[发明专利]气体导入装置及其制造方法以及处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及对半导体晶片等被处理体进行规定处理的处理装置、向其内导入规定气体的气体导入装置及其制造方法。

背景技术

一般地，在制造半导体集成电路等工艺中，对半导体晶片等被处理体反复进行成膜处理、蚀刻处理、氧化扩散处理、改质处理等各种处理，以得到希望的集成电路等。

在进行这样的各种处理时，使用各种气体。这些气体，例如以单片式处理装置为例，多采用从设置在处理容器顶部的喷淋头部向处理容器内导入规定气体的结构。该喷淋头部在与晶片相对的面上具有多个气体喷射孔，从这些气体喷射孔喷射气体。由此，能够向晶片的表面均匀地供给规定的气体，从而能够在整个晶片面内以高均匀性进行成膜等处理。

参照图13对该方面进行说明。如图13所示，该处理装置具有例如形成为圆柱体状的处理容器2，在该处理容器2内设置有通过支柱4从容器底部立起的载置台6，将半导体晶片W载置在该载置台6上。在该载置台6上设置有用于加热晶片W的作为加热单元的例如电阻加热器7。另外，在处理容器2的底部设置有排气口8，通过图中未示出的真空泵将容器内的气氛抽成真空。另外，在处理容器2的顶部设置有在内部具有规定容量的扩散室9的容器状或者箱状的喷淋头部10，从设置在其下面的多个气体喷射孔12向处理空间S分散并均匀地供给规定气体。

此外，在该喷淋头部10的气体导入口10A上连接有气体搬送通路12，通过对安装在该搬送通路12上的开闭阀14进行打开关闭操作，而能够将被控制流量的规定气体向喷淋头部10内的扩散部9进行供给。该气体在该扩散室9内扩散后，从如上所述的各气体喷射孔12向处理空间S导入(专利文献1、2、3)。

专利文献1：日本特开2002-50588号公报

专利文献2：日本特开2004-277772号公报

专利文献3：日本特开2005-64018号公报

但是，对于上述那样的喷淋头部10而言，在半导体集成电路等的集成度和细微化要求并非很高的情况下是没有问题的。然而，在要求更高集成化和细微化的现阶段，对处理的面内均匀性要求高，例如以成膜装置为例，有必要使膜厚的面内均匀性进一步提高。但是，在现有的喷淋头部10的结构中，存在不能充分地与之对应的情况。

即，为了使处理的面内均匀性提高，必须迅速并且各气体喷射孔12必须同时进行气体的供给开始和供给停止，但无法避免因开闭阀14的下游侧的空间容积而引起的气体供给的延迟的产生。特别是，存在下述问题，即，由于将规定容量的扩散室9设置在喷淋头部10内，在喷淋头部10的中心部和周边部，从喷射孔12开始喷射或者停止喷射的时刻存在时间差。

特别是与半导体晶片W的直径尺寸例如从200mm向300mm的大型化对应，喷淋头部10的直径也增大，其中心部和周边部之间的距离变得越来越大，因此这种延迟问题就表现的越来越显著。

特别是，在成膜方法中，若进行要做到不同种类的成膜气体在短时间内相互转换并且反复向处理容器内进行供给，以层叠多层原子或者分子水平(level(等级))非常薄的膜厚的薄膜，进行希望成膜的ALD(Atomic Layered Deposition(原子分层堆积))法，则因为产生较大的上述延迟的不良影像，因此希望早期得到解决。

发明内容

本发明着眼于上述问题，是为了有效地解决上述问题而提出的。本发明的目的在于：提供一种能够迅速并且同时进行从各气体喷射孔的气体的供给开始和供给停止的气体导入装置及其制造方法以及处理装置。

通过对各气体喷射孔设置纯流体逻辑元件作为进行气体的供给的开始和停止的阀机构，而能够不使用机械的可动部，迅速并且同时进行各气体喷射孔的气体供给开始和供给停止，本发明者通过得到以上见解而实现本发明。

本发明的气体导入装置，其特征在于：该气体导入装置被设置在可排气的处理容器内，用于向处理容器内导入气体，其中，上述气体导入装置具有与上述处理容器内相对设置的气体导入头体，在上述气体导入头体上设置有用于供给气体流动的供给气体流路，在上述气体导入头体上设置有排气流路，在上述气体导入头体上设置有用于控制气体流动的控制气体流路，在上述气体导入头体的与上述处理容器相对的面上设置有多个气体喷射孔，与上述各气体喷射孔相对应地设置有与上述供给气体流路、上述排气流路和上述控制气体流路连通的纯流体逻辑元件。