TW202335039A - 氣體供給部、處理裝置及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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山本哲夫
佐佐木(佐々木)𨺓史
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Abstract

本發明可獲得於基板上使處理氣體均勻流動之技術。 本發明之技術係一種氣體供給部，其具有分別對配置有基板之處理室供給氣體之第一開口部與第二開口部；且其被構成為：第一開口部與第二開口部沿相對於上述基板之表面平行的方向排列，自第一開口部供給之氣體朝向上述基板之中心方向供給，自第二開口部供給之氣體朝向上述基板之周緣方向供給，自第二開口部所供給之氣體之朝向係以自第一開口部供給之氣體之朝向為基準而形成被預先決定之角度。

Description

氣體供給部、處理裝置及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種氣體供給部、處理裝置及半導體裝置之製造方法。
作為半導體裝置之製造步驟中的一個步驟，有於基板上形成膜的處理之步驟(例如參照專利文獻1-3)。根據該等文獻，設置供給處理氣體之噴嘴與供給惰性氣體之噴嘴，以使處理氣體於基板上均勻流動之方式供給不參與基板處理之惰性氣體。然而，有時其依然難以使處理氣體均勻流動。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2019-062053號公報 [專利文獻2]日本專利特開2019-203182號公報 [專利文獻3]國際公開2021/020008號公報
(發明所欲解決之問題)
本發明提供一種可使處理氣體於基板上均勻流動之技術。 (解決問題之技術手段)
根據本發明之第一態樣，其提供如下之技術， 其具有分別對被配置有基板之處理室供給氣體之第一開口部與第二開口部； 且其被構成為： 上述第一開口部與上述第二開口部沿相對於上述基板之表面平行的方向排列， 自上述第一開口部供給之氣體朝向上述基板之中心方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體朝向上述基板之周緣方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體之朝向係以自上述第一開口部所供給之氣體之朝向為基準而形成被預先決定之角度。 (對照先前技術之功效)
根據本發明，其可使處理氣體於基板上均勻流動。
＜本發明之實施形態＞ 以下，使用圖1～圖18對本發明之實施形態進行說明。再者，以下說明中所使用之圖式均為示意性圖式。又，圖式中所示之各要素之尺寸關係、各要素之比率等未必與現實一致。進而，複數個圖式彼此間各要素之尺寸關係、各要素之比率等亦未必一致。又，圖中所示之箭頭H表示裝置上下方向(鉛直方向)，箭頭W表示裝置寬度方向(水平方向)，箭頭D表示裝置深度方向(水平方向)。
(基板處理裝置10之整體構成) 如圖1所示，基板處理裝置10具備有控制各部之控制部280及處理爐202。處理爐202具有作為加熱手段之加熱器207。加熱器207為沿鉛直方向延伸之圓筒形狀，下端開放，由未圖示之加熱器底座支撐。加熱器207亦作為以熱使處理氣體活化之活化機構而發揮功能。再者，關於控制部280，將於後面詳述。
於加熱器207之內側，被配置有與加熱器207呈同心圓狀構成反應容器之反應管203。反應管203例如包含有石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料。基板處理裝置10為所謂熱壁型者。
反應管203具有圓筒狀內管12、及以包圍內管12之方式設置之圓筒狀外管14。內管12與外管14呈同心圓狀配置，於內管12與外管14之間形成有間隙S。
內管12呈下端開放，上端為平坦狀且封閉之圓筒狀。又，外管14亦呈下端開放，上端為平坦狀且封閉之圓筒狀。進而，如圖2所示，於形成於內管12與外管14之間之間隙S中，形成有噴嘴室222。再者，關於噴嘴室222，將於後面詳述。
如圖1所示，於該內管12之內部，被形成有處理室201，該處理室201用以對作為基板之晶圓200進行處理。又，該處理室201可收容作為基板保持具之一例的晶舟217，該晶舟217可將晶圓200保持為以水平姿勢多段整齊排列於鉛直方向之狀態。並且，內管12包圍所收容之晶圓200。
進而，於內管12之周壁，形成有供給狹縫235a、及作為排出部之一例之第一排氣口236，該第一排氣口236係與供給狹縫235a相對向。供給狹縫235a沿水平方向延伸，排列於鉛直方向而形成有複數個。又，於內管12之周壁，在第一排氣口236之下方形成有開口面積小於第一排氣口236之第二排氣口237。
反應管203之下端由圓筒狀歧管226所支撐。歧管226例如包含有鎳合金或不鏽鋼等金屬，或者包含有石英或SiC等耐熱性材料。於歧管226之上端部形成有凸緣，於該凸緣上設置有外管14之下端部。又，於該凸緣與外管14之下端部之間，配置有O形環等氣密構件220，使反應管203之內部成為氣密狀態。
於歧管226之下端的開口，經由O形環等氣密構件220而氣密地安裝有密封蓋219。而且，反應管203之下端的開口被氣密地封閉。密封蓋219例如包含有鎳合金或不鏽鋼等金屬，形成為圓盤狀。又，亦可用石英或SiC等耐熱性材料覆蓋密封蓋219之外側。
於密封蓋219上設置有支撐晶舟217之晶舟支持台218。晶舟支持台218包含有例如石英或SiC等耐熱性材料，其作為隔熱部而發揮功能。
晶舟217立設於晶舟支持台218上。晶舟217包含有例如石英或SiC等耐熱性材料。晶舟217具有固定於晶舟支持台218之未圖示之底板、及配置於其上方之頂板，於底板與頂板之間架設有複數根支柱217a(參照圖2)。
於晶舟217中，保持有要在內管12內部之處理室201進行處理之複數片晶圓200。將複數片晶圓200係以彼此隔開固定間隔並且保持水平姿勢、彼此中心對齊之狀態被晶舟217之支柱217a支撐。換言之，晶圓200以板厚方向為鉛直方向，隔開間隔排列於鉛直方向上。並且，晶圓200之積載方向為反應管203之軸向。即，晶圓200之中心對齊晶舟217之中心軸，晶舟217之中心軸與反應管203之中心軸一致。
於密封蓋219之下側設置有使晶舟旋轉之旋轉機構267。旋轉機構267之旋轉軸265被構成為，貫通密封蓋219而連接於晶舟支持台218，利用旋轉機構267經由晶舟支持台218使晶舟217旋轉，藉此使晶圓200旋轉。
藉由設置於反應管203外部作為升降機構的升降機115可使密封蓋219沿鉛直方向升降。藉此，其相對於處理室201搬入及搬出晶舟217。
於歧管226，以貫通歧管226之方式設置有噴嘴支持部350a，該噴嘴支持部350a係對處理室201之內部供給氣體作為供給配管(供給配管部)的氣體噴嘴340a進行支撐。噴嘴支持部350a例如由鎳合金或不鏽鋼等材料所形成。
於噴嘴支持部350a之一端，連接有對處理室201之內部供給氣體之氣體供給管310a。又，於噴嘴支持部350a之另一端，連接有氣體噴嘴340a。氣體噴嘴340a例如由石英或SiC等耐熱性材料所形成。再者，關於氣體噴嘴340a及氣體供給管310a，將於後面詳述。
