JP7315607B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、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。

従来、所定の配列方向に配列された複数の基板（ウエハ）をインナチューブによって取り囲み、インナチューブ内に基板処理用のガスを送り込むことによって、複数の基板上に所望の品質の膜を成膜する処理が知られている。特許文献１及び２には、インナチューブ（円筒発熱体、又は反応管）の内側に複数の基板が上下方向に配列され、かつ、基板の近傍で上下方向に沿って延びるノズルが設けられた縦型処理装置が基板処理装置として開示されている。特許文献１及び２のノズルには、基板にガスを送り込むため、インナチューブ内で開口する吐出孔（ガス供給孔）が、上下方向に沿って複数形成されている。

特開平０６－３４９７６１号公報 特開２０１４－１７５４９４号公報

複数の吐出孔が１本のノズルに並んで形成される場合、ノズルの内圧は上流側から下流側にかけて低下するため、吐出孔の位置が下流側である程、上流側に位置する吐出孔に比べ、得られるノズル内外の圧力差は小さくなる。このため、上流側の基板と下流側の基板との間で、供給ガス量のバラつきが大きくなる。

供給ガス量のバラつきを低減する方法として、例えば、ノズルの内圧を高め、下流側に位置する吐出孔が受けるノズル内外の圧力差の影響を小さくする方法が考えられる。しかし、内圧の高まりに伴って、ノズル内でガスが熱分解し易くなる。

また、複数のガスが混合された混合ガスを同一のノズルを用いて一度に供給する場合、ノズルの内圧を高めると、ノズル内で複数のガスによる異常な反応が生じ易くなり、結果、インナチューブ内でパーティクルの発生が増加するという問題が生じる。また、複数のガスの異常反応によって、本来の成膜処理に不必要な新たな膜前駆体が生成されるため、基板の面内膜厚の不均一及び各基板間の膜厚の不均一が誘発されるという問題も生じる。

ここで、特許文献１では、供給ガス量のバラつきを低減する方法として、上流側から下流側に向かうに従って、隣り合う吐出孔の間隔（ピッチ）を小さくすることによって、ノズルの単位長さ当たり一定流量の反応ガスを吐出する技術が開示されている。

しかし、特許文献１では、１本のノズルによって供給されるガスは１種類の反応ガスであり、同一のノズルに複数のガスが混合された混合ガスを送り込んで供給する場合は、考慮されていない。このため、複数のガスの異常反応による、パーティクルの発生、基板の面内膜厚の不均一及び各基板間の膜厚の不均一の問題を十分に解決できない。

また、特許文献１のように、隣り合う吐出孔の間隔を小さくすることによって、ノズルの内圧を一定程度低くしたとしても、複数のガスが十分に分散及び混合されず、結果、必要な濃度の混合ガスを各基板に均一に供給できない懸念がある。このため、複数のガスが混合された混合ガスを送り込んで供給する場合には、特許文献１の技術を単に適用しても、ノズルの内圧を低くすることが難しい。

また、特許文献２では、処理ガスによって吹き上げられたパーティクルや金属汚染物質が基板の表面に付着することを防止するため、吐出された処理ガスが基板を迂回して流れるように、吐出孔の吐出方向を基板が存在しない位置に向ける構成が開示されている。特許文献２においても、１本のノズルによって供給されるガスは１種類の処理ガスであるため、特許文献１と同様、複数のガスの異常反応による、パーティクルの発生、基板の面内膜厚の不均一及び各基板間の膜厚の不均一の問題を十分に解決できない。

加えて、特許文献２では、ノズルがインナチューブの内壁に接触して配置されるため、基板が存在しない位置に吐出孔の吐出方向が向かう構成においては、吐出孔が、インナチューブの内壁に接触する場合が生じる。このため、吐出孔と内壁との間のガスの通り道が狭くなり、結果、ガスの吐出中にノズルの内圧が高まることで、ノズル内でのガスの熱分解及び複数のガスの異常反応が生じてしまう。

本開示は、上記に鑑みなされたものであって、処理ガスとして複数のガスが混合された混合ガスを同一のノズルを用いてインナチューブ内の複数の基板に供給する際、ノズルの内圧を低くしつつ、パーティクルの発生を防止し、基板の面内膜厚均一性及び各基板間の膜厚均一性の向上を図ることが可能な技術を提供することを目的とする。

