特許 6182646 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6182646

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20170807BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/455

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-129196(P2016-129196)

(22)【出願日】2016年6月29日

(65)【公開番号】特開2017-55105(P2017-55105A)

(43)【公開日】2017年3月16日

【審査請求日】2016年6月29日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0128970

(32)【優先日】2015年9月11日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】509123895

【氏名又は名称】ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン チュンジン

(72)【発明者】

【氏名】チェ ソンテ

(72)【発明者】

【氏名】ソン ビョンギュ

(72)【発明者】

【氏名】キム ヨンキ

(72)【発明者】

【氏名】キム キョンフン

(72)【発明者】

【氏名】キム チャンドル

(72)【発明者】

【氏名】シン ヤンシク

(72)【発明者】

【氏名】キム ジェウ

【審査官】 河合 俊英

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２５５６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５３４６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５０４６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８０９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７４５６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板が処理される内部空間を提供するチューブと、
前記チューブの内部空間に設けられて複数枚の基板を多段に積載する基板支持部と、
前記複数枚の基板に工程ガスを供給するガス供給部と、
前記工程ガスを吸い込むために前記ガス供給部と向かい合うように配置される排気部と、
前記ガス供給部と前記排気部との間における前記チューブの周縁に沿って形成されて調節ガスを噴射する噴射口を有する流動調節部と、
を備え、
前記噴射口は、スリット状に又は列設される複数の孔状に形成されており、
前記噴射口は、前記ガス供給部から前記排気部に向かって進むにつれて幅が可変となっている、基板処理装置。

【請求項2】

内部に前記チューブを収容する外部チューブをさらに備え、
前記流動調節部は、前記チューブ及び前記外部チューブの間に配置される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記基板支持部は、前記複数枚の基板がそれぞれ処理される処理空間を仕切るように前記基板が積載される方向に沿って前記基板同士の間にそれぞれ配置される複数のアイソレーションプレートを備え、
前記噴射口は、前記処理空間にそれぞれ対応して異なる高さに前記チューブに複数形成される請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記流動調節部は、
前記チューブの外側面に設けられ、前記調節ガスが前記噴射口に移動するように流動空間を提供するダクトと、
調節ガスを供給するように前記ダクトに接続される調節ガス供給ラインと、
を備える請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記流動調節部は、前記ダクトの内部において各処理空間に対応して調節ガスを噴射するように前記ダクトの内部に配置され、前記調節ガス供給ラインと接続される噴射ユニットをさらに備える請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記噴射口は、前記チューブの両側に相対向するようにそれぞれ配置される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項7】

基板が処理される内部空間を提供するチューブと、
前記チューブの内部空間に設けられて複数枚の基板を多段に積載する基板支持部と、
前記複数枚の基板に工程ガスを供給するガス供給部と、
前記工程ガスを吸い込むために前記ガス供給部と向かい合うように配置される排気部と、
前記ガス供給部と前記排気部との間における前記チューブの周縁に沿って形成されて調節ガスを噴射する噴射口を有する流動調節部と、
を備え、
前記基板支持部は、前記複数枚の基板がそれぞれ処理される処理空間を仕切るように前記基板が積載される方向に沿って前記基板同士の間にそれぞれ配置される複数のアイソレーションプレートを備え、
前記噴射口は、前記処理空間にそれぞれ対応して異なる高さに前記チューブに複数形成されており、
前記複数の噴射口は、高さに応じて異なる面積を有する、基板処理装置。

【請求項8】

前記複数の噴射口は、前記ガス供給部の工程ガスを噴射する複数の噴射ノズルとそれぞれ同じ高さに配置される請求項３に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置に係り、さらに詳しくは、工程ガスの流動を調節して基板の上面に供給される工程ガスの量を制御する基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、基板処理装置は、１枚の基板に対して基板処理工程を行う枚葉式（ＳｉｎｇｌｅＷａｆｅｒ Ｔｙｐｅ）と、複数枚の基板に対して基板処理工程を同時に行うバッチ式（Ｂａｔｃｈ Ｔｙｐｅ）と、に大別される。枚葉式は、設備の構成が簡単であるというメリットがあるが、生産性が低いという問題があるため、量産可能なバッチ式が多用されている。

【0003】

バッチ式の基板処理装置は、水平状態で多段に積み重ねられた基板を収納して処理する処理室と、処理室内に工程ガスを供給する工程ガス供給ノズルと、処理室内を排気する排気ラインと、を備える。この種のバッチ式の基板処理装置を用いた基板処理工程は、以下のように行われる。まず、複数枚の基板を処理室内に搬入する。次いで、排気ラインを介して処理室内を排気しながら工程ガス供給ノズルを介して処理室内に工程ガスを供給する。次いで、工程ガス供給ノズルから噴射された工程ガスが各基板の間を通過しながら排気口を介して排気ラインに流入し、基板の上には薄膜が成膜される。

