(57)【要約】【課題】高温条件下で行われる炭化珪素エピタキシャル膜成長において複数枚の基板を均一に成膜することができる半導体製造方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】縦方向に延在して設けられる第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルとを備え、第１のガス供給ノズルには第１のガス供給口が設けられ、第２のガス供給ノズルには第２のガス供給口が設けられ、第２のガス供給ノズルが基板と第１のガス供給ノズルとの間に設けられる半導体製造装置における半導体装置の製造方法であって、縦方向に積層して配列された複数枚の基板を反応室内に搬入する工程と、前記第１のガス供給口から、シリコン原子含有ガスと塩素原子含有ガスを供給し、前記第２のガス供給口から、炭素原子含有ガスと還元ガスとを供給し、基板表面に炭化ケイ素膜を形成する工程と、複数枚の基板を反応室内から搬出する工程とを備えた半導体装置の製造方法。【選択図】図３
2011216848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、１以上設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に、１以上設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置における半導体装置の製造方法であって、
所定の間隔で縦方向に積層して配列された前記基板を前記反応室内に搬入する工程と、
前記第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給するとともに、前記第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給し前記基板に炭化ケイ素膜を形成する工程と、
前記基板を前記反応室内から搬出する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
反応室内に少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給する第１のガス供給系と、
反応室内に少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給する第２のガス供給系と、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在されて設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
前記第１のガス供給系が、前記第１のガス供給口から前記反応室内へ、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給し、前記第２のガス供給系が、前記第２のガス供給口から前記反応室内へ、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給して前記基板に炭化ケイ素膜が形成されるよう制御するコントローラと、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置。
【請求項３】
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、１以上設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に、１以上設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置における基板の製造方法であって、
所定の間隔で縦方向に積層して配列された前記基板を前記反応室内に搬入する工程と、
前記第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給するとともに、前記第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給し前記基板に炭化ケイ素膜を形成する工程と、
前記基板を前記反応室内から搬出する工程と、
を備えた基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１のガス供給口は、前記第２のガス供給口と高さを異ならせて設けられる請求項２に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ等の基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関して、特に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）エピタキシャル膜を基板上に成膜する工程を有する、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素は、特に、パワーデバイス用素子材料として注目されている。一方で、炭化ケイ素はシリコン（Ｓｉ）に比べて結晶基板やデバイスの作製が難しいことが知られている。
従来の炭化ケイ素エピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置は、複数枚の基板を板状サセプタに平面的に配置して、１５００℃〜１８００℃に加熱し、成膜に用いる原料ガスを一箇所から反応室内に供給して、基板上に炭化ケイ素エピタキシャル膜を成長させた。
【０００３】
特許文献１では、サセプタに対向する面への原料ガスに起因する堆積物の付着及び、原料ガス対流が発生することによる炭化ケイ素エピタキシャル成長の不安定化を抑制するために、サセプタの基板を保持する面を下方に向くように配置した真空成膜装置及び薄膜形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９６８０７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、従来の技術においては、いくつかの問題点がある。まず、多数枚の基板を処理する場合や、大きな径の基板を使用する場合にサセプタを大きくする必要があり、反応室の床面積が増大すること、また原料ガスは一箇所から供給される構成となっているため、反応室中のガス濃度分布が均一でなく、ウエハに成膜される膜の厚さが不均一になること、更にＳｉＣエピタキシャル膜を成長する際に１５００℃〜１８００℃と高温で行われるため、ウエハ面内の温度制御が困難であること等が挙げられる。
本発明は上述の問題点を解決し、高温条件下で行われる炭化ケイ素エピタキシャル膜成長において複数枚の基板を均一に成膜することができる半導体装置の製造方法及び基板の製造方法及び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】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明に係る半導体装置の製造方法の代表的な構成は、次のとおりである。
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、１以上設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に、１以上設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置における半導体装置の製造方法であって、
所定の間隔で縦方向に積層して配列された前記基板を前記反応室内に搬入する工程と、
前記第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給するとともに、前記第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給し前記基板に炭化ケイ素膜を形成する工程と、
前記基板を前記反応室内から搬出する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【０００７】
また、本発明に係る基板処理装置の代表的な構成は、次のとおりである。
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
反応室内に少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給する第１のガス供給系と、
反応室内に少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給する第２のガス供給系と、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在されて設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
前記第１のガス供給系が、前記第１のガス供給口から前記反応室内へ、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給し、前記第２のガス供給系が、前記第２のガス供給口から前記反応室内へ、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給して前記基板に炭化ケイ素膜が形成されるよう制御するコントローラと、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置。
【０００８】
また、本発明に係る基板の製造方法の代表的な構成は、次のとおりである。
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、１以上設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の前記基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に、１以上設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置における基板の製造方法であって、
所定の間隔で縦方向に積層して配列された前記基板を前記反応室内に搬入する工程と、
前記第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給するとともに、前記第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給し前記基板に炭化ケイ素膜を形成する工程と、
前記基板を前記反応室内から搬出する工程と、
を備えた基板の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