本開示の一態様によれば、複数の基板を所定の配列方向に配列させて保持するボートと、ボートを取り囲むように設置され、基板の配列方向と直交する方向にガスを排気する排気孔が形成されたインナチューブと、インナチューブ内の温度で互いに反応する基板処理用の複数のガスを予め混合して混合ガスを生成する混合部と、前記インナチューブの内壁から離れて設けられ、前記基板の前記配列方向に沿って形成された複数の吐出孔から、前記混合部から供給された混合ガスを前記インナチューブ内へ吐出するノズルと、を備え、前記吐出孔の吐出方向が、前記ボートでなく前記インナチューブの内壁を向いている技術が提供される。

本開示によれば、処理ガスとして複数のガスが混合された混合ガスを同一のノズルを用いてインナチューブ内の複数の基板に供給する際、ノズルの内圧を低くしつつ、パーティクルの発生を防止し、基板の面内膜厚均一性及び各基板間の膜厚均一性の向上を図ることができる。

本開示の実施形態に係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。 本実施形態に係る基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１中の２－２線の位置で断面して示す図である。 本実施形態に係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。 本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するフローチャートである。 ノズルの最上流の吐出孔からの離隔距離とそれぞれの吐出孔の位置で得られるノズル内圧との関係を説明するグラフである。 ノズルの最上流の吐出孔からの離隔距離とそれぞれの吐出孔からのガス流量比との関係を説明するグラフである。 第１変形例に係る基板処理装置の縦型処理炉の処理炉部分を図１の２－２線の位置と同じ位置で断面して示す図である。 第２変形例に係る基板処理装置の縦型処理炉の処理炉部分を図１の２－２線の位置と同じ位置で断面して示す図である。 第３変形例に係る基板処理装置の縦型処理炉の処理炉部分を図１の２－２線の位置と同じ位置で断面して示す図である。 第４変形例に係る基板処理装置のバッファ部をウエハの中心から外側に向かう方向から見た概略構成図である。 図１０中の１１－１１線断面図である。

以下に本開示の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分及び類似の部分には、同一の符号又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、図面の上方向を上方又は上部、下方向を下方又は下部として説明する場合がある。また、本実施形態において記載される圧力は、特に説明が付されない限り、「気圧」を意味する。

＜基板処理装置の構造＞
本実施形態に係る基板処理装置を、図１～図３を参照して説明する。基板処理装置の処理炉２０２は、加熱機構（温度調整部）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は、円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７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。

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２１０が配設されている。反応管２１０は、内部反応管としてのインナチューブ２０４と、インナチューブ２０４を同心円状に取り囲む外部反応管としてのアウタチューブ２０３と、を備えた２重管構成を有している。インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０３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、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。

インナチューブ２０４は、ボート２１７を取り囲むように設置されている。また、インナチューブ２０４の側壁は、上下方向に鉛直に延びている。また、本実施形態では、インナチューブ２０４の上部に、上端を閉じる端面を備えた天井部が設けられている。

インナチューブ２０４の筒中空部には、基板としてのウエハ２００に対する処理が行われる処理室２０１が形成される。処理室２０１は、ウエハ２００を処理室２０１内の一端側（下方側）から他端側（上方側）へ向けて、ウエハ２００の面に対して垂直な方向に沿って配列させた状態で収容可能に構成されている。処理室２０１内において複数枚のウエハ２００が配列される領域を、基板配列領域（ウエハ配列領域）とも称する。また、処理室２０１内においてウエハ２００が配列される方向を、基板配列方向（ウエハ配列方向）とも称する。

インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０３は、それぞれ、マニホールド２０９によって下方から支持されている。マニホールド２０９は、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料により構成され、上端およ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２０９の内壁の上端部には、ＳＵＳ等の金属材料により構成され、マニホールド２０９の径方向内側に向けて延出した環状のフランジ部２０９ａが設けられている。インナチューブ２０４の下端は、フランジ部２０９ａの上面に当接している。アウタチューブ２０３の下端は、マニホールド２０９の上端に当接している。アウタチューブ２０３とマニホールド２０９との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９の下端開口は、処理炉２０２の炉口として構成されており、後述するボートエレベータ１１５によりボート２１７が上昇した際に、蓋体としての円盤状のシールキャップ２１９によって気密に封止される。マニホールド２０９とシールキャップ２１９との間には、シール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。

