CN109559975B - 基板处理装置、反应管、半导体装置的制造方法及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制在构成反应管的外管与内管的间隙可能生成的副生成物的技术。基板处理装置具备：反应管，具有筒状的内管及以包围内管的方式设置的筒状的外管；基板保持件，收纳于内管，上下保持多个基板；气体喷嘴，沿上下方向设置于外管及内管之间的间隙，从在上下形成有多个的供给孔向开设于内管的流入口供给气体而在基板形成膜；流出口，形成于内管，流出供给至内管的气体；排出口，形成于外管，向反应管的外侧排出从流出口流出的气体；排出单元，使滞留于间隙的气体从排出口排出；以及控制部，控制为从气体喷嘴供给原料气体及惰性气体而在基板形成膜，从排出口排出反应管内的环境空气的同时，从气体喷嘴供给惰性气体，并将滞留于间隙的气体排出。

Description

基板处理装置、反应管、半导体装置的制造方法及程序
技术领域
本发明涉及基板处理装置、反应管、半导体装置的制造方法及程序。
背景技术
作为基板处理装置的一例，已知具有半导体制造装置，作为半导体制造装置的一例，已知立式装置。
这种基板处理装置构成为，具有作为将晶片以保持多层的状态收纳于反应管内的基板保持部件的舟皿，且将保持于舟皿的晶片在反应管内的处理室处理。
在专利文献1示出了将分批处理的多个晶片用舟皿保持的结构，通过向插入有晶片的反应管同时供给两种以上的原料气体，从而在晶片上形成膜。
另外，在专利文献2中，将盖加热器设置于石英筒中，从晶片下方补充热能，从而能够缩短升温时间，并且吹扫气体不会对晶片区域产生影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/041376号
专利文献2：美国专利申请公开第2017/0037512号
发明内容
发明所要解决的课题
在将反应管做成双重构造的基板处理装置中，气体容易滞留于构成反应管的外管与内管的间隙。若气体滞留于该间隙，则副生成物堆积，成为颗粒的原因。
本发明的目的在于提供抑制在构成反应管的外管与内管的间隙可能生成的副生成物的产生的技术。
用于解决课题的方案
根据本发明第一方案的基板处理装置，其特征在于，具备：反应管，其具有筒状的内管及以包围该内管的方式设置的筒状的外管；基板保持件，其收纳于上述内管，且上下保持多个基板；气体喷嘴，其沿上下方向设置于上述外管及上述内管之间的间隙，且从在上下形成有多个的供给孔向开设于上述内管的流入口供给气体，从而在上述基板形成膜；流出口，其形成于上述内管，且流出供给至该内管的气体；排出口，其形成于上述外管，且向上述反应管的外侧排出从上述流出口流出的气体；排出单元，其使滞留于上述间隙的气体从上述排出口排出；以及控制部，其控制为从上述气体喷嘴供给原料气体及惰性气体而在上述基板形成膜，从上述排出口排出上述反应管内的环境空气的同时，从上述气体喷嘴供给惰性气体，并将滞留于上述间隙的气体排出。
发明的效果
根据本发明，能够提供抑制在构成反应管的外管与内管的间隙可能生成的副生成物的产生的技术。
附图说明
图1是第一实施方式的基板处理装置的概略结构图。
图2是表示第一实施方式的基板处理装置的立式处理炉的横剖视图。
图3是第一实施方式的基板处理装置的立式处理炉的立体剖视图。
图4是第一实施方式的基板处理装置的立式处理炉的纵剖视图。
图5是将第一实施方式的基板处理装置的立式处理炉的上部放大后的剖视图。
图6是表示第一实施方式的基板处理装置的块图。
图7是比较例的立式处理炉的纵剖视图。
图8是表示第一实施方式的基板处理装置的反应管内的硅源气体的浓度分布的解析结果。
图9是第二实施方式的基板处理装置的立式处理炉的立体剖视图。
图10是表示图9的主要部分的放大图。
图11是表示第三实施方式的基板处理装置的立式处理炉的横剖视图。
图12是表示第四实施方式的基板处理装置的立式处理炉的横剖视图。
图13是表示第五实施方式的基板处理装置的立式处理炉的横剖视图。
图14是第六实施方式的基板处理装置的立式处理炉的立体剖视图。
图15是第七实施方式的基板处理装置的立式处理炉的主要部分的立体剖视图。
图中：
10—基板处理装置，12—内管，14—外管，18a—第一隔壁，18a1—开口部，18b—第二隔壁，18c—第三隔壁，18d—第四隔壁，18d1—开口部，20—主排气路径，22—副排气路径，121c—存储装置，123—外部存储装置，200—晶片，201—处理室，203—反应管，217—舟皿，222—喷嘴配置室，222d—第一开口部，222f—第二开口部，230—排气口，234a—供气孔，234b—供气孔，234c—供气孔，235a—供气狭缝，235b—供气狭缝，235c—供气狭缝，235d—流入口，280—控制器，340a—气体喷嘴，340b—气体喷嘴，340c—气体喷嘴。
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。
图1是表示本实施方式的基板处理装置10的图，基板处理装置10用于半导体装置的制造。
该基板处理装置10具备处理炉202，处理炉202具有作为加热单元的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过支撑于未图示的加热器底座而垂直地安装。加热器207还作为通过热使处理气体活性化的活性化机构发挥功能。
在加热器207的内侧与加热器207呈同心圆状地配设有构成反应容器的反应管203。反应管203由例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成。
如图2所示，反应管203具有圆筒状的内管12和以包围内管12的方式设置的圆筒状的外管14。内管12与外管14配设成同心圆状，在内管12与外管14之间形成有间隙S。
如图1所示，内管12形成为下端开放且上端被平坦状的壁体堵塞的有顶棚形状。另外，外管14也形成为下端开放且上端被平坦状的壁体堵塞的有顶棚形状。
如图2所示，在形成于内管12与外管14之间的间隙S设有喷嘴配置室222，在内管12的周壁开设作为流入口的一例的供气狭缝235a、235b、235c。
如图3所示，在与这些供气狭缝235a、235b、235c对置的内管12的周壁的部位开设作为流出口的一例的第一气体排出口236。另外，在第一气体排出口236的下部开设有开口面积比第一气体排出口236小的作为流出口的一例的第二气体排出口237。
如图1所示，该内管12的内部构成处理室201。在处理室201对作为基板的晶片200进行处理。
该处理室201可收纳作为可以将晶片200以水平姿势且沿垂直方向排列多层的状态保持的基板保持件的一例的舟皿217，内管12包围所收纳的晶片200。
反应管203的下端由圆筒体状的歧管226支撑。歧管226例如由镍合金、不锈钢等金属构成，或者由石英或SiC等耐热性材料构成。在歧管226的上端部形成有凸缘，在该凸缘上设置并支撑外管14的下端部。
在该凸缘与外管14的下端部之间具有O形环等气密部件220，将反应管203内设置成气密状态。
在歧管226的下端的开口部，经由O形环等气密部件220气密地安装有密封帽219，气密地堵塞反应管203的下端的开口部侧、即歧管226的开口部。密封帽219例如由镍合金、不锈钢等金属构成，形成为圆盘状。密封帽219也可以构成为由石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料覆盖其外侧。
在密封帽219上设有支撑舟皿217的舟皿支撑台218。舟皿支撑台218例如由石英、SiC等耐热性材料构成，作为隔热部发挥功能。
舟皿217竖立设置于舟皿支撑台218上。舟皿217例如由石英、SiC等耐热性材料构成。舟皿217具有固定于舟皿支撑台218的未图示的底板和在其上方配置的顶板，在底板和顶板之间架设有多根支柱217a(参照图9及图10)。
在舟皿217保持有在内管12内的处理室201处理的多个晶片200。多个晶片200以相互隔开固定间隔并且保持水平姿势且相互对齐中心的状态支撑于舟皿217的支柱217a(参照图9及图10)，装载方向为反应管203的管轴方向。
在密封帽219的下侧设有使舟皿旋转的舟皿旋转机构267。舟皿旋转机构267的旋转轴265贯通密封帽连接于舟皿支撑台218，利用舟皿旋转机构267，经由舟皿支撑台218使舟皿217旋转，从容使晶片200旋转。
密封帽219通过设于反应管203的外部的作为升降机构的舟皿升降机115沿垂直方向升降，能够将舟皿217相对于处理室201搬入及搬出。
在歧管226以贯通歧管226的方式设置有支撑向处理室201内供给气体的气体喷嘴340a～340e的喷嘴支撑部350a～350c(图4参照)(仅图示气体喷嘴340a、喷嘴支撑部350a)。
在此，在本实施方式中，设有五个喷嘴支撑部350a～350c(参照图4)。喷嘴支撑部350a～350c例如由镍合金、不锈钢等材料构成。
在喷嘴支撑部350a～350c(参照图4)的一端分别连接有向处理室201内供给气体的供气管310a～310c。另外，连接气体喷嘴340d、340e的喷嘴支撑部通过未图示的两分叉管统一，并连接于供气管310d。
在喷嘴支撑部350a～350c(参照图4)的另一端分别连接有气体喷嘴340a～340d(仅图示喷嘴支撑部350a、气体喷嘴340a)。气体喷嘴340a～340e由例如石英或SiC等耐热性材料构成。
在供气管310a，从上游方向起，依次分别设有供给原料气体的原料气体供给源360a、作为流量控制器的质量流量控制器(MFC)320a以及作为开闭阀的阀330a。在供气管310b，从上游方向起，依次分别设有供给原料气体的原料气体供给源360b、MFC320b以及阀330b。
在供气管310c，从上游方向起，依次分别设有供给惰性气体的惰性气体供给源360c、MFC320c以及阀330c。另外，在供气管310d，从上游方向起，依次分别设有供给惰性气体的惰性气体供给源360d、MFC320d以及阀330d。
在供气管310a的比阀330a靠下游侧连接有供给惰性气体的供气管310e。在供气管310e，从上游方向起，依次分别设有惰性气体供给源360e、MFC320e以及阀330e。在供气管310b的比阀330b靠下游侧，连接有供给惰性气体的供气管310f。在供气管310f，从上游方向起，依次分别设有惰性气体供给源360f、MFC320f以及阀330f。此外，供给惰性气体的惰性气体供给源360c～360e连接于共通的供给源。
作为从供气管310a供给的原料气体，可以列举氨(NH3)气。另外，作为从供气管310b供给的原料气体，可以列举硅(Si)源气体。而且，作为从各供气管310c～310f供给的惰性气体，可以列举氮(N2)气。
在反应管203的外管14开设有排气口230。排气口230形成于比第二气体排出口237靠下方，且连接于排气管231。
在排气管231，经由检测处理室201内的压力的作为压力检测器的压力传感器245及作为压力调整器的APC(Auto Pressure Controller)阀244，连接有作为真空排气装置的真空泵246。真空泵246的下游侧的排气管231连接于未图示的废气处理装置等。由此，构成为，通过控制真空泵246的输出及阀244的开度，能够以处理室201内的压力成为预定的压力(真空度)的方式进行真空排气。
此外，APC阀244是能够通过开闭阀进行处理室201内的真空排气、真空排气停止，而且调节阀开度，调整传导率，进行处理室201内的压力调整的开闭阀。
在反应管203内设置有作为温度检测器的未图示的温度传感器，且构成为，基于由温度传感器检测出的温度信息，调整向加热器207的供给电力，从而处理室201内的温度成为期望的温度分布。
在以上的处理炉202中，装载多层分批处理的多个晶片200的舟皿217通过舟皿支撑台218插入处理室201。然后，通过加热器207将插入到处理室201的晶片200加热至预定的温度。
接下来，参照图2～图5，对反应管203的结构进行说明。此外，图3中，省略了气体喷嘴340a～340e、舟皿217等的记载。
如图2及图3所示，在内管12形成有多个用于向处理室201内供给气体的供气狭缝235a～235c。供气狭缝235a～235c连通喷嘴配置室222和处理室201。
喷嘴配置室222形成于在内管12的外周面12c与外管14的内周面14a之间形成为环状的间隙S。喷嘴配置室222具备第一室222a、第二室222b、以及第三室222c，各室222a～222c沿形成为环状的间隙S的周向并列设置。
第一室222a形成于从内管12的外周面12c向外管14伸出到第一隔壁18a及第二隔壁18b间。第一室222a的反应管203中心侧的前壁由内管12的周壁构成，并且周向的侧壁由第一隔壁18a及第二隔壁18b构成，且外管14侧开放。
第一隔壁18a及第二隔壁18b的外管14侧的缘达不到外管14的周壁，各隔壁18a、18b在外管14侧开口。由此，在第一隔壁18a形成有第一开口部222d，经由该第一开口部222d，第一室222a连通于排气口230侧的间隙S。
第二室222b形成于从内管12的外周面12c向外管14伸出的前述的第二隔壁18b及第三隔壁18c间。第二室222b的反应管203中心侧的前壁由内管12的周壁构成，且周向的侧壁由第二隔壁18b及第三隔壁18c构成。
另外，第二室222b的外管14侧的后壁由将第二隔壁18b的缘和第三隔壁18c的缘连续设置的连续设置壁18e形成，第二室222b被连续设置壁18e、内管12的周壁、第二隔壁18b、以及第三隔壁18c包围。
第三隔壁18c的外管14侧的缘达不到外管14的周壁，在连续设置各隔壁18b、18c的连续设置壁18e与外管14的周壁之间形成有连通第一室222a和第三室222c的连通路222e。
第三室222c形成于从内管12的外周面12c向外管14伸出的上述的第三隔壁18c及第四隔壁18d间。第三室222c的反应管203中心侧的前壁由内管12的周壁构成，并且周向的侧壁由第三隔壁18c及第四隔壁18d构成，外管14侧开放。
第四隔壁18d的外管14侧的缘达不到外管14的周壁，各隔壁18c、18d的外管14侧开口。由此，在第一隔壁18d形成有第二开口部222f，经由第二开口部222f，第三室222c连通于排气口230侧的间隙S。
在此，若增大第一开口部222d及第二开口部222f的开口面积，则从气体喷嘴340a、340c向内管12内的晶片200供给的气体会减少。因此，从第一隔壁18a的缘到外管14的周壁的分离距离R、及从第二隔壁18b的缘到外管14的周壁的分离距离优选设为1mm～5mm的范围内，更优选设为2mm～5mm。
各隔壁18a～18d及连续设置壁18e形成于从内管12的上端到下端。由此，各室222a～222c形成为下端部开放并且上端被构成内管12的顶面的壁体堵塞的有顶棚的形状。
如图2所示，在该喷嘴配置室222的各室222a～222c分别设置有沿上下方向延伸的气体喷嘴340a～340c。
相邻的气体喷嘴340a～340c彼此被各隔壁18b、18c划分开，能够抑制从各气体喷嘴340a～340c供给的气体在喷嘴配置室222内混合。
另外，气体喷嘴340b配置于由内管12的周壁、第二隔壁18b、第三隔壁18c、以及连续设置壁18e包围成的第二室222b。由此，能够提高流出至晶片200表面的气体的比例。
在内管12的周壁，在第一气体排出口236的两侧的每一个的两个部位沿上下方向延伸设置内周面12a向外侧呈圆弧状后退而成的后退部12b，在喷嘴配置室222侧的后退部12b配置有气体喷嘴340d、340e。
各气体喷嘴340a～340c相互设置于比喷嘴配置室222内的下部靠上部，气体喷嘴340d、340e相互设置于比后退部12b内的下部靠上部。
气体喷嘴340a～340e分别构成为I字型的长喷嘴。在气体喷嘴340a～340e的侧面分别设有供给气体的供气孔234a～234e。供气孔234a～234e分别以朝向反应管203的中心的方式开口，将来自各供气孔234a～234e的气体向反应管203的中心部供给。
作为第一气体喷嘴的一例的气体喷嘴340a、340c从朝向对应的作为流入口的一例的供气狭缝235a、235c开口的作为第一供给孔的一例的供气孔234a、234c喷射惰性气体。作为与上述的第一气体喷嘴不同的第二气体喷嘴的一例的气体喷嘴340b在与该气体喷嘴340b对应的各隔壁18b、18c间的空间即第二室222b内放出原料气体。在该气体喷嘴340b的作为第二供给孔的一例的供气孔234b的压力损失比在气体喷嘴340a、340c的作为第一供给孔的一例的供气孔234a、234c的压力损失小。
作为其具体的结构的一例，使作为第二供给孔的一例的气体喷嘴340b的供气孔234b的开口面积比供气孔234a、234c的开口面积大。由此，能够使在气体喷嘴340b的供气孔234b的压力损失比在供气孔234a、234c的压力损失小。
另外，与各气体喷嘴340a～340c对应的各隔壁18a～18d中的配置于第一气体排出口236侧的第一隔壁18a及第四隔壁18d构成第一室222a及第三室222c的侧壁。
在第一隔壁18a开设用于流出从对应的作为第一气体喷嘴的一例的气体喷嘴340a供给的惰性气体的第一开口部222d。另外，在第四隔壁18d开设有用于流出从对应的作为第一气体喷嘴的一例的气体喷嘴340c供给的惰性气体的第二开口部222f。
因此，将来自气体喷嘴340a的惰性气体经由第一开口部222d作为吹扫气体供给至排气口230侧的间隙S，将间隙S中的气体喷嘴340a侧相对于排气口230侧设置为正压。由此，构成使滞留于间隙S的气体从排出口230排出的排出单元。另外，将来自气体喷嘴340c的惰性气体经由第二开口部222f作为吹扫气体供给至排气口230侧的间隙S，将间隙S中的气体喷嘴340c侧相对于排气口230侧设置为正压。由此，构成使滞留于间隙S的气体从排出口230排出的排出单元。
根据这样的结构，能够有效地吹扫内管12与外管14的间隙S，能够抑制间隙S的气体的滞留，能够缩短吹扫时间。而且，通过抑制间隙S的气体的滞留，能够降低颗粒的产生。另外，通过从内管12的外侧供给吹扫气体，能够辅助高压工艺时的处理室201内的升压。
在内管12的与形成有喷嘴配置室222的部位对置的周壁的部位开设有第一气体排出口236。第一气体排出口236以在与喷嘴配置室222之间隔着处理室201的收纳晶片200的区域的方式配置。第一气体排出口236形成于处理室201的收纳晶片200的从下端侧到上端侧的区域(晶片区域)。
在内管12的第一气体排出口236的下方的周壁的部位形成有第二气体排出口237。第一气体排出口236以连通处理室201和间隙S的方式形成，第二气体排出口237以排出处理室201下方的环境空气的方式形成。
即，第一气体排出口236是将处理室201内的环境空气排出至间隙S的气体排出口，从第一气体排出口236排出的气体经由内管12的外侧的间隙S及排气口230，从排气管231排出至反应管203外。另外，从第二气体排出口237排出的气体经由间隙S的下侧及排气口230，从排气管231排出至反应管203外。
通过这样的结构，通过晶片后的气体经由筒部外侧排气，从而缩小真空泵246等的排气部的压力与晶片区域的压力的差，能够将压力损失设置为最小限度。而且，通过将压力损失设置为最小限度，能够降低晶片区域的压力，能够提高晶片区域的流速，缓解负载效应。
由此，如图1所示，形成主排气路径20，主排气路径20将内管12内的环境空气经由开设于与供气狭缝235a～235c对置的壁面的作为流出口的一例的第一气体排出口236、间隙S、开设于外管14的排气口230而排出。
另外，形成副排气路径22，该副排气路径22将内管12内的环境空气经由开设于内管12的与供气狭缝235a～235c对置的壁面的作为另一流出口的第二气体排出口237、间隙S、以及开设于外管14的排气口230而排出至外部。
图4是表示供气狭缝235a～235c的结构的图，省略了舟皿217等的记载。
在内管12的周壁沿上下方向形成有多个与喷嘴配置室222的第一室222a连通的横长的狭缝状的供气狭缝235a。在供气狭缝235a的侧部沿上下方向形成有多个与第二室222b连通的横长的狭缝状的供气狭缝235b。在供气狭缝235b的侧部沿上下方向形成有多个与第三室222c连通的横长的狭缝状的供气狭缝235c。
由此，供气狭缝235a～235c在上下左右方向形成为多层、多列的矩阵状。
供气狭缝235a～235c的内管12周向的长度若设置为与喷嘴配置室222内的各室222a～222c的周向的长度相同，则可以提高气体供给效率。另外，供气狭缝235a～235c若除了各隔壁18a～18d与内管12的周壁的连结部分外形成为横长且纵向多层，则能够提高气体供给效率。
供气狭缝235a～235c以作为四个拐角的边缘部描绘曲面的方式顺滑地形成。在边缘部进行R倒角等，形成曲面状，从而能够抑制边缘部周缘的气体的停滞，能够抑制边缘部的膜的形成，而且，能够抑制形成于边缘部的膜的膜剥落。
另外，在内管12的喷嘴配置室222侧的内周面12a的下端形成有用于将气体喷嘴340a～340c配置于喷嘴配置室222的对应的各室222a～222c内的开口部256。
设置气体喷嘴340a～340c时，从开口部256现象对应的各室222a～222c插入气体喷嘴340a～340c，将气体喷嘴340a～340c的下端临时提升得比喷嘴支撑部350a～350c的上端高。然后，使气体喷嘴340a～340c的下端比喷嘴支撑部350a～350c的上端低，从而将气体喷嘴340a～340c的下端插入喷嘴支撑部350a～350c。
由此，如图2所示，各气体喷嘴340a～340c收纳于喷嘴配置室222的对应的各室222a～222c。另外，气体从各气体喷嘴340a～340c经由开设于构成各室222a～222c的前壁的内管12的作为流入口的一例的供气狭缝235a～350c供给至内管12内。此时，能够通过各隔壁18a～18d抑制气体从气体喷嘴340a～340c沿内管12的外周面12c的流动。
喷嘴配置室222的各隔壁18a～18d形成于从喷嘴配置室222的顶棚部到反应管203的下端部上部。具体而言，如图4所示，各隔壁18b、18c的下端形成至比开口部256的上缘靠下侧。各隔壁18b、18c的下端形成至比反应管203的下端部靠上侧且比喷嘴支撑部350a～350c的上端部靠下侧。
如图5所示，供气狭缝235a～350c形成为，分别配置于在收纳于处理室201的状态的舟皿217载置有多层的相邻的晶片200与晶片200之间(仅图示供气狭缝235a)。图5中，省略说明舟皿217。
供气狭缝235a～350c优选形成为，从可载置于舟皿217的最下层的晶片200与舟皿217的底板之间到最上层的晶片200与舟皿217的顶板之间，位于各晶片200、底板、以及天板之间。
气体喷嘴340a～340c的供气孔234a～234c可以以相对于各供气狭缝235一一对应的方式形成于各供气狭缝235a～235c的纵宽度的中央部分。
例如，在形成有25个供气狭缝235a～235c的情况下，可以分别形成25个供气孔234a～234c。即，供气狭缝235a～235c和供气孔234a～234c可以形成为载置的晶片200的个数+1个。通过形成这样的狭缝结构，能够在晶片200上形成与晶片200平行的处理气流(参照图5箭头)。
如图1所示，第一气体排出口236形成于内管12的晶片区域，处理室201和间隙S连通。第二气体排出口237形成于从比排气口230的上端高的位置到比排气口230的下端高的位置。
图6是表示基板处理装置10的块图，基板处理装置10的作为控制部(控制单元)的控制器280作为计算机而构成。该计算机具备CPU(CentralProcessingUnit)121a、RAM(RandomAccessMemory)121b、存储装置121c、I/O端口121d。
RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为经由内部总线121e可与CPU121a进行数据交换。在控制器280连接有作为例如触摸面板而构成的输入/输出装置122。
存储装置121c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive)等构成。存储装置121c内可读取地存储有控制基板处理装置的动作的控制程序、记载有后述的基板处理的步骤、条件等的工艺配方等。
工艺配方是将后述的基板处理工序的各步骤以能够被控制器28执行而得到预定的结果的方式组合而得到的，作为程序发挥功能。以下，将工艺配方、控制程序等总称地简称为程序。
本说明书中使用称为程序的术语的情况具有仅含工艺配方单体的情况，仅含控制程序单体的情况，以及含有这双方的情况。RAM121b构成为临时保持被CPU121a读取出的程序、数据等的存储区域(工作区)。
I/O端口121d连接于上述的MFC320a～320f、阀330a～330f、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、加热器207、温度传感器、舟皿旋转机构267、舟皿升降机115等。
CPU121a构成为，从存储装置121c读取控制程序，并执行，并且根据来自输入/输出装置122的操作指令的输入等从存储装置121c读取工艺配方。
CPU121a构成为，以按照度去除的工艺配方的内容的方式，控制MFC320a～320f对各种气体的流量调整动作、阀330a～330f的开闭动作、APC阀244的开闭动作。另外，CPU121a构成为，控制基于压力传感器245的APC阀244的压力调整动作、真空泵246的启动及停止、基于温度传感器的加热器207的温度调整动作。而且，CPU121a构成为控制舟皿旋转机构267对舟皿217的旋转及旋转速度调整动作、舟皿升降机115对舟皿217的升降动作等。
控制器280不限于作为专用的计算机而构成的情况，也可以作为通用的计算机而构成。例如，准备存储有上述的程序的外部存储装置123，使用该外部存储装置123，向通用的计算机安装程序等，从而能够构成本实施方式的控制器280。作为外部存储装置，例如，可以列举硬盘等磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器等半导体存储器等。
但是，用于向计算机供给程序的单元不限于经由外部存储装置123而供给的情况。例如，也可以使用网络、专用线路等通信单元，不经由外部存储装置123供给程序。存储装置121c、外部存储装置123构成为计算机可读取的记录介质。以下，将它们总称地简称为记录介质。本说明书中使用称为记录介质的术语的情况下，具有仅含存储装置121c单体的情况、仅含外部存储装置123单体的情况，以及含有它们双方的情况。
接下来，按照控制器280进行的控制步骤，对本发明相关的基板处理装置的动作概要进行说明。此外，向反应管203插入预先载置有预定个数的晶片200的舟皿217，通过密封帽219将反应管203气密地堵塞。
当开始控制器280的控制时，控制器280使真空泵246及APC阀244工作，从排气口230排出反应管203内的环境空气(排气步骤)。
例如，在经过预定时间等的排气处理完成后，控制器280使阀330b、330f开放，从作为第二气体喷嘴的一例的气体喷嘴340b，将硅(Si)源气体作为原料气体与作为载体的氮气一同供给。与此同时，控制器280使阀330a闭合，并且使阀330c～330f开放，从气体喷嘴340a、340c～340f作为惰性气体供给氮(N2)气，对晶片200实施处理，形成层(第一处理步骤)。
此时，控制器280以从压力传感器245得到的压力固定的方式使真空泵246及APC阀244工作，将反应管203内的环境空气从排气口230排出，向反应管203内供给负压。
由此，原料气体在晶片200上平行地流动后，通过第一气体排出口236及第二气体排出口237而从间隙S的上部向下部流动，经由排气口230从排气管231排出。
在该处理步骤中，从气体喷嘴340a、340c～340e向晶片200中心供给惰性气体。此时，通过利用控制器280控制来自各气体喷嘴340a、340c～340e的惰性气体的供给量，从而能够调整为晶片200中心部的惰性气体浓度比外周部的惰性气体浓度低。由此，能够控制原料气体向晶片200中心部的供给量，因此，能够使由原料气体形成于晶片200的层的面内厚度分布从中央凹分布接近平坦分布，接近中央凸分布。
此时，在配置于排气口230侧的一方的隔壁18a开设有用于露出从对应的气体喷嘴340a供给的惰性气体的第一开口部222d。因此，能够使来自气体喷嘴340a的惰性气体的一部分向以喷嘴配置室222为边界的一方侧(图2中的俯视下绕逆时针CCW侧)流出，将间隙S的喷嘴配置室222侧相对于排气口230侧设置为正压。由此，能够从排气口230吹出滞留于内管12与外管14之间的间隙S的气体。
另外，在配置于排气口230侧的另一方的第四隔壁18d开设有用于流出从对应的气体喷嘴340c供给的惰性气体的第二开口部222f。因此，能够使来自气体喷嘴340c的惰性气体的一部向以喷嘴配置室222为边界的另一方侧(图2中的俯视下绕顺时针CW侧)流出，将间隙S的喷嘴配置室222侧相对于排气口230侧设置为正压。由此，能够将滞留于内管12与外管14之间的间隙S的气体从排气口230吹出。
然后，在经过预定时间等，处理完成时，控制器280使阀330b闭合，停止来自气体喷嘴340b的原料气体的供给，并且使阀330f开放，供给来自气体喷嘴340b的惰性气体。另外，控制真空泵246及APC阀244，增大向反应管203内供给的负压等，将反应管203内的环境空气从排气口230排出。与此同时，打开阀330a、330c，从作为第一气体喷嘴的一例的气体喷嘴340a、340c供给惰性气体，将滞留于内管12与外管14之间的间隙S的气体从排气口230吹出(排出步骤)。
然后，经过预定时间等的吹出结束后，控制器280使阀330a、330e开放，从气体喷嘴340a将氨(NH3)气作为原料气体与作为载体的氮(N2)气一同供给。与此同时，控制器280使阀330b闭合，使阀330c、330d、330f开放，从而从气体喷嘴340a、340c、340d、340f作为惰性气体供给氮(N2)气，对晶片200实施处理(第二处理步骤)。
此时，控制器280以从压力传感器245得到的压力固定的方式使真空泵246及APC阀244工作，将反应管203内的环境空气从排气口230排出，向反应管203内供给负压。
由此，原料气体在晶片200上平行地流动后，通过第一气体排出口236及第二气体排出口237从间隙S的上部向下部流动，经由排气口230从排气管231排出。
然后，在经过预定时间等，处理结束时，控制器280使阀330a闭合，停止来自气体喷嘴340a的原料气体的供给。另外，控制真空泵246及APC阀244，增大向反应管203内供给的负压等，将反应管203内的环境空气从排气口230排出。与此同时，将阀330a、330c开放，从气体喷嘴340a、340c供给惰性气体，将滞留于内管12与外管14之间的间隙S的气体从排气口230吹出(排出步骤)。此时，将阀330b开放，从气体喷嘴340b也供给惰性气体。
当反复进行多次第一处理步骤、排出步骤、第二处理步骤、排出步骤的循环而晶片200的处理完成时，根据与上述的动作相反的步骤，从反应管203内搬出舟皿217。晶片200通过未图示的晶片移载机从舟皿217移载至移载架的纵槽，纵槽通过纵槽搬送机从移载架移载至纵槽台，通过外部搬送装置搬出至箱体的外部。
根据本实施方式，可得到以下所示的一个或多个效果。
(a)在内管12与外管14之间的间隙S，能够将喷嘴配置室222侧相对于排气口230侧设置为正压。由此，能够将滞留于内管12与外管14之间的间隙S的气体从排气口230吹出。另外，能够抑制在间隙S内的气体滞留，因此，能够抑制在反应管203内侧的副生成物的附着及产生，减少颗粒的产生。
(b)对于双重管构造的内管12与外管14之间的间隙S，能够提高吹扫气体的循环效率。
(c)通过在排气口230侧的第一隔壁18a及第四隔壁18d设置使来自气体喷嘴340a、340c的惰性气体流出的第一开口部222d及第二开口部222f，能够将间隙S的喷嘴配置室222侧相对于排气口230侧设置为正压。因此，与额外设置赋予正压用的配管的情况比较，能够简化结构。
(d)在放出原料气体的气体喷嘴340b的供气孔234b的压力损失比在喷射惰性气体的气体喷嘴340a、340c的供气孔234a、234e的压力损失小。因此，能够顺畅地进行气体喷嘴340b放出来自供气孔234b的原料气体，能够提高向晶片200的原料气体的供给量。另外，能够抑制惰性气体向设有放出原料气体的气体喷嘴340b的第二室222b浸入。
＜比较例＞
图7是表示比较例的图，与本实施方式比较，取消各隔壁18a、18d的各开口部222d、222f，各室222a～222c设置成闭合截面形状。
在该比较例的反应管203中，在间隙S不产生压力差，在间隙S内可能产生原料气体G的滞留。该情况下，在间隙S内容易产生副生成物，可能成为颗粒产生的原因。
与之相对，在本实施方式中，将间隙S的喷嘴配置室222侧相对于排气口230侧设置为正压，从而能够将滞留于间隙S的气体从排气口230吹出。由此，能够抑制间隙S内的气体滞留，抑制副生成物的产生，减少颗粒的产生。
＜解析结果＞
图8是表示反应管203内的硅源气体的浓度分布的解析结果。
根据该解析结果，能够确认，来自气体喷嘴340a、340c的惰性气体流入间隙S，将滞留于间隙S的气体从排气口230吹出。
(第二实施方式)
图9及图10是表示第二实施方式的图，对与第一实施方式相同或相似的部分标注相同的符号，并省略说明，并且仅对不同的部分进行说明。此外，在图9及图10中，省略了第一实施方式的气体喷嘴340e、340e等的记载。
即，本实施方式的基板处理装置10中，供给原料气体的气体喷嘴340b、及供给惰性气体的气体喷嘴340a、340c形成为在上端侧折回的U字状。
供给原料气体的气体喷嘴340b的供气孔234b构成为在气体喷嘴340b的长边方向上延伸的长孔，与第一实施方式的供气孔234b比较，开口面积更大。由此，构成为，在供给原料气体的气体喷嘴340b的供气孔234b的压力损失比在供给惰性气体的气体喷嘴340a、340c的供气孔234a、234c的压力损失小。
另外，将来自气体喷嘴340b的原料气体供给至内管12内的流入口235d构成为形成于内管12的切口，流入口235d例如形成于设于气体喷嘴340b的供气孔234b对置的范围。由此，收纳有气体喷嘴340b的喷嘴配置室222的第二室222b的内管12侧开口。
在以上的结构的本实施方式中，也能够起到与第一实施方式相同的作用效果。
(第三实施方式)
图11是表示第三实施方式的图，对与第一实施方式相同或相似的部分标注相同的符号，并省略说明，并且仅对不同的部分进行说明。
即，在本实施方式的基板处理装置10的反应管203中，与第一实施方式比较，取消连续设置喷嘴配置室222的第二隔壁18b的缘与第三隔壁18c的缘的连续设置壁18e。由此，收纳有供给原料气体的气体喷嘴340b的喷嘴配置室222的第二室222b的后部开放。
这样的结构，也能够得到与第一实施方式相同的作用效果。
(第四实施方式)
图12是表示第四实施方式的图，对与第一实施方式相同或相似的部分标注相同的符号，并省略说明，并且仅对不同的部分进行说明。
即，在本实施方式的基板处理装置10的反应管203中，与第一实施方式比较，连续设置喷嘴配置室222的第二隔壁18b和第三隔壁18c的连续设置壁18e延伸至第一隔壁18a及第四隔壁18d。由此，在喷嘴配置室222中，供给惰性气体的气体喷嘴340a、340c的各室222a、222c的外管14侧被连续设置壁18e堵塞，在连续设置壁18e与外管14之间，形成有连通路222e。
在以该喷嘴配置室222为边界的一方侧(图12中的俯视下绕逆时针CCW侧)设有供给惰性气体的气体喷嘴340f，在气体喷嘴340f，沿长边方向隔开间隔地开设多个在气体喷嘴340f的长边方向上较长的供气孔234f。
气体喷嘴340f的供气孔234f向反应管203的周向的排气口230侧开口。构成为通过从该气体喷嘴340f的供气孔234f供给惰性气体，将间隙S的气体喷嘴340a～340c侧相对于排气口230侧设置为正压。
由此，构成为，能够将滞留于以喷嘴配置室222为边界的一方侧(图12中的俯视下绕逆时针CCW侧)的气体从排气口230吹出。
另外，在以喷嘴配置室222为边界的另一方侧(图12中的俯视下绕顺时针CW侧)设有供给惰性气体的气体喷嘴340g，在气体喷嘴340g沿长边方向隔开间隔地设有多个在气体喷嘴340g的长度方向上较长的供气孔234g。
气体喷嘴340g的供气孔234g向反应管203的周向的排气口230侧开口。构成为，通过从该气体喷嘴340g的供气孔234g供给惰性气体，将间隙S的气体喷嘴340a～340c侧相对于排气口230侧设置为正压。
由此，构成为，能够将滞留于以喷嘴配置室222为边界的另一方侧(图12中的俯视下绕顺时针CW侧)的气体从排气口230吹出。
这样的结构也能够得到与第一实施方式相同的作用效果。
另外，即使在难以在隔壁18a、18d形成第一开口部222d及第二开口部222f的情况下，也能够将间隙S内的滞留气体从排气口230吹出。
(第五实施方式)
图13是表示第五实施方式的图。第五实施方式是第四实施方式的变形例，对与第四实施方式相同或相似的部分标注相同的符号，并省略说明，并且仅对不同的部分进行说明。
即，本实施方式的基板处理装置10与第四实施方式比较，取消了配置于喷嘴配置室222的一方侧及另一方侧的气体喷嘴340f、340g。
另一方面，在喷嘴配置室222的一方侧(图13中的俯视下绕逆时针CCW侧)的第一隔壁18a设有开口部18a1，将来自气体喷嘴340a的惰性气体经由开口部18a1供给至一方侧的间隙S。由此，将间隙S的气体喷嘴340a～340c侧相对于排气口230侧设置为正压，通过来自气体喷嘴340a的惰性气体，将以喷嘴配置室222为边界的一方侧(图13中的俯视下绕逆时针CCW侧)的滞留气体吹出。
另外，在喷嘴配置室222的另一方侧(图13中的俯视下绕顺时针CW侧)的第四隔壁18d设有开口部18d1，将来自气体喷嘴340c的惰性气体经由开口部18d1供给至另一方侧的间隙S。由此，将间隙S的气体喷嘴340a～340c侧相对于排气口230侧设置为正压，通过来自气体喷嘴340c的惰性气体，将以喷嘴配置室222为边界的一方侧(图13中的俯视下绕顺时针CW侧)的滞留气体吹出。
本实施方式也能够起到与第四实施方式相同的作用效果。
另外，通过取消气体喷嘴340f、340g，能够实现低成本化。
(第六实施方式)
图14是表示第六实施方式的图。第六实施方式是第四实施方式的变形例，对与第四实施方式相同或相似的部分标注相同的符号，并省略说明，并且仅对不同的部分进行说明。
即，本实施方式的基板处理装置10中，供给原料气体的气体喷嘴340b、及供给惰性气体的气体喷嘴340a、340c形成为在上端部折回的U字状。另外，在形成于内管12的各后退部12b设有气体喷嘴340d、340e。
即使这样的结构，也能够得到与第四实施方式相同的作用效果。
(第七实施方式)
图15是表示第七实施方式的图。第七实施方式是第六实施方式的变形例，对与第六实施方式相同或相似的部分标注相同的符号，并省略说明，并且仅对不同的部分进行说明。
即，本实施方式的基板处理装置10与第六实施方式比较，取消了设于以喷嘴配置室222为边界的另一方侧(图15中的俯视下绕顺时针CW侧)的气体喷嘴340g。
另一方面，设于以喷嘴配置室222为边界的一方侧(图15中的俯视下绕逆时针CCW侧)的气体喷嘴340f的供气孔234f在反应管203的周向上向喷嘴配置室222侧及排气口230侧开口。
另外，连续设置喷嘴配置室222的第二隔壁18b和第三隔壁18c的连续设置壁18e延伸至第一隔壁18a及第四隔壁18d。由此，在喷嘴配置室222中，供给惰性气体的气体喷嘴340a、340c的各室222a、222c的外管14侧被连续设置壁18e堵塞，在连续设置壁18e与外管14之间形成连通路222e。
即使这样的结构，也能够得到与第六实施方式相同的作用效果。
而且，在通过来自气体喷嘴340f的惰性气体设置为比间隙S的排气口230侧压力大的气体喷嘴340a～340c侧形成有连通喷嘴配置室222的一方侧和另一方侧的连通路222e。
因此，能够通过来自气体喷嘴340f的惰性气体将滞留于以喷嘴配置室222为边界的一方侧(图15中的俯视下绕逆时针CCW侧)及另一方侧(图15中的俯视下绕顺时针CW侧)的气体从排气口230吹出。
因而，相比在以喷嘴配置室222为边界的一方侧及另一方侧设置气体喷嘴340f、340g的情况，能够实现低成本化。

Claims (6)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
反应管，其具有筒状的内管及以包围该内管的方式设置的筒状的外管；
基板保持件，其收纳于上述内管，且上下保持多个基板；
第一气体喷嘴，其沿上下方向设置于上述外管及上述内管之间的间隙，并从在上下形成有多个的第一供给孔向上述间隙喷射惰性气体；
第二气体喷嘴，其从在上下形成有多个的第二供给孔向开设于上述内管的流入口供给原料气体，从而在上述基板形成膜；
流出口，其与上述流入口对置地形成于上述内管的侧面，且使供给至该内管的气体向上述间隙流出；
后退部，其形成为在上述内管的周壁中向外侧后退；
排出口，其在上述流出口的下方形成于上述外管，且向上述反应管的外侧排出从上述流出口流出的气体；
排出单元，其使滞留于上述间隙的气体从上述排出口排出；以及
控制部，其控制为从上述第二气体喷嘴供给原料气体而在上述基板形成膜，从上述排出口排出上述反应管内的环境空气的同时，从上述第一气体喷嘴供给惰性气体，并使滞留于上述间隙的气体排出，
上述第一气体喷嘴和上述第二气体喷嘴被包围上述第二气体喷嘴的隔壁隔开。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述第二气体喷嘴的两侧各设置一个上述第一气体喷嘴，
上述第一气体喷嘴和上述第二气体喷嘴分别独立地被隔壁包围，在包围上述第一气体喷嘴的隔壁形成有与上述间隙连通的开口。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
在形成于上述第二气体喷嘴的第二供给孔的压力损失比在形成于上述第一气体喷嘴的第一供给孔的压力损失小。
4.一种反应管，其使用于基板处理装置，
该反应管的特征在于，
具备一端堵塞的筒状的内管及外管，
上述外管具有与上述内管及上述外管间的间隙连通且将内部的环境空气排出至外部的排气口，
上述内管具有将分别来自于并列设置于上述间隙的第一气体喷嘴和第二气体喷嘴的惰性气体和原料气体分别引导至内部的多个流入口、包围上述第二气体喷嘴并将上述第一气体喷嘴和上述第二气体喷嘴隔开的隔壁、以及在与上述流入口对置的位置开口且将内部的环境空气引导至上述间隙的流出口，
在上述流出口的下方形成于上述外管的上述排气口向上述反应管的外侧排出从上述流出口引导至上述间隙的气体，
上述第一气体喷嘴向上述间隙喷射惰性气体。
5.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有如下工序：
在根据权利要求4所述的反应管收纳基板保持件的工序，所述基板保持件上下保持多个基板；
从第一气体喷嘴供给惰性气体及从第二气体喷嘴供给原料气体而在上述基板形成膜的工序，所述第一气体喷嘴和第二气体喷嘴沿上下方向设置于上述外管及上述内管之间的间隙且具有朝向开设于上述内管的流入口上下形成有多个的供给孔；以及
从排出口排出上述反应管内的环境空气的同时，从上述第一气体喷嘴供给惰性气体，并将滞留于上述间隙的气体排出的工序。
6.一种基板处理方法，其特征在于，通过计算机使权利要求2或权利要求3所述的基板处理装置执行如下的步骤：
从上述排出口排出上述反应管内的环境空气的步骤；
从上述第二气体喷嘴供给原料气体，并且从上述第一气体喷嘴供给惰性气体而在上述基板形成膜的步骤；以及
从上述排出口排出上述反应管内的环境空气的同时，从上述第一气体喷嘴供给惰性气体，并将滞留于上述间隙的气体排出的步骤。
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