(57)【要約】【課題】加熱室内の圧力調整を容易とし、薄膜の膜質や膜厚分布の均一性を改善する。【解決手段】基板を処理する処理室と、処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、ガス供給手段に設けられるガス加熱部と、を備え、ガス加熱部は、処理室内に供給する処理ガスを予め所定温度に加熱する加熱室と、加熱室内の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段の検出する圧力情報に基づき加熱室内の圧力を調整する圧力調整手段と、を有する。【選択図】図１
2011052287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段に設けられるガス加熱部と、を備え、
前記ガス加熱部は、
前記処理室内に供給する前記処理ガスを予め所定温度に加熱する加熱室と、
前記加熱室内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出する圧力情報に基づき前記加熱室内の圧力を調整する圧力調整手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
加熱室内に処理ガスを供給し、圧力検出手段の検出する圧力情報に基づき前記加熱室内の圧力を調整しつつ、前記処理室内に供給する前記処理ガスを予め所定温度に加熱する処理ガス加熱工程と、
加熱された前記処理ガスを前記ガス供給手段により前記処理室内に供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に係り、特に処理室内に供給する処理ガスを予め加熱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、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体装置の製造工程の一工程として、基板を収容した処理室内に処理ガスを供給し、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて基板上に薄膜を形成する基板処理工程が行われる場合がある。係る基板処理工程においては、処理室内での処理ガスの熱分解を促進させ、形成する薄膜の膜厚や膜質を均一化させるため、ガス供給手段に加熱室を設け、処理室内に供給する処理ガスをこの加熱室内にて予め加熱しておく方法が知られている。係る場合、加熱室と処理室との間にオリフィスを設け、このオリフィスを用いて加熱室内の圧力を処理室内の圧力よりも高めることで、処理ガスの加熱効率を向上させるようにしていた（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２００１−３４５３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者等の鋭意研究によれば、成膜される薄膜の膜厚や膜質の均一性を十分に改善するには、加熱室内の温度を所定温度とするだけでなく、加熱室内の圧力をも所定圧力にする必要がある。しかしながら、加熱室と処理室との間にオリフィスを設けることで加熱室内の圧力を高めるようにした従来装置では、加熱室内の容積や形状、加熱室内に供給される処理ガスの流量等によって加熱室内の圧力が固定的に決定されてしまう。すなわち、加熱室内の圧力を自由に調整することは困難であり、成膜される薄膜の膜厚や膜質の均一性が十分に改善できない場合があった。
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は、加熱室内の圧力調整を容易とし、薄膜の膜質や膜厚分布の均一性を改善することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記ガス供給手段に設けられるガス加熱部と、を備え、前記ガス加熱部は、前記処理室内に供給する前記処理ガスを予め所定温度に加熱する加熱室と、前記加熱室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出する圧力情報に基づき前記加熱室内の圧力を調整する圧力調整手段と、を有する基板処理装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、基板を処理室内に搬入する搬入工程と、加熱室内に処理ガスを供給し、圧力検出手段の検出する圧力情報に基づき前記加熱室内の圧力を調整しつつ、前記処理室内に供給する処理ガスを予め所定温度に加熱する処理ガス加熱工程と、加熱された前記処理ガスをガス供給手段により前記処理室内に供給して前記基板を処理する基板処理工程と、処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、加熱室内の圧力調整を容易とし、薄膜の膜質や膜厚分布の均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。
【図２】図１の基板処理装置が備える加熱容器の縦断面図である。
【図３】図２に示す加熱容器の変形例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。
【図５】図４の基板処理装置が備える加熱容器の縦断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の第３の実施形態にて好適に用いられる加熱管の平面透視図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図６に示す加熱管の平面断面図である。
【図８】ウエハ及びウエハに成膜されたＳｉＯ２膜の断面図であり、（ａ）は加熱室内でのＮ２Ｏガスの活性化が不足していた場合、（ｂ）は加熱室内でのＮ２Ｏガスの活性化が過剰であった場合をそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の第１の実施形態＞
以下に本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１１】
（１）基板処理装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の縦断面図である。
【００１２】
図１に示されているように、処理炉２０２は、基板としてのウエハ２００を処理する処理室２０１と、この処理室２０１内に処理ガスを供給する後述のガス供給手段と、前記ガス供給手段に設けられるガス加熱部１００と、ガス供給手段及び加熱手段を制御する制御部としてのコントローラ２４０と、を主に有して構成されている。
【００１３】
（処理室）
処理室２０１は、反応管としてのプロセスチューブ２０３内に設けられている。プロセスチューブ２０３は、内部反応管としてのインナーチューブ２０４及びその外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５により構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ２）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成されている。インナーチューブ２０４は、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には、処理室２０１が形成されている。この処理室２０１は、後述するボート２１７によってウエハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【００１４】
アウターチューブ２０５は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料により構成されている。アウターチューブ２０５は、内径がインナーチューブ２０４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いる。アウターチューブ２０５は、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００１５】
アウターチューブ２０５の下方には、このアウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等により構成されている。マニホールド２０９は、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている
。マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４及びアウターチューブ２０５に係合し、それらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。そして、プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより反応容器が形成されるようになっている。
【００１６】
マニホールド２０９の下方には、このマニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に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２１９は、例えばステンレス等の金属により構成されている。シールキャップ２１９は、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。なお、シールキャップ２１９は、ボートエレベータ１１５により後述するボート２１７を処理室２０１内に搬入する際に、マニホールド２０９、Ｏリング２２０ｂを介してプロセスチューブ２０３の下端を気密に閉塞するように構成されている。
【００１７】
シールキャップ２１９の下側中心付近には、ボート２１７を回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５４ａは、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２５４は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００１８】
ボート２１７は、基板保持具として複数枚のウエハ２００を保持して処理室２０１内に収納可能となっている。ボート２１７は、例えば石英や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成されている。ボート２１７は、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて保持するようになっている。ボート２１７は、回転機構２５４により回転されることで複数枚のウエハ２００を保持しつつ回転させることが可能になっている。
【００１９】
なお、ボート２１７の下部には、断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されている。断熱板２１６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料により構成されている。断熱板２１６は、円板形状に形成されている。断熱板２１６は、断熱部材として後述するヒータ２０６からの熱をマニホールド２０９の下端側に伝達し難くしている。
【００２０】
シールキャップ２１９の下側周縁は、昇降機構であるボートエレベータ１１５のアームに連結されている。ボートエレベータ１１５は、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設置されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を垂直方向に昇降させるように構成されている。すなわち、ボートエレベータ１１５は、処理室２０１内に対してボート２１７を搬入搬出可能となっている。ボートエレベータ１１５は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００２１】
プロセスチューブ２０３外部には、処理室２０１を全体にわたって均一に加熱する加熱手段としてのヒータ２０６が、プロセスチューブ２０３の周囲を包囲するように同心円に設備されている。ヒータ２０６は、円筒形状に形成されている。ヒータ２０６は、保持板としてのヒータベース２５１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。
【００２２】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６の温度は、温度センサ２６３の温度情報に基づき制御されるようになっ
ている。ヒータ２０６及び温度センサ２６３は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００２３】
（排気系）
マニホールド２０９の下側側壁には、ガス排気管２３１が接続されている。ガス排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。
【００２４】
ガス排気管２３１には、上流側から順に、圧力センサ２４５、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブとして構成された圧力制御装置２４２、真空ポンプとして構成された排気装置２４６が設けられている。排気装置２４６により処理室２０１内を排気しつつ、圧力センサ２４５により検出した圧力情報により圧力制御装置２４２の弁開度を調整することにより、処理室２０１内を所定の圧力に調整可能なように構成されている。圧力センサ２４５、圧力制御装置２４２、及び排気装置２４６は、後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００２５】
主に、ガス排気管２３１、圧力センサ２４５、圧力制御装置２４２、排気装置２４６により、本実施形態に係る排気系が構成されている。
【００２６】
（ガス供給手段（ガス供給系ともいう））
シールキャップ２１９には、ガス導入部としてのノズル２３０Ａ，２３０Ｂが処理室２０１内に連通するように接続されている。ノズル２３０Ａの上流端には、ＤＣＳガス供給管３０１が接続されている。また、ノズル２３０Ｂの上流端には、Ｎ２Ｏガス供給管３０２が接続されている。なお、本実施形態では、処理ガスとしてジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２以下、ＤＣＳ）ガス及び二窒化酸素（Ｎ２Ｏ）ガスを用いる構成としている。
【００２７】
ＤＣＳガス供給管３０１には、上流方向から順に、ＤＣＳガスの供給源であるＤＣＳガス供給源３０１ａ、上流側開閉弁であるバルブ３０１ｂ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０１ｃ、及び下流側開閉弁であるバルブ３０１ｄが設けられている。
【００２８】
ＤＣＳガス供給源３０１ａから供給されるＤＣＳガスは、バルブ３０１ｂの開動作によりマスフローコントローラ３０１ｃ内を流通し、このマスフローコントローラ３０１ｃにより所定の流量に調整され、バルブ３０１ｄの開動作によりＤＣＳガス供給管３０１内を流通し、ノズル２３０Ａを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。
【００２９】
Ｎ２Ｏガス供給管３０２には、上流方向から順に、Ｎ２Ｏガスの供給源であるＮ２Ｏガスボンベ３０２ａ、上流側開閉弁であるバルブ３０２ｂ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０２ｃ、下流側開閉弁であるバルブ３０２ｄ及び後述のガス加熱部１００が設けられている。
【００３０】
Ｎ２Ｏガスボンベ３０２ａから供給されるＮ２Ｏガスは、バルブ３０２ｂの開動作によりマスフローコントローラ３０２ｃ内を流通し、このマスフローコントローラ３０２ｃにより所定の流量に調整され、バルブ３０２ｄの開動作によりガス加熱部１００を介してＮ２Ｏガス供給管３０２内を流通し、ノズル２３０Ｂを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。本実施形態では、Ｎ２Ｏガス供給手段にガス加熱部１００を設けてＮ２Ｏガスを加熱するように構成している。ガス加熱部１００の詳細構成は、後述する。
【００３１】
ＤＣＳガス供給管３０１のバルブ３０１ｄの下流側、Ｎ２Ｏガス供給管３０２のバルブ３０２ｄの下流側であってガス加熱部１００の上流側には、パージガス、或いはキャリア
ガスとしての例えばＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給管３０５の下流端が、それぞれ下流側開閉弁であるバルブ３０５ｄ、バルブ３０５ｅを介して接続されている。つまり、Ｎ２ガス供給管３０５は下流側で２本に分岐している。Ｎ２ガス供給管３０５の分岐箇所よりも上流側には、上流側から順に、Ｎ２ガスの供給源であるＮ２ガスボンベ３０５ａ、上流側開閉弁であるバルブ３０５ｂ、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３０５ｃが設けられている。
【００３２】
Ｎ２ガスボンベ３０５ａから供給されるＮ２ガスは、バルブ３０５ｂの開動作によりマスフローコントローラ３０５ｃ内を流通し、このマスフローコントローラ３０５ｃにより所定の流量に調整され、バルブ３０５ｄの開動作によりＤＣＳガス供給管３０１内を流通し、ノズル２３０Ａを介して処理室２０１内に供給されるようになっており、また、バルブ３０５ｅの開動作によりＮ２Ｏガス供給管３０２内を流通し、ノズル２３０Ｂを介して処理室２０１内に供給されるようになっている。なお、本実施形態では、パージガスとしてＮ２ガスを用いているが、例えばＡｒ又はＨｅガスを用いても構わない。
【００３３】
主に、ＤＣＳガス供給源３０１ａ、バルブ３０１ｂ、マスフローコントローラ３０１ｃ、バルブ３０１ｄ、ＤＣＳガス供給管３０１、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガスボンベ３０５ａ、バルブ３０５ｂ、マスフローコントローラ３０５ｃ、バルブ３０５ｄ、ノズル２３０Ａにより、本実施形態に係るＤＣＳガス供給手段（ＤＣＳガス供給系ともいう）が構成されている。また、主に、Ｎ２Ｏガスボンベ３０２ａ、バルブ３０２ｂ、マスフローコントローラ３０２ｃ、バルブ３０２ｄ、ガス加熱部１００、Ｎ２Ｏガス供給管３０２、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガスボンベ３０５ａ、バルブ３０５ｂ、マスフローコントローラ３０５ｃ、バルブ３０５ｄ、ノズル２３０Ｂにより、本実施形態に係るＮ２Ｏガス供給手段が構成される。また、主に、ＤＣＳガス供給手段、Ｎ２Ｏガス供給手段（Ｎ２Ｏガス供給系ともいう）、及びＮ２Ｏガス供給手段に設けられたガス加熱部により、本実施形態に係るガス供給手段（ガス供給系ともいう）が構成されている。
【００３４】
なお、マスフローコントローラ３０１ｃ、３０２ｃ、３０５ｃ、バルブ３０１ｂ、３０２ｂ、３０５ｂ、３０５ｄ、３０５ｅは、それぞれ後述するコントローラ２４０に電気的に接続されている。
【００３５】
（制御部）
制御部としてのコントローラ２４０は、上述したように回転機構２５４、ボートエレベータ１１５、ヒータ２０６、温度センサ２６３、圧力センサ２４５、圧力制御装置２４２、排気装置２４６、マスフローコントローラ３０１ｃ、３０２ｃ、３０５ｃ、バルブ３０１ｂ、３０２ｂ、３０５ｂ、３０５ｄ、３０５ｅにそれぞれ電気的に接続され、基板処理装置全体を主制御している。
【００３６】
具体的には、コントローラ２４０は、回転機構２５４の回転軸２５４ａを所定のタイミングで回転させるようにしている。コントローラ２４０は、ボートエレベータ１１５を所定のタイミングで昇降させるようにしている。また、コントローラ２４０は、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて圧力制御装置２４２の弁開度を調整し、処理室２０１内が所定のタイミングで所定の圧力となるようにしている。また、コントローラ２４０は、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整し、処理室２０１内が所定のタイミングにて所定の温度分布となるようにし、結果として処理室２０１内のウエハ２００に対して所定の温度となるようにしている。また、コントローラ２４０は、マスフローコントローラ３０１ｃ、３０２ｃ、３０５ｃを流量制御しつつ、それぞれバルブ３０１ｂ、３０２ｂ、３０５ｂ、３０５ｄ、３０５ｅの開閉制御することにより、処理室２０１内に所定のタイミングにて所定の流量のガス供給を開始し、或いは停止するようにしている。
【００３７】
（２）ガス加熱部の構成
本実施形態では、Ｎ２Ｏガス供給管３０２にガス加熱部１００を設けてＮ２Ｏガスを加熱するように構成している。以下に、ガス加熱部１００の詳細構成を図１、図２を参照しながら説明する。
【００３８】
図１に示すように、ガス加熱部１００は、Ｎ２Ｏガス供給管３０２のバルブ３０２ｄの下流側に設けられ、処理室２０１内に供給する処理ガスであるＮ２Ｏガスを予め所定温度に加熱する加熱室２９０（図２参照）を内部に有する加熱容器１０１と、加熱室２９０内の圧力を検出する圧力検出手段としての圧力センサ１０２と、この圧力センサ１０２の検出する圧力情報に基づき加熱室２９０内の圧力を調整する圧力調整手段としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブとして構成された圧力制御装置１０３と、を主に有して構成されている。
【００３９】
図２に示すように、加熱容器１０１は、Ｎ２Ｏガス供給管３０２に連通される加熱管２８５を有している。加熱管２８５の内部には、円筒形状の加熱室２９０が形成されている。加熱管２８５は、例えば石英（ＳｉＯ２）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性非金属材料により構成されている。
【００４０】
加熱管２８５は、筒状の断熱体２７４により被覆されている。断熱体２７４の外周部は、ガス加熱手段としてのヒータ２７３によって包囲されている。ヒータ２７３は、断熱体２７４を介して加熱室２９０を全体にわたって均一に加熱可能となっている。加熱室２９０内には、温度検出器としての温度センサ２８０が設置されている。温度センサ２８０は、例えば、熱電対やサーミスタ等により構成されている。ヒータ２７３及び温度センサ２８０は、コントローラ２４０に電気的に接続されている。コントローラ２４０は、温度センサ２８０の温度情報に基づきヒータ２７３への通電具合を調整し、加熱室２９０内が所定のタイミングにて所定の温度分布となるようにしている。
【００４１】
加熱容器１０１内にはガス供給ノズル２８２が設けられている。ガス供給ノズル２８２の上流端は、加熱室２９０内の上流側の側端部を介して、加熱容器１０１より上流側のＮ２Ｏガス供給管３０２下流端に接続されている。ガス供給ノズル２８２は、加熱管２８５の側壁（内面）に近接するように配置され、複数回屈曲した構造となっている。具体的には、ガス供給ノズル２８２は、加熱室２９０内の上流側の側端部から下流側に向って加熱管２８５の内壁に沿って延在した後、折り返すように屈曲して上流側に向って延在し、加熱室２９０内の中途付近にてガス噴出口２８２ａが開口される構造となっている。ガス供給ノズル２８２は、加熱管２８５からの輻射熱、加熱室２９０内の雰囲気を介した熱伝導により加熱されるように構成されている。加熱容器１０１より上流側のＮ２Ｏガス供給管３０２からガス供給ノズル２８２内に導入されたＮ２Ｏガスは、ガス噴出口２８２ａから加熱室２９０内の上流方向に向けて噴出されるようになっている。ガス噴出口２８２ａから噴出された処理ガスは、加熱室２９０内の上流側壁面に到達（衝突）し、さらに流れ方向を変化させながら加熱室２９０内の下流側に到達した後に、加熱容器１０１より下流側のＮ２Ｏガス供給管３０２を介して処理室２０１内へ供給されるようになっている。ガス供給ノズル２８２がこのように構成されることで、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの滞留時間が増大し、Ｎ２Ｏガスの加熱効率が向上し、Ｎ２Ｏガスの活性化が促される。
【００４２】
圧力制御装置１０３は、Ｎ２Ｏガス供給管３０２の加熱容器１０１の下流側に設けられ、圧力センサ１０２に電気的に接続されている。圧力制御装置１０３の弁開度が調整されて加熱室２９０と処理室２０１との間のガス供給経路のコンダクタンスが制御されることで、加熱室２９０内の圧力を所望の圧力に設定可能に構成されている。圧力センサ１０２及び圧力制御装置１０３は、コントローラ２４０に電気的に接続されている。コントロー
ラ２４０は、圧力センサ１０２により検出した圧力情報に基づいて圧力制御装置１０３の弁開度の調整を調整し、加熱室２９０内が所定のタイミングにて所定の圧力となるようにしている。
【００４３】
なお、本実施形態に用いられる加熱容器１０１は、図２に示す形態に限らず、例えば図３に示すように構成されていてもよい。図３に示す加熱容器１０１では、加熱容器１０１より上流側のＮ２Ｏガス供給管３０２との接続口が、加熱室２９０の軸心線よりも外側に偏芯して位置している。また、加熱容器１０１より下流側のＮ２Ｏガス供給管３０２の接続口が、加熱室２９０の軸芯線に略合致して位置している。それ以外の構成は図２の加熱容器１０１と同様なので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４４】
上述のように、加熱容器１０１より上流側のＮ２Ｏガス供給管３０２との接続口の位置を、加熱室２９０の軸心線よりも外側に偏芯させることで、加熱室２９０内に導入される処理ガスは、加熱室２９０の側壁面２９０ｂに衝突した後、さらに流れ方向を変化させながら加熱室２９０内の下流側に到達し、その後、加熱容器１０１より下流側のＮ２Ｏガス供給管３０２を介して処理室２０１内へと供給されるようになっている。その結果、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの滞留時間が増大し、Ｎ２Ｏガスの加熱効率が向上し、Ｎ２Ｏの活性化が促される。
【００４５】
（３）基板処理工程
次に、上記構成に係る処理炉２０１を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００を収容した処理室２０１内にＤＣＳガスとＮ２Ｏガスとを供給し、ＣＶＤ法によりウエハ２００表面上に酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を形成する基板処理工程を実施する。例えば、フラッシュメモリに用いられるＨＴＯ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ）膜を形成する基板処理工程について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は主にコントローラ２４０により制御される。
【００４６】
（搬入工程）
先ず、ボート２１７に複数枚のウエハ２００を装填（ウエハチャージ）する。次に、コントローラ２４０の制御に基づいてボートエレベータを駆動し、ボート２１７を上昇させる。これにより、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７が処理室２０１内に搬入（ボートローディング）される。このとき、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してプロセスチューブ２０３の下端を閉塞する。これにより、処理室２０１は気密に封止される。
【００４７】
また、ボート２１７の搬入時において、処理室２０１内にはパージガスとしてＮ２ガスを流すようにしている。具体的には、バルブ３０５ｂを開とし、マスフローコントローラ３０５ｃにより流量調整しつつ、バルブ３０５ｄ、３０５ｅを開とし、処理室２０１内にＮ２ガスを導入する。これにより、ボート２１７の搬送時における処理室２０１内へのパーティクル侵入抑制等の効果が得られる。
【００４８】
（圧力調整工程及び昇温工程）
処理室２０１内へのボート２１７の搬入が完了したら、処理室２０１内が所定の圧力（例えば２０Ｐａ以上２０００Ｐａ以下）となるよう処理室２０１内の雰囲気を排気する。具体的には、排気装置２４６により排気しつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて圧力制御装置２４２の弁開度をフィードバック制御し、処理室２０１内を所定の圧力とする。また、処理室２０１内が所定温度となるようヒータ２０６によって加熱する。具体的には、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいてヒータ２０６への通電具合を制御して、処理室２０１内を所定の温度（例えば６００℃以上８００℃未満）とする。そして、回転機構２５４を作動させ、処理室２０１内に搬入されたウエハ
２００の回転を開始する。なお、ウエハ２００の回転は、後述する酸化膜形成工程が終了するまで継続する。
【００４９】
（処理ガス加熱工程及び基板処理工程）
次に、圧力センサ１０２の検出する圧力情報に基づき加熱室２９０内の圧力を調整しつつ、処理室２０１内に供給するＮ２Ｏガスを予め所定温度に加熱する処理ガス加熱工程と、加熱されたＮ２Ｏガスをガス供給手段により処理室２０１内に供給してウエハ２００を処理する基板処理工程と、を実施する。
【００５０】
先ず、加熱室２９０内が所定温度となるようヒータ２７３によって加熱する。具体的には、コントローラ２４０は、温度センサ２８０の温度情報に基づきヒータ２７３への通電具合を調整し、加熱室２９０内を所定の温度とする。なお、加熱室２９０内の温度は、加熱室２９０内に供給されるＮ２Ｏガスを分解させない温度とし、かつ、Ｎ２Ｏガスの分解温度に近い温度（例えば８５０℃以上９００℃未満）となるようにすることが好ましい。
【００５１】
