气体喷射器和立式热处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及气体喷射器和立式热处理装置。该气体喷射器设置于立式热处理装置，用于向立式的反应容器内供给在基板上成膜用的成膜气体，将基板保持器具向在周围配置有加热部的反应容器内输入来对多个基板进行热处理，该基板保持器具沿上下方向将多个基板排列成搁板状来进行保持，该气体喷射器具备：筒状的喷射器主体，其以沿上下方向延伸的方式配置于反应容器内，沿上下方向在喷射器主体形成有多个气体供给孔；以及筒状的气体导入管，其沿上下方向以与喷射器主体成为一体的方式设置，该气体导入管具备：气体接受口，其接受成膜气体；以及气体导入口，其与喷射器主体的内部空间连通，该气体导入口向该内部空间导入成膜气体。

【技术实现步骤摘要】
气体喷射器和立式热处理装置本申请基于2016年11月14日提出申请的日本特许申请第2016-221523号的优先权，将该日本申请的全部内容引用于本申请。
本专利技术涉及向对基板进行成膜的立式热处理装置供给成膜气体的技术。
技术介绍
在半导体装置的制造工序中，作为在作为基板的半导体晶圆(以下称为“晶圆”)的表面进行成膜的方法，公知有交替地供给含有金属原料等的原料气体、与该原料气体反应的反应气体来在晶圆的表面形成金属膜的原子层堆积(AtomicLayerDeposition、ALD)法、形成含有所述金属的化合物的膜的分子层堆积(MolecularLayerDeposition、MLD)法。在以下的说明中，将这些ALD法和MLD法统称为“ALD法”。另外，作为实施上述的ALD法的装置的一种，公知有在立式的反应容器内对多个张晶圆一并进行成膜的批量式的立式热处理装置。在立式热处理装置中，将基板保持器具向反应容器内输入来进行成膜，该基板保持器具将多个晶圆沿着上下方向排列成搁板状并进行保持。因此，在使用立式热处理装置的情况下，出于对在晶圆的面间具有均匀的膜厚分布的膜进行成膜的观点考虑，优选对保持在基板保持器具的各晶圆尽可能均匀地供给原料气体、反应气体(以下存在将它们统称为“成膜气体”的情况)。例如，公知有一种立式热处理装置，该立式热处理装置具备从处理容器内的下部侧延伸到上部侧之后、呈U字状折回、其顶端部延伸到处理容器内的下部侧的喷嘴。在喷嘴内，越是上游侧，气体的压力越高，因此，设置于上游侧的气体喷射孔所喷射的气体的流量更多。因此，通过使喷嘴呈U字状折回，将从设置于折回前的喷嘴部分的气体喷射孔的列供给的气体的流量的分布和从设置于折回后的喷嘴部分的气体喷射孔的列供给的气体的流量的分布组合，在喷嘴整体上沿着上下方向谋求均等的气体的供给。另一方面，折回呈U字状的喷嘴易于大型化，也有可能无法配置于预先确定好的大小的处理容器内。此时，仅出于配置喷嘴的目的就使包括处理容器在内的立式热处理装置整体大型化并不现实。此外，例如公知有一种具备供给吹扫气体的中心管和供给处理气体的外周管的双层管构造的喷嘴，但并不是向保持在基板保持器具的各晶圆均匀地供给处理气体的技术。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术提供一种能够抑制喷嘴的大型化、同时进行适于立式热处理装置的成膜气体的供给的气体喷射器和具备该喷射器的立式热处理装置。用于解决问题的方案本专利技术的气体喷射器设置于立式热处理装置，该气体喷射器用于向立式的反应容器内供给在基板上成膜用的成膜气体，该立式热处理装置将基板保持器具向在周围配置有加热部的所述反应容器内输入而对多个所述基板进行热处理，该基板保持器具沿着上下方向将多个所述基板排列成搁板状并进行保持，其中，该气体喷射器具备：筒状的喷射器主体，其以沿着上下方向延伸的方式配置于所述反应容器内，沿着所述上下方向在所述喷射器主体形成有多个气体供给孔；以及筒状的气体导入管，其以沿着所述上下方向与所述喷射器主体成为一体的方式设置，该气体导入管具备：气体接受口，其接受所述成膜气体；以及气体导入口，其与所述喷射器主体的内部空间连通，该气体导入口向该内部空间导入所述成膜气体。此外，本申请的立式热处理装置具有上述的气体喷射器。附图说明说明书附图作为本申请说明书的一部分而加入并表示本申请的实施方式，因此，与上述的一般的说明以及后述实施方式的详细内容一起说明本申请的内容。图1是具备实施方式的气体喷射器的立式热处理装置的纵剖侧视图。图2是所述气体喷射器的纵剖侧视图。图3是以往型的气体喷射器的说明图。图4是U字状的折回气体喷射器的说明图。图5是使所述喷射器主体内的内压变化的方法的说明图。图6是表示所述气体喷射器的变形例的说明图。图7是表示所述气体喷射器的另一变形例的说明图。图8是表示实施例和比较例的实验结果的说明图。具体实施方式以下，参照说明书附图详细说明本申请的各种各样的实施方式。在后述的详细的说明中，为了能够充分理解本申请而记载了较多的具体细节。然而，不言而喻的是，本领域技术人员可以在没有这样的具体细节的情况下得到本申请。在其他例子中，为了避免混淆各种各样的实施例，公知的方法、步骤、系统以及结构要素未被详细的示出。