JP7308241B2 - 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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Description

本開示は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
基板を処理する基板処理装置として、処理室が内部に形成された反応管を有し、処理室内に所定枚数の基板を上下方向に配列して設置し、基板を所定温度に加熱し、処理ガスを処理室内に供給して基板処理を行う縦型の処理装置が知られている（例えば、特許文献１および２）。
特開２０２０－２０５４３８号公報 特開２００９－２４５９８４号公報
基板処理装置の処理室内には、複数の基板を配列して保持する基板保持具、および、基板が配列される方向に沿って伸びる管を有し、処理室内にガスを供給するガス噴射器等が配置されている。また、ガス噴射器の管には、長手方向に沿ってガスを供給する複数の噴射孔が形成されており、処理室内の複数の基板に対してガスを供給するように構成されている。
しかしながら、ガス噴射器の管の長手方向におけるガスの供給量に偏りがあると、基板毎の膜厚均一性を悪化させる要因となるおそれがあるため、ガスの供給量の偏りを小さくすることが求められる。
本開示は、処理室内のガス噴射器の管の長手方向におけるガスの供給量を均等化することが可能な技術を提供することである。
本開示の一態様によれば、処理室と、前記処理室内に配置され、複数の基板を配列して保持する基板保持具と、前記複数の基板が配列される方向に沿って伸びる管を有し、前記処理室内にガスを供給するガス噴射器と、を備え、前記ガス噴射器は、前記管の長手方向に沿って、前記複数の基板が配列される区間に設けられ、ガスを供給する第１噴射孔と、前記管の先端において、前記管の流路断面積よりも小さい面積で、前記長手方向に対して斜めに開口するように設けられる複数の第２噴射孔と、を有する技術が提供される。
本開示によれば、処理室内のガス噴射器の管の長手方向におけるガスの供給量を均等化することができる。
本開示の実施形態に好適に用いられる基板処理装置の処理炉を示す立断面図である。 上記基板処理装置の処理炉を示す水平方向断面図である。 上記基板処理装置のガスノズルの立断面図である。 上記基板処理装置のガスノズルの上面図である。 上記基板処理装置において決められた条件下でガスノズルにオゾン（Ｏ3）と酸素（Ｏ2）の混合ガスを供給した際の、基板位置とガスノズルの第１噴射孔内のオゾン（Ｏ3）濃度（モル分率）との関係を示すグラフである。 上記基板処理装置において決められた条件下でガスノズルにオゾン（Ｏ3）と酸素（Ｏ2）の混合ガスを供給した際の、基板位置とガスノズルの第１噴射孔内の圧力との関係を示すグラフである。 上記基板処理装置の制御系を説明する概略構成図である。 上記基板処理装置の成膜シーケンスを示す図である。 上記基板処理装置のガスノズルの変形例を示す側面図である。
＜本開示の一実施形態＞
以下、図面を参照しつつ本開示の一実施形態について説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、必ずしも一致していない。
本開示の実施形態に係る基板処理装置の一例について図１～図８に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。
［基板処理装置１０の全体構成］
基板処理装置１０は、図１に示されるように、各部を制御する制御部２８０及び処理炉２０２を備え、処理炉２０２は、加熱手段であるヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、図示しないヒータベースに支持されることにより装置上下方向に据え付けられている。ヒータ２０７は、処理ガスを熱で活性化させる活性化機構としても機能する。なお、制御部２８０については、詳細を後述する。
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器を構成する反応管２０３が立てて配置されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により形成されている。基板処理装置１０は、いわゆるホットウォール型である。
反応管２０３は、図１にも示されるように、円筒状の内管１２と、内管１２を囲むように設けられた円筒状の外管１４とを有している。内管１２は、外管１４と同心円状に配置され、内管１２と外管１４との間には、間隙Ｓが形成されている。内管１２は、管部材の一例である。
内管１２は、図１に示したように、下端が開放され、上端が平坦状の壁体で閉塞された有天井形状で形成されている。また、外管１４も、下端が開放され、上端が平坦状の壁体で閉塞された有天井形状で形成されている。さらに、内管１２と外管１４との間に形成された間隙Ｓには、図２に示したように、複数（本実施形態では３個）の噴射器室としてのノズル室２２２が形成されている。なお、ノズル室２２２については、詳細を後述する。
この内管１２の内部には、図１および図２に示したように、基板としてのウェハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。また、この処理室２０１は、ウェハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持可能な基板保持具の一例であるボート２１７を収容可能とし、内管１２は、収容されたウェハ２００を包囲する。なお、内管１２については、詳細を後述する。
反応管２０３の下端は、円筒体状のマニホールド２２６によって支持されている。マニホールド２２６は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属で構成されるか、又は石英若しくはＳｉＣ等の耐熱性材料で構成されている。マニホールド２２６の上端部にはフランジが形成されており、このフランジ上に外管１４の下端部が設置されている。このフランジと外管１４の下端部との間には、Ｏリング等の気密部材２２０が配置されており、反応管２０３内を気密状態にしている。
マニホールド２２６の下端の開口部には、シールキャップ２１９がＯリング等の気密部材２２０を介して気密に取り付けられており、反応管２０３の下端の開口部側、すなわちマニホールド２２６の開口部が気密に塞がれている。シールキャップ２１９は、例えばニッケル合金や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２１９は、石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料でその外側を覆うように構成してもよい。
シールキャップ２１９上にはボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられている。ボート支持台２１８は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成され断熱部として機能する。
ボート２１７は、ボート支持台２１８上に立設されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成されている。ボート２１７はボート支持台２１８に固定された図示しない底板とその上方に配置された天板とを有しており、底板と天板との間に複数本の支柱２１７ａ（図２参照）が架設されている。
ボート２１７には、内管１２内の処理室２０１で処理される複数枚のウェハ２００が保持されている。複数枚のウェハ２００は、互いに一定の間隔をあけながら水平姿勢を保持し、かつ互いに中心を揃えた状態でボート２１７の支柱２１７ａに支持されており、積載方向が反応管２０３の軸方向となる。つまり、基板の中心がボート２１７の中心軸にあわせられ、ボート２１７の中心軸は反応管２０３の中心軸に一致する。
シールキャップ２１９の下側には、ボートを回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の回転軸２６５は、シールキャップ２１９を貫通してボート支持台２１８に接続されており、回転機構２６７によって、ボート支持台２１８を介してボート２１７を回転させることでウェハ２００を回転させる。
シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に設けられた昇降機構としてのエレベータ１１５によって垂直方向に昇降され、ボート２１７を処理室２０１に対して搬入、及び搬出することができる。
マニホールド２２６には、処理室２０１の内部にガスを供給するガスノズル３４０ａ～３４０ｅを支持するノズル支持部３５０ａ～３５０ｅが、マニホールド２２６を貫通するようにして設置されている（図１では、ノズル支持部３５０ａのみ図示）。ここで、本実施形態では、５本のノズル支持部３５０ａ～３５０ｅが設置されている。ノズル支持部３５０ａ～３５０ｅは、例えばニッケル合金やステンレス等の材料により構成されている。
ノズル支持部３５０ａ～３５０ｅの一端には、処理室２０１の内部へガスを供給するガス供給管３１０ａ～３１０ｅが夫々接続されている。また、ノズル支持部３５０ａ～３５０ｅの他端には、管としてのガスノズル３４０ａ～３４０ｅが夫々接続されている（図１では、ノズル支持部３５０ａ、ガスノズル３４０ａのみ図示）。ガス噴射器５０ａ～５０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅおよびノズル支持部３５０ａ～３５０ｅにより構成されている。ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成されている。なお、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ、及びガス供給管３１０ａ～３１０ｅについては、詳細を後述する。
一方、反応管２０３の外管１４には、排気口２３０が形成されている。この排気口２３０には、排気管２３１が接続されている。
排気管２３１には、処理室２０１の内部の圧力を検出する圧力センサ２４５、及び圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。真空ポンプ２４６の下流側の排気管２３１は、図示しない廃ガス処理装置等に接続されている。これにより、真空ポンプ２４６の出力及びバルブ２４４の開度を制御することで、処理室２０１の内部の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気できるように構成されている。
また、反応管２０３の内部には、温度検出器としての図示しない温度センサが設置されており、温度センサにより検出された温度情報に基づいて、ヒータ２０７への供給電力を調整することで、処理室２０１の内部の温度が所望の温度分布となるように構成されている。
この構成において、処理炉２０２では、バッチ処理される複数枚のウェハ２００を多段に積載するボート２１７がボート支持台２１８によって処理室２０１の内部へ搬入される。そして、処理室２０１へ搬入されたウェハ２００を、ヒータ２０７によって所定の温度に加熱する。このような処理炉を有する装置は、縦型バッチ装置と呼ばれる。
［要部構成］
次に、内管１２、ノズル室２２２、ガス供給管３１０ａ～３１０ｅ、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ、及び制御部２８０について詳細に説明する。
〔内管１２〕
内管１２の周壁には、供給孔の一例である供給スリット２３５ａ～２３５ｃと、供給スリット２３５ａ～２３５ｃと対向するように、排出部の一例である第一排気口２３６が形成されている。また、内管１２の周壁において第一排気口２３６の下方には、第一排気口２３６より開口面積が小さい第二排気口２３７が形成されている。
内管１２に形成された第一排気口２３６は、図１に示されるように、処理室２０１のウェハ２００が収容される下端側から上端側に至るまでの領域（以下「ウェハ領域」と記載することがある）に形成されている。内管１２の第一排気口２３６の下方には、第二排気口２３７が形成されている。第一排気口２３６は、処理室２０１と間隙Ｓとを連通するように形成され、第二排気口２３７は、処理室２０１の下方の雰囲気を排気するよう形成されている。
一方、供給スリット２３５ａ～２３５ｃは、上下方向において、処理室２０１に収容された状態のボート２１７に複数段載置された隣り合うウェハ２００とウェハ２００との間に夫々配置されるように形成されている。
また、内管１２の周壁に形成された供給スリット２３５ａは、横長のスリット状で上下方向に複数形成されており、第一ノズル室２２２ａ（図２参照）と処理室２０１とを連通している。
また、供給スリット２３５ｂは、横長のスリット状で上下方向に複数形成されており、供給スリット２３５ａの側方に配置されている。さらに、供給スリット２３５ｂは、第二ノズル室２２２ｂ（図２参照）と処理室２０１とを連通している。
また、供給スリット２３５ｃは、横長のスリット状で上下方向に複数形成されており、供給スリット２３５ｂを挟んで供給スリット２３５ａの反対側に配置されている。さらに、供給スリット２３５ｃは、第三ノズル室２２２ｃ（図２参照）と処理室２０１とを連通している。
〔ノズル室２２２〕
ノズル室２２２は、図２に示されるように、内管１２の外周面１２ｃと外管１４の内周面１４ａとの間の間隙Ｓに形成されている。ノズル室２２２は、上下方向に延びている第一ノズル室２２２ａと、上下方向に延びている第二ノズル室２２２ｂと、上下方向に延びている第三ノズル室２２２ｃとを備えている。また、第一ノズル室２２２ａと、第二ノズル室２２２ｂと、第三ノズル室２２２ｃとは、この順番で処理室２０１の周方向に並んで形成されている。
さらに、処理室２０１の周方向の長さについては、第二ノズル室２２２ｂの周方向の長さが、第一ノズル室２２２ａの周方向の長さ、及び第三ノズル室２２２ｃの周方向の長さと比して、短くされている。第一ノズル室２２２ａ、第二ノズル室２２２ｂ、及び第三ノズル室２２２ｃは、噴射器室の一例である。
具体的には、内管１２の外周面１２ｃから外管１４へ向けて延出した第一仕切１８ａと内管１２の外周面１２ｃから外管１４へ向けて延出した第二仕切１８ｂとの間で、かつ、第一仕切１８ａの先端と第二仕切１８ｂの先端とを繋ぐ円弧状の天板２０と内管１２との間に、ノズル室２２２が形成されている。
さらに、ノズル室２２２の内部には、内管１２の外周面１２ｃから天板２０側へ向けて延出した第三仕切１８ｃと、第四仕切１８ｄとが形成されており、第三仕切１８ｃと第四仕切１８ｄとは、この順番で第一仕切１８ａから第二仕切１８ｂ側へ並んでいる。また、天板２０は、外管１４と離間している。さらに、第三仕切１８ｃの先端、及び第四仕切１８ｄの先端は、天板２０に達している。また、各仕切１８ａ～１８ｄ、及び天板２０は、ノズル室２２２の天井部から反応管２０３の下端部まで形成されている。
そして、第一ノズル室２２２ａは、図２に示されるように、内管１２、第一仕切１８ａ、第三仕切１８ｃ、及び天板２０に囲まれて形成されている。また、第二ノズル室２２２ｂは、内管１２、第三仕切１８ｃ、第四仕切１８ｄ、及び天板２０に囲まれて形成されている。さらに、第三ノズル室２２２ｃは、内管１２、第四仕切１８ｄ、第二仕切１８ｂ、及び天板２０に囲まれて形成されている。
これにより、各ノズル室２２２ａ～２２２ｃは、下端部が開放されると共に上端が内管１２の天面を構成する壁体で閉塞された有天井形状で、上下方向に延びている。
そして、前述したように、第一ノズル室２２２ａと処理室２０１を連通する供給スリット２３５ａが、上下方向に並んで、内管１２の周壁に形成されている。また、第二ノズル室２２２ｂと処理室２０１を連通する供給スリット２３５ｂが、上下方向に並んで、内管１２の周壁に形成されている。また、第三ノズル室２２２ｃと処理室２０１を連通する供給スリット２３５ｃが、上下方向に並んで、内管１２の周壁に形成されている。
〔ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ〕
