特許 6475863 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6475863

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20190218BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20190218BHJP

   C23C 16/24 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/455

   C23C16/24

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-549489(P2017-549489)

(86)(22)【出願日】2016年4月12日

(65)【公表番号】特表2018-514084(P2018-514084A)

(43)【公表日】2018年5月31日

(86)【国際出願番号】KR2016003861

(87)【国際公開番号】WO2016167554

(87)【国際公開日】20161020

【審査請求日】2017年9月21日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0052533

(32)【優先日】2015年4月14日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】509123895

【氏名又は名称】ユ−ジーン テクノロジー カンパニー．リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョン ウドク

(72)【発明者】

【氏名】チェ ソンテ

(72)【発明者】

【氏名】チェ ギュジン

(72)【発明者】

【氏名】ハン ソンミン

【審査官】 山本 一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４２３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４５８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３２６０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０４５５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１６４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５０３２２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／２４

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に空間が形成されるチューブと、
内部に前記チューブを収容する外部チューブと、
前記チューブの内部に複数枚の基板を多段に積載し、前記複数枚の基板がそれぞれ処理される複数の処理空間を各々個別に形成する基板支持部と、
全ての前記複数の処理空間に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、
前記複数枚の基板のそれぞれに第２のガスを各々個別に供給するように前記複数の処理空間のそれぞれに対応するように配置される複数の噴射器を有する第２のガス供給部と、
前記チューブ内のガスを排気する排気部と、
を備え、
前記第１のガス供給部の噴射ユニット及び前記第２のガス供給部の前記噴射器は、前記チューブと前記外部チューブとの間に配置される基板処理装置。

【請求項2】

前記第１のガス供給部は、
前記基板が積載される方向に沿って延設される前記噴射ユニットと、
前記噴射ユニットにガスを供給するように前記噴射ユニットと接続されるガス供給ユニットと、
を備え、
前記噴射ユニットには、前記基板が積載される方向に沿って前記処理空間に対応して配置される複数の噴射孔が配設される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記複数の噴射孔は、前記噴射ユニットの前記ガス供給ユニットが接続される部分から遠距離に配置されるほど直径が大きくなる請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記第２のガス供給部は、
前記処理空間のそれぞれに対応するように高さが異なるように形成される複数の噴射器と、
前記噴射器の一方の端にそれぞれ接続される複数のガス供給ラインと、
を備える請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記噴射器の他方の端にガスを噴射する噴射孔が形成され、
前記噴射孔は、前記チューブの周りに沿ってらせん状に配置される請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記複数のガス供給ラインのそれぞれは、
ガスが移動する経路を形成し、噴射器にそれぞれ接続されるガス配管と、
前記ガス配管内のガスの流量を測定するように前記ガス配管に配設される流量センサと、
前記ガス配管内のガスの流量を制御するように前記ガス配管に配設される弁と、
を備え、
前記複数のガス供給ラインにおいては、各々個別にガスの流量が測定及び制御される請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記チューブの周りに、前記第１のガス供給部に配設される噴射孔及び前記第２のガス供給部に配設される噴射孔と対応する貫通孔が形成される請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記基板支持部を回転させるように前記基板支持部と接続される回転駆動部を備える請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記第１のガス供給部は、シリコン原料ガスからなる第１のガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記第２のガス供給部は、前記複数枚の基板のそれぞれに、ドーパントガス及びエッチングガスのうちの少なくとも１種からなる第２のガスを選択的に供給する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記基板支持部は、前記複数の処理空間が互いに孤立されるように前記基板が積載される方向に沿って前記基板の間にそれぞれ配置される複数枚のアイソレーションプレートを備える請求項１に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置に関し、さらに詳しくは、複数枚の基板のそれぞれが処理される空間ごとに各々個別にガスを供給することができる基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、基板処理設備は、１枚の基板に対して基板処理工程を行える枚葉式（Ｓｉｎｇｌｅ Ｗａｆｅｒ Ｔｙｐｅ）の基板処理設備と、複数枚の基板に対して基板処理工程を同時に行えるバッチ式（Ｂａｔｃｈ Ｔｙｐｅ）の基板処理設備とに大別される。枚葉式の基板処理設備は、設備の構成が簡単であるというメリットがあるが、生産性に劣るため、量産可能なバッチ式の基板処理設備が多用されている。

【0003】

バッチ式の基板処理設備は、水平状態で多段に積み重ねられた基板を収納して処理する処理室と、処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルと、処理室内を排気する排気ラインとを備える。この種のバッチ式の基板処理設備を用いた基板処理工程は、次のようにして行う。まず、複数枚の基板を処理室内に搬入する。次いで、排気ラインを介して処理室内を排気しながら、処理ガス供給ノズルを介して処理室内に処理ガスを供給する。次いで、処理ガス供給ノズルから噴射された処理ガスが各基板の間を通過しながら排気ラインに流れ込み、基板の上には薄膜が形成される。

【0004】

しかしながら、従来の基板処理設備は、１本の処理ガス供給ラインを備えているため、処理室内に供給される処理ガスの量しか制御することができず、基板のそれぞれに供給される処理ガスの量を各々個別に制御することはできなかった。すなわち、各基板に供給される処理ガスの濃度を制御することができなかった。したがって、基板に形成される成長膜の膜厚を制御することができないため、基板ごとに成長膜の膜厚が異なってしまうという不都合が発生した。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、複数枚の基板がそれぞれ処理される処理空間ごとに各々個別にガスを供給することができる基板処理装置を提供することにある。

【0006】

本発明の他の目的は、基板の処理工程の状況に応じて選択的に１種以上のガスを制御することができる基板処理装置を提供することにある。

【0007】

本発明のさらに他の目的は、基板処理工程の効率を向上させることができる基板処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するため案出された本発明に係る基板処理装置は、 内部に空間が形成されるチューブと、チューブの内部に複数枚の基板を多段に積載し、複数枚の基板がそれぞれ処理される複数の処理空間を各々個別に形成する基板支持部と、全ての複数の処理空間に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、複数枚の基板のそれぞれに第２のガスを各々個別に供給するように複数の処理空間のそれぞれに対応するように配置される複数の噴射器を有する第２のガス供給部と、チューブ内のガスを排気する排気部とを備えることを特徴とする。

【0009】

好ましくは、第１のガス供給部は、基板が積載される方向に沿って延設される噴射ユニットと、噴射ユニットにガスを供給するように噴射ユニットと接続されるガス供給ユニットとを備え、噴射ユニットには、基板が積載される方向に沿って処理空間に対応して配置される複数の噴射孔が配設される。

【0010】

また、好ましくは、複数の噴射孔は、噴射ユニットのガス供給ユニットが接続される部分から遠距離に配置されるほど直径が大きくなる。

【0011】

さらに、好ましくは、第２のガス供給部は、処理空間のそれぞれに対応するように高さが異なるように形成される複数の噴射器と、噴射器の一方の端にそれぞれ接続される複数のガス供給ラインとを備える。

