JP7471972B2 - 処理装置及び処理方法 - Google Patents
処理装置及び処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7471972B2 JP7471972B2 JP2020155808A JP2020155808A JP7471972B2 JP 7471972 B2 JP7471972 B2 JP 7471972B2 JP 2020155808 A JP2020155808 A JP 2020155808A JP 2020155808 A JP2020155808 A JP 2020155808A JP 7471972 B2 JP7471972 B2 JP 7471972B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- gas nozzle
- processing
- processing vessel
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 285
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 69
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 49
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 31
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 19
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 229910007264 Si2H6 Inorganic materials 0.000 description 14
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
- C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
本開示は、処理装置及び処理方法に関する。
円筒体状の処理容器の側壁内側に沿って鉛直方向に延設し、ウエハボートのウエハ支持範囲に対応する上下方向の長さに亘って複数のガス吐出孔が形成されたガス分散ノズルを有する成膜装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
本開示は、膜厚の面内分布の調整範囲を拡大できる技術を提供する。
本開示の一態様による処理装置は、略円筒形状を有し、側壁に排気スリットが形成された処理容器と、前記処理容器の前記側壁の内側に沿って鉛直方向に延設する複数のガスノズルと、を備え、前記複数のガスノズルは、前記処理容器の中心と前記排気スリットの中心とを結ぶ直線に対して対称配置された第１ガスノズル及び第２ガスノズルと、前記直線上に配置された第３ガスノズルと、を有し、前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル及び前記第３ガスノズルは、同じ処理ガスを前記処理容器内に吐出する。
本開示によれば、膜厚の面内分布の調整範囲を拡大できる。
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔処理装置〕
図１及び図２を参照し、実施形態の処理装置の一例について説明する。図１は、実施形態の処理装置の一例を示す概略図である。図２は、ガスノズルの配置の一例を示す図である。
図１及び図２を参照し、実施形態の処理装置の一例について説明する。図１は、実施形態の処理装置の一例を示す概略図である。図２は、ガスノズルの配置の一例を示す図である。
処理装置１は、処理容器１０、ガス供給部３０、排気部５０、加熱部７０及び制御部９０を備える。
処理容器１０は、内管１１及び外管１２を含む。内管１１は、インナーチューブとも称され、下端が開放された有天井の略円筒形状に形成されている。内管１１は、天井部１１ａが例えば平坦に形成されている。外管１２は、アウターチューブとも称され、下端が開放されて内管１１の外側を覆う有天井の略円筒形状に形成されている。内管１１及び外管１２は、同軸状に配置されて二重管構造となっている。内管１１及び外管１２は、例えば石英等の耐熱材料により形成されている。
内管１１の一側には、その長手方向（鉛直方向）に沿ってガスノズルを収容する収容部１３が形成されている。収容部１３は、内管１１の側壁の一部を外側へ向けて突出させて凸部１４を形成し、凸部１４内を収容部１３として形成している。
収容部１３に対向させて内管１１の反対側の側壁には、その長手方向（鉛直方向）に沿って矩形状の排気スリット１５が形成されている。排気スリット１５は、内管１１内のガスを排気する。排気スリット１５の長さは、後述するボート１６の長さと同じであるか、又は、ボート１６の長さよりも長く上下方向へそれぞれ延びるようにして形成されている。
処理容器１０は、ボート１６を収容する。ボート１６は、複数の基板を鉛直方向に間隔を有して略水平に保持する。基板は、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）であってよい。
処理容器１０の下端は、例えばステンレス鋼により形成される略円筒形状のマニホールド１７によって支持されている。マニホールド１７の上端にはフランジ１８が形成されており、フランジ１８上に外管１２の下端を設置して支持するようになっている。フランジ１８と外管１２の下端との間にはＯリング等のシール部材１９を介在させて外管１２内を気密状態にしている。
マニホールド１７の上部の内壁には、円環形状の支持部２０が設けられている。支持部２０は、内管１１の下端を支持する。マニホールド１７の下端の開口には、蓋体２１がＯリング等のシール部材２２を介して気密に取り付けられている。蓋体２１は、処理容器１０の下端の開口、即ち、マニホールド１７の開口を気密に塞ぐ。蓋体２１は、例えばステンレス鋼により形成されている。
蓋体２１の中央には、磁性流体シール２３を介してボート１６を回転可能に支持する回転軸２４が貫通させて設けられている。回転軸２４の下部は、ボートエレベータよりなる昇降機構２５のアーム２５ａに回転自在に支持されている。
