CN109950177A - 立式热处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够降低基板处理区域的气体的流动的偏差，并且减少附着于气体喷嘴的内壁的分解物的附着量的立式热处理装置。一个实施方式的立式热处理装置在将多个基板以沿上下方向具有规定间隔的方式大致水平地保持在基板保持器具中的状态下，向所述多个基板供给原料气体来形成膜，所述立式热处理装置具有：处理容器，其包括收容所述基板保持器具的内管和配置在所述内管的外侧的外管；以及气体喷嘴，其以沿着所述内管的内周面上下延伸的方式设置，所述气体喷嘴的顶端从所述内管的内部贯通到外部，其中，在所述气体喷嘴中形成有向所述内管的内部供给所述原料气体的第一气孔以及向所述内管的外部供给所述原料气体的第二气孔。

Description

立式热处理装置
技术领域
本发明涉及一种立式热处理装置。
背景技术
在半导体器件的制造中，使用各种处理装置来对基板实施处理。作为处理装置之一，已知一种能够一次性进行多个基板的热处理的批量式的立式热处理装置。在立式热处理装置中，例如从沿着收容基板的处理容器的内周面上下延伸地设置的气体喷嘴朝向基板以水平方向供给原料气体，由此在基板的表面形成膜。
在立式热处理装置中，当使热处理的温度提高到原料气体的热分解温度以上时，有时原料气体在气体喷嘴内热分解并且分解物附着于气体喷嘴的内壁。当附着于气体喷嘴的内壁的分解物的量增多时，分解物在热处理的中途从气体喷嘴的内壁剥离而成为产生微粒的原因。
作为减少附着于气体喷嘴的内壁的分解物的量的装置，已知一种具备如下的气体喷嘴的装置，所述气体喷嘴将与基板假片区域相向的区域的气孔的开口面积设定得比与产品基板区域对应的区域的气孔的开口面积大(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2014-63959号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述的装置中，与产品基板区域对应的区域同与基板假片区域对应的区域的气孔的开口面积不同，因此在靠近基板假片区域的产品基板区域中，原料气体的流动容易产生偏差，担心面间均匀性下降。
因此，在本发明的一个方式中，其目的在于提供一种能够降低基板处理区域的气体的流动的偏差，并且减少附着于气体喷嘴的内壁的分解物的附着量的立式热处理装置。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的一个方式所涉及的立式热处理装置在将多个基板以沿上下方向具有规定间隔的方式大致水平地保持在基板保持器具中的状态下，向所述多个基板供给原料气体来形成膜，所述立式热处理装置具有：处理容器，其包括收容所述基板保持器具的内管和配置在所述内管的外侧的外管；以及气体喷嘴，其以沿着所述内管的内周面上下延伸的方式设置，所述气体喷嘴的顶端从所述内管的内部贯通到外部，其中，在所述气体喷嘴中形成有向所述内管的内部供给所述原料气体的第一气孔以及向所述内管的外部供给所述原料气体的第二气孔。
发明的效果
根据公开的立式热处理装置，能够降低基板处理区域的气体的流动的偏差，并且能够减少附着于气体喷嘴的内壁的分解物的附着量。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的立式热处理装置的一例的截面图。
图2是在图1中的一点划线A-A处进行剖切得到的截面图。
图3是表示图1的立式热处理装置的气体喷嘴的第一结构例的立体图。
图4是在图1中的一点划线B-B处进行剖切得到的截面图。
图5是表示图1的立式热处理装置的气体喷嘴的第二结构例的立体图。
图6是表示图1的立式热处理装置的气体喷嘴的第三结构例的立体图。
图7是表示图1的立式热处理装置的气体喷嘴的第四结构例的立体图。
图8是表示氮化硅膜的形成方法的一例的时间图。
图9是说明实施例的气体喷嘴的图。
图10是表示晶圆处理位置与形成于晶圆的膜的膜厚的关系的图。
图11是表示附着于气体喷嘴的内壁的分解物的模拟结果的图。
图12是表示气孔的位置与气体流速的关系的模拟结果的图。
附图标记说明
1：立式热处理装置；34：处理容器；38：基板保持器具；44：内管；44A：顶部；44B：侧壁部；46：外管；76：气体喷嘴；76A：气孔；76B：气孔；82：排气口；84：空间部；W：晶圆。
具体实施方式
以下参照附图来说明用于实施本发明的方式。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，由此省略重复的说明。
〔立式热处理装置〕
对本发明的实施方式所涉及的立式热处理装置进行说明。图1为表示本发明的实施方式所涉及的立式热处理装置的一例的截面图。图2是在图1中的一点划线A-A处进行剖切得到的截面图。
如图1所示，立式热处理装置1具有处理容器34、盖部36、基板保持器具38、气体供给单元40、排气单元41以及加热单元42。
