JP2022047594A - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

基板処理装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】処理基板上に形成される所定膜の処理基板間での膜厚均一性を向上させること。【解決手段】実施形態の基板処理装置は、所定方向に延伸し、複数の処理基板を収容可能なインナチューブと、インナチューブを取り囲むように所定方向に延伸し、内部を気密に封止可能なアウタチューブと、インナチューブの内部に配置されるノズルと、ノズルを介してインナチューブの内部に処理基板を処理する処理ガスを供給するガス供給部と、インナチューブのノズルに対向する側面に設けられ、インナチューブの延伸方向に延びるスリットと、アウタチューブに設けられた排気口と、を備え、スリットの延伸方向の中央部における開口面積は、延伸方向の両端部における開口面積よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の製造装置の１つに、複数の処理基板を並列に配列して収容したチューブ内に、一方側から処理ガスを供給し、処理基板上を通過させて他方側から排気することで、処理基板上に所定膜を形成する基板処理装置がある。チューブ内では、複数の処理基板の両端部にダミー基板が配置される。
しかしながら、複数の処理基板のうち、配列の両端部付近に位置する処理基板上の所定膜の膜厚が、配列の中央付近に位置する処理基板上の所定膜の膜厚よりも厚くなってしまうことがある。
特開２０１８－０４６１１４号公報 特許第５２８４１８２号公報 特開２０１５－１９３２２４号公報
１つの実施形態は、処理基板上に形成される所定膜の処理基板間での膜厚均一性を向上させることができる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
実施形態の基板処理装置は、所定方向に延伸し、複数の処理基板を収容可能なインナチューブと、前記インナチューブを取り囲むように前記所定方向に延伸し、内部を気密に封止可能なアウタチューブと、前記インナチューブの内部に配置されるノズルと、前記ノズルを介して前記インナチューブの内部に前記処理基板を処理する処理ガスを供給するガス供給部と、前記インナチューブの前記ノズルに対向する側面に設けられ、前記インナチューブの延伸方向に延びるスリットと、前記アウタチューブに設けられた排気口と、を備え、前記スリットの延伸方向の中央部における開口面積は、前記延伸方向の両端部における開口面積よりも大きい。
図１は、実施形態にかかる基板処理装置の構成の一例を示す図である。 図２は、実施形態にかかる基板処理装置の構成の一例を示す横断面図である。 図３は、実施形態にかかる基板処理装置のインナチューブが備えるスリットの構成例を示す図である。 図４は、実施形態にかかる実施形態にかかる基板処理装置において処理基板に所定膜が形成されていく様子を示す模式図である。 図５は、比較例にかかる基板処理装置における成膜処理の様子を示す模式図である。 図６は、実施形態にかかる基板処理装置における成膜処理の様子を示す模式図である。 図７は、実施形態にかかる処理を受けた複数の処理基板と、比較例にかかる処理を受けた複数の処理基板とにおける所定膜の膜厚を模式的に示すグラフである。
以下に、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
（基板処理装置の構成例）
図１は、実施形態にかかる基板処理装置１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、基板処理装置１は、アウタチューブ１０、ガス排気部２０、インナチューブ３０、ノズル４０、ガス供給部５０、加熱部７０、ボート８０、基部９０、及び制御部１００を備える。
アウタチューブ１０は、例えば石英等から構成され、上下方向に延伸する円筒状の管である。アウタチューブ１０の上端は閉塞しており、下端は開放されている。アウタチューブ１０の開放された下方端は、基部９０の上に設置されており、アウタチューブ１０は、内部を気密に封止可能に構成される。アウタチューブ１０の下端部近傍には排気口１１が設けられている。
