特許 7399260 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム、およびインナーチューブ

(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】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム、およびインナーチューブ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20231208BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20231208BHJP

   H01L 21/318 20060101ALN20231208BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

C23C16/455

H01L21/318 B

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022509877

(86)(22)【出願日】2020-03-25

(86)【国際出願番号】 JP2020013323

(87)【国際公開番号】W WO2021192090

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-08-01

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(72)【発明者】

【氏名】岡嶋 優作

(72)【発明者】

【氏名】山口 天和

(72)【発明者】

【氏名】坂井 佑之輔

(72)【発明者】

【氏名】今井 義則

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６２０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２２８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７８４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１５１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２７２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０３２８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９６４５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数枚の基板のそれぞれを水平姿勢で所定の配列方向に沿って多段に配列させて収容する基板収容領域を内部に有するインナーチューブと、
前記インナーチューブの外側に配置されるアウターチューブと、
前記インナーチューブの側壁に、前記配列方向に沿って複数設けられるガス供給口と、
前記インナーチューブの側壁に、前記配列方向に沿って複数設けられる第１排気口と、
前記アウターチューブにおける前記配列方向に沿った一端側であって、前記基板収容領域を挟んで前記第１排気口と対向する位置に設けられる第２排気口と、
前記インナーチューブと前記アウターチューブとの間の円環状の空間内のガスの流れを制御する整流機構と、を備え、
前記整流機構は、複数の前記第１排気口のうち前記第２排気口から最も離れた第１排気口を排気口Ａとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ａに対向するガス供給口をガス供給口Ａとしたとき、前記ガス供給口Ａの近傍に、前記ガス供給口Ａの外周の少なくとも一部を囲うフィンを備える基板処理装置。

【請求項2】

前記整流機構は、前記ガス供給口Ａの水平方向における内径よりも大きな所定の長さで水平方向に沿って延在する第１フィンを、前記ガス供給口Ａの近傍に備える、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記整流機構は、前記第１フィンを、前記配列方向に沿って前記ガス供給口Ａを両側から挟むように、前記ガス供給口Ａの近傍にそれぞれ備える、
請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記整流機構は、前記ガス供給口Ａの前記配列方向における内径よりも大きな所定の長さで前記配列方向に沿って延在する第２フィンを、前記ガス供給口Ａの近傍に備える、
請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記整流機構は、前記第２フィンを、水平方向に沿って前記ガス供給口Ａを両側から挟むように、前記ガス供給口Ａの近傍にそれぞれ備える、
請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記整流機構は、
複数の前記第１排気口のうち前記排気口Ａとは異なる排気口を排気口Ｂとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ｂに対向するガス供給口をガス供給口Ｂとしたとき、
前記ガス供給口Ｂの水平方向における内径よりも大きな所定の長さで水平方向に沿って延在する第３フィンを、前記ガス供給口Ｂの近傍に備える、
請求項１～５のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記整流機構は、前記第３フィンを、前記配列方向に沿って前記ガス供給口Ｂを両側から挟むように、前記ガス供給口Ｂの近傍にそれぞれ備える、
請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記整流機構は、
複数の前記第１排気口のうち前記排気口Ａとは異なる排気口を排気口Ｂとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ｂに対向するガス供給口をガス供給口Ｂとしたとき、
前記ガス供給口Ｂの前記配列方向における内径よりも大きな所定の長さで前記配列方向に沿って延在する第４フィンを、前記ガス供給口Ｂの近傍に備える、
請求項１～７のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記整流機構は、前記第４フィンを、前記ガス供給口Ｂを水平方向に沿って両側から挟むように、前記ガス供給口Ｂの近傍にそれぞれ備える、
請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記整流機構は、複数の前記第１排気口のうち前記第２排気口に最も近い第１排気口を排気口Ｃとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ｃに対向するガス供給口をガス供給口Ｃとしたとき、
前記ガス供給口Ｃの近傍に設けられる前記第４フィンの端部から、前記配列方向に沿って或いは前記第２排気口へ向かって所定の長さで延在する第５フィンをさらに有する、
請求項８または９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記第５フィンの端部と前記インナーチューブの側壁の端部との間に、間隙が設けられている、
請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記第５フィンは、前記ガス供給口Ｃの両側に備えられた前記第４フィンの端部からそれぞれ延在しており、
前記第５フィンにおける前記第２排気口側の端部は、互いに接合するように構成されている、
請求項１０または１１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記整流機構は、前記排気口Ａと前記ガス供給口Ａとの間における前記排気口Ａの近傍に、前記排気口Ａの水平方向における内径よりも大きな所定の長さで水平方向に沿って延在する第６フィンを備える、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記第１排気口は前記基板収容領域を挟んで前記ガス供給口と対向する位置に設けられている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項15】

複数枚の基板のそれぞれを水平姿勢で所定の配列方向に沿って多段に配列させてインナーチューブ内の基板収容領域に収容する工程と、
前記インナーチューブの側壁に前記配列方向に沿って複数設けられたガス供給口から前記インナーチューブ内に向けてガスを供給する工程と、
前記インナーチューブの側壁に前記配列方向に沿って複数設けられた第１排気口から、前記インナーチューブの外側に配置されるアウターチューブ内へ、前記インナーチューブ内に供給されたガスを排出する工程と、
前記アウターチューブにおける前記配列方向に沿った一端側であって、前記基板収容領域を挟んで前記第１排気口と対向する位置に設けられる第２排気口から、前記インナーチューブと前記アウターチューブとの間の円環状の空間内を排気する工程と、
複数の前記第１排気口のうち前記第２排気口から最も離れた第１排気口を排気口Ａとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ａに対向するガス供給口をガス供給口Ａとしたとき、前記ガス供給口Ａの近傍に、前記ガス供給口Ａの外周の少なくとも一部を囲うフィンを備える整流機構を用い、前記円環状の空間内のガスの流れを制御する工程と、
を有する基板処理方法。

【請求項16】

複数枚の基板のそれぞれを水平姿勢で所定の配列方向に沿って多段に配列させてインナーチューブ内の基板収容領域に収容する工程と、
前記インナーチューブの側壁に前記配列方向に沿って複数設けられたガス供給口から前記インナーチューブ内に向けてガスを供給する工程と、
前記インナーチューブの側壁に前記配列方向に沿って複数設けられた第１排気口から、前記インナーチューブの外側に配置されるアウターチューブ内へ、前記インナーチューブ内に供給されたガスを排出する工程と、
前記アウターチューブにおける前記配列方向に沿った一端側であって、前記基板収容領域を挟んで前記第１排気口と対向する位置に設けられる第２排気口から、前記インナーチューブと前記アウターチューブとの間の円環状の空間内を排気する工程と、
複数の前記第１排気口のうち前記第２排気口から最も離れた第１排気口を排気口Ａとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ａに対向するガス供給口をガス供給口Ａとしたとき、前記ガス供給口Ａの近傍に、前記ガス供給口Ａの外周の少なくとも一部を囲うフィンを備える整流機構を用い、前記円環状の空間内のガスの流れを制御する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項17】

