JP2014123616A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦型バッチ式ＳｉＣエピタキシャル成長装置において、複数の基板に形成されるＳｉＣエピタキシャル成長膜の不純物濃度を適切に制御する。
【解決手段】水平姿勢の基板が所定の間隔で縦方向に配置される処理室と、処理室内に収容された基板を加熱する加熱部と、処理室内へガスを供給するガス供給部と、処理室内からガスを排気する排気部とを備えた基板処理装置において、ガス供給部を、シリコン原子含有ガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第１のガス供給ノズルと、炭素原子含有ガスと還元ガスとを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第２のガス供給ノズルと、ドーピングガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域の一部領域に備えるドーピングガス専用ノズルとから構成し、第１のガス供給ノズル又は第２のガス供給ノズルの少なくとも一方にドーピングガスを供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェハ等の基板を処理する基板処理装置に関し、特に、炭化珪素（ＳｉＣ）の基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を成長させて成膜する、縦型バッチ式の基板処理装置に関するものである。

炭化珪素（ＳｉＣ、シリコンカーバイド）は、珪素（Ｓｉ、シリコン）に比べエネルギーバンドギャップが大きいことや、絶縁耐圧が高いことから、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、融点がＳｉに比べて高いこと、常圧下での液相を持たないこと、不純物拡散係数が小さいことなどから、Ｓｉに比べて基板やデバイスの作成が難しいことが知られている。
例えばＳｉＣエピタキシャル成膜装置は、Ｓｉのエピタキシャル成膜温度が９００℃〜１２００℃であるのに比べ、ＳｉＣのエピタキシャル成膜温度が１５００℃〜１８００℃程度と高いことから、成膜装置の構成部品の耐熱構造や分解抑制に技術的な工夫が必要である。またＳｉとＣの２元素の反応で成膜が進むため、膜厚や成膜組成均一性の確保、ドーピングレベルの制御技術にもシリコン系の成膜装置に無い工夫が必要となる。

量産用のＳｉＣエピタキシャル成長装置として市場に供されている装置としては、「パンケーキ型」や「プラネタリ型」と称される形態の装置が主流である。図７と図８に、「プラネタリ型」ＳｉＣエピタキシャル成長装置を示す。図７は、従来のＳｉＣエピタキシャル成膜装置を側面からみた垂直断面図を示す。図８は、図７におけるＡ−Ａ断面図である。図７に示すように、ＳｉＣウェハ９０３がウェハホルダ９０２に把持され、吊るすようにしてサセプタ９０１に支持されている。材料ガスは、供給ガス経路９０５を通って下方から上昇し、ＳｉＣウェハ９０３の下面を通過し、反応容器壁９１０の側面から、矢印９０６で示すように排気される。ＳｉＣウェハ９０２は、回転軸９０４ａの周りを自転しつつ、回転軸９０４ｂの周りを公転しながら、誘導コイル９０７により加熱処理される。

このように従来装置では、高周波等で成膜温度まで加熱したサセプタ上に、数枚〜十数枚程度のＳｉＣ基板を平面的に並べ、原料ガスやキャリアガスを供給する方法で成膜している。
これらの従来装置では、炭素（Ｃ）原料としてＣ_３Ｈ_８ （プロパン）やＣ_２Ｈ_４（エチレン）、Ｓｉ原料としてＳｉＨ_４ （モノシラン）が多く採用されており、キャリアとしてはＨ_２（水素）が使用される。気相中でのシリコン核形成の抑制や結晶の品質向上を狙って塩化水素（ＨＣｌ）を添加する場合や、塩素（Ｃｌ）を構造中に含むトリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ_３）、テトラクロルシラン（ＳｉＣｌ_４、四塩化珪素）などの原料を使う場合もある。

これら従来のＳｉＣエピタキシャル成膜装置には以下のような問題があった。図７に示すような反応室構造では、平面的に配置されたウェハに対し、シリコン成膜材料ガスとカーボン成膜材料ガスが、中心部に設置されたガス供給部から供給され、排気は周辺部から行われるのが一般的であり、ガス供給口から排気口にかけてガスの濃度分布は大きく変化する。これに伴う膜厚の不均一性を、ウェハおよびサセプタを成膜時に回転させて回避することも一般的に行われているが、ガス供給方向からガス排気口方向（半径方向）にウェハを２枚以上並べると前述のガス濃度差の問題により処理ウェハ間に膜厚差が発生するため、一度に処理できる実用的なウェハ枚数が制限されるという問題がある。
また、一度に処理できるウェハ枚数を増やすにはサセプタの直径を大きくすれば良いが、サセプタの直径を大きくすると装置サイズが大きくなりコストが増大するという問題がある。この問題はウェハ径が大きくなるほど、より深刻となる。

また、一般に、ＳｉＣ膜をエピタキシャル成長させる際には、膜中に不純物（ドーパント）を意図的に混入させ、結晶の物性を変化させる。そのため、エピタキシャル成長装置には、ウェハに形成されるＳｉＣエピタキシャル成長膜の不純物濃度（ドーピング濃度）を制御することが求められる。
一方で、シリコンの成膜装置で用いられている縦型成膜装置は、ウェハ１枚相当のフットプリントにて一度に複数（例えば２５〜１００枚）のウェハをボート上に縦方向に積み上げて、一括して処理できる構造を持つことから大量生産に非常に有利である。
下記の特許文献１には、上記縦型成膜装置をＳｉＣ成膜に適用する技術が開示されているが、ＳｉＣエピタキシャル成長膜の不純物濃度を制御することは開示されていない。

特開２０１０−２８３３３６号公報

本発明の目的は、縦型バッチ式ＳｉＣエピタキシャル成長装置等の基板処理装置において、ボートに縦方向に積層された複数の基板に形成されるＳｉＣエピタキシャル成長膜の不純物濃度を適切に制御することのできる技術を提供することにある。

前記課題を解決するための本発明に係る基板処理装置の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
水平姿勢の複数の基板が縦方向に所定の間隔で多段に配置される処理室と、
前記処理室内に収容された前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内へガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気する排気部とを備えた基板処理装置であって、
前記ガス供給部は、
前記処理室内に設けられ、シリコン原子含有ガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第１のガス供給ノズルと、
前記処理室内に設けられ、炭素原子含有ガスと還元ガスとを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第２のガス供給ノズルと、
前記処理室内に設けられ、ドーピングガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域の一部領域に備えるドーピングガス専用ノズルとを備え、
前記第１のガス供給ノズル又は前記第２のガス供給ノズルの少なくともいずれか一方に前記ドーピングガスを供給するように構成された基板処理装置。

このように基板処理装置を構成すると、基板に形成されるＳｉＣエピタキシャル成長膜の不純物濃度を適切に制御することができる。

本発明の第１実施形態における基板処理装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態における処理炉を側面からみた概略の垂直断面図である。 本発明の第１実施形態におけるガス供給部の一部の構成図である。 本発明の第１実施形態における処理炉を上方からみた水平断面図である。 本発明の第１実施形態における処理炉の一部の詳細を示す垂直断面図である。 本発明の第１実施形態における基板処理装置の制御部の構成図である。 従来のＳｉＣエピタキシャル成膜装置を側面からみた垂直断面図である。 図７におけるＡ−Ａ断面図である。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態における基板処理装置１０の概略構成を、図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態においてＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成する基板処理装置１０の一例であり、斜視図にて示す。この基板処理装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が収容され配置される筐体１２を有する。基板処理装置１０では、例えば、ＳｉＣで構成された基板としてのウェハ１４を収納する基板収納器としてフープ（以下、ポッドという）１６が、ウェハキャリアとして使用される。この筐体１２の正面側には、ポッドステージ１８が配置されており、このポッドステージ１８にポッド１６が、装置１０の外部から搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚のウェハ１４が収納され、蓋が閉じられた状態でポッドステージ１８にセットされる。

筐体１２内の正面側であって、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。また、このポッド搬送装置２０の近傍には、ポッド収容棚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。ポッド収容棚２２は、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ように構成されている。基板枚数検知器２６は、ポッドオープナ２４に隣接して配置される。ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８とポッド収容棚２２とポッドオープナ２４との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２４はポッド１６の蓋を開けるものであり、基板枚数検知器２６は蓋を開けられたポッド１６内のウェハ１４の枚数を検知する。

筐体１２内には基板移載機２８、基板支持具としてのボート３０が配置されている。基板移載機２８は、アーム（ツィーザ）３２を有し、図示しない駆動手段により、上下方向、水平方向の進退動作および水平方向の回転動作が可能な構造になっている。アーム３２は例えば５枚のウェハを取り出すことができ、このアーム３２を動かすことにより、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間にてウェハ１４を搬送する。

ボート３０は、例えば表面をＳｉＣコーティングされたカーボングラファイト（黒鉛）等の耐熱性材料で構成されており、複数枚のウェハ１４を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に所定の間隔を空けて多段に積み上げて保持するように構成されている。詳しくは、ボート３０は、表面をＳｉＣコーティングされたカーボングラファイトで構成される複数のウェハホルダ（不図示）を、縦方向に所定の間隔を空けて多段に保持し、各ウェハホルダ上には、それぞれ１枚のウェハ１４が載置されるように構成されている。ウェハホルダ上にウェハ１４を載置することにより、ウェハ１４の裏面への成膜が防止される。

ボート３０の下部には、例えば石英（ＳｉＯ_２）やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成された円筒形状の断熱部材としてのボート断熱部３４が配置されており、後述する被誘導体４５からの熱が処理炉４０の下方側に伝わりにくくなるように構成されている（図２参照）。
筐体１２内の背面側上部には、処理炉４０が配置されている。この処理炉４０内に複数枚のウェハ１４を装填したボート３０が搬入され熱処理が行われる。

次に、本実施形態における処理炉４０の概略構成を、図２ないし図４を用いて説明する。図２は、本実施形態におけるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する処理炉を側面からみた垂直断面図である。図３は、本実施形態におけるガス供給部の一部の構成図である。図４は本実施形態における処理炉を上方からみた水平断面図である。
処理炉４０は、反応管４２を備え、反応管４２は、石英またはＳｉＣ等の耐熱材料で構成され、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。反応管４２の内側の筒中空部には、円筒形状の反応室４３が形成されている。

反応管４２の下方には、この反応管４２と同心円状にマニホールド７１が配設されている。マニホールド７１は、たとえばステンレス等で構成され、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。このマニホールド７１は反応管４２を支持するように設けられている。なお、このマニホールド７１と反応管４２との間にはシール部材としてＯリング（不図示）が設けられている。このマニホールド７１が筺体１２に固定された保持体（不図示）に支持されることにより、反応管４２は垂直に据えつけられた状態になっている。この反応管４２とマニホールド７１により反応容器が形成されている。

マニホールド７１の下方には、処理炉４０の下端開口を気密に閉塞するための炉口蓋体としてシールキャップ９１が設けられている。シールキャップ９１は、例えばステンレス等の金属で構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ９１の上面には、処理炉４０の下端と当接するシール材としてのＯリング（不図示）が設けられている。シールキャップ９１の下方にはボート回転機構９２が設けられている。ボート回転機構９２の回転軸９３は、シールキャップ９１を貫通してボート３０に接続されており、このボート３０を回転させることで、ウェハ１４を回転させるように構成されている。

次に、ウェハ１４を加熱する加熱部の構成について説明する。
処理炉４０は、処理炉４０内に搬入されたボート３０上のウェハ１４を加熱する被誘導体４５、及び磁場発生部としての誘導コイル５０を備える。主に被誘導体４５と誘導コイル５０から加熱部が構成される。誘導コイル５０は、反応管４２の周囲を巻き回すように、コイル支持柱５１に取り付けられて設けられる。被誘導体４５は、反応室４３内に配設されている。被誘導体４５の内部は、後述するガス供給ノズル６１〜６４が設けられ、処理ガスが供給される処理室４７を形成する。

誘導コイル５０に高周波電力（例えば１０〜１００ｋＨｚ、１０〜２００ｋＷ）を印加し、被誘導体４５に渦電流を発生させ、ジュール熱により被誘導体４５を所定の温度（例えば１５００〜１８００℃）に加熱する。これにより、被誘導体４５より内側に配置された処理室４７内のウェハ１４、ウェハホルダ、ボート３０は、被誘導体４５より放射される輻射熱により、被誘導体４５の温度と同等温度に加熱される。
被誘導体４５は、誘導コイル５０により発生する誘導電流（渦電流）により誘導加熱されやすく、且つ、耐熱性に優れた材料、例えば、カーボングラファイト等の材料で構成され、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。

被誘導体４５の近傍には、処理室４７内の温度を検出する放射温度計等の温度センサ（不図示）が設けられている。誘導コイル５０及び温度センサは、制御部１００に電気的に接続されており、制御部１００は、温度センサにより検出された温度情報に基づき誘導コイル５０への通電量を調節することにより、処理室４７内の温度が所定のタイミングにて所定の温度分布となるよう制御する。

被誘導体４５と反応管４２の間には、断熱材４４が設けられ、この断熱材４４を設けることにより、被誘導体４５の熱が反応管４２あるいは反応管４２の外側へ伝達するのを抑制することができる。断熱材４４は、例えば誘導加熱されにくい炭素繊維（カーボンフェルト）等で構成され、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。
また、誘導コイル５０の外側には、反応室４３内の熱が外側に伝達するのを抑制するための、例えば水冷パイプ５２による水冷構造を有する断熱壁としての水冷板５３が、反応管４２を囲むように設けられている。水冷板５３は、誘導コイル５０から発生される誘導電流により誘導加熱されにくい材料、例えば、銅（Ｃｕ）等の材料から構成され、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。