【0004】

しかしながら、従来の基板処理装置においては、工程ガスの一部が基板の上面を通過せずに基板の周縁に沿って移動して排気ラインに吸い込まれる。すなわち、工程ガスのうち基板の周縁に沿って移動する工程ガスが基板に対する処理工程に実際に供されずに排気ラインに吸い込まれる虞がある。これは、工程ガスの無駄使いにつながり、その結果、基板に対する処理工程の効率が低下する虞がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】大韓民国登録特許公報第１０−１４６３５９２号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、工程ガスの流動を調節する基板処理装置を提供することにある。

【0007】

本発明の他の目的は、基板処理工程の効率を向上させる基板処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による基板処理装置は、基板が処理される内部空間を提供するチューブと、前記チューブの内部空間に設けられて複数枚の基板を多段に積載する基板支持部と、前記複数枚の基板に工程ガスを供給するガス供給部と、前記工程ガスを吸い込むために前記ガス供給部と向かい合うように配置される排気部と、前記ガス供給部と前記排気部との間における前記チューブの周縁に沿って形成されて調節ガスを噴射する噴射口を有する流動調節部と、を備え、前記噴射口は、スリット状に又は列設される複数の孔状に形成されており、前記噴射口は、前記ガス供給部から前記排気部に向かって進むにつれて幅が可変となっている。

【0009】

好ましくは、本発明の一態様による基板処理装置は、内部に前記チューブを収容する外部チューブをさらに備え、前記流動調節部は、前記チューブ及び前記外部チューブの間に配置される。

【0010】

また、好ましくは、前記基板支持部は、前記複数枚の基板がそれぞれ処理される処理空間を仕切るように前記基板が積載される方向に沿って前記基板同士の間にそれぞれ配置される複数のアイソレーションプレートを備え、前記噴射口は、前記処理空間にそれぞれ対応して異なる高さに前記チューブに複数形成される。

【0011】

さらに、好ましくは、前記流動調節部は、前記チューブの外側面に設けられ、前記調節ガスが前記噴射口に移動するように流動空間を提供するダクトと、調節ガスを供給するように前記ダクトに接続される調節ガス供給ラインと、を備える。

【0012】

さらに、好ましくは、前記流動調節部は、前記ダクトの内部において各処理空間に対応して調節ガスを噴射するように前記ダクトの内部に配置され、前記調節ガス供給ラインと接続される噴射ユニットをさらに備える。

【0013】

さらに、好ましくは、前記噴射口は、前記チューブの両側に相対向するようにそれぞれ配置される。

【0016】

さらに、好ましくは、前記複数の噴射口は、高さに応じて異なる面積を有する。

【0017】

さらに、好ましくは、前記複数の噴射口は、前記ガス供給部の工程ガスを噴射する複数の噴射ノズルとそれぞれ同じ高さに配置される。

【発明の効果】

【0018】

本発明の実施形態によれば、基板処理装置に流動調節部が配設されて工程ガスの流動を調節することができる。すなわち、配設された流動調節部を用いて、基板の周縁に沿って移動する工程ガスが基板の中心部を向くように流動を調節することができる。したがって、工程ガスのほとんどが基板に対する処理工程に供されて無駄使いされる工程ガスの量を低減させ、基板処理工程の効率を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態による基板処理装置の構造を示す図である。

【図2】本発明の実施形態によるガス供給部及び流動調節部を示す図である。

【図3】本発明の実施形態による流動調節部を示す斜視図である。

【図4】本発明の実施形態による噴射口及びダクトを示す図である。

【図5】本発明の実施形態による流動調節部の動作を示す図である。

【図6】本発明の他の実施形態による流動調節部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態として実現され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。一方、本発明の実施形態を説明するために図面は誇張されているおり、図中、同じ符号は同じ構成要素を示す。

【0021】

図１は、本発明の実施形態による基板処理装置の構造を示す図であり、図２は、本発明の実施形態によるガス供給部及び流動調節部を示す図であり、図３は、本発明の実施形態による流動調節部を示す斜視図であり、図４は、本発明の実施形態による噴射口及びダクトを示す図であり、図５は、本発明の実施形態による流動調節部の動作を示す図であり、図６は、本発明の他の実施形態による流動調節部を示す斜視図である。

