WO2024062663A1 - 基板処理装置、ガス供給ユニット、半導体装置の製造方法及びプログラム - Google Patents

基板処理装置、ガス供給ユニット、半導体装置の製造方法及びプログラム Download PDF

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WO2024062663A1
WO2024062663A1 PCT/JP2023/011683 JP2023011683W WO2024062663A1 WO 2024062663 A1 WO2024062663 A1 WO 2024062663A1 JP 2023011683 W JP2023011683 W JP 2023011683W WO 2024062663 A1 WO2024062663 A1 WO 2024062663A1
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WO
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gas
processing apparatus
gas supply
substrate processing
path
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Application number
PCT/JP2023/011683
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English (en)
French (fr)
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優作 岡嶋
天和 山口
雄二 竹林
啓希 八田
Original Assignee
株式会社Kokusai Electric
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers

Definitions

  • the present embodiment relates to a substrate processing apparatus, a gas supply unit, a semiconductor device manufacturing method, and a program.
  • One type of substrate processing apparatus used in the manufacturing process of semiconductor devices is, for example, a substrate processing apparatus that processes multiple substrates at once (for example, Patent Document 1).
  • the present disclosure provides techniques that can reduce the risk of oxygen (O 2 ) permeation.
  • a first gas supply section that supplies the first gas; a first member through which the first gas from the first gas supply unit flows; a second member through which the first gas from the first member flows; a third member through which the first gas from the second member flows; a processing chamber to which the first gas from the third member is supplied; a first sealing member located between the first member and the second member; a second seal member located between the second member and the third member; a second gas supply section that supplies a second gas; a first gas path disposed along the second seal member and through which the second gas flows;
  • the present invention provides a technique including a second gas path that is arranged along the first seal member and allows the second gas to flow therethrough.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration example of a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 3(a) is an explanatory diagram illustrating a gas supply system (gas supply pipe 251) according to one embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3(b) is an explanatory diagram illustrating a gas supply system (gas supply pipe 251) according to one embodiment of the present disclosure. 261).
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a controller of a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flow diagram illustrating a substrate processing flow according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a gas supply structure according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a perspective view of the front and back surfaces of a first member and a second member according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of the back surfaces of a first member and a second member according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a first purge gas path and a second purge gas path according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a purge gas supply system according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the amount of oxygen (O 2 ) permeated according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a side sectional view of the substrate processing apparatus 100
  • FIG. 2 is a sectional view along ⁇ - ⁇ ' in FIG.
  • nozzles 223 and 225 are added.
  • the substrate processing apparatus 100 has a housing 201, which includes a reaction tube storage chamber 206 and a transfer chamber 217.
  • the reaction tube storage chamber 206 is disposed above the transfer chamber 217.
  • the reaction tube storage chamber 206 includes a cylindrical reaction tube 210 extending in the vertical direction, a heater 211 as a heating section (furnace body) installed on the outer periphery of the reaction tube 210, and a gas supply structure 212 as a gas supply section. and a gas exhaust structure 213 as a gas exhaust section.
  • the reaction tube 210 is also called a processing chamber, and the space inside the reaction tube 210 is also called a processing space.
  • the reaction tube 210 is capable of storing a substrate support section 300, which will be described later.
  • a resistance heater is provided on the inner surface facing the reaction tube 210 side, and a heat insulating section is provided so as to surround them. Therefore, the structure is such that the outside of the heater 211, that is, the side that does not face the reaction tube 210, is less affected by heat.
  • a heater control section 211a is electrically connected to the resistance heater of the heater 211. By controlling the heater 211 by the heater control unit 211a, it is possible to turn on/off the heater 211 and control the heating temperature.
  • the heater 211 can heat a gas, which will be described later, to a temperature at which it can be thermally decomposed. Note that the heater 211 is also called a processing chamber heating section or a first heating section.
  • the reaction tube storage chamber 206 includes a reaction tube 210, an upstream rectifier 214, and a downstream rectifier 215.
  • the gas supply section may include an upstream rectification section 214. Further, the gas exhaust section may include a downstream rectifying section 215.
  • the gas supply structure 212 is provided upstream of the reaction tube 210 in the gas flow direction, and gas is supplied from the gas supply structure 212 to the reaction tube 210.
  • the gas exhaust structure 213 is provided downstream of the reaction tube 210 in the gas flow direction, and the gas in the reaction tube 210 is exhausted from the gas exhaust structure 213.
  • An upstream rectifier 214 is provided between the reaction tube 210 and the gas supply structure 212 to regulate the flow of the gas supplied from the gas supply structure 212. That is, the gas supply structure 212 is adjacent to the upstream rectifier 214 . Furthermore, a downstream rectifier 215 is provided between the reaction tube 210 and the gas exhaust structure 213 to adjust the flow of gas discharged from the reaction tube 210. The lower end of the reaction tube 210 is supported by a manifold 216.
  • the reaction tube 210, the upstream rectifier 214, and the downstream rectifier 215 have a continuous structure, and are made of a material such as quartz or SiC. These are made of a heat-transparent member that transmits the heat radiated from the heater 211. The heat from the heater 211 heats the substrate S and the gas.
  • the casing that constitutes the gas supply structure 212 is made of metal, and the casing 227 that is a part of the upstream rectifying section 214 is made of quartz or the like.
  • the gas supply structure 212 and the housing 227 can be separated, and when fixed, they are fixed via an O-ring 229.
  • the housing 227 is connected to the side connection portion 206a of the reaction tube 210.
  • the housing 227 extends in a direction different from the reaction tube 210 when viewed from the reaction tube 210 side, and is connected to a gas supply structure 212 described later.
  • the heater 211 and the housing 227 are adjacent to each other at an adjacent portion 227b between the reaction tube 210 and the gas supply structure 212.
  • the adjacent portion is called an adjacent portion 227b.
  • the gas supply structure 212 is provided deeper than the adjacent portion 227b when viewed from the reaction tube 210.
  • the gas supply structure 212 includes a distribution section 224 that can communicate with a gas supply pipe 261, which will be described later, and a distribution section 222 that can communicate with a gas supply pipe 251.
  • a plurality of nozzles 223 are provided downstream of the distribution section 222, and a plurality of nozzles 225 are provided downstream of the distribution section 224.
  • a plurality of nozzles are arranged in the vertical direction. In FIG. 1, a distribution section 222 and a nozzle 223 are shown.
  • the distribution section 222 is also referred to as a source gas distribution section because it is capable of distributing source gas. Since the nozzle 223 supplies raw material gas, it is also called a raw material gas supply nozzle.
  • the distribution section 224 can distribute a reaction gas, it is also referred to as a reaction gas distribution section. Since the nozzle 225 supplies a reaction gas, it is also called a reaction gas supply nozzle.
  • the gas supply pipe 251 and the gas supply pipe 261 supply different types of gas, as will be described later.
  • the nozzles 223 and 225 are arranged side by side.
  • the nozzle 223 is arranged at the center of the housing 227, and the nozzles 225 are arranged on both sides thereof.
  • the nozzles arranged on both sides are called nozzles 225a and 225b, respectively.
  • the partition plate 226 has a continuous structure without holes. Each partition plate 226 is provided at a position corresponding to the substrate S. A nozzle 223 and a nozzle 225 are provided between the partition plates 226 or between the partition plates 226 and the housing 227. That is, at least a nozzle 223 and a nozzle 225 are provided for each partition plate 226. With such a configuration, it is possible to perform a process using the first gas and the second element-containing gas between the partition plates 226 and between the partition plates 226 and the housing 227. Therefore, it is possible to uniformly process the plurality of substrates S.
  • each partition plate 226 and the nozzle 223 arranged above the partition plate 226 be the same. That is, the nozzle 223 and the partition plate 226 or the housing 227 disposed below the nozzle 223 are arranged at the same height. By doing so, the distance from the tip of the nozzle 223 to the partition plate 226 can be made the same, so that the degree of resolution on the substrate S can be made uniform among the plurality of substrates.
  • the gas blown out from the nozzles 223 and 225 is supplied to the surface of the substrate S with its gas flow adjusted by the partition plate 226. Since the partition plate 226 extends in the horizontal direction and has a continuous structure without holes, the main flow of gas is suppressed from moving in the vertical direction and is moved in the horizontal direction. Therefore, the pressure loss of the gas reaching each substrate S can be made uniform in the vertical direction.
  • the diameter of the blowout hole 222c provided in the distribution part 222 is configured to be smaller than the distance between the partition plates 226 or the distance between the housing 227 and the partition plate 226.
  • the downstream rectifying section 215 is configured such that, when the substrate S is supported by the substrate support section 300, the ceiling is higher than the position of the substrate S disposed at the top, and the downstream rectification section 215 is arranged at the bottom of the substrate support section 300. The bottom part is lower than the position of the substrate S.
  • the downstream rectifier 215 has a housing 231 and a partition plate 232.
  • the portion of the partition plate 232 that faces the substrate S is stretched in the horizontal direction so as to be at least larger in diameter than the substrate S.
  • the horizontal direction here refers to the side wall direction of the housing 231.
  • a plurality of partition plates 232 are arranged in the vertical direction.
  • the partition plate 232 is fixed to the side wall of the casing 231 and configured to prevent gas from moving beyond the partition plate 232 to an adjacent region below or above. By not exceeding the limit, the gas flow described below can be reliably formed.
  • a flange 233 is provided on the side of the housing 231 that contacts the gas exhaust structure 213.
  • the partition plate 232 has a continuous structure without holes.
  • the partition plates 232 are provided at positions corresponding to the substrates S, respectively, and at positions corresponding to the partition plates 226, respectively. It is desirable that the corresponding partition plates 226 and 232 have the same height. Furthermore, when processing the substrate S, it is desirable to align the height of the substrate S with the heights of the partition plates 226 and 232.
  • the gas supplied from each nozzle forms a flow that passes over the partition plate 226, the substrate S, and the partition plate 232, as indicated by the arrows in the figure.
  • the partition plate 232 is extended in the horizontal direction and has a continuous structure without holes. With such a structure, the pressure loss of the gas discharged from each substrate S can be made uniform. Therefore, the gas flow passing through each substrate S is formed in the horizontal direction toward the exhaust structure 213 while the flow in the vertical direction is suppressed.
  • Gas exhaust structure 213 is provided downstream of downstream rectifier 215 .
  • the gas exhaust structure 213 is mainly composed of a housing 241 and a gas exhaust pipe connection part 242.
  • a flange 243 is provided in the housing 241 on the downstream side rectifying section 215 side.
  • the gas exhaust structure 213 communicates with the space of the downstream rectifier 215 .
  • the casing 231 and the casing 241 have a continuous height structure.
  • the ceiling of the casing 231 is configured to have the same height as the ceiling of the casing 241, and the bottom of the casing 231 is configured to have the same height as the bottom of the casing 241.
  • the gas that has passed through the downstream rectifier 215 is exhausted from the exhaust hole 244.
  • the gas exhaust structure does not have a structure such as a partition plate, a gas flow including a vertical direction is formed toward the gas exhaust hole.
  • Transfer chamber 217 is installed at the bottom of reaction tube 210 via manifold 216 .
  • a vacuum transfer robot (not shown) places the substrate S on a substrate support (hereinafter sometimes simply referred to as a boat) 300, and a vacuum transfer robot transfers the substrate S onto the substrate support. 300.
  • a substrate support 300, a partition plate support 310, and a substrate support 300 and partition plate support 310 are mounted in the vertical direction and rotational direction.
  • a vertical drive mechanism section 400 constituting a first drive section can be stored.
  • the substrate holder 300 is shown raised by the vertical drive mechanism 400 and stored in the reaction tube.
  • the gas supply pipe 251 includes, in order from the upstream direction, a first gas source 252, a mass flow controller (MFC) 253 which is a flow rate controller (flow rate control unit), and an on-off valve.
  • MFC mass flow controller
  • a valve 254 is provided.
  • the first gas source 252 is a first gas source containing a first element (also referred to as "first element-containing gas").
  • the first gas is one of the raw material gases, that is, the processing gases.
  • a first gas supply system 250 is mainly composed of a gas supply pipe 251, an MFC 253, and a valve 254.
  • the gas supply pipe 251 is connected to the introduction pipe 222b of the distribution section 222.
  • a gas supply pipe 255 is connected to the supply pipe 251 on the downstream side of the valve 254 .
  • the gas supply pipe 255 is provided with an inert gas source 256, an MFC 257, and a valve 258, which is an on-off valve, in this order from the upstream direction.
  • An inert gas source 256 supplies inert gas.
  • a first inert gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 255, MFC 257, and valve 258.
  • the inert gas supplied from the inert gas source 256 acts as a purge gas to purge gas remaining in the reaction tube 210 during the substrate processing process.
  • a first inert gas supply system may be added to the first gas supply system 250.
  • the gas supply pipe 261 includes, in order from the upstream direction, a second element-containing gas source 262, an MFC 263 that is a flow rate controller (flow rate control section), and a valve 264 that is an on-off valve. is provided.
  • the gas supply pipe 261 is connected to the introduction pipe 224b of the distribution section 224.
  • the second element-containing gas source 262 is also referred to as a second element-containing gas containing a second element. ) is the source.
  • the second element-containing gas is one of the processing gases. Note that the second element-containing gas may be considered as a reactive gas or a reformed gas.
  • a second gas supply system 260 is mainly composed of a gas supply pipe 261, an MFC 263, and a valve 264.
  • a gas supply pipe 265 is connected to the supply pipe 261 on the downstream side of the valve 264 .
  • the gas supply pipe 265 is provided with an inert gas source 266, an MFC 267, and a valve 268, which is an on-off valve, in this order from the upstream direction.
  • An inert gas source 266 supplies inert gas.
  • a second inert gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 265, MFC 267, and valve 268.
  • the inert gas supplied from the inert gas source 266 acts as a purge gas to purge gas remaining in the reaction tube 210 during the substrate processing process.
  • a second inert gas supply system may be added to the second element-containing gas supply system 260.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a gas supply structure according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a perspective view of the front and back surfaces of a first component and a second component according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a partial perspective view of the back surfaces of a first component and a second component according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a first purge gas path and a second purge gas path according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a purge gas supply system according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the permeation amount of oxygen (O 2 ) according to one embodiment of the present disclosure.
  • a technique capable of reducing the risk of permeation of oxygen (O 2 ) at the connecting portion of the opening of the vacuum container will be described using the gas supply structure 212 as a configuration example.
  • the gas supply structure 212 and the housing 227 are separable, and are fixed via an O-ring 229 when fixed.
  • the opening of the vacuum container (reaction tube 210) constituted by the housing 227 is connected to the gas supply structure 212. Therefore, there may be an increased risk of oxygen (O 2 ) permeation at the connection portion between the opening of the vacuum container and the gas supply structure 212.
  • the gas supply structure 212 has the following configuration.
  • the gas supply structure 212 includes a first member 901 and a second member 902. As shown in FIG. 10, each of the first member 901 and the second member 902 is constituted by a plate such as a single rectangular plate.
  • the first member 901 has a front surface 901a and a back surface 901b opposite to the front surface 901a.
  • the second member 902 has a front surface 902a and a back surface 902b opposite to the front surface 902a.
  • the back surface 901b and the front surface 902a are connected.
  • the back surface 902b is connected to the housing 227, which is the third member.
  • gas supply pipes 251, 261 connected to gas supply parts 250, 260 are connected to nozzles 223, 225 via distribution parts 222, 224, and the raw material is It is configured such that gas and reaction gas can be supplied to the reaction tube 210.
  • a first seal member 904o1 is provided between the back surface 901b and the front surface 902a so as to surround the distribution parts 222 and 224. That is, the first seal member 904o1 is located between the back surface 901b of the first member 901 and the front surface 902a of the second member 902, and is provided so as to have a processing gas flow path (222, 224) therein. There is. Further, on the back surface 901b, a second purge gas path (second gas path) 912 is arranged along the outer periphery of the first seal member 904o1, and is configured such that the purge gas flows inside the second purge gas path 912. has been done.
  • second gas path second gas path
  • a third seal member 904o2 is arranged along the outer periphery of the first purge gas path 912 between the back surface 901b and the front surface 902a.
  • the second purge gas path 912 is configured by closing a recess provided on the back surface 901b of the first member 901 with the surface 902a of the second member 902.
  • a second seal member 229o1 is provided between the back surface 902b and the housing 227 so as to surround the distribution parts 222 and 224.
  • the second seal member 229o1 is located between the back surface 902b of the second member 902 and the housing 227, and is provided so as to have a processing gas flow path (222, 224) therein.
  • a first purge gas path (first gas path) 910 is arranged along the outer periphery of the second seal member 229o1, and is configured such that the purge gas flows inside the first purge gas path 910. has been done.
  • a fourth seal member 229o2 is arranged between the back surface 902b and the housing 227 along the outer periphery of the first purge gas path 910.
  • the first purge gas path 910 is configured by closing a recess provided on the back surface 902b of the second member 902 with the surface (side surface) of the casing 227.
  • a third purge gas path (third gas path) 913 connecting the first purge gas path 910 and the second purge gas path 912 is provided in the second member 902.
  • the first member 901 also includes a purge gas supply section (supply port for supplying the second gas) 914 inches that supplies purge gas (inert gas) as a second gas to the first purge gas route 910, and a second purge gas route 914in.
  • a purge gas exhaust section exhaust port that exhausts the second gas) 914ot that exhausts the purge gas from 912 is provided.
  • the purge gas supply section 914in and the purge gas discharge section 914ot are arranged adjacent to each other. As explained in FIG.
  • a purge gas supply system (second gas supply section) 270 is connected to the purge gas supply section 914in, and an inert gas, such as nitrogen (N 2 ) gas, is supplied from an inert gas source 276. It is configured to be supplied as a purge gas.
  • the purge gas supplied from the purge gas supply section 914in flows from the first purge gas path 910 to the third purge gas path 913 to the second purge gas path 912, and is discharged from the purge gas discharge section 914ot.
