KR102478562B1 - 종형 열처리 장치 - Google Patents

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KR102478562B1
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히로미 시마
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신고 히시야
게이스케 스즈키
도시히코 죠
겐 이타바시
사토루 오가와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판 처리 영역의 가스의 흐름의 치우침을 저감하면서, 가스 노즐의 내벽에 대한 분해물의 부착량을 저감하는 것이 가능한 종형 열처리 장치를 제공하는 것이다. 일 실시 형태의 종형 열처리 장치는, 기판 보유 지지구에 복수의 기판을 상하 방향으로 소정 간격을 갖고 수평으로 보유 지지한 상태에서, 상기 복수의 기판에 원료 가스를 공급해서 막을 형성하는 종형 열처리 장치이며, 상기 기판 보유 지지구를 수용하는 내부관과, 상기 내부관의 외측에 배치되는 외부관을 포함하는 처리 용기와, 상기 내부관의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되고, 선단이 상기 내부관의 내부로부터 상기 내부관의 외부로 관통하는 가스 노즐을 갖고, 상기 가스 노즐에는, 상기 내부관의 상기 내부에 상기 원료 가스를 공급하는 제1 가스 구멍과, 상기 내부관의 상기 외부에 상기 원료 가스를 공급하는 제2 가스 구멍이 형성되어 있다.

Description

종형 열처리 장치{VERTICAL HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 종형 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 기판에 처리를 실시하기 위해서 각종 처리 장치가 사용된다. 처리 장치의 하나로서, 한번에 복수의 기판의 열처리가 가능한 배치식 종형 열처리 장치가 알려져 있다. 종형 열처리 장치에서는, 예를 들어 기판을 수용하는 처리 용기의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되는 가스 노즐부터 기판을 향해서 수평 방향으로 원료 가스를 공급함으로써, 기판의 표면에 막을 형성한다.
종형 열처리 장치에서는, 열처리의 온도를 원료 가스의 열분해 온도 이상으로 높게 하면, 가스 노즐 내에서 원료 가스가 열분해되어 가스 노즐의 내벽에 분해물이 부착되는 경우가 있다. 가스 노즐의 내벽에 부착되는 분해물의 양이 많아지면, 열처리 도중에 분해물이 가스 노즐의 내벽으로부터 박리되어 파티클의 원인이 된다.
가스 노즐의 내벽에 부착되는 분해물의 양을 저감하는 장치로서, 더미 기판 영역에 대향하는 영역의 가스 구멍의 개구 면적이 제품 기판 영역에 대응하는 영역의 가스 구멍의 개구 면적보다도 크게 설정된 가스 노즐을 구비하는 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2014-63959호 공보
그러나, 상기 장치에서는, 제품 기판 영역에 대응하는 영역과 더미 기판 영역에 대응하는 영역의 가스 구멍의 개구 면적이 상이하기 때문에, 더미 기판 영역에 근접하는 제품 기판 영역에 있어서 원료 가스의 흐름에 치우침이 발생하기 쉬워, 면간 균일성이 저하될 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 일 형태에서는, 기판 처리 영역의 가스의 흐름의 치우침을 저감하면서, 가스 노즐의 내벽에 대한 분해물의 부착량을 저감하는 것이 가능한 종형 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관한 종형 열처리 장치는, 기판 보유 지지구에 복수의 기판을 상하 방향으로 소정 간격을 갖고 대략 수평으로 유지한 상태에서, 상기 복수의 기판에 원료 가스를 공급해서 막을 형성하는 종형 열처리 장치이며, 상기 기판 보유 지지구를 수용하는 내부관과, 상기 내부관의 외측에 배치되는 외부관을 포함하는 처리 용기와, 상기 내부관의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되고, 선단이 상기 내부관의 내부로부터 내부관의 외부로 관통하는 가스 노즐을 갖고, 상기 가스 노즐에는, 상기 내부관의 내부에 상기 원료 가스를 공급하는 제1 가스 구멍과, 상기 내부관의 외부에 상기 원료 가스를 공급하는 제2 가스 구멍이 형성되어 있다.
개시의 종형 열처리 장치에 의하면, 기판 처리 영역의 가스의 흐름의 치우침을 저감하면서, 가스 노즐의 내벽에 대한 분해물의 부착량을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 종형 열처리 장치의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에서의 일점쇄선 A-A에서 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 종형 열처리 장치의 가스 노즐의 제1 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 1에서의 일점쇄선 B-B에서 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1의 종형 열처리 장치의 가스 노즐의 제2 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 1의 종형 열처리 장치의 가스 노즐의 제3 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 1의 종형 열처리 장치의 가스 노즐의 제4 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 8은 실리콘 질화막의 형성 방법의 일례를 도시하는 타임차트이다.
도 9는 실시예의 가스 노즐을 설명하는 도면이다.
도 10은 웨이퍼 처리 위치와 웨이퍼에 형성된 막의 막 두께의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 가스 노즐의 내벽에 부착되는 분해물의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 12는 가스 구멍의 위치와 가스 유속의 관계의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.
〔종형 열처리 장치〕
본 발명의 실시 형태에 따른 종형 열처리 장치에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 종형 열처리 장치의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 2는, 도 1에서의 일점쇄선 A-A에서 절단한 단면도이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 종형 열처리 장치(1)는, 처리 용기(34)와, 덮개부(36)와, 기판 보유 지지구(38)와, 가스 공급 수단(40)과, 배기 수단(41)과, 가열 수단(42)을 갖는다.
처리 용기(34)는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 함)를 수용한다. 처리 용기(34)는, 하단이 개방된 천장이 있는 원통 형상의 내부관(44)과, 하단이 개방되고 내부관(44)의 외측을 덮는 천장이 있는 원통 형상의 외부관(46)이 동축 형상으로 배치된 이중관 구조이다. 내부관(44) 및 외부관(46)은, 석영, 탄화규소(SiC) 등의 내열성 재료에 의해 형성되어 있다.