【0022】

図１及び図２を参照すると、本発明の実施形態による基板処理装置１００は、基板Ｓが処理される内部空間を提供するチューブ１１１と、前記チューブ１１１の内部空間に設けられて複数枚の基板Ｓを多段に積載する基板支持部１７０と、前記複数の基板Ｓに工程ガスを供給するガス供給部１３０と、前記工程ガスを吸い込むために前記ガス供給部１３０と向かい合うように配置される排気部１４０と、前記ガス供給部１３０と前記排気部１４０との間における前記チューブ１１１の周縁に沿って形成されて調節ガスを噴射する噴射口１９１を有する流動調節部１９０と、を備える。

【0023】

このとき、本発明の実施形態による基板処理装置１００は、基板Ｓの上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャル装置である。基板Ｓに選択的なエピタキシャル成長（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＥｐｉｔａｘｉａｌ Ｇｒｏｗｔｈ：ＳＥＧ）工程を行う場合、全ての処理空間に工程ガスが供給される。工程ガスは、原料ガス、エッチングガス、ドーパントガス及びキャリアガスのうちの少なくともいずれか一種を含み、基板Ｓ上の薄膜の膜厚を制御するために様々な比率でガスが混合されて供給される。

【0024】

このようなガスは分子量が異なるため、比率に応じて工程ガスの流動が異なる。このため、選択的なエピタキシャル成長に際しては、工程ガスの流れが基板Ｓ上の薄膜の膜厚及び組成を決定する重要な要因になる。例えば、基板Ｓに噴射された工程ガスは、基板Ｓの上面に加えて、基板Ｓの周縁及び基板Ｓの下面に沿って移動する。このため、基板Ｓの上面に供給された一部の工程ガスのみが基板Ｓの処理工程に実際に供され、他のガスは基板Ｓの処理工程に実際に供されないことがある。したがって、配設された流動調節部１９０を用いて工程ガスの流れを調節して基板Ｓの上面にさらに多量の工程ガスが供給されるように制御する。

【0025】

チャンバ１２０は、四角筒状又は円筒状を呈する。チャンバ１２０は、上部胴体１２１及び下部胴体１２２を備え、上部胴体１２１の下部及び下部胴体１２２の上部はつながっている。下部胴体１２２の側面には、基板Ｓが出入りする出入り口が配設される。このため、基板Ｓが出入り口を介してチャンバ１２０の内部に搬入される。また、下部胴体１２２内に積載された基板Ｓは、上側に移動して上部胴体１２１内において処理される。このため、下部胴体１２２の内部は、基板Ｓが積載される積載空間を形成し、上部胴体１２１の内部は、基板Ｓの工程空間を形成する。しかしながら、チャンバ１２０の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0026】

外部チューブ１１２は円筒状に形成され、上部が開放された下部胴体１２２の上側又は上部胴体１２１の内部に配置される。外部チューブ１１２の内部にはチューブ１１１が収容される空間が形成され、下部が開放される。このとき、外部チューブ１１２の内壁及びチューブ１１１の外壁は互いに離れて外部チューブ１１２とチューブ１１１との間に空間が形成される。しかしながら、外部チューブ１１２の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0027】

チューブ１１１は円筒状に形成され、外部チューブ１１２の内部に配置される。チューブ１１１の内部には、基板Ｓが収容される空間が形成され、下部が開放される。このため、チューブ１１１の内部が下部胴体１２２の内部と連通され、基板Ｓがチューブ１１１と下部胴体１２２との間を移動する。しかしながら、チューブ１１１の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0028】

基板支持部１７０は、基板ホルダ１７１と、チューブ１１１の内部を密閉する遮断プレート１７２と、シャフト１７３及び前記複数枚の基板Ｓがそれぞれ処理される処理空間を仕切るように前記基板Ｓが積載される方向に沿って前記基板Ｓ同士の間にそれぞれ配置される複数のアイソレーションプレート１７５を備える。

【0029】

基板ホルダ１７１は、複数枚の基板Ｓが上下方向に積載されるように形成される。基板ホルダ１７１は、上下方向に延設される複数の支持バー１７１ｂ及び前記支持バーと接続されて支持バーを支持する上部プレートを備え、支持バーには、基板Ｓを容易に支持するための支持ティップが基板Ｓの中心に向かって突設される。

【0030】

上部プレート１７１ａは円板状に形成され、基板Ｓの直径よりも大きな直径を有する。支持バー１７１ｂは３本配設され、上部プレート１７１ａの周縁に沿って互いに離れて上部プレートの外縁部の下部に接続される。支持ティップは複数配設され、支持バー１７１ｂの延長方向に沿って一列に隔設される。このため、基板ホルダ１７１には、上下方向に基板Ｓが積載される複数の層が形成され、一つの層又は処理空間に１枚の基板Ｓが積載される。しかしながら、基板ホルダ１７１の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0031】