  • the flow direction of the purge gas is different in the first purge gas path 910 and in the second purge gas path 912 with respect to the flow direction of the processing gas as the first gas. That is, with reference to cross section A in FIG.
  • the flow direction of the purge gas in the two purge gas paths 912 is a second direction different from the first direction (here, clockwise when viewed along the flow direction of the processing gas).
  • FIG. 7 shows a perspective view of the first member 901 and the second member 902 configuring the gas supply structure (gas supply unit) 212 when looking at the front surface side (901a, 902a), and a perspective view of the first member 901 and the second member 902.
  • a perspective view of the back side (901b, 902b) of the member 902 is shown.
  • a purge gas supply port (second gas supply port) 914in and a purge gas discharge port (second gas discharge port) 914ot are arranged adjacent to each other on the surface 901a of the first member.
  • gas supply ports 251 and 261 are arranged on the surface 901a of the first member.
  • Distribution sections 222 and 224 are provided on the front surface 902a and the back surfaces 901b and 902b.
  • Each distribution section 222, 224 of the first member 901 and second member 902 receives a processing gas or a source gas (first gas) supplied from a gas supply section (first gas supply section) 250, 260.
  • the gas flows in through the supply ports (first gas supply ports) 251 and 261.
  • FIG. 8 shows an enlarged perspective view of regions RR1 and RR2 in FIG. 7 along with the flow of purge gas.
  • the back side 901b is provided with a region where the first seal member 904o1 is arranged, a region where the third seal member 904o2 is arranged, and a region where the first seal member 904o1 is arranged.
  • a second purge gas path 912 is provided between the third seal member 904o2 and the region where the third seal member 904o2 is arranged.
  • the back surface side 902b is provided with a region where the second seal member 229o1 is arranged and a region where the fourth seal member 229o2 is arranged.
  • a first purge gas path 910 is provided between the region and the region where the purge gas is disposed.
  • the purge gas (second gas) from the purge gas supply section 914in flows to the opening P2 of the second member 902 via the opening P1 of the first member 901, and flows along the outer periphery of the first sealing member 904o1 (this In the figure, the gas flows toward the first purge gas path 910 (towards the left). Then, the purge gas goes around the outer periphery of the first seal member 904o1 and reaches the opening P3 of the second member 902 from the lower side.
  • the purge gas that has reached the opening P3 reaches the region P4 of the second member 902 via the third purge gas path 913. That is, the third purge gas path 913 is provided between the opening P3 and the region P4.
  • the purge gas that has reached the region P4 flows into the second purge gas path 912 along the outer periphery of the second seal member 229o1 (in the lower left direction in this figure). Then, the purge gas goes around the outer periphery of the second seal member 229o1 and reaches the opening P5 of the second member 902 from the right side. The purge gas that has reached the opening P5 is discharged from the purge gas discharge section 914ot.
  • FIG. 9 shows the overall flow of purge gas in the first purge gas path 910 and the second purge gas path 920. Since the path through which the purge gas flows has been described with reference to FIG. 8, duplicate explanation will be omitted.
  • the purge gas flow path is from the second member 902, which is the inner plate, to the first member 901, which is the outer plate.
  • the higher temperature of the inner plate (902) increases the risk of O 2 penetration, it is possible to flow a purge gas as a cooling gas through the inner plate (902). Therefore, the temperature of the inner plate (902) can be lowered by first flowing the purge gas to the inner plate (902), which has a high temperature. This makes it possible to reduce the risk of O 2 permeation.
  • the purge gas supply section 914in and the purge gas discharge section 914ot are arranged close to each other.
  • the flow path direction of the purge gas is reversed between the inner plate (902) and the outer plate (901). Since the gas flow is reversed, it is possible to equalize the cooling temperatures of the inner plate (902) and outer plate (901) by the purge gas.
  • the gas supply pipe 271 is provided with an inert gas source 276, an MFC 277, and a valve 278, which is an on-off valve, in this order from the upstream direction.
  • An inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas, is supplied from an inert gas source 276 as a purge gas.
  • a purge gas supply system 270 is mainly composed of a gas supply pipe 271, an inert gas source 276, an MFC 277, and a valve 278.
  • the gas supply pipe 271 is connected to a purge gas supply section 914in, and the inert gas supplied from the inert gas source 276 is used as the purge gas supplied to the first purge gas path 910 and the second purge gas path 920 in the substrate processing process. Acts as.
  • the flow rate of N 2 as the purge gas is preferably 2 to 400 sccm. It can be seen that if the N 2 flow rate is less than 2 sccm, the risk of O 2 permeation (permeation amount) cannot be reduced.
  • the substrate processing apparatus 100 has a controller 600 that controls the operation of each part of the substrate processing apparatus 100.
  • the controller 600 which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 601, a RAM (Random Access Memory) 602, a storage unit 603 as a storage unit, and an I/O port 604. .
  • the RAM 602, storage unit 603, and I/O port 604 are configured to be able to exchange data with the CPU 601 via an internal bus 605. Transmission and reception of data within the substrate processing apparatus 100 is performed according to instructions from a transmission/reception instruction unit 606, which is also one of the functions of the CPU 601.
  • the controller 600 is provided with a network transmitter/receiver 683 that is connected to the host device 670 via a network.
  • the network transmitter/receiver 683 can receive information regarding the processing history and processing schedule of the substrate S stored in the pod 111 from the host device.
  • the storage unit 603 is configured with, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like.
  • a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe in which procedures and conditions for substrate processing, etc. are described, and the like are stored in a readable manner.
  • the process recipe is a combination that allows the controller 600 to execute each procedure in the substrate processing step described later to obtain a predetermined result, and functions as a program.
  • this process recipe, control program, etc. will be collectively referred to as simply a program.
  • the word program may include only a single process recipe, only a single control program, or both.
  • the RAM 602 is configured as a memory area (work area) in which programs, data, etc. read by the CPU 601 are temporarily held.
  • the I/O port 604 is connected to each component of the substrate processing apparatus 100.
  • the CPU 601 is configured to read and execute a control program from the storage unit 603 and read a process recipe from the storage unit 603 in response to input of an operation command from the input/output device 681 or the like.
  • the CPU 601 is configured to be able to control the substrate processing apparatus 100 in accordance with the contents of the read process recipe.
  • the CPU 601 has a transmission/reception instruction section 606 .
  • the controller 600 installs the program in the computer using an external storage device 682 (for example, a magnetic disk such as a hard disk, an optical disk such as a DVD, a magneto-optical disk such as an MO, or a semiconductor memory such as a USB memory) that stores the above-mentioned program.
  • an external storage device 682 for example, a magnetic disk such as a hard disk, an optical disk such as a DVD, a magneto-optical disk such as an MO, or a semiconductor memory such as a USB memory
  • the means for supplying the program to the computer is not limited to supplying the program via the external storage device 682.
  • the program may be supplied without going through the external storage device 682 by using communication means such as the Internet or a dedicated line.
  • the storage unit 603 and the external storage device 682 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these will be collectively referred to as simply recording media. Note that in this specification
  • the transfer chamber pressure adjustment step S202 will be explained.
  • the pressure in the transfer chamber 217 is set to the same level as that in the vacuum transfer chamber 140.
  • an exhaust system (not shown) connected to the transfer chamber 217 is operated to exhaust the atmosphere in the transfer chamber 217 so that the atmosphere in the transfer chamber 217 reaches a vacuum level.
  • the heater 282 may be operated in parallel with this step. Specifically, the heater 282a and the heater 282b may be operated respectively. When the heater 282 is operated, it is operated at least during the membrane treatment step 208 described below.
  • the transfer chamber 217 When the transfer chamber 217 reaches the vacuum level, the transfer of the substrate S begins. When the substrate S arrives at the vacuum transfer chamber 140, the gate valve (not shown) adjacent to the substrate loading port 149 is opened, and the substrate S is loaded into the transfer chamber 217 from the adjacent vacuum transfer chamber (not shown).
  • the substrate support 300 is placed on standby in the transfer chamber 217, and the substrate S is transferred to the substrate support 300.
  • the vacuum transfer robot is evacuated to the housing 141, and the substrate support 300 is raised to move the substrates S into the reaction tube 210.
  • the substrate S When moving to the reaction tube 210, the substrate S is positioned so that the surface of the substrate S is aligned with the height of the partition plates 226 and 232.
  • the heating step S206 will be explained. After carrying the substrate S into the reaction tube 210, the pressure inside the reaction tube 210 is controlled to a predetermined level, and the heater 211 is controlled so that the surface temperature of the substrate S reaches a predetermined temperature.
  • the temperature is in the high temperature range described below, and is heated to, for example, 400° C. or higher and 800° C. or lower. Preferably it is 500°C or higher and 700°C or lower. It is conceivable that the pressure is, for example, 50 to 5000 Pa.
  • the gas passing through the distribution section 222 is controlled so that it is heated to a temperature that is in a low decomposition temperature zone or a non-decomposition temperature zone, which will be described later, and does not liquefy again.
  • the gas is heated to about 300°C.
  • the MFC 277 and the valve 278 are controlled according to the process recipe, and the purge gas from the inert gas source 276 is supplied from the gas supply pipe 271 to the first purge gas path 910 and the second purge gas path 920. Ru.
  • the supply of purge gas from the inert gas source 276 is continued at least until the end of the membrane treatment step S208, which will be described later.
  • the membrane treatment step S208 will be explained. After the heating step S206, a film treatment step S208 is performed.
  • the first gas supply system 250 is controlled to supply the first gas into the reaction tube 210
  • the exhaust system 280 is controlled to supply the processing gas from inside the reaction tube 210. Evacuate and perform membrane treatment.
  • the second element-containing gas supply system 260 is controlled so that the second element-containing gas is present in the processing space simultaneously with the first gas to perform the CVD process, or the first gas and the second element-containing gas are mixed together. may be alternately supplied into the reaction tube 210 to perform an alternate supply process.
  • the second element-containing gas in a plasma state it may be brought into a plasma state using a plasma generation section (not shown).
  • the following method can be considered as an alternate supply treatment which is a specific example of a membrane treatment method.
  • a first gas is supplied into the reaction tube 210
  • a second element-containing gas is supplied into the reaction tube 210
  • an inert gas is supplied between the first step and the second step.
  • the supplied gas forms a gas flow in the upstream rectifier 214, the space above the substrate S, and the downstream rectifier 215. At this time, since the gas is supplied to each substrate S without pressure loss on each substrate S, uniform processing can be performed between each substrate S.
  • S210 The substrate unloading step S210 will now be described.
  • the processed substrate S is unloaded from the transfer chamber 217 in a reverse order to the substrate loading step S204 described above.
  • (S212) Determination S212 will be explained. Here, it is determined whether or not the substrate has been processed a predetermined number of times. If it is determined that the substrate has not been processed the predetermined number of times, the process returns to the loading step S204 and the next substrate S is processed. When it is determined that the process has been performed a predetermined number of times, the process ends.
  • the gas flow is expressed horizontally in the above, it is sufficient that the main flow of the gas is formed horizontally overall, and as long as it does not affect the uniform processing of multiple substrates, it may be diffused vertically. It may also be a gas flow.
  • a film is formed on the substrate S using the first gas and the second element-containing gas in the film forming process performed by the substrate processing apparatus.
  • This embodiment is not limited to this. That is, other types of thin films may be formed using other types of gases as processing gases used in the film forming process. Furthermore, even when three or more types of processing gases are used, the present embodiment can be applied as long as they are alternately supplied to perform the film forming process.
  • the first gas is not limited to silicon as long as it contains silicon and has a Si--Si bond, such as tetrachlorodimethyldisilane ((CH 3 ) 2 Si 2 Cl 4 , abbreviation: TCDMDS), Hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6 , abbreviation: HCDS) or dichlorotetramethyldisilane ((CH 3 ) 4 Si 2 Cl 2 , abbreviation: DCTMDS) may be used.
  • TCDMDS has a Si--Si bond and further contains a chloro group and an alkylene group.
  • DCTMDS has a Si--Si bond and further contains a chloro group and an alkylene group.
  • the first element may be various elements such as titanium (Ti), silicon (Si), zirconium (Zr), and hafnium (Hf).
  • the second element-containing gas contains a second element different from the first element.
  • the second element is, for example, any one of oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).
  • the second element-containing gas is, for example, a nitrogen-containing gas.
  • it is a hydrogen nitride gas containing an NH bond, such as ammonia (NH 3 ), diazene (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, and N 3 H 8 gas.
  • a film is formed using a batch-type substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at once.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiments, and can be suitably applied, for example, to the case where a film is formed using a single-wafer type substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time.
  • an example was described in which a film is formed using a substrate processing apparatus having a hot wall type processing furnace.
  • the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be suitably applied even when a film is formed using a substrate processing apparatus having a cold wall type processing furnace.
  • a film forming process is taken as an example of the process performed by the substrate processing apparatus, but the present embodiment is not limited to this. That is, this aspect can be applied not only to the film forming processes exemplified in each embodiment, but also to film forming processes other than the thin films exemplified in each embodiment. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is also possible to add, delete, or replace some of the configurations of each embodiment with other configurations.
  • Substrate processing apparatus 210: Reaction tube (processing chamber), 212: Gas supply structure, 227: Housing (third member), 250, 260: First gas supply section, 270: Second gas supply section, 901 : first member, 902: second member, 904o1: first seal member, 229o1: second seal member, 910: first purge gas path (first gas path), 912: second purge gas path (second gas path) route)

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Abstract

酸素（Ｏ２）の透過のリスクを低減可能な技術を提供する。第１ガスを供給する第１ガス供給部と、前記第１ガス供給部からの前記第１ガスを流通させる第１部材と、前記第１部材からの前記第１ガスを流通させる第２部材と、前記第２部材からの前記第１ガスを流通させる第３部材と、前記第３部材からの前記第１ガスが供給される処理室と、前記第１部材と前記第２部材の間に位置する第１シール部材と、前記第２部材と前記第３部材の間に位置する第２シール部材と、第２ガスを供給する第２ガス供給部と、前記第２シール部材に沿って配置され、前記第２ガスを流通させる第１ガス経路と、前記第１シール部材に沿って配置され、前記第２ガスを流通させる第２ガス経路と、を有する技術が提供される。

Description

基板処理装置、ガス供給ユニット、半導体装置の製造方法及びプログラム
本態様は、基板処理装置、ガス供給ユニット、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。
半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置の一態様としては、例えば、複数枚の基板を一括して処理する基板処理装置が使用されている（例えば、特許文献１）。
特開２０１１－１２９８７９号公報
減圧化の真空容器（反応管）内で半導体ウエハ等の基板に処理を施す半導体製造装置において、真空容器の開口部の接続部分での酸素（Ｏ２）の透過のリスクが高くなることがある。
本開示は、酸素（Ｏ２）の透過のリスクを低減可能な技術を提供する。
本開示の一態様によれば、第１ガスを供給する第１ガス供給部と、
　前記第１ガス供給部からの前記第１ガスを流通させる第１部材と、
　前記第１部材からの前記第１ガスを流通させる第２部材と、
　前記第２部材からの前記第１ガスを流通させる第３部材と、
　前記第３部材からの前記第１ガスが供給される処理室と、
　前記第１部材と前記第２部材の間に位置する第１シール部材と、
　前記第２部材と前記第３部材の間に位置する第２シール部材と、
　第２ガスを供給する第２ガス供給部と、
　前記第２シール部材に沿って配置され、前記第２ガスを流通させる第１ガス経路と、
　前記第１シール部材に沿って配置され、前記第２ガスを流通させる第２ガス経路と、を有する技術を提供する。
本開示によれば、酸素（Ｏ２）の透過のリスクを低減することが可能となる。
本開示の一態様に係る基板処理装置の概略構成例を示す説明図である。 本開示の一態様に係る基板処理装置の概略構成例を示す説明図である。 図３（ａ）は本開示の一態様に係るガス供給系（ガス供給管２５１）を説明する説明図であり、図３（ｂ）は本開示の一態様に係るガス供給系（ガス供給管２６１）を説明する説明図である。 本開示の一態様に係る基板処理装置のコントローラを説明する説明図である。 本開示の一態様に係る基板処理フローを説明するフロー図である。 本開示の一態様に係るガス供給構造を説明する断面図である。 本開示の一態様に係る第１部材と第２部材の表面および裏面の斜視図である。 本開示の一態様に係る第１部材と第２部材の裏面の部分的斜視図である。 本開示の一態様に係る第１パージガス経路と第２パージガス経路とを説明する説明図である。 本開示の一態様に係るパージガス供給系を説明する説明図である。 本開示の一態様に係る酸素（Ｏ２）の透過量を説明する説明図である。
以下に、本態様の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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、図面上の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。
（１）基板処理装置の構成
　本開示の一態様に係るに係る基板処理装置の概要構成を、図１～図４を用いて説明する。図１は基板処理装置１００の側断面図であり、図２は図1におけるα―α’における断面図である。ここでは説明の便宜上、ノズル２２３，ノズル２２５を追記している。
続いて、具体的な内容について説明する。基板処理装置１００は筐体２０１を有し、筐体２０１は反応管格納室２０６と、移載室２１７とを備える。反応管格納室２０６は移載室２１７上に配される。
反応管格納室２０６は、鉛直方向に延びた円筒形状の反応管２１０と、反応管２１０の外周に設置された加熱部（炉体）としてのヒータ２１１と、ガス供給部としてのガス供給構造２１２と、ガス排気部としてのガス排気構造２１３とを備える。ここでは、反応管２１０は処理室とも呼び、反応管２１０内の空間を処理空間とも呼ぶ。反応管２１０は、後述する基板支持部３００を格納可能とする。
ヒータ２１１は、反応管２１０側と対向する内面に抵抗加熱ヒータが設けられ、それらを囲むように断熱部が設けられる。したがって、ヒータ２１１の外側、すなわち反応管２１０と対向しない側では熱影響が少なくなるよう構成される。ヒータ２１１の抵抗加熱ヒータには、ヒータ制御部２１１ａが電気的に接続される。ヒータ制御部２１１ａがヒータ２１１を制御することで、ヒータ２１１のオン/オフや、加熱温度を制御できる。ヒータ２１１は、後述するガスを熱分解可能な温度まで加熱可能である。なお、ヒータ２１１は処理室加熱部や第一加熱部とも呼ぶ。
反応管格納室２０６内には、反応管２１０、上流側整流部２１４、下流側整流部２１５が備えられる。ガス供給部には、上流側整流部２１４を含めてもよい。また、ガス排気部には下流側整流部２１５を含めてもよい。
ガス供給構造２１２は反応管２１０のガス流れ方向上流に設けられ、ガス供給構造２１２から反応管２１０にガスが供給される。ガス排気構造２１３は反応管２１０のガス流れ方向下流に設けられ、反応管２１０内のガスはガス排気構造２１３から排出される。
反応管２１０とガス供給構造２１２との間には、ガス供給構造２１２から供給されたガスの流れを整える上流側整流部２１４が設けられる。すなわち、ガス供給構造２１２は上流側整流部２１４と隣接する。また、反応管２１０とガス排気構造２１３との間には、反応管２１０から排出されるガスの流れを整える下流側整流部２１５が設けられる。反応管２１０の下端は、マニホールド２１６で支持される。
反応管２１０、上流側整流部２１４、下流側整流部２１５は連続した構造であり、例えば石英やＳｉＣ等の材料で形成される。これらはヒータ２１１から放射される熱を透過する熱透過性部材で構成される。ヒータ２１１の熱は、基板Ｓやガスを加熱する。
ガス供給構造２１２を構成する筐体は金属で構成され、上流側整流部２１４の一部である筐体２２７は、石英等で構成される。ガス供給構造２１２と筐体２２７は分離可能であり、固定する際には、Ｏリング２２９を介して固定する。筐体２２７は反応管２１０の側方の接続部２０６ａに接続される。
筐体２２７は、反応管２１０側から見て、反応管２１０と異なる方向に延伸され、後述するガス供給構造２１２に接続される。ヒータ２１１と筐体２２７は、反応管２１０とガス供給構造２１２の間の隣接部２２７ｂで隣接する。隣接された部位は隣接部２２７ｂと呼ぶ。
ガス供給構造２１２は、反応管２１０から見て、隣接部２２７ｂよりも奥に設けられる。ガス供給構造２１２は、後述するガス供給管２６１と連通可能な分配部２２４、ガス供給管２５１と連通可能な分配部２２２とを備える。分配部２２２の下流側には、複数のノズル２２３が設けられ、分配部２２４の下流には複数のノズル２２５が設けられる。各ノズルは、鉛直方向に複数配される。図1においては分配部２２２及びノズル２２３が記載されている。
後述するように、分配部２２２は原料ガスを分配可能とすることから原料ガス分配部とも呼ぶ。ノズル２２３は原料ガスを供給するものであるので、原料ガス供給ノズルとも呼ぶ。
また、分配部２２４は反応ガスを分配可能とすることから、反応ガス分配部とも呼ぶ。ノズル２２５は反応ガスを供給するものであるので、反応ガス供給ノズルとも呼ぶ。
ガス供給管２５１とガス供給管２６１は、後述するように異なる種類のガスを供給する。図２に示すように、ノズル２２３、ノズル２２５は横並びの関係で配される。ここでは水平方向において、ノズル２２３が筐体２２７の中心に配され、その両側にノズル２２５が配される。両側に配されたノズルを、それぞれノズル２２５ａ、２２５ｂと呼ぶ。
区画板２２６は孔の無い連続した構造である。それぞれの区画板２２６は、基板Ｓに対応した位置に設けられる。区画板２２６の間や区画板２２６と筐体２２７との間には、ノズル２２３、ノズル２２５が設けられる。すなわち、少なくとも区画板２２６ごとにノズル２２３，ノズル２２５が設けられる。このような構成とすることで、区画板２２６の間や区画板２２６と筐体２２７との間ごとに、第一ガスと第二元素含有ガスを使用したプロセスを実行することが可能となる。従い、複数の基板S間で処理を均一な状態とすることができる。
なお、それぞれの区画板２２６とその上方に配されたノズル２２３との間のそれぞれの距離は同じ距離とすることが望ましい。すなわち、ノズル２２３とその下方に配された区画板２２６または筐体２２７との間のそれぞれは、同じ高さに配置されるよう構成される。このようにすることで、ノズル２２３の先端から区画板２２６までの距離を同じとすることができるので、基板Ｓ上における分解度を、複数の基板間において均一にできる。
ノズル２２３、ノズル２２５から吹出されたガスは、区画板２２６によってガス流れが整えられ、基板Ｓの表面に供給される。区画板２２６は水平方向に延伸され、且つ孔の無い連続構造であるので、ガスの主流は鉛直方向への移動が抑制され、水平方向に移動される。したがってそれぞれの基板Ｓまでに到達するガスの圧力損失を、鉛直方向に渡って均一にできる。
本態様においては、分配部２２２に設けられた吹出し孔２２２ｃの径は、区画板２２６間の距離、もしくは筐体２２７と区画板２２６との間の距離よりも小さくなるよう構成される。
下流側整流部２１５は、基板支持部３００に基板Ｓが支持された状態において、最上位に配された基板Ｓの位置よりも天井が高くなるよう構成され、基板支持部３００の最下位に配された基板Ｓの位置よりも底部が低くなるよう構成される。
下流側整流部２１５は筐体２３１と区画板２３２を有する。区画板２３２のうち、基板Ｓと対向する部分は少なくとも基板Ｓの径よりも大きくなるよう、水平方向に延伸される。ここでいう水平方向とは、筐体２３１の側壁方向を示す。更には、区画板２３２は鉛直方向に複数配される。区隔板２３２は筐体２３１の側壁に固定され、ガスが区画板２３２を超えて下方、もしくは上方の隣接領域に移動しないように構成される。超えないようにすることで、後述するガス流れを確実に形成できる。筐体２３１のうち、ガス排気構造２１３と接触する側には、フランジ２３３が設けられる。
区画板２３２は孔の無い連続した構造である。区画板２３２は、それぞれ基板Ｓに対応した位置であって、それぞれ区画板２２６に対応した位置に設けられる。対応する区画板２２６と区画板２３２は、同等の高さにすることが望ましい。更には、基板Ｓを処理する際、基板Ｓの高さと区画板２２６、区画板２３２の高さをそろえることが望ましい。このような構造とすることで、各ノズルから供給されたガスは、図中の矢印のような、区画板２２６上、基板Ｓ、区画板２３２上を通過する流れが形成される。このとき、区画板２３２は水平方向に延伸され、且つ孔の無い連続構造である。このような構造とすることで、それぞれの基板Ｓ上から排出されるガスの圧力損失を均一にできる。したがって、各基板Ｓを通過するガスのガス流れは、鉛直方向への流れが抑制されつつ、排気構造２１３に向かって水平方向に形成される。
区画板２２６と区画板２３２を設けることで、それぞれの基板Ｓの上流、下流それぞれで、鉛直方向において圧力損失を均一にできるので、区画板２２６、基板Ｓ上、区画板２３２にかけて鉛直方向への流れが抑制された水平なガス流れを確実に形成できる。
ガス排気構造２１３は下流側整流部２１５の下流に設けられる。ガス排気構造２１３は主に筐体２４１とガス排気管接続部２４２とで構成される。筐体２４１のうち、下流側整流部２１５側には、フランジ２４３が設けられる。
ガス排気構造２１３は、下流側整流部２１５の空間と連通する。筐体２３１と筐体２４１は高さが連続した構造である。筐体２３１の天井部は筐体２４１の天井部と同等の高さに構成され、筐体２３１の底部は筐体２４１の底部と同等の高さに構成される。
下流側整流部２１５を通過したガスは、排気孔２４４から排気される。このとき、ガス排気構造は区画板のような構成が無いことから、鉛直方向を含むガス流れが、ガス排気孔に向かって形成される。
移載室２１７は、反応管２１０の下部にマニホールド２１６を介して設置される。移載室２１７には、図示しない真空搬送ロボットにより基板Ｓを基板支持具（以下、単にボートと記す場合もある）３００に載置（搭載）したり、真空搬送ロボットにより基板Ｓを基板支持具３００から取り出したりすることが行われる。
移載室２１７の内部には、基板支持具３００、仕切板支持部３１０、及び基板支持具３００と仕切板支持部３１０と（これらを合わせて基板保持具と呼ぶ）を上下方向と回転方向に駆動する第１の駆動部を構成する上下方向駆動機構部４００を格納可能である。図１においては、基板保持具３００は上下方向駆動機構部４００によって上昇され、反応管内に格納された状態を示す。
続いて図３を用いてガス供給系の詳細を説明する。
図３（ａ）に記載のように、ガス供給管２５１には、上流方向から順に、第一ガス源２５２、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２５３、及び開閉弁であるバルブ２５４が設けられている。
第一ガス源２５２は第一元素を含有する第一ガス（「第一元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第一ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。
主に、ガス供給管２５１、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４により、第一ガス供給系２５０が構成される。ガス供給管２５１は分配部２２２の導入管２２２ｂに接続される。
供給管２５１のうち、バルブ２５４の下流側には、ガス供給管２５５が接続される。ガス供給管２５５には、上流方向から順に、不活性ガス源２５６、ＭＦＣ２５７、及び開閉弁であるバルブ２５８が設けられている。不活性ガス源２５６からは不活性ガスが供給される。
主に、ガス供給管２５５、ＭＦＣ２５７、バルブ２５８により、第一不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス源２５６から供給される不活性ガスは、基板処理工程では、反応管２１０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。第一不活性ガス供給系を第一ガス供給系２５０に加えてもよい。
図３（ｂ）に記載のように、ガス供給管２６１には、上流方向から順に、第二元素含有ガス源２６２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２６３、及び開閉弁であるバルブ２６４が設けられている。ガス供給管２６１は分配部２２４の導入管２２４ｂに接続される。
第二元素含有ガス源２６２は第二元素を含有する第二元素含有ガスとも呼ぶ。）源である。第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二元素含有ガスは、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。
主に、ガス供給管２６１、ＭＦＣ２６３、バルブ２６４により、第二ガス供給系２６０が構成される。
供給管２６１のうち、バルブ２６４の下流側には、ガス供給管２６５が接続される。ガス供給管２６５には、上流方向から順に、不活性ガス源２６６、ＭＦＣ２６７、及び開閉弁であるバルブ２６８が設けられている。不活性ガス源２６６からは不活性ガスが供給される。
主に、ガス供給管２６５、ＭＦＣ２６７、バルブ２６８により、第二不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス源２６６から供給される不活性ガスは、基板処理工程では、反応管２１０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。第二不活性ガス供給系を第二元素含有ガス供給系２６０に加えてもよい。
ノズル２２３，ノズル２２５と基板Ｓとの間には、供給されたガスの流れを阻害する阻害物を配さないことが望ましい。
次に、ガス供給構造２１２の構成を、図６－図１１を用いて説明する。図６は、本開示の一態様に係るガス供給構造を説明する断面図である。図７は、本開示の一態様に係る第一部品と第二部品の表面および裏面の斜視図である。図８は、本開示の一態様に係る第一部品と第二部品の裏面の部分的斜視図である。図９は、本開示の一態様に係る第１パージガス経路と第２パージガス経路とを説明する説明図である。図１０は、本開示の一態様に係るパージガス供給系を説明する説明図である。図１１は、本開示の一態様に係る酸素（Ｏ２）の透過量を説明する説明図である。ここでは、真空容器の開口部の接続部分での酸素（Ｏ２）の透過のリスクを低減可能な技術を、ガス供給構造２１２を構成例として説明する。
図６に示すように、ガス供給構造２１２と筐体２２７は分離可能であり、固定する際には、Ｏリング２２９を介して固定されている。つまり、筐体２２７により構成された真空容器（反応管２１０）の開口部が、ガス供給構造２１２に接続されている。そのため、真空容器の開口部とガス供給構造２１２との接続部分において、酸素（Ｏ２）の透過のリスクが高くなる場合がある。酸素（Ｏ２）の透過のリスクを低減させるため、ガス供給構造２１２は、以下の構成とされている。
ガス供給構造２１２は、第１部材９０１と第２部材９０２とにより構成されている。第１部材９０１と第２部材９０２の各々は、図１０に示すように、１枚の矩形形状の板のようなプレート板により構成されている。
第１部材９０１は、表面９０１ａと、その表面９０１ａに対向する裏面９０１ｂを有する。第２部材９０２は、表面９０２ａと、その表面９０２ａに対向する裏面９０２ｂを有する。裏面９０１ｂと表面９０２ａとが接続されている。裏面９０２ｂは、第３部材である筐体２２７に接続されている。
ガス供給構造２１２は、図６で模式的に示すように、ガス供給部２５０，２６０に接続されたガス供給管２５１，２６１が分配部２２２，２２４を介してノズル２２３，２２５に接続され、原料ガスや反応ガスが反応管２１０へ供給可能に構成されている。
裏面９０１ｂと表面９０２ａとの間には、分配部２２２，２２４を囲むように設けられて第１シール部材９０４ｏ１が設けられている。つまり、第１シール部材９０４ｏ１は、第１部材９０１の裏面９０１ｂと第２部材９０２の表面９０２ａの間に位置し、内部に処理ガスの流通経路（２２２，２２４）を有するように、設けられている。また、裏面９０１ｂには、第２パージガス経路（第２ガス経路）９１２が、第１シール部材９０４ｏ１の外周に沿って配置されており、第２パージガス経路９１２の内部をパージガスが流通するように構成されている。さらに、裏面９０１ｂと表面９０２ａとの間には、第３シール部材９０４ｏ２が第のパージガス経路９１２の外周に沿って配置されている。第２パージガス経路９１２は、第１部材９０１の裏面９０１ｂに設けた凹部を第２の部材９０２の表面９０２ａで塞ぐことにより構成される。
また、裏面９０２ｂと筐体２２７との間には、分配部２２２，２２４を囲むように設けられて第２シール部材２２９ｏ１が設けられている。第２シール部材２２９ｏ１は、第２部材９０２の裏面９０２ｂと筐体２２７の間に位置し、内部に処理ガスの流通経路（２２２，２２４）を有するように、設けられている。また、裏面９０２ｂには、第１パージガス経路（第１ガス経路）９１０が、第２シール部材２２９ｏ１の外周に沿って配置されており、第１パージガス経路９１０の内部をパージガスが流通するように構成されている。さらに、裏面９０２ｂと筐体２２７との間には、第４シール部材２２９ｏ２が第１パージガス経路９１０の外周に沿って配置されている。第１パージガス経路９１０は、第２部材９０２の裏面９０２ｂに設けた凹部を筐体２２７の表面（側面）で塞ぐことにより構成される。
図６の断面Ａを参照し、第１パージガス経路９１０と第２パージガス経路９１２とを接続する第３パージガス経路（第３ガス経路）９１３が第２部材９０２に設けられている。また、第１部材９０１には、第１パージガス経路９１０へと第２ガスとしてのパージガス（不活性ガス）を供給するパージガス供給部（第２ガスを供給する供給口）９１４ｉｎと、第２パージガス経路９１２からパージガスを排出するパージガス排出部（第２ガスを排出する排出口）９１４ｏｔとが設けられている。パージガス供給部９１４ｉｎとパージガス排出部９１４ｏｔが隣接して配置される。パージガス供給部９１４ｉｎには、後述の図１０で説明するように、パージガス供給系（第２ガス供給部）２７０が接続され、不活性ガス源２７６から不活性ガス、例えば窒素（Ｎ２）ガスがパージガスとして供給されるように構成されている。パージガス供給部９１４ｉｎから供給されたパージガスは、第１パージガス経路９１０－＞第３パージガス経路９１３－＞第２パージガス経路９１２と流れて、パージガス排出部９１４ｏｔから排出される。
ここで、第１ガスとしての処理ガスの流通方向に対するパージガスの流通方向が、第１パージガス経路９１０内と、第２パージガス経路９１２内において異なる構成とされている。つまり、図６の断面Ａを参照し、第１パージガス経路９１０内のパージガスの流通方向を第１方向（処理ガスの流通方向に沿って見た場合、ここでは、左回り）とした場合、第２パージガス経路９１２内パージガスの流通方向は、第１方向と異なる第２方向(処理ガスの流通方向に沿って見た場合、ここでは、右回り）とされている。