另一方面，於反應管203之外管14，形成有排氣口230。排氣口230形成於較第二排氣口237更下方之位置。又，於該排氣口230連接有排氣管231。
於排氣管231，連接有檢測處理室201之內部壓力的壓力感測器245，且經由作為壓力調整器的自動壓力控制器(APC，Auto Pressure Controller)閥244連接有作為真空排氣裝置的真空泵246。相對於真空泵246在下游側之排氣管231係連接至未圖示之廢氣處理裝置等。藉此，其被構成為，藉由控制真空泵246之輸出及APC閥244之開度，而可進行真空排氣以使處理室201之內部壓力成為既定壓力(真空度)。
又，於反應管203之內部，被設置有作為溫度檢測器之未圖示的溫度感測器，其被構成為，根據由溫度感測器所檢測之溫度資訊，調整對加熱器207之供給電力，藉此使處理室201之內部溫度成為所期望的溫度分佈。
於該構成中，在處理爐202中，藉由晶舟支持台218，將多段積載要被批量處理之複數片晶圓200的晶舟217，朝處理室201之內部搬入。然後，加熱器207將已搬入處理室201之晶圓200加熱至既定溫度。具有此種處理爐之裝置被稱為直立型批量裝置。
[噴嘴室222] 如圖2所示，噴嘴室222沿鉛直方向延伸，形成於內管12之外周面12c與外管14之內周面14a之間的間隙S。具體而言，在自內管12之外周面12c向外管14延伸出之第一分隔件18a與自內管12之外周面12c向外管14延伸出之第二分隔件18b之間，且在連接第一分隔件18a之前端與第二分隔件18b之前端之圓弧狀頂板20與內管12之間，形成有噴嘴室222。
[氣體噴嘴340a] 如圖2所示，氣體噴嘴340a沿鉛直方向延伸，被配置於噴嘴室222。氣體噴嘴340a用以作為處理氣體噴嘴，該處理氣體噴嘴將作為處理氣體之原料氣體或反應氣體供給至處理室201之內部。氣體噴嘴340a構成為I字型(I字狀)長噴嘴。又，於氣體噴嘴340a之周面，以在平行之方向(即水平方向)各自與供給狹縫235a相對向之方式形成有作為噴射氣體之氣體噴出口的開口部234。開口部234被構成為，包含有第一開口部234a及第二開口部234b。氣體供給部342a被構成為包含有該氣體噴嘴340a。再者，關於第一開口部234a及第二開口部234b，將於後面詳述。
[氣體供給管310a、310b] 如圖1所示，氣體供給管310a經由噴嘴支持部350a與氣體噴嘴340a連通。
於氣體供給管310a，自氣體之流動方向上游方向起依序分別設置有供給作為處理氣體之原料氣體的原料氣體供給源360a、作為流量控制器之一例的質量流量控制器(MFC)320a及閥330a。
再者，由原料氣體供給源360a、MFC320a及閥330a被構成氣體供給系統。
又，在較氣體供給管310a之閥330a更靠氣體流動方向下游側的位置，連接有供給作為處理氣體之惰性氣體的氣體供給管310b。於氣體供給管310b，自氣體流動方向上游方向起依序分別被設置有供給作為處理氣體之惰性氣體的惰性氣體供給源360b、MFC320b及閥330b。惰性氣體供給系統由惰性氣體供給源360b、MFC320b及閥330b構成。
[控制部280] 圖3係表示基板處理裝置10之控制構成的方塊圖，基板處理裝置10之控制部280(所謂控制器)之構成為電腦。該電腦具備有中央處理單元(CPU，Central Processing Unit)121a、隨機存取記憶體RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、及輸入/輸出(I/O，Input/Output)埠121d。
RAM121b、記憶裝置121c及I/O埠121d被構成為可經由內部匯流排121e與CPU121a交換資料。於控制部280例如連接有被構成為觸控面板等之輸入輸出裝置122。
記憶裝置121c例如包含有快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬式磁碟機)等。於記憶裝置121c之內部，可讀出地儲存有控制基板處理裝置10之動作的控制程式、以及記載有後述基板處理之程序及條件等的製程配方等。
製程配方係經組合以使控制部280執行後述基板處理步驟中之各程序，從而可獲得既定結果，其作為程式而發揮功能。以下，亦將製程配方及控制程式等統稱為程式。
於本說明書中，使用程式之用語時，有時僅單獨包含製程配方，有時僅單獨包含控制程式、或有時包含其等兩者。又，RAM121b構成為暫時保持由CPU121a讀出之程式及資料等的記憶體區域(工作區)。
I/O埠121d連接於上述MFC320a、320b、閥330a、330b、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、加熱器207、溫度感測器、旋轉機構267及升降機115等。
CPU121a被構成為，可自記憶裝置121c讀出並執行控制程式，並且根據來自輸入輸出裝置122之操作指令之輸入等自記憶裝置121c讀出製程配方。
CPU121a被構成為，可按照所讀出之製程配方內容，控制由MFC320a、320b進行之各種氣體的流量調整動作、閥330a、330b之開閉動作、以及APC閥244之開閉動作。又，CPU121a被構成為，可控制根據壓力感測器245之由APC閥244進行之壓力調整動作、真空泵246之起動及停止、以及根據溫度感測器之由加熱器207進行之溫度調整動作。進而，CPU121a被構成為，可控制由旋轉機構267進行之晶舟217的旋轉及旋轉速度調節動作、以及由升降機115進行之晶舟217的升降動作等。
控制部280並不被限定於以專用電腦構成之情形，亦可以通用電腦所構成。例如，準備儲存上述程式之外部記憶裝置123，使用該外部記憶裝置123於通用電腦中安裝程式，藉此可構成本實施形態之控制部280。作為外部記憶裝置，例如可例舉硬碟等磁碟、CD等光碟、MO等磁光碟、通用序列匯流排(USB，Universal Serial Bus)記憶體等半導體記憶體等。
[基板處理裝置之動作概要] 然後，按照由控制部280進行之控制程序，使用圖4所示之成膜程序對基板處理裝置10之動作概要進行說明。圖4中，以曲線圖表示本實施形態之成膜程序中氣體之供給量(縱軸)與氣體供給之時序(橫軸)。再者，於反應管203中，已預先搬入載置有既定片數之晶圓200的晶舟217，藉由密封蓋219將反應管203氣密地封閉。
當開始由控制部280進行控制時，則控制部280使如圖1所示之真空泵246及APC閥244運行，自排氣口230排出反應管203內部之環境氣體。進而，控制部280控制旋轉機構267，使晶舟217及晶圓200開始旋轉。再者，至少於結束晶圓200之處理前，持續進行該旋轉。
圖4所示之成膜程序中，以處理步驟、排出步驟為1循環，執行該1循環既定次數後，完成對晶圓200之成膜。然後，當該成膜完成時，則藉由與上述動作相反之順序，將晶舟217自反應管203之內部搬出。進而，藉由未圖示之晶圓移載機，將晶圓200自晶舟217移載至移載架的晶圓盒，藉由晶圓盒搬送機，將晶圓盒自移載架移載至晶圓盒平台。進而，藉由外部搬送裝置，將晶圓200搬出至框體外部。
