(57)【要約】【課題】半導体基板の面内の膜厚の均一化を図る。【解決手段】少なくともシリコン（Ｓｉ）含有ガスを供給する第１のガス供給口６８をそれぞれに備えた４本の第１のガス供給ノズル６０と、少なくとも炭素（Ｃ）含有ガスを供給する第２のガス供給口７２をそれぞれに備えた５本の第２のガス供給ノズル７０とを含む合計９本のノズルが、それぞれウエハ１４の円周方向に沿って交互に設けられるように配置されている。【選択図】図５
2013197507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板の処理が行われる処理室と、
前記処理室の外部に設けられ、前記処理室内を加熱する加熱部と、
前記基板を処理するガス供給手段と、
を有し、
前記ガス供給手段は、少なくともシリコン含有ガスを供給する第１のガス供給口を備えた第１のガス供給ノズルと、炭素含有ガスを供給する第２のガス供給口を備えた第２のガス供給ノズルとを含み、
前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記基板の円周方向に沿って設けられ、
前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記基板の直径方向に対して一定となるように設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
（ａ）処理室内において、複数の基板を多段で保持する工程と、
（ｂ）前記処理室内において、前記複数の基板の円周方向に沿って設けられた第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルのうち、前記第１のガス供給ノズルの第１のガス供給口からシリコン含有ガスを前記複数の基板に向けて供給するとともに、前記第２のガス供給ノズルの第２のガス供給口から炭素含有ガスを前記複数の基板に向けて供給して前記複数の基板を処理する工程と、
を有し、
前記（ｂ）工程では、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記基板の直径方向に対して一定となるように設けられた前記第１および前記第２のガス供給ノズルから処理ガスを供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
（ａ）処理室内において、複数の半導体基板を多段で保持する工程と、
（ｂ）前記処理室内において、前記複数の半導体基板の円周方向に沿って設けられた第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルのうち、前記第１のガス供給ノズルの第１のガス供給口からシリコン含有ガスを前記複数の半導体基板に向けて供給するとともに、前記第２のガス供給ノズルの第２のガス供給口から炭素含有ガスを前記複数の半導体基板に向けて供給して前記複数の半導体基板を処理する工程と、
を有し、
前記（ｂ）工程では、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記半導体基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記半導体基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記半導体基板の直径方向に対して一定となるように設けられた前記第１および前記第２のガス供給ノズルから処理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、基板処理技術および半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体基板の成膜処理に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
反応室内で複数枚の基板に成膜処理を行う基板処理装置において、第１のガス供給ノズルから少なくともシリコン原子含有ガスと塩素原子含有ガスとを反応室内に供給し、第２のガス供給ノズルから少なくとも炭素原子含有ガスと還元ガスとを反応室内に供給する技術が、例えば、特許文献１（特開２０１１−２９６０３号公報）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２９６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炭化珪素（ＳｉＣ、シリコンカーバイド）は珪素（Ｓｉ、シリコン）に比べてエネルギーのバンドギャップが大きいことや、絶縁耐圧が高いことから、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。
【０００５】
一方でＳｉＣは、融点がＳｉに比べて高いこと、常圧下での液相を持たないこと、不純物拡散係数が小さいことなどから、Ｓｉに比べて基板やデバイスの形成が難しいことが知られている。例えばＳｉＣエピタキシャル成長装置は、Ｓｉのエピタキシャル成長温度が９００℃〜１２００℃であるのに対して、ＳｉＣは１５００℃〜１８００℃程度と高いことから成長装置の耐熱構造や原料の分解抑制に技術的な工夫が必要である。また、ＳｉとＣの二元素の反応でエピタキシャル成長が進行するため、膜厚や組成均一性の確保、ドーピングレベルの制御技術にもＳｉ膜の成長装置に無い工夫が必要となる。
【０００６】
近年、ＳｉＣウエハ（基板）は４インチが主流のところ、６インチへの大口径化の風潮にある。ＳｉＣウエハを積層し保持するいわゆる縦型の成長装置の大きさは一定で反応室内部にノズルが設けられているため、基板が大口径となると、必然的にノズルとウエハの距離が近くなる。
【０００７】
すなわち、ガス供給口とウエハの距離が近くなってしまい、膜厚の偏差が大きくなるのに伴い、シリコン含有ガスと炭素含有ガスの混合が悪くなるため、ウエハの面内膜厚や膜質、およびドナー濃度を良好に保つ事が困難となるとともに、シリコン含有ガスと炭素含有ガスの混合が悪くなると、ウエハの表面において正常な鏡面が得られなくなる可能性が高まるという課題が発生する。
【０００８】
本発明の目的は、半導体基板の面内の膜質、膜厚およびドーパント濃度の均一化を図ることができる技術を提供することにある。
【０００９】
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】
【００１０】
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、以下のとおりである。
【００１１】
本発明に係る基板処理装置は、複数の基板の処理が行われる処理室と、前記処理室の外部に設けられ、前記処理室内を加熱する加熱部と、前記基板を処理するガス供給手段と、を有し、前記ガス供給手段は、少なくともシリコン含有ガスを供給する第１のガス供給口を備えた第１のガス供給ノズルと、炭素含有ガスを供給する第２のガス供給口を備えた第２のガス供給ノズルとを含み、前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記基板の円周方向に沿って設けられ、前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記基板の直径方向に対して一定となるように設けられているものである。
【００１２】
また、本発明に係る基板処理方法は、（ａ）処理室内において、複数の基板を多段で保持する工程と、（ｂ）前記処理室内において、前記複数の基板の円周方向に沿って設けられた第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルのうち、前記第１のガス供給ノズルの第１のガス供給口からシリコン含有ガスを前記複数の基板に向けて供給するとともに、前記第２のガス供給ノズルの第２のガス供給口から炭素含有ガスを前記複数の基板に向けて供給して前記複数の基板を処理する工程と、を有し、前記（ｂ）工程では、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記基板の直径方向に対して一定となるように設けられた前記第１および前記第２のガス供給ノズルから処理ガスを供給するものである。
【００１３】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）処理室内において、複数の半導体基板を多段で保持する工程と、（ｂ）前記処理室内において、前記複数の半導体基板の円周方向に沿って設けられた第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルのうち、前記第１のガス供給ノズルの第１のガス供給口からシリコン含有ガスを前記複数の半導体基板に向けて供給するとともに、前記第２のガス供給ノズルの第２のガス供給口から炭素含有ガスを前記複数の半導体基板に向けて供給して前記複数の半導体基板を処理する工程と、を有し、前記（ｂ）工程では、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記半導体基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記半導体基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記半導体基板の直径方向に対して一定となるように設けられた前記第１および前記第２のガス供給ノズルから処理ガスを供給するものである。
【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、以下のとおりである。
【００１５】
半導体基板の面内の膜厚の均一化を図ることができ、ドナー濃度の均一性を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の半導体製造装置（成膜装置、基板処理装置）の全体構造の一例を内部を透過して示す斜視図である。
【図２】図１の半導体製造装置の処理炉の構造の一例を示す構成概念図である。
【図３】図１の半導体製造装置の制御構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図１の半導体製造装置の処理炉およびその周辺構造の一例を示す概略断面図である。
【図５】図１の半導体製造装置におけるノズル配置とウエハ面内の膜厚分布（計算値）の一例を示す概念図である。
【図６】図５のノズル配置においてガス噴流量を変えた場合のウエハ面内の膜厚分布（計算値）の一例を示す概念図である。
【図７】比較例の成膜装置におけるノズル配置を示す構成図である。
【図８】図７のノズル配置による４インチウエハの面内の膜厚分布（計算値）を示す概念図である。
【図９】図７のノズル配置による６インチウエハ（大口径ウエハ）の面内の膜厚分布（計算値）を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００１９】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２０】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２１】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２３】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体製造装置（成膜装置、基板処理装置）の全体構造の一例を内部を透過して示す斜視図、図２は図１の半導体製造装置の処理炉の構造の一例を示す構成概念図、図３は図１の半導体製造装置の制御構成の一例を示すブロック図、図４は図１の半導体製造装置の処理炉およびその周辺構造の一例を示す概略断面図である。また、図５は図１の半導体製造装置におけるノズル配置とウエハ面内の膜厚分布（計算値）の一例を示す概念図、図６は図５のノズル配置においてガス噴流量を変えた場合のウエハ面内の膜厚分布（計算値）の一例を示す概念図である。また、図７はＳｉＣエピタキシャル縦型成長装置の基本的なガス供給部（ノズル）の配置の比較例であり、図８および図９は、本発明者が検討した比較例である。
【００２４】
最初に、図１に示す本実施の形態におけるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置の一例の構成について説明する。
【００２５】
基板処理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（成膜装置）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には、例えばＳｉまたはＳｉＣ等で構成され、かつ平面視がそれぞれに円形を成す複数枚の基板であるウエハ（半導体ウエハ、半導体基板）１４（図２参照）を収納する基板収容器として、フープ（以下、ポッドと称す）１６がウエハキャリアとして使用される。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。
【００２６】
なお、筐体１２内の正面であり、かつポッドステージ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、ポッド搬送装置２０の近傍にはポッド収納棚２２、ポッドオープナ２４および基板枚数検知器２６が配置されている。ポッド収納棚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様に構成されている。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、ポッド搬送装置２０はポッドステージ１８とポッド収納棚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の枚数を検知する様になっている。
【００２７】
また、筐体１２内には、基板移載機２８、基板保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（ツイーザ）３２を有し、図示しない駆動手段により昇降可能且つ回転可能な構造となっている。アーム３２は、例えば５枚のウエハ１４を取出すことができ、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。
【００２８】
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上げ、保持する様に構成されている。なお、ボート３０の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成された円盤形状の断熱部材としてボート断熱部３４が配置されており、後述する被加熱体（加熱部）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）。
