WO2024150431A1 - 基板処理装置、ガス供給構造、半導体装置の製造方法、およびプログラム - Google Patents

基板処理装置、ガス供給構造、半導体装置の製造方法、およびプログラム Download PDF

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WO2024150431A1
WO2024150431A1 PCT/JP2023/000873 JP2023000873W WO2024150431A1 WO 2024150431 A1 WO2024150431 A1 WO 2024150431A1 JP 2023000873 W JP2023000873 W JP 2023000873W WO 2024150431 A1 WO2024150431 A1 WO 2024150431A1
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WO
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gas
substrate
processing apparatus
substrates
substrate processing
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Application number
PCT/JP2023/000873
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English (en)
French (fr)
Inventor
優作 岡嶋
啓希 八田
美香 うるし原
Original Assignee
株式会社Kokusai Electric
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Publication date
Application filed by 株式会社Kokusai Electric filed Critical 株式会社Kokusai Electric
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    • 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 disclosure relates to a substrate processing apparatus, a gas supply structure, a method for manufacturing a semiconductor device, and a program.
  • a process of forming a film on the surface of a substrate contained in a processing vessel by supplying a mixed gas of multiple gases may be performed (for example, Patent Document 1).
  • the temperature of the mixed gas may vary between the substrates contained in the processing vessel, which may result in non-uniform film formation between the substrates.
  • a process chamber housing a substrate holder for holding a plurality of substrates; a plurality of gas supply units arranged in a direction parallel to a surface of the substrate, extending from the outside of the processing chamber to the inside of the processing chamber, and including a first gas introduction unit that introduces a first gas, a second gas introduction unit that introduces a second gas, and a mixing unit that mixes the first gas and the second gas; a housing portion that is disposed on a side of the processing chamber and extends in a direction parallel to a surface of the substrate, and that houses the plurality of gas supply portions;
  • the present invention provides a technique having the following features:
  • This disclosure makes it possible to perform film formation processing uniformly between substrates.
  • 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. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a substrate support part according to one aspect of the present disclosure.
  • 5A and 5B are diagrams illustrating a gas supply system according to an embodiment of the present disclosure, in which Fig. 5A is a diagram illustrating a gas supply system for a third gas and a fourth gas, Fig.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a gas supply system for a first gas
  • Fig. 5C is a diagram illustrating a gas supply system for a second gas
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a gas exhaust system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a controller of a substrate processing apparatus according to an aspect of the present disclosure.
  • 8A and 8B are explanatory diagrams showing a schematic configuration example of a gas nozzle according to one embodiment of the present disclosure, in which Fig. 8A is a plan view of the gas nozzle, and Fig. 8B and Fig. 8C are front views of the gas nozzle.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view of the substrate processing apparatus 200
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ ' in FIG. 1.
  • a nozzle 225a as a first gas introduction section
  • a nozzle 225b as a second gas introduction section
  • a nozzle 223 as a third gas introduction section
  • the nozzle 223 and the nozzles 225a and 225b are arranged side-by-side.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the housing 227, the heater 211, and the distributor. For convenience of explanation, only the distribution section 222 and the nozzle 223 are shown, and the distribution sections 224a, 224b and the nozzles 225a, 225b are omitted.
  • the substrate processing apparatus 200 has a housing 201, which is equipped with 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 vertically, a heater 211 as a heating section (furnace body) installed on the outer periphery of the reaction tube 210, a gas supply system 212 as a gas supply mechanism, and a gas exhaust system 213 as a gas exhaust mechanism.
  • 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.
  • the heater 211 is provided with a resistance heater on the inner surface facing the reaction tube 210, and a heat insulating section is provided to surround them. Therefore, the heater 211 is configured to be less affected by heat on the outside, i.e., the side not facing the reaction tube 210.
  • a heater control section 211a is electrically connected to the resistance heater of the heater 211. By controlling the heater control section 211a, it is possible to control the on/off and heating temperature of the heater 211.
  • the heater 211 is capable of heating a gas, described later, to a temperature at which it can be thermally decomposed.
  • the heater 211 is also called a processing chamber heating section or a first heating section.
  • the reaction tube storage chamber 206 is provided with a reaction tube 210, an upstream rectifier 214, and a downstream rectifier 215.
  • the gas supply section may include the upstream rectifier 214.
  • the gas exhaust section may include the downstream rectifier 215.
  • the gas supply system 212 is provided upstream of the reaction tube 210 in the gas flow direction, and gas is supplied from the gas supply system 212 to the reaction tube 210.
  • the gas exhaust system 213 is provided downstream of the reaction tube 210 in the gas flow direction, and the gas inside the reaction tube 210 is exhausted from the gas exhaust system 213.
  • an upstream rectifier 214 is provided to straighten the flow of gas supplied from the gas supply system 212. That is, the gas supply system 212 is adjacent to the upstream rectifier 214.
  • a downstream rectifier 215 is provided to straighten the flow of gas exhausted 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 are continuous structures and are made of materials such as quartz or SiC. These are made of heat-transmitting materials that transmit the heat radiated from the heater 211. The heat from the heater 211 heats the substrate S and the gas.
  • the housing that constitutes the gas supply system 212 is made of metal, and the housing 227 that is part of the upstream rectifier 214 is made of quartz or the like.
  • the gas supply system 212 and the housing 227 are separable, and are fixed together via an O-ring 229.
  • the housing 227 is connected to the connection part 206a on the side of the reaction tube 210.
  • the housing 227 When viewed from the reaction tube 210 side, the housing 227 extends in a direction different from that of the reaction tube 210, and is connected to the gas supply system 212 described below.
  • 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 system 212.
  • the adjacent portion is called the adjacent portion 227b.
  • the gas supply system 212 is provided further back than the adjacent part 227b when viewed from the reaction tube 210.
  • the gas supply system 212 includes a distribution part 224a that can communicate with a gas supply pipe 261 described later, a distribution part 224b that can communicate with a gas supply pipe 271, and a distribution part 222 that can communicate with a gas supply pipe 251.
  • a plurality of nozzles 223 are provided downstream of the distribution part 222, a plurality of nozzles 225a are provided downstream of the distribution part 224a, and a plurality of nozzles 225b are provided downstream of the distribution part 224b. Each nozzle is arranged in a vertical direction. In FIG. 1, the distribution part 222 and the nozzle 223 are shown.
  • a housing part 290 is arranged that extends in a direction parallel to the surface of the substrate S on the side of the reaction tube 210 and houses a gas nozzle 220 as a gas supply part (gas supply structure) described later.
  • Each nozzle 223, 225a, 225b has a nozzle outlet (described later) at its tip (opposite the side communicating with the distribution sections 222, 224a, 224b). Each nozzle 223, 225a, 225b supplies gas into the processing space through the nozzle outlet at its tip. Each nozzle 223, 225a, 225b and the nozzle outlets communicating with them are provided in the gas nozzle 220 (described later).
  • the distribution section 222 is also called a raw material gas distribution section because it is capable of distributing the raw material gas.
  • the nozzle 223 supplies the raw material gas, so it is also called a raw material gas supply nozzle.
  • the distribution units 224a and 224b are also called reactive gas distribution units because they are capable of distributing reactive gas.
  • the nozzles 225a and 225b supply reactive gas, so they are also called reactive gas supply nozzles.
  • Gas supply pipe 251, gas supply pipe 261, and gas supply pipe 271 supply different types of gas as described below.
  • the distribution section 222 is provided with a plurality of blowing holes 222c.
  • the blowing holes 222c are arranged so as not to overlap in the vertical direction.
  • the plurality of nozzles 223 are connected so that the blowing holes 222c provided in the distribution section 222 communicate with the inside of each nozzle 223.
  • the nozzles 223 are arranged vertically, between the partition plates 226 described below, or between the housing 227 and the partition plate 226.
  • the distribution section 222 includes a distribution structure 222a connected to the nozzle 223 and an inlet pipe 222b.
  • the inlet pipe 222b is configured to communicate with a gas supply pipe 251 of the gas supply section 250, which will be described later.
  • the distribution structure 222a is disposed further back than the heater 211 when viewed from the reaction tube 210. Therefore, the distribution structure 222a is disposed in a position where it is less susceptible to the influence of the heater 211.
  • An upstream heater 228 capable of heating at a lower temperature than heater 211 is provided around gas supply system 212 and housing 227.
  • the upstream heater 228 is configured to include two heaters 228a, 228b. Specifically, the upstream heater 228a is provided around the surface of housing 227, between gas supply system 212 and adjacent portion 227b. In addition, the upstream heater 228b is provided around gas supply system 212.
  • the upstream heater 228 is also called an upstream heating section or a second heating section.
  • low temperature refers to, for example, a temperature at which the gas supplied to the distribution section 222 does not re-liquefy, and furthermore, a temperature at which the gas maintains a low decomposition state.
  • the distribution section 224a includes a distribution structure 224c connected to the nozzle 225a and an introduction pipe 224e.
  • the introduction pipe 224e is configured to communicate with a gas supply pipe 261 of the gas supply section 260 described later.
  • the distribution section 224a and the nozzle 225a are connected so that a hole 224g provided in the distribution section 224a communicates with the inside of the nozzle 225a.
  • the distribution section 224b includes a distribution structure 224d connected to the nozzle 225b and an introduction pipe 224f.
  • the introduction pipe 224f is configured to communicate with a gas supply pipe 271 of the gas supply section 270 described later.
  • the distribution section 224b and the nozzle 225b are connected so that a hole 224h provided in the distribution section 224b communicates with the inside of the nozzle 225b.
  • Nozzles 225a and 225b are arranged, for example, in line symmetry with nozzle 223 at the center.
  • At least a portion of the upstream heater 228a is arranged parallel to the extension direction of the nozzle 223 and the nozzles 225a and 225b. At least a portion of the upstream heater 228b is arranged along the arrangement direction of the distribution section 222. In this way, a low temperature can be maintained even inside the nozzle and the distribution section.
  • a heater control unit 228 is electrically connected to the upstream heater 228. Specifically, a heater control unit 228c is connected to the upstream heater 228a, and a heater control unit 228d is connected to the upstream heater 228b. By controlling the heater control units 228c and 228d, it is possible to control the on/off state of the heater 228 and the heating temperature. Note that, although the description has been given using two heater control units 228c and 228d here, this is not limiting, and as long as the desired temperature control is possible, one heater control unit or three or more heater control units may be used. Note that the upstream heater 228 is also referred to as a second heater.
  • the upstream heater 228 is removable, and can be removed from the gas supply system 212 and the housing 227 beforehand when the gas supply system 212 and the housing 227 are to be separated. It may also be fixed to each location, and when the gas supply system 212 and the housing 227 are to be separated, the gas supply system 212 and the housing 227 may be separated while remaining fixed to the gas supply system 212 and the housing 227.
