JP7097703B2 - ガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法 - Google Patents

ガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、ガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法に関し、さらに詳しくは、基板の上側におけるガスの密度分布を制御し易いガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法に関する。
工程ガスを用いて基板を処理する基板処理装置は、通常、内部空間を有するチャンバーと、該チャンバー内に配設され、上部に基板が置かれるステージと、該ステージの上側にステージと対向するように位置して、光を発してステージに載置された基板に対して熱処理を行う発光ユニットと、基板の延長方向と対応するように一方向に並べて配置されてステージの上側から基板に向かってガスを噴射する複数のノズルとを備える。
一方、行おうとする基板の処理工程に応じて、基板の上側における基板の延長方向のガスの密度分布が異なる場合がある。例えば、基板の中央領域と比べて周縁領域のガスの密度が低い場合もあれば、逆に、基板の中央領域と比べて周縁領域のガスの密度が高い場合もある。このようなガスの密度分布を制御するには、複数のノズルのうちの一部はガスを噴射するようにオン（ＯＮ）にし、一方、他の一部はガスを噴射しないようにオフ（ＯＦＦ）にする必要がある。
ところが、従来には、処理しようとする工程タイプに応じて、複数のノズルの各々のオン、オフをマニュアルで調節するが故に、工程の切換え効率及び生産率が低下するという不都合がある。
大韓民国公開特許第２０１６－０１２２５２３号公報
本発明の目的は、ガスの密度分布を制御し易いガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法を提供することである。
上述したような目的を達成するために案出された本発明に係るガス噴射装置は、基板の一方の側の外側に基板の幅方向に並べて配置されて基板に向かってガスを噴射する複数のノズルを有する噴射部と、複数のノズルを介して噴射されたガスによる基板の幅方向のガスの密度分布が目標とするガスの密度分布タイプとなるように、複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無及び複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を自動的に制御する噴射制御ユニットとを備えることを特徴とする。
好ましくは、本発明に係るガス噴射装置において、噴射制御ユニットは、異なるガスの密度分布タイプが保存されたガス密度分布タイプ保存部と、複数のガスの密度分布タイプの各々が実現可能な複数の噴射制御タイプが保存された噴射制御タイプ保存部と、行おうとする基板工程に応じて、ガス密度分布タイプ保存部からいずれか一つのガスの密度分布タイプを選択し、選択されたガスの密度分布タイプを実現するように噴射制御タイプ保存部からいずれか一つの噴射制御タイプを選択し、噴射部から噴射されたガスの実際の噴射制御タイプが選択された噴射制御タイプとなるように噴射部の動作を制御する噴射制御部とを備える。
また、好ましくは、本発明に係るガス噴射装置において、噴射制御ユニットは、異なる複数の工程タイプが保存された工程タイプ保存部を備え、噴射制御部は、工程タイプ保存部からいずれか一つの工程タイプを選択し、選択された工程タイプを行えるように、ガス密度分布タイプ保存部からいずれか一つのガスの密度分布タイプを選択する。
さらに、好ましくは、本発明に係るガス噴射装置において、噴射部は、基板の一方の側の外側に配設され、基板の幅方向に延設され、内部に複数のノズルが設けられた噴射ブロックと、複数のノズルの各々と連結され、複数のノズルの各々にガスを供給する複数の供給管と、複数の供給管の各々に取り付けられ、供給管とノズルとの間の連通及びガス量を制御する噴射弁とを備える。
さらにまた、好ましくは、本発明に係るガス噴射装置において、噴射制御部は、噴射弁と連動し、選択された噴射制御タイプに応じて複数の噴射弁の各々の動作を制御する。
さらにまた、好ましくは、ガス噴射装置は、複数の供給管の各々にガスを搬送する搬送部と、搬送部の延長経路のうちの少なくとも一つの位置に搬送部の少なくとも一部を収容するように配設されたケースと、ケースに取り付けられ、ケース内のガスを感知して、搬送部からのガスの流出の有無を監視するセンサーとを備える。
また、上述したような目的を達成するために案出された本発明に係る基板処理設備は、片面に基板が載置される載置部と、載置部と対向するように位置して、基板を加熱するための熱を与える加熱ユニットと、載置部の上側に、且つ、載置部に載置される基板の一方の側の外側に配設されて、基板に向かってガスを噴射する複数のノズルを有し、複数のノズルを介して噴射されたガスによる基板の幅方向のガスの密度分布が既に保存された複数のガスの密度分布タイプのうち、目標とするいずれか一つのガスの密度分布タイプとなるように、複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無及び複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を自動的に制御するガス噴射装置とを備えることを特徴とする。
好ましくは、本発明に係る基板処理設備において、ガス噴射装置は、複数のノズル及び複数のノズルの各々に連結され、複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無及び複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を制御する複数の弁を有する噴射部と、異なるガスの密度分布タイプが保存されたガス密度分布タイプ保存部と、複数のガスの密度分布タイプの各々が実現可能な複数の噴射制御タイプが保存された噴射制御タイプ保存部と、ガス密度分布タイプ保存部から、行おうとする基板工程に応じていずれか一つのガスの密度分布タイプを選択し、選択されたガスの密度分布タイプを実現するように噴射制御タイプ保存部からいずれか一つの噴射制御タイプを選択し、噴射部から噴射されたガスの実際の噴射制御タイプが選択された噴射制御タイプとなるように噴射部の動作を制御する噴射制御部とを備える。
また、好ましくは、本発明に係る基板処理設備において、噴射部は、基板の一方の側の外側に配設され且つ基板の幅方向に延設され、内部に複数のノズルが設けられた噴射ブロックと、複数のノズルの各々と連結され、複数のノズルの各々にガスを供給する複数の供給管とを備え、複数の噴射弁の各々は、複数の供給管の各々に取り付けられ、噴射制御部は、噴射弁と連動し、選択された噴射制御タイプに応じて複数の噴射弁の各々の動作を制御する。
さらに、好ましくは、基板処理設備は、複数の供給管の各々にガスを搬送する搬送部と、搬送部の延長経路のうちの少なくとも一つの位置に搬送部の少なくとも一部を収容するように配設されたケースと、ケースに取り付けられ、ケース内のガスを感知して、搬送部からのガス流出を感知するセンサーとを備える。
さらにまた、好ましくは、本発明に係る基板処理設備において、載置部は、上面に基板を載置するステージと、該ステージの上側に該ステージから隔設され、少なくともステージに載置された基板を露出させるように開口が設けられたカバー部材とを備え、噴射部は、ステージの上側に、且つ、カバー部材の一方の側に位置し、載置部の他方の側の外側に噴射ブロックと対向するように配設されてガスを排気する排気部を備え、一方の側のステージとカバー部材との間の離隔空間は、噴射部から吐き出されたガスが基板に向かって供給されるガス供給流路であり、他方の側のステージとカバー部材との間の離隔空間は、基板の上側を通過したガスが排気部に向かって排出されるガス排気流路である
さらにまた、好ましくは、本発明に係る基板処理設備において、加熱ユニットは、載置部の上側に該載置部と対向するように少なくとも一方向に並べて配置され、光を放射する複数のランプを備える。
さらにまた、好ましくは、本発明に係る基板処理設備において、加熱ユニットは、複数のランプと載置部との間に介装されるウィンドウを備える。
さらに、上述したような目的を達成するために案出された本発明に係る基板処理方法は、載置部の上に基板を載置する過程と、基板の一方の側の外側に配設された複数のノズルから基板に向かってガスを噴射して基板を処理する過程とを含み、複数のノズルから基板に向かってガスを噴射する過程においては、複数のノズルを介して噴射されたガスによる基板の幅方向のガスの密度分布が既に保存された複数のガスの密度分布タイプのうちのいずれか一つとなるように調節することを特徴とする。