내부관(44)의 천장부(44A)는, 예를 들어 평탄하게 형성되어 있다. 내부관(44)의 일측에는, 내부관(44)의 길이 방향(상하 방향)을 따라 가스 노즐(76, 78, 80)을 수용하는 노즐 수용부(48)가 형성되어 있다. 본 발명의 실시 형태에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부관(44)의 측벽부(44B)의 일부를 외측을 향해서 돌출시켜 볼록부(50)를 형성하고, 볼록부(50) 내를 노즐 수용부(48)로서 형성하고 있다. 노즐 수용부(48)에 대향시켜 내부관(44)의 반대측의 측벽부(44B)에는, 측벽부(44B)의 길이 방향(상하 방향)을 따라 폭 L1의 직사각 형상의 슬릿(52)이 형성되어 있다. 슬릿(52)의 폭(L1)은 10mm 내지 400mm의 범위 내의 크기로 설정되어 있다.
슬릿(52)은, 내부관(44)의 내부의 가스를 배기할 수 있도록 형성된 가스 배기구이다. 슬릿(52)의 길이는, 기판 보유 지지구(38)의 길이와 동일하거나, 또는 기판 보유 지지구(38)의 길이보다도 길게 상하 방향으로 각각 연장되도록 형성되어 있다. 즉, 슬릿(52)의 상단은 기판 보유 지지구(38)의 상단에 대응하는 위치 이상의 높이로 연장되어 위치되고, 슬릿(52)의 하단은 기판 보유 지지구(38)의 하단에 대응하는 위치 이하의 높이로 연장되어 위치되어 있다. 구체적으로는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 보유 지지구(38)의 상단과 슬릿(52)의 상단의 사이의 높이 방향의 거리(L2)는 0mm 내지 5mm 정도의 범위 내이다. 또한, 기판 보유 지지구(38)의 하단과 슬릿(52)의 하단의 사이의 높이 방향의 거리(L3)는 0mm 내지 350mm 정도의 범위 내이다. 기판 보유 지지구(38)는, 처리 용기(34) 내에 수용 가능하고, 복수(예를 들어 150매)의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 소정 간격을 갖고 대략 수평으로 보유 지지한다.
처리 용기(34)의 하단은, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되는 원통 형상의 매니폴드(54)에 의해 지지되어 있다. 매니폴드(54)의 상단에는, 플랜지부(56)가 형성되어 있다. 플랜지부(56) 상에 외부관(46)의 하단이 설치됨으로써, 외부관(46)이 지지되어 있다. 플랜지부(56)와 외부관(46)의 하단의 사이에는, O링 등의 시일 부재(58)가 설치되어 있다. 시일 부재(58)에 의해, 외부관(46) 내가 기밀 상태로 유지된다.
매니폴드(54)의 상부의 내벽에는, 원환 형상의 지지부(60)가 설치되어 있다. 지지부(60) 상에 내부관(44)의 하단이 설치됨으로써, 내부관(44)이 지지되어 있다. 매니폴드(54)의 하단의 개구에는, 덮개부(36)가 O링 등의 시일 부재(62)를 개재해서 기밀하게 설치되어 있다. 덮개부(36)에 의해, 처리 용기(34)의 하단의 개구, 즉, 매니폴드(54)의 개구가 기밀하게 막혀 있다. 덮개부(36)는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되어 있다.
덮개부(36)의 중앙부에는, 자성유체 시일부(64)를 통해서 회전축(66)이 관통되어 설치되어 있다. 회전축(66)의 하부는, 보트 엘리베이터 등의 승강 수단(68)의 암(68A)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
회전축(66)의 상단에는 회전 플레이트(70)가 설치되어 있고, 회전 플레이트(70) 상에 석영제의 보온 대(72)를 통해서 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 기판 보유 지지구(38)가 적재된다. 따라서, 승강 수단(68)을 승강시킴으로써 덮개부(36)와 기판 보유 지지구(38)는 일체로서 상하 이동하여, 기판 보유 지지구(38)를 처리 용기(34) 내에 대하여 삽입 분리할 수 있다.
가스 공급 수단(40)은, 매니폴드(54)에 설치되어 있고, 내부관(44) 내에 원료 가스, 반응 가스, 퍼지 가스 등의 각종 가스를 공급한다. 가스 공급 수단(40)은, 복수(예를 들어 3개)의 석영제의 가스 노즐(76, 78, 80)을 갖는다. 각 가스 노즐(76, 78, 80)은, 내부관(44)의 내부에 내부관(44)의 길이 방향을 따라서 설치됨과 함께, 각 가스 노즐(76, 78, 80)의 기단부(하단)가 L자상으로 굴곡되어 매니폴드(54)를 관통하도록 해서 지지되어 있다. 가스 노즐(76, 78, 80)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부관(44)의 노즐 수용부(48) 내에 둘레 방향을 따라 일렬로 설치되어 있다.
