CN107154370A - 衬底处理装置、半导体器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种衬底处理装置、半导体器件的制造方法，其能够提高对衬底的处理品质。该衬底处理装置具有：处理衬底的多个处理室；搬送衬底的搬送室；多个移载室，其设在搬送室与处理室之间，并与各处理室分别对应；多个闸阀，其设在搬送室与移载室之间；多个第一气体供给部，其设在搬送室内，并分别对从多个闸阀通过的位置上的衬底供给非活性气体；搬送机械手，其设在搬送室内，并将衬底向移载室内搬送；和控制部，其控制多个第一气体供给部和搬送机械手，使得当第一气体供给部的供给孔与从闸阀通过的衬底之间的距离为第一距离时，以第一流量供给非活性气体，当上述距离为比第一距离长的第二距离时，以比第一流量多的第二流量供给非活性气体。

Description

衬底处理装置、半导体器件的制造方法
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及程序。
背景技术
作为半导体器件(元器件：device)的制造工序之一，进行对衬底供给处理气体和反应气体来在衬底上形成膜的处理工序。例如，在专利文献1、2等中有所记载。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2011-181771
专利文献2：日本特开2010-206222
但是，在衬底的搬送中，具有在衬底上附着颗粒而导致对衬底的处理品质降低的情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种提高对衬底的处理品质的技术。
根据一个方案而提供一种技术，其具有：
处理衬底的多个处理室；搬送衬底的搬送室；多个移载室，其设在搬送室与处理室之间，并与各处理室分别对应；多个闸阀，其设在搬送室与移载室之间；多个第一气体供给部，其设在搬送室内，并分别对从多个闸阀通过的位置上的衬底供给非活性气体；搬送机械手，其设在搬送室内，并将衬底向移载室内搬送；和控制部，其控制多个第一气体供给部和搬送机械手，使得当第一气体供给部的供给孔与从闸阀通过的衬底之间的距离为第一距离时，以第一流量供给非活性气体，当距离为比第一距离长的第二距离时，以比第一流量多的第二流量供给非活性气体。
发明效果
根据本发明的技术，能够提高对衬底的处理品质。
附图说明
图1是一个实施方式的衬底处理系统的横截面的概要图。
图2是一个实施方式的衬底处理系统的纵截面的概要图。
图3是一个实施方式的衬底处理系统的真空搬送室内的工艺模块附近的概要图。
图4是一个实施方式的衬底处理系统的真空搬送室内的工艺模块附近的概要图，且是表示没有晶片的情况的图。
图5是一个实施方式的衬底处理系统的真空搬送室内的工艺模块附近的概要图，且是表示晶片搬入前和搬出后的图。
图6是表示一个实施方式的第一气体供给部与晶片之间的位置关系的图。
图7是用于说明一个实施方式的通向第一气体供给部的气体供给系统的图。
图8是一个实施方式的衬底处理系统的真空搬送机械手的概要图。
图9是表示一个实施方式的真空搬送机械手的末端执行器的高度的关系的图。
图10是一个实施方式的衬底处理装置的概要构成图。
图11是一个实施方式的腔室(chamber)的纵截面的概要图。
图12是用于说明一个实施方式的气体供给系统的图。
图13是一个实施方式的衬底处理系统的控制器的概要构成图。
图14是一个实施方式的衬底处理工序的流程图。
图15是一个实施方式的衬底处理工序的时序图。
图16是另一个实施方式的衬底处理系统的纵截面的概要图。
图17是另一个实施方式的衬底处理系统的真空搬送室内的工艺模块附近的概要图。
附图标记说明
100-腔室，110-工艺模块，200-晶片(衬底)，201-处理室(处理空间)，202-处理容器，203-移载室，212-衬底载置台，232-缓冲空间，234-喷头，1000-衬底处理系统，1400-真空搬送室。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下根据附图对本发明的第一实施方式进行说明。
以下，对本实施方式的衬底处理系统进行说明。
(1)衬底处理系统的构成
利用图1～图11对本发明的一个实施方式的衬底处理系统的概要构成进行说明。图1是表示本实施方式的衬底处理系统的构成例的横截面图。图2是表示本实施方式的衬底处理系统的构成例的图1的α-α’处的纵截面图。图3是沿Z1方向观察图2的γ-γ′而看到的真空搬送室和工艺模块附近的概要图。此外，在图3中省略了真空搬送机械手1700等的构成。图6是表示第一气体供给部与晶片200之间的位置关系的图。图7是说明向搬送室供给非活性气体的非活性气体供给系统的说明图。图8是说明图1的臂的具体情况的说明图。图10是图1的β-β’的纵截面图，且是说明向工艺模块进行供给的气体供给系统的说明图。图11是说明设在工艺模块内的腔室的说明图。
在图1及图2中，本发明所适用的衬底处理系统1000对晶片200进行处理，其主要由IO载台1100、大气搬送室1200、加载互锁(load-lock)室1300、真空搬送室1400、和工艺模块110构成。以下具体说明各构成。在图1的说明中，关于前后左右，将X1方向设为右，将X2方向设为左，将Y1方向设为前，并将Y2方向设为后。
(大气搬送室·IO载台)
在衬底处理系统1000的近前设有IO载台(装载口)1100。在IO载台1100上搭载有多个舟皿1001。舟皿1001作为搬送硅(Si)衬底等衬底200的载体来使用，构成为在舟皿1001内分别以水平姿势收纳有多张未处理的衬底(晶片)200和已处理的衬底200。
在舟皿1001上设有盖1120，并通过后述的舟皿开启器1210进行开闭。舟皿开启器1210对载置于IO载台1100上的舟皿1001的盖1120进行开闭，通过将衬底出入口打开、关闭，能够进行衬底200相对于舟皿1001的出入。舟皿1001通过未图示的工序内搬送装置(RGV)而相对于IO载台1100被供给及排出。
IO载台1100与大气搬送室1200相邻。大气搬送室1200在其不同于IO载台1100的面上连结后述的加载互锁室1300。
在大气搬送室1200内设有作为移载衬底200的第一搬送机械手的大气搬送机械手1220。如图2所示，大气搬送机械手1220以通过设在大气搬送室1200内的升降机1230来升降的方式构成，并以通过线性驱动器1240而沿左右方向往复移动的方式构成。
如图2所示，在大气搬送室1200的上部设有供给清洁空气的清洁单元1250。另外，如图1所示，在大气搬送室1200的左侧，设有与形成在衬底200上的缺口或定向平面对准的装置(以下称为预对准器)1260。
如图1及图2所示，在大气搬送室1200的壳体1270的前侧，设有用于将衬底200相对于大气搬送室1200搬入搬出的衬底搬入搬出口1280、和舟皿开启器1210。在隔着衬底搬入搬出口1280而与舟皿开启器1210相反的一侧、即壳体1270的外侧设有IO载台(装载口)1100。
在大气搬送室1200的壳体1270的后侧，设有用于将晶片200相对于加载互锁室1300搬入搬出的衬底搬入搬出口1290。衬底搬入搬出口1290通过后述的闸阀1330而打开、关闭，从而能够进行晶片200的出入。
(加载互锁(L/L)室)
加载互锁室1300与大气搬送室1200相邻。在构成加载互锁室1300的壳体1310所具有的面中的、与大气搬送室1200不同的面上，如后所述地配置有真空搬送室1400。加载互锁室1300由于壳体1310内的压力配合着大气搬送室1200的压力和真空搬送室1400的压力而变动，所以构成为能够承受负压的构造。
在壳体1310中的与真空搬送室1400相邻的一侧设有衬底搬入搬出口1340。衬底搬入搬出口1340通过闸阀1350而打开、关闭，从而能够进行晶片200的出入。
进一步地，在加载互锁室1300内，设有至少具有两个载置晶片200的载置面1311(1311a、1311b)的衬底载置台1320。衬底载置面1311之间的距离根据后述的真空搬送机械手1700所具有的手指之间的距离而设定。
(真空搬送室)
衬底处理系统1000具有作为成为在负压下搬送衬底200的搬送空间的搬送室的真空搬送室(传输模块)1400。构成真空搬送室1400的壳体1410在俯视下形成为五边形，在五边形的各边上连结有加载互锁室1300及对晶片200进行处理的工艺模块110a～110d。在真空搬送室1400的大致中央部，以凸缘1430为基部设有作为在负压下移载(搬送)衬底200的第二搬送机械手的真空搬送机械手1700。此外，在此将真空搬送室1400以五边形的例子示出，但也可以是四边形或六边形等多边形。
在壳体1410的侧壁中的与加载互锁室1300相邻的一侧设有衬底搬入搬出口1420。衬底搬入搬出口1420通过闸阀1350而打开、关闭，从而能够进行晶片200的出入。
如图2所示，作为设在真空搬送室1400内的搬送机械手的真空搬送机械手1700以通过升降机1450及凸缘1430能够在维持真空搬送室1400的气密性的同时升降的方式构成。真空搬送机械手1700的具体构成详见后述。升降机1450以能够使真空搬送机械手1700所具有的两条臂1800和1900分别独立地升降的方式构成。
如图1所示，在壳体1410的五面侧壁中的未设置加载互锁室1300的一侧，连结有对晶片200进行所希望的处理的工艺模块110a、110b、110c、110d。
在各工艺模块110a、110b、110c、110d内分别设有作为衬底处理装置的一个构成的腔室100。具体而言，在工艺模块110a内设有腔室100a、100b；在工艺模块110b内设有腔室100c、100d；在工艺模块110c内设有腔室100e、100f；在工艺模块110d内设有腔室100g、100h。
在壳体1410的侧壁中的与各腔室100相对的壁上设有衬底搬入搬出口1480。例如，如图2所示，在与腔室100e相对的壁上设有衬底搬入搬出口1480e。
图2中，在将腔室100e替换成腔室100a的情况下，在与腔室100a相对的壁上设有衬底搬入搬出口1480a。
同样地，在将腔室100f替换成腔室100b的情况下，在与腔室100b相对的壁上设有衬底搬入搬出口1480b。
如图1所示，闸阀(GV)1490设在每个处理室内。具体而言，在真空搬送室1400与腔室100a之间设有闸阀1490a，并在与腔室100b之间设有闸阀1490b。在与腔室100c之间设有闸阀1490c，并在与腔室100d之间设有闸阀1490d。在与腔室100e之间设有闸阀1490e，并在与腔室100f之间设有闸阀1490f。在与腔室100g之间设有闸阀1490g，并在与腔室100h之间设有闸阀1490h。
通过各闸阀1490进行打开、关闭，从而能够进行经由衬底搬入搬出口1480的晶片200的出入。
在此，发明人在这种装置构成中发现了以下课题。如图16所示地构成为，在各工艺模块内设有多个腔室，且闸阀相邻。图3中示出了工艺模块110a的例子。在将晶片200搬入至各腔室时，如后所述，腔室100a的压力与腔室100b的压力不同，根据真空搬送室1400的压力与腔室100a的压力、腔室100b的压力之间的关系，具有腔室内的环境气体从腔室100a和腔室100b中的某一方或双方流入至真空搬送室1400的课题。另外，具有环境气体从腔室100a流入至腔室100b、或者环境气体从腔室100b流入至腔室100a的课题。发明人经过锐意研究，结果发现：通过设置朝向图2的用虚线箭头标记的方向的气流，能够抑制环境气体从腔室100向真空搬送室1400的流出。以下，对供给非活性气体的构成进行记述。
<第一气体供给部>
如图1、3、4所示，在闸阀(GV)1490a附近且在壳体1410的顶部上，设有用于向晶片200的表面供给非活性气体的气体供给孔(第一气体供给孔、非活性气体供给孔、GV气体供给孔)1460。在第一气体供给孔1460的周围设有气体引导件1461。气体引导件1461抑制从第一气体供给孔1460供给的非活性气体向真空搬送室1400的上方扩散。在此，图3是沿Z1方向观察图2所示的γ-γ′而看到的图。此外，图3中省略了真空搬送机械手1700等构成。图6示出了第一气体供给部与晶片200之间的位置关系。
在第一气体供给孔1460上连接有非活性气体供给管1510。在非活性气体供给管1510上，从上游起依次设有非活性气体源1520、质量流量控制器1530、阀1540。通过质量流量控制器1530、阀1540等，对向壳体1410内的闸阀1490附近、或从闸阀1460通过的晶片200的表面供给的非活性气体的供给量进行控制。此外，优选第一气体供给孔1460的下端配置在与闸阀1490的上端同等的高度上。通过这样地构成，能够构成为从第一气体供给孔1460供给的非活性气体的主流向GV和腔室内流动。
主要由第一气体供给孔1460、非活性气体供给管1510、质量流量控制器1530、和阀1540构成通向真空搬送室1400的闸阀1490的非活性气体供给部(第一气体供给)1500。此外，还可以将非活性气体源1520包含到非活性气体供给部1500内。
另外，如图6所示，第一气体供给孔1460下端与晶片200表面之间的距离D以D＜L的关系构成。在此，L是晶片200与第一气体供给孔1460的下端所相对的面上的晶片200的径向长度。通过这样地构成，能够使从第一气体供给孔1460供给的气流直接向晶片200供给。由此，能够使附着在晶片200表面上的处理气体、反应气体、副产物、颗粒中的任一种或两种以上脱离，并抑制其向真空搬送室1400内的进入。在为D＞L的关系的情况下，从第一气体供给孔1460供给的气流会向真空搬送室1400内扩散而不向晶片200供给，导致使吸附在晶片200上的气体等脱离的效果会降低。另外，该D＜L的关系对于上侧臂1800所保持的晶片200与第一气体供给孔1460之间的距离D1、和下侧臂1900所保持的晶片200与第一气体供给孔1460之间的距离D2各自是相同的。具体而言，成为D1＜L、D2＜L。此外，如图6所示，通过像上侧臂1800和下侧臂1900那样使两条臂的高度各不相同，能够同时进行晶片200的搬入和搬出，并且能够使搬送吞吐量提高。
另外，优选使分别向两条臂供给的非活性气体的流量不同。在以上侧臂1800所保持的晶片200与第一气体供给孔1460之间的距离D1、和下侧臂1900所保持的晶片200与第一气体供给孔1460之间的距离D2不同的方式形成的情况下，对于D1时的供给量，则具有在D2时向晶片200供给的量会不足、且气体会从腔室流入至真空搬送室1400的情况。这种情况下，通过将非活性气体的供给量设为D2＞D1，能够抑制腔室内的环境气体流入至真空搬送室。
此外，如图1、图7所示，对于通向从其他闸阀1490a、1490b、1490c、1490d、1490e、1490f、1490g、1490h通过的晶片200的第一气体供给部1500(1500a、1500b、1500c、1500d、1500e、1500f、1500g、1500h)也以同样的方式构成。此外，如图7所示，非活性气体源1520也可以以共用的方式构成。
另外，也可以通过使设在各第一气体供给部1500上的质量流量控制器1530分别进行控制，使向从各闸阀通过的晶片200的表面供给的惰性气流量各不相同。另外，也可以使设在各第一气体供给部1500上的阀1540的开闭定时各不相同。还可以构成为与各闸阀的开闭定时、真空搬送机械手1700搬送晶片200的定时、或者向顶升销207上载置晶片200的定时等配合地，使非活性气体的供给定时或供给量发生变化。
例如，为了抑制各腔室的环境气体向真空搬送室内的流入，各腔室内的压力设定为比真空搬送室1400内的压力低。以图3为例进行说明，在将工艺模块110a与真空搬送室1400之间的闸阀1490a和闸阀1490b同时打开的情况下，存在真空搬送室1400的环境气体从真空搬送室1400流入至两个腔室100a、100b双方，并且真空搬送室1400与腔室100a和腔室100b之间的压力差变小的情况。这种情况下，担心气体或存在于腔室100a、100b内的副产物或颗粒会从腔室100a、100b流入至真空搬送室1400。
另外，还可以在各第一气体供给部的与第一气体供给孔1460相对的一侧设置气体引导件1465。通过设置气体引导件1465，即使是第一气体供给孔1460与晶片200不相对的情况下，从第一气体供给孔1460供给的非活性气体也能形成例如向腔室侧流动的气体流动，而不会向真空搬送室1400内扩散。在此，所谓不相对的情况例如具有以下情况。各情况的例子如图4和图5所示，该情况包括：1)将未保持晶片200的末端执行器插入腔室内的情况(图4)；2)开始将保持有晶片200的末端执行器向腔室内搬送时、和搬出结束的情况(图5)。
在壳体1410的底壁上设有用于将壳体1410的环境气体排出的排气口1470。在排气口1470上设有排气管1610。在排气管1610上，从上游起依次设有压力控制器即APC(AutoPressure Controller)1620、泵1630。此外，在此APC1620至少具有阀体。阀体可以构成为能够基于从控制器260发送的数据来控制，也可以构成为在APC1620的内部设置控制装置从而能够由APC1620单独进行阀的开度调节。
主要由排气口1470、排气管1610、和APC1620构成真空搬送室1400中的气体排出部1600。此外，还可以将泵1630包含到搬送室排气部内。
此外，排气口1470优选设在远离各闸阀的位置上，即，设在真空搬送机械手1700的附近。通过这样地构成，能够抑制从各第一气体供给部供给的非活性气体、和各腔室内的环境气体流入至搬送室1400内。
在各闸阀关闭的期间，通过第一气体供给部1500和气体排出部1600的协作对真空搬送室1400的环境气体进行控制。APC1620在各闸阀中的某一个正打开时、或各闸阀中的某一个打开之前，以能够形成上述虚线箭头方向的气体流动的方式使阀开度减小。此外，此时的APC1620还可以以完全关闭的方式构成。
接着，利用图8对搭载在真空搬送室1400内的真空搬送机械手1700进行说明。图8是将图1的真空搬送机械手1700放大后的图。
真空搬送机械手1700具备两条臂即臂1800和臂1900。臂1800具有在顶端设有两个末端执行器即末端执行器1810和末端执行器1820的叉形部分1830。在叉形部分1830的根部经由轴1850连接有中间部分1840。此外，臂1800出于将两张晶片200同时搬送的关系上，存在以使末端执行器1810的高度与末端执行器1820的高度不同的方式形成的情况。通过使末端执行器的高度不同，能够使搬送时的晶片200的位置调节容易化，从而使搬送吞吐量提高。在此，例如如图9所示，以末端执行器1810的高度比末端执行器1820高的方式构成。
这样，在末端执行器1810的高度与末端执行器1820的高度不同的情况下，上述距离D根据末端执行器而变化。这种情况下，由于末端执行器上的流导会变化，所以存在非活性气体从距离D短的一方向着距离长的一方流动的情况。由此，存在一个腔室的环境气体或颗粒向其他腔室流动的情况。在图3的情况下，气体从腔室100b向腔室100a流动。这种情况下，通过使向气体供给孔1460b供给的非活性气体的流量比向气体供给孔1460a供给的非活性气体的流量减少、或者使向气体供给孔1460a供给的非活性气体的流量比向气体供给孔1460b供给的非活性气体的流量增多，而能够抑制从腔室100b向腔室100a的气体流动。
在末端执行器1810和末端执行器1820上载置从各个工艺模块110搬出的晶片200。在图2中，表示载置有从工艺模块110c搬出的晶片200的例子。
在中间部分1840中的与叉形部分1830不同的部位上经由轴1870连接有基底部分1860。基底部分1860经由轴1880配置在凸缘1430上。
臂1900具有在顶端设有两个末端执行器即末端执行器1910和末端执行器1920的叉形部分1930。在叉形部分1930的根部经由轴1950连接有中间部分1940。此外，臂1900出于将两张晶片200同时搬送的关系上，以使末端执行器1910的高度与末端执行器1920的高度不同的方式构成。通过使末端执行器的高度不同，能够使搬送时的晶片200的位置调节容易化。在此，例如以末端执行器1910的高度比末端执行器1920高的方式构成。
在末端执行器1910和末端执行器1920上载置从加载互锁室1300搬出的晶片200。
在中间部分1940中的与叉形部分1930不同的部位上经由轴1970连接有基底部分1960。基底部分1970经由轴1980配置在凸缘1430。
另外，末端执行器1810、末端执行器1820配置在比末端执行器1910、末端执行器1920高的位置上。
真空搬送机械手1700能够进行以轴为中心的旋转、和臂的伸展。
(工艺模块)
接着，以图1、图2、图10为例对各工艺模块110内的工艺模块110a进行说明。图10是说明工艺模块110a和与工艺模块110a连接的气体供给部、与工艺模块110a连接的气体排出部之间的关联的说明图。
虽然在此以工艺模块110a为例，但对于其他工艺模块110b、工艺模块110c、工艺模块110d也是同样的构造，因此在此省略说明。
如图10所示，在工艺模块110a内设有作为处理晶片200的衬底处理装置的一个构成的腔室100a和腔室100b。在腔室100a与腔室100b之间设有分隔壁2040a，其以使各个腔室内的环境气体不会混在一起的方式构成。
如图2所示，在真空搬送室1400与腔室100e相邻的壁上设有衬底搬入搬出口2060e，同样地，在真空搬送室1400与腔室100a相邻的壁上设有衬底搬入搬出口2060a。
在各腔室100内设有支承晶片200的衬底支承部210。
在工艺模块110a内，分别在腔室100a和腔室100b上连接有供给处理气体的气体供给部。气体供给部由第一处理气体供给部、第二处理气体供给部、第一吹扫气体供给部、第二吹扫气体供给部中的至少一个以上构成。关于各气体供给部的构成详见后述。
(1)衬底处理装置的构成
说明第一实施方式的衬底处理装置。
说明本实施方式的处理装置100。衬底处理装置100是高介电常数绝缘膜形成单元，如图1所示构成为枚叶式衬底处理装置。在衬底处理装置中进行如上所述的半导体元器件的制造的一道工序。
如图11所示，衬底处理装置100具备处理容器202。处理容器202构成为例如横截面为圆形且扁平的密闭容器。另外，处理容器202由例如铝(Al)或不锈钢(SUS)等金属材料或者由石英构成。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、和移载空间(移载室)203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设有划分板204。将被上部处理容器202a包围的空间、即比划分板204靠上方的空间称为处理空间(也称为处理室)201，将被下部容器202b包围的空间、即比划分板靠下方的空间称为移载室203。
在下部容器202b的侧面上设有与闸阀1490相邻的衬底搬入搬出口1480，晶片200经由衬底搬入搬出口1480在与未图示的搬送室之间移动。在下部容器202b的底部设有多个顶升销207。而且，下部容器202b接地。
在处理室201内设有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210具有载置晶片200的载置面211、和在表面具有载置面211和外周面215的衬底载置台212。优选地，设有作为加热部的加热器213。通过设置加热部，能够使衬底加热，并使形成在衬底上的膜的品质提高。在衬底载置台212上，还可以在与顶升销207对应的位置上分别设有供顶升销207贯穿的贯穿孔214。此外，还可以将形成在衬底载置台212的表面上的载置面211的高度以比外周面215低相当于晶片200厚度的长度量的方式形成。通过这样地构成，晶片200的上表面的高度与衬底载置台212的外周面215之间的高度差变小，从而能够抑制由于高度差而产生的气体紊流。另外，在气体紊流不影响针对晶片200的处理均匀性的情况下，也可以将外周面215的高度以与载置面211相同的平面上的高度以上的方式构成。
衬底载置台212由轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部，进而在处理容器202的外部与升降机构218连接。构成为使升降机构218工作来使轴217及衬底载置台212升降，由此能够使载置于衬底载置面211上的晶片200升降。此外，轴217下端部的周围由波纹管219覆盖，处理室201内被气密地保持。
衬底载置台212在搬送晶片200时，以使衬底载置面211处于衬底搬入搬出口206的位置(晶片搬送位置)的方式下降，并且在处理晶片200时如图1所示，上升至晶片200处于处理室201内的处理位置(晶片处理位置)。
具体而言，在使衬底载置台212下降至晶片搬送位置时，顶升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，顶升销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底载置台212上升至晶片处理位置时，顶升销207从衬底载置面211的上表面收回，衬底载置面211从下方支承晶片200。此外，顶升销207由于与晶片200直接接触，所以期望由例如石英或氧化铝等材质形成。此外，还可以对顶升销207设置升降机构，并构成为衬底载置台212与顶升销207相对移动。
(排气系统)
在处理室201(上部容器202a)的内壁上表面，设有将处理室201的环境气体排出的作为第一排气部的排气口221。在排气口221上连接有作为第一排气管的排气管224，在排气管224上依次串联地连接有将处理室201内控制成规定压力的阀227、压力调节器226、222、和真空泵223。主要由排气口221、排气管224、和阀227构成第一排气部(排气管路)。此外，还可以构成为将压力调节器226、222和真空泵223包含到第一排气部内。
在构成缓冲空间232的整流板270的背面，设有将缓冲空间232的环境气体排出的作为第二排气部的喷头排气口240。构成为缓冲空间232的环境气体能够经由由整流板270的背面与排气引导件235所构成的排气流路238而向喷头排气口240排出。在喷头排气口240上连接有作为第二排气管的排气管236，在排气管236上依次串联地连接有阀237等。主要由喷头排气口240、阀237、和排气管236构成第二排气部(排气管路)。另外，还可以构成为将排气管236连接在真空泵223上。
另外，在下部容器202b上设有下部容器排气口1481，其以能够对下部容器202b内进行排气的方式构成。另外，下部容器排气口1481也能经由下部容器202b对上部容器202a进行排气。
(气体导入口)
在设于处理室201上部的喷头234的上表面(顶壁)，设有用于向处理室201内供给各种气体的气体导入口241。关于与气体供给部即第一气体导入口241连接的气体供给单元的构成详见后述。
(气体分散部)
喷头234由缓冲室(空间)232、分散板234b、和分散孔234a构成。喷头234设在气体导入口241与处理室201之间。从气体导入口241导入的气体向喷头234的缓冲空间232(分散部)供给。喷头234由例如石英、氧化铝、不锈钢、铝等材料构成。
此外，还可以通过具有导电性的金属来形成喷头234的盖231，并将其作为用于激发存在于缓冲空间232或处理室201内的气体的活性化部(激发部)。此时，在盖231与上部容器202a之间设有绝缘块233，从而使盖231与上部容器202a之间绝缘。还可以构成为在作为活性化部的电极(盖231)上连接有匹配器251和高频电源252，从而能够供给电磁波(高频电力或微波)。
在缓冲空间232内设有整流板270，其作为用于使从气体导入口241导入的气体向缓冲空间232扩散的整流部。
(处理气体供给部)
在与整流板270连接的气体导入口241上连接有通用气体供给管242。如图12所示，在通用气体供给管242上连接有第一处理气体供给管243a、第二处理气体供给管244a、吹扫气体供给管245a、和清洁气体供给管248a。
从包含第一处理气体供给管243a的第一处理气体供给部243主要供给含第一元素气体(第一处理气体)，从包含第二气体供给管244a的第二处理气体供给部244主要供给含第二元素气体(第二处理气体)。从包含吹扫气体供给管245a的吹扫气体供给部245主要供给吹扫气体，从包含清洁气体供给管248a的清洁气体供给部248供给清洁气体。
(第一处理气体供给部)
在第一处理气体供给管243a上，从上游方向起依次设有第一处理气体供给源243b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)243c、以及作为开闭阀的阀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、第一处理气体供给管243a、和通用气体供给管242向气体缓冲空间232供给。
第一处理气体为原料气体，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，能够使用例如二氯硅烷(Dichlorosilane(SiH2Cl2)：DCS)气体。需要说明的是，第一处理气体的原料在常温常压下可以是固体、液体、以及气体中的任一种。在第一处理气体的原料在常温常压下为液体的情况下，在第一处理气体供给源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，选择原料为气体进行说明。
在第一处理气体供给管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有非活性气体供给源246b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)246c、以及作为开闭阀的阀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气体之外，还能使用例如氦(He)气、氖(Ne)气、氩(Ar)气等稀有气体。
主要由第一处理气体供给管243a、质量流量控制器243c、和阀243d构成含第一元素气体供给部243(也称为含硅气体供给部)。
另外，主要由第一非活性气体供给管246a、质量流量控制器246c及阀246d构成第一非活性气体供给部。此外，也可以考虑将非活性气体供给源246b、第一气体供给管243a包含到第一非活性气体供给部内。
进一步地，还可以考虑将第一处理气体供给源243b、第一非活性气体供给部包含到含第一元素气体供给部内。
(第二处理气体供给部)
在第二处理气体供给管244a的上游，从上游方向起依次设有第二处理气体供给源244b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)244c、以及作为开闭阀的阀244d。
从第二处理气体供给源244b供给含有第二元素的气体(以下为“第二处理气体”)，并经由质量流量控制器244c、阀244d、第二处理气体供给管244a、和通用气体供给管242向缓冲空间232供给。
第二处理气体为处理气体之一。此外，第二处理气体也可以是与处理气体反应的反应气体，还可以考虑作为与形成在衬底上的膜反应的改性气体。
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，包含例如氧(O)、氮(N)、碳(C)、氢(H)中的一种以上。在本实施方式中，第二处理气体例如选用含氮气体。具体而言，作为含氮气体可以使用氨(NH3)气。
主要由第二处理气体供给管244a、质量流量控制器244c、和阀244d构成第二处理气体供给部244。
在此基础上，还可以构成为设置作为活性化部的远程等离子体单元(RPU)244e，从而能够使第二处理气体活性化。
另外，在第二处理气体供给管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有非活性气体供给源247b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)247c、以及作为开闭阀的阀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向缓冲空间232供给非活性气体。非活性气体在成膜工序(后述S203～S207)中作为运载气体或稀释气体发挥作用。
主要由第二非活性气体供给管247a、质量流量控制器247c及阀247d构成第二非活性气体供给部。此外，也可以考虑将非活性气体供给源247b、第二气体供给管244a包含到第二非活性气体供给部内。
进一步地，还可以考虑将第二处理气体供给源244b、第二非活性气体供给部包含到含第二元素气体供给部244内。
(吹扫气体供给部)
在吹扫气体供给管245a上，从上游方向起依次设有吹扫气体供给源245b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)245c、以及作为开闭阀的阀245d。
从吹扫气体供给源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、吹扫气体供给管245a、和通用气体供给管242向缓冲空间232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气体之外，还能使用例如氦(He)气、氖(Ne)气、氩(Ar)气等稀有气体。
主要由吹扫气体供给管245a、质量流量控制器245c、和阀245d构成吹扫气体供给部245(也称为吹扫气体供给部)。
(清洁气体供给部)
在清洁气体供给管243a上，从上游方向起依次设有清洁气体源248b、质量流量控制器(MFC)248c、阀248d、和远程等离子体单元(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、和通用气体供给管242向气体缓冲空间232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有第四非活性气体供给源249b、MFC249c、和阀249d。
另外，主要由清洁气体供给管248a、MFC248c及阀248d构成清洁气体供给部。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包含到清洁气体供给部内。
此外，还可以将从第四非活性气体供给源249b供给的非活性气体以作为清洁气体的运载气体或稀释气体发挥作用的方式进行供给。
从清洁气体供给源248b供给的清洁气体在清洁工序中作为将附着于气体整流部234和处理室201上的副产物等除去的清洁气体而发挥作用。
在此，清洁气体例如为三氟化氮(NF3)气体。此外，作为清洁气体，也可以使用例如氟化氢(HF)气体、三氟化氯气体(ClF3)气体、氟(F2)气等，另外还可以将它们组合使用。
另外优选地，作为设在上述各气体供给部上的流量控制部，选用针型阀或节流孔(orifice)等的气流响应能力高的构成即可。例如，在气体的脉冲宽度变成毫秒级的情况下，对于MFC，具有无法响应的情况，但在针型阀或节流孔的情况下，通过与高速的ON/OFF阀组合，能够应对毫秒以下的气体脉冲。
(控制部)
如图13所示，腔室100具有对腔室100的各部分的动作进行控制的控制器260。
控制器260的概要如图13所示。控制部(控制机构)即控制器260构成为具备CPU(Central Processing Unit)260a、RAM(Random Access Memory)260b、存储装置260c、和I/O端口260d的计算机。RAM260b、存储装置260c、I/O端口260d构成为能够经由内部总线260e与CPU260a进行数据交换。构成为在控制器260上能够连接有例如作为触摸面板等构成的输入输出装置261、外部存储装置262、接收部285等。
存储装置260c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive)等构成。在存储装置260c内，以可读取的方式存储有：对衬底处理装置的动作进行控制的控制程序；记载有后述衬底处理的步骤和条件等的工艺制程；和在直到设定用于对晶片200处理的工艺制程为止的过程中产生的运算数据和处理数据等。此外，工艺制程是以能够使控制器260执行后述衬底处理工序中的各步骤并得到规定结果的方式进行组合而成的，其作为程序而发挥功能。以下，也将该程序制程和控制程序等统一简称为程序。需要说明的是，在本说明书中使用术语“程序”时，有时仅单独包含程序制程，有时仅单独包含控制程序，或者有时包含上述两者。另外，RAM260b以存储区域(工作区)的形式构成，该存储区域暂时保持通过CPU260a读取的程序、和运算数据、处理数据等数据。
I/O端口260d与闸阀1330、1350、1490、升降机构218、加热器213、压力调节器222、226、1620、真空泵223(223a、223b、223c、223d)、泵1630、匹配器251、高频电源252、质量流量控制器(MFC)243c、244c、245c、246c、247c、248c、249c、1530、阀227、228、236、237、243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d、1540、远程等离子体单元(RPU)244e、250等连接。
作为运算部的CPU260a以如下方式构成：读取并执行来自存储装置260c的控制程序，并且根据来自输入输出装置260的操作命令的输入等从存储装置260c读取工艺制程。另外，构成为：对从接收部285输入的设定值、与存储于存储装置121c内的工艺制程和控制数据进行比较、运算，从而能够计算出运算数据。另外，构成为能够根据运算数据执行对应的处理数据(工艺制程)的决定处理等。而且，CPU260a构成为，按照所读取的工艺制程的内容来控制如下内容：闸阀1330、1350、1490(1490a、1490b、1490c、1490d、1490e、1490f、1490g、1490h)的开闭动作、升降机构218的升降动作、向加热器213的电力供给动作、压力调节器222、226、1620的压力调节动作、真空泵223(223a、223b、223c、223d)的开关控制、RPU244e、250的气体活性化动作、阀227、228、236、237、243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d、1540的开闭控制、匹配器251的电力匹配动作、高频电源252的开关控制等。
此外，控制器260并不限于构成为专用的计算机的情况，也可以构成为通用的计算机。例如，准备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等光磁盘、USB存储器和存储卡等半导体存储器)262，并使用该外部存储装置262将程序安装到通用的计算机上等，由此能够构成本实施方式的控制器260。此外，用于向计算机供给程序的方法并不限于经由外部存储装置262进行供给的情况。例如，也可以使用接收部285和网络263(互联网和专用线路)等通信方法而不经由外部存储装置262供给程序。此外，存储装置260c和外部存储装置262构成为计算机可读取的记录介质。以下也将它们统一简称为记录介质。需要说明的是，在本说明书中使用术语“记录介质”时，有时仅单独包含存储装置260c，有时仅单独包含外部存储装置262，或者有时包含上述两者。
(2)衬底处理工序
接着，作为半导体器件(半导体元器件)的制造工序之一，参照图14、15对使用上述衬底处理装置的处理炉在衬底上形成绝缘膜、例如作为含硅膜的氮化硅(SiN)膜的时序例进行说明。此外，在以下说明中，构成衬底处理装置的各部分的动作由控制器260控制。
需要说明的是，在本说明书中使用术语“晶片”时，有时表示“晶片本身”，有时表示“晶片及形成在其表面上的规定层或膜等和它们的层叠体(集合体)”(即，包含形成在表面上的规定层或膜等而称为晶片的情况)。另外，在本说明书中使用术语“晶片的表面”时，有时表示“晶片本身的表面(露出面)”，有时表示“形成在晶片上的规定层或膜等的表面、即作为层叠体的晶片的最外表面”。
因此，在本说明书中记载了“对晶片供给规定气体”时，有时表示“对晶片本身的表面(露出面)直接供给规定气体”，有时表示“对形成在晶片上的层或膜等、即作为层叠体的晶片的最外表面供给规定气体”。另外，在本说明书中有时表示“在形成于晶片上的层或膜等上、即作为层叠体的晶片最外表面上形成规定层(或膜)”。
此外，在本说明书中使用术语“衬底”时也与使用术语“晶片”时相同，这种情况下，只要考虑在上述说明中将“晶片”替换成“衬底”即可。
以下，对衬底处理工序进行说明。
(衬底搬入工序S201)
在进行衬底处理工序时，首先，使晶片200搬入至处理室201。具体而言，通过升降机构218使衬底支承部210下降，成为使顶升销207从贯穿孔214向衬底支承部210的上表面侧突出的状态。另外，向处理室201内和移载室203内供给非活性气体，同时从下部容器排气口1481将非活性气体排出，并且将处理室201内和移载室203内调压成规定压力。在进行了处理室201内和移载室203内的调压后，将闸阀1490打开，使晶片200从闸阀1490向顶升销207上载置。在使晶片200载置到顶升销207上后，通过由升降机构218使衬底支承部210上升至规定位置，而使晶片200从顶升销207向衬底支承部210载置。此外，在将闸阀1490打开之前，使非活性气体开始从第一气体供给部1500向供晶片200从闸阀1490通过的位置供给。此外，优选在此时将APC1620和阀227关闭，使得不从排气口221或排气口1470进行排气。通过这样地构成，能够形成沿着图2中标记的虚线箭头方向的气流，并能抑制从腔室100a向真空搬送室1400的逆流。
晶片200载置于衬底支承部210上，当衬底载置台212到达图11所示的处理位置时，将阀227打开，从排气口221开始进行处理室201内的环境气体的排出。另外，此时，在将闸阀1490关闭之后，将与下部容器排气口1481连接的阀228关闭，从而停止下部容器202b内的排气。
在将闸阀1490a关闭之后，停止来自非活性气体供给部1500a的非活性气体的供给。此外，在其他闸阀1490(1490b、1490c、1490d、1490e、1490f、1490g、1490h)、1350打开着的情况下，使来自与各闸阀对应的非活性气体供给部1500b、1500c、1500d、1500e、1500f、1500g、1500h的非活性气体的供给继续。
(减压、升温工序S202)
接着，经由处理室排气管224对处理室201内进行排气，以使处理室201内变成规定压力(真空度)。此时，基于压力传感器测定的压力值，对作为压力调节器222的APC阀的阀开度进行反馈控制。另外，基于温度传感器(未图示)检测出的温度值对向加热器213的通电量进行反馈控制，以使处理室201内变成规定温度。具体而言，通过加热器213将衬底支承部210预先加热，当晶片200或衬底支承部210的温度无变化后放置固定时间。在此期间，在处理室201内具有残留的水分或来自部件的脱气等的情况下，还可以通过真空排气或基于N2气体供给进行的吹扫来将其除去。到此完成成膜工艺前的准备。此外，在将处理室201内排气至规定压力时，也可以进行一次真空排气直到可达到的真空度。
(成膜工序S301)
接着，以在晶片200上形成SiN膜为例进行说明。利用图14、15对成膜工序S301进行具体说明。
晶片200载置于衬底支承部210上，在处理室201内的环境气体稳定之后，进行图14所示的S203～S207的步骤。
(第一处理气体供给工序S203)
在第一处理气体供给工序S203中，从第一处理气体供给部向处理室201内供给作为第一气体(原料气体)的含硅气体。作为含硅气体，例如有二氯硅烷(DCS)。具体而言，将气阀打开，将含硅气体从气体源向腔室100供给。届时，将处理室侧阀打开，由MFC调节成规定流量。进行了流量调节的含硅气体从缓冲空间232通过，并从喷头234的分散孔234a向减压状态的处理室201内供给。另外，继续基于排气系统进行的处理室201内的排气，以使处理室201内的压力变成规定的压力范围(第一压力)的方式进行控制。此时，对晶片200供给的含硅气体以规定压力(第一压力：例如100Pa以上20000Pa以下)向处理室201内供给。这样，向晶片200供给含硅气体。通过供给含硅气体，而在晶片200上形成含硅层。
(第一吹扫工序S204)
在晶片200上形成含硅层后，停止含硅气体的供给。通过使原料气体停止，将存在于处理室201中的原料气体、和存在于缓冲空间232中的原料气体从处理室排气管224排出，由此进行第一吹扫工序S204。
另外，在吹扫工序中，除了单纯地对气体进行排气(抽真空)而将气体排出以外，还可以构成为通过供给非活性气体将残留气体推出来进行排出处理。另外，也可以将抽真空与非活性气体的供给组合进行。另外，还可以构成为将抽真空与非活性气体的供给交替进行。
此外，此时还可以将喷头排气管236的阀237打开，从而将存在于缓冲空间232内的气体从喷头排气管236排出。此外，在排气过程中，通过压力调节器227和阀237对喷头排气管236和缓冲空间232内的压力(排气流导)进行控制。关于排气流导，还可以对压力调节器227和阀237进行控制，以使缓冲空间232内的来自喷头排气管236的排气流导比经由处理室201向处理室排气管224的排气流导高。通过像这样进行调节，形成从缓冲空间232的端部即气体导入口241朝向另一端部即喷头排气口240的气流。由此，附着于缓冲空间232的壁上的气体、和浮动在缓冲空间232内的气体能够从喷头排气管236排出而不进入至处理室201。此外，还可以对缓冲空间232内的压力和处理室201的压力(排气流导)进行调节，以抑制从处理室201向缓冲空间232内的气体逆流。
另外，在第一吹扫工序中，继续真空泵223的动作，将存在于处理室201内的气体从真空泵223排出。此外，还可以对压力调节器227和阀237进行调节，以使从处理室201向处理室排气管224的排气流导比向缓冲空间232的排气流导高。通过像这样进行调节，能够形成经由处理室201朝向处理室排气管224的气流，从而将残留于处理室201内的气体排出。
在经过规定时间之后，使非活性气体的供给停止，并将阀237关闭来阻断从缓冲空间232向喷头排气管236的流路。
更优选地，在经过规定时间之后，使真空泵223继续工作，并同时将阀237关闭。这样，由于经由处理室201朝向处理室排气管224的流动不受喷头排气管236的影响，所以能够更确实地将非活性气体向衬底上供给，并能进一步提高衬底上的残留气体的除去效率。
此外，从处理室吹扫环境气体的情况，除了单纯地抽真空来将气体排出以外，还意味着基于非活性气体的供给进行的气体推出动作。因此，在第一吹扫工序中，还可以构成为通过向缓冲空间232内供给非活性气体将残留气体推出来进行排出动作。另外，也可以将抽真空与非活性气体的供给组合进行。另外，还可以将抽真空与非活性气体的供给交替进行。
另外，此时向处理室201内供给的N2气体的流量也无需为大流量，例如也可以供给与处理室201的容积同程度的量。通过像这样进行吹扫，能够降低对下一工序的影响。另外，通过不完全地吹扫处理室201内，能够缩短吹扫时间，并使生产能力提高。另外，也能将N2气体的消耗抑制在所需的最小限度。
此时的加热器213的温度与向晶片200供给原料气体时同样地设定为200～750℃、优选为300～600℃、更优选为300～550℃的范围内的固定温度。从各非活性气体供给系统供给的作为吹扫气体的N2气体的供给流量分别为例如100～20000sccm的范围内的流量。作为吹扫气体，除N2气体以外也可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有气体。
(第二处理气体供给工序S205)
在第一气体吹扫工序之后，经由气体导入口241、多个分散孔234a向处理室201内供给作为第二处理气体(反应气体)的含氮气体。含氮气体例如示出使用氨气(NH3)例子。由于经由分散孔234a向处理室201进行供给，所以能够向衬底上均匀地供给气体。因此，能够使膜厚均匀。此外，当供给第二气体时，还可以构成为能够将经由作为活性化部(激发部)的远程等离子体单元(RPU)进行了活性化的第二气体向处理室201内供给。
此时，对质量流量控制器进行调节以使NH3气体的流量变成规定流量。此外，NH3气体的供给流量例如为100sccm以上10000sccm以下。另外，当NH3气体在RPU内流动时，以将RPU设为ON状态(电源接通的状态)、并使NH3气体活性化(激发)的方式进行控制。
将NH3气体向形成在晶片200上的含硅层供给，则含硅层被改性。例如形成硅元素或含有硅元素的改性层。此外，通过设置RPU将进行了活性化的NH3气体向晶片200上供给，能够形成更多的改性层。
改性层例如根据处理室201内的压力、NH3气体的流量、晶片200的温度、RPU的电力供给情况，而以规定厚度、规定分布、规定氮成分等相对于含硅层的渗入深度而形成。
在经过规定时间之后，使NH3气体的供给停止。
(第二吹扫工序S206)
通过使NH3气体的供给停止，将存在于处理室201中的NH3气体、和存在于第二缓冲空间232中的NH3气体从第一排气部排出，由此进行第二吹扫工序S206。第二吹扫工序S206进行与上述第一吹扫工序S204相同的工序。
在第二吹扫工序S206中，继续真空泵223的动作，将存在于处理室201内的气体从处理室排气管224排出。此外，还可以对压力调节器227和阀237进行调节，以使从处理室201向处理室排气管224的排气流导比向缓冲空间232的排气流导高。通过像这样进行调节，能够形成经由处理室201朝向处理室排气管224的气流，从而将残留于处理室201内的气体排出。另外，在此，通过供给非活性气体，能够将非活性气体确实地向衬底上供给，并且衬底上的残留气体的除去效率变高。
在经过规定时间之后，使非活性气体的供给停止，并将阀关闭来阻断缓冲空间232与喷头排气管236之间。
更优选地，在经过规定时间之后，使真空泵223继续工作，并同时将阀237关闭。这样，由于经由处理室201朝向喷头排气管236的流动不受处理室排气管224的影响，所以能够更确实地将非活性气体向衬底上供给，并能进一步提高衬底上的残留气体的除去效率。
此外，从处理室吹扫环境气体的情况，除了单纯地抽真空来将气体排出以外，还意味着基于非活性气体的供给进行的气体推出动作。另外，也可以将抽真空与非活性气体的供给组合进行。另外，还可以构成为将抽真空与非活性气体的供给交替进行。
另外，此时向处理室201内供给的N2气体的流量也无需为大流量，例如也可以供给与处理室201的容积同程度的量。通过像这样进行吹扫，能够降低对下一工序的影响。另外，通过不完全地吹扫处理室201内，能够缩短吹扫时间，并使生产能力提高。另外，也能将N2气体的消耗抑制在所需的最小限度。
此时的加热器213的温度与向晶片200供给原料气体时同样地设定为200～750℃、优选为300～600℃、更优选为300～550℃的范围内的固定温度。从各非活性气体供给系统供给的作为吹扫气体的N2气体的供给流量分别为例如100～20000sccm的范围内的流量。作为吹扫气体，除N2气体以外也可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有气体。
(判定工序S207)
在第一吹扫工序S206结束后，控制器260判定在上述成膜工序S301内S203～S206是否执行了规定的循环次数n(n为自然数)。即，判定在晶片200上是否形成了所希望的厚度的膜。通过将上述的步骤S203～S206作为一个循环，并将该循环进行至少一次以上(步骤S207)，能够在晶片200上形成规定膜厚的含硅及氧的绝缘膜、即SiO膜。此外，上述循环优选重复多次。由此，在晶片200上形成规定膜厚的SiO膜。
在未实施够规定次数时(“否”判定时)，重复S203～S206的循环。在已实施了规定次数时(“是”判定时)，结束成膜工序S301，并执行搬送压力调节工序S208和衬底搬出工序S209。
(搬送压力调节工序S208)
在搬送压力调节工序S208中，向处理室201内供给非活性气体，并同时经由处理室排气管224对处理室201内进行排气，以使处理室201内和移载室203变成规定压力(真空度)。另外，将阀228打开，从下部容器排气口1481对移载室203内进行排气。对此时的处理室201内和移载室203内的压力进行调节，以使其比真空搬送室1400内的压力低。
(衬底搬出工序S209)
在搬送压力调节工序S208中使处理室201内变成规定压力后，通过升降机构218使衬底支承部210下降，成为使顶升销207从贯穿孔214向衬底支承部210的上表面侧突出、并将晶片200载置到顶升销207上的状态。另外，在衬底支承部210的下降开始之后，将阀227关闭，使从处理室排气管224进行的排气停止，形成从气体导入口241供给的非活性气体向下部容器排气口1481排出这样的气流。此外，还可以是，在将晶片200搬出之前，直到晶片200的温度下降至规定温度为止都以由顶升销207支承的状态来待机。此外，还可以是，在使晶片200于顶升销207上冷却的期间，使处理室201内的压力和移载室203内的压力上升至与真空搬送室1400内的压力、或上述成膜工序时的压力同程度的压力。通过提高压力，能够使冷却时间缩短。冷却后，对处理室201内的压力和移载室203内的压力进行调压，以使其比真空搬送室1400内的压力低。
在上述的气流形成之后，从真空搬送室1400的第一气体供给部朝向闸阀1490的开口附近的供晶片200通过的位置开始进行非活性气体的供给。在非活性气体的供给开始之后，将闸阀1490打开，使顶升销207上的晶片200向真空搬送室1400搬送。在晶片200进入至真空搬送室1400之后，将闸阀1490关闭并将APC1620打开，使真空搬送室1400内的环境气体从气体排出部1600排出。由此，即使在真空搬送室1400内的环境气体中混入了异物，也能不经由处理室201而排出。即，能够抑制异物进入至处理室201内。
此外，还可以构成为，在使衬底支承部210向图11的虚线标记的搬送位置移动之前，进行以下动作。从气体导入孔241经由移载室203向下部容器排气口1481供给非活性气体，并对各室的压力进行调节，以构成处理室201的压力＞真空搬送室1400的压力＞移载室203的压力的关系。在压力调节之后，从第一气体供给部向闸阀1490开口附近的供晶片200通过的位置供给非活性气体。在非活性气体的供给开始之后，将闸阀1490打开，从第一气体供给部供给的非活性气体形成从闸阀1490向下部容器排气口1481的气流。之后，使衬底支承部210向搬送位置搬送。在将衬底支承部210搬送到搬送位置上之后，由真空搬送机械手1700使晶片200向真空搬送室1400搬送。通过进行这样的动作，能够抑制存在于移载室203内和处理室201内的气体流入至真空搬送室1400。另外，通过像这样以阶段式使各室衔接，能够抑制基于各室压力差的气体扩散。
在这样的工序中进行针对晶片200的处理。
(3)本实施方式的效果
根据本实施方式，获得以下(A)～(D)中任意一个以上的效果。
(A)通过设置第一气体供给部1500向GV的开口附近的供晶片200通过的位置供给非活性气体，并从下部容器排气口1481将非活性气体排出，能够抑制存在于腔室100内的副产物和颗粒流入至真空搬送室1400。
(B)另外，能够抑制一个腔室的环境气体和颗粒进入至其他腔室。
(C)在设于臂上的两个末端执行器的高度不同的情况下，通过使向设在第一气体供给部1500上的两个气体供给孔供给的非活性气体的流量不同，能够抑制腔室之间的气体移动(气体扩散)。
(D)通过将第一气体供给孔1460下端与晶片200表面之间的距离D、和晶片200与第一气体供给孔1460的下端相对的面上的晶片200的径向长度L的关系设为D＜L，能够使附着于晶片200表面上的处理气体、反应气体、副产物、颗粒中的任一种或两种以上脱离，并抑制其进入至真空搬送室1400。
(E)在第一气体供给孔1460与上侧臂1800所保持的晶片200之间的距离D1比第一气体供给孔1460与下侧臂1900所保持的晶片200之间的距离D2短的情况下，通过使非活性气体的供给量在D2时比D1时增多，能够抑制腔室100内的环境气体流入至真空搬送室1400内。
<其他实施方式>
图16、17中表示其他实施方式。图16、17中，在第一气体供给部的气体供给孔1460a、1460b之间设有第二气体供给部1462a。通过该第二气体供给部，能够抑制腔室100a与腔室100b之间的气体移动(气体扩散)。
另外，优选地，第二气体供给部1462a的气体供给孔1463a以比第一气体供给部的第一气体供给孔1460向搬送室1400的中央突出的方式构成。通过这样地构成，能够抑制腔室100a与腔室100b之间的气体移动。
另外，优选地，从各气体供给孔供给的非活性气体的流量优选为1463a＞1460a≈1460b。如上所述，在两个末端执行器的高度不同的情况下，构成为1463a＞1460b＞1460a。通过构成这种气流量的关系，能够抑制腔室100a与腔室100b之间的气体移动、和从腔室100向搬送室1400的气体移动。
此外，还可以在第二气体供给部1462a上不设置气体供给孔1463a而作为气体引导件。
此外，在上述中记载了真空搬送室与移载室之间的衬底搬送，但可以是加载互锁室1300与真空搬送室1400之间的衬底搬送，也可以是加载互锁室与大气搬送室1200之间的衬底搬送。另外，即使是以不具备真空搬送室1400或加载互锁室1300而从大气搬送室1200向移载室直接搬送的方式构成的衬底处理系统，也能获得同样的效果。如上所述，通过在真空环境下进行搬送，能够抑制颗粒和各腔室的环境气体的扩散。
另外，在上述中记载了将原料气体和反应气体交替供给来成膜的方法，但只要原料气体和反应气体的气相反应量或副产物的产生量在容许范围内，就也能适用其他方法。例如，像原料气体与反应气体的供给定时重合之类的方法。
另外，在上述中记载了成膜处理，但也能适用于其他处理。例如，具有扩散处理、氧化处理、氮化处理、氧氮化处理、还原处理、氧化还原处理、蚀刻处理、加热处理等。例如，在仅使用反应气体对衬底表面或形成于衬底上的膜进行等离子体氧化处理或等离子体氮化处理时，也能适用本发明。另外，也能适用于仅使用反应气体的等离子体退火处理。
另外，在上述中记载了半导体器件的制造工序，但实施方式的技术方案在半导体器件的制造工序以外也能适用。例如，具有液晶元器件的制造工序、太阳能电池的制造工序、发光元器件的制造工序、玻璃衬底的处理工序、陶瓷衬底的处理工序、导电性衬底的处理工序等衬底处理。
另外，在上述中记载了使用含硅气体作为原料气体、使用含氮气体作为反应气体来形成氮化硅膜的例子，但也能适用于使用其他气体的成膜。例如有含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金属膜和含有多种这些元素的膜等。此外，作为这些膜，例如有SiN膜、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜等。
另外，设在工艺模块内的腔室可以是一个也可以是多个。在工艺模块内设有多个腔室的情况下，由于工艺模块的热容量变大，所以对一个以上的工艺模块进行维护保养的情况的影响变大。
另外，在上述中记载了在一个处理室内处理一张衬底的装置构成，但并不限于此，还可以是将多张衬底沿水平方向或垂直方向排列的装置。

Claims (18)

1.一种衬底处理装置，其特征在于，具有：
处理衬底的多个处理室；
搬送所述衬底的搬送室；
多个移载室，其设在所述搬送室与所述处理室之间，并与各所述处理室分别对应；
多个闸阀，其设在所述搬送室与所述移载室之间；
多个第一气体供给部，其设在所述搬送室内，并分别对从所述多个闸阀通过的位置上的衬底供给非活性气体；
搬送机械手，其设在所述搬送室内，并将所述衬底向所述移载室内搬送；和
控制部，其控制所述多个第一气体供给部和所述搬送机械手，使得当所述第一气体供给部的供给孔与从所述闸阀通过的衬底之间的距离为第一距离时，以第一流量供给非活性气体，当所述距离为比第一距离长的第二距离时，以比第一流量多的第二流量供给所述非活性气体。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述搬送机械手具有能够将至少两张所述衬底保持在沿水平方向不同的高度上的末端执行器，
所述控制部控制所述第一气体供给部，使得向所述末端执行器所保持的衬底分别以不同的流量供给所述非活性气体。
3.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述多个处理室以相邻的方式连结，
在所述多个第一气体供给部之间具有第二气体供给部，
所述控制部控制所述第一气体供给部和所述第二气体供给部，使得所述第二气体供给部比从所述第一气体供给部供给的非活性气体的流量更多。
4.根据权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述多个处理室以相邻的方式连结，
在所述多个第一气体供给部之间具有第二气体供给部，
所述控制部控制所述第一气体供给部和所述第二气体供给部，使得所述第二气体供给部比从所述第一气体供给部供给的非活性气体的流量更多。
5.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述两个第一气体供给部之间，具有与该第一气体供给部相比向所述搬送机械手侧突出的第一气体引导件。
6.根据权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述两个第一气体供给部之间，具有与该第一气体供给部相比向所述搬送机械手侧突出的第一气体引导件。
7.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述搬送机械手具有以不同高度搬送衬底的两条臂。
8.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第一气体供给部的气体供给孔的下端构成于所述闸阀的开口上端的高度。
9.根据权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第一气体供给部的气体供给孔的下端构成于所述闸阀的开口上端的高度。
10.根据权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第一气体供给部的气体供给孔的下端构成于所述闸阀的开口上端的高度。
11.根据权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第一气体供给部的气体供给孔的下端构成于所述闸阀的开口上端的高度。
12.根据权利要求7所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第一气体供给部的气体供给孔的下端构成于所述闸阀的开口上端的高度。
13.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述搬送室内，与所述第一气体供给部相对且在所述闸阀的开口下端的高度的位置设有气体引导件。
14.根据权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述搬送室内，与所述第一气体供给部相对且在所述闸阀的开口下端的高度的位置设有气体引导件。
15.根据权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述搬送室内，与所述第一气体供给部相对且在所述闸阀的开口下端的高度的位置设有气体引导件。
16.根据权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，在所述搬送室内，与所述第一气体供给部相对且在所述闸阀的开口下端的高度的位置设有气体引导件。
17.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，具有：
通过设在搬送室内的搬送机械手分别向多个处理室经由与所述处理室分别对应的移载室来搬送衬底的工序；
向搬送到所述处理室内的衬底供给处理气体的工序；以及
将供给到所述衬底的处理气体排出的工序，
在搬送所述衬底的工序中，具有：
在从设在所述搬送室与所述移载室之间的闸阀通过的衬底与向该衬底供给非活性气体的第一气体供给部的供给孔之间的距离为第一距离的状态下所述衬底通过时，以第一流量向所述衬底供给非活性气体的工序；以及
当所述衬底在所述距离为比所述第一距离长的第二距离的状态下通过时，以比所述第一流量多的第二流量向所述衬底供给所述非活性气体的工序。
18.根据权利要求17所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在搬送所述衬底的工序中具有如下工序：
所述搬送机械手保持两个以上的衬底，并将该衬底分别向两个以上的所述处理室搬送，
向搬送到所述两个以上的处理室中的一个处理室内的衬底以所述第一流量供给所述非活性气体，
向搬送到所述两个以上的处理室中的另一处理室内的衬底以所述第二流量供给所述非活性气体。
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