好ましくは、本発明に係る基板処理方法において、複数のノズルから基板に向かってガスを噴射する過程は、ガス密度分布タイプ保存部に保存された複数のガスの密度分布タイプのうちから基板を処理しようとする工程に見合うガスの密度分布タイプを選択する過程と、噴射制御タイプ保存部に保存された複数の噴射制御タイプのうちから選択されたガスの密度分布タイプを実現するいずれか一つの噴射制御タイプを選択する過程と、選択された噴射制御タイプとなるように複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無及び複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を調節する過程とを含む。
また、好ましくは、本発明に係る基板処理方法において、ガス密度分布タイプ保存部には、基板を処理するチャンバーの内部の複数の圧力条件の各々に伴う複数のガスの密度分布タイプが保存されており、基板を処理しようとする工程に見合うガスの密度分布タイプを選択する過程において、基板を処理しようとするチャンバー内の圧力に応じて、複数のガスの密度分布タイプのうちのいずれか一つを選択する。
さらに、好ましくは、基板処理方法は、基板に向かってガスを噴射する間に基板を加熱する過程を含む。
さらにまた、好ましくは、本発明に係る基板処理方法において、基板を加熱する過程においては、基板に向かって光を照射する。
本発明の実施の形態によれば、複数種の工程タイプまたは複数種のガスの密度分布タイプで工程を行うことが容易であり、複数のノズルの開放または閉鎖の動作を調節するための時間を短縮することができる。これにより、生産率が向上し、複数種の工程条件に対応可能であるので、汎用することができるというメリットがある。
図１は本発明の実施の形態に係るガス噴射装置及びこれを備える基板処理設備を概念的に示す断面図である。 図２は本発明の実施の形態に係る載置部及び載置部の一方の側に配設された噴射部を示す斜視図である。 図３は本発明の実施の形態に係る噴射部の位置を説明するために、載置部の上側から見下ろした平面図である。 図４は本発明の実施の形態に係る噴射部及び噴射制御ユニットを概念的に示す模式図である。 図５は本発明の実施の形態に係るガス噴射ユニットを示す分解斜視図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は噴射部から吐き出されたガスが排気部に流れる際のガスの流れを説明する模式断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無によるガスの密度分布を概念的に説明する図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無によるガスの密度分布を概念的に説明する図である。 図９は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無に伴う各々のガスの密度分布タイプを説明するグラフである。 図１０は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無に伴う各々のガスの密度分布タイプを説明するグラフである。 図１１は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無に伴う各々のガスの密度分布タイプを説明するグラフである。 図１２は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無に伴う各々のガスの密度分布タイプを説明するグラフである。 図１３は本発明の実施の形態に係る噴射制御ユニットのガス密度分布タイプ保存部、及び噴射制御タイプ保存部を概念的な例を挙げて説明する図である。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係るガス噴射装置、これを備える基板処理設備及びこれを用いた基板処理方法について詳細に説明する。しかしながら、本発明は、以下に開示される実施の形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施の形態は、本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供される。
図１は本発明の実施の形態に係るガス噴射装置及びこれを備える基板処理設備を概念的に示す図であり、図２は本発明の実施の形態に係る載置部及び載置部の一方の側（一方の面）に配設された噴射部を示す斜視図であり、図３は本発明の実施の形態に係る噴射部の位置の説明のために、載置部の上側から見下ろした平面図である。また、図４は本発明の実施の形態に係る噴射部及び噴射制御ユニットを概念的に示す模式図であり、図５は本発明の実施の形態に係るガス噴射ユニットを示す斜視図であり、図６は噴射部から吐き出されたガスが排気部に流れる際のガスの流れを説明する図である。図７及び図８は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無によるガスの密度分布を概念的に説明する図であり、図９から図１２は複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無に伴う各々のガスの密度分布タイプを説明する図であり、図１３は本発明の実施の形態に係る噴射制御ユニットのガス密度分布タイプ保存部、噴射制御タイプ保存部を概念的な例を挙げて説明する図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係るガス噴射装置を備える基板処理設備について説明する。このとき、本発明の実施の形態に係る基板処理設備としては、高温の熱を発生し、これを用いて基板を急速に熱処理するいわゆる急速熱処理（ＲＴＰ：Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）を例にとって説明する。なお、本発明の実施の形態に係る基板処理設備は、２０ｔｏｒｒ以下、より好ましくは、５ｔｏｒｒ～１０ｔｏｒｒ以下の低圧環境下で基板の上に薄膜を形成する基板処理設備であってもよい。
図１を参照すると、本発明の実施の形態に係る基板処理設備、つまり、急速熱処理設備は、内部空間を有するチャンバー１００と、該チャンバー１００の内部に位置して処理対象物である基板Ｓが載置される載置部２００と、該載置部２００と対向するように位置し、基板Ｓを熱処理するための熱源を与える複数のランプ３２０を有する加熱ユニット３００と、載置部２００に載置される基板Ｓの上側の位置に基板Ｓの一つの延長方向と対応するように並べて配置され、基板Ｓに向かってガスを噴射する複数のノズル６１５２を有する噴射部を備えるガス噴射ユニット６１００と、行おうとする（または目標とする）基板の延長方向のガスの密度分布タイプに応じて、複数のノズル６１５２の各々からのガスの噴射を制御する噴射制御ユニット６２００とを有するガス噴射装置と、少なくとも一部がチャンバー１００の内部に複数のノズル６１５２と対向するように位置し、ポンピング力を有する排気部５００とを備える。
本発明の実施の形態に係る基板Ｓは、半導体素子に適用されるウェーハ（ｗａｆｅｒ）であってもよい。いうまでもなく、基板はこれに何等限定されるものではなく、製造しようとする装置に応じて、ガラス（ｇｌａｓｓ）、金属などの様々な材質のものが採用可能である。
チャンバー１００は、処理対象物である基板Ｓが処理可能な内部空間を有する筒状を呈するものであって、例えば、その横断面が矩形である矩形筒状を呈するものである。より具体的に、本発明の実施の形態に係るチャンバー１００は、上側が開放または開口された形状を呈し、後述するウィンドウ４００及び加熱ユニット３００により密閉される。なお、チャンバー１００には、基板Ｓが出入りするための出入り口（図示せず）が配設され、基板Ｓを搬送するためのロボット（図示せず）が配設されてもよい。
以上、チャンバー１００の形状が矩形筒状を呈する場合について説明したが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、基板Ｓの処理空間を有するものであれば、様々な形状、例えば、円形または多角形に変更可能である。
