JP4940425B2 - Nozzle for source gas ejection and chemical vapor deposition apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ＣＶＤ法（化学的気相成膜法）によって基板に膜を形成する際の原料ガスの整流に用いられる噴出用ノズル、及び、これを備えた化学的気相成膜装置であり、特に、エアロゾル浮遊ガスを原料ガスとするときに好適なものに関する。   The present invention is an ejection nozzle used for rectification of a raw material gas when a film is formed on a substrate by a CVD method (chemical vapor deposition method), and a chemical vapor deposition device provided with the nozzle In particular, the present invention relates to a material suitable when an aerosol floating gas is used as a raw material gas.

従来の流体の整流が可能なノズルとしては、次のような特許文献が開示されている。
特開２０００−３３４３３３号公報 The following patent documents are disclosed as a conventional nozzle capable of fluid rectification.
JP 2000-334333 A

具体的には、上記特許文献１に、矩形筒体の上流側中央付近に流体の導入部を備え、この導入部から流入した流体を整流する整流部を筒体内に配置し、この整流部で整流した流体を矩形筒体の導出部位置に設けた噴射ノズルから噴射する流体の整流機構において、前記流体の導入部と整流部の間の領域に、筒体の中央部方向に流れる流体を筒体の四隅部及び四辺部方向に分散させるための分散整流板を設けたことを特徴とする流体の整流機構が開示されている。この特許文献１の整流機構を備えた噴射ノズルによると、製品の乾燥、熱処理又は焼付け、水切り、エアカーテン、流体シャワー、除塵等の現場で、流体を噴射する際に、流体の流速及び温度分布を均一に揃えることができる。   Specifically, in Patent Document 1 described above, a fluid introduction portion is provided in the vicinity of the center on the upstream side of the rectangular cylinder, and a rectification portion that rectifies the fluid flowing in from the introduction portion is disposed in the cylinder. In the fluid rectifying mechanism for ejecting the rectified fluid from the ejection nozzle provided at the outlet portion position of the rectangular cylindrical body, the fluid flowing toward the central portion of the cylindrical body is placed in the region between the fluid introduction portion and the rectifying portion. There is disclosed a fluid rectifying mechanism characterized in that a dispersion rectifying plate is provided for dispersing in the four corners and four sides of the body. According to the spray nozzle provided with the rectifying mechanism of this Patent Document 1, when fluid is sprayed at the site of product drying, heat treatment or baking, draining, air curtain, fluid shower, dust removal, etc., the flow velocity and temperature distribution of the fluid Can be evenly aligned.

しかし、特許文献１に記載の噴射ノズルでは、ＣＶＤ法（化学的気相成膜法）によって基板に膜を形成するのに好適なエアロゾル浮遊ガス（成膜成分である微粒子又は微粒化された溶液と、これらのいずれか若しくは両方を運搬するキャリヤーガスとの混合ガスであり、いわゆるミストと呼ばれる状態のものも含む）の整流に用いると、ある程度の整流を行うことはできるものの、障害物となる分散整流板などが流動途中に存在することによって、エアロゾル浮遊ガス中のエアロゾルが障害物に付着し、結露しやすくなる。この結果として、噴射ノズルの各穴から噴出されるエアロゾル浮遊ガス中のエアロゾル濃度が一定でなくなるので、基板表面に形成された膜の表面粗度が高くなったり、膜を形成するのに時間がかかったりするといった問題がある。   However, in the injection nozzle described in Patent Document 1, aerosol floating gas (fine particles or atomized solution as film forming components) suitable for forming a film on a substrate by a CVD method (chemical vapor deposition method) And a mixed gas with a carrier gas that carries either or both of them, including those in the state of so-called mist), it can be rectified to some extent but becomes an obstacle. Due to the presence of the dispersion rectifying plate and the like in the middle of the flow, the aerosol in the aerosol floating gas adheres to the obstacle and tends to condense. As a result, since the aerosol concentration in the aerosol floating gas ejected from each hole of the ejection nozzle is not constant, the surface roughness of the film formed on the substrate surface becomes high, and it takes time to form the film. There is a problem that it takes.

一方、特許文献１に代表されるような整流機構がないノズルでは、整流性能が低いものとなってしまい、基板表面に形成された膜の表面粗度が高くなってしまう。   On the other hand, a nozzle without a rectifying mechanism as typified by Patent Document 1 has low rectifying performance, and the surface roughness of a film formed on the substrate surface is high.

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決し、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いられた際、基板表面に生成される膜の表面粗度が低く、大型基板の成膜にも用いることができるエアロゾル浮遊ガスにも適用が可能な原料ガス噴出用ノズル、及び、これを備えた化学的気相成膜装置の提供を課題とするものである。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and when used to form a film on a substrate by a CVD method, the surface roughness of the film generated on the substrate surface is low, so that a large substrate is formed. It is an object of the present invention to provide a source gas ejection nozzle that can also be used for aerosol floating gas, and a chemical vapor deposition apparatus including the same.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

（１） 原料ガス噴出用ノズルは、原料ガスであるエアロゾル浮遊ガスを内部に供給するための複数の原料ガス供給口を有するガスだまり部と、一端に形成された開口部と、前記ガスだまり部から前記開口部まで原料ガスを導出する導出部とを有する原料ガス噴出部とを備え、前記開口部の断面が扁平形状であり、前記原料ガス供給口の総断面積Ｓｉと前記開口部の断面積Ｓｏとが、１≦Ｓｉ／Ｓｏ≦４の関係を有し、複数の前記原料ガス供給口からの原料ガス供給方向が、交差又は対向しており、前記原料ガス供給口からの原料ガス供給方向と前記開口からの原料ガスの噴出方向とが交差している。 (1) raw material gas ejection nozzle includes a gas dome portion having a plurality of material gas supply port for supplying an aerosol floating gas which is a raw material gas into an opening formed at one end, said gas reservoir A raw material gas ejection part having a lead-out part for leading the raw material gas from the part to the opening part, the opening part has a flat cross section, and the total sectional area S i of the raw material gas supply port and the opening part And the cross-sectional area S o has a relationship of 1 ≦ S i / S o ≦ 4, and the source gas supply directions from the plurality of source gas supply ports intersect or face each other, and the source gas supply port The raw material gas supply direction from the crossing and the raw material gas ejection direction from the opening intersect.

上記（１）の構成によれば、開口部から原料ガスを基板の幅方向全体に対して均等に噴射できるので、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いた際、基板表面に生成される膜の表面粗度が中心から端部に至るまで非常に低く、大型基板の成膜にも適用できる原料ガス噴出用ノズルを提供できる。また、流路途中に内部壁面以外有しないように形成されている場合には、開口部から噴出される原料ガス中のエアロゾル濃度がどの部分でもほぼ一定となる。なお、これらのような効果は原料ガスとして、エアロゾル浮遊ガスを使用した際でも発揮される。   According to the configuration of (1) above, since the source gas can be evenly injected from the opening to the entire width direction of the substrate, it is generated on the substrate surface when used to form a film on the substrate by the CVD method. The surface roughness of the film to be formed is very low from the center to the end, and it is possible to provide a source gas ejection nozzle that can be applied to the film formation of a large substrate. Moreover, when it is formed so as not to have anything other than the inner wall surface in the middle of the flow path, the aerosol concentration in the raw material gas ejected from the opening is almost constant at any part. These effects are also exhibited when an aerosol floating gas is used as the source gas.

また、原料ガス供給口の総断面積Ｓｉと開口部の断面積Ｓｏとが、１≦Ｓｉ／Ｓｏ≦４の関係を有しているので、ガスだまり部内の圧力を開口部外部と同等或いはより高く制御でき、常温でも、開口部外部に原料ガスを安定して供給できるとともに容易に整流できる。さらに、原料ガス供給口から原料ガスがガスだまり部に供給された際、原料ガスがガスだまり部に一旦たまるので、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いられた際、原料ガスの供給速度の分布が基板表面に沿って流動する原料ガスの流速分布に影響しない。したがって、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いた際、基板表面に生成される膜の表面粗度が非常に低く、大型基板の成膜にも適用できる原料ガス噴出用ノズルを確実に提供できる。なお、Ｓｉ／Ｓｏ＞４となると原料ガスが内部壁面において結露し始める傾向にあるので、原料ガス噴出用ノズルとして使用できないことはないが、好ましいものであるとはいえない。さらに、ガスたまり部での混合が原料ガス同士の衝突混合となるので、気体分子同士の衝突又は気体分子間の引力で双方の流速が互いに緩和され、方向も相手と異なる方向に分散するとともに、ガスたまり部内の圧力を開口部外部の圧力よりも高くすることができ、原料ガスの安定した整流が容易になるという効果を有する。 Further , since the total cross-sectional area S i of the source gas supply port and the cross-sectional area S o of the opening portion have a relationship of 1 ≦ S i / S o ≦ 4, the pressure in the gas pool portion is controlled outside the opening portion. The source gas can be stably supplied to the outside of the opening and can be easily rectified even at room temperature. Furthermore, when the source gas is supplied from the source gas supply port to the gas reservoir, the source gas is temporarily accumulated in the gas reservoir, so that the source gas is supplied when used to form a film on the substrate by the CVD method. The velocity distribution does not affect the flow velocity distribution of the source gas flowing along the substrate surface. Therefore, when used to form a film on a substrate by the CVD method, the surface roughness of the film formed on the substrate surface is very low, and a nozzle for jetting a source gas that can be applied to the formation of a large substrate is ensured. Can be provided. When S i / So> 4, the raw material gas tends to start to condense on the inner wall surface, so it cannot be used as a raw material gas ejection nozzle, but it is not preferable. Furthermore, since mixing at the gas pool becomes collision mixing between the source gases, both flow velocities are alleviated by collision between gas molecules or attraction between gas molecules, and the direction is dispersed in a different direction from the other, The pressure in the gas pool can be made higher than the pressure outside the opening, and stable rectification of the source gas is facilitated.

