特開 2023-161239 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161239

(43)【公開日】2023-11-07

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20231030BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

C23C16/455

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071477

(22)【出願日】2022-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】坂下 訓康

(72)【発明者】

【氏名】城 俊彦

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030EA03

4K030EA04

4K030EA05

4K030EA06

4K030EA08

4K030KA05

4K030KA09

5F045AA06

5F045AB31

5F045AB32

5F045AB33

5F045AC15

5F045AC16

5F045AF01

5F045BB02

5F045BB03

5F045DP19

5F045DP28

5F045DQ05

5F045EB03

5F045EB10

5F045EC02

5F045EE14

5F045EF03

5F045EF11

5F045EG01

5F045EG02

5F045EK06

5F045EM10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】処理容器内におけるガスの流れの偏りを抑制する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板が収容される第１領域Ｒ１を内部に形成する内筒１１と、内筒の外側に第２領域Ｒ２を隔てて設けられ、側壁の端部に排気ポート２８を有する外筒１２と、第１領域Ｒ１にガスを吐出するノズル３１、３２、３３と、第１領域Ｒ１から排気ポート２８までのガスの流路内に、ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって設けられる複数のスリットを含むガス流調整部８０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板が収容される第１領域を内部に形成する内筒と、
前記内筒の外側に第２領域を隔てて設けられ、側壁の端部に排気ポートを有する外筒と、
前記第１領域にガスを吐出するノズルと、
前記第１領域から前記排気ポートまでの前記ガスの流路内に、前記ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって設けられる複数のスリットを含むガス流調整部と、
を備える、
基板処理装置。

【請求項2】

前記複数のスリットは、前記内筒に設けられる１つのスリットと、前記第２領域に設けられる２つのスリットとを少なくとも含む、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記ガス流調整部は、
前記１つのスリットを覆うように前記第２領域に設けられ、前記内筒の側壁との間に第３領域を形成する覆い部材と、
前記第３領域に設けられ、前記第３領域を２つの領域に区画する区画板と、
を有し、
前記２つのスリットの一方は前記区画板に設けられ、前記２つのスリットの他方は前記覆い部材に設けられる、
請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記ガス流調整部は、
前記内筒の側壁と前記外筒の側壁との隙間を狭窄して前記２つのスリットの一方を形成する第１板状部材と、
前記第１板状部材よりも前記ガスの流通方向の下流側に設けられ、前記内筒の側壁と前記外筒の側壁との隙間を狭窄して前記２つのスリットの他方を形成する第２板状部材と、
を有する、
請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、前記内筒の側壁から前記外筒の側壁に向かって前記内筒の半径方向に沿って延在する、
請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第１板状部材及び前記第２板状部材は、前記外筒の側壁から前記内筒の側壁に向かって前記内筒の半径方向に沿って延在する、
請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記複数のスリットの各々は、前記内筒の軸方向を長手方向とする矩形状、長穴状又は楕円状を有する、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記複数のスリットは、互いに同じスリット長さを有する、
請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記複数のスリットのうち前記ガスの流通方向の最も上流側に位置するスリットは、前記複数のスリットの中で最も広いスリット幅を有する、
請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記複数のスリットのうち少なくとも１つは、前記内筒の軸方向において複数に分割されている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

同心的に配置された内筒と外筒とを含む処理容器を有する基板処理装置において、内筒と外筒との間に板状の整流板を設ける構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１７８１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、処理容器内におけるガスの流れの偏りを抑制できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板処理装置は、基板が収容される第１領域を内部に形成する内筒と、前記内筒の外側に第２領域を隔てて設けられ、側壁の端部に排気ポートを有する外筒と、前記第１領域にガスを吐出するノズルと、前記第１領域から前記排気ポートまでの前記ガスの流路内に、前記ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって設けられる複数のスリットを含むガス流調整部と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、処理容器内におけるガスの流れの偏りを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る基板処理装置を示す概略図

【図2】ガス流調整部を示す概略図

【図3】第１変形例に係るガス流調整部を示す概略図

【図4】第２変形例に係るガス流調整部を示す概略図

【図5】鉛直方向におけるガスの流量分布の解析結果を示す図

【図6】ガス流量の均一性の解析結果を示す図

【図7】スリットの開口位置を説明する図

【図8】鉛直方向におけるガスの流量分布の解析結果を示す図

【図9】スリットの開口位置を説明する図

【図10】鉛直方向におけるガスの流量分布の解析結果を示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。

