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TWI827871B - 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法、基板處理程式及記錄媒體 - Google Patents

基板處理裝置、半導體裝置之製造方法、基板處理程式及記錄媒體 Download PDF

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TWI827871B
TWI827871B TW109126766A TW109126766A TWI827871B TW I827871 B TWI827871 B TW I827871B TW 109126766 A TW109126766 A TW 109126766A TW 109126766 A TW109126766 A TW 109126766A TW I827871 B TWI827871 B TW I827871B
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gas
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reaction tube
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TW109126766A
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TW202119485A (zh
Inventor
平野誠
竹林雄二
Original Assignee
日商國際電氣股份有限公司
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Abstract

本發明之課題在於在同時處理複數基板時，可提升在各基板上所形成膜之厚度均勻性。 本發明之解決手段具備有：基板保持器，係將複數片基板朝上下方向保持；反應管，係收容保持了基板的基板保持器；上下驅動部，係使基板保持器對反應管內部進行進出；氣體供應部，係具備有與反應管內部所收容之基板保持器所保持的複數片基板對應的複數氣體供應體；排氣部，係將從氣體供應部所供應的氣體從反應管排氣；與控制部，係依配合預設條件調整複數片基板相對於複數氣體供應體的高度，而朝基板供應氣體的方式，對加熱部與氣體供應部與上下驅動部進行控制。

Description

基板處理裝置、半導體裝置之製造方法、基板處理程式及記錄媒體
本揭示係關於在半導體裝置之製造步驟中對基板施行處理的基板處理裝置、半導體裝置之製造方法、基板處理程式及記錄媒體。
半導體裝置之製造步驟中的基板(晶圓)熱處理，係使用例如直立式基板處理裝置。直立式基板處理裝置係利用基板保持器朝垂直方向排列保持複數基板，再將基板保持器搬入於處理室內。然後，在處理室經加熱狀態下，將處理氣體導入於處理室內，而對基板施行薄膜形成處理。例如專利文獻1所記載的基板處理裝置，係使朝處理室噴出氣體的氣體噴出口，朝基板處理面的垂直方向，依至少橫跨複數片基板的大小設置成插槽狀。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-172205號公報
(發明所欲解決之問題)
本揭示係提供在同時處理複數基板時，可提升在各基板上所形成膜之厚度均勻性的基板處理裝置、半導體裝置之製造方法、及基板處理程式。 (解決問題之技術手段)
根據本揭示一態樣所提供的技術，係例如具備有：基板保持器，係將複數片基板呈上下方向保持；反應管，係收容已保持基板的基板保持器；上下驅動部，係使基板保持器對反應管內部進行進出；氣體供應部，係具備有與反應管內部所收容複數片基板對應的複數氣體供應體；排氣部，係將從氣體供應部所供應的氣體從反應管排氣；與控制部，係依配合預設條件調整複數片基板相對於複數氣體供應體的高度，而朝基板供應氣體的方式，對氣體供應部與上下驅動部進行控制。 (對照先前技術之功效)
根據本揭示，當同時處理複數基板時，可提升各基板上所形成膜的厚度均勻性。
本揭示係關於對在縱方向上呈多段設置的基板，從設置於基板側面的氣體供應體供應成膜氣體之熱處理爐的反應室構造中，藉由使該氣體供應體與基板的高度關係變化，而使基板表面的氣體供應狀態(流速、溫度)變化之構造，藉由使基板表面的氣體供應狀態(流速、溫度)變化，可改變參予成膜的氣體之活性狀態，可調整基板上所生成膜的性質。
再者，本揭示的基板處理裝置，係具備有：載置基板的基板保持器、對該基板保持器所載置基板施行處理的處理室、連通於該處理室下方將基板移載於基板保持器的移載室、連通於該移載室下方將基板保持器與基板進行加熱的加熱室、以及使基板保持器在處理室與移載室與加熱室之間移動的升降機部；其中，在處理中可調整基板與氣體供應孔的相對高度關係，可配合基板的表面積或成膜之膜種(氣體種)，調整對基板表面的氣體供應狀態，在同時處理複數基板時，可提升在各基板上所形成膜的厚度均勻性。
再者，本揭示的方法係使用具備有：載置基板的基板保持器、對該基板保持器所載置基板施行處理且具備有氣體供應部的處理室、連通於該處理室下方且將基板移載於基板保持器上的移載室、連通於該移載室下方且將基板保持器與基板進行加熱的加熱室、以及使基板保持器在處理室、移載室及加熱室之間進行移動的升降機部；之基板處理裝置，對基板施行處理的方法，其中，當在處理室內對基板保持器所載置基板施行處理時，一邊使氣體供應部與基板的高度變化而改變對基板表面的氣體供應狀態，一邊在基板上形成膜，而藉此同時對複數基板施行處理時，可提升在各基板上所形成膜的厚度均勻性。
以下，針對本揭示實施例使用圖式進行說明。 [實施例1]
使用圖1，針對實施例1的半導體製造裝置構成進行說明。 本實施形態的半導體製造裝置係構成為：作為半導體裝置(裝置)製造方法的製造步驟一步驟，實施熱處理等基板處理步驟的直立式基板處理裝置(以下稱「基板處理系統」)1。如圖1所示，基板處理系統1係對基板10施行處理，主要由：IO平台61、大氣搬送室1200、裝載鎖定室1300、真空搬送室170、及基板處理裝置101構成。
圖1表示保持著複數基板10的晶舟200下降至在真空搬送室170側邊的腔180下方所設置之收納室300之狀態；圖2A係圖1的其中一部分圖，表示作為基板保持器之晶舟200上升並位於第1反應管110內部的狀態。另外，真空搬送室170亦稱「轉移模組170」。又，基板處理裝置101亦稱「製程模組101」。其次，針對各構成進行具體說明。 [大氣搬送室・IO平台] 在基板處理系統1的前方設有IO平台(晶圓載入口)61。構成在IO平台61上可複數搭載作為收納容器的晶圓盒62。晶圓盒62係用作為搬送例如矽(Si)基板等基板10的載體，構成為在晶圓盒62內分別依水平姿勢複數收納著基板(晶圓)10。另外，在晶圓盒62內收納著最多25片的基板10。
在晶圓盒62中設有蓋60，利用後述晶圓盒開盒機1210進行開閉。晶圓盒開盒機1210係將IO平台61上所載置之晶圓盒62的蓋60進行開閉，藉由將基板搬出入口1280進行開放/封閉，基板10可對晶圓盒62進行進出入。晶圓盒62係利用未圖示步驟內搬送裝置(RGV)，對IO平台61進行供應與排出。
IO平台61鄰接於大氣搬送室1200。大氣搬送室1200係在不同於IO平台61之面上，連結著後述裝載鎖定室1300。
在大氣搬送室1200內設有作為移載基板10之第1搬送機器人的大氣搬送機器人1220。如圖所示，大氣搬送機器人1220構成為利用在大氣搬送室1200中所設置之升降機1230進行升降，且構成為利用線性致動器1240在左右方向上進行來回移動。
如圖所示，在大氣搬送室1200的上部設有供應潔淨空氣的潔淨單元1250。
如圖所示，在大氣搬送室1200的框體1270前側，設有用於將基板10對大氣搬送室1200進行搬入/搬出用的基板搬出入口1280、與晶圓盒開盒機1210。在夾持著基板搬出入口1280且與晶圓盒開盒機1210相反側(亦即，框體1270的外側)，設置IO平台(晶圓載入口)61。
