气体供给喷嘴、衬底处理装置及半导体器件的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及气体供给喷嘴、衬底处理装置及半导体器件的制造方法。本发明专利技术提供能够提高衬底间的膜厚均匀性的技术。本发明专利技术提供一种技术，其具有：喷嘴基端部，其以沿铅垂方向延伸的方式设置于对衬底进行处理的处理室内，并供对所述衬底进行处理的处理气体导入；喷嘴前端部，其呈U字状构成，并在靠所述衬底侧的侧面设置有将所述处理气体供给至所述处理室内的气体供给孔；和气体滞留抑制孔，其设置于所述喷嘴前端部的下游端，并具有比所述气体供给孔大的直径。

Manufacturing method of gas supply nozzle, substrate processing device and semiconductor device

The invention relates to a gas supply nozzle, a substrate processing device and a manufacturing method of a semiconductor device. The invention provides a technology capable of improving the uniformity of film thickness between substrates. The invention provides a technology, which has: a base end of a nozzle, which is arranged in a processing chamber for processing a substrate in a way extending in a vertical direction, and is used for introducing the processing gas for processing the substrate; a front end of a nozzle, which is in a U-shaped structure, and a gas supply hole for supplying the processing gas to the processing chamber is arranged on the side near the substrate side And a gas retention inhibiting hole arranged at the downstream end of the front end of the nozzle and having a diameter larger than the gas supply hole.