处理容器34收容作为基板的半导体晶圆(以下称作“晶圆W”。)。处理容器34是下端开放的有顶圆筒形状的内管44、与下端开放并且覆盖内管44的外侧的有顶圆筒形状的外管46以同轴状进行配置而成的双重管构造。内管44和外管46由石英、碳化硅(SiC)等耐热性材料形成。
内管44的顶部44A例如形成为平坦。在内管44的一侧，沿其长边方向(上下方向)形成有收容气体喷嘴76、78、80的喷嘴收容部48。在本发明的实施方式中，如图2所示，使内管44的侧壁部44B的一部分朝向外侧突出来形成凸部50，将凸部50内形成为喷嘴收容部48。以与喷嘴收容部48相向的方式在内管44的相反侧的侧壁部44B沿其长边方向(上下方向)形成有宽度L1的矩形状的狭缝52。将狭缝52的宽度L1设定为10mm～400mm的范围内的大小。
狭缝52为形成为能够对内管44的内部的气体进行排气的气体排气口。狭缝52的长度形成为与基板保持器具38的长度相同，或者形成为比基板保持器具38的长度长并且向上下方向分别延伸。即，狭缝52的上端延伸到等于或高于与基板保持器具38的上端对应的位置的高度并且位于该位置，狭缝52的下端延伸到等于或低于与基板保持器具38的下端对应的位置的高度并且位于该位置。具体地说，如图1所示，基板保持器具38的上端与狭缝52的上端之间的高度方向的距离L2约在0mm～5mm的范围内。另外，基板保持器具38的下端与狭缝52的下端之间的高度方向的距离L3约在0mm～350mm的范围内。基板保持器具38能够收容于处理容器34内，将多张(例如150张)晶圆W以沿上下方向具有规定间隔的方式大致水平地保持。
处理容器34的下端被例如由不锈钢形成的圆筒形状的歧管54进行支承。在歧管54的上端形成有凸缘部56。外管46的下端设置在凸缘部56上，由此外管46得到支承。在凸缘部56与外管46的下端之间设置有O环等密封构件58。利用密封构件58将外管46内维持为气密状态。
在歧管54的上部的内壁设置有圆环状的支承部60。内管44的下端设置在支持部60上，由此内管44得到支承。盖部36经由O环等密封构件62气密地安装于歧管54的下端的开口。通过盖部36气密地封闭处理容器34的下端的开口、即歧管54的开口。盖部36例如由不锈钢形成。
旋转轴66经由磁性流体密封部64贯通地设置于盖部36的中央部。旋转轴66的下部旋转自如地支承于舟升降器等升降单元68的臂68A。
在旋转轴66的上端设置有旋转板70，保持晶圆W的基板保持器具38隔着石英制的保温台72载置于旋转板70上。因而，通过使升降单元68升降来使盖部36与基板保持器具38一体地上下移动，由此能够使基板保持器具38插入处理容器34内以及从处理容器34内脱离。
气体供给单元40设置于歧管54，向内管44内导入原料气体、反应气体、吹扫气体等各种气体。气体供给单元40具有多个(例如三个)石英制的气体喷嘴76、78、80。各气体喷嘴76、78、80在内管44的内部沿内管44的长边方向设置，并且以该各气体喷嘴76、78、80的基端(下端)弯曲为L字状且贯通歧管54的方式被支承。如图2所示，气体喷嘴76、78、80在内管44的喷嘴收容部48内沿着周向设置为一列。
气体喷嘴76向处理容器34内供给原料气。在气体喷嘴76中沿其长边方向以规定间隔形成有多个作为第一气孔的气孔76A。气孔76A形成于内管44的内部，朝向水平方向地向内管44的内部喷出原料气体。规定间隔例如设定为与被支承于基板保持器具38的晶圆W的间隔相同的间隔。另外，关于高度方向的位置，设定为气孔76A位于在上下方向上相邻的晶圆W间的中间，能够高效地向晶圆W间供给原料气体。另外，气体喷嘴76的顶端(上端)在顶部44A从内管44的内部贯通到外部。如图1所示，在气体喷嘴76的顶端形成有作为第二气孔的气孔76B。气孔76B形成于内管44的外部，向内管44的外部喷出原料气体。作为原料气体，例如能够使用含硅气体、含金属气体。作为含硅气体，例如举出二氯硅烷(DCS：SiH2Cl2)、六氯乙硅烷(HCD：Si2Cl6)、四氯硅烷(SiCl4)、三氯硅烷(SiHCl3)。作为含金属气体，例如举出四氯化钛(TiCl4)、三甲基铝(TMA)、四(二甲胺基)铪Hf[N(CH3)2]4(TDMAH)、四(乙基甲基氨基)锆(TEMAZ)、三(二甲胺基)环戊二烯基锆(C5H5)Zr[N(CH3)2]3。此外，在后文对气体喷嘴76的详情进行叙述。
气体喷嘴78向处理容器34内供给与原料气体发生反应的反应气体。在气体喷嘴78中沿着其长边方向以规定间隔形成有多个气孔78A。气孔78A形成于内管44的内部，朝向水平方向地向内管44的内部喷出反应气体。规定间隔例如设定为与被支承于基板保持器具38的晶圆W的间隔相同的间隔。另外，关于高度方向的位置，设定为气孔78A位于在上下方向上相邻的晶圆W间的中间，能够高效地向晶圆W间供给反应气体。作为反应气体，例如能够使用氮化气体、氧化气体。作为氮化气体，例如举出氨(NH3)、有机胺气体、二氮烯(N2H2)、肼(N2H4)、肼基化合物(例如甲基肼(MMH))。作为氧化气体，例如举出臭氧(O3)、氧(O2)、水蒸气(H2O)、氢+氧(H2+O2)、氢+臭氧(H2+O3)、一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)。
气体喷嘴80向处理容器34内供给吹扫气体。在气体喷嘴80中沿其长边方向以规定间隔形成有多个气孔80A。气孔80A形成于内管44的内部，朝向水平方向地向内管44的内部喷出吹扫气体。规定间隔例如设定为与被支承于基板保持器具38的晶圆W的间隔相同的间隔。另外，关于高度方向的位置，设定为气孔80A位于在上下方向上相邻的晶圆W间的中间，能够高效地向晶圆W间供给吹扫气体。作为吹扫气体，例如能够使用氮(N2)气体、氩(Ar)气体。
另外，在歧管54的上部的侧壁且支承部60的上方形成有排气口82。排气口82同内管44与外管46之间的空间部84连通。从狭缝52排出的内管44的内部的气体和从气体喷嘴76的气孔76B喷出到空间部84的气体经由空间部84并经由排气口82排气到处理容器34的外部。在排气口82设置有对处理容器34内的气体进行排气的排气单元41。排气单元41具有与排气口82连接的排气通路86，在排气通路86依次设置有压力调整阀88和真空泵90，对处理容器34内进行真空排气。
在外管46的外周侧以覆盖外管46的方式设置有圆筒形状的加热单元42。加热单元42对被收容于处理容器34内的晶圆W进行加热。
像这样构成的立式热处理装置1的各部的动作例如由计算机等控制单元110进行控制。另外，进行立式热处理装置1的各部的动作的计算机的程序存储在存储介质112中。存储介质112例如为软盘、光盘、硬盘、闪存、DVD等为宜。
〔气体喷嘴〕
接着，对于前述的立式热处理装置1中使用的气体喷嘴76、78、80的结构，以气体喷嘴76为例来进行说明。其中，气体喷嘴78和气体喷嘴80也设为与气体喷嘴76相同的结构。例如，供给反应气体的气体喷嘴78采用与供给原料气体的气体喷嘴76相同的结构，由此在成膜处理时，在内管44的外表面、外管46的内表面形成与在内管44的内表面形成的膜组成相同的膜。因此，能够防止在对处理容器34内进行干洗时在内管44的外表面、外管46的内表面产生膜残留。另外，形成于内管44的外表面、外管46的内表面的膜与形成于内管44的内表面的膜之间的应力(压力)的差变小，因此能够抑制产生膜剥落。
(第一结构例)
图3为表示图1的立式热处理装置1的气体喷嘴76的第一结构例的立体图。图4为在图1中的一点划线B-B处剖切得到的截面图。此外，在图3中省略了气体喷嘴78和气体喷嘴80的图示。
如图3所示，第一结构例的气体喷嘴76以沿着内管44的内周面上下延伸的方式设置，所述气体喷嘴76的顶端在内管44的顶部44A从内管44的内部贯通到外部。在气体喷嘴76中形成有多个气孔76A和多个气孔76B。
各气孔76A形成于内管44的内部，朝向水平方向地向内管44的内部喷出原料气体。各气孔76A形成于气体喷嘴76的管壁中的、与狭缝52相向的位置。
各气孔76B形成于内管44的外部，向内管44的外部的空间部84喷出原料气体。例如图4所示，各气孔76B形成于气体喷嘴76的管壁中的靠排气口82侧的位置。各气孔76B的开口面积例如形成得比各气孔76A的开口面积大。
此外，在图3的例子中，举出气孔76B为多个的情况为例进行了说明，但气孔76B的数量为一个以上即可，并不特别地进行限定。
(第二结构例)
图5为表示图1的立式热处理装置1的气体喷嘴76的第二结构例的立体图。此外，在图5中省略气体喷嘴78和气体喷嘴80的图示。
如图5所示，第二结构例的气体喷嘴76以沿着内管44的内周面上下延伸的方式设置，所述气体喷嘴76的顶端在内管44的顶部44A从内管44的内部贯通到外部。在气体喷嘴76中形成有多个气孔76A、多个气孔76B以及一个气孔76C。
各气孔76A形成于内管44的内部，朝向水平方向地向内管44的内部喷出原料气体。各气孔76A形成于气体喷嘴76的管壁中的、与狭缝52相向的位置。
各气孔76B形成于内管44的外部，向内管44的外部的空间部84喷出原料气体。各气孔76B以沿着气体喷嘴76的管壁的周向具有规定间隔的方式形成。各气孔76B的开口面积例如形成得比各气孔76A的开口面积大。
气孔76C形成于气体喷嘴76的上端面，向内管44的外部的空间部84喷出原料气体。气孔76C的开口面积例如形成得比各气孔76A的开口面积大。
此外，在图5的例子中，举出气孔76B为多个的情况为例进行了说明，但气孔76B的数量为一个以上即可，并不特别进行限定。另外，在图5的例子中，举出气孔76C为一个的情况为例进行了说明，但气孔76C的数量也可以为两个以上。
(第三结构例)
图6为表示图1的立式热处理装置1的气体喷嘴76的第三结构例的立体图。此外，在图6中，省略了气体喷嘴78和气体喷嘴80的图示。
如图6所示，第三结构例的气体喷嘴76以沿着内管44的内周面上下延伸的方式设置，该气体喷嘴76的顶端弯曲为L字状并在内管44的侧壁部44B从内管44的内部贯通到外部。在气体喷嘴76中形成有多个气孔76A和多个气孔76B。