首先，一边参照图1一边对本专利技术的实施方式的具备气体供给孔31的立式热处理装置的结构例进行说明。在本例中，对使作为原料气体的HCD(六氯乙硅烷，Hexachlorodisilane)气体和含有作为反应气体的O自由基和OH自由基的活性种反应、利用ALD法在晶圆W形成SiO2膜的立式热处理装置进行说明。立式热处理装置具备上端侧被堵塞、下端侧开口的石英制的圆筒状的反应管11。在反应管11的下方设置有与该反应管11的开口部气密地连接的由不锈钢制的筒状构件构成的歧管5，在歧管5的下端形成有凸缘。这些反应管11和歧管5构成本例的反应容器1。在反应管11的周围，以在整周上从外方侧包围该反应管11的侧面的方式设置有由电阻发热体构成的加热部12。加热部12保持于从上方侧覆盖反应管11的周围的空间的未图示的绝热体。歧管5的下表面侧的开口被石英制的圆板形状的盖体56堵塞。盖体56设置于舟皿升降机51上，通过使该舟皿升降机51升降，盖体56能够在堵塞所述歧管5的开口的状态和使所述歧管5的开口敞开的状态之间进行切换。而且，在盖体56和舟皿升降机51设置有贯穿它们的旋转轴53，旋转轴53从盖体56的上表面朝向上方侧伸出。旋转轴53能够利用设置于舟皿升降机51的下方的驱动部52绕铅垂轴线旋转。在旋转轴53的上端，在由反应管11的侧周壁包围的位置设置有作为基板保持器具的晶圆舟皿2。晶圆舟皿2具备：顶板21，其由具有比晶圆W的直径(300mm)大的直径的圆形的石英板构成；以及环状的底板22。顶板21和底板22以上下相对的方式配置，由在其周缘部的半周的区域中等间隔地配置的多根支柱23彼此连结。在顶板21与底板22之间，沿着上下方向隔开间隔地呈搁板状设置有晶圆W被逐张载置的多个载置部(未图示)。另外，在盖体56与晶圆舟皿2之间设置有绝热单元50。绝热单元50具备由例如石英板构成的圆环状的多个隔热片54，这些隔热片54被沿着周向隔开间隔地设置于盖体56的上表面的多个支柱55支承成搁板状。在圆环状的隔热片54的内侧插入有已述的旋转轴53，以从外方侧包围该旋转轴53的侧周面的方式配置绝热单元50。晶圆舟皿2和绝热单元50利用已述的舟皿升降机51与盖体56一起升降，使晶圆舟皿2在位于反应管11的内侧的处理位置(图1所示的位置)和从反应容器1内将晶圆舟皿2抽出、在未图示的交接机构与晶圆舟皿2之间进行晶圆W的交接的交接位置之间移动。在配置于处理位置的晶圆舟皿2与反应管11的侧周壁之间配置有：气体喷射器3，其用于向反应管11内供给HCD气体；以及气体喷射器4(氧气喷射器4a、氢气喷射器4b)，其分别用于供给氧气或氢气。针对这些气体喷射器3、4中的、HCD气体用的气体喷射器3具备本专利技术的实施方式的结构这点，参照图2在后面详细地说明。另一方面，如图1、3所示，氧气用和氢气用的气体喷射器4(4a、4b)采用在末端被堵塞的细长的筒状的石英管的侧面沿着长度方向彼此隔开间隔地形成有多个气体供给孔41的、以往构造的气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体喷射器，其设置于立式热处理装置，该气体喷射器用于向立式的反应容器内供给在基板上成膜用的成膜气体，该立式热处理装置将基板保持器具向在周围配置有加热部的所述反应容器内输入来对多个所述基板进行热处理，该基板保持器具沿着上下方向将多个所述基板排列成搁板状来进行保持，其中，该气体喷射器具备：筒状的喷射器主体，其以沿着上下方向延伸的方式配置于所述反应容器内，沿着所述上下方向在所述喷射器主体形成有多个气体供给孔；以及筒状的气体导入管，其沿着所述上下方向以与所述喷射器主体成为一体的方式设置，该气体导入管具备：气体接受口，其接受所述成膜气体；以及气体导入口，其与所述喷射器主体的内部空间连通，该气体导入口向该内部空间导入所述成膜气体。

【技术特征摘要】
2016.11.14 JP 2016-2215231.一种气体喷射器，其设置于立式热处理装置，该气体喷射器用于向立式的反应容器内供给在基板上成膜用的成膜气体，该立式热处理装置将基板保持器具向在周围配置有加热部的所述反应容器内输入来对多个所述基板进行热处理，该基板保持器具沿着上下方向将多个所述基板排列成搁板状来进行保持，其中，该气体喷射器具备：筒状的喷射器主体，其以沿着上下方向延伸的方式配置于所述反应容器内，沿着所述上下方向在所述喷射器主体形成有多个气体供给孔；以及筒状的气体导入管，其沿着所述上下方向以与所述喷射器主体成为一体的方式设置，该气体导入管具备：气体接受口，其接受所述成膜气体；以及气体导入口，其与所述喷射器主体的内部空间连通，该气体导入口向该内部空间导入所述成膜气体。2.根据权利要求1所述的气体喷射器，其中，所述气体导入管通过成为插入到所述内部空间的状态，与所述喷射器主体成为一体。3.根据权利要求2所述的气体喷射器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：池内俊之，岛裕巳，铃木启介，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP