基板处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基板处理装置，其特征在于包括：收容多层配置的基板的反应室；多个缓冲室；将用于处理基板的气体分别输入上述多个缓冲室的多个气体导入部；上述多个缓冲室分别具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口；将由上述多个气体导入部分别输入的上述用于处理基板的气体从上述多个供气口分别提供给上述反应室，在上述多个缓冲室中的一个缓冲室内设置有活性化上述用于处理基板的气体的电极，而其它缓冲室不设置活性化上述用于处理基板的气体的电极。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基板处理装置及反应容器，尤其是半导体器件制造过程中使用的基板(衬底)处理装置，与在反应室内处理基板的基板处理装置及反应容器有关，与给基板提供气体的气体导入部的改进更为密切。
技术介绍
下面参照图14，以直立式基板处理装置为例，简要介绍采用CVD(化学气相沉积)法或ALD(单原子层沉积)法处理基板时的现用技术。图14是与现用技术有关的直立式基板处理装置中的反应室的反应管内的模式性剖面图。反应管106内部的结构为作为处理对象的基板(衬底)，插入以多层重状态承载晶片107的舟108，此外，作为用于工艺处理反应管106内的晶片107的气体导入部，设置了气咀101。通过在气咀101上设置多个气咀孔103(图14中示出5个)，使用于处理的气体由气体输入口105进入，沿气咀101内前进，从气咀孔103提供给各晶片107。提供给各晶片107的气体对各晶片107实施形成所希望的膜层的工艺处理之后，由排气口118排出反应管106外。然而，当设置在气咀101上的各个气咀孔103的开口面积全部相同时，由各气咀孔103提供给各晶片107的气体流量及流速存在着由靠近气体输入口105的上游一侧到远离的下游一侧逐渐减少的问题。也就是说，正如图14所示，在统一工艺处理多个晶片107的装置之中，从给每片晶片提供气体的观点来看，表面上看起来气咀101给每片晶片101提供了均匀的气体，其实气体流量及流速均发生了差异，并未给所有的晶片107提供相同的条件。例如当把设置在气咀101上的5个气咀孔103，由靠近气咀101的输入口105的上游，朝远离的下游，分别设定为第1气咀孔、第2气咀孔、...第5气咀孔，把各气咀孔103提供的气体流量设定为q1、q2、...q5时，出现了q1＞q2＞q3＞q4＞q5的情况。此外，气体的流速也出现了由第1气咀孔103提供的气体最快，而往下第2气咀孔、第3气咀孔、...逐步变慢。其结果是提供给各晶片107的气体的流量及流速均出现了不均匀。这样一来，在倍受气体提供量左右的晶片的工艺处理之中，在承载的各晶片107上形成的膜必然会出现不均匀。再回到图14，考察该气体的提供量不均匀的原因。在处于给晶片107提供气体状态的气咀101内，将输入口105和第1气咀孔103间的气体流量设定为q00，将气体的压力设定为p0。接着将第1与第2气咀孔103间的气体流量设定为q01、将气体压力设定为p1。下面与此相同，将第n-1与第n个气咀孔103间的气体流量设定为q0(n-1)，将气体压力设定为p(n-1)。另外，将第n气咀孔103喷出的气体流量设定为qn。此时，由设置在从气咀101的上游到整个下游的开口面积相同的多个气咀孔103中喷出的气体流量qn(n＝1、2、...)正如式1所示从上游的气咀孔到下游的气咀孔逐渐减少。q1＞q2＞...＞qn-1＞qn (1)这是因为在气咀101内由上游到下游流动的气体是在其气体流量q0(n-1)通过气咀孔103时减少了从该气咀孔103喷出的气体流量qn之后流向下一个气咀孔的，所以流过该气咀孔103后的气体流量q0n则如式2所示，随着从上游到下游方向逐步减少。q0n＝q0(n-1)-qn (2) 此时气咀101内的流动气体的气体密度从上游到下游，逐渐减少由气咀孔中喷出的气体流量部分。由于气体的密度与气体压力密切相关，所以与气咀孔103相对应的气咀101内的部位的气体压力pn也如式(3)所示，从上游到下游逐渐下降。P1＞p2＞...＞pn-1＞pn (3)因此，从各气咀孔103喷出的气体流量qn并不相等。此外，若将气咀孔103的开口面积设定为S，则从气咀孔中喷出的气体流速V可用式(4)所示。由于从各气咀孔中喷射出的V＝gn/S(4)气体流量qn并不相等，所以若喷咀孔的开口面积相同，则从各气咀孔103中喷射的气体的流速也不同。因此由于在上述的现用的气咀101之中，从各气咀孔103喷射出的气体的气体流量及气体流速均不同，因而无法给承载的各晶片提供均匀的气体。对于上述问题，有两种先驱性的解决办法。