(57)【要約】【課題】ガスを処理室内にある複数の基板の主面全体にわたって均一に接触させ、成膜均一性を向上させることができる基板処理装置を提供する。【解決手段】インナチューブ２内に設置され、供給量の多い処理ガスを導入する処理ガス導入ノズル２２ａの水平方向の角度を、基板を複数搭載したボートの回転動作と同期させて、変動させる。また、インナチューブ２内に設置され、供給量の少ない処理ガスを導入する処理ガス導入ノズル２２ｂの水平方向の角度は、基板の中心付近に向けて固定しておく。【選択図】図２
2011029441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を積層保持する基板保持具と、
該基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記処理室内における前記基板の積層方向に延在し、基板に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記基板保持具に保持された基板の主面と平行方向に前記ガス供給部の角度を変動させる角度変動装置と、
前記基板保持具を回転させる回転装置と、
前記ガス供給部の角度変動動作と前記基板保持具の回転動作を同期させるよう制御する制御部とを備える基板処理装置。
【請求項２】
前記基板保持具は、前記基板の積層方向に延在し、基板を保持する保持部材を備え、
前記制御部は、前記保持部材が回転移動し、前記保持部材と前記ガス供給部の処理ガス噴出口との間が所定の距離となったときに、前記ガス供給部の角度を変動させるよう制御する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
複数の基板を積層保持した基板保持具を処理室に搬入する搬入工程と、
前記処理室にて前記基板保持具を回転させつつ、前記処理室内の前記基板の積層方向に延在するガス供給部から前記基板保持具に保持された基板へ処理ガスを供給して前記基板を処理する処理工程とを有し、
前記処理工程では、前記基板保持具の回転動作と同期させて、前記基板保持具に保持された基板の主面と平行方向に前記ガス供給部の角度を変動させるようにした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、基板処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）
の製造装置や製造方法において、半導体集積回路が作り込まれる半導体基板（例えば、半導体ウエハ）に酸化膜、ポリシリコン膜、シリコン窒化膜等を堆積（デポジション）して成膜等するうえで有効な基板処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造において、ウエハに酸化膜、ポリシリコン膜、シリコン窒化膜等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍiｃａｌ  Ｖａｐｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｏｎ）膜をデポジションするため、バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）が、広く使用されている。従来のこの種のＣＶＤ装置としては、例えば、特開２００５−２０９６６８号公報に示されているように、インナチューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成され縦形に設置されたプロセスチューブと、複数枚のウエハを保持してインナチューブ内に搬入するボート（基板保持具）と、インナチューブ内に原料ガスを導入するガス導入ノズルと、プロセスチューブ内を排気して減圧する排気口と、プロセスチューブ外に敷設されてプロセスチューブ内を加熱するヒータユニットとを備えており、ガス導入ノズルには複数個の噴出口がボートに保持された各ウエハに対応して開設され、インナチューブの側壁には排気孔が開設されているものがある。
【０００３】
前記ボートは、上下各１枚の端版と、該上下の端版同士を結合する複数本のボート支柱とを備えている。ボート支柱には複数の溝が設けられていて、各溝にはそれぞれ１枚のウエハを保持するようになっており、ボート支柱は、ウエハ保持部材として機能するようになっている。
上記のＣＶＤ装置においては、複数枚のウエハがボート上に水平姿勢で多段に積層されて保持された状態で、インナチューブ内に搬入（ボートローディング）される。その後、原料ガスがガス導入ノズルによってインナチューブ内に導入されるとともに、ヒータユニットによってプロセスチューブ内が加熱されることにより、ウエハにＣＶＤ膜がデポジションされる。その際、ガス導入ノズルの複数の噴出口から水平に噴出された原料ガスは、ボート上に水平、かつ多段に保持されたウエハの間を流れてウエハの表面に接触し、インナチューブに開設された排気孔から外部に排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０９６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなＣＶＤ装置においては、ボートを回転させないとウエハ面内の成膜均一性（膜厚や膜質の均一性）が十分でなく、また、ウエハ面内の成膜均一性を向上させようとしてボートを回転させると、ウエハを保持するための前記ウエハ保持部材（ボート支柱）の影響により、該ウエハ保持部材の周囲に対する原料ガスの供給が妨げられ、その結果、ウエハ保持部材の周囲の堆積膜が他の部分よりも薄くなってしまい、ウエハ面内の成膜均一性を向上させるのが容易でないという課題があった。また、ウエハの中心に向けて原料ガスを噴出するため、例えば、ウエハの外周付近に形成される薄膜の膜厚が、ウエハの中心付近に形成される薄膜の膜厚よりも薄くなり、ウエハ面内の成膜均一性が十分でないという課題があった。
本発明の目的は、処理室内にある複数の基板（ウエハを含む）の主面（半導体集積回路が作り込まれる面）全体にわたって、処理ガスを均一に接触させるようにした基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明に係る基板処理装置は、
複数の基板を積層保持する基板保持具と、
該基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記処理室内における前記基板の積層方向に延在し、基板に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記基板保持具に保持された基板の主面と平行方向に前記ガス供給部の角度を変動させる角度変動装置と、
前記基板保持具を回転させる回転装置と、
前記ガス供給部の角度変動動作と前記基板保持具の回転動作を同期させるよう制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、基板に処理ガスを供給するガス供給部の角度変動動作と基板保持具の回転動作を同期させるよう制御することができるので、形成される薄膜に対するウエハ保持部材の影響を少なくし、また、ウエハ周辺付近への処理ガスの供給を促進することができ、ウエハ面内の成膜均一性、特に膜厚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】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板処理装置の処理炉の垂直断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る基板処理装置のプロセスチューブの水平断面図である。
【図３ａ】第１実施例における処理ガス供給ノズル２２ａの角度変動例を示す図である。
【図３ｂ】第１実施例における処理ガス供給ノズル２２ａの角度変動例を示す図である。
【図３ｃ】第１実施例における処理ガス供給ノズル２２ａの角度変動例を示す図である。
【図４】ガス供給部の角度を変動させる角度変動装置の一例を示す模式図である。
【図５】本発明が適用される基板処理装置の斜透視図である。
【図６ａ】第２実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