複数枚の基板のそれぞれを水平姿勢で所定の配列方向に沿って多段に配列させてインナーチューブ内の基板収容領域に収容する手順と、
前記インナーチューブの側壁に前記配列方向に沿って複数設けられたガス供給口から前記インナーチューブ内に向けてガスを供給する手順と、
前記インナーチューブの側壁に前記配列方向に沿って複数設けられた第１排気口から、前記インナーチューブの外側に配置されるアウターチューブ内へ、前記インナーチューブ内に供給されたガスを排出する手順と、
前記アウターチューブにおける前記配列方向に沿った一端側であって、前記基板収容領域を挟んで前記第１排気口と対向する位置に設けられる第２排気口から、前記インナーチューブと前記アウターチューブとの間の円環状の空間内を排気する手順と、
複数の前記第１排気口のうち前記第２排気口から最も離れた第１排気口を排気口Ａとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ａに対向するガス供給口をガス供給口Ａとしたとき、前記ガス供給口Ａの近傍に、前記ガス供給口Ａの外周の少なくとも一部を囲うフィンを備える整流機構を用い、前記円環状の空間内のガスの流れを制御する手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。

【請求項18】

複数枚の基板のそれぞれを水平姿勢で所定の配列方向に沿って多段に配列させて収容する基板収容領域を内部に有し、前記配列方向に沿った一端側に第２排気口が設けられたアウターチューブ内に配置されるインナーチューブであって、
前記インナーチューブの側壁には、前記配列方向に沿って複数のガス供給口が設けられ、
前記インナーチューブの側壁には、前記配列方向に沿って、前記基板収容領域を挟んで前記第２排気口と対向する位置に複数の第１排気口が設けられ、
複数の前記第１排気口のうち前記第２排気口から最も離れた第１排気口を排気口Ａとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ａに対向するガス供給口をガス供給口Ａとしたとき、前記インナーチューブの側壁における前記ガス供給口Ａの近傍に、前記インナーチューブと前記アウターチューブとの間の円環状の空間内のガスの流れを制御する整流機構の少なくとも一部を構成するフィンが、前記ガス供給口Ａの外周の少なくとも一部を囲うように設けられているインナーチューブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム、およびインナーチューブに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程の一工程として、複数枚の基板を収容した処理室内へガスを供給し、基板を処理する工程が行われることがある（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０８８５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板を処理する際、基板に対する処理の品質を向上させる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様によれば、
複数枚の基板のそれぞれを水平姿勢で所定の配列方向に沿って多段に配列させて収容する基板収容領域を内部に有するインナーチューブと、
前記インナーチューブの外側に配置されるアウターチューブと、
前記インナーチューブの側壁に、前記配列方向に沿って複数設けられるガス供給口と、
前記インナーチューブの側壁に、前記配列方向に沿って複数設けられる第１排気口と、
前記アウターチューブにおける前記配列方向に沿った一端側に設けられる第２排気口と、
前記インナーチューブと前記アウターチューブとの間の円環状の空間内のガスの流れを制御する整流機構と、を備え、
前記整流機構は、複数の前記第１排気口のうち前記第２排気口から最も離れた第１排気口を排気口Ａとし、複数の前記ガス供給口のうち前記排気口Ａに対向するガス供給口をガス供給口Ａとしたとき、前記ガス供給口Ａの近傍に、前記ガス供給口Ａの外周の少なくとも一部を囲うフィンを備える基板処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板を処理する際、基板に対する処理の品質を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。

【図2】本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉のガス供給系の構成を示す図である。

【図3】本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。

【図4】本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉の要部を図１のＢ－Ｂ線断面図で示す図である。

【図5】本開示の一態様に係る基板処理装置の要部の構成例を示す図であり、図５（ａ）は、内管２１の外壁を図４のＣ方向から見た図であり、図５（ｂ）は、内管２１の外壁を図４のＤ方向から見た図であり、図５（ｃ）は、内管２１の外壁を図４のＥ方向から見た図である。

【図6】図６（ａ）は、内管２１に設けられた第１排気口４１から、内管２１の天板と外管２２の天板との間の空間内へ排出され、内管２１に設けられたガス供給口３１へと向かう排気ガスの流れを示す図であり、図６（ｂ）は、内管２１に設けられた第１排気口４１から内管２１と外管２２との間の円環状の空間内へ排出され、内管２１に設けられたガス供給口３１へと向かう排気ガスの流れを示す図である。

【図7】図７（ａ）、図７（ｂ）は、それぞれ、内管２１に設けられた第１排気口４１から内管２１と外管２２との間の円環状の空間内へ排出され、外管２２に設けられた第２排気口９１へと向かう排気ガスが乱流発生箇所を示す図である。

【図8】図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ、本開示の他の態様に係る基板処理装置の要部の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜本開示の一態様＞
以下に、本開示の一態様について、図１～図４、図５（ａ）～図５（ｃ）を参照しながら説明する。

【0009】

（１）基板処理装置の構成
本態様に係る基板処理装置は、半導体装置の製造工程で用いられるもので、処理対象となる基板を複数枚（例えば５～１００枚）ずつ纏めて処理を行う縦型基板処理装置として構成されている。処理対象となる基板としては、例えば、半導体集積回路装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」という。）が挙げられる。

【0010】

図１に示すように、本態様に係る基板処理装置は、縦型処理炉１を備えている。縦型処理炉１は、加熱部（加熱機構、加熱系）としてのヒータ１０を有する。ヒータ１０は、円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより基板処理装置の設置床（図示せず）に対して垂直に据え付けられている。ヒータ１０は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。

【0011】

ヒータ１０の内側には、ヒータ１０と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０が配設されている。反応管２０は、インナーチューブとしての内管２１と、内管２１を同心円状に取り囲むアウターチューブとしての外管２２と、を備えた二重管構成を有している。内管２１および外管２２は、それぞれ、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成されている。内管２１および外管２２は、それぞれ、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。

【0012】

内管２１の内部には、ウエハＷに対する処理が行われる処理室２３が形成されている。処理室２３は、複数枚のウエハＷのそれぞれを、後述するボート４０によって水平姿勢で所定の配列方向（ここでは鉛直方向）に沿って多段に配列させた状態で収容可能に構成されている。本明細書では、処理室２３内において複数枚のウエハＷが配列される方向を、配列方向とも称する。また、処理室２３内において複数枚のウエハＷが水平姿勢で配列方向に沿って収容される領域を、基板収容領域６５とも称する。

【0013】

反応管２０の下方には、反応管２０の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ５０が設けられている。シールキャップ５０は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ５０の上面には、反応管２０の下端と当接する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。シールキャップ５０は、昇降機構としてのボートエレベータ（図示せず）によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータは、シールキャップ５０を昇降させることで、ウエハＷを保持したボート４０を処理室２３内外に搬入および搬出（搬送）する搬送装置（搬送機構）として構成されている。

【0014】

シールキャップ５０の下方には、基板搬入搬出口（図示せず）が設けられている。基板搬入搬出口を介して、搬送ロボット（図示せず）により、ウエハＷが移載室（図示せず）の内外を移動する。移載室内でボート４０へのウエハＷの装填、ボート４０からのウエハＷの脱装が行われる。

【0015】

基板支持具としてのボート４０は、複数枚（例えば５～１００枚）のウエハＷのそれぞれを、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で、所定の配列方向（ここでは鉛直方向）に沿って多段に配列させて支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート４０は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料によって構成される。ボート４０の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される断熱筒として構成された断熱部４２が配設されている。断熱部４２は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される断熱板を水平姿勢で多段に支持することで構成されていてもよい。

【0016】

反応管２０には、内管２１内に向けてガスを供給するガス供給部としてのノズル３０が、上述の配列方向（ここでは鉛直方向）に沿って複数配列するように、また、ヒータ１０および外管２２を側方から貫通するように設けられている。なお、ノズル３０は、基板収容領域６５内に収容されるウエハＷ毎にそれぞれ１つずつ設けられている。また、ノズル３０は、基板収容領域６５内に収容されるウエハＷの表面に対して、ほぼ平行な方向に向けてガスを噴射することが可能なように取り付けられている。

【0017】

図５（ａ）にも示すように、内管２１の側壁には、ノズル３０から供給されるガスを内管２１内へ導入するガス供給口３１が、上述の配列方向（ここでは鉛直方向）に沿って複数配列するように設けられている。なお、ガス供給口３１は、基板収容領域６５内に収容されるウエハＷ毎にそれぞれ１つずつ設けられている。また、複数のガス供給口３１のそれぞれは、複数のノズル３０のそれぞれの先端部分と対向する位置に設けられている。なお、本明細書では、複数のガス供給口３１のうち、後述する第２排気口９１から最も離れたガス供給口３１、すなわち、最も上方に設けられるガス供給口３１（後述する第１排気口４１ａに対向するガス供給口３１）を、ガス供給口Ａ（ガス供給口３１ａ）とも称する。また、複数のガス供給口３１のうち、ガス供給口３１ａとは異なるガス供給口（後述する第１排気口４１ｂに対向するガス供給口３１）を、ガス供給口Ｂ（ガス供給口３１ｂ）とも称する。また、複数のガス供給口３１ｂのうち、後述する第２排気口９１に最も近接するガス供給口３１ｂ、すなわち、最も下方に設けられるガス供給口３１ｂ（後述する第１排気口４１ｃに対向するガス供給口３１）を、ガス供給口Ｃ（ガス供給口３１ｃ）とも称する。

【0018】

図２に示すように、ノズル３０には、それぞれ、ガス供給管５１が接続されている。ガス供給管５１には、ガス流の上流側から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５１ａおよび開閉弁であるバルブ５１ｂが設けられている。ガス供給管５１のバルブ５１ｂよりも下流側には、ガス供給管５２，５３が接続されている。ガス供給管５２，５３には、それぞれ、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ５２ａ，５３ａおよびバルブ５２ｂ，５３ｂが設けられている。

【0019】

ガス供給管５１からは、原料ガスとして、例えば、ウエハＷ上に形成される膜を構成する主元素としてのシリコン（Ｓｉ）を含むシラン系ガスが、ＭＦＣ５１ａ、バルブ５１ｂ、ノズル３０を介して処理室２３内へ供給される。シラン系ガスとしては、例えば、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＳ）ガスを用いることができる。

【0020】

ガス供給管５２からは、反応ガスとして、例えば、窒化ガスが、ＭＦＣ５２ａ、バルブ５２ｂ、ガス供給管５１、ノズル３０を介して処理室２３内へ供給される。窒化ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）ガスを用いることができる。

【0021】

ガス供給管５３からは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスが、ＭＦＣ５３ａ、バルブ５３ｂ、ガス供給管５１、ノズル３０を介して処理室２３内へ供給される。Ｎ_２ガスは、パージガス、希釈ガス、あるいはキャリアガスとして作用する。

【0022】

図４に示すように、内管２１の側壁における上述の基板収容領域６５を挟んでガス供給口３１と対向する位置には、第１排気口４１が設けられている。図１および図５（ｃ）に示すように、第１排気口４１は、上述の配列方向（ここでは鉛直方向）に沿って複数配列するように設けられている。第１排気口４１は、ガス供給口３１から内管２１内へ供給されたガスを内管２１内から排出するように構成されている。なお、第１排気口４１は、ガス供給口３１毎に、すなわち、基板収容領域６５内に収容されるウエハＷ毎にそれぞれ１つずつ設けられている。なお、本明細書では、複数の第１排気口４１のうち、後述する第２排気口９１から最も離れた第１排気口４１、すなわち、最も上方に設けられる第１排気口４１を、排気口Ａ（第１排気口４１ａ）とも称する。また、複数の第１排気口４１のうち、第１排気口４１ａとは異なる排気口を排気口Ｂ（第１排気口４１ｂ）とも称する。また、複数の第１排気口４１ｂのうち、後述する第２排気口９１に最も近接する第１排気口４１ｂ、すなわち、最も下方に設けられる第１排気口４１ｂを排気口Ｃ（第１排気口４１ｃ）ともいう。

【0023】

外管２２における上述の配列方向（ここでは鉛直方向）に沿った一端側（ここでは下端側）には、複数の第１排気口４１のそれぞれを介して内管２１内から外管２２内へ排出されたガス、すなわち、内管２１と外管２２との間の円環状の空間内を流れる排気ガスを、反応管２０外へ排出する第２排気口９１が設けられている。第２排気口９１には、排気管６１が接続されている。排気管６１には、反応管２０内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ６２および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ６３を介して、真空排気装置としての真空ポンプ６４が接続されている。ＡＰＣバルブ６３は、真空ポンプ６４を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２３内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、さらに、真空ポンプ６４を作動させた状態で、圧力センサ６２により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２３内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管６１、ＡＰＣバルブ６３、圧力センサ６２により、排気系すなわち排気ラインが構成される。

【0024】

内管２１と外管２２との間には、内管２１と外管２２との間の空間（以下、排気バッファ空間ともいう）内におけるガスの流れ、すなわち、複数の第１排気口４１のそれぞれから排気バッファ空間内へ排出され、第２排気口９１へと向かう排気ガスの流れ（排気経路）を制御する整流機構Ｒが設けられている。整流機構Ｒの具体的な構成については後述する。

【0025】

内管２１と外管２２との間には、温度検出器としての温度センサ１１が設置されている。温度センサ１１により検出された温度情報に基づきヒータ１０への通電具合を調整することで、処理室２３内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ１１はＬ字型に構成されており、例えば、内管２１の外壁に沿って設けられている。

【0026】

図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７２、記憶装置７３、Ｉ／Ｏポート７４を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ７２、記憶装置７３、Ｉ／Ｏポート７４は、内部バス７５を介して、ＣＰＵ７１とデータ交換可能なように構成されている。コントローラ７０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置８２、外部記憶装置８１が接続されている。

【0027】

記憶装置７３は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置７３内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する半導体装置の製造方法の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する半導体装置の製造方法における各工程（各ステップ）をコントローラ７０に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ７２は、ＣＰＵ７１によって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

