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CN112740373B - 基板处理装置、半导体装置的制造方法及存储介质 - Google Patents

基板处理装置、半导体装置的制造方法及存储介质 Download PDF

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CN112740373B CN201880097690.3A CN201880097690A CN112740373B CN 112740373 B CN112740373 B CN 112740373B CN 201880097690 A CN201880097690 A CN 201880097690A CN 112740373 B CN112740373 B CN 112740373B
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佐佐木隆史
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Kokusai Electric Corp
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Abstract

在层叠于基板处理装置的多个基板(41)中，可以调整各基板的面间的膜厚平衡。具有收纳多个基板的处理室、对处理室内的基板供给处理气体的气体供给部、从处理室排出处理气体的气体排气部、以及设于多个基板之间且靠近基板的背面的圆板。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法及存储介质
技术领域
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、程序、以及存储介质等基板处理技术。
背景技术
在立式成膜装置等基板处理装置中，在使用多孔喷嘴进行气体供给来成膜的情况下，有时填装于晶舟上部侧的被处理基板上的膜厚和填装于晶舟下部侧的基板上的膜厚产生差，基板间均匀性变差。例如，记载于专利文献1、专利文献2、专利文献3。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3819660号
专利文献2：日本特开2003－303782号公报
专利文献3：国际公开号WO2017/138185
发明内容
发明所要解决的课题
在现有的基板处理装置中，为了防止基板质量的降低，提出了各种结构，但不能向基板表面充分均匀地供给气体。
用于解决课题的方案
本公开提供一种技术，具有：处理室，其收纳多个基板；气体供给部，其向处理室内的基板供给处理气体；气体排气部，其从处理室排出处理气体；以及圆板，其设于多个基板之间且靠近基板的背面。
发明效果
根据本公开，在层叠于处理室内的多个基板中，能够调整各基板的面间的膜厚平衡。
附图说明
图1是表示基板处理装置的基本结构的纵剖视图。
图2是表示基板处理装置的控制器的一结构例的图。
图3是用于说明基板处理装置的处理动作的一例的流程图。
图4是表示实施例1的基板处理装置的一结构例的剖视图。
图5是用于说明实施例1的处理室内的结构要素间的距离的图。
图6是表示实施例1的基板处理装置的其它结构的剖视图。
图7A是用于说明实施例1的射流的立体图。
图7B是用于说明实施例1的射流的俯视图。
图8A是表示实施例2的基板处理装置的一结构例的立体图。
图8B是表示实施例2的基板处理装置的一结构例的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。首先，使用图1～图3，使用立式热处理装置说明基板处理装置的一结构、动作。
(1)基板处理装置的基本结构
图1所示的作为基板处理装置1的立式热处理装置2为了将处理室6均匀加热而具有由多个加热器单元构成的加热器3。加热器3为圆筒形状，支撑于作为保持板的加热器基座(未图示)，从而相对于立式热处理装置的设置地板垂直安装。加热器3还作为利用热使处理气体激活(激励)的激活机构(激励部)发挥功能。