【図６ｂ】第２実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
【図７】第３実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
【図８】第４実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
【図９ａ】第６実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
【図９ｂ】第５実施例、第６実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
【図９ｃ】第５実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
【図１０】第７実施例における処理ガス供給ノズル２２ａの角度変動例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例を図面に即して説明する。
（基板処理装置の構成）
本発明を実施するための形態において、半導体装置（ＩＣ）の製造工程の１工程としての基板処理工程を実施する基板処理装置の構成例について、図５を用いて説明する。なお、以下の説明では、基板処理装置としてＣＶＤ処理を行う縦型の基板処理装置に適用した場合について述べるが、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｏｎ）処理、酸化、拡散処理などを行う縦型の基板処理装置に適用することもできる。
図５は、本発明が適用される基板処理装置の斜透視図である。図５に示すように、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１０１は、筐体１１１を備え、シリコン等からなる基板であるウェハ１０を筐体１１１内外へ搬送するために、ウェハキャリア（基板収容器）としてカセット１１０が使用される。
【００１０】
筐体１１１の正面前方側にはカセットステージ（基板収容器受渡し台）１１４が設置されている。カセット１１０は、筐体１１１外の工程内搬送装置（図示せず）によって、カセットステージ１１４上に搬入、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。
筐体１１１内の前後方向における略中央部には、カセット棚（基板収容器載置棚）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の一部として、移載棚１２３が設けられ、移載棚１２３には、後述するウェハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される。
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（基板収容器搬送装置）１１８が設置されている。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（基板収容器昇降機構）１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平動作が可能なカセット水平搬送機構（基板収容器水平搬送機構）１１８ｂとで構成されている。カセットエレベータ１１８ａとカセット水平搬送機構１１８ｂとの連係動作により、カセット搬送装置１１８は、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送することができる。
【００１１】
カセット棚１０５の後方には、ウェハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されている。ウェハ移載機構１２５は、ウェハ１０を水平方向に回転乃至直動可能なウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウェハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェ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。また、ウェハ移載装置１２５ａは、ウェハ１０を水平姿勢で保持するツイーザ（基板移載用保持具）１２５ｃを備えている。これらウェハ移載装置１２５ａとウェハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作により、ウェハ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、ウェハ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ことができる。
【００１２】
筐体１１１の後側上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉可能なように構成されている。処理炉２０２の構成については後述する。
【００１３】
処理炉２０２の下方には、ボート１１を昇降させて処理炉２０２内外へ搬送する機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５には、昇降台としてのアーム１２８が設置されている。アーム１２８上には、シールキャップ９が水平姿勢で設置されている。シールキャップ９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機能するものである。  
ボート１１は、複数本のウェハ保持部材１４を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウェハ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、多段に積層して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。
【００１４】
（基板処理装置の動作概要）
次に、本発明に係る基板処理装置１０１の動作概要について、図５を用いて説明する。なお、基板処理装置１０１は、後述するコントローラ２４０により制御されるものである。まず、カセット１１０が、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上に載置される。
カセットステージ１１４上のカセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５の指定された位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、再びカセット搬送装置１１８によって、前記カセット棚１０５の保管位置から移載棚１２３に搬送される。あるいは、カセットステージ１１４上のカセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、直接、移載棚１２３に搬送される。
【００１５】
カセット１１０が移載棚１２３に搬送されると、ウェハ１０は、ウェハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、カセット１１０のウェハ出し入れ口からピックアップされ、ウェハ移載装置１２５ａとウェハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連係動作により、ボート１１に装填（チャージング）される。ボート１１にウェハ１０を受け渡したウェハ移載装置１２５ａは、カセット１１０側に戻り、次のウェハ１０をカセット１１０からピックアップしてボート１１に装填する。
【００１６】
予め指定された枚数のウェハ１０がボート１１に装填されると、処理炉２０２の下端部を閉じていた炉口シャッタ１４７が開放動作され、処理炉２０２の下端部の開口が開放される。続いて、ボート１１を載置したシールキャップ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、処理対象のウェハ１０群を保持したボート１１が、処理炉２０２内へ搬入（ボートローディング）される。ボートローディング後は、シールキャップ９により処理炉２０２の下端部開口が閉じられ、処理炉２０２にてウェハ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。
【００１７】
処理後は、ウェハ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の外部へ払い出される。すなわち、ボート１１を載置したシールキャップ９がボートエレベータ１１５によって下降され、ボート１１上のウェハ１０がウェハ移載機構１２５によってピックアップされて、移載棚１２３上のカセット１１０へ受け渡される。移載棚１２３上のカセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５に一時的に保管された後、カセットステージ１１４に搬送されるか、あるいは、カセット搬送装置１１８によって、直接、カセットステージ１１４に搬送される。カセットステージ１１４上のカセット１１０は、工程内搬送装置により、筐体１１１の外部へ払い出される。
【００１８】
（処理炉の構成）
次に、本実施形態に係る処理炉２０２の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の処理炉の垂直断面図である。本実施形態の例においては、処理炉２０２は、バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ用の処理室として構成されている。
【００１９】
（プロセスチューブ）
処理炉２０２は、その内側に、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、上端が閉塞され下端が開口された略円筒形状をしており、開口された下端が下方を向くように、かつ、筒方向の中心線が垂直になるように縦向きに配置され、筐体１１１によって固定的に支持されている。プロセスチューブ１は、インナチューブ（内管）２とアウタチューブ（外管）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はいずれも、本例では、石英（ＳｉＯ２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、それぞれ略円筒形状に一体成形されている。
インナチューブ２は、上端が閉塞し下端が開口した略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複数枚のウエハ１０を収容して処理する処理室４が形成される。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群を保持するボート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より大きく、かつ、インナチューブ２と略相似形状であり、上端が閉塞し下端が開口した略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状に被せられている。
インナチューブ２とアウタチューブ３の下端部は、それぞれ、その水平断面が略円形リング形状であるマニホールド６によって気密に封止されている。インナチューブ２およびアウタチューブ３は、その保守点検作業や清掃作業のために、マニホールド６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、筐体１１１に垂直に据え付けられた状態になっている。
【００２０】
（排気ライン）
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。この排気路８の水平断面形状は、略一定幅の円形リング形状となっている。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う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は、圧力制御部２３５に電気的に接続されている。圧力制御部２３５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値に基づいてＡＰＣバルブ７ｂの開度を制御するように構成されている。
【００２１】
（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外径を有する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、前記円盤形状を水平姿勢に保った状態で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、両端板１２、１３間に渡って垂直に設けられた複数本、本例では３本のウエハ保持部材１４とを備えている。端板１２、１３及びウエハ保持部材１４は、例えば、石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料から構成される。
各ウエハ保持部材１４には、水平方向に刻まれた多数条の保持溝１５が、長手方向にわたって等間隔に設けられている。各ウエハ保持部材１４は、保持溝１５が互いに対向し、各ウエハ保持部材１４の保持溝１５の垂直位置（垂直方向の位置）が一致するように設けられている。ウエハ１０の周縁が、複数本のウエハ保持部材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、かつ互いにウエハの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。
【００２２】
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、水平方向に刻まれた多数条の保持溝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盤形状をした複数枚の断熱板（図示せず）が、水平姿勢で多段に積層されて保持されるように構成されている。断熱板によって、後述するヒータユニット２０からの熱が、マニホールド６側に伝わるのを抑止する。
【００２３】
シールキャップ９の下側（処理室４と反対側）には、ボート１１を回転させるボート回転機構２５４が設けられている。ボート回転機構２５４のボート回転軸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。ボート回転軸２５５を回転させることにより、処理室４内にてウエハ１０を回転させることが可能となる。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。
ボート回転機構２５４及びボートエレベータ１１５は、駆動制御部２３７に電気的に接続されている。駆動制御部２３７は、ボート回転機構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に制御する。
【００２４】
（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により構成されている。
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と温度センサは、温度制御部２３８に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への通電量を制御する。
【００２５】
（処理ガス供給系）
処理ガス供給系について、図１〜図４を用いて説明する。図１に示すように、インナチューブ２の側壁の排気口７と１８０度反対側の位置には、チャンネル（通路）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。なお、予備室２１の位置は、インナチューブ２の側壁の排気口７と１８０度反対側の位置に限られるものではない。予備室２１の内壁は、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の側壁の一部を構成している。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）に沿うように垂直方向に、また、ウエハ１０の積層方向に延在するように、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、及び処理室４内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄが設けられている。
【００２６】
プロセスチューブ１の水平断面図を図２に示す。図２は、本発明の第１実施例に係る基板処理装置のプロセスチューブを基板処理装置の上方から見た水平断面図である。図２に示すように、処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂは、予備室２１内において、不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄに挟まれるように設置されている。処理ガス供給ノズル２２ａは、２種類の処理ガスのうち、流量のより多い処理ガスａを供給し、処理ガス供給ノズル２２ｂは、流量のより少ない処理ガスｂを供給するものである。処理ガス供給ノズル２２ａは、ノズル２２ａの水平方向の角度（向き）を変更することにより、ガス噴出口２４ａの水平方向の向きを変更可能となっている。処理ガス供給ノズル２２ｂ、及び不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄは、各ノズルの水平方向の角度（向き）が固定されており、変更されないようになっている。
【００２７】
図２に示すように、角度が固定される処理ガス供給ノズル２２ｂについては、例えば、ウエハ１０の中心付近を向くように構成されている。角度を変更可能な処理ガス供給ノズル２２ａについては、ガス噴出方向を、例えば、ウエハ１０の中心付近に向けた第１の方向と、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間の方向に向けた第２の方向との２方向の間で、角度を変動することができる。図２において、ウエハ１０は、上方から見て時計回りに回転している。図２に示すように、ボート１１の回転動作により、ウエハ保持部材１４ａが、処理ガス供給ノズル２２ｂに接近してくると、処理ガス供給ノズル２２ａの向き（噴出口２４ａの向き）が、図２の実線矢印の方向、すなわち、ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間の第２の方向となるように、ノズル２２ａの角度が変動される。このようにすると、処理ガスａがウエハ１０の中心付近を通らないので、ウエハ１０の中心付近を通る処理ガスｂは、処理ガスａのガス流れの影響を受けにくくなり、ウエハ保持部材１４ａの周囲、例えば、ウエハ保持部材１４ａの裏側（ウエハ側）に流れ込み易くなり、ウエハ保持部材１４の周囲の堆積膜が他の部分よりも薄くなることを抑制することができる。また、処理ガスａと処理ガスｂが両方ともウエハ１０の中心付近に向けて噴出される場合に比べ、ウエハ１０の周縁における処理反応を促進することができ、ウエハの外周付近に形成される薄膜の膜厚が、ウエハ１０の中心付近に形成される薄膜の膜厚よりも薄くなることを抑制することができる。
その後、ウエハ保持部材１４ａが、処理ガス供給ノズル２２ｂ付近を通過すると、処理ガス供給ノズル２２ａの向き（噴出口２４ａの向き）が、図２の破線矢印の方向、すなわち、ウエハ１０の中心付近の第１の方向となるように、ノズル２２ａの角度が変動される。
また、不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄは、処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂをそれぞれ両側から挟むように構成されている。なお、図２では、噴出口２４ｃ、２４ｄの向きは、噴出口２４ａ、２４ｂよりも外側に開いた向きに設定されているが、噴出口２４ａ、２４ｂよりも外側であれば、噴出口２４ａ、２４ｂの方向とほぼ平行に設定されてもよい。このようにすると、処理ガスａ、ｂがウエハ１０の周縁に過度に散逸することを抑止し、ウエハ１０の中心付近にも必要量の処理ガスａ、ｂを流すことができる。
【００２８】
図２に示すとおり、処理ガスａ、ｂを、不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄの噴出口２４ｃ、２４ｄから処理室４内に供給された不活性ガスｃ、ｄのガス流によって両側から挟み、処理ガスａを、処理ガス供給ノズル２２ａの噴出口２４ａから、各ウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間へ供給し、かつ、処理ガスｂを、処理ガス供給ノズル２２ｂの噴出口２４ｂから、各ウエハ１０の中心付近へ供給した場合は、処理ガスａ、ｂの各ウエハ１０の外周付近における供給量がより増加される。両側の不活性ガスｃ、ｄの供給量は、それぞれ処理ガスａ、ｂの供給量と同等以上であることが望ましい。このようにすると、処理ガスａ、ｂがウエハ１０の周縁に過度に散逸することを抑止し、確実にウエハ１０の中心付近にも必要量を流すことができる。
【００２９】
処理ガス供給ノズル２２ａの向きを、図２の破線矢印の方向（第１の方向）と実線矢印の方向（第２の方向）の間で変動する場合の例について、図３ａ、図３ｂ、図３ｃを用いて説明する。図３ａ、図３ｂ、図３ｃは、第１実施例における処理ガス供給ノズル２２ａの角度変動例を示す図である。
ボート１１には少なくとも３本のウエハ保持部材（ボート支柱）１４があり、ウエハ１０をボート１１に搬入出するためのウエハ搬送領域がある。ウエハ搬送領域は、図３ａにおいてウエハ保持部材１４ａとウエハ保持部材１４ｃの間の領域である。このウエハ搬送領域には、ウエハ保持部材１４がないので、処理ガス供給ノズル２２ａからウエハ中心部に向けて処理ガスを供給しても、ウエハ保持部材１４が障害にならない。そこで、このウエハ搬送領域内に、角度変動可能な処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分がある場合は、処理ガス供給ノズル２２ａの向きを、ウエハ中心部に向けてガスを供給する第１の方向の角度とする（図３ａ、図３ｃ）。一方、ウエハ搬送領域以外の領域内に、処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分がある場合は、処理ガス供給ノズル２２ａの向きを、ウエハ周縁部に向けてガスを供給する第２の方向の角度とする（図３ｂ）。上記のウエハ搬送領域以外の領域とは、図３ａにおいて、ウエハ保持部材１４ａと１４ｂの間の領域、及びウエハ保持部材１４ｂと１４ｃの間の領域である。
処理ガス供給ノズル２２ａの角度切り替えのタイミングは、例えば、以下のように行う。図３ｂに示すように、ボート右回転中に、ウエハ搬送領域側左のウエハ保持部材１４ａが、処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分を通過すると、処理ガス供給ノズル２２ａの角度をウエハ周縁部の方向（第２の方向）に変える。次に、図３ｃに示すように、ウエハ搬送領域側右のウエハ保持部材１４ｃが、処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分を通過すると、処理ガス供給ノズル２２ａの角度をウエハ中心部の方向（第１の方向）に変える。
【００３０】
水平方向の角度を変更可能な処理ガス供給ノズル２２ａ、及びこれに関連する構造について、図４を用いて説明する。図４は、ガス供給部としてのガスノズルの角度を変動させる角度変動装置の一例を示す模式図である。図４の例では、処理ガスａは、処理ガス導入口部２３ａから、マニホールド６の下側フランジ部６ａ及びシールキャップ９を上から下へ上下方向に貫通して、下部導入ポート２９ａに至り、次に可動配管３０ａを経由して、回転ベース４２に設置された処理ガス供給ノズル２２ａに到達する経路となっている。
詳しく説明すると、処理ガス導入口部２３ａは、マニホールド６の下側フランジ部６ａの上面に設置されている。処理ガスａの経路は、マニホールド６の下側フランジ部６ａ及びシールキャップ９を上から下へ上下方向に貫通する。このとき、処理ガスａの経路は、マニホールド６の下側フランジ部６ａとシールキャップ９との間に設置された、同心円状に２重に配置された２つのポートシール４１の間を貫通することにより、気密が保持される。あるいは、マニホールド６の下側フランジ部６ａとシールキャップ９との間に、ポートシール４１とは別のシール部を設置し、そのシール部を用いて処理ガスａの経路の気密を保持するようにしてもよい。
【００３１】
一方、インナチューブ２内の処理ガス供給ノズル２２ａは、シールキャップ９を上から下へ垂直に貫通し、さらに、シールキャップ９の下側に固定して設けられた下部供給ポート４４を上から下へ垂直に貫通して回転ベース４２内に入り、回転ベース４２内で水平方向に９０度向きを変え、回転ベース４２の側面に開口する。下部供給ポート４４には、処理ガス供給ノズル２２ａを囲むように回転シール４５が設けられ（図４の例では２つ設けられている）、処理ガス供給ノズル２２ａと下部供給ポート４４は、１つ以上の回転シール４５により気密な構造となっている。
シールキャップ９の下側に設けられた下部導入ポート２９ａと、回転ベース４２の側面に開口した処理ガス供給ノズル２２ａは、可動配管３０ａにより接続される。回転ベース４２は、下部供給ポート４４と軸受け４３で保持され、回転機構４６により、回転ベース４２に設置された処理ガス供給ノズル２２ａとともに、一定の角度の範囲内で回転することができる。
【００３２】
角度が固定される処理ガス供給ノズル２２ｂや不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄについては、図１に示すように、各ノズル２２の上流側端部であるガス導入口部２３ｂ、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。なお、図１に示す処理ガス供給ノズル２２ａや処理ガス導入口部２３ａは、マニホールド６を貫通することを概念的に示すものであり、具体的には、図４に示す構造により実現される。
【００３３】
図１に示すように、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。処理ガス供給管２５ａには、上流から順に、例えば、Ｎ２Ｏ（亜酸化窒素）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。また、処理ガス供給管２５ｂには、上流から順に、例えば、ＤＣＳ：ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）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。
また、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、上流から順にそれぞれ、例えば、Ｎ２（窒素）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が設けられている。
【００３４】
ＭＦＣ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ及び開閉バルブ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、ガス供給・流量制御部２３５に電気的に接続されている。ガス供給・流量制御部２３５は、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流量となるよう、ＭＦＣ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ及び開閉バルブ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを制御する。
【００３５】
図１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、及び不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄの筒部には、複数個の噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが垂直方向に配列するように設けられている。噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄのそれぞれの個数は、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形成されている。各噴出口２４ａ、２４ｂ、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、各噴出口２４ａ、２４ｂ、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、それぞれ上下方向で異なる大きさに設定されていてもよい。
【００３６】
図１に示すように、インナチューブ２の側壁であって予備室２１とは１８０度反対側の位置、すなわち、排気口７側の位置には、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。排気孔２５は、排気口７から遠く離れるに従って、孔（スリット）の幅が広くなるよう、すなわち、排気抵抗が小さくなるよう開設されている。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。したがって、処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの噴出口２４ａ、２４ｂから処理室４内に供給された処理ガスは、排気孔２５を介して排気路８内へ流れた後、排気口７を介して排気管７ａ内に流れ、処理炉２０２外へ排出されるように構成されている。
【００３７】
（コントローラ）
前記ガス供給・流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、基板処理装置１０１全体を制御する主制御部２３９と電気的に接続されており、これらの各制御部や図示しない操作部、入出力部等によりコントローラ２４０が構成されている。主制御部２３９は、前記ガス供給・流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８に対して、成膜プロセスの制御シーケンスを時間軸で示したレシピに基づく温度制御や圧力制御、流量制御および機械駆動制御を指令する。また、主制御部２３９を始めとして、各制御部は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（中央演算ユニット）とメモリとを備えるものである。
【００３８】
（基板処理方法）
次に、本発明に係る基板処理方法を、ＩＣの製造方法における成膜工程を例にして説明する。まず、ウエハチャージングステップにおいて、ウエハ１０はボート１１に装填される。具体的には、ウエハ１０の円周縁の複数箇所が、複数のウエハ保持部材１４の保持溝１５にそれぞれ係合するように挿入され、該ウエハ１０の複数箇所の周縁部が各保持溝１５に係合されて、ウエハ１０の自重が支えられるように装填（チャージング）されて保持される。複数枚のウエハ１０は、ボート１１におけるチャージング状態において、その中心を揃えられて互いに平行かつ水平、多段に積層され、整列されている。
【００３９】
次に、ボートローディングステップにおいて、複数枚のウエハ１０を積層、保持したボート１１は、処理室４に搬入（ボートローディング）される。具体的には、ウエハ１０を装填されたボート１１は、ボートエレベータ１１５により垂直方向に上昇され、インナチューブ２内の処理室４に搬入され、図１に示されているように、処理室４に存置される。この状態において、シールキャップ９ は処理室４の下端をシールした状態になる。
続いて、減圧ステップにおいて、排気口７を介して真空ポンプ７ｃにより、プロセスチューブ１の内部が所定の真空度（例えば、２００Ｐａ）に減圧されるとともに、昇温ステップにおいて、ヒータユニット２０により、プロセスチューブ１の内部が所定の温度（例えば、４００℃）に昇温される。
【００４０】
次に、成膜ステップにおいて、ボート１１が回転されつつ、所定の原料ガスａ、ｂが、それぞれガス導入ノズル２２ａ、２２ｂの入口部２３ａ、２３ｂに供給されると、原料ガスａ、ｂは、それぞれガス導入ノズル２２ａ、２２ｂを流通して、それぞれ複数個の噴出口２４ａ、２４ｂからインナチューブ２内の処理室４に導入される。例えば、シリコン酸化膜が成膜される場合においては、原料ガスａとしては亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、原料ガスｂとしてはジクロロシラン（ＤＣＳ）が処理室４に導入される。また、図２に示されているように、不活性ガスとしての窒素ガスｃ、ｄが、窒素ガス供給用のガス導入ノズル２２ｃ、２２ｄによって処理室４に供給される。この際、ガス導入ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄにそれぞれ開設された複数個の噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄのサイズを、排気口７の位置から遠くに離れるに従って次第に大きくすると、より一層、原料ガスａ、ｂ及び窒素ガスｃ、ｄが、それぞれの噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄから均等に噴出しやすくなる。また、噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを、排気口７の位置から離れるに従って、数個おきに徐々にサイズを大きくしてもほぼ同様に、原料ガスガスａ、ｂ及び窒素ガスｃ、ｄが、それぞれの噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄから均等に噴出しやすくなる。
【００４１】
図２の例では、供給量のより少ない処理ガスｂを供給する処理ガス供給ノズル２２ｂは、噴出口２４ｂがウエハ１０の中心付近を向くようになっている。また、供給量のより多い処理ガスａを供給する処理ガス供給ノズル２２ａは、ウエハ保持部材１４ａが処理ガス供給ノズル２２ｂに接近していない場合は、噴出口２４ａがウエハ１０の中心方向（破線矢印）である第１の方向を向き、ウエハ保持部材１４ａが処理ガス供給ノズル２２ｂに接近した場合は、噴出口２４ａがウエハ１０の周縁と処理室４との間の隙間の方向（実線矢印）である第２の方向を向くようになっており、所定期間毎に角度を変える。
このように、ウエハ保持部材１４ａが処理ガス供給ノズル２２ｂに接近した場合は、供給量のより多い処理ガスａがウエハ１０の中心付近を通らないので、ウエハ１０の中心付近を通る供給量のより少ない処理ガスｂは、処理ガスａのガス流れの影響を受けにくくなり、ウエハ保持部材１４ａの周囲、例えば、ウエハ保持部材１４ａの裏側（ウエハ側）に流れ込み易くなり、ウエハ保持部材の周囲の堆積膜が他の部分よりも薄くなることを抑制することができる。また、処理ガスａと処理ガスｂの両方ともウエハ１０の中心付近を通る場合に比べ、ウエハ１０の周縁における処理反応を促進することができ、ウエハの外周付近に形成される薄膜の膜厚が、ウエハの中心付近に形成される薄膜の膜厚よりも薄くなることを抑制することができる。
【００４２】
処理室４に導入された原料ガスａ、ｂは、インナチューブ２の側壁に垂直方向に開設された排気スリット２５から、インナチューブ２とアウタチューブ３の間の排気路８に流出して、マニホールド６に開設された排気口７から排気される第１実施例の場合、ガス導入ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと排気スリット２５とは、ウエハ１０を挟んで互いに１８０度離れて対向した位置にあるので、各噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからそれぞれ噴出された原料ガスａ、ｂ及び窒素ガスｃ、ｄは、処理室４内を反対側の排気スリット２５に向かって水平に流れ易くなり、また、各ウエハ１０に対してそれぞれ平行に流れ易くなる。本実施例では、複数個の噴出口２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄのそれぞれは、上下で隣合うウエハ１０とウエハ１０との間の空間に向けて配置されているため、各噴出口２４ａ、２４ｂからそれぞれ噴出された原料ガスａ、ｂは、上下で隣合うウエハ１０の間の空間のそれぞれに流れ込んで、より平行に流れ易くなる。また、垂直方向に細長く、排気口７から離れるに従いスリットの開口が広くなるように開設された排気スリット２５から排気されるため、ボート１１に互いに水平に積層された上下のウエハ１０間の雰囲気が、ボート１１の上部から下部に亘り、排気スリット２５からほぼ均等な力で排気される。したがって、ガス導入ノズル２２ａ、２２ｂの噴出口２４ａ、２４ｂから噴出された原料ガスａ、ｂが、排気口７の排気力の直接的な影響を受けにくくすることができ、スムースな流れを維持でき、ウエハ１０上を均一な状態で原料ガスａ、ｂが通りすぎることができ、ウエハ１０内及びウエハ１０間においてＣＶＤ反応の反応状態、つまり成膜状態をより均一とすることができる。
このようにして、ウエハ１０の表面に接触しながら上下で隣合うウエハ１０と１０との間の空間を平行に流れて行く原料ガスａ、ｂのＣＶＤ反応によって、ウエハ１０の表面にはＣＶＤ膜が堆積する。例えば、ジクロロシランと亜酸化窒素とが導入された場合には、シリコン酸化膜がウエハ１０に堆積する。
【００４３】
なお、本発明は、ＯＮＯ形成膜（Ｓｉ酸化膜、Ｓｉ窒化膜、Ｓｉ酸化膜）のような連続成膜のような例において、形成膜切替時に少なくとも１つの処理ガス供給ノズルの角度を変えることにより、処理ガスの合流タイミングをずらすように制御する際にも適用することができる。
例えば、同じウエハ上にＳｉＮ膜を形成した後、ＳｉＮ膜上にＳｉＯ膜を連続して形成する場合、ＳｉＮ膜の形成時にはウエハ面内の凸凹が比較的揃うので、処理ガスであるＮＨ３ガス供給ノズル、Ｎ２Ｏガス供給ノズルはいずれもウエハ中心部に向ってガスを供給する。
その後、ＳｉＯ膜の形成時において、ＤＣＳガス供給ノズルはウエハ中心部に向ってガスを供給し、Ｎ２Ｏガス供給ノズルはウエハの周縁部に向けてガスを供給し、ＤＣＳガスとＮ２Ｏガスの合流タイミングを、ＳｉＮ膜形成時におけるＮＨ３ガスとＮ２Ｏガスの合流タイミングよりも遅らせて、ヒータユニット２０の熱エネルギーによって、より活性化させたガスとしてウエハ１０上を通過させることによりウエハ１０周辺の成膜を促進する。
なお、この場合、ＤＣＳガス供給ノズルは、ＮＨ３ガス供給ノズルを用いるようにしてもよい。また、ＤＣＳガス供給ノズルの角度も変更するようにしてもよい。
【００４４】
以上のようにして所望のＣＶＤ膜（例えば、シリコン酸化膜）が堆積された後に、原料ガスの供給が停止され、不活性ガスにより、プロセスチューブ１内が大気圧に復帰された後に、ボートアンローディングステップにおいて、シールキャップ９が下降されることによって処理室４の下端が開口され、ボート１１に保持された状態で処理済みのウエハ１０群が処理室４からプロセスチューブ１ の外部に搬出（ ボートアンローディング）される
【００４５】
（第２実施例）
次に、複数の処理ガス供給ノズルの角度を所定期間毎に変更する第２実施例について、図６ａ、図６ｂを用いて説明する。図６ａ、図６ｂは、第２実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
第１実施例のように、旋回可能な処理ガス供給ノズルを１本だけとした場合も、複数の処理ガスが合流するタイミングを変えることにより、ウエハ中心部にくらべてウエハ周縁部の膜厚を厚くなるように制御することができるが、第２実施例では、第１実施例における固定ノズル２２ｂも動かす、すなわち、処理ガス供給ノズル２２ａともに同方向に旋回させることで、反応に寄与する複数の処理ガスが合流する位置を、ウエハ中心からウエハ周縁に所定期間だけずらず（処理ガスノズル中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分に対して直交する方向にずらす）ことによりウエハ面内均一性を向上させることができる。
【００４６】
