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

【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.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，用于改变所述气体的流向；/n下游侧管线，其连接于所述折返部；/n多个气体供给孔，其分别设置于所述下游侧管线的侧面，并且朝向与经所述折返部而从所述上游侧管线朝向所述下游侧管线的方向交叉的方向。/n

【技术特征摘要】
20150717 JP 2015-142902;20160531 JP 2016-1087731.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，用于改变所述气体的流向；
下游侧管线，其连接于所述折返部；
多个气体供给孔，其分别设置于所述下游侧管线的侧面，并且朝向与经所述折返部而从所述上游侧管线朝向所述下游侧管线的方向交叉的方向。


2.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，
所述折返部位于比位于所述下游侧管线的最上位置的位置的所述气体供给孔更靠垂直方向上侧。


3.如权利要求2所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体供给孔的最上端接近所述折返部的下游端而设置。


4.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，所述多个气体供给孔在排列多个晶片的晶片排列区域的侧方在从该晶片排列区域的一端侧至另一端侧的范围内设置。


5.如权利要求4所述的气体供给喷嘴，其中，所述多个气体供给孔构成为在所述晶片的附近才向所述反应管内喷出所述气体。


6.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其还具备将所述上游侧管线和所述下游侧管线连结的连结部。


7.如权利要求6所述的气体供给喷嘴，其中，所述连结部以将所述上游侧管线的上游侧和所述下游侧管线的下游侧连结的方式设置。


8.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其还具备向所述上游侧管线导入所述气体的喷嘴基端部，
所述喷嘴基端部的导入所述气体的部分的管线的中心构成为位于将所述上游侧管线的中心与所述下游侧管线的中心连结的直线的中间的位置。


9.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其还具备向所述上游侧管线导入所述气体的喷嘴基端部，
所述喷嘴基端部的管线为了与所述上游侧管线连接而构成以将所述喷嘴基端部的导入所述气体的部分的管线的中心与所述上游侧管线的上游端的中心连结的线为中心的管线。


10.如权利要求1所述的气体供给喷嘴，其中，所述气体为包括原料气体、反应气体的处理气体。


11.如权利要求10所述的气体供给喷嘴，其中，所述反应气体为包含选自由含C气体、含O气体、含H气体组成的组中的至少一者的气体。


12.如权利要求10所述的气体供给喷嘴，其中，所述原料气体为包含选自由无机类硅烷原料气体、有机类卤硅烷原料气体、不含卤基的无机类硅烷原料气体、不含卤基的有机类硅烷原料气体、不含卤基的氨类(胺类)硅烷原料气体、包含金属元素及卤元素的无机金属原料气体、包含金属元素及碳的有机金属原料气体组成的组中的至少一者的气体。


13.衬底处理装置，其具有：
反应管，其形成有对衬底进行处理的处理室；
第一气体供给系统；和
控制部，其以对所述多个衬底的各自的表面进行处理的方式控制所述第一气体供给系统，
其中，所述第一气体供给系统具有：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侧、改变所述气体的流向的折返部；连接于所述折返部的第一下游侧管线；和多个第一气体供给孔，其分别设置于所述第一下游侧管线的侧面，并且朝向与经所述折返部而从所述第一上游侧管线朝向所述第一下游侧管线的方向交叉的方向。


14.如权利要求13所述的衬底处理装置，其还具有第二气体供给系统，所述第二气体供给系统进一步具有第二喷嘴前端部，
所述第二喷嘴前端部包含：用于导入...

【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