(57)【要約】      （修正有）【課題】基板が積層されていない領域への処理ガスの流入を抑制し、基板が積層されている領域への処理ガスの供給を促進させる基板処理装置を提供する。【解決手段】水平姿勢で多段に積層された基板１０を収納して処理する処理室４と、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズル２２ａ，ｂと、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルを両方から挟むように設けられ処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズル２２ｃ，ｄと、処理室内を排気する排気ライン７ａと、を有し、一対の不活性ガス供給ノズルは、基板が積層されている領域に対向する位置及び前記基板が積層されていない領域に対向する位置に各１箇所以上の不活性ガス噴出口２４ｃ，３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄをそれぞれ有する。【選択図】図１
2010226092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
前記処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
前記処理ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されて前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されるとともに前記基板の周方向に沿って前記処理ガス供給ノズルを両側から挟むように設けられ、前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ノズルは、前記基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び前記基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置。
【請求項２】
アウタチューブと、
前記アウタチューブの内部に配設され、少なくとも下端が開放されて水平姿勢で多段に積層された基板を収納するインナチューブと、
前記インナチューブの内部に１種以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
前記インナチューブの内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
前記インナチューブの側壁であって前記処理ガス供給ノズルに対向した位置に設けられた排気孔と、を備え、
前記処理ガス供給ユニットは、
前記基板の積層方向に延在するように前記インナチューブの内部に立設され、処理ガスを供給する１つ以上の処理ガス噴出口を有する１本以上の処理ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ユニットは、
前記基板の積層方向に延在するとともに前記基板の周方向に沿って前記処理ガス供給ノズルを両側から挟むように前記インナチューブの内部に立設され、不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、
前記一対の不活性ガス供給ノズルは、前記基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び前記基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置。
【請求項３】
２種類以上の処理ガスを互いに混合しないように所定回数交互に繰り返し基板の表面に供給し、前記基板の表面に薄膜を形成する基板処理装置であって、
水平姿勢で多段に積層された前記基板を収納して処理する処理室と、
前記処理室内に２種類以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
前記処理室内を排気する排気ユニットと、を有し、
前記処理ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されて前記処理室内に処理ガスを供給する２本以上の処理ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されるとともに、前記基板の周方向に沿って前記２本以上の処理ガス供給ノズルのうち少なくとも１本の処理ガス供給ノズルを両側から挟むように設けられ、前記処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、
前記一対の不活性ガス供給ノズルは、前記基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び前記基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置。
【請求項４】
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されて前記処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズルと、
前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されて前記処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルと、
前記処理室内を排気する排気ラインと、を備え、
前記処理ガス供給ノズルから供給される処理ガスのガス流が、前記第１の不活性ガス噴出口から供給される不活性ガスのガス流によって流路が制限されるように、前記一対の不活性ガス供給ノズルを配設する基板処理装置。
【請求項５】
水平姿勢で多段に積層された基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在された１本以上の処理ガス供給ノズルから前記処理室内に処理ガスを供給するとともに、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って前記処理ガス供給ノズルを両方から挟むように設けられた一対の不活性ガス供給ノズルから前記処理室の内壁と前記基板との間の隙間へ不活性ガスを供給しつつ、前記基板が積層される領域より高い領域又は前記基板が積層される領域より低い領域へ不活性ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
水平姿勢多段に基板を積層する基板保持具と、
前記基板が積層された基板保持具を収納して処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
前記処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
前記処理ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されて前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在され、前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ノズルは、前記基板が積層されない領域に開口する１つ以上の不活性ガス噴出口を有する基板処理装置。
【請求項７】
前記基板保持具には前記基板より下に断熱板が装填され、
前記１つ以上の不活性ガス噴出口は、前記基板が積層されない領域であって、前記断熱板に対応する領域に開口する請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板保持具は、上下で一対となる上端板及び下端板と、前記上端板及び前記下端板の間に垂直に設けられた複数本の保持部材とを備え、
前記１つ以上の不活性ガス噴出口は、前記基板が積層されない領域であって、前記上端板に対応する高さ以上の領域に開口する請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項９】
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
前記処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
前記処理ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在され、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給孔が開口する処理ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されるとともに前記基板の周方向に沿って前記処理ガス供給ノズルに隣り合うように設けられ、前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズルを有し、
前記不活性ガス供給ノズルは、前記処理ガス供給ノズルにおいて処理ガス供給孔が開口する領域に対応する高さより上及び／又は下に開口する不活性ガス供給孔を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する工程を有する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばＤＲＡＭ等の半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を形成する基板処理工程が実施されてきた。かかる基板処理工程は、水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルと、処理室内を排気する排気ラインと、を有する基板処理装置により実施されてきた。そして、複数の基板を支持した基板保持具を処理室内に搬入し、排気ラインにより処理室内を排気しつつ処理ガス供給ノズルから処理室内にガスを供給することにより、各基板の間にガスを通過させて基板上に薄膜を形成していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の基板処理工程においては、処理室内に供給された処理ガスが、各基板の間を通過せずに、基板が積層されていない領域（例えば、基板が積層されている領域よりも高い領域、又は基板が積層されている領域よりも低い領域）に流入してしまう場合があった。その結果、基板に供給される処理ガスの流量が減少し、成膜速度が低下したり、基板面内や基板間における基板処理の均一性が低下したりしてしまう場合があった。また、基板が積層されていない領域に処理ガスが流入すると、係る領域における処理室内壁等に処理ガスが付着し、異物の発生要因となる薄膜が成膜されてしまう場合があった。特に、基板が積層されていない領域における処理室内壁が低温であると成膜が生じ易く、また、処理室内壁が低温であるとガスクリーニング（ドライクリーニング）を行っても薄膜の除去は困難であった。
【０００４】
本発明は、基板が積層されていない領域への処理ガスの流入を抑制し、基板が積層されている領域への処理ガスの供給を促進させることが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、前記処理室内に１種以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、前記処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、前記処理ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されて前記処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズルを有し、前記不活性ガス供給ユニットは、前記処理室の内壁に沿うように前記基板の積層方向に延在されるとともに前記基板の周方向に沿って前記処理ガス供給ノズルを両側から挟むように設けられ、前記処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、前記一対の不活性ガス供給ノズルは、前記基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び前記基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置である。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、
アウタチューブと、
アウタチューブの内部に配設され、少なくとも下端が開放されて水平姿勢で多段に積層された基板を収納するインナチューブと、
インナチューブの内部に１種以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
インナチューブの内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
インナチューブの側壁であって処理ガス供給ノズルに対向した位置に設けられた排気孔と、を備え、
処理ガス供給ユニットは、
基板の積層方向に延在するようにインナチューブの内部に立設され、処理ガスを供給する１つ以上の処理ガス噴出口を有する１本以上の処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、
基板の積層方向に延在するとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルを両側から挟むようにインナチューブの内部に立設され、不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、
一対の不活性ガス供給ノズルは、基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置が提供される。
【０００７】
本発明の更に他の態様によれば、
２種類以上の処理ガスを互いに混合しないように所定回数交互に繰り返し基板の表面に供給し、基板の表面に薄膜を形成する基板処理装置であって、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室内に２種類以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