  • a metal cover 212a made of metal, for example, may be provided between the upstream heater 228a and the housing 227.
  • the metal cover 212a By providing the metal cover 212a, the heat generated from the upstream heater 228a can be efficiently supplied to the inside of the housing 227.
  • the housing 227 is made of quartz, there is a concern about heat loss, but by providing the metal cover 212a, heat loss can be suppressed. Therefore, excessive heating is not necessary, and the power supply to the heater 228 can be suppressed.
  • a metal cover 212b may be provided between the upstream heater 228b and the housing that constitutes the gas supply system 212. By providing the metal cover 212b, the heat generated from the upstream heater 228b can be efficiently supplied to the distribution section. Therefore, the power supply to the upstream heater 228 can be suppressed.
  • the upstream straightening section 214 has a housing 227 and a partition plate 226.
  • the portion of the partition plate 226 that serves as a partition extends horizontally so that it is at least larger than the diameter of the substrate S.
  • the horizontal direction here refers to the direction of the side wall of the housing 227.
  • a plurality of partition plates 226 are arranged vertically within the housing 227.
  • the partition plates 226 are fixed to the side wall of the housing 227 and are configured so that the gas does not move beyond the partition plate 226 to the adjacent area below or above. By preventing the gas from moving beyond the partition plate 226, the gas flow described below can be reliably formed.
  • the partition plates 226 are continuous structures without holes. Each partition plate 226 is provided at a position corresponding to the substrate S. Nozzles 223 and nozzles 225a and 225b are provided between the partition plates 226 and between the partition plates 226 and the housing 227. In other words, at least nozzles 223 and nozzles 225a and 225b are provided for each partition plate 226.
  • each partition plate 226 and the nozzle 223 disposed above it be the same.
  • the nozzle 223 and the partition plate 226 or housing 227 disposed below it are configured to be disposed at the same height. In this way, the distance from the tip of the nozzle 223 to the partition plate 226 can be made the same, so that the resolution on the substrate S can be made uniform across multiple substrates.
  • partition plate 226 is extended horizontally and has a continuous structure with no holes, the main gas flow is restricted from moving vertically and moves horizontally. Therefore, the pressure loss of the gas reaching each substrate S can be made uniform in the vertical direction.
  • the diameter of the blowing holes 222c provided in the distribution section 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 straightening section 215 is configured so that when the substrate S is supported on the substrate support section 300, the ceiling is higher than the position of the topmost substrate S, and the bottom is lower than the position of the bottommost substrate S on the substrate support section 300.
  • the downstream straightening section 215 has a housing 231 and a partition plate 232.
  • the portion of the partition plate 232 that faces the substrate S extends horizontally so that it is at least larger than the diameter of the substrate S.
  • the horizontal direction here refers to the side wall direction of the housing 231.
  • multiple partition plates 232 are arranged in the vertical direction.
  • the partition plate 232 is fixed to the side wall of the housing 231 and is configured so that the gas does not move beyond the partition plate 232 to adjacent areas below or above. By preventing the gas from moving beyond the partition plate 232, the gas flow described below can be reliably formed.
  • a flange 233 is provided on the side of the housing 231 that comes into contact with the gas exhaust system 213.
  • the partition plate 232 has a continuous structure without holes.
  • the partition plates 232 are provided at positions corresponding to the substrates S, and at positions corresponding to the partition plates 226. It is desirable that the corresponding partition plates 226 and partition plates 232 have the same height. Furthermore, when processing the substrates S, it is desirable to align the height of the substrates S with the height of the partition plates 226 and 232.
  • the gas supplied from each nozzle forms a flow passing over the partition plate 226, the substrate S, and the partition plate 232, as shown by the arrows in the figure.
  • the partition plate 232 is extended horizontally and has a continuous structure without holes. With this structure, the pressure loss of the gas exhausted from each substrate S can be made uniform. Therefore, the gas flow of the gas passing through each substrate S is formed horizontally toward the gas exhaust system 213 while the vertical flow is suppressed.
  • the pressure loss can be made uniform in the vertical direction upstream and downstream of each substrate S, so that a horizontal gas flow can be reliably formed with vertical flow suppressed across the partition plate 226, over the substrate S, and across the partition plate 232.
  • the gas exhaust system 213 is provided downstream of the downstream straightening section 215.
  • the gas exhaust system 213 is mainly composed of a housing 241 and a gas exhaust pipe connection section 242.
  • a flange 243 is provided on the housing 241 on the downstream straightening section 215 side.
  • Gas exhaust system 213 communicates with the space of downstream straightening section 215.
  • Housings 231 and 241 have a continuous height structure.
  • the ceiling of housing 231 is configured to be at the same height as the ceiling of housing 241, and the bottom of housing 231 is configured to be at the same height as the bottom of housing 241.
  • Gas that has passed through the downstream straightening section 215 is exhausted from the exhaust hole 244.
  • the gas exhaust structure does not have a configuration such as a partition plate, a gas flow including a vertical direction is formed toward the gas exhaust hole.
  • the transfer chamber 217 is installed at the bottom of the reaction tube 210 via a manifold 216.
  • a vacuum transfer robot (not shown) places (mounts) the substrate S on a substrate holder (hereinafter, sometimes simply referred to as a boat) 300, and the vacuum transfer robot removes the substrate S from the substrate holder 300.
  • the inside of the transfer chamber 217 can accommodate the substrate holder 300, the partition plate support part 310, and the vertical drive mechanism part 400 which constitutes the first drive part that drives the substrate holder 300 and the partition plate support part 310 (collectively referred to as the substrate holder) in the vertical and rotational directions.
  • the substrate holder 300 is shown raised by the vertical drive mechanism part 400 and stored in the reaction tube.
  • the substrate support section is composed of at least a substrate holder 300, and transfers the substrate S by a vacuum transfer robot through a substrate entrance 149 inside the transfer chamber 217, and transfers the transferred substrate S into the reaction tube 210 to perform a process of forming a thin film on the surface of the substrate S.
  • the substrate support section may also include a partition plate support section 310.
  • the partition plate support section 310 has multiple disk-shaped partition plates 314 fixed at a predetermined pitch to posts 313 supported between a base 311 and a top plate 312.
  • the substrate holder 300 has multiple support rods 315 supported on the base 311, and is configured such that multiple substrates S are supported at predetermined intervals by the multiple support rods 315.
  • a number of substrates S are placed at predetermined intervals by a number of support rods 315 supported by a base 311.
  • the substrates S supported by the support rods 315 are separated by disk-shaped partition plates 314 fixed (supported) at predetermined intervals to posts 313 supported by a partition plate support section 310.
  • the partition plates 314 are positioned on either the top or bottom of the substrates S, or on both.
  • the predetermined spacing between the multiple substrates S placed on the substrate holder 300 is the same as the spacing between the top and bottom of the partition plate 314 fixed to the partition plate support portion 310.
  • the diameter of the partition plate 314 is formed to be larger than the diameter of the substrates S.
  • the boat 300 supports multiple substrates S, for example five substrates S, in multiple stages in the vertical direction using multiple support rods 315.
  • the base 311 and multiple support rods 315 are formed of a material such as quartz or SiC. Note that, although an example in which five substrates S are supported on the boat 300 is shown here, this is not limiting. For example, the boat 300 may be configured to be able to support approximately 5 to 50 substrates S.
  • the partition plate 314 of the partition plate support portion 310 is also called a separator.
  • the partition plate support part 310 and the substrate holder 300 are driven by the vertical drive mechanism part 400 in the vertical direction between the reaction tube 210 and the transfer chamber 217, and in the rotational direction around the center of the substrate S supported by the substrate holder 300.
  • the vertical drive mechanism 400 constituting the first drive section is equipped with a vertical drive motor 410 as a drive source, a rotation drive motor 430, and a boat lifting mechanism 420 equipped with a linear actuator as a substrate holder lifting mechanism that drives the substrate holder 300 in the vertical direction.
  • a fourth gas source 252 a mass flow controller (MFC) 253 which is a flow rate controller (flow rate control section), and a valve 254 which is an on-off valve are provided in the gas supply pipe 251 in this order from the upstream direction.
  • the fourth gas source 252 is a gas source of a fourth gas which is, for example, a source gas.
  • the fourth gas supply system 250 (also called the raw gas supply system) 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 inlet pipe 222b of the distribution section 222.
  • a gas supply pipe 255 is connected to the supply pipe 251 downstream of the valve 254.
  • the gas supply pipe 255 is provided with, in order from the upstream direction, an inert gas source 256, an MFC 257, and a valve 258 which is an on-off valve.
  • the third inert gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 255, the MFC 257, and the valve 258.
  • the inert gas supplied from the inert gas source 256 acts as a purge gas that purges gas remaining in the reaction tube 210.
  • the third inert gas supply system may be added to the fourth gas supply system 250.
  • the gas supply pipe 261 is provided with, in order from the upstream direction, a first gas source 262, an MFC 263 which is a flow rate controller (flow rate control section), and a valve 264 which is an on-off valve.
  • the gas supply pipe 261 is connected to an inlet pipe 224e of the distribution section 224a.
  • the first gas source 262 is a gas source of a first gas which is, for example, a reactive gas.
  • the first 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 downstream 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 that order from the upstream direction. Inert gas is supplied from the inert gas source 266.
  • the first inert gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 265, the MFC 267, and the valve 268.
  • the inert gas supplied from the inert gas source 266 acts as a purge gas that purges gas remaining in the reaction tube 210.
  • the first inert gas supply system may be added to the first gas supply system 260.
  • the gas supply pipe 271 is provided with, in order from the upstream direction, a second gas source 272, an MFC 273 which is a flow rate controller (flow rate control section), and a valve 274 which is an on-off valve.
  • the gas supply pipe 271 is connected to the inlet pipe 224f of the distribution section 224b.
  • the second gas source 272 is a source of a second gas, for example a reactive gas.
  • the second gas supply system 270 is mainly composed of a gas supply pipe 271, an MFC 273, and a valve 274.
  • a gas supply pipe 275 is connected to the supply pipe 271 downstream of the valve 274.
  • the gas supply pipe 275 is provided with an inert gas source 276, an MFC 277, and a valve 278, which is an on-off valve, in that order from the upstream direction. Inert gas is supplied from the inert gas source 276.
  • the second inert gas supply system is mainly composed of the gas supply pipe 275, the MFC 277, and the valve 278.
  • the inert gas supplied from the inert gas source 276 acts as a purge gas that purges gas remaining in the reaction tube 210.
