气体喷射装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种即便在具有高纵横比的槽的被处理体上也能够向该槽内均匀地喷射气体的气体喷射装置。而且，本发明专利技术的气体喷射装置(100)具有向被处理体(202)喷射气体的气体喷射单元部(1)。气体喷射单元部(1)具有第一锥体形状构件(3)和第二锥体形状构件(2)。在第一锥体形状(3)的侧面与第二锥体形状构件(2)的侧面之间形成有间隙(do)。各锥体形状构件(2、3)的顶部侧与被处理体(202)相面对。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体喷射装置
本专利技术涉及具有如下的喷射方式的非加热、加热以及放电气体的气体喷射装置，在该喷射方式中，能够对设置于减压气氛中的处理腔室的被处理体高速度喷出具有指向性且在处理中有用的非加热、加热以及放电气体的气体种类。
技术介绍
在包含半导体制造领域的多用途领域中，谋求多功能且高品质的薄膜(例如高绝缘薄膜、半导体薄膜、高电介质薄膜、发光薄膜、高磁性体薄膜、超硬薄膜等)。例如在制造半导体装置的场合下，在半导体芯片内，设置有相当于电路布线的低阻抗的高导电膜、具有电路的布线线圈功能、磁铁功能的高磁性膜、具有电路的电容器功能的高电介质膜、以及具有电气方面的泄漏电流少的高绝缘功能的高绝缘膜等。作为使这些膜成膜的现有技术，例如使用热CVD(化学气相成长：ChemicalVaporDeposition)装置、光CVD装置或者等离子体CVD装置，尤其是大多使用等离子体CVD装置。这是因为，与例如热/光CVD装置相比，等离子体CVD装置的成膜温度低且成膜速度快，能够实现短时间内的成膜处理。例如在将氮化膜(SiON、HfSiON等)、氧化膜(SiO2、HfO2)等栅极绝缘膜成膜于半导体基板的情况下，通常采用使用减压气氛下的等离子体CVD装置的下述技术。换句话说，NH3(氨)或N3、O2、O3(臭氧)等气体以及硅或铪等前驱体气体(非加热气体)被直接供给至实施CVD处理的处理腔室装置。在处理腔室装置内，利用热量或放电而使前驱体气体解离，生成金属粒子，并通过该金属粒子与上述的NH3(氨)等非加热气体的利用了热量、放电的化学反应，使氮化膜或氧化膜等薄膜在被处理体上成膜。另一方面，在等离子体CVD装置中，在处理腔室装置内直接地产生了高频等离子体、微波等离子体。因此，被处理体暴露在原子团气体、具有高能量的等离子体离子(或者电子)中。需要说明的是，作为公开了关于等离子体CVD装置的技术的在先文献，例如存在专利文献1。然而，在等离子体CVD装置内的成膜处理中，如上所述，被处理体直接暴露于等离子体。因此，该被处理体通过等离子体(离子、电子)而受到降低半导体功能的性能等的较大损害。另一方面，在使用了热/光CVD装置的成膜处理中，被处理体不受到由等离子体(离子、电子)造成的损害，能够使高品质的氮化膜、氧化膜等成膜。然而，在该成膜处理中，难以得到高浓度且大量的原子团气体源，结果是，存在所需的成膜时间非常长这样的问题。在近来的热/光CVD装置中，作为原料气体，使用容易在热或光的照射下解离且高浓度的NH3气体、O3气体。此外，在CVD腔室装置内设置有加热催化剂体。由此，在该热/光CVD装置中，通过催化剂作用来促进气体的解离，从而还能够在短时间内使氮化膜、氧化膜等成膜。然而，在该时间的缩短方面具有限制，难以大幅度改善成膜时间。对此，作为能够减少等离子体对被处理体造成的损害且能够进一步缩短成膜时间的装置，存在远程等离子体型成膜处理系统(例如参照专利文献2)。在该专利文献2的技术中，等离子体生成区域与被处理体处理区域通过隔壁(等离子体约束电极)而分离。具体地说，在专利文献2的技术中，在高频施加电极与设置被处理体的对置电极之间设置有该等离子体约束电极。