遮断プレート１７２は円板状に形成され、基板ホルダ１７１の直径よりも大きな直径を有する。遮断プレート１７２は、基板ホルダ１７１の下部に接続される。このため、基板ホルダ１７１が下部胴体１２２からチューブ１１１内に移動する場合、遮断プレート１７２も基板ホルダ１７１とともに上側に移動してチューブ１１１の開放された下部を閉塞する。このため、基板Ｓに対する処理工程が行われる場合、チューブ１１１の内部が下部胴体１２２から密閉され、チューブ１１１内の工程ガスが下部胴体１２２に流入したり、下部胴体１２２内の異物がチューブ１１１内に流入したりすることが防がれる。しかしながら、遮断プレート１７２の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0032】

シャフト１７３は、上下方向に延びるバー状に形成される。シャフト１７３の上端は遮断プレート１７２に接続され、下端は駆動部１６０と接続される。このため、基板ホルダ１７１は、シャフト１７３の上下方向の中心軸を基準として駆動部１６０により回転され、シャフト１７３に沿って駆動部１６０により上下に移動する。

【0033】

アイソレーションプレート１７５は円板状に形成され、複数枚が配設されて支持ティップの下側にそれぞれ配置される。すなわち、アイソレーションプレート１７５は、支持バーに嵌め込まれて支持ティップ同士の間に隔設される。このため、アイソレーションプレート１７５は、各基板Ｓが処理される空間を仕切る。したがって、基板ホルダ１７１の各層に処理空間がそれぞれ別々に形成される。

【0034】

駆動部１６０は、基板支持部１７０を上下に移動させる上下駆動器及び基板支持部１７０を回転させる回転駆動器を備える。

【0035】

上下駆動器はシリンダであり、基板支持部１７０の下部、すなわち、シャフト１７３と接続されて基板支持部１７０を上下に移動させる役割を果たす。このため、基板Ｓを積載した基板支持部１７０がチューブ１１１と下部胴体１２２との間を上下に移動することができる。すなわち、上下駆動器が基板支持部１７０を下側に移動させると、下部胴体１２２の出入り口を介して基板Ｓが基板支持部１７０に載置され、基板Ｓが基板支持部１７０に全て載置されると、上下駆動器が基板支持部１７０を上側のチューブ１１１内に移動させて基板Ｓに対する処理工程を行う。

【0036】

回転駆動器はモータであり、基板支持部１７０の下部、すなわち、シャフト１７３と接続されて基板支持部１７０を回転させる役割を果たす。回転駆動器を用いて基板支持部１７０を回転させると、基板支持部１７０に積載された基板Ｓを通過して移動する工程ガスが混合されながら基板Ｓの上部に均一に分布される。このため、基板Ｓに蒸着される膜の品質が向上する。しかしながら、駆動部１６０が基板支持部１７０を上下に移動させたり回転させたりする方法はこれに何ら限定されるものではなく、様々な方式が採用可能である。

【0037】

加熱部１５０は、外部チューブ１１２の外側に配置されるヒータである。例えば、加熱部１５０は、上部胴体１２１の内壁に嵌設されて外部チューブ１１２の側面及び上部を囲繞するように配置される。このため、加熱部１５０が熱エネルギーを発生させると、熱エネルギーが外部チューブ１１２を通ってチューブ１１１の内部の温度を昇温させる。このため、加熱部１５０を制御してチューブ１１１の内部の温度が、基板Ｓが処理され易い温度になるように調節することができる。しかしながら、加熱部１５０の配設位置はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。

【0038】

図２を参照すると、ガス供給部１３０は、チューブ１１１の内部の基板Ｓに工程ガスを噴射する複数の噴射ノズル１３１及び噴射ノズル１３１に接続されて工程ガスを供給する工程ガス供給ライン１３２を備える。

【0039】

噴射ノズル１３１は、チューブ１１１の一方の側、例えば、チューブ１１１の前面の内壁を貫通して嵌設され、異なる高さに配置される。すなわち、噴射ノズル１３１は、アイソレーションプレート１７５により仕切られ、各基板が処理される処理空間にそれぞれ対応して上下方向に配置される。このため、各処理空間に供給される工程ガスの量をそれぞれ別々に制御することができる。

