KR101893693B1 - 가스 혼합 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

가스 혼합 장치 및 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복수종의 가스를 혼합함에 있어서, 가스를 균일하게 혼합하는 기술을 제공하는 것이다. 상면이 막힌 원통부(40)의 저면 중앙부에 가스 유출로(41)를 설치하고, 원통부(40)의 중심에 대하여 회전 대칭이 되는 복수의 가스류 안내벽(42A 내지 42C)을 가스 유출로(41)의 개구 테두리를 따라 간격을 두고 배치하고 있다. 또한, 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 둘레 방향의 한쪽 단부를 원통부(40)의 중심부 근방으로 굴곡하고 있다. 그리고, 가스류 안내벽(42A 내지 42C)과, 원통부(40)의 내주면과의 사이에서의 가스류 안내벽(42A 내지 42C) 둘레 방향의 다른 쪽 근방의 위치에 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)을 접속하고 있다. 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 공급된 가스는, 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 외주면을 따라 흘러, 둘레 방향의 일방측에 있는 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 내주면을 따라서 흐르는 선회류가 되어, 가스 유출로(41)에서 혼합된다.

Description

가스 혼합 장치 및 기판 처리 장치{GAS MIXING DEVICE AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 복수종의 가스를 혼합하는 가스 혼합 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 프로세스에 있어서 처리 가스에 의해 기판을 처리하는 장치, 예를 들어 성막 장치에서는, 복수종의 처리 가스를 균일하게 혼합해서 기판에 공급하는 것이 요청되는 경우가 있다. 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)에 성막을 행하는 방법으로서, 원료 가스 및 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 웨이퍼에 대하여 차례로 공급해서 웨이퍼의 표면에 반응 생성물의 분자층을 퇴적시켜 박막을 얻는, 소위 ALD(Atomic Layer Deposition)법 등이라고 불리는 방법이 알려져 있다. ALD법에서는, 캐리어 가스를 흘리고 있는 상태에서 성막용 가스인 제1 가스와 제2 가스를 교대로 공급하는데, 성막 처리에 대해서 웨이퍼의 면내 균일성을 양호하게 하기 위해서는, 성막 가스가 캐리어 가스에 균일하게 혼합된 상태에서 기판에 공급되는 것이 필요하다.
이러한 복수종의 가스를 혼합하는 방법으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에는, 제1 가스류와 제2 가스류를 와권 형상의 가스류 혼합체로서 균일하게 혼합하는 기술이 기재되어 있다. 또한 특허문헌 2에는, 가스 유출로에서 볼 때 둘레 방향 한쪽으로 흘린 후, 가스 유출로측에 수직으로 굴곡시켜서 가스 유출로의 주연을 향해 흘려보내 선회류를 형성하는 기술이 기재되어 있다. 또한 특허문헌 3에는, 원료 가스를 가스 혼합부의 중앙 부분에 공급하고, 그 주위로부터 균일하게 희석 가스를 해당 원료 가스의 흐름 방향과 동일한 흐름 방향으로 공급해서 가스 확산부를 통과시킴으로써 원료 가스를 균일하게 확산시키면서 혼합하는 기술이 기재되어 있다.
그러나, 공지된 혼합 방법은, 광범위한 유량비에 있어서 가스의 치우침을 적게 하고자 하는 경우에는 부적합하다. 특히 대유량의 가스, 예를 들어 캐리어 가스에 소유량의 성막 가스를 공급하는 경우에는, 가스의 균일화를 도모하는 것은 곤란하다. 또한 가스 혼합 장치 내에 스태틱 믹서를 설치하여, 강제적으로 혼합하려고 하면, 가스 혼합 장치에서의 압력 손실이 커진다. ALD법과 같이 처리 용기 내를 퍼지 가스에 의해 치환하면서 복수종의 가스를 차례로 공급하기 위해서는, 대유량의 가스를 고속으로 흘릴 필요가 있기 때문에, ALD법에 스태틱 믹서를 사용하는 것은 적합하지 않다.
또한, 합류(合流) 유로를 길게 함으로써 소량의 가스가 혼합되기 쉬워지지만, 합류 유로가 긴 경우에는, 가스의 온도가 내려가, 예를 들어 어떤 종류의 전구체에 있어서는, 온도의 저하에 의해 액화하여, 파티클의 발생을 야기할 우려가 있다. 따라서 합류 유로는 최대한 짧게 하는 것이 요청되고 있다.
일본 특허 공개 제2000-260763호 공보 미국 특허 출원 공개 제2009/0047426호 일본 특허 공개 제2003-133300호 공보
본 발명은, 복수종의 가스를 혼합함에 있어서, 가스를 균일하게 혼합하는 기술을 제공한다.
본 발명의 가스 혼합 장치는, 복수종의 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 장치로서, 상면이 막힌 원통부와, 상기 원통부의 저면의 중앙부에 개구되고, 하방으로 신장되는 가스 유출로와, 상기 가스 유출로에 의해 상기 저면에 형성된 개구의 테두리를 따라 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 배치됨과 함께 상기 원통부의 중심에 대하여 회전 대칭으로 설치되고, 상기 상면을 향해서 돌출된 복수의 가스류 안내벽과, 상기 가스류 안내벽과 원통부의 내주면과의 사이에 설치되고, 혼합할 가스가 유입되는 가스 유입부를 포함하고, 상기 원통부의 둘레 방향에 있어서 시계 방향 및 반시계 방향의 한쪽에서 보았을 때, 당해 한쪽의 방향을 향한 측을 전방하고, 당해 다른 쪽의 방향을 후방이라 정의하면, 상기 가스류 안내벽은, 원통부의 내주면과 가스류 안내벽과의 사이에 유입된 가스를 당해 가스류 안내벽의 외주면을 따라 상기 가스 유출로에 안내하고, 이에 의해 선회류를 형성하도록, 전방측을 향함에 따라서 상기 원통부의 중심부 근방으로 굴곡되어 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 서로 다른 처리 가스가 서로 다른 위치로부터 유입되어 이들 처리 가스를 혼합하는 상기 가스 혼합 장치와, 상기 가스 혼합 장치에서 혼합된 처리 가스가 공급되는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고, 상기 처리 가스에 의해 처리되는 기판을 적재하기 위한 적재부와, 상기 처리 용기 내를 진공 배기하는 배기부를 포함한다.