가스 노즐(76)은, 처리 용기(34) 내에 원료 가스를 공급한다. 가스 노즐(76)에는, 가스 노즐(76)의 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 제1 가스 구멍인 가스 구멍(76A)이 형성되어 있다. 가스 구멍(76A)은, 내부관(44)의 내부에 형성되어 있고, 수평 방향을 향해서 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출한다. 소정 간격은, 예를 들어 기판 보유 지지구(38)에 지지되는 웨이퍼(W)의 간격과 동일한 간격으로 설정된다. 또한, 가스 구멍(76A)의 높이 방향의 위치는, 가스 구멍(76A)이 상하 방향으로 인접하는 웨이퍼(W)간의 중간에 위치하도록 설정되어 있어, 원료 가스를 웨이퍼(W) 사이에 효율적으로 공급할 수 있다. 또한, 가스 노즐(76)은, 선단(상단)이 천장부(44A)에서 내부관(44)의 내부로부터 내부관(44)의 외부로 관통하고 있다. 가스 노즐(76)의 선단에는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 제2 가스 구멍인 가스 구멍(76B)이 형성되어 있다. 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부에 형성되어 있어, 내부관(44)의 외부에 원료 가스를 토출한다. 원료 가스로서는, 예를 들어 실리콘 함유 가스, 금속 함유 가스를 사용할 수 있다. 실리콘 함유 가스로서는, 예를 들어 디클로로실란(DCS: SiH2Cl2), 헥사클로로디실란(HCD: Si2Cl6), 테트라클로로실란(SiCl4), 트리클로로실란(SiHCl3)을 들 수 있다. 금속 함유 가스로서는, 예를 들어 사염화티타늄(TiCl4), 트리메틸알루미늄(TMA), 테트라키스(디메틸아미노)하프늄(Hf[N(CH3)2]4(TDMAH)), 테트라키스(N-에틸메틸아미노)지르코늄(TEMAZ), 트리(디메틸아미노)시클로펜타디에닐지르코늄((C5H5)Zr[N(CH3)2]3)을 들 수 있다. 또한, 가스 노즐(76)의 상세에 대해서는 후술한다.
가스 노즐(78)은, 처리 용기(34) 내에 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 공급한다. 가스 노즐(78)에는, 가스 노즐(78)의 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(78A)이 형성되어 있다. 가스 구멍(78A)은, 내부관(44)의 내부에 형성되어 있어, 수평 방향을 향해서 내부관(44)의 내부에 반응 가스를 토출한다. 소정 간격은, 예를 들어 기판 보유 지지구(38)에 지지되는 웨이퍼(W)의 간격과 동일한 간격으로 설정된다. 또한, 가스 노즐(78)의 높이 방향의 위치는, 가스 구멍(78A)이 상하 방향으로 인접하는 웨이퍼(W)간의 중간에 위치하도록 설정되어 있어, 반응 가스를 웨이퍼(W) 사이에 효율적으로 공급할 수 있다. 반응 가스로서는, 예를 들어 질화 가스, 산화 가스를 사용할 수 있다. 질화 가스로서는, 예를 들어 암모니아(NH3), 유기 아민 가스, 디아젠(N2H2), 히드라진(N2H4), 히드라진 화합물(예를 들어 모노메틸히드라진(MMH))을 들 수 있다. 산화 가스로서는, 예를 들어 오존(O3), 산소(O2), 수증기(H2O), 수소+산소(H2+O2), 수소+오존(H2+O3), 일산화질소(NO), 아산화질소(N2O), 이산화질소(NO2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)를 들 수 있다.
가스 노즐(80)은, 처리 용기(34) 내에 퍼지 가스를 공급한다. 가스 노즐(80)에는, 가스 노즐(80)의 길이 방향을 따라서 소정 간격으로 복수의 가스 구멍(80A)이 형성되어 있다. 가스 구멍(80A)은, 내부관(44)의 내부에 형성되어 있어, 수평 방향을 향해서 내부관(44)의 내부에 퍼지 가스를 토출한다. 소정 간격은, 예를 들어 기판 보유 지지구(38)에 지지되는 웨이퍼(W)의 간격과 동일한 간격으로 설정된다. 또한, 가스 구멍(80A)의 높이 방향의 위치는, 가스 구멍(80A)이 상하 방향으로 인접하는 웨이퍼(W)간의 중간에 위치하도록 설정되어 있어, 퍼지 가스를 웨이퍼(W) 사이에 효율적으로 공급할 수 있다. 퍼지 가스로서는, 예를 들어 질소(N2) 가스, 아르곤(Ar) 가스를 사용할 수 있다.
또한, 매니폴드(54)의 상부의 측벽이며, 지지부(60)의 상방에는, 배기구(82)가 형성되어 있다. 배기구(82)는, 내부관(44)과 외부관(46)의 사이의 공간부(84)와 연통한다. 공간부(84)를 통해서 슬릿(52)으로부터 배출되는 내부관(44)의 내부 가스 및 가스 노즐(76)의 가스 구멍(76B)으로부터 공간부(84)에 토출되는 가스는, 배기구(82)를 통해서 처리 용기(34)의 외부로 배기된다. 배기구(82)에는, 처리 용기(34) 내의 가스를 배기하는 배기 수단(41)이 설치되어 있다. 배기 수단(41)은, 배기구(82)에 접속된 배기 통로(86)를 갖고 있으며, 배기 통로(86)에는 압력 조정 밸브(88) 및 진공 펌프(90)가 순차 개재 설치되어, 처리 용기(34) 내를 진공 배기한다.
외부관(46)의 외주측에는, 외부관(46)을 덮도록 원통 형상의 가열 수단(42)이 설치되어 있다. 가열 수단(42)은, 처리 용기(34) 내에 수용된 웨이퍼(W)를 가열한다.
이렇게 구성된 종형 열처리 장치(1)의 각 부의 동작은, 예를 들어 컴퓨터 등의 제어 수단(110)에 의해 제어된다. 또한, 종형 열처리 장치(1)의 각 부의 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체(112)에 기억되어 있다. 기억 매체(112)는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이면 된다.
〔가스 노즐〕
이어서, 상술한 종형 열처리 장치(1)에 사용되는 가스 노즐(76, 78, 80)의 구성에 대해서, 가스 노즐(76)을 예로 들어 설명한다. 단, 가스 노즐(78) 및 가스 노즐(80)에 대해서도 가스 노즐(76)과 마찬가지의 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 반응 가스를 공급하는 가스 노즐(78)에 대해서 원료 가스를 공급하는 가스 노즐(76)과 마찬가지의 구성을 채용함으로써, 성막 처리 시, 내부관(44)의 외면이나 외부관(46)의 내면에는, 내부관(44)의 내면에 성막되는 막과 동일한 조성의 막이 성막된다. 그 때문에, 처리 용기(34) 내의 드라이 클리닝 시에 내부관(44)의 외면이나 외부관(46)의 내면에 막 잔류물이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 내부관(44)의 외면이나 외부관(46)의 내면에 성막되는 막과 내부관(44)의 내면에 성막되는 막의 사이의 응력(스트레스)의 차가 작아지므로, 막 박리가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(제1 구성예)
도 3은, 도 1의 종형 열처리 장치(1)의 가스 노즐(76)의 제1 구성예를 도시하는 사시도이다. 도 4는, 도 1에서의 일점쇄선 B-B에서 절단한 단면도이다. 또한, 도 3에서는, 가스 노즐(78) 및 가스 노즐(80)의 도시를 생략하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 구성예의 가스 노즐(76)은, 내부관(44)의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되고, 가스 노즐(76)의 선단이 내부관(44)의 천장부(44A)에서 내부관(44)의 내부로부터 내부관(44)의 외부로 관통한다. 가스 노즐(76)에는, 복수의 가스 구멍(76A)과, 복수의 가스 구멍(76B)이 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76A)은, 내부관(44)의 내부에 형성되어 있어, 수평 방향을 향해서 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76A)은, 가스 노즐(76)의 관벽에서의 슬릿(52)과 대향하는 위치에 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부에 형성되어 있어, 내부관(44)의 외부의 공간부(84)에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76B)은, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 노즐(76)의 관벽에서의 배기구(82)측의 위치에 형성되어 있다. 각 가스 구멍(76B)의 개구 면적은, 예를 들어 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 크게 되도록 형성되어 있다.
또한, 도 3의 예에서는, 가스 구멍(76B)이 복수인 경우를 예로 들어 설명했지만, 가스 구멍(76B)의 수는 1개 이상이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
(제2 구성예)
도 5는, 도 1의 종형 열처리 장치(1)의 가스 노즐(76)의 제2 구성예를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 5에서는, 가스 노즐(78) 및 가스 노즐(80)의 도시를 생략하고 있다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 제2 구성예의 가스 노즐(76)은, 내부관(44)의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되고, 가스 노즐(76)의 선단이 내부관(44)의 천장부(44A)에서 내부관(44)의 내부로부터 내부관(44)의 외부로 관통한다. 가스 노즐(76)에는, 복수의 가스 구멍(76A)과, 복수의 가스 구멍(76B)과, 1개의 가스 구멍(76C)이 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76A)은, 내부관(44)의 내부에 형성되어 있어, 수평 방향을 향해서 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76A)은, 가스 노즐(76)의 관벽에서의 슬릿(52)과 대향하는 위치에 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부에 형성되어 있어, 내부관(44)의 외부의 공간부(84)에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76B)은, 가스 노즐(76)의 관벽의 둘레 방향을 따라 소정 간격을 갖고 형성되어 있다. 각 가스 구멍(76B)의 개구 면적은, 예를 들어 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 크게 되도록 형성되어 있다.
가스 구멍(76C)은, 가스 노즐(76)의 상단면에 형성되어, 내부관(44)의 외부의 공간부(84)에 원료 가스를 토출한다. 가스 구멍(76C)의 개구 면적은, 예를 들어 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 크게 되도록 형성되어 있다.
또한, 도 5의 예에서는, 가스 구멍(76B)이 복수인 경우를 예로 들어 설명했지만, 가스 구멍(76B)의 수는 1개 이상이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 5의 예에서는, 가스 구멍(76C)이 1개인 경우를 예로 들어 설명했지만, 가스 구멍(76C)의 수는 2개 이상이어도 된다.
(제3 구성예)
도 6은, 도 1의 종형 열처리 장치(1)의 가스 노즐(76)의 제3 구성예를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 6에서는, 가스 노즐(78) 및 가스 노즐(80)의 도시를 생략하고 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제3 구성예의 가스 노즐(76)은, 내부관(44)의 내주면을 따라서 상하로 연장되게 설치되고, 가스 노즐(76)의 선단이 L자상으로 굴곡되어, 내부관(44)의 측벽부(44B)에서 내부관(44)의 내부로부터 내부관(44)의 외부로 관통한다. 가스 노즐(76)에는, 복수의 가스 구멍(76A)과, 복수의 가스 구멍(76B)이 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76A)은, 내부관(44)의 내부에 형성되어 있어, 수평 방향을 향해서 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76A)은, 가스 노즐(76)의 관벽에서의 슬릿(52)과 대향하는 위치에 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부에 형성되어 있어, 내부관(44)의 외부의 공간부(84)에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76B)은, 가스 노즐(76)의 관벽에서의 배기구(82)측의 위치에 형성되어 있다. 각 가스 구멍(76B)의 개구 면적은, 예를 들어 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 크게 되도록 형성되어 있다.
또한, 도 6의 예에서는, 가스 구멍(76B)이 복수인 경우를 예로 들어 설명했지만, 가스 구멍(76B)의 수는 1개 이상이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
(제4 구성예)
도 7은, 도 1의 종형 열처리 장치(1)의 가스 노즐(76)의 제4 구성예를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 7에서는, 가스 노즐(78) 및 가스 노즐(80)의 도시를 생략하고 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제4 구성예의 가스 노즐(76)은, 내부관(44)의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되고, 가스 노즐(76)의 선단이 내부관(44)의 천장부(44A)에서 내부관(44)의 내부로부터 내부관(44)의 외부로 관통한다. 가스 노즐(76)에는, 복수의 가스 구멍(76A)과, 복수의 가스 구멍(76B)이 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76A)은, 내부관(44)의 내부에 형성되어 있어, 수평 방향을 향해서 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76A)은, 가스 노즐(76)의 관벽에서의 슬릿(52)과 대향하는 위치에 형성되어 있다.
