基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
【課題】ＳｉＣエピタキシャル成長のような１５００℃から１７００℃といった超高温での処理を行う場合に、成膜ガスをマニホールドの耐熱温度まで低下させると共に、膜質均一性を向上させ得る基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数の基板１４の処理を行う反応室４４と、複数の基板１４を保持する基板保持具１５と、反応室４４内に設けられ、反応室４４内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部３４と、を備え、基板保持具１５の最下部に保持された基板よりも下方に空間３４０を有する基板処理装置を用いる。
【解決手段】複数の基板１４の処理を行う反応室４４と、複数の基板１４を保持する基板保持具１５と、反応室４４内に設けられ、反応室４４内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部３４と、を備え、基板保持具１５の最下部に保持された基板よりも下方に空間３４０を有する基板処理装置を用いる。
【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、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。特に炭化ケイ素（以下、ＳｉＣとする）エピタキシャル膜を基板上に成膜する工程を有する基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣは、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。一方で、ＳｉＣはシリコン（以下Ｓｉとする）に比べて結晶基板やデバイスの作製が難しいことが知られている。
【０００３】
一方で、ＳｉＣを用いてデバイスを作製する場合は、ＳｉＣ基板の上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成したウェーハを用いる。このＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成するＳｉＣエピタキシャル成長装置の一例として特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１では、所謂バッチ式縦型熱処理装置を用いて、一度に多くのＳｉＣ基板を処理できる構成が開示されている。更に、特許文献１では、サセプタからの熱が処理炉の下方側に伝わりにくくするための断熱部材としてのボート断熱部が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成するためには、特許文献１に記載されるように１５００℃から１７００℃といった超高温での処理が必要となる。ここで、特許文献１に記載されるような装置においては、処理炉内を通った成膜ガスが処理炉下方に設けられた排気管から排気される。この排気管は、マニホールドに設けられているため、当該成膜ガスをマニホールドの耐熱温度まで低下させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室内に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に空間を有する基板処理装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の一態様によれば、
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室と前記排気口との間に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より
狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具は、前記基板の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材を備える基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる基板処理方法が提供される。
【００１０】
本発明の他の一態様によれば、
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、均質な膜を基板上に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用される半導体製造装置の斜視図である。
【図２】第１の実施形態を説明する処理炉の側面断面図である。
【図３】本発明が適用される処理炉の平面断面図である。
【図４】本発明が適用される処理炉の他の平面断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るガス逃げ部の概略図である。
【図６】本発明が適用される半導体製造装置のガス供給ユニットを説明する図である。
【図７】本発明が適用される半導体製造装置の制御構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の効果を説明するための処理炉の側面断面図の比較例である。
【図９】本発明が適用される半導体製造装置の処理炉及びその周辺構造の概略断面図である。
【図１０】第２の実施形態を説明する処理炉の他の側面断面図である。
【図１１】第２の実施形態における第１熱交換部の一例の概略図である。
【図１２】第３の実施形態を説明する処理炉の概略図である。
【図１３】第３の実施形態の変形例を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、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ける、高さ方向にＳｉＣウェーハを
並べる、所謂バッチ式縦型ＳｉＣエピタキシャル成長装置で説明する。なお、バッチ式縦型ＳｉＣエピタキシャル成長装置とすることで、一度に処理できるＳｉＣウェーハの数が多くなりスループットが向上する。
【００１４】
＜第１の実施形態＞
＜全体構成＞
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施形態に於けるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置、および、半導体装置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。
【００１５】
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、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ＳｉＣ等で構成された基板としてのウェーハ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がウェー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、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枚のウェーハ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。
【００１６】
筐体１２内の正面であって、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が配置されている。又、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及び基板枚数検知器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内のウェーハ１４の枚数を検知する様になっている。
【００１７】
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枚のウェーハ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及び後述するボート３０間にてウェーハ１４を搬送する。
【００１８】
基板保持具としてのボート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、複数枚のウェーハ１４を水平姿勢で、且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。尚、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筒型形状の断熱部材として断熱部３４Ａ（以下では、ボート断熱部３４Ａという）が配置されており、後述する被誘導体４８からの熱が処理炉４０の下方側に伝わりにくくなる様に構成されている（図２参照）。
【００１９】
筐体１２内の背面側上部には、処理炉４０が配置されている。処理炉４０内に複数枚のウェーハ１４を装填したボート３０が搬入され、熱処理が行われる。
【００２０】
＜処理炉構成＞
次に、図２から図７に於いて、第１の実施形態に係る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。処理炉４０には、第１のガス供給口６８を有する第１のガス供給ノズル６０、第２のガス供給口７２を有する第２のガス供給ノズル７０、及び第１のガス排気口９０が設けられる。又、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。
【００２１】
処理炉４０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た反応管４２を備えている。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。尚、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。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。
【００２２】
処理炉４０は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成された被加熱体としての被誘導体４８及び磁場発生部としての誘導コイル５０を具備している。被誘導体４８の筒中空部には、反応室４４が形成れており、ＳｉＣ等で構成された基板としてのウェーハ１４を保持したボート３０を収納可能に構成されている。また、図２の下枠内に示されるように、ウェーハ１４は、円環状の下部ウェーハホルダ１５ｂに保持され、上面を円板状の上部ウェーハホルダ１５ａで覆われた状態でボート３０に保持されるとよい。これにより、ウェーハ１４上部から落下しているパーティクルからウェーハ１４を守ることができると共に、成膜面（ウェーハ１４の下面）に対して裏面側の成膜を抑制することができる。また、ウェーハホルダ１５の分ボート柱３０Ａから成膜面を離すことができ、ボート柱３０Ａの影響を小さくすることができる。ボート３０は、水平姿勢で、且つ、互いに中心を揃えた状態で縦方向に整列するようにウェーハホルダ１５に保持されたウェーハ１４を保持するよう構成されている。被誘導体４８は、反応管４２の外側に設けられた誘導コイル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、被誘導体４８が発熱することにより、反応室４４内が加熱される様になっている。
【００２３】
被誘導体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。誘導コイル５０及び温度センサは、温度制御部５２と電気的に接続されており、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（図７参照）。
【００２４】
尚、好ましくは、反応室４４内に於いて第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０と第１のガス排気口９０との間であって、被誘導体４８とウェーハ１４との間には、被誘導体４８とウェーハ１４との間の空間を埋める様、鉛直方向に延在し断面が円弧状の構造物３００を反応室４４内に設けるとよい。例えば、図３に示す様に、対向する位置にそれぞれ構造物３００を設けることで、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０から供給されるガスが、被誘導体４８の内壁に沿ってウェーハ１４を迂回するのを防止することができる。構造物３００としては、好ましくはカーボングラファイト等で構成すると、耐熱及びパーティクルの発生を抑制することができる。
【００２５】
反応管４２と被誘導体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、断熱材５４を設けることにより、被誘導体４８の熱が反応管４２或は反応管４２の外側へ伝達するのを抑制することができる。
【００２６】
又、誘導コイル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為の、例えば水冷構造である外側断熱壁５５が反応室４４を囲む様に設けられている。更に、外側断熱壁５５の外側には、誘導コイル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。
【００２７】
図２に示す様に、被誘導体４８とウェーハ１４との間には、少なくとも１つの第１のガ
ス供給口６８が設けられた第１のガス供給ノズル６０が設置される。又、被誘導体４８とウェーハ１４との間の第１のガス供給ノズル６０とは異なる箇所には、少なくとも１つの第２のガス供給口７２が設けられた第２のガス供給ノズル７０が設けられる。また、第１のガス排気口９０も同様に被誘導体４８とウェーハ１４との間に配置される。又、反応管４２と断熱材５４との間に、第３のガス供給口３６０及び第２のガス排気口３９０が配置されている。
【００２８】
また、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０は、夫々１本ずつでも構わないが、図３に示されるように、第２のガス供給ノズル７０は３本設けられ、第２のガス供給ノズル７０に挟まれるように第１のガス供給ノズル６０が設けられるように構成すると良い。このように交互に配置することにより、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０から異なるガス種を供給したとしても、異なるガス種の混合を促進することができる。また、第１のガス供給ノズル６０と第２のガス供給ノズル７０を合わせて奇数本とすることにより、中央の第２のガス供給ノズル７０を中心に成膜ガスの供給を左右対称とすることができ、ウェーハ１４内の均一性を高めることができる。なお、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０から供給されるガス種については、後述する。
【００２９】
第１のガス供給口６８及び第１のガス供給ノズル６０は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室４４内に設けられる。又、第１のガス供給ノズル６０は、マニホールド３６を貫通する様に、マニホールド３６に取付けられている。第１のガス供給ノズル６０は、第１のガスライン２２２を介してガス供給ユニット２００に接続されている。
【００３０】
第２のガス供給口７２及び第２のガス供給ノズル７０は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室４４内に設けられる。また、第２のガス供給ノズル７０は、マニホールド３６を貫通する様に、マニホールド３６に取付けられている。第２のガス供給ノズル７０は、第２のガスライン２６０を介してガス供給ユニット２００に接続されている。
【００３１】
又、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０に於いて、基板の配列領域に、第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２が１つ設けられていてもよく、ウェーハ１４の所定枚数毎に第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２が設けられていてもよい。
【００３２】
＜排気系＞
図２に示す様に、第１のガス排気口９０が、ボート３０より下部に設けられ、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が貫通する様設けられている。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及び、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。圧力センサ及びＡＰＣバルブ２１４には、圧力制御部９８が電気的に接続されており、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様所定のタイミングにて制御する様に構成されている（図７参照）。
【００３３】
また、図２、及び、図４に示すように、ボート断熱部３４Ａを囲むように、第１熱交換部３４Ｂ、及び各ガス供給ノズル６０，７０に設けられた第２熱交換部３４Ｃが設けられている。第１熱交換部３４Ｂ及び第２熱交換部３４Ｃは、ボート断熱部３４Ａとの間に、反応室４４内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路となる間隙を有するように設けられている。そして、反応室４４に供給された成膜ガスが、間隙を通過して第１のガス排気口９０に流れるようになっている。このように第１熱交換部３４Ｂ及び第２熱交換部３４Ｃを
設け、成膜ガスが流れる流路を反応室４４内を成膜ガスが流れる流路より狭くすることにより、反応室４４を介して流れてくる加熱された成膜ガスがボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃと積極的に熱交換することになり、成膜ガスの温度を下げることができる。特に、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃは、側壁を有する筒状とすることで、間隙を流れる成膜ガスとの接触面積が大きくなり、熱交換の効率が向上する。なお、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、及び、第２熱交換部３４Ｃにて、熱交換部を構成しているということができる。
【００３４】
なお、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃは、中実筒状としてもよいが、中空筒状としたほうが、これらの部材の熱伝導による下方への熱の伝達を抑制でき、望ましい。また、中空筒状とした場合は、ボート断熱部３４Ａとボート３０の底板３０Ｂとの間に、ウェーハ１４表面と平行方向に板状部材を設けることにより、反応室４４からの輻射熱を抑制することができ断熱効果が向上する。また、第２熱交換部３４Ｃを、第１熱交換部３４Ｂと別部材として設け、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０のそれぞれに設置することにより、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の設置が容易となり、メンテナンス性が向上する。なお、構造によっては、第１熱交換部３４Ｂを円環状に設けても、反応室４４内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する間隙を形成するという目的を達成している限りは問題ない。
【００３５】
また、本実施の形態では、処理炉４０は、ボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４よりも下方に、ガス逃げ部３４０としての空間を有している。具体的には、ボート断熱部３４Ａとボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４との間に、ガス逃げ部３４０が設けられている。このガス逃げ部３４０を設ける利点について、図８を用いて説明する。図８は、図２の構成と比較してガス逃げ部３４０がなく、ボート断熱部３４Ａの上に直接ボート３０が設置されている構造である。ここで、上述したとおり、第１及び第２のガス供給口６８，７２を介して供給された成膜ガスは、主として、ウェーハ１４に対し平行に流れ、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に流れた後、下方に向かって流れる。従って、排気されるべき成膜ガスは、反応室４４下方に行くに従って、その流量が多くなる。更に、下方に向かって流れた成膜ガスは、ボート断熱部３４Ａの周方向に設けられた間隙（図３参照）を流れる。ここで、上述したように、ボート断熱部３４Ａの周方向に設けられた間隙は、熱交換の効率を上げるため、反応室４０内の成膜ガスが流れる流路よりも狭く形成されている。従って、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の反対側に流れ出た成膜ガスは、周方向に流れにくく、第１熱交換部３４Ｂの上方では局所的にその圧力が高くなってしまう。その結果、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下方に位置する第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給された成膜ガスは、第１熱交換部３４Ｂの上方の局所的に圧力の高い箇所に合流することになり、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の上方に位置する第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給された成膜ガスと比較して、その流速が低下してしまう（以下、このことを「合流損失」と呼ぶ。）可能性がある。この合流損失が大きくなると、複数の第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給される成膜ガスの流速がほぼ同じくなるように設計されているにも関わらず、ボート３０の上方に配置されたウェーハ１４とボート３０の下方に配置されたウェーハ１４では、成膜ガスの流速が異なることになり、ウェーハ１４間の均質性が劣化することになる。
【００３６】
一方、本実施の形態では、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間にガス逃げ部３４０が設けられている。このガス逃げ部３４０には、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間に複数本の支柱が設けられている。従って、第１熱交換部３４Ｂの上方に到達した成膜ガスは、ガス逃げ部３４０（空間）を通って、反対側（第２熱交換部３４Ｃが設けられた側）にも流れることが可能となり、第１熱交換部３４Ｂの上方での局所的な圧力増加を抑制することできる。これにより、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下方に位置す
る第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給された成膜ガスの合流損失が抑制され、ウェーハ１４間の均質性を向上させることができる。
【００３７】
また、図５にガス逃げ部３４０の詳細図を示す。図５（ａ）は、ガス逃げ部３４０の上面図、図５（ｂ）は、側面断面図を示している。図５に示すように、ガス逃げ部３４０内には、天板３４１Ａと底板３４１Ｂとの間に４本の支柱３４３が設けられている。そして、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間に、ガス逃げ部３４０となる成膜ガスが通る空間を形成し、合流損失を抑制する。
【００３８】
また、天板３４１Ａと底板３４１Ｂとの間には、円盤状の断熱板３４２が設けられている。これにより、反応室４４からの輻射熱が下部に伝わることを抑制し、耐熱の低い炉口１４４付近を保護することが可能となる。
【００３９】
また、図２に示すように、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置が、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置と等しいか、第１熱交換部３４Ｂの高さ位置より低くなるようにガス逃げ部３４０を構成すると良い。なお、反応室４４内でのボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置が、第１熱交換部３４Ｂの高さ位置より低い場合には、ボート３０の底板３０Ｂと、ボート断熱部３４Ａの上端と、第１熱交換部とによりガス流路となる空間が形成される。これにより第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスが、ガス逃げ部３４０の方向に向かう流路が大きくなり、より局所的な圧力低下を抑制することができる。
【００４０】
また、ガス逃げ部３４０は、反応室４４の下方に流れてきたガスを逃がし、ガス圧を一時的に下げるだけでなく、ガス逃げ部３４０内にガスを一時的に滞留させることによって、熱交換部との熱交換効率を向上させて、高温のガスをより効率よく冷却できる。
【００４１】
第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられた第２熱交換部３４Ｃを有する場合は、第２熱交換部３４Ｃの上端の高さ位置が、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より高くなる（または、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高くなる）ように構成すると良い。これにより、第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスがガス逃げ部３４０を通り、第２熱交換部３４Ｃの側面にぶつかり、第２熱交換部３４Ｃの側面に沿って下方に向かって流れるようになる。従って、下方に向かって流れる成膜ガスと第２熱交換部３４Ｃの側面との接触面積が大きくなり、超高温の成膜ガスと第２熱交換部３４Ｃとの熱交換が大きくなる。また第２熱交換部３４Ｃは、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられているため、その内部を成膜ガスが通過する。従って、排気される成膜ガスから第２熱交換部３４Ｃに伝わった熱を第２熱交換部３４Ｃの内部（すなわち第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の内部）を通る成膜ガスの加熱にも利用することができる。
【００４２】
また、断熱板３４２は、ボート３０の底板３０Ｂよりその外径を小さくするほうが良い。これにより、ボート３０の底板３０Ｂ（若しくは、ガス逃げ部３４０の天板３４１Ａ）を通過した成膜ガスが横方向に向かう空間を広くすることができ、横方向への流れを形成しやすくなる。また、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置を、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低くした場合は、図５に示すように、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置にある断熱板３４２Ｂを、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より高い位置にある断熱板３４２Ａの外径より大きくなるように構成しても良い。第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスは、ガス逃げ部３４０に向かって横方向に流れるが、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置については、円盤状の断熱板３４２と第１熱交換部３４Ｂとの間の狭い空間を通る必要があるため流れにくい。そのため、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置にある断熱板３４２Ｂより下方の空間に流れる成膜ガスの流量を大きくすることよりも、むしろ断熱板３４２Ｂの外径を大きくして
断熱性能を向上させるように構成するとよい。
【００４３】
以上の様に、第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２から供給されたガスは、例えばＳｉ又はＳｉＣ等で構成されたウェーハ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、ウェーハ１４全体が効率的且つ均一にガスに晒される。
【００４４】
又、図２に示す様に、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。更に、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、第３のガスラインは、ガス供給ユニット２００に接続される。また、図６に示されるように、第３のガスラインは、バルブ２１２ｆ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１１ｆを介してガス供給源２１０ｆと接続されている。ガス供給源２１０ｆ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の内壁又は断熱材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。
【００４５】
又、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。
【００４６】
＜各ガス供給系に供給されるガスの詳細＞
次に、図６を用いて、第１のガス供給系及び第２のガス供給系について説明する。図６（ａ）は、シリコン（Ｓｉ）原子含有ガスと炭素（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。
【００４７】
まず、セパレート方式について説明する。図６（ａ）に示されるように、セパレート方式では、第１のガスライン２２２には、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（以下ＭＦＣとする）２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ、及び、バルブ２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃを介して、例えばＳｉＨ４ガス供給源２１０ａ、塩素（Ｃｌ）原子含有ガスとしての例えばＨＣｌガスを供給するＨＣｌガス供給源２１０ｂ、キャリアガス、パージガス等として作用する不活性ガスを供給する不活性ガス供給源２１０ｃが接続されている。
【００４８】
上記構成により、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内に於いて制御することができる。バルブ２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃは、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（図７参照）。尚、ＳｉＨ４ガス、ＨＣｌガス、不活性ガスのそれぞれのガス供給源２１０ａ，２１０ｂ、２１０ｃと、バルブ２１２ａ，２１２ｂ、２１２ｃと、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃと、第１のガスライン２２２と、第１のガス供給ノズル６０と、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とにより、第１のガス供給系が構成される。
【００４９】
また、第２のガスライン２６０には、流量制御手段としてのＭＦＣ２１１ｄ及びバルブ２１２ｄを介してＣ３Ｈ８ガス供給源２１０ｄが接続されている。また、流量制御手段としてのＭＦＣ２１１ｅ及びバルブ２１２ｅを介してＨ２ガス供給源２１０ｅが接続されている。
【００５０】
上記構成により、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスの供給流量、濃度、分圧を反応室４４内に於いて制御することができる。バルブ２１２ｄ，２１２ｅ、ＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅは、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様、所定のタイミングにて制御される様になっている（図７参照）。尚、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスのガス供給源２１０ｄ，２１０ｅと、バルブ２１２ｄ，２１２ｅと、ＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅと、第２のガスライン２６０と、第２のガス供給ノズル７０と、第２のガス供給口７２とにより、第２のガス供給系が構成される。
【００５１】
このように、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、ガス供給ノズル内では、ＳｉＣ膜が堆積しないようにすることができる。なお、Ｓｉ原子含有ガス及びＣ原子含有ガスの濃度や流速を調整したい場合は、夫々適切なキャリアガスを供給すればよい。
【００５２】
更に、Ｓｉ原子含有ガスを、より効率的に使用するため水素（Ｈ２）ガスのような還元ガスを用いる場合がある。この場合、還元ガスは、Ｃ原子含有ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０を介して供給することが望ましい。このように還元ガスをＣ原子含有ガスと共に供給し、反応室４４内でＳｉ原子含有ガスと混合することにより、還元ガスが少ない状態となるためＳｉ原子含有ガスの分解を成膜時と比較して抑制することができ、第１のガス供給ノズル６０内におけるＳｉ膜の堆積を抑制することが可能となる。この場合、還元ガスをＣ原子含有ガスのキャリアガスとして用いることが可能となる。なお、Ｓｉ原子含有ガスのキャリアとしては、アルゴン（Ａｒ）のような不活性ガス（特に希ガス）を用いることにより、Ｓｉ膜の堆積を抑制することが可能となる。
【００５３】
更に、第１のガス供給ノズル６０には、例えばＨＣｌのような塩素（Ｃｌ）原子含有ガスを供給することが望ましい。このようにすると、Ｓｉ原子含有ガスが熱により分解し、第１のガス供給ノズル６０内に堆積可能な状態となったとしても、塩素によりエッチングモードとすることが可能となり、第１のガス供給ノズル６０内へのＳｉ膜の堆積をより抑制することが可能になる。また、Ｃｌ原子含有ガスには、堆積した膜をエッチングする効果もあり、第１のガス供給口６８の閉塞を抑制することが可能となる。
【００５４】
次に、図６（ｂ）に示すプレミックス方式について説明する。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を介して出し１のガスライン２２２に接続している点である。これにより、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスとを予め混合できるため、セパレート方式に対し原料ガスを充分混合することができる。
【００５５】
この場合、還元ガスであるＨ２ガス供給源２１０ｅは、ＭＦＣ２１１ｅ、バルブ２１２ｅを介して第２のガスライン２６０に接続することが望ましい。これにより、第１のガス供給ノズル６０において、エッチングガスである塩素と還元ガスである水素との比（Ｃｌ／Ｈ）を大きくすることができるため、塩素によるエッチング効果の方が大きくなり、Ｓｉ原子含有ガスの反応を抑えることが可能である。従って、プレミックス方式であっても、ある程度、ＳｉＣ膜の堆積を抑制することが可能である。
【００５６】
なお、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に流すＣｌ原子含有ガスとしてＨＣｌガスを例示したが、塩素（Ｃｌ２）ガスを用いてもよい。
【００５７】
又、上述ではＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に、Ｓｉ原子含有ガスとＣｌ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ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスを供給してもよい。また、言うまでもないが、これらのＳｉ原子及びＣｌ原子を含むガスは、Ｓｉ原子含有ガスでもあり、Ｓｉ原子含有ガス及びＣｌ原子含有ガスの混合ガスともいえる。特に、ＳｉＣｌ４ガスは、熱分解される温度が比較的高いため、ガス供給ノズル内のＳｉ消費抑制の観点から望ましい。
【００５８】
又、上述ではＣ原子含有ガスとして、Ｃ３Ｈ８ガスを例示したが、エチレン（以下Ｃ２Ｈ４とする）ガス、アセチレン（以下Ｃ２Ｈ２とする）ガスを用いてもよい。
【００５９】
また、還元ガスとして、Ｈ２ガスを例示したが、これに限らず他のＨ（水素）原子含有ガスを用いても良い。更には、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。
【００６０】
＜処理炉の周辺構成＞
次に、図９に於いて、処理炉４０及びその周辺の構成について説明する。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為の炉口蓋体としてシールキャップ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、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、ボート３０を回転させることでウェーハ１４を回転させる様に構成されている。
【００６１】
又、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及び昇降モータ１２２には、駆動制御部１０８が電気的に接続されており、所定の動作をする様所定のタイミングにて制御する様構成されている（図７参照）。
【００６２】
予備室としてのロードロック室１１０の外面には、下基板１１２が設けられている。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及び昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８が設けられている。又、下基板１１２に立設したガイドシャフト１１６及びボール螺子１１８の上端には上基板１２０が設けられている。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が昇降する様になっている。
【００６３】
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との連結部は気密となっており、昇降シャフト１２４は昇降台１１４と共に昇降する様になっている。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様充分な隙間が形成されている。
【００６４】
又、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の周囲を覆う様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、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。尚、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とが接触することがない様に構成されている。
【００６５】
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ている。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内部はロードロック室１１０内の雰囲気と隔離される。
【００６６】
又、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、回転機構１０４の周辺は冷却機構１３５によって冷却される様になっている。
【００６７】
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。又、冷却機構１３５及びシールキャップ１０２には、冷却水流路１４０が形成されている。更に、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。
【００６８】
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及び昇降シャフト１２４を介して駆動部収納ケース１３４を昇降させる。
【００６９】
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、ウェーハ１４の処理が可能な状態となる。又、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と共にボート３０が降下され、ウェーハ１４を外部に搬出できる状態となる。
【００７０】
＜制御部＞
次に、図７に於いて、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。
【００７１】
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、操作部及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。又、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。
【００７２】
＜ＳｉＣ膜の形成方法＞
次に、上述した半導体製造装置１０を用い、半導体装置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膜を形成する基板の製造方法について説明する。尚、以下の説明に於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。
【００７３】
先ず、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、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ェーハ１４の枚数を検知する。
【００７４】
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からウェーハ１４を取出し、ボート３０に移載する。
【００７５】
複数枚のウェーハ１４がボート３０に装填されると、ウェーハ１４を保持したボート３０は、昇降モータ１２２による昇降台１１４及び昇降シャフト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。
【００７６】
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及び第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。又、ウェーハ１４及び反応室４４内が所定の温度となる様、被誘導体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様、温度センサ（図示せず）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、ウェーハ１４が周方向に回転される。
【００７７】
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、所定の流量となる様に対応するＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅの開度が調整された後、バルブ２１２ｄ，２１２ｅ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。
【００７８】
第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２より供給されたガスは、反応室４４内の被誘導体４８の内側を通り、主として、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に到達した後、下方に向かって流れる。その後、成膜ガスの一部がガス逃げ部３４０により拡散することにより、ボート断熱部３４Ａの周方向に設けられた間隙を通ることにより熱交換され、その温度を低下させる。その後、温度が低下した成膜ガスが第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及び第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等で構成されるウェーハ１４と接触し、ウェーハ１４表面上にＳｉＣエピタキシャル膜成長がなされる。
【００７９】
又、ガス供給源２１０ｆ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様に、対応するＭＦＣ２１１ｆの開度が調整された後、バルブ２１２ｆ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。
【００８０】
次に、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内の被誘導体４８の内側の空間が不活性ガスで置換されると共に、反応室４４内の圧力が常圧に復帰される。
【００８１】
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共に、処理済みのウェーハ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に保持されたウェーハ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のウェーハ１４が所定温度迄冷却されると、基板移載機２８により、ボート３０からウェーハ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によりウェーハ１４が収納されたポッド１６をポッド収納棚２２、又はポッドステージ１８に搬送する。この様にして、半導体製造装置１０の一連の作動が完了する。
【００８２】
以上、第１の実施形態について図面を用いて説明してきたが、本発明は、これに限らず様々な変更が可能である。例えば、ガス逃げ部３４０に設けられた断熱板３４２の枚数や支柱３４３の本数は、適宜変更することが可能である。また、天板３４１Ａや底板３４１Ｂは、不要であれば設ける必要はない。更には、断熱板の形状は、円板状でなくてもよく、角型であってもよい。
【００８３】
以上の第１の実施形態における発明は、以下記載する効果の少なくとも一つを有する。（１）環状の熱交換部（第１熱交換部３４Ｂ）が、ボート断熱部３４Ａの側面の少なくとも一部を囲うように、かつ、ボート断熱部３４Ａの側壁との間に間隙を形成するように設けられている。すなわち、筒状のボート断熱部３４Ａとの間に、間隙を形成するように、筒状の第１熱交換部３４Ｂを設ける。これにより、間隙が、反応室４０内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路となる。このように、成膜ガスの排気流路を狭くすることにより、成膜ガスの温度を下げることができ、耐熱の低い炉口１４４付近を保護することができる。また、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間に、空間を形成してガス逃げ部３４０を設けることにより、合流損失を抑制でき、形成される膜の均一性を向上させることできる。
（２）上記（１）において、ガス逃げ部３４０に、複数の支柱３４３を設け、ウェーハ１４と平行に設けられた断熱板３４２Ａ，３４２Ｂを支持することにより、反応室４４からの輻射熱による炉口１４４付近の加熱を抑制することができる。
（３）上記（２）において、断熱板３４２の外径を、ボート３０の底板３０Ｂの外径より小さくすることにより、第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスが、ガス逃げ部３４０内で横方向に流れやすくなり、合流損失をより効果的に抑制できる。
（４）上記（３）において、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置にある断熱板３４２Ｂの外径を、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より高い位置にある断熱板３４２Ａの外径より大きくすることにより、反応室４４からの輻射熱に対する断熱性能をより向上させることができる。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一つにおいて、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置が、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域の反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低くなるように構成することにより、より合流損失を抑制することができる。
（６）上記（５）において、熱交換部を、ボート断熱部３４Ａと、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂと、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下方に設けられた第２熱交換部３４Ｃとで構成し、第２熱交換部３４Ｃの上端の高さ位置を、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高くすることにより、排気される成膜ガスの熱を第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０を通る成膜ガスの加熱に用いることができる。
（７）また、本実施形態によれば、反応室４４と第１の排気口９０との間に、反応室４４内の成膜ガス等のガスが流れる流路よりも狭い流路を形成する熱交換部が設けられている。そして、熱交換部により形成される狭い流路の上流側には、ガス圧を一時的に下げるガス逃げ空間３４０が形成されている。これにより、基板処理の面内均一性を向上させ、ウェーハ１４上に均質な膜を形成できる。また、反応室４４内よりも耐熱性の低い第１の排気口９０付近の構成部材（例えばマニホールド３６等）や、処理炉４０の炉口１４４付近の構成部材（例えばＯリングや、シールキャップ１０２等）に加わる熱ダメージを低減できる。
【００８４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。なお、
ここでは、主に第１の実施形態と異なる点を説明し、同一の部分については説明を省略する。
【００８５】
図１０に示される第２の実施形態では、第１熱交換部３４Ｂを貫通するように例えばＣｌ原子含有ガスを供給する第４のガス供給ノズル８０を更に有している。より具体的には、第４のガス供給ノズル８０の上流側は、ウェーハ１４と平行方向に延びるマニホールド３６の上面部を貫通した後、Ｌ字型に曲がり、その後、図示していないが、流量制御器、バルブ、Ｃｌ原子含有ガス供給源に接続されている。また、流量制御器、及び、バルブは、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（図７参照）。これにより、Ｃｌ原子含有ガスの供給流量、濃度、分圧、供給タイミングを反応室４４内に於いて制御することができる。一方、第４のガス供給ノズル８０の下流側には、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高い位置、より好ましくは、ガス逃げ部３４０が存在する高さ位置に、Ｃｌ原子含有ガスを供給する第４のガス供給口８２が設けられる。従って、第４のガス供給口８２から供給されたＣｌ原子含有ガスは、反応室４４内に供給された後、成膜ガスと同様に、ボート断熱部３４Ａと第１及び第２熱交換部３４Ｂ，３４Ｃとの間に形成された間隙を通り、第１の排気口９０から排気される。
【００８６】
次に、第４のガス供給ノズル８０によりＣｌ原子含有ガスを供給する理由を説明する。第１の実施形態で説明したとおり、反応室４４内を通った成膜ガスは、ボート断熱部３４Ａと第１及び第２熱交換部３４Ｂ，３４Ｃとの間に形成された間隙を通って第１のガス排気口９０から排気される。従って、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃの側壁には、ＳｉＣ膜等の副生成物が付着する。また、この部分は、成膜温度が低くなるため膜質が悪くパーティクルになりやすい。本実施形態では、第４のガス供給ノズル８０からエッチングガスであるＣｌ原子含有ガスを供給し、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃへの副生成物の付着を抑制している。
【００８７】
また、第４のガス供給口８２は、ガス逃げ部３４０が存在する高さ位置に設けられている。従って、第４のガス供給口８２から供給されたＣｌ原子含有ガスは、ガス逃げ部３４０を通って、第２熱交換部３４Ｃまで容易に到達することができる。一方、図８に示されるようなガス逃げ部３４０が設けられない構成とすると、本実施形態のように第４のガス供給ノズル８０を設けたとしても、ボート断熱部３４Ａにガスの流路が阻まれ、第２熱交換部３４Ｃまで第４のガス供給ノズル８０から供給されたエッチングガスを到達させることが難しい。従って、ガス逃げ部３４０を設け、ガス逃げ部３４０が位置する高さにエッチングガスを供給する第４のガス供給口８２を設けることにより、排気系への副生成物の抑制を効率よくできる。
【００８８】
なお、第４のガス供給口８２から供給されるエッチングガスの流速は、第１のガス供給ノズル６０や第２のガス供給ノズル７０から供給される成膜ガスの速度より遅いほうが望ましい。第１のガス供給ノズル６０や第２のガス供給ノズル７０から供給される成膜ガスは、ウェーハ１４に到達する前に排気方向に流れる量を少なくする必要があるが、第４のガス供給口８２から供給されるエッチングガスは、速度を遅くすることで、第４のガス供給口８２から噴出した直後にその一部が排気方向に流れ、第４のガス供給ノズル８０が設置される側のボート断熱部３４Ａと第１熱交換部３４Ｂとの間に形成される間隙にも供給することができる。
【００８９】
図１１に第１熱交換部３４Ｂと第４のガス供給ノズル８０との関係を示した模式図を示す。第１熱交換部３４Ｂは、Ｃ字型の筒状部材となっており、熱伝導を抑制するため内部は中空となっている。また、第１熱交換部３４Ｂは、エッチングガスを供給するための管状の流路８０Ｂが設けられる。また、流路８０Ｂの上流側には、第１熱交換部３４Ｂとは
別部材の第２のガス供給管８０Ｃが接続され、流路８０Ｂの下流側には、第４のガス供給口８２が設けられた第１のガス供給管８０Ａが接続される。この第２のガス供給管８０Ｃ、流路８０Ｂ、及び、第１のガス供給管８０Ａにより第４のガス供給ノズル８０が構成される。もちろん、第４のガス供給ノズル８０を一体物として形成し、第１熱交換部３４Ｂに設けた孔に差し込む構成をとってもよい。しかしながら、第１熱交換部３４Ｂに差し込む形とすると、第４のガス供給ノズル８０と第１熱交換部３４Ｂに設けられた孔との間に隙間ができてしまい、この隙間にエッチングガスや成膜ガスが侵入する恐れがある。従って、図１１に示すように、第４のガス供給ノズル８０を、第１熱交換部３４Ｂを高さ方向に貫通するように流路８０Ｂとしての孔を設け、流路８０Ｂに第２のガス供給管８０Ｃ及び第１のガス供給管８０Ａを接続する構成とすることで、これらを気密に嵌合でき、第１熱交換部３４Ｂに設けられた孔の内部にエッチングガス等が流れ込むことを抑制できる。なお、図面には記載していないが、第１熱交換部３４Ｂの内部にウェーハ１４表面と平行方向に断熱板を設けるとより断熱性能が向上する。
【００９０】
エッチングガスは、少なくともウェーハ１４を処理している間（第１の実施形態においては、ＳｉＣエピタキシャル膜成長を行っている間）、第４のガス供給口８２から供給される。これにより、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃへの副生成物の付着を抑制できる。また、降温工程中において、エッチングガス、若しくは、エッチングガスに変えてアルゴン（Ａｒ）等の冷却ガスを供給しても良い。冷却ガスを供給することで降温時間を短くすることができる。
【００９１】
以上、第２の実施形態を図面を用いながら説明してきたが、本発明は、これに限らず様々な変更が可能である。例えば、第４のガス供給ノズル８０は複数本設けても良い。この場合、周方向に並んで配置することが望ましく、また、第４のガス供給口８２は、夫々ボート断熱部３４Ａの中心に向かってエッチングガスを供給することで均一にエッチングガスを供給することができる。
【００９２】
なお、第４のガス供給ノズル８０から供給されるエッチングガスは、副生成物の堆積を抑制する効果を有するガスを示している。また、エッチングガスとしてのＣｌ原子含有ガスの例としては、塩化水素ガス（ＨＣｌガス）、塩素ガス（Ｃｌ２ガス）が挙げられる。
【００９３】
以上の第２の実施形態における発明は、上述の第１の実施形態の発明における効果のほかに、以下に記載する効果の少なくとも一つを有する。
（１）反応室４４の下流側にエッチングガスを供給する第４のガス供給ノズル８０を設けることにより、副生成物が反応室４４の下流側に付着することを抑制できる。
（２）上記（１）において、第４のガス供給口８２の高さ位置を、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高い位置とすることにより、ガス逃げ部３４０を介してエッチングガスが第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられた第２熱交換部３４Ｃにも容易に到達することができる。この場合、第４のガス供給口８２の高さ位置を、ガス逃げ部３４０が位置する高さとすることにより、更に容易に第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられた第２熱交換部３４Ｃに到達することができる。
（３）上記（１）又は（２）において、第４のガス供給口８２から供給されるエッチングガスの流速を、第１ガス供給口６８や第２ガス供給口７２から供給される成膜ガスの速度より遅くすることにより、ボート断熱部３４Ａと、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０と反対側に設けられた第１熱交換部３４Ｂとの間に形成された間隙に効率よくエッチングガスを供給することが可能となる。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一つにおいて、第４のガス供給ノズル８０を、第１熱交換部３４Ｂに設けられた流路８０Ｂと、流路８０Ｂの上流側に接続される第１のガス供給管８０Ｃと、流路８０Ｂの下流側に接続される第２のガス供給管８０Ａとにより構成することにより、第１熱交換部３４Ｂの内部にエッチングガスが流れ込むことを抑制す
ることができる。
（５）また、ウェーハ１４を処理している間に、第４のガス供給口８２からエッチングガスを供給することにより、反応室４４の下流側に副生成物に生成されることを抑制でき、副生成物に起因する歩留まりの低下を抑制できる。
（６）上記（５）において、例えば降温工程中に、第４のガス供給ノズル８０から、エッチングガス、又は、アルゴンガス（Ａｒ）のような反応室４４より温度の低い冷却ガスを供給することにより、降温時間を短くすることが可能となり、スループットを向上させることができる。
【００９４】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について、図１２、及び、図１３を用いて説明する。なお、ここでは、主に第１の実施形態及び第２実施形態と異なる点を説明し、同一の部分については説明を省略する。
【００９５】
図１２は、第３の実施形態を説明するための要部の模式図である。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一部材については、同一番号を付してある。第３の実施形態が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点は、ボート３０が、ウェーハ１４の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材としての調整ブロック３４５を有している点である。この調整ブロック３４５は、図１２（ａ）に示すように、ボート３０の底板３０Ｂに設置され、複数のウェーハ１４の最下段とボート３０の底板３０Ｂとの間の空間を狭くしている。また、調整ブロック３４５は、図１２（ｂ）に示されるように、周方向に配置された複数のボート柱３０Ａの内側に収まる大きさとなっており、好ましくは円板状となっている。大きさをボート柱３０Ａの内側に収まる大きさとすることにより、調整ブロック３４５を取り外し可能とすることができる。また、円板状とすることにより、ボート３０が回転した時に回転位置によって条件が変わらないようにすることができる。
【００９６】
第１の実施形態で言及したとおり、複数の第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）から噴出する成膜ガスの速度は一定となるように構成されているにも関わらず、ボート３０の下部領域では合流損失が生じ、ボート３０の下部領域にて成膜ガスの流速が低下してしまう。そこで、本実施形態では、調整ブロック３４５をボート３０の底板３０Ｂに設置し、ボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４の下（ウェーハ１４の成膜面）を通る成膜ガスの流動空間（流路断面積）を狭くするようにしている。従って、第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）の最下段から供給された成膜ガスは、その流動空間が狭くなっているため、通りにくくなる。そのため、第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）の最下段から供給された成膜ガスの一部は、その流動空間が比較的広い、上方に向かって流れることになる。その結果、最下段から上方に流れてきた成膜ガスが加わったボート３０の下部領域のウェーハ１４面上では、その流速が速くなり、合流損失による流速の低下を補填することができ、ボート３０の上部領域と下部領域とで成膜ガスの流速を同等にすることができる。なお、最下段のウェーハ１４に対するガス供給量は減少するため、製品としては使用することができない。よって、ダミーウェーハを設置する方が望ましい。
【００９７】
また、図１２では、調整ブロック３４５を１枚板として記載したが、図１３（ａ）に示すように複数の板を積み重ねた構造としても良い。このように調整ブロック３４５の枚数を調整することで、任意の流路断面積に調整することができる。従って、第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）から供給される成膜ガスの流量を変更した場合であっても、流路断面積の調整を容易に行うことができる。また、図１３（ｂ）に示すように、第１の実施形態に記載されるガス逃げ部３４０を設けた構成と共に使用するとよい。これにより、第１の実施形態のガス逃げ部３４０により、合流損失の大半を解消し、本実施形態の調整ブロック３４５で微調整を行うことで、より均質なＳｉＣエピタキシャル成長
膜を形成することができる。
【００９８】
以上、第３の実施形態を図面を用いながら説明してきたが、本発明は、これに限らず様々な変更が可能である。例えば、調整ブロック３４５の形状を円板状として説明したが、これに限らず、円錐台形状であってもよい。また、調整ブロック３４５は、ボート３０の最下部に配置する場合に限らず、例えば、ボート３０の上方にいくに従って、ウェーハ１４の処理面側の成膜ガスの流路断面積が徐々に大きくなるように、調整ブロック３４５の枚数を調整して配置してもよい。
【００９９】
以上の第２の実施形態における発明は、上述の第１の実施形態や第２の実施形態の発明における効果のほかに、以下に記載する効果の少なくとも一つを有する。
（１）調整ブロック３４５をボート３０の底板３０Ｂに設置することで、ボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４の成膜ガスの流路断面積（流動空間）を狭くし、ボート３０の下部領域の他のウェーハ１４に対する成膜ガスの流速を増加させることができる。その結果、合流損失による流速の低下を補填でき、ボート３０の上部領域の流速と均一化することが可能となる。
（２）上記（１）において、調整ブロック３４５を周方向に並んだボート柱３０Ａの内側に収まる大きさとすることにより、調整ブロック３４５を容易に取り外しできる。
（３）上記（２）において、調整ブロック３４５を複数の板状部材とし、複数枚の調整ブロック３４５を重ねるように構成することにより、ウェーハ１４の成膜面のガスの流路断面積（流動空間の大きさ）の調整が容易となる。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一つにおいて、調整ブロック３４５を円状部材で形成することにより、ボート３０を回転させた際の回転位置による条件の違いを抑制することができる。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれか一つにおいて、ボート３０とボート断熱部３４Ａとの間にガス逃げ部３４０を設けることにより、より効果的に合流損失を抑制できる。
【０１００】
以上、図面を用いて本発明を説明してきたが、本願の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。例えば、本発明は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置の検討段階において、成された発明であるため、実施例もＳｉＣエピタキシャル成長装置にて記載したが、これに限らず、合流損失が発生する基板処理装置全般に適用可能である。
【０１０１】
また、上述の実施形態では、反応室４４と第１のガス排気口９０との間に設けられた狭い流路の上流側に、第１断熱部３４Ａと、第２熱交換部３４Ｂと、第３熱交換部３４Ｃと、ボート３０の底板３０Ｂと、によりガス逃げ部３４０を形成したが、これに限定されるものではない。すなわち、ガス逃げ部３４０は、ボート３０と一体に形成される場合に限らず、この他、例えば、ボート３０と別体でガス逃げ部３４０を形成する構成部材を作成してもよい。そして、処理炉４０を構成する構成部材の１つであるガス逃げ部３４０を、熱交換部により形成される狭い流路の上流側に設けてもよい。
【０１０２】
以上の本明細書に開示される発明のうち主な態様を以下に付記する。
（付記１）
本発明の一態様によれば、
複数の基板（ウェーハ）の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具（ボート）と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室内に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に空間（ガス逃げ部）を有す
る基板処理装置が提供される。
（付記２）
好ましくは、
前記ガス逃げ部は、ウェーハの表面と平行となるように設けられた断熱板を更に具備する。
（付記３）
また好ましくは、
前記断熱板の外径は、前記ボートの底板の外径より小さい。
（付記４）
また好ましくは、
前記熱交換部は、前記基板保持具の下方に設けられた断熱部（ボート断熱部）と、
前記断熱部の側面の少なくとも一部を囲うように設けられ、かつ、前記断熱部との間に前記狭い流路を構成する間隙を形成するように設けられた環状の熱交換部とを有し、
前記反応室内での前記環状の熱交換部の上端の高さ位置を、前記断熱部の上端の高さ位置よりも高くすることで、ガス流路となる空間が形成される。
（付記５）
また好ましくは、
前記ガス逃げ部は、前記ボート断熱部と前記ボートとの間に設けられる。
（付記６）
また好ましくは、
前記熱交換部の上端の高さ位置よりも高い位置に設けられた前記断熱板の外径が、前記熱交換部の上端の高さ位置よりも低い位置に設けられた前記断熱板の外径よりも小さい。（付記７）
また好ましくは、
前記熱交換部は、
前記ボート断熱部の少なくとも一部を囲い、前記ボート断熱部との間に前記狭い流路を形成するように設けられた環状の第１熱交換部と、
前記ガス供給ノズルの下方の外周を囲うように設けられた第２熱交換部と、を備える。（付記８）
また好ましくは、
前記反応室内での前記第２熱交換部の上端の高さ位置が、前記第１熱交換部の上端の高さ位置よりも高い。
（付記９）
また好ましくは、
前記第１熱交換部には、前記ガス逃げ部内にエッチングガスを供給するガス供給ノズルが設けられている。
（付記１０）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルには、前記反応室内での前記ボート断熱部の上端の高さ位置よりも高い位置にガス供給口が設けられている。
（付記１１）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルに設けられた前記ガス供給口は、前記ガス逃げ部が存在する位置に設けられている。
（付記１２）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルから供給されるエッチングガスの流速は、前記反応室内に供給される成膜ガスの流速よりも遅くなるように制御される。
（付記１３）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルは、前記第１熱交換部に高さ方向に貫通するように設けられた流路と、前記流路の上流側に接続される第１のガス供給管と、前記流路の下流側に設けられた第２のガス供給管と、により構成されている。
（付記１４）
また好ましくは、
前記第１のガス供給管には、エッチングガスを供給するエッチングガス供給源と、複数の前記基板を処理する際の前記反応室の温度より低い冷却ガスを供給する冷却ガス供給源が接続されている。
（付記１５）
本発明の他の態様によれば、
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室と前記排気口との間に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具は、前記基板の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材（調整ブロック）を備える基板処理装置が提供される。
（付記１６）
好ましくは、
前記調整ブロックは、前記ボートの底板に設置される。
（付記１７）
また好ましくは、
前記ボートには、前記ウェーハを保持する複数本の柱が、前記ボートの前記底板の周方向に沿って配設されており、
前記調整ブロックは、前記柱よりも内側に配置される。
（付記１８）
また好ましくは、
前記調整ブロックは、複数の板状部材で構成されており、
前記板状部材を積み重ねることで、前記基板の処理面を通過する成膜ガスの流路断面積を調整する。
（付記１９）
また好ましくは、
前記調整ブロックは、円板状である。
（付記２０）
本発明の更に他の態様によれば、
複数の基板（ウェーハ）を保持した基板保持具（ボート）を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間（ガス逃げ部）内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる基板処理方法が提供される。
（付記２１）
本発明の更に他の態様によれば、
複数の基板（ウェーハ）を保持した基板保持具（ボート）を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間（ガス逃げ部）内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる半導体デバイスの製造方法が提供される。
（付記２２）
好ましくは、
前記基板処理工程では、前記熱交換部に設けられたエッチングガスを供給するガス供給ノズルから、前記ガス逃げ部内にエッチングガスを供給する。
（付記２３）
また好ましくは、
前記基板搬出工程では、
前記ガス逃げ部内に、前記熱交換部に設けられたエッチングガスを供給するガス供給ノズルから、前記反応室の温度より低い温度の冷却ガスを供給する。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：半導体製造装置、１２：筐体、１４：ウェーハ、１５：ウェーハホルダ、１５ａ：上部ウェーハホルダ、１５ｂ：下部ウェーハホルダ、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、３４Ａ：ボート断熱部、３４Ｂ：第１熱交換部、３４Ｃ：第２熱交換部、３６：マニホールド、４０：処理炉、４２：反応管、４４：反応室、４８：被誘導体、５０：誘導コイル、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のガス供給ノズル、６８：第１のガス供給口、７０：第２のガス供給ノズル、７２：第２のガス供給口、７８：ガス流量制御部、８０：第４のガス供給ノズル、８０Ａ：第１のガス供給管、８０Ｂ：流路（第１熱交換部）、８０Ｃ：第２のガス供給管、８２：第４のガス供給口、９０：第１のガス排気口、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、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、１５０：主制御部、１５２：コントローラ、２００：ガス供給ユニット、２１０：ガス供給源、２１１：ＭＦＣ、２１２：バルブ、２１４：ＡＰＣバルブ、２２２：第１のガスライン、２３０：ガス排気管、２６０：第２のガスライン、３００：構造物、３４０：ガス逃げ部、３４１Ａ：天板（ガス逃げ部）、３４１Ｂ：底板（ガス逃げ部）、３４２：断熱板（ガス逃げ部）、３４３：支柱（ガス逃げ部）、３４５：調整ブロック、３６０：第３のガス供給口、３９０：第２のガス排気口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。特に炭化ケイ素（以下、ＳｉＣとする）エピタキシャル膜を基板上に成膜する工程を有する基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣは、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。一方で、ＳｉＣはシリコン（以下Ｓｉとする）に比べて結晶基板やデバイスの作製が難しいことが知られている。
【０００３】
一方で、ＳｉＣを用いてデバイスを作製する場合は、ＳｉＣ基板の上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成したウェーハを用いる。このＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成するＳｉＣエピタキシャル成長装置の一例として特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１では、所謂バッチ式縦型熱処理装置を用いて、一度に多くのＳｉＣ基板を処理できる構成が開示されている。更に、特許文献１では、サセプタからの熱が処理炉の下方側に伝わりにくくするための断熱部材としてのボート断熱部が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成するためには、特許文献１に記載されるように１５００℃から１７００℃といった超高温での処理が必要となる。ここで、特許文献１に記載されるような装置においては、処理炉内を通った成膜ガスが処理炉下方に設けられた排気管から排気される。この排気管は、マニホールドに設けられているため、当該成膜ガスをマニホールドの耐熱温度まで低下させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室内に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に空間を有する基板処理装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の一態様によれば、
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室と前記排気口との間に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より
狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具は、前記基板の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材を備える基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる基板処理方法が提供される。
【００１０】
本発明の他の一態様によれば、
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、均質な膜を基板上に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用される半導体製造装置の斜視図である。
【図２】第１の実施形態を説明する処理炉の側面断面図である。
【図３】本発明が適用される処理炉の平面断面図である。
【図４】本発明が適用される処理炉の他の平面断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るガス逃げ部の概略図である。
【図６】本発明が適用される半導体製造装置のガス供給ユニットを説明する図である。
【図７】本発明が適用される半導体製造装置の制御構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の効果を説明するための処理炉の側面断面図の比較例である。
【図９】本発明が適用される半導体製造装置の処理炉及びその周辺構造の概略断面図である。
【図１０】第２の実施形態を説明する処理炉の他の側面断面図である。
【図１１】第２の実施形態における第１熱交換部の一例の概略図である。
【図１２】第３の実施形態を説明する処理炉の概略図である。
【図１３】第３の実施形態の変形例を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、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ける、高さ方向にＳｉＣウェーハを
並べる、所謂バッチ式縦型ＳｉＣエピタキシャル成長装置で説明する。なお、バッチ式縦型ＳｉＣエピタキシャル成長装置とすることで、一度に処理できるＳｉＣウェーハの数が多くなりスループットが向上する。
【００１４】
＜第１の実施形態＞
＜全体構成＞
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施形態に於けるＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置、および、半導体装置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。
【００１５】
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、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ＳｉＣ等で構成された基板としてのウェーハ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がウェー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、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枚のウェーハ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。
【００１６】
筐体１２内の正面であって、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が配置されている。又、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及び基板枚数検知器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内のウェーハ１４の枚数を検知する様になっている。
【００１７】
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枚のウェーハ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及び後述するボート３０間にてウェーハ１４を搬送する。
【００１８】
基板保持具としてのボート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、複数枚のウェーハ１４を水平姿勢で、且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。尚、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筒型形状の断熱部材として断熱部３４Ａ（以下では、ボート断熱部３４Ａという）が配置されており、後述する被誘導体４８からの熱が処理炉４０の下方側に伝わりにくくなる様に構成されている（図２参照）。
【００１９】
筐体１２内の背面側上部には、処理炉４０が配置されている。処理炉４０内に複数枚のウェーハ１４を装填したボート３０が搬入され、熱処理が行われる。
【００２０】
＜処理炉構成＞
次に、図２から図７に於いて、第１の実施形態に係る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。処理炉４０には、第１のガス供給口６８を有する第１のガス供給ノズル６０、第２のガス供給口７２を有する第２のガス供給ノズル７０、及び第１のガス排気口９０が設けられる。又、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。
【００２１】
処理炉４０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た反応管４２を備えている。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。尚、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。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。
【００２２】
処理炉４０は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成された被加熱体としての被誘導体４８及び磁場発生部としての誘導コイル５０を具備している。被誘導体４８の筒中空部には、反応室４４が形成れており、ＳｉＣ等で構成された基板としてのウェーハ１４を保持したボート３０を収納可能に構成されている。また、図２の下枠内に示されるように、ウェーハ１４は、円環状の下部ウェーハホルダ１５ｂに保持され、上面を円板状の上部ウェーハホルダ１５ａで覆われた状態でボート３０に保持されるとよい。これにより、ウェーハ１４上部から落下しているパーティクルからウェーハ１４を守ることができると共に、成膜面（ウェーハ１４の下面）に対して裏面側の成膜を抑制することができる。また、ウェーハホルダ１５の分ボート柱３０Ａから成膜面を離すことができ、ボート柱３０Ａの影響を小さくすることができる。ボート３０は、水平姿勢で、且つ、互いに中心を揃えた状態で縦方向に整列するようにウェーハホルダ１５に保持されたウェーハ１４を保持するよう構成されている。被誘導体４８は、反応管４２の外側に設けられた誘導コイル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、被誘導体４８が発熱することにより、反応室４４内が加熱される様になっている。
【００２３】
被誘導体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。誘導コイル５０及び温度センサは、温度制御部５２と電気的に接続されており、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（図７参照）。
【００２４】
尚、好ましくは、反応室４４内に於いて第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０と第１のガス排気口９０との間であって、被誘導体４８とウェーハ１４との間には、被誘導体４８とウェーハ１４との間の空間を埋める様、鉛直方向に延在し断面が円弧状の構造物３００を反応室４４内に設けるとよい。例えば、図３に示す様に、対向する位置にそれぞれ構造物３００を設けることで、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０から供給されるガスが、被誘導体４８の内壁に沿ってウェーハ１４を迂回するのを防止することができる。構造物３００としては、好ましくはカーボングラファイト等で構成すると、耐熱及びパーティクルの発生を抑制することができる。
【００２５】
反応管４２と被誘導体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、断熱材５４を設けることにより、被誘導体４８の熱が反応管４２或は反応管４２の外側へ伝達するのを抑制することができる。
【００２６】
又、誘導コイル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為の、例えば水冷構造である外側断熱壁５５が反応室４４を囲む様に設けられている。更に、外側断熱壁５５の外側には、誘導コイル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。
【００２７】
図２に示す様に、被誘導体４８とウェーハ１４との間には、少なくとも１つの第１のガ
ス供給口６８が設けられた第１のガス供給ノズル６０が設置される。又、被誘導体４８とウェーハ１４との間の第１のガス供給ノズル６０とは異なる箇所には、少なくとも１つの第２のガス供給口７２が設けられた第２のガス供給ノズル７０が設けられる。また、第１のガス排気口９０も同様に被誘導体４８とウェーハ１４との間に配置される。又、反応管４２と断熱材５４との間に、第３のガス供給口３６０及び第２のガス排気口３９０が配置されている。
【００２８】
また、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０は、夫々１本ずつでも構わないが、図３に示されるように、第２のガス供給ノズル７０は３本設けられ、第２のガス供給ノズル７０に挟まれるように第１のガス供給ノズル６０が設けられるように構成すると良い。このように交互に配置することにより、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０から異なるガス種を供給したとしても、異なるガス種の混合を促進することができる。また、第１のガス供給ノズル６０と第２のガス供給ノズル７０を合わせて奇数本とすることにより、中央の第２のガス供給ノズル７０を中心に成膜ガスの供給を左右対称とすることができ、ウェーハ１４内の均一性を高めることができる。なお、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０から供給されるガス種については、後述する。
【００２９】
第１のガス供給口６８及び第１のガス供給ノズル６０は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室４４内に設けられる。又、第１のガス供給ノズル６０は、マニホールド３６を貫通する様に、マニホールド３６に取付けられている。第１のガス供給ノズル６０は、第１のガスライン２２２を介してガス供給ユニット２００に接続されている。
【００３０】
第２のガス供給口７２及び第２のガス供給ノズル７０は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室４４内に設けられる。また、第２のガス供給ノズル７０は、マニホールド３６を貫通する様に、マニホールド３６に取付けられている。第２のガス供給ノズル７０は、第２のガスライン２６０を介してガス供給ユニット２００に接続されている。
【００３１】
又、第１のガス供給ノズル６０及び第２のガス供給ノズル７０に於いて、基板の配列領域に、第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２が１つ設けられていてもよく、ウェーハ１４の所定枚数毎に第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２が設けられていてもよい。
【００３２】
＜排気系＞
図２に示す様に、第１のガス排気口９０が、ボート３０より下部に設けられ、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が貫通する様設けられている。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及び、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。圧力センサ及びＡＰＣバルブ２１４には、圧力制御部９８が電気的に接続されており、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様所定のタイミングにて制御する様に構成されている（図７参照）。
【００３３】
また、図２、及び、図４に示すように、ボート断熱部３４Ａを囲むように、第１熱交換部３４Ｂ、及び各ガス供給ノズル６０，７０に設けられた第２熱交換部３４Ｃが設けられている。第１熱交換部３４Ｂ及び第２熱交換部３４Ｃは、ボート断熱部３４Ａとの間に、反応室４４内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路となる間隙を有するように設けられている。そして、反応室４４に供給された成膜ガスが、間隙を通過して第１のガス排気口９０に流れるようになっている。このように第１熱交換部３４Ｂ及び第２熱交換部３４Ｃを
設け、成膜ガスが流れる流路を反応室４４内を成膜ガスが流れる流路より狭くすることにより、反応室４４を介して流れてくる加熱された成膜ガスがボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃと積極的に熱交換することになり、成膜ガスの温度を下げることができる。特に、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃは、側壁を有する筒状とすることで、間隙を流れる成膜ガスとの接触面積が大きくなり、熱交換の効率が向上する。なお、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、及び、第２熱交換部３４Ｃにて、熱交換部を構成しているということができる。
【００３４】
なお、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃは、中実筒状としてもよいが、中空筒状としたほうが、これらの部材の熱伝導による下方への熱の伝達を抑制でき、望ましい。また、中空筒状とした場合は、ボート断熱部３４Ａとボート３０の底板３０Ｂとの間に、ウェーハ１４表面と平行方向に板状部材を設けることにより、反応室４４からの輻射熱を抑制することができ断熱効果が向上する。また、第２熱交換部３４Ｃを、第１熱交換部３４Ｂと別部材として設け、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０のそれぞれに設置することにより、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の設置が容易となり、メンテナンス性が向上する。なお、構造によっては、第１熱交換部３４Ｂを円環状に設けても、反応室４４内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する間隙を形成するという目的を達成している限りは問題ない。
【００３５】
また、本実施の形態では、処理炉４０は、ボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４よりも下方に、ガス逃げ部３４０としての空間を有している。具体的には、ボート断熱部３４Ａとボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４との間に、ガス逃げ部３４０が設けられている。このガス逃げ部３４０を設ける利点について、図８を用いて説明する。図８は、図２の構成と比較してガス逃げ部３４０がなく、ボート断熱部３４Ａの上に直接ボート３０が設置されている構造である。ここで、上述したとおり、第１及び第２のガス供給口６８，７２を介して供給された成膜ガスは、主として、ウェーハ１４に対し平行に流れ、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に流れた後、下方に向かって流れる。従って、排気されるべき成膜ガスは、反応室４４下方に行くに従って、その流量が多くなる。更に、下方に向かって流れた成膜ガスは、ボート断熱部３４Ａの周方向に設けられた間隙（図３参照）を流れる。ここで、上述したように、ボート断熱部３４Ａの周方向に設けられた間隙は、熱交換の効率を上げるため、反応室４０内の成膜ガスが流れる流路よりも狭く形成されている。従って、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の反対側に流れ出た成膜ガスは、周方向に流れにくく、第１熱交換部３４Ｂの上方では局所的にその圧力が高くなってしまう。その結果、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下方に位置する第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給された成膜ガスは、第１熱交換部３４Ｂの上方の局所的に圧力の高い箇所に合流することになり、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の上方に位置する第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給された成膜ガスと比較して、その流速が低下してしまう（以下、このことを「合流損失」と呼ぶ。）可能性がある。この合流損失が大きくなると、複数の第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給される成膜ガスの流速がほぼ同じくなるように設計されているにも関わらず、ボート３０の上方に配置されたウェーハ１４とボート３０の下方に配置されたウェーハ１４では、成膜ガスの流速が異なることになり、ウェーハ１４間の均質性が劣化することになる。
【００３６】
一方、本実施の形態では、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間にガス逃げ部３４０が設けられている。このガス逃げ部３４０には、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間に複数本の支柱が設けられている。従って、第１熱交換部３４Ｂの上方に到達した成膜ガスは、ガス逃げ部３４０（空間）を通って、反対側（第２熱交換部３４Ｃが設けられた側）にも流れることが可能となり、第１熱交換部３４Ｂの上方での局所的な圧力増加を抑制することできる。これにより、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下方に位置す
る第１及び第２のガス供給口６８，７２から供給された成膜ガスの合流損失が抑制され、ウェーハ１４間の均質性を向上させることができる。
【００３７】
また、図５にガス逃げ部３４０の詳細図を示す。図５（ａ）は、ガス逃げ部３４０の上面図、図５（ｂ）は、側面断面図を示している。図５に示すように、ガス逃げ部３４０内には、天板３４１Ａと底板３４１Ｂとの間に４本の支柱３４３が設けられている。そして、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間に、ガス逃げ部３４０となる成膜ガスが通る空間を形成し、合流損失を抑制する。
【００３８】
また、天板３４１Ａと底板３４１Ｂとの間には、円盤状の断熱板３４２が設けられている。これにより、反応室４４からの輻射熱が下部に伝わることを抑制し、耐熱の低い炉口１４４付近を保護することが可能となる。
【００３９】
また、図２に示すように、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置が、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置と等しいか、第１熱交換部３４Ｂの高さ位置より低くなるようにガス逃げ部３４０を構成すると良い。なお、反応室４４内でのボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置が、第１熱交換部３４Ｂの高さ位置より低い場合には、ボート３０の底板３０Ｂと、ボート断熱部３４Ａの上端と、第１熱交換部とによりガス流路となる空間が形成される。これにより第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスが、ガス逃げ部３４０の方向に向かう流路が大きくなり、より局所的な圧力低下を抑制することができる。
【００４０】
また、ガス逃げ部３４０は、反応室４４の下方に流れてきたガスを逃がし、ガス圧を一時的に下げるだけでなく、ガス逃げ部３４０内にガスを一時的に滞留させることによって、熱交換部との熱交換効率を向上させて、高温のガスをより効率よく冷却できる。
【００４１】
第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられた第２熱交換部３４Ｃを有する場合は、第２熱交換部３４Ｃの上端の高さ位置が、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より高くなる（または、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高くなる）ように構成すると良い。これにより、第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスがガス逃げ部３４０を通り、第２熱交換部３４Ｃの側面にぶつかり、第２熱交換部３４Ｃの側面に沿って下方に向かって流れるようになる。従って、下方に向かって流れる成膜ガスと第２熱交換部３４Ｃの側面との接触面積が大きくなり、超高温の成膜ガスと第２熱交換部３４Ｃとの熱交換が大きくなる。また第２熱交換部３４Ｃは、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられているため、その内部を成膜ガスが通過する。従って、排気される成膜ガスから第２熱交換部３４Ｃに伝わった熱を第２熱交換部３４Ｃの内部（すなわち第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の内部）を通る成膜ガスの加熱にも利用することができる。
【００４２】
また、断熱板３４２は、ボート３０の底板３０Ｂよりその外径を小さくするほうが良い。これにより、ボート３０の底板３０Ｂ（若しくは、ガス逃げ部３４０の天板３４１Ａ）を通過した成膜ガスが横方向に向かう空間を広くすることができ、横方向への流れを形成しやすくなる。また、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置を、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低くした場合は、図５に示すように、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置にある断熱板３４２Ｂを、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より高い位置にある断熱板３４２Ａの外径より大きくなるように構成しても良い。第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスは、ガス逃げ部３４０に向かって横方向に流れるが、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置については、円盤状の断熱板３４２と第１熱交換部３４Ｂとの間の狭い空間を通る必要があるため流れにくい。そのため、第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置にある断熱板３４２Ｂより下方の空間に流れる成膜ガスの流量を大きくすることよりも、むしろ断熱板３４２Ｂの外径を大きくして
断熱性能を向上させるように構成するとよい。
【００４３】
以上の様に、第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２から供給されたガスは、例えばＳｉ又はＳｉＣ等で構成されたウェーハ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、ウェーハ１４全体が効率的且つ均一にガスに晒される。
【００４４】
又、図２に示す様に、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。更に、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、第３のガスラインは、ガス供給ユニット２００に接続される。また、図６に示されるように、第３のガスラインは、バルブ２１２ｆ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１１ｆを介してガス供給源２１０ｆと接続されている。ガス供給源２１０ｆ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の内壁又は断熱材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。
【００４５】
又、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。
【００４６】
＜各ガス供給系に供給されるガスの詳細＞
次に、図６を用いて、第１のガス供給系及び第２のガス供給系について説明する。図６（ａ）は、シリコン（Ｓｉ）原子含有ガスと炭素（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。
【００４７】
まず、セパレート方式について説明する。図６（ａ）に示されるように、セパレート方式では、第１のガスライン２２２には、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（以下ＭＦＣとする）２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ、及び、バルブ２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃを介して、例えばＳｉＨ４ガス供給源２１０ａ、塩素（Ｃｌ）原子含有ガスとしての例えばＨＣｌガスを供給するＨＣｌガス供給源２１０ｂ、キャリアガス、パージガス等として作用する不活性ガスを供給する不活性ガス供給源２１０ｃが接続されている。
【００４８】
上記構成により、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内に於いて制御することができる。バルブ２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃは、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（図７参照）。尚、ＳｉＨ４ガス、ＨＣｌガス、不活性ガスのそれぞれのガス供給源２１０ａ，２１０ｂ、２１０ｃと、バルブ２１２ａ，２１２ｂ、２１２ｃと、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃと、第１のガスライン２２２と、第１のガス供給ノズル６０と、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とにより、第１のガス供給系が構成される。
【００４９】
また、第２のガスライン２６０には、流量制御手段としてのＭＦＣ２１１ｄ及びバルブ２１２ｄを介してＣ３Ｈ８ガス供給源２１０ｄが接続されている。また、流量制御手段としてのＭＦＣ２１１ｅ及びバルブ２１２ｅを介してＨ２ガス供給源２１０ｅが接続されている。
【００５０】
上記構成により、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスの供給流量、濃度、分圧を反応室４４内に於いて制御することができる。バルブ２１２ｄ，２１２ｅ、ＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅは、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様、所定のタイミングにて制御される様になっている（図７参照）。尚、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガスのガス供給源２１０ｄ，２１０ｅと、バルブ２１２ｄ，２１２ｅと、ＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅと、第２のガスライン２６０と、第２のガス供給ノズル７０と、第２のガス供給口７２とにより、第２のガス供給系が構成される。
【００５１】
このように、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、ガス供給ノズル内では、ＳｉＣ膜が堆積しないようにすることができる。なお、Ｓｉ原子含有ガス及びＣ原子含有ガスの濃度や流速を調整したい場合は、夫々適切なキャリアガスを供給すればよい。
【００５２】
更に、Ｓｉ原子含有ガスを、より効率的に使用するため水素（Ｈ２）ガスのような還元ガスを用いる場合がある。この場合、還元ガスは、Ｃ原子含有ガスを供給する第２のガス供給ノズル７０を介して供給することが望ましい。このように還元ガスをＣ原子含有ガスと共に供給し、反応室４４内でＳｉ原子含有ガスと混合することにより、還元ガスが少ない状態となるためＳｉ原子含有ガスの分解を成膜時と比較して抑制することができ、第１のガス供給ノズル６０内におけるＳｉ膜の堆積を抑制することが可能となる。この場合、還元ガスをＣ原子含有ガスのキャリアガスとして用いることが可能となる。なお、Ｓｉ原子含有ガスのキャリアとしては、アルゴン（Ａｒ）のような不活性ガス（特に希ガス）を用いることにより、Ｓｉ膜の堆積を抑制することが可能となる。
【００５３】
更に、第１のガス供給ノズル６０には、例えばＨＣｌのような塩素（Ｃｌ）原子含有ガスを供給することが望ましい。このようにすると、Ｓｉ原子含有ガスが熱により分解し、第１のガス供給ノズル６０内に堆積可能な状態となったとしても、塩素によりエッチングモードとすることが可能となり、第１のガス供給ノズル６０内へのＳｉ膜の堆積をより抑制することが可能になる。また、Ｃｌ原子含有ガスには、堆積した膜をエッチングする効果もあり、第１のガス供給口６８の閉塞を抑制することが可能となる。
【００５４】
次に、図６（ｂ）に示すプレミックス方式について説明する。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を介して出し１のガスライン２２２に接続している点である。これにより、Ｓｉ原子含有ガスとＣ原子含有ガスとを予め混合できるため、セパレート方式に対し原料ガスを充分混合することができる。
【００５５】
この場合、還元ガスであるＨ２ガス供給源２１０ｅは、ＭＦＣ２１１ｅ、バルブ２１２ｅを介して第２のガスライン２６０に接続することが望ましい。これにより、第１のガス供給ノズル６０において、エッチングガスである塩素と還元ガスである水素との比（Ｃｌ／Ｈ）を大きくすることができるため、塩素によるエッチング効果の方が大きくなり、Ｓｉ原子含有ガスの反応を抑えることが可能である。従って、プレミックス方式であっても、ある程度、ＳｉＣ膜の堆積を抑制することが可能である。
【００５６】
なお、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に流すＣｌ原子含有ガスとしてＨＣｌガスを例示したが、塩素（Ｃｌ２）ガスを用いてもよい。
【００５７】
又、上述ではＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際に、Ｓｉ原子含有ガスとＣｌ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ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスを供給してもよい。また、言うまでもないが、これらのＳｉ原子及びＣｌ原子を含むガスは、Ｓｉ原子含有ガスでもあり、Ｓｉ原子含有ガス及びＣｌ原子含有ガスの混合ガスともいえる。特に、ＳｉＣｌ４ガスは、熱分解される温度が比較的高いため、ガス供給ノズル内のＳｉ消費抑制の観点から望ましい。
【００５８】
又、上述ではＣ原子含有ガスとして、Ｃ３Ｈ８ガスを例示したが、エチレン（以下Ｃ２Ｈ４とする）ガス、アセチレン（以下Ｃ２Ｈ２とする）ガスを用いてもよい。
【００５９】
また、還元ガスとして、Ｈ２ガスを例示したが、これに限らず他のＨ（水素）原子含有ガスを用いても良い。更には、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。
【００６０】
＜処理炉の周辺構成＞
次に、図９に於いて、処理炉４０及びその周辺の構成について説明する。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為の炉口蓋体としてシールキャップ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、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、ボート３０を回転させることでウェーハ１４を回転させる様に構成されている。
【００６１】
又、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及び昇降モータ１２２には、駆動制御部１０８が電気的に接続されており、所定の動作をする様所定のタイミングにて制御する様構成されている（図７参照）。
【００６２】
予備室としてのロードロック室１１０の外面には、下基板１１２が設けられている。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及び昇降台１１４と螺合するボール螺子１１８が設けられている。又、下基板１１２に立設したガイドシャフト１１６及びボール螺子１１８の上端には上基板１２０が設けられている。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が昇降する様になっている。
【００６３】
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との連結部は気密となっており、昇降シャフト１２４は昇降台１１４と共に昇降する様になっている。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様充分な隙間が形成されている。
【００６４】
又、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の周囲を覆う様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、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。尚、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とが接触することがない様に構成されている。
【００６５】
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ている。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内部はロードロック室１１０内の雰囲気と隔離される。
【００６６】
又、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、回転機構１０４の周辺は冷却機構１３５によって冷却される様になっている。
【００６７】
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。又、冷却機構１３５及びシールキャップ１０２には、冷却水流路１４０が形成されている。更に、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。
【００６８】
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及び昇降シャフト１２４を介して駆動部収納ケース１３４を昇降させる。
【００６９】
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、ウェーハ１４の処理が可能な状態となる。又、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と共にボート３０が降下され、ウェーハ１４を外部に搬出できる状態となる。
【００７０】
＜制御部＞
次に、図７に於いて、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。
【００７１】
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、操作部及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。又、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。
【００７２】
＜ＳｉＣ膜の形成方法＞
次に、上述した半導体製造装置１０を用い、半導体装置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膜を形成する基板の製造方法について説明する。尚、以下の説明に於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。
【００７３】
先ず、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、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ェーハ１４の枚数を検知する。
【００７４】
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からウェーハ１４を取出し、ボート３０に移載する。
【００７５】
複数枚のウェーハ１４がボート３０に装填されると、ウェーハ１４を保持したボート３０は、昇降モータ１２２による昇降台１１４及び昇降シャフト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。
【００７６】
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及び第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。又、ウェーハ１４及び反応室４４内が所定の温度となる様、被誘導体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様、温度センサ（図示せず）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、ウェーハ１４が周方向に回転される。
【００７７】
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、所定の流量となる様に対応するＭＦＣ２１１ｄ，２１１ｅの開度が調整された後、バルブ２１２ｄ，２１２ｅ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。
【００７８】
第１のガス供給口６８及び第２のガス供給口７２より供給されたガスは、反応室４４内の被誘導体４８の内側を通り、主として、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に到達した後、下方に向かって流れる。その後、成膜ガスの一部がガス逃げ部３４０により拡散することにより、ボート断熱部３４Ａの周方向に設けられた間隙を通ることにより熱交換され、その温度を低下させる。その後、温度が低下した成膜ガスが第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及び第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等で構成されるウェーハ１４と接触し、ウェーハ１４表面上にＳｉＣエピタキシャル膜成長がなされる。
【００７９】
又、ガス供給源２１０ｆ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様に、対応するＭＦＣ２１１ｆの開度が調整された後、バルブ２１２ｆ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。
【００８０】
次に、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内の被誘導体４８の内側の空間が不活性ガスで置換されると共に、反応室４４内の圧力が常圧に復帰される。
【００８１】
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共に、処理済みのウェーハ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に保持されたウェーハ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のウェーハ１４が所定温度迄冷却されると、基板移載機２８により、ボート３０からウェーハ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によりウェーハ１４が収納されたポッド１６をポッド収納棚２２、又はポッドステージ１８に搬送する。この様にして、半導体製造装置１０の一連の作動が完了する。
【００８２】
以上、第１の実施形態について図面を用いて説明してきたが、本発明は、これに限らず様々な変更が可能である。例えば、ガス逃げ部３４０に設けられた断熱板３４２の枚数や支柱３４３の本数は、適宜変更することが可能である。また、天板３４１Ａや底板３４１Ｂは、不要であれば設ける必要はない。更には、断熱板の形状は、円板状でなくてもよく、角型であってもよい。
【００８３】
以上の第１の実施形態における発明は、以下記載する効果の少なくとも一つを有する。（１）環状の熱交換部（第１熱交換部３４Ｂ）が、ボート断熱部３４Ａの側面の少なくとも一部を囲うように、かつ、ボート断熱部３４Ａの側壁との間に間隙を形成するように設けられている。すなわち、筒状のボート断熱部３４Ａとの間に、間隙を形成するように、筒状の第１熱交換部３４Ｂを設ける。これにより、間隙が、反応室４０内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路となる。このように、成膜ガスの排気流路を狭くすることにより、成膜ガスの温度を下げることができ、耐熱の低い炉口１４４付近を保護することができる。また、ボート断熱部３４Ａとボート３０との間に、空間を形成してガス逃げ部３４０を設けることにより、合流損失を抑制でき、形成される膜の均一性を向上させることできる。
（２）上記（１）において、ガス逃げ部３４０に、複数の支柱３４３を設け、ウェーハ１４と平行に設けられた断熱板３４２Ａ，３４２Ｂを支持することにより、反応室４４からの輻射熱による炉口１４４付近の加熱を抑制することができる。
（３）上記（２）において、断熱板３４２の外径を、ボート３０の底板３０Ｂの外径より小さくすることにより、第１熱交換部３４Ｂの上方に流れてきた成膜ガスが、ガス逃げ部３４０内で横方向に流れやすくなり、合流損失をより効果的に抑制できる。
（４）上記（３）において、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低い位置にある断熱板３４２Ｂの外径を、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より高い位置にある断熱板３４２Ａの外径より大きくすることにより、反応室４４からの輻射熱に対する断熱性能をより向上させることができる。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一つにおいて、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置が、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域の反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂの上端の高さ位置より低くなるように構成することにより、より合流損失を抑制することができる。
（６）上記（５）において、熱交換部を、ボート断熱部３４Ａと、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０が設けられた領域と反対側の領域に位置する第１熱交換部３４Ｂと、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下方に設けられた第２熱交換部３４Ｃとで構成し、第２熱交換部３４Ｃの上端の高さ位置を、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高くすることにより、排気される成膜ガスの熱を第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０を通る成膜ガスの加熱に用いることができる。
（７）また、本実施形態によれば、反応室４４と第１の排気口９０との間に、反応室４４内の成膜ガス等のガスが流れる流路よりも狭い流路を形成する熱交換部が設けられている。そして、熱交換部により形成される狭い流路の上流側には、ガス圧を一時的に下げるガス逃げ空間３４０が形成されている。これにより、基板処理の面内均一性を向上させ、ウェーハ１４上に均質な膜を形成できる。また、反応室４４内よりも耐熱性の低い第１の排気口９０付近の構成部材（例えばマニホールド３６等）や、処理炉４０の炉口１４４付近の構成部材（例えばＯリングや、シールキャップ１０２等）に加わる熱ダメージを低減できる。
【００８４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。なお、
ここでは、主に第１の実施形態と異なる点を説明し、同一の部分については説明を省略する。
【００８５】
図１０に示される第２の実施形態では、第１熱交換部３４Ｂを貫通するように例えばＣｌ原子含有ガスを供給する第４のガス供給ノズル８０を更に有している。より具体的には、第４のガス供給ノズル８０の上流側は、ウェーハ１４と平行方向に延びるマニホールド３６の上面部を貫通した後、Ｌ字型に曲がり、その後、図示していないが、流量制御器、バルブ、Ｃｌ原子含有ガス供給源に接続されている。また、流量制御器、及び、バルブは、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（図７参照）。これにより、Ｃｌ原子含有ガスの供給流量、濃度、分圧、供給タイミングを反応室４４内に於いて制御することができる。一方、第４のガス供給ノズル８０の下流側には、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高い位置、より好ましくは、ガス逃げ部３４０が存在する高さ位置に、Ｃｌ原子含有ガスを供給する第４のガス供給口８２が設けられる。従って、第４のガス供給口８２から供給されたＣｌ原子含有ガスは、反応室４４内に供給された後、成膜ガスと同様に、ボート断熱部３４Ａと第１及び第２熱交換部３４Ｂ，３４Ｃとの間に形成された間隙を通り、第１の排気口９０から排気される。
【００８６】
次に、第４のガス供給ノズル８０によりＣｌ原子含有ガスを供給する理由を説明する。第１の実施形態で説明したとおり、反応室４４内を通った成膜ガスは、ボート断熱部３４Ａと第１及び第２熱交換部３４Ｂ，３４Ｃとの間に形成された間隙を通って第１のガス排気口９０から排気される。従って、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃの側壁には、ＳｉＣ膜等の副生成物が付着する。また、この部分は、成膜温度が低くなるため膜質が悪くパーティクルになりやすい。本実施形態では、第４のガス供給ノズル８０からエッチングガスであるＣｌ原子含有ガスを供給し、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃへの副生成物の付着を抑制している。
【００８７】
また、第４のガス供給口８２は、ガス逃げ部３４０が存在する高さ位置に設けられている。従って、第４のガス供給口８２から供給されたＣｌ原子含有ガスは、ガス逃げ部３４０を通って、第２熱交換部３４Ｃまで容易に到達することができる。一方、図８に示されるようなガス逃げ部３４０が設けられない構成とすると、本実施形態のように第４のガス供給ノズル８０を設けたとしても、ボート断熱部３４Ａにガスの流路が阻まれ、第２熱交換部３４Ｃまで第４のガス供給ノズル８０から供給されたエッチングガスを到達させることが難しい。従って、ガス逃げ部３４０を設け、ガス逃げ部３４０が位置する高さにエッチングガスを供給する第４のガス供給口８２を設けることにより、排気系への副生成物の抑制を効率よくできる。
【００８８】
なお、第４のガス供給口８２から供給されるエッチングガスの流速は、第１のガス供給ノズル６０や第２のガス供給ノズル７０から供給される成膜ガスの速度より遅いほうが望ましい。第１のガス供給ノズル６０や第２のガス供給ノズル７０から供給される成膜ガスは、ウェーハ１４に到達する前に排気方向に流れる量を少なくする必要があるが、第４のガス供給口８２から供給されるエッチングガスは、速度を遅くすることで、第４のガス供給口８２から噴出した直後にその一部が排気方向に流れ、第４のガス供給ノズル８０が設置される側のボート断熱部３４Ａと第１熱交換部３４Ｂとの間に形成される間隙にも供給することができる。
【００８９】
図１１に第１熱交換部３４Ｂと第４のガス供給ノズル８０との関係を示した模式図を示す。第１熱交換部３４Ｂは、Ｃ字型の筒状部材となっており、熱伝導を抑制するため内部は中空となっている。また、第１熱交換部３４Ｂは、エッチングガスを供給するための管状の流路８０Ｂが設けられる。また、流路８０Ｂの上流側には、第１熱交換部３４Ｂとは
別部材の第２のガス供給管８０Ｃが接続され、流路８０Ｂの下流側には、第４のガス供給口８２が設けられた第１のガス供給管８０Ａが接続される。この第２のガス供給管８０Ｃ、流路８０Ｂ、及び、第１のガス供給管８０Ａにより第４のガス供給ノズル８０が構成される。もちろん、第４のガス供給ノズル８０を一体物として形成し、第１熱交換部３４Ｂに設けた孔に差し込む構成をとってもよい。しかしながら、第１熱交換部３４Ｂに差し込む形とすると、第４のガス供給ノズル８０と第１熱交換部３４Ｂに設けられた孔との間に隙間ができてしまい、この隙間にエッチングガスや成膜ガスが侵入する恐れがある。従って、図１１に示すように、第４のガス供給ノズル８０を、第１熱交換部３４Ｂを高さ方向に貫通するように流路８０Ｂとしての孔を設け、流路８０Ｂに第２のガス供給管８０Ｃ及び第１のガス供給管８０Ａを接続する構成とすることで、これらを気密に嵌合でき、第１熱交換部３４Ｂに設けられた孔の内部にエッチングガス等が流れ込むことを抑制できる。なお、図面には記載していないが、第１熱交換部３４Ｂの内部にウェーハ１４表面と平行方向に断熱板を設けるとより断熱性能が向上する。
【００９０】
エッチングガスは、少なくともウェーハ１４を処理している間（第１の実施形態においては、ＳｉＣエピタキシャル膜成長を行っている間）、第４のガス供給口８２から供給される。これにより、ボート断熱部３４Ａ、第１熱交換部３４Ｂ、第２熱交換部３４Ｃへの副生成物の付着を抑制できる。また、降温工程中において、エッチングガス、若しくは、エッチングガスに変えてアルゴン（Ａｒ）等の冷却ガスを供給しても良い。冷却ガスを供給することで降温時間を短くすることができる。
【００９１】
以上、第２の実施形態を図面を用いながら説明してきたが、本発明は、これに限らず様々な変更が可能である。例えば、第４のガス供給ノズル８０は複数本設けても良い。この場合、周方向に並んで配置することが望ましく、また、第４のガス供給口８２は、夫々ボート断熱部３４Ａの中心に向かってエッチングガスを供給することで均一にエッチングガスを供給することができる。
【００９２】
なお、第４のガス供給ノズル８０から供給されるエッチングガスは、副生成物の堆積を抑制する効果を有するガスを示している。また、エッチングガスとしてのＣｌ原子含有ガスの例としては、塩化水素ガス（ＨＣｌガス）、塩素ガス（Ｃｌ２ガス）が挙げられる。
【００９３】
以上の第２の実施形態における発明は、上述の第１の実施形態の発明における効果のほかに、以下に記載する効果の少なくとも一つを有する。
（１）反応室４４の下流側にエッチングガスを供給する第４のガス供給ノズル８０を設けることにより、副生成物が反応室４４の下流側に付着することを抑制できる。
（２）上記（１）において、第４のガス供給口８２の高さ位置を、ボート断熱部３４Ａの上端の高さ位置より高い位置とすることにより、ガス逃げ部３４０を介してエッチングガスが第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられた第２熱交換部３４Ｃにも容易に到達することができる。この場合、第４のガス供給口８２の高さ位置を、ガス逃げ部３４０が位置する高さとすることにより、更に容易に第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０の下部に設けられた第２熱交換部３４Ｃに到達することができる。
（３）上記（１）又は（２）において、第４のガス供給口８２から供給されるエッチングガスの流速を、第１ガス供給口６８や第２ガス供給口７２から供給される成膜ガスの速度より遅くすることにより、ボート断熱部３４Ａと、第１及び第２のガス供給ノズル６０，７０と反対側に設けられた第１熱交換部３４Ｂとの間に形成された間隙に効率よくエッチングガスを供給することが可能となる。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一つにおいて、第４のガス供給ノズル８０を、第１熱交換部３４Ｂに設けられた流路８０Ｂと、流路８０Ｂの上流側に接続される第１のガス供給管８０Ｃと、流路８０Ｂの下流側に接続される第２のガス供給管８０Ａとにより構成することにより、第１熱交換部３４Ｂの内部にエッチングガスが流れ込むことを抑制す
ることができる。
（５）また、ウェーハ１４を処理している間に、第４のガス供給口８２からエッチングガスを供給することにより、反応室４４の下流側に副生成物に生成されることを抑制でき、副生成物に起因する歩留まりの低下を抑制できる。
（６）上記（５）において、例えば降温工程中に、第４のガス供給ノズル８０から、エッチングガス、又は、アルゴンガス（Ａｒ）のような反応室４４より温度の低い冷却ガスを供給することにより、降温時間を短くすることが可能となり、スループットを向上させることができる。
【００９４】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について、図１２、及び、図１３を用いて説明する。なお、ここでは、主に第１の実施形態及び第２実施形態と異なる点を説明し、同一の部分については説明を省略する。
【００９５】
図１２は、第３の実施形態を説明するための要部の模式図である。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一部材については、同一番号を付してある。第３の実施形態が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点は、ボート３０が、ウェーハ１４の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材としての調整ブロック３４５を有している点である。この調整ブロック３４５は、図１２（ａ）に示すように、ボート３０の底板３０Ｂに設置され、複数のウェーハ１４の最下段とボート３０の底板３０Ｂとの間の空間を狭くしている。また、調整ブロック３４５は、図１２（ｂ）に示されるように、周方向に配置された複数のボート柱３０Ａの内側に収まる大きさとなっており、好ましくは円板状となっている。大きさをボート柱３０Ａの内側に収まる大きさとすることにより、調整ブロック３４５を取り外し可能とすることができる。また、円板状とすることにより、ボート３０が回転した時に回転位置によって条件が変わらないようにすることができる。
【００９６】
第１の実施形態で言及したとおり、複数の第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）から噴出する成膜ガスの速度は一定となるように構成されているにも関わらず、ボート３０の下部領域では合流損失が生じ、ボート３０の下部領域にて成膜ガスの流速が低下してしまう。そこで、本実施形態では、調整ブロック３４５をボート３０の底板３０Ｂに設置し、ボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４の下（ウェーハ１４の成膜面）を通る成膜ガスの流動空間（流路断面積）を狭くするようにしている。従って、第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）の最下段から供給された成膜ガスは、その流動空間が狭くなっているため、通りにくくなる。そのため、第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）の最下段から供給された成膜ガスの一部は、その流動空間が比較的広い、上方に向かって流れることになる。その結果、最下段から上方に流れてきた成膜ガスが加わったボート３０の下部領域のウェーハ１４面上では、その流速が速くなり、合流損失による流速の低下を補填することができ、ボート３０の上部領域と下部領域とで成膜ガスの流速を同等にすることができる。なお、最下段のウェーハ１４に対するガス供給量は減少するため、製品としては使用することができない。よって、ダミーウェーハを設置する方が望ましい。
【００９７】
また、図１２では、調整ブロック３４５を１枚板として記載したが、図１３（ａ）に示すように複数の板を積み重ねた構造としても良い。このように調整ブロック３４５の枚数を調整することで、任意の流路断面積に調整することができる。従って、第１のガス供給口６８（又は第２のガス供給口７２）から供給される成膜ガスの流量を変更した場合であっても、流路断面積の調整を容易に行うことができる。また、図１３（ｂ）に示すように、第１の実施形態に記載されるガス逃げ部３４０を設けた構成と共に使用するとよい。これにより、第１の実施形態のガス逃げ部３４０により、合流損失の大半を解消し、本実施形態の調整ブロック３４５で微調整を行うことで、より均質なＳｉＣエピタキシャル成長
膜を形成することができる。
【００９８】
以上、第３の実施形態を図面を用いながら説明してきたが、本発明は、これに限らず様々な変更が可能である。例えば、調整ブロック３４５の形状を円板状として説明したが、これに限らず、円錐台形状であってもよい。また、調整ブロック３４５は、ボート３０の最下部に配置する場合に限らず、例えば、ボート３０の上方にいくに従って、ウェーハ１４の処理面側の成膜ガスの流路断面積が徐々に大きくなるように、調整ブロック３４５の枚数を調整して配置してもよい。
【００９９】
以上の第２の実施形態における発明は、上述の第１の実施形態や第２の実施形態の発明における効果のほかに、以下に記載する効果の少なくとも一つを有する。
（１）調整ブロック３４５をボート３０の底板３０Ｂに設置することで、ボート３０の最下部に保持されたウェーハ１４の成膜ガスの流路断面積（流動空間）を狭くし、ボート３０の下部領域の他のウェーハ１４に対する成膜ガスの流速を増加させることができる。その結果、合流損失による流速の低下を補填でき、ボート３０の上部領域の流速と均一化することが可能となる。
（２）上記（１）において、調整ブロック３４５を周方向に並んだボート柱３０Ａの内側に収まる大きさとすることにより、調整ブロック３４５を容易に取り外しできる。
（３）上記（２）において、調整ブロック３４５を複数の板状部材とし、複数枚の調整ブロック３４５を重ねるように構成することにより、ウェーハ１４の成膜面のガスの流路断面積（流動空間の大きさ）の調整が容易となる。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一つにおいて、調整ブロック３４５を円状部材で形成することにより、ボート３０を回転させた際の回転位置による条件の違いを抑制することができる。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれか一つにおいて、ボート３０とボート断熱部３４Ａとの間にガス逃げ部３４０を設けることにより、より効果的に合流損失を抑制できる。
【０１００】
以上、図面を用いて本発明を説明してきたが、本願の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。例えば、本発明は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置の検討段階において、成された発明であるため、実施例もＳｉＣエピタキシャル成長装置にて記載したが、これに限らず、合流損失が発生する基板処理装置全般に適用可能である。
【０１０１】
また、上述の実施形態では、反応室４４と第１のガス排気口９０との間に設けられた狭い流路の上流側に、第１断熱部３４Ａと、第２熱交換部３４Ｂと、第３熱交換部３４Ｃと、ボート３０の底板３０Ｂと、によりガス逃げ部３４０を形成したが、これに限定されるものではない。すなわち、ガス逃げ部３４０は、ボート３０と一体に形成される場合に限らず、この他、例えば、ボート３０と別体でガス逃げ部３４０を形成する構成部材を作成してもよい。そして、処理炉４０を構成する構成部材の１つであるガス逃げ部３４０を、熱交換部により形成される狭い流路の上流側に設けてもよい。
【０１０２】
以上の本明細書に開示される発明のうち主な態様を以下に付記する。
（付記１）
本発明の一態様によれば、
複数の基板（ウェーハ）の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具（ボート）と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室内に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に空間（ガス逃げ部）を有す
る基板処理装置が提供される。
（付記２）
好ましくは、
前記ガス逃げ部は、ウェーハの表面と平行となるように設けられた断熱板を更に具備する。
（付記３）
また好ましくは、
前記断熱板の外径は、前記ボートの底板の外径より小さい。
（付記４）
また好ましくは、
前記熱交換部は、前記基板保持具の下方に設けられた断熱部（ボート断熱部）と、
前記断熱部の側面の少なくとも一部を囲うように設けられ、かつ、前記断熱部との間に前記狭い流路を構成する間隙を形成するように設けられた環状の熱交換部とを有し、
前記反応室内での前記環状の熱交換部の上端の高さ位置を、前記断熱部の上端の高さ位置よりも高くすることで、ガス流路となる空間が形成される。
（付記５）
また好ましくは、
前記ガス逃げ部は、前記ボート断熱部と前記ボートとの間に設けられる。
（付記６）
また好ましくは、
前記熱交換部の上端の高さ位置よりも高い位置に設けられた前記断熱板の外径が、前記熱交換部の上端の高さ位置よりも低い位置に設けられた前記断熱板の外径よりも小さい。（付記７）
また好ましくは、
前記熱交換部は、
前記ボート断熱部の少なくとも一部を囲い、前記ボート断熱部との間に前記狭い流路を形成するように設けられた環状の第１熱交換部と、
前記ガス供給ノズルの下方の外周を囲うように設けられた第２熱交換部と、を備える。（付記８）
また好ましくは、
前記反応室内での前記第２熱交換部の上端の高さ位置が、前記第１熱交換部の上端の高さ位置よりも高い。
（付記９）
また好ましくは、
前記第１熱交換部には、前記ガス逃げ部内にエッチングガスを供給するガス供給ノズルが設けられている。
（付記１０）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルには、前記反応室内での前記ボート断熱部の上端の高さ位置よりも高い位置にガス供給口が設けられている。
（付記１１）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルに設けられた前記ガス供給口は、前記ガス逃げ部が存在する位置に設けられている。
（付記１２）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルから供給されるエッチングガスの流速は、前記反応室内に供給される成膜ガスの流速よりも遅くなるように制御される。
（付記１３）
また好ましくは、
エッチングガスを供給する前記ガス供給ノズルは、前記第１熱交換部に高さ方向に貫通するように設けられた流路と、前記流路の上流側に接続される第１のガス供給管と、前記流路の下流側に設けられた第２のガス供給管と、により構成されている。
（付記１４）
また好ましくは、
前記第１のガス供給管には、エッチングガスを供給するエッチングガス供給源と、複数の前記基板を処理する際の前記反応室の温度より低い冷却ガスを供給する冷却ガス供給源が接続されている。
（付記１５）
本発明の他の態様によれば、
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室と前記排気口との間に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具は、前記基板の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材（調整ブロック）を備える基板処理装置が提供される。
（付記１６）
好ましくは、
前記調整ブロックは、前記ボートの底板に設置される。
（付記１７）
また好ましくは、
前記ボートには、前記ウェーハを保持する複数本の柱が、前記ボートの前記底板の周方向に沿って配設されており、
前記調整ブロックは、前記柱よりも内側に配置される。
（付記１８）
また好ましくは、
前記調整ブロックは、複数の板状部材で構成されており、
前記板状部材を積み重ねることで、前記基板の処理面を通過する成膜ガスの流路断面積を調整する。
（付記１９）
また好ましくは、
前記調整ブロックは、円板状である。
（付記２０）
本発明の更に他の態様によれば、
複数の基板（ウェーハ）を保持した基板保持具（ボート）を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間（ガス逃げ部）内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる基板処理方法が提供される。
（付記２１）
本発明の更に他の態様によれば、
複数の基板（ウェーハ）を保持した基板保持具（ボート）を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間（ガス逃げ部）内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる半導体デバイスの製造方法が提供される。
（付記２２）
好ましくは、
前記基板処理工程では、前記熱交換部に設けられたエッチングガスを供給するガス供給ノズルから、前記ガス逃げ部内にエッチングガスを供給する。
（付記２３）
また好ましくは、
前記基板搬出工程では、
前記ガス逃げ部内に、前記熱交換部に設けられたエッチングガスを供給するガス供給ノズルから、前記反応室の温度より低い温度の冷却ガスを供給する。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：半導体製造装置、１２：筐体、１４：ウェーハ、１５：ウェーハホルダ、１５ａ：上部ウェーハホルダ、１５ｂ：下部ウェーハホルダ、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、３４Ａ：ボート断熱部、３４Ｂ：第１熱交換部、３４Ｃ：第２熱交換部、３６：マニホールド、４０：処理炉、４２：反応管、４４：反応室、４８：被誘導体、５０：誘導コイル、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のガス供給ノズル、６８：第１のガス供給口、７０：第２のガス供給ノズル、７２：第２のガス供給口、７８：ガス流量制御部、８０：第４のガス供給ノズル、８０Ａ：第１のガス供給管、８０Ｂ：流路（第１熱交換部）、８０Ｃ：第２のガス供給管、８２：第４のガス供給口、９０：第１のガス排気口、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、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、１５０：主制御部、１５２：コントローラ、２００：ガス供給ユニット、２１０：ガス供給源、２１１：ＭＦＣ、２１２：バルブ、２１４：ＡＰＣバルブ、２２２：第１のガスライン、２３０：ガス排気管、２６０：第２のガスライン、３００：構造物、３４０：ガス逃げ部、３４１Ａ：天板（ガス逃げ部）、３４１Ｂ：底板（ガス逃げ部）、３４２：断熱板（ガス逃げ部）、３４３：支柱（ガス逃げ部）、３４５：調整ブロック、３６０：第３のガス供給口、３９０：第２のガス排気口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室内に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に空間を有する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記熱交換部は、前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
前記断熱部の側面の少なくとも一部を囲うように設けられ、かつ、前記断熱部との間に間隙を形成するように設けられた環状の熱交換部とを有し、
前記反応室内での前記環状の熱交換部の上端の高さ位置を、前記断熱部の上端の高さ位置よりも高くすることで、ガス流路となる空間が形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室と前記排気口との間に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具は、前記基板の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室内に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に空間を有する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記熱交換部は、前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
前記断熱部の側面の少なくとも一部を囲うように設けられ、かつ、前記断熱部との間に間隙を形成するように設けられた環状の熱交換部とを有し、
前記反応室内での前記環状の熱交換部の上端の高さ位置を、前記断熱部の上端の高さ位置よりも高くすることで、ガス流路となる空間が形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
複数の基板の処理を行う反応室と、
複数の前記基板を保持する基板保持具と、
前記反応室内に成膜ガスを供給するガス供給ノズルと、
前記反応室内の成膜ガスを排気する排気口と、
前記反応室と前記排気口との間に設けられ、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を形成する熱交換部と、を備え、
前記基板保持具は、前記基板の処理面側の成膜ガスの流路断面積を調整する整流部材を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
複数の基板を保持した基板保持具を反応室内に搬入する基板搬入工程と、
排気口から前記反応室内を排気しつつ、ガス供給ノズルから前記反応室内に成膜ガスを供給して前記基板を処理する基板処理工程と、
処理済みの複数の前記基板を保持した前記基板保持具を前記反応室から搬出する基板搬出工程と、を有し、
前記基板処理工程では、前記ガス供給ノズルから供給された成膜ガスを、前記反応室内に設けられた熱交換部により形成される、前記反応室内の成膜ガスが流れる流路より狭い流路を介して排気する際、前記基板保持具の最下部に保持された前記基板よりも下方に形成された空間内に成膜ガスを流して、ガス圧を下げる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１９５５６５（Ｐ２０１２−１９５５６５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３３０５（Ｐ２０１２−２３３０５）
【出願日】平成２４年２月６日（２０１２．２．６）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月６日（２０１２．２．６）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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