WO2024201596A1 - 基板処理装置、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、半導体装置の製造方法及びプログラム Download PDF

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    • H10P14/69433—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing apparatus, a method for manufacturing a semiconductor device, and a program.
  • One type of substrate processing apparatus used in the manufacturing process of semiconductor devices is, for example, a configuration in which multiple substrates are processed collectively while being held in a substrate holder, and heat transfer in the vertical direction is reduced by a heat insulating assembly disposed below the substrate holder (for example, Patent Document 1).
  • This disclosure provides technology that enables uniform processing of multiple substrates.
  • a processing chamber for processing the substrate; a first gas supply unit that supplies a first gas to a first region in the processing chamber; a second gas supply unit that supplies a second gas to a second region different from the first region in the processing chamber; a control unit configured to be able to control the first gas supply unit and the second gas supply unit to supply the second gas so as to reduce a pressure difference between the first region and the second region when the first gas is flush-supplied;
  • One aspect of the present disclosure provides a technology that enables uniform processing of multiple substrates.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1A is an explanatory diagram showing an example of a first process gas supply system according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1B is an explanatory diagram showing an example of a second process gas supply system according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1C is an explanatory diagram showing an example of an inert gas supply system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a process gas supply system in the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a controller in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a chart illustrating a specific example of a control process for supplying gas according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a chart illustrating another specific example of the control process during gas supply according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a chart illustrating yet another specific example of the control process during gas supply according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a chart illustrating yet another specific example of the control process during gas supply according to an embodiment of the present disclosure.
  • the substrate processing apparatus 10 mainly 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 vertically, a heater 211 as a heating part (furnace body) installed on the outer periphery of the reaction tube 210, a treatment gas supply structure 212 as a first gas supply part, and a gas exhaust structure 213 as an exhaust part.
  • the reaction tube 210 is also called a treatment chamber, and the space inside the reaction tube 210 is also called a treatment space.
  • the reaction tube 210 is capable of storing a substrate holder (substrate holder) 300, which will be described later.
  • the substrate holder 300 that holds the substrate S is carried into the processing chamber 201 formed by the reaction tube 210.
  • the substrate S is then processed in the processing chamber 201.
  • the processing gas supply structure 212, the inside of the reaction tube 210, and the gas exhaust structure 213 are horizontally connected.
  • the process gas supply structure 212 is provided on the side of the reaction tube 210, upstream in the gas flow direction, and gas is supplied from the process gas supply structure 212 to the process chamber 201 inside the reaction tube 210, and the gas is supplied horizontally to the substrate S.
  • the gas exhaust structure 213 is provided on the side of the reaction tube 210, downstream in the gas flow direction, and gas inside the reaction tube 210 is exhausted from the gas exhaust structure 213.
  • the gas exhaust structure 213 is disposed so as to face the process gas supply structure 212 across the reaction tube 210.
  • An upstream straightening section 214 that straightens the flow of gas supplied from the process gas supply structure 212 is provided on the upstream side of the reaction tube 210 between the reaction tube 210 and the process gas supply structure 212.
  • a downstream straightening section 215 that straightens the flow of gas exhausted from the reaction tube 210 is provided on the downstream side of the reaction tube 210 between the reaction tube 210 and the gas exhaust structure 213.
  • 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 formed of materials such as quartz or SiC. These are made of a heat-transmitting material that transmits the heat radiated from the heater 211.
  • the heat from the heater 211 heats the substrate S and the gas.
  • the heater 211 also has a resistance heater that can be controlled to turn on/off and control the heating temperature.
  • the heater 211 is disposed to the side of the processing chamber 201 and is configured to be able to heat the processing chamber 201.
  • the processing area A and the insulating area B are arranged so that they are in contact with each other within the reaction tube 210. However, this is not necessarily limited to this, and they may be separated from each other, or may be arranged so that they partially overlap each other.
  • An upstream flow straightening unit 214 is disposed between the process gas supply structure 212 and the reaction tube 210 .
  • the upstream straightening section 214 has a housing 227 and a partition plate 226.
  • the partition plate 226 extends horizontally.
  • the horizontal direction here refers to the direction of the side wall of the housing 227.
  • Multiple partition plates 226 are arranged vertically.
  • the partition plates 226 are fixed to the side wall of the housing 227 and are configured so that gas does not move beyond the partition plate 226 to the adjacent area below or above. By preventing gas from moving beyond the partition plate 226, the gas flow described below can be reliably formed.
  • Gas ejected from nozzles 223 and 224 is supplied to the surface of substrate S.
  • gas when viewed from substrate S, gas is supplied from the side of substrate S.
  • partition plate 226 extends horizontally and has a continuous structure with no holes, the main flow of gas is restricted from moving vertically and moves horizontally. Therefore, the pressure loss of the gas reaching each substrate S can be made uniform across the vertical direction.
  • a downstream straightening section 215 is disposed downstream of the reaction tube 210 in the gas flow direction, i.e., between the reaction tube 210 and the gas exhaust structure 213.
  • the downstream straightening section 215 is configured so that when the substrate S is held by the substrate holder 300, which serves as a substrate holder for holding the substrate S, the ceiling of the downstream straightening section 215 is higher than that of the substrate S arranged at the top, and the bottom of the downstream straightening section 215 is configured so that the bottom of the downstream straightening section 215 is lower than that of the substrate S arranged at the bottom of the substrate holder 300.
  • the downstream straightening section 215 has a housing 231 and a partition plate 232.
  • the partition plate 232 extends in the horizontal direction.
  • the horizontal direction here refers to the direction of the side wall of the housing 231.
  • multiple partition plates 232 are arranged in the vertical direction.
  • the partition plates 232 are fixed to the side wall of the housing 231 and are configured so that the gas does not move beyond the partition plate 232 to the adjacent area below or above. By preventing the gas from moving beyond the partition plate 232, the gas flow described below can be reliably formed.
  • the upstream straightening section 214 communicates with the space of the downstream straightening section 215 via the processing chamber 201.
  • the ceiling of the housing 227 is configured to be at the same height as the ceiling of the housing 231.
  • the bottom of the housing 227 is configured to be higher than the bottom of the housing 231.
  • the partition plates 232 are provided at positions corresponding to the respective substrates S, and at positions corresponding to the respective partition plates 226. It is desirable that the corresponding partition plates 226 and partition plates 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. With this structure, the gas supplied from each nozzle forms a horizontal flow passing over the substrate S and the partition plate 232, as shown by the arrows in the figure. With the partition plate 232 structured in this way, 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 structure 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.
  • a partition plate 226 is provided for each of the multiple substrates S, and the space partitioned by the housing 227 and the partition plate 226 is used as multiple gas supply holes that supply processing gas toward the upper surface of the substrate S.
  • a partition plate 232 is provided for each of the multiple substrates S, and the space partitioned by the housing 231 and the partition plate 232 is used as multiple second exhaust holes that connect the processing chamber 201 to the second exhaust pipe 281. In this way, by providing a gas supply hole and a second exhaust hole for each substrate S, the uniformity of processing on the multiple substrates S can be improved.
  • the gas exhaust structure 213 is provided downstream of the downstream straightening section 215.
  • the gas exhaust structure 213 is mainly composed of a housing 241 and an exhaust hole 244.
  • the gas exhaust structure 213 has a buffer section 242, which is a space where gas exhausted from the second exhaust holes of the partition plate 232 join together and is exhausted by an exhaust system 280 described later. In this way, the flow rate of the gas exhausted from each second exhaust hole is uniformed by the buffer section 242, and the uniformity of processing on multiple substrates S can be improved.
  • the exhaust hole 244 is formed on the downstream side of the housing 241, on the lower side or in the horizontal direction.
  • An exhaust pipe 281 is connected to the processing chamber 201 via the exhaust hole 244.
  • Gas exhaust structure 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.
  • the gas exhaust structure 213 is a lateral exhaust structure that is provided laterally of the reaction tube 210 and exhausts gas from the lateral direction of the substrate S.
  • the bottom surface of the housing 231 is configured so that a thermocouple 500 can be installed.
  • a thermocouple 500 By configuring the bottom of the housing 231 lower than the bottom of the housing 227 and configuring the space of the downstream rectifier 215 to be wider than the space of the upstream rectifier 214, it is possible to ensure a place to install the thermocouple 500 while preventing the inert gas supplied to the insulating section 502 and the atmosphere of the insulating region B (including reaction by-products) from flowing into the processing region A.
  • the gas flow of the gas passing through each substrate S is formed horizontally toward the gas exhaust structure 213 while the vertical flow is prevented.
  • the gas that has passed through the downstream straightening section 215 is exhausted from the exhaust hole 244.
  • the gas exhaust structure 213 does not have a configuration such as a partition plate, a gas flow including a vertical direction is formed toward the exhaust hole 244.
  • the substrate holder 300 housed in the reaction tube 210 includes a partition plate holder 310 and a base 311 .
  • a number of disk-shaped partitions 314 are fixed to the partition holder 310 at a predetermined pitch.
  • the partitions 314 are configured to hold the substrates S at predetermined intervals between them.
  • the partitions 314 are disposed directly below the substrates S, and either above or below the substrate S, or both.
  • the partitions 314 block the space between the substrates S.
  • the substrate holder 300 holds multiple substrates S stacked vertically at a predetermined interval.
  • the predetermined interval between the multiple substrates S placed on the substrate holder 300 is the same as the vertical interval between the partition plates 314 fixed to the partition plate holding section 310.
  • the diameter of the partition plate 314 is also formed to be larger than the diameter of the substrates S.
  • the substrate holder 300 holds multiple substrates S, for example five substrates S, in multiple stages in the vertical direction (perpendicular direction). By processing multiple substrates S at once in this manner, productivity can be improved. Note that, although an example in which the substrate holder 300 holds five substrates S is shown here, this is not limiting. For example, the substrate holder 300 may be configured to be able to hold approximately 5 to 50 substrates S.
  • the substrate S held by the substrate holder 300 can be placed in processing area A within the processing chamber 201, and a process of forming a thin film on the surface of the substrate S can be performed. Furthermore, inside the transfer chamber 217, the details of which will be described later, the substrate S held by the substrate holder 300 can be transferred by a vacuum transfer robot (not shown) through a substrate loading port (not shown), and the transferred substrate S can be transported into the reaction tube 210, where a process of forming a thin film on the surface of the substrate S can be performed.
  • the substrate loading port is provided, for example, in a side wall of the transfer chamber 217.
  • thermoelectric insulation part In the reaction tube 210 , below the substrate holder 300 , a heat insulating section 502 is provided.
  • the heat insulating section 502 is composed of a hollow container whose outer wall surface (i.e., the outer surface) is cylindrical, and its hollow structure allows it to function as a heat insulating member.
  • the heat insulating section 502 is supported by the support section 441.
  • the support 440 that supports the substrate holder 300 is concentrically inserted through the center of the support section 441.
  • a gas supply hole 291 is formed in the wall surface of the reaction tube 210 (i.e., the processing chamber 201) below the processing chamber 201 of the reaction tube 210 and below the upper end of the insulating part 502 on the side of the insulating part 502 when the substrate holder 300 is carried into the reaction tube 210.