각 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부에 형성되어 있어, 내부관(44)의 외부의 공간부(84)에 원료 가스를 토출한다. 각 가스 구멍(76B)은, 가스 노즐(76)의 관벽에서의 배기구(82)측의 위치에 형성되어 있다. 각 가스 구멍(76B)의 개구 면적은, 예를 들어 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 크게 되도록 형성되어 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 가스 노즐(76)의 선단은, 내부관(44)을 가공해서 형성된 보호부(44C)로 덮여져 있다. 보호부(44C)의 가스 구멍(76B)에 대응하는 영역에는, 개구(44D)가 형성되어 있고, 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 가스는, 보호부(44C)의 개구(44D)로부터 내부관(44)의 외부의 공간부(84)에 공급된다.
또한, 도 7의 예에서는, 가스 구멍(76B)이 복수인 경우를 예로 들어 설명했지만, 가스 구멍(76B)의 수는 1개 이상이면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이상, 제1 구성예 내지 제4 구성예의 가스 노즐(76)에 대해서 설명했지만, 가스 노즐(76)의 형태는 제1 구성예 내지 제4 구성예에 한정되지 않는다.
예를 들어, 가스 구멍(76B)은 가스 노즐(76)의 관벽에서의 배기구(82)측과는 상이한 위치에 형성되어 있어도 된다. 단, 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부의 배기구(82)측의 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 가스 구멍(76B)이 내부관(44)의 외부의 배기구(82)측의 위치에 형성되어 있음으로써, 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 HCD 가스는, 배기구(82)를 향하는 흐름을 형성한다. 그 결과, 가스 구멍(76A)으로부터 내부관(44)의 내부에 토출되어 슬릿(52)을 통해서 배기구(82)에 도달하는 HCD 가스가 배기구(82)를 향하는 흐름을 타고 배기구(82)에 배출되므로, HCD 가스가 내부관(44)의 외부로부터 내부관(44)의 내부로 역류되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 예를 들어 각 가스 구멍(76B)의 개구 면적은, 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 작게 되도록 형성되어 있어도 되고, 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적과 동일해도 된다. 단, 노즐 단위 길이당 가스 구멍(76B)의 개구 면적은, 노즐 단위 길이당 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 크게 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 각 가스 구멍(76B)의 개구 면적이 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 작은 경우나, 각 가스 구멍(76B)의 개구 면적이 각 가스 구멍(76A)의 개구 면적과 동일한 경우, 노즐 단위 길이당 가스 구멍(76B)의 수가 노즐 단위 길이당 가스 구멍(76A)의 수보다도 커지게 하면 된다. 또한, 노즐 단위 길이로서는, 예를 들어 가스 노즐(76) 중 내부관(44)의 외부에 돌출되는 부분의 길이로 할 수 있다. 가스 노즐(76) 중 내부관(44)의 외부에 돌출되는 부분의 길이는, 가스 노즐(76)이 외부관(46)에 접촉하지 않는 길이이면 되고, 예를 들어 20mm 내지 50mm로 할 수 있다. 이와 같이, 노즐 단위 길이당 가스 구멍(76B)의 개구 면적이, 노즐 단위 길이당 가스 구멍(76A)의 개구 면적보다도 커지도록 형성되어 있음으로써, 가스 노즐(76) 내의 가스 압력을 효율적으로 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 가스 노즐(76) 내에서 HCD 가스의 체류가 발생하기 어렵다. 그 결과, 처리 용기(34) 내의 고온 분위기에 HCD 가스가 노출되는 시간이 짧아지므로, 가스 노즐(76) 내에서의 HCD 가스의 열분해가 억제되어, 가스 노즐(76)의 내벽에 대한 분해물의 부착량이 적어진다.
〔성막 방법〕
이어서, 본 발명의 실시 형태에 따른 종형 열처리 장치(1)를 사용한 성막 방법에 대해서, 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)법에 의해 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 종형 열처리 장치(1)의 각 부의 동작은, 제어 수단(110)에 의해 제어된다.
도 8은, 실리콘 질화막의 형성 방법의 일례를 나타내는 타임차트이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화막의 형성 방법은, 흡착 스텝, 퍼지 스텝, 질화 스텝 및 퍼지 스텝을 이 순서로 복수 사이클 반복해서 실행함으로써, 웨이퍼(W) 상에 원하는 막 두께의 실리콘 질화막을 형성하는 것이다. 흡착 스텝은, 웨이퍼(W) 상에 원료 가스를 흡착시키는 스텝이다. 퍼지 스텝은, 처리 용기(34) 내를 퍼지하는 스텝이다. 질화 스텝은, 웨이퍼(W) 상에 흡착된 원료 가스를 질화시키는 스텝이다.
우선, 가열 수단(42)에 의해 처리 용기(34) 내를 소정 온도로 유지한다. 계속해서, 웨이퍼(W)를 보유 지지한 기판 보유 지지구(38)를 덮개부(36) 상에 적재하고, 승강 수단(68)에 의해 덮개부(36)를 상승시켜 웨이퍼(W)(기판 보유 지지구(38))를 처리 용기(34) 내에 반입한다.
계속해서, 웨이퍼(W)에 원료 가스인 HCD 가스를 흡착시키는 흡착 스텝을 실행한다. 구체적으로는, 가열 수단(42)에 의해 처리 용기(34) 내를 소정 온도로 설정한다. 가스 노즐(80)로부터 처리 용기(34) 내에 소정 유량의 N2 가스를 공급하면서, 처리 용기(34) 내의 가스를 배출함으로써, 처리 용기(34)를 소정 압력으로 설정한다. 처리 용기(34) 내의 온도 및 압력이 안정된 후, 가스 구멍(76A)으로부터 HCD 가스를 내부관(44)의 내부에 토출시키고, 가스 구멍(76B)으로부터 HCD 가스를 내부관(44)의 외부로 토출시킨다. 내부관(44)의 내부에 토출된 HCD 가스는, 내부관(44)의 내부에서 가열되어 열분해되고, 열분해에 의해 발생한 실리콘(Si)이 웨이퍼(W) 상에 흡착된다. 내부관(44)의 외부에 공급된 HCD 가스는, 내부관(44)과 외부관(46)의 사이의 공간부(84)를 통해서 배기구(82)로부터 배출된다. 소정 시간의 경과 후, 가스 노즐(76)(가스 구멍(76A, 76B))로부터의 HCD 가스의 공급을 정지시킨다.