図１から図３を参照すると、載置部２００は、チャンバー１００の内部に位置し、本発明の実施の形態においては、チャンバー１００内の下部に配設される。 本発明の実施の形態に係る載置部２００は、片面に基板Ｓを載置し、且つ、内部にガス噴射ユニット６１００から噴射されたガスが基板Ｓ内に流入して移動可能な空間及び基板Ｓを通過したガスが排気部５００を介して排気可能な空間、つまり、ガス流路を有するように形成される。より具体的に、本発明の実施の形態に係る載置部２００は、上面に基板Ｓが載置されるステージ２１０と、該ステージ２１０の上側にステージから隔設され、少なくとも基板が載置される領域を除く残りのステージ領域を覆うカバー部材２２０と、ステージ２１０とカバー部材２２０との間に位置して、カバー部材２２０がステージ２１０の上側にステージから隔設されるように支持する支持台２３０とを備える。
ステージ２１０は、加熱ユニット３００と対向するように位置して、上面に基板Ｓを載置する。本発明の実施の形態に係るステージ２１０は、その上面のうちの一部が他の領域に比べて高さが低い溝を有する板状を呈するものであり、当該溝に基板Ｓが載置される。以下では、ステージ２１０のうち、他の領域と比べて高さが低く、基板Ｓが載置される領域または溝を載置溝２１１と称する。いうまでもなく、ステージ２１０に別途の載置溝２１１が設けられなくてもよく、ステージ２１０の上面が平らであり、ある一つの領域に基板Ｓが載置され、この領域が基板載置領域であってもよい。
このようなステージ２１０には昇降可能な複数のリフトピンが配設されてもよく、複数のリフトピンは、基板Ｓをステージ２１０の上に載置したり、載置された基板Ｓをステージ２１０から取り外したりする機能をする。複数のリフトピンは、ステージ２１０を上下方向に貫通するように挿通されて、上下方向に移動自在に構成される。
カバー部材２２０は、ステージ２１０の上側にステージ２１０から隔設され、少なくともステージ２１０の載置溝２１１と対応する領域が開口された中空の板状であってもよい。ここで、カバー部材２２０の開口の面積は、載置溝２１１と比べて大きいことが好ましい。
上述したように、カバー部材２２０は支持台２３０によりステージ２１０の上側にステージ２１０から隔設されるが、カバー部材２２０とステージ２１０との間の空間のうちの一部は開放され、一部は支持台２３０により閉鎖されるようにステージ２１０から隔設される。すなわち、カバー部材２２０とステージ２１０との間の一部にのみ支持台２３０が配設されて、支持台２３０が配設されていないカバー部材２２０とステージ２１０との間に離隔空間が生じるようにする。より具体的に、カバー部材２２０とステージ２１０との間の領域のうち、複数の噴射部６１５０と対応する位置及び排気部５００と対応する位置が開放（離隔空間）され、残りの領域に支持台２３０が配設されて閉鎖されるようにする。
ここで、カバー部材２２０とステージ２１０との間の領域のうち、後述する噴射部６１５０と対応する位置の開放領域は、噴射部６１５０から吐き出されたガスが基板Ｓに向かって流入して移動可能な流路（以下、ガス供給流路２４０ａ）となり、排気部５００と対応する位置の開放領域は、基板Ｓを通過したガスまたは未反応物質が排気される流路（以下、ガス排気流路２４０ｂ）となる。このとき、ガス供給流路２４０ａ及びガス排気流路２４０ｂは、相対向するように設けられることが好ましい。
排気部５００は、少なくとも一部がチャンバー１００の内部に位置し、載置部２００の一方の側のうちガス排気流路と対応するように位置する排気配管５１０及び排気配管５１０と連結された排気ポンプ５２０を備える。
本発明の実施の形態に係る加熱ユニット３００は、光を発し、且つ、このときに発生する熱により基板を加熱する装置である。つまり、加熱ユニット３００は、図１に示すように、チャンバー１００の上側の開口及びウィンドウ４００と対向するように位置する筐体３１０と、筐体３１０の延長方向に所定の間隔を置いて並設された複数のランプ３２０とを備える。
筐体３１０は、チャンバー１００の上側の開口を閉鎖または密閉するようにチャンバー１００の上側に配設されて、外部の環境からチャンバー１００を保護する。また、このような筐体３１０には複数のランプ３２０が所定の間隔を置いて並設されるが、このために、筐体３１０には、ウィンドウ４００または載置部２００に面する側が開口され、ランプ３２０が収容可能な複数の取付溝３１１が設けられる。すなわち、筐体３１０には複数の取付溝３１１が所定の間隔を置いて並設され、取付溝３１１はウィンドウ４００に面する側、例えば、下側が開口された形状であり、その内部にランプ３２０が取り付けられる。本発明の実施の形態に係る取付溝３１１は、下側が開口されたドーム状を呈するが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、ランプ３２０が挿入可能であれば、様々な形状に変更可能である。
ランプ３２０の各々は、上述したように、基板Ｓの熱処理のための熱を与える手段であり、筐体３１０に設けられた複数の取付溝３１１に配設される。このため、複数のランプ３２０から発せられた熱はウィンドウ４００を経て基板Ｓに伝えられる。
本発明の実施の形態に係るランプ３２０は、例えば、フィラメントを内部に備えて輻射熱を透過させるランプ胴体と、ランプ胴体を固定するランプ支持部と、ランプ支持部と接続されて外部の電源が供給されるランプソケットとを備える。ここで、ランプ胴体は、輻射熱が損失なしに透過可能なようにガラスまたは石英（クォーツ）により作製されてもよく、ランプ胴体の内部には不活性ガス（例えば、ハロゲン又はアルゴン）が充填されることが有効である。
複数のランプ３２０は所定の間隔を置いて並設されるが、その配列構造または配設構造は、基板Ｓの形状、大きさなどに応じて種々に変更可能である。なお、複数のランプ３２０は、基板Ｓの上面と対応する位置だけではなく、基板Ｓの外郭に配設されてもよい。
以上、光を用いて基板Ｓを熱処理する加熱ユニットについて説明した。しかしながら、本発明はこれに何等限定されるものではなく、基板Ｓを加熱可能な様々な装置、例えば、コイルを有する電気抵抗発熱方式の加熱ユニットなどが適用可能である。
ウィンドウ４００は、加熱ユニット３００とチャンバー１００との間に、該チャンバー１００の上側の開口部を閉鎖するように配設され、複数のランプ３２０から発せられた熱エネルギーを透過させながら、加熱ユニット３００及びチャンバー１００を空間的に仕切ることにより、チャンバー１００内に汚染物質が流入することを遮断し、加熱ユニット３００の内部の雰囲気及びチャンバー１００の内部の雰囲気を分離する。このようなウィンドウ４００は、ランプ３２０から発せられる熱エネルギー、つまり、１μｍ～４μｍの帯域の波長エネルギーを９０％以上透過させることができる。
本発明の実施の形態に係るガス噴射装置６０００により基板Ｓに向かって噴射するガスは、基板Ｓまたは該基板Ｓの上に形成された薄膜と反応して酸化膜を形成する反応ガスであってもよく、反応ガスは、例えば、酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）が混合されたガスであってもよい。
以下、本発明の実施の形態に係るガス噴射装置６０００について説明するに当たって、ガス噴射装置６０００が、酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）が混合されたガス、すなわち、反応ガスを基板Ｓに向かって噴射する場合を例にとって説明する。しかしながら、ガス噴射装置６０００により噴射されるガスは、上述した酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）ガス、反応ガス（反応性ガス）に何等限定されるものではなく、基板処理の目的または工程の種類に応じて様々なガスが適用可能である。
本発明の実施の形態に係るガス噴射装置６０００は、基板Ｓの延長方向のガスの密度分布が、行おうとする（または目標とする）ガスの密度分布タイプとなるようにする。ここで、ガスの密度分布は、基板Ｓの幅方向のうち、噴射部６１５０から噴射されたガスが排気部５００に向かって流れる方向と交差する方向または複数のノズル６１５２が並べて配置された方向と交差する方向において、各位置におけるガスの密度を示すものを意味する。
このようなガス噴射装置６０００は、図１、図２、図４及び図５に示すように、載置部２００の上に載置される基板Ｓの一方の側（一方の面）に基板Ｓの延長方向と対応する方向に並べて配置され、基板Ｓに向かってガスが噴射可能なように設けられた噴射部６１５０を有するガス噴射ユニット６１００、及び行おうとする（または目標とする）ガスの密度分布タイプに応じて、噴射部６１５０のガスの噴射を制御する噴射制御ユニット６２００を備える。