【００２９】
また、筐体１２内の背面側上部には処理炉４０が配置されている。該処理炉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。
【００３０】
次に、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。なお、図２に示すように、少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子含有ガスとを供給する第１のガス供給口６８を有する第１のガス供給ノズル６０、少なくともＣ（炭素）原子含有ガスと還元ガスとを供給する第２のガス供給口７２を有する第２のガス供給ノズル７０、および第１のガス排気口９０が代表例としてそれぞれ図示されている。また、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。
【００３１】
処理炉４０は、円筒形状の反応室４４を形成する反応管４２を備えている。前記反応管４２は、石英又は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円筒形状に形成されている。該反応管４２の内側の筒中空部には、前記反応室４４が形成されており、ＳｉまたはＳｉＣ等で構成された基板としてのウエハ１４をボート３０によって水平姿勢で、かつ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に積上げ、保持した状態で収納可能に構成されている。
【００３２】
また、反応管４２の下方には、前記反応管４２と同心円状にマニホールド３６が配設されている。前記マニホールド３６は、例えばステンレス等からなり、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３６は、反応管４２を支持する様に設けられている。なお、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。マニホールド３６が図示しない保持体に支持されることにより、反応管４２は垂直に据付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３６により、反応容器が形成されている。
【００３３】
また、処理炉４０は、加熱される被加熱体４８および磁場発生部としての誘電コイル５０を具備している。被加熱体４８は、反応室４４内に配設され、前記反応管４２の外側に設けられた前記誘電コイル（加熱部）５０により発生される磁場によって加熱される様になっており、被加熱体（加熱部）４８が発熱することにより、反応室４４内が加熱されるようになっている。
【００３４】
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。誘電コイル５０および温度センサは、図３に示す温度制御部５２と電気的に接続されており、前記温度センサにより検出された温度情報に基づき、誘電コイル５０への通電具合が調節されることで、反応室４４内の温度が所望の温度分布となる様所定のタイミングにて制御される様構成されている。
【００３５】
また、図２に示すように、反応管４２と被加熱体４８との間には、例えば誘電されにくいカーボンフェルト等で構成された断熱材５４が設けられ、前記断熱材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。
【００３６】
また、誘電コイル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が反応室４４を囲む様に設けられている。さらに、前記外側断熱壁の外側には、誘電コイル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５８が設けられている。
【００３７】
図２に示すように、被加熱体４８とウエハ１４との間には、少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスと、Ｃｌ（塩素）原子含有ガスとを供給し、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が設置され、また、第１のガス供給ノズル６０とは異なる箇所には、少なくともＣ（炭素）原子含有ガスと還元ガスとを供給し、第２のガス供給ノズル７０に少なくとも１つ設けられる第２のガス供給口７２および第１のガス排気口９０が配置され、反応管４２と断熱材５４との間に、第３のガス供給口３６０および第２のガス排気口３９０が配置されている。
【００３８】
前記第１のガス供給口６８は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室４４内に設けられ、また第１のガス供給ノズル６０は、マニホールド３６を貫通する様該マニホールド３６に取付けられている。第１のガス供給口６８は、少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスとして、例えばモノシラン（以下ＳｉＨ4 とする）ガスと、Ｃｌ（塩素）原子含有ガスとして、例えば塩化水素（以下ＨＣｌとする）ガスとを第１のガス供給ノズル６０に流通させて反応室４４内に供給する様になっている。なお、第１のガス供給ノズル６０は複数本設けてもよく、本実施の形態では、後述する図５に示すように４本設けられている場合を説明する。
【００３９】
この第１のガス供給ノズル６０は、第１のガスライン２２２に接続されている。前記第１のガスライン２２２は、例えばガス配管２１３ａ，２１３ｂに接続され、これらガス配管２１３ａ，２１３ｂはそれぞれＳｉＨ4 ガス、ＨＣｌガスに対して流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ（以下ＭＦＣとする）２１１ａ，２１１ｂおよびバルブ２１２ａ，２１２ｂを介して、例えばＳｉＨ4 のガス供給源２１０ａ、ＨＣｌのガス供給源２１０ｂに接続されている。
【００４０】
上述の構成により、例えばＳｉＨ4 ガス、ＨＣｌガスのそれぞれの供給流量、濃度、分圧を反応室４４内において制御することができる。前記バルブ２１２ａ，２１２ｂ、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂは、図３のガス流量制御部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流量となる様に、所定のタイミングにて制御される様になっている。なお、ＳｉＨ4 ガス、ＨＣｌガスそれぞれのガス供給源２１０ａ，２１０ｂ、バルブ２１２ａ，２１２ｂ、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂ、ガス配管２１３ａ，２１３ｂ、第１のガスライン２２２、第１のガス供給ノズル６０および前記第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により、ガス供給系として第１のガス供給系が構成される。
【００４１】
なお、上述では、Ｃｌ（塩素）原子含有ガスとしてＨＣｌガスを例示したが、塩素ガスを用いてもよい。
【００４２】
また、上述ではＳｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子含有ガスとを供給したが、Ｓｉ原子とＣｌ原子を含むガス、例えばテトラクロロシラン（以下ＳｉＣｌ4 とする）ガス、トリクロロシラン（以下ＳｉＨＣｌ3 ）ガス、ジクロロシラン（以下ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスを供給してもよく、例えばＳｉＣｌ4をＳｉ原子とＣｌ原子を含むガスとして供給する場合には、ＨＣｌガスの代わりにキャリアガスとしてＡｒガスなどの不活性ガスを供給すると、より好ましい。
【００４３】
一方、第２のガス供給口７２は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室４４内に設けられ、第２のガス供給ノズル７０はマニホールド３６を貫通するように、前記マニホールド３６に取付けられている。第２のガス供給口７２は、少なくともＣ（炭素）原子含有ガスとして、例えばプロパン（以下Ｃ3 Ｈ8 とする）ガスと、還元ガスとして、例えば水素（Ｈ原子単体、若しくはＨ2 分子。以下Ｈ2 とする）とを第２のガス供給ノズル７０に流通させて反応室４４内に供給する様になっている。なお、第２のガス供給ノズル７０は、複数本設けてもよく、本実施の形態では、後述する図５に示すように、５本設けられている場合を説明する。
【００４４】
図２に示すように、前記第２のガス供給ノズル７０は、第２のガスライン２６０に接続されている。この第２のガスライン２６０は、例えばガス配管２１３ｃ，２１３ｄと接続され、前記ガス配管２１３ｃ，２１３ｄはそれぞれ、Ｃ（炭素）原子含有ガスとして、例えばＣ3 Ｈ8 ガスに対して流量制御手段であるＭＦＣ２１１ｃおよびバルブ２１２ｃを介してＣ3 Ｈ8 ガス供給源２１０ｃに接続され、還元ガスとして、例えばＨ2 ガスに対して流量制御手段であるＭＦＣ２１１ｄおよびバルブ２１２ｄを介してＨ2 のガス供給源２１０ｄに接続されている。
【００４５】
上述の構成により、例えばＣ3 Ｈ8 ガス、Ｈ2 ガスの供給流量、濃度、分圧を反応室４４内において制御することができる。バルブ２１２ｃ，２１２ｄ、ＭＦＣ２１１ｃ，２１１ｄは、図３に示すガス流量制御部７８に電気的に接続されており、供給するガス流量が所定の流量となるよう、所定のタイミングにて制御されるようになっている。なお、Ｃ3 Ｈ8 ガス、Ｈ2 ガスのガス供給源２１０ｃ，２１０ｄ、バルブ２１２ｃ，２１２ｄ、ＭＦＣ２１１ｃ，２１１ｄ、ガス配管２１３ｃ，２１３ｄ、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、ガス供給系として第２のガス供給系が構成される。
【００４６】
なお、上記ではガス供給源２１０ｃ，２１０ｄ、バルブ２１２ｃ，２１２ｄ、ＭＦＣ２１１ｃ，２１１ｄ、ガス配管２１３ｃ，２１３ｄ、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を第２のガス供給系としているが、Ｈ2 のガス供給源２１０ｄ、バルブ２１２ｄ、ＭＦＣ２１１ｄ、ガス配管２１３ｄ、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を第２のガス供給系とし、Ｃ3 Ｈ8 のガス供給源２１０ｃ、バルブ２１２ｃ、ＭＦＣ２１１ｃ、ガス配管２１３ｃを第３のガス供給系とし、この第３のガス供給系を第１のガス供給系あるいは第２のガス供給系と接続させてもよい。
【００４７】
また、上述ではＣ（炭素）原子含有ガスとしてＣ3 Ｈ8 ガスを例示したが、エチレン（以下Ｃ2 Ｈ4 とする）ガス、アセチレン（以下Ｃ2 Ｈ2 とする）ガスを用いてもよい。
【００４８】
また、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において、基板の配列領域に第１のガス供給口６８および第２のガス供給口７２が少なくとも１つ設けられていてもよく、ウエハ１４の所要数枚毎に設けられていてもよい。
【００４９】
なお、本実施の形態では、第１のガス供給ノズル６０よりＳｉ（シリコン）原子含有ガスおよびＣｌ（塩素）原子含有ガスを供給し、第２のガス供給ノズル７０よりＣ（炭素）原子含有ガスおよび還元ガスを供給したが、これに限らずガス種毎にガス供給ノズルを設けて反応室４４内にガスを供給してもよい。
【００５０】
また、図２に示すように、第１のガス排気口９０が、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の位置に対して対向する様に配置され、マニホールド３６には、第１のガス排気口９０に接続されたガス排気管２３０が貫通するよう設けられている。このガス排気管２３０の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサおよび、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、図３に示す圧力制御部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の開度を調整し、処理炉４０内の圧力が所定の圧力と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。
【００５１】
上記したように、第１のガス供給口６８から少なくともＳｉ（シリコン）原子含有ガスとＣｌ（塩素）原子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Ｃ（炭素）原子含有ガスと還元ガスとを供給し、供給されたガスはＳｉまたはＳｉＣで構成されたウエハ１４に対し平行に流れ、第１のガス排気口９０より排気されるので、ウエハ１４全体が効率的かつ均一にガスに晒される。
【００５２】
また、図２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、マニホールド３６を貫通する様に取付けられている。さらに、第２のガス排気口３９０が、反応管４２と断熱材５４との間であり、第３のガス供給口３６０に対して対向する様に配置され、第２のガス排気口３９０はガス排気管２３０に接続されている。第３のガス供給口３６０はマニホールド３６を貫通する第３のガスライン２４０に形成され、バルブ２１２ｅ、ＭＦＣ２１１ｅを介してガス供給源２１０ｅと接続されている。このガス供給源２１０ｅからは不活性ガスとして、例えば希ガスのＡｒガスが供給され、ＳｉＣエピタキシャル膜成長に寄与するガス、例えばＳｉ（シリコン）原子含有ガスまたはＣ（炭素）原子含有ガスまたはＣｌ（塩素）原子含有ガスまたはそれらの混合ガスが、反応管４２と断熱材５４との間に進入するのを防ぎ、反応管４２の内壁または断熱材５４の外壁に不要な生成物が付着するのを防止することができる。
【００５３】
また、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の下流側にあるＡＰＣバルブ２１４を介して真空排気装置２２０から排気される。
【００５４】
また、本実施の形態では還元ガスとしてＨ2 ガスを例示したが、これに限らずＨ（水素）原子含有ガス、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少なくとも１つを用いてもよいし、上記したガスを組合わせた混合ガスを用いてもよい。
【００５５】
次に、図４に示す処理炉４０及びその周辺の構成について説明する。
【００５６】
前記処理炉４０の下方には、処理炉４０の下端開口を気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。前記シールキャップ１０２は、例えばステンレス等の金属製であり、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（図示せず）が設けられている。シールキャップ１０２には回転機構１０４が設けられ、前記回転機構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を回転させる様に構成されている。
【００５７】
また、シールキャップ１０２は処理炉４０の外側に設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様に構成されており、これによりボート３０を処理炉４０に対して搬入搬出することが可能となっている。回転機構１０４および昇降モータ１２２には、図３に示す駆動制御部１０８が電気的に接続されており、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構成されている。
【００５８】
また、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。この下基板１１２には、昇降台１１４と摺動自在に嵌合するガイドシャフト１１６および昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８が設けられている。また、下基板１１２に立設したガイドシャフト１１６およびボール螺子１１８の上端には上基板１２０が設けられている。このボール螺子１１８は、上基板１２０に設けられた昇降モータ１２２によって回転され、ボール螺子１１８が回転されることで昇降台１１４が昇降するようになっている。
【００５９】
さらに、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おり、この昇降シャフト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を遊貫し、昇降シャフト１２４が貫通する天板１２６の貫通孔は、昇降シャフト１２４が天板１２６と接触することがないよう充分な隙間が形成されている。
【００６０】
また、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が設けられ、前記ベローズ１２８によりロードロック室１１０が気密に保たれる様になっている。なお、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、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、伸縮の際にベローズ１２８と昇降シャフト１２４が接触することがないように構成されている。
【００６１】
前記昇降シャフト１２４の下端には、昇降基板１３０が水平に固着され、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、この構成により駆動部収納ケース１３４の内部はロードロック室１１０内の雰囲気と隔離される。
【００６２】
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１０４が設けられ、前記回転機構１０４の周辺は冷却機構１３５によって冷却されるようになっている。
【００６３】
なお、電力ケーブル１３８は、昇降シャフト１２４の上端から中空部を通り、回転機構１０４に導かれて接続されている。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が形成されている。さらに、冷却水配管１４２が昇降シャフト１２４の上端から中空部を通り冷却水流路１４０に導かれて接続されている。
【００６４】
前記昇降モータ１２２が駆動され、ボール螺子１１８が回転することで、昇降台１１４および昇降シャフト１２４を介して駆動部収納ケース１３４を昇降させる。
【００６５】
前記駆動部収納ケース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。また、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とともにボート３０が降下され、ウエハ１４を外部に搬出できる状態となる。
【００６６】
次に、図３において、ＳｉＣ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について説明する。
【００６７】
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、操作部および入出力部を構成し、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。また、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は、コントローラ１５２として構成されている。
【００６８】
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等で構成されるウエハ１４等の基板上に、例えばＳｉＣ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半導体製造装置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。
【００６９】
先ず、ポッドステージ１８に複数枚のウエハ１４を収納したポッド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からポッド収納棚２２へ搬送し、ストックする。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、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に収納されているウエハ１４の枚数を検知する。
【００７０】
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を取出し、ボート３０に移載する。
【００７１】
複数枚のウエハ１４がボート３０に装填されると、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（ボートローディング）される。この状態では、シールキャップ１０２はＯリング（図示せず）を介してマニホールド３６の下端をシールした状態となる。
【００７２】
前記ボート３０搬入後、反応室４４内が所定の圧力（真空度）となる様に、真空排気装置２２０によって真空排気される。この時、反応室４４内の圧力は、圧力センサ（図示せず）によって測定され、測定された圧力に基づき第１のガス排気口９０および第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および反応室４４内が所定の温度となるよう被加熱体４８が加熱される。この時、反応室４４内が所定の温度分布となるよう、温度センサ（図示せず）が検出した温度情報に基づき誘電コイル５０への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構１０４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。
【００７３】
続いて、ＳｉＣエピタキシャル成長反応に寄与するＳｉ（シリコン）原子含有ガス及びＣｌ（塩素）原子含有ガスは、それぞれガス供給源２１０ａ，２１０ｂから供給され、第１のガス供給口６８より前記反応室４４内に噴出される。又、Ｃ（炭素）原子含有ガス及び還元ガスであるＨ2 ガスが、所定の流量となるように対応するＭＦＣ２１１系のＭＦＣ２１１ｃ，２１１ｄの開度が調整された後、バルブ２１２系のバルブ２１２ｃ，２１２ｄが開かれ、それぞれのガスが第２のガスライン２６０に流通し、第２のガス供給ノズル７０に流通して第２のガス供給口７２より反応室４４内に導入される。
【００７４】
第１のガス供給口６８および第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の内側を通り、第１のガス排気口９０からガス排気管２３０を通って排気される。第１のガス供給口６８および第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表面上にＳｉＣエピタキシャル膜成長がなされる。
【００７５】
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のガスライン２４０に流通し、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から供給された不活性ガスとしての希ガスである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。
【００７６】
なお、ＳｉＣエピタキシャル膜成長は、予め設定された時間が経過すると、上述したガスの供給が停止され、図示しない不活性ガス供給源より不活性ガスが供給され、反応室４４内の被加熱体４８の内側の空間が不活性ガスで置換されるとともに、反応室４４内の圧力が常圧に復帰される。
【００７７】
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、マニホールド３６の下端が開口されるとともに、処理済みのウエハ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に保持されたウエハ１４が冷える迄、ボート３０を所定位置にて待機させる。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に搬送して収納する。その後、ポッド搬送装置２０によりウエハ１４が収納されたポッド１６をポッド収納棚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の一連の作動が完了する。
【００７８】
ここで、一般的な縦型の半導体製造装置１０におけるノズルの配置について、図７〜図９を用いて説明する。
【００７９】
第１のノズル４００からシリコン（Ｓｉ）ソースガス、第２のノズル４１０から炭素（Ｃ）ソースガスを、それぞれキャリアガスおよびドーパントガスと伴に供給してＳｉＣウエハ（ウエハ５００）の表面にｎ型あるいはｐ型のＳｉＣエピタキシャル膜を形成する。
【００８０】
図７の場合、第１のノズル４００内では、シリコン含有ガス（シリコンソースガス）の熱分解が進み、主にＳｉ、Ｓｉ3 、ＳｉＣｌ2 等の成膜寄与ガスが生成され、一方、第２のノズル４１０内では主にＣ2 Ｈ2 、ＣＨ4 等のガスが生成される。これらのガスは、それぞれのノズルの供給口（噴流口）からウエハ５００の中央部に向かって流れ込む。
【００８１】
図８は、４インチのウエハ５００において、第１のノズル４００と第２のノズル４１０から噴流されてウエハ５００上に流れ込むガス流れと、ウエハ５００上の膜厚分布の計算値を示すものである。図８に示すように、ノズルとウエハ５００の距離が近いほど膜厚が厚くなる（ガス濃度が高くなる）という結果が得られた。つまり、図８の膜厚分布では、領域ごとの膜厚の大きさが、領域Ｇ＜領域Ｆ＜領域Ｅ＜領域Ｄ＜領域Ｃ＜領域Ｂ＜領域Ａ＜領域Ｈとなっており、ノズルに近い領域から順に膜厚が厚くなるという結果が得られた。例えば、中央のノズルから遠い位置の領域Ｇの膜厚は、１．０〜２．０μｍ／ｈｒであり、中央のノズルに近い位置の領域Ａの膜厚は、７．０〜８．０μｍ／ｈｒという計算結果が得られ、さらに最も中央のノズルに近い領域Ｈでは、領域Ａよりも遥かに膜厚が厚くなるという計算結果が得られた。
【００８２】
図８は、ウエハが非回転時の膜厚分布であるが、これを成膜処理中に回転することで、膜厚分布平坦化を図っており、面内の膜厚均一性はσ／mean＜２％程度となっている。
【００８３】
そこで、図９は、６インチ（大口径）のウエハ５００において、第１のノズル４００と第２のノズル４１０から噴流されてウエハ５００上に流れ込むガス流れと、ウエハ５００上の膜厚分布の計算値を示すものであり、図９に示すように、ノズルとウエハ５００の距離が近いほど膜厚が厚くなる（ガス濃度が高くなる）という傾向が、４インチのウエハ５００に比べてさらに強くなるという結果が得られた。つまり、図９の膜厚分布においても、領域ごとの膜厚の大きさが、領域Ｇ＜領域Ｆ＜領域Ｅ＜領域Ｄ＜領域Ｃ＜領域Ｂ＜領域Ａ＜領域Ｈとなっており、図８の４インチのウエハ５００の場合と同様に、ノズルに近い領域から順に膜厚が厚くなるという結果が得られ、かつ最も中央のノズルに近い領域Ｈで、同様に他の領域に比較して遥かに膜厚が厚くなるという計算結果が得られた。
【００８４】
また、図８の４インチのウエハ５００の場合よりも図９の６インチのウエハ５００の方がノズルとの距離が近くなった分、膜厚が極端に大きな領域Ｈや領域Ａ（膜厚計算値が７．０〜８．０μｍ／ｈｒあるいはそれ以上の領域）の面積がさらに大きくなったという結果が得られた。
【００８５】
これを４インチ同様に回転させて膜圧の平坦化を図るが、面内の膜厚の偏差が大きいが故に均一性は４インチよりも悪化する。
【００８６】
次に、実施の形態の半導体製造装置１０におけるノズルの配置について図５および図６を用いて説明する。
【００８７】
本実施の形態の半導体製造装置１０では、その反応室４４内において、図５および図６に示すように、ガス供給手段である複数の第１のガス供給ノズル６０と複数の第２のガス供給ノズル７０が、それぞれウエハ１４の円周方向に沿って交互に設けられている。なお、第１のガス供給ノズル６０は、少なくともシリコン（Ｓｉ）含有ガスを供給（噴流）するガス供給口（第１のガス供給口）６８をそれぞれに備えており、一方、第２のガス供給ノズル７０は、少なくとも炭素（Ｃ）含有ガスを供給（噴流）するガス供給口（第２のガス供給口）７２をそれぞれに備えている。
【００８８】
本実施の形態では、図５に示すように、ウエハ１４の円周方向に沿って４本の第１のガス供給ノズル６０と、５本の第２のガス供給ノズル７０が交互に配置されて合計９本のノズル（ノズルＪ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ）が設けられている。例えば、９本のノズル配列において、本実施の形態では、両端と中央には第２のガス供給ノズル７０が配置されている。
【００８９】
さらに、これら９本のノズルは、それぞれのガス供給口６８，７２とウエハ１４の所定の位置とを結ぶ仮想線６３と、仮想線６３のガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口６８，７２とウエハ１４の前記所定の位置とを結ぶ他の仮想線６３との距離の割合が、ウエハ１４の直径１４ａ方向に対して一定となるように設けられている。
【００９０】
すなわち、図５に示すノズル配置例の場合、ノズルＪ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓは、それらのガス供給口（第１のガス供給口６８、第２のガス供給口７２）がウエハ１４の成膜面（主面）の中心（所定の位置）１４ｂを向いている。つまり、ノズルＪ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓでは、それらのガス噴流方向６４がウエハ１４の中心（所定の位置）１４ｂを向くように各ノズルが配置されている。
【００９１】
具体的には、ノズルＪ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓは、それらのガス供給口（第１のガス供給口６８、第２のガス供給口７２）とウエハ１４の中心（所定の位置）１４ｂとを結ぶ仮想線６３と、そのガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口６８，７２とウエハ１４の中心１４ｂとを結ぶ他の仮想線６３との距離の割合が、ウエハ１４の直径１４ａ方向に対して何れの位置でも一定、例えば図５に示すようにＡ：Ｂとなるように配置されている。
【００９２】
前述の配置を有したノズルから供給されたガスは、各供給口から噴流した後、拡散するため、ガスの流れる方向を制御するのは困難であるが、本実施の形態では技術思想として、前述のノズルから供給されたガスが、ウエハ１４の直径１４ａ方向に対して何れの位置でも隣り合うガス噴流との距離の割合が一定になるように（例えばＡ：Ｂに近づくように）、ノズル配置を設定している。
【００９３】
なお、ノズルＪ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓのうち、少なくとも１本のノズルとその両隣のノズルにおいて、前記Ａ：Ｂの関係が成立していればよく、ノズルＪ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓのうちの複数本のノズルとそれぞれの両側のノズルにおいて前記Ａ：Ｂの関係が成立していてもよい。
【００９４】
また、隣り合うガスとの距離の割合は、各ノズルごとにＡ：ＢやＡ：Ｃが混在していてもよいし、全てのノズルが同一のＡ：Ｂの割合で配置されていてもよく、Ａ：Ｂは、例えば、１：１あるいは１：２などである。
【００９５】
このように、ノズルから供給されたガスが、ウエハ１４の直径１４ａ方向に対して何れの位置でも隣り合うガス噴流との距離の割合が一定となるように（例えばＡ：Ｂに近づくように）、ノズル配置を設定することで、ウエハ１４の所定の位置（中心１４ｂ）に向かう各ノズルからのガスの量を安定して分散させることができる。
【００９６】
さらに、ノズルが９本設けられていることにより、５本の場合に比較して噴流されたガスをより分散させることができ、ウエハ１４の面内の膜質および膜厚の均一化を高めることができる。
【００９７】
また、ノズル配置を９本とすることにより、シリコン含有ガスを供給するノズルの数を４本にすることができ、合計５本の場合（シリコン含有ガスのノズルが２本）と比較してガスの噴流を分散させることができる。これにより、炭素含有ガス用のノズル１本当たりに巻き込まれるシリコン含有ガスの量を減らすことができ、炭素含有ガス用のノズルの閉塞に有効である。
【００９８】
これにより、シリコン含有ガスと炭素含有ガスの混合性を高めることができ、ウエハ１４の面内の膜質および膜厚の均一化を高めることができる。また、ドナー濃度の均一性も良好に保つことができる。
【００９９】
このことは、図５の膜厚分布の計算値に示すように、領域ごとの膜厚の大きさが、最大で領域Ｃの膜厚６．０μｍ／ｈｒ前後であり、膜厚は領域Ｇ＜領域Ｆ＜領域Ｅ＜領域Ｄ＜領域Ｃとなっている。膜厚６．０μｍ／ｈｒを大幅に超える領域が無くなっており、ウエハ１４の面内の膜厚の均一化を高められるという結果が得られた。
【０１００】
次に、図６は、９本のノズルにおいて、ガス供給口から噴流させるガス流量を、ノズル配置のうちの中央に配置した炭素含有ガスを供給するノズルＮを最も大きくし、ウエハ１４の中央部付近の膜が厚く成膜されるように各ノズルからのガス流量を制御したものである。つまり、図６の例では、９本のノズル配置のうち、中央に配置した炭素含有ガスを供給するノズルＮのガス流量を最も大きくし、このガス流量の大きさ（図６の各ノズルの矢印の長さ）が中央のノズルから外側のノズルに向かって扇形になるように設定したものである。
【０１０１】
このようにウエハ１４の中央部付近に形成される膜の厚さが厚くなるようにガス噴流を設定し、かつウエハ１４を回転させることにより、ウエハ１４の外周部と中央部とで膜厚に差が生じることを抑制でき、さらにボート３０（図１参照）の柱の影響を少なくして、ウエハ１４の面内の膜厚の均一化を図ることができる。
【０１０２】
このことは、図６の膜厚分布の計算値に示すように、図５の膜厚分布と同様に、領域ごとの膜厚の大きさが、最大で領域Ｃの膜厚６．０μｍ／ｈｒ前後であり、膜厚は領域Ｇ＜領域Ｆ＜領域Ｅ＜領域Ｄ＜領域Ｃとなっている。つまり、図５の膜厚分布と同様に、膜厚６．０μｍ／ｈｒを大幅に超える領域が無くなって、ウエハ１４の面内の膜厚の均一化、およびドナー濃度の均一性を高められるという結果が得られた。
【０１０３】
また、図７の比較例のようにノズル配置が５本の場合、シリコン含有ガスが２本のノズル（２箇所）から集中して供給されるため、９本のノズル配置と比べて、ウエハ１４のノズル側の膜厚（突入膜厚）が局所的に厚くなる傾向があり、膜の成長速度が高すぎるとウエハ１４の表面が鏡面状にならなくなってしまうことを考慮すると、ノズル配置を９本とすることが有効である。
【０１０４】
また、ノズル配置を９本とし、噴流と噴流の円周方向の距離（ノズルとノズルの配置距離）を狭くする（例えばノズルの配置間隔を１５°〜４０°刻みにする）ことにより、ガス噴流を安定して分散できるため、ウエハ１４の面内の膜厚の均一化を図ることができる。なお、ノズルとノズルの配置距離が近くなることで、炭素含有ガス用のノズルの閉塞が生じてしまうことが懸念されるが、前述のようにノズル配置を９本にすることにより、前記閉塞が起こることも回避することができる。
【０１０５】
以上、本実施の形態によれば、以下に記す効果のうち少なくとも１つを実現することができる。
【０１０６】
（１）ウエハ１４の面内の膜質と膜厚の均一化を図ることができ、ドナー濃度の均一性を良好に保つことができる。
【０１０７】
（２）６インチウエハなどの大口径のＳｉＣウエハにおいても、４インチの場合と同等の高品質なＳｉＣエピタキシャル成膜を行うことが可能になる。すなわち、ウエハ１４の成膜の表面を鏡面状にすることができる。
【０１０８】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の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。
【０１０９】
例えば、前記実施の形態では、図５に示すノズル配置において、９本のノズル配置において９本全てのノズルのガス供給口がウエハ１４の所定の位置（例えば中心１４ｂ）を向くように配置して記載したが、特定の条件下において、特定のノズルをウエハ１４の中心１４ｂよりもノズル側から遠くなる方向（ノズル配列の外側の方向）を向いて配置しても良い。これによって、各ノズルにおけるガスの流量を異ならせることが可能となり、同じ原料ガスのノズルであっても、一部のノズルのガス供給口の方向を変えることにより、隣のガスに巻き込まれて膜質や膜厚、ドナー濃度が不均一になることを防止できる。
【０１１０】
例えば、図５に示すノズル配置で、中央に位置するノズルＮのガス流量が最も大きく、中央から両側の端に向かって順にガス流量が小さくなっていき、両側の端のノズルＪとＳのガス流量が最も小さい場合などに、炭素含有ガスのノズルＪとＳのガス流量が、炭素含有ガスのノズルＬとＱに比べて小さく、シリコン含有ガスのノズルＫ，Ｒから供給されるガスがノズルＬとＱから供給されるガスの流れに巻き込まれないように配置してもよい。
【０１１１】
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。
【０１１２】
〔付記１〕
複数枚の基板の処理が行われる処理室と、前記処理室の外部に設けられ、前記処理室内を加熱する加熱部と、前記基板を処理するガス供給手段と、を有し、前記ガス供給手段は、少なくともシリコン含有ガスを供給する第１のガス供給口を備えた第１のガス供給ノズルと、炭素含有ガスを供給する第２のガス供給口を備えた第２のガス供給ノズルとを含み、前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記基板の円周方向に沿って交互に配置されて合計９本設けられ、前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記基板の直径方向に対して一定となるように設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【０１１３】
〔付記２〕
（ａ）処理室内において、平面視がそれぞれに円形を成す複数の基板を多段で保持する工程と、（ｂ）前記処理室内において、前記複数の基板の円周方向に沿って交互に配置されて合計９本設けられた第１のガス供給ノズルと第２のガス供給ノズルのうち、前記第１のガス供給ノズルの第１のガス供給口からシリコン含有ガスを前記複数の基板に向けて供給するとともに、前記第２のガス供給ノズルの第２のガス供給口から炭素含有ガスを前記複数の基板に向けて供給して前記複数の基板を処理する工程と、を有し、前記（ｂ）工程では、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の所定の位置とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記基板の直径方向に対して一定となるように設けられた前記第１および前記第２のガス供給ノズルから処理ガスを供給することを特徴とする基板処理方法。
【０１１４】
〔付記３〕
複数枚の基板の処理が行われる処理室と、前記処理室の外部に設けられ、前記処理室内を加熱する加熱部と、前記基板を処理するガス供給手段と、を有し、前記ガス供給手段は、少なくともシリコン含有ガスを供給する第１のガス供給口を備えた第１のガス供給ノズルと、炭素含有ガスを供給する第２のガス供給口を備えた第２のガス供給ノズルとを含み、前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記基板の円周方向に沿って設けられ、前記第１のガス供給ノズルと前記第２のガス供給ノズルは、前記第１および前記第２のガス供給ノズルのうちの何れかのガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の表面の中心とを結ぶ仮想線と、前記仮想線の前記ガス供給ノズルと隣り合う他のガス供給ノズルのガス供給口と前記基板の表面の前記中心とを結ぶ他の仮想線との距離の割合が、前記基板の直径方向に対して一定となるように設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【０１１５】
〔付記４〕
基板を処理する反応室と、前記反応室内に少なくともシリコン原子含有ガスと塩素原子含有ガスと希ガスとを供給する第１のガス供給系と、前記反応室内に少なくとも還元ガスと炭素原子含有ガスを供給する第２のガス供給系と、前記反応室内に設けられたガス供給ノズルの前記基板の配列領域に設けられた第１と第２のガス供給口と、前記第１のガス供給系が前記反応室内に前記第１のガス供給口から少なくとも前記シリコン原子含有ガスと前記塩素原子含有ガスと前記希ガスとを供給し、かつ前記第２のガス供給系が前記反応室内に前記第２のガス供給口から少なくとも前記還元ガスと前記炭素含有ガスとを供給し、さらにドーパントガスを第１のガス供給口か第２のガス供給口のどちらか一方のみから供給して、前記基板上に炭化珪素膜を成膜するよう制御するコントローラと、を備えることを特徴とする基板処理装置。
【０１１６】
〔付記５〕
所定の間隔で配列された複数枚の基板を反応室内に搬送する工程と、前記反応室内に設けられたガス供給ノズルの前記基板の配列領域に設けられた第１のガス供給口から少なくともシリコン原子含有ガスと塩素原子含有ガスと希ガスを供給し、前記ガス供給ノズルとは異なる箇所であって、前記基板の配列領域に設けられた第２のガス供給口から少なくとも還元ガスと炭素原子含有ガスを供給し、ドーパントガスは第１のガス供給口か第２のガス供給口のどちらか一方のみから供給して前記基板上に炭化珪素膜を成膜する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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等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…ウエハ（基板）、１４ａ…直径、１４ｂ…中心（所定の位置）、１６…ポッド、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、４０…処理炉、４２…反応管、４４…反応室、４８…被加熱体（加熱部）、５０…誘導コイル（加熱部）、５２…温度制御部、５４…断熱材、５８…磁気シール、６０…第１のガス供給ノズル（ガス供給手段）、６３…仮想線、６４…ガス噴流方向、６８…第１のガス供給口、７０…第２のガス供給ノズル（ガス供給手段）、７２…第２のガス供給口、７８…ガス流量制御部、９０…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、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、２１０ａ…ガス供給源、２１０ｂ…ガス供給源、２１０ｃ…ガス供給源、２１０ｄ…ガス供給源、２１０ｅ…ガス供給源、２１１ａ…ＭＦＣ、２１１ｂ…ＭＦＣ、２１１ｃ…ＭＦＣ、２１１ｄ…ＭＦＣ、２１１ｅ…ＭＦＣ、２１２…バルブ、２１２ａ…バルブ、２１２ｂ…バルブ、２１２ｃ…バルブ、２１２ｄ…バルブ、２１２ｅ…バルブ、２１３ａ…ガス配管、２１３ｂ…ガス配管、２１３ｃ…ガス配管、２１３ｄ…ガス配管、２１４…ＡＰＣバルブ、２２０…真空排気装置、２２２…第１のガスライン、２３０…ガス排気管、２４０…第３のガスライン、２６０…第２のガスライン、３６０…ガス供給口、３９０…ガス排気口、４００…第１のノズル、４１０…第２のノズル、５００…ウエハ
【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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