以上の半導体装置の製造方法や基板の製造方法や基板処理装置によれば、従来法に比べ、反応室内において、第１のガス供給口から供給されるシリコン含有ガスと第２のガス供給口から供給される炭素含有ガスとを、基板に達する前により混合することができるので、形成される炭化ケイ素膜のウエハ面内におけるＳｉ／Ｃの分布がより良好（Ｓｉ／Ｃの偏在が小さい）な半導体装置や基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の各実施形態における半導体製造装置１０の斜視図を示す。
【図２】本発明の各実施形態における半導体製造装置１０を側面からみた垂直断面図を示す。
【図３】本発明の第1実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図を示す。
【図４】本発明の各実施形態における半導体製造装置１０の制御部の構成を示す。
【図５】参考例のガス供給条件における各温度での平衡状態を示す。
【図６】本発明の各実施形態のガス供給条件における各温度での平衡状態を示す。
【図７】本発明の各実施形態における半導体製造装置１０の処理炉４０及びその周辺構造の略図を示す。
【図８】本発明の第１実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図（ａ）、供給ノズルの形状（ｂ）、（ｂ）におけるＡＡ‘断面図（ｃ）を示す。
【図９】本発明の第１実施形態の２重対向ノズルを用いた場合の、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとの混合度を計算した結果を示す。
【図１０（ａ）】本発明の第１実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図を示す。
【図１０（ｂ）】図１０（ａ）のモニタライン上におけるＣ／Ｓｉ比と成膜レートの例を示す。
【図１０（ｃ）】図１０（ａ）のモニタライン上における第１実施形態と変形例ＡのＣ／Ｓｉ比の例を示す。
【図１１】本発明の第２実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図を示す。
【図１２】本発明の第３実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[第１実施形態]
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１〜第３の各実施形態における炭化ケイ素エピタキシャル膜を成膜する基板処理装置としての半導体製造装置１０の一例であり、斜視図にて示す。この半導体製造装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筐体１２を有する。半導体製造装置１０では、例えば、シリコン（Ｓｉ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）等で構成された基板としてのウエハ１４を収納する基板収納器としてフープ（以下、ポッドという）１６が、ウエハキャリアとして使用される。この筐体１２の正面側には、ポッドステージ１８が配置されており、このポッドステージ１８にポッド１６が、装置１０の外部から搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚のウエハ１４が収納され、蓋が閉じられた状態でポッドステージ１８にセットされる。
【００１２】
筐体１２内の正面側であって、ポッドステージ１８に対向する位置にはポッド搬送装置２０が配置されている。また、このポッド搬送装置２０の近傍には、ポッド収容棚２２、ポッドオープナ２４及び基板枚数検知器２６が配置されている。ポッド収容棚２２は、ポッドオープナ２４の上方に配置され、ポッド１６を複数個載置した状態で保持するように構成されている。基板枚数検知器２６は、ポッドオープナ２４に隣接して配置される。ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８とポッド収容棚２２とポッドオープナ２４との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２４はポッド１６の蓋を開けるものであり、基板枚数検知器２６は蓋を開けられたポッド１６内のウエハ１４の枚数を検知する。
【００１３】
筐体１２内には基板移載機２８、基板支持具としてのボート３０が配置されている。基板移載機２８は、アーム（ツィーザ）３２を有し、図示しない駆動手段により、上下回転動作が可能な構造になっている。アーム３２は例えば５枚のウエハを取り出すことができ、このアーム３２を動かすことにより、ポッドオープナ２４の位置に置かれたポッド１６及びボート３０間にてウエハ１４を搬送する。
【００１４】
ボート３０は、例えばカーボングラファイトや炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成されており、複数枚のウエハ１４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縦方向に積み上げて保持するように構成されている。なお、ボート３０の下部には、例えば石英や炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成された円筒形状の断熱部材としてのボート断熱部３４が配置されており、後述する被加熱体４８からの熱が処理炉４０の下方側に伝わりにくくなるように構成されている（図２参照）。
筐体１２内の背面側上部には、処理炉４０が配置されている。この処理炉４０内に複数枚のウエハ１４を装填したボート３０が搬入され熱処理が行われる。
【００１５】
図２は、第１〜第３の各実施形態における炭化ケイ素エピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置１０の処理炉４０の側面断面図を示す。図３は、本発明の第1実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図を示す。図２及び図３において、第１のガス供給口６８を有する第１のガス供給ノズル６０、第２のガス供給口７２を有する第２のガス供給ノズル７０、及び第１のガス排気口９０が図示されている。第１のガス供給口６８は、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給するものである。第２のガス供給口７２は、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給するものである。また、反応室を形成する反応管４２と断熱材５４との間に、不活性ガスを供給する第３のガス供給口３６０、第２のガス排気口３９０が図示されている。
【００１６】
処理炉４０は、円筒形状の反応室４４を形成する反応管４２を備える。反応管４２は、石英または炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の耐熱材料で構成され、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。反応管４２の内側の筒中空部には、反応室４４が形成されている。反応室４４は、シリコン（Ｓｉ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）等で構成されたウエハ１４を、ボート３０に、水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に積み上げて保持した状態で収納可能に構成されている。
【００１７】
反応管４２の下方には、この反応管４２と同心円状にマニホールド９１が配設されている。マニホールド９１は、たとえばステンレス等で構成され、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。このマニホールド９１は反応管４２を支持するように設けられている。なお、このマニホールド９１と反応管４２との間にはシール部材としてＯリング（不図示）が設けられている。このマニホールド９１が保持体（不図示）に支持されることにより、反応管４２は垂直に据えつけられた状態になっている。この反応管４２とマニホールド９１により反応容器が形成されている。
【００１８】
処理炉４０は、加熱される被加熱体４８、及び磁場発生部としての誘導コイル５０を備える。被加熱体４８は、反応室４４内に配設されている。この被加熱体４８は、反応管４２の外側に設けられた誘導コイル５０により発生される磁場によって、加熱される構成となっている。誘導コイル５０は、反応管４２の周囲を巻き回すように設けられる。被加熱体４８が発熱することにより、反応室４４内が加熱される。被加熱体４８は、誘導コイル５０により発生する誘導電流により誘導加熱されやすく、且つ、耐熱性に優れた材料、例えば、カーボングラファイト等の材料で構成され、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。
被加熱体４８の近傍には、反応室４４内の温度を検出する温度検出体として図示しない温度センサが設けられている。誘導コイル５０及び温度センサには、温度制御部５２が電気的に接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づき誘導コイル５０への通電量を調節することにより、反応室４４内の温度が所定のタイミングにて所定の温度分布となるよう制御するように構成されている（図４参照）。
被加熱体４８の内部は、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０や第１のガス排気口９０が設けられ、反応ガスが供給される反応空間を形成する。
【００１９】
なお、好ましくは、反応室４４内において第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０と第１のガス排気口９０との間であって、被加熱体４８とウエハ１４との間には構造物４００を設けることが良い。構造物４００を設けることにより、基板であるウエハ１４が縦方向に積載された領域（基板の配列領域）に流れる反応ガスの流速や流量が均一化される。例えば、図３に示すように、対向する位置にそれぞれ構造物４００を設ける。構造物４００は、図３に示すように、その水平断面が弓形形状、つまり内周と外周が円弧を描くような形状をした柱であり、少なくとも、縦方向に積載されるウエハ１４の存在する領域（基板の配列領域）に対応するように設けられる。構造物４００は、好ましくは、断熱材若しくはカーボンフェルト等で構成すると、耐熱性をもち、パーティクルが発生することを抑制することができる。
【００２０】
被加熱体４８と反応管４２の間には、断熱材５４が設けられ、この断熱材５４を設けることにより、被加熱体４８の熱が反応管４２あるいは反応管４２の外側へ伝達するのを抑制することができる。断熱材５４は、例えば誘導されにくいカーボンフェルト等で構成され、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。
また、誘導コイル５０の外側には、反応室４４内の熱が外側に伝達するのを抑制するための、例えば水冷構造である外側断熱壁９２が、反応室４４を囲むように設けられている。外側断熱壁９２は、誘導コイル５０から発生される誘導電流により誘導加熱されにくい材料、例えば、銅（Ｃｕ）等の材料から構成され、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。更に、外側断熱壁９２の外側には、誘導コイル５０により発生された磁場が外側に漏れるのを防止する磁気シールド５８が設けられている。好ましくは、磁気シールド５８は、誘導コイルから発生される誘導電流により誘導加熱されにくい材料、例えば、銅（Ｃｕ）もしくはアルミニウム（Ａｌ）等の材料から構成され、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。
【００２１】
図２に示すように、加熱体４８とウエハ１４との間に、第１のガス供給ノズル６０に少なくとも１つ設けられた第１のガス供給口６８と、第２のガス供給ノズル７０に少なくとも１つ設けられた第２のガス供給口７２と、第１のガス排気口９０が配置されている。第１のガス供給口６８は、少なくとも、シリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給する。第２のガス供給口７２は、少なくとも、炭素含有ガスと還元ガスとを供給する。また、反応管４２と断熱材５４の間に、第３のガス供給口３６０と、第２のガス排気口３９０が配置されている。それぞれについて詳細に説明をする。
【００２２】
第１のガス供給ノズル６０は、反応室４４内に設けられている。第１のガス供給ノズル６０は、例えばカーボングラファイトで構成され、マニホールド９１を貫通するようにマニホールド９１に取り付けられている。なお、第１のガス供給ノズル６０は複数本設けても良い。第１のガス供給ノズル６０に少なくとも１つ設けられる第１のガス供給口６８は、シリコン含有ガスとして例えばシラン（ＳｉＨ4）ガス、塩素含有ガスとして例えば塩化水素（ＨＣｌ）ガスを、反応室４４内に供給する。
【００２３】
第１のガス供給ノズル６０は、第１のガスライン（ガス供給管）２２２に接続されている。この第１のガスライン２２２は、本例では、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣとする。）２１１ａ及びバルブ２１２ａを介して、シラン（ＳｉＨ４）ガス源２１０ａに接続されている。また、この第１のガスライン２２２は、ＭＦＣ２１１ｂ及びバルブ２１２ｂを介して、塩化水素（ＨＣｌ）ガス源２１０ｂに接続されている。
この構成により、反応室４４内に供給されるシラン（ＳｉＨ４）ガス、塩化水素（ＨＣｌ）ガスそれぞれの供給流量、濃度、分圧を制御することができる。バルブ２１２ａ、２１２ｂ、ＭＦＣ２１１ａ、２１１ｂは、ガス流量制御部７８に電気的に接続されており、それぞれ供給するガスの流量が、所定のタイミングにて所定流量となるよう制御される（図４参照）。本例では、シラン（ＳｉＨ４）ガス源２１０ａ、塩化水素（ＨＣｌ）ガス源２１０ｂ、バルブ２１２ａ、２１２ｂ、ＭＦＣ２１１ａ、２１１ｂ、第１のガスライン２２２、第１のガス供給ノズル６０、第１のガス供給口６８により、第１のガス供給系が構成される。
【００２４】
なお、上述の例では、シリコン含有ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）ガスを例示したが、これに限らず、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガス等を用いても良く、また、これらのガスを組み合わせて用いても良い。
また、上述の例では、塩素含有ガスとして塩化水素（ＨＣｌ）ガスを例示したが、これに限らず、塩素ガスを用いても良く、また、これらのガスを組み合わせて用いても良い。い。
なお、上述の例では、シリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給したが、シリコンと塩素とを含むガス、例えば、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスを供給しても良い。
【００２５】
少なくとも炭素含有ガスと還元ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０は、反応室４４内に設けられている。第２のガス供給ノズル７０は、例えばカーボングラファイトで構成され、マニホールド９１を貫通するようにマニホールド９１に取り付けられている。なお、第２のガス供給ノズル７０は複数本設けても良い。第２のガス供給ノズル７０に設けられる第２のガス供給口７２は、炭素含有ガスとして例えばプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、還元ガスとして例えば水素（Ｈ２）ガスを、反応室４４内に供給する。
【００２６】
第２のガス供給ノズル７０は、第２のガスライン（ガス供給管）２６０に接続されている。この第２のガスライン２６０は、本例では、ＭＦＣ２１１ｃ及びバルブ２１２ｃを介してプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス源２１０ｃに接続され、また、ＭＦＣ２１１ｄ及びバルブ２１２ｄを介して水素（Ｈ２）ガス源２１０ｄに接続されている。
この構成により、反応室４４内に供給されるプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、水素（Ｈ２）ガスの供給流量、濃度、分圧を制御することができる。バルブ２１２ｃ、２１２ｄ、ＭＦＣ２１１ｃ、２１１ｄはガス流量制御部７８に電気的に接続されており、供給するガスの流量が、所定のタイミングにて所定の流量となるよう制御される（図４参照）。本例では、プロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス源２１０ｃ、水素（Ｈ２）ガス源２１０ｄ、バルブ２１２ｃ、２１２ｄ、ＭＦＣ２１１ｃ、２１１ｄ、第２のガスライン２６０、第２のガス供給ノズル７０、第２のガス供給口７２により、第２のガス供給系が構成される。
【００２７】
なお、炭素含有ガスとしてプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガスを例示したが、これに限らず、エチレン（Ｃ２Ｈ４）ガス、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス等を用いても良く、また、これらのガスを組み合わせて用いても良い。
なお、第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２は、それぞれ、ボート３０に水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に積み上げて保持された複数枚のウエハ１４に対し、ウエハ１４の1枚毎にガスを供給するように設けることが好ましい。これにより、ウエハ１４それぞれの膜厚面内均一性を制御しやすくなる。
しかし、これに限らず、第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２は、それぞれ、縦方向に積層されたウエハ１４の配列領域（基板の配列領域）に少なくとも１つ設けるようにしてもよい。
なお、上述の実施例では、第１のガス供給ノズル６０よりシリコン含有ガス、塩素含有ガス、及び第２のガス供給ノズル７０より炭素含有ガス、還元ガスを供給したが、これに限らず、ガス種ごとにガス供給ノズルを設けて供給してもよい。
【００２８】
ここで、上述の第１のガス供給系及び第２のガス供給系を構成する理由について詳細に述べる。従来の炭化ケイ素エピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置では、複数枚のウエハ１４をサセプタ上に重ならないよう並べ、シリコン含有ガスと炭素含有ガスと還元ガス等で構成される原料ガスを、反応室４４の１箇所より供給し、炭化ケイ素エピタキシャル膜を成膜していた。
本発明では、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等から構成される複数枚のウエハ１４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縦方向に積み上げて保持し、原料ガスは、縦方向に延在されるガス供給ノズルから供給している。このとき、ガス供給ノズル内で原料ガスが消費されるため、ガス供給ノズルの下流側で原料ガス不足が生じ、また、ガス供給ノズル内で反応し堆積した炭化ケイ素（ＳｉＣ）膜等の堆積物が、ガス供給ノズルを閉塞し、あるいは、原料ガス供給が不安定になることやパーティクル発生させること等の問題が生じ易くなる。
【００２９】
本発明の発明者は、これらの点を解決する為、図５及び図６に示すような計算を行った。図５は、本発明と対比するための参考例であり、シリコンと塩素とを含有するガスとしてテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス、炭素含有ガスとしてプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、キャリアガスの働きをする希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスを、テトラクロロシランガス:プロパンガス：アルゴンガス＝８：４：５７１の比率で供給した場合の各温度における化学平衡状態を示している。このときの各ガス種の流量はテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスが８．０ｓｃｃｍ、プロパン（Ｃ３Ｈ８）ガスが４．０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスが５７１ｓｃｃｍであり、このときの圧力は１００Ｔｏｒｒとしている。これは、１本のガス供給ノズルを用いて、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス、プロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガスを供給した場合のガス供給ノズル内の状態を模擬している。なお、化学平衡状態とは、上記ガスのモル分率を初期条件として与え、無限時間その温度に保った場合に到達する各ガスの状態である。横軸は平衡状態における温度、縦軸は、供給された各原料ガス及び供給された各原料ガスが分解又は結合して生成されるモル分率を示している。また、アルゴン（Ａｒ）ガスに関しては、図５から除外している。