【0040】

工程ガス供給ライン１３２はパイプ状に形成されて、一方の端が噴射ノズル１３１に接続され、他方の端が工程ガス供給源（図示せず）に接続される。このため、工程ガス供給源から供給される工程ガスが工程ガス供給ライン１３２を介して噴射ノズル１３１に供給される。例えば、工程ガス供給ライン１３２は複数配設されて各噴射ノズル１３１に接続され、１本のラインが複数に分岐されて各噴射ノズル１３１に接続される。また、工程ガス供給ライン１３２には一つ又は複数の制御弁が配設されて、噴射ノズル１３１に供給される工程ガスの量を制御する。しかしながら、工程ガス供給ライン１３２の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0041】

排気部１４０は、チューブ１１１の内部のガスが流入する排気口１４１と、前記排気口１４１を通過したガスを吸い込む排気ポート１４２と、排気ポート１４２に接続されて排気ポート１４２に吸い込まれたガスをチューブ１１１の外部に排気する排気ライン１４３と、排気ポート１４２を収容する排気ダクト１４４ｔ、を備える。

【0042】

排気口１４１は、噴射ノズル１３１と向かい合うチューブ１１１の他方の側、例えば、チューブ１１１の背面の内壁に形成される。排気口１４１は上下方向に延設されてもよく、複数配設されて異なる高さに配置されてもよい。すなわち、複数の排気口１４１は、各噴射ノズル１３１に対応して上下方向に配置される。このため、噴射ノズル１３１から供給される工程ガスが処理空間を通って向こう側に配設される排気口１４１に向かって流れる。これにより、工程ガスと基板Ｓの表面とが反応するのに十分な時間が確保される。このとき、基板処理工程中に発生した未反応ガス及び反応副産物は、排気口１４１を介して吸い込まれて排出される。

【0043】

排気ポート１４２は、チューブ１１１の外側に排気口１４１に対応して設けられる。排気ポート１４２は、内部にガスが移動する空間を有し、排気口１４１と向かい合う個所に吸込孔が形成される。このため、排気口１４１を通過したガスが吸込孔を介して排気ポート１４２の内部に流入する。吸込孔は、排気口１４１又は各処理空間に対応して一つ又は複数配設される。しかしながら、排気ポート１４２の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0044】

排気ライン１４３はパイプ状に形成されて、一方の端が排気ポート１４２に接続され、他方の端が吸込器（図示せず）に接続される。このため、吸込器から提供される吸込力によりチューブ１１１の内部のガスが排気口１４１を通過して排気ポート１４２に吸い込まれ、排気ライン１４３に沿ってチューブ１１１の外部に排出される。しかしながら、排気ライン１４３の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0045】

排気ダクト１４４は、内部に排気ポート１４２を収納する空間を形成し、チューブ１１１の他方の側、例えば、背面に設けられる。また、排気ダクト１４４は、チューブ１１１と外部チューブ１１２との間に配置される。このため、排気ダクト１４４は、排気ポート１４２に吸い込もうとするガスがチューブ１１１と外部チューブ１１２との間の空間に流出されることを遮断することができる。

【0046】

一方、噴射ノズル１３１及び排気口１４１は、チューブ１１１と外部チューブ１１２との間に配置される。したがって、チューブ１１１の内部が２重に密閉されて、チューブ１１１内のガスが外部に流出されたり、外部の異物がチューブ１１１内に流入したりすることが有効に遮断される。なお、チューブ１１１に工程ガス供給ライン１３２や排気ライン１４３が配設されないので、チューブ１１１の内部の空間効率性が向上する。

【0047】

このとき、噴射ノズル１３１と、基板Ｓ及び排気口１４１は、同一線上に位置する。このため、基板Ｓの下面が支持ティップにより浮き上がっている状態を維持するため、噴射ノズル１３１から噴射された工程ガスが基板Ｓを通って排気口１４１に吸い込まれながら層流を形成する。すなわち、工程ガスが基板Ｓの側面と接触した後に、基板Ｓの上面及び下面に沿って移動しながら排気口１４１に流入する。したがって、工程ガスが基板Ｓと平行に流れるので、基板Ｓの上面に均一に供給される。

【0048】

このような層流を形成して基板Ｓに対する処理工程を行う場合、工程ガスの流れを制御することが非常に重要である。このため、配設された流動調節部１９０を用いて工程ガスの流動を調節し、さらに多量の工程ガスが基板Ｓの実際の処理工程に供されるように誘導する。

【0049】

図３及び図４を参照すると、流動調節部１９０は、前記チューブ１１１及び前記外部チューブ１１２の間に配置され、工程ガスの移動方向と交差する方向に調節ガスを噴射して工程ガスの流動を調節する役割を果たす。流動調節部１９０は、前記処理空間にそれぞれ対応して異なる高さに前記チューブ１１１の側面に形成される複数の噴射口１９１と、前記チューブ１１１の外側面に設けられ、前記調節ガスが前記噴射口１９１に移動するように流動空間を提供するダクト１９２と、調節ガスを供給するように前記ダクト１９２に接続される調節ガス供給ライン１９３と、前記調節ガス供給ライン１９３に沿って移動する調節ガスの流量を調節する調節弁（図示せず）と、を備える。