回転軸２４の上端には回転プレート２６が設けられている。回転プレート２６上には、石英製の保温台２７を介してウエハＷを保持するボート１６が載置される。従って、昇降機構２５を昇降させることによって蓋体２１とボート１６とは一体として上下動し、ボート１６を処理容器１０内に対して挿脱できるようになっている。
ガス供給部３０は、マニホールド１７に設けられている。ガス供給部３０は、複数（例えば７本）のガスノズル３１～３７を有する。
複数のガスノズル３１～３７は、内管１１の収容部１３内に周方向に沿って一列になるように配置されている。各ガスノズル３１～３７は、内管１１内にその長手方向に沿って設けられると共に、その基端がＬ字状に屈曲されてマニホールド１７を貫通するようにして支持されている。各ガスノズル３１～３７には、その長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔３１ａ～３７ａが設けられている。複数のガス孔３１ａ～３７ａは、例えば内管１１の中心Ｃ側（ウエハＷ側）に配向する。
ガスノズル３１，３４，３７は、原料ガス供給源（図示せず）からガス供給管（図示せず）を介して導入される原料ガスを複数のガス孔３１ａ，３４ａ，３７ａからウエハＷに向かって略水平方向に吐出する。すなわち、ガスノズル３１，３４，３７は、同じ原料ガスを内管１１内に吐出する。原料ガス供給源とガスノズル３１，３４，３７との間のガス供給管には、マスフローコントローラ等の流量制御器（図示せず）が接続されている。流量制御器は、ガスノズル３１，３４，３７から吐出される原料ガスの流量を変化させる。原料ガスは、例えばシリコン（Ｓｉ）や金属を含有するガスであってよい。複数のガスノズル３１，３４，３７は、例えば同じ内径を有する。複数のガス孔３１ａ，３４ａ，３７ａは、それぞれボート１６が設けられる高さ範囲と同じ範囲、又は、ボート１６が設けられる高さ範囲よりも上下方向に広い範囲に設けられている。これにより、ガスノズル３１，３４，３７は、内管１１内の同じ高さ範囲に原料ガスを吐出する。言い換えると、１枚のウエハＷに対して複数のガスノズル３１，３４，３７から同じ原料ガスが供給される。ガスノズル３１，３４，３７は、内管１１の中心Ｃと排気スリット１５の中心とを結ぶ直線Ｌに対して対称配置されている。本実施形態において、ガスノズル３４は直線Ｌ上に配置され、ガスノズル３１，３７は直線Ｌに対して対称配置されている。なお、ガスノズル３１，３４，３７は、更にパージガス供給源（図示せず）に接続され、パージガスを内管１１内に吐出するように構成されていてもよい。
ガスノズル３２，３３，３５，３６は、原料ガスと異なる各種のガスを、複数のガス孔３２ａ，３３ａ，３５ａ，３６ａからウエハＷに向かって略水平方向に吐出する。ガスノズル３２，３３，３５，３６から吐出される各種のガスの流量は、マスフローコントローラ等の流量制御器（図示せず）によって制御される。各種のガスは、例えば反応ガス、エッチングガス及びパージガスを含む。反応ガスは、原料ガスと反応して反応生成物を生成するためのガスであり、例えば酸素又は窒素を含有するガスであってよい。エッチングガスは、各種の膜をエッチングするためのガスであり、例えばフッ素、塩素、臭素等のハロゲンを含有するガスであってよい。パージガスは、処理容器１０内に残留する原料ガスや反応ガスをパージするためのガスであり、例えば不活性ガスであってよい。
排気部５０は、内管１１内から排気スリット１５を介して排出され、内管１１と外管１２との間の空間Ｐ１を介してガス出口２８から排出されるガスを排気する。ガス出口２８は、マニホールド１７の上部の側壁であって、支持部２０の上方に形成されている。ガス出口２８には、排気通路５１が接続されている。排気通路５１には、圧力調整弁５２及び真空ポンプ５３が順次介設されて、処理容器１０内を排気できるようになっている。
加熱部７０は、外管１２の周囲に設けられている。加熱部７０は、例えばベースプレート（図示せず）上に設けられている。加熱部７０は、外管１２を覆うように略円筒形状を有する。加熱部７０は、例えば発熱体を含み、処理容器１０内のウエハＷを加熱する。
制御部９０は、処理装置１の各部の動作を制御する。制御部９０は、例えばコンピュータであってよい。処理装置１の各部の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
〔処理方法〕
実施形態の処理方法の一例として、図１及び図２に示される処理装置１を用いて原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法により、ウエハＷにシリコン酸化膜を成膜する方法について説明する。
実施形態の処理方法の一例として、図１及び図２に示される処理装置１を用いて原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法により、ウエハＷにシリコン酸化膜を成膜する方法について説明する。
まず、制御部９０は、昇降機構２５を制御して、複数のウエハＷを保持したボート１６を処理容器１０内に搬入し、蓋体２１により処理容器１０の下端の開口を気密に塞ぎ、密閉する。
続いて、制御部９０は、原料ガスを供給する工程Ｓ１、パージする工程Ｓ２、反応ガスを供給する工程Ｓ３及びパージする工程Ｓ４を含むサイクルを、予め定めた回数繰り返すことにより、複数のウエハＷに所望の膜厚を有するシリコン酸化膜を成膜する。
工程Ｓ１では、ガスノズル３１，３４，３７から処理容器１０内に原料ガスであるシリコン含有ガスを吐出することにより、複数のウエハＷにシリコン含有ガスを吸着させる。
工程Ｓ２では、ガス置換及び真空引きを繰り返すサイクルパージにより、処理容器１０内に残留するシリコン含有ガス等を排出する。ガス置換は、７本のガスノズル３１～３７の少なくとも１本から処理容器１０内にパージガスを供給する動作である。真空引きは、真空ポンプ５３により処理容器１０内を排気する動作である。
工程Ｓ３では、ガスノズル３２，３３，３５，３６の少なくとも１本から処理容器１０内に反応ガスである酸化ガスを吐出することにより、酸化ガスにより複数のウエハＷに吸着したシリコン原料ガスを酸化させる。
工程Ｓ４では、ガス置換及び真空引きを繰り返すサイクルパージにより、処理容器１０内に残留する酸化ガス等を排出する。工程Ｓ４は、工程Ｓ２と同じであってよい。
工程Ｓ１～Ｓ４を含むＡＬＤサイクルが予め定めた回数繰り返された後、制御部９０は、昇降機構２５を制御して、ボート１６を処理容器１０内から搬出する。