在加热器3的内侧配设有反应管4。反应管4由例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端封闭且下端开口的圆筒形状。反应管4具有双重管构造，即具有在下端的凸缘部4C互相结合的外管4A和内管4B。外管4A和内管4B的上端闭合，形成由虚线包围的处理室6的内管4B的下端开口。凸缘部4C具有比外管4A大的外径，且向外侧突出。在反应管4的下端附近设有与外管4A内连通的排气端口4D。包括它们的反应管4整体由单一的材料一体形成。外管4A构成为壁厚较厚，以耐受使内侧为真空时的压力差。
歧管5为圆筒或圆锥台形状，且为金属制或石英制，设置成支撑反应管4的下端。歧管5的内径形成为比反应管4的内径(凸缘部4C的内径)大。由此，在反应管4的下端(凸缘部4C)与后述的密封盖19之间形成圆环状的空间。
内管4B在比排气端口4D靠反应管的进深侧的侧面具有使内侧和外侧连通的主排气口4E，另外，在与主排气口4E相反的位置具有供给狭缝4F。主排气口4E是对配置有晶圆7的区域开口的单一的纵长的开口。供给狭缝4F是沿圆周方向伸展的狭缝，以与各晶圆7对应的方式沿垂直方向排列设置多个。
内管4B还在比排气端口4D靠反应管4的进深侧且比主排气口4E靠开口侧的位置设有使处理室6和排气空间S(将外管4A与内管4B之间的空间称为排气空间S)连通的多个副排气口4G。另外，在凸缘部4C还形成有使处理室6和排气空间S下端连通的多个底排气口4H。换言之，排气空间S的下端除了底排气口4H、喷嘴导入孔，被凸缘部4C封闭。副排气口4G、底排气口4H以排出后述的轴净化气体的方式发挥功能。
在排气空间S，与供给狭缝4F的位置对应地设有供给原料气体等多种处理气体的一个以上的喷嘴8。在一个以上的喷嘴8的每一个分别贯通歧管5地连接有供给TiCl4气体、NH3等处理气体的气体供给管9。在各个气体供给管9的流路上，自上游方向起，依次设有作为流量控制器的质量流量控制器(MFC)10及作为开闭阀的阀11。另外，在比阀11靠下游侧，供给N2气体等惰性气体的气体供给管12连接于气体供给管9。在气体供给管12，自上游方向起，依次设有MFC13及阀14。主要由气体供给管9、MFC10、阀11构成作为处理气体供给系统的处理气体供给部。
一个以上的喷嘴8在反应管4内设置成从反应管4的下部立起。在各个喷嘴8的侧面、上端设有供给气体的一至多个喷嘴孔8H。多个喷嘴孔8H与供给狭缝4F的每一个的开口对应地以朝向反应管4的中心的方式开口，从而能够穿过内管4B向晶圆7喷射气体。
在排气端口4D连接有排出反应管4内的环境气体的排气管15。在排气管15经由检测反应管4内的压力的作为压力检测器(压力计)的压力传感器16及作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller：自动压力控制器)阀17连接有作为真空排气装置的真空泵18。APC阀17通过在使真空泵18工作的状态下开闭阀，能够进行反应管6内的真空排气及真空排气停止。而且，在使真空泵18工作的状态下，基于由压力传感器16检测出的压力信息调节阀开度，从而能够调整反应管6内的压力。主要由排气管15、APC阀17、压力传感器16构成排气系统。可以考虑将真空泵18包含于排气系统。
在歧管5的下方设有可将歧管5的下端开口气密地封闭的作为炉口盖体的密封盖19。密封盖19由例如不锈钢、镍合金等的金属构成，且形成为圆盘状。在密封盖19的上表面设有与歧管5的下端抵接的作为密封部件的O形环19A。
另外，在密封盖19上表面，相对于比歧管5的下端内周靠内侧的部分设置有保护密封盖19的盖板20。盖板20例如由石英、蓝宝石、或者SiC等耐热耐腐蚀性材料构成，形成为圆盘状。盖板20不要求机械强度，因此可以以薄的壁厚形成。盖板20不限于与密封盖19独立地准备的部件，也可以是在密封盖19的内表面进行涂层或者对内表面进行改性而得到的氮化物等的薄膜或层。盖板20还具有从圆周的缘沿歧管5的内表面立起的壁。
作为基板保持件的晶舟21将多张例如25～200张晶圆7以水平姿势且以彼此中心对齐的状态沿垂直方向排列而支撑于多层。因此，晶圆7隔开恒定的间隔排列。晶舟21由例如石英、SiC等耐热性材料构成。反应管4优选具有可安全地搬入搬出晶舟21的最小限的内径。
