(57)【要約】【課題】ガスノズルのガス供給口を閉塞させること無く、歩留まりを良くする。【解決手段】複数積層されたウェーハ１４を処理（熱処理）する反応管４２（マニホールド３６）と、反応管４２内を加熱する加熱体４８と、反応管４２内に設けられ、各ウェーハ１４の積層方向に延びる第１ガス供給ノズル６０と、第１ガス供給ノズル６０の基端部６０ａから先端部６０ｂに向けて複数並んで設けられ、各ウェーハ１４に向けてＳｉ原子含有ガス（成膜ガス）およびＣｌ原子含有ガス（エッチングガス）を供給する第１ガス供給口６８と、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂに設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流板６１とを備えている。これにより、最上段の第１ガス供給口６８の周辺におけるエッチングガスの濃度低下を抑えることができ、第１ガス供給口６８を閉塞させることが無いので、歩留まりを良くすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数積層された基板を処理する反応容器と、
前記反応容器内を加熱する加熱体と、
前記反応容器内に設けられ、前記基板の積層方向に延びるガスノズルと、
前記ガスノズルの基端部から先端部に向けて複数並んで設けられ、前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給するガス供給口と、
前記ガスノズルの先端部に設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流部材と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
複数積層された基板を処理する反応容器内に設けられ、
前記反応容器の開口側に設けられる基端部と、
前記反応容器の底側に設けられる先端部と、
前記基端部から前記先端部に向けて複数並んで設けられ、前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給するガス供給口と、
前記先端部に設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流部材と、
を備えるガスノズル。
【請求項３】
複数積載された基板を反応容器内に搬送する基板搬送工程と、
前記反応容器内に設けられ、前記反応容器の開口側に設けられる基端部と、前記反応容器の底側に設けられる先端部と、前記基端部から前記先端部に向けて複数並んで設けられ、前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給するガス供給口と、前記先端部に設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流部材と、を備えるガスノズルの前記ガス供給口から前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給し、前記反応容器内を加熱体により加熱しつつ前記基板を処理する基板処理工程と、
を有する基板若しくは半導体デバイスの製造方法。
【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ガスノズルならびに基板若しくは半導体デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素（ＳｉＣ）は、ケイ素（Ｓｉ）に比して、絶縁耐圧や熱伝導性が高いこと等から、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。その一方でＳｉＣは、不純物拡散係数が小さいこと等から、Ｓｉに比して結晶基板や半導体装置（半導体デバイス）の製造が難しいことが知られている。例えば、Ｓｉのエピタキシャル成膜温度が９００℃〜１２００℃程度であるのに対し、ＳｉＣのエピタキシャル成膜温度は１５００℃〜１８００℃程度となっており、装置の耐熱構造や材料の分解抑制等に技術的な工夫が必要となる。このようなＳｉＣのエピタキシャル成膜を行う基板処理装置としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、反応室に複数枚の基板を縦方向に積層して処理する、所謂バッチ式縦型基板処理装置が記載され、反応室の長手方向（上下方向）には、第１ガス供給ノズルおよび第２ガス供給ノズルが延在している。第１ガス供給ノズル（ガスノズル）は、シリコンおよび塩素含有ガスとしてのテトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス等を反応室内に供給し、第２ガス供給ノズル（ガスノズル）は、還元ガスとしての水素（Ｈ２）ガス等を反応室内に供給する。そして、少なくともこれらの２種類の反応ガスは反応室の内部で混合され、その後、混合された反応ガスはウェーハ（基板）の表面に沿って流れる。これにより、ウェーハにＳｉＣ膜がエピタキシャル成長により形成される。
【０００４】
このように、特許文献１に記載された基板処理装置は、第１ガス供給ノズルおよび第２ガス供給ノズルを設け、少なくとも２種類の反応ガスを反応室の内部で混合させている。これにより、１５００℃〜１８００℃にもなる反応室の内部に延在するガスノズルの内壁やガス供給口へのＳｉＣ膜の析出等を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
ＨＣｌ等の塩素含有ガスは、ガスノズルの内壁やガス供給口に堆積したＳｉＣ膜をエッチングする効果がある。しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術においては、第１ガス供給ノズルにおける最上段のガス供給口が、以下に述べる理由により閉塞する虞があった。
【０００７】
図１４はガス供給口が閉塞する理由を説明する説明図を示している。最上段のガス供給口ｈ１以外は、その上方側にガスの流れが存在するが、最上段のガス供給口ｈ１の上方側には、ガスの流れが存在せず、他のガス供給口ｈ２とその条件が異なっている。即ち、最上段のガス供給口ｈ１の上方側には、他のガス供給口ｈ２と異なりガスの流れ（ガス流）が存在しない空間が広がっている。
【０００８】
ここで、最上段以外のガス供給口ｈ２から噴出したガスは、上下側に他のガス供給口から噴出したガスの流れが存在するため、その大部分はウェーハ方向（図中右側）に向かうことになる。しかしながら、最上段のガス供給口ｈ１から噴出したガスは、その上方側に他のガス供給口から噴出したガスの流れが存在しないため、図中破線矢印ｕｆ１で示されるように最上段のガス供給口ｈ１の上方側にある空間にも分散して流れることになる。したがって、ガス供給口ｈ１の周辺は、ガスの分散によって、その下方側にある各ガス供給口ｈ２〜ｈｎに比して、ＨＣｌ濃度が低くなる。
【０００９】
そして、ガス供給口ｈ１の周辺のＨＣｌ濃度が低下することにより、ガス供給口ｈ１の周辺のエッチング効果が低下し、ひいてはガス供給口ｈ１の周囲にくちばし状のＳｉＣ膜が成膜されてしまう。ガス供給口ｈ１は、ＳｉＣ膜の成長に伴い閉塞していき、これによりウェーハの成膜精度が低下して歩留まりを低下させることになる。また、ガス供給口ｈ１の閉塞後は、その下のガス供給口ｈ２が最上段のガス供給口となり、上述と同様のことを繰り返してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、ガスノズルのガス供給口を閉塞させること無く、歩留まりを良くすることができる基板処理装置およびガスノズルならびに基板若しくは半導体デバイスの製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
すなわち、本発明に係る基板処理装置は、複数積層された基板を処理する反応容器と、前記反応容器内を加熱する加熱体と、前記反応容器内に設けられ、前記基板の積層方向に延びるガスノズルと、前記ガスノズルの基端部から先端部に向けて複数並んで設けられ、前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給するガス供給口と、前記ガスノズルの先端部に設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流部材とが備えられる。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１５】