以下，對成膜程序之1循環進行說明。再者，於執行成膜程序前之狀態下，閥330a、330b係被關閉。
[處理步驟] 藉由以控制部280控制各部，當反應管203內部之環境氣體自排氣口230被排出，則控制部280打開閥330a，使原料氣體自氣體噴嘴340a之開口部234噴射。
此時，控制部280以使由壓力感測器245所得之壓力成為固定之方式，運行真空泵246及APC閥244，將反應管203內部之環境氣體自排氣口230排出，並將反應管203之內部設為負壓。藉此，原料氣體於晶圓200上平行流動之後，通過第一排氣口236及第二排氣口237自間隙S之上部朝下部流動，經由排氣口230自排氣管231被排出。此處，控制部280藉由MFC320a控制氣體之供給量。
[排出步驟] 當經過既定時間完成第1處理步驟時，則控制部280關閉閥330a，停止自氣體噴嘴340a供給原料氣體。進而，控制部280打開閥330b，使惰性氣體自氣體噴嘴340a之開口部234噴射。
再者，排出步驟中，亦可具有使閥330b維持關閉而進行減壓之步驟(減壓步驟)，又，亦可如上所述，反覆進行對反應管203之內部噴射惰性氣體(吹掃步驟)與減壓步驟。
如此，以處理步驟、排出步驟為1循環，執行既定次數，藉此完成晶圓200之處理。再者，上述處理氣體雖然為1種，於處理氣體為2種(例如，原料氣體與反應氣體)之情形時，亦可將第1處理步驟(供給原料氣體)、第1排出步驟、第2處理步驟(供給反應氣體)、及第2排出步驟設為1循環。於該情形時，亦可使上述氣體供給系統不僅設置原料氣體用之氣體供給系統，而設置原料氣體用與反應氣體用之2個氣體供給系統。
(主要部分構成) 然後，對形成於沿鉛直方向延伸之氣體噴嘴340a之周面的開口部234、及形成於氣體噴嘴340a之前端的釋放孔344進行說明。
如上所述，開口部234係被形成為，與沿鉛直方向排列形成之供給狹縫235a在平行之方向(即水平方向)上相對向。具體而言，開口部234以與1個供給狹縫235a相對向之方式，如圖5所示，於水平方向上排列形成有複數個(例如3個)。即，於水平方向上排列形成之複數個開口部234之孔行係排列於鉛直方向。換言之，複數個開口部234之孔行設置為，排列於相對於晶圓200之表面平行之方向上。
又，如圖1所示，於氣體自下方朝向上方流動之氣體噴嘴340a中，開口部234形成於氣體流動之流路中途。並且，複數片晶圓200全部被配置於鉛直方向上形成有開口部234之區域內。
進而，第一開口部234a及第二開口部234b被形成為，對在積載之狀態下配置於處理室201中的晶圓200與晶圓200之間供給氣體。又，如圖5所示，排列於水平方向上之3個開口部234中，中央之第一開口部234a以朝向晶圓200之中心供給氣體之方式開口。又，隔著通過第一開口部234a與氣體噴嘴340a之中心CP1之基準線CL1，一對第二開口部234b係相對於基準線CL1對稱地形成。再者，該基準線CL1延伸之方向為自第一開口部234a供給氣體之方向。
於該構成中，第一開口部234a及第二開口部234b朝如下方向噴射氣體：與在氣體噴嘴340a之內部流動之氣體流動方向交叉之方向(正交之方向)。具體而言，第一開口部234a及第二開口部234b朝水平方向噴射氣體。並且，自第一開口部234a及第二開口部234b噴射之氣體被供給至積載於處理室201中的晶圓200與晶圓200之間。
又，將通過第二開口部234b與中心CP1之基準線CL2相對於基準線CL1傾斜之角度設為傾斜角度(圖5之R1)時，傾斜角度R1為預先決定之角度。即，以自第一開口部234a供給之氣體所朝之方向為基準，自第二開口部234b供給之氣體所朝之方向傾斜預先決定之傾斜角度R1。進而，第一開口部234a、第二開口部234b為圓形狀，第一開口部234a、第二開口部234b之孔徑為預先決定之值。
於該構成中，自第一開口部234a噴射朝向處理室201供給之氣體係朝向晶圓200之中心，自第二開口部234b噴射而朝向處理室201供給之氣體係朝向晶圓200之周緣。此處，本實施形態中之開口部234之形狀為如圖所示之圓形狀，並不受限於該形態，其亦可為橢圓形狀、三角形狀、狹縫形狀(四邊形狀)及五邊形狀。釋放孔344之形狀亦相同。又，釋放孔344並非必須為一個，亦可為複數個孔。當然，於該情形時，構成釋放孔344之複數個孔之總截面積大於開口部234之截面積即可。
又，本實施形態之氣體噴嘴340a為直管(直噴嘴)型噴嘴，但本發明並不受限於該形態。例如，其亦可為如圖16所示之回折型(U-turn型)噴嘴。圖16(A)為於回折部之後分別設置有第一開口部234a、第二開口部234b之類型，而圖16(B)為於回折部之前分別設置有第一開口部234a、第二開口部234b之類型。再者，於圖16中雖未圖示，當然其亦可於回折部之前後設置開口部234。
如圖16所示，若為回折型(U-turn型)噴嘴，則僅自開口部234供給之氣體朝向晶圓200方向流動。即，自後述之釋放孔344釋放之氣體係朝向反應管203下方，因此不會影響對晶圓200之處理。
此處，使用圖6，對如習知的氣體噴嘴般1個開口部排列於鉛直方向時的氣體流動、以及如本實施形態之氣體噴嘴340a般3個開口部234之孔行排列於鉛直方向時的氣體流動，進行說明。
圖6中表示習知的氣體噴嘴之氣體流動的模擬結果、及本實施形態之氣體噴嘴340a之氣體流動的模擬結果。根據該表可知，習知的氣體噴嘴有發生返流，而本實施形態之氣體噴嘴340a則未發生返流。此處，「返流」係指自開口部234噴射之氣體的一部分於晶圓200上呈U字狀流動，及自晶圓200之中心側朝周緣側返回之流動。
習知的氣體噴嘴中，因自1個開口部強力噴射氣體，因此容易發生返流。因返流而返回之氣體最終於晶圓邊緣附近流動而被排出。返流係導致晶圓邊緣部之膜厚較其他部位厚的原因之一。換言之，返流係導致晶圓面內之膜厚均勻性惡化的原因之一。
另一方面，本實施形態之氣體噴嘴340a中，3個開口部234中，第一開口部234a朝向晶圓200之中心，另外2個第二開口部234b相對於基準線CL1傾斜。藉由分別自3個開口部234分散噴射氣體，其可抑制返流之發生。
又，圖6中表示習知之氣體噴嘴之氣體分壓∆Pa的模擬結果、及本實施形態之氣體噴嘴340a之氣體分壓∆Pa的模擬結果。
此處，使用圖7對「氣體分壓∆P」進行說明。先計算出外徑300 mm之晶圓邊緣(半徑145 mm之區域)氣體分壓之圓周平均、及中心(半徑7 mm之區域)氣體分壓之圓周平均，其等之差值即為氣體分壓∆Pa(以下，有時被記載為「∆Pa」)。
如圖6所示，習知的氣體噴嘴之∆Pa為5.7 Pa，本實施形態之氣體噴嘴340a之∆Pa為1.5 Pa。本實施形態之氣體噴嘴340a之∆Pa小於習知的氣體噴嘴之∆Pa。根據該∆Pa之結果可知，本實施形態之氣體噴嘴340a相較於習知的氣體噴嘴，可抑制返流之發生。
又，如圖5所示，於氣體噴嘴340a之前端(上端)，形成有朝向與晶圓200不同之方向釋放氣體之釋放孔344。該釋放孔344之孔徑大於第一開口部234a之孔徑及第二開口部234b之孔徑，或者，釋放孔344之截面積大於第一開口部234a之截面積及第二開口部234b之截面積。
