(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱することなく炉口部等の低温部への副生成物の付着を防止する基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、インレットフランジ１６ａを支持するベースフランジ１６ｂとを含み基板を処理する反応炉と、反応炉を気密に閉塞するシールキャップ２０と、シールキャップ２０と離間してベースフランジ１６ｂ内側に設けられるカバーであるアイソレーションフランジ４２と、シールキャップ２０とベースフランジ１６ｂの内側壁面とで囲まれる空間により形成される小部屋４３と、シールキャップ２０に対して不活性な第１ガスを小部屋４３に供給する第１ガス供給管１９ｂと、アイソレーションフランジ４２形成され小部屋４３に供給された第１ガスを反応炉内に流出させる流出経路４２ａと、流出経路４２ａよりも下流側に設けられて反応炉内に第１ガスよりもシールキャップ２０に対して活性な第２ガスを供給する第２ガス供給管１９ａと、を有する。【選択図】図２
2010034570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチューブと、前記プロセスチューブを支持するインレットフランジと、前記インレットフランジを支持するベースフランジとを含んでおり、基板を処理する反応炉と、  前記反応炉を気密に閉塞するシールキャップと、
前記シールキャップの前記反応炉内側の表面を略全体的に覆うように前記シールキャップと離間して前記ベースフランジの内側に設けられるカバーと、
前記シールキャップと前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面とによって囲まれる空間により形成される小部屋と、
前記小部屋と対面しており、前記小部屋に、前記シールキャップに対して不活性な第１ガスを供給する供給口と、
前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面との間に形成される隙間によって構成され、前記小部屋に供給された前記第１ガスを前記反応炉内に流出させる流出口と、
前記流出口よりも下流側に設けられて前記反応炉内に前記第１ガスよりも前記シールキャップに対して活性な第２ガスを供給する供給口と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１ガスを供給する前記供給口は前記ベースフランジに設けられており、前記第２ガスを供給する前記供給口は前記インレットフランジに設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ベースフランジの内周面の上部には内側に突出したリング状の凸部が設けられ、前記凸部の下方には前記カバーが隙間をもって配置されることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記カバーの外径は、前記ベースフランジの内径よりも小さく、前記凸部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記カバーは板状部材によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項６】
複数枚の基板を略水平の状態で間隔をおいて複数段に保持するボートと、前記シールキャップに貫通された回転軸によって前記ボートを支持して回転させる回転機構とを有し、前記カバーが前記回転軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記カバーは、前記ボートの下端部よりも下方に、前記ボートの下端部と離間して配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記第１ガスがアンモニアであり、前記第２ガスがジクロロシランであり、前記処理が熱ＣＶＤ法により前記基板の上に窒化シリコン膜を形成する処理であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項９】
プロセスチューブと、前記プロセスチューブを支持するインレットフランジと、前記インレットフランジを支持するベースフランジとを含む反応炉内に基板を搬入するステップと、
前記反応炉をシールキャップによって気密に閉塞するステップと、
前記シールキャップの前記反応炉内側の表面を略全体的に覆うように前記シールキャップと離間して前記ベースフランジの内側に設けられるカバーと前記シールキャップと前記ベースフランジの内側壁面とによって囲まれる空間により形成される小部屋に、前記小部屋と対面している供給口から前記シールキャップに対して不活性な第１ガスを供給し、前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面との間に形成される隙間によって構成された流出口から前記小部屋に供給された前記第１ガスを前記反応炉内に流出させるとともに、前記流出口よりも下流側に設けられた供給口から前記第１ガスよりも前記シールキャップに対して活性な第２ガスを前記反応炉内に供給して前記基板を処理するステップと、
処理済の前記基板を前記反応炉内から搬出するステップと、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板やガラス基板等の基板上に薄膜を形成する等の処理を行う基板処理装置、及び基板上に薄膜を形成する等の処理を行う工程を有する半導体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、縦型熱ＣＶＤ装置により、ジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）とアンモニア（ＮＨ3 ）とを用いて、複数枚の基板上にＳｉ3 Ｎ4 膜を形成するプロセスを行う場合、ターゲット膜である窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）膜以外にも副生成物として塩化アンモン（ＮＨ4 Ｃｌ）等が生成され、反応炉（furnace ）の下部の炉口部内の壁面等の低温部に付着する。この付着物がパーティクル等の原因になることがあり問題となる。
この対策法としては、反応炉下部の炉口部等の低温部を副生成物が付着しない程度の温度に加熱する加熱法がある。例えば、特許文献１参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、炉口部付近には反応炉を閉塞する炉口シールキャップと反応炉との間をシールするためのＯリングや、反応炉内でボートを回転させるための回転機構があるため、加熱するにも限界温度がある。したがって、加熱することなく、炉口部等の低温部へのＮＨ4 Ｃｌ等の副生成物の付着を防止するための技術が必要となる。
【０００５】
本発明は、上述した従来の問題点を解消し、加熱することなく、炉口部等の低温部へのＮＨ4 Ｃｌ等の副生成物の付着を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
プロセスチューブと、前記プロセスチューブを支持するインレットフランジと、前記インレットフランジを支持するベースフランジとを含んでおり、基板を処理する反応炉と、
前記反応炉を気密に閉塞するシールキャップと、