이때, 가스 노즐(76)에는, 내부관(44)의 내부에 HCD 가스를 토출하는 가스 구멍(76A)과는 별도로 배치되어, 내부관(44)의 외부에 HCD 가스를 토출하는 가스 구멍(76B)이 형성되어 있다. 가스 노즐(76)에 가스 구멍(76B)이 형성되어 있음으로써, 가스 구멍(76B)이 형성되어 있지 않은 경우보다도 가스 노즐(76) 내의 가스 압력이 저하되므로, 가스 노즐(76) 내에서 HCD 가스의 체류가 발생하기 어렵다. 그 결과, 처리 용기(34) 내의 고온 분위기에 HCD 가스가 노출되는 시간이 짧아지므로, 가스 노즐(76) 내에서의 HCD 가스의 열분해가 억제되어, 가스 노즐(76)의 내벽에 대한 분해물의 부착량이 적어진다.
또한, 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 HCD 가스는 내부관(44)의 내부에 공급되지 않으므로, 내부관(44)의 내부의 가스의 흐름의 치우침을 저감할 수 있다. 그 결과, 면간 균일성이 향상된다.
또한, 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부의 배기구(82)측의 위치에 형성되어 있으므로, 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 HCD 가스는, 배기구(82)를 향하는 흐름을 형성한다. 그 결과, 가스 구멍(76A)으로부터 내부관(44)의 내부에 토출되어 슬릿(52)을 통해서 배기구(82)에 도달하는 HCD 가스가 배기구(82)를 향하는 흐름을 타고 배기구(82)에 배출되므로, HCD 가스가 내부관(44)의 외부로부터 내부관(44)의 내부로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
계속해서, 내부관(44) 내를 퍼지하는 퍼지 스텝을 실행한다. 구체적으로는, 가스 노즐(80)로부터 내부관(44) 내에 소정 유량의 N2 가스를 공급하면서, 내부관(44) 내의 가스를 배출하여, 내부관(44) 내의 HCD 가스를 N2 가스로 치환한다. 소정 시간의 경과 후, 가스 노즐(80)로부터의 N2 가스의 공급을 정지한다.
이때, 흡착 스텝에서 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 HCD 가스는, 내부관(44) 내에 토출되지 않고, 배기구(82)와 직결하는 내부관(44)과 외부관(46)의 사이의 공간부(84)에 토출되어 즉시 배기구(82)로부터 배출된다. 그 때문에, 퍼지 스텝에서는 내부관(44)의 내부에 토출되는 HCD 가스만을 퍼지하면 되므로, 내부관(44) 내를 퍼지하는데 필요한 시간을 단축할 수 있다.
계속해서, 흡착 스텝에서 웨이퍼(W)에 흡착된 Si를 질화하는 질화 스텝을 실행한다. 질화 스텝에서는, 가열 수단(42)에 의해 처리 용기(34) 내를 소정 온도로 설정한다. 또한, 가스 노즐(78)의 가스 구멍(78A)으로부터 내부관(44) 내에 소정 유량의 질화 가스인 NH3 가스를 공급하면서, 처리 용기(34) 내의 가스를 배출하여, 처리 용기(34)를 소정 압력으로 설정한다. 내부관(44)의 내부에 공급된 NH3 가스는, 흡착 스텝에서 웨이퍼(W) 상에 흡착된 Si와 반응하여, Si가 질화된다. 소정 시간의 경과 후, 가스 노즐(78)로부터의 NH3 가스의 공급을 정지한다.
계속해서, 내부관(44) 내를 퍼지하는 퍼지 스텝을 실행한다. 구체적으로는, 가스 노즐(80)로부터 내부관(44) 내에 소정 유량의 N2 가스를 공급하면서, 내부관(44) 내의 가스를 배출하여, 내부관(44) 내의 NH3 가스를 N2 가스로 치환한다. 소정 시간의 경과 후, 가스 노즐(80)로부터의 N2 가스의 공급을 정지한다.
이상에 의해, 흡착 스텝, 퍼지 스텝, 질화 스텝 및 퍼지 스텝으로 이루어지는 ALD법의 1 사이클이 종료된다. 계속해서, 다시, 흡착 스텝부터 시작되는 ALD법의 1 사이클을 개시한다. 그리고, 이 사이클을 소정 사이클(예를 들어 100 사이클) 반복함으로써, 웨이퍼(W) 상에 원하는 막 두께의 실리콘 질화막이 형성된다.
웨이퍼(W) 상에 원하는 막 두께의 실리콘 질화막이 형성되면, 가열 수단(42)에 의해 처리 용기(34) 내를 소정 온도로 유지하면서, 가스 노즐(80)로부터 처리 용기(34) 내에 소정 유량의 N2 가스를 공급해서 처리 용기(34) 내를 N2 가스로 사이클 퍼지하여 상압으로 되돌린다. 계속해서, 승강 수단(68)에 의해 덮개부(36)를 하강시킴으로써, 웨이퍼(W)(기판 보유 지지구(38))를 처리 용기(34) 내로부터 반출한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 형태에서는, 가스 노즐(76)에, 내부관(44)의 내부에 HCD 가스를 토출하는 가스 구멍(76A)과는 별도로 배치되어, 내부관(44)의 외부에 HCD 가스를 토출하는 가스 구멍(76B)이 형성되어 있다. 가스 노즐(76)에 가스 구멍(76B)이 형성되어 있음으로써, 가스 구멍(76B)이 형성되어 있지 않는 경우보다도 가스 노즐(76) 내의 가스 압력이 저하되므로, 가스 노즐(76) 내에서 HCD 가스의 체류가 발생하기 어렵다. 그 결과, 처리 용기(34) 내의 고온 분위기에 HCD 가스가 노출되는 시간이 짧아지므로, 가스 노즐(76) 내에서의 HCD 가스의 열분해가 억제되어, 가스 노즐(76)의 내벽에 대한 분해물의 부착량이 적어진다.
