CN105304525A - 衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及记录介质。通过本发明，能够提高形成于衬底上的膜的特性和对衬底面内的处理均匀性、以及提高制造生产能力，并抑制颗粒产生。本发明的衬底处理装置具有：处理室，收纳衬底；衬底支承部，支承所述衬底，且外周具有突出部；分隔部，设置在所述处理室内，与所述突出部相接触，分隔所述处理室与输送所述衬底的输送空间；气体供给部，向所述处理室供给处理气体；以及，分隔吹扫气体供给部，向在对所述衬底供给所述处理气体时在所述接触的部位产生的所述突出部与所述分隔部之间的间隙，供给吹扫气体。

Description

衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及记录介质。
背景技术
随着大规模集成电路(LargeScaleIntegratedCircuit：以下简称为LSI)的高集成化，电路图案的微细化在不断发展。
为了在狭小的面积上集成大量半导体器件，必须将器件的尺寸形成得很小，因此，就必须缩小所要形成的图案的宽度和间隔。
由于近几年的微细化，对于埋入微细结构，尤其是向纵向很深、或横向很窄的空隙结构(槽)内埋入氧化物，用CVD法进行的埋入方法正逐渐达到技术上的极限。另外，由于晶体管的微细化，正在谋求形成薄且均匀的膜。进一步地，为了提高半导体器件的生产率，正在谋求缩短每一张衬底的处理时间。
另外，为了提高半导体器件的生产率，正在谋求提高对衬底的整个面内的处理均匀性。
发明内容
近几年的以LSI、DRAM(动态随机存取存储器、DynamicRandomAccessMemory)和闪存(FlashMemory)为代表的半导体器件的最小加工尺寸变得比30nm的宽度还小，而且膜厚也变得很薄，在保持品质的同时，微细化、制造生产能力(through-put)的提高和对衬底的处理均匀性的提高变得越来越难。
本发明的目的在于，提供一种能够提高形成于衬底上的膜的特性和对衬底面内的处理均匀性、提高制造生产能力、并能抑制颗粒产生的衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及记录介质。
根据本发明的一方案，提供一种衬底处理装置，具有：处理室，收纳衬底；衬底支承部，支承所述衬底，且外周具有突出部；分隔部，设置在所述处理室内，与所述突出部相接触，分隔所述处理室与输送所述衬底的输送空间；气体供给部，向所述处理室供给处理气体；以及，分隔吹扫气体供给部，向在对所述衬底供给所述处理气体时在所述接触的部位的产生的所述突出部与所述分隔部之间的间隙供给吹扫气体。
根据本发明的另一方案，提供一种半导体器件的制造方法，具有：将衬底收纳到处理室内的工序；用外周具有突出部的衬底支承部支承所述衬底的工序；以及，在具有分隔部(所述分隔部设置在所述处理室内，与所述突出部相接触并分隔所述处理室与所述输送空间)的衬底处理装置中，向在对所述衬底供给处理气体时在所述接触的部位产生的所述突出部与所述分隔部之间的间隙，供给吹扫气体的工序。
根据本发明的又一方案，提供一种记录介质，记录有使计算机执行如下步骤的程序，即，使衬底收纳到处理室内的步骤；用外周具有突出部的衬底支承部支承所述衬底的步骤；以及，在对分隔部和所述衬底供给处理气体时，向所述突出部与所述分隔部之间产生的间隙供给吹扫气体的步骤，所述分隔部设置在所述处理室内，与所述突出部相接触并分隔所述处理室与所述输送空间。
发明效果
根据本发明的衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及记录介质，能够提高形成于衬底上的膜的特性和对衬底面内的处理均匀性、提高制造生产能力，并能抑制颗粒产生。
附图说明
图1是一个实施方式的衬底处理装置的示意性结构图。
图2是表示一个实施方式的衬底载置台与分隔部的位置关系的示意图。
图3中，(A)是一个实施方式的分隔部的俯视图，(B)是一个实施方式的分隔部的剖视图，(C)是一个实施方式的分隔部的侧视图，(D)是一个实施方式的分隔部的仰视图。
图4是其他实施方式的分隔吹扫气体供给部的示意图。
图5是其他实施方式的分隔吹扫气体供给部的示意图。
图6是一个实施方式的衬底处理装置的控制器的示意性结构图。
图7是一个实施方式的衬底处理工序的顺序图。
图8中，(A)是表示其他实施方式的衬底处理时的衬底载置台与分隔部的位置关系的图，(B)是表示其他实施方式的衬底输送时的衬底载置台与分隔部的位置关系的图。
附图标记说明
200-晶片(衬底)、201-处理室、202-处理容器、204-分隔部、212-衬底载置台、213-加热器、221-排气口(第一排气部)、234-气体整流部、231-盖、250-远程等离子体单元(激励部)、301a-吹扫气体供给孔、301b-吹扫区域
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
以下，根据附图对第一实施方式进行说明。
(1)衬底处理装置的结构
首先，对第一实施方式的衬底处理装置进行说明。
对本实施方式的处理装置100进行说明。衬底处理装置100是形成绝缘膜或金属膜等的单元，如图1所示，构成为单片式衬底处理装置。
