气体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法发明专利

专利名称：气体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110652056.5

专利申请（专利权）人：东京毅力科创株式会社
权利人地址：日本东京都

专利发明（设计）人：坂下训康,小川悟

专利摘要：本发明涉及气体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法。本发明提供一种能够抑制气体喷嘴顶端的气体滞留的技术。本公开的一个方式的气体喷嘴是沿着大致圆筒形状的处理容器的内壁内侧在铅垂方向上延伸的气体喷嘴，所述气体喷嘴具有：多个第1气体孔，其沿着长度方向空出间隔地设置；以及第2气体孔，其设于顶端，在从长度方向俯视观察时取向为与设有所述多个第1气体孔的一侧相反的一侧，开口面积比所述多个第1气体孔的各自的开口面积大。

主权利要求：
1.一种气体喷嘴，其是沿着大致圆筒形状的处理容器的内壁内侧在铅垂方向上延伸的气体喷嘴，其中，所述气体喷嘴具有：
多个第1气体孔，其沿着长度方向空出间隔地设置；以及第2气体孔，其设于顶端，在从长度方向俯视观察时取向为与设有所述多个第1气体孔的一侧相反的一侧，开口面积比所述多个第1气体孔的各自的开口面积大，其中所述第2气体孔的相对于所述长度方向的取向角度为30度～90度。
2.根据权利要求1所述的气体喷嘴，其中，所述第2气体孔是圆形、椭圆形、长方形或圆角长方形的开口。
3.根据权利要求1或2所述的气体喷嘴，其中，该气体喷嘴具有第3气体孔，该第3气体孔设于所述顶端，在从所述长度方向俯视观察时取向为与设有所述多个第1气体孔的一侧相反的一侧，且是取向为与所述第2气体孔不同的方向。
4.根据权利要求1或2所述的气体喷嘴，其中，所述第1气体孔取向为所述处理容器的中心侧，所述第2气体孔取向为所述处理容器的附近的内壁侧。
5.一种基板处理装置，其中，
该基板处理装置具备：
大致圆筒形状的处理容器；以及
气体喷嘴，其沿着所述处理容器的内壁内侧在铅垂方向上延伸，所述气体喷嘴具有：
多个第1气体孔，其沿着长度方向空出间隔地设置；以及第2气体孔，其设于顶端，在从长度方向俯视观察时取向为与设有所述多个第1气体孔的一侧相反的一侧，开口面积比所述多个第1气体孔的各自的开口面积大，其中所述第2气体孔的相对于所述长度方向的取向角度为30度～90度。
6.一种基板处理方法，其中，
该基板处理方法具有如下工序：
从第1气体喷嘴向处理容器内喷出第1处理气体的工序；
从第2气体喷嘴向所述处理容器内喷出与所述第1处理气体反应而生成反应生成物的第2处理气体的工序；以及使包括喷出所述第1处理气体的工序和喷出所述第2处理气体的工序的循环重复的工序，所述第1气体喷嘴和所述第2气体喷嘴沿着大致圆筒形状的处理容器的内壁内侧在铅垂方向上设置，所述第2气体喷嘴具有：
多个第1气体孔，其沿着长度方向空出间隔地设置；以及第2气体孔，其设于顶端，在从长度方向俯视观察时取向为与设有所述多个第1气体孔的一侧相反的一侧，开口面积比所述多个第1气体孔的各自的开口面积大，其中所述第2气体孔的相对于所述长度方向的取向角度为30度～90度。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其中，所述第1处理气体是含有硅或金属的原料气体，所述第2处理气体是含有氧或氮的反应气体。 说明书 : 气体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法技术领域[0001] 本公开涉及气体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法。