【0050】

このとき、調節ガスとして、基板Ｓの処理工程に影響を与えない、すなわち、基板Ｓの処理工程に実際に供されない水素などが使用可能である。調節ガスは、工程ガスに含まれるキャリアガスと同じ成分のガスである。このため、調節ガスの量を制御すると、工程ガス内のキャリアガスの割合を制御することができるので、調節ガスを用いて工程ガスの混合比を制御することができる。しかしながら、調節ガスの種類はこれに何ら限定されるものではなく、基板Ｓの処理工程に影響を与えない限り、様々なガスが使用可能である。

【0051】

噴射口１９１は、噴射ノズル１３１と排気口１４１との間におけるチューブ１１１の周縁に沿って形成される。すなわち、噴射口１９１は、工程ガスが噴射される方向と交差する方向に調節ガスを噴射するように噴射ノズル１３１と排気口１４１との間に配置される。噴射口１９１は複数配設され、前記処理空間にそれぞれ対応して異なる高さにチューブ１１１に形成される。このため、各処理空間において工程ガスの流動を制御して基板Ｓの上面に供給される工程ガスの量を増やすことができる。

【0052】

また、複数の噴射口１９１は、複数の噴射ノズル１３１とそれぞれ同じ高さに配置される。すなわち、各噴射口１９１は、噴射ノズル１３１及び基板Ｓと同じ高さに形成される。このため、噴射口１９１から噴射された調節ガスが基板Ｓの周縁に沿って移動する工程ガス、すなわち、工程ガス及び調節ガスが異なる高さから噴射されると、調節ガスが工程ガスを押し出し難い。

【0053】

このため、工程ガス及び調節ガスが互いに同じ高さから噴射されるように噴射口１９１及び噴射ノズル１３１を同じ高さに配置する。したがって、基板Ｓの処理工程に供されない工程ガスを基板Ｓの中心部に向かって押し出し易い。工程ガスが処理ガスにより流動し易いように調節されると、基板Ｓの上面と接触する工程ガスの量が増え、その結果、基板Ｓの処理工程に実際に供される工程ガスの量が増える。

【0054】

また、噴射口１９１は、スリット状に又は列設される複数の孔状に形成される。このため、調節ガスが基板Ｓの側面の周縁に向かって噴射されて基板Ｓの周縁に沿って移動する工程ガスを基板Ｓの中心部に向かって押し出すことができる。したがって、さらに多量の工程ガスが基板Ｓの上面に供給されて基板Ｓの処理工程に実際に供される。

【0055】

さらに、噴射口１９１は、前記ガス供給部１３０から前記排気部１４０に向かって進むにつれて幅が可変となる。すなわち、噴射口１９１は、噴射ノズル１３１から排気口１４１に向かって進むにつれて広幅となるか、あるいは、狭幅となる。このため、ガス供給部１３０に近い個所から噴射される調節ガスの量及び排気口１４１に近い個所から噴射される調節ガスの量が異なるように制御することができる。

【0056】

例えば、工程ガスが噴射ノズル１３１から排気口１４１に移動しながら基板Ｓの噴射ノズル１３１に近い個所において反応が先行して起きて、噴射ノズル１３１に近い個所の薄膜の膜厚が噴射ノズル１３１から遠い個所に配置される個所の薄膜の膜厚よりも厚くなる。このため、基板Ｓの噴射ノズル１３１から遠い個所に配置される個所又は排気部１４０に近い個所に供給される処理ガスの量を増やすために、ガス供給部１３０から排気部１４０に向かって進むにつれて広幅となる噴射口１９１を形成する。

【0057】

すなわち、広幅部から噴射される調節ガスの量が狭幅部から噴射される調節ガスの量よりも多い。このため、排気口１４１に近い個所にさらに多量の調節ガスが噴射されながら基板Ｓの排気口１４１に近い個所にさらに多量の工程ガスが移動するように誘導することができる。したがって、基板Ｓの排気部１４０に近い個所において基板Ｓの表面と工程ガスが反応して基板Ｓの全体に亘って均一な膜厚の薄膜が成膜される。

【0058】

また、複数の噴射口１９１は、高さに応じて異なる面積を有し、上側から下側に向かって進むにつれて面積が増減される。すなわち、噴射口１９１の大きさ又は密度を調節して各処理空間に供給される調節ガスの量を制御することができる。