そして、処理ガスとしてのＮ２Ｏガスを加熱室２９０内に供給する。具体的には、バルブ３０２ｂを開とし、マスフローコントローラ３０２ｃにより流量が例えば５０ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下の範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０２ｄを開とし、Ｎ２Ｏガス供給管３０２内を流通させて加熱室２９０内にＮ２Ｏガスを供給する。なお、加熱室２９０内にＮ２Ｏガスを供給する際、加熱室２９０内が所定の圧力（例えば１３３００Ｐａ以上２６６００Ｐａ以下）となるように制御する。具体的には、圧力センサ１０２により検出した圧力情報に基づいて、圧力制御装置１０３の弁開度の調整を調整し、加熱室２９０と処理室２０１との間のガス供給経路のコンダクタンスを制御することで、加熱室２９０内の圧力を調整する。
【００５２】
加熱室２９０内に供給されたＮ２Ｏガスは、所定の圧力下にて分解しない温度であって分解温度に近い温度に加熱されて活性化された後、Ｎ２Ｏガス供給管３０２及びノズル２３０Ｂを介して処理室２０１内に供給される。
【００５３】
Ｎ２Ｏガスの処理室２０１内への供給と並行して、処理室２０１内へのＤＣＳガスの供給を開始する。具体的には、バルブ３０１ｂを開とし、マスフローコントローラ３０１ｃにより流量が例えば５０ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下の範囲内になるよう調整しつつ、バルブ３０１ｄを開とし、ＤＣＳガス供給管３０１内を流通させて処理室２０１内にＤＣＳガスを供給する。
【００５４】
処理室２０１内に供給されたＮ２ＯガスとＤＣＳガスとは、処理室２０１内で化学的気相反応を生じさせ、その結果、ウエハ２００表面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜が形成される。酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜の生成に寄与しなかったガスは、処理室２０１内を流下してガス排気管２３１から排気される。
【００５５】
所定時間（成膜時間に６分程度加えた時間、例えば３０分程度）が経過し、ウエハ２００上に所望の膜厚のＳｉＯ２膜が形成されたら、バルブ３０１ｂ及び３０１ｄを閉としてＤＣＳガスの供給を停止すると共に、バルブ３０２ｂ及び３０２ｄを閉としてＮ２Ｏガスの供給を停止する。なお、バルブ３０１ｄ及び３０２ｄを閉とした後、バルブ３０５ｄ及び３０５ｅを開とし、処理室２０１内にパージガスとしてＮ２ガスを供給することで、処理室２０１内に残留しているＤＣＳガス及びＮ２Ｏガスや反応生成物を効率よく排気させることができる。
【００５６】
（大気圧復帰工程及び降温工程）
処理室２０１のパージが完了したら、ボート２１７の回転を停止させてウエハ２００の
回転を停止する。そして、処理室２０１内の圧力を大気圧に復帰させつつ、ウエハ２００を降温させる。具体的には、バルブ３０２ｂ及び３０２ｄを開のままとして処理室２０１内にＮ２ガスを供給しつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて排気装置２４２のバルブの開度をフィードバック制御し、処理室２０１内の圧力を大気圧に昇圧する。そして、ヒータ２０６への通電量を制御して、ウエハ２００の温度を降温させる。
【００５７】
（搬出工程）
その後、上述の搬入工程を逆の手順により基板処理されたウエハ２００を処理室２０１内から搬出し、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【００５８】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００５９】
（ａ）本実施形態によれば、ガス供給手段にガス加熱部１００を設けている。そして、処理室２０１内に供給するＮ２Ｏガスを、所定温度、すなわち分解しない温度であって分解温度に近い温度に加熱するようにしている。これにより、処理室２０１内に供給された後のＮ２Ｏガスの分解を促し、処理室２０１内に供給されたＮ２ＯガスとＤＣＳガスとの反応を促進させ、ＳｉＯ２膜の成膜速度を増大させ、基板処理の生産性を向上させることが出来る。
【００６０】
（ｂ）本実施形態によれば、ガス加熱部１００に圧力センサ１０２及び圧力制御装置１０３を設けている。そして、加熱室２９０内にＮ２Ｏガスを供給してＮ２Ｏガスを加熱する際、圧力センサ１０２により検出した圧力情報に基づいて圧力制御装置１０３の弁開度の調整し、加熱室２９０と処理室２０１との間のガス供給経路のコンダクタンスを制御することで、加熱室２９０内が所定の圧力となるようにしている。すなわち、加熱室２９０内の圧力が固定的に決定されてしまうことを回避し、加熱室２９０内の圧力を積極的に調整するようにしている。これにより、処理室２０１内に供給するＮ２Ｏガスを、分解しない温度であって分解温度に近い温度に適切に加熱して活性化させることができる。このように活性化させることで、処理室２０１内に供給されたＮ２Ｏガスは、ウエハ２００の外縁に到達する迄に十分に分解することになる。そして、ウエハ２００の外縁においてもＳｉＯ２膜の成膜反応を十分に進行させることができ、ウエハ２００面内及びウエハ２００間におけるＳｉＯ２膜の膜質や膜厚の均一性を改善させることができる。
【００６１】
なお、従来では、例えばオリフィスにより加熱室２９０内の圧力を処理室２０１より高めることで処理ガスの加熱効率を向上させるようにしていた。しかしながら、係る場合、処理ガスの圧力が、加熱室２９０内の容積や形状、加熱室２９０内に供給される処理ガスの流量、加熱室２９０内の温度等によって固定的に決定されてしまい、加熱室２９０内の圧力を自由に調整することは困難であった。その結果、処理室２０１内に供給されるＮ２Ｏガスの活性化が不足してしまったり、Ｎ２Ｏガスが過剰に活性化されてしまったりすることがあった。その結果、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯ２膜の面内膜質や膜厚の均一性が悪化してしまう場合があった。
【００６２】
例えば、Ｎ２Ｏガスを加熱する際の加熱室２９０内の圧力が低すぎると、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの加熱効率が低下して、処理室２０１内に供給されるＮ２Ｏガスの活性化が不足してしまう場合があった。そして、処理室２０１内に供給されたＮ２Ｏガスが、ウエハ２００の外縁に到達する迄には十分に分解されず、ウエハ２００の中心部への酸素原子（Ｏ）の供給が十分に行われる一方でウエハ２００の外縁への酸素原子（Ｏ）の供給が不足してしまい、ウエハ２００の外縁におけるＳｉＯ２膜の成膜反応が十分に進行せず、ウエハ２００の外縁における成膜速度がウエハ２００の中心部における成膜速度よ
りも遅くなってしまう場合があった。そして、図８（ａ）に断面図を例示するように、ウエハ２００の外縁におけるＳｉＯ２膜２０１ｂの膜厚がウエハ２００の中心部におけるＳｉＯ２膜２０１ｂの膜厚よりも薄くなってしまう場合があった。
【００６３】
また、例えば、Ｎ２Ｏガスを加熱する際の加熱室２９０内の圧力が高すぎると、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの加熱効率が増大しすぎて、処理室２０１内に供給されるＮ２Ｏガスが過剰に活性化されてしまう場合があった。そして、処理室２０１内に供給されたＮ２Ｏガスが、ウエハ２００の外縁に到達する迄に分解され過ぎてしまい、ウエハ２００の中心部への酸素原子（Ｏ）の供給が不足してしまい、ウエハ２００の中心部における成膜速度がウエハ２００の中心部外縁における成膜速度よりも遅くなってしまう場合があった。そして、図８（ｂ）に断面図を例示するように、ウエハ２００の中心部におけるＳｉＯ２膜２０１ｂの膜厚が、ウエハ２００の外縁におけるＳｉＯ２膜２０１ｂの膜厚よりも薄くなってしまう場合があった。
【００６４】
（ｃ）本実施形態によれば、加熱室２９０内にＮ２Ｏガスを供給してＮ２Ｏガスを加熱する際、加熱室２９０の形状や容積を変更することなく、加熱室２９０内の圧力を自由に調整でき、基板処理コストを低減させることができる。例えば、ガス種や成膜する膜種が変更になり、加熱室２９０内の圧力の変更が必要になった場合であっても、加熱室２９０の形状や容積を変更する必要がなく、基板処理コストを低減させることが出来る。また、加熱室２９０内の圧力は処理室２０１内の圧力とは独立して調整可能であるため、成膜中の処理室２０１内の圧力の変更が必要となった場合であっても、加熱室２９０の形状や容積を変更する必要がなく、基板処理コストを低減させることが出来る。
【００６５】
（ｄ）本実施形態によれば、加熱容器１０１より上流側のＮ２Ｏガス供給管３０２からガス供給ノズル２８２内に導入されたＮ２Ｏガスは、ガス噴出口２８２ａから加熱室２９０内の上流方向に向けて噴出されるようになっている。ガス噴出口２８２ａから噴出された処理ガスは、加熱室２９０内の上流側壁面に到達（衝突）し、さらに流れ方向を変化させながら加熱室２９０内の下流側に到達した後に、加熱容器１０１より下流側のＮ２Ｏガス供給管３０２を介して処理室２０１内へ供給されるようになっている。その結果、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの滞留時間が増大し、Ｎ２Ｏガスの加熱効率が向上し、Ｎ２Ｏガスの活性化が促される。
【００６６】
＜第２の実施形態＞
本実施形態においては、加熱室２９０の内壁に処理ガスの分解反応を促進させる触媒材を含有させるか、又は加熱室２９０の内壁に触媒材をコーティングするようにしている。触媒材の種類は、処理ガスの種類に応じて適宜選択する。なお、加熱室２９０以外の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００６７】
本実施形態によれば、加熱室２９０内に処理ガスとしてのＮ２Ｏガスを供給してＮ２Ｏガスを加熱する際、加熱室２９０の内壁に含有されている触媒材とＮ２Ｏガスとが接触することにより、又は加熱室２９０の内壁をコーティングしている触媒材とＮ２Ｏガスとが接触することにより、処理室２０１に供給されるＮ２Ｏガスの活性化及び予備分解が十分に促される。これにより、加熱室２９０内や処理室２０１内の温度を低くした場合であっても、ＳｉＯ２膜の成膜速度の低下が抑制され、基板処理の生産性を確保することが出来る。また、ウエハ２００の外縁においてもＳｉＯ２膜の成膜反応を十分に進行させることができ、ウエハ２００面内及びウエハ２００間におけるＳｉＯ２膜の膜質や膜厚の均一性を改善させることができる。
【００６８】
なお、第２の実施形態は、第１の実施形態と組み合わせて行う場合に限定されない。すなわち、第１の実施形態にて説明した加熱室２９０内の圧力調整を行わない場合であって
も、加熱室２９０の内壁に処理ガスの分解反応を促進させる触媒材を含有させるか、又は加熱室２９０の内壁に触媒材をコーティングすることで、上述の効果を得ることが可能である。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
本実施形態に係る基板処理装置は、複数のＮ２Ｏガス供給手段を備えており、ガス加熱部が複数のＮ２Ｏガス供給手段により共有されるように設けられる点が、上述の実施形態と異なる。なお、ガス供給手段及びガス加熱部以外の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００７０】
図４は、本実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の縦断面図である。
【００７１】
図４に示すように、本実施形態に係るガス供給手段は、第１ＤＣＳガス供給手段、第２ＤＣＳガス供給手段、第１Ｎ２Ｏガス供給手段、第２Ｎ２Ｏガス供給手段を備えている。
【００７２】
第１ＤＣＳガス供給手段及び第２ＤＣＳガス供給手段は、第１の実施形態のＤＣＳガス供給手段と同様に構成されている。すなわち、第１ＤＣＳガス供給手段は、主に、ＤＣＳガス供給源３０１ａ、バルブ３０１ｂ、マスフローコントローラ３０１ｃ、バルブ３０１ｄ、ＤＣＳガス供給管３０１、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガスボンベ３０５ａ、バルブ３０５ｂ、マスフローコントローラ３０５ｃ、バルブ３０５ｄ、ノズル２３０Ａにより構成されている。また、第２ＤＣＳガス供給手段は、主に、ＤＣＳガス供給源３０３ａ、バルブ３０３ｂ、マスフローコントローラ３０３ｃ、バルブ３０３ｄ、ＤＣＳガス供給管３０３、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガスボンベ３０５ａ、バルブ３０５ｂ、マスフローコントローラ３０５ｃ、バルブ３０５ｆ、ノズル２３０Ｃにより構成されている。
【００７３】
第１Ｎ２Ｏガス供給手段及び第２Ｎ２Ｏガス供給手段は、第１の実施形態のＮ２Ｏガス供給手段と同様に構成されている。すなわち、第１Ｎ２Ｏガス供給手段は、主に、Ｎ２Ｏガスボンベ３０２ａ、バルブ３０２ｂ、マスフローコントローラ３０２ｃ、バルブ３０２ｄ、ガス加熱部４００、Ｎ２Ｏガス供給管３０２、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガスボンベ３０５ａ、バルブ３０５ｂ、マスフローコントローラ３０５ｃ、バルブ３０５ｅ、ノズル２３０Ｂにより構成されている。また、第２Ｎ２Ｏガス供給手段は、主に、Ｎ２Ｏガスボンベ３０４ａ、バルブ３０４ｂ、マスフローコントローラ３０４ｃ、バルブ３０４ｄ、ガス加熱部４００、Ｎ２Ｏガス供給管３０４、Ｎ２ガス供給管３０５、Ｎ２ガスボンベ３０５ａ、バルブ３０５ｂ、マスフローコントローラ３０５ｃ、バルブ３０５ｇ、ノズル２３０Ｄにより構成されている。
【００７４】
なお、ガス加熱部４００は、第１Ｎ２Ｏガス供給手段及び第２Ｎ２Ｏガス供給手段にそれぞれ個別に設けられるのではなく、第１Ｎ２Ｏガス供給手段及び第２Ｎ２Ｏガス供給手段によって共有されるように設けられている。
【００７５】
ガス加熱部４００は、Ｎ２Ｏガス供給管３０２のバルブ３０２ｄの下流側及びＮ２Ｏガス供給管３０４のバルブ３０４ｄの下流側に設けられ、処理室２０１内に供給する処理ガスであるＮ２Ｏガスを予め所定温度に加熱する後述の第１加熱室２９０Ａ及び第２加熱室２９０Ｂを内部に有する加熱容器４０１と、第１加熱室２９０Ａ内の圧力を検出する圧力センサ４０２ａと、この圧力センサ４０２ａの検出する圧力情報に基づき第１加熱室２９０Ａ内の圧力を調整する圧力制御装置４０３ａと、第２加熱室２９０Ｂ内の圧力を検出する圧力センサ４０２ｂと、この圧力センサ４０２ｂの検出する圧力情報に基づき第２加熱室２９０Ｂ内の圧力を調整する圧力制御装置４０３ｂと、を主に有して構成されている。
【００７６】
図５に示すように、加熱容器４０１は、第１加熱室２９０Ａを形成しＮ２Ｏガス供給管３０２に連通される加熱管２８５ａと、第２加熱室２９０Ｂを形成しＮ２Ｏガス供給管３０４に連通される加熱管２８５ｂと、第１加熱室２９０Ａ及び第２加熱室２９０Ｂとの間に設置され、これら第１加熱室２９０Ａ及び第２加熱室２９０Ｂの温度を検出する温度センサ２８０と、第１加熱室２９０Ａ及び第２加熱室２９０Ｂを加熱する１つのヒータ２７３と、により主に構成されている。１つのヒータ２７３は、第１加熱室２９０Ａ及び第２加熱室２９０Ｂを全体にわたって加熱可能となっている。なお、図示しないが、第１加熱管２８５ａ及び第２加熱管２８５ｂは、断熱体により被覆されている。また、それ以外の構成は、上記第１の実施形態とほぼ同様なので説明を省略する。
【００７７】
本実施形態に係る基板処理工程では、上述した加熱容器４０１を用いてＮ２Ｏガスボンベ３０２ａからのＮ２ＯガスをＮ２Ｏガス供給管３０２から加熱室２９０Ａ内に供給し、圧力センサ４０２ａの検出する圧力情報に基づき加熱室２９０Ａ内の圧力を調整しつつ、処理室２０１内に供給するＮ２Ｏガスを予め所定温度に加熱する第１処理ガス加熱工程と、Ｎ２Ｏガスボンベ３０４ａからのＮ２ＯガスをＮ２Ｏガス供給管３０４から加熱室２９０Ｂ内に供給し、圧力センサ４０２ｂの検出する圧力情報に基づき加熱室２９０Ｂ内の圧力を調整しつつ、処理室２０１内に供給するＮ２Ｏガスを予め所定温度に加熱する第２処理ガス加熱工程と、を並行して実施するように構成されている。
【００７８】
また、加熱室２９０Ａ内で加熱されたＮ２ＯガスをＮ２Ｏガス供給管３０２により処理室２０１内に供給すると共に、ＤＣＳガス供給源３０１ａからのＤＣＳガスをＤＣＳガス供給管３０１により処理室２０１内に供給してウエハ２００を処理する第１基板処理工程と、加熱室２９０Ｂ内で加熱されたＮ２ＯガスをＮ２Ｏガス供給管３０４により処理室２０１内に供給すると共に、ＤＣＳガス供給源３０４ａからのＤＣＳガスをＤＣＳガス供給管３０４により処理室２０１内に供給してウエハ２００を処理する第２基板処理工程と、を並行して実施するように構成されている。
【００７９】
本実施形態によれば、２つのＮ２Ｏガス供給手段を備えており、ガス加熱部４００が２つのＮ２Ｏガス供給手段により共有されるように設けられている。すなわち、ガス加熱部を２つのＮ２Ｏガス供給手段のそれぞれに設けるのではなく、２つのＮ２Ｏガス供給手段により共通に設けている。これにより、基板処理装置の製造コスト、設置面積、消費電力を低減させ、基板処理のコストを低減させることが可能となる。
【００８０】
なお、本実施形態では、２つのＮ２Ｏガス供給手段から同一の処理ガス（Ｎ２Ｏガス）を供給する場合に限らず、異なる処理ガスを供給するようにしてもよい。また、２つのＮ２Ｏガス供給手段から同一の処理室に処理ガスを供給する場合に限らず、異なる処理室に供給するように構成してもよい。また、第１処理ガス加熱工程及び第１基板処理工程、第２処理ガス加熱工程及び第２基板処理工程を並行して実施する場合に限らず、第１処理ガス加熱工程及び第１基板処理工程、第２処理ガス加熱工程及び第２基板処理工程を順次実施するようにしてもよい。
【００８１】
＜第４の実施形態＞
本実施形態では、加熱管２８５内に、ガス供給ノズル２８２が設けられておらず、中空構造部材４１１及び平面部材４１２の対が複数設けられている点が第１の実施形態と異なる。なお、加熱管２８５内の構成以外は、第１の実施形態と同じである。
【００８２】
図６（ａ）は、本実施形態にて好適に用いられる加熱管の平面透視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図７は、図６の加熱管の平面断面図である。
【００８３】
図６及び図７に示されているように、中空構造部材４１１は、パイプ形状に形成されて
おり、それぞれが加熱室２９０内のガス流と直交するように設けられている。中空構造部材４１１は、例えば石英（ＳｉＯ２）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性非金属材料により構成されている。中空構造部材４１１は、加熱管２８５の側壁外周部に設けられている図示しないヒータによって加熱自在に構成されており、係るヒータからの熱を、中空構造部材４１１に衝突したＮ２Ｏガスに伝達可能に構成されている。
【００８４】
また、平面部材４１２は、壁形状に構成されており、それぞれが加熱室２９０内のガス流と直交するように設けられている。各平面部材４１２と加熱室２９０の内側壁との間には少なくとも１箇所ずつ隙間が設けられている。隣接する隙間は、相対向する側壁にそれぞれ設けられ、ガス流に沿って互いに重なり合わないように構成されている。すなわち、加熱室２９０内に供給されたＮ２Ｏガスがショートパスできない（遠回りする）よう構成されており、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの滞留時間が長くなるよう構成されている。平面部材４１２は、例えば石英（ＳｉＯ２）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性非金属材料により構成されている。平面部材４１２は、加熱管４１０の側壁外周部に設けられている図示しないヒータによって加熱自在に構成されており、係るヒータからの熱を、平面部材４１２に衝突したＮ２Ｏガスに伝達可能に構成されている。
【００８５】
主に、中空構造部材４１１及び平面部材４１２により、本実施形態に係る加熱促進部材が構成されている。なお、本発明に係る加熱促進部材は中空構造部材４１１及び平面部材４１２の両方を備える場合に限らず、例えば中空構造部材４１１のみを備えて構成されていてもよい。
【００８６】
本実施形態によれば、複数の中空構造部材４１１及び平面部材４１２が、加熱室２９０内のガス流と直交するようにそれぞれ複数設けられており、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスに対する熱の伝達面積を増大させるように構成されている。その結果、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの加熱効率がより増大し、処理室２０１に供給されるＮ２Ｏガスの活性化及び予備分解が十分に促される。これにより、加熱室２９０内や処理室２０１内の温度を低くした場合であっても、ＳｉＯ２膜の成膜速度の低下が抑制され、基板処理の生産性を確保することが出来る。また、ウエハ２００の外縁においてもＳｉＯ２膜の成膜反応を十分に進行させることができ、ウエハ２００面内及びウエハ２００間におけるＳｉＯ２膜の膜質や膜厚の均一性を改善させることができる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、加熱室２９０内に供給されたＮ２Ｏガスがショートパスできない（遠回りする）よう構成されており、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの滞留時間が長くなるよう構成されている。このようにＮ２Ｏガスの滞留時間が長くなるよう構成されることで、加熱室２９０内におけるＮ２Ｏガスの加熱が十分に行われ、処理室２０１に供給されるＮ２Ｏガスの活性化及び予備分解が十分に促される。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００８９】
例えば、本発明に係る圧力制御装置は、上述の実施形態のようにＡＰＣバルブにより構成される場合に限定されない。すなわち、本発明に係る圧力制御装置は、ＡＰＣバルブに加え、加熱室内の所定の圧力より高くなったときに加熱室内のガスを排出するバルブを更に有して構成されていても良い。
【００９０】
また、本発明は、処理ガスとしてＮ２ＯガスとＤＣＳガスとを用い、ウエハ上にＳｉＯ２膜を形成する場合に限定されない。すなわち、処理室内に供給する処理ガスを予め加熱