実施形態の処理方法の別の一例として、図１及び図２に示される処理装置１を用いて化学気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法により、ウエハＷにシリコン膜を成膜する方法について説明する。
まず、制御部９０は、昇降機構２５を制御して、複数のウエハＷを保持したボート１６を処理容器１０内に搬入し、蓋体２１により処理容器１０の下端の開口を気密に塞ぎ、密閉する。
続いて、制御部９０は、ガスノズル３１，３４，３７から処理容器１０内に原料ガスであるシリコン含有ガスを吐出することにより、ウエハＷ上に所望の膜厚を有するシリコン膜を成膜する。
続いて、制御部９０は、昇降機構２５を制御して、ボート１６を処理容器１０内から搬出する。
以上に説明した実施形態によれば、同じ原料ガスを内管１１内に吐出する３本のガスノズル３１，３４，３７が、内管１１の中心Ｃと排気スリット１５の中心とを結ぶ直線Ｌに対して対称配置されている。そして、各ガスノズル３１，３４，３７は、各々から吐出される原料ガスの流量を変化させることができるように構成されている。これにより、３つのガスノズル３１，３４，３７から吐出される原料ガスの流量配分を変化させることにより、ウエハＷ上において原料ガスが熱分解して生成される反応活性種の濃度分布を制御できる。その結果、ウエハＷ上に成膜されるシリコン酸化膜の膜厚分布を調整できる。
特に、直線Ｌに対して対称配置された一対のガスノズル３１，３７から吐出される原料ガスの流量を同じ流量に設定した状態で各ガスノズル３１，３４，３７から吐出される原料ガスの流量配分を変化させることで、膜厚分布の調整範囲を拡大できる。
〔実施例〕
（実施例１）
実施例１では、図１及び図２に示される処理装置１を用いて、ＣＶＤ法により、ウエハＷ上にシリコン膜を成膜した。実施例１では、１本のガスノズル３４又は３本のガスノズル３１，３４，３７からＳｉ２Ｈ６を供給した。また、１本のガスノズル３４から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量と、３本のガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の総流量とを同じ流量に設定した。より具体的には、１本のガスノズル３４から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量を３５０ｓｃｃｍに設定し、３本のガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量をそれぞれ１１７ｓｃｃｍに設定した。なお、その他の条件については、１本のガスノズル３４からＳｉ２Ｈ６を供給した条件と、３本のガスノズル３１，３４，３７からＳｉ２Ｈ６を供給した条件とにおいて同じに設定した。
（実施例１）
実施例１では、図１及び図２に示される処理装置１を用いて、ＣＶＤ法により、ウエハＷ上にシリコン膜を成膜した。実施例１では、１本のガスノズル３４又は３本のガスノズル３１，３４，３７からＳｉ２Ｈ６を供給した。また、１本のガスノズル３４から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量と、３本のガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の総流量とを同じ流量に設定した。より具体的には、１本のガスノズル３４から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量を３５０ｓｃｃｍに設定し、３本のガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量をそれぞれ１１７ｓｃｃｍに設定した。なお、その他の条件については、１本のガスノズル３４からＳｉ２Ｈ６を供給した条件と、３本のガスノズル３１，３４，３７からＳｉ２Ｈ６を供給した条件とにおいて同じに設定した。
図３は、１本のガスノズル３４からＳｉ２Ｈ６を供給した場合の成膜結果を示す図である。図３において、左側から順にＴＯＰ領域、ＣＴＲ領域及びＢＴＭ領域に配置されたウエハＷ上に成膜されたシリコン膜のウエハマップ、膜厚及び面内均一性を示す。図３の上段はウエハＷの回転を停止させた状態で成膜処理を行った場合の結果を示し、図３の下段は鉛直方向を回転軸としてウエハＷを回転させた状態で成膜処理を行った場合の結果を示す。ＴＯＰ領域、ＣＴＲ領域及びＢＴＭ領域は、それぞれボート１６の高さ方向における上部、中央部、下部を意味する。ウエハマップは、ウエハＷ上に成膜されたシリコン膜の膜厚の面内分布を示し、６時方向はガスノズル３４が配置された方向を示し、１２時方向は排気スリット１５が配置された方向を示す。
図３の上段に示されるように、１本のガスノズル３４からＳｉ２Ｈ６を供給した場合、ウエハＷの回転を停止させた状態では、シリコン膜の膜厚は、６時方向において最も薄く、扇状に増加し、１２時方向において最も厚くなっている。これは、シリコン膜の堆積は、原料ガスが熱分解して生成される反応活性種の濃度に起因しているためであり、ガスノズル３４から吐出された原料ガスが徐々に加温、熱分解されて膜厚が増加していると考えられる。なお、ウエハＷ上でのガスの消費量が多い場合や、ガスノズル３４の位置で励起によって原料ガスをプラズマ化する場合には、ガスノズル３４側の膜厚が最も厚く、ガス消費や失活の影響により排気スリット１５側の膜厚が薄くなる場合もある。いずれにしても原料ガスを供給するガスノズル３４の位置を起点として膜厚が増減する。
図３の下段に示されるように、ウエハＷを回転させた状態では、ウエハ中心部よりもウエハ端部の膜厚が厚い膜厚分布となっている。
図４は、３本のガスノズル３１，３４，３７からＳｉ２Ｈ６を供給した場合の成膜結果を示す図である。図４において、左側から順にＴＯＰ領域、ＣＴＲ領域及びＢＴＭ領域に配置されたウエハＷ上に成膜されたシリコン膜のウエハマップ、膜厚及び面内均一性を示す。図４の上段はウエハＷの回転を停止させた状態で成膜処理を行った場合の結果を示し、図４の下段は鉛直方向を回転軸としてウエハＷを回転させた状態で成膜処理を行った場合の結果を示す。ＴＯＰ領域、ＣＴＲ領域及びＢＴＭ領域は、それぞれボート１６の高さ方向における上部、中央部、下部を意味する。ウエハマップは、ウエハＷ上に成膜されたシリコン膜の膜厚の面内分布を示し、６時方向はガスノズル３４が配置された方向を示し、１２時方向は排気スリット１５が配置された方向を示す。