본 발명은, 복수종의 가스를 혼합함에 있어서, 저면 중앙부에 가스 유출로가 개구되는 원통부 내에 각각 둘레 방향을 따라 원통부의 중심부 근방으로 굴곡되고, 원통부의 중심에 대하여 회전 대칭이 되는 복수의 가스류 안내벽을 가스 유출로의 개구 테두리를 따라, 둘레 방향으로 간격을 두고 배치하고 있다. 그 때문에 가스류 안내벽과, 원통부의 내주면과의 사이에 유입된 가스가, 가스류 안내벽의 외주면을 따라 흘러, 선회류가 되어, 가스 유출로에 안내된다. 따라서, 각 가스가 선회류로 되어, 가스 유출로에서 합류하므로, 혼합 가스의 농도의 불균일이 생기기 어려워져 균일하게 혼합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 가스 혼합 장치의 단면도이다.
도 3은 가스 확산부의 분해 사시도이다.
도 4는 가스 혼합 장치의 단면 사시도이다.
도 5는 가스 혼합 장치의 종단면도이다.
도 6은 가스 혼합 장치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에서의 가스 공급 타이밍 차트이다.
도 8은 가스 혼합 장치에서의 가스의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 9는 가스 혼합 장치에서의 가스의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 10은 비교예 및 실시예에 따른 가스 혼합 장치를 도시하는 단면 사시도이다.
도 11은 비교예 및 실시예에서의 가스의 질량의 표준 편차를 도시하는 특성도이다.
도 12는 실시예에서의 반응 가스와 캐리어 가스의 질량 유량비에 대한 표준 편차를 도시하는 특성도이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 가스 혼합 장치를 적용한 기판 처리 장치의 일례인 성막 장치의 구성에 대해서 설명한다. 성막 장치는, 웨이퍼(W)의 표면에, 염화티타늄(TiCl4) 가스와 암모니아(NH3) 가스와 산소(O2) 가스를 차례로 공급하고, 소위 ALD법에 의해 산화질화티타늄(TiON)막을 성막하는 장치로서 구성되어 있다. 또한 명세서 중에서는, 캐리어 가스도 처리 가스에 포함하는 것으로 한다.
도 1에 도시한 바와 같이 성막 장치는, 알루미늄 등의 금속에 의해 구성되고, 평면 형상이 대략 원형의 진공 용기인 처리 용기(1)를 구비하고, 이 처리 용기(1) 내에는, 웨이퍼(W)가 적재되는 적재대(2)가 설치되어 있다. 처리 용기(1)의 측면에는, 웨이퍼(W)의 반입출구(11)와, 이 반입출구(11)를 개폐하는 게이트 밸브(12)가 설치되어 있다.
상기 반입출구(11)보다도 상부측의 위치에는, 종단면의 형상이 각형의 덕트를 원환 형상으로 만곡시켜 구성한 배기 덕트(13)가, 처리 용기(1)의 본체를 구성하는 측벽 상에 겹쳐지도록 설치되어 있다. 배기 덕트(13)의 내주면에는, 둘레 방향을 따라 신장되는 슬릿 형상의 개구부(131)가 형성되어 있다. 배기 덕트(13)의 외벽면에는 배기구(132)가 형성되어 있고, 이 배기구(132)에는 진공 펌프 등으로 이루어지는 배기부(14)가 접속되어 있다.
처리 용기(1) 내에는, 상기 배기 덕트(13)의 내측의 위치에, 적재대(2)가 배치되어 있다. 적재대(2)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 예를 들어 350℃ 내지 550℃의 성막 온도로 가열하기 위한 도시하지 않은 히터가 매설되어 있다. 적재대(2)에는, 적재대(2)의 주연부 및 적재대(2)의 측 둘레면을 둘레 방향에 걸쳐서 덮도록 설치된 커버 부재(22)가 설치되어 있다. 적재대(2)의 하면측 중앙부에는, 처리 용기(1)의 저면을 관통하여, 상하 방향으로 신장되는 지지 부재(23)가 접속되어 있다. 이 지지 부재(23)의 하단부는, 처리 용기(1)의 하방측에 수평하게 배치된 판상의 지지대(232)를 통해서 승강 기구(24)에 접속되어 있다. 승강 기구(24)는, 반입출구(11)로부터 진입해 온 도시하지 않은 웨이퍼 반송 기구와의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고 받는 수수 위치(도 1에 일점 쇄선으로 기재되어 있음)와, 이 수수 위치의 상방측이며, 웨이퍼(W)에의 성막이 행하여지는 도 1 중 실선으로 나타내는 처리 위치와의 사이에서 적재대(2)를 승강시킨다. 이 지지 부재(23)가 관통하는 처리 용기(1)의 저면과, 지지대(232)와의 사이에는, 처리 용기(1) 내의 분위기를 외부와 구획하고, 지지대(232)의 승강 동작에 수반하여 신축하는 벨로우즈(231)가, 상기 지지 부재(23)를 둘레 방향의 외측으로부터 덮도록 설치되어 있다.
적재대(2)의 하방측에는, 외부의 웨이퍼 반송 기구와의 웨이퍼(W)의 수수 시에, 웨이퍼(W)를 웨이퍼(W)의 하면측으로부터 지지해서 들어올리는, 예를 들어 3개의 지지 핀(25)이 설치되어 있다. 지지 핀(25)은, 승강 기구(26)에 접속되어 승강 가능하게 되어 있고, 적재대(2)를 상하 방향으로 관통하는 도시하지 않은 관통 구멍을 통해서 적재대(2)의 상면으로부터 지지 핀(25)을 돌출 함몰시킴으로써, 웨이퍼 반송 기구와의 사이에서의 웨이퍼(W)의 수수를 행한다.
적재대(2)에 적재된 웨이퍼(W)를 향해서 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(5)는 배기 덕트(13)의 상면측에 설치된 원형의 개구를 막도록 설치되어 있다. 가스 공급부(5)에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 가스 공급부(5)는, 천장판부(50)를 구비하고, 천장판부(50)의 하방 위치에는, 상방이 개구된 편평한 바닥이 있는 원통형의 샤워 헤드(51)가 설치되어 있다. 가스 공급부(5)의 내부에는, 후술하는 가스 혼합 장치(4)가 설치되고, 가스 혼합 장치(4)에서 혼합된 가스가 가스 유출로(41)를 통해서, 천장판부(50)의 하면 중앙에 개구된 개구부(52)로부터 샤워 헤드(51) 내에 공급되도록 구성되어 있다.
샤워 헤드(51) 내에서의 개구부(52)의 주위에는, 가스 혼합 장치(4)로부터 공급된 가스를 확산하는 편평한 원통형의 확산실(53)이 설치되어 있다. 확산실(53)의 하면(53A)에는, 평면적으로 볼 때 적재대(2)에 적재된 웨이퍼(W)의 중심부를 중심으로 하는 원을 따라 등간격으로 복수의 가스 확산부(54)가 배치되고, 또한 웨이퍼(W)의 중심부의 상방에 가스 확산부(54)가 배치되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이 가스 확산부(54)는, 원통형의 부재로 구성되고, 확산실(53)의 하면(53A)으로부터 하방을 향해서 돌출되도록 설치된다. 확산실(53)의 하면(53A)에는, 각 가스 확산부(54)에 가스를 공급하기 위한 구멍부(55)가 형성되어 있고, 가스 확산부(54)의 측면에는, 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성된 복수의 가스 토출구(56)가 형성되어 있고, 확산실(53)로부터 가스 확산부(54)에 유입된 가스는, 각 가스 토출구(56)로부터 수평 방향을 향해서 균일하게 퍼지도록 토출된다. 그리고, 샤워 헤드(51) 내에 토출된 가스는, 샤워 헤드(51)에 형성된 가스 분출 구멍(57)을 통해서 웨이퍼(W)에 공급된다.
계속해서 가스 혼합 장치(4)에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 가스 혼합 장치(4)는, 하부재(40A)와 하부재(40A)의 상방을 막는 상부재(40B)로 구성되는 원통부(40)를 구비하고 있다. 하부재(40A)는, 저면부(46)와 원통부(40)의 주위벽을 이루는 환상 벽의 외벽(47)을 구비하고, 외벽(47)의 외주에는, 플랜지(46A)가 형성되어 있다. 상부재(40B)는, 하부재(40A)의 환상 벽인 외벽(47)의 상방을 덮는 천장판(48)을 구비하고, 주연이 하방을 향해서 굴곡되어 벽부(49)로 되어 있다. 그리고, 상부재(40B)를 하부재(40A)에 상방으로부터 걸리어 결합시킴으로써 외벽(47)이 천장판(48)에 밀접하여, 편평한 원통형의 원통부(40)를 구성한다. 또한 도 4, 도 6의 그레이 부분은, 하부재(40A)에서의 상부재(40B)의 천장판(48)에 밀접하는 부분을 나타내고 있다.
도 4 내지 도 6에 도시하는 바와 같이 하부재(40A)는, 저면부(46)의 하면측의 중심부에 상하 방향으로 연장되는 가스 유출로(41)가 접속되어 있다. 또한 가스 혼합 장치(4)는, 가스 유출로(41)가 수평하게 신장되도록 구성되어도 되지만, 명세서 중에서는, 원통부(40)의 중심축이 신장되는 방향을 상하 방향으로 하고, 가스 혼합 장치(4)는 상하 방향으로 연장하고 있다. 하부재(40A)의 내부에는, 가스 유출로(41)의 개구 테두리를 따라, 둘레 방향으로 신장되도록 형성된 3개의 가스류 안내벽(42A 내지 42C)이 설치되어 있다. 각 가스류 안내벽(42A 내지 42C)은, 서로 원통부(40)의 중심에 대하여 회전 대칭이 되도록 형성되어 있다. 3개의 가스류 안내벽(42A 내지 42C)은, 동일한 구조이기 때문에, 여기에서는, 대표해서 가스류 안내벽(42A)에 대해 설명한다.
원통부(40)의 둘레 방향에서의 시계 방향의 방향을 전방, 반시계 방향의 방향을 후방으로 하면, 가스류 안내벽(42A)은, 하부재(40A)의 저면으로부터 상부재(40B)의 천장판(48)을 향해서 돌출되고, 하부재(40A)와 상부재(40B)를 걸리어 결합시켰을 때, 가스류 안내벽(42A)의 상면이 상부재(40B)의 천장판(48)에 밀접하도록 설치되어 있다. 또한 가스류 안내벽(42A)은, 원통부(40)의 내주면에 대향하는 면이, 전방측을 향함에 따라서 원통부(40)의 중심 근방으로 굴곡되어 있고, 도 6에 도시하는 바와 같이 평면에서 보았을 때 원통부(40)의 내주면의 원호 형상보다도 소직경의 원호 형상으로 되어 있다.
또한 가스류 안내벽(42A)에 있어서 원통부(40)의 내주와 대향하는 면을 가스류 안내벽(42A)의 외주면, 가스류 안내벽(42A)에 있어서 원통부(40)의 중심측의 면을 가스류 안내벽(42A)의 내주면으로 하면, 가스류 안내벽(42A)의 외주면의 전방측 단부와, 당해 가스류 안내벽(42A)의 전방에 설치된 가스류 안내벽(42B)의 내주면의 후방측 단부가 서로 간극을 개재해서 대향하도록 배치되고, 후방측의 가스류 안내벽(42A)의 외주면의 전방측 단부와, 전방측의 가스류 안내벽(42B)의 내주면의 후방측 단부에 끼워진 영역은, 가스류의 안내로(43)가 된다.
또한 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 전방측 부분은, 하방을 향해서 경사지는 경사면으로 되어 있고, 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후방측은, 세워진 면으로 되어 있다. 또한 경사면은, 가스 유출로(41)의 내주면과 연속하는 곡면으로 되어 있고, 도 5에 도시하는 바와 같이 가스 유출로(41)의 내주면은, 원통부(40)의 저면에서의 개구부로부터 하방을 향해서 서서히 좁아지도록 경사져 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이 원통부(40)에서의 각 가스류 안내벽(42A 내지 42C)과 원통부(40)의 내주면과의 사이이며, 가스류 안내벽(42A 내지 42C)을 전방 후방으로 볼 때, 중앙보다도 후방의 위치에는, 각 가스류 안내벽(42A 내지 42C)에 대응하는 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)의 일단측이 상부재(40B)의 천장판(48)을 관통해서 접속되어 있다. 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)은, 원통부(40)의 중심에 대하여 서로 회전 대칭이 되도록 배치되어 있다. 또한 하부재(40A)에서의, 원통부(40)의 내주면 및 각 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 외주면은, 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)의 개구 부분의 윤곽을 따라 만곡되어 있다. 원통부(40) 내에서의 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)의 개구 부분은, 가스 유입부에 상당한다.
도 1, 도 2로 돌아가서, 제1 가스 유입관(45A)은, 그 타단측이 2개로 분기되고, 각 분기 끝에는, 각각 질소(N2) 가스 공급원(61)과, 염화티타늄(TiCl4) 가스 공급원(62)이 접속되어 있다. 또한 제2 가스 유입관(45B)은, 그 타단측이 2개로 분기되고, 각 분기 끝에는, 각각 질소(N2) 가스 공급원(63)과, 암모니아(NH3) 가스 공급원(64)이 접속되어 있다. 또한 제3 가스 유입관(45C)은, 그 타단측이 2개로 분기되고, 각 분기 끝에는, 각각 질소(N2) 가스 공급원(65)과, 산소(O2) 가스 공급원(66)이 접속되어 있다. 또한 도면 중의 M1 내지 M6은 유량 조정부이며, V1 내지 V6은 밸브이다. 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)은, 예를 들어 도시하지 않은 히터에 의해 200℃로 가열하도록 구성되어 있다. 이 예에서는, N2 가스가 캐리어 가스에 상당하고, TiCl4 가스, NH3 가스 및 O2 가스가 성막 가스에 상당한다.
성막 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 제어부(9)와 접속되어 있다. 제어부(9)는, 예를 들어 도시하지 않은 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지고, 기억부에는 성막 장치의 작용, 즉 적재대(2) 상에 적재된 웨이퍼(W)를 처리 위치까지 상승시키고, 웨이퍼(W)를 향해서 정해진 순서로 반응 가스, 산화 가스 및 치환용 가스를 공급해서 TiON의 성막을 실행하여, 성막이 행하여진 웨이퍼(W)를 반출할 때까지의 제어에 관한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 그곳으로부터 컴퓨터에 인스톨된다.
계속해서, 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치의 작용에 대해서 설명한다. 도 7은, ALD법에 의한 TiON막의 성막 처리에서의 가스 공급 타이밍 차트이다. 또한 도 7의 횡축은, 각 가스의 공급, 정지의 시간 간격을 정확하게 나타내는 것은 아니다. 먼저, 미리 처리 용기(1) 내를 소정의 진공 분위기로 감압한 후, 적재대(2)를 수수 위치까지 강하시킨다. 그리고, 게이트 밸브(12)를 개방하고, 반입출구(11)와 접속된, 예를 들어 도시하지 않은 진공 반송실에 설치된 웨이퍼 반송 기구의 반송 아암을 진입시켜, 지지 핀(25)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행한다. 그런 뒤, 지지 핀(25)을 강하시키고, 히터에 의해, 예를 들어 440℃로 가열된 적재대(2) 상에 웨이퍼(W)를 적재한다.
계속해서, 게이트 밸브(12)를 폐쇄하고, 적재대(2)를 처리 위치까지 상승시킨다. 또한 도 7에 나타내는 시각 t0에서, 가스 혼합 장치(4)의 밸브(V1, V3 및 V5)를 개방한다. 또한 이하의 시퀀스의 설명에 기재한 유량이나 시간은, 설명을 위한 일례에 지나지 않는다. 이에 의해 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 원통부(40) 내에 각각 5000sccm의 유량의 N2 가스가 공급된다. 따라서 가스 혼합 장치(4)로부터 처리 용기(1) 내에는, 합계 15000sccm의 유량의 N2 가스가 공급된다.
계속해서 처리 용기(1) 내의 압력을 프로세스 레시피에 의해 정해진 압력으로 조정한 후, 시각 t1부터 밸브(V2)를 0.05초간 개방한다. 이에 의해 제1 가스 유입관(45A)으로부터 원통부(40) 내에 N2 가스와 함께, 예를 들어 50sccm의 유량의 TiCl4 가스가 공급된다. 그리고 제1 가스 유입관(45A)으로부터 유입된 TiCl4 가스와 N2 가스와의 혼합 가스는, 원통부(40)에서, 제2 가스 유입관(45B) 및 제3 가스 유입관(45C)으로부터 각각 유입되는 N2 가스와 혼합되어, 가스 유출로(41)를 통해서 처리 용기(1) 내에 공급된다.
또한 시각 t1부터 0.05초 경과 후에 밸브(V2)를 폐쇄함으로써, 제1 가스 유입관(45A)으로부터 원통부(40)에 유입되는 가스가 N2 가스만이 되어, 가스 혼합 장치(4)로부터 처리 용기(1) 내에는, N2 가스만이 공급된다. 이에 의해 처리 용기(1) 내의 TiCl4 가스가 N2 가스로 치환된다. 계속해서 밸브(V2)를 폐쇄한 후, 0.2초 경과 후의 시각 t2부터 밸브(V4)를 0.2초간 개방한다. 이에 의해 제2 가스 유입관(45B)으로부터 원통부(40)에 N2 가스와 함께 2700sccm의 유량의 NH3 가스가 공급된다. 그리고 제2 가스 유입관(45B)으로부터 공급되는 가스는, 원통부(40) 내에서, 제1 가스 유입관(45A) 및 제3 가스 유입관(45C)의 각각으로부터 유입되는 N2 가스와 혼합되어, 처리 용기(1)에 공급된다.
또한 밸브(V4)를 닫음으로써, 제2 가스 유입관(45B)으로부터 유입되는 가스가 N2 가스만이 되어, 가스 혼합 장치(4)로부터 처리 용기(1)에 N2 가스가 공급되고, 처리 용기(1) 내의 NH3 가스가 N2 가스로 치환된다. 또한 밸브(V4)를 폐쇄한 후 3.3초 경과 후의 시각 t3부터 밸브(V6)를 0.2초간 개방한다. 이에 의해 제3 가스 유입관(45C)으로부터 원통부(40)에 N2 가스와 함께 50sccm의 유량의 O2 가스가 공급되고, 원통부(40) 내에서, 제1 가스 유입관(45A) 및 제2 가스 유입관(45B)의 각각으로부터 유입되는 N2 가스와 혼합되어, 처리 용기(1)에 공급된다. 또한 밸브(V6)를 닫음으로써, 제3 가스 유입관(45C)으로부터 유입되는 가스가 N2 가스만이 되어, 가스 혼합 장치(4)로부터 처리 용기(1) 내에 N2 가스가 공급되고, 처리 용기(1) 내의 O2 가스가 N2 가스로 치환된다.
이와 같이 하여, TiCl4 가스→N2 가스→NH3 가스→N2 가스→O2 가스→N2 가스의 순서로 반응 가스(TiCl4 가스, NH3 가스) 및 산화 가스(O2 가스)와 치환용 가스(N2 가스)를 공급한다. 웨이퍼(W)에 TiCl4 가스 및 NH3 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 질화티타늄(TiN)의 분자층이 적층되고, 또한 O2 가스를 공급함으로써 질화티타늄(TiN)의 분자층이 산화되어 TiON의 분자층이 된다. 이것을 반복함으로써 TiON이 적층되어 TiON의 막이 성막된다.
제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 유입되는 가스는, 가스 혼합 장치(4)에서 혼합되어 처리 용기(1)에 공급되는데, 배경기술에서 설명한 바와 같이, 상술한 실시 형태에 나타내는 O2 가스 등의 유량이 적은 가스를 대유량의 N2 가스와 혼합할 때는, 균일하게 혼합되기 어려워지는 문제가 있다. 여기서 상술한 실시 형태에 관한 가스 혼합 장치(4)에서의 가스의 혼합에 대해서, 시각 t3부터 O2 가스를 공급하는 예로 설명한다.
도 8에 도시하는 바와 같이 제3 가스 유입관(45C)으로부터 원통부(40) 내에 공급된 가스는, 가스류 안내벽(42C)에 규제되기 때문에, 원통부(40)의 둘레 방향(전후 방향)으로 흐른다. 가스류 안내벽(42C)은, 전방측이 원통부(40)의 중심측을 향해서 굴곡되고, 가스류 안내벽(42C)의 외주면의 전단측은, 당해 가스류 안내벽(42C)의 전방에 위치하는 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후단측과 대향하도록 배치되고, 가스류 안내벽(42C)의 외주면의 전단측과, 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후단측과의 사이는, 가스를 안내하는 가스류의 안내로(43)로 되어 있다. 또한 가스류 안내벽(42C)은, 원통부(40)의 내주면보다도 소직경의 원호로 되어 있다. 따라서, 제3 가스 유입관(45C)으로부터 원통부(40)에 유입되어, 가스류 안내벽(42C)의 외주면을 따라 전방측으로 흐른 가스는, 원통부(40)의 중심 방향으로 구부러지면서 흘러, 가스류의 안내로(43)로부터 하나 전방의 가스류 안내벽(42A)의 내주면측으로 진입한다.
가스류 안내벽(42A)의 내주면측으로 진입한 가스는, 가스류 안내벽(42A)의 내주면을 따라서 흐른다. 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 전방측은, 가스 유출로(41)의 내면과 연속하는 곡면으로 되어 있기 때문에, 가스류 안내벽(42A)의 내주면측에 진입한 가스는, 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 만곡을 따라 구부러지면서, 가스 유출로(41)에 진입한다. 이때 가스는, 가스류 안내벽(42C)의 외주면 및 가스류 안내벽(42A)의 내주면을 따라서 흐름으로써, 가스 유출로(41)의 주연을 둘레 방향으로 흐르면서 가스 유출로(41)에 진입하기 때문에, 도 8에 도시하는 바와 같이 가스 유출로(41)의 내주면을 둘레 방향으로 흐르는 선회류가 된다.
또한 제3 가스 유입관(45C)으로부터 원통부(40)에 공급된 가스의 일부는, 가스류 안내벽(42C)의 외주면을 후방을 향해서 흘러, 제2 가스 유입관(45B)으로부터 공급되고, 가스류 안내벽(42C)보다도 하나 후방의 가스류 안내벽(42B)을 따라 전방을 향해서 흐르는 가스와 함께 가스류 안내벽(42C)의 내주면측으로 흘러, 가스 유출로(41)의 내주면을 둘레 방향으로 흐르는 선회류가 된다.
또한 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 내면과 가스 유출로(41)의 내주면으로 둘러싸인 공간은, 하방을 향함에 따라서 좁아지도록 구성되어 있다. 그 때문에 도 9에 도시하는 바와 같이 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 내면을 따라 흘러, 가스 유출로(41)의 내주면을 따라서 흐르는 선회류는, 가스 유출로(41)의 하방측을 향함에 따라서, 그 회전 반경이 서서히 짧아져, 유속이 상승한다.
그리고, 제1 가스 유입관(45A) 및 제2 가스 유입관(45B)으로부터 원통부(40)에 공급되는 N2 가스도 제3 가스 유입관(45C)으로부터 원통부(40)에 공급되는 가스와 마찬가지로 선회류가 되어, 서서히 유속을 증가시키면서 가스 유출로(41)를 흐른다.
이들 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 공급된 가스가 각각 선회류로 되어, 서서히 유속을 증가시키면서 가스 유출로(41)를 흐른다. 후술하는 실시예에 도시하는 바와 같이 TiCl4 가스와 N2 가스, NH3 가스와 N2 가스와의 혼합뿐만 아니라, 소유량의 성막 가스를 대유량의 N2 가스에 혼합하는 경우에도 균일하게 혼합된다. 따라서, 제3 가스 유입관(45C)으로부터 공급된 소량의 O2를 포함하는 가스와, 제1 가스 유입관(45A) 및 제2 가스 유입관(45B)으로부터 공급되는 N2 가스가 서로 혼합되어 균일한 농도의 혼합 가스가 되어 처리 용기(1)에 공급된다. 그리고, 가스 확산부(54)에서 확산되어, 샤워 헤드(51)를 통해서, 웨이퍼(W)에 공급된다.
이렇게 해서 TiCl4 가스의 공급과 NH3 가스의 공급과 O2 가스의 공급을 예를 들어 몇십 회 내지 몇백 회 반복하여, 원하는 막 두께의 TiON의 막을 성막한 후, 치환용 질소 가스를 공급해서 최후의 O2 가스를 배출한 후, 적재대(2)를 수수 위치까지 강하시킨다. 그리고 게이트 밸브(12)를 개방해서 반송 아암을 진입시키고, 반입 시와는 역의 수순으로 지지 핀(25)으로부터 반송 아암에 웨이퍼(W)를 전달한다.
상술한 실시 형태에서는, 대유량의 N2 가스에 소유량의 O2 가스를 혼합함에 있어서, 저면 중앙부에 가스 유출로(41)가 설치되고, 상면이 막힌 원통부(40)에 있어서, 전방측의 단부가 원통부(40)의 중심부 근방으로 굴곡되고, 원통부(40)의 중심에 대하여 회전 대칭이 되는 복수의 가스류 안내벽(42A 내지 42C)을 가스 유출로(41)의 개구 테두리를 따라 간격을 두고 배치하고 있다. 그 때문에 가스류 안내벽(42A 내지 42C)과, 원통부(40)의 내주면과의 사이에 설치한 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 유입된 가스가, 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 외주면을 따라 흘러, 선회류가 되어, 가스 유출로(41)에 안내된다. 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 유입되는 가스를 각각 선회류로 함으로써, 가스 유출로(41)에서 각 가스류를 합류시켰을 때, 혼합 가스의 농도의 불균일이 생기기 어려워져 균일하게 혼합할 수 있다.
또한 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 성막 가스와 캐리어 가스와의 혼합비(성막 가스의 질량 유량/캐리어 가스의 질량 유량)가 큰 경우에도 충분히 혼합할 수 있다. 따라서, 제1 가스 유입관(45A)으로부터 TiCl4 가스를 공급하고, 제2 및 제3 가스 유입관(45B, 45C)으로부터 N2 가스를 공급하는 경우, 또는, 제2 가스 유입관(45B)으로부터 NH3 가스를 공급하고, 제1 및 제3 가스 유입관(45A, 45C)으로부터 N2 가스를 공급하는 경우에도 균일하게 혼합된다.
또한 성막 가스와 캐리어 가스와의 혼합비가 작아짐으로써 가스는 혼합되기 어려워지므로, 성막 가스와 캐리어 가스와의 혼합비가 0.4 이하가 되는 가스를 혼합하는 경우에는, 보다 효과가 크다고 할 수 있다. 또한 혼합비는, 하나의 가스 유입관으로부터 원통부(40)에 공급하는 가스에 있어서의 (성막 가스의 질량 유량/캐리어 가스의 질량 유량)의 값이며, 다른 가스 유입관으로부터는 하나의 가스 유입관으로부터 유입되는 캐리어 가스와 동량의 질량 유량의 캐리어 가스가 원통부(40)에 유입되는 것으로 한다.
또한, 하나의 가스 유입관으로부터 소유량의 성막 가스만 유입시키고, 다른 가스 유입관으로부터 대유량의 캐리어 가스를 유입시키는 경우에도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)을 가스류 안내벽(42A 내지 42C)과 원통부(40)의 내주면과의 사이에 설치함에 있어서, 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 중앙부보다도 후방측에 설치함으로써 혼합 가스가 보다 균일하게 혼합된다. 이것은, 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 원통부(40)에 유입되는 각 가스의 일부가 각각의 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 후방측을 향해서 흘러, 각각의 가스류 안내벽(42A 내지 42C)보다도 하나 후방측의 가스류 안내벽(42C, 42A, 42B)의 외주면을 따라 전방으로 흐르는 가스와 합류함으로써, 혼합되기 쉬워지기 때문이라고 추측된다.
또한 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 내주면은 하방을 향해서 경사지는 경사면을 포함하고, 가스 유출로(41)의 내주면은 원통부(40) 저면에서의 개구부로부터 하방을 향함에 따라서, 원통부(40)의 중심부에 가까워지도록 경사지는 경사면을 포함 하고 있다. 이렇게 구성함으로써 선회류의 속도를 서서히 빠르게 할 수 있다. 그 때문에 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이 혼합 가스를 보다 균일하게 혼합할 수 있다.
또한 인접하는 가스류 안내벽(42A 내지 42C) 중 전방측의 가스류 안내벽, 예를 들어 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후단부와, 후방측의 가스류 안내벽(42C)의 외주면의 전단부를 대향하도록 배치하고, 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후단부와, 가스류 안내벽(42C)의 외주면의 전단부와의 사이를 가스류의 안내로(43)로 하고 있다. 그 때문에 후방측의 가스류 안내벽(42C)의 외주면을 따라 흐르는 가스를 보다 확실하게 전방측의 가스류 안내벽(42A)의 내주면측으로 안내할 수 있기 때문에, 보다 확실하게 선회류를 형성할 수 있다.
또한 이미 설명한 바와 같이, 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 내주면에 경사를 지게 함으로써 선회류의 속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 혼합 가스가 보다 균일하게 혼합되지만, 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후단부측까지 경사면으로 하면, 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후단부와 가스류 안내벽(42C)의 외주면의 전단부가 너무 가까워지기 때문에, 가스가 전방측의 가스류 안내벽(42A)의 내주면측으로 안내되기 어려워진다. 그 때문에 가스류 안내벽(42A)의 내주면의 후방측을 전방측보다도 세워진 면으로 함으로써, 가스류의 안내로(43)에 가스가 진입하기 쉬워진다.