アウタチューブ１０の排気口１１にはガス排気部２０が接続されている。ガス排気部２０はバルブ２１及びポンプ２２を備える。バルブ２１は、ポンプ２２に対して上流側のアウタチューブ１０寄りに配置され、例えばバタフライバルブ等の開度が調整可能なバルブである。バルブ２１下流側のポンプ２２を駆動しつつバルブ２１の開度を調整することで、アウタチューブ１０内の雰囲気を排気して、アウタチューブ１０内の圧力を所望の圧力に調整可能である。
加熱部７０は、アウタチューブ１０の側面外周を取り囲むように配置されている。加熱部７０は例えばヒータ等であり、インナチューブ３０に収容された処理基板Ｗｐを所望の温度に加熱する。
インナチューブ３０は、アウタチューブ１０の内部に配置される。インナチューブ３０は、例えば石英等から構成され、上下端が開放された円筒状の管である。インナチューブ３０の開放された下方端は基部９０の上に設置されている。インナチューブ３０は、成膜処理の対象である処理基板Ｗｐを収容可能に構成される。処理基板Ｗｐは、半導体装置の製造途中の基板であって、例えばそれまでの製造工程により、基板表面に凹凸を有する所定のパターンが形成されている。
インナチューブ３０の内部には、例えば石英等から構成され、複数の処理基板Ｗｐを収容可能なボート８０が収容される。ボート８０には、複数の処理基板Ｗｐを、インナチューブ３０の延伸方向に沿って並列に収容し、また、複数の処理基板Ｗｐの配列の上下端にダミー基板Ｗｄを収容することが可能である。ダミー基板Ｗｄは、ベアシリコン基板等の実質的に平坦な表面を有する基板であり、複数の処理基板Ｗｐにおける均熱性を向上させるため、複数の処理基板Ｗｐの両端部に配置される。
複数の処理基板Ｗｐと上下端のダミー基板Ｗｄとの間には、モニタ基板Ｗｍが配置されてもよい。モニタ基板Ｗｍは、モニタ基板Ｗｍ上のパーティクル数またはモニタ基板Ｗｍ上に成膜された所定膜の膜厚を計測することで、複数の処理基板Ｗｐが適正な処理を受けたか否かを監視するための基板である。
ボート８０は、図示しない搬送系によってインナチューブ３０内に搬入され、基部９０に設置される図示しないモータ等によってインナチューブ３０内で回転可能に構成される。
インナチューブ３０の内部であって、アウタチューブ１０の上記の排気口１１と対向する位置にはノズル４０が配置される。ノズル４０は、例えばインナチューブ３０下方の基部９０を介してインナチューブ３０に差し伸べられており、インナチューブ３０の上端から下端に亘って延伸し、下端がＬ字状に屈折した形状を備える。ノズル４０は、ノズル４０の延伸方向に沿う側面に多数の孔４１を有する多孔ノズルとして構成される。ノズル４０の複数の孔４１のそれぞれは、ボート８０に収容される複数の処理基板Ｗｐのそれぞれの高さ位置に対応するよう配置されている。
ノズル４０のＬ字型の下端部にはガス供給部５０が接続される。ガス供給部５０は、ガス供給管５１、マスフローコントローラ５２、及びバルブ５３を備える。
ガス供給管５１の上流端は、処理基板Ｗｐを処理する処理ガスの供給源としてのガスシリンダ６０に接続され、ガス供給管５１の下流端は、ノズル４０の下流端に接続されている。処理ガスは、処理基板Ｗｐ上に形成される所定膜の原料ガスである。処理ガスが、ノズル４０の複数の孔４１を介して、インナチューブ３０内の処理基板Ｗｐに供給されることで、処理基板Ｗｐ上に、ＡｌＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、またはシリコン系膜等の所定膜が形成される。
なお、所定膜の形成には複数種類の処理ガスが用いられる場合がある。例えば、ＡｌＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜等を形成するためには、Ａｌの原料ガスであるＴＭＡ（Ｔｒｉ－Ｍｅｔｈｙｌ－Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）ガス、及び窒化ガスとしてのＮ２ガス、または酸化ガスとしてのＯ２ガス等が用いられる。また、シリコン系膜を形成するためには、Ｓｉの原料ガスであるシラン（ＳｉＨ４）ガス等が、窒化ガス、酸化ガス等と共に用いられる。