図２、図４及び図５を参照すると、ガス噴射ユニット６１００は、基板Ｓの幅方向に並べて配置された複数のノズル６１５２を有し、載置部２００に載置された基板Ｓの上側に、且つ、該基板Ｓの一方の側に位置する噴射部６１５０と、噴射部６１５０に供給しようとするガスが貯留されたガス貯留部６１１０と、一方の端がガス貯留部６１１０と連結された主供給部６１２０と、一方の端が主供給部６１２０と連結され、他方の端が噴射部６１５０と連結された搬送部６１３０と、主供給部６１２０と搬送部６１３０との間の連通を調節する主弁（メインバルブ）６１４０と、噴射部６１５０を支持する支持部６１６０と、搬送部６１３０の延長経路のうちの少なくとも一つの経路に配設されて、搬送部６１３０からのガスの流出有無を監視する監視部６１７０とを備える。
噴射部６１５０に供給しようとするガスが、複数種のガスが混合されたガスである場合、ガス貯留部６１１０には、複数種のガスが既に設定された割合で混合された混合ガスが貯留されてもよい。例えば、噴射部に酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）ガスが混合された混合ガスを供給する場合、ガス貯留部６１１０には酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）が混合された混合ガスが貯留されてもよい。いうまでもなく、本発明はこれに何等限定されるものではなく、混合しようとするガスの数に応じて複数のガス貯留部６１１０が設けられ、各ガス貯留部６１１０の各々から主供給部６１２０へとガスを供給することにより、主供給部６１２０において複数種のガスが混合され、この混合ガスが搬送部及び噴射部に供給可能である。
主供給部６１２０は、内部にガスが移動可能な通路が設けられた配管（パイプ）状を呈し、一方の端がガス貯留部６１１０と連結され、主供給部６１２０から複数の搬送部６１３０が分岐されるように形成されてもよい。なお、ガス貯留部６１１０と主供給部６１２０との間、または主供給部６１２０の延長経路の上に弁が配設されて、弁が開弁されれば、ガス貯留部６１１０のガスが主供給部６１２０に供給され、弁が閉弁されれば、ガス貯留部６１１０のガスが主供給部６１２０に供給されない。
ガス貯留部６１１０と主供給部６１２０との間の連通を制御する弁は、電気的な信号により開閉が調節される電磁弁、例えば、ソレノイド弁であってもよい。
搬送部６１３０は、主供給部６１２０から供給されたガスを噴射部６１５０、より具体的には、噴射部６１５０の供給管６１５３に搬送し、内部にガスが移動可能な通路が設けられた管（パイプ）であってもよい。このような搬送部６１３０は、図５に示すように、複数設けられて、各々の一方の端が主供給部６１２０と連結され、他方の端が噴射部６１５０の供給管６１５３と連結される。
搬送部６１３０は、上述したように複数設けられるが、後述する供給管６１５３と比べて少ない数に設けられてもよく、ある一つの搬送部６１３０が複数の供給管６１５３にガスを供給するために、供給管６１５３と連結される領域が複数の方向に分岐される形状であってもよい。いうまでもなく、搬送部６１３０は、供給管６１５３と対応する個数が設けられて、一対一に連結されてもよい。
例えば、図５に示すように、主供給部６１２０から両方向に搬送部６１３０が分岐され、一つの搬送部６１３０が載置部の一方の側に向かって延び、噴射部の複数の供給管６１５３のうちの一部の、複数の供給管６１５３と連結され、他の一つの搬送部６１３０が載置部２００の他方の側に向かって延び、残りの複数の供給管６１５３と連結されるようになっていてもよい。
このとき、搬送部６１３０と供給管６１５３との間の連結構造は、上述した例に何等限定されるものではなく、複数の供給管６１５３またはノズル６１５２の各々にガスが搬送可能である限り、いかなる連結構造であっても構わない。
いうまでもなく、搬送部６１３０と複数の供給管６１５３との間の連結構造は、上述した構造に何等限定されるものではなく、複数の供給管６１３０にガスが供給可能なように様々な設計変更を行うことができる。
主弁６１４０は、主供給部６１２０と搬送部６１３０との間の連通を制御するものであり、主供給部６１２０から分岐された搬送部６１３０間の連結部位または搬送部６１３０の各々の延長経路の上に配設されてもよい。このような主弁６１４０は、電気的な信号により開閉が調節される電磁弁、例えば、ソレノイド弁であってもよい。
噴射部６１５０は、図２及び図３に示すように、載置部２００の上に載置された基板Ｓの一方の側の外側に位置し、基板Ｓの一つの幅方向に延設され、ガスが吐出し可能な複数のノズル６１５２が延長方向に所定の間隔を置いて並べて配置された噴射ブロック６１５１と、一方の端が搬送部６１３０と連結され、他方の端が噴射ブロック６１５１に設けられたノズル６１５２と連結された供給管６１５３と、供給管６１５３の延長経路の上に配設されて供給管６１５３とノズル６１５２との間の連通を制御する噴射弁６１５４とを備える。
噴射ブロック６１５１は、基板Ｓの幅方向に延設されて、ステージ２１０の上側に、且つ、カバー部材２２０の一方の側の外側に位置し、下面がステージ２１０から隔設される。このため、噴射ブロック６１５１とステージ２１０との間の離隔空間は、カバー部材２２０とステージ２１０との間の離隔空間であるガス供給流路２４０ａと連通される。
噴射ブロック６１５１には、図４に示すように、これを上下方向に貫通して一方の端及び他方の端が開口されて基板Ｓに向かってガスを吐き出す複数のノズル６１５２が設けられ、複数のノズル６１５２は、噴射ブロック６１５１の延長方向または基板Ｓの一つの幅方向に所定の間隔を置いて並べて配置される。ここで、ノズル６１５２の一方の端の開口には供給管６１５３から供給されたガスが流入し、他方の端の開口にはガスを吐き出す。このとき、ノズル６１５２の他方の端の開口は、カバー部材２２０の下側に配設されることが好ましい。
複数のノズル６１５２が基板Ｓの幅方向に並べて配置されるに際し、複数のノズル６１５２が並べて配置された長さが、基板Ｓの延長方向の長さに等しいかまたはそれよりも大きいことが好ましい。複数のノズル６１５２が並べて配置された長さがウェーハの直径と比べて大きい場合、両先端に位置するノズル６１５２が基板Ｓの外側に位置する。例えば、基板Ｓが円形のウェーハである場合、複数のノズル６１５２は直径方向に並べて配置され、複数のノズル６１５２が並べて配置された長さは、ウェーハの直径に等しいかまたはそれよりも大きいことが好ましい。なお、並べて配置された複数のノズル６１５２のうち中心に位置するノズル６１５２が、基板Ｓの直径方向の中心に対応するように配設されることが好ましい。
供給管６１５３は、搬送部６１３０から搬送されたガスをノズル６１５２に供給する手段であり、内部空間を有する管（パイプ）状を呈してもよい。このような供給管６１５３は、複数のノズル６１５２とそれぞれ対応するように複数設けられ、各々の一方の端が搬送部６１３０と連結され、他方の端がノズル６１５２と連結される。なお、供給管６１５３は、その他方の端がノズル６１５２の内部に嵌設されてもよく、噴射ブロック６１５１の上側にノズルの一方の端の開口と連通するように配設されてもよい。
噴射弁６１５４は、供給管６１５３とノズル６１５２との間の連通を調節し、搬送部６１３０と供給管６１５３との間の連結部位または供給管の延長経路の上に配設されてもよい。このような噴射弁６１５４は、電気的な信号により開閉が調節される電磁弁、例えば、ソレノイド弁であってもよい。
上述したガス噴射ユニット６１００によれば、主供給部６１２０から供給されたガスは、主供給部６１２０、複数の搬送部６１３０及び複数の供給管６１５３を経て複数のノズル６１５２の各々に搬送されて噴射される。また、複数のノズル６１５２から噴射されたガスは、噴射ブロック６１５１とステージ２１０との間の離隔空間に吐き出され、次いで、カバー部材２２０とステージ２１０との間の一方の側の離隔空間であるガス供給流路２４０ａを経て基板Ｓに向かって搬送される。このガスは、排気部５００に向かって流れながら基板Ｓまたは該基板Ｓの上に形成された薄膜と反応する。例えば、基板Ｓがシリコンウェーハであり、ガスが酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）が混合されたガスである場合、ＳｉＯｘタイプのシリコン酸化膜が形成されてもよい。また、基板Ｓと反応しない未反応ガスまたは反応副産物は、カバー部材２２０とステージ２１０との間の他方の側の離隔空間であるガス排気流路２４０ｂを介して排気部５００に排気される。
監視部６１７０は、搬送部６１３０からのガスの流出有無を監視する。このような監視部６１７０は、図１、図２及び図５に示すように、搬送部６１３０の延長経路のうちの少なくとも一部を覆うケース６１７１と、ケース６１７１に取り付けられて、ケース６１７１の内部に位置する搬送部６１３０からのガスの流出有無を監視するセンサー６１７２とを備える。