【技术实现步骤摘要】
气体供给喷嘴、衬底处理装置及半导体器件的制造方法本申请是申请日为2016年7月5日、专利技术名称为“气体供给喷嘴、衬底处理装置及半导体器件的制造方法”的中国专利技术专利申请No.201610526212.2的分案申请。
本专利技术涉及气体供给喷嘴、衬底处理装置及半导体器件的制造方法。
技术介绍
作为半导体器件(装置)的制造工序的一个工序，有时进行下述处理：通过对处理室内的呈多层配置的衬底非同时地供给原料气体和反应气体，从而在衬底上形成膜。特开2009-295729号公报
技术实现思路
然而，近年来，这样的半导体器件有高集成化的趋势，图案尺寸显著微细化，因此，变得难以在衬底上均匀地形成膜。本专利技术的目的在于提供能够提高衬底间的膜厚均匀性的技术。通过本专利技术的一方案，提供一种技术，其具有：喷嘴基端部，其以沿铅垂方向延伸的方式设置于对衬底进行处理的处理室内，并供对所述衬底进行处理的处理气体导入；喷嘴前端部，其呈U字状构成，并在靠所述衬底侧的侧面设置有将所述处理气体供给至所述处理室内的气体供给孔；和气体滞留抑制孔，其设置于所述喷嘴前端部的下游端，并具有比所述气体供给孔大的直径。本申请涉及下述项：项1、一种气体供给喷嘴，其具有：喷嘴基端部，其以沿铅垂方向延伸的方式设置于对衬底进行处理的处理室内，并供对所述衬底进行处理的处理气体导入；喷嘴前端部，其呈U字状构成，并在靠所述衬底侧的侧面设置有将所述处理气体供给至所述处理室内的气体供给孔；和气体滞留抑制孔，其设置于所述喷嘴前端部的下游端，并具有比所述气体供给孔大的直径。项2、如项1所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体滞留抑制孔设置于比配置有所述衬底的位置靠下方的位置。项3、如项1所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体滞留抑制孔的孔径以成为所述气体供给孔的孔径的1.1～25倍的方式形成。项4、如项1所述的气体供给喷嘴，其中，所述喷嘴前端部具有：连接于所述喷嘴基端部的上游侧管线；改变流经所述上游侧管线的气流的方向的折返部；和连接于所述折返部并向铅垂方向下方延伸的下游侧管线，所述气体滞留抑制孔的孔径以使所述上游侧管线的上游端与所述下游侧管线的下游端中的气体的流速相等的方式构成。项5、如项4所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体供给孔仅设置于所述下游侧管线上。项6、如项4所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体供给孔仅设置于所述上游侧管线上。项7、如项4所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体供给孔以在所述上游侧管线和所述下游侧管线上位于不同高度的方式进行设置。项8、一种衬底处理装置，其具有：对衬底进行处理的处理室；和经由第一气体供给喷嘴供给处理气体的气体供给部，所述第一气体供给喷嘴包括：喷嘴基端部，其以沿铅垂方向延伸的方式设置于所述处理室内，并供对所述衬底进行处理的所述处理气体导入；喷嘴前端部，其呈U字状构成，并在靠所述衬底侧的侧面设置有将所述处理气体供给至所述处理室内的气体供给孔；和气体滞留抑制孔，其设置于所述喷嘴前端部的下游端，并具有比所述气体供给孔大的直径。项9、如项8所述的衬底处理装置，其中，所述气体滞留抑制孔设置于比配置有所述衬底的位置靠下方的位置。项10、如项8所述的衬底处理装置，其中，所述气体滞留抑制孔的孔径以成为所述气体供给孔的孔径的1.1～25倍的方式形成。项11、如项8所述的衬底处理装置，其中，所述喷嘴前端部具有：连接于所述喷嘴基端部的上游侧管线；改变流经所述上游侧管线的气流的方向的折返部；和连接于所述折返部并向铅垂方向下方延伸的下游侧管线，所述气体滞留抑制孔的孔径以使所述上游侧管线的上游端与所述下游侧管线的下游端中的气体的流速相等的方式构成。项12、如项8所述的衬底处理装置，其中，从所述气体供给部供给的处理气体至少为原料气体和反应气体及非活性气体。项13、如项11所述的衬底处理装置，其中，从所述气体供给部供给的所述原料气体至少经由所述第一气体供给喷嘴而被供给至所述处理室内。项14、一种半导体器件的制造方法，包括下述工序：准备衬底处理装置的工序；和从气体供给部供给处理气体而对所述衬底进行处理的工序，所述衬底处理装置具有：对衬底进行处理的处理室；和经由第一气体供给喷嘴供给所述处理气体的所述气体供给部，所述第一气体供给喷嘴包括：喷嘴基端部，其以沿铅垂方向延伸的方式设置于所述处理室内，并供对所述衬底进行处理的所述处理气体导入；喷嘴前端部，其呈U字状构成，并在靠所述衬底侧的侧面设置有将所述处理气体供给至所述处理室内的气体供给孔；和气体滞留抑制孔，其设置于所述喷嘴前端部的下游端，并具有比所述气体供给孔大的直径。通过本专利技术，能够提高衬底间的膜厚均匀性。附图说明[图1]本专利技术的一实施方式中所适用的衬底处理装置的纵型处理炉的结构简图，是用纵截面图来表示处理炉部分的图。[图2]本专利技术的一实施方式中所适用的衬底处理装置的纵型处理炉的结构简图，是用图1的A-A线截面图来表示处理炉部分的图。[图3]本专利技术的一实施方式中所适用的衬底处理装置的控制器的结构简图，是用框图来表示控制器的控制系统的图。[图4]表示本专利技术的一实施方式中所适用的衬底处理装置的处理容器和喷嘴的设置例的图。[图5]表示本专利技术的一实施方式中所适用的衬底处理装置的喷嘴的立体图的图。[图6](a)是将图5的喷嘴中的虚线区域A放大而得到的图，(b)是将图5的喷嘴中的虚线区域B放大而得到的图。[图7A](a)是表示直管型的喷嘴形状的喷嘴的高度方向与气体的反应比率的关系的图，(b)是表示在为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ1.1时的、喷嘴的高度方向与气体的反应比率的关系的图。[图7B](c)是表示在为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ4时的、喷嘴的高度方向与气体的反应比率的关系的图，(d)是表示在为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ8时的、喷嘴的高度方向与气体的反应比率的关系的图。[图8](a)是表示直管型的喷嘴形状的气体反应比率分布的图像的图，(b)是表示在为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ1.1时的气体反应比率分布的图像的图，(c)是表示在为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ8时的气体反应比率分布的图像的图。[图9]表示本专利技术的一实施方式中所适用的成膜时序的图。[图10A](a)是表示为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ4的情形的图，(b)是表示为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ1.1的情形的图，(c)是表示为图5的喷嘴形状且喷嘴前端的气体滞留抑制孔的孔径为φ8的情形的图。[图10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体供给喷嘴，其具有：/n上游侧管线，其用于导入气体；/n折返部，其连接于所述上游侧管线的下游端，用于改变气体的流向；/n下游侧管线，其连接于所述折返部的下游端；/n多个气体供给孔，其设置于所述上游侧管线和所述下游侧管线的侧面，所述多个气体供给孔朝向与所述折返部交叉的方向；以及/n气体滞留抑制孔，其设置于所述下游侧管线的下游端，用于使气体向所述下游侧管线的长度方向流动；/n其中，设置于所述上游侧管线的侧面的多个气体供给孔的高度构成为与设置于所述下游侧管线的侧面的多个气体供给孔的高度相同，并且，/n其中，所述气体滞留抑制孔的总面积大于所述多个气体供给孔中的一者的开口面积、且小于所述下游侧管线的截面积，/n其中，所述气体滞留抑制孔构成为使得所述上游侧管线的上游侧处的流速与所述下游侧管线的下游侧处的流速大致相等。/n