第1种解决办法是从上游到下游逐步扩大气咀孔103的开口面积，用扩大开口面积的办法增加下游逐渐减少的气体流量。然而即便通过扩大开口面积能使气体流量相等，正如式(4)所示，随着开口面积的扩大，流速会变得不同。因此各从气咀孔103中喷出的气体依然无法消除气体流速的不均匀。第2种解决办法是将气咀自身制造成可忽视喷出量的容纳大量气体的大容量气咀，使从各气咀孔103中喷出的气体流量相等，以便实现即便从上游到下游由气咀孔103中喷射出气体，与各气咀孔对应部位的气咀101内的气体压力也不发生变化。然而由于要受容纳气咀的反应室内的容积的限制，而把气咀自身的容量增加到气咀101内的气体压力不受气体喷出量影响的程度并不现实。而且上述问题并不局限于晶片而是广泛适用于所有基板。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于提供一种从与上述的结构完全不同的视角出发，通过均匀提供气体，即可实现基板间的处理的均匀性的基板处理装置。依据本专利技术的第1种方式所提供的基板处理装置，其特征在于该基板处理装置包括收容多层配置的基板的反应室、气体导入部、以及缓冲室；上述气体导入部沿上述基板的多层配置方向设置，将用于处理基板的气体输入上述缓冲室；上述缓冲室具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口，将从上述气体导入部输入的上述用于处理基板的气体由上述多个供气口提供上述反应室。由于具有该构成，本专利技术涉及的基板处理装置可使由上述气体导入部提供的流速不均匀的气体在上述缓冲室内变均匀，从而可对基板提供均匀的气体。设置在上述缓冲室中的多个供气口的开口面积最好相等。通过设置具有相同开口面积的供气口，可使提供给基板的气体更为均匀。最好在上述缓冲室内设置用于产生等离子的电极。通过采用在缓冲室内设置产生等离子的电极的结构，可在靠近基板的位置上而且以均匀的压力状态靠等离子生成活性种，从而能给基板均匀提供更多的活性种。依据本专利技术的第2种实施方式所提供的基板处理装置，基特征在于该基板处理装置包括收容多层配置的基板的反应室、多个缓冲室、将用于处理基板的气体分别输入上述多个缓冲室的多个气体导入部；上述多个缓冲室具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口，将从上述多个气体输入口分别输入的上述用于处理基板的气体由上述多个供气口分别提供给上述反应室。依据本专利技术的第3种实施方式所提供的反应容器，其特征在于该反应容器包括收容多层配置的基板的反应室、多个缓冲室、将用于处理基板的气体分别输入上述多个缓冲室的多个气体导入部；上述多个缓冲室分别具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口，将从上述多个气体导入部分别输入的上述用于处理基板的气体由上述多个供气口分别提供给上述反应室。依据本专利技术的第4种实施方式所提供的反应容器，其特征在于该反应容器包括收容多层配置的基板的反应室、气体导入部、缓冲室；上述缓冲室具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口，将从上述气体导入部输入的上述用于处理基板的气体由上述多个供气口提供给上述反应室。本专利技术的上述以及其余目的，特征及优点想必通过附图以及下面的详细的说明能够更为了解。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式所涉及的基板处理装置的反应管内部的模型剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板处理装置，其特征在于包括：　　　　收容多层配置的基板的反应室；　　　　多个缓冲室；　　　　将用于处理基板的气体分别输入上述多个缓冲室的多个气体导入部；　　　　上述多个缓冲室分别具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口；将由上述多个气体导入部分别输入的上述用于处理基板的气体从上述多个供气口分别提供给上述反应室，　　　　在上述多个缓冲室中的一个缓冲室内设置有活性化上述用于处理基板的气体的电极，而其它缓冲室不设置活性化上述用于处理基板的气体的电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：绀谷忠司，丰田一行，佐藤武敏，加贺谷徹，嶋信人，石丸信雄，境正宪，奥田和幸，八木泰志，渡边诚治，国井泰夫，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：JP[日本]