在晶舟21的下部配设有隔热构件22。隔热构件22具有使上下方向的热的传导或传递减小的构造，通常在内部具有空洞。内部可以被轴净化气体净化。在反应管4中，将配置有晶舟21的上部分称为处理区域，将配置有隔热构件22的下部分称为隔热区域。
在密封盖19的与反应管4相反的一侧设置有使晶舟21旋转的旋转机构23。在旋转机构23连接有轴净化气体的气体供给管24。在气体供给管24，自上游方向起，依次设有MFC25及阀26。该净化气体的一个目的在于，保护旋转机构23的内部(例如，轴承)不受在反应管4内使用的腐蚀性气体等影响。净化气体从旋转机构23沿轴排出，并被引导至隔热构件22内。
晶舟升降机27在反应管4的外部下方垂直地配备，作为使密封盖19升降的升降机构(搬送机构)动作。由此，在处理室6内外搬入搬出支撑于密封盖19的晶舟21及晶圆7。此外，设有在密封盖19下降到最下位置的期间取代密封盖19来堵塞反应管4的下端开口的闸门(未图示)。
在外管4A的外壁设置有温度检测器28。温度检测器28可以由上下并排排列的多个热电偶构成。通过基于由温度检测器28检测出的温度信息调整对加热器3的通电状况，能够使反应管4内的温度成为所需的温度分布。
控制器29是控制基板处理装置1整体的计算机，与MFC10、13、阀11、14、压力传感器16、APC阀17、真空泵18、加热器3、温度检测器28、旋转机构23、晶舟升降机27等电连接，从它们接收信号，或对它们进行控制。
如图2所示，图1所示的控制器29与MFC10、13、25、阀11、14、26、压力传感器16、APC阀17、真空泵18、加热器3、温度检测器28、旋转机构23、晶舟升降机27等各结构电连接，对它们进行自动控制。控制器29构成为具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)212、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)214、存储装置216、I/O端口218的计算机。RAM214、存储装置216、I/O端口218构成为经由内部总线220可与CPU212进行数据更换。I/O端口218连接于上述的各结构。在控制器29连接有例如触控面板等输入输出装置222。
存储装置216由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置216内可读取地存储有控制基板处理装置100的动作的控制程序、用于根据处理条件使基板处理装置100的各结构执行成膜处理等的程序(工艺配方、清洁配方等配方)。RAM214构成为临时保持由CPU212读出的程序、数据等的存储区域(工作区)。CPU212从存储装置216读取并执行控制程序，并且根据来自输入输出装置222的操作指令的输入等从存储装置216读取配方，并以按照配方的方式控制各结构。
控制器29例如能够通过将持续地存储于USB存储器、存储卡等半导体存储器、CD、DVD等光盘、HDD等外部存储装置224的上述的程序安装于计算机而构成。存储装置216、外部存储装置224构成为计算机可读取的实体介质。以下，将它们总称地简称为存储介质。此外，对计算机的程序的提供也可以不使用外部存储装置224而使用网络、专线等通信单元进行。
(2)基板处理工序(成膜工序)
使用图3，作为半导体装置(设备)的制造工序的一工序，采用在晶圆7上形成金属膜的工序的一例，对形成TiN层的工序进行说明。形成TiN层等金属膜的工序使用上述的基板处理装置的反应管4的处理室6执行。如上述地，图3的制造工序的执行通过控制器29的CPU212执行程序来进行。
本实施方式的基板处理工序(半导体装置的制造工序)中，具有：
(a)对容纳于处理室6内的晶圆7供给TiCl4气体的工序；
(b)除去处理室6内的残留气体的工序；
(c)对容纳于处理室6内的晶圆7供给NH3的工序；
(d)除去处理室6内的残留气体的工序；以及
将上述(a)～(d)反复多次，形成TiN层的工序，
在晶圆7上形成TiN层。
此外，在本说明书中，使用“晶圆”这一术语的情况下，有时是指“晶圆本身”、有时是指“晶圆与形成于其表面的预定的层、膜等的层叠体(集合体)”(即，有时包括形成于表面的预定的层、膜等称为晶圆)。另外，在本说明书中使用“晶圆的表面”这一术语的情况下，有时是指“晶圆本身的表面(露出面)”、有时是指“形成于晶圆上的预定的层、膜等的表面、即作为层叠体的晶圆的最外表面”。此外，在本说明书中，使用“基板”这一术语的情况也与使用了“晶圆”这一术语的情况意思相同。