【0009】

〔基板処理装置〕
図１及び図２を参照し、実施形態に係る基板処理装置１について説明する。図１に示されるように、基板処理装置１は、複数枚の基板Ｗに対して一度に熱処理を行うバッチ式の縦型熱処理装置である。基板Ｗは、例えば半導体ウエハである。

【0010】

基板処理装置１は、処理容器１０と、ガス供給部３０と、排気部５０と、加熱部７０と、ガス流調整部８０と、制御部９０とを備える。

【0011】

処理容器１０は、内部を減圧可能である。処理容器１０は、内管１１と外管１２とが同軸状に配置された２重管構造を有する。

【0012】

内管１１は、下端が開放された有天井の円筒形状を有する。内管１１は、基板Ｗが収容される第１領域Ｒ１を内部に形成する。内管１１の天井は、例えば平坦である。内管１１は、例えば石英等の耐熱材料により形成される。

【0013】

外管１２は、下端が開放された有天井の円筒形状を有する。外管１２は、内管１１の側壁及び天井を覆うように設けられる。外管１２は、内管１１の外側に第２領域Ｒ２を隔てて設けられる。外管１２は、石英等の耐熱材料により形成される。

【0014】

内管１１の一側には、その軸方向（鉛直方向）に沿ってノズルを収容する収容部１３が形成される。例えば、内管１１の側壁の一部を外側へ向かって突出させて凸部１４を形成し、凸部１４内を収容部１３として形成している。

【0015】

収容部１３に対応させて内管１１の反対側の側壁には、スリットＡ１が形成される。スリットＡ１は、第１領域Ｒ１のガスを排気するための排気口である。スリットＡ１は、鉛直方向を長手方向とする矩形状を有する。スリットＡ１のスリット長さは、ボート１６の長さと同じであってよく、ボート１６の長さより長くてもよい。

【0016】

処理容器１０の下端は、円筒形状のマニホールド１７により支持される。マニホールド１７は、例えばステンレス鋼により形成される。マニホールド１７の上端には、フランジ１８が形成される。フランジ１８は、外管１２の下端を設置して支持する。フランジ１８と外管１２の下端との間には、Ｏリング等のシール部材１９が設けられる。

【0017】

マニホールド１７の上部の内壁には、円環状の支持部２０が設けられる。支持部２０は、内管１１の下端を設置して支持する。マニホールド１７の下端の開口には、蓋体２１がＯリング等のシール部材２２を介して気密に取り付けられる。蓋体２１及びシール部材２２は、処理容器１０の下端の開口、すなわち、マニホールド１７の開口を気密に塞ぐ。蓋体２１は、例えばステンレス鋼により形成される。

【0018】

蓋体２１の中央部には、磁性流体シール２３を介してボート１６を回転可能に支持する回転軸２４が貫通させて設けられる。回転軸２４の下部は、ボートエレベータよりなる昇降機構２５のアーム２５ａに回転自在に支持される。

【0019】

回転軸２４の上端には、回転プレート２６が設けられる。回転プレート２６上には、石英製の保温台２７を介してボート１６が載置される。従って、昇降機構２５を昇降させることによって蓋体２１とボート１６とは一体として上下動し、ボート１６を処理容器１０内に対して挿脱できる。ボート１６は、処理容器１０内に収容可能である。ボート１６は、鉛直方向に沿って複数枚（例えば５０枚～１５０枚）の基板Ｗを棚状に保持する。

【0020】

ガス供給部３０は、複数（例えば３本）のノズル３１～３３を有する。複数のノズル３１～３３は、内管１１の収容部１３内に周方向に沿って一列になるように設けられる。各ノズル３１～３３は、内管１１内に鉛直方向に沿って設けられると共に、その基端がＬ字状に屈曲されてマニホールド１７を貫通するようにして支持される。各ノズル３１～３３は、例えば石英により形成される。

【0021】

ノズル３１には、鉛直方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔３１ａが設けられる。複数のガス孔３１ａは、例えば内管１１の中心側（基板Ｗ側）に配向する。ノズル３１は、原料ガス供給源（図示せず）から導入される原料ガスを複数のガス孔３１ａから基板Ｗに向かって水平方向に吐出する。原料ガスは、例えばシリコンや金属を含有するガスである。