背景技术[0002] 已知有成膜装置，其以如下方式构成：该成膜装置具备气体供给单元，该气体供给单元具有沿着处理容器的长度方向延伸且形成有多个气体喷射孔的分散喷嘴，在分散喷嘴的上端设置微粒释放孔(例如，专利文献1)。[0003] 现有技术文献[0004] 专利文献[0005] 专利文献1：日本特开2013‑157491号公报发明内容[0006] 发明要解决的问题[0007] 本公开提供一种能够抑制气体喷嘴顶端的气体滞留的技术。[0008] 用于解决问题的方案[0009] 本公开的一技术方案的气体喷嘴是沿着大致圆筒形状的处理容器的内壁内侧在铅垂方向上延伸的气体喷嘴，所述气体喷嘴具有：多个第1气体孔，其沿着长度方向空出间隔地设置；以及第2气体孔，其设于顶端，在从长度方向俯视观察时取向为与设有所述多个第1气体孔的一侧相反的一侧，开口面积比所述多个第1气体孔的各自的开口面积大。[0010] 发明的效果[0011] 根据本公开，能够抑制气体喷嘴顶端的气体滞留。附图说明[0012] 图1是表示实施方式的基板处理装置的一例的概略图。[0013] 图2是用于说明气体喷嘴的配置的图。[0014] 图3是表示第1结构例的气体喷嘴的一例的图。[0015] 图4是表示第2结构例的气体喷嘴的一例的图。[0016] 图5是表示第3结构例的气体喷嘴的一例的图。[0017] 图6是用于说明微粒产生的机制的图。[0018] 图7是从上方观察气体喷嘴时的图。[0019] 图8是表示实施例1的数值解析的结果的图。[0020] 图9是表示实施例2的数值解析的结果的图。[0021] 图10是表示实施例3的数值解析的结果的图。[0022] 图11是表示实施例4的数值解析的结果的图。[0023] 图12是表示实施例5的数值解析的结果的图。[0024] 图13是表示实施例6的数值解析的结果的图。具体实施方式[0025] 以下，参照附图对本公开的非限定性的示例的实施方式进行说明。在所有附图中，对相同或对应的构件或部件标注相同或对应的附图标记，并且省略重复的说明。[0026] [基板处理装置][0027] 参照图1和图2对实施方式的基板处理装置的一例进行说明。图1是表示实施方式的基板处理装置的一例的概略图。图2是用于说明气体喷嘴的配置的图。[0028] 基板处理装置1具备：处理容器10、气体供给部30、排气部50、加热部70以及控制部90。[0029] 处理容器10收容晶舟16。晶舟16将多个基板在铅垂方向上具有间隔地保持为大致水平。基板例如可以是半导体晶圆(以下称为“晶圆W”)。处理容器10具有内管11和外管12。内管11也称为内侧管，形成为下端开放的有顶的大致圆筒形状。内管11的顶部11a例如平坦地形成。外管12也称为外侧管，下端开放并且形成为覆盖内管11的外侧的有顶的大致圆筒形状。内管11和外管12呈同轴状配置而成为双重管构造。内管11和外管12例如由石英等耐热材料形成。[0030] 在内管11的一侧，沿着其长度方向(铅垂方向)形成有收容气体喷嘴的收容部13。收容部13使内管11的侧壁的局部朝向外侧突出而形成凸部14，将凸部14内形成为收容部13。与收容部13相对而在内管11的相反侧的侧壁，沿着其长度方向(铅垂方向)形成有矩形的开口15。开口15是以能够排出内管11内的气体的方式形成的气体排出口。开口15的长度形成为与晶舟16的长度相同，或分别向上下方向延伸得比晶舟16的长度长。[0031] 处理容器10的下端例如利用由不锈钢形成的大致圆筒形状的歧管17支承。在歧管17的上端形成有凸缘18，在凸缘18上设置并且支承外管12的下端。在凸缘18与外管12的下端之间插入O型环等密封构件19而使外管12内成为气密状态。[0032] 在歧管17的上部的内壁设有圆环形状的支承部20，在支承部20上设置并且支承内管11的下端。在歧管17的下端的开口，借助O型环等密封构件22而气密地安装盖体21，以气密地封闭处理容器10的下端的开口，即歧管17的开口。