前記シールキャップの前記反応炉内側の表面を略全体的に覆うように前記シールキャップと離間して前記ベースフランジの内側に設けられるカバーと、
前記シールキャップと前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面とによって囲まれる空間により形成される小部屋と、
前記小部屋と対面しており、前記小部屋に、前記シールキャップに対して不活性な第１ガスを供給する供給口と、
前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面との間に形成される隙間によって構成され、前記小部屋に供給された前記第１ガスを前記反応炉内に流出させる流出口と、
前記流出口よりも下流側に設けられて前記反応炉内に前記第１ガスよりも前記シールキャップに対して活性な第２ガスを供給する供給口と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
前記手段によれば、加熱することなく、炉口部等の低温部へのＮＨ4 Ｃｌ等の副生成物の付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置の反応炉を示す正面断面図である。
【図２】その炉口部の詳細を示す正面断面図である。
【図３】（ａ）は、その流出口部の詳細を示す拡大断面図であり、（ｂ）はそのガスの流れを示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置の反応炉の炉口部の詳細を示す正面断面図である。
【図５】（ａ）は、そのラビリンスシール部の詳細を示す拡大断面図であり、（ｂ）はそのガスの流れを示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置の反応炉の炉口部の詳細を示す正面断面図である。
【図７】その仕切りリング部のガスの流れを示す拡大断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る基板処理装置の反応炉の炉口部の詳細を示す正面断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る基板処理装置の反応炉の炉口部の詳細を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示されたＣＶＤ装置は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持された縦形のプロセスチューブ１１を備えており、プロセスチューブ１１はインナチューブ１２とアウタチューブ１３とから構成されている。インナチューブ１２は石英ガラスまたは炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて円筒形状に一体成形され、アウタチューブ１３は石英ガラスまたは炭化シリコンが使用されて円筒形状に一体成形されている。インナチューブ１２は上下両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１２の筒中空部は後述するボート２１によって垂直方向に整列した状態に保持された複数枚のウエハ１が搬入される反応炉３９の処理室１４を形成している。インナチューブ１２の下端開口は被処理基板としてのウエハ１を出し入れするための炉口１５を構成している。したがって、インナチューブ１２の内径は取り扱うウエハ１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１３は内径がインナチューブ１２の外径よりも大きく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１２にその外側を取り囲むように同心円に被せられている。
【００１０】
インナチューブ１２の下端とアウタチューブ１３の下端との間は、円形リング形状に形成された金属製（例えばステンレス製）の炉口フランジ１６によって気密封止されており、炉口フランジ１６がＣＶＤ装置の筐体３１によって支持されることにより、プロセスチューブ１１は垂直に据え付けられている。炉口フランジ１６はプロセスチューブ１１を支持するインレットフランジ（マニホールド）１６ａと、インレットフランジ１６ａを支持するベースフランジ１６ｂとから構成されている。インレットフランジ１６ａとベースフランジ１６ｂは共に金属製（例えばステンレス製）である。図１では炉口フランジ１６のインレットフランジ１６ａが筐体３１により支持されているが、ベースフランジ１６ｂも筐体に支えられる（図１では便宜上省略している）。
【００１１】
炉口フランジ１６の側壁の上部には真空ポンプ等からなる排気装置（図示せず）に接続された排気管１７が接続されており、排気管１７はインナチューブ１２とアウタチューブ１３との間に形成された隙間からなる排気路１８に連通した状態になっている。排気路１８はインナチューブ１２とアウタチューブ１３との隙間によって横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されており、排気管１７は炉口フランジ１６に接続されているため、排気路１８の最下端部に配置された状態になっている。
【００１２】
炉口フランジ１６のインレットフランジ１６ａの側壁における下部には、ガス供給管１９ａがインナチューブ１２の炉口１５に連通するように接続されており、ガス供給管１９ａには後述する第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスや不活性ガス等の供給源（図示せず）が接続されるようになっている。したがって、ガス供給管１９ａの先端開口（吹出口）は、第２ガスを反応炉内に供給する供給口を構成している。また、炉口フランジ１６のベースフランジ１６ｂの側壁の下部にはガス供給管１９ｂがインナチューブ１２の炉口１５に連通するように接続されており、ガス供給管１９ｂには後述する第１ガスとしてのＮＨ3 ガスや不活性ガス等の供給源（図示せず）が接続されるようになっている。したがって、ガス供給管１９ｂの先端開口（吹出口）は、第１ガスを小部屋に供給する供給口を構成している。ガス供給管１９ａ，１９ｂによって炉口１５に供給されたガスは、インナチューブ１２の処理室１４を流通して排気路１８を通って排気管１７によって排気される。
【００１３】
炉口フランジ１６のベースフランジ１６ｂの下端面には処理室１４を閉塞する金属製（例えばステンレス製）のシールキャップ２０が下側からＯリング２０ａを介して当接されるようになっている。シールキャップ２０は炉口フランジ１６の外径と略等しい円盤形状に形成されており、ボートエレベータ（図示せず）によって垂直方向に昇降されるように構成されている。シールキャップ２０には後述するボート２１を回転させるための回転機構（回転軸モータ）４０が、その回転軸（Ｒ軸）４１をシールキャップ２０に貫通させて取り付けられている。回転軸４１にはシールキャップ２０の処理室１４側の表面を略全体的に覆うカバーとしてのアイソレーションフランジ４２が、一体的に回転するように取り付けられている。回転軸４１とアイソレーションフランジ４２とは共に金属製（例えば、高耐食性の高ニッケル合金であるＮｉが５０％以上、Ｃｒが１５〜３０％、Ｍｏが１５〜３０％の合金製）である。
【００１４】
図２に示されているように、ボート２１を反応炉３９内の処理室１４に搬入（ボートローディング）した状態では、アイソレーションフランジ４２の下面と、シールキャップ２０の上面と、ベースフランジ１６ｂの内周面で構成された（囲まれた）小部屋（チャンバ）４３が形成される。この小部屋４３にはベースフランジ１６ｂに設けられたガス供給管１９ｂが連通している。また、ベースフランジ１６ｂの内周面の上部には内側に突出したリング状の凸部１６ｃが設けられている。この凸部１６ｃの下方にはアイソレーションフランジ４２が若干の隙間をもって位置するようになっている。アイソレーションフランジ４２の径はベースフランジ１６ｂの内径よりも小さく、ベースフランジ１６ｂの凸部１６ｃの内径よりも大きい。図３（ａ）に示されているように、アイソレーションフランジ４２とベースフランジ１６ｂとの間には、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の僅かな隙間（クリアランス）Ｃ1 が設けられている。この隙間Ｃ1 により、小部屋４３に設けられて第１ガスを反応炉内に流出させる流出口が構成されている。アイソレーションフランジ４２と凸部１６ｃとの間には、１ｍｍ〜３ｍｍ程度の僅かな隙間（クリアランス）Ｃ2 が設けられている。これらの隙間Ｃ1 ，Ｃ2 により、小部屋４３内に供給されたガスを反応炉３９の処理室１４に流出させる流出経路４２ａが構成されている。
【００１５】
シールキャップ２０の中心線上には被処理基板としてのウエハ１を保持するためのボート２１が垂直に立脚されて、回転軸４１を介して支持されるようになっている。ボート２１は全体的に石英または炭化シリコンが使用されて構成されており、上下で一対の端板２２，２３と、両端板２２，２３間に架設されて垂直に配設された複数本（図示例では三本）の保持部材２４とを備えている。各保持部材２４には多数条の保持溝２５が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されており、各保持溝２５の上向き面から構成された保持面の外周縁辺（エッジ）にはＲ面取りが施されている。Ｒ面取りの曲率半径は１ｍｍ以上に設定されている。さらに、保持面の中央部には例えば半球形状に形成された凸部が突設されている。ウエハ１は複数本の保持部材２４相互間の同一の段の保持溝２５に外周部を挿入されて、その下面における周辺部の複数箇所（本実施の形態においては三箇所）を保持面の凸部によって受けられることによって保持される。各保持溝２５によってそれぞれ保持された状態において、複数枚のウエハ１はボート２１に水平にかつ互いに中心を揃えて整列された状態になる。なお、図２に示されているように、ボート２１の下部のヒータユニット３０と対向する部分よりも下側の所定領域には、複数枚の断熱板２６が水平にかつ互いに中心を揃えて整列された状態で保持される。ボート２１はシールキャップ２０を貫通して設けられた回転軸４１により支持され、回転機構４０により回転可能に構成されている。
【００１６】
アウタチューブ１３の外部にはプロセスチューブ１１内を加熱するヒータユニット３０が、アウタチューブ１３の周囲を包囲するように同心円に設備されており、ヒータユニット３０はプロセスチューブ１１内を全体にわたって均一または予め設定された温度分布に加熱するように構成されている。ヒータユニット３０はＣＶＤ装置の筐体３１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いる。反応炉３９は主に、このヒータユニット３０と、前述のインナチューブ１２およびアウタチューブ１３から構成されるプロセスチューブ１１と、インレットフランジ１６ａおよびベースフランジ１６ｂから構成される炉口フランジ１６とから構成される。
【００１７】
図１に示されているように、筐体３１はヒータユニット設置室３２と、ボート２１が処理室１４に対しての搬入搬出の際に待機する待機室３３とを備えている。待機室３３はロードロック方式（ゲートバルブ等の隔離バルブを用いて処理室と搬入搬出室とを隔離し、処理室への空気の流入を防止したり、温度や圧力等の外乱を小さくして処理を安定化させる方式）に構築されており、真空引き可能に構成されている。筐体３１の待機室３３の側壁には、待機室３３を排気する排気管３４と、待機室３３にパージガスとしての窒素（Ｎ2 ）ガスを供給する窒素ガス供給管３５とがそれぞれ接続されており、待機室３３の他の側壁にはゲートバルブによって開閉されるウエハ搬入搬出口（図示せず）が開設されている。なお、待機室３３の内部にはシールキャップ２０を昇降させるボートエレベータ（図示せず）が設置されている。
【００１８】
次に、上述の縦型熱ＣＶＤ装置を使用して、半導体装置（デバイス）の製造方法の一工程として、ウエハの上に薄膜を形成するプロセス（工程）を行う成膜方法について説明する。
【００１９】
複数枚のウエハ１がボート２１に装填されるウエハチャージングステップにおいては、図１に示されているように、ボート２１が待機室３３に待機された状態で、複数枚のウエハ１がボート２１にウエハ移載装置（wafer transfer equipment) によって装填されて行く。この際、待機室３３は窒素ガス供給管３５によって供給された窒素ガスによってパージされている。
【００２０】
所定の枚数のウエハ１が装填されたボート２１が処理室１４にボートローディングされるボートローディングステップにおいては、ボート２１はボートエレベータによって差し上げられて、インナチューブ１２の炉口１５から反応炉３９の処理室１４にボートローディングされて行き、図２に示されているように、炉口１５を気密シールしたシールキャップ２０に回転軸４１を介して支持された状態で、処理室１４に存置される。
【００２１】
ボート２１が反応炉３９の処理室１４に存置された状態においては、シールキャップ２０がＯリング２０ａを介してベースフランジ１６ｂに当接されることにより、小部屋４３がアイソレーションフランジ４２の下面とシールキャップ２０の上面とベースフランジ１６ｂの内周面とによって形成される。アイソレーションフランジ４２の外周面とベースフランジ１６ｂの内周面との間には隙間Ｃ1 が形成され、アイソレーションフランジ４２の上面とベースフランジ１６ｂの内周面上端部の凸部１６ｃとの間には隙間Ｃ2 が形成される。これら隙間Ｃ1 ，Ｃ2 により、小部屋４３内に供給されたガスを処理室１４に流出させる流出経路４２ａが形成される。この小部屋４３にはベースフランジ１６ｂに設けられたガス供給管１９ｂが連通している。
【００２２】
処理室１４においてボート２１によって保持されたウエハ１を処理する処理ステップにおいては、処理室１４の内部が所定の真空度（１３．３〜１３３Ｐａ）となるように排気管１７に接続された真空ポンプによって排気される。また、ウエハ１の温度が所定の温度（７００〜８００℃、例えば７５０℃）となるようにヒータユニット３０によって加熱される。この際に、ウエハ１を保持したボート２１は回転軸４１を介して回転機構４０により回転させられる。処理室１４の内部が所定の真空度に安定化し、また、ウエハ１の温度が所定の温度に安定化すると、処理ガスが処理室１４にガス供給管１９ａ，１９ｂより供給される。
【００２３】
具体的には、図３（ｂ）に示されているように、第１ガスとしてのＮＨ3 ガスＧ１がベースフランジ１６ｂの側壁の下部に設けられたガス供給管１９ｂの供給口から、アイソレーションフランジ４２の下面とシールキャップ２０の上面とベースフランジ１６ｂの内周面とによって形成された小部屋４３に供給される。この小部屋４３に供給されたＮＨ3 ガスＧ１は、アイソレーションフランジ４２の外周とベースフランジ１６ｂの内周との間に形成された隙間Ｃ1 よりなる流出口からアイソレーションフランジ４２とベースフランジ１６ｂと凸部１６ｃとの間に形成された隙間Ｃ1 ，Ｃ2 よりなる流出経路４２ａに流出し、この流出経路４２ａから処理室１４側に供給される。他方、第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が処理室１４にインレットフランジ１６ａの側壁の下部に設けられたガス供給管１９ａの供給口から供給される。この際、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２よりもＮＨ3 ガスＧ１を先行して反応炉３９へ供給することが好ましい。すなわち、比較的に活性のガスであるＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２を反応炉３９へ供給する前に、比較的に不活性のガスであるＮＨ3 ガスＧ１によって炉口フランジ１６や炉口１５および反応炉３９内をパージすることが好ましい。
【００２４】
供給されたＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２およびＮＨ3 ガスＧ１からなる処理ガスは、インナチューブ１２の処理室１４を上昇し、インナチューブ１２の上端開口からインナチューブ１２とアウタチューブ１３との隙間によって形成された排気路１８を流下して排気管１７から排気される。この際、成膜温度に加熱されたウエハ１上にはＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２およびＮＨ3 ガスＧ１からなる処理ガスが流れ込み、熱ＣＶＤ法により窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）膜が形成される。
【００２５】
予め設定された処理時間が経過すると（所定膜厚の窒化シリコン膜が堆積されると）、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２およびＮＨ3 ガスＧ１からなる処理ガスの供給が停止され、処理室１４はＮ2 ガス等の不活性ガスによりパージされる。この際、Ｎ2 ガスはガス供給管１９ａまたは／およびガス供給管１９ｂから供給される。Ｎ2 ガスパージにより処理室１４内の残留ガスが除去され、ボート２１の回転が停止されると、シールキャップ２０が下降されて処理室１４の炉口１５が開口されるとともに、ボート２１に保持された状態でウエハ１群が炉口１５からプロセスチューブ１１の外部に搬出（ボートアンローディング）される。
【００２６】
以上の成膜工程において、従来はＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスおよびＮＨ3 ガスを供給するガス供給管１９ａ，１９ｂの供給口のいずれもが、インレットフランジ１６ａの側壁に設けられていたために、反応炉３９の下部の炉口１５の付近において副生成物としてのＮＨ4 Ｃｌ（塩化アンモン）等が生成され、炉口１５の付近壁面の低温部、特に、シールキャップ２０の上面やシールキャップ２０と回転軸４１との間の隙間に付着していた。この付着物がパーティクルとなってウエハ１上面に付着すると、半導体デバイスの製造方法における歩留りを低下させる原因になる。
【００２７】
しかし、本実施の形態においては、反応炉３９の下部の炉口１５の付近における副生成物の付着を防止することができる。すなわち、図３（ｂ）に示されているように、ＮＨ3 ガスＧ１がアイソレーションフランジ４２の下面とベースフランジ１６ｂの内周面とによってシールキャップ２０の上面を覆って形成された小部屋４３に導入されるとともに、小部屋４３に導入されたＮＨ3 ガスＧ１がアイソレーションフランジ４２とベースフランジ１６ｂと凸部１６ｃとの間に形成された僅かな隙間よりなる流出経路４２ａから処理室１４側に流出されることにより、小部屋４３がＮＨ3 ガスＧ１によってパージされる。また、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２がアイソレーションフランジ４２の上側すなわちＮＨ3 ガスＧ１の流れの下流側に導入される。これにより、小部屋４３にはＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が入り込むことはなく、シールキャップ２０、シールキャップ２０と回転軸４１との間の隙間およびベースフランジ１６ｂの内側壁面等の低温部（１５０℃以下となる部分）には、ＮＨ4 Ｃｌ等の副生成物が付着することはない。また、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 とＮＨ3 との反応は炉口１５の上部で起こり、また、インレットフランジ１６ａの温度はＮＨ4 Ｃｌが付着しない程度の温度（２００℃以上）となるので、副生成物はインレットフランジ１６ａにも付着し難くなる。したがって、パーティクルの発生源の形成を防止することができ、パーティクルの発生による半導体デバイスの製造工程における歩留りの低下を未然に防止することができる。
【００２８】
ちなみに、前述した成膜ステップにおけるアイソレーションフランジ４２の上方の温度は、ＮＨ4 Ｃｌが壁面に付着しない温度である２００℃以上になるが、アイソレーションフランジ４２の下方の温度はＮＨ4 Ｃｌが壁面に付着する温度である１５０℃以下になる。
【００２９】
ところで、ステンレスはＳｉＨ2 Ｃｌ2 によって化学的な影響を受けるために、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２がステンレス製のシールキャップ２０に接触すると、シールキャップ２０は化学的な影響を受けることにより、ウエハを汚染する原因物質となる金属（例えば、ＦｅやＣｒ）を発生する危惧がある。
【００３０】
しかし、本実施の形態においては、前述したように、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が小部屋４３に入り込むことはないことにより、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２がシールキャップ２０に接触することはないために、シールキャップ２０がステンレス製である場合であっても、シールキャップ２０がＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２によって化学的な影響を受けることはない。つまり、シールキャップ２０がステンレス製である場合であっても、シールキャップ２０からウエハを汚染する原因物質となる金属を発生することはない。
【００３１】
ちなみに、本実施の形態においてシールキャップ２０を覆うカバーであるアイソレーションフランジ４２は、前述したように、高耐食性の高ニッケル合金によって形成されているために、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２がアイソレーションフランジ４２に接触しても、ウエハを汚染する原因物質となる金属を発生することはない。
【００３２】
次に、図４と図５に示された本発明の第２の実施の形態を説明する。
本実施の形態において、前記実施の形態と均等の構成要素については、前記実施の形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