【0012】

さらにまた、好ましくは、噴射器の他方の端にガスを噴射する噴射孔が形成され、噴射孔は、チューブの周りに沿ってらせん状に配置される。

【0013】

さらにまた、好ましくは、複数のガス供給ラインのそれぞれは、ガスが移動する経路を形成し、噴射器にそれぞれ接続されるガス配管と、ガス配管内のガスの流量を測定するようにガス配管に配設される流量センサと、ガス配管内のガスの流量を制御するようにガス配管に配設される弁と備え、複数のガス供給ラインにおいては、各々個別にガスの流量が測定及び制御される。

【0014】

さらにまた、好ましくは、チューブの周りに、第１のガス供給部に配設される噴射孔及び第２のガス供給部に配設される噴射孔と対応する貫通孔が形成される。

【0015】

さらにまた、好ましくは、基板処理装置は、基板支持部を回転させるように基板支持部と接続される回転駆動部を備える。

【0016】

さらにまた、好ましくは、基板処理装置は、内部にチューブを収容する外部チューブを備え、第１のガス供給部の噴射ユニット及び第２のガス供給部の噴射器は、チューブと外部チューブとの間に配置される。

【0017】

さらにまた、好ましくは、第１のガス供給部は、シリコン原料ガスからなる第１のガスを供給する。

【0018】

さらにまた、好ましくは、第２のガス供給部は、複数枚の基板のそれぞれに、ドーパントガス及びエッチングガスのうちの少なくとも１種からなる第２のガスを選択的に供給する。

【0019】

さらにまた、好ましくは、基板支持部は、複数の処理空間が互いに孤立されるように基板が積載される方向に沿って基板の間にそれぞれ配置される複数枚のアイソレーションプレートを備える。

【発明の効果】

【0020】

本発明の実施の形態による基板処理装置は、複数枚の基板が処理される処理空間ごとに各々個別にガスを供給するガス供給部を備える。したがって、各基板の状況に応じて処理空間に供給されるガスの量を各々個別に制御することができる。このため、各基板に対して最上の条件下で処理工程が行われるので、基板または基板上の薄膜の品質が向上する。

【0021】

また、本発明の実施の形態によれば、処理工程の状況に応じて選択的に１種以上のガスを処理空間に供給することができる。したがって、基板の上に形成される薄膜の膜厚を調節することができるので、基板または基板上の薄膜の品質が向上する。

【0022】

さらに、処理空間別に供給されるガスの量及びガスの種類を制御することができるので、基板の状況に応じて処理工程の条件を速やかに制御することができる。したがって、基板または基板上の薄膜に不良が発生することが低減されて、基板処理工程の効率が向上する。

【0023】

さらにまた、本発明の実施の形態による基板処理装置は、主原料ガスを供給する第１のガス供給部と、１種以上のガスのうちの少なくとも１種を選択的に供給する第２のガス供給部とを備える。このため、第２のガス供給部から供給されるガスを選択して処理空間内のガスの混合割合を制御することができる。なお、第２のガス供給部から供給されるガスを選択して基板に対する種々の処理工程を選択的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態に係る基板処理設備を概略的に示す図。

【図2】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構造を示す図。

【図3】本発明の実施の形態に係る基板支持部を示す図。

【図4】本発明の実施の形態に係るチューブ及びガス供給部の構造を示す斜視図。

【図5】本発明の実施の形態に係るチューブ及びガス供給部の構造を示す平面図。

【図6】本発明の実施の形態に係るガス供給ユニット及びガス供給ラインの構造を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る複合膜の蒸着装置及び蒸着方法について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施の形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施の形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施の形態に係る複合膜の蒸着装置及び蒸着方法について説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を附し、本発明の実施の形態に係る複合膜の蒸着装置及び蒸着方法について正確に説明するために図中の構成要素の大きさが部分的に誇張されていてもよく、図中、同じ参照符号は、同じ構成要素を示す。

【0026】

図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理設備を概略的に示す図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構造を示す図であり、図３は、本発明の実施の形態に係る基板支持部を示す図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係るチューブ及びガス供給部の構造を示す斜視図であり、図５は、本発明の実施の形態に係るチューブ及びガス供給部の構造を示す平面図であり、図６は、本発明の実施の形態に係るガス供給ユニット及びガス供給ラインの構造を示す図である。

【0027】

本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００は、基板Ｓがそれぞれ処理される複数の処理空間を各々個別に形成する基板支持部１７１と、全ての処理空間に第１のガスを供給する第１のガス供給部１４０と、複数枚の基板Ｓのそれぞれに第２のガスを各々個別に供給するように複数の処理空間のそれぞれに対応するように配置される複数の噴射器１５１を有する第２のガス供給部１５０と、チューブ１３０内のガスを排気する排気部１６０とを備える。

【0028】

まず、本発明の理解への一助となるために、本発明の実施の形態に係る基板処理設備について例示的に説明する。

【0029】

図１を参照すると、基板処理設備は、工程設備１０００及び設備前方端部モジュール（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ：ＥＦＥＭ）５０、６０、７０を備える。設備前方端部モジュール５０、６０、７０は、工程設備１０００の前方に取り付けられて、複数枚の基板が収容された容器（図示せず）と工程設備１０００との間に基板を搬送する。容器としては、前面開放一体式ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ：ＦＯＵＰ）などの密閉用容器を用いることができる。

【0030】

設備前方端部モジュール５０、６０、７０は、複数のロードポート（Ｌｏａｄ ｐｏｒｔｓ）６０及びフレーム５０を備える。フレーム５０は、ロードポート６０と工程設備１０００との間に配置される。基板を収容する容器は、オーバヘッドトランスファ（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｔｒａｎｓｆｅｒ）、オーバヘッドコンベヤ（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｏｎｖｅｙｏｒ）または無人搬送車（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｕｉｄｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）などの搬送手段（図示せず）によりロードポート６０の上に置かれる。

【0031】

フレーム５０内には、ロードポート６０に置かれた容器と工程設備１０００との間に基板を搬送するフレームロボット７０が配設される。また、フレーム５０内には、容器の扉を自動的に開閉するドアオープナ（図示せず）が配設されてもよい。さらに、フレーム５０には、清浄な空気がフレーム５０内の上部から下部に流れるように清浄な空気をフレーム５０内に供給するファンフィルタユニット（Ｆａｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｕｎｉｔ：ＦＦＵ）（図示せず）が配設されてもよい。

【0032】

基板に対しては、工程設備１０００内において所定の工程が行われる。工程設備１０００は、搬送装置２００と、ロードロック装置３００と、洗浄装置５００ａ、５００ｂと、バッファ装置４００と、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃとを備える。このとき、本発明の実施の形態に係る基板処理装置は、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃであってもよい。

