本發(fā)明涉及一種基板處理裝置。

背景技術：

以往公知有一種包括以下工序的半導體裝置的制造方法：向設置在反應管的內部的處理室搬入在與基板處理面垂直的方向上配置有多張的基板，該反應管以被加熱裝置包圍外周的方式設置；向以至少到達加熱裝置的外側的方式設置在反應管的內部且設置在反應管的側面的位于處理基板的區(qū)域的部分的氣體導入管導入氣體，從以在與基板處理面垂直的方向上跨著至少兩張以上基板的大小設置成狹縫狀的噴出口向處理室噴出氣體，處理基板。

在該半導體裝置的制造方法中，在基板處理工序中，向后述的多個氣體導入劃分部導入氣體，從分別設置在多個氣體導入劃分部的噴出口向處理室噴出氣體，針對多個氣體導入劃分部的每個氣體導入劃分部形成側流，使進入到基板之間的氣體量均勻，欲提升多張基板的面內、面間的均勻性；前述的氣體導入劃分部設置在氣體導入管內，是在與基板處理面垂直的方向上由劃分壁劃分成的。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，在上述的半導體裝置的制造方法的結構中，即使氣體導入劃分部被劃分壁劃分，在劃分壁和基板之間也存在在垂直方向上未劃分的間隙，成為氣體能夠通過該間隙上下往來的狀態(tài)，因此，存在難以在氣體導入劃分部內形成具有均勻的氣體量的側流這樣的問題。

此外，在處理室內中，在上部和下部易于產(chǎn)生微粒，但由于該微粒也能夠在上述的間隙中上下自由地移動，因此，很難有效地抑制微粒散布在基板上。

因此，本發(fā)明提供一種這樣的基板處理裝置：能夠抑制氣體和微粒在劃分區(qū)域之間往來，面間均勻性和面內均勻性良好，并且能夠抑制微粒向基板上散布。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的一個技術方案的基板處理裝置包括：

基板保持工具，其能夠將多個基板在鉛垂方向上具有間隔地堆疊為多層，具有在鉛垂方向上分隔所述多個基板所堆疊的區(qū)域的多個分隔板；

處理容器，其能夠收容該基板保持工具；

突出部，其以從該處理容器內的與所述分隔板的外周側面相對的內周壁面朝向所述分隔板的外周側面向內側突出的方式延伸，在形成于突出了的頂端的內周側面和所述分隔板的外周側面之間形成間隙；以及

氣體供給部件，其能夠向形成在該突出部的所述內周側面和所述分隔板的外周側面之間的所述間隙供給非活性氣體而形成壓力比周圍的壓力高的正壓部。

附圖說明

附圖作為本說明書的一部分編入而表示本申請的實施方式，與上述一般的說明和后述的實施方式的詳細內容一同說明本申請的概念。

圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的基板處理裝置的一例子的整體結構的圖。

圖2是將本發(fā)明的第1實施方式的基板處理裝置的晶圓舟皿和內管的相對面附近的結構放大地表示的剖視圖。

圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的基板處理裝置的一例子的剖視圖。

圖4是表示本發(fā)明的第3實施方式的基板處理裝置的一例子的剖視圖。

圖5是表示本發(fā)明的第4實施方式的基板處理裝置的一例子的剖視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明用于實施本發(fā)明的方式。在下述詳細的說明中，為了能夠充分地理解本申請，賦予大量具體的詳細說明。但是，不進行這樣詳細的說明本領域技術人員也能夠做成本申請是不言而喻的事項。在其他的例子中，為了避免使各種各樣的實施方式難以理解，并未詳細地表示公知的方法、過程、系統(tǒng)、構成要素。

〔第1實施方式〕

圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的基板處理裝置的一例子的整體結構的圖。參照圖1，基板處理裝置具有在內部沿上下方向以預定的間隔層疊并收容多張基板(以下是晶圓w)的處理容器4和覆蓋處理容器4的側面和上表面的加熱裝置48。

處理容器4由具有有蓋的圓筒形狀的外管6和具有有蓋的圓筒形狀且同心狀地配置在外管6的內側的內管8構成。外管6和內管8由具有耐熱性的材料、例如石英形成。此外，外管6和內管8從其下端部被例如由不銹鋼、鋁等金屬制作的歧管10保持。此外，歧管10固定在底板12上。

在歧管10的下端部的開口部夾著o形密封圈等密封構件16氣密地安裝有例如由不銹鋼、鋁等金屬制作的圓盤狀的蓋部14。此外，在蓋部14的中心部利用例如磁性流體密封件18氣密地貫穿有能夠旋轉的旋轉軸20。該旋轉軸20的下端連接于旋轉機構22。旋轉軸20的上端固定有例如由金屬形成的載物臺24。

在載物臺24上設有例如石英制的保溫筒26。此外，在保溫筒26上載置有例如石英制的晶圓舟皿60作為基板保持工具。在晶圓舟皿60上以預定的間隔、例如10mm左右間隔的間距在鉛垂方向上堆疊有例如50張～150張晶圓w。晶圓舟皿60具有例如3根～4根支柱61。而且，在形成于支柱61的內周面且在水平方向上挖出的槽(未圖示)的底面上載置晶圓w。晶圓舟皿60、保溫筒26、載物臺24及蓋部14利用例如作為舟皿升降機的升降機構30一體地在處理容器4內裝載、卸載。

晶圓舟皿60具有用于將堆疊的晶圓w在鉛垂方向上分隔的多張分隔板62。分隔板62是為了在晶圓舟皿60形成在鉛垂方向上分隔開的多個區(qū)域、針對分隔開的每個區(qū)域形成側流而供給處理氣體、對晶圓w進行均勻的基板處理而設置的。分隔板62由厚度比晶圓w的厚度厚的板狀構件構成。由于晶圓w基本上具有圓盤狀的形狀，內管8也具有圓筒形狀，因此，分隔板也構成為具有圓盤形狀的圓板構件。

由于分隔板62具有作為鉛垂方向上的劃分壁的功能，因此，其構成為外周端相比晶圓w和支承晶圓w的支柱61向外側突出，與晶圓w平行地水平設置。在晶圓舟皿60的多處設有這樣的直徑比支柱61大且厚度也比晶圓w的厚度厚的分隔板62，將堆疊的多張晶圓w在鉛垂方向上分割并分隔成多個區(qū)域。

如圖1所示，分隔板62優(yōu)選為至少設置在上端和下端。詳細見后述，由于在內管8內部的下部因常壓恢復時的氣體卷起等而易于產(chǎn)生微粒，另外，微粒從上部落下來，因此還是易于產(chǎn)生微粒。因而，從防止微粒進入的方面考慮，分隔板62優(yōu)選以至少包圍堆疊的晶圓w的上端和下端的方式設置在堆疊的最上層的晶圓w的上方、最下層的晶圓w的下方。

在內管8的內周壁面80的與分隔板62相對的位置設有朝向分隔板62的外周側面向內側突出的突出部81。突出部81具有與分隔板62的厚度大致相同程度的厚度，具有朝向分隔板62的外周側面突出的形狀。因而，分隔板62的外周側面和突出部81的內周側面相對，在相對空間中形成有狹窄的間隙70。詳細見后述，向間隙70中供給非活性氣體而與周圍相比較成為正壓，形成正壓部。由此，由分隔版62和突出部81形成的區(qū)域被分隔，能夠在區(qū)域內形成側流。另外，若分隔板62具有圓盤形狀，則突出部81的內周面也成為圓形，正壓部成為圓環(huán)狀的環(huán)狀正壓部。

在內管8的內周壁面80的突出部81相互間的區(qū)域設有排氣口85。由此，能夠在由分隔板62分隔成的區(qū)域內進行處理氣體的供給和獨立排氣，易于形成側流。

另外，與這些分隔板62相關聯(lián)的結構的詳細內容見后述，說明其他的構成要素。

在歧管10的下部設有氣體噴嘴34，該氣體噴嘴34在一端部氣密地貫通歧管10，沿著內管8的內周面向上方彎曲。氣體噴嘴34的另一端部借助預定的配管連接于未圖示的氣體供給源。此外，在配管上設有例如質量流量控制器等流量控制裝置、開閉閥(未圖示)，由此能夠控制從氣體噴嘴34向處理容器4內供給的氣體的供給開始、供給停止以及流量等。另外，在圖1中記載了1根氣體噴嘴34，但也可以與使用的氣體種類相應地設置多根氣體噴嘴34。例如在利用基板處理裝置在晶圓w上形成氧化硅膜的情況下，也可以設置含硅氣體用的氣體噴嘴34、氧化氣體用的氣體噴嘴34以及吹掃氣體用的氣體噴嘴34。

在歧管10的上部設有氣體排氣口36，在氣體排氣口36上連結有排氣系統(tǒng)38。排氣系統(tǒng)38具有連接于氣體排氣口36的排氣通路40和依次連接于排氣通路40的中途的壓力調整閥42和真空泵44。利用排氣系統(tǒng)38排出被供給到處理容器4的氣體，并且調整處理容器4內的壓力。

另外，也可以不設置歧管10，而處理容器4整體例如由石英制作。

加熱裝置48具有隔熱體50，該隔熱體50具有有蓋的圓筒體狀。隔熱體50例如由導熱性較低且無定形的二氧化硅和氧化鋁的混合物形成。隔熱體50的厚度通常是約30mm～約40mm。此外，隔熱體50的內徑比處理容器4的外徑大出預定的長度，由此，在隔熱體50的內表面和處理容器4的外表面之間形成有預定的空間。并且，在隔熱體50的外周面以覆蓋隔熱體50整體的方式安裝有例如由不銹鋼形成的保護罩51。

此外，在隔熱體50的內表面以螺旋狀卷繞有加熱器線材52，構成整體以圓筒狀包圍處理容器4的加熱器。

接著，更詳細地說明與分隔板62和突出部81相關聯(lián)的結構。

圖2是將本發(fā)明的第1實施方式的基板處理裝置的晶圓舟皿和內管的相對面附近的結構放大地表示的剖視圖。另外，在圖2中，晶圓舟皿60的分隔板62和內管8的突出部81之間的位置關系與圖1左右相反地表示，但從圖1的背面?zhèn)扔^看是這樣的結構，因此，與圖1并不矛盾。

如圖2所示，在晶圓舟皿60的堆疊有晶圓w的區(qū)域的上端的上方、下端的下方設有分隔板62，在它們之間還設有兩張分隔板62，在鉛垂方向上多張晶圓w分割成3個區(qū)域100。對于晶圓w，由于載置有多達例如50張～100張的晶圓w，因此，在由分隔板62分隔成的多個區(qū)域100內分別保持有多張晶圓w。

分隔板62各自具有比晶圓w和支柱61的直徑大的直徑，向外側突出，分隔板62的外周側面63設置得比晶圓w和支柱61靠外側。分隔板62的厚度構成得比將多張晶圓w合在一起而成的厚度厚很多。

在內管8的內周壁面80的、與晶圓舟皿60的分隔板62相對的區(qū)域中，在內側設有朝向分隔板62的外周側面63突出地延伸的突出部81。突出部81延伸到分隔板62的外周側面63附近，在突出部81的內周側面82和分隔板62的外周側面63之間形成有間隙70。

在晶圓舟皿60的支柱61和分隔板62的內部設用氣體供給管路90。氣體供給管路90是用于向間隙70供給非活性氣體的氣體供給部件。氣體供給管路90具有貫通支柱61的內部地設置的合流管路91和貫通各分隔板62的內部地設置的分支管路92。從合流管路91供給來的非活性氣體分支到各分支管路92，向形成在分隔板62的外周側面63和突出部81的內周側面82之間的間隙70供給非活性氣體。由此，能夠使間隙70成為壓力比周圍的氣氛的壓力高的正壓，能夠防止處理氣體在由分隔板62分隔成的區(qū)域100相互間往來。

另外，如圖2所示，在內管8的突出部81上設有沿著突出部81的上表面進一步突出到內側的突出結構部83，在分隔板62上設有沿著分隔板的下表面進一步突出到外側的突出結構部64。突出結構部64、83是以包圍間隙70的方式設置的迷宮結構部。也就是說，突出結構部64、83互相協(xié)作地構成迷宮密封件。由此，能夠可靠地將被分隔板62分隔成的多個區(qū)域100相互密封。

另外，并不是必須設置迷宮結構部，若僅向間隙70供給非活性氣體就足夠，則也并不一定需要突出結構部64、83，也可以將突出部81的內周側面82和分隔板62的外周側面63構成為平坦面。

此外，相反，在欲進一步提高密封性的情況下，也可以增加突出結構部64、83的數(shù)量。

另外，經(jīng)由氣體供給管路90向間隙70供給的非活性氣體只要是不與處理氣體反應的氣體，就可使用各種氣體，例如也可以使用氮、氬。

此外，優(yōu)選在內管8的內周壁面80上針對各區(qū)域100的每個區(qū)域設置排氣口85。也就是說，優(yōu)選在內周壁面80的位于突出部81之間的部分上形成排氣口85。由此，在針對由分隔板62分隔成的各區(qū)域100的每個區(qū)域供給了處理氣體時，能夠針對各區(qū)域100的每個區(qū)域排出處理氣體，在各區(qū)域100內易于形成側流。通過形成側流，能夠在各區(qū)域100內形成一個方向(水平方向)的層流，能夠形成在晶圓w的中心區(qū)域、外周區(qū)域沒有很大差別的均勻流。只要能夠進行這樣的處理氣體的供給，就能夠同時提高晶圓w的基板處理的晶圓之間(縱向方向)和晶圓面內(水平方向)的均勻性這兩者。

此外，分隔板62的數(shù)量與用途相應地適當決定為佳，但優(yōu)選在配置于最上層的晶圓w的上方設置1張分隔板62，在配置于最下層的晶圓w的下方設置1張分隔板62。由于在內管8的下部產(chǎn)生較多在從真空恢復到常壓時卷起的微粒，在上部產(chǎn)生較多從頂面落下的微粒，因此，優(yōu)選設為在上端和下端防止這些微粒進入的結構。

此外，即使在微粒進入到區(qū)域100的情況下，由于間隙70成為正壓，構成環(huán)狀正壓部，因此，也能夠抑制微粒在上下之間的往來。

這樣，采用本發(fā)明的第1實施方式的基板處理裝置，處理氣體和微粒這兩者在由分隔板62分隔成的區(qū)域100相互間的往來均被抑制，能夠將區(qū)域100之間完全截斷，能夠進行面間和面內均勻性較高的基板處理。

另外，在圖2中，構成為分隔板62從上層朝向下層而其直徑逐漸變大，隨之突出部81也從上層朝向下層而其突出量變小。其目的在于，設為在搬出晶圓舟皿60時使突出結構部64不與下層的突出結構部83接觸的結構。也就是說，若將分隔板62全部設為相同的直徑而像圖2那樣構成，則在搬出晶圓舟皿60時，分隔板62的突出結構部64會勾掛于處于下方的突出部81的突出結構部83，晶圓舟皿60不會脫離。

因而，利用這樣逐漸擴展的結構構成分隔板62。

〔第2實施方式〕

圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的基板處理裝置的一例子的剖視圖。如圖3所示，在本發(fā)明的第2實施方式的基板處理裝置中，將氣體供給管路90a設置于內管8而不是晶圓舟皿60的內部。這樣，氣體供給管路90也可以設置于內管8而不是晶圓舟皿60。

如圖3所示，分支管路92a以貫通突出部81的內部的方式設置。另一方面，合流管路91a設置在內管8的外側。也可以這樣在內管8的外部設置合流管路91a，僅使分支管路92a貫通突出部81的內部地設置。此外，若合流管路91a也貫通內管8的內部地設置的方式可以的話，則也可以這樣構成。

這樣，只要能夠向間隙70供給非活性氣體，氣體供給管路90、90a就能夠設置在各種位置。在第1實施方式和第2實施方式中，舉例說明了將氣體供給管路90、90a設置于晶圓舟皿60和內管8的例子，但并不限定于此，只要能夠向間隙70供給非活性氣體，使間隙70成為正壓，就能夠將專用的氣體供給管路90、90a設置在各種位置。

另外，在第2實施方式中，由于其他的構成要素與第1實施方式是同樣的，因此，對對應的構成要素標注相同的參照附圖標記，并且省略其說明。

采用第2實施方式的基板處理裝置，能夠將氣體供給管路90a固定設置在沒有移動的內管8內，能夠穩(wěn)定地供給氣體。

〔第3實施方式〕

圖4是表示本發(fā)明的第3實施方式的基板處理裝置的一例子的剖視圖。如圖4所示，本發(fā)明的第3實施方式的基板處理裝置在構成迷宮結構部的突出結構部83a上下均自內管8的突出部81a的內周側面82a突出、分隔板62a的外周側面63成為平坦面的方面與第1實施方式的基板處理裝置有所不同。

也可以這樣僅在內管8側的突出部81a上設置迷宮結構部。在這種情況下，也構成在上下方向上相對面相互間的間隔狹窄的部分，能夠構成迷宮密封件，能夠確保上下的區(qū)域100相互間的氣密性。

通過采用該結構，能夠使晶圓舟皿60a的多個分隔板62a的直徑全部相同，并且能夠將其外周側面63a全部設為平坦面，能夠簡化晶圓舟皿60a的結構。

另外，只要構成為氣體供給管路90也設置在第2實施方式那樣的內管8側，就能夠進一步簡化晶圓舟皿60a。

這樣，采用第3實施方式的基板處理裝置，能夠在簡化晶圓舟皿60a的結構的同時提高基板處理的面間和面內均勻性。

另外，由于其他的構成要素與第1實施方式是同樣的，因此，對對應的構成要素標注相同的參照附圖標記，并且省略其說明。

〔第4實施方式〕

圖5是表示本發(fā)明的第4實施方式的基板處理裝置的一例子的剖視圖。如圖5所示，本發(fā)明的第4實施方式的基板處理裝置在構成迷宮結構部的突出結構部64b上下均自晶圓舟皿60b的分隔板62b的外周側面63b突出、內管8的突出部81b的內周側面82b成為平坦面方面與第1實施方式的基板處理裝置有所不同。

也可以這樣僅在晶圓舟皿60b的分隔板62b上設置迷宮結構部。在這種情況下，也構成在上下方向上相對面相互間的間隔狹窄的部分，能夠構成迷宮密封件，能夠確保上下的區(qū)域100相互間的氣密性。

此外，通過采用該結構，能夠使內管8的多個突出部81b的突出量全部相同，能夠將其內周側面82b全部設為平坦面，能夠簡化內管8的內周壁面80b的結構。

此外，就晶圓舟皿60b而言，分隔板62b的外周側面63b的結構也復雜化，但分隔板62b的直徑全部相同，能夠使處理容易。

另外，只要構成為氣體供給管路90也設置在第2實施方式那樣的內管8側，就能夠進一步簡化晶圓舟皿60b。

這樣，采用第4實施方式的基板處理裝置，能夠在簡化內管8的突出部81b的結構的同時提高基板處理的面間和面內均勻性。

另外，由于其他的構成要素與第1實施方式是同樣的，因此，對對應的構成要素標注相同的參照附圖標記，并且省略其說明。

這樣，采用本發(fā)明的第1實施方式～第4實施方式的基板處理裝置，通過設置環(huán)狀正壓部，能夠提高由分隔板62、62a、62b分隔成的區(qū)域100相互間的密封性，抑制在互相的區(qū)域100中往來的處理氣體和微粒，提升基板處理的面間和面內均勻性。

另外，在第1實施方式～第4實施方式中雖未表示，但迷宮結構也可以是在分隔板62的外周側面63和突出部81的內周側面82這兩者上設有彼此相對的突出結構這樣的結構。

此外，在第1實施方式～第4實施方式中表示了晶圓w是圓形且內管8是圓筒形的例子，但即使在處理對象的基板是多邊形的情況下，只要是處理容器的內周側面的突出部的內周側面在與基板的外周側面之間具有恒定距離的間隙地與其相對的結構，就也可以應用于這樣的基板處理裝置。

采用本發(fā)明，能夠對多個基板進行均勻的基板處理。

以上，詳細地說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不被限制于上述的實施方式，能夠不脫離本發(fā)明的范圍地對上述的實施方式施加各種變形和替換。

本申請基于2016年3月29日申請的日本特許出愿第2016－065250號的優(yōu)先權的利益，該日本出愿的全部內容作為參照文獻編入于此。