TW202418398A - 基板處理裝置，氣體噴嘴，半導體裝置的製造方法及程式 - Google Patents

基板處理裝置，氣體噴嘴，半導體裝置的製造方法及程式 Download PDF

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奥田和幸
今村友紀
野田孝暁
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日商國際電氣股份有限公司
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本發明提供一種基板處理裝置，氣體噴嘴，半導體裝置的製造方法及程式，其能夠抑制堆積物向處理容器內的構件的表面的附著。具備：處理容器，其收納基板；第一噴嘴，其在側面設置有第一排出孔，該第一排出孔朝向處理容器內的排列基板的基板排列區域開口；第二噴嘴，其在側面設置有第二排出孔，該第二排出孔朝向第一噴嘴的側面中的與第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及與第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面與處理容器的內壁面之間的空間中的至少任意一方開口；原料氣體供給系統，其構成為經由第一噴嘴向處理容器內供給原料氣體；以及惰性氣體供給系統，其構成為經由第二噴嘴向處理容器內供給惰性氣體。

Description

基板處理裝置，氣體噴嘴，半導體裝置的製造方法及程式
本發明涉及基板處理裝置，氣體噴嘴，半導體裝置的製造方法及程式。
作為半導體裝置的製造步驟的一個步驟，有時進行對處理容器內的基板進行處理的步驟，例如向收容在處理容器內的基板供給氣體來在基板上形成膜的步驟(例如參照專利文獻1等)。此時，當堆積物附著在處理容器內的構件的表面，例如供給原料等的噴嘴的外側表面時，有時因該堆積物而產生異物(顆粒)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2013-225655號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種能夠抑制堆積物向處理容器內的構件的表面附著的技術。 [解決問題之技術手段]
根據本發明的一個方式，提供一種技術，其具備：處理容器，其收納基板；第一噴嘴，其在側面設置有第一排出孔，該第一排出孔朝向前述處理容器內的排列基板的基板排列區域開口；第二噴嘴，其在側面設置有第二排出孔，該第二排出孔朝向前述第一噴嘴的前述側面中的與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面以及與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面與前述處理容器的內壁面之間的空間中的至少任意一方開口；原料氣體供給系統，其構成為經由前述第一噴嘴向前述處理容器內供給原料氣體；以及惰性氣體供給系統，其構成為經由前述第二噴嘴向前述處理容器內供給惰性氣體。 [發明之效果]
根據本發明，能夠抑制堆積物向處理容器內的構件的表面的附著。
＜本發明的一個方式＞
以下，主要參照圖1～圖5對本發明的一個方式進行說明。此外，在以下的說明中使用的附圖均是示意性的，附圖所示的各要素的尺寸的關係、各要素的比例等未必與現實的情況一致。另外，在多個附圖之間，各要素的尺寸的關係、各要素的比例等也未必一致。
(1)基板處理裝置的結構 如圖1所示，處理爐202具有作為溫度調整器(加熱部)的加熱器207。加熱器207為圓筒形狀，藉由支承在保持板而垂直地安裝。加熱器207也作為利用熱使氣體活化(激發氣體)的活化機構(激發部)發揮功能。
在加熱器207的內側，與加熱器207同心圓狀地配置了構成處理容器的反應管203。反應管203例如由石英(SiO2)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料構成，形成為上端封閉而下端開口的圓筒形狀。在反應管203的下方，與反應管203同心圓狀地配置了歧管209。在反應管203的筒中空部形成有處理室201。處理室201構成為能夠在與晶圓200的表面垂直的方向上以預定間隔排列配置(收容)多個作為基板的晶圓200。在該處理室201內對晶圓200進行處理。反應管203的頂部(上端部)形成為圓頂形狀。
在處理室201內，以貫通反應管203下部的方式分別設置有作為第一～第三供給部的噴嘴249a、249b、249c。噴嘴249b設置成能夠對反應管203進行裝卸。也將噴嘴249a～249c分別稱為第一～第三噴嘴。噴嘴249a～249c例如由石英或SiC等耐熱性材料構成。對噴嘴249a～249c分別連接了氣體供給管232a～232c。噴嘴249a～249c分別是不同的噴嘴。
此外，可以在反應管203的下方設置用於支承反應管203的金屬製的歧管，將各噴嘴設置為貫通該金屬製的歧管的側壁。在該情況下，可以在該金屬製的歧管進一步設置後述的排氣管231。另外，在該情況下，排氣管231也可以不設置在金屬製的歧管，而設置在反應管203的下部。這樣，可以使處理爐202的爐口部為金屬製，在該金屬製的爐口部安裝噴嘴等。
在氣體供給管232a～232c，從氣流的上游側起按順序分別設置有作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)241a～241c以及作為開閉閥的閥243a～243c。在氣體供給管232a的相對於閥243a的下游側連接了氣體供給管232d。在氣體供給管232a的相對於與氣體供給管232d的連接部位的下游側連接了氣體供給管232f。在氣體供給管232b的相對於閥243b的下游側連接了氣體供給管232e。在氣體供給管232c的相對於閥243c的下游側連接了氣體供給管232g。在氣體供給管232d～232g，從氣流的上游側起按順序分別設置了MFC241d～241g以及閥243d～243g。氣體供給管232a～232g例如由SUS等金屬材料構成。
如圖2所示，噴嘴249a～249c在反應管203的內壁與晶圓200之間的俯視時呈圓環狀的空間，以從反應管203的內壁的下部沿著上部朝向晶圓200的排列方向上方立起的方式分別設置。即，噴嘴249a～249c在排列有晶圓200的晶圓排列區域的側方的、水平地包圍晶圓排列區域的區域，沿著晶圓排列區域的晶圓排列方向分別設置。
在噴嘴249a的側面，沿著晶圓排列區域的晶圓排列方向設有用於排出(供給)氣體的第一排出孔(第一供給口)。第一排出孔成為包含多個氣體排出孔250a的形狀。從晶圓排列方向上的一端側到另一端側設置有多個氣體排出孔250a。氣體排出孔250a以朝向反應管203的中心的方式，即以朝向晶圓排列區域的方式開口，能夠朝向晶圓200供給氣體。多個氣體排出孔250a分別由例如圓形、橢圓形的孔構成。關於氣體排出孔的形狀，後述的第二排出孔～第八排出孔、上部排出孔也是同樣的。
在噴嘴249b的側面，沿著晶圓排列區域的晶圓排列方向設有用於排出氣體的第二排出孔(第二供給口)。第二排出孔成為包含多個氣體排出孔250b1的形狀。從晶圓排列方向上的一端側到另一端側設有多個氣體排出孔250b1。如圖2所示，氣體排出孔250b1朝向以下兩者中的至少任意一個開口：(i)噴嘴249a的側面中與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面(即，噴嘴249a的對於處理室201內露出的外表面中的、在噴嘴249a的周向上與設有氣體排出孔250a的面不同的面，以下也簡稱為「氣體排出孔非設置面」)；以及(ii)噴嘴249a的氣體排出孔非設置面與反應管203的內壁面之間的空間(間隙)。例如，氣體排出孔250b1能夠朝向噴嘴249a的側面中在噴嘴249a的徑向上與氣體排出孔250a的設置範圍相反一側的側面(以下，也稱為噴嘴249a的背面)開口，朝向噴嘴249a的背面側排出氣體。此外，氣體排出孔250b1不設置在與晶圓排列區域相對的位置。即，噴嘴249b構成為不具備朝向晶圓排列區域開口的氣體排出孔，不朝向晶圓排列區域供給氣體。
在噴嘴249b的頂端(上端部)設有作為上部排出孔(上部供給口)的氣體排出孔250b2。如上所述，反應管203的頂部形成為圓頂狀。在反應管203內沿垂直方向排列配置有多張晶圓200的狀態下，形成由反應管203的頂部的內壁與多張晶圓200中的配置在上端部的晶圓200包夾的部分的反應管203內的空間(以下，也稱為上部圓頂空間)。氣體排出孔250b2以朝向晶圓排列區域的上方空間，即上部圓頂空間的方式開口，能夠朝向上部圓頂空間高效地排出氣體。氣體排出孔250b2的開口面積比氣體排出孔250b1各自的開口面積大。
在噴嘴249c的側面，沿著晶圓排列方向設有排出氣體的第三排出孔(第三供給口)。第三排出孔成為包含多個氣體排出孔250c的形狀。從晶圓排列區域的晶圓排列方向上的一端側到另一端側設有多個氣體排出孔250c。如圖2所示，氣體排出孔250c以朝向後述的緩衝室237的中心的方式開口。
如圖2所示，噴嘴249a、249b分別設在沿著排列在晶圓排列區域的晶圓200的周向彼此相鄰的位置。具體而言，噴嘴249a、249b分別配置在如下位置：在俯視時，連接晶圓200的中心和噴嘴249a的中心的直線(第一直線)與連接晶圓200的中心和噴嘴249b的中心的直線(第二直線)所成的中心角θ(相對於以噴嘴249a、249b的各中心為兩端的圓弧的中心角θ)成為銳角，例如成為10˚～30˚，優選成為10˚～20˚的範圍內的角度的位置。
噴嘴249c設在作為氣體分散空間的緩衝室237內。在反應管203的內壁與晶圓200之間的圓環狀的空間，且在反應管203內壁的下部到上部的部分，沿著晶圓200的排列方向設有緩衝室237。即，在晶圓排列區域的側方的水平包圍晶圓排列區域的區域中，以沿著晶圓排列區域的方式設有緩衝室237。在緩衝室237的與晶圓200相鄰的壁的端部設有排出氣體的氣體排出孔238。氣體排出孔238以朝向晶圓排列區域的方式開口，能夠朝向晶圓200排出氣體。從晶圓排列區域的晶圓排列方向上的一端側到另一端側設有多個氣體排出孔238。