炉口フランジ１６におけるインナチューブ受け１６ｄの下方には、全周にわたって連続する上仕切リング部６１が突設されている。他方、回転軸４１の上端に水平に支持されたボート受け台４９の下面にはボート下フランジ６２がボート受け台４９と同心に取付けられる。ボート下フランジ６２は高耐食性の高ニッケル合金（例えば、Ｎｉが５０％以上、Ｃｒが１５〜３０％、Ｍｏが１５〜３０％の高ニッケル合金）が使用されてリング形状に形成されている。ボート下フランジ６２の下端には上仕切リング部６１と対向する下仕切リング部６３が形成されている。下仕切リング部６３と上仕切リング部６１とは所要幅にわたって適宜な間隙を持って重合している。上仕切リング部６１と下仕切リング部６３とはシールキャップ２０を略全体的に被覆するカバー６４を構成しており、カバー６４によって炉口フランジ１６の下部には処理室１４と隔離された小部屋４３Ａが形成されている。
【００３４】
図５に示されているように、下仕切リング部６３と上仕切リング部６１とが重合する部分には、半径方向に蛇行する間隙であるラビリンスシール部６５が形成されている。すなわち、下仕切リング部６３の上面にはリング状の突条６３ａ，６３ｂが同心多重に形成されており、上仕切リング部６１の下面にはリング溝６１ａ，６１ｂが突条６３ａ，６３ｂとそれぞれ同心に同心多重に刻設されている。突条６３ａ，６３ｂはリング溝６１ａ，６１ｂに半径方向クリアランスＣ1 および軸方向クリアランスＣ2 を介在して嵌入しており、突条６３ａ，６３ｂとリング溝６１ａ，６１ｂとの複数のクリアランスＣ1 ，Ｃ2 によって形成される間隙は半径方向に蛇行するラビリンスシール部６５を構成している。ラビリンスシール部６５のクリアランスＣ1 ，Ｃ2 の寸法は、上仕切リング部６１と下仕切リング部６３との相対回転を確保し得る範囲内で、小部屋４３Ａと処理室１４との間のガスの流通を阻止し得る最小寸法に設定されるが、後述するＮＨ3 ガスの流出は確保し得るように設定されている。つまり、ラビリンスシール部６５は小部屋４３Ａに供給された第１ガスを反応炉内に流出させる流出口を有する流出経路を構成している。
例えば、ラビリンスシール部６５のクリアランスＣ1 ，Ｃ2 の寸法は、０．５〜３ｍｍに設定されている。
【００３５】
以下、作用について説明する。なお、ウエハの処理については前記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
ウエハが装填されたボート２１が処理室１４にボートローディングされると、シールキャップ２０が炉口フランジ１６の下端開口部を気密に閉塞する。この状態において、下仕切リング部６３と上仕切リング部６１とはラビリンスシール部６５を介在させて重合し、ボート受け台４９、上仕切リング部６１、下仕切リング部６３とシールキャップ２０との間には小部屋４３Ａが形成される。
【００３７】
成膜ステップにおいては、図５（ｂ）に示されているように、第１ガスとしてのＮＨ3 ガスＧ１が小部屋４３Ａへガス供給管１９ｂから供給され、第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が処理室１４へガス供給管１９ａから供給される。ラビリンスシール部６５は小部屋４３Ａと処理室１４とを連通させ、ＮＨ3 ガスＧ１を処理室１４へ流出させる流路となる。ＮＨ3 ガスＧ１はラビリンスシール部（流出経路）６５を流れ、上仕切リング部６１の全周から処理室１４に流出する。
【００３８】
処理室１４は排気管１７によって排気されていることにより、処理室１４は上方へのガスの流れが形成されており、ラビリンスシール部６５は半径方向に蛇行しており、その流路抵抗によりＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が小部屋４３Ａに流入することを抑制している。
【００３９】
なお、ラビリンスシール部６５のクリアランスＣ1 ，Ｃ2 の寸法や半径方向の長さおよび蛇行の回数については、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が小部屋４３Ａに流入しない状態が実現されるように設定される。また、クリアランスＣ1 ，Ｃ2 を充分小さくすれば、下仕切リング部６３の突条６３ａ，６３ｂおよび上仕切リング部６１のリング溝６１ａ，６１ｂすなわちラビリンスシール部６５は省略してもよい。
【００４０】
ところで、シールキャップ２０の付近はヒータユニット３０から離間していることにより、ＮＨ4 Ｃｌが生成される低温度（１５０℃以下）となっているので、ＮＨ3 ガスＧ１とＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２とがシールキャップ２０の付近において混合すると、ＮＨ4 Ｃｌがシールキャップ２０の表面等に付着して堆積する。
本実施の形態においては、ＮＨ3 ガスＧ１は処理室１４から分離された小部屋４３Ａに供給され、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２は処理室１４側に供給されることにより、低温度部である小部屋４３ＡでのＮＨ3 ガスＧ１とＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２との反応が抑止されるので、低温度部でのＮＨ4 Ｃｌの発生を防止することができるとともに、ＮＨ4 Ｃｌ等の反応副生成物がシールキャップ２０や炉口フランジ１６に付着堆積するのを防止することができる。
【００４１】
本実施の形態によれば、炉口フランジ１６の低温度部での反応副生成物の付着を防止することができるので、炉口フランジ１６の洗浄等の炉口部の保守を大幅に軽減することができ、保守作業の実施の間隔を延長することができる。例えば、従来、保守作業実施の間隔が１ヶ月程度であったものが、本実施の形態によれば、３ヶ月から１年程度の間隔に延長されることが確認されている。
【００４２】
なお、低温度部でＮＨ3 ガスとＳｉＨ2 Ｃｌ2 とを分離することができればよいので、下仕切リング部６３、上仕切リング部６１の形状、取付け位置については前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、下仕切リング部６３を回転軸４１に取付けてもよいし、シールキャップ２０に設けてもよい。
【００４３】
次に、図６と図７に示された本発明の第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態において、前記実施の形態と均等の構成要素については、前記実施の形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
インナチューブ１２の下端部の外周面には全周に連続した突起部１２ａが突設されており、突起部１２ａが炉口フランジ１６の内周に突設された全周で連続するインナチューブ受け１６ｄに載置することにより、インナチューブ１２は炉口フランジ１６に支持されている。インナチューブ１２の突起部１２ａの下方には延伸部１２ｂが延伸されている。シールキャップ２０における延伸部１２ｂの下方には、リング状の板状部材としての石英ガラスまたは炭化シリコン（ＳｉＣ）からなる仕切りリング２７が載置されて固定リング２８によってシールキャップ２０に固定されている。インナチューブ１２の延伸部１２ｂと仕切りリング２７との間およびボート２１の下側端板２３と仕切りリング２７との間には、シール機構（ラビリンスシール）を構成する０．１〜３ｍｍ程度の隙間２９ａ，２９ｂが形成されている。隙間２９ａ，２９ｂの寸法は２ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００４５】
ボート２１が反応炉３９の処理室１４にボートローディングされた状態においては、シールキャップ２０と炉口フランジ１６とインナチューブ１２の延伸部１２ｂと仕切りリング２７とによって囲まれた小部屋（以下、第２小部屋という。）４７が形成されており、第２小部屋４７には第２ガスを供給するガス供給管（以下、第２ガス供給管という。）１９ａの一端部が接続されている。第２ガス供給管１９ａの他端部には第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスや不活性ガス等の供給源（図示せず）が接続されるようになっている。したがって、第２ガス供給管１９ａの先端開口（吹出口）は、第２ガスを反応炉内に供給する供給口を構成している。
【００４６】
また、ボート２１が反応炉３９の処理室１４にボートローディングされた状態においては、シールキャップ２０と仕切りリング２７とボート２１の下側端板２３およびボート受け台４９とによって囲まれた小部屋（以下、第１小部屋という。）４５が形成される。第１小部屋４５には第１ガスを供給するためのガス供給管（以下、第１ガス供給管という。）１９ｂが空間５９と隙間５０を介して連通している。また、ボート２１の下側端板２３と仕切りリング２７との間には隙間２９ｂが形成されており、第１小部屋４５に供給されたガスを反応炉３９の処理室１４に流出させる流出口４６ｂが、この隙間２９ｂによって構成されている。インナチューブ１２の延伸部１２ｂと仕切りリング２７との間には隙間２９ａが形成されており、第２小部屋４７に供給されたガスを反応炉３９内の処理室１４に流出させる流出口４６ａが、この隙間２９ａにより構成されている。
【００４７】
回転機構４０のハウジング５３はシールキャップ２０にベースフランジ５１を介して固着されており、ハウジング５３の下端にはギヤケース５２が固着されている。ハウジング５３には下部回転軸５５が軸受５４を介して回転自在に設けられており、下部回転軸５５の下端部はギヤケース５２の内部に露出している。下部回転軸５５の下端部にはウオームホイール５６が嵌着されており、ウオームホイール５６にはギヤケース５２に回転自在に設けられたウオーム５７が噛合されている。ウオーム５７の回転軸５８は図示しないボート回転モータに連結された構造になっている。
【００４８】
シールキャップ２０を貫通した回転軸４１は下部回転軸５５に空間５９において同心に固定されており、回転軸４１の上端部にはボート受け台４９が嵌着されている。ボート受け台４９にはボート２１が載置されて固定されている。シールキャップ２０およびベースフランジ５１と回転軸４１との間には所要の隙間５０が設けられている。ベースフランジ５１の側壁には空間５９に貫通するガス導入路４４が設けられており、ガス導入路４４には第１ガス供給管１９ｂが接続されて、第１ガスとしてのＮＨ3 ガスや不活性ガス等の供給源（図示せず）が接続されるようになっている。空間５９はシールキャップ２０の下方に回転軸４１に隣接して設けられ、ガス導入路４４と隙間５０に連通している。したがって、隙間５０の下流側開口は、第１ガスを第１小部屋４５に供給する供給口を構成している。
【００４９】
以下、作用について説明する。
なお、ウエハの処理については前記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５０】
ウエハが装填されたボート２１が処理室１４にボートローディングされると、シールキャップ２０が炉口フランジ１６の下端開口部を気密に閉塞する。この状態においては、シールキャップ２０と仕切りリング２７とボート２１の下側端板２３およびボート受け台４９とによって囲まれた第１小部屋４５には、ベースフランジ５１の側壁に設けられた第１ガス供給管１９ｂが空間５９と隙間５０とを介して連通している。
【００５１】
処理室１４においてボート２１によって保持されたウエハ１を処理する処理ステップにおいては、ウエハ１を保持したボート２１は回転軸４１を介して回転機構４０により回転させられる。処理室１４の内部が所定の真空度に安定化し、かつ、ウエハ１の温度が所定の温度に安定化すると、処理ガスが処理室１４にガス供給管１９ａ，１９ｂから供給される。
【００５２】
具体的には、図７に示されているように、第１ガスとしてのＮＨ3 ガスＧ１がベースフランジ５１の側壁に接続された第１ガス供給管１９ｂからガス導入路４４を通って空間５９に供給され、空間５９から隙間５０を通って隙間５０の供給口から第１小部屋４５に供給される。第１小部屋４５に供給されたＮＨ3 ガスＧ１は、仕切りリング２７とボート２１の下側端板２３との間に形成された隙間２９ｂからなる流出口４６ｂから処理室１４に供給される。また、第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が炉口フランジ１６の側壁の下部に接続された第２ガス供給管１９ａの吹出口である供給口から、シールキャップ２０と炉口フランジ１６とインナチューブ１２の延伸部１２ｂと仕切りリング２７とによって囲まれた第２小部屋４７に供給される。この第２小部屋４７に供給されたＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２は、インナチューブ１２の延伸部１２ｂと仕切りリング２７との間に形成された隙間２９ａからなる流出口４６ａから処理室１４に供給される。この際、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２よりもＮＨ3 ガスＧ１を先行して反応炉３９に供給する、すなわちＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２の供給前に炉口部および反応炉３９内をＮＨ3 ガスＧ１によってパージするようにするのが好ましい。
【００５３】
本実施の形態においては、成膜ステップにおける反応炉３９の炉口１５の付近における副生成物としてのＮＨ4 Ｃｌの付着を防止することができる。すなわち、図７に示されているように、シールキャップ２０と仕切りリング２７とボート２１の下側端板２３とボート受け台４９とによって囲まれた第１小部屋４５に、ＮＨ3 ガスＧ１を回転軸４１とシールキャップ２０との間の僅かな隙間５０を通して導入し、導入されたＮＨ3 ガスＧ１が隙間２９ｂからなる流出口４６ｂから処理室１４に拡散（供給）するようにしている。つまり、第１小部屋４５をＮＨ3 ガスＧ１によってパージする状態としている。また、シールキャップ２０と炉口フランジ１６とインナチューブ１２の延伸部１２ｂと仕切りリング２７とによって囲まれた第２小部屋４７に、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２を導入し、導入されたＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が僅かな隙間２９ａからなる流出口４６ａから処理室１４に導入するようにしている。つまり、第２小部屋４７をＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２によってパージする状態としている。これらにより、第１小部屋４５にはＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が入り込むことが抑制され、また、第２小部屋４７にはＮＨ3 ガスＧ１が入り込むことが抑制されるので、シールキャップ２０の上面、シールキャップ２０と回転軸４１との間の隙間５０および炉口フランジ１６の内周面に、ＮＨ4 Ｃｌ等の副生成物が付着するのを防止することができる。
【００５４】
また、第１流出口４６ｂから流出した第１ガスとしてのＮＨ3 ガスＧ１と、第２流出口４６ａから流出した第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２とが混合して反応する処理室１４は、いずれもが石英等の非金属部材である仕切りリング２７とインナチューブ１２とアウタチューブ１３とボート２１の下側端板２３とで構成され、処理室１４内においては金属部材を使用していないので、金属汚染が生じない。
【００５５】
さらに、インナチューブ１２を炉口フランジ１６に載置するための突起部１２ａから下方に伸びた延伸部１２ｂを設けることにより、インナチューブ１２の延伸部１２ｂと仕切りリング２７との間には僅かな隙間２９ａしかできないため、ＮＨ3 ガスＧ１が第２小部屋４７に入り込むのを抑制することができ、炉口フランジ１６の内周面に副生成物が付着し難くすることができる。
【００５６】
次に、図８に示された本発明の第４の実施の形態を説明する。
【００５７】
本実施の形態が前記第３の実施の形態と異なる点は、第３のガスＧ３を処理室１４に供給するガス供給管（以下、第３ガス供給管という。）１９ｃが炉口フランジ１６に挿入されている点である。第３ガス供給管１９ｃの先端開口（吹出口）が形成するガス供給口は、流出口４６ａ，４６ｂよりも下流側（上方）に設けられており、第３ガス供給管１９ｃのガス供給口から供給されたガスは流出口４６ａ，４６ｂから流出したガスと流出口４６ａ，４６ｂよりも下流側で混合するようになっている。
【００５８】
本実施の形態によれば、第３ガス供給管１９ｃが追加されているので、３種類以上のガスが必要な場合でも対応することができる。
２種類のガスを使用する場合には、第１ガス供給管１９ｂおよび第２ガス供給管１９ａから同一のガスを供給し、他のガスを第３ガス供給管１９ｃから供給するようにするのが好ましい。
例えば、第３の実施の形態と同様に、ＮＨ3 ガスとＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスとを使用する場合には、第１ガス供給管１９ｂおよび第２ガス供給管１９ａから金属部材に対して化学的な影響を与え難い方のガスであるＮＨ3 ガスを供給し、第３ガス供給管１９ｃからは金属部材に対して化学的影響を与え易い方のガス（腐食性ガス）であるＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスを供給する。このようにすると、腐食性ガスであるＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスは石英等の非金属部材と接触するのみで、金属部材とは一切接触することはない。したがって、腐食性ガスが金属部材と接触することにより生じる金属汚染を確実に防止することができる。この点で第４の実施の形態は、シールキャップの上面や回転軸等の低温部へのＮＨ4 Ｃｌの付着防止を主目的とした他の実施の形態よりも更に一歩進み、金属汚染防止に主眼を置いた形態であると言える。
【００５９】
次に、図９に示された本発明の第５の実施の形態を説明する。
【００６０】
本実施の形態において、前記実施の形態と均等の構成要素については、前記実施の形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
炉口フランジ１６のインナチューブ受け１６ｄの下方にはガス供給管１９ａの一端部が、シールキャップ２０と炉口フランジ１６とボート受け台４９によって囲まれた第１小部屋４５Ａに連通するように接続されており、ガス供給管１９ａには第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスや不活性ガス等の供給源（図示せず）が接続されるようになっている。したがって、ガス供給管１９ａの先端開口（吹出口）は、第２ガスを第１小部屋４５に供給する供給口を構成している。
【００６２】
回転機構４０のハウジング５３はシールキャップ２０にベースフランジ５１を介して固着されており、ハウジング５３の下端にはギヤケース５２が固着されている。ハウジング５３には下部回転軸５５が軸受５４を介して回転自在に設けられており、下部回転軸５５の下端部はギヤケース５２の内部に露出している。下部回転軸５５の下端部にはウオームホイール５６が嵌着されており、ウオームホイール５６にはギヤケース５２に回転自在に設けられたウオーム５７が噛合されている。ウオーム５７の回転軸５８は図示しないボート回転モータに連結された構造になっている。
【００６３】
シールキャップ２０を貫通した回転軸４１は下部回転軸５５に空間５９において同心に固定されており、回転軸４１の上端部にはボート受け台４９が嵌着されている。ボート受け台４９にはボート２１が載置されて固定されている。シールキャップ２０およびベースフランジ５１と回転軸４１との間には所要の隙間５０が設けられている。ベースフランジ５１の側面には空間５９に貫通するガス導入路４４が設けられており、ガス導入路４４には第１ガス供給管１９ｂが接続されて、第１ガスとしてのＮＨ3 ガスや不活性ガス等の供給源（図示せず）が接続されるようになっている。空間５９はシールキャップ２０の下方に回転軸４１に隣接して設けられ、ガス導入路４４と隙間５０に連通している。したがって、隙間５０の下流側開口は、第１ガスを第１小部屋４５に供給する供給口を構成している。
【００６４】
以下、作用について説明する。
なお、ウエハの処理については前記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
ウエハが装填されたボート２１が処理室１４にボートローディングされると、シールキャップ２０が炉口フランジ１６の下端開口部を気密に閉塞する。この状態において、シールキャップ２０と炉口フランジ１６とボート受け台４９とによって囲まれた第１小部屋４５Ａには、ベースフランジ５１の側壁に接続された第１ガス供給管１９ｂが空間５９と隙間５０を介して連通している。
【００６６】
処理室１４においてボート２１によって保持されたウエハ１を処理する処理ステップにおいては、ウエハ１を保持したボート２１は回転軸４１を介して回転機構４０により回転させられる。処理室１４の内部が所定の真空度に安定化し、かつ、ウエハ１の温度が所定の温度に安定化すると、処理ガスが処理室１４にガス供給管１９ａ，１９ｂより供給される。
【００６７】
具体的には、図９に示されているように、第１ガスとしてのＮＨ3 ガスＧ１がベースフランジ５１の側壁に接続された第１ガス供給管１９ｂからガス導入路４４を通って空間５９に供給されて、空間５９から隙間５０を通って第１小部屋４５Ａに供給される。第１小部屋４５Ａに供給されたＮＨ3 ガスＧ１は処理室１４に供給される。また、第２ガスとしてのＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が炉口フランジ１６の側壁の下部に接続された第２ガス供給管１９ａから第１小部屋４５Ａに供給される。この際、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２よりもＮＨ3 ガスＧ１を先行して反応炉３９に供給する、すなわち、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２の供給前に炉口部および反応炉３９内をＮＨ3 ガスＧ１によってパージするようにするのが好ましい。