由此，在专利文献2的技术中，仅将中性活性种向被处理体上供给。另外，在专利文献3的技术中，在远程等离子体源中利用等离子体使原料气体的一部分活性化。在此，气体的流路在该远程等离子体源内环绕。在远程等离子体源中生成的活性气体被释放出而向存在被处理体的装置侧供给。在专利文献3那样的薄膜技术中，利用了氮、氧、臭氧或氢等各种原料气体。而且，从该原料气体生成活性化了的原子团气体，利用该原子团气体使薄膜在被处理体上成膜。原子团气体的反应性非常高。因此，通过使微量(约1％：10000ppm)以下的浓度的原子团气体触碰到被处理体，能够促进被处理体上的化学反应，从而能够在短时间内有效地制作氮化薄膜、氧化薄膜或氢结合薄膜等。在原子团气体生成装置中配设有放电单元，在该放电单元中，通过相当于大气压等离子体的电介质阻挡放电而实现高电场的等离子体。由此，从放电单元的暴露于等离子体的原料气体生成高品质的原子团气体。另外，在CVD装置内对被处理体(晶圆基板)实施利用了气体的处理的情况下，将配设有被处理体的CVD装置内设为加热以及减压状态。然后，使有机金属化合物蒸汽气体(前驱气体)充满该CVD装置内，并且，为了促进氧化、氮化、还原而供给臭氧气体、水蒸气、氢气或者原子团气体(氧原子团气体、氮原子团气体、氢原子团气体等)。由此，在CVD装置内，通过使堆积在被处理体面上的氧化/氮化物质等进行热扩散，能够使半导体膜或者绝缘膜等功能膜结晶生长在被处理体面上。需要说明的是，之后，将在上述的CVD装置内与前驱气体一同供给的各种气体(臭氧气体、水蒸气、氢气或者原子团气体)称为成膜处理气体。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-266489号公报专利文献2：日本特开2001-135628号公报专利文献3：日本特开2004-111739号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题以往，由于采用在被处理体上构成半导体等功能元件(2D(dimension)元件)的结构，因此，使前驱气体、成膜处理气体充满CVD处理容器内的表面成膜为主体。例如，在配设有1张或多张被处理体的减压后的CVD装置内，气体从规定口径且较短的气体供给配管经由多个喷嘴孔而呈淋浴状地喷出。从规定口径且较短的气体供给配管供给的气体在未被充分整流化的状态下喷出，因此，喷出后的气体以取决于气氛气体压力、气体浓度差的扩散速度向四周扩散。另一方面，由于谋求更高密度的功能元件，因此期望实现层叠多层功能元件而形成的三维功能元件(3D元件)。换句话说，期望在高纵横比的槽内使所希望的膜均匀地成膜。然而，如上所述，在为向四周扩散而喷射的气体的情况下，气体未均匀地照射到高纵横比的槽内。这样，在该槽内无法均匀地进行成膜。因此，谋求能够在被处理体上的高纵横比的槽内均匀地喷射气体的成膜技术。对此，本专利技术的目的在于，提供一种即便在具有高纵横比的槽的被处理体上也能够向该槽内均匀地喷射气体的气体喷射装置。解决方案为了实现上述目的，本专利技术的气体喷射装置具备：容器部；气体供给部，其向所述容器部供给气体；以及气体喷射单元部，其配设于所述容器部内，且向被处理体喷射气体，所述气体喷射单元部具有：第一锥体形状构件；以及第二锥体形状构件，其从侧面方向围绕所述第一锥体形状构件，且配置为与所述第一锥体形状的侧面之间形成有间隙，所述第一锥体形状构件的顶部侧以及所述第二锥体形状构件的顶部侧与所述被处理体相面对，从所述气体供给部供给的气体从所述所述第一锥体形状构件的底面侧以及所述第二锥体形状构件的底面侧侵入到所述间隙，并穿过所述间隙，从所述第一锥体形状构件的顶部侧以及所述第二锥体形状构件的顶部侧朝向所述被处理体喷射。