各气孔76A形成于内管44的内部，朝向水平方向地向内管44的内部喷出原料气体。各气孔76A形成于气体喷嘴76的管壁中的、与狭缝52相向的位置。
各气孔76B形成于内管44的外部，向内管44的外部的空间部84喷出原料气体。各气孔76B形成于气体喷嘴76的管壁中的靠排气口82侧的位置。各气孔76B的开口面积例如形成得比各气孔76A的开口面积大。
此外，在图6的例子中，举出气孔76B为多个的情况为例进行了说明，但气孔76B的数量为一个以上即可，并不特别进行限定。
(第四结构例)
图7为表示图1的立式热处理装置1的气体喷嘴76的第四结构例的立体图。此外，在图7中，省略了气体喷嘴78和气体喷嘴80的图示。
如图7所示，第四结构例的气体喷嘴76以沿着内管44的内周面上下延伸的方式设置，所述气体喷嘴76的顶端在内管44的顶部44A从内管44的内部贯通到外部。在气体喷嘴76中形成有多个气孔76A和多个气孔76B。
各气孔76A形成于内管44的内部，朝向水平方向地向内管44的内部喷出原料气体。各气孔76A形成于气体喷嘴76的管壁中的、与狭缝52相向的位置。
各气孔76B形成于内管44的外部，向内管44的外部的空间部84喷出原料气体。各气孔76B形成于气体喷嘴76的管壁中的靠排气口82侧的位置。各气孔76B的开口面积形成得例如比各气孔76A的开口面积大。
另外，如图7所示，气体喷嘴76的顶端被对内管44进行加工而形成的保护部44C覆盖。在保护部44C的与气孔76B对应的区域形成有开口44D，从气孔76B喷出的气体从保护部44C的开口44D供给到内管44的外部的空间部84。
此外，在图7的例子中，举出气孔76B为多个的情况为例进行了说明，但气孔76B的数量为一个以上即可，并不特别进行限定。
以上对第一结构例至第四结构例的气体喷嘴76进行了说明，但气体喷嘴76的方式不限定于此。
例如，气孔76B也可以形成于气体喷嘴76的管壁中的、与靠排气口82侧的位置不同的位置。但是，气孔76B优选形成于内管44的外部的靠排气口82侧的位置。通过气孔76B形成于内管44的外部的靠排气口82侧的位置，从气孔76B喷出的HCD气体形成朝向排气口82的流动。其结果是，从气孔76A喷出到内管44的内部并且经由狭缝52到达排气口82的HCD气体随着朝向排气口82的流动被排出到排气口82，因此能够抑制HCD气体从内管44的外部向内部逆流。
另外，例如各气孔76B的开口面积也可以形成得比各气孔76A的开口面积小，也可以与各气孔76A的开口面积相同。但是，优选每喷嘴单位长度的气孔76B的开口面积形成得比每喷嘴单位长度的气孔76A的开口面积大。例如，在各气孔76B的开口面积比各气孔76A的开口面积小的情况、各气孔76B的开口面积与各气孔76A的开口面积相同的情况下，每喷嘴单位长度的气孔76B的数量比每喷嘴单位长度的气孔76A的数量多即可。此外，作为喷嘴单位长度，例如能够设为气体喷嘴76中的突出到内管44的外部的部分的长度。气体喷嘴76中的突出到内管44的外部的部分的长度为气体喷嘴76与外管46不接触的长度即可，例如能够设为20mm～50mm。像这样，通过将每喷嘴单位长度的气孔76B的开口面积形成得比每喷嘴单位长度的气孔76A的开口面积大，能够高效地降低气体喷嘴76内的气体压力。因此，在气体喷嘴76内不易产生HCD气体的滞留。其结果是，HCD气体暴露于处理容器34内的高温气氛中的时间变短，因此能够抑制气体喷嘴76内的HCD气体的热分解，附着于气体喷嘴76的内壁的分解物的附着量变少。
〔成膜方法〕
接着，关于使用本发明的实施方式所涉及的立式热处理装置1的成膜方法，举出通过原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法在晶圆W上形成氮化硅膜的情况为例进行说明。此外，在以下的说明中，通过控制单元110来控制立式热处理装置1的各部的动作。
图8为表示氮化硅膜的形成方法的一例的时间图。如图8所示，关于氮化硅膜的形成方法，通过按照吸附步骤、吹扫步骤、氮化步骤和吹扫步骤的顺序以多个循环重复地执行这些步骤来在晶圆W上形成期望膜厚的氮化硅膜。吸附步骤为使原料气体吸附在晶圆W上的步骤。吹扫步骤为对处理容器34内进行吹扫的步骤。氮化步骤为使吸附在晶圆W上的原料气体氮化的步骤。
首先，通过加热单元42将处理容器34内维持为规定温度。接着，将保持着晶圆W的基板保持器具38载置在盖部36上，通过升降单元68使盖部36上升来将晶圆W(基板保持器具38)搬入到处理容器34内。
接着，执行使作为原料气体的HCD气体吸附于晶圆W的吸附步骤。具体地说，通过加热单元42将处理容器34内设定为规定温度。一边从气体喷嘴80向处理容器34内供给规定流量的N2气体一边排出处理容器34内的气体，由此将处理容器34设定为规定压力。在处理容器34内的温度和压力稳定后，使气孔76A向内管44的内部喷出HCD气体，使气孔76B向内管44的外部喷出HCD气体。喷出到内管44的内部的HCD气体在内管44的内部被加热而热分解，通过热分解产生的硅(Si)吸附于晶圆W上。供给到内管44的外部的HCD气体通过内管44与外管46之间的空间部84从排气口82排出。在经过规定时间后，使气体喷嘴76(气孔76A、76B)停止供给HCD气体。
此时，在气体喷嘴76中设置有相对于向内管44的内部喷出HCD气体的气孔76A独立地进行配置、并向内管44的外部喷出HCD气体的气孔76B。相比于没有形成气孔76B的情况，通过在气体喷嘴76中形成气孔76B，气体喷嘴76内的气体压力下降，因此不易在气体喷嘴76内产生HCD气体的滞留。其结果是，HCD气体暴露于处理容器34内的高温气氛中的时间变短，因此抑制气体喷嘴76内的HCD气体的热分解，附着于气体喷嘴76的内壁的分解物的附着量变少。
另外，从气孔76B喷出的HCD气体不供给到内管44的内部，因此能够降低内管44的内部的气体的流动的偏差。其结果是，面间均匀性提高。
另外，气孔76B形成于内管44的外部的靠排气口82侧的位置，因此从气孔76B喷出的HCD气体形成朝向排气口82的流动。其结果是，从气孔76A喷出到内管44的内部并且经由狭缝52到达排气口82的HCD气体随着朝向排气口82的流动被排出到排气口82，因此能够抑制HCD气体从内管44的外部向内部逆流。
接着，执行对内管44内进行吹扫的吹扫步骤。具体地说，一边从气体喷嘴80向内管44内供给规定流量的N2气体一边排出内管44内的气体，将内管44内的HCD气体置换为N2气体。在经过规定时间后，停止从气体喷嘴80供给N2气体。
此时，在吸附步骤中从气孔76B喷出的HCD气体不会喷出到内管44内，而是在喷出到与排气口82直接连结的、内管44与外管46之间的空间部84中后立即从排气口82排出。因此，在吹扫步骤中，只对喷出到内管44的内部的HCD气体进行吹扫即可，因此能够缩短对内管44内进行吹扫所需的时间。
接着，执行使通过吸附步骤吸附于晶圆W的Si氮化的氮化步骤。在氮化步骤中，通过加热单元42将处理容器34内设定为规定温度。另外，一边从气体喷嘴78的气孔78A向内管44内供给规定流量的作为氮化气体的NH3气体一边排出处理容器34内的气体，将处理容器34设定为规定压力。供给到内管44的内部的NH3气体与通过吸附步骤吸附在晶圆W上的Si发生反应，Si被氮化。在经过规定时间后，停止从气体喷嘴78供给NH3气体。
接着，执行对内管44内进行吹扫的吹扫步骤。具体地说，一边从气体喷嘴80向内管44内供给规定流量的N2气体一边排出内管44内的气体，将内管44内的NH3气体置换为N2气体。在经过规定时间后，停止从气体喷嘴80供给N2气体。
通过以上，包括吸附步骤、吹扫步骤、氮化步骤和吹扫步骤的ALD法的一个循环结束。接着，再次开始从吸附步骤开始的ALD法的一个循环。而且，通过以规定循环(例如100循环)重复该循环来在晶圆W上形成期望膜厚的氮化硅膜。
当在晶圆W上形成期望膜厚的氮化硅膜时，一边通过加热单元42将处理容器34内维持为规定温度，一边从气体喷嘴80向处理容器34内供给规定流量的N2气体，通过N2气体对处理容器34内进行循环吹扫来返回常压。接着，通过升降单元68使盖部36下降，将晶圆W(基板保持器具38)从处理容器34内搬出。
如以上所说明的那样，在本发明的实施方式中，在气体喷嘴76中设置有相对于向内管44的内部喷出HCD气体的气孔76A单独地配置、向内管44的外部喷出HCD气体的气孔76B。相比于没有形成气孔76B的情况，通过在气体喷嘴76中形成气孔76B，气体喷嘴76内的气体压力下降，因此在气体喷嘴76内不易产生HCD气体的滞留。其结果是，HCD气体暴露于处理容器34内的高温气氛中的时间变短，因此抑制气体喷嘴76内的HCD气体的热分解，附着于气体喷嘴76的内壁的分解物的附着量变少。
另外，从气孔76B喷出的HCD气体不供给到内管44的内部，因此能够降低内管44的内部的气体的流动的偏差。其结果是，面间均匀性提高。
另外，在吸附步骤中从气孔76B喷出的HCD气体不会喷出到内管44内，而是在喷出到与排气口82直接连结的、内管44与外管46之间的空间部84之后立即从排气口82排出。因此，在吹扫步骤中只对喷出到内管44的内部的HCD气体进行吹扫即可，因此能够缩短对内管44内进行吹扫所需的时间。
另外，气孔76B形成于内管44的外部的靠排气口82侧的位置，因此从气孔76B喷出的HCD气体形成朝向排气口82的流动。其结果是，从气孔76A喷出到内管44的内部并且经由狭缝52到达排气口82的HCD气体随着朝向排气口82的流动被排出到排气口82，因此能够抑制HCD气体从内管44的外部向内部逆流。
〔实施例〕
接着，对使用本发明的实施方式所涉及的立式热处理装置1供给原料气体的情况下的效果进行说明。
首先，对在实施例中使用的气体喷嘴76进行说明。图9为说明实施例的气体喷嘴的图。
如图9的(a)所示，气体喷嘴A为如下的喷嘴：其顶端在顶部44A从内管44的内部贯通到外部，形成有向内管44的内部喷出原料气体的气孔76A和向内管44的外部喷出原料气体的气孔76B。
