CN102290359A - 支承体构造、处理容器构造及处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供支承体构造、处理容器构造及处理装置。该支承体构造在供处理气体从一侧朝向另一侧沿水平方向流动的处理容器构造内支承要处理的多张被处理体(W)，包括顶板部(92)、底部(94)和多个支承支柱(96)，多个支承支柱(96)将顶板部和底部连结起来，沿着其长度方向以规定的间距形成有用于支承被处理体的多个支承部(100)，并且，多个支承部中的最上层的支承部与顶板部(92)之间的距离以及多个支承部中的最下层的支承部与底部(94)之间的距离均被设定为支承部之间的间距以下的长度。由此，抑制了在支承体构造的上下的两端部侧产生气体的湍流。

Description

支承体构造、处理容器构造及处理装置
技术领域
本发明涉及用于支承半导体晶圆等被处理体的支承体构造、处理容器构造及处理装置。
背景技术
通常，为了制造半导体集成电路，对由硅基板等构成的半导体晶圆进行成膜处理、蚀刻处理、氧化处理、扩散处理、改性处理、自然氧化膜的除去处理等各种处理。这些处理利用逐张处理晶圆的单片式的处理装置、一次处理多张晶圆的分批式的处理装置来进行。例如在利用专利文献1等公开的立式的、所谓的分批式的处理装置进行这些处理的情况下，首先，将半导体晶圆从能够收容多张、例如2 5张半导体晶圆的晶圆盒移载到立式的晶圆舟皿中，并呈多层地将晶圆支承在该晶圆舟皿中。
该晶圆舟皿例如也取决于晶圆规格，但能够载置30～150张左右的晶圆。在将上述晶圆舟皿从能够排气的处理容器的下方搬入(加载)到该处理容器内之后，将处理容器内维持为气密状态。然后，控制处理气体的流量、工艺压力、工艺温度等各种工艺条件来实施规定的热处理。在该热处理中，例如以成膜处理为例，作为成膜处理的方法，公知有CVD(ChemicalVapor Deposition)法(专利文献2)、ALD(Atomic LayerDeposition)法。
而且，出于提高电路元件的特性的目的，期望也降低半导体集成电路的制造工序中的热过程，因此，即使不将晶圆暴露于那么高的温度下，也能够进行目标处理，因此，倾向于使用一边间断地供给原料气体等一边以原子级每1层～几层地或者以分子级每1层～几层地反复成膜的ALD法(专利文献3、4等)。
专利文献1：日本特开平6-275608号公报
专利文献2：日本特开2004-006551号公报
专利文献3：日本特开平6-45256号公报
专利文献4：日本特开平11-87341号公报
发明内容
本发明的目的在于提供能够抑制在支承被处理体的支承体构造的上下的两端部侧产生气体的湍流来谋求改善所形成的薄膜的膜厚的面内均匀性和膜质的支承体构造、处理容器构造和处理装置。
本发明是一种支承体构造，该支承体构造配置在供处理气体从一侧朝向另一侧沿水平方向流动的处理容器构造内，用于支承多张被处理体，其特征在于，该支承体构造包括顶板部、底部、将顶板部和底部连结起来的多个支承支柱，在各支承支柱上，沿着其长度方向以规定的间距形成有用于支承被处理体的多个支承部，多个支承部中的最上层的支承部与顶板部之间的距离以及多个支承部中的最下层的支承部与底部之间的距离被设定为支承部之间的间距以下。
利用该构造，能够抑制在处理容器构造的上端侧和下端侧产生气体的湍流，结果，能够防止膜厚的面内均匀性降低，并防止膜质降低。
本发明是一种处理容器构造，该处理容器构造供处理气体从一侧朝向另一侧沿水平方向流动，用于收纳要处理的多张被处理体，其特征在于，该处理容器构造包括：有顶的石英制的处理容器，其下端部开放，以利用支承体构造支承多张被处理体的状态收纳被处理体；喷嘴收纳区域，其沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的一侧，用于收纳气体喷嘴；狭缝状的排气口，其与喷嘴收纳区域相对地沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的侧壁，该排气口的上端延伸至与支承体构造的上端相对应的位置以上的高度的位置，该排气口的下端延伸至与支承体构造的下端相对应的位置以下的高度的位置。
利用该构造，沿水平方向流动的气流在支承于支承体构造的被处理体之间的空间中不会改变方向，而保持原样地自狭缝状的排气口被排出，因此，能够抑制在处理容器构造的上端侧和下端侧产生气体的湍流，结果，能够防止膜厚的面内均匀性降低，并防止膜质降低。
