CN102653883B - 衬底处理装置及衬底的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供衬底处理装置，其具有：处理多个衬底(14)的反应室(44)；保持多个衬底(14)的舟皿(30)；具有向多个衬底(14)供给成膜气体的气体供给口(68、72)的气体供给喷嘴(60、70)；使供给到反应室(44)内的成膜气体排出的排气口(90)；热交换部(34)，设于反应室(44)下部，定义了第二流路，该第二流路比由反应室(44)的内壁和舟皿(30)定义的第一流路窄；气体逃逸部(340)，与设于舟皿(30)上的多个衬底(14)中的最下部衬底相比设置在下方，具有定义最下部衬底与热交换部(34)之间的空间的多根支柱。由此在进行SiC外延生长那样的、在1500℃到1700℃的超高温下的处理时，能够使成膜气体降低到集流腔的耐热温度并提高膜质均匀性。

Description

衬底处理装置及衬底的制造方法
技术领域
本发明涉及对衬底进行处理的衬底处理装置、半导体器件的制造方法及衬底的制造方法，特别是涉及具有将碳化硅(以下为SiC)外延膜在衬底上成膜的工序的衬底处理装置、半导体器件的制造方法及衬底的制造方法。
背景技术
SiC尤其作为功率器件用元件材料而引起关注。而公知将SiC制作成结晶衬底和器件比硅(以下为Si)困难。
另一方面，在使用SiC制作器件的情况下，使用在SiC衬底上形成了SiC外延膜的晶片。作为在该SiC衬底上形成SiC外延膜的SiC外延生长装置的一例，有专利文献1。
在专利文献1中，公开了使用所谓批处理式纵型热处理装置而一次能够对大量的SiC衬底进行处理的结构。而且，在专利文献1中进一步公开了作为用于使来自基座的热量不容易传递到处理炉的下方侧的隔热部件的舟皿隔热部。
专利文献1：日本特开2011-3885号公报
然而，为了形成SiC外延膜，需要如专利文献1记载的那样在1500℃到1700℃的超高温下进行处理。此处，在专利文献1记载的装置中，在处理炉内通过的成膜气体从设置在处理炉下方的排气管排出。由于该排气管设置在集流腔上，所以需要使该成膜气体的温度降低到集流腔的耐热温度。
发明内容
根据本发明的一个方式，提供一种衬底处理装置，其具有：反应室，用于处理多个衬底；舟皿，用于保持所述多个衬底；气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给口；排气口，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄；以及气体逃逸部，与设于所述舟皿上的所述多个衬底中的最下部衬底相比设置在下方，并具有定义所述最下部衬底和所述热交换部之间的空间的多根支柱。
根据本发明的另一个方式，提供一种衬底处理装置，其具有：反应室，用于处理多个衬底；舟皿，用于保持所述多个衬底；气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给口；排气口，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄；以及调节块，配置在所述舟皿的底板上。
根据本发明的又一个方式，提供一种衬底的制造方法，其包括：(a)将保持着多个衬底的舟皿搬入反应室内的步骤；(b)向载置在所述反应室内的所述多个衬底供给成膜气体而对所述多个衬底进行处理的步骤；(c)使供给到所述反应室内的所述成膜气体经由第一流路和第二流路排出的步骤，其中，所述第一流路由所述反应室的内壁和所述舟皿定义，所述第二流路由所述舟皿的下部的空间和热交换部定义并比所述第一流路窄；(d)将所述多个衬底从所述反应室搬出的步骤。
发明效果
根据本发明，能够在衬底上形成均质的膜。
附图说明
图1是应用本发明的半导体制造装置的立体图。
图2是说明第一实施方式的处理炉的侧视剖视图。
图3是应用本发明的处理炉的俯视剖视图。
图4是应用本发明的处理炉的其他俯视剖视图。
图5是第一实施方式的气体逃逸部的概略图。
图6是说明应用本发明的半导体制造装置的气体供给单元的图。
图7是表示应用本发明的半导体制造装置的控制构成的框图。
图8是用于说明本发明的效果的处理炉的侧视剖视图的比较例。
图9是应用本发明的半导体制造装置的处理炉及其周边构造的概略剖视图。
图10是说明第二实施方式的处理炉的其他的侧视剖视图。
图11是第二实施方式中的第一热交换部的一例的概略图。
图12是说明第三实施方式的处理炉的概略图。
图13是说明第三实施方式的变形例的概略图。
图14是示例性表示本发明的衬底的制造方法或半导体器件的制造方法的流程图。
附图标记的说明
10：半导体制造装置；12：框体；14：晶片；15：晶片保持架；15a：上部晶片保持架；15b：下部晶片保持架；16：晶片盒；18：晶片盒台；20：晶片盒搬运装置；22：晶片盒收纳架；24：晶片盒开启器；26：衬底张数检测器；28：衬底移载机；30：舟皿；32：臂；34A：舟皿隔热部；34B：第一热交换部；34C：第二热交换部；36：集流腔；40：处理炉；42：反应管；44：反应室；48：被感应体；50：感应线圈；52：温度控制部；54：隔热材料；55：外侧隔热壁；58：磁密封部；60：第一气体供给喷嘴；68：第一气体供给口；70：第二气体供给喷嘴；72：第二气体供给口；78：气体流量控制部；80：第四气体供给喷嘴；80A：第一气体供给管；80B：流路(第一热交换部)；80C：第二气体供给管；82：第四气体供给口；90：第一气体排气口；98：压力控制部；102：密封盖；104：旋转机构；106：旋转轴；108：驱动控制部；110：加载互锁室；112：下基板；114：升降台；116：导向轴；118：滚珠丝杠；120：上基板；122：升降电动机；124：升降轴；128：波纹管；130：升降基板；132：驱动部罩；134：驱动部收纳箱；135：冷却机构；138：电缆；140：冷却水流路；142：冷却水配管；150：主控制部；152：控制器；200：气体供给单元；210：气体供给源；211：MFC；212：阀；214：APC阀；222：第一气体管线；230：气体排气管；260：第二气体管线；300：构造物；340：气体逃逸部；341A：顶板(气体逃逸部)；341B：底板(气体逃逸部)；342：隔热板(气体逃逸部)；343：支柱(气体逃逸部)；345：调节块；360：第三气体供给口；390：第二气体排气口。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，通过在作为衬底处理装置的一例的SiC外延生长装置中的、在高度方向上并列SiC晶片的、所谓批处理式纵型SiC外延生长装置进行说明。此外，通过采用批处理式纵型SiC外延生长装置，一次能够处理的SiC晶片的数量增多，提高了生产能力。
<第一实施方式><整体结构>
首先，根据图1，对本发明的第一实施方式的对SiC外延膜进行成膜的衬底处理装置以及作为半导体器件的制造工序之一的、对SiC外延膜进行成膜的衬底的制造方法进行说明。
