距形成有许多个气体喷射孔464A，能够从横方向向支承于晶圆舟皿434的晶圆W供给反应气体。气体喷嘴464能够由例如石英制作。
吹扫气体供给源458储存吹扫气体，其通过设有流量控制器和开闭阀(未图示)的配管连接于气体喷嘴468。气体喷嘴468气密地贯通歧管428，其在处理容器422内弯曲成字母L形而在内管424内的高度方向的整个区域内延伸。在气体喷嘴468上以规定的间距形成有许多个气体喷射孔468A，能够从横方向向支承于晶圆舟皿434的晶圆W供给吹扫气体。气体喷嘴468能够由例如石英制作。此外，吹扫气体可以使用例如Ar、He等稀有气体、氮气等非活性气体。
另外，喷射器130d和各气体喷嘴464、468集合地设置在内管424内的一侧(在图示例中，鉴于空间的关系将气体喷嘴468记载于相对于其他的喷射器130d和气体喷嘴464的相反侧)，在与该喷射器130d和各气体喷嘴464、468相对的内管424的侧壁沿着上下方向形成有多个气体流通孔472。因此，从喷射器130d和气体喷嘴464、468供给来的气体通过晶圆之间在水平方向上流动，通过气体流通孔472被引导到内管424和外管426之间的间隙474。
此外，在歧管428的上部侧形成有与内管424和外管426之间的间隙474连通的排气口476，在该排气口476上设有用于对处理容器422排气的排气系统478。
排气系478具有连接于排气口476的配管480，在配管480的中途依次设有压力调整阀480B和真空泵484，该压力调整阀480B的阀芯的开度能够调整，其通过改变该阀芯的开度来调整处理容器422内的压力。由此，能够对处理容器422内的气氛气体进行压力调整并排气到规定的压力。
图15是表示喷射器130h的一例子的结构的剖视图。如图15所示，纵长的喷射器130h的内部被分隔壁121f、122f分割为3个室131h～133h。分隔壁121f、122f没有形成节流孔，各室131h～133f完全分离。分隔壁121f、122f由与喷射器130h的长度方向垂直的部分1212、1222和与长度方向平行的部分1213、1223构成，与长度方向平行的部分1213、1223以同心状延伸而整体构成三层管。
各室131h～133h的气体导入口141b～143b的位置与图12所示的喷射器130f是同样的，其从铅垂方向的较低的位置按照气体导入口141b、142b、143b的顺序沿着喷射器130h的长度方向(铅垂方向)配置。
气体喷出口151～153除了沿着铅垂方向排列、朝向处于内侧的晶圆W的方向这方面之外，与之前的结构是同样的。
这样，在纵型的热处理装置中，也能够利用本实施方式的多系统混合气体供给设备256在高度方向上高精度地调整气化原料的流量比，提高层叠的晶圆W之间的面内均匀性。
〔第10实施方式〕
图16是表示本发明的第10实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器130i的一例子的图。第10实施方式的基板处理装置具有与图14所示的第9实施方式的多系统混合气体供给设备256和基板处理装置306同样的整体结构，仅是喷射器130i的结构有所不同。
如图16所示，第10实施方式的基板处理装置的喷射器130i在分隔壁121g、122g的一部分形成有节流孔111d、112d、室131i～133i构成为能够连通的方面与第9实施方式的多系统混合气体供给设备256和基板处理装置306的喷射器130h有所不同。另外，分隔壁121g、122g由与喷射器130i的长度方向垂直的部分1212a、1222a和与长度方向平行的部分1213a、1223a构成，与长度方向平行的部分1213a、1223a以同心状延伸而整体构成三层管。而且，在与喷射器130i的长度方向垂直的部分1212a、1222a形成有节流孔111d、112d。
也可以这样设为在分隔壁121g、122g的一部分分别设置节流孔111d、112d、将各室131i～133i连通的结构。采用该结构，与设置3根各自独立的喷射器131c～133c相比，除了能够节省空间且低成本地构成喷射器130i之外，也能够使来自气体喷出孔151～153的喷出量流畅地分布，能够进行更高精度的流量控制。另外，只要各室131i～133i彼此构成为能够连通，就能够与用途相应地调整节流孔111d、112d的位置、大小。
另外，由于其他的构成要素与第9实施方式的多系统混合气体供给设备256和基板处理装置306是同样的，因此，省略其说明。
〔第11实施方式〕