インナチューブ２０４の天井部はフラット形状に形成されており、アウタチューブ２０３の天井部はドーム形状に形成されている。インナチューブ２０４の天井部をドーム形状とすると、処理室２０１内へ供給したガスが、複数枚のウエハ２００間に流れずに、インナチューブ２０４の天井部におけるドーム部分の内部空間に流れ込みやすくなる。インナチューブ２０４の天井部をフラット形状とすることで、処理室２０１内へ供給したガスを、複数枚のウエハ２００間へ効率よく流すことが可能となる。インナチューブ２０４の天井部と後述するボート２１７の天板とのクリアランス（空間）を小さくすることで、例えば、ウエハ２００の配列間隔（ピッチ）と同程度の大きさとすることで、ウエハ２００間へ効率よくガスを流すことが可能となる。

図２に示すように、インナチューブ２０４の側壁には、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆを収容するバッファ部２０４ａが形成されている。バッファ部２０４ａは、インナチューブ２０４の側壁からインナチューブ２０４の径方向の外側へ膨出し、垂直方向に沿って延在するチャンネル形状に形成されている。バッファ部２０４ａの内壁は、それぞれ、処理室２０１の内壁の一部を構成している。バッファ部２０４ａ内に収容されたノズル２４９ｂ，２４９ｆは、ノズル２４９ａを挟んでその両側に、すなわち、バッファ部２０４ａの内壁（ウエハ２００の外周部）に沿ってノズル２４９ａを両側から挟み込むように配置されている。

ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆは、バッファ部２０４ａの下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ配列方向に沿って立ち上がるように設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆは、ウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。図２に示すように、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの側面には、第１～第３ガス供給孔としての吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆがそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆは、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成されている。

上述のウエハ配列領域は、図１中の上下方向に沿って、複数のゾーンに分けて考えることができる。本実施形態では、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における一端部側（ここでは上部側）のゾーンを第１ゾーン（Ｔｏｐゾーン）とも称する。また、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における中央部のゾーンを第２ゾーン（Ｃｅｎｔｅｒゾーン）とも称する。また、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における他端部側（ここでは下部側）のゾーンを第３ゾーン（Ｂｏｔｔｏｍゾーン）とも称する。

ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆにおける吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆは、それぞれ、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における全域に対応するように、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの上部から下部にわたって複数設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆは、それぞれ、第１～第３ゾーンの全てに向けてガスを供給するように構成されている。

図２に示すように、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｆがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｆ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）２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｆおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｆが、それぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、ガス供給管２３２ｇが接続されている。ガス供給管２３２ｇには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｇおよびバルブ２４３ｇが、それぞれ設けられている。ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、ガス供給管２３２ｈが接続されている。ガス供給管２３２ｈには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｈおよびバルブ２４３ｈが、それぞれ設けられている。ガス供給管２３２ｆのバルブ２４３ｆよりも下流側には、ガス供給管２３２ｄが接続されている。ガス供給管２３２ｄには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｄおよびバルブ２４３ｄが、それぞれ設けられている。

ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｆは、本開示の「第１供給管」に相当する。第１供給管は、本開示における複数のガスの一つとしての第１ガスの供給源（不図示）に接続されている。ガス供給管２３２ｇ，２３２ｈ，２３２ｄは、本開示の「第２供給管」に相当する。第２供給管は、本開示における複数のガスの他の一つとしての第２ガスの供給源（不図示）に接続されている。

基板処理用の複数のガスは、インナチューブ２０４内の温度で互いに反応する。第１供給管と第２供給管とが合流する合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆは、本開示の混合部に相当する。合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆは、複数のガスがインナチューブ２０４内に送り込まれる前に、複数のガスを予め混合して混合ガスを生成する。

合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆとノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆとの間には、第３供給管としてのガス供給管２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｆが設けられている。第３供給管は、合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆとノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆとを流体連通させる。

