(57)【要約】【課題】  基板を降温させる際の放熱を促進させて基板処理の生産性を向上させたり、成膜時における処理室内での異物の発生を抑制して基板処理の品質を向上させたりする。【解決手段】  基板を処理する処理室と、処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、処理室内で基板保持体を下方側から支持する断熱部と、処理室内で基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、加熱部を加熱する加熱部と、少なくとも処理室内の断熱部の収容領域に所定のガスを供給するガス供給系と、を備える。【選択図】図２
2012174782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
少なくとも前記処理室内の前記断熱部の収容領域に所定のガスを供給するガス供給系と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
前記処理室内の前記基板の収容領域に少なくとも成膜ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記処理室内の前記断熱部の収容領域に少なくとも冷却ガスを供給する第２ガス供給部と、
少なくとも前記加熱部、前記第１ガス供給部及び前記第２ガス供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱部による加熱を開始させて前記基板を所定温度に昇温させ、前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始させて前記基板上に所定の薄膜を形成させた後、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部からの成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記第２ガス供給部による冷却ガスの供給を開始させて前記基板を降温させる
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
前記処理室内の前記基板の収容領域に成膜ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記処理室内の前記断熱部の収容領域に少なくとも成膜阻害ガスを供給する第２ガス供給部と、
少なくとも前記加熱部、前記第１ガス供給部及び前記第２ガス供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱部による加熱を開始させて前記基板を所定温度に昇温させ、前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始させて前記基板上に所定の薄膜を形成させる際、前記第２ガス供給部により成膜阻害ガスを供給する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体を処理室内に収容する工程と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部による加熱を開始して前記基板を所定温度に昇温させ、前記処理室内の前記基板の収容領域への第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始して前記基板上に所定の薄膜を形成する工程と、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記処理室内の前記断熱部の収容領域への第２ガス供給部による冷却ガスの供給を開始して前記基板を降温させる工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体を処理室内に収容する工程と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部による加熱を開始して前記基板を所定温度に昇温させ、前記処理室内の前記基板の収容領域への第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始して前記基板上に所定の薄膜を形成する工程と、を有し、
前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内の前記断熱部の収容領域への第２ガス供給部により成膜阻害ガスを供給する
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、基板を処理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】
パワーデバイス用素子材料として、表面に炭化シリコン（ＳｉＣ）膜を成膜させたシリコン（Ｓｉ）基板等が注目を浴びている。ＳｉＣ膜は、基板を保持した基板保持体を処理室内に搬入し、誘導加熱等により基板を１５００〜１８００℃に昇温しつつ、シリコン元素を含む成膜ガスと、炭素元素を含む成膜ガスとを処理室内に供給することで形成できる。上記の成膜処理を実施する基板処理装置においては、熱耐性の低い炉口部を保護するため、基板保持体の下方に断熱部を設けていた（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２０１１−００３８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
成膜後の基板は、例えば５００℃程度にまで降温させてから処理室外へと搬出する。このとき、成膜後の基板に低温の冷却ガスを流すことで、基板の降温を促進させることができる。しかしながら、発明者等の鋭意研究によれば、基板保持体の下方に断熱部を設けると、基板の放熱が阻害されてしまい、基板処理の生産性（スループット）が低下してしまう場合があることが分かった。降温促進のために供給された冷却ガスは基板に接触することで高温となるが、係る高温のガスが断熱部側に流れ込むことで断熱部の温度を上昇させてしまう。これにより、断熱部を介した基板の放熱が阻害されてしまい、降温の所要時間が増大し、基板処理の生産性が低下してしまうのである。
【０００５】
また、発明者等の鋭意研究によれば、基板保持体の下方に断熱部を設けると、処理室内における異物（パーティクル）の発生量が増加し、基板処理の品質を低下させてしまう場合があることが分かった。成膜中の断熱体の温度は基板温度よりも比較的低温であるため、断熱部の表面には、断熱部側に流れ込んだ成膜ガスや反応生成物等が吸着しやすくなる。そして、断熱部表面に堆積した吸着物が剥がれることで、処理室内にパーティクルを発生させ、基板処理の品質を低下させてしまうのである。
【０００６】
そこで本発明の一つの目的は、基板を降温させる際の放熱を促進させ、基板処理の生産性を向上させ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にある。また、本発明の他の目的は、成膜時における処理室内での異物の発生を抑制し、基板処理の品質を向上させ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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
少なくとも前記処理室内の前記断熱部の収容領域に所定のガスを供給するガス供給系と
、を備える
基板処理装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
前記処理室内の前記基板の収容領域に少なくとも成膜ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記処理室内の前記断熱部の収容領域に少なくとも冷却ガスを供給する第２ガス供給部と、
少なくとも前記加熱部、前記第１ガス供給部及び前記第２ガス供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱部による加熱を開始させて前記基板を所定温度に昇温させ、前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始させて前記基板上に所定の薄膜を形成させた後、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部からの成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記第２ガス供給部による冷却ガスの供給を開始させて前記基板を降温させる
基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
前記処理室内の前記基板の収容領域に成膜ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記処理室内の前記断熱部の収容領域に少なくとも成膜阻害ガスを供給する第２ガス供給部と、
少なくとも前記加熱部、前記第１ガス供給部及び前記第２ガス供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱部による加熱を開始させて前記基板を所定温度に昇温させ、前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始させて前記基板上に所定の薄膜を形成させる際、前記第２ガス供給部により成膜阻害ガスを供給する
基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体を処理室内に収容する工程と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部による加熱を開始して前記基板を所定温度に昇温させ、前記処理室内の前記基板の収容領域への第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始して前記基板上に所定の薄膜を形成する工程と、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記処理室内の前記断熱部の収容領域への第２ガス供給部による冷却ガスの供給を開始して前記基板を降温させる工程と、を有する
半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明の更に他の態様によれば、
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体を処理室内に収容する工程と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部による加熱を開始して前記基板を所定温度に昇温させ、前記処理室内の前記基板の収容領域への第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始して前記基板上に所定の薄膜を形成する工程と、を有し、
前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内の前記断熱部の収容領域への第２ガス供給部により成膜阻害ガスを供給する
半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
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、基板を降温させる際の放熱を促進させて基板処理の生産性を向上させたり、成膜時における処理室内での異物の発生を抑制して基板処理の品質を向上させたりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態態に係る処理炉の側面断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る処理炉の上面断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るコントローラのブロック構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る処理炉及びその周辺構造の略図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る基板処理工程を実施する際のボート位置を例示する模式図であり、（ａ）は搬入前、（ｂ）は昇温中及び成膜中、（ｃ）は降温中、（ｄ）は搬出中、（ｅ）は搬出完了後の様子をそれぞれ示している。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るガス供給シーケンスを例示するグラフ図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る第２ガス供給部が備えるノズルを示す図であり、（ａ）は側面断面図を、（ｂ）は斜視図を示している。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る第２ガス供給部が備えるノズルを示す図であり、（ａ）は側面断面図を、（ｂ）は斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜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。
【００１５】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態に係る基板処理装置１０の構成について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理装置１０の斜視図である。図２は、本実施形態態に係る処理炉４０の側面断面図である。図３は、本実施形態に係る処理炉４０の上面断面図である。図４は、本実施形態に係るコントローラ１５２のブロック構成図である。図５は、本実施形態に係る処理炉４０及びその周辺構造の略図である。
【００１６】
＜全体構成＞
図１に示すように、基板処理装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置として構成されている。基板処理装置１０は、内部に処理炉４０などの主要部が設けられる筐体１２を備えている。筐体１２内への基板搬送容器（ウエハキャリア）としては、ポッド１６が用いられる。ポッド１６内には、Ｓｉ又はＳｉＣ等により構成された基板としてのウエハ１４が、例えば２５枚収納されるように構成されている。筐体１２の正面側には、ポッドステージ１８が配置されている。ポッド１６は、蓋が閉められた状態でポッドステージ１８上に載置されるように構成されている。
【００１７】
筐体１２内の正面側（図１の右側）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が設けられている。ポッド搬送装置２０の近傍には、ポッド載置棚２２、ポッドオープナ２４及びウエハ枚数検出器２６が設けられている。ポッド載置棚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。ウエハ枚数検出器２６は、ポッドオープナ２４に隣接して設けられる。ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８とポッド載置棚２２とポッドオープナ２４との間でポッド１６を搬送するように構成されている。ポッドオープナ２４は、ポッド１６の蓋を開けるように構成されている。ウエハ枚数検出器２６は、蓋を開けられたポッド１６内のウエハ１４の枚数を検知するように構成されている。
【００１８】
筐体１２内には、ウエハ移載機２８、基板保持体としてのボート３０が設けられている。ウエハ移載機２８は、アーム（ツィーザ）３２を有している。そして、図示しない駆動手段により、アーム３２の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枚のウエハを同時に取り出すことができるように構成されている。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とボート３０との間にて、ウエハ１４が搬送されるように構成されている。
【００１９】
ボート３０は、例えばカーボングラファイトやＳｉＣ等の耐熱性材料により構成されている。ボート３０は、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。
【００２０】
ボート３０の下部には、ボート３０を下方側から支持する断熱部としてのボート断熱部３４が設けられている（図２参照）。ボート断熱部３４は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料等により、例えば中空の円筒形状に構成されている。ボート断熱部３４は、加熱されたボート３０（ウエハ１４）からの熱を処理炉４０の下方側に伝え難くする断熱機構として機能する。なお、ボート断熱部３４が備える中空領域内には、所定の冷却ガス（熱交換ガス）として例えばＮ２ガスやＡｒガス等の不活性ガスが供給されるように構成されていてもよい。なお、ボート断熱部３４は、上述の形態に限らず、例えばＳｉＯ２やＳｉＣ等からなる中空の円筒部材が多段に積層されるように構成されていてもよく、また、ＳｉＯ２やＳｉＣ等からなる円盤状の断熱板が垂直方向に多段に積層されるように構成されていてもよい。
【００２１】
筐体１２内の背面側上部には、処理炉４０が設けられている。処理炉４０内には、複数枚のウエハ１４を装填したボート３０が下方から搬入されるように構成されている。処理炉４０の下方には、ボート３０を収容して待機させる予備室としてのロードロック室１１０が設けられている（図５参照）。なお、処理炉４０の開口部（炉口）は、炉口シャッタ２１９ａ（図６参照）により開閉されるよう構成されている。
【００２２】
＜処理炉の構成＞
図２及び図３は、ウエハ１４上にＳｉＣ膜を成膜する処理炉４０の側面断面図及び上面断面図である。
【００２３】
（反応容器）
図２及び図３に示すように、処理炉４０は反応管４２を備えている。反応管４２は、石英または炭化珪素等の耐熱材料により構成されている。反応管４２は、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内の筒中空部には、反応室である処理室４４が形成されている。処理室４４は、ボート３０によって水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態でウエハ１４を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。
【００２４】
反応管４２の下方には、反応管４２と同心円状にマニホールド４３が設けられている。マニホールド４３は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等により構成されている。マニホールド４３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４３は、反応管４２を下方から支持するように設けられている。マニホールド４３と反応管４２との間には、シール部材としてのＯリングが設けられている。マニホールド４３が図示しない保持体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。主に、反応管４２とマニホールド４３とにより反応容器が形成されている。
【００２５】
（加熱部）
処理炉４０は、誘導加熱により加熱される被誘導加熱体４８と、誘導加熱部（磁場発生部）としての誘導コイル５０と、を備えている。被誘導加熱体４８は、例えばカーボン等の導電性耐熱材料で構成されており、処理室４４内に収容されたボート３０を囲うように、すなわちウエハ１４の収容領域を囲うように設けられている。被誘導加熱体４８は、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。誘導コイル５０は、絶縁耐熱材料により構成されたコイル支持体５０ａにより支持され、反応管４２の外周を囲うように設けられている。誘導コイル５０には、図示しない交流電源から、例えば１０〜１００ｋＨｚ、１０〜２００ｋＷの交流電力が供給されるように構成されている。誘導コイル５０に交流電流を流すことで発生する交流磁場により、被誘導加熱体４８に誘導電流（渦電流）が流れ、ジュール熱により被誘導加熱体４８が発熱するように構成されている。被誘導加熱体４８が発熱することで、被誘導加熱体４８から発せられる輻射熱により、ボート３０に保持されたウエハ１４や処理室４４内が、所定の成膜温度、例えば１５００℃〜１８００℃の温度に加熱されるように構成されている。
【００２６】
被誘導加熱体４８の近傍には、処理室４４内の温度を検出する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、後述する温度制御部５２（図４参照）が電気的に接続されている。温度制御部５２は、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への通電具合を調節することにより、処理室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。
【００２７】
主に、被誘導加熱体４８、誘導コイル５０、コイル支持体５０ａ、図示しない交流電源、図示しない温度センサ、及び断熱体５４により、本実施形態に係る加熱部が構成されている。
【００２８】
なお、被誘導加熱体４８と反応管４２との間には、断熱体５４が設けられている。断熱体５４は、例えば誘導加熱され難い材料であるカーボンフェルト等により構成されている。断熱体５４は、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。断熱体５４を設けることにより、被誘導加熱体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。
【００２９】
また、誘導加熱部としての誘導コイル５０の外側には、誘導コイル５０の外側を囲うように遮蔽板１００が設けられている。遮蔽板１００の外側には、遮蔽板１００を囲うように筐体１２が設けられている。遮蔽板１００は、例えばＣｕ（銅）等の導電性材料により構成されている。遮蔽板１００が設けられることで、誘導コイル５０に交流電流を流した際に、筐体１２が備える導電性部材に誘導電流が流れてしまうことを抑制することができる。
【００３０】
（第１ガス供給部）
マニホールド４３の側壁には、成膜ガスとしてのシリコン含有ガス、第１冷却ガス、第３冷却ガス及びパージガスをウエハ１４の収容領域に供給するノズル６０と、成膜ガスと
しての炭素含有ガス、第１冷却ガス、第３冷却ガス及びパージガスをウエハ１４の収容領域に供給するノズル７０と、が設けられている。シリコン含有ガスとしては例えばシラン（ＳｉＨ４）ガスを、炭素含有ガスとしては例えばプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガスを、第１冷却ガスとしては例えば水素（Ｈ２）ガスを、第３冷却ガス及びパージガスとしては例えばアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスや窒素（Ｎ２）ガス等を用いることができる。
【００３１】
ノズル６０，７０は、それぞれ例えばカーボングラファイトにより棒状に構成されている。ノズル６０，７０の下流側は、被誘導加熱体４８とボート３０の搬入予定領域との間にそれぞれ配設されている。
【００３２】
ノズル６０の下流側の側部には、積層されたウエハ１４間（ウエハ１４の収容領域）の側方から水平方向にガスを供給するガス供給口６０ａが複数開設されている。なお、ノズル６０は、ウエハ１４の収容領域にガスを供給するが、ウエハ１４の収容領域よりも下方側のボート断熱部３４にはガスを直接供給しないように構成されている。ノズル６０の上流端には、ガス供給管２６０の下流端が接続されている。ガス供給管２６０の上流側には、ＳｉＨ４ガス供給管２６１の下流端、Ｈ２ガス供給管２６２の下流端、及びＡｒガス供給管２６３の下流端がそれぞれ接続されている。ＳｉＨ４ガス供給管２６１には、上流側から順に、ＳｉＨ４ガス供給源２６１ａ、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２６１ｂ、バルブ２６１ｃが設けられている。Ｈ２ガス供給管２６２には、上流側から順に、Ｈ２ガス供給源２６２ａ、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２６２ｂ、バルブ２６２ｃが設けられている。Ａｒガス供給管２６３には、上流側から順に、Ａｒガス供給源２６３ａ、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２６３ｂ、バルブ２６３ｃが設けられている。
【００３３】
ノズル７０の下流側の側部には、積層されたウエハ１４間（ウエハ１４の収容領域）の側方から水平方向にガスを供給するガス供給口７０ａが複数開設されている。なお、ノズル７０は、ウエハ１４の収容領域にガスを供給するが、ウエハ１４の収容領域よりも下方側のボート断熱部３４にはガスを直接供給しないように構成されている。ノズル７０の上流端には、ガス供給管２７０の下流端が接続されている。ガス供給管２７０の上流側には、Ｃ３Ｈ８ガス供給管２７１の下流端、Ｈ２ガス供給管２７２の下流端、及びＡｒガス供給管２７３の下流端がそれぞれ接続されている。Ｃ３Ｈ８ガス供給管２７１には、上流側から順に、Ｃ３Ｈ８ガス供給源２７１ａ、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２７１ｂ、バルブ２７１ｃが設けられている。Ｈ２ガス供給管２７２には、上流側から順に、Ｈ２ガス供給源２７２ａ、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２７２ｂ、バルブ２７２ｃが設けられている。Ａｒガス供給管２７３には、上流側から順に、Ａｒガス供給源２７３ａ、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２７３ｂ、バルブ２７３ｃが設けられている。
【００３４】
バルブ２６１ｃ，２６２ｃ，２６３ｃ，２７１ｃ，２７２ｃ，２７３ｃ、マスフローコントローラ２６１ｂ，２６２ｂ，２６３ｂ，２７１ｂ，２７２ｂ，２７３ｂは、後述するガス流量制御部７８（図４参照）に電気的に接続されている。ガス流量制御部７８は、処理室４４内に供給されるガスの流量が、それぞれ所定のタイミングで所定の流量となるように、バルブ２６１ｃ，２６２ｃ，２６３ｃ，２７１ｃ，２７２ｃ，２７３ｃ、マスフローコントローラ２６１ｂ，２６２ｂ，２６３ｂ，２７１ｂ，２７２ｂ，２７３ｂをそれぞれ制御するように構成されている。
【００３５】
主に、ノズル６０，７０、ガス供給口６０ａ，７０ａ、ガス供給管２６０，２７０、ＳｉＨ４ガス供給管２６１、Ｃ３Ｈ８ガス供給管２７１、Ｈ２ガス供給管２６２，２７２、Ａｒガス供給管２６３，２７３、バルブ２６１ｃ，２６２ｃ，２６３ｃ，２７１ｃ，２７２ｃ，２７３ｃ、マスフローコントローラ２６１ｂ，２６２ｂ，２６３ｂ，２７１ｂ，２
７２ｂ，２７３ｂ、ＳｉＨ４ガス供給源２６１ａ、Ｃ３Ｈ８ガス供給源２７１ａ、Ｈ２ガス供給源２６２ａ，２７２ａ、及びＡｒガス供給源２６３ａ，２７３ａにより、本実施形態に係る第１ガス供給部が構成されている。また、主にノズル６０，７０により、本実施形態に係る第１ノズルが構成されている。
【００３６】
（第２ガス供給部）
マニホールド４３の側壁には、ボート断熱部３４の収納領域に成膜阻害ガス、第２冷却ガス、第４冷却ガス及びパージガスを供給する第２ノズルとしてのノズル９０が少なくとも１本設けられている。成膜阻害ガスとしては例えば塩素含有ガスである塩化水素（ＨＣｌ）ガスを、第２冷却ガスとしては水素（Ｈ２）ガスを、第４冷却ガス及びパージガスとしては例えばアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスや窒素（Ｎ２）ガス等を用いることができる。
【００３７】
ノズル９０は、例えばカーボングラファイトにより棒状に構成されている。ノズル９０の下流側は、被誘導加熱体４８とボート断熱部３４の搬入予定領域との間に配設されている。なお、ノズル９０は、１本に限らず複数本設けてもよい。この場合、複数のノズル９０は、ボート断熱部３４の側壁周方向に沿って所定の間隔を空けて設けることが好ましい。
【００３８】
ノズル９０の下流側の側部には、ボート断熱部３４の側方から水平方向にガスを供給するガス供給口９０ａが複数開設されている。すなわちノズル９０は、ボート断熱部３４にガスを供給するが、ボート断熱部３４より上方のウエハ１４の収容領域にはガスを直接供給しないように構成されている。ノズル９０の上流端には、ガス供給管２９０の下流端が接続されている。ガス供給管２９０の上流側には、ＨＣｌガス供給管２９１の下流端、Ｈ２ガス供給管２９２の下流端、及びＡｒガス供給管２９３の下流端がそれぞれ接続されている。ＨＣｌガス供給管２９１には、上流側から順に、ＨＣｌガス供給源２９１ａ、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２９１ｂ、バルブ２９１ｃが設けられている。Ｈ２ガス供給管２９２には、上流側から順に、Ｈ２ガス供給源２９２ａ、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２９２ｂ、バルブ２９１ｃが設けられている。Ａｒガス供給管２９３には、上流側から順に、Ａｒガス供給源２９３ａ、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２９３ｂ、バルブ２９３ｃが設けられている。
【００３９】
バルブ２９１ｃ，２９２ｃ，２９３ｃ、マスフローコントローラ２９１ｂ，２９２ｂ，２９３ｂは、後述するガス流量制御部７８（図４参照）に電気的に接続されている。ガス流量制御部７８は、処理室４４内に供給されるガスの流量が、それぞれ所定のタイミングで所定の流量となるように、バルブ２９１ｃ，２９２ｃ，２９３ｃ、マスフローコントローラ２９１ｂ，２９２ｂ，２９３ｂをそれぞれ制御するように構成されている。
【００４０】
主に、ノズル９０、ガス供給口９０ａ、ガス供給管２９０、ＨＣｌガス供給管２９１、Ｈ２ガス供給管２９２、Ａｒガス供給管２９３、バルブ２９１ｃ，２９２ｃ，２９３ｃ、マスフローコントローラ２９１ｂ，２９２ｂ，２９３ｂ、ＨＣｌガス供給源２９１ａ、Ｈ２ガス供給源２９２ａ、及びＡｒガス供給源２９３ａにより、本実施形態に係る第２ガス供給部が構成されている。
【００４１】
（パージガス供給部）
マニホールド４３の側壁には、反応管４２と断熱体５４との間にパージガスを供給するノズル８０が設けられている。パージガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスや窒素（Ｎ２）ガス等を用いることができる。
【００４２】
ノズル８０は、例えばカーボングラファイトにより棒状に構成されている。ノズル８０の下流側は、反応管４２と断熱体５４との間に配設されている。ノズル８０の下流端には、ガス供給口８０ａが少なくとも１つ開設されている。ノズル８０の上流端には、ガス供給管２８０の下流端が接続されている。ガス供給管２８０には、上流側から順に、Ａｒガス供給源２８１ａ、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２８１ｂ、バルブ２８１ｃが設けられている。バルブ２８０ｃ、マスフローコントローラ２８０ｂは、後述するガス流量制御部７８（図４参照）に電気的に接続されている。ガス流量制御部７８は、処理室４４内に供給されるガスの流量が、所定のタイミングで所定の流量となるように、バルブ２８０ｃ、マスフローコントローラ２８０ｂを制御するように構成されている。
【００４３】
主に、ノズル８０、ガス供給口８０ａ、ガス供給管２８０、バルブ２８０ｃ、マスフローコントローラ２８０ｂ、及びＡｒガス供給源２８０ａにより、本実施形態に係るパージガス供給部が構成されている。
【００４４】
（排気系）
マニホールド４３の側壁下側には、処理室４４内の雰囲気を排気する排気管２３０の上流端が接続されている。排気管２３０には、上流側から順に、図示しない圧力センサ、圧力調整装置としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２１４、真空ポンプ２２０が設けられている。図示しない圧力センサ、ＡＰＣバルブ２１４、及び真空ポンプ２２０は、後述する圧力制御部９８（図４参照）に電気的に接続されている。圧力制御部９８は、圧力センサで測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２１４の開度をフィードバック制御することで、処理室４４内の圧力が所定のタイミングで所定の圧力となるよう制御する。