  • the second inert gas supply system may be added to the second gas supply system 270.
  • the gas may collide with the obstruction, causing an increase in partial pressure. This may then cause the gas to decompose excessively. In this case, not only will gas consumption increase, but the amount of undecomposed gas supplied to the recesses will decrease, and as a result, the desired step coverage may not be achieved.
  • An exhaust system 280 for exhausting the atmosphere in the reaction tube 210 has an exhaust pipe 281 communicating with the reaction tube 210 , and is connected to the housing 241 via an exhaust pipe connection part 242 .
  • a vacuum pump 284 serving as a vacuum exhaust device is connected to the exhaust pipe 281 via a valve 282 serving as an on-off valve and an APC (Auto Pressure Controller) valve 283 serving as a pressure regulator (pressure adjustment unit), and is configured to be able to evacuate the reaction tube 210 to a predetermined pressure (degree of vacuum).
  • the vacuum pump 284 may be included in the exhaust system.
  • the exhaust system 280 is also called a processing chamber exhaust system.
  • the substrate processing apparatus 200 has a controller 600 that controls the operation of each part of the substrate processing apparatus 200.
  • the controller 600 is shown in outline in FIG. 7.
  • the controller 600 which is a control unit (control means), is configured as a computer equipped with 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. Data is sent and received within the substrate processing apparatus 200 according to instructions from a send/receive instruction unit 606, which is also one of the functions of the CPU 601.
  • the controller 600 is provided with a network transceiver 683 that is connected to the higher-level device 670 via a network.
  • the network transceiver 683 is capable of receiving information about the processing history and processing schedule of the substrate S stored in the pod 111 from the higher-level device.
  • the storage unit 603 is composed of, for example, a flash memory, a hard disk drive (HDD), etc.
  • the storage unit 603 stores readable data such as a control program that controls the operation of the substrate processing apparatus and a process recipe that describes the procedures and conditions for substrate processing.
  • the process recipe functions as a program, which is a combination of steps in the substrate processing process described below that are executed by the controller 600 to obtain a predetermined result.
  • the process recipe and control program will be collectively referred to as simply a program.
  • the word program may include only the process recipe, only the control program, or both.
  • the RAM 602 is configured as a memory area (work area) in which programs and data read by the CPU 601 are temporarily stored.
  • the I/O port 604 is connected to each component of the substrate processing apparatus 200.
  • the CPU 601 is configured to read and execute a control program from the memory unit 603, and to read a process recipe from the memory unit 603 in response to an input of an operation command from the input/output device 681.
  • the CPU 601 is configured to be able to control the substrate processing apparatus 200 in accordance with the contents of the read process recipe.
  • the CPU 601 has a transmission/reception instruction unit 606.
  • the controller 600 can be configured by installing the program in the computer using an external storage device (e.g., 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) 682 in which the above-mentioned program is stored (recorded).
  • the means for supplying the program to the computer is not limited to supplying it via the external storage device 682.
  • the program may be supplied without going through the external storage device 682 by using a 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 are collectively referred to simply as recording media. In this specification, when the term recording medium is used, it may include only the storage unit 603 alone, only the external storage device 682 alone, or both.
  • Figures 8(a) to 8(c) are explanatory views of the gas nozzle 220, with Figure 8(a) being a plan view of the gas nozzle 220 and Figures 8(b) and 8(c) being front views of the gas nozzle 220.
  • the gas nozzles 220 are arranged in a direction parallel to the surface of the substrate S, and are configured to extend from the outside of the reaction tube 210 into the inside of the reaction tube 210. Furthermore, multiple gas nozzles 220 are arranged in the vertical direction to correspond to each of the multiple substrates S supported by the substrate holder 300. That is, the gas nozzles 220 are provided in the storage section 290 in multiple stages along the direction in which the substrates S are loaded, and are arranged between the partition plates 226 and between the partition plates 226 and the housing 227 in accordance with the vertical spacing of the multiple substrates S. This configuration makes it possible to process multiple substrates S individually and at the same time.
  • Each of the multiple gas nozzles 220 is provided with a nozzle 223 and nozzles 225a and 225b on either side of it, positioned side-by-side, as shown in FIG. 8(a).
  • each of the gas nozzles 220 is provided with a mixing section 295 at the tip side (the reaction tube 210 side for processing the substrate S) of the nozzles 223, 225a, 225b, which mixes the first gas and the second gas introduced from the nozzles 225a and 225b.
  • the nozzles 225a and 225b are connected to a mixed gas outlet 225d through the mixing section 295, which ejects a mixed gas of the first gas and the second gas.
  • the mixed gas of the first gas and the second gas mixed in the mixing section 295 is ejected from the mixed gas outlet 225d toward the substrate S supported by the substrate holder 300.
  • a gas holding section 296 through which the third gas and the fourth gas introduced from the nozzle 223 pass (temporarily holds them) is provided. Since the mixing section 295 is provided at a position separate from the nozzle 223, the third gas and the fourth gas introduced into the nozzle 223 do not move to the mixing section 295, and the third gas and the fourth gas are not mixed with the first gas and the second gas in the mixing section 295.
  • the tip side of the gas holding section 296 (the reaction tube 210 side for processing the substrate S) is connected to the third gas outlet 223b via the third gas branch path 223a.
  • the third gas supplied through the nozzle 223 is ejected from the third gas outlet 223b toward the substrate S supported by the substrate holder 300.
  • the mixed gas outlet 225d and the third outlet 223b are both provided on the end face of the gas nozzle 220.
  • the mixed gas outlet 225d is provided on the lower side in the vertical direction (i.e., the direction perpendicular to the surface of the substrate S.
  • this direction will be simply referred to as the "vertical direction"
  • the third outlet 223b is provided on the upper side in the vertical direction. Therefore, the mixed gas outlet 225d will eject the mixed gas of the first gas and the second gas on the lower side in the vertical direction, and the third outlet 223b will eject the third gas on the upper side in the vertical direction.
  • the nozzles 225a, 225b, the mixing section 295, and the mixed gas outlet 225d constitute a mixed gas supply flow path that supplies a mixed gas of the first gas and the second gas to the vertically downward side.
  • the tip sides of the nozzles 225a, 225b are each configured to bend vertically downward near the mixing section 295, thereby forming a mixed gas supply flow path that supplies a mixed gas of the first gas and the second gas to the vertically downward side.
  • the nozzle 223, the third gas branch path 223a, and the third outlet 223b constitute a third gas supply flow path that supplies a third gas to the vertically upward side.
  • the third gas branch passage 223a constituting the third gas supply flow path is formed so as to branch the gas flow from the nozzle 223 into multiple (e.g., three) flows, as shown in FIG. 8(a).
  • multiple (e.g., three) third nozzles 223b are provided along a direction perpendicular to the vertical direction (hereinafter, this direction will be simply referred to as the "horizontal direction") (i.e., positioned side-by-side) as shown in FIG. 8(b) and FIG. 8(c). All of the multiple third nozzles 223b have the same shape, and are formed, for example, in a circular shape.
  • the mixed gas outlet 225d opens horizontally to the substrate S, and may be configured, for example, as shown in FIG. 8(b) with a single slit shape (horizontally elongated shape) whose longitudinal direction extends horizontally. It may also be configured, for example, as shown in FIG. 8(c) with multiple circular holes arranged horizontally.
  • the pressure inside the transfer chamber 217 is set to the same level as 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 to a vacuum level.
  • the heater 282 may be operated in parallel with this process. Specifically, the heater 282a and the heater 282b may be operated separately. When the heater 282 is operated, it is operated at least during the membrane treatment process 208 described below.
  • the substrate holder 300 waits in the transfer chamber 217, and the substrates S are transferred to the substrate holder 300.
  • the vacuum transfer robot is retreated to the housing 141, and the substrate holder 300 is raised to move the substrates S into the reaction tube 210.
  • the surface of the substrate S is positioned so that it is aligned with the height of the partition plates 226 and 232.
  • the pressure inside the reaction tube 210 is controlled to be a predetermined pressure, and the heater 211 is controlled to maintain the processing temperature at a predetermined temperature.
  • step a a source gas as a fourth gas is supplied to the substrate S in the reaction tube 210 .
  • valve 254 is opened to allow the fourth gas to flow into gas supply pipe 251.
  • the flow rate of the fourth gas is adjusted by MFC 253, and the fourth gas is supplied into reaction tube 210 via nozzle 223, and then exhausted.
  • the fourth gas is supplied to substrate S from the side of substrate S (fourth gas supply).
  • valves 268 and 278 are opened to supply an inert gas into reaction tube 210 via nozzles 255a and 255b, respectively.
  • the processing conditions in this step are as follows: Treatment temperature: 250 to 550°C, preferably 400 to 500°C Treatment pressure: 100 to 4000 Pa, preferably 100 to 1000 Pa Fourth gas supply flow rate: 0.1 to 3 slm Fourth gas supply time: 1 to 100 seconds, preferably 1 to 30 seconds Inert gas supply flow rate (per gas supply pipe): 0 to 10 slm Examples are given below.
  • the process temperature means the temperature of the substrate S or the temperature inside the reaction tube 210
  • the process pressure means the pressure inside the reaction tube 210.
  • a gas supply flow rate of 0 slm means that the gas is not supplied.
  • a Si-containing layer containing Cl is formed on the top surface of the substrate S as a base.
  • the Si-containing layer containing Cl is formed by physical adsorption or chemical adsorption of molecules of the chlorosilane-based gas, physical adsorption or chemical adsorption of molecules of a substance formed by decomposition of a part of the chlorosilane-based gas, deposition of Si due to thermal decomposition of the chlorosilane-based gas, etc. on the top surface of the substrate S.
  • the Si-containing layer containing Cl may be an adsorption layer (physical adsorption layer or chemical adsorption layer) of molecules of the chlorosilane-based gas or molecules of a substance formed by decomposition of a part of the chlorosilane-based gas, or a deposition layer of Si containing Cl.
  • the Si-containing layer containing Cl is also simply referred to as a Si-containing layer.
  • the inert gas when the fourth gas is supplied to the substrate S, the inert gas is supplied from the mixed gas outlets 225d extending horizontally (arranged horizontally), which assists in spreading the fourth gas to the left and right, thereby enabling the fourth gas to be supplied uniformly across the surface of the substrate S.
  • the valve 254 is closed to stop the supply of the fourth gas into the reaction tube 210. Then, the reaction tube 210 is evacuated to remove gas remaining in the reaction tube 210 from the reaction tube 210 (purging). At this time, the valves 268 and 278 are kept open to supply an inert gas into the reaction tube 210.
