(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、該加熱装置より外部に設けられた非金属材料で構成され、前記反応管の軸心に対し直交する方向の第一の厚さが、前記反応管に隣接する位置の前記反応管の軸心と平行方向の第二の厚さより厚く形成されており、少なくとも一部が前記反応管の内壁より内側に突き出された突出部を有し、少なくとも該突出部に、前記反応管内へガスを供給するガス供給部を備えるマニホールドと、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記反応管はアウタチューブとインナチューブとを有し、前記マニホールドの前記突出部が該インナチューブを支持する支持部を形成し、該支持部は、前記第一の厚さ以上の厚みで形成されている基板処理装置。
【請求項３】
請求項１において、前記反応管はアウタチューブとインナチューブとを有し、前記マニホールドの前記突出部が該インナチューブを支持する支持部を形成し、該支持部は、前記インナチューブの内側壁より内側に延在され、該支持部の内壁側には前記ガス供給部から前記インナチューブの載置面まで延在される溝が形成されている基板処理装置。
【請求項４】
蓋体によって保持した基板を反応管内に搬入しつつ、前記反応管の軸心に対して直交する方向の第一の厚さが、前記反応管に隣接する位置の前記反応管の軸心と平行方向の第二の厚さより厚く形成されており、少なくとも一部が前記反応管の内壁より内側に突き出された突出部を有する非金属材料で構成されるマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、
前記反応管内を加熱しつつ、前記マニホールドの少なくとも前記突出部に設けられたガス供給部から前記反応管内にガスを供給し、基板を処理するステップと、
前記基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップと、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関する。
例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に酸化膜や金属膜や半導体膜を形成する成膜、アニール、酸化、拡散およびリフロー等の熱処理（thermal treatment ）に使用される熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法において、窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）およびポリシリコン等をウエハに堆積（デポジション）するのに、熱処理装置の一例であるバッチ式縦形ホットウオール形ＣＶＤ装置が、広く使用されている。
バッチ式縦形ホットウオール形ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、アウタチューブと、アウタチューブの内側に設けられて処理室を形成するインナチューブと、アウタチューブ内を加熱する加熱装置（ヒータ）と、アウタチューブおよびインナチューブを載置し処理室を排気する排気管および処理室にガスを供給するガス導入管が接続されたマニホールドと、複数枚のウエハを垂直方向に整列させて保持して処理室に搬入するボートとを備えている。
そして、複数枚のウエハを保持したボートが処理室に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、処理室に成膜ガスがガス導入管から供給されるとともに、加熱装置によって処理室が加熱されることにより、ウエハの上にＣＶＤ膜が堆積される。
【０００３】
従来のこの種のＣＶＤ装置においては、特許文献１のように、マニホールド（炉口フランジ）は金属によって形成されている。
金属製のマニホールドの場合には、板厚が薄く熱容量も小さいために、炉口外に放熱し易かった。
【特許文献１】特開２００２−３３４８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、金属製マニホールドを使用したＣＶＤ装置においては、反応ガスおよびクリーニングガスによる反応生成物の付着によって金属製マニホールドが腐蝕されるという問題点があった。
また、ＩＣの微細化に伴って、金属製マニホールドを使用したＣＶＤ装置においては、金属製マニホールドからの金属の放出が問題となって来ている。
【０００５】
本発明の目的は、マニホールドの腐蝕を防止することができるとともに、マニホールドを原因とする金属汚染を防止することができる基板処理装置およ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】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、該加熱装置より外部に設けられた非金属材料で構成され、前記反応管の軸心に対し直交する方向の第一の厚さが、前記反応管に隣接する位置の前記反応管の軸心と平行方向の第二の厚さより厚く形成されており、少なくとも一部が前記反応管の内壁より内側に突き出された突出部を有し、少なくとも該突出部に、前記反応管内へガスを供給するガス供給部を備えるマニホールドと、
を有する基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
前記手段によれば、マニホールドの腐蝕を防止することができるとともに、マニホールドを原因とする金属汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、ＩＣの製造方法における成膜工程を実施するＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形ＣＶＤ装置）として構成されている。
【００１０】
図１に示されているように、ＣＶＤ装置１０は加熱装置であるヒータ１２を有する。
ヒータ１２は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース１１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００１１】
ヒータ１２の内側には反応管としてのプロセスチューブ１３が、ヒータ１２と同心円状に配設されている。プロセスチューブ１３は外部反応管としてのアウタチューブ１４と、内部反応管としてのインナチューブ１５とから構成されている。
アウタチューブ１４は、例えば石英または炭化シリコンの耐熱性材料が使用されて、内径がインナチューブ１５の外径よりも大きい円筒形状に形成されている。アウタチューブ１４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。
インナチューブ１５は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）の耐熱性材料が使用されて、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ１５の筒中空部は処理室１６を形成している。処理室１６はウエハ１を後述するボートによって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
アウタチューブ１４とインナチューブ１５とは同心円状に設けられている。アウタチューブ１４とインナチューブ１５との隙間によって筒状空間１７が形成されている。
アウタチューブ１４の下側には後述するマニホールドがアウタチューブ１４と同心円状に配設されている。マニホールドの上にはアウタチューブ１４およびインナチューブ１５が載置されている。プロセスチューブ１３とマニホールドとよって処理容器１８が構成されている。
【００１２】
アウタチューブ１４には排気管２０が接続されており、排気管２０は処理室１６内の雰囲気を排気する。排気管２０は筒状空間１７の下端部に配置されており、筒状空間１７に連通している。
排気管２０のアウタチューブ１４との接続側と反対側である下流側には、真空ポンプ等の排気装置２３が圧力検出器としての圧力センサ２１および圧力調整装置２２を介して接続されている。排気装置２３は処理室１６内の圧力が所定の圧力（真空度）となるように排気する。
圧力センサ２１および圧力調整装置２２には圧力制御部２４が電気配線Ｂによって電気的に接続されている。圧力制御部２４は圧力調整装置２２を、圧力センサ２１により検出された圧力に基づいて、処理室１６内の圧力が所望の圧力となるように、かつ、所望のタイミングをもって制御する。
【００１３】
排気管２０は傾斜部２０ａを有する。傾斜部２０ａはヒータベース１１から後述するアウタチューブ受けまで延在するように傾斜している。排気管２０に傾斜部２０ａを設けることにより、均熱エリア外の処理容器１８の高さを小さくすることができる。
ここで、均熱エリア外の処理容器１８の高さを大きくした場合には、それに応じてボートの高さを大きくしないと、ヒータ１２が形成する均熱エリアにウエハを配置することができない。また、ボートが高くなると、処理容器１８下方の待機室（予備室）の高さをも、それに応じて大きくする必要がある。そのため、均熱エリア外の処理容器１８の高さが大きくなると、それに応じて、その部分の高さの約２倍分、ＣＶＤ装置１０全体の高さが必要になってしまう。
本実施の形態においては、排気管２０に傾斜部２０ａを設けることにより、均熱エリア外の処理容器１８の高さを小さくすることができるので、約２倍分、ＣＶＤ装置１０全体の高さを小さくすることができる。
【００１４】
処理容器１８にはガス供給部２５が処理室１６内に連通するように設けられている。ガス供給部２５にはガス供給管２６が接続されている。
ガス供給管２６にはガス供給部２５との接続側と反対側である上流側に、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２７が接続されており、ＭＦＣ２７はガス供給源２８に接続されている。ガス供給源２８は処理ガスや不活性ガスを供給する。
ＭＦＣ２７にはガス流量制御部２９が電気配線Ｃによって電気的に接続されている。ガス流量制御部２９はＭＦＣ２７を、供給するガスの流量が所望の量となるように、かつ、所望のタイミングをもって制御する。
【００１５】
処理容器１８の下方にはシールキャップ３０が設けられている。シールキャップ３０は処理室１６の下端開口を気密に閉塞可能な蓋体を構成している。シールキャップ３０は例えばステンレスやニッケル合金等の金属材料が使用されて円盤形状に形成されている。
シールキャップ３０の処理室１６側にはシールキャップカバー３１が設けられている。シールキャップカバー３１は、例えば石英のような非金属材料によって形成されている。シールキャップカバー３１はシールキャップ３０を被覆することにより、金属部分が処理室１６側に露出するのを防止している。
シールキャップカバー３１は処理容器１８下面に垂直方向下側から当接する。
図２に示されているように、シールキャップ３０には上面にＯリング３０ａが設けられている。Ｏリング３０ａはシールキャップカバー３１下面と当接する密閉部材である。
シールキャップカバー３１上面にもＯリング３１ａが設けられている。Ｏリング３１ａは処理容器１８下面と当接する密閉部材である。
【００１６】
シールキャップ３０には中央部に円形孔３０ｂが開設されており、シールキャップカバー３１にも中央部に円形孔３１ｂが開設されている。シールキャップ３０の円形孔３０ｂと、シールキャップカバー３１の円形孔３１ｂとは重なり合っている。
シールキャップ３０にはシールキャップカバー３１と反対側（下側）に、フランジ３２が設けられている。フランジ３２の外径は円形孔３０ｂの口径よりも大きい。フランジ３２はシールキャップ３０に下方から、取り付けねじ３２ｃにより固定されている。フランジ３２には中央部に挿通孔３２ａが開設されている。フランジ３２上面には窪み３２ｂが挿通孔３２ａと同心円状に形成されている。窪み３２ｂの口径は挿通孔３２ａの口径よりも大きく、シールキャップ３０の円形孔３０ｂおよびシールキャップカバー３１の円形孔３１ｂの口径以下のサイズとなっている。
フランジ３２には下面中央部に回転機構３３が軸受３４を介して設置されている。回転機構３３の回転軸３３ａ上端にはボート受け３５が回転軸３３ａと一体回転するように取り付けられている。ボート受け３５は、例えばステンレスまたはニッケル合金のような金属が使用されて、上部が大径で下部が小径の二段円柱形状に形成されている。ボート受け３５はフランジ３２の挿通孔３２ａおよび窪み３２ｂと、シールキャップ３０の円形孔３０ｂとが画成する室内に嵌入されている。
ボート受け３５上には台座３６がボート受け３５および回転軸３３ａと一体回転するように載せられている。台座３６はアルミナセラミックスまたは透明石英もしくは不透明石英が使用されて円柱形状に形成されている。台座３６はシールキャップカバー３１の円形孔３１ｂ内に回転可能に嵌入されている。台座３６の上にはボート３７が台座３６とボート受け３５、回転軸３３ａと一体回転するように載せられている。
【００１７】
基板保持具としてのボート３７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料によって形成されている。ボート３７は複数枚のウエハ１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多段に保持する。
なお、ボート３７の下部には断熱部材としての断熱板３８が複数枚、水平姿勢で多段に配置されている。この断熱板３８は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料が使用されて円板形状に形成されている。断熱板３８はヒータ１２からの熱がシールキャップ３０側に伝わり難くさせる。
【００１８】
本実施の形態によれば、シールキャップ３０の円形孔３０ｂおよびシールキャップカバー３１の円形孔３１ｂの口径がボート受け３５および台座３６の外径よりも大きく開設されているので、シールキャップ３０の円形孔３０ｂおよびシールキャップカバー３１の円形孔３１ｂの中空部内へボート受け３５および台座３６を上方向から出し入れすることができる。
また、ボート受け３５および台座３６およびフランジ３２および軸受３４および回転軸３３ａおよび回転機構３３を、シールキャップ３０が処理容器１８の炉口を閉じた状態で、シールキャップ３０の下方から取り付け取り外しすることができる。
したがって、フランジ３２に回転機構３３、軸受３４、ボート受け３５および台座３６を設置した状態で、シールキャップカバー３１をシールキャップ３０から取り外したり、シールキャップ３０に取り付けたりすることができる。
つまり、シールキャップ３０、シールキャップカバー３１、フランジ３２、台座３６、ボート受け３５、回転軸３３ａ、軸受３４、回転機構３３等に対するメンテナンス作業の能率を向上させることができる。
また、シールキャップ３０より処理室１６側での作業の低減により、人体からの発塵による処理室内汚染、ねじ部材回転操作時の発塵による処理室内汚染を低減することができる。
【００１９】
ボート受け３５はフランジ３２の挿通孔３２ａおよび窪み３２ｂとシールキャップ３０の円形孔３０ｂとが画成する室内に設けられているので、ボート受け３５はシールキャップカバー３１よりも下方に位置している。これにより、プロセスチューブ１３内の輻射熱がシールキャップカバー３１、台座３６を透過してボート受け３５に照射するのを抑制することができ、また、処理室内のプロセスガスやクリーニングガスが直接ボート受け３５に曝露されないようにすることができる。したがって、金属材料によって形成されたボート受け３５が過度に加熱される現象を防止することができ、腐食性ガスが曝露され難くすることができる。その結果、金属製のボート受け３５による金属汚染を低減することができる。
なお、好ましくは、シールキャップカバー３１の下面よりボート受け３５の上面が下側に位置するようにすると良いが、少なくともボート受け３５の上面がシールキャップカバー３１の上面より下側に位置すればよい。
ちなみに、シールキャップ３０の円形孔３０ｂおよびシールキャップカバー３１の円形孔３１ｂとボート受け３５との隙間に、不活性ガスを流すことにより、処理容器１８内雰囲気をボート受け３５、フランジ３２、回転軸３３ａ、軸受３４と接触することを防止するようにしてもよい。
【００２０】
台座３６をアルミナセラミックスまたは透明石英または不透明石英によって形成しているので、台座３６がシールキャップカバー３１内で処理室１６内で露出しても、台座３６を起因とする処理室１６内の金属汚染を防止することができる。
【００２１】
なお、好ましくは、台座３６をアルミナセラミックスによって形成するとよい。
アルミナセラミックスの場合は石英よりも機械的強度が大きいので、ボート３７が台座３６に載置される際に、ボート３７または台座３６が欠けたり割れたりするのを防止することができる。
【００２２】
図１に示されているように、ベース３９はボートエレベータ４０のアーム４１に、垂直に支持されている。
ボートエレベータ４０はプロセスチューブ１３の外部に垂直に設備されている。ボートエレベータ４０はボートを垂直方向に昇降させる昇降機構である。すなわち、ボートエレベータ４０はボート３７を処理室１６へ搬入したり、処理室１６から搬出したりする。
回転機構３３およびボートエレベータ４０には駆動制御部４２が電気配線Ａによって電気的に接続されている。駆動制御４２は回転機構３３およびボートエレベータ４０を、所望の動作をするように、かつ、所望のタイミングをもって制御する。
【００２３】
プロセスチューブ１３内には温度検出器としての温度センサ４３が設置されている。
ヒータ１２と温度センサ４３には温度制御部４４が電気配線Ｄによって電気的に接続されている。温度制御部４４はヒータ１２への通電具合を、温度センサ４３によって検出された温度情報に基づき、処理室１６内の温度が所望の温度分布となるように、かつ、所望のタイミングをもって制御する。
【００２４】
圧力制御部２４、ガス流量制御部２９、駆動制御部４２および温度制御部４４は、操作部および入出力部をも構成し、ＣＶＤ装置１０全体を制御する主制御部４５に電気的に接続されている。
圧力制御部２４、ガス流量制御部２９、駆動制御部４２、温度制御部４４および主制御部４５はコントローラ４６を構成している。
【００２５】
マニホールド５０は非金属部材としての石英が使用されて、円形リング形の扁平ブロック形状（図３参照）に形成されている。マニホールド５０は透明または半透明に形成されている。また、マニホールド５０は、アウタチューブ１４内周面より内側に突き出された突出部５０ａを有している。
なお、図２に示されているように、マニホールド５０にガス供給部２５が外側壁５０ｂから突出部５０ａの内側壁５０ｃに至るまで形成された貫通孔５０ｄと貫通孔５０ｄに貫通されて設けられたノズル２６Ａにより形成されている。
このように、マニホールド５０は非金属部材である石英によって形成されているため、処理容器１８内に金属部材を腐食させるガスを流したり、処理容器１８内をエッチングガスを使用してドライクリーニングしたりしても腐食による金属汚染物を放出することはない。
円形リング形の扁平ブロック形状に形成されたマニホールド５０は、特に、突出部５０ａを有するため、ヒータ１２からの熱線を直接受ける表面積を大きくすることができる。これにより、ヒータ１２からの輻射熱を受け易くでき、かつ、厚みが薄いため、熱容量を小さくできるので、マニホールド５０全体に熱が伝わり易い。
このため、マニホールド５０の表面には副生成物が付着し難くなる。
さらに、マニホールド５０はガス供給部２５のガス等の供給ガスを予備加熱する。
【００２６】
図２に示されているように、マニホールド５０は高さＡよりも幅Ｂが大きく形成されている。すなわち、Ｂ＞Ａに、形成されている。高さＡは、少なくともアウタチューブ１４と隣接する位置の反応管の軸心と平行方向の厚さであり、アウタチューブ１４との第一接合面５１とシールキャップカバー３１との第二接合面５２との間の距離である。幅Ｂは、処理容器１８の軸心に直交する方向であってアウタチューブ１４内周面からマニホールド５０内周面までの距離である。
マニホールド５０をこのように構成することにより、マニホールド５０の高さＡを小さくすることができる。
マニホールド５０の高さＡを大きくした場合には、それに応じてボート３７の高さを大きくしないと、ヒータ１２が形成する均熱エリアにウエハ１を配置することができない。これに加えて、ボート３７が待機する待機室の高さをも大きくする必要がある。
このため、マニホールド５０の高さＡが大きくなると、マニホールド５０の高さＡの約２倍分、ＣＶＤ装置１０全体の高さが必要になってしまう。
換言すれば、本実施の形態のように、マニホールド５０の高さＡを小さくすることにより、約２倍分、ＣＶＤ装置１０全体の高さを小さくすることができる。
【００２７】
図２に示されているように、マニホールド５０は、マニホールド５０外周面からアウタチューブ１４内周面までの距離Ｃよりも幅Ｂ（アウタチューブ１４内周面からマニホールド５０内周面までの距離）が大きく形成されている。すなわち、Ｂ＞Ｃに、形成されている。
マニホールド５０をこのように構成することにより、マニホールド５０をコンパクトにすることができ、また、ヒータ１２からの熱線を直接受ける表面積を大きくすることができる。
なお、マニホールド５０の第一接合面５１にはＯリング５３が敷設されている。Ｏリング５３はアウタチューブ１４下面と当接する密閉部材である。
【００２８】
図２および図３に示されているように、マニホールド５０の突出部５０ａは高さＡおよび幅Ｂをインナチューブ１５下端面まで延在させて支持部５４を形成している。支持部５４は載置面５４ａでインナチューブ１５を下から支持している。支持部５４はマニホールド５０の扁平ブロック形状の厚さを備えている。すなわち、支持部５４の下端は、シールキャップカバー３１との接合面まで延在している。これにより、支持部５４はインナチューブ１５の重量を支持するのに充分な強度を確保している。
また、支持部５４すなわち扁平ブロック形状のマニホールド５０は、ガス供給部２５下方のデッドスペースを埋める。すなわち、シールキャップカバー３１と支持部５４との間の隙間を狭小としているので、ウエハ１よりも上流側でのガス溜り部を減少させることができる。
ガス溜りは反応生成物を生成させ易いために、ウエハ１の上流側でガス溜まり部が形成されると、反応生成物がガスの流れにそのまま乗って、パーティクルとなってウエハ１に付着し易くなってしまう。
本実施の形態によれば、ウエハ１よりも上流側でのガス溜まり部の形成を抑制することができるので、パーティクルがウエハ１に付着し難くなる。
マニホールド５０の支持部５４がインナチューブ１５を支持することにより、メンテナンス時にマニホールド５０とインナチューブ１５とを同時に、取り出すことができる。
【００２９】
図２および図３に示されているように、マニホールド５０は幅Ｂがインナチューブ１５内周面よりも内側に突き出されており、突出部の内周面にはガス供給部２５から垂直方向に延在したガス供給部溝５５が敷設されている。ガス供給部溝５５はガス供給部２５に対向しており、ガス供給管２６先端に接続されたノズル２６Ａの垂直方向に延在された部分の半径以上の深さに形成されている。
ガス供給部２５内にはガス供給管２６が挿入されており、ガス供給管２６の先端にはノズル２６Ａが垂直方向に延在するように接続されている。
ガス供給部溝５５内にはノズル２６Ａが収容されており、ノズル２６Ａはガス供給部溝５５によって位置決めされている。換言すれば、ガス供給部溝５５はガス供給管２６およびノズル２６Ａを周方向および下方向の位置ずれを防止して安定的に位置を規制する。
ガス供給管２６およびノズル２６Ａの設置方向はガス供給部溝５５によって決定されるため、ガス供給部溝５５はガス供給管２６およびノズル２６Ａの取付再現性を向上させることができる。
ガス供給部溝５５がガス供給管２６およびノズル２６Ａを位置決めするので、ガス供給管２６およびノズル２６Ａの位置ずれを防止するための金属部材で形成された専用パーツを省略することができる。
ちなみに、ガス供給部溝５５にガス供給管２６を挿入することにより、ガス供給部２５下方のデッドスペースを減少させることができるので、ウエハ上流側ガス溜りをより一層抑制することができる。
なお、好ましくは、図３に想像線で示されているように、ガス供給溝５５をノズル２６Ａの垂直方向に延在された部分の直径以上の深さに形成するとノズル２６Ａをより安定的に位置を規制し、取付再現性の向上、より一層のガス溜まりの抑制を可能とする。
【００３０】
図２および図３に示されているように、マニホールド５０には垂直方向に延在した温度センサ溝５６が、突出部内周面のガス供給部溝５５と別の位置に敷設されている。温度センサ溝５６は温度センサ４３に対向しており、温度センサ４３の垂直方向に延在した部分の半径以上の深さに形成されている。
温度センサ溝５６内には温度センサ４３の垂直部分が収容されており、温度センサ４３は温度センサ溝５６によって位置決めされている。換言すれば、温度センサ溝５６は温度センサ４３を周方向および下方向の位置ずれを防止して安定的に位置規制する。
温度センサ４３の設置方向は温度センサ溝５６によって決定されるため、温度センサ溝５６は温度センサ４３の取付再現性を向上させることができる。
温度センサ溝５６が温度センサ４３を位置決めするので、温度センサ４３の位置ずれを防止するための金属部材で形成された専用パーツを省略することができる。
ちなみに、温度センサ溝５６に温度センサ４３を挿入することにより、温度センサ４３下方のデッドスペースを減少させることができるので、ウエハ上流側ガス溜りをより一層抑制することができる。
なお、好ましくは、図３に想像線で示されているように、温度センサ溝５６を温度センサ４３の垂直方向に延在された部分の直径以上の深さに形成すると、温度センサ４３をより安定的に位置を規制し、取付再現性の向上、より一層のガス溜まりの抑制を可能とする。
図２および図３に示されているように、マニホールド５０には上面にインナチューブ１５の水平方向の位置を規制する位置規制部としての突起５０ｅが周方向全周に形成されている。
なお、突起５０ｅは周方向に所定の間隔、好ましくは、等間隔に配置してもよい。
【００３１】
図３に示されているように、アウタチューブ１４の外側には、垂直方向に延在する３本の支柱６０が周方向に所定の間隔、好ましくは等間隔に配置されている。図４（ａ）に示されているように、支柱６０は上端をヒータベース１１に固定されている。
３本の支柱６０はアウタチューブ受け（第一支持部材）６１を吊持している。すなわち、アウタチューブ受け６１の外周に所定の間隔、好ましくは等間隔で突設された３個のブラケット６２ａが、３本の支柱６０、６０、６０下端面に各ボルト（締結部材）６３によって締結されている。
アウタチューブ受け６１はアウタチューブ１４下端のフランジ部１４ａに対応した円形リング形状に形成されている。アウタチューブ受け６１はフランジ部１４ａ外周に装着されている。したがって、アウタチューブ１４はアウタチューブ受け６１によって支持されている。
【００３２】
図３に示されているように、アウタチューブ受け６１の外周には、支柱６０のためのブラケット（以下、第一ブラケットという。）６２ａとは別のブラケット（以下、第二ブラケットという。）６２ｂが６個、周方向に所定の間隔、好ましくは等間隔で突設されている。
図４（ｂ）に示されているように、６個の第二ブラケット６２ｂはマニホールド受け（第二支持部材）６４を吊持している。すなわち、マニホールド受け６４外周部に所定の間隔、好ましくは等間隔で突設された６個のブラケット６５が、６個の第二ブラケット６２ｂ下端面に各ボルト（締結部材）６６によって締結されている。
マニホールド受け６４はマニホールド５０に対応した円形リング形状に形成されている。マニホールド受け６４はマニホールド５０外周に装着されている。したがって、マニホールド５０はマニホールド受け６４によって支持されている。また、インナチューブ１５はマニホールド５０によって支持されているので、インナチューブ１５もマニホールド受け６４によって支持されている。
【００３３】
ヒータベース１１に固定された支柱６０がアウタチューブ受け６１とマニホールド受け６４とを兼用支持しているので、ＣＶＤ装置１０をコンパクト化することができる。
支柱６０からアウタチューブ受け６１を取り外すことにより、アウタチューブ１４、マニホールド５０およびインナチューブ１５を同時に取り外すことができる。したがって、アウタチューブ１４、マニホールド５０およびインナチューブ１５の交換作業を容易とすることができる。
なお、好ましくは、アウタチューブ受け６１およびマニホールド受け６４を周方向等間隔の複数箇所で支持することにより、アウタチューブ１４、マニホールド５０およびインナチューブ１５の荷重を均等に分散させて支持することができるので、Ｏリング３０ａ、３１ａおよび５３のシール状態を良好に維持することができる。
【００３４】
次に、以上の構成に係るＣＶＤ装置１０を用いる本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。
なお、以下の説明において、ＣＶＤ装置１０を構成する各部の動作はコントローラ４６により制御される。
【００３５】
複数枚のウエハ１がボート３７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ１を保持したボート３７は、ボートエレベータ４０によって持ち上げられて処理室１６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３０はＯリング３０ａ、シールキャップカバー３１およびＯリング３１ａを介してマニホールド５０の下面をシールした状態となる。
【００３６】
処理室１６内が所望の圧力（真空度）となるように排気装置２３によって排気される。この際、処理室１６内の圧力は圧力センサ２１で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節装置２２がフィードバック制御される。
また、処理室１６内が所望の温度となるようにヒータ１２によって加熱される。この際、処理室１６内が所望の温度分布となるように、温度センサ４３が検出した温度情報に基づきヒータ１２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３３によってボート３７が回転されることにより、ウエハ１が回転される。
【００３７】
ガス供給源２８から供給されＭＦＣ２７によって所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管２６を流通してガス供給部２５から処理室１６内に導入される。
導入されたガスは処理室１６内を上昇し、インナチューブ１５の上端開口から筒状空間１７に流出して排気管２０から排気される。
ガスは処理室１６内を通過する際にウエハ１の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ１の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００３８】
予め設定された処理時間が経過すると、ガス供給源２８から不活性ガスが供給されて、処理室１６内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室１６内の圧力が常圧に復帰される。
【００３９】
その後、ボートエレベータ４０によってシールキャップ３０が下降されて、処理室１６の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ１がボート３７に保持された状態で、処理室１６の外部に搬出（ボートアンローディング）される。
その後、処理済ウエハ１はボート３７から取出される（ウエハディスチャージ）。
【００４０】
図５は成膜中のボート受け周辺を示す温度分布図である。
図５によれば、金属製のボート受け３５をシールキャップ３０より下に配置することにより、ボート受け３５の温度が３００℃以下に抑制されているのが判る。
このため、金属製のボート受け３５を起因とする金属汚染を低減することができる。
また、図５によれば、マニホールド５０が加熱されていることが判る。
マニホールド５０が加熱されていることにより、マニホールド５０に、反応生成物の付着を防止することができ、ガス供給部でのガスの予備加熱をすることができる。
例えば、Ｓｉ3 Ｎ4 膜をウエハに成膜する場合、アンモニアガス（ＮＨ3 ガス）とジクロルシランガス（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ガス）を処理室内に流して、処理室内の圧力を、５０ｐａ〜２００ｐａとして、７００℃〜８００℃で成膜するが、その際、副生成物として塩化アンモン（ＮＨ4 Ｃｌ）が生成される。この塩化アンモンは１５０℃近辺で固化付着する。これに対し、図５の温度分布によれば、マニホールドの処理室側は１９０℃以上に維持されることが判る。これにより、塩化アンモンの付着を防げることが判る。
【００４１】
図６は本発明の第二実施形態であるＣＶＤ装置の主要部を示す縦断面図である。
本実施形態が前記実施形態と異なる点は、第一接合面５１と第二接合面５２との間の高さＡは、アウタチューブ１４内周面からマニホールド５０内周面までの距離Ｂよりも大きく、かつ、アウタチューブ１４内周面からマニホールド５０内径までの距離Ｂと、マニホールド５０外周面からアウタチューブ１４内周面までの距離Ｃとの和よりも小さく設定されている点である。
すなわち、Ａ、Ｂ、Ｃは次式（１）（２）を満足するように設定されている。
Ａ＞Ｂ・・・（１）
Ａ＜Ｂ＋Ｃ・・・（２）
本実施形態によれば、マニホールド５０の内周面が前記実施形態よりも外側に位置しているために熱を受け難い点で若干劣るものの、副生成物の付着を防止することができる。
なお、Ｏリング５３が熱的な耐久性を保てない場合は、断熱板３８の枚数の調整により熱を受け易くすることで、Ｏリング５３に熱が伝わり難くすることもできるが、一度に処理するウエハの枚数、すなわち、ボートへのウエハの載置枚数が少なくなってしまうおそれがある場合には、Ｂ＜Ｃとして、Ｏリング５３より外周に配置することが有効である。
【００４２】
なお、本発明は前記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に変更が可能であることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、マニホールドは石英によって形成するに限らず、アルミナによって形成してもよい。
但し、アルミナ部材は熱勾配に弱く割れる可能性がある。例えば、アルミナ製のマニホールドは炉内温度７００℃で１００℃以上の温度差が生じる場合に割れる可能性がある。したがって、マニホールドは石英によって形成することが好ましい。
【００４４】
例えば、均熱エリア外の処理容器１８の高さを小さくすることができない点で劣るものの、排気管２０に傾斜部２０ａを設けなくてもよい。
【００４５】
例えば、シールキャップからの金属汚染を抑制し難い点で劣るものの、シールキャップカバーは設けなくてもよい。
【００４６】
前記実施の形態ではＣＶＤ装置について説明したが、本発明はこれに限らず、アニール、酸化、拡散およびリフローのような熱処理に使用される熱処理装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００４７】
基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、光ディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【００４８】
好ましい実施の形態を付記する。
（１）反応管と、該反応管を加熱する加熱装置と、該加熱装置より外部に設けられた非金属材料で構成され、前記反応管の軸心に対し直交する方向の第一の厚さが、前記反応管に隣接する位置の前記反応管の軸心と平行方向の第二の厚さより厚く形成されており、少なくとも一部が前記反応管の内壁より内側に突き出された突出部を有し、少なくとも該供給部に、前記反応管内へガスを供給するガス供給部を備えるマニホールドと、
を有する基板処理装置。
（２）前記（１）において、前記反応管はアウタチューブとインナチューブとを有し、前記マニホールドの前記突出部が該インナチューブを支持する支持部を形成し、該支持部は、前記第一の厚さ以上の厚みで形成されている基板処理装置。
（３）前記（１）において、前記反応管はアウタチューブとインナチューブとを有し、前記マニホールドの前記突出部が該インナチューブを支持する支持部を形成し、該支持部は、前記インナチューブの内側壁より内側に延在され、該支持部の内壁側には前記ガス供給部から前記インナチューブの載置面まで延在される溝が形成されている基板処理装置。
（４）前記（３）において、前記溝には、ガス供給ノズルもしくは温度センサが配置されている基板処理装置。
（５）前記（３）において、前記溝は、ガス供給ノズルもしくは温度センサの半径以上の深さで形成されている基板処理装置。
（６）前記（１）において、前記マニホールドは、前記反応管の軸心に対し直交する方向であって前記反応管内周面から前記マニホールド内径までの距離が、前記第二の厚さより大きく形成されている基板処理装置。
（７）前記（２）において、前記マニホールドは、前記反応管の軸心に対し直交する方向であって前記アウタチューブ内側壁から外側壁までの距離より、前記アウタチューブ内周面から前記インナチューブ内周面までの距離のほうが大きくなるように形成されている基板処理装置。
（８）前記（１）において、前記アウタチューブの側壁に排気管が形成されており、該排気管は傾斜部を有し、該傾斜部はアウタチューブを支持するアウタチューブ受けより上方の側壁から前記アウタチューブ受け上端より下方まで延在するように傾斜している基板処理装置。
（９）前記（２）において、前記アウタチューブの下端部を支持するアウタチューブ受けと、前記マニホールドを支持するマニホールド受けと、前記アウタチューブ受けと前記マニホールド受けとを締結する締結部材と、前記アウタチューブ受けもしくは前記マニホールド受けとを支持する支柱と、を有する基板処理装置。
（１０）前記（２）において、前記アウタチューブおよびインナチューブ、前記マニホールドは石英によって形成されている基板処理装置。
（１１）内部でボートにより基板を保持しつつ処理する処理容器と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給部を有するマニホールドと、該マニホールドの開口部を蓋する蓋体と、
前記蓋体に設けられ円形孔と、前記蓋体の前記処理室外側に配置された回転機構と、前記回転機構の回転軸に設けられたボート受けとを備え、
前記円形孔は、前記ボート受けの外径より大きく形成されている基板処理装置。
（１２）前記（１１）において、前記ボート受けは金属製であって、前記蓋体に設けられたシールキャップカバーより下方に配置されている基板処理装置。
（１３）前記（１２）において、前記ボート受けと前記ボートとの間に非金属部材からなる台座が設けられている基板処理装置。
（１４）前記（１３）において、前記ボートは非金属部材からなり、前記台座はアルミナ含有材からなる基板処理装置。
（１５）前記（１３）において、前記回転機構は前記ボートを取外し、前記蓋体が前記マニホールドの開口部を閉じた状態で前記処理容器外部から取外し可能に形成されている基板処理装置。
（１６）前記（２）において、アウターチューブの下端を支持するアウタチューブ受けと、前記マニホールドの下端を支持するマニホールド受けとを有する基板処理装置。
（１７）前記（１）の基板処理装置を用いる半導体装置の製造方法であって、
前記基板を反応管内に搬入しつつ前記マニホールドの開口部を前記蓋体により閉じるステップと、
前記反応管内を加熱しつつ、前記マニホールドに設けられたガス供給部から前記反応管内にガスを供給し、基板を処理するステップと、
前記基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップと、を有する半導体装置の製造方法。
（１８）蓋体によって保持した基板を反応管内に搬入しつつ、前記反応管の軸心に対して直交する方向の第一の厚さが、前記反応管に隣接する位置の前記反応管の軸心と平行方向の第二の厚さより厚く形成されており、少なくとも一部が前記反応管の内壁より内側に突き出された突出部を有する非金属材料で構成されるマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、
前記反応管内を加熱しつつ、前記マニホールドの少なくとも前記突出部に設けられたガス供給部から前記反応管内にガスを供給し、基板を処理するステップと、
前記基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップと、を有する半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す縦断面図である。
【図２】主要部を示す縦断面図である。
【図３】同じく横断面図である。
【図４】（ａ）は図３のａ−ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図３のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図５】成膜中のボート受け周辺を示す温度分布図である。
【図６】本発明の第二実施形態であるＣＶＤ装置の主要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…ウエハ（基板）、
１０…ＣＶＤ装置、１１…ヒータベース、１２…ヒータ、
１３…プロセスチューブ、１４…アウタチューブ、１４ａ…フランジ部、１５…インナチューブ、１６…処理室、１７…筒状空間、１８…処理容器、
２０…排気管、２０ａ…傾斜部、２１…圧力センサ、２２…圧力調整装置、２３…排気装置、２４…圧力制御部、
２５…ガス供給部、２６…ガス供給管、２６Ａ…ノズル、２７…ＭＦＣ、２８…ガス供給源、２９…ガス流量制御部、
３０…シールキャップ（蓋体）、３０ａ…Ｏリング、３０ｂ…円形孔、３１…シールキャップカバー、３１ａ…Ｏリング、３１ｂ…円形孔、
３２…フランジ、３２ａ…挿通孔、３２ｂ…窪み、３２ｃ…取り付けねじ、３３…回転機構、３３ａ…回転軸、３４…軸受、３５…ボート受け、３６…台座、３７…ボート、３８…断熱板、３９…ベース
４０…ボートエレベータ、４１…アーム、４２…駆動制御部、
４３…温度センサ、４４…温度制御部、
４５…主制御部、４６…コントローラ、
５０…マニホールド、５０ａ…突出部、５０ｂ…外側壁、５０ｃ…内側壁、５０ｄ…貫通孔、５０ｅ…突起、５１…アウタチューブとの第一接合面、５２…シールキャップカバーとの第二接合面、５３…Ｏリング、５４…支持部、５５…ガス供給部溝、５６…温度センサ溝、
６０…支柱、６１…アウタチューブ受け（第一支持部材）、６２ａ…第一ブラケット、６２ｂ…第二ブラケット、６３…ボルト（締結部材）、６４…マニホールド受け（第二支持部材）、６５…ブラケット、６６…ボルト（締結部材）。
【図１】
0004929199.tif 000002
【図２】
0004929199.tif 000003
【図３】
0004929199.tif 000004
【図４】
0004929199.tif 000005
【図５】
0004929199.tif 000006
【図６】
0004929199.tif 000007