図４の上段に示されるように、３本のガスノズル３１，３４，３７からＳｉ２Ｈ６を供給した場合、ウエハＷの回転を停止させた状態では、シリコン膜の膜厚は、４時方向から８時方向までの範囲において薄くなっている。このように、図４の上段に示される例では、図３の上段に示される例に比べて、ウエハの端部において膜厚が薄い領域が拡大する。その結果、図４の下段に示されるように、ウエハＷを回転させた状態では、ウエハの中心よりも端部の膜厚が薄い膜厚分布となっている。
（実施例２）
実施例２では、図１及び図２に示される処理装置１を用いて、ＣＶＤ法により、ウエハＷ上にシリコン膜を成膜した。実施例２では、３本のガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の総流量を６００ｓｃｃｍに固定した状態で、それぞれのガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量配分を変更させた。Ｓｉ２Ｈ６の流量配分は、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝２００／２００／２００ｓｃｃｍ、１５０／３００／１５０ｓｃｃｍ、１００／４００／１００ｓｃｃｍ、０／６００／０ｓｃｃｍの４水準である。
実施例２では、図１及び図２に示される処理装置１を用いて、ＣＶＤ法により、ウエハＷ上にシリコン膜を成膜した。実施例２では、３本のガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の総流量を６００ｓｃｃｍに固定した状態で、それぞれのガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量配分を変更させた。Ｓｉ２Ｈ６の流量配分は、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝２００／２００／２００ｓｃｃｍ、１５０／３００／１５０ｓｃｃｍ、１００／４００／１００ｓｃｃｍ、０／６００／０ｓｃｃｍの４水準である。
図５は、流量配分を変えて膜厚分布の調整を行った実験結果を示す図である。図５（ａ）～図５（ｄ）において、横軸はウエハ位置［ｍｍ］を示し、縦軸はシリコン膜の膜厚を示す。ウエハ位置は０ｍｍがウエハＷの中心であり、±１５０ｍｍがウエハＷの外端である。図５（ａ）は、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝２００／２００／２００ｓｃｃｍである場合の結果を示す。図５（ｂ）は、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝１５０／３００／１５０ｓｃｃｍである場合の結果を示す。図５（ｃ）は、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝１００／４００／１００ｓｃｃｍである場合の結果を示す。図５（ｄ）は、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝０／６００／０ｓｃｃｍである場合の結果を示す。
図５（ａ）～図５（ｄ）に示されるように、ガスノズル３４から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量を増やすと共にガスノズル３１，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量を減らすにつれて、膜厚分布が凸状から凹状の分布に段階的に変化する傾向が見られた。この結果から、ガスノズル３１，３４，３７から供給されるＳｉ２Ｈ６の流量配分を変えることにより、所望の膜厚分布が得られることが示された。
また、図５（ａ）～図５（ｄ）に示されるように、３本のガスノズル３１，３４，３７からＳｉ２Ｈ６を吐出することにより、１本のガスノズル３４からＳｉ２Ｈ６を吐出する場合に比べて、高い面内均一性が得られる傾向が見られた。より具体的には、図５（ａ）に示されるように、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝２００／２００／２００ｓｃｃｍとした場合の膜厚の面内均一性（Win Unif）は±２．１％であった。図５（ｂ）に示されるように、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝１５０／３００／１５０ｓｃｃｍとした場合の膜厚の面内均一性は±１．３％であった。図５（ｃ）に示されるように、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝１００／４００／１００ｓｃｃｍとした場合の膜厚の面内均一性は±１．１％であった。図５（ｄ）に示されるように、ガスノズル３１／ガスノズル３４／ガスノズル３７＝０／６００／０ｓｃｃｍとした場合の膜厚の面内均一性は±４．６％であった。
〔シミュレーション結果〕
まず、図１及び図２に示される処理装置１において、ガスノズル３１，３４，３７から吐出される原料ガスの流量配分を変更したときの処理容器１０内の反応活性種の濃度分布について、熱流体解析によるシミュレーションを実施した。本シミュレーションでは、ガスノズル３１から吐出される原料ガスの流量とガスノズル３７から吐出される原料ガスの流量とを常に同じ流量に設定した。なお、反応活性種の濃度分布を解析の対象としたのは、ウエハＷ上に成膜される所定の膜の膜厚は、原料ガスが熱分解して生成される反応活性種の濃度に起因することを考慮したことによる。本シミュレーションにおける条件は以下である。
まず、図１及び図２に示される処理装置１において、ガスノズル３１，３４，３７から吐出される原料ガスの流量配分を変更したときの処理容器１０内の反応活性種の濃度分布について、熱流体解析によるシミュレーションを実施した。本シミュレーションでは、ガスノズル３１から吐出される原料ガスの流量とガスノズル３７から吐出される原料ガスの流量とを常に同じ流量に設定した。なお、反応活性種の濃度分布を解析の対象としたのは、ウエハＷ上に成膜される所定の膜の膜厚は、原料ガスが熱分解して生成される反応活性種の濃度に起因することを考慮したことによる。本シミュレーションにおける条件は以下である。
