(57)【要約】【課題】ガス導入管について所望のメンテナンスや交換を行うだけで、一度に成膜する複数のウエハの面内・面間の膜厚均一性の向上を可能にする。【解決手段】基板処理装置は、基板の処理面に対して垂直方向に複数枚配置するよう基板保持具で基板を支持しつつ処理可能な処理室２０１を内部に有する略筒状の反応管２０３と、該反応管２０３の外周を囲うように設けられる略筒状の加熱装置とを備える。前記反応管２０３の側面にはガス導入管２３０が設けられており、前記基板保持具は、該基板保持具を前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画するように設けられる区画壁と、該区画壁により複数に区画される前記基板保持具それぞれに複数の基板を支持可能なように設けられる複数の基板支持部とを有している。【選択図】  図１
2008166321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理面に対して垂直方向に複数枚配置するよう基板保持具で基板を支持しつつ処理可能な処理室を内部に有する略筒状の反応管と、
該反応管の外周を囲うように設けられる略筒状の加熱装置とを備え、
前記反応管の側面にはガス導入管が設けられており、
前記基板保持具は、該基板保持具を前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画するように設けられる区画壁と、該区画壁により複数に区画される前記基板保持具それぞれに複数の基板を支持可能なように設けられる複数の基板支持部とを有している基板処理装置。
【請求項２】
基板の処理面に対して垂直方向に複数枚配置するよう基板保持具で基板を支持しつつ処理可能な処理室を内部に有する略筒状の反応管と、
該反応管の外周を囲うように設けられる略筒状の加熱装置とを備え、
前記反応管の側面にはガス導入管が設けられており、
前記基板保持具は、該基板保持具を前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画するように設けられる区画壁と、該区画壁により複数に区画される前記基板保持具それぞれに複数の基板を支持可能なように設けられる複数の基板支持部とを有している基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、
前記反応管内に前記基板を搬入する工程と、
前記ガス導入管からガスを前記反応管内に導入する工程と、
前記区画壁により区画された基板保持具を前記ガスが通過する工程と、
前記反応管内を前記加熱装置により加熱して前記基板を処理する工程と、
前記反応管内の前記ガスを排気する工程と、
前記反応管内から前記基板を搬出する工程とを有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、基板処理装置および半導体装置の製造方法に係り、特に、半導体装置の製造工程において、熱化学反応を利用して半導体ウエハ（以下、ウエハという。）などの基板に、酸化膜や金属膜の形成など所望の処理を施す基板処理技術に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、Ｓｉウエハに酸化膜や金属膜を形成する基板処理装置として縦型半導体製造装置が使用される場合がある。
【０００３】
従来のこの種の縦型半導体製造装置は、反応容器とヒータとから構成された処理炉を備え、加熱される反応容器内にガスを導入しつつ排気して、ウエハに成膜するようになっている。
【０００４】
一般に、反応容器はマニホールドと反応管とから成り、反応管の外周を囲うようヒータが設けられる。特に二重管構造の反応管の場合には、反応管は、ヒータの内側に設けられる外部反応管と、外部反応管の内部に同心状に配設される内部反応管とを有する。内部反応管は上端が開放されてウエハを処理することが可能な処理室を構成する。外部反応管と内部反応管は上記マニホールド上に立設される。マニホールドの下端はシールキャップにより気密に閉塞され、シールキャップ上にボートが立設されて内部反応管内に挿入される。ボートには処理されるウエハがウエハ処理面に対して垂直方向に複数枚支持される。マニホールドの内部反応管下方の位置にガス導入口が設けられ、また外部反応管と内部反応管との間に形成される円筒状の空間下端に連通するよう、排気口がマニホールドに設けられている。
【０００５】
成膜中は、マニホールドに設けたガス導入口より、所定の圧力に保たれた反応管の下方から反応管内に成膜ガスが導入され、ウエハが配置されるウエハ処理空間を通って反応管の上方へ排気される。この際、反応管内を成膜温度に加熱してウエハ上に成膜する。反応管の上方へ排気されたガスは、外部反応管と内部反応管との間に形成される円筒状の空間を通って、マニホールドに設けた排気口より排出される。このようにウエハ処理空間の下方から成膜ガスを導入して上方から排気している。
【０００６】
しかしながら、上述した縦型半導体製造装置では、つぎのような種々の問題がある。例えば、下方から成膜ガスを導入し、上方へと排気をするため、ウエハの中心まで成膜ガスが流れにくく、ウエハ中心と外周部に膜厚差が発生し、ウエハ面内の膜厚均―性に影響を及ぼすという問題がある。さらには、ウエハ処理空間内の下部（ガス上流側）と上部（ガス下流側）とのそれぞれに位置するウエハを比較すると、成膜ガスが下部で消費されてしまうため、下部と上部とに位置するウエハでは、下部のウエハの方が膜厚が厚くなるという膜厚差が発生し、ウエハ面間の膜厚均一性に影響を及ぼすという問題（ローディングエフェクト）がある。
【０００７】
そこで、ガス導入口をウエハ処理空間まで延在させるために、長さの異なる複数本のガスノズルをマニホールドから反応管内に立ち上げて、ウエハの側方に位置する各ガスノズルの上部から成膜ガスをウエハ処理空間に導入して、下方の排気口から排気するようした多系統ノズル方式が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかし、この多系統ノズル方式では、ウエハ面内・面間の膜厚均一性は一応満足するものの、異なる長さの複数本のガスノズルが必要となるためメンテナンス性が悪い。また、ガスノズルはウェハ処理空間内に設けられているため、反応生成物の付着・堆積が起こる。例えばＳｉ3Ｎ4成膜等では、反応生成物の付着・堆積が顕著に起こる。また、成膜条件を変更した場合、ガスノズルの長さや本数を変更しなければ成膜条件の変更に対応できない場合も多々あり、ガスノズルの種類を変更しないままだと、成膜可能な条件は制限されてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−６８２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように反応管の下方位置にガス導入口を設けて反応管の下方からガスを導入し上方へと排気する従来の基板処理装置では、基板間にガスが通りずらく、基板面内・面間の膜厚均一性を向上することができないという問題があった。また、多系統のガス導入管を反応管内に設けて基板の側方からガスを導入し上方から排気する従来の基板処理装置では、ガス導入管のメンテナンスや交換を何度も行わなければ、ウエハ面内・面間の膜厚均一性を向上することができないという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、ガス導入管について所望のメンテナンスや交換を行うだけで、一度に成膜する複数のウエハの面内・面間の膜厚均一性の向上を可能にする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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様によれば、