또한 3개의 가스 유입관(45A 내지 45C) 중 하나의 가스 유입관의 가스를 정지하고, 다른 2개의 가스 유입관으로부터 가스를 공급하여, 가스를 혼합해도 된다. 예를 들어 제1 가스 유입관(45A)의 가스의 공급을 정지하고, 제2 가스 유입관(45B)으로부터 N2 가스, 제3 가스 유입관(45C)으로부터 N2 가스 및 O2 가스를 각각 공급한다. 이러한 경우에도 제2 가스 유입관(45B) 및 제3 가스 유입관(45C)으로부터 공급되는 가스가 각각 선회류가 되어 혼합되기 때문에, 균일하게 혼합되므로 효과가 얻어진다.
또한 가스 혼합 장치(4)는, 플라즈마 처리 장치에 적용해도 된다. 예를 들어 도 1, 도 2에 도시한 성막 장치에 있어서, 샤워 헤드(51)에 고주파 전력을 인가할 수 있도록 구성하고, 적재대(2)를 접지 전위에 접속한다. 그리고, 상부 전극이 되는 샤워 헤드(51)와 하부 전극이 되는 적재대(2)와의 사이에 용량 결합형 플라즈마를 발생시키도록 구성하고, 가스 혼합 장치(4)에 의해 혼합된 가스를 샤워 헤드(51)와 적재대(2)와의 사이에 공급하도록 구성하면 된다. 또한 가스 혼합 장치(4)가 혼합하는 처리 가스는, 원료 가스와, 원료 가스와 반응하는 반응 가스이어도 되고, 원료 가스와 반응 가스를 혼합한 가스를 웨이퍼(W)에 공급하는 CVD 장치에 적용해도 된다.
또한 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)은, 원통부(40)의 측면에 접속되어 있어도 된다. 원통부(40)의 측면으로부터 가스가 공급되는 경우에도 가스류 안내벽(42A 내지 42C)에 의해 가스류가 안내되기 때문에 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 가스 유입관 및 가스류 안내벽의 수가 많아지면, 원통부(40)를 크게 할 필요가 있어, 가스가 혼합되기 어려워진다. 그 때문에 가스 유입관 및 가스류 안내벽은, 2개나 3개인 것이 바람직하다. 또한 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 내주면은, 경사면이 아니라 수직인 면이어도 된다.
[실시예]
본 발명의 효과를 검증하기 위해서 가스 혼합 장치(4)를 적용한 성막 장치를 사용하고, 처리 용기(1) 내에 혼합한 가스를 공급하여, 적재대(2)의 상방에서의 균일성에 대해서 시뮬레이션에 의해 조사하였다.
(실시예 1)
본 실시 형태에 따른 가스 혼합 장치(4)를 적용한 성막 장치를 사용하여, 제1 가스 유입관(45A)으로부터 공급하는 반응 가스와 캐리어 가스와의 질량 유량비(반응 가스의 질량 유량/캐리어 가스 질량 유량)를 0.338이 되도록 설정하였다. 또한, 다른 제2 가스 유입관(45B)과, 제3 가스 유입관(45C)은, 제1 가스 유입관(45A)으로부터 공급되는 캐리어 가스와 동량의 캐리어 가스를 각각 흘리는 것으로 하였다. 또한 처리 용기(1) 내의 압력을 3Torr(400Pa), 가스의 온도는, 200℃로 하였다.
(실시예 2)
도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 가스 유출로(41)의 내주면을 수직인 면으로 한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지의 구성으로 한 가스 혼합 장치(4)를 적용한 예를 실시예 2로 하였다.
(실시예 3)
도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 원통부(40)에서의 각 가스가 유입되는 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)의 접속 위치를 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 전후 방향의 중앙부에 대응하는 위치로 설정한 것을 제외하고, 실시예 2와 마찬가지의 구성으로 한 가스 혼합 장치(4)를 적용한 예를 실시예 3으로 하였다.
(비교예)
도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 실시예 1에 나타내는 원통부(40) 대신에, 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)으로부터 공급된 가스를, 가스 유출로(41)에서 볼 때 둘레 방향 한쪽으로 흘린 후, 가스 유출로측에 수직으로 굴곡시켜서 가스 유출로(41)로부터 배출하는 유로(91)를 설치한 구성으로 한 가스 혼합 장치를 적용한 예를 비교예로 하였다. 또한, 도 10의 (c)는, 기재의 번잡화를 피하기 위해서, 가스가 흐르는 부위만 실선으로 나타내고 있고, 하부재(40A)에서의 외벽 및 저면부는 점선으로 나타내고 있다.
실시예 1 내지 3 및 비교예의 각각에서 가스를 공급했을 때의 적재대(2)의 주연부의 상방에서의 둘레 방향 등간격으로 8군데의 지점에서의 가스의 질량을 측정하고, 8군데의 지점에서의 가스의 질량의 표준 편차(1σ)를 구하였다. 도 11은 이 결과를 나타내고, 실시예 1 내지 3 및 비교예에서의 표준 편차(1σ)를 평균값에 대한 백분율(1σ％)로 나타낸 특성도이다. 또한 비교예 및 실시예 2, 3에 대해서는, 확산실(53) 내에 홈을 형성한 구조를 채용하고 있지만, 가스 혼합 장치(4)의 효과의 평가에 영향을 미치는 것은 아니다.
도 11에 도시하는 바와 같이 비교예 및 실시예 1 내지 3에서의 1σ％는, 각각 7.8％, 1.08％, 2.9％, 4.2％였다. 이 결과에 의하면, 비교예에 관한 가스 혼합 장치(4)와 비교하여, 실시예 1 내지 3에 관한 가스 혼합 장치(4)는, 1σ％가 작아져 있어, 적재대(2)의 상방에서 보다 가스가 균일하게 혼합되어 있는 것을 알 수 있다.
또한 실시예 2는, 실시예 3보다도 1σ％가 작아져 있다. 따라서, 원통부(40)에서의 각 가스를 공급하는 제1 내지 제3 가스 유입관(45A 내지 45C)의 접속 위치를 가스류 안내벽(42A 내지 42C)의 전후 방향의 중앙부보다도 후방측에 설정함으로써, 보다 가스가 균일하게 혼합된다고 할 수 있다.
또한 실시예 1은, 실시예 2보다도 1σ％가 작아져 있어, 가스 유출로(41)의 내주면을 하방을 향함에 따라, 서서히 좁아지도록 구성함으로써, 보다 가스가 균일하게 혼합된다고 할 수 있다.