本发明是一种处理装置，该处理装置用于对多张被处理体实施规定的处理，其特征在于，该处理装置包括：处理容器构造，其下端部开口，用于收纳多张被处理体；盖部，其用于堵塞处理容器构造的下端部开口；支承体构造，其用于支承多张被处理体，并能够插入处理构造内或自处理构造内拔出；气体导入部件，其具有用于向处理构造内导入气体的气体喷嘴；排气部件，其用于对处理构造体内的气氛气体进行排气；加热部件，其用于加热被处理体；处理容器构造供处理气体从一侧朝向另一侧沿水平方向流动，该处理容器构造包括：有顶的石英制的处理容器，其下端部开放，以利用支承体构造支承多张被处理体的状态收纳被处理体；喷嘴收纳区域，其沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的一侧，用于收纳气体喷嘴；狭缝状的排气口，其与喷嘴收纳区域相对地沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的侧壁上，该排气口的上端延伸至与支承体构造的上端相对应的位置以上的高度的位置，该排气口的下端延伸至与支承体构造的下端相对应的位置以下的高度的位置；支承体构造包括顶板部、底部、将顶板部和底部连结起来的多个支承支柱，在各支承支柱上，沿着其长度方向以规定的间距形成有用于支承被处理体的多个支承部，多个支承部中的最上层的支承部与顶板部之间的距离以及多个支承部中的最下层的支承部与底部之间的距离被设定为支承部之间的间距以下。
采用本发明的支承体构造、处理容器构造和处理装置，能够发挥如下的优良的作用效果。
采用本发明，能够抑制在处理容器构造的上端侧和下端侧产生气体的湍流，结果，能够防止膜厚的面内均匀性降低，并防止膜质降低。
采用本发明，沿水平方向流动的气流在支承于支承体构造的被处理体之间的空间中不会改变方向，而保持原样地自狭缝状的排气口被排出，因此，能够抑制在处理容器构造的上端侧和下端侧产生气体的湍流，结果，能够防止膜厚的面内均匀性降低，并防止膜质降低。
采用本发明，能够抑制在处理容器构造的上端侧和下端侧产生气体的湍流，结果，能够防止膜厚的面内均匀性降低，并防止膜质降低。
附图说明
图1是表示具有本发明的支承体构造的处理装置的一个例子的剖视结构图。
图2是表示处理装置的处理容器构造的一部分的横剖视图。
图3是表示处理容器的立体图。
图4是表示本发明的支承体构造的第1实施例的俯视图。
图5是表示设置于支承体构造的盖构件的立体图。
图6是表示设置在保温台上的空间罩构件的立体图。
图7是表示使用本发明进行的实验结果的曲线图。
图8是表示本发明的评价结果的曲线图。
图9是表示本发明的支承体构造的第2实施例的俯视图。
图10是表示本发明的支承体构造的第3实施例的俯视图。
图11是表示本发明的第4实施例的处理容器构造的示意图。
图12是表示比较例的分批式的处理装置的一个例子的概略结构图。
图13是表示晶圆舟皿的一个例子的主视图。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的支承体构造、处理容器构造及处理装置的一实施例。
第1实施例
图1是表示具有本发明的支承体构造的处理装置的一个例子的剖视结构图，图2是表示处理装置的处理容器构造的一部分的横剖视图，图3是表示处理容器的立体图，图4是表示本发明的支承体构造的第1实施例的俯视图，图5是表示设置于支承体构造的盖构件的立体图，图6是表示设置在保温台上的空间罩构件的立体图。
在此，以利用处理装置进行用于形成薄膜的成膜处理的情况为例来说明。如图1所示，该处理装置32主要具有用于收容被处理体的处理容器构造34、用于气密地堵塞该处理容器构造34下端的开口部侧的盖部36、以规定的间距支承作为被处理体的多张半导体晶圆W并可插入上述处理容器构造34内或从上述处理容器构造34内拔出的支承体构造38、用于向处理容器构造34内导入必要气体的气体导入部件40、用于对处理容器构造34内的气氛气体进行排气的排气部件41及用于加热半导体晶圆W的加热部件42。
具体地讲，上述处理容器构造34主要由下端部开放的有顶圆筒体状的处理容器44及下端部开放并覆盖在上述处理容器44的外侧的有顶圆筒体状的罩容器46构成。上述处理容器44和罩容器46均由耐热性的石英构成，以同轴状配置而做成双重管构造。
在此，上述处理容器44的顶部平坦。在上述处理容器44的一侧，沿着该处理容器44的长度方向形成有用于收容后述的气体喷嘴的喷嘴收纳区域48。在此，也如图2所示，使处理容器44的侧壁的一部分朝向外侧突出而形成凸部50，将该凸部50内形成为上述喷嘴收纳区域48。
另外，与上述喷嘴收纳区域48相对地在上述处理容器44的与该喷嘴收纳区域48相反一侧的侧壁沿该处理容器44的长度方向(上下方向)形成有恒定宽度L1(参照图3)的狭缝状的排气口52(参照图3)，能够对处理容器44内的气氛气体进行排气。在此，该狭缝状的排气口52的长度与上述支承体构造38的长度相同或者比上述支承体构造38的长度长地分别向上下方向延伸地形成，该排气口52的上端延伸到位于与支承体构造38的上端相对应的位置以上的高度的位置，排气口52的下端延伸到位于与支承体构造38的下端相对应的位置以下的高度的位置。
具体地讲，上述支承体构造38的上端和排气口52的上端之间的高度方向的距离L2在0～5mm左右的范围内，上述支承体构造38的下端和排气口52的下端之间的高度方向的距离L3在0～350mm左右的范围内。另外，上述宽度L1在1～6mm左右的范围内，优选在2.5～5.0mm左右的范围内。上述处理容器构造34的下端利用例如由不锈钢构成的圆筒体状的歧管54支承。