【００６８】
本実施の形態においては、成膜ステップにおける反応炉３９の炉口１５の付近における副生成物としてのＮＨ4 Ｃｌの付着を防止することができる。すなわち、シールキャップ２０と炉口フランジ１６とボート受け台４９とによって囲まれた第１小部屋４５Ａに、ＮＨ3 ガスＧ１を回転軸４１とシールキャップ２０との間の僅かな隙間５０を通して導入し、導入されたＮＨ3 ガスＧ１が処理室１４に拡散（供給）するようにしている。つまり、回転軸４１の僅かな隙間５０からＮＨ3 ガスＧ１を流し出すことにより、回転機構４０等にＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガスＧ２が流れ込み難くなるために、回転軸４１との間の隙間５０にＮＨ4 Ｃｌ等の副生成物が付着するのを防止することができる。
【００６９】
なお、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。
【００７０】
例えば、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の成膜工程に限らず、他の膜の成膜工程にも適用することができる。
シラン（ＳｉＨ4 ）と酸素（Ｏ2 ）とによってＳｉＯ2 膜（ＬＴＯ(low temparature oxide) 膜）が形成される場合には、第１ガスとしてＯ2 ガスが使用され、第２ガスとしてＳｉＨ4 ガスが使用される。
【００７１】
さらには、ＣｌＦ3 、ＮＦ3 、Ｆ2 等のガスを利用したセルフクリーニング（反応炉内、反応炉内の部材に堆積した膜および副生成物を除去する作業）にも適用することができる。
例えば、第１ガスとして不活性ガスであるＮ2 ガスやＡｒガスが使用され、第２ガスとしてＣｌＦ3 、ＮＦ3 、Ｆ2 等のクリーニングガスが使用される。この場合には、炉口部金属部分の腐食を防止する効果を期待することができる。
【００７２】
また、アウタチューブとインナチューブとからなるプロセスチューブを備えた縦型熱ＣＶＤ装置に限らず、アウタチューブだけのプロセスチューブを備えた他のＣＶＤ装置や、拡散装置や酸化装置にも適用することができる。
例えば、不純物拡散を実施する拡散装置の場合においては、第１ガスとして希釈ガスとしての窒素（Ｎ2 ）ガスが使用され、第２ガスとして不純物ガスであるＰＨ3 ガスやＢ2 Ｈ6 ガスやＡｓＨ3 が使用される。
酸化装置の場合においては、例えば、第１ガスとして酸素（Ｏ2 ）ガスが使用され、第２ガスとして、水素（Ｈ2 ）ガスが使用される。
【００７３】
以下に、好ましい実施形態を付記する。
（１）プロセスチューブと、前記プロセスチューブを支持するインレットフランジと、前記インレットフランジを支持するベースフランジとを含んでおり、基板を処理する反応炉と、
前記反応炉を気密に閉塞するシールキャップと、
前記シールキャップの前記反応炉内側の表面を略全体的に覆うように前記シールキャップと離間して前記ベースフランジの内側に設けられるカバーと、
前記シールキャップと前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面とによって囲まれる空間により形成される小部屋と、
前記小部屋と対面しており、前記小部屋に、前記シールキャップに対して不活性な第１ガスを供給する供給口と、
前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面との間に形成される隙間によって構成され、前記小部屋に供給された前記第１ガスを前記反応炉内に流出させる流出口と、
前記流出口よりも下流側に設けられて前記反応炉内に前記第１ガスよりも前記シールキャップに対して活性な第２ガスを供給する供給口と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
（２）前記第１ガスを供給する前記供給口は前記ベースフランジに設けられており、前記第２ガスを供給する前記供給口は前記インレットフランジに設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
（３）前記ベースフランジの内周面の上部には内側に突出したリング状の凸部が設けられ、前記凸部の下方には前記カバーが隙間をもって配置されることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
（４）前記カバーの外径は、前記ベースフランジの内径よりも小さく、前記凸部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
（５）前記カバーは板状部材によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
（６）複数枚の基板を略水平の状態で間隔をおいて複数段に保持するボートと、前記シールキャップに貫通された回転軸によって前記ボートを支持して回転させる回転機構とを有し、前記カバーが前記回転軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
（７）前記カバーは、前記ボートの下端部よりも下方に、前記ボートの下端部と離間して配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
（８）前記第１ガスがアンモニアであり、前記第２ガスがジクロロシランであり、前記処理が熱ＣＶＤ法により前記基板の上に窒化シリコン膜を形成する処理であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
（９）プロセスチューブと、前記プロセスチューブを支持するインレットフランジと、前記インレットフランジを支持するベースフランジとを含む反応炉内に基板を搬入するステップと、
前記反応炉をシールキャップによって気密に閉塞するステップと、
前記シールキャップの前記反応炉内側の表面を略全体的に覆うように前記シールキャップと離間して前記ベースフランジの内側に設けられるカバーと前記シールキャップと前記ベースフランジの内側壁面とによって囲まれる空間により形成される小部屋に、前記小部屋と対面している供給口から前記シールキャップに対して不活性な第１ガスを供給し、前記カバーと前記ベースフランジの内側壁面との間に形成される隙間によって構成された流出口から前記小部屋に供給された前記第１ガスを前記反応炉内に流出させるとともに、前記流出口よりも下流側に設けられた供給口から前記第１ガスよりも前記シールキャップに対して活性な第２ガスを前記反応炉内に供給して前記基板を処理するステップと、
処理済の前記基板を前記反応炉内から搬出するステップと、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【符号の説明】
【００７４】
１…ウエハ（基板）
１９ａ…第１ガスを供給する供給管
２０…シールキャップ
３９…反応炉
４２…アイソレーションフランジ
４３…小部屋
４２ａ…流出経路
【図１】
2010034570.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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