図７には、ガス供給構造（ガス供給ユニット）２１２を構成する第１部材９０１と第２部材９０２の表面側（９０１ａ、９０２ａ）を見た場合の斜視図と、第１部材９０１と第２部材９０２の裏面側（９０１ｂ、９０２ｂ）を見た場合の斜視図とが示される。第１部材の表面９０１ａには、パージガス供給口（第２ガス供給口）９１４ｉｎとパージガス排出口（第２ガス排出口）９１４ｏｔが隣接して配置される。また、第１部材の表面９０１ａには、ガス供給口２５１，２６１が配置される。表面９０２ａおよび裏面側９０１ｂ、９０２ｂには、分配部２２２，２２４が設けられる。第１の部材９０１と第２の部材９０２の各分配部２２２，２２４には、ガス供給部（第１ガス供給部）２５０，２６０から供給される処理ガス又は原料ガス（第１ガス）がガス供給口（第１ガス供給口）２５１，２６１を介して流入することになる。
図８には、図７の領域ＲＲ１、ＲＲ２の拡大斜視図がパージガスの流れとともに示されている。図８に示すように、裏面側９０１ｂには、第１シール部材９０４ｏ１が配置される領域と、第３シール部材９０４ｏ２が配置される領域とが設けられ、第１シール部材９０４ｏ１が配置される領域と第３のシール部材９０４ｏ２が配置される領域との間に、第２パージガス経路９１２が設けられる。裏面側９０２ｂには、第２シール部材２２９ｏ１が配置される領域と、第４シール部材２２９ｏ２が配置される領域とが設けられ、第２シール部材２２９ｏ１が配置される領域と第４シール部材２２９ｏ２が配置される領域との間に、第１パージガス経路９１０が設けられる。
パージガス供給部９１４ｉｎからのパージガス（第２ガス）は、第１部材９０１の開口部Ｐ１を経由して、第２部材９０２の開口部Ｐ２へ流れ、第１シール部材９０４ｏ１の外周に沿って(この図では、左側の方向へ）第１パージガス経路９１０へ流れていく。そして、パージガスは、第１シール部材９０４ｏ１の外周に沿ってほぼ一周して、下側から、第２部材９０２の開口部Ｐ３へ到達する。
開口部Ｐ３へ到達したパージガスは、第３パージガス経路９１３を介して、第２部材９０２の領域Ｐ４へ到達する。つまり、第３パージガス経路９１３は開口部Ｐ３と領域Ｐ４との間に設けられている。
領域Ｐ４へ到達したパージガスは、第２シール部材２２９ｏ１の外周に沿って(この図では、左下側の方向へ）第２パージガス経路９１２へ流れていく。そして、パージガスは、第２シール部材２２９ｏ１の外周に沿ってほぼ一周して、右側から、第２部材９０２の開口部Ｐ５へ到達する。開口部Ｐ５へ到達したパージガスは、パージガス排出部９１４ｏｔから排出される。
図９には、第１パージガス経路９１０と第２パージガス経路９２０の全体的なパージガスの流れが示されている。パージガスの流れる経路については図８で説明したので、重複する説明は省略こととする。
パージガスの流路が、内側プレートである第２部材９０２から外側プレートである第１部材９０１の順である。内側プレート（９０２）の温度が高いとＯ２の透過リスクが高くなるが、内側プレート（９０２）に、冷却ガスとしてのパージガスを流すことができる。そのため、温度の高い内側プレート（９０２）に先にパージガスを流すことで、内側プレート（９０２）の温度を低下させることができる。これにより、Ｏ２の透過リスクを低減することが可能となる。
パージガスの流れない箇所を可能な限り少なくするため、パージガス供給部９１４ｉｎとパージガス排出部９１４ｏｔとを近づけて配置する。これにより、内側プレート（９０２）と外側プレート（９０１）とにおいて、パージガスの流路方向が逆となっている。ガスの流れが逆になっているので、パージガスによる内側プレート（９０２）と外側プレート（９０１）の部材の冷却温度を平均化することが可能となる。
図１０に示すように、ガス供給管２７１には、上流方向から順に、不活性ガス源２７６、ＭＦＣ２７７、及び開閉弁であるバルブ２７８が設けられている。不活性ガス源２７６からはパージガスとされる不活性ガス、例えば窒素（Ｎ２）ガスが供給される。
主に、ガス供給管２７１、不活性ガス源２７６、ＭＦＣ２７７、バルブ２７８により、パージガス供給系２７０が構成される。ガス供給管２７１はパージガス供給部９１４ｉｎに接続され、不活性ガス源２７６から供給される不活性ガスは、基板処理工程では、第１のパージガス経路９１０と第２のパージガス経路９２０へ供給されるパージガスとして作用する。
図１１に示すグラフの各検量線の結果より、Ｏ２の透過量が０．０２ｓｃｃｍ程度の場合において、×１００以上で希釈することで、処理室２１０内への透過する影響がなくなる。パージガスとしてのＮ２の流量を２～４００ｓｃｃｍとするのが良い。Ｎ２の流量が２ｓｃｃｍより少ないと、Ｏ２の透過（透過量）のリスクを低減することができないことが分かる。一方、Ｎ２の流量が４００ｓｃｃｍより多いと、Ｎ２の流路（第１のパージガス経路９１０、第２のパージガス経路９２０、第３のパージガス経路９３０等）に対して圧力が高くなり、Ｎ２の流路から外部にＮ２が漏れてしまう(漏れ量)可能性が高くなる。また、Ｎ２を多量に消費してしまうことになる。
なお、本明細書における「２～２００ｓｃｃｍ」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「２～４００ｓｃｃｍ」とは「２ｓｃｃｍ以上４００ｓｃｃｍ以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
続いて図４を用いてコントローラを説明する。基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ６００を有している。
コントローラ６００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６００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）６０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）６０２、記憶部としての記憶部６０３、Ｉ／Ｏポート６０４を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ６０２、記憶部６０３、Ｉ／Ｏポート６０４は、内部バス６０５を介して、ＣＰＵ６０１とデータ交換可能なように構成されている。基板処理装置１００内のデータの送受信は、ＣＰＵ６０１の一つの機能でもある送受信指示部６０６の指示により行われる。
コントローラ６００には、上位装置６７０にネットワークを介して接続されるネットワーク送受信部６８３が設けられる。ネットワーク送受信部６８３は、上位装置からポッド１１１に格納された基板Ｓの処理履歴や処理予定に関する情報等を受信することが可能である。
記憶部６０３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。記憶部６０３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、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６００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。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、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ６０２は、ＣＰＵ６０１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６０４は、基板処理装置１００の各構成に接続されている。ＣＰＵ６０１は、記憶部６０３からの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６８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶部６０３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、ＣＰＵ６０１は、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、基板処理装置１００を制御可能に構成されている。
ＣＰＵ６０１は送受信指示部６０６を有する。コントローラ６００は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）６８２を用いて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、本態様に係るコントローラ６００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６８２を介して供給する場合に限らない。例えば、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６８２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、記憶部６０３や外部記憶装置６８２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、記憶部６０３単体のみを含む場合、外部記憶装置６８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
次に、半導体装置の製造方法（基板処理方法）である半導体製造工程の一工程として、上述した構成の基板処理装置１００を用いて基板Ｓ上に薄膜を形成する工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ６００により制御される。
ここでは、第一ガスと第二元素含有ガスを用いて、それらを交互に供給することによって基板Ｓ上に膜を形成する成膜処理について、図５を用いて説明する。
（Ｓ２０２）
　移載室圧力調整工程Ｓ２０２を説明する。ここでは、移載室２１７内の圧力を真空搬送室１４０と同レベルの圧力とする。具体的には、移載室２１７に接続された図示しない排気系を作動させ、移載室２１７の雰囲気が真空レベルとなるよう、移載室２１７の雰囲気を排気する。
なお、本工程と並行してヒータ２８２を稼働させてもよい。具体的にはヒータ２８２ａ、ヒータ２８２ｂをそれぞれ稼働させてもよい。ヒータ２８２を稼働させる場合、少なくとも後述する膜処理工程２０８の間稼働させる。
（Ｓ２０４）
　続いて搬入工程Ｓ２０４を説明する。
移載室２１７が真空レベルとなったら、基板Ｓの搬送を開始する。基板Ｓが真空搬送室１４０に到着したら、基板搬入口１４９に隣接する図示しないゲートバルブを解放し、図示しない隣接する真空搬送室から、基板Ｓを移載室２１７に搬入する。
このとき基板支持具３００は移載室２１７中に待機され、基板Ｓは基板支持具３００に移載される。所定枚数の基板Ｓが基板支持具３００に移載されたら真空搬送ロボットを筐体１４１に退避させると共に、基板支持具３００を上昇させ基板Ｓを反応管２１０中に移動させる。
反応管２１０への移動では、基板Ｓの表面が区画板２２６、区画板２３２の高さとそろうよう、位置決めされる。
（Ｓ２０６）
　加熱工程Ｓ２０６を説明する。反応管２１０内に基板Ｓを搬入したら、反応管２１０内を所定の圧力となるように制御するとともに、基板Ｓの表面温度が所定の温度となるようにヒータ２１１を制御する。温度は、後述する高温度帯であり、例えば４００℃以上８００℃以下に加熱する。好ましくは５００℃以上であって７００℃以下である。圧力は例えば５０から５０００Ｐａとすることが考えられる。このとき、上流側加熱部２２８を稼働させる場合は、分配部２２２を通過するガスが、後述する低分解温度帯、もしくは未分解温度帯であって、再液化しない温度に加熱されるよう制御する。例えば、ガスが３００℃程度になるよう加熱する。