ガス噴射器５０ａ～５０ｅの一部を構成するガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、上下方向に延びており、図２に示したように、各ノズル室２２２ａ～２２２ｃに夫々設置されている。具体的には、ガス供給管３１０ａに連通するガスノズル３４０ａ、及びガス供給管３１０ｂに連通するガスノズル３４０ｂは、第一ノズル室２２２ａに配置されている。また、ガス供給管３１０ｃに連通するガスノズル３４０ｃは、第二ノズル室２２２ｂに配置されている。また、ガス供給管３１０ｄに連通するガスノズル３４０ｄ、及びガス供給管３１０ｅに連通するガスノズル３４０ｅは、第三ノズル室２２２ｃに配置されている。
このように、処理室２０１にガス噴射器５０ａ～５０ｅを収容するノズル室２２２を設け、ノズル室２２２内にガス噴射器５０ａ～５０ｅの少なくともガスノズル３４０ａ～３４０ｅを収容することにより、各ノズル室２２２間で、ガスが混ざり合うことを抑制することができる。
ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、図３、図４に示されるように、先端が閉じた円筒形のロングノズルとして夫々構成されている。なお、図３、図４では、一例としてガスノズル３４０ａのみが示されているが、ガスノズル３４０ｂ～３４０ｅも、ノズルの太さが異なる以外は、同様の構成となっている。
ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌに沿って、複数のウェハ２００が配列される区間に設けられ、ガスを供給する第１噴射孔６０ａ～６０ｅと、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端において、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの流路断面積Ａよりも小さい面積で、長手方向Ｌに対して斜めに開口するように設けられる複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅと、を有する。
なお、本実施形態では、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌの各々の位置における内径が一定の円筒形のロングノズルであるため、流路断面積Ａが長手方向Ｌの各々の位置において同じである。しかしながら、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌの各々の位置における内径が一定ではなく、流路断面積Ａが長手方向Ｌの各々の位置において異なる場合には、「ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの流路断面積Ａよりも小さい面積」は、最も小さい流路断面積Ａよりも小さい面積とする。
ガスノズル３４０ａ～３４０ｅを石英（ＳｉＯ2）により構成した場合、第１噴射孔６０ａ～６０ｅおよび第２噴射孔６１ａ～６１ｅは、二酸化炭素（ＣＯ2）レーザにより加工することができる。なお、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの外径が小さい場合には、二酸化炭素（ＣＯ2）レーザにより先端部分に長手方向Ｌに対して斜めに開口させることは困難であったが、ノズルの外径をある程度の大きさ（例えばΦ１８ｍｍ以上）とすることにより、二酸化炭素（ＣＯ2）レーザにより先端部分に長手方向Ｌに対して斜めに開口させることができる。
また、第２噴射孔６１ａ～６１ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの表面の接平面に対して垂直（すなわち、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの肉厚方向）に開口したしたものに限らず、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの表面の接平面に対して斜めに開口したものとしてもよい。
また、第２噴射孔６１ａ～６１ｅは、内部流路が直線的に貫通したものに限らず、非直線的に曲がって貫通したものとしてもよい。その場合、第２噴射孔６１ａ～６１ｅの開口の方向は、出口における流路の方向、すなわち、出口における接平面に対して垂直な方向で定められる。
従来のガスノズルは、側面部分のみにガスの噴射孔が形成され、先端部分にはガスの噴射孔が形成されていなかったため、ガスノズルの先端付近でガスの滞留が生じ、側面部分の噴射孔からのガスの供給量を、ノズルの長手方向において均等化することが困難であった。また、先端部分にガスの噴射孔が形成されていない場合、ガスノズルの内圧が高くなるため、ガスノズルからオゾン（Ｏ3）を供給した場合には、高い内圧によりオゾン（Ｏ3）の減衰を招き、オゾン（Ｏ3）の供給量をノズルの長手方向において均等化することが困難であった。
これに対して、本実施形態のガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端に複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅを設けているため、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端付近でのガスの滞留を抑制しつつ、第１噴射孔６０ａ～６０ｅの径を従来の構成から変えずに、第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量を、ノズルの長手方向において均等化することができる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端に複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅを設けることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧を下げることができるため、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅからオゾン（Ｏ3）を供給した場合でも、オゾン（Ｏ3）の減衰を抑え、オゾン（Ｏ3）の供給量をノズルの長手方向において均等化することができる。
また、第２噴射孔６１ａ～６１ｅについて、長手方向Ｌに対して垂直に開口するように設けた場合には、第２噴射孔からガスの流速が高い状態でガスが噴射されるが、本実施形態では長手方向Ｌに対して斜めに開口するように設けているため、第２噴射孔６１ａ～６１ｅにおいてガスの流れが偏向され、垂直に開口した場合と同じ開口面積でも、流速を遅くすることができる。その結果、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧が過剰に低下したり、第１噴射孔６０ａ～６０ｅから噴射するガスの流速が過剰に低下することを抑制できるため、第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量を、ノズルの長手方向において均等化することができる。
ここで、上記の構成の基板処理装置において、ガスノズルに第２噴射孔を設けた場合と設けない場合において、ガスノズルからオゾン（Ｏ3）を供給した際の特性の差について説明する。本説明では、処理室内の温度を４００℃、処理室内の圧力を１０３Ｐａとし、ガスノズルの外径をφ１８ｍｍ、ガスノズルの第１噴射孔の開口径をφ１．３ｍｍとし、このガスノズルにオゾン（Ｏ3）と酸素（Ｏ2）の混合ガスを２５ｓｌｍで供給した場合の例を示す。
図５は基板位置とガスノズルの第１噴射孔内のＯ3濃度（モル分率）との関係を示すグラフである。図５のグラフの縦軸は、垂直方向に多段に整列した基板（ウェハ）の基板位置を示しており、グラフ上側が整列方向（垂直方向）上側に対応し、グラフ下側が整列方向（垂直方向）下側に対応する。縦軸の基板位置は、相対位置を示しており、単位はない。図５のグラフの横軸は、オゾン（Ｏ3）濃度（モル分率）を示しており、単位は［Ａ．Ｕ．］である。［Ａ．Ｕ．］は、任意単位（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｕｎｉｔ）であり、同一測定系における測定値の比を示したものである。
図５のグラフに示されるように、第２噴射孔あり（実線）の方が、第２噴射孔なし（点線）と比較して、基板の整列方向（垂直方向）の上側と下側とのＯ3濃度の差が小さくなっていることが分かる。第２噴射孔なし（点線）の場合は、ガスノズルの先端（グラフの縦軸上方側）に近づくにつれて、オゾン（Ｏ3）濃度が著しく低下していることが分かる。
図６は基板位置とガスノズルの第１噴射孔内の圧力との関係を示すグラフである。図６のグラフの縦軸は、図５のグラフと同様に、垂直方向に多段に整列した基板（ウェハ）の基板位置を示しており、単位はない。図６のグラフの横軸は、圧力を示しており、単位は［Ｐａ］である。
図６のグラフに示されるように、第２噴射孔あり（実線）の方が、第２噴射孔なし（点線）と比較して、全体的に圧力が低くなるが、基板の整列方向（垂直方向）の上側と下側との圧力の差が小さくなっていることが分かる。第２噴射孔なし（点線）の場合は、ガスノズルの先端（グラフの縦軸上方側）に近づくにつれて、圧力が著しく低下していることが分かる。
すなわち、図５および図６のグラフから、ガスノズルに第２噴射孔を設けた方が、第２噴射孔を設けない場合と比較して、オゾン（Ｏ3）の減衰を抑制し、基板の整列方向（垂直方向）の全体に渡って、安定的にオゾン（Ｏ3）を供給できることが分かる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端は、半球状の天井で構成され、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅは、天井の先端以外の位置に、長手方向Ｌを対称軸とする回転対称に配置されている。
このような構成とすることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧の偏差を小さくすることができるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅにおいて、第１噴射孔６０ａ～６０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌに沿って複数設けられ、それぞれが略等しい開口面積を有し、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅのそれぞれは、複数の第１噴射孔６０ａ～６０ｅの内の１つの開口面積以下の略等しい開口面積を有する。
このように、複数の第１噴射孔６０ａ～６０ｅの開口面積を略等しくすることにより、水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持されたウェハ２００に対して均等にガスを供給し易くすることができる。
また、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅのそれぞれについて、複数の第１噴射孔６０ａ～６０ｅの内の１つの開口面積以下の略等しい開口面積とすることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧の偏差を小さくすることができるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
なお、「略等しい開口面積」とは、最も大きい開口面積に対する最も小さい開口面積の割合が９０％以上の状態を意味する。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、ガスが供給される入口から、入口に最も近い第１噴射孔６０ａ～６０ｅまでの間に助走区間Ｓを有し、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅの開口面積の合計は、助走区間Ｓの流路断面積Ａの０％より大きく３％以下となるように構成されている。
なお、本実施形態では、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌの各々の位置における内径が一定の円筒形のロングノズルであるため、助走区間Ｓの流路断面積Ａが長手方向Ｌの各々の位置において同じである。しかしながら、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌの各々の位置における内径が一定ではなく、助走区間Ｓの流路断面積Ａが長手方向Ｌの各々の位置において異なる場合には、「助走区間Ｓの流路断面積Ａの０％より大きく３％以下」は、最も小さい助走区間Ｓの流路断面積Ａの０％より大きく３％以下とする。
内径が一定のガスノズルの場合、ガスノズル内の助走区間ではガスは音速に近い速さで流れ、側孔（本実施形態では第１噴射孔）が開いている区間では、先端に向かうにつれて、圧力よりも速度が早く低下する。このようなガスノズルの内圧の偏差は、高くても１０％程度である。
このように、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅに助走区間Ｓを設けることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ内において、第１噴射孔６０ａ～６０ｅの形成領域に侵入するガスの速度を速くでき、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端部分までガスの速度を維持させ易くなるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
また、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅの開口面積の合計を、助走区間Ｓの流路断面積Ａの０％より大きく３％以下となるように構成することにより、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅの開口面積の合計が、助走区間Ｓの流路断面積Ａの３％を超えた場合と比較して、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧が過剰に低下したり、第１噴射孔６０ａ～６０ｅから噴射するガスの流速が過剰に低下することを抑制できるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅにおいて、助走区間Ｓの長さは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの全長の１／３以上となるように構成されている。
このような構成とすることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ内において、第１噴射孔６０ａ～６０ｅの形成領域に侵入するガスの速度を速くでき、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端部分までガスの速度を維持させ易くなるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
〔ガス供給管３１０ａ～３１０ｅ〕
図１および図２に示されるように、ガス供給管３１０ａは、ノズル支持部３５０ａを介してガスノズル３４０ａと連通している。ガス供給管３１０ｂは、ノズル支持部３５０ｂを介してガスノズル３４０ｂと連通している。ガス供給管３１０ｃは、ノズル支持部３５０ｃを介してガスノズル３４０ｃと連通している。ガス供給管３１０ｄは、ノズル支持部３５０ｄを介してガスノズル３４０ｄと連通している。ガス供給管３１０ｅは、ノズル支持部３５０ｅを介してガスノズル３４０ｅと連通している。
ガス供給管３１０ａには、ガスの流れ方向において上流側から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ａ、流量制御器の一例であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３２０ａ、及び開閉弁であるバルブ３３０ａが夫々設けられている。不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ2）ガスが挙げられる。
ガス供給管３１０ｂには、上流方向から順に、処理ガスとしての第１反応ガスを供給する第１反応ガス供給源３６０ｂ、ＭＦＣ３２０ｂ、及びバルブ３３０ｂが夫々設けられている。第１反応ガスとしては、例えば、オゾン（Ｏ3）と酸素（Ｏ2）の混合ガスが挙げられる。
また、ガス供給管３１０ｂのバルブ３３０ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管３１０ｆが接続されている。ガス供給管３１０ｆには、上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｆ、ＭＦＣ３２０ｆ、及びバルブ３３０ｆが夫々設けられている。
ガス供給管３１０ｃには、上流方向から順に、処理ガスとしての原料ガスを供給する原料ガス供給源３６０ｃ、ＭＦＣ３２０ｃ、及びバルブ３３０ｃが夫々設けられている。原料ガスとしては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等のソースガスが挙げられる。
また、ガス供給管３１０ｃのバルブ３３０ｃよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管３１０ｇが接続されている。ガス供給管３１０ｇには、上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｇ、ＭＦＣ３２０ｇ、及びバルブ３３０ｇが夫々設けられている。
ガス供給管３１０ｄには、上流方向から順に、処理ガスとしての第２反応ガスを供給する第２反応ガス供給源３６０ｄ、ＭＦＣ３２０ｄ、及びバルブ３３０ｄが夫々設けられている。第２反応ガスとしては、例えば、水素（Ｈ2）ガスが挙げられる。
また、ガス供給管３１０ｄのバルブ３３０ｄよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管３１０ｈが接続されている。ガス供給管３１０ｈには、上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｈ、ＭＦＣ３２０ｈ、及びバルブ３３０ｈが夫々設けられている。
ガス供給管３１０ｅには、上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｅ、ＭＦＣ３２０ｅ、及びバルブ３３０ｅが夫々設けられている。
〔制御部２８０〕
図７は、基板処理装置１０を示すブロック図であり、基板処理装置１０の制御部２８０（所謂コントローラ）は、コンピュータとして構成されている。このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、及びＩ／Ｏポート１２１ｄを備えている。
ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。制御部２８０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１２２が接続されている。
記憶装置１２１ｃ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１２１ｃ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等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。
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制御部２８０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、プロセス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。
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、プロセス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、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ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１２１ｄは、上述のＭＦＣ３２０ａ～３２０ｇ、バルブ３３０ａ～３３０ｇ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ、回転機構２６７、エレベータ１１５等に接続されている。
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。
ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ３２０ａ～３２０ｇによる各種ガスの流量調整動作、バルブ３３０ａ～３３０ｇの開閉動作、ＡＰＣ
バルブ２４４の開閉動作を制御するように構成されている。また、ＣＰＵ１２１ａは、圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動及び停止、温度センサに基づくヒータ２０７の温度調整動作を制御するように構成されている。さらに、ＣＰＵ１２１ａは、回転機構２６７によるボート２１７の回転及び回転速度調節動作、エレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
制御部２８０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よい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置１２３を用意し、この外部記憶装置１２３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、本実施形態の制御部２８０を構成することができる。外部記憶装置としては、例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ等が挙げられる。
［作用］
次に、本開示に関わる基板処理装置の動作概要を、制御部２８０が行う制御手順に従って図８に示す成膜シーケンスを用いて説明する。図８には、本実施形態に係る成膜シーケンスにおけるガスの供給量（縦軸）と、ガス供給のタイミング（横軸）とがグラフで示されている。なお、反応管２０３には、予め所定枚数のウェハ２００が載置されたボート２１７が搬入されており、シールキャップ２１９によって反応管２０３が気密に閉塞されている。
〔ウェハチャージおよびボートロード〕
複数枚のウェハ２００がボート２１７に装填（ウェハチャージ）される。その後、図１に示すように、複数枚のウェハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。
〔圧力調整および温度調整〕
処理室２０１内、すなわち、ウェハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内が真空排気（減圧排気）される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４４がフィードバック制御される。また、処理室２０１内のウェハ２００が所望の温度となるように、ヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、図示しない温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される。また、回転機構２６７によるウェハ２００の回転を開始する。処理室２０１内の排気、ウェハ２００の加熱および回転は、いずれも、少なくともウェハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
〔成膜ステップ〕
その後、次のステップ１～４を順次実行する。
（ステップ１）
先ず、処理室２０１内のウェハ２００に対して、原料ガスを供給する。ここで、原料ガスとしては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等のソースガスを用いることができる。
具体的には、バルブ３３０ｃを開き、ガス供給管３１０ｃ内へ原料ガスを流す。原料ガスは、ＭＦＣ３２０ｃにより流量調整され、ガスノズル３４０ｃを介して処理室２０１内へ供給される。原料ガスは、ガスノズル３４０ｃに設けられた第１噴射孔６０ｃおよび第２噴射孔６１ｃから噴射され、処理室２０１内へ供給された後、排気管２３１より排気される。
これにより、ウェハ２００に対して原料ガスが供給され、ウェハ２００の表面上に原料ガスに含まれる元素を含む層が形成される。
このとき、バルブ３３０ａ，３３０ｅ，３３０ｆ，３３０ｇ，３３０ｈを開き、ガス供給管３１０ａ～３１０ｅ内へ不活性ガスを流すようにしてもよい。ここで、不活性ガスとは、窒素（Ｎ2）ガスとする。この場合、不活性ガスは、ＭＦＣ３２０ａ，３２０ｅ，３２０ｆ，３２０ｇ，３２０ｈにより流量調整され、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅを介して処理室２０１内へ供給される。
ウェハ２００の表面上に原料ガスに含まれる元素を含む層を形成した後、バルブ３２０ｃを閉じ、処理室２０１内への原料ガスの供給を停止する。
（ステップ２）
次に、処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ３３０ａ，３３０ｅ，３３０ｆ，３３０ｇ，３３０ｈを開き、処理室２０１内へ不活性ガスを供給し、排気管２３１より排気する。不活性ガスは、パージガスとして作用する。
（ステップ３）
次に、処理室２０１内のウェハ２００に対して、第１反応ガスおよび第２反応ガスを同時に供給する。ここで、第１反応ガスは、オゾン（Ｏ3）と酸素（Ｏ2）の混合ガスとする。また、第２反応ガスは、水素（Ｈ2）ガスとする。
具体的には、バルブ３２０ｂ，３２０ｄを開き、ガス供給管３１０ｂ，３１０ｄ内へ第１反応ガスおよび第２反応ガスをそれぞれ流す。第１反応ガスおよび第２反応ガスは、それぞれ、ＭＦＣ３２０ｂ，３２０ｄにより流量調整され、ガスノズル３４０ｂ，３４０ｄを介して処理室２０１内へ供給される。第１反応ガスは、ガスノズル３４０ｂに設けられた第１噴射孔６０ｂおよび第２噴射孔６１ｂから噴射され、処理室２０１内へ供給される。第２反応ガスは、ガスノズル３４０ｄに設けられた第１噴射孔６０ｄおよび第２噴射孔６１ｄから噴射され、処理室２０１内へ供給される。第１反応ガスおよび第２反応ガスは、処理室２０１内で混合して反応し、その後、排気管２３１より排気される。
これにより、ウェハ２００に対して第１反応ガス（Ｏ3およびＯ2の混合ガス）および第２反応ガス（Ｈ2ガス）が同時かつ一緒に供給される。処理室２０１内へ第１反応ガス（Ｏ3およびＯ2の混合ガス）および第２反応ガス（Ｈ2ガス）を同時かつ一緒に供給することで、これらのガスは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで熱的に活性化（励起）されて反応し、それにより、原子状酸素（Ｏ）等の酸素を含む水分（Ｈ2Ｏ）非含有の酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、ステップ１でウェハ２００上に形成された層に対して酸化処理が行われる。
ウェハ２００の表面上に形成された層に対する酸化処理を行った後、バルブ３２０ｂ，３２０ｄを閉じ、処理室２０１内への第１反応ガスおよび第２反応ガスの供給を停止する。
（ステップ４）
最後に、処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ３３０ａ，３３０ｅ，３３０ｆ，３３０ｇ，３３０ｈを開き、処理室２０１内へ不活性ガスを供給し、排気管２３１より排気する。不活性ガスは、パージガスとして作用する。
〔所定回数実施］
上記の成膜ステップを非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを１回以上（ｎ回）行うことにより、ウェハ２００上に、所望の酸化物膜を形成することができる。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成する層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、層を積層することで形成される膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
〔アフターパージおよび大気圧復帰〕
成膜ステップが終了した後、バルブ３３０ａ，３３０ｅ，３３０ｆ，３３０ｇ，３３０ｈを開き、処理室２０１内へ不活性ガスを供給し、排気管２３１より排気する。不活性ガスは、パージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
〔ボートアンロードおよびウェハディスチャージ〕
ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済のウェハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、反応管２０３の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。処理済のウェハ２００は、反応管２０３の外部に搬出された後、ボート２１７より取出される（ウェハディスチャージ）。
［まとめ］
以上説明したように、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌに沿って、ウェハ２００が配列される区間に設けられ、ガスを供給する第１噴射孔６０ａ～６０ｅと、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端において、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの流路断面積Ａよりも小さい面積で、長手方向Ｌに対して斜めに開口するように設けられる複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅと、を有する。
このように、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端に複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅを設けることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端付近でのガスの滞留を抑制しつつ、第１噴射孔６０ａ～６０ｅの径を従来の構成から変えずに、第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量を、ノズルの長手方向において均等化することができる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端に複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅを設けることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧を下げることができるため、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅから供給するガスをオゾン（Ｏ3）とした場合でも、オゾン（Ｏ3）の減衰を抑え、オゾン（Ｏ3）の供給量をノズルの長手方向において均等化することができる。
また、第２噴射孔６１ａ～６１ｅについて、長手方向Ｌに対して斜めに開口するように設けることにより、第２噴射孔６１ａ～６１ｅにおいてガスの流れが偏向され、垂直に開口した場合と同じ開口面積でも、流速を遅くすることができる。その結果、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧が過剰に低下したり、第１噴射孔６０ａ～６０ｅから噴射するガスの流速が過剰に低下することを抑制できるため、第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量を、ノズルの長手方向において均等化することができる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端は、半球状の天井で構成され、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅは、天井の先端以外の位置に、長手方向Ｌを対称軸とする回転対称に配置されている。
このような構成とすることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧の偏差を小さくすることができるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅにおいて、第１噴射孔６０ａ～６０ｅは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの長手方向Ｌに沿って複数設けられ、それぞれが略等しい開口面積を有し、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅのそれぞれは、複数の第１噴射孔６０ａ～６０ｅの内の１つの開口面積以下の略等しい開口面積を有する。
このように、複数の第１噴射孔６０ａ～６０ｅの開口面積を略等しくすることにより、水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持されたウェハ２００に対して均等にガスを供給し易くすることができる。
また、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅのそれぞれについて、複数の第１噴射孔６０ａ～６０ｅの内の１つの開口面積以下の略等しい開口面積とすることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧の偏差を小さくすることができるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
また、処理室２０１は、ガス噴射器５０ａ～５０ｅを収容するノズル室２２２を有する。このような構成とすることにより、各ノズル室２２２間で、ガスが混ざり合うことを抑制することができる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、ガスが供給される入口から、入口に最も近い第１噴射孔６０ａ～６０ｅまでの間に助走区間Ｓを有し、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅの開口面積の合計は、助走区間Ｓの流路断面積Ａの０％より大きく３％以下となるように構成されている。
このように、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅに助走区間Ｓを設けることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ内において、第１噴射孔６０ａ～６０ｅの形成領域に侵入するガスの速度を速くでき、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端部分までガスの速度を維持させ易くなるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
また、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅの開口面積の合計を、助走区間Ｓの流路断面積Ａの０％より大きく３％以下となるように構成することにより、複数の第２噴射孔６１ａ～６１ｅの開口面積の合計が、助走区間Ｓの流路断面積Ａの３％を超えた場合と比較して、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの内圧が過剰に低下したり、第１噴射孔６０ａ～６０ｅから噴射するガスの流速が過剰に低下することを抑制できるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅにおいて、助走区間Ｓの長さは、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの全長の１／３以上となるように構成されている。
このような構成とすることにより、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ内において、第１噴射孔６０ａ～６０ｅの形成領域に侵入するガスの速度を速くでき、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの先端部分までガスの速度を維持させ易くなるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔６０ａ～６０ｅからのガスの供給量の均等化に有利となる。
＜変形例１＞
ガスノズルの形状は、図３に示されるように、先端が閉じた円筒形で、かつ内径が一定のロングノズルに限らず、図９に示すガスノズル３４０ｆのように、入口から先端に向かうにつれて内径が細くなり、先端部６５のみ球形状に内径が拡大した形状としてもよい。
ガスノズル３４０ｆは、ガスノズル３４０ｆの長手方向Ｌに沿って形成された複数の第１噴射孔６０ｆと、ガスノズル３４０ｆの先端部６５において形成された複数の第２噴射孔６０ｆと、を有する。
なお、ガスノズル３４０ｆにおいては、先端部６５に複数の第２噴射孔６０ｆを形成する代わりに、先端部６５を多孔質石英で形成してもよい。
＜変形例２＞
ガスノズルの先端において、ガスノズルの長手方向に向いて開口する孔がある場合、当該孔の開口面積は、複数の第２噴射孔のいずれの開口面積よりも小さくすることが好ましい。
このような構成とすることにより、ガスノズルの長手方向に向いて開口から流速が高い状態で噴射されるガスの量を抑え、ガスノズルの内圧が過剰に低下したり、第１噴射孔から噴射するガスの流速が過剰に低下することを抑制できるため、ノズルの長手方向における第１噴射孔からのガスの供給量の均等化に有利となる。
以上、本開示の種々の典型的な実施形態を説明してきたが、本開示はそれらの実施形態に限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、ガスノズルの先端は半球状のものに限定されず、多面体や、平面と曲面の組合せによって上方に膨らんだ形状としても良く、完全に平坦でも良く、凹んだ形状でも良い。
例えば、本開示の実施形態における基板処理装置は、半導体を製造する半導体製造装置だけではなく、ＬＣＤ装置の様なガラス基板を処理する装置でも適用可能である。また、基板に対する処理は、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理等を含む。また、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置等の各種基板処理装置にも適用可能であるのは言うまでもない。
＜本開示の好ましい態様＞
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。
［付記１］
処理室と、
前記処理室内に配置され、複数の基板を配列して保持する基板保持具と、
前記複数の基板が配列される方向に沿って伸びる管を有し、前記処理室内にガスを供給するガス噴射器と、を備え、
前記ガス噴射器は、前記管の長手方向に沿って、前記複数の基板が配列される区間に設けられ、ガスを供給する第１噴射孔と、前記管の先端において、前記管の流路断面積よりも小さい面積で、前記長手方向に対して斜めに開口するように設けられる複数の第２噴射孔と、を有する
基板処理装置。
［付記２］
付記１の基板処理装置であって、
前記管の先端は、半球状の天井で構成され、
前記複数の第２噴射孔は、前記天井の先端以外の位置に、前記長手方向を対称軸とする回転対称に配置される。
［付記３］
付記１または２の基板処理装置であって、
前記第１噴射孔は、前記管の長手方向に沿って複数設けられ、それぞれが略等しい開口面積を有し、
前記複数の第２噴射孔のそれぞれは、複数の前記第１噴射孔の内の１つの開口面積以下の略等しい開口面積を有する。
［付記４］
付記１から３のいずれかの基板処理装置であって、
前記処理室は、前記ガス噴射器を収容する噴射器室を有する。
［付記５］
付記１から４のいずれかの基板処理装置であって、
前記管は、ガスが供給される入口から、前記入口に最も近い第１噴射孔までの間に助走区間を有し、
前記複数の第２噴射孔の開口面積の合計は、前記助走区間の流路断面積の０％より大きく３％以下である。
［付記６］
付記１から５のいずれかの基板処理装置であって、
前記管の先端において、前記長手方向に向いて開口する孔がある場合、当該孔の開口面積は、前記複数の第２噴射孔のいずれの開口面積よりも小さい。
［付記７］
付記１から６のいずれかの基板処理装置であって、
前記管は、ガスが供給される入口から、前記入口に最も近い第１噴射孔までの間に助走区間を有し、
前記助走区間の長さは、前記管の全長の１／３以上である。
［付記８］
処理室と、前記処理室内に配置され、複数の基板を配列して保持する基板保持具と、前記複数の基板が配列される方向に沿って伸びる管を有し、前記処理室内にガスを供給するガス噴射器と、を備え、前記ガス噴射器は、前記管の長手方向に沿って、前記複数の基板が配列される区間に設けられ、ガスを供給する第１噴射孔と、前記管の先端において、前記管の流路断面積よりも小さい面積で、前記長手方向に対して斜めに開口するように設けられる複数の第２噴射孔と、を有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する工程と、
前記基板を処理する工程と、を有する
半導体装置の製造方法。
［付記９］
複数の基板が配列される方向に沿って伸びる管と、
前記管の長手方向に沿って、前記複数の基板が配列される区間に設けられ、ガスを供給する第１噴射孔と、
前記管の先端において、前記管の流路断面積よりも小さい面積で、前記長手方向に対して斜めに開口するように設けられる第２噴射孔と、
を有するガス噴射器。
１０ 基板処理装置
５０ａ～５０ｅ ガス噴射器
６０ａ～６０ｆ 第１噴射孔
６１ａ～６１ｆ 第２噴射孔
２００ ウェハ（基板の一例）
２０１ 処理室
２１７ ボート（基板保持具の一例）
２２２ ノズル室（噴射器室の一例）
３４０ａ～３４０ｆ ガスノズル（管の一例）
３５０ａ～３５０ｅ ノズル支持部

Claims (13)

  1. 処理室と、
    前記処理室内に配置され、複数の基板を配列して保持する基板保持具と、
    前記複数の基板が配列される方向に沿って伸びる管を有し、前記処理室内にガスを供給するガス噴射器と、を備え、
    前記ガス噴射器は、前記管の長手方向に沿って、前記複数の基板が配列される区間に設けられ、ガスを供給する第１噴射孔と、前記管の先端において、前記管の流路断面積よりも小さい面積で、前記長手方向に対して斜めに開口するように設けられる複数の第２噴射孔と、を有し、
    前記管の先端は、半球状の天井で構成され、
    前記複数の第２噴射孔は、前記天井の先端以外の位置に、前記長手方向を対称軸とする回転対称に配置される
    基板処理装置。
  2. 前記ガス噴射器が供給する前記ガスは前記ガス噴射器内で減衰する性質を有するガスである
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１噴射孔は、前記管の長手方向に沿って複数設けられ、それぞれが略等しい開口面積を有し、
    前記複数の第２噴射孔のそれぞれは、複数の前記第１噴射孔の内の１つの開口面積以下の略等しい開口面積を有する
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記処理室は、前記ガス噴射器を収容する噴射器室を有する
    請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 前記管は、ガスが供給される入口から、前記入口に最も近い第１噴射孔までの間に助走区間を有し、
    前記複数の第２噴射孔の開口面積の合計は、前記助走区間の流路断面積の０％より大きく３％以下である
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  6. 前記管の先端において、前記長手方向に向いて開口する孔がある場合、当該孔の開口面積は、前記複数の第２噴射孔のいずれの開口面積よりも小さい
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  7. 前記管は、ガスが供給される入口から、前記入口に最も近い第１噴射孔までの間に助走区間を有し、
    前記助走区間の長さは、前記管の全長の１／３以上である
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  8. 前記噴射器室の内部と前記処理室の内部とを流体連通させる供給口を更に備え、
    前記供給口は、前記第１噴射孔が設けられている前記長手方向の位置において開口する
    請求項４に記載の基板処理装置。
  9. 前記処理室は、内管と外管とを有し、前記噴射器室は前記内管と前記外管の間に設けられる
    請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 前記管は、ガスが供給される入口から、前記入口に最も近い第１噴射孔までの間に助走区間を有し、
    前記管の前記第１噴射孔が設けられた区間では、先端に向かうにつれて、前記ガスの圧力よりも速度が早く低下する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 処理室と、前記処理室内に配置され、複数の基板を配列して保持する基板保持具と、前記複数の基板が配列される方向に沿って伸びる管を有し、前記処理室内にガスを供給するガス噴射器と、を備える基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する工程と、
    前記ガス噴射器の、前記管の長手方向に沿って前記複数の基板が配列される区間に設けられガスを供給する第１噴射孔と、前記管の先端において前記管の流路断面積よりも小さい面積で前記長手方向に対して斜めにガスを噴射するように開口する複数の第２噴射孔と、からガスを噴射して、前記基板を処理する工程と、を有し、
    前記処理する工程では、先端が半球状の天井で構成された前記管と、前記天井の先端以外の位置に、前記長手方向を対称軸とする回転対称に配置された前記複数の第２噴射孔と、を有する前記ガス噴射器が用いられる
    半導体装置の製造方法。
  12. 処理室と、前記処理室内に配置され、複数の基板を配列して保持する基板保持具と、前記複数の基板が配列される方向に沿って伸びる管を有し、前記処理室内にガスを供給するガス噴射器と、を備える基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する工程と、
    前記ガス噴射器の、前記管の長手方向に沿って前記複数の基板が配列される区間に設けられガスを供給する第１噴射孔と、前記管の先端において前記管の流路断面積よりも小さい面積で前記長手方向に対して斜めにガスを噴射するように開口する複数の第２噴射孔と、からガスを噴射して、前記基板を処理する工程と、を有し、
    前記処理する工程では、先端が半球状の天井で構成された前記管と、前記天井の先端以外の位置に、前記長手方向を対称軸とする回転対称に配置された前記複数の第２噴射孔と、を有する前記ガス噴射器が用いられる
    基板処理方法。
  13. 処理されるべき複数の基板が内部に配列される処理室内にガスを供給するガス噴射器であって、
    前記複数の基板が配列される方向に沿って伸び、前端が半球状の天井で構成された管と、
    前記管の長手方向に沿って、前記複数の基板が配列される区間に設けられ、ガスを供給する少なくとも1つの第１噴射孔と、
    前記管の先端において、前記管の流路断面積よりも小さい面積で、前記長手方向に対して斜めにガスを噴射するように開口する複数の第２噴射孔と、を有し、
    前記複数の第２噴射孔は、前記天井の先端以外の位置に、前記長手方向を対称軸とする回転対称に配置される
    ガス噴射器。
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