CN119301745A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高基板处理的均匀性的技术。具有：处理室，其对基板进行处理；处理气体供给部，其向上述处理室供给处理气体；加热部，其能够将上述处理室加热；隔热室，其构成设置于上述处理室的下方的隔热区域；惰性气体供给部，其能够向上述隔热室从下方供给惰性气体；第一排气部，其具备连接于铅垂方向上的上述惰性气体供给部与上述处理室之间且上述隔热室的侧方的第一排气管；以及第二排气部，其具备与上述处理室连接的第二排气管。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法以及程序

技术领域

本发明涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法以及程序。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种基板处理装置，其使用反应管，该反应管对基板从水平方向供给处理气体，并从水平方向排气。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-172204号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述的装置中，当向处理室的下方的旋转轴周边供给吹扫气体时，吹扫气体会从处理室的下方流入处理室内，存在导致基板处理的均匀性变差的情况。

本发明提供一种能够提高基板处理的均匀性的技术。

用于解决课题的方案

根据本发明的一方案，提供一种技术，其具有：

处理室，其对于基板进行处理；

处理气体供给部，其向上述处理室供给处理气体；

加热部，其能够将上述处理室加热；

隔热室，其构成设于上述处理室的下方的隔热区域；

惰性气体供给部，其能够向上述隔热室从下方供给惰性气体；

第一排气部，其具备连接于铅垂方向上的上述惰性气体供给部与上述处理室之间且上述隔热室的侧方的第一排气管；以及

第二排气部，其具备与上述处理室连接的第二排气管。

发明效果

根据本发明，能够提高基板处理的均匀性。

附图说明

图1是表示本发明的一方案的基板处理装置的概略的纵剖视图。

图2(A)是表示本发明的一方案的第一气体供给部的说明图。第2(B)是表示本发明的一方案的第二气体供给部的说明图。第2(C)是表示本发明的一方案的惰性气体供给部的说明图。

图3是对本发明的一方案的隔热室以及隔热部周边的详情进行说明的说明图。

图4是本发明的一方案的基板处理装置的控制器的概略结构图，且是用块图表示控制器的控制系统的图。

图5是说明本发明的一方案的基板处理流程的流程图。

图6是说明图5中的膜处理工序的流程图。

具体实施方式

以下，一边参照图1～图6一边进行说明。另外，在以下的说明中所使用的图面均为意性的图，在图面中所示的各要素的尺寸的关系、各要素的比例等并未必与现实的结构一致。另外，在多个图面的彼此间，各要素的尺寸的关系、各要素的比例等也未必一致。

(1)基板处理装置的结构

使用图1，对基板处理装置10的结构进行说明。

基板处理装置10具备反应管容纳室206，在反应管容纳室206内具备沿铅垂方向延伸的圆筒形状的反应管210、设于反应管210的外周的作为加热部(炉体)的加热器211、作为处理气体供给部的气体供给构造212以及作为处理气体排气部的气体排气构造213。处理气体供给部也可以包括后述的上游侧整流部214、喷嘴223、224。另外，处理气体排气部也可以包含后述的下游侧整流部215。

气体供给构造212设置在反应管210的侧方且气体流动方向的上游。从气体供给构造212向反应管210内即处理室201供给气体，对基板S从水平方向供给气体。气体排气构造213设置在反应管210的侧方且气体流动方向的下游。反应管210内的气体从气体排气构造213排出。气体排气构造213配置成，隔着反应管210与气体供给构造212对置。

处理室201具备基板S被搬入的反应管210、气体供给构造212以及气体排气构造213。构成为在处理室201中对基板S进行处理。而且，气体供给构造212、反应管210内以及气体排气构造213在水平方向上连通。

在反应管210与气体供给构造212之间的反应管210的上游侧设置有对从气体供给构造212供给来的气体的流动进行整流的上游侧整流部214。另外，在反应管210与气体排气构造213之间的反应管210的下游侧设置有对从反应管210排出的气体的流动进行整流的下游侧整流部215。反应管210的下端由歧管216支撑。

反应管210、上游侧整流部214、下游侧整流部215是连续的构造，由例如石英或SiC等材料形成。它们由使从加热器211辐射的热透过的热透过性部件构成。加热器211的热将基板S、气体加热。另外，加热器211配置在处理室201的侧方，并构成为能够将处理室201加热。

在气体供给构造212连接有气体供给管251、气体供给管261。另外，气体供给构造212具有将从各气体供给管供给来的气体分配的分配部125。在分配部125的下游侧设置有喷嘴223、喷嘴224。在气体供给管251、气体供给管261的下游侧经由分配部125分别连接有多个喷嘴223、224。喷嘴223和喷嘴224大致水平地横向排列配置。另外，这些喷嘴223、224在铅垂方向上配置有多个，且分别配置在与基板S对应的位置。在基板S存在于处理室201的状态下，从基板S的侧方供给处理气体。

分配部125构成为，从气体供给管251向多个喷嘴223、从气体供给管261向多个喷嘴224供给各自的气体。例如，按照各个气体供给管与喷嘴的组合，构成气体流动的路径。通过这样设置，从各气体供给管供给的气体不会混合，从而能够抑制因在分配部125使气体混合而可能产生的反应副生成物(也称作微粒)的产生。

上游侧整流部214具有箱体227和划分板226。划分板226在水平方向上延伸。在此所谓的水平方向表示箱体227的侧壁方向。划分板226在铅垂方向上配置有多个。划分板226固定于箱体227的侧壁，且构成为，气体不会越过划分板226向下方或者上方的相邻区域移动。通过设为不会越过划分板226，能够可靠地形成后述的气体流动。

划分板226在水平方向上延伸，并且是不存在孔的连续的构造。各个划分板226设置在与各个基板S对应的位置。在划分板226之间或者划分板226与箱体227之间配置有喷嘴223、喷嘴224。

从喷嘴223、喷嘴224所吐出的气体供给至基板S的表面。即，若从基板S观察，则从基板S的横方向供给气体。划分板226在水平方向上延伸，并且是不存在孔的连续构造，因此，气体的主流向铅垂方向的移动被抑制，而沿水平方向移动。因此，能够使到达至各个的基板S的气体的压力损失在铅垂方向上均匀。

下游侧整流部215构成为，在将基板S支撑于后述的基板支撑件300的状态下，顶棚比配置在最上位的基板S高，并且构成为，底部比配置在基板支撑件300的最下位的基板S低。基板支撑件300被用作保持基板S的基板保持部。

下游侧整流部215具有箱体231和划分板232。划分板232在水平方向上延伸。在此所谓的水平方向表示箱体231的侧壁方向。而且，划分板232在铅垂方向上配置有多个。划分板232固定于箱体231的侧壁，且构成为，气体不会越过划分板232而向下方或者上方的相邻区域移动。通过设为不会越过划分板232，能够可靠地形成后述的气体流。

上游侧整流部214经由处理室201与下游侧整流部215的空间连通。箱体227的顶棚部构成于与箱体231的顶棚部同等的高度。另外，箱体227的底部构成于比箱体231的底部靠上方。换言之，箱体231的底部构成于比箱体227的底部靠下方，下游侧整流部215的空间构成为比上游侧整流部214的空间大。

下游侧整流部215的空间具有与上游侧整流部214的空间同等的宽广度的区域450a和形成于区域450a的下方的区域450b。区域450b在基板支撑件300被搬入到处理室201的状态下，配置于比层叠于基板支撑件300的多个基板S中的配置与最下层的基板S的下表面靠下方。

划分板232在水平方向上延伸，并且是不存在孔的连续的构造。划分板232设置在分别与基板S对应的位置且分别与划分板226对应的位置。对应的划分板226和划分板232优选设为同等的高度。进一步地，优选在对基板S进行处理时，使基板S的高度和划分板226、划分板232的高度一致。通过采用这样的构造，从各喷嘴供给来的气体形成图中的箭头那样的、在基板S、划分板232上通过的水平方向的流动。通过将划分板232设为这样的构造，能够使从各个基板S上排出的气体的压力损失均匀。从而，通过各基板S的气体的气体流动一边使朝向铅垂方向的流动被抑制，一边朝向气体排气构造213形成为沿水平方向。

通过设置划分板226和划分板232，能够在各个的基板S的上游、下游分别在铅垂方向上使压力损失均匀。从而，能够涵盖划分板226、基板S上、划分板232可靠地形成使朝向铅垂方向的流动被抑制了的水平的气体流动。

气体排气构造213设置在下游侧整流部215的下游。气体排气构造213主要由箱体241和排气孔244构成。排气孔244形成于箱体241的下游侧的下侧或者水平方向上。在处理室201经由排气孔244而连接有第二排气管281。

气体排气构造213与下游侧整流部215的空间连通。箱体231和箱体241是高度连续的构造。箱体231的顶棚部构成为于与箱体241的顶棚部同等的高度，箱体231的底部构成于与箱体241的底部同等的高度。气体排气构造213具有与下游侧整流部215的区域450a相邻的区域452a和与下游侧整流部215的区域450b相邻且配置在区域452a的下方的区域452b。

气体排气构造213在反应管210的横向上设置，且是从基板S的横向将气体排出的横向排气构造。

由下游侧整流部215的区域450a和气体排气构造213的区域452a构成了第一区域。由下游侧整流部215的区域450b和气体排气构造213的区域452b构成了第二区域。处理室201具对于基板S进行处理的处理区域A和位于处理区域A的下方且构成在基板支撑件300被搬入到处理室201的状态下配置隔热部502的隔热区域B的隔热室505。第一区域相对于处理区域A在水平方向上相邻。

在作为第二区域的区域450b或区域452b能够设置热电偶500。通过设置第二区域，能够抑制向隔热部502供给的惰性气体或者隔热室505的环境气体(包含反应副生成物)流入处理区域A。通过各基板S的气体的气体流动一边使朝向铅垂方向的流动被抑制，一边朝向气体排气构造213形成为沿水平方向。

即，通过了下游侧整流部215的气体从排气孔244排出。此时，气体排气构造213并不具备划分板那样的结构，因此，朝向排气孔244形成包含铅垂方向的气体流动。

基板支撑件300具备分隔板支撑部310和基部311，并容纳于反应管210内。在反应管210的顶板内壁正下方配置有基板S。另外，基板支撑件300在移载室217的内部经由未图示的基板搬入口通过真空搬送机器人进行基板S的转移，或者将转移来的基板S搬送至反应管210的内部而进行在基板S的表面上形成薄膜的处理。基板搬入口设置在例如移载室217的侧壁。

在分隔板支撑部310以预定的间距固定有多张圆板状的分隔板314。而且，在分隔板314间以预定的间隔支撑有基板S。分隔板314配置在基板S的正下方，且配置在基板S的上部和下部中的任一方或双方。分隔板314将各基板S间的空间切断。

在基板支撑件300沿铅垂方向以预定的间隔层叠地载置有多张基板S。载置于基板支撑件300的多张基板S的预定的间隔与固定于分隔板支撑部310的分隔板314的上下的间隔相同。另外，分隔板314的直径形成为比基板S的直径大。

基板支撑件300将多张、例如五张基板S在铅垂方向(垂直方向)上支撑多层。另外，在此示出了在基板支撑件300支撑五张基板S的例，但是并不限定于此。例如，也可以是能够将基板S支撑5～50张左右地构成基板支撑件300。另外，分隔板支撑部310的分隔板314也被称作隔板。

基板支撑件300被上下方向驱动机构部400在反应管210与移载室217之间的上下方向以及绕由基板支撑件300所支撑的基板S的中心的旋转方向上驱动。

在基板支撑件300的下方设置有详情后述的隔热部502。在反应管210的处理室201构成有筒状的隔热室505。隔热室505是在将基板支撑件300搬入到反应管210内时，容纳隔热部502的结构。隔热室505构成为筒状，且构成为，在将基板支撑件300搬入到反应管210时，使隔热部502的外壁与隔热室505的内壁维持恒定的距离。在隔热室505的侧面形成有排气孔503。在隔热室505以与排气孔503连通的方式连接有将隔热区域的环境气体排出的第一排气管504。

移载室217经由歧管216设置于反应管210的下部。在移载室217进行如下动作：经由基板搬入口通过真空搬送机器人而将基板S载置(搭载)于基板支撑件(以下，有时简记为晶舟)300，或者通过真空搬送机器人将基板S从基板支撑件300取出。

在移载室217的内部能够容纳上下方向驱动机构部400，该上下方向驱动机构部400构成将基板支撑件300在上下方向和旋转方向上驱动的第一驱动部。在图1中示出了基板支撑件300通过上下方向驱动机构部400上升而容纳于反应管210内的状态。而且，构成为，在基板支撑件300容纳于反应管210内的状态下，在反应管210内的下方配置有隔热部502，并构成隔热室505。即，隔热部502构成为，构成设置于处理室201的下方的隔热区域B。由此，构成为使处理室201内向移载室217的热传导变小。

构成第一驱动部的上下方向驱动机构部400具备上下驱动用马达410、旋转驱动用马达430以及晶舟上下机构420作为驱动源，该晶舟上下机构420具备将基板支撑件300在上下方向上驱动的作为基板支撑件升降机构的线性致动器。

作为分隔板支撑部升降机构的上下驱动用马达410旋转驱动滚珠丝杠411，由此使与滚珠丝杠411螺纹结合的螺母412沿着滚珠丝杠411上下移动。由此，分隔板支撑部310和基板支撑件300与固定有螺母412的基底板402一同在反应管210与移载室217之间沿上下方向被驱动。基底板402也固定于与导向轴414卡合的滚珠导向件415，且成为能够沿着导向轴414在上下方向上顺畅地移动的结构。滚珠丝杠411和导向轴414的上端部和下端部分别固定于固定板413、416。

旋转驱动用马达430和具备线性致动器的晶舟上下机构420构成第二驱动部，且固定于由侧板403支撑于基底板402的作为盖体的基底凸缘401。

旋转驱动用马达430驱动与安装于前端部的齿部431卡合的旋转传递带432，并旋转驱动与旋转传递带432卡合的支撑件440。支撑件440通过基部311支撑分隔板支撑部310，且经由旋转传递带432被旋转驱动用马达430驱动，由此使分隔板支撑部310和基板支撑件300旋转。

具备线性致动器的晶舟上下机构420将轴421沿上下方向驱动。在轴421的前端部分安装有板422。板422经由轴承423与固定于基板支撑件300的支撑部441连接。通过使支撑部441经由轴承423与板422连接，能够在通过旋转驱动用马达430旋转驱动分隔板支撑部310时，使基板支撑件300也与分隔板支撑部310一同旋转。

另一方面，支撑部441经由线性导向轴承442支撑于支撑件440。通过采用这样的结构，在通过具备线性致动器的晶舟上下机构420将轴421沿上下方向驱动的情况下，能够相对于固定在分隔板支撑部310的支撑件440将固定在基板支撑件300的支撑部441相对性地沿上下方向驱动。

在支撑部441与支撑件440之间形成有圆环状的空间。在隔热部502的下方的圆环状的空间连接有气体供给管271。从气体供给管271供给惰性气体，构成为向隔热部50从下方供给惰性气体。

在作为盖体的基底凸缘401的上表面设置有真空密封用的O形环446。通过如图1所示地使由上下驱动用马达410驱动的基底凸缘401的上表面上升至与移载室217抵碰的位置，能够将反应管210的内部保持为气密。

接着，使用第二图，对气体供给部的详情进行说明。

如图2(A)所记载地，在气体供给管251，从上游方向起，依次设置有第一气体源252、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)253、作为开闭阀的阀254、作为储存气体的储存部的罐259以及阀275。

第一气体源252是含有第一元素的第一气体(也称作“含第一元素气体”)源。第一气体是原料气体，即处理气体之一。

主要由气体供给管251、MFC253、阀254、罐259、阀275构成了第一气体供给部250(也称作含硅气体供给部)。也可以将第一气体源252包括在第一气体供给部250中。

在气体供给管251中的阀254的下游侧且罐259的上游侧连接有气体供给管255。在气体供给管255，从上游方向起，依次设置有惰性气体源256、MFC257以及阀258。从惰性气体源256供给惰性气体，例如氮(N₂)气体。

主要由气体供给管255、MFC257、阀258构成了第一惰性气体供给部。从惰性气体源256供给的惰性气体在基板处理工序中作为吹扫滞留于反应管210内的气体的吹扫气体起作用。也可以将惰性气体源256包括在第一惰性气体供给部中。也可以将第一惰性气体供给部追加到第一气体供给部250中。

如图2(B)中所记载地，在气体供给管261，从上游方向起，依次设置有第二气体源262、MFC263以及阀264。

第二气体源262是含有第二元素的第二气体(以下，也称作“含第二元素气体”)源。含第二元素气体是处理气体之一。另外，第二气体也可以视为反应气体或改性气体。

主要由气体供给管261、MFC263、阀264构成了第二气体供给部260。也可以将第二气体源262包含在第二气体供给部260中。

在气体供给管261中的阀264的下游侧连接有气体供给管265。在气体供给管265，从上游方向起，依次设置有惰性气体源266、MFC267以及阀268。从惰性气体源266供给惰性气体、例如N₂气体。

主要由气体供给管265、MFC267、阀268构成了第二惰性气体供给部。从惰性气体源266供给的惰性气体在基板处理工序中作为吹扫滞留于反应管210内的气体的吹扫气体而起作用。也可以将惰性气体源266包含在第二惰性气体供给部中。也可以将第二惰性气体供给部追加到第二气体供给部260中。

如图2(C)所记载地，在气体供给管271，从上游方向起，依次设置有惰性气体源272、MFC273以及阀274。从惰性气体源272供给惰性气体、例如N₂气体。

主要由气体供给管271、MFC273、阀274构成了惰性气体供给部270。从惰性气体源272供给的惰性气体在基板处理工序中作为能够对在将基板支撑件300搬入到处理室201的状态下构成配置于处理室201的下方的隔热区域的隔热室505进行吹扫的吹扫气体而起作用。也可以将惰性气体源272包含在惰性气体供给部270中。

接着，对排气部进行说明。

在第二排气管281，经由阀282、作为压力调整器(压力调整部)的APC(AutoPressure Controller)阀283而连接有作为真空排气装置的真空泵284，并构成为能够进行真空排气，以使反应管210内的压力成为预定的压力(真空度)。

由第二排气管281、阀282、APC阀283构成了第二排气部280。另外，也可以将真空泵284包含在第二排气部280中。即，第二排气部280具有与反应管210的处理室201连通的第二排气管281，并构成为经由第二排气管281将处理室201的环境气体作排出。第二排气部280构成为能够从与供给处理气体的一侧相反的方向将处理气体作排出。

第一排气管504由上游侧的配管504a和下游侧的配管504b构成。在配管504b设置有阀506。配管504b的下游端以在第二排气管281的阀282的上游侧即汇流部汇流的方式被连接。即，第一排气管504以使阀282配置于第二排气管281上的汇流部的下游侧的方式连接。由此，相较于在阀282的下游侧连接第一排气管504的情况，能够使控制参数减少。

另外，构成为，配管504a的内径比下游侧的配管504b的内径大。通过使下游侧的配管504b的内径比上游侧的配管504a小，能够将用于调整气体的流量的蝶阀等阀低价地设置于配管504b。

隔热室505在将基板支撑件300搬入于反应管210时构成于处理室201的下方。而且，构成为，在铅垂方向上的惰性气体供给部270与处理室201之间且隔热室505的侧方，连接有第一排气管504。第一排气管504的连接部位也是将基板支撑件300搬入于处理室201时的隔热部502的侧方。由此，能够使从下方供给至隔热室505的惰性气体在隔热区域B(即隔热室505内的区域)流动，并从隔热室505的侧方排出。

即，构成为，供给到处理区域A的处理气体经由第二排气管281排出，供给到隔热区域B的惰性气体经由第一排气管504排出，且彼此分离。由此，能够一边将隔热区域B由惰性气体吹扫而抑制反应副生成物的附着，一边抑制惰性气体对处理区域A的影响。

另外，第一排气管504配置于比加热器211靠下方。因此，能够使第一排气管504不会成为加热的妨碍，且使空间利用效率提高。另外，能够使加热器211与从最下层层叠到最上层的基板S相邻，其结果，能够将多张基板S均匀地加热。

由配管504a、配管504b以及阀506构成了第一排气部508。第一排气部508构成为，具有与反应管210的隔热区域B连通的第一排气管504，并将供给到隔热区域B的惰性气体以及隔热区域B的环境气体排出。

构成为，第一排气管504的内径比第二排气管281的内径小。另外，第一排气管504的导率(conductance)构成为比第二排气管281的导率小。第一排气管504与第二排气管281的导率比为例如1：500左右。

由此，在基板处理工序中，即使在暂时性地将大量的处理气体供给至基板S的急骤(flash)供给的情况下，也能够将供给到基板S的大量的气体经由第二排气管281排出。另外，通过使第一排气管504的导率减小，能够抑制供给到处理室201的处理气体流入隔热区域B。

接着，使用图3，对隔热室505以及隔热部502周边的详情进行说明。

隔热部502由隔热箱体510和作为隔热部件的多个隔热板512构成。隔热箱体510为具有上表面和侧面的圆筒形状。另外，在隔热箱体510的上表面的中心，贯通固定有支撑基板支撑件300的支撑部441。在隔热箱体510内容纳有支撑件440和相对于支撑件440沿铅垂方向大致水平地层叠的多个隔热板512。隔热箱体510构成为覆盖支撑件440的上部。支撑部441含有金属成分。

隔热板512由石英或SiC等耐热性材料构成。由此，来自处理室201的热难以向移载室217侧传导。另外，并不限定于多张隔热板512，也可以配置由例如石英或SiC等耐热性材料构成的隔热筒作为隔热部件。

在支撑部441与支撑件440之间形成有圆环状的空间。圆环状的空间作为惰性气体流动的惰性气体流路507而使用。在惰性气体流路507连接有气体供给管271。从气体供给管271供给而来的惰性气体经由惰性气体流路507而被供给至隔热箱体510内，且从隔热箱体510的下方向隔热箱体510外流动，并且经由基底凸缘401的上表面、隔热箱体510的外表面与反应管210之间的空间即惰性气体流路509、排气孔503而从第一排气部508排出。即，从气体供给管271供给而来的惰性气体将隔热区域B即隔热室505吹扫，并从第一排气部508排出。由此，在支撑部441由金属成分构成的情况下，从支撑部441因热的影响等而析出的金属成分从第一排气部508排出。即，能够抑制金属成分向处理室201侵入。

接着，使用图4，对作为控制部(控制机构)的控制器进行说明。基板处理装置10具有对基板处理装置10的各部的动作进行控制的控制器600。

图4表示控制器600的概略。控制器600被构成为具备CPU(Central ProcessingUnit)601、RAM(Random Access Memory)602、作为存储部的存储装置603、I/O端口604的计算机。RAM602、存储装置603、I/O端口604构成为能够经由内部总线605与CPU601进行数据交换。基板处理装置10内的数据的发送/接收根据作为CPU601的一个功能的发送/接收指示部606的指示而进行。

在控制器600设置有经由网络与上位装置670连接的网络发送/接收部683。网络发送/接收部683能够从上位装置670接收有关于被容纳于晶舟的基板S的处理履历、预定处理的信息等。

存储装置603由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive)等构成。存储装置603按照基板处理的种类存储处理条件。即，在存储装置603内可读出地储存有对基板处理装置10的动作进行控制的控制程序、记载有基板处理的步骤或条件等的制程配方等。

另外，制程配方将后述的基板处理工序中的各步骤以使控制器600执行且能够得到预定的结果的方式组合，且作为程序而起作用。以下，也将该制程配方、控制程序等总称地简称为程序。另外，在本说明书中使用了程序这一用语的情况具有仅包括制程配方单体的情况、仅包括控制程序单体的情况、或者包括这双方的情况。另外，RAM602构成为临时保持由CPU601所读出的程序或数据等的存储区域(工作区)。

I/O端口604与基板处理装置10的各结构连接。

CPU601构成为从存储装置603读出控制程序并实行，并且根据来自输入/输出装置681的操作指令的输入等而从存储装置603读出制程配方。而且，CPU601构成为能够按照所读出的制程配方的内容对基板处理装置10进行控制。另外，CPU601构成为能够根据基板处理的种类来设定向隔热室505供给的惰性气体的供给量。另外，CPU601可以对与隔热室505连通的第一排气部508和与处理区域A连通的第二排气部280分别根据基板处理的种类、条件而进行控制。

CPU601具有发送/接收指示部606。控制器600能够通过使用储存有上述的程序的外部存储装置(例如，硬盘等磁盘、DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器等半导体存储器)682将程序安装于计算机等而构成本方式的控制器600。另外，用于向计算机供给程序的机构并不限定于经由外部存储装置682的情况。例如，也可以使用因特网或专用线路等通讯手段而不经由外部存储装置682地供给程序。另外，存储装置603、外部存储装置682构成为计算机可读取的存储介质。以下，将它们总称地简称为存储介质。另外，在本说明书中，使用了“存储介质”这一用语的情况包括仅包含存储装置603单体的情况，仅包含外部存储装置682单体的情况，或者包含这双方的情况。

(2)基板处理工序

接着，作为半导体制造工序的其中一个工序，对使用上述的结构的基板处理装置10在基板S上形成薄膜的工序进行说明。另外，在以下的说明中，构成基板处理装置10的各部分的动作由控制器600控制。

在此，对使用第一气体和第二气体作为处理气体并通过将它们交替地供给而在基板S上形成膜的成膜处理，使用图5以及图6进行说明。

在本说明书中使用的所谓“基板”的用语有时是指基板本身，有时是指基板与形成于其表面上的预定的层或膜的层叠体。在本说明书中使用的所谓“基板的表面”的用语，有时是指基板本身的表面，有时是指形成于基板上的预定的层等的表面。在本说明书中记载为“在基板上形成预定的层”的情况有时是指在基板本身的表面上直接形成预定的层，有时是指在形成于基板上的层等上形成预定的层。在本说明书中使用“基板”这一用语的情况也与使用“晶圆”这一用语的情况相同。

(S10)

对移载室压力调整工序S10进行说明。在此，使移载室217内的压力成为与和移载室217相邻的未图示的真空搬送室同级别的压力。

(S11)

接着，对基板搬入工序S11进行说明。

当移载室217成为真空级别后，开始基板S的搬送。当基板S到达真空搬送室后，将闸阀开放，真空搬送机器人将基板S搬入移载室217。

此时，基板支撑件300在移载室217中待机，基板S被移载至基板支撑件300。当将预定张数的基板S移载至基板支撑件300后，使真空搬送机器人退避，并且通过上下方向驱动机构部400使基板支撑件300上升，而使基板S移动到反应管210内即处理室201内。使多个基板S以在铅垂方向上层叠的状态移动至处理室201内。

在向反应管210的移动中，以使基板S的表面与划分板226、划分板232的高度一致的方式定位。

(S12)

接着，对加热工序S12进行说明。

当将基板S搬入到反应管210内即处理室201后，进行控制，以使反应管210内成为预定的压力，并且进行控制，以使基板S的表面温度成为预定的温度。加热器211构成为与多个基板S相邻。

(S13)

接着，对膜处理工序S13进行说明。在膜处理工序S13中，根据制程配方，在基板S层叠于基板支撑件300且基板S容纳于处理室的状态下，对基板S进行以下的步骤。

＜第一气体供给、步骤S100＞

首先，向反应管210内急骤(flash)供给第一气体。具体而言，打开阀275，从预先储存有第一气体的罐259向气体供给管251内供给第一气体。在经过预定时间后，将阀275关闭，停止向气体供给管251内的第一气体的供给。第一气体经由分配部125、喷嘴223从气体供给构造212经由上游侧整流部214一次大量地供给至反应管210内，并经由基板S上的空间、下游侧整流部215、气体排气构造213、第二排气管281而被排出。在此，在向处理室201内供给第一气体的期间，阀254可为是打开的状态，也可以是关闭的状态。另外，也可以将阀258打开，经由气体供给管255向气体供给管251内流动N₂气体等惰性气体。另外，为了防止第一气体向气体供给管261内的侵入，也可以将阀268打开，向气体供给管261内流动惰性气体。

此时，调整APC阀283，使反应管210内的压力成为例如1～3990Pa的范围内的压力。以下，加热器211的温度设定为使基板S的温度为例如100～1500℃的范围内的温度且在400～800℃之间被加热的温度而进行。

另外，本说明书中的“1～3990Pa”这样的数值范围的表述是指下限值以及上限值被包含在该范围内。因此，例如，“1～3990Pa”是指“1Pa以上且3990Pa以下”。其它数值范围也同样。

此时，第一气体经由与反应管210内连通的气体供给构造212从基板S的侧方沿水平方向一次大量地供给至基板S，并经由第二排气管281排出。第二排气管281的内径为例如200A，从第二排气管281一次排出的气体的流量为例如0.5l/h。

另外，此时，将阀274控制为打开，且将阀506控制为不全闭，优选控制为全开。惰性气体被MFC273进行流量调整，并经由气体供给管271、惰性气体流路507而供给至隔热箱体510内。进一步地，从隔热箱体510的下方向隔热箱体510外流动，并供给至基底凸缘401的上表面、惰性气体流路509，且经由排气孔503从第一排气管504排出。第一排气管504的内径为例如50A，此时的惰性气体的供给量为例如0.1～2.0l，从第一排气管504排气的气体的流量为例如50l/h。通过第一气体的急骤供给，处理室201的上方的压力瞬间变高。因此，使从惰性气体供给部270向隔热室505供给的惰性气体的供给量比后述的吹扫时多。

即，在将搬入到处理室201的基板S加热后的状态下，一边向处理室201即基板S的处理区域A供给第一气体，一边打开阀282，从第二排气管281排气。此时，一边通过惰性气体供给部270向处理区域A的下方的隔热区域B供给惰性气体，一边打开阀506，从第一排气管504排气。即，同时控制阀506和阀282的开闭。由此，使隔热室505的环境气体经由第一排气管504排气，从而使反应副生成物向支撑部441等配置于隔热室505的部件或阀506周边的附着被抑制。

在此，若先关闭阀506及阀282中的任一个，则第一排气管504或第二排气管281内的环境气体有可能逆流至反应管210内或隔热室505内，另外，第一排气管504内或第二排气管281内的温度比反应管210内的温度低，容易产生微粒。若第一排气管504或第二排气管281内的环境气体逆流，则微粒有可能进入到处理室201等。因此，阀506和阀282同时被开闭控制。在此，同时包含实质上同时进行开闭控制，且包含以第一气体不会向处理室201逆流的程度的时间差进行开闭控制。

供给到处理室201中的第一气体在上游侧整流部214、基板S上的空间、下游侧整流部215形成气体流动。此时，第一气体以在各基板S上不存在压力损失的状态供给至基板S，因此能够在各基板S间进行均匀的处理。通过这样从气体供给构造212向气体排气构造213供给第一气体，在处理室201构成气体的侧流，由此，能够抑制向隔热室505供给的惰性气体的影响。另外，向隔热室505供给的惰性气体从处理室201的下方的隔热室505的侧方向排气管504流动，因此，能够抑制供给至隔热室505的惰性气体对处理区域A的影响。

即，在配置基板支撑件300的最下方的基板S，能够抑制对侧流的影响，在处理室201的上方和下方形成相同的气流。其结果，能够对在铅垂方向上层叠的基板S均匀地进行处理，能够提高基板S的面间、面内均匀性。

即，能够抑制向隔热室505供给的惰性气体对处理室201的环境气体的影响。即使在向隔热室505供给的惰性气体的供给量增多的情况下，也能够一边利用惰性气体对构成包括支撑部441的隔热区域B的隔热室505进行吹扫而抑制反应副生成物的附着，一边抑制该惰性气体对处理区域A的影响。

作为第一气体，是原料气体，能够使用例如含硅(Si)气体。作为含硅气体，能够使用例如作为含有Si以及氯(Cl)的气体的六氯乙硅烷(Si₂Cl₆，ヘキサクロロジシラン，略称：HCDS)气体等。

＜吹扫、步骤S101＞

在本步骤中，将阀254关闭，在停止第一气体的供给的状态下，将阀274打开，向气体供给管271内供给作为吹扫气体的惰性气体。此时，也可以是，将阀258、275、268打开，向气体供给管255、265内供给作为吹扫气体的惰性气体。进一步地，第二排气管281的阀282、APC阀283、第一排气管504的阀506保持打开的状态，通过真空泵284对反应管210内进行真空排气。

＜第二气体供给、步骤S102＞

在开始吹扫后经过预定时间之后，将阀268关闭，并将阀264打开，向气体供给管261内流动第二气体。第二气体由MFC263进行流量调整，并经由分配部125、喷嘴224从气体供给构造212经由上游侧整流部214供给至反应管210内。经由基板S上的空间、下游侧整流部215、气体排气构造213、第二排气管281而排出。此时，为了防止第二气体向气体供给管251内的侵入，将阀258、275打开，从喷嘴223流动惰性气体。