(晶圆搬入)
当将多张晶圆7填装于晶舟21(晶圆装载)时，如图1所示地，支撑多张晶圆7的晶舟21被晶舟升降机27提升而搬入反应管4的处理室6内(晶舟导入)。在该状态下，密封盖19为经由O形环19A封闭反应管4的下端开口的状态。
(压力调整及温度调整)
通过真空泵18进行真空排气，以使处理室6内成为所需的压力(真空度)。此时，处理室6内的压力由压力传感器16测定，基于该测定的压力信息对APC阀17进行反馈控制(压力调整)。真空泵18至少在对晶圆7的处理完成前的期间始终维持工作的状态。另外，通过加热器3进行加热，以使处理室6内成为所需的温度。此时，基于温度检测器28检测出的温度信息反馈控制对加热器3的通电量，以使处理室6内成为所需的温度分布(温度调整)。加热器3对处理室6内的加热至少在对晶圆7的处理完成前的期间持续进行。
[TiN层形成工序]
然后，实施形成例如金属氮化层即TiN层作为第一金属层的步骤。
(TiCl4气体供给(步骤S10))
打开阀11，在气体供给管9内流通作为原料气体的TiCl4气体。TiCl4气体由MFC10进行流量调整，从喷嘴8的气体供给孔8H供给至处理室6内，并从排气管15排出。此时，对晶圆7供给TiCl4气体。此时，同时打开阀14，在气体供给管12内流通N2气体等惰性气体。在气体供给管12内流通的N2气体由MFC13进行流量调整，与TiCl4气体一起供给至处理室6内，并从排气管15排出。N2气体经由气体供给管12、喷嘴8供给至处理室6内，且从排气管15排出。此时，加热器3的温度设定为使晶圆7的温度成为例如250～550℃的范围内的温度的温度。
流通于处理室6内的气体仅为TiCl4气体和N2气体，通过TiCl4气体的供给，在晶圆7(表面的基膜)上形成例如从不足1原子层到数原子层程度的厚度的含Ti层。
(残留气体除去(步骤S11))
在形成含Ti层后，关闭阀11，停止TiCl4气体的供给。此时，排气管15的APC阀17保持打开，通过真空泵18对处理室6内进行真空排气，将残留于处理室6内的未反应或参与含Ti层形成之后的TiCl4气体从处理室6内排除。此时，阀14保持打开，持续N2气体的向处理室6内的供给。N2气体作为净化气体发挥作用，能够提高将残留于处理室6内的未反应或参与含Ti层形成之后的TiCl4气体从处理室6内排除的效果。
(NH3气体供给(步骤S12))
在除去处理室6内的残留气体后，打开NH3气体供给用的阀11，在NH3气体供给用的气体供给管9内流通含N气体即NH3气体作为反应气体。NH3气体由NH3气体供给用的MFC10进行流量调整，从NH3气体供给用的喷嘴8的气体供给孔8H供给至处理室6内，并从排气管15排出。此时，对晶圆7供给NH3气体。此时，NH3气体供给用的阀14为关闭的状态，使N2气体不会与NH3气体一起供给至处理室6内。即，NH3气体不被N2气体稀释地供给至处理室6内，并从排气管15排出。此时，为了防止NH3气体向TiCl4气体供给用的喷嘴8内的侵入，打开阀14，在气体供给管12内流通N2气体。N2气体经由NH3气体供给用的气体供给管12、喷嘴8供给至处理室6内，并从排气管15排出。该情况下，将作为反应气体的NH3气体不被N2气体稀释地供给至处理室6内，因此能够提高TiN层的成膜速率。此外，也可以调整晶圆7附近的N2气体的环境气体浓度。此时的加热器3的温度设定为与TiCl4气体供给步骤同样的温度。
此时，流通于处理室6内的气体仅为NH3气体和N2气体。NH3气体与在TiCl4气体供给步骤形成于晶圆7上的含Ti层的至少一部分进行置换反应。置换反应时，含Ti层含有的Ti和NH3气体含有的N结合，在晶圆7上形成含有Ti和N的TiN层。
(残留气体除去(步骤S13))
形成TiN层后，关闭NH3气体供给用的阀11，停止NH3气体的供给。然后，按照与步骤S11同样的处理顺序将残留于处理室6内的未反应或参与TiN层的形成之后的NH3气体、反应副生成物从处理室6内排除。
(实施预定次数)