処理室内を排気する排気ユニットと、を有し、
処理ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する２本以上の処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに、基板の周方向に沿って２本以上の処理ガス供給ノズルのうち少なくとも１本の処理ガス供給ノズルを両側から挟むように設けられ、処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、
一対の不活性ガス供給ノズルは、基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置が提供される。
【０００８】
本発明の更に他の態様は、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズルと、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルと、
処理室内を排気する排気ラインと、を備え、
処理ガス供給ノズルから供給される処理ガスのガス流が、第１の不活性ガス噴出口から供給される不活性ガスのガス流によって流路が制限されるように、一対の不活性ガス供給ノズルを配設する基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を処理室内に搬入する工程と、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在された１本以上の処理ガス供給ノズルから処理室内に処理ガスを供給するとともに、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルを両方から挟むように設けられた一対の不活性ガス供給ノズルから処理室の内壁と基板との間の隙間へ不活性ガスを供給しつつ、基板が積層される領域より高い領域又は基板が積層される領域より低い領域へ不活性ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
処理ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在され、処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ノズルは、基板が積層されない領域に開口する１つ以上の不活性ガス噴出口を有する基板処理装置が提供される。
【００１１】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
処理ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在され、処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給孔が開口する処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルに隣り合うように設けられ、処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ノズルは、処理ガス供給ノズルにおいて処理ガス供給孔が開口する領域に対応する高さより上及び／又は下に開口する不活性ガス供給孔を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる基板処理装置によれば、基板が積層されていない領域への処理ガスの流入を抑制し、基板が積層されている領域への処理ガスの供給を促進させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の垂直断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の水平断面図である。
【図３】処理炉内における処理ガス及び不活性ガスの流れを示す概略図である。
【図４】リング状の整流板が設けられた基板保持具の概略構成図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる処理のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかるクリーニング工程を示す図である。
【図７】整流板を有さない基板保持具の概略構成図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成図である。
【図９】比較例にかかる基板処理結果を示す表図である。
【図１０】本発明の実施例にかかる基板処理結果を示す表図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の水平断面図である。
【図１２】第２の不活性ガス噴出口が設けられていない処理炉内における処理ガスの流れを示す概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかる不活性ガス供給ノズル及び処理ガス供給ノズルの概略構成図である。
【図１４】第２の不活性ガス噴出口が設けられていない不活性ガス供給ノズル及び処理ガス供給ノズルの概略構成図である。
【図１５】本発明の他の実施形態にかかる不活性ガス供給ノズル及び処理ガス供給ノズルの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明者等は、基板が積層されていない領域への処理ガスの流入を抑制し、基板が積層されている領域への処理ガスの供給を促進させる方法について鋭意研究を行った。その結果、処理室内に処理ガスを供給する際に、処理ガスの両側から不活性ガスを同時に流すと共に、基板が積層されていない領域（例えば、基板が積層されている領域よりも高い領域、又は基板が積層されている領域よりも低い領域）に不活性ガスを同時に流すことにより、上述の課題を解決可能であるとの知見を得た。本発明は、発明者等が得たかかる知見を基になされた発明である。
【００１５】
＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００１６】
（１）基板処理装置の構成
まず、半導体装置の製造工程の一工程としての基板処理工程を実施する基板処理装置１０１の構成例について説明する。図８は、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の斜透視図である。
【００１７】
図８に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１０１は筐体１１１を備えている。シリコン等からなるウエハ（基板）１０を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ１０を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。筐体１１１内側の前方には、カセットステージ（基板収納容器受渡し台）１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。
【００１８】
カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ１０が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させ、カセット１１０内のウエハ１０を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。
【００１９】
筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収納容器載置棚）１０５が設置されている。カセット棚１０５は、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０を保管するように構成されている。カセット棚１０５には、後述するウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。
【００２０】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収納容器搬送装置）１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収納容器昇降機構）１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収納容器搬送機構）１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連係動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を相互に搬送するように構成されている。
【００２１】
カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ１０を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ１０を水平姿勢で保持するツイーザ（基板移載用治具）１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作により、ウエハ１０を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述するボート（基板保持具）１１へ装填（チャージング）したり、ウエハ１０をボート１１から脱装（ディスチャージング）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。
【００２２】
筐体１１１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部には開口が設けられている。かかる開口は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。なお、処理炉２０２の構成については後述する。
【００２３】
処理炉２０２の下方には、ボート１１を昇降させて処理炉２０２内外へ搬送させる昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、連結具としてのアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート１１を垂直に支持するとともに、ボートエレベータ１１５によりボート１１が上昇したときに処理炉２０２の下端部を気密に閉塞する蓋体としてのシールキャップ９が水平姿勢で設けられている。
【００２４】
ボート１１は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ１０を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。ボート１１の詳細な構成については後述する。
【００２５】
カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。
【００２６】
また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ、ボート１１を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。
【００２７】
（２）基板処理装置の動作
次に、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。
【００２８】
まず、カセット１１０が、図示しない工程内搬送装置によって、ウエハ１０が垂直姿勢となりカセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ１０は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。
【００２９】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡されて一時的に保管された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは移載棚１２３に直接搬送される。
【００３０】
カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ１０は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作によって移載室１２４の後方にあるボート１１に装填（チャージング）される。ボート１１にウエハ１０を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ１０をボート１１に装填する。
【００３１】
予め指定された枚数のウエハ１０がボート１１に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部の開口が、炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、シールキャップ９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理対象のウエハ１０群を保持したボート１１が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０２内にてウエハ１０に任意の処理が実施される。かかる処理については後述する。処理後は、ウエハ１０およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ払出される。
【００３２】
（３）処理炉の構成
続いて、本実施形態にかかる基板処理装置の処理炉２０２の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の垂直断面図である。図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の処理炉の水平断面図である。図３は、処理炉内における処理ガス及び不活性ガスの流れを示す概略図である。図１３は、本発明の一実施形態にかかる不活性ガス供給ノズル及び処理ガス供給ノズルの概略構成図である。なお、本実施形態にかかる処理炉２０２は、図１に示されているようにＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）として構成されている。
【００３３】
（プロセスチューブ）
処理炉２０２は、中心線が垂直になるように縦向きに配されて筐体１１１によって固定的に支持された縦形のプロセスチューブ１を備えている。プロセスチューブ１は、インナチューブ２とアウタチューブ３とを備えている。インナチューブ２およびアウタチューブ３は、石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、円筒形状にそれぞれ一体成形されている。
【００３４】
インナチューブ２は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ２内には、基板保持具としてのボート１１によって水平姿勢で多段に積層されたウエハ１０を収納して処理する処理室４が形成されている。インナチューブ２の下端開口は、ウエハ１０群を保持したボート１１を出し入れするための炉口５を構成している。したがって、インナチューブ２の内径は、ウエハ１０群を保持したボート１１の最大外径よりも大きくなるように設定されている。アウタチューブ３は、インナチューブ２に対して大きめに相似し、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ２の外側を取り囲むように同心円に被せられている。インナチューブ２とアウタチューブ３との間の下端部は、円形リング形状に形成されたマニホールド６によってそれぞれ気密に封止されている。マニホールド６は、インナチューブ２およびアウタチューブ３についての保守点検作業や清掃作業のために、インナチューブ２およびアウタチューブ３に着脱自在に取り付けられている。マニホールド６が筐体１１１に支持されることにより、プロセスチューブ１は垂直に据え付けられた状態になっている。
【００３５】
（排気ユニット）
マニホールド６の側壁の一部には、処理室４内の雰囲気を排気する排気ラインとしての排気管７ａが接続されている。マニホールド６と排気管７ａとの接続部には、処理室４内の雰囲気を排気する排気口７が形成されている。排気管７ａ内は、排気口７を介して、インナチューブ２とアウタチューブ３との間に形成された隙間からなる排気路８内に連通している。なお、排気路８の横断面形状は、一定幅の円形リング形状になっている。排気管７ａには、上流から順に、圧力センサ７ｄ、圧力調整バルブとしてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ７ｂ、真空排気装置としての真空ポンプ７ｃが設けられている。真空ポンプ７ｃは、処理室４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。ＡＰＣバルブ７ｂおよび圧力センサ７ｄには、圧力制御部２３６が電気的に接続されている。圧力制御部２３６は、処理室４内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ７ｄにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ７ｂの開度を制御するように構成されている。主に、排気管７ａ、排気口７、排気路８、圧力センサ７ｄ、ＡＰＣバルブ７ｂ、真空ポンプ７ｃにより、本実施形態に係る排気ユニットが構成される。
【００３６】
（基板保持具）
マニホールド６には、マニホールド６の下端開口を閉塞するシールキャップ９が垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ９は、アウタチューブ３の外径と同等以上の円盤形状に形成されており、プロセスチューブ１の外部に垂直に設備されたボートエレベータ１１５によって水平姿勢で垂直方向に昇降されるように構成されている。
【００３７】
シールキャップ９上には、ウエハ１０を保持する基板保持具としてのボート１１が垂直に立脚されて支持されるようになっている。ボート１１は、上下で一対の端板１２、１３と、端板１２、１３間に垂直に設けられた複数本の保持部材１４とを備えている。端板１２、１３及び保持部材１４は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなる。各保持部材１４には、多数条の保持溝１５が長手方向に等間隔に設けられている。各保持部材１４は、保持溝１５が互いに対向するように設けられている。ウエハ１０の円周縁が複数本の保持部材１４における同一の段の保持溝１５内にそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ１０は水平姿勢かつ互いに中心を揃えた状態で多段に積層されて保持されるように構成されている。
【００３８】
また、ボート１１とシールキャップ９との間には、上下で一対の補助端板１６、１７が複数本の補助保持部材１８によって支持されて設けられている。各補助保持部材１８には、多数条の保持溝１９が設けられている。保持溝１９には、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなる円板形状をした複数枚の断熱板（図示せず）が、水平姿勢で多段に装填されるように構成されている。断熱板（図示せず）によって、後述するヒータユニット２０からの熱がマニホールド６側に伝わりにくくなるように構成されている。
【００３９】
シールキャップ９の処理室４と反対側には、ボートを回転させる回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４の回転軸２５５は、シールキャップ９を貫通してボート１１を下方から支持している。回転軸２５５を回転させることで処理室４内にてウエハ１０を回転させることが可能なように構成されている。シールキャップ９は、上述のボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート１１を処理室４内外に搬送することが可能となっている。
【００４０】
回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されている。駆動制御部２３７は、回転機構２５４及びボートエレベータ１１５が所望のタイミングにて所望の動作をするよう制御するように構成されている。
【００４１】
（ヒータユニット）
アウタチューブ３の外部には、プロセスチューブ１内を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱する加熱機構としてのヒータユニット２０が、アウタチューブ３を包囲するように設けられている。ヒータユニット２０は、基板処理装置１０１の筐体１１１に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっており、例えばカーボンヒータ等の抵抗加熱ヒータとして構成されている。
【００４２】
プロセスチューブ１内には、温度検出器としての図示しない温度センサが設置されている。ヒータユニット２０と温度センサとには、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、処理室４内の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、前記温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータユニット２０への通電具合を制御するように構成されている。
【００４３】
主に、ヒータユニット２０、図示しない温度センサにより、本実施形態に係る加熱ユニットが構成される。
【００４４】
（処理ガス供給ユニット、不活性ガス供給ユニット）
インナチューブ２の側壁（後述する排気孔２５とは１８０度反対側の位置）には、チャンネル形状の予備室２１が、インナチューブ２の側壁からインナチューブ２の径方向外向きに突出して垂直方向に長く延在するように形成されている。予備室２１の側壁２６はインナチューブ２の側壁の一部を構成している。また、予備室２１の内壁は処理室４の内壁の一部を形成するように構成されている。予備室２１の内部には、予備室２１の内壁（すなわち処理室４の内壁）に沿うようにウエハ１０の積層方向に延在されて処理室４内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂが設けられている。また、予備室２１の内部には、予備室２１の内壁（すなわち処理室４の内壁）に沿うようにウエハ１０の積層方向に延在されるとともにウエハ１０の周方向に沿って処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂを両方から挟むように設けられ、処理室４内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄが設けられている。
【００４５】
処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂの上流側端部である処理ガス導入口部２３ａ，２３ｂ、及び不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄの上流側端部である不活性ガス導入口部２３ｃ，２３ｄは、それぞれ、マニホールド６の側壁をマニホールド６の径方向外向きに貫通してプロセスチューブ１の外部に突出している。
【００４６】
処理ガス導入口部２３ａ，２３ｂには、処理ガス供給ラインとしての処理ガス供給管２５ａ，２５ｂがそれぞれ接続されている。
【００４７】
処理ガス供給管２５ａには、上流側から順に、例えば液体原料としてのＴＥＭＡＨ（Ｈｆ［ＮＣＨ３Ｃ２Ｈ５］４、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム）、ＴＥＭＡＺ（Ｚｒ［ＮＣＨ３Ｃ２Ｈ５］４、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム）やＴＭＡ（（ＣＨ３）３Ａｌ、トリメチルアルミニウム）を気化させたガス（ＴＥＭＡＨガス、ＴＥＭＡＺガスやＴＭＡガス）等の処理ガスを供給する処理ガス供給源２８ａ、流量制御装置としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２７ａ、及び開閉バルブ２６ａがそれぞれ設けられている。このように、不活性ガスにより両側から挟まれる処理ガスとしては、熱分解温度が処理温度（成膜温度）より低いようなガスであって、例えばＴＥＭＡＨガス、ＴＥＭＡＺガスやＴＭＡガス等が用いられる。なお、処理ガス供給管２５ａの開閉バルブ２６ａよりも下流側には、図示しないキャリアガス供給管が接続されている。係るキャリアガス供給管からキャリアガスとしてのＮ２ガスを供給することにより、処理ガスを希釈して、処理室４内への処理ガスの供給や処理室４内での処理ガスの拡散を促すことが可能なように構成されている。
【００４８】
また、処理ガス供給管２５ｂには、上流側から順に、例えばＯ３（オゾン）ガス等の処理ガスを供給する処理ガス供給源２８ｂ、流量制御装置としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２７ｂ、及び開閉バルブ２６ｂがそれぞれ設けられている。なお、処理ガス供給管２５ｂの開閉バルブ２６ｂよりも下流側には、図示しないキャリアガス供給管が接続されている。係るキャリアガス供給管からキャリアガスとしてのＮ２ガスを供給することにより、処理ガスを希釈して、処理室４内への処理ガスの供給や処理室４内での処理ガスの拡散を促すことが可能なように構成されている。
【００４９】
不活性ガス導入口部２３ｃ，２３ｄには、不活性ガス供給ラインとしての不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄがそれぞれ接続されている。不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄには、上流側から順に、例えばＮ２ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源２８ｃ，２８ｄ、流量制御装置としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２７ｃ，２７ｄ、及び開閉バルブ２６ｃ，２６ｄがそれぞれ設けられている。
【００５０】
主に、処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂ、処理ガス供給管２５ａ，２５ｂ、処理ガス供給源２８ａ，２８ｂ、ＭＦＣ２７ａ，２７ｂ、開閉バルブ２６ａ，２６ｂ、図示しない２本のキャリアガス供給管により、本実施形態に係る処理ガス供給ユニットが構成される。また、主に、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄ、不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄ、不活性ガス供給源２８ｃ，２８ｄ、ＭＦＣ２７ｃ，２７ｄ、開閉バルブ２６ｃ，２６ｄにより、本実施形態に係る不活性ガス供給ユニットが構成される。
【００５１】
ＭＦＣ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ及び開閉バルブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄには、ガス供給・流量制御部２３５が電気的に接続されている。ガス供給・流量制御部２３５は、後述する各ステップで処理室４内に供給するガスの種類が所望のタイミングにて所望のガス種となるよう、また、供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の量となるよう、さらには、不活性ガスに対する処理ガスの濃度が所望のタイミングにて所望の濃度となるよう、ＭＦＣ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ及び開閉バルブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを制御するように構成されている。
【００５２】