如图1所示，衬底处理装置100具有处理容器202。处理容器202例如构成为横截面为圆形且扁平的密闭容器。另外，处理容器202例如由铝(Al)、不锈钢(SUS)等金属材料或石英构成。在处理容器202内，形成有对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理的处理空间(处理室)201、输送空间203。处理容器202由上部容器202a与下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设置有分隔部204。将由上部容器202a包围而成的空间、即分隔部204上方的空间称为处理空间201或反应区201，将由下部容器202b包围而成的空间、即分隔部下方的空间称为输送空间。
在下部容器202b的侧面上，设置有与闸阀205邻接的衬底输送出入口206。晶片200经由衬底输送出入口206而在与未图示的输送室之间移动。在下部容器202b的底部，设置有多个升降销207。进一步地，下部容器202b为接地电位。
在处理空间201内，设置有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210主要包括载置晶片200的载置面211、表面上具有载置面211的衬底载置台212、和内置于衬底载置台212内的作为加热部的加热器213。在衬底载置台212上的与升降销207对应的位置上分别设置有供升降销207贯通的贯通孔214。
另外，在衬底载置台212的侧壁212a上，具有朝向衬底载置台212的径向突出的突出部212b。该突出部212b设置在衬底载置台212的底面侧。此外，突出部212b与分隔部204相接触，抑制处理室201内的气氛向输送空间203内移动、或者输送空间203内的气氛向处理室201内移动。
衬底载置台212由轴217支承。轴217贯穿了处理容器202的底部，并进一步在处理容器202的外部与升降机构218连接。通过使升降机构218动作而使轴217及衬底载置台212升降，由此能够使载置于载置面211上的晶片200升降。此外，轴217下端部的周围由波纹管(bellows)219包覆，从而将处理空间201内保持气密密封。
衬底载置台212在输送晶片200时，以载置面211到达衬底输送出入口206的位置(晶片输送位置)的方式下降到衬底支承台，在处理晶片200时，如图1所示，晶片200上升到处理室201内的处理位置(晶片处理位置)。
具体来说，在使衬底载置台212下降到晶片输送位置之后，变成升降销207的上端部从载置面211的上表面突出，且升降销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底载置台212上升到晶片处理位置之后，变成升降销207从载置面211的上表面埋入，且载置面211从下方支承晶片200。此外，升降销207由于与晶片200直接接触，所以例如优选为由石英、氧化铝等材料形成。
(排气部)
在处理空间201(上部容器202a)的内壁上，设置有作为排出处理空间201的气氛的排气部的排气口221。在排气口221上连接有排气管222，在排气管222上依次串联连接有将处理空间201内部控制为规定压力的APC(AutoPressureController、自动压力控制器)等压力调节器223、真空泵224。排气部(排气线路)220主要通过排气口221、排气管222和压力调节器223构成。此外，还可以将真空泵224增加到排气部(排气线路)220结构的一部分中。
(气体导入口)
在设于处理空间201上部的后述气体整流部234的上表面(顶壁)上，设置有用于向处理空间201内供给各种气体的气体导入口241。关于与气体导入口241连接的气体供给部的结构，详见后述。
(气体整流部)
在气体导入口241与处理空间201之间设置有气体整流部234。气体整流部234至少具有供处理气体穿过的开口234d。气体整流部234通过安装器具235而安装在盖231上。从气体导入口241导入的气体经由设于盖231上的孔231a和气体整流部234而向晶片200供给。此外，气体整流部234还可以构成为腔室盖组件(chamberlidassembly)的侧壁。另外，气体导入口241还可以作为气体分散通道发挥作用，且所供给的气体向衬底的整周分散。
在此，发明人们发现：在向处理室201内供给处理气体时，如图2所示在衬底载置台212的突出部212b与分隔部204之间会产生微小的间隙500g，处理气体会蔓延到输送空间203侧。通过供给处理气体，处理室201内的压力与输送空间203内的压力相比暂时变高，从而衬底载置台212被推出到输送空间203侧，由此产生该间隙500g。还发现经由该间隙500g蔓延到输送空间(衬底载置台212下侧的空间)203内的气体会附着在输送空间203的内壁或部件(升降销207、波纹管219等)上，在输送空间203的内壁或部件的表面上会附着/堆积膜或副产物。附着/堆积在该输送空间203内的膜或副产物在晶片200输送时、输送空间203或处理室201内的压力急剧变化时、输送空间203或处理室201内的温度急剧变化时等情况下脱落，并附着到晶片200等上。发明人们发现通过使分隔部204与衬底载置台212的突出部212b的上表面相接触，并在所接触的部位(分隔部204与突出部212b之间)设置供给吹扫气体的分隔吹扫气体供给部300，由此即使产生了间隙500g，也能提高间隙500g内的压力，截断从处理空间201朝向间隙500g的方向或从输送空间203向间隙500g的气体流动，并能抑制气体向输送空间203蔓延。此外，间隙500g还可以包括由于衬底载置台212的突出部212b的上表面的水平度或平面度、和分隔部204的下表面的水平度或平面度而产生的间隙。另外，还可以包括在衬底载置台212的圆周方向上局部未接触的部位。
另外，该间隙500g容易在以脉冲状供给处理气体时、或以闪烁(flash)状供给处理气体时产生。但是，通过设置分隔吹扫气体供给部300，能够截断向间隙500g的气体流动，并抑制在输送空间203内的膜形成、副产物的产生。
(分隔吹扫气体供给部)
图3的(A)、(B)、(C)、(D)表示分隔吹扫气体供给部。图3的(A)是分隔部204的俯视图，图3的(B)是剖视图，图3的(C)是侧视图，图3的(D)是仰视图。
如图3的(B)、(C)所示，在分隔部204上形成有吹扫气体供给路径301a和吹扫气体供给槽301b。吹扫气体供给路径301a在分隔部204中与吹扫气体供给槽301b连接。在分隔部的底面形成同心圆状。如图3的(D)所示，吹扫气体供给槽301b的顶端配置在分隔部204与突出部212b相接触的部位。槽的半径方向的宽度被限定在接触部的半径方向的宽度以内。在吹扫气体供给路径301a上连接有吹扫气体供给管400a，在吹扫气体供给管400a上连接有阀401a、质量流量控制器(MFC)402a、吹扫气体供给源403a。从吹扫气体供给源403a供给的吹扫气体在由MFC402a进行流量调节之后，经由阀401a、吹扫气体供给管400a、吹扫气体供给路径301a向吹扫气体供给槽301b供给。
分隔吹扫气体供给部主要由吹扫气体供给路径301a和吹扫气体供给槽301b构成。还可以将吹扫气体供给管400a、阀401a、MFC402a包括在分隔吹扫气体供给部内。更进一步地，还可以将气体供给源403a包括在分隔吹扫气体供给部的结构中。
如图2所示，在分隔部204与突出部212b的接触部位500L产生间隙500g。当接触部位500L的(半径方向的)长度与间隙500g的(垂直方向的)长度相比适当地长时，若经由分隔吹扫气体供给部300向间隙500g供给吹扫气体，则能够使间隙500g形成为高压力的空间。该压力与处理空间201的压力和输送空间203的压力相比变高，并能截断从处理空间201向间隙500g的气体流动。另外，还能截断从输送空间203向间隙500g的气体流动。由此，能够抑制处理气体向输送空间203的侵入，并能抑制在输送空间203内的副产物、颗粒的产生。
此外，接触部位500L的长度优选为间隙500g的长度的10倍以上，更优选地设为100倍以上的长度，尤其优选地设为1000倍以上的长度。间隙500g的排气流导C可以简单地由如下公式表示。
C＝a×g^2/L
在此，C为流导，a为常数，g为突出部212b与分隔部204之间的距离，L为间隙500g的长度(相对于突出部212b与分隔部204重叠的部分的衬底而言在径向的长度)。如该公式所示，当g比L短时，能够缩小间隙500g的排气流导C，并能降低从处理室201向输送空间203的气体流动的容易度，还能使从处理室201向输送空间203的气体蔓延得到抑制。另外，由于间隙500g的流导变小，所以即使对处理室201内部进行真空排气，且处理室201内的压力与输送空间203内的压力相比变低了，也能抑制从输送空间203向处理室201的气体流动，并能抑制存在于输送空间203内的副产物或颗粒、金属物质等向处理室201流动。
此外，分隔吹扫气体供给部还可以是图4所示的结构。还可以形成如下结构：与吹扫气体供给槽301b连接，槽的开口部的半径方向的宽度在接触区域的半径方向的宽度的范围内，形成较宽的缓冲槽301c，由附加的供给路径301d连接吹扫气体供给路径301a与(缓冲)槽301c。通过设置(缓冲)槽301c，能够向设于衬底载置台212上的突出部212b的上表面的整周均匀地供给吹扫气体，并能减少从处理室201向输送空间203的气体蔓延的部位。
另外，虽然示出了将分隔吹扫气体供给部形成在分隔部204上的例子，但并不限于此，如图5所示，还可以形成在衬底载置台212的突出部212b上。
(处理气体供给部)
在与气体整流部234连接的气体导入孔241上，连接有共通气体供给管242。在共通气体供给管242上，连接有第一气体供给管243a、第二气体供给管244a、第三气体供给管245a、清洁气体供给管248a。
从包括第一气体供给管243a在内的第一气体供给部243主要供给含有第一元素气体(第一处理气体)，从包括第二气体供给管244a在内的第二气体供给部244主要供给含有第二元素气体(第二处理气体)。从包括第三气体供给管245a在内的第三气体供给部245主要供给吹扫气体，从包括清洁气体供给管248a在内的清洁气体供给部248供给清洁气体。供给处理气体的处理气体供给部由第一处理气体供给部与第二处理气体供给部中的任一方或者两者构成，处理气体由第一处理气体与第二处理气体中的任一方或者两者构成。
(第一气体供给部)
在第一气体供给管243a上，从上游方向起依次设置有第一气体供给源243b、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)243c、以及开闭阀即阀243d。
从第一处理气体供给源243b供给含有第一元素的气体(第一处理气体)，并经由质量流量控制器243c、阀243d、第一气体供给管243a、共通气体供给管242向气体整流部234供给。