또한, 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 HCD 가스는 내부관(44)의 내부에 공급되지 않으므로, 내부관(44)의 내부의 가스의 흐름의 치우침을 저감할 수 있다. 그 결과, 면간 균일성이 향상된다.
또한, 흡착 스텝에서 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 HCD 가스는, 내부관(44) 내에 토출되지 않고, 배기구(82)와 직결되는 내부관(44)과 외부관(46)의 사이의 공간부(84)에 토출되어 즉시 배기구(82)로부터 배출된다. 그 때문에, 퍼지 스텝에서는 내부관(44)의 내부에 토출되는 HCD 가스만을 퍼지하면 되므로, 내부관(44) 내를 퍼지하는데 필요한 시간을 단축할 수 있다.
또한, 가스 구멍(76B)은, 내부관(44)의 외부의 배기구(82)측의 위치에 형성되어 있으므로, 가스 구멍(76B)으로부터 토출되는 HCD 가스는, 배기구(82)를 향하는 흐름을 형성한다. 그 결과, 가스 구멍(76A)으로부터 내부관(44)의 내부에 토출되어 슬릿(52)을 통해서 배기구(82)에 도달하는 HCD 가스가 배기구(82)를 향하는 흐름을 타고 배기구(82)에 배출되므로, HCD 가스가 내부관(44)의 내부관(44)의 외부로부터 내부로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
〔실시예〕
이어서, 본 발명의 실시 형태에 따른 종형 열처리 장치(1)를 사용해서 원료 가스를 공급하는 경우의 효과에 대해서 설명한다.
우선, 실시예에서 사용한 가스 노즐(76)에 대해서 설명한다. 도 9는, 실시예의 가스 노즐을 설명하는 도면이다.
가스 노즐(A)은, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 선단이 천장부(44A)에서 내부관(44)의 내부로부터 내부관(44)의 외부로 관통하고 있고, 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출하는 가스 구멍(76A)와, 내부관(44)의 외부에 원료 가스를 토출하는 가스 구멍(76B)이 형성되어 있는 노즐이다.
가스 노즐(B)은, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 선단이 천장부(44A)를 관통하지 않고, 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출하는 가스 구멍(76A)이 형성되어 있지만, 내부관(44)의 외부에 원료 가스를 토출하는 가스 구멍(76B)은 형성되어 있지 않은 노즐이다.
가스 노즐(C)은, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 내부관(44)의 내부에 원료 가스를 토출하는 가스 구멍(76A), 가스 구멍(76D) 및 가스 구멍(76E)이 형성되어 있지만, 내부관(44)의 외부에 원료 가스를 토출하는 가스 구멍(76B)은 형성되어 있지 않은 노즐이다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 가스 노즐(B, C)을 사용해서 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막을 형성했을 때의 기판 보유 지지구(38)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 위치(이하, 「웨이퍼 처리 위치」라고 함)와 웨이퍼(W)에 형성된 실리콘 질화막의 막 두께의 관계를 평가하였다. 도 10은, 웨이퍼 처리 위치와 웨이퍼에 형성된 막의 막 두께의 관계를 도시하는 도면이다. 도 10 중, 횡축은 웨이퍼 처리 위치를 나타내고, 좌측의 종축(제1축)은 웨이퍼(W)의 면내에서의 평균 막 두께를 나타내고, 우측의 종축(제2축)은 웨이퍼(W)의 면내에서의 막 두께 균일성을 나타낸다. 또한, 도 10의 제2축에서는, 중앙값이 웨이퍼(W)의 면내에서의 막 두께 균일성이 가장 양호(막 두께의 면내 분포가 0％)한 것을 나타내고, 중앙값으로부터 크거나 또는 작아질수록 웨이퍼(W)의 면내에서의 막 두께 균일성이 악화되는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로는, 중앙값으로부터 커질수록 웨이퍼(W)의 중앙부의 막 두께가 주연부의 막 두께보다도 두꺼운 볼록형의 분포인 것을 나타내고, 중앙값으로부터 작아질수록 웨이퍼(W)의 중앙부의 막 두께가 주연부의 막 두께보다도 얇은 오목형의 분포인 것을 나타낸다.
도 10에 도시되는 바와 같이, 가스 노즐(B)을 사용한 경우, 웨이퍼 처리 위치에 구애되지 않고 웨이퍼(W)에 형성된 실리콘 질화막의 면내 평균 막 두께 및 면내 균일성이 대략 동일한 것을 알 수 있다. 한편, 가스 노즐(C)을 사용한 경우, 상부측의 웨이퍼 처리 위치에서 웨이퍼(W) 상에 형성된 실리콘 질화막의 면내 평균 막 두께가 커지고, 막 두께의 면내 분포가 오목형의 분포로 되어 면내 균일성이 악화되어 있다.