  • a gas supply pipe 292 is connected to the gas supply hole 291.
  • An inert gas is supplied from the gas supply pipe 292, and the inert gas is supplied from the side of the insulating part 502 to the space between the inner wall surface of the reaction tube 210 (i.e., the processing chamber 201) and the outer surface of the insulating part 502.
  • the gas supply hole 291 and the gas supply pipe 292 are provided in the lower part of the processing chamber 201, and constitute a second gas supply part that supplies gas from the lower part of the processing chamber 201 to the insulating area B, which is the second area.
  • the gas supply hole 291 and the gas supply pipe 292 constituting the second gas supply section are provided in a position opposite the gas exhaust structure 213, which is the exhaust section, across the reaction tube 210 (i.e., the processing chamber 201).
  • the transfer chamber 217 disposed below the reaction tube storage chamber 206 is installed via a manifold 216 located at the lower part of the reaction tube 210.
  • the substrate S is placed (mounted) on a substrate holder (hereinafter, may be simply referred to as a boat) 300 by a vacuum transfer robot via a substrate carry-in port, and the substrate S is removed from the substrate holder 300 by the vacuum transfer robot.
  • the inside of the transfer chamber 217 can accommodate a vertical drive mechanism 400 that drives the substrate holder 300 and the partition plate holder 310 in the vertical direction.
  • the substrate holder 300 is shown raised by the vertical drive mechanism 400 and stored in the reaction tube 210.
  • a heat insulating section 502 is arranged below the reaction tube 210, and the heat insulating section 502 is configured to constitute a heat insulating area B provided below the processing chamber 201. This reduces heat conduction from the processing chamber 201 to the transfer chamber 217.
  • the vertical drive mechanism 400 includes a rotation drive mechanism 430 that rotates the substrate holder 300 and the partition plate holder 310 together, and a boat vertical drive mechanism 420 that drives the substrate holder 300 vertically relative to the partition plate holder 310.
  • the rotation drive mechanism 430 and the boat raising and lowering mechanism 420 are fixed to a base flange 401, which serves as a lid supported by a side plate 403 on a base plate 402.
  • An O-ring 446 is installed on the upper surface of the base flange 401, and as shown in FIG. 1, it is driven by the vertical drive motor 410 to raise the upper surface of the base flange 401 to a position where it is pressed against the transfer chamber 217, thereby keeping the inside of the reaction tube 210 airtight.
  • a hole 401a is formed in the center of the base flange 401, through which the support 440 that supports the heat insulating part 502 from below and the support part 441 that supports the substrate holder 300 from below pass.
  • a circular space is formed between the hole 401a and the support 440.
  • a gas supply pipe 701 is connected to this circular space. An inert gas is supplied from the gas supply pipe 701, and the inert gas is supplied from below the heat insulating part 502 to the upper surface of the base flange 401, the periphery of the support 440, etc.
  • the gas supply system includes a processing gas supply system that supplies gas to the processing region A, and an inert gas supply system that supplies gas to the insulating region B.
  • the processing gas supply system supplies a processing gas, which is a first gas, to the processing region A, and functions as a first gas supply section together with the processing gas supply structure 212 described above.
  • the inert gas supply system supplies an inert gas, which is a second gas, to the insulating region B, and functions as a second gas supply section together with the gas supply hole 291 and gas supply pipe 292 described above.
  • the inert gas supply system, which is the second gas supply section is provided in the lower part of the processing chamber 201, and supplies an inert gas from the lower part of the processing chamber 201.
  • the processing gas supply system includes a first processing gas supply system that supplies gas through a gas supply pipe 251, and a second processing gas supply system that supplies gas through a gas supply pipe 261.
  • a first process gas supply system 250 in the process gas supply system supplies gas to the process region A through a gas supply pipe 251.
  • the gas supply pipe 251 is provided with, 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), a valve 254 which is an opening/closing valve, a tank (hereinafter also referred to as a "first flash tank”) 259 which is a storage unit for storing gas, and a valve 275.
  • MFC mass flow controller
  • a digital gauge 251a may be connected to the gas supply pipe 251.
  • the first gas source 252 is a source of a first process gas (also called a "first element-containing gas") that contains a first element.
  • the first element-containing gas is a raw material gas, i.e., one of the process gases.
  • the first process gas supply system 250 (also called a silicon-containing gas supply section) is mainly composed of the gas supply pipe 251, the MFC 253, the valve 254, the first flash tank 259, and the valve 275.
  • the first process gas supply system 250 may also include a first gas source 252.
  • a gas supply pipe 255 is connected to the gas supply pipe 251 on the downstream side of the valve 254 and on the upstream side of the first flash tank 259.
  • the gas supply pipe 255 is provided with, in this order from the upstream direction, an inert gas source 256, an MFC 257, and a valve 258.
  • An inert gas for example, nitrogen (N 2 ) gas is supplied from the inert gas source 256.
  • the inert gas supply unit 255a 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 inert gas source 256 may be included in the inert gas supply unit 255a.
  • the inert gas supply unit 255a may be added to the first processing gas supply system 250.
  • a second process gas supply system 260 in the process gas supply system (i.e., first gas supply unit) supplies gas to the process region A through a gas supply pipe 261.
  • the gas supply pipe 261 is provided with, in order from the upstream direction, a second gas source 262, an MFC 263, a valve 264, a tank (hereinafter also referred to as a "second flash tank") 269 which is a storage unit for storing gas, and a valve 276, as shown in FIG. 2B and FIG. 3.
  • a digital gauge 261a may be connected to the gas supply pipe 261.
  • the second gas source 262 is a source of a second process gas containing a second element (hereinafter also referred to as a "second element-containing gas").
  • the second process gas is one of the process gases.
  • the second process gas may also be considered as a reaction gas or a modifying gas.
  • the second process gas supply system 260 is mainly composed of the gas supply pipe 261, the MFC 263, the valve 264, the second flash tank 269, and the valve 276.
  • the second process gas supply system 260 may also include a second gas source 262.
  • a gas supply pipe 265 is connected to the gas supply pipe 261 on the downstream side of the valve 264.
  • An inert gas source 266, an MFC 267, and a valve 268 are provided in this order from the upstream direction in the gas supply pipe 265.
  • An inert gas, for example, N2 gas is supplied from the inert gas source 266.
  • the inert gas supply unit 265a 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 inert gas source 266 may be included in the inert gas supply unit 265a.
  • the inert gas supply unit 265a may be added to the second processing gas supply system 260.
  • the inert gas supply system 270 (i.e., the second gas supply unit) supplies gas to the heat insulating region B through a gas supply pipe 292.
  • the gas supply pipe 271 is provided with, in order from the upstream direction, an inert gas source 272, an MFC 273, a valve 274, a tank (hereinafter also referred to as a "third flash tank") 279 which is a storage unit for storing gas, and a valve 277.
  • An inert gas for example, N2 gas is supplied from the inert gas source 272.
  • the inert gas supply system 270 is mainly composed of the gas supply pipe 271, the MFC 273, the valve 274, the third flash tank 279, and the valve 277.
  • the inert gas supply system 270 may also include an inert gas source 272.
  • the inert gas supply system 270 is configured to supply an inert gas toward the insulating region B in which the insulating section 502 is present.
  • the inert gas supplied from the inert gas source 272 acts as a purge gas capable of purging the inside and the periphery of the insulating section 502 constituting the insulating region B disposed below the processing chamber 201.
  • the inert gas supply system 270 has a similar configuration not only for the gas supply pipe 292, but also for the gas supply pipe 701 (not shown). Inert gas is supplied through the gas supply pipe 701, making it possible to purge the inside and the periphery of the insulating section 502 that constitutes the insulating region B located below the processing chamber 201.
  • the gas exhaust system 280 together with the gas exhaust structure 213 described above, functions as an exhaust section that exhausts the atmosphere inside the reaction tube 210 through an exhaust pipe 281.
  • a vacuum pump 284 serving as a vacuum exhaust device is connected to the exhaust pipe 281 via a valve 282 and an APC (Auto Pressure Controller) valve 283 serving as a pressure regulator (pressure adjustment section), and is configured to be able to evacuate the pressure inside the reaction tube 210 to a predetermined pressure (degree of vacuum).
  • APC Auto Pressure Controller
  • the exhaust pipe 281, the valve 282, and the APC valve 283 constitute a gas exhaust system 280 as an exhaust section that exhausts gas from within the processing chamber 201.
  • the gas exhaust system 280 may also include a vacuum pump 284. That is, the gas exhaust system 280 has an exhaust pipe 281 that communicates with the processing chamber 201 of the reaction tube 210, and is configured to exhaust the atmosphere of the processing chamber 201 via the exhaust pipe 281.
  • the gas exhaust system 280 is configured to be able to exhaust the processing gas from a direction different from the side that supplies the processing gas.
  • the gas exhaust system 280 exhausts the atmosphere in the processing chamber 201.
  • the atmosphere in the processing chamber 201 includes an atmosphere of the processing gas supplied to the processing region A from the first gas supply system 250 and the second gas supply system 260, which are processing gas supply systems, as well as an atmosphere of the inert gas supplied to the insulating region B from the inert gas supply system 270 through the gas supply pipes 292 and 701.
  • the processing gas supplied to the processing region A of the processing chamber 201 and the inert gas supplied to the insulating region B of the processing chamber 201 are each configured to be exhausted via the exhaust pipe 281.
  • controller serving as a control unit (control means) of the substrate processing apparatus 10 will be described with reference to FIG.
  • the substrate processing apparatus 10 has a controller 600 that controls the operation of each part of the substrate processing apparatus 10.
  • the controller 600 is configured as a computer equipped with a CPU (Central Processing Unit) 601, a RAM (Random Access Memory) 602, a storage device 603 as a storage unit, and an I/O port 604.
  • the RAM 602, the storage device 603, and the I/O port 604 are configured to be able to exchange data with the CPU 601 via an internal bus 605. Data is transmitted and received within the substrate processing apparatus 10 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 transceiver 683 that is connected to the host device 670 via a network.
  • the network transceiver 683 is capable of receiving information about the processing history and processing schedule of the substrates S stored in the pod from the host device 670.
  • the storage device 603 is composed of, for example, a flash memory, a HDD (Hard Disk Drive), etc.
  • the storage device 603 stores processing conditions for each type of substrate processing.
  • the storage device 603 stores readable data such as a control program that controls the operation of the substrate processing device 10 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 are 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 10.
  • the CPU 601 is configured to read and execute a control program from the storage device 603, and to read a process recipe from the storage device 603 in response to input of an operation command from the input/output device 681.
  • the CPU 601 is configured to be capable of controlling the substrate processing apparatus 10 in accordance with the contents of the read process recipe.
  • the CPU 601 is also configured to be capable of controlling the supply amount and supply timing when supplying gas to the processing area A, the insulating area B, etc., in response to the type and conditions of substrate processing.
  • 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 that stores the above-mentioned program.
  • 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 device 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 device 603 alone, only the external storage device 682 alone, or both.