【技术特征摘要】
20150717 JP 2015-142902;20160531 JP 2016-1087731.一种气体供给喷嘴，其具有：
上游侧管线，其用于导入气体；
折返部，其连接于所述上游侧管线的下游端，用于改变气体的流向；
下游侧管线，其连接于所述折返部的下游端；
多个气体供给孔，其设置于所述上游侧管线和所述下游侧管线的侧面，所述多个气体供给孔朝向与所述折返部交叉的方向；以及
气体滞留抑制孔，其设置于所述下游侧管线的下游端，用于使气体向所述下游侧管线的长度方向流动；
其中，设置于所述上游侧管线的侧面的多个气体供给孔的高度构成为与设置于所述下游侧管线的侧面的多个气体供给孔的高度相同，并且，
其中，所述气体滞留抑制孔的总面积大于所述多个气体供给孔中的一者的开口面积、且小于所述下游侧管线的截面积，
其中，所述气体滞留抑制孔构成为使得所述上游侧管线的上游侧处的流速与所述下游侧管线的下游侧处的流速大致相等。


2.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体滞留抑制孔设置于比配置有所述衬底的位置靠下方的位置。


3.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体滞留抑制孔的孔径大于多个气体供给孔中的各自的直径、且小于所述下游侧管线的管线直径。


4.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体滞留抑制孔的孔径构成为在喷嘴前端部的喷嘴直径的1/90倍以上、小于1倍的范围内。


5.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，在上游侧管线和下游侧管线中的任一者的侧面上，在管线整体上以规定的间距设置气体供给孔，在另一者的管线的侧面上仅在一部分上设置有气体供给孔。


6.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，设置于所述上游侧管线的侧面的多个气体供给孔中的各自的高度构成为与设置于所述下游侧管线的侧面的多个气体供给孔中的各自的高度相同。


7.一种衬底处理装置，其具有：加热器，其具有圆筒形状、被铅垂地安装；
反应管，其安装于所述加热器的内侧；
处理室，其形成在所述反应管的筒中空部，所述处理室在所述处理室的下部具有排气管的排气口；
晶舟，其以水平姿势且在铅垂方向上排列的方式支承多个衬底；
控制器，其构成为进行控制以分别在所述多个衬底的各个表面上形成膜；
第一气体供给系统，其具备：
第一喷嘴前端部，其具有：用于导入气体的第一上游侧管线，连接于所述第一上游侧管线的下游端的第一折返部，以及连接于所述第一折返部的下游端的第一下游侧管线；
第一组多个第一气体供给孔，其设置于所述第一上游侧管线和所述第一下游侧管线的侧面，所述第一组多个气体供给孔指向反应管的中心且朝向与折返方向交叉的方向；
第一气体滞留抑制孔，其设置于所述第一下游侧管线的下游端，用于使气体向所述下游侧管线的长度方向流动；
其中，设置于所述第一上游侧管线的侧面的所述第一组多个第一气体供给孔中的各自的高度构成为与设置于所述第一下游侧管线的侧面的所述第一组多个第一气体供给孔中的各自的高度相同，并且，
所述气体滞留抑制孔的总面积大于所述多个气体供给孔的一者的开口面积、且小于所述下游侧管线的截面积，
其中，所述气体滞留抑制孔构成为使得所述上游侧管线的上游侧处的流速与所述下游侧管线的下游侧处的流速大致相等。


8.如权利要求7所述的衬底处理装置，其中，所述气体滞留抑制孔设置于比配置有所述衬底的位置靠下方的位置。


9.如权利要求7所述的衬底处理装置，其中，还具有第二气体供给系统，所述第二气体供给系统具备：
第二喷嘴前端部，其具有：用于导入第二气体的第二上游侧管线，连接于所述第二上游侧管线的下游端的第二折返部，以及连接于所述第二折返部的下游端的第二下游侧管线；
第二组多个第二气体供给孔，其设置于所述第二上游侧管线和所述第二下游侧管线的侧面，所述第二组多个第二气体供给孔指向反应管的中心且朝向与折返方向交叉的方向。


10.如权利要求7所述的衬底处理装置，其中，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木康祐，笹岛亮太，小仓慎太郎，赤江尚德，山腰莉早，藤野敏树，寺崎昌人，南政克，
申请(专利权)人：株式会社国际电气，
类型：发明
国别省市：日本;JP