混合ガスは、第３供給管を流れてノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆに送り込まれる。第１供給管、第２供給管、混合部及び第３供給管は、基板処理装置が備えるガス供給システムを構成する。また、第１供給管、第２供給管及び第３供給管には、配管ヒータの一例としてのテープヒータが巻き付けられている。テープヒータによって、第１供給管、第２供給管及び第３供給管内を流れるガスは加熱される。

本実施形態では、第３供給管の流路面積は、第１供給管と第２供給管の流路面積の合計以上である。なお、本開示では、第３供給管の流路面積は、第１供給管と第２供給管の流路面積の合計以上でなくてもよい。また、第３供給管の長さは、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆから吐出された混合ガスが内壁に衝突した後、基板に供給される際、第１ガスと第２ガスとが均一に混合するのに十分な長さであるように設定されている。

ガス供給管２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｆの合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆと反対側の端部には、合流した第１ガスと第２ガスを処理炉２０２内に導入するポート２３７が、処理炉２０２の外側に設けられている（図１参照）。また、ポート２３７には、ポート２３７を加熱するポートヒータ２３９が、ポート２３７の外側に設けられている。

ガス供給管２３２ａからは、例えば、原料（原料ガス）として、形成しようとする膜を構成する主元素としてのシリコン（Ｓｉ）およびハロゲン元素を含むハロシラン系ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。

原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。ハロシラン系ガスとは、ハロゲン基を有するシラン系ガスのことである。ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。ハロシラン系ガスは、Ｓｉソースとして作用する。

ガス供給管２３２ｂからは、反応体（反応ガス）として、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ含有ガスは、酸化剤（酸化ガス）、すなわち、Ｏソースとして作用する。Ｏ含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）ガスを用いることができる。

ガス供給管２３２ｆからは、反応体（反応ガス）として、例えば、窒素（Ｎ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｆ、バルブ２４３ｆ、ノズル２４９ｆを介して処理室２０１内へ供給される。Ｎ含有ガスは、窒化剤（窒化ガス）、すなわち、Ｎソースとして作用する。

ガス供給管２３２ｇ，２３２ｈ，２３２ｄからは、不活性ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｇ，２４１ｈ，２４１ｄ、バルブ２４３ｇ，２４３ｈ，２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｆ、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆを介して処理室２０１内へ供給される。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆより処理室２０１内へ供給されるＮ_２ガスは、主に、希釈ガス、パージガス、キャリアガスとして作用する。不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスを用いることができる。

主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、原料供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、酸化剤供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｆ、ＭＦＣ２４１ｆ、バルブ２４３ｆにより、窒化剤供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｇ，２３２ｈ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｇ，２４１ｈ，２４１ｄ、バルブ２４３ｇ，２４３ｈ，２４３ｄにより、不活性ガス供給系が構成される。

原料を供給するノズル２４９ａを原料供給部又は原料ガスノズルとも称する。ノズル２４９ｂより酸化剤を供給する際、ノズル２４９ｂを酸化剤供給部又は酸化ガスノズルとも称する。ノズル２４９ｆより窒化剤を供給する際、ノズル２４９ｆを窒化剤供給部又は窒化ガスノズルとも称する。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆを総称して処理ガス供給部又は処理ガスノズルとも称する。不活性ガスを供給するノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆを総称して不活性ガス供給部又は不活性ガスノズルとも称する。また、不活性ガス供給部及び不活性ガスノズルは、後述するように、それぞれ希釈ガス供給部及び希釈ガスノズルと称することもある。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆを順に第１～第３供給部又は第１～第３希釈ガスノズルとも称する。不活性ガス供給部は、原料供給部や酸化剤供給部や窒化剤供給部とは異なる供給部であり、また、第１～第３供給部という複数の供給部を有している。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆより不活性ガスを供給する際、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆを不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。

原料供給系は、ノズル２４９ａから、複数のゾーン、すなわち、第１～第３ゾーンの全てに向けて、流量制御された原料を供給することが可能なように構成されている。酸化剤供給系は、ノズル２４９ｂから、複数のゾーン、すなわち、第１～第３ゾーンの全てに向けて、流量制御された酸化剤を供給することが可能なように構成されている。窒化剤供給系は、ノズル２４９ｆから、複数のゾーン、すなわち、第１～第３ゾーンの全てに向けて、流量制御された窒化剤を供給することが可能なように構成されている。不活性ガス供給系は、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆのそれぞれから、複数のゾーン、すなわち、第１～第３ゾーンのそれぞれに向けて、個別に流量制御された不活性ガスを供給することが可能なように構成されている。