（２） 別の観点として、本発明の原料ガス噴出用ノズルは、原料ガスであるエアロゾル浮遊ガスを内部に供給するための１つ以上の原料ガス供給口と、前記原料ガス供給口から供給された原料ガスが衝突する内壁面とともに、９０°未満の内角を有する乱流発生空間を形成する第１の平面、及び、前記第１の平面とテーパー形状を形成する第２の平面を有している突起部と、を備えているガスだまり部、並びに、一端に形成された開口部と、前記ガスだまり部から前記開口部まで原料ガスを導出する導出部とを有する原料ガス噴出部、を備えているものである。 ( 2 ) As another aspect, the source gas ejection nozzle of the present invention is supplied from one or more source gas supply ports for supplying aerosol floating gas, which is a source gas , to the inside, and the source gas supply port. And a first plane that forms a turbulent flow generation space having an inner angle of less than 90 °, and a second plane that forms a taper shape with the first plane. A gas reservoir portion having a protrusion, and a source gas ejection portion having an opening formed at one end and a lead-out portion for leading the source gas from the gas reservoir portion to the opening. It is what.

（３） 上記（２）の原料ガス噴出用ノズルにおいては、前記導出部内部の壁面に平面を有しており、前記第２の平面と前記導出部の平面とが、同一平面上に形成されていることが好ましい。 ( 3 ) In the raw material gas ejection nozzle of ( 2 ), the inner surface of the derivation unit has a flat surface, and the second plane and the plane of the derivation unit are formed on the same plane. It is preferable.

上記（３）の構成によれば、原料ガス供給口から供給された原料ガスが内壁面と衝突した際に発生する偏流を、意図的に内部全体に拡散させるような乱流に変換することができる。したがって、上記偏流を緩和して、開口部の原料ガスの空間分布を一定化することができるので、原料ガスの整流精度を向上させることができる。また、上記（３）の構成によれば、拡散後の原料ガスの流れを乱さないように原料ガスを導出部へと導くことができるので、上記（２）の構成よりも開口部の原料ガスの空間分布をより一定化することができる。また、流路途中に内部壁面以外有しないように形成されている場合には、開口部から噴出される原料ガス中の膜成分の濃度が一定となる。さらに、原料ガス供給口から原料ガスがガスだまり部に供給された際、原料ガスがガスだまり部に一旦たまるので、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いられた際、原料ガスの供給速度の分布が基板表面に沿って流動する原料ガスの流速分布に影響しない。その結果として、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いた際、基板表面に生成される膜の表面粗度が非常に低く、大型基板の成膜にも適用できる原料ガス噴出用ノズルを提供できる。また、これらの効果は原料ガスとして、エアロゾル浮遊ガスを使用した際でも発揮される。 According to the configuration of (3) above, it is possible to convert the drift generated when the source gas supplied from the source gas supply port collides with the inner wall surface into a turbulent flow that intentionally diffuses throughout the interior. it can. Therefore, the drift can be reduced and the spatial distribution of the source gas in the opening can be made constant, so that the rectification accuracy of the source gas can be improved. Further, according to the configuration of ( 3 ), since the source gas can be guided to the lead-out portion so as not to disturb the flow of the source gas after diffusion, the source gas in the opening is more than the configuration of ( 2 ). The spatial distribution of can be made more constant. Moreover, when it is formed so as not to have other than the inner wall surface in the middle of the flow path, the concentration of the film component in the raw material gas ejected from the opening is constant. Furthermore, when the source gas is supplied from the source gas supply port to the gas reservoir, the source gas is temporarily accumulated in the gas reservoir, so that the source gas is supplied when used to form a film on the substrate by the CVD method. The velocity distribution does not affect the flow velocity distribution of the source gas flowing along the substrate surface. As a result, when used to form a film on a substrate by a CVD method, the surface roughness of the film generated on the substrate surface is very low, and a nozzle for ejecting a source gas that can be applied to the formation of a large substrate is provided. Can be provided. These effects are also exhibited when an aerosol floating gas is used as the source gas.

（４） 上記（１）〜（３）の原料ガス噴出用ノズルにおいては、前記導出部の内部空間が、前記ガスだまり部からつば状に突き出た形状であることが好ましい。 ( 4 ) In the raw material gas ejection nozzles of the above (1) to ( 3 ), it is preferable that the internal space of the lead-out portion has a shape protruding from the gas pool portion into a collar shape.

上記（４）の構成によれば、安定した整流が可能という効果を有する。特に、つば状空間における原料ガスの流動方向長さが長いほど、整流度合いが高い（整流の偏差率が低い）という効果を有する。 According to the configuration ( 4 ), there is an effect that stable rectification is possible. In particular, the longer the flow direction length of the source gas in the collar space, the higher the degree of rectification (the lower the rectification deviation rate).

（５） 上記（１）〜（４）の原料ガス噴出用ノズルにおいては、前記ガスだまり部が、前記原料ガス供給口側から前記導出部側へ向かって断面積が減少する平滑な誘導面を有していることが好ましい。 ( 5 ) In the source gas ejection nozzles of the above (1) to ( 4 ), the gas reservoir portion has a smooth induction surface with a cross-sectional area decreasing from the source gas supply port side toward the outlet portion side. It is preferable to have.

上記（５）の構成によれば、より滑らかに整流することができるという効果を有する。 According to the configuration of ( 5 ), there is an effect that rectification can be performed more smoothly.

（６）上記（１）〜（５）の原料ガス噴出用ノズルにおいては、前記原料ガス噴出部の前記開口部を含む先端部分が先細り形状となるように形成されていることが好ましい。 ( 6 ) In the raw material gas ejection nozzles of the above (1) to ( 5 ), it is preferable that the tip portion including the opening of the raw material gas ejection portion is formed in a tapered shape.

上記（６）の構成によれば、開口部から基板へ噴出した際に跳ね返ってくる原料ガスを、開口部の脇に逃がすことができるので、開口部における乱流の発生を抑制できる。したがって、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いた際、基板表面に生成される膜の表面粗度を上記（１）〜（５）の原料ガス噴出用ノズルに比べさらに低くできる。 According to the above configuration (6), the raw material gas coming rebounding when ejected from the opening to the substrate, it is possible gas escape to the side of the opening, it is possible to suppress occurrence of turbulent flow at the opening. Therefore, when used for forming a film on the substrate by the CVD method, the surface roughness of the film formed on the substrate surface can be further reduced as compared with the above-mentioned nozzles for jetting raw material gas (1) to ( 5 ).

（７） 上記（１）〜（６）の原料ガス噴出用ノズルにおいては、前記ガスだまり部又は／及び原料ガス噴出部の内部における原料ガスを加温して、該原料ガスをミスト化させるとともに整流するための加温器を有していることが好ましい。 ( 7 ) In the source gas ejection nozzles of the above (1) to ( 6 ), the source gas in the gas reservoir part and / or the source gas ejection part is heated to make the source gas mist. It is preferable to have a heater for rectifying.

上記（７）の構成によれば、原料ガスの内部壁面への結露がなくなるとともに、原料ガス中の成膜成分から余分な分子などを分離でき、基板表面に生成される膜の表面粗度を上記（１）〜（６）の構成のものに比べ低くできる。 According to the configuration of ( 7 ), dew condensation on the inner wall surface of the source gas is eliminated, and excess molecules can be separated from the film forming components in the source gas, thereby reducing the surface roughness of the film generated on the substrate surface. It can be made lower than those of the configurations (1) to ( 6 ).

（８） 本発明の化学的気相成膜装置は、上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の原料ガス噴出用ノズルと、前記ガスだまり部に接続され開口された１つ以上の原料ガス供給管と、前記開口部に接続されている成膜室とを備え、前記成膜室に配置した基板の表面に前記原料ガス噴出用ノズルから原料ガスを噴出させ、基板の表面に膜を生成するものである。 ( 8 ) The chemical vapor deposition apparatus of the present invention includes a raw material gas ejection nozzle according to any one of the above (1) to ( 7 ), and one that is connected to the gas reservoir and opened. The source gas supply pipe and the film formation chamber connected to the opening are provided, and the source gas is ejected from the source gas ejection nozzle onto the surface of the substrate disposed in the film formation chamber, and the surface of the substrate It forms a film.

上記（８）の構成によれば、上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の原料ガス噴出用ノズルの効果を有する化学的気相成膜装置を提供できる。 According to the configuration of ( 8 ) above, it is possible to provide a chemical vapor deposition apparatus having the effect of the source gas ejection nozzle according to any one of (1) to ( 7 ) above.

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る原料ガス噴出用ノズルを備えた化学的気相成膜装置について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る化学的気相成膜装置に用いられている原料ガス噴出用ノズルの斜視外観図である。なお、図１においては、説明の便宜上、一部のみ投影させている部分（点線で表示した部分）がある。図２は、図１の原料ガス噴出用ノズルを化学的気相成膜装置内の成膜室に設置した際の基板との関係を示す図であるとともに、図１の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の図である。なお、化学的気相成膜装置の全体を図示してはいないが、本実施形態に記載した事項以外の基本的な構成は、一般的な従来のものとほぼ同様であるので、ここでは省略する。 <First Embodiment>
Hereinafter, a chemical vapor deposition apparatus having a source gas ejection nozzle according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective external view of a raw material gas ejection nozzle used in the chemical vapor deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, for convenience of explanation, there is a portion that is only partially projected (portion indicated by a dotted line). FIG. 2 is a view showing the relationship with the substrate when the source gas ejection nozzle of FIG. 1 is installed in the film formation chamber in the chemical vapor deposition apparatus, and in the source gas ejection nozzle of FIG. It is the figure at the time of seeing the XZ cross section of the center vicinity in the Y-axis direction. Although the entire chemical vapor deposition apparatus is not illustrated, the basic configuration other than the matters described in the present embodiment is substantially the same as that of a general conventional one, and is omitted here. To do.

図１及び図２に示した原料ガス噴出用ノズル１は、下面用板部材２、背面用板部材３、第１の上面用板部材４、第２の上面用板部材５、第３の上面用板部材６、側面用部材７、８からなるガスだまり部９及び原料ガス噴出部１０と、原料ガス供給管１１、１２とを備えている。また、原料ガス噴出用ノズル１は、図２に示すように、原料ガスの噴出方向が基板載置台１３上に載置された基板１４の平面に平行な方向と垂直となるように、図示しない化学的気相成膜装置内の成膜室に設置されている。なお、ここでは、原料ガスの噴出方向が基板１４の平面に平行な方向と垂直となるように、原料ガス噴出用ノズル１を化学的気相成膜装置内の成膜室に設置しているが、必ずしもこれに限られず、基板１４上に直接原料ガスを噴出できるのであれば、どのような設置の仕方であってもよい。   The source gas ejection nozzle 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a lower surface plate member 2, a rear surface plate member 3, a first upper surface plate member 4, a second upper surface plate member 5, and a third upper surface. A gas reservoir portion 9 and a raw material gas ejection portion 10, each of which includes a plate member 6 and side surface members 7 and 8, and raw material gas supply pipes 11 and 12 are provided. Further, as shown in FIG. 2, the source gas ejection nozzle 1 is not shown so that the source gas ejection direction is perpendicular to the direction parallel to the plane of the substrate 14 placed on the substrate platform 13. It is installed in a film formation chamber in a chemical vapor deposition apparatus. Here, the source gas ejection nozzle 1 is installed in the film formation chamber in the chemical vapor deposition apparatus so that the direction of the source gas ejection is perpendicular to the direction parallel to the plane of the substrate 14. However, the present invention is not necessarily limited to this, and any installation method may be used as long as the source gas can be directly ejected onto the substrate 14.

下面用板部材２、背面用板部材３、第１の上面用板部材４、第２の上面用板部材５、及び第３の上面用板部材６は、単なる長方体形状の板部材である。側面用部材７、８においては、断面が略台形の板部材と、該略台形の板部材の下辺に沿ってつば状に延設した長板部材とを有した同一形状のものとなっている。また、側面用部材７、８は、後述するガスだまり部９の内部空間９ａと原料ガス供給管１１、１２とを連通させるための原料ガス供給口７ａ、８ａをそれぞれ同位置に有している。   The lower plate member 2, the rear plate member 3, the first upper plate member 4, the second upper plate member 5, and the third upper plate member 6 are simply rectangular plate members. is there. The side members 7 and 8 have the same shape including a plate member having a substantially trapezoidal cross section and a long plate member extending in a collar shape along the lower side of the substantially trapezoidal plate member. . Further, the side members 7 and 8 have source gas supply ports 7a and 8a for communicating an internal space 9a of a gas reservoir 9 and a source gas supply pipes 11 and 12, which will be described later, at the same position. .

ガスだまり部９は、下面用板部材２の一部、背面用板部材３、第１の上面用板部材４、第２の上面用板部材５、及び側面用部材７、８の略台形部分からなる内部空間９ａを有している。なお、第２の上面用板部材５においては、原料ガス供給口７ａ、８ａ側から後述する導出部１０ｂ側へ向かって断面積が減少する平滑な誘導面５ａを有しており、第１の上面用板部材４の端部と第３の上面用板部材６の端部とに上下両端部が連設されている。   The gas reservoir 9 is a part of the lower plate member 2, the rear plate member 3, the first upper plate member 4, the second upper plate member 5, and the substantially trapezoidal portions of the side members 7 and 8. An internal space 9a. The second upper surface plate member 5 has a smooth guide surface 5a having a cross-sectional area that decreases from the source gas supply ports 7a, 8a toward a later-described lead-out portion 10b. The upper and lower end portions are connected to the end portion of the upper surface plate member 4 and the end portion of the third upper surface plate member 6.

原料ガス噴出部１０は、下面用板部材２の一部、第３の上面用板部材６、側面用部材７、８における長板部材部分とからなり、ガスだまり部９と逆方向の一端に形成された開口部１０ａと、ガスだまり部９から開口部１０ａまで原料ガスを導出する導出部１０ｂとを有している。開口部１０ａにおいては、扁平長方形のＹ−Ｚ断面を有しているものであり、Ｚ軸方向の辺の長さが０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度のいずれかの長さとなるように形成されている。導出部１０ｂにおいては、その内部空間のＹ−Ｚ断面が開口部１０ａのＹ−Ｚ断面と同一の管部材である。導出部１０ｂにおける原料ガスの流動方向長さ（図１における第３の上面用板部材６のＸ軸方向長さ）は、導出部１０内でＹ軸方向に原料ガスが均一に拡散するのに十分な時間だけ滞留できるような長さとしている。   The raw material gas ejection portion 10 is composed of a part of the lower surface plate member 2, the third upper surface plate member 6, and the long plate member portions of the side surface members 7, 8. It has the formed opening part 10a and the derivation | leading-out part 10b which guide | induces source gas from the gas pool part 9 to the opening part 10a. The opening 10a has a flat rectangular YZ cross section, and is formed so that the length of the side in the Z-axis direction is about 0.5 mm to 5 mm. . In the derivation | leading-out part 10b, the YZ cross section of the internal space is the same tube member as the YZ cross section of the opening part 10a. The length in the flow direction of the source gas in the lead-out part 10b (the length in the X-axis direction of the third upper surface plate member 6 in FIG. 1) is such that the source gas is uniformly diffused in the Y-axis direction in the lead-out part 10. The length is such that it can stay for a sufficient time.

原料ガス供給管１１、１２は、ガスだまり部９の内部空間９ａと連通するように、側面用部材７、８の原料ガス供給口７ａ、８ａに接続された円筒部材であり、水平方向に対向するように配設されている。   The source gas supply pipes 11 and 12 are cylindrical members connected to the source gas supply ports 7a and 8a of the side members 7 and 8 so as to communicate with the internal space 9a of the gas reservoir 9, and are opposed in the horizontal direction. It is arranged to do.

なお、原料ガス供給口７ａ、８ａと開口部１０ａとは、原料ガス供給口７ａ、８ａの総断面積Ｓｉと開口部１０ａの断面積Ｓｏとが、１≦Ｓｉ／Ｓｏ≦４を有するように形成されている。なお、一変形例として、ガスだまり部９への流入温度をＴｉ（Ｋ）、開口部１０ａ出口での温度をＴｏ（Ｋ）とすると、１≦（Ｓｉ／Ｓｏ）×（Ｔｉ／Ｔｏ）≦４となるように形成してもよい。また、開口部１０ａにおける流速の範囲は、乱流にならないようなレイノルズ数Ｒｅを保持する程度とする。ここで、Ｒｅ＝（開口部１０ａにおける原料ガスの密度（ρ））×（開口部１０ａにおける原料ガスの速度（ｖ））×（開口部１０ａにおける流路高さ（ｈ）又は半径（ｄ））／（開口部１０ａにおける原料ガスの粘度（μ））である。流速がこのような範囲を外れると、入口開口における幅方向の流速分布の一様性が劣化する。 The source gas supply ports 7a and 8a and the opening 10a are such that the total cross-sectional area S i of the source gas supply ports 7a and 8a and the cross-sectional area S o of the opening 10a are 1 ≦ S i / S o ≦ 4. It is formed to have. As a modification, if the temperature at the inlet to the gas reservoir 9 is T i (K) and the temperature at the outlet of the opening 10a is To (K), 1 ≦ (S i / S o ) × (T i / To) ≦ 4. Further, the range of the flow velocity in the opening 10a is set to a level that maintains the Reynolds number Re so as not to cause turbulent flow. Here, Re = (density of source gas in opening 10a (ρ)) × (speed of source gas in opening 10a (v)) × (flow path height (h) or radius (d) in opening 10a) ) / (Viscosity of raw material gas at opening 10a (μ)). When the flow velocity is out of such a range, the uniformity of the flow velocity distribution in the width direction at the inlet opening deteriorates.

次に、図２に示した化学的気相成膜装置内の成膜室に設置された原料ガス噴出用ノズル１の動作について説明する。まず、原料ガス供給管１１又は原料ガス供給管１２からのみ原料ガスが供給されている場合について説明する。原料ガス供給管１１又は原料ガス供給管１２を介して原料ガス供給口７ａ（図２には図示せず）又は原料ガス供給口８ａから、ガスたまり部９の内部空間９ａへと供給される。そして、原料ガスが内部空間９ａから、整流されながら原料ガス噴出部１０における導出部１０ｂへと流入し、開口部１０ａを介して化学的気相成膜装置の成膜室内に設置された基板１４へエアカーテン状に噴出される。この噴出された原料ガス中の成膜成分である微粒子は、予熱されている基板１４面上で加熱され熱分解し、基板１４上に付着して成膜される。   Next, the operation of the source gas ejection nozzle 1 installed in the film forming chamber in the chemical vapor deposition apparatus shown in FIG. 2 will be described. First, a case where the source gas is supplied only from the source gas supply pipe 11 or the source gas supply pipe 12 will be described. The gas is supplied from the source gas supply port 7a (not shown in FIG. 2) or the source gas supply port 8a to the internal space 9a of the gas pool 9 through the source gas supply pipe 11 or the source gas supply pipe 12. Then, the source gas flows from the internal space 9a into the lead-out portion 10b of the source gas jetting portion 10 while being rectified, and is installed in the film forming chamber of the chemical vapor deposition apparatus through the opening 10a. The air curtain is ejected. The fine particles, which are film forming components, in the ejected source gas are heated and thermally decomposed on the preheated substrate 14 surface, and are deposited on the substrate 14 to form a film.

次に、原料ガス供給管１１、１２の両方から原料ガスが供給されている場合の原料ガス噴出用ノズル１の動作について説明する。予熱されている原料ガスが、原料ガス供給管１１、１２を介して原料ガス供給口７ａ（図２には図示せず）及び原料ガス供給口８ａから、ガスたまり部９の内部空間９ａへと供給されることによって、内部空間９ａ内で衝突混合する。そして、衝突混合した原料ガスが内部空間９ａから、原料ガス噴出部１０における導出部１０ｂへと流入し、開口部１０ａを介して化学的気相成膜装置の成膜室内に設置された基板１４へエアカーテン状に噴出される。この噴出された原料ガス中の成膜成分である微粒子は、予熱されている基板１４面上で加熱され熱分解し、基板１４上に付着して成膜される。   Next, the operation of the source gas ejection nozzle 1 when source gas is supplied from both source gas supply pipes 11 and 12 will be described. The preheated source gas is supplied from the source gas supply port 7a (not shown in FIG. 2) and the source gas supply port 8a through the source gas supply pipes 11 and 12 to the internal space 9a of the gas pool 9. By being supplied, collision mixing occurs in the internal space 9a. Then, the collision-mixed source gas flows from the internal space 9a into the lead-out portion 10b in the source gas ejection portion 10, and the substrate 14 installed in the deposition chamber of the chemical vapor deposition apparatus through the opening 10a. The air curtain is ejected. The fine particles, which are film forming components in the jetted source gas, are heated and thermally decomposed on the preheated substrate 14 surface, and are deposited on the substrate 14 to form a film.

なお、本実施形態の化学的気相成膜装置の一変形例として、基板載置台１３に代えて、基板１４を所定速度で移動させるコンベア（図示せず）を用い、このコンベア上に基板１４を載置して所定方向に移動させることによって、所定の膜厚で基板１４上の広い範囲にわたって成膜を行うこととしてもよい。   As a modification of the chemical vapor deposition apparatus of this embodiment, instead of the substrate mounting table 13, a conveyor (not shown) that moves the substrate 14 at a predetermined speed is used, and the substrate 14 is placed on this conveyor. May be deposited over a wide range on the substrate 14 with a predetermined film thickness.

上記構成の原料ガス噴出用ノズル１によれば、開口部１０ａが扁平長方形の断面を有しているので、開口部１０ａから原料ガスを基板の幅方向全体に対して均等に噴射できる。なお、開口部１０ａの原料ガスの流動方向に対する断面は、必ずしも扁平長方形である必要はなく、変形例として、扁平長方形に類似する形状（例えば、扁平長方形の角が丸いものなど）や扁平楕円形などであってもよい。   According to the raw material gas ejection nozzle 1 having the above-described configuration, since the opening 10a has a flat rectangular cross section, the raw material gas can be evenly injected from the opening 10a to the entire width direction of the substrate. Note that the cross section of the opening 10a with respect to the flow direction of the raw material gas does not necessarily have to be a flat rectangle. It may be.

また、原料ガス供給口７ａ、８ａの総断面積Ｓｉと開口部１０ａの断面積Ｓｏとが、１≦Ｓｉ／Ｓｏ≦４の関係を有しているので、ガスだまり部９内の圧力を開口部１０ａ外部と同等或いはより高く制御でき、常温でも、開口部１０ａ外部に原料ガスを安定して供給できるとともに容易に整流できる。また、流路途中に内部壁面以外有しないように形成されているので、開口部１０ａから噴出される原料ガス中のエアロゾル濃度が一定となる。さらに、原料ガス供給口７ａ、８ａから原料ガスがガスだまり部に供給された際、原料ガスがガスだまり部に一旦たまるので、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いられた際、原料ガスの供給速度の分布が基板表面に沿って流動する原料ガスの流速分布に影響しない。 Further, since the total cross-sectional area S i of the source gas supply ports 7a and 8a and the cross-sectional area S o of the opening 10a have a relationship of 1 ≦ S i / S o ≦ 4, Can be controlled to be equal to or higher than the outside of the opening 10a, and the raw material gas can be stably supplied to the outside of the opening 10a and can be easily rectified even at room temperature. Moreover, since it is formed so that it may not have other than an inner wall surface in the middle of a flow path, the aerosol density | concentration in the raw material gas ejected from the opening part 10a becomes fixed. Further, when the source gas is supplied from the source gas supply ports 7a and 8a to the gas reservoir portion, the source gas once accumulates in the gas reservoir portion. Therefore, when the source gas is used to form a film on the substrate by the CVD method, The distribution of the gas supply rate does not affect the flow rate distribution of the source gas flowing along the substrate surface.

また、導出部１０ｂの内部空間が、ガスだまり部９からつば状に突き出た形状であるので、安定した原料ガスの整流が可能という効果を有する。   In addition, since the internal space of the lead-out portion 10b protrudes from the gas pool portion 9 in a collar shape, there is an effect that stable rectification of the source gas is possible.

さらに、ガスだまり部９が、原料ガス供給口７ａ、８ａ側から導出部１０ｂ側へ向かって断面積が減少する平滑な誘導面５ａを有しているので、より滑らかに整流することができるという効果を有する。   Furthermore, since the gas pool part 9 has the smooth guide surface 5a whose cross-sectional area decreases from the source gas supply ports 7a, 8a toward the lead-out part 10b, it can be rectified more smoothly. Has an effect.

また、対向している原料ガス供給口７ａ、８ａが設けられているので、ガスたまり部９での混合が原料ガス同士の衝突混合となるので、気体分子同士の衝突又は気体分子間の引力で双方の流速が互いに緩和され、方向も相手と異なる方向に分散するとともに、ガスたまり部９内の圧力を開口部１０ａ外部の圧力よりも高くすることができ、原料ガスの安定した整流が容易になるという効果を有する。   Further, since the facing source gas supply ports 7a and 8a are provided, the mixing in the gas pool portion 9 becomes the collision mixing of the source gases, so that the collision between the gas molecules or the attractive force between the gas molecules Both flow velocities are relaxed, the direction is dispersed in a different direction from the other, and the pressure in the gas pool 9 can be made higher than the pressure outside the opening 10a, facilitating stable rectification of the source gas. It has the effect of becoming.

したがって、ＣＶＤ法によって基板３６に膜を形成するのに用いた際、基板表面に生成される膜の表面粗度が非常に低く、大型基板の成膜にも適用できる原料ガス噴出用ノズル１と、これを備えた化学的気相成膜装置とを提供できる。   Therefore, when used to form a film on the substrate 36 by the CVD method, the surface roughness of the film produced on the substrate surface is very low, and the source gas ejection nozzle 1 that can be applied to the formation of a large substrate And a chemical vapor deposition apparatus including the same.

ここで、図示しないが、上記実施形態の一変形例として、供給される原料ガスの方向が交差するように、原料ガス供給口７ａ、８ａの配設の方向を変更しても良い。この場合でも、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、原料ガス供給口７ａ、８ａがどちらか１つであってもよい。このときは、ガスたまり部９の内部壁面に原料ガスが衝突することにより、流速が緩和されるので、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第１実施形態の側面用部材７、８と、これに設けた原料ガス供給口７ａ、８ａとの代わりに、背面用板部材のみに原料ガス供給口を設けたものとしてもよい。   Here, although not shown, as a modification of the above-described embodiment, the direction of arrangement of the source gas supply ports 7a and 8a may be changed so that the directions of the supplied source gases intersect. Even in this case, the same effect as the first embodiment can be obtained. Further, either one of the source gas supply ports 7a and 8a may be provided. At this time, since the flow velocity is reduced by the collision of the raw material gas with the inner wall surface of the gas pool portion 9, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, instead of the side members 7 and 8 of the first embodiment and the source gas supply ports 7a and 8a provided thereto, the source gas supply port may be provided only on the back plate member.

また、図示しないが、上記実施形態の他の変形例として、ガスだまり部９又は／及び原料ガス噴出部１０の内部における原料ガスを加温して、原料ガス中の溶媒成分を気化させるための加温器を有していてもよい。これにより、原料ガスの内部壁面への結露がなくなるとともに、原料ガス中の成膜成分から余分な分子などを分離でき、基板表面に生成される膜の表面粗度をより低くできる。これは後述する第２実施形態においても同様である。なお、加温しなくとも（温度の影響を考えなくとも）、つば状の導出部１０ｂの内部空間における原料ガスの流動方向長さが、原料ガスを導出部１０ｂの内部空間Ｙ軸方向に均一に拡散できるほど十分な時間、滞留できるようなものであれば、安定した整流を行うことができる。これも後述する第２実施形態において同様である。   Moreover, although not shown in figure, as another modification of the said embodiment, the raw material gas in the inside of the gas pool part 9 or / and the raw material gas injection part 10 is heated, and the solvent component in raw material gas is vaporized You may have a heater. As a result, condensation on the inner wall surface of the source gas is eliminated, and excess molecules can be separated from the film forming components in the source gas, and the surface roughness of the film generated on the substrate surface can be further reduced. The same applies to the second embodiment described later. Even without heating (without considering the effect of temperature), the flow direction length of the raw material gas in the inner space of the collar-shaped lead-out part 10b is uniform in the Y-axis direction of the internal gas of the lead-out part 10b. Stable rectification can be performed as long as it can stay for a sufficient period of time so that it can diffuse. This is the same in the second embodiment described later.

また、図示しないが、上記実施形態の他の変形例として、開口部１０ａを含む先端部分が先細り形状となるように形成されていてもよい。これにより、乱流が開口部１０ａの外部付近において発生することを抑止できるので、ＣＶＤ法によって基板に膜を形成するのに用いる際、基板表面に生成される膜の表面粗度をさらに低くできる。これは後述する第２実施形態においても同様である。   Moreover, although not shown in figure, as another modification of the said embodiment, the front-end | tip part containing the opening part 10a may be formed so that it may become a tapered shape. Thereby, since it can suppress that turbulent flow generate | occur | produces near the exterior of the opening part 10a, when using it for forming a film | membrane on a board | substrate by CVD method, the surface roughness of the film | membrane produced | generated on a board | substrate surface can be made still lower. . The same applies to the second embodiment described later.

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る原料ガス噴出用ノズルを備えた化学的気相成膜装置について図面に基づいて説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る化学的気相成膜装置に用いられている原料ガス噴出用ノズルの斜視外観図である。なお、図３においては、説明の便宜上、一部のみ投影させている部分（点線で表示した部分）がある。図４は、図３の原料ガス噴出用ノズルを化学的気相成膜装置内の成膜室に設置した際の基板との関係を示す図であるとともに、図３の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の図である。ここでは、第１実施形態の符合１、３、５、６、１０と同様の部分について、順に符号２１、２３、２５、２６、３０を付け、その説明を省略することがある。また、化学的気相成膜装置の全体を図示してはいないが、本実施形態に記載した事項以外の基本的な構成は、一般的な従来のものとほぼ同様であるので、ここでは省略する。 Second Embodiment
Next, a chemical vapor deposition apparatus equipped with a source gas ejection nozzle according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective external view of a source gas ejection nozzle used in a chemical vapor deposition apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, for convenience of explanation, there is a portion that is only partially projected (portion indicated by a dotted line). 4 is a diagram showing a relationship with the substrate when the source gas ejection nozzle of FIG. 3 is installed in the film formation chamber in the chemical vapor deposition apparatus, and in the source gas ejection nozzle of FIG. It is the figure at the time of seeing the XZ cross section of the center vicinity in the Y-axis direction. Here, the same reference numerals 21, 23, 25, 26, and 30 are given to portions similar to the reference numerals 1, 3, 5, 6, and 10 in the first embodiment, and the description thereof may be omitted. Further, although the entire chemical vapor deposition apparatus is not illustrated, the basic configuration other than the matters described in the present embodiment is substantially the same as that of a general conventional one, and is omitted here. To do.

図１及び図２に示した原料ガス噴出用ノズル２１は、（１）原料ガス供給口２４ａを有している第１の上面用板部材２４を用いている点、（２）原料ガス供給口を有していない側面用部材２７、２８を用いている点、（３）板部材３３と、これとともに原料ガスの乱流を抑制する乱流抑制空間２９ａ１を形成する板部材３２を用いている点、（４）第１の平面となる板部材３２と第２の平面となる板部材２２とを用いてテーパー形状の突起部３４を形成している点が、主に、第１実施形態の原料ガス噴出用ノズル１と異なっている。なお、突起部３４の第２の平面となる板部材２２は、導出部３０ｂ内部の壁部平面も兼ねている。 The source gas ejection nozzle 21 shown in FIGS. 1 and 2 uses (1) a first upper plate member 24 having a source gas supply port 24a, and (2) a source gas supply port. (3) using the plate member 33 and the plate member 32 that forms the turbulent flow suppression space 29a 1 for suppressing the turbulent flow of the raw material gas together with the plate member 33. (4) The taper-shaped protrusion 34 is formed by using the plate member 32 serving as the first plane and the plate member 22 serving as the second plane. This is different from the raw material gas ejection nozzle 1. The plate member 22 serving as the second plane of the protrusion 34 also serves as a wall plane inside the lead-out portion 30b.

また、原料ガス噴出用ノズル２１は、図４に示すように、原料ガスの噴出方向が基板載置台３５上に載置された基板３６の平面に平行な方向と垂直となるように、図示しない化学的気相成膜装置内の成膜室に設置されている。なお、ここでは、第１実施形態と同様、原料ガスの噴出方向が基板３６の平面に平行な方向と垂直となるように、原料ガス噴出用ノズル２１を化学的気相成膜装置内の成膜室に設置しているが、必ずしもこれに限られず、基板３６上に直接原料ガスを噴出できるのであれば、どのような設置の仕方であってもよい。   Further, as shown in FIG. 4, the source gas ejection nozzle 21 is not shown so that the source gas ejection direction is perpendicular to the direction parallel to the plane of the substrate 36 placed on the substrate platform 35. It is installed in a film formation chamber in a chemical vapor deposition apparatus. Here, as in the first embodiment, the source gas jet nozzle 21 is formed in the chemical vapor deposition apparatus so that the jet direction of the source gas is perpendicular to the direction parallel to the plane of the substrate 36. Although it is installed in the film chamber, it is not necessarily limited to this, and any installation method may be used as long as the source gas can be directly jetted onto the substrate 36.

次に、図４に示した化学的気相成膜装置内の成膜室に設置された原料ガス噴出用ノズル１の動作について説明する。図４中の点線からなる矢印は、原料ガスの流れを模式的に示しているものである。まず、予熱されている原料ガスが、原料ガス供給管３１を介して原料ガス供給口２４ａから、ガスたまり部２９の内部空間２９ａへと供給されることによって、板部材３３の内壁面と衝突する。衝突後、乱流を発生させるが、乱流抑制空間２９ａ１によって原料ガスの流れが反転し、乱流を緩和させ整流する。そして、この整流された原料ガスを含む内部空間２９ａ内の原料ガスが、原料ガス噴出部３０における導出部３０ｂへと流入し、開口部１０ａを介して化学的気相成膜装置の成膜室内に設置された基板１４へエアカーテン状に噴出される。この噴出された原料ガス中の成膜成分である微粒子は、予熱されている基板３６面上で加熱され熱分解し、基板３６上に付着して成膜される。なお、本実施形態の化学的気相成膜装置の一変形例として、第１実施形態と同様、基板載置台３５に代えて、基板３６を所定速度で移動させるコンベア（図示せず）を用い、このコンベア上に基板３６を載置して所定方向に移動させることによって、所定の膜厚で基板３６上の広い範囲にわたって成膜を行うこととしてもよい。 Next, the operation of the source gas ejection nozzle 1 installed in the film forming chamber in the chemical vapor deposition apparatus shown in FIG. 4 will be described. The arrows formed by dotted lines in FIG. 4 schematically show the flow of the source gas. First, the preheated source gas collides with the inner wall surface of the plate member 33 by being supplied from the source gas supply port 24a through the source gas supply pipe 31 to the internal space 29a of the gas pool portion 29. . After the collision, but to generate a turbulent flow of the material gas is inverted by the turbulence suppression space 29a 1, it rectifies to mitigate turbulence. Then, the source gas in the internal space 29a including the rectified source gas flows into the lead-out portion 30b in the source gas ejection portion 30, and the film formation chamber of the chemical vapor deposition apparatus is formed through the opening 10a. Is ejected in the form of an air curtain to the substrate 14 installed in The fine particles, which are film forming components in the jetted source gas, are heated and thermally decomposed on the surface of the substrate 36 that has been preheated, and are deposited on the substrate 36 to form a film. As a modification of the chemical vapor deposition apparatus of this embodiment, a conveyor (not shown) that moves the substrate 36 at a predetermined speed is used instead of the substrate mounting table 35 as in the first embodiment. The substrate 36 may be placed on the conveyor and moved in a predetermined direction to form a film over a wide range on the substrate 36 with a predetermined film thickness.

上記構成の原料ガス噴出用ノズル２１によれば、原料ガス供給口２４ａから供給された原料ガスがガスたまり部２９内壁面と衝突した際に発生する偏流を、意図的に内部全体に拡散させるような乱流に変換することができるとともに、拡散後の原料ガスの流れを乱さないように原料ガスを導出部へと導くことができる。したがって、上記偏流を緩和して、開口部の原料ガスの空間分布を一定化することができるので、原料ガスの整流精度を向上させることができる。また、流路途中に内部壁面以外有しないように形成されているので、開口部３０ａから噴出される原料ガス中の膜成分の濃度が一定となる。さらに、原料ガス供給口２４ａから原料ガスがガスだまり部２９に供給された際、原料ガスがガスだまり部２９に一旦たまるので、ＣＶＤ法によって基板３６に膜を形成するのに用いられた際、原料ガスの供給速度の分布が基板３６表面に沿って流動する原料ガスの流速分布に影響しない。   According to the raw material gas ejection nozzle 21 having the above-described configuration, the drift generated when the raw material gas supplied from the raw material gas supply port 24a collides with the inner wall surface of the gas pool portion 29 is intentionally diffused throughout the interior. It is possible to convert the gas into a turbulent flow and guide the raw material gas to the outlet so as not to disturb the flow of the raw material gas after diffusion. Therefore, the drift can be reduced and the spatial distribution of the source gas in the opening can be made constant, so that the rectification accuracy of the source gas can be improved. Moreover, since it is formed so as not to have other than the inner wall surface in the middle of the flow path, the concentration of the film component in the raw material gas ejected from the opening 30a is constant. Further, when the source gas is supplied from the source gas supply port 24a to the gas reservoir 29, the source gas once accumulates in the gas reservoir 29. Therefore, when the source gas is used to form a film on the substrate 36 by the CVD method, The distribution of the supply speed of the source gas does not affect the flow rate distribution of the source gas flowing along the surface of the substrate 36.

また、導出部３０ｂの内部空間が、ガスだまり部２９からつば状に突き出た形状であるので、安定した原料ガスの整流が可能という効果を有する。   Further, since the internal space of the lead-out portion 30b protrudes from the gas reservoir portion 29 in a collar shape, there is an effect that stable rectification of the source gas is possible.

さらに、ガスだまり部２９が、原料ガス供給口２４ａ側から導出部３０ｂ側へ向かって断面積が減少する平滑な誘導面２５ａを有しているので、より滑らかに整流することができるという効果を有する。   Furthermore, since the gas pool part 29 has the smooth guide surface 25a in which the cross-sectional area decreases from the raw material gas supply port 24a side to the lead-out part 30b side, the effect of being able to rectify more smoothly is achieved. Have.

加えて、開口部３０ａの原料ガスの流動方向に対する断面が扁平長方形であるので、ＣＶＤ法によって基板３６に膜を形成するのに用いれば、基板３６表面に生成される膜の表面粗度を非常に低くできるとともに、基板３５の幅方向全体に対して均等に噴射できる。なお、開口部３０ａの原料ガスの流動方向に対する断面は、必ずしも扁平長方形である必要はなく、変形例として、扁平長方形に類似する形状（例えば、扁平長方形の角が丸いものなど）や扁平楕円形などであってもよい。   In addition, since the cross section of the opening 30a with respect to the flow direction of the source gas is a flat rectangle, if the film is formed on the substrate 36 by the CVD method, the surface roughness of the film generated on the surface of the substrate 36 is extremely low. And can be sprayed evenly over the entire width direction of the substrate 35. In addition, the cross section with respect to the flow direction of the source gas in the opening 30a does not necessarily have to be a flat rectangle. It may be.

したがって、ＣＶＤ法によって基板３６に膜を形成するのに用いた際、基板３６表面に生成される膜の表面粗度が非常に低く、大型基板の成膜にも適用できる原料ガス噴出用ノズル２１と、これを備えた化学的気相成膜装置とを提供できる。   Therefore, when used for forming a film on the substrate 36 by the CVD method, the surface roughness of the film generated on the surface of the substrate 36 is very low, and the nozzle 21 for ejecting a source gas that can be applied to the formation of a large substrate is also provided. And a chemical vapor deposition apparatus equipped with the same.

（実施例１）
第１実施形態と同構成の原料ガス供給ノズルのガスたまり部で、２つの対向する原料ガス供給口から供給された原料ガスを衝突混合させた場合の開口部からの原料ガス流の速度を、フルーエント・アジアパシフィック（株）の有限体積法 汎用熱流体解析ソフトウェア（商品名FLUENT）を用いてシミュレーションした。シミュレーション条件は、（１）ガスたまり部において、背面用板部材から誘導面を有する第２の上面用板部材に至るまでの長さが３０ｍｍ、高さが３１ｍｍ、背面用板部材から導出部に至るまでの長さが７０ｍｍであり、（２）第２の上面用板部材の誘導面が下面用板部材に対して４５°となるように設け、（３）導出部の原料ガス流動方向（図１における第３の上面用板部材６のＸ軸方向と同方向）の長さを３０ｍｍ、（４）原料ガス供給ノズルの開口部幅を１５０ｍｍ、導出部及び開口部高さを０．５ｍｍ、すなわちＳｏを７５ｍｍ２とし、（５）各原料ガス供給管（それぞれに原料ガス供給管が接続されている）ガスたまり部の上部端から下方向に１５ｍｍ、原料ガス流方向に１５ｍｍの位置に設けた円形の原料ガス供給口の断面積を５０．２４ｍｍ２（原料ガス供給口が２つ使用されるので、総断面積Ｓｉ＝１００．４８ｍｍ２）として、Ｓｉ／Ｓｏを約１．３４に設定するともに、（６）ガスたまり部と導出部とが室温下となるように設定した。なお、各原料ガス供給口からガスたまり部への供給速度を１、３、１０ｍ／ｓの各速度で、シミュレーションした。その結果を図５（ａ）に示す。シミュレーション結果は、開口部からの原料ガス流の速度を規格化したものを示しているが、各原料ガス供給口からガスたまり部への供給速度が１、３、１０ｍ／ｓの各速度において同様の結果が得られたので、１つのグラフのみを示している。また、横軸は開口部の幅方向の位置、縦軸は規格化された開口部からの原料ガス流の速度を示している。後述の比較例１、２の結果においても同様である。 Example 1
In the gas reservoir portion of the source gas supply nozzle having the same configuration as that of the first embodiment, the speed of the source gas flow from the opening when the source gas supplied from two opposing source gas supply ports is collided and mixed, The simulation was performed using the finite volume method general-purpose thermal fluid analysis software (trade name FLUENT) of Fluent Asia Pacific Co., Ltd. The simulation conditions are as follows: (1) In the gas pool portion, the length from the back plate member to the second top plate member having the guide surface is 30 mm, the height is 31 mm, and the back plate member is led to the lead portion. (2) The second upper surface plate member is provided so that the guide surface of the second upper surface plate member is 45 ° with respect to the lower surface plate member, and (3) the raw material gas flow direction ( The length in the same direction as the X-axis direction of the third upper surface plate member 6 in FIG. 1 is 30 mm, (4) the opening width of the source gas supply nozzle is 150 mm, and the outlet portion and opening height are 0.5 mm. That is, So is set to 75 mm 2 , (5) Each source gas supply pipe (each connected to the source gas supply pipe) is positioned 15 mm downward from the upper end of the gas pool portion, and 15 mm in the source gas flow direction Sectional area of the circular source gas supply port Is 50.24 mm 2 (since two source gas supply ports are used, the total cross-sectional area S i = 100.48 mm 2 ), S i / S o is set to about 1.34, and (6) gas The pool part and the lead-out part were set to be at room temperature. In addition, the supply speed | rate from each source gas supply port to a gas pool part was simulated at each speed | rate of 1, 3, 10 m / s. The result is shown in FIG. The simulation result shows a standardized speed of the raw material gas flow from the opening, but the same is true at each speed of 1, 3, 10 m / s from the raw gas supply port to the gas pool. As a result of the above, only one graph is shown. The horizontal axis indicates the position in the width direction of the opening, and the vertical axis indicates the velocity of the raw material gas flow from the standardized opening. The same applies to the results of Comparative Examples 1 and 2 described later.

（実施例２）
第１実施形態と同構成の原料ガス供給ノズルのガスたまり部へ、一方の原料ガス供給口（図１における原料ガス供給口７ａ側のもの：総断面積Ｓｉ＝５０．２４ｍｍ２）のみから原料ガスを供給させた場合の開口部からの原料ガス流の速度を、実施例１と同様の方法でシミュレーションした。シミュレーション条件は、実施例１と同様である。シミュレーション結果を図５（ｂ）に示す。 (Example 2)
From only one source gas supply port (on the source gas supply port 7a side in FIG. 1: total cross-sectional area S i = 50.24 mm 2 ) to the gas pool portion of the source gas supply nozzle having the same configuration as the first embodiment The speed of the raw material gas flow from the opening when the raw material gas was supplied was simulated by the same method as in Example 1. The simulation conditions are the same as in the first embodiment. The simulation result is shown in FIG.

（実施例３）
図６に示す原料ガス供給ノズルのガスたまり部へ原料ガスを供給した場合の開口部からの原料ガス流の速度を、実施例１と同様の方法でシミュレーションした。シミュレーション条件は、実施例１と同様である。シミュレーション結果を図５（ｃ）に示す。なお、図６は、本実施例に用いた原料ガス供給ノズルの上視図である。また、本実施例に用いた原料ガス供給ノズルは、側面用部材に原料ガス供給口及び原料ガス供給管が設けられておらず、背面板部材の中央に形成された原料ガス供給口（図示せず）と、これに接続された原料ガス供給管４１とを有している点で、第１実施形態の原料ガス供給ノズル１と異なっている。本実施例では、第１実施形態の符合１、４〜６、９、１０と同様の部分について、順に符号４１、４４〜４６、４９、５０を付け、その説明を省略する。また、図示していないが、本実施例の側面用部材及び下面用板部材においては、原料ガス供給口が形成されていない第1実施形態の側面用部材７、８及び下面用板部材２と同形状であるので、その説明を省略する。 (Example 3)
The speed of the raw material gas flow from the opening when the raw material gas was supplied to the gas pool of the raw material gas supply nozzle shown in FIG. The simulation conditions are the same as in the first embodiment. The simulation result is shown in FIG. FIG. 6 is a top view of the source gas supply nozzle used in this embodiment. In addition, the source gas supply nozzle used in this example is not provided with the source gas supply port and the source gas supply pipe in the side member, and the source gas supply port (not shown) formed in the center of the back plate member. And the source gas supply pipe 41 connected thereto, which is different from the source gas supply nozzle 1 of the first embodiment. In this example, the same reference numerals 41, 44 to 46, 49, and 50 are assigned to the same parts as the reference numerals 1, 4 to 6, 9, and 10 of the first embodiment, and the description thereof is omitted. Although not shown, in the side member and the bottom plate member of this embodiment, the side members 7 and 8 and the bottom plate member 2 of the first embodiment in which the source gas supply port is not formed Since it is the same shape, the description thereof is omitted.

実施例１の結果である図５（ａ）から、ガスたまり部で衝突混合させた第１実施形態の原料ガス供給ノズルと同構成の原料ガス供給ノズルによると、開口部の幅方向の原料ガス流速が全体にわたってほぼ一定となっていることがわかる。これに対し、実施例２、３の結果である図５（ｂ）、（ｃ）からは、原料ガス流速が幅方向について実施例１ほど一定ではないものの、どちらも実用できるほどに十分整流できていることがわかる。   From FIG. 5A, which is the result of Example 1, according to the source gas supply nozzle having the same configuration as that of the source gas supply nozzle of the first embodiment collided and mixed in the gas pool portion, the source gas in the width direction of the opening is obtained. It can be seen that the flow velocity is almost constant throughout. On the other hand, from FIGS. 5B and 5C which are the results of Examples 2 and 3, although the raw material gas flow velocity is not as constant as in Example 1 in the width direction, both can be sufficiently rectified to be practical. You can see that

（実施例４、比較例１）
次に、Ｓｉ／Ｓｏの大きさを変化させて、第１実施形態と同構成の原料ガス供給ノズルのガスたまり部で、一方の原料ガス供給口のみから原料ガスが供給された場合の開口部からの原料ガス流の速度を、実施例１と同様の方法でシミュレーションした。具体的には、原料ガス供給ノズルの開口部幅を１５０ｍｍ、導出部及び開口部高さを実施例４では１．０ｍｍ（Ｓｏ＝１５０ｍｍ２）、比較例１では２．０ｍｍ（Ｓｏ＝３００ｍｍ２）とし、円形の原料ガス供給口１つの断面積が２５４．３４ｍｍ２（実施例４及び比較例１での総断面積Ｓｉ）として、実施例４においてはＳｉ／Ｓｏが約１．７、比較例１においてはＳｉ／Ｓｏが約０．８となる原料ガス供給ノズルについてシミュレーションした。これら以外のシミュレーション条件は、実施例１と同様である。このようにしてシミュレーションした実施例４及び比較例１の結果については図７（ａ）、（ｂ）それぞれに示す。図７（ａ）、（ｂ）において、横軸は開口部の幅（Ｙ軸）方向の位置、縦軸は開口部における原料ガスの流速を示す。 (Example 4, Comparative Example 1)
Next, by changing the size of S i / S o , the source gas is supplied from only one source gas supply port in the gas reservoir portion of the source gas supply nozzle having the same configuration as that of the first embodiment. The speed of the raw material gas flow from the opening was simulated in the same manner as in Example 1. Specifically, the opening width of the raw material gas supply nozzle is 150 mm, the lead-out portion and the opening height are 1.0 mm (S o = 150 mm 2 ) in Example 4, and 2.0 mm (S o =) in Comparative Example 1. 300 mm 2 ), and the sectional area of one circular source gas supply port is 254.34 mm 2 (total sectional area S i in Example 4 and Comparative Example 1). In Example 4, S i / S o is about In 1.7 and Comparative Example 1, a simulation was performed for a raw material gas supply nozzle in which S i / S o was about 0.8. Other simulation conditions are the same as those in the first embodiment. The results of Example 4 and Comparative Example 1 thus simulated are shown in FIGS. 7A and 7B, respectively. 7A and 7B, the horizontal axis represents the position in the width (Y-axis) direction of the opening, and the vertical axis represents the flow rate of the source gas in the opening.

図７（ａ）、（ｂ）から、比較例１では、実施例４ほど均一に整流できていないことがわかる。   7A and 7B, it can be seen that in Comparative Example 1, rectification is not performed as uniformly as in Example 4.

（実施例５、比較例２）
次に、実施例４と同様の原料ガス供給ノズルについて、Ｓｉ／Ｓｏの大きさを変化させて、２つの対向する原料ガス供給口から供給された原料ガスを衝突混合させた場合の開口部からの原料ガス流の速度を、実施例１と同様の方法でシミュレーションした。実施例５においてはＳｉ／Ｓｏが約３．４（原料ガス供給ノズルの開口部幅を１５０ｍｍ、導出部及び開口部高さを１．０ｍｍ（Ｓｏ＝１５０ｍｍ２）、原料ガス供給口が２つ使用されるので、総断面積Ｓｉ＝５０８．６８ｍｍ２）、比較例２においてはＳｉ／Ｓｏが約０．７（（原料ガス供給ノズルの開口部幅を１５０ｍｍ、導出部及び開口部高さを５．０ｍｍ（Ｓｏ＝７５０ｍｍ２）、実施例５と同様、原料ガス供給口が２つ使用されるので、総断面積Ｓｉ＝５０８．６８ｍｍ２）となる原料ガス供給ノズルについてシミュレーションした。これら以外のシミュレーション条件は、実施例４と同様である。このようにしてシミュレーションした実施例５及び比較例２の結果については図８（ａ）、（ｂ）それぞれに示す。図８（ａ）、（ｂ）において、横軸は開口部の幅（Ｙ軸）方向の位置、縦軸は開口部における原料ガスの流速を示す。 (Example 5, Comparative Example 2)
Next, with respect to the same raw material gas supply nozzle as that of Example 4, the size of S i / S o is changed, and the opening in the case where the raw material gases supplied from two opposing raw material gas supply ports are collided and mixed is used. The velocity of the raw material gas flow from the section was simulated in the same manner as in Example 1. In Example 5, S i / S o is about 3.4 (the width of the opening of the source gas supply nozzle is 150 mm, the height of the outlet and the opening is 1.0 mm (S o = 150 mm 2 )), and the source gas supply port Are used, the total cross-sectional area S i = 508.68 mm 2 ). In Comparative Example 2, S i / S o is about 0.7 ((the width of the opening of the source gas supply nozzle is 150 mm, the lead-out portion) And the opening height is 5.0 mm (S o = 750 mm 2 ), and two source gas supply ports are used as in Example 5, so that the source gas has a total cross-sectional area S i = 508.68 mm 2 ). The simulation was performed for the supply nozzle, and the other simulation conditions were the same as in Example 4. The results of Example 5 and Comparative Example 2 thus simulated are shown in FIGS. . 8A and 8B, the horizontal axis represents the position in the width (Y-axis) direction of the opening, and the vertical axis represents the flow rate of the source gas in the opening.

図８（ａ）、（ｂ）から、比較例２では、実施例５ほど均一に整流できていないことがわかる。   8 (a) and 8 (b), it can be seen that in Comparative Example 2, rectification is not performed as uniformly as in Example 5.

（実施例６）
次に、第１実施形態と同構成の原料ガス供給ノズルにおける導出部の原料ガス流動方向（図１における第３の上面用板部材６のＸ軸方向と同方向）の長さを２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、３０ｍｍとした各場合について、実施例１と同様の方法でシミュレーションを行った。なお、他のシミュレーション条件としては、（１）ガスたまり部において、背面用板部材から誘導面を有する第２の上面用板部材に至るまでの長さが２０ｍｍ、背面用板部材高さが２１ｍｍ、背面用板部材から導出部に至るまでの長さが３０ｍｍであり、（２）導出部及び開口部高さにおいては１．０ｍｍとし、（３）第２の上面用板部材の誘導面が下面用板部材に対して４５°となるように設け、（４）各原料ガス供給口（それぞれに原料ガス供給管が接続されている）をガスたまり部の上部端から下方向に１０ｍｍ、原料ガス流方向に１０ｍｍの位置に設け、（５）ガスたまり部と導出部との下面を加熱して３００Ｋ、５００Ｋ、７００Ｋ、９００Ｋの各温度状況下となるように設定した。その結果を開口部から出てくる原料ガスの流出速度を平均した値に対する誤差（偏差）を取って表した図９に示す。 (Example 6)
Next, the length of the source gas flow direction of the outlet portion in the source gas supply nozzle having the same configuration as that of the first embodiment (the same direction as the X-axis direction of the third upper surface plate member 6 in FIG. 1) is 2 mm and 5 mm. In each case of 10 mm and 30 mm, simulation was performed in the same manner as in Example 1. Other simulation conditions are as follows: (1) In the gas pool portion, the length from the back plate member to the second top plate member having the guide surface is 20 mm, and the back plate member height is 21 mm. The length from the back plate member to the lead-out portion is 30 mm, (2) the lead-out portion and the opening height are 1.0 mm, and (3) the guide surface of the second top plate member is Provided at an angle of 45 ° with respect to the bottom plate member, (4) 10 mm from the upper end of the gas pool portion to each source gas supply port (each source gas supply pipe is connected), It was provided at a position of 10 mm in the gas flow direction, and (5) the lower surfaces of the gas reservoir and the outlet were heated so as to be under 300K, 500K, 700K, and 900K temperature conditions. The result is shown in FIG. 9 which shows an error (deviation) with respect to a value obtained by averaging the outflow speed of the raw material gas coming out of the opening.

図９から、衝突混合を持って整流を行う際、室温では約３％程度のずれは見られるものの、つばを長くすればするほど偏差率が上昇し、１ｃｍ程度の長さがあれば十分整流できることが分かる。また、加温することによって、そのつばの長さを短くしても、整流に貢献していることが分かる。ただし、温度を上げるにしたがって、ノズルの材質に関わる問題が生じてきて、どんなにあげても７００Ｋ程度の加熱で十分であると思われる。また、どんな場合でもつばを長くすれば良いわけではなく、つばを長くすればするほど、微粒子の壁面への付着する可能性が高くなるので、適度な長さに保つ方が好ましいと考えられる。   From Fig. 9, when rectifying with collision mixing, a deviation of about 3% is seen at room temperature, but the deviation rate increases as the brim becomes longer, and if the length is about 1 cm, sufficient rectification is achieved. I understand that I can do it. Moreover, it turns out that it contributes to rectification by heating even if the length of the collar is shortened. However, as the temperature is raised, problems related to the nozzle material arise, and heating up to about 700K seems to be sufficient. In any case, it is not always necessary to lengthen the collar, and the longer the collar, the higher the possibility that fine particles will adhere to the wall surface.

（実施例７、比較例３）
次に、第２実施形態と同構成の原料ガス供給ノズルを用いた化学的気相成膜装置において、第２実施形態と同様の動作で基板上に実際に成膜を行った。具体的には、図１１（（ａ）が実施例７に係る原料ガス噴出用ノズルの斜視概略図であるとともに開口部の幅寸法を示す図、（ｂ）が（ａ）の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近の内部空間のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の寸法概略図である）に示すように、原料ガス供給ノズルの開口部幅を３０ｍｍ、開口部高さを１ｍｍ、原料ガス供給口の径が８ｍｍ、導出部の原料ガス流動方向（図３における第３の上面用板部材２６のＸ軸方向と同方向）の長さを３０ｍｍ、幅方向を３０ｍｍなどとし、ガスたまり部と導出部とが室温下となる条件で成膜を行った。その結果を図１０（ａ）、（ｂ）に示す。なお、図１０（ａ）、（ｂ）の結果は、実施例７に係る成膜された基板において、無作為に選択した２点付近の膜厚を示したものである。また、比較例３として、突起部及び誘導面が存在せず、その代わりに、これらの部位が導出部における原料ガスの流動方向に対して垂直な面となっている点で図１１に示した実施例７に係る原料ガス供給ノズルと異なるノズルを用いて基板上に成膜を行った。具体的には、図１２（（ａ）が比較例３に係る原料ガス噴出用ノズルの斜視概略図であるとともに開口部の幅寸法を示す図、（ｂ）が（ａ）の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近の内部空間のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の寸法概略図である）に示すようなノズルと同構成のものを作製し、このノズルを用いた化学的気相成膜装置において、ガスたまり部と導出部とが室温下となる条件で基板上に成膜を行った。比較例３に係る成膜の結果を図１０（ｃ）、（ｄ）に示す。なお、図１０（ｃ）、（ｄ）の結果は、比較例３に係る成膜された基板において、無作為に選択した２点付近の膜厚を示したものである。 (Example 7, Comparative Example 3)
Next, in the chemical vapor deposition apparatus using the source gas supply nozzle having the same configuration as that of the second embodiment, a film was actually formed on the substrate by the same operation as that of the second embodiment. Specifically, FIG. 11 (a) is a schematic perspective view of a raw material gas ejection nozzle according to Example 7 and a diagram showing the width of the opening, and FIG. As shown in the schematic drawing of the XZ cross section of the internal space near the center of the nozzle in the Y-axis direction), the opening width of the source gas supply nozzle is 30 mm, the opening height is 1 mm, The diameter of the source gas supply port is 8 mm, the length in the source gas flow direction of the outlet portion (the same direction as the X-axis direction of the third upper surface plate member 26 in FIG. 3) is 30 mm, the width direction is 30 mm, etc. Film formation was performed under conditions where the pool portion and the lead-out portion were at room temperature. The results are shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). 10A and 10B show the film thickness in the vicinity of two randomly selected points on the film-formed substrate according to Example 7. FIG. Further, as Comparative Example 3, the protrusion and the guide surface do not exist, and instead, these portions are surfaces perpendicular to the flow direction of the source gas in the lead-out portion, as shown in FIG. Film formation was performed on the substrate using a nozzle different from the source gas supply nozzle according to Example 7. Specifically, FIG. 12 (a) is a schematic perspective view of a raw material gas ejection nozzle according to Comparative Example 3, and shows a width dimension of the opening, and FIG. 12 (b) is for raw material gas ejection of (a). A nozzle having the same configuration as the nozzle shown in FIG. 6 is prepared and a chemical vapor phase using this nozzle is shown. In the film forming apparatus, the film was formed on the substrate under the condition that the gas pool part and the outlet part were at room temperature. The film formation results according to Comparative Example 3 are shown in FIGS. The results of FIGS. 10C and 10D show the film thickness in the vicinity of two points selected at random in the substrate on which the film according to Comparative Example 3 was formed.

図１０（ａ）、（ｂ）から、実施例７における成膜結果は、１０オングストロームにも満たない凹凸がある程度で、グラフ上で確認するのは不可能である。これに対して、図１０（ｃ）、（ｄ）から、比較例３における成膜結果は、凹凸が激しく現れている。したがって、実施例７における原料ガス供給ノズルにおいては、原料ガス流を高い精度で整流できていることがわかるとともに、実施例７における原料ガス供給ノズルを備えた化学的気相成膜装置が均一な厚さの膜を基板上に形成できるものであることがわかる。   10A and 10B, the film formation result in Example 7 has a certain degree of unevenness that is less than 10 angstroms and cannot be confirmed on the graph. On the other hand, as shown in FIGS. 10C and 10D, the film formation result in Comparative Example 3 shows severe irregularities. Therefore, in the source gas supply nozzle in Example 7, it can be seen that the source gas flow can be rectified with high accuracy, and the chemical vapor deposition apparatus provided with the source gas supply nozzle in Example 7 is uniform. It can be seen that a film having a thickness can be formed on the substrate.

なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。例えば、第１実施形態における原料ガス噴出用ノズル１では、原料ガスの供給に、２本の原料ガス供給管を用いているが、どちらか１本のみを有しているものであってもよいし、原料ガスの供給方向が交錯又は対向するように３本以上設けているものであってもよい。また、第２実施形態における原料ガス噴出用ノズル２１においても、原料ガスの供給方向が交錯又は対向するように２本以上設けているものであってもよい。さらに、第１及び第２実施形態における原料ガス噴出用ノズル１、２１の誘導面５ａ、２５ａは、平面としたが、原料ガスを誘導すればよいので、曲面など適宜変化させても良い。   The present invention can be changed in design without departing from the scope of the claims, and is not limited to the above-described embodiments and examples. For example, in the source gas ejection nozzle 1 in the first embodiment, two source gas supply pipes are used for supplying source gas, but only one of them may be provided. However, three or more may be provided so that the supply directions of the source gases intersect or face each other. Also, in the source gas ejection nozzle 21 in the second embodiment, two or more may be provided so that the source gas supply directions cross or face each other. Furthermore, although the guide surfaces 5a and 25a of the source gas ejection nozzles 1 and 21 in the first and second embodiments are flat, the source gas may be guided, and the curved surface may be appropriately changed.

また、本発明によれば、原料ガスとして、０．００１μｍ（＝１ｎｍ）程度から１００μｍ程度のサイズの微粒子を含むエアロゾル浮遊ガスを使用した際でも、上述した各効果を奏することができる。特に、１μｍ〜１０μｍ程度（若しくは１μｍ〜５μｍ程度）のサイズの微粒子（成膜成分の他に水又は有機溶媒などの分子が含まれるものであってもよい。）を含むエアロゾル浮遊ガスについて用いても上述した各効果を奏することができる。   In addition, according to the present invention, even when an aerosol floating gas containing fine particles having a size of about 0.001 μm (= 1 nm) to about 100 μm is used as the source gas, the above-described effects can be achieved. In particular, it is used for an aerosol floating gas containing fine particles having a size of about 1 μm to 10 μm (or about 1 μm to 5 μm) (may include molecules such as water or an organic solvent in addition to a film forming component). Can also achieve the effects described above.

本発明の第１実施形態に係る化学的気相成膜装置に用いられている原料ガス噴出用ノズルの斜視外観図である。1 is a perspective external view of a raw material gas ejection nozzle used in a chemical vapor deposition apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図１の原料ガス噴出用ノズルを化学的気相成膜装置内の成膜室に設置した際の基板との関係を示す図であるとともに、図１の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship with a substrate when the source gas ejection nozzle of FIG. 1 is installed in a film formation chamber in a chemical vapor deposition apparatus, and X near the center of the source gas ejection nozzle of FIG. It is a figure when the -Z cross section is seen in the Y-axis direction. 本発明の第２実施形態に係る化学的気相成膜装置に用いられている原料ガス噴出用ノズルの斜視外観図である。It is a perspective appearance figure of the nozzle for source gas ejection used for the chemical vapor deposition apparatus concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図３の原料ガス噴出用ノズルを化学的気相成膜装置内の成膜室に設置した際の基板との関係を示す図であるとともに、図３の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の図である。FIG. 4 is a view showing a relationship with a substrate when the source gas ejection nozzle of FIG. 3 is installed in a film formation chamber in a chemical vapor deposition apparatus, and an X near the center of the source gas ejection nozzle of FIG. It is a figure when the -Z cross section is seen in the Y-axis direction. （ａ）が本発明の実施例１に係るグラフ、（ｂ）が実施例２に係るグラフ、（ｃ）が実施例３に係るグラフである。(A) is the graph which concerns on Example 1 of this invention, (b) is the graph which concerns on Example 2, (c) is the graph which concerns on Example 3. FIG. 実施例３で用いた原料ガス噴出用ノズルの上視外観図である。6 is a top view of a raw material gas ejection nozzle used in Example 3. FIG. （ａ）が本発明の実施例４に係るグラフ、（ｂ）が比較例１に係るグラフである。(A) is a graph which concerns on Example 4 of this invention, (b) is a graph which concerns on the comparative example 1. FIG. （ａ）が本発明の実施例５に係るグラフ、（ｂ）が比較例２に係るグラフである。(A) is a graph which concerns on Example 5 of this invention, (b) is a graph which concerns on the comparative example 2. FIG. 本発明の実施例６に係るグラフである。It is a graph which concerns on Example 6 of this invention. （ａ）及び（ｂ）が本発明の実施例７に係るグラフ、（ｃ）及び（ｄ）が比較例３に係るグラフである。(A) And (b) is a graph concerning Example 7 of the present invention, and (c) and (d) are graphs concerning comparative example 3. （ａ）が実施例７に係る原料ガス噴出用ノズルの斜視概略図であるとともに開口部の幅寸法を示す図、（ｂ）が（ａ）の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近の内部空間のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の寸法概略図である。(A) is the perspective schematic diagram of the nozzle for raw material gas ejection concerning Example 7, and the figure which shows the width dimension of an opening part, (b) of the internal space of the center vicinity in the nozzle for raw material gas ejection of (a) It is a dimensional schematic diagram when the XZ section is viewed in the Y-axis direction. （ａ）が比較例３に係る原料ガス噴出用ノズルの斜視概略図であるとともに開口部の幅寸法を示す図、（ｂ）が（ａ）の原料ガス噴出用ノズルにおける中央付近の内部空間のＸ−Ｚ断面をＹ軸方向に見た際の寸法概略図である。(A) is a perspective schematic diagram of the nozzle for jetting raw material gas according to Comparative Example 3 and a diagram showing the width dimension of the opening, (b) of the inner space near the center of the nozzle for jetting raw material gas of (a) It is a dimensional schematic diagram when the XZ section is viewed in the Y-axis direction.

符号の説明Explanation of symbols

１、２１、４１ 原料ガス噴出用ノズル
２、２２ 下面用板部材
３、２３ 背面用板部材
４、２４、４４ 第１の上面用板部材
５、２５、４５ 第２の上面用板部材
５ａ、２５ａ、４５ａ 誘導面
６、２６、４６ 第３の上面用板部材
７、８、２７、２８ 側面用部材
７ａ、８ａ、２４ａ 原料ガス供給口
９ａ、２９ａ 内部空間
９、２９、４９ ガスたまり部
１０、３０、５０ 原料ガス噴出部
１０ａ、３０ａ、５０ａ 開口部
１０ｂ、３０ｂ、５０ｂ 導出部
１１、１２、３１、５１ 原料ガス供給管
１３、３５ 基板載置台
１４、３６ 基板
２１ 原料ガス噴出用ノズル
２２、３２、３３ 板部材
２９ａ１ 乱流抑制空間
３４ 突起部 1, 21, 41 Raw material gas ejection nozzles 2, 22 Lower surface plate members 3, 23 Rear surface plate members 4, 24, 44 First upper surface plate members 5, 25, 45 Second upper surface plate member 5a, 25a, 45a Guiding surfaces 6, 26, 46 Third upper plate members 7, 8, 27, 28 Side members 7a, 8a, 24a Raw material gas supply ports 9a, 29a Internal spaces 9, 29, 49 Gas pool 10 , 30, 50 Source gas ejection portions 10a, 30a, 50a Openings 10b, 30b, 50b Deriving portions 11, 12, 31, 51 Source gas supply pipes 13, 35 Substrate mounting tables 14, 36 Substrate 21 Source gas ejection nozzle 22 , 32, 33 Plate member 29a 1 Turbulence suppression space 34 Projection

Claims (7)

原料ガスであるエアロゾル浮遊ガスを内部に供給するための１つ以上の原料ガス供給口と、
前記原料ガス供給口から供給された原料ガスが衝突する内壁面とともに、９０°未満の内角を有する乱流発生空間を形成する第１の平面、及び、前記第１の平面とテーパー形状を形成する第２の平面を有している突起部と、を備えているガスだまり部、並びに、
一端に形成された開口部と、前記ガスだまり部から前記開口部まで原料ガスを導出する導出部とを有する原料ガス噴出部、
を備えていることを特徴とする原料ガス噴出用ノズル。 One or more source gas supply ports for supplying aerosol floating gas, which is a source gas, to the inside;
A first plane that forms a turbulent flow generation space having an inner angle of less than 90 °, and a tapered shape with the first plane, together with the inner wall surface with which the source gas supplied from the source gas supply port collides. A gas reservoir comprising a projection having a second plane, and
A source gas ejection part having an opening formed at one end and a lead-out part for leading the source gas from the gas pool part to the opening;
A nozzle for jetting a raw material gas, characterized by comprising: 前記導出部内部の壁面に平面を有しており、
前記第２の平面と前記導出部の平面とが、同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の原料ガス噴出用ノズル。 A flat surface on the inner wall of the lead-out part;
2. The source gas ejection nozzle according to claim 1 , wherein the second plane and the plane of the lead-out portion are formed on the same plane. 前記導出部の内部空間が、前記ガスだまり部からつば状に突き出た形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の原料ガス噴出用ノズル。 3. The source gas ejection nozzle according to claim 1, wherein an inner space of the lead-out portion has a shape protruding in a collar shape from the gas reservoir portion. 前記ガスだまり部が、前記原料ガス供給口側から前記導出部側へ向かって断面積が減少する平滑な誘導面を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の原料ガス噴出用ノズル。 The said gas pool part has a smooth induction | guidance | derivation surface in which a cross-sectional area reduces toward the said derivation | leading-out part side from the said source gas supply port side, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The nozzle for jetting raw material gas as described. 前記原料ガス噴出部の前記開口部を含む先端部分が先細り形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の原料ガス噴出用ノズル。 Raw material gas ejection nozzle according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the tip portion including the opening of the raw material gas ejection portion is formed to have a tapered shape. 前記ガスだまり部又は／及び原料ガス噴出部の内部における原料ガスを加温して、該原料ガスをミスト化させるとともに整流するための加温器を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の原料ガス噴出用ノズル。 2. A heater for heating and rectifying the source gas by heating the source gas in the gas reservoir or / and the source gas ejection unit. raw material gas ejection nozzle according to any one of 1-5. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の原料ガス噴出用ノズルと、
前記ガスだまり部に接続され開口された１つ以上の原料ガス供給管と、
前記開口部に接続されている成膜室とを備え、
前記成膜室に配置した基板の表面に前記原料ガス噴出用ノズルから原料ガスを噴出させ、基板の表面に膜を生成する化学的気相成膜装置。
The raw material gas ejection nozzle according to any one of claims 1 to 6 ,
One or more source gas supply pipes connected to the gas reservoir and opened;
A film formation chamber connected to the opening,
A chemical vapor deposition apparatus for generating a film on the surface of the substrate by ejecting a source gas from the source gas ejection nozzle onto the surface of the substrate disposed in the deposition chamber.
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