通过将依次进行上述的步骤S10～步骤S13的循环进行一次以上(预定次数(n次))，在晶圆7上形成预定的厚度(例如0.1～2nm)的TiN层。上述的循环优选反复多次，优选进行例如10～80次左右，更优选进行10～15次左右。
(后净化及大气压恢复)
从气体供给管12的每一个向处理室6内供给N2气体，并从排气管15排出。N2气体作为净化气体发挥作用，由此处理室6内被惰性气体净化，将残留于处理室6内的气体、副生成物从处理室6内除去(后净化)。之后，处理室6内的环境气体被置换成惰性气体(惰性气体置换)，处理室6内的压力恢复到常压(大气压恢复)。
(晶圆搬出)
之后，通过晶舟升降机27将密封盖19下降，反应管4的下端开口。然后，处理完成的晶圆7以支撑于晶舟21的状态从反应管4的下端搬出到外部(晶舟导出)。然后，将处理完成的晶圆7从晶舟21取出(晶圆卸载)。
实施例1
实施例1是可以抑制因装载的多个基板的张数而引起的膜厚变动的基板处理装置的实施例。即，实施例1是具备收纳多个基板的处理室、向处理室内的基板供给处理气体的气体供给部、以及从处理室排出处理气体的气体排气部，且在相邻的基板之间且靠基板的背面设置有圆板的结构的基板处理装置的实施例。
图4是实施例1的基板处理装置的一结构例的剖视图。如该图所示，在设置于一重管即第一反应管34内的作为基板保持件的晶舟31沿垂直方向设置石英板等多个圆板39，形成可以进行充分应用的处理区域。多个圆板39固定于晶舟31的多个支柱42。即，晶舟具备具有支撑基板的基板支撑部的多个支柱，多个圆板固定于支柱。优选晶舟31的多个支柱42和多个圆板39构成为一体型。在处理区域的下部设置有隔热区域37。将隔热区域37与处理区域隔离，限定处理(工艺)气体流通的空间，能够提高气体的供给、排出效率。即，通过在设置有第一反应管34的晶舟31的处理区域的下部具备从处理区域隔离的由隔热部件构成的隔热区域，限定处理气体流动的空间，提高气体的供给、排出效率。此外，晶舟31的周围被加热用的加热器33覆盖，晶舟31的清洁也可以通过晶舟更换来实现，另外，也可以通过向第一反应管34内供给清洁气体来清洁晶舟31。
另外，在图4的结构中，在第一反应管34设有两个排气口35，但只要如图6所示地，至少具备一个排气口35即可。在第一反应管34至少插入一个喷嘴38，向处理区域导入处理气体。在晶舟31的多个支柱42分别设置有多个基板支撑部32。将晶舟的支柱设为三根，且以120°均等配置，从而能够避免形成的膜厚的偏芯。
此外，在图4中示例了一重管结构的基板处理装置，但本实施例的结构也可以应用于图6所示的二重管结构的基板处理装置。在二重管结构的情况下，在加热器33的内侧配设作为外管的第一反应管34，在其内部设置有作为内管的第二反应管36。而且，除了在第二反应管36的内侧设置构成处理区域的晶舟31外，具备与图4所示的一重管结构同样的结构。
以下，以一重管结构的基板处理装置为例说明基板保持件的优选的一结构，但在二重管结构中能够同样地应用。在本实施例中，在使由基板支撑部32支撑的基板的上表面侧的空间比基板的下表面侧的空间大这样的位置设有基板支撑部32，由此能够向基板表面均匀地供给气体。即，以使基板的表面侧的空间比基板的背面侧的空间大的方式，基板支撑部32设置于多个支柱。
图5表示在作为本实施例的结构的基板保持件的晶舟31的支柱42设置的多个基板支撑部32分别配置有基板41的状态。图中的A～G表示反应管34内的结构要素间的距离。A表示基板41的缘与第一反应管34的壁间的距离，A’表示圆板39的缘与第一反应管的壁间的距离，B表示基板间距离即晶圆间距，C表示基板41的缘与第一反应管的另一壁间的距离，C’表示圆板39的缘与第一反应管的另一壁间的距离，D表示多个圆板间的距离。另外，E、E’表示相邻的各个圆板39与基板41的距离，D＝E+E’。优选D＝E+E’+基板41的厚度+板厚度。进一步地，基板的背面与圆板的距离E’比圆板的缘与处理室的壁之间的距离A’更大。
进一步地，F、F’表示相邻的圆板39的背面到喷嘴38的孔的距离。在图5的结构中，F＝E’+(E/2)，或者F’＝E/2。孔的位置仅示出了一个，但多个孔分别设置于上述的位置。即，以喷嘴38的多个孔分别位于基板与圆板之间的大致中间的方式构成圆板39、基板支撑部32。由此，能够向基板表面均匀地供给反应气体。G、G’分别表示喷嘴38与基板41的缘、圆板39的缘之间的距离。此外，图6所示的二重管结构的情况下的结构要素间的距离A、A’、C、C’为相距作为内管的第二反应管36的壁的距离。