基板の処理面に対して垂直方向に複数枚配置するよう基板保持具で基板を支持しつつ処理可能な処理室を内部に有する略筒状の反応管と、該反応管の外周を囲うように設けられる略筒状の加熱装置とを備え、前記反応管の側面にはガス導入管が設けられており、前記基板保持具は、該基板保持具を前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画するように設けられる区画壁と、該区画壁により複数に区画される前記基板保持具それぞれに複数の基板を支持可能なように設けられる複数の基板支持部とを有している基板処理装置が提供される。
【００１２】
第２の態様によれば、基板の処理面に対して垂直方向に複数枚配置するよう基板保持具で基板を支持しつつ処理可能な処理室を内部に有する略筒状の反応管と、該反応管の外周を囲うように設けられる略筒状の加熱装置とを備え、前記反応管の側面にはガス導入管が設けられており、前記基板保持具は、該基板保持具を前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画するように設けられる区画壁と、該区画壁により複数に区画される前記基板保持具それぞれに複数の基板を支持可能なように設けられる複数の基板支持部とを有している基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、前記反応管内に基板を搬入する工程と、前記ガス導入管からガスを前記反応管内に導入する工程と、前記区画壁により区画された基板保持具をガスが通過する工程と、前記反応管内を前記加熱装置により加熱し基板を処理する工程と、前記反応管内のガスを排気する工程と、前記反応管内から基板を搬出する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガス導入管について所望のメンテナンスや交換を行うだけで、一度に処理する複数枚の基板の面内・面間の処理均一性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
《処理炉》
図１は本発明の第１の実施の形態で好適に用いられる基板処理装置としての縦型半導体製造装置の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。図２はその処理炉２０２の要部の拡大図である。図３はその処理炉２０２の横断面図である。
【００１６】
《処理炉の概略》
縦型半導体装置は、略筒状の反応管２０３と、略筒状の加熱装置としてのヒータ２０６とから構成される処理炉２０２を備える。
略筒状の反応管２０３は、複数枚のウエハ２００を処理可能とする処理室２０１を内部に有する。処理室２０１には、基板保持具としてのボート２１７が搬入される。ボート２１７は、複数枚のウエハ２００をウエハ２００の処理面（主面）に対して垂直方向に支持する。処理室２０１は、ボート２１７により、ウエハ処理面に対して垂直方向に複数枚配置するようウエハ２００を支持しつつ処理可能とする。ヒータ２０６は、反応管２０３の外周を囲うように設けられる。反応管２０３の側面にはガス導入管２３０が設けられている。ボート２１７には、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向にボート２１７を複数に区画する処理区画壁２２１が設けられている。ガス導入管２３０は、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向に複数に区画されている。また、反応管２０３の側面にはガス排気管２３１も設けられている。ガス排気管２３１も、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向に複数に区画されている。
【００１７】
《反応管》
処理炉は反応管を備える。ここでは図１に示すように、処理炉２０２は一重構造の反応管２０３を備える。反応管２０３は垂直に据え付けられている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した略円筒形状に形成されている。反応管２０３の内部には処理室２０１が形成されている。反応管２０３は、ウエハ２００をウエハ処理空間２０４において、ボート２１７によって垂直方向に多段にした状態で、ウエハ２００を処理可能に構成されている。ここでウエハ処理空間２０４とは、処理室２０１内においてウエハ２００を実際に処理することが可能な空間をいう。
【００１８】
《ボート》
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなる。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垂直方向に多段に保持するように構成されている。具体的には、ボート２１７は、ウエハ２００の外周部を支持するよう略円筒状に並べられた複数本の支柱２１７ａと、複数本の支柱２１７ａ間上部を閉じる略円板状の天板２１７ｂと、複数本の支柱２１７ａ間下部を閉じる略円板状の底板２１７ｃとを有する。なお、ボート２１７の下部には、複数の断熱板２１６が配置されており、ヒータ２０６からの熱が反応管２０３の下方に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００１９】
《ヒータ》
処理炉２０２は加熱装置としてのヒータ２０６を有する。このヒータ２０６は、略円筒形状をしており、反応管２０３の外周を囲うように設けられる。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ている。反応管２０３は、このヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられた状態となっている。
【００２０】
《ガス導入管・排気管》
反応管２０３の側面には、反応管２０３内にガスを導入するガス導入管２３０、及び反応管２０３内を排気するガス排気管２３１が設けられている。ガス導入管２３０およびガス排気管２３１は、反応管２０３内に配置されるウエハ２００の中心を通る直線上に配置される。これらのガス導入管２３０及びガス排気管２３１は、ガス導入・排気をウエハ処理空間２０４へ水平方向から導入・排気するために、ヒータ２０６の外側までストレート形状（直線状）のまま達するように設けられる。特に、ガス導入管２３０の場合は、ガス導入管２３０をヒータ２０６の外側まで達するように設けるということは、ガスが反応管２０３内部に到達する前のガス助走領域を、ウエハ２００の処理面と平行に設けるためでもある。
【００２１】
ガス導入管２３０及びガス排気管２３１は、略扁平体形状をしている。例えば、図１及び図３に示すように、反応管２０３の管軸方向に添った縦長の楕円形状をしている。ガス導入管２３０及びガス排気管２３１が設けられる反応管２０３の側面位置は、ウエハ処理空間２０４に対向する位置である。ガス導入管２３０及びガス排気管２３１は、反応管２０３の側面に水平に接続される。ガス導入管２３０及びガス排気管２３１は、両方の管軸が直線上に並ぶように反応管２０３に一体接続される。この一体接続は、例えばガス導入管２３０及びガス排気管２３１を反応管２０３と同材料で形成して材料同士を溶着する溶着接続である。このように反応管２０３の側面にガス導入管２３０及びガス排気管２３１を設けることにより、処理室２０１内のガスの流れをサイドフローにしている。
【００２２】
《区画壁》
前記ボート２１７には、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向にボート２１７を複数に区画する処理区画壁２２１が設けられている。ボート２１７の各処理区画壁２２１は、例えばウエハ２００の処理面に対して垂直方向に均等に配置される。各処理区画壁２２１は、例えばボート２１７の底板２１７ｃ及び天板２１７ｂと略同じ径をもつ円板状に形成されている。
具体的には、図２に示すように、各処理区画壁２２１は、略円筒形状の反応管２０３の内壁に向かうように、略円筒状に配列される複数本の支柱２１７ａよりも径方向外方に突き出している。これらの処理区画壁２２１によりボート２１７、換言すればウエハ処理空間２０４は、垂直方向に複数の処理区画部２２０に区画化され、処理区画部２２０毎にガスが流れるようになっている。図示例では、ウエハ処理空間２０４は、処理区画壁２２１によって８つに区画化された処理区画部２２０ａ〜２２０ｈを有し、これにより一の処理区画部２２０から他の処理区画部２２０への、もしくは他の処理区画部２２０から当該一の処理区画部２２０への成膜ガスの導入を抑制することができるようになっている。
【００２３】
複数のウエハ２００は、ボート２１７の複数の支柱２１７ａにそれぞれに形成された複数の基板支持部としての溝２１７ｄによってそれぞれ水平状態で支持される。
例えば、図４に示すように、上下に隣り合う処理区画部２２０それぞれに複数のウエハ２００を支持可能なように、複数の支柱２１７ａそれぞれに複数の溝２１７ｄを形成している。上下に隣り合う処理区画部２２０の複数の支柱２１７ａそれぞれに設けられる複数の溝２１７ｄの間隔は、複数のウエハ２００の間隔が均等になるように、均等に形成されていることが好ましい。
またウエハ２００の処理面に対して垂直方向（図４では上下方向）に隣り合う処理区画壁２２１間に複数のウエハ２００を支持可能なように、複数の支柱２１７ａそれぞれに複数の溝２１７ｄを形成している。ウエハ２００の処理面に対して垂直方向（図４では上下方向）に隣り合う処理区画壁２２１間の複数の支柱２１７ａそれぞれに設けられる複数の溝２１７ｄの間隔は、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向（図４では上下方向）に隣り合う処理区画壁２２１間に支持される複数のウエハ２００の間隔が均等になるように、均等に形成されていることが好ましい。
なお、基板支持部としては支柱２１７ａの表面から内部に落ちこんで形成される溝に限らず、支柱２１７ａの表面から突き出て形成される突出部ないし凸部としても良い。
【００２４】
図１及び図２に示すように、前記ガス導入管２３０は、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向に複数に区画化されたガス導入区画部２２２を有し、ガス導入管２３０に導入されたガスがガス導入区画部２２２毎に流れるようになっている。ガス導入管２３０のガス導入管区画壁２２８は、ガスが反応管２０３内に入っても区画毎に流れるように、ボート２１７の処理区画壁２２１と同数設けるようにする。図示例では、ガス導入管２３０は、導入管区画壁２２８によって８つに区画化されたガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈを有する。
【００２５】
また、ボート２１７の各処理区画壁２２１と、各処理区画壁２２１に対応する各導入管区画壁２２８とは、区画毎にガスを導入できるように、それぞれ略同じ高さに配置されている。また、さらにボート２１７の処理区画壁２２１と導入管区画壁２２８との厚さは、区画毎にできるだけ漏れなくガスを導入できるように、それぞれ略同じ厚さに形成されている。
【００２６】
また、ガス導入管２３０の複数のガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈのそれぞれの上流側のガス供給部に処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈ、および不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈが選択的に接続されている。この選択的接続はガス制御部としてのガス流量制御部２３５が行うようになっている。このガス流量制御部２３５により、反応管２０３内でウエハ２００を処理する際に、ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向する処理区画部２２０ａ〜２２０ｈのいずれかにウエハ２００が配置される場合には、当該処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈから処理ガスを供給し、ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向する処理区画部２２０ａ〜２２０ｈのいずれかにウエハ２００が配置されない場合には、当該不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈから不活性ガス、例えばＮ2ガス等を供給するようになっている。
なお、処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈおよび不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈを、各ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈのそれぞれの中心部分、すなわち、導入管区画壁２２８間の略真ん中に配置することにより、より均等に処理区画壁２２１間の複数のウエハ２００それぞれにガスを供給することができる。
【００２７】
また、ガス排気管２３１は、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向に複数に区画化されたガス排気区画部を有し、各ガス排気区画部からウエハ処理空間２０４を排気するようになっている。ガス排気管２３１の排気管区画壁２２９は、区画毎に排気されるように、ボート２１７の処理区画壁２２１とは同数設けるようにする。図示例では、ガス排気管２３１は、排気管区画壁２２９によって８つに区画化された排気区画部２３１ａ〜２３１ｈを有する。
【００２８】
また、ボート２１７の各処理区画壁２２１と、各処理区画壁２２１に対応する各ガス排気管区画壁２２９とは、区画毎にガスを排気できるように、それぞれ略同じ高さに配置されている。また、さらにボート２１７の処理区画壁２２１とガス排気管区画壁２２９との厚さは、区画毎にできるだけ漏れなくガスを排気できるように、それぞれ略同じ厚さに形成されている。
【００２９】
反応管２０３内でウエハ２００を処理する際に、各ガス排気区画部２３１ａ〜２３１ｈに対向する処理区画部２２０のいずれかの位置にウエハ２００が配置される場合には、当該ガス排気区画部２３１ａ〜２３１ｈから処理ガスを排気し、各ガス排気区画部２３１ａ〜２３１ｈに対向する処理区画部２２０のいずれかの位置にウエハ２００が配置されない場合には、当該ガス排気区画部２３１ａ〜２３１ｈから不活性ガスを排気するようになっている。
【００３０】
ヒータ２０６は、上部が閉じ下部が開口した略筒状の断熱体２６０と、ガス導入管２３０を反応管２０３の側面からヒータ２０６の外側に水平に取り出せるよう形成されたガス導入管用の導入口２６１と、ガス排気管２３１を反応管２０３の側面からヒータ２０６の外側に水平に取り出せるよう形成されたガス排気管用の導出口２６２とを有する。これらの導入口２６１及び導出口２６２は、例えば、断熱体２６０の下端から上方に向かう溝形状の切欠部として形成される。
これにより、反応管２０３の上方からヒータ２０６を反応管２０３に被せる際に、反応管２０３の側面に設けられたガス導入管２３０及びガス排気管２３１がヒータ２０６に干渉するのを避けて、反応管２０３の外周に被せることが可能になる。ヒータ２０６を反応管２０３の外周に被せた結果、ヒータ２０６の外側まで達するガス導入管２３０、ガス排気管２３１の反応管接続部と反対側の端部が、ヒータ２０６の両外側に突き出すことになる。
【００３１】
《機構》
反応管２０３の下方には、反応管２０３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の処理室２０１と反対側には、後述する基板保持具としてのボート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２５５はシールキャップ２１９を貫通して、ボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。なお、図１には示されていないが、昇降機構としてのボートエレベータによってボート２１７を処理室２０１に対し搬入出することが可能となっている。
以上のようにして本実施の形態による処理炉２０２が構成される。
【００３２】
《薄膜形成方法》
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法により減圧下でウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。
【００３３】
《搬入工程》
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）され、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータにより持ち上げられて処理室２０１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２１９は反応管２０３の下端をシールした状態となる。また、ボートローディングにより、各ガス導入管区画壁２２８に対向するウエハ処理空間２０４の各所定位置に、ボート２１７の各処理区画壁２２１が配置されることになる。したがって、ガス導入管２３０の各導入区画部２３０ａ〜２３０ｈ、ボート２１７の各処理区画部２２０ａ〜２２０ｈ、及びガス排気管２３１の各排気区画部２３１ａ〜２３１ｈが、それぞれ対応する番号の添字が共通する区画部毎に水平方向に整列することになる。その結果、ガス導入からガス排気までの全工程でサイドフローを実現することができる。
【００３４】
《圧力、温度安定化工程》
排気管２３１を通して処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
【００３５】
《ガス導入工程、ガス通過工程、基板処理工程、排気工程》
次いで、処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈから処理ガスが供給され、ガス導入管２３０のガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈを通り、処理区画壁２２１に区画された処理区画部２２０ａ〜２２０ｈに導入される。この場合において、各ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向する各処理区画部２２０ａ〜２２０ｈにウエハ２００が配置される場合には処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈから処理ガスが導入される。ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向する各処理区画部２２０ａ〜２２０ｈのいずれかにウエハ２００が配置されない場合には、ウエハ２００の配置されていない当該処理区画部２２０に不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈから不活性ガスが導入される。
導入されたガスは処理区画壁２２１に垂直方向に複数に区画されたボート２１７を水平方向に通過し、さらにガス排気管２３１のガス排気区画部２３１ａ〜２３１ｈから排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の処理面と平行に接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００３６】
《常圧復帰工程》
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈから不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００３７】
《搬出工程》
その後、シールキャップ２１９が下降されて、反応管２０３の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ２００がボート２１７に保持された状態で反応管２０３の下端から外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済のウエハ２００はボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。
【００３８】
《実施の形態の効果》
上述したように本実施の形態によれば、次のような効果を発揮する。
【００３９】
《膜厚の面内・面間均一性向上》
【００４０】
ボート２１７に、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向にボート２１７を複数に区画する処理区画壁２２１を設けたので、処理区画壁２２１により区画された処理区画部２２０毎に成膜ガスを流すことができる。また、処理区画壁２２１により一の処理区画部２２０と他の処理区画部２２０とが区画されていることにより、処理区画部２２０内外への不要なガス流れが抑制されるので、成膜に適正な使用ガス流量を得ることができる。したがって、ローディングエフェクトを防止し、一度に処理する複数枚のウエハ２００の面内・面間の処理均一性をより向上できる。
【００４１】
また、ガス導入管２３０及びガス排気管２３１にも、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向にガス導入管２３０及びガス排気管２３１を複数に区画する導入管区画壁２２８及び排気管区画壁２２９をそれぞれ設けたので、各処理区画部２２０へ水平方向から導入、排気（サイドフローとすることが）できる。