於該構成中，藉由以此種方式形成釋放孔344，可使氣體噴嘴340a之內部流動之氣體於氣體噴嘴340a之鉛直方向上變得均勻。藉此，可使分別自第一開口部234a及第二開口部234b供給之氣體流量於鉛直方向上變得均勻。
然後，使用圖8、圖9所示之表，對改變氣體噴嘴340a之開口部234之孔徑進行熱流體模擬所得的結果進行說明。再者，孔徑以外之其他規格為相同值。再者，第一開口部234a之孔徑被固定設為2.7 mm。
•評價例1中，將第一開口部234a之孔徑與第二開口部234b之孔徑之比(孔徑比)設為1:1。 •評價例2中，將第一開口部234a之孔徑與第二開口部234b之孔徑之比(孔徑比)設為1:0.85。 •評價例3中，將第一開口部234a之孔徑與第二開口部234b之孔徑之比(孔徑比)設為1:0.75。
如圖8所示，對於晶圓200上之氣體流動，評價例1、2於晶圓200上未發生返流。另一方面，評價例3於晶圓200上發生返流。但，評價例3中之返流相較於習知例之返流(參照圖6)，其程度上被受到抑制。
如圖9所示，第二開口部234b之截面積相對於第一開口部234a之截面積之比在評價例1中為1，在評價例2中為0.7，在評價例3中為0.5。
如圖9所示，自第二開口部234b供給之氣體流量相對於自第一開口部234a供給之氣體流量之比在評價例1約為1，在評價例2中為0.69，在評價例3中為0.49。 此處，「約為1」意指相對於1在±5%以內。
如圖9之表所示，晶圓200上之∆Pa在評價例1中為1.5 Pa，在評價例2中為2.7 Pa，在評價例3中為4.0 Pa。
[關於晶圓上氣體流動之考察] 由上述結果，可被認為不發生返流之臨界條件為評價例2之規格。如觀察評價例2之模擬的氣體流動的話，亦可掌握其為於晶圓端部發生了返流。然而，晶圓端部之數mm(3 mm～5 mm)則因係未形成微細圖案之區域，因此評價例2之規格可認為係實質上不發生晶圓上之返流的臨界條件。
即，不發生返流之流量比為0.7以上1.0以下。不發生返流之開口部之截面積比為0.7以上1以下。而且，不發生返流之∆Pa之上限值約為3.0以下。
然後，使用圖10所示之表，對形成於氣體噴嘴340a之第二開口部234b之傾斜角度R1作改變而實施熱流體模擬所得的結果，進行說明。再者，傾斜角度R1以外之其他規格為相同之值。
•評價例4中，將傾斜角度R1設為20度。 •評價例5中，將傾斜角度R1設為25度。 •評價例6中，將傾斜角度R1設為30度。 •評價例7中，將傾斜角度R1設為35度。 •評價例8中，將傾斜角度R1設為45度。
如圖10所示，評價例4、5、6未發生返流。評價例7、8則發生了返流。由此可知，若傾斜角度R1為20度以上30度以下，則不會發生返流。再者，評價例7、8中之返流相較於習知例之返流(參照圖6)，其程度上受到抑制。
如圖10所示，在評價例4中，∆Pa為2.6 Pa；在評價例5中，∆Pa為2.9 Pa；在評價例6中，∆Pa為3.1 Pa；在評價例7中，∆Pa為7.8 Pa；在評價例8中，∆Pa為9.7 Pa。據此，不發生返流之∆Pa之上限值為3.1 Pa以下。
然後，使用圖11所示之表，對氣體噴嘴340a中流動之氣體流量作改變而進行熱流體模擬所得的結果，進行說明。再者，將第一開口部234a及第二開口部234b之孔徑設為2.7 mm，除此以外之其他規格亦為相同之值。
•評價例9中，將氣體流量設為3 slm。 •評價例10中，將氣體流量設為5.9 slm。 •評價例11中，將氣體流量設為12 slm。
對於分別自第一開口部234a及第二開口部234b供給之氣體流量之流量均勻性，如圖11之表格所示，在評價例9中為±1.2%；在評價例10中為±1.52%；在評價例11中為±0.81%。
[有關開口部234之研究] 根據圖11所示之表，自第一開口部234a供給之流量係為比自第二開口部234b供給之流量為小的傾向。換言之，自第一開口部234a供給之氣體流量較小，則流量均勻性較高，其結果則有利於抑制返流。即，可認為藉由使第二開口部234b之孔徑或截面積大於第一開口部234a，從而使自第一開口部234a供給之氣體流量變大，則有利於抑制返流。
圖17係以開口部直徑之孔徑比(以第一開口部234a為基準之孔徑比率)為橫軸，以氣體分壓∆Pa為縱軸。即，圖17表示氣體分壓∆Pa相對於第一開口部234a與第二開口部234b之孔徑比的依存性。根據圖17可知，氣體分壓∆Pa之值約小於3時則不發生返流，即便於使孔徑比最大時(圖17中，孔徑比為3.33)亦不會發生返流。
此處，圖17所示之氣體分壓∆Pa之值在2.7之點係圖8所示之評價例2之條件。又，氣體分壓∆Pa之值在1.5之點係圖8所示之評價例1之條件。並且，隨著孔徑比變得大於1，氣體分壓∆Pa之值則逐漸變小，以孔徑比1.85為界，氣體分壓∆Pa轉為緩慢上升。因此可知，理想之孔徑比最大值為孔徑比為1.85之時。
繼而，於圖17中可知，孔徑比為1.49以上1.85以下時，氣體分壓∆Pa之值大致固定在小於1之值(約0.8)，進而，孔徑比為1.2以上2.1以下時，氣體分壓∆Pa之值為約0.9以下。即，若孔徑比為1.2以上2.1以下，則可判斷氣體於晶圓200之表面上均勻流動。在該條件下，由於可對晶圓200表面均勻供給氣體，因此若為例如有助於成膜之氣體，則可期待提升晶圓面內之成膜均勻性。
圖18係自圖17所示實施12點模擬所得之結果中，選取孔徑比大於1之4點(評價例12、13、14、15)。自左側起，孔徑比依序分別為1.19、1.85、2.41、3.33，圖18係對圖8表示孔徑比大於1時之模擬結果。根據該等所示可知，其於任一條件下均未發生返流。
另一方面，雖然已知當第二開口部234b之流量大於第一開口部234a之流量時，可抑制返流之發生，但當孔徑比大於1.85時，∆Pa之值轉為上升之理由尚不明確。因此，本發明人詳細研究孔徑比2.41及3.33之模擬結果，發現來自第一開口部234a之氣體流動發生停滯。如圖18所示，作為孔徑比2.41及3.33之模擬結果，第二開口部234b之流量相對於第一開口部234a之流量(流量比)，分別為約14及約50，第一開口部234a之流量變得極小。
當該第二開口部234b之流量變大而第一開口部234a之流量變小時，則∆Pa之值轉為上升而發生停滯之現象，可認為其原因在於自第二開口部234b供給之氣體的返流。在此之前，雖然為了抑制第一開口部234a之氣體流動而自第二開口部234b供給氣體來抑制發生返流，但當第二開口部234b之流量過大時，則自第二開口部234b供給之氣體發生返流，而產生氣體不朝向排氣方向而是朝向中心方向之氣體流動，自第一開口部234a所供給之氣體流量相對於該返流係較小，因此難以抵消返流，因而自第一開口部234a供給之氣體會停滯。
另一方面，被認為模擬結果未發生返流之理由為：除了自第一開口部234a供給之氣體所產生之影響以外，還隔著第一開口部234a於兩處設置第二開口部234b，因此即便自第二開口部234b供給之氣體發生返流，朝向中心方向之氣體流動可順利地被相互抵消。另一方面，發生返流而不朝向中心方向之氣體流動，則因第二開口部234b原本即朝向晶圓200之周緣部設置，因此可認為，其對於晶圓200上之氣體流動幾乎無影響。
如此，被認為當第二開口部234b之流量變大、第一開口部234a之流量變小時∆Pa之值轉為上升之理由為：自第二開口部234b供給之氣體發生返流，導致自第一開口部234a供給之氣體停滯。另一方面，當該第一開口部234a之流量變大、第二開口部234b之流量變小時∆Pa之值上升的理由為：自第一開口部234a供給之氣體發生返流。回到圖17，孔徑比小於1.19時，自第一開口部234a供給之氣體發生返流，其影響致使∆Pa急遽上升，另一方面，孔徑比大於2.1時，自第一開口部234a供給之氣體發生停滯，其影響致使∆Pa緩慢上升。
即，自第一開口部234a供給之氣體的返流對晶圓200上之氣體流動產生的影響較大，另一方面，自第一開口部234a供給之氣體之停滯對晶圓200上之氣體流動產生之影響呈直線性。與其說自第二開口部234b供給之氣體的返流造成了影響，不如說是受到自第一開口部234a供給之氣體流量的影響。即，其可被理解為，於對晶圓200供給例如有助於成膜之氣體時，則自第一開口部234a供給之氣體的返流影響較大。
回到圖18，例如，孔徑比為3.33時，∆Pa為2.1 Pa。又，模擬結果為，晶圓200上未表現出返流之發生(圖18中，不存在表示返流之流動之流向)。被認為其原因在於：由於分別自第二開口部234b供給之氣體之返流相互抵消，因此返流對∆Pa之影響小於第一開口部234a。但，被認為與第一開口部234a相對向之晶圓200上之停滯之影響表現得較大。即，被認為，自第二開口部234b供給之氣體返流的影響係造成自第一開口部234a供給之氣體停滯的主要原因，但對∆Pa的影響為間接。
回到圖8，例如當孔徑比為0.85(評價例2)時，∆Pa為2.7 Pa，實際模擬結果為，於晶圓200上未表現出返流之發生(圖8中，不存在表示返流之流動的流向)。因此，此雖可說明即便發生了返流，亦可抑制在晶圓200上發生返流，但嚴格而言，應為在晶圓200上發生之返流已被相互抵消。
回到圖17，孔徑比為1.19以上2.1以下時，∆Pa穩定於0.8以上0.9以下之值。因此，被認為自第一開口部234a及第2開口部均未發生返流。或者是，即便發生了返流亦正好被相互抵消。
根據本實施形態，即便模擬結果中表現出返流之發生，但若考慮到對晶圓200上之處理的影響，可知∆Pa為2.7以下即可。即，如圖17所示，若以孔徑比表示，則為0.85以上3.33以下即可。此時，截面積比為0.7以上11.1以下。又，即便於發生返流時，若以模擬結果中返流被抑制(被相互抵消)來進行判斷，則如圖18所示，氣體分壓∆Pa為2.1以下即可，圖17所示之孔徑比為0.93以上2.25以下即可，進而，較佳之條件為不僅不存在返流之影響，亦不存在停滯之影響，例如，氣體分壓∆Pa為0.9以下即可，因此孔徑比為1.1以上2.1以下即可。
再者，在上述中雖以孔徑比為中心進行了詳述，但其為指標之一，氣體流量、截面積比等亦相同。
(第1變形例) 然後，使用圖12對第1變形例進行說明。第1變形形態設置有一對氣體噴嘴540a、540b，並藉由下方開放之U字型(U字狀)連結部542，將氣體噴嘴540a之上端與氣體噴嘴540b之上端連結。
具體而言，設置有氣體自下方朝上方流動之氣體噴嘴540a、及氣體自上方朝下方流動之氣體噴嘴540b。並且，氣體噴嘴540a與氣體噴嘴540b沿裝置深度方向排列。又，氣體噴嘴540a、540b之外形形狀為沿裝置寬度方向延伸之橢圓狀。
於氣體噴嘴540a，沿鉛直方向排列形成有沿水平方向排列形成之一對開口部534。開口部534包含有第一開口部534a與第二開口部534b。第一開口部534a與第二開口部534b相對於沿橢圓狀氣體噴嘴540a之長度方向延伸之基準線CL3被對稱配置。並且，第一開口部534a被配置為朝向氣體噴嘴540b側、且晶圓200之中心側噴射氣體。
同樣地，於氣體噴嘴540b，沿鉛直方向被排列形成有沿水平方向排列形成之一對開口部534。開口部534包含有第一開口部534c與第二開口部534d。第一開口部534c與第二開口部534d相對於沿橢圓狀氣體噴嘴540b之長度方向延伸之基準線CL4被對稱配置。又，第一開口部534c被配置為，朝向氣體噴嘴540a側、且向晶圓200之中心側噴射氣體。此處，中心側不僅包含有分別自第一開口部534a與第一開口部534c供給之氣體於晶圓200之中心被混合之朝向，還包含有氣體於晶圓200上被混合之所有朝向。再者，其較佳為，到達晶圓200之中心前被混合之朝向。
又，形成於氣體噴嘴540a之第一開口部534a及第二開口部534b、以及形成於氣體噴嘴540b之第一開口部534c及第二開口部534d被設置於相同平面上。
於該構成中，自氣體噴嘴540a之第一開口部534a噴射之氣體、與自氣體噴嘴540b之第一開口部534c噴射之氣體於到達晶圓200前被混合，或於到達晶圓200之中心部前、即於晶圓200之周緣部至中心部之間被混合。再者，本變形例中，已揭示了形狀為U字狀之噴嘴，但本發明並不限定於該形狀，其亦可為V字狀噴嘴，進而，亦可為N字狀或W字狀噴嘴。進而，本變形例中，開口部(第1開口部與第2開口部)之數量為2個以上即可，例如亦可與實施形態同樣為3個。
(第2變形例) 然後，利用圖13對第2變形例進行說明。第2變形例設置有一對氣體噴嘴640a、640b，並藉由上方開放之U字型(U字狀)連結部642連結氣體噴嘴640a之下端與氣體噴嘴640b之下端。並且，氣體噴嘴640a與氣體噴嘴640b沿裝置深度方向被排列。又，氣體噴嘴640a、640b之外形形狀為沿裝置寬度方向延伸之橢圓狀。
於氣體噴嘴640a，沿鉛直方向被排列形成有沿水平方向排列形成之一對開口部634。開口部634包含有第一開口部634a與第二開口部634b。第一開口部634a與第二開口部634b相對於沿橢圓狀氣體噴嘴640a之長度方向延伸之基準線CL5被對稱配置。並且，第一開口部634a配置為朝向氣體噴嘴640b側、且晶圓200之中心側的方向噴射氣體。
同樣地，於氣體噴嘴640b，沿鉛直方向被排列形成有沿水平方向排列形成之一對開口部634。開口部634包含有第一開口部634c與第二開口部634d。第一開口部634c與第二開口部634d相對於沿橢圓狀氣體噴嘴640b之長度方向延伸之基準線CL6被對稱配置。並且，第一開口部634c被配置為朝向氣體噴嘴640a側、且晶圓200之中心噴射氣體。
又，形成於氣體噴嘴640a之第一開口部634a及第二開口部634b與形成於氣體噴嘴640b之第一開口部634c及第二開口部634d被設置於相同平面上。
於該構成中，自氣體噴嘴640a之第一開口部634a噴射之氣體與自氣體噴嘴640b之第一開口部634c噴射之氣體於到達晶圓200前被混合，或於晶圓200上被混合。再者，於本變形例中，雖僅揭示了U字狀噴嘴，但本發明並不限定於該形態，其亦可為Y字狀，而設置有開口部634之氣體噴嘴640亦可為凹型。進而，於本變形例中，開口部之數量為2個以上即可，例如亦可與實施形態同樣為3個。
然後，使用圖14對第3變形例進行說明。第3變形形態係設置有複數個直噴嘴(直管噴嘴)之構成。如圖14所示，噴射氣體之I字型(I字狀)氣體噴嘴740a與氣體噴嘴740b被獨立設置。並且，氣體噴嘴740a與氣體噴嘴740b未連結，其等沿裝置深度方向排列。又，氣體噴嘴740a、740b之外形形狀為沿裝置寬度方向延伸之橢圓狀。