此时，第二气体经由与反应管210内连通的气体供给构造212从基板S的侧方沿水平方向供给至基板S，并经由第二排气管281排出。

另外，此时，将阀274打开，并将阀506控制为全开。惰性气体由MFC273进行流量调整，并经由气体供给管271、惰性气体流路507供给至隔热箱体510内。从隔热箱体510的下方向隔热箱体510外流动，并供给至基底凸缘401的上表面、惰性气体流路509，且经由排气孔503从第一排气管504排出。此时的惰性气体的供给量为例如0.1～2.0l，且比第一气体急骤供给时(S100)的向隔热区域B供给的惰性气体的供给量多。

即，在将搬入到处理室201的基板S加热后的状态下，一边向处理区域A供给第二气体，一边将阀282开启，从第二排气管281排气。此时，一边通过惰性气体供给部270向构成处理区域A的下方的隔热区域B的隔热室505供给惰性气体，一边将阀506打开而从第一排气管504排气。即，将阀506和阀282的开闭同时控制。由此，使隔热区域B(即隔热室505)的环境气体经由第一排气管504排出，从而使反应副生成物向支撑部441等配置于隔热区域B的部件或阀506的周边的附着被抑制。

另外，第二气体供给时的惰性气体供给部270所进行的惰性气体的供给所带来的效果由于与上述的第一气体急骤供给时的惰性气体供给部270所进行的惰性气体的供给所带来的效果相同，因此省略说明。

作为第二气体，是与第一气体产生反应的反应气体，能够使用例如含有氢(H)以及氮(N)的气体。作为含有H以及N的气体，例如，能够使用氨(NH₃)、二氮烯(N₂H₂)气体、肼(N₂H₄)气体、N₃H₈气体等。

在此，支撑部441有时由作为金属成分的例如哈氏合金(镍合金)构成。哈氏合金当在高温状态下与NH₃接触而反应时，表面会变黑，析出氧化镍。所析出的氧化镍会对周围的部件造成影响。另外，若支撑部441的表面变黑，则不透明石英也会黑色化而会蓄热。通过如上述地利用惰性气体供给部270向隔热室505供给惰性气体，能够抑制NH₃与支撑部441接触，且将从支撑部441所析出的金属成分排出至处理室201外。

＜吹扫、步骤S103＞

在开始第二气体的供给后经过预定时间之后，将阀264关闭，停止第二气体的供给。此时，将阀274打开，向气体供给管271内供给作为吹扫气体的惰性气体。此时，也可以将阀258、275、268打开，向气体供给管255、265内供给作为吹扫气体的惰性气体。进一步地，在保持第二排气管281的阀282、APC阀283、第一排气管504的阀506打开的状态下，通过真空泵284对反应管210内进行真空排气。由此，能够抑制存在于反应管210内的气相中的第一气体与第二气体的反应。

＜实施预定次数、步骤S104＞

对将上述的步骤S100～步骤S103依次非同时地进行的循环进行预定次数(n次，n为1以上的整数)。由此，在基板S上形成预定的厚度的膜。在此，例如形成氮化硅(SiN)膜。

即，在将搬入到处理室201的基板S加热后的状态下，一边向处理室201交替地供给第一气体和第二气体，一边从与处理室201连接的第二排气管281将第一气体、第二气体以及反应副生成物排出。此时，一边向构成设置在处理室201的下方的隔热区域B的隔热室505从下方供给惰性气体，一边从在铅垂方向上的惰性气体供给部与处理室201之间连接于隔热室505的侧方的第一排气管504将惰性气体排出。

(S14)

接着，对基板搬出工序S14进行说明。在S14中，通过与上述的基板搬入工序S11相反的顺序将处理完毕的基板S向移载室217外搬出。

(S15)

接着，对判断S15进行说明。在此，判断是否对基板处理了预定次数。若判断为未进行预定次数处理，则返回到基板搬入工序S11，对接下来的基板S进行处理。若判断为进行了预定次数处理，则结束处理。

另外，在上述内容中，在气体流的形成中表现为水平，但只要整体上沿水平方向形成气体的主流即可，只要是在对多个基板的均匀处理不造成影响的范围内，也可以是在垂直方向上扩散的气体流。

另外，在上述内容中存在相同、同程度、同等、相等等的表现，但是，当然它们也包括实质上相同。

(3)其他方式

以上对本方式具体地进行了说明，但是并不限定于此，在不脱离其主旨的范围内，可以进行各种变更。

例如，在上述方式中，针对将供给到隔热室505的惰性气体排出的第一排气管504，使用由配管504a和配管504b这两个配管构成的情况进行了说明，但是，本方式并不限定于此。即，第一排气管504也可以是一个配管。在本方式中也能够得到与上述的方式相同的效果。另外，在本方式中，能够进一步减少配管的数量。

另外，在上述方式中，列举了在膜处理工序S13中使用HCDS气体作为第一气体且使用NH₃气体作为第二气体而形成膜的情况，但是本方式并不限定于此。

另外，在上述方式中，在膜处理工序S13中，使用以下情况进行了说明，即，根据制程配方，对于基板S，向处理室201交替地供给第一气体和第二气体，并且向隔热室505供给惰性气体，但是，本方式并不限定于此。即，也可以向处理室201同时供给第一气体和第二气体，并且向隔热室505供给惰性气体，进行膜处理。

例如，在将氢(H₂)气和氧(O₂)气同时供给而使膜氧化的制程的情况下，由于不论是H₂还是O₂均比N₂轻，因此惰性气体所带来的影响较大。因此，在不存在第一排气管504的情况下，向隔热室505供给的惰性气体对面间均匀性的影响较大。也就是，在向处理室201供给的第一气体和第二气体包含比惰性气体轻的成分的情况下，通过将第一排气管504设置在隔热室505的侧方，能够减轻向隔热室505供给的惰性气体的影响，因此，相比不存在第一排气管504的情况，能够提高面间均匀性。即，在本方式中，也能够得到与上述的方式相同的效果，且能够进一步提高面间均匀性。

另外，在使第一气体或第二气体或第一气体和第二气体为等离子体状态而进行膜处理的情况下，也能够得到与上述的方式相同的效果。

另外，在上述方式中，在膜处理工序S13的第一气体供给S100中，使用利用罐259进行急骤供给的情况进行了说明，但是，本方式并不限定于此。即，在对第一气体不进行急骤供给的情况下，也能够合适地适用。在本方式中，也能够得到与上述的方式相同的效果。另外，在本方式中，能够使惰性气体供给部270对惰性气体的供给量比进行急骤供给的情况少，例如，能够使惰性气体供给部270对惰性气体的供给量为0.01～0.3l。

另外，在膜处理工序S13的第二气体供给S102中，即使在对第二气体进行急骤供给的情况下，也能够合适地适用，在本方式中，也能够得到与上述的方式相同的效果。

另外，在上述方式中，列举成膜处理作为基板处理装置所进行的处理，但是，本方式并不限定于此。即，本方式除了在上述内容中所列举的成膜处理以外，也能够应用于在上述方式中作示例的薄膜以外的成膜处理。

另外，在上述方式中，对使用具有热壁型的处理炉的基板处理装置形成膜的例进行了说明。本发明并不限定于上述方式，也能够合适地适用于使用具有冷壁型的处理炉的基板处理装置形成膜的情况。

在使用这些基板处理装置的情况下，也能够按照与上述方式相同的处理顺序、处理条件来进行各处理，可以得到与上述方式相同的效果。

另外，上述方式能够适宜组合来使用。此时的处理顺序、处理条件例如能够与上述方式的处理顺序、处理条件相同。

符号说明

S—基板，10—基板处理装置，201—处理室，210—反应管，211—加热器(加热部)，212—气体供给构造(处理气体供给部)，270—惰性气体供给部，280—第二排气部，281—第二排气管，505—隔热室，504—第一排气管，508—第一排气部。

Claims (19)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具有：

处理室，其对基板进行处理；

处理气体供给部，其向上述处理室供给处理气体；

加热部，其能够将上述处理室加热；

隔热室，其构成设置于上述处理室的下方的隔热区域；

惰性气体供给部，其能够向上述隔热室从下方供给惰性气体；

第一排气部，其具备第一排气管，该第排气管连接于铅垂方向上的上述惰性气体供给部与上述处理室之前且上述隔热室的侧方；以及

第二排气部，其具备与上述处理室连接的第二排气管。

2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述处理气体供给部在上述基板存在于上述处理室的状态下从上述基板的侧方供给处理气体，

上述第二排气部构成为，从与供给上述处理气体的一侧不同的方向对上述处理气体进行排气。

3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述处理室具备：

反应管，其被搬入基板；

气体供给构造，其设置于上述反应管的侧方；以及

气体排气构造，其隔着上述反应管与上述气体供给构造对置，

上述隔热室设置于上述处理室的下方，

上述第二排气管与上述气体排气构造连接。

4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

在上述处理室中，多张基板沿铅垂方向配置。

5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述处理室具备：

反应管，其对沿铅垂方向配置了多个的基板进行处理；

气体供给构造，其设置于上述反应管的侧方；以及

气体排气构造，其隔着上述反应管与上述气体供给构造对置，

上述气体排气构造具备与上述处理室相邻的第一区域和配置于上述第一区域的下方的第二区域。

6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述第一排气管的直径构成为比上述第二排气管的直径小。

7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述第一排气管的导率构成为比上述第二排气管的导率小。

8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述第一排气管构成为，上游侧的直径比下游侧的直径大。

9.根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，

在上述第一排气管设置有阀，

具有控制部，该控制部构成为，能够进行控制，以使上述阀在向上述处理室供给处理气体的期间不全闭。

10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述第一排气管的下游侧构成为在上述第二排气管的汇流部汇流。

11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其特征在于，

在上述汇流部的下游设置有阀。

12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

在上述第一排气管和上述第二排气管分别设置有阀，

具有控制部，该控制部构成为能够同时开闭控制上述第二排气管的阀和上述第一排气管的阀。

13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

上述加热部配置于上述处理室的侧方，

上述第一排气管配置于比上述加热部靠下方。

14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，

在上述处理室以层叠的方式配置有多个基板，

上述加热部构成为与多个上述基板相邻。

15.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

支撑基板支撑件的支撑部含有金属成分，

上述第一排气部能够对从上述支撑部所析出的上述金属成分进行排气。

16.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，

向上述处理室供给的处理气体含有比上述惰性气体轻的成分。

17.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，具有：

存储部，其按照上述基板的处理的种类存储处理条件；以及

控制部，其构成为能够根据存储于上述存储部中的上述种类而设定上述惰性气体的供给量。

18.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有以下工序：

在将搬入到处理室的基板加热后的状态下，向上述处理室供给处理气体；

通过惰性气体供给部向构成设置于上述处理室的下方的隔热区域的隔热室从下方供给惰性气体；

从与上述处理室连接的第二排气管对上述处理气体进行排气；以及

从在铅垂方向上的上述惰性气体供给部与上述处理室之间连接于上述隔热室的侧方的第一排气管对上述惰性气体进行排气。

19.一种程序，其特征在于，通过计算机使基板处理装置执行以下步骤：

在将搬入到处理室的基板加热后的状态下，向上述处理室供给处理气体；

通过惰性气体供给部向构成设置于上述处理室的下方的隔热区域的隔热室从下方供给惰性气体；

从与上述处理室连接的第二排气管对上述处理气体进行排气；以及

从在铅垂方向上的上述惰性气体供给部与上述处理室之间连接于上述隔热室的侧方的第一排气管对上述惰性气体进行排气。