【0022】

ノズル３２には、鉛直方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔３２ａが設けられる。複数のガス孔３２ａは、例えば内管１１の中心側（基板Ｗ側）に配向する。ノズル３２は、反応ガス供給源（図示せず）から導入される反応ガスを複数のガス孔３２ａから基板Ｗに向かって水平方向に吐出する。反応ガスは、原料ガスと反応して反応生成物を生成するためのガスである。反応ガスは、例えば酸化ガス、窒化ガスである。

【0023】

ノズル３３には、鉛直方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔３３ａが設けられる。複数のガス孔３３ａは、例えば内管１１の中心側（基板Ｗ側）に配向する。ノズル３３は、パージガス供給源（図示せず）から導入されるパージガスを複数のガス孔３３ａから基板Ｗに向かって水平方向に吐出する。パージガスは、処理容器１０内に残留する原料ガスや反応ガスをパージするためのガスである。パージガスは、例えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスである。

【0024】

ガス供給部３０は、複数種類のガスを混合して１つのノズルから吐出してもよい。各ノズルは、互いに異なる形状や配置であってもよい。ガス供給部３０は、原料ガス、反応ガス、パージガスの他に、別のガスを供給する構成でもよい。別のガスとしては、クリーニングガスやエッチングガスが挙げられる。

【0025】

排気部５０は、内管１１内からスリットＡ１を介して排出され、内管１１と外管１２との間の第２領域Ｒ２を介して排気ポート２８から排出されるガスを排気する。排気ポート２８は、マニホールド１７の上部の側壁であって、支持部２０の上方に形成されている。排気ポート２８には、排気管５１が接続されている。排気管５１には、ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって順に、圧力調整弁５２及び真空ポンプ５３が設けられる。排気部５０は、制御部９０による制御の下、真空ポンプ５３により処理容器１０内のガスを吸引しながら、圧力調整弁５２により処理容器１０内の圧力を調整する。

【0026】

加熱部７０は、円筒形状のヒータ７１を有する。ヒータ７１は、外管１２の径方向外側において外管１２を囲むように設けられる。ヒータ７１は、処理容器１０の側周囲全体を加熱することで、処理容器１０内に収容された各基板Ｗを加熱する。加熱部７０は、更に断熱材を有していてもよい。

【0027】

ガス流調整部８０は、第１領域Ｒ１から排気ポート２８までのガスの流路内に設けられる。ガス流調整部８０は、覆い部材８１と、区画板８２とを有する。

【0028】

覆い部材８１は、第２領域Ｒ２に設けられる。覆い部材８１は、スリットＡ１を覆うように内管１１の側壁から外管１２に向かって突出させて設けられ、内管１１の側壁との間に第３領域Ｒ３を形成する。覆い部材８１は、内管１１の側壁に沿って設けられ、水平断面において中心角が所定角度の円弧をなす円弧部を含む。所定角度は、例えば４５°以上、９０°以下である。覆い部材８１の鉛直方向の長さは、スリットＡ１のスリット長さより長く、内管１１の鉛直方向の長さ以下である。覆い部材８１は、例えば石英等の耐熱材料により形成される。覆い部材８１は、内管１１と一体で形成されてもよく、内管１１と別体で形成されてもよい。

【0029】

区画板８２は、第３領域Ｒ３に設けられる。区画板８２は、内管１１の半径方向に沿って延在し、第３領域Ｒ３を２つの領域Ｒ３ａ，Ｒ３ｂに区画する。領域Ｒ３ａは、スリットＡ１に面する領域である。領域Ｒ３ｂは、領域Ｒ３ａよりもガスの流通方向の下流側に位置し、後述するスリットＡ３に面する領域である。区画板８２は、例えば石英等の耐熱材料により形成される。区画板８２は、覆い部材８１と一体で形成されてもよく、別体で形成されてもよい。区画板８２には、領域Ｒ３ａと領域Ｒ３ｂとを連通させるスリットＡ２が設けられる。スリットＡ２は、スリットＡ１よりもガスの流通方向の下流側に設けられる。