또한 실시예 1에 나타낸 가스 혼합 장치(4)를 적용한 성막 장치를 사용하여, 반응 가스와 캐리어 가스와의 질량 유량비를 0.338, 0.342, 0.363, 0.830, 0.840 및 0.96으로 설정하고, 실시예 1과 마찬가지로 가스의 질량의 표준 편차(1σ)를 구하였다.
도 12는, 이 결과를 나타내고, 반응 가스와 캐리어 가스와의 질량 유량비에 대한 표준 편차(1σ％)를 도시하는 특성도이다. 도 12에 도시하는 바와 같이 질량 유량비를 0.338부터 0.96까지의 어떤 경우에서든, 1σ％는, 1.08 이하로 매우 낮아져 있었다. 이 결과에 의하면, 본 발명의 실시 형태에 관한 가스 혼합 장치(4)를 사용함으로써, 질량 유량비에 관계없이 적재대(2)의 상방에서 가스가 균일하게 혼합된다고 할 수 있다.
1 : 처리 용기 2 : 적재대
4 : 가스 혼합 장치 40 : 원통부
41 : 가스 유출로 42A 내지 42C : 가스류 안내벽
43 : 가스류의 안내로
45A 내지 45C : 제1 내지 제3 가스 유입관
5 : 가스 공급부 51 : 샤워 헤드
9 : 제어부 W : 웨이퍼

Claims (13)

  1. 복수종의 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 장치에 있어서,
    상면이 막힌 원통부와,
    상기 원통부의 저면의 중앙부에 개구되고, 하방으로 신장되는 가스 유출로와,
    상기 가스 유출로에 의해 상기 저면에 형성된 개구의 테두리를 따라 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 배치됨과 함께 상기 원통부의 중심에 대하여 회전 대칭으로 설치되고, 상기 상면을 향해서 돌출된 복수의 가스류 안내벽과,
    상기 가스류 안내벽과 원통부의 내주면과의 사이에 설치되고, 혼합할 가스가 유입되는 가스 유입부를 포함하고,
    상기 원통부의 둘레 방향에서 시계 방향 및 반시계 방향의 한쪽에서 보았을 때, 당해 한쪽의 방향을 향한 측을 전방이라 정의하고, 다른쪽의 방향을 후방이라고 정의하면, 상기 가스류 안내벽은, 원통부의 내주면과 가스류 안내벽과의 사이에 유입된 가스를 당해 가스류 안내벽의 외주면을 따라 상기 가스 유출로에 안내하고, 이에 의해 선회류를 형성하도록, 전방측을 향함에 따라서 상기 원통부의 중심부 근방으로 굴곡되어 있는 가스 혼합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스류 안내벽의 외주면의 원호 형상은, 평면에서 보았을 때 상기 원통부의 내주면의 원호 형상보다도 소직경의 원호 형상으로 형성되어 있는, 가스 혼합 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 유입부는, 가스 유입 위치가 가스류 안내벽의 전후 방향의 중앙보다도 후방측이 되도록 구성되어 있는, 가스 혼합 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 유입부는, 상기 원통부 내에 상기 원통부의 상면측으로부터 가스가 유입되도록 구성되어 있는, 가스 혼합 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스류 안내벽의 내주면은, 하방을 향함에 따라서 원통부의 중심부에 가까워지도록 경사져 있는 경사면을 형성하고 있는, 가스 혼합 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스 유출로의 내주면은, 상기 개구로부터 하방을 향함에 따라서 원통부의 중심부에 가까워지도록 경사져 있는, 가스 혼합 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    가스류 안내벽 중 전방측의 제1 가스류 안내벽에서의 후단 근방의 내주면과 상기 제1 가스류 안내벽에 인접하는 후방측의 제2 가스류 안내벽에서의 전단 근방의 외주면이 대향하고, 당해 내주면과 외주면 사이에 끼워진 공간이 선회류를 형성하기 위한 가스류 안내로로서 구성되어 있는, 가스 혼합 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스류 안내벽에 있어서의 전단측의 내주면은 경사면이며, 상기 가스류 안내벽에 있어서의 후단측의 내주면은, 상기 전단측의 내주면보다도 세워져 있는, 가스 혼합 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스류 안내벽의 수는, 2개 또는 3개인, 가스 혼합 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 유입부는, 각 가스류 안내벽마다 설치된, 가스 혼합 장치.
  11. 서로 다른 처리 가스가 서로 다른 위치에서 유입되어, 이들 처리 가스를 혼합하는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 가스 혼합 장치와,
    상기 가스 혼합 장치에서 혼합된 처리 가스가 공급되는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고, 상기 처리 가스에 의해 처리되는 기판을 적재하기 위한 적재부와,
    상기 처리 용기 내를 진공 배기하는 배기부를 포함하는,
    기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가스 혼합 장치는, 캐리어 가스와 원료 가스가 유입되는 하나의 가스 유입부와, 캐리어 가스와 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스가 유입되는 다른 가스 유입부를 포함하고,
    상기 기판 처리 장치에서 행하는 처리는, 기판이 놓여 있는 진공 분위기로 된 처리 용기 내에, 상기 가스 혼합 장치에 있어서 하나의 가스 유입부로부터 유입되는 캐리어 가스 및 원료 가스와 다른 가스 유입부로부터 유입되는 캐리어 가스를 혼합한 가스와, 상기 가스 혼합 장치에 있어서 하나의 가스 유입부로부터 유입되는 캐리어 가스와 다른 가스 유입부로부터 유입되는 캐리어 가스 및 반응 가스를 혼합한 가스를 교대로 복수 사이클 공급해서 성막하는 성막 처리인, 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가스 혼합 장치는, 원료 가스가 유입되는 하나의 가스 유입부와, 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스가 유입되는 다른 가스 유입부를 포함하고,
    상기 기판 처리 장치에서 행하는 처리는, 상기 하나의 가스 유입부로부터 유입되는 원료 가스와 다른 가스 유입부로부터 유입되는 반응 가스를 혼합한 가스를 기판에 공급해서 성막하는 성막 처리인, 기판 처리 장치.
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