JP2012146939A - 基板処理装置、基板の製造方法、及び、半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板（特にＳｉＣエピタキシャル膜が形成された基板）の生産効率を向上させると共にガス供給口への膜の形成を抑制する。
【解決手段】複数の基板１４が縦方向に並んで配置される反応室と、反応室を覆うように設けられ、処理室を加熱する加熱部と、反応室内に複数の基板１４に沿うように設けられ、複数の基板１４が配置される方向に向けて第１ガスを噴出する第１ガス供給口６８を有する第１ガス供給管６０と、反応室内に複数の基板１４に沿うように設けられ、複数の基板１４が配置される方向に向けて第２ガスを噴出する第２ガス供給口７２を有する第２ガス供給管７０と、少なくとも第２ガスが第１ガス供給口へ向かう流れを抑制する第１遮蔽部と、を具備する熱処理装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置、半導体デバイスの製造方法及び基板の製造方法、特に炭化ケイ素（以下、ＳｉＣとする）エピタキシャル膜を基板上に成膜する工程を有する基板処理装置、半導体デバイスの製造方法及び基板製造方法に関するもの、又は、当該基板処理装置に用いられるガス供給ノズルに関するものである。

ＳｉＣは、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。一方で、ＳｉＣはシリコン（以下Ｓｉとする）に比べて結晶基板やデバイスの作製が難しいことが知られている。

一方で、ＳｉＣを用いてデバイスを作製する場合は、ＳｉＣ基板の上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成したウェーハを用いる。このＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成するＳｉＣエピタキシャル成長装置の一例として特許文献１がある。

特許文献１にも代表されるように、現在ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する装置は、平面状のサセプタに複数のウェーハを配置し、装置中央部から原料ガスを供給する構成を取っている。

特開２００６−１９６８０７号公報

しかしながら、特許文献１に代表されるような平面状のサセプタに複数のウェーハを配置する装置構成では、基板コストの削減のため多数枚のウェーハを一度に処理する場合やウェーハの径を大きくする場合、反応室の床面積が増大してしまう問題がある。

本発明は斯かる実情に鑑み、高温条件下で行われるＳｉＣエピタキシャル膜成長に於いて、複数枚の基板を均一に成膜することができる基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法及び基板の製造方法を提供することを一つの目的とするものである。

前記課題を解決するための本発明の代表的な例は、複数の基板が縦方向に並んで配置される反応室と、前記反応室を覆うように設けられ、前記処理室を加熱する加熱部と、前記反応室内に前記複数の基板に沿うように設けられ、前記複数の基板が配置される方向に向けて第１ガスを噴出する第１ガス供給口を有する第１ガス供給管と、前記反応室内に前記複数の基板に沿うように設けられ、前記複数の基板が配置される方向に向けて第２ガスを噴出する第２ガス供給口を有する第２ガス供給管と、少なくとも前記第２ガスが前記第１ガス供給口へ向かう流れを抑制する第１遮蔽部と、を具備する熱処理装置である。

前記課題を解決するための本発明の代表的な他の例は、複数の基板を縦方向に搭載したボートを反応室内に搬入するボートローディング工程と、前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第１ガス供給ノズルに設けられた第１ガス供給口から第１ガス、及び、前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第２ガス供給ノズルに設けられた第２ガス供給口から第２ガスを前記複数の基板に供給し、前記第１ガスと前記第２ガスが混合されることにより前記複数の基板上に所定の膜を形成する成膜工程と、前記所定の膜が形成された前記複数の基板を前記反応室から搬出するボートアンローディング工程と、を有し、前記成膜工程において、前記第１ガスが前記第２ガス供給口に向かう流れを遮蔽部により抑制する半導体デバイスの製造方法、又は、基板の製造方法である。

本発明によれば、生産性の向上を図ることができる。

本発明が適用される半導体製造装置の斜視図である。 本発明が適用される処理炉の側面断面図である。 本発明が適用される処理炉の平面断面図である。 本発明が適用される半導体製造装置の制御構成を示すブロック図である。 本発明が適用される半導体製造装置の処理炉及びその周辺構造の概略断面図である。 第１の実施形態に関する処理炉の平断面図の概略の一例である。 第１の実施形態に関するガス供給ノズルの一例を示す図である。 第１の実施形態に関するガス供給ノズルの他の一例を示す図である。 第１の実施形態に関するガス供給ノズルの他の一例を示す図である。 第１の実施形態に関するガス供給ノズルの他の一例を示す図である。 第１の実施形態に関する本発明の処理炉の平断面図の概略の他の一例である。 第２の実施形態に関する処理炉の平断面図の概略の一例である。 第２の実施形態に関する処理炉の平断面図の概略の他の一例である。 第３の実施形態に関する処理炉の平断面図の概略の一例である。 第４の実施形態に関する課題を説明する図である。 第４の実施形態に関するガス供給ノズルの一例を示す図である。 第４の実施形態に関する処理炉の平断面図の概略の一例である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、基板処理装置の一例であるＳｉＣエピタキシャル成長装置における、高さ方向にＳｉＣウェーハを並べる、所謂バッチ式縦型ＳｉＣエピタキシャル成長装置で説明する。なお、バッチ式縦型ＳｉＣエピタキシャル成長装置とすることで、一度に処理できるＳｉＣウェーハの数が多くなりスループットが向上する。

＜＜第１の実施形態＞＞
＜全体構成＞
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施形態に於けるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置、および、半導体デバイスの製造工程の一つであるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板の製造方法について説明する。

基板処理装置（成膜装置）としての半導体製造装置１０は、バッチ縦型式熱処理装置であり、主要部が配置される筐体１２を有する。前記半導体製造装置１０には、例えばＳｉ又はＳｉＣ等で構成された基板としてのウェーハ１４（図２参照）を収納する基板収容器として、フープ（以下、ポッドと称す）１６がウェーハキャリアとして使用される。前記筐体１２の正面側には、ポッドステージ１８が配置されており、該ポッドステージ１８にポッド１６が搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚のウェーハ１４が収納され、蓋が閉じられた状態で前記ポッドステージ１８にセットされる。

前記筐体１２内の正面であって、前記ポッドステージ１８に対向する位置には、ポッド搬送装置２０が配置されている。又、該ポッド搬送装置２０の近傍にはポッド収納棚２２、ポッドオープナ２４及び基板枚数検知器２６が配置されている。前記ポッド収納棚２２は前記ポッドオープナ２４の上方に配置され、ポッド１６を複数個載置した状態で保持する様に構成されている。前記基板枚数検知器２６は、前記ポッドオープナ２４に隣接して配置され、前記ポッド搬送装置２０は前記ポッドステージ１８と前記ポッド収納棚２２と前記ポッドオープナ２４との間でポッド１６を搬送する。前記ポッドオープナ２４はポッド１６の蓋を開けるものであり、前記基板枚数検知器２６は蓋を開けられたポッド１６内のウェーハ１４の枚数を検知する様になっている。

前記筐体１２内には、基板移載機２８、基板保持具としてのボート３０が配置されている。前記基板移載機２８は、アーム（ツイーザ）３２を有し、図示しない駆動手段により昇降可能且つ回転可能な構造となっている。前記アーム３２は、例えば５枚のウェーハ１４を取出すことができ、前記アーム３２を動かすことにより、前記ポッドオープナ２４の位置に置かれたポッド１６及びボート３０間にてウェーハ１４を搬送する。

前記ボート３０は、例えばカーボングラファイトやＳｉＣ等の耐熱性材料で構成されており、複数枚のウェーハ１４を水平姿勢で、且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に積上げ、保持する様に構成されている。尚、前記ボート３０の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成された円盤形状の断熱部材としてボート断熱部３４が配置されており、後述する被加熱体４８からの熱が処理炉４０の下方側に伝わりにくくなる様に構成されている（図２参照）。

前記筐体１２内の背面側上部には前記処理炉４０が配置されている。該処理炉４０内に複数枚のウェーハ１４を装填した前記ボート３０が搬入され、熱処理が行われる。

＜処理炉構成＞
次に、図２、図３に於いて、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する前記半導体製造装置１０の前記処理炉４０について説明する。処理炉４０には、第１のガス供給口６８を有する第１のガス供給ノズル６０、第２のガス供給口７２を有する第２のガス供給ノズル７０、及び第１のガス排気口９０が代表例としてそれぞれ１つずつ図示されている。又、不活性ガスを供給する第３のガス供給口３６０、第２のガス排気口３９０が図示されている。

前記処理炉４０は、円筒形状の反応室４４を形成する前記反応管４２を備えている。該反応管４２は、石英又はＳｉＣ等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。該反応管４２の内側の筒中空部には、前記反応室４４が形成れており、Ｓｉ又はＳｉＣ等で構成された基板としてのウェーハ１４を前記ボート３０によって水平姿勢で、且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に積上げ、保持した状態で収納可能に構成されている。

前記反応管４２の下方には、該反応管４２と同心円状にマニホールド３６が配設されている。該マニホールド３６は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。該マニホールド３６は、前記反応管４２を支持する様に設けられている。尚、前記マニホールド３６と前記反応管４２との間には、シール部材としてのＯリング（図示せず）が設けられている。前記マニホールド３６が図示しない保持体に支持されることにより、前記反応管４２は垂直に据付けられた状態になっている。該反応管４２と前記マニホールド３６により、反応容器が形成されている。

前記処理炉４０は、加熱される被加熱体４８及び磁場発生部としての誘導コイル５０を具備している。前記被加熱体４８は、前記反応室４４内に配設され、該反応管４２の外側に設けられた前記誘導コイル５０により発生される磁場によって加熱される様になっており、前記被加熱体４８が発熱することにより、前記反応室４４内が加熱される様になっている。

前記被加熱体４８の近傍には、前記反応室４４内の温度を検出する温度検出体として図示しない温度センサが設けられている。前記誘導コイル５０及び温度センサは、温度制御部５２と電気的に接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づき、前記誘導コイル５０への通電具合が調節されることで、前記反応室４４内の温度が所望の温度分布となる様所定のタイミングにて制御される様構成されている（図４参照）。

尚、好ましくは、前記反応室４４内に於いて前記第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０と第１のガス排気口９０との間であって、前記被加熱体４８とウェーハ１４との間には、前記被加熱体４８とウェーハ１４との間の空間を埋める様、鉛直方向に延在し断面が円弧状の構造物４００を前記反応室４４内に設けるのがよい。例えば、図３に示す様に、対向する位置にそれぞれ構造物４００を設けることで、前記第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０から供給されるガスが、前記被加熱体４８の内壁に沿ってウェーハ１４を迂回するのを防止することができる。前記構造物４００としては、好ましくは断熱材若しくはカーボンフェルト等で構成すると、耐熱及びパーティクルの発生を抑制することができる。

前記反応管４２と前記被加熱体４８との間には、例えば誘電されにくいカーボンフェルト等で構成された断熱材５４が設けられ、該断熱材５４を設けることにより、前記被加熱体４８の熱が前記反応管４２或は該反応管４２の外側へ伝達するのを抑制することができる。

又、前記誘導コイル５０の外側には、前記反応室４４内の熱が外側に伝達するのを抑制する為の、例えば水冷構造である外側断熱壁が前記反応室４４を囲む様に設けられている。更に、前記外側断熱壁の外側には、前記誘導コイル５０により発生された磁場が外側に漏れるのを防止する磁気シール５８が設けられている。

図２に示す様に、前記被加熱体４８とウェーハ１４との間には、少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスと、Ｃｌ（塩素）原子含有ガスとをウェーハ１４に供給するために少なくとも１つの第１のガス供給口６８が設けられた第１のガス供給ノズル６０が設置される。又、被加熱体４８とウェーハ１４との間の前記第１のガス供給ノズル６０とは異なる箇所には、少なくともＣ（炭素）原子含有ガスと還元ガスとをウェーハ１４に供給するために、少なくとも１つの前記第２のガス供給口７２が設けられた第２のガス供給ノズル７０が設けられる。また、第１のガス排気口９０も同様に被加熱体４８とウェーハ１４との間に配置される。又、前記反応管４２と前記断熱材５４との間に、前記第３のガス供給口３６０及び前記第２のガス排気口３９０が配置されている。

なお、上述の第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０へ供給されるガスは、装置構造を説明するための一例であり、その詳細については後述する。また、本図において、説明を簡単にするために第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０を１本ずつ配置しているが、これらについても後に詳述する。

前記第１のガス供給口６８及び第１のガス供給ノズル６０は、例えばカーボングラファイトで構成され、前記反応室４４内に設けられる。又、前記第１のガス供給ノズル６０は、マニホールド３６を貫通する様に該マニホールド３６に取付けられている。ここで、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に、前記第１のガス供給口６８は、少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスとして、例えばモノシラン（以下ＳｉＨ４とする）ガスと、Ｃｌ（塩素）原子含有ガスとして、例えば塩化水素（以下ＨＣｌとする）ガスとを前記第１のガス供給ノズル６０を介して、前記反応室４４内に供給する様になっている。

該第１のガス供給ノズル６０は、第１のガスライン２２２に接続されている。該第１のガスライン２２２は、例えばガス配管２１３ａ，２１３ｂに接続され、該ガス配管２１３ａ，２１３ｂはそれぞれＳｉＨ４ガス、ＨＣｌガスに対して流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ（以下ＭＦＣとする）２１１ａ，２１１ｂ及びバルブ２１２ａ，２１２ｂを介して、例えばＳｉＨ４ガス供給源２１０ａ、ＨＣｌガス供給源２１０ｂに接続されている。

上記構成により、例えばＳｉＨ４ガス、ＨＣｌガスのそれぞれの供給流量、濃度、分圧、供給タイミングを前記反応室４４内に於いて制御することができる。前記バルブ２１２ａ，２１２ｂ、前記ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂは、ガス流量制御部７８に電気的に接続されており、それぞれ供給するガスの流量が所定流量となる様に、所定のタイミングにて制御される様になっている（図４参照）。尚、ＳｉＨ４ガス、ＨＣｌガスそれぞれの前記ガス供給源２１０ａ，２１０ｂ、前記バルブ２１２ａ，２１２ｂ、前記ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂ、前記ガス配管２１３ａ，２１３ｂ、前記第１のガスライン２２２、前記第１のガス供給ノズル６０及び該第１のガス供給ノズル６０に少なくとも１つ設けられる前記第１のガス供給口６８により、ガス供給系として第１のガス供給系が構成される。

前記第２のガス供給口７２は、例えばカーボングラファイトで構成され、前記反応室４４内に設けられる。また、前記第２のガス供給ノズル７０は、前記マニホールド３６を貫通する様に、該マニホールド３６に取付けられている。ここで、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に、前記第２のガス供給口７２は、少なくともＣ（炭素）原子含有ガスとして、例えばプロパン（以下Ｃ３Ｈ８とする）ガスと、還元ガスとして、例えば水素（Ｈ原子単体、若しくはＨ２分子。以下Ｈ２とする）とを前記第２のガス供給ノズル７０を介して前記反応室４４内に供給する様になっている。尚、前記第２のガス供給ノズル７０は、複数本設けてもよい。

該第２のガス供給ノズル７０は、第２のガスライン２６０に接続されている。該第２のガスライン２６０は、例えばガス配管２１３ｃ，２１３ｄと接続され、該ガス配管２１３ｃ，２１３ｄはそれぞれ、Ｃ（炭素）原子含有ガスとして、例えばＣ３Ｈ８ガスに対して流量制御手段としてのＭＦＣ２１１ｃ及びバルブ２１２ｃを介してＣ３Ｈ８ガス供給源２１０ｃに接続され、還元ガスとして、例えばＨ２ガスに対して流量制御手段としてのＭＦＣ２１１ｄ及びバルブ２１２ｄを介してＨ２ガス供給源２１０ｄに接続されている。

上記構成により、例えばＣ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスの供給流量、濃度、分圧を前記反応室４４内に於いて制御することができる。前記バルブ２１２ｃ，２１２ｄ、前記ＭＦＣ２１１ｃ，２１１ｄは前記ガス流量制御部７８に電気的に接続されており、供給するガス流量が所定の流量となる様、所定のタイミングにて制御される様になっている（図４参照）。尚、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスのガス供給源２１０ｃ，２１０ｄ、前記バルブ２１２ｃ，２１２ｄ、前記ＭＦＣ２１１ｃ，２１１ｄ、前記ガス配管２１３ｃ，２１３ｄ、前記第２のガスライン２６０、第２のガス供給ノズル７０、前記第２のガス供給口７２により、ガス供給系として第２のガス供給系が構成される。

又、前記第１のガス供給ノズル６０及び前記第２のガス供給ノズル７０に於いて、基板の配列領域に前記第１のガス供給口６８及び前記第２のガス供給口７２が１つ設けられていてもよく、ウェーハ１４の所要数枚毎に設けられていてもよい。

＜排気系＞
図３に示す様に、前記第１のガス排気口９０が、前記第１のガス供給ノズル６０及び前記第２のガス供給ノズル７０の位置に対して対向する様に配置され、前記マニホールド３６には、前記第１のガス排気口９０に接続されたガス排気管２３０が貫通する様設けられている。該ガス排気管２３０の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサ及び、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２１４を介して真空ポンプ等の真空排気装置２２０が接続されている。圧力センサ及び前記ＡＰＣバルブ２１４には、圧力制御部９８が電気的に接続されており、該圧力制御部９８は圧力センサにより検出された圧力に基づいて前記ＡＰＣバルブ２１４の開度を調整し、前記処理炉４０内の圧力が所定の圧力となる様所定のタイミングにて制御する様に構成されている（図４参照）。

上記した様に、前記第１のガス供給口６８から少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子含有ガスとを供給し、前記第２のガス供給口７２から少なくともＣ（炭素）原子含有ガスと還元ガスとを供給し、供給されたガスはＳｉ又はＳｉＣで構成されたウェーハ１４に対し平行に流れ、前記第１のガス排気口９０より排気されるので、ウェーハ１４全体が効率的且つ均一にガスに晒される。

又、図３に示す様に、前記第３のガス供給口３６０は前記反応管４２と前記断熱材５４との間に配置され、前記マニホールド３６を貫通する様に取付けられている。更に、前記第２のガス排気口３９０が、前記反応管４２と前記断熱材５４との間であり、前記第３のガス供給口３６０に対して対向する様に配置され、前記第２のガス排気口３９０は前記ガス排気管２３０に接続されている。前記第３のガス供給口３６０は前記マニホールド３６を貫通する第３のガスライン２４０に形成され、バルブ２１２ｅ、ＭＦＣ２１１ｅを介してガス供給源２１０ｅと接続されている。該ガス供給源２１０ｅからは不活性ガスとして、例えば希ガスのＡｒガスが供給され、ＳｉＣエピタキシャル膜成長に寄与するガス、例えばＳｉ（シリコン）原子含有ガス又はＣ（炭素）原子含有ガス又はＣｌ（塩素）原子含有ガス又はそれらの混合ガスが、前記反応管４２と前記断熱材５４との間に進入するのを防ぎ、前記反応管４２の内壁又は前記断熱材５４の外壁に不要な生成物が付着するのを防止することができる。

又、前記反応管４２と前記断熱材５４との間に供給された不活性ガスは、前記第２のガス排気口３９０より前記ガス排気管２３０の下流側にある前記ＡＰＣバルブ２１４を介して前記真空排気装置２２０から排気される。

＜処理炉の周辺構成＞
次に、図５に於いて、前記処理炉４０及びその周辺の構成について説明する。
該処理炉４０の下方には、該処理炉４０の下端開口を気密に閉塞する為の炉口蓋体としてシールキャップ１０２が設けられている。該シールキャップ１０２は、例えばステンレス等の金属製であり、円盤状に形成されている。該シールキャップ１０２の上面には、前記処理炉４０の下端と当接するシール材としてのＯリング（図示せず）が設けられている。前記シールキャップ１０２には回転機構１０４が設けられ、該回転機構１０４の回転軸１０６は前記シールキャップ１０２を貫通して前記ボート３０に接続されており、該ボート３０を回転させることでウェーハ１４を回転させる様に構成されている。

又、前記シールキャップ１０２は前記処理炉４０の外側に設けられた昇降機構として、後述する昇降モータ１２２によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート３０を前記処理炉４０に対して搬入搬出することが可能となっている。前記回転機構１０４及び前記昇降モータ１２２には、駆動制御部１０８が電気的に接続されており、所定の動作をする様所定のタイミングにて制御する様構成されている（図４参照）。

予備室としてのロードロック室１１０の外面に下基板１１２が設けられている。該下基板１１２には、昇降台１１４と摺動自在に嵌合するガイドシャフト１１６及び前記昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８が設けられている。又、前記下基板１１２に立設した前記ガイドシャフト１１６及び前記ボール螺子１１８の上端には上基板１２０が設けられている。前記ボール螺子１１８は、前記上基板１２０に設けられた前記昇降モータ１２２によって回転され、前記ボール螺子１１８が回転されることで前記昇降台１１４が昇降する様になっている。

該昇降台１１４には中空の昇降シャフト１２４が垂設され、前記昇降台１１４と前記昇降シャフト１２４の連結部は気密となっており、該昇降シャフト１２４は前記昇降台１１４と共に昇降する様になっている。前記昇降シャフト１２４は前記ロードロック室１１０の天板１２６を遊貫し、前記昇降シャフト１２４が貫通する前記天板１２６の貫通孔は、前記昇降シャフト１２４が前記天板１２６と接触することがない様充分な隙間が形成されている。

又、前記ロードロック室１１０と前記昇降台１１４との間には、前記昇降シャフト１２４の周囲を覆う様に伸縮性を有する中空伸縮体としてベローズ１２８が設けられ、該ベローズ１２８により前記ロードロック室１１０が気密に保たれる様になっている。尚、前記ベローズ１２８は前記昇降台１１４の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、前記ベローズ１２８の内径は前記昇降シャフト１２４の外径に比べて充分に大きく、伸縮の際に前記ベローズ１２８と前記昇降シャフト１２４が接触することがない様に構成されている。

該昇降シャフト１２４の下端には、昇降基板１３０が水平に固着され、該昇降基板１３０の下面にはＯリング等のシール部材を介して駆動部カバー１３２が気密に取付けられる。前記昇降基板１３０と前記駆動部カバー１３２とで駆動部収納ケース１３４が構成され、この構成により該駆動部収納ケース１３４内部は前記ロードロック室１１０内の雰囲気と隔離される。

又、前記駆動部収納ケース１３４の内部には前記ボート３０の前記回転機構１０４が設けられ、該回転機構１０４の周辺は冷却機構１３５によって冷却される様になっている。

電力ケーブル１３８は、前記昇降シャフト１２４の上端から中空部を通り、前記回転機構１０４に導かれて接続されている。又、前記冷却機構１３５及び前記シールキャップ１０２には冷却水流路１４０が形成されている。更に、冷却水配管１４２が前記昇降シャフト１２４の上端から中空部を通り前記冷却水流路１４０に導かれて接続されている。

前記昇降モータ１２２が駆動され、前記ボール螺子１１８が回転することで、前記昇降台１１４及び昇降シャフト１２４を介して前記駆動部収納ケース１３４を昇降させる。

該駆動部収納ケース１３４が上昇することにより、前記昇降基板１３０に気密に設けられている前記シールキャップ１０２が前記処理炉４０の開口部である炉口１４４を閉塞し、ウェーハ処理が可能な状態となる。又、前記駆動部収納ケース１３４が下降することにより、前記シールキャップ１０２と共に前記ボート３０が降下され、ウェーハ１４を外部に搬出できる状態となる。

＜制御部＞
次に、図４に於いて、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する前記半導体製造装置１０を構成する各部の制御構成について説明する。

温度制御部５２、前記ガス流量制御部７８、前記圧力制御部９８、前記駆動制御部１０８は、操作部及び入出力部を構成し、前記半導体製造装置１０全体を制御する主制御部１５０に電気的に接続されている。又、前記温度制御部５２、前記ガス流量制御部７８、前記圧力制御部９８、前記駆動制御部１０８は、コントローラ１５２として構成されている。

＜各ガス供給系に供給されるガスの詳細＞
次に、上述した第１のガス供給系及び第２のガス供給系を構成する理由について説明する。ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置では、少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスと、Ｃ（炭素）原子含有ガスとで構成される原料ガスを前記反応室４４に供給し、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する必要がある。また、本実施例の様に、複数枚のウェーハ１４が水平姿勢で多段に整列させて保持される場合に於いて、ウェーハ間の均一性を向上させるため、原料ガスを夫々のウェーハ近傍のガス供給口から供給できるように、前記反応室４４内にガス供給ノズルを設けている。従って、ガス供給ノズル内も反応室と同じ条件となっている。この時、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスを同じガス供給ノズルにて供給すると、原料ガス同士が反応することで原料ガスが消費され、前記反応室４４の下流側で原料ガスが不足するだけでなく、ガス供給ノズル内で反応し堆積したＳｉＣ膜等の堆積物がガス供給ノズルを閉塞し、原料ガスの供給が不安定になると共に、パーティクルを発生させる等の問題を生じてしまう。

そこで、本実施例では、第１のガス供給ノズル６０を介してＳｉ原子含有ガスを供給し、第２のガス供給ノズル７０を介してＣ原子含有ガスを供給している。このように、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスを異なるガス供給ノズルから供給することにより、ガス供給ノズル内では、ＳｉＣ膜が堆積しないようにすることができる。なお、Ｓｉ原子含有ガス及びＣ原子含有ガスの濃度や流速を調整したい場合は、夫々適切なキャリアガスを供給すればよい。

更に、Ｓｉ原子含有ガスを、より効率的に使用するため水素ガスのような還元ガスを用いる場合がある。この場合、還元ガスは、Ｃ原子含有ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０を介して供給することが望ましい。このように還元ガスをＣ原子含有ガスと共に供給し、反応室４４内でＳｉ原子含有ガスと混合することにより、還元ガスが少ない状態となるためＳｉ原子含有ガスの分解を成膜時と比較して抑制することができ、第１のガス供給ノズル内におけるＳｉ膜の堆積を抑制することが可能となる。この場合、還元ガスをＣ原子含有ガスのキャリアガスとして用いることが可能となる。なお、Ｓｉ原子含有ガスのキャリアとしては、アルゴン（Ａｒ）のような不活性ガス（特に希ガス）を用いることにより、Ｓｉ膜の堆積を抑制することが可能となる。

更に、第１のガス供給ノズル６０には、ＨＣｌのような塩素原子含有ガスを供給することが望ましい。このようにすると、Ｓｉ原子含有ガスが熱により分解し、第１のガス供給ノズル内に堆積可能な状態となったとしても、塩素によりエッチングモードとすることが可能となり、第１のガス供給ノズル内へのＳｉ膜の堆積をより抑制することが可能になる。

尚、図２に示す例では、第１のガス供給ノズル６０にＳｉＨ４ガス及びＨＣｌガスを供給し、第２のガス供給ノズル７０にＣ３Ｈ８ガス及びＨ２ガスを供給する構成で説明したが、上述した通り、図２に示す例は、最も良いと考えられる組合せであり、それに限られることはない。

又、図２に示す例では、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に流すＣｌ（塩素）原子含有ガスとしてＨＣｌガスを例示したが、塩素ガスを用いてもよい。

又、上述ではＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に、Ｓｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子含有ガスとを供給したが、Ｓｉ原子とＣｌ原子を含むガス、例えばテトラクロロシラン（以下ＳｉＣｌ４とする）ガス、トリクロロシラン（以下ＳｉＨＣｌ３）ガス、ジクロロシラン（以下ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスを供給してもよい。また、言うまでもないが、これらのＳｉ原子及びＣｌ原子を含むガスは、Ｓｉ原子含有ガスでも有り、又は、Ｓｉ原子含有ガス及びＣｌ原子含有ガスの混合ガスともいえる。特に、ＳｉＣｌ４は、熱分解される温度が比較的高いため、ノズル内のＳｉ消費抑制の観点から望ましい。

又、上述ではＣ（炭素）原子含有ガスとしてＣ３Ｈ８ガスを例示したが、エチレン（以下Ｃ２Ｈ４とする）ガス、アセチレン（以下Ｃ２Ｈ２とする）ガスを用いてもよい。

また、還元ガスとしてＨ２ガスを例示したが、これに限らず他のＨ（水素）原子含有ガスを用いても良い。更には、キャリアガスとしては、Ａｒ（アルゴン）ガス、Ｈｅ（ヘリウム）ガス、Ｎｅ（ネオン）ガス、Ｋｒ（クリプトン）ガス、Ｘｅ（キセノン）ガス等の希ガスのうち少なくとも１つを用いてもよいし、上記したガスを組合わせた混合ガスを用いてもよい。

上述では、第１のガス供給ノズル６０を介してＳｉ原子含有ガスを供給し、第２のガス供給ノズル７０を介してＣ原子含有ガスを供給することでガス供給ノズル内のＳｉＣ膜の堆積を抑制するようにしている（以下、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスを分離して供給する方式を、「セパレート方式」と呼ぶ。）。しかしながら、この方法は、ガス供給ノズル内でのＳｉＣ膜の堆積を抑制できるものの、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスの混合がガス供給口６８，７２からウェーハ１４に到達するまでの間に充分に行う必要がある。

従って、ウェーハ内の均一化の観点から見れば、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスを予め混合して、ガス供給ノズル６０に供給するほうが望ましい（以下、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスを同一のガス供給ノズルから供給する方式を「プレミックス方式」と呼ぶ。）。しかしながら、Ｓｉ原子含有ガス及びＣ原子含有ガスを同一のガス供給ノズルから供給するとガス供給ノズル内にＳｉＣ膜が堆積してしまう恐れがある。一方で、Ｓｉ原子含有ガスは、エッチングガスである塩素と還元ガスである水素との比（Ｃｌ／Ｈ）を大きくすると塩素によるエッチング効果の方が大きくなり、Ｓｉ原子含有ガスの反応を抑えることが可能である。従って、一方のガス供給ノズルにＳｉ原子含有ガス、Ｃ原子含有ガス、及び、塩素含有ガスを供給し、還元反応に用いられる還元ガス（例えば、水素ガス）を他方のガス供給ノズルから供給することで、ガス供給ノズル内のＣｌ／Ｈが大きくなり、ＳｉＣ膜の堆積を抑制することが可能である。

＜ガス供給ノズルの構成＞
ここで、上述の通り、ガス供給ノズル内の堆積は、Ｓｉ原子含有ガス等のＳｉＣ膜の成膜に寄与する原料ガスの供給方法を工夫することで抑制することは可能である。しかしながら、分離して供給された原料ガスは、ガス供給口６８、７２から噴出した直後に混合される。ガス供給口６８、７２付近で原料ガスが混合されるとガス供給口にＳｉＣ膜が堆積する可能性があり、その結果、ガス供給口の閉塞や堆積したＳｉＣ膜の剥がれによるパーティクルの発生が生じる恐れがある。

上述のガス供給口付近でのＳｉＣ膜の堆積を抑制するための構造を図６及び図７を用いて説明する。なお、ガス供給方式は、セパレート方式として説明する。まず、ガス供給ノズルの配置について、図６を用いて説明する。図６は、反応室４４を上部から見た断面図であり、理解を容易にするため必要な部材のみを記載している。図６が示す通り、Ｓｉ原子含有ガスを供給する第１のガス供給ノズル６０とＣ原子含有ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０とが交互に配置される。このように交互に配置することにより、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスの混合を促進することができる。また、第１のガス供給ノズル及び第２のガス供給ノズルは、奇数本とすることが望ましい。奇数本とすると、中心の第２ガス供給ノズル７０を中心に原料ガス供給を左右対称とすることができ、ウェーハ１４内の均一性を高めることができる。

また、図６では、Ｃ原子含有ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０を中央、及び、両端に配置し、Ｓｉ原子含有ガスを供給する第１のガス供給ノズル６０を第２のガス供給ノズルの間に配置しているが、Ｓｉ原子含有ガスを供給する第１のガス供給ノズル７０を中央、及び、両端に配置し、Ｓｉ原子含有ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０を第１のガス供給ノズルの間に配置するようにしてもよい。なお、Ｃ原子含有ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０を中央、及び、両端に配置し、Ｓｉ原子含有ガスを供給する第１のガス供給ノズル６０を第２のガス供給ノズルの間に配置することが望ましい。このように配置することにより、Ｃ原子含有ガスと共にキャリアガスとして大量に供給する（場の主流となる）Ｈ２の流量比（中央／両端）を調整することでウェーハ上のガス流れをコントロールすることができ、面内膜厚の制御が容易となる。なお、プリミックス方式を用いる場合は、第１のガス供給ノズル６０にＳｉ原子含有ガス、Ｃ原子含有ガス、及び、塩素含有ガスを供給し、第２のガス供給ノズル７０には、還元ガスである水素ガスを供給するほうがよい。このようにすることにより、キャリアガスとして大量に供給する（場の主流となる）Ｈ２の流量比（中央／両端）を調整することでウェーハ上のガス流れをコントロールすることができ、面内膜厚の制御が容易となる。

次に各ガス供給ノズルについて、図７を用いて説明する。図７は、１つのガス供給ノズルの正面図、及び、Ａ−Ａ断面図の関係を示した図である。図７（ａ）は、Ａ−Ａ断面図であり、図７（ｂ）は、正面図である。各ガス供給ノズル６０（７０）は、ガス供給口６８（７２）へ向かう他のガス供給口から噴出したガスの流れを抑制する遮蔽部として、ガス供給口６８（７２）を挟むようにウェーハ方向に延びる遮蔽壁が設けられている。この遮蔽壁の内壁の間隔Ｌ１は、ガス供給口６８（７２）の径より大きい。これにより、ガス供給口と比較して、閉塞が起こりにくくなる。また、遮蔽壁のガス供給口から先端までの長さＬ２は、遮蔽壁の内壁の間隔Ｌ１より大きくすると、よりガスの回り込みを抑制できる。

また、ガス供給ノズルの遮蔽壁を含めた先端部の幅Ｌ３は、ガス供給口を正面から見た際のガス供給ノズルの幅Ｌ４より小さくしている。図６に示すようにガス供給ノズルは、直線状に配置するのではなく、ウェーハと等距離になるように周方向に並べることが望ましい。その際に、先端部の幅Ｌ３をガス供給ノズルの幅Ｌ４より小さくすると、ウェーハ中心に向かってガス供給ノズルが細くなるため、ガス供給ノズルを密に配置することが可能となる。ガス供給ノズルを密に配置することで、ガス供給ノズル間に流れる原料ガスの量を減らすことができ、ウェーハ上に到達するガスの量を多くすることができる。

また、遮蔽壁の先端部は、図７（ｃ）に示すように、紙面上、斜め方向に設けられた遮蔽壁の外壁と縦方向に設けられた遮蔽壁の内壁を結んだ際にできる三角形の領域を切り落とした構造となっている。言い換えれば、遮蔽壁の内壁の長さＬ２は、遮蔽壁の外壁の延長線と交差するまでの遮蔽壁の内壁の延長線の長さＬ５より短くなっている。この構造により、遮蔽壁の内壁にガス供給口６８（７２）から供給されたガスが接触し、ガス流の速度が遅くなってしまうことを抑制することができる。

更に、切り落とした後の先端部の角は、面取りがされ、曲線となっている。このように先端部の角を面取りしない場合は、角部を基点として嘴状のＳｉＣ膜の堆積が発生する恐れがある。しかしながら、本実施例のように面取りをし、角部を曲線状とすることにより、ＳｉＣ膜が堆積したとしても平面状に堆積することになり、パーティクルの発生を抑制することができる。

また、図７では、遮蔽壁とガス供給ノズルの本体とを一体化して形成していたが、これに限らず、従来用いられている円形（若しくは、楕円形）のガス供給ノズルに別部材として遮蔽壁を取り付けても良い。

また、ガス供給口６８（７２）は、図７のように複数の孔状である必要はなく、図８に示すようにスリット状であっても構わない。スリット状とすることによりガス流の速度を小さくすることができ、エピ膜の成長速度が小さくなる可能性はあるものの、２つの異なるガス供給ノズルから供給された原料ガスの混合を促進することが可能となり、ウェーハ内の均一性を向上させることができる。なお、この場合、遮蔽壁の内壁の幅Ｌ１は、スリット状のガス供給口の幅より大きければよい。即ち、図７、図８の観点を考慮すれば、遮蔽壁の内壁の幅Ｌ１は、ウェーハの平面に平行な方向のガス供給口の幅より大きいことが望ましいと言える。

また、遮蔽壁は、ガス供給口を挟むように構成するのではなく、図９に示すようにガス供給口６８（７２）を囲うように構成しても良い。これにより、ガス供給口から噴出した原料ガスが遮蔽壁の内壁に接触し速度が落ちる可能性があるものの、ガス供給口の周囲を囲っているため、図７に示す構造と比較して、ガスの回り込みをより抑制することが可能となる。

また、遮蔽壁の外壁は、図１０に示すように遮蔽壁の内壁と平行方向に延びるように構成しても良い。このように構成すると、ガス供給ノズル間の隙間が増えることになるが、ガス供給ノズルを軽くすることができる。なお、図１０では、ガス供給口を囲うように遮蔽壁を構成しているが、図７のようなガス供給口を挟む構成であっても良い。また、ガス供給口も複数の孔状ではなく、スリット状としても良い。

次に、図６の変形例を説明する。図６では、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０の両方に遮蔽壁を設ける構造であったが、すべてのガス供給ノズルに遮蔽壁を設ける必要はなく、一部のガス供給ノズルに遮蔽壁を設けてもよい。特に、第１のガス供給ノズル７０がＣｌ原子含有ガスを供給する場合は、Ｃｌ原子が成膜を抑制する効果を有するため、遮蔽壁がなくともガス供給口に成膜されることを抑制することができる。従って、図１１に示すように第１のガス供給ノズル６０は、遮蔽壁がない通常のガス供給ノズルとし、第２のガス供給ノズル７０は、遮蔽壁付きのガス供給ノズルとしても良い。

また、特にプレミックス方式の場合、第２のガス供給口７２に遮蔽壁を設けないほうが望ましい。第２のガス供給口７２から還元ガスが噴出しているため、成膜の原料となるガスが供給されていない。従って、例え第１のガス供給口６８から噴出したガスが第２ガス供給口に向かったとしてもその濃度は小さくなると考えられる。その一方、還元ガスの流速はＳｉ原子含有ガスやＣ原子含有ガスより速い。従って、あえて遮蔽壁を設けないように構成することでガスの流速を稼ぐことが可能となる。

＜ＳｉＣ膜の形成方法＞
次に、上述した前記半導体製造装置１０を用い、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＳｉＣ等で構成されるウェーハ１４等の基板上に、例えばＳｉＣ膜を形成する基板の製造方法について説明する。尚、以下の説明に於いて前記半導体製造装置１０を構成する各部の動作は、前記コントローラ１５２により制御される。

先ず、前記ポッドステージ１８に複数枚のウェーハ１４を収納したポッド１６がセットされると、前記ポッド搬送装置２０により前記ポッド１６を前記ポッドステージ１８から前記ポッド収納棚２２へ搬送し、ストックする。次に、前記ポッド搬送装置２０により、前記ポッド収納棚２２にストックされた前記ポッド１６を前記ポッドオープナ２４に搬送してセットし、該ポッドオープナ２４により前記ポッド１６の蓋を開き、前記基板枚数検知器２６により前記ポッド１６に収納されているウェーハ１４の枚数を検知する。

次に、前記基板移載機２８により、前記ポッドオープナ２４の位置にある前記ポッド１６からウェーハ１４を取出し、前記ボート３０に移載する。

複数枚のウェーハ１４が前記ボート３０に装填されると、ウェーハ１４を保持した前記ボート３０は、前記昇降モータ１２２による前記昇降台１１４及び昇降シャフト１２４の昇降動作により前記反応室４４内に搬入（ボートローディング）される。この状態では、前記シールキャップ１０２はＯリング（図示せず）を介して前記マニホールド３６の下端をシールした状態となる。

前記ボート３０搬入後、前記反応室４４内が所定の圧力（真空度）となる様に、前記真空排気装置２２０によって真空排気される。この時、前記反応室４４内の圧力は、圧力センサ（図示せず）によって測定され、測定された圧力に基づき前記第１のガス排気口９０及び前記第２のガス排気口３９０に連通するＡＰＣバルブ２１４がフィードバック制御される。又、ウェーハ１４及び前記反応室４４内が所定の温度となる様前記被加熱体４８が加熱される。この時、前記反応室４４内が所定の温度分布となる様、温度センサ（図示せず）が検出した温度情報に基づき前記誘導コイル５０への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構１０４により、前記ボート３０が回転されることで、ウェーハ１４が周方向に回転される。

続いて、ＳｉＣエピタキシャル成長反応に寄与するＳｉ（シリコン）原子含有ガス及びＣｌ（塩素）原子含有ガスは、それぞれ前記ガス供給源２１０ａ，２１０ｂから供給され、前記第１のガス供給口６８より前記反応室４４内に噴出される。又、Ｃ（炭素）原子含有ガス及び還元ガスであるＨ２ガスが、所定の流量となる様に対応する前記ＭＦＣ２１１ｃ，２１１ｄの開度が調整された後、前記バルブ２１２ｃ，２１２ｄが開かれ、それぞれのガスが前記第２のガスライン２６０に流通し、前記第２のガス供給ノズル７０に流通して前記第２のガス供給口７２より前記反応室４４内に導入される。

前記第１のガス供給口６８及び前記第２のガス供給口７２より供給されたガスは、前記反応室４４内の前記被加熱体４８の内側を通り、前記第１のガス排気口９０から前記ガス排気管２３０を通って排気される。前記第１のガス供給口６８及び前記第２のガス供給口７２より供給されたガスは、前記反応室４４内を通過する際に、ＳｉＣ等で構成されるウェーハ１４と接触し、ウェーハ１４表面上にＳｉＣエピタキシャル膜成長がなされる。その際、ガス供給ノズルに設けられた遮蔽壁により他のガス供給口に向かう流れが抑制され、その結果、ウェーハの均質化を図ることができる。

又、前記ガス供給源２１０ｅより、不活性ガスとしての希ガスであるＡｒガスが所定の流量となる様に対応する前記ＭＦＣ２１１ｅの開度が調整された後、前記バルブ２１２ｅが開かれ、前記第３のガスライン２４０に流通し、前記第３のガス供給口３６０から前記反応室４４内に供給される。前記第３のガス供給口３６０から供給された不活性ガスとしての希ガスであるＡｒガスは、前記反応室４４内の前記断熱材５４と前記反応管４２との間を通過し、前記第２のガス排気口３９０から排気される。

次に、予め設定された時間が経過すると、上述したガスの供給が停止され、図示しない不活性ガス供給源より不活性ガスが供給され、前記反応室４４内の前記被加熱体４８の内側の空間が不活性ガスで置換されると共に、前記反応室４４内の圧力が常圧に復帰される。

その後、前記昇降モータ１２２により前記シールキャップ１０２が下降され、前記マニホールド３６の下端が開口されると共に、処理済みのウェーハ１４が前記ボート３０に保持された状態で前記マニホールド３６の下端から前記反応管４２の外部に搬出（ボートアンローディング）され、前記ボート３０に保持されたウェーハ１４が冷える迄、前記ボート３０を所定位置にて待機させる。待機させた該ボート３０のウェーハ１４が所定温度迄冷却されると、前記基板移載機２８により、前記ボート３０からウェーハ１４を取出し、前記ポッドオープナ２４にセットされている空のポッド１６に搬送して収納する。その後、ポッド搬送装置２０によりウェーハ１４が収納された前記ポッド１６を前記ポッド収納棚２２、又は前記ポッドステージ１８に搬送する。この様にして、前記半導体製造装置１０の一連の作動が完了する。

上述した様に、前記第１のガス供給口６８から少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子含有ガスとを供給し、前記第２のガス供給口７２から少なくともＣ（炭素）原子含有ガスと還元ガスとを供給したので、前記第１のガス供給ノズル６０及び前記第２のガス供給ノズル７０内での堆積膜の成長を抑制し、又前記反応室４４内では前記第１のガス供給ノズル６０及び前記第２のガス供給ノズル７０より供給されるＳｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子含有ガス、Ｃ（炭素）原子含有ガスと還元ガスであるＨ２ガスが反応することで、ＳｉＣ等から構成される複数のウェーハ１４を水平姿勢で且つ多段に保持した場合に於いて、均一にＳｉＣエピタキシャル膜成長を行うことができる。

このように、遮蔽部である遮蔽壁により少なくとも第２のガス供給口７２から噴出した第２ガスが第１のガス供給口６８に向かう流れを抑制することでガス供給口への膜の堆積を抑制し、均質なウェーハ１４を製造することができる。

＜＜第２の実施形態＞＞
次に、ガス供給口６８（７２）の閉塞を抑制する第２の実施形態を図１２を用いて説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点について説明する。

第２の実施形態では、図１２に示すように、中央に配置される第１のガス供給ノズル６０と両端に配置される第２のガス供給ノズル７０との間に第４のガス供給ノズル８０が配置される。当該第４のガス供給ノズル８０は、第４のガス供給口８５から例えばアルゴン（Ａｒ）ガスのような不活性ガスを供給する。即ち、第１のガス供給口６８から供給される原料ガスの流れと第２のガス供給ノズル７２から供給される原料ガスの流れの間に、第４のガス供給口８５から供給される不活性ガスの流れを設ける。このようにすることで、ガス供給口付近において、第４のガス供給口８５から供給される不活性ガスの流れにより、第１のガス供給ノズル６０から第２のガス供給ノズルに向かう原料ガスの流れを遮断することができ、第２のガス供給ノズル７０への回りこみを抑制することができる。

この場合、不活性ガスの流れが強すぎると第１のガス供給ノズル６０から供給された原料ガスと第２のガス供給ノズル７０から供給された原料ガスとの混合をも抑制してしまうので、第４のガス供給ノズルから供給される不活性ガスの流量は、第１及び第２のガス供給ノズルから供給される原料ガスの流量より小さいことが望ましい。なお、図１２に示す構成は、セパレート方式、プレミックス方式の両方に適用可能である。

次に変形例を図１３を用いて説明する。図１２の構造と異なる点は、第４のガス供給口８５が第２のガス供給口７２に向かって設けられている点である。このように第４のガス供給口８５を第２のガス供給口７２に向けて設け、不活性ガスを直接的に第２のガス供給口７２に吹き付けることにより、第１のガス供給口６８から第２のガス供給口７２に向かう原料ガスの流れをより効率的に遮断することができる。

なお、図１３に示す構造は、ガスの供給方式がセパレート方式の場合であり、かつ、第１のガス供給ノズル６０からＳｉ原子含有ガス及びＣｌ原子含有ガスが供給される。上述した通り、Ｃｌ原子は、成膜を抑制する効果を有する。従って、Ｃｌ原子含有ガスが供給される側ではなく、Ｃｌ原子が供給されない側（この場合、第２のガス供給ノズル７０）に不活性ガスのガス流を吹きつけることが望ましい。

プレミックス方式の場合は、第１のガス供給口６８からＳｉＣ膜の原料となるＳｉ原子含有ガス及びＣ原子含有ガスが供給され、第２のガス供給口７２からは還元ガスが供給される。従って、ＳｉＣ膜として堆積する原料ガスは、両方とも第１のガス供給口６８から供給されるため、濃度が最も濃い部分が第１のガス供給口６８付近となる。従って、第１のガス供給口６８に向けて不活性ガスを供給することで還元ガスの進入を抑制し、ＳｉＣ膜の堆積を抑制することができる。

なお、図１３では、第４のガス供給口８５から供給される不活性ガスを直接第２のガス供給口７２に吹き付ける構成としているが、これに限らず、第４のガス供給口８５の向きがウェーハ１４の中心部より第２のガス供給口７２（プレミックス方式の場合は、第１のガス供給口６８）に近い側に向けられていればよい。

＜＜第３の実施形態＞＞
次に、第３の実施形態について図１４を用いて説明する。なお、第１の実施形態、及び、第２の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
第３の実施形態では、プレミックス方式を用いた場合を示している。図１４が示す通り、第１のガス供給ノズル６０は、遮蔽壁を有しており、また、第１のガス供給ノズル６０と第２のガス供給ノズル７０の間には、不活性ガスを供給する第４のガス供給ノズル８０を設けている。プレミックス方式の場合、上述したとおり、第１のガス供給口６８にＳｉＣ膜の堆積が発生する可能性が高い。そこで、本実施形態では、不活性ガスによる第２のガス供給口からの還元ガスの第１のガス供給口６８への回り込みを抑制しつつ、更に、第１のガス供給ノズルに設けられた遮蔽壁による抑制を実現している。これにより、より効率的にガス供給口へのＳｉＣ膜の堆積を抑制することが可能となっている。

なお、セパレート方式の場合は、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０の両方に遮蔽壁を設けるとより効果的である。

以上、実施形態に沿って説明をしてきたが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。例えば、本発明は、所謂縦型バッチ式ＳｉＣエピタキシャル成長装置の検討段階で創生されたものであるため、実施形態もＳｉＣエピタキシャル成長に関し説明してきた。しかしながら、他の膜の形成においても、成膜に用いるガスを２つのガス供給ノズルから供給すると共にガス供給口が反応室内と同等の条件となった場合、ガス供給口に堆積膜が付着する可能性がある。その場合、本発明のように構成することで、ガス供給口への堆積膜の付着を抑制することができるのは言うまでもない。

＜＜第４の実施形態＞＞
次に、第４の実施形態について、図１５から図１７を用いて説明する。なお、第１の実施形態から第３の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
第１の実施形態において、遮蔽壁を有するガス供給ノズル構成を説明した。しかしながら、ガス供給ノズルから供給する原料ガスの流速を速くした場合、次のような問題が生じる。即ち、図１５（ａ）に示すように流速が遅い場合は、ガス供給口６８（７２）から噴出される原料ガスは、ガス供給口６８（７２）を出た後、拡散しながら遮蔽壁領域を通過する。従って、ガス供給口６８（７２）から噴出された原料ガスは遮蔽壁の側壁に沿って噴出されることになるため、他のガス供給口から噴出された原料ガスは、遮蔽壁領域に侵入しない。しかし、ガス供給口６８（７２）から噴出する原料ガスの流速が速くなるにつれて、原料ガスの貫徹力が強くなり、拡散をしないまま遮蔽壁領域を出てしまう。そうすると、図１５（ｂ）に示すように原料ガスのガス流と遮蔽壁との間に間隙ができてしまい、他のガス供給口６８（７２）から噴出された原料ガスがその間隙に進入し、遮蔽壁内部に堆積膜が形成されてしまう恐れがある。その結果、ガス供給口６８（７２）から噴出した原料ガスが当該堆積膜と接触することになり、速度の低下やパーティクルの発生等の不具合が生じる。特に、ＳｉＣエピタキシャル成長装置においては、水素ガスを主流とするため、水素ガスが供給される第２のガス供給ノズル７０のほうで、この課題が顕著になる。

そこで、本実施形態では、図１６（ａ）に示すように、ガス供給ノズル７０に遮蔽壁を設けず、ガス供給口７２を面取りする構成としている。このように面取り構造を有することで、原料ガスの噴出部は、ガス供給口７２より広い幅を持つためノズル閉塞を抑制することができる。また、面取りは、ガス供給口７２を削ることにより設けるのではなく、円筒状のガス供給ノズルのガス供給口側を面取り分を厚くしている。従って、図１６（ａ）に示す本実施形態のガス供給口７２は、直線状の噴出部が幅Ｔ１で形成され、ガスの噴出方向に向かって徐々に広がる面取り部を有する構成となっている。このように、面取り分を厚く構成することで、一つのガス供給ノズル７０に設けられた複数のガス供給口７２の幅Ｔ１は、面取りの加工精度によらずほぼ同じにすることができる。これにより、各ガス供給口７２から噴出する原料ガスの流速の均一化を実現することができる。

また、第４の実施形態のガス供給ノズルのガス供給ノズル面取り部のガス噴出方向の幅Ｔ２は、第１の実施形態のガス供給ノズルのガス供給ノズルの遮蔽壁のガス噴出方向の幅Ｔ３より小さい。これにより、遮蔽壁と速度の速いガス流との間隙がなくなり、ガス流と堆積物との接触が抑制される。

また、本実施形態におけるガス供給ノズルの構成は、図１６（ｃ）に示されるようにガス供給口７２の周囲を囲むように面取り部を設けることが望ましい。例えば、図７に示されるようにガス供給口を挟むような構成とすると、ガス供給口の間に上述した間隙ができてしまい、そこに他のガス供給ノズルから噴出した原料ガスが進入してしまう恐れがあるためである。

また、図１７に示すように、第１のガス供給ノズル６０は、第１の実施形態で示した遮蔽壁付きのガス供給ノズルを用い、第２のガス供給ノズル７０は、第４の実施形態で示した面取り型のガス供給ノズルを用いるのが望ましい。第２のガス供給ノズル７０を第４の実施形態で示した面取り型のガス供給ノズルを用いる理由は、上述の通りである。また、第１のガス供給ノズル６０を第１の実施形態で示した遮蔽壁付きのガス供給ノズルとするのは、遮蔽壁の長さを適当な長さとすることにより、ある程度速度を落し、拡散しやすくするためである。これにより、第１のガス供給ノズル６０から供給されたシリコン原子含有ガスが第２のガス供給ノズル７０から供給された炭素原子含有ガスに向かって拡散し、混合しやすくなる。

以上、実施形態に従って説明してきたが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。例えば、本発明は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置の検討にて創生された発明であるため、ＳｉＣエピタキシャル成長装置の実施形態で説明してきたが、これに限らず、２種類のガスを反応室内にて混合する方式の基板処理装置に適用できる。

なお、本発明の好ましい態様について付記する。
（１）本発明の一態様によれば、複数の基板が縦方向に並んで配置される反応室と、前記反応室を覆うように設けられ、前記処理室を加熱する加熱部と、前記反応室内に前記複数の基板に沿うように設けられ、前記複数の基板が配置される方向に向けて第１ガスを噴出する第１ガス供給口を有する第１ガス供給管と、前記反応室内に前記複数の基板に沿うように設けられ、前記複数の基板が配置される方向に向けて第２ガスを噴出する第２ガス供給口を有する第２ガス供給管と、少なくとも前記第２ガスが前記第１ガス供給口へ向かう流れを抑制する第１遮蔽部と、を具備する基板処理装置が提供される。
（２）上記（１）に記載される基板処理装置において、前記第１遮蔽部は、少なくとも前記第１ガス供給口の両側に設けられ、前記第１ガス供給口から前記複数の基板が配置される方向に延在する遮蔽壁である基板処理装置が提供される。
（３）上記（２）に記載される基板処理装置において、前記第１ガス供給口の両側に設けられた遮蔽壁の外壁の幅は、前記第１ガス供給口を正面から見た際の前記第１ガス供給ノズルの幅より小さい基板処理装置が提供される。
（４）上記（２）又は（３）に記載される基板処理装置において、前記遮蔽壁の先端部から前記第１ガス供給口までの長さは、前記遮蔽壁の内壁の幅より長い基板処理装置が提供される。
（５）上記（２）乃至（４）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１ガスは、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスの混合ガスであり、前記第２ガスは、還元ガスである基板処理装置が提供される。
（６）上記（５）に記載される基板処理装置において、前記第２ガス供給ノズルには、前記第１ガスが前記第２ガス供給口に向かう流れを抑制する遮蔽部が設けられない基板処理装置が提供される。
（７）上記（２）乃至（４）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１ガスは、Ｓｉ原子含有ガスであり、前記第２ガスは、Ｃ原子含有ガスと還元ガスの混合ガスである基板処理装置が提供される。
（８）上記（７）に記載される基板処理装置において、前記第１ガスが前記第２ガス供給口へ向かう流れを抑制する第２遮蔽部を更に具備し、前記第２遮蔽部は、前記第２ガス供給口の両側に設けられ、前記第２ガス供給口から前記複数の基板が配置される方向に延在する第２遮蔽壁である基板処理装置が提供される。
（９）上記（２）乃至（８）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１遮蔽壁の先端部は、曲面状である基板処理装置が提供される。
（１０）上記（２）乃至（９）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１遮蔽壁の厚さは、前記第１ガス供給ノズルの厚さと同じである基板処理装置が提供される。
（１１）上記（２）乃至（１０）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１ガス供給口は、前記第１ガス供給ノズルに複数設けられ、前記第１遮蔽壁は、前記複数設けられた前記第１ガス供給口の周囲を囲うように設けられる基板処理装置が提供される。
（１２）上記（２）乃至（１０）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１ガス供給口は、スリット状である基板処理装置が提供される。
（１３）上記（１）に記載される基板処理装置において、前記第１遮蔽部は、前記第１ガス供給口から噴出する前記第１ガスの第１ガス流と前記第２ガス供給口から噴出する前記第２ガスの第２ガス流との間に設けられた不活性ガスの第３ガス流である基板処理装置が提供される。
（１４）上記（１３）に記載される基板処理装置において、前記第１ガス供給ノズルと前記第２ガス供給ノズルとの間に前記複数の基板に沿うように設けられ、前記不活性ガスを供給する第３ガス供給口を有する基板処理装置が提供される。
（１５）上記（１４）に記載される基板処理装置において、前記第３ガス供給口は、前記基板の中心部より前記第１ガス供給口に近い方向に向けられる基板処理装置が提供される。
（１６）上記（１５）において、前記第３ガス供給口は、前記第１ガス供給口に向けられる基板処理装置が提供される。
（１７）上記（１３）乃至（１６）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１ガスは、Ｓｉ原子含有ガスであり、前記第２ガスは、Ｃ原子含有ガスである基板処理装置が提供される。
（１８）上記（１３）乃至（１６）のいずれか一つに記載される基板処理装置において、前記第１ガスは、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスの混合ガスであり、前記第２ガスは、還元ガスである基板処理装置が提供される。
（１９）上記（１）に記載される基板処理装置において、前記第２ガス供給管は、前記第２ガス供給口を構成する前記第２ガスの噴出方向に延びた直線状の噴出部と、前記噴出部を囲うように設けられ、前記噴出部から前記第２ガスの噴出方向に向かって広がる曲面状の面取り部を有する基板処理装置が提供される。
（２０）上記（１９）に記載される基板処理装置において、前記第２ガス供給管の前記面取り部の前記第２ガスの噴出方向の長さは、前記第１ガス供給管の遮蔽壁の前記第１ガスの噴出方向の長さより短い。
（２１）また、上記（１）から（２０）のいずれか一つに記載される第１ガス供給ノズルまたは第２ガス供給ノズルが提供される。
（２２）本発明の他の一態様によれば、複数の基板を縦方向に搭載したボートを反応室内に搬入するボートローディング工程と、前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第１ガス供給ノズルに設けられた第１ガス供給口から第１ガス、及び、前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第２ガス供給ノズルに設けられた第２ガス供給口から第２ガスを前記複数の基板に供給し、前記第１ガスと前記第２ガスが混合されることにより前記複数の基板上に所定の膜を形成する成膜工程と、前記所定の膜が形成された前記複数の基板を前記反応室から搬出するボートアンローディング工程と、を有し、前記成膜工程において、前記第１ガスが前記第２ガス供給口に向かう流れを遮蔽部により抑制する基板の製造方法が提供される。
（２３）本発明の他の一態様によれば、複数の基板を縦方向に搭載したボートを反応室内に搬入するボートローディング工程と、前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第１ガス供給ノズルに設けられた第１ガス供給口から第１ガス、及び、前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第２ガス供給ノズルに設けられた第２ガス供給口から第２ガスを前記複数の基板に供給し、前記第１ガスと前記第２ガスが混合されることにより前記複数の基板上に所定の膜を形成する成膜工程と、前記所定の膜が形成された前記複数の基板を前記反応室から搬出するボートアンローディング工程と、を有し、前記成膜工程において、前記第１ガスが前記第２ガス供給口に向かう流れを遮蔽部により抑制する半導体デバイスの製造方法が提供される。

１０：半導体製造装置、１２：筐体、１４：ウェーハ、１６：ポッド、３０：ボート、
４０：処理炉、４２：反応管、４４：反応室、４８：被加熱体、５０：誘導コイル、６０
：第１のガス供給ノズル、６８：第１のガス供給口、７０：第２のガス供給ノズル、７２
：第２のガス供給口、８０：第４のガス供給ノズル、８５：第４のガス供給口、９０：第
１のガス排気口、１５０：主制御部、１５２：コントローラ。

Claims (4)

1. 複数の基板が縦方向に並んで配置される反応室と、
   前記反応室を覆うように設けられ、前記処理室を加熱する加熱部と、
   前記反応室内に前記複数の基板に沿うように設けられ、前記複数の基板が配置される方向に向けて第１ガスを噴出する第１ガス供給口を有する第１ガス供給管と、
   前記反応室内に前記複数の基板に沿うように設けられ、前記複数の基板が配置される方向に向けて第２ガスを噴出する第２ガス供給口を有する第２ガス供給管と、
   少なくとも前記第２ガスが前記第１ガス供給口へ向かう流れを抑制する第１遮蔽部と、
   を具備する熱処理装置。
2. 請求項１において、
   前記第１遮蔽部は、少なくとも前記第１ガス供給口の両側に設けられ、前記第１ガス供給口から前記複数の基板が配置される方向に延在する遮蔽壁である基板処理装置。
3. 請求項１において、
   前記第１遮蔽部は、前記第１ガス供給口から噴出する前記第１ガスの第１ガス流と前記第２ガス供給口から噴出する前記第２ガスの第２ガス流との間に設けられた不活性ガスの第３ガス流である基板処理装置。
4. 複数の基板を縦方向に搭載したボートを反応室内に搬入するボートローディング工程と、
   前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第１ガス供給ノズルに設けられた第１ガス供給口から第１ガス、及び、前記反応室内に搬入された前記複数の基板に沿うように前記反応室内に設けられた第２ガス供給ノズルに設けられた第２ガス供給口から第２ガスを前記複数の基板に供給し、前記第１ガスと前記第２ガスが混合されることにより前記複数の基板上に所定の膜を形成する成膜工程と、
   前記所定の膜が形成された前記複数の基板を前記反応室から搬出するボートアンローディング工程と、を有し、
   前記成膜工程において、前記第１ガスが前記第２ガス供給口に向かう流れを遮蔽部により抑制する基板の製造方法。