從氣體供給管232a經由MFC241a、閥243a、噴嘴249a向處理室201內供給原料。原料作為成膜劑之一而使用。
從氣體供給管232c經由MFC241c、閥243c、噴嘴249c向處理室201內供給反應體。反應體作為成膜劑之一而使用。
從氣體供給管232d經由MFC241d、閥243d、噴嘴249a向處理室201內供給第一清潔氣體。第一清潔氣體作為清洗劑之一而使用。
從氣體供給管232e經由MFC241e、閥243e、噴嘴249b向處理室201內供給與清潔氣體反應的添加氣體。添加氣體其單體不發揮清潔作用，但藉由與第一清潔氣體反應而生成預定的活性種，起到提高第一清潔氣體的清潔作用的作用。添加氣體作為清洗劑之一而使用。
從氣體供給管232b、232f、232g經由MFC241b、241f、241g、閥243b、243f、243g、噴嘴249a～249c向處理室201內供給惰性氣體。惰性氣體作為排淨氣體、載氣、稀釋氣體等發揮作用。
主要由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成原料供給系統(原料氣體供給系統)。主要由氣體供給管232c、閥243c構成反應體供給系統(反應氣體供給系統)。主要由氣體供給管232d、閥243d構成第一清潔氣體供給系統。主要由氣體供給管232e、閥243e構成添加氣體供給系統。主要由氣體供給管232b、232f、232g、閥243b、243f、243g構成惰性氣體供給系統。也將原料供給系統以及反應體供給系統各自或全部稱為成膜劑供給系統。也將第一清潔氣體供給系統和添加氣體供給系統各自或全部稱為清潔劑供給系統。
上述各種供給系統中的任意一個或全部供給系統也可以構成為集成了閥243a～243g、MFC241a～241g等的集成型供給系統248。集成型供給系統248分別與氣體供給管232a～232g連接，並藉由後述的控制器121來控制向氣體供給管232a～232g內供給各種物質(各種氣體)的供給動作，即閥243a～243g的開閉動作、由MFC241a～241g進行的流量調節動作等。集成型供給系統248構成為一體型或分割型的集成單元，能夠以集成單元為單位對於氣體供給管232a～232g等進行裝卸，能夠以集成單元為單位進行集成型供給系統248的維護、更換、增設等。
如圖2所示，在緩衝室237內，從反應管203內壁的下部到上部，以朝向晶圓200的排列方向的上方立起的方式分別設置了由導電體構成且具有細長結構的2根棒狀電極269、270。棒狀電極269、270分別與噴嘴249c平行地設置。棒狀電極269、270藉由從上部到下部被電極保護管275覆蓋而分別被保護。棒狀電極269、270的任意一方經由匹配器272與高頻電源273連接，另一方與作為基準電位的接地連接。在此，棒狀電極269經由匹配器272與高頻電源273連接，棒狀電極270與作為基準電位的接地連接。經由匹配器272從高頻電源273向棒狀電極269、270之間施加高頻(RF)電力，由此在棒狀電極269、270之間的電漿生成區域224生成電漿。
電極保護管275成為能夠將棒狀電極269、270分別在與緩衝室237內的氣氛隔離的狀態下***緩衝室237內的構造。如果電極保護管275的內部的氧(O2)濃度與外部空氣(大氣)的O2濃度為相同程度，則分別***到電極保護管275內的棒狀電極269、270會因加熱器207的熱而被氧化。因此，在電極保護管275的內部填充惰性氣體，或者使用惰性氣體排淨機構利用惰性氣體對電極保護管275的內部進行排淨，從而能夠降低電極保護管275內部的O2濃度，防止棒狀電極269、棒狀電極270的氧化。
主要藉由棒狀電極269、270、電極保護管275來構成將氣體激發(活化)為電漿狀態的電漿激發部(活化機構)。也可以考慮將匹配器272、高頻電源273包含在電漿激發部中。另外，也可以考慮將緩衝室237包含在激發部中。
在反應管203的側壁下方設有對處理室201內的氣氛進行排氣的排氣口231a。排氣口231a也可以從反應管203的側壁的下部到上部，即沿著晶圓排列區域來設置。在排氣口231a連接有排氣管231。在排氣管231上經由作為用於檢測處理室201內的壓力的壓力檢測器(壓力檢測部)的壓力感測器245以及作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller：自動壓力控制器)閥244，連接了作為真空排氣裝置的真空泵246。APC閥244構成為藉由在使真空泵246工作的狀態下對閥進行開閉，能夠進行處理室201內的真空排氣及真空排氣停止，並且，藉由在使真空泵246工作的狀態下基於由壓力感測器245檢測到的壓力信息來調節閥開度，能夠調整處理室201內的壓力。主要由排氣管231、APC閥244、壓力感測器245構成排氣系統。也可以考慮將真空泵246包含在排氣系統中。
在反應管203的下方設有能夠氣密地封閉反應管203的下端開口的作為爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219例如由SUS等金屬材料構成，形成為圓盤狀。在密封蓋219的上表面設有與反應管203的下端抵接的作為密封構件的O形環220。在密封蓋219的下方設置有使後述的晶舟217旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267的旋轉軸255貫通密封蓋219而與晶舟217連接。旋轉機構267構成為藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉。密封蓋219構成為藉由設置在反應管203外部的作為升降機構的晶舟升降機115而在垂直方向上升降。晶舟升降機115構成為藉由使密封蓋219升降而將晶圓200向處理室201內外搬入及搬出(搬送)的搬送裝置(搬送機構)。
作為基板支承件的晶舟217構成為將多張例如25張～200張晶圓200以水平姿勢且在彼此中心對齊的狀態下沿垂直方向排列從而多層地支承晶圓，即，隔開間隔地排列晶圓。晶舟217例如由石英、SiC等耐熱性材料構成。在晶舟217的下部多層地支承了例如由石英、SiC等耐熱性材料構成的隔熱板218。
在反應管203內設置有作為溫度檢測器的溫度感測器263。基於由溫度感測器263檢測出的溫度信息來調整向加熱器207的通電情況，由此處理室201內的溫度成為期望的溫度分佈。溫度感測器263沿著反應管203的內壁而設置。
如圖3所示，作為控制部(控制單元)的控制器121構成為具備CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)121a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d的電腦。RAM121b、記憶裝置121c、I/O埠121d構成為能夠經由內部匯流排121e與CPU121a進行資料交換。在控制器121連接了例如構成為觸控面板等的輸入輸出裝置122。另外，能夠將外部記憶裝置123與控制器121連接。
記憶裝置121c例如由快閃記憶體、HDD (Hard Disk Drive，硬碟機)、SSD(Solid State Drive，固態硬碟)等構成。在記憶裝置121c內以能夠讀取的方式記錄並記憶了用於控制基板處理裝置的動作的控制程式、記載了後述的基板處理的步驟、條件等的工藝製程等。工藝製程是以能夠藉由控制器121使基板處理裝置執行後述的基板處理中的各步驟並取得預定結果的方式組合而成的，作為程式發揮功能。以下，也將工藝製程、控制程式等統稱為程式。另外，也將工藝製程簡稱為製程。在本說明書中使用了程式這樣的用語時，存在僅包含製程單體的情況、僅包含控制程式單體的情況、或者包含這兩者的情況。RAM121b構成為暫時保持由CPU121a讀出的程式、資料等的記憶區域(工作區域)。
I/O埠121d與上述的MFC241a～241g、閥243a～243g、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、溫度感測器263、加熱器207、旋轉機構267、晶舟升降機115等連接。
CPU121a構成為能夠從記憶裝置121c讀出控制程式並執行該控制程式，並且根據來自輸入輸出裝置122的操作命令的輸入等從記憶裝置121c讀出製程。CPU121a構成為能夠按照所讀出的製程的內容，控制MFC241a～241g對各種物質(各種氣體)的流量調整動作、閥243a～243g的開閉動作、APC閥244的開閉動作以及基於壓力感測器245的APC閥244的壓力調整動作、真空泵246的起動及停止、基於溫度感測器263的加熱器207的溫度調整動作、旋轉機構267對晶舟217的旋轉及旋轉速度調節動作、晶舟升降機115對晶舟217的升降動作等。
控制器121能夠藉由將記錄並記憶在外部記憶裝置123的上述程式安裝在電腦而構成。外部記憶裝置123例如包含HDD等磁碟、CD等光碟、MO等磁光碟、USB記憶體或SSD等半導體記憶體等。記憶裝置121c、外部記憶裝置123構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，也將它們統稱為記錄媒體。在本說明書中使用記錄媒體這樣的用語時，有時僅包含記憶裝置121c單體，有時僅包含外部記憶裝置123單體，或者有時包含這兩者。此外，也可以不使用外部記憶裝置123，而使用網際網路、專用線路等通訊單元來向電腦提供程式。
(2)基板處理步驟 主要使用圖4，對於作為半導體裝置的製造步驟的一個步驟，使用上述基板處理裝置來處理基板的方法，即在作為基板的晶圓200上形成膜的處理順序的例子進行說明。在以下的說明中，構成基板處理裝置的各部的動作由控制器121控制。
在圖4所示的本方式的處理順序中，具有藉由將非同時地進行(a)對處理容器內的晶圓200供給原料的步驟(原料供給步驟)和(b)對處理容器內的晶圓200供給反應體的步驟(反應體供給步驟)的循環進行預定次數(n次，n為1以上的整數)，在晶圓200上形成膜的步驟，在(a)中，從與供給原料的噴嘴249a不同的噴嘴249b，向(i)噴嘴249a的側面中的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面、和(ii)與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的至少任意一方供給惰性氣體。
此外，在圖4所示的處理順序中，表示了在(a)中，從噴嘴249a對處理容器內的晶圓200供給原料，從與噴嘴249a不同的噴嘴249b，朝向(i)噴嘴249a側面中的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面、以及(ii)噴嘴249a的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的至少任意一方供給惰性氣體的例子。
另外，在圖4中，為了方便，將噴嘴249a～249c分別表示為R1～R3。各噴嘴的表述在表示後述的清潔順序的圖5中也是相同的。
在本說明書中，為了方便，有時也如以下那樣示出這樣的處理順序(氣體供給順序)。在以下的其他方式、變形例等的說明中，也使用同樣的表述。
(R1：原料→R3：電漿激發反應體)×n
在圖4所示的處理順序中，示出了將依次進行(a)、(b)的循環執行預定次數(n次)的例子。此時，n為1以上的整數。在圖4中，進一步示出了在進行(a)之後且進行(b)之前，利用惰性氣體對晶圓200所在的空間(處理容器內)進行排淨的例子。另外，在進行多次循環的情況下，也可以在進行(b)之後且進行(a)之前，利用惰性氣體對處理容器內進行排淨。藉由這些中的至少任意一種，能夠抑制處理容器內的各氣體的混合、由此引起的不希望的反應、顆粒的產生等。
本說明書中使用的「晶圓」這樣的用語有時是指晶圓本身，有時是指晶圓與在其表面形成的預定的層、膜的層疊體。本說明書中使用的「晶圓的表面」一詞有時是指晶圓本身的表面，有時是指在晶圓上形成的預定的層等的表面。在本說明書中記載為「在晶圓上形成預定的層」的情況下，有時意味著在晶圓本身的表面上直接形成預定的層，有時意味著在形成在晶圓上的層等上形成預定的層。在本說明書中使用「基板」這一詞的情況也與使用「晶圓」這一詞的情況同義。
本說明書中使用的「劑」這一用語包括氣體狀物質和液體狀物質中的至少任意一個。液體狀物質包含霧狀物質。即，成膜劑(原料、反應體)可以包含氣體狀物質，也可以包含霧狀物質等液體狀物質，還可以包含這兩者。
本說明書中使用的「層」這一用語包括連續層和不連續層中的至少任意一個。在後述的各步驟中形成的層可以包含連續層，也可以包含不連續層，還可以包含這兩者。
(晶圓填充及晶舟裝載) 在將多張晶圓200裝填到了晶舟217(晶圓填充)時，如圖1所示，支承了多張晶圓200的晶舟217被晶舟升降機115抬起而搬入到處理室201內(晶舟裝載)。在該狀態下，密封蓋219成為經由O形環220將反應管的下端密封的狀態。這樣，在處理室201內準備晶圓200。
(壓力調整以及溫度調整) 在晶舟裝載結束後，藉由真空泵246進行真空排氣(減壓排氣)，以使處理室201內，即晶圓200所在的空間成為所希望的壓力(真空度)。此時，處理室201內的壓力由壓力感測器245測定，基於該測定出的壓力信息對APC閥244進行回授控制。另外，藉由加熱器207進行加熱，以使處理室201內的晶圓200成為所期望的處理溫度。此時，基於溫度感測器263檢測出的溫度信息對於向加熱器207的通電情況進行回授控制(溫度調整)，以使處理室201內成為所希望的溫度分佈。另外，開始基於旋轉機構267的晶圓200的旋轉。處理室201內的排氣、晶圓200的加熱及旋轉均至少在直到對晶圓200的處理結束為止的期間內持續進行。
(成膜步驟) 然後，按順序實施接下來的原料供給步驟、反應體供給步驟。
[原料供给步骤] 在本步驟中，對晶圓200供給原料(原料氣體)作為成膜劑。
具體而言，打開閥243a，使原料流向氣體供給管232a內(步驟A)。原料由MFC241a進行流量調整，分別經由設置在噴嘴249a的側面的多個氣體排出孔250a向處理室201內供給，並從排氣口231a排氣。此時，從晶圓200的側方對晶圓200供給原料(原料供給)。
另外，在向處理室201內供給原料的期間(步驟A的實施過程中)，打開閥243b，使惰性氣體以第一流量向氣體供給管232b內流動(步驟A’)。惰性氣體由MFC241b進行流量調整，經由設置在噴嘴249b的側面的多個氣體排出孔250b1的每一個和設置在噴嘴249b前端的氣體排出孔250b2向處理室201內供給，並從排氣口231a排氣。
另外，在步驟A的實施過程中，也可以打開閥243f、243g，分別經由設置在噴嘴249a、249c的側面的多個氣體排出孔250a、250c向處理室201內供給惰性氣體。
作為在原料供給步驟中供給原料時的處理條件，示例了如下條件： 處理溫度：0℃～700℃，優選室溫(25℃)～550℃，更優選40℃～500℃ 處理壓力：1～2666Pa，優選665～1333Pa 原料供給流量：1～6000sccm、優選2000～3000sccm 惰性氣體供給流量(氣體供給管232b、第一流量)：300～8000sccm 惰性氣體供給流量(氣體供給管232a、232c的每一個)：0～10000sccm 各氣體供給時間：1～10秒、優選1～3秒
此外，本說明書中的「0℃～700℃」這樣的數值範圍的表述是指下限值和上限值包含在該範圍內。因此，例如，「0℃～700℃」是指「0℃以上且700℃以下」。對於其他數值範圍也是同樣的。另外，本說明書中的處理溫度是指晶圓200的溫度或處理室201內的溫度，處理壓力是指處理室201內的壓力。另外，處理時間是指持續該處理的時間。另外，在供給流量包含0sccm的情況下，0sccm是指不供給該物質(氣體)的情況。這些在以下的說明中也是同樣的。
在上述的處理條件下對晶圓200例如供給氯矽烷系氣體來作為原料，由此在作為基底的晶圓200的最表面上形成包含Cl的含Si層。包含Cl的含Si層藉由氯矽烷系氣體的分子向晶圓200的最表面的物理吸附和化學吸附、氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子向晶圓200的最表面的物理吸附和化學吸附、基於氯矽烷系氣體熱分解的Si的堆積等而形成。包含Cl的含Si層可以是氯矽烷系氣體的分子、氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子的吸附層(物理吸附層、化學吸附層)，也可以是包含Cl的Si的堆積層。在本說明書中，也將包含Cl的含Si層簡稱為含Si層。此外，在上述的處理條件下，氯矽烷系氣體的分子、氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子向晶圓200的最表面的物理吸附、化學吸附占主導地位地(優先地)產生，由氯矽烷系氣體的熱分解而產生的Si的堆積稍微產生或幾乎不產生。即，在上述的處理條件下，含Si層壓倒性地大量包含氯矽烷系氣體的分子、氯矽烷系氣體的一部分分解而成的物質的分子的吸附層(物理吸附層、化學吸附層)，稍微包含或幾乎不包含含有Cl的Si的堆積層。
在原料供給步驟中，在從噴嘴249a向處理室201內供給原料的期間，使用具備氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內排出惰性氣體，其中，氣體排出孔250b1朝向(i)噴嘴249a的側面中的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面、以及(ii)噴嘴249a的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的至少任意一方開口。即，與步驟A並行地實施步驟A’。由此，在步驟A的實施過程中，能夠利用惰性氣體對噴嘴249a的側面(例如，噴嘴249a的側面中的氣體排出孔250a的設置範圍以外的面)進行排淨。其結果，能夠抑制在噴嘴249a的側面(外側表面)附著原料、原料分解而成的物質等(以下，有時簡稱為「原料來源物質」)。另外，藉由抑制原料等物質附著在噴嘴249a的側面，在後述的反應體供給步驟中，能夠抑制附著在噴嘴249a的側面的原料來源物質與反應體發生反應。由此，能夠抑制藉由原料來源物質與反應體反應而產生的物質附著在噴嘴249a的側面。即，能夠抑制原料來源物質、以及原料等物質與反應體進行反應而產生的物質附著在噴嘴249a的側面而在此形成堆積物的情況。其結果，能夠抑制由堆積物引起的顆粒的產生等，最終能夠抑制在晶圓200上形成的膜品質的降低等。
另外，將噴嘴249a、249b分別設置在沿著晶圓200的周向彼此相鄰的位置。由此，能夠利用從噴嘴249b(噴嘴249b所具備的氣體排出孔250b1)排出的惰性氣體可靠地排淨噴嘴249a的側面。這一點在後述的反應體供給步驟中也是相同的。
另外，在步驟A’中，使用具備從晶圓排列方向上的一端側到另一端側設置的多個氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內排出惰性氣體。由此，能夠從晶圓排列方向上的一端側到另一端側對噴嘴249a的側面進行排淨。這一點在後述的反應體供給步驟中也是相同的。
另外，在步驟A’中，使用具備朝向噴嘴249a的背面開口的氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內排出惰性氣體。由此，在步驟A的實施過程中，能夠利用惰性氣體對原料容易滯留的噴嘴249a的背面以及噴嘴249a的背面與反應管203的內壁面之間的空間(以下，將它們統稱為「噴嘴249a的背面側」)進行排淨，能夠抑制原料滯留在噴嘴249a的背面側。其結果，能夠可靠地抑制原料來源物質附著在噴嘴249a的側面。這一點在後述的反應體供給步驟中也是相同的。
另外，在步驟A’中，使用不具備朝向晶圓排列區域開口的氣體排出孔的噴嘴249b向處理室201內排出惰性氣體。由此，能夠抑制從噴嘴249b朝向晶圓排列區域供給惰性氣體。其結果，即使在並行地實施步驟A和步驟A’的情況下，也能夠抑制從噴嘴249a供給的原料在處理室201內的稀釋化。藉由抑制這樣的原料的稀釋化，能夠抑制在原料供給步驟中從噴嘴249b供給的惰性氣體對在晶圓200上形成的層的形成速率、在晶圓200上最終形成的膜的厚度、品質等造成影響。這一點在後述的反應體供給步驟中也是相同的。
另外，在步驟A’中，使用具備氣體排出孔250b2的噴嘴249b向處理室201內排出惰性氣體。由此，在步驟A的實施過程中，能夠利用惰性氣體高效地對原料容易滯留的處理室201內的晶圓排列區域的上方空間(上部圓頂空間)進行排淨。其結果，能夠抑制原料來源物質附著在反應管203的內壁面，特別是反應管203的頂部的內壁面。
並且，在步驟A’中，使用具備具有比氣體排出孔250b1各自的開口面積大的開口面積的氣體排出孔250b2的噴嘴249b，向處理室201內排出惰性氣體。由此，能夠利用惰性氣體更高效地對處理室201內的上部圓頂空間進行排淨。其結果，能夠可靠地抑制原料來源物質附著在反應管203的內壁面，特別是反應管203的頂部的內壁面。這一點在後述的反應體供給步驟中也是相同的。
此時，使氣體排出孔250b2的直徑例如為1.5mm以上3.2mm以下。由此，能夠利用惰性氣體更高效地對處理室201內的上部圓頂空間進行排淨。在氣體排出孔250b2的直徑小於1.5mm的情況下，有時難以利用惰性氣體高效地對處理室201內的上部圓頂空間進行排淨。當氣體排出孔250b2的直徑超過3.2mm時，由於從氣體排出孔250b2排出的惰性氣體，在處理室201內，特別是在晶圓排列方向的上部，原料被局部地稀釋，晶圓面間的均勻性(膜厚均勻性、膜品質均勻性等)降低。
在形成含Si層後，關閉閥243a，停止向處理室201內供給原料。然後，對處理室201內進行真空排氣，將殘留在處理室201內的氣體狀物質等從處理室201內排除。此時，打開閥243b、243f、243g，向處理室201內供給惰性氣體。從噴嘴249a～249c供給的惰性氣體作為排淨氣體發揮作用，由此，處理室201內被排淨(排淨)。
將在排淨中向氣體供給管232b內流動的惰性氣體的流量(第二流量)設為比在步驟A’中向氣體供給管232b內流動的惰性氣體的流量(第一流量)大的流量。即，將在排淨中從噴嘴249b供給的惰性氣體的流量(第二流量)設為比在步驟A’中從噴嘴249b供給的惰性氣體的流量(第一流量)大的流量。
藉由這樣設定從噴嘴249b供給的惰性氣體的流量，能夠利用惰性氣體，特別是從氣體排出孔250b2排出的惰性氣體高效地對處理室201內的上部圓頂空間進行排淨。由此，能夠抑制殘留在處理室201內，特別是殘留在上部圓頂空間的原料對成膜的影響。例如，能夠抑制殘留在上部圓頂空間的原料與在後述的反應體供給步驟中向處理室201內供給的反應體的混合、由此引起的不希望的反應(例如，氣相反應、電漿氣相反應)、顆粒的產生等。其結果，能夠抑制晶圓面間的均勻性的降低。關於這一點，後述的反應體供給步驟中的排淨也是同樣的。
作為排淨中的處理條件，示例了如下條件： 處理壓力：1～20Pa 惰性氣體供給流量(噴嘴249b、第二流量)：1～10slm 惰性氣體供給流量(噴嘴249a、249c的每一個)：1～10slm 惰性氣體供給時間：1～200秒，優選1～40秒。 此外，在本步驟中進行排淨時的處理溫度優選設為與供給原料時的處理溫度相同的溫度。
作為原料，例如能夠使用包含有作為構成在晶圓200上形成的膜的主元素的矽(Si)的矽烷系氣體。作為矽烷系氣體，例如可以使用包含鹵素和Si的氣體，即鹵代矽烷系氣體。鹵素包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等。作為鹵代矽烷系氣體，例如能夠使用包含Cl和Si的上述氯矽烷系氣體。
作為原料，例如能夠使用單氯矽烷(SiH 3Cl)氣體、二氯矽烷(SiH 2Cl 2)氣體、三氯矽烷(SiHCl 3)氣體、四氯化矽烷(SiCl 4)氣體、六氯乙矽烷(Si 2Cl 6)氣體、八氯三矽烷(Si 3Cl 8)氣體等氯矽烷系氣體。作為原料，能夠使用它們中的一種以上。
作為原料，除了氯矽烷系氣體以外，例如還可以使用四氟矽烷(SiF 4)氣體、二氟矽烷(SiH 2F 2)氣體等氟矽烷系氣體、四溴矽烷(SiBr 4)氣體、二溴矽烷(SiH 2Br 2)氣體等溴矽烷系氣體、四碘矽烷(SiI 4)氣體、二碘矽烷(SiH 2I 2)氣體等碘矽烷系氣體。作為原料，能夠使用它們中的一種以上。
作為原料，除了這些以外，例如也可以使用包含氨基和Si的氣體，即氨基矽烷系氣體。氨基是指從氨、伯胺或仲胺中去除了氫(H)的1價官能團，可以表示為-NH 2、-NHR、-NR 2。另外，R表示烷基，-NR 2的2個R可以相同也可以不同。
作為原料，例如還能夠使用四(二甲基氨基)矽烷(Si[N(CH 3) 2] 4)氣體、三(二甲基氨基)矽烷(Si[N(CH 3) 2] 3H)氣體、雙(二乙基氨基)矽烷(Si[N(C 2H 5) 2] 2H 2)氣體、雙(叔丁基氨基)矽烷(SiH 2[NH(C 4H 9)] 2)氣體、(二異丙基氨基)矽烷(SiH 3[N(C 3H 7) 2])氣體等氨基矽烷系氣體。作為原料，能夠使用它們中的一種以上。
作為惰性氣體，能夠使用氮氣(N 2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、氙氣(Xe)等稀有氣體。作為惰性氣體，能夠使用它們中的一種以上。這一點在後述的各步驟中也是相同的。
[反應體供給步驟] 在原料供給步驟結束後，對晶圓200，即形成在晶圓200上的含Si層供給反應體(反應氣體)作為成膜劑。在此，對於使用含有氮的氮化劑(氮化氣體)作為反應體(反應氣體)的例子進行說明。
具體而言，打開閥243c，向氣體供給管232c內流入氮化劑(步驟B)。氮化劑由MFC241c進行流量調整，分別經由設置在噴嘴249c的側面的多個氣體排出孔250c向緩衝室237內供給。此時，藉由在棒狀電極269、270之間施加RF電力，能夠使供給到緩衝室237內的氮化劑電漿激發，藉由使氮化劑電漿激發而產生的活性種Y從氣體排出孔238供給至處理室201內，並從排氣口231a排氣。此時，從晶圓200的側方對晶圓200供給包含活性種Y的氮化劑(反應體供給)。
另外，也可以在向處理室201內供給反應體的期間(步驟B的實施過程中)，打開閥243b，使惰性氣體以第三流量向氣體供給管232b內流動(步驟B’)。此時，在不從噴嘴249a供給原料的步驟B中，優選將第三流量設為比第一流量小的流量。惰性氣體由MFC241b進行流量調整，經由設置在噴嘴249b的側面的多個氣體排出孔250b1的每一個和設置在噴嘴249b的前端的氣體排出孔250b2供給至處理室201內，並從排氣口231a排氣。
另外，在步驟B的實施過程中，也可以打開閥243f、243g，分別經由設置在噴嘴249a、249c的側面的多個氣體排出孔250a、250c向處理室201內供給惰性氣體。
作為在反應體供給步驟中供給氮化劑時的處理條件，示例了如下條件： 處理溫度：0℃～700℃、優選室溫(25℃)～550℃、更優選40℃～500℃ 處理壓力：1～500Pa 氮化劑供給流量：100～10000sccm、優選1000～2000sccm 惰性氣體供給流量(氣體供給管232b、第三流量)：300～8000sccm 惰性氣體供給流量(氣體供給管232a、232c的每一個)：0～10000sccm 各氣體供給時間：1～180秒，優選1～60秒 RF電力：100～1000W RF頻率：13.56MHz或27MHz
藉由在上述的處理條件下使氮化劑電漿激發而對晶圓200供給，形成在晶圓200上的含Si層的至少一部分被氮化(改性)。作為結果，在作為基底的晶圓200的最表面上形成氮化矽層(SiN層)來作為包含Si及N的層。在形成SiN層時，含Si層中所含的Cl等雜質在藉由電漿激發的氮化劑進行的含Si層的改性反應的過程中，構成至少包含Cl的氣體狀物質，從處理室201內排出。由此，SiN層與在原料供給步驟中形成的含Si層相比，成為Cl等雜質少的層。
在反應體供給步驟中，在經由噴嘴249c向處理室201內供給反應體的期間，使用具備氣體排出孔250b1、250b2的噴嘴249b向處理室201內排出惰性氣體。即，與步驟B並行地實施步驟B’。由此，在步驟B的實施過程中，能夠利用惰性氣體對噴嘴249a的背面側(例如，噴嘴249a中的氣體排出孔250a的設置範圍以外的面)和處理室201內的上部圓頂空間進行排淨。其結果，即使在原料供給步驟中，在噴嘴249a的側面和反應管203的頂部的內壁面中的至少任意一方附著了原料來源物質的情況下，也能夠抑制在反應體供給步驟中附著在噴嘴249a的側面和反應管203的頂部的內壁面中的至少任意一方的原料來源物質與反應體發生反應的情況。藉由抑制這樣的反應，能夠可靠地抑制由於原料來源物質與反應體發生反應而產生的物質附著在噴嘴249a的側面和反應管203的頂部的內壁面中的至少任意一方的情況，能夠可靠地抑制顆粒的產生等。
在形成SiN層後，關閉閥243c，停止向處理室201內供給氮化劑。然後，藉由與上述原料供給步驟中的排淨同樣的處理順序和處理條件，將殘留在處理室201內的氣體狀物質等從處理室201內排除(排淨)。此時，與原料供給步驟中的排淨同樣地，在排淨中流向氣體供給管232b內的惰性氣體的流量(第二流量)優選設為比在步驟B’中流向氣體供給管232b內的惰性氣體的流量(第三流量)大的流量。
作為反應體即氮化劑，例如能夠使用含氮(N)和H的氣體。含N和H氣體既是含N氣體，也是含H氣體。氮化劑優選具有N-H鍵。
作為氮化劑，例如能夠使用氨(NH 3)氣、二氮烯(N 2H 2)氣、肼(N 2H 4)氣、N 3H 8氣等氮化氫系氣體。作為氮化劑，能夠使用它們中的一種以上。
作為氮化劑，除了這些以外，例如還能夠使用含氮(N)、碳(C)和H的氣體。作為含N、C和H氣體，例如能夠使用胺系氣體、有機肼系氣體。含N、C和H氣體是含N氣體，也是含C氣體，也是含H氣體，也是含N和C氣體。
作為氮化劑，例如能夠使用單乙胺(C 2H 5NH 2)氣體、二乙胺氣體((C 2H 5) 2NH)氣體、三乙胺((C 2H 5) 3N)氣體等乙胺系氣體、單甲胺(CH 3NH 2)氣體、二甲胺((CH 3) 2NH)氣體、三甲胺((CH 3) 3N)氣體等甲胺系氣體、單甲基肼((CH 3)HN 2H 2)氣體、二甲基肼((CH 3) 2N 2H 2)氣體、三甲基肼((CH 3) 2N 2(CH 3)H)氣體等有機肼系氣體等。作為氮化劑，能夠使用它們中的一種以上。
[實施預定次數] 藉由將非同時地，即非同步地交替進行上述原料供給步驟、反應體供給步驟的循環進行預定次數(n次，n為1以上的整數)，能夠在晶圓200上形成例如預定厚度的氮化矽膜(SiN膜)作為膜。上述循環優選重複多次。即，優選使每一個循環形成的SiN層的厚度比期望的膜厚薄，重複多次上述循環，直至藉由層疊SiN層而形成的SiN膜的厚度成為期望的厚度。此外，在使用含N、C及H氣體作為氮化劑的情況下，在反應體供給步驟中，例如也能夠形成矽碳氮化層(SiCN層)，藉由進行預定次數的上述循環，也能夠在晶圓200的表面上形成例如矽碳氮化膜(SiCN膜)作為膜。
(後排淨以及大氣壓恢復) 在晶圓200上形成所期望厚度的SiN膜後，分別從噴嘴249a～249c向處理室201內供給作為排淨氣體的惰性氣體，並從排氣口231a排氣。由此，處理室201內被排淨，殘留在處理室201內的氣體、反應副產物等被從處理室201內去除(後排淨)。之後，處理室201內的氣氛被置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，處理室201內的壓力恢復為常壓(大氣壓恢復)。
(晶舟卸載以及晶圓釋放) 之後，利用晶舟升降機115使密封蓋219下降，使反應管203的下端開口。然後，將處理完畢的晶圓200以支承在晶舟217的狀態從歧管209的下端向反應管203的外部搬出(晶舟卸載)。處理完畢的晶圓200在被搬出到反應管203的外部之後，從晶舟217取出(晶圓釋放)。
(3)清潔處理步驟 當進行了上述基板處理，即對晶圓200的處理時，包含原料來源物質、藉由原料來源物質與反應體發生反應而產生的物質(例如，SiN膜等矽氮化物)等的堆積物附著在處理容器內的構件的表面，例如反應管203的內壁面、噴嘴249a～249c的側面(外側表面)、晶舟217的表面等。因此，使用上述基板處理裝置，作為半導體裝置的製造步驟的一個步驟，在對晶圓200實施預定次數(1次以上)的上述處理後，進行將附著在處理容器內的上述堆積物(以下，有時簡稱為「堆積物」)去除的清潔處理。以下，主要使用圖5來說明對進行了晶圓200的處理後的處理容器內進行清潔的順序例子。在以下的說明中，構成基板處理裝置的各部的動作也由控制器121控制。
在圖5所示的本方式中的清潔順序中，進行如下步驟(清潔步驟)：從噴嘴249a和噴嘴249b中的一個噴嘴向進行了上述基板處理後的處理容器內供給第一清潔氣體，從噴嘴249a和噴嘴249b中的與上述一個噴嘴不同的另一個噴嘴向進行了上述的基板處理後的處理容器內供給與第一清潔氣體反應的添加氣體，由此去除附著在處理容器內的堆積物。
在圖5所示的清潔順序中，示出了使用噴嘴249a作為一個噴嘴，向處理室201內供給第一清潔氣體，使用噴嘴249b作為另一個噴嘴，向處理室201內供給添加氣體的例子。
在本說明書中，為了方便起見，上述清潔順序可以如下所示。在以下的其他方式、變形例等的說明中，也使用同樣的表述。
(R1：第一清潔氣體+R2：添加氣體)
此外，也可以如以下所示的清潔順序那樣，使用噴嘴249b作為一個噴嘴，向處理室201內供給第一清潔氣體，使用噴嘴249a作為另一個噴嘴，向處理室201內供給添加氣體。
(R1：添加氣體+R2：第一清潔氣體)
(晶舟裝載) 表面附著有堆積物的空的晶舟217，即未保持晶圓200的晶舟217被晶舟升降機115抬起，搬入表面附著有堆積物的處理容器內，即處理室201內。在該狀態下，密封蓋219成為經由O形環220將反應管203的下端密封的狀態。
(壓力調整以及溫度調整) 在晶舟裝載結束後，藉由真空泵246進行真空排氣(減壓排氣)，以使處理室201內成為所希望的壓力(真空度)。此時，處理室201內的壓力由壓力感測器245測定，基於該測定的壓力信息對APC閥244進行回授控制(壓力調整)。另外，藉由加熱器207進行加熱，以使處理室201內成為所期望的處理溫度。此時，基於溫度感測器263檢測出的溫度信息對於向加熱器207的通電情況進行回授控制(溫度調整)，以使處理室201內成為所希望的溫度分佈。另外，開始進行基於旋轉機構267的晶舟217的旋轉。處理室201內的排氣、處理室201內的加熱、晶舟217的旋轉均至少在直到清潔處理結束為止的期間持續進行。此外，也可以不使晶舟217旋轉。
(清潔步驟) 之後，實施接下來的清潔步驟。
在本步驟中，在停止了處理容器內的排氣的狀態，即封閉了排氣系統的狀態下，向處理容器內供給第一清潔氣體和添加氣體。
具體而言，在使APC閥244全閉(full close)，停止排氣系統對處理室201內的排氣的狀態下，打開閥243d、243e，使第一清潔氣體向氣體供給管232d內流動，使添加氣體向氣體供給管232e內流動。第一清潔氣體由MFC241d進行流量調整，經由氣體供給管232a、設置在噴嘴249a的側面的多個氣體排出孔250a的每一個向處理室201內供給(第一清潔氣體供給)。添加氣體由MFC241e進行流量調整，經由氣體供給管232b、設置在噴嘴249b的側面的多個氣體排出孔250b1的每一個和設置在噴嘴249b的前端的氣體排出孔250b2向處理室201內供給(添加氣體供給)。此時，也可以打開閥243b、243f、243g，分別經由噴嘴249a～249c向處理室201內供給惰性氣體。
作為在清潔步驟中供給第一清潔氣體、添加氣體時的處理條件，示例了如下條件： 第一清潔氣體供給流量：0.5～10slm 添加氣體供給流量：0.5～5slm 第一清潔氣體/添加氣體流量比：0.5～2 惰性氣體供給流量(每個氣體供給管)：0.01～0.5slm，優選0.01～0.1slm 各氣體供給時間：1～100秒，優選5～60秒 處理溫度：低於400℃，優選200～350℃
在封閉了排氣系統的狀態下，藉由向處理室201內供給第一清潔氣體、添加氣體等，處理室201內的壓力開始上升。藉由持續供給氣體而最終到達的處理室201內的壓力(到達壓力)例如設為1330～53320Pa，優選9000～15000Pa的範圍內的壓力。
如果處理室201內的壓力上升至預定的壓力，在停止了處理容器內的排氣的狀態下，停止向處理容器內供給第一清潔氣體和添加氣體，維持將第一清潔氣體和添加氣體封入處理容器內的狀態。具體而言，在使APC閥244全閉的狀態下，關閉閥243d、243e，分別停止向處理室201內供給第一清潔氣體、添加氣體，將該狀態維持預定時間。此時，同時打開閥243b、243f、243g，向氣體供給管232b、232f、232g內供給惰性氣體。惰性氣體由MFC241b、241f、241g進行流量調整，經由噴嘴249a～249c供給至處理室201。從噴嘴249a～249c供給的惰性氣體的流量例如設為相同流量。
在清潔步驟中，作為封入第一清潔氣體、添加氣體時的處理條件，示例了如下條件： 惰性氣體供給流量(各氣體供給管)：0.01～0.5slm，優選0.01～0.1slm 封入時間：10秒～200秒，優選50秒～120秒 其他處理條件除了藉由向處理室201內供給惰性氣體而使處理室201內的壓力稍微持續上升以外，設為與供給第一清潔氣體、添加氣體時的處理條件相同的處理條件。
在上述的處理步驟、處理條件下，例如供給氟系氣體作為第一清潔氣體，例如供給氧化氮系氣體作為添加氣體，由此能夠使第一清潔氣體和添加氣體在處理室201內混合並反應。藉由該反應，能夠在處理室201內生成例如氟自由基(F *)、氟化亞硝醯(FNO)等活性種(以下，也將它們統稱為FNO等)。其結果，在處理室201內存在在氟系氣體中添加了FNO等而成的混合氣體。在氟系氣體中添加FNO等而成的混合氣體與處理室201內的構件，例如反應管203的內壁、噴嘴249a～249c的側面、晶舟217的表面等接觸。此時，藉由熱化學反應(蝕刻反應)，能夠去除附著在處理室201內的構件上的堆積物。FNO等以促進氟系氣體的蝕刻反應，增大堆積物的蝕刻速率的方式，即以輔助蝕刻的方式發揮作用。
在清潔步驟中，使用具備朝向(i)噴嘴249a的側面中的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面以及(ii)噴嘴249a的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的至少任一方開口的氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內供給添加氣體。由此，能夠在噴嘴249a的附近優先生成FNO等。其結果，能夠在噴嘴249a的附近(特別是背面側)提高蝕刻速率，能夠提高蝕刻效率。藉由在噴嘴249a的附近(特別是背面側)提高蝕刻速率，能夠有效地除去附著在噴嘴249a的側面的堆積物。
另外，將噴嘴249a、249b分別設置在沿著晶圓200的周向彼此相鄰的位置。由此，能夠在噴嘴249a的附近優先且可靠地生成FNO等。
另外，在清潔步驟中，使用具備從晶圓排列方向上的一端側到另一端側設置的多個氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內供給添加氣體。由此，能夠從晶圓排列方向上的一端側到另一端側在噴嘴249a的附近優先生成FNO等。
另外，在清潔步驟中，使用具備朝向噴嘴249a的背面開口的氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內供給添加氣體。由此，能夠在噴嘴249a的背面側優先生成FNO等。因此，能夠在原料、反應體容易滯留且堆積物容易附著的噴嘴249a的背面側提高蝕刻速率。
另外，在清潔步驟中，使用具備氣體排出孔250b2的噴嘴249b向處理室201內供給添加氣體。由此，能夠在處理室201內的上部圓頂空間優先生成FNO等。因此，在原料、反應體容易滯留，堆積物容易附著的上部圓頂空間，能夠提高蝕刻速率，從而能夠提高蝕刻效率。其結果，能夠有效去除附著在反應管203的頂部的內壁面的堆積物。
此外，供給添加氣體的噴嘴249b比供給第一清潔氣體的噴嘴249a更容易受到蝕刻損傷。因此，在清潔步驟中，使用與供給原料的噴嘴249a不同的噴嘴249b，向處理室201內供給添加氣體。另外，供給添加氣體的噴嘴249b相對於反應管203可裝卸地設置。由此，即使在噴嘴249b受到蝕刻損傷的情況下，也能夠降低對使用噴嘴249a的基板處理造成影響的可能性。例如，即使在由於第一清潔氣體向噴嘴249b內的侵入或供給而使噴嘴249b受到蝕刻損傷的情況下，也能夠容易地進行噴嘴249b的更換。
另外，在清潔步驟中，使用供給原料的噴嘴249a向處理室201內供給第一清潔氣體。由此，能夠去除附著於噴嘴249a內的原料來源物質、因反應體向噴嘴249a內的侵入等而形成在噴嘴249a的內壁面的堆積物。
作為第一清潔氣體，例如能夠使用含有鹵素的氣體。作為含有鹵素的氣體，例如能夠使用氟系氣體。作為氟系氣體，例如能夠使用氟(F 2)氣體、三氟化氯(ClF 3)氣體、一氟化氯(ClF)氣體、三氟化氮(NF 3)氣體。作為第一清潔氣體，能夠使用它們中的一種以上。
作為添加氣體，例如能夠使用氧化氮系氣體。作為氧化氮系氣體，例如能夠使用一氧化氮(NO)氣體、一氧化二氮(N 2O)氣體。作為添加氣體，能夠使用它們中的一種以上。
作為添加氣體，除了氧化氮系氣體之外，例如能夠使用氫(H 2)氣、氧(O 2)氣、異丙醇((CH 3) 2CHOH)氣體、甲醇(CH 3OH)氣體、水蒸氣(H 2O氣體)。作為添加氣體，能夠使用它們中的一種以上。
(後排淨以及大氣壓恢復) 處理容器內的清潔完成後，打開APC閥244，從各個噴嘴249a～249c向處理室201內供給惰性氣體，並從排氣口231a排氣。由此，對處理室201內進行排淨，將清潔後殘留在處理室201內的氣體、副產物等從處理室201內去除(後排淨)。之後，將處理室201內的氣氛置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，使處理室201內的壓力恢復為常壓(大氣壓恢復)。
(晶舟卸載) 之後，利用晶舟升降機115使密封蓋219下降，使反應管203的下端開口。然後，將空的晶舟217從反應管203的下端向反應管203的外部搬出(晶舟卸載)。當這一系列的步驟結束時，重新開始上述的基板處理。
(4)本方式的效果 根據本方式，能夠得到以下所示的一個或多個效果。
(a)在原料供給步驟中，在從噴嘴249a向處理室201內供給原料的期間(步驟A的實施過程中)，使用具有朝向(i)噴嘴249a的側面中的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面、以及(ii)噴嘴249a的與氣體排出孔250a的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的至少任一方開口的氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內排出惰性氣體。由此，在原料供給時，能夠利用惰性氣體對噴嘴249a的側面(例如，噴嘴249a的側面中的氣體排出孔250a的設置範圍以外的面)進行排淨。其結果，能夠抑制原料來源物質附著在噴嘴249a的側面。另外，藉由抑制原料來源物質向噴嘴249a的側面的附著，在反應體供給步驟中，能夠抑制附著在噴嘴249a的側面的原料來源物質與反應體發生反應。由此，能夠抑制包含原料來源物質、原料來源物質與反應體的反應物等的堆積物附著在噴嘴249a的側面。其結果是，能夠抑制顆粒的產生等，能夠抑制最終在晶圓200上形成的膜品質的降低等。
另外，在反應體供給步驟中，在經由噴嘴249c向處理室201內供給反應體的期間(步驟B的實施過程中)，使用具備上述的氣體排出孔250b1的噴嘴249b向處理室201內排出惰性氣體。由此，在反應體供給時，能夠利用惰性氣體對噴嘴249a的側面進行排淨。其結果，即使在原料供給步驟中，在噴嘴249a的側面附著有原料來源物質的情況下，在反應體供給步驟中，也能夠抑制附著在噴嘴249a的側面的原料來源物質與反應體發生反應的情況。藉由抑制這樣的反應，能夠可靠地抑制原料來源物質與反應體的反應物附著在噴嘴249a的側面，能夠可靠地抑制顆粒的產生等。
另外，在清潔步驟中，使用具備上述氣體排出孔250b1的噴嘴249b向處理室201內供給添加氣體。由此，能夠在噴嘴249a的附近優先生成FNO等。因此，能夠在噴嘴249a的附近提高蝕刻速率，從而能夠提高蝕刻效率。其結果，能夠高效地去除附著在噴嘴249a的側面的堆積物。
(b)在原料供給步驟中，在原料供給時，使用具備朝向噴嘴249a的背面開口的氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內排出惰性氣體。由此，在原料供給時，能夠利用惰性氣體對原料容易滯留的噴嘴249a的背面側進行排淨。其結果，能夠抑制原料滯留在噴嘴249a的背面側。藉由抑制原料在噴嘴249a的背面側的滯留，能夠可靠地抑制原料附著在噴嘴249a的背面側，結果，能夠可靠地抑制包含原料和反應體的物質附著在噴嘴249a的側面。
另外，在清潔步驟中，使用具有朝向噴嘴249a的背面開口的氣體排出孔250b1的噴嘴249b，向處理室201內供給添加氣體。由此，能夠在噴嘴249a的背面側優先生成FNO等。因此，能夠在原料、反應體容易滯留，堆積物容易附著的噴嘴249a的背面側提高蝕刻速率。其結果，能夠更有效地去除附著在噴嘴249a的側面的堆積物。
(c)在原料供給步驟中，使用具備氣體排出孔250b2的噴嘴249b向處理室201內排出惰性氣體。由此，在原料供給時，能夠利用惰性氣體高效地對原料容易滯留的處理室201內的上部圓頂空間進行排淨。其結果，能夠抑制原料附著在反應管203的頂部的內壁面。
在清潔步驟中，使用具備氣體排出孔250b2的噴嘴249b向處理室201內供給添加氣體。由此，能夠在處理室201內的上部圓頂空間優先生成FNO等。因此，在原料、反應體容易滯留，堆積物容易附著的上部圓頂空間，能夠提高蝕刻速率，從而能夠提高蝕刻效率。其結果，能夠有效地去除附著在反應管203的頂部的內壁面的堆積物。
(d)在原料供給步驟中，使用不具備朝向晶圓排列區域開口的氣體排出孔的噴嘴249b向處理室201內排出惰性氣體。由此，在原料供給時，能夠抑制從噴嘴249a供給的原料在處理室201內的稀釋化。其結果，能夠抑制從噴嘴249b供給的惰性氣體對在原料供給步驟中在晶圓200上形成的層的形成速率、在晶圓200上最終形成的膜的厚度、膜品質等造成影響。
(e)在原料供給步驟中，將進行排淨時流向氣體供給管232b內的惰性氣體的流量(第二流量)設為比供給原料時(步驟A’的實施過程中)流向氣體供給管232b內的惰性氣體的流量(第一流量)大的流量。由此，能夠高效地對處理室201內的上部圓頂空間進行排淨。其結果，能夠抑制殘留在處理室201內的上部圓頂空間的原料對成膜的影響。
(f)在成膜步驟中使用對晶圓200同時供給原料和反應體的同時供給法的情況下，也能夠同樣地得到上述效果。另外，在清潔步驟中使用非同時地交替供給第一清潔氣體和添加氣體的交替供給法的情況下，也能夠同樣地得到上述效果。
(g)在從上述的各種原料、各種反應體、各種惰性氣體、各種第一清潔氣體、各種添加氣體中任意地選擇並使用預定的物質(氣體狀物質、液體狀物質)的情況下也能夠同樣地得到上述的效果。
(5)變形例 本方式中的基板處理順序能夠如以下所示的變形例那樣變更。這些變形例能夠任意地組合。只要沒有特別說明，各變形例的各步驟中的處理步驟、處理條件能夠與上述基板處理順序的各步驟中的處理步驟、處理條件相同。
(變形例1) 可以如以下所示的清潔順序那樣，在清潔步驟中，向噴嘴249a和噴嘴249b中的一個噴嘴供給第一清潔氣體，向噴嘴249a和噴嘴249b中的與上述一個噴嘴不同的另一個噴嘴供給組成與第一清潔氣體不同(例如分子結構不同)的第二清潔氣體。
(R1：第一清潔氣體+R2：第二清潔氣體) (R1：第二清潔氣體+R2：第一清潔氣體)
在從噴嘴249a供給第二清潔氣體的情況下，能夠主要由氣體供給管232d、MFC241d、閥243d構成第二清潔氣體供給系統。在從噴嘴249b供給第二清潔氣體的情況下，能夠主要由氣體供給管232e、MFC241e、閥243e構成第二清潔氣體供給系統。
作為第二清潔氣體，例如能夠使用含H和F的氣體(含H的氟系氣體)。作為含有H和F的氣體，例如可舉出氟化氫(HF)氣體。
供給第一清潔氣體、第二清潔氣體時的處理順序、處理條件能夠與上述方式的供給第一清潔氣體時的處理順序、處理條件相同。
在本變形例中，也能夠得到與上述方式相同的效果。即，藉由使用噴嘴249b向處理室201內供給第一清潔氣體或第二清潔氣體，能夠高效地去除附著在噴嘴249a的側面的堆積物。另外，在本變形例中，還在清潔步驟中使用不同的多種(例如兩種)清潔氣體。由此，能夠更高效地去除附著在處理容器內的構件的表面上的堆積物。
(變形例2) 如以下所示的清潔順序那樣，在清潔步驟中，可以向噴嘴249a和噴嘴249b中的一方噴嘴即噴嘴249b供給第一清潔氣體或第二清潔氣體，並且從與一方的噴嘴249b不同的另一方的噴嘴即噴嘴249a向處理室201內供給惰性氣體。供給第一清潔氣體或第二清潔氣體時的處理順序、處理條件能夠與在上述方式的清潔步驟中供給第一清潔氣體時的處理順序、處理條件相同。
(R1：惰性氣體+R2：第一清潔氣體) (R1：惰性氣體+R2：第二清潔氣體)
在本變形例中，也能夠得到與上述方式相同的效果。即，藉由使用噴嘴249b向處理室201內供給第一清潔氣體或第二清潔氣體，能夠高效地去除附著在噴嘴249a的側面的堆積物。
(變形例3) 也可以如以下所示的清潔順序那樣，在清潔步驟中，向噴嘴249a～249c中的任意一個噴嘴供給第一清潔氣體或第二清潔氣體，向噴嘴249a～249c中的與上述任意一個噴嘴不同的另一個噴嘴供給添加氣體或第二清潔氣體。供給第一清潔氣體或第二清潔氣體時的處理順序、處理條件能夠與在上述方式的清潔步驟中供給第一清潔氣體時的處理順序、處理條件相同。另外，供給添加氣體、惰性氣體時的處理順序、處理條件能夠與上述方式的清潔步驟中的處理順序、處理條件相同。
(R1：惰性氣體+R2：第一清潔氣體+R3：添加氣體) (R1：惰性氣體+R2：第二清潔氣體+R3：添加氣體) (R1：惰性氣體+R2：添加氣體+R3：第一清潔氣體) (R1：惰性氣體+R2：添加氣體+R3：第二清潔氣體)
在本變形例中，也能夠得到與上述方式相同的效果。即，藉由使用噴嘴249b向處理室201內供給第一清潔氣體、第二清潔氣體和添加氣體中的任意一種，能夠在噴嘴249a的附近優先生成FNO等。由此，能夠高效地去除附著在噴嘴249a的側面的堆積物。
此外，也可以變更為以下所示的清潔順序。
(R1：第一清潔氣體+R2：惰性氣體+R3：添加氣體) (R1：第二清潔氣體+R2：惰性氣體+R3：添加氣體)
(變形例4) 例如，如圖6所示，在處理室201內，除了第一～第三供給部之外，還可以分別設置作為第四、第五供給部的噴嘴249d、249e。也將噴嘴249d、249e分別稱為第四、第五噴嘴。
在噴嘴249d的側面設置有排出氣體的第四排出孔。第四排出孔的結構能夠設為與設置在上述噴嘴249a的側面的氣體排出孔250a的結構相同。
噴嘴249e被設置成能夠對反應管203進行裝卸。在噴嘴249e的側面設置有排出氣體的第五排出孔。第五排出孔以朝向(i)噴嘴249d的側面中的與第四排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及(ii)噴嘴249d的與第四排出孔的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的至少任意一方的方式開口。其他結構可以與上述噴嘴249b的結構相同。
在本變形例中，原料供給系統構成為經由噴嘴249a、249d向處理室201內供給原料，惰性氣體供給系統構成為經由噴嘴249b、249e向處理室201內供給惰性氣體。另外，第一清潔氣體供給系統構成為經由噴嘴249a、249d向處理室201內供給第一清潔氣體，添加氣體供給系統構成為經由噴嘴249b、249e向處理室201內供給添加氣體。
在本變形例中，也能夠得到與上述的方式、變形例同樣的效果。即，在原料供給時、反應體供給時，藉由從噴嘴249b、249e排出惰性氣體，能夠利用惰性氣體對噴嘴249a、249d的側面(例如，噴嘴249a、249d的側面中的第一排出孔的設置範圍以外的面和第四排出孔的設置範圍以外的面)進行排淨。另外，在清潔時，藉由從噴嘴249b、249e向處理室201內供給添加氣體，能夠在噴嘴249a、249d的附近提高蝕刻速率，從而能夠提高蝕刻效率。
此外，也可以構成為從噴嘴249b、249e供給第一清潔氣體或第二清潔氣體。
(變形例5) 例如，如圖7所示，在處理室201內，除了第一～第三供給部之外，還可以設置作為第六供給部的噴嘴249f。也將噴嘴249f稱為第六噴嘴。在噴嘴249f的側面設置有排出氣體的第六排出孔。第六排出孔的結構能夠與設置在上述噴嘴249a的側面的氣體排出孔250a的結構相同。
在本變形例中，在噴嘴249b的側面，除了第二排出孔之外，還設置有第七排出孔。第七排出孔以朝向(i)噴嘴249f的側面中的與第六排出孔的設置範圍不同的範圍的面和(ii)噴嘴249f的與第六排出孔的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的至少任意一方的方式開口。第七排出孔的其他結構能夠設為與設在上述噴嘴249b的側面的第二排出孔(氣體排出孔250b1)的結構相同。
另外，在本變形例中，原料供給系統構成為經由噴嘴249a、249f向處理室201內供給原料。另外，第一清潔氣體供給系統構成為經由噴嘴249a、249f向處理室201內供給第一清潔氣體。
在本變形例中，也能夠得到與上述的方式、變形例同樣的效果。即，在原料供給時、反應體供給時，藉由從噴嘴249b的第二排出孔和第七排出孔排出惰性氣體，能夠利用惰性氣體對噴嘴249a、249f的側面(例如，噴嘴249a、249f的側面中的第一排出孔的設置範圍以外的面以及第六排出孔的設置範圍以外的面)進行排淨。另外，在清潔時，藉由從噴嘴249b的第二排出孔、第七排出孔供給第一清潔氣體、第二清潔氣體或添加氣體，能夠在噴嘴249a、249f的附近提高蝕刻速率，從而能夠提高蝕刻效率。
(變形例6) 例如，如圖8所示，在噴嘴249b的側面，除了第二排出孔之外，還可以設置第八排出孔。第八排出孔在噴嘴249b的側面，在與晶圓排列區域所相對的位置不同且與第二排出孔的設置範圍不同的範圍的面開口。更優選的是，第八排出孔不朝向噴嘴249a的側面中的與第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面以及與第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面與反應管203的內壁面之間的空間中的任意一方開口。例如，如圖8所示，第八排出孔在噴嘴249b的周向上設置在與氣體排出孔250b1大致相反的一側的側面，朝向反應管203的內壁面開口，能夠朝向反應管203的內壁面排出氣體。第八排出孔的其他結構能夠與設置在上述噴嘴249b的側面的第二排出孔的結構相同。
在本變形例中，也能夠得到與上述方式相同的效果。而且，在本變形例中，能夠抑制原料供給時的原料來源物質向反應管203的內壁面的附著，能夠抑制因原料來源物質與反應體反應而產生的物質附著在反應管203的內壁面。另外，在本變形例中，在清潔時，能夠在反應管203的內壁面的附近提高蝕刻速率，從而能夠高效地去除附著在反應管203的內壁面的堆積物。
＜本發明的其他方式＞ 以上，具體說明了本發明的方式。然而，本發明並不限於上述的方式，能夠在不脫離其主旨的範圍內進行各種變更。
例如，本發明也能夠應用於在基板上形成作為主元素含有矽(Si)、鍺(Ge)等半導體元素、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、釕(Ru)等金屬元素的膜的情況。供給成膜劑時的處理順序、處理條件能夠與上述方式的各步驟中的處理順序、處理條件相同。在這些情況下，也能夠得到與上述方式相同的效果。
另外，例如，本發明也能夠應用於在基板上形成含有氧(O)、碳(C)、氮(N)、硼(B)等元素的膜的情況。例如，在作為反應體，使用上述的含氮氣體、H 2O氣體、過氧化氫(H 2O 2)氣體、氫(H 2)氣+氧(O 2)氣、臭氧(O 3)氣體等含氧氣體、乙烯(C 2H 4)氣體、乙炔(C 2H 2)氣體、丙烯(C 3H 6)氣體等含碳氣體、三乙胺((C 2H 5) 3N)氣體、三甲胺((CH 3) 3N)氣體等含氮及碳的氣體、乙硼烷(B 2H 6)氣體、三氯硼烷(BCl 3)氣體等含硼氣體，藉由上述的處理順序，在基板上形成氧化矽膜(SiO膜)、碳氧化矽膜(SiOC膜)、碳氮氧化矽膜(SiOCN膜)、碳氮化矽膜(SiCN膜)、硼氮化矽膜(SiBN膜)、硼碳氮化矽膜(SiBCN膜)等的情況下，也能夠應用本發明。供給成膜劑時的處理順序、處理條件能夠與上述方式的各步驟中的處理順序、處理條件相同。在這些情況下，也能夠得到與上述方式相同的效果。
此外，在本說明書中，「H 2氣+O 2氣」這樣的兩種氣體的一併記載是指H2氣與O2氣的混合氣體。在供給混合氣體的情況下，可以在使兩種氣體在供給管內混合(預混合)後，向處理室201內供給，也可以將兩種氣體從不同的供給管分別向處理室201內供給，在處理室201內混合(後混合)。
各處理中使用的製程優選根據處理內容單獨準備，經由電氣通訊線路或外部記憶裝置123記錄並記憶在記憶裝置121c內。而且，在開始各處理時，優選CPU121a根據處理內容從記憶裝置121c中記錄並記憶的多個製程中適當選擇恰當的製程。由此，能夠利用1台基板處理裝置再現性良好地形成各種膜種類、組成比、膜品質、膜厚的膜。另外，能夠降低操作者的負擔，避免操作失誤，並且能夠迅速地開始各處理。
上述的製程不限於新製作的情況，例如也可以藉由變更已經安裝在基板處理裝置的現有的製程來準備。在變更製程時，也可以將變更後的製程經由電氣通訊線路或記錄有該製程的記錄媒體安裝在基板處理裝置。另外，也可以操作現有的基板處理裝置所具備的輸入輸出裝置122，直接變更已經安裝在基板處理裝置的現有的製程。
在上述的方式中，對構成為第一排出孔～第八排出孔分別包含多個排出孔的例子進行了說明。本發明並不限於上述的方式，例如，也可以構成為第一排出孔～第八排出孔中的至少任意一個包含在噴嘴的側面以沿著噴嘴的延伸方向(即基板的排列方向)延伸的方式設置的一個或多個狹縫狀的孔。
在上述的方式中，對於使用一次能夠處理多張基板的批量式的基板處理裝置來形成膜的例子進行了說明。本發明並不限於上述的方式，例如，在使用一次處理一張或幾張基板的單片式的基板處理裝置來形成膜的情況下，也能夠適當地應用。另外，在上述方式中，對於使用具有熱壁型的處理爐的基板處理裝置形成膜的例子進行了說明。本發明並不限於上述的方式，在使用具有冷壁型的處理爐的基板處理裝置來形成膜的情況下，也能夠適當地應用。
在使用這些基板處理裝置的情況下，也能夠藉由與上述方式、變形例同樣的處理順序、處理條件進行各處理，能夠得到與上述方式、變形例同樣的效果。
上述的方式、變形例能夠適當地組合使用。此時的處理過程、處理條件例如能夠設為與上述的方式、變形例的處理過程、處理條件相同。
200:晶圓(基板)
[圖1]係本發明的一個方式中優選使用的基板處理裝置的立式處理爐的概略結構圖，用縱截面圖表示處理爐202部分。 [圖2]係本發明的一個方式中優選使用的基板處理裝置的立式處理爐的概略結構圖，用圖1的A-A線截面圖表示處理爐202部分。 [圖3]係本發明的一個方式中優選使用的基板處理裝置的控制器121的概略結構圖，用方塊圖表示控制器121的控制系統。 [圖4]係表示本發明的一個方式的處理順序的圖。 [圖5]係表示本發明的一個方式的清潔順序的圖。 [圖6]係表示在本發明的一個方式中優選使用的基板處理裝置的立式處理爐的截面結構圖的變形例。 [圖7]係表示在本發明的一個方式中優選使用的基板處理裝置的立式處理爐的截面結構圖的另一變形例。 [圖8]係表示在本發明的一個方式中優選使用的基板處理裝置的立式處理爐的截面結構圖的又一變形例。
115:晶舟升降機
121:控制器
200:晶圓
201:處理室
202:處理爐
203:反應管
207:加熱器
217:晶舟
218:隔熱板
219:密封蓋
220:O形環
231:排氣管
231a:排氣口
232a,232b,232c,232d,232e,232f,232g:氣體供給管
237:緩衝室
238:氣體排出孔
241a,241b,241c,241d,241e,241f,241g:質量流量控制器(MFC)
243a,243b,243c,243d,243e,243f,243g:閥
244:APC閥
245:壓力感測器
246:真空泵
248:集成型供給系統
249a,249b,249c:噴嘴
250a,250b1,250b2,250c:氣體排出孔
255:旋轉軸
263:溫度感測器
267:旋轉機構

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，具備： 處理容器，其收納基板； 第一噴嘴，其在側面設置有第一排出孔，該第一排出孔朝向前述處理容器內的排列基板的基板排列區域開口； 第二噴嘴，其在側面設置有第二排出孔，該第二排出孔朝向前述第一噴嘴的前述側面中的與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面與前述處理容器的內壁面之間的空間中的至少任意一方開口； 原料氣體供給系統，其構成為經由前述第一噴嘴向前述處理容器內供給原料氣體；以及 惰性氣體供給系統，其構成為經由前述第二噴嘴向前述處理容器內供給惰性氣體。
  2. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 在前述基板排列區域，在與前述基板的表面垂直的方向上以預定間隔排列多個前述基板， 前述第一噴嘴和前述第二噴嘴分別沿著前述基板的排列方向設置，且設置在沿著前述基板的周向彼此相鄰的位置。
  3. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述第二排出孔被設為朝向前述第一噴嘴的前述側面中的在前述第一噴嘴的徑向上與前述第一排出孔的設置範圍相反的一側的側面排出前述惰性氣體。
  4. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述第二噴嘴在與前述基板排列區域相對的位置不具備排出孔。
  5. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述第二噴嘴構成為能夠對於前述處理容器進行裝卸。
  6. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置還具備控制部，該控制部構成為能夠控制前述原料氣體供給系統和前述惰性氣體供給系統，使得在向前述處理容器內供給前述原料氣體的期間，向前述處理容器內供給前述惰性氣體。
  7. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 在前述基板排列區域，在與前述基板的表面垂直的方向上以預定間隔排列多個前述基板， 前述第二噴嘴還具備朝向前述基板排列區域的上方空間開口的上部排出孔。
  8. 如請求項7所述的基板處理裝置，其中， 前述上部排出孔設置在前述第二噴嘴的前端。
  9. 如請求項7或8所述的基板處理裝置，其中， 前述上部排出孔的開口面積大於前述第二排出孔的開口面積。
  10. 如請求項7所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置還具備： 第三噴嘴，其在側面設置有第三排出孔； 反應氣體供給系統，其構成為經由前述第三噴嘴向前述處理容器內供給反應氣體；以及 控制部，其構成為能夠控制前述原料氣體供給系統、前述反應氣體供給系統、以及前述惰性氣體供給系統，使得進行以下處理：藉由將包括向前述處理容器內供給前述原料氣體的a處理以及向前述處理容器內供給前述反應氣體的b處理的循環執行預定次數，在收容在前述處理容器內的前述基板上形成膜，在a處理中，從前述第二噴嘴以第一流量供給前述惰性氣體，在a處理與b處理之間，從前述第二噴嘴以比前述第一流量大的第二流量供給前述惰性氣體。
  11. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置還具備第一清潔氣體供給系統，該第一清潔氣體供給系統構成為向前述第一噴嘴和前述第二噴嘴中的一方的噴嘴供給第一清潔氣體。
  12. 如請求項11所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置還具備添加氣體供給系統，該添加氣體供給系統構成為向前述第一噴嘴和前述第二噴嘴中的與前述一方的噴嘴不同的另一方的噴嘴供給與前述第一清潔氣體進行反應的添加氣體。
  13. 如請求項11所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置還具備第二清潔氣體供給系統，該第二清潔氣體供給系統構成為向前述第一噴嘴和前述第二噴嘴中的與前述一方的噴嘴不同的另一方的噴嘴供給組成與前述第一清潔氣體不同的第二清潔氣體。
  14. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置還具備： 第三噴嘴，其在側面設置有第三排出孔； 反應氣體供給系統，其構成為經由前述第三噴嘴向前述處理容器內供給反應氣體； 第一清潔氣體供給系統，其構成為向前述第一噴嘴、前述第二噴嘴以及前述第三噴嘴中的任意一個噴嘴供給第一清潔氣體；以及 添加氣體供給系統，其構成為向前述第一噴嘴、前述第二噴嘴以及前述第三噴嘴中的與前述任意一個噴嘴不同的另一個噴嘴供給與前述第一清潔氣體進行反應的添加氣體。
  15. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置具備： 第四噴嘴，其在側面設置有第四排出孔，該第四排出孔朝向前述基板排列區域開口；以及 第五噴嘴，其在側面設置有第五排出孔，該第五排出孔朝向前述第四噴嘴的前述側面中的與前述第四排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及與前述第四排出孔的設置範圍不同的範圍的面與前述處理容器的前述內壁面之間的空間中的至少任意一方開口， 前述原料氣體供給系統構成為經由前述第一噴嘴和前述第四噴嘴向前述處理容器內供給前述原料氣體， 前述惰性氣體供給系統構成為經由前述第二噴嘴和前述第五噴嘴向前述處理容器內供給前述惰性氣體。
  16. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 前述基板處理裝置具備在側面設置有第六排出孔的第六噴嘴，該第六排出孔朝向前述基板排列區域開口， 在前述第二噴嘴的前述側面還設置有第七排出孔，該第七排出孔朝向前述第六噴嘴的前述側面中的與前述第六排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及與前述第六排出孔的設置範圍不同的範圍的面與前述處理容器的前述內壁面之間的空間中的至少任意一方開口， 前述原料氣體供給系統構成為經由前述第一噴嘴以及前述第六噴嘴向前述處理容器內供給前述原料氣體。
  17. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中， 在前述第二噴嘴的前述側面還設置有第八排出孔，前述第八排出孔在與前述基板排列區域所相對的範圍不同且與前述第二排出孔的設置範圍不同的範圍的面上開口。
  18. 一種氣體噴嘴， 在前述氣體噴嘴的側面設置有第二排出孔，該第二排出孔朝向在側面設置有第一排出孔的第一噴嘴的前述側面中的與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面與前述處理容器的內壁面之間的空間中的至少任意一方開口，其中，前述第一排出孔朝向前述處理容器內的排列基板的基板排列區域開口， 前述氣體噴嘴與構成為供給惰性氣體的惰性氣體供給系統連接。
  19. 一種半導體裝置的製造方法，具有： a步驟，經由在側面設置有第一排出孔的第一噴嘴向前述處理容器內供給原料氣體，前述第一排出孔朝向前述處理容器內的排列基板的基板排列區域開口；以及 a’步驟，在a步驟中，從與前述第一噴嘴不同的第二噴嘴向前述第一噴嘴的前述側面中的與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面與前述處理容器的內壁面之間的空間中的至少任意一方供給惰性氣體。
  20. 一種程式， 前述程式藉由電腦使基板處理裝置執行如下步驟： a步驟，經由在側面設置有第一排出孔的第一噴嘴向前述處理容器內供給原料氣體，前述第一排出孔朝向前述處理容器內的排列基板的基板排列區域開口；以及 a’步驟，在a步驟中，從與前述第一噴嘴不同的第二噴嘴向前述第一噴嘴的前述側面中的與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面、以及與前述第一排出孔的設置範圍不同的範圍的面與前述處理容器的內壁面之間的空間中的至少任意一方供給惰性氣體。
TW112133592A 2022-09-26 2023-09-05 基板處理裝置，氣體噴嘴，半導體裝置的製造方法及程式 TW202418398A (zh)

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