【００３０】
図５において、少なくとも、１０００℃以上１６００℃以下の温度範囲において、塩化水素（ＨＣｌ）ガス、ジクロロクロロシラン（ＳｉＣｌ２）ガス、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス、水素（Ｈ２）ガスが多く存在している。つまり、炭化ケイ素（ＳｉＣ）エピタキシャル成長が行われる上述の温度範囲において、反応室４４内に１本のガス供給ノズルを設置し、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス、プロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガスを供給した際に、上述の塩化水素（ＨＣｌ）ガス、ジクロロクロロシラン（ＳｉＣｌ２）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス、水素（Ｈ２）ガスがガス供給ノズル内で発生することになる。例えば平衡状態の温度が１４００℃の場合においては、塩化水素（ＨＣｌ）ガス、ジクロロクロロシラン（ＳｉＣｌ２）ガス、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス、水素（Ｈ２）ガスの順で多くガスが発生され、ジクロロクロロシラン（ＳｉＣｌ２）ガスとアセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガスが反応することよって、ガス供給ノズル内で炭化ケイ素（ＳｉＣ）の多結晶（ＳｉＣ−Ｐｏｌｙ）膜が成膜されることが予想される。
【００３１】
このときエッチング作用を有する塩化水素（ＨＣｌ）ガスも存在するが、塩化水素（ＨＣｌ）ガスは１５００℃以下において炭化ケイ素（ＳｉＣ）に対するエッチング効果が小さいため、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の多結晶膜は成長し、ガス供給ノズルは閉塞したり、付着した炭化ケイ素（ＳｉＣ）の多結晶膜が剥がれ落ちる事によりパーティクルが発生したりする。
【００３２】
この解決策として、本発明の発明者は、図６に示す計算を行った。図６は、本発明の実施形態のガス供給条件における各温度での平衡状態を示すものであり、図５の条件から、炭素含有ガスを除いた場合の計算結果である。シリコンと塩素とを含有するガスとしてテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス、キャリアガスとして希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスを、テトラクロロシランガス：アルゴンガス＝８：５７１の比率で供給した場合の各温度における平衡状態を示している。このときの各ガス種の流量はテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスが８．０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスが５７０ｓｃｃｍで供給し、このときの圧力は１００Ｔｏｒｒとしている。これは本発明において第１のガス供給ノズルを用いてテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスを供給した場合のガス供給ノズル内の状態を模擬している。また、アルゴン（Ａｒ）ガスに関しては、図６から除外している。
【００３３】
図６に示すように、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスは、１２００℃付近まで殆ど分解しない。これは、図５の場合ではプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガスに含まれる水素によるテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスの還元反応が起こっているためと考えられるのに対し、図６においては、プロパン（Ｃ３Ｈ８）ガスが存在しない為、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスは１２００℃付近まで殆ど分解しないと考えられる。また、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス単体では炭化ケイ素膜を成膜する際に寄与しないガスであることは既知であり、少なくとも１２００℃付近まではガス供給ノズル内に炭化ケイ素の多結晶膜等の堆積物が生成されにくいと考えられる。
【００３４】
一方、１２００℃以上になると、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスが分解し、ジクロロシラン（ＳｉＣｌ２）ガスと塩素（Ｃｌ）ガスが発生する。ジクロロシラン（ＳｉＣｌ２）ガスによって例えば炭化ケイ素の多結晶膜が形成されると予想されるが、この場合は、同時にエッチング効果の塩素（Ｃｌ）ガスが発生するので、ガス供給ノズル内での膜の堆積は起きないと考えられる。また、ノズル内には水素が存在しないため、ＳｉＣｌ２＋Ｈ２→Ｓｉ（Ｓｏｌｉｄ）＋２ＨＣｌ等の成膜反応が起こらないため、ノズル内部には膜が付着されにくいと考えられる。
【００３５】
つまり、第１のガス供給ノズル６０より、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給し、第２のガス供給ノズル７０より、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給することで、ガス供給ノズル内での供給ガスの消費を抑制し、ガス供給ノズル内の閉塞を抑制し、それに伴うパーティクル発生を防ぐことができる。
【００３６】
好ましくは、第１のガス供給ノズル６０より、シリコン含有ガスと塩素含有ガスとキャリアガスとして希ガスの例えばアルゴン（Ａｒ）ガスとを供給し、第２のガス供給ノズル７０より、炭素含有ガスと還元ガスとしての例えば水素（Ｈ２）ガスとを供給すると良い。
【００３７】
さらに好ましくは、第１のガス供給ノズル６０より、シリコンと塩素とを含有するガスとして例えばテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガスと、キャリアガスとして例えばアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスとを供給し、第２のガス供給ノズル７０より、炭素含有ガスと、還元ガスとしての例えば水素（Ｈ２）ガスとを供給すると良い。
なお、第１の供給口６８又は第２のガス供給口７２より、反応室４４内へ、更に不純物を含有するドーパントガスも供給しても良い。しかし、これに限らず、ドーパントガスを供給するために更にガス供給ノズルを設けて、ドーパントガスを反応室４４内供給しても良い。
【００３８】
また、図３に示すように、第１のガス排気口９０が、第１のガス供給口６８に接続されたガス供給ノズル６０及び第２のガス供給口７２に接続されたガス供給ノズル７０の位置に対して対向面に位置するように配置され、マニホールド９１には、第１のガス排気口９０に接続されたガス排気管２３０が貫通するように設けられている。ガス排気管２３０の下流側には圧力検出器として圧力センサ９３及び圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、以下ＡＰＣとする）バルブ２１４を介して真空ポンプ等の真空排気装置２２０が接続されている。圧力センサ９３及びＡＰＣバルブ２１４には、圧力制御部９８が電気的に接続されており、この圧力制御部９８は圧力センサ９３により検出された圧力に基づいて、ＡＰＣバルブ２１４の開度を調整することにより処理炉４０内の圧力が、所定のタイミングにて所定の圧力になるよう制御するように構成されている（図４参照）。
【００３９】
このように、第１のガス供給口６８から少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給し、第２のガス供給口７２から少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給し、供給されたガスはシリコン又は炭化ケイ素で構成されたウエハ１４の表面に対し平行に流れ、第１の排気口９０に向かって流れるため、ウエハ１４全体が効率的にかつ均一にガスに晒される。
【００４０】
また、図３に示すように、第３のガス供給口３６０は反応管４２と断熱材５４との間に配置されており、マニホールド９１を貫通するように取り付けられている。更に、第２のガス排気口３９０が、反応管４２と断熱材５４との間に配置され、第３のガス供給口３６０に対して対向面に位置するように配置され、マニホールド９１には第２のガス排気口３９０に接続されたガス排気管２３０が貫通するように設けられている。この第３のガス供給口３６０には、不活性ガスとして例えば希ガスのアルゴン（以下、Ａｒとする）ガスが供給される。これにより、炭化ケイ素エピタキシャル膜成長に寄与するガスとして、例えばシリコン含有ガス又は炭素含有ガス又は塩素含有ガス又はそれらの混合ガスが反応管４２と断熱材５４との間に侵入するのを防ぎ、反応管４２の内壁又は断熱材５４の外壁が劣化してしまうことや不要な生成物が付着するのを防止することができる。
【００４１】
反応管４２と断熱材５４との間に供給された不活性ガスは、第２のガス排気口３９０よりガス排気管２３０の下流側には圧力検出器として圧力センサ９３及び圧力調整器としてのＡＰＣバルブ２１４を介して真空ポンプ等の真空排気装置２２０から排気される。圧力センサ９３及びＡＰＣバルブ２１４には、圧力制御部が電気的に接続されており、この圧力制御部は圧力センサ９３により検出された圧力に基づいて、ＡＰＣバルブ２１４の開度を調整することにより反応室４４内の圧力が所定の圧力になるよう、所定のタイミングにて制御するように構成されている（図４参照）。
【００４２】
なお、還元ガスとして水素（Ｈ２）ガスを例示したが、これに限らず、水素を含有するガスと、次に示す希ガスのうち少なくとも１つの希ガスと組み合わせされたガスを供給しても良い。ここで、希ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスを用いることができる。