したがって、基板処理装置１で使用され得る種々のガスごとに、上記のノズル４０及びガス供給部５０の複数セットが基板処理装置１に備えられていてよい。
ノズル４０から処理基板Ｗｐ上に供給された処理ガスは、インナチューブ３０の側面であって、アウタチューブ１０の上記の排気口１１と同じ側に設けられたスリットからインナチューブ３０外に排出され、アウタチューブ１０の排気口１１を介して基板処理装置１外へと排気される。インナチューブ３０側面のスリットについては後述する。
ガス供給管５１には、上流側から順に、マスフローコントローラ５２、及びバルブ５３が設けられている。マスフローコントローラ５２は、ガスシリンダ６０から流れ出る処理ガスの流量を調整する。バルブ５３の開閉により、インナチューブ３０への処理ガスの供給が開始され、また、停止される。
制御部１００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、基板処理装置１の全体を制御するコンピュータとして構成されている。
すなわち、制御部１００は、バルブ２１，５３、ポンプ２２、マスフローコントローラ５２、加熱部７０、並びにボート８０を回転させる図示しないモータ、及び搬送系等を制御する。
より具体的には、制御部１００は、図示しない搬送系によって複数の処理基板Ｗｐ、ダミー基板Ｗｄ、及びモニタ基板Ｗｍ等を多段に積載したボート８０をインナチューブ３０内に収容させ、図示しないモータによってインナチューブ３０内のボート８０を回転させる。また、制御部１００は、加熱部７０を制御して、インナチューブ３０内の処理基板Ｗｐ、ダミー基板Ｗｄ、及びモニタ基板Ｗｍを所望の温度に加熱させる。
また、制御部１００は、マスフローコントローラ５２で流量制御しつつバルブ５３を開き、ノズル４０を介して処理ガスをインナチューブ３０内に供給させる。また、制御部１００は、ポンプ２２を駆動させつつバルブ２１の開度を調整して、アウタチューブ１０内の圧力を所望の圧力とする。
これにより、インナチューブ３０内に収容された複数の処理基板Ｗｐが所望の温度に加熱された状態で、複数の処理基板Ｗｐのそれぞれの表面に処理ガスが供給される。所望の温度に加熱された処理基板Ｗｐの表面に処理ガスが接触することで、処理ガスが熱化学反応によって分解される。また、処理ガスの分解により生成された所定膜を構成する構成物が、１分子～数分子レベルで処理基板Ｗｐの表面に堆積されていく。よって、複数の処理基板Ｗｐのそれぞれの表面に所定膜が形成される。
以上のように、実施形態の基板処理装置１は、例えば所定膜を成膜可能な縦型炉として構成され、より詳細には、例えばＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置として構成されている。
（スリットの構成例）
次に、図２及び図３を用いて、実施形態のインナチューブ３０が備えるスリット３１について説明する。図２は、実施形態にかかる基板処理装置１の構成の一例を示す横断面図である。図２中、インナチューブ３０内における処理ガスの流路を矢印で示す。
図２に示すように、インナチューブ３０には、ノズル４０に対向するインナチューブ３０の側面であって、アウタチューブ１０の排気口１１が設けられた側と同じ側にスリット３１が設けられている。
このような配置により、インナチューブ３０内に設けられたノズル４０の各孔４１から、インナチューブ３０内に導入された処理ガスは、複数の処理基板Ｗｐのそれぞれの表面上に供給される。処理ガスは、処理基板Ｗｐの表面全体に拡散しつつ、最終的には、ノズル４０の反対側に設けられたスリット３１からインナチューブ３０外に排出され、アウタチューブ１０下端の排気口１１から基板処理装置１外へと排気される。
図３は、実施形態にかかる基板処理装置１のインナチューブ３０が備えるスリット３１の構成例を示す図である。図３（ａ）～（ｃ）には、スリット３１の幾つかの構成例を示す。
図３（ａ）～（ｃ）に示すように、いずれの例においても、スリット３１はインナチューブ３０の延伸方向に延びるように設けられている。より具体的には、スリット３１の上端は少なくともボート８０に積載された最上段のダミー基板Ｗｄの高さ位置に達し、スリット３１の下端は少なくともボート８０に積載された最下段のダミー基板Ｗｄの高さ位置に達している。また、スリット３１は、スリット３１の延伸方向の中央部における開口面積が、スリット３１の延伸方向の両端部における開口面積よりも大きくなるよう構成されている。
図３（ａ）の例では、スリット３１ａは、スリット３１ａの延伸方向に直交する方向において異なる幅を有する。すなわち、スリット３１ａの延伸方向の中央部における幅は、スリット３１ａの延伸方向の両端部における幅よりも広い。より具体的には、スリット３１ａは、上下端に所定幅を有する端部スリット３１ｔｎと、端部スリット３１ｔｎに挟まれ、端部スリット３１ｔｎより広い幅を有する中央部に中央スリット３１ｔｃと、を有する。
図３（ｂ）の例では、スリット３１ｂは、インナチューブ３０の延伸方向に亘って延びるメインスリット３１ｍｓと、インナチューブ３０の延伸方向の中央部付近に延在するサブスリット３１ｓｓと、を備える。サブスリット３１ｓｓは、例えばメインスリット３１ｍｓの短手方向両側に、メインスリット３１ｍｓの延伸方向に沿って配置される。
図３（ｃ）の例では、スリット３１ｃは、図３（ａ）のスリット３１ａと同様、スリット３１ｃの延伸方向の中央部における幅が両端部における幅よりも広い。ただし、スリット３１ｃにおいては、スリット３１ｃの延伸方向において、幅の広さが段階的に、かつ、緩やかに変化していく。
（半導体装置の製造方法）
次に、図４を用いて、実施形態の基板処理装置１を用いた処理基板Ｗｐへの所定膜ＦＬの形成方法について説明する。基板処理装置１による処理基板Ｗｐへの所定膜ＦＬの形成は、半導体装置の製造方法の一環として実施される。
図４は、実施形態にかかる基板処理装置１において処理基板Ｗｐに所定膜ＦＬが形成されていく様子を示す模式図である。
図４においては、例えばモニタ基板Ｗｍを介して上下端にダミー基板Ｗｄを配置し、複数の処理基板Ｗｐを多段に積載したボート８０が、インナチューブ３０内で回転された状態となっている。また、複数の処理基板Ｗｐは、加熱部７０によって所望の温度に加熱されている。このとき、上下端に配置されたダミー基板Ｗｄによって、複数の処理基板Ｗｐの全体に亘って均熱性が保たれる。なお、図４における矢印は処理ガスの流れを示している。
図４（ａ）に示すように、ノズル４０からインナチューブ３０内に導入された処理ガスは、インナチューブ３０のスリット３１側へと引かれていく。ノズル４０の複数の孔４１のそれぞれは、複数の処理基板Ｗｐの高さ位置に設けられているので、処理ガスはそれぞれの処理基板Ｗｐの表面上を通過していく。このとき、処理基板Ｗｐの表面と接触した処理ガスが、所定温度に加熱された処理基板Ｗｐの熱により分解され、１分子～数分子レベルで処理基板Ｗｐの表面に堆積される。
処理基板Ｗｐは、例えばそれまでの製造工程において形成された凹凸を含むパターンを有する。熱分解した処理ガスの分子ＭＬは、処理基板Ｗｐの表面の凹凸に沿うように堆積していく。
図４（ｂ）（ｃ）に示すように、処理ガスの分子ＭＬは、処理基板Ｗｐ表面の凹凸を埋めつつ、処理基板Ｗｐ上に堆積されて厚みを増していく。
図４（ｄ）に示すように、処理基板Ｗｐに所定時間、処理ガスを供給し続けることで、所望の膜厚を有する所定膜ＦＬが形成される。
このように、基板処理装置１における処理の終了後、処理基板Ｗｐに対して更に種々の処理を行うことで、所定膜ＦＬを一部に含む半導体装置が製造される。ＡｌＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、またはシリコン系膜等の所定膜ＦＬは、例えばＭＯＮＯＳ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｎｉｔｒｉｄｅ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造またはＭＡＮＯＳ（Ｍｅｔａｌ－Ａｌｍｉｎａ－Ｎｉｔｒｉｄｅ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造の一部として使用される。これらのＭＯＮＯＳ構造およびＭＡＮＯＳ構造は、例えば記憶を保持するメモリセルとして適用され得る。
（比較例）
半導体装置の製造工程において、インナチューブとアウタチューブとを備える基板処理装置に複数の処理基板を多段に積載し、所定膜を形成する処理が行われることがある。このような基板処理装置では、例えばアウタチューブに設けられた排気口の近傍で、処理基板上に形成される所定膜の膜厚が増加してしまうことがある。したがって、インナチューブ内に積載された複数の処理基板間における膜厚の均一性を向上させるため、種々の対策が採られている。このような複数の処理基板間の膜厚均一性を炉内均一性ともいう。
しかしながら、本発明者は、上記のような炉内均一性向上の対策を採ってなお、複数の処理基板間における所定膜の膜厚均一性が増大してしまう場合があることを発見した。複数の処理基板のうち、ダミー基板の近傍に配置された上下端の処理基板よりも、ボートの中央付近に配置された処理基板において、所定膜の膜厚が減少してしまうのである。
本発明者は、鋭意研究の結果、上記の炉内均一性の増大が、処理基板とダミー基板との表面積の違いにより生じ得ることを見出した。更に、このような表面積の違いによる炉内均一性の増大を抑制する手法に想到した。この点について、図５～図７を用いて説明する。
図５は、比較例にかかる基板処理装置における成膜処理の様子を示す模式図である。
図５においては、例えば図示しないモニタ基板を介して上下端にダミー基板Ｗｄ’を配置し、複数の処理基板Ｗｐ’を積載したボートが、インナチューブ内で回転された状態となっている。比較例のインナチューブの側壁には、延伸方向の全体に亘って等しい幅を有するスリット３１’が設けられている。また、複数の処理基板Ｗｐ’は、図示しない加熱部によって所望の温度に加熱されている。なお、図５における矢印はノズル４０’からの処理ガスの流れを示している。
図５（ａ）は、基板処理中のインナチューブ内におけるボートの最上段に配置されるダミー基板Ｗｄ’の様子を示している。
図５（ａ）に示すように、ダミー基板Ｗｄ’は、例えば表面にパターンを有しておらず、実質的に平坦な表面を有する基板である。したがって、ダミー基板Ｗｄ’の表面積は比較的小さく、ダミー基板Ｗｄ’に接触して分解されることによる処理ガスの消費量は比較的少ない。
図５（ｂ）は、基板処理中のインナチューブ内における複数の処理基板Ｗｐ’のうち、最上段に配置される処理基板Ｗｐ’の様子を示している。
すなわち、図５（ｂ）における処理基板Ｗｐ’の上方には、例えばモニタ基板を介して複数のダミー基板Ｗｄ’が配置されている。図５（ｂ）に示すように、処理基板Ｗｐ’は、例えばそれまでの製造工程において形成された凹凸を含むパターンを有する。
上述のように、実質的に平坦なダミー基板Ｗｄ’による処理ガスの消費量は少なく、余剰となった処理ガスの一部は、例えばダミー基板Ｗｄ’の近傍に配置された処理基板Ｗｐ’側へと供給される。これにより、ダミー基板Ｗｄ’近傍の処理基板Ｗｐ’には大量の処理ガスが供給され得る。よって、処理基板Ｗｐ’上に所望膜厚以上の所定膜が形成されてしまう。
図５（ｃ）は、基板処理中のインナチューブ内における複数の処理基板Ｗｐ’のうち、中央付近に配置される処理基板Ｗｐ’の様子を示している。
すなわち、図５（ｃ）における処理基板Ｗｐ’の上下方向には、他の処理基板Ｗｐ’が多段に積載されている。これらの処理基板Ｗｐ’にはいずれもパターンが形成されており、上述のダミー基板Ｗｄよりも大きな表面積を有する。
したがって、ボートの中央付近に配置される処理基板Ｗｐ’においては、消費される処理ガス量も多く、それぞれの処理基板Ｗｐ’上に供給された処理ガスは、近傍に配置される他の処理基板Ｗｐ’側へ供給されることなく、それぞれの処理基板Ｗｐ’において略消費されていく。この結果、ボート中央付近の処理基板Ｗｐ’上には、図５（ｂ）の処理基板Ｗｐ’上よりも膜厚の薄い所定膜が形成される。
図５（ｄ）は、基板処理中のインナチューブ内における複数の処理基板Ｗｐ’のうち、最下段に配置される処理基板Ｗｐ’の様子を示している。
すなわち、図５（ｄ）における処理基板Ｗｐ’の下方には、例えばモニタ基板を介して複数のダミー基板Ｗｄ’が配置され、上述の図５（ｂ）の処理基板Ｗｐ’と同様の現象が起こる。つまり、下方のダミー基板Ｗｄ’で消費しきれなかった余剰の処理ガスが供給され、処理基板Ｗｐ’上に所望膜厚以上の所定膜が形成される。
図５（ｅ）は、基板処理中のインナチューブ内におけるボートの最下段に配置されるダミー基板Ｗｄ’の様子を示している。
図５（ｅ）に示すように、ボート最下段のダミー基板Ｗｄ’も実質的に平坦で小面積の表面を有し、ダミー基板Ｗｄ’で消費されなかった処理ガスが、上記のように近傍の処理基板Ｗｐ’側へと供給される。
本発明者は、基板処理装置内の複数の処理基板間における上記の炉内均一性の増大が、このような原因により生じていることを突き止めた。このような炉内均一性の増大を抑制するため、本発明者は、複数の処理基板における処理ガスの供給量のバランスを調整する構成について鋭意研究した。その結果、本発明者は、ボートの中央位置付近に対応するスリットの開口面積を増大させることで、ボート中央位置付近に配置される処理基板への処理ガスの供給効率を高めることができることを見出した。
図６は、実施形態にかかる基板処理装置１における成膜処理の様子を示す模式図である。
図６においては、例えばモニタ基板Ｗｍを介して上下端にダミー基板Ｗｄを配置し、複数の処理基板Ｗｐを積載したボート８０が、インナチューブ３０内で回転された状態となっている。インナチューブ３０の側壁には、例えば図３に示すスリット３１のうち、図３（ａ）のスリット３１ａが設けられているものとする。複数の処理基板Ｗｐは、加熱部７０によって所望の温度に加熱されている。なお、図６における矢印はノズル４０からの処理ガスの流れを示している。
また、図６（ａ）～（ｅ）に示すダミー基板Ｗｄ及び処理基板Ｗｐは、上述の図５（ａ）～（ｅ）に示すダミー基板Ｗｄ’及び処理基板Ｗｐ’と対応する位置に配置されている。これらのうち、図６（ａ）（ｅ）のダミー基板Ｗｄ及び図６（ｂ）（ｄ）の処理基板Ｗｐの高さ位置には、細幅の端部スリット３１ｔｎが配置され、図６（ｃ）の処理基板Ｗｐの高さ位置には太幅の中央スリット３１ｔｃが配置されている。
図６（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）に示すように、ボート８０の最上段および最下段のダミー基板Ｗｄ、並びに複数の処理基板Ｗｐのうち最上段および最下段に配置される処理基板Ｗｐにおいては、上述の図５（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）と同様の現象が生じる。
すなわち、図６（ａ）（ｅ）の表面積の小さいダミー基板Ｗｄで消費されなかった処理ガスが図６（ｂ）（ｄ）の処理基板Ｗｐへと供給され、これらの処理基板Ｗｐにおける所定膜の膜厚が増大する。
図６（ｃ）に示すように、ボート８０の中央付近は、スリット３１ａの太幅の中央スリット３１ｔｃの高さ位置に相当しており、図６（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）のように、細幅の端部スリット３１ｔｎに相当する位置よりも多量の処理ガスが、ノズル４０からスリット３１ａ側へと引かれていく。このため、図６（ｃ）の処理基板Ｗｐに対する処理ガスの供給効率が高まる。
これにより、複数の処理基板Ｗｐが多段に積載されており、表面に形成された凹凸のパターンによって、各々の処理基板Ｗｐによる処理ガスの消費量が増大するボート８０の中央付近においても、例えば上述の図５（ｃ）に示す処理基板Ｗｐ’よりも、図６（ｃ）に示す処理基板Ｗｐにおける所定膜の膜厚を増大させることができる。
図７は、実施形態にかかる処理を受けた複数の処理基板Ｗｐと、比較例にかかる処理を受けた複数の処理基板Ｗｐ’とにおける所定膜の膜厚を模式的に示すグラフである。グラフの横軸は、各々の処理基板Ｗｐ，Ｗｐ’のボートにおける配置位置であり、グラフの縦軸は、各々の処理基板Ｗｐ，Ｗｐ’に形成された所定膜の膜厚である。
破線で示す比較例の処理基板Ｗｐ’においては、ボートの上段（Ｔｏｐ）付近および下段（Ｂｏｔｔｏｍ）付近において、ボートの中段（Ｍｉｄｄｌｅ）付近よりも所定膜の膜厚が増大しており、処理基板Ｗｐ’全体における所定膜の膜厚均一性が悪化してしまっている。
一方、実線で示す実施形態の処理基板Ｗｐにおいては、ボート８０の中段付近における所定膜の膜厚が増大しており、ボート８０の上段付近および下段付近における所定膜と略同等の膜厚となっている。上述のように、延伸方向の中央部における開口面積が、延伸方向の両端部における開口面積よりも大きいスリット３１ａによって、ボート８０の中央付近への処理ガスの供給効率が向上したためと考えられる。これにより、実施形態の処理基板Ｗｐ全体における所定膜の膜厚均一性が向上する。
実施形態の基板処理装置１によれば、インナチューブ３０に設けられたスリット３１の延伸方向の中央部における開口面積は、延伸方向の両端部における開口面積よりも大きい。これにより、処理基板Ｗｐ上に形成される所定膜の処理基板Ｗｐ間での膜厚均一性を向上させることができる。
なお、上述の実施形態の基板処理装置１は、垂直方向に延伸する炉（アウタチューブ１０及びインナチューブ３０）を有し、処理基板Ｗｐが多段に積載される縦型炉として構成されていることとした。しかし、実施形態のスリット３１の構成および基板処理方法は、水平方向に延伸する炉を有し、処理基板が横並びに配列される横型炉にも適用可能である。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…基板処理装置、１０…アウタチューブ、１１…排気口、２０…ガス排気部、３０…インナチューブ、３１…スリット、４０…ノズル、５０…ガス供給部，７０…加熱部，８０…ボート、９０…基部、１００…制御部、Ｗｄ…ダミー基板、Ｗｍ…モニタ基板、Ｗｐ…処理基板。

Claims (5)

  1. 所定方向に延伸し、複数の処理基板を収容可能なインナチューブと、
    前記インナチューブを取り囲むように前記所定方向に延伸し、内部を気密に封止可能なアウタチューブと、
    前記インナチューブの内部に配置されるノズルと、
    前記ノズルを介して前記インナチューブの内部に前記処理基板を処理する処理ガスを供給するガス供給部と、
    前記インナチューブの前記ノズルに対向する側面に設けられ、前記インナチューブの延伸方向に延びるスリットと、
    前記アウタチューブに設けられた排気口と、を備え、
    前記スリットの延伸方向の中央部における開口面積は、前記延伸方向の両端部における開口面積よりも大きい、
    基板処理装置。
  2. 前記インナチューブは、
    前記複数の処理基板を並列に収容し、前記複数の処理基板の両端部にダミー基板を収容することが可能なボートを収容可能である、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記スリットの前記延伸方向の中央部における幅は、前記延伸方向の両端部における幅よりも広い、
    請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記スリットは、
    前記インナチューブの延伸方向に亘って延びるメインスリットと、
    前記インナチューブの延伸方向の中央部に、前記メインスリットに沿って配置されるサブスリットと、を備える、
    請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
  5. 内部が気密に封止され、排気口が設けられたアウタチューブ内に配置されたインナチューブに、複数の処理基板を並列に配置し、前記複数の処理基板の両端部にダミー基板を配置した状態で収容し、
    前記インナチューブ内に配置されたノズルから、前記処理基板を処理する処理ガスを前記インナチューブ内に供給し、
    前記インナチューブの延伸方向に延びるように前記インナチューブの前記ノズルに対向する側面に設けられ、前記延伸方向の中央部における開口面積が前記延伸方向の両端部における開口面積よりも大きいスリットから、前記処理ガスを排気する、
    半導体装置の製造方法。
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