すなわち、ガス導入管２３０及びガス排気管２３１が、ウエハ２００の処理面に対して垂直方向に複数に区画化されており、区画化されたガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに成膜ガスが流れることになる。また、ガス導入管２３０の複数のガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈからそれぞれ導入された処理ガスが、ガス排気管２３１の複数のガス排気区画部２３１ａ〜２３１ｈからそれぞれ排気されることにより、矢印で示すように、ウエハ処理空間２０４の垂直方向の複数箇所に成膜ガスが平行に流れるようになる。これにより、ウエハ２００に対して水平方向から処理ガスを供給して水平方向から排気できるので、ウエハ２００間に処理ガスがスムーズに供給されるようになる。したがって、ローディングエフェクトを防止し、一度に処理する複数枚のウエハ２００の面内・面間の処理均一性をより向上できる。
【００４２】
また、各区画壁はウエハ２００の処理面に対して垂直方向に設けたので、ガス導入管２３０から導入されたガスは、ウエハ２００の処理面と平行方向に導入されることになり、ガスがウエハ２００間に流れ込みやすくなる。さらに、ガス導入管２３０およびガス排気管２３１を、反応管２０３内に配置されるウエハ２００の直径を通る直線上に配置して、ガスが反応管２０３内部に到達する前のガス助走領域となるガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈをウエハ２００の処理面と平行方向になるようにしたので、ガスがウエハ２００間に一層流れ込みやすくすることができる。したがって、ローディングエフェクトを防止し、一度に処理する複数枚のウエハ２００の面内・面間の処理均一性をより向上できる。
【００４３】
また、ボート２１７の処理区画壁２２１、ガス導入管区画壁２２８及びガス排気管区画壁２２９を、それぞれ同数かつ略同じ高さにして対向させているので、処理区画部間に成膜ガスを均等に流すことができる。また、ボート２１７に形成された各処理区画部２２０に、ウエハ２００が均等に配置されているので、処理区画部内の各ウエハ２００間に成膜ガスを均等に流すことができる。したがって、ローディングエフェクトを防止し、一度に処理する複数枚のウエハ２００の面内・面間の処理均一性をより向上できる。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、ボート２１７にも処理区画壁２２１を設けているので、一度に処理する複数枚のウエハの面内・面間の処理均一性を向上できる。しかし、例えば図９に示すように、ボート２１７に処理区画壁２２１が設けられていない場合には、図１１に示すように、反応管２０３とボート２１７との間にウエハ処理面に対して垂直方向の流路２２７が形成される。このため図１０に示すように、処理室２１０内には、水平方向のガスの流れに加え、流路２２７を通る垂直方向の流れも形成されることになる。すなわち、ボート２１７に処理区画壁２２１が設けられていない場合には、処理室２０１内において、一の処理区画部２２０から他の処理区画部２２０への成膜ガスの流出、若しくは他の処理区画部２２０から一の処理区画部２２０への成膜ガス導入をそれぞれ抑制することができない。このため成膜ガスの流量が処理区画部２２０間で異なり、処理区画部内のウエハ面間と、処理区画部間のウエハ面間の膜厚均一性に影響を及ぼすことになる。上述した実施の形態では、このような問題を解消できる。
【００４５】
また、本実施の形態によれば、ガスの流れをサイドフローとするために、反応管の側面にガス導入管を設けているので、ガスノズルを設けた場合と比べて、メンテナンス性が大幅に改善される。また、ガス導入管は、ウエハ処理空間の外に設けられているため、ウエハ処理空間内に設けられている場合と比べて、反応生成物の付着・堆積が起こらない。また、本実施の形態によれば、ガス導入管の各区画部から処理ガス又は不活性ガスを選択的に導入できるようにしたので、ガス導入管を変更することなく、成膜条件の変更に対応でき、成膜可能な条件が制限されることがない。したがって、ガス導入管について所望のメンテナンスや交換を行うだけで、一度に処理する複数枚の基板の面内・面間の処理均一性を向上できる。
【００４６】
《ダミーレス》
また、ローディングエフェクトフリーにより、ダミーレス化を実現できる。このダミーレス化について説明する。
近年、ＩＣの製造方法においては、生産の形態が小品種大量生産から多品種少量生産への変遷してきているため、製品の仕込みから完成までの時間を短縮することが要望されている。例えば、ＤＲＡＭのような同一製品を大量に製造する場合におけるＣＶＤ装置においては、ボート２１７へのウエハ２００の装填枚数はボートの最大装填枚数ということになる。しかし、システムＬＳＩ等の多品種少量生産の場合には、ボートへのウエハ２００の装填枚数をボートの最大装填枚数に維持することが困難になり、ボートの最大装填枚数の５０〜７０％の装填率をもって処理したり、甚だしき場合には２枚や３枚のウエハを処理したりする必要が発生する。
このような場合においては、一回の処理作業（以下、バッチという。）相互間の成膜のばらつきを抑制するために、各バッチ間の処理条件を同一に制御することが、一般的に実施されている。例えば、一回のバッチで処理すべきウエハ（以下、製品ウエハという。）の枚数が減少した場合には、製品とならないウエハ（以下、ダミーウエハという。）を減少した枚数分の製品ウエハの代わりに補充することにより、枚数が減少したバッチの処理条件を枚数が減少しない時のバッチの処理条件と同一に制御することが、実施されている。
【００４７】
本実施の形態によれば、成膜ガス供給量が全てのウエハに対して均等になるので、成膜処理する際、成膜不要なダミーウエハを処理室２０１に充填する目的で入れる必要が無く（ダミーレス化）、成膜処理する製品ウエハが存在するガス導入区画部のみに成膜ガスを流し、それ以外のガス導入区画部にはダミーウエハは充填せずにパージガスをガス導入区画部から流し、全体のガス流量を調整し成膜することが可能となる。また、ガス導入区画部ごとにガス導入を行い、それぞれに流量制御手段を設け、ガス導入流量を制御することにより、より区画ごとでの成膜を管理することができる。
これにより、成膜ガス使用量を低く抑え、充填目的のダミーウエハが不要となるため、運用コスト（ランニングコスト）を大幅に下げる事が出来る。また、ガス排気区画部ごとに排気を行い、それぞれに自動圧力制御手段を設け自動圧力制御（ＡＰＣ）することにより、より区画ごとでの成膜を管理することができる。
【００４８】
また、ボートへのウエハ２００の装填率が低い場合、ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向するウエハ処理空間位置にウエハ２００が配置される場合には処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈから処理ガスを導入し、ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向するウエハ処理空間位置にウエハ２００が配置されない場合には不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈから不活性ガスを導入することができるので、処理ガスの使用量を低減できる。すなわち、ウエハが配置されない位置のガス導入管の区画部からは、処理ガスではなく、不活性ガスを供給するので、当該区画部の反応管内の反応生成物の付着・堆積を抑制できる。したがって、例えば反応生成物の付着・堆積が顕著に起こるＳｉ3Ｎ4成膜等を行う場合であっても本実施の形態は有効である。
【００４９】
《本発明の別な実施の形態》
本発明は上述した実施の形態に限定されず、別な実施の形態が種々考えられる。
【００５０】
《処理区画壁の形状、配置や個数》
上述した実施の形態では、ボートに設けた処理区画壁を円板状とし、ボートにおける配置や個数を例示したが、そのような処理区画壁の形状、配置や個数に限定されない。
【００５１】
《組立てボート》
また、上述した実施の形態では、ボート２１を一体物としたが、処理区画部単位で分解可能な組立体としてもよい。例えば、ボート２１７をボート構成要素の積層体とする。一つのボート構成要素の上に他のボート構成要素を順次載せていくように、複数のボート構成要素を配置してボートを組立てる。
【００５２】
例えば、図５に示す第２の実施の形態のように、ボート２１７は、その基本構成は既述したものと同じである。ボート２１７は、ボート２１７を高さ方向に複数分割した同一形状のボート構成要素２９０からなる。ボート構成要素は、ウエハ２００の外周部を支持するよう略円筒状に並べられた複数本の短柱２９０ａと、複数本の短柱２９０ａ間上部を閉じる略円板状の天板２９０ｂと、複数本の短柱２９０ａ間下部を閉じる略円板状の底板２９０ｃとを有する。なお、複数本の短柱２９０ａの側面には、ウエハ２００の外周部を支持するための複数の基板支持部としての溝が切ってある。
【００５３】
一つのボート構成要素２９０の上に他のボート構成要素を載せたとき、一つのボート構成要素２９０の天板２９０ｂと他のボート構成要素の底板２９０ｃとが係合するように、天板２９０ｂに凸状の係合部２９１を設け、底板２９０ｃに凹状の被係合部２９２とを設ける。なお、天板２９０ｂに被係合部２９２を設け、底板２９０ｃに係合部２９１を設けるようにしてもよい。また、ボート構成要素２９０の短柱２９０ａを順次繋いで行くために、一つのボート構成要素の短柱２９０ａの上部と、他のボート構成要素の短柱２９０ａの下部とがはめ込み式となるように、短柱２９０ａ上部にくり貫き孔を設け、短柱２９０ａ下部には底板２９０ｃの下面よりも突出してくり貫き孔にはめ込まれる突出部を設ける。なお、短柱２９０ａ上部に突出部を設け、短柱２９０ａ下部にくり貫き孔を設けるようにしてもよい。
【００５４】
上述した天板２９０ｂ及び底板２９０ｃが処理区画壁を構成する。一つのボート構成要素２９０の上に他のボート構成要素２９０を順次載せていくと、積層体構造のボートが組立てられる。組立てられたボートの底板２９０ｃと天板２９０ｂとを除いたボート中間部の処理区画壁は、一つのボート構成要素２９０の天板２９０ｂと、その上に乗る他のボート構成要素２９０の底板２９０ｃとの２枚構造となる。
【００５５】
このようにボートを複数のボート構成要素２９０から構成し、ボート構成要素２９０の積層により、ボート構成要素２９０間の境界となる天板２９０ｂ及び底板２９０ｃによって、ボートを区画化することも可能である。この実施の形態によれば、ウエハ処理枚数に応してボート構成要素の積層数を容易に変更することができる。
【００５６】
《ガス排気管》
また、上記実施の形態では、反応管の側面にガス導入管のみならずガス排気管も設けるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示す第３の実施の形態のように、反応容器が反応管２０３とマニホールド２０９とから構成されているような場合、ガス導入管２３０は反応管２０３の側面に設け、ガス排気管２３１はマニホールド２０９に設けるようにしてもよい。この場合において、反応管２０３の側面に設けられたガス導入管２３０にウエハ２００の処理面に対して垂直方向に複数に区画されるよう導入管区画壁２２８を備えることが好ましい。
【００５７】
《処理区画壁》
また、上述した実施の形態では、ボート２１７に設けた各処理区画壁２２１は、ボート２１７の底板２１７ｃ及び天板２１７ｂと略同じ径をもつ円板状に形成しているが、本発明は、これに限定されない。処理区画壁は、少なくともウエハのサイズより大きくし、また好ましくは、ボートの支柱を囲むように支柱の外周側より大きくなればよい。この場合、ボートの処理区画壁の径を大きくする代りに、ガス導入管２３０および／ないしガス排気管２３１の区画壁を突出させてもよい。
【００５８】
図７は、そのようなガス導入管２３０および／ないしガス排気管２３１の区画壁を突出させるようにした第４の実施の形態を示している。
ボートの処理区画壁２２１と導入管区画壁２２８とを略同じ高さに配置した上で、導入管区画壁２２８は反応管２０３の内壁面より内側に突き出す突出部２２８ａを有する。また、ボート２１７の処理区画壁２２１と排気管区画壁２２９とを略同じ高さに配置した上で、排気管区画壁２２９は反応管２０３の内壁面より径方向内方に突き出す突出部２２９ａを有する。
ボート２１７に設けた処理区画壁２２１を複数の支柱２１７ａの外周側より外側にまで延在し形成してもよいが、導入管区画壁２２８又は／及び排気管区画壁２２９を反応管２０３の内壁面より径方向内方に突き出す突出部２２８ａ、２２９ａを有するようにすれば、反応管の構造が容易になる。
【００５９】
本発明の好ましい態様を付記する。
第１の態様の基板処理装置によれば、基板の処理面に対して垂直方向に複数枚配置するよう基板保持具で基板を支持しつつ処理可能な処理室を内部に有する略筒状の反応管と、該反応管の外周を囲うように設けられる略筒状の加熱装置とを備え、前記反応管の側面にはガス導入管が設けられており、前記基板保持具は、該基板保持具を前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画するように設けられる区画壁と、該区画壁により複数に区画される前記基板保持具それぞれに複数の基板を支持可能なように設けられる複数の基板支持部とを有している基板処理装置が提供される。
【００６０】
これによれば、基板保持具に基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画する区画壁を設けたので、基板間にガスを均等に流すことができ、ローディングエフェクトを防止することができる。また区画内外への不要なガス流れが抑制されるので、処理に適正な使用ガス流量を得ることができる。したがって、一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を向上することができる。
【００６１】
また、第２の態様によれば、基板の処理面に対して垂直方向に複数枚配置するよう基板保持具で基板を支持しつつ処理可能な処理室を内部に有する略筒状の反応管と、該反応管の外周を囲うように設けられる略筒状の加熱装置とを備え、前記反応管の側面にはガス導入管が設けられており、前記基板保持具は、該基板保持具を前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画するように設けられる区画壁と、該区画壁により複数に区画される前記基板保持具それぞれに複数の基板を支持可能なように設けられる複数の基板支持部とを有している基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、前記反応管内に基板を搬入する工程と、前記ガス導入管からガスを前記反応管内に導入する工程と、前記区画壁に区画された基板保持具をガスが通過する工程と、前記反応管内を前記加熱装置により加熱し基板を処理する工程と、前記反応管内のガスを排気する工程と、前記反応管内から基板を搬出する工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。
これによれば、区画間のローディングエフェクトを防止し、基板間にガスを均等に流し、一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を向上することができる。
【００６２】
第１の態様において、好ましくは、前記ガス導入管には、前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画されるよう導入管区画壁をさらに備えており、前記基板保持具の区画壁と前記導入管区画壁とは同数設けられているとよい。
導入管区画壁を備え、基板保持具区画壁と導入管区画壁とが同数設けられているので、ローディングエフェクトを一層防止し、基板間にガスをより均等に流し、一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を一層向上することができる。
【００６３】
この場合において、好ましくは、前記基板保持具の区画壁と前記導入管区画壁とが略同じ高さに配置されているとよい。
基板保持具の区画壁と前記導入管区画壁とが略同じ高さに配置されているので、一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を一層向上することができる。
さらに好ましくは、前記基板保持具の区画壁と前記導入管区画壁との厚さが略同じ厚さに形成されているとよい。一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を一層向上することができる。
【００６４】
また第１の態様において、好ましくは前記反応管の側面にはさらにガス排気管が設けられており、前記ガス排気管には、前記基板の処理面に対して垂直方向に複数に区画されるよう排気管区画壁をさらに備えており、前記基板保持具の区面壁と前記排気管区画壁とは同数設けられているとよい。
一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を一層向上することができる。
より好ましくは、前記基板保持具の区画壁と前記排気管区画壁とが略同じ高さに配置されているとよい。一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を一層向上することができる。
さらに好ましくは、前記基板保持具の区画壁と前記排気管区画壁との厚さが略同じ厚さに形成されているとよい。一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を一層向上することができる。
【００６５】
また、第１の態様において、好ましくは、前記基板保持具は、基板を支持するよう基板を処理面に対して垂直方向に複数本設けられる支柱と、前記基板保持具の区画壁は前記複数の支柱の外周側より外側にまで延在し形成されているとよい。
一度に成膜する多数の基板の面内・面間の膜厚均一性を一層向上することができる。少なくともウエハのサイズより大きくし、また好ましくは、ボートの支柱を囲むように支柱の外周側より大きくする。この場合において、基板保持具の区画部を大きくしてもよい。例えば、基板保持具底板および天板と同じ径の板が区画化していてもよい。または、ガス導入部および／ないしガス排気部の区画壁を突出させてもよい。
【００６６】
また、基板保持具の区画壁を前記複数の支柱の外周側より外側にまで延在し形成する代りに、前記導入管区画壁は前記反応管の内壁面より内側に突き出す突出部を有するようにしてもよい。
基板保持具の区画壁を複数の支柱の外周側より外側にまで延在し形成してもよいが、導入管区画壁は前記反応管の内壁面より内側に突き出す突出部を有するようにすれば、構造が容易になる。
また、この場合において、前記排気管区画壁は前記反応管の内壁面より内側に突き出す突出部を有するとよい。基板保持具の区画壁を複数の支柱の外周側より外側にまで延在し形成してもよいが、導入管区画壁は前記反応管の内壁面より内側に突き出す突出部を有するようにすれば、構造が容易になる。
【００６７】
また、第１の態様において、前記ガス導入管の複数の区画部それそれの上流側に処理ガス供給部および不活性ガス供給部が接続されており、前記反応管内で基板を処理する際に、該区画部に対向する位置に基板が配置される場合には前記処理ガス供給部から処理ガスを供給し、該区画部に対向する位置に基板が配置されない場合には前記不活性ガス供給部から不活性ガスを供給するガス制御部をさらに備えているとよい。
基板が配置されない位置のガス導入管の対向区画部からは、処理ガスではなく、不活性ガスをガス制御部により供給するので、反応管内の反応生成物付着・堆積を抑制できる。成膜に必要な使用ガス流量の無駄を低減させる。
【実施例】
【００６８】
《実施の形態の処理炉が適用される実施例の説明》
図８は本発明の実施の形態で好適に用いられる一実施例の基板処理装置の処理炉２０２の概略構成図である。処理炉の基本的構成要素は、図１を用いて説明した第１の実施の形態の処理炉の対応する構成要素と同じであり、したがって、ここでは繰り返し述べることは避け、主に、ガス導入系・ガス排気系、ヒータ系、制御系について述べる。
【００６９】
《ガス導入系》
ガス導入管２３０の複数のガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈのそれぞれの上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ａ〜２４１ｈを介して、処理ガス、例えば成膜ガスを供給する処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈ、および不活性ガス、例えばＮ2ガスを供給する不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈが接続されている。ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈには、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
上述したＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈにより、反応管２０３内でウエハ２００を処理する際に、ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向する位置にウエハ２００が配置される場合には、処理ガス供給部２４９ａ〜２４９ｈから処理ガスを供給し、ガス導入区画部２３０ａ〜２３０ｈに対向する位置にウエハ２００が配置されない場合には、不活性ガス供給部２５０ａ〜２５０ｈから不活性ガスを供給するようになっている。ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈが、既述したガス制御部を構成する。
【００７０】
《ガス排気系》
ガス排気管２３１の複数のガス排気区画部２３１ａ〜２３１ｈのそれぞれの下流側には、圧力検出器としての圧力センサ２４５ａ〜２４５ｈ、および圧力調整装置２４２ａ〜２４２ｈを介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６ａ〜２４６ｈが接続され、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２ａ〜２４２ｈおよび圧力センサ２４５ａ〜２４５ｈには、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５ａ〜２４５ｈにより検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２ａ〜２４２ｈにより処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００７１】
《ヒータ系》
ヒータ２０６の断熱体２６０は、略筒状の側壁断熱材２６４と、側壁断熱材２６４の上部を閉じる円形の天井断熱材２６５とから構成される。
第一の発熱体２６６としてのヒータ素線２６６ａは、側壁断熱材２６４と反応管２０３との間に設けられる。ヒータ素線２６６ａはジグザグ状に形成してあり、従来と同様に、縦方向にゾーン分割された各ゾーンの側壁断熱材２６４の内壁に添ってリング状に設けられる。
第二の発熱体２６７としてのガス導入管用側壁加熱体２６７ａは、ガス導入管用切欠部２６１ａとガス導入管２３０との間に設けられる。ガス導入管用側壁加熱体２６７ａはガス導入管用切欠部２６１ａの内側壁に添って設けられる。
第三の発熱体２６８としてのガス排気管用側壁加熱体２６８ａは、ガス排気管用切欠部２６２ａとガス排気管２３１との間に設けられる。ガス排気管用側壁加熱体２６８ａはガス排気管用切欠部２６２ａの内側壁に添って設けられる。
ガス導入管用側壁加熱体２６７ａおよびガス排気管用側壁加熱体２６８ａは、少なくともガス導入管２３０またはガス排気管２３１の近傍の切欠部内壁に敷き詰められるように設けられる。ガス導入管用切欠部２６１ａまたはガス排気管用切欠部２６２ａの一方の側壁に設けるだけでなく、対向する両内側壁に設けるのが好ましく、ガス導入管用切欠部２６１ａまたはガス排気管用切欠部２６２ａの内上壁にも設けるのがより好ましい。
ガス導入管用側壁加熱体２６７ａおよびガス排気管用側壁加熱体２６８ａは、ヒータ素線２６６ａのゾーン分割された各ゾーンにまたがって設けられることになる。そのため、ガス導入管用側壁加熱体２６７ａおよびガス排気管用側壁加熱体２６８ａに電力を供給する電源は、ヒータ素線２６６ａに電力を供給する電源とは別の電源としてある。
【００７２】
《制御系》
処理炉の制御系には、次に説明するように、温度制御とその他の制御がある。
《温度制御》
反応管２０３の外側近傍には、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と温度センサ２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、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することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
また、ガス導入管用切欠部２６１ａには、温度検出器としての温度センサ２６９が設置されている。ガス導入管用側壁加熱体２６７ａと温度センサ２６９には、温度制御部２３８が電気的に接続されており、温度センサ２６９により検出された温度情報に基づきガス導入管用側壁加熱体２６７ａへの通電具合を調整することによりガス導入管２３０内の温度が所望の温度となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００７３】
さらに、ガス排気管用切欠部２６２ａには、温度検出器としての温度センサ２７０が設置されている。ガス排気管用側壁加熱体２６８ａと温度センサ２７０には、温度制御部２３８が電気的に接続されており、温度センサ２７０により検出された温度情報に基づきガス排気管用側壁加熱体２６８ａへの通電具合を調整することによりガス排気管２３１内の温度が所望の温度となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
温度制御部２３８は、上述したヒータ素線２６６ａ、ガス導入管用側壁加熱体２６７ａ、及びガス排気管用側壁加熱体２６８ａをそれぞれ別系統で制御するように構成されている。
回転機構２５４及びボートエレベータには、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００７４】
《その他の制御》
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
以上のようにして実施例による処理炉２０２が構成される。
【００７５】
《処理条件の一例》
なお、一例まで、実施例の処理炉にてウエハを処理する際の処理条件としては、例えば、Ｓｉ3Ｎ4膜の成膜においては、処理圧力３０Ｐａ〜１００Ｐａ、ガス種ジクロルシランガス（ＳｉＨ2Ｃｌ2）、アンモニアガス（ＮＨ3）、各区画部のガス供給流量ＳｉＨ2Ｃｌ2０．１ｓｃｃｍ、ＮＨ3０．５ｓｃｃｍが例示される。また、ヒータ素線２６６ａによって加熱される反応管２０３内の処理温度７６０℃、ガス導入管用側壁加熱体２６７ａによって加熱されるガス導入管２３０内の温度３００℃、また、ガス排気管用側壁加熱体２６８ａによって加熱されるガス排気管２３１の温度３００℃が例示される。
それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウエハに処理がなされる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態である縦型半導体製造装置の概略側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態である縦型半導体製造装置の要部拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態である縦型半導体製造装置の概略平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態である縦型半導体製造装置の要部拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態であるボートの概略側面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態である縦型半導体製造装置の概略側面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態である縦型半導体製造装置の要部拡大図である。
【図８】本発明の一実施例である縦型半導体製造装置の概略側面図である。
【図９】第１の実施の形態に対する比較例である縦型半導体製造装置の概略側面図である。
【図１０】第１の実施の形態に対する比較例である縦型半導体製造装置の要部拡大図である。
【図１１】第１の実施の形態に対する比較例である縦型半導体製造装置の概略平面図である。
【符号の説明】
【００７７】
２００    ウエハ（基板）
２１７    ボート（基板保持具）
２０１    処理室
２０３    反応管
２０６    ヒータ（加熱装置）
２３０    ガス導入管
２３１    ガス排気管
２２８    ガス導入管区画壁
２２９    ガス排気管区画壁
２２１    処理区画壁
【図１】
2008166321.tif 000003
【図２】
2008166321.tif 000004
【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】
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【図１１】
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