(57)【要約】【課題】ガスノズル先端のガス滞留を抑制できる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様によるガスノズルは、略円筒形状の処理容器の内壁内側に沿って鉛直方向に延設するガスノズルであって、前記ガスノズルは、長手方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の第１のガス孔と、先端に設けられ、長手方向からの平面視で前記複数の第１のガス孔が設けられる側と反対側に配向し、開口面積が前記複数の第１のガス孔の各々よりも大きい第２のガス孔と、を有する。【選択図】図１
2022002253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形状の処理容器の内壁内側に沿って鉛直方向に延設するガスノズルであって、
前記ガスノズルは、
長手方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の第１のガス孔と、
先端に設けられ、長手方向からの平面視で前記複数の第１のガス孔が設けられる側と反対側に配向し、開口面積が前記複数の第１のガス孔の各々よりも大きい第２のガス孔と、
を有する、
ガスノズル。
【請求項２】
前記第２のガス孔は、前記長手方向に対する配向角度が３０度〜９０度である、
請求項１に記載のガスノズル。
【請求項３】
前記第２のガス孔は、円形、楕円形、長方形又は角丸長方形の開口である、
請求項１又は２に記載のガスノズル。
【請求項４】
前記先端に設けられ、前記長手方向からの平面視で前記複数の第１のガス孔が設けられる側と反対側であり、前記第２のガス孔と異なる方向に配向する第３のガス孔を有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガスノズル。
【請求項５】
前記第１のガス孔は、前記処理容器の中心側に配向し、
前記第２のガス孔は、前記処理容器の近傍の内壁側に配向する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガスノズル。
【請求項６】
略円筒形状の処理容器と、
前記処理容器の内壁内側に沿って鉛直方向に延設するガスノズルと、
を備え、
前記ガスノズルは、
長手方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の第１のガス孔と、
先端に設けられ、長手方向からの平面視で前記複数の第１のガス孔が設けられる側と反対側に配向し、開口面積が前記複数の第１のガス孔の各々よりも大きい第２のガス孔と、
を有する、
基板処理装置。
【請求項７】
第１のガスノズルから処理容器内に第１の処理ガスを吐出する工程と、
第２のガスノズルから前記処理容器内に前記第１の処理ガスと反応して反応生成物を生成する第２の処理ガスを吐出する工程と、
前記第１の処理ガスを吐出する工程と前記第２の処理ガスを吐出する工程とを含むサイクルを繰り返す工程と、
を有し、
前記第１のガスノズル及び前記第２のガスノズルは、略円筒形状の処理容器の内壁内側に沿って鉛直方向に延設し、
前記第２のガスノズルは、
長手方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の第１のガス孔と、
先端に設けられ、長手方向からの平面視で前記複数の第１のガス孔が設けられる側と反対側に配向し、開口面積が前記複数の第１のガス孔の各々よりも大きい第２のガス孔と、
を有する、
基板処理方法。
【請求項８】
前記第１の処理ガスは、シリコン又は金属を含有する原料ガスであり、
前記第２の処理ガスは、酸素又は窒素を含有する反応ガスである、
請求項７に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスノズル、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理容器の長手方向に沿って延びると共に複数のガス噴射孔が形成された分散ノズルを有するガス供給手段を備え、分散ノズルの上端にパーティクル放出孔を設けるように構成した成膜装置が知られている（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２０１３−１５７４９１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、ガスノズル先端のガス滞留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ガスノズルは、略円筒形状の処理容器の内壁内側に沿って鉛直方向に延設するガスノズルであって、前記ガスノズルは、長手方向に沿って間隔を空けて設けられた複数の第１のガス孔と、先端に設けられ、長手方向からの平面視で前記複数の第１のガス孔が設けられる側と反対側に配向し、開口面積が前記複数の第１のガス孔の各々よりも大きい第２のガス孔と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、ガスノズル先端のガス滞留を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の基板処理装置の一例を示す概略図
【図２】ガスノズルの配置を説明するための図
【図３】第１構成例のガスノズルの一例を示す図
【図４】第２構成例のガスノズルの一例を示す図
【図５】第３構成例のガスノズルの一例を示す図
【図６】パーティクル発生のメカニズムを説明するための図
【図７】ガスノズルを上方から見たときの図
【図８】実施例１の数値解析の結果を示す図
【図９】実施例２の数値解析の結果を示す図
【図１０】実施例３の数値解析の結果を示す図
【図１１】実施例４の数値解析の結果を示す図
【図１２】実施例５の数値解析の結果を示す図
【図１３】実施例６の数値解析の結果を示す図
【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、実施形態の基板処理装置の一例について説明する。図１は、実施形態の基板処理装置の一例を示す概略図である。図２は、ガスノズルの配置を説明するための図である。
【００１０】
基板処理装置１は、処理容器１０、ガス供給部３０、排気部５０、加熱部７０及び制御部９０を備える。
【００１１】
処理容器１０は、ボート１６を収容する。ボート１６は、複数の基板を鉛直方向に間隔を有して略水平に保持する。基板は、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）であってよい。処理容器１０は、内管１１及び外管１２を有する。内管１１は、インナーチューブとも称され、下端が開放された有天井の略円筒形状に形成されている。内管１１は、天井部１１ａが例えば平坦に形成されている。外管１２は、アウターチューブとも称され、下端が開放されて内管１１の外側を覆う有天井の略円筒形状に形成されている。内管１１及び外管１２は、同軸状に配置されて二重管構造となっている。内管１１及び外管１２は、例えば石英等の耐熱材料により形成されている。
【００１２】
内管１１の一側には、その長手方向（鉛直方向）に沿ってガスノズルを収容する収容部１３が形成されている。収容部１３は、内管１１の側壁の一部を外側へ向けて突出させて凸部１４を形成し、凸部１４内を収容部１３として形成している。収容部１３に対向させて内管１１の反対側の側壁には、その長手方向（鉛直方向）に沿って矩形状の開口１５が形成されている。開口１５は、内管１１内のガスを排気できるように形成されたガス排気口である。開口１５の長さは、ボート１６の長さと同じであるか、又は、ボート１６の長さよりも長く上下方向へそれぞれ延びるようにして形成されている。
【００１３】
処理容器１０の下端は、例えばステンレス鋼により形成される略円筒形状のマニホールド１７によって支持されている。マニホールド１７の上端にはフランジ１８が形成されており、フランジ１８上に外管１２の下端を設置して支持するようになっている。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を介在させて外管１２内を気密状態にしている。
【００１４】
マニホールド１７の上部の内壁には、円環形状の支持部２０が設けられており、支持部２０上に内管１１の下端を設置して支持するようになっている。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ており、処理容器１０の下端の開口、即ち、マニホールド１７の開口を気密に塞ぐようになっている。蓋体２１は、例えばステンレス鋼により形成される。
【００１５】
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ている。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ている。
【００１６】
回転軸２４の上端には回転プレート２６が設けられており、回転プレート２６上に石英製の保温台２７を介してウエハＷを保持するボート１６が載置されるようになっている。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ようになっている。
【００１７】
ガス供給部３０は、マニホールド１７に設けられている。ガス供給部３０は、複数（例えば３本）のガスノズル３１〜３３を有する。
【００１８】
複数のガスノズル３１〜３３は、図２に示されるように、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配設されている。各ガスノズル３１〜３３は、内管１１内にその長手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ている。
【００１９】
ガスノズル３１には、その長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔３１ａが設けられている。複数のガス孔３１ａは、例えば内管１１の中心側（ウエハＷ側）に配向する。また、ガスノズル３１の先端には、平面視で複数のガス孔３１ａが設けられている側と反対側（内管１１の近傍の内壁側）に配向する先端孔３１ｂが設けられている。ガスノズル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からウエハＷに向かって略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ってよい。
【００２０】
ガスノズル３２には、その長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔３２ａが設けられている。複数のガス孔３２ａは、例えば内管１１の中心側（ウエハＷ側）に配向する。また、ガスノズル３２の先端には、平面視で複数のガス孔３２ａが設けられている側と反対側（内管１１の近傍の内壁側）に配向する先端孔３２ｂが設けられている。ガスノズル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からウエハＷに向かって略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り、例えば酸素又は窒素を含有するガスであってよい。
【００２１】
ガスノズル３３には、その長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数のガス孔３３ａが設けられている。複数のガス孔３３ａは、例えば内管１１の中心側（ウエハＷ側）に配向する。ガスノズル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からウエハＷに向かって略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り、例えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスであってよい。
【００２２】
排気部５０は、内管１１内から開口１５を介して排出され、内管１１と外管１２との間の空間Ｐ１を介してガス出口２８から排出されるガスを排気する。ガス出口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。ガス出口２８には、排気通路５１が接続されている。排気通路５１には、圧力調整弁５２及び真空ポンプ５３が順次介設されて、処理容器１０内を排気できるようになっている。
【００２３】
加熱部７０は、外管１２の周囲に設けられている。加熱部７０は、例えばベースプレート（図示せず）上に設けられている。加熱部７０は、外管１２を覆うように略円筒形状を有する。加熱部７０は、例えば発熱体を含み、処理容器１０内のウエハＷを加熱する。
【００２４】
制御部９０は、基板処理装置１の各部の動作を制御する。制御部９０は、例えばコンピュータであってよい。基板処理装置１の各部の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
【００２５】
〔ガスノズル〕
図３〜図５を参照し、実施形態の基板処理装置１が備えるガスノズル３２の構成例について説明する。
【００２６】
図３は、第１構成例のガスノズル１００の一例を示す図であり、ガスノズル１００の先端を含む部位を拡大して示す断面図である。
【００２７】
ガスノズル１００は、円筒部３２ｓ、閉塞部３２ｔ、複数のガス孔３２ａ及び先端孔３２ｂを含む。
【００２８】
円筒部３２ｓは、略円筒形状を有し、内管１１内にその長手方向に沿って設けられている。
【００２９】
閉塞部３２ｔは、円筒部３２ｓの先端に位置し、円筒部３２ｓの先端を閉塞する。閉塞部３２ｔは、丸みを帯びた曲面状に形成されている。
【００３０】
複数のガス孔３２ａは、円筒部３２ｓに、ガスノズル１００の長手方向に沿って間隔を空けて設けられている。複数のガス孔３２ａは、内管１１の中心側（ウエハＷ側）に配向し、ウエハＷに向かって略水平方向に反応ガスを吐出する。各ガス孔３２ａは、円形の開口である。
【００３１】
先端孔３２ｂは、ガスノズル１００の先端、例えば閉塞部３２ｔに設けられている。先端孔３２ｂは、ガスノズル１００の長手方向からの平面視において、複数のガス孔３２ａが設けられている側と反対側（内管１１の近傍の内壁側）に配向する。ガスノズル１００の管軸Ｃ１に対する先端孔３２ｂの配向角度θ１は、例えば３０度〜９０度である。これにより、先端孔３２ｂは、内管１１の近傍の内壁側に向かって斜め上方に反応ガスを吐出する。先端孔３２ｂは、円形の開口である。先端孔３２ｂの開口面積は、各ガス孔３２ａの開口面積よりも大きい。これにより、ガスノズル１００の先端から反応ガスが放出されやすくなるため、ガスノズル３２先端における反応ガスの滞留が抑制される。また、先端孔３２ｂの開口面積は、各ガス孔３２ａの開口面積の２倍以下であることが好ましい。これにより、ガスノズル１００内における反応ガスの流速ばらつきを抑制できる。
【００３２】
ところで、ガスノズル１００の長手方向に沿って間隔を空けて複数のガス孔３２ａが設けられている場合、ガスノズル１００に導入される反応ガスは基端（下端）側から徐々に吐出される。そのため、ガスノズル１００の先端では反応ガスの量が減り、流速が遅くなるため、反応ガスの滞留が生じやすい。
【００３３】
第１構成例のガスノズル１００によれば、各ガス孔３２ａよりも開口面積が大きい先端孔３２ｂが閉塞部３２ｔに設けられている。これにより、ガスノズル１００内に導入された反応ガスは、ガスノズル１００先端から効率よく放出され、ガスノズル３２先端における反応ガスの滞留が抑制される。
【００３４】
また、先端孔３２ｂは、ガスノズル１００の長手方向からの平面視において、複数のガス孔３２ａが設けられている側と反対側に配向する。これにより、ガスノズル１００先端のガス滞留領域を縮小できる。その結果、反応ガスの失活を抑制できる。
【００３５】
図４は、第２構成例のガスノズル２００の一例を示す図であり、ガスノズル２００の先端を含む部位の外観を拡大して示す斜視図である。ガスノズル２００は、先端孔３２ｂが長方形の開口（スリット）である点で、ガスノズル１００と異なる。なお、その他の点については、ガスノズル１００と同様であるので、ガスノズル１００と異なる点を中心に説明する。
【００３６】
先端孔３２ｂは、ガスノズル２００の先端、例えば円筒部３２ｓの上部から閉塞部３２ｔまで延び、ガスノズル２００の長手方向を長辺、短手方向を短辺とする長方形の開口（スリット）である。先端孔３２ｂは、ガスノズル２００の長手方向からの平面視において、複数のガス孔３２ａが設けられている側と反対側に配向する。これにより、先端孔３２ｂは、内管１１の近傍の内壁側に向かって斜め上方及び略水平方向に反応ガスを吐出する。先端孔３２ｂの開口面積は、各ガス孔３２ａの開口面積よりも大きい。これにより、ガスノズル２００の先端から反応ガスが放出されやすくなるため、ガスノズル２００先端における反応ガスの滞留が抑制される。
【００３７】
第２構成例のガスノズル２００によれば、各ガス孔３２ａよりも開口面積が大きい先端孔３２ｂが円筒部３２ｓの上部から閉塞部３２ｔにわたって設けられている。これにより、ガスノズル２００内に導入された反応ガスは、ガスノズル２００先端から効率よく放出され、ガスノズル２００先端における反応ガスの滞留が抑制される。
【００３８】
また、先端孔３２ｂは、ガスノズル２００の長手方向からの平面視において、複数のガス孔３２ａが設けられている側と反対側に配向する。これにより、ガスノズル２００先端のガス滞留領域を縮小できる。その結果、反応ガスの失活を抑制できる。
【００３９】
なお、第２構成例では、先端孔３２ｂがガスノズル２００の長手方向を長辺、短手方向を短辺とする長方形の開口であ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、先端孔３２ｂは、ガスノズル２００の長手方向を短辺、短手方向を長辺とする長方形の開口であってもよい。
【００４０】
また、第２構成例では、先端孔３２ｂが長方形の開口であ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、先端孔３２ｂは、楕円形、角丸長方形の開口であってもよい。先端孔３２ｂが楕円形の開口である場合、ガスノズル２００の長手方向が長軸、短手方向が短軸であってもよく、ガスノズル２００の長手方向が短軸、短手方向が長軸であってもよい。先端孔が角丸長方形の開口である場合、ガスノズル２００の長手方向が長辺、短手方向が短辺であってもよく、ガスノズル２００の長手方向が短辺、短手方向が長辺であってもよい。
【００４１】
図５は、第３構成例のガスノズル３００の一例を示す図であり、ガスノズル３００の先端を含む部位を拡大して示す断面図である。ガスノズル３００は、複数のガス孔３２ａ及び先端孔３２ｂに加えて第２の先端孔３２ｃを有する点で、ガスノズル１００と異なる。なお、その他の点については、ガスノズル１００と同様であるので、ガスノズル１００と異なる点を中心に説明する。
【００４２】
第２の先端孔３２ｃは、ガスノズル３００の先端、例えば円筒部３２ｓの上部に設けられている。第２の先端孔３２ｃは、ガスノズル３００の長手方向からの平面視において、複数のガス孔３２ａが設けられている側と反対側（内管１１の近傍の内壁側）に配向する。ガスノズル３００の管軸Ｃ３に対する第２の先端孔３２ｃの配向角度θ２は、先端孔３２ｂの配向角度θ１と異なる角度であり、例えば９０度である。これにより、第２の先端孔３２ｃは、内管１１の近傍の内壁側に向かって略水平方向に反応ガスを吐出する。第２の先端孔３２ｃは、円形の開口である。第２の先端孔３２ｃの開口面積は、各ガス孔３２ａの開口面積よりも大きい。これにより、ガスノズル３００の先端から反応ガスが放出されやすくなるため、ガスノズル３００先端における反応ガスの滞留が抑制される。
【００４３】
第３構成例のガスノズル３００によれば、各ガス孔３２ａよりも開口面積が大きい先端孔３２ｂが閉塞部３２ｔに設けられ、各ガス孔３２ａよりも開口面積が大きい第２の先端孔３２ｃが円筒部３２ｓの上部に設けられている。これにより、ガスノズル３００内に導入された反応ガスは、ガスノズル３００先端から効率よく放出され、ガスノズル３００先端における反応ガスの滞留が抑制される。
【００４４】
また、先端孔３２ｂ及び第２の先端孔３２ｃは、ガスノズル３００の長手方向からの平面視において、複数のガス孔３２ａが設けられている側と反対側に配向する。これにより、ガスノズル３００先端のガス滞留領域を縮小できる。その結果、反応ガスの失活を抑制できる。
【００４５】
なお、第３構成例では、先端孔３２ｂ及び第２の先端孔３２ｃが円形の開口であ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、先端孔３２ｂ及び第２の先端孔３２ｃは、長方形、楕円形、角丸長方形の開口であってもよい。
【００４６】
〔パーティクル発生のメカニズム〕
図６を参照し、パーティクル発生のメカニズムについて説明する。図６は、パーティクル発生のメカニズムを説明するための図である。図６は、互いに反応するＡガスとＢガスとをパージを挟んで交互に供給してＡガスとＢガスとの反応生成物を堆積させる原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法の動作を示す。
【００４７】
まず、図６（ａ）に示されるように、ガスノズルＧＮ１から処理容器内にＡガスを吐出する。これにより、処理容器内がＡガス雰囲気となる。
【００４８】
続いて、ガス置換及び真空引きを繰り返すサイクルパージにより、処理容器内に残留するＡガスを排出する。ガス置換は、処理容器内にパージガスを供給する動作である。真空引きは、真空ポンプにより処理容器内を排気する動作である。図６（ｂ）に示されるように、真空引きを行っている際、ＡガスがガスノズルＧＮ２内に逆拡散し、ガスノズルＧＮ２内に滞留する場合がある。
【００４９】
続いて、図６（ｃ）に示されるように、ガスノズルＧＮ２から処理容器内にＢガスを吐出する。このとき、ＢガスがガスノズルＧＮ２内に逆拡散したＡガスと反応し、パーティクル源ＰＳを生成し得る。
【００５０】
続いて、ガス置換及び真空引きを繰り返すサイクルパージにより、処理容器内に残留するＢガスを排出する。
【００５１】
そして、Ａガスの吐出、サイクルパージ、Ｂガスの吐出及びサイクルパージを含むＡＬＤサイクルを繰り返すことで、図６（ｄ）に示されるように、ガスノズルＧＮ２内にパーティクル源ＰＳが蓄積される。特に、ガスノズルＧＮ２先端はガスの抜けが悪いため、パーティクル源ＰＳが蓄積されやすい。この状態で、図６（ｄ）に示されるように、ガスノズルＧＮ２からＢガスを吐出すると、ガスノズルＧＮ２内に蓄積されたパーティクル源ＰＳがＢガスと共に処理容器内に噴出される。その結果、例えば処理容器内のウエハＷにパーティクルが付着する。
【００５２】
〔基板処理方法〕
実施形態の基板処理方法について、前述の基板処理装置１を用いてＡＬＤ法により、ウエハＷにシリコン酸化膜を成膜する方法を例に挙げて説明する。
【００５３】
まず、制御部９０は、昇降機構２５を制御して、複数のウエハＷを保持したボート１６を処理容器１０内に搬入し、蓋体２１により処理容器１０の下端の開口を気密に塞ぎ、密閉する。
【００５４】
続いて、制御部９０は、原料ガスを供給する工程Ｓ１、パージする工程Ｓ２、反応ガスを供給する工程Ｓ３及びパージする工程Ｓ４を含むサイクルを、予め定めた回数繰り返すことにより、複数のウエハＷに所望の膜厚を有するシリコン酸化膜を成膜する。
【００５５】
工程Ｓ１では、ガスノズル３１から処理容器１０内に原料ガスであるシリコン含有ガスを吐出することにより、複数のウエハＷにシリコン含有ガスを吸着させる。
【００５６】
工程Ｓ２では、ガス置換及び真空引きを繰り返すサイクルパージにより、処理容器１０内に残留するシリコン含有ガス等を排出する。ガス置換は、ガスノズル３３から処理容器１０内にパージガスを供給する動作である。真空引きは、真空ポンプ５３により処理容器１０内を排気する動作である。工程Ｓ２では、真空引きを行っている際、シリコン含有ガスが複数のガス孔３２ａを介してガスノズル３２内に逆拡散し、ガスノズル３２先端に滞留する場合がある。しかし、実施形態の基板処理装置においては逆拡散したシリコン含有ガスは先端孔３２ｂを介してガスノズル３２内から抜けやすいので、ガスノズル３２先端でのシリコン含有ガスの滞留が生じにくい。
【００５７】
工程Ｓ３では、ガスノズル３２から処理容器１０内に反応ガスである酸化ガスを吐出することにより、酸化ガスにより複数のウエハＷに吸着したシリコン原料ガスを酸化させる。このとき、ガスノズル３２先端にはシリコン含有ガスがほとんど滞留していないため、ガスノズル３２内で酸化ガスがシリコン含有ガスと反応してパーティクルが生じることを抑制できる。
【００５８】
工程Ｓ４では、ガス置換及び真空引きを繰り返すサイクルパージにより、処理容器１０内に残留する酸化ガス等を排出する。
【００５９】
工程Ｓ１〜Ｓ４を含むＡＬＤサイクルが予め定めた回数繰り返された後、制御部９０は、昇降機構２５を制御して、ボート１６を処理容器１０内から搬出する。
【００６０】
以上に説明したように、実施形態の基板処理方法によれば、ガスノズル３２の先端に先端孔３２ｂが設けられているので、真空引きを行っている際にガスノズル３２内に逆拡散し得るシリコン含有ガスは先端孔３２ｂを介してガスノズル３２内から抜けやすい。これにより、ガスノズル３２先端でのシリコン含有ガスの滞留が抑制され、ガスノズル３２内で酸化ガスがシリコン含有ガスと反応してパーティクルが生じることを抑制できる。その結果、ガスノズル３２内から複数のウエハＷに向かってパーティクルが放出されることを抑制できる。
【００６１】
〔実施例〕
実施例では、実施形態に係る基板処理装置１の効果を確認するために、先端孔の孔径、数及び管軸に対する配向角度（以下「配向角度」という。）が異なるガスノズルからオゾンガスを吐出させたときのオゾンガスの流速分布及び濃度分布について数値解析を行った。数値解析では、Ａｎｓｙｓ社製の流体解析ソフトウェアＦｌｕｅｎｔを用いた。
【００６２】
以下の実施例では、図７に示されるように、ガス孔及び先端孔を含む断面をＸ−Ｘ断面とし、Ｘ−Ｘ断面に垂直な断面をＹ−Ｙ断面として説明する。なお、図７は、ガスノズルを上方から見たときの図である。
【００６３】
（実施例１）
実施例１では、３種類のガスノズルＡ１〜Ａ３からオゾンガスを吐出させたときのオゾンガスの流速分布を解析した。
【００６４】
ガスノズルＡ１〜Ａ３には、それぞれ長手方向に沿って間隔を空けて孔径Φが１．０ｍｍの複数のガス孔が設けられている。また、ガスノズルＡ１、Ａ２、Ａ３には、配向角度が０度の位置にそれぞれ孔径Φが１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍの先端孔が設けられている。
【００６５】
図８は、実施例１の数値解析の結果を示す図であり、Ｘ−Ｘ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの流速分布を示す。
【００６６】
図８に示されるように、先端孔の孔径Φを１．０ｍｍから１．５ｍｍに拡大することにより、ガスノズル先端の流速が高まっていることが分かる。すなわち、先端孔の孔径Φをガス孔の孔径Φの１．５倍にすることにより、ガスノズル先端の流速を高めることができると言える。
【００６７】
また、先端孔の孔径Φを２．０ｍｍに拡大することにより、先端孔の孔径Φが１．５ｍｍの場合よりもガスノズル先端の流速が高まっていることが分かる。すなわち、先端孔の孔径Φをガス孔の孔径Φの２．０倍にすることにより、ガスノズル先端の流速をより高めることができると言える。
【００６８】
（実施例２）
実施例２では、３種類のガスノズルＡ１、Ａ４、Ａ５からオゾンガスを吐出させたときのオゾンガスの流速分布を解析した。
【００６９】
ガスノズルＡ１、Ａ４、Ａ５には、それぞれ長手方向に沿って間隔を空けて孔径Φが１．０ｍｍの複数のガス孔が設けられている。また、ガスノズルＡ１には、配向角度が０度の位置に孔径Φが１．０ｍｍの先端孔が設けられている。ガスノズルＡ４には、配向角度が０度及び４５度の位置にそれぞれ孔径Φが１．０ｍｍの先端孔が設けられている。ガスノズルＡ５には、配向角度が４５度の位置に孔径Φが２．０ｍｍの先端孔が設けられている。
【００７０】
図９は、実施例２の数値解析の結果を示す図であり、Ｘ−Ｘ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの流速分布を示す。
【００７１】
図９に示されるように、２つの先端孔（配向角度が０度及び４５度）を設けることにより、ガスノズル先端の流速が高まっていることが分かる。すなわち、先端孔の数を増やすことにより、ガスノズル先端の流速を高めることができると言える。
【００７２】
また、先端孔の配向角度を０度から４５度に変更し、孔径Φを１．０ｍｍから２．０ｍｍに拡大することにより、ガスノズル先端の流速が特に高まっていることが分かる。すなわち、先端孔の配向角度を０度から４５度に変更し、先端孔の孔径Φをガス孔の孔径Φの２．０倍にすることにより、ガスノズル先端の流速を特に高めることができると言える。
【００７３】
（実施例３）
実施例３では、４種類のガスノズルＡ６〜Ａ９からオゾンガスを吐出させたときのオゾンガスの流速分布について数値解析を行った。
【００７４】
ガスノズルＡ６〜Ａ９には、それぞれ長手方向に沿って間隔を空けて孔径Φが１．０ｍｍの複数のガス孔が設けられている。また、ガスノズルＡ６〜Ａ９には、それぞれ配向角度が０度、３０度、６０度、９０度の位置に孔径Φが２．０ｍｍの先端孔が設けられている。
【００７５】
図１０は、実施例３の数値解析の結果を示す図である。図１０（ａ）はＸ−Ｘ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの流速分布を示し、図１０（ｂ）はＹ−Ｙ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの流速分布を示す。
【００７６】
図１０（ａ）に示されるように、先端孔の配向角度を０度から３０度、６０度、９０度と大きくすることにより、ガスノズル先端におけるガス孔が設けられた側と反対側の流速が高まっていることが分かる。すなわち、先端孔の配向角度を大きくすることにより、ガスノズル先端におけるガス孔が設けられた側と反対側の流速を高めることができると言える。ただし、図１０（ｂ）に示されるように、Ｙ−Ｙ断面において、ガスノズルの長手方向において流速分布にゆがみが生じていることが分かる。
【００７７】
（実施例４）
実施例４では、ガスノズルＡ１０からオゾンガスを吐出させたときのオゾンガスの流速分布について数値解析を行った。
【００７８】
ガスノズルＡ１０には、長手方向に沿って間隔を空けて孔径Φが１．０ｍｍの複数のガス孔が設けられている。また、ガスノズルＡ１０には、配向角度が４５度及び９０度の位置にそれぞれ孔径Φが２．０ｍｍの先端孔が設けられている。
【００７９】
図１１は、実施例４の数値解析の結果を示す図である。図１１の左図はＸ−Ｘ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの流速分布を示し、図１１の右図はＹ−Ｙ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの流速分布を示す。
【００８０】
図１１の左図に示されるように、配向角度が４５度及び９０度の位置にそれぞれ孔径Φが２．０ｍｍの先端孔を設けることにより、ガスノズル先端におけるガス孔が設けられた側と反対側の流速が特に高まっていることが分かる。すなわち、ガス孔が設けられた側と反対側に複数の先端孔を設け、各先端孔の孔径Φをガス孔の孔径よりも大きくすることにより、ガスノズル先端におけるガス孔が設けられた側と反対側の流速を特に高めることができると言える。また、図１１の右図に示されるように、Ｙ−Ｙ断面において、ガスノズルの長手方向において流速分布にゆがみがほとんど生じていないことが分かる。
【００８１】
（実施例５）
実施例５では、実施例３と同じ４種類のガスノズルＡ６〜Ａ９からオゾンガスを吐出させたときのオゾンガスの濃度分布について数値解析を行った。
【００８２】
図１２は、実施例５の数値解析の結果を示す図である。図１２（ａ）はＸ−Ｘ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの濃度分布を示し、図１２（ｂ）はＹ−Ｙ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの濃度分布を示す。
【００８３】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、先端孔の配向角度を０度から３０度、６０度、９０度と大きくすることにより、ガスノズル先端のオゾンガス濃度が低い領域が減少し、ガスノズル内のオゾンガス濃度の均一性が向上していることが分かる。すなわち、先端孔の配向角度を大きくすることにより、ガスノズル内のオゾンガス濃度の均一性を向上させることができると言える。
【００８４】
（実施例６）
実施例６では、実施例４と同じガスノズルＡ１０からオゾンガスを吐出させたときのオゾンガスの濃度分布について数値解析を行った。
【００８５】
図１３は、実施例６の数値解析の結果を示す図である。図１３の左図はＸ−Ｘ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの濃度分布を示し、図１３の右図はＹ−Ｙ断面におけるガスノズル内のオゾンガスの濃度分布を示す。
【００８６】
図１３に示されるように、配向角度が４５度及び９０度の位置にそれぞれ孔径Φが２．０ｍｍの先端孔を設けることにより、ガスノズル先端のオゾンガス濃度が低い領域が減少し、ガスノズル内のオゾンガス濃度の均一性が向上していることが分かる。すなわち、ガス孔が設けられた側と反対側に複数の先端孔を設け、各先端孔の孔径Φをガス孔の孔径よりも大きくすることにより、ガスノズル内のオゾンガス濃度の均一性を特に向上させることができると言える。
【００８７】
なお、上記の実施形態において、ガスノズル３１は第１のガスノズルの一例であり、ガスノズル３２は第２のガスノズルの一例である。また、ガス孔３２ａは第１のガス孔の一例であり、先端孔３２ｂは第２のガス孔の一例であり、第２の先端孔３２ｃは第３のガス孔の一例である。また、原料ガスは第１の処理ガスの一例であり、反応ガスは第２の処理ガスの一例である。
【００８８】
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。
【００８９】
上記の実施形態では、ガス孔３２ａが内管１１の中心側（ウエハＷ側）に配向し、先端孔３２ｂ及び／又は第２の先端孔３２ｃが内管１１の近傍の内壁側に配向している場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガス孔３２ａが内管１１の近傍の内壁側に配向し、先端孔３２ｂ及び／又は第２の先端孔３２ｃが内管１１の中心側（ウエハＷ側）に配向していてもよい。
【００９０】
上記の実施形態では、ガスノズル３１〜３３がＬ字管である場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガスノズル３１〜３３は、内管１１の内壁内側において、内管１１の長手方向に沿って延設し、下端がノズル支持部（図示せず）に挿入されて支持されるストレート管であってもよい。
【００９１】
上記の実施形態では、ガスノズル３２に先端孔３２ｂ及び／又は第２の先端孔３２ｃが設けられている場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガスノズル３１に先端孔３１ｂ及び／又は第２の先端孔３１ｃが設けられていてもよい。この場合、ガスノズル３１先端における原料ガスの滞留が抑制される。また、ガスノズル３１先端のガス滞留領域を縮小でき、原料ガスの過分解を抑制できる。
【００９２】
上記の実施形態では、３本のガスノズル３１〜３３を有する場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガスノズルは１本、２本、４本以上であってもよい。
【００９３】
上記の実施形態では、処理容器１０が内管１１及び外管１２を有する二重管構造の容器であ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、処理容器１０は単管構造の容器であってもよい。
【００９４】
上記の実施形態では、ＡＬＤ法により膜を成膜する場合に実施形態のガスノズルを適用する場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法により膜を成膜する場合にも実施形態のガスノズルを適用できる。
【符号の説明】
【００９５】
１              基板処理装置
１０            処理容器
３１、３２      ガスノズル
３１ａ、３２ａ  ガス孔
３１ｂ、３２ｂ  先端孔
３１ｃ、３２ｃ  第２の先端孔
【図１】
2022002253.tif 000003
【図２】
2022002253.tif 000004
【図３】
2022002253.tif 000005
【図４】
2022002253.tif 000006
【図５】
2022002253.tif 000007
【図６】
2022002253.tif 000008
【図７】
2022002253.tif 000009
【図８】
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【図９】
2022002253.tif 000011
【図１０】
2022002253.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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