如图9的(b)所示，气体喷嘴B为如下的喷嘴：其顶端不贯通顶部44A，形成有向内管44的内部喷出原料气体的气孔76A，但没有形成向内管44的外部喷出原料气体的气孔76B。
如图9的(c)所示，气体喷嘴C为如下的喷嘴：形成有向内管44的内部喷出原料气体的气孔76A、气孔76D和气孔76E，但没有形成向内管44的外部喷出原料气体的气孔76B。
(实施例1)
在实施例1中，评价在使用气体喷嘴B、C来在晶圆W上形成氮化硅膜时被保持于基板保持器具38的晶圆W的位置(以下称作“晶圆处理位置”。)与形成于晶圆W的氮化硅膜的膜厚的关系。图10为表示晶圆处理位置与形成于晶圆的膜的膜厚的关系的图。在图10中，横轴表示晶圆处理位置，左侧的纵轴(第一轴)表示晶圆W的面内的平均膜厚，右侧的纵轴(第二轴)表示晶圆W的面内的膜厚均匀性。此外，在图10的第二轴中，中央值表示晶圆W的面内的膜厚均匀性最良好(膜厚的面内分布为0％)，相比于中央值越大或越小则表示晶圆W的面内的膜厚均匀性越差。更具体地说，相比于中央值越大则表示呈晶圆W的中央部的膜厚比周缘部的膜厚越厚的凸型的分布，相比于中央值越小则表示呈晶圆W的中央部的膜厚比周缘部的膜厚越薄的凹型的分布。
如图10所示，可知：在使用气体喷嘴B的情况下，不论晶圆处理位置如何，形成于晶圆W的氮化硅膜的面内平均膜厚和面内均匀性均大致相同。另一方面，在使用气体喷嘴C的情况下，在上部侧的晶圆处理位置中，形成于晶圆W上的氮化硅膜的面内平均膜厚变大，膜厚的面内分布呈凹型的分布，面内均匀性差。
因而，认为当在内管44的内部中变更气孔的开口面积时，原料气体的流动产生偏差。
(实施例2)
在实施例2中，通过模拟来计算在使用气体喷嘴A、B、C在晶圆W上形成厚度为3μm的氮化硅膜时附着于气体喷嘴A、B、C的内壁的分解物(生成物)的厚度。图11为表示附着于气体喷嘴的内壁的分解物的模拟结果的图。
如图11所示，在使用气体喷嘴A、B、C来在晶圆W上形成厚度为3μm的氮化硅膜时附着于气体喷嘴A、B、C的内壁的分解物的厚度的最大值分别为6.3μm，72μm，9.3μm。即，相比于使用气体喷嘴B、C，通过使用气体喷嘴A能够减少附着于气体喷嘴的内壁的分解物的附着量。
(实施例3)
在实施例3中，通过模拟来计算使用气体喷嘴A、B、C向处理容器34内供给作为原料气体的HCD气体时的各气孔中的气体流速。图12为表示气孔的位置与气体流速的关系的模拟结果的图。在图12中，横轴表示气孔的位置，纵轴表示气体流速(sccm)。此外，模拟的条件如下。
<模拟条件>
温度：630℃
HCD气体的流速：300sccm
内管44内的压力：133Pa
如图12所示，在使用气体喷嘴B的情况下，在内管44的内部中没有发现气体流速大幅度变化的区域。另一方面，在使用气体喷嘴C的情况下，在内管44的内部的上部侧确认出气体流速非常大的区域。另外，在使用气体喷嘴A的情况下，在内管44的外部确认出气体流速非常大的区域，但在内管44的内部没有确认出气体流速大幅度变化的区域。
因而，通过使用气体喷嘴A，能够降低内管44的内部中的气体的流动的偏差。
以上对用于实施本发明的方式进行了说明，但上述内容并不限定发明的内容，能够在本发明的范围内进行各种变形和改良。
在上述的实施方式中，举出基板是半导体晶圆的情况为例进行了说明，但本发明不限定于此。例如，基板也可以是玻璃基板、LCD基板等。

Claims (10)

1.一种立式热处理装置，在将多个基板以沿上下方向具有规定间隔的方式大致水平地保持在基板保持器具中的状态下，向所述多个基板供给原料气体来形成膜，所述立式热处理装置具有：
处理容器，其包括收容所述基板保持器具的内管和配置在所述内管的外侧的外管；以及
气体喷嘴，其以沿着所述内管的内周面上下延伸的方式设置，所述气体喷嘴的顶端从所述内管的内部贯通到外部，
其中，在所述气体喷嘴中形成有向所述内管的内部供给所述原料气体的第一气孔以及向所述内管的外部供给所述原料气体的第二气孔。
2.根据权利要求1所述的立式热处理装置，其特征在于，
所述第一气孔形成于所述内管的内部的位置，
所述第二气孔形成于所述内管的外部的位置。
3.根据权利要求1或2所述的立式热处理装置，其特征在于，
所述气体喷嘴的所述顶端在所述内管的顶部处从所述内管的内部贯通到外部。
4.根据权利要求1或2所述的立式热处理装置，其特征在于，
所述气体喷嘴的所述顶端弯曲为L字状，并且在所述内管的侧壁部处从所述内管的内部贯通到外部。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，
每喷嘴单位长度的所述第二气孔的开口面积比每喷嘴单位长度的所述第一气孔的开口面积大。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，
所述立式热处理装置具有排气口，所述排气口同所述内管与所述外管之间的空间部连通，
所述第二气孔形成于所述气体喷嘴的管壁中的靠所述排气口侧的位置。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，