【0030】

覆い部材８１の排気ポート２８に近い側の端部の側壁には、スリットＡ３が設けられる。スリットＡ３は、スリットＡ２よりもガスの流通方向の下流側に設けられる。スリットＡ３は、排気ポート２８の側に配向する。ただし、スリットＡ３は外管１２の側壁の側に配向してもよい。

【0031】

各スリットＡ１～Ａ３は、鉛直方向を長手方向とし、水平方向を短手方向とする矩形状、長穴状又は楕円状を有する。スリットＡ１～Ａ３は、互いに同じスリット長さを有する。ただし、スリットＡ１～Ａ３は、互いに異なるスリット長さを有していてもよい。スリットＡ１は、３つのスリットＡ１～Ａ３の中で最も広いスリット幅を有することが好ましい。この場合、スリットＡ１近傍の流速集中が緩和される。スリットＡ１～Ａ３のうち少なくとも１つが、鉛直方向において複数に分割されていてもよい。

【0032】

係るガス流調整部８０は、第１領域Ｒ１のガスをスリットＡ１、スリットＡ２、スリットＡ３の順に通過させることで、ガスの流れを調整して排気ポート２８に導く。

【0033】

制御部９０は、１以上のプロセッサ９１、メモリ９２、図示しない入出力インタフェース及び電子回路を有するコンピュータを適用し得る。プロセッサ９１は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、複数のディスクリート半導体からなる回路等のうち１つ又は複数を組み合わせたものである。メモリ９２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ（例えば、コンパクトディスク、ＤＶＤ、ハードディスク、フラッシュメモリ等）を含み、基板処理装置１を動作させるプログラム、基板処理のプロセス条件等のレシピを記憶している。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラム及びレシピを実行することで、基板処理装置１の各構成を制御して各種の処理を実施する。

【0034】

以上に説明したように、実施形態に係る基板処理装置１は、第１領域Ｒ１から排気ポート２８までのガスの流路内に、ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって設けられる複数のスリットＡ１～Ａ３を含むガス流調整部８０を備える。このように、ガスの流通方向に沿ってスリットを多重化させることによって、第１領域Ｒ１の鉛直方向におけるガスの流れの偏りを抑制できる。その結果、成膜特性の基板Ｗ間での均一性（以下「面間均一性」という。）が向上する。

【0035】

また、実施形態に係る基板処理装置１によれば、ガスの流通方向に沿ってスリットを多重化させると共に、第１領域Ｒ１の最も近くに位置するスリットＡ１のスリット幅を拡げることによって、スリットＡ１近傍の流速集中を緩和できる。その結果、成膜特性の基板Ｗ面内での均一性（以下「面内均一性」という。）が向上する。

【0036】

また、実施形態に係る基板処理装置１によれば、ガスの流通方向に沿ってスリットを多重化させると共に、スリットＡ１～Ａ３のスリット長さを可変させることによって、鉛直方向の排気分布を制御できる。

【0037】

一方、ガス流調整部８０を備えていない基板処理装置では、基板Ｗが収容される高さ領域（以下「プロセス領域」という。）の下部からのガスの排出が多くなり、プロセス領域の上部からのガスの排出が少なくなる。このため、内管１１内のプロセス領域の上部にガスが滞留し、原料ガスの過分解や、反応ガスの失活が生じ、成膜特性の面間均一性が低下する場合がある。また、スリットＡ１のスリット幅が狭い場合、スリットＡ１の近傍に過分解ガスが集中することで基板Ｗの周縁部に膜が堆積しやすくなり、面内均一性が低下する場合がある。

【0038】

次に、図３を参照し、第１変形例に係るガス流調整部８０Ａについて説明する。ガス流調整部８０Ａは、第１領域Ｒ１から排気ポート２８までのガスの流路内に設けられる。ガス流調整部８０Ａは、第１板状部材８６と、第２板状部材８７とを有する。

【0039】

第１板状部材８６は、内管１１の側壁から外管１２の側壁に向かって内管１１の半径方向に沿って延在し、内管１１の側壁と外管１２の側壁との隙間を狭窄してスリットＡ２を形成する。第１板状部材８６の鉛直方向の長さは、例えばプロセス領域の鉛直方向の長さ以上であり、かつ内管１１の鉛直方向の長さ以下である。