更に、水冷板５３の外側には、誘導コイル５０により発生された磁場や電磁波が外側に漏れるのを防止する遮蔽用カバー５８が設けられている。好ましくは、遮蔽用カバー５８は、誘導コイルから発生される誘導電流により誘導加熱されにくい材料、例えば、銅（Ｃｕ）もしくはアルミニウム（Ａｌ）等の材料から構成され、上端が閉塞し下端が開口した筒状、例えば円筒形状や角筒形状に形成されている。
更に、処理室４７の下部開口部周辺においては、シール部材（Ｏリングなど）の耐熱性を考慮し、ボート断熱部３４等の下部断熱手段を設けることにより温度を低く、例えば２００℃程度に維持している。

次に、ガス供給部について説明する。
図２に示すように、処理室４７内へ処理ガスを供給するための複数のガス供給ノズル６１〜６４が、処理室４７内に設けられている。ガス供給ノズル６１〜６４は、例えば表面をＳｉＣコーティングされた筒状のカーボングラファイトで構成され、マニホールド７１を水平方向に貫通するようにマニホールド７１に取り付けられ、直角に屈曲されて、鉛直方向に延びている。ガス供給ノズル６１〜６４は、それぞれ、処理室４７外に設けられたガス供給管１６１〜１６４に接続されている。主に、ガス供給ノズル６１〜６４と、ガス供給管１６１〜１６４と、ガス供給管１６１〜１６４に設けられた後述する各ガス供給源と各ＭＦＣと各バルブとから、ガス供給部が構成される。

図３に示すように、ガス供給ノズル６１とガス供給管１６１は、シリコン含有原料ガス供給系を構成し、シリコン原子含有ガスとともにドーピングガスを処理室４７内へ供給する。ドーピングガスは、形成されるＳｉＣエピタキシャル膜中に不純物（ドーパント）を混入させるためのガスである。図３の例では、シリコン原子含有ガスとしてテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ_４）ガス、ドーピングガスとして窒素（Ｎ_２）ガス、シリコン原子含有ガスの濃度や流速を調整するための希釈ガス又はキャリアガスとして不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスを供給可能な構成としている。ここで不活性ガスとは、ドープトＳｉＣエピタキシャル膜成長において、該成長反応に影響を与えない、つまりＳｉＣエピタキシャル膜を構成する成分とならない原子から構成されるガスである。

具体的には、図３に示すように、ガス供給管１６１はその上流側で３本に分岐し、該分岐した第１のガス供給管は、上流側から順に、Ｎ_２ガス供給源８１ｇとガスの供給量を制御する流量制御器（フローコントローラ：ＭＦＣ）８２ｇとガス供給管を開閉するバルブ８３ｇとを備えている。また、分岐した第２のガス供給管は、上流側から順に、ＳｉＣｌ_４ガス供給源８１ｈとＭＦＣ８２ｈとバルブ８３ｈとを備えている。また、分岐した第３のガス供給管は、上流側から順に、Ａｒガス供給源８１ｋとＭＦＣ８２ｋとバルブ８３ｋとを備えている。

また、図２に示すように、ガス供給ノズル６１は、処理室４７内を鉛直方向（縦方向）に延伸した状態で設置される。ボート３０においてウェハ１４を搭載可能な鉛直方向の部分に対向する、ガス供給ノズル６１の部分には、６１ａ等の複数のガス供給孔が、鉛直方向に並ぶように設けられている。つまり、ボート３０の縦方向のウェハ配置領域の全域に亘り、複数のガス供給孔が設けられている。

ガス供給ノズル６２とガス供給管１６２は、炭素（カーボン）含有原料ガス供給系を構成し、炭素（Ｃ）原子含有ガスや還元ガスや塩素原子含有ガスとともにドーピングガスを処理室４７内へ供給する。図３の例では、炭素原子含有ガスとしてプロパン（Ｃ_３Ｈ_８）ガス、還元ガスとして水素（Ｈ_２）ガス、塩素原子含有ガスとして塩化水素（ＨＣｌ）ガス、ドーピングガスとしてＮ_２ガスを供給可能な構成としている。
Ｈ_２ガスは、処理室４７内において、ガス供給ノズル６１から噴出されたシリコン原子含有ガスとガス供給ノズル６２から噴出された炭素原子含有ガスが反応してＳｉＣ膜を形成する際の還元ガスとして機能するほか、炭素原子含有ガスの濃度や流速を調整するための希釈ガス又はキャリアガスとしても機能する。

具体的には、ガス供給管１６２はその上流側で４本に分岐し、該分岐した第１のガス供給管は、上流側から順に、Ｎ_２ガス供給源８１ｃとＭＦＣ８２ｃとバルブ８３ｃとを備えている。また、分岐した第２のガス供給管は、上流側から順に、ＨＣｌガス供給源８１ｄとＭＦＣ８２ｄとバルブ８３ｄとを備えている。また、分岐した第３のガス供給管は、上流側から順に、Ｈ_２ガス供給源８１ｅとＭＦＣ８２ｅとバルブ８３ｅとを備えている。また、分岐した第４のガス供給管は、上流側から順に、Ｃ_３Ｈ_８ガス供給源８１ｆとＭＦＣ８２ｆとバルブ８３ｆとを備えている。

また、ガス供給ノズル６１と同様に、ガス供給ノズル６２は、処理室４７内を鉛直方向に延伸した状態で設置され、ボート３０においてウェハ１４を搭載可能な鉛直方向の部分に対向する、ガス供給ノズル６２の部分には、６２ａ等の複数のガス供給孔が、鉛直方向に並ぶように設けられている。つまり、ボート３０の縦方向のウェハ配置領域の全域に亘り、複数のガス供給孔が設けられている。

このように、シリコン原子含有ガスと炭素原子含有ガスと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６１内とガス供給ノズル６２内では、ＳｉＣ膜の堆積を抑制することができる。

また、処理室４７内へドーピングガス（Ｎ_２ガス）とともに不活性ガス（Ａｒガス）を供給するので、処理室内圧力がＳｉエピタキシャル膜成長時（例えば１００〜２００Ｐａ）よりも高いＳｉＣエピタキシャル膜成長時（例えば１０００〜２０００Ｐａ）において、基板上に均一にドーピングガスを流すことができ、膜中のドーピング濃度を所定の範囲内に制御することが容易となる。
処理室内圧力がＳｉエピタキシャル膜成長時のように低い場合は、ドーピングガスを供給するだけでドーピングガスが処理室内へ拡散するので、不活性ガスを供給する必要がないが、処理室内圧力が高いＳｉＣエピタキシャル膜成長時においては、ドーピングガスを不活性ガスとともに供給することが、ドーピング濃度を均一にするうえで有効である。