所述原料气体包括含硅气体或含金属气体。
8.一种立式热处理装置，在将多个基板以沿上下方向具有规定间隔的方式大致水平地保持在基板保持器具中的状态下，向所述多个基板供给处理气体来形成膜，所述立式热处理装置具有：
处理容器，其包括收容所述基板保持器具的内管和配置在所述内管的外侧的外管；以及
多个气体喷嘴，各气体喷嘴以沿着所述内管的内周面上下延伸的方式设置，各气体喷嘴的顶端从所述内管的内部贯通到外部，
其中，在所述多个气体喷嘴的各个气体喷嘴中形成有向所述内管的内部供给处理气体的第一气孔以及向所述内管的外部供给所述处理气体的第二气孔。
9.根据权利要求8所述的立式热处理装置，其特征在于，
所述多个气体喷嘴包括供给原料气体的第一气体喷嘴以及供给与所述原料气体发生反应的反应气体的第二气体喷嘴。
10.根据权利要求9所述的立式热处理装置，其特征在于，
所述原料气体包括含硅气体或含金属气体，
所述反应气体包括氮化气体或氧化气体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113818008A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 东京毅力科创株式会社 气体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111548036B (zh) * 2020-05-18 2022-06-14 郑州三迪建筑科技有限公司 一种磷石膏煅烧余热利用方法
JP7308241B2 (ja) * 2021-08-20 2023-07-13 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置および半導体装置の製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200733242A (en) * 2006-02-10 2007-09-01 Poongsan Microtec Co Ltd Methods and apparatuses for high pressure gas annealing
US20080216742A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Yuji Takebayashi Substrate processing apparatus
TW201016886A (en) * 2008-08-27 2010-05-01 Hitachi Int Electric Inc Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US20100218724A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Hitachi-Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus
CN102330072A (zh) * 2010-07-12 2012-01-25 三星Led株式会社 化学气相沉积设备及使用其形成半导体外延薄膜的方法
US20120103260A1 (en) * 2009-07-16 2012-05-03 Wonik Ips Co., Ltd. Apparatus for manufacturing semiconductor
US20120171815A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-05 Jong Sun Maeng Cvd apparatus and method of forming semiconductor superlattice structure using the same
CN102856148A (zh) * 2011-06-30 2013-01-02 东京毅力科创株式会社 成膜装置
JP2014063959A (ja) * 2012-09-24 2014-04-10 Tokyo Electron Ltd 縦型熱処理装置
US20160276206A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Tokyo Electron Limited Substrate Processing Apparatus
TW201709325A (zh) * 2015-05-07 2017-03-01 東京威力科創股份有限公司 基板處理裝置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050098107A1 (en) * 2003-09-24 2005-05-12 Du Bois Dale R. Thermal processing system with cross-flow liner