在该歧管54的上端部形成有凸缘部56，将上述罩容器46的下端部设置在该凸缘部56上而支承上述罩容器46的下端部。而且，在该凸缘部56与罩容器46的下端部之间夹装O型密封圈等密封构件58，使罩容器46内成为气密状态。另外，在上述歧管54的上部内壁设有环状的支承部60，将上述处理容器44的下端部设置在该支承部60上而支承上述处理容器44的下端部。在该歧管54的下端开口部，夹着O型密封圈等密封构件62气密地安装有上述盖部36，将上述处理容器构造34的下端开口部侧、即歧管54的开口部气密地堵塞。该盖部36例如由不锈钢形成。
在该盖部36的中央部，借助磁性流体密封部64贯穿设置有旋转轴66。该旋转轴66的下部能自由旋转地支承在由舟皿升降机构成的升降部件68的臂68A上，利用未图示的电动机旋转。另外，在旋转轴66的上端设有旋转板70。而且，在该旋转板70上，隔着石英制的保温台72载置有用于保持晶圆W的上述支承体构造38。因而，通过使上述升降部件68升降，盖部36和支承体构造38一体地上下运动，能够使该支承体构造38插入处理容器构造34内或自处理容器构造34内拔出。
上述石英制的保温台72具有在基座75上立起的4根支柱74(图1及图4中仅表示有两根)，将上述支承体构造38设置在该支柱74上而支承上述支承体构造38。另外，在上述支柱74的长度方向中间，以适当间隔设有多张保温板73。
另一方面，用于向上述处理容器44内导入气体的气体导入部件40设置于上述歧管54。具体地讲，该气体导入部件40具有多根、图示例子中为3根石英制的气体喷嘴76、78、80。各气体喷嘴76～80在上述处理容器44内沿着该处理容器44的长度方向设置，并且，各气体喷嘴76～80的基端部弯曲成L字形，贯穿上述歧管54地被支承。
也如图2所示，上述气体喷嘴76～80设置为在上述处理容器44的喷嘴收纳区域48内沿着圆周方向成为一列。在上述各气体喷嘴76～80中，沿着其长度方向以规定的间距形成有多个气体孔76A、78A、80A，能够自各气体孔76A～80A朝向水平方向放出各气体。在此，上述规定的间距被设定为与支承于支承体构造38上的晶圆W的间距相同，并且，高度方向的位置被设定为各气体孔76A～80A位于在上下方向上相邻的晶圆W之间的中间的位置，从而能够高效率地向晶圆W的空间部供给各气体。
作为在此采用的气体，可采用原料气体、氧化气体和吹扫气体，能够一边控制各气体流量一边根据需要通过上述各气体喷嘴76～80供给气体。在此，作为原料气体采用四乙基甲基氨基锆(TEMAZ)，作为氧化气体采用臭氧，作为吹扫气体采用N2气体，能够利用ALD法形成ZrOX膜。另外，不言而喻，采用的气体种类与要成膜的膜种相应地进行各种变更。
另外，在上述歧管54的上部侧壁的上述支承部60的上方形成有气体出口82，能够经由上述处理容器44与罩容器46之间的空间部84将从排气口52排出的处理容器44内的气氛气体排出到系统外。而且，在该气体出口82上设有上述排气部件41。该排气部件41具有连接于上述气体出口82的排气通路86，在该排气通路86上依次设有压力调整阀88和真空泵90，能够抽真空。在此，上述排气口52的宽度L1被设定为1～6mm范围内的大小，能够高效地对处理容器44内的气氛气体进行排气。而且，覆盖上述罩容器46的外周地设有圆筒体状的上述加热部件42，用于对晶圆W进行加热。
支承体构造的说明
接着，说明由晶圆舟皿构成的上述支承体构造38。该支承体构造38整体如上所述那样由耐热性的石英形成。也如图4所示，该支承体构造38具有位于上端部的顶板部92、位于下端部的底部94及将这上述顶板部92和底部94连结起来并呈多层地支承上述多张晶圆W的多个支承支柱96。在此，作为支承支柱96，具有3根支承支柱96A、96B、96C(参照图2)，这3根支承支柱96A～96C沿着晶圆W的大致半圆弧的轨迹等间隔地配置。
自未设置这些支承支柱96A～96C的另一半圆弧侧移载晶圆。并且，在上述顶板部92和底部94之间连结有板状的石英制的加强支柱98(参照图2)，该加强支柱98位于上述3根支承支柱96A～96C之间的大致中央部，用于加强该晶圆舟皿自身的强度。
而且，在上述3根各支承支柱96A～96C的内周侧，沿着其长度方向以规定的间距P1形成有用于支承晶圆W的支承部100。在此，该支承部100由支承槽101构成，该支承槽101由对各支承支柱96A～96C切削而形成的槽构成。通过将晶圆W的周缘部载置在该支承槽101中，能够呈多层地支承晶圆W。该晶圆W的直径例如为300mm，整体能够支承50～150张左右的晶圆W。上述间距P1在6～16mm左右的范围内，在此被设定为6.5mm左右。
在此，上述顶板部92由最上层的板状的主顶板92A和设置在该主顶板92A下方的1个或多个板状的副顶板92B形成。在图4中记载有两张副顶板92B。而且，上述主顶板92A和各副顶板92B相互间分开规定的间距P2，利用焊接等固定地设置。另外，上述支承部100中的最上层的支承部100A(支承槽101A)与上述顶板部92、具体地讲是最下层的副顶板92B之间也分开间距P2。
而且，上述最上层的支承部100A与上述顶板部92之间的距离被设定为上述支承部100之间的间距以下的长度。具体地讲，成为“间距P2≤间距P1”的关系，从而抑制了在由该晶圆舟皿构成的支承体构造38的上端部侧产生气体的湍流。
另外，为了更高效地防止产生气体的湍流，优选设定为上述间距P1＝间距P2较佳。并且，上述间距P2的下限为间距P1的1/2，在间距P2小于间距P1的1/2时，该部分的排气传导性变小，气体易于流动到晶圆W与处理容器44之间的间隙中，膜厚的面内均匀性进一步恶化，因此并不理想。另外，上述间距P2不必全部相同，在同一个晶圆舟皿中，作为间距P2，也可以在上述范围内采用不同的各种数值。
另外，支承体构造38的底部94主要由在中心形成有孔104的环状的石英制的主底板94A及设置为堵塞该孔104的石英制的盖构件94B构成。上述主底板94A如上所述那样形成为在中心部形成有孔104的环状，使保温台72的支柱74上端的凸部74A卡合在该孔104的内周侧，保持该整个支承体构造38。另外，上述盖构件94B如图5所示那样形成，通过设置该盖构件94B，来防止气体通过主底板94A的孔104内向下方漏出。
而且，上述多个支承部100中的最下层的支承部100B与上述盖构件94B的上端之间分开相当于间距P3的距离。而且，上述最下层的支承部100B与上述底部94之间的距离被设定为上述支承部100之间的间距以下的长度。具体地讲，成为“间距P3≤间距P1”的关系，抑制了在由该晶圆舟皿构成的支承体构造38的下端部侧产生气体的湍流。该间距P3的下限为间距P1的1/2，在间距P3小于间距P1的1/2时，该部分的排气传导性变小，气体易于流动到晶圆W与处理容器44之间的间隙中，因此，膜厚的面内均匀性进一步恶化，因此并不理想。另外，上述间距P3不必全部相同，在同一个晶圆舟皿中，作为间距P3，也可以在上述范围内采用不同的各种数值。
另外，在上述保温台72最上层的保温板73上设有如图6所示的石英制的罩构件110，用于堵塞主底板94A正下方的空间。在该罩构件110上形成有用于供上述支柱74贯穿的4个支柱孔112(图6中仅表示有两个)。并且，在该罩构件110上端的周边部形成有沿水平方向延伸出的环状的凸缘部114，尽量地将该凸缘部114的外周端与处理容器44的内周之间缩窄，尽量抑制流动到上述支承体构造38的底部94的下方空间的气体，从而防止气体的湍流的产生。
另外，在此，上述支承体构造38的外周与处理容器44的内周(除喷嘴收纳区域48之外)之间的空间部的距离L4(参照图2)被设定得非常窄，抑制了在该空间部中流动的气体流量。该距离L4的长度例如在5～20mm的范围内，在此被设定为例如18mm左右。
返回到图1，这样形成的处理装置32的整体动作利用例如由计算机等构成的控制部件110来控制，进行该动作的计算机的程序存储在存储介质112中。该存储介质112例如由软磁盘、CD(Compact Disc)、硬盘、闪存器或者DVD等构成。
另外，在上述处理装置中，以同时采用将处理容器44的排气口52的上下端设定得较长的构造和消除作为晶圆舟皿的支承体构造38的上下端侧的较大空间部的构造这两者的情况为例进行了说明，但并不限定于此，也可以仅将上述两构造中的任一个构造用于在图12及图13中说明的以往的处理装置。
动作说明
接着，对使用如上所述那样构成的处理装置32进行的成膜方法进行说明。在此，反复执行多次以恒定的供给期间呈脉冲状地分别供给原料气体、例如四乙基甲基氨基锆和氧化气体、例如臭氧的一个循环，利用ALD法形成薄膜、例如ZrOX膜。另外，作为吹扫气体，例如采用N2气体。
首先，使由载置有常温的多张、例如50～150张的300mm规格的晶圆W的状态的晶圆舟皿构成的支承体构造38从预先达到规定温度的处理容器构造34的处理容器44的下方上升而加载到该处理容器44内，利用盖部36封闭歧管54的下端开口部，从而将容器内密闭。
然后，连续地对处理容器44内进行抽真空而将该处理容器44内维持在规定的工艺压力，并且，增大对加热部件42的供给电力，从而使晶圆温度上升而维持工艺温度。自气体导入部件40的气体喷嘴76供给上述原料气体，自气体喷嘴78供给臭氧气体，而且，自气体喷嘴80供给吹扫气体。具体地讲，原料气体自气体喷嘴76的各气体孔76A向水平方向喷射，臭氧气体自气体喷嘴78的各气体孔78A向水平方向喷射，吹扫气体自吹扫气体喷嘴80的各气体孔80A向水平方向喷射。由此，原料气体和臭氧气体发生反应，在支承于旋转的支承体构造38上的晶圆W的表面形成ZrOX薄膜。
在这种情况下，如上所述，原料气体和氧化气体交替地以脉冲状反复供给，而且，在上述两气体的供给期间之间设有吹扫期间，残留气体每次都被排出。在上述吹扫期间时，吹扫气流动而促进排出残留气体。自各气体喷嘴76～80的各气体孔76A～80A喷射出的各气体在被呈多层地支承的各晶圆W之间向水平方向流动，流向位于相反侧的狭缝状的排气口52，经由该排气口52流入到处理容器44与罩容器46之间的空间部84，自此经由气体出口82被排出到处理容器构造34的外侧。
此时，由于上述狭缝状的排气口52的截面积被设定在设有上述真空泵90的排气通路86的截面积的1～2倍的范围内，因此，不会使气体滞留在处理容器44内，而能将其顺畅地排出。而且，由于各气体孔76A～80A与晶圆W之间的空间部对应地配置在其水平方向的同一个水平面上，因此，各气体不会在晶圆W之间的空间部中产生湍流，大致成为层流状态地流动。
此时，在以往的晶圆舟皿中，像之前提到的参照图12及图13地说明那样，由于在晶圆舟皿的上下端部侧存在比晶圆相互间的间距P1大的空间部30A、30B(参照图13)，因此，会导致该空间部30A、30B的气体流速变快而产生湍流，但在本发明中，消除了该较大的空间部30A、30B，因此，能够抑制产生气体的湍流。
具体地讲，在支承体构造38的上端部侧设有由主顶板92A和副顶板92B构成的顶板部92，而且，将上下相邻的主顶板92A与副顶板92B之间、副顶板92B相互间的间距P2设定为晶圆W之间的间距P1以下，因此，在该主顶板92A和副顶板92B之间、副顶板92B之间流动的气体流速与在晶圆W之间流动的气体流速大致相等，能够抑制在该部分产生气流的湍流。
在这种情况下，优选间距P1＝间距P2，但通常在支承部100A最上层的支承槽101A侧载置虚设晶圆，因此，上述间距P2也可以小于间距P1。这样，能够抑制在支承体构造38的上端部侧产生气体的湍流，因此，不仅能够提高该部分的形成在晶圆W表面的薄膜膜厚的面内均匀性，也能够提高该膜质。
另外，在支承体构造38的下端部侧，利用盖构件94B封闭构成底部94的一部分的环状的主底板94A中央的孔104，而且，将该盖构件94B的上端与最下层的支承部100B即支承槽101B之间的距离、即间距P3设定为晶圆W之间的间距P1以下，因此，流入到该底部94的下方空间的气体大幅度减少，在盖构件94B与最下层的晶圆W之间流动的气体流速与在晶圆W之间流动的气体流速大致相等，能够抑制在该部分产生气流的湍流。
在这种情况下，优选间距P1＝间距P3，但通常在支承部100B最下层的支承槽101B侧载置虚设晶圆，因此，上述间距P3也可以小于间距P1。这样，能够抑制在支承体构造38的下端部侧产生气体的湍流，因此，不仅能够提高该部分的形成在晶圆W表面的薄膜膜厚的面内均匀性，也能够提高该膜质。
另外，特别是在该支承体构造38的下端部侧，在保温台72最上层的保温板73上，占有该部分的空间地设置罩构件110，并且，在该罩构件110上端的周边部设有环状的凸缘部114，从而能够抑制向该凸缘部114的下方流动的气流，因此，能够进一步抑制在该区域中产生气流的湍流。
另外，如上所述那样在支承体构造38之间、晶圆W之间、顶板部92、底部94中向水平方向以层流状态流动的各气体不会改变气流的方向而保持原样地自狭缝状的排气口52顺畅地排出，该排气口52在处理容器44的上下方向上延伸得长于晶圆舟皿的上下端。因而，能够抑制在该排气口52的部分产生气流的湍流。结果，能够进一步抑制在支承体构造38的上下端侧产生气流的湍流。
另外，在上述第1实施例中，相对于在图13中说明的晶圆舟皿，仅设置副顶板92B、盖构件94B、罩构件110即可，因此，不大幅度地改变装置构造的设计就能够采用本发明的构造。
这样，采用本发明，能够抑制在处理容器构造的上端侧和下端侧产生气体的湍流，结果，能够防止膜厚的面内均匀性降低，并防止膜质降低。
另外，采用本发明，在支承于支承体构造的被处理体之间的空间中向水平方向流动的气流不会改变方向，而保持原样地自狭缝状的排气口排出，因此，能够抑制在处理容器构造的上端侧和下端侧产生气体的湍流，结果，能够防止膜厚的面内均匀性降低，并防止膜质降低。
实验结果的说明
接着，使用如上所述那样构成的本发明进行了成膜实验，因此，对该实验的评价结果进行说明。图7是表示使用本发明进行的实验结果的曲线图。
首先，针对使用之前说明的支承体构造(晶圆舟皿)38的处理装置进行了实验。即，在该处理装置中，使用在图4中说明的设有副顶板92B、盖构件94B、罩构件110等而消除了晶圆舟皿的上下端部的较大空间部的支承体构造38，对于处理容器44，使用形成有未使狭缝状的排气口上下延长的、在图12中说明的排气口16的处理容器。图7的(A)表示此时膜厚的面内均匀性的结果。在图7的(A)中，横轴表示晶圆位置，顶侧表示载置在支承体构造的上部的晶圆，底侧表示载置在下部的晶圆。左侧的纵轴表示膜厚的平均值，右侧的横轴表示膜厚的面内均匀性。另外，作为比较实验，对于图12及图13所示的以往的处理装置也进行了同样的实验，因此，也一并记载其结果。
如图7的(A)所示，对于膜厚的平均值，本发明的处理装置和以往的处理装置均显示大致相同的值。相对于此，在晶圆位置5～110左右的情况下，以往的处理装置和本发明的处理装置的膜厚的面内均匀性大致相同，但在直到晶圆位置1～4左右的顶侧和直到晶圆位置111～118的底侧，本发明的处理装置的膜厚的面内均匀性提高，特别是底侧的改善程度较大，可明确本发明的处理装置显示良好的结果。
接着，对使用之前说明的将上下方向的长度延长了的排气口52的处理装置进行了实验。即，在该处理装置中，像在图3中说明的那样，使用将狭缝状的排气口52的上下方向长度设定得较长的排气口，对于晶圆舟皿，使用在图12中说明的在上下端部具有较大的空间部的晶圆舟皿。图7的(B)表示此时膜厚的面内均匀性的结果。在图7的(B)中，横轴表示晶圆位置，顶侧表示载置在支承体构造的上部的晶圆，底侧表示载置在下部的晶圆。左侧的纵轴表示膜厚的平均值，右侧的横轴表示膜厚的面内均匀性。另外，作为比较实验，对于图12及图13所示的以往的处理装置也进行了同样的实验，因此，也一并记载其结果。
如图7的(B)所示，对于膜厚的平均值，本发明的处理装置和以往的处理装置均显示大致相同的值。相对于此，在晶圆位置20～90左右的情况下，以往的处理装置和本发明的处理装置的膜厚的面内均匀性大致相同，但在直到晶圆位置5～19左右的顶侧和直到晶圆位置91～110左右的底侧，本发明的处理装置的膜厚的面内均匀性均以相当的比率提高，特别是底侧的改善程度较大，可明确本发明的处理装置显示良好的结果。
接着，对于使用之前说明的支承体构造(晶圆舟皿)38和将上下方向的长度延长了的排气口52这两种构造的处理装置进行了实验。即，在该处理装置中，使用在图4中说明的设有副顶板92B、盖构件94B、罩构件110等而消除了晶圆舟皿的上下端部的较大空间部的支承体构造38和如图3所示那样将上下方向的长度延长了的狭缝状的排气口52这两种构造。图7的(C)表示此时膜厚的面内均匀性的结果。在图7的(C)中，顶部表示载置在支承体构造的上部的晶圆，中央表示载置在中央部的晶圆，底部表示载置在下部的晶圆。另外，作为比较实验，对于图12及图13所示的以往的处理装置也进行了同样的实验，因此，也一并记载其结果。
如图7的(C)所示，相对于以往的处理装置，在本发明的处理装置中，膜厚的面内均匀性整体得到了改善，特别是从中央到顶部改善的程度逐渐变大，在顶部大幅度提高，可明确本发明的处理装置显示良好的结果。
狭缝状的排气口的开口面积与排气通路的截面积的关系及 排气口宽度的评价
接着，对狭缝状的排气口52的开口面积与设有真空泵90的排气通路86的截面积的关系及相对于狭缝状的排气口的宽度的气体流速进行了实验，因此，对其评价结果进行说明。在此，通过模拟对排气口52的开口面积和排气通路86的截面积之比[(排气口的开口面积)/(排气通路的截面积)]进行各种变更，求出此时膜厚的面内均匀性。另外，狭缝状的排气口的宽度变化为2.5、5.0、10.0mm。
图8是表示本发明的评价结果的曲线图。图8的(A)是表示排气口的开口面积和排气通路的截面积之比与膜厚的面内均匀性的关系的曲线图，图8的(B)是表示排气口的长度方向的气体流速相对于排气口的宽度的曲线图。如图8的(A)所示，排气口的宽度越宽、上述面积比越大，处理容器44内的压力就越低，大致接近1Torr，在这种情况下，曲线图中虽未表示，但处于膜厚的面内均匀性得到改善的方向。在图8的(A)中，为了参考，表示了未设置处理容器44而仅设有罩容器46时的内部压力。处理压力也可以是1.5Torr左右，因此，可明确上述面积比优选为0.5以上，更优选上述面积比为处理压力的降低达到饱和的1以上。
另外，狭缝状的排气口52的宽度L 1如上所述那样优选在1～6mm的范围内，例如，如图8的(B)所示，在排气口的宽度为10.0mm的情况下，排气口下部的气体流速过大，由此导致膜厚的面内均匀性变差。相对于此，在排气口的宽度为5.0mm和2.5mm的情况下，能够相当程度地抑制排气口下部的气体流速，而且，排气口的长度方向上的各部的气体流速大致均匀，能够改善膜厚的面内均匀性。因而，可明确在排气口的宽度为2.5～5.0mm的情况下更加理想。
第2实施例
接着，说明本发明的支承体构造的第2实施例。图9是表示本发明的支承体构造的第2实施例的俯视图。另外，对与图4所示的构成部分相同的构成部分标注相同的附图标记，省略其说明。
在该第2实施例中，支承体构造38的顶板部92侧使用与在图4中说明的构造相同的构造，底部94侧采用与上述顶板部92的构造相同的构造、即将顶板部92的构造上下颠倒而成的构造。具体地讲，作为底部94的主底板，使用在中央未设置孔104(参照图4)的板状的主底板94C，在底部94的背面侧设置可卡合支柱74的突部74A的凹部120。因而，由于不存在上述孔104，因此，未设置盖构件94B(参照图4)，取而代之，以规定的间距P 3设置与之前的副顶板92B相同构造的1张或者多张副底板94D。对于该间距P3，被设定为与在之前的副顶板92B中说明的间距P2的内容相同。在该第2实施例的情况下，也能够发挥与之前说明的第1实施例的情况同样的作用效果。
第3实施例
接着，说明本发明的支承体构造的第3实施例。图10是表示本发明的支承体构造的第3实施例的俯视图。另外，对与图4及图9所示的构成部分相同的构成部分标注相同的附图标记，省略其说明。
在之前的第2实施例中，支承体构造38的顶板部92侧使用副顶板92B，底部94侧使用副底板94D，但并不限定于此，也可以如图10所示，在设有副顶板92B、副底板94D的部分分别形成作为支承部100的支承槽101A，能够在此载置晶圆W。在这种情况下，顶板部92仅由主顶板92A构成，底部94仅由主底板94C构成。而且，设定为上述主顶板92A与最上层的晶圆W之间为间距P2，上述主底板94C与最下层的晶圆W之间为间距P3。在该第3实施例的情况下，也能够发挥与之前说明的第1及第2实施例的情况同样的作用效果。
第4实施例
在之前的各实施例中，作为处理容器构造，以内侧的处理容器44和包围该处理容器44外侧的罩容器46的双重管构造为例进行了说明，但并不限定于此，例如，如日本特开2008-227460号公报所示，也可以将处理容器构造做成单管构造，将本发明应用于该单管构造。
图11是表示本发明的第4实施例的处理容器构造的示意图。在图11中，仅记载了处理容器构造，其他部分的记载省略。在此，在作为处理容器构造成为单管构造的处理容器44的一侧设置沿上下方向延伸的开口122和覆盖该开口122的划分壁124，形成喷嘴收纳区域48。另外，在与上述喷嘴收纳区域48相对的相反侧的容器侧壁形成狭缝状的排气口52，并且，覆盖该排气口52地设置排气罩构件126。于是，将气体从形成在该排气罩构件126上方的气体出口82排出到系统外。
在此，在单管构造的处理容器构造的情况下，也可以不使用歧管54而使用整体由石英制的处理容器构成的形状的构件。将之前说明的本发明应用于这样构成的处理容器构造，也能够发挥与上述相同的作用效果。
另外，在以上说明的各实施例中，以ZrOX膜的成膜处理为例进行了说明，但无论要成膜的膜种如何，都能够应用本发明。另外，在上述各实施例中，以使用ALD法成膜的情况为例进行了说明，但并不限定于此，不言而喻，在同时流入原料气体以及与其反应的气体等而利用CVD法成膜的情况下，也能够应用本发明。
另外，在上述各实施例中，对不使用等离子体进行的成膜处理进行了说明，但并不限定于此，在使用等离子体进行的成膜处理的情况下，也能够应用本发明。在这种情况下，例如在划分喷嘴收纳区域48的凸部50的划分壁的外侧，沿着其长度方向设置用于施加等离子体产生用的高频电力的电极板来产生等离子体。
另外，在上述各实施例中，作为被处理体以半导体晶圆为例进行了说明，在该半导体晶圆中也包含硅基板、GaAs、SiC、GaN等化合物的半导体基板，并不限定于这些基板，也能够将本发明应用于液晶显示装置所采用的玻璃基板、陶瓷基板等。
下面，说明作为比较例的处理装置。
在此，对比较例的分批式处理装置的一个例子进行说明。图12是表示比较例的分批式处理装置的一个例子的概略结构图，图13是表示晶圆舟皿的一个例子的主视图。如图12所示，该分批式的处理装置具有处理容器构造6，该处理容器构造6由有顶的石英制的处理容器2和呈同芯状覆盖该处理容器2的周围的有顶的石英制的罩容器4构成。该处理容器构造6的下端开口部能够利用盖部8气密地开闭。呈多层地支承在石英制的晶圆舟皿10上的晶圆W能够从处理容器构造6的下方相对于上述处理容器2插拔地收容在该处理容器2内。另外，在上述处理容器2内，从其下方插入有气体喷嘴12、14，能够控制必要的气体流量地从沿着各气体喷嘴12、14的长度方向设置在其上的许多个气体孔12A、14A朝向水平方向地供给必要的气体。
在处理容器2的与上述气体喷嘴12、14相对的侧壁形成有沿上下方向延伸的狭缝状的排气口16，能够将从该排气口16排出的气体从设置在罩容器4的下部侧壁的气体出口18排出到系统外。另外，在处理容器构造6的外周侧设有筒体状的加热器19，用于对支承在晶圆舟皿10上的晶圆W进行加热。上述晶圆舟皿10载置在由多根、例如4根(图示例子中仅表示有两根)石英制的支柱20A构成的保温台20上。
在此，如图13所示，上述晶圆舟皿10具有顶板部22、底部24及将该顶板部22和底部24连结起来的多根、例如3根(在图13中仅表示有两根)支承支柱26。上述3根支承支柱26沿着晶圆W的大致半圆弧的轨迹等间隔地配置。
而且，在该支承支柱26中，以规定的间距P1形成有支承槽27，通过在该支承槽27上载置晶圆W的周缘部，能够呈多层地支承晶圆W。另外，上述顶板部22与底部24之间除了上述支承支柱26之外，还连结有石英制的加强支柱28。而且，上述底部24形成为在中心部形成有孔29的环状，使保温台20的支柱20A的上端的凸部21卡合在该孔29的内周侧，保持整个晶圆舟皿10。
在该处理装置中，通过自上述各气体喷嘴12、14的气体孔12A、14A交替地反复向水平方向喷射原料气体和例如氧化气体，利用ALD法在各晶圆W的表面堆积薄膜。然后，处理容器2内的气体从狭缝状的排气口16排出，最终从设置在罩容器4的下部侧壁的气体出口18被排出到系统外。
但是，由于上述气体喷嘴12、14的各气体孔12A、14A与上下相邻的晶圆W相对应地形成在上下相邻的晶圆W之间，因此，即使对于晶圆的间距P1例如为6.5mm左右的狭窄的晶圆之间的空间，也能够高效地从水平方向供给各气体。
但是，如图13所示，最上端的晶圆W与顶板部22之间的空间30A、最下层的晶圆W与底部24之间的空间30B的上下方向宽度被设定得比上述间距P1大很多，因此，在该空间部30A、30B中流动的气体的流速V1与在间距P1的晶圆W之间的空间部流动的气体的流速V2之间产生差异，结果，会导致在上述空间部30A、30B中流动的气流产生湍流。
特别是，由于底部24形成为环状，因此，也会产生通过中央的孔29流向下方的气流32，结果，由下方的空间部30B导致产生许多湍流。这样产生气流的湍流时，存在导致位于晶圆列的上端侧、下端侧的晶圆W的膜厚的面内均匀性降低或者导致膜质降低。
另外，在以往的处理装置中，设置在处理容器2的侧壁的排气口16的长度被设定得短于晶圆舟皿10的长度。结果，在晶圆舟皿10的上端侧和下端侧沿水平方向流动的气体的气流的流动方向会向下方或者向上方改变，以进行排气，因此，此时，也会导致产生上述那样的气流的湍流。
相对于此，采用本发明，能够如上所述那样谋求改善晶圆的膜厚的面内均匀性和膜质。
本专利申请主张2010年6月15日提出的日本申请特愿第2010-136482的优先权。该在先申请的全部公开内容通过引用而作为本说明书的一部分。

Claims (9)

1.一种支承体构造，该支承体构造配置在供处理气体从一侧朝向另一侧沿水平方向流动的处理容器构造内，用于支承多张被处理体，其特征在于，
该支承体构造包括顶板部、底部、将顶板部和底部连结起来的多个支承支柱；
在各支承支柱上，沿着其长度方向以规定的间距形成有用于支承被处理体的多个支承部；
多个支承部中的最上层的支承部与顶板部之间的距离以及多个支承部中的最下层的支承部与底部之间的距离被设定为支承部之间的间距以下。
2.根据权利要求1所述的支承体构造，其特征在于，
顶板部包括最上层的板状的主顶板和设置在主顶板的下方的至少一个板状的副顶板；
主顶板与副顶板之间的距离及/或副顶板相互间的距离被设定为支承部之间的间距以下的长度。
3.根据权利要求1所述的支承体构造，其特征在于，
底部包括最下层的板状的主底板和设置在主底板的上方的至少一个板状的副底板；
主底板与副底板之间的距离及/或副底板相互间的距离被设定为支承部之间的间距以下的长度。
4.根据权利要求1所述的支承体构造，其特征在于，
底部包括在中心形成有孔的环状的主底板和设置为堵塞孔的盖构件。
5.根据权利要求1所述的支承体构造，其特征在于，
顶板部和底部利用加强支柱相连结。
6.一种处理容器构造，该处理容器构造供处理气体从一例朝向另一侧沿水平方向流动，用于收纳要处理的多张被处理体，其特征在于，
该处理容器构造包括：
有顶的石英制的处理容器，其下端部开放，以利用支承体构造支承多张被处理体的状态收纳该多张被处理体；
喷嘴收纳区域，其沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的一侧，用于收纳气体喷嘴；
狭缝状的排气口，其与喷嘴收纳区域相对地沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的侧壁上，该排气口的上端延伸至与支承体构造的上端相对应的位置以上的高度的位置，该排气口的下端延伸至与支承体构造的下端相对应的位置以下的高度的位置。
7.根据权利要求6所述的处理容器构造，其特征在于，
气体喷嘴沿着处理容器的长度方向设置，并且在气体喷嘴上沿气体喷嘴的长度方向以规定的间距形成有多个气体孔。
8.根据权利要求6所述的处理容器构造，其特征在于，
狭缝状的排气口的开口面积是连接有用于将处理容器内的气氛气体排出的真空泵的排气通路的截面积的0.5倍以上，而且，狭缝状的排气口的宽度为6mm以下。
9.一种处理装置，该处理装置用于对多张被处理体实施规定的处理，其特征在于，
该处理装置包括：
处理容器构造，其下端部开口，用于收纳多张被处理体；
盖部，其用于堵塞处理容器构造的下端部的开口；
支承体构造，其用于支承多张被处理体，并能够插入处理构造内或从处理构造内拔出；
气体导入部件，其具有用于向处理构造内导入气体的气体喷嘴；
排气部件，其用于对处理构造体内的气氛气体进行排气；
加热部件，其用于加热被处理体；
处理容器构造供处理气体从一侧朝向另一侧沿水平方向流动；
该处理容器构造包括：
有顶的石英制的处理容器，其下端部开放，以利用支承体构造支承多张被处理体的状态收纳多张被处理体；
喷嘴收纳区域，其沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的一侧，用于收纳气体喷嘴；
狭缝状的排气口，其与喷嘴收纳区域相对地沿着处理容器的长度方向设置在该处理容器的侧壁上，该排气口的上端延伸至与支承体构造的上端相对应的位置以上的高度的位置，该排气口的下端延伸至与支承体构造的下端相对应的位置以下的高度的位置；
支承体构造包括顶板部、底部、将顶板部和底部连结起来的多个支承支柱；
在各支承支柱上，沿着其长度方向以规定的间距形成有用于支承被处理体的多个支承部；
多个支承部中的最上层的支承部与顶板部之间的距离以及多个支承部中的最下层的支承部与底部之间的距离被设定为支承部之间的间距以下。
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