【0033】

搬送装置２００は平面が多角状に形成されており、ロードロック装置３００と、洗浄装置５００ａ、５００ｂと、バッファ装置４００と、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃとが、該搬送装置２００の側面に配設される。

【0034】

ロードロック装置３００は、搬送装置２００の側部のうち設備前方端部モジュール５０、６０、７０と隣り合う側部に位置する。基板は、ロードロック装置３００内に一時的に留まった後、搬送装置２００により洗浄装置５００ａ、５００ｂと、バッファ装置４００と、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃとに搬入されて工程が行われる。工程が終わった後、基板は搬送装置２００により搬出されてロードロック装置３００内に一時的に留まる。

【0035】

搬送装置２００と、洗浄装置５００ａ、５００ｂと、バッファ装置４００と、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃとは真空に保たれ、ロードロック装置３００は、真空及び大気圧に切り換えられる。ロードロック装置３００は、外部の汚染物質が、搬送装置２００と、洗浄装置５００ａ、５００ｂと、バッファ装置４００と、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃとに流れ込むことを防ぐ。なお、基板が搬送される間に、基板が大気に露出されないので、基板の上に酸化膜が成長することを防ぐことができる。

【0036】

ロードロック装置３００と搬送装置２００との間及びロードロック装置３００と設備前方端部モジュール５０、６０、７０との間にはゲート弁（図示せず）が配設される。設備前方端部モジュール５０、６０、７０とロードロック装置３００との間に基板Ｓが移動する場合、ロードロック装置３００と搬送装置２００との間に配設されたゲート弁が閉じられ、ロードロック装置３００と搬送装置２００との間に基板が移動する場合、ロードロック装置３００と設備前方端部モジュール５０、６０、７０との間に配設されるゲート弁が閉じられる。

【0037】

搬送装置２００は、基板ハンドラ２１０を備える。基板ハンドラ２１０は、ロードロック装置３００と、洗浄装置５００ａ、５００ｂと、バッファ装置４００と、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃとの間で基板を搬送する。搬送装置２００は、基板が移動するときに真空を保つように封止される。したがって、基板が汚染物に露出されることを防ぐことができる。

【0038】

洗浄装置５００ａ、５００ｂは、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ内で基板に対するエピタキシャル工程が行われる前に基板を洗浄する役割を担う。エピタキシャル工程が成功的に行われるには、結晶性基板の上に存在する酸化物の量が最小となる必要がある。基板の表面への酸素の含有量が高過ぎる場合、酸素原子が種基板上の蒸着材料の結晶学的な配置を妨げるため、エピタキシャル工程は影響を受ける。このため、基板Ｓの上に形成された自然酸化膜（または、表面酸化物）を取り除く洗浄工程が洗浄装置５００ａ、５００ｂ内において行われることが可能である。

【0039】

エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、または、本発明の実施の形態に係る基板処理装置は、基板の上にエピタキシャル層を形成する役割を担う。このとき、エピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、選択的なエピタキシャル装置であってもよい。この実施の形態においては、３つのエピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃが配設される。エピタキシャル工程には洗浄工程に比べて長い時間がかかるため、複数のエピタキシャル装置を用いて製造の歩留まり率を高めることができる。しかしながら、配設されるエピタキシャル装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの数はこれに何等限定されるものではなく、種々に変更可能である。

【0040】

以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置（または、エピタキシャル装置）１００について詳細に説明する。

【0041】

図２から図５を参照すると、本発明の実施の形態に係る基板処理装置１００は、チューブ１３０と、基板支持部１７１と、第１のガス供給部１４０と、第２のガス供給部１５０と、排気部１６０とを備える。また、基板処理装置１００は、内部空間を有するチャンバ１１０と、チャンバ１１０の内部に配置され、内部にチューブ１３０が収容される空間を形成する外部チューブ１２０と、外部チューブ１２０の周りに配置されるヒータ１９０と、基板支持部１７１を支持するシャフト１７２と、基板支持部１７１を上下に移動させる上下駆動部１７３と、基板支持部１７１を回転させる回転駆動部１７４と、支持板１８０とを備えていてもよい。

【0042】

チャンバ１１０は、四角筒状または円筒状に形成され、内部空間を有する。また、チャンバ１１０は、上チャンバ１１０ａ及び下チャンバ１１０ｂを備え、上チャンバ１１０ａ及び下チャンバ１１０ｂは互いに連通される。下チャンバ１１０ｂの一方の側には搬送チャンバ１１０と連通される嵌込口が配設される。したがって、基板Ｓが搬送チャンバ１１０から嵌込口を介してチャンバ１１０に搬入可能である。

【0043】

チャンバ１１０の嵌込口と対応する搬送チャンバ１１０の一方の側には流込口２２０が形成され、流込口２２０と嵌込口との間にはゲート弁２３０が配設される。したがって、搬送チャンバ１１０の内部空間及びチャンバ１１０の内部空間はゲート弁２３０により隔離可能である。また、流込口２２０及び嵌込口は、ゲート弁２３０により開閉される。このとき、嵌込口は下チャンバ１１０ｂに配設されてもよい。

【0044】

外部チューブ１２０は、上部が開放された下チャンバ１１０ｂの上側または上チャンバ１１０ａに配置される。外部チューブ１２０は、エピタキシャル工程または選択的なエピタキシャル工程が行われる内部空間を有し、下部が開放される。なお、外部チューブ１２０の内部にはチューブ１３０が収容されてもよい。

【0045】

ヒータ１９０は、チャンバ１１０の内部に配設され、外部チューブ１２０またはチューブ１３０の側面の周り及び上部を取り囲むように配置される。ヒータ１９０は、外部チューブ１２０またはチューブ１３０に熱エネルギーを与えて外部チューブ１２０またはチューブ１３０の内部空間を加熱する役割を担う。したがって、外部チューブ１２０またはチューブ１３０の内部空間の温度をエピタキシャル工程が行える温度に調節することができる。

【0046】

チューブ１３０は、下チャンバ１１０ｂの上側または上チャンバ１１０ａに配置される。詳しくは、チューブ１３０が外部チューブ１２０の開放された部分を介して外部チューブ１２０の内部空間に嵌め込まれて外部チューブ１２０の内部空間に配置される。また、チューブ１３０は、内部に基板支持部１７１が収容される空間を形成し、下部が開放される。したがって、基板支持部１７１が上チャンバ１１０ａ及び下チャンバ１１０ｂ内において上下に移動する場合、チューブ１３０の開口部を介してチューブ１３０内に搬入または搬出可能である。

【0047】

チューブ１３０は、円筒状に形成され、下部が開放されてもよい。また、チューブ１３０の周りの一方の側には、後述する第１のガス供給部１４０の噴射ユニット１４１及び第２のガス供給部１５０の噴射器１５１の噴射孔と対応する貫通孔が形成される。詳しくは、噴射ユニット１４１に対応する貫通孔は、噴射ユニット１４１の延長方向に沿って一の字状にチューブ１３０に形成されてもよい。噴射器１５１に対応する貫通孔は、噴射器１５１の一方の端が嵌め込まれるように噴射器１５１の一方の端の断面の形状に倣って形成されてもよい。なお、チューブ１３０の周りの他方の側には、排気部１６０と連通される貫通孔が形成される。しかしながら、貫通孔の形状はこれに何等限定されるものではなく、種々に変更可能である。

【0048】

また、チューブ１３０の下部は、外部チューブ１２０またはチャンバ１１０の内壁と接続されて支持されるように、チューブ１３０の周りの外側に突き出て外部チューブ１２０またはチャンバ１１０に接続される突出部が配設されてもよい。さらに、噴射ユニット１４１及び噴射器１５１を安定的に支持するようにチューブ１３０の周りに配設されて噴射ユニット１４１及び噴射器１５１を支持する円板状の支持ユニット１３５が配設されてもよい。しかしながら、チューブ１３０の構造及び形状はこれに何等限定されるものではなく、種々に変更可能である。

【0049】

基板支持部１７１は、複数枚の基板Ｓを上下方向に積載する。例えば、基板支持部１７１は、１５枚の基板を多段に積載してもよい。基板支持部１７１は、複数枚の基板Ｓがそれぞれ処理される処理空間を各々個別に形成する。すなわち、基板支持部１７１は、上下方向に複数の層を有し、各層に１枚の基板Ｓが積載される。したがって、基板支持部１７１の各層に基板Ｓの処理空間が各々個別に形成されて処理空間同士の干渉を防ぐことができる。

【0050】

例えば、図３を参照すると、基板支持部１７１は、基板ボート（Ｗａｆｅｒ Ｂｏａｔ）１７１ａ、１７１ｂと、ヒートアイソレーションユニット（Ｈｅａｔ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）（図示せず）と、ローテーションキット（Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｋｉｔ）（図示せず）とを備えていてもよい。基板ボート１７１ａ、１７１ｂには、基板Ｓが載置されるように中心部に向かって突き出る突起１７１ｂが形成される。突起１７１ｂは、上下方向に複数配置され、突起１７１ｂの上に基板Ｓが積載される。

【0051】

また、基板ボート１７１ａ、１７１ｂには、処理空間同士を仕切る複数枚のアイソレーションプレート（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｐｌａｔｅ）１７１ａが配設される。例えば、アイソレーションプレート１７１ａは円板状に形成され、処理空間を仕切るように複数が配設されて、基板Ｓが積載される方向に沿って基板Ｓ同士の間にそれぞれ配置される。すなわち、基板Ｓを積載した突起１７１ｂ同士の間に仕切りのようにアイソレーションプレート１７１ａが配設される。したがって、複数の処理空間が互いに孤立され、各々個別に形成される。

【0052】

ヒートアイソレーションユニットは、基板ボート１７１ａ、１７１ｂの下部に接続され、チューブ１３０の内部の熱損失を防ぐ。ローテーションキットは、上部がヒートアイソレーションユニットの下部に接続され、下部にシャフト１７２が接続される。

【0053】

シャフト１７２は、上下方向に延設され、上端が基板支持部１７１の下部と接続される。シャフト１７２は、基板支持部１７１を支持する役割を担う。シャフト１７２の下部は、下チャンバ１１０ｂを貫通して下チャンバ１１０ｂの外側の上下駆動部１７３及び回転駆動部１７４と接続される。

【0054】

上下駆動部１７３は、シャフト１７２と接続されて該シャフト１７２を上下に移動させる。したがって、シャフト１７２の上端に接続された基板支持部１７１もシャフト１７２の移動につれて上下に移動する。例えば、上下駆動部１７３の作動により基板支持部１７１が下側に移動して下チャンバ１１０ｂの内部（または積載位置）に位置してもよい。したがって、搬送チャンバ１１０から下チャンバ１１０ｂに搬入された基板Ｓが下チャンバ１１０ｂの内部に位置する基板支持部１７１に積載可能である。

【0055】

複数枚の基板Ｓが基板支持部１７１に全て積載されると、基板支持部１７１が上下駆動部１７３により上側に移動して、外部チューブ１２０またはチューブ１３０の内部（または、工程位置）に移動する。したがって、外部チューブ１２０またはチューブ１３０内で基板Ｓに対するエピタキシャル工程が行える。

【0056】

回転駆動部１７４は、基板支持部１７１を回転させるように基板支持部１７１と接続されたシャフト１７２と接続される。回転駆動部１７４は、シャフト１７２の上下方向の中心軸を基準としてシャフト１７２を回転させる。したがって、シャフト１７２と接続された基板支持部１７１も上下方向の中心軸を基準として回転可能である。基板Ｓの処理工程が行われるとき、チューブ１３０の一方の側に供給された１種以上のガスが基板支持部１７１に積載された基板Ｓを通過してチューブ１３０の他方の側に排気される。このとき、回転駆動部１７４の作動により基板支持部１７１が回転すると、基板支持部１７１を通過しようとするガスが混合され、基板Ｓ上の面積に亘って均一に分布可能である。したがって、基板Ｓの上に蒸着される膜の品質が向上する。

【0057】

支持板１８０は、シャフト１７２に配設され、基板支持部１７１とともに上昇して外部チューブ１２０またはチューブ１３０の内部の工程空間を外部から密閉する役割を担う。支持板１８０は、基板支持部１７１の下側に離間して配置される。また、支持板１８０と外部チューブ１２０との間または支持板１８０とチューブ１３０との間にはＯリング状の封止部材１８１が配設されて工程空間を密閉する。支持板１８０とシャフト１７２との間には軸受け部材１８２が配設され、シャフト１７２は、軸受け部材１８２により支持された状態で回転可能である。

【0058】

図４から図６を参照すると、第１のガス供給部１４０は、基板Ｓが積載される方向に沿って延設される噴射ユニット１４１と、該噴射ユニット１４１にガスを供給するように噴射ユニット１４１と接続されるガス供給ユニット１４２とを備える。このとき、第１のガス供給部１４０は、複数枚の基板Ｓにシリコン原料ガス及びエッチングガスが供給可能である。すなわち、第１のガス供給部１４０は、基板Ｓの処理工程の主な原料ガスを処理空間内に供給する役割を担う。

【0059】

噴射ユニット１４１は、パイプ状に形成され、基板Ｓが積載される方向、例えば、上下方向に延設される。噴射ユニット１４１は、チューブ１３０と外部チューブ１２０との間に配置される。噴射ユニット１４１は上部が閉鎖され、その下部がガス供給ユニット１４２と接続される。また、噴射ユニット１４１には、基板Ｓが積載される方向に沿って基板Ｓの処理空間に対応して配置される複数の噴射孔１４１ａが配設される。すなわち、基板支持部１７１が形成する各層と対応する位置に噴射孔１４１ａが配設される。したがって、ガス供給ユニット１４２を介して噴射ユニット１４１の内部に供給された第１のガスが噴射孔１４１ａを介して基板Ｓの各処理空間に供給される。

【0060】

複数の噴射孔１４１ａは、噴射ユニット１４１のガス供給ユニット１４２が接続される部分から遠距離に配置されるほど直径が大きく形成される。例えば、ガス供給ユニット１４２が噴射ユニット１４１の下端と接続されて第１のガスが噴射ユニット１４１の下部から上部に供給される場合、上側に位置する噴射孔の直径が下側に位置する噴射孔の直径よりも大きく形成されてもよい。

【0061】

すなわち、ガス供給ユニット１４２と近い噴射孔の場合、第１のガスが近い位置から供給されるので、多量の第１のガスが流れ込み易い。これに対し、第１のガス供給部１４０から遠距離に配置される噴射孔の場合、第１のガスが遠距離から供給されるため、近い位置の噴射孔よりも遠い距離を移動して第１のガスを供給される。このため、第１のガス供給部１４０を介して噴射ユニット１４１に第１のガスを供給する場合、第１のガス供給部１４０と近い下側の噴射孔から噴射される第１のガスの量と、第１のガス供給部１４０から遠距離に配置される噴射孔から噴射される第１のガスの量とが異なってくることがある。

【0062】

したがって、第１のガス供給部１４０と近い位置の噴射孔は直径を小さくして第１のガスが噴射可能な量を減らし、第１のガス供給部１４０から遠距離に位置する噴射孔は直径を大きくして第１のガスが噴射可能な量を増やすことができる。すなわち、第１のガス供給部１４０と近い位置の噴射孔と、第１のガス供給部１４０から遠距離に配置される噴射孔とが均一な量の第１のガスを供給するように、噴射孔１４１ａの直径を調節することができる。このため、各層の基板Ｓに均一な量の第１のガスが供給されて工程の効率が向上する。

【0063】

ガス供給ユニット１４２は、第１のガスが移動する経路を形成する第１のガス配管１４２ａと、１種以上のガスをそれぞれ貯留する１以上のガス供給源及び各ガス供給源別に配設される１以上の制御弁を備える。

【0064】

このとき、第１のガスとしては、シリコン原料ガス、エッチングガス（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｇａｓ）、及びキャリアガス（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｇａｓ）のうちのいずれか１種を用いることができる。また、シリコン原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ_４）、ジクロロシラン（ＤＣＳ）などを用いることができ、エッチングガスとしては、塩化水素（ＨＣｌ）などを用いることができ、キャリアガスとしては、水素（Ｈ_２）などを用いることができる。キャリアガスは、シリコン原料ガス及びエッチングガスの濃度を希釈させる。したがって、キャリアガスの供給量を制御すると、シリコン原料ガスまたはエッチングガスの濃度を制御することができる。なお、シリコン原料ガス、エッチングガス及びキャリアガスは、分子量が異なるため混合され易い。しかしながら、第１のガスの原料はこれに何等限定されるものではなく、ドーパントガスなどの様々な原料を採用することができる。

【0065】

第１のガス配管１４２ａは、パイプ状に形成されて、一方の端が噴射ユニット１４１と接続され、他方の端がガス供給源と接続される。

【0066】

ガス供給源は、用いられる第１のガスの種類に見合う分だけ配設される。例えば、ガス供給源は、シリコン原料ガスが貯留されるシリコン原料ガス供給源１４２ｃと、エッチングガスが貯留されるエッチングガス供給源１４２ｅと、キャリアガスが貯留されるキャリアガス供給源１４２ｇとを備えていてもよい。したがって、第１のガス配管１４２ａの他方の端は、経路が分割されて各ガス供給源に接続される。すなわち、シリコン原料ガスの移動経路、エッチングガスの移動経路及びキャリアガスの移動経路が一つに合流されて噴射ユニット１４１と接続される。

【0067】

制御弁１４２ｂ、１４２ｄ、１４２ｆは、各ガス供給源に配設されて第１のガス配管１４２ａに供給されるガスの流量を制御する。例えば、制御弁１４２ｂ、１４２ｄ、１４２ｆは、シリコン原料ガス供給源１４２ｃに配設されてシリコン原料ガスの流量を制御するシリコン原料ガス制御弁１４２ｂと、エッチングガス供給源１４２ｅに配設されてエッチングガスの流量を制御するエッチングガス制御弁１４２ｄと、キャリアガスガス供給源１４２ｇに配設されてキャリアガスの流量を制御するキャリアガス制御弁１４２ｆとを備えていてもよい。したがって、制御弁１４２ｂ、１４２ｄ、１４２ｆを制御すると、噴射ユニット１４１を介して基板Ｓに噴射される第１のガスの全体の流量を制御することができる。なお、基板Ｓに供給されるガスの種類を選択することができる。しかしながら、用いられるガスの種類や第１のガス供給部１４０の構造はこれに何等限定されるものではなく、種々に変更可能である。

【0068】

第２のガス供給部１５０は、処理空間のそれぞれに対応するように高さが異なるように形成される複数の噴射器１５１と、噴射器１５１の一方の端にそれぞれ接続される複数のガス供給ライン１５２とを備える。このとき、第２のガス供給部１５０は、複数枚の基板Ｓのそれぞれに選択的にドーパントガスまたはエッチングガスを供給してもよい。すなわち、第２のガス供給部１５０は、基板Ｓの処理工程に際して補助ガスを処理空間内に供給する役割を担う。

【0069】

噴射器１５１は、パイプ状に形成され、基板支持部１７１が有する処理空間の数に見合う分だけ、または処理空間の数よりも１つ少ない数だけ配設される。例えば、基板支持部１７１が１５枚の基板Ｓを支持して１５枚の基板Ｓの処理空間が形成される場合、１４個の噴射器１５１が配設されてもよい。すなわち、噴射器１５１は、噴射ユニット１４１と重なり合う１箇所を除いては、全ての処理空間と接続されてもよい。

【0070】

噴射器１５１の他方の端には、ガスを噴射する噴射孔１５１ａが形成され、噴射器１５１の他方の端は、処理空間に向かって延設される。また、噴射器１５１は、チューブ１３０と外部チューブ１２０との間に配置される。例えば、噴射器１５１は、「Ｌ」字状に形成されてもよい。したがって、基板Ｓの処理空間に突き出た他方の端がチューブ１３０の貫通孔を介して処理空間と接することができる。このため、ガス供給ライン１５２を介して噴射器１５１の一方の端、例えば、下端に供給された第２のガスが噴射器１５１の内部に供給されて噴射孔１５１ａを介して各処理空間に配置された基板Ｓに噴射される。

【0071】

また、複数の噴射器１５１は、各処理空間、すなわち、基板支持部１７１が形成する各層にガスを各々個別に供給するために高さが異なるように形成される。すなわち、下側の処理空間と接する噴射器１５１は高さが小さく形成され、上側の処理空間と接する噴射器１５１の高さは大きく形成される。例えば、噴射器１５１の噴射孔１５１ａは、チューブ１３０の周りに沿ってらせん状に配置されて、高さが最も小さい噴射器１５１から高さが最も大きい噴射器１５１に順次噴射器１５１が配置されてもよい。したがって、高さが異なる複数の噴射器１５１が不規則的に配置されるときよりも空間の効率が向上する。

【0072】

ガス供給ライン１５２は、ガスが移動する経路を形成し、噴射器にそれぞれ接続される第２のガス配管１５２ａと、第２のガス配管１５２ａ内のガスの流量を測定するように第２のガス配管１５２ａに配設される流量センサ１５２ｂと、第２のガス配管１５２ａ内のガスの流量を制御するように第２のガス配管１５２ａに配設される弁１５２ｃとを備える。

【0073】

このとき、第２のガスとしては、ドーパントガス（Ｄｏｐａｎｔ Ｇａｓ）、エッチングガス及びキャリアガスのうちの少なくとも１種を用いることができる。エッチングガスとしては、塩化水素（ＨＣｌ）を用いることができ、キャリアガスとしては、水素（Ｈ_２）を用いることができる。ドーパントガスは、シリコン原料ガスと混合されて基板Ｓの上に薄膜を蒸着する。したがって、基板Ｓが処理される処理空間内のドーパントガスの濃度を制御すると、シリコン薄膜のドーピング濃度を各々個別に制御することができる。キャリアガスは、シリコン原料ガスまたはエッチングガスの濃度を希釈させる。したがって、キャリアガスの供給量を制御すると、シリコン原料ガスまたはエッチングガスの濃度を制御することができる。しかしながら、第２のガスの原料はこれに何等限定されるものではなく、シリコン原料ガスなど様々な原料を採用することができる。

【0074】

このため、第２のガスの種類を選択することができるので、各処理空間別の工程を選択することができる。すなわち、第２のガスとしてエッチングガスのみを選択する場合、処理空間内のエッチングガスの混合率が高くなって基板Ｓに対する選択的なエピタキシャル成長が行われるようにエッチング工程を行うことができる。また、第２のガスとしてドーパントガスのみを選択する場合、処理空間内のドーパントガスの混合率が高くなり、第１のガスのシリコン原料ガス及びドーパントガスがミックスされて基板Ｓの上に薄膜を形成することもできる。なお、第２のガスの供給を止めると、第１のガスにより処理空間内の基板Ｓの上にシリコン薄膜を形成することができる。

【0075】

一方、第２のガス配管１５２ａがシリコン原料ガス供給源と接続される場合、基板Ｓ上の薄膜の膜厚をなお一層効率良く制御することができる。すなわち、基板Ｓ上の薄膜の膜厚が小さい場合、第２のガスとしてシリコン原料ガスを供給し、基板Ｓ上の薄膜の膜厚が大きい場合、第２のガスとしてエッチングガスを供給して、基板Ｓ上の薄膜の膜厚を調節することができる。したがって、基板Ｓの各処理空間別に供給される第２のガスを選択して処理空間別に基板Ｓの膜厚を制御することができ、基板Ｓ上の薄膜の品質が向上する。

【0076】

第２のガス配管１５２ａは、パイプ状に形成されて、一方の端が噴射器１５１と続され、他方の端が供給源１５２ｅ、１５２ｇ、１５２ｉと続される。

【0077】

供給源１５２ｅ、１５２ｇ、１５２ｉは、第２のガスが含むガスの種類に見合う分だけ配設される。例えば、供給源１５２ｅ、１５２ｇ、１５２ｉは、ドーパントガスが貯留されるドーパントガス供給源１５２ｅと、エッチングガスが貯留されるエッチングガス供給源１５２ｇと、キャリアガスが貯留されるキャリアガス供給源１５２ｉとを備えていてもよい。第２のガス配管１５２ａの一方の端は、経路が分割されて複数の噴射器１５１とそれぞれ接続され、一つに合流されてから、供給源１５２ｅ、１５２ｇ、１５２ｉの数に見合う分だけ分割されて他方の端が各供給源１５２ｅ、１５２ｇ、１５２ｉと接続される。

【0078】

流量弁１５２ｄ、１５２ｆ、１５２ｈは、各供給源に配設されて第２のガス配管１５２ａに供給されるガスの流量を制御する。例えば、流量弁１５２ｄ、１５２ｆ、１５２ｈは、ドーパントガス供給源１５２ｅに配設されてドーパントガスの流量を制御するドーパントガス流量弁１５２ｄと、エッチングガス供給源１５２ｇに配設されてエッチングガスの流量を制御するエッチングガス流量弁１５２ｆと、キャリアガス供給源１５２ｉに配設されてキャリアガスの流量を制御するキャリアガス流量弁１５２ｈとを備えていてもよい。したがって、流量弁１５２ｄ、１５２ｆ、１５２ｈを制御すると、噴射器１５１を介して基板Ｓに噴射される第２のガスの全体の流量を制御し、噴射されるガスの種類を選択することができる。

【0079】

流量センサ１５２ｂは、第２のガス配管１５２ａの分割されたそれぞれの一方の端に配設される。すなわち、それぞれの処理空間に供給される第２のガスの量を各々個別に測定するために処理空間の数に見合う分だけ、各処理空間と接続された第２のガス配管１５２ａの複数の一方の端に各々個別に配設される。流量センサ１５２ｂは、噴射ユニット１４１及び第２のガス配管１５２ａの一方の端が合流される部分の間に配設される。したがって、流量センサ１５２ｂを用いて、各処理空間に供給される第２のガスの流量を各々個別にリアルタイムにてモニタリングすることができる。

【0080】

弁１５２ｃは、第２のガス配管１５２ａの分割されたそれぞれの一方の端に配設される。すなわち、それぞれの処理空間に供給される第２のガスの量を各々個別に制御するために処理空間の数に見合う分だけ配設されて各処理空間と接続された第２のガス配管１５２ａの複数の一方の端に各々個別に配設される。弁１５２ｃは、噴射ユニット１４１及び第２のガス配管１５２ａの一方の端が合流される部分の間に配設される。また、弁１５２ｃは、流量センサ１５２ｂの前端または後端に配置されてもよい。このため、弁１５２ｃの作動を制御すると、各処理空間に供給される第２のガスの流量を各々個別に制御することができる。

【0081】

これについて述べると、基板支持部１７１が形成する基板Ｓの処理空間別に基板Ｓ上の薄膜の膜厚に違いが生じることがある。基板Ｓ上の薄膜の膜厚が大き過ぎる場合、処理空間に供給されるドーパントガスの量を減らしたり、供給されるエッチングガスの量を増やしたりしなければならない。逆に、基板Ｓ上の薄膜の膜厚が小さ過ぎる場合、供給されるドーパントガスの量を増やしたり、供給されるエッチングガスの量を減らしたりしなければならない。このため、各処理空間内の基板Ｓ上の薄膜の膜厚が異なる場合、特定の基板を基準として第２のガスが供給されるガスの量を制御すると、一部の基板の薄膜の膜厚は大き過ぎてしまい、他の一部の基板の薄膜の膜厚は小さ過ぎてしまうという不都合が生じる。

【0082】

したがって、処理空間別の基板Ｓ上の薄膜の膜厚を確認して、処理空間に応じて供給されるガスの濃度を制御することができる。すなわち、基板Ｓ上の薄膜の膜厚に応じて、流量センサ１５２ｂを用いて各処理空間に供給されるガスの流量を測定しながら弁１５２ｃを用いて各処理空間に供給されるガスの流量を制御することができる。このため、特定の基板Ｓを基準として供給されるガスの濃度を決定することなく、処理空間別に各々個別にガスの濃度を制御することができる。

【0083】

例えば、最上側に位置する基板Ｓの薄膜の膜厚が大き過ぎる場合、最上側の処理空間へのエッチングガスの供給量を増やして薄膜のうちの一部をエッチングし、最下側の処理空間へのエッチングガスの供給を遮断すればよい。

【0084】

これについて詳細に説明すると、基板Ｓに選択的なエピタキシャル成長（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｇｒｏｗｔｈ：ＳＥＧ）工程を行う場合、ヒータ１９０を用いて、基板Ｓが収容された全ての処理空間の温度を選択的なエピタキシャル成長に適した温度に昇温させる。次いで、第１のガス供給部１４０を介して、全ての処理空間にシリコン原料ガス、エッチングガス及びキャリアガスのうちの少なくとも１種からなる第１のガスを供給する。第１のガスは、基板Ｓを通過して排気部１６０を介して処理空間の外部に排気される。次いで、第２のガス供給部１５０を用いて、後述する様々な方法で第２のガスを処理空間にそれぞれ供給する。

【0085】

第一に、全ての流量弁１５２ｄ、１５２ｆ、１５２ｈ及び第２のガス配管１５２ａの全ての弁１５２ｃを開いて、ドーパントガス、エッチングガス及びキャリアガスのうちの少なくとも１種からなる第２のガスを全ての処理空間に供給する。したがって、第１のガス及び第２のガスが混合され、基板Ｓの上にシリコン及びドーパントが混合された薄膜を形成することができる。

【0086】

第二に、ドーパントガス流量弁１５２ｄを閉じた後、第２のガス配管１５２ａの全ての弁１５２ｃを開いてエッチングガスのみを各処理空間に供給し、処理空間内の不純物を取り除くことができる。また、エッチングガスは、薄膜をエッチングして薄膜の膜厚を小さくする。すなわち、シリコン原料ガス、エッチングガス及びキャリアガスのうちの少なくとも１種からなる第１のガスが処理空間に供給される状態でエッチングガスのみからなる第２のガスを処理空間に供給することができる。したがって、処理空間の内部ガス中のエッチングガスの割合が高くなって薄膜がエッチングされる。

【0087】

このとき、薄膜の膜厚が小さい基板Ｓが収容された処理空間に供給されるエッチングガスの量を調節することができる。すなわち、膜厚が小さい基板Ｓが収容された処理空間と接続される第２のガス配管１５２ａの弁１５２ｃのみを閉じて処理空間の内部に供給されるエッチングガスの流量のみを減らしたり、エッチングガスの流れ込みを遮断したりすることができる。このため、処理空間別にエッチングガスの供給量を制御して、薄膜の膜厚が大きい基板Ｓが収容された処理空間には多量のエッチングガスが供給されるようにし、薄膜の膜厚が小さい基板Ｓが収容された処理空間には少量のエッチングガスが供給されるようにしたり、エッチングガスの供給を止めたりすることができる。

【0088】

一方、先行工程においてパターニングされた酸化物層または窒化物層などを有する基板Ｓに対して選択的なエピタキシャル工程を行ってもよい。まず、シリコン原料ガスからなる第１のガスを基板の上に供給してもよい。したがって、シリコン原料が基板Ｓの上に蒸着される。このとき、シリコンベア（ｂａｒｅ）基板の部分における薄膜の形成速度及びパターンが形成された部分における薄膜の形成速度が異なる。

【0089】

このため、基板Ｓの上に第２のガスを供給して基板Ｓが処理される処理空間の内部のガス成分を調節することができる。すなわち、エッチングガスのみまたはエッチングガス及びキャリアガスのみからなる第２のガスを基板Ｓの処理空間に供給すれば、第１のガス及び第２のガスが混合され、第２のガスにより処理空間の内部のエッチングガスの割合が高くなる。したがって、基板Ｓの薄膜の形成速度が遅い部分においては、薄膜が成長する前にエッチングガスにより取り除かれる。逆に、基板Ｓの薄膜の形成速度が速い部分においては、薄膜がエッチングガスに取り除かれる前に蒸着されて薄膜が成長することができる。このため、第２のガスのエッチングガスの濃度を制御すると、選択的なエピタキシャル工程を行うことができる。

【0090】

また、第２のガス供給部１５０の処理空間別に配設された弁１５２ｃによりそれぞれの処理空間に供給される第２のガスの量を処理空間別に各々個別に制御することができる。したがって、処理空間別にエッチングガスの濃度を制御すると、一部の基板においては薄膜の蒸着が盛んに行われ、他の基板においては薄膜の蒸着を鈍化させて基板Ｓ上の薄膜の成長速度に応じて基板Ｓの処理環境を選択的に制御することができる。

【0091】

第三に、ドーパントガス流量弁１５２ｄは開き、エッチングガス流量弁１５２ｆは閉じた後、第２のガス配管１５２ａの全ての弁１５２ｃを開いてドーパントガスのみを各処理空間に供給することができる。処理空間に供給されたドーパントガスは第１のガスと混合されて、基板Ｓの上に薄膜が形成される。このとき、薄膜のシリコン薄膜のドーピング濃度が高い処理空間に供給されるドーパントガスの量を調節することができる。

【0092】

すなわち、薄膜のドーピング濃度が高い処理空間と接続される第２のガス配管１５２ａを閉じて処理空間の内部に供給されるドーパントガスの流量のみを減らしたり、ドーパントガスの流れ込みを遮断したりすることができる。このため、処理空間別にドーパントガスの供給量を制御して、薄膜のドーピング濃度が高い処理空間には少量のドーパントガスが供給されるようにしたり、ドーパントガスの供給を止めたりし、薄膜のドーピング濃度が低い処理空間には多量のドーパントガスが供給されるようにすることができる。

【0093】

第四に、ドーパントガス流量弁１５２ｄ及びエッチングガス流量弁１５２ｆを全て閉じ、第２のガス配管１５２ａの全ての弁１５２ｃを閉じてもよい。したがって、処理空間の内部に第１のガスのみが供給されるので、シリコン原料ガスにより基板Ｓの上にシリコン薄膜のみを形成することができる。

【0094】

これらの過程を種々に組み合わせて、基板Ｓに高品質の薄膜、すなわち、高品質の選択的なエピタキシャル膜を形成することができる。また、基板Ｓの処理空間別に各々個別に基板Ｓの処理が行われる最上の条件を造成して、生産される基板Ｓまたは基板Ｓ上の薄膜の品質が向上する。しかしながら、ドーパントガス、エッチングガスなどが供給される順序及び方法はこれに何等限定されるものではなく、種々に変更可能である。

【0095】

一方、第１のガスを供給する第１のガス供給部１４０及び第２のガスを供給する第２のガス供給部１５０を各々個別に配設することにより、複数の処理空間のそれぞれに供給されるガスの混合比を制御することができる。すなわち、第１のガス供給部１４０は、基板Ｓの処理工程の主ガス（第１のガス）を全ての処理空間に供給して基板Ｓの上にシリコン薄膜を蒸着することができる。第２のガス供給部１５０は、基板Ｓの処理工程の補助ガス（第２のガス）を供給して主ガスと混合する。このとき、第２のガス供給部１５０は、ドーパントガス及びエッチングガスのうちの少なくとも一方を選択してそれぞれの処理空間に供給する。したがって、処理空間の内部のドーパントガスの濃度を高めたり、エッチングガスの濃度を高めたりすることができる。このため、第２のガス供給部１５０から供給したガスは、第１のガス供給部１４０から供給するガスの成分比を調節する。すなわち、第２のガスを供給することにより、第１のガスまたは処理空間の内部のガスをチューニング（Ｔｕｎｎｉｎｇ）することができる。

【0096】

例えば、第２のガスとしてエッチングガスを供給すれば、処理空間の内部のエッチングガスの供給比が高くなって、選択的なエピタキシャル成長が行われるようにエッチング工程を行うことができる。逆に、第２のガスとしてドーパントガスを供給すれば、処理空間の内部のドーパントガスの割合が高くなって、処理空間内においてドーピング工程が盛んに行われる。したがって、第２のガス供給部１５０が供給するガスの種類を選択すれば、処理空間の内部においてドーピング工程を行うか、エッチング工程を行うか、または選択的なエピタキシャル工程を行うかなどを選択することができる。

【0097】

また、第２のガス供給部１５０は、複数の処理室のそれぞれに供給される第２のガスの流量を各々個別に制御することができる。したがって、第２のガス供給部１５０を用いて、それぞれの処理空間の内部のガス成分を各々個別に調節することができる。したがって、それぞれの処理空間の内部の環境が各々個別に制御し易く、装備の構成が単純になる。

【0098】

これに対し、第１のガス供給部１４０及び第２のガス供給部１５０を各々個別に配設することなく、単一のガス供給部を介して複数の処理空間に処理ガスを供給する場合は、複数の処理空間の内部のガス成分を各々個別に制御することができない。すなわち、全体の処理空間に対するガスの成分しか制御することができず、処理空間別に処理空間の内部のガス成分を制御することができない。したがって、特定の処理空間を基準として処理ガスを供給する場合、他の処理空間内の基板の上には薄膜が正常に蒸着されないか、または蒸着され過ぎてしまうという不都合が発生する。

【0099】

また、複数の処理空間のそれぞれに、シリコン原料ガス供給源、ドーパントガス供給源、エッチングガス供給源及びキャリアガス供給源を接続する場合は、処理空間の内部のガスをチューニングし難い。すなわち、それぞれの処理空間に供給されるガスは選択することができるが、ガスの流量を制御する構成要素が配設されていないため、チューニングに限界がある。これに対し、本発明の実施の形態に係る第２のガス供給部１５０は、それぞれのガス供給源の流量を制御する制御弁１５２ｄ、１５２ｆ、１５２ｈとは別途に、それぞれの処理空間に供給される第２のガスの流量を制御する別途の弁１５２ｃ及び流量センサ１５２ｂが配設されて、手軽に処理空間に供給されるガスの種類及び流量を制御することができる。

【0100】

さらに、複数の処理空間のそれぞれに、シリコン原料ガス供給源、ドーパントガス供給源、エッチングガス供給源及びキャリアガス供給源を接続する場合、処理空間が増えるにつれて、配設すべきガスの供給源が増え、ガス配管の接続関係が複雑になるため、装備が肥大化する虞がある。装備が肥大化するほど、装備のメンテナンスが行い難いという不都合が発生する。

【0101】

排気部１６０は、チューブ１３０の内部空間と連通される排気孔を備え、チューブ１３０の他方の側に配設される排気管１６１と、一方の端が排気管１６１と接続される排気ライン１６２と、排気ライン１６２の他方の端と接続される排気ポンプ（図示せず）とを備える。排気管１６１の排気孔は、チューブ１３０の周りの一方の側に配置される噴射ユニット１４１の噴射孔と対応する位置に配置される。なお、排気ライン１６２には排気ガス制御弁（図示せず）が配設されて、排気ライン１６２を開閉してもよい。したがって、排気部１６０は、チューブ１３０の内部のガスや反応副産物をチューブ１３０の外部に排気することができる。しかしながら、基板処理装置１００の構造及び形状はこれに何等限定されるものではなく、種々に変更可能である。

【0102】

このように、複数枚の基板Ｓが処理される処理空間ごとに各々個別にガスを供給するガス供給部１４０、１５０を配設して、各基板Ｓの状況に応じて処理空間に供給されるガスの量を各々個別に制御することができる。このため、各基板Ｓに対して最上の条件下で処理工程が行われるので、基板Ｓまたは基板Ｓ上の薄膜の品質が向上する。

【0103】

また、ガス供給部１４０、１５０が処理工程の状況に応じて選択的に１種以上のガスを処理空間に供給することができるので、基板Ｓの上に形成される薄膜の膜厚を調節することができ、その結果、基板Ｓまたは基板Ｓ上の薄膜の品質が向上する。

【0104】

さらに、処理空間別に供給されるガスの量及びガスの種類を制御することができるので、基板Ｓの状況に応じて処理工程の条件を速やかに制御することができる。したがって、基板Ｓまたは基板Ｓ上の薄膜に不良が生じることが低減されて、基板処理工程の効率が向上する。

【0105】

さらにまた、主原料ガスを供給する第１のガス供給部１４０及び１種以上のガスのうちの少なくとも１種を選択的に供給する第２のガス供給部１５０を配設して、第２のガス供給部から供給されるガスを選択して、処理空間内のガスの混合割合を制御することができる。なお、第２のガス供給部１５０から供給されるガスを選択して、基板Ｓに対する種々の処理工程を選択的に行うことができる。

【0106】

以上、本発明の詳細な説明の欄においては具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において種々の形態に変形可能である。よって、本発明の範囲は説明された実施の形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等なものにより定められるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】