於氣體噴嘴740a沿鉛直方向被排列形成有沿水平方向排列形成之一對開口部734。開口部734包含有第一開口部734a與第二開口部734b。第一開口部734a與第二開口部734b相對於沿橢圓狀氣體噴嘴740a之長度方向延伸之基準線CL7對稱配置。並且，第一開口部734a被配置為朝向氣體噴嘴740b側、且晶圓200之中心側噴射氣體。
同樣地，於氣體噴嘴740b，沿鉛直方向被排列形成有沿水平方向排列形成之一對開口部734。開口部734包含有第一開口部734c與第二開口部734d。第一開口部734c與第二開口部734d相對於沿橢圓狀氣體噴嘴740b之長度方向延伸之基準線CL8被對稱配置。並且，第一開口部734c被配置為朝向氣體噴嘴740a側、且晶圓200之中心側噴射氣體。
又，形成於氣體噴嘴740a之第一開口部734a及第二開口部734b與形成於氣體噴嘴740b之第一開口部734c及第二開口部734d被設置於相同平面上。
於該構成中，自氣體噴嘴740a之第一開口部734a被噴射之氣體與自氣體噴嘴740b之第一開口部634c被噴射之氣體於到達晶圓200前被混合。進而，於本變形例中，開口部之數量為2個以上即可，例如亦可與實施形態同樣為3個。
又，於本實施形態中，被構成為，自第二開口部供給之氣體流量、第二開口部之孔徑、及第二開口部之截面積係分別大於自第一開口部供給之氣體流量、第一開口部之孔徑、及第一開口部之截面積。藉此，其可抑制自第一開口部供給之氣體的返流。並且，分別自第一開口部及第二開口部供給之氣體可於晶圓200面內均勻流動，因此可提升膜厚於晶圓200之面內均勻性。
又，於本實施形態中，被設置之2個第二開口部234b中，雖分別自2個第二開口部234b所供給之氣體流量、2個第二開口部234b各者之孔徑、及2個第二開口部234b之截面積係大致相同或相同，但至少一者為大致相同或相同亦可。藉此，其可抑制自第一開口部234a供給之氣體的返流。
又，於本實施形態中，以自第一開口部234a被供給氣體之朝向為基準，第二開口部234b傾斜之傾斜角度係根據第一開口部234a與作為處理對象物之晶圓200的配置關係所決定。藉此，其可對朝向處理室201之晶圓200周緣的方向供給自第二開口部234b供給之氣體。因此，其可抑制自第一開口部234a供給之氣體的返流。
根據本實施形態，其可產生以下記載之(1)至(12)中至少一個效果。
(1)根據本實施形態，且由各熱流體模擬結果亦可知，藉由自第二開口部234b噴射朝向處理室201供給之氣體，可抑制自第一開口部234a噴射朝向處理室201供給之氣體的返流。藉此，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與習知構成相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
(2)根據本實施形態，如圖9及圖18之表中所示之評價例1、2、12、13、14、15，藉由將自第二開口部234b供給之氣體流量設為相對於自第一開口部234a供給之氣體流量為0.7以上49.0以下，其與評價例3相比，可抑制氣體的返流。藉此，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與評價例3相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
(3)根據本實施形態，如圖9之表中所示之評價例1、2、12、13、14、15，藉由將第二開口部之截面積設為相對於第一開口部之截面積為0.7以上11.1以下，其與評價例3相比，可抑制氣體的返流。藉此，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與評價例3相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
(4)根據本實施形態，如圖8之表中所示之評價例1、2、12、13、14、15，藉由將第二開口部234b之孔徑設為相對於第一開口部234a之孔徑，孔徑比為0.85以上3.33以下，其與評價例3相比，可抑制氣體的返流。藉此，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與評價例3相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
(5)根據本實施形態，如圖10之表中所示之評價例4～6，藉由將第二開口部234b之傾斜角度R1設為20度以上30度以下，其與評價例7、8相比可抑制氣體的返流。藉此，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與評價例7、8相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
(6)根據本實施形態，設置有2個第二開口部234b，於圖8、圖9、圖18之表中所示之評價例1、2、3、12、13、14、15中，其被構成為，自2個第二開口部234b各別供給之氣體流量大致相同或相同。藉此，其可抑制自第一開口部234a供給之氣體的返流。進而，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與習知構成相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
再者，於本發明中，「大致相同」係指以一者為基準時，另一者為在前者之±95%以內。
(7)根據本實施形態，設置有2個第二開口部234b，於圖8、圖9、圖18之表中所示之評價例1、2、3、12、13、14、15中，其被構成為，2個第二開口部234b各者之孔徑相同。藉此，其可抑制自第一開口部234a供給之氣體的返流。進而，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與習知構成相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
(8)根據本實施形態，設置有2個第二開口部234b，於圖8、圖9、圖18之表中所示之評價例1、2、3、12、13、14、15中，其被構成為，2個第二開口部234b之截面積相同。藉此，其可抑制自第一開口部234a供給之氣體的返流。進而，自第一開口部234a及第二開口部234b各別供給之氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其與習知構成相比，可提升晶圓200面內之膜厚均勻性。
(9)根據本實施形態，於氣體噴嘴340a之前端形成有釋放孔344。因此，氣體噴嘴340a之內部中流動之氣體於氣體噴嘴340a之鉛直方向變得均勻，因此其可使分別自第一開口部234a及第二開口部234b供給之氣體流量於鉛直方向上變得均勻。