  • substrate used in this specification can mean the substrate itself, or a laminate of the substrate and a specified layer or film formed on its surface.
  • surface of the substrate used in this specification can mean the surface of the substrate itself, or the surface of a specified layer, etc. formed on the substrate.
  • Transfer chamber pressure adjustment process S10
  • S10 the transfer chamber pressure adjustment step
  • the pressure inside the transfer chamber 217 is adjusted to the same level as that of a vacuum transfer chamber (not shown) adjacent to the transfer chamber 217.
  • the substrate holder 300 waits in the transfer chamber 217, and the substrates S are transferred to the substrate holder 300.
  • the vacuum transport robot is retracted, and the substrate holder 300 is raised by the vertical drive mechanism 400 to move the substrates S into the processing chamber 201 inside the reaction tube 210.
  • the multiple substrates S are moved into the processing chamber 201 in a vertically stacked state.
  • the surface of the substrate S is positioned so that it is aligned with the height of the partition plates 226 and 232.
  • Heating process S12
  • the pressure inside the reaction tube 210 is controlled to a predetermined pressure, and the surface temperature of the substrate S is heated to a predetermined temperature.
  • the heater 211 is controlled so that the temperature is, for example, 400° C. or more and 800° C. or less, and preferably 500° C. or more and 700° C. or less.
  • the pressure may be, for example, 50 to 5000 Pa. It is possible.
  • the film treatment step (S13) Next, the film treatment step (S13) will be described.
  • a gas is supplied to the substrate S in a state where the substrate S stacked on the substrate holder 300 is accommodated in a treatment chamber in accordance with a process recipe, and a desired film is formed on the substrate S.
  • a first process step of supplying a first process gas into the reaction tube 210, a second process step of supplying an inert gas into the reaction tube 210 and evacuating the atmosphere of the reaction tube 210, a third process step of supplying a second process gas into the reaction tube 210, and a fourth process step of supplying an inert gas into the reaction tube 210 and evacuating the atmosphere of the reaction tube 210 are carried out in this order. Then, a desired film is formed on the substrate S by carrying out a combination of each of these processes multiple times.
  • 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, the gas is supplied to the substrate S without any pressure loss above each substrate S, making it possible to perform uniform processing between each substrate S.
  • gas is supplied to the substrate S by a so-called flash supply, the specifics of which will be described in detail later.
  • substrate unloading process S14
  • the substrate unloading step (S14) the processed substrate S is unloaded from the transfer chamber 217 in the reverse order to the substrate loading step (S11) described above. .
  • gas flow is described as horizontal in the above, it is sufficient that the main gas flow is formed in a horizontal direction overall, and the gas flow may be diffused vertically as long as this does not affect the uniform processing of multiple substrates.
  • the first, second, third, and fourth steps are performed in this order as described above. Among these steps, at least in the first and third steps, the treatment gas is flush-supplied to the substrate S.
  • a first process gas source gas
  • the gas charging into the first flash tank 259 is carried out until the gas charging amount reaches a range of 30 kPa to 50 kPa.
  • the gas charging may be carried out in advance before the start of the first step.
  • the valve 275 is opened. This allows the first process gas stored in the first flash tank 259 to be supplied to the process chamber 210 at a high flow rate in a short period of time. In this way, in the first step, the first process gas is flush-supplied.
  • the valve 254 may be in an open or closed state.
  • the valve 258 may be opened to allow an inert gas such as N2 gas to flow into the gas supply pipe 251 via the gas supply pipe 255.
  • the valve 268 may be opened to allow an inert gas to flow into the gas supply pipe 261.
  • the first process gas supplied into the process chamber 201 is supplied horizontally to the side of the substrate S via the gas supply structure 212 and exhausted via the exhaust pipe 281.
  • the APC valve 283 is adjusted to set the pressure inside the reaction tube 210 to, for example, a pressure in the range of 1 to 3990 Pa.
  • the temperature of the heater 211 is set to a temperature such that the temperature of the substrate S is, for example, in the range of 100 to 1500°C, and the substrate S is heated to a temperature between 400°C and 800°C.
  • a first processing gas is supplied to the processing region A of the substrate S while the valve 282 is opened and exhausted from the exhaust pipe 281.
  • an inert gas is supplied to the insulating region B below the processing region A by the inert gas supply system 270, as will be described in detail later.
  • a silicon (Si)-containing gas for example, can be used as the first process gas supplied to the process region A.
  • the Si-containing gas can be, for example, hexachlorodisilane ( Si2Cl6 , hexachlorodisilane, abbreviated as HCDS) gas, which is a gas containing Si and chlorine (Cl ) .
  • the inside of the processing chamber 201 is purged.
  • the valve 254 is closed to stop the supply of the first processing gas, and the valves 258, 275, 268, 276, 274, 277, etc. are opened to supply an inert gas as a purge gas into the gas supply pipes 255, 265, 271, 701, while the valve 282 and the APC valve 283 of the exhaust pipe 281 are kept open, and the reaction tube 210 is evacuated to a vacuum by the vacuum pump 284.
  • the valve 264 is opened while the valve 276 is closed, thereby performing gas charging of the second process gas (reactive gas or reformed gas) into the second flash tank 269.
  • gas charging into the second flash tank 269 is performed until the gas charging amount reaches a range of 30 kPa to 50 kPa. Gas charging may be performed in advance before the start of the first step.
  • the valve 276 is opened. This allows the second process gas stored in the second flash tank 269 to be supplied to the process chamber 210 at a high flow rate in a short period of time. In this way, in the third step, the second process gas is flush-supplied.
  • valve 264 may be in an open or closed state.
  • valve 268 may be opened to allow an inert gas such as N2 gas to flow into the gas supply pipe 261 via the gas supply pipe 265.
  • the valve 258 may be opened to allow an inert gas to flow into the gas supply pipe 251.
  • the second process gas supplied into the process chamber 201 is supplied horizontally to the side of the substrate S via the gas supply structure 212 and exhausted via the exhaust pipe 281.
  • the APC valve 283 is adjusted to set the pressure inside the reaction tube 210 to, for example, a pressure in the range of 1 to 3990 Pa.
  • the temperature of the heater 211 is set to a temperature such that the temperature of the substrate S is, for example, in the range of 100 to 1500°C, and the substrate S is heated to a temperature between 400°C and 800°C.
  • a second processing gas is supplied to the processing region A of the substrate S while the valve 282 is opened and exhausted from the exhaust pipe 281.
  • an inert gas is supplied to the insulating region B below the processing region A by the inert gas supply system 270, as will be described in detail later.
  • the second process gas supplied to the process region A is a reactive gas that reacts with the first process gas, and may be, for example, a gas containing hydrogen (H) and nitrogen (N).
  • gases containing H and N include ammonia (NH 3 ), diazene (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, and N 3 H 8 gas.
  • the inside of the processing chamber 201 is purged.
  • the valve 264 is closed to stop the supply of the second processing gas, and the valves 258, 275, 268, 276, 274, 277, etc. are opened to supply an inert gas as a purge gas into the gas supply pipes 255, 265, 271, 701, while the valve 282 and the APC valve 283 of the exhaust pipe 281 are kept open, and the reaction tube 210 is evacuated to a vacuum by the vacuum pump 284. This makes it possible to suppress the reaction between the first processing gas and the second processing gas in the gas phase present in the reaction tube 210.
  • the first and second process gases supplied to the process chamber 201 form gas flows in the upstream rectifier 214, the space above the substrate S, and the downstream rectifier 215, respectively. At this time, the first and second gases are supplied to the substrate S without any pressure loss above each substrate S, making it possible to perform uniform processing between each substrate S.
  • a first process gas is supplied to the substrate S located in the processing region A.
  • a second process gas is supplied to the substrate S located in the processing region A.
  • an inert gas is supplied to the insulating region B below the processing region A by the inert gas supply system 270, it is possible to prevent the first process gas, the second process gas, and reaction by-products from flowing into the insulating region B and depositing a film on the insulating part 502.
  • a flush supply of the processing gas is performed.
  • a pressure difference occurs between processing area A and insulating area B in the initial stage of the flush supply, and if the pressure in processing area A becomes higher than that in insulating area B, the processing gas will flow down from processing area A toward insulating area B, which may result in interference with uniform processing of the substrate S.
  • the inert gas supply system 270 supplies inert gas to the insulating region B so that the pressure difference between the processing region A and the insulating region B is small when flushing the processing gas (at least one of the first processing gas or the second processing gas, preferably both). More specifically, in order to supply inert gas so as to reduce the pressure difference between the processing region A and the insulating region B when flushing the processing gas, the first processing gas supply system 250 and the second processing gas supply system 260 as the first gas supply unit and the inert gas supply system 270 as the second gas supply unit are controlled according to control instructions from the controller 600.
  • the pressure difference is reduced means that the pressure difference between the processing area A and the insulating area B does not exceed a predetermined allowable value that is assumed in advance. In other words, it means that the pressure difference between the processing area A and the insulating area B is equal to or less than a predetermined allowable value, and that the pressures of the processing area A and the insulating area B are recognized to be equivalent, and more preferably, that the pressures are the same.
  • the predetermined allowable value is set, for example, so that the pressure difference between the processing area A and the insulating area B is within a range of about -10% to 10%.
  • the inert gas flowing into the insulating area B may flow into the processing area A, diluting the processing gas and deteriorating the uniformity between the surfaces.
  • the pressure difference exceeds 10%, the processing gas may flow into the insulating area B, causing by-products to adhere to the furnace opening such as the insulating section and the manifold.
  • the specified tolerance is not limited to this, but may be set appropriately depending on the relationship between the processing area A and the insulating area B, etc.
  • valve 274 is opened and valve 277 is closed, thereby charging the inert gas (purge gas) into the third flash tank 279.
  • inert gas purge gas
  • gas charging into the third flash tank 279 is performed until the gas charge amount reaches a range of 30 kPa to 50 kPa. Gas charging may be performed in advance before starting the supply of the inert gas.
  • the valve 277 is opened. This allows the inert gas stored in the third flash tank 279 to be supplied to the insulating region B in the processing chamber 210 at a large flow rate in a short period of time. In this way, it is possible to perform a flush supply of the inert gas by the inert gas supply system 270 as in the case of the processing gas supply described above.
  • the flush supply of inert gas by the inert gas supply system 270 is performed in synchronization with the flush supply of the first process gas (raw material gas) to the process area A in the first step described above, and in synchronization with the flush supply of the second process gas (reaction gas or modifying gas) to the process area A in the third step described above.
  • the first process gas is flushed in the first step
  • a flush supply of inert gas to the insulating area B is performed in synchronization with this
  • the second process gas is flushed in the third step
  • a flush supply of inert gas to the insulating area B is performed in synchronization with this.
  • synchronized means that each flash supply is performed at the same time, and specifically includes cases where the flash supplies start and end at the same time, as well as cases where the timing is off to the extent that it can be considered simultaneous, even if it is not completely simultaneous.
  • the supply of inert gas to insulating region B is performed at the same time as the flush supply of processing gas to processing region A (including cases where there is a lag that can be considered to be simultaneous). At that time, the inert gas is also flushed into insulating region B.