また、この時、プロセスレシピに応じて、ＭＦＣ２７７、バルブ２７８が制御され、不活性ガス源２７６からのパージガスが、ガス供給管２７１から第１のパージガス経路９１０、第２のパージガス経路９２０へ供給される。不活性ガス源２７６からのパージガスの供給は、少なくとも、後述する膜処理工程Ｓ２０８が終わるまで、継続して行われる。
（Ｓ２０８）
　膜処理工程Ｓ２０８を説明する。加熱工程Ｓ２０６の後に、Ｓ２０８の膜処理工程を行う。膜処理工程Ｓ２０８では、プロセスレシピに応じて、第一ガス供給系２５０を制御して第一ガスを反応管２１０内に供給すると共に、排気系２８０を制御して反応管２１０内から処理ガスを排気し、膜処理を行う。なお、ここでは第二元素含有ガス供給系２６０を制御して、第二元素含有ガスを第一ガスと同時に処理空間に存在させてＣＶＤ処理を行ったり、第一ガスと第二元素含有ガスとを交互に反応管２１０内に供給して交互供給処理を行ったりしても良い。また、第二元素含有ガスをプラズマ状態として処理する場合は、図示しないプラズマ生成部を用いてプラズマ状態としてもよい。
膜処理方法の具体例である交互供給処理としては次の方法が考えられる。たとえば第一工程で第一ガスを反応管２１０内に供給し、第二工程で第二元素含有ガスを反応管２１０内に供給し、パージ工程として第一工程と第二工程の間に不活性ガスとしての窒素（Ｎ２）ガスを反応管２１０内に供給すると共に反応管２１０の雰囲気を排気し、第一工程とパージ工程と第二工程との組み合わせを複数回行う交互供給処理を行い、所望の膜を形成する。
供給されたガスは、上流側整流部２１４、基板Ｓ上の空間、下流側整流部２１５にてガス流れが形成される。この時、各基板Ｓ上で圧力損失が無い状態で基板Ｓにガスが供給されるので、各基板Ｓ間で均一な処理が可能となる。
（Ｓ２１０）
　基板搬出工程Ｓ２１０を説明する。Ｓ２１０では、上述した基板搬入工程Ｓ２０４と逆の手順にて、処理済みの基板Ｓを移載室２１７の外へ搬出する。
（Ｓ２１２）
　判定Ｓ２１２を説明する。ここでは所定回数基板を処理したか否かを判定する。所定回数処理していないと判断されたら、搬入工程Ｓ２０４に戻り、次の基板Ｓを処理する。所定回数処理したと判断されたら、処理を終了する。
なお、上記ではガス流れの形成において水平と表現したが、全体的に水平方向にガスの主流が形成されればよく、複数の基板の均一処理に影響しない範囲であれば、鉛直方向に拡散したガス流れであってもよい。
また、上記では同程度、同等、等しい等の表現があるが、これらは実質同じものを含むことは言うまでもない。
以上に、本態様の実施形態を具体的に説明したが、それ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変更可能である。
また、例えば、上述した各実施形態では、基板処理装置が行う成膜処理において、基板Ｓ上に第一ガスと第二元素含有ガスとを用いて膜を形成する場合を例に挙げたが、本態様がこれに限定されることはない。すなわち、成膜処理に用いる処理ガスとして他の種類のガスを用いて他の種類の薄膜を形成しても構わない。さらには、３種類以上の処理ガスを用いる場合であっても、これらを交互に供給して成膜処理を行うのであれば、本態様を適用することが可能である。
ここでは第一ガスは、シリコンを含み、且つＳｉ－Ｓｉ結合を有していればそれに限るものではなく、例えばテトラクロロジメチルジシラン（（ＣＨ３）２Ｓｉ２Ｃｌ４、略称：ＴＣＤＭＤＳ）や、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）や、ジクロロテトラメチルジシラン（（ＣＨ３）４Ｓｉ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＴＭＤＳ）を用いてもよい。ＴＣＤＭＤＳは、Ｓｉ－Ｓｉ結合を有し、さらにはクロロ基、アルキレン基を含む。また、ＤＣＴＭＤＳは、Ｓｉ－Ｓｉ結合を有し、さらにはクロロ基、アルキレン基を含む。また、第一元素としては、例えばチタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等、種々の元素であってもよい。
第二元素含有ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。本態様では、第二元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスである。具体的には、アンモニア（ＮＨ３）、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等のＮ－Ｈ結合を含む窒化水素系ガスである。
上述の態様では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。また、上述の態様では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。
また、上述の態様では、基板処理装置が行う処理として成膜処理を例に挙げたが、本態様がこれに限定されることはない。すなわち、本態様は、各実施形態で例に挙げた成膜処理の他に、各実施形態で例示した薄膜以外の成膜処理にも適用できる。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
１００：基板処理装置、２１０：反応管（処理室）、２１２：ガス供給構造、２２７：筐体（第３部材）、２５０、２６０：第１ガス供給部、２７０：第２ガス供給部、９０１：第１部材、９０２：第２部材、９０４ｏ１：第１シール部材、２２９ｏ１：第２シール部材、９１０：第1のパージガス経路（第１ガス経路）、９１２：第２のパージガス経路（第２ガス経路）

Claims (20)

  1. 　第１ガスを供給する第１ガス供給部と、
    　前記第１ガス供給部からの前記第１ガスを流通させる第１部材と、
    　前記第１部材からの前記第１ガスを流通させる第２部材と、
    　前記第２部材からの前記第１ガスを流通させる第３部材と、
    　前記第３部材からの前記第１ガスが供給される処理室と、
    　前記第１部材と前記第２部材の間に位置する第１シール部材と、
    　前記第２部材と前記第３部材の間に位置する第２シール部材と、
    　第２ガスを供給する第２ガス供給部と、
    　前記第２シール部材に沿って配置され、前記第２ガスを流通させる第１ガス経路と、
    　前記第１シール部材に沿って配置され、前記第２ガスを流通させる第２ガス経路と、
    　を備えた基板処理装置。
  2. 　前記第１ガス経路と前記第２ガス経路の間で前記第２ガスが流通する第３ガス経路を備えた請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記第１ガス経路は、前記第２部材と前記第３部材との間に設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 　前記第２ガス経路は、前記第１部材と前記第２部材との間に設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 　前記第１ガス経路を流れる前記第２ガスの流通方向と前記第２ガス経路を流れる前記第２ガスの流通方向とが異なる請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 　前記第１ガス供給部は、前記第１部材に接続される請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 　前記第２ガス供給部は、前記第１部材に接続される請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 　前記第２ガスを排気する排気部を有する請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 　前記排気部は、前記第１部材に接続される請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 　前記第２ガス供給部と前記排気部は、前記第１部材に接続される請求項８に記載の基板処理装置。
  11. 　前記第２ガスを供給する供給口と前記第２ガスを排気する排気口は隣接して設けられる請求項１０に記載の基板処理装置。
  12. 　第１ガス経路は、前記第２シール部材の外周に沿って設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
  13. 　第２ガス経路は、前記第１シール部材の外周に沿って設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
  14. 　第２ガス経路は、前記第１シール部材の外周に沿って設けられる請求項１１に記載の基板処理装置。
  15. 　前記第１ガスは、処理ガスである請求項１に記載の基板処理装置。
  16. 　前記第２ガスは、パージガスである請求項１に記載の基板処理装置。
  17. 　前記第３部材は、前記処理室を形成する筐体である請求項１に記載の基板処理装置。
  18. 　第１ガスを供給する第１ガス供給部と、
    　前記第１ガス供給部からの前記第１ガスを流通させる第１部材と、
    　前記第１部材からの前記第１ガスを流通させる第２部材と、
    　前記第２部材からの前記第１ガスを流通させる第３部材と、
    　前記第１部材と前記第２部材の間に位置する第１シール部材と、
    　前記第２部材と前記第３部材の間に位置する第２シール部材と、
    　第２ガスを供給する第２ガス供給部と、
    　前記第２シール部材に沿って配置され、前記第２ガスが流通する第１ガス経路と、
    　前記第１シール部材に沿って配置され、前記第２ガスが流通する第２ガス経路と、
    　を備えたガス供給ユニット。
  19. 　第１ガスを供給する第１ガス供給部と、前記第１ガス供給部からの前記第１ガスを流通させる第１部材と、前記第１部材からの前記第１ガスを流通させる第２部材と、前記第２部材からの前記第１ガスを流通させる第３部材と、前記第３部材からの前記第１ガスが供給される処理室と、前記第１部材と前記第２部材の間に位置する第１シール部材と、前記第２部材と前記第３部材の間に位置する第２シール部材と、第２ガスを供給する第２ガス供給部と、前記第２シール部材に沿って配置され、前記第２ガスが流通する第１ガス経路と、前記第１シール部材に沿って配置され、前記第２ガスが流通する第２ガス経路と、を備えた基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する工程と、
    　前記第１ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
    　を備える半導体装置の製造方法。
  20. 　第１ガスを供給する第１ガス供給部と、前記第１ガス供給部からの前記第１ガスを流通させる第１部材と、前記第１部材からの前記第１ガスを流通させる第２部材と、前記第２部材からの前記第１ガスを流通させる第３部材と、前記第３部材からの前記第１ガスが供給される処理室と、前記第１部材と前記第２部材の間に位置する第１シール部材と、前記第２部材と前記第３部材の間に位置する第２シール部材と、第２ガスを供給する第２ガス供給部と、前記第２シール部材に沿って配置され、前記第２ガスが流通する第１ガス経路と、前記第１シール部材に沿って配置され、前記第２ガスが流通する第２ガス経路と、を備えた基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する手順と、
    　前記第１ガスを供給して前記基板を処理する手順と、
    　をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラム。
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