【0059】

例えば、調節ガスの供給圧力により、上側の噴射口１９１から噴射される処理ガスの量と、下側の噴射口１９１から噴射される処理ガスの量が異なる。すなわち、たとえ上側の噴射口１９１及び下側の噴射口１９１が互いに同じ大きさに形成されたとしても、上側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量が下側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量よりも少ない。このため、上側から下側に向かって進むにつれて噴射口１９１の大きさが小さくなるようにする。したがって、上側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量は増え、下側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量は減り、その結果、各処理空間に供給される調節ガスの量が均一になる。

【0060】

或いは、噴射口１９１の密度を調節する。すなわち、噴射口１９１に配設される孔の数を異ならせる。上側の噴射口１９１に配設される孔の数を増やし、下側の噴射口１９１に配設される孔の数を減らす。このため、上側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量は増え、下側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量は減り、その結果、各処理空間に供給される調節ガスの量が均一になる。

【0061】

また、噴射口１９１は、チューブ１１１の両側に相対向するようにそれぞれ配置される。すなわち、噴射口１９１は、噴射ノズル１３１と排気口１４１との間の両側に配置される。例えば、噴射口１９１がチューブ１１１の左側にのみ配設されると、左側から右側に向かって噴射される調節ガスが工程ガスを右側に押し出さざるを得ない。したがって、工程ガスが基板Ｓの中心部に供給されず、基板Ｓの右側に供給されて基板Ｓの処理工程の効率が低下する虞がある。

【0062】

したがって、図５に示すように、チューブ１１１の左側及び右側に相対向するように噴射口１９１を形成する。すなわち、左側から噴射された調節ガスは、基板Ｓの左側の周縁に沿って移動する工程ガスを基板Ｓの中心部に押し出し、右側から噴射された調節ガスは、基板Ｓの右側の周縁に沿って移動する工程ガスを基板Ｓの中心部に押し出して工程ガスが基板Ｓの中心部上において合流されて基板Ｓの中心部に集中する。このため、基板Ｓの中心部の上面において基板Ｓの処理工程に実際に供される工程ガスの量が増えて基板Ｓの処理工程の効率が向上する。しかしながら、噴射口１９１の構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0063】

ダクト１９２は、チューブ１１１の外側面に設けられ、内部に調節ガスが流入する空間を形成する。すなわち、ダクト１９２は、調節ガスが噴射口１９１に移動するように内部に流動空間を提供する。また、ダクト１９２は、噴射口１９１を覆うように配置されて、ダクト１９２の内部とチューブ１１１の内部とが噴射口１９１を介して互いに連通される。このため、ダクト１９２の内部に調節ガスが供給されると、調節ガスが噴射口１９１を介してチューブ１１１の内部に噴射される。

【0064】

ダクト１９２は、一対が相対向するように配置される。すなわち、チューブ１１１の両側に形成される噴射口１９１に対応してチューブ１１１の両側にそれぞれ設けられる。このため、ダクト１９２は、噴射口１９１に調節ガスを供給することができる。しかしながら、ダクトの構造及び形状はこれに何ら限定されるものではなく、種々に変形可能である。

【0065】

調節ガス供給ライン１９３はパイプ状に形成されて、一方の端がダクト１９２に接続され、他方の端が調節ガス供給源（図示せず）に接続される。このため、調節ガス供給源から供給される調節ガスが調節ガス供給ライン１９３を介してダクト１９２に供給される。例えば、調節ガス供給ライン１９３は、一方の端が工程ガス供給ライン１３２に沿って延びてチューブ１１１と外部チューブ１１２との間の空間から分岐されて両側のダクト１９２とそれぞれ接続される。

【0066】

また、調節ガス供給ライン１９３は、ダクト１９２の上部と接続される。このため、調節ガスがダクト１９２の上部から満たされて下部まで満たされる。すなわち、調節ガスがダクト１９２の下部から満たされる場合、調節ガスがダクト１９２の上部に移動し難いため、上側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量は少なく、下側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量は多い。したがって、上側の基板Ｓに供給される調節ガスの量と下側の基板Ｓに供給される調節ガスの量とが異なって、上側の基板Ｓにおける工程ガスＧの集中個所と、下側の基板Ｓにおける工程ガスの集中個所とが異なり、上側の基板Ｓの薄膜の膜厚及び下側の基板Ｓの薄膜の膜厚が均一にならない。