  • the inert gas is supplied to the insulating region B at a predetermined flow rate or flow speed.
  • the predetermined flow rate or flow speed is set in advance so that the pressure difference between the processing region A and the insulating region B is small.
  • the flow rate of the first gas which is the processing gas
  • the processing gas includes a first processing gas supplied in the first step and a second processing gas supplied in the third step, and the flow rates of the first processing gas and the second processing gas may be the same or different from each other.
  • the flow rate of the inert gas which is the second gas, is set according to the volume ratio between the processing area A and the insulating area B.
  • the volume of the processing area A is 1 to 500 L, preferably 5 to 300 L, and more preferably 10 to 200 L.
  • the volume of the insulating area B is 0.5 to 300 L, preferably 1 to 200 L, and more preferably 5 to 100 L.
  • the flow rate of the inert gas is 0.1 to 200 slm, preferably 0.2 to 150 slm, and more preferably 0.3 to 60 slm.
  • the flow rates of the inert gas supplied in the first step and the inert gas supplied in the third step are also different from each other according to the flow rates of the first processing gas and the second processing gas.
  • the supply of inert gas to the insulating region B to prevent backflow of the processing gas and adhesion of by-products can be achieved through the gas supply holes 291 and gas supply pipes 292 located opposite the gas exhaust structure 213, which allows the flow of the inert gas to be smooth. This is therefore highly desirable in terms of ensuring the prevention of backflow of the processing gas and the prevention of adhesion of by-products.
  • the supply of the inert gas to the insulating region B may be by a control mode such as that of a second specific example described below, instead of by the flush supply described in the first specific example above.
  • the valves 274 and 277 are opened. This causes the inert gas from the inert gas supply system 270 to be supplied to the insulating region B in the processing chamber 210.
  • the timing of supplying the inert gas by the inert gas supply system 270 is such that the supply of the inert gas to the insulating region B is started prior to the start of the flush supply of the first process gas (raw material gas) to the process region A in the first step, and the supply of the inert gas to the insulating region B is started prior to the start of the flush supply of the second process gas (reaction gas or modifying gas) to the process region A in the third step.
  • the supply of the inert gas to the insulating region B is made before the flush supply of the first process gas in the first step, and the supply of the inert gas to the insulating region B is made before the flush supply of the second process gas in the third step.
  • the inert gas supply system 270 starts supplying the inert gas a preset predetermined time before the start of the flush supply of the first or second process gas.
  • the "predetermined time” is set to a sufficient time from the start of the supply of the inert gas to the insulating region B until the inert gas can be supplied to the insulating region B at a preset flow rate or flow speed.
  • the flow rate or flow speed of the inert gas may be the same as in the first specific example described above.
  • the flush supply of the first process gas (raw material gas) to the process area A in the first step and the flush supply of the second process gas (reaction gas or modifying gas) to the process area A in the third step may be performed intermittently multiple times in each of the first and third steps, as shown in Figures 8 and 9.
  • the supply of inert gas to the insulating region B by the inert gas supply system 270 can be synchronized with the respective flush supplies of the first and second processing gases, as shown in FIG. 8, and can be performed intermittently multiple times in each of the first and third steps.
  • the pressure difference between the processing region A and the insulating region B can be reduced, as in the first specific example, and the effect of preventing backflow of the processing gas and adhesion of by-products can be obtained.
  • the supply of inert gas to the insulating region B by the inert gas supply system 270 can be performed, for example, as shown in FIG. 9, before the initial flush supply of the processing gas in each of the first and third steps.
  • the gas supply to the processing region A and the insulating region B in such a controlled manner the pressure difference between the processing region A and the insulating region B can be reduced, as in the case of the second specific example, and the effect of preventing backflow of the processing gas and adhesion of by-products can be obtained.
  • the first gas supply unit and the inert gas second gas supply unit that supply the processing gas are controlled so that the second gas, which is the inert gas (purge gas), is supplied so that the pressure difference between the first region, which is the processing region A, and the second region, which is the insulating region B, is reduced.
  • the pressure difference between the processing region A and the insulating region B can be reduced, so that the effect of preventing the processing gas supplied to the processing region A from flowing back into the insulating region B and the effect of preventing the adhesion of by-products to the insulating region B are obtained, which is very favorable for realizing uniform processing for each substrate S.
  • the inert gas is supplied to the heat insulating region B through the gas supply holes 291 and gas supply pipes 292 that are provided in a position opposite the gas exhaust structure 213, so that the flow of the inert gas can be made smooth. This is therefore very preferable in terms of ensuring the effect of preventing backflow of the processing gas and the effect of preventing adhesion of by-products.
  • a film is formed on the substrate S using a first processing gas and a second processing gas in the film formation process performed by the substrate processing apparatus, but the present embodiment is not limited to this. That is, other types of gases may be used as the processing gases used in the film formation process to form other types of thin films. Furthermore, even if three or more types of processing gases are used, the present embodiment can be applied as long as the processing gases are supplied alternately to perform the film formation process.
  • the first element may be various elements such as titanium (Ti), silicon (Si), zirconium (Zr), hafnium (Hf), etc.
  • the second element may be, for example, nitrogen (N), oxygen (O), etc. It is more preferable that the first element is Si, as described above.
  • HCDS gas has been used as an example of the first process gas; however, the first process gas is not limited to HCDS gas as long as it contains silicon and has a Si-Si bond; for example, tetrachlorodimethyldisilane (( CH3 ) 2Si2Cl4 , abbreviated as TCDMDS) or dichlorotetramethyldisilane (( CH3 ) 4Si2Cl2 , abbreviated as DCTMDS) may be used.