盖体21例如由不锈钢形成。[0033] 旋转轴24贯穿并设置在盖体21的中央部有，该旋转轴24借助磁性流体密封件23将晶舟16支承为能够旋转。旋转轴24的下部以旋转自如的方式支承于由晶舟升降机构成的升降机构25的臂25a。[0034] 在旋转轴24的上端设有旋转板26，在旋转板26上隔着石英制的保温台27载置保持晶圆W的晶舟16。因此，通过使升降机构25升降，盖体21与晶舟16作为一体而上下移动，使晶舟16能够相对于处理容器10内插入取出。[0035] 气体供给部30设于歧管17。气体供给部30具有多根(例如3根)气体喷嘴31～33。[0036] 多个气体喷嘴31～33如图2所示，在内管11的收容部13内以沿着周向成为一列的方式配设。各气体喷嘴31～33在内管11内沿着内管11的长度方向设置，其基端呈L字状弯曲而以贯穿歧管17的方式被支承。[0037] 在气体喷嘴31，沿着其长度方向空出预定的间隔地设有多个气体孔31a。多个气体孔31a例如取向为内管11的中心侧(晶圆W侧)。另外，在气体喷嘴31的顶端，设有在俯视观察时取向为与设有多个气体孔31a的一侧相反的一侧(内管11的附近的内壁侧)的顶端孔31b。气体喷嘴31使从原料气体供给源(未图示)导入的原料气体从多个气体孔31a朝向晶圆W沿大致水平方向喷出。原料气体例如可以是含有硅、金属的气体。[0038] 在气体喷嘴32，沿着其长度方向空出预定的间隔地设有多个气体孔32a。多个气体孔32a例如取向为内管11的中心侧(晶圆W侧)。另外，在气体喷嘴32的顶端，设有在俯视观察时取向为与设有多个气体孔32a的一侧相反的一侧(内管11的附近的内壁侧)的顶端孔32b。气体喷嘴32使从反应气体供给源(未图示)导入的反应气体从多个气体孔32a朝向晶圆W沿大致水平方向喷出。反应气体是用于与原料气体反应而生成反应生成物的气体，例如可以是含有氧或氮的气体。[0039] 在气体喷嘴33，沿着其长度方向空出预定的间隔地设有多个气体孔33a。多个气体孔33a例如取向为内管11的中心侧(晶圆W侧)。气体喷嘴33使从吹扫气体供给源(未图示)导入的吹扫气体从多个气体孔33a朝向晶圆W沿大致水平方向喷出。吹扫气体是用于吹扫残留在处理容器10内的原料气体、反应气体的气体，例如可以是氮气、氩气等非活性气体。[0040] 排气部50使从内管11内经由开口15排出并且经由内管11与外管12之间的空间P1从气体出口28排出的气体排出。气体出口28是歧管17的上部的侧壁，且形成于支承部20的上方。在气体出口28连接有排气通路51。在排气通路51，依次设有压力调整阀52和真空泵53，能够使处理容器10内排气。[0041] 加热部70设于外管12的周围。加热部70例如设于底板(未图示)上。加热部70具有大致圆筒形状来覆盖外管12。加热部70例如包括发热体，而加热处理容器10内的晶圆W。[0042] 控制部90控制基板处理装置1的各部的动作。控制部90例如可以是计算机。进行基板处理装置1的各部的动作的计算机的程序存储于存储介质。存储介质例如可以是软盘、光盘、硬盘、闪存、DVD等。[0043] [气体喷嘴][0044] 参照图3～图5，对实施方式的基板处理装置1所具备的气体喷嘴32的结构例进行说明。[0045] 图3是表示第1结构例的气体喷嘴100的一例的图，并且是放大表示气体喷嘴100的包括顶端的部位的剖视图。[0046] 气体喷嘴100包括：圆筒部32s、闭塞部32t、多个气体孔32a以及顶端孔32b。[0047] 圆筒部32s具有大致圆筒形状，并且在内管11内沿着其长度方向设置。[0048] 闭塞部32t位于圆筒部32s的顶端，使圆筒部32s的顶端闭塞。闭塞部32t形成为带有圆角的曲面状。[0049] 多个气体孔32a在圆筒部32s沿着气体喷嘴100的长度方向空出间隔地设置。多个气体孔32a取向为内管11的中心侧(晶圆W侧)，朝向晶圆W沿大致水平方向喷出反应气体。