【0067】

調節ガスがダクト１９２の上部から満たされる場合、調節ガスがダクト１９２の下部に移動し易いため、調節ガスが下側に移動しながら複数の噴射口１９１を介して複数枚の基板Ｓのそれぞれに噴射される。このため、上側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量と、下側の噴射口１９１から噴射される調節ガスの量とが均一になる。したがって、上側の基板Ｓにおける工程ガスの集中個所と、下側の基板Ｓにおける工程ガスの集中個所とが略同じくなって、上側の基板Ｓの薄膜の膜厚と下側の基板Ｓの薄膜の膜厚とが均一になるように調節される。

【0068】

一方、図６に示すように、流動調節部１９０は、ダクト１９２の内部に配置され、前記調節ガス供給ライン１９３と接続されるとともに、ダクト１９２の内部に調節ガスを噴射する噴射ユニット１９５をさらに備える。噴射ユニット１９５は、上下方向に延設されるパイプ状に形成され、上下方向に複数の孔が列設される。噴射ユニット１９５に設けられる複数の孔は、噴射口１９１の位置に対応して上下に配置される。このため、噴射ユニット１９５は、ダクト１９２の内部において各処理空間に対応して調節ガスを噴射することができる。

【0069】

また、調節ガス供給ライン１９３は、ダクト１９２を貫通して噴射ユニット１９５の下部と接続される。このため、調節ガス供給ライン１９３の内部を移動する調節ガスが噴射ユニット１９５に供給され、噴射ユニット１９５の孔を介して調節ガスがダクト１９２内に均一に供給され、ダクト１９２に設けられる噴射口１９１を介して均一な量の調節ガスが各基板Ｓに供給される。すなわち、噴射ユニット１９５の孔から均一な量の調節ガスが噴射されるので、高さに応じて噴射口１９１から噴射される調節ガスの量が異なることが極力抑えられる。したがって、複数枚の基板Ｓの上に均一な量の調節ガスが噴射されて上側の基板Ｓ及び下側の基板Ｓの薄膜の膜厚が均一になるように調節される。

【0070】

例えば、噴射ユニット１９５の複数の孔が、高さに応じて幅が異なるように形成される。すなわち、上側から下側に向かって進むにつれて孔の幅が広幅又は狭幅になるようにする。このため、高さを問わずに均一な量の調節ガスが噴射されるように調節することができる。しかしながら、ダクト１９２の内部に調節ガスを供給する方法はこれに何ら限定されるものではなく、種々の方法が採用可能である。

【0071】

調節弁は、調節ガス供給ライン１９３に設けられて調節ガス供給ライン１９３内を移動する調節ガスの流量を制御する役割を果たす。このため、工程に応じてチューブ１１１内に噴射される調節ガスの量を制御して工程の効率を向上させることができる。

【0072】

例えば、基板Ｓの中心部に形成された薄膜の膜厚が外縁部に形成された薄膜の膜厚よりも厚い場合、調節弁を制御してダクト１９２に供給される調節ガスの量を減らす。このため、工程ガスを基板Ｓの中心部に押し出す調節ガスの量が減って基板Ｓの中心部に押し出される工程ガスの量が減り、基板Ｓの外縁部に供給される工程ガスの量は増える。したがって、基板Ｓの中心部よりも外縁部において工程ガスとの反応がさらに激しく起きて、基板Ｓの上に均一な膜厚の薄膜が形成される。

【0073】

逆に、基板Ｓの外縁部に形成された薄膜の膜厚が中心部に形成された薄膜の膜厚よりも厚い場合、調節弁を制御してダクトに供給される調節ガスの量を増やす。このため、工程ガスを基板Ｓの中心部に押し出す調節ガスの量が増えて基板Ｓの中心部にさらに多量の工程ガスが集中し、基板Ｓの外縁部に供給される工程ガスの量は減る。したがって、基板Ｓの外縁部よりも中心部において工程ガスとの反応がさらに激しく起きて、基板Ｓの上に均一な膜厚の薄膜が形成される。

【0074】

このように、基板処理装置１００に流動調節部１９０が配設され、これを用いて工程ガスの流動を調節する。すなわち、流動調節部１９０を用いて、基板Ｓの周縁に沿って移動する工程ガスが基板の中心部を向くように流動を調節する。このため、工程ガスのほとんどが基板Ｓに対する処理工程に供されて無駄使いされる工程ガスの量が減り、基板処理工程の効率が向上する。

【0075】

以上述べたように、本発明の詳細な説明の欄においては、具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において種々に変形可能である。よって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限られて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。

【符号の説明】

【0076】

１００：基板処理装置
１１１：チューブ
１１２：外部チューブ
１２０：チャンバ
１３０：ガス供給部
１４０：排気部
１９０：流動調節部
１９１：噴射口
１９２：ダクト
１９３：調節ガス供給ライン
１９５：噴射ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】