第一处理气体是原料气体，即处理气体之一。在此，第一元素例如为硅(Si)。即，第一处理气体例如为含硅气体。作为含硅气体，例如能够使用二氯硅烷(Dichlorosilane(SiH2Cl2)：DCS)气体。此外，第一处理气体的原料在常温常压下可以是固体、液体、及气体中的任一种。若第一处理气体的原料在常温常压下是液体，则在第一气体供给源243b与质量流量控制器243c之间设置未图示的气化器即可。在此，对原料为气体的情况进行说明。
在第一气体供给管243a的与阀243d相比的下游侧，连接有第一非活性气体供给管246a的下游端。在第一非活性气体供给管246a上，从上游方向起依次设置有非活性气体供给源246b、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)246c、以及开闭阀即阀246d。
在此，非活性气体例如为氮(N2)气。此外，作为非活性气体，除了N2气之外，例如还能使用氦(He)气、氖(Ne)气、氩(Ar)气等稀有气体。
第一元素含有气体供给部243(也称为含硅气体供给部)主要通过第一气体供给管243a、质量流量控制器243c和阀243d构成。
另外，第一非活性气体供给部主要通过第一非活性气体供给管246a、质量流量控制器246c和阀246d构成。此外，还可以考虑将非活性气体供给源246b、第一气体供给管243a包括在第一非活性气体供给部内。
进一步地，还可以考虑将第一气体供给源243b、第一非活性气体供给部包括在第一元素含有气体供给部内。
(第二气体供给部)
在第二气体供给管244a的上游，从上游方向起依次设置有第二气体供给源244b、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)244c、以及开闭阀即阀244d。
从第二气体供给源244b供给含有第二元素的气体(以下称为“第二处理气体”)，并经由质量流量控制器244c、阀244d、第二气体供给管244a、共通气体供给管242向气体整流部234供给。
第二处理气体是处理气体之一。此外，还可以考虑将第二处理气体作为反应气体或改性气体。
在此，第二处理气体含有与第一元素不同的第二元素。作为第二元素，例如包含氧(O)、氮(N)、碳(C)、氢(H)中的一种以上。在本实施方式中，第二处理气体例如为含氮气体。具体来说，作为含氮气体，能够使用氨(NH3)气。
第二处理气体供给部244主要通过第二气体供给管244a、质量流量控制器244c和阀244d构成。
另外，在第二气体供给管244a的与阀244d相比的下游侧，连接有第二非活性气体供给管247a的下游端。在第二非活性气体供给管247a上，从上游方向起依次设置有非活性气体供给源247b、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)247c、以及开闭阀即阀247d。
从第二非活性气体供给管247a经由质量流量控制器247c、阀247d和第二气体供给管247a向气体整流部234供给非活性气体。非活性气体在薄膜形成工序(S203～S207)中作为运载气体或稀释气体发挥作用。
第二非活性气体供给部主要通过第二非活性气体供给管247a、质量流量控制器247c和阀247d构成。此外，还可以考虑将非活性气体供给源247b、第二气体供给管244a包括在第二非活性气体供给部内。
进一步地，还可以考虑将第二气体供给源244b、第二非活性气体供给部包括在第二元素含有气体供给部244内。
(第三气体供给部)
在第三气体供给管245a上，从上游方向起依次设置有第三气体供给源245b、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)245c、以及开闭阀即阀245d。
从第三气体供给源245b供给作为吹扫气体的非活性气体，并经由质量流量控制器245c、阀245d、第三气体供给管245a、共通气体供给管242向气体整流部234供给。
在此，非活性气体例如为氮(N2)气。此外，作为非活性气体，除了N2气之外，例如还能使用氦(He)气、氖(Ne)气、氩(Ar)气等稀有气体。
第三气体供给部245(也称为吹扫气体供给部)主要通过第三气体供给管245a、质量流量控制器245c和阀245d构成。
(清洁气体供给部)
在清洁气体供给管248a上，从上游方向起依次设置有清洁气体源248b、质量流量控制器(MFC)248c、阀248d、远程等离子体单元(RPU)250。
从清洁气体源248b供给清洁气体，并经由MFC248c、阀248d、RPU250、清洁气体供给管248a、共通气体供给管242向气体整流部234供给。
在清洁气体供给管248a的与阀248d相比的下游侧，连接有第四非活性气体供给管249a的下游端。在第四非活性气体供给管249a上，从上游方向起依次设置有第四非活性气体供给源249b、MFC249c和阀249d。
另外，清洁气体供给部主要通过清洁气体供给管248a、MFC248c和阀248d构成。此外，还可以考虑将清洁气体源248b、第四非活性气体供给管249a、RPU250包括在清洁气体供给部内。
此外，还可以供给从第四非活性气体供给源249b供给的非活性气体，将其作为清洁气体的运载气体或稀释气体发挥作用。
在清洁工序中，从清洁气体供给源248b供给的清洁气体作为除去附着在气体整流部234和处理室201内的副产物等的清洁气体来发挥作用。
在此，清洁气体例如为三氟化氮(NF3)气体。此外，作为清洁气体，例如还可以使用氟化氢(HF)气体、三氟化氯(ClF3)气体、氟(F2)气等，另外，也可以组合使用这些气体。
(控制部)
如图1所示，衬底处理装置100具有控制衬底处理装置100的各部件的动作的控制器121。
如图6所示，控制部(控制机构)即控制器121以具有CPU(centralprocessingunit、中央处理器)121a、RAM(RandomAccessMemory、随机存取存储器)121b、存储装置121c、I/O端口121d的计算机的形式构成。RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d经由内部总线121e而能够与CPU121a进行数据交换。在控制器121上，例如能够连接以触摸面板等形式构成的输入输出装置122、和外部存储装置283。
存储装置121c例如由闪存、HDD(HardDiskDrive、硬盘驱动器)等构成。在存储装置121c内，以能够读取的方式存储有控制衬底处理装置的动作的控制程序、和记载有后述的衬底处理步骤和条件等的程序制程等。此外，程序制程是以能够使控制器121执行后述的衬底处理工序中的各步骤并获得规定结果的方式编写的，其作为程序来发挥功能。以下，也将该程序制程和控制程序等仅统称为程序。此外，当在本说明书中使用程序这一词时，有仅单独包括程序制程的情况、仅单独包括控制程序的情况、或两者都包括的情况。另外，RAM121b以暂时保存由CPU121a读取出的程序和数据等的存储区域(工作区)的形式构成。
I/O端口121d与闸阀205、升降机构218、压力调节器223、真空泵224、远程等离子体单元250、MFC243c、244c、245c、246c、247c、248c、249c、402a、阀243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d、401a、加热器213等连接。
CPU121a读取并执行来自存储装置121c的控制程序，并根据来自输入输出装置122的操作命令的输入等而从存储装置121c中读取程序制程。而且，CPU121a依照所读取出的程序制程的内容，控制闸阀205的开闭动作、升降机构218的升降动作、压力调节器223的压力调节动作、真空泵224的开关控制、远程等离子体单元250的气体激励动作、MFC243c、244c、245c、246c、247c、248c、249c、402a的流量调节动作、阀243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d、401a的气体的开关控制、加热器213的温度控制等。
此外，控制器121并不限于以专用计算机的形式构成的情况，还可以以通用的计算机的形式构成。例如，通过准备一个存储有上述程序的外部存储装置(例如，磁带、软盘和硬盘等磁盘、CD和DVD等光盘、MO等磁光盘、USB存储器和存储卡等半导体存储器)283，并用该外部存储装置283在通用的计算机上安装程序等，由此能够构成本实施方式的控制器121。此外，用于向计算机供给程序的手段并不限于经由外部存储装置283供给的情况。例如，还可以使用互联网、专用线路等通信手段而不经由外部存储装置283来供给程序。此外，存储装置121c和外部存储装置283以计算机可读取的记录介质的形式构成。以下，将它们仅统称为记录介质。此外，在本说明书中，当使用记录介质这一词时，有仅单独包括存储装置121c的情况、仅单独包括外部存储装置283的情况、或两者都包括的情况。
(2)衬底处理工序
接着，关于衬底处理工序的示例，通过半导体器件的制造工序之一、即使用DCS气体及NH3(氨)气形成氮化硅(SixNy)膜的示例进行说明。
图7是表示由本实施方式的衬底处理装置实施的衬底处理的一例的顺序图。图例表示在作为衬底的晶片200上形成氮化硅(SixNy)膜的情况的顺序动作。
(衬底输入工序S201)
在进行成膜处理时，首先，使晶片200输送入处理室201内。具体来说，通过升降机构218使衬底载置台212下降至晶片输送位置，形成升降销207的上端部从贯通孔214穿过从载置面211突出的状态。另外，在将处理室201内部调节成规定压力之后，打开闸阀205，从处理容器202的外部经由闸阀205(通过图中未示出的晶片输送自动装置)使晶片200载置到升降销207上。在使晶片200载置到升降销207上之后，一边从第三气体供给部245供给非活性气体，一边通过升降机构218使衬底载置台212上升到规定位置，由此，晶片200从升降销207上被载置到载置面211上。衬底载置台212进一步上升至图1所示的加工位置，这时，衬底载置台212的突出部212b与分隔部204相接触(抵接)。从分隔吹扫气体供给部向衬底载置台212的突出部212b和分隔部204之间供给吹扫气体。该吹扫气体的供给优选如下进行：在衬底载置台212的突出部212b与分隔部204接触的状态下，向该接触部位500L供给，或者在衬底载置台212的突出部212b与分隔部204接近的状态下，向其间的间隔空间供给。另外，该吹扫气体的供给期间优选：在向后述的处理室201内供给第一处理气体或第二处理气体时进行。
(减压·升温工序S202)
接着，以处理室201内部变成规定压力(真空度)的方式，经由排气管222排出处理室201内的气体。这时，根据压力传感器测定的压力值，对作为压力调节器223的APC阀的开度进行反馈控制。另外，根据温度传感器(未图示)检测出的温度值，以处理室201内部变成规定温度的方式，对向加热器213供给的通电量进行反馈控制。具体来说，预先加热衬托器(susceptor)，等晶片200或衬托器的温度不再变化之后放置一定时间。在此期间，通过真空排气或由供给N2气进行的吹扫，除去残留在处理室201内的水分或者来自部件的脱气等。于是，成膜工序之前的准备工作完成。此外，在将处理室201内部排气成规定压力时，还可以一次真空排气到能够达到的真空度。在真空排气到能够达到的真空度的情况下，排气结束之后，开始从分隔吹扫气体供给部向接触部位500L的吹扫气体供给。
(第一处理气体供给工序S203)
接着，如图7所示，从第一处理气体供给部向处理室201内供给作为第一处理气体(原料气体)的DCS气体。另外，以继续由排气部进行处理室201内部的排气并使处理室201内部的压力变成规定压力(第一压力)的方式进行控制。具体来说，打开第一气体供给管243a的阀243d和第一非活性气体供给管246a的阀246d，使DCS气体流进第一气体供给管243a、N2气流进第一非活性气体供给管246a。DCS气体从第一气体供给管243a流出，并由MFC243c进行流量调节。N2气从第一非活性气体供给管246a流出，并由MFC246c进行流量调节。经过流量调节后的DCS气体与经过流量调节后的N2气在第一气体供给管243a内混合，从气体整流部234向加热后的减压状态的处理室201内供给，并从排气管222排出。这时，变成对晶片200供给DCS气体(原料气体(DCS)供给工序)。DCS气体以规定压力(第一压力：例如100Pa以上10000Pa以下)向处理室201内供给。由此，向晶片200供给DCS。通过供给DCS，在晶片200上形成含硅层。所谓含硅层，是指含有硅(Si)或者含有硅和氯(Cl)的层。
(吹扫工序S204)
在晶片200上形成含硅层之后，关闭第一气体供给管243a的阀243d，停止DCS气体的供给。这时，将排气管222的APC阀223保持打开，通过真空泵224对处理室201内部进行真空排气，将残留在处理室201内的未反应或者对含硅层形成发挥积极作用后的DCS气体从处理室201内排除。另外，还可以将阀246d保持打开，维持向处理室201内供给作为非活性气体的N2气。从阀门246d持续供给的N2气作为吹扫气体发挥作用。由此，能够进一步提高将残留在第一气体供给管243a、共通气体供给管242、处理室201内的未反应或者对含硅层形成发挥积极作用后的DCS气体排除的效果。
此外，这时，也可以不将残留在处理室201内和气体整流部234内的气体完全排除(不完全吹扫处理室201内部)。若在处理室201内残留微量气体，则在之后进行的工序中不会产生不良影响。这时，向处理室201内供给的N2气的流量也无需设为大流量，例如，通过供给与处理室201的容积同等程度的量，能够进行在下一工序中不产生不良影响的程度的吹扫。这样，通过不完全吹扫处理室201内部，能够缩短吹扫时间并使制造生产能力提高。另外，还能将N2气的消耗控制在必要的最小限度。
这时的加热器213的温度与向晶片200供给原料气体时同样地设定为300～650℃，优选设定为300～600℃，更优选地设定为300～550℃的范围内的一定温度。从各非活性气体供给部供给的作为吹扫气体的N2气的供给流量分别设为例如100～20000sccm的范围内的流量。作为吹扫气体，除了N2气之外，还可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有气体。
(第二处理气体供给工序S205)
在除去处理室201内的DCS残留气体之后，停止吹扫气体的供给，并供给作为反应气体的NH3气。具体来说，打开第二气体供给管244a的阀244d，使NH3气流进第二气体供给管244a内。在第二气体供给管244a内流动的NH3气由MFC244c进行流量调节。经过流量调节的NH3气经由共通气体供给管242、气体整流部234向晶片200供给。供给到晶片200上的NH3气与形成在晶片200上的含硅层反应，使硅氮化，并排出氢、氯、氯化氢等杂质。
(吹扫工序S206)
在第二处理气体供给工序之后，停止反应气体的供给，进行与吹扫工序S204同样的处理。通过进行吹扫工序，能够使残留在第二气体供给管244a、共通气体供给管242、处理室201内等的未反应或者对硅的氮化发挥积极作用后的NH3气体排除。通过除去残留气体，能够抑制由残留气体造成的预期之外的膜形成。
(重复工序S207)
通过将上述的第一处理气体供给工序S203、吹扫工序S204、第二处理气体供给工序S205、吹扫工序S206各进行一次，能够在晶片200上堆积规定厚度的氮化硅(SixNy)层。通过重复这些工序，能够控制晶片200上的氮化硅膜的膜厚。进行控制使其重复规定次数直到形成为规定膜厚为止。
(衬底输出工序S208)
在通过重复工序S207实施规定次数之后，进行衬底输出工序S208，晶片200从处理室201被输送出。具体来说，降温到能够输送出的温度，用非活性气体吹扫处理室201内部，并将压力调节到能够进行输送。调压后，衬底支承部210通过升降机构218而下降，升降销207从贯通孔214突出，并且晶片200被载置到升降销207上。在晶片200被载置到升降销207上之后，打开闸阀205，晶片200从输送空间203被输送出。
此外，在上述的向接触部位500L供给吹扫气体的过程中，通过使输送空间203内的压力高于处理室201内的压力，能够使从处理室201内向输送空间203的气体蔓延得到抑制。
(3)本实施方式的效果
根据本实施方式，获得以下所述的一个或多个效果。
(a)通过使突出部212b与分隔部204相接触，能够抑制向输送空间的气体蔓延。
(b)通过向突出部212b与分隔部204之间的间隙500g供给吹扫气体，即使是以脉冲状向处理室供给了处理气体的情况下，也能抑制向输送空间的气体蔓延。
(c)即使是以闪烁状向处理室供给了处理气体的情况下，也能抑制向输送空间的气体蔓延。
<其他实施方式>
以上，对第一实施方式进行了具体说明，但本发明并不限定于上述实施方式，其可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
例如，具有图8的(A)、(B)所示的方式。如图8的(A)、(B)所示，还可以在分隔部204上设置挠性管204a和接触部204b。挠性管204a例如由波纹管构成。接触部204b例如由与衬底载置台212相同的材质构成。图8的(A)是表示衬底载置台212位于衬底处理时的位置上时的图，图8的(B)表示晶片200的送入/送出时的位置。如图所示，在晶片200的送入/送出时，衬底载置台212的突出部212b与接触部204b并不相接触，且变成挠性管204a舒展后的形状。在进行衬底处理时，构成为衬底载置台212与接触部204b相接触，且挠性管204a收缩。由此，即使衬底载置台212倾斜，也能使其在突出部212b的圆周方向上均匀地与接触部204b相接触。因此，能够保持衬底载置台212的突出部212b与接触部204b的平行度，并在圆周方向上维持接触部位500L与间隙500g的长度。
以上，对本发明的其他方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。
在上述说明中，记载了半导体器件的制造工序，但实施方式中的技术方案在半导体器件的制造工序以外也能使用。例如，有液晶装置的制造工序、对陶瓷衬底的等离子体处理等。
另外，在上述说明中，记载了交替供给第一气体(原料气体)和第二气体(反应气体)来成膜的方法，但也能使用其他方法。例如，还可以以供给时间重叠的方式供给原料气体和反应气体。
另外，还可以供给原料气体和反应气体来进行CVD成膜。
另外，在上述说明中记载了成膜处理，但也能适用于其他处理。例如，还能将本发明适用于使用原料气体与反应气体中任一方或两者对形成于衬底表面或衬底上的膜进行等离子体氧化处理或等离子体氮化处理的衬底处理。另外，还能适用于使用原料气体与反应气体中任一方或两者的热处理、或者等离子体退火处理等衬底处理。
<本发明的优选方式>
以下，附注本发明的优选方式。
<附注1>
根据本发明的一方案，提供一种衬底处理装置，具有：
处理室，收纳衬底；
衬底支承部，支承所述衬底，且外周具有突出部；
分隔部，设置在所述处理室内，与所述突出部相接触，分隔所述处理室与输送所述衬底的输送空间；
气体供给部，向所述处理室供给处理气体；以及，
分隔吹扫气体供给部，向在对所述衬底供给所述处理气体时在所述接触的部分产生的所述突出部与所述分隔部之间的间隙，供给吹扫气体。
<附注2>
根据附注1所述的衬底处理装置，优选地，所述间隙中的所述突出部与所述分隔部的距离构成为比所述突出部与所述分隔部相接触的直径方向的长度短。
<附注3>
根据附注1或附注2所述的衬底处理装置，优选地，具有控制部，所述控制部以如下方式构成：以在所述突出部与所述分隔部相接触之后、所述分隔吹扫气体供给部向所述接触的部位供给吹扫气体的方式，控制所述衬底支承部和所述分隔吹扫气体供给部。
<附注4>
根据附注1至附注3中任一项所述的衬底处理装置，优选地，具有向所述衬底供给非活性气体的非活性气体供给部，并且具有控制部，所述控制部控制所述衬底支承部、所述分隔吹扫气体供给部、所述处理气体供给部和所述非活性气体供给部使其进行如下工序：
在向处理位置输送所述衬底支承部时，向所述处理室供给非活性气体的工序；
在所述突出部与所述分隔部相接触之后向所述接触的部位供给吹扫气体的工序；以及，
在供给所述吹扫气体之后供给所述处理气体的工序。
<附注5>
具有向所述衬底供给处理气体的处理气体供给部，
还具有控制部，其以在供给所述处理气体的期间持续进行向所述间隙供给吹扫气体的方式，控制所述处理气体供给部和所述分隔吹扫气体供给部。
<附注6>
根据本发明的另一方案，提供一种半导体器件的制造方法，具有：
将衬底收纳到处理室内的工序；
用外周具有突出部的衬底支承部支承所述衬底的工序；以及，
在具有分隔部(所述分隔部设置在所述处理室内，与所述突出部相接触并分隔所述处理室与所述输送空间)的衬底处理装置中，向在对所述衬底供给处理气体时在所述接触的部位产生的所述突出部与所述分隔部之间的间隙，供给吹扫气体的工序。
<附注7>
根据附注6所述的半导体器件的制造方法，优选地，具有：
将所述衬底支承部从输送空间向处理位置输送的工序；
在将所述衬底向所述处理位置输送的工序中向所述处理室供给非活性气体的工序；以及，
在对所述接触的部位供给吹扫气体的工序之后，向所述衬底供给处理气体的工序。
<附注8>
根据附注6或附注7所述的半导体器件的制造方法，优选地，具有如下工序：在供给所述处理气体的期间持续对所述间隙供给吹扫气体。
<附注9>
根据本发明的又一方案，提供一种程序，使计算机执行如下步骤：使衬底收纳到处理室内的步骤；
用外周具有突出部的衬底支承部支承所述衬底的步骤；以及，
在对分隔部和所述衬底供给处理气体时，向所述突出部与所述分隔部之间产生的间隙供给吹扫气体的步骤，所述分隔部设置在所述处理室内，与所述突出部相接触并分隔所述处理室与所述输送空间。
<附注10>
根据附注9所述的程序，优选地，具有：
将所述衬底支承部从输送空间向处理位置输送的步骤；
在将所述衬底向所述处理位置输送的工序中向所述处理室供给非活性气体的步骤；以及，
在对所述突出部与所述分隔部相接触的接触部位供给吹扫气体的步骤之后，向所述衬底供给处理气体的步骤。
<附注11>
根据附注9或附注10所述的程序，优选地，
具有如下步骤：在供给所述处理气体的期间持续对所述突出部与所述分隔部相接触的接触部位供给吹扫气体。
<附注12>
根据本发明的又一方案，提供一种记录介质，记录有使计算机执行如下步骤的程序，即，在对分隔部和所述衬底供给处理气体时，向所述突出部与所述分隔部之间产生的间隙供给吹扫气体的步骤，所述分隔部设置在所述处理室内，与所述突出部相接触并分隔所述处理室与所述输送空间。
<附注13>
根据附注12所述的记录介质，优选地，具有：
将所述衬底支承部从输送空间向处理位置输送的步骤；
在将所述衬底向所述处理位置输送的步骤中向所述处理室供给非活性气体的步骤；以及，
在对所述突出部与所述分隔部相接触的接触部位供给吹扫气体的步骤之后，向所述衬底供给处理气体的步骤。
<附注14>
根据附注13所述的记录介质，优选地，
具有如下步骤：在供给所述处理气体的期间持续对所述突出部与所述分隔部相接触的接触部位供给吹扫气体。

Claims (11)

1.一种衬底处理装置，其特征在于，具有：
处理室，收纳衬底；
衬底支承部，支承所述衬底，且外周具有突出部；
分隔部，设置在所述处理室内，与所述突出部相接触，分隔所述处理室与输送所述衬底的输送空间；
气体供给部，向所述处理室供给处理气体；以及，
分隔吹扫气体供给部，向在对所述衬底供给所述处理气体时在所述接触的部分产生的所述突出部与所述分隔部之间的间隙，供给吹扫气体。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述间隙中的所述突出部与所述分隔部的距离构成为比所述突出部与所述分隔部相接触的径向的长度短。
3.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，具有控制部，所述控制部以如下方式构成，以在所述突出部与所述分隔部相接触之后、所述分隔吹扫气体供给部向所述接触的部位供给吹扫气体的方式，控制所述衬底支承部和所述分隔吹扫气体供给部。
4.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，具有向所述衬底供给非活性气体的非活性气体供给部，
并且具有控制部，所述控制部以如下方式构成，即，控制所述衬底支承部、所述分隔吹扫气体供给部、所述处理气体供给部和所述非活性气体供给部使其进行如下工序：
在向处理位置输送所述衬底支承部时，向所述处理室供给非活性气体的工序；
在所述突出部与所述分隔部相接触之后向所述接触的部位供给吹扫气体的工序；以及，
在供给所述吹扫气体之后供给所述处理气体的工序。
5.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，具有向所述衬底供给处理气体的处理气体供给部，
还具有控制部，所述控制部以如下方式构成，以在供给所述处理气体期间持续进行向所述间隙供给吹扫气体的方式，控制所述处理气体供给部和所述分隔吹扫气体供给部。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，所述分隔吹扫气体供给部以经由环状的吹扫气体供给槽向所述间隙供给所述吹扫气体的方式构成。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，所述分隔吹扫气体供给部具有吹扫气体供给路径和与所述吹扫气体供给路径连接的环状的槽。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的衬底处理装置，其特征在于，所述分隔部具有接触部和相对于所述接触部伸缩的伸缩部，所述接触部构成与所述突出部接触的部位。
9.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，具有：
将衬底收纳到处理室内的工序；
用外周具有突出部的衬底支承部支承所述衬底的工序；以及，
在具有与所述突出部相接触并分隔所述处理室与输送所述衬底的输送空间的分隔部的衬底处理装置中，向在对所述衬底供给处理气体时在所述接触的部位产生的所述突出部与所述分隔部之间的间隙，供给吹扫气体的工序，所述分隔部设置在所述处理室内。
10.根据权利要求9所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，具有：将所述衬底支承部从输送空间向处理位置输送的工序；
在将所述衬底向所述处理位置输送的工序中向所述处理室供给非活性气体的工序；以及，
在对所述接触的部位供给吹扫气体的工序之后，向所述衬底供给处理气体的工序。
11.根据权利要求9所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，具有如下工序：在供给所述处理气体的期间持续地对所述间隙供给吹扫气体。
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