各气体孔32a是圆形的开口。[0050] 顶端孔32b设于气体喷嘴100的顶端，例如设于闭塞部32t。顶端孔32b在从气体喷嘴100的长度方向俯视观察时取向为与设有多个气体孔32a的一侧相反的一侧(内管11的附近的内壁侧)。顶端孔32b相对于气体喷嘴100的管轴线C1的取向角度θ1例如是30度～90度。由此，顶端孔32b朝向内管11的附近的内壁侧沿斜上方喷出反应气体。顶端孔32b是圆形的开口。顶端孔32b的开口面积比各气体孔32a的开口面积大。由此，反应气体变得容易从气体喷嘴100的顶端释放，因此抑制气体喷嘴32顶端处的反应气体的滞留。另外，顶端孔32b的开口面积优选为各气体孔32a的开口面积的2倍以下。由此，能够抑制气体喷嘴100内的反应气体的流速不均匀。[0051] 另外，在沿着气体喷嘴100的长度方向空出间隔地设有多个气体孔32a的情况下，向气体喷嘴100导入的反应气体从基端(下端)侧逐渐喷出。因此，在气体喷嘴100的顶端，反应气体的量减少，流速变慢，因此反应气体的滞留容易发生。[0052] 根据第1结构例的气体喷嘴100，开口面积比各气体孔32a的开口面积大的顶端孔32b设于闭塞部32t。由此，导入到气体喷嘴100内的反应气体从气体喷嘴100顶端高效地释放，而抑制气体喷嘴32顶端处的反应气体的滞留。[0053] 另外，顶端孔32b在从气体喷嘴100的长度方向俯视观察时取向为与设有多个气体孔32a的一侧相反的一侧。由此，能够缩小气体喷嘴100顶端的气体滞留区域。其结果为，能够抑制反应气体的失活。[0054] 图4是表示第2结构例的气体喷嘴200的一例的图，并且是放大表示气体喷嘴200的包括顶端的部位的外观的立体图。气体喷嘴200在顶端孔32b是方形的开口(狭缝)这一点上与气体喷嘴100不同。此外，在其他点上与气体喷嘴100同样，因此以与气体喷嘴100不同的点为中心进行说明。[0055] 顶端孔32b是从气体喷嘴200的顶端、例如从圆筒部32s的上部延伸到闭塞部32t并将气体喷嘴200的长度方向作为长边、将气体喷嘴200的宽度方向作为短边的长方形的开口(狭缝)。顶端孔32b在从气体喷嘴200的长度方向俯视观察时取向为与设有多个气体孔32a的一侧相反的一侧。由此，顶端孔32b朝向内管11的附近的内壁侧沿斜上方和大致水平方向喷出反应气体。顶端孔32b的开口面积比各气体孔32a的开口面积大。由此，反应气体变得容易从气体喷嘴200的顶端释放，因此抑制气体喷嘴200顶端处的反应气体的滞留。[0056] 根据第2结构例的气体喷嘴200，开口面积比各气体孔32a的开口面积大的顶端孔32b从圆筒部32s的上部跨越到闭塞部32t地设置。由此，导入到气体喷嘴200内的反应气体从气体喷嘴200顶端高效地释放，而抑制气体喷嘴200顶端处的反应气体的滞留。[0057] 另外，顶端孔32b在从气体喷嘴200的长度方向俯视观察时取向为与设有多个气体孔32a的一侧相反的一侧。由此，能够缩小气体喷嘴200顶端的气体滞留区域。其结果为，能够抑制反应气体的失活。[0058] 此外，在第2结构例中，说明了顶端孔32b是将气体喷嘴200的长度方向作为长边、将气体喷嘴200的宽度方向作为短边的长方形的开口的情况，但本公开不限定于此。例如，顶端孔32b也可以是将气体喷嘴200的长度方向作为短边、将气体喷嘴200的宽度方向作为长边的长方形的开口。[0059] 另外，在第2结构例中，说明了顶端孔32b是长方形的开口的情况，但本公开不限定于此。例如，顶端孔32b也可以是椭圆形、圆角长方形的开口。在顶端孔32b是椭圆形的开口的情况下，既可以以气体喷嘴200的长度方向为长轴、以气体喷嘴200的宽度方向为短轴，也可以以气体喷嘴200的长度方向为短轴、以气体喷嘴200的宽度方向为长轴。在顶端孔是圆角长方形的开口的情况下，既可以以气体喷嘴200的长度方向为长边、以气体喷嘴200的宽度方向为短边，也可以以气体喷嘴200的长度方向为短边、以气体喷嘴200的宽度方向为长边。