図１、図１３に示すように、処理室４内における処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂの筒部には、複数個の処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂが垂直方向に配列するように設けられている。また、処理室４内における不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄの筒部には、複数個の第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄ、及び複数個の第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄが垂直方向に配列するように設けられている。処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂ、及び第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄは、それぞれウエハ１０が積層される方向に対してほぼ同じ高さ領域に設けられており、処理室４内におけるウエハ１０が積層される領域にそれぞれ開口している。第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄは、処理室４内におけるウエハ１０が積層されない領域にそれぞれ開口している。具体的には、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄは、第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄの上方であって、ウエハ１０が積層される領域より高い領域に開口している。ここで、ウエハ１０が積層される領域より高い領域とは、ボート１１の端板１２に対応する高さと同じかもしくは高い領域を示す。また、第2の不活性ガス噴出口３２ｃ，３２ｄは、第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄの下方であって、ウエハ１０が積層される領域より低い領域に開口している。ここで、ウエハ１０が積層される領域より低い領域とは、ボート１１の端板１３に対応する高さと同じかもしくは低い領域であって、例えば少なくとも断熱板（図示せず）に対応する高さを示す。処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂや不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄが予備室２１内に設けられることで、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂ、第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄ、及び第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄは、インナチューブ２の内周面よりも、インナチューブ２の径方向外側に配置された状態となっている。
【００５３】
処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂ、及び第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄの個数は、例えばボート１１に保持されたウエハ１０の枚数と一致するようにそれぞれ構成されている。処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂ、及び第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄの高さ位置は、例えばボート１１に保持された上下で隣り合うウエハ１０間の空間に対向するようにそれぞれ設定されている。なお、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂ、及び第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄの口径は、各ウエハ１０へのガスの供給量が均一になるようにそれぞれ異なる大きさに設定されていてもよい。なお、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂ、及び第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄは、複数枚のウエハ１０に対して１個ずつ（例えば数枚のウエハ１０に対して１個ずつ）設けることとしてもよい。また、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄの個数は、図１，図１３に示すように複数個であってもよく、１個ずつであってもよい。
【００５４】
インナチューブ２の側壁であって処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂに対向した位置、すなわち予備室２１とは１８０度反対側の位置には、例えばスリット状の貫通孔である排気孔２５が垂直方向に細長く開設されている。処理室４内と排気路８内とは排気孔２５を介して連通している。従って、処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂの処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂから処理室４内に供給された処理ガス、及び不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄの第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄから処理室４内に供給された不活性ガスは、排気孔２５を介して排気路８内へと流れた後、排気口７を介して排気管７ａ内に流れ、処理炉２０２外へと排出されるように構成されている。なお、排気孔２５はスリット状の貫通孔として構成される場合に限らず、複数個の孔により構成されていてもよい。
【００５５】
なお、図２に示すように、処理ガス供給ノズル２２ａと排気孔２５とを結ぶ直線、及び処理ガス供給ノズル２２ｂと排気孔２５とを結ぶ第１の直線は、それぞれ、ウエハ１０の中心付近を通るように構成されている。なお、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂの向きは、これらの第１の直線とほぼ平行に設定されている。また、不活性ガス供給ノズル２２ｃと排気孔２５とを結ぶ第２の直線、及び不活性ガス供給ノズル２２ｃと排気孔２５とを結ぶ第３の直線は、処理ガス供給ノズル２２ａと排気孔２５とを結ぶ第１の直線、及び処理ガス供給ノズル２２ｂと排気孔２５とを結ぶ第１の直線をそれぞれ両側から挟むように構成されている。なお、第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄの向きは、これらの直線よりも外側に開いた向きに設定されていてもよいし、これらの直線とほぼ平行に設定されていてもよい。すなわち、第１の不活性ガス噴出口２４ｃは、第２の直線よりも外側に開いた向きに開口するように構成されていてもよいし、第２の直線とほぼ平行に開口するように構成されていてもよい。また、第１の不活性ガス噴出口２４ｄの向きは、第３の直線よりも外側に開いた向きに開口するように構成されていてもよいし、第３の直線とほぼ平行に開口するように構成されていてもよい。また、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄはウエハ１０の中心方向に向かって開口している。
【００５６】
このため、処理ガスと不活性ガスとを処理室４内へ同時に供給するようにすると、図３に示すように、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂから処理室４内に供給された処理ガスのガス流３０ａ，３０ｂは、第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄから処理室４内に供給された不活性ガスのガス流３０ｃ，３０ｄによって両側から挟まれて、その流路が制限される。例えば、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へ不活性ガスを供給すると、かかる領域の圧力が相対的に高くなり、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へ処理ガスが流れ込んでしまうことが抑制される。その結果、各ウエハ１０の中心付近への処理ガスの供給が促進され、各ウエハ１０の外周付近と中心付近とにおける処理ガスの供給量がより均一化される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間において処理ガスが不活性ガスによって希釈され、ウエハ１０の外周付近において膜が過剰に厚く形成されることが抑制される。
【００５７】
また、処理ガスと不活性ガスとを処理室４内へ同時に供給するようにすると、図１に示すように、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂから処理室４内に供給された処理ガスのガス流３０ａ，３０ｂは、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄから処理室４内に供給された不活性ガスのガス流３３ｃ，３３ｄ，３４ｃ，３４ｄによって上下側から挟まれて、その流路が制限される。例えば、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域へ不活性ガスを供給すると、かかる領域の圧力が相対的に高くなり、かかる領域へ処理ガスが流れ込んでしまうことが抑制される。その結果、各ウエハ１０の中心付近への処理ガスの供給を促進でき、成膜速度の低下を抑制でき、ウエハ１０面内やウエハ１０間における成膜処理の均一性を向上させることができる。また、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域への処理ガスの流入を抑制でき、異物の発生要因となる薄膜の成膜を防止することができる。
【００５８】
（コントローラ）
ガス供給・流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、及び温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス供給・流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、及び主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。
【００５９】
（４）基板処理工程
次に、図５を用いて、上述の基板処理装置１０１により実施される半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程を説明する。上述したように、不活性ガスにより両側及び上下側から挟まれる処理ガスとしては、熱分解温度が処理温度（成膜温度）より低いようなガスであって、例えばＴＥＭＡＨやＴＥＭＡＺを気化させたガス（ＴＥＭＡＨガス、ＴＥＭＡＺ、ＴＭＡガス）等を用いることができる。下記の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作は、コントローラ２４０によって制御される。
【００６０】
従来のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法では、例えば、ＣＶＤ法の場合、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類のガスを同時に供給し、また、ＡＬＤ法の場合、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類のガスを交互に供給する。そして、ガス供給時のガス供給流量、ガス供給時間、プラズマ励起を用いる場合はプラズマパワーなどの処理条件を制御することによりハフニウム酸化膜（ＨｆＯ膜）等を形成する。それらの技術では、例えばＨｆＯ膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるＯ／Ｈｆ≒２となるようにすることを目的として、処理条件を制御する。
【００６１】
一方、形成する膜の組成比が化学量論組成とは異なる所定の組成比となるようにすることを目的として、供給条件を制御することも可能である。すなわち、形成する膜を構成する複数の元素のうち少なくとも一つの元素が他の元素よりも化学量論組成に対し過剰となるようにすることを目的として、供給条件を制御する。このように形成する膜を構成する複数の元素の比率、すなわち、膜の組成比を制御しつつ成膜を行うことも可能である。以下では、処理ガスとしてＴＥＭＡＨガス及びＯ３ガスを用いてＡＬＤ法によりＨｆＯ２膜を成膜する例を説明する。
【００６２】
ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の一つであるＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる少なくとも２種類の互いに反応する処理ガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子単位で基板上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。このとき、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う（例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、２０Åの膜を形成する場合、２０サイクル行う）。例えばＡＬＤ法によりＨｆＯ２膜を形成する場合、ＴＥＭＡＨ（Ｈｆ［ＮＣＨ３Ｃ２Ｈ５］４、テトラキスエチルメチルアミノハフニウム）ガスとＯ３（オゾン）ガスとを用いて、１８０〜２５０℃の低温で高品質の成膜が可能である。
【００６３】