【００４３】
次に、処理炉４０周辺の構成について説明する。
図７は、処理炉４０及びその周辺構造の概略図を示す。処理炉４０の下方には、この処理炉４０の下端開口を機密に閉塞するための炉口蓋体としてシールキャップ１０２が設けられている。シールキャップ１０２は、例えばステンレス等の金属で構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ１０２の上面には、処理炉４０の下端と当接するシール材としてのＯリングが設けられている。シールキャップ１０２には回転機構２１８が設けられている。回転機構２１８の回転軸１０６は、シールキャップ１０２を貫通してボート３０に接続されており、このボート３０を回転させることで、ウエハ１４を回転させるように構成されている。シールキャップ１０２は、処理炉４０の外側に向けられた昇降機構として後述する昇降モータ１２２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３０を処理炉４０に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２１８及び昇降モータ１２２には、駆動制御部１０８が電気的に接続されており、所定のタイミングにて所定の動作をするよう制御するよう構成されている（図４参照）。
【００４４】
予備室としてのロードロック室１１０の外面に、下基板１１２が設けられている。下基板１１２には、昇降台１１４と嵌合するガイドシャフト１１６及びこの昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８が設けられている。下基板１１２に立設したガイドシャフト１１６及びボール螺子１１８の上端に、上基板１２０が設けられている。ボール螺子１１８は、上基板１２０に設けられた昇降モータ１２２により回転される。ボール螺子１１８が回転することにより、昇降台１１４が昇降するように構成されている。
【００４５】
昇降台１１４には、中空の昇降シャフト１２４が垂設され、昇降台１１４と昇降シャフト１２４の連結部は気密となっている。昇降シャフト１２４は、昇降台１１４と共に昇降するようになっている。昇降シャフト１２４は、ロードロック室１１０の天板１２６を遊貫する。昇降シャフト１２４が貫通する天板１２６の貫通穴は、この昇降シャフト１２４に対して接触することがないよう十分な余裕がある。ロードロック室１１０と昇降台１１４との間には、昇降シャフト１２４の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてベローズ１２８が、ロードロック室１１０を気密に保つために設けられている。ベローズ１２８は、昇降台１１４の昇降量に対応できる十分な伸縮量を有し、このベローズ１２８の内径は、昇降シャフト１２４の外形に比べ十分に大きく、ベローズ１２８の伸縮により接触することがないように構成されている。
【００４６】
昇降シャフト１２４の下端には、昇降基板１３０が水平に固着されている。昇降基板１３０の下面には、Ｏリング等のシール部材を介して駆動部カバー１３２が気密に取り付けられる。昇降基板１３０と駆動部カバー１３２とで、駆動部収納ケース１３４が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース１３４内部は、ロードロック室１１０内の雰囲気と隔離される。
【００４７】
また、駆動部収納ケース１３４の内部には、ボート３０の回転機構２１８が設けられ、この回転機構２１８の周辺は、冷却機構１３６により冷却される。
【００４８】
電力ケーブル１３８は、昇降シャフト１２４の上端からこの昇降シャフト１２４の中空部を通り、回転機構２１８に導かれて接続されている。また、冷却機構１３６及びシールキャップ１０２には、冷却水流路１４０が形成されている。冷却水配管１４２は、昇降シャフト１２４の上端からこの昇降シャフト１２４の中空部を通り、冷却流路１４０に導かれて接続されている。
【００４９】
昇降モータ１２２が駆動されボール螺子１１８が回転することで、昇降台１１４及び昇降シャフト１２４を介して、駆動部収納ケース１３４を昇降させる。
駆動部収納ケース１３４が上昇することにより、昇降基板１３０に気密に設けられているシールキャップ１０２が、処理炉４０の開口部である炉口１４４を閉塞し、ウエハ処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース１３４が下降することにより、シールキャップ１０２と共にボート３０が降下され、ウエハ１４を外部に搬出できる状態となる。
【００５０】
図４は、炭化珪素エピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置１０を構成する各部の制御構成を示す。温度制御部５２、ガス流量制御部７８、圧力制御部９８、駆動制御部１０８は、半導体製造装置１０全体を制御する主制御部１５０に電気的に接続されている。主制御部１５０は、図示しない操作部及び入出力部を備える。これら、温度制御部５２、ガス流量制御部７８、圧力制御部９８、駆動制御部１０８は、コントローラ１５２として構成されている。
【００５１】
次に、上述したように構成された熱処理装置１０を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等で構成されるウエハ１４などの基板に、例えば炭化ケイ素膜を形成する方法について説明する。なお、以下の説明において、熱処理装置１０を構成する各部の動作は、コントローラ１５２により制御される。
【００５２】
まず、ポッドステージ１８に複数枚のウエハ１４を収容したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置２０により、ポッド１６をポッドステージ１８からポッド収容棚２２へ搬送し、このポッド収容棚２２にストックする。次に、ポッド搬送装置２０により、ポッド収容棚２２にストックされたポッド１６をポッドオープナ２４に搬送してセットし、このポッドオープナ２４によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２６によりポッド１６に収容されているウエハ１４の枚数を検知する。
【００５３】
次に、基板移載機２８により、ポッドオープナ２４の位置にあるポッド１６からウエハ１４を取り出し、ボート３０に移載する。
複数枚のウエハ１４がボート３０に装填されると、複数枚のウエハ１４を保持したボート３０は、昇降モータ１２２による昇降台１１４及び昇降シャフト１２４の昇降動作により反応室４４内に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ１０２はＯリングを介してマニホールド９１の下端をシールした状態となる。
【００５４】
反応室４４内が所定の圧力（真空度）となるように、真空排気装置２２０によって真空排気される。この際、反応室４４内の圧力は、圧力センサ９３で測定され、この測定された圧力に基づき第１のガス排気口９０及び第２のガス排気口３９０に連通するＡＰＣバルブ２１４がフィードバック制御される。また、ウエハ１４及び反応室４４内が所定の温度となるように、被加熱体４８により加熱される。このとき、反応室４４内が所定の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づき、誘導コイル５０への通電量がフィードバック制御される。続いて、回転機構２１８により、ボート３０が回転されることでウエハ１４が周方向に回転される。
【００５５】
続いて、炭化ケイ素エピタキシャル成長反応に寄与するシリコン含有ガス及び塩素含有ガスは、それぞれ、ガス源２１０ａ、２１０ｂから供給され、ガス供給口６８より反応室４４内に噴出され、また炭素含有ガス及び還元ガスである水素（Ｈ２）ガスは、ガス源２１０ｃ、２１０ｄから供給され、ガス供給口７２より反応室４４内に噴出されて、炭化ケイ素エピタキシャル成長反応をする。
【００５６】
このとき、シリコン含有ガス及び塩素含有ガスは、所定の流量となるように、対応するＭＦＣ２１１ａ、２１１ｂの開度が調整された後、バルブ２１２ａ、２１２ｂが開かれ、それぞれのガスが第１のガス供給管２２２を流通した後、第１のガス供給ノズル６０内を流通して、第１のガス供給口６８から反応室４４内に供給される。また、炭素含有ガス及び還元ガスである水素（Ｈ２）ガスは、所定の流量となるように、対応するＭＦＣ２１１ｃ、２１１ｄの開度が調整された後、バルブ２１２ｃ、２１２ｄが開かれ、それぞれのガスが第２のガス供給管２６０内を流通した後、第２のガス供給ノズル７０内を流通して、第２のガス供給口７２より反応室４４内に導入される。
【００５７】
第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２より供給されたガスは、反応室４４内の被加熱体４８の内側である反応空間を通り、第１のガス排気口９０からガス排気管２３０を通り排気される。第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２より供給されたガスは、反応室４４内を通過する際に、ＳｉＣ等で構成されるウエハ１４と接触し、ウエハ１４の表面上に炭化ケイ素エピタキシャル膜成長がなされる。
【００５８】
またガス供給源２１０ｅより、不活性ガスとしての希ガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスが、所定の流量となるように、対応するＭＦＣ２１１ｅの開度が調整された後、バルブ２１２ｅが開かれ、第３のガス供給管２４０内を流通した後、第３のガス供給口３６０から反応室４４内に供給される。第３のガス供給口３６０から供給されたアルゴン（Ａｒ）ガスは、反応室４４内の断熱材５４と反応管４２との間を通過し、第２のガス排気口３９０から排気される。
【００５９】
予め設定された時間が経過すると、上述のガスの供給が停止され、炭化ケイ素エピタキシャル膜成長は停止される。また、図示しない不活性ガス供給源から反応室４４内に不活性ガスが供給され、反応室４４内が不活性ガスで置換されると共に、反応室４４内の圧力が常圧に復帰される。
【００６０】
その後、昇降モータ１２２によりシールキャップ１０２が下降されて、マニホールド９１の下端が開口されると共に、処理済ウエハ１４がボート３０に保持された状態でマニホールド９１の下端から反応管４２の外部に搬出（ボートアンローディング）され、ボート３０に支持された全てのウエハ１４が冷えるまで、ボート３０を所定位置で待機させる。次に、待機させたボート３０のウエハ１４が所定温度まで冷却されると、基板移載機２８により、ボート３０からウエハ１４を取り出し、ポッドオープナ２４にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。その後、ポッド搬送装置２０により、ウエハ１４が収容されたポッド１６をポッド収容棚２２、またはポッドステージ１８に搬送する。このようにして半導体製造装置１０の一連の作用が完了する。