作为衬底处理装置(成膜装置)的半导体制造装置10，为批处理式纵型热处理装置，具有配置有主要部分的框体12。在所述半导体制造装置10中，作为收纳例如由SiC等构成的作为衬底的晶片14(参照图2)的衬底收容器，使用晶篮(以下，称为晶片盒)16作为晶片载具。在所述框体12的正面侧配置有晶片盒台18，晶片盒16被搬运至该晶片盒台18。在晶片盒16中收纳有例如25张晶片14，晶片盒16在盖关闭的状态下被设置于所述晶片盒台18上。
在所述框体12内的正面且在与所述晶片盒台18相对的位置上，配置有晶片盒搬运装置20。另外，在该晶片盒搬运装置20附近配置有晶片盒收纳架22、晶片盒开启器24及衬底张数检测器26。所述晶片盒收纳架22配置在所述晶片盒开启器24的上方，并构成为以载置多个晶片盒16的状态保持晶片盒16。所述衬底张数检测器26与所述晶片盒开启器24相邻地配置，所述晶片盒搬运装置20在所述晶片盒台18、所述晶片盒收纳架22和所述晶片盒开启器24之间搬运晶片盒16。所述晶片盒开启器24是用于打开晶片盒16的盖的部件，所述衬底张数检测器26对盖打开后的晶片盒16内的晶片14的张数进行检测。
在所述框体12内配置有衬底移载机28和作为衬底保持工具的舟皿30。所述衬底移载机28具有臂(镊子)32，是通过未图示的驱动机构能够升降且能够旋转的构造。所述臂32能够取出例如5张晶片14，通过使所述臂32运动，能够在被置于所述晶片盒开启器24的位置处的晶片盒16及舟皿30之间搬运晶片14。
所述舟皿30例如由碳石墨、SiC等耐热性材料构成，并构成为将多张晶片14以水平姿势且以中心相互对齐的状态排列地沿纵向堆积并保持。此外，在所述舟皿30的下部，作为例如由石英、SiC等耐热性材料构成的筒形状的隔热部件，配置有舟皿隔热部34A，并构成为使得来自后述的被感应体48的热不容易传递到处理炉40的下方侧(参照图2)。
在所述框体12内的背面侧上部配置有所述处理炉40。装填了多张晶片14的所述舟皿30被搬入该处理炉40内，以进行热处理。
<处理炉构成>
下面，根据图2至图7，说明第一实施方式的对SiC外延膜进行成膜的所述半导体制造装置10的所述处理炉40。在处理炉40中设有：具有第一气体供给口68的第一气体供给喷嘴60、具有第二气体供给口72的第二气体供给喷嘴70、及第一气体排气口90。另外，图示了供给惰性气体的第三气体供给口360、第二气体排气口390。
处理炉40具有反应管42，该反应管42由石英或SiC等耐热性材料制成，并形成为上端封闭且下端开口的圆筒形状。在反应管42的下方，与反应管42同心圆状地配设有集流腔36。该集流腔36由例如不锈钢等制成，形成为上端及下端开口的圆筒形状。该集流腔36以支承反应管42的方式设置。此外，在集流腔36和反应管42之间设有作为密封部件的O型环(未图示)。集流腔36由未图示的保持体支承，由此，反应管42成为垂直地安装的状态。由该反应管42和集流腔36形成反应容器。
处理炉40具有被感应体48及作为磁场发生部的感应线圈50，所述被感应体48形成为上端封闭而下端开口的圆筒形状。在被感应体48的筒中空部形成反应室44，并构成为能够收纳舟皿30，该舟皿30保持着由SiC等构成的作为衬底的晶片14。此外，如图2的下框内所示，晶片14以被保持在圆环状的下部晶片保持架15b上且上表面由圆板状的上部晶片保持架15a覆盖的状态被保持在舟皿30上即可。由此，能够保护晶片14免受从晶片上部落下的颗粒物的侵害，并且能够抑制相对于成膜面(晶片14的下表面)的背面侧的成膜。此外，能够使成膜面从舟皿柱离开与晶片保持架15相当的距离，所以能够减小舟皿柱的影响。舟皿30对以水平姿势且中心相互对齐的状态沿纵向排列地保持在晶片保持架15a、15b上的晶片14进行保持。被感应体48在设于该反应管42的外侧的感应线圈50所产生的磁场的作用下而被加热，从而该被感应体48发热，由此反应室44内被加热。
在被感应体48的附近，作为检测反应室44内的温度的温度检测体，设有未图示的温度传感器。感应线圈50及温度传感器与温度控制部52电连接，根据由温度传感器检测到的温度信息，调节向感应线圈50的通电情况，由此，构成为以规定的时序进行控制，使得反应室44内的温度成为所希望的温度分布(参照图7)。
此外，优选地，可以在反应室44内，在所述第一及第二气体供给喷嘴60、70与第一气体排气口90之间，在所述被感应体48与晶片14之间，以填充被感应体48与晶片14之间的空间的方式，将沿铅直方向延伸且截面为圆弧状的构造物300设在反应室44内。例如，如图3所示，通过在相对的位置上分别设置构造物300，能够防止从第一及第二气体供给喷嘴60、70供给的气体沿被感应体48的内壁在晶片14上迂回。作为构造物300，优选由碳石墨等构成，这样能够耐热及抑制颗粒物的产生。
在反应管42和被感应体48之间，设有例如由不容易感应电的碳毡等构成的隔热材料54，通过设置该隔热材料54，能够抑制被感应体48的热向反应管42或该反应管42的外侧传递。
另外，在感应线圈50的外侧，以包围反应室44的方式设有用于抑制反应室44内的热向外侧传递的、例如是水冷构造的外侧隔热壁55。而且，在外侧隔热壁55的外侧，设有防止由感应线圈50产生的磁场向外侧泄漏的磁密封部58。
如图2所示，在被感应体48和晶片14之间设有第一气体供给喷嘴60，该第一气体供给喷嘴60设有至少一个第一气体供给口68。另外，在被感应体48和晶片14之间的与第一气体供给喷嘴60不同的位置，设有第二气体供给喷嘴70，该第二气体供给喷嘴70设有至少一个第二气体供给口72。另外，第一气体排气口90也同样地配置在被感应体48和晶片14之间。再有，在反应管42和隔热材料54之间配置有第三气体供给口360及第二气体排气口390。
此外，第一气体供给喷嘴60及第二气体供给喷嘴70也可以各配置一根，但优选的是，如图3所示，第二气体供给喷嘴70设有3根，并以被第二气体供给喷嘴70夹着的方式设有第一气体供给喷嘴60。通过这样交替配置，即使从第一气体供给喷嘴60和第二气体供给喷嘴70供给不同种类的气体，也能够促进该不同种类气体的混合。此外，由于第一气体供给喷嘴及第二气体供给喷嘴为奇数根，所以，能够使成膜气体的供给以中央的第二气体供给喷嘴70为中心左右对称，从而能够提高晶片14内的均匀性。另外，关于从第一气体供给喷嘴60及第二气体供给喷嘴70供给的气体种类将在后说明。
第一气体供给口68及第一气体供给喷嘴60例如由碳石墨构成，设在反应室44内。另外，第一气体供给喷嘴60以贯穿集流腔36的方式安装在该集流腔36上。该第一气体供给喷嘴60经由第一气体管线222而连接在气体供给单元200上。
所述第二气体供给口72例如由碳石墨构成，设在反应室44内。另外，第二气体供给喷嘴70以贯穿集流腔36的方式安装在该集流腔36上。该第二气体供给喷嘴70经由第二气体管线260而连接在气体供给单元200上。
另外，在第一气体供给喷嘴60及第二气体供给喷嘴70中，可以在衬底的排列区域设置一个第一气体供给口68及第二气体供给口72，也可以按照晶片14的规定张数设置。
<排气系统>
如图2所示，第一气体排气口90与舟皿30相比设置在下部，连接在第一气体排气口90上的气体排气管230以贯穿集流腔36的方式设置在集流腔36上。在该气体排气管230的下游侧，经由未图示的作为压力检测器的压力传感器及作为压力调节器的APC(AutoPressure Controller、自动压力控制器)阀214连接有真空泵等的真空排气装置220。在压力传感器及APC阀214上电连接有压力控制部98，该压力控制部98构成为，根据由压力传感器检测出的压力而调节APC阀214的开度并以规定的时序进行控制使得处理炉40内的压力成为规定的压力(参照图7)。