作为本实施例的基板处理装置的共通的结构，不管从喷嘴38导入的处理气体的种类如何，均设为B＞C’、A＞C’、A≈C、A’≈C’。基板间距离B的值根据处理气体的反应机理、即分解性而变化。
在将导入到反应管内的处理气体不分解地供给至基板41的情况等、处理气体的分解量少的反应为主反应的成膜的情况下，B＞A、B＞C。即，在处理气体的分解量少的反应的成膜的情况下，使相邻的基板之间的距离B比基板的缘与处理室的壁之间的距离A、C大。例如，在已经说明了的TiN层的成膜工艺下，有时供给TiCl4气体。
另一方面，在将处理气体分解并供给至基板的情况等、处理气体的分解量多的反应为主反应的成膜的情况下，A≥B、B≤C、B＞C’。即，使相邻的基板间的距离B相对于基板的缘与处理室的壁之间的距离更小或相等。例如，在SiO的成膜工艺下，有时供给Si2Cl6气体。
这样，通过使各尺寸变化，能够使向基板上供给的气体的状态变化。
以下，表示图5所示的距离A～F的具体的数值例。首先，不管处理气体的种类如何，作为共通的结构，C为与A同等的距离，A’、C’为5～7.5mm，D为与B同等的距离，E为20mm～50mm，E’作为最低限镊子进入的间隙，将10mm作为下限。由此，E最大为(B－10)mm，E’＞A’。B为30mm～80mm，A为20mm～50mm，优选为30mm～40mm。
在为TiN成膜且使用TiCl4的情况下，B为约60mm，A为约30～40mm。成膜条件为，作为处理室的反应管内压力为10～20Pa，气体供给流量为300～500ccm。
在为SiO成膜且使用Si2Cl6的情况下，B为约30mm，A为约30～40mm。成膜条件为，反应管内压力为30Pa，气体供给流量为100～300ccm左右。
此外，在图5所示的基板处理装置的结构中，基板41的表面(上表面)与圆板39之间的距离E较小的情况下，基板的表面侧的空间狭窄，基板上的电导率变小，难以得到射流(喷流)的效果。在此，射流是一边具有某恒定的扩展宽度一边逐渐成为平坦的流速分布的流，在本实施例的情况下，将从喷嘴38喷射出的反应气体的流不管基板的缘(晶圆边缘)如何，均维持至基板中心的情况称为射流。通过该射流，能够实现气体供给改善、即向基板中心的气体的高浓度供给，能够进行充分应用。为了得到这样的射流，实现充分应用，在上述的结构要素间的距离中，可以设为B＞A＞A’。也可以设为D＞A＞A’。无论哪种，相邻的基板之间的距离B都比基板的缘与处理室的壁之间的距离A更大，而且基板的缘与处理室的壁之间的距离A都比圆板的缘与处理室的壁之间的距离A’更大。
而且，在各个基板41的表面与圆板39之间的距离E、基板41的背面与圆板39之间的距离E’中，如设为E＞E’的关系，则容易形成射流，能够向基板表面均匀地供给反应气体，更容易实现充分应用。另外，能够抑制对基板的背面成膜，而且能够容易均匀地加热基板。根据本发明者的探讨，在图5的结构中，为了在基板中心部使气体浓度最大，优选将基板间距离B设为50～60mm以上。这样，在实施例1的基板处理装置中，通过构成为使基板间距离B比以往更大，且相对于基板与第一反应管的内壁的距离A充分大，能够直至基板中心供给充分的反应气体。
图7A、图7B是用于说明设置于本实施例的基板处理装置的圆板39上的基板41的表面上的射流的立体图和俯视图。此外，图7B的下层表示射流40的纵剖视图。如该图所示，根据本实施例的结构，射流40能够一边直至基板中心具有恒定的扩展宽度H，一边逐渐成为平坦的流速分布。
根据以上详细说明的实施例1的结构，能够在多个基板间设置圆板39，能够抑制因装载张数而引起的膜厚变动，通过充分应用，不管是处理1张还是处理5张，都得到相同的成膜结果。
实施例2
实施例2是可以抑制因装载的多个基板的张数而引起的膜厚变动的基板处理装置的其它实施例。实施例1与实施例2的不同在于作为基板保持件的晶舟的结构，在本实施例的晶舟中，具有多个圆板不会向晶舟的支柱的外侧突出的结构。若圆柱的缘突出至比晶舟的支柱靠反应管的壁侧，则容易进行充分应用，但即使是未突出的结构，也能够实现对多个基板表面均匀供给气体的改善。