すなわち、ガスノズルのガス供給口を閉塞させること無く、歩留まりを良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る基板処理装置の概要を示す斜視図である。
【図２】処理炉の内部構造を示す断面図である。
【図３】ウェーハをウェーハホルダに保持させた場合を示す断面図である。
【図４】処理炉の横方向の断面を示す横断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施の形態に係る第１ガス供給ノズルの先端部の構造を説明する説明図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、ガス供給ユニットの内部構造を説明する図である。
【図７】処理炉周辺の構造を示す断面図である。
【図８】基板処理装置の制御系統を説明するブロック図である。
【図９】図５（ｂ）の破線円Ａ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、エッチングガスの濃度状態を比較して示す流体解析図（第１実施の形態）である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施の形態に係る第１ガス供給ノズルの先端部の構造を説明する説明図である。
【図１２】図１１（ｂ）の破線円Ｂ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、エッチングガスの濃度状態を比較して示す流体解析図（第２実施の形態）である。
【図１４】ガス供給口が閉塞する理由を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施の形態］
以下、本発明の第１実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施の形態では、基板処理装置の一例であるＳｉＣエピタキシャル成長装置において、高さ方向（縦方向）にＳｉＣウェーハを積層する、所謂バッチ式縦型ＳｉＣエピタキシャル成長装置を挙げている。これにより、一度に処理できるＳｉＣウェーハの数を増やしてスループット（製造効率）を向上させている。
【００１８】
＜全体の構成＞
図１は本発明に係る基板処理装置の概要を示す斜視図であり、まず、図１を用いて、本発明の一実施の形態におけるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置、および、半導体デバイスの製造工程の一つであるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板の製造方法について説明する。
【００１９】
基板処理装置（成膜装置）としての半導体製造装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置であり、種々の機能を備えた複数の装置を収容する筐体１２を有している。この半導体製造装置１０では、例えば、ＳｉＣ等で構成された基板としてのウェーハ１４を収納する基板収容器として、ポッド（フープ）１６をウェーハキャリアとして使用している。
【００２０】
筐体１２の正面側には、ポッドステージ１８が設けられ、当該ポッドステージ１８上にポッド１６が搬送されるようになっている。ポッド１６には、例えば、２５枚のウェーハ１４が収納され、蓋１６ａが閉じられた状態（密閉状態）のもとで、ポッドステージ１８上にセットされる。
【００２１】
筐体１２の正面側で、かつポッドステージ１８の背面側には、当該ポッドステージ１８と対向するようにしてポッド搬送装置２０が設けられている。また、ポッド搬送装置２０の近傍でかつ背面側には、複数段（図示では３段）のポッド収納棚２２，ポッドオープナ２４および基板枚数検知器２６が設けられている。各ポッド収納棚２２は、ポッドオープナ２４および基板枚数検知器２６の上方側に設けられ、ポッド１６を複数個搭載（図示では５個）し、その状態を保持するよう構成されている。ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８，各ポッド収納棚２２およびポッドオープナ２４間で、次々とポッド１６を搬送するようになっている。ポッドオープナ２４は、ポッド１６の蓋１６ａを開けるもので、基板枚数検知器２６は、ポッドオープナ２４に隣接して設けられ、蓋１６ａが開けられた状態のもとでポッド１６内のウェーハ１４の枚数を検知するものである。
【００２２】
筐体１２の内部には、その他に、基板移載機２８，基板保持具としてのボート３０が設けられている。基板移載機２８は、例えば、５本のアーム（ツイーザ）３２を備え、各アーム３２は、図示しない駆動手段により昇降可能かつ回転可能な構造となっており、ポッド１６から５枚のウェーハ１４を一度に取り出せるようになっている。そして、各アーム３２を正面側から背面側に反転移動させることで、ポッドオープナ２４の位置にあるポッド１６からボート３０に向けて、ウェーハ１４を５枚ずつ搬送することができる。
【００２３】
ボート３０は、例えば、カーボングラファイトやＳｉＣ等の耐熱性材料で所定形状に形成され、複数枚のウェーハ１４を水平姿勢で、かつ互いに中心を揃えた状態のもとで、縦方向に積層保持するよう構成されている。なお、ボート３０の下方側には、例えば、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により円柱形状に形成された断熱部材としてのボート断熱部３４が設けられ、後述する加熱体４８からの熱が、処理炉４０の下方側に伝達し難くなっている（図２参照）。
【００２４】
筐体１２内の背面側でかつ上方側には、処理炉４０が設けられている。処理炉４０の内部には、複数枚のウェーハ１４を装填したボート３０が搬入され、これにより、複数積層したウェーハ１４を一度に熱処理（バッチ処理）できるようになっている。
【００２５】
＜処理炉の構成＞
図２は処理炉の内部構造を示す断面図を、図３はウェーハをウェーハホルダに保持させた場合を示す断面図を、図４は処理炉の横方向の断面を示す横断面図を、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は第１実施の形態に係る第１ガス供給ノズルの先端部の構造を説明する説明図を、図６（ａ），（ｂ）はガス供給ユニットの内部構造を説明する図を、図７は処理炉周辺の構造を示す断面図を、図８は基板処理装置の制御系統を説明するブロック図をそれぞれ表している。次に、これらの図２〜図８を用いて、ＳｉＣ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について説明する。
【００２６】
処理炉４０には、第１ガス供給口６８を有する第１ガス供給ノズル６０，第２ガス供給口７２を有する第２ガス供給ノズル７０および、各ガス供給ノズル６０，７０からの反応ガスを外部に排気する第１ガス排気口９０が設けられている。また、不活性ガスを供給する第３ガス供給口３６０および、当該不活性ガスを外部に排気する第２ガス排気口３９０が設けられている。
【００２７】
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ＳｉＣ等の耐熱性材料よりなり、上方側が閉塞され下方側が開口した有底筒状に形成されている。反応管４２の開口側（下方側）には、反応管４２と同心円状にマニホールド３６が配設されている。マニホールド３６は、例えば、ステンレス材料等からなり、上方側および下方側が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド３６は反応管４２を支持し、マニホールド３６と反応管４２との間には、シール部材としてのＯリング（図示せず）が設けられている。これにより、反応管４２およびマニホールド３６の内部に充填された反応ガスが外部に漏洩するのを防止している。
【００２８】
マニホールド３６は、その下方側に設けられた保持体（図示せず）に支持されており、これにより反応管４２は、地面（図示せず）に対して垂直に据え付けられた状態となっている。ここで、反応管４２およびマニホールド３６により、反応容器を形成している。