ケース６１７１は、搬送部６１３０の延長経路のうち、例えば、主弁６１４０と隣り合う位置に搬送部６１３０を覆うように配設されてもよく、内部に複数の搬送部６１３０が収容されるように配設されてもよい。
センサー６１７２は、ケース６１７１に収容された複数の搬送部６１３０からケース６１７１の内部にガスが流出されるか否かを監視し、ケース６１７１の外部に位置するように、且つ、ケース６１７１の内部と連通するように配設されてもよい。
本発明の実施の形態に係るセンサー６１７２は、検出方式に応じて、電気化学的な方法、光学的な方法、または電気的な方法などに分けられ、センサー６１７２としては、例えば、ガスが流出したときにケース内の圧力の変化を検出する方式など様々な方式のものが採用可能である。センサー６１７２は、検出可能なガスの種類、濃度、検出方式に応じて種々に適用可能である。
以上では、監視部６１７０が搬送部６１３０の延長経路のうちの主弁６１４０と隣り合う位置に配設される場合について説明したが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、監視部６１７０は、複数の搬送部６１３０の各々の延長経路のうちのどのような位置にあっても構わない。
支持部６１６０は、噴射ブロック６１５１の上側に位置して、複数の搬送部及び複数の供給管を支持する。本発明の実施の形態に係る支持部６１６０は、噴射ブロック６１５１の上側から噴射ブロック６１５１に向かって延設された第１の支持部材６１６１と、各々が第１の支持部材６１６１の両先端に連結されて噴射ブロック６１５１に向かって延設された一対の第２の支持部材６１６２とを備える。支持部６１６０は、このような第１及び第２の支持部材６１６１、６１６２間の連結構造により、第１の支持部材及び第２の支持部材６１６１、６１６２の間に空間が設けられる。
また、このような支持部６１６０の内部に、複数の供給管６１５３が、複数のノズル６１５２が並べて配置された方向と対応するように並設されており、搬送部６１３０は主供給部６１２０から噴射ブロック６１５１の上側まで延び、支持部６１６０の内部に配設された供給管６１５３と連結される。
一方、噴射部６１５０から噴射されるガスは、処理面である基板Ｓの上面の上側に流れ、噴射部６１５０から排気部５００に向かって流れる。このとき、一つのノズル６１５２から吐き出されたガスが排気部５００に向かって流れるとき、ノズル６１５２から排気部５００に向かって所定の幅または面積を有するように流れることなく、通常、その幅または面積が一定ではなく、変化しながら流れることになる。例えば、一つのノズル６１５２から吐き出されたガスは基板Ｓに向かって進むにつれて次第に拡散されてその面積が広くなっていって、排気部５００に向かって進むにつれてその面積が小さくなるように流れてもよい（図６、図７及び図８を参照すること）。
このようなガスの流れ、幅または面積の変化は、チャンバー１００の内部における圧力の変化などに起因するものであり、より具体的には、噴射部６１５０から排気部に向かって進むにつれて圧力が変化していくことに起因するものであってもよい。
また、ノズル６１５２が一方向に複数並べて配置されるため、各ノズル６１５２から吐き出されたガスの流れまたは拡散面積は、隣り合うノズル６１５２から噴射されるガスの影響を受ける（図６から図８を参照すること）。つまり、一のノズル６１５２から噴射されたガスが排気部５００に向かって流れる間に、隣り合う他のノズル６１５２からガスが吐き出されるときと吐き出されないときとでは、一のノズル６１５２から吐き出されたガスの流れまたは拡散面積が異なる。また、一のノズル６１５２から吐き出されるガスの量などに応じても、当該一のノズル６１５２から吐き出されるガスの流れまたは拡散面積が異なる。さらに、一のノズル６１５２に加えて、他のノズル６１５２からガスが吐き出されるときには、一のノズル６１５２と他のノズル６１５２との間の離隔距離に応じて、また、複数のノズル６１５２からガスが吐き出されるときには、ガスが吐き出されるノズル６１５２の数に応じて、ガスの流れまたは拡散面積が異なる。
また、基板Ｓの延長方向に並べて配置された複数のノズル６１５２のうち、ガスが吐き出されるノズル６１５２の位置、ガスが吐き出されるノズル６１５２の個数、ガスが噴射されるノズル６１５２間の離隔距離、及び吐き出されるガスの量などに応じて、上述したようにガスの流れ及び拡散面積が変化するため、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、基板Ｓの上側における基板Ｓとの対応領域において、その位置に応じてガスの密度が異なる。
つまり、基板Ｓの幅方向の位置に応じてガスの密度が等しいかまたは異なる。より具体的に、複数のノズル６１５２が並べて配置された方向をＸ軸方向とし、ガスがノズル６１５２から排気部５００に向かって流れる方向をＹ軸方向としたとき、基板Ｓの上側におけるＹ軸方向のある位置において、Ｘ軸の位置に応じてガスの密度が等しいかまたは異なる。
このとき、複数のノズル６１５２が並べて配置された方向は基板Ｓの幅方向であるため、基板Ｓの幅方向がＸ軸方向である。このため、基板Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）へのガスの密度の変化を基板の幅方向のガスの密度分布であるといえるが、ガスが吐き出されるノズル６１５２の位置、ガスが吐き出されるノズル６１５２の個数、ガスが噴射されるノズル６１５２間の離隔距離、及び吐き出されるガスの量などに応じて、ガスの密度分布が異なる。
例えば、図７（ｂ）に示すように、基板Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）における周縁部のガスの密度及び基板Ｓの中心部のガスの密度が他の領域と比べて高く、これを除く他の領域のガスの密度は互いに略同じであるというガスの密度分布を示し得る。
他の例によれば、図８（ｂ）に示すように、基板Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）における周縁部から中心に向かって進むにつれてガスの密度が高くなり、周縁部のガスの密度が他の領域に比べて最も低いというガスの密度分布を示し得る。
図７（ｂ）に示すようなガスの密度分布、及び図８（ｂ）に示すようなガスの密度分布は、Ｘ軸方向に並べて配置された複数のノズル６１５２のうちガスを吐き出す（または噴射する）ノズルの位置、ガスを吐き出す隣りのノズル６１５２との距離、ガスを噴射するノズル６１５２の数、及び吐き出されるガスの量などに応じて調節される。すなわち、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すようなガスの密度分布を形成するために、一方向に並べて配置された複数のノズル６１５２のうち、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、一部のノズル６１５２を介してガスを噴射し、残部のノズルからはガスを噴射しない。
上述したように、複数のノズル６１５２の各々からのガスの噴射の有無、及び吐き出されるガスの量に応じて基板Ｓに対するガスの密度分布の形態が異なり、以下では、異なる種のガスの密度分布の形態をガスの密度分布タイプと称する。
また、基板処理工程は、製造しようとする目標製品、装備環境、及び基板Ｓの種類などに応じて基板Ｓに対する工程タイプが決定され、この工程を行うのに適したガスの密度分布タイプがある。例えば、基板Ｓの上に薄膜を形成しようとするとき、基板の全領域に亘って均一な厚さに形成しようとする場合、図７（ｂ）に示すようなガスの密度分布タイプとならなければならない。他の例によれば、基板の中心領域に蒸着される薄膜の厚さを周縁部のそれと比べて大きくするためには、図８（ｂ）に示すようなガスの密度分布タイプとならなければならない。
さらに、一のガスの密度分布タイプを形成するために、複数のノズル６１５２の各々からのガスの噴射の有無が決定されるが、これを噴射制御タイプと称する。すなわち、一のガスの密度分布タイプを行うための（または形成するための）一の噴射制御タイプがあり、一の噴射制御タイプは、一方向に並べて配置された複数のノズル６１５２の各々からの噴射の有無の情報を有している。なお、一の噴射制御タイプは、複数のノズル６１５２の各々からのガスの吐出量の情報を有していてもよい。