图17是表示本发明的第11实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置的喷射器131j～133j的一例子的图。第11实施方式的多系统混合气体供给设备和基板处理装置具有与图14所示的第9实施方式的基板处理装置306类似的整体结构，但如图17所示在供给气化原料的喷射器131j～133j增加到多根、并且将气体喷出孔151～153设置为各喷射器131j～133j能够向处理容器422的高度方向上的不同区域供给气化原料的方面与第9实施方式和第10实施方式的多系统混合气体供给设备256和基板处理装置306有所不同。
从自分流器210分支的分支配管221～223一对一地连接于各喷射器131j～133j的气体导入口141c～143c，各个喷射器131j～133j以独立地设定的流量向处理容器422内供给气化原料。第11实施方式的基板处理装置可以说是将第1实施方式的基板处理装置300应用于纵型热处理装置的方式。
也可以这样设为利用完全独立的多个喷射器131j～133j以独立地设定的流量向处理容器422内的多个区域供给混合气体的结构。
像以上说明的那样，本发明的实施方式的多系统混合气体供给设备通过使用能够向处理容器内的多个区域供给的各种喷射器，能够构成各种形态的基板处理装置，能够在具有简单的结构的同时高精度地对每个区域进行流量控制，能够进行高精度的基板处理。
另外，在第1实施方式～第11实施方式中，举例说明了成膜处理，但本发明的实施方式的基板处理装置只要是采用蚀刻气体等气化原料的基板处理装置，就能够应用于各种基板处理装置。此外，喷射器的结构也并不限定于实施方式的例子，可以采用各种方式的喷射器。
采用本发明，能够减少气体供给用的配管数量，将装置小型化。
以上，详细地说明了本发明的优选的实施方式，但本发明并不限制于上述的实施方式，能够不脱离本发明的范围地对上述的实施方式施加各种变形和替换。
本申请基于2016年3月4日申请的日本特许出愿第2016－042022号的优先权的利益，该日本申请的全部内容作为对比文献编入于此。

Claims (8)

1.一种多系统混合气体供给设备，其中，
该多系统混合气体供给设备包括：
分流器，其连接于共用的混合气体供给路径，将混合气体分支到多个供给系统，并且能够调整该多个供给系统的流量比率；以及
喷射器，其针对处理容器内的多个区域的各个区域具有气体导入口和气体喷出孔，能够向所述多个区域的各个区域供给所述混合气体，
所述分流器的所述多个供给系统的各个供给系统一对一地连接于所述处理容器内的所述多个区域各自的所述气体导入口，
1根所述喷射器的内部被至少一个分隔壁分隔而构成为多个室，在所述分隔壁上设有连通口，构成为所述多个室彼此能够连通。
2.根据权利要求1所述的多系统混合气体供给设备，其中，
在所述混合气体供给路径的上游侧设有用于向所述混合气体供给路径分别以规定流量供给构成所述混合气体的多种气体的多个供给路径和多个流量控制器，针对每一种气体各设有1个供给路径和1个流量控制器。
3.根据权利要求1所述的多系统混合气体供给设备，其中，
所述气体喷出孔针对所述多个区域的各个区域各设有多个。
4.根据权利要求1所述的多系统混合气体供给设备，其中，
多个所述气体喷出孔针对所述多个区域的每个区域调整孔径、数量以及位置中的至少任一者。
5.根据权利要求1所述的多系统混合气体供给设备，其中，
设有多个所述分隔壁和所述连通口，多个所述连通口包含位置和大小中的至少任一者与其他连通口不同的连通口。
6.一种基板处理装置，其中，
该基板处理装置包括：
权利要求1所述的多系统混合气体供给设备；
所述处理容器；以及
基板保持部件，其用于在所述处理容器内保持基板。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中，
所述处理容器具有横宽大于高度的圆筒形状，
所述基板保持部件是能够在上表面保持所述基板的旋转台，
所述喷射器沿着半径方向配置在该旋转台的上方，
该基板处理装置还具有在该旋转台的周向上自所述喷射器分开地设置的气体喷嘴。
8.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中，
所述处理容器具有纵长的圆筒形状，
所述基板保持部件是能够将多个所述基板以在俯视时重叠的方式在铅垂方向上分开地多层堆叠的晶圆舟皿，
所述喷射器沿着所述处理容器的内壁面在铅垂方向上延伸地配置，
该基板处理装置还具有以包围所述处理容器的外周侧面的方式配置的加热部件。
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