【0040】

第２板状部材８７は、第１板状部材８６よりもガスの流通方向の下流側に設けられる。第２板状部材８７は、内管１１の側壁から外管１２の側壁に向かって内管１１の半径方向に沿って延在し、内管１１の側壁と外管１２の側壁との隙間を狭窄してスリットＡ３を形成する。第２板状部材８７の鉛直方向の長さは、例えばプロセス領域の鉛直方向の長さ以上であり、かつ内管１１の鉛直方向の長さ以下である。

【0041】

係るガス流調整部８０Ａは、ガス流調整部８０と同様に、第１領域Ｒ１のガスをスリットＡ１、スリットＡ２、スリットＡ３の順に通過させることで、ガスの流れを調整して排気ポート２８に導く。ガス流調整部８０Ａを備える基板処理装置においても、前述の基板処理装置１と同様の効果が奏される。

【0042】

次に、図４を参照し、第２変形例に係るガス流調整部８０Ｂについて説明する。ガス流調整部８０Ｂは、第１板状部材８６及び第２板状部材８７が外管１２の側壁から内管１１の側壁に向かって内管１１の半径方向に沿って延在する点で、ガス流調整部８０Ａと異なる。

【0043】

第１板状部材８６は、外管１２の側壁から内管１１の側壁に向かって内管１１の半径方向に沿って延在し、内管１１の側壁と外管１２の側壁との隙間を狭窄してスリットＡ２を形成する。第１板状部材８６の鉛直方向の長さは、例えばプロセス領域の鉛直方向の長さ以上であり、かつ内管１１の鉛直方向の長さ以下である。

【0044】

第２板状部材８７は、第１板状部材８６よりもガスの流通方向の下流側に設けられる。第２板状部材８７は、外管１２の側壁から内管１１の側壁に向かって内管１１の半径方向に沿って延在し、内管１１の側壁と外管１２の側壁との隙間を狭窄してスリットＡ３を形成する。第２板状部材８７の鉛直方向の長さは、例えばプロセス領域の鉛直方向の長さ以上であり、かつ内管１１の鉛直方向の長さ以下である。

【0045】

係るガス流調整部８０Ｂは、ガス流調整部８０Ａと同様に、第１領域Ｒ１のガスをスリットＡ１、スリットＡ２、スリットＡ３の順に通過させることで、ガスの流れを調整して排気ポート２８に導く。ガス流調整部８０Ｂを備える基板処理装置においても、前述の基板処理装置１と同様の効果が奏される。

【0046】

〔解析結果〕
実施形態に係る基板処理装置１を用いることで、第１領域Ｒ１の鉛直方向におけるガスの流れの偏りが改善することを確認した解析結果について説明する。

【0047】

（解析Ａ）
解析Ａでは、基板処理装置１において、ノズル３１から第１領域Ｒ１にガスを吐出し、排気ポート２８を介してガスを排出した場合の、スリットＡ１～Ａ３の位置での鉛直方向のガスの流量分布をシミュレーションにより算出した。解析Ａでは、スリットＡ１のスリット幅を４０ｍｍ、スリットＡ２のスリット幅を１０ｍｍ、スリットＡ３のスリット幅を５ｍｍに設定した。なお、スリットＡ１～Ａ３のスリット長さは、プロセス領域の長さより長く鉛直方向へ延びるように設定した。また、スリットＡ１～Ａ３のスリット長さは、互いに同じ長さに設定した。

【0048】

図５は、鉛直方向におけるガスの流量分布の解析結果を示す図である。図５中、プロセス領域を鉛直方向に８等分したときの鉛直方向の各領域を横軸に示し、各領域でのガスの流量比を縦軸に示す。なお、流量比は以下の数式（１）により算出した。

【0049】

流量比＝各領域での流量／スリットＡ１の８つの領域での流量の平均値 … （１）

【0050】

図５中、菱形印、四角印及び三角印はそれぞれスリットＡ１、スリットＡ２及びスリットＡ３の位置での流量比を示す。

【0051】

図５に示されるように、スリットＡ３の位置では上部よりも下部の流量が大きくなっているのに対し、スリットＡ１の位置では上部と下部との間で流量の差がほとんどないことが分かる。この結果からスリット幅４０ｍｍのスリットＡ１、スリット幅１０ｍｍのスリットＡ２及びスリット幅５ｍｍのスリットＡ３をガスの流通方向の上流側から下流側に向かって設けることで、第１領域Ｒ１での鉛直方向のガスの流れの偏りを抑制できることが示された。