以下、図９から図１２に基づいて、噴射制御タイプに伴うガスの密度分布タイプについて説明する。このとき、基板Ｓの幅方向に合計で１７個のノズル６１５２が並べて配置され、左側から右側へと順に第１乃至第１７のノズルと称する。また、図７から図１３における図面符号１乃至１７は、第１乃至第１７のノズルに番号をつけたものであり、「１」は第１のノズル６１５２、「２」は第２のノズル６１５２、「３」は第３のノズル６１５２、「４」は第４のノズル６１５２、「５」は第５のノズル６１５２、「６」は第６のノズル６１５２、「７」は第７のノズル６１５２、「８」は第８のノズル６１５２、「９」は第９のノズル６１５２、「１０」は第１０のノズル６１５２、「１１」は第１１のノズル６１５２、「１２」は第１２のノズル６１５２、「１３」は第１３のノズル６１５２、「１４」は第１４のノズル６１５２、「１５」は第１５のノズル６１５２、「１６」は第１６のノズル６１５２、及び「１７」は第１７のノズル６１５２を意味する。
また、第１乃至第１７のノズル６１５２のうち、一方の側の最外郭に位置する第１のノズル６１５２及び他方の側の最外郭に位置する第１７のノズル６１５２は、基板Ｓの一方の側及び他方の側の外側に位置する。このため、第１及び第１７のノズル６１５２は、基板Ｓと向かい合わない可能性がある。また、第２乃至第１６のノズル６１５２は第１のノズル６１５２と第１７のノズル６１５２との間に位置し、基板Ｓと対向するように並べて配置される。なお、第１乃至第１７のノズル６１５２のうち第９のノズル６１５２は基板Ｓの幅方向の中心と対応する位置に位置し、第１乃至第１７のノズル６１５２が等間隔にまたは不規則的に配置されてもよい。
このように同じ条件下で並べて配設された複数のノズル６１５２において、各ノズル６１５２からのガスの噴射の有無を調節することにより、例えば、図９から図１２に示すように、ガスの密度分布タイプが変わる。
まず、図９に示すように、最外郭に位置する第１及び第１７のノズル６１５２、第１及び第１７のノズル６１５２の最寄りに配置された第２のノズル６１５２及び第１６のノズル６１５２、中心に位置する第９のノズル６１５２、第９のノズル６１５２の左側に位置する第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２の右側に位置する第１１及び第１２のノズル６１５２からガスを吐き出す。また、残りの噴射部である第３乃至第５のノズル６１５２、第８のノズル６１５２、第１０のノズル６１５２、及び第１３乃至第１５のノズル６１５２からはガスを噴射しない。このような噴射制御タイプの場合、図９に示すように、基板Ｓの幅方向の全領域に亘って互いに略同じガスの密度を有するというガスの密度分布タイプが現れる。
他の例によれば、図１０に示すように、第３及び第１５のノズル６１５２、第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２、第１１及び第１２のノズル６１５２、及び第１５のノズル６１５２からガスを噴射する。また、残りのノズル６１５２である第１及び第２のノズル６１５２、第４及び第５のノズル６１５２、第８及び第１０のノズル６１５２、第１３及び第１４のノズル６１５２、並びに第１６及び第１７のノズル６１５２からはガスを噴射しない。このような噴射制御タイプの場合、図１０に示すように、基板Ｓの周縁部のガスの密度が最も低く、基板Ｓの中心のガスの密度が最も高く、基板Ｓの周縁部から基板Ｓの中心に向かって進むにつれてガスの密度が高くなる傾向を示し、基板Ｓの中心部及びその周りのガスの密度は互いに略同じであるというガスの密度分布タイプが現れる。
このとき、チャンバー１００の内部の圧力に応じてガスの密度分布タイプが変化することはないが、各領域におけるガスの密度が異なってくる。つまり、図１０に示すように、チャンバー１００の内部の圧力が相対的に高いとき（例えば６．４ｔｏｒｒ）には、チャンバー１００の内部の圧力が相対的に低いとき（例えば５ｔｏｒｒ）と比べて各位置におけるガスの密度が高い。
さらに他の例によれば、図１１に示すように、第４及び第５のノズル６１５２、第８のノズル６１５２、第１０のノズル６１５２、第１３及び第１４のノズル６１５２からガスを噴射し、残りのノズル６１５２である第１乃至第３のノズル６１５２、第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２、第１１及び第１２のノズル６１５２、並びに第１５乃至第１７のノズル６１５２からはガスを噴射しない。このような噴射制御タイプの場合、図１１に示すように、基板Ｓの中心から周縁部に向かって進むにつれてガスの密度が高くなる傾向を示すというガスの密度分布タイプが現れる。
このとき、チャンバー１００の内部の圧力に応じてガスの密度分布タイプまたは密度が変化する傾向はあまり見られないが、各領域におけるガスの密度が異なってくる。例えば、チャンバー１００の内部の圧力が相対的に高いとき（７ｔｏｒｒ）及びチャンバー１００の内部の圧力が相対的に低いとき（５ｔｏｒｒ）は、基板の中心から周縁に向かって進むにつれてガスの密度が高くなる傾向を示す点で類似する。チャンバー１００の内部の圧力が７ｔｏｒｒであるときには、第３及び第１５のノズル６１５２と対応して位置する基板の位置におけるガスの密度が最も高く、チャンバー１００の内部の圧力が５ｔｏｒｒであるときには、第４及び第５のノズル６１５２、第１３及び第１４のノズル６１５２と対応して位置する基板の位置におけるガスの密度が最も高い。
他の例によれば、図１２に示すように、第１及び第２のノズル６１５２、第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２、第１１及び第１２のノズル６１５２、並びに第１６及び第１７のノズル６１５２からガスを噴射し、残りのノズル６１５２である第３乃至第５のノズル６１５２、第８のノズル６１５２、第１０のノズル６１５２、及び第１３乃至第１５のノズル６１５２からはガスを噴射しない。このような噴射制御タイプの場合、図１２に示すように、基板Ｓの中心から周縁部に向かって進むにつれてガスの密度が低くなる傾向を示すというガスの密度分布タイプが現れる。このとき、チャンバー１００の内部の圧力が高くなればなるほど、各位置におけるガスの密度が低い。
上述したように、図９から図１２に示すガスの密度分布タイプの各々は、複数のノズル６１５２の各々からのガスの噴射の有無に応じて異なってくる。つまり、実際の工程に際して、基板Ｓの上側における実際にガスの密度分布が目標とするガスの密度分布タイプとするには、目標とするガスの密度分布タイプを得るための複数のノズル６１５２の各々に対する噴射の有無が決定されている。ここで、一のガスの密度分布タイプを形成するための複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無は、一のガスの密度分布タイプを形成するための噴射制御タイプとなる。
例えば、図９に示すようなガスの密度分布タイプとするには、第１及び第１７のノズル６１５２、第２のノズル６１５２及び第１６のノズル６１５２、中心に位置する第９のノズル６１５２、第９のノズル６１５２の左側に位置する第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２の右側に位置する第１１及び第１２のノズル６１５２からガスを噴射し、残りのノズルからはガスを噴射しないという噴射制御タイプとしなければならない。
他の例によれば、図１０に示すようなガスの密度分布タイプとするには、第３及び第１５のノズル６１５２、第６及び第７のノズル６１５２、第１１及び第１２のノズル６１５２、第１５のノズル６１５２からガスを噴射し、残りのノズルからはガスを噴射しないという噴射制御タイプにならなければならない。
また、図１１に示すようなガスの密度分布タイプとするには、第４及び第５のノズル６１５２、第８のノズル６１５２、第１０のノズル６１５２、第１３及び第１４のノズル６１５２からガスを噴射し、残りのノズルからはガスを噴射しないという噴射制御タイプにならなければならない。
さらに他の例によれば、図１２に示すようなガスの密度分布タイプとするには、第２のノズル６１５２、第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２、第１１及び第１２のノズル６１５２、第１６のノズル６１５２からガスを噴射し、残りのノズルからはガスを噴射しないという噴射制御タイプにならなければならない。
以上では、１７個のノズル６１５２について説明したが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、１７個未満または１８個以上のようにノズルの個数を変更することができる。
本発明の実施の形態に係るガス噴射装置においては、上述したような複数のノズル６１５２におけるガス噴射の制御を通じて噴射制御タイプを制御して、実際の工程の際に行おうとする（または目標とする）ガスの密度分布タイプが形成されるようにする。このために、本発明に係るガス噴射装置は、ガス噴射ユニット６１００と連動された噴射制御ユニット６２００を備えて、実際の工程の際に目標とするガスの密度分布タイプとなるように噴射部６１５０の噴射制御タイプを決定する。
図４を参照すると、本発明の実施の形態に係る噴射制御ユニット６２００は、複数の基板工程の各々を行うための複数のガスの密度分布タイプが保存されたガス密度分布タイプ保存部６２１０と、複数のガスの密度分布タイプの各々を行うための複数の噴射制御タイプが保存された噴射制御タイプ保存部６２２０と、ガス密度分布タイプ保存部６２１０から行おうとする基板工程に応じて、いずれか一つのガスの密度分布タイプを選択し、噴射制御タイプ保存部６２２０から選択されたガスの密度分布タイプを行えるように、いずれか一つの噴射制御タイプを選択し、噴射部６１５０から噴射されたガスの実際の噴射制御タイプが選択された噴射制御タイプとなるように、噴射部６１５０の動作を制御する噴射制御部６２３０とを備える。
このとき、ガス密度分布タイプ保存部６２１０には、チャンバー１００の内部の圧力条件に応じて複数のガスの密度分布タイプが保存されてもよく、噴射制御タイプ保存部６２２０には、これらの複数のガスの密度分布タイプが実現可能な各々の噴射制御タイプが保存されてもよい。
すなわち、ガス密度分布タイプ保存部６２１０には、複数の圧力条件の各々に伴う複数のガスの密度分布タイプが保存されてもよく、噴射制御タイプ保存部６２２０には、これらの複数のガスの密度分布タイプが実現可能な各々の噴射制御タイプが保存されてもよい。
ここで、複数のガスの密度分布タイプの各々のための噴射制御タイプは、装備の製造の際にまたは装備のセットの際に、各々のガスの密度分布タイプを行うための繰り返し実験により取得してもよい。
ガス密度分布タイプ保存部６２１０には、例えば、図１３に示すように、第１乃至第４のガスの密度分布タイプが保存されている。また、噴射制御タイプ保存部には、図１３に示すように、第１乃至第４のガスの密度分布タイプの各々が実現可能な噴射部６１５０の第１乃至第４の噴射制御タイプが保存されている。
噴射制御部６２３０は、例えば、図１３に示すようなガス密度分布タイプ保存部６２１０、噴射制御タイプ保存部６２２０の各々に保存された複数のガスの密度分布タイプ及び複数の噴射制御タイプをそれぞれ連動させて、噴射部６１５０の動作を調節する。すなわち、噴射制御部６２３０は、複数のノズル６１５２の各々からのガスの噴射の有無及び複数のノズル６１５２の各々からのガスの量を調節する。このために、噴射制御部６２３０は、複数の噴射弁６１５４を制御する。いうまでもなく、噴射制御部６２３０は、噴射弁６１５４ではなく、複数の主弁６１４０を制御することにより、複数のノズル６１５２の各々におけるガス噴射を調節してもよい。
以上では、ガス密度分布タイプ保存部６２１０に４つのガスの密度分布タイプが保存され、噴射制御タイプ保存部６２２０に４つの噴射制御タイプが保存される場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに何等限定されるものではなく、ガス密度分布タイプ保存部６２１０に４つ以上の異なるガスの密度分布タイプが保存され、噴射制御タイプ保存部６２２０に４つ以上の噴射制御タイプが保存されてもよい。
また、噴射制御ユニット６２００は、異なる複数の工程タイプが保存された工程タイプ保存部（図示せず）を備えていてもよい。
さらに、噴射制御部６２３０は、工程タイプ保存部からいずれか一つの工程タイプを選択し、選択された工程タイプが行えるようにガス密度分布タイプ保存部６２１０からいずれか一つのガスの密度分布タイプを選んでもよい。
以下、図１から図１３に基づいて、本発明の実施の形態に係る基板処理装置を用いた基板処理方法について説明する。このとき、基板Ｓの上にシリコン酸化膜を形成する場合を例にとって説明する。
まず、基板Ｓ、例えば、シリコンウェーハをステージ２１０の載置溝に載置する。また、加熱ユニット３００のランプ３２０を動作させて基板Ｓを７００℃～１０００℃に加熱しながら、ガス噴射装置６０００を動作させて基板Ｓに向かって酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）ガスを噴射する。
このとき、基板噴射装置６０００は、現在の基板処理工程の種類に応じて、基板Ｓの上側におけるガスの密度分布が所望のガスの密度分布タイプとなるように調節して噴射する。例えば、この工程を行うためには、基板の幅方向における中心部のガスの密度が周縁部と比べて大きく、該周縁部を除く中心部のガスの密度が略同じまたは全く同じであり、周縁部から最外郭に向かって進むにつれてガスの密度が低くなるという第２のガスの密度分布タイプとなる必要があるときには、噴射制御部６２３０は、ガス密度分布タイプ保存部から第２のガスの密度分布タイプを選択する。次いで、噴射制御部６２３０は、自動的に噴射制御タイプ保存部６２２０から第２のガスの密度分布タイプが実現可能な第２の噴射制御タイプを選んだ後、噴射部６１５０から噴射されたガスの実際の噴射制御タイプが第２の噴射制御タイプとなるように噴射部６１５０の動作を制御する。すなわち、第１乃至第１７のノズル６１５２のうち、第３及び第１５のノズル６１５２、第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２、第１１及び第１２のノズル６１５２、並びに第１５のノズル６１５２からガスが噴射されるようにし、残りのノズルからガスが噴射されないようにする。
第３及び第１５のノズル６１５２、第６及び第７のノズル６１５２、第９のノズル６１５２、第１１及び第１２のノズル６１５２、並びに第１５のノズル６１５２からガスが吐き出されれば、吐き出されたガスは噴射ブロック６１５１とステージ２１０との間の離隔空間と、カバー部材２２０とステージ２１０との間の離隔空間を経て基板Ｓに向かって搬送され、該基板Ｓの上側を通過しながら排気部５００に向かって搬送される。
ここで、ガスは、酸素（Ｏ２）及び水素（Ｈ２）が混合されたガスであり、ガスが基板Ｓの上側を通りながらシリコンウェーハである基板Ｓと反応して、ＳｉＯｘからなるシリコン酸化物膜が形成される。また、このように基板Ｓとガスとの間の反応が行われる間に、基板Ｓの上側における該基板Ｓの幅方向のガスの密度分布は、噴射制御部６２３０が誘導した第２のガスの密度分布タイプの状態である。したがって、所望の工程タイプで基板Ｓの上にＳｉＯｘを形成することができる。
また、基板Ｓと反応しない未反応ガスまたは反応副産物は、排気部５００を介して外部に排出される。
このように、 本発明の実施の形態においては、噴射制御ユニット６２００を用いて行おうとする基板工程に応じてガスの密度分布の制御を行うことが容易である。すなわち、行おうとする基板工程の種類に応じて作業者が複数のノズル６１５２の各々からのガスの噴射の有無を調節することなく、自動的に所望のガスの密度分布タイプとなるように複数のノズル６１５２の動作を調節することができる。したがって、複数種の工程タイプまたは複数種のガスの密度分布タイプで工程を進めることが容易となる。このため、複数のノズル６１５２の開放または閉鎖の動作を調節するための時間が短縮され、これにより、生産率が向上し、複数種の工程条件に対応可能となるので、汎用することができるというメリットがある。
６１５０：噴射部
６１５１：噴射ブロック
６１５２：ノズル
６１５３：供給管
６１５４：噴射弁

Claims (17)

  1. 上面に基板を載置するステージと、前記ステージの上側に前記ステージから隔設され、少なくとも前記ステージに載置された基板を露出させるように開口が設けられたカバー部材と、を備える載置部の上側に位置して、前記基板に向かってガスを噴射するガス噴射装置であって、
    基板の一方の側の外側に前記基板の幅方向に並べて配置されて前記基板に向かってガスを噴射する複数のノズルを有する噴射部と、
    前記複数のノズルを介して噴射されたガスによる前記基板の幅方向のガスの密度分布が目標とするガスの密度分布タイプとなるように、前記複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無及び前記複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を自動的に制御する噴射制御ユニットと、
    を備え、
    前記噴射部は、前記ステージの上側に、且つ、前記カバー部材の一方の側に位置するとともに、前記基板の一方の側の外側に配設され、前記基板の幅方向に延設され、内部に前記複数のノズルが設けられた噴射ブロックを備え、
    前記載置部の他方の側の外側に、前記噴射ブロックと対向するように、ガスを排気する排気部が配置され、
    一方の側の前記ステージとカバー部材との間の離隔空間は、前記噴射部から吐き出されたガスが前記基板に向かって供給されるガス供給流路であり、
    他方の側の前記ステージとカバー部材との間の離隔空間は、前記基板の上側を通過したガスが排気部に向かって排出されるガス排気流路であるガス噴射装置。
  2. 前記噴射制御ユニットは、
    異なるガスの密度分布タイプが保存されたガス密度分布タイプ保存部と、
    前記複数のガスの密度分布タイプの各々が実現可能な複数の噴射制御タイプが保存された噴射制御タイプ保存部と、
    行おうとする基板工程に応じて、前記ガス密度分布タイプ保存部からいずれか一つのガスの密度分布タイプを選択し、選択されたガスの密度分布タイプを実現するように前記噴射制御タイプ保存部からいずれか一つの噴射制御タイプを選択し、前記噴射部から噴射されたガスの実際の噴射制御タイプが選択された噴射制御タイプとなるように前記噴射部の
    動作を制御する噴射制御部と、
    を備える請求項１に記載のガス噴射装置。
  3. 前記噴射制御ユニットは、異なる複数の工程タイプが保存された工程タイプ保存部を備え、
    前記噴射制御部は、前記工程タイプ保存部からいずれか一つの工程タイプを選択し、選択された工程タイプを行えるように、前記ガス密度分布タイプ保存部からいずれか一つのガスの密度分布タイプを選択する請求項２に記載のガス噴射装置。
  4. 前記噴射部は、
    前記複数のノズルの各々と連結され、前記複数のノズルの各々にガスを供給する複数の供給管と、
    前記複数の供給管の各々に取り付けられ、前記供給管とノズルとの間の連通及びガス量を制御する噴射弁と、
    を備える請求項２または請求項３に記載のガス噴射装置。
  5. 前記噴射制御部は、前記噴射弁と連動し、選択された噴射制御タイプに応じて前記複数の噴射弁の各々の動作を制御する請求項４に記載のガス噴射装置。
  6. 前記複数の供給管の各々にガスを搬送する搬送部と、
    前記搬送部の延長経路のうちの少なくとも一つの位置に前記搬送部の少なくとも一部を収容するように配設されたケースと、
    前記ケースに取り付けられ、前記ケース内のガスを感知して、前記搬送部からのガスの流出有無を監視するセンサーと、
    を備える請求項４に記載のガス噴射装置。
  7. 片面に基板が載置される載置部と、
    前記載置部と対向するように位置して、前記基板を加熱するための熱を与える加熱ユニットと、
    前記載置部の上側に、且つ、前記載置部に載置される基板の一方の側の外側に配設されて前記基板に向かってガスを噴射する複数のノズルを有し、前記複数のノズルを介して噴射されたガスによる前記基板の幅方向のガスの密度分布が既に保存された複数のガスの密度分布タイプのうち目標とするいずれか一つのガスの密度分布タイプとなるように、前記複数のノズルの各々からのガスの噴射の有無及び前記複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を自動的に制御するガス噴射装置と、
    を備え、
    前記ガス噴射装置は、前記基板の一方の側の外側に配設され、前記基板の幅方向に延設され、内部に前記複数のノズルが設けられた噴射ブロックを備えた噴射部を備え、
    前記載置部は、上面に前記基板を載置するステージと、前記ステージの上側に前記ステージから隔設され、少なくとも前記ステージに載置された基板を露出させるように開口が設けられたカバー部材と、を備え、
    前記噴射部は、前記ステージの上側に、且つ、前記カバー部材の一方の側に位置し、
    前記載置部の他方の側の外側に前記噴射ブロックと対向するように配設されてガスを排気する排気部を備え、
    一方の側の前記ステージとカバー部材との間の離隔空間は、前記噴射部から吐き出されたガスが前記基板に向かって供給されるガス供給流路であり、
    他方の側の前記ステージとカバー部材との間の離隔空間は、前記基板の上側を通過したガスが排気部に向かって排出されるガス排気流路である基板処理設備。
  8. 前記噴射部は、前記複数のノズルの各々に連結され、前記複数のノズルの各々からのガ
    スの噴射の有無及び前記複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を制御する複数の噴射弁を有し、
    前記ガス噴射装置は、
    異なるガスの密度分布タイプが保存されたガス密度分布タイプ保存部と、
    前記複数のガスの密度分布タイプの各々が実現可能な複数の噴射制御タイプが保存された噴射制御タイプ保存部と、
    前記ガス密度分布タイプ保存部から、行おうとする基板工程に応じていずれか一つのガスの密度分布タイプを選択し、選択されたガスの密度分布タイプを実現するように前記噴射制御タイプ保存部からいずれか一つの噴射制御タイプを選択し、前記噴射部から噴射されたガスの実際の噴射制御タイプが選択された噴射制御タイプとなるように前記噴射部の動作を制御する噴射制御部と、
    を備える請求項７に記載の基板処理設備。
  9. 前記噴射部は、前記複数のノズルの各々と連結され、前記複数のノズルの各々にガスを供給する複数の供給管を備え、
    前記複数の噴射弁の各々は、前記複数の供給管の各々に取り付けられ、
    前記噴射制御部は、前記噴射弁と連動し、選択された前記噴射制御タイプに応じて前記複数の噴射弁の各々の動作を制御する請求項８に記載の基板処理設備。
  10. 前記複数の供給管の各々にガスを搬送する搬送部と、
    前記搬送部の延長経路のうちの少なくとも一つの位置に前記搬送部の少なくとも一部を収容するように配設されたケースと、
    前記ケースに取り付けられ、前記ケース内のガスを感知して、前記搬送部からのガス流出を感知するセンサーと、
    を備える請求項９に記載の基板処理設備。
  11. 前記加熱ユニットは、前記載置部の上側に前記載置部と対向するように少なくとも一方向に並べて配置され、光を放射する複数のランプを備える請求項７乃至請求項１０のうちのいずれか一項に記載の基板処理設備。
  12. 前記加熱ユニットは、複数のランプと前記載置部との間に介装されるウィンドウを備える請求項１１に記載の基板処理設備。
  13. 請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載の基板処理設備を用いた基板処理方法であって、
    前記載置部の上に基板を載置する過程と、
    前記基板の一方の側の外側に配設された複数のノズルから前記基板に向かってガスを噴射して前記基板を処理する過程と、
    を含み、
    前記複数のノズルから前記基板に向かってガスを噴射する過程においては、
    前記複数のノズルを介して噴射されたガスによる前記基板の幅方向のガスの密度分布が既に保存された複数のガスの密度分布タイプのうちのいずれか一つとなるように調節する基板処理方法。
  14. 前記複数のノズルから前記基板に向かってガスを噴射する過程は、
    ガス密度分布タイプ保存部に保存された複数のガスの密度分布タイプのうちから前記基板を処理しようとする工程に見合うガスの密度分布タイプを選択する過程と、
    噴射制御タイプ保存部に保存された複数の噴射制御タイプのうちから選択された前記ガスの密度分布タイプを実現するいずれか一つの噴射制御タイプを選択する過程と、
    選択された前記噴射制御タイプとなるように前記複数のノズルの各々からのガスの噴射
    の有無及び前記複数のノズルの各々からのガスの噴射量のうちの少なくとも一方を調節する過程と、
    を含む請求項１３に記載の基板処理方法。
  15. 前記ガス密度分布タイプ保存部には、前記基板を処理するチャンバーの内部の複数の圧力条件の各々に伴う複数のガスの密度分布タイプが保存されており、
    前記基板を処理しようとする工程に見合うガスの密度分布タイプを選択する過程において、
    前記基板を処理しようとする前記チャンバー内の圧力に応じて、前記複数のガスの密度分布タイプのうちのいずれか一つを選択する請求項１４に記載の基板処理方法。
  16. 前記基板に向かってガスを噴射する間に前記基板を加熱する過程を含む請求項１４に記載の基板処理方法。
  17. 前記基板を加熱する過程においては、
    前記基板に向かって光を照射する請求項１４に記載の基板処理方法。
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