まず、上述したように処理対象のウエハ１０群をボート１１に装填して処理室４内に搬入する。ボート１１を処理室４内に搬入した後、処理室４内の圧力が１０〜１０００Ｐａの範囲内であって例えば５０Ｐａとなり、また処理室４内の温度が１８０〜２５０℃の範囲であって例えば２２０℃になったら、以下に示す４つのステップ（ステップ１〜４）を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返す。なお、以下のステップ１〜４を実行する間、回転機構２５４を回転させることで、ウエハ１０表面へ供給されるガスの流量をより均一化させることが可能となる。
【００６４】
（ステップ１）
処理ガス供給管２５ａの開閉バルブ２６ａ、及び排気管７ａのＡＰＣバルブ７ｂを共に開け、真空ポンプ７ｃにより処理室４内を排気しつつ、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから処理ガスとしてのＴＥＭＡＨガスを処理室４内に供給する。ＴＥＭＡＨガスは、図示しないキャリアガス供給管から供給されるキャリアガス（Ｎ２ガス）により希釈して供給する。
【００６５】
なお、ＴＥＭＡＨガスは、基板処理の面内均一性（ウエハ１０の表面に形成されるＨｆＯ２膜の厚さの面内均一性）に大きな影響を及ぼすガスである。このため、本実施形態に係るステップ１では、ＴＥＭＡＨガスを処理室４内に供給する際、同時に、不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄの開閉バルブ２６ｃ，２６ｄを開け、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄの第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄ及び第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄから不活性ガスとしてのＮ２ガスをそれぞれ処理室４内に供給する。
【００６６】
その結果、図３に示すように、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから処理室４内に供給されたＴＥＭＡＨガスは、第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄから処理室４内に供給されたＮ２ガスによって両側から挟まれて、その流路が制限されることとなる。例えば、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へＮ２ガスが供給されると、かかる領域の圧力が相対的に高くなり、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へＴＥＭＡＨガスが流れ込んでしまう（逃げてしまう）ことが抑制されることとなる。その結果、各ウエハ１０の中心付近へのＴＥＭＡＨガスの供給が促進され、各ウエハ１０の外周付近と中心付近とにおけるＴＥＭＡＨガスの供給量がより均一化される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間においてＴＥＭＡＨガスがＮ２ガスによって希釈され、ウエハ１０の外周付近において膜が過剰に厚く形成されることが抑制される。
【００６７】
また、図１に示すように、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから処理室４内に供給されたＴＥＭＡＨガスは、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄから処理室４内に供給されたＮ２ガスによって上下側から挟まれて、その流路が制限されることとなる。例えば、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域へＮ２ガスが供給されると、かかる領域の圧力が相対的に高くなり、かかる領域へＴＥＭＡＨガスが流れ込んでしまう(逃げてしまう）ことが抑制されることとなる。その結果、ウエハ１０が積層された領域への（各ウエハ１０の中心付近への）ＴＥＭＡＨガスの供給が促進され、成膜速度の低下が抑制され、ウエハ１０面内やウエハ１０間における成膜処理の均一性が向上する。また、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域へのＴＥＭＡＨガスの流入を抑制でき、異物の発生要因となる薄膜の成膜を防止することができる。
【００６８】
このように、ステップ１において不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄから供給する不活性ガス（Ｎ２ガス）は、処理ガスの流路を制限し、ウエハ１０への処理ガスの供給量を均一化させるアシストガスとして機能する。
【００６９】
なお、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄは、処理ガス供給ノズル２２ａからＴＥＭＡＨガスを供給する際に、処理ガス供給ノズル２２ａから供給されるＴＥＭＡＨガスの流量以上の流量でＮ２ガスを両側から供給するようにすることが好ましい。すなわち、不活性ガス供給ノズル２２ｃの第１の不活性ガス噴出口２４ｃから供給されるＮ２ガスの流量、及び不活性ガス供給ノズル２２ｄの第１の不活性ガス噴出口２４ｄから供給されるＮ２ガスの流量が、それぞれ、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから供給されるＴＥＭＡＨガスの流量以上になるようにすることが好ましい。ＴＥＭＡＨガスの流量及びＮ２ガスの流量は、ＭＦＣ２７ａ，２７ｃ，２７ｄによりそれぞれ制御する。その結果、各ウエハ１０の中心付近へのＴＥＭＡＨガスの供給がさらに促進される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間においてＮ２ガスによるＴＥＭＡＨガスの希釈が更に促進される。また、同様に、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄから供給されるＮ２ガスの流量が、それぞれ、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから供給されるＴＥＭＡＨガスの流量以上になるようにしてもよい。
【００７０】
ステップ１の実行中は、処理室４内の圧力が２０〜９００Ｐａの範囲内であって、例えば５０Ｐａになるように調整する。また、処理ガス供給ノズル２２ａからのＴＥＭＡＨガスの供給流量は、０．０１〜０．３５ｇ／ｍｉｎの範囲内であって、例えば０．３ｇ／ｍｉｎとなるように調整する。処理ガス供給管２５ａに接続されたキャリアガス供給管（図示せず）からのＮ２ガス（キャリアガス）の供給流量は、０．１〜０．５ｇ／ｓｌｍの範囲内であって、例えば１．０ｓｌｍとなるように調整する。不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからのＮ２ガス（アシストガス）の供給流量（第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄ、及び第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄからの合計流量）は、それぞれ２０〜３０ｓｌｍの範囲内であって、例えば３０ｓｌｍとなるように調整する。また、処理室４内の温度は、１８０〜２５０℃の範囲であって例えば２２０℃になるように調整する。また、ＴＥＭＡＨガスにウエハ１０を晒す時間（ステップ１の実行時間）は、３０〜１８０秒の範囲内であって、例えば１２０秒とする。
【００７１】
ＴＥＭＡＨガスを処理室４内に供給することによって、ＴＥＭＡＨガスのガス分子がウエハ１０上の下地膜などの表面部分と表面反応（化学吸着）する。
【００７２】
（ステップ２）
処理ガス供給管２５ａの開閉バルブ２６ａを閉め、処理室４内へのＴＥＭＡＨガスの供給を停止する。このとき、排気管７ａのＡＰＣバルブ７ｂは開いたままとし、真空ポンプ７ｃにより処理室４内を例えば２０Ｐａ以下となるまで排気し、残留するＴＥＭＡＨガスを処理室４内から排除する。また、不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄの開閉バルブ２６ｃ，２６ｄを開けてＮ２ガスを処理室４内へ供給すると、残留するＴＥＭＡＨガスを処理室４内から排除する効果が更に高まる。ステップ２においては、不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄから供給するＮ２ガスは、処理室４内の残留ガスの排出を促すパージガスとして機能する。
【００７３】
ステップ２の実行中は、処理室４内の圧力が例えば２０Ｐａ以下になるように調整する。また、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからのＮ２ガス（パージガス）の供給流量（第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄ、及び第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄからの合計流量）は、それぞれ０．５〜２０ｓｌｍの範囲内であって、例えば１２ｓｌｍとなるように調整する。また、処理室４内の温度は、１８０〜２５０℃の範囲であって例えば２２０℃になるように調整する。また、ステップ２の実行時間は、３０〜１５０秒の範囲内であって例えば６０秒とする。
【００７４】
（ステップ３）
排気管７ａのＡＰＣバルブ７ｂを開いたまま、処理ガス供給管２５ｂの開閉バルブ２６ｂを開け、真空ポンプ７ｃにより処理室４内を排気しつつ、処理ガス供給ノズル２２ｂの処理ガス噴出口２４ｂから処理ガスとしてのＯ３ガスを処理室４内に供給する。Ｏ３ガスは、図示しないキャリアガス供給管から供給されるキャリアガス（Ｎ２ガス）により希釈して供給する。
【００７５】
なお、Ｏ３ガスは、基板処理の面内均一性（ウエハ１０の表面に形成されるＨｆＯ２膜の厚さの面内均一性）への影響が小さいガスである。このため、本実施形態に係るステップ３においては、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからＮ２ガス（アシストガス）を供給しないこととしている。但し、ステップ３で供給する処理ガスが基板処理の面内均一性に影響を及ぼすガスである場合には、ステップ３においても、ステップ１と同様に、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからＮ２ガス（アシストガス）を供給することが好ましい。また、Ｏ３ガスを供給する場合であっても、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからＮ２ガス（アシストガス）を供給しても構わない。
【００７６】
ステップ３の実行中は、処理室４内の圧力が２０〜９００Ｐａの範囲内であって、例えば５０Ｐａになるように調整する。また、処理ガス供給ノズル２２ｂからのＯ３ガスの供給流量は、６〜２０ｓｌｍの範囲内であって、例えば１７ｓｌｍとなるように調整する。処理ガス供給管２５ｂに接続されたキャリアガス供給管（図示せず）からのＮ２ガス（キャリアガス）の供給流量は、０〜２ｓｌｍの範囲内であって、例えば０．５ｓｌｍとなるように調整する。また、処理室４内の温度は、１８０〜２５０℃の範囲であって例えば２２０℃になるように調整する。また、ＴＥＭＡＨガスにウエハ１０を晒す時間（ステップ３の実行時間）は、１０〜３００秒の範囲内であって例えば４０秒とする。
【００７７】
Ｏ３ガスを処理室４内に供給することで、ウエハ１０の表面に化学吸着しているＴＥＭＡＨガスとＯ３ガスとが表面反応して、ウエハ１０上にＨｆＯ２膜が成膜される。
【００７８】
（ステップ４）
処理ガス供給管２５ｂの開閉バルブ２６ｂを閉め、処理室４内へのＯ３ガスの供給を停止する。このとき排気管７ａのＡＰＣバルブ７ｂは開いたままとし、真空ポンプ７ｃにより処理室４内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、残留するＯ３ガスを処理室４内から排除する。また、不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄの開閉バルブ２６ｃ，２６ｄを開けてＮ２ガスを処理室４内へ供給すると、残留するＯ３ガスを処理室４内から排除する効果が更に高まる。ステップ４においては、不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄから供給するＮ２ガスは、処理室４内の残留ガスの排出を促すパージガスとして機能する。
【００７９】
ステップ４の実行中は、処理室４内の圧力が例えば２０Ｐａ以下になるように調整する。また、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからのＮ２ガス（パージガス）の供給流量（第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄ、及び第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄからの合計流量）は、それぞれ０．５〜２０ｓｌｍの範囲内であって、例えば１２ｓｌｍとなるように調整する。また、処理室４内の温度は、１８０〜２５０℃の範囲であって例えば２２０℃になるように調整する。また、ステップ２の実行時間）は、３０〜１５０秒の範囲内であって例えば６０秒とする。
【００８０】
そして、上述したステップ１〜４を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことによりウエハ１０上に所定の膜厚のＨｆＯ２膜を成膜する。その後、処理後のウエハ１０群を保持したボート１１を処理室４内から搬出して本実施形態にかかる成膜工程を終了する。
【００８１】
次に、処理室４内及びボート１１等に付着したＨｆＯ２膜を除去するクリーニング工程を行う。クリーニング工程では、膜を除去（エッチング）するエッチングガスとして例えばＢＣｌ３（三塩化ホウ素）ガスを用いる例について図５及び図６を用いて説明する。ボート１１を処理室４内に搬入し、処理室４内の圧力を所定の圧力となるよう設定し、処理室４内の温度が４００〜６００℃の範囲の所定の値になったら、クリーニング工程を開始する。まず、処理室４内にＢＣｌ３ガスを供給し（ステップ５）、所定の圧力まで昇圧して、所定時間だけその圧力を保持する（ステップ６）。このとき、処理室４内へのＢＣｌ３ガスの供給は連続的に行っても良いが、処理室４内の排気と交互に間欠的（断続的）に行っても良い。所定時間経過後、処理室４内の真空排気及びＮ２ガス等の不活性ガスによる処理室４内のガスパージを行う（ステップ７）。
【００８２】
以上のステップ５〜７を１サイクルとして、このサイクルを所定回数繰り返すことでサイクルエッチングによるクリーニングを行う。このように、クリーニングの際、処理室４内の排気を間欠的（断続的）に所定回数繰り返すようにする。サイクルエッチングによるクリーニングによれば、１サイクルあたりのエッチング量を確認しておくことで、サイクル回数によりエッチング量を制御することができる。また、連続的にエッチングガスを流してクリーニングする方式に比べ、ガスの消費量を少なくすることができる。
【００８３】
処理室４内に導入されたＢＣｌ３ガスは、処理室２０１内全体に拡散し、処理室４内に付着したＨｆＯ２膜を含む堆積物と接触する。このとき、堆積物とＢＣｌ３ガスとの間に熱的な化学反応が生じ、反応生成物が生成される。生成された反応生成物は、排気管７ａから処理室４の外部へ排気される。このようにして、堆積物が除去（エッチング）され、処理室４内のクリーニングが行われる。
【００８４】
処理室４内のクリーニングが完了したら、再び上述したウエハ１０に対する膜の成膜を実施する。すなわち、複数枚のウエハ１０が装填されたボート１１を処理室４内に搬入し、ステップ５〜７を繰り返してウエハ１０上に膜を形成し、処理後のウエハ１０を装填したボート１１を処理室４外へと搬出する。さらに、必要に応じて再び処理室４内のクリーニングを行なう。また、エッチングガスとしてＢＣｌ３ガスを単独で供給してもよいが、他のガスであって例えばＯ３ガス等を添加してもよい。
【００８５】
（５）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す複数の効果のうち１つまたは複数の効果を奏する。
【００８６】
（ａ）本実施形態によれば、上述のステップ１において、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから処理室４内に供給されたＴＥＭＡＨガスは、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄから処理室４内に供給されたＮ２ガスによって上下側から挟まれて、その流路が制限される。例えば、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域へＮ２ガスが供給されると、かかる領域の圧力が相対的に高くなり、かかる領域へＴＥＭＡＨガスが流れ込んでしまう(逃げてしまう）ことが抑制される。その結果、ウエハ１０が積層された領域への（各ウエハ１０の中心付近への）ＴＥＭＡＨガスの供給が促進され、成膜速度の低下が抑制され、ウエハ１０面内やウエハ１０間における成膜処理の均一性が向上する。また、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域へのＴＥＭＡＨガスの流入を抑制でき、異物の発生要因となる薄膜の成膜を防止することができる。
【００８７】
参考までに、第２の不活性ガス噴出口が設けられていない不活性ガス供給ノズル２２ｃ’、２２ｄ’及び処理ガス供給ノズル２２ａ’、２２ｂ’の概略構成を図１４に示す。このように構成された場合、処理炉内における処理ガスの流れは、図１２に示すようになる。すなわち、処理室４’内に供給された処理ガスが、各ウエハ１０の間を通過せずに、ウエハ１０が積層されていない領域（ウエハ１０が積層されている領域よりも高い領域、又はウエハ１０が積層されている領域よりも低い領域）に流入してしまう。その結果、ウエハ１０に供給される処理ガスの流量が減少し、成膜速度が低下したり、ウエハ１０面内やウエハ１０間における基板処理の均一性が低下したりしてしまう。また、ウエハ１０が積層されていない領域における処理室４’内壁等に処理ガスが付着し、異物の発生要因となる薄膜が成膜されてしまう。特に、ウエハ１０が積層されていない領域における処理室４’内壁が低温であると成膜が生じ易く、また、処理室４’内壁が低温であるとガスクリーニング（ドライクリーニング）を行っても薄膜の除去は困難であった。本実施形態によれば、処理室４内に処理ガスを供給する際に、ウエハ１０が積層されていない領域に不活性ガスを同時に流すことにより、これらの課題を効果的に解決することが可能である。
【００８８】
（ｂ）本実施形態によれば、上述のステップ１において、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから処理室４内に供給されたＴＥＭＡＨガスは、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄの第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄから処理室４内に供給されたＮ２ガスによって両側から挟まれて、その流路が制限される。例えば、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へＮ２ガスが供給されると、かかる領域の圧力が相対的に高くなり、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へＴＥＭＡＨガスが流れ込んでしまうことが抑制される。その結果、各ウエハ１０の中心付近へのＴＥＭＡＨガスの供給が促進され、各ウエハ１０の外周付近と中心付近とにおけるＴＥＭＡＨガスの供給量がより均一化される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間においてＴＥＭＡＨガスがＮ２ガスによって希釈され、ウエハ１０の外周付近において膜が過剰に厚く形成されることが抑制される。
【００８９】
（ｃ）本実施形態において、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄが、処理ガス供給ノズル２２ａからＴＥＭＡＨガスを供給する際に、処理ガス供給ノズル２２ａから供給されるＴＥＭＡＨガスの流量以上の流量でＮ２ガスを両側から供給するようにすると、すなわち、不活性ガス供給ノズル２２ｃの第１の不活性ガス噴出口２４ｃから供給されるＮ２ガスの流量、及び不活性ガス供給ノズル２２ｄの第１の不活性ガス噴出口２４ｄから供給されるＮ２ガスの流量が、それぞれ、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから供給されるＴＥＭＡＨガスの流量以上になるようにすると、各ウエハ１０の中心付近へのＴＥＭＡＨガスの供給がさらに促進される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間においてＮ２ガスによるＴＥＭＡＨガスの希釈がさらに促進され、ウエハ１０の外周付近においてＨｆＯ２膜が過剰に厚く形成されることがさらに抑制される。
【００９０】
（ｄ）本実施形態において、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ，３１ｄ，３２ｃ，３２ｄから供給されるＮ２ガスの流量が、それぞれ、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから供給されるＴＥＭＡＨガスの流量以上になるようにすると、ウエハ１０が積層された領域への（各ウエハ１０の中心付近への）ＴＥＭＡＨガスの供給がさらに促進され、成膜速度の低下がさらに抑制され、ウエハ１０面内やウエハ１０間における成膜処理の均一性がさらに向上する。また、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域へのＴＥＭＡＨガスの流入をさらに抑制でき、異物の発生要因となる薄膜の成膜をさらに防止することができる。
【００９１】
（ｅ）本実施形態によれば、Ｏ３ガスは、ウエハ１０の表面に形成されるＨｆＯ２膜の厚さの面内均一性への影響が小さいガスであるため、ステップ３においては、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからのＮ２ガス（アシストガス）の供給を行わないこととした。但し、ステップ３においても、ステップ１と同様に不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからのＮ２ガス（アシストガス）を供給してもよい。
【００９２】
係る場合、処理ガス供給ノズル２２ｂの処理ガス噴出口２４ｂから処理室４内に供給されたＯ３ガスは、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄの第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄから処理室４内に供給されたＮ２ガスによって両側から挟まれて、その流路が制限される。例えば、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へＮ２ガスが供給されると、かかる領域の圧力が相対的に高くなり、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へＯ３ガスが流れ込んでしまうことが抑制される。その結果、各ウエハ１０の中心付近へのＯ３ガスの供給が促進され、各ウエハ１０の外周付近と中心付近とにおけるＯ３ガスの供給量がより均一化される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間においてＯ３ガスがＮ２ガスによって希釈され、ウエハ１０の外周付近において膜が過剰に厚く形成されることが抑制される。
【００９３】
（ｆ）本実施形態において、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄが、処理ガス供給ノズル２２ａからＯ３ガスを供給する際に、処理ガス供給ノズル２２ｂから供給されるＯ３ガスの流量以上の流量でＮ２ガスを供給するようにすると、各ウエハ１０の中心付近へのＯ３ガスの供給がさらに促進される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間においてＮ２ガスによるＯ３ガスの希釈がさらに促進され、ウエハ１０の外周付近においてＨｆＯ２膜が過剰に厚く形成されることがさらに抑制される。
【００９４】
（ｇ）本実施形態のステップ２，４において、不活性ガス供給管２５ｃ，２５ｄの開閉バルブ２６ｃ，２６ｄを開けてＮ２ガスを処理室４内へ供給するようにすれば、残留するＴＥＭＡＨガスやＯ３ガスを処理室４内から排除する効果が更に高まる。その結果、ステップ２，４の実行に要する時間が短縮され、基板処理の生産性を高めることが可能となる。
【００９５】
（ｉ）本実施形態によれば、膜を除去しにくい箇所に最初から膜をつけないようにするため、ガスクリーニングに要する時間を短縮することが可能となる。また、オーバーエッチングを防ぐことが可能となる。
【００９６】
（ｊ）本実施形態によれば、ボート１１により支持される各ウエハ１０の周縁と処理室４の内壁との間に、リング状の整流板をそれぞれ設ける必要がない。そのため、ウエハ１０の積層ピッチを広く確保する必要がなくなり、一括して処理することの出来る基板の枚数が少なくなってしまうことを抑制できる。その結果、基板処理の生産性を向上させることが出来る。
また、ボート１１の生産コスト、及び基板処理コストを低減させることが可能となる。図７は、整流板を有さないボート１１の概略構成図である。
【００９７】
なお、隣接するウエハ１０間へのガスの供給を促すため、ボート１１により支持される各ウエハ１０の周縁と処理室４の内壁との間にリング状の整流板をそれぞれ設ける方法も考えられる。参考までに、整流板が設けられたボートの概略構成を図４に示す。各ウエハ１０の周縁を囲うようにリング状の整流板を設けることにより、整流板に処理ガスの一部の膜を付着させ、ウエハ１０の外周付近に形成される膜を薄くすることが可能となる。しかしながら、かかる方法では、ボートへウエハ１０を移載する基板移載機構と整流板とが干渉（接触）してしまう場合があった。かかる干渉を避けるためにウエハ１０の積層ピッチを広く確保すると、一括して処理することの出来るウエハ１０の枚数が少なくなり、基板処理の生産性が低下してしまう場合があった。また、リング状の整流板を供えたボートは、その構造の複雑さから破損もしやすく、高価であった。
【００９８】
なお、不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄに設ける複数の第２の不活性ガス噴出口３１ｃ、３１ｄ、３２ｃ、３２ｄは穴形状であってもスリット形状であっても良い。ただし、ガス噴出口の開口面積を広くすると、不活性ガスの供給量が多くなる。不活性ガスの供給量はウエハ１０への供給される処理ガスの供給量より多い方が良いと考えられるが、処理ガスが希釈されてしまうなどウエハ積載領域に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、ウエハ積載領域に設けられた複数の第１の不活性ガス噴出口２４ｃ、２４ｄと同程度の大きさの穴とすると良い。その際、複数の第２の不活性ガス噴出口３１ｃ、３１ｄ、３２ｃ、３２ｄの孔の数は、不活性ガスの供給量に応じて適宜変更する。例えば、不活性ガスを比較的大流量で供給する場合は均一な穴数とすることで、第２の不活性ガス噴出口３１ｃ、３１ｄ、３２ｃ、３２ｄから不活性ガスを均一な供給量で噴出することができる。
【００９９】
なお、処理炉２０２の形状について、上記では処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂに対向した位置に排気孔２５を設けることにより、処理ガス及び不活性ガスがウエハ１０の中心部分を通って排気孔２５へ流れるため、本発明の効果がより顕著となる。また、チューブを１重管とし、処理ガス供給ノズルを、処理ガス噴出口をそれぞれ１個ずつ有する高さの異なる複数のノズルとしても良い。その場合、高さの低い不活性ガス供給ノズルを低温部に立てても良い。その際、不活性ガス供給ノズルは複数の孔を有する多孔ノズルとしても良い。
【０１００】
＜本発明の他の実施形態＞
上述の実施形態では、処理室４内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂと、処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂを両方から挟むように設けられ処理室４内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄと、をそれぞれ個別に有していた。そして、処理ガス供給ノズル２２ａから供給する処理ガス（例えばＴＥＭＡＨガス）と、処理ガス供給ノズル２２ｂから供給する処理ガス（例えばＯ３ガス）とを、それぞれ不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄからの不活性ガスによって両側から挟んでいた。
【０１０１】
しかしながら、本発明はかかる実施形態に限定されない。すなわち１本以上の処理ガス供給ノズルから供給される複数種の処理ガスのうち、いずれか一種の処理ガスの供給量の面内均一性のみが基板処理の面内均一性に影響する場合（他の処理ガスの供給量の面内均一性が基板処理の面内均一性にあまり影響しない場合）には、基板処理の面内均一性に影響する処理ガスのみを不活性ガスによって両側から挟むこととし、基板処理の面内均一性にあまり影響しない処理ガスは不活性ガスによって両側から挟まないこととしてもよい。
【０１０２】
この場合、１本以上の処理ガス供給ノズルのうち少なくとも１本の処理ガス供給ノズル（基板処理の面内均一性にあまり影響しない処理ガスを供給する処理ガス供給ノズル）は、他の処理ガス供給ノズル（基板処理の面内均一性に影響する処理ガスを供給する処理ガス供給ノズル）から処理ガスを供給する際に、該他の処理ガス供給ノズルから供給される処理ガスの流量以上の流量で不活性ガスを供給するように構成されていてもよい。
【０１０３】
例えば、ＴＥＭＡＨガスの供給量の面内均一性が基板処理の面内均一性に大きく影響する一方で、Ｏ３ガスの供給量の面内均一性が基板処理の面内均一性にあまり影響しない場合には、図１５に示すように、不活性ガス供給ノズル２２ｄを設けないこととしてもよい。そして、ＴＥＭＡＨガスのみをＮ２ガスによって両側から挟むこととし、Ｏ３ガスはＮ２ガスによって両側から挟まないこととしてもよい。すなわち、処理ガス供給ノズル２２ａからＴＥＭＡＨガスを供給する際に、不活性ガス供給ノズル２２ｃ及び処理ガス供給ノズル２２ｂが、処理ガス供給ノズル２２ａから供給されるＴＥＭＡＨガスの流量以上の流量でＮ２ガスをそれぞれ供給するようにしてもよい。これにより、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから処理室４内に供給されたＴＥＭＡＨガスは、不活性ガス供給ノズル２２ｃの第１の不活性ガス噴出口２４ｃ及び、処理ガス供給ノズル２２ｂの処理ガス噴出口２４ｂから処理室４内に供給されたＮ２ガスによって両側から挟まれて、その流路が制限される。その結果、各ウエハ１０の中心付近へのＴＥＭＡＨガスの供給が促進され、各ウエハ１０の外周付近と中心付近とにおけるＴＥＭＡＨガスの供給量がより均一化される。また、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間においてＴＥＭＡＨガスがＮ２ガスによって希釈され、ウエハ１０の外周付近において膜が過剰に厚く形成されることが抑制される。
【０１０４】
なお、このとき、不活性ガスを供給する処理ガス供給ノズル２２ｂには、ウエハ１０が積層されない領域に開口する１つ以上の不活性ガス噴出口を設けてもよい。すなわち、処理ガス供給ノズル２２ｂには、処理ガス噴出口２４ｂの上方及び下方に、１つ以上の第２の不活性ガス噴出口３１ｂ，３２ｂをそれぞれ設けるようにしてもよい。これにより、処理ガス供給ノズル２２ａの処理ガス噴出口２４ａから処理室４内に供給されたＴＥＭＡＨガスは、不活性ガス供給ノズル２２ｃの第２の不活性ガス噴出口３１ｂ，３１ｃ、及び処理ガス供給ノズル２２ｂの第２の不活性ガス噴出口３１ｂ，３２ｂから処理室４内に供給されたＮ２ガスによって上下側から挟まれて、その流路が制限される。その結果、ウエハ１０が積層された領域への（各ウエハ１０の中心付近への）ＴＥＭＡＨガスの供給が促進され、成膜速度の低下が抑制され、ウエハ１０面内やウエハ１０間における成膜処理の均一性が向上する。また、ウエハ１０が積層される領域より高い領域やウエハ１０が積層される領域より低い領域へのＴＥＭＡＨガスの流入を抑制でき、異物の発生要因となる薄膜の成膜を防止することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態のように不活性ガス供給ノズル２２ｄを設けないこととすれば、基板処理装置の構造を簡素化することが可能となり、基板処理コストを低減させることが可能となる。
【実施例】
【０１０６】
以下に、本発明の実施例を比較例と共に説明する。図１０は、本発明の実施例にかかる基板処理結果を示す表図である。また、図９は、比較例にかかる基板処理結果を示す表図である。
【０１０７】
図１０に示す実施例においては、処理ガス供給ノズル２２ａから処理ガスとしてアミン系Ｚｒ原料ガスを供給するとともに、処理ガス供給ノズル２２ｂから処理ガスとしてＯ３ガスを供給して、ＡＬＤ法によりＺｒ酸化膜の成膜を行った。Ｚｒ酸化膜の膜厚の面内均一性は、アミン系Ｚｒ原料ガスの供給量の面内均一性によって大きく影響される。そのため、本実施例においては、アミン系Ｚｒ原料ガスをＮ２ガス（不活性ガス）によって両側から挟むこととした。具体的には、ステップ１にて処理ガス供給ノズル２２ａからアミン系Ｚｒ原料ガスを供給する際に、不活性ガス供給ノズル２２ｃ及び処理ガス供給ノズル２２ｂからそれぞれ３０ｓｌｍの流量にてＮ２ガスを供給した（なお、Ｎ２ガス（不活性ガス）の供給流量の許容範囲は、例えば２０〜３０ｓｌｍである）。その結果、図９に示すとおり、ボート１１内の上部に装填されたウエハ１０についてはＺｒ酸化膜の平均膜厚が３３．７（Å）、面内均一度が±３．９（％）となり、ボート１１内の中部に装填されたウエハ１０についてはＺｒ酸化膜の平均膜厚が３３．６（Å）、面内均一度が±３．７（％）となり、ボート１１内の下部に装填されたウエハ１０についてはＺｒ酸化膜の平均膜厚が３３．６（Å）、面内均一度が±４．１（％）となり、後述する比較例と比べて基板処理の面内均一性が著しく改善されたことが確認できた。また、ウエハ間の均一度が±０．２（％）となり、後述する比較例と比べて基板処理の基板間の均一性が著しく改善されたことが確認できた。
【０１０８】
図９に示す比較例においては、ステップ１にて処理ガス供給ノズル２２ａからアミン系Ｚｒ原料ガスを供給する際に、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄ及び処理ガス供給ノズル２２ｂからＮ２ガスを供給しなかった。その他の条件は図１０に示す実施例とほぼ同一である。その結果、図９に示すとおり、ボート１１内の上部に装填されたウエハ１０についてはＺｒ酸化膜の平均膜厚が３７．６（Å）、面内均一度が±９．７（％）となり、ボート１１内の中部に装填されたウエハ１０についてはＺｒ酸化膜の平均膜厚が３６．７（Å）、面内均一度が±８．５（％）となり、ボート１１内の下部に装填されたウエハ１０についてはＺｒ酸化膜の平均膜厚が３６．５（Å）、面内均一度が±７．３（％）となり、ウエハ間の均一度が±１．４（％）となった。
【０１０９】
＜本発明のさらに他の実施形態＞
本発明は前記実施の形態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に変更が可能であることはいうまでもない。
【０１１０】
例えば、インナチューブ２には予備室２１が設けられていなくてもよい。すなわち、図１１に例示するように、処理ガス供給ノズル２２ａ，２２ｂ、不活性ガス供給ノズル２２ｃ，２２ｄが、インナチューブ２の内周面よりもインナチューブ２の径方向内側に配置されていてもよい。
【０１１１】
また、上述したように、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂの個数、及び第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄの個数は、ウエハ１０の枚数に一致させる場合に限らない。例えば、処理ガス噴出口２４ａ，２４ｂ、及び第１の不活性ガス噴出口２４ｃ，２４ｄは、積層されたウエハ１０間に対応する高さ位置にそれぞれ設ける（ウエハ１０の枚数と同等の数だけ設ける）場合に限らず、例えば複数枚のウエハ１０に対して１個ずつ設けてもよい。
【０１１２】
また、上述したように、インナチューブ２の側壁に開設する排気孔２５は、スリット状の貫通孔として構成される場合に限らず、例えば複数個の長孔、円形孔、および多角形孔等により構成されていてもよい。排気孔２５を複数個の孔により構成した場合、該孔の個数は、ウエハ１０の枚数に一致させる場合に限らず、増減させることができる。例えば、排気孔２５を構成する複数の孔を、積層されたウエハ１０間に対応する高さ位置にそれぞれ設ける（ウエハ１０の枚数と同等の数だけ設ける）場合に限らず、例えば複数枚のウエハ１０に対して１個ずつ設けてもよい。また、排気孔２５を一連の長孔（スリット）として構成する場合、その幅をインナチューブ２の上下において増減させてもよい。また、排気孔２５を複数の孔で構成する場合、これら複数の孔の口径を、インナチューブ２の上下において増減させてもよい。
【０１１３】
前記実施の形態では処理がウエハ１０に施される場合について説明したが、処理対象はフォトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【０１１４】
さらに、不活性ガスにより両側及び上下側から挟まれる処理ガスとしては、熱分解温度が処理温度（成膜温度）より低いようなガスであればよく、例えばＴＥＭＡＨ、ＴＥＭＡＺ、ＴＭＡガス等であってもよい。また、ＴＥＭＡＨガスやＴＥＭＡＺガスの熱分解温度は、および２００〜２５０℃である。なお、ガス供給ノズル内では原料が１００％分解して、２００℃以上で付着する。また、ＴＭＡガスの熱分解温度は２７０〜２８０℃付近である。ＴＭＡ単量体の解離平衡については、ＴＭＡは常温で２量体構造をとっており、一般に１５０℃付近の蒸気相において単離が起こるといわれている。
【０１１５】
また、ＴＥＭＡＨ、ＴＥＭＡＺ及びＴＭＡガスを用いてＨｆＯ２膜、ＺｒＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜を形成する際のプロセス条件は例えばそれぞれ次の通りである。
（１）ＨｆＯ２膜形成時のプロセス条件
処理温度：２５０℃（２００〜２５０℃）
ＴＥＭＡＨガス供給時の圧力：１８２Ｐａ
ＴＥＭＡＨガス及びＯ３ガス供給後の真空引き／パージ時の圧力：１２０−２５Ｐａ
Ｏ３ガス供給時の圧力：８５Ｐａ
ＴＥＭＡＨガスの供給時間：１８０秒
ＴＥＭＡＨガス供給後の真空引き／パージ時間：３３秒
Ｏ３ガスの供給時間：４０秒
Ｏ３ガス供給後の真空引き／パージ時間：３２秒
（２）ＺｒＯ２膜形成時のプロセス条件
処理温度：２２０℃（範囲：２００〜２３０℃）
ＴＥＭＡＺガス供給時の圧力：１８２Ｐａ
ＴＥＭＡＺガス及びＯ３ガス供給後の真空引き／パージ時の圧力：１２０−２５Ｐａ
Ｏ３ガス供給時の圧力：８５Ｐａ
ＴＥＭＡＺガスの供給時間：１８０秒
ＴＥＭＡＺガス供給後の真空引き／パージ時間：３２秒
Ｏ３ガスの供給時間：４０秒
Ｏ３ガス供給後の真空引き／パージ時間：３２秒
（３）Ａｌ２Ｏ３膜形成時のプロセス条件
処理温度：３８０℃（範囲：１５０〜４５０℃）
ＴＭＡガス供給時の圧力：１８２Ｐａ
ＴＭＡガス及びＯ３ガス供給後の真空引き／パージ時の圧力：１００−２５Ｐａ
Ｏ３ガス供給時の圧力：１０９Ｐａ
ＴＭＡガスの供給時間：２０秒
ＴＥＭＡＨガス供給後の真空引き／パージ時間：１１秒
Ｏ３ガスの供給時間：３０秒
Ｏ３ガス供給後の真空引き／パージ時間：１７秒
【０１１６】
なお、本発明にかかる基板処理方法は酸化膜形成方法や拡散方法等の基板処理方法全般に適用することができる。
【０１１７】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１１８】
本発明の一態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室内に１種以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
処理ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルを両側から挟むように設けられ、処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、
一対の不活性ガス供給ノズルは、基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置が提供される。
【０１１９】
好ましくは、基板が積層されない領域は、基板が積層される領域より高い領域、又は基板が積層される領域より低い領域を含む。
【０１２０】
また好ましくは、第２の不活性ガス噴出口は、基板の中心方向に向かって開口する。
【０１２１】
また好ましくは、
処理室内の雰囲気を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも処理ガス供給ユニット、不活性ガス供給ユニット、及び加熱ユニットを制御する制御部と、を有し、
制御部は、
第１の不活性ガス噴出口から供給される不活性ガスの供給流量が処理ガスの供給流量より多くなるよう処理ガス供給ユニット及び不活性ガス供給ユニットを制御するとともに、処理室内の雰囲気が所定の処理温度になるように加熱ユニットを制御する。
【０１２２】
また好ましくは、処理ガスの熱分解温度は処理温度よりも低い。
【０１２３】
本発明の他の態様によれば、
アウタチューブと、
アウタチューブの内部に配設され、少なくとも下端が開放されて水平姿勢で多段に積層された基板を収納するインナチューブと、
インナチューブの内部に１種以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
インナチューブの内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
インナチューブの側壁であって処理ガス供給ノズルに対向した位置に設けられた排気孔と、を備え、
処理ガス供給ユニットは、