角度切り替えのタイミングは、例えば第１実施例と同様に、下記のようにすることが好ましい。図３ｂに示すように、ボート右回転中に、ウエハ搬送領域側左のウエハ保持部材１４ａが、処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分を通過すると、図６ａに示すように、処理ガス供給ノズル２２ａ及び２２ｂの角度をウエハ周縁部の方向（第２の方向）に変える。次に、図３ｃに示すように、ウエハ搬送領域側右のウエハ保持部材１４ｃが、処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分を通過すると、図６ｂに示すように、処理ガス供給ノズル２２ａ及び２２ｂの角度をウエハ中心部の方向（第１の方向）に変える。
【００４７】
また、角度切り替えのタイミングの変形例としては、例えば下記ようにすることができる。図６ａに示すように、ボート右回転中に、ウエハ保持部材１４の少なくとも一つ、例えば１４ａが、複数ある処理ガス供給ノズルのうちの最左側にある処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分（図６ａの二点鎖線）に懸かった時に、複数の処理ガス供給ノズル２２ａ及び２２ｂ全ての角度を、ウエハ中心方向（第１の方向）からウエハ周縁方向（第２の方向）に変え、ウエハ保持部材１４が処理ガスの流れの妨げとなることを回避し、ウエハ上へのガス流れを促進する。次に、図６ｂに示すように、ウエハ保持部材１４の少なくとも一つ、例えば１４ａが、複数ある処理ガス供給ノズルのうちの最右側にある処理ガス供給ノズル２２ｂの中心とウエハ中心とを結ぶ直線（図６ｂの二点鎖線）を通過した時に、複数の処理ガス供給ノズル２２ａ及び２２ｂ全ての角度をウエハ中心方向（第１の方向）にもどす。
【００４８】
（第３実施例）
前述した第２実施例の変形例である第３実施例を、図７を用いて説明する。図７は、第３実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。第３実施例においては、処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂは、ウエハ中心方向（第１の方向）とウエハ中心方向よりも内側向きの方向（第３の方向）との間で所定期間毎に角度を変動し、２つの処理ガスの合流タイミングを変える。これにより、第２実施例と略類似の効果を得ることができる。
【００４９】
（第４実施例）
前述した第２実施例の変形例である第４実施例を、図８を用いて説明する。図８は、第４実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。第４実施例においては、処理ガス供給ノズル２２ａは、ウエハ中心方向（第１の方向）とウエハ周縁方向（第４の方向）との間で所定期間毎に角度を変動し、処理ガス供給ノズル２２ｂは、ウエハ中心方向（第１の方向）とウエハ周縁方向（第５の方向）との間で所定期間毎に角度を変動し、２つの処理ガスの合流タイミングを変える。この第４の方向は、不活性ガス供給ノズル２２ｃの方向と略平行であって、第１実施例における第２の方向とウエハ中心方向（第１の方向）との間の方向である。また、第５の方向は、不活性ガス供給ノズル２２ｄの方向と略平行である。これにより、第２実施例と略同様な効果を得ることができる。
なお、第３実施例及び第４実施例においては、２２ｃ、２２ｄの不活性ガスの供給を停止するのが好ましい。これにより、処理ガスがウエハ周縁方向により回り込み、タイミングを変える効果がある。
【００５０】
（第５実施例）
第５実施例は、基本的には、処理中に処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂをウエハ中心方向（第１の方向）に向けるが、ウエハ保持部材１４周辺の膜厚低下を抑制するため、ウエハ保持部材１４周辺に処理ガスを積極的に供給すべく、ウエハ保持部材１４周辺方向（第２の方向）に向けて所定期間だけ処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を変えるというものである。
好ましい例を、図９ｂ、図９ｃを用いて説明する。図９ｂ、図９ｃは、第５実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
図９ｂに示すように、ボート回転により、一つの処理ガス供給ノズル２２ｂの噴出口２４ｂとウエハ中心部との間の距離よりも、前記噴出口２４ｂと一つのウエハ保持部材１４ａとの間の距離のほうが短くなる位置関係になったときに、ウエハ中心方向（第１の方向）に向けられていた処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を、ウエハ周縁部であって前記一つのウエハ保持部材１４ａの内側を向く方向（第２の方向）に変える。次に、図９ｃに示すように、前記処理ガス供給ノズル２２ｂから噴出されるガスの主流がウエハ周縁部に到達する前に前記一つのウエハ保持部材１４ａによって遮られてしまう位置関係になったときに、ウエハ中心方向（第１の方向）に向けて噴出するように、処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を、ウエハ中心方向（第１の方向）に戻す。
このように処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を変更することにより、効率的かつ効果的に、ウエハ保持部材１４周辺におけるウエハ周縁部へ処理ガスを回り込ませることができ、膜厚面内均一性を向上させることができる。
【００５１】
（第６実施例）
第６実施例は、第５実施例と同様の例であるが、処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を変えるタイミングを第５実施例と異ならせている。
第６実施例を、図９ａ、図９ｂを用いて説明する。図９ａ、図９ｂは、第６実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度変動例を示す図である。
第６実施例においては、ボート回転により、一つのウエハ保持部材１４ａとウエハ中心部とを結ぶ線分が、一つの処理ガス供給ノズル２２ａの中心部とウエハ中心部とを結ぶ線分に対し鋭角となる位置関係になったとき（図９ａ）に、ウエハ中心方向（第１の方向）に向けられていた処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を、ウエハ周縁部であって前記一つのウエハ保持部材１４ａの内側を向く方向（第２の方向）に変える。次に、前記一つの処理ガス供給ノズル２２ａから噴出される処理ガスの主流が、ウエハ周縁部に到達する前に前記前記一つのウエハ保持部材１４ａによって遮られてしまう位置関係になったとき（図９ｂ）に、ウエハ中心方向（第１の方向）に向けて噴出するように、処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を、ウエハ中心方向（第１の方向）に戻す。
このように処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を所定期間毎に変更することにより、効率的かつ効果的に、ウエハ保持部材１４周辺におけるウエハ周縁部へ処理ガスを回り込ませることができ、膜厚面内均一性を向上させることができる。
【００５２】
（第７実施例）
第７実施例は、図１０に示すように、処理ガスを処理ガス供給ノズル２２ａ内で混合し、処理ガス供給ノズル1本で供給する場合であって、ウエハ１０に供給される処理ガスの処理ガス供給ノズル２２ａの角度を、ウエハ中心方向（第１の方向）とウエハ周縁方向（第２の方向）との間で所定期間毎に切り換えるようにしている。
この場合、不活性ガス供給ノズル２２ｃ、２２ｄからの不活性ガスの供給は、処理ガスがウエハ１０の周方向により回り込むようにし、ウエハ１０上での処理タイミングを変えるために、停止するほうが好ましい。
【００５３】
なお、好ましくは、上述した第１〜第７実施例における処理ガス供給ノズル２２ａ、２２ｂの角度を変更する所定期間に関する制御は、実測結果に基づき、予め適切なボート回転装置の回転タイミングと、処理ガス供給ノズルの旋回タイミングとを主制御部２３９のメモリに記憶させておき、実際に基板処理する際には、該メモリの記憶に基づき制御するとよい。これにより、制御性、再現性を向上させることができる。
また、前記第１、２、５，６、７実施例における前記第２の方向は、同一方向であってもよいし、異なる方向であってもよい。