[0060] 图5是表示第3结构例的气体喷嘴300的一例的图，并且是放大表示气体喷嘴300的包括顶端的部位的剖视图。气体喷嘴300在除了多个气体孔32a和顶端孔32b以外还具有第2顶端孔32c这一点上与气体喷嘴100不同。此外，在其他点上与气体喷嘴100同样，因此以与气体喷嘴100不同的点为中心进行说明。[0061] 第2顶端孔32c设于气体喷嘴300的顶端，例如设于圆筒部32s的上部。第2顶端孔32c在从气体喷嘴300的长度方向俯视观察时取向为与设有多个气体孔32a的一侧相反的一侧(内管11的附近的内壁侧)。第2顶端孔32c相对于气体喷嘴300的管轴线C3的取向角度θ2是与顶端孔32b的取向角度θ1不同的角度，例如是90度。由此，第2顶端孔32c朝向内管11的附近的内壁侧沿大致水平方向喷出反应气体。第2顶端孔32c是圆形的开口。第2顶端孔32c的开口面积比各气体孔32a的开口面积大。由此，反应气体变得容易从气体喷嘴300的顶端释放，因此抑制气体喷嘴300顶端处的反应气体的滞留。[0062] 根据第3结构例的气体喷嘴300，开口面积比各气体孔32a的开口面积大的顶端孔32b设于闭塞部32t，开口面积比各气体孔32a大的第2顶端孔32c设于圆筒部32s的上部。由此，导入到气体喷嘴300内的反应气体从气体喷嘴300顶端高效地释放，而抑制气体喷嘴300顶端处的反应气体的滞留。[0063] 另外，顶端孔32b和第2顶端孔32c在从气体喷嘴300的长度方向俯视观察时取向为与设有多个气体孔32a的一侧相反的一侧。由此，能够缩小气体喷嘴300顶端的气体滞留区域。其结果为，能够抑制反应气体的失活。[0064] 此外，在第3结构例中，对顶端孔32b和第2顶端孔32c是圆形的开口的情况进行了说明，但本公开不限定于此。例如，顶端孔32b和第2顶端孔32c也可以是长方形、椭圆形、圆角长方形的开口。[0065] [微粒产生的机制][0066] 参照图6，对微粒产生的机制进行说明。图6是用于说明微粒产生的机制的图。图6表示隔着吹扫过程交替地供给相互反应的A气体与B气体而堆积A气体与B气体的反应生成物的原子层沉积(ALD：AtomicLayerDeposition)法的动作。[0067] 首先，如图6的(a)所示，从气体喷嘴GN1向处理容器内喷出A气体。由此，处理容器内成为A气体氛围。[0068] 接着，利用使气体置换和抽真空重复的循环吹扫，从而排出残留在处理容器内的A气体。气体置换是向处理容器内供给吹扫气体的动作。抽真空是利用真空泵使处理容器内排气的动作。如图6的(b)所示，在进行抽真空时，存在A气体向气体喷嘴GN2内反向扩散，而在气体喷嘴GN2内滞留的情况。[0069] 接着，如图6的(c)所示，从气体喷嘴GN2向处理容器内喷出B气体。此时，B气体与反向扩散到气体喷嘴GN2内的A气体反应，能够生成微粒源PS。[0070] 接着，利用使气体置换和抽真空重复的循环吹扫，从而排出在处理容器内残留的B气体。[0071] 并且，通过重复包括A气体的喷出、循环吹扫、B气体的喷出、循环吹扫的ALD循环，如图6的(d)所示，微粒源PS在气体喷嘴GN2内累积。尤其是，由于气体的排出在气体喷嘴GN2顶端较差，因此微粒源PS容易累积。在该状态下，如图6的(d)所示，当从气体喷嘴GN2喷出B气体时，在气体喷嘴GN2内累积的微粒源PS与B气体一起向处理容器内喷出。其结果为，微粒附着于例如处理容器内的晶圆W。[0072] [基板处理方法][0073] 举出使用前述的基板处理装置1并利用ALD法在晶圆W使氧化硅膜成膜的方法为例来对实施方式的基板处理方法进行说明。[0074] 首先控制部90控制升降机构25，将保持有多个晶圆W的晶舟16向处理容器10内送入，利用盖体21将处理容器10的下端的开口气密地封闭，而使之密闭。