【００６１】
以上により、ガス供給ノズル内での堆積膜の成長を抑制し、反応室４４内ではガス供給ノズルより供給されるシリコン含有ガスと炭素含有ガスと塩素含有ガスと還元ガスである水素（Ｈ２）ガスが反応することで、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等から構成される複数枚のウエハ１４が、水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列されて縦方向に積み上げて保持される状態において、均一に炭化ケイ素エピタキシャル成長を行うことができる。
【００６２】
図８は、第１実施形態の一例を示す。図８（ａ）は、第１実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図を示す。図８（ｂ）は、第１実施形態におけるガス供給ノズル形状の例を示す斜視図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）のＡＡ‘で切った断面図を示している。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のガス供給ノズル６０を１対（２本）設け、該１対のノズルのガス供給口６８が対向するように設置されている。また、第２のガス供給ノズル７０も１対設け、該１対のノズルのガス供給口７２が対向するように設置されている。第２のガス供給ノズル７０は、第１のガス供給ノズル６０とウエハ１４の間の空間に配置される。
このように、ウエハ１４の外周と被加熱体４８との間の反応空間において、反応空間の側壁である被加熱体４８に沿って、１対の第１のガス供給ノズル６０が、該１対のノズルのガス供給口６８が対向するように設置されるのが好ましい。また、ウエハ１４の外周と第１のガス供給ノズル６０との間の空間において、１対の第２のガス供給ノズル７０が、該１対のノズルのガス供給口７２が対向するように設置されるのが好ましい（以降、２重対向ノズルと呼ぶことがある）。
【００６３】
この構成によれば、よりウエハ１４に近い空間で反応ガスが混合され、ウエハ１４全体に供給することができ、これにより、ウエハ１４に均一に炭化珪素膜を形成することができる。また、第２のガス供給口７２より供給される還元ガス、例えば、水素ガスの供給量は、シリコン含有ガスおよび塩素含有ガスおよび炭素含有ガスと比較し、非常に大きくすることが好ましい。このようにすると、反応ガスがより混合されやすく、また、反応ガスがウエハ１４に対して、より均一に流れやすくなり、ウエハ１４により均一に炭化珪素膜を形成することができる。
【００６４】
また、第１のガス供給ノズル６０には、該第１のガス供給ノズル６０と対向するガス供給ノズル６０の方向であって基板表面と平行な第１の方向（図８（ａ）のｘ方向）にガスを流出する第１のガス供給口６８が１以上設けられ、第２のガス供給ノズル７０には、前記第１の方向と逆方向の第２の方向にガスを流出する第２のガス供給口７２が１以上設けられる。
詳しく説明すると、基板の径方向（図８（ａ）のｙ方向）に垂直であって基板表面と平行な方向（同ｘ方向）に並べて、互いに対向するように設けられる少なくとも１対の第１のガス供給ノズル６０と、前記第１のガス供給ノズル６０と基板外周との間の位置に、基板の径方向（同ｙ方向）に垂直であって基板表面と平行な方向（同ｘ方向）に並べて、互いに対向するように設けられる少なくとも１対の第２のガス供給ノズル７０とを備え、少なくとも前記１対の第１のガス供給ノズル６０のうち１つのノズルには、該１つのノズルと対向するガス供給ノズル６０の方向であって基板表面と平行な第１の方向（同ｘ方向）にガスを流出する第１のガス供給口６８が１以上設けられ、少なくとも前記１対の第１のガス供給ノズル６０のうち他のノズルには、前記第１の方向と逆方向の第２の方向にガスを流出する第１のガス供給口６８が１以上設けられ、少なくとも前記１対の第２のガス供給ノズル７０のうち１つのノズルには、前記第１の方向にガスを流出する第２のガス供給口７２が１以上設けられ、少なくとも前記１対の第２のガス供給ノズル７０のうち他のノズルには、前記第２の方向にガスを流出する第２のガス供給口７２が１以上設けられる。
【００６５】
また、図８（ｃ）に示すように、２本のノズル６０のガス供給口６８は、ウエハ載置領域において、対向するガス供給口６８の位置を上下方向に一定の間隔ａだけずらして設置する。同様に、２本のノズル７０のガス供給口７２は、ウエハ載置領域において、対向するガス供給口７２の位置を上下方向に一定の間隔ａだけずらして設置する。これにより、対向するガス供給口６８、７２から出たガスは、２本のノズル間の空間の一点で衝突して混ざり合うのではなく、対向したノズルの壁面にぶつかり、渦を巻いて混合する。空間の一点を狙って混合させる必要がないことから、ガス供給口作製時の位置決め精度や、ノズル組み立ての際の位置決め精度が低い場合にも、ウエハ面間で均等なガスの流れを実現することが可能である。
【００６６】
上記の構成により、ガス供給口６８の周辺の領域および被加熱体４８周辺の領域では、シリコン含有ガスと塩素含有ガス及びキャリアガスとして希ガス、例えばＡｒガスのみが存在し、炭素含有ガス及びシリコン含有ガスを還元する還元ガスが存在しないので、炭化ケイ素の成膜を抑制することができ、これに伴うパーティクル発生の虞を抑制することができる。また、この領域ではシリコンリッチな状態であるので、Ｓｉ単体での成膜、つまりシリコン膜の形成が考えられるが、反応室内をシリコンの融点（約１４００℃）以上に加熱していることからシリコン膜の成膜が形成されにくいと考えられる。
なお、図８の例では、１対の第１のガス供給ノズル６０と１対の第２のガス供給ノズル７０を、それぞれ、図８（ａ）のｘ方向に並べ、第１のガス供給ノズル６０を第２のガス供給ノズル７０の外側、つまり被加熱体４８側に配置し、かつ、第１のガス供給ノズル６０同士、第２のガス供給ノズル７０同士が対向するように設けたが、これに限られない。すなわち、１対の第２のガス供給ノズル７０を１対の第１のガス供給ノズル６０の外側、つまり被加熱体４８側に配置してもよい。このようにしても、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）が効率よく混合される。
また、１本の第１のガス供給ノズル６０と１本の第２のガス供給ノズル７０を、図８（ａ）のｘ方向に対向するように並べ、その内側に、１本の第１のガス供給ノズル６０と１本の第２のガス供給ノズル７０を、外側のガス供給ノズルの配置と逆になるよう並べることもできる。このようにすると、内側のガス供給ノズルと外側のガス供給ノズルの並び順が逆なので、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）が効率よく混合される。
【００６７】
本発明の第１実施形態の２重対向ノズルを用いた場合の、供給されるシリコン含有ガスと炭素含有ガスとの混合度を計算した結果を図９に示す。
図９は、第１実施形態の２重対向ノズルにおいて、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとを、それぞれ第１のガス供給口６８、第２のガス供給口７２から反応室内へ供給し、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとの混合度について流動解析した結果である。
図９においては、シリコンと炭素との混合度を示す値を、シリコン含有ガスの濃度と炭素含有ガスの濃度との積（[Ｓｉ]×[Ｃ]）とし、[Ｓｉ]×[Ｃ]がゼロの値に近いほど、つまり、シリコン含有ガス単体、又は炭素含有ガス単体で存在している領域ほど濃色にて示し、[Ｓｉ]×[Ｃ]が１の値に近いほど、つまり、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとが十分に混合されて存在している領域ほど淡色にて示している。
炭化ケイ素膜は、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとが１：１の割合で消費して成膜されることが好ましい。つまり、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとが、１：１の割合で消費されるように十分に混合させることにより、基板であるウエハ１４に均一に炭化ケイ素エピタキシャル膜を形成することができ、さらに、成膜速度を上げることもできる。
図９では、第１のガス供給口６８から供給されるシリコン含有ガスと、第２のガス供給口７２から供給される炭素含有ガスとが、それぞれ反応領域に供給された後に混合され、基板であるウエハ１４に到達するまでに、均一に混合していることが分かる。これにより、ウエハ１４に効率よく混合された反応寄与ガスを供給することができ、ウエハ１４に均一に炭化ケイ素エピタキシャル膜を形成することができる。
また、シリコン含有ガス及び炭素含有ガスは、噴出された直後は混合度が小さく、基板であるウエハ１４に近づくにつれて、混合されていくことが分かる。これにより、第１ガス供給口６８または第２のガス供給口７２の近傍では、炭化ケイ素膜が形成されることが抑制され、これに伴う、炭化ケイ素膜の堆積、および堆積した炭化ケイ素膜が剥がれによるパーティクルの発生をも抑制することができる。
【００６８】
図１０（ａ）は、本発明の第１実施形態における半導体製造装置１０を上面からみた水平断面図の例を示す。図１０（ａ）に示す２重対向ノズルの場合は、シリコン含有ガスのガス供給口６８同士、あるいは炭素含有ガスのガス供給口７２同士が対向しているので、対向するガス供給口を結ぶ方向、つまり、図中のｘ方向での濃度の偏りを持たないままウエハ面上に反応寄与ガスが到達し、ウエハ１４におけるシリコン含有ガスの濃度と炭素含有ガスの濃度との偏差を小さくすることが出来る。
図１０（ｂ）に、図１０（ａ）のウエハ１４の破線にて示したモニタラインに沿って、流動解析の結果から、モニタライン上の各位置における炭素含有ガスとシリコン含有ガスとの濃度比（Ｃ/Ｓｉ）、および形成される炭化ケイ素膜の成長速度をそれぞれ示す。
図１０（ｂ）において、図１０（ａ）のモニタライン上の各位置における炭素含有ガスとシリコン含有ガスとの濃度比であるＣ／Ｓｉを丸印（●）で、また、形成される炭化ケイ素エピタキシャル膜の成膜速度を三角印（▲）にて表示する。左縦軸は成膜速度（相対単位）、右縦軸は炭素とシリコンとの濃度比であるＣ／Ｓｉ（相対単位）、横軸は図１０（ａ）のモニタライン上の位置である。