图8A、图8B表示本实施例的基板处理装置的晶舟的一结构例的立体图和剖视图。作为基板处理装置的其它结构要素与实施例1相同，因此省略说明。通过将晶舟31的三根支柱42以120°均等配置，能够避免形成的膜厚的偏芯。多个圆板39与进行了120°均等配置的三根支柱42一体化。
如图8A、图8B所示，多个圆板39的缘位于晶舟31的支柱42的位置。因此，在本实施例的结构中，在图5中说明了的结构要素间的距离中的圆板39的缘与第一反应管34的两个壁之间的距离A’、C’、以及圆板39的缘与喷嘴38之间的距离G’为晶舟31的支柱42与第一反应管34的两个壁之间的距离、以及晶舟31的支柱42与喷嘴38之间的距离。在将晶舟31的支柱42的厚度设为5mm的情况下，若A、C为30～40mm，且A’C’为5～7.5mm，则根据本实施例的结构，可以将支柱42从基板41的缘分离17.5mm～30mm左右，能够实现因晶舟31的支柱42而引起的局部减膜的抑制。更优选分离大致26mm～30mm，即，多个支柱若从基板的缘分离大致26mm～30mm，则能够得到高的减膜抑制效果。
以上对本公开的各种实施方式进行了说明，但本发明不限于这些实施方式及实施例，也能够适当组合来使用。另外，本发明能够应用于在基板处理装置中形成或使用的全部的膜种类、气体种类，而且，本说明书以基板处理装置的发明为主进行了说明，但也公开了其晶舟、半导体装置的制造方法、程序、以及存储介质的发明。
此外，上述中对可处理5张基板的基板处理装置结构进行了记载，但不限于此。只要是可形成射流的结构即可。具体地，例如，可以在1张～15张左右中变更。
另外，上述中对进行成膜处理的基板处理装置进行了记载，但基板处理装置也可以应用于其它处理。例如，具有使用了等离子的扩散处理、氧化处理、氮化处理、氮氧化处理、还原处理、氧化还原处理、蚀刻处理、加热处理等。另外，例如在仅使用反应气体对基板表面、形成于基板的膜进行等离子氧化处理、等离子氮化处理时，也能够应用本发明。另外，也能够应用于仅使用了反应气体的等离子退火处理。
另外，上述中示出了使用含钛气体作为原料气体，使用含氮气体作为反应气体形成作为氮化膜的氮化钛膜的例，但也可以应用于使用了其它气体的成膜。例如，具有氧化膜、含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金属膜和含有这些元素中的多个的膜等。此外，作为这些膜，例如，具有SiO膜、SiN膜、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiC膜、TiAlC膜等。
符号说明
1—基板处理装置，2—立式热处理装置，3、33—加热器，4—反应管，5—歧管，6—处理室，7、41—基板(晶圆)，8、38—喷嘴，9、12、24—气体供给管，10、13、25—质量流量控制器，11、14、26—阀，15—排气管，16—压力传感器，17—APC阀，18—真空泵，19—密封盖，20—盖板，21、31—晶舟，22—隔热构件，23—旋转机构，27—晶舟升降机，28—温度检测器，29—控制器，32—基板支撑部，34—第一反应管，35—排气口，36—第二反应管，37—隔热区域，39—圆板，40—射流，42—晶舟的支柱。

Claims (17)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具有：
基板保持件，其载置多个基板，且具备设于多个上述基板之间且靠近上述基板的背面的圆板、和固定上述圆板且具有支撑上述基板的基板支撑部的支柱；
处理室，其收纳上述基板保持件；
气体供给部，其向上述处理室内的上述基板供给处理气体；以及
气体排气部，其从上述处理室排出上述处理气体，
上述基板保持件的上述圆板的缘不从上述支柱突出，上述圆板的缘与上述支柱的侧面相接。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板支撑部以上述基板的表面侧的空间比上述基板的背面侧的空间大的方式设置于多个上述支柱。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
多个上述支柱从上述基板的缘分离26mm~30mm。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