[0075] 接着，控制部90通过将包括供给原料气体的工序S1、吹扫的工序S2、供给反应气体的工序S3以及吹扫的工序S4的循环重复预先确定的次数，从而在多个晶圆W使具有期望的膜厚的氧化硅膜成膜。[0076] 在工序S1中，通过从气体喷嘴31向处理容器10内喷出原料气体即含硅气体，从而使含硅气体吸附于多个晶圆。[0077] 在工序S2中，利用使气体置换和抽真空重复的循环吹扫，使在处理容器10内残留的含硅气体等排出。气体置换是从气体喷嘴33向处理容器10内供给吹扫气体的动作。抽真空是利用真空泵53使处理容器10内排气的动作。在工序S2中，在进行抽真空时，存在含硅气体经由多个气体孔32a向气体喷嘴32内反向扩散而在气体喷嘴32顶端滞留的情况。但是，在实施方式的基板处理装置中，由于反向扩散的含硅气体容易经由顶端孔32b从气体喷嘴32内排出，因此气体喷嘴32顶端处的含硅气体的滞留难以发生。[0078] 在工序S3中，通过从气体喷嘴32向处理容器10内喷出反应气体即氧化气体，从而利用氧化气体使吸附于多个晶圆W的硅原料气体氧化。此时，在气体喷嘴32顶端，含硅气体几乎没有滞留，因此能够抑制氧化气体在气体喷嘴32内与含硅气体反应而产生微粒。[0079] 在工序S4中，利用使气体置换和抽真空重复的循环吹扫，使在处理容器10内残留的氧化气体等排出。[0080] 在包括工序S1～S4的ALD循环重复了预先确定的次数后，控制部90控制升降机构25，将晶舟16从处理容器10内送出。[0081] 像以上说明的那样，根据实施方式的基板处理方法，由于在气体喷嘴32的顶端设有顶端孔32b，因此在进行抽真空时可向气体喷嘴32内反向扩散的含硅气体容易经由顶端孔32b从气体喷嘴32内排出。由此，抑制气体喷嘴32顶端处的含硅气体的滞留，从而能够抑制氧化气体在气体喷嘴32内与含硅气体反应而产生微粒。其结果为，能够抑制微粒从气体喷嘴32内朝向多个晶圆W释放。[0082] [实施例][0083] 在实施例中，为了确认实施方式的基板处理装置1的效果，对从顶端孔的孔径、数量以及相对于管轴线的取向角度(以下称为“取向角度”)不同的气体喷嘴喷出臭氧气体时的臭氧气体的流速分布和浓度分布进行了数值解析。在数值解析中，使用了Ansys公司制作的流体解析软件Fluent。[0084] 在以下的实施例中，如图7所示，将包括气体孔和顶端孔的截面作为X‑X截面，将与X‑X截面垂直的截面作为Y‑Y截面来进行说明。此外，图7是从上方观察气体喷嘴时的图。[0085] (实施例1)[0086] 在实施例1中，对使臭氧气体从3种气体喷嘴A1～A3喷出时的臭氧气体的流速分布进行了解析。[0087] 在气体喷嘴A1～A3，分别沿着长度方向空出间隔地设有孔径Φ为1.0mm的多个气体孔。另外，在气体喷嘴A1、A2、A3，在取向角度为0度的位置分别设有孔径Φ为1.0mm、1.5mm、2.0mm的顶端孔。[0088] 图8是表示实施例1的数值解析的结果的图，并且表示X‑X截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的流速分布。[0089] 如图8所示，可知通过将顶端孔的孔径Φ从1.0mm扩大到1.5mm，气体喷嘴顶端的流速提高。即，可以说通过将顶端孔的孔径Φ设为气体孔的孔径Φ的1.5倍，能够提高气体喷嘴顶端的流速。[0090] 另外，可知通过将顶端孔的孔径Φ扩大到2.0mm，气体喷嘴顶端的流速比顶端孔的孔径Φ为1.5mm的情况下的气体喷嘴顶端的流速提高。即，可以说通过将顶端孔的孔径Φ设为气体孔的孔径Φ的2.0倍，能够进一步提高气体喷嘴顶端的流速。[0091] (实施例2)[0092] 在实施例2中，对使臭氧气体从3种气体喷嘴A1、A4、A5喷出时的臭氧气体的流速分布进行了解析。[0093] 在气体喷嘴A1、A4、A5，分别沿着长度方向空出间隔地设有孔径Φ为1.0mm的多个气体孔。