【0052】

（解析Ｂ）
解析Ｂでは、基板処理装置１において、ノズル３１から第１領域Ｒ１にガスを吐出し、排気ポート２８を介してガスを排出した場合の、スリットＡ１の位置での鉛直方向のガスの流量分布をシミュレーションにより算出した。解析Ｂでは、スリットＡ１～Ａ３のスリット幅を変更してシミュレーションを行った。なお、スリットＡ１～Ａ３のスリット長さは、プロセス領域の長さより長く鉛直方向へ延びるように設定した。また、スリットＡ１～Ａ３のスリットの長さは、互いに同じ長さに設定した。解析Ｂでは、比較のためにスリットＡ２，Ａ３がなく１つのスリットＡ１がある基板処理装置においても同様にシミュレーションを行った。

【0053】

図６は、ガス流量の均一性の解析結果を示す図であり、各基板処理装置での鉛直方向のガス流量の均一性を示す。なお、均一性は以下の数式（２）により算出した。

【0054】

均一性＝（最大値－最小値）／平均値 … （２）
ただし、数式（２）中、最大値、最小値及び平均値はそれぞれスリットＡ１の８つの領域での流量の最大値、最小値及び平均値である。

【0055】

図６中、左から１番目の棒グラフは、単独のスリットＡ１（スリット幅：４０ｍｍ）を有する場合の結果を示す。左から２番目の棒グラフは、単独のスリットＡ１（スリット幅：５ｍｍ）を有する場合の結果を示す。左から３番目の棒グラフは、スリットＡ１（スリット幅：４０ｍｍ）、スリットＡ２（スリット幅：１０ｍｍ）及びスリットＡ３（スリット幅：５ｍｍ）を有する場合の結果を示す。左から４番目の棒グラフは、スリットＡ１（スリット幅：２０ｍｍ）、スリットＡ２（スリット幅：１０ｍｍ）及びスリットＡ３（スリット幅：５ｍｍ）を有する場合の結果を示す。左から５番目の棒グラフは、スリットＡ１（スリット幅：５ｍｍ）、スリットＡ２（スリット幅：１０ｍｍ）及びスリットＡ３（スリット幅：２０ｍｍ）を有する場合の結果を示す。

【0056】

図６に示されるように、基板処理装置が３つのスリットＡ１～Ａ３を有する場合、スリットＡ１の位置での鉛直方向のガス流量の均一性が１．２％～１．６％であることが分かる。一方、基板処理装置が単独のスリットＡ１を有する場合、スリットＡ１の位置での鉛直方向のガス流量の均一性が２．３％～１０．６％であることが分かる。この結果から、ガスの流通方向の上流側から下流側に向かって多重のスリットを設けることで、第１領域Ｒ１での鉛直方向のガスの流れの偏りを抑制できることが示された。

【0057】

また、図６に示されるように、基板処理装置が３つのスリットＡ１～Ａ３を有する場合、スリットＡ３のスリット幅を５ｍｍに設定することで、スリットＡ３のスリット幅を２０ｍｍに設定するよりも、スリットＡ１の位置での鉛直方向のガス流量の均一性が良好であることが分かる。この結果から、スリットＡ３のスリット幅を狭くすることで、第１領域Ｒ１での鉛直方向のガスの流れの偏りを特に抑制できることが示された。これは、第２領域Ｒ２に面するスリットＡ３のスリット幅を狭くすることによってスリットＡ３近傍での排気コンダクタンスが悪化するためと考えられる。つまり、排気ポート２８に近いスリットＡ３の下方領域は排気流速が高い傾向にあるが、排気コンダクタンスが悪化することによってスリットＡ３の下方領域での高い排気流速が緩和されるためと考えられる。

【0058】

（解析Ｃ）
解析Ｃでは、基板処理装置１において、解析Ａと同様に、ノズル３１から第１領域Ｒ１にガスを吐出し、排気ポート２８を介してガスを排出した場合の、スリットＡ１～Ａ３の位置での鉛直方向のガスの流量分布をシミュレーションにより算出した。解析Ｃでは、２つのスリットＡ２，Ａ３のスリット長さを変更してシミュレーションを行った。なお、スリットＡ１～Ａ３のスリット幅は、解析ＡのスリットＡ１～Ａ３と同じスリット幅に設定した。