【００４５】
主に、排気管２３０、図示しない圧力センサ、ＡＰＣバルブ２１４、及び真空ポンプ２２０により、本実施形態に係る排気系が構成されている。
【００４６】
上述のように構成されることで、第１ガス供給部から供給された成膜ガス（シリコン含有ガス、炭素含有ガス）、第１冷却ガス、及び第３冷却ガスは、それぞれ、ウエハ１４の表面に対して平行に流れた後、処理室４４内を下方に向かい、ボート断熱部３４の側壁に沿って流れ、排気管２３０から排気される。
【００４７】
また、第２ガス供給部から供給された成膜阻害ガス、第２冷却ガス、及び第４冷却ガスは、それぞれ、処理室４４内のボート断熱部３４の側壁に供給された後、排気管２３０から排気される。
【００４８】
また、パージガス供給部から供給されたパージガスは、反応管４２と断熱体５４との間を流れ、排気管２３０から排気される。
【００４９】
＜処理炉の周辺構造＞
続いて、上述の処理炉４０の周辺構造について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る処理炉４０及びその周辺構造の略図である。
【００５０】
上述したように、処理炉４０の下方には、予備室としてのロードロック室１１０が設けられている。ロードロック室１１０には、ロードロック室１１０内に第５冷却ガスを供給する第３ガス供給部、処理炉４０内とロードロック室１１０内との間でボート３０を搬送するボートエレベータ等が設けられている。なお、ロードロック室１１０内は、図示しない排気系により排気されるように構成されている。
【００５１】
（第３ガス供給部）
ロードロック室１１０の側壁には、ロードロック室１１０内のウエハ１４の収容領域に第５冷却ガス及びパージガスを供給するノズル３００が設けられている。第５冷却ガス及びパージガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスや窒素（Ｎ２）ガス等を用いることができる。
【００５２】
ノズル３００は、例えばカーボングラファイトにより棒状に構成されている。なお、ノズル３００は、１本に限らず複数本設けてもよい。この場合、ノズル３００は、ボート３０及びボート断熱部３４の側壁周方向に沿って所定の間隔を空けて設けることが好ましい。
【００５３】
ノズル３００の下流側の側部には、ウエハ１４の収容領域の側方から水平方向にガスを供給するガス供給口３００ａが複数開設されている。なお、ノズル３００は、ウエハ１４の収容領域のみならず、ウエハ１４の収容領域よりも下方側のボート断熱部３４にもガスを供給するように構成されている。ノズル３００の上流端には、ガス供給管３０１の下流端が接続されている。ガス供給管３０１には、上流側から順に、Ａｒガス供給源３０１ａ、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３０１ｂ、バルブ３０１ｃが設けられている。
【００５４】
バルブ３０１ｃ、マスフローコントローラ３０１ｂは、後述するガス流量制御部７８（図４参照）に電気的に接続されている。ガス流量制御部７８は、ロードロック室１１０内に供給されるガスの流量が、所定のタイミングで所定の流量となるように、バルブ３０１ｃ、マスフローコントローラ３０１ｂを制御するように構成されている。
【００５５】
主に、ノズル３００、ガス供給口３００ａ、ガス供給管３０１、バルブ３０１ｃ、マスフローコントローラ３０１ｂ、及びＡｒガス供給源３０１ａにより、本実施形態に係る第３ガス供給部が構成されている。
【００５６】
また、処理室４４内にガスを供給する上述の第１ガス供給部、第２ガス供給部及びパージガス供給部と、ロードロック室１１０内にガスを供給する第３ガス供給部とにより、本実施形態に係るガス供給系が構成されている。
【００５７】
（ボートエレベータ）
ロードロック室１１０を構成する側壁の外面には、ボートエレベータ１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５は、下基板１１２、ガイドシャフト１１６、ボール螺子１１８、上基板１２０、昇降モータ１２２、昇降基板１３０、及びベローズ１２８を備えている。下基板１１２は、ロードロック室１１０を構成する側壁の外面に水平姿勢で固定されている。下基板１１２には、昇降台１１４と嵌合するガイドシャフト１１６、及び昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８がそれぞれ鉛直姿勢で設けられている。ガイドシャフト１１６及びボール螺子１１８の上端には、上基板１２０が水平姿勢で固定されている。ボール螺子１１８は、上基板１２０に設けられた昇降モータ１２２により回転させられるように構成されている。ガイドシャフト１１６は、昇降台１１４の上下動を許容しつつ水平方向の回転を抑制するように構成されている。ボール螺子１１８を回転させることにより、昇降台１１４が昇降するように構成されている。
【００５８】
昇降台１１４には、中空の昇降シャフト１２４が垂直姿勢で固定されている。昇降台１１４と昇降シャフト１２４との連結部は、気密に構成されている。昇降シャフト１２４は、昇降台１１４と共に昇降するように構成されている。昇降シャフト１２４の下方側端部は、ロードロック室１１０を構成する天板１２６を貫通している。ロードロック室１１０の天板１２６に設けられる貫通穴の内径は、昇降シャフト１２４と天板１２６とが接触す
ることのないように、昇降シャフト１２４の外径よりも大きく構成されている。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のベローズ１２８が設けられている。昇降台１１４とベローズ１２８との連結部、及び天板１２６とベローズ１２８との連結部はそれぞれ気密に構成されており、ロードロック室１１０内の気密が保持されるように構成されている。ベローズ１２８は、昇降台１１４の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有している。ベローズ１２８の内径は、昇降シャフト１２４とベローズ１２８とが接触することのないように、昇降シャフト１２４の外径よりも充分に大きく構成されている。
【００５９】
ロードロック室１１０内に突出した昇降シャフト１２４の下端には、昇降基板１３０が水平姿勢で固定されている。昇降シャフト１２４と昇降基板１３０との連結部は、気密に構成されている。昇降基板１３０の上面には、Ｏリング等のシール部材を介してシールキャップ２１９が気密に取り付けられている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属により円盤状に構成されている。昇降モータ１２２を駆動してボール螺子１１８を回転させ、昇降台１１４、昇降シャフト１２４、昇降基板１３０、及びシールキャップ２１９を上昇させることにより、処理室４４内にボート３０が搬入（ボートローディング）されると共に、処理炉４０の開口部（炉口）がシールキャップ２１９により閉塞されるよう構成されている。また、昇降モータ１２２を駆動してボール螺子１１８を回転させ、昇降台１１４、昇降シャフト１２４、昇降基板１３０、及びシールキャップ２１９を下降させることにより、処理室４４内からボート３０が搬出（ボートアンローディング）されるよう構成されている。昇降モータ１２２には、駆動制御部１０８が電気的に接続されている。駆動制御部１０８は、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制御する。
【００６０】
（回転機構）
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が気密に取付けられている。昇降基板１３０と駆動部カバー１３２とにより駆動部収納ケース１４０が構成されている。駆動部収納ケース１４０の内部は、ロードロック室１１０内の雰囲気と隔離されている。駆動部収納ケース１４０の内部には、回転機構１０４が設けられている。回転機構１０４には、電力供給ケーブル１３８が接続されている。電力供給ケーブル１３８は、昇降シャフト１２４の上端から昇降シャフト１２４内を通って回転機構１０４まで導かれており、回転機構１０４に電力を供給するように構成されている。回転機構１０４が備える回転軸１０６の上端部は、シールキャップ２１９を貫通して、ボート３０を下方から支持するように構成されている。回転機構１０４を作動させることにより、ボート３０に保持されたウエハ１４を処理室４４内で回転させることが可能なように構成されている。回転機構１０４には、駆動制御部１０８が電気的に接続されている。駆動制御部１０８は、回転機構１０４が所望のタイミングにて所望の動作をするよう制御する。
【００６１】
また、駆動部収納ケース１４０の内部であって回転機構１０４の周囲には、冷却機構１３６が設けられている。冷却機構１３６及びシールキャップ２１９には、冷却流路１４０ａが形成されている。冷却流路１４０ａには、冷却水を供給する冷却水配管１４２が接続されている。冷却水配管１４２は、昇降シャフト１２４の上端から昇降シャフト１２４内を通って冷却流路１４０ａまで導かれ、冷却流路１４０ａにそれぞれ冷却水を供給するように構成されている。
【００６２】
＜コントローラ＞
図４は、基板処理装置１０の各部の動作を制御する制御部としてのコントローラ１５２のブロック構成図である。コントローラ１５２は、主制御部１５０と、主制御部１５０に電気的に接続された温度制御部５２、ガス流量制御部７８、圧力制御部９８、駆動制御部
１０８とを備えている。主制御部１５０は、操作部及び入出力部を備えている。
【００６３】
なお、コントローラ１５２は、誘導コイル５０による被誘導加熱体４８の誘導加熱を開始させてウエハ１４を例えば１５００〜１８００℃に昇温させ、第１ガス供給部からの成膜ガス（例えばＳｉＨ４ガス及びＣ３Ｈ８ガス）の供給を開始させてウエハ１４上にＳｉＣ膜を形成させた後、誘導コイル５０による被誘導加熱体４８の誘導加熱及び第１ガス供給部からの成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、第２ガス供給部からの第１冷却ガス（例えばＨ２ガス）の供給を開始させてウエハ１４を降温させるように構成されている。係る制御については後述する。
【００６４】
また、コントローラ１５２は、誘導コイル５０による被誘導加熱体４８の誘導加熱を開始させてウエハ１４を例えば１５００〜１８００℃に昇温させ、第１ガス供給部からの成膜ガス（例えばＳｉＨ４ガス及びＣ３Ｈ８ガス）の供給を開始させてウエハ１４上にＳｉＣ膜を形成させる際、第２ガス供給部から成膜阻害ガス（例えばＨＣｌガス）を供給するように構成されている。係る制御についても後述する。
【００６５】
（２）基板処理工程
次に、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウエハ１４上に例えばＳｉＣ膜を成膜する基板処理工程について、主に図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る基板処理工程を実施する際のボート位置を例示する模式図であり、（ａ）は搬入前、（ｂ）は昇温中及び成膜中、（ｃ）は降温中、（ｄ）は搬出中、（ｅ）は搬出完了後の様子をそれぞれ示している。図７は、本実施形態に係るガス供給シーケンスを例示するグラフ図である。なお、係る工程は、上述した基板処理装置１０により実施される。以下の説明において、基板処理装置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。
【００６６】
（搬入工程）
複数枚のウエハ１４を収容したポッド１６をポッドステージ１８上に載置した後、ポッド搬送装置２０によりポッド載置棚２２上に移載する。そして、ポッド搬送装置２０により、ポッド載置棚２２上に載置されたポッド１６をポッドオープナ２４に搬送する。そして、ポッドオープナ２４によりポッド１６の蓋を開き、ウエハ枚数検出器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。そして、ウエハ移載機２８によりポッド１６からウエハ１４を取り出し、ロードロック室１１０内のボート３０に移載する。ボート３０へのウエハ１４の装填が完了した状態を図６（ａ）に示す。
【００６７】
なお、ウエハ１４の装填中は、第３ガス供給部からパージガスとしてのＡｒガスを供給し、ロードロック室１１０内をパージする。すなわち、図示しない排気系によりロードロック室１１０内を排気しつつ、バルブ３０１ｃを開き、マスフローコントローラ３０１ｂにより流量調整されたＡｒガスをロードロック室１１０内に供給することで、ロードロック室１１０内をパージする。これにより、ウエハ１４にパーティクル等が付着することを抑制できる。このとき、炉口シャッタ２１９ａを閉じ、処理炉４０の開口部（炉口）を気密に封止しておく。なお、第３ガス供給部からのパージガスの供給は、少なくとも後述する降温工程の完了時まで継続する。
【００６８】
ボート３０へのウエハ１４の装填が完了したら、炉口シャッタ２１９ａを開き、ボートエレベータ１１５を作動させ、処理室４４内にボート３０を搬入（ボートロード）する。ボート３０の搬入が完了したら、マニホールド４３の下端はシールキャップ２１９によって気密に封止される。ボート３０の搬入が完了した状態を図６（ｂ）に示す。
【００６９】
なお、ボート３０の搬入中は、第３ガス供給部からのＡｒガスの供給を継続しつつ、第
１ガス供給部及び第２ガス供給部からパージガスとしてのＡｒガスを供給し、処理室４４内をパージする。すなわち、真空ポンプ２２０を作動させた状態でＡＰＣバルブ２１４を開いて処理室４４内を排気しつつ、バルブ２６３ｃ，２７３ｃ，２８０ｃ，２９３ｃを更に開き、マスフローコントローラ２６３ｂ，２７３ｂ，２８０ｂ，２９３ｂにより流量調整されたＡｒガスを処理室４４内に供給することで、処理室４４内をパージする。なお、ロードロック室１１０内から処理室４４内へのパーティクル等の拡散（巻き上げ）等を防ぐには、搬入工程において、処理室４４内に供給するＡｒガスの流量を、ロードロック室１１０内に供給するＡｒガスの流量よりも大きくし、処理室４４内からロードロック室１１０に向かうガス流を形成することが好ましい。
【００７０】
（減圧及び昇温工程）
処理室４４内へのボート３０の搬入が完了したら、圧力センサで測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２１４の開度をフィードバック制御することで、処理室４４内が所定の圧力（真空度）になるよう真空排気する。このとき、処理室４４内へのＡｒガスの供給は継続してもよく、停止してもよい。図７は、一例として、第１ガス供給部からのＡｒガスの供給を継続しつつ、第２ガス供給部からのＡｒガスの供給を停止した場合を示している。
【００７１】
そして、図示しない交流電源から誘導コイル５０に、例えば１０〜１００ｋＨｚ、１０〜２００ｋＷの交流電力を供給し、被誘導加熱体４８に交流磁場を加えて被誘導加熱体４８に誘導電流を流し、被誘導加熱体４８を発熱させる。そして、被誘導加熱体４８から発せられる輻射熱により、ボート３０に保持されたウエハ１４や処理室４４内を例えば１５００℃〜１８００℃の成膜温度に加熱する。このとき、温度センサが検出した温度情報に基づき誘導コイル５０への通電具合をフィードバック制御することで、ウエハ１４や処理室４４内の温度を調整することができる。
【００７２】
なお、誘導コイル５０に電力を供給してウエハ１４を加熱させる際には、回転機構２１８を作動させてボート３０及びウエハ１４を回転させる。ボート３０及びウエハ１４の回転は、少なくとも後述する成膜工程の完了時まで継続する。
【００７３】
（成膜工程）
ウエハ１４や処理室４４内の温度が所定の成膜温度（１５００〜１８００℃）に達したら、バルブ２６１ｃ，２７１を開き、成膜ガスとしてのＳｉＨ４ガス及びＣ３Ｈ８ガスの処理室４４内への供給を開始する。処理室４４内に供給されたＳｉＨ４ガス及びＣ３Ｈ８ガスは、ボート３０に保持された各ウエハ１４の表面に対してそれぞれ平行に流れる。高温のウエハ１４表面にＳｉＨ４ガス及びＣ３Ｈ８ガスが接触することで、ウエハ１４上にＳｉＣ膜が成膜される。
【００７４】
このとき、バルブ２６３ｃ，２７３ｃは開いたままとし、第１ガス供給部からのＡｒガスの供給は継続することが好ましい。第１ガス供給部から供給されるＡｒガスは、処理室４４内へのＳｉＨ４ガスやＣ３Ｈ８ガスの供給や拡散を促すキャリアガスとして機能する。また、このとき、バルブ２８０ｃを開き、パージガス供給部からのパージガスとしてのＡｒガスの供給を開始することが好ましい。これにより、反応管４２と断熱体５４との間に成膜ガス等が侵入することを抑制でき、これらの表面に不要な副生成物が付着するのを抑制することができる。
【００７５】
なお、ウエハ１４を保持するボート３０は、上述したように、ボート断熱部３４によって下方から支持されている。ボート断熱部３４は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料等により例えば中空の円筒形状に構成されているため、高温に加熱された成膜ガスがボート断熱部３４の側壁と接触し熱交換が促進されることにより、高温に加熱された成膜ガス
の温度を下げるように機能する。また、ボート断熱部３４は、被誘導加熱体４８によって加熱されたボート３０（ウエハ１４）からの熱を、処理炉４０の下方側に伝え難くする断熱機構として機能する。このように、ボート断熱部３４を熱交換機構又は断熱機構として機能させることで、処理炉４０下方の構成部材（例えばマニホールド４３、シールキャップ２１９、回転機構、ロードロック室１１０等）に加わる熱ダメージを低減させることができる。
【００７６】
しかしながら、発明者等の鋭意研究によれば、ボート３０の下方にボート断熱部３４を設けると、処理室４４内における異物（パーティクル）の発生量が増加してしまい、基板処理の品質を低下させてしまう場合があることが分かった。断熱機構として機能するボート断熱部３４の温度は、ウエハ１４やボート３０の温度（例えば１５００℃〜１８００℃）よりも比較的低温となる。具体的には、ボート断熱部３４側壁の温度は、ウエハ１４の収納領域側から処理炉４０の下方側に向かって徐々に低くなる。ウエハ１４表面で消費されなかった成膜ガスや、成膜反応により生じた反応生成物等は、処理室４４を下方に向かい、ボート断熱部３４の側壁に沿って流れるが、ボート断熱部３４の側壁がこのように低温であるため、ボート断熱部３４の側壁に容易に吸着してしまうのである。そして、ボート断熱部３４の側壁に堆積した吸着物が剥がれることで、処理室４４内にパーティクルを発生させてしまうのである。また、上述の吸着における結合力は一般的に弱いことから、吸着物は圧力や温度の変化によって容易に剥離してしまうのである。
【００７７】
これに対して本実施形態では、ウエハ１４上へのＳｉＣ膜の成膜を行う際、第２ガス供給部から成膜阻害ガスを供給することで、ボート断熱部３４への成膜ガスや反応生成物等の吸着を防ぐようにしている。すなわち、バルブ２６１ｃ，２７１を開いてウエハ１４の収容領域にＳｉＨ４ガス及びＣ３Ｈ８ガスを供給する際、バルブ２９１ｃを更に開き、ボート断熱部３４の収容領域に成膜阻害ガスとしてのＨＣｌガスを流すようにしている。これにより、ボート断熱部３４側壁の温度が上述の成膜温度（例えば１５００℃〜１８００℃）よりも低温であったとしても、ボート断熱部３４表面への成膜ガスや反応生成物等の吸着を効果的に抑制させることができ、処理室４４内におけるパーティクルの発生量を抑制することができる。
【００７８】
なお、成膜工程における処理室４４内の圧力（処理圧力）は、例えば１３３０〜１３３００Ｐａの範囲内とする。また、マスフローコントローラ２６１ｂにより制御するＳｉＨ４ガスの流量は、例えば１００〜３００ｓｃｃｍの範囲内とする。また、マスフローコントローラ２７１ｂにより制御するＣ３Ｈ８ガスの流量は、例えば１０〜１００ｓｃｃｍの範囲内とする。また、マスフローコントローラ２９１ｂにより制御するＨＣｌガスの流量は、例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの範囲内とする。
【００７９】
所定の時間が経過し、所望の膜厚のＳｉＣ膜が成膜されたら、バルブ２６１ｃ，２７１ｃを閉め、ウエハ１４の収容領域へのＳｉＨ４ガス及びＣ３Ｈ８ガスの供給を停止する。また、バルブ２９１ｃを閉め、ボート断熱部３４の収容領域へのＨＣｌガスの供給を停止する。更に、誘導コイル５０への交流電力の供給を停止し、被誘導加熱体４８の誘導加熱を停止する。
【００８０】
（降温及び大気圧復帰工程）
ウエハ１４の収容領域への成膜ガスの供給、ボート断熱部３４の収容領域へのＨＣｌガスの供給、誘導コイル５０への交流電力の供給をそれぞれ停止したら、ウエハ１４の温度が処理直後温度（例えば１５００〜１８００℃）から所定の搬送温度（例えばロードロック室１１０の耐熱温度であって５００〜８００℃）に降温されるまで待機する。処理室４４内でボート３０が待機した状態を図６（ｃ）に示す。なお、ウエハ１４の降温は、ボート３０からボート断熱部３４を介した熱伝導によっても徐々に行われるが、このとき、第
１ガス供給部から第１冷却ガスとしてのＨ２ガスを供給することで、ウエハ１４の冷却を促すことができる。すなわち、処理室４４内を排気しつつ、バルブ２６２ｃ，２７２ｃを開き、熱交換率の高いＨ２ガスをウエハ１４の表面へ向けて流すことで、ウエハ１４からＨ２ガスへの熱交換を促し、ウエハ１４を速やかに降温させることができる。
【００８１】
しかしながら、発明者等の鋭意研究によれば、ボート３０の下方にボート断熱部３４を設けると、ウエハ１４の放熱が阻害されてしまい、降温工程の所要時間が長くなり、基板処理の生産性が低下してしまう場合があることが分かった。降温促進のために供給された第１冷却ガスとしてのＨ２ガスは、ウエハ１４と接触して熱交換することにより高温となる。係る高温のＨ２ガスは、ボート断熱部３４側に流れ込むことでボート断熱部３４の温度を上昇させてしまう。その結果、ボート断熱部３４を介した熱伝導が阻害されたり、ボート断熱部３４からの輻射熱によってウエハ１４が再加熱されたりしてしまうのである。例えば、ボート３０の下方にボート断熱部３４を設けた場合、ウエハ１４を上述の搬送温度（例えば５００〜８００℃）にまで降温させるには１００〜１５０分もの時間を要してしまうことがある。
【００８２】
これに対して本実施形態では、ウエハ１４を降温させる際、すなわち、第１冷却ガスとしてのＨ２ガスをウエハ１４に供給する際、第２ガス供給部から第２冷却ガスとしてのＨ２ガスを供給することで、ボート断熱部３４の温度上昇を防ぐようにしている。すなわち、処理室４４内を排気しつつ、バルブ２６２ｃ，２７２ｃを開くと共に、バルブ２９２ｃを更に開き、ボート断熱部３４の側壁に向けて第２冷却ガスとしてのＨ２ガスを流すようにしている。これにより、ウエハ１４との熱交換で高温となったＨ２ガスがボート断熱部３４の側壁に沿って流れたとしても、ボート断熱部３４の温度上昇を効果的に防ぐことができる。その結果、降温工程の所要時間を短くすることができ、基板処理の生産性を向上させることができる。
【００８３】
降温時の処理室４４内の圧力は、例えば１０００〜３０００Ｐａの範囲内とする。マスフローコントローラ２６２ｂにより制御するＨ２ガスの流量は例えば３０００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内とする。また、マスフローコントローラ２７２ｂにより制御するＨ２ガスの流量は、例えば３０００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内とする。また、マスフローコントローラ２９２ｂにより制御するＨ２ガスの流量は例えば１００００〜１０００００ｓｃｃｍの範囲内とする。
【００８４】
所定の時間が経過し、ウエハ１４及びボート３０の温度が所定のボート搬出温度（例えば５００℃〜８００℃）まで下がったら、バルブ２６２ｃ，２７２ｂを閉めて処理室４４内へのＨ２ガスの供給を停止すると共に、バルブ２６３ｃ，２７３ｃを開いて処理室４４内への第３冷却ガスとしてのＡｒガスの供給を開始する。また、同時に、バルブ２９２ｃを閉めてボート断熱部３４の側壁へのＨ２ガスの供給を停止すると共に、バルブ２９３ｃを開いて処理室４４内への第４冷却ガスとしてのＡｒガスの供給を開始する。さらには、バルブ２８０ｃを開いて処理室４４内へのパージガスとしてのＡｒガスの供給を開始する。その後、ＡＰＣバルブ２１４の開度を調節し、処理室４４内の圧力を大気圧に復帰させる。
【００８５】
（搬出工程）
処理室４４内がＡｒガスによってパージされ、処理室４４内の圧力が大気圧に復帰したら、ボートエレベータ１１５を作動させ、処理室４４内からのボート３０の搬出（ボートアンロード）を開始する。ボートアンロード中の様子を図６（ｄ）に示す。
【００８６】
ボートアンロード中は、処理室４４内へのＡｒガス（第３冷却ガス、第４冷却ガス、パージガス）の供給を継続しつつ、第３ガス供給部からの第５冷却ガスとしてのＡｒガスの
供給を更に開始し、搬送されるウエハ１４の冷却を継続する。なお、ロードロック室１１０内でのウエハ１４の冷却を促進させるため、搬出工程にて第３ガス供給部から供給するＡｒガス（第５冷却ガス）の流量を、例えば搬入工程〜降温工程にて第３ガス供給部から供給するＡｒガス（パージガス）の流量よりも大きくすることが好ましい。但し、ロードロック室１１０内から処理室４４内へのパーティクル等の拡散等を防ぐには、搬出工程においては、ロードロック室１１０内に供給するＡｒガスの流量を、処理室４４内に供給するＡｒガスの流量よりも小さくすることが好ましい。
【００８７】
（搬出完了後の冷却工程）
ボート３０の搬出が完了したら、炉口シャッタ２１９ａを閉じて、処理室４４内（処理炉４０の開口部）を気密に封止する。ボート３０の搬出が完了した状態を図６（ｅ）に示す。そして、ウエハ１４の温度が、上述のボート搬出温度（例えば５００〜８００℃）から所定のウエハ搬送温度（例えば常温〜８０℃）になるまで待機する。このとき、第３ガス供給部からの第５冷却ガスとしてのＡｒガスの供給を継続することで、ウエハ１４の冷却を促すことができる。この際、炉口シャッタ２１９ａは閉じられているため、ロードロック室１１０内に供給するＡｒガスの流量を、搬出工程における流量よりも更に大流量として、ウエハ１４の冷却を更に促進させることができる。
【００８８】
ウエハ１４の温度が所定のウエハ搬送温度（例えば８０℃以下）に下がったら、ロードロック室１１０内へのＡｒガスの供給を停止させる。そして、上述の手順とは逆の手順により、降温後のウエハ１４をボート３０から取り出して空のポッド１６内に収容し、他の基板処理工程を実施する基板処理装置へと搬送する。これにより、本実施形態の基板処理工程が終了する。
【００８９】
（３）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。
【００９０】
（ａ）本実施形態によれば、ボート３０を下方側から支持するボート断熱部３４を設けている。ボート断熱部３４は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料等により例えば中空の円筒形状に構成されている。これにより、ボート断熱部３４は、被誘導加熱体４８によって加熱されたボート３０（ウエハ１４）からの熱を、処理炉４０の下方側に伝え難くする断熱機構として機能する。ボート断熱部３４を断熱機構として機能させることで、処理炉４０下方の構成部材（例えばマニホールド４３、シールキャップ２１９、回転機構、ロードロック室１１０等）に加わる熱ダメージを低減させることができる。
【００９１】
（ｂ）本実施形態によれば、成膜工程を実施する際、第２ガス供給部からボート断熱部３４へ成膜阻害ガス（例えばＨＣｌガス）を供給する。これにより、ボート断熱部３４への成膜ガスや反応生成物等の吸着を防ぐことができる。すなわち、ボート断熱部３４側壁の温度が成膜温度（例えば１５００℃〜１８００℃）よりも低温であったとしても、ボート断熱部３４表面への成膜ガスや反応生成物等の吸着を効果的に抑制させることができ、処理室４４内におけるパーティクルの発生量を抑制させることができる。
【００９２】
なお、第２ガス供給部から供給した成膜阻害ガスは、ボート断熱部３４のみならず、ボート断熱部３４を囲う被誘導加熱体４８等の部材表面や処理室４４の内壁にも拡散する。そのため、本実施形態によれば、ボート断熱部３４側壁だけでなく、ボート断熱部３４を囲う被誘導加熱体４８等への成膜ガス等の吸着も効果的に抑制できる。
【００９３】
また、上述のように、成膜阻害ガスを供給することでボート断熱部３４表面への成膜ガス等の吸着を効果的に抑制できるので、成膜工程を実施する際、ボート断熱部３４を積極
的に冷却してもよい。具体的には、ボート断熱部３４表面へ成膜阻害ガスと共に第２冷却ガスを供給したり、ボート断熱部３４内へ所定の冷却ガス（熱交換ガス）を供給したりしてもよい。このようにすることで、ボート断熱部３４による断熱効果をさらに高め、処理炉４０下方の構成部材に加わる熱ダメージをさらに低減させることができる。
【００９４】
（ｃ）本実施形態によれば、降温工程を実施する際、第１ガス供給部からウエハ１４に第１冷却ガス（例えばＨ２ガス）を供給する。これにより、ウエハ１４の冷却を促進させることができ、基板処理の生産性を向上させることができる。なお、第１冷却ガスとして熱交換率の高いＨ２ガスを用いることで、成膜後のウエハ１４をより速やかに降温させることができる。また、第１冷却ガスの流量を小さくすることができ、ウエハ１４上に形成されたＳｉＣ膜のダメージ等を低減できる。
【００９５】
（ｄ）本実施形態によれば、降温工程にてウエハ１４に第１冷却ガスを供給する際、第２ガス供給部からボート断熱部３４へ、第２冷却ガス（例えばＨ２ガス）を供給する。これにより、ウエハ１４との熱交換で高温となった第１冷却ガスがボート断熱部３４の側壁に沿って流れたとしても、ボート断熱部３４の温度上昇を効果的に防ぐことができる。その結果、降温工程の所要時間を短くすることができ、基板処理の生産性を向上させることができる。なお、第２冷却ガスとして熱交換率の高いＨ２ガスを用いることで、ボート断熱部３４の温度上昇を効果的に防ぐことができる。また、第２冷却ガスの流量を小さくすることができ、ボート断熱部３４表面からの吸着物等の剥離やパーティクルの拡散等を抑制できる。
【００９６】
（ｅ）本実施形態によれば、搬出工程を実施する際、第３ガス供給部からロードロック室１１０内に第５供給ガス（例えばＡｒガス）を供給する。第５供給ガスとしてのＡｒガスの流量は、例えば搬入工程〜降温工程にて第３ガス供給部から供給するパージガスとしてのＡｒガスの流量よりも大きくしている。これにより、搬出工程におけるウエハ１４の冷却をより促進させることができる。
【００９７】
（ｆ）本実施形態によれば、搬出工程が完了して炉口シャッタ２１９ａを閉じた後、ロードロック室１１０内に供給する第５冷却ガスとしてのＡｒガスの流量を、搬出工程における流量よりも更に大流量としている。これにより、搬出完了後のウエハ１４の冷却を更に促進させることができる。
【００９８】
（ｇ）本実施形態によれば、搬入工程及び搬出工程にて第３ガス供給部から処理室４４内に供給するＡｒガスの流量を、ロードロック室１１０内に供給する第５冷却ガスとしてのＡｒガスの流量より大きくしている。これにより、搬入工程及び搬出工程にて処理室４４内からロードロック室１１０に向かうガス流を形成することができ、ロードロック室１１０内から処理室４４内へのパーティクル等の拡散等を防止させることができる。
【００９９】
＜本発明の第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、第２ガス供給部が備えるノズル９０を棒状に構成していた。しかしながら、本発明は係る実施形態に限定されない。
【０１００】
図８は、本実施形態に係る第２ガス供給部が備えるノズル４０１を例示する図であり、（ａ）は側面断面図を、（ｂ）は斜視図を示している。図８（ａ），（ｂ）に例示するように、本実施形態に係る第２ガス供給部が備えるノズル４０１は、ボート断熱部３４の上部を囲うように環状に構成されている。すなわち、ノズル４０１は、ボート断熱部３４の上部のみを囲うように、また断面がＣ型の中空円筒状に構成されている。
【０１０１】
ノズル４０１は、熱交換部４０１ｃにより下方から支持されている。熱交換部４０１ｃ
は、横断面がノズル４０１と同様にＣ型である中空円筒状に形成されている。熱交換部４０１ｃの中空部内には、所定の冷却ガス（熱交換ガス）として例えばＮ２ガスやＡｒガス等の不活性ガスが供給されるように構成されている。ノズル４０１の例えば底部には、ガス導入口４０１ｂが１つ以上設けられている。ガス導入口４０１ｂには、ノズル４０１内に成膜阻害ガス、第２冷却ガス、第４冷却ガス及びパージガスを供給するガス導入路４０１ｄの下流端が接続されている。ガス導入路４０１ｄは、熱交換部４０１ｃ内に配設されている。ガス導入路４０１ｄの上流端には、上述のガス供給管２９０の下流端が接続されている。ノズル４０１の内周側壁には、ボート断熱部３４の側方上部に向けて水平方向にガスを供給するガス供給孔４０１ａが１つ以上開設されている。ガス供給孔４０１ａは、周方向に沿って好ましくは等間隔で配列されている。
【０１０２】
このように構成することで、ボート断熱部３４の周方向に亘り、成膜阻害ガス等をより均一に流すことができる。さらに、第１ガス供給部からウエハ１４に供給されて高温となった各種ガスの下流側の流路を狭めることができる。すなわち、高温のガスを、ボート断熱部３４の側部や熱交換部４０１の内周側壁に対してより確実に接触させることができる。これにより、ボート断熱部３４や熱交換部４０１ｃと高温のガスとの熱交換を促すことができ、高温のガスを効率よく冷却させることができ、処理炉４０下方の構成部材に加わる熱ダメージを低減させることができる。また、熱交換部４０１内にＮ２ガスやＡｒガス等の不活性ガスを供給して熱交換部４０１の内周側壁を冷却すれば、高温のガスと熱交換部４０１との熱交換をさらに促進でき、熱ダメージをより確実に低減させることができる。
【０１０３】
なお、本実施形態のように、成膜阻害ガスをボート断熱部３４の上部のみに向けて供給することで、ボート断熱部３４のダメージを効果的に抑制することができる。すなわち、成膜阻害ガスはボート断熱部３４の下方に向かって流れるが、仮に成膜阻害ガスをボート断熱部３４の上部だけでなく下部等からも均一の流量で供給した場合、ボート断熱部３４の上部から供給される成膜阻害ガスが下部から供給される成膜阻害ガスと合流することで、下部が大量の成膜阻害ガスに曝されてしまい、ダメージを受けてしまう。これに対し、本実施形態では、成膜阻害ガスをボート断熱部３４の上部からのみ供給するので、係る課題を回避することができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、ノズル４０１や熱交換部４０１ｃをＣ型の中空円筒状として構成した場合について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されない。すなわち、Ｃ型の端部を繋げて横断面をリング型としても良い。これにより、ボート断熱部３４の周方向の全域に亘り、ガスの供給流量や流路の断面積を均一化させることができる。そして、ボート断熱部３４の冷却効率や成膜抑制効果をより均一化させることができる。
【０１０５】
＜本発明の第３の実施形態＞
上記第２の実施形態では、第２ガス供給部が備えるノズル４０１がボート断熱部３４の上部を囲うように環状に構成されていた。しかしながら、本発明は係る実施形態に限定されない。
【０１０６】
図９は、本実施形態に係る第２ガス供給部が備えるノズル４０２を例示する図であり、（ａ）は側面断面図を、（ｂ）は斜視図を示している。図９（ａ），（ｂ）に例示するように、本実施形態に係る第２ガス供給部が備えるノズル４０２は、ボート断熱部３４の高さ方向全域を囲うように、環状かつ筒状に構成されている。すなわち、ノズル４０２は、ボート断熱部３４の周方向、高さ方向に亘りそれぞれ広範囲に囲うように横断面がＣ型の中空円筒状に構成されている。ノズル４０２の内周側壁には、ボート断熱部３４の側方全域に向けて水平方向にガスを供給するガス供給孔４０２ａが、１つ以上開設されている。ガス供給孔４０２ａは、周方向に沿って好ましくは等間隔で配列されると共に、高さ方向
に沿って所定の間隔で配列されている。ノズル４０２の例えば底部には、ガス導入口４０２ｂが設けられている。ガス導入口４０２ｂには、ノズル４０２内に成膜阻害ガス、第２冷却ガス、第４冷却ガス及びパージガスを供給するガス供給管２９０の下流端が接続されている。
【０１０７】
このように構成することで、ボート断熱部３４の周方向に亘り、成膜阻害ガス等をより均一に流すことができる。さらに、第１ガス供給部からウエハ１４に供給されて高温となった各種ガスの下流側の流路を狭めることができる。すなわち、高温のガスを、ボート断熱部３４の側部やノズル４０２の内周側壁に対してより確実に接触させることができる。これにより、ボート断熱部３４やノズル４０２と高温のガスとの熱交換を促すことができ、高温のガスを効率よく冷却させることができ、処理炉４０下方の構成部材に加わる熱ダメージを低減させることができる。特に、ノズル４０２内に第２冷却ガスや第４冷却ガスを供給してノズル４０２の内周側壁を冷却すれば、高温のガスとノズル４０２との熱交換をさらに促進でき、熱ダメージをより確実に低減させることができる。
【０１０８】
なお、本実施形態においては、ボート断熱部３４の上部に供給する成膜阻害ガスの流量を、ボート断熱部３４の下部に供給する成膜阻害ガスの流量よりも小さくなるように、ガス供給孔４０２ａの孔径等を調整するとよい。これにより、ボート断熱部３４の上部から供給される成膜阻害ガスが下部から供給される成膜阻害ガスと合流したとしても、ボート断熱部３４のダメージを効果的に抑制することができる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、ノズル４０２をＣ型の中空円筒状として構成した場合について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されない。すなわち、上述の実施形態と同様にＣ型の端部を繋げて横断面をリング型としても良い。これにより、ボート断熱部３４の周方向の全域に亘り、ガスの供給流量や流路の断面積を均一化させることができる。そして、ボート断熱部３４の冷却効率や成膜抑制効果をより均一化させることができる。
【０１１０】
＜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変更可能である。
【０１１１】
例えば上述したように、本発明に係る成膜工程では、第２ガス供給部から、成膜阻害ガスだけでなく、第２冷却ガスを併せて供給するようにしてもよい。成膜阻害ガスを供給することでボート断熱部３４表面への成膜ガス等の吸着を効果的に抑制できるので、成膜工程を実施する際、ボート断熱部３４を積極的に冷却することができる（冷却しても成膜ガス等の吸着を効果的に抑制できる）。その結果、ボート断熱部３４による断熱効果をさらに高めることができ、処理炉４０下方の構成部材に加わる熱ダメージをさらに低減させることができる。
【０１１２】
また例えば、本発明に係る降温工程では、第１供給部からの第１冷却ガスの供給、及び第２供給部からの第２冷却ガスの供給を、同時に開始する場合に限らない。例えば、降温工程において、先に第２供給部からのみＨ２ガスの供給を開始し、ボート断熱部３４を介した熱伝導によりボート３０及びウエハ１４の温度を例えば１２００℃程度にまで降下させてから、第１供給部からのＨ２ガスの供給を開始してもよい。これにより、処理直後温度（１５００℃〜１８００℃）からの急激な温度冷却を防ぐことができ、熱応力によるボート３０、ウエハ１４へのダメージを低減させることができる。
【０１１３】
また例えば、本発明に係る第１冷却ガス及び第２冷却ガスとしては、Ｈ２ガス以外にＡｒガス等の希ガスやＮ２ガス等の用いてもよい。第１冷却ガス及び第２冷却ガスとして熱交換率が高いＨ２ガスを用いれば、上述の降温効率を高めることができる。また、第１冷
却ガス及び第２冷却ガスの流量を小さくすることができる。但し、第１冷却ガス及び第２冷却ガスとしてＨ２ガスよりも熱交換率が低い他のガスを用いれば、ＳｉＣ膜、ウエハ１４、ボート３０、ボート断熱部３４等の急激な温度降下を防ぐことができ、これらのダメージを低減することができる。第１冷却ガス及び第２冷却ガスのガス種は、供給の途中で切り替えるようにしても良い。例えば、降温工程の初期にはＡｒ等の不活性ガスを用い、所定の温度まで降温できたらＡｒガスからＨ２ガスに切り替えるようにしてもよい。なお、搬出前には、Ｈ２ガスからＡｒガスへ切替えて、処理室４４内のＨ２濃度を低減させることが好ましい。
【０１１４】
また、例えば、第３冷却ガス、第４冷却ガス及び第５冷却ガスとしては、Ａｒガス以外に、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）ガス等の希ガスや、Ｎ２ガス等を用いてもよい。
【０１１５】
また例えば、成膜阻害ガスは、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを例示したが、塩素（Ｃｌ２）ガス等の他のハロゲンガスを用いてもよい。
【０１１６】
また例えば、シリコン含有ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）ガスを例示したが、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガスを用いてもよい。また、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（通称ＴＣＳ，ＳｉＨＣｌ３）ガス、ジクロロシラン（通称ＤＣＳ，ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスを用いてもよい。
【０１１７】
また例えば、炭素含有ガスとしてプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガスを例示したが、エチレン（Ｃ２Ｈ４）ガス、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス等の他の炭素含有ガスを用いてもよい。
【０１１８】
以上の実施形態では、一例として、本発明をＳｉＣエピタキシャル成長装置に適用する場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されず、処理室内を加熱して基板を処理する基板処理装置全般に適用可能であることは言うまでもない。また、加熱方式も、上述の実施形態で例示した誘導加熱方式に限定されず、例えば抵抗加熱方式やランプ照射加熱方式などの他の加熱方式であっても本発明は好適に適用可能である。但し、本発明は、処理室内を超高温に加熱する基板処理装置に適用すると特に効果を発揮することができ、誘導加熱方式を用いた基板処理装置に適用すると特に顕著な効果を発揮することができる。
【０１１９】
＜本発明の好ましい形態＞
以下に、本発明の好ましい形態について付記する。
【０１２０】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
少なくとも前記処理室内の前記断熱部の収容領域に所定のガスを供給する第２ガス供給部と、を備える
基板処理装置が提供される。
【０１２１】
好ましくは、
前記処理室内の前記基板の収容領域に成膜ガスを供給する第１ガス供給部を更に備える。
【０１２２】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
前記処理室内の前記基板の収容領域に少なくとも成膜ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記処理室内の前記断熱部の収容領域に少なくとも冷却ガスを供給する第２ガス供給部と、
少なくとも前記加熱部、前記第１ガス供給部及び前記第２ガス供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱部による加熱を開始させて前記基板を所定温度に昇温させ、前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始させて前記基板上に所定の薄膜を形成させた後、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部からの成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記第２ガス供給部による冷却ガスの供給を開始させて前記基板を降温させる
基板処理装置が提供される。
【０１２３】
また、本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
前記処理室内の前記基板の収容領域に成膜ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記処理室内の前記断熱部の収容領域に少なくとも成膜阻害ガスを供給する第２ガス供給部と、
少なくとも前記加熱部、前記第１ガス供給部及び前記第２ガス供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱部による加熱を開始させて前記基板を所定温度に昇温させ、前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始させて前記基板上に所定の薄膜を形成させる際、前記第２ガス供給部により成膜阻害ガスを供給する
基板処理装置が提供される。
【０１２４】
好ましくは、
前記第１ガス供給部は、前記加熱部と前記基板保持体との間の領域に設けられた１本又は複数本の第１ノズルを備え、
前記第１ノズルの側部には、前記処理室内の前記基板の収容領域の側方に向けて水平方向に前記成膜ガスを供給するガス供給孔がそれぞれ１つ以上開設されている。
【０１２５】
また、好ましくは、
前記第２ガス供給部は、前記加熱部と前記断熱部との間の領域に設けられた１本又は複数本の第２ノズルを備え、
前記第２ノズルの側部には、前記断熱部の側方に向けて水平方向に前記所定のガスを供給するガス供給孔がそれぞれ１つ以上開設されている。
【０１２６】
また、好ましくは、
前記第２ガス供給部は、前記加熱部と前記断熱部との間の領域に設けられ、前記断熱部の上部を囲う環状の第２ノズルを備え、
前記第２ノズルの内周側壁には、前記断熱部の側方上部に向けて水平方向に前記所定のガスを供給するガス供給孔が１つ以上開設されている。
【０１２７】
また、好ましくは、
前記第２ガス供給部は、前記加熱部と前記断熱部との間の領域に設けられ、前記断熱部の高さ方向全域を囲う環状かつ筒状の第２ノズルを備え、
前記第２ノズルの内周側壁には、前記断熱部の側方全域に向けて水平方向に前記所定のガスを供給するガス供給孔が１つ以上開設されている。
【０１２８】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に収容され、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を下方側から支持する断熱部と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部と、
前記処理室内から搬出される前記基板保持体が収容される予備室と、
前記処理室内の前記基板の収容領域に成膜ガス、第１冷却ガス及び第３冷却ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記処理室内の前記断熱部の収容領域に成膜阻害ガス、第２冷却ガス及び第４冷却ガスを供給する第２ガス供給部と、
前記予備室内の前記基板の収容領域に第５冷却ガスを供給する第３ガス供給部と、
少なくとも前記加熱部、前記第１ガス供給部、前記第２ガス供給部及び前記第３ガス供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱部による加熱を開始させて前記基板を所定温度に昇温させ、前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始させて前記基板上に所定の薄膜を形成させる処理と、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記第１ガス供給部による第１冷却ガスの供給及び前記第２ガス供給部による第２冷却ガスの供給をそれぞれ開始させて前記基板を所定の搬出温度まで降温させると共に、前記第３ガス供給部による第１の流量での第５冷却ガスの供給を開始させて前記予備室内をパージする処理と、
前記基板を前記搬出温度まで降温させた後、前記第１ガス供給部による第３冷却ガスの供給及び前記第２ガス供給部による第４冷却ガスの供給をそれぞれ開始させると共に、前記第３ガス供給部による前記第１の流量よりも大きな第２の流量での第５冷却ガスの供給を開始させ、前記処理室内から前記予備室内へと前記基板保持体を搬出させる処理と、
を順に実施させる。
【０１２９】
好ましくは、
前記制御部は、前記処理室内から前記予備室内へと前記基板保持体を搬出させる処理を行う際、前記第３ガス供給部から供給される第５冷却ガスの流量を、前記第１ガス供給部から供給される第３冷却ガス及び前記第２ガス供給部から供給される第４冷却ガスの合計流量よりも大きくする。
【０１３０】
また、好ましくは、
前記制御部は、前記基板処理体の前記予備室内への搬出が完了して前記処理室内を封止した後、前記第２の流量よりも大きな第３の流量での前記第３ガス供給部による第５冷却ガスの供給を開始させて前記基板をさらに降温させる処理を実施させる。
【０１３１】
また、好ましくは、
前記成膜阻害ガスは塩素を含むガスである。
【０１３２】
また、好ましくは、
前記第１冷却ガス及び前記第２冷却ガスは水素を含むガスである。
【０１３３】
また、好ましくは、
前記第３冷却ガス、前記第４冷却ガス及び前記第５冷却ガスは不活性ガスである。
【０１３４】
本発明の他の態様によれば、
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体を処理室内に収容する工程と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部による加熱を開始して前記基板を所定温度に昇温させ、前記処理室内の前記基板の収容領域への第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始して前記基板上に所定の薄膜を形成する工程と、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記処理室内の前記断熱部の収容領域への第２ガス供給部による冷却ガスの供給を開始して前記基板を降温させる工程と、を有する
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１３５】
また、本発明の他の態様によれば、
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体を処理室内に収容する工程と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部による加熱を開始して前記基板を所定温度に昇温させ、前記処理室内の前記基板の収容領域への第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始して前記基板上に所定の薄膜を形成する工程と、を有し、
前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内の前記断熱部の収容領域への第２ガス供給部により成膜阻害ガスを供給する
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１３６】
本発明のさらに他の態様によれば、
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体を処理室内に収容する工程と、
前記処理室内で前記基板の収容領域を囲うように設けられる加熱部による加熱を開始して前記基板を所定温度に昇温させ、前記処理室内の前記基板の収容領域への第１ガス供給部による成膜ガスの供給を開始して前記基板上に所定の薄膜を形成する工程と、
前記加熱部による加熱及び前記第１ガス供給部による成膜ガスの供給をそれぞれ停止させ、前記第１ガス供給部による第１冷却ガスの供給及び前記処理室内の前記断熱部の収容領域への第２ガス供給部による第２冷却ガスの供給をそれぞれ開始して前記基板を所定の搬出温度まで降温させると共に、前記処理室内から搬出される前記基板保持体が収容される予備室内への第３ガス供給部による第１の流量での第５冷却ガスの供給を開始させて前記予備室内をパージする工程と、
前記基板を前記搬出温度まで降温させた後、前記第１ガス供給部による第３冷却ガスの供給及び前記第２ガス供給部による第４冷却ガスの供給をそれぞれ開始すると共に、前記第３ガス供給部による前記第１の流量よりも大きな第２の流量での第５冷却ガスの供給を継続させ、前記処理室内から前記予備室内へと前記基板保持体を搬出させる工程と、
前記基板処理体の前記予備室内への搬出が完了して前記処理室内を封止した後、前記第２の流量よりも大きな第３の流量での前記第３ガス供給部による第５冷却ガスの供給を継続させて前記基板をさらに降温させる工程と、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】
【０１３７】
１０  基板処理装置
１４  ウエハ（基板）
３０  ボート（基板保持体）
３４  ボート断熱部（断熱部）
４４  処理室
４８  被誘導加熱体
５０  誘導コイル
【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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