  • TCDMDS has a Si-Si bond and also contains a chloro group and an alkylene group.
  • DCTMDS has a Si-Si bond and also contains a chloro group and an alkylene group.
  • a film formation process is given as an example of the process performed by the substrate processing apparatus, but this aspect is not limited to this. That is, in addition to the film formation process given as an example in the embodiment, this aspect can also be applied to film formation processes other than the thin film exemplified in the embodiment. It is also possible to replace 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. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of an embodiment with another configuration.
  • an example of forming a film using a batch-type substrate processing apparatus that processes multiple substrates at a time has been described.
  • the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be suitably applied, for example, to a case where a film is formed using a single-wafer substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time.
  • an example of forming a film using a substrate processing apparatus having a hot-wall type processing furnace has been described.
  • the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be suitably applied to a case where 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 above-mentioned embodiments and modifications, and the same effects as those in the above-mentioned embodiments and modifications can be obtained.
  • S...substrate, 10...substrate processing apparatus 201...processing chamber, 210...reaction tube, 212...processing gas supply structure, 213...gas exhaust structure, 250...first processing gas supply system, 260...second processing gas supply system, 270...inert gas supply system, 502...insulation section

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Abstract

基板を処理するための処理室と、処理室内の第１領域に第１ガスを供給する第１ガス供給部と、処理室内の第１領域とは異なる第２領域に第２ガスを供給する第２ガス供給部と、第１ガスをフラッシュ供給する際に、第１領域と第２領域との圧力差が小さくなるように第２ガスを供給するよう第１ガス供給部と第２ガス供給部とを制御することが可能なよう構成される制御部と、を有する。

Description

基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
　本開示は、基板処理装置、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、例えば、複数枚の基板を基板保持具に収容した状態で一括処理するとともに、基板保持具の下方に配設された断熱アセンブリによって上下方向の熱の伝わりを小さくする構成のものがある（例えば、特許文献１）。
国際公開第２０１９／０５８５５３号
　本開示は、複数枚の基板に対する処理を均一に行うことを可能にする技術を提供する。
　本開示の一態様によれば、
　基板を処理するための処理室と、
　前記処理室内の第１領域に第１ガスを供給する第１ガス供給部と、
　前記処理室内の第１領域とは異なる第２領域に第２ガスを供給する第２ガス供給部と、
　前記第１ガスをフラッシュ供給する際に、前記第１領域と前記第２領域との圧力差が小さくなるように前記第２ガスを供給するよう前記第１ガス供給部と前記第２ガス供給部とを制御することが可能なよう構成される制御部と、
を有する技術が提供される。
　本開示の一態様によれば、複数枚の基板に対する処理を均一に行うことを可能にする技術を提供できる。
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。 （Ａ）は、本開示の一態様に係る第一処理ガス供給系の一例を示す説明図であり、（Ｂ）は、本開示の一態様に係る第二処理ガス供給系の一例を示す説明図であり、（Ｃ）は、本開示の一態様に係る不活性ガス供給系の一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における処理ガス供給系の一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におけるコントローラの機能構成例を示すブロック図である。 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の際の制御処理の一具体例を説明するチャート図である。 本開示の一態様に係るガス供給の際の制御処理の他の具体例を説明するチャート図である。 本開示の一態様に係るガス供給の際の制御処理のさらに他の具体例を説明するチャート図である。 本開示の一態様に係るガス供給の際の制御処理のさらに他の具体例を説明するチャート図である。
　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基板処理装置の構成について、図１を用いて説明する。
（全体構成）
　基板処理装置１０は、大別すると、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）
　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、第１ガス供給部としての処理処理ガス供給構造２１２と、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、後述する基板保持部（基板保持具）３００を格納可能とする。つまり、反応管２１０によって構成される処理室２０１内には、基板Ｓを保持する基板保持部３００が搬入される。そして、処理室２０１において基板Ｓが処理されるようになっている。そのために、処理ガス供給構造２１２と反応管２１０内とガス排気構造２１３とは水平方向に連通している。
　処理ガス供給構造２１２は反応管２１０の側方であって、ガス流れ方向上流に設けられ、処理ガス供給構造２１２から反応管２１０内である処理室２０１にガスが供給され、基板Ｓに対して水平方向からガスが供給される。ガス排気構造２１３は反応管２１０の側方であって、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。ガス排気構造２１３は、反応管２１０を介して、処理ガス供給構造２１２と対向するように配されている。
　反応管２１０と処理ガス供給構造２１２との間の反応管２１０の上流側には、処理ガス供給構造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。また、反応管２１０とガス排気構造２１３との間の反応管２１０の下流側には、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。
　つまり、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。第１ガス供給部には、上流側整流部２１４や後述するノズル２２３，２２４を含めてもよい。また、排気部には、下流側整流部２１５を含めてもよい。
　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。また、ヒータ２１１は、例えばオン／オフや加熱温度を制御可能な抵抗加熱ヒータを有する。そして、処理室２０１の側方に配され、処理室２０１を加熱可能に構成されている。
　反応管２１０によって構成される処理室２０１は、基板Ｓを処理する処理領域Ａと、処理領域Ａの下方であって、基板保持具３００が処理室２０１に搬入された状態で後述する断熱構造としての断熱部５０２が配置される断熱領域Ｂとを有する。断熱部５０２を断熱アセンブリとも称する。
　このように、処理室２０１内には、処理ガス供給構造２１２からのガスが供給される第１領域としての処理領域Ａと、第１領域とは異なる第２領域としての断熱領域Ｂと、が存在する。第１領域である処理領域Ａは、基板Ｓを処理する基板処理領域として機能する。さらに、処理領域Ａ（すなわち基板処理領域）は、後述するように基板保持具３００が搬入された際には、基板保持具３００に基板Ｓが保持された領域に対応する基板保持領域となる。一方、第２領域である断熱領域Ｂは、基板保持具３００の下部に設けられた、後述する断熱部５０２に対する断熱領域として機能する。
　なお、処理領域Ａと断熱領域Ｂとは、反応管２１０内において、それぞれが接するように配されている。ただし、必ずしもこれに限定されることはなく、それぞれが離れていてもよいし、またはそれぞれの一部が互いに重なるように配されていてもよい。
（処理ガス供給構造）
　処理ガス供給構造２１２には、ガス供給管２５１、ガス供給管２６１が接続される。また、処理ガス供給構造２１２は、各ガス供給管から供給されたガスを分配する分配部１２５を有する。分配部１２５の下流側にはノズル２２３、ノズル２２４が設けられる。ガス供給管２５１、ガス供給管２６１の下流側には、分配部１２５を介して、複数のノズル２２３，２２４がそれぞれ接続されている。ノズル２２３とノズル２２４は略水平に横並びに配される。また、これらのノズル２２３，２２４が、鉛直方向に複数配され、それぞれ基板Ｓに対応した位置に配される。処理ガスは、処理室２０１に基板Ｓが存在する状態で、基板Ｓの側方から供給される。
　分配部１２５は、ガス供給管２５１から複数のノズル２２３に、ガス供給管２６１から複数のノズル２２４に、それぞれのガスが供給されるよう構成されている。例えば、それぞれのガス供給管とノズルの組み合わせごとに、ガスが流れる経路を構成する。このようにすることで、各ガス供給管から供給されるガスが混合することがなく、したがって分配部１２５にてガスが混合したことにより生じ得る反応副生成物（パーティクルともいう）の発生を抑制できる。
（上流側整流部、下流側整流部）
　処理ガス供給構造２１２と反応管２１０との間には、上流側整流部２１４が配されている。
　上流側整流部２１４は、筐体２２７と区画板２２６を有する。区画板２２６は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、それぞれの基板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２２４が配される。
　ノズル２２３、ノズル２２４から吐出されたガスは、基板Ｓの表面に供給される。すなわち、基板Ｓからみれば、基板Ｓの横方向からガスが供給される。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。
　反応管２１０よりもガス流れ方向の下流側、すなわち反応管２１０とガス排気構造２１３との間には、下流側整流部２１５が配されている。
　下流側整流部２１５は、基板Ｓを保持する基板保持部としての基板保持具３００に基板Ｓが保持された状態において、最上位に配された基板Ｓよりも天井が高くなるよう構成され、基板保持具３００の最下位に配された基板Ｓ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は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。区画板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。
　上流側整流部２１４は、処理室２０１を介して、下流側整流部２１５の空間と連通する。筐体２２７の天井部は筐体２３１の天井部と同等の高さに構成される。また、筐体２２７の底部は筐体２３１の底部よりも上方に構成される。
　区画板２３２は、それぞれの基板Ｓに対応した位置であって、それぞれの区画板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、基板Ｓ、区画板２３２上を通過する水平方向の流れが形成される。区画板２３２を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。
　すなわち、区画板２２６は、複数の基板Ｓのそれぞれに対して設けられ、筐体２２７と区画板２２６で仕切られた空間が、基板Ｓの上面に向けて処理ガスを供給する複数のガス供給孔として用いられる。また、区画板２３２は、複数の基板Ｓのそれぞれに対して設けられ、筐体２３１と区画板２３２で仕切られた空間が、処理室２０１と、第二排気管２８１とを連通する複数の第２の排気孔として用いられる。このように、それぞれの基板Ｓに対してガス供給孔と第２の排気孔を設けることにより、複数の基板Ｓへの処理の均一性を向上させることができる。
（ガス排気構造）
　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と排気孔２４４とで構成される。ガス排気構造２１３は、区画板２３２のそれぞれである第２の排気孔から排気されたガスが合流し、後述する排気系２８０によって排気される空間であるバッファ部２４２を有している。このようにして、それぞれの第２の排気孔から排気されるガスがバッファ部２４２によって流量が均一化され、複数の基板Ｓへの処理の均一性を向上させることができる。排気孔２４４は、筐体２４１の下流側であって下側もしくは水平方向に形成されている。処理室２０１に排気孔２４４を介して排気管２８１が接続される。
　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。
　ガス排気構造２１３は、反応管２１０の横方向に設けられ、基板Ｓの横方向からガスを排気する横排気構造である。
　筐体２３１の底面には、熱電対５００を設置することが可能に構成される。筐体２３１の底部を、筐体２２７の底部よりも下方に構成し、下流側整流部２１５の空間を、上流側整流部２１４の空間よりも広く構成することにより、熱電対５００を設置する場所を確保しつつ、断熱部５０２に供給される不活性ガスや断熱領域Ｂの雰囲気（反応副生成物を含む）が処理領域Ａに流れ込むのを抑制できる。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、ガス排気構造２１３に向かって水平方向に形成される。
　すなわち、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２１３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、排気孔２４４に向かって形成される。
（基板保持具）
　反応管２１０内に格納される基板保持具３００は、仕切板保持部３１０と基部３１１を備える。
　仕切板保持部３１０には、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。そして、仕切板３１４間に基板Ｓが所定の間隔で保持される構成を有している。仕切板３１４は、基板Ｓの直下に配置され、基板Ｓの上部と下部のいずれか又は両方に配置される。仕切板３１４は、各基板Ｓ間の空間を遮断する。
　基板保持具３００には、複数の基板Ｓが鉛直方向に所定の間隔で積層されて保持されている。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、仕切板保持部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。
　基板保持具３００は、複数枚、例えば５枚の基板Ｓを鉛直方向（垂直方向）に多段に保持する。このようにして複数枚の基板Ｓを一度に処理することにより、生産性を向上させることができる。なお、ここでは、基板保持具３００に５枚の基板Ｓを保持した例を示すが、これに限るものでは無い。例えば、基板Ｓを５～５０枚程度、保持可能に基板保持具３００を構成しても良い。
　なお、本明細書における「５～５０枚」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、「５～５０枚」とは「５枚以上５０枚以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
　このような基板保持具３００を処理室２０１内に搬入することで、基板保持具３００に保持される基板Ｓを処理室２０１内の処理領域Ａに配置して、基板Ｓの表面に薄膜を形成する処理を行うことができる。また、詳細を後述する移載室２１７の内部において、図示しない基板搬入口を介して、図示しない真空搬送ロボットにより、基板保持具３００に保持される基板Ｓの移し替えを行い、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うことができる。基板搬入口は、例えば移載室２１７の側壁に設けられる。
（断熱部）
　反応管２１０内において、基板保持具３００の下方には、断熱部５０２が設けられている。
　断熱部５０２は、外壁面（すなわち外面）が円筒形状である中空構造の容器によって構成されており、中空構造によって断熱部材として機能するようになっている。断熱部５０２を基板保持具３００の下方に配することで、基板保持具３００の下方側に保持された基板Ｓの温度の低下を抑制することができる。したがって、複数の基板Ｓへの処理の均一性と基板Ｓの面内への処理の均一性とを向上させることができる。
　断熱部５０２は、支持部４４１によって支持される。支持部４４１の中心には、基板保持具３００を支持する支持具４４０が同心円状に貫通されている。
　反応管２１０の処理室２０１の下方であって、基板保持具３００を反応管２１０内に搬入した際の、断熱部５０２の側方の、断熱部５０２の上端よりも下方の反応管２１０（すなわち処理室２０１）の壁面には、ガス供給孔２９１が形成されている。ガス供給孔２９１には、ガス供給管２９２が接続されている。ガス供給管２９２からは、不活性ガスが供給され、反応管２１０（すなわち処理室２０１）の内壁面と断熱部５０２の外面との間の空間に、断熱部５０２の側方から不活性ガスを供給するよう構成されている。つまり、ガス供給孔２９１及びガス供給管２９２は、処理室２０１の下部に設けられ、処理室２０１の下部から第２領域である断熱領域Ｂへのガス供給を行う第２ガス供給部を構成する。
　第２ガス供給部を構成するガス供給孔２９１及びガス供給管２９２は、排気部であるガス排気構造２１３とは反応管２１０（すなわち処理室２０１）を挟んで対向する位置に設けられている。
（移載室）
　反応管格納室２０６の下方に配される移載室２１７は、反応管２１０の下部に位置するマニホールド２１６を介して設置される。移載室２１７では、基板搬入口を介して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と仕切板保持部３１０とを上下方向に駆動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２１０内に格納された状態を示す。そして、基板保持具３００が反応管２１０内に格納された状態において、反応管２１０内の下方に、断熱部５０２が配されるように構成され、断熱部５０２が、処理室２０１の下方に設けられた断熱領域Ｂを構成するよう構成されている。これにより、処理室２０１内の移載室２１７への熱伝導が小さくなる。
　上下方向駆動機構部４００は、基板保持具３００と仕切板保持部３１０とを一緒に回転させる回転駆動機構４３０と、仕切板保持部３１０に対して基板保持具３００を相対的に上下方向に駆動させるボート上下機構４２０を備えている。
　回転駆動機構４３０とボート上下機構４２０は、ベースプレート４０２に側板４０３で支持されている蓋体としてのベースフランジ４０１に固定されている。
　ベースフランジ４０１の上面にはＯリング４４６が設置されており、図１に示すように上下駆動用モータ４１０で駆動されてベースフランジ４０１の上面が移載室２１７に押し当てられる位置まで上昇させることにより、反応管２１０の内部を気密に保つことができる。
　また、ベースフランジ４０１の中心には、断熱部５０２を下方から支持する支持具４４０及び基板保持具３００を下方から支持する支持部４４１を貫通させる孔４０１ａが形成されている。そして、孔４０１ａと支持具４４０との間には、円環状の空間が形成されている。この円環状の空間には、ガス供給管７０１が接続されている。ガス供給管７０１からは、不活性ガスが供給され、ベースフランジ４０１上面、支持具４４０周辺等に、断熱部５０２の下方から不活性ガスを供給するよう構成されている。
（ガス供給系）
　続いてガス供給系の詳細を説明する。
　ガス供給系には、処理領域Ａに対するガス供給を行う処理ガス供給系と、断熱領域Ｂに対するガス供給を行う不活性ガス供給系と、がある。処理ガス供給系は、第１ガスである処理ガスを処理領域Ａに対して供給するもので、上述した処理ガス供給構造２１２とともに第１ガス供給部として機能する。不活性ガス供給系は、第２ガスである不活性ガスを断熱領域Ｂに対して供給するもので、上述したガス供給孔２９１及びガス供給管２９２とともに第２ガス供給部として機能する。第２ガス供給部である不活性ガス供給系は、処理室２０１の下部に設けられ、処理室２０１の下部から不活性ガスを供給するようになっている。
　さらに、処理ガス供給系には、ガス供給管２５１を通じてガス供給を行う第一処理ガス供給系と、ガス供給管２６１を通じてガス供給を行う第二処理ガス供給系と、がある。
　以下、これらのガス供給系について、図２及び図３を用いて順に説明する。
（第一処理ガス供給系）
　処理ガス供給系（すなわち第１ガス供給部）における第一処理ガス供給系２５０は、ガス供給管２５１を通じて処理領域Ａに対するガス供給を行う。そのため、図２（Ａ）及び図３に示すように、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、開閉弁であるバルブ２５４、ガスを貯留する貯留部であるタンク（以下「第一のフラッシュタンク」ともいう。）２５９及びバルブ２７５が設けられている。ガス供給管２５１には、デジタルゲージ２５１ａが接続されていてもよい。
　第一ガス源２５２は第一元素を含有する第一処理ガス（「第一元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第一元素含有ガスは、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、第一のフラッシュタンク２５９、バルブ２７５により、第一処理ガス供給系２５０（シリコン含有ガス供給部ともいう）が構成される。第一ガス源２５２を第一処理ガス供給系２５０に含めてもよい。
　ガス供給管２５１のうち、バルブ２５４の下流側であって、第一のフラッシュタンク２５９の上流側には、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、例えば窒素（Ｎ２）ガスが供給される。
　主に、ガス供給管２５５、ＭＦＣ２５７、バルブ２５８により、不活性ガス供給部２５５ａ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。不活性ガス源２５６を不活性ガス供給部２５５ａに含めてもよい。不活性ガス供給部２５５ａを第一処理ガス供給系２５０に加えてもよい。
（第二処理ガス供給系）
　処理ガス供給系（すなわち第１ガス供給部）における第二処理ガス供給系２６０は、ガス供給管２６１を通じて処理領域Ａに対するガス供給を行う。そのため、図２（Ｂ）及び図３に示すように、ガス供給管２６１には、上流方向から順に、第二ガス源２６２、ＭＦＣ２６３、バルブ２６４、ガスを貯留する貯留部であるタンク（以下「第二のフラッシュタンク」ともいう。）２６９及びバルブ２７６が設けられている。ガス供給管２６１には、デジタルゲージ２６１ａが接続されていてもよい。
　第二ガス源２６２は第二元素を含有する第二処理ガス（以下、「第二元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第二処理ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二処理ガスは、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、第２のフラッシュタンク２６９、バルブ２７６により、第二処理ガス供給系２６０が構成される。第二ガス源２６２を第二処理ガス供給系２６０に含めてもよい。
　ガス供給管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、例えばＮ２ガスが供給される。
　主に、ガス供給管２６５、ＭＦＣ２６７、バルブ２６８により、不活性ガス供給部２６５ａ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。不活性ガス源２６６を不活性ガス供給部２６５ａに含めてもよい。不活性ガス供給部２６５ａを第二処理ガス供給系２６０に加えてもよい。
（不活性ガス供給系）
　不活性ガス供給系２７０（すなわち第２ガス供給部）は、ガス供給管２９２を通じて断熱領域Ｂに対するガス供給を行う。そのため、図２（Ｃ）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２７２、ＭＦＣ２７３、バルブ２７４、ガスを貯留する貯留部であるタンク（以下「第三のフラッシュタンク」ともいう。）２７９及びバルブ２７７が設けられている。不活性ガス源２７２からは不活性ガス、例えばＮ２ガスが供給される。
　主に、ガス供給管２７１、ＭＦＣ２７３、バルブ２７４、第三のフラッシュタンク２７９、バルブ２７７により、不活性ガス供給系２７０が構成される。不活性ガス源２７２を不活性ガス供給系２７０に含めてもよい。不活性ガス供給系２７０は、断熱部５０２が存在する断熱領域Ｂに向けて不活性ガスを供給するよう構成されている。不活性ガス源２７２から供給される不活性ガスは、基板保持具３００を処理室２０１に搬入した状態において、処理室２０１の下方に配される断熱領域Ｂを構成する断熱部５０２内及び断熱部５０２周辺をパージ可能なパージガスとして作用する。
　なお、不活性ガス供給系２７０は、ガス供給管２９２についてのみならず、ガス供給管７０１においても同様の構成を有している（ただし不図示）。そして、ガス供給管７０１を通じて不活性ガスを供給して、処理室２０１の下方に配される断熱領域Ｂを構成する断熱部５０２内及び断熱部５０２周辺をパージ可能となっている。
（排気系）
　続いてガス排気系について図１を用いて説明する。
　ガス排気系２８０は、上述したガス排気構造２１３とともに、排気管２８１を通じて反応管２１０内の雰囲気を排気する排気部として機能する。そのため、排気管２８１には、図１に示すように、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。
　排気管２８１、バルブ２８２、ＡＰＣバルブ２８３により処理室２０１内のガスを排気する排気部としてのガス排気系２８０が構成される。なお、ガス排気系２８０に真空ポンプ２８４を含めてもよい。すなわち、ガス排気系２８０は、反応管２１０の処理室２０１と連通する排気管２８１を有し、排気管２８１を介して処理室２０１の雰囲気を排気するよう構成されている。ガス排気系２８０は、処理ガスを供給する側とは異なる方向から処理ガスを排気可能に構成される。
　なお、ガス排気系２８０は、処理室２０１内の雰囲気を排気する。処理室２０１内の雰囲気には、処理ガス供給系である第一ガス供給系２５０および第二ガス供給系２６０から処理領域Ａに対して供給される処理ガスによる雰囲気の他に、不活性ガス供給系２７０からガス供給管２９２，７０１を通じて断熱領域Ｂに対して供給される不活性ガスによる雰囲気が含まれる。
　つまり、処理室２０１の処理領域Ａに供給された処理ガスと、処理室２０１の断熱領域Ｂに供給された不活性ガスとは、排気管２８１を介して、それぞれ、排気されるように構成されている。
（コントローラ）
　続いて基板処理装置１０の制御部（制御手段）であるコントローラについて図４を用いて説明する。
　基板処理装置１０は、基板処理装置１０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は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）６０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）６０２、記憶部としての記憶装置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、記憶装置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１０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６７０からポッドに格納された基板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。
　記憶装置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。記憶装置６０３は、基板処理の種類ごとに処理条件を記憶する。すなわち、記憶装置６０３内には、基板処理装置１０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１０の各構成に接続されている。
　ＣＰＵ６０１は、記憶装置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装置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１０を制御可能に構成されている。また、ＣＰＵ６０１は、基板処理の種類や条件に応じて、処理領域Ａや断熱領域Ｂ等へのガス供給を行う際の供給量や供給タイミング等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、記憶装置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、記憶装置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）基板処理工程（基板処理方法）の手順
　次に、半導体製造工程（半導体装置の製造方法）の一工程として、上述した構成の基板処理装置１０を用いて基板Ｓ上に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１０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、処理ガスとして第一処理ガスと第二処理ガスを用いて、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。
　本明細書において用いる「基板」という用語は、基板そのものを意味する場合や、基板とその表面上に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において用いる「基板の表面」という言葉は、基板そのものの表面を意味する場合や、基板上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「基板上に所定の層を形成する」と記載した場合は、基板そのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、基板上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
（移載室圧力調整工程：Ｓ１０）
　まず、移載室圧力調整工程（Ｓ１０）を説明する。ここでは、移載室２１７内の圧力を移載室２１７に隣接する図示しない真空搬送室と同レベルの圧力とする。
（基板搬入工程：Ｓ１１）
　続いて基板搬入工程（Ｓ１１）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が真空搬送室に到着したらゲートバルブを解放し、真空搬送ロボットは基板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退避させると共に、上下方向駆動機構部４００により基板保持具３００を上昇させ基板Ｓを反応管２１０内である処理室２０１内に移動させる。複数の基板Ｓが鉛直方向に積層された状態で処理室２０１内に移動させる。
　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：Ｓ１２）
　続いて加熱工程（Ｓ１２）を説明する。反応管２１０内である処理室２０１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、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。
（膜処理工程：Ｓ１３）
　続いて膜処理工程（Ｓ１３）を説明する。膜処理工程（Ｓ１３）では、プロセスレシピに応じて、基板保持具３００に積層された基板Ｓが処理室に収容された状態で、基板Ｓに対してガス供給を行い、基板Ｓ上に所望の膜を形成する。
　例えば交互供給処理によるガス供給を行う場合であれば、第一処理ガスを反応管２１０内に供給する第一工程と、不活性ガスを反応管２１０内に供給すると共に反応管２１０の雰囲気を排気する第二工程と、第二処理ガスを反応管２１０内に供給する第三工程と、不活性ガスを反応管２１０内に供給すると共に反応管２１０の雰囲気を排気する第四工程と、を順に行う。そして、これらの各工程の組み合わせを複数回行うことで、基板Ｓ上に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。このとき、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。
　なお、膜処理工程（Ｓ１３）では、基板Ｓへのガス供給を、いわゆるフラッシュ供給によって行うが、その具体的な内容については詳細を後述する。
（基板搬出工程：Ｓ１４）
　続いて基板搬出工程（Ｓ１４）を説明する。基板搬出工程（Ｓ１４）では、上述した基板搬入工程（Ｓ１１）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。
（判定：Ｓ１５）
　続いて判定（Ｓ１５）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、基板搬入工程（Ｓ１１）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、垂直方向に拡散したガス流れであってもよい。
　また、上記では同じ、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。
（３）ガス供給の際の制御処理
　次に、上述した基板処理工程の膜処理工程（Ｓ１３）において、反応管２１０（処理室２０１）へのガス供給を行う際の手順を、図２及び図３を用いて説明する。
　膜処理工程（Ｓ１３）では、例えば交互供給処理によるガス供給を行う場合であれば、上述したように第一工程、第二工程、第三工程及び第四工程を順に行う。そして、これらの各工程のうち、少なくとも第一工程及び第三工程では、基板Ｓに対して処理ガスをフラッシュ供給する。以下、これらの各工程を具体的に説明する。
（第一工程）
　第一工程では、まず、バルブ２５４を開状態としつつバルブ２７５を閉状態とし、これにより第一のフラッシュタンク２５９内への第一処理ガス（原料ガス）のガスチャージを行う。第一のフラッシュタンク２５９へのガスチャージは、例えば、タンク容量が１０００ｃｃである場合に、ガスチャージ量が３０ｋＰａ～５０ｋＰａの範囲内に達するまで行う。ガスチャージは、第一工程の開始前に予め行っておいてもよい。
　そして、第一のフラッシュタンク２５９へのガスチャージの後、バルブ２７５を開状態とする。これにより、第一のフラッシュタンク２５９に蓄積された第一処理ガスは、短時間に大流量で、処理室２１０に対して供給されることになる。このように、第一工程では、第一処理ガスをフラッシュ供給する。
　ここでは、第一処理ガスを処理室２０１内に供給する間、バルブ２５４は開いた状態でも閉じた状態でもよい。また、バルブ２５８を開き、ガス供給管２５５を介してガス供給管２５１内にＮ２ガス等の不活性ガスを流してもよい。また、ガス供給管２６１内への第一処理ガスの侵入を防止するために、バルブ２６８を開き、ガス供給管２６１内に不活性ガスを流してもよい。
　処理室２０１内に供給された第一処理ガスは、ガス供給構造２１２を介して、基板Ｓの側方から、基板Ｓに対して水平方向に供給され、排気管２８１を介して排気される。
　このとき、ＡＰＣバルブ２８３を調整して、反応管２１０内の圧力を、例えば１～３９９０Ｐａの範囲内の圧力とする。以下において、ヒータ２１１の温度は、基板Ｓの温度が、例えば１００～１５００℃の範囲内の温度であって、４００℃～８００℃の間で加熱されるような温度に設定して行う。
　つまり、処理室２０１内では、処理室２０１に搬入された基板Ｓを加熱した状態で、基板Ｓの処理領域Ａに第一処理ガスを供給しつつ、バルブ２８２を開いて排気管２８１から排気する。このとき、処理領域Ａの下方の断熱領域Ｂに対しては、詳細を後述するように、不活性ガス供給系２７０により不活性ガスを供給する。
　処理領域Ａに供給する第一処理ガスとしては、例えばシリコン（Ｓｉ）含有ガスを用いることができる。Ｓｉ含有ガスとしては、例えばＳｉ及び塩素（Ｃｌ）を含むガスである、六塩化二ケイ素（Ｓｉ２Ｃｌ６、ヘキサクロロジシラン、略称：ＨＣＤＳ）ガス等を用いることができる。
（第二工程）
　第一工程の開始から所定時間経過後に行う第二工程では、処理室２０１内のパージを行う。そのために、第二工程では、バルブ２５４を閉じて、第一処理ガスの供給を停止した状態で、バルブ２５８，２７５，２６８，２７６，２７４，２７７等を開き、ガス供給管２５５，２６５，２７１，７０１内に、パージガスとしての不活性ガスを供給すると共に、排気管２８１のバルブ２８２、ＡＰＣバルブ２８３は開いたままとして、真空ポンプ２８４により反応管２１０内を真空排気する。
（第三工程）
　第二工程の開始から所定時間経過後に行う第三工程では、第一工程の場合と同様に、まず、バルブ２６４を開状態としつつバルブ２７６を閉状態とし、これにより第二のフラッシュタンク２６９内への第二処理ガス（反応ガスまたは改質ガス）のガスチャージを行う。第二のフラッシュタンク２６９へのガスチャージは、例えば、タンク容量が１０００ｃｃである場合に、ガスチャージ量が３０ｋＰａ～５０ｋＰａの範囲内に達するまで行う。ガスチャージは、第一工程の開始前に予め行っておいてもよい。
　そして、第二のフラッシュタンク２６９へのガスチャージの後、バルブ２７６を開状態とする。これにより、第二のフラッシュタンク２６９に蓄積された第二処理ガスは、短時間に大流量で、処理室２１０に対して供給されることになる。このように、第三工程では、第二処理ガスをフラッシュ供給する。
　ここでは、第二処理ガスを処理室２０１内に供給する間、バルブ２６４は開いた状態でも閉じた状態でもよい。また、バルブ２６８を開き、ガス供給管２６５を介してガス供給管２６１内にＮ２ガス等の不活性ガスを流してもよい。また、ガス供給管２５１内への第二処理ガスの侵入を防止するために、バルブ２５８を開き、ガス供給管２５１内に不活性ガスを流してもよい。
　処理室２０１内に供給された第二処理ガスは、ガス供給構造２１２を介して、基板Ｓの側方から、基板Ｓに対して水平方向に供給され、排気管２８１を介して排気される。
　このとき、ＡＰＣバルブ２８３を調整して、反応管２１０内の圧力を、例えば１～３９９０Ｐａの範囲内の圧力とする。以下において、ヒータ２１１の温度は、基板Ｓの温度が、例えば１００～１５００℃の範囲内の温度であって、４００℃～８００℃の間で加熱されるような温度に設定して行う。
　つまり、処理室２０１内では、処理室２０１に搬入された基板Ｓを加熱した状態で、基板Ｓの処理領域Ａに第二処理ガスを供給しつつ、バルブ２８２を開いて排気管２８１から排気する。このとき、処理領域Ａの下方の断熱領域Ｂに対しては、詳細を後述するように、不活性ガス供給系２７０により不活性ガスを供給する。
　処理領域Ａに供給する第二処理ガスとしては、第一処理ガスと反応する反応ガスであって、例えば水素（Ｈ）及び窒素（Ｎ）を含有するガスを用いることができる。Ｈ及びＮを含有するガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等を用いることができる。
（第四工程）
　第三工程の開始から所定時間経過後に行う第四工程では、処理室２０１内のパージを行う。そのために、第四工程では、バルブ２６４を閉じて、第二処理ガスの供給を停止した状態で、バルブ２５８，２７５，２６８，２７６，２７４，２７７等を開き、ガス供給管２５５，２６５，２７１，７０１内に、パージガスとしての不活性ガスを供給すると共に、排気管２８１のバルブ２８２、ＡＰＣバルブ２８３は開いたままとして、真空ポンプ２８４により反応管２１０内を真空排気する。これにより、反応管２１０内に存在する、気相中の第一処理ガスと第二処理ガスの反応を抑制することができる。
（各工程の繰り返し）
　以上のような第一工程から第四工程までの各工程を順に非同時に行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行う。これにより、基板Ｓ上に、所定の厚さの膜を形成する。ここでは、例えばシリコン窒化（ＳｉＮ）膜が形成される。
　第一工程から第四工程までの各工程のうち、第一工程及び第三工程においては、処理室２０１に供給された第一処理ガスと第二処理ガスが、それぞれ上流側整流部２１４、基板Ｓ上の空間、下流側整流部２１５にてガス流れを形成する。このとき、各基板Ｓ上で圧力損失が無い状態で基板Ｓに第一ガスと第二ガスがそれぞれ供給されるので、各基板Ｓ間で均一な処理が可能となる。
（断熱領域へのガス供給）
　ところで、第一工程では、処理領域Ａに位置する基板Ｓに対して第一処理ガスの供給を行う。また、第三工程では、処理領域Ａに位置する基板Ｓに対して第二処理ガスの供給を行う。このとき、処理領域Ａの下方の断熱領域Ｂに対しては、不活性ガス供給系２７０により不活性ガスを供給すると、第一処理ガスや第二処理ガスや反応副生成物が断熱領域Ｂの側に流入して断熱部５０２に膜が堆積されるのを抑制することができる。
　しかしながら、上述したように、第一工程及び第三工程では、処理ガスのフラッシュ供給を行う。その場合に、フラッシュ供給の初期段階において、処理領域Ａと断熱領域Ｂとで圧力差が生じてしまい、処理領域Ａのほうが断熱領域Ｂよりも圧力が高くなると、処理領域Ａから断熱領域Ｂに向けた処理ガスの流れ落ちが発生してしまい、その結果として、基板Ｓに対する均一な処理に支障を来してしまうおそれがある。
　そこで、不活性ガス供給系２７０による断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給については、処理ガス（第一処理ガスまたは第二処理ガスの少なくとも一方、好ましくは両方）をフラッシュ供給する際に、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差が小さくなるように行う。さらに具体的には、処理ガスをフラッシュ供給する際に、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差が小さくなるように不活性ガスの供給を行うべく、コントローラ６００からの制御指示に従い、第１ガス供給部としての第一処理ガス供給系２５０および第二処理ガス供給系２６０と第２ガス供給部としての不活性ガス供給系２７０とを制御する。
　ここで、「圧力差が小さくなる」とは、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差が予め想定された所定許容値を超えないことを意味する。換言すると、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差が所定許容値以下であり、処理領域Ａと断熱領域Ｂのそれぞれの圧力が同等であると認められること、より好ましくはそれぞれの圧力が同一であることを意味する。なお、所定許容値は、例えば、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差が－１０％～１０％程度の範囲内に収まるように設定する。このようにすることで、処理領域Ａに供給した処理ガスの断熱領域Ｂに向けた処理ガスの流れ落ちの抑制し、各基板Ｓに対する均一な処理を実現することが可能となる。圧力差が－１０％を超えると断熱領域Ｂに流れ込む不活性ガスが処理領域Ａに流れ込み、処理ガスを希釈してしまい面間の均一性を悪化させてしまうおそれがある。また、圧力差が１０％を超えると処理ガスが断熱領域Ｂへ流れ込むことより、断熱部やマニホールド等の炉口部に副生成物を付着させてしまうおそれがある。なお、所定許容値はこれに限定されるものではなく、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの関係等に応じて適宜設定されたものであればよい。
　以下、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差が小さくなるようにするためのガス供給の制御態様について、具体例を挙げて説明する。
（第一具体例）
　不活性ガス供給系２７０による断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給を行う際には、図２（Ｃ）において、まず、バルブ２７４を開状態としつつバルブ２７７を閉状態とし、これにより第三のフラッシュタンク２７９内への不活性ガス（パージガス）のガスチャージを行う。第三のフラッシュタンク２７９へのガスチャージは、例えば、タンク容量が１０００ｃｃである場合に、ガスチャージ量が３０ｋＰａ～５０ｋＰａの範囲内に達するまで行う。ガスチャージは、不活性ガスの供給の開始前に予め行っておいてもよい。
　そして、第三のフラッシュタンク２７９へのガスチャージの後、バルブ２７７を開状態とする。これにより、第三のフラッシュタンク２７９に蓄積された不活性ガスは、短時間に大流量で、処理室２１０内の断熱領域Ｂに対して供給されることになる。このように、不活性ガス供給系２７０による不活性ガスの供給についても、上述した処理ガス供給の場合と同様に、フラッシュ供給を行うことを可能にする。
　不活性ガス供給系２７０による不活性ガスのフラッシュ供給については、図６に示すように、上述した第一工程での処理領域Ａへの第一処理ガス（原料ガス）のフラッシュ供給と同期させて行うとともに、上述した第三工程での処理領域Ａへの第二処理ガス（反応ガスまたは改質ガス）のフラッシュ供給と同期させて行う。つまり、第一工程で第一処理ガスをフラッシュ供給する際に、これと同期させて断熱領域Ｂに対する不活性ガスのフラッシュ供給を行うとともに、第三工程で第二処理ガスをフラッシュ供給する際に、これと同期させて断熱領域Ｂに対する不活性ガスのフラッシュ供給を行う。
　ここで、「同期させて」とは、それぞれのフラッシュ供給を同じようなタイミングで行うことを意味し、具体的にはフラッシュ供給の開始及び終了を同時に行う場合の他に、完全に同時ではなくとも同時と見做せる程度のタイミングのズレがある場合をも含む。
　したがって、断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給は、処理領域Ａに対して処理ガスをフラッシュ供給すると同時（ただし同時と見做せる程度のズレがある場合を含む。）に行うことになる。そして、その際に、断熱領域Ｂに対しても、不活性ガスをフラッシュ供給することになる。
　また、断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給は、所定の流量又は流速で行う。所定の流量又は流速は、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差が小さくなるようにするために予め設定されているものとする。
　例えば、第１ガスである処理ガスの流量は、例えば、０.１～３００ｓｌｍ、好ましくは０.３～２００ｓｌｍ、より好ましくは０.５～１００ｓｌｍが望ましい。なお、処理ガスには第一工程で供給する第一処理ガスと第三工程で供給する第二処理ガスがあるが、第一処理ガスの流量と第二処理ガスの流量とは、互いに同一であってもよいし、それぞれが異なっていてもよい。
　このような処理ガスの流量に対して、第２ガスである不活性ガスの流量は、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの体積比に応じて設定されるものとする。例えば、処理領域Ａの体積は、１～５００Ｌ、好ましくは５～３００Ｌ、より好ましくは１０～２００Ｌが望ましい。また、断熱領域Ｂの体積は、０.５～３００Ｌ、好ましくは１～２００Ｌ、より好ましくは５～１００Ｌが望ましい。そして、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの体積比が１:１～１０:１の間とした場合に、不活性ガスの流量は、０.１～２００ｓｌｍ、好ましくは０.２～１５０ｓｌｍ、より好ましくは０.３～６０ｓｌｍが望ましい。なお、第一工程で供給する第一処理ガスの流量と第三工程で供給する第二処理ガスの流量とが異なっている場合には（図６参照）、第一工程で供給する不活性ガスの流量と第三工程で供給する不活性ガスの流量についても、第一処理ガス及び第二処理ガスのそれぞれの流量に応じて、互いに異なっているものとする。
　このような制御態様にて処理領域Ａ及び断熱領域Ｂへのガス供給を行うようにすれば、処理領域Ａに対して処理ガスをフラッシュ供給する場合であっても、これに同期して断熱領域Ｂにも不活性ガスがフラッシュ供給されるので、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差を小さくすることができる。したがって、処理領域Ａに供給した処理ガスの断熱領域Ｂへの流れ落ちを抑制することができ、その結果として、基板Ｓに対する均一な処理を確実なものとすることができる。しかも、処理ガスの断熱領域Ｂへの流れ落ちを抑制（すなわち処理ガスの断熱領域Ｂへの逆流防止）することで、断熱領域Ｂへの副生成物の付着防止効果も得られるようになる。
　処理ガスの逆流防止効果及び副生成物の付着防止効果を得るための断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給は、ガス排気構造２１３と対向する位置に設けられているガス供給孔２９１及びガス供給管２９２を通じて行うと、不活性ガスの流れをスムーズにすることができる。したがって、処理ガスの逆流防止効果及び副生成物の付着防止効果を確実なものとする上では非常に好ましいものとなる。
（第二具体例）
　断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給は、上述の第一具体例で説明したフラッシュ供給によるものではなく、以下に説明する第二具体例のような制御態様によるものでもよい。
　不活性ガス供給系２７０による断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給を行う際には、図２（Ｃ）において、バルブ２７４およびバルブ２７７を開状態とする。これにより、不活性ガス供給系２７０による不活性ガスが、処理室２１０内の断熱領域Ｂに対して供給されることになる。
　ただし、不活性ガス供給系２７０による不活性ガスの供給を行うタイミングについては、図７に示すように、第一工程での処理領域Ａへの第一処理ガス（原料ガス）のフラッシュ供給の開始に先立って断熱領域Ｂに対する不活性ガスの供給を開始するとともに、第三工程での処理領域Ａへの第二処理ガス（反応ガスまたは改質ガス）のフラッシュ供給の開始に先立って断熱領域Ｂに対する不活性ガスの供給を開始する。つまり、第一工程で第一処理ガスをフラッシュ供給する前に、断熱領域Ｂに対する不活性ガスの供給を行うとともに、第三工程で第二処理ガスをフラッシュ供給する前に、断熱領域Ｂに対する不活性ガスの供給を行う。
　不活性ガス供給系２７０による不活性ガスの供給開始は、第一処理ガスまたは第二処理ガスのフラッシュ供給の開始よりも、予め設定された所定時間だけ前もって行うようにする。ここで、「所定時間」は、断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給開始から断熱領域Ｂ内に対する不活性ガスの供給を所定の流量又は流速で行えるようになるまでに十分な時間に設定されているものとする。
　不活性ガスの流量又は流速については、上述の第一具体例の場合と同様であればよい。
　このような制御態様にて処理領域Ａ及び断熱領域Ｂへのガス供給を行うようにすれば、処理領域Ａに対して処理ガスをフラッシュ供給する場合であっても、そのフラッシュ供給の開始時点では既に断熱領域Ｂに不活性ガスが供給されているので、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差を小さくすることができる。したがって、第一具体例の場合と同様に、処理ガスの逆流防止効果及び副生成物の付着防止効果が得られるようになる。
（その他の具体例）
　第一工程での処理領域Ａへの第一処理ガス（原料ガス）のフラッシュ供給及び第三工程での処理領域Ａへの第二処理ガス（反応ガスまたは改質ガス）のフラッシュ供給については、図８及び図９に示すように、第一工程及び第三工程のそれぞれで複数回にわたり断続的に行われることもあり得る。
　その場合に、不活性ガス供給系２７０による断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給については、例えば、図８に示すように、第一処理ガス及び第二処理ガスのそれぞれのフラッシュ供給に同期させて、第一工程及び第三工程のそれぞれで複数回にわたり断続的に行うようにすることができる。このような制御態様にて処理領域Ａ及び断熱領域Ｂへのガス供給を行うようにすれば、第一具体例の場合と同様に、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差を小さくすることができ、処理ガスの逆流防止効果及び副生成物の付着防止効果が得られるようになる。
　また、不活性ガス供給系２７０による断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給については、例えば、図９に示すように、第一工程及び第三工程のそれぞれで最初に処理ガスをフラッシュ供給する前に、断熱領域Ｂに対する不活性ガスの供給を行うようにすることができる。このような制御態様にて処理領域Ａ及び断熱領域Ｂへのガス供給を行うようにすれば、第二具体例の場合と同様に、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差を小さくすることができ、処理ガスの逆流防止効果及び副生成物の付着防止効果が得られるようになる。
（４）本実施形態にかかる効果
　本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態においては、第１ガスである処理ガスをフラッシュ供給する際に、第１領域である処理領域Ａと第２領域である断熱領域Ｂととの圧力差が小さくなるように第２ガスである不活性ガス（パージガス）を供給するよう、処理ガスを供給する第１ガス供給部と不活性ガス第２ガス供給部とを制御する。したがって、処理ガスをフラッシュ供給する場合であっても、処理領域Ａと断熱領域Ｂとの圧力差を小さくすることができるので、処理領域Ａに供給した処理ガスの断熱領域Ｂへの逆流防止効果と断熱領域Ｂへの副生成物の付着防止効果とが得られ、各基板Ｓに対する均一な処理を実現する上で非常に好ましいものとなる。
（ｂ）本実施形態においては、断熱領域Ｂへの不活性ガスの供給を、ガス排気構造２１３と対向する位置に設けられているガス供給孔２９１及びガス供給管２９２を通じて行うので、不活性ガスの流れをスムーズにすることができる。したがって、処理ガスの逆流防止効果及び副生成物の付着防止効果を確実なものとする上では非常に好ましいものとなる。
（５）変形例等
　以上に、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示が上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
　例えば、上述した実施形態では、基板処理装置が行う成膜処理において、基板Ｓ上に第一処理ガスと第二処理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。具体的には、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。また、第二元素としては、例えば窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）等であってもよい。なお、第一元素としては、前述のようにＳｉであることがより望ましい。
　ここでは第一処理ガスとして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。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、例えば、上述した実施形態では、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、実施形態で例に挙げた成膜処理の他に、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、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。
　また、例えば、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。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様や変形例と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の態様や変形例と同様の効果が得られる。
　以上のような本変形例においても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、上述の態様や変形例は、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、上述の態様や変形例の処理手順、処理条件と同様とすることができる。
　Ｓ…基板、１０…基板処理装置、２０１…処理室、２１０…反応管、２１２…処理処理ガス供給構造、２１３…ガス排気構造、２５０…第一処理ガス供給系、２６０…第二処理ガス供給系、２７０…不活性ガス供給系、５０２…断熱部

Claims (20)

  1. 　基板を処理するための処理室と、
    　前記処理室内の第１領域に第１ガスを供給する第１ガス供給部と、
    　前記処理室内の第１領域とは異なる第２領域に第２ガスを供給する第２ガス供給部と、
    　前記第１ガスをフラッシュ供給する際に、前記第１領域と前記第２領域との圧力差が小さくなるように前記第２ガスを供給するよう前記第１ガス供給部と前記第２ガス供給部とを制御することが可能なよう構成される制御部と、
    を有する基板処理装置。
  2. 　前記第１領域は、前記基板を処理する基板処理領域である請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記基板処理領域は、基板保持具に複数の前記基板が保持された領域に対応する基板保持領域である請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 　前記第２領域は、前記基板保持具の下部に設けられた断熱部に対する断熱領域である請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 　前記第１ガス供給部は、フラッシュタンクを備え、前記第１ガスをフラッシュ供給する請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 　前記第２ガス供給部は、フラッシュタンクを備え、前記第１ガスをフラッシュ供給する際に、前記第２ガスを供給する請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 　前記第２ガスを前記第１ガスの供給と同時に供給する請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 　前記第１ガスをフラッシュ供給する前に、前記第２ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 　前記第１ガスと前記第２ガスとは異なるガスである請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 　前記第１ガスは処理ガスであり、前記第２ガスはパージガスである請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 　前記第２ガス供給部は、前記処理室の下部に設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
  12. 　前記第２ガス供給部は、前記第２領域の上端よりも下方の前記処理室の側面に設けられる請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 　前記第１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。
  14. 　前記第２ガス供給部は、前記排気部に対向する位置に設けられる請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 　処理室内の第１領域に第１ガスを供給する第１工程と、
    　前記処理室内の第１領域とは異なる第２領域に第２ガスを供給する第２工程と、を有し、
    　前記第２工程は、前記第１ガスをフラッシュ供給する際に、前記第１領域と前記第２領域との圧力差が小さくなるように前記第２ガスを供給する半導体装置の製造方法。
  16. 　前記第２工程は、前記第１ガスをフラッシュ供給すると同時に、前記第２ガスを供給する請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  17. 　前記第２工程は、前記第２ガスをフラッシュ供給する請求項１５又は１６に記載の半導体装置の製造方法。
  18. 　前記第２工程は、前記第１ガスをフラッシュ供給する前に、前記第２ガスを供給する請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  19. 　前記第２工程は、所定の流量又は流速で前記第２ガスを供給する請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  20. 　処理室内の第１領域に第１ガスを供給する手順と、
    　前記処理室内の第１領域とは異なる第２領域に第２ガスを供給する手順と、を有し、
    　前記第２ガスを供給する手順では、前記第１ガスをフラッシュ供給する際に、前記第１領域と前記第２領域との圧力差が小さくなるように前記第２ガスを供給する手順をコンピュータにより基板処理装置に実行されるプログラム。
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