此外，如图2及图4所示，以包围舟皿隔热部34A的方式设有第一热交换部34B、以及设于各气体供给喷嘴上的第二热交换部34C。第一热交换部34B及第二热交换部34C设置成与舟皿隔热部34A之间具有间隙，从而经由反应室44供给来的成膜气体通过该间隙流向第一气体排气口90。由于这样地设置第一热交换部34B及第二热交换部34C，并使得供成膜气体流过的流路比成膜气体在反应室44内流过的流路窄，所以经由反应室44流过来的被加热了的成膜气体与舟皿隔热部34A、第一热交换部34B及第二热交换部34C积极地进行热交换，从而能够降低成膜气体的温度。特别是，舟皿隔热部34A、第一热交换部34B及第二热交换部34C为具有侧壁的筒状，所以，与流过间隙的成膜气体的接触面积大，因而能够提高热交换的效率。另外，可以说由舟皿隔热部34A、第一热交换部34B及第二热交换部34C构成了热交换部。
另外，舟皿隔热部34A、第一热交换部34B及第二热交换部34C也可以为实心筒状，但是，为中空筒状更能够抑制因这些部件的热传导所造成的向下方的热传递，因而优选。此外，在为中空筒状的情况下，由于在与晶片表面平行的方向上设置板状部件，所以能够抑制来自反应室44的辐射热，因而隔热效果提高。此外，由于将第二热交换部34C作为与第一热交换部34B不同的部件设置并设置在气体供给喷嘴上，所以气体供给喷嘴的设置变得容易，提高了维护性。另外，即使根据构造而将第一热交换部34B设置成圆环状，只要能够实现使成膜气体流过的间隙变窄的目的，就没问题。
此外，在本实施方式中，在舟皿隔热部34A与舟皿30之间设有气体逃逸部340。关于该气体逃逸部340的优点将利用图8来说明。与图2的结构相比，图8的结构为，没有设置气体逃逸部340，舟皿30直接设置在舟皿隔热部34A上。此处，如上所述，经由气体供给口68、72供给的成膜气体主要是相对于晶片14平行地流动，并在流动到设有气体供给喷嘴60、70的空间的相反侧之后，向下方流动。因此，应该被排出的成膜气体随着向下方的流动，其流量变多。此外，向下方流动的成膜气体在沿舟皿隔热部34A的周向设置的间隙(参照图3)中流动。此处，沿舟皿隔热部34A的周向设置的间隙为了使热交换效率提高而狭窄地形成。因此，在气体供给喷嘴的相反侧流出的成膜气体难以沿周向流动，导致在第一热交换部34B的上方其局部压力变高。其结果是，从位于气体供给喷嘴的下方的气体供给口供给的成膜气体在第一热交换部34B的上方的局部压力高的地方汇流，从而与从位于气体供给喷嘴的上方的气体供给口供给的成膜气体相比，有可能流速降低(以下将该现象称为“汇流损失”)。若该汇流损失大，则尽管以使得从多个气体供给口供给的成膜气体的流速大致相同的方式进行设计，对于配置于舟皿30的上方的晶片和配置于舟皿30的下方的晶片，成膜气体的流速是不同的，从而会导致晶片间均质性的恶化。
而在本实施方式中，在舟皿隔热部34A与舟皿30之间设有气体逃逸部340。该气体逃逸部340是通过在舟皿隔热部34A与舟皿30之间设置多根支柱而构成的。因此，到达第一热交换部34B的上方的成膜气体也可能通过在该气体逃逸部340中形成的空间而向相反侧流动，从而能够抑制第一热交换部34B的上方的局部压力增加。由此，从位于气体供给喷嘴的下方的气体供给口供给的成膜气体的汇流损失得到抑制，从而能够提高晶片间的均质性。
此外，图5示出了气体逃逸部340的详细情况。图5(a)表示气体逃逸部340的俯视图，图5(b)表示侧视剖视图。如图5所示，气体逃逸部340在其顶板341A和底板341B之间具有4根支柱343，在舟皿隔热部34A与舟皿30之间形成供成膜气体通过的空间，以抑制汇流损失。
此外，在顶板341A和底板341B之间设置圆盘状的隔热板342A、342B。由此，能够抑制来自反应室44的辐射热向下部传递，保护耐热能力低的炉口部。
此外，可以如图2所示以舟皿隔热板34A的上端与第一热交换部34B的上端大致相同、或是舟皿隔热板34A的上端比第一热交换部34B的上端低的方式构成气体逃逸部340。由此，流动到第一热交换部34B的上方的成膜气体朝向气体逃逸部340的方向的流路变大，从而能够进一步抑制局部压力降低。另外，气体逃逸部使流动到反应室下方的气体逃逸，不仅能够暂时降低气体压力，通过在气体逃逸部内暂时滞留气体，能够提高与热交换器的热交换效率，能够更加高效地冷却高温的气体。
另一方面，在具有设于气体供给喷嘴60、70的下部的第二热交换部34C的情况下，构成为第二热交换部34C的上端比第一热交换部34B的上端高(或是比舟皿隔热部34A的上端高)为好。由此，流动到第一热交换部34B的上方的成膜气体通过气体逃逸部340，吹抵在第二热交换部34C的侧面上，并沿着第二热交换部34C的侧面向着下方流动。因此，向着下方流动的成膜气体与第二热交换部34C的侧面的接触面积变大，超高温的成膜气体与第二热交换部34C的热交换也增多。另一方面，由于第二热交换部34C设在气体供给喷嘴60、70的下部，所以成膜气体在第二热交换部34C的内部通过。因此，从待排气的成膜气体向第二热交换部34C传递的热量也能够用于对在第二热交换部34C的内部通过的成膜气体的加热。
此外，隔热板342A、342B的外径比舟皿30的底板小为好。由此，通过了舟皿30的底板(或是气体逃逸部340的顶板341A)的成膜气体能够在朝向横向的空间中扩散，易于形成横向气流。另一方面，在舟皿隔热部34A的上端比第一热交换部34B的上端低的情况下，如图5所示，也可以构成为隔热板342B的外径比隔热板342A的外径大，其中，隔热板342B位于比第一热交换部34B的上端低的位置，隔热板342A位于比第一热交换部34B的上端高的位置。流动到第一热交换部34B的上方的成膜气体向着气体逃逸部340在横向流动，但是在比第一热交换部34B的上端低的位置处，由于需要通过圆盘状的隔热板342A、342B与第一热交换部34B之间的狭小空间，所以难以流动。因此，与其增大成膜气体向位于比第一热交换部34B的上端低的位置处的隔热板342B的下方的空间流动的流量，莫不如增大外径以提高隔热性能。
如以上那样，由于从第一气体供给口68和第二气体供给口72供给的气体相对于由Si或SiC构成的晶片14平行地流动，并从第一气体排气口90排出，所以，晶片14整体高效且均匀地曝露在气体中。
另外，如图2所示，第三气体供给口360配置在反应管42和隔热材料54之间，以贯穿集流腔36的方式安装。而且，第二气体排气口390在反应管42和隔热材料54之间，相对于第三气体供给口360以相对的方式配置，第二气体排气口390连接在气体排气管230上。第三气体供给口360形成在贯穿集流腔36的第三气体管线240上，第三气体管线240连接在气体供给单元200上。此外，如图6所示，第三气体管线经由阀212f、MFC 211f而与气体供给源210f连接。从该气体供给源210f作为惰性气体供给例如稀有气体的Ar气体，能够防止有助于SiC外延膜生长的气体进入到反应管42和隔热材料54之间，能够防止在反应管42的内壁或隔热材料54的外壁附着不需要的生成物。
另外，供给到反应管42和隔热材料54之间的惰性气体从第二气体排气口390经由位于气体排气管230的下游侧的APC阀214从真空排气装置220排出。
<关于供给到各气体供给系统的气体的详细>
下面，利用图6对第一气体供给系统及第二气体供给系统进行说明。图6(a)表示从不同的气体供给喷嘴供给含有Si原子的气体和含有C原子的气体的分离方式，图6(b)表示从同一气体供给喷嘴供给含有Si原子的气体和含有C原子的气体的预混合方式。
首先说明分离方式。如图6(a)所示，在分离方式中，该第一气体管线222经由针对SiH4气体、HCl气体、惰性气体的流量控制器(流量控制机构)、即质量流量控制器(以下记作MFC)211a、211b、211c及阀212a、212b、212c而连接在例如SiH4气体供给源210a、HCl气体供给源210b、惰性气体供给源210c上。
根据上述结构，能够在反应室44内对SiH4气体、HCl气体、惰性气体各自的供给流量、浓度、分压、供给时序进行控制。阀212a、212b、212c、MFC 211a、211b、211c与气体流量控制部78电连接，并以规定的时序进行控制，使得各自供给的气体的流量成为规定流量(参照图7)。此外，由SiH4气体、HCl气体、惰性气体各自的气体供给源210a、210b、210c、阀212a、212b、212c、MFC211a、211b、211c、第一气体管线222、第一气体供给喷嘴60及在该第一气体供给喷嘴60上至少设置了一个的第一气体供给口68，构成作为气体供给系统的第一气体供给系统。
此外，第二气体管线260经由针对含有C(碳)原子的气体、例如C3H8气体的流量控制机构、即MFC 211d及阀212d而连接在C3H8气体供给源210d上，并经由针对还原气体、例如H2气体的流量控制机构、即MFC211e及阀212e而连接在H2气体供给源210e上。
根据上述结构，能够在反应室44内对C3H8气体、H2气体的供给流量、浓度、分压进行控制。阀212d、212e、MFC 211d、211e与气体流量控制部78电连接，并以规定的时序进行控制，使得供给的气体流量成为规定的流量(参照图7)。此外，由C3H8气体、H2气体的气体供给源210d、210e、阀212d、212e、MFC 211d、211e、第二气体管线260、第二气体供给喷嘴70、第二气体供给口72构成作为气体供给系统的第二气体供给系统。
这样，由于从不同的气体供给喷嘴供给含有Si原子的气体和含有C原子的气体，所以，在气体供给喷嘴内不会堆积SiC膜。另外，在想调节含有Si原子的气体和含有C原子的气体的浓度和流速的情况下，只要分别供给适当的运载气体即可。
而且，为了更有效地使用含有Si原子的气体，存在使用氢气这样的还原气体的情况。该情况下，还原气体优选经由供给含有C原子的气体的第二气体供给喷嘴70进行供给。这样，使还原气体与含有C原子的气体一起供给，并在反应室44内与含有Si原子的气体混合，由此，由于还原气体为少量的状态，所以，与成膜时相比能够抑制含有Si原子的气体的分解，能够抑制第一气体供给喷嘴内的Si膜的堆积。该情况下，能够将还原气体作为含有C原子的气体的运载气体使用。此外，作为含有Si原子的气体的运载气体，通过使用氩气(Ar)那样的惰性气体(尤其为稀有气体)，能够抑制Si膜的堆积。
而且，优选向第一气体供给喷嘴60供给HCl那样的含有氯原子的气体。这样的话，即使含有Si原子的气体因热而分解并成为可能堆积在第一气体供给喷嘴内的状态，也能够通过氯而成为蚀刻模式，能够进一步抑制Si膜在第一气体供给喷嘴内的堆积。此外，在含有氯原子的气体中，还具有对堆积而成的膜进行蚀刻的效果，因此能够抑制第一气体供给口68的堵塞。
下面对图6(b)所示的预混合方式进行说明。与分离方式的区别在于，将含有C原子的气体的气体供给源210d经由MFC 211d、阀212d连接在第一气体管线222上。由此，由于能够将含有Si原子的气体和含有C原子的气体预先混合，所以相对于分离方式而言能够将原料气体充分混合。
在该情况下，作为还原气体的H2的气体供给源210e经由MFC211e、阀212e连接在第二气体管线260上。由此，在第一气体供给喷嘴60中，由于作为蚀刻气体的氯和作为还原气体的氢的比(Cl/H)增大，所以基于氯而实现的蚀刻效果增大，能够抑制含有Si原子的气体的反应。因此，预混合方式也能够某种程度地抑制SiC膜的堆积。
另外，作为在形成SiC外延膜时流动的含有Cl(氯)原子的气体例示了HCl气体，但也可以使用氯气。
另外，在上述说明中，在形成SiC外延膜时，供给含有Si(硅)原子的气体和含有Cl(氯)原子的气体，但也可以供给含有Si原子和Cl原子的气体，例如四氯化硅(以下记作SiCl4)气体、三氯氢硅(以下记作SiHCl3)气体、二氯氢硅(以下记作SiH2Cl2)气体。另外，当然，这些含有Si原子及Cl原子的气体也是含有Si原子的气体，或者还可以称为含有Si原子的气体及含有Cl原子的气体的混合气体。尤其，由于SiCl4的热分解的温度比较高，所以，从抑制喷嘴内的Si消耗的观点来看是优选的。
另外，在上述说明中，作为含有C(碳)原子的气体列举了C3H8气体，但还可以使用乙烯(以下记作C2H4)气体、乙炔(以下记作C2H2)气体。
另外，作为还原气体例示了H2气体，但不限于此，也能够采用其他的含有H(氢)原子的气体。而且，作为运载气体，可以使用Ar(氩)气体、He(氦)气体、Ne(氖)气体、Kr(氪)气体、Xe(氙)气体等稀有气体中的至少一种，也可以使用组合了上述气体的混合气体。
<处理炉的周边结构>
下面，根据图9，对处理炉40及其周边的结构进行说明。在该处理炉40的下方，作为用于气密地密封该处理炉40的下端开口的炉口盖体而设有密封盖102。该密封盖102例如为不锈钢等的金属制，形成为圆盘状。在该密封盖102的上表面设有与处理炉40的下端抵接的作为密封件的O型环(未图示)。在密封盖102上设有旋转机构104，该旋转机构104的旋转轴106贯穿密封盖102而连接在舟皿30上，以使该舟皿30旋转由此使晶片14旋转的方式构成。
另外，密封盖102作为设在处理炉40的外侧的升降机构，以通过后述的升降电动机122而在垂直方向上升降的方式构成，由此，能够将舟皿30相对于处理炉40搬入、搬出。在旋转机构104及升降电动机122上电连接有驱动控制部108，该驱动控制部108构成为以规定的时序进行控制以进行规定的动作(参照图7)。
在作为预备室的加载互锁(load lock)室110的外表面设有下基板112。在该下基板112上，设有与升降台114能够自由滑动地嵌合的导向轴116及与升降台114螺合的滚珠丝杆118。另外，在立设于下基板112上的所述导向轴116及滚珠丝杆118的上端设有上基板120。滚珠丝杆118通过设在上基板120上的升降电动机122而旋转，通过滚珠丝杆118旋转，升降台114进行升降。
在该升降台114上垂设有中空的升降轴124，升降台114与升降轴124的连结部是气密的，该升降轴124与升降台114一起升降。升降轴124游隙贯穿于加载互锁室110的顶板126，供升降轴124贯穿的顶板126的贯穿孔以使升降轴124不会与顶板126接触的方式形成有充分的间隙。
另外，在加载互锁室110和升降台114之间，以覆盖升降轴124的周围的方式设有作为具有伸缩性的中空伸缩体的波纹管128，通过该波纹管128，加载互锁室110被气密地保持。此外波纹管128具有能够应对升降台114的升降量的充分的伸缩量，波纹管128的内径以与升降轴124的外径相比充分大、伸缩时所述波纹管128和升降轴124不会接触的方式构成。
在该升降轴124的下端，水平地固定有升降基板130，在该升降基板130的下表面经由O型环等的密封部件气密地安装有驱动部罩132。通过升降基板130和驱动部罩132构成驱动部收纳箱134，通过该结构，该驱动部收纳箱134内部与加载互锁室110内的气体环境隔离。
另外，在驱动部收纳箱134的内部设有所述舟皿30的旋转机构104，该旋转机构104的周边通过冷却机构135而被冷却。
电缆138从升降轴124的上端通过中空部被导向并连接在旋转机构104上。另外，在冷却机构135及密封盖102上形成有冷却水流路140。而且，冷却水配管142从升降轴124的上端通过中空部被导向并连接在冷却水流路140上。
驱动升降电动机122，滚珠丝杆118进行旋转，由此，经由升降台114及升降轴124使驱动部收纳箱134升降。
通过该驱动部收纳箱134上升，气密地设在升降基板130上的密封盖102将作为处理炉40的开口部的炉口144封闭，从而成为能够进行晶片处理的状态。另外，通过驱动部收纳箱134下降，舟皿30与密封盖102一起下降，成为能够将晶片14向外部搬出的状态。
<控制部>
下面，根据图7，说明构成对SiC外延膜进行成膜的半导体制造装置10的各部分的控制构成。
温度控制部52、气体流量控制部78、压力控制部98、驱动控制部108构成操作部及输入输出部，并与控制整个半导体制造装置10的主控制部150电连接。另外，温度控制部52、气体流量控制部78、压力控制部98、驱动控制部108构成为控制器152。
<SiC膜的形成方法>
下面，作为利用上述的半导体制造装置10制造半导体器件的制造工序的一个工序，参照图14对在由SiC等构成的晶片14等的衬底上形成例如SiC膜的衬底的制造方法进行说明。图14是例示出本发明的衬底的制造方法或半导体器件的制造方法的流程图。此外，在以下说明中，构成半导体制造装置10的各部分的动作由控制器152控制。
首先，在晶片盒台18上设置收纳了多张晶片14的晶片盒16，通过晶片盒搬运装置20将晶片盒16从晶片盒台18向晶片盒收纳架22搬运并存储。接下来，通过晶片盒搬运装置20，将存储在晶片盒收纳架22上的晶片盒16向晶片盒开启器24搬运并设置，由该晶片盒开启器24打开晶片盒16的盖，由衬底张数检测器26对晶片盒16内收纳的晶片14的张数进行检测。
接着，通过衬底移载机28，从位于晶片盒开启器24的位置处的晶片盒16中取出晶片14，并向舟皿30移载。
多张晶片14被装填到舟皿30中后，保持晶片14的舟皿30通过基于升降马达122的升降台114及升降轴124的升降动作而被向反应室44内搬入(舟皿装载，S100)。在该状态下，密封盖102经由O型环(未图示)而成为对集流腔36的下端进行密封的状态。
在舟皿30搬入后，通过真空排气装置220进行真空排气，以使反应室44内成为规定的压力(真空度)。此时，反应室44内的压力由压力传感器(未图示)测定，根据测定的压力，与第一气体排气口90及第二气体排气口390连通的APC阀214被反馈控制。另外，加热所述被感应体48以使晶片14及反应室44内成为规定的温度。此时，根据温度传感器(未图示)检测到的温度信息对向感应线圈50的通电情况进行反馈控制，以使反应室44内成为规定的温度分布。接下来，通过旋转机构104，舟皿30进行旋转，由此，晶片14在周向上旋转。
接下来，有助于SiC外延成长反应的含有Si(硅)原子的气体及含有Cl(氯)原子的气体分别从气体供给源210a、210b被供给，并从第一气体供给口68向所述反应室44内喷出。另外，为了使含有C(碳)原子的气体及还原气体即H2气体成为规定的流量而对相对应的所述MFC 211d、211e的开度进行调节，而后阀212d、212e打开，各气体在第二气体管线260中流通，并流通至第二气体供给喷嘴70从而从第二气体供给口72导入到反应室44内。
从第一气体供给口68及第二气体供给口72供给的气体通过反应室44内的被感应体48的内侧，并且主要部分在到达气体供给喷嘴相反侧的区域之后，向下方流动。然后，成膜气体的一部分通过气体逃逸部340而扩散，并通过在舟皿隔热部34A的周向上设置的间隙，由此进行热交换，使温度降低。然后，温度降低了的成膜气体从第一气体排气口90通过气体排气管230排出。从第一气体供给口68及第二气体供给口72供给的气体在通过反应室44内时，与由SiC等构成的晶片14接触，在晶片14表面上实现SiC外延膜生长(衬底处理，S200)。
另外，为了使从气体供给源210f供给的作为惰性气体的稀有气体即Ar气体成为规定的流量而对相对应的MFC 211f的开度进行调节，而后阀212f打开，Ar气体在第三气体管线240内流通，并从第三气体供给口360供给至反应室44内。从第三气体供给口360供给的作为惰性气体的稀有气体即Ar气体在反应室44内的隔热材料54和反应管42之间通过，并从第二气体排气口390排出(排气，S300)。
接下来，经过了预先设定的时间后，停止上述气体的供给，从未图示的惰性气体供给源供给惰性气体，反应室44内的被感应体48的内侧的空间被惰性气体置换，并且，反应室44内的压力恢复成为常压。
然后，通过升降马达122，密封盖102下降，集流腔36的下端开口，并且，处理完成的晶片14以被保持在舟皿30中的状态从集流腔36的下端向反应管42的外部搬出(舟皿卸载，S400)，使舟皿30在规定位置上待机直到保持在舟皿30中的晶片14冷却。在待机的该舟皿30的晶片14冷却到规定温度后，通过衬底移载机28从舟皿30取出晶片14，并将其搬运到设置在晶片盒开启器24上的空的晶片盒16中进行收纳。然后，通过晶片盒搬运装置20将收纳有晶片14的晶片盒16向晶片盒收纳架22或晶片盒台18搬运。这样，半导体制造装置10的一系列的动作完成。
以上，利用附图对第一实施方式进行了说明，但是本发明不限于此，能够进行各种变更。例如，设于气体逃逸部340中的隔热板342A、342B的张数以及支柱343的根数能够适宜变更。此外，顶板341A和底板241B若不需要则没必要设置。再有，隔热板的形状不是圆板状也可以，还可以是方形。
以上第一实施方式中的发明具有以下记载效果中的至少一个。(1)由于以在与筒状的舟皿隔热部34A之间设有间隙的方式设置筒状的热交换部，使成膜气体的排气流路变窄，所以能够降低成膜气体的温度，能够保护耐热能力低的炉口部。此外，由于在舟皿隔热部34A与舟皿30之间设置由多根支柱形成空间的气体逃逸部340，所以能够抑制汇流损失，能够提高所形成膜的均匀性。(2)在上述(1)中，由于在气体逃逸部340中设有与晶片平行设置的隔热板，所以能够抑制来自反应室的辐射热所引起的对炉口部的加热。(3)在上述(2)中，由于使所述隔热板的外径比舟皿的底板的外径小，所以流动到热交换部的上方的成膜气体易于沿横向流动，能够进一步有效地抑制汇流损失。(4)在上述(3)中，由于使与位于气体供给喷嘴的相反侧的热交换部的上端相比处于低位置处的隔热板的外径、比与位于气体供给喷嘴的相反侧的热交换部的上端相比处于高位置处的隔热板的外径大，所以能够提高对于来自反应室的辐射热的隔热性能。(5)在上述(1)至(4)的任一项中，由于以使得舟皿隔热部的上端比位于气体供给喷嘴的相反侧的热交换部的上端低的方式构成，所以能够进一步抑制汇流损失。(6)在上述(5)中，热交换部由位于气体供给喷嘴相反侧的第一热交换部和设于气体供给喷嘴的下方的第二热交换部构成，第二热交换部的上端比舟皿隔热部的上端高，因此，能够将待排气的成膜气体的热量用于对通过气体供给喷嘴的成膜气体的加热。(7)另外，根据本实施方式，在反应室与第一排气口之间设置热交换部，该热交换部形成比反应室内的成膜气体等的气体所流动的流路窄的流路。并且，在通过热交换部形成的狭窄流路的上游侧，形成暂时降低气体压力的气体逃逸空间。由此，能够提高衬底处理的面内均匀性，在晶片上形成均质的膜。另外，能够降低向与反应室内相比耐热性低的第一排气口附近的构成部件(例如集流腔等)、处理炉的炉口附近的构成部件(例如O型环、密封盖等)施加的热损伤。
<第二实施方式>
下面，利用图10及图11对第二实施方式进行说明。另外，在此处，主要对与第一实施方式的不同点进行说明，关于相同部分省略说明。
在图10所示的第二实施方式中，还具有供给例如含有氯原子的气体的第四气体供给喷嘴80，该第四气体供给喷嘴80贯穿第一隔热部34B。更具体地说，第四气体供给喷嘴80的上游侧在贯穿沿与晶片平行方向延伸的集流腔36的上表面部之后，以L字形弯曲而后与未图示的流量控制器、阀、含有氯原子的气体源连接。此外，流量控制器及阀与气体流量控制器78电连接，并以规定的时序进行控制，使得各自供给的气体的流量成为规定流量(参照图7)。由此能够在反应室44内对含有氯原子的气体的供给流量、浓度、分压、供给时序进行控制。另一方面，在第四气体供给喷嘴80的下游侧，在比舟皿隔热部34A的上端高的位置、更优选的是在气体逃逸部340所存在的位置设置供给含有氯原子的气体的第四气体供给口82。因此，从第四气体供给口82供给的含有氯原子的气体在进入反应室44内之后，与成膜气体一样在舟皿隔热部34A与第一及第二热交换部34B、34C之间的间隙中通过，并从第一排气口90排出。
下面说明通过第四气体供给喷嘴80供给含有氯原子的气体的理由。如在第一实施方式中说明的那样，通过了反应室44的成膜气体在舟皿隔热部34A与第一及第二热交换部34B、34C之间的间隙中通过并被排出。因此，在舟皿隔热部34A、第一热交换部34B、第二热交换部34C的侧壁上附着SiC膜等副生成物。此外，该部分由于成膜温度低，所以膜质差而容易成为颗粒物。在本实施方式中，从第四气体供给喷嘴80供给作为蚀刻气体的含有氯原子的气体，抑制了在舟皿隔热部34A、第一热交换部34B、第二热交换部34C上副生成物的附着。
此外，第四气体供给口82设在气体逃逸部340所存在的位置。因此，从第四气体供给口82供给的含有氯原子的气体通过气体逃逸部340而能够容易地到达第二热交换部34C。另一方面，若是图8所示那样的没有设置气体逃逸部340的结构，则即使如本实施方式这样设置第四气体供给喷嘴80，含有氯原子的气体也会被舟皿隔热部34A阻挡而难以到达第二热交换部34C。因此，通过设置气体逃逸部340，并在该气体逃逸部340所在的高度处设置供给蚀刻气体的气体供给口，能够高效地抑制排气系统中的副生成物。
另外，优选的是，从第四气体供给口82供给的蚀刻气体的流速比从第一气体供给喷嘴60和第二气体供给喷嘴70供给的成膜气体的速度慢。对于从第一气体供给喷嘴60和第二气体供给喷嘴70供给的成膜气体，需要减少在到达晶片14之前向排气方向流动的量，但是对于从第四气体供给口82供给的蚀刻气体，通过减缓速度，其一部分能够在刚从第四气体供给口82喷出后就向排气方向流动，从而也能够向设置有第四气体供给喷嘴侧的舟皿隔热部34A与第一热交换部34B之间的间隙供给蚀刻气体。
图11示出了表示第一热交换部34B与第四气体供给喷嘴80之间的关系的示意图。第一热交换部34B为C字形的筒状部件，并且为了抑制热传导而使内部为中空。此外，第一热交换部34B设有用于供给蚀刻气体的管状的流路80B。此外，在流路80B的上游侧连接有与第一热交换部34B是不同部件的第一气体供给管80C，在流路80B的下游侧连接有第二气体供给管80A，该第二气体供给管80A设有第四气体供给口82。由该第一气体供给口80C、流路80B以及第二气体供给管80A构成第四气体供给喷嘴80。当然，也可以采用将第四气体供给喷嘴80作为一体部件形成并使之插入设于第一热交换部34B上的孔的结构。但是，若为插入第一热交换部34B中的形状，则在第四气体供给喷嘴80与设于第一热交换部34B上的孔之间有可能存在间隙。而如图11所示那样、使第四气体供给喷嘴80由贯穿第一热交换部而设置的流路80B和连接在流路80B上的第一气体供给管80C及第二气体供给管80A构成，并将这些气密性嵌合，从而能够抑制蚀刻气体流入第一热交换部的内部。另外，虽然图面上没有记载，但是若在第一热交换部的内部沿与晶片表面平行的方向设置隔热板，则能够进一步提高隔热性能。
蚀刻气体至少在衬底处理期间(在第一实施方式中，进行SiC外延膜生长期间)被从第四气体供给口82供给。由此，能够抑制副生成物向舟皿隔热部34A、第一热交换部34B、第二热交换部34C的附着。此外，在降温工序中，也可以供给蚀刻气体或是取代蚀刻气体而供给氩气(Ar)等冷却气体。供给冷却气体能够缩短降温时间。
以上，利用附图对第二实施方式进行了说明，但是本发明不限于此，能够进行各种变更。例如，第四气体供给喷嘴80也可以设置多根。在该情况下，优选在周向上排列配置，此外，第四气体供给口82通过分别向舟皿隔热部34A的中心供给蚀刻气体而能够均匀地供给蚀刻气体。
另外，关于从第四气体供给喷嘴80供给的蚀刻气体，是具有抑制副生成物堆积的效果的气体。此外，关于作为蚀刻气体的含有氯原子的气体的例子，能够举出氯化氢气体(HCl气体)、氯气(Cl2气体)。
以上第二实施方式中的发明除了具有上述第一实施方式的发明中的效果以外，还具有至少一个以下记载的效果。(1)由于在反应室44的下游侧设置用于供给蚀刻气体的第四气体供给喷嘴80，所以能够抑制副生成物在反应室44的下游侧的附着。(2)在上述(1)中，由于使第四气体供给口82的高度处于比舟皿隔热部34A的上端高的位置，所以蚀刻气体经由气体逃逸部340也能够容易地到达设于气体供给喷嘴的下部的热交换部。在该情况下，由于第四气体供给口82的高度为气体逃逸部340所位于的高度，所以蚀刻气体能够更容易地到达设于气体供给喷嘴的下部的热交换部。(3)在上述(1)或(2)中，由于使从第四气体供给口供给的蚀刻气体的流速比从第一气体供给口68和第二气体供给口72供给的成膜气体的速度慢，所以能够向舟皿隔热部34A与设于气体供给喷嘴相反侧的热交换部34B之间的间隙高效率地供给蚀刻气体。(4)在上述(1)至(3)的任一项中，由于第四气体供给喷嘴80由设于第一热交换部34B上的流路80B、连接在流路80B的上游侧的第一气体供给管80C、和连接在流路80B的下游侧的第二气体供给管80A构成，所以能够抑制蚀刻气体流入热交换部。(5)此外，由于在衬底处理期间从第四气体供给口82供给蚀刻气体，所以能够抑制在反应室的下游侧生成副生成物，从而能够抑制该副生成物引起的生产率下降。(6)在上述(5)中，在降温工序中从第四气体供给喷嘴80供给蚀刻气体、或是氩气(Ar)那样的比反应室温度低的冷却气体，由此能够缩短降温时间，提高生产能力。
<第三实施方式>
下面，使用图12和图13说明第三实施方式。另外，在此处，主要说明与第一实施方式及第二实施方式的不同点，关于相同部分省略说明。
图12是用于说明第三实施方式的主要部分的示意图。另外，关于与第一实施方式和第二实施方式相同的部件，标注相同的附图标记。第三实施方式与第一实施方式和第二实施方式的区别点在于具有调节块345。该调节块345如图12(a)所示设置在舟皿30的底板30B上，以使多个晶片的最下级与舟皿30的底板30B之间的空间变窄。此外，如图12(b)所示，调节块345具有能够收在沿周向配置的多个舟皿柱30A的内侧的大小，优选为圆板状。由于大小为能够收在舟皿柱30A的内侧的大小，所以能够卸下调节块345。此外，由于为圆板状，所以能够使得条件不会在舟皿30旋转时因旋转位置而变化。
如在第一实施方式中提到的那样，尽管以使得从多个气体供给口68(72)喷出的成膜气体的速度为恒定的方式构成，但在舟皿下部区域还是会产生汇流损失，导致在舟皿下部区域，成膜气体的流速低。因此，在本实施方式中，在舟皿30的底板30B上设置调节块345，以使在舟皿的最下级的晶片14之下通过的成膜气体的流动空间变窄。因此，从气体供给口68(72)的最下级供给的成膜气体因其流动空间狭窄而难以通过。因此，从气体供给口68(72)的最下级供给的成膜气体的一部分向流动空间比较大的上方流动。其结果是，在加载了从最下级流动到上方来的成膜气体的、舟皿下部区域的晶片面上，该成膜气体的流速快，能够填补汇流损失导致的流速降低，从而能够使成膜气体的流速在舟皿30的上部区域和下部区域相等。另外，由于对最下级的晶片14的气体供给量减少，所以不能作为制品使用。因此，优选设置虚设晶片(dummy wafer)。
此外，在图12中，记载了调整块345是一片板，但是也可以如图13(a)所示那样是将多个板重叠而成的构造。这样，通过调节调节块345的片数能够形成任意的空间大小。因此，即使在改变了从气体供给口68(72)供给的成膜气体的流量的情况下，也能够容易地进行调节。此外，也可以如图13(b)所示那样、与设有第一实施方式记载的气体逃逸部340的结构一同使用。通过第一实施方式的气体逃逸部340，能够消除大部分汇流损失，并通过本实施方式的调节块345进行微调节，从而能够形成更均质的SiC外延生长膜。
以上，使用附图对第三实施方式进行了说明，但本发明不限于此，能够进行各种变更。例如，以调节块345的形状为圆板状进行了说明，但是不限于此，也可以为圆锥台形状。
以上第三实施方式中的发明除了具有上述第一实施方式和第二实施方式的发明中的效果以外，还具有至少一个以下记载的效果。(1)通过在舟皿30的底板30B上设置调节块345，能够使最下级的流动空间变窄，从而使成膜气体对于舟皿下部区域的其他晶片的流速增加。其结果是，能够填补汇流损失导致的流速降低，实现与舟皿上部区域的流速的均匀化。(2)在上述(1)中，由于使调节块345为能够收在沿周向排列的舟皿柱34A的内侧的大小，所以能够容易地卸下。(3)在上述(2)中，由于使调节块345以多个板状部件重叠的方式构成，所以能够容易地调节流动空间的大小。(4)在上述(1)至(3)的任一项中，由于利用圆形部件形成调节块345，所以能够抑制在舟皿旋转时因旋转位置不同而导致的条件不同。(5)在上述(1)至(4)的任一项中，由于在舟皿30与舟皿隔热部34A之间设置气体逃逸部340，所以能够更有效地抑制汇流损失。
以上，利用附图说明了本发明，但是只要不脱离本申请的主旨，就能够进行各种变更。例如，由于本发明是在SiC外延生长装置的研究阶段做出的发明，所以实施例也是基于SiC外延生长装置而记载的，但是，本发明不限于此，能够应用于发生汇流损失的所有衬底处理装置。另外，气体逃逸空间不限于与舟皿一体形成的情况，其他例如也可以作成与舟皿分体地形成气体逃逸空间的构成部件。并且，也可以将作为构成处理炉的构成部件之一的气体逃逸空间设置在由热交换部形成的狭窄流路的上游侧。
在以上本说明书中公开的发明中，主要的方式附记如下。
(附记1)一种衬底处理装置，具有：反应室，用于处理多个衬底；舟皿，用于保持所述多个衬底；气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给口；排气口，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄；以及气体逃逸部，与设于所述舟皿上的所述多个衬底中的最下部衬底相比设置在下方，并具有定义所述最下部衬底与所述热交换部之间的空间的多根支柱。(附记2)在附记1所述的衬底处理装置中，所述气体逃逸部还具有第一隔热板，所述第一隔热板被设置成与所述多个衬底的各个表面平行。(附记3)在附记2所述的衬底处理装置中，所述第一隔热板具有比所述舟皿的底板的外径小的外径。(附记4)在附记3所述的衬底处理装置中，所述热交换部具有：筒状的舟皿隔热部，设于所述舟皿的下方；和筒状的第一热交换部，以包围所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分的方式与所述舟皿隔热部分离地设置，所述气体逃逸部设置在所述舟皿隔热部与所述舟皿之间，所述第一热交换部的上端比所述舟皿隔热部的上端高，所述第一隔热板设置在比所述第一热交换部的上端高的位置，所述气体逃逸部还具有第二隔热板，所述第二隔热板设置在比所述第一热交换部的上端低的位置，且外径比所述第一隔热板大。(附记5)在附记1所述的衬底处理装置中，所述热交换部具有：筒状的舟皿隔热部，设于所述舟皿的下方；和筒状的第一热交换部，以包围所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分的方式与所述舟皿隔热部分离地设置，所述气体逃逸部设置在所述舟皿隔热部与所述舟皿之间，所述第一热交换部的上端比所述舟皿隔热部的上端高。(附记6)在附记5所述的衬底处理装置中，所述热交换部还具有第二热交换部，所述第二热交换部在所述气体供给喷嘴的下方沿着所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分并与所述舟皿隔热部分离地设置，所述第一热交换部与所述气体供给喷嘴隔着所述舟皿而配置在所述第二热交换部的相反侧，所述第二热交换部的上端比所述舟皿隔热部的上端高。(附记7)在附记1所述的衬底处理装置中，所述热交换部具有：筒状的舟皿隔热部，设于所述舟皿的下方；和筒状的第一热交换部，以包围所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分的方式与所述舟皿隔热部分离地设置，所述气体逃逸部设置在所述舟皿隔热部与所述舟皿之间，所述衬底处理装置还具有第二气体供给喷嘴，该第二气体供给喷嘴设于所述第一热交换部，并具有用于供给蚀刻气体的第二气体供给口，所述第二气体供给口比所述舟皿隔热部的上端高。(附记8)在附记7所述的衬底处理装置中，所述第二气体供给口设置在所述气体逃逸部所存在的位置。(附记9)在附记7或附记8所述的衬底处理装置中，从所述第二气体供给口供给的所述蚀刻气体的流速比从所述第一气体供给口供给的所述成膜气体的流速慢。(附记10)在附记7至9中任一项所述的衬底处理装置中，所述第二气体供给喷嘴包括：流路管，以贯穿所述第一热交换部的方式设于所述第一热交换部；第一气体供给管，连接在所述流路管的上游侧；第二气体供给管，连接在所述流路管的下游侧。(附记11)在附记10所述的衬底处理装置中，所述第一气体供给管连接在所述蚀刻气体的供给源和冷却气体的供给源上，所述冷却气体具有比处理所述多个衬底时的所述反应室的温度低的温度。(附记12)在附记1至11中任一项所述的衬底处理装置中，还具有设置在所述舟皿的底板上的调节块。(附记13)在附记12所述的衬底处理装置中，所述调节块配置在沿周向排列地配置在所述舟皿的底板上的多根支柱的内侧。(附记14)在附记13所述的衬底处理装置中，所述调节块包括重合的多个板状部件。(附记15)在附记12至14的任一项所述的衬底处理装置中，所述调节块包括圆板状部件。(附记16)一种衬底处理装置，具有：反应室，用于处理多个衬底；舟皿，用于保持所述多个衬底；气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给口；排气口，用于使被供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄；以及调节块，配置在所述舟皿的底板上。(附记17)一种衬底的制造方法或半导体器件的制造方法，包括：(a)将保持着多个衬底的舟皿搬入反应室内的步骤；(b)向载置在所述反应室内的所述多个衬底供给成膜气体而对所述多个衬底进行处理的步骤；(c)使供给到所述反应室内的所述成膜气体经由第一流路和第二流路而排出的步骤，其中，所述第一流路由所述反应室的内壁和所述舟皿定义，所述第二流路由所述舟皿的下部空间和热交换部定义并比所述第一流路窄；(d)将所述多个衬底从所述反应室搬出的步骤。(附记18)在附记17所述的衬底的制造方法或半导体器件的制造方法中，所述(b)步骤包括向所述舟皿的下部空间供给蚀刻气体的步骤，其中，所述蚀刻气体用于抑制所述成膜气体所引起的副生成物的生成。(附记19)在附记18所述的衬底的制造方法或半导体器件的制造方法中，所述(d)步骤包括向所述舟皿的下部空间供给冷却气体的步骤，其中，所述冷却气体的温度比所述反应室的温度低。

Claims (10)

1.一种衬底处理装置，具有：
反应室，用于处理多个衬底；
舟皿，用于保持所述多个衬底；
气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给口；
排气口，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；
热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄，所述热交换部用于至少使从所述气体供给喷嘴供给至所述反应室内的所述成膜气体的温度下降；以及
气体逃逸部，与设于所述舟皿上的所述多个衬底中的最下部衬底相比设置在下方，并具有定义所述最下部衬底和所述热交换部之间的空间的多根支柱。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体逃逸部还具有第一隔热板，所述第一隔热板被设置成与所述多个衬底的各个表面平行。
3.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述热交换部具有：
筒状的舟皿隔热部，设于所述舟皿的下方；和
筒状的第一热交换部，以包围所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分的方式与所述舟皿隔热部分离地设置，
所述气体逃逸部设置在所述舟皿隔热部与所述舟皿之间，
所述第一热交换部的上端比所述舟皿隔热部的上端高。
4.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述热交换部还具有第二热交换部，所述第二热交换部在所述气体供给喷嘴的下方沿着所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分并与所述舟皿隔热部分离地设置，
所述第一热交换部与所述气体供给喷嘴隔着所述舟皿而配置在所述第二热交换部的相反侧，
所述第二热交换部的上端比所述舟皿隔热部的上端高。
5.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述热交换部具有：
筒状的舟皿隔热部，设于所述舟皿的下方；和
筒状的第一热交换部，以包围所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分的方式与所述舟皿隔热部分离地设置，
所述气体逃逸部设置在所述舟皿隔热部与所述舟皿之间，
所述衬底处理装置还具有第二气体供给喷嘴，该第二气体供给喷嘴设于所述第一热交换部，并具有用于供给蚀刻气体的第二气体供给口，
所述第二气体供给口比所述舟皿隔热部的上端高。
6.一种衬底处理装置，具有：
反应室，用于处理多个衬底；
舟皿，用于保持所述多个衬底；
气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给口；
排气口，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；
热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄，所述热交换部用于至少使从所述气体供给喷嘴供给至所述反应室内的所述成膜气体的温度下降；以及
调节块，配置在所述舟皿的底板上。
7.一种衬底的制造方法，包括：
(a)将保持着多个衬底的舟皿搬入反应室内的步骤；
(b)向载置在所述反应室内的所述多个衬底供给成膜气体而对所述多个衬底进行处理的步骤；
(c)使供给到所述反应室内的所述成膜气体经由第一流路和第二流路排出的步骤，其中，所述第一流路由所述反应室的内壁和所述舟皿定义，所述第二流路由所述舟皿的下部的空间和热交换部定义并比所述第一流路窄，所述热交换部用于至少使供给至所述反应室内的所述成膜气体的温度下降；
(d)将所述多个衬底从所述反应室搬出的步骤。
8.如权利要求7所述的衬底的制造方法，其特征在于，
所述(b)步骤包括向所述舟皿的下部空间供给蚀刻气体的步骤，其中，所述蚀刻气体用于抑制所述成膜气体所引起的副生成物的生成。
9.如权利要求8所述的衬底的制造方法，其特征在于，
所述(d)步骤包括向所述舟皿的下部空间供给冷却气体的步骤，其中，所述冷却气体的温度比所述反应室的温度低。
10.一种半导体器件的制造方法，包括：
(a)将保持着多个衬底的舟皿搬入反应室内的步骤；
(b)向载置在所述反应室内的所述多个衬底供给成膜气体而对所述多个衬底进行处理的步骤；
(c)使供给到所述反应室内的所述成膜气体经由第一流路和第二流路排出的步骤，其中，所述第一流路由所述反应室的内壁和所述舟皿定义，所述第二流路由所述舟皿的下部空间和热交换部定义并比所述第一流路窄，所述热交换部用于至少使供给至所述反应室内的所述成膜气体的温度下降；
(d)将所述多个衬底从所述反应室搬出的步骤。
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