また、シリコン原子含有ガス供給ノズルであるガス供給ノズル６１に供給するドーピングガスのキャリアガスとしてＡｒガスを用い、還元ガスであるＨ_２ガスを、炭素原子含有ガスを供給するガス供給ノズル６２から炭素原子含有ガスとともに供給し、処理室４７内でシリコン原子含有ガスと混合するようにしているので、ガス供給ノズル６１内にはＨ_２ガスが存在せず、ガス供給ノズル６１内におけるシリコン膜の堆積を抑制することが可能となる。

また、炭素原子含有ガスを供給するガス供給ノズル６２に、ＨＣｌのような塩素原子含有ガスを供給しているので、ガス供給ノズル６１から処理室４７内へ流出したシリコン原子含有ガスが、ガス供給ノズル６２のガス供給孔からガス供給ノズル６２内へ進入し、ガス供給ノズル６２のガス供給孔付近でシリコン膜もしくはＳｉＣ膜が堆積、又は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、ガス供給ノズル６２のガス供給孔が閉塞されることを抑制することが可能になる。

ガス供給ノズル６３とガス供給管１６３は、ドーピングガス供給系であり、ドーピングガスを処理室４７内へ供給する。図３の例では、ドーピングガスとしてＮ_２ガスを供給可能な構成としている。具体的には、ガス供給管１６３は、上流側から順に、Ｎ_２ガス供給源８１ｂとＭＦＣ８２ｂとバルブ８３ｂとを備えている。
また、図２に示すように、ガス供給ノズル６３は、処理室４７内を鉛直方向に延伸した状態で設置されるが、図２の例では、ガス供給ノズル６３の長さは、ガス供給ノズル６１や６２よりも短く、ガス供給ノズル６３の頂部位置は、ボート３０の鉛直方向におけるほぼ中央位置である。ガス供給ノズル６３のうち、ボート３０の下半分に搭載可能なウェハ１４の一部に対向する部分には、６３ａ等の複数のガス供給孔が、鉛直方向に並ぶように設けられている。つまり、ボート３０の縦方向のウェハ配置領域のうち一部領域において、ガス供給孔が設けられている。
ガス供給ノズル６３のガス供給孔が設けられている部分は、ガス供給ノズル６１や６２から供給されるドーピングガスが不足している部分であり、ガス供給ノズル６３により、この部分のドーピングガスを補うようにしている。

同様に、ガス供給ノズル６４とガス供給管１６４は、ドーピングガス供給系であり、ドーピングガスを処理室４７内へ供給する。図３の例では、ドーピングガスとしてＮ_２ガスを供給可能な構成としている。具体的には、ガス供給管１６４は、上流側から順に、Ｎ_２ガス供給源８１ａとＭＦＣ８２ａとバルブ８３ａとを備えている。
また、図２に示すように、ガス供給ノズル６４は、処理室４７内を鉛直方向に延伸した状態で設置されるが、図２の例では、ガス供給ノズル６４の長さは、ガス供給ノズル６１や６２と同様であり、ガス供給ノズル６４の頂部位置は、ボート３０の鉛直方向におけるほぼ頂部位置である。ガス供給ノズル６４のうち、ボート３０の上半分に搭載可能なウェハ１４の一部に対向する部分には、６４ａ等の複数のガス供給孔が、鉛直方向に並ぶように設けられている。つまり、ボート３０の縦方向のウェハ配置領域のうち一部領域において、ガス供給孔が設けられている。
ガス供給ノズル６４のガス供給孔が設けられている部分は、ガス供給ノズル６１や６２から供給されるドーピングガスが不足している部分であり、ガス供給ノズル６４により、この部分のドーピングガスを補うようにしている。

上記のように、ガス供給ノズル６１や６２から供給されるドーピングガスが不足している部分に、ドーピングガス専用ノズルであるガス供給ノズル６３やガス供給ノズル６４からドーピングガスを供給する構成としており、これにより、ウェハ１４に形成されるＳｉＣエピタキシャル膜の面間における、つまりウェハ間におけるドーピング濃度を均一にすることが容易となる。
ここでドーピングガス専用ノズルとは、シリコン原子含有ガスや炭素原子含有ガスを供給せず、ドーピングガスを供給するノズルであり、シリコン原子含有ガスや炭素原子含有ガスの供給量が少ないため、実質的にＳｉＣエピタキシャル膜成長に寄与しない程度のシリコン原子含有ガスや炭素原子含有ガスを供給するものも含む。

なお、図２の例では、ガス供給ノズル６１〜６４のガス供給孔は、ウェハ１４の面の中心方向にガスを噴出するように、横穴（水平方向の穴）として設けられている。また、ガス供給孔の大きさ（直径）は、各ガス供給孔から噴出するガスの流速（初速度）が等しくなるように設定されている。しかしながら、ガス供給孔のガス噴出方向や大きさは、図２の例に限られるものではない。
また、図２の例では、ガス供給ノズル６１とガス供給ノズル６２のガス供給孔は、ボート３０の縦方向のウェハ配置領域の全域に亘り、ボート３０上のウェハ１４と対応するように１対１で設けられているが、例えばガス供給孔のガス噴出方向を調整することにより、ガス供給孔から噴出されたガスが、ボート３０の縦方向のウェハ配置領域の全域に均等に行き渡るような場合は、必ずしも、ガス供給孔をボート３０の縦方向のウェハ配置領域の全域に亘り設ける必要はなく、ウェハ１４と対応するように１対１で設ける必要もない。また、ガス供給ノズル６１〜６４のガス供給孔の位置や数は、図２の例に限られるものではない。

また、ドーピングガス供給ノズルの本数は、図２の例のように２本に限られるものではなく、必要に応じ１本又は複数本設けることができ、一部領域に供給するだけでなく、ウェハ配置領域の全域に供給できるように構成してもよい。また、ドーピングガスのガス供給孔の数も、必要に応じ１つ又は複数設けることができる。また、ドーピングガスとともに希釈ガス又はキャリアガスとして不活性ガス、例えばＡｒガスを流すよう構成してもよい。このようにすると、ドーピングガスの極少流量の供給にも対応することができる。また、ドーピングガス供給源８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｇは、まとめて１つの供給源として構成してもよい。

上述したバルブ８３ａ〜８３ｋやＭＦＣ８２ａ〜８２ｋは、制御部１００に電気的に接続されており、制御部１００は、それぞれ供給するガスの流量が、所定のタイミングにて所定流量となるよう制御する。

次に、各ガス供給ノズルの配置例について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態における処理炉を上方からみた水平断面図であるが、説明をわかりやすくするため必要な部材のみを記載した模式図となっている。図４の例では、ガス供給ノズル６１〜６３が水平方向におけるウェハ１４の周囲に配置され、ドーピングガス供給ノズルとしてドーピングガス供給ノズル６３の１本のみ用いられ、ドーピングガス供給ノズル６３を挟むように、シリコン原子含有ガス供給ノズル６１と炭素原子含有ガス供給ノズル６２が配置されている。

ウェハ１４の周囲には、各ガス供給ノズルから流出するガスがウェハ１４表面上を均等に流れるように、水平方向におけるガスの流れを整える整流体４６が、ボート３０の鉛直方向におけるウェハ配置領域に亘って、鉛直方向に延びた状態で配置されている。整流体４６は、２つ設けられており、ドーピングガス供給ノズル６３からのガス流出方向（図４の横方向）を対象軸として、線対象の形状である。
このような構造により、シリコン原子含有ガス供給ノズル６１と炭素原子含有ガス供給ノズル６２から供給される異なるガス種の混合を促進するようにしている。

次に、排気部について説明する。
図２に示すように、マニホールド７１には、例えばステンレス製の排気管７２が、マニホールド７１を水平方向に貫通するようにマニホールド７１に設けられている。排気管７２は、縦切断面が略円形であり、上面視においてガス供給ノズル６１〜６４に対して対向面に位置するように配置されている。排気管７２には、排気の上流から順に、圧力検出器（不図示）と、圧力調整器としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ７３と、真空ポンプ７４とが接続されている。主に、排気管７２と圧力検出器とＡＰＣバルブ７３とから、排気部が構成される。なお、必要に応じて真空ポンプ７４を排気部に加えてもよい。
圧力検出器及びＡＰＣバルブ７３は、制御部１００に電気的に接続されており、制御部１００は、圧力検出器により検出された圧力に基づいて、ＡＰＣバルブ７３の開度を調整することにより、処理室４７内の圧力が所定のタイミングにて所定の圧力になるよう制御する。

次に、処理炉４０の詳細構造について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態における処理炉の一部の詳細を示す垂直断面図である。図５では、図２に示した誘導コイルや水冷板、ガス供給系やガス排気系の図示は省略している。
図５において、処理炉４０の下方には、上述したように、シールキャップ９１が設けられており、ボート回転機構９２によりボート３０に搭載されたウェハ１４を回転させるように構成されている。シールキャップ９１は、処理炉４０の外側に設けられた昇降機構としての昇降モータ１２２によって、鉛直方向に昇降されるように構成されており、これにより、ボート３０を処理炉４０に対し搬入搬出することが可能となっている。ボート回転機構９２及び昇降モータ１２２には、制御部１００が電気的に接続されており、所定のタイミングにて所定の動作をするよう制御される。

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。下基板１１２には、昇降台１１４と嵌合するガイドシャフト１１６及びこの昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８が設けられている。下基板１１２に立設したガイドシャフト１１６及びボール螺子１１８の上端に、上基板１２０が設けられている。ボール螺子１１８は、上基板１２０に設けられた昇降モータ１２２により回転される。ボール螺子１１８が回転することにより、昇降台１１４が昇降するように構成されている。

昇降台１１４には、中空の昇降シャフト１２４が垂設され、昇降台１１４と昇降シャフト１２４の連結部は気密構造となっている。昇降シャフト１２４は、昇降台１１４と共に昇降するようになっている。昇降シャフト１２４は、ロードロック室１１０の天板１２６を遊貫する。昇降シャフト１２４が貫通する天板１２６の貫通穴は、この昇降シャフト１２４に対して接触することがないよう十分な余裕がある。ロードロック室１１０と昇降台１１４との間には、昇降シャフト１２４の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてベローズ１２８が、ロードロック室１１０を気密に保つために設けられている。ベローズ１２８は、昇降台１１４の昇降量に対応できる十分な伸縮量を有し、このベローズ１２８の内径は、昇降シャフト１２４の外形に比べ十分に大きく、ベローズ１２８の伸縮により接触することがないように構成されている。

昇降シャフト１２４の下端には、昇降基板１３０が水平に固着されている。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が気密に取り付けられる。昇降基板１３０と駆動部カバー１３２とで、駆動部収納ケース１３４が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース１３４内部は、ロードロック室１１０内の雰囲気と隔離される。
また、駆動部収納ケース１３４の内部には、ボート３０のボート回転機構９２が設けられ、このボート回転機構９２の周辺は、冷却機構１３６により冷却される。

電力ケーブル１３８は、昇降シャフト１２４の上端からこの昇降シャフト１２４の中空部を通り、ボート回転機構９２に導かれて接続されている。また、冷却機構１３６及びシールキャップ９１には、冷却水流路１４０が形成されている。冷却水配管１４２は、昇降シャフト１２４の上端からこの昇降シャフト１２４の中空部を通り、冷却流路１４０に導かれて接続されている。

昇降モータ１２２が駆動されボール螺子１１８が回転することで、昇降台１１４及び昇降シャフト１２４を介して、駆動部収納ケース１３４を昇降させる。
駆動部収納ケース１３４が上昇することにより、昇降基板１３０に気密に設けられているシールキャップ９１が、処理炉４０の開口部である炉口１４４を閉塞し、ウェハ処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース１３４が下降することにより、シールキャップ９１と共にボート３０が降下され、ウェハ１４を外部に搬出できる状態となる。

図６は、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置１０を構成する各構成部を制御する制御部１００の構成を示す。温度制御部１０２、ガス流量制御部１０３、圧力制御部１０４、駆動制御部１０５は、基板処理装置１０全体を制御する主制御部１０１に電気的に接続されている。主制御部１０１は、図示しない操作部及び入出力部を備える。
上述したように、温度制御部１０２は、誘導コイル５０や温度センサと電気的に接続されており、処理室４７内を所定のタイミングで所定の温度状態となるよう制御する。ガス流量制御部１０３は、ＭＦＣ８２ａ〜８２kや開閉バルブ８３ａ〜８３kと電気的に接続されており、各ガス供給管１６１〜１６４から処理室４７内へ供給するガスが所定のタイミングで所定の流量となるよう制御する。圧力制御部１０４は、ＡＰＣバルブ７３や圧力センサと電気的に接続されており、処理室４７内の圧力が所定のタイミングで所定の値となるよう制御する。駆動制御部１０５は、ボート回転機構９２や昇降モータ１２２と電気的に接続されており、ボート回転動作やボート昇降動作が所定の動作となるよう制御する。

次に、上述したように構成された基板処理装置１０を用いて、ＳｉＣで構成されるウェハ１４等の基板表面に、不純物（ドーパント）を含むドープトＳｉＣエピタキシャル膜を成長させて形成する方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は、制御部１００により制御される。
まず、ポッドステージ１８に複数枚のウェハ１４を収容したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置２０により、ポッド１６をポッドステージ１８からポッド収容棚２２へ搬送し、このポッド収容棚２２にストックする。次に、ポッド搬送装置２０により、ポッド収容棚２２にストックされたポッド１６をポッドオープナ２４に搬送してセットし、このポッドオープナ２４によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２６によりポッド１６に収容されているウェハ１４の枚数を検知する。

次に、基板移載機２８により、ポッドオープナ２４の位置にあるポッド１６からウェハ１４を取り出し、ボート３０に移載、詳しくはボート３０上のウェハホルダに移載する。
複数枚のウェハ１４がボート３０に搭載されると、複数枚のウェハ１４を保持したボート３０は、昇降モータ１２２による昇降台１１４及び昇降シャフト１２４の昇降動作により処理室４７内に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ９１はＯリングを介してマニホールド７１の下端をシールした状態となる。

処理室４７内に不活性ガス（例えばＡｒガス）を、不活性ガス供給源８１ｋから導入しながら、処理室４７内が所定の真空度つまり圧力（例えば１０００〜２０００Ｐａ）となるように、真空ポンプ７４によって真空排気される。このとき、処理室４７内の圧力は、圧力センサで測定され、この測定された圧力に基づき、処理室４７内が所定の圧力となるように、ＡＰＣバルブ７３がフィードバック制御される。
また、誘導コイル５０に高周波電力（例えば１０〜１００ｋＨｚ、１０〜２００ｋＷ）を印加し、被誘導体４５を所定の温度（例えば１５００〜１８００℃）に加熱するとともに、処理室４７内のウェハ１４、ウェハホルダ、ボート３０を、被誘導体４５の温度と同等温度に加熱する。このとき、処理室４７内が所定の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づき、誘導コイル５０への通電量がフィードバック制御される。 また、ボート回転機構９２により、ボート３０が回転されることでウェハ１４が周方向に水平回転される。

続いて、処理温度（１５００〜１８００℃）に維持されたウェハ１４に対して、ガス供給ノズル６１〜６４より、シリコン系原料とカーボン系原料を供給しつつ、ＡＰＣバルブ７３にて処理室４７内を所望の圧力（例えば１０００〜２０００Ｐａ）に制御しながらドープトＳｉＣエピタキシャル成膜処理を行う。成膜処理中は、ウェハ面内の膜厚、ドーピング濃度均一性を確保するため、ボート回転機構９２によりボート３０が回転される。

詳しくは、ドープトＳｉＣエピタキシャル成長反応に寄与するシリコン原子含有ガス（ＳｉＣｌ_４ガス）とドーピングガス（Ｎ_２ガス）と不活性ガスであるキャリアガス（Ａｒガス）が、それぞれ、シリコン原子含有ガス供給源８１ｈ、ドーピングガス供給源８１ｇ、不活性ガス供給源８１ｋからガス供給管１６１に供給され、ガス供給ノズル６１のガス供給孔より処理室４７内に噴出される。
また、炭素原子含有ガス（Ｃ_３Ｈ_８ガス）と還元ガス（Ｈ_２ガス）と塩素原子含有ガス（ＨＣｌガス）とドーピングガス（Ｎ_２ガス）が、それぞれ、炭素原子含有ガス供給源８１ｆ、水素ガス供給源８１ｅ、塩化水素ガス供給源８１ｄ、ドーピングガス供給源８１ｃからガス供給管１６２に供給され、ガス供給ノズル６２のガス供給孔より処理室４７内に噴出される。

また、ドーピングガス（Ｎ_２ガス）は、単独で、ドーピングガス供給源８１ｂとドーピングガス供給源８１ａから、それぞれ、ガス供給管１６３とガス供給管１６４に供給され、それぞれ、ガス供給ノズル６３とガス供給ノズル６４のガス供給孔より処理室４７内に噴出される。このとき、ドーピングガス専用ノズル６３，６４を使用しない状態においてボート３０に鉛直方向多段に搭載されたウェハ１４上に形成されるドープトＳｉＣエピタキシャル膜の不純物濃度（ドーピング濃度）が低い領域に、ガス供給ノズル６３とガス供給ノズル６４からのドーピングガス（Ｎ_２ガス）が噴出されるように、ガス供給ノズル６３とガス供給ノズル６４のガス供給孔の鉛直方向の位置や数が設定されている。

このとき、処理室４７内に噴出される各ガスは、それぞれ所定のタイミングで所定の流量となるように、各ガスに対応するＭＦＣ８２ａ〜８２ｋの開度が調整された後、各ガスに対応するバルブ８３ａ〜８３ｋが開かれ、処理室４７内に供給される。処理室４７内に供給されたガスは、ＳｉＣで構成されるウェハ１４と接触し、ウェハ１４の表面上にドープトＳｉＣエピタキシャル膜が形成される。その後、処理室４７内に供給されたガスは、ガス排気管７２を通り排気される。

予め設定された処理時間が経過すると、上述のガスの供給が停止され、ドープトＳｉＣエピタキシャル膜成長は停止される。その後、不活性ガス供給源８１ｋから処理室４７内に不活性ガス（例えばＡｒガス）が供給され、処理室４７内が不活性ガスで置換されると共に、処理室４７内の圧力が常圧に復帰される。

その後、昇降モータ１２２によりシールキャップ９１が下降されて、マニホールド７１の下端が開口されると共に、処理済ウェハ１４がボート３０に保持された状態でマニホールド７１の下端から反応管４２の外部に搬出（ボートアンローディング）され、ボート３０に支持された全てのウェハ１４が冷えるまで、ボート３０を所定位置で待機させる。次に、待機させたボート３０のウェハ１４が所定温度まで冷却されると、基板移載機２８により、ボート３０からウェハ１４を取り出し、ポッドオープナ２４にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。その後、ポッド搬送装置２０により、ウェハ１４が収容されたポッド１６をポッド収容棚２２、またはポッドステージ１８に搬送する。このようにして基板処理装置１０の一連の基板処理動作が完了する。

以上により、ボート３０に縦方向に積層された複数のウェハ１４にドープトＳｉＣエピタキシャル膜が形成される。形成されたドープトＳｉＣエピタキシャル膜の不純物濃度が、縦方向において不均一であった場合は、ドーピングガス供給ノズル６３，６４のガス供給孔の縦方向における配置や数等を修正する。このようにして、ＳｉＣエピタキシャル成長膜の不純物濃度を適切に制御することができる。

第１実施形態によれば、次の（１）〜（５）の効果を得ることができる。
（１）シリコン原子含有ガスと炭素原子含有ガスのガス供給ノズルを別々に設け、これら原料ガス供給ノズルから処理室内へドーピングガスを供給するとともに、前記原料ガス供給ノズルとは別にドーピングガス専用ノズルを設け、このドーピングガス専用ノズルからも処理室内へドーピングガスを供給するように構成したので、ボートに鉛直方向多段に搭載された基板上に形成されるドープトＳｉＣエピタキシャル膜の不純物濃度（ドーピング濃度）を、所定の範囲内に制御することが容易となり、特に、複数の基板の面間におけるドーピング濃度を均一化することが容易となる。
（２）ドーピングガス専用ノズルを設けたので、ドープトＳｉＣエピタキシャル膜の膜厚分布に影響を与えることなく、ドーピング濃度のみを任意に制御可能であり、各種の条理条件（温度、圧力、Ｃ／Ｓｉ原料比率、原料濃度、供給ガス量など）に柔軟に対応可能である。これにより、ドープトＳｉＣエピタキシャル膜の品質が向上する。
（３）ドーピングガスのキャリアガスとして不活性ガスを用いたので、処理室内圧力がＳｉエピタキシャル膜成長時よりも高いＳｉＣエピタキシャル膜成長時において、基板上に均一にドーピングガスを流すことができ、ドーピング濃度を所定の範囲内に制御することが容易となる。
（４）シリコン原子含有ガスとして水素原子を含まないＳｉＣｌ_４ガスを用いるとともにドーピングガスのキャリアガスとしてＡｒガスを用いてガス供給ノズル６１から供給し、還元ガスであるＨ_２ガスを炭素原子含有ガス供給ノズル６２から供給するように構成したので、シリコン原子含有ガス供給ノズル６１に供給するキャリアガスとしてＨ_２ガスを用いた場合のように、ガス供給ノズル６１内におけるシリコン膜の堆積を抑制するためにガス供給ノズル６１にＨＣｌガスを供給する必要がなく、ガス供給部を簡素化できる。
（５）炭素原子含有ガスを供給するガス供給ノズル６２に、塩素原子含有ガスを供給しているので、ガス供給ノズル６１から処理室４７内へ流出したシリコン原子含有ガスが、ガス供給ノズル６２のガス供給孔からガス供給ノズル６２内へ進入し、ガス供給ノズル６２のガス供給孔付近でシリコン膜が堆積することを抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、ガス供給系のみが第１実施形態と相違するので、ガス供給系の相違点について説明する。他の構成は、第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
第２実施形態におけるガス供給系は、図３に示す第１実施形態のガス供給部の構成において、炭素原子含有ガスのガス供給管１６２に接続されているドーピングガス供給系を削除したものである。すなわち、ドーピングガス供給源８１ｃとＭＦＣ８２ｃとバルブ８３ｃとを削除したものである。

第１実施形態の構成では、炭素原子含有ガスのガス供給管１６２内において、ＨＣｌガス又はＨ_２ガスとＮ_２ガスとが活性化（ＮＨ_３ガスが生成）する。その結果、ボートに鉛直方向に搭載された基板間で、ドープトＳｉＣエピタキシャル膜内に取り込まれるＮ原子の量が異なり易くなり、所定のドーピング濃度を得ることが容易でない。
これに対し第２実施形態では、上述のように構成したので、炭素原子含有ガスのガス供給管１６２内において、ＨＣｌガス又はＨ_２ガスとＮ_２ガスとが反応（活性化）してＮＨ_３ガスが生成されることがない。その結果、ボートに鉛直方向に搭載された基板間で、ドープトＳｉＣエピタキシャル膜内に取り込まれるＮ原子の量の差がつきにくく、所定のドーピング濃度を得ることが第１実施形態よりも容易となる。
このように、第２実施形態においては、ガス供給ノズル６１は、水素原子含有ガスを供給することなく、シリコン原子含有ガスとともにドーピングガスとしての窒素ガスを供給し、ガス供給ノズル６２は、ドーピングガスとしての窒素ガスを供給しないように構成されている。つまり、ガス供給ノズル６１とガス供給ノズル６２のいずれにも、ドーピングガスを供給する際に、該供給されるドーピングガスとともに該ドーピングガスと反応するガスを供給しないように構成されている。

第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（５）の効果に加えて、次の（６）の効果を得ることができる。
（６）シリコン原子含有ガスのガス供給ノズル６１内と炭素原子含有ガスのガス供給ノズル６２内のいずれにおいても、ドーピングガス（この例ではＮ_２ガス）が反応しないように構成したので、該反応によりノズル内でドーピングガスが活性化することがない。そのため、ボートの上下方向に搭載された基板間において、基板上に形成されるドープトＳｉＣエピタキシャル膜の不純物濃度（ドーピング濃度）の差を抑制することが第１実施形態よりも容易となる。

なお、第２実施形態においては、シリコン原子含有ガス供給ノズルとドーピングガス専用ノズルとから処理室内へドーピングガスを供給するよう構成したが、炭素原子含有ガス供給ノズルとドーピングガス専用ノズルとから処理室内へドーピングガスを供給するよう構成することも可能である。このように構成しても、上記（１）と（２）の効果を得ることができる。また、ドーピングガス専用ノズルからのみ、処理室内へドーピングガスを供給するよう構成することも可能である。このように構成しても、上記（２）の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態も、ガス供給系のみが第１実施形態と相違するので、ガス供給系の相違点について説明する。他の構成は、第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
第３実施形態におけるガス供給系は、図３に示す第１実施形態のガス供給部の構成において、シリコン原子含有ガスのガス供給管１６１に接続されているＡｒガス供給系に代えてＨ_２ガス供給系を接続し、さらに、シリコン原子含有ガスのガス供給管１６１に塩素含有ガス（例えばＨＣｌガス）供給系を追加接続したものである。
このように、ガス供給ノズル６１に供給するキャリアガスとして、ＡｒガスでなくＨ_２ガスを用いる場合は、シリコン原子含有ガスとＨ_２ガスが反応してガス供給ノズル６１内にシリコン膜を堆積することを抑制するために、ガス供給ノズル６１に塩素含有ガスを供給する必要がある。

このように構成しても、第１実施形態の（１）、（２）、（５）の効果を得ることができ、さらに次の（７）の効果を得ることができる。
（７）シリコン原子含有ガスを供給するガス供給ノズル６１に、塩素原子含有ガスを供給しているので、ガス供給ノズル６１内でシリコン膜が堆積することを抑制できる。

なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
前記各実施形態では、ｎ型ＳｉＣエピタキシャル成膜について説明したが、これに限られず、ｐ型ＳｉＣエピタキシャル成膜にも適用可能であり、さらに、ドーピングガスを用いる処理、すなわち、シリコンエピタキシャル成膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜、金属膜などのドーピングガスを用いる成膜処理に適用可能である。
前記各実施形態では、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、Ｃｌ_２ガス（塩素ガス）を用いてもよい。
また、前記各実施形態では、ＳｉＣエピタキシャル反応に使用可能なシリコン原子含有ガスとしてＳｉＣｌ_４ガスを用いたが、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３）ガスや、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）ガスや、シラン（ＳｉＨ_４）ガス等を用いることもできる。また、ＳｉＣエピタキシャル反応に使用可能な炭素原子含有ガスとしてＣ_３Ｈ_８ガスを用いたが、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）ガスや、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）ガス等を用いることもできる。

また、前記各実施形態では、還元ガスとしてＨ_２ガスを用いたが、これに限らず還元作用のある他のＨ（水素）原子含有ガスを用いてもよい。また、キャリアガスとして、ＳｉＣエピタキシャル反応に不活性であるＡｒガスを用いたが、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、上記した希ガスを組合せた混合ガスを用いてもよい。
また、前記各実施形態では、ｎ型ドーパントとして窒素（Ｎ）を用い、ドーピングガスとしてＮ_２ガスを用いたが、これに限られず、ドーピングガスとしてＮＨ_３ガスを用いる構成とすることもできる。また、ｐ型ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）を用い、ドーピングガスとしてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）や三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ_３）ガス等を用いる構成とすることもできる。
また、前記各実施形態では、ウェハをボートに搭載する際にウェハホルダを用いたが、ウェハホルダを用いずに、ウェハを直接ボートに搭載する構成としてもよい。

本明細書の記載事項には、少なくとも次の構成が含まれる。すなわち、
第１の構成は、
水平姿勢の複数の基板が縦方向に所定の間隔で多段に配置された処理室と、
前記処理室内に収容された前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内へガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内からガスを排気する排気部とを備えた基板処理装置であって、
前記ガス供給部は、
前記処理室内に設けられ、シリコン原子含有ガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第１のガス供給ノズルと、
前記処理室内に設けられ、炭素原子含有ガスと還元ガスとを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第２のガス供給ノズルと、
前記処理室内に設けられ、ドーピングガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域の一部領域に備えるドーピングガス専用ノズルとを備え、
前記第１のガス供給ノズル又は前記第２のガス供給ノズルの少なくともいずれか一方に前記ドーピングガスを供給するように構成された基板処理装置。

第２の構成は、第１の構成における基板処理装置であって、
前記処理室内へドーピングガスとともに不活性ガスを供給するように構成された基板処理装置。

第３の構成は、第２の構成における基板処理装置であって、
前記シリコン原子含有ガスは水素原子を含まないガス（ＳｉＣｌ_４ガス）であり、前記第１のガス供給ノズルに前記不活性ガスとしてアルゴンガスを供給するように構成された基板処理装置。

第４の構成は、第１の構成ないし第３の構成における基板処理装置であって、
前記第１のガス供給ノズルは、前記処理室内へ水素原子含有ガスを供給することなく、前記シリコン原子含有ガスとともにドーピングガスとしての窒素ガスを供給し、
前記第２のガス供給ノズルは、前記処理室内へドーピングガスとしての窒素ガスを供給しないように構成された基板処理装置（第２実施形態）。

第５の構成は、第１の構成ないし第４の構成における基板処理装置であって、
前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルのいずれにも、ドーピングガスを供給する際に、該ドーピングガスと反応するガスを供給しないように構成された基板処理装置（第２実施形態）。

第６の構成は、第１の構成ないし第５の構成における基板処理装置であって、
前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記縦方向の基板配置領域の全域に亘りガス供給孔を備えるように構成された基板処理装置。

１０…基板処理装置、１２…筐体、１４…ウェハ、１６…ポッド、１８…ポッドステージ、２０…ポッド搬送装置、２２…ポッド収容棚、２４…ポッドオープナ、２６…基板枚数検知器、２８…基板移載機、３０…ボート、３４…ボート断熱部、４０…処理炉、４２…反応管、４３…反応室、４４…断熱材、４５…被誘導体、４６…整流体、４７…処理室、５０…誘導コイル、５１…コイル支持柱、５２…水冷パイプ、５３…水冷板、５８…遮蔽用カバー、６１…ガス供給ノズル、６１ａ…ガス供給孔、６２…ガス供給ノズル、６２ａ…ガス供給孔、６３…ドーピングガス専用ノズル、６３ａ…ドーピングガス供給孔、６４…ドーピングガス専用ノズル、６４ａ…ドーピングガス供給孔、７１…マニホールド、７２…排気管、７３…ＡＰＣバルブ、７４…真空ポンプ、８１ａ…ドーピングガス供給源、８１ｂ…ドーピングガス供給源、８１ｃ…ドーピングガス供給源、８１ｄ…塩化水素ガス供給源、８１ｅ…水素ガス供給源、８１ｆ…炭素原子含有ガス供給源、８１ｇ…ドーピングガス供給源、８１ｈ…シリコン原子含有ガス供給源、８１ｋ…不活性ガス供給源、８２ａ〜ｋ…ＭＦＣ、８３ａ〜ｋ…バルブ、９１…シールキャップ、９２…ボート回転機構、９３…回転軸、１００…制御部、１１０…ロードロック室、１１２…下基板、１１４…昇降台、１１６…ガイドシャフト、１１８…ボール螺子、１２０…上基板、１２２…昇降モータ、１２４…昇降シャフト、１２６…天板、１２８…ベローズ、１３０…昇降基板、１３２…駆動部カバー、１３４…駆動部収納ケース、１３６…冷却機構、１３８…電力ケーブル、１４０…冷却水流路、１４２…冷却水配管、１４４…炉口、１６１…ガス供給管、１６２…ガス供給管、１６３…ドーピングガス供給管、１６４…ドーピングガス供給管。

Claims (1)

1. 水平姿勢の複数の基板が縦方向に所定の間隔で多段に配置される処理室と、
   前記処理室内に収容された前記基板を加熱する加熱部と、
   前記処理室内へガスを供給するガス供給部と、
   前記処理室内からガスを排気する排気部とを備えた基板処理装置であって、
   前記ガス供給部は、
   前記処理室内に設けられ、シリコン原子含有ガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第１のガス供給ノズルと、
   前記処理室内に設けられ、炭素原子含有ガスと還元ガスとを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域に備える第２のガス供給ノズルと、
   前記処理室内に設けられ、ドーピングガスを供給するガス供給孔を前記縦方向の基板配置領域の一部領域に備えるドーピングガス専用ノズルとを備え、
   前記第１のガス供給ノズル又は前記第２のガス供給ノズルの少なくともいずれか一方に前記ドーピングガスを供給するように構成された基板処理装置。

Images