【0028】

Ｉ／Ｏポート７４は、上述のＭＦＣ５１ａ～５３ａ、バルブ５１ｂ～５３ｂ、圧力センサ６２、ＡＰＣバルブ６３、真空ポンプ６４、ヒータ１０、温度センサ１１等に接続されている。

【0029】

ＣＰＵ７１は、記憶装置７３から制御プログラムを読み出して実行するとともに、入出力装置８２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置７３からレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ７１は、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ５１ａ～５３ａによる各種ガスの流量調整動作、バルブ５１ｂ～５３ｂの開閉動作、ＡＰＣバルブ６３の開閉動作および圧力センサ６２に基づくＡＰＣバルブ６３による圧力調整動作、真空ポンプ６４の起動および停止、温度センサ１１に基づくヒータ１０の温度調整動作、昇降機構によるボート４０の昇降動作等を制御するように構成されている。

【0030】

コントローラ７０は、外部記憶装置８１に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。外部記憶装置８１は、例えば、磁気テープ、ＨＤＤ等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリを含む。記憶装置７３や外部記憶装置８１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置７３単体のみを含む場合、外部記憶装置８１単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置８１を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。

【0031】

（２）基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハＷ上に膜を形成するシーケンス例について説明する。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７０により制御される。

【0032】

本態様の成膜シーケンスでは、処理容器内（処理室２３内）に収容されたウエハＷに対して原料ガスとしてＨＣＤＳガスを供給するステップ１と、処理室２３内に収容されたウエハＷに対してＮＨ_３ガスを供給するステップ２と、を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことで、ウエハＷ上にシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する。

【0033】

本明細書では、上述の成膜処理を、便宜上、以下のように示すこともある。なお、以下の他の態様の説明においても同様の表記を用いることとする。

【0034】

（ＨＣＤＳ→ＮＨ_３）×ｎ ⇒ ＳｉＮ

【0035】

（ウエハチャージおよびボートロード）
複数枚のウエハＷがボート４０に装填（ウエハチャージ）されると、複数枚のウエハＷを支持したボート４０は、ボートエレベータによって持ち上げられて処理室２３内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ５０は、Ｏリングを介して反応管２０の下端をシールした状態となる。

【0036】

（圧力・温度調整ステップ）
処理室２３内、すなわち、ウエハＷが存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ６４によって真空排気（減圧排気）される。この際、反応管２０内の圧力は圧力センサ６２で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ６３がフィードバック制御され、これにより、処理室２３内の圧力が所望の圧力となるように調整される。真空ポンプ６４は、少なくともウエハＷに対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室２３内のウエハＷが所望の成膜温度となるようにヒータ１０によって加熱される。この際、処理室２３内が所望の温度分布となるように、温度センサ１１が検出した温度情報に基づきヒータ１０への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ１０による処理室２３内の加熱は、少なくともウエハＷに対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。

【0037】

（成膜ステップ）
続いて、以下のステップ１，２を順次実行する。

【0038】

［ステップ１］
このステップでは、処理室２３内のウエハＷに対してＨＣＤＳガスを供給する。

【0039】

具体的には、バルブ５１ｂを開き、ガス供給管５１内へＨＣＤＳガスを流す。ＨＣＤＳガスは、ＭＦＣ５１ａにより流量調整され、ノズル３０、ガス供給口３１を介して処理室２３内（内管２１内）へ供給される。内管２１内へ供給されたＨＣＤＳガスは、ウエハＷの表面に対して平行な方向（水平方向）に向かって流れ、第１排気口４１を介して内管２１外へ排出され、内管２１と外管２２との間の空間（排気バッファ空間）を経て、第２排気口９１から排気される。このとき、複数枚のウエハＷのそれぞれに対してＨＣＤＳガスが供給されることとなる。このとき、バルブ５３ｂを開き、ガス供給管５３内へＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、ＭＦＣ５３ａにより流量調整され、ノズル３０、ガス供給口３１を介して内管２１内へ供給される。Ｎ_２ガスはキャリアガスとして作用する。

【0040】

このとき、処理室２３内の圧力は、例えば０．１～３０Ｔｏｒｒ、好ましくは０．２～２０Ｔｏｒｒ、より好ましくは０．３～１３Ｔｏｒｒの範囲内の圧力とする。ＨＣＤＳガスの供給流量は、例えば０．１～１０ｓｌｍ、好ましくは０．２～２ｓｌｍの範囲内の流量とする。Ｎ_２ガスの供給流量は、例えば０．１～２０ｓｌｍの範囲内の流量とする。ＨＣＤＳガスの供給時間は、例えば０．１～６０秒、好ましくは０．５～５秒の範囲内の時間とする。ヒータ１０の温度は、ウエハＷの温度が、例えば２００～９００℃、好ましくは３００～８５０℃、より好ましくは４００～７５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。

【0041】

ウエハＷに対してＨＣＤＳガスを供給することにより、複数枚のウエハＷのそれぞれの最表面上に、第１層としてＳｉ含有層が形成される。

【0042】

第１層が形成された後、バルブ５１ｂを閉じ、内管２１内へのＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ６３は開いたままとして、真空ポンプ６４により反応容器２０内を真空排気し、処理室２３内に残留する未反応もしくは第１層形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室２３内から排除する。このとき、バルブ５３ｂは開いたままとして、Ｎ_２ガスの処理室２３内への供給を維持する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用し、処理室２３内に残留するガスを処理室２３内から排出する効果を高めることができる。パージが終了したら、バルブ５３ｂを閉じ、処理室２３内へのＮ_２ガスの供給を停止する。

【0043】

［ステップ２］
ステップ１が終了した後、処理室２３内のウエハＷに対してＮＨ_３ガスを供給する。

【0044】

具体的には、バルブ５２ｂを開き、ガス供給管５２内へＮＨ_３ガスを流す。ＮＨ_３ガスは、ＭＦＣ５２ａにより流量調整され、ガス供給管５１、ノズル３０、ガス供給口３１を介して処理室２３内（内管２１内）へ供給される。内管２１内へ供給されたＮＨ_３ガスは、ウエハＷの表面に対して平行な方向（水平方向）に向かって流れ、第１排気口４１を介して内管２１外へ排出され、内管２１と外管２２との間の排気バッファ空間を経て、第２排気口９１から排気される。このとき、複数枚のウエハＷのそれぞれに対してＮＨ_３ガスが供給されることとなる。このとき、バルブ５３ｂを開き、ガス供給管５３内へＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、ＭＦＣ５３ａにより流量調整され、ノズル３０、ガス供給口３１を介して内管２１内へ供給される。Ｎ_２ガスはキャリアガスとして作用する。

【0045】

このとき、処理室２３内の圧力は、例えば０．１～３０Ｔｏｒｒ、好ましくは０．２～２０Ｔｏｒｒ、より好ましくは０．３～１３Ｔｏｒｒの範囲内の圧力とする。ＨＣＤＳガスの供給流量は、例えば０．１～１０ｓｌｍ、好ましくは０．２～２ｓｌｍの範囲内の流量とする。Ｎ_２ガスの供給流量は、例えば０．１～２０ｓｌｍの範囲内の流量とする。ＨＣＤＳガスの供給時間は、例えば０．１～６０秒、好ましくは０．５～５秒の範囲内の時間とする。ヒータ１０の温度は、ウエハＷの温度が、例えば２００～９００℃、好ましくは３００～８５０℃、より好ましくは４００～７５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。

【0046】

ウエハＷに対して供給されたＮＨ_３ガスは、ステップ１でウエハＷ上に形成された第１層、すなわちＳｉ含有層の少なくとも一部と反応する。これにより第１層は、ノンプラズマで熱的に窒化され、ＳｉおよびＮを含む第２層、すなわち、シリコン窒化層（ＳｉＮ層）へと変化させられる（改質される）。

【0047】

第２層（ＳｉＮ層）が形成された後、バルブ５２ｂを閉じ、内管２１内へのＮＨ_３ガスの供給を停止する。そして、ステップ１と同様の処理手順により、処理室２３内に残留するＮＨ_３ガスや反応副生成物を処理室２３内から排除する。

【0048】

［所定回数実施］
上述したステップ１，２を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことにより、ウエハＷ上に、所定膜厚のＳｉＮ膜を形成することができる。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成される第２層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、第２層を積層することで形成される膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。

【0049】

（アフターパージステップ・大気圧復帰ステップ）
成膜ステップが終了し、所定膜厚のＳｉＮ膜が形成されたら、反応管２０内へＮ_２ガスを供給し、排気管６１から排気する。これにより、処理室２３内がパージされ、処理室２３内に残留するガスや反応副生成物が処理室２３内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２３内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２３内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。

【0050】

（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
その後、ボートエレベータによりシールキャップ５０が下降され、反応管２０の下端が開口されるとともに、処理済のウエハＷが、ボート４０に支持された状態で反応管２０の外部に搬出（ボートアンロード）される。処理済のウエハＷは、反応管２０の外部に搬出された後、ボート４０より取り出されることとなる（ウエハディスチャージ）。

【0051】

（３）整流機構Ｒの構成
以下、内管２１と外管２２との間の空間内における排気ガスの流れ（排気経路）を制御する整流機構Ｒの構成について説明する。上述したように、本明細書では、内管２１と外管２２との間の空間を「排気バッファ空間」ともいう。

【0052】

図６（ａ）、図６（ｂ）は、整流機構Ｒを排気バッファ空間に設けないこととした場合における、排気バッファ空間内での排気ガスの経路を例示するものである。

【0053】

まず、図６（ａ）に示すように、第１排気口４１から排出された排気ガスが、排気バッファ空間のうち、内管２１の天板と外管２２の天板との間の空間（上部バッファ空間）を介して、ガス供給口３１側へ回り込み、ガス供給口３１を介して内管２１内へ流入する場合がある。このときの排気ガスの経路を、図６（ａ）において「排気経路Ａ」で示す。特に、第２排気口９１から遠い第１排気口４１ａから排出されたガスは、上部バッファ空間内へ流れ込みやすく、第１排気口４１ａに対向するガス供給口３１ａ内に鉛直方向（上下方向）から流入しやすい傾向がある。内管２１内へ流入した排気ガスは、基板処理の品質を低下させる要因となる。

【0054】

また、図６（ｂ）に示すように、第１排気口４１から排出された排気ガスが、排気バッファ空間のうち、内管２１の側壁と外管２２の側壁との間の平面視において円環状の空間（側方バッファ空間）を介して、ガス供給口３１側へ回り込み、ガス供給口３１を介して内管２１内へ流入する場合がある。このときの排気ガスの経路を、図６（ｂ）において「排気経路Ｂ」で示す。特に、第２排気口９１から遠い第１排気口４１ａから排出されたガスは、側方バッファ空間内へ流れ込みやすく、第１排気口４１ａに対向するガス供給口３１ａ内に水平方向（左右方向）から流入しやすい傾向がある。上述したように、内管２１内へ流入した排気ガスは、基板処理の品質を低下させる要因となる。

【0055】

これらの課題を解決するため、本態様では、図５（ａ）～図５（ｃ）等に示すように、排気バッファ空間に整流機構Ｒ（後述するフィン１００～４００を含む整流板群の総称）を設け、排気バッファ空間内における排気ガスの流れ（流路）を制御するようにしている。

【0056】

図５（ａ）に示すように、整流機構Ｒは、複数のガス供給口３１のそれぞれの近傍に、フィン１００とフィン２００をそれぞれ２枚ずつ備えている。具体的には、整流機構Ｒは、ガス供給口３１を挟んで鉛直方向の両側のそれぞれ、すなわち、ガス供給口３１の直上および直下のそれぞれに、フィン１００を備えている。また、整流機構Ｒは、ガス供給口３１を挟んで水平方向の両側のそれぞれ、すなわち、ガス供給口３１の左側および右側のそれぞれに、フィン２００を備えている。また、整流機構Ｒは、ガス供給口３１ｃを水平方向の両側から挟むフィン２００の端部に、具体的には、フィン２００の下端部にフィン３００を備えている。また、整流機構Ｒは、第１排気口４１ａの近傍に、具体的には、第１排気口４１ａの直上に、フィン４００を備えている。本明細書では、ガス供給口３１ａを鉛直方向の両側から挟むフィン１００を第１フィンとも呼び、ガス供給口３１ａを水平方向の両側から挟むフィン２００を第２フィンとも呼ぶ。また、ガス供給口３１ｂを鉛直方向の両側から挟むフィン１００を第３フィンとも呼び、ガス供給口３１ｂを水平方向の両側から挟むフィン２００を第４フィンとも呼ぶ。また、フィン３００を第５フィンとも呼び、フィン４００を第６フィンとも呼ぶ。

【0057】

以下、整流機構Ｒが備える第１～第６フィン（フィン１００～４００）の構成を詳しく説明する。

【0058】

（第１フィン、第３フィン）
図４、図５（ａ）に示すように、第１フィン、第３フィンとしての複数のフィン１００のそれぞれは、内管２１の外壁における複数のガス供給口３１のそれぞれの上下近傍に、内管２１の外周に沿って水平方向に延在するように設けられている。

【0059】

複数のフィン１００のそれぞれは、内管２１の外壁から外管２２の内壁に向かって、すなわち、内管２１の径方向外側に向かって突出する整流板として構成されている。内管２１の径方向外側に向かうフィン１００の端部と外管２２の内壁との間には、所定の距離、例えば、２ｍｍよりも大きく７ｍｍよりも小さい距離だけ離れた間隙が維持されるように構成されている。複数のフィン１００のそれぞれは、ガス供給口３１ａの直上におけるフィン１００も含め、水平姿勢で収容されるウエハＷの主面に対して平行な姿勢で設けられている。

【0060】

図５（ａ）に示すように、複数のフィン１００のそれぞれは、側面視において水平直線形状（平板状）に構成され、ガス供給口３１の水平方向における内径よりも大きな所定の長さ（延在長）で設けられている。複数のフィン１００は、全て同じ延在長で設けられている。フィン１００は、鉛直方向（配列方向）に沿ってガス供給口３１をそれぞれ両側から挟むように設けられている。ガス供給口３１ａの直上におけるフィン１００は、内管２１の上端部（天板）よりも所定の距離だけ下方に設けられている。

【0061】

（第２フィン、第４フィン）
また、図５（ａ）に示すように、第２フィン、第４フィンとしての複数のフィン２００のそれぞれは、内管２１の外壁における複数のガス供給口３１のそれぞれの左右近傍に、鉛直方向（配列方向）に沿って延在するように設けられている。

【0062】

図４にも示すように、複数のフィン２００のそれぞれは、フィン１００と同様に、内管２１の外壁から外管２２の内壁に向かって、すなわち、内管２１の径方向外側に向かって突出する整流板として構成されている。内管２１の径方向外側に向かうフィン２００の端部と外管２２の内壁との間には、フィン１００と同様に、所定の距離、例えば、２ｍｍよりも大きく７ｍｍよりも小さい距離だけ離れた間隙が維持されるように構成されている。

【0063】

図５（ａ）に示すように、複数のフィン２００のそれぞれは、側面視において鉛直直線形状（平板状）に構成され、ガス供給口３１の鉛直方向における内径よりも大きな所定の長さ（延在長）で設けられている。フィン２００は、水平方向に沿ってガス供給口３１をそれぞれ両側から挟むように設けられている。ガス供給口３１の左側に設けられる複数のフィン２００により、一体の平板が構成される。同様に、ガス供給口３１の右側に設けられる複数のフィン２００により、一体の平板が構成される。図５（ｂ）に示すように、これらの平板における側面（水平方向の外側における側面）は、段差や間隙を有さない連続的な平滑面として構成されている。

【0064】

図５（ａ）に示すように、フィン１００の水平方向における端部は、水平方向の両側に設けられたフィン２００に接合されている。これにより、複数のガス供給口３１における外周は、フィン１００とフィン２００とによりそれぞれ隙間なく（連続的に）囲われている。

【0065】

（第５フィン）
図５（ａ）に示すように、第５フィンとしての２枚のフィン３００のそれぞれは、内管２１の外壁におけるガス供給口３１側であってガス供給口３１ｃの下方側に、鉛直方向（配列方向）に沿って、すなわち、第２排気口９１へ向かって、所定の長さ（延在長）で延在するように設けられている。２枚のフィン３００は、ガス供給口３１ｃを水平方向の両側から挟む２枚のフィン２００の下端部から下方に向かって延在している。２枚のフィン３００の下方側の端部は、それぞれ、例えば、ヒータ１０の下端部の近傍であって、ヒータ１０の下端部よりも上方に位置している（図１参照）。

【0066】

２枚のフィン３００のそれぞれは、フィン１００等と同様に、内管２１の外壁から外管２２の内壁に向かって、すなわち、内管２１の径方向外側に向かって突出する整流板として構成されている。内管２１の径方向外側に向かうフィン３００の端部と外管２２の内壁との間には、フィン１００等と同様に、所定の距離、例えば、２ｍｍよりも大きく７ｍｍよりも小さい距離だけ離れた間隙が維持されるように構成されている。

【0067】

図５（ａ）に示すように、２枚のフィン３００のそれぞれは、側面視において鉛直直線形状（平板状）に構成されている。ガス供給口３１の左側に設けられる複数のフィン２００とフィン３００とにより、一体の平板が構成されている。ガス供給口３１の右側に設けられる複数のフィン２００とフィン３００とにより、一体の平板が構成されている。図５（ｂ）に示すように、これらの平板における側面（水平方向の外側における側面）は、段差や間隙を有さない連続的な平滑面として構成されている。

【0068】

（第６フィン）
図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、第６フィンとしてのフィン４００は、内管２１の外壁における第１排気口４１側の上端側、すなわち、第１排気口４１ａの上方近傍に、内管２１の外周に沿って水平方向に延在するように設けられている。フィン４００は、側面視において水平直線形状（平板状）に構成され、第１排気口４１ａの水平方向における内径よりも大きな所定の長さ（延在長）で設けられている。フィン４００は、内管２１の上端部（天板）よりも所定の距離だけ下方に設けられている。

【0069】

フィン４００は、フィン１００等と同様に、内管２１の外壁から外管２２の内壁に向かって、すなわち、内管２１の径方向外側に向かって突出する整流板として構成されている。内管２１の径方向外側に向かうフィン４００の端部と外管２２の内壁との間には、フィン１００等と同様に、所定の距離、例えば、２ｍｍよりも大きく７ｍｍよりも小さい距離だけ離れた間隙が維持されるように構成されている。

【0070】

（４）本態様の効果
本態様によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。

【0071】

（ａ）本態様の整流機構Ｒは、ガス供給口３１ａの近傍に、ガス供給口３１ａの外周の少なくとも一部を囲うフィンを備えている。これにより、排気バッファ空間内を流れる排気ガスが、ガス供給口３１ａを介して内管２１内へ流入することを抑制することができる。結果として、基板処理の品質、特に、基板収容領域６５の上部側に配置されたウエハＷに対する基板処理の品質を向上させることが可能となる。

【0072】

（ｂ）本態様の整流機構Ｒは、ガス供給口３１ａの近傍に、ガス供給口３１ａの水平方向における内径よりも大きな所定の長さで水平方向に沿って延在するフィン１００（第１フィン）を備えている。フィン１００は、配列方向（鉛直方向）に沿ってガス供給口３１ａをそれぞれ両側から挟むように設けられている。これらにより、排気バッファ空間内を流れる排気ガスが、ガス供給口３１ａ内へ流入することを、抑制することが可能となる。結果として、基板処理の品質、特に、基板収容領域６５の上部側に配置されたウエハＷに対する基板処理の品質を、向上させることが可能となる。

【0073】

（ｃ）本態様の整流機構Ｒは、ガス供給口３１ａの近傍に、ガス供給口３１ａの配列方向（鉛直方向）における内径よりも大きな所定の長さで配列方向（鉛直方向）に沿って延在するフィン２００（第２フィン）を備えている。フィン２００は、水平方向に沿ってガス供給口３１ａをそれぞれ両側から挟むように設けられている。これらにより、排気バッファ空間内を流れる排気ガスが、ガス供給口３１ａ内へ流入することを、抑制することが可能となる。結果として、基板処理の品質、特に、基板収容領域６５の上部側に配置されたウエハＷに対する基板処理の品質を、向上させることが可能となる。

【0074】

（ｄ）本態様の整流機構Ｒは、ガス供給口３１ｂの近傍に、ガス供給口３１ｂの水平方向における内径よりも大きな所定の長さで水平方向に沿って延在するフィン１００（第３フィン）を備えている。フィン１００は、配列方向（鉛直方向）に沿ってガス供給口３１ｂをそれぞれ両側から挟むように設けられている。これらにより、排気バッファ空間内を流れる排気ガスが、ガス供給口３１ｂ内へ流入することを、抑制することが可能となる。結果として、基板収容領域６５の上部側以外の場所に収容されたウエハＷに対しても、基板処理の品質を向上させることが可能となる。

【0075】

（ｅ）本態様の整流機構Ｒは、ガス供給口３１ｂの近傍に、ガス供給口３１ｂの配列方向（鉛直方向）における内径よりも大きな所定の長さで鉛直方向に沿って延在するフィン２００（第４フィン）を備えている。フィン２００は、水平方向に沿ってガス供給口３１ｂをそれぞれ両側から挟むように設けられている。これらにより、排気バッファ空間内を流れる排気ガスが、ガス供給口３１ｂ内へ流入することを、抑制することが可能となる。結果として、基板収容領域６５の上部側以外の場所に収容されたウエハＷに対しても、基板処理の品質を向上させることが可能となる。

【0076】

（ｆ）本態様の整流機構Ｒは、ガス供給口３１ｃの近傍に設けられるフィン２００の端部から、配列方向（鉛直方向）に沿って所定の長さで延在するフィン３００（第５フィン）を備えている。これにより、基板処理の品質、特に、基板収容領域６５の下部側に配置されたウエハＷに対する基板処理の品質を向上させることが可能となる。

【0077】

というのも、フィン３００を設けないこととした場合、図７（ａ）の破線で示す箇所、すなわち、ガス供給口３１ｃの周辺で排気ガスの乱流が発生し、この乱流の影響を受けて、ガス供給口３１ｃ内へ排気ガスが微量に流入する場合がある。この場合、上述の効果は充分に得られるものの、その効果が得られる範囲内で、基板処理の品質、特に、基板収容領域６５の下部側に配置されたウエハＷに対する処理の品質に影響が出る場合がある。

【0078】

このような課題に対し、フィン３００を設けることにより、図７（ｂ）に破線で示すように、排気ガスの乱流の発生箇所を、ガス供給口３１ｃから遠ざけることが可能となる。これにより、ガス供給口３１ｃ内への排気ガスの流入を抑制し、基板処理の品質、特に、基板収容領域６５の下部側に配置されたウエハＷに対する基板処理の品質を向上させることが可能となる。

【0079】

（ｇ）本態様の整流機構Ｒにおいては、ガス供給口３１の左側に設けられる複数のフィン２００とフィン３００とにより、一体の平板が構成されている。また、ガス供給口３１の右側に設けられる複数のフィン２００とフィン３００とにより、一体の平板が構成されている。そして、これらの平板における側面（水平方向の外側における側面）は、段差や間隙を有さない連続的な平滑面として構成されている。これらにより、排気バッファ空間内における乱流の発生を抑制し、基板処理の品質を向上させることが可能となる。

【0080】

（ｈ）本態様の整流機構Ｒは、第１排気口４１ａの近傍に、第１排気口４１ａの水平方向における内径よりも大きな所定の長さで水平方向に沿って延在するフィン４００（第６フィン）を備えている。これにより、複数の第１排気口４１、特に、第１排気口４１ａから排出された排気ガスが、上部バッファ空間内へ流れることを抑制することができる。これにより、上部バッファ空間を介したガス供給口３１ａ内への排気ガスの流入を抑制することが可能となる。結果として、ウエハＷに対する基板処理、特に、基板収容領域６５の上部側に配置されたウエハＷに対する基板処理の品質を向上させることが可能となる。

【0081】

＜本開示の他の態様＞
以上、本開示の一態様を具体的に説明したが、本開示が上述の態様に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

【0082】

また、例えば、上述の態様では、第１フィンあるいは第３フィンとしてのフィン１００を、ガス供給口３１の上下両側にそれぞれ設け、第２フィンあるいは第４フィンとしてのフィン２００を、ガス供給口３１の左右両側にそれぞれ設ける場合について説明したが、本開示はこれらの場合に限定されない。例えば、フィン１００を、ガス供給口３１の上側および下側のうちいずれか一方にのみ設けるようにしてもよく、フィン２００を、ガス供給口３１の左側および右側のうちいずれか一方にのみ設けるようにしてもよい。これらの場合においても、上述の態様で記載した効果のうち、少なくとも一部の効果を得ることができる。

【0083】

また例えば、上述の態様では、第５フィンとしてのフィン３００を、ガス供給口３１ｃを水平方向の両側から挟む２枚のフィン２００の下端部からそれぞれ延在させる場合、すなわち、フィン３００を２枚設ける場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、フィン３００を、ガス供給口３１ｃを水平方向の両側から挟む２枚のフィン２００のうちいずれか一方の下端部から延在させ、フィン３００を１枚のみ設けるようにしてもよい。この場合においても、上述の態様で記載した効果のうち、少なくとも一部の効果を得ることができる。

【0084】

また例えば、上述の態様では、フィン１００～４００の全てを設ける場合について説明したが、本開示はこの場合に限定されない。例えば、ガス供給口３１ａの直上のフィン１００のみを設け、他のフィンの設置を省略してもよい。このような場合においても、上述の態様で記載した効果のうち、少なくとも一部の効果を得ることができる。

【0085】

また例えば、上述した態様では、ガス供給口３１のそれぞれを、フィン１００とフィン２００とを用いて個別に囲う場合について説明したが、本開示はこの場合に限定されない。例えば、数個（例えば２～５個）のガス供給口３１を一つの囲う単位として定め、この単位を（数個のガス供給口３１を）フィン１００とフィン２００とを用いてまとめて囲うようにしてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0086】

また例えば、上述した態様では、複数のフィン１００を全て同じ延在長で設ける場合について説明したが、本開示はこの場合に限定されない。例えば、ガス供給口３１ａの直上に設けられるフィン１００の延在長を最も長くして、フィン１００の位置が下方になるにつれて、その延在長を徐々に短くなるようにしてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。但し、複数のフィン１００を全て同じ延在長とした上述の態様の方が、第１排気口４１から排気バッファ空間内へ排出されたガスが、ガス供給口３１内へ流入することを抑制できる点で好ましい。

【0087】

また例えば、上述した態様では、第１、第２フィン（フィン１００，２００）をそれぞれ平板状に構成し、ガス供給口３１の左側に設けられる複数のフィン２００により一体の平板を構成し、また、ガス供給口３１の右側に設けられる複数のフィン２００により一体の平板を構成する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、フィン１００，２００をそれぞれ湾曲させ、これらを連続的な曲面を構成するように一体化させ、図８（ａ）に示すように、内管をガス供給口側方向から側面視した際に、複数のガス供給口のそれぞれの外周を、曲線形状のフィンにより円形や楕円形に囲うようにしてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。但し、直線形状のフィン１００とフィン２００とにより隙間なく囲う上述の態様の方が、排気バッファ空間内での乱流の発生を抑制できる点で好ましい。

【0088】

また例えば、上述した態様では、複数のフィン１００，２００のそれぞれにおいて、内管２１の径方向外側に向かうフィン１００の端部と外管２２の内壁との間には、同じ距離の間隙が維持されている例について説明したが、本開示はこのような構成に限定されない。例えば、ガス供給口３１ａの直上に設けられるフィン１００における当該距離の間隙が最も狭くなるように、フィン１００の大きさ（内管２１の外壁からの突出量）を設定してもよい。また例えば、ガス供給口３１ａの左右に設けられるフィン２００における当該距離の間隙が最も狭くなるように、フィン２００の大きさ（内管２１の外壁からの突出量）を設定してもよい。これらのようにすることで、排気バッファ空間内を流れる排気ガスがガス供給口３１ａ内へ流入することを、より確実に抑制することが可能となる。

【0089】

また例えば、上述の態様では、ガス供給口３１ａの直上におけるフィン１００を含め、複数のフィン１００のそれぞれを、水平姿勢で収容されるウエハＷの主面に対して平行な姿勢で設ける場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガス供給口３１ａの直上において、フィン１００を、内管２１の径方向外側に向かうにつれてその端部が上がったり、または下がったりするような姿勢で、すなわち、傾斜姿勢で設けるようにしてもよい。他のフィン１００においても、同様に構成してもよい。これらの場合においても、上述の態様で記載した効果のうち、少なくとも一部の効果を得ることができる。

【0090】

また例えば、上述した態様では、上端が閉塞した内管２１を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、上端が開放した内管２１、すなわち、上端に天板を有さない内管２１を用いるようにしてもよい。このような場合においても、上述の各種フィンを設けることにより、上述の態様で記載した効果のうち、少なくとも一部の効果を得ることができる。なお、内管２１の上端を開放する場合には、複数の第１排気口４１の少なくともいずれかから排出され、上部バッファ空間内へと流れ込んだ排気ガスが、上端の開放部から内管２１内へと流入しやすくなる。このような課題に対し、第６フィンとしてのフィン４００を設けることは、複数の第１排気口４１の少なくともいずれかから排出された排気ガスの上部バッファ空間内への回り込みを抑制することが可能となる点で、特に有意義となる。

【0091】

また例えば、上述の態様では、ガス供給口３１ａの直上におけるフィン１００を、内管２１の上端部よりも下方に設ける場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガス供給口３１ａの直上におけるフィン１００を、内管２１の上端部と同じ高さに設けるようにしてもよい。このような場合においても、上述の態様で記載した効果のうち、少なくとも一部の効果を得ることができる。なお、ガス供給口３１ａの直上におけるフィン１００を、内管２１の上端部と同じ高さに設ける場合には、内管２１の上端部とフィン１００との間を、段差のない平坦面として構成することが可能となる。これにより、内管２１の上端部周辺における乱流の発生を抑制することが可能となる。結果として、ガス供給口３１ａを介した内管２１内への排気ガスの侵入や、内管２１の上端を開放した場合における内管２１内への排気ガスの侵入等を抑制することが可能となる。

【0092】

また例えば、上述の態様では、第１ガス排気口４１ａの直上における第６フィンとしてのフィン４００を、内管２１の上端部よりも下方に設ける場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、内管２１の上端部と同じ高さに設けるようにしてもよい。このような場合においても、上述の態様で記載した効果のうち、少なくとも一部の効果を得ることができる。なお、第１ガス排気口４１ａの直上におけるフィン４００を、内管２１の上端部と同じ高さに設ける場合には、内管２１の上端部とフィン４００との間を、段差のない平坦面として構成することが可能となる。これにより、内管２１の上端部周辺における乱流の発生を抑制することが可能となる。結果として、第１ガス排気口４１ａを介したガスの排気を、安定して行うことが可能となる。また、内管２１の上端を開放した場合には、乱流による内管２１内への排気ガスの侵入等を抑制することも可能となる。

【0093】

また例えば、上述した態様では、ノズル３０の先端を図１に示すように内管２１よりも外側に設け、内管２１内へのガス供給を内管２１の外側から行う場合について説明したが、本開示はこの場合に限定されない。例えば、ノズル３０の先端を内管２１の内側に設け、内管２１内へのガス供給を内管２１の内側から行うようにしてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、このようにすることで、ノズル３０から内管２１内へ供給されるガスによる内管２１内への排気ガスの巻き込みを、抑制することが可能となる。

【0094】

また例えば、上述した態様では、第５フィンとしてのフィン３００を、最下側に設けられた第２フィンとしてのフィン２００の下端部から鉛直方向の下方に向かって延在させる例について説明したが、本開示はこの場合に限定されない。例えば、２枚の第５フィンのいずれか、或いは、両方を、最下側に設けられた第２フィンの下端部から、鉛直方向に対して所定の角度で傾斜させてもよい。すなわち、２枚の第５フィンのいずれか、或いは、両方の延在方向に、垂直方向成分だけでなく、水平方向成分を含ませてもよい。このようにしても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0095】

また例えば、図８（ｂ）に示すように、２枚の第５フィンを、最下側に設けられた第２フィンの下端部から鉛直方向の下方に向かってそれぞれ延在させる際、これらのいずれか、或いは、両方を、鉛直方向に対して所定の角度で傾斜させ、下流端で合流させるようにしてもよい。このようにしても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、このようにすることで、乱流発生箇所が２か所から１か所に減ることとなり、ガス供給口内へ排気ガスが流入する可能性をさらに低減させることが可能となる。結果として、基板処理の品質、特に、基板収容領域の下部側に配置されたウエハに対する処理の品質をさらに向上させることが可能となる。

【0096】

また例えば、上述した態様では、複数の第１排気口４１のそれぞれを、内管２１の側壁における基板収容領域６５を挟んでガス供給口３１と対向する位置に設ける例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１排気口４１を、内管２１の側壁における基板収容領域６５を挟んでガス供給口３１と対向する位置から、内管２１の側壁の周方向に沿って所定の距離をずらして設けるようにしてもよい。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0097】

また例えば、上述した態様では、ガス供給口３１および第１排気口４１のそれぞれを、基板収容領域６５内に収容される複数のウエハ２００毎に一つずつ設ける例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガス供給口３１および第１排気口４１のうち少なくともいずれかを、基板収容領域６５内に収容される複数枚のウエハ２００に対して数枚毎（例えば２～５枚間隔で）に設けるようにしてもよい。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0098】

また例えば、上述した態様では、ウエハＷ上にＳｉＮ膜を形成する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ウエハＷ上に、シリコン膜（Ｓｉ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等を形成する場合においても、本開示は好適に適用可能である。また、ウエハＷ上に、チタン膜（Ｔｉ膜）、チタン酸化膜（ＴｉＯ膜）、チタン窒化膜（ＴｉＮ膜）、アルミニウム膜（Ａｌ膜）、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯ膜）、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ）膜等の金属系薄膜を形成する場合においても、本開示は好適に適用可能である。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0099】

本開示は、複数枚のウエハＷ上にそれぞれ膜を形成する処理に限らず、複数枚のウエハＷのそれぞれに対してエッチング処理を行う場合、アニール処理を行う場合、プラズマ改質処理を行う場合等においても、好適に適用可能である。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0100】

２１ 内管（インナーチューブ）
２２ 外管（アウターチューブ）
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ ガス供給口
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 第１排気口
６５ 基板収容領域
９１ 第２排気口
Ｗ ウエハ（基板）
１００ フィン（第１フィン、第３フィン）
２００ フィン（第２フィン、第４フィン）
３００ フィン（第５フィン）
４００ フィン（第６フィン）
Ｒ 整流機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】