本發(fā)明涉及襯底處理裝置、半導(dǎo)體器件的制造方法及程序。

背景技術(shù)：

作為半導(dǎo)體器件(device)的制造工序的一個(gè)工序，有時(shí)進(jìn)行在收納于處理室內(nèi)的襯底上形成膜的成膜處理(參照例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2014-67877

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

在進(jìn)行成膜處理時(shí)，有時(shí)，所用的氣體在噴嘴內(nèi)發(fā)生熱分解，從而堆積物附著在噴嘴內(nèi)壁。有時(shí)若上述堆積物在成膜處理中發(fā)生剝離，則會(huì)變?yōu)轭w粒(即，產(chǎn)生粉塵)并被供給至收納在處理室內(nèi)的襯底上，從而以雜質(zhì)的形式被引入膜中。另外，在使用噴嘴供給氣體這樣的立式裝置中，由于是從噴嘴向搭載有多個(gè)襯底的處理室內(nèi)供給氣體，因此襯底表面間的均勻性有時(shí)變差。本發(fā)明的目的為，提供一種技術(shù)，其中，通過(guò)使氣體的供給變得均勻化，從而提高襯底表面間的膜厚均勻性，同時(shí)通過(guò)在成膜處理中抑制由于氣體的熱分解而導(dǎo)致的堆積物向噴嘴內(nèi)壁的附著，從而能夠抑制雜質(zhì)向膜中的引入，并且能夠提高膜質(zhì)及襯底面內(nèi)的膜厚均勻性。

用于解決問(wèn)題的手段

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，提供如下技術(shù)，具有：

處理室，搭載并收納多個(gè)襯底；

加熱系統(tǒng)，以規(guī)定溫度加熱所述處理室；

原料氣體供給系統(tǒng)，具有原料氣體噴嘴，并且從所述原料氣體噴嘴向所述處理室供給原料氣體，所述原料氣體噴嘴在所述處理室的所述襯底的搭載方向上延伸并且具有多個(gè)供給孔和多個(gè)減壓孔，所述多個(gè)供給孔在與所述襯底的搭載區(qū)域相對(duì)應(yīng)的高度開(kāi)口，所述多個(gè)減壓孔在比所述多個(gè)供給孔更靠下部且所述原料氣體噴嘴內(nèi)變得比所述規(guī)定溫度低的位置開(kāi)口并降低所述原料氣體噴嘴內(nèi)的壓力；

反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)，向所述處理室供給與所述原料氣體反應(yīng)的反應(yīng)氣體；和

控制部，構(gòu)成為以交替進(jìn)行下述處理從而在所述襯底上形成膜的方式控制所述加熱系統(tǒng)、所述原料氣體供給系統(tǒng)和所述反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)：將以搭載狀態(tài)收納了多個(gè)襯底的所述處理室以所述規(guī)定溫度加熱，并且從所述原料氣體噴嘴向所述處理室供給所述原料氣體的處理；和向所述處理室供給所述反應(yīng)氣體的處理。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提高襯底表面間的膜厚均勻性，并且提高膜質(zhì)及襯底面內(nèi)的膜厚均勻性。

附圖說(shuō)明

[圖1]為表示本發(fā)明涉及的黑色化風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的圖。

[圖2]為本發(fā)明的第一實(shí)施方式中適用的襯底處理裝置的立式處理爐的概略構(gòu)成圖，并且是以縱剖面圖表示處理爐部分的圖。

[圖3]為本發(fā)明的第一實(shí)施方式中適用的襯底處理裝置的立式處理爐的概略構(gòu)成圖，并且是以圖1的a-a線(xiàn)剖面圖表示處理爐部分的圖。

[圖4]為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖5]為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中適用的襯底處理裝置的控制器的概略構(gòu)成圖，并且是以框圖表示控制器的控制系統(tǒng)的圖。

[圖6]為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的成膜順序的圖。

[圖7]為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖8]為表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖9]為表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖10]為表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖11]為表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖12]為表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖13]為表示本發(fā)明的第八實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖14]為表示本發(fā)明的第九實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖15](a)為表示用于比較的、本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖，(b)為表示本發(fā)明的第十實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的圖。

[圖16](a)為表示本發(fā)明的第十一實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的一個(gè)例子的圖，(b)為表示本發(fā)明的第十一實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的其他例子的圖。

[圖17](a)為表示本發(fā)明的第十二實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的一個(gè)例子的圖，(b)為表示本發(fā)明的第十二實(shí)施方式中的供給原料氣體的噴嘴的其他例子的圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

121控制器(控制部)

200晶片(襯底)

201處理室

202處理爐

207加熱器

231排氣管

410氣體供給噴嘴

410a供給孔

410b減壓孔

420氣體供給噴嘴

420a供給孔

具體實(shí)施方式

在進(jìn)行成膜處理時(shí)，有時(shí)，所使用的氣體在噴嘴內(nèi)熱分解，堆積物附著在噴嘴內(nèi)壁。上述堆積物由于堆積物所具有的密合性而在成膜循環(huán)內(nèi)剝離。若在成膜處理中剝離，則有時(shí)候，堆積物變?yōu)轭w粒(即，產(chǎn)生粉塵)而被供給至收納在處理室內(nèi)的襯底上，以雜質(zhì)的形式被引入膜中。因而，有時(shí)需要應(yīng)對(duì)附著在噴嘴內(nèi)壁的堆積物的對(duì)策(應(yīng)對(duì)在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生的產(chǎn)生粉塵源的對(duì)策)。

為了在成膜處理時(shí)提高氣體的反應(yīng)性而將處理室內(nèi)設(shè)為高溫，與此相伴，即便在噴嘴內(nèi)，氣體也會(huì)發(fā)生自分解，從而變得易于在噴嘴內(nèi)壁附著堆積物。另外，在噴嘴中開(kāi)了多個(gè)孔的多孔噴嘴的情況下，由于越是噴嘴的上游側(cè)(下部)壓力越高，因此氣體變得更容易發(fā)生自分解。此外，據(jù)認(rèn)為，噴嘴的上游側(cè)大多會(huì)成為加熱處理室的加熱器的均勻加熱長(zhǎng)度(均勻加熱區(qū)域)的邊界附近，會(huì)產(chǎn)生急劇的溫度變化。因此，認(rèn)為在噴嘴的下部(例如，比制品襯底更靠下的部分)，氣體由于高壓和急劇的溫度變化而發(fā)生自分解，堆積物附著在噴嘴內(nèi)壁從而發(fā)生黑色化。

經(jīng)潛心研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，作為堆積物附著在噴嘴內(nèi)壁的原因，其與噴嘴內(nèi)的溫度及壓力的關(guān)聯(lián)性相關(guān)聯(lián)。若溫度降低，則堆積物不附著，若氣體少則堆積物不附著。因此，提出在堆積物附著著的部分(例如，噴嘴的下部、加熱器的均勻加熱長(zhǎng)度的邊界附近、比制品襯底更靠下的部分)等中，通過(guò)設(shè)置減壓孔(壓力降低用的孔，減壓用的孔)從而降低噴嘴內(nèi)的壓力，由此抑制噴嘴內(nèi)的氣體的熱分解。即，在處理室內(nèi)設(shè)置如下原料氣體噴嘴，所述原料氣體噴嘴具有多個(gè)供給孔(第一原料氣體供給孔)和多個(gè)減壓孔(第二原料氣體供給孔)，所述多個(gè)供給孔在與襯底的搭載區(qū)域?qū)?yīng)的高度(襯底存在的位置)開(kāi)口，所述多個(gè)減壓孔在比多個(gè)供給孔更靠下部且原料氣體噴嘴內(nèi)變得比規(guī)定溫度低的位置開(kāi)口。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制認(rèn)為是噴嘴內(nèi)壁的黑色化的原因的堆積物的產(chǎn)生。

此外，如圖1所示，以比率表示噴嘴內(nèi)的溫度、壓力、氣體密度之積從而將黑色化風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)化，從而將向襯底供給氣體的供給孔(第一原料氣體供給孔)與減壓孔(第二原料氣體供給孔)之間的平衡(總開(kāi)口面積值的比率、流量平衡等)以落入不發(fā)生黑色化的范圍的方式最優(yōu)化。即，以分別具有下述總開(kāi)口面積的方式進(jìn)行最優(yōu)化，所述總開(kāi)口面積為以原料氣體噴嘴內(nèi)的溫度、壓力、氣體密度之積成為在原料氣體噴嘴內(nèi)原料氣體發(fā)生自分解而生成的堆積物不附著的值(或原料氣體不發(fā)生自分解的值)的方式設(shè)定總開(kāi)口面積值與多個(gè)供給孔(第一原料氣體供給孔)的總開(kāi)口面積和多個(gè)減壓孔(第二原料氣體供給孔)的總開(kāi)口面積的比率。在溫度、壓力、氣體密度這些參數(shù)之中，影響更大的是溫度、壓力。對(duì)于使用噴嘴供給氣體這樣的立式裝置而言，為了從噴嘴向搭載有多個(gè)襯底的處理室供給氣體，襯底表面間的均勻性有時(shí)變差，但由此，不僅抑制了堆積物對(duì)噴嘴內(nèi)壁的附著，而且能夠確保形成于搭載的多個(gè)襯底上的膜的表面間膜厚均勻性。例如，在噴嘴的各高度改變孔徑、孔數(shù)，從而取得平衡以成為在圖1中的不發(fā)生黑色化的噴嘴的值(淡虛線(xiàn))與發(fā)生黑色化的噴嘴的值(濃虛線(xiàn))之間，由此能夠使供給孔與減壓孔的總開(kāi)口面積的比率最優(yōu)化。如上所述，通過(guò)本發(fā)明，能夠提高襯底表面間的膜厚均勻性、并且提高膜質(zhì)及襯底面內(nèi)的膜厚均勻性。

＜第一實(shí)施方式＞

(1)襯底處理裝置的構(gòu)成

如圖2所示，處理爐202具有作為加熱系統(tǒng)(溫度調(diào)節(jié)部)的加熱器207。加熱器207為圓筒形狀，并且通過(guò)由作為保持板的加熱器基座(未圖示)支承從而鉛垂地安裝。加熱器207以固定溫度加熱后述的處理室201內(nèi)。加熱器207作為以熱使氣體活化(激發(fā))的活化機(jī)構(gòu)(激發(fā)部)而發(fā)揮功能。

在加熱器207的內(nèi)側(cè)，以與加熱器207呈同心圓狀的方式設(shè)置有反應(yīng)管203。反應(yīng)管203由耐熱性材料(例如石英(sio2)或碳化硅(sic)等)形成，形成上端封閉、下端開(kāi)口的圓筒形狀。在反應(yīng)管203的下方，以與反應(yīng)管203呈同心圓狀的方式設(shè)置有集流管(入口凸緣)209。集流管209例如由不銹鋼(sus)等金屬形成，形成上端及下端均開(kāi)口的圓筒形狀。集流管209的上端部以結(jié)合于反應(yīng)管203的下端部、并支承反應(yīng)管203的方式構(gòu)成。在集流管209與反應(yīng)管203之間，設(shè)置有作為密封構(gòu)件的o型環(huán)220。通過(guò)用加熱器基座支承集流管209，從而成為反應(yīng)管203被鉛垂安裝設(shè)置的狀態(tài)。處理容器(反應(yīng)容器)主要由反應(yīng)管203和集流管209構(gòu)成。在處理容器的筒中空部形成有處理室201。處理室201被構(gòu)成為能夠利用后述的晶舟217將多片作為襯底的晶片200以水平姿勢(shì)且在鉛垂方向上呈多層搭載的狀態(tài)進(jìn)行收納。

在處理室201內(nèi)以貫穿集流管209的側(cè)壁的方式設(shè)置噴嘴410、420。噴嘴410、420上分別連接有作為氣體供給管線(xiàn)的氣體供給管310、320。如上所述，在處理容器(集流管209)上連接有2根噴嘴410、420、和2根氣體供給管310、320，從而能夠向處理室201內(nèi)供給多種氣體。

在氣體供給管310、320上，從上游方向依次分別設(shè)置有作為流量控制器(流量控制部)的質(zhì)量流量控制器(mfc)312、322及作為開(kāi)關(guān)閥的閥314、324。在比氣體供給管310、320的閥314、324更靠下游側(cè)，分別連接有作為供給非活性氣體的氣體供給管線(xiàn)的氣體供給管510、520。在氣體供給管510、520上，從上游方向依次分別設(shè)置有作為流量控制器(流量控制部)的mfc512、522及作為開(kāi)關(guān)閥的閥514、524。

在氣體供給管310、320的前端部分別連接有噴嘴410、420。如圖2、3所示，噴嘴410、420分別以如下方式設(shè)置：在反應(yīng)管203的內(nèi)壁與晶片200之間的俯視中的圓環(huán)狀的空間內(nèi)，沿反應(yīng)管203的內(nèi)壁的下部至上部，朝晶片200的搭載方向上方而豎立、并延伸。即，噴嘴410、420分別以在排列晶片200的晶片排列區(qū)域的側(cè)方的、水平地包圍晶片排列區(qū)域的區(qū)域中，沿晶片排列區(qū)域的方式設(shè)置。即，噴嘴410、420在被搬入至處理室201內(nèi)的各晶片200的端部(周緣部)的側(cè)方鉛垂于晶片200的表面(平坦面)地分別設(shè)置。噴嘴410、420分別以l字型的長(zhǎng)徑噴嘴的形式構(gòu)成，它們的各水平部以貫穿集流管209的側(cè)壁的方式設(shè)置，它們的各鉛垂部以至少?gòu)木帕袇^(qū)域的一端側(cè)朝另一端側(cè)豎立的方式設(shè)置。

在噴嘴410、420的側(cè)面的與晶片200對(duì)應(yīng)的高度(與襯底的搭載區(qū)域?qū)?yīng)的高度)，分別設(shè)置供給氣體的多個(gè)供給孔410a(第一氣體供給孔、第一原料氣體供給孔)、420a(第二氣體供給孔)。供給孔410a、420a以朝向反應(yīng)管203的中心的方式開(kāi)口，并且能夠向晶片200供給氣體。供給孔410a、420a在反應(yīng)管203中的晶片200存在的區(qū)域，即與襯底支承件217相對(duì)的位置設(shè)置多個(gè)，換言之，在從加熱器207的下端部至上部的范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)。

在噴嘴410的比供給孔410a更靠下部，例如在與后述的未圖示的隔熱板、隔熱筒218等相對(duì)的位置，設(shè)置有用于降低噴嘴內(nèi)的壓力的減壓孔(壓力降低用的孔、第二原料氣體供給孔)410b。減壓孔410b的位置為比晶舟217更靠下方，并且設(shè)置于作為加熱器207的下端的虛線(xiàn)l的大體下方。上述虛線(xiàn)l為來(lái)自加熱器207的熱開(kāi)始產(chǎn)生影響的部分(均勻加熱長(zhǎng)度的邊界)，例如，在加熱器加熱至550℃時(shí)，為開(kāi)始上升至350℃～550℃左右的位置附近。隨著向比虛線(xiàn)l更靠下側(cè)的位置推進(jìn)，噴嘴內(nèi)的溫度變低，從而變得低于氣體自分解的規(guī)定溫度(均勻加熱區(qū)域外)。另外，在比加熱器207的下端更靠上的位置，即自晶舟217的位置向上例如變?yōu)?50℃(均勻加熱區(qū)域內(nèi))。減壓孔410b的開(kāi)口面積構(gòu)成為大于供給孔410a的開(kāi)口面積。在圖2中，示出了設(shè)置5個(gè)減壓孔410b的例子，但既可以增加也可以減少孔。只要具有必要的開(kāi)口面積，減壓孔即便是1個(gè)也可以。另外，既可以是圓孔形狀、也可以是橢圓形狀，還可以是狹縫形狀。

圖4表示噴嘴410的第一實(shí)施方式。在比作為加熱器207及晶舟217的下端的虛線(xiàn)l更靠上側(cè)附近處設(shè)置供給孔410a。供給孔410a的孔徑(開(kāi)口面積)以從噴嘴410的上游側(cè)向下游側(cè)而逐漸增大的方式形成。由此，能夠使從供給孔410a供給的氣體的流量更為均勻化。在比供給孔410a更靠下部處以成為比相鄰的供給孔410a的開(kāi)口面積大的開(kāi)口面積的孔徑進(jìn)行開(kāi)口的方式設(shè)置多個(gè)減壓孔410b(這里，為3個(gè))。

對(duì)于供給孔410a及減壓孔410b的開(kāi)口面積、即各孔的孔徑、數(shù)量，基于圖1所示指數(shù)化的黑色化風(fēng)險(xiǎn)，考慮噴嘴410內(nèi)的溫度及壓力，優(yōu)選為除考慮溫度及壓力外還考慮氣體密度，從而以供給孔與減壓孔之間的平衡(總開(kāi)口面積值的比率、流量平衡等)落入噴嘴410的內(nèi)壁不發(fā)生黑色化的范圍內(nèi)的方式，將供給孔410a及減壓孔410b的開(kāi)口面積、即各孔的孔徑、數(shù)量最優(yōu)化從而設(shè)置。

設(shè)置于噴嘴420的多個(gè)供給孔420a在從反應(yīng)管203的下部至上部的范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)，分別具有同一開(kāi)口面積，此外以相同開(kāi)口節(jié)距設(shè)置。然而，供給孔420a不限定于上述方式。例如，從噴嘴420的下部(上游側(cè))向上部(下游側(cè))可以使開(kāi)口面積逐漸增大。由此，能夠使從供給孔420a供給的氣體的流量更為均勻化。

如上所述，在本實(shí)施方式中，經(jīng)由噴嘴410、420而搬送氣體，所述噴嘴410、420配置在由反應(yīng)管203的側(cè)壁的內(nèi)壁與在反應(yīng)管203內(nèi)排列的多片晶片200的端部(周緣部)所定義的俯視中為圓環(huán)狀的縱長(zhǎng)的空間內(nèi)、即配置在圓筒狀的空間內(nèi)。并且，從分別在噴嘴410、420中開(kāi)口的供給孔410a、420a在晶片200的附近向反應(yīng)管203內(nèi)噴出氣體。并且，反應(yīng)管203內(nèi)中的氣體的主要的流動(dòng)為與晶片200的表面平行的方向、即水平方向。從供給孔410b在比晶片200的區(qū)域更靠下方中，向處理室201內(nèi)供給氣體。通過(guò)上述供給孔410b的存在，能夠降低噴嘴410內(nèi)的壓力。

通過(guò)如上所述的構(gòu)成，能夠向各晶片200均勻地供給氣體，能夠提高形成于各晶片200的膜的膜厚的表面間均勻性，并且能夠抑制在噴嘴內(nèi)發(fā)生的氣體的自分解、抑制堆積物對(duì)噴嘴內(nèi)壁的附著，抑制附著物剝離從而成為顆粒而以雜質(zhì)的形式被引入膜中，從而能夠提高膜質(zhì)。流過(guò)晶片200的表面上的氣體，即反應(yīng)后的殘余氣體朝向排氣口、即后述的排氣管231的方向流動(dòng)。然而，上述殘余氣體的流動(dòng)方向根據(jù)排氣口的位置而適當(dāng)特定，并不限于鉛垂方向。

處理氣體(原料氣體)從氣體供給管310經(jīng)由mfc312、閥314、噴嘴410而向處理室201內(nèi)供給。作為原料氣體，例如，可使用包含作為金屬元素的鋁(al)的含金屬氣體、即作為含鋁原料(含al原料氣體，含al氣體)的三甲基鋁(al(ch3)3，簡(jiǎn)稱(chēng)：tma)。tma為有機(jī)系原料，并且是鋁鍵合有烷基(作為配體)而成的烷基鋁。在從噴嘴410流動(dòng)原料氣體時(shí)，也可將噴嘴410稱(chēng)為原料氣體噴嘴。

所謂原料氣體，是指氣態(tài)的原料，例如是指常溫常壓下為氣態(tài)的氣體原料、通過(guò)將常溫常壓下為液態(tài)的液體原料氣化從而得到的氣體等。在本說(shuō)明書(shū)中，在使用“原料”的用語(yǔ)時(shí)，存在意思是“液態(tài)的原料”的情況、意思是“氣態(tài)原料(原料氣體)”的情況、或意思是上述兩者的情況。

作為處理氣體(反應(yīng)氣體)，從氣體供給管320經(jīng)由mfc322、閥324、噴嘴420向處理室201內(nèi)供給例如作為包含氧(o)、且與al反應(yīng)的反應(yīng)氣體(反應(yīng)物)的含氧氣體(氧化氣體，氧化劑)。作為含o氣體，例如，能夠使用臭氧(o3)氣體。

作為非活性氣體，從氣體供給管510、520分別經(jīng)由mfc512、522，閥514、524，氣體供給管310、320，噴嘴410、420向處理室201內(nèi)供給例如n2氣體。

在從氣體供給管310供給在規(guī)定溫度發(fā)生自分解的原料氣體時(shí)，主要由氣體供給管310、mfc312、閥314構(gòu)成原料氣體供給系統(tǒng)?？煽紤]將噴嘴410包括在原料氣體供給系統(tǒng)中。也能夠?qū)⒃蠚怏w供給系統(tǒng)稱(chēng)為原料供給系統(tǒng)。在從氣體供給管310供給含金屬氣體時(shí)，也能夠?qū)⒃蠚怏w供給系統(tǒng)稱(chēng)為含金屬氣體供給系統(tǒng)。當(dāng)作為含金屬氣體而使用含鋁原料(含al原料氣體，含al氣體)時(shí)，也能夠?qū)⒑饘贇怏w供給系統(tǒng)稱(chēng)為含鋁原料(含al原料氣體，含al氣體)供給系統(tǒng)。當(dāng)作為含鋁原料而使用tma時(shí)，也能夠?qū)⒑X原料供給系統(tǒng)稱(chēng)為tma供給系統(tǒng)。

當(dāng)從氣體供給管320供給反應(yīng)氣體(反應(yīng)物)時(shí)，主要由氣體供給管320、mfc322、閥324構(gòu)成反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)(反應(yīng)物供給系統(tǒng))?？煽紤]將噴嘴420包括在反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)中。當(dāng)作為反應(yīng)氣體供給含氧氣體(氧化氣體，氧化劑)時(shí)，也能夠?qū)⒎磻?yīng)氣體供給系統(tǒng)稱(chēng)為含氧氣體(氧化氣體，氧化劑)供給系統(tǒng)。當(dāng)作為含氧氣體而使用o3時(shí)，也能夠?qū)⒑鯕怏w供給系統(tǒng)稱(chēng)為o3供給系統(tǒng)。當(dāng)從噴嘴420流過(guò)反應(yīng)氣體時(shí)，也可將噴嘴420稱(chēng)為反應(yīng)氣體噴嘴。

主要由氣體供給管510、520，mfc512、522，閥514、325構(gòu)成非活性氣體供給系統(tǒng)。

也能夠?qū)⒃蠚怏w供給系統(tǒng)、反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)合稱(chēng)為氣體供給系統(tǒng)。可考慮將非活性氣體供給系統(tǒng)包含在氣體供給系統(tǒng)中。

在反應(yīng)管203上設(shè)置有作為對(duì)處理室201內(nèi)的氣氛進(jìn)行排氣的排氣流路的排氣管231。在排氣管231上，經(jīng)由作為對(duì)處理室201內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力檢測(cè)器(壓力檢測(cè)部)的壓力傳感器245及作為排氣閥(壓力調(diào)節(jié)部)的apc(autopressurecontroller)閥244，連接有作為真空排氣裝置的真空泵246。apc閥244是以下述方式構(gòu)成的閥：通過(guò)在使真空泵246工作的狀態(tài)下對(duì)閥進(jìn)行開(kāi)閉，從而能夠進(jìn)行處理室201內(nèi)的真空排氣及真空排氣停止，此外，在使真空泵246工作的狀態(tài)下，基于由壓力傳感器245檢測(cè)的壓力信息來(lái)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，從而能夠調(diào)節(jié)處理室201內(nèi)的壓力。主要由排氣管231、apc閥244、壓力傳感器245構(gòu)成排氣系統(tǒng)?？煽紤]將真空泵246包括在排氣系統(tǒng)中。排氣管231不限于設(shè)置于反應(yīng)管203的情況，還可與噴嘴410、420同樣地設(shè)置于集流管209。

在集流管209的下方，設(shè)置有作為能夠氣密地封閉集流管209的下端開(kāi)口的爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219以從鉛垂方向下側(cè)抵接于集流管209的下端的方式構(gòu)成。密封蓋219例如由sus等金屬形成，形成圓盤(pán)狀。在密封蓋219的上表面，設(shè)置有與集流管209的下端抵接的、作為密封構(gòu)件的o型環(huán)220。在密封蓋219的與處理室201相反一側(cè)，設(shè)置有使后述的晶舟217旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267的旋轉(zhuǎn)軸255貫穿密封蓋219而與晶舟217連接。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267以通過(guò)使晶舟217旋轉(zhuǎn)而使晶片200旋轉(zhuǎn)的方式構(gòu)成。密封蓋219以下述方式構(gòu)成：在鉛垂設(shè)置在反應(yīng)管203的外部的作為升降機(jī)構(gòu)的晶舟升降機(jī)115帶動(dòng)下沿鉛垂方向進(jìn)行升降。晶舟升降機(jī)115以下述方式構(gòu)成：通過(guò)使密封蓋219升降，從而能夠?qū)⒕е?17向處理室201內(nèi)搬入及向處理室201外搬出。晶舟升降機(jī)115以將晶舟217即晶片200搬送于處理室201內(nèi)外的搬送裝置(搬送機(jī)構(gòu))的形式構(gòu)成。此外，在集流管209的下方設(shè)置有在利用晶舟升降機(jī)115使密封蓋219下降期間能夠氣密地將集流管209的下端開(kāi)口密封的作為爐口蓋體的閘門(mén)219s。閘門(mén)219s例如由sus等金屬構(gòu)成且形成為圓盤(pán)狀。在閘門(mén)219s的上表面設(shè)置有作為與集流管209的下端抵接的密封部件的o形密封圈220c。閘門(mén)219s的開(kāi)閉動(dòng)作(升降動(dòng)作、旋轉(zhuǎn)動(dòng)作等)由閘門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)115s來(lái)控制。

作為襯底支承件的晶舟217以下述方式構(gòu)成：使多片(例如25～200片)晶片200以水平姿勢(shì)且在彼此中心對(duì)齊的狀態(tài)下沿鉛垂方向進(jìn)行排列，并以多層的方式對(duì)所述晶片200進(jìn)行支承，即，使所述晶片200隔開(kāi)間隔地排列。晶舟217例如由石英、sic等耐熱性材料形成。在晶舟217的下部，呈多層地支承有例如由石英、sic等耐熱性材料形成的隔熱板(未圖示)。通過(guò)這樣的構(gòu)成，來(lái)自加熱器207的熱不易傳遞到密封蓋219側(cè)。然而，本實(shí)施方式不限于上述方式。例如還可以在晶舟217的下部設(shè)置由石英、sic等耐熱性材料形成的、以筒狀構(gòu)件的形式構(gòu)成的隔熱筒218，而不設(shè)置隔熱板。

在反應(yīng)管203內(nèi)設(shè)置有作為溫度檢測(cè)器的溫度傳感器263。通過(guò)基于由溫度傳感器263檢測(cè)到的溫度信息來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)加熱器207的通電情況，從而使處理室201內(nèi)的溫度成為所期望的溫度分布。溫度傳感器263與噴嘴410、420同樣地構(gòu)成為l字型，并沿反應(yīng)管203的內(nèi)壁進(jìn)行設(shè)置。

如圖5所示，作為控制部(控制手段)的控制器121以具備有cpu(centralprocessingunit)121a、ram(randomaccessmemory)121b、存儲(chǔ)裝置121c、i/o端口121d的計(jì)算機(jī)的形式構(gòu)成。ram121b、存儲(chǔ)裝置121c、i/o端口121d以能夠經(jīng)由內(nèi)部總線(xiàn)121e而與cpu121a進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式構(gòu)成。例如以觸摸面板等的形式構(gòu)成的輸入輸出裝置122與控制器121連接。

存儲(chǔ)裝置121c由例如閃存、hdd(harddiskdrive，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)等構(gòu)成。在存儲(chǔ)裝置121c內(nèi)，以可讀取的方式存儲(chǔ)有：對(duì)襯底處理裝置的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制程序；記載有后述襯底處理的步驟、條件等的工藝制程；記載有后述清潔處理的步驟、條件等的清潔制程等。工藝制程是以使控制器121執(zhí)行后述的成膜處理工序的各步驟、并能獲得規(guī)定結(jié)果的方式組合得到的，其作為程序發(fā)揮功能。另外，清潔制程是以使控制器121執(zhí)行后述清潔處理中的各步驟、并能獲得規(guī)定結(jié)果的方式組合得到的，其作為程序發(fā)揮功能。以下，也將上述工藝制程、清潔制程、控制程序等統(tǒng)一簡(jiǎn)稱(chēng)為程序。另外，也將工藝制程、清潔制程簡(jiǎn)稱(chēng)為制程。在本說(shuō)明書(shū)中，在使用用語(yǔ)“程序”時(shí)，有時(shí)僅單獨(dú)包含工藝制程，有時(shí)僅單獨(dú)包含清潔制程，有時(shí)僅單獨(dú)包含控制程序，或者有時(shí)包含工藝制程、清潔制程、及控制程序中任意的組合。ram121b以存儲(chǔ)區(qū)域(工作區(qū))的形式構(gòu)成，該存儲(chǔ)區(qū)域暫時(shí)保持由cpu121a讀取的程序、數(shù)據(jù)等。

i/o端口121d與上述mfc512、522、312、322、閥514、524、314、324、壓力傳感器245、apc閥243、真空泵246、溫度傳感器263、加熱器207、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267、晶舟升降機(jī)115、閘門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)115s等連接。

cpu121a以下述方式構(gòu)成：從存儲(chǔ)裝置121c讀取并執(zhí)行控制程序，并根據(jù)來(lái)自輸入輸出裝置122的操作命令的輸入等從存儲(chǔ)裝置121c讀取制程。cpu121a以下述方式構(gòu)成：按照讀取的制程的內(nèi)容，對(duì)利用mfc512、522、312、322進(jìn)行的各種氣體的流量調(diào)節(jié)動(dòng)作、閥514、524、314、324的開(kāi)閉動(dòng)作、基于apc閥243的開(kāi)閉動(dòng)作及基于壓力傳感器245而利用apc閥243進(jìn)行的壓力調(diào)節(jié)動(dòng)作、真空泵246的啟動(dòng)及停止、基于溫度傳感器263的加熱器207的溫度調(diào)節(jié)動(dòng)作、利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267進(jìn)行的晶舟217的旋轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)動(dòng)作、利用晶舟升降機(jī)115進(jìn)行的晶舟217的升降動(dòng)作等進(jìn)行控制、利用閘門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)115s進(jìn)行的閘門(mén)219s的開(kāi)閉動(dòng)作等。

控制器121可如下構(gòu)成，即，將存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)裝置(例如磁帶、軟盤(pán)、硬盤(pán)等磁盤(pán)；cd、dvd等光盤(pán)；mo等光磁盤(pán)；usb存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)卡等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器)123的上述程序安裝在計(jì)算機(jī)中。存儲(chǔ)裝置121c、外部存儲(chǔ)裝置123以計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)的形式構(gòu)成。以下，也將他們統(tǒng)一簡(jiǎn)稱(chēng)為記錄介質(zhì)。在本說(shuō)明書(shū)中使用用語(yǔ)“記錄介質(zhì)”時(shí)，有時(shí)僅單獨(dú)包含存儲(chǔ)裝置121c、有時(shí)僅單獨(dú)包含外部存儲(chǔ)裝置123、或有時(shí)包含上述兩者。需要說(shuō)明的是，向計(jì)算機(jī)提供程序可以不使用外部存儲(chǔ)裝置123，而使用互聯(lián)網(wǎng)、專(zhuān)用線(xiàn)路等通信手段進(jìn)行。

(2)成膜處理

使用圖6，對(duì)使用上述襯底處理裝置10，作為半導(dǎo)體器件(device)的制造工序的一個(gè)工序而在襯底上形成膜的順序例進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中，構(gòu)成襯底處理裝置的各部的動(dòng)作由控制器121控制。

在本實(shí)施方式中，通過(guò)將下述工序進(jìn)行規(guī)定次數(shù)(n次)，從而在晶片200上形成鋁氧化膜(alo膜)作為包含al和o的膜，所述工序?yàn)椋阂贿呉砸?guī)定溫度加熱處理室201(以搭載狀態(tài)收納作為襯底的多個(gè)晶片200)，一邊從噴嘴410中開(kāi)口的多個(gè)供給孔410a及減壓孔410b向處理室201供給作為原料氣體的tma氣體的工序；和從噴嘴420開(kāi)口的多個(gè)供給孔420a供給o3氣體作為反應(yīng)氣體的工序。

在本說(shuō)明書(shū)中，在使用“晶片”這一用語(yǔ)的情況包含：指的是“晶片本身”的情況和指的是“晶片和形成于其表面的規(guī)定的層、膜等的層疊體(集合體)”的情況，即，包含形成在表面的規(guī)定的層、膜等而稱(chēng)為晶片的情況。此外，在本說(shuō)明書(shū)中使用“晶片的表面”這一用語(yǔ)的情況包含：指的是“晶片本身的表面(暴露面)”的情況、指的是“形成在晶片上的規(guī)定的層、膜等的表面，即作為層疊體的晶片的最外側(cè)表層面”的情況。

因此，在本說(shuō)明書(shū)中記載有“向晶片供給規(guī)定的氣體”的情況包含：指的是“向晶片本身的表面(暴露面)直接供給規(guī)定的氣體”的情況、指的是“向形成在晶片上的層、膜等，即作為層疊體的晶片的最外側(cè)表層面供給規(guī)定的氣體”的情況。此外，在本說(shuō)明書(shū)中記載有“在晶片上形成規(guī)定的層(或者膜))”的情況包含：指的是“在晶片本身的表面(暴露面)上直接形成規(guī)定的層(或者膜)”的情況、指的是“在形成在晶片上的層、膜等之上、即、在作為層疊體的晶片的最外側(cè)表層面之上形成規(guī)定的層(或者膜)”的情況。

此外，在本說(shuō)明書(shū)中“晶片”是“襯底”的一個(gè)例子。以下，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體器件的制造方法。

(晶片裝載·晶舟加載)

在將多片晶片200裝填(晶片裝載)到晶舟217上時(shí)，利用閘門(mén)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)115s使閘門(mén)219s移動(dòng)，從而使集流管209的下端開(kāi)口敞開(kāi)(閘門(mén)打開(kāi))。之后，如圖1所示，收納多片晶片200的晶舟217被晶舟升降機(jī)115抬起并搬入(晶舟加載)到處理室201內(nèi)。在該狀態(tài)下，密封蓋219處于借助o形密封圈220b將集流管209的下端密封的狀態(tài)。

(壓力·溫度調(diào)節(jié))

為了使處理室201內(nèi)即存在有晶片200的空間達(dá)到所期望的壓力(真空度)，利用真空泵246進(jìn)行真空排氣。此時(shí)，利用壓力傳感器245測(cè)量處理室201內(nèi)的壓力，基于該測(cè)量的壓力信息對(duì)apc閥243進(jìn)行反饋控制(壓力調(diào)節(jié))。使真空泵246維持在一直工作的狀態(tài)至少直至在對(duì)晶片200的處理完成為止。此外，為了使處理室201內(nèi)達(dá)到所期望的溫度，利用加熱器207進(jìn)行加熱。此時(shí)，為了使處理室201內(nèi)達(dá)到所期望的溫度分布，基于溫度傳感器263檢測(cè)出的溫度信息，對(duì)向加熱器207通電的量進(jìn)行反饋控制(溫度調(diào)節(jié))。持續(xù)執(zhí)行利用加熱器207對(duì)處理室201內(nèi)的加熱，至少直至對(duì)晶片200的處理完成為止。接著，開(kāi)始利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267進(jìn)行的晶舟217及晶片200的旋轉(zhuǎn)。持續(xù)執(zhí)行利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)267進(jìn)行的晶舟217和晶片200的旋轉(zhuǎn)至少直至對(duì)晶片200的處理完成為止。

(成膜步驟)

之后，將原料氣體供給步驟、殘留氣體除去步驟、反應(yīng)氣體供給步驟、殘留氣體除去步驟按此順序進(jìn)行規(guī)定次數(shù)。

〔原料氣體供給步驟〕

打開(kāi)閥314，向氣體供給管310流入tma氣體。tma氣體利用mfc312進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，從噴嘴410中開(kāi)口的減壓孔420b向處理室201內(nèi)供給后，在減壓狀態(tài)下從供給孔410a向晶片200供給。即晶片200暴露于tma氣體。從供給孔410a及減壓孔420b供給的tma氣體從排氣管231排氣。與此同時(shí)，打開(kāi)閥514，向氣體供給管510內(nèi)流入n2氣體作為載氣。n2氣體利用mfc512進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，與tma氣體一同從噴嘴410的供給孔410a及び減壓孔410b向處理室201內(nèi)供給，并從排氣管231排氣。

另外，為了防止tma氣體向噴嘴420的侵入(防止逆流)，打開(kāi)閥524，向氣體供給管520內(nèi)流入n2氣體。n2氣體經(jīng)由氣體供給管520、噴嘴420而向處理室201內(nèi)供給，并從排氣管231排氣。

此時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)apc閥243，從而將處理室201內(nèi)的壓力設(shè)為例如1～1000pa，優(yōu)選為1～100pa，更優(yōu)選為10～50pa的范圍內(nèi)的壓力。通過(guò)將處理室201內(nèi)的壓力設(shè)為1000pa以下，能夠良好地進(jìn)行后述的殘留氣體除去，并且能夠抑制噴嘴410內(nèi)tma氣體發(fā)生自分解從而堆積在噴嘴410的內(nèi)壁。通過(guò)將處理室201內(nèi)的壓力設(shè)為1pa以上，能夠提高晶片200表面上的tma氣體的反應(yīng)速度，從而能夠獲得實(shí)用的成膜速度。需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書(shū)中，作為數(shù)值的范圍，例如當(dāng)記載為1～1000pa時(shí)，意思是1pa以上且1000pa以下。即，在數(shù)值的范圍內(nèi)包含1pa及1000pa。不僅是壓力，關(guān)于流量、時(shí)間，溫度等，對(duì)于本說(shuō)明書(shū)中記載的全部數(shù)值都是同樣的。

通過(guò)fc312控制的tma氣體的供給流量設(shè)為例如10～2000sccm，優(yōu)選為50～1000sccm，更優(yōu)選為100～500sccm的范圍內(nèi)的流量。通過(guò)將流量設(shè)為2000sccm以下，能夠良好地進(jìn)行后述的殘留氣體除去，并且能夠抑制噴嘴410內(nèi)tma氣體發(fā)生自分解從而堆積在噴嘴410的內(nèi)壁。通過(guò)將流量設(shè)為10sccm以上，能夠提高晶片200表面上的tma氣體的反應(yīng)速度，從而能夠獲得實(shí)用的成膜速度。

由mfc512控制的n2氣體的供給流量設(shè)為例如1～30slm，優(yōu)選為1～20slm，更優(yōu)選為1～10slm的范圍內(nèi)的流量。

相對(duì)于晶片200供給tma氣體的時(shí)間設(shè)為例如1～60秒，優(yōu)選1～20秒，更優(yōu)選為2～15秒的范圍內(nèi)。

加熱器207以晶片200的溫度成為例如400～600℃，優(yōu)選為400～550℃，更優(yōu)選為450～550℃的范圍內(nèi)的方式加熱。通過(guò)將溫度設(shè)為600℃以下，能夠抑制tma氣體的過(guò)剩的熱分解，并獲得適度的成膜速度，抑制雜質(zhì)被引入膜內(nèi)從而導(dǎo)致的電阻率的提高。需要說(shuō)明的是，tma氣體的熱分解在接近所述處理的條件下在450℃左右開(kāi)始，因此在加熱至550℃以下的溫度的處理室201內(nèi)使用本發(fā)明是更有效的。另一方面，通過(guò)溫度為400℃以上，反應(yīng)性變高，能夠高效地進(jìn)行成膜。

通過(guò)在上述條件下向處理室201內(nèi)供給tma氣體，從而能夠在晶片200的最外側(cè)表層面上形成例如不足1原子層至數(shù)原子層左右的厚度的包含c和h的含al層。包含c和h的含al層既可以是包含c和h的al層，也可以是tma的吸附層，也可以包含上述兩者。tma的吸附層既可以是tma的物理吸附層，也可以是tma的化學(xué)吸附層，也可以包含上述兩者。這里，不足1原子層厚度的層指的是不連續(xù)形成的原子層，1原子層的厚度層指的是連續(xù)形成的原子層。

〔殘留氣體除去步驟〕

在含al層形成后，關(guān)閉閥314，停止供給tma氣體。此時(shí)，保持apc閥243打開(kāi)，利用真空泵246將處理室201內(nèi)真空排氣，并將殘留在處理室201內(nèi)的未反應(yīng)或者對(duì)含al層形成做出貢獻(xiàn)后的tma氣體從處理室201內(nèi)排除。在閥514、524打開(kāi)的狀態(tài)下維持n2氣體向處理室201內(nèi)的供給。n2氣體作為吹掃氣體而發(fā)揮作用，從而能夠提高將殘留在處理室201內(nèi)的未反應(yīng)或者對(duì)含al層形成做出貢獻(xiàn)后的tma氣體從處理室201內(nèi)排除的效果。需要說(shuō)明的是，在殘留氣體除去步驟期間，來(lái)自閥514、524的n2氣體既可以始終持續(xù)流動(dòng)、也可以斷續(xù)地(脈沖地)供給。

此時(shí)，也可以不將處理室201內(nèi)殘留的氣體完全排除，也可以不完全吹掃處理室201內(nèi)。若處理室201內(nèi)殘留的氣體為微量，則在之后進(jìn)行的步驟中，幾乎不會(huì)產(chǎn)生不良影響。向處理室201內(nèi)供給的非活性氣體的流量也沒(méi)必要設(shè)為大流量，例如，通過(guò)供給與反應(yīng)管203(處理室201)的容積同程度的量，能夠進(jìn)行在之后的步驟中幾乎不產(chǎn)生不良影響的程度的吹掃。這樣，通過(guò)不完全吹掃處理室201內(nèi)，能夠縮短吹掃時(shí)間，提高生產(chǎn)能力。另外，非活性氣體的消耗也能抑制為所必要的最小限度。

〔反應(yīng)氣體供給步驟〕

在除去處理室201內(nèi)的殘留氣體后，打開(kāi)閥324，向氣體供給管320內(nèi)流入作為反應(yīng)氣體的o3氣體。o3氣體利用mfc322進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，從噴嘴420的供給孔420a向處理室201內(nèi)的晶片200供給，并從排氣管231排氣。即晶片200暴露于o3氣體。此時(shí)，打開(kāi)閥524，向氣體供給管520內(nèi)流入n2氣體。n2氣體利用mfc522進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，并與o3氣體一同向處理室201內(nèi)供給，從排氣管231排氣。此時(shí)，為了防止o3氣體向噴嘴410內(nèi)侵入(防止逆流)，打開(kāi)閥514，向氣體供給管510內(nèi)流入n2氣體。n2氣體經(jīng)由氣體供給管510、噴嘴410向處理室201內(nèi)供給，并從排氣管231排氣。

此時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)apc閥243，從而將處理室201內(nèi)的壓力設(shè)為例如1～1000pa，優(yōu)選為1～100pa，更優(yōu)選為10～40pa的范圍內(nèi)的壓力。通過(guò)mfc322控制的o3氣體的供給流量設(shè)為例如5～40slm，優(yōu)選為5～30slm，更優(yōu)選為10～20slm的范圍內(nèi)的流量。將o3氣體對(duì)晶片200供給的時(shí)間設(shè)為例如1～60秒，優(yōu)選為1～30秒，更優(yōu)選為5～25秒的范圍內(nèi)。其他處理?xiàng)l件為與上述原料氣體供給步驟同樣的處理?xiàng)l件。

此時(shí)，向處理室201內(nèi)流入的氣體僅為o3氣體和非活性氣體(n2氣體)。o3氣體與在原料氣體供給步驟中向晶片200上形成的含al層的至少一部分反應(yīng)。含al層被氧化，從而形成包含al和o的鋁氧化層(alo層)作為金屬氧化層。即含al層被改質(zhì)為alo層。

〔殘留氣體除去步驟〕

在alo層形成后，關(guān)閉閥324，停止供給o3氣體。并且，按照與原料氣體供給步驟后的殘留氣體除去步驟同樣的處理步驟，將在處理室201內(nèi)殘留的未反應(yīng)或?qū)lo層的形成做出貢獻(xiàn)后的o3氣體、反應(yīng)副生成物從處理室201內(nèi)排除。此時(shí)，在可以不完全除去在處理室201內(nèi)殘留的氣體等這一方面而言，與原料氣體供給步驟后的殘留氣體除去步驟同樣。

〔實(shí)施規(guī)定次數(shù)〕

通過(guò)將依次進(jìn)行上述原料氣體供給步驟、殘留氣體除去步驟、反應(yīng)氣體供給步驟、殘留氣體供給步驟的循環(huán)進(jìn)行1次以上(規(guī)定次數(shù))，從而在晶片200上形成alo膜。上述循環(huán)的次數(shù)根據(jù)最終形成的alo膜中所需要的膜厚而適當(dāng)選擇，但上述循環(huán)優(yōu)選重復(fù)多次。alo膜的厚度(膜厚)設(shè)為例如10～150nm，優(yōu)選為40～100nm，更優(yōu)選為60～80nm。當(dāng)為150nm以下時(shí)，能夠減小表面粗糙度，當(dāng)為10nm以上時(shí)，能夠抑制由與基底膜的應(yīng)力差引起的膜剝離的發(fā)生。

(后吹掃·大氣壓恢復(fù))

在成膜步驟結(jié)束后，打開(kāi)閥514、524，分別從氣體供給管310、320將n2氣體向處理室201內(nèi)供給，并從排氣管231排氣。n2氣體作為吹掃氣體而發(fā)揮作用，并能夠?qū)⑻幚硎?01內(nèi)殘留的氣體、副生成物從處理室201內(nèi)除去(后吹掃)。之后，處理室201內(nèi)的氣氛置換為n2氣體(n2氣體置換)，處理室201內(nèi)的壓力恢復(fù)至常壓(大氣壓恢復(fù))。

(晶舟卸載·晶片取出)

之后，利用晶舟升降機(jī)115使密封蓋219下降，集流管209的下端開(kāi)口，并且處理過(guò)的晶片200在被晶舟217支承的狀態(tài)從集流管209的下端向反應(yīng)管203的外部搬出(晶舟卸載)。晶舟卸載之后，使閘門(mén)219s移動(dòng)，集流管209的下端開(kāi)口介由o型環(huán)220c而被閘門(mén)219s密封(閘門(mén)關(guān)閉)。處理過(guò)的晶片200在向反應(yīng)管203的外部搬出后，利用晶舟217取出(晶片取出)。

(4)本實(shí)施方式所取得的效果

根據(jù)上述實(shí)施方式，可取得以下所示的1種或多種效果。

(a)如上所述，在供給tma氣體的噴嘴410的上部(與晶片200的搭載區(qū)域?qū)?yīng)的高度)設(shè)置多個(gè)供給孔410a，在下部(加熱器207的均勻加熱長(zhǎng)度的邊界附近，噴嘴410內(nèi)變得比規(guī)定溫度低的位置，比制品襯底更靠下的部分，未設(shè)置減壓孔410b的情況下堆積物附著的部分)設(shè)置減壓孔410b，從而能夠降低噴嘴410內(nèi)的壓力，抑制噴嘴內(nèi)的氣體的熱分解，抑制認(rèn)為是噴嘴內(nèi)壁的黑色化的原因的堆積物的產(chǎn)生。因此，能夠抑制伴隨噴嘴內(nèi)壁的黑色化的顆粒的產(chǎn)生。

(b)以比率表示噴嘴410內(nèi)的溫度、壓力、氣體密度之積從而將黑色化風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)化，從而將向襯底供給氣體的供給孔與減壓孔之間的平衡(總開(kāi)口面積值的比率，流量平衡等)以落入不發(fā)生黑色化的范圍的方式(以成為tma氣體不附著在噴嘴410內(nèi)的值的方式)進(jìn)行最優(yōu)化，從而不僅能抑制堆積物向噴嘴內(nèi)壁的附著，而且能夠提高搭載的多個(gè)襯底上形成的膜的表面間均勻性。

(c)多個(gè)供給孔410a的孔徑(開(kāi)口面積)以從噴嘴410的上游側(cè)向下游側(cè)而逐漸增大的方式形成，由此，能夠使從供給孔420a供給的氣體的流量更為均勻化，并且能夠提高多個(gè)晶片200上形成的alo膜的襯底表面間的膜厚均勻性。

(d)通過(guò)將供給孔與減壓孔之間的平衡最優(yōu)化，搭載的晶片200的各搭載區(qū)域(各區(qū)域)中的tma氣體的供給流量能夠通過(guò)單個(gè)噴嘴進(jìn)行調(diào)節(jié)(控制(control)，微調(diào)(tunning))。因此，例如，能夠設(shè)置備用噴嘴，進(jìn)一步追加供給其他氣體的噴嘴等，能夠有效利用空置的空間從而提高生產(chǎn)率。

(5)其他實(shí)施方式

噴嘴410的形狀、供給孔及減壓孔的位置、孔徑、開(kāi)口面積等不限于第一實(shí)施方式中所述的圖4所示的方式，只要是以落入圖1所示的不發(fā)生黑色化的范圍內(nèi)的方式從而將供給孔與減壓孔之間的平衡(總開(kāi)口面積值的比率等)最優(yōu)化了的方式即可，例如，可變更為以下所示的實(shí)施方式。以下，主要對(duì)不同于第一實(shí)施方式的部分進(jìn)行記載。根據(jù)以下實(shí)施方式，也能獲得至少上述1種或多種效果。

(第二實(shí)施方式)

如圖7所示，噴嘴410的最上部也可以向上開(kāi)口。通過(guò)使噴嘴410的最上部向上開(kāi)口，能夠使上部處的開(kāi)口面積變大，能夠向搭載的晶片200的上層部分供給更大量的原料氣體。

(第三實(shí)施方式)

如圖8所示，也可以在噴嘴410的下部、例如在比加熱器207的下端的虛線(xiàn)l更靠下側(cè)的位置設(shè)置減壓孔410b，在噴嘴410的上部且在例如比虛線(xiàn)l更上的位置設(shè)置供給孔410a。供給孔410a與減壓孔410b的開(kāi)口位置至少相距比最下段的供給孔410a的孔徑大的距離。優(yōu)選為相距數(shù)倍于最下段的供給孔410a的孔徑的距離。

(第四實(shí)施方式)

如圖9所示，也可以在噴嘴410的下部、例如在比加熱器207的下端的虛線(xiàn)l更靠下側(cè)的、成為噴嘴的鉛垂部分的豎立部分設(shè)置減壓孔410b，在噴嘴410的上部、例如比虛線(xiàn)l更靠上側(cè)的位置設(shè)置供給孔410a。供給孔410a與減壓孔410b的開(kāi)口位置至少相距數(shù)倍于最下段的供給孔410a的孔徑的距離。優(yōu)選為，在與未圖示的隔熱板或隔熱筒218對(duì)應(yīng)的高度設(shè)置減壓孔410b。

(第五實(shí)施方式)

如圖10所示，在噴嘴410的下部、例如在比加熱器207的下端的虛線(xiàn)l更靠下側(cè)的、比成為噴嘴的鉛垂部分的豎立部分更靠上側(cè)的位置設(shè)置減壓孔410b，在噴嘴410的上部、例如在比虛線(xiàn)l更靠上側(cè)的位置設(shè)置供給孔410a。供給孔410a與減壓孔410b的開(kāi)口位置至少相距數(shù)倍于最下段的供給孔410a的孔徑的距離。

(第六實(shí)施方式)

如圖11所示，在噴嘴410的下部、例如在比加熱器207的下端的虛線(xiàn)l更靠下側(cè)的位置設(shè)置減壓孔410b，在噴嘴410的上部、例如在比虛線(xiàn)l更靠上側(cè)部的位置設(shè)置供給孔410a、420a。

(第七實(shí)施方式)

如圖12所示，可以在噴嘴410的最上部?jī)A斜地開(kāi)口。關(guān)于傾斜地開(kāi)口的朝向，考慮對(duì)晶片200的影響(對(duì)成膜的影響)而進(jìn)行最優(yōu)化。通過(guò)在噴嘴410的最上部?jī)A斜地開(kāi)口，能夠增大上部處的開(kāi)口面積，能夠向搭載的晶片200的上層部分供給更大量的原料氣體。另外，通過(guò)改變開(kāi)口角度，能夠與所需原料氣體的流量相應(yīng)地調(diào)節(jié)開(kāi)口面積(噴嘴410的剖面積)。

(第八實(shí)施方式)

如圖13所示，也可以將噴嘴410設(shè)為在噴嘴的中途發(fā)生u形彎曲(彎折)的形狀。在噴嘴410的下部(上游側(cè))、例如在比加熱器207的下端的虛線(xiàn)l更靠下側(cè)的、比成為噴嘴的鉛垂部分的豎立部分更靠上側(cè)的位置設(shè)置減壓孔410b，在噴嘴410的上部、例如在比虛線(xiàn)l更靠上側(cè)(下游側(cè))的位置設(shè)置供給孔410a。供給孔410a的孔徑具有朝向噴嘴410的上部而逐漸變大的開(kāi)口面積。即，從噴嘴410的上游側(cè)直至u形彎曲部分逐漸變大地開(kāi)口、從u形彎曲部分直至噴嘴410的前端(下游側(cè))逐漸變小地開(kāi)口。

(第九實(shí)施方式)

如圖14所示，可組合使用比噴嘴410短的噴嘴(短頭噴嘴)410’，從而以從長(zhǎng)度不同的2根噴嘴供給tma氣體。在噴嘴410、410’的下部、例如在比加熱器207的下端的虛線(xiàn)l更靠下側(cè)的位置分別設(shè)置減壓孔410b、410b’，在噴嘴410、410’的上部、例如在比虛線(xiàn)l更靠上側(cè)的位置分別設(shè)置供給孔410a、410a’。供給孔410a、410a’的孔徑具有從噴嘴410、410的上游向下游逐漸變大的開(kāi)口面積。這里，示出僅分別在相同高度、以相同孔徑、相同數(shù)量設(shè)置減壓孔410b、410b’的例子。即減壓孔410b’的總開(kāi)口面積設(shè)為在各噴嘴間是相同的。然而不限于此，減壓孔410b’的總開(kāi)口面積優(yōu)選為根據(jù)各噴嘴的長(zhǎng)度而最優(yōu)化。另外，在圖14中作為例子示出了噴嘴410’的最上部為封閉的形狀，但不限于此，也可以向上開(kāi)口，供給孔410a’也可以根據(jù)與噴嘴410的原料氣體的供給平衡而設(shè)為向上開(kāi)口的單個(gè)孔的形式，而不設(shè)置于噴嘴410的側(cè)壁。

(第十實(shí)施方式)

圖15中表示作為比較例的第二實(shí)施方式中的噴嘴410((a))和本實(shí)施方式中的噴嘴410’((b))。如圖15所示，以供給孔410a’的孔徑與減壓孔410b’的孔徑相比更小，并且多個(gè)供給孔410a’的孔徑全部相同的方式設(shè)置，通過(guò)孔數(shù)的變更，從而使在各高度處從供給孔410a’供給的原料氣體的流量分別與從噴嘴410的供給孔410a供給的原料氣體的流量變得相同。以供給孔410a的孔徑具有從噴嘴410的上游向下游而逐漸變大的開(kāi)口面積，并且供給孔410a’的對(duì)應(yīng)的高度處的開(kāi)口面積(供給的原料氣體的流量)與供給孔410a變得同等的方式，使孔數(shù)從噴嘴410’的上游向下游而逐漸增多。需要說(shuō)明的是，在晶片200上成膜后，有時(shí)對(duì)處理室201內(nèi)進(jìn)行氣體清潔，但從清潔的觀(guān)點(diǎn)考慮，噴嘴的孔徑越小越優(yōu)選。在本實(shí)施方式中，作為比較例而示出了第二實(shí)施方式，但不限于此，相對(duì)于其他實(shí)施方式而言也具有同樣的關(guān)系。關(guān)于減壓孔410b，410b’，將與第二實(shí)施方式同樣的形狀作為例子而示出，但不限于此，也可以設(shè)為其他實(shí)施方式的形狀。

(第十一實(shí)施方式)

如圖16所示，當(dāng)向搭載的晶片200的中央部(center部)多供給原料氣體時(shí)，可以增大噴嘴410((a))、410’((b))的中央附近的供給孔410a、410a’的開(kāi)口面積。供給孔410a，410a’的開(kāi)口面積從噴嘴410的上游向下游直至中央附近而逐漸變大，從中央附近向下游而逐漸變小。開(kāi)口面積在上下方向上的平衡根據(jù)在各噴嘴的高度所需的原料氣體的流量而適當(dāng)變更。關(guān)于噴嘴410，在上下方向上逐個(gè)以相同孔數(shù)開(kāi)設(shè)供給孔410a，并通過(guò)變更孔徑從而調(diào)節(jié)各高度的開(kāi)口面積。關(guān)于供給孔410a’，以使其孔徑小于減壓孔410b’的孔徑，并且多個(gè)供給孔410a’的孔徑全部相同的方式設(shè)置，通過(guò)變更孔數(shù)從而調(diào)節(jié)各高度的開(kāi)口面積。關(guān)于減壓孔410b、410b’，將與第二實(shí)施方式同樣的形狀作為例子而示出，但不限于此，也可以設(shè)為其他實(shí)施方式的形狀。

(第十二實(shí)施方式)

如圖17所示，當(dāng)向搭載的晶片200的下部(bottom部)多供給原料氣體時(shí)，可以增大噴嘴410((a))、410’((b))的下部附近的供給孔410a、410a’的開(kāi)口面積。供給孔410a、410a’的開(kāi)口面積從噴嘴410的上游向下游而逐漸變小。開(kāi)口面積在上下方向上的平衡根據(jù)在各噴嘴的高度所需的原料氣體的流量而適當(dāng)變更。關(guān)于噴嘴410，在上下方向上逐個(gè)以相同孔數(shù)開(kāi)設(shè)供給孔410a，并通過(guò)變更孔徑從而調(diào)節(jié)各高度的開(kāi)口面積。關(guān)于供給孔410a’，以使其孔徑小于減壓孔410b’的孔徑，并且多個(gè)供給孔410a’的孔徑全部相同的方式設(shè)置，通過(guò)變更孔數(shù)從而調(diào)節(jié)各高度的開(kāi)口面積。

如以上所說(shuō)明的，考慮氣體流量平衡，從而以成為所期望的氣體流量的方式，調(diào)節(jié)供給孔410a、410a’的孔徑、孔數(shù)。

以上，具體說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，可以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化。

例如，在上述實(shí)施方式中，以使用tma氣體作為含al氣體的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此，例如，也可以使用氯化鋁(alcl3)等。作為含o氣體，對(duì)使用o3氣體的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此，例如也可適用氧(o2)、水(h2o)、過(guò)氧化氫(h2o2)，o2等離子體與氫(h2)等離子體的組合等。作為非活性氣體，說(shuō)明了使用n2氣體的例子，但不限于此，例如也可使用ar氣體、he氣體、ne氣體、xe氣體等的稀有氣體。

另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)在襯底上形成alo膜的例子進(jìn)行了說(shuō)明。但，本發(fā)明不限于上述方式。例如，對(duì)于下述膜種類(lèi)是有效的，即在處理溫度而在噴嘴內(nèi)發(fā)生自分解從而在噴嘴內(nèi)壁以堆積物的形式附著，并且具有堆積物在成膜循環(huán)內(nèi)發(fā)生剝離的密合性。另外，也可用于在供給原料氣體時(shí)，同時(shí)使用以非活性氣體等稀釋的原料氣體來(lái)形成膜的膜種類(lèi)，例如可適用于包含鈦(ti)、鋯(zr)、鉿(hf)、鉭(ta)、鈮(nb)、鉬(mo)、鎢(w)、釔(y)、la(鑭)、鍶(sr)、硅(si)的膜、包含上述元素中的至少一種的氮化膜、碳氮化膜、氧化膜、碳氧化膜、氮氧化膜、碳氮氧化膜、氮化硼膜、碳氮化硼膜、金屬元素單質(zhì)膜等。

對(duì)于用于成膜處理的制程(記載有處理步驟、處理?xiàng)l件等的程序)而言，優(yōu)選根據(jù)處理內(nèi)容(形成或除去的膜的種類(lèi)、組成比、膜質(zhì)、膜厚、處理步驟、處理?xiàng)l件等)分別單獨(dú)準(zhǔn)備，并經(jīng)由電氣通信線(xiàn)路、外部存儲(chǔ)裝置123預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置121c內(nèi)。然后，在開(kāi)始處理時(shí)，優(yōu)選的是，cpu121a從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置121c內(nèi)的多個(gè)制程中根據(jù)處理內(nèi)容而適當(dāng)選擇合適的制程。由此，能夠利用1臺(tái)的襯底處理裝置再現(xiàn)性良好地形成各種膜種、組成比、膜質(zhì)、膜厚的膜，并且在各種情況下能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。另外，可以降低操作者的操作?fù)擔(dān)(處理步驟、處理?xiàng)l件等的輸入負(fù)擔(dān)等)，避免操作失誤，同時(shí)可以迅速地開(kāi)始處理。

上述制程不限于新作成的情況，例如可以通過(guò)改變已安裝于襯底處理裝置中的已有制程來(lái)準(zhǔn)備。在改變制程時(shí)，可以經(jīng)由電氣通信線(xiàn)路、記錄有該制程的記錄介質(zhì)將變更后的制程安裝于襯底處理裝置。另外，還可以操作已有的襯底處理裝置所具有的輸入輸出裝置122，直接改變已安裝于襯底處理裝置中的已有制程。

另外，能夠?qū)⑸鲜鰧?shí)施方式、變形例等適當(dāng)組合使用。另外，此時(shí)的處理步驟、處理?xiàng)l件可與上述實(shí)施方式、變形例等處理步驟、處理?xiàng)l件相同。