[发明专利]气体混合装置和基板处理装置

说明书

本发明提供一种在对多种气体进行混合时使气体均匀地混合的气体混合装置和基板处理装置。在上表面被封闭的圆筒部的底面中央部设置有气体流出路，沿着气体流出路的开口缘以隔着间隔的方式配置相对于圆筒部的中心呈旋转对称的多个气体流导向壁。另外，使气体流导向壁的周向的一个端部向靠圆筒部的中心部的位置屈曲。而且，在气体流导向壁与圆筒部的内周面之间的靠气体流导向壁周向的另一侧的位置处连接有第一气体流入管～第三气体流入管。从第一气体流入管～第三气体流入管供给的气体成为沿气体流导向壁的外周面流动后沿处于周向的一侧的气体流导向壁的内周面流动的涡流，来在气体流出路中被混合。

技术领域

本发明涉及对多种气体进行混合的技术领域。

背景技术

在半导体工艺中通过处理气体对基板进行处理的装置、例如成膜装置中，有时要求将多种处理气体均匀地混合后向基板供给。作为对作为基板的半导体晶圆(以下称作“晶圆”)进行成膜的方法，已知被称为所谓的ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法等的方法，在该方法中依次对晶圆供给原料气体和与原料气体发生反应的反应气体，使反应产物的分子层层叠在晶圆的表面从而得到薄膜。在ALD中，在使载气(carrier gas)流动的状态下交替供给作为成膜用的气体的第一气体和第二气体，但是在成膜处理中为了使晶圆的面内均匀性良好，需要使成膜气体以与载气均匀混合的状态供给到基板。

作为对这样的多种气体进行混合的方法，例如在专利文献1中记载有以下技术：使第一气体流和第二气体流成为旋涡状的气体流混合体来均匀地混合。另外，在专利文献2中记载有以下技术：在向从气体流出路径观察时的周向一方流动之后，向气体流出路径侧垂直地屈曲并朝向气体流出路径的周缘流动从而形成涡流。并且，在专利文献3中记载有以下技术：将原料气体供给到气体混合部的中央部分，从其周围同样地向相同的流动方向供给稀释气体并使稀释气体通过气体扩散部，由此一边使原料气体同样地扩散一边进行混合。

但是，公知的混合方法不适合于想要在宽范围的流量比下减少气体的不均的情况。特别是在向大流量的气体例如载气供给小流量的成膜气体的情况下，难以实现气体的均匀化。另外，当在气体混合装置内设置静态混合器来想要强制性地进行混合时，气体混合装置中的压力损失变大。为了如ALD法那样一边通过吹扫气体对处理容器内进行置换一边依次供给多种气体，需要使大流量的气体高速流动，因此不适合。

另外，通过延长合流流路，变得容易混合少量的气体，但是在合流流路长的情况下，气体的温度下降，例如存在如下可能性：在某种前体(precursor)中，由于温度的下降而发生液化，从而引起微粒的产生。因而，要求极力缩短合流路径。

专利文献1：日本特开2000-260763号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2009/0047426号

专利文献3：日本特开2003-133300号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是在这样的情况下完成的，其目的在于提供一种在对多种气体进行混合时将气体均匀地混合的技术。

用于解决问题的方案

本发明的气体混合装置用于对多种气体进行混合，该气体混合装置的特征在于，具备：

圆筒部，其上表面被封闭；

气体流出路径，其在所述圆筒部的底面的中央部开口并向下方延伸；

多个气体流导向壁，该多个气体流导向壁沿着所述气体流出路径中的靠所述底面的开口缘以在周向上彼此隔着间隔的方式配置并且设置为相对于所述圆筒部的中心呈旋转对称，并朝向所述上表面突出；以及