【００２９】
処理炉４０は加熱体４８を備えている。加熱体４８は、上方側が閉塞され下方側が開口された有底筒状に形成されている。加熱体４８は反応管４２の内部に設けられ、加熱体４８の内部には反応室４４が形成されている。反応室４４には、ＳｉＣ等で構成されたウェーハ１４を保持したボート３０が収納されるようになっている。
【００３０】
ここで、図３に示すように、ウェーハ１４をウェーハホルダ１５に保持させるようにすると良い。ウェーハホルダ１５を、円環状に形成した下部ウェーハホルダ１５ａと円板状に形成した上部ウェーハホルダ１５ｂとから形成し、下部ウェーハホルダ１５ａと上部ウェーハホルダ１５ｂとの間にウェーハ１４を挟むようにする。これにより、ウェーハ１４の上方側から落下してくるパーティクル（微細ゴミ）からウェーハ１４を保護することができ、成膜面（ウェーハ１４の下面）とは反対側の面（ウェーハ１４の上面）が成膜されるのを抑制できる。さらに、ウェーハ１４の成膜面をボート３０（ボート柱）から離間させることができるので、ボート柱の影響により反応ガスがウェーハ１４の成膜面に流れ難くなるような不具合を確実に防止できる。この場合においても、ボート３０は、複数枚のウェーハ１４を、水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態のもとで、下部ウェーハホルダ１５ａおよび上部ウェーハホルダ１５ｂを介して、縦方向に積層保持することになる。
【００３１】
処理炉４０は、磁場発生部として機能する誘導コイル５０を備えている。誘導コイル５０は、円筒形状の支持部材５１の内周側に螺旋状に固定され、当該誘導コイル５０は外部電源（図示せず）により通電されるようになっている。誘導コイル５０を通電することにより当該誘導コイル５０は磁場を発生し、ひいては加熱体４８が誘導加熱される。このように加熱体４８を誘導加熱により発熱させることで、反応室４４内が加熱されるようになっている。
【００３２】
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の温度センサ（図示せず）が設けられており、当該温度センサおよび誘導コイル５０は、コントローラ１５２の温度制御部５２（図８参照）と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いて、反応室４４内の温度が所望の温度分布となるよう、誘導コイル５０への通電具合を所定のタイミングで調節（制御）するようになっている。
【００３３】
反応管４２と加熱体４８との間には、例えば、誘導加熱され難いカーボンフェルト等で形成された断熱材５４が設けられている。断熱材５４は、反応管４２および加熱体４８と同様に、上方側が閉塞され下方側が開口された有底筒状に形成されている。このように、断熱材５４を設けることで、加熱体４８の熱が反応管４２あるいは反応管４２の外部に伝達されるのを抑制している。
【００３４】
また、誘導コイル５０の外周側には、反応室４４内の熱が外部に伝達されるのを抑制するために、例えば、水冷構造の外側断熱壁５５が設けられている。外側断熱壁５５は円筒形状に形成され、反応室４４（支持部材５１）を包囲するよう配置されている。さらに、外側断熱壁５５の外周側には、誘導コイル５０を通電することで発生する磁場が、外部に漏洩するのを防止するための磁気シール５８が設けられている。磁気シール５８においても、上方側が閉塞され下方側が開口された有底筒状に形成されている。
【００３５】
加熱体４８の内周側とウェーハ１４の外周側との間には、第１ガス供給口６８を有する第１ガス供給ノズル６０が設けられている。また、加熱体４８の内周側とウェーハ１４の外周側との間には、第２ガス供給口７２を有する第２ガス供給ノズル７０が設けられている。第１ガス供給ノズル６０および第２ガス供給ノズル７０は、それぞれウェーハ１４の周方向に沿って所定間隔を持って設けられ、各ガス供給ノズル６０，７０の各ガス供給口６８，７２は、ウェーハ１４に向けられている。また、第１ガス排気口９０においても、加熱体４８の内周側とウェーハ１４の外周側との間に開口している。つまり、各ガス供給口６８，７２および第１ガス排気口９０は、それぞれ反応室４４と対向している。さらに、反応管４２の内周側と断熱材５４の外周側との間には、第３ガス供給口３６０および第２ガス排気口３９０が設けられている。
【００３６】
ここで、第１ガス供給ノズル６０および第２ガス供給ノズル７０は、図２に示すように、少なくともそれぞれ１本ずつ設ければ良いが、図４に示すように、２本の第１ガス供給ノズル６０と３本の第２ガス供給ノズル７０を設けるようにしても良い。この場合、３本の第２ガス供給ノズル７０の間に、ウェーハ１４の周方向に沿うよう交互に２本の第１ガス供給ノズル６０を並べて配置する。これにより、第１ガス供給ノズル６０および第２ガス供給ノズル７０から異なる種類の反応ガスを供給したときに、反応室４４内において効率の良く反応ガスを混合させることができる。また、第１ガス供給ノズル６０および第２ガス供給ノズル７０を合計奇数本とすることで、中央部分に位置するガス供給ノズルを中心として、その両側（図４中上下側）にバランス良く反応ガスを供給することができる。よって、ウェーハ１４の成膜面に対して反応ガスを均一に供給することができ、成膜精度を向上させることが可能となる。なお、第１ガス供給ノズル６０および第２ガス供給ノズル７０から供給される反応ガスの種類については後述する。
【００３７】
図２に示すように、第１ガス供給ノズル（ガスノズル）６０は、例えば、カーボングラファイト等の耐熱材料にて中空パイプ状に形成され、基端部６０ａおよび先端部６０ｂを備えている。第１ガス供給ノズル６０の基端部６０ａは、反応管４２およびマニホールド３６からなる反応容器の開口側、つまりマニホールド３６側に設けられ、マニホールド３６を貫通して当該マニホールド３６に固定されている。第１ガス供給ノズル６０は、反応室４４内にその長手方向に延在するよう、つまり各ウェーハ１４の積層方向に延びるよう設けられ、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂは、反応管４２の底側（上方側）に設けられている。
【００３８】
第１ガス供給ノズル６０の基端部６０ａと先端部６０ｂとの間で、かつ第１ガス供給ノズル６０の長手方向に沿う先端部６０ｂ寄り、つまりウェーハ１４に対応する部位には、基端部６０ａから先端部６０ｂ向けて複数並んで、ウェーハ１４に向けて反応ガスを供給するための複数の第１ガス供給口６８が設けられている。各第１ガス供給口６８はそれぞれ等間隔で設けられ、これにより複数のウェーハ１４のそれぞれに対して反応ガスを均一に供給できるようにしている。なお、第１ガス供給ノズル６０の基端部６０ａは、第１ガスライン２２２を介してガス供給ユニット２００に接続されている。
【００３９】
第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂには、図５に示すように、整流部材としての整流板６１が設けられている。整流板６１は、第１ガス供給ノズル６０と同じ材料、つまり、カーボングラファイト等の耐熱材料にて平板状に形成されている。整流板６１には、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂが差し込まれて固定される固定凹部６１ａが形成されており、この固定凹部６１ａは、整流板６１の各短辺部６１ｂ，６１ｃのうちの一方の短辺部６１ｂ寄りに設けられている。そして、固定凹部６１ａに先端部６０ｂを差し込んで両者を溶着等することで、互いに強固に固定されている。ただし、整流板６１と第１ガス供給ノズル６０とを別体とせずに、図５（ｃ）に示すように、整流板６１と第１ガス供給ノズル６０とを一体としても良い。
【００４０】
整流板６１は、第１ガス供給口６８側（図中右方側）を上方側から覆うよう設けられ、つまり整流板６１の他方の短辺部６１ｃは、ガス供給方向（ウェーハ１４側）に向けて延びている。また、整流板６１は、各第１ガス供給口６８のうちの最上段（図中上方側）にある第１ガス供給口６８１の上方側に近接配置され、これにより整流板６１は、第１ガス供給口６８１から噴出する反応ガスをウェーハ１４側に向けて整流する。以下、各第１ガス供給口６８を、それぞれ最上段から符号６８１，６８２，６８３・・・６８ｎを付して説明する。
【００４１】