  • the inert gas acts as a purge gas.
  • the inert gas is, for example, nitrogen (N 2 ) gas or a rare gas such as argon (Ar) gas, helium (He) gas, neon (Ne) gas, or xenon (Xe) gas. One or more of these can be used as the inert gas.
  • Step b After step a is completed, the first gas and the second gas (reaction gas) are excited into a plasma state and supplied to the substrate S in the reaction tube 210, that is, to the Si-containing layer formed on the substrate S.
  • valves 264 and 274 are opened to allow the first gas and second gas to flow into gas supply pipes 261 and 271, respectively.
  • the flow rates of the first gas and second gas are adjusted by MFCs 263 and 273, respectively, and supplied into reaction tube 210 via nozzles 255a and 255b (first gas and second gas supply).
  • the first gas and second gas supplied into reaction tube 210 are excited into a plasma state using a plasma generating unit (not shown).
  • valve 258 is opened to supply an inert gas as a third gas into reaction tube 210 via nozzle 223.
  • the processing conditions in this step are as follows: Treatment temperature: 200 to 900°C, preferably 300 to 850°C, more preferably 400 to 750°C Processing pressure: 13 to 400 Pa
  • the first gas for example, a hydrogen-containing gas
  • the second gas for example, an oxygen-containing gas
  • the first gas for example, a hydrogen-containing gas
  • the second gas for example, an oxygen-containing gas
  • the SiO layer becomes a layer containing less impurities such as Cl compared to the Si-containing layer formed in step a.
  • the first gas can be, for example, hydrogen (H 2 ) gas or deuterium ( 2 H 2 ) gas. One or more of these can be used as the first gas.
  • the second gas may be, for example, O2 gas , ozone ( O3 ) gas, hydrogen peroxide ( H2O2 ) gas, water vapor ( H2O gas), etc. One or more of these may be used as the second gas.
  • the gas nozzle 220 is provided with a mixing section 295 that mixes the first gas and the second gas introduced from the nozzle 225a and the nozzle 225b, respectively.
  • This allows the generation of oxide film formation contributing molecules such as H radicals and O radicals in the mixing section 295 before the first gas and the second gas reach the substrate S, making it possible to ensure a high film formation rate.
  • the shape of the mixed gas outlet 225d that ejects the mixed gas of the first gas and the second gas is a horizontally wide slit shape (horizontally elongated shape) or multiple round holes arranged horizontally, so that the mixed gas can be supplied uniformly across the surface of the substrate S.
  • the processing temperature is less than 200°C, the amount of H radicals and O radicals generated may be insufficient.
  • the processing temperature By setting the processing temperature at 200°C or higher, sufficient amounts of H radicals and O radicals can be generated, making it possible to form a SiO layer.
  • the processing temperature By setting the processing temperature at 300°C or higher, the above-mentioned effects can be obtained reliably.
  • the processing temperature By setting the processing temperature at 400°C or higher, the above-mentioned effects can be obtained more reliably.
  • the processing temperature exceeds 900°C, the temperature inside the reaction tube 210 may tend to rise, resulting in ignition.
  • the processing temperature By setting the processing temperature at 900°C or less, it is possible to suppress ignition.
  • the processing temperature By setting the processing temperature at 850°C or less, the above-mentioned effects can be obtained reliably.
  • the processing temperature By setting the processing temperature at 750°C or less, the above-mentioned effects can be obtained more reliably.
  • the processing pressure is 13 Pa
  • the amount of H radicals and O radicals generated may be insufficient.
  • a sufficient amount of H radicals and O radicals can be generated, making it possible to form a SiO layer.
  • the processing pressure exceeds 400 Pa, the temperature inside the reaction tube 210 may become too high and ignition may occur. By keeping the processing pressure at 400 Pa or less, it is possible to suppress ignition.
  • the first gas and the second gas are mixed in the mixing section 295 immediately before being supplied to the substrate S. This shortens the residence time of the mixed gas even when the inside of the reaction tube 210 is at high temperature and pressure, thereby preventing ignition inside the reaction tube 210.
  • the supply flow rate ratio of the first gas to the second gas (flow rate of the second gas/flow rate of the first gas) is less than 0.2, the amount of H radicals and O radicals generated may be insufficient.
  • the ratio of the flow rate of the second gas to the flow rate of the first gas is 0.2 or more, a sufficient amount of H radicals and O radicals can be generated, making it possible to form a SiO layer.
  • this ratio is set to 0.5 or more, the above-mentioned effect can be obtained reliably.
  • this ratio By setting this ratio to 1.0 or more, the above-mentioned effect can be obtained more reliably.
  • the temperature inside the reaction tube 210 may become too high, resulting in ignition.
  • the ratio to 30 or less it is possible to suppress ignition.
  • the ratio to 20 or less the above-mentioned effects can be obtained reliably.
  • the ratio to 10 or less the above-mentioned effects can be obtained more reliably.
  • valves 264 and 274 are closed to stop the supply of the first gas and the second gas into the reaction tube 210.
  • the supply of RF power to the electrodes (not shown) is stopped.
  • gases remaining in the reaction tube 210 are removed from the reaction tube 210 by a process procedure similar to the purging in step a (purging).
  • a film of a predetermined thickness for example a silicon oxide film (SiO film) of a predetermined thickness
  • SiO film silicon oxide film
  • the processed substrate S is carried out of the transfer chamber 217 in the reverse order to the above-mentioned substrate carrying-in step.
  • gas flow is described as horizontal above, it is sufficient that the main gas flow is generally horizontal, and the gas flow may be diffused vertically as long as it does not affect the uniform processing of multiple substrates.
  • the multiple gas nozzles 220 are arranged in a direction parallel to the surface of the substrate S, extend from the outside of the reaction tube 210 to the inside of the reaction tube 210, and include a nozzle 225a for introducing a first gas, a nozzle 225b for introducing a second gas, and a mixing section 295 for mixing the first gas and the second gas.
  • the mixed gas ejected from the multiple gas nozzles 220 configured in this manner can each be introduced parallel to the surface of the substrate S. This makes it possible to suppress variations in the heating temperature of the mixed gas and to match the heating conditions, thereby making it possible to uniform the film formation process between substrates.
  • a mixing section 295 for mixing the first gas and the second gas inside the gas nozzle 220 which is arranged in a direction parallel to the surface of the substrate S and configured to extend from the outside of the reaction tube 210 into the inside of the reaction tube 210, it is possible to supply a mixed gas of the first gas and the second gas to the substrate S.
  • oxide film formation contributing molecules such as H radicals and O radicals before they reach the substrate S, thereby improving the film formation rate.
  • the mixing section 295 which is equipped with a mixed gas outlet 225d for ejecting a mixed gas of the first gas and the second gas, is provided on the side of the reaction tube 210 where the substrate S is processed, thereby shortening the residence time of the mixed gas in the reaction tube 210. This makes it possible to prevent the occurrence of a fire even if the reaction tube 210 is exposed to high temperatures and high pressures.
  • the gas nozzle 220 is equipped with a nozzle 223 that introduces an inert gas as a third gas.
  • the inert gas is supplied from the nozzle 223, thereby preventing the first gas and the second gas from flowing back into the nozzle 223.
  • Nozzle 223 is disposed between nozzle 225a and nozzle 225b.
  • a raw material gas is supplied as the fourth gas from nozzle 223
  • an inert gas can be supplied from nozzles 225a and 225b to assist in the supply of the fourth gas widely in the left-right direction.
  • the mixed gas outlet 225d opens horizontally to the substrate S and is configured as a single slit shape (horizontally elongated shape) whose longitudinal direction extends horizontally, or multiple holes arranged horizontally, so that a film can be formed uniformly on the surface of the substrate S without generating vortexes.
  • the mixed gas outlet 225d is an example in which multiple slit-shaped or circular holes are arranged horizontally, but the present disclosure is not limited to this.
  • the mixed gas outlet 225d may be an example in which multiple triangular or polygonal holes are arranged horizontally.
  • a film is formed on the substrate S using a first gas, a second gas, and a fourth gas in the film formation process performed by the substrate processing apparatus, but the present disclosure is not limited to this.
  • other types of thin films may be formed using other types of gases as the processing gas used in the film formation process.
  • the fourth gas has been described using HCDS gas as an example, but the fourth gas is not limited to HCDS gas as long as it contains silicon and has a Si-Si bond.
  • HCDS gas tetrachlorodimethyldisilane ((CH 3 ) 2 Si 2 Cl 4 , abbreviated as TCDMDS) or dichlorotetramethyldisilane ((CH 3 ) 4 Si 2 Cl 2 , abbreviated as DCTMDS) may be used.
  • reaction state of the mixed gas of the first gas and the second gas can be changed by changing the volume of the mixing section 295, so that the desired mixed gas can be supplied relatively easily.
  • a film formation process is given as an example of a process performed by a substrate processing apparatus, but the present disclosure is not limited to this.
  • the present disclosure can be applied to other substrate processing such as annealing, diffusion, oxidation, nitridation, and lithography, in addition to film formation, as long as the processing is performed by supplying gas to the substrate to be processed.
  • the present disclosure can be applied to other substrate processing apparatuses, such as annealing processing apparatuses, etching apparatuses, oxidation processing apparatuses, nitridation processing apparatuses, exposure apparatuses, coating apparatuses, drying apparatuses, heating apparatuses, and processing apparatuses that use plasma.
  • the present disclosure may also include a mixture of these apparatuses. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of the above-mentioned embodiment with other configurations.
  • the recipes used for each process are preferably prepared individually according to the process content and stored in the storage device 603 via an electric communication line or an external storage device 682. Then, when starting each process, it is preferable for the CPU 601 to appropriately select an appropriate recipe from the multiple recipes stored in the storage device 603 according to the process content. This makes it possible to reproducibly form films of various film types, composition ratios, film qualities, and thicknesses using a single substrate processing device. It also reduces the burden on the operator and makes it possible to quickly start each process while avoiding operating errors.
  • the above-mentioned recipes do not necessarily have to be created from scratch, but may be prepared, for example, by modifying an existing recipe that has already been installed in the substrate processing apparatus.
  • the modified recipe may be installed in the substrate processing apparatus via an electric communication line or a recording medium on which the recipe is recorded.
  • an existing recipe that has already been installed in the substrate processing apparatus may be directly modified by operating the input/output device 122 provided in the existing substrate processing apparatus.
  • examples have been described in which a film is formed using a batch-type substrate processing apparatus that processes multiple substrates at a time.
  • the present disclosure is not limited to the various aspects and modifications described above, and can be suitably applied, for example, to cases in which a film is formed using a single-wafer substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time.
  • examples have been 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 various aspects and modifications described above, and can be suitably applied, for example, to cases in which a film is formed using a substrate processing apparatus having a cold-wall type processing furnace.
  • each process can be performed using the same process procedures and conditions as those in the various aspects and modified examples described above, and the same effects as those in the various aspects and modified examples described above can be obtained.
  • processing procedures and processing conditions in this case can be, for example, the same as the processing procedures and processing conditions in the various aspects and modifications described above.

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Abstract

複数の基板を保持する基板保持具を収容する処理室と、前記基板の表面に対して平行な方向に配置され、前記処理室の外側から前記処理室の内部に伸び、第１ガスを導入する第１ガス導入部と、第２ガスを導入する第２ガス導入部と、前記第１ガスと前記第２ガスとを混合する混合部と、を備える複数のガス供給部と、前記処理室の側方で前記基板の表面に平行な方向に延びて配置され、前記複数のガス供給部を収容する収容部と、を有する技術が提供される。

Description

基板処理装置、ガス供給構造、半導体装置の製造方法、およびプログラム
　本開示は、基板処理装置、ガス供給構造、半導体装置の製造方法、およびプログラムに関する。
　半導体装置の製造工程の一工程として、例えば、複数のガスを混合した混合ガスを供給することにより、処理容器内に収容した基板の表面上に膜を形成する工程が行われることがある（例えば、特許文献１）。
特開２０１１－１８７８８４公報
　しかしながら、混合ガスを供給する際に、処理容器内に収容した基板間において、混合ガスの温度のばらつきが生じ、基板間の成膜処理が均一に行われないことがある。
　本開示は、基板間の成膜処理を均一に行うことが可能な技術を提供する。
　本開示の一態様によれば、
　複数の基板を保持する基板保持具を収容する処理室と、
　前記基板の表面に対して平行な方向に配置され、前記処理室の外側から前記処理室の内部に伸び、第１ガスを導入する第１ガス導入部と、第２ガスを導入する第２ガス導入部と、前記第１ガスと前記第２ガスとを混合する混合部と、を備える複数のガス供給部と、
　前記処理室の側方で前記基板の表面に平行な方向に延びて配置され、前記複数のガス供給部を収容する収容部と、
　を有する技術が提供される。
　本開示によれば、基板間の成膜処理を均一に行うことが可能となる。
図１は、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２は、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は、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４は、本開示の一態様に係る基板支持部を説明する説明図である。 図５は、本開示の一態様に係るガス供給系を説明する説明図である。図５（ａ）は、第３ガスと第４ガスのガス供給系を説明する説明図であり、図５（ｂ）は、第１ガスのガス供給系を説明する説明図であり、図５（ｃ）は、第２ガスのガス供給系を説明する説明図であり、 図６は、本開示の一態様に係るガス排気系を説明する説明図である。 図７は、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。 図８は、本開示の一態様に係るガスノズルの概略構成例を示す説明図である。図８（ａ）は、ガスノズルの平面図であり、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、ガスノズルの正面図である。
＜本開示の一態様＞
　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。全図面中、同一または対応する構成については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。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基板処理装置の概要構成を、図１～図８を用いて説明する。図１は基板処理装置２００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、第１ガス導入部としてのノズル２２５ａ、第２ガス導入部としてのノズル２２５ｂ、第３ガス導入部としてのノズル２２３を追記している。図２に示すように、ノズル２２３、ノズル２２５ａ，２２５ｂ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２２５ａ，２２５ｂが配されている。以下、ノズル２２５ａ，２２５ｂをまとめて、単にノズル２２５と称する場合がある。図３は、筐体２２７、ヒータ２１１、分配部との関係を説明する説明図である。ここでは説明の便宜上、分配部２２２とノズル２２３を記載し、分配部２２４ａ，２２４ｂ，ノズル２２５ａ，２２５ｂは省略している。
　続いて、具体的な内容について説明する。基板処理装置２００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、ガス供給機構としてのガス供給体系２１２と、ガス排気機構としてのガス排気体系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。
　ガス供給体系２１２は反応管２１０のガス流れ方向上流に設けられ、ガス供給体系２１２から反応管２１０にガスが供給される。ガス排気体系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体系２１３から排出される。
　反応管２１０とガス供給体系２１２との間には、ガス供給体系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、ガス供給体系２１２は上流側整流部２１４と隣接する。また、反応管２１０とガス排気体系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。
　ガス供給体系２１２を構成する筐体は金属により構成され、上流側整流部２１４の一部である筐体２２７は、石英等により構成される。ガス供給体系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、後述するガス供給体系２１２に接続される。ヒータ２１１と筐体２２７は、反応管２１０とガス供給体系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。
　ガス供給体系２１２は、反応管２１０から見て、隣接部２２７ｂよりも奥に設けられる。ガス供給体系２１２は、後述するガス供給管２６１と連通可能な分配部２２４ａ、ガス供給管２７１と連通可能な分配部２２４ｂ、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２２４ａの下流には複数のノズル２２５ａが設けられ、分配部２２４ｂの下流には複数のノズル２２５ｂ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。また、ガス供給体系２１２の隣りには、反応管２１０の側方で基板Ｓの表面に平行な方向に延び、後述するガス供給部（ガス供給構造）としてのガスノズル２２０を収容する収容部２９０が配置されている。
　各ノズル２２３，２２５ａ，２２５ｂの先端側（分配部２２２，２２４ａ，２２４ｂとの連通側とは反対側）には、後述する噴出口が設けられている。各ノズル２２３，２２５ａ，２２５ｂは、先端側の噴出口を通じて、処理空間内へのガス供給を行うようになっている。なお、各ノズル２２３，２２５ａ，２２５ｂ及びこれらに連通する噴出口は、後述するガスノズル２２０に設けられている。
　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２２４ａ，２２４ｂ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２２５ａ，２２５ｂ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、ガス供給管２６１およびガス供給管２７１は、後述するように異なる種類のガスを供給するものである。
　図３に示すように、分配部２２２には複数の吹出し孔２２２ｃが設けられる。吹出し孔２２２ｃは鉛直方向において重ならないよう設けられる。複数のノズル２２３は、分配部２２２に設けられた吹出し孔２２２ｃとそれぞれのノズル２２３内部とが連通するよう接続される。ノズル２２３は鉛直方向であって、後述する区画板２２６の間、もしくは筐体２２７と区画板２２６との間に配される。
　分配部２２２は、ノズル２２３と接続される分配構造２２２ａと、導入管２２２ｂとを備える。導入管２２２ｂは、後述するガス供給部２５０のガス供給管２５１と連通するよう構成される。
　分配構造２２２ａは、反応管２１０から見て、ヒータ２１１よりも奥側に配される。そのため、分配構造２２２ａはヒータ２１１の影響を受けにくい位置に配されている。
　ガス供給体系２１２と筐体２２７の周囲にはヒータ２１１よりも低い温度で加熱可能な上流側ヒータ２２８が設けられる。上流側ヒータ２２８は、二つのヒータ２２８ａ、２２８ｂを含むよう構成される。具体的には、筐体２２７の表面であって、ガス供給体系２１２と隣接部２２７ｂとの間の面の周囲に上流側ヒータ２２８ａが設けられる。また、ガス供給体系２１２の周囲に上流側ヒータ２２８ｂが設けられる。なお、上流側ヒータ２２８は上流側加熱部や第二加熱部とも呼ぶ。
　ここで、低温とは、例えば分配部２２２内に供給されるガスが再液化しない温度であり、更にはガスの低分解状態を維持する程度の温度である。
　分配部２２４ａは、分配部２２２と同様に、ノズル２２５ａと接続される分配構造２２４ｃと導入管２２４ｅとを備える。導入管２２４ｅは、後述するガス供給部２６０のガス供給管２６１と連通するよう構成される。分配部２２４ａとノズル２２５ａは、分配部２２４ａに設けられた孔２２４ｇとノズル２２５ａ内部とが連通するよう接続される。分配部２２４ｂも、分配部２２２と同様に、ノズル２２５ｂと接続される分配構造２２４ｄと導入管２２４ｆとを備える。導入管２２４ｆは、後述するガス供給部２７０のガス供給管２７１と連通するよう構成される。分配部２２４ｂとノズル２２５ｂは、分配部２２４ｂに設けられた孔２２４ｈとノズル２２５ｂ内部とが連通するよう接続される。ノズル２２５ａ，２２５ｂは、例えばノズル２２３を中心にして、線対称の位置に配される。
　このように、供給されるガスごとに分配部及びノズルを設けることで、各ガス供給管から供給されるガスが各ガス分配部にて混合することを防止することができる。
　上流側ヒータ２２８ａの少なくとも一部の構成は、ノズル２２３、ノズル２２５ａ，２２５ｂの延伸方向と平行に配される。上流側ヒータ２２８ｂの少なくとも一部の構成は、分配部２２２の配置方向に沿って設けられる。このようにすることで、ノズル内や分配部内でも低温を維持することができる。
　上流側ヒータ２２８には、ヒータ制御部２２８が電気的に接続される。具体的には、上流側ヒータ２２８ａにはヒータ制御部２２８ｃが、上流側ヒータ２２８ｂにはヒータ制御部２２８ｄが接続される。ヒータ制御部２２８ｃ、２２８ｄを制御することで、ヒータ２２８のオン／オフや、加熱温度を制御できる。なお、ここでは二つのヒータ制御部２２８ｃ、２２８ｄを用いて説明したが、それに限るものではなく、所望の温度制御が可能であれば、一つのヒータ制御部や３個以上のヒータ制御部を用いてもよい。なお、上流側ヒータ２２８は第二ヒータとも呼ぶ。
　上流側ヒータ２２８は取り外し可能な構成であり、ガス供給体系２１２と筐体２２７を分離する際には、ガス供給体系２１２、筐体２２７から事前に取り外すことができる。また、各部位に固定しても良く、ガス供給体系２１２と筐体２２７を分離する際には、ガス供給体系２１２、筐体２２７に固定したまま、ガス供給体系２１２と筐体２２７を分離してもよい。
　上流側ヒータ２２８ａと筐体２２７との間には、カバーとしての例えば金属で構成される金属カバー２１２ａを設けても良い。金属カバー２１２ａを設けることで、上流側ヒータ２２８ａから発せられた熱を効率よく筐体２２７内に供給できる。特に、筐体２２７は石英で構成されているため熱逃げが懸念されるが、金属カバー２１２ａを設けることで、熱逃げを抑制することができる。従って、過剰に加熱する必要が無く、ヒータ２２８への電力供給を抑制することができる。
　上流側ヒータ２２８ｂとガス供給体系２１２を構成する筐体との間には、金属カバー２１２ｂを設けても良い。金属カバー２１２ｂを設けることで、上流側ヒータ２２８ｂから発せられた熱を効率よく分配部に供給できる。従って、上流側ヒータ２２８への電力供給を抑制できる。
　上流側整流部２１４は、筐体２２７と区画板２２６を有する。区画部としての区画板２２６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２２７の側壁方向を示す。区画板２２６は、筐体２２７内で鉛直方向に複数配される。区画板２２６は筐体２２７の側壁に固定され、ガスが区画板２２６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。
　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２２５ａ，２２５ｂ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２２５ａ，２２５ｂが設けられる。
　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、ガス排気体系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、ガス排気体系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。
　ガス排気体系２１３は下流側整流部２１５の下流に設けられる。ガス排気体系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。
　ガス排気体系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を基板保持具（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を基板保持具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、基板保持具３００、仕切板支持部３１０、及び基板保持具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一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。
　次に、図１、図４を用いて基板支持部の詳細を説明する。
　基板支持部は、少なくとも基板保持具３００で構成され、移載室２１７の内部で基板搬入口１４９を介して真空搬送ロボットにより基板Ｓの移し替えを行ったり、移し替えた基板Ｓを反応管２１０の内部に搬送して基板Ｓの表面に薄膜を形成する処理を行ったりする。なお、基板支持部に、仕切板支持部３１０を含めて考えても良い。
　仕切板支持部３１０は、基部３１１と天板３１２との間に支持された支柱３１３に複数枚の円板状の仕切板３１４が所定のピッチで固定されている。基板保持具３００は、基部３１１に複数の支持ロッド３１５が支持されており、この複数の支持ロッド３１５により複数の基板Ｓが所定の間隔で支持される構成を有している。
　基板保持具３００には、基部３１１に支持された複数の支持ロッド３１５により複数の基板Ｓが所定の間隔で載置されている。この支持ロッド３１５により支持された複数の基板Ｓの間は、仕切板支持部３１０に支持された支柱３１３に所定に間隔で固定（支持）された円板状の仕切板３１４によって仕切られている。ここで、仕切板３１４は、基板Ｓの上部と下部のいずれか又は両方に配置される。
　基板保持具３００に載置されている複数の基板Ｓの所定の間隔は、仕切板支持部３１０に固定された仕切板３１４の上下の間隔と同じである。また、仕切板３１４の直径は、基板Ｓの直径よりも大きく形成されている。
　ボート３００は、複数の支持ロッド３１５で、複数枚、例えば５枚の基板Ｓを鉛直方向に多段に支持する。基部３１１及び複数の支持ロッド３１５は、例えば石英やＳｉＣ等の材料で形成される。なお、ここでは、ボート３００に５枚の基板Ｓを支持した例を示すが、これに限るものでは無い。例えば、基板Ｓを５～５０枚程度、支持可能にボート３００を構成しても良い。なお、仕切板支持部３１０の仕切板３１４は、セパレータとも呼ぶ。
　仕切板支持部３１０と基板保持具３００とは、上下方向駆動機構部４００により、反応管２１０と移載室２１７との間の上下方向、及び基板保持具３００で支持された基板Ｓの中心周りの回転方向に駆動される。
　第一の駆動部を構成する上下方向駆動機構部４００は、駆動源として、上下駆動用モータ４１０と、回転駆動用モータ４３０と、基板保持具３００を上下方向に駆動する基板保持具昇降機構としてのリニアアクチュエータを備えたボート上下機構４２０を備えている。
　続いて図５（ａ）～図５（ｃ）を用いてガス供給系の詳細を説明する。
　図５（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４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４ガス源２５２は、例えば原料ガスである第４ガスのガス源である。
　主に、ガス供給管２５１、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４により、第４ガス供給系２５０（原料ガス供給系ともいう）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。
　主に、ガス供給管２５５、ＭＦＣ２５７、バルブ２５８により、第３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３不活性ガス供給系を第４ガス供給系２５０に加えてもよい。
　図５（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１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２２４ａの導入管２２４ｅに接続される。第１ガス源２６２は、例えば反応ガスである第１ガスのガス源である。
　主に、ガス供給管２６１、ＭＦＣ２６３、バルブ２６４により、第１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からは不活性ガ供給される。
　主に、ガス供給管２６５、ＭＦＣ２６７、バルブ２６８により、第１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１不活性ガス供給系を第１ガス供給系２６０に加えてもよい。
　図５（ｃ）に記載のように、ガス供給管２７１には、上流方向から順に、第２ガス源２７２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２７３、及び開閉弁であるバルブ２７４が設けられている。ガス供給管２７１は分配部２２４ｂの導入管２２４ｆに接続される。
　第２ガス源２７２は、例えば反応ガスである第２ガスのガス源である。
　主に、ガス供給管２７１、ＭＦＣ２７３、バルブ２７４により、第２ガス供給系２７０が構成される。
　供給管２７１のうち、バルブ２７４の下流側には、ガス供給管２７５が接続される。ガス供給管２７５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からは不活性ガ供給される。
　主に、ガス供給管２７５、ＭＦＣ２７７、バルブ２７８により、第２不活性ガス供給系が構成される。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、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２不活性ガス供給系を第２ガス供給系２７０に加えてもよい。
　ノズル２２３、ノズル２２５ａ，２２５ｂ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。特に、シリコンーシリコン結合を含むガスを供給するノズル２２３と基板Ｓとの間には、阻害物を配さないようにする。
　仮にガス流れを阻害する構成を配した場合、ガスが阻害物に衝突し、分圧が上昇することが考えられる。そうすると、ガスの分解が過度に促進される恐れがある。この場合、ガスの消費量が高くなる上、凹部への未分解状態のガスの供給量が減り、その結果所望のステップカバレッジを実現できない恐れがある。
　そのため、分解が促進される圧力までの上昇を抑制することを目指して、障害物を設けないようにすることが望ましい。なお、ここでは障害物を設けないと記載したが、分解が促進される圧力まで上昇しなければ、ある程度の障害が存在してもよい。
　続いて図６を用いて排気系を説明する。
　反応管２１０の雰囲気を排気する排気系２８０は、反応管２１０と連通する排気管２８１を有し、排気管接続部２４２を介して筐体２４１に接続される。
　図６に記載のように、排気管２８１には、開閉弁としてのバルブ２８２、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２８３を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２８４が接続されており、反応管２１０内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。真空ポンプ２８４を排気系に含めてもよい。排気系２８０は処理室排気系とも呼ぶ。
　続いて図７を用いてコントローラを説明する。基板処理装置２００は、基板処理装置２００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７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２００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２００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２００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（記録）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。
（２）ガス供給部（ガスノズル）の構成
　次に、各ノズル２２３，２２５ａ，２２５ｂ等が設けられるガス供給部としてのガスノズル２２０の概要構成を、図８（ａ）～図８（ｃ）を用いて説明する。図８（ａ）～図８（ｃ）はガスノズル２２０の説明図であり、図８（ａ）はガスノズル２２０の平面図であり、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、ガスノズル２２０の正面図である。
　ガスノズル２２０は、基板Ｓの表面に対して平行な方向に配置され、反応管２１０の外側から反応管２１０の内部に伸びるように構成されている。また、ガスノズル２２０は、基板保持具３００に支持される複数の基板Ｓのそれぞれに対応するように、鉛直方向に複数配されている。すなわち、ガスノズル２２０は、基板Ｓを積載する方向に沿って多段に収容部２９０内に設けられており、複数の基板Ｓの上下方向の間隔に合わせて、区画板２２６の間や区画板２２６と筐体２２７との間ごとに配置されている。このような構成にすることにより、個別にかつ一度に複数枚の基板Ｓの処理することができる。
　複数のガスノズル２２０のそれぞれには、図８（ａ）に示すように、ノズル２２３と、その両側に配されるノズル２２５ａ，２２５ｂとが、横並びの関係で位置するように設けられている。
　複数のガスノズル２２０のそれぞれには、図８（ａ）に示すように、ノズル２２３，２２５ａ，２２５ｂの先端側（基板Ｓを処理する反応管２１０側）に、ノズル２２５ａとノズル２２５ｂのそれぞれから導入された第１ガスと第２ガスとを混合する混合部２９５が設けられている。ノズル２２５ａ，２２５ｂは、混合部２９５を介して、第１ガスと第２ガスとの混合ガスを噴出する混合ガス噴出口２２５ｄと連通している。これにより、混合ガス噴出口２２５ｄからは、混合部２９５において混合された第１ガスと第２ガスとの混合ガスが、基板保持具３００に支持される基板Ｓに向けて噴出されることになる。
　また、図８（ａ）～図８（ｃ）に示すように、混合部２９５の上方かつノズル２２３の先端側（基板Ｓを処理する反応管２１０側）には、ノズル２２３から導入された第３ガスや第４ガスが通過する（一時的に保持される）ガス保持部２９６が設けられている。このように、混合部２９５はノズル２２３とは分離した位置に設けられているので、ノズル２２３に導入された第３ガスや第４ガスが、混合部２９５に移動することはなく、混合部２９５において、第３ガスや第４ガスが第１ガスや第２ガスと混合されることがない。ガス保持部２９６の先端側（基板Ｓを処理する反応管２１０側）は、第３ガス分岐路２２３ａを介して、第３噴出口２２３ｂと連通している。これにより、第３噴出口２２３ｂからは、ノズル２２３を通じて供給される第３ガスが、基板保持具３００に支持される基板Ｓに向けて噴出されることになる。
　混合ガス噴出口２２５ｄおよび第３噴出口２２３ｂは、いずれもガスノズル２２０の端面に設けられている。具体的には、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、ガスノズル２２０の端面において、混合ガス噴出口２２５ｄは、基板Ｓの積載方向である鉛直方向（すなわち、基板Ｓの表面に対する垂直方向。以下、この方向を単に「垂直方向」という。）の下方側に設けられている。これに対して、第３噴出口２２３ｂは、垂直方向の上方側に設けられている。したがって、混合ガス噴出口２２５ｄは、垂直方向の下方側で第１ガスと第２ガスとの混合ガスを噴出することになり、第３噴出口２２３ｂは、垂直方向の上方側で第３ガスを噴出することになる。
　このようなガスノズル２２０において、ノズル２２５ａ，２２５ｂ、混合部２９５および混合ガス噴出口２２５ｄは、垂直方向の下方側に第１ガスと第２ガスとの混合ガスを供給する混合ガス供給流路を構成することになる。ノズル２２５ａ，２２５ｂの先端側は、それぞれ混合部２９５近傍において、垂直下方に折れ曲がるように構成されていることにより、垂直方向の下方側に第１ガスと第２ガスとの混合ガスを供給する混合ガス供給流路を構成することができる。また、ノズル２２３、第３ガス分岐路２２３ａおよび第３噴出口２２３ｂは、垂直方向の上方側に第３ガスを供給する第３ガス供給流路を構成することになる。
　第３ガス供給流路を構成する第３ガス分岐路２２３ａは、図８（ａ）に示すように、ノズル２２３からのガスの流れを複数（例えば三つ）に分岐するように形成されている。これにより、第３噴出口２２３ｂは、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、垂直方向との直交方向（以下、この方向を単に「水平方向」という。）に沿って（すなわち横並びの関係で位置するように）複数（例えば三つ）が設けられることになる。複数の第３噴出口２２３ｂは、いずれも同形状を有しており、例えば円形状に形成されている。
　混合ガス噴出口２２５ｄは、基板Ｓに対して、水平方向に開口しており、例えば、図８（ｂ）に示すように、長手方向が水平方向に延びる一つのスリット形状（横長形状）により構成されてもよい。また、例えば、図８（ｃ）に示すように、水平方向に配列された複数の円形状の孔により構成されてもよい。
（３）半導体装置製造工程（基板処理工程）の手順
　次に、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２００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３ガスと、第１ガスおよび第２ガスと、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説明する。
（移載室圧力調整工程）
　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。
（基板搬入工程）
　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。
　このとき基板保持具３００は移載室２１７中に待機され、基板Ｓは基板保持具３００に移載される。所定枚数の基板Ｓが基板保持具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、基板保持具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。
（加熱工程）
　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、処理温度が所定の温度となるようにヒータ２１１を制御する。
（膜処理工程）
　膜処理工程Ｓ２０８では、次のステップａ，ｂを順次実行する。
［ステップａ］
　ステップａでは、反応管２１０内の基板Ｓに対して第４ガスとしての原料ガスを供給する。
　具体的には、バルブ２５４を開き、ガス供給管２５１内へ第４ガスを流す。第４ガスは、ＭＦＣ２５３により流量調整され、ノズル２２３を介して反応管２１０内へ供給され、その後排気される。このとき、基板Ｓの側方から、基板Ｓに対して第４ガスが供給される（第４ガス供給）。このとき、バルブ２６８，２７８を開き、ノズル２５５ａ，２５５ｂのそれぞれを介して反応管２１０内へ不活性ガスを供給する。
　本ステップにおける処理条件としては、
　処理温度：２５０～５５０℃、好ましくは４００～５００℃
　処理圧力：１００～４０００Ｐａ、好ましくは１００～１０００Ｐａ
　第４ガス供給流量：０．１～３ｓｌｍ
　第４ガス供給時間：１～１００秒、好ましくは１～３０秒
　不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０～１０ｓｌｍ
が例示される。
　なお、本明細書における「２５０～５５０℃」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、「２５０～５５０℃」とは「２５０℃以上５５０℃以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。また、本明細書における処理温度とは基板Ｓの温度または反応管２１０内の温度のことを意味し、処理圧力とは反応管２１０内の圧力のことを意味する。また、ガス供給流量：０ｓｌｍとは、そのガスを供給しないケースを意味する。これらは、以下の説明においても同様である。
　上述の条件下で基板Ｓに対して第４ガス（原料ガス）として、例えば、クロロシラン系ガスを供給することにより、下地としての基板Ｓの最表面上に、Ｃｌを含むＳｉ含有層が形成される。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、基板Ｓの最表面への、クロロシラン系ガスの分子の物理吸着や化学吸着、クロロシラン系ガスの一部が分解した物質の分子の物理吸着や化学吸着、クロロシラン系ガスの熱分解によるＳｉの堆積等により形成される。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、クロロシラン系ガスの分子やクロロシラン系ガスの一部が分解した物質の分子の吸着層（物理吸着層や化学吸着層）であってもよく、Ｃｌを含むＳｉの堆積層であってもよい。本明細書では、Ｃｌを含むＳｉ含有層を、単に、Ｓｉ含有層とも称する。
　本態様では、基板Ｓに対して第４ガスを供給する際に、水平方向に延びる（水平方向に配列された）混合ガス噴出口２２５ｄから不活性ガスを供給することにより、第４ガスを左右に広げるようにアシストし、第４ガスを基板Ｓ面内に均一に供給することができる。
　Ｓｉ含有層が形成された後、バルブ２５４を閉じ、反応管２１０内への第４ガスの供給を停止する。そして、反応管２１０内を真空排気し、反応管２１０内に残留するガス等を反応管２１０内から排除する（パージ）。このとき、バルブ２６８，２７８を開いたままにして、反応管２１０内へ不活性ガスを供給する。不活性ガスはパージガスとして作用する。ここで、不活性ガスは、例えば窒素（Ｎ２）ガスや、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガスの希ガスが供給される。不活性ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
［ステップｂ］
　ステップａが終了した後、反応管２１０内の基板Ｓ、すなわち、基板Ｓ上に形成されたＳｉ含有層に対して第１ガスおよび第２ガス（反応ガス）をプラズマ状態に励起させて供給する。
　具体的には、バルブ２６４，２７４を開き、ガス供給管２６１，２７１内へそれぞれ第１ガス、第２ガスを流す。第１ガス、第２ガスは、それぞれＭＦＣ２６３，２７３により流量調整され、ノズル２５５ａ，２５５ｂを介して反応管２１０内へ供給される（第１ガス，第２ガス供給）。このとき、不図示のプラズマ生成部を用いて、反応管２１０内へ供給された第１ガスと第２ガスとをプラズマ状態に励起する。またこのとき、このとき、バルブ２５８を開き、ノズル２２３を介して反応管２１０内へ第３ガスとしての不活性ガスを供給する。
　本ステップにおける処理条件としては、
　処理温度：２００～９００℃、好ましくは３００～８５０℃、より好ましくは４００～７５０℃
　処理圧力：１３～４００Ｐａ
　第１ガス供給流量：０．００１～１０ｓｌｍ
　第１ガス供給時間：１０～６００秒、好ましくは１～５０秒
　第２ガス供給流量：０．００１～５ｓｌｍ
　第２ガス供給時間：１０～６００秒、好ましくは１～５０秒
　不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０～１０ｓｌｍ
　ＲＦ電力：１００～１０００Ｗ
　ＲＦ周波数：１３．５６ＭＨｚまたは２７．１２ＭＨｚ
が例示される。
　上述の条件下で基板Ｓに対して第１ガスとして、例えば水素含有ガス、第２ガスとして、例えば酸素含有ガスガスをそれそれプラズマ状態に励起させて供給することにより、基板Ｓ上に形成されたＳｉ含有層の少なくとも一部が酸化（改質）される。結果として、下地としての基板Ｓの最表面上に、ＳｉおよびＯを含む層として、シリコン酸化層（ＳｉＯ層）が形成される。ＳｉＯ層を形成する際、Ｓｉ含有層に含まれていたＣｌ等の不純物は、第１ガスと第２ガスとによるＳｉ含有層の改質反応の過程において、少なくともＣｌを含むガス状物質を構成し、反応管２１０内から排出される。これにより、ＳｉＯ層は、ステップａで形成されたＳｉ含有層に比べて、Ｃｌ等の不純物が少ない層となる。ここで、第１ガスは、例えば、水素（Ｈ２）ガスや重水素（２Ｈ２）ガス等を用いることができる。第１ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。また、第２ガスは、例えば、Ｏ２ガス、オゾン（Ｏ３）ガス、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）ガス、水蒸気（Ｈ２Ｏガス）ガス等を用いることができる。第２ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
　上述したように、ガスノズル２２０に、ノズル２２５ａとノズル２２５ｂのそれぞれから導入された第１ガスと第２ガスとを混合する混合部２９５が設けられている。これにより、第１ガスと第２ガスとが基板Ｓに到達する前に、混合部２９５内でＨラジカルやＯラジカル等の酸化膜成膜寄与分子を生成することができ、高い成膜レートを確保することが可能となる。
　上述したように、第１ガスと第２ガスとの混合ガスを噴出する混合ガス噴出口２２５ｄの形状が、水平方向に幅広いスリット形状（横長形状）や水平方向に複数並んだ丸孔に構成されていることにより、混合ガスを基板Ｓ面内に対して均一に供給することができる。
　なお、処理温度が２００℃未満となると、ＨラジカルやＯラジカルの生成量が不足する場合がある。処理温度を２００℃以上にすることにより、十分な量のＨラジカルやＯラジカルの生成することができ、ＳｉＯ層を形成することが可能となる。処理温度を３００℃以上にすることで、上述の効果が確実に得られるようになる。処理温度を４００℃以上にすることで、上述の効果をより確実に得られるようになる。
　処理温度が９００℃を超えると、反応管２１０内の温度が高温に傾き発火が発生する場合がある。処理温度を９００℃以下とすることにより、発火を抑制することが可能となる。処理温度を８５０℃以下とすることで、上述の効果が確実に得られるようになる。処理温度を７５０℃以下とすることで、上述の効果をより確実に得られるようになる。
　また、処理圧力が１３Ｐａとなると、ＨラジカルやＯラジカルの生成量が不足する場合がある。処理圧力を１３Ｐａ以上にすることにより、十分な量のＨラジカルやＯラジカルの生成することができ、ＳｉＯ層を形成することが可能となる。
　処理圧力が４００Ｐａを超えると、反応管２１０内の温度が高温に傾き発火が発生する場合がある。処理圧力が４００Ｐａ以下とすることにより、発火を抑制することが可能となる。
　本態様では、第１ガスと第２ガスとが基板Ｓに供給される直前に混合部２９５において混合される構成となっていることにより、反応管２１０内が高温高圧であっても、混合ガスの滞留時間を短くできるので、反応管２１０内の発火を防止することができる。
　また、第１ガスと第２ガスの供給流量比（第２ガスの流量／第１ガスの流量）が、０．２未満となると、ＨラジカルやＯラジカルの生成量が不足する場合がある。第１ガスの流量に対する第２ガスの流量の比を０．２以上にすることにより、十分な量のＨラジカルやＯラジカルの生成することができ、ＳｉＯ層を形成することが可能となる。当該比を０．５以上にすることで、上述の効果が確実に得られるようになる。当該比を１．０以上にすることで、上述の効果をより確実に得られるようになる。
　第１ガスの流量に対する第２ガスの流量の比が３０を超えると、反応管２１０内の温度が高温に傾き発火が発生する場合がある。当該比を３０以下とすることにより、発火を抑制することが可能となる。当該比を２０以下とすることで、上述の効果が確実に得られるようになる。当該比を１０以下とすることで、上述の効果をより確実に得られるようになる。
　ＳｉＯ層が形成された後、バルブ２６４，２７４を閉じ、反応管２１０内への第１ガスと第２ガスの供給を停止する。また、不図示の電極へのＲＦ電力の供給を停止する。そして、ステップａにおけるパージと同様の処理手順により、反応管２１０内に残留するガス等を反応管２１０内から排除する（パージ）。
［サイクルの所定回数実施］
　上述のステップａ，ｂ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所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことにより、基板Ｓの表面を下地として、この下地上に、所定の厚さの膜として、例えば、所定の厚さのシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）を形成することができる。上述のサイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成されるＳｉＯ層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、ＳｉＯ層を積層することで形成されるＳｉＯ膜の厚さが所望の厚さになるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すことが好ましい。
（基板搬出工程）
　本工程では、上述した基板搬入工程と逆の手順にて、処理済みの基板Ｓを移載室２１７の外へ搬出する。
　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。
（４）実施形態にかかる効果
　本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
（ａ）複数のガスノズル２２０は、基板Ｓの表面に対して平行な方向に配置され、反応管２１０の外側から反応管２１０の内部に伸び、第１ガスを導入するノズル２２５ａと、第２ガスを導入するノズル２２５ｂと、第１ガスと第２ガスとを混合する混合部２９５と、を備えている。このような構成の複数のガスノズル２２０から噴出される混合ガスは、それぞれ基板Ｓの表面に対して平行に導入することができる。これにより、混合ガスの加熱温度のバラつきを抑制し、加熱条件を一致させることが可能となり、基板間の成膜処理を均一にすることが可能となる。
　基板Ｓの表面に対して平行な方向に配置され、反応管２１０の外側から反応管２１０の内部に伸びるように構成されたガスノズル２２０の内部に、第１ガスと第２ガスとを混合する混合部２９５を設けることにより、第１ガスと第２ガスとの混合ガスを基板Ｓに供給することができる。このように、基板Ｓ上で第１ガスと第２ガスを混合するのではなく、第１ガスと第２ガスとの混合ガスを基板Ｓに供給することにより、基板Ｓに到達する前に、ＨラジカルやＯラジカルなどの酸化膜成膜寄与分子を生成することができるので、成膜レートを向上させることができる。
（ｂ）第１ガスと第２ガスとの混合ガスを噴出する混合ガス噴出口２２５ｄを備える混合部２９５が、基板Ｓを処理する反応管２１０側に設けられていることにより、反応管２１０における混合ガスの滞留時間を短くすることができる。これにより、反応管２１０を高温高圧にしてしまっても、発火の発生を防ぐことができる。
（ｃ）ガスノズル２２０は、第３ガスとして不活性ガスを導入するノズル２２３を備えていることにより、ノズル２２５ａ，２２５ｂから第１ガス、第２ガスが供給される際に、ノズル２２３から不活性ガスを供給することにより、ノズル２２３に第１ガス、第２ガスが逆流することを防止することができる。
（ｄ）ノズル２２３は、ノズル２２５ａとノズル２２５ｂとの間に配置されているので、例えば、ノズル２２３から第４ガスとして原料ガスを供給する際に、ノズル２２５ａ，２２５ｂから不活性ガスを供給することにより、第４ガスが左右方向に広く供給されるのをアシストすることができる。
（ｅ）混合部２９５はノズル２２３とは分離した位置に設けられているので、ノズル２２３に導入された第３ガスや第４ガスが、混合部２９５に移動することはなく、混合部２９５において、第３ガスや第４ガスが第１ガスや第２ガスと混合されることを防止することができる。
（ｆ）混合ガス噴出口２２５ｄは、基板Ｓに対して、水平方向に開口しており、長手方向が水平方向に延びる一つのスリット形状（横長形状）、または水平方向に配列された複数の孔により構成されていることにより、渦が発生することなく、基板Ｓ面内に対して均一に成膜することができる。
（ｇ）ガスノズル２２０が複数の基板Ｓの積載方向に収容部２９０に多段に設けられることにより、複数の基板Ｓのそれぞれに対するガス供給を個別に行うことができ、複数の基板Ｓのいずれについても面内均一処理が可能になる。
＜本開示の他の態様＞
　以上、本開示の態様を具体的に説明した。しかしながら、本開示は上述の態様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。
　上述した態様では、混合ガス噴出口２２５ｄがスリット形状、または円形状の孔を水平方向に複数並べた場合を例に挙げたが、本開示がこれに限られるものではない。例えば、混合ガス噴出口２２５ｄは、三角形状や多角形状に形成された孔を水平方向に複数並べて配置したものであってもよい。
　上述した態様では、基板処理装置が行う成膜処理において、基板Ｓ上に第１ガスと第２ガスと第４ガスとを用いて膜を形成する場合を例に挙げたが、本開示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。
　上述の態様では、第４ガスとしてＨＣＤＳガスを例にして説明したが、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、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。
　上述の態様では、第１ガスと第２ガスとの混合ガスを混合部２９５の容積を変更することにより、混合ガスの反応状態を変化させることができるので、所望の混合ガスを比較的容易に供給することが可能となる。
　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、本開示がこれに限定されることはない。すなわち、本開示は、処理対象の基板にガスを供給して行う処理であれば、成膜処理の他に、アニール処理、拡散処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理を行う場合にも適用できる。さらに、本開示は、他の基板処理装置、例えばアニール処理装置、エッチング装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置、プラズマを利用した処理装置等の他の基板処理装置にも適用できる。また、本開示は、これらの装置が混在していてもよい。また、上述の態様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。
　各処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置６８２を介して記憶装置６０３内に格納しておくことが好ましい。そして、各処理を開始する際、ＣＰＵ６０１が、記憶装置６０３内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各処理を迅速に開始できるようになる。
　上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更してもよい。
　上述の各種態様や各種変形例では、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。本開示は上述の各種態様や各種変形例に限定されず、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、好適に適用できる。また、上述の各種態様や各種変形例では、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。本開示は上述の各種態様や各種変形例に限定されず、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、好適に適用できる。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の各種態様や各種変形例における処理手順、処理条件と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の各種態様や各種変形例と同様の効果が得られる。
　上述の各種態様や各種変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の各種態様や各種変形例における処理手順、処理条件と同様とすることができる。
　Ｓ…基板、３００…基板保持具、２１０…反応管（処理室）、２２０…ガスノズル（ガス供給構造）、収容部…２９０、２９５…混合部、２２３，２２５ａ，２２５ｂ…ノズル

Claims (19)

  1. 　複数の基板を保持する基板保持具を収容する処理室と、
    　前記基板の表面に対して平行な方向に配置され、前記処理室の外側から前記処理室の内部に伸び、第１ガスを導入する第１ガス導入部と、第２ガスを導入する第２ガス導入部と、前記第１ガスと前記第２ガスとを混合する混合部と、を備える複数のガス供給部と、
    　前記処理室の側方で前記基板の表面に平行な方向に延びて配置され、前記複数のガス供給部を収容する収容部と、
    　を有する基板処理装置。
  2. 　前記混合部は、基板を処理する処理室側に設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記ガス供給部は、第３ガスを導入する第３ガス導入部を備える請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 　前記第３ガス導入部は、前記第１ガス導入部と前記第２ガス導入部の間に配置される請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 　前記混合部は、前記第３ガス導入部とは分離した位置に設けられる請求項３に記載の基板処理装置。
  6. 　前記ガス供給部は、前記混合部で混合されたガスを供給する混合ガス噴出口を備える請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 　前記混合ガス噴出口は、前記基板に対して、水平方向に開口している請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 　前記混合ガス噴出口は、複数の孔により構成されている請求項６に記載の基板処理装置。
  9. 　前記混合ガス噴出口は、スリット形状により構成されている請求項６に記載の基板処理装置。
  10. 　前記第１ガスは、水素含有ガスであり、
    　前記第２ガスは、酸素含有ガスである請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 　前記第３ガスは、不活性ガスである請求項３に記載の基板処理装置。
  12. 　前記第３ガス導入部に前記第３ガスとは異なる第４ガスを供給することが可能な請求項３に記載の基板処理装置。
  13. 　前記第４ガス供給する際に、前記第１ガス導入部と前記第２ガス導入部には不活性ガスを供給することが可能な請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 　前記処理室は、前記基板を複数積載して保持する基板保持具を収容する請求項１に記載の基板処理装置。
  15. 　前記基板を積載する方向に、前記ガス供給部を前記収容部に多段に収容する請求項１４に記載の基板処理装置。
  16. 　前記複数の基板の上下方向の間隔に合わせて前記複数の基板それぞれに、前記第１ガスと前記第２ガスとが混合された混合ガスを前記基板の表面に平行な方向から供給可能に前記収容部の内部に挿入され、前記反応管の外側から前記反応管の内部に伸びるように構成された前記複数のガス供給部である請求項１２に記載の基板処理装置。
  17. 　基板の表面対して平行な方向に配置され、基板を処理する処理室の外側から前記処理室の内部に伸び、第１ガスを導入する第１ガス導入部と、第２ガスを導入する第２ガス導入部と、前記第１ガスと前記第２ガスとを混合する混合部と、を備えるガス供給構造。
  18. 　複数の基板を積載して保持する基板保持具を収容する処理室と、前記基板の表面対して平行な方向に配置され、前記処理室の外側から前記処理室の内部に伸び、第１ガスを導入する第１ガス導入部と、第２ガスを導入する第２ガス導入部と、前記第１ガスと前記第２ガスとを混合する混合部と、を備える複数のガス供給部と、前記処理室の側方で前記基板の表面に平行な方向に延びて配置され、前記複数のガス供給部を収容する収容部と、を有する基板処理装置の前記処理室に前記基板保持具を収容する工程と、
    　前記複数の基板に対して前記第１ガスと前記第２ガスとを混合して供給する工程と、
    　を有する半導体装置の製造方法。
  19. 　複数の基板を積載して保持する基板保持具を収容する処理室と、前記基板の表面対して平行な方向に配置され、前記処理室の外側から前記処理室の内部に伸び、第１ガスを導入する第１ガス導入部と、第２ガスを導入する第２ガス導入部と、前記第１ガスと前記第２ガスとを混合する混合部と、を備える複数のガス供給部と、前記処理室の側方で前記基板の表面に平行な方向に延びて配置され、前記複数のガス供給部を収容する収容部と、を有する基板処理装置の前記処理室に前記基板保持具を収容する手順と、
    　前記複数の基板に対して前記第１ガスと前記第２ガスとを混合して供給する手順と、
    　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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