【0059】

図７は、スリットの開口位置を説明する図である。図７中、数値「２」～「８」の領域はプロセス領域を鉛直方向に８等分したときの鉛直方向の各領域を示し、数値「２」の領域がプロセス領域の最も上部に位置し、数値「８」の領域がプロセス領域の最も下部に位置する。数値「１」の領域はプロセス領域よりも上方の領域を示し、数値「１０」の領域はプロセス領域よりも下方の領域を示す。また、梨地のハッチングが付されている数値の領域は開口がある領域を示し、梨地のハッチングが付されていない数値の領域は開口がない領域を示す。すなわち、図７では、スリットＡ１，Ａ２はプロセス領域の上方から下方まで開口するスリットである。また、スリットＡ３はプロセス領域を８等分したときの中央部の２つ領域が開口し、その他の領域が開口しないスリットである。

【0060】

図８は、鉛直方向におけるガスの流量分布の解析結果を示す図であり、基板処理装置が図７に示される３つのスリットＡ１～Ａ３を有する場合の結果を示す。図８中、プロセス領域を鉛直方向に８等分したときの鉛直方向の各領域を横軸に示し、各領域でのガスの流量比を縦軸に示す。なお、流量比は前述した数式（１）により算出した。また、図８中、菱形印、四角印及び三角印はそれぞれスリットＡ１、スリットＡ２及びスリットＡ３の位置での流量比を示す。

【0061】

図８に示されるように、スリットＡ１の位置では、鉛直方向の中央部が下部及び上部よりも流量が大きい凸状を示すことが分かる。

【0062】

図９は、スリットの開口位置を説明する図である。図９中、数値「２」～「８」の領域はプロセス領域を鉛直方向に８等分したときの鉛直方向の各領域を示し、数値「２」の領域がプロセス領域の最も上部に位置し、数値「８」の領域がプロセス領域の最も下部に位置する。数値「１」の領域はプロセス領域よりも上方の領域を示し、数値「１０」の領域はプロセス領域よりも下方の領域を示す。また、梨地のハッチングが付されている数値の領域は開口がある領域を示し、梨地のハッチングが付されていない数値の領域は開口がない領域を示す。すなわち、図９では、スリットＡ１はプロセス領域の上方から下方まで開口するスリットである。また、スリットＡ２はプロセス領域を８等分したときの上部の２つの領域と下部の２つの領域とが開口し、その他の領域が開口しないスリットである。また、スリットＡ３はプロセス領域を８等分したときの中央部の２つ領域が開口し、その他の領域が開口しないスリットである。

【0063】

図１０は、鉛直方向におけるガスの流量分布の解析結果を示す図であり、基板処理装置が図９に示される３つのスリットＡ１～Ａ３を有する場合の結果を示す。図１０中、プロセス領域を鉛直方向に８等分したときの鉛直方向の各領域を横軸に示し、各領域でのガスの流量比を縦軸に示す。なお、流量比は前述した数式（１）により算出した。また、図１０中、菱形印、四角印及び三角印はそれぞれスリットＡ１、スリットＡ２及びスリットＡ３の位置での流量比を示す。

【0064】

図１０に示されるように、スリットＡ１の位置では、鉛直方向の中央部が下部及び上部よりも流量が小さい凹状を示すことが分かる。

【0065】

以上、図８及び図１０に示される結果から、スリットＡ２，Ａ３のスリット長さを変更することで、鉛直方向の排気分布を制御できることが示された。

【0066】

なお、上記の実施形態において、内管１１は内筒の一例であり、外管１２及びマニホールド１７は外筒の一例である。

【0067】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0068】

上記の実施形態では、別材料で形成される外管１２とマニホールド１７とが外筒を構成する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、外管１２とマニホールド１７とが同じ材料、かつ一体で形成されてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ 基板処理装置
１１ 内管
１２ 外管
１７ マニホールド
２８ 排気ポート
３１～３３ ノズル
８０，８０Ａ，８０Ｂ ガス流調整部
Ａ１～Ａ３ スリット
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】