JP2006186015A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP5088331B2 (ja) * 2009-01-26 2012-12-05 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置用の構成部品及び熱処理装置
JP5887962B2 (ja) * 2012-01-31 2016-03-16 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP6091377B2 (ja) * 2013-08-21 2017-03-08 東京エレクトロン株式会社 断熱壁体の製造方法
JP6291297B2 (ja) * 2014-03-17 2018-03-14 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
JP6435967B2 (ja) * 2015-03-31 2018-12-12 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
JP6578243B2 (ja) * 2015-07-17 2019-09-18 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ガス供給ノズル、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200733242A (en) * 2006-02-10 2007-09-01 Poongsan Microtec Co Ltd Methods and apparatuses for high pressure gas annealing
US20080216742A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Yuji Takebayashi Substrate processing apparatus
TW201016886A (en) * 2008-08-27 2010-05-01 Hitachi Int Electric Inc Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US20100218724A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Hitachi-Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus
US20120103260A1 (en) * 2009-07-16 2012-05-03 Wonik Ips Co., Ltd. Apparatus for manufacturing semiconductor
CN102330072A (zh) * 2010-07-12 2012-01-25 三星Led株式会社 化学气相沉积设备及使用其形成半导体外延薄膜的方法
US20120171815A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-05 Jong Sun Maeng Cvd apparatus and method of forming semiconductor superlattice structure using the same
CN102856148A (zh) * 2011-06-30 2013-01-02 东京毅力科创株式会社 成膜装置
JP2014063959A (ja) * 2012-09-24 2014-04-10 Tokyo Electron Ltd 縦型熱処理装置
US20160276206A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Tokyo Electron Limited Substrate Processing Apparatus
TW201709325A (zh) * 2015-05-07 2017-03-01 東京威力科創股份有限公司 基板處理裝置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113818008A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 东京毅力科创株式会社 气体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201935567A (zh) 2019-09-01
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