따라서, 내부관(44)의 내부에서 가스 구멍의 개구 면적을 변경하면, 원료 가스의 흐름에 치우침이 발생한다고 생각된다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 가스 노즐(A, B, C)을 사용해서 웨이퍼(W) 상에 두께가 3㎛인 실리콘 질화막을 형성했을 때의 가스 노즐(A, B, C)의 내벽에 부착된 분해물(생성물)의 두께를 시뮬레이션에 의해 산출하였다. 도 11은, 가스 노즐의 내벽에 부착되는 분해물의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 11에 도시되는 바와 같이, 가스 노즐(A, B, C)을 사용해서 웨이퍼(W) 상에 두께가 3㎛인 실리콘 질화막을 형성했을 때의 가스 노즐(A, B, C)의 내벽에 부착된 분해물의 두께의 최댓값은, 각각 6.3㎛, 72㎛, 9.3㎛이었다. 즉, 가스 노즐(A)을 사용함으로써 가스 노즐(B, C)을 사용하는 것보다도 가스 노즐의 내벽에 대한 분해물의 부착량을 저감할 수 있다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 가스 노즐(A, B, C)을 사용해서 처리 용기(34) 내에 원료 가스인 HCD 가스를 공급했을 때의 각 가스 구멍에서의 가스 유속을 시뮬레이션에 의해 산출하였다. 도 12는, 가스 구멍의 위치와 가스 유속의 관계의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다. 도 12 중, 횡축은 가스 구멍의 위치를 나타내고, 종축은 가스 유속(sccm)을 나타낸다. 또한, 시뮬레이션의 조건은 이하와 같다.
<시뮬레이션 조건>
온도: 630℃
HCD 가스의 유속: 300sccm
내부관(44) 내의 압력: 133Pa
도 12에 도시된 바와 같이, 가스 노즐(B)을 사용한 경우, 내부관(44)의 내부에서 가스 유속이 크게 변화하는 영역은 확인되지 않는다. 한편, 가스 노즐(C)을 사용한 경우, 내부관(44)의 내부의 상부측에서 가스 유속이 매우 큰 영역이 확인된다. 또한, 가스 노즐(A)을 사용한 경우, 내부관(44)의 외부에서 가스 유속이 매우 큰 영역이 확인되지만, 내부관(44)의 내부에서는 가스 유속이 크게 변화하는 영역은 확인되지 않는다.
따라서, 가스 노즐(A)을 사용함으로써 내부관(44)의 내부에서의 가스의 흐름의 치우침을 저감할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 설명했지만, 상기 내용은, 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 기판이 반도체 웨이퍼일 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판은 유리 기판, LCD 기판 등이어도 된다.
1 : 종형 열처리 장치 34 : 처리 용기
38 : 기판 보유 지지구 44 : 내부관
44A : 천장부 44B : 측벽부
46 : 외부관 76 : 가스 노즐
76A : 가스 구멍 76B : 가스 구멍
82 : 배기구 84 : 공간부
W : 웨이퍼

Claims (10)

  1. 기판 보유 지지구에 복수의 기판을 상하 방향으로 소정 간격을 갖고 수평으로 보유 지지한 상태에서, 상기 복수의 기판에 원료 가스를 공급해서 막을 형성하는 종형 열처리 장치이며,
    상기 기판 보유 지지구를 수용하는 내부관과, 상기 내부관의 외측에 배치되는 외부관을 포함하는 처리 용기와,
    상기 내부관의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되고, 선단이 상기 내부관의 내부로부터 상기 내부관의 외부로 관통하는 가스 노즐
    을 갖고,
    상기 가스 노즐에는, 상기 내부관의 상기 내부에 상기 원료 가스를 공급하는 제1 가스 구멍과, 상기 내부관의 상기 외부에 상기 원료 가스를 공급하는 제2 가스 구멍이 형성되어 있고,
    상기 제1 가스 구멍은, 상기 내부관의 상기 내부의 위치에 형성되고,
    상기 제2 가스 구멍은, 상기 내부관의 상기 외부의 위치에 형성되어 있는, 종형 열처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 노즐의 상기 선단은, 상기 내부관의 천장부에서 상기 내부관의 상기 내부로부터 상기 외부로 관통하는, 종형 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 노즐의 상기 선단은, L자상으로 굴곡되어, 상기 내부관의 측벽부에서 상기 내부관의 상기 내부로부터 상기 외부로 관통하는, 종형 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스 노즐의 단위 길이당 상기 제2 가스 구멍의 개구 면적은, 상기 가스 노즐의 단위 길이당 상기 제1 가스 구멍의 개구 면적보다도 큰, 종형 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부관과 상기 외부관의 사이의 공간부와 연통하는 배기구를 갖고,
    상기 제2 가스 구멍은, 상기 가스 노즐의 관벽에서의 상기 배기구의 측에 형성되는, 종형 열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원료 가스는, 실리콘 함유 가스 또는 금속 함유 가스를 포함하는, 종형 열처리 장치.
  8. 기판 보유 지지구에 복수의 기판을 상하 방향으로 소정 간격을 갖고 수평으로 보유 지지한 상태에서, 상기 복수의 기판에 처리 가스를 공급해서 막을 형성하는 종형 열처리 장치이며,
    상기 기판 보유 지지구를 수용하는 내부관과, 상기 내부관의 외측에 배치되는 외부관을 포함하는 처리 용기와,
    상기 내부관의 내주면을 따라서 상하로 연장되어 설치되고, 선단이 상기 내부관의 내부로부터 상기 내부관의 외부로 관통하는 복수의 가스 노즐
    을 갖고,
    상기 복수의 가스 노즐 각각에는, 상기 내부관의 상기 내부에 처리 가스를 공급하는 제1 가스 구멍과, 상기 내부관의 상기 외부에 상기 처리 가스를 공급하는 제2 가스 구멍이 형성되어 있고,
    상기 제1 가스 구멍은, 상기 내부관의 상기 내부의 위치에 형성되고,
    상기 제2 가스 구멍은, 상기 내부관의 상기 외부의 위치에 형성되어 있는, 종형 열처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 가스 노즐은, 원료 가스를 공급하는 제1 가스 노즐과, 상기 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 공급하는 제2 가스 노즐을 포함하는, 종형 열처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 원료 가스는, 실리콘 함유 가스 또는 금속 함유 가스를 포함하고,
    상기 반응 가스는, 질화 가스 또는 산화 가스를 포함하는, 종형 열처리 장치.
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