(10)根據本實施形態，第一開口部234a及第二開口部234b被形成為，對在積載之狀態下配置於處理室201中的晶圓200與晶圓200之間供給氣體。因此，藉由使供給至晶圓200之間的來自第一開口部234a之氣體流量小於來自第二開口部234b之氣體流量，其可使供給至晶圓200之間之氣體變得均勻。又，其孔徑比(孔徑)及截面積比(截面積)亦相同。
(11)根據本實施形態，自一氣體噴嘴540a、640a之第一開口部534a、634a供給之氣體與自另一氣體噴嘴540b、640b之第一開口部534c、634c供給之氣體於到達晶圓200前被混合。藉此，將自各個第一開口部534a、534c、634a、634c供給之氣體混合後，均勻地供給至晶圓200。因此，於晶圓200上則不會發生返流，氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其可提升膜厚之面內均勻性。
(12)根據本實施形態，自一氣體噴嘴740a之第一開口部734a供給之氣體與自另一氣體噴嘴740b之第一開口部734c供給之氣體於到達晶圓200前被混合。藉此，將自各第一開口部734a、734c供給之氣體混合後，均勻供給至晶圓200上。因此，於晶圓200上則不會發生返流，氣體於晶圓200面內均勻流動，因此其可提升晶圓200之膜厚之面內均勻性。
＜其他變形例＞ 以下，參照圖15對對本發明之其他變形例進行說明。再者，已省略與本實施形態相同之部分，而主要對與本實施形態不同之部分進行說明。
於反應管203之圓周方向上，如圖15所示，於噴嘴室222之兩側設置有沿鉛直方向延伸之一對噴嘴室822。具體而言，於裝置深度方向之後側設置有噴嘴室822a，於裝置深度方向之近前側設置有噴嘴室822b。
於噴嘴室822a配置有氣體噴嘴840a，氣體噴嘴840a被構成為I字型(I字狀)長噴嘴。於噴嘴室822b被配置有氣體噴嘴840b，氣體噴嘴840b被構成為I字型(I字狀)長噴嘴。
於氣體噴嘴840a、840b沿鉛直方向排列形成有圓狀開口部834a、834b。並且，自氣體噴嘴840a、840b之開口部834a、834b朝向處理室201噴射惰性氣體。第二氣體供給部842被構成為包含有由圓狀開口部834a、834b所形成之氣體噴嘴840a、840b。
於該構成中，自氣體噴嘴840a、840b之開口部834a、834b供給之氣體流量係與自第二開口部234b供給之氣體流量、及自第一開口部234a供給之氣體流量不同。又，自氣體噴嘴340a之開口部234噴射氣體時，自氣體噴嘴840a、840b之開口部834a、834b噴射微量惰性氣體。藉此，可抑制逆擴散。再者，自開口部834a、834b噴射之惰性氣體之流量被抑制到不會影響自開口部234噴射之氣體流動之程度。
再者，對本領域技術者而言，本發明並不受限於該實施形態，其可被採取其他各種實施形態係顯而易見者。例如，於上述實施形態中，雖並未特別說明，但亦可構成為第二開口部之數量多於第一開口部之數量。
又，於上述實施形態中，第一開口部與第二開口部被獨立設置。然而，例如亦可將第一開口部與第二開口部連續地設置成狹縫型，其被構成為，自第一開口部噴射之氣體向處理室之晶圓200中心方向噴射，且被構成為自第二開口部噴射之氣體向處理室201之晶圓200周緣方向噴射。
又，基板處理裝置10、810不僅可適用於半導體製造裝置，亦可適用於例如對液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display)裝置之玻璃基板進行處理之裝置等。
又，作為成膜處理，例如亦可為化學氣相沉積(CVD，Chemical Vapor Deposition)；物理氣相沉積(PVD，Physical Vapor Deposition)；形成氧化膜、氮化膜、或其兩者之處理；形成含金屬膜之處理等，進而，本實施形態亦可適用於退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理等之處理。
10、810:基板處理裝置(處理裝置之一例) 12:內管 12c:外周面 14:外管 18a:第一分隔件 18b:第二分隔件 115:升降機 121a:CPU 121b:RAM 121c:記憶裝置 121d:I/O埠 121e:內部匯流排 122:輸入輸出裝置 123:外部記憶裝置 200:晶圓(基板之一例) 201:處理室 202:處理爐 203:反應管 207:加熱器 217:晶舟 217a:支柱 218:晶舟支持台 219:密封蓋 220:氣密構件 222、822、822a、822b:噴嘴室 226:歧管 230:排氣口 231:排氣管 234、534、634、734、834a、834b:開口部 234a、534a、534c、634a、634c、734a、734c:第一開口部 234b、534b、534d、634b、634d、734b、734d:第二開口部 235a:供給狹縫 236:第一排氣口 237:第二排氣口 244:APC閥 245:壓力感測器 246:真空泵 265:旋轉軸 267:旋轉機構 280:控制部 310a、310b:氣體供給管 320a、320b:MFC 330a、330b:閥 340a、540a、540b、640a、640b、740a、740b、840a、840b:氣體噴嘴 342a:氣體供給部 344:釋放孔 350a:噴嘴支持部 360a、360b:氣體供給源 542、642:連結部 842:第二氣體供給部 D:裝置深度方向 H:裝置上下方向 S:間隙 W:裝置寬度方向
圖1係表示本發明實施形態之基板處理裝置的概略構成圖。 圖2係表示本發明實施形態之基板處理裝置之氣體供給部及反應管等的剖視圖。 圖3係表示本發明實施形態之基板處理裝置所具備之控制部的方塊圖。 圖4係表示本發明實施形態之基板處理裝置之成膜程序的圖式。 圖5係表示本發明實施形態之氣體供給部所具備之氣體噴嘴的前視圖及剖視圖。 圖6係以表格表示本發明實施形態之氣體供給部的模擬結果與習知之氣體供給部的模擬結果的圖式。 圖7係用於說明本發明實施形態之氣體供給部的評價指數即氣體分壓∆Pa的說明圖。 圖8係本發明實施形態之氣體供給部的模擬結果，其以表格表示改變第二開口部之孔徑時的氣體流動等的圖式。 圖9係本發明實施形態之氣體供給部的模擬結果，其以表格表示改變第二開口部之孔徑時的流量比等的圖式。 圖10係本發明實施形態之氣體供給部的模擬結果，其以表格表示改變第二開口部之傾斜角度時的氣體流動等的圖式。 圖11係本發明實施形態之氣體供給部的模擬結果，其以表格表示改變氣體噴嘴中流動之氣體流量時的流量比等的圖式。 圖12係表示本發明實施形態之氣體供給部的第1變形例之前視圖及剖視圖。 圖13係表示本發明實施形態之氣體供給部的第2變形例之前視圖及剖視圖。 圖14係表示本發明實施形態之氣體供給部的第3變形例之前視圖及剖視圖。 圖15係表示本發明實施形態之基板處理裝置的氣體供給部及反應管等的另一變形例。 圖16A係例示本發明實施形態之氣體供給部的圖。 圖16B係例示本發明實施形態之氣體供給部的圖。 圖17係以曲線圖表示本發明實施形態之氣體供給部的模擬結果：改變第二開口部之孔徑時氣體分壓∆Pa的圖式。 圖18係以表格表示本發明實施形態之氣體供給部的模擬結果：改變第二開口部之孔徑時氣體流動等的圖式。
10:基板處理裝置(處理裝置之一例)
12:內管