另外，在气体喷嘴A1，在取向角度为0度的位置设有孔径Φ为1.0mm的顶端孔。在气体喷嘴A4，在取向角度为0度和45度的位置分别设有孔径Φ为1.0mm的顶端孔。在气体喷嘴A5，在取向角度为45度的位置设有孔径Φ为2.0mm的顶端孔。[0094] 图9是表示实施例2的数值解析的结果的图，并且表示X‑X截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的流速分布。[0095] 如图9所示，可知通过设置两个顶端孔(取向角度为0度和45度)，气体喷嘴顶端的流速提高。即，可以说通过增加顶端孔的数量，能够提高气体喷嘴顶端的流速。[0096] 另外，可知通过将顶端孔的取向角度从0度变更为45度，并将孔径Φ从1.0mm扩大到2.0mm，气体喷嘴顶端的流速会特别提高。即，可以说通过将顶端孔的取向角度从0度变更为45度，并且将顶端孔的孔径Φ设为气体孔的孔径Φ的2.0倍，能够特别提高气体喷嘴顶端的流速。[0097] (实施例3)[0098] 在实施例3中，对使臭氧气体从4种气体喷嘴A6～A9喷出时的臭氧气体的流速分布进行了数值解析。[0099] 在气体喷嘴A6～A9，分别沿着长度方向空出间隔地设有孔径Φ为1.0mm的多个气体孔。另外，在气体喷嘴A6～A9，分别在取向角度为0度、30度、60度、90度的位置设有孔径Φ为2.0mm的顶端孔。[0100] 图10是表示实施例3的数值解析的结果的图。图10的(a)表示X‑X截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的流速分布，图10的(b)表示Y‑Y截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的流速分布。[0101] 如图10的(a)所示，可知通过使顶端孔的取向角度从0度增大到30度、60度、90度，气体喷嘴顶端的与设有气体孔的一侧相反的一侧的流速提高。即，可以说通过增大顶端孔的取向角度，能够提高气体喷嘴顶端的与设有气体孔的一侧相反的一侧的流速。不过，如图10的(b)所示，可知在Y‑Y截面上，流速分布在气体喷嘴的长度方向上发生畸变(日文：ゆがみ)。[0102] (实施例4)[0103] 在实施例4中，对使臭氧气体从气体喷嘴A10喷出时的臭氧气体的流速分布进行了数值解析。[0104] 在气体喷嘴A10，沿着长度方向空出间隔地设有孔径Φ为1.0mm的多个气体孔。另外，在气体喷嘴A10，在取向角度为45度和90度的位置分别设有孔径Φ为2.0mm的顶端孔。[0105] 图11是表示实施例4的数值解析的结果的图。图11的左图表示X‑X截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的流速分布，图11的右图表示Y‑Y截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的流速分布。[0106] 如图11的左图所示，可知通过在取向角度为45度和90度的位置分别设有孔径Φ为2.0mm的顶端孔，气体喷嘴顶端的与设有气体孔的一侧相反的一侧的流速会特别提高。即，可以说通过在与设有气体孔的一侧相反的一侧设置多个顶端孔，并且使各顶端孔的孔径Φ比气体孔的孔径大，能够特别提高气体喷嘴顶端的与设有气体孔的一侧相反的一侧的流速。另外，如图11的右图所示，可知在Y‑Y截面上，流速分布在气体喷嘴的长度方向上几乎不发生畸变。[0107] (实施例5)[0108] 在实施例5中，对使臭氧气体从与实施例3相同的4种气体喷嘴A6～A9喷出时的臭氧气体的浓度分布进行了数值解析。[0109] 图12是表示实施例5的数值解析的结果的图。