図１０（ｂ）において、モニタライン上の各位置における成膜速度の値とＣ／Ｓｉの値はそれぞれ、位置に依らず、ほぼ一定の値を示していることから、形成される炭化ケイ素エピタキシャル膜における膜中のシリコンと炭素との濃度に偏りが無く、且つ、ウエハ１４上に偏り無く、所定の膜厚を均一に形成できることがわかる。
【００６９】
ガス供給ノズルの配置について、第１のガス供給ノズル６０を第２のガス供給ノズル７０の外側に配置しても内側に配置しても、シリコンと炭素が良く混合されることは既に言及したが、第１のガス供給ノズル６０を第２のガス供給ノズル７０の外側に配置する方がより望ましい。この点を、第１のガス供給ノズル６０を第２のガス供給ノズル７０の外側に配置した場合（第１実施形態）と、第１のガス供給ノズル６０を第２のガス供給ノズル７０の内側に配置した場合（第１実施形態の変形例Ａ）の、炭素含有ガスとシリコン含有ガスとの濃度比（Ｃ/Ｓｉ）を用いて説明する。なお、変形例Ａにおいても、第１実施形態と同様に、第１のガス供給ノズル６０同士が対向し、第２のガス供給ノズル７０同士が対向するとともに、シリコン含有ガスのガス供給口６８同士が対向し、炭素含有ガスのガス供給口７２同士が対向している。
図１０（ｃ）に、図１０（ａ）のウエハ１４の破線にて示したモニタライン上の各位置における、第１実施形態と変形例Ａの炭素含有ガスとシリコン含有ガスとの濃度比（Ｃ/Ｓｉ）を示す。図１０（ｃ）は、流動解析の結果である。図１０（ｃ）において、第１実施形態の濃度比（Ｃ／Ｓｉ）を丸印（●）で、また、変形例Ａの濃度比（Ｃ／Ｓｉ）を三角印（▲）にて表示する。縦軸は炭素とシリコンとの濃度比であるＣ／Ｓｉ（相対単位）、横軸は図１０（ａ）のモニタライン上の位置である。
図１０（ｃ）において、第１実施形態の濃度比（Ｃ／Ｓｉ）は、モニタライン上の各位置において略一定であり、変形例Ａの濃度比（Ｃ／Ｓｉ）は、モニタライン上の両端においてやや低くなっている。したがって、第１実施形態は、変形例Ａよりも濃度比（Ｃ／Ｓｉ）の均一性がよいといえる。
【００７０】
第１実施形態における濃度比（Ｃ／Ｓｉ）の均一性が変形例Ａよりもよい理由は、次のように考えられる。
前述したように、炭素含有ガスとともに第２のガス供給口７２より供給される還元ガス、例えば、水素ガスの供給量は、シリコン含有ガスや塩素含有ガスと比較し、非常に大きくすることが好ましい。そのため、変形例Ａのように第１のガス供給ノズル６０（シリコン含有ガス）を第２のガス供給ノズル７０（水素ガス）の内側に配置した場合は、シリコン含有ガスと炭素含有ガスが、流量の多い水素ガスの流れに押されて、第１実施形態ほどには十分混合されないままウエハ上に運ばれてしまう。逆に、第１実施形態のように第１のガス供給ノズル６０（シリコン含有ガス）を第２のガス供給ノズル７０（水素ガス）の外側に配置した場合は、シリコン含有ガスが渦を巻いて徐々に第２のガス供給ノズル７０側に向かい、シリコン含有ガスと炭素含有ガスが十分混合されて、水素ガスの流れによってウエハ上に運ばれることになる。このようにして、第１実施形態では、変形例Ａよりも濃度比（Ｃ／Ｓｉ）の均一性がよくなる。
【００７１】
第１実施形態によれば、以下に示す効果のうち少なくとも１つ以上の効果を奏する。  第１実施形態の２重対向ノズルを設けることで、
（１）第１のガス供給口６８から少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給し、第２のガス供口７２から少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給することによって、ガス供給ノズル内での堆積膜の形成を抑制することができる。
（２）上記（１）により、ガス供給ノズル内での原料となるガスの消費を抑制することができ、反応室４４内の第1及び第２のガス供給ノズルの上流及び下流における炭化ケイ素エピタキシャル膜の成長を均一に行うことができる。
（３）上記（１）により、ノズル内の堆積膜の成長によるノズル内の閉塞を抑制することができる。
（４）さらに、ノズル内の堆積物が剥離又は脱離することに起因する反応室４４内のパーティクル増加又はウエハ１４へのパーティクル付着の問題の発生を抑制することができる。
（５）処理領域内の壁面での炭化ケイ素膜の形成を抑制し、これに伴うパーティクルの発生を抑制することが出来る。
（６）ウエハの面内における、炭素含有ガスの濃度とシリコン含有ガスとの濃度の偏差を低減し、これにより、炭化ケイ素エピタキシャル膜の膜厚の面内均一性を向上することが出来る。
（７）上記の効果により、一度の処理にて多数枚の基板に対して炭化ケイ素エピタキシャル膜成長を行うことができる。
【００７２】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、第１実施形態の変形例であり、第１のガス供給ノズル６０と第２のガス供給ノズル７０をそれぞれ設け、第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２を対向させることで、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとを効率良く混合した後、基板であるウエハ１４へ供給し、炭化ケイ素エピタキシャル膜を形成するためのガス供給ノズルの形状を検討した。
【００７３】
図１１は、その一例であり、図１１に示すように、例えば円筒形状の第１のガス供給ノズル６０が並列に設けられ（図１１では２本にて例示）、一方の第１のガス供給ノズル６０に１以上設けられる第１のガス供給口６８と、他方の第１のガス供給ノズル６０に１以上設けられる第１のガス供給口６８とが対向するように設けられており、且つ、例えば円筒形状の第２のガス供給ノズル７０が、並列に設けられ（図１１では２本にて例示）、一方の第２のガス供給ノズル７０に１以上設けられる第２のガス供給口７２と、他方の第２のガス供給ノズル７０に１以上設けられる第２のガス供給口７２とが対向するように設けられている。
これにより、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとが基板に到達する前に十分に混合することができ、基板であるウエハ１４に均一な炭化ケイ素エピタキシャル膜を形成することができる。
また、第１実施形態のガス供給ノズルの形状と比較し、ガス供給ノズルの製作が容易である。
【００７４】
このとき、図１１に示すように、第２のガス供給ノズル７０は、ウエハ１４と第１のガス供給ノズル６０との間に設けられることが好ましく、これにより、シリコン含有ガスおよび塩素含有ガスと炭素含有ガスとを効率良く混合することができる。また、反応室内の第１のガス供給口付近に成膜されることを抑制できる。
【００７５】
また、好ましくは、第１のガス供給ノズル６０及び、第２のガス供給ノズル７０の形状は、第１のガス供給ノズル６０と被加熱体４８内壁との間、または、第１のガス供給ノズル６０と第２のガス供給ノズル７０との間に隙間が生じない形状であることが良く、例えば、第１のガス供給ノズル６０および第２のガス供給ノズル７０は、多角形の形状や円弧の形状であっても良い。
これにより、反応寄与ガスが隙間に侵入することを抑制することができるので、反応寄与ガスを効率良くウエハ１４へ供給することができ、隙間に炭化ケイ素膜を形成することを抑制するとともに、該炭化ケイ素膜が剥がれてパーティクルを発生する虞をも抑制することが出来る。
【００７６】
第２実施形態によれば、第１実施形態における効果に加え、以下に示す効果のうち少なくともひとつ以上の効果を奏する。
（１）ガス供給ノズルの製作が容易である。
（２）（１）により、ガス供給ノズル交換時のランニングコストを低減することが出来る。
【００７７】
[第３実施形態]
次に、第３実施形態について説明する。
第３実施形態は、第１実施形態の変形例であり、第１のガス供給ノズル６０と第２のガス供給ノズル７０をそれぞれ設け、第１のガス供給口６８をウエハ１４の方向に設け、第２のガス供給口７２を対向させることで、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとを効率良く混合した後、基板であるウエハ１４へ供給し、炭化ケイ素エピタキシャル膜を形成するためのガス供給ノズルの形状を検討した。
【００７８】
図１２は、その一例であり、図１２に示すように、例えば、円筒形状の第１のガス供給ノズル６０を設け（図１２では１本にて例示）、第１のガス供給ノズル６０に１以上設けられる第１のガス供給口６８をウエハ１４の方向に設け、円筒形状の第２のガス供給ノズル７０を並列に設け（図１１では２本にて例示）、一方の第２のガス供給ノズル７０に１以上設けられる第２のガス供給口７２と他方の第２のガス供給ノズル７０に１以上設けられる第２のガス供給口７２とが対向するように設けている。
【００７９】
これにより、シリコン含有ガスと炭素含有ガスとを、基板に到達する前に十分に混合することができ、基板であるウエハ１４に均一な炭化ケイ素エピタキシャル膜を形成することができる。また、第１のガス供給口６８がウエハ１４の方向に設けられているため、混合されたシリコン含有ガスと炭素含有ガスとの混合ガスは、ウエハ１４の方向に供給されやすくなる。また、ガス供給ノズルの本数を低減することも出来るので、部品点数の低減、ランニングコストの低減をも出来る。
【００８０】
このとき、図１２に示すように、第２のガス供給ノズル７０はウエハ１４と第１のガス供給ノズル６０との間に設けられることが好ましく、これにより、シリコン含有ガスおよび塩素含有ガスと炭素含有ガスとを効率良く混合することができる。また、反応室内の第１のガス供給口付近に成膜されることを抑制できる。
【００８１】
また、好ましくは、第１のガス供給ノズル６０及び、第２のガス供給ノズル７０の形状は、第１のガス供給ノズル６０と被加熱体４８内壁との間、または、第１のガス供給ノズル６０と第２のガス供給ノズル７０との間に隙間が生じない形状であることが良く、例えば、第１のガス供給ノズル６０および第２のガス供給ノズル７０は、多角形の形状であっても良い。
これにより、反応寄与ガスが前記隙間に侵入することを抑制することができるので、反応寄与ガスを効率良くウエハ１４へ供給することができ、隙間に炭化ケイ素膜を形成することを抑制するとともに、該炭化ケイ素膜が剥がれてパーティクルを発生する虞をも抑制することが出来る。
【００８２】
第３実施形態によれば、第１実施形態および第２実施形態における効果に加え、以下に示す効果のうち少なくともひとつ以上の効果を奏する。
（１）混合されたシリコン含有ガスと炭素含有ガスとの混合ガスをウエハ１４へ効率良く供給することが出来る
（２）また、ガス供給ノズルの本数を低減することもでき、基板処理装置を構成する部品点数を低減することが出来る。
【００８３】
なお、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。
本明細書の記載事項には、次の発明が含まれる。
すなわち、第１の発明は、
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
前記反応室内の基板の配列領域に延在され、１以上設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に、１以上設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置における半導体装置の製造方法であって、
所定の間隔で縦方向に積層して配列された基板を反応室内に搬入する工程と、
前記第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給するとともに、前記第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給し基板に炭化ケイ素膜を形成する工程と、
前記基板を反応室内から搬出する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
この構成により、第１のガス供給口のガス流出方向と第２のガス供給口のガス流出方向が互いに逆向きでない場合に比べ、反応室内において、第１のガス供給口から供給されるシリコン含有ガスと第２のガス供給口から供給される炭素含有ガスとを、基板に達する前により混合することができるので、形成される炭化ケイ素エピタキシャル膜のウエハ面内における炭素含有ガスとシリコン含有ガスとの濃度比、Ｃ／Ｓｉ比の分布がより良好（Ｓｉ／Ｃ比の偏在が小さい）な半導体装置を製造することができる。また、反応室内の第１のガス供給口付近に成膜されることを抑制できる。
なお、前記第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルは、反応室内に設けられた被加熱体と複数の積層された基板との間の空間に設けられるのが好ましい。
【００８４】
第２の発明は、
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
反応室内に少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給する第１のガス供給系と、
反応室内に少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給する第２のガス供給系と、
前記反応室内の基板の配列領域に延在されて設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
前記第１のガス供給系が、前記第１のガス供給口から前記反応室内へ、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給し、第２のガス供給系が、前記第２のガス供給口から反応室内へ、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給して前記基板に炭化ケイ素膜が形成されるよう制御するコントローラと、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置。
この構成により、第１のガス供給口のガス流出方向と第２のガス供給口のガス流出方向が互いに逆向きでない場合に比べ、反応室内において、第１のガス供給口から供給されるシリコン含有ガスと第２のガス供給口から供給される炭素含有ガスとを、基板に達する前により混合することができるので、形成される炭化ケイ素エピタキシャル膜のウエハ面内における炭素含有ガスとシリコン含有ガスとの濃度比、Ｃ／Ｓｉ比の分布がより良好（Ｓｉ／Ｃ比の偏在が小さい）な半導体装置を製造することができる。また、反応室内の第１のガス供給口付近に成膜されることを抑制できる。
また、前記第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルは、基板の径方向に垂直であって基板表面と平行な方向に並べるようにし、流出したガスがウエハに達するまでの空間において、第１のガス供給口の方向と第２のガス供給口の方向とが交差することが好ましい。
【００８５】
第３の発明は、
基板が所定の間隔で縦方向に積層して配列される反応室と、
前記反応室内の基板の配列領域に延在され、１以上設けられる第１のガス供給ノズルと、
前記反応室内の基板の配列領域に延在され、前記第１のガス供給ノズルと異なる位置に、１以上設けられる第２のガス供給ノズルと、
前記第１のガス供給ノズルに１以上設けられる第１のガス供給口と、
前記第２のガス供給ノズルに１以上設けられる第２のガス供給口と、
を備え、
前記第２のガス供給ノズルが前記基板と前記第１のガス供給ノズルとの間に設けられる基板処理装置における基板の製造方法であって、
所定の間隔で縦方向に積層して配列された基板を反応室内に搬入する工程と、
前記第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスとを供給するとともに、前記第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給し基板に炭化ケイ素膜を形成する工程と、
前記基板を反応室内から搬出する工程と、
を備えた基板の製造方法。
この構成により、第１のガス供給口のガス流出方向と第２のガス供給口のガス流出方向が互いに逆向きでない場合に比べ、反応室内において、第１のガス供給口から供給されるシリコン含有ガスと第２のガス供給口から供給される炭素含有ガスとを、基板に達する前により混合することができるので、形成される炭化ケイ素エピタキシャル膜のウエハ面内における炭素含有ガスとシリコン含有ガスとの濃度比、Ｃ／Ｓｉ比の分布がより良好（Ｓｉ／Ｃ比の偏在が小さい）な基板を製造することができる。また、反応室内の第１のガス供給口付近に成膜されることを抑制できる。
【００８６】
第４の発明は、第２の発明において、
前記第１のガス供給口は、前記第２のガス供給口と高さを異ならせて設けられる基板処理装置。
この構成により、ガス供給口から噴出されるガスの混合効率を向上させることが出来る。
【００８７】
第５の発明は、第２の発明において、
前記第１のガス供給口の方向と前記第２のガス供給口の方向とが、該第１のガス供給口と第２のガス供給口から流出したガスが基板に達する前の空間において、交差するよう設けられている基板処理装置。
この構成により、第１のガス供給口および第２のガス供給口から供給される反応に寄与するガスが十分に混合された後、基板へ効率的に供給できる。
【００８８】
第６の発明は、第２の発明において、
前記第１のガス供給口が設けられる方向および前記第２のガス供給口が設けられる方向が、前記基板の表面と平行になるよう設けられている基板処理装置。
この構成により、第１のガス供給口および第２のガス供給口から供給される反応に寄与するガスが基板へ効率的に供給できる。
【００８９】
また、第４の発明において、反応室内に２以上の第１のガス供給ノズルまたは、２以上の第２のガス供給ノズルが設けられる場合、それぞれに設けられる第１のガス供給口の高さ位置を異ならせるようにしても良い。
この構成によっても、ガス供給口から噴出されたガスの混合効率を向上させることが出来る。
【００９０】
また、第１の発明ないし第６の発明において、第１のガス供給ノズルに設けられた第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスと塩素含有ガスを供給するとともに、第２のガス供給ノズルに設けられた第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスと還元ガスとを供給する発明としたが、第１のガス供給ノズルに設けられた第１のガス供給口から、少なくともシリコン含有ガスを供給するとともに、第２のガス供給ノズルに設けられた第２のガス供給口から、少なくとも炭素含有ガスを供給する発明として把握することもできる。
【００９１】
また、第１の発明ないし第６の発明において、基板の不純物濃度を制御するドーパントガスを、少なくとも前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルのいずれか一方から供給する、あるいは、前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズル以外のガス供給ノズルから供給するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１０…基板処理装置、１４…ウエハ、１２…筐体、１６…ポッド、１８…ポッドステージ、２２…ポッド収容棚、２８…基板移載機、３０…ボート、４０…処理炉、４２…反応管、４４…反応室、４８…被加熱体、５０…誘導コイル、５４…断熱材、６０…第１のガス供給ノズル、６８…第１のガス供給口、７０…第２のガス供給ノズル、７２…第２のガス供給口、９０…第１のガス排気口、９１…マニホールド、９３…圧力センサ、１０２…シールキャップ、１５２…コントローラ、２１０ａ…シリコン含有ガス供給源、２１０ｂ…塩素含有ガス供給源、２１０ｃ…炭素含有ガス供給源、２１０ｄ…還元ガス供給源、２１０ｅ…不活性ガス供給源、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、２１１ｅ…ＭＦＣ、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ、２１２ｅ…開閉バルブ、２１４…ＡＰＣバルブ、２１８…ボート回転機構、２２０…真空ポンプ、２２２…第１のガス供給管、２６０…第２のガス供給管、２４０…第３のガス供給管、２３０…ガス排気管、３６０…第３のガス供給口、３９０…第２のガス排気口。
【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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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
2011216848.tif 000013
【図１０（ｃ）】
2011216848.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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