14:外管
115:升降機
200:晶圓(基板之一例)
201:處理室
202:處理爐
203:反應管
207:加熱器
217:晶舟
218:晶舟支持台
219:密封蓋
220:氣密構件
226:歧管
230:排氣口
231:排氣管
235a:供給狹縫
236:第一排氣口
237:第二排氣口
244:APC閥
245:壓力感測器
246:真空泵
265:旋轉軸
267:旋轉機構
280:控制部
310a、310b:氣體供給管
320a、320b:MFC
330a、330b:閥
340a:氣體噴嘴
350a:噴嘴支持部
360a、360b:氣體供給源
H:裝置上下方向
S:間隙
W:裝置寬度方向

Claims (22)

  1. 一種氣體供給部，其具有分別對被配置有基板之處理室供給氣體之第一開口部與第二開口部；且其被構成為： 上述第一開口部與上述第二開口部沿相對於上述基板之表面平行的方向排列， 自上述第一開口部供給之氣體朝向上述基板之中心方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體朝向上述基板之周緣方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體之朝向係以自上述第一開口部所供給之氣體之朝向為基準而形成被預先決定之角度。
  2. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 自上述第二開口部供給之氣體流量，相對於自上述第一開口部供給之氣體流量為0.7以上49.0以下。
  3. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 上述第二開口部之面積，相對於上述第一開口部之面積為0.7以上11.1以下。
  4. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 上述第一開口部及上述第二開口部為圓形， 上述第二開口部之孔徑，相對於上述第一開口部之孔徑為0.85以上3.3以下。
  5. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 以自上述第一開口部供給之氣體朝向之方向為基準，自上述第二開口部供給之氣體朝向之方向所形成之角度為20度以上30度以下。
  6. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 被設置有複數個上述第二開口部， 自複數個上述第二開口部分別供給之氣體流量、複數個上述第二開口部各者之孔徑、及複數個上述第二開口部之面積中，至少一者為大致相同或相同。
  7. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 沿相對於上述基板之表面垂直之方向延伸之方式被配置於上述處理室， 上述第一開口部及上述第二開口部被設置於氣體沿上述垂直方向流動之流路中途， 其朝向相對於氣體沿上述垂直方向流動之方向交叉的方向供給氣體。
  8. 如請求項7之氣體供給部，其中， 於沿上述垂直方向流動之氣體流路的端部，被形成有將供給至上述處理室之氣體以外的氣體進行釋放之釋放孔。
  9. 如請求項8之氣體供給部，其被構成為： 上述釋放孔之孔徑為大於上述第一開口部之孔徑及上述第二開口部之孔徑，或上述釋放孔之面積為大於上述第一開口部之面積及上述第二開口部之面積。
  10. 如請求項1之氣體供給部，其中， 複數個上述基板係以積載於上述處理室之方式配置， 上述第一開口部及第二開口部被配置成，對上述基板與上述基板之間供給上述氣體。
  11. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 自上述第二開口部供給之氣體流量、上述第二開口部之孔徑、及上述第二開口部之面積係分別大於自上述第一開口部供給之氣體流量、上述第一開口部之孔徑、及上述第一開口部之面積。
  12. 如請求項1之氣體供給部，其被構成為： 被設有複數個上述第一開口部及複數個上述第二開口部， 自各個上述第一開口部所供給之氣體被混合。
  13. 如請求項12之氣體供給部，其中， 被設有複數個形成上述第一開口部及上述第二開口部之供給配管部， 上述供給配管部藉由U字狀或Y字狀之連結部而被連結。
  14. 如請求項12之氣體供給部，其中， 上述第一開口部及上述第二開口部被配置於相同平面上。
  15. 如請求項12之氣體供給部，其被構成為： 自各個上述第一開口部所供給之氣體於到達上述基板前被混合。
  16. 如請求項12之氣體供給部，其被構成為： 自各個上述第一開口部所供給之氣體於到達上述基板之中心部前被混合。
  17. 一種處理裝置，其具備有第一氣體供給部，且該第一氣體供給部被構成為： 具有分別對配置有基板之處理室供給氣體之第一開口部與第二開口部， 上述第一開口部與上述第二開口部沿相對於上述基板之表面平行之方向排列， 自上述第一開口部供給之氣體被朝向上述基板之中心方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體被朝向上述基板之周緣方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體之朝向係以自上述第一開口部供給之氣體之朝向為基準而形成被預先決定之角度。
  18. 如請求項17之處理裝置，其中， 以自上述第一開口部供給之氣體朝向之方向為基準，自上述第二開口部供給之氣體朝向之方向所形成之角度係根據上述第一氣體供給部之上述第一開口部與上述基板之配置關係而決定。
  19. 如請求項17之處理裝置，其被構成為： 具有複數個上述第一氣體供給部， 分別自複數個上述第一氣體供給部之上述第一開口部所供給之氣體被混合。
  20. 如請求項17之處理裝置，其中， 具備有第二氣體供給部，上述第二氣體供給部被設置於上述第一氣體供給部之兩側，對上述處理室供給與自上述第一氣體供給部所供給之氣體不同的氣體。
  21. 如請求項20之處理裝置，其被構成為： 自上述第二氣體供給部所供給之氣體流量為小於自上述第一氣體供給部所供給之氣體流量。
  22. 一種半導體裝置之製造方法，其具有使用氣體供給部對處理室供給氣體而對基板進行處理之步驟，其中， 上述氣體供給部具有分別對配置有上述基板之上述處理室供給上述氣體之第一開口部與第二開口部，且被構成為： 上述第一開口部與上述第二開口部沿相對於上述基板之表面平行之方向排列， 自上述第一開口部供給之氣體朝向上述基板之中心方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體朝向上述基板之周緣方向供給， 自上述第二開口部供給之氣體之朝向係以自上述第一開口部供給之氣體之朝向為基準而形成被預先決定之角度。
TW111149613A 2022-02-07 2022-12-23 氣體供給部、處理裝置及半導體裝置之製造方法 TW202335039A (zh)

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