【００５４】
また、本発明は前記実施例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。
処理ガスとしては、前記実施例の他、処理ガスａにＯ２、処理ガスｂにＴＥＯＳを使用すること、処理ガスａにＮＨ３、処理ガスｂにＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を使用すること、処理ガスａにＮＨ３、処理ガスｂにＤＣＳを使用すること、処理ガスａにＮＨ３、処理ガスｂにＨＣＤ（ヘキサクロルジシラン）を使用することも可能である。
不活性ガスとしては窒素ガスを使用するに限らず、アルゴンガスやヘリウムガス等の窒素ガス以外の不活性ガスを使用してもよい。
ヒータユニットはアウタチューブの側壁方向の周囲に発熱体を配設するのみならず、天井方向に発熱体を設けても良いし、さらにボートの下方に設けても良い。
【００５５】
ウエハに直接、面しているインナーチューブの内壁は、インナーチューブの垂直方向に亘って、その水平断面が一定のサイズになるよう構成することが望ましい。一定のサイズに構成すると、原料ガスの流れが上下において一定となるために、ウエハ面間の成膜均一性が向上する。
【００５６】
ガス導入ノズルに開設する噴出口の個数は、処理するウエハの枚数に一致させることが好ましいが、これに限らず、処理するウエハの枚数に対応して増減することができる。例えば、噴出口は上下で隣合うウエハ同士間にそれぞれ対向して配置するに限らず、二枚や三枚置きに配設してもよい。
ガス導入ノズルはインナチューブに膨出形成された予備室に敷設するに限らず、処理室の側壁内周に沿って敷設してもよい。その際、予備室は設けなくて処理室の側壁は一定のサイズに構成されるようにするほうがより一層よい。
【００５７】
前記実施の形態では処理がウエハに施される場合について説明したが、処理対象はホ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あるいは磁気ディスク等であってもよい。
また、前記実施の形態では、シリコン酸化膜の堆積について説明したが、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ドープドポリシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のＣＶＤ膜の成膜方法全般に適用することができ、さらに、酸化膜形成工程や拡散工程等の半導体装置の製造方法における熱処理（t h e r m a l   t r e a t m e n t ）工程全般に適用することができる。
また、前記実施の形態ではバッチ式縦形ホットウオール形装置に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、バッチ式横形ホットウオール形装置や酸化膜形成装置や拡散装置および他の熱処理装置（ f u r n a c e ） 等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００５８】
以上の、本明細書の記載に基づき、少なくとも次の発明を把握することができる。すなわち、第１の発明は、複数の基板を積層保持する基板保持具と、該基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、前記処理室内における前記基板の積層方向に延在し、基板に処理ガスを供給するガス供給部と、前記基板保持具に保持された基板の主面と平行方向に前記ガス供給部の角度を変動させる角度変動装置と、前記基板保持具を回転させる回転装置と、前記ガス供給部の角度変動動作と前記基板保持具の回転動作を同期させるよう制御する制御部とを備える基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、基板周辺付近への処理ガスの供給を促進することができ、基板面内の成膜均一性を向上させることが可能となる。
【００５９】
第２の発明は、前記第１の発明の基板処理装置において、前記基板保持具は、前記基板の積層方向に延在し、基板を保持する保持部材を備え、前記制御部は、前記保持部材が回転移動し、前記保持部材と前記ガス供給部の処理ガス噴出口との間が所定の距離となったときに、前記ガス供給部の角度を変動させるよう制御する基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、成膜工程において、保持部材がガス供給部の近くに回転移動してきた際に、保持部材の影響を少なくし、基板面内の成膜均一性を向上させることが可能となる。
【００６０】
第３の発明は、複数の基板を積層保持した基板保持具を処理室に搬入する搬入工程と、前記処理室にて前記基板保持具を回転させつつ、前記処理室内の前記基板の積層方向に延在するガス供給部から前記基板保持具に保持された基板へ処理ガスを供給して前記基板を処理する処理工程とを有し、前記処理工程では、前記基板保持具の回転動作と同期させて、前記基板保持具に保持された基板の主面と平行方向に前記ガス供給部の角度を変動させるようにした半導体装置の製造方法。
このように基板処理工程を構成すると、成膜工程における保持部材の影響を少なくし、また、基板周辺付近への処理ガスの供給を促進することができ、基板面内の成膜均一性を向上させることが可能となる。
【００６１】
第４の発明は、前記第１の発明において、前記基板保持具は、前記基板の積層方向に延在し基板を保持する保持部材を、所定の間隔を成して複数本有し、前記制御部は、特定の前記保持部材が、前記ガス供給部と前記保持部材に保持された基板との間に回転移動してきた際に、前記ガス供給部の角度を変動させるようにした基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、成膜工程において、保持部材がガス供給部の近くに回転移動してきた際に、保持部材の影響を少なくし、基板面内の成膜均一性を向上させることが可能となる。
【００６２】
第５の発明は、複数の基板を保持部材にて積層保持した基板保持具を処理室に搬入する搬入工程と、前記処理室にて前記基板保持具を回転させつつ、前記処理室内の前記基板の積層方向に延在するガス供給部から前記基板保持具に保持された基板へ処理ガスを供給して前記基板を処理する処理工程とを有し、前記処理工程では、前記保持部材が、前記ガス供給部と前記保持部材に保持された基板との間に回転移動してきた際に、前記ガス供給部の角度を変動させる工程を行うようにした半導体装置の製造方法。
このように基板処理工程を構成すると、成膜工程において、保持部材がガス供給部の近くに回転移動してきた際に、保持部材の影響を少なくし、基板面内の成膜均一性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
１ プロセスチューブ、２ インナチューブ、３ アウタチューブ、４ 処理室、５ 炉口、６ マニホールド、７ 排気口、７ａ 排気管、７ｂ ＡＰＣバルブ、７ｃ 真空ポンプ、７ｄ 圧力センサ、８ 排気路、９ シールキャップ、１０ ウエハ（基板）、１１ ボート、１２、１３ 端板、１４ 保持部材、１５ 保持溝、１６、１７ 補助端板、１８ 補助保持部材、１９ 保持溝、２０ ヒータユニット、２１ 予備室、２２ ガス導入ノズル、２３ 入口部、２４ 噴出口（ガス導入口） 、２５ 排気スリット（排気孔） 、２６ 開閉バルブ、２７ ＭＦＣ、２８ ガス供給源、２９ 下部導入ポート、３０ 可動配管、４１ ポートシール、４２ 回転ベース、４３ 軸受け、４４ 下部供給ポート、４５ 回転シール、４６ 回転機構、１０１ 基板処理装置、１０５ カセット棚、１０７ 予備カセット棚、１１０ カセット、１１１ 筐体、１１４ カセットステージ、１１５ ボートエレベータ、１１８ カセット搬送装置、１２３ 移載棚、１２５ ウエハ移載機構、１４７ 炉口シャッタ、２０２ 処理炉、２３５ ガス供給・流量制御部、２３６ 圧力制御部、２３７ 駆動制御部、２３８ 温度制御部、２３９ 主制御部、２４０ コントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０】
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