另外，所述气体喷射装置具备：容器部；气体供给部，其向所述容器部供给气体；以及气体喷射单元部，其配设于所述容器部内，且向被处理体喷射气体，所述气体喷射单元部为扇形形状，且具有：第一平板；以及第二平板，其以与所述第一平板形成有间隙的方式与所述第一平板对置配置，所述气体喷射单元部的顶部侧与所述被处理体相面对，从所述气体供给部供给的气体从扇形形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体喷射装置，其特征在于，所述气体喷射装置具备：容器部(100D)；气体供给部(101)，其向所述容器部供给气体；以及气体喷射单元部(1)，其配设于所述容器部内，且向被处理体(202)喷射气体，所述气体喷射单元部具有：第一锥体形状构件(3)；以及第二锥体形状构件(2)，其从侧面方向围绕所述第一锥体形状构件，且配置为与所述第一锥体形状的侧面之间形成有间隙(do)，所述第一锥体形状构件的顶部侧以及所述第二锥体形状构件的顶部侧与所述被处理体相面对，从所述气体供给部供给的气体从所述所述第一锥体形状构件的底面侧以及所述第二锥体形状构件的底面侧侵入到所述间隙，并穿过所述间隙，从所述第一锥体形状构件的顶部侧以及所述第二锥体形状构件的顶部侧朝向所述被处理体喷射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体喷射装置，其特征在于，所述气体喷射装置具备：容器部(100D)；气体供给部(101)，其向所述容器部供给气体；以及气体喷射单元部(1)，其配设于所述容器部内，且向被处理体(202)喷射气体，所述气体喷射单元部具有：第一锥体形状构件(3)；以及第二锥体形状构件(2)，其从侧面方向围绕所述第一锥体形状构件，且配置为与所述第一锥体形状的侧面之间形成有间隙(do)，所述第一锥体形状构件的顶部侧以及所述第二锥体形状构件的顶部侧与所述被处理体相面对，从所述气体供给部供给的气体从所述所述第一锥体形状构件的底面侧以及所述第二锥体形状构件的底面侧侵入到所述间隙，并穿过所述间隙，从所述第一锥体形状构件的顶部侧以及所述第二锥体形状构件的顶部侧朝向所述被处理体喷射。2.根据权利要求1所述的气体喷射装置，其特征在于，所述第一锥体形状构件的面向所述间隙的部分以及所述第二锥体形状构件的面向所述间隙的部分由蓝宝石或石英构成。3.根据权利要求1所述的气体喷射装置，其特征在于，所述间隙中的所述第一锥体形状构件的侧面与所述第二锥体形状构件的侧面之间的距离为0.3mm以上且3mm以下，所述容器部内的气体压力(P1)为10kPa以上且30kPa以下。4.根据权利要求1所述的气体喷射装置，其特征在于，所述气体喷射单元部还具有对所述被处理体喷射气体的喷出部(5)，所述第一锥体形状构件的顶部侧以及所述第二锥体形状构件的顶部侧与所述喷出部的侧面侧连接，所述喷出部具有：形成于所述喷出部的内部的空间部(5H)；以及与所述空间部连接的多个喷出孔(102)，从所述气体供给部供给的气体穿过所述间隙被供给至所述空间部，并经由所述多个喷出孔朝向所述被处理体喷射。5.根据权利要求1所述的气体喷射装置，其特征在于，所述气体喷射装置还具备加热部(51、52)，该加热部(51、52)对所述第一锥体形状构件以及所述第二锥体形状构件进行加热。6.根据权利要求1所述的气体喷射装置，其特征在于，所述气体喷射装置还具备供给交流电压的交流电源(9)，所述第一锥体形状构件以及所述第二锥体形状构件是电介质，所述第一锥体形状构件配设有第一电极部(62)，所述第二锥体形状构件配设有第二电极部(61)，所述交流电源通过向所述第一电极部与所述第二电极部之间施加交流电压，从而在所述间隙中产生电介质阻挡放电。7.一种气体喷射装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：田畑要一郎，渡边谦资，西村真一，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP