JP7212790B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
本開示は、半導体デバイスの製造工程において基板を処理する基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体に関する。
半導体デバイスの製造工程における基板（ウエハ）の熱処理では、例えば縦型基板処理装置が使用されている。縦型基板処理装置では、基板保持具によって複数の基板を垂直方向に配列して保持し、基板保持具を処理室内に搬入する。その後、処理室を加熱した状態で処理室内に処理ガスを導入し、基板に対して薄膜形成処理が行われる。例えば特許文献１には、処理室にガスを噴出するガス噴出口が基板処理面に対して垂直方向に少なくとも複数枚の基板にまたがるような大きさでスロット状に設けた基板処理装置が記載されている。
本開示は、複数の基板を同時に処理する場合において、それぞれの基板上に形成する膜の厚さの均一性を向上させることが可能な基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理プログラムを提供するものである。
本開示の一態様によれば、例えば、複数枚の基板を上下方向に支持する基板支持具と、基板を保持した基板保持具を収容する反応管と、基板保持具を反応管の内部に対して出し入れする上下駆動部と、反応管の内部に収容された複数枚の基板に対応する複数のガス供給体を備えたガス供給部と、ガス供給部から供給されたガスを反応管から排気する排気部と、複数枚の基板の複数のガス供給体に対する高さを予め設定した条件に応じて調整し、基板にガスを供給するようガス供給部と上下駆動部とを制御することが可能なよう構成される制御部と、を有する技術が提供される。
本開示によれば、複数の基板を同時に処理する場合において、それぞれの基板上に形成する膜の厚さの均一性を向上させることが可能になる。
本開示は、縦方向に多段設置した基板に対し、基板の側面に設置したガス供給体から成膜ガスを供給する熱処理炉の反応室構造において、そのガス供給体と基板の高さの関係を変化させることで、基板表面のガス供給状態（流速、温度）を変化させる構造に関するものであり、基板表面のガス供給状態（流速、温度）を変化させることで、成膜に寄与するガスの活性状態が変わり、基板上に生成する膜の性質の調整することを可能にしたものである。
また、本開示は、基板を載置する基板支持具と、この基板支持具に載置された基板を処理する処理室と、この処理室の下方に連通して基板支持具に基板を移載する移載室と、この移載室の下方に連通して基板支持具と基板を加熱する加熱室と、基板支持具を処理室と移載室と加熱室との間を移動させるエレベータ部とを有する基板処理装置において、処理中に基板とガス供給孔との相対的な高さ関係を調整可能にして、基板表面へのガス供給状態を、基板の表面積や成膜する膜種（ガス種）に応じて調整できるようにして、複数の基板を同時に処理する場合において、それぞれの基板上に形成する膜の厚さの均一性を向上させるようにしたものである。
また、本開示は、基板を載置する基板支持具と、この基板支持具に載置された基板を処理するガス供給部を備えた処理室と、この処理室の下方に連通して基板支持具に基板を移載する移載室と、この移載室の下方に連通して基板支持具と基板を加熱する加熱室と、基板支持具を処理室と移載室と加熱室との間を移動させるエレベータ部とを有する基板処理装置を用いて基板を処理する方法において、処理室において基板支持具に載置された基板を処理するときに、ガス供給部と基板との高さを変化させて基板表面へのガス供給状態を変えながら基板上に膜を形成することにより、複数の基板を同時に処理する場合において、それぞれの基板上に形成する膜の厚さの均一性を向上させるようにしたものである。
以下に、本開示の実施例を、図を用いて説明する。
図１を用いて、実施例１に係る半導体製造装置の構成について説明する。
本実施形態に係る半導体製造装置は、半導体装置（デバイス）の製造方法における製造工程の一工程として熱処理等の基板処理工程を実施する縦型基板処理装置（以下、基板処理システムと称する）１として構成されている。図１に示すように、基板処理システム１は、基板１０を処理するもので、ＩＯステージ６１、大気搬送室１２００、ロードロック室１３００、真空搬送室１７０、基板処理装置１０１で主に構成される。
本実施形態に係る半導体製造装置は、半導体装置（デバイス）の製造方法における製造工程の一工程として熱処理等の基板処理工程を実施する縦型基板処理装置（以下、基板処理システムと称する）１として構成されている。図１に示すように、基板処理システム１は、基板１０を処理するもので、ＩＯステージ６１、大気搬送室１２００、ロードロック室１３００、真空搬送室１７０、基板処理装置１０１で主に構成される。
図１は、複数の基板１０を支持するボート２００が真空搬送室１７０の側方のチャンバ１８０の下方に設けられた収納室３００に下降している状態を示し、図２Ａは、図１の一部を示す図で、基板支持具としてのボート２００が上昇して第１反応管１１０の内部にある状態を示している。なお、真空搬送室１７０は、トランスファモジュール１７０とも呼ぶ。また、基板処理装置１０１は、プロセスモジュール１０１とも呼ぶ。
次に各構成について具体的に説明する。
［大気搬送室・ＩＯステージ］
基板処理システム１の手前には、ＩＯステージ（ロードポート）６１が設置されている。ＩＯステージ６１上には格納容器としてのポッド６２が複数搭載可能に構成される。ポッド６２はシリコン（Ｓｉ）基板などの基板１０を搬送するキャリアとして用いられ、ポッド６２内には、基板（ウエハ）１０がそれぞれ水平姿勢で複数格納されるように構成されている。なお、ポッド６２内には、基板１０が最大で２５枚格納されている。
次に各構成について具体的に説明する。
［大気搬送室・ＩＯステージ］
基板処理システム１の手前には、ＩＯステージ（ロードポート）６１が設置されている。ＩＯステージ６１上には格納容器としてのポッド６２が複数搭載可能に構成される。ポッド６２はシリコン（Ｓｉ）基板などの基板１０を搬送するキャリアとして用いられ、ポッド６２内には、基板（ウエハ）１０がそれぞれ水平姿勢で複数格納されるように構成されている。なお、ポッド６２内には、基板１０が最大で２５枚格納されている。
ポッド６２にはキャップ６０が設けられ、後述するポッドオープナ１２１０によって開閉される。ポッドオープナ１２１０は、ＩＯステージ６１に載置されたポッド６２のキャップ６０を開閉し、基板搬入搬出口１２８０を開放・閉鎖することにより、ポッド６２に対する基板１０の出し入れを可能とする。ポッド６２は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、ＩＯステージ６１に対して、供給および排出される。
ＩＯステージ６１は大気搬送室１２００に隣接する。大気搬送室１２００は、ＩＯステージ６１と異なる面に、後述するロードロック室１３００が連結される。
大気搬送室１２００内には基板１０を移載する第１搬送ロボットとしての大気搬送ロボット１２２０が設置されている。図に示されている様に大気搬送ロボット１２２０は大気搬送室１２００に設置されたエレベータ１２３０によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１２４０によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
図に示されているように、大気搬送室１２００の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１２５０が設置されている。
図に示されているように、大気搬送室１２００の筐体１２７０の前側には、基板１０を大気搬送室１２００に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口１２８０と、ポッドオープナ１２１０とが設置されている。基板搬入搬出口１２８０を挟んでポッドオープナ１２１０と反対側、すなわち筐体１２７０の外側にはＩＯステージ（ロードポート）６１が設置されている。
大気搬送室１２００の筐体１２７０の後ろ側には、基板１０をロードロック室１３００に搬入搬出するための基板搬入出口１２９０が設けられる。基板搬入出口１２９０は、後述するゲートバルブ１３３０によって解放・閉鎖することにより、基板１０の出し入れを可能とする。
［ロードロック（Ｌ／Ｌ）室］
ロードロック室１３００は大気搬送室１２００に隣接する。ロードロック室１３００を構成する筐体１３１０が有する面のうち、大気搬送室１２００とは異なる面には、後述するように、真空搬送室１７０が配置される。ロードロック室１３００は、大気搬送室１２００の圧力と真空搬送室１７０の圧力に合わせて筐体１３１０内の圧力が変動するため、負圧に耐え得る構造に構成されている。
［ロードロック（Ｌ／Ｌ）室］
ロードロック室１３００は大気搬送室１２００に隣接する。ロードロック室１３００を構成する筐体１３１０が有する面のうち、大気搬送室１２００とは異なる面には、後述するように、真空搬送室１７０が配置される。ロードロック室１３００は、大気搬送室１２００の圧力と真空搬送室１７０の圧力に合わせて筐体１３１０内の圧力が変動するため、負圧に耐え得る構造に構成されている。
筐体１３１０のうち、真空搬送室１７０と隣接する側には、基板搬入搬出口１３４０が設けられる。基板搬入搬出口１３４０は、ゲートバルブ１３５０によって解放・閉鎖することで、基板１０の出し入れを可能とする。
さらに、ロードロック室１３００内には、基板１０を載置する基板載置台１３２０が設置されている。
［真空搬送室１７０］
基板処理システム１は、負圧下で基板１０が搬送される搬送空間となる搬送室としての真空搬送室（トランスファモジュール）１７０を備えている。真空搬送室１７０の各辺には、ロードロック室１３００及び基板１０を処理する基板処理装置１０１が連結されている。真空搬送室１７０の略中央部には、負圧下で基板１０を移載（搬送）する真空搬送ロボットとしての移載機３０がフランジ３５を基部として設置されている。
［真空搬送室１７０］
基板処理システム１は、負圧下で基板１０が搬送される搬送空間となる搬送室としての真空搬送室（トランスファモジュール）１７０を備えている。真空搬送室１７０の各辺には、ロードロック室１３００及び基板１０を処理する基板処理装置１０１が連結されている。真空搬送室１７０の略中央部には、負圧下で基板１０を移載（搬送）する真空搬送ロボットとしての移載機３０がフランジ３５を基部として設置されている。
真空搬送室１７０内に設置される真空搬送ロボットとしての移載機３０は、図に示すように、昇降機構部３６およびフランジ３５によって真空搬送室１７０の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
［基板処理装置１０１］
基板処理装置１０１は、鉛直方向に延びた円筒形状の第１反応管１１０と、この第１反応管の内側に配置された第２反応管１２０で構成される反応管と、第１反応管１１０の外周に設置された第１加熱手段（炉体）としてのヒータ１００と、ガス供給のノズル１３０を備える。ヒータ１００は上下方向に複数のブロックに分割されて個々のブロックごとに温度が設定することが可能なゾーンヒータにより構成されている。
［基板処理装置１０１］
基板処理装置１０１は、鉛直方向に延びた円筒形状の第１反応管１１０と、この第１反応管の内側に配置された第２反応管１２０で構成される反応管と、第１反応管１１０の外周に設置された第１加熱手段（炉体）としてのヒータ１００と、ガス供給のノズル１３０を備える。ヒータ１００は上下方向に複数のブロックに分割されて個々のブロックごとに温度が設定することが可能なゾーンヒータにより構成されている。
反応管を構成する第１反応管１１０と第２反応管１２０とは、例えば石英やＳｉＣ等の材料で形成される。第１反応管１１０の内部は、外気に対して図示していない手段により気密にシールされる第２反応管１２０の内部は、処理室１１５を形成する。
ここで、第１反応管１１０は、外筒，外管，アウターチューブとも呼ぶ。また、第２反応管１２０は、内筒，内管，インナーチューブとも呼ぶ。なお、ここでは、反応管を、第１反応管１１０と第２反応管１２０とで、構成した例を示すが、これに限るものでは無い。例えば、反応管を第１反応管１１０だけで構成しても、本開示の技術を適用することができる。
（ガス供給部）
ガス供給部としてのノズル１３０は、ヒータ１００を貫通して第２反応管１２０の内部にガスを供給する多数のノズル１３０－１，１３０－２、・・・１３０－５を備えている。この様にヒータ１００を貫通してノズルを形成することにより、基板１０に供給されるガスの分解状態を調整することが可能となる。なお、ここでは、ノズル１３０を、管形状で構成しているが、ガス供給体として構成しても良い。ここで、ノズルの様な管形状も含む。好ましくは、ノズルを複数集合させた構造体であっても良いし、複数の貫通孔を設けたブロック形状等の構造体であっても良い。
ガス供給部としてのノズル１３０は、ヒータ１００を貫通して第２反応管１２０の内部にガスを供給する多数のノズル１３０－１，１３０－２、・・・１３０－５を備えている。この様にヒータ１００を貫通してノズルを形成することにより、基板１０に供給されるガスの分解状態を調整することが可能となる。なお、ここでは、ノズル１３０を、管形状で構成しているが、ガス供給体として構成しても良い。ここで、ノズルの様な管形状も含む。好ましくは、ノズルを複数集合させた構造体であっても良いし、複数の貫通孔を設けたブロック形状等の構造体であっても良い。
ノズル１３０を構成する多数のノズル１３０－１，１３０－２、・・・１３０－５は同じ構成を有しているので、ノズル１３０-１の構成の例を図３に示す。ノズル１３０-１を通して、第２反応管１２０の内部には、原料ガス、反応ガス及び不活性ガス(キャリアガス)が導入される。ノズル１３０－１，１３０－２、・・・１３０－５の上下の間隔は、ボート２００に搭載された基板１０の上下の間隔と同じに設定されている。
図３に示すように、原料ガスは、図示していない原料ガス供給源から、ガス供給管１３３１－１を通って流量制御部としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１３２１－１で流量が調整され、バルブ１３１１－１を通ってノズル１３０-１から第２反応管１２０の内部に供給される。なお、本開示における流量制御部は、ＭＦＣだけで構成しても良いし、各バルブを含めて構成しても良い。
反応ガスは、図示していない反応ガス供給源から、ガス供給管１３３２－１を通って増すフローコントローラ１３２２－１で流量が調整され、バルブ１３１２－１を通ってノズル１３０-１から第２反応管１２０の内部に供給される。
不活性ガス(キャリアガス)は、図示していない不活性ガス供給源から、ガス供給管１３３３－１を通ってＭＦＣ１３２３－１で流量が調整され、バルブ１３１３－１を通ってノズル１３０-１から第２反応管１２０の内部に供給される。
なお、ヒータ１００は、上下方向で、ゾーン制御可能な様に、上下方向に複数に分離した複数ゾーンを有するゾーンヒータとして構成しても良い。
なお、ノズル１３０は処理ガス供給ノズルとも呼ぶ。またここでは、処理ガスとしての原料ガスと反応ガスを同じノズル１３０から供給する例を記したが、これに限るものでは無く、原料ガスと反応ガスとを別々のノズルから供給可能な様に構成しても良い。具体的には、原料ガスを供給するノズルと反応ガスを供給するノズルとを一つの基板に対しそれぞれ一つずつ設ける。
なお、ノズル１３０は、基板１０と平行方向に伸びる様に構成されていても良い。
［基板支持具］
図１に示すように、基板支持具としてのボート２００は、断熱部１５０を介して支持ロッド１６０に支持されている。ボート２００は、複数の円板２０１で仕切られた空間で支柱２０２に取り付けられた基板支持部２０３に基板１０を載置することにより、複数枚、例えば５枚の基板１０を垂直方向に多段に支持する。この垂直方向に多段に支持する基板１０の上下の間隔は、例えば約６０ｍｍ程度に設定する。
［基板支持具］
図１に示すように、基板支持具としてのボート２００は、断熱部１５０を介して支持ロッド１６０に支持されている。ボート２００は、複数の円板２０１で仕切られた空間で支柱２０２に取り付けられた基板支持部２０３に基板１０を載置することにより、複数枚、例えば５枚の基板１０を垂直方向に多段に支持する。この垂直方向に多段に支持する基板１０の上下の間隔は、例えば約６０ｍｍ程度に設定する。
ボート２００は、例えば石英やＳｉＣ等の材料で形成される。断熱部１５０とボート２００とにより基板保持体が構成される。基板処理の際、ボート２００は、図２Ａに示すように、第２反応管１２０の内部に収納される。なお、ここでは、ボート２００に５枚の基板１０を支持した例を示すが、これに限るもので無い。例えば、基板１０を５～５０枚程度、支持可能にボート２００を構成しても良い。なお、円板２０１はセパレータとも呼ぶ。
［断熱部１５０］
断熱部１５０は、上下方向の熱の伝導或いは伝達が小さくなるような構造を有する。また、断熱部１５０の内部に空洞を有する様に構成しても良い。なお、図に示す様に、断熱部１５０の下面には穴１５１を形成しても良い。この穴１５１を設けたことにより、断熱部１５０の内部と外部とに圧力差が生じないようにし、断熱部１５０の壁面厚くしなくてもよいようにしてある。
なお、断熱部１５０内には、キャップヒーター１５２を設けても良い。
［断熱部１５０］
断熱部１５０は、上下方向の熱の伝導或いは伝達が小さくなるような構造を有する。また、断熱部１５０の内部に空洞を有する様に構成しても良い。なお、図に示す様に、断熱部１５０の下面には穴１５１を形成しても良い。この穴１５１を設けたことにより、断熱部１５０の内部と外部とに圧力差が生じないようにし、断熱部１５０の壁面厚くしなくてもよいようにしてある。
なお、断熱部１５０内には、キャップヒーター１５２を設けても良い。
収納室３００の内部には、ボート２００が配置される。収納室３００の外部であって例えば、外側下方には、ボート２００の昇降機構（上下駆動部、昇降駆動部とも呼ぶ）としてのボートエレベータ４０が設けられる。
真空搬送室１７０の内部には、基板１０をロードロック室１３００とチャンバ１８０との間で搬送する真空搬送ロボットとしての移載機３０がフランジ３５を基部として設置されている。
移載機３０は、例えば１枚の基板１０を支持するツィーザ３１と、伸縮可能なアーム３２、回転軸３３、基部３４、フランジ３５、昇降機構部３６等を有する。真空搬送室１７０は、フランジ３５によって、気密性を維持する様に構成されている。
この昇降機構部３６によって、移載機３０を動作させることにより、ロードロック室１３００と、ボート２００との間にて、基板１０を搬送させることが可能なように構成される。
［チャンバ１８０］
チャンバ１８０は第２反応管１２０の下部に設置され、収納室３００として移載室３３０と加熱室３２０を備えている。移載室３３０は、基板１０をボート２００に載置（搭載）や、取り出しが行われる空間として構成される。加熱室３２０は、ボート２００に載置された基板１０を加熱する空間として構成される。チャンバ１８０の下部には、支持ロッド１６０に支持された断熱部１５０が収納されている。
［チャンバ１８０］
チャンバ１８０は第２反応管１２０の下部に設置され、収納室３００として移載室３３０と加熱室３２０を備えている。移載室３３０は、基板１０をボート２００に載置（搭載）や、取り出しが行われる空間として構成される。加熱室３２０は、ボート２００に載置された基板１０を加熱する空間として構成される。チャンバ１８０の下部には、支持ロッド１６０に支持された断熱部１５０が収納されている。
なお、移載室３３０の垂直方向の長さは、加熱室３２０の垂直方向の長さよりも短く構成される。言い換えると、加熱室３２０の垂直方向の長さは、移載室３３０の垂直方向の長さよりも長く構成される。この様な大小関係に構成することによって、後述の、ボート２００に基板１０を載置してから、基板１０の加熱までの時間を短縮させることが可能となる。
基板搬入口３３１には、冷却流路１９０が設けられている場合がある。この場合、加熱されたボート２００や、ヒータ１００、加熱部３２１からの熱が、冷却流路１９０へ伝達されることにより、後述の新しい基板１０の昇温レートが低下する課題がある。
この様な大小関係に構成することにより、冷却流路１９０付近の低温領域から、新しい基板１０を遠ざけることが可能となり、新しい基板１０の昇温レートを改善させることが可能となる。なお、このような加熱室３２０の垂直方向の長さは、断熱部１５０とボート２００の基板載置領域の全体を含む長さとも言える。
ここで、チャンバ１８０は、ＳＵＳ（ステンレス）又はＡｌ（アルミニウム）等の金属材料で構成される。この場合、加熱室３２０によって、チャンバ１８０の収納室３００が膨張することが有る。この場合、図１に示す様に、チャンバ１８０の収納室３００の外側に冷却流路１９１を設けて、収納室３００を冷却可能に構成しても良い。
さらに、チャンバ１８０の収納室３００には、内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管３０１が取り付けられている。不活性ガス供給管３０１からは、収納室３００の内部に不活性ガスを供給して、第１反応管１１０の内部の圧力よりも収納室３００の内部の圧力が高くなるように調整されても良い。この様に構成することにより、第１反応管１１０の内部の処理室１１５に供給される処理ガスが、収納室３００の内部への進入を抑制することが可能となる。
［加熱室３２０］
加熱室３２０は、ボート２００や、後述の加熱部３２１によって、基板１０を加熱する空間であり、移載室３３０の下方に設けられる。加熱室３２０には、図２Aに示す様に、赤外線を透過する窓（例えば石英）３１０が形成されていても良い。この窓の外部には、長手方向を上下方向にそろえた複数のランプヒータで構成される加熱部３２１が設置されていても良い。
［加熱室３２０］
加熱室３２０は、ボート２００や、後述の加熱部３２１によって、基板１０を加熱する空間であり、移載室３３０の下方に設けられる。加熱室３２０には、図２Aに示す様に、赤外線を透過する窓（例えば石英）３１０が形成されていても良い。この窓の外部には、長手方向を上下方向にそろえた複数のランプヒータで構成される加熱部３２１が設置されていても良い。
なお、ここでは、加熱部３２１として、ランプヒータを用いる例を示すが、加熱部３２１の構成はこれに限るものでは無い。例えば、抵抗加熱ヒータであっても良い。また、加熱部３２１と、窓３１０が無い構成としても良い。加熱部３２１や窓３１０を設けなくても、加熱されたボート２００によって、基板１０を加熱することが可能である。
［移載室３３０］
移載室３３０においては、移載機３０を用いて基板搬入口３３１を介してボート２００に搭載された基板１０をボート２００から取り出し、新たな基板１０をボート２００に載置する。なお、基板搬入口３３１には、移載室３３０と、チャンバ１８０との間を隔離するゲートバルブ（ＧＶ）３３２が設けられている。
［移載室３３０］
移載室３３０においては、移載機３０を用いて基板搬入口３３１を介してボート２００に搭載された基板１０をボート２００から取り出し、新たな基板１０をボート２００に載置する。なお、基板搬入口３３１には、移載室３３０と、チャンバ１８０との間を隔離するゲートバルブ（ＧＶ）３３２が設けられている。
ボートエレベータ４０には支持ロッド１６０が支持されている。ボートエレベータ４０を駆動して支持ロッド１６０を上下させて、第２反応管１２０に対してボート２００を搬入または搬出させる。支持ロッド１６０は、ボートエレベータ４０に設けられた回転駆動部４２に接続されている。回転駆動部４２によって支持ロッド１６０を回転させることにより、断熱部１５０およびボート２００を回転させることができる。
なお、図２Bに示すように、支持ロッド１６０の上端付近であって、断熱部１５０の下部には、反応管の下部を閉塞する蓋１６１が設けられていても良い。蓋１６１を設けて、反応管の下部を閉塞することにより、反応管内に存在する処理ガスが、移載室３３０に拡散することを抑制することが可能となる。また、反応管内の圧力制御が容易となり、基板の処理均一性を向上させることが可能となる。なお、支持ロッド１６０と蓋１６１は、それぞれ別々に動作可能に構成しても良い。支持ロッド１６０と蓋１６１を別々に動作可能に構成することにより、反応管の下部を閉塞したまま、支持ロッド１６０を昇降させることが可能となる。
基板処理システム１は、基板処理に使用されるガスを、第２反応管１２０の内部にノズル１３０を構成するノズル１３０－１，１３０－２，１３０－３・・・から供給する。ノズル１３０から供給するガスは、成膜される膜の種類に応じて適宜換えられる。ノズル１３０を構成するノズル１３０－１，１３０－２，・・・１３０－５から第２反応管１２０の内部には、原料ガス、反応ガスおよび不活性ガス、等が供給される。
一方、ノズル１３０から第２反応管１２０の内部に供給されたガスのうち、成膜に寄与しなかった反応ガスは、第２反応管１２０と第１反応管１１０との上側の隙間１２１及び下側の開口部１２２を通って、排気部としての排気管１４０から図示していない排気ポンプにより外部に排気される。
第１反応管１１０の下端部にはポンピング部１１１が形成されている。ポンピング部１１１は、ヒータ１００よりも下側に設けられることにより、第１反応管１１０の内部においてポンピング部１１１よりも上部にヒータ１００による均熱領域を確保することができる。
第２反応管１２０の開口部１２２は、ポンピング部１１１が配置されている位置の周りの複数の個所に設けられている。
基板保持具としてのボート２００は、直立した複数の支柱２０２と、一定の間隔をあけて複数の支柱２０２で支持されている円板２０１と、石英製の円板２０１の間で支柱２０２に支持されている基板支持部２０３とを備えて構成されている。
ボート２００は、例えば５枚の基板１０を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持する。そこでは基板１０は、一定の間隔を空けて配列させる。ボート２００は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で形成されている。
第２反応管１２０は、ボート２００を安全に搬入出可能な最小限の内径を有することが望ましい。
図１や、図４に示す様に、基板処理装置１０１や、基板処理システム１は、各部の動作を制御するコントローラ２６０を有している。
コントローラ２６０の概略を図４に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２６０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、内部バス２６０ｅを介して、ＣＰＵ２６０ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２６０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２６１や、外部記憶装置２６２が接続可能に構成されている。
記憶装置２６０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２６０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピおよびデータベース等が読み出し可能に格納されている。
なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２６０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。
以下、このプログラムレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プログラムレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２６０ｂは、ＣＰＵ２６０ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、ゲートバルブ１３３０，１３５０，１４９０、昇降機構部３６、真空搬送ロボット（移載機）３０、ボートエレベータ４０、回転駆動部４２、加熱部３２１、ヒータ１００、大気搬送ロボット１２２０、バルブ１３１１－１～１３１３－１、ＭＦＣ１３２１－１～１３２３－１，圧力調整器（不図示）、真空ポンプ（不図示）、等に接続されている。また、真空搬送ロボット（移載機）３０としての移載機、大気搬送ロボット１２２０、ロードロック室１３００等にも接続されていても良い。
なお、本開示における「接続」とは、各部が物理的なケーブルで繋がっているという意味も含むが、各部の信号（電子データ）が直接または間接的に送信／受信可能になっているという意味も含む。例えば、各部の間に、信号を中継する機材や、信号を変換または演算する機材が設けられていても良い。
ＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、コントローラ２６０からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２６０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ１３３０，１３５０，３３２の開閉動作、昇降機構部３６，ボートエレベータ４０昇降動作、回転駆動部４２の回転動作、ヒータ１００，加熱部３２１への電力供給動作、真空搬送ロボットとしての移載機３０、大気搬送ロボット１２２０を制御するように構成されている。
なお、コントローラ２６０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていても良い。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２６２を用意し、係る外部記憶装置２６２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２６０を構成することができる。
なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２６２を介して供給する場合に限らない。例えば、ネットワーク２６３（インターネットや専用回線）等の通信手段を用い、外部記憶装置２６２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２６０ｃや外部記憶装置２６２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２６０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２６２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合が有る。
次に、図１乃至図４で説明した基板処理装置を用いて基板上に膜を形成する基板処理工程（成膜工程）について説明する。
［基板処理工程（成膜工程）］
図５を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板１０上に、金属膜を形成する工程の一例としてＳｉＯ２（酸化シリコン）層を形成する工程について説明する。ＳｉＯ２層などの膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０１の反応管４の内部で実行される。上述した通り、製造工程の実行は、図４のコントローラ２６０のＣＰＵ２６０ａのプログラム実行によってなされる。
図５を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板１０上に、金属膜を形成する工程の一例としてＳｉＯ２（酸化シリコン）層を形成する工程について説明する。ＳｉＯ２層などの膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０１の反応管４の内部で実行される。上述した通り、製造工程の実行は、図４のコントローラ２６０のＣＰＵ２６０ａのプログラム実行によってなされる。
本実施形態による基板処理工程（半導体装置の製造工程）では、
（ａ）第２反応管１２０の内部に収容された基板１０に対して、ノズル１３０からＳｉ２Ｃｌ６（六塩化二ケイ素）ガスを供給する工程と、
（ｂ）第２反応管１２０の内部の残留ガスを除去する工程と、
（ｃ）第２反応管１２０の内部に収容された基板１０に対して、ノズル１３０からＯ２（酸素）（又はＯ３（オゾン）又はＨ２Ｏ（水））を供給する工程と、
（ｄ）第２反応管１２０の内部の残留ガスを除去する工程と、
を有し、上記（ａ）～（ｄ）の工程を複数回繰り返して、ＳｉＯ２層を基板１０上に形成する。
（ａ）第２反応管１２０の内部に収容された基板１０に対して、ノズル１３０からＳｉ２Ｃｌ６（六塩化二ケイ素）ガスを供給する工程と、
（ｂ）第２反応管１２０の内部の残留ガスを除去する工程と、
（ｃ）第２反応管１２０の内部に収容された基板１０に対して、ノズル１３０からＯ２（酸素）（又はＯ３（オゾン）又はＨ２Ｏ（水））を供給する工程と、
（ｄ）第２反応管１２０の内部の残留ガスを除去する工程と、
を有し、上記（ａ）～（ｄ）の工程を複数回繰り返して、ＳｉＯ２層を基板１０上に形成する。
また、上記（ａ）～（ｄ）の工程を複数回繰り返して実行している間、又は上記（ａ）と（ｃ）の工程において、ボートエレベータ４０に設けられた回転駆動部４２に接続されている支持ロッド１６０を回転駆動部４２で回転駆動させながら実行する。これにより、基板１０上に形成される膜の膜厚が均一になる。
なお、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合は、「基板そのもの」を意味する場合や、「基板とその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めて基板と称する場合）がある。また、本明細書において「基板の表面」という言葉を用いた場合は、「基板そのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「基板上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としての基板の最表面」を意味する場合がある。
なお、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
なお、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
（プロセス条件設定）
次に、ＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃに記憶されたプロセスレシピ及び関連するデータベースを読み込んで、プロセス条件を設定する(プロセス条件設定：Ｓ５０１)。
図６に、ＣＰＵ２６０ａが読み込むプロセスレシピ６００の一例を示す。プロセスレシピ６００の主な項目としては、ガス流量６１０、温度データ６２０、処理サイクル数６３０、ボート高さ６４０、ボート高さ調整間隔６５０などがある。また、ガス流量６１０には、原料ガス流量６１１、反応ガス流量６１２、キャリアガス流量６１３などの項目がある。温度データ６２０としては、収納室３００における加熱部３２１による予備加熱温度６２１、ヒータ１００による第２反応管１２０内部における加熱温度６２２などの項目がある。
次に、ＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃに記憶されたプロセスレシピ及び関連するデータベースを読み込んで、プロセス条件を設定する(プロセス条件設定：Ｓ５０１)。
図６に、ＣＰＵ２６０ａが読み込むプロセスレシピ６００の一例を示す。プロセスレシピ６００の主な項目としては、ガス流量６１０、温度データ６２０、処理サイクル数６３０、ボート高さ６４０、ボート高さ調整間隔６５０などがある。また、ガス流量６１０には、原料ガス流量６１１、反応ガス流量６１２、キャリアガス流量６１３などの項目がある。温度データ６２０としては、収納室３００における加熱部３２１による予備加熱温度６２１、ヒータ１００による第２反応管１２０内部における加熱温度６２２などの項目がある。
プロセスレシピ６００におけるボート高さ６４０は、図７及び図８に示すように、ボート２００に搭載された基板１０と、第２反応管１２０の管壁に形成された孔１２３を通してノズル１３０(図７乃至図９においては、図１及び図２Ａに記載したノズル１３０－１乃至１３０－５を総称して、単にノズル１３０と記す)から第２反応管１２０の内部に供給されるガスの吹き出し位置（ノズル１３０の先端部分の高さ）との差の設定を調整する。具体的には、第２反応管１２０の管壁に形成された孔１２３及びノズル１３０の位置は固定されているので、ボートエレベータ４０を制御してボート２００の高さを調整する。
ノズル１３０と基板１０の上下の間隔は、基準のプロセス高さに対して、例えば、±１２ｍｍ程度の調整幅を備えるように構成する。
ここで、ボート２００に搭載された基板１０と、第２反応管１２０の管壁に形成された孔１２３を通してノズル１３０から第２反応管１２０の内部に供給されるガスの吹き出し位置（ノズル１３０の先端部分の高さ）との差の設定を図７及び図８に示すように切り替えた場合、図９に示すように、９０１のように、基板１０の表面に対してノズル１３０の先端部分の高さを高くした場合には（図７の場合に相当）、中心部分が外周部分よりも厚い膜厚の分布となる。
一方、図９で９０２のように、基板１０の表面とノズル１３０の先端部分の高さをほぼ同じに設定した場合には（図８の場合に相当）、外周部分が中心部分よりも厚い膜厚の分布となる。
さらに、図９で９０３のように、基板１０の表面とノズル１３０の先端部分の高さを９０１の場合と９０２の場合との中間の位置、または、基板１０の表面とノズル１３０の先端部分の高さを９０１の場合と９０２の場合とに交互に切り替えながら処理した場合には、中心部分と外周部分の膜厚がほぼ同じ平坦な分布となる。
また、プロセスレシピ６００におけるボート高さ調整間隔６５０は、成膜中にボート２００の高さを図７及び図８に示すように切り替える場合に、その切り替えの時間間隔を設定する。
（基板搬入）
ボート２００を収納室３００に収納した状態で、ボートエレベータ４０を駆動してボート２００をピッチ送りして、移載室３３０の基板搬入口３３１を介して、新たな基板１０を１枚ずつボート２００に搭載する（ウエハチャージ：Ｓ５０２）。
ボート２００を収納室３００に収納した状態で、ボートエレベータ４０を駆動してボート２００をピッチ送りして、移載室３３０の基板搬入口３３１を介して、新たな基板１０を１枚ずつボート２００に搭載する（ウエハチャージ：Ｓ５０２）。
この時、ボート２００に搭載した新たな基板１０の昇温レートを向上させるため、収納室３００の加熱部３２１は作動して発熱しており、窓３１０を介して加熱室３２０の内部を赤外線により加熱しても良い。これにより、ボート２００の下端が移載室３３０に入り、新たな基板１０のボート２００への搭載を行っている間、ボート２００の下部を加熱室３２０の外周部に取り付けた加熱部３２１により加熱し、ボート２００の温度を上昇させておくことができる。
ボート２００への新たな基板１０の搭載が完了すると、ボートエレベータ４０で支持ロッド１６０を駆動してボート２００を上昇させて、ボート２００を収納室３００から第２反応管１２０の内部に搬入する（ボートロード：Ｓ５０３）。
この時、ボートエレベータ４０によって持ち上げられるボート２００の高さは、Ｓ５０１で読み込んだプロセスレシピに基づいて、第２反応管１２０の管壁に形成された孔１２３を通してノズル１３０から第２反応管１２０の内部に供給されるガスの吹き出し位置（ノズル１３０の先端部分の高さ）との差高さ方向の位置の差が、図７又は図８に示すような状態に設定される。
この状態で、収納室３００と処理室１１５の内部は図示していない真空ポンプによって排気管１４０から真空排気されているので、ボートは真空状態で収納室３００から処理室１１５へ搬入される。これにより、収納室３００から処理室１１５にボート２００を搬入した後に処理室を真空排気する時間がいらなくなり、全体の処理時間を短縮することができる。
このように、収納室３００から処理室１１５へのボート２００の搬入を真空状態で行うことで、処理室１１５の温度低下を抑制できる。また、加熱室３２０で加熱した基板１０を、加熱室３２０から処理室１１５まで移動させる間に基板１０の温度低下を抑制することができる。
ボート２００を搬入した後、処理室１１５内が所望の温度となるようにヒータ１００によって加熱する。このとき、ボート２００と基板１０は移載室３３０ですでに加熱されているので、成膜処理を開始するのに必要な温度まで上昇する時間が、移載室３３０で加熱されずに室温の状態で処理室１１５の内部に搬入された場合と比べると、大幅に短くすることができる。これにより、基板処理の時間を短くすることができ、スループットを向上させることができる。
（圧力調整および温度調整（ステップＳ５０４））
第２反応管１２０の内部が所望の圧力（真空度）となるように図示していない真空ポンプによって真空排気された状態で、ステップＳ５０１で読み込んだレシピに基づいて、第２反応管１２０の内部が所望の温度となるようにヒータ１００によって加熱される。この際、第２反応管１２０の内部が所望の温度分布となるように、図示していない温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ１００への通電量がフィードバック制御される。ヒータ１００による第２反応管１２０の内部の加熱は、少なくとも基板１０に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
第２反応管１２０の内部が所望の圧力（真空度）となるように図示していない真空ポンプによって真空排気された状態で、ステップＳ５０１で読み込んだレシピに基づいて、第２反応管１２０の内部が所望の温度となるようにヒータ１００によって加熱される。この際、第２反応管１２０の内部が所望の温度分布となるように、図示していない温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ１００への通電量がフィードバック制御される。ヒータ１００による第２反応管１２０の内部の加熱は、少なくとも基板１０に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
［ＳｉＯ２層形成工程］
続いて、第１の層として例えばＳｉＯ２層を形成するステップを実行する。
（Ｓｉ２Ｃｌ６ガス供給（ステップＳ５０５））
以下に、第２反応管１２０の内部へのガスの供給について、ノズル１３０－１の場合について説明するが、図１及び図２Ａに示したノズル１３０－２、・・・１３０－５の場合の場合も同じである。
続いて、第１の層として例えばＳｉＯ２層を形成するステップを実行する。
（Ｓｉ２Ｃｌ６ガス供給（ステップＳ５０５））
以下に、第２反応管１２０の内部へのガスの供給について、ノズル１３０－１の場合について説明するが、図１及び図２Ａに示したノズル１３０－２、・・・１３０－５の場合の場合も同じである。
まず、ボートエレベータ４０に設けられた回転駆動部４２を回転駆動することにより、支持ロッド１６０及び支持ロッド１６０に連結されているボート２００を回転させる。このボート２００の回転を維持した状態で、バルブ１３１１－１を開き、ガス供給管１３３１－１内に原料ガスであるＳｉ２Ｃｌ６ガスを流す。Ｓｉ２Ｃｌ６ガスは、ステップＳ５０１で読み込んだレシピに基づいて、ＭＦＣ１３２１－１により流量調整され、バルブ１３１１－１を通ってノズル１３０－１から第２反応管１２０の壁面に形成された孔１２３から第２反応管１２０の内部に供給され、排気管１４０から排気される。
ここで、ノズル１３０－１及び第２反応管１２０の壁面に形成された孔１２３に対するボート２００に搭載された基板１０の表面に対する相対的な位置（高さ）は、ボートエレベータ４０を駆動して支持ロッド１６０を上下させることにより、Ｓ５０１で読み込んだプロセスレシピで設定された高さに調整されるか、または、プロセスレシピに基づいて、ボートを所定の時間間隔で上下させて、複数の位置(例えば、図７に示した位置と図８に示した位置)の間で切り替えられる。
ノズル１３０－１から第２反応管１２０の壁面に形成された孔１２３を通して第２反応管１２０の内部にＳｉ２Ｃｌ６ガスを導入することにより、ボート２００に搭載された基板１０に対してＳｉ２Ｃｌ６ガスが供給されることとなる。供給するＳｉ２Ｃｌ６ガスの流量は、第２反応管１２０の内部の温度分布やノズル１３０－１乃至１３０－５の位置に応じて、ＭＦＣ１３２１－１乃至１３２１－５によって調整される。具体的に供給するＳｉ２Ｃｌ６ガスの流量は、０．００２～１ｓｌｍ（Standard liter per minute）の範囲、より好ましくは、０．１～１ｓｌｍの範囲に設定する。
このとき同時にバルブ１３１３－１を開き、ガス供給管１３３３－１内にＮ２（窒素）ガス（またはＡｒ（アルゴン）ガス）等のキャリアガス（不活性ガス）を流す。ガス供給管１３３３－１の内部を流れたＮ２ガスは、ＭＦＣ１３２３－１により流量調整され、Ｓｉ２Ｃｌ６ガスと一緒に第２反応管１２０の内部に供給され、排気管１４０から排気される。キャリアガスの具体的な流量は、０．０１～５ｓｌｍの範囲、より好ましくは、０．５～５ｓｌｍの範囲に設定する。
キャリアガスのＮ２ガスは、ノズル１３０－１を介して第２反応管１２０の内部に供給され、排気管１４０から排気される。このときヒータ１００の温度は、基板１０の温度が、例えば２５０～５５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
第２反応管１２０の内部に流しているガスはＳｉ２Ｃｌ６ガスとＮ２ガスのみであり、Ｓｉ２Ｃｌ６ガスの第２反応管１２０への供給により、基板１０（表面の下地膜）上に、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのＳｉ含有層が形成される。
（残留ガス除去（ステップＳ５０６））
第２反応管１２０の内部に所定の時間ノズル１３０－１を介して原料ガスであるＳｉ２Ｃｌ６ガスを供給して基板１０の表面にＳｉ含有層が形成された後、バルブ１３１１－１を閉じ、Ｓｉ２Ｃｌ６ガスの供給を停止する。このとき、図示していない真空ポンプにより第２反応管１２０の内部を真空排気し、第２反応管１２０内に残留する未反応もしくはＳｉ含有層形成に寄与した後のＳｉ２Ｃｌ６ガスを第２反応管１２０の内部から排除する。
第２反応管１２０の内部に所定の時間ノズル１３０－１を介して原料ガスであるＳｉ２Ｃｌ６ガスを供給して基板１０の表面にＳｉ含有層が形成された後、バルブ１３１１－１を閉じ、Ｓｉ２Ｃｌ６ガスの供給を停止する。このとき、図示していない真空ポンプにより第２反応管１２０の内部を真空排気し、第２反応管１２０内に残留する未反応もしくはＳｉ含有層形成に寄与した後のＳｉ２Ｃｌ６ガスを第２反応管１２０の内部から排除する。
このときバルブ１３１３－１は開いたままとして、キャリアガスであるＮ２ガスの第２反応管１２０内部への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、第２反応管１２０の内部に残留する未反応もしくはＳｉ含有層形成に寄与した後のＳｉ２Ｃｌ６ガスを第２反応管１２０の内部から排除する効果を高めることができる。
（Ｏ２ガス供給（ステップＳ５０７））
第２反応管１２０の内部の残留ガスを除去した後、ボート２００の回転を維持した状態で、反応ガスであるＯ２ガス供給用のバルブ１３１２－１を開き、Ｏ２ガス供給用のガス供給管１３３２－１内に、反応ガスとしてＯ２ガスを流す。Ｏ２ガスは、Ｏ２ガス供給用のＭＦＣ１３２２－１により流量調整され、バルブ１３１２－１を通ってノズル１３０－１から第２反応管１２０の壁面に形成された孔１２３を通して第２反応管１２０の内部に供給され、排気管１４０から排気される。これにより、基板１０に対してＯ２が供給されることとなる。具体的に供給するＯ２ガスの流量は、０．００２～１ｓｌｍの範囲、より好ましくは、０．１～１ｓｌｍの範囲に設定する。
第２反応管１２０の内部の残留ガスを除去した後、ボート２００の回転を維持した状態で、反応ガスであるＯ２ガス供給用のバルブ１３１２－１を開き、Ｏ２ガス供給用のガス供給管１３３２－１内に、反応ガスとしてＯ２ガスを流す。Ｏ２ガスは、Ｏ２ガス供給用のＭＦＣ１３２２－１により流量調整され、バルブ１３１２－１を通ってノズル１３０－１から第２反応管１２０の壁面に形成された孔１２３を通して第２反応管１２０の内部に供給され、排気管１４０から排気される。これにより、基板１０に対してＯ２が供給されることとなる。具体的に供給するＯ２ガスの流量は、０．００２～１ｓｌｍの範囲、より好ましくは、０．１～１ｓｌｍの範囲に設定する。
このとき、Ｎ２ガス供給用のバルブ１３１３－１は閉じた状態として、Ｎ２ガスがＯ２ガスと一緒に第２反応管１２０の内部に供給されないようにする。すなわち、Ｏ２ガスはＮ２ガスで希釈されることなく、第２反応管１２０の内部に供給されるので、ＳｉＯ２層の成膜レートを向上させることが可能である。なお、基板１０近傍におけるＮ２ガスの雰囲気濃度も調整可能である。このときのヒータ１００の温度は、Ｓｉ２Ｃｌ６ガス供給ステップと同様の温度に設定する。
このとき第２反応管１２０の内部に流しているガスは、Ｏ２ガスのみである。Ｏ２ガスは、Ｓｉ２Ｃｌ６ガス供給ステップ（Ｓ５０５）で基板１０上に形成されたＳｉ含有層の少なくとも一部と置換反応する。置換反応の際には、Ｓｉ含有層に含まれるＳｉとＯ２ガスに含まれるＯとが結合して、基板１０上にＳｉとＯとを含むＳｉＯ２層が形成される。
（残留ガス除去）
ＳｉＯ２層を形成した後、Ｏ２ガス供給用のバルブ１３１２－１を閉じて、Ｏ２ガスの供給を停止する。そして、ステップＳ５０６と同様の処理手順により、第２反応管１２０の内部に残留する未反応もしくはＳｉＯ２層の形成に寄与した後のＯ２ガスや反応副生成物を第２反応管１２０の内部から排除する（ステップＳ５０８）。
ＳｉＯ２層を形成した後、Ｏ２ガス供給用のバルブ１３１２－１を閉じて、Ｏ２ガスの供給を停止する。そして、ステップＳ５０６と同様の処理手順により、第２反応管１２０の内部に残留する未反応もしくはＳｉＯ２層の形成に寄与した後のＯ２ガスや反応副生成物を第２反応管１２０の内部から排除する（ステップＳ５０８）。
（所定回数実施）
上記したステップＳ５０５～ステップＳ５０８を順に行うサイクルを１回以上（所定回数（ｎ回））行うことにより（Ｓ５０９）、基板１０上に、所定の厚さ（例えば０．１～２ｎｍ）のＳｉＯ２層を形成する。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましく、例えば１０～８０回ほど行うことが好ましく、より好ましくは１０～１５回ほど行う。
上記したステップＳ５０５～ステップＳ５０８を順に行うサイクルを１回以上（所定回数（ｎ回））行うことにより（Ｓ５０９）、基板１０上に、所定の厚さ（例えば０．１～２ｎｍ）のＳｉＯ２層を形成する。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましく、例えば１０～８０回ほど行うことが好ましく、より好ましくは１０～１５回ほど行う。
また、各サイクルごと、又は数サイクルごとに、又は全サイクル数の前半と後半とで基板１０に対するノズル１３０の高さを変えるようにしてもよい。
一方、１サイクルの時間が比較的長い場合には、１サイクルの中で、基板１０に対するノズル１３０の高さを変えるようにしてもよい。
このように、Ｓ５０１で読み込んだプロセスレシピに基づいて、ノズル１３０－１の先端部分及び第２反応管１２０の壁面に形成された孔１２３とボート２００に搭載された基板１０の表面との相対的な高さを設定した状態で成膜を行うことにより、基板１０の表面には、均一な膜厚分布を有する薄膜を形成することができる。
なお、上記に説明した例においては、Ｓｉ層形成工程（Ｓ５０５）とＯ２ガス供給工程（Ｓ５０７）において、回転駆動部４２で基板１０を搭載したボート２００を回転させる例を説明したが、残留ガス除去工程（Ｓ５０６とＳ５０８）の間も継続して回転させるようにしてもよい。
（アフターパージ・ボートアンロード）
キャリアガス用のバルブ１３１３－１を開いてノズル１３０－１からＮ２ガスを第２反応管１２０の内部へ供給し、排気管１４０から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより第２反応管１２０の内部が不活性ガスでパージされ、第２反応管１２０の内部に残留するガスや副生成物が反応管４内から除去される（アフターパージ：Ｓ５１０）。
キャリアガス用のバルブ１３１３－１を開いてノズル１３０－１からＮ２ガスを第２反応管１２０の内部へ供給し、排気管１４０から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより第２反応管１２０の内部が不活性ガスでパージされ、第２反応管１２０の内部に残留するガスや副生成物が反応管４内から除去される（アフターパージ：Ｓ５１０）。
その後、ボートエレベータ４０を駆動して支持ロッド１６０を下降させ、表面に所定の厚さの薄膜が形成された基板１０を搭載したボート２００を収納室３００に搬送する（ボートアンロード：Ｓ５１１）。
この、薄膜が形成された基板１０を搭載したボート２００をチャンバ１８０に搬送するときに、本実施例においては、移載室３３０の基板搬入口３３１を介して、ボート２００から薄膜が形成された基板１０を取り出して基板１０の処理を終了する（ウエハディスチャージ：Ｓ５１２）。
ここで、次の基板１０のセットを同様に処理する場合には、ボート２００から薄膜が形成された基板１０を取り出すことと、新たな基板１０をボート２００に搭載することを、ボートエレベータ４０を駆動してボート２００をピッチ送りして交互に１枚ずつ行う（ウエハチャージ：Ｓ５０１）。
基板１０の入れ替え順は、上から順、下から順、ボート２００の中間付近から順になど様々あるが、ボート２００の下から順に入れ替えする方が、基板１０の昇温時間を短縮することができる。ただし、ボート２００に搭載した一番上と一番下の基板１０は、ボート２００の中間付近に搭載した基板１０よりも温度が高くなる傾向にあるため、ボート２００の中間付近から順に入れ替えを始めても良い。
なお、上記実施例では、ボート２００から薄膜が形成された基板１０を取り出して、新たな基板１０をボート２００に搭載することを、ボートエレベータ４０を駆動してボート２００をピッチ送りして１枚ずつ行う例を示したが、基板１０を複数枚同時にボート２００から取り出して、新たな基板１０を複数枚同時にボート２００搭載するようにしてもよい。この場合、ボートエレベータ４０は、ボート２００を複数枚の基板１０の分だけピッチ送りする。
また、基板１０を複数枚同時にボート２００から取り出して、新たな基板１０を複数枚同時にボート２００搭載するようにして、ボート２００に新たに搭載された処理前の基板１０全てを一括で加熱するようにしてもよい。
なお、ボートエレベータ４０によりボート２００が下降させられて、ボート２００に搭載された薄膜が形成された基板１０を新たな基板１０と置き換えているときに、基板処理装置１０１のヒータ１００による加熱を継続させてもよい。これにより、ボート２００の上部の温度の低下を防止して、新たな基板１０を移し替えた後のボート２００の上部の基板１０の加熱室３２０における加熱時間が短いことによるボート２００の下部の基板１０との温度差をある程度解消することができる。
上記に説明した例においては、基板１０上にＳｉＯ２膜を形成する例について説明したが、本実施例はこれに限られるものではない。例えば、ＳｉＯ２膜の替わりに、Ｓｉ３Ｎ４（窒化シリコン）膜、又はＴｉＮ（窒化チタン）膜を形成することもできる。
本実施例によれば、ボートに搭載された基板１０上に、所望の膜厚分布を有する薄膜を形成することができる。
［変形例１］
実施例１の第１の変形例を、図１０に示す。本変形例においては、ノズル１３０－１にヒータ１３４－１を取付けて、第２反応管１２０の内部に供給する原料ガスや反応ガスの温度を調整できる構成とした。ノズル１３０－２乃至１３０－５についても同様にヒータ１３４を取付ける。これにより、第２反応管１２０の内部に供給する原料ガスや反応ガスの温度を、ノズル１３０－１乃至１３０－５の位置に応じて個々に調整できる構成とした。
実施例１の第１の変形例を、図１０に示す。本変形例においては、ノズル１３０－１にヒータ１３４－１を取付けて、第２反応管１２０の内部に供給する原料ガスや反応ガスの温度を調整できる構成とした。ノズル１３０－２乃至１３０－５についても同様にヒータ１３４を取付ける。これにより、第２反応管１２０の内部に供給する原料ガスや反応ガスの温度を、ノズル１３０－１乃至１３０－５の位置に応じて個々に調整できる構成とした。
このような構成とすることにより、ヒータ１００のゾーンごとの設定温度(制御温度)に基づいてノズル１３０－１乃至１３０－５から第２反応管１２０の内部に供給する原料ガスや反応ガスの予備加熱温度を制御することができる。具体的には、ヒータ１３４-１による予備加熱温度の範囲は、１６０～２５０℃の間で行う。
具体的には、図示していない温度検出器で検出したヒータ１００の温度が設定温度よりも高い場合には、ヒータ１３４による加熱温度を低くする。一方、図示していない温度検出器で検出したヒータ１００の温度が設定温度よりも低い場合には、ヒータ１３４による加熱温度を高くする。
これにより、ヒータ１００のゾーンごとの温度分布による原料ガスの分解の程度のばらつきを抑えることができ、基板１０表面に形成する膜の厚さを、より均一に形成することができる。
［変形例２］
実施例１の第２の変形例として、ヒータ１００のゾーンごとの温度分布に応じてキャリアガスによる原料ガスの濃度を制御することでノズル１３０から噴出されて基板１０の表面に到達する処理ガスの分解状態をボート２００に搭載された各基板１０間で均一化する方法として、次のような制御の何れかを行う。
［変形例２］
実施例１の第２の変形例として、ヒータ１００のゾーンごとの温度分布に応じてキャリアガスによる原料ガスの濃度を制御することでノズル１３０から噴出されて基板１０の表面に到達する処理ガスの分解状態をボート２００に搭載された各基板１０間で均一化する方法として、次のような制御の何れかを行う。
イ）キャリアガスの流量を一定にして、処理ガスの流量を調整する場合。
第２反応管１２０の内部の温度が高い場合には、処理ガスの流量を基準流量よりも少なくする。一方、第２反応管１２０の内部の温度が低い場合には、処理ガスの流量を基準流量よりも多くする。
ロ）処理ガスの流量を一定にして、キャリアガスの流量を調整する場合。
第２反応管１２０の内部の温度が高い場合には、キャリアガスの流量を基準流量よりも多くする。一方、第２反応管１２０の内部の温度が低い場合には、キャリアガスの流量を基準流量よりも少なくする。
ハ）ノズル１３０の温度が高い場合は、処理ガス、キャリアガス共に流量を基準流量よりも少なくする。ノズル１３０の温度が低い場合は、処理ガス、キャリアガス共に流量を基準流量よりも多くする。
第２反応管１２０の内部の温度が高い場合には、処理ガスの流量を基準流量よりも少なくする。一方、第２反応管１２０の内部の温度が低い場合には、処理ガスの流量を基準流量よりも多くする。
ロ）処理ガスの流量を一定にして、キャリアガスの流量を調整する場合。
第２反応管１２０の内部の温度が高い場合には、キャリアガスの流量を基準流量よりも多くする。一方、第２反応管１２０の内部の温度が低い場合には、キャリアガスの流量を基準流量よりも少なくする。
ハ）ノズル１３０の温度が高い場合は、処理ガス、キャリアガス共に流量を基準流量よりも少なくする。ノズル１３０の温度が低い場合は、処理ガス、キャリアガス共に流量を基準流量よりも多くする。
これにより、ヒータ１００のゾーンごとの温度分布があっても原料ガスの分解の程度のばらつきを抑えることができ、基板１０表面に形成する膜の厚さを、より均一に形成することができる。
実施例１においては、ノズル１３０－１乃至１３０－５がそれぞれにバルブ１３１乃至１３１３とＭＦＣ１３２１乃至１３２３を備えた構成であったが、本実施例では、図１１に示すように、ガス種ごとにバルブとＭＦＣとを共用化して、それを分岐してノズル２３０を構成するノズル２３０－１乃至２３０－５から第２反応管１２０の内部に供給する構成とした。
すなわち、本実施例においては、ガス供給管２３３１を通して供給される原料ガスの流量をＭＦＣ２３２１で制御し、ガス供給のオン・オフをバルブ２３１１で制御した後にノズル２３０－１乃至２３０－５に分岐して、それぞれのノズルから第２反応管１２０の内部に供給する構成とした。
また、ガス供給管２３３２を通して供給される反応ガスの流量をＭＦＣ２３２２で制御し、ガス供給のオン・オフをバルブ２３１２で制御した後に、ノズル２３０－１乃至２３０－５に分岐して、それぞれのノズルから第２反応管１２０の内部に供給する構成とした。
さらに、ガス供給管２３３３を通して供給されるキャリアガスの流量をＭＦＣ２３２３で制御し、ガス供給のオン・オフをバルブ２３１３で制御した後に、ノズル２３０－１乃至２３０－５に分岐して、それぞれのノズルから第２反応管１２０の内部に供給する構成とした。
本実施例において、基板１０上に例えばＳｉＯ２層を形成する工程は、実施例１で図５を用いて説明したものと同じであるので、説明を省略する。
本実施例によれば、ガス種ごとにバルブとＭＦＣとを共用化したので、ガス供給系統の構成が簡素化することができ、実施例１の場合と比べて、基板処理システム１全体の構成を簡素化することができる。
また、本実施例においても、図１２に示すように、実施例１の変形例と同様に、ノズル２３０－１乃至２３０－５それぞれにヒータ２３４－１乃至２３４－５を装着して第２反応管１２０の内部に供給する原料ガスや反応ガスの温度を、ノズル２３０－１乃至２３０－５の位置に応じて個々に調整できる構成とすることもできる。
このような構成とすることにより、ヒータ１００のゾーンごとの設定温度に基づいてノズル２３０－１乃至２３０－５から第２反応管１２０の内部に供給する原料ガスや反応ガスの温度を制御してヒータ１００のゾーンごとの温度分布による原料ガスの分解の程度のばらつきを抑えることができ、基板１０表面に形成する膜の厚さを、より均一に形成することができる。
実施例１及び実施例２では、原料ガスと反応ガス、キャリアガスを第２反応管１２０の内部に供給するためのノズル１３０－１乃至１３０－５又は２３０－１乃至２３０－５を共有する構成であったが、本実施例においては、図１３に示すように、原料ガスと反応ガスとを供給するノズル４３０を構成するノズル４３０－１乃至４３０－５を共有し、キャリアガスはこれらとは別のノズル４４０を用いる構成とした。
すなわち、本実施例においては、図１３に示すように、原料ガスと反応ガスとは、ボート２００に搭載された基板１０の上下の間隔（ピッチ）と同じ間隔で上下方向に配置されてヒータ１００を貫通して水平方向に伸びるノズル４３０を構成するノズル４３０－１乃至４３０－５から第２反応管１２０の内部に供給される。一方、キャリアガスは、第２反応管１２０の内部で縦方向に伸びる１本のノズル４４０から第２反応管１２０の内部に供給する構成とした。なお、ノズル４３０は、基板１０と平行方向に伸びて構成されていても良い。
本実施例に係るノズル４３０を構成する多数のノズル４３０－１，４３０－２、・・・４３０－５は同じ構成を有しているので、ノズル４３０-１の構成の例を図１４に示す。ノズル４３０-１を通して、第２反応管１２０の内部には、原料ガスと反応ガスが導入される。ノズル４３０－１，４３０－２、・・・４３０－５の上下の間隔は、ボート２００に搭載された基板１０の上下の間隔と同じに設定されている。
図１４に示すように、原料ガスは、図示していない原料ガス供給源から、ガス供給管４３３１－１を通ってＭＦＣ４３２１－１で流量が調整され、バルブ４３１１－１を通ってノズル４３０-１から第２反応管１２０の内部に供給される。
反応ガスは、図示していない反応ガス供給源から、ガス供給管４３３２－１を通ってＭＦＣ４３２２－１で流量が調整され、バルブ４３１２－１を通って、原料ガス供給時と共通のノズル４３０-１から第２反応管１２０の内部に供給される。
ノズル４３０－２、・・・４３０－５についても、同様な構成を有して、原料ガスと反応ガスとを第２反応管１２０の内部に供給する。
一方、不活性ガス(キャリアガス)は、図示していない不活性ガス供給源から、ガス供給管４４３を通ってＭＦＣ４４２で流量が調整され、バルブ４４１を通って第２反応管１２０の内部で縦方向に伸びる１本のノズル４４０から第２反応管１２０の内部に供給する。ノズル４４０には、第２反応管１２０の内部で縦方向に伸びる部分において縦方向の複数の個所に孔が形成されており、この複数の孔から第２反応管１２０の内部に、不活性ガスが供給される。
本実施例において、基板１０上に例えばＳｉＯ２層を形成する工程は、実施例１で図５を用いて説明したものと同じであるので、説明を省略する。
以上説明したように、本開示によれば、基板表面積や成膜する膜種に応じて、基板とノズルの位置関係を最適値に可変・固定して運用する成膜方法と、一連の成膜シーケンスの中でノズルから供給するガス種やその流量の変化に連動し、基板と成膜ガス噴射孔の位置も時間的に変化させながら成膜する方法の双方が可能となる。
更に、本開示によれば、ノズルは、単一のガス流量コントローラで多分岐し同一流量を各基板に対して噴射供給する場合と、夫々の孔に対し個別に流量コントローラを設置する場合の双方について構成することが可能で、後者の場合は、基板と孔の位置関係(高さ・距離)にあわせ、また反応室内の温度によるガス分解も考慮し、各基板毎に異なる成膜ガス流量を噴射することが可能になる。
更に、本開示によれば、ノズルは、反応室に対し固定されており、基板を多段に設置した基板保持具(ボート)が、昇降エレベータにて上下するように構成される。成膜処理を行う反応室と反応室に下に位置するローディングエリアをガス遮断又は圧力遮断の為に仕切る必要がある場合は、Oリングシールにて仕切り、基板保持具の上下動作(ノズル位置関係可変)のストロークに対応した伸縮式のシール構造（ベロー）にてシールする。一方、ローディングエリアが反応室と同等の圧力の場合はOリングシールは行わず反応室とバキュームローディングエリアは通じた空間となる。この場合はバキュームローディングエリアから不活性ガスを供給し圧力勾配をつけてガス遮断を行う。
また、本開示によれば、ノズルから噴射された成膜ガスを基板表面に近い位置と遠い位置を調整しウエハ表層のガス流速を可変させながら供給でき、気相反応しやすい成膜ガスがウエハ表層に届き成膜に寄与するまでの分解状態を調整することが可能となる。又、各孔個別に流量コントローラを設置する場合においては、各基板個別にガス流量の微調整が可能となる為、従来のハードウェア(石英ノズル)の交換による最適化などの成膜チューニングが不要となる。
以上に説明した本開示によれば、複数枚の基板を上下方向に間隔をあけて重ねて基板保持具に保持した状態でこの基板保持具を上下駆動部で駆動して反応管の内部に収容し、反応管内の内部に収容された基板保持具上に保持された基板を反応管の周囲を囲んで配置された加熱部で加熱し、反応管の内部に収容された前記基板保持具に保持された前記基板にガス供給部の複数のノズルから原料ガスを供給して供給した原料ガスを反応管から排気することと基板にガス供給部の複数のノズルから反応ガスを供給して供給した反応ガスを反応管から排気することを繰り返すことにより複数の基板上に薄膜を形成する半導体装置の製造方法において、ガス供給部の複数のノズルから原料ガスを供給することと反応ガスを供給することとを、反応管に収容する基板保持具の高さを上下駆動部で制御して、基板保持具に保持された複数枚の基板と複数のノズルとの間隔(高さ)を予め設定した条件に応じて調整した状態で行うようにしたものである。
また、本開示においては、原料ガスと反応ガスとは、基板保持具に保持された複数枚の基板の上下方向の間隔と同じ間隔で配置された複数のノズルから供給するようにしたものである。
さらに、本開示においては、ガス供給部の複数のノズルから供給する原料ガスと反応ガスとキャリアガスとの流量を個々のノズルごとにそれぞれのガスに応じた流量制御部としてのマスフローコントローラを用いて調整した状態で基板保持具に保持された基板に供給するようにしたものである。
さらに、本開示においては、ガス供給部の複数のノズルから供給する原料ガスと反応ガスとキャリアガスとの流量をそれぞれのガスごとに共通の流量制御部としてのマスフローコントローラを用いて調整した状態で基板保持具に保持された基板に供給するようにしたものである。
さらに、本開示においては、ガス供給部の複数のノズルから原料ガスを供給することと反応ガスを供給することとを、反応管に収容する基板保持具の高さを上下駆動部で制御して、基板保持具に保持された複数枚の基板と複数のノズルとの間隔(高さ)を変化させて繰り返し行うようにしたものである。
さらに、上述では、ノズル１３０やノズル４３０を基板１０と平行方向（水平方向）に伸びる構成について開示したが、これに限るものでは無く、処理ガスを供給するノズルを、ノズル４４０の構造に構成しても良い。ノズル４４０に設けられた孔と、基板との位置関係（高さ関係）を調整することにより、同様の効果を奏することが可能となる。ノズル４４０の構造で構成した場合、各基板１０に供給される処理ガスの分解状態を調整することが困難となる。故に、各基板１０に供給される処理ガスの分解状態を調整するには、上述の様に、ノズル１３０やノズル４３０は、基板１０と平行方向に伸びる様に構成する。
さらに、上述では、成膜処理について記したが、他の処理にも適用可能である。例えば、プラズマを用いた拡散処理、酸化処理、窒化処理、酸窒化処理、還元処理、酸化還元処理、エッチング処理、加熱処理などが有る。例えば、反応ガスのみを用いて、基板表面や基板に形成された膜をプラズマ酸化処理や、プラズマ窒化処理する際にも本開示の技術を適用することができる。また、反応ガスのみを用いたプラズマアニール処理にも適用することができる。
また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、実施形態に係る発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、などの基板処理が有る。
また、上述では、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして酸素含有ガスを用いて、シリコン酸化膜を形成する例を示したが、他のガスを用いた成膜にも適用可能である。例えば、窒化膜、酸素含有膜、窒素含有膜、炭素含有膜、ホウ素含有膜、金属含有膜とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの膜としては、例えば、ＳｉＮ膜、ＡｌＯ膜、ＺｒＯ膜、ＨｆＯ膜、ＨｆＡｌＯ膜、ＺｒＡｌＯ膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＢＮ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＣ膜、ＴｉＡｌＣ膜などが有る。
１・・・縦形基板処理装置（基板処理システム） １０・・・基板 ３０・・・移載機 ４０・・・ボートエレベータ ４２・・・回転駆動部 １００・・・ヒータ １０１・・・基板処理装置 １１０・・・第１反応管 １１５・・・処理室 １２０・・・第２反応管 １３０，２３０，４３０・・・ノズル １３０－１，１３０－２，１３０－３，１３０－４，１３０－５・・・ノズル １３１１－１，１３１１－２，１３１１－３，１３１１－４，１３１１－５・・・バルブ １３２１－１，１３２１－２，１３２１－３，１３２１－４，１３２１－５・・・マスフローコントローラ １６０・・・支持ロッド １７０・・・真空搬送室 １８０・・・チャンバ ２００・・・ボート ２６０・・・コントローラ ３００・・・収納室 ３１０・・・窓 ３２０・・・加熱室 ３２１・・・加熱部 ３３０・・・移載室 ３３１・・・基板搬入口 ６００・・・プロセスレシピ。
Claims (21)
- 複数枚の基板を上下方向に保持する基板保持具と、
前記複数枚の基板を保持した前記基板保持具を収容する反応管と、
前記基板保持具を前記反応管の内部に対して出し入れする上下駆動部と、
前記反応管の周囲に設けられ、前記複数枚の基板を加熱する加熱部と、
前記反応管の内部に収容された前記基板保持具に保持された前記複数枚の基板に対応する複数のガス供給体を備えたガス供給部と、
前記ガス供給部から供給されたガスを前記反応管から排気する排気部と、
前記複数枚の基板と前記複数のガス供給体との相対的な位置を第一の位置に維持した状態で前記複数のガス供給体からガスを供給し、
前記複数枚の前記基板と前記複数のガス供給体との相対的な高さを第一の位置と異なる第二の位置に維持した状態で前記複数のガス供給体から前記ガスを供給するよう制御することが可能な制御部と
を有する基板処理装置。 - 前記制御部は、前記ガス供給部から前記複数枚の基板に処理ガスを供給して前記複数枚
の基板を処理中に前記上下駆動部を制御して、前記複数枚の基板の前記複数のガス供給体
に対する高さを調整可能に構成される
請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記複数のガス供給体は、前記基板保持具に保持された前記複数枚の基板の前記上下方
向の間隔と同じ間隔で配置されている
請求項１または２に記載の基板処理装置。 - 前記複数のガス供給体は、前記反応管の周囲を囲んで配置された前記加熱部を貫通して
前記反応管に取り付けられている
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給部は、前記ガスの流量を制御可能な流量制御部を、前記複数のガス供給体
のそれぞれに備えている
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給部は、前記流量制御部として、前記複数枚の基板への原料ガスの供給をオ
ン・オフするバルブと前記複数枚の基板への反応ガスの供給をオン・オフするバルブと前
記複数枚の基板へのキャリアガスの供給をオン・オフするバルブとを備えている
請求項５に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給部は、前記流量制御部として、前記複数枚の基板へ供給する原料ガスの流
量を制御可能な流量制御部と前記複数枚の基板へ供給する反応ガスの流量を制御可能な流
量制御部と前記複数枚の基板へ供給するキャリアガスの流量を制御可能な流量制御部とを
備えている
請求項５に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給部は、前記ガスの流量を制御可能な流量制御部を、前記複数のガス供給体
で共有するように構成される
請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給部は、前記複数のガス供給体へのガス流量を制御可能な一つのバルブと一
つの流量制御部とを有する
請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記流量制御部として、前記複数枚の基板への原料ガスの供給をオン・オフするための
バルブと前記複数枚の基板への反応ガスの供給をオン・オフするためのバルブと前記複数
枚の基板へのキャリアガスの供給をオン・オフするためのバルブとを備えている
請求項８に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給部の前記流量制御部として、前記複数枚の基板へ供給する原料ガスの流量
を制御可能な流量制御部と前記複数枚の基板へ供給する反応ガスの流量を制御可能な流量
制御部と前記複数枚の基板へ供給するキャリアガスの流量を制御可能な流量制御部とを備
えている
請求項８に記載の基板処理装置。 - 前記複数のガス供給体それぞれを加熱することが可能な予備加熱部を有する
請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、前記加熱部の温度に応じて前記複数のガス供給体それぞれを加熱する様
に前記予備加熱部を制御可能に構成される
請求項１２に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給部は、前記複数枚の基板のそれぞれに対応して原料ガスと反応ガスとを供
給する複数の原料ガス又は反応ガス供給体と、前記反応管の内部にキャリアガスを供給す
るキャリアガス供給体とを備えている
請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、少なくとも前記ガス供給部から前記反応管に原料ガスを供給するステッ
プと、前記ガス供給部から前記反応管に反応ガスを供給するステップとを含む一サイクル
を複数回実行可能であり、
更に前記第一の位置と前記第二の位置とが、前記複数回実行する前記一サイクルのうち
、前半の前記一サイクルと後半の前記一サイクルとで異なるよう制御する
請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、少なくとも前記ガス供給部から前記反応管に原料ガスを供給するステッ
プと、前記ガス供給部から前記反応管に反応ガスを供給するステップとを含む一サイクル
を複数回実行可能であり、
更に、前記第一の位置と前記第二の位置とが、全サイクル数のうち少なくとも一部のサ
イクルが他のサイクルと異なるよう制御する
請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記複数のガス供給体の高さは固定され、
前記制御部は前記上下駆動部を制御して、前記複数枚の基板の前記複数のガス供給体に
対する高さを予め設定した条件に応じて調整して前記複数枚の基板に前記ガスを供給する
よう前記ガス供給部と前記上下駆動部とを制御することが可能なよう構成される
請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記第一の位置における基板処理の状態と、前記第二の位置における基板処理の状態と
は異なるよう設定される請求項1に記載の基板処理装置。 - 複数枚の基板を上下方向に保持した基板保持具を上下駆動部で駆動して反応管の内部に
収容する工程と、
前記複数枚の基板を前記反応管の周囲を囲んで配置された加熱部で加熱する工程と、
前記複数枚の基板と複数のガス供給体との相対的な位置を第一の位置に維持する工程と
、
前記第一の位置に維持した状態で、前記複数のガス供給体から前記複数枚の基板にガス
を供給する工程と、
前記第一の位置に維持した状態で前記ガスを排気する工程と、
前記複数枚の基板と前記複数のガス供給体との相対的な高さを前記第一の位置と異なる
第二の位置に維持する工程と、
前記第二の位置に維持した状態で、前記複数のガス供給体から前記複数枚の基板に前記
ガスを供給する工程と、
前記第二の位置に維持した状態で前記ガスを排気する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 複数枚の基板を上下方向に保持した基板保持具を上下駆動部で駆動して反応管の内部に
収容させる手順と、
前記複数枚の基板を前記反応管の周囲を囲んで配置された加熱部で加熱させる手順と、
前記複数枚の基板と複数のガス供給体との相対的な位置を第一の位置に維持する手順と
、
前記第一の位置に維持した状態で、前記複数のガス供給体から前記複数枚の基板にガス
を供給させる手順と、
前記第一の位置に維持した状態で前記ガスを排気させる手順と、
前記複数枚の基板と前記複数のガス供給体との相対的な高さを前記第一の位置と異なる
第二の位置に維持する手順と、
前記第二の位置に維持した状態で、前記複数のガス供給体から前記複数枚の基板に前記
ガスを供給する手順と、
前記第二の位置に維持した状態で前記ガスを排気する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。 - 複数枚の基板を上下方向に保持した基板保持具を上下駆動部で駆動して反応管の内部に
収容させる手順と、
前記複数枚の基板を前記反応管の周囲を囲んで配置された加熱部で加熱させる手順と、
前記複数枚の基板と複数のガス供給体との相対的な位置を第一の位置に維持する手順と
、
前記第一の位置に維持した状態で、前記複数のガス供給体から前記複数枚の基板にガス
を供給させる手順と、
前記第一の位置に維持した状態で前記ガスを排気させる手順と、
前記複数枚の基板と前記複数のガス供給体との相対的な高さを前記第一の位置と異なる
第二の位置に維持する手順と、
前記第二の位置に維持した状態で、前記複数のガス供給体から前記複数枚の基板に前記
ガスを供給する手順と、
前記第二の位置に維持した状態で前記ガスを排気する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムが記録されたコンピュータ
読み取り可能な記録媒体。
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