CN101819920A - 衬底处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种衬底处理装置，能够抑制处理气体向衬底没有层叠的区域的流入，促进处理气体向衬底层叠区域的供给。衬底处理装置具有：收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的一根以上的处理气体供给喷嘴；以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并沿衬底的圆周方向从两侧夹着处理气体供给喷嘴地设置的、向处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴；对处理室内进行排气的排气管线，一对惰性气体供给喷嘴分别在与衬底层叠区域相对的位置上及与所述衬底没有层叠的区域相对的位置上具有各一处以上的惰性气体喷出口。

Description

衬底处理装置
技术领域
本发明涉及具有对衬底进行处理的工序的衬底处理装置。
背景技术
以往，作为例如DRAM等半导体装置的制造工序的一个工序，实施在衬底上形成薄膜的衬底处理工序。所述衬底处理工序通过如下的衬底处理装置实施，该衬底处理装置具有：收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；向处理室内供给处理气体的处理气体供给喷嘴；对处理室内进行排气的排气管线。而且，将支承了多个衬底的衬底保持构件搬入处理室内，通过排气管线对处理室内进行排气，并从处理气体供给喷嘴向处理室内供给气体，由此，使气体在各衬底间通过从而在衬底上形成薄膜。
但是，在上述衬底处理工序中，存在被供给到处理室内的处理气体不通过各衬底间而流入未层叠有衬底的区域(例如，比层叠有衬底的区域高的区域，或比层叠有衬底的区域低的区域)的情况。其结果，存在被供给到衬底的处理气体的流量减少，成膜速度降低，或衬底面内或衬底间的衬底处理的均匀性降低的情况。
另外，处理气体流入未层叠有衬底的区域时，存在处理气体附着在所述区域中的处理室内壁上等，并生成成为异物发生要因的薄膜的情况。
尤其，若未层叠有衬底的区域中的处理室内壁为低温，则容易发生成膜，另外，若处理室内壁为低温，则即使进行气体清洗(干式清洁)，也难以除去薄膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种衬底处理装置，其能够抑制处理气体向衬底没有层叠的区域的流入，并促进处理气体向衬底层叠区域的供给。
本发明的一个方式的衬底处理装置，具有：收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；向所述处理室内供给一种以上的处理气体的处理气体供给单元；向所述处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；对所述处理室内进行排气的排气单元，所述处理气体供给单元具有以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并向所述处理室内供给处理气体的一根以上的处理气体供给喷嘴，所述惰性气体供给单元具有向所述处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴，该惰性气体供给喷嘴以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并沿所述衬底的圆周方向从两侧夹着所述处理气体供给喷嘴，所述一对惰性气体供给喷嘴分别具有向所述衬底层叠区域开口的一个以上的第一惰性气体喷出口及向所述衬底没有层叠的区域开口的一个以上的第二惰性气体喷出口。
根据本发明的其他方式，提供一种衬底处理装置，具有：
外管；
配置在外管的内部，至少下端开放且收纳以水平姿态多层层叠的衬底的内管；
向内管的内部供给1种以上的处理气体的处理气体供给单元；
向内管的内部供给惰性气体的惰性气体供给单元；
设置在内管的侧壁上的与处理气体供给喷嘴相对的位置上的排气孔，
处理气体供给单元具有一根以上的处理气体供给喷嘴，该处理气体供给喷嘴以在衬底的层叠方向上延伸的方式立设在内管的内部，具有供给处理气体的一个以上的处理气体喷出口，
惰性气体供给单元具有供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴，该一对惰性气体供给喷嘴以在衬底的层叠方向上延伸并沿衬底的圆周方向从两侧夹着处理气体供给喷嘴的方式立设在内管的内部，
一对惰性气体供给喷嘴分别具有向衬底层叠区域开口的一个以上的第一惰性气体喷出口及向衬底没有层叠的区域开口的一个以上的第二惰性气体喷出口。
根据本发明的又一方式提供一种衬底处理装置，是将两种以上的处理气体以相互不混合的方式且以规定次数交替反复地向衬底的表面供给，并在衬底的表面形成薄膜的衬底处理装置，
具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
向处理室内供给两种以上的处理气体的处理气体供给单元；
向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对处理室内进行排气的排气单元，
处理气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸且向处理室内供给处理气体的两根以上的处理气体供给喷嘴，
惰性气体供给单元具有向处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴，该一对惰性气体供给喷嘴以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸，并且沿衬底的圆周方向从两侧夹着两根以上的处理气体供给喷嘴中的至少一根处理气体供给喷嘴，
一对惰性气体供给喷嘴分别具有向衬底层叠区域开口的一个以上的第一惰性气体喷出口及向衬底没有层叠的区域开口的一个以上的第二惰性气体喷出口。
本发明的又一方式提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的一根以上的处理气体供给喷嘴；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴；
对处理室内进行排气的排气管线，
配置一对惰性气体供给喷嘴，以使从处理气体供给喷嘴供给的处理气体的气体流的流路被从第一惰性气体喷出口供给的惰性气体的气体流限制。
根据本发明的又一方式提供一种半导体装置的制造方法，具有：
将以水平姿态多层层叠的衬底搬入处理室内的工序；
对衬底进行处理的工序，从以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸的一根以上的处理气体供给喷嘴向处理室内供给处理气体，并且从以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并沿衬底的圆周方向从两侧夹着处理气体供给喷嘴地设置的一对惰性气体供给喷嘴向处理室的内壁和衬底之间的间隙供给惰性气体，向比衬底层叠的区域高的区域或比衬底层叠的区域低的区域供给惰性气体，从而对衬底进行处理；
从所述处理室搬出处理后的衬底的工序
根据本发明的又一方式提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
向处理室内供给处理气体的处理气体供给单元；
向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对处理室内进行排气的排气单元，
处理气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的处理气体供给喷嘴，
惰性气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴，
惰性气体供给喷嘴具有向衬底没有层叠的区域开口的一个以上的惰性气体喷出口。
根据本发明的又一方式提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
向处理室内供给处理气体的处理气体供给单元；
向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对处理室内进行排气的排气单元，
处理气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸、并开有向处理室内供给处理气体的处理气体供给孔的处理气体供给喷嘴，
惰性气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸、并沿衬底的圆周方向与处理气体供给喷嘴相邻地设置的、向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴，
惰性气体供给喷嘴具有惰性气体供给孔，该惰性气体供给孔向处理气体供给喷嘴中与开有处理气体供给孔的区域相对应的高度的更上方和/或下方开口。
发明的效果
根据本发明的衬底处理装置，能够抑制处理气体向衬底没有层叠的区域的流入，并能够促进处理气体向衬底层叠区域的供给。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的衬底处理装置的处理炉的垂直剖视图。
图2是本发明的一个实施方式的衬底处理装置的处理炉的水平剖视图。
图3是表示处理炉内的处理气体及惰性气体的流动的概要图。
图4是设置有环状的整流板的衬底保持构件的概要结构图。
图5是表示本发明的一个实施方式的处理的流程图的图。
图6是表示本发明的一个实施方式的清洗工序的图。
图7是不具有整流板的衬底保持构件的概要结构图。
图8是本发明的一个实施方式的衬底处理装置的概要结构图。
图9是表示比较例的衬底处理结果的图表。
图10是表示本发明的实施例的衬底处理结果的图表。
图11是本发明的另一个实施方式的衬底处理装置的处理炉的水平剖视图。
图12是表示没有设置第二惰性气体喷出口的处理炉内的处理气体的流动的概要图。
图13是本发明的一个实施方式的惰性气体供给喷嘴及处理气体供给喷嘴的概要结构图。
图14是没有设置第二惰性气体喷出口的惰性气体供给喷嘴及处理气体供给喷嘴的概要结构图。
图15是本发明的其他实施方式的惰性气体供给喷嘴及处理气体供给喷嘴的概要结构图。
附图标记的说明
2内管
3外管
4处理室
7a排气管(排气管线)
10晶片(衬底)
11舟皿(衬底保持构件)
20加热单元
22a处理气体供给喷嘴
22b处理气体供给喷嘴
22c惰性气体供给喷嘴
22d惰性气体供给喷嘴
24a处理气体喷出口
24b处理气体喷出口
24c第一惰性气体喷出口
24d第一惰性气体喷出口
31c第二惰性气体喷出口
31d第二惰性气体喷出口
32c第二惰性气体喷出口
32d第二惰性气体喷出口
25排气孔
101衬底处理装置
202处理炉
240控制器(控制部)
具体实施方式
发明人等对抑制处理气体流入未层叠有衬底的区域并促进处理气体向层叠有衬底的区域供给的方法进行了认真的研究。其结果，向处理室内供给处理气体时，从处理气体的两侧同时流入惰性气体，并且在未层叠有衬底的区域(例如，比层叠有衬底的区域高的区域，或比层叠有衬底的区域低的区域)同时流入惰性气体，由此得到能够解决上述课题的发现。本发明是根据发明人等获得的发现而作出的发明。
<本发明的一个实施方式>
以下，参照附图对本发明的一各实施方式进行说明。
(1)衬底处理装置的结构
首先，对实施作为半导体装置的制造工序的一个工序的即衬底处理工序的衬底处理装置101的结构例进行说明。图8是本实施方式的衬底处理装置101的透视立体图。
如图8所示，本实施方式的衬底处理装置101具有框体111。将由硅等构成的晶片(衬底)10向框体111内外输送时，使用收纳多个晶片10的作为晶片载体(衬底收纳容器)的盒体110。在框体111内侧的前方，设置有盒体载台(衬底收纳容器交接台)114。盒体110构成为通过未图示的工序内输送装置被载置在盒体载台114上，另外，从盒体载台114上被向框体111外搬出。
盒体110通过工序内输送装置以使盒体110内的晶片10成为垂直姿态，并使盒体110的晶片出入口朝向上方的方式被载置在盒体载台114上。盒体载台114构成为能够使盒体110朝向框体111的后方沿纵向旋转90°，并使盒体110内的晶片10成为水平姿态，使盒体110的晶片出入口朝向框体111内的后方。
在框体111内的前后方向的大致中央部，设置有盒体架(衬底收纳容器载置架)105。盒体架105以多层、多列地保存多个盒体110的方式构成。在盒体架105上设置有移载架123，该移载架123收纳有成为后述的晶片移载机构125的输送对象的盒体110。另外，在盒体载台114的上方，设置有预备盒体架107，预备地保存盒体110。
在盒体载台114和盒体架105之间，设置有盒体输送装置(衬底收纳容器输送装置)118。盒体输送装置118具有：能够在保持盒体110的状态下进行升降的盒体升降机(衬底收纳容器升降机构)118a；能够在保持盒体110的状态下进行水平移动的作为输送机构的盒体输送机构(衬底收纳容器输送机构)118b。通过这些盒体升降机118a和盒体输送机构118b的联合动作，在盒体载台114、盒体架105、预备盒体架107、移载架123之间相互输送盒体110。
在盒体架105的后方设置有晶片移载机构(衬底移载机构)125。晶片移载机构125具有：能够使晶片10沿水平方向旋转并平移的晶片移载装置(衬底移载装置)125a；使晶片移载装置125a升降的晶片移载装置升降机(衬底移载装置升降机构)125b。此外，晶片移载装置125a具有以水平姿态保持晶片10的夹钳(衬底移载用夹具)125c。通过这些晶片移载装置125a和晶片移载装置升降机125b的联合动作，将晶片10从移载架123上的盒体110内拾取，并向后述的舟皿(衬底保持构件)11装填(装载)，并将晶片10从舟皿11卸料(卸载)，从而向移载架123上的盒体110内收纳。
在框体111的后部上方设置有处理炉202。在处理炉202的下端部设置有开口。所述开口构成为通过炉口闸门(炉口开闭机构)147进行开闭。此外，对处理炉202的结构后述。
在处理炉202的下方设置有使舟皿11升降并向处理炉202内外输送的作为升降机构的舟皿升降机(衬底保持构件升降机构)115。在舟皿升降机115的升降台上，设置有作为连结件的臂128。在臂128上以水平姿态设置有作为盖体的密封盖9，该密封盖9垂直地支承舟皿11，并在舟皿11通过舟皿升降机115上升时气密地封闭处理炉202的下端部。
舟皿11具有多根保持部件，并构成为将多片(例如，50片～150片左右)晶片10以水平姿态且在其中心对齐的状态下沿垂直方向整齐排列地保持为多层。关于舟皿11的详细结构后述。
在盒体架105的上方设置有具有供给风扇和防尘过滤器的清洗单元134a。清洗单元134a使清洁化的环境气体即清洁空气在框体111的内部流通。
另外，在与晶片移载装置升降机125b以及舟皿升降机115侧相反侧的框体111的左侧端部，设置有用于供给清洁空气的、具有供给风扇和防尘过滤器的清洗单元(未图示)。从未图示的所述清洗单元吹出的清洁空气在晶片移载装置125a、舟皿11内流通之后，被吸入未图示的排气装置，从而被向框体111的外部排气。
(2)衬底处理装置的动作
下面，对本实施方式的衬底处理装置101的动作进行说明。
首先，盒体110通过未图示的工序内输送装置，以使晶片10成为垂直姿态并使盒体110的晶片出入口朝向上方的方式被载置于盒体载台114上。之后，通过盒体载台114使盒体110朝向框体111的后方沿纵向旋转90°。其结果，盒体110内的晶片10成为水平姿态，盒体110的晶片出入口朝向框体111内的后方。
然后，盒体110通过盒体输送装置118自动地被输送到盒体架105或者预备盒体架107的指定的架位置进行交接并被临时保管，随后，从盒体架105或者预备盒体架107被移载到移载架123，或者盒体110通过盒体输送装置118被直接输送到移载架123。
盒体110被移载到移载架123后，晶片10通过晶片移载装置125a的夹钳125c通过晶片出入口被从盒体110拾取，通过晶片移载装置125a和晶片移载装置升降机125b的联合动作，晶片10被装填(装载)到位于移载室124的后方的舟皿11中。将晶片10交接到舟皿11中的晶片移载机构125返回盒体110，将下一个晶片10装填到舟皿11中。
预先指定了片数的晶片10被装填到舟皿11中后，由炉口闸门147封闭的处理炉202的下端部的开口通过炉口闸门147被开放。接着，密封盖9通过舟皿升降机115上升，由此，对处理对象的晶片10的组进行保持的舟皿11被搬入(装载)处理炉202内。装载后，在处理炉202内对晶片10实施任意的处理。关于所述处理后述。处理后，晶片10以及盒体110以与上述顺序相反的顺序被移出到框体111的外部。
(3)处理炉的结构
接着，对本实施方式的衬底处理装置的处理炉202的结构进行说明。图1是本发明的一个实施方式的衬底处理装置的处理炉的垂直剖视图。图2是本发明的一个实施方式的衬底处理装置的处理炉的水平剖视图。图3是表示处理炉内的处理气体及惰性气体的流动的概要图。图13是本发明的一个实施方式的惰性气体供给喷嘴及处理气体供给喷嘴的概要结构图。此外，本实施方式的处理炉202如图1所示地作为CVD装置(分批式纵型热壁型减压CVD装置)构成。
(处理管)
处理炉202具有纵型的处理管1，该处理管1的中心线垂直地纵向配置，并通过框体111固定支承。处理管1具有内管2和外管3。内管2以及外管3由石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性高的材料分别一体成形为圆筒形状。
内管2形成为上端封闭下端开口的圆筒形状。在内管2内形成有处理室4，该处理室4对通过作为衬底保持构件的舟皿11收纳以水平姿态多层层叠的晶片10并对其进行处理。内管2的下端开口构成用于使保持有晶片10的组的舟皿11出入的炉口5。因此，内管2的内径被设定成比保持有晶片10的组的舟皿11的最大外径大。外管3与内管2大体相似，形成为上端封闭下端开口的圆筒形状，以同心圆包围的方式覆盖内管2的外侧。内管2和外管3之间的下端部分别被形成为圆形环形状的歧管6气密地密封。为了对内管2以及外管3进行维护检修作业或清扫作业，歧管6以能够自由拆装的方式安装在内管2以及外管3上。歧管6被支承在框体111上，由此处理管1成为垂直安装的状态。
(排气单元)
在歧管6的侧壁的一部分上连接有对处理室4内的环境气体进行排气的作为排气管线的排气管7a。在歧管6和排气管7a的连接部上形成有对处理室4内的环境气体进行排气的排气口7。排气管7a内通过排气口7与由形成在内管2和外管3之间的间隙构成的排气通路8内连通。此外，排气通路8的横截面形状成为具有一定宽度的圆形环形状。在排气管7a上从上游按顺序设置有压力传感器7d、作为压力调整阀的APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制)阀7b、作为真空排气装置的真空泵7c。真空泵7c构成为能够以使处理室4内的压力成为规定的压力(真空度)的方式进行真空排气。在APC阀7b以及压力传感器7d上电连接有压力控制部236。压力控制部236以使处理室4内的压力在所期望的时刻成为所期望的压力的方式基于压力传感器7d检测的压力控制APC阀7b的开度。本实施方式所述的排气单元主要由排气管7a、排气口7、排气通路8、压力传感器7d、APC阀7b、真空泵7c构成。
(衬底保持构件)
对歧管6的下端开口进行封闭的密封盖9从垂直方向下侧抵接在歧管6上。密封盖9形成为与外管3的外径同等以上的圆盘形状，并通过垂直地设置在处理管1的外部的舟皿升降机115以水平姿态沿垂直方向升降。
对晶片10进行保持的作为衬底保持构件的舟皿11垂直地立起并被支承在密封盖9上。舟皿11具有：上下一对端板12、13；垂直地设置在端板12、13间的多根保持部件14。端板12、13及保持部件14由例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成。在各保持部件14上沿长度方向等间隔地设置有多条保持槽15。各保持部件14以保持槽15相互相对的方式设置。晶片10的周缘分别被插入多根保持部件14中的同一层的保持槽15内，由此，多片晶片10以水平姿态且使中心相互对齐的状态被多层层叠地保持。
另外，在舟皿11和密封盖9之间，上下一对辅助端板16、17被多根辅助保持部件18支承地设置。在各辅助保持部件18上设置有多条保持槽19。在保持槽19中以水平姿态多层地装填有由例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成的圆板形状的多张隔热板(未图示)。通过隔热板(未图示)使来自后述的加热单元20的热难以向歧管6侧传递。
在与密封盖9的处理室4相反的一侧，设置有使舟皿旋转的旋转机构254。旋转机构254的旋转轴255贯通密封盖9并从下方支承舟皿11。通过使旋转轴255旋转，能够在处理室4内使晶片10旋转。密封盖9构成为通过上述舟皿升降机115沿垂直方向升降，由此能够将舟皿11向处理室4内外进行输送。
在旋转机构254及舟皿升降机115上电连接有驱动控制部237。驱动控制部237以使旋转机构254及舟皿升降机115在所期望的时刻进行所期望的动作的方式进行控制。
(加热单元)
在外管3的外部以包围外管3的方式设置有作为加热机构的加热单元20，该加热单元20对处理管1内进行加热以使其在整体范围内成为均匀或规定的温度分布。加热单元20被支承在衬底处理装置101的框体111上，由此成为被垂直地安装的状态，该加热单元20例如作为石墨加热器等电阻加热器构成。
在处理管1内设置有作为温度检测器的未图示的温度传感器。在加热单元20和温度传感器上电连接有温度控制部238。温度控制部238基于所述温度传感器检测的温度信息对向加热单元20的通电情况进行控制，以使处理室4内的温度在所期望的时刻成为所期望的温度分布。
本实施方式的加热单元主要由加热单元20、未图示的温度传感器构成。
(处理气体供给单元，惰性气体供给单元)
在内管2的侧壁(与后述的排气孔25成180度的相反侧的位置)上，以从内管2的侧壁向内管2的径向外侧突出且沿垂直方向长长地延伸的方式形成有槽状的预备室21。预备室21的侧壁26构成内管2的侧壁的一部分。另外，预备室21的内壁构成为形成处理室4的内壁的一部分。在预备室21的内部设置有以沿预备室21的内壁(即处理室4的内壁)的方式在晶片10的层叠方向上延伸且向处理室4内供给处理气体的处理气体供给喷嘴22a、22b。另外，在预备室21的内部设置有一对向处理室4内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴22c、22d，该惰性气体供给喷嘴22c、22d以沿预备室21的内壁(即处理室4的内壁)的方式在晶片10的层叠方向上延伸且沿晶片10的圆周方向从两侧夹持处理气体供给喷嘴22a、22b。
处理气体供给喷嘴22a、22b的上游侧端部即处理气体导入口部23a、23b以及惰性气体供给喷嘴22c、22d的上游侧端部即惰性气体导入口部23c、23d分别朝向歧管6的径向外侧地贯通歧管6的侧壁并向处理管1的外部突出。
在处理气体导入口部23a、23b上分别连接有作为处理气体供给管线的处理气体供给管25a、25b。
在处理气体供给管25a中从上游侧按照顺序分别设置有处理气体供给源28a、作为流量控制装置的MFC(质量流量控制器)27a以及开闭阀26a，其中，处理气体供给源28a对用于供给处理气体，这些处理气体是使例如作为液体原料的TEMAH(Hf[NCH3C2H5]4，四双(乙基甲基氨)铪)、TEMAZ(Zr[NCH3C2H5]4、四双(乙基甲基氨)锆)或TMA((CH3)3Al、三甲基铝)气化后的气体(TEMAH气体、TEMAZ气体或TMA气体)等。这样，作为被惰性气体从两侧夹着的处理气体，是热分解温度比处理温度(成膜温度)低的气体，例如使用TEMAH气体、TEMAZ气体或TMA气体等。此外，在处理气体供给管25a的开闭阀26a的下游侧，连接有未图示的运载气体供给管。从所述运载气体供给管供给作为运载气体的N2气体，由此，对处理气体进行稀释，从而能够促进向处理室4内供给处理气体或处理气体在处理室4内的扩散。
另外，在处理气体供给管25b上从上游侧按照顺序分别设置有对例如O3(臭氧)气体等处理气体进行供给的处理气体供给源28b、作为流量控制装置的MFC(质量流量控制器)27b及开闭阀26b。此外，在处理气体供给管25b的开闭阀26b的下游侧连接有未图示的运载气体供给管。从所述运载气体供给管供给作为运载气体的N2气体，由此对处理气体进行稀释，从而能够促进向处理室4内供给处理气体或处理气体在处理室4内的扩散。
在惰性气体导入口部23c、23d上分别连接有作为惰性气体供给管线的惰性气体供给管25c、25d。在惰性气体供给管25c、25d上从上游侧按照顺序分别设置有对例如N2气体、Ar气体、He气体等惰性气体进行供给的惰性气体供给源28c、28d、作为流量控制装置的MFC(质量流量控制器)27c、27d及开闭阀26c、26d。
本实施方式的处理气体供给单元主要由处理气体供给喷嘴22a、22b、处理气体供给管25a、25b、处理气体供给源28a、28b、MFC27a、27b、开闭阀26a、26b、未图示的两根运载气体供给管构成。另外，本实施方式的惰性气体供给单元主要由惰性气体供给喷嘴22c、22d、惰性气体供给管25c、25d、惰性气体供给源28c、28d、MFC27c、27d、开闭阀26c、26d构成。
在MFC27a、27b、27c、27d及开闭阀26a、26b、26c、26d上电连接有气体供给·流量控制部235。气体供给·流量控制部235控制MFC27a、27b、27c、27d及开闭阀26a、26b、26c、26d，以使在后述的各步骤中向处理室4内供给的气体的种类在所期望的时刻成为所期望的气体种类、以及使所供给的气体的流量在所期望的时刻成为所期望的量，进而使处理气体相对于惰性气体的浓度在所期望的时刻成为所期望的浓度。
如图1、图13所示，在处理室4内的处理气体供给喷嘴22a、22b的筒部上以沿垂直方向排列的方式设置有多个处理气体喷出口24a、24b。另外，在处理室4内的惰性气体供给喷嘴22c、22d的筒部上以沿垂直方向排列的方式设置有多个第一惰性气体喷出口24c、24d及多个第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d。处理气体喷出口24a、24b及第一惰性气体喷出口24c、24d分别设置在相对于晶片10层叠的方向大致相同的高度区域，并分别向处理室4内的晶片10层叠的区域开口。第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d向处理室4内的晶片10没有层叠的区域开口。具体地，第二惰性气体喷出口31c、31d位于第一惰性气体喷出口24c、24d的上方，向比晶片10层叠区域高的区域开口。这里，所谓比晶片10层叠区域高的区域是指和与舟皿11的端板12对应的高度相同或比其高的区域。另外，第二惰性气体喷出口32c、32d在第一惰性气体喷出口24c、24d的下方，向比晶片10层叠区域低的区域开口。这里，所谓比晶片10层叠区域低的区域是指和与舟皿11的端板13对应的高度相同或比其低的区域，例如表示至少与隔热板(未图示)对应的高度。通过将处理气体供给喷嘴22a、22b以及惰性气体供给喷嘴22c、22d设置在预备室21内，处理气体喷出口24a、24b、第一惰性气体喷出口24c、24d及第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d成为配置在内管2的内周面的内管2的径向外侧的状态。
处理气体喷出口24a、24b及第一惰性气体喷出口24c、24d的个数分别与例如被舟皿11保持的晶片10的片数一致。处理气体喷出口24a、24b及第一惰性气体喷出口24c、24d的高度位置分别被设定成与例如被舟皿11保持的上下相邻的晶片10间的空间相对。此外，处理气体喷出口24a、24b及第一惰性气体喷出口24c、24d的口径也可以被设定成分别不同的大小，以使向各晶片10的气体供给量均匀。此外，处理气体喷出口24a、24b及第一惰性气体喷出口24c、24d也可以每相对于多片晶片10设置一个(例如每相对于数片晶片10设置一个)。另外，第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d的个数也可以如图1、图13所示地为多个，也可以各为各一个。
在内管2的侧壁的与处理气体供给喷嘴22a、22b相对的位置，即相对于预备室21成180度的相反侧的位置上，沿垂直方向细长地开设有例如作为狭缝状的贯通孔的排气孔25。处理室4内和排气通路8内通过排气孔25连通。因此，从处理气体供给喷嘴22a、22b的处理气体喷出口24a、24b向处理室4内供给的处理气体以及从惰性气体供给喷嘴22c、22d的第一惰性气体喷出口24c、24d向处理室4内供给的惰性气体通过排气孔25向排气通路8内流动之后，通过排气口7向排气管7a内流动，并被排出到处理炉202外。此外，排气孔25不限于作为狭缝状的贯通孔构成的情况，也可以由多个孔构成。
此外，如图2所示，连结处理气体供给喷嘴22a和排气孔25的第一直线以及连结处理气体供给喷嘴22b和排气孔25的第一直线分别通过晶片10的中心附近。此外，处理气体喷出口24a、24b的朝向被设定成与这些第一直线大致平行。另外，连结惰性气体供给喷嘴22c和排气孔25的第二直线以及连结惰性气体供给喷嘴22d和排气孔25的第三直线分别从两侧夹着连结处理气体供给喷嘴22a和排气孔25的第一直线以及连结处理气体供给喷嘴22b和排气孔25的第一直线。此外，第一惰性气体喷出口24c、24d的朝向也可以被设定成向这些直线的外侧打开的方向，也可以设定成与这些直线大致平行。即，第一惰性气体喷出口24c也可以设定成向第二直线的外侧打开的方向开口，也可以设定成与第二直线大致平行地开口。另外，第一惰性气体喷出口24d的朝向也可以设定成向第三直线的外侧打开的方向开口，也可以设定成与第三直线大致平行地开口。另外，第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d朝向晶片10的中心线开口。
因此，要将处理气体和惰性气体同时向处理室4内供给，则如图3所示，从处理气体喷出口24a、24b向处理室4内供给的处理气体的气体流30a、30b被从第一惰性气体喷出口24c、24d向处理室4内供给的惰性气体的气体流30c、30d从两侧夹着，其流路被限制。例如，若向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙供给惰性气体，则所述区域的压力相对变高，处理气体向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙的流入被抑制。其结果，促进了处理气体向各晶片10的中心附近的供给，在各晶片10的外周附近和中心附近的处理气体的供给量进一步被均匀化。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，处理气体被惰性气体稀释，在晶片10的外周附近抑制了膜形成得过厚。
另外，要将处理气体和惰性气体同时向处理室4内供给时，如图1所示，从处理气体喷出口24a、24b向处理室4内供给的处理气体的气体流30a、30b被从第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d向处理室4内供给的惰性气体的气体流33c、33d、34c、34d从上下侧夹着，其流路被限制。例如，向比晶片10层叠区域高的区域或比晶片10层叠区域低的区域供给惰性气体时，所述区域的压力相对变高，处理气体向所述区域的流入被抑制。其结果，能够促进处理气体向各晶片10的中心附近的供给，能够抑制成膜速度的降低，能够使晶片10面内以及晶片10间的成膜处理的均匀性提高。另外，能够抑制处理气体向比晶片10层叠区域高的区域或比晶片10层叠区域低的区域的流入，能够防止成为异物发生要因的薄膜的成膜。
(控制器)
气体供给·流量控制部235、压力控制部236、驱动控制部237以及温度控制部238也构成操作部、输入输出部，并与控制衬底处理装置整体的主控制部239电连接。这些气体供给·流量控制部235、压力控制部236、驱动控制部237、温度控制部238及主控制部239作为控制器240构成。
(4)衬底处理工序
接着，使用图5对通过上述衬底处理装置101实施的半导体装置(设备)的制造工序的一个工序进行说明。如上所述，作为被惰性气体从两侧及上下侧夹着的处理气体，是热分解温度比处理温度(成膜温度)低的气体，能够使用例如使TEMAH或TEMAZ气化后的气体(TEMAH气体、TEMAZ、TMA气体)等。在以下说明中，构成衬底处理装置101的各部分的动作被控制器240控制。
在以往的CVD(Chemical Vapor Deposition)法或ALD(AtomicLayer Deposition)法中，例如，在CVD法的情况下，同时供给包括构成所形成的膜的多个元素的多种类的气体，另外，在ALD法的情况下，交替地供给包括构成所形成的膜的多个元素的多种类的气体。而且，气体供给时的气体供给流量、气体供给时间、使用等离子激发的情况是通过控制等离子能量等处理条件来形成铪氧化膜(HfO膜)等。在这些技术中，在例如形成HfO膜的情况下，以膜的组成比为化学计量组成即
Figure GSA00000032380500171
为目的来控制处理条件。
另一方面，能够以所形成的膜的组成比成为与化学计量组成不同的规定的组成比为目的控制供给条件。即，以构成所形成的膜的多个元素中的至少一个元素比其他元素在化学计量组成上过剩为目的来控制供给条件。能够一边对构成这样形成的膜的多个元素的比率即膜的组成比进行控制一边进行成膜。以下，对作为处理气体使用TEMAH气体及O3气体通过ALD法对HfO2膜进行成膜的例子进行说明。
作为CVD(Chemical Vapor Deposition)法之一的ALD(AtomicLayer Deposition)法是如下方法：在某成膜条件(温度、时间等)下，将用于成膜的至少两种相互反应的处理气体分别交替地向衬底上供给，以1原子单位吸附在衬底上，利用表面反应进行成膜。此时，膜厚的控制通过供给反应性气体的循环次数进行(例如，成膜速度为
Figure GSA00000032380500181
/循环时，在形成的膜的情况下，进行20个循环)。
在例如通过ALD法形成HfO2膜的情况下，使用TEMAH(Hf[NCH3C2H5]4，四双(乙基甲基氨)铪)气体和O3(臭氧)气体，能够以180～250℃的低温进行高品质的成膜。
首先，如上所述，将处理对象的晶片10组装填到舟皿11中并搬入处理室4内。将舟皿11搬入处理室4内之后，处理室4内的压力在10～1000Pa的范围内，例如成为50Pa，另外，处理室4内的温度在180～250℃的范围内，例如成为220℃，将如下所述的4个步骤(步骤1～4)作为一个循环，以规定次数重复该循环。此外，在执行以下的步骤1～4期间，使旋转机构254旋转，由此能够使向晶片10表面供给的气体的流量进一步均匀化。
(步骤1)
同时打开处理气体供给管25a的开闭阀26a以及排气管7a的APC阀7b，通过真空泵7c对处理室4内进行排气，并从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a将作为处理气体的TEMAH气体向处理室4内供给。TEMAH气体通过从未图示的运载气体供给管供给的运载气体(N2气体)稀释而进行供给。
此外，TEMAH气体是对衬底处理的面内均匀性(形成在晶片10的表面上的HfO2膜的厚度的面内均匀性)有较大影响的气体。因此，在本实施方式的步骤1中，在将TEMAH气体供给到处理室4内时，同时地打开惰性气体供给管25c、25d的开闭阀26c、26d，分别从惰性气体供给喷嘴22c、22d的第一惰性气体喷出口24c、24d及第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d将作为惰性气体的N2气体供给到处理室4内。
其结果，如图3所示，从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a向处理室4内供给的TEMAH气体被从第一惰性气体喷出口24c、24d向处理室4内供给的N2气体从两侧夹着，其流路被限制。例如，在向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙供给N2气体时，所述区域的压力相对变高，TEMAH气体向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙的流入(逃逸)被抑制。其结果，促进了TEMAH气体向各晶片10的中心附近的供给，各晶片10的外周附近和中心附近的TEMAH气体的供给量被进一步均匀化。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，TEMAH气体被N2气体稀释，在晶片10的外周附近，抑制了膜过厚地形成。
另外，如图1所示，从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a向处理室4内供给的TEMAH气体被从第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d向处理室4内供给的N2气体从上下侧夹着，其流路被限制。例如，若向比晶片10层叠区域高的区域或比晶片10层叠区域低的区域供给N2气体，则所述区域的压力相对变高，TEMAH气体向所述区域的流入(逃逸)被抑制。其结果，促进了TEMAH气体向晶片10层叠区域的(向各晶片10的中心附近的)供给，成膜速度的降低被抑制，晶片10面内或晶片10间的成膜处理的均匀性提高。另外，能够抑制TEMAH气体向比晶片10层叠区域高的区域或向比晶片10层叠区域低的区域的流入，并能够防止成为异物发生要因的薄膜的成膜。
这样，在步骤1中，从惰性气体供给管25c、25d供给的惰性气体(N2气体)限制处理气体的流路，并作为使处理气体向晶片10的供给量均匀化的辅助气体发挥作用。
此外，惰性气体供给喷嘴22c、22d，优选在从处理气体供给喷嘴22a供给TEMAH气体时，以从处理气体供给喷嘴22a供给的TEMAH气体的流量以上的流量从两侧供给N2气体。即，从惰性气体供给喷嘴22c的第一惰性气体喷出口24c供给的N2气体的流量以及从惰性气体供给喷嘴22d的第一惰性气体喷出口24d供给的N2气体的流量优选分别成为从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a供给的TEMAH气体的流量以上。TEMAH气体的流量及N2气体的流量分别被MFC27a、27c、27d控制。其结果，进一步促进了TEMAH气体向各晶片10的中心附近的供给。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，进一步促进了N2气体对TEMAH气体的稀释。另外，同样地，也可以使从第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d供给的N2气体的流量分别成为从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a供给的TEMAH气体的流量以上。
步骤1的执行过程中，处理室4内的压力在20～900Pa的范围内，例如调整成50Pa。另外，来自处理气体供给喷嘴22a的TEMAH气体的供给流量在0.01～0.35g/min的范围内，例如调整成0.3g/min。来自与处理气体供给管25a连接的运载气体供给管(未图示)的N2气体(运载气体)的供给流量在0.1～0.5g/slm的范围内，例如调整成1.0slm。来自惰性气体供给喷嘴22c、22d的N2气体(辅助气体)的供给流量(第一惰性气体喷出口24c、24d与来自第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d的合计流量)分别在20～30slm的范围内，例如调整成30slm。另外，处理室4内的温度在180～250℃的范围内，例如调整成220℃。另外，在TEMAH气体中暴露晶片10的时间(步骤1的执行时间)在30～180秒的范围内，例如为120秒。
通过将TEMAH气体供给到处理室4内，TEMAH气体的气体分子与晶片10上的基底膜等的表面部分发生表面反应(化学吸附)。
(步骤2)
关闭处理气体供给管25a的开闭阀26a，停止TEMAH气体向处理室4内的供给。此时，排气管7a的APC阀7b成为打开状态，通过真空泵7c将处理室4内排气到例如20Pa以下，将残留的TEMAH气体从处理室4内排除。另外，打开惰性气体供给管25c、25d的开闭阀26c、26d，若将N2气体向处理室4内供给，则将残留的TEMAH气体从处理室4内排除的效果更好。在步骤2中，从惰性气体供给管25c、25d供给的N2气体作为促进处理室4内的残留气体排出的清洗气体发挥作用。
在步骤2的执行过程中，处理室4内的压力调整成例如20Pa以下。另外，来自惰性气体供给喷嘴22c、22d的N2气体(清洗气体)的供给流量(来自第一惰性气体喷出口24c、24d与第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d的合计流量)分别在0.5～20slm的范围内，例如调整成12slm。另外，处理室4内的温度在180～250℃的范围内，例如调整成220℃。另外，步骤2的执行时间在30～150秒的范围内，例如60秒。
(步骤3)
在打开排气管7a的APC阀7b的状态下，打开处理气体供给管25b的开闭阀26b，通过真空泵7c对处理室4内进行排气，并从处理气体供给喷嘴22b的处理气体喷出口24b将作为处理气体的O3气体向处理室4内供给。O3气体被从未图示的运载气体供给管供给的运载气体(N2气体)稀释并进行供给。
此外，O3气体是对衬底处理的面内均匀性(形成在晶片10的表面的HfO2膜的厚度的面内均匀性)影响较小的气体。因此，在本实施方式的步骤3中，不从惰性气体供给喷嘴22c、22d供给N2气体(辅助气体)。但是，在步骤3中供给的处理气体是对衬底处理的面内均匀性有影响的气体的情况下，在步骤3中，优选也与步骤1同样地，从惰性气体供给喷嘴22c、22d供给N2气体(辅助气体)。另外，即使在供给O3气体的情况下，也可以从惰性气体供给喷嘴22c、22d供给N2气体(辅助气体)。
在步骤3的执行过程中，处理室4内的压力在20～900Pa的范围内，例如调整成50Pa。另外，来自处理气体供给喷嘴22b的O3气体的供给流量在6～20slm的范围内，例如调整成17slm。
来自与处理气体供给管25b连接的运载气体供给管(未图示)的N2气体(运载气体)的供给流量在0～2slm的范围内，例如调整成0.5slm。另外，处理室4内的温度在180～250℃的范围内，例如调整成220℃。另外，在TEMAH气体中暴露晶片10的时间(步骤3的执行时间)在10～300秒的范围内，例如为40秒。
通过将O3气体供给到处理室4内，化学吸附在晶片10的表面上的TEMAH气体和O3气体发生表面反应，并在晶片10上进行HfO2膜成膜。
(步骤4)
关闭处理气体供给管25b的开闭阀26b，停止O3气体向处理室4内的供给。此时，排气管7a的APC阀7b维持打开的状态，通过真空泵7c将处理室4内排气到20Pa以下，将残留的O3气体从处理室4内排除。另外，若打开惰性气体供给管25c、25d的开闭阀26c、26d，并将N2气体向处理室4内供给，则将残留的O3气体从处理室4内排除的效果更好。在步骤4中，从惰性气体供给管25c、25d供给的N2气体作为促进处理室4内的残留气体排出的清洗气体发挥作用。
在步骤4的执行过程中，处理室4内的压力调整成例如20Pa以下。另外，来自惰性气体供给喷嘴22c、22d的的N2气体(清洗气体)的供给流量(来自第一惰性气体喷出口24c、24d及第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d的合计流量)分别在0.5～20slm的范围内，例如调整成12slm。另外，处理室4内的温度在180～250℃的范围内，例如调整成220℃。另外，步骤4的执行时间在30～150秒的范围内，例如为60秒。
而且，将上述步骤1～4作为一个循环，多次重复该循环，由此，在晶片10上进行规定膜厚的HfO2膜的成膜。之后，将保持处理后的晶片10组的舟皿11从处理室4内搬出，结束本实施方式的成膜工序。
接下来，进行对附着在处理室4内及舟皿11等上的HfO2膜进行除去的清洗工序。在清洗工序中，作为除去(蚀刻)膜的蚀刻气体，参照图5及图6对使用例如BCl3(三氯化硼)气体的例子进行说明。将舟皿11搬入处理室4内，将处理室4内的压力设定成规定的压力，在处理室4内的温度成为400～600℃的范围的规定值后，开始清洗工序。首先，向处理室4内供给BCl3气体(步骤5)，升压到规定的压力，只对该压力保持规定时间(步骤6)。此时，BCl3气体向处理室4内的供给可以连续地进行，也可以与处理室4内的排气交替地间歇地(断续地)进行。经过规定时间后，进行处理室4内的真空排气及通过N2气体等惰性气体对处理室4内进行气体清洗(步骤7)。
将以上的步骤5～7作为一个循环，以规定次数重复该循环，由此，进行基于循环蚀刻的清洗。这样，清洗时，间歇地(断续地)以规定次数重复处理室4内的排气。根据基于循环蚀刻的清洗，通过确认每一个循环的蚀刻量，能够通过循环次数来控制蚀刻量。另外，与连续地使蚀刻气体流动进行清洗的方式相比，能够减少气体的消耗量。
被导入处理室4内的BCl3气体向整个处理室4内扩散，与包含附着在处理室4内的HfO2膜在内的堆积物接触。此时，堆积物和BCl3气体之间发生热化学反应，生成反应生成物。生成的反应生成物从排气管7a向处理室4的外部被排气。这样，堆积物被除去(蚀刻)，进行了处理室4内的清洗。
在处理室4内的清洗完成后，实施对下一个晶片10的成膜。即，将装填有多片晶片10的舟皿11搬入处理室4内，重复步骤1～4，从而在晶片10上形成膜，将装填有处理后的晶片10的舟皿11向处理室4外搬出。而且，根据需要，再进行处理室4内的清洗。另外，作为蚀刻气体也可以单独供给BCl3气体，也可以添加其他气体例如O3气体等。
(5)本实施方式的效果
根据本实施方式，能够发挥以下所述的多个效果中的一个或多个效果。
(a)根据本实施方式，在上述步骤1中，从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a向处理室4内供给的TEMAH气体被从第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d向处理室4内供给的N2气体从上下侧夹着，其流路被限制。例如，若向比晶片10层叠区域高的区域或比晶片10层叠区域低的区域供给N2气体，则所述区域的压力相对变高，TEMAH气体向所述区域的流入(逃逸)被抑制。其结果，促进了TEMAH气体向晶片10层叠区域的(向各晶片10的中心附近的)供给，抑制了成膜速度的降低，晶片10面内或晶片10间的成膜处理的均匀性提高。另外，能够抑制TEMAH气体向比晶片10层叠区域高的区域或比晶片10层叠区域低的区域的流入，并能够防止成为异物发生要因的薄膜的成膜。
作为参考，在图14中示出了没有设置第二惰性气体喷出口的惰性气体供给喷嘴22c’、22d’及处理气体供给喷嘴22a’、22b’的概要结构。这样构成的情况下，处理炉内的处理气体的流动如图12所示。即，向处理室4’内供给的处理气体不通过各晶片10之间，而流入晶片10没有层叠的区域(比晶片10层叠区域高的区域，或比晶片10层叠区域低的区域)。其结果，向晶片10供给的处理气体的流量减少，成膜速度降低，晶片10面内或晶片10间的衬底处理的均匀性降低。另外，在晶片10没有层叠的区域中的处理室4’内壁等上附着有处理气体，成为异物发生要因的薄膜成膜。尤其，在晶片10没有层叠的区域中的处理室4’内壁为低温时，容易发生成膜，另外，处理室4’内壁为低温时，即使进行气体清洗(干式清洁)，也难以除去薄膜。根据本实施方式，在向处理室4内供给处理气体时，使惰性气体在晶片10没有层叠的区域同时流动，由此能够有效地解决这些课题。
(b)根据本实施方式，在上述步骤1中，从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a向处理室4内供给的TEMAH气体被从惰性气体供给喷嘴22c、22d的第一惰性气体喷出口24c、24d向处理室4内供给的N2气体从两侧夹着，其流路被限制。例如，若向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙供给N2气体，则所述区域的压力相对变高，TEMAH气体向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙的流入被抑制。其结果，促进了TEMAH气体向各晶片10的中心附近的供给，各晶片10的外周附近和中心附近的TEMAH气体的供给量进一步均匀化。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，TEMAH气体被N2气体稀释，在晶片10的外周附近，能够抑制膜过厚地形成。
(c)在本实施方式中，在从处理气体供给喷嘴22a供给TEMAH气体时，若惰性气体供给喷嘴22c、22d以从处理气体供给喷嘴22a供给的TEMAH气体的流量以上的流量从两侧供给N2气体，则能够进一步促进TEMAH气体向各晶片10的中心附近的供给，也就是说，若从惰性气体供给喷嘴22c的第一惰性气体喷出口24c供给的N2气体的流量及从惰性气体供给喷嘴22d的第一惰性气体喷出口24d供给的N2气体的流量分别为从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a供给的TEMAH气体的流量以上，则能进一步促进TEMAH气体向各晶片10的中心附近的供给。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，N2气体对TEMAH气体的稀释进一步被促进，在晶片10的外周附近，进一步抑制HfO2膜过厚地形成。
(d)在本实施方式中，若从第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d供给的N2气体的流量分别为从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a供给的TEMAH气体的流量以上，则能进一步促进TEMAH气体向晶片10层叠区域的(向各晶片10的中心附近的)供给，进一步抑制成膜速度的降低，在晶片10面内或晶片10间的成膜处理的均匀性进一步提高。另外，能够进一步抑制TEMAH气体向比晶片10层叠区域高的区域或比晶片10层叠区域低的区域的流入，并能够进一步防止成为异物发生要因的薄膜的成膜。
(e)根据本实施方式，由于O3气体是对在晶片10的表面形成的HfO2膜的厚度的面内均匀性影响小的气体，所以在步骤3中，不实施来自惰性气体供给喷嘴22c、22d的N2气体(辅助气体)的供给。
但是，在步骤3中，也可以与步骤1同样地，供给来自惰性气体供给喷嘴22c、22d的N2气体(辅助气体)。
在这种情况下，从处理气体供给喷嘴22b的处理气体喷出口24b向处理室4内供给的O3气体被从惰性气体供给喷嘴22c、22d的第一惰性气体喷出口24c、24d向处理室4内供给的N2气体从两侧夹着，其流路被限制。例如，若向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙供给N2气体，则所述区域的压力相对变高，能够抑制O3气体向晶片10的周缘和处理室4之间的间隙的流入。其结果，促进了O3气体向各晶片10的中心附近的供给，各晶片10的外周附近和中心附近的O3气体的供给量进一步均匀化。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，O3气体被N2气体稀释，能够抑制在晶片10的外周附近膜过厚地形成。
(f)在本实施方式中，在从处理气体供给喷嘴22a供给O3气体时，若惰性气体供给喷嘴22c、22d以从处理气体供给喷嘴22b供给的O3气体的流量以上的流量供给N2气体，则能进一步促进O3气体向各晶片10的中心附近的供给。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，N2气体对O3气体的稀释进一步被促进，在晶片10的外周附近，能够进一步抑制HfO2膜过厚地形成。
(g)在本实施方式的步骤2、4中，如果打开惰性气体供给管25c、25d的开闭阀26c、26d，并将N2气体向处理室4内供给，则将残留的TEMAH气体或O3气体从处理室4内排除的效果更好。其结果，执行步骤2、4所需要的时间被缩短，能够提高衬底处理的生产效率。
(i)根据本实施方式，由于从最初就不会在难以除去膜的位置附着膜，所以能够缩短气体清洗所需要的时间。另外，能够防止过度蚀刻。
(j)根据本实施方式，在由舟皿11支承的各晶片10的周缘和处理室4的内壁之间，无需分别设置环状的整流板。因此，无需较宽地确保晶片10的层叠间距，能够抑制可以一次处理的衬底的片数减少。其结果，能够提高衬底处理的生产效率。
另外，能够降低舟皿11的生产成本及衬底处理成本。图7是不具有整流板的舟皿11的概要结构图。
此外，为了促进气体向相邻的晶片10间的供给，考虑使用在由舟皿11支承的各晶片10的周缘和处理室4的内壁之间分别设置环状的整流板的方法。作为参考，在图4中示出了设置有整流板的舟皿的概要结构。以包围各晶片10的周缘的方式设置环状的整流板，由此，使处理气体的一部分的膜附着在整流板上，能够使形成在晶片10的外周附近的膜较薄。但是，在所述方法中，存在向舟皿移载晶片10的衬底移载机构和整流板发生干涉(接触)的情况。为了避免所述干涉而较宽地确保晶片10的层叠间距时，可以一次处理的晶片10的片数变少，存在衬底处理的生产效率降低的情况。另外，由于具有环状的整流板的舟皿的构造复杂，还容易损坏，价格较高。
此外，设置在惰性气体供给喷嘴22c、22d上的多个第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d可以是孔形状，也可以是狭缝形状。但是，若扩大气体喷出口的开口面积，则惰性气体的供给量变多。虽优选通过第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d的供给量比向晶片10供给的处理气体的供给量多的情况，但存在处理气体被稀释等对晶片积载区域产生不良影响的可能。因此，优选形成为与设置在晶片积载区域的多个第一惰性气体喷出口24c、24d相同程度大小的孔。此时，多个第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d的孔的数量根据惰性气体的供给量适当变更。例如，以较大流量供给惰性气体的情况下使用均匀的孔数，由此能够以均匀的供给量从第二惰性气体喷出口31c、31d、32c、32d喷出惰性气体。
此外，关于处理炉202的形状，在上述中，在与处理气体供给喷嘴22a、22b相对的位置设置排气孔25，由此，处理气体及惰性气体通过晶片10的中心部分向排气孔25流动，从而本发明的效果变得更显著。另外，也可以使处理管为一重管，使处理气体供给喷嘴为分别具有各一个处理气体喷出口的高度不同的多个喷嘴。该情况下，也可以使高度低的惰性气体供给喷嘴立设在低温部。此时，惰性气体供给喷嘴也可以是具有多个孔的多孔喷嘴。
<本发明的其他实施方式>
在上述实施方式中，分别独立地具有：向处理室4内供给处理气体的一根以上的处理气体供给喷嘴22a、22b；从两侧夹着处理气体供给喷嘴22a、22b地设置的、向处理室4内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴22c、22d。而且，从处理气体供给喷嘴22a供给的处理气体(例如TEMAH气体)和从处理气体供给喷嘴22b供给的处理气体(例如O3气体)分别被来自惰性气体供给喷嘴22c、22d的惰性气体从两侧夹着。
但是，本发明不限于上述实施方式。即，还可以是，在从一根以上的处理气体供给喷嘴供给的多种处理气体中，在仅为某一种处理气体的供给量的面内均匀性对衬底处理的面内均匀性有影响的情况(其他处理气体的供给量的面内均匀性对衬底处理的面内均匀性几乎没有影响的情况)下，通过惰性气体从两侧只将对衬底处理的面内均匀性有影响的处理气体夹着，对衬底处理的面内均匀性几乎没有影响的处理气体也可以被惰性气体从两侧夹着。
该情况下，也可以如下构成：在从其他处理气体供给喷嘴(供给对衬底处理的面内均匀性有影响的处理气体的处理气体供给喷嘴)供给处理气体时，一根以上的处理气体供给喷嘴中的至少一根处理气体供给喷嘴(供给对衬底处理的面内均匀性几乎没有影响的处理气体的处理气体供给喷嘴)以从该其他处理气体供给喷嘴供给的处理气体的流量以上的流量供给惰性气体。
例如，在TEMAH气体的供给量的面内均匀性对衬底处理的面内均匀性有较大影响且O3气体的供给量的面内均匀性对衬底处理的面内均匀性几乎没有影响的情况下，如图15所示，也可以不设置惰性气体供给喷嘴22d。而且，通过N2气体从两侧只将TEMAH气体夹着，O3气体也可以被N2气体从两侧夹着。即，在从处理气体供给喷嘴22a供给TEMAH气体时，惰性气体供给喷嘴22c及处理气体供给喷嘴22b也能以从处理气体供给喷嘴22a供给的TEMAH气体的流量以上的流量分别供给N2气体。由此，从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a向处理室4内供给的TEMAH气体被从惰性气体供给喷嘴22c的第一惰性气体喷出口24c及处理气体供给喷嘴22b的处理气体喷出口24b向处理室4内供给的N2气体从两侧夹着，其流路被限制。其结果，促进了TEMAH气体向各晶片10的中心附近的供给，各晶片10的外周附近和中心附近的TEMAH气体的供给量进一步均匀化。另外，在晶片10的周缘和处理室4之间的间隙中，TEMAH气体被N2气体稀释，在晶片10的外周附近，能够抑制膜过厚地形成。
此外，此时，在供给惰性气体的处理气体供给喷嘴22b上，也可以设置向晶片10没有层叠的区域开口的一个以上的惰性气体喷出口。即，在处理气体供给喷嘴22b上，在处理气体喷出口24b的上方及下方，也可以分别设置一个以上的第二惰性气体喷出口31b、32b。由此，从处理气体供给喷嘴22a的处理气体喷出口24a向处理室4内供给的TEMAH气体被从惰性气体供给喷嘴22c的第二惰性气体喷出口31c、32c及从处理气体供给喷嘴22b的第二惰性气体喷出口31b、32b向处理室4内供给的N2气体从上下侧夹着，其流路被限制。其结果，促进了TEMAH气体向晶片10层叠区域的(向各晶片10的中心附近的)的供给，成膜速度的降低被抑制，晶片10面内或晶片10间的成膜处理的均匀性提高。另外，能够抑制TEMAH气体向比晶片10层叠区域高的区域或比晶片10层叠区域低的区域的流入，并能够防止成为异物发生要因的薄膜的成膜。
此外，如果像本实施方式这样不设置惰性气体供给喷嘴22d，能够使衬底处理装置的构造简化，能够使衬底处理成本降低。
实施例
以下，与比较例一起说明本发明的实施例。图10是表示本发明的实施例的衬底处理结果的图表。另外，图9是表示比较例的衬底处理结果的图表。
在图10所示的实施例中，从处理气体供给喷嘴22a供给作为处理气体的胺类Zr原料气体，并且从处理气体供给喷嘴22b供给作为处理气体的O3气体，通过ALD法进行Zr氧化膜的成膜。Zr氧化膜的膜厚的面内均匀性受胺类Zr原料气体的供给量的面内均匀性影响较大。因此，在本实施例中，通过N2气体(惰性气体)从两侧夹着胺类Zr原料气体。具体地，在步骤1中，在从处理气体供给喷嘴22a供给胺类Zr原料气体时，从惰性气体供给喷嘴22c及处理气体供给喷嘴22b分别以30slm的流量供给N2气体(此外，N2气体(惰性气体)的供给流量的允许范围是例如20～30slm)。其结果，如图10所示，关于被装填到舟皿11内的上部的晶片10，Zr氧化膜的平均膜厚为面内均匀度为±3.8(％)，关于被装填到舟皿11内的中部的晶片10，Zr氧化膜的平均膜厚为
Figure GSA00000032380500292
面内均匀度为±3.7(％)，关于被装填到舟皿11内的下部的晶片10，Zr氧化膜的平均膜厚为
Figure GSA00000032380500301
面内均匀度为±4.1(％)，与后述的比较例相比，可以确认衬底处理的面内均匀性得到了显著改善。另外，晶片间的均匀度为±0.2(％)，与后述的比较例相比，可以确认衬底处理的衬底间的均匀性得到了显著改善。
在图9所示的比较例中，在步骤1中，在从处理气体供给喷嘴22a供给胺类Zr原料气体时，不从惰性气体供给喷嘴22c、22d及处理气体供给喷嘴22b供给N2气体。其他条件与图10所示的实施例大致相同。其结果，如图9所示，关于被装填到舟皿11内的上部的晶片10，Zr氧化膜的平均膜厚为
Figure GSA00000032380500302
面内均匀度为±9.7(％)，关于被装填到舟皿11内的中部的晶片10，Zr氧化膜的平均膜厚为
Figure GSA00000032380500303
面内均匀度为±8.5(％)，关于被装填到舟皿11内的下部的晶片10，Zr氧化膜的平均膜厚为
Figure GSA00000032380500304
面内均匀度为±7.3(％)，晶片间的均匀度为±1.4(％)。
<本发明的其他另外的实施方式>
本发明不限于所述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
例如，也可以不在内管2上设置预备室21。即，如图11所示，处理气体供给喷嘴22a、22b、惰性气体供给喷嘴22c、22d也可以被配置在内管2的内周面的内管2的径向内侧。
另外，如上所述，处理气体喷出口24a、24b的个数及第一惰性气体喷出口24c、24d的个数不限于与晶片10的片数一致的情况。例如，处理气体喷出口24a、24b及第一惰性气体喷出口24c、24d不限于分别设置在与层叠的晶片10间对应的高度位置上(只设置与晶片10的片数相同的数量)的情况，也可以例如相对于多片晶片10设置一个。
另外，如上所述，在内管2的侧壁开设的排气孔25不限于作为狭缝状的贯通孔构成的情况，也可以构成为例如多个长孔、圆形孔以及多边形孔等。由多个孔构成排气孔25的情况下，该孔的个数不限于与晶片10的片数一致的情况，也可以增减。例如，不限于将构成排气孔25的多个孔分别设置在与层叠的晶片10间对应的高度位置上(只设置与晶片10的片数相同的数量)的情况，也可以例如相对于多片晶片10设置一个。另外，由一系列的长孔(狭缝)构成排气孔25的情况下，也可以使其宽度在内管2的上下增减。另外，由多个孔构成排气孔25的情况下，也可以使这些多个孔的口径在内管2的上下增减。
在所述实施方式中，就对晶片10实施处理的情况进行了说明，但处理对象也可以是光掩膜、印刷电路板、液晶板、微型光盘以及磁盘等。
而且，作为被惰性气体从两侧及上下侧夹着的处理气体，也可以是热分解温度比处理温度(成膜温度)低的气体，例如TEMAH、TEMAZ、TMA气体等。另外，TEMAH气体或TEMAZ气体的热分解温度为大致200～250℃。此外，在气体供给喷嘴内，原料100％分解，并以200℃以上的温度附着。另外，TMA气体的热分解温度为270～280℃左右。关于TMA单体的离解平衡，TMA在常温下为二量体构造，一般地在150℃左右的蒸气相中发生单离。
另外，使用TEMAH、TEMAZ及TMA气体形成HfO2膜、ZrO2膜、Al2O3膜时的处理条件例如分别如下所述。
(1)HfO2膜形成时的处理条件
处理温度：250℃(200～250℃)
TEMAH气体供给时的压力：182Pa
TEMAH气体及O3气体供给后的抽真空/清洗时的压力：120-25Pa、O3气体供给时的压力：85Pa
TEMAH气体的供给时间：180秒
TEMAH气体供给后的抽真空/清洗时间：33秒
O3气体的供给时间：40秒
O3气体供给后的抽真空/清洗时间：32秒
(2)ZrO2膜形成时的处理条件
处理温度：220℃(范围：200～230℃)
TEMAZ气体供给时的压力：182Pa
TEMAZ气体及O3气体供给后的抽真空/清洗时的压力：120-25Pa、O3气体供给时的压力：85Pa
TEMAZ气体的供给时间：180秒
TEMAZ气体供给后的抽真空/清洗时间：32秒
O3气体的供给时间：40秒
O3气体供给后的抽真空/清洗时间：32秒
(3)Al2O3膜形成时的处理条件
处理温度：380℃(范围：150～450℃)
TMA气体供给时的压力：182Pa
TMA气体及O3气体供给后的抽真空/清洗时的压力：100-25Pa、O3气体供给时的压力：109Pa
TMA气体的供给时间：20秒
TEMAH气体供给后的抽真空/清洗时间：11秒
O3气体的供给时间：30秒
O3气体供给后的抽真空/清洗时间：17秒
此外，本发明的衬底处理方法能够适用于氧化膜形成方法以及扩散方法等所有衬底处理方法。
<本发明的优选方式>
以下，对本发明的优选方式进行附记说明。
根据本发明的一个方式，提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
向处理室内供给1种以上的处理气体的处理气体供给单元；
向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对处理室内进行排气的排气单元，
处理气体供给单元具有以沿着处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的1根以上的处理气体供给喷嘴，
惰性气体供给单元具有向处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴，该一对惰性气体供给喷嘴以沿着处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并且沿衬底的圆周方向从两侧夹着处理气体供给喷嘴，
一对惰性气体供给喷嘴分别具有向衬底层叠区域开口的一个以上的第一惰性气体喷出口及向衬底没有层叠的区域开口的一个以上的第二惰性气体喷出口。
优选地，衬底没有层叠的区域包含比衬底层叠区域高的区域、或比衬底层叠区域低的区域。
更优选地，第二惰性气体喷出口朝向衬底的中心方向开口。
另外优选地，具有：
对处理室内的环境气体进行加热的加热单元；
至少对处理气体供给单元、惰性气体供给单元及加热单元进行控制的控制部，
控制部以使从第一惰性气体喷出口供给的惰性气体的供给流量比处理气体的供给流量多的方式对处理气体供给单元及惰性气体供给单元进行控制，并以使处理室内的环境气体成为规定的处理温度的方式对加热单元进行控制。
另外优选地，处理温度比处理气体的热分解温度高。
根据本发明的其他方式，提供一种衬底处理装置，具有：
外管；
配置在外管的内部、至少下端开放且对以水平姿态多层层叠的衬底进行收纳的内管；
向内管的内部供给1种以上的处理气体的处理气体供给单元；
向内管的内部供给惰性气体的惰性气体供给单元；
在内管的侧壁上的与处理气体供给喷嘴相对的位置上设置的排气孔，
处理气体供给单元以在衬底的层叠方向上延伸的方式立设在内管的内部，并具有一根以上的处理气体供给喷嘴，该处理气体供给喷嘴具有一个以上的供给处理气体的处理气体喷出口，
惰性气体供给单元以在衬底的层叠方向上延伸并且沿衬底的圆周方向从两侧夹着处理气体供给喷嘴的方式立设在内管的内部，并具有供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴，
一对惰性气体供给喷嘴分别具有向衬底层叠区域开口的一个以上的第一惰性气体喷出口及向衬底没有层叠的区域开口的一个以上的第二惰性气体喷出口。
优选地，衬底没有层叠的区域包含比衬底层叠区域高的区域、或比衬底层叠区域低的区域。
另外优选地，第二惰性气体喷出口朝向衬底的中心方向开口。
另外优选地，在内管上形成有向径向外侧突出的预备室，
在预备室内设置有处理气体供给喷嘴，
处理气体喷出口配置在内管的内周面的径向外侧。
更优选地，在内管上形成有向径向外侧突出的预备室，
在预备室内设置有所述一对惰性气体供给喷嘴，
第一惰性气体喷出口及第二惰性气体喷出口配置在内管的内周面的径向外侧。
另外优选地，连结处理气体供给喷嘴和排气孔的第一直线以通过衬底的中心附近的方式构成。
另外优选地，处理气体喷出口构成为与第一直线大致平行地开口。
另外优选地，连结一对惰性气体供给喷嘴和排气孔的第二及第三直线分别从两侧夹着第一直线。
另外优选地，所述第一惰性气体喷出口与第二及第三直线大致平行地开口。
另外优选地，第一惰性气体喷出口分别向朝第二及第三直线的外侧打开的方向开口。
另外优选地，具有：
对处理室内的环境气体进行加热的加热单元；
至少对加热单元进行控制的控制部，
控制部对加热单元进行控制，以使处理室内的环境气体成为规定的处理温度。
另外优选地，处理气体的热分解温度比处理温度低。
另外优选地，具有对至少处理气体供给单元、惰性气体供给单元进行控制的控制部，
控制部对处理气体供给单元及惰性气体供给单元进行控制，以使从第一惰性气体喷出口供给的惰性气体的供给流量比处理气体的供给流量多。
另外优选地，具有：
对处理室内的环境气体进行加热的加热单元；
对至少处理气体供给单元、惰性气体供给单元及加热单元进行控制的控制部，
控制部对处理气体供给单元及惰性气体供给单元进行控制，以使从第一惰性气体喷出口供给的惰性气体的供给流量比处理气体的供给流量多，并且对加热单元进行控制，以使处理室内的环境气体成为规定的处理温度。
根据本发明的另外其他的方式，提供一种衬底处理装置，是不将两种以上的处理气体相互混合地且以规定次数交替重复地将两种以上的处理气体向衬底的表面供给，并在衬底的表面形成薄膜的衬底处理装置，
具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
向处理室内供给两种以上的处理气体的处理气体供给单元；
向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对处理室内进行排气的排气单元，
处理气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸且向处理室内供给处理气体的两根以上的处理气体供给喷嘴，
惰性气体供给单元具有向处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴，该一对惰性气体供给喷嘴以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸，并且沿衬底的圆周方向从两侧夹着两根以上的处理气体供给喷嘴中的至少一根的处理气体供给喷嘴，
一对惰性气体供给喷嘴分别具有向衬底层叠区域开口的一个以上的第一惰性气体喷出口及向衬底没有层叠区域开口的一个以上的第二惰性气体喷出口。
优选地，衬底没有层叠的区域包含比衬底层叠区域高的区域、或比衬底层叠区域低的区域。
另外优选地，第二惰性气体喷出口朝向衬底的中心方向开口。
另外优选地，被一对惰性气体供给喷嘴从两侧夹着的至少一根处理气体供给喷嘴供给对薄膜的厚度的面内均匀性有影响的处理气体。
另外优选地，处理气体供给单元具有：
供给对薄膜的厚度的面内均匀性有影响的第一处理气体的第一处理气体供给喷嘴；
供给对薄膜的厚度的面内均匀性没有影响的第二处理气体的第二处理气体供给喷嘴，
第一处理气体供给喷嘴沿衬底的圆周方向被一对惰性气体供给喷嘴从两侧夹着。
本发明的又一方式提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的一根以上的处理气体供给喷嘴；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴；
对处理室内进行排气的排气管线，
配置一对惰性气体供给喷嘴，以使从处理气体供给喷嘴供给的处理气体的气体流的流路被从第一惰性气体喷出口供给的惰性气体的气体流限制。
根据本发明的又一方式，提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的一根以上的处理气体供给喷嘴；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴；
对处理室内进行排气的排气管线，
一对惰性气体供给喷嘴向处理室的内壁和衬底之间的间隙供给惰性气体，并向比衬底层叠区域高的区域或比衬底层叠区域低的区域供给惰性气体。
根据本发明的又一方式，提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的一根以上的处理气体供给喷嘴；
以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并沿衬底的圆周方向从两侧夹着处理气体供给喷嘴地设置的、向处理室内供给惰性气体并向比衬底层叠区域高的区域或比衬底层叠区域低的区域供给惰性气体的一对惰性气体供给喷嘴；
对处理室内进行排气的排气管线。
优选地，惰性气体供给喷嘴在从处理气体供给喷嘴供给处理气体时，以从处理气体供给喷嘴供给的处理气体的流量以上的流量从所述第一惰性气体喷出口供给惰性气体。
另外优选地，一根以上的处理气体供给喷嘴中的至少一根处理气体供给喷嘴在从其他处理气体供给喷嘴供给处理气体时，以从其他处理气体供给喷嘴供给的处理气体的流量以上的流量供给惰性气体。
根据本发明的又一方式，提供一种衬底处理装置，具有：
以水平姿态且多层地对衬底进行层叠的衬底保持构件；
收纳层叠有所述衬底的衬底保持构件并对衬底进行处理的处理室；
向处理室内供给处理气体的处理气体供给单元；
向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对处理室内进行排气的排气单元，
处理气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给处理气体的处理气体供给喷嘴，
惰性气体供给单元具有以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴，
惰性气体供给喷嘴具有向衬底没有层叠的区域开口的一个以上的惰性气体喷出口。
优选地，在衬底保持构件的衬底下方装填隔热板，
一个以上的惰性气体喷出口在衬底没有层叠的区域向与隔热板对应的区域开口。
优选地，衬底保持构件具有：上下成为一对的上端板及下端板；在上端板及下端板之间垂直地设置的多根保持部件，
一个以上的惰性气体喷出口在衬底没有层叠的区域向与上端板对应的高度以上的区域开口。
根据本发明的又一方式，提供一种半导体装置的制造方法，具有：
将以水平姿态多层层叠的衬底搬入处理室内的工序；
对衬底进行处理的工序，从以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸的一根以上的处理气体供给喷嘴向处理室内供给处理气体，并且从以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并沿衬底的圆周方向从两侧夹着处理气体供给喷嘴地设置的一对惰性气体供给喷嘴向处理室的内壁和衬底之间的间隙供给惰性气体，向比衬底层叠区域高的区域或比衬底层叠区域低的区域供给惰性气体，从而对衬底进行处理；
从所述处理室搬出处理后的衬底的工序。
优选地，在对衬底进行处理的工序中，使从一对惰性气体供给喷嘴中的各喷嘴供给的惰性气体的流量为从处理气体供给喷嘴供给的处理气体的流量以上。
根据本发明的又一方式，提供一种半导体装置的制造方法，是不将两种以上的处理气体相互混合地且以规定次数交替重复地将两种以上的处理气体向衬底的表面供给，并在衬底的表面形成规定的薄膜的半导体装置的制造方法，具有：
将以水平姿态多层层叠的衬底搬入处理室内的工序；
向处理室内供给第一处理气体的第一气体供给工序；
对处理室内的环境气体进行排气的第一排气工序；
向处理室内供给第二处理气体的第二气体供给工序；
对处理室内的环境气体进行排气的第二排气工序，
在第一气体供给工序及第二气体供给工序中的至少某一个工序中，以从两侧夹着第一处理气体的气体流或第二处理气体的气体流的方式供给惰性气体，并向比衬底层叠区域高的区域或比衬底层叠区域低的区域供给惰性气体。
根据本发明的又一方式，提供一种衬底处理装置，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对衬底进行处理的处理室；
向处理室内供给处理气体的处理气体供给单元；
向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对处理室内进行排气的排气单元，
处理气体供给单元具有处理气体供给喷嘴，该处理气体供给喷嘴以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸，并开有向处理室内供给处理气体的处理气体供给孔，
惰性气体供给单元具有向处理室内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴，该惰性气体供给喷嘴以沿处理室的内壁的方式在衬底的层叠方向上延伸并沿衬底的圆周方向与处理气体供给喷嘴相邻地设置，
惰性气体供给喷嘴具有惰性气体供给孔，该惰性气体供给孔向处理气体供给喷嘴中的与开有处理气体供给孔的区域对应的高度的更上方和/或更下方开口。

Claims (9)

1.一种衬底处理装置，其特征在于，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对所述衬底进行处理的处理室；
向所述处理室内供给处理气体的处理气体供给单元；
向所述处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对所述处理室内进行排气的排气单元，
所述处理气体供给单元具有以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并向所述处理室内供给处理气体的处理气体供给喷嘴，
所述惰性气体供给单元具有向所述处理室内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴，该惰性气体供给喷嘴以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并沿所述衬底的圆周方向从两侧夹着所述处理气体供给喷嘴，
所述惰性气体供给喷嘴分别具有向所述衬底层叠的区域开口的一个以上的第一惰性气体喷出口及向所述衬底没有层叠的区域开口的一个以上的第二惰性气体喷出口。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，衬底没有层叠的区域包含比衬底层叠的区域高的区域或比衬底层叠的区域低的区域。
3.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，第二惰性气体喷出口朝向衬底的中心方向开口。
4.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，具有：
对处理室内的环境气体进行加热的加热单元；
至少对处理气体供给单元、惰性气体供给单元及加热单元进行控制的控制部，
控制部对处理气体供给单元及惰性气体供给单元进行控制，以使从第一惰性气体喷出口供给的惰性气体的供给流量比处理气体的供给流量多，并且对加热单元进行控制，以使处理室内的环境气体成为规定的处理温度。
5.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，处理气体的热分解温度比处理温度低。
6.一种衬底处理装置，其特征在于，具有：
以水平姿态且多层地对衬底进行层叠的衬底保持构件；
对层叠有所述衬底的衬底保持构件进行收纳并处理所述衬底的处理室；
向所述处理室内供给处理气体的处理气体供给单元；
向所述处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对所述处理室内进行排气的排气单元，
所述处理气体供给单元具有以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并向所述处理室内供给处理气体的处理气体供给喷嘴，
所述惰性气体供给单元具有以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并向所述处理室内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴，
所述惰性气体供给喷嘴具有向所述衬底没有层叠的区域开口的一个以上的惰性气体喷出口。
7.如权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述衬底保持构件的所述衬底的下方装填有隔热板，
所述一个以上的惰性气体喷出口在所述衬底没有层叠的区域朝向与所述隔热板对应的区域开口。
8.如权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，所述衬底保持构件具有：上下成为一对的上端板及下端板；在所述上端板及所述下端板之间垂直地设置的多根保持部件，
所述一个以上的惰性气体喷出口在所述衬底没有层叠的区域朝向与所述上端板对应的高度以上的区域开口。
9.一种衬底处理装置，其特征在于，具有：
收纳以水平姿态多层层叠的衬底并对所述衬底进行处理的处理室；
向所述处理室内供给处理气体的处理气体供给单元；
向所述处理室内供给惰性气体的惰性气体供给单元；
对所述处理室内进行排气的排气单元，
所述处理气体供给单元具有处理气体供给喷嘴，所述处理气体供给喷嘴以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并开有向所述处理室内供给处理气体的处理气体供给孔，
所述惰性气体供给单元具有向所述处理室内供给惰性气体的惰性气体供给喷嘴，该惰性气体供给喷嘴以沿所述处理室的内壁的方式在所述衬底的层叠方向上延伸并沿所述衬底的圆周方向与所述处理气体供给喷嘴相邻地设置，
所述惰性气体供给喷嘴具有惰性气体供给孔，该惰性气体供给孔向所述处理气体供给喷嘴中与开有处理气体供给孔的区域相对应的高度的更上方和/或下方开口。
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