＜シミュレーション条件＞
原料ガス：Ｓｉ２Ｈ６
流量配分：Ｘ１～Ｘ７の７水準
Ｘ１：０／６００／０ｓｃｃｍ
Ｘ２：５０／５００／５０ｓｃｃｍ
Ｘ３：１００／４００／１００ｓｃｃｍ
Ｘ４：１５０／３００／１５０ｓｃｃｍ
Ｘ５：２００／２００／２００ｓｃｃｍ
Ｘ６：２５０／１００／２５０ｓｃｃｍ
Ｘ７：３００／０／３００ｓｃｃｍ
原料ガス：Ｓｉ２Ｈ６
流量配分：Ｘ１～Ｘ７の７水準
Ｘ１：０／６００／０ｓｃｃｍ
Ｘ２：５０／５００／５０ｓｃｃｍ
Ｘ３：１００／４００／１００ｓｃｃｍ
Ｘ４：１５０／３００／１５０ｓｃｃｍ
Ｘ５：２００／２００／２００ｓｃｃｍ
Ｘ６：２５０／１００／２５０ｓｃｃｍ
Ｘ７：３００／０／３００ｓｃｃｍ
図６及び図７は、流量配分を変えて膜厚分布の調整を行ったシミュレーション結果を示す図である。図６において、ウエハ中心ガス濃度［ｋｍｏｌ／ｍ３］はウエハの中心における反応活性種の濃度を示し、ウエハエッジ平均ガス濃度［ｋｍｏｌ／ｍ３］はウエハの中心を中心とする直径２９７ｍｍの円周上における反応活性種の平均濃度を示す。また、ウエハ中心ガス濃度を１とした場合のウエハエッジ平均ガス濃度についても算出した。図７において、横軸は流量配分の水準Ｘ１～Ｘ７を示し、縦軸はウエハ中心ガス濃度を１としたときのウエハエッジ平均ガス濃度を示す。
図６及び図７に示されるシミュレーション結果から、以下のことが分かる。ウエハの中心に対する端部（エッジ）の反応活性種の平均濃度が最も高いのは、１本のガスノズル３４から原料ガスを吐出した場合である（水準Ｘ１）。ガスノズル３１，３４，３７から吐出する原料ガスの総流量を固定した状態で、ガスノズル３１，３７から吐出する原料ガスの流量を増やすにつれて、ウエハの中心に対するエッジの反応活性種の平均濃度が低くなる（水準Ｘ１～Ｘ５）。３本のガスノズル３１，３４，３７の流量配分が均等である場合、ウエハの中心に対するエッジの反応活性種の平均濃度が最も低くなる（水準Ｘ５）。なお、図６及び図７に示されるシミュレーション結果は、前述の実施例２により得られた膜厚分布の結果と略一致している。
次に、図１及び図２に示される処理装置１において、ガスノズル３１，３４，３７から吐出される原料ガスの流量配分を変更したときの処理容器１０内の反応活性種の濃度分布について、熱流体解析によるシミュレーションを実施した。本シミュレーションでは、ガスノズル３４から吐出される原料ガスの流量を２００ｓｃｃｍに固定した状態で、ガスノズル３１から吐出される原料ガスとガスノズル３７から吐出される原料ガスとの流量配分を変更した。なお、反応活性種の濃度分布を解析の対象としたのは、ウエハＷ上に成膜される所定の膜の膜厚は、原料ガスが熱分解して生成される反応活性種の濃度に起因することを考慮したことによる。本シミュレーションにおける条件は以下である。
＜シミュレーション条件＞
原料ガス：Ｓｉ２Ｈ６
流量配分：Ｙ１～Ｙ５の５水準
Ｙ１：２００／２００／２００ｓｃｃｍ
Ｙ２：２５０／２００／１５０ｓｃｃｍ
Ｙ３：３００／２００／１００ｓｃｃｍ
Ｙ４：３５０／２００／５０ｓｃｃｍ
Ｙ５：４００／２００／０ｓｃｃｍ
原料ガス：Ｓｉ２Ｈ６
流量配分：Ｙ１～Ｙ５の５水準
Ｙ１：２００／２００／２００ｓｃｃｍ
Ｙ２：２５０／２００／１５０ｓｃｃｍ
Ｙ３：３００／２００／１００ｓｃｃｍ
Ｙ４：３５０／２００／５０ｓｃｃｍ
Ｙ５：４００／２００／０ｓｃｃｍ
水準Ｙ１は、２本のガスノズル３１，３７から吐出される原料ガスの流量が均等な左右対称なガスの流し方である。水準Ｙ５は、ガスノズル３７から原料ガスを吐出しない場合であり、処理容器１０内でのガス流量の偏りが最も大きい条件である。
図８及び図９は、流量配分を変えて膜厚分布の調整を行ったシミュレーション結果を示す図である。図８において、ウエハ中心ガス濃度［ｋｍｏｌ／ｍ３］はウエハの中心における反応活性種の濃度を示し、ウエハエッジ平均ガス濃度［ｋｍｏｌ／ｍ３］はウエハの中心を中心とする直径２９７ｍｍの円周上における反応活性種の平均濃度を示す。また、ウエハ中心ガス濃度を１とした場合のウエハエッジ平均ガス濃度についても算出した。図９において、横軸は流量配分の水準Ｙ１～Ｙ５を示し、縦軸はウエハ中心ガス濃度を１としたときのウエハエッジ平均ガス濃度を示す。
図８及び図９に示されるシミュレーション結果から、以下のことが分かる。ウエハの中心に対するエッジの反応活性種の平均濃度が最も低いのは、ガスノズル３１，３７から同じ流量のガスを吐出した場合、すなわち、均等な左右対称なガスの流し方をした場合である（水準Ｙ１～Ｙ５）。ガスノズル３１から吐出される原料ガスとガスノズル３７から吐出される原料ガスとの流量差を大きくするにつれて、ウエハの中心に対するエッジの反応活性種の平均濃度が高くなる。
以上の図６～図９に示されるシミュレーション結果によると、均等な左右対称なガスの流し方をすると、ウエハの中心に対するエッジの反応活性種の平均濃度を最も広い範囲（０．９３５～０．９８７）で調整できると言える。すなわち、複数のガスノズルから吐出される原料ガスの流量配分が直線Ｌに対して対称となるように原料ガスを吐出することにより、膜厚の面内分布の調整範囲を拡大できると言える。これを実現するために、内管１１の中心Ｃと排気スリット１５の中心とを結ぶ直線Ｌに対して複数のガスノズルを対称配置することが好ましい。
なお、上記の実施形態において、原料ガスは処理ガスの一例である。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
上記の実施形態では、同じ原料ガスを供給するガスノズルが３本である場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、同じ原料ガスを供給するガスノズルは４本以上であってもよい。
図１０は、ガスノズルの配置の別の一例を示す概略図である。図１０においては、原料ガスを吐出するガスノズル以外のガスノズルの図示を省略している。図１０に示されるように、ガス供給部１３０は、４本のガスノズル１３１～１３４を含む。４本のガスノズル１３１～１３４は、各々が同じ原料ガスを処理容器１０内に吐出する。各ガスノズル１３１～１３４には、その長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔１３１ａ～１３４ａが設けられている。複数のガス孔１３１ａ～１３４ａは、例えば内管１１の中心Ｃ側（ウエハＷ側）に配向する。４本のガスノズル１３１～１３４は、内管１１の中心Ｃと排気スリット１５の中心とを結ぶ直線Ｌに対して対称配置されている。より具体的には、ガスノズル１３１とガスノズル１３４とが直線Ｌに対して対称配置され、ガスノズル１３２とガスノズル１３３とが直線Ｌに対して対称配置されている。
図１１は、ガスノズルの配置の更に別の一例を示す概略図である。図１１においては、原料ガスを吐出するガスノズル以外のガスノズルの図示を省略している。図１１に示されるように、ガス供給部２３０は、４本のガスノズル２３１～２３４を含む。４本のガスノズル２３１～２３４は、各々が同じ原料ガスを処理容器１０内に吐出する。各ガスノズル２３１～２３４には、その長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔２３１ａ～２３４ａが設けられている。複数のガス孔２３１ａ～２３４ａは、例えば内管１１の中心Ｃ側（ウエハＷ側）に配向する。４本のガスノズル２３１～２３４のうちの３本のガスノズル２３１～２３３は、内管１１の中心Ｃと排気スリット１５の中心とを結ぶ直線Ｌに対して対称配置されている。より具体的には、ガスノズル２３２は直線Ｌ上に配置され、ガスノズル２３１とガスノズル２３３とは直線Ｌに対して対称配置されている。４本のガスノズル２３１～２３４のうちの残りの１本のガスノズル２３４は、収容部１３内に周方向においてガスノズル２３３と隣接して配置されている。このように同じ原料ガスを供給する複数のガスノズルは、少なくとも直線Ｌに対して対称配置された３本のガスノズルを含んでいればよく、対称配置された３本のガスノズル以外のガスノズルを含んでいてもよい。
上記の実施形態では、処理ガスが原料ガスである場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理ガスは反応ガスであってもよい。
上記の実施形態では、ガスノズルがＬ字管である場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガスノズルは、内管の側壁の内側において、内管の長手方向に沿って延設し、下端がノズル支持部（図示せず）に挿入されて支持されるストレート管であってもよい。
上記の実施形態では、処理装置が処理容器の長手方向に沿って配置したガスノズルからガスを供給し、該ガスノズルと対向して配置した排気スリットからガスを排気する装置である場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理装置はウエハボートの長手方向に沿って配置したガスノズルからガスを供給し、該ウエハボートの上方又は下方に配置したガス出口からガスを排気する装置であってもよい。
上記の実施形態では、処理容器が内管及び外管を有する二重管構造の容器である場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理容器は単管構造の容器であってもよい。
上記の実施形態では、処理装置が非プラズマ装置である場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理装置は、容量結合型プラズマ装置、誘導結合型プラズマ装置等のプラズマ装置であってもよい。
１ 処理装置
１０ 処理容器
１５ 排気スリット
３１，３４，３７ ガスノズル
Ｗ ウエハ
１０ 処理容器
１５ 排気スリット
３１，３４，３７ ガスノズル
Ｗ ウエハ
Claims (9)
- 略円筒形状を有し、側壁に排気スリットが形成された処理容器と、
前記処理容器の前記側壁の内側に沿って鉛直方向に延設する複数のガスノズルと、
を備え、
前記複数のガスノズルは、
前記処理容器の中心と前記排気スリットの中心とを結ぶ直線に対して対称配置された第１ガスノズル及び第２ガスノズルと、
前記直線上に配置された第３ガスノズルと、
を有し、
前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル及び前記第３ガスノズルは、同じ処理ガスを前記処理容器内に吐出する、
処理装置。 - 前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル及び前記第３ガスノズルは、前記処理容器内の同じ高さ範囲に前記処理ガスを吐出する、
請求項１に記載の処理装置。 - 前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル及び前記第３ガスノズルの各々は、その長手方向に沿って間隔を空けて設けられた複数のガス孔を有し、
前記複数のガス孔は、前記処理容器の中心側に配向する、
請求項１又は２に記載の処理装置。 - 前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル及び前記第３ガスノズルは、同じ内径を有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル及び前記第３ガスノズルから前記処理容器内に吐出される前記処理ガスの流量を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記第１ガスノズル及び前記第２ガスノズルの各々から前記処理容器内に吐出される前記処理ガスの流量が同じとなるように制御する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理装置。 - 略円筒形状を有し、側壁に排気スリットが形成された処理容器と、
前記処理容器の前記側壁の内側に沿って鉛直方向に延設する複数のガスノズルと、
を備え、
前記複数のガスノズルは、
前記処理容器の中心と前記排気スリットの中心とを結ぶ直線に対して対称配置された第１ガスノズル及び第２ガスノズルと、
前記直線に対して対称配置された第４ガスノズル及び第５ガスノズルと、
を有し、
前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル、前記第４ガスノズル及び前記第５ガスノズルは、同じ処理ガスを前記処理容器内に吐出する、
処理装置。 - 前記処理容器内には、複数の基板が鉛直方向に間隔を有して略水平に収容される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記複数の基板は、前記処理容器内において鉛直方向を回転軸として回転可能である、
請求項７に記載の処理装置。 - 略円筒形状を有し、側壁に排気スリットが形成された処理容器内に基板を搬入する工程と、
前記処理容器の前記側壁の内側に沿って鉛直方向に延設する複数のガスノズルの各々から前記処理容器内に処理ガスを供給する工程と、
を有し、
前記複数のガスノズルは、
前記処理容器の中心と前記排気スリットの中心とを結ぶ直線に対して対称配置された第１ガスノズル及び第２ガスノズルと、
前記直線上に配置された第３ガスノズルと、
を有し、
前記処理ガスを供給する工程は、前記第１ガスノズル、前記第２ガスノズル及び前記第３ガスノズルから同じ処理ガスを前記処理容器内に吐出することを含む、
処理方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020155808A JP7471972B2 (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 処理装置及び処理方法 |
| KR1020210118361A KR20220036862A (ko) | 2020-09-16 | 2021-09-06 | 처리 장치 및 처리 방법 |
| TW110133191A TW202217931A (zh) | 2020-09-16 | 2021-09-07 | 處理裝置及處理方法 |
| CN202111049655.4A CN114267579A (zh) | 2020-09-16 | 2021-09-08 | 处理装置和处理方法 |
| US17/472,891 US20220081771A1 (en) | 2020-09-16 | 2021-09-13 | Processing apparatus and processing method |
| JP2024063112A JP2024088766A (ja) | 2020-09-16 | 2024-04-10 | 処理装置及び処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020155808A JP7471972B2 (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 処理装置及び処理方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024063112A Division JP2024088766A (ja) | 2020-09-16 | 2024-04-10 | 処理装置及び処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022049558A JP2022049558A (ja) | 2022-03-29 |
| JP7471972B2 true JP7471972B2 (ja) | 2024-04-22 |
Family
ID=80625834
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020155808A Active JP7471972B2 (ja) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 処理装置及び処理方法 |
| JP2024063112A Pending JP2024088766A (ja) | 2020-09-16 | 2024-04-10 | 処理装置及び処理方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024063112A Pending JP2024088766A (ja) | 2020-09-16 | 2024-04-10 | 処理装置及び処理方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220081771A1 (ja) |
| JP (2) | JP7471972B2 (ja) |
| KR (1) | KR20220036862A (ja) |
| CN (1) | CN114267579A (ja) |
| TW (1) | TW202217931A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012023073A (ja) | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置および基板の製造方法 |
| JP2015185837A (ja) | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
| JP2018164014A (ja) | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
| JP2019186531A (ja) | 2018-04-12 | 2019-10-24 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| WO2019207646A1 (ja) | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4845782B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2011-12-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜原料 |
| JP5250600B2 (ja) | 2009-11-27 | 2013-07-31 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法および成膜装置 |
| JP6402058B2 (ja) | 2015-03-23 | 2018-10-10 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム |
-
2020
- 2020-09-16 JP JP2020155808A patent/JP7471972B2/ja active Active
-
2021