相邻的上述基板之间的距离比上述圆板的缘与上述处理室的壁之间的距离大。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
相邻的上述基板之间的距离为50mm以上。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述处理气体的分解量少的反应的成膜的情况下，上述基板保持件和上述处理室构成为，使相邻的上述基板之间的距离比上述基板的缘与上述处理室的壁之间的距离大。
7.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述处理气体的分解量少的反应的成膜的情况下，上述基板保持件和上述处理室构成为，使相邻的上述基板之间的距离比上述基板的缘与上述处理室的壁之间的距离大。
8.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述处理气体的分解量少的反应的成膜的情况下，上述基板保持件和上述处理室构成为，使相邻的上述基板之间的距离比上述基板的缘与上述处理室的壁之间的距离大。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述处理气体的分解量多的反应的成膜的情况下，上述基板保持件和上述处理室构成为，使相邻的上述基板之间的距离比上述基板的缘与上述处理室的壁之间距离小。
10.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述处理气体的分解量多的反应的成膜的情况下，上述基板保持件和上述处理室构成为，使相邻的上述基板之间的距离比上述基板的缘与上述处理室的壁之间距离小。
11.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述处理气体的分解量多的反应的成膜的情况下，上述基板保持件和上述处理室构成为，使相邻的上述基板之间的距离比上述基板的缘与上述处理室的壁之间距离小。
12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述气体供给部包括喷嘴，该喷嘴设有向上述基板供给反应气体的多个孔，
上述气体供给部和上述基板保持件构成为，多个上述孔分别位于上述基板与上述圆板之间的中间。
13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述处理室在设置有上述基板保持件的处理区域的下部具备从上述处理区域隔离的具有隔热部件的隔热区域。
14.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板保持件和上述处理室构成为，相邻的上述圆板间的距离比上述圆板的缘与上述处理室的壁之间的距离大。
15.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板保持件构成为，上述基板的背面与上述圆板的距离比上述圆板的缘与上述处理室的壁之间的距离大。
16.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：
a）将基板保持件搬入处理室内的工序，其中该基板保持件载置有多个基板，且具备设于上述多个基板之间且靠近上述基板的背面的圆板、和固定上述圆板且具有支撑上述基板的基板支撑部的支柱，且构成为上述圆板的缘不从上述支柱突出，上述圆板的缘与上述支柱的侧面相接；
b）向上述基板供给处理气体的工序；以及
c）排出上述处理气体的工序。
17.一种计算机能够读取的存储介质，其特征在于，存储有利用计算机使基板处理装置执行以下步骤的程序，即：
a）将基板保持件搬入处理室内的步骤，其中该基板保持件载置有多个基板，且具备设于上述多个基板之间且靠近上述基板的背面的圆板、和固定上述圆板且具有支撑上述基板的基板支撑部的支柱，且构成为上述圆板的缘不从上述支柱突出，上述圆板的缘与上述支柱的侧面相接；
b）向上述基板供给处理气体的步骤；以及
c）排出上述处理气体的步骤。
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