图12的(a)表示X‑X截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的浓度分布，图12的(b)表示Y‑Y截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的浓度分布。[0110] 如图12的(a)和图12的(b)所示，可知通过使顶端孔的取向角度从0度增大到30度、60度、90度，气体喷嘴顶端的臭氧气体浓度较低的区域减少，气体喷嘴内的臭氧气体浓度的均匀性提高。即，可以说通过增大顶端孔的取向角度，能够提高气体喷嘴内的臭氧气体浓度的均匀性。[0111] (实施例6)[0112] 在实施例6中，对使臭氧气体从与实施例4相同的气体喷嘴A10喷出时的臭氧气体的浓度分布进行了数值解析。[0113] 图13是表示实施例6的数值解析的结果的图。图13的左图表示X‑X截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的浓度分布，图13的右图表示Y‑Y截面上的气体喷嘴内的臭氧气体的浓度分布。[0114] 如图13所示，可知通过在取向角度为45度和90度的位置分别设置孔径Φ为2.0mm的顶端孔，气体喷嘴顶端的臭氧气体浓度较低的区域减少，气体喷嘴内的臭氧气体浓度的均匀性提高。即，可以说通过在与设有气体孔的一侧相反的一侧设置多个顶端孔，并且使各顶端孔的孔径Φ比气体孔的孔径大，能够特别提高气体喷嘴内的臭氧气体浓度的均匀性。[0115] 此外，在上述的实施方式中，气体喷嘴31是第1气体喷嘴的一例，气体喷嘴32是第2气体喷嘴的一例。另外，气体孔32a是第1气体孔的一例，顶端孔32b是第2气体孔的一例，第2顶端孔32c是第3气体孔的一例。另外，原料气体是第1处理气体的一例，反应气体是第2处理气体的一例。[0116] 本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而不应认为是限制性的。上述的实施方式也可以在不脱离权利要求以其主旨的范围内以各种形态进行省略、置换、变更。[0117] 在上述的实施方式中，举出气体孔32a取向为内管11的中心侧(晶圆W侧)、顶端孔32b和/或第2顶端孔32c取向为内管11的附近的内壁侧的情况为例进行了说明，但本公开不限定于此。例如，也可以是，气体孔32a取向为内管11的附近的内壁侧，顶端孔32b和/或第2顶端孔32c取向为内管11的中心侧(晶圆W侧)。[0118] 在上述的实施方式中，举出气体喷嘴31～33是L字管的情况为例进行了说明，但本公开不限定于此。例如，气体喷嘴31～33也可以是直管，该直管在内管11的内壁内侧沿着内管11的长度方向延伸，下端向喷嘴支承部(未图示)插入而被支承。[0119] 在上述的实施方式中，举出在气体喷嘴32设有顶端孔32b和/或第2顶端孔32c的情况为例进行了说明，但本公开不限定于此。例如，也可以在气体喷嘴31设有顶端孔31b和/或第2顶端孔31c。在该情况下，抑制气体喷嘴31顶端处的原料气体的滞留。另外，能够缩小气体喷嘴31顶端的气体滞留区域，而能够抑制原料气体的过度分解。[0120] 在上述的实施方式中，举出具有3根气体喷嘴31～33的情况为例进行了说明，但本公开不限定于此。例如，气体喷嘴也可以是1根、两根、4根以上。[0121] 在上述的实施方式中，说明了处理容器10是具有内管11和外管12的双重管构造的容器的情况，但本公开不限定于此。例如，处理容器10也可以是单管构造的容器。[0122] 在上述的实施方式中，举出在利用ALD法使膜成膜的情况适用实施方式的气体喷嘴的情况为例进行了说明，但本公开不限定于此。例如，在利用化学气相沉积(CVD：ChemicalVaporDeposition)法使膜成膜的情况下也能够适用实施方式的气体喷嘴。

专利地区：日本

专利申请日期：2021-06-11

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113818008B