- 2021-09-06 KR KR1020210118361A patent/KR20220036862A/ko active Search and Examination
- 2021-09-07 TW TW110133191A patent/TW202217931A/zh unknown
- 2021-09-08 CN CN202111049655.4A patent/CN114267579A/zh active Pending
- 2021-09-13 US US17/472,891 patent/US20220081771A1/en active Pending
-
2024
- 2024-04-10 JP JP2024063112A patent/JP2024088766A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012023073A (ja) | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置および基板の製造方法 |
| JP2015185837A (ja) | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置 |
| JP2018164014A (ja) | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
| JP2019186531A (ja) | 2018-04-12 | 2019-10-24 | ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| WO2019207646A1 (ja) | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220081771A1 (en) | 2022-03-17 |
| CN114267579A (zh) | 2022-04-01 |
| KR20220036862A (ko) | 2022-03-23 |
| TW202217931A (zh) | 2022-05-01 |
| JP2022049558A (ja) | 2022-03-29 |
| JP2024088766A (ja) | 2024-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10593572B2 (en) | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device | |
| US20170232457A1 (en) | Substrate processing apparatus and precursor gas nozzle | |
| US10714362B2 (en) | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device | |
| KR20200121771A (ko) | 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 | |
| US11581201B2 (en) | Heat treatment apparatus and film deposition method | |
| JP7198908B2 (ja) | 基板処理装置、反応容器、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
| JP7203670B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| JP7064577B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
| JP7154055B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| CN111850512A (zh) | 成膜方法和成膜装置 | |
| JP7471972B2 (ja) | 処理装置及び処理方法 | |
| CN115537776A (zh) | 成膜装置 | |
| JP7065178B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
| JP7446189B2 (ja) | 処理装置及び処理方法 | |
| JP2022053329A (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、プログラム及び基板処理装置 | |
| JP7486388B2 (ja) | ガス導入構造及び処理装置 | |
| JP7433178B2 (ja) | 処理装置 | |
| KR102709850B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 | |
| JP7204889B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム | |
| JPWO2018163399A1 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム | |
| KR20220135171A (ko) | 실리콘막의 형성 방법 및 처리 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230407 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240109 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240222 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240312 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240410 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7471972 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |