JP4733738B2 - 半導体装置の製造方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態の多系統ノズル型のCVD装置では、一方のガス種を供給するノズルのみを多系統ノズルとするのではなく、他のガス種を供給するノズルも多系統ノズルとしている。
図1は、本発明の第1の実施の形態における基板処理装置の一部を構成する処理炉202に接続されるガス供給系の詳細図である。図3は、本発明の第1の実施の形態の構成を示す図であり、基板処理装置の処理炉202の概略構成図である。なお、処理炉202はともに縦断面図として示されている。
図3に示す装置は、処理炉202と、ガス供給系232と、排気系231とを有する。ここで、処理炉202は、密閉された処理室201内において、処理ガスを使って、半導体装置(半導体デバイス)となるウェハ200の表面に所定の薄膜を形成するための系である。また、ガス供給系232は、この処理炉202の処理室201内に、処理ガス、クリーニングガス、不活性ガス等を供給するための系である。さらに、排気系231は、処理室201内の雰囲気を排出するための系である。
図3に示されているように、処理炉202は加熱機構としてのヒータ206を有する。ヒータ206は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース251に支持されることにより垂直に据え付けられている。
図1に示すように、上記ガス供給系232は、第1のガス供給ノズルとしてのノズル41〜44と、ノズル45と、第2のガス供給ノズルとしてのノズル46〜49と、ノズル50〜51と、配管部61〜109と、エアバルブ121〜160と、MFC171〜184と、コントローラ240とを有する。
第1のガス供給ノズルとしての上記ノズル41〜44は、L形管形状として構成されており、処理室201の内壁に沿って鉛直方向(基板の配列方向)に立ち上げられている(延在されている)。ノズル41〜44の基端部は、マニホールド209の側壁に形成されたノズル通し穴を介して、マニホールド209の側壁の外部に位置決めされている。また、ノズル41〜44の先端部は、処理室201内に搬入された複数枚のウェハ200が配置される領域内のガス流の途中箇所に位置決めされている。具体的には、それぞれのノズル41〜44の先端部は、複数枚のウェハ200が配置される領域内において、ガス流に沿って設けられた互いに位置(高さ)の異なる複数の途中箇所にそれぞれ位置決めされている。例えば、ノズル41〜44の各先端部は、プロダクトウェハ/モニタウェハ配置領域R1に存在する例えば100枚のウェハの略下(ガス流の上流側)から数えて76枚目、略51枚目、略26枚目、略1枚目にそれぞれ位置決めされている。
上記配管部61の上流側端部は、第1の処理ガスの蓄積源(図示せず)に接続され、下流側端部は、配管部62〜66の上流側端部に接続されている。この配管部62〜66の下流側端部は、それぞれ配管部89〜93の上流側端部に接続されている。この配管部89〜93の下流側端部は、それぞれ配管部105〜109の上流側端部に接続されている。この配管部105〜109の下流側端部は、ノズル41〜45の基端部(ガス入力口)に接続されている。
上記エアバルブ121〜125とMFC171〜175は、それぞれ配管部62〜66に挿入されている。この場合、MFC171〜175は、それぞれエアバルブ121〜125の上流側に挿入されている。上記エアバルブ132〜136は、それぞれ配管70〜74に挿入されている。上記エアバルブ151〜155は、それぞれ配管83〜87に挿入されている。上記エアバルブ156〜160は、それぞれ配管89〜93に挿入されている。
続いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、CVD法によりウェハ200上に薄膜を形成する方法について説明する。この方法は、上述した処理炉202を有する基板処理装置により実施される。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ240により制御される。
まず、ウェハ200の表面に所定の薄膜を形成する場合の全体的な動作を説明する。
次に、プロセスチューブ203の内部等をクリーニングする場合の動作を説明する。
次に、ノズル41〜45の内壁をクリーニングする場合の動作を説明する。
次に、ガス供給系232のガス供給動作について説明する。
まず、成膜処理を行う場合の動作を説明する。成膜処理は、第1の処理ガスのガス流の上流側への供給と、第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給と、第2の処理ガスのガス流の上流側への供給と、第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給と、薄膜を形成する工程を有する。以下に、各工程について説明する。
3SiH2Cl2+10NH3→Si3N4+6NH4Cl+6H2 (A)
具体的には、図15に示すとおり、ノズル45から供給された第1の処理ガスとノズル50から供給された第2の処理ガスとが、第1の処理ガスに含まれる1つの元素と第2の処理ガスに含まれる1つの元素とが化学反応し、非結晶体を形成し、主にガス流の上流側(処理室201内の下方)から1枚目〜25枚目までのウェハ200に薄膜を形成させる。また、ノズル43から供給された第1の処理ガスとノズル48から供給された第2の処理ガスとが熱分解し、第1の処理ガスに含まれる1つの元素と第2の処理ガスに含まれる1つの元素とが化学反応し、非結晶体を形成し、主に26枚目〜50枚目までのウェハ200に薄膜を形成させる。同様にノズル42とノズル47からの供給により、51枚目〜75枚目、ノズル41とノズル46からの供給により、76枚目〜100枚目のウェハ200に薄膜を形成させる。
次に、処理ガスのアフタパージ処理を行う場合の動作を説明する。
以下に、プロセスチューブ203の内壁等とノズル41〜45の内壁のクリーニング処理を行う場合の動作を説明する。
次に、クリーニングガスのアフタパージ処理を行う場合の動作を説明する。
以上、詳述した実施の形態によれば、次のような一つ又はそれ以上の効果を有する。
上述したとおり、第1の処理ガスとしては、それ単独で膜を堆積させることの出来るガスが用いられる。そのため、第1の処理ガス(DCSガス)を供給するノズル41〜44の内壁では、DCSガスが熱分解反応を起こしてPoly−Si膜を堆積させてしまう。一方、第2の処理ガス(NH3ガス)としては、それ単独では膜を堆積させることの出来ないガスが用いられる。すなわち、NH3ガスは、DCSガスと同様にガスの一部は熱分解反応を起こすが、N2とH2とに分解されるので、ノズル46〜49の内壁には薄膜は堆積されない。したがって、ノズル46〜49内壁には、DCSガスやDCSガスが熱分解したSi成分が逆流(侵入)しないかぎり薄膜は堆積されない。このような事情から、第1の実施の形態では、NH3ガスを供給する配管部94〜98へはクリーニングガス(NF3ガス)を供給する配管部88を接続しておらず、DCSガスを供給する供給ノズル41〜45の内壁だけをクリーニングすることとしていた。
図2は、本発明の第2の実施の形態における処理炉のガス供給系の構成を示す図である。基本的構成要素は、図1を用いて説明した第1の実施の形態に対応する構成要素と同じであるため、説明を省略する。第2の実施の形態の構成が第1の実施の形態と異なる点は、配管部110〜115、バルブ161〜166、167〜171、MFC185を追加した点である。
次に、ノズル46〜50の内壁のクリーニング処理を行う場合の動作を説明する。
その結果、この場合は、ノズル47の内壁がクリーニングされ、ノズル46、48〜50の内壁のオーバエッチングが防止される。
次に、クリーニングガスのアフタパージ処理を行う場合の動作を説明する。
以上、詳述した第2の実施の形態によれば、次のような一つ又はそれ以上の効果を有する。
(1)本実施の形態によれば、プロセスチューブ203の内壁やノズル41〜44、46〜49の外壁のうちヒータ206と対向する領域に堆積されるSi3N4膜は、ノズル51からクリーニングガスを供給することでクリーニング処理を行う。一方、ノズル46〜50の内壁に堆積される上記プロセスチューブ203の内壁等と比べて堆積量の小さいSi3N4膜のクリーニング処理を行う場合は、ノズル46〜50の内壁全体にクリーニングガスを供給することにより行う。その結果、異なる堆積量の堆積物に対してもそれぞれプロセスチューブ、ノズル等をオーバーエッチングさせずにクリーニング処理できるようになり、プロセスチューブの内壁やノズル41〜44、46〜49の外壁等やノズル46〜50の内壁全体をクリーニングすることができる。
本実施の形態にかかる処理炉202では、図5に示すとおり、第1の処理ガス(DCSガス)を供給するノズルのみを多系統ノズルとしている。すなわち、本実施の形態では、第2の処理ガス(NH3ガス)を処理室201内へ供給するノズルとしてノズル50のみが設けられており、ノズル46〜49が設けられていない点が、第1の実施の形態と異なる。その他の構成は、第1の実施の形態にかかる処理炉202と同様である。
本実施の形態にかかる処理炉202では、図6に示すとおり、第1の処理ガス(DCSガス)を供給するノズルのみを多系統ノズルとし、加えて、第1の処理ガスの供給箇所を更に増やしている。すなわち、本実施の形態では、第2の処理ガス(NH3ガス)を途中箇所へ供給するノズルとしてノズル46〜49を用いずにノズル50のみを用い、第1の処理ガスを処理室201内へ供給するノズルとしてノズル41〜45、46a〜49aを用いる点が、第1の実施の形態と異なる。その他の構成は、第1の実施の形態にかかる処理炉202と同様である。
本実施の形態にかかる処理炉202では、図7に示すとおり、第2の処理ガス(NH3ガス)を途中箇所へ供給するノズル46〜49が、第1の処理ガス(DCSガス)を途中箇所へ供給するノズル41〜44よりも、それぞれ若干低く(短く)立ち上げられている点が、第1の実施の形態とは異なる。なお、第1の実施の形態では、第1の処理ガス(DCSガス)を途中箇所へ供給するノズル41〜44は、第2の処理ガス(NH3ガス)を途中箇所へ供給するノズル46〜49に対応して、それぞれ略同じ高さ(長さ)になるように、縦方向(基板の配列方向)に立ち上げられていた(延在されていた)。
本実施の形態にかかる処理炉202では、図8に示すとおり、第1の処理ガスを処理室201内へ供給する第1のガス供給ノズルと、第2の処理ガスを処理室201内へ供給する第2のガス供給ノズルとは、それぞれ長さが実質的に同一なノズル同士が隣接するように配列している。また、より好ましくは、隣接するように交互に配列している。すなわち、ノズル41〜44及びノズル46〜49のうち、それぞれ略同じ高さのノズル同士(ノズル41と46、ノズル42と47、ノズル43と48、ノズル44と49)が隣接するように配列している。そして、より好ましくは、第1のガス供給ノズル(ノズル41〜44)と第2のガス供給ノズル(ノズル46〜49)とが交互に配列している。なお、図8は、第6の実施の形態の基板処理装置の一部を構成する処理炉のガス供給ノズルの構成を示す構成図であり、(a)は処理炉の平断面図を示し、(b)は処理炉内におけるガス供給ノズルの配列を示す概略図である。
本実施の形態にかかる処理炉202では、図9に示すとおり、第1のガス供給ノズルと第2のガス供給ノズルとは、それぞれ長さが実質的に同一なノズル同士が隣接するように配列している。また、より好ましくは、さらに隣接するように交互に配列している。さらに、第1のガス供給ノズルのガス供給口はウェハ200の中心に向かって水平方向に第1の処理ガス(DCSガス)を供給するように構成されており、第2のガス供給ノズルのガス供給口は、ウェハ200の中心に向かう第1の処理ガスのガス流に向けて第2の処理ガス(NH3ガス)を供給するように構成されている。なお、図9は、第7の実施の形態の基板処理装置の一部を構成する処理炉のガス供給ノズルの構成を示す構成図であり、(a)は処理炉の平断面図を示し、(b)は処理炉内におけるガス供給ノズルの配列を示す概略図である。
本実施の形態にかかる処理炉202では、図10に示すとおり、第1のガス供給ノズルと第2のガス供給ノズルとは、それぞれ長さが実質的に同一なノズル同士が隣接するように配列している。また、より好ましくは、さらに隣接するように交互に配列している。さらに、第2のガス供給ノズルは、第1のガス供給ノズルよりも短く構成されている。また、第2のガス供給ノズルのガス供給口からはNH3ガスが鉛直方向に供給されるように構成されており、第1のガス供給ノズルのガス供給口からはNH3ガスのガス流に向けてDCSガスが供給されるように構成されている。なお、図10は、第8の実施の形態の基板処理装置の一部を構成する処理炉のガス供給ノズルの構成を示す構成図であり、(a)は処理炉の平断面図を示し、(b)は処理炉内におけるガス供給ノズルの配列を示す概略図である。
本実施の形態にかかる処理炉202では、図11に示すとおり、第1のガス供給ノズルが多系統ノズルとして構成されておらず、鉛直方向(基板の配列方向)の異なる位置に複数個のガス供給口が設けられた一本の多孔ノズル41’として構成されている点が、第1の実施形態と異なる。
上述の実施の形態では、第1の処理ガスとしてDCSガスを用いていたが、本発明の実施の形態は上述の形態に限定されない。すなわち、第1の処理ガスとして、例えば、TCS(テトラクロロシラン;Tetrachlorosilane)ガス、HCD(ヘキサクロロジシラン;Hexachlorodisilane)ガス等のCl系ガスや、BTBAS(ビスターシャリーブチルアミノシラン;Bis(Tertiary−butylamino)Silane)ガス等のSi系ガスを用いることが可能である。なお、TCSの化学式はSiCl4、HCDの化学式はSi2Cl6、BTBASの化学式はSiH2[NH(C4H9)]2である。
上述した実施の形態では、ボート217に100枚のウェハ200を多段に保持させ、また、第2のガス供給ノズル及び第4のガス供給ノズルをそれぞれ4本の多系統ノズルとして構成していた。しかし、本発明は上述の形態に限定されない。すなわち、ボート217に保持するウェハ200の枚数を増減してもよいし、第2のガス供給ノズルあるいは第4のガス供給ノズルを構成する多系統ノズルの本数を増減してもよいし、さらには、第2のガス供給ノズルあるいは第4のガス供給ノズルを構成する多系統ノズルの本数をそれぞれ異なる本数としてもよい。例えば、ボート217内に、125枚のウェハ200を所定のピッチ(例えば6.3mm)で多段に保持させ、第2のガス供給ノズルあるいは第4のガス供給ノズルを構成する多系統ノズルの本数をそれぞれ9本とした場合には、ウェハ200間に形成される薄膜の厚さの変動を、最大でも膜厚の1%以下まで低減させることができる。
上述した実施の形態では、第1の処理ガスのガス流の上流側への供給と、第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給と、第2の処理ガスのガス流の上流側への供給と、第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給と、を同時に実施していた。すなわち、第1の処理ガス(DCSガス)あるいは第2の処理ガス(NH3ガス)を、ノズル41〜50から処理室201内に同時に供給していた。
本実施の形態にかかる処理炉では、図16に示すように、第1の処理ガスを供給する第1のガス供給ノズルの間に、第2の処理ガスを供給する第2のガス供給ノズルを配置する。好ましくは、第1の処理ガスを供給する第1のガス供給ノズルの配置されている略中心位置に、第2の処理ガスを供給する第2のガス供給ノズルを配置する。これにより、ガスの混合を促進させることが出来る。
上述した実施の形態では、反応管としてのプロセスチューブ203は、内部反応管としてのインナーチューブ204と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ205とを有する二重管として構成されていた。しかしながら、本発明は上述の形態に限定されない。すなわち、プロセスチューブ203は、インナーチューブ204を有さない一重管として構成されていてもよい。
以上、本発明の種々の形態を説明した。しかしながら、本発明は、上述したような実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明の好ましい態様を付記すると下記の通りである。
第33の態様によれば、ガス流の上流側に加えて途中箇所からも各処理ガスを供給するようにしているので、複数の基板に処理ガスを均一に供給でき、複数の基板上に均一に成膜できる。したがって、基板上に良質な成膜特性、すなわち基板間、及び基板面内の膜厚均一性を維持したまま、高い生産性を実現できる。
第34の態様によれば、ガス流の上流側に加えて途中箇所からも独立してガス流量制御しつつ各処理ガスを供給するようにしているので、複数の基板に処理ガスをより均一に供給でき、複数の基板上により均一に成膜できる。したがって、基板上に良質な成膜特性を維持したまま、より高い生産性を実現できる。
第35の態様によれば、ガス流の上流側から各処理ガスを供給する第1及び第3のガス供給部に加えて、途中箇所からも各処理ガスを供給する第2及び第4のガス供給部を設けるようにしたので、複数の基板に処理ガスを均一に供給でき、複数の基板上に均一に成膜できる。したがって、基板上に良質な成膜特性、すなわち基板間、及び基板面内の膜厚均一性を維持したまま、高い生産性を実現できる。
第36の態様によれば、ガス流の上流側からガス流量制御しつつ各処理ガスを供給する第1及び第3のガス供給部に加えて、途中箇所からも独立してガス流量制御しつつ各処理ガスを供給する第2及び第4のガス供給部を設けるようにしたので、複数の基板に処理ガスをより均一に供給でき、複数の基板上により均一に成膜できる。したがって、基板上に良質な成膜特性を維持したまま、より高い生産性を実現できる。
第37の態様によれば、第2のガス供給部は、異なる途中箇所から第1の処理ガスを供給する複数の第1のガス供給ノズルを含み、第4のガス供給部は、異なる途中箇所から第2の処理ガスを供給する複数の第2のガス供給ノズルを含むようにしたので、複数の基板に処理ガスをより均一に供給でき、複数の基板上により均一に成膜できる。したがって、基板上に良質な成膜特性を維持したまま、より高い生産性を実現できる。
第38の態様によれば、第2のガス供給部にクリーニングガス供給部が接続されているので、第2のガス供給部内にクリーニングガスを供給することにより、第2のガス供給部内をクリーニングすることができる。これにより、第2のガス供給部の寿命を延ばすことができる。その結果、第2のガス供給部の交換周期を延ばすことができる。これにより、手間のかかる第2のガス供給部の交換作業の回数を減らすことができる。その結果、装置の稼働率を向上させることができる。
(1)例えば、先の実施の形態では、ノズル41〜45、またはノズル46〜50に供給するクリーニングガスの単位時間当たりの流量を異なる値に設定し、クリーニング時間を同じにする場合を説明した。しかしながら、本発明は、単位時間当たりの流量を同じにし、クリーニング時間を異ならせるようにしてもよい。また、本発明は、単位時間当たりの流量とクリーニング時間の両方を異ならせるようにしてもよい。
45 ノズル(第1のガス供給部)
46〜49 ノズル(第4のガス供給部)
50 ノズル(第3のガス供給部)
178〜182 マスフローコントローラ(ガス流量制御器)
171〜175 マスフローコントローラ(ガス流量制御器)
200 ウェハ(基板)
201 処理室
202 処理炉(基板処理装置の一部を構成する)
217 ボート(保持具)
231 排気系(排気部)
232 ガス供給系
R1 プロダクトウェハ/モニタウェハ配置領域(基板が配置される領域)
Claims (29)
- 複数枚の基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板の主面に形成する薄膜を構成する複数の元素のうち少なくとも一つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることの出来る第1の処理ガスの、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側への供給と、
前記複数の元素のうち他の少なくとも一つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることの出来ない第2の処理ガスの、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側への供給と、
前記第1の処理ガスの、第1のノズルを介して行われる前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内のガス流の途中箇所への供給と、
前記第2の処理ガスの、前記第1のノズルとは異なる第2のノズルを介して行われる前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内のガス流の途中箇所への供給と、
前記処理室内で前記第1の処理ガスと前記第2の処理ガスとを反応させて非結晶体を形成し、前記複数枚の基板の主面に薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を形成した後の基板を前記処理室より搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第1の処理ガスの、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内であって、ガス流に沿って設けられた互いに高さの異なる複数の途中箇所への供給を有する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の処理ガスの、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内のガス流の途中箇所への供給を更に有し、
前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第2の処理ガスの、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内であって、ガス流に沿って設けられた互いに高さの異なる複数の途中箇所への供給を有する
請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第2の処理ガスの、前記第1
の処理ガスが供給される途中箇所と実質的に同じ高さに設けられたガス流の途中箇所への供給を有する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第2の処理ガスの、前記第1の処理ガスが供給される途中箇所に近接し、前記第1の処理ガスにおける途中箇所よりもガス流の上流側に設けられたガス流の途中箇所への供給を有する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記薄膜を形成する工程では、
前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板の主面温度を、少なくとも前記第1の処理ガス及び前記第2の処理ガスが共に熱分解される温度まで昇温し、
前記複数枚の基板間の主面温度を、前記複数枚の基板が配置される領域全体にわたり実質的に均等になるように保持する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスのガス流の上流側への供給は、第1のガス供給部から、ガス流量の制御を行いつつ前記処理室内へ前記第1の処理ガスを供給し、
前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、第2のガス供給部から、前記第1のガス供給部におけるガス流量の制御とは独立してガス流量の制御を行いつつ前記処理室内へ前記第1の処理ガスを供給する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の処理ガスのガス流の上流側への供給は、第3のガス供給部から、ガス流量の制御を行いつつ前記処理室内へ前記第2の処理ガスを供給し、
前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、第4のガス供給部から、前記第3のガス供給部におけるガス流量の制御とは独立してガス流量の制御を行いつつ前記処理室内へ前記第1の処理ガスを供給する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板を、水平姿勢で互いに間隔を設けた状態で多段に配列する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスはシリコン元素を含有するガスであり、前記第2の処理ガスは窒素元素もしくは酸素元素を含有するガスであり、前記薄膜はシリコン元素および窒素元素を含有する非結晶体で形成される薄膜もしくはシリコン元素および酸素元素を含有する非結晶体で形成される薄膜である
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスは、塩素元素を含有するガスであり、前記第2の処理ガスは窒素元素もしくは酸素元素を含有するガスである
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスは、TCS(テトラクロロシラン)、HCD(ヘキサクロロジシラン)、BTBAS(ビスターシャリーブチルアミノシラン)のうちいずれか一つのガスであり、前記第2の処理ガスはNH3 (アンモニア)ガスである
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のノズルは、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外
のガス流の上流側から、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内の途中箇所までガスを流通させる
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第1の処理ガスを、互いに長さの異なる複数の前記第1のノズルを介して供給し、
前記長さの異なる複数の第1のノズルは、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側から、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内であってガス流に沿って設けられた互いに高さの異なる複数の途中箇所までそれぞれガスを流通させる
請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2のノズルは、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側から、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内の途中箇所までガスを流通させる
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第2の処理ガスを、互いに長さの異なる複数の前記第2のノズルを介して供給し、
前記長さの異なる複数の第2のノズルは、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側から、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内であってガス流に沿って設けられた互いに高さの異なる複数の途中箇所までそれぞれガスを流通させる
請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第2の処理ガスを、前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給における前記第1の処理ガスのガス流に合流させるように供給する
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第1の処理ガスを、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板の主面の中心に向けて供給する
請求項17に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第1の処理ガスを互いに長さの異なる複数の前記第1のノズルを介して供給し、
前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給は、前記第2の処理ガスを前記複数の第1のノズルのうち長さが実質的に同一なノズルが隣接するように配列された互いに長さの異なる複数の前記第2のノズルを介して供給する
請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記薄膜を形成する工程は、
前記複数枚の基板が配列される領域外のガス流の上流側への供給により供給される前記第1の処理ガスと前記第2の処理ガスとを反応させて非結晶体を形成し、前記複数枚の基板の主面に薄膜を形成させる工程と、
前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配列される領域内の途中箇所への供給により供給される前記第1の処理ガスと前記第2の処理ガスとを反応させて非結晶体を形成し、前記第1の処理ガスの途中箇所への供給より下流側の前記複数枚の基板の主面に薄膜を形成させる工程と、を含む
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記薄膜を形成させる工程は、
前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側への供給により供給される前記第1の処理ガスと前記領域外のガス流の上流側への供給により供給される前記第2の処理ガスとを反応させて非結晶体を形成し、前記複数枚の基板の主面に薄膜を形成させる工程と、
前記途中箇所への供給により供給される前記第1の処理ガスと前記途中箇所への供給により供給される前記第2の処理ガスとを反応させて非結晶体を形成し、前記第1の処理ガスの途中箇所への供給より下流側の前記複数枚の基板に薄膜を形成する工程と、を含む
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 複数枚の基板を処理室内に搬入する搬入する工程と、
シラン系ガスを含むガスを、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側および前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内の途中箇所へ第1のノズルを介して供給しつつ、アンモニア系ガスもしくは酸化窒素ガスを、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側及び前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内の途中箇所へ第1のノズルとは異なる第2のノズルを介して供給し、前記シラン系ガスを含むガスと前記アンモニア系ガスもしくは前記酸化窒素ガスとを反応させることで、前記複数枚の基板の主面に薄膜を形成する成膜工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記第2の処理ガスのガス流の上流側への供給におけるガスの供給流量が、前記第1の処理ガスのガス流の上流側への供給におけるガスの供給流量と前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給におけるガスの供給流量との合計流量よりも大きい
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の処理ガスのガス流の上流側への供給におけるガスの供給流量に対する前記第1の処理ガスのガス流の途中箇所への供給におけるガスの供給流量の流量比と、
前記第2の処理ガスのガス流の上流側への供給におけるガスの供給流量に対する前記第2の処理ガスのガス流の途中箇所への供給におけるガスの供給流量の流量比と、が実質的に同一である
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 複数枚の基板の主面に薄膜を形成する処理室と、
前記処理室の外部に設けられ前記処理室内を加熱するヒータと、
前記基板の主面に形成する薄膜を構成する複数の元素のうち少なくとも一つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることの出来る第1の処理ガスを、前記処理室内における前記ヒータと対向しない領域であって前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側へ供給する第1のガス供給部と、
該第1のガス供給部とは独立して設けられ、前記第1の処理ガスを、前記処理室内における前記ヒータと対向する領域であって前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内のガス流の途中箇所へ供給する第2のガス供給部と、
前記複数の元素のうち他の少なくとも一つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることの出来ない第2の処理ガスを、前記処理室内における前記ヒータと対向しない領域であって前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側へ供給する第3のガス供給部と、
前記第1、第2、及び、第3のガス供給部とは独立して設けられ、前記第2の処理ガスを、前記処理室内における前記ヒータと対向する領域であって前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内のガス流の途中箇所へ供給する第4のガス供給部と、
前記処理室内において前記ヒータと対向しない領域であって前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の下流側に設けられ、前記処理室内を排気する排気部と、
前記第1の処理ガスと前記第2の処理ガスとを前記処理室内にて反応させて非結晶体を形成し、前記複数枚の基板の薄膜を形成するように制御するコントローラと、
を有する基板処理装置。 - 前記第2のガス供給部は、互いに長さが異なる複数の第1のガス供給ノズルを有し、
前記第1のガス供給ノズルは、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側から、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内であってガス流に沿って設けられた互いに位置の異なる複数の途中箇所まで、それぞれ延在される
請求項25に記載の基板処理装置。 - 前記第4のガス供給部は、互いに長さの異なる複数の第2のガス供給ノズルを有し、
前記第2のガス供給ノズルは、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域外のガス流の上流側から、前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板が配置される領域内であってガス流に沿って設けられた互いに位置の異なる複数の途中箇所まで、それぞれ延在される
請求項26に記載の基板処理装置。 - 前記処理室内に搬入された前記複数枚の基板の主面温度を、少なくとも前記第1の処理ガス及び前記第2の処理ガスが共に熱分解される温度まで昇温させ、前記複数枚の基板間の主面温度を、前記複数枚の基板が配置される領域全体にわたり実質的に均等になるように保持させるように、前記ヒータを制御する温度制御部を更に有する
請求項25に記載の基板処理装置。 - 前記第1のガス供給ノズルと前記第2のガス供給ノズルとは、それぞれ長さが実質的に同一なノズル同士が隣接するように配列している
請求項27に記載の基板処理装置。
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