する他の基板処理装置であれば、他の処理ガスを用いてウエハ上に他の膜を成膜する場合であっても好適に適用可能である。また、ＣＶＤ法を用いて成膜する場合に限定されず、ＡＬＤ法を用いて成膜する場合にも好適に適用可能である。さらには、成膜に限らず、酸化処理、窒化処理、エッチングなどであっても好適に適用可能である。
【００９１】
また、本発明は、第１の実施形態〜第４の実施形態をそれぞれ単独で実施する場合に限らず、これらを任意に組み合わせた場合であっても好適に適用可能である。
【００９２】
また、本発明は、本実施形態にかかる縦型の処理炉を備えた基板処理装置に限らず、枚葉式、Ｈｏｔ  Ｗａｌｌ型、Ｃｏｌｄ  Ｗａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。
【００９３】
＜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。
【００９４】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段に設けられるガス加熱部と、を備え、
前記ガス加熱部は、
前記処理室内に供給する前記処理ガスを予め所定温度に加熱する加熱室と、
前記加熱室内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出する圧力情報に基づき前記加熱室内の圧力を調整する圧力調整手段と、
を有する基板処理装置が提供される。
【００９５】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
加熱室内に処理ガスを供給し、圧力検出手段の検出する圧力情報に基づき前記加熱室内の圧力を調整しつつ、前記処理室内に供給する前記処理ガスを予め所定温度に加熱する処理ガス加熱工程と、
加熱された前記処理ガスを前記ガス供給手段により前記処理室内に供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００９６】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段に設けられるガス加熱部と、を備え、
前記ガス加熱部は、
前記処理室内に供給する前記処理ガスを予め所定温度に加熱する加熱室と、
前記加熱室の内壁に含有されるか又はコーティングされる、前記処理ガスの分解反応を促進させる触媒材と、
を有する基板処理装置が提供される。
【００９７】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
加熱室内に処理ガスを供給し、前記加熱室内壁に含有されているか又はコーティングされている触媒材により前記処理ガスの分解反応を促進させつつ、前記処理ガスを所定温度
に加熱する処理ガス加熱工程と、
加熱された前記処理ガスを前記ガス供給手段により前記処理室内に供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００９８】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に第１の処理ガスを供給する第１ガス供給手段と、
前記処理室内に第２の処理ガスを供給する第２ガス供給手段と、
前記第１ガス供給手段及び前記第２ガス供給手段により共有されるように設けられるガス加熱部と、を備え、
前記ガス加熱部は、
前記第１ガス供給手段からの前記第１の処理ガスが供給され該第１の処理ガスを所定温度に加熱する第１加熱室と、
前記第２ガス供給手段からの前記第２の処理ガスが供給され該第２の処理ガスを所定温度に加熱する第２加熱室と、
前記第１加熱室の温度及び前記第２加熱室の温度を検出する温度検出手段と、
を有する基板処理装置が提供される。
【００９９】
好ましくは、前記ガス加熱部は、前記第１加熱室及び前記第２加熱室を共通に加熱するヒータを有する。
【０１００】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
ガス加熱部内に第１の処理ガスを供給し、温度検出手段の検出する温度情報に基づいて前記第１の処理ガスを所定温度に加熱する第１処理ガス加熱工程と、
加熱された前記第１の処理ガスを第１ガス供給手段により前記処理室内に供給して前記基板を処理する第１基板処理工程と、
ガス加熱部内に第２の処理ガスを供給し、温度検出手段の検出する温度情報に基づいて前記第２の処理ガスを所定温度に加熱する第２処理ガス加熱工程と、
加熱された前記第２の処理ガスを第２ガス供給手段により前記処理室内に供給して前記基板を処理する第２基板処理工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、を備え、
前記ガス加熱部は、第１ガス供給手段及び第２ガス供給手段により共有されるように設けられ、
前記第１ガス供給手段からの前記第１の処理ガスが供給され該第１の処理ガスを所定温度に加熱する第１加熱室と、
前記第２ガス供給手段からの前記第２の処理ガスが供給され該第２の処理ガスを所定温度に加熱する第２加熱室と、
前記第１加熱室の温度及び前記第２加熱室の温度を検出する温度検出手段と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１０１】
好ましくは、前記ガス加熱部は、前記第１加熱室及び前記第２加熱室を共通に加熱するヒータを有する。
【０１０２】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段に設けられるガス加熱部と、を備え、
前記ガス加熱部は、
前記処理室内に供給する前記処理ガスを予め所定温度に加熱する加熱室と、
前記加熱室内に設けられ、前記処理ガスの加熱を促進する加熱促進部材と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１０３】
好ましくは、前記加熱促進部材は、前記加熱室内のガス流と直交するように設けられる中空構造部材を有する。
【０１０４】
より好ましくは、前記加熱促進部材は、前記加熱室内のガス流と直交するように設けられる平面部材をさらに有し、
前記平面部材は、
前記加熱室の側壁に設けられる複数の壁体であって、第１の壁体と前記側壁との間に第１の間隙が設けられ、第１の壁体と隣接する第２の壁体との間には第２の間隙が設けられ、
前記第１の間隙と第２の間隙は重なり合わないように、相対向する側壁に設けられる。
【０１０５】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
加熱室内に処理ガスを供給し、前記加熱室内に設けられた加熱促進部材により前記処理ガスの加熱を促進させつつ、前記処理ガスを所定温度に加熱する処理ガス加熱工程と、
加熱された前記処理ガスをガス供給手段により前記処理室内に供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  ガス加熱部
１０２  圧力センサ（圧力検出手段）
１０３  圧力制御装置（圧力調整手段）
２００  ウエハ（基板）
２０１  処理室
２９０  加熱室
【図１】
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【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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