基板处理装置、基板保持件、半导体装置的制造方法以及程序与流程

1.本公开涉及基板处理装置、基板保持件、半导体装置的制造方法以及程序。


背景技术：

2.在专利文献1、2中，均记载了一种基板处理装置，其在将基板在处理炉内在基板保持件保持多层的状态下，在基板的表面形成膜。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2007-27159号公报
6.专利文献2：日本特开2004-288744号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.在上述这样的基板处理装置中使用的基板保持件通过在基板间配置板材，能够抑制处理气体的流动因支柱而变得不均匀，提高基板面内均匀性。
9.然而，在这样的现有的基板处理装置中，从基板保持件的侧方供给的处理气体到达晶圆上的比例(供给效率)不充分，存在改善的余地。
10.本公开的目的在于提供一种技术，能够一边维持或提高面内均匀性，一边提高处理气体的供给效率。
11.用于解决课题的方案
12.根据本公开的一方案，提供一种技术，其具备：基板保持件，其保持多个基板；反应管，其收纳所述基板保持件；气体供给机构，其具有与所述多个基板分别对应的多个供给孔，并对所述多个基板分别供给气体；以及多个板材，其至少一部分配置于所述气体供给机构与所述基板保持件之间，且与所述多个基板分别大致平行地设置。
13.发明效果
14.根据本公开，能够一边维持或提高面内均匀性，一边提高处理气体的供给效率。
附图说明
15.图1是在本公开的一方案中适用的基板处理装置的立式处理炉的概略结构图，是以纵剖视图表示处理炉202部分的图。
16.图2是在本公开的一方案中适用的基板处理装置的立式处理炉的概略结构图，是以图1的a-a线剖视图表示处理炉202部分的图。
17.图3是表示在本公开的一方案中适用的基板保持件的立体图。
18.图4(a)是表示保持于在本公开的一方案中适用的基板保持件的基板、分离板以及气体供给孔的位置关系的图，图4(b)是图4(a)的局部放大图。
19.图5是以水平截面示出保持于在本公开的一方案中适用的基板保持件的基板、分
离板以及气体供给孔的位置关系的图。
20.图6是在本公开的一方案中适用的基板处理装置的控制器121的概略结构图，是以框图表示控制器121的控制系统的图。
21.图7是表示在本公开的一方案中适用的处理顺序的图。
22.图8是用于说明在本公开的一方案中适用的分离板的变形例的图。
23.图9是用于说明在本公开的一方案中适用的气体供给机构的变形例的图。
24.图10是用于说明在本公开的一方案中适用的分离板的变形例的图。
25.图11是用于说明在本公开的一方案中适用的分离板的变形例的图。
26.图12是用于说明在本公开的一方案中适用的分离板的变形例的图。
27.图13是表示图12所示的分离板、基板以及气体供给孔的位置关系的图。
28.图14是用于说明在本公开的一方案中适用的分离板的变形例的图。
具体实施方式
29.＜本公开的一方案＞
30.以下，主要参照图1～图7对本公开的一方案进行说明。此外，在以下的说明中使用的图均是示意性的图，图中所示的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等未必与现实一致。另外，在多个图的相互之间，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等也未必一致。
31.(1)基板处理装置的结构
32.如图1所示，处理炉202具有作为温度调整器(加热部)的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过支撑于保持板而垂直安装。加热器207还作为利用热使气体活化(激发)的活化机构(激发部)发挥功能。
33.在加热器207的内侧，与加热器207呈同心圆状地配设有反应管203。反应管203由例如石英(sio2)或碳化硅(sic)等耐热性材料构成。反应管203形成为上端封闭且下端开口的圆筒形状，具有由与后述的旋转轴255同轴的筒构成的侧面和顶棚，且具有被侧面和顶棚包围的空间。另外，在反应管203的下方，与反应管203呈同心圆状地配设有歧管209。歧管209由例如不锈钢(sus)等金属材料构成，形成为上端及下端开口的圆筒形状。歧管209的上端部与反应管203的下端部卡合，且构成为支撑反应管203。在歧管209与反应管203之间设置有作为密封部件的o型圈220a。反应管203与加热器207同样地垂直安装。主要由反应管203和歧管209构成了处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部形成有处理室201。处理室201构成为能够收纳作为基板的晶圆200。在该处理室201内进行对晶圆200的处理。
34.在处理室201内，以贯通歧管209的侧壁的方式分别设置有作为第一供给部、第二供给部的喷嘴249a、249b。也将喷嘴249a、249b分别称为第一喷嘴、第二喷嘴。喷嘴249a、249b由例如石英或sic等耐热性材料构成。在喷嘴249a、249b分别连接有气体供给管232a、232b。喷嘴249a、249b分别是不同的喷嘴，喷嘴249a、249b相邻设置。
35.在气体供给管232a、232b，从气流的上游侧起依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(mfc)241a、241b以及作为开闭阀的阀243a、243b。在气体供给管232a的比阀243a靠下游侧连接有气体供给管232c。在气体供给管232b的比阀243b靠下游侧连接有气体供给管232d。在气体供给管232c、232d，从气流的上游侧起依次分别设置有mfc241c、241d以及阀243c、243d。气体供给管232a～232d例如由sus等金属材料构成。
36.如图2所示，喷嘴249a、249b分别在反应管203的内壁与晶圆200之间的俯视下圆环状的空间中设置成沿着反应管203的内壁的从下部到上部，朝向晶圆200的排列方向上方立起。即，喷嘴249a、249b分别在晶圆200排列的晶圆排列区域的侧方的水平包围晶圆排列区域的区域设置成沿着晶圆排列区域。在喷嘴249a、249b的侧面分别设置有作为供给气体的供给孔的气体供给孔250a、250b。气体供给孔250a、250b分别以在俯视下与排气口233对置(相对)的方式开口，能够朝向晶圆200供给气体。从反应管203的下部到上部，设置有多个气体供给孔250a、250b。
37.从气体供给管232a经由mfc241a、阀243a、喷嘴249a向处理室201内供给作为处理气体的原料气体。
38.从气体供给管232b经由mfc241b、阀243b、喷嘴249b向处理室201内供给作为处理气体的反应气体。
39.从气体供给管232c、232d分别经由mfc241c、241d、阀243c、243d、气体供给管232a、232b、喷嘴249a、249b向处理室201内供给作为处理气体的非活性气体。
40.由气体供给管232a～232d、喷嘴249a、249b等，构成了相对于晶圆200的表面平行地供给气体且朝向中心轴吐出的气体供给机构。
41.主要由气体供给管232a、mfc241a、阀243a构成了原料气体供给系统。主要由气体供给管232b、mfc241b、阀243b构成了反应气体供给系统。主要由气体供给管232c、232d、mfc241c、241d、阀243c、243d构成了非活性气体供给系统。
42.在此，原料气体和反应气体作为成膜气体发挥作用，因此也能够将原料气体供给系统和反应气体供给系统称为成膜气体供给系统。
43.上述的各种供给系统中的任一个或全部的供给系统也可以构成为集聚阀243a～243d、mfc241a～241d等而成的集成型供给系统248。集成型供给系统248与气体供给管232a～232d的每一个连接，且构成为通过后述的控制器121控制各种气体向气体供给管232a～232d内的供给动作、即阀243a～243d的开闭动作、基于mfc241a～241d的流量调整动作等。集成型供给系统248构成为一体型或分割型的集成单元，且构成为，能够以集成单元单位相对于气体供给管232a～232d等装卸，能够以集成单元单位进行集成型供给系统248的维护、更换、增设等。
44.在反应管203的侧壁下方设置有对处理室201内的气氛进行排气的排气口233。如图2所示，排气口233在俯视下设置于隔着晶圆200与喷嘴249a、249b(气体供给孔250a、250b)对置(相对)的位置。排气口233也可以沿着反应管203的侧壁的从下部到上部、即沿着晶圆排列区域设置。在排气口233连接有排气管231。在排气管231经由作为检测处理室201内的压力的压力检测器(压力检测部)的压力传感器245及作为压力调整器(压力调整部)的apc(auto pressure controller)阀244连接有作为真空排气装置的真空泵246。apc阀244构成为，通过在使真空泵246工作的状态下将阀开闭，能够进行处理室201内的真空排气及真空排气停止，而且，在使真空泵246工作的状态下，通过基于由压力传感器245检测出的压力信息调整阀开度，能够调整处理室201内的压力。主要由排气管231、apc阀244、压力传感器245构成了排气系统(气体排气机构)。也可以将真空泵246包含在排气系统中进行考虑。
45.在歧管209的下方设置有作为能够将歧管209的下端开口气密地封闭的炉口盖体的密封帽219。密封帽219例如由sus等金属材料构成，形成为圆盘状。在密封帽219的上表面
设置有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的o型圈220b。在密封帽219的下方设置有使后述的晶圆盒217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封帽219并与晶圆盒217连接。旋转机构267构成为，通过使晶圆盒217旋转，从而使晶圆200旋转。密封帽219构成为，通过设置于反应管203的外部的作为升降机构的晶圆盒升降机115在垂直方向上升降。晶圆盒升降机115构成为，通过使密封帽219升降，将晶圆200在处理室201内外搬入及搬出(搬送)的搬送装置(搬送机构)。
46.在歧管209的下方设有在使密封帽219下降而将晶圆盒217从处理室201内搬出的状态下能够将歧管209的下端开口气密地封闭的、作为炉口盖体的挡板219s。挡板219s例如由sus等金属材料构成，形成为圆盘状。在挡板219s的上表面设置有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的o型圈220c。挡板219s的开闭动作(升降动作、转动动作等)由挡板开闭机构115s控制。
47.虽然详情后述，但作为基板保持件的晶圆盒217构成为，将多张例如25～200张晶圆200以水平姿势且以彼此中心对齐的状态沿垂直方向排列而保持多层，即，隔开间隔地排列。晶圆盒217例如由石英、sic等耐热性材料构成。在晶圆盒217的下部，呈多层地支撑有由例如石英、sic等耐热性材料构成的隔热板218。
48.在反应管203内设置有作为温度检测器的温度传感器263。基于由温度传感器263检测出的温度信息调整向加热器207的通电情况，从而使处理室201内的温度成为所希望的温度分布。温度传感器263沿着反应管203的内壁设置。
49.接着，使用图3对晶圆盒217进行详细说明。
50.晶圆盒217具有环形状的底板301、圆板形状的顶板302、大致水平地设置在底板301与顶板302之间的圆板形状的中板303、以及将底板301、顶板302以及中板303大致水平地在垂直方向上架设的多个支柱304a～304c(在本实施方式中为三个)。
51.在支柱304a～304c的顶板302与中板303之间，沿垂直方向大致水平地设置有多个作为板材的分离板400。
52.多个分离板400分别是环形状的平板部件，例如由石英等构成。分离板400的内径构成为晶圆200的外径以下，分离板400的外径构成为比晶圆200的外径大。另外，分离板400的外径比与支柱304a～304c的旋转半径对应的圆且支柱304a～304c的外切圆402大，分离板400的一部分配置在外切圆402的外侧。
53.多个分离板400分别相对于支柱304a～304c大致垂直地贯通并固定。即，多个分离板400在支柱304a～304c分别被贯通并固定，从而与晶圆盒217一体化。
54.另外，就多个分离板400而言，将支柱304a～304c各自的中心轴固定于比分离板400的外周靠内侧支柱304a～304c的直径量、且比分离板400的内周靠外侧。由此，分离板400在支柱304a～304c的外切圆402的外侧配置有预定量以上，例如，支柱304a～304c的半径以上，换言之，支柱304a～304c的宽度的一半以上。
55.另外，在分离板400的彼此之间设置有用于将晶圆200大致水平地保持的作为支撑部件的支撑销221。支撑销221构成为，从多个支柱304a～304c的每一个朝向内周大致水平地延伸，在上侧的分离板400与下侧的分离板400之间以预定的间隔(间距)支撑晶圆200。支撑销221不限于棒状，也包括通过从作为支柱304a～304c的材料的圆棒切削支撑销221以外的部分而形成的半圆状的突起。
56.接着，对气体供给孔250a、250b、分离板400以及晶圆200的位置关系进行详述。
57.图4(a)是处理室201内的喷嘴249a、249b周边的局部放大图，图4(b)是图4(a)所示的气体供给孔250a、250b周边的局部放大图。另外，图5是以水平截面表示气体供给孔250a、250b、分离板400以及晶圆200的位置关系的图。
58.多个分离板400分别配置在气体供给孔250a、250b的上下方向的排列之间，优选在顶板302与晶圆200之间、晶圆200之间、晶圆200与中板303之间与各个晶圆200大致平行地配置。另外，多个分离板400分别将一部分配置于喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间的空间。通过这样构成，能够抑制在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间的大致垂直方向且上下方向上流动的气体。
59.在多个分离板400彼此之间的位置，三根支撑销221大致水平地保持晶圆200。即，多根支撑销221在分离板400彼此之间以预定的间距保持多个晶圆200。晶圆200与在下方相邻的分离板400的距离p1和与在上方相邻的分离板400的距离p2根据移载机的末端效应器的种类来决定。
60.作为一例，如图4(b)所示，多个分离板400分别配置于作为对应的晶圆的在分离板400的上方相邻的晶圆200和在分离板400的下方相邻的晶圆200之间的、靠在上方相邻的晶圆200比靠在下方相邻的晶圆200更近的高度。即，分离板400构成为，相比与在上方相邻的晶圆200之间的距离p1，与在下方相邻的晶圆200之间的距离p2更长。通过这样构成，能够在晶圆200与该晶圆200上的分离板400之间隔开充分的间隔，因此适于吸附式、伯努利式的末端效应器。或者，若将距离p1构成为比距离p2大，则在晶圆200的下方确保用于插入载置并搬运晶圆200的移载机的末端效应器的空间，在晶圆200的上方确保用于捞起并搬运晶圆200的空间。
61.另外，气体供给孔250a、250b的上端和下端分别配置于上下相邻的分离板400间。另外，在气体供给孔250a、250b的上端与下端之间且气体供给孔250a、250b的大致中心配置有晶圆200。即，多个气体供给孔250a、250b分别配置在分离板400之间，而且配置在与多个晶圆200分别对应的位置。于是，从各个气体供给孔250a、250b对晶圆200的每一个供给气体，在晶圆200的表面形成平行的气流，对多个晶圆200的每一个高效地供给气体。
62.此外，多个分离板400分别如上述地为环状，中央开口。即，构成为，在晶圆200的上下间使空间不完全分离。由此，能够将晶圆间的间距维持得较宽，能够使气体容易在晶圆200上流动而不在晶圆200的周围迂回。另外，在膜厚变薄的晶圆中心部，流路的高度扩大到晶圆间隔，从而除了能够防止流速的降低，还能够从分离板400的中央开口补给未反应气体。
63.具体而言，从与某晶圆200对应的气体供给孔250a、250b流入的气体被分成在对应的晶圆200上与该晶圆200的正上方的分离板400之间和在对应的晶圆200下与该晶圆200的正下方的分离板400之间流动的两个流。然后，在各个分离板400的中央开口，与相对于在对应的晶圆的上下相邻的晶圆200的气体的流汇合。
64.通过这样构成，能够使从气体供给孔250a、250b供给的气体在晶圆200间流动的气体的量增加，提高从气体供给孔250a、250b供给的气体在晶圆200间流动的比例即气体流入率。另外，与使用了圆板状的分离板的情况相比，能够减少分离板400的表面积，能够抑制由分离板400带来的气体的消耗。
65.另外，多个分离板400在处理室201内，在与旋转轴255正交的面与旋转轴255同心地以预定的间隔(间距)固定排列于支柱304a～304c。即，分离板400的中心与晶圆盒217的中心轴一致，晶圆盒217的中心轴与反应管203的中心轴及旋转轴255一致。即，多个分离板400一边分别彼此隔开一定的间隔，一边保持水平姿势，并且以彼此中心对齐的状态支撑于晶圆盒217的支柱304a～304c，装载方向为反应管203的轴向。即，具备多张分离板400的晶圆盒217能够旋转地收纳于反应管203内。
66.另外，如图5所示，多个分离板400构成为，水平截面上的在喷嘴249a、249b和与支柱304a～304c的旋转半径对应的圆即外切圆402之间所占的宽度w比晶圆盒217的支柱304a～304c的宽度(在图5中为支柱304a～304c的直径d)或外切圆402与晶圆200的端部之间的距离l长。
67.即，多个分离板400分别至少一部分配置于喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间的空间的支柱304a～304c的外切圆402的外侧，且以与多个晶圆200分别大致平行的方式固定于支柱304a～304c。
68.通过这样构成，分离板400向支柱304a～304c的外侧伸出预定量以上，能够抑制沿喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间的大致垂直方向且上下方向流动的气体。因此，向晶圆200的气体供给效率提高，能够降低负载效应。特别是，能够抑制从气体供给孔250a、250b供给的气体碰到支柱304a～304c而向下流动。
69.另外，由此能够增加气体向晶圆200上的流入量，能够维持或提高面内均匀性。另外，晶圆200的上下方向的扩散被抑制，能够提高面间均匀性。
70.如图6所示，作为控制部(控制单元)的控制器121构成为具备cpu(central processing unit)121a、ram(random access memory)121b、存储装置121c、i/o端口121d的计算机。ram121b、存储装置121c、i/o端口121d构成为能够经由内部总线121e与cpu121a进行数据交换。在控制器121连接有够成为例如触摸面板等的输入/输出装置122。
71.存储装置121c例如由闪存、hdd(hard disk drive)、ssd(solid state drive)等构成。在存储装置121c内能够读取地存储有控制基板处理装置的动作的控制程序、记载有后述的基板处理的步骤、条件等的制程配方等。制程配方是将后述的基板处理中的各步骤以使控制器121执行而能够得到预定的结果的方式组合而成的，作为程序发挥功能。以下，也将制程配方、控制程序等统称地简称为程序。另外，也将制程配方简称为配方。在本说明书中使用程序这一用语的情况下，有时仅包括配方单体，有时仅包括控制程序单体，或者有时包括它们双方。ram121b构成为暂时保持由cpu121a读出的程序、数据等的存储区域(工作区)。
72.i/o端口121d与上述的mfc241a～241d、阀243a～243d、压力传感器245、apc阀244、真空泵246、温度传感器263、加热器207、旋转机构267、晶圆盒升降机115、挡板开闭机构115s等连接。
73.cpu121a构成为，能够从存储装置121c读出并执行控制程序，并且根据来自输入/输出装置122的操作命令的输入等从存储装置121c读出配方。cpu121a构成为，能够按照所读出的配方的内容，控制mfc241a～241d对各种气体的流量调整动作、阀243a～243d的开闭动作、apc阀244的开闭动作及基于压力传感器245的apc阀244的压力调整动作、真空泵246的启动及停止、基于温度传感器263的加热器207的温度调整动作、旋转机构267对晶圆盒
217的旋转及转速调整动作、晶圆盒升降机115对晶圆盒217的升降动作、挡板开闭机构115s对挡板219s的开闭动作等。
74.控制器121能够通过将存储于外部存储装置123的上述的程序安装于计算机而构成。外部存储装置123例如包括hdd等磁盘、cd等光盘、mo等光磁盘、usb存储器、ssd等半导体存储器等。存储装置121c、外部存储装置123构成为计算机可读取的存储介质。以下，也将它们统称地简称为存储介质。在本说明书中使用存储介质这一用语的情况下，有时仅包括存储装置121c单体，有时仅包括外部存储装置123单体，或者有时包括它们双方。另外，向计算机提供程序也可以不使用外部存储装置123，而使用因特网或专用线路等通信手段来进行。
75.(2)基板处理工序
76.使用上述基板处理装置，作为半导体器件(器件)的制造工序的一工序，对在作为基板的晶圆200的表面形成膜的基板处理顺序例主要使用图7进行说明。在以下的说明中，构成基板处理装置的各部的动作由控制器121控制。
77.在本说明书中，在使用“晶圆”这一用语的情况下，有时指晶圆本身，有时指晶圆与形成于其表面的预定的层、膜的层叠体。在本说明书中，在使用“晶圆的表面”这一用语的情况下，有时指晶圆本身的表面，有时指形成于晶圆上的预定的层等的表面。在本说明书中，在记载为“在晶圆上形成预定的层”的情况下，有时指在晶圆本身的表面上直接形成预定的层，有时指在形成于晶圆上的层等上形成预定的层。本说明书中使用“基板”这一用语的情况也与使用“晶圆”这一用语的情况同义。
78.(晶圆装载及晶圆盒搭载)
79.当多张晶圆200被装填(晶圆装载)于晶圆盒217时，通过挡板开闭机构115s使挡板219s移动，歧管209的下端开口开放(挡板打开)。之后，如图1所示，支撑有多张晶圆200的晶圆盒217被晶圆盒升降机115抬起而向处理室201内搬入(晶圆盒搭载)，多个晶圆200收纳于处理室201内。在该状态下，密封帽219为经由o型圈220b将歧管209的下端密封的状态。
80.(压力调整及温度调整)
81.之后，利用真空泵246进行真空排气(减压排气)，以使处理室201内、即晶圆200所存在的空间成为期望的压力(真空度)。此时，处理室201内的压力由压力传感器245测定，基于该测定的压力信息对apc阀244进行反馈控制。另外，通过加热器207进行加热，以使处理室201内的晶圆200成为期望的处理温度。此时，基于温度传感器263检测出的温度信息对向加热器207的通电情况进行反馈控制，以使处理室201内成为期望的温度分布。另外，开始利用旋转机构267使晶圆200旋转。处理室201内的排气、晶圆200的加热及旋转均至少在直至对晶圆200的处理结束的期间持续进行。
82.(成膜工序)
83.然后，依次执行以下的第一步骤～第四步骤。以下，对这些各步骤进行说明。
84.[第一步骤(原料气体供给)]
[0085]
打开阀243a，向气体供给管232a内供给原料气体。原料气体通过mfc241a进行流量调整，经由喷嘴249a向处理室201内供给，且从排气口233排出。此时，对晶圆200的表面供给原料气体(原料气体供给)。此时，也可以打开阀243c、243d，经由喷嘴249a、249b分别向处理室201内供给氮气(n2)等非活性气体。
[0086]
通过对晶圆200的表面供给原料气体，在晶圆200的表面上形成包含原料气体所含
的元素的第一层。
[0087]
作为原料气体，例如能够使用含si及卤素的气体。卤素包括氯(cl)、氟(f)、溴(br)、碘(i)等。
[0088]
[第二步骤(吹扫)]
[0089]
在从开始原料气体的供给起经过预定时间后，关闭阀243a，停止原料气体的供给。此时，保持排气管231的apc阀244打开的状态，利用真空泵246对处理室201内进行真空排气，从晶圆200上除去残留气体，将残留在处理室201内的未反应的原料气体从处理室201内排除(排气)(吹扫)。此时，打开阀243c、243d，向处理室201内供给作为吹扫气体的非活性气体。非活性气体作为吹扫气体发挥作用，从晶圆200的表面上除去残留气体，能够提高将残留在处理室201内的未反应的原料气体从处理室201内排除的效果。
[0090]
[第三步骤(反应气体供给)]
[0091]
在从开始吹扫起经过预定时间后，打开阀243b，向气体供给管232b内供给反应气体。反应气体通过mfc241b进行流量调整，经由喷嘴249b向处理室201内供给，并从排气口233排出。此时，对晶圆200的表面供给反应气体(反应气体供给)。此时，也可以打开阀243c、243d，经由喷嘴249a、249b分别向处理室201内供给非活性气体。
[0092]
通过对晶圆200的表面供给反应气体，能够使形成于晶圆200的表面上的第一层的至少一部分反应。由此，在晶圆200的表面形成第一层反应而成的第二层。
[0093]
作为反应气体，使用与原料气体反应的气体。此外，作为反应气体，在形成氧化膜系的膜的情况下，可以使用含有氧(o)的氧化气体。另外，作为反应气体，在形成氮化膜系的膜的情况下，可以使用含有氮(n)的氮化气体。
[0094]
[第四步骤(吹扫)]
[0095]
在从开始反应气体的供给开始经过预定时间后，关闭阀243b，停止反应气体的供给。然后，通过与第二步骤中的吹扫同样的处理步骤、处理条件，将残留在处理室201内的气体等从处理室201内排除(排气)(吹扫)。
[0096]
[实施预定次数]
[0097]
通过进行预定次数(n次，n为1以上的整数)将上述的第一步骤～第四步骤非同时地、即不同步地进行的循环，在晶圆200的表面上形成预定的厚度的膜。优选地，上述循环重复多次。即，优选使每一循环形成的第二层的厚度比期望的膜厚薄，反复多次上述的循环，直至通过层叠第二层，使膜的膜厚成为期望的膜厚。
[0098]
(后吹扫以及大气压复原)
[0099]
从喷嘴249a、249b分别向处理室201内供给非活性气体，并从排气口233排气。从喷嘴249a、249b供给的非活性气体作为吹扫气体发挥作用，由此，处理室201内被吹扫，残留于处理室201内的气体、反应副产物等从处理室201内被除去(后吹扫)。之后，处理室201内的气氛被置换成非活性气体(非活性气体置换)，处理室201内的压力复原到常压(大气压复原)。
[0100]
(晶圆盒卸载及晶圆释放)
[0101]
之后，通过晶圆盒升降机115使密封帽219下降，歧管209的下端开口。然后，处理完毕的晶圆200在支撑于晶圆盒217的状态下从歧管209的下端向反应管203的外部被搬出(晶圆盒卸载)。晶圆盒卸载之后，使挡板219s移动，歧管209的下端开口经由o型圈220c被挡板
219s密封(挡板关闭)。处理完毕的晶圆200在被搬出到反应管203的外部后，从晶圆盒217取出(晶圆释放)。
[0102]
(3)变形例
[0103]
上述的方式中的分离板400或气体供给机构能够如以下所示的变形例那样变形。只要没有特别说明，各变形例中的结构就与上述方式中的结构相同，省略说明。
[0104]
(变形例1)
[0105]
在变形例1中，作为多个分离板，取代使用上述的方式中的相同直径的分离板400，如图8所示，使用大径的分离板500a和小径的分离板500b。大径的分离板500a和小径的分离板500b的外径不同，但内径相同。分离板500a和分离板500b分别在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间的空间配置有一部分，且配置成与晶圆200分别大致平行。
[0106]
即，将环状的大径的分离板500a和环状的小径的分离板500b在垂直方向上交替配置并固定于支柱304a～304c。然后，将晶圆200仅载置于配置于小径的分离板500b的正上方的支撑销221。即，在配置于大径的分离板500a的正上方的支撑销221不载置晶圆200。换言之，在大径的分离板500a的上方相邻有小径的分离板500b，在小径的分离板500b的上方相邻有晶圆200，在晶圆200的上方相邻有大径的分离板500a。另外，气体供给孔250a、250b的上端和下端分别配置于大径的分离板500a与小径的分离板500b之间的与晶圆200对应的位置。
[0107]
通过使大径的分离板500a与晶圆200的上方，使小径的分离板500b与晶圆200的下方相邻，能够一边对气体的流动进行整流，一边抑制由分离板500a、500b消耗的气体的量。另外，通过对配置于支柱304a～304c的外切圆402的外侧的分离板500a、500b的宽度w分别进行调整，能够抑制在晶圆200的端部、支柱304a～304c附近产生的膜厚的变化，能够提高面内面间均匀性。
[0108]
此外，作为小径的分离板500b，对使用环状的分离板的结构进行了说明，但不限于此，小径的分离板500b也可以是圆板状或开口的环状(c字形)，也可以是将月牙状、圆弧状的板分别固定于支柱304a～304c的结构。另外，大径的分离板500a与小径的分离板500b的排列顺序也可以相反。即使在这样的情况下，也能够得到与本变形例1同样的效果。
[0109]
(变形例2)
[0110]
在变形例2中，作为气体供给机构，如图9所示，使用形成有斜着开口的气体供给孔550a、550b的喷嘴249a、249b代替上述的方式中的形成有大致水平地开口的气体供给孔250a、250b的喷嘴249a、249b。
[0111]
即，气体供给孔550a、550b分别构成为朝向斜下方。即，气体供给孔550a、550b构成为从斜上方对晶圆200的表面供给气体。气体供给孔550a、550b分别构成为配置在分离板400之间的与晶圆相对应的位置。具体而言，气体供给孔550a、550b的上端和下端构成为配置在晶圆200的上表面与在该晶圆200的上方相邻的分离板400之间。通过这样构成，从气体供给孔550a、550b向斜下方向供给的气体高效地供给到晶圆200的上表面。另外，供给到晶圆200的下表面的气体被在晶圆的下方相邻的分离板400反射，经由分离板400的中央开口供给到在下方相邻的晶圆200。由此，能够调整流入分离板400间的气体的流动，能够向晶圆200高效地供给气体。另外，能够抑制在晶圆200的端部、支柱304a～304c附近产生的膜厚的变化，提高面内面间均匀性。
[0112]
此外，作为气体供给孔550a、550b，对分别使用朝向斜下方的结构进行了说明，但并不局限于此，也可以构成为分别朝向斜上方。即，也可以构成为，气体供给孔550a、550b从斜下方对晶圆200的表面供给气体。通过这样构成，从气体供给孔550a、550b向斜上方供给的气体被在晶圆200的上方相邻的分离板400反射而供给到晶圆200上表面。即使在这样的情况下，也能够得到与本变形例2同样的效果。
[0113]
(变形例3)
[0114]
在变形例3中，如图10所示，作为气体供给机构，除了使用上述变形例2中的形成有气体供给孔550a、550b的喷嘴249a、249b，还使用分离板600代替使用分离板400。分离板600由配置于支柱304a～304c的内侧的环状的中央部600a和配置于支柱304a～304c的外侧的外周部600b构成。外周部600b是相对于中央部600a向斜上方弹起并朝向斜上方的形状。即，分离板600的外周部600b配置于喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间的空间，分离板600的中央部600a与晶圆200的每一个大致平行地配置。
[0115]
即，气体供给孔550a、550b与上述的变形例2同样地分别构成为朝向斜下方，且构成为从斜上方对晶圆200的表面供给气体。并且，气体供给孔550a、550b的上端和下端分别够成为配置于分离板600的外周部600b之间的与晶圆200对应的位置。由此，能够调整流入分离板600间的气体的流动，能够高效地向晶圆200供给气体。另外，能够抑制形成于晶圆200的端部的膜的厚度变厚，能够提高面内均匀性。此外，在本变形例3中，即使在使用了形成有上述的大致水平地开口的气体供给孔250a、250b的喷嘴249a、249b代替气体供给孔550a、550b的情况下，也能够得到同样的效果。
[0116]
(变形例4)
[0117]
在变形例4中，如图11所示，作为分离板，使用一个以上(在本变形例中为三个)的由月牙状的板构成的分离板700a～700c代替使用上述的方式中的分离板400。分离板700a～700c分别配置于喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间的空间，与各个晶圆200大致平行地配置。
[0118]
分离板700a～700c分别固定于支柱304a～304c。另外，气体供给孔250a、250b分别配置在分离板700a～700c之间的与晶圆200对应的位置。这样，仅在容易发生气体的向下流动的支柱周边分割配置分离板，能够抑制气体的向下流动，能够高效地向晶圆200供给气体。另外，通过如本变形例地将分离板分割成多个进行配置，能够使分离板700a～700c内部的应力减少，难以破损。另外，能够使分离板700a～700c变薄，制作也变得容易。另外，分离板700a～700c不限于月牙状的板，即使是圆弧状的板等在周向上被分割开的形状，也能够得到同样的效果。
[0119]
(变形例5)
[0120]
在变形例5中，如图12和图13所示，反应管203由外管205和内管204构成。喷嘴249a、249b的垂直部设置于形成为向内管204的径向外侧突出且沿铅垂方向延伸的通道形状(槽形状)的供给室201a的内部。而且，在处理室201内具备在支柱304a～304c分别固定的移动分离板800和在供给室201a内的喷嘴249a、249b分别固定的固定分离板900a、900b。
[0121]
如图12所示，移动分离板800由支柱304a～304c附近的宽度比其他部分的宽度宽(外径大)且支柱304b～304c周边以月牙状突出的环状的平板构成。另外，移动分离板800具有比晶圆200的外径大的内径，在支柱304a～304c的外周侧分别沿大致垂直方向固定有多
个。即，移动分离板800配置于喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间，且分别固定为能够在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间旋转。另外，移动分离板800的外周侧分别具有在晶圆盒217被搬入内管204内时能够避开后述的固定分离板900a、900b通过的宽度减小部或切口。在本例中，月牙状突出部以外的部分相当于宽度减小部，也可以说，宽度减小部或切口避开支柱304b～304c的附近而形成。
[0122]
如图12及图13所示，固定分离板900a、900b在作为气体供给机构的喷嘴249a、249b分别沿大致垂直方向固定有多个。固定分离板900a、900b配置在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间，且分别固定为在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间不能旋转。另外，固定分离板900a、900b也可以分别固定于反应管203。这样，通过将固定分离板900a、900b不能旋转地固定设置于处理室201内，能够抑制从气体供给孔250a、250b刚供给的气体向下流动。
[0123]
另外，如图13所示，气体供给孔250a、250b分别配置在移动分离板800间。另外，气体供给孔250a、250b分别配置在紧挨着固定分离板900a、900b的上方。即，构成为，在移动分离板800之间分别配置有气体供给孔250a、250b和固定分离板900a、900b。另外，固定分离板900a、900b构成为，以伸出至比内管204的内周面靠内管204的中心侧的方式，与移动分离板800、晶圆200大致平行地配置。另外，气体供给孔250a、250b分别形成于与晶圆200对应的位置。即，在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间分别配置有移动分离板800和固定分离板900a、900b。通过这样构成，从气体供给孔250a、250b喷出的气体在沿着固定分离板900a、900b流动后，大部分直接直行流入晶圆200的表面上。在气体供给孔250a、250b与支柱304a～304c对置(面对)的情况下，与支柱304a～304c碰撞的气体被移动分离板800限制气体的向下流动，因此被整流为绕过支柱304a～304c的水平的流动。因此，能够对晶圆200高效地供给气体。
[0124]
另外，如图13所示，移动分离板800分别配置于在上方相邻的晶圆200与在下方相邻的晶圆200之间的、靠在下方相邻的晶圆200比靠在上方相邻的晶圆200更近的高度。即，移动分离板800构成为，与在下方相邻的晶圆200之间的距离比与在上方相邻的晶圆200之间的距离短。由此，在晶圆200的下方确保用于将晶圆200捞起搬送的空间。即，能够在晶圆200与该晶圆200下的移动分离板800之间隔开充分的间隔，因此能够使用捞起式的移载机。
[0125]
(变形例6)
[0126]
在变形例6中，如图14所示，作为分离板，使用固定于反应管203内的固定分离板1000代替使用上述的方式中的分离板400。
[0127]
即，在喷嘴249a、249b周边具备固定于反应管203内的固定分离板1000。在固定分离板1000形成有喷嘴249a、249b分别贯通的孔，在这些孔配设有喷嘴249a、249b。固定分离板1000在反应管203内大致水平地沿大致垂直方向配设有多个。另外，固定分离板1000构成为分别配置在喷嘴249a、249b的气体供给孔250a、250b之间。即，气体供给孔250a、250b分别配置在固定分离板1000之间。固定分离板1000将一部分配置在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间，且分别不能旋转地固定在喷嘴249a、249b与晶圆盒217之间。通过这样构成，能够得到与上述方式同样的效果。
[0128]
＜其他方式＞
[0129]
以上对本公开的各种典型的实施方式以及变形例进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式，也能够适当组合使用。
[0130]
例如，在上述方式中，对使分离板400的内径为晶圆200的外径以下的结构进行了说明，但不限于此，也可以使分离板400的内径比晶圆200的外径大。即，也可以使分离板400不贯通支柱304a～304c，而固定于支柱304a～304c。
[0131]
另外，在上述方式中，使用在支撑销221上载置晶圆200的例子进行了说明，但不限于此，也可以在形成于支柱304a～304c的支撑槽载置晶圆200，也可以在分离板上载置晶圆200。
[0132]
此外，针对特定本公开的实施方式以及变形例详细地进行了说明，但本公开并不限定于该实施方式以及变形例，对于本领域技术人员而言，显然能够在本公开的范围内采取其他各种实施方式。
[0133]
符号说明
[0134]
10—基板处理装置，200—晶圆(基板的一例)，201—处理室，217—晶圆盒(基板保持件的一例)，304a～304c—支柱，221—支撑销(支撑部件的一例)，249a、249b—喷嘴(气体供给机构的一例)，250a、250b、550a、550b—气体供给孔，400、500a、500b、600、700a、700b、700c、800、900a、900b、1000—分离板。

技术特征：
1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：基板保持件，其保持多个基板；反应管，其收纳所述基板保持件；气体供给机构，其具有与所述多个基板分别对应的多个供给孔，且对所述多个基板分别供给气体；以及多个板材，其至少一部分配置于所述气体供给机构与所述基板保持件之间，且与所述多个基板分别大致平行地设置。2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别为环状。3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别由一个以上的月牙状或圆弧状的板构成。4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别配置在靠在上方相邻的基板比靠在下方相邻的基板近的高度。5.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材由交替配置的多个大径的板材和多个小径的板材构成，所述基板仅配置于所述小径的板材的正上方。6.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别固定于所述基板保持件的多个支柱。7.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别固定在所述气体供给机构与所述基板保持件之间。8.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板保持件的多个支柱各自的中心轴比所述多个板材的外周靠内侧支柱的直径的量，且比所述多个板材的内周靠外侧。9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个供给孔分别构成为朝向斜下方。10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材是分别配置于所述气体供给机构与所述基板保持件之间的外周部分别朝向斜上方的形状。11.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别固定于所述气体供给机构。12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别构成为，水平截面中的在所述气体供给机构与对应于所述基板保持件的旋转半径的圆之间所占的宽度大于所述基板保持件的支柱的宽度或所述圆与基板的端部之间的距离。13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材分别配置在靠在下方相邻的基板比靠在上方相邻的基板近的高度。14.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材具有：分别固定于所述基板保持件的多个支柱的移动板材；以及分别固定于所述气体供给机构或所述反应管的固定板材，
所述移动板材分别具有在将所述基板保持件搬入所述反应管内时能够避开所述固定板材通过的宽度减小部或切口。15.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述多个板材形成为，所述基板保持件的多个支柱附近的宽度比其他部分的宽度宽。16.一种基板保持件，其特征在于，具备：多个支柱；多个支撑部件，其从所述多个支柱朝向内周延伸，载置多个基板；以及多个板材，其至少一部分配置于与所述多个支柱的旋转半径对应的圆的外侧，且以与所述多个基板分别大致平行的方式分别固定于所述多个支柱。17.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：将保持于基板保持件的多个基板收纳于反应管内的工序；在至少一部分与所述多个基板分别大致平行地配置的多个板材设于气体供给机构与所述基板保持件之间的状态下，具有与所述多个基板分别对应的多个供给孔的所述气体供给机构对所述基板分别供给气体的工序；以及将供给到所述基板的气体排出的工序。18.一种程序，其特征在于，通过计算机使基板处理装置执行以下步骤：将保持于基板保持件的多个基板收纳于反应管内；在至少一部分与所述多个基板分别大致平行地配置的多个板材设于气体供给机构与所述基板保持件之间的状态下，具有与所述多个基板分别对应的多个供给孔的所述气体供给机构对所述基板分别供给气体；以及将供给到所述基板的气体排出。

技术总结
本发明一边维持或提高面内均匀性，一边提高处理气体的供给效率。本发明具备：基板保持件，其保持多个基板；反应管，其收纳基板保持件；气体供给机构，其具有与多个基板分别对应的多个供给孔，且对多个基板分别供给气体；以及多个板材，其至少一部分配置于气体供给机构与基板保持件之间，且与多个基板分别大致平行地设置。地设置。地设置。


技术研发人员：森田慎也 中岛诚世 阿部贤卓 村田慧 齐藤泰亮
受保护的技术使用者：株式会社国际电气
技术研发日：2020.12.21
技术公布日：2023/8/24