基板の積層方向に延在するようにインナチューブの内部に立設され、処理ガスを供給する１つ以上の処理ガス噴出口を有する１本以上の処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、
基板の積層方向に延在するとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルを両側から挟むようにインナチューブの内部に立設され、不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、
一対の不活性ガス供給ノズルは、基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置が提供される。
【０１２４】
好ましくは、基板が積層されない領域は、基板が積層される領域より高い領域、又は基板が積層される領域より低い領域を含む。
【０１２５】
また好ましくは、第２の不活性ガス噴出口は、基板の中心方向に向かって開口する。
【０１２６】
また好ましくは、インナチューブには径方向外向きに突出する予備室が形成されており、
予備室内には処理ガス供給ノズルが設けられ、
処理ガス噴出口はインナチューブの内周面よりも径方向外側に配置されている。
【０１２７】
また好ましくは、インナチューブには径方向外向きに突出する予備室が形成されており、
予備室内には前記一対の不活性ガス供給ノズルが設けられ、
第１の不活性ガス噴出口及び第２の不活性ガス噴出口は、インナチューブの内周面よりも径方向外側に配置されている。
【０１２８】
また好ましくは、処理ガス供給ノズルと排気孔とを結ぶ第１の直線は、基板の中心付近を通るように構成されている。
【０１２９】
また好ましくは、処理ガス噴出口は、第１の直線とほぼ平行に開口するように構成されている。
【０１３０】
また好ましくは、一対の不活性ガス供給ノズルと排気孔とを結ぶ第２及び第３の直線は、第１の直線をそれぞれ両側から挟むように構成されている。
【０１３１】
また好ましくは、前記第１の不活性ガス噴出口は、第２及び第３の直線とほぼ平行に開口するように構成されている。
【０１３２】
また好ましくは、第１の不活性ガス噴出口は、第２及び第３の直線よりもそれぞれ外側に開いた向きに開口するように構成されている。
【０１３３】
また好ましくは、処理室内の雰囲気を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも加熱ユニットを制御する制御部と、を有し、
制御部は、
処理室内の雰囲気が所定の処理温度になるように加熱ユニットを制御する。
【０１３４】
また好ましくは、処理ガスの熱分解温度は処理温度よりも低い。
【０１３５】
また好ましくは、少なくとも処理ガス供給ユニット、不活性ガス供給ユニットを制御する制御部を有し、
制御部は、
第１の不活性ガス噴出口から供給される不活性ガスの供給流量が処理ガスの供給流量より多くなるよう処理ガス供給ユニット及び不活性ガス供給ユニットを制御する。
【０１３６】
また好ましくは、処理室内の雰囲気を加熱する加熱ユニットと、
少なくとも処理ガス供給ユニット、不活性ガス供給ユニット、及び加熱ユニットを制御する制御部と、を有し、
制御部は、
第１の不活性ガス噴出口から供給される不活性ガスの供給流量が処理ガスの供給流量より多くなるよう処理ガス供給ユニット及び不活性ガス供給ユニットを制御するとともに、処理室内の雰囲気が所定の処理温度になるように加熱ユニットを制御する。
【０１３７】
本発明の更に他の態様によれば、
２種類以上の処理ガスを互いに混合しないように所定回数交互に繰り返し基板の表面に供給し、基板の表面に薄膜を形成する基板処理装置であって、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室内に２種類以上の処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
処理室内を排気する排気ユニットと、を有し、
処理ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する２本以上の処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに、基板の周方向に沿って２本以上の処理ガス供給ノズルのうち少なくとも１本の処理ガス供給ノズルを両側から挟むように設けられ、処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルを有し、
一対の不活性ガス供給ノズルは、基板が積層される領域に開口する１つ以上の第１の不活性ガス噴出口、及び基板が積層されない領域に開口する１つ以上の第２の不活性ガス噴出口をそれぞれ有する基板処理装置が提供される。
【０１３８】
好ましくは、
基板が積層されない領域は、基板が積層される領域より高い領域、又は基板が積層される領域より低い領域を含む。
【０１３９】
また好ましくは、第２の不活性ガス噴出口は、基板の中心方向に向かって開口する。
【０１４０】
また好ましくは、一対の不活性ガス供給ノズルにより両側から挟まれる少なくとも１本の処理ガス供給ノズルは、薄膜の厚さの面内均一性に影響を及ぼす処理ガスを供給する。
【０１４１】
また好ましくは、処理ガス供給ユニットは、
薄膜の厚さの面内均一性に影響を及ぼす第１の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給ノズルと、
薄膜の厚さの面内均一性に影響を及ぼさない第２の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給ノズルと、有し、
第１の処理ガス供給ノズルは、基板の周方向に沿って一対の不活性ガス供給ノズルにより両側から挟まれる。
【０１４２】
本発明の更に他の態様は、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズルと、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルと、
処理室内を排気する排気ラインと、を備え、
処理ガス供給ノズルから供給される処理ガスのガス流が、第１の不活性ガス噴出口から供給される不活性ガスのガス流によって流路が制限されるように、一対の不活性ガス供給ノズルを配設する基板処理装置が提供される。
【０１４３】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズルと、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルと、
処理室内を排気する排気ラインと、を備え、
一対の不活性ガス供給ノズルは、処理室の内壁と基板との間の隙間へ不活性ガスを供給しつつ、基板が積層される領域より高い領域又は基板が積層される領域より低い領域へ不活性ガスを供給する基板処理装置が提供される。
【０１４４】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する１本以上の処理ガス供給ノズルと、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルを両方から挟むように設けられ、処理室内に不活性ガスを供給しつつ、基板が積層される領域より高い領域又は基板が積層される領域より低い領域へ不活性ガスを供給する一対の不活性ガス供給ノズルと、
処理室内を排気する排気ラインと、を有する基板処理装置が提供される。
【０１４５】
好ましくは、不活性ガス供給ノズルは、処理ガス供給ノズルから処理ガスを供給する際に、処理ガス供給ノズルから供給される処理ガスの流量以上の流量で前記第１の不活性ガス噴出口から不活性ガスを供給する。
【０１４６】
また好ましくは、１本以上の処理ガス供給ノズルのうち少なくとも１本の処理ガス供給ノズルは、他の処理ガス供給ノズルから処理ガスを供給する際に、他の処理ガス供給ノズルから供給される処理ガスの流量以上の流量で不活性ガスを供給する。
【０１４７】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢多段に基板を積層する基板保持具と、
前記基板が積層された基板保持具を収納して処理する処理室と、
処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
処理ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されて処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在され、処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ノズルは、基板が積層されない領域に開口する１つ以上の不活性ガス噴出口を有する基板処理装置が提供される。
【０１４８】
好ましくは、基板保持具には基板より下に断熱板が装填され、
１つ以上の不活性ガス噴出口は、基板が積層されない領域であって、断熱板に対応する領域に開口する。
【０１４９】
好ましくは、基板保持具は、上下で一対となる上端板及び下端板と、上端板及び下端板の間に垂直に設けられた複数本の保持部材とを備え、
１つ以上の不活性ガス噴出口は、基板が積層されない領域であって、上端板に対応する高さ以上の領域に開口する。
【０１５０】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を処理室内に搬入する工程と、
処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在された１本以上の処理ガス供給ノズルから処理室内に処理ガスを供給するとともに、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルを両方から挟むように設けられた一対の不活性ガス供給ノズルから処理室の内壁と基板との間の隙間へ不活性ガスを供給しつつ、基板が積層される領域より高い領域又は基板が積層される領域より低い領域へ不活性ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１５１】
好ましくは、基板を処理する工程では、一対の不活性ガス供給ノズルのうち各ノズルから供給する不活性ガスの流量を処理ガス供給ノズルから供給する処理ガスの流量以上とする。
【０１５２】
本発明の更に他の態様によれば、
２種類以上の処理ガスを互いに混合しないように所定回数交互に繰り返して基板の表面に供給し、基板の表面に所定の薄膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
水平姿勢で多段に積層された基板を処理室内に搬入する工程と、
処理室内に第１の処理ガスを供給する第１のガス供給工程と、
処理室内の雰囲気を排気する第１の排気工程と、
処理室内に第２の処理ガスを供給する第２のガス供給工程と、
処理室内の雰囲気を排気する第２の排気工程と、を有し、
第１のガス供給工程及び第２のガス供給工程のうち少なくともいずれか１の工程では、第１の処理ガスのガス流もしくは第２の処理ガスのガス流を両側から挟むように不活性ガスを供給しつつ、基板が積層される領域より高い領域又は基板が積層される領域より低い領域へ不活性ガスを供給する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１５３】
本発明の更に他の態様によれば、
水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、
処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットと、
処理室内を排気する排気ユニットと、を備え、
処理ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在され、処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給孔が開口する処理ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ユニットは、処理室の内壁に沿うように基板の積層方向に延在されるとともに基板の周方向に沿って処理ガス供給ノズルに隣り合うように設けられ、処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズルを有し、
不活性ガス供給ノズルは、処理ガス供給ノズルにおいて処理ガス供給孔が開口する領域に対応する高さより上及び／又は下に開口する不活性ガス供給孔を有する基板処理装置が提供される。
【符号の説明】
【０１５４】
２      インナチューブ
３      アウタチューブ
４      処理室
７ａ    排気管（排気ライン）
１０    ウエハ（基板）
１１    ボート（基板保持具）
２０    ヒータユニット
２２ａ  処理ガス供給ノズル
２２ｂ  処理ガス供給ノズル
２２ｃ  不活性ガス供給ノズル
２２ｄ  不活性ガス供給ノズル
２４ａ  処理ガス噴出口
２４ｂ  処理ガス噴出口
２４ｃ  第１の不活性ガス噴出口
２４ｄ  第１の不活性ガス噴出口
３１ｃ  第２の不活性ガス噴出口
３１ｄ  第２の不活性ガス噴出口
３２ｃ  第２の不活性ガス噴出口
３２ｄ  第２の不活性ガス噴出口
２５    排気孔
１０１  基板処理装置
２０２  処理炉
２４０  コントローラ（制御部）
【図１】
2010226092.tif 000003
【図２】
2010226092.tif 000004
【図３】
2010226092.tif 000005
【図４】
2010226092.tif 000006
【図５】
2010226092.tif 000007
【図６】
2010226092.tif 000008
【図７】
2010226092.tif 000009
【図８】
2010226092.tif 000010
【図９】
2010226092.tif 000011
【図１０】
2010226092.tif 000012
【図１１】
2010226092.tif 000013
【図１２】
2010226092.tif 000014
【図１３】
2010226092.tif 000015
【図１４】
2010226092.tif 000016
【図１５】
2010226092.tif 000017