第２ガス供給ノズル７０は、例えば、カーボングラファイト等の耐熱材料にて中空パイプ状に形成され、基端部７０ａおよび先端部７０ｂを備えている。第２ガス供給ノズル７０の基端部７０ａは、反応管４２およびマニホールド３６からなる反応容器の開口側、つまりマニホールド３６側に設けられ、マニホールド３６を貫通して当該マニホールド３６に固定されている。第２ガス供給ノズル７０は、反応室４４内にその長手方向に延在するよう設けられ、第２ガス供給ノズル７０の先端部７０ｂは、反応管４２の底側に設けられている。
【００４２】
第２ガス供給ノズル７０の基端部７０ａと先端部７０ｂとの間で、かつ第２ガス供給ノズル７０の長手方向に沿う先端部７０ｂ寄り、つまりウェーハ１４に対応する部位には、基端部７０ａから先端部７０ｂ向けて複数並んで、ウェーハ１４に向けて反応ガスを供給するための複数の第２ガス供給口７２が設けられている。各第２ガス供給口７２はそれぞれ等間隔で設けられ、これにより複数のウェーハ１４のそれぞれに対して反応ガスを均一に供給できるようにしている。なお、第２ガス供給ノズル７０の基端部７０ａは、第２ガスライン２６０を介してガス供給ユニット２００に接続されている。また、第１ガス供給ノズル６０のように先端部７０ｂに整流板を設けても良い。これにより、最上段の第２ガス供給口７２から噴出するガスの流れをウェーハ１４の方向に向けることが可能となる。
【００４３】
ここで、図４に示すように、反応室４４の内部において、各ガス供給ノズル６０，７０と第１ガス排気口９０との間でかつ加熱体４８とウェーハ１４との間に、当該空間を埋めるよう反応室４４の長手方向に延在する断面が円弧形状の構造物３００を設けるようにすると良い。例えば、図４に示すように、対向位置に構造物３００をそれぞれ設けることで、各ガス供給ノズル６０，７０から供給される反応ガスが、加熱体４８の内壁に沿って流れてウェーハ１４を迂回してしまうのを防止できる。構造物３００としては、耐熱性およびパーティクルの発生を考慮すると、カーボングラファイト等で構成するのが望ましい。
【００４４】
図２に示すように、ボート３０を挟む各ガス供給口６８，７２との対向箇所でかつボート３０の下方側には、第１ガス排気口９０が設けられ、マニホールド３６には、第１ガス排気口９０に接続されたガス排気管２３０が貫通して固定されている。ガス排気管２３０の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ（図示せず）が設けられ、さらには圧力調整器としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）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。圧力センサおよびＡＰＣバルブ２１４には、コントローラ１５２の圧力制御部９８（図８参照）が電気的に接続されている。圧力制御部９８は、圧力センサにより検出された圧力に基づき、所定のタイミングでＡＰＣバルブ２１４の開度を調節（制御）し、ひいては処理炉４０内の圧力を所定の圧力とするように調整するようになっている。
【００４５】
このように、第１ガス排気口９０を各ガス供給口６８，７２の対向箇所に配置することで、各ガス供給口６８，７２から供給された反応ガスを、ウェーハ１４の側方から水平方向に流してウェーハ１４の成膜面に満遍なく行き渡らせた後、第１ガス排気口９０から排気することができる。これにより、ウェーハ１４の成膜面全体を効果的かつ均一となるよう反応ガスに曝して成膜精度を向上させている。
【００４６】
第３ガス供給口３６０は、各ガス供給口６８，７２側で、反応管４２と断熱材５４との間に配置されている。第３ガス供給口３６０は、マニホールド３６を貫通して当該マニホールド３６に固定された第３ガスライン２４０の一端側に設けられ、第３ガスライン２４０の他端側はガス供給ユニット２００に接続されている。また、第２ガス排気口３９０は、第１ガス排気口９０側で、反応管４２と断熱材５４との間、つまり断熱材５４を挟む第３ガス供給口３６０との対向箇所に配置されており、当該第２ガス排気口３９０は、ガス排気管２３０に接続されている。
【００４７】
第３ガスライン２４０は、図６に示すように、バルブ２１２ｆおよびＭＦＣ（Mass Flow Controller）２１１ｆを介して、第４ガス供給源２１０ｆに接続されている。第４ガス供給源２１０ｆからは、例えば不活性ガスとして、希ガスのＡｒガスが供給され、ＳｉＣエピタキシャル膜の成長に寄与する反応ガスが、反応管４２と断熱材５４との間に進入するのを防止している。これにより、反応管４２の内壁や断熱材５４の外壁に不要な生成物が付着せず、装置のメンテナンス周期を延ばせるようにしている。なお、反応管４２と断熱材５４との間に供給された不活性ガス（Ａｒガス等）は、第２ガス排気口３９０，ガス排気管２３０およびＡＰＣバルブ２１４を介して、真空排気装置２２０から外部に排気される。
【００４８】
＜反応ガス供給系の構成＞
次に、図６を用いて、第１ガス供給系および第２ガス供給系について説明する。図６（ａ）は、Ｓｉ原子含有ガスとＣ（炭素）原子含有ガスとを異なるガス供給ノズルから供給するセパレート方式を示し、図６（ｂ）は、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスとを同じガス供給ノズルから供給するプレミックス方式を示している。
【００４９】
まず、セパレート方式について説明する。図６（ａ）に示すように、セパレート方式では、第１ガスライン２２２は、バルブ２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃおよびＭＦＣ（流量制御手段）２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃを介して、第１ガス供給源２１０ａ，第２ガス供給源２１０ｂ，第３ガス供給源２１０ｃに接続されている。第１ガス供給源２１０ａからはＳｉＨ４ガスが、第２ガス供給源２１０ｂからはＨＣｌガスが、第３ガス供給源２１０ｃからは不活性ガスがそれぞれ供給される。
【００５０】
これにより、ＳｉＨ４ガス，ＨＣｌガス，不活性ガスのそれぞれの供給流量，濃度，分圧，供給タイミングを、反応室４４内に対して制御可能となっている。バルブ２１２ａ〜２１２ｃおよびＭＦＣ２１１ａ〜２１１ｃは、コントローラ１５２のガス流量制御部７８（図８参照）に電気的に接続されている。ガス流量制御部７８は、供給すべきそれぞれのガスの流量を所定流量とするよう、所定のタイミングで制御するようになっている。ここで、ＳｉＨ４ガス（成膜ガス），ＨＣｌガス（エッチングガス），不活性ガスをそれぞれ供給するガス供給源２１０ａ〜２１０ｃ，バルブ２１２ａ〜２１２ｃ，ＭＦＣ２１１ａ〜２１１ｃ，第１ガスライン２２２，第１ガス供給ノズル６０および各第１ガス供給口６８によって、第１ガス供給系を構成している。
【００５１】
第２ガスライン２６０は、バルブ２１２ｄ，２１２ｅおよびＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅを介して、第５ガス供給源２１０ｄ，第６ガス供給源２１０ｅに接続されている。第５ガス供給源２１０ｄからは、Ｃ原子含有ガスとして、例えばＣ３Ｈ８ガス（成膜ガス）が、第６ガス供給源２１０ｅからは、還元ガスとして、例えばＨ２ガスがそれぞれ供給される。
【００５２】
これにより、Ｃ３Ｈ８ガス，Ｈ２ガスのそれぞれの供給流量，濃度，分圧，供給タイミングを、反応室４４内に対して制御可能となっている。バルブ２１２ｄ，２１２ｅおよびＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅは、コントローラ１５２のガス流量制御部７８（図８参照）に電気的に接続されている。ガス流量制御部７８は、供給すべきそれぞれのガスの流量を所定流量とするよう、所定のタイミングで制御するようになっている。ここで、Ｃ３Ｈ８ガス，Ｈ２ガスをそれぞれ供給するガス供給源２１０ｄ，２１０ｅ，バルブ２１２ｄ，２１２ｅ，ＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅ，第２ガスライン２６０，第２ガス供給ノズル７０および第２ガス供給口７２によって、第２ガス供給系を構成している。
【００５３】
このようにセパレート方式においては、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスとを異なるガス供給ノズルから供給することにより、ガス供給ノズル内においてＳｉＣ膜が成膜されないよう（堆積しないよう）にしている。なお、Ｓｉ原子含有ガスおよびＣ原子含有ガスの濃度や流速を調整する場合には、それぞれ適切なキャリアガスを供給すれば良い。
【００５４】
また、Ｓｉ原子含有ガスをより効率的に使用するために、還元ガスとしてＨ２ガスを用い、当該Ｈ２ガスをＣ原子含有ガスとともに第２ガス供給ノズル７０から供給している。これにより、反応室４４内において、Ｈ２ガスおよびＣ原子含有ガスをＳｉ原子含有ガスと混合させてＨ２ガスを少ない状態とし、その結果、Ｓｉ原子含有ガスの分解を成膜時と比較して抑制している。よって、第１ガス供給ノズル６０内でのＳｉ膜の成膜（堆積）を抑制している。この場合、Ｈ２ガスをＣ原子含有ガスのキャリアガスとして用いることができる。なお、Ｓｉ原子含有ガスのキャリアガスとしては、Ａｒガスのような不活性ガス（特に希ガス）を用いることで、Ｓｉ膜の堆積を抑制することができる。
【００５５】
さらに、第１ガス供給ノズル６０からは、塩素原子含有ガスとしてＨＣｌガスを供給するようにしている。これにより、Ｓｉ原子含有ガスが熱により分解され、第１ガス供給ノズル６０内に堆積し得る状態となったとしても、ＨＣｌガスによりエッチングモードとなり、その結果、第１ガス供給ノズル６０内でのＳｉ膜の成膜（堆積）を抑制している。なお、ＨＣｌガスには堆積してしまったＳｉ膜をエッチングする効果もあるため、第１ガス供給口６８が閉塞するのを効果的に抑制することもできる。
【００５６】
次に、図６（ｂ）に示すプレミックス方式について説明する。プレミックス方式のセパレート方式と異なる点は、Ｃ原子含有ガスのガス供給源２１０ｄを、ＭＦＣ２１１ｄ，バルブ２１２ｄを介して第１ガスライン２２２に接続した点である。これにより、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスとを、第１ガスライン２２２内で予め混合しておくことができる。よって、上述したセパレート方式に比して反応ガスの混合効率を高めることができ、ひいては成膜時間の短縮等を図ることが可能となる。
【００５７】
この場合、第２ガスライン２６０を介して第２ガス供給ノズル７０から、Ｈ２ガスを単独で供給することができるので、ＨＣｌガスとＨ２ガスとの比（Ｃｌ／Ｈ）を大きくすることができ、ひいては第１ガス供給ノズル６０におけるエッチング効果の方を大きくして、Ｓｉ原子含有ガスの反応を抑制することができる。このように、プレミックス方式であっても、ある程度、第１ガス供給ノズル６０におけるＳｉＣ膜の成膜（堆積）を抑制することができる。
【００５８】
なお、上述においては、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する際に使用する塩素原子含有ガス（エッチングガス）として、ＨＣｌガスを使用しているが、これに限らず、Ｃｌガス（塩素ガス）等を使用しても良い。
【００５９】
また、上述においては、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する際に、Ｓｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子含有ガスとを別々に供給しているが、これに限らず、Ｓｉ原子とＣｌ原子とを含むガス、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）ガス等を供給しても良い。これらのＳｉ原子とＣｌ原子とを含むガスは、Ｓｉ原子含有ガス、または、Ｓｉ原子含有ガスおよびＣｌ原子含有ガスの混合ガスであるとも言える。特に、ＳｉＣｌ４ガスは、熱分解される温度が比較的高温であるため、第１ガス供給ノズル６０内でのＳｉ原子の消費を抑制するという観点から優れている。
【００６０】
さらに、上述においては、Ｃ（炭素）原子含有ガスとして、Ｃ３Ｈ８ガスを使用しているが、これに限らず、エチレン（Ｃ２Ｈ４）ガス，アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス等を使用しても良い。
【００６１】
また、上述においては、還元ガスとして、Ｈ２ガスを使用しているが、これに限らず、他のＨ（水素）原子含有ガスを使用しても良い。さらに、キャリアガスとしては、Ａｒ（アルゴン）ガス，Ｈｅ（ヘリウム）ガス，Ｎｅ（ネオン）ガス，Ｋｒ（クリプトン）ガス，Ｘｅ（キセノン）ガス等の希ガスのうちの少なくとも１つを使用しても良いし、これらの希ガスを任意に組み合わせた混合ガスを使用しても良い。
【００６２】
＜処理炉の周辺の構成＞
次に、図７を用いて、処理炉４０およびその周辺の構成について説明する。処理炉４０の下方側には、当該処理炉４０の開口部分である炉口１４４を気密に閉塞するシールキャップ（炉口蓋体）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材料により略円盤状に形成されている。シールキャップ１０２と処理炉４０の天板１２６との間には、両者間をシールするシール部材としてのＯリング（図示せず）が設けられ、これにより処理炉４０内を気密に保持できるようにしている。
【００６３】
シールキャップ１０２には回転機構１０４が設けられ、当該回転機構１０４の回転軸１０６は、シールキャップ１０２を貫通してボート断熱部３４に連結されている。そして、回転機構１０４を回転駆動することにより、回転軸１０６を介して処理炉４０内でボート３０が回転し、これに伴いウェーハ１４も回転するようになっている。
【００６４】
シールキャップ１０２は、処理炉４０の外側に設けられた昇降モータ（昇降機構）１２２によって垂直方向（上下方向）に昇降されるよう構成され、これによりボート３０を処理炉４０に対して搬入搬出できるようになっている。回転機構１０４および昇降モータ１２２には、コントローラ１５２の駆動制御部１０８（図８参照）が電気的に接続されている。駆動制御部１０８は、回転機構１０４および昇降モータ１２２を、所定の動作をするよう所定のタイミングにて制御するようになっている。
【００６５】
処理炉４０の下方側には、予備室としてのロードロック室１１０が設けられ、当該ロードロック室１１０の外側には下基板１１２が設けられている。下基板１１２には、昇降台１１４を摺動自在に支持するガイドシャフト１１６の基端部が固定され、また、昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８の基端部が回転自在に支持されている。また、ガイドシャフト１１６の先端部およびボール螺子１１８の先端部には、上基板１２０が装着されている。ボール螺子１１８は上基板１２０に搭載された昇降モータ１２２により回転駆動され、昇降台１１４はボール螺子１１８の回転駆動により昇降するようになっている。
【００６６】
昇降台１１４には、中空パイプ状の昇降シャフト１２４が垂下するよう固定され、昇降台１１４と昇降シャフト１２４との連結部分は気密となっている。これにより、昇降シャフト１２４は、昇降台１１４ととも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の上方側の天板１２６に設けられた貫通孔１２６ａを、所定の隙間を持って貫通している。つまり、昇降シャフト１２４が昇降する際に、当該昇降シャフト１２４は天板１２６に接触することが無い。
【００６７】
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の周囲を覆うよう伸縮性を有するベローズ（中空伸縮体）１２８が設けられ、当該ベローズ１２８によりロードロック室１１０は気密に保持されている。なお、ベローズ１２８は、昇降台１１４の昇降量に対応し得る充分な伸縮量を備え、ベローズ１２８の内径は昇降シャフト１２４の外径に比べて充分に大きくなっている。これにより、ベローズ１２８は、その伸縮時において、昇降シャフト１２４と接触すること無くスムーズに伸縮することができる。
【００６８】
昇降シャフト１２４の下方側には、昇降基板１３０が水平に固定され、当該昇降基板１３０の下方側には、Ｏリング等のシール部材（図示せず）を介して駆動部カバー１３２が気密に取り付けられている。昇降基板１３０および駆動部カバー１３２は、駆動部収納ケース１３４を構成しており、これにより、駆動部収納ケース１３４内の雰囲気とロードロック室１１０内の雰囲気とを隔離している。
【００６９】
駆動部収納ケース１３４の内部には、ボート３０を回転駆動する回転機構１０４が設けられ、当該回転機構１０４の周辺は、水冷構造の冷却機構１３５により冷却されるようになっている。
【００７０】
回転機構１０４には電力ケーブル１３８が電気的に接続されており、当該電力ケーブル１３８は、昇降シャフト１２４の上方側から中空部を通って、回転機構１０４に導かれている。また、冷却機構１３５およびシールキャップ１０２には、冷却水流路１４０がそれぞれ形成されており、これらの冷却水流路１４０には、それぞれ冷却水配管１４２が接続されている。各冷却水配管１４２は、昇降シャフト１２４の上方側から中空部を通って、各冷却水流路１４０に導かれている。
【００７１】
コントローラ１５２の駆動制御部１０８により昇降モータ１２２を回転駆動させることで、ボール螺子１１８が回転し、これにより昇降台１１４および昇降シャフト１２４が昇降し、ひいては駆動部収納ケース１３４が昇降する。そして、駆動部収納ケース１３４を上昇させることで、昇降基板１３０に気密に設けたシールキャップ１０２が処理炉４０の開口部である炉口１４４を密閉し、これによりウェーハ１４を熱処理できる状態となる。また、駆動部収納ケース１３４を下降させることで、シールキャップ１０２とともにボート３０が降下して、ウェーハ１４を処理炉４０の外部に搬出できる状態となる。
【００７２】
図８に示すように、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置１０を制御するコントローラ１５２は、温度制御部５２，ガス流量制御部７８，圧力制御部９８および駆動制御部１０８を備えている。これらの温度制御部５２，ガス流量制御部７８，圧力制御部９８および駆動制御部１０８は、操作部および入出力部を構成し、半導体製造装置１０の全体を制御する主制御部１５０に電気的に接続されている。
【００７３】
＜ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜方法＞
次に、上述した半導体製造装置１０を用い、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＳｉＣ等で構成されるウェーハ１４等の基板上に、例えば、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板の製造方法（処理方法）について説明する。なお、以下の説明における半導体製造装置１０を構成する各部分の動作は、コントローラ１５２によって制御される。
【００７４】
まず、図１に示すように、ポッドステージ１８に複数枚のウェーハ１４を収納したポッド１６をセットする（図１参照）。すると、ポッド搬送装置２０が動作して、ポッド１６がポッドステージ１８からポッド収納棚２２へ搬送されてストックされる。次に、ポッド搬送装置２０により、ポッド収納棚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、当該ポッドオープナ２４によりポッド１６の蓋１６ａが開かれて、基板枚数検知器２６によりポッド１６に収納されているウェーハ１４の枚数を検知する。
【００７５】
その後、基板移載機２８の動作により、ポッドオープナ２４の位置にあるポッド１６からウェーハ１４を取出し、ボート３０に移載する。
【００７６】
複数枚のウェーハ１４がボート３０に装填されて積層されると、各ウェーハ１４を保持したボート３０は、昇降モータ１２２の回転駆動による昇降台１１４および昇降シャフト１２４の昇降動作により反応室４４内に搬入、つまりボートローディングされる。ボート３０が反応室４４内に完全に搬入されると、シールキャップ１０２は反応室４４をシールした状態となり、これにより反応室４４の気密が保持される。ここまでの一連の工程、つまりボート３０に複数積層された各ウェーハ１４を反応管４２内に搬入し、シールキャップ１０２により密閉するまでの工程（ボートローディング工程）が、本発明における基板搬送工程を構成している。
【００７７】
ボート３０を反応室４４に搬入した後、反応室４４の内部圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気装置２２０が駆動され、反応室４４が真空排気（真空引き）される。この時、反応室４４の内部圧力は、圧力センサによって測定され、測定された圧力に基づいて第１ガス排気口９０および第２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。
【００７８】
また、ウェーハ１４の温度および反応室４４の内部温度を所定の温度とするよう、誘導コイル５０が通電され、これにより加熱体４８が加熱される。この時、反応室４４の内部温度が所定の温度分布（例えば均一温度分布）となるよう、温度センサが検出した温度情報に基づいて誘導コイル５０への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構１０４によりボート３０が回転駆動されて、これにより各ウェーハ１４も反応室４４の内部で回転される。
【００７９】
その後、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂおよびバルブ２１２ａ，２１２ｂを制御し、これにより、ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜に寄与するＳｉ原子含有ガス（成膜ガス）およびＣｌ原子含有ガス（エッチングガス）を、各ガス供給源２１０ａ，２１０ｂから供給する。すると、第１ガス供給ノズル６０の各第１ガス供給口６８から、反応室４４内の各ウェーハ１４に向けて反応ガスが噴射される。
【００８０】
ここで、図９は図５（ｂ）の破線円Ａ部を拡大して示す拡大断面図を、図１０（ａ），（ｂ）はエッチングガスの濃度状態を比較して示す流体解析図（第１実施の形態）をそれぞれ表している。
【００８１】
図９に示すように、各第１ガス供給口６８から各ウェーハ１４に向けて噴射された反応ガスは、基本的に、各ウェーハ１４に向けて真っ直ぐ流れる。即ち、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂには整流板６１を設けているので、第１ガス供給ノズル６０の最上段にある第１ガス供給口６８１からの上方側への反応ガスの流れが規制され、各ウェーハ１４に向けて流れるよう整流される。
【００８２】
これにより、従前のように反応ガスが斜め上方に拡散するのを防止することができる。つまり、第１ガス供給口６８１の周辺におけるエッチングガスの濃度を、他の各ガス供給口６８２〜６８ｎと略同等にして、第１ガス供給口６８１のエッチング効果の低下を抑制することができる。具体的には、図１０の流体解析結果（比較結果）に示すように、整流板６１を設けた図１０（ａ）においては、整流板６１を設けていない図１０（ｂ）に比して、第１ガス供給口６８１の周辺におけるエッチングガスの濃度低下が抑えられていることが分かる。つまり、第１実施の形態の方が比較例よりも、エッチングガスの濃度が高い濃色部分が多くなっていることが分かる。
【００８３】
また、Ｃ原子含有ガスおよび還元ガスであるＨ２ガスを、所定の流量となるよう対応するＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅの開度を制御した後、バルブ２１２ｄ，２１２ｅを制御する。すると、それぞれの反応ガスが第２ガスライン２６０を流通するようになる。これにより、第２ガス供給ノズル７０の各第２ガス供給口７２から、反応室４４内の各ウェーハ１４に向けて反応ガスが噴射される。
【００８４】
各第１ガス供給口６８および各第２ガス供給口７２から噴射された反応ガスは、反応室４４内の加熱体４８の内周側を流れて、第１ガス排気口９０からガス排気管２３０を介して外部に排気される。各第１ガス供給口６８および第２ガス供給口７２より供給された反応ガスは、それぞれ噴射直後に混合され、反応室４４内を通過する際にＳｉＣ等で構成される各ウェーハ１４と接触し、これにより各ウェーハ１４の表面上に、ＳｉＣエピタキシャル膜が成膜されていく。
【００８５】
また、ＭＦＣ２１１ｆおよびバルブ２１２ｆが制御され、第４ガス供給源２１０ｆからの不活性ガスとしてのＡｒガス（希ガス）が所定の流量となるよう調整され、第３ガスライン２４０および第３ガス供給口３６０を介して、断熱材５４と反応管４２との間に供給される。第３ガス供給口３６０から供給されたＡｒガスは、断熱材５４と反応管４２との間を流れて、第２ガス排気口３９０から排気される。その後、上述のように反応ガスを各ウェーハ１４に曝して、予め設定された時間が経過すると、各反応ガスの供給制御が停止される。ここまでの一連の工程、つまり反応ガスの供給により各ウェーハ１４の表面上にＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する工程が、本発明における基板処理工程を構成している。
【００８６】
次いで、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、反応室４４内の加熱体４８の内側の空間が不活性ガスで置換され、さらに反応室４４の内部圧力が常圧に復帰される。
【００８７】
反応室４４内が常圧に復帰した後、昇降モータ１２２の回転駆動によりシールキャップ１０２が下降し、処理炉４０の炉口１４４が開口される。これに伴い、熱処理済み（成膜処理済み）の各ウェーハ１４が、ボート３０に保持された状態でマニホールド３６の下方側から反応管４２の外部に搬出、つまりボートアンローディングされる。ボート３０に保持された各ウェーハ１４は、冷えるまでロードロック室１１０の内部で待機状態となる。
【００８８】
その後、各ウェーハ１４が所定の温度にまで冷却されると、基板移載機２８の動作により、各ウェーハ１４がボート３０から取り出され、ポッドオープナ２４にセットされている空のポッド１６に搬送されて収納される。その後、ポッド搬送装置２０の動作により、各ウェーハ１４を収納したポッド１６が、ポッド収納棚２２またはポッドステージ１８に搬送される。このようにして、半導体製造装置１０の一連の動作が完了する。
【００８９】
＜第１実施の形態の代表的効果＞
以上、第１実施の形態で説明した技術的思想によれば、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【００９０】
（１）第１実施の形態によれば、複数積層されたウェーハ１４を処理（熱処理）する反応管４２（マニホールド３６）と、反応管４２内を加熱する加熱体４８と、反応管４２内に設けられ、各ウェーハ１４の積層方向に延びる第１ガス供給ノズル６０と、第１ガス供給ノズル６０の基端部６０ａから先端部６０ｂに向けて複数並んで設けられ、各ウェーハ１４に向けてＳｉ原子含有ガス（成膜ガス）およびＣｌ原子含有ガス（エッチングガス）を供給する第１ガス供給口６８と、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂに設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流板６１とを備えている。これにより、最上段の第１ガス供給口６８１の周辺におけるエッチングガスの濃度低下を抑えることができ、第１ガス供給口６８１を閉塞させることが無いので、歩留まりを良くすることができる。
【００９１】
（２）第１実施の形態によれば、第１ガス供給ノズル６０と整流板６１とを別部材で形成し、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂに整流板６１を固定したので、第１ガス供給ノズル６０と整流板６１とを別々に容易に成形することができる。
【００９２】
（３）第１実施の形態によれば、第１ガス供給ノズル６０と整流板６１とを一体成形することもでき、この場合、半導体製造装置１０の組み立て時や使用時の振動等により、整流板６１が第１ガス供給ノズル６０から外れるようなことが無い。したがって、組み立て性やメンテナンス性を向上させることが可能となる。
【００９３】
（４）第１実施の形態によれば、第１ガス供給ノズルおよび第２ガス供給ノズルを備え、第１ガス供給ノズル６０の第１ガス供給口６８からは、Ｓｉ原子含有ガスとＣｌ原子含有ガスとを供給し、第２ガス供給ノズル７０の第２ガス供給口７２からは、還元ガスを供給し、さらにＣ原子含有ガスを、第１ガス供給口６８（プレミックス方式）または第２ガス供給口７２（セパレート方式）のいずれか一方から供給することができる。
【００９４】
（５）第１実施の形態で説明した半導体製造装置１０を、半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【００９５】
（６）第１実施の形態で説明した半導体製造装置１０を、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する基板の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【００９６】
［第２実施の形態］
次に、本発明の第２実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９７】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は第２実施の形態に係る第１ガス供給ノズルの先端部の構造を説明する説明図を、図１２は図１１（ｂ）の破線円Ｂ部を拡大して示す拡大断面図を、図１３（ａ），（ｂ）はエッチングガスの濃度状態を比較して示す流体解析図（第２実施の形態）をそれぞれ表している。
【００９８】
図１１に示すように、第２実施の形態に係る半導体製造装置４００は、上述した第１実施の形態に比して整流部材の形状のみが異なっている。第１実施の形態に係る半導体製造装置１０では、整流部材として板状の整流板６１（図５参照）を採用したが、第２実施の形態に係る半導体製造装置４００では、略箱形状の整流部材４１０を採用している。
【００９９】
整流部材４１０は、第１ガス供給ノズル６０と同じ材料、つまり、カーボングラファイト等の耐熱材料にて略箱形状に形成されている。整流部材４１０は、図５に示す整流板６１よりも肉厚に形成され、各ウェーハ１４側となるガス供給方向（図中右側）に向けて延びる第１延在部４１１と、第１延在部４１１の先端側（図中右方側）から第１ガス供給ノズル６０の基端部６０ａ（図２参照）に向けて延びる第２延在部４１２とを備えている。第１延在部４１１および第２延在部４１２は、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂが差し込まれて固定される固定凹部４１３と、第１ガス供給口６８１と対向する流路屈曲凹部４１４とを形成している。
【０１００】
固定凹部４１３は、整流部材４１０の各短辺部４１５，４１６のうちの一方の短辺部４１５寄りに設けられている。そして、固定凹部４１３に先端部６０ｂを差し込んで両者を溶着等することで、互いに強固に固定されている。ただし、整流部材４１０と第１ガス供給ノズル６０とを別体とせずに、図１１（ｃ）に示すように、整流部材４１０と第１ガス供給ノズル６０とを一体としても良い。
【０１０１】
整流部材４１０の第２延在部４１２は、整流部材４１０の他方の短辺部４１６寄りに設けられ、第２延在部４１２により形成される流路屈曲凹部４１４は、最上段の第１ガス供給口６８１に対して所定の隙間を持って対向している。そして、流路屈曲凹部４１４は、第１ガス供給口６８１から供給される反応ガスの流路を、他の第１ガス供給口６８２，６８３・・・６８ｎに向けて（図中下方側に向けて）屈曲させるようになっている。
【０１０２】
図１２に示すように、各第１ガス供給口６８から各ウェーハ１４に向けて噴射された反応ガスは、基本的に、各ウェーハ１４に向けて真っ直ぐ流れる。即ち、第１ガス供給ノズル６０の先端部６０ｂには整流部材４１０を設けているので、第１ガス供給ノズル６０の最上段にある第１ガス供給口６８１から噴射される反応ガスは、その全てが流路屈曲凹部４１４により第１ガス供給口６８１の下方側にある他の第１ガス供給口６８２，６８３・・・６８ｎに向けられる。
【０１０３】
これにより、従前のように反応ガスが斜め上方に拡散するのを防止することができる。つまり、第１ガス供給口６８１の周辺におけるエッチングガスの濃度を、他の各ガス供給口６８２〜６８ｎと略同等かそれ以上にして、第１ガス供給口６８１のエッチング効果の低下を抑制することができる。具体的には、図１３の流体解析結果（比較結果）に示すように、整流部材４１０を設けた図１３（ａ）においては、整流部材４１０を設けていない図１３（ｂ）に比して、第１ガス供給口６８１の周辺におけるエッチングガスの濃度低下が抑えられていることが分かる。つまり、第１実施の形態の方が比較例よりも、エッチングガスの濃度が高い濃色部分が多くなっていることが分かる。
【０１０４】
＜第２実施の形態の代表的効果＞
以上、第２実施の形態で説明した技術的思想においても、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。これに加え、第２実施の形態においては、第１ガス供給口６８１から噴射される反応ガスの流れを、第１ガス供給ノズル６０の基端部６０ａ側、つまり他の第１ガス供給口６８２，６８３・・・６８ｎに向けることができるので、第１実施の形態に比して、他の第１ガス供給口６８２，６８３・・・６８ｎの周辺におけるエッチングガス濃度を高めることができる。
【０１０５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した各実施の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ことは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する成膜装置（基板処理装置）を例示して説明したが、２種類以上の反応ガスを反応室４４内で混合して成膜する成膜装置で、かつ成膜された膜をエッチングするエッチングガスを成膜ガスとともに供給するような装置であれば、他の形式の基板処理装置にも本発明における技術的思想を適用することができる。
【０１０６】
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。
【０１０７】
〔付記１〕
複数積層された基板を処理する反応容器と、
前記反応容器内を加熱する加熱体と、
前記反応容器内に設けられ、前記基板の積層方向に延びるガスノズルと、
前記ガスノズルの基端部から先端部に向けて複数並んで設けられ、前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給するガス供給口と、
前記ガスノズルの先端部に設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流部材と、
を備える基板処理装置。
【０１０８】
〔付記２〕
前記ガスノズルと前記整流部材とを別部材で形成し、前記ガスノズルの先端部に前記整流部材を固定したことを特徴とする付記１記載の基板処理装置。
【０１０９】
〔付記３〕
前記ガスノズルと前記整流部材とを一体成形したことを特徴とする付記１記載の基板処理装置。
【０１１０】
〔付記４〕
前記整流部材を、ガス供給方向に向けて延びる第１延在部と、前記第１延在部から前記ガスノズルの基端部に向けて延びる第２延在部とから形成することを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【０１１１】
〔付記５〕
前記ガスノズルを、第１ガス供給ノズルおよび第２ガス供給ノズルから形成し、前記第１ガス供給ノズルの第１ガス供給口からは、Ｓｉ原子含有ガスとＣｌ原子含有ガスとを供給し、前記第２ガス供給ノズルの第２ガス供給口からは、還元ガスを供給し、さらにＣ原子含有ガスを、前記第１ガス供給口または前記第２ガス供給口のいずれか一方から供給することを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【０１１２】
〔付記６〕
複数積層された基板を処理する反応容器内に設けられ、
前記反応容器の開口側に設けられる基端部と、
前記反応容器の底側に設けられる先端部と、
前記基端部から前記先端部に向けて複数並んで設けられ、前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給するガス供給口と、
前記先端部に設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流部材と、
を備えるガスノズル。
【０１１３】
〔付記７〕
前記ガスノズルと前記整流部材とを別部材で形成し、前記ガスノズルの先端部に前記整流部材を固定したことを特徴とする付記６記載のガスノズル。
【０１１４】
〔付記８〕
前記ガスノズルと前記整流部材とを一体成形したことを特徴とする付記６記載のガスノズル。
【０１１５】
〔付記９〕
前記整流部材を、ガス供給方向に向けて延びる第１延在部と、前記第１延在部から前記ガスノズルの基端部に向けて延びる第２延在部とから形成することを特徴とする付記６〜８のいずれか１つに記載のガスノズル。
【０１１６】
〔付記１０〕
複数積載された基板を反応容器内に搬送する基板搬送工程と、
前記反応容器内に設けられ、前記反応容器の開口側に設けられる基端部と、前記反応容器の底側に設けられる先端部と、前記基端部から前記先端部に向けて複数並んで設けられ、前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給するガス供給口と、前記先端部に設けられ、ガス供給方向に向けて延びる整流部材と、を備えるガスノズルの前記ガス供給口から前記基板に向けて成膜ガスおよびエッチングガスを供給し、前記反応容器内を加熱体により加熱しつつ前記基板を処理する基板処理工程と、
を有する基板若しくは半導体デバイスの製造方法。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、半導体装置（半導体デバイス）やＳｉＣエピタキシャル膜を形成する基板などを製造する製造業等に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…半導体製造装置（基板処理装置）、１２…筐体、１４…ウェーハ（基板）、１５…ウェーハホルダ、１５ａ…下部ウェーハホルダ、１５ｂ…上部ウェーハホルダ、１６…ポッド、１６ａ…蓋、１８…ポッドステージ、２０…ポッド搬送装置、２２…ポッド収納棚、２４…ポッドオープナ、２６…基板枚数検知器、２８…基板移載機、３０…ボート、３２…アーム、３４…ボート断熱部、３６…マニホールド（反応容器）、４０…処理炉、４２…反応管（反応容器）、４４…反応室、４８…加熱体、５０…誘導コイル、５１…支持部材、５２…温度制御部、５４…断熱材、５５…外側断熱壁、５８…磁気シール、６０…第１ガス供給ノズル（ガスノズル）、６０ａ…基端部、６０ｂ…先端部、６１…整流板（整流部材）、６１ａ…固定凹部、６１ｂ…一方の短辺部、６１ｃ…他方の短辺部、６８…第１ガス供給口（ガス供給口）、７０…第２ガス供給ノズル、７０ａ…基端部、７０ｂ…先端部、７２…第２ガス供給口、７８…ガス流量制御部、９０…第１ガス排気口、９８…圧力制御部、１０２…シールキャップ、１０４…回転機構、１０６…回転軸、１０８…駆動制御部、１１０…ロードロック室、１１２…下基板、１１４…昇降台、１１６…ガイドシャフト、１１８…ボール螺子、１２０…上基板、１２２…昇降モータ、１２４…昇降シャフト、１２６…天板、１２６ａ…貫通孔、１２８…ベローズ、１３０…昇降基板、１３２…駆動部カバー、１３４…駆動部収納ケース、１３５…冷却機構、１３８…電力ケーブル、１４０…冷却水流路、１４２…冷却水配管、１４４…炉口、１５０…主制御部、１５２…コントローラ、２００…ガス供給ユニット、２１０ａ…第１ガス供給源、２１０ｂ…第２ガス供給源、２１０ｃ…第３ガス供給源、２１０ｄ…第５ガス供給源、２１０ｅ…第６ガス供給源、２１０ｆ…第４ガス供給源、２１１ａ〜２１１ｆ…ＭＦＣ、２１２ａ〜２１２ｆ…バルブ、２１４…ＡＰＣバルブ、２２０…真空排気装置、２２２…第１ガスライン、２３０…ガス排気管、２４０…第３ガスライン、２６０…第２ガスライン、３００…構造物、３６０…第３ガス供給口、３９０…第２ガス排気口、４００…半導体製造装置（基板処理装置）、４１０…整流部材、４１１…第１延在部、４１２…第２延在部、４１３…固定凹部、４１４…流路屈曲凹部、４１５…一方の短辺部、４１６…他方の短辺部、６８１…第１ガス供給口（最上段）、６８２〜６８ｎ…他の第１ガス供給口
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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