在大氣搬送室1200的框體1270後側，設有用於將基板10對裝載鎖定室1300進行搬入搬出的基板搬入出口1290。基板搬入出口1290係藉由利用後述閘閥1330進行解放/封閉，可進行基板10的進出入。 [裝載鎖定(L/L)室] 裝載鎖定室1300鄰接於大氣搬送室1200。構成裝載鎖定室1300的框體1310所具有的面中，在不同於大氣搬送室1200的一面上，如後述配置有真空搬送室170。裝載鎖定室1300係因為框體1310內的壓力配合大氣搬送室1200的壓力與真空搬送室170的壓力進行變動，因而構成為能承受負壓的構造。
框體1310中，於鄰接真空搬送室170之一側，設有基板搬出入口1340。基板搬出入口1340藉由閘閥1350進行解放/封閉，可進行基板10的進出入。
再者，在裝載鎖定室1300內設置有載置基板10的基板載置台1320。 [真空搬送室170] 基板處理系統1係具備有成為在負壓下進行基板10搬送的搬送空間、作為搬送室用的真空搬送室(轉移模組)170。在真空搬送室170的各邊連結著裝載鎖定室1300、與對基板10施行處理的基板處理裝置101。在真空搬送室170的略中央處，以凸緣35為基部設置在負壓下進行基板10移載(搬送)之作為真空搬送機器人的移載機30。
在真空搬送室170內所設置之作為真空搬送機器人的移載機30，如圖所示，構成為利用升降機構部36與凸緣35可於維持真空搬送室170之氣密性之狀態下進行升降。 [基板處理裝置101] 基板處理裝置101係具備有：反應管，係由朝鉛直方向延伸的圓筒形狀第1反應管110、與配置於該第1反應管內側的第2反應管120所構成；加熱器100，係配置於第1反應管110外周，作為第1加熱手段(爐體)；氣體供給之噴嘴130。加熱器100，係由上下方向分割為複數區塊、可依每個區塊設定溫度的區加熱器所構成。
構成反應管的第1反應管110與第2反應管120係由例如石英、SiC等材料形成。第1反應管110的內部係利用未圖示手段對外氣形成氣密式密封。第2反應管120內部形成處理室115。
此處，第1反應管110亦稱為「外筒」、「外管」、「外方管」。又，第2反應管120亦稱為「內筒」、「內管」、「內方管」。另外，此處反應管係例示了由第1反應管110與第2反應管120所構成的例，惟並不僅侷限於此。例如，反應管僅由第1反應管110構成者，亦可適用本揭示的技術。
(氣體供應部) 作為氣體供應部之噴嘴130係具備有貫穿加熱器100且朝第2反應管120內部供應氣體的多數噴嘴130-1,130-2、…130-5。依此，藉由貫穿加熱器100形成噴嘴，可調整對基板10所供應之氣體的分解狀態。另外，此處，噴嘴130係由管形狀構成，但亦可構成為氣體供應體。此處，亦包含如噴嘴般的管形狀。較佳係亦可為由複數噴嘴集合的構造體，亦可為設置了複數貫通孔的塊形狀等構造體。
因為構成噴嘴130的多數噴嘴130-1,130-2、…130-5係具有相同的構成，因而在圖3中圖示噴嘴130-1的構成例。通過噴嘴130-1，朝第2反應管120的內部導入原料氣體、反應氣體及惰性氣體(載氣)。噴嘴130-1,130-2、…130-5的上下間隔係設定為與晶舟200所搭載之基板10的上下間隔相同。
如圖3所示，原料氣體係由未圖示的原料氣體供應源，經由氣體供應管1331-1，利用作為流量控制部的質量流量控制器(MFC：Mass Flow Controller)1321-1調整流量，再通過閥1311-1，由噴嘴130-1供應給第2反應管120的內部。另外，本揭示的流量控制部係可僅由MFC構成，亦可為含有各閥之構成。
反應氣體係從未圖示反應氣體供應源，經由氣體供應管1332-1，利用質量流量控制器1322-1調整流量，再通過閥1312-1，從噴嘴130-1供應給第2反應管120的內部。
惰性氣體(載氣)係從未圖示之惰性氣體供應源，經由氣體供應管1333-1，利用MFC1323-1調整流量，再通過閥1313-1，從噴嘴130-1供應給第2反應管120的內部。
另外，加熱器100亦可構成為如在上下方向設有分離為複數區塊的區加熱器，而可於上下方向進行區控制。
另外，噴嘴130亦稱為「處理氣體供應噴嘴」。又，此處例示了將作為處理氣體的原料氣體與反應氣體由相同噴嘴130供應的例子，惟並不僅侷限於此，亦可構成為使原料氣體與反應氣體由各別之噴嘴供應。具體而言，針對一個基板分別各設置一個供應原料氣體的噴嘴、與供應反應氣體的噴嘴。
另外，噴嘴130亦可構成為朝基板10的平行方向延伸。 [基板保持器] 如圖1所示，作為基板保持器的晶舟200係經由絕熱部150由支撐桿160支撐著。晶舟200係在由複數圓板201所隔間的空間中，將基板10載置於安裝於支柱202的基板支撐部203上，藉此可朝垂直方向多層保持複數片、例如5片之基板10。該朝垂直方向呈多層保持的基板10之上下間隔係設定為例如約60mm左右。
晶舟200係由例如石英、SiC等材料形成。由絕熱部150與晶舟200構成基板保持體。基板處理時，晶舟200係如圖2A所示，被收納於第2反應管120的內部。另外，此處例示了於晶舟200保持著5片基板10的例子，惟並不僅侷限於此。例如亦可構成能保持5~50片左右之基板10的晶舟200。另外，圓板201亦稱為「隔板」。 [絕熱部150] 絕熱部150係具有使朝上下方向的熱傳導或傳遞變小之構造。又，亦可構成為在絕熱部150內部具有空洞。另外，如圖所示，亦可在絕熱部150的下面形成孔151。藉由設置該孔151，絕熱部150的內部與外部不致產生壓力差，而可不需增加絕熱部150的壁面厚度。 另外，亦可在絕熱部150內設置蓋加熱器152。
在收納室300的內部配置晶舟200。在收納室300的外部、例如外側下方，設置作為晶舟200之升降機構(亦稱「上下驅動部」、「升降驅動部」)的晶舟升降機40。
在真空搬送室170的內部，以凸緣35為基部設置作為將基板10在裝載鎖定室1300與腔180間進行搬送之真空搬送機器人的移載機30。
移載機30係例如設有：保持著1片基板10的鑷子31、以及可伸縮的臂32、旋轉軸33、基部34、凸緣35、升降機構部36等。真空搬送室170係構成為利用凸緣35維持氣密性。
利用該升降機構部36，使移載機30產生動作，藉此構成為可在裝載鎖定室1300、與晶舟200之間搬送基板10。 [腔180] 腔180係設置於第2反應管120的下部，具備有作為收納室300的移載室330、與加熱室320。移載室330係構成將基板10對晶舟200進行載置(搭載)、取出的空間。加熱室320係構成將晶舟200所載置之基板10施行加熱的空間。在腔180的下部，收納著由支撐桿160所支撐的絕熱部150。
另外，移載室330的垂直方向長度係較短於加熱室320的垂直方向長度。換言之，加熱室320的垂直方向長度係較長於移載室330的垂直方向長度。藉由構成此種大小關係，可縮短後述從將基板10載置於晶舟200起直到加熱基板10為止的時間。
在基板搬入口331有設置冷卻流路190的情況。此情況下，由於經加熱的晶舟200、或來自加熱器100、加熱部321的熱傳遞給冷卻流路190，而有後述新基板10之升溫速率降低的問題。
藉由構成此種大小關係，新的基板10可遠離冷卻流路190附近的低溫區域，可改善新的基板10之升溫速率。另外，此種加熱室320的垂直方向長度，亦可謂為包含絕熱部150與晶舟200之基板載置區域全體在內的長度。
此處，腔180係由SUS(不鏽鋼)或Al(鋁)等金屬材料構成。此情況，有因加熱室320而導致腔180之收納室300膨脹的情況。此情況下，如圖1所示，亦可在腔180的收納室300外側設置冷卻流路191，構成為可對收納室300施行冷卻。
再者，在腔180的收納室300中安裝有朝內部供應惰性氣體的惰性氣體供應管301。從惰性氣體供應管301朝收納室300內部供應惰性氣體，亦可將收納室300內部的壓力調整為高於第1反應管110內部的壓力。藉由依此構成，可抑制朝第1反應管110內部的處理室115所供應之處理氣體進入至收納室300內部的情形。 [加熱室320] 加熱室320係利用晶舟200、後述加熱部321，將基板10施行加熱的空間，設置於移載室330的下方。在加熱室320中亦可如圖2A所示，形成紅外線穿透的窗(例如石英)310。在該窗的外部亦可設置由使長邊方向朝上下方向對齊之複數燈加熱器所構成的加熱部321。
另外，此處的加熱部321係例示使用燈加熱器之例子，惟加熱部321的構成並不僅侷限於此。例如亦可為電阻加熱式加熱器。又，亦可構成沒有設置加熱部321與窗310的構造。即便未設置加熱部321、窗310，利用經加熱的晶舟200仍可加熱基板10。 [移載室330] 在移載室330中，係使用移載機30經由基板搬入口331，將晶舟200上所搭載的基板10從晶舟200中取出，再將新的基板10載置於晶舟200上。另外，於基板搬入口331設有：將移載室330與腔180之間隔離的閘閥(GV)332。
晶舟升降機40係由支撐桿160支撐。驅動晶舟升降機40使支撐桿160進行上下移動，使晶舟200對第2反應管120進行搬入或搬出。支撐桿160係連接於晶舟升降機40所設置的旋轉驅動部42。利用旋轉驅動部42使支撐桿160旋轉，藉此可使絕熱部150與晶舟200旋轉。
另外，如圖2B所示，亦可在桿160的上端附近、且絕熱部150的下部，設置將反應管下部封閉的蓋161。藉由設置蓋161而將反應管的下部封閉，可抑制反應管內所存在的處理氣體擴散於移載室330。又，可使反應管內的壓力控制較為容易，可提升基板的處理均勻性。另外，桿160與蓋161亦可構成為各自分別動作。藉由使桿160與蓋161構成為各自分別動作，可在封閉了反應管下部之狀態下使桿160進行升降。
基板處理系統1係將基板處理所使用的氣體，從構成噴嘴130的噴嘴130-1,130-2,130-3…供應給第2反應管120的內部。從噴嘴130供應的氣體係可配合所形成膜的種類再行適當更換。從構成噴嘴130的噴嘴130-1,130-2,…130-5朝第2反應管120的內部，供應原料氣體、反應氣體及惰性氣體等。
另一方面，從噴嘴130供應給第2反應管120內部的氣體中，未參予成膜的反應氣體，係通過第2反應管120與第1反應管110的上側間隙121及下側開口部122，從作為排氣部的排氣管140利用未圖示之排氣泵被排氣於外部。
在第1反應管110的下端部形成有泵部111。泵部111係藉由設置於較加熱器100更靠下側，可在第1反應管110的內部，於較泵部111更靠上部處確保由加熱器100造成的均熱區域。
第2反應管120的開口部122係在泵部111所配置之位置之周圍設置於複數處。
作為基板保持器的晶舟200係具備有：直立的複數支柱202、相隔一定間隔且由複數支柱202支撐的圓板201、以及在石英製圓板201間由支柱202支撐的基板支撐部203。
晶舟200係例如將5片基板10依水平姿勢且彼此中心對齊之狀態朝垂直方向對齊並多層保持。此處，基板10係相隔一定間隔排列。晶舟200係由例如石英、SiC等耐熱性材料形成。
第2反應管120最好具有可將晶舟200安全搬出入的最小極限內徑。
如圖1、圖4所示，基板處理裝置101、基板處理系統1係具有對各部位動作進行控制的控制器260。
控制器260的概略係如圖4所示。屬於控制部(控制手段)的控制器260，係構成為具備有CPU(Central Processing Unit，中央處理器)260a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)260b、記憶裝置260c、以及I/O埠260d的電腦。RAM260b、記憶裝置260c、I/O埠260d係經由內部匯流排260e，構成能與CPU260a進行數據交換。控制器260構成為可與例如觸控面板等輸出入裝置261、外部記憶裝置262相連接。
記憶裝置260c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等構成。在記憶裝置260c內可讀出地儲存著控制基板處理裝置動作的控制程式、以及記載著後述基板處理程序、條件等製程配方及數據等。
另外，製程配方係依使控制器260執行後述基板處理步驟的各項程序、能獲得既定結果的方式組合，具有程式機能。
以下，將該程式配方、控制程式等亦統籌簡稱為「程式」。另外，本說明書中使用「程式」用詞時，係有僅含程式配方單體的情況、僅含控制程式單體的情況、或包含雙方的情況。又，RAM260b係構成為暫時性儲存著由CPU260a所讀出之程式、數據等的記憶體區域(工作區塊)。
I/O埠260d係連接於閘閥1330,1350,1490、升降機構部36、真空搬送機器人(移載機)30、晶舟升降機40、旋轉驅動部42、加熱部321、加熱器100、大氣搬送機器人1220、閥1311-1~1313-1、MFC1321-1~1323-1、壓力調整器(未圖示)、真空泵(未圖示)等。又，亦可連接於作為真空搬送機器人(移載機)30的移載機、大氣搬送機器人1220、裝載鎖定室1300等。
另外，本揭示所謂「連接」係指將各部利用物理性排線連接，亦包括可直接或間接性傳送/接收各部訊號(電子數據)。例如在各部間亦可設置中繼訊號的機材、轉換或運算訊號的機材。
CPU260a係構成為可讀出來自記憶裝置260c的控制程式並執行，且配合來自控制器260的操作指令之輸入等，由記憶裝置260c讀出製程配方。然後，CPU260a依循所讀出製程配方的內容，針對閘閥1330,1350,332的開閉動作、升降機構部36與晶舟升降機40的升降動作、旋轉驅動部42的旋轉動作、對加熱器100與加熱部321的電力供應動作、作為真空搬送機器人的移載機30、大氣搬送機器人1220等進行控制。
另外，控制器260並不僅侷限於構成為專用電腦的情況，亦可構成為通用電腦。例如準備已儲存上述程式的外部記憶裝置(例如：磁帶；軟碟、硬碟等磁碟；CD、DVD等光碟；MO等光磁碟；USB記憶體、記憶卡等半導體記憶體)262，使用該外部記憶裝置262將程式安裝於通用電腦等，藉此可構成本實施形態的控制器260。
另外，對電腦提供程式的手段並不僅侷限於經由外部記憶裝置262提供的情況。例如亦可使用網路263(網際網路、專用線路)等通訊手段，在未經由外部記憶裝置262狀態下提供程式。另外，記憶裝置260c、外部記憶裝置262係構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，將該等統籌亦簡稱為「記錄媒體」。另外，本說明書中，使用「記錄媒體」用詞時，係有僅含記憶裝置260c單體的情況、僅含外部記憶裝置262單體的情況、或者二者均含有的情況。
其次，針對使用圖1至圖4所說明的基板處理裝置，在基板上形成膜的基板處理步驟(成膜步驟)進行說明。
[基板處理步驟(成膜步驟)] 使用圖5，作為半導體裝置(裝置)之製造步驟的一步驟，在基板10上形成金屬膜的步驟一例，針對形成SiO2 (氧化矽)層的步驟進行說明。形成SiO2 層等膜的步驟係在上述基板處理裝置101的反應管4內部執行。如上述，製造步驟的執行係利用圖4所示控制器260執行CPU260a的程式而進行。
本實施形態的基板處理步驟(半導體裝置之製造步驟)，係包括有：(a)從噴嘴130對第2反應管120內部所收容的基板10，供應Si2 Cl6 (六氯化二矽)氣體的步驟；(b)除去第2反應管120內部之殘留氣體的步驟；(c)從噴嘴130對第2反應管120內部所收容的基板10，供應O2 (氧)(或O3 (臭氧)或H2 O(水))的步驟；以及(d)除去第2反應管120內部之殘留氣體的步驟；複數次重複施行上述(a)~(d)的步驟，而在基板10上形成SiO2 層。
再者，在複數次重複執行上述(a)~(d)步驟的期間，或上述(a)與(c)步驟中，一邊利用旋轉驅動部42使晶舟升降機40所設置之旋轉驅動部42連接的支撐桿160進行旋轉驅動，一邊執行。藉此，在基板10上所形成膜的膜厚呈均勻。
另外，本說明書中使用「基板」用詞的情況，包括有：「基板本身」之情況、「基板與其表面所形成之既定層或膜等的積層體(集合體)」之情況(即，亦有包含表面所形成既定層或膜等在內稱「基板」的情況)。又，本說明書中使用「基板表面」用詞的情況，包括有：「基板本身表面(露出面)」之情況、「基板上所形成既定層或膜等的表面，即積層體的基板最表面」之情況。另外，本說明書中，使用「基板」用詞的情況亦與使用「晶圓」用詞的情況同義。
(製程條件設定) 其次，由CPU260a讀取記憶裝置260c所記憶的製程配方與關聯資料庫，並設定製程條件(製程條件設定：S501)。圖6所示係CPU260a所讀取製程配方600之一例。製程配方600的主要項目係有例如：氣體流量610、溫度資料620、處理循環數630、晶舟高度640、晶舟高度調整間隔650等。又，氣體流量610係有例如：原料氣體流量611、反應氣體流量612、載氣流量613等項目。溫度資料620係有例如：收納室300中由加熱部321進行的預加熱溫度621、由加熱器100進行的第2反應管120內部之加熱溫度622等項目。
製程配方600的晶舟高度640係如圖7與圖8所示，調整設定晶舟200所搭載之基板10、與通過第2反應管120管壁所形成之孔123再從噴嘴130(圖7至圖9中，係將圖1與圖2A所記載噴嘴130-1至130-5統籌簡稱為「噴嘴130」)朝第2反應管120內部所供應氣體之吹出位置(噴嘴130前端部分的高度)的差。具體而言，因為第2反應管120的管壁所形成孔123與噴嘴130的位置被固定，因而控制晶舟升降機40而調整晶舟200的高度。
噴嘴130與基板10的上下間隔，係構成為相對於基準製程高度，具有例如±12mm左右的調整幅度。
此處，當將晶舟200所搭載基板10、與通過第2反應管120管壁上所形成孔123再從噴嘴130朝第2反應管120內部供應的氣體吹出位置(噴嘴130前端部分的高度)之差的設定，如圖7與圖8所示進行切換時，則如圖9所示，如901所示，當將噴嘴130前端部分的高度設為較高於基板10表面的情況(相當於圖7的情況)，成為中心部分較厚於外周部分的膜厚分佈。
另一方面，如圖9中的902所示，當將基板10表面與噴嘴130前端部分的高度設為大致相同的情況(相當於圖8的情況)，成為外周部分較厚於中心部分的膜厚分佈。
再者，如圖9的903所示，在使基板10表面與噴嘴130前端部分的高度位於901之情況與902之情況的中間位置時施行處理，或一邊使基板10表面與噴嘴130前端部分的高度在901情況與902情況之間交互切換位置、一邊施行處理時，則中心部分與外周部分的膜厚成為大致相同的平坦分佈。
再者，製程配方600的晶舟高度調整間隔650，係當將成膜中的晶舟200高度依如圖7與圖8所示般切換時，設定切換的時間間隔。
(基板搬入) 在晶舟200收納於收納室300的狀態下，驅動晶舟升降機40，將晶舟200進行間距饋進，經由移載室330的基板搬入口331，每次1片將新的基板10搭載於晶舟200上(晶圓補充：S502)。
此時，為提升晶舟200所搭載之新基板10的升溫速率，使收納室300的加熱部321產生動作而發熱，亦可經由窗310利用紅外線對加熱室320的內部施行加熱。藉此，晶舟200的下端進入移載室330，在執行新基板10對晶舟200之搭載的期間，對晶舟200的下部利用在加熱室320外周部安裝的加熱部321施行加熱，可使晶舟200的溫度上升。
當完成新基板10對晶舟200的搭載時，利用晶舟升降機40驅動支撐桿160使晶舟200上升，將晶舟200從收納室300搬入於第2反應管120的內部(晶舟裝載：S503)。
此時，利用晶舟升降機40上舉的晶舟200高度，係根據S501所讀取的製程配方，使其與通過在第2反應管120管壁所形成孔123、再從噴嘴130朝第2反應管120內部供應的氣體吹出位置(噴嘴130前端部分的高度)間的差(高度方向的位置差)，設定成圖7或圖8所示狀態。
在此狀態下，因為收納室300與處理室115的內部利用未圖示之真空泵從排氣管140施行真空排氣，因而晶舟在真空狀態下從收納室300被搬入於處理室115中。藉此，將晶舟200從收納室300搬入於處理室115中之後，不需要將處理室施行真空排氣的時間，可縮短總體的處理時間。
依此，藉由在真空狀態下實施從收納室300朝處理室115的晶舟200搬入，因而可抑制處理室115的溫度降低。又，使經在加熱室320中加熱過的基板10從加熱室320移動至處理室115期間，可抑制基板10的溫度降低。
搬入晶舟200後，利用加熱器100施行加熱，使處理室115內成為所需溫度。此時，因為晶舟200與基板10在移載室330中已被加熱，因而上升至開始成膜處理所必要溫度的時間，相較於在移載室330中未加熱而依室溫狀態搬入於處理室115內部的情況下，可大幅縮短時間。藉此，可縮短基板處理的時間，可提升產能。
(壓力調整及溫度調整(步驟S504)) 依第2反應管120內部成為所需壓力(真空度)方式，在利用未圖示真空泵施行真空排氣狀態下，根據步驟S501所讀取的配方，利用加熱器100施行加熱使第2反應管120內部成為所需溫度。此時，依第2反應管120內部成為所需溫度分佈方式，根據由未圖示溫度感測器所檢測到的溫度資訊，對加熱器100的通電量進行回饋控制。利用加熱器100進行的第2反應管120內部加熱，係至少持續進行至對基板10的處理結束為止。
[SiO2 層形成步驟] 接著，執行形成第1層之例如SiO2 層的步驟。 (Si2 Cl6 氣體供應(步驟S505)) 以下，相關朝第2反應管120內部的氣體供應，針對噴嘴130-1的情況進行說明，但圖1與圖2A所示噴嘴130-2、…130-5的情況亦相同。
首先，藉由使晶舟升降機40上所設置的旋轉驅動部42進行旋轉驅動，使支撐桿160、與支撐桿160所連結的晶舟200旋轉。在維持該晶舟200旋轉狀態下，打開閥1311-1，朝氣體供應管1331-1內流入原料氣體之Si2 Cl6 氣體。Si2 Cl6 氣體係根據步驟S501所讀取到的配方，利用MFC1321-1進行流量調整，再通過閥1311-1，從噴嘴130-1由第2反應管120壁面所形成的孔123供應給第2反應管120內部，再從排氣管140排氣。
此處，在噴嘴130-1與第2反應管120壁面上所形成的孔123、相對於晶舟200上所搭載基板10表面的相對位置(高度)，係藉由驅動晶舟升降機40使支撐桿160進行上下動作，而調整為S501所讀取到製程配方設定的高度，或者根據製程配方，使晶舟依既定時間間隔進行上下移動，而在複數位置(例如圖7所示位置與圖8所示位置)間切換。
藉由將Si2 Cl6 氣體從噴嘴130-1通過第2反應管120壁面所形成孔123、導入於第2反應管120內部，形成對晶舟200所搭載的基板10供應Si2 Cl6 氣體狀態。所供應Si2 Cl6 氣體的流量，係配合第2反應管120內部的溫度分佈、噴嘴130-1至130-5的位置，由MFC1321-1至1321-5進行調整。具體而言，所供應Si2 Cl6 氣體的流量設定為0.002~1slm(Standard liter per minute)範圍、更佳係0.1~1slm範圍。
此時，同時打開閥1313-1，朝氣體供應管1333-1內流入N2 (氮)氣體(或Ar(氬)氣體)等載氣(惰性氣體)。在氣體供應管1333-1內部流通的N2 氣體，係利用MFC1323-1進行流量調整，再與Si2 Cl6 氣體一起供應給第2反應管120內部，然後從排氣管140排氣。載氣的具體流量係設為0.01~5slm範圍、更佳係0.5~5slm範圍。
載氣的N2 氣體係經由噴嘴130-1供應給第2反應管120內部，再從排氣管140排氣。此時，加熱器100的溫度係設定為使基板10的溫度成為例如250~550℃範圍內的溫度。
流入於第2反應管120內部的氣體僅有Si2 Cl6 氣體與N2 氣體，藉由Si2 Cl6 氣體供應給第2反應管120，在基板10(表面的底層膜)上形成例如未滿1原子層至數原子層左右之厚度的含Si層。
(殘留氣體除去(步驟S506)) 朝第2反應管120內部經由既定時間噴嘴130-1供應原料氣體之Si2 Cl6 氣體，而在基板10表面上形成含Si層之後，關閉閥1311-1，停止供應Si2 Cl6 氣體。此時，利用未圖示真空泵將第2反應管120內部施行真空排氣，將第2反應管120內殘留的未反應、或參予含Si層形成後的Si2 Cl6 氣體從第2反應管120內部排除。
此時，閥1313-1維持開啟狀態，維持將載氣之N2 氣體供應給第2反應管120內部。N2 氣體具有迫淨氣體作用，可提高將第2反應管120內部殘留的未反應、或參予含Si層形成後的Si2 Cl6 氣體從第2反應管120內部排除的效果。
(O2 氣體供應(步驟S507)) 經除去第2反應管120內部的殘留氣體後，在維持晶舟200旋轉狀態下，打開反應氣體的O2 氣體供應用閥1312-1，朝O2 氣體供應用氣體供應管1332-1內流入反應氣體之O2 氣體。O2 氣體係利用O2 氣體供應用MFC1322-1進行流量調整，再通過閥1312-1，從噴嘴130-1經由第2反應管120壁面上所形成的孔123，供應給第2反應管120的內部，再從排氣管140排氣。藉此，形成對基板10供應O2 狀態。具體而言，所供應O2 氣體的流量係設定為0.002~1slm範圍、較佳係0.1~1slm範圍。
此時，N2 氣體供應用閥1313-1設為關閉狀態，使N2 氣體不致與O2 氣體一起供應給第2反應管120內部。即，O2 氣體在未被N2 氣體稀釋情況下，供應給第2反應管120內部，因而可提升SiO2 層的成膜速率。另外，亦可調整基板10附近的N2 氣體環境濃度。此時加熱器100的溫度係設定為與Si2 Cl6 氣體供應步驟同樣的溫度。
此時，流入於第2反應管120內部的氣體僅有O2 氣體。O2 氣體係與由Si2 Cl6 氣體供應步驟(S505)在基板10上所形成含Si層之至少其中一部分進行取代反應。取代反應時，含Si層所含的Si會與O2 氣體所含的O相鍵結，在基板10上形成含有Si與O的SiO2 層。
(殘留氣體除去) 在形成SiO2 層之後，關閉O2 氣體供應用閥1312-1，停止O2 氣體的供應。然後，依照與步驟S506同樣的處理程序，將第2反應管120內部殘留的未反應或參予SiO2 層形成後的O2 氣體、反應副產物，從第2反應管120內部排除(步驟S508)。
(實施既定次數) 藉由執行依序施行上述步驟S505~步驟S508的循環達1次以上(既定次數(n次))(S509)，在基板10上形成既定厚度(例如0.1~2nm)的SiO2 層。上述循環最好重複施行複數次，較佳係例如10~80次左右、更佳係10~15次左右。
再者，亦可依各循環每循環、或相隔數循環、或所有循環數的前半段與後半段，改變噴嘴130相對於基板10的高度。
另一方面，當1次循環的時間較長時，亦可在1次循環中，改變噴嘴130相對於基板10的高度。
依此，藉由根據S501所讀取的製程配方，設定了在噴嘴130-1前端部分與第2反應管120壁面所形成孔123、與晶舟200所搭載基板10表面之相對高度狀態下施行成膜，可在基板10表面上形成具有均勻膜厚分佈的薄膜。
另外，上述所說明例中，Si層形成步驟(S505)與O2 氣體供應步驟(S507)中，係針對利用旋轉驅動部42使已搭載基板10的晶舟200旋轉之例子進行了說明，惟亦可在殘留氣體除去步驟(S506與S508)期間仍持續旋轉。
(後迫淨・晶舟卸載) 打開載氣用閥1313-1，從噴嘴130-1朝第2反應管120內部供應N2 氣體，再從排氣管140排氣。N2 氣體具有迫淨氣體作用，藉此第2反應管120的內部被惰性氣體迫淨，而將第2反應管120內部殘留的氣體、副產物從反應管4內除去(後迫淨：S510)。
然後，驅動晶舟升降機40使支撐桿160下降，將搭載了表面已形成既定厚度薄膜之基板10的晶舟200，搬送於收納室300中(晶舟卸載：S511)。
在將搭載了已形成薄膜之基板10的晶舟200搬送於腔180中之時，本實施例係經由移載室330的基板搬入口331，從晶舟200中取出已形成薄膜的基板10，而完成基板10的處理(晶圓退出：S512)。
此處，當下一組基板10亦施行同樣處理時，驅動晶舟升降機40，使晶舟200進行間距饋進，交錯施行每次1片從晶舟200中取出已形成薄膜之基板10、以及將新基板10搭載於晶舟200(晶圓補充：S501)。
基板10的更換順序係有從上方起、從下方起、從晶舟200的中間附近起等各種順序，但最好從晶舟200下方起開始依序進行更換，比較能縮短基板10的升溫時間。其中，因為晶舟200所搭載之最上面與最下面的基板10有溫度較高於晶舟200中間附近所搭載基板10之溫度的傾向，因而亦可從晶舟200中間附近開始依序更換。
另外，上述實施例係例示了驅動晶舟升降機40使晶舟200進行間距饋進，使施行每次1片從晶舟200取出已形成薄膜的基板10，並將新基板10搭載於晶舟200的例子，但亦可同時將複數片基板10從晶舟200中取出，並同時將複數片新基板10搭載於晶舟200。此情況，晶舟升降機40係使晶舟200間距饋進複數片基板10份的間距。
再者，亦可從晶舟200中同時取出複數片基板10，再同時將複數片新基板10搭載於晶舟200，然後將晶舟200新搭載的處理前基板10全部一起統括施行加熱。
另外，當利用晶舟升降機40使晶舟200下降，將晶舟200所搭載已形成薄膜的基板10更換為新基板10時，亦可持續進行由基板處理裝置101的加熱器100施行加熱。藉此，可防止晶舟200上部之溫度降低，可縮短更換新基板10後的晶舟200上部之基板10在加熱室320的加熱時間，藉此可某程度消除與晶舟200下部基板10間的溫度差。
上述所說明例中，係針對在基板10上形成SiO2 膜的例子進行了說明，惟本實施例並不僅侷限於此。亦可例如取代SiO2 膜，改為形成Si3 N4 (氮化矽)膜、或TiN(氮化鈦)膜。
根據本實施例，可在晶舟所搭載的基板10上，形成具所需膜厚分佈的薄膜。
[變化例1] 實施例1的第1變化例係如圖10所示。本變化例中，在噴嘴130-1上安裝加熱器134-1，構成為可調整朝第2反應管120內部所供應原料氣體與反應氣體的溫度。相關噴嘴130-2至130-5亦同樣地安裝加熱器134。藉此，構成為使供應給第2反應管120內部的原料氣體與反應氣體之溫度，可配合噴嘴130-1至130-5的位置個別進行調整。
藉此構成，根據加熱器100每區的設定溫度(控制溫度)，可對從噴嘴130-1至130-5朝第2反應管120的內部所供應之原料氣體與反應氣體之預熱溫度進行控制。具體而言，由加熱器134-1進行的預熱溫度範圍係在160~250℃間實施。
具體而言，當由未圖示溫度檢測器所檢測到加熱器100的溫度較高於設定溫度時，則降低由加熱器134進行的加熱溫度。另一方面，當由未圖示溫度檢測器所檢測到加熱器100的溫度較低於設定溫度時，則提高由加熱器134進行的加熱溫度。
藉此，可抑制因加熱器100每區的溫度分佈所造成之原料氣體之分解程度的變動，可使基板10表面上所形成膜的厚度形成為更均勻。 [變化例2] 實施例1的第2變化例，係作為藉由配合加熱器100每區的溫度分佈，控制由載氣所造成的原料氣體濃度，使從噴嘴130噴出並到達基板10表面的處理氣體分解狀態在晶舟200所搭載各基板10間呈均勻化的方法，實施下述任一控制方法。
(A)將載氣的流量設為一定，調整處理氣體流量的情況。 在第2反應管120內部的溫度較高時，使處理氣體的流量較少於基準流量。另一方面，在第2反應管120內部的溫度較低時，使處理氣體的流量較多於基準流量。 (B)將處理氣體的流量設為一定，調整載氣流量的情況。 在第2反應管120內部的溫度較高時，使載氣的流量較多於基準流量。另一方面，在第2反應管120內部的溫度較低時，使載氣的流量較少於基準流量。 (C)在噴嘴130的溫度較高時，使處理氣體與載氣的流量均較少於基準流量。在噴嘴130的溫度較低時，使處理氣體與載氣的流量均較多於基準流量。
藉此，即使加熱器100之每區各有溫度分佈，仍可抑制原料氣體分解程度的變動，可使基板10表面上所形成膜的厚度更均勻。 [實施例2]
實施例1中，噴嘴130-1至130-5分別具備有閥131至1313、與MFC1321至1323，惟本實施例中，係如圖11所示，構成為每個氣體種類均共用閥與MFC，從由其分支構成噴嘴230的噴嘴230-1至230-5供應給第2反應管120的內部。
即，本實施例中，構成為通過氣體供應管2331所供應原料氣體的流量係利用MFC2321控制，利用閥2311控制氣體供應的開/關之後，分支為噴嘴230-1至230-5，再從各噴嘴供應給第2反應管120的內部。
再者，構成為通過氣體供應管2332所供應反應氣體的流量係利用MFC2322控制，利用閥2312控制氣體供應的開/關之後，分支為噴嘴230-1至230-5，再從各噴嘴供應給第2反應管120的內部。
再者，構成為通過氣體供應管2333所供應載氣的流量係利用MFC2323控制，利用閥2313控制氣體供應的開/關之後，分支為噴嘴230-1至230-5，再從各噴嘴供應給第2反應管120的內部。
本實施例中，在基板10上形成例如SiO2 層的步驟，係與實施例1中使用圖5所說明者相同，故在此不再贅述。
根據本實施例，因為依每個氣體種類均共用閥與MFC，因而可使氣體供應系統的構成簡單化，相較於實施例1的情況下，可使基板處理系統1全體的構成簡單化。
再者，本實施例亦可如圖12所示，如同實施例1的變化例，構成為在噴嘴230-1至230-5上分別裝設加熱器234-1至234-5，並配合噴嘴230-1至230-5的位置，分別調整供應給第2反應管120內部的原料氣體與反應氣體之溫度。
藉由此種構成，根據加熱器100每區的設定溫度，控制從噴嘴230-1至230-5供應給第2反應管120內部的原料氣體與反應氣體之溫度，可抑制因加熱器100每區的溫度分佈所造成之原料氣體分解程度的變動，可使基板10表面上所形成膜的厚度更均勻形成。 [實施例3]
實施例1與實施例2，係將原料氣體、反應氣體、及載氣供應給第2反應管120內部的噴嘴130-1至130-5或230-1至230-5為共有的構成，但本實施例係如圖13所示，構成為供應原料氣體與反應氣體之噴嘴430的噴嘴430-1至430-5係共有，但載氣則使用該等之外的其他噴嘴440。
即，本實施例中，如圖13所示，原料氣體與反應氣體係從噴嘴430-1至430-5(其係依與晶舟200所搭載基板10之上下間隔(間距)的相同間隔配置於上下方向上，且貫穿加熱器100並朝水平方向延伸，構成噴嘴430)，供應給第2反應管120內部。另一方面，載氣係構成為從在第2反應管120內部朝縱向延伸的1支噴嘴440，供應給第2反應管120的內部。另外，噴嘴430亦可構成為朝基板10的平行方向延伸。
本實施例中構成噴嘴430的多數噴嘴430-1,430-2、…430-5係具有相同構成，因而圖14例示噴嘴430-1的構成例。通過噴嘴430-1，朝第2反應管120的內部導入原料氣體與反應氣體。噴嘴430-1,430-2、…430-5的上下間隔係設定為與晶舟200所搭載基板10的上下間隔相同。
如圖14所示，原料氣體係從未圖示的原料氣體供應源，通過氣體供應管4331-1利用MFC4321-1調整流量，再通過閥4311-1從噴嘴430-1供應給第2反應管120的內部。
反應氣體係從未圖示的反應氣體供應源，通過氣體供應管4332-1利用MFC4322-1調整流量，再通過閥4312-1從與原料氣體供應時共通的噴嘴430-1供應給第2反應管120的內部。
相關噴嘴430-2、…430-5亦具有同樣的構成，將原料氣體與反應氣體供應給第2反應管120的內部。
另一方面，惰性氣體(載氣)係從未圖示的惰性氣體供應源，通過氣體供應管443利用MFC442調整流量，再通過閥441從在第2反應管120內部朝縱向延伸的1支噴嘴440，供應給第2反應管120的內部。噴嘴440係在第2反應管120內部朝縱向延伸的部分處，於縱向上複數處形成孔，從該複數孔朝第2反應管120的內部供應惰性氣體。
本實施例中，在基板10上形成例如SiO2 層的步驟，係與實施例1中使用圖5所說明者相同，故在此省略說明。
如以上所說明，根據本揭示，可提供：配合基板表面積、所成膜的膜種，將基板與噴嘴的位置關係變化/固定於最佳值而運用的成膜方法；以及連動於一連串成膜序列中從噴嘴所供應氣體種類與流量變化，一邊使基板與成膜氣體噴射孔的位置隨時間進行變化，一邊進行成膜的方法。
再者，根據本揭示，噴嘴係可構成：由單一氣體流量控制器進行多分支，並依同一流量朝各基板噴射供應的情況，以及針對各個孔分別設置流量控制器的情況，而後者的情況，係配合基板與孔的位置關係(高度・距離)，且亦考慮因反應室內的溫度所造成的氣體分解，可朝各基板逐一噴射不同的成膜氣體流量。
再者，根據本揭示，噴嘴係相對於反應室呈固定，將基板呈多層設置的基板保持器(晶舟)係構成為利用升降升降機進行上下移動。當為了阻斷氣體、或阻斷壓力而需要將施行成膜處理的反應室、與位於反應室下方的裝載區隔間的情況，便利用O形環密封進行隔間，利用配合基板保持器上下動作(噴嘴位置關係可變)衝程的伸縮式密封構造(蛇腹管)進行密封。另一方面，在裝載區與反應室為同等壓力的情況，係未施行O形環密封，反應室與真空裝載區形成相同的空間。此情況下，從真空裝載區供應惰性氣體，並施加壓力斜率施行氣體阻斷。
再者，根據本揭示，將從噴嘴噴射的成膜氣體調整於靠近基板表面的位置、與遠離的位置，可一邊改變晶圓表層的氣體流速、一邊供應，而能使容易氣相反應的成膜氣體到達晶圓表層，調整至能有助於成膜的分解狀態。又，當依各孔個別設置流量控制器的情況，因為各基板分別可個別微調整氣體流量，因而不需要習知利用硬體(石英噴嘴)更換俾達最佳化等之成膜調整。
根據以上所說明的本揭示，係將複數片基板在朝上下方向隔開間隔重疊並由基板保持器保持之狀態下，利用上下驅動部驅動該基板保持器而收容於反應管的內部，將收容於反應管內部且保持於基板保持器上的基板，利用圍繞反應管周圍配置的加熱部進行加熱，並朝收容於反應管內部且由上述基板保持器保持的上述基板，從氣體供應部的複數噴嘴供應原料氣體，再將所供應的原料氣體從反應管排氣，並將從氣體供應部的複數噴嘴朝基板供應反應氣體再將所供應的反應氣體從反應管排氣，藉由重複該等動作，在複數基板上形成薄膜的半導體裝置之製造方法，其中，從氣體供應部的複數噴嘴供應原料氣體、與供應反應氣體，係在利用上下驅動部控制收容於反應管中的基板保持器高度，且配合預設條件調整由基板保持器所保持之複數片基板與複數噴嘴的間隔(高度)狀態下實施。
再者，本揭示中，原料氣體與反應氣體係從依與由基板保持器所保持之複數片基板之上下方向間隔為相同間隔配置的複數噴嘴進行供應。
再者，本揭示中，係在對從氣體供應部的複數噴嘴所供應的原料氣體、反應氣體及載氣之流量，使用依各個噴嘴配合了各氣體之作為流量控制部之質量流量控制器進行調整的狀態下，供應給由基板保持器保持的基板。
再者，本揭示中，係在對在從氣體供應部的複數噴嘴所供應原料氣體、反應氣體及載氣的流量，使用各氣體分別共通之作為流量控制部之質量流量控制器進行調整的狀態下，供應給由基板保持器所保持的基板。
再者，本揭示中，從氣體供應部的複數噴嘴的原料氣體供應、與反應氣體供應，係利用上下驅動部控制反應管中所收容基板保持器的高度，重複使由基板保持器所保持之複數片基板與複數噴嘴間的間隔(高度)變化而實施。
再者，上述係揭示了相關使噴嘴130與噴嘴430朝基板10平行方向(水平方向)延伸的構成，惟不僅侷限於此，供應處理氣體的噴嘴亦可構成為噴嘴440的構造。藉由調整噴嘴440上所設置孔、與基板的位置關係(高度關係)，可達同樣的效果。當由噴嘴440的構造構成時，較難調整供應給各基板10的處理氣體分解狀態。所以，在調整供應給各基板10的處理氣體之分解狀態時，如上述，噴嘴130與噴嘴430係構成為朝基板10的平行方向延伸。
再者，上述針對成膜處理進行了敘述，但亦可適用於其他的處理。例如：使用電漿的擴散處理、氧化處理、氮化處理、酸氮化處理、還原處理、氧化還原處理、蝕刻處理、加熱處理等。例如：僅使用反應氣體，對基板表面(或基板)上所形成的膜施行電漿氧化處理、或電漿氮化處理時，亦可適用本發明。又，亦可適用於僅使用反應氣體施行的電漿退火處理。
再者，上述係針對半導體裝置的製造步驟進行了敘述，惟實施形態的發明亦可適用於半導體裝置之製造步驟以外者。例如：液晶裝置之製造步驟、太陽電池之製造步驟、發光裝置之製造步驟、玻璃基板之處理步驟、陶瓷基板之處理步驟、導電性基板之處理步驟等基板處理。
再者，上述例示了原料氣體係使用含矽氣體，反應氣體係使用含氧氣體，而形成氧化矽膜的例子，但使用其他氣體的成膜亦可適用。例如：氮化膜、含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金屬膜、與複數含有該等元素的膜等。另外，該等膜係可例示如：SiN膜、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜等。
＜本揭示較佳態樣＞ 以下，附註本揭示的較佳態樣。
[附註1] 根據本揭示一態樣所提供的基板處理裝置，係具備有： 基板保持器，其係朝上下方向保持複數片基板； 反應管，其係收容已保持上述基板的上述基板保持器； 上下驅動部，其係使上述基板保持器對上述反應管內部進行出入； 加熱部，其係設置於上述反應管的周圍，並加熱上述基板； 氣體供應部，其具有與上述反應管內部所收容之上述基板保持器所保持的上述複數片基板對應的複數噴嘴； 排氣部，其係將由上述氣體供應部所供應的氣體從上述反應管排氣；以及 控制部，其係依控制上述上下驅動部，配合預設條件調整上述複數片基板相對於上述複數噴嘴的高度，而朝上述基板供應氣體的方式，對上述氣體供應部與上述上下驅動部進行控制。
[附註2] 如附註1所記載的裝置，其中，較佳係 上述控制部係構成為在從上述氣體供應部朝上述基板供應處理氣體並對上述基板進行處理中控制上述上下驅動部，而可調整上述複數片基板相對於上述複數噴嘴的高度。
[附註3] 如附註1或2所記載的裝置，其中，較佳係 上述複數噴嘴係依與由上述基板保持器所保持之上述複數片基板的上述上下方向間隔相同的間隔配置。
[附註4] 如附註1至3中任一項所記載的裝置，其中，較佳係 上述複數噴嘴係貫穿包圍上述反應管周圍而配置的上述加熱部，安裝於上述反應管。
[附註5] 如附註1至4中任一項所記載的裝置，其中，較佳係 上述氣體供應部係於上述複數噴嘴之各者，分別具備可控制上述氣體流量的流量控制部。
[附註6] 如附註5所記載的裝置，其中，較佳係 上述氣體供應部係具備有下述閥作為上述流量控制部：對上述基板的原料氣體供應進行開/關之閥、對上述基板的反應氣體供應進行開/關之閥、以及對上述基板的載氣供應進行開/關之閥。
[附註7] 如附註5所記載的裝置，其中，較佳係 上述氣體供應部係具備有下述者作為上述流量控制部：可控制對上述基板供應的原料氣體流量之流量控制部、可控制對上述基板供應的反應氣體流量之流量控制部、以及可控制對上述基板供應的載氣流量之流量控制部。
[附註8] 如附註1所記載的裝置，其中，較佳係 上述氣體供應部係構成為由上述複數噴嘴共有可控制上述氣體流量的流量控制部。
[附註9] 如附註1所記載的裝置，其中，較佳係 上述氣體供應部係具有：可對上述複數噴嘴控制氣體流量的一個閥、與一個流量控制部。
[附註10] 如附註8所記載的裝置，其中，較佳係 作為上述流量控制部，係具備有：用於對上述基板的原料氣體供應進行開/關之閥、用於對上述基板的反應氣體供應進行開/關之閥、以及用於對上述基板的載氣供應進行開/關之閥。
[附註11] 如附註8所記載的裝置，其中，較佳係 作為上述氣體供應部的上述流量控制部，係具備有：可控制對上述基板所供應原料氣體流量的流量控制部、可控制對上述基板所供應反應氣體流量的流量控制部、以及可控制對上述基板所供應載氣流量的流量控制部。
[附註12] 如附註1所記載的裝置，其中，較佳係 具有可對上述複數噴嘴之各者進行加熱的預熱部。
[附註13] 如附註11所記載的裝置，其中，較佳係 上述控制部係構成為可依配合上述加熱部的溫度對上述複數噴嘴之各者進行加熱的方式，對上述預熱部進行控制。
[附註14] 如附註1所記載的裝置，其中，較佳係 上述氣體供應部係具備有：對應上述複數片基板之各者而供應原料氣體與反應氣體的複數噴嘴、以及朝上述反應管內部供應載氣的載氣供應噴嘴。
[附註15] 本揭示另一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有： 利用上下驅動部驅動朝上下方向保持了複數片基板的上述基板保持器，並收容於反應管內部的步驟； 將上述基板利用圍繞上述反應管周圍而配置的加熱部施行加熱的步驟； 藉由上述上下驅動部，配合預設條件，調整上述複數片基板相對於複數噴嘴之高度的步驟； 從上述複數噴嘴朝上述複數基板供應氣體的步驟；以及 將上述氣體施行排氣的步驟。
[附註16] 根據本揭示另一態樣所提供的程式，係利用電腦使基板處理裝置執行下述程序： 利用上下驅動部驅動朝上下方向保持了複數片基板的上述基板保持器，並收容於反應管內部的程序； 將上述基板利用圍繞上述反應管周圍而配置的加熱部施行加熱的程序； 藉由上述上下驅動部，配合預設條件，調整上述複數片基板相對於複數噴嘴之高度的程序； 從上述複數噴嘴朝上述複數基板供應氣體的程序；以及 將上述氣體施行排氣的程序。
[附註17] 根據本揭示另一態樣所提供的記錄媒體，其係電腦可讀取者，記錄有利用電腦使基板處理裝置執行下述程序的程式； 利用上下驅動部驅動朝上下方向保持了複數片基板的上述基板保持器，並收容於反應管內部的程序； 將上述基板利用圍繞上述反應管周圍而配置的加熱部施行加熱的程序； 藉由上述上下驅動部，配合預設條件，調整上述複數片基板相對於複數噴嘴之高度的程序； 從上述複數噴嘴朝上述複數基板供應氣體的程序；以及 將上述氣體施行排氣的程序。
1:縱形基板處理裝置(基板處理系統) 10:基板 30:移載機 31:鑷子 32:臂 33:旋轉軸 34:基部 35:凸緣 36:升降機構部 40:晶舟升降機 42:旋轉驅動部 60,161:蓋 61:IO平台 62:晶圓盒 100,134,134-1,234-1~234-5:加熱器 101:基板處理裝置 110:第1反應管 111:泵部 115:處理室 120:第2反應管 121:間隙 122:開口部 123,151:孔 130,230,430,440:噴嘴 130-1,130-2,130-3,130-4,130-5:噴嘴 140:排氣管 150:絕熱部 152:蓋加熱器 160:支撐桿 170:真空搬送室 180:腔 190,191:冷卻流路 200:晶舟 201:圓板 202:支柱 203:基板支撐部 230-1~230-5:噴嘴 260:控制器 260a:CPU 260b:RAM 260c:記憶裝置 260d:I/O埠 261:輸出入裝置 262:外部記憶裝置 263:網路 300:收納室 301:惰性氣體供應管 310:窗 320:加熱室 321:加熱部 330:移載室 331:基板搬入口 332:閘閥(GV) 430-1~430-5:噴嘴 600:製程配方 610:氣體流量 611:原料氣體流量 612:反應氣體流量 613:載氣流量 620:溫度資料 621:預加熱溫度 622:加熱溫度 630:處理循環數 640:晶舟高度 650:晶舟高度調整間隔 1200:大氣搬送室 1210:晶圓盒開盒機 1220:大氣搬送機器人 1230:升降機 1240:線性致動器 1250:潔淨單元 1270,1310:框體 1280: 基板搬出入口 1290:基板搬入出口 1300:裝載鎖定室 1311-1,1311-2,1311-3,1311-4,1311-5:閥 1312-1,1313-1:閥 1320:基板載置台 1321-1,1321-2,1321-3,1321-4,1321-5,1322-1:質量流量控制器 1323-1:MFC 1330,1350:閘閥 1332-1,1333-1,2331,2332,2333:氣體供應管 1340:基板搬出入口 2311,2312,2313:閥
圖1係表示實施例1的基板處理裝置之概略構成的方塊圖； 圖2A係表示在實施例1的基板處理裝置中，將已搭載基板的晶舟搬入於處理室之狀態的處理室與晶舟收納室的概略剖視圖； 圖2B係表示實施例1的基板處理裝置中，將已搭載基板的晶舟搬入於處理室之狀態的處理室，與晶舟收納室中，在桿上端附近設置將反應管下部予以封閉的蓋之構成的概略剖視圖； 圖3係表示實施例1的基板處理裝置之氣體供應部詳細構成的方塊圖； 圖4係表示使實施例1的基板處理裝置各部位產生動作的控制部概略構成的方塊圖； 圖5係表示實施例1的半導體裝置製造步驟之流程圖； 圖6係表示實施例1的基板處理裝置之成膜處理製程配方例的表； 圖7係實施例1的基板處理裝置中，晶舟所搭載之基板與氣體供應噴嘴的部分剖視圖，表示氣體供應噴嘴從相對於基板較高之位置供應氣體時，基板與氣體供應噴嘴的位置關係圖； 圖8係實施例1的基板處理裝置中，晶舟所搭載之基板與氣體供應噴嘴的部分剖視圖，表示氣體供應噴嘴從相對於基板大致相同之高度供應氣體時，基板與氣體供應噴嘴的位置關係圖； 圖9係表示實施例1的基板處理裝置中，基板與氣體供應噴嘴的高度、與基板上所形成膜之膜厚分佈的關係表； 圖10係表示實施例1的變化例中基板處理裝置的氣體供應部詳細構成的方塊圖； 圖11係表示實施例2的基板處理裝置之氣體供應部詳細構成的方塊圖； 圖12係表示實施例2的變化例中基板處理裝置的氣體供應系統之構成例的方塊圖； 圖13係表示實施例3的基板處理裝置之氣體供應系統構成例，為處理室與晶舟收納室的概略剖視圖；以及 圖14係表示實施例3的基板處理裝置之氣體供應部詳細構成的方塊圖。
1:縱形基板處理裝置(基板處理系統)
10:基板
30:移載機
31:鑷子
32:臂
33:旋轉軸
34:基部
35:凸緣
36:升降機構部
40:晶舟升降機
42:旋轉驅動部
60:蓋
61:IO平台
62:晶圓盒
100:加熱器
101:基板處理裝置
110:第1反應管
111:泵部
115:處理室
120:第2反應管
121:間隙
122:開口部
130:噴嘴
130-1,130-2,130-3,130-4,130-5:噴嘴
140:排氣管
150:絕熱部
152:蓋加熱器
160:支撐桿
170:真空搬送室
180:腔
190:冷卻流路
191:冷卻流路
200:晶舟
201:圓板
202:支柱
203:基板支撐部
260:控制器
301:惰性氣體供應管
310:窗
320:加熱室
321:加熱部
330:移載室
331:基板搬入口
332:閘閥(GV)
1200:大氣搬送室
1210:晶圓盒開盒機
1220:大氣搬送機器人
1230:升降機
1240:線性致動器
1250:潔淨單元
1270:框體
1280:基板搬出入口
1290:基板搬入出口
1300:裝載鎖定室
1310:框體
1320:基板載置台
1330:閘閥
1340:基板搬出入口
1350:閘閥

Claims (21)

  1. 一種基板處理裝置，係具備有：基板保持器，其係朝上下方向保持複數片基板；反應管，其係收容已保持上述基板的上述基板保持器；上下驅動部，其係使上述基板保持器對上述反應管內部進行出入；加熱部，其係設置於上述反應管的周圍，並加熱上述基板；氣體供應部，其具有與上述反應管內部所收容之上述基板保持器所保持的上述複數片基板對應的複數氣體供應體；排氣部，其係將由上述氣體供應部所供應的氣體從上述反應管排氣；以及控制部，其係依下述方式進行控制，即，以將上述複數片基板與上述複數氣體供應體之相對位置，維持於上述氣體供應體之前端部分的高度較上述基板表面高之第一位置之狀態，從上述氣體供應體供應氣體，且以將上述複數片基板與上述複數氣體供應體之相對位置，維持於和第一位置相異，且上述氣體供應體之前端部分的高度與上述基板表面大致相同之第二位置之狀態，從上述氣體供應體供應氣體。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述控制部係構成為在從上述氣體供應部朝上述基板供應處理氣體並對上述基板進行處理中控制上述上下驅動部，而可調整上述複數片基板相對於上述複數氣體供應體的高度。
  3. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述複數氣體供應體係依與由上述基板保持器所保持之上述複數片基板的上述上下方向間隔相同 的間隔配置。
  4. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述複數氣體供應體係貫穿包圍上述反應管周圍而配置的上述加熱部，安裝於上述反應管。
  5. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述氣體供應部係於上述複數氣體供應體之各者，分別具備可控制上述氣體流量的流量控制部。
  6. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述氣體供應部係具備有下述閥作為上述流量控制部：對上述基板的原料氣體供應進行開/關之閥、對上述基板的反應氣體供應進行開/關之閥、以及對上述基板的載氣供應進行開/關之閥。
  7. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述氣體供應部係具備有下述者作為上述流量控制部：可控制對上述基板供應的原料氣體流量之流量控制部、可控制對上述基板供應的反應氣體流量之流量控制部、以及可控制對上述基板供應的載氣流量之流量控制部。
  8. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述氣體供應部係構成為由上述複數氣體供應體共有可控制上述氣體流量的流量控制部。
  9. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述氣體供應部係具有：可對上述複數氣體供應體控制氣體流量的一個閥、與一個流量控制部。
  10. 如請求項8之基板處理裝置，其中，作為上述流量控制部，係具備有：用於對上述基板的原料氣體供應進行開/關之閥、用於對上述基板的反應氣體供應進行開/關之閥、以及用於對上述基板的載氣供應進行開/關之閥。
  11. 如請求項8之基板處理裝置，其中，作為上述氣體供應部 的上述流量控制部，係具備有：可控制對上述基板所供應原料氣體流量的流量控制部、可控制對上述基板所供應反應氣體流量的流量控制部、以及可控制對上述基板所供應載氣流量的流量控制部。
  12. 如請求項1之基板處理裝置，其中，具有可對上述複數氣體供應體之各者進行加熱的預熱部。
  13. 如請求項11之基板處理裝置，其中，上述控制部係構成為可依配合上述加熱部的溫度對上述複數氣體供應體之各者進行加熱的方式，對上述預熱部進行控制。
  14. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述氣體供應部係具備有：對應上述複數片基板之各者而供應原料氣體與反應氣體的複數氣體供應體、以及朝上述反應管內部供應載氣的載氣供應氣體供應體。
  15. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述控制部可執行複數次之循環，一個上述循環至少包含從上述氣體供給部朝上述處理室供給原料氣體之步驟，及從上述氣體供給部朝上述處理室供給反應氣體之步驟；進而，上述控制部係依在複數次之上述循環中，使上述第一位置與上述第二位置於前半段之循環與後半段之循環相異之方式進行控制。
  16. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述控制部可執行複數次之循環，一個上述循環至少包含從上述氣體供給部朝上述處理室供給原料氣體之步驟，及從上述氣體供給部朝上述處理室供給反應氣體之步驟；進而，上述控制部係依在所有循環次數中，使上述第一位置與上述第二位置於至少一部分之循環中與其他循環相異之方式進行控制。
  17. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述複數之氣體供應體的高度係固定；上述控制部控制上述上下驅動部，並構成為可依對應預先設定相對於上述複數片基板之上述複數氣體供應體之高度的條件進行調整而朝上述基板供給氣體之方式，控制上述氣體供給部及上述上下驅動部。
  18. 如請求項1之基板處理裝置，其中，將上述第一位置之基板處理之狀態設定為與上述第二位置之基板處理之狀態相異。
  19. 一種半導體裝置之製造方法，係包括有：利用上下驅動部驅動朝上下方向保持了複數片基板的基板保持器，並收容於反應管內部的步驟；將上述複數片基板利用圍繞上述反應管周圍而配置的加熱部施行加熱的步驟；將上述複數片基板及複數氣體供應體之相對位置，維持於上述氣體供應體之前端部分的高度較上述基板表面高之第一位置的步驟；依維持於上述第一位置之狀態，從上述複數氣體供應體朝上述複數基板供應氣體的步驟；依維持於上述第一位置之狀態將上述氣體施行排氣的步驟；將上述複數片基板及上述複數氣體供應體之相對高度，維持於與上述第一位置相異，且上述氣體供應體之前端部分的高度與上述基板表面大致相同之第二位置的步驟；依維持於上述第二位置之狀態，從上述複數氣體供應體朝上述複數片基板供應氣體的步驟；以及 依維持於上述第二位置之狀態將上述氣體施行排氣的步驟。
  20. 一種利用電腦使基板處理裝置執行下述程序之程式：利用上下驅動部驅動朝上下方向保持了複數片基板的基板保持器，並收容於反應管內部的程序；將上述複數片基板利用圍繞上述反應管周圍而配置的加熱部施行加熱的程序；將上述複數片基板及複數氣體供應體之相對位置，維持於上述氣體供應體之前端部分的高度較上述基板表面高之第一位置的程序；依維持於上述第一位置之狀態，從上述複數氣體供應體朝上述複數片基板供應氣體的程序；依維持於上述第一位置之狀態將上述氣體施行排氣的程序；將上述複數片基板及上述複數氣體供應體之相對高度，維持於與上述第一位置相異，且上述氣體供應體之前端部分的高度與上述基板表面大致相同之第二位置的程序；依維持於上述第二位置之狀態，從上述複數氣體供應體朝上述複數片基板供應氣體的程序；以及依維持於上述第二位置之狀態將上述氣體施行排氣的程序。
  21. 一種記錄媒體，其係電腦可讀取者，記錄有利用電腦使基板處理裝置執行下述程序的程式；利用上下驅動部驅動朝上下方向保持了複數片基板的基板保持器，並收容於反應管內部的程序；將上述複數片基板利用圍繞上述反應管周圍而配置的加熱部施行加熱的 程序；將上述複數片基板及複數氣體供應體之相對位置，維持於上述氣體供應體之前端部分的高度較上述基板表面高之第一位置的程序；依維持於上述第一位置之狀態，從上述複數氣體供應體朝上述複數基板供應氣體的程序；依維持於上述第一位置之狀態將上述氣體施行排氣的程序；將上述複數片基板及上述複數氣體供應體之相對高度，維持於與上述第一位置相異，且上述氣體供應體之前端部分的高度與上述基板表面大致相同之第二位置的程序；依維持於上述第二位置之狀態，從上述複數氣體供應體朝上述複數片基板供應氣體的程序；以及依維持於上述第二位置之狀態將上述氣體施行排氣的程序。
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