インナチューブ２０４の側面（側壁）には、例えばスリット状の貫通口として構成された排気孔（排気スリット）２０４ｃが、垂直方向に細長く開設されている。排気孔２０４ｃは、正面視において例えば矩形であり、インナチューブ２０４の側壁の下部から上部にわたって設けられている。処理室２０１内と、インナチューブ２０４とアウタチューブ２０３との間の円環状の空間である排気空間２０５とは、排気孔２０４ｃを介して連通している。排気孔２０４ｃは、平面視において、バッファ部２０４ａの図２中の左右方向の中心とインナチューブ２０４の中心とを結ぶ直線上に配置されている。すなわち、バッファ部２０４ａと排気孔２０４ｃとは、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の中心Ｃ２を挟んで対向している。また、ノズル２４９ａの吐出孔２５０ａと排気孔２０４ｃとは、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の中心Ｃ２を挟んで対向している。排気孔２０４ｃは、基板の配列方向と直交する方向にガスを排気する。

図１に示すように、アウタチューブ２０３の下部には、排気空間２０５を介して処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、排気空間２０５内、すなわち、処理室２０１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２４５および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５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２０１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２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。排気孔２０４ｃ、排気空間２０５、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。

マニホールド２０９の下端開口は、Ｏリング２２０ｂを介してシールキャップ２１９により気密に封止される。シールキャップ２１９の下方には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２１０の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５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１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７により支持されたウエハ２００を処理室２０１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。

基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５～２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心Ｃ２を揃えた状態で鉛直方向に整列させて多段に支持するように、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２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される。ボート２１７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板２１８が多段に支持されている。

アウタチューブ２０３とインナチューブ２０４との間には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、アウタチューブ２０３の内壁に沿って設けられている。

（インナチューブ）
ここで、本実施形態に係るインナチューブ２０４、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆ及び吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆについて、より具体的に説明する。本実施形態に係るインナチューブ２０４は、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの中心Ｃ１とウエハの中心Ｃ２との間の距離の２倍より小さい内径を有する。すなわち、基板を囲む部分であるインナチューブ２０４の本体部の内径の円弧を、平面視でバッファ部２０４ａの開口部の位置に仮想した場合、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの中心Ｃ１は、内径の円弧の外側に位置し、かつ、基板と反対側に開口する。換言すると、バッファ部２０４ａの内側に配置されるノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆが、インナチューブ２０４の内径の位置の内壁と干渉しないように、バッファ部２０４ａがインナチューブ２０４の内径の円弧より外側へ膨出するように形成されている。

（ノズル）
本実施形態に係るノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆは、円筒形状であるが、本開示ではノズルの形状は、これに限定されず、楕円筒状等、適宜変更できる。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆは、インナチューブ２０４の内壁から離れて設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆには、合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆから混合ガスが供給される。

（吐出孔）
本実施形態に係る吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆは、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆのそれぞれに、基板の配列方向に沿って複数形成されている。吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆは、孔を正面から見て、正円状に形成されているが、楕円形状等、他の形状であってもよい。吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆによって、混合ガスがインナチューブ２０４内へ吐出される

本実施形態では、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの単位長さ当たりに吐出されるガス流量が揃うように、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの間隔が、ガスの流れの上流側から下流側へ徐々に狭くされている。このため、インナチューブ２０４内の基板配列領域におけるそれぞれの基板の単位体積当たり同量の混合ガスが供給される。すなわち、本開示では、例えば、１枚の基板に対して１個の吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆをそれぞれ対応させる構成だけに限定されず、複数の吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの間隔が基板の配列間隔と異なるように構成できる。なお、本明細書では「基板の単位体積」とは、成膜処理が施される基板の表面上で一定の高さを有する空間の体積として定義される。

図２に示すように、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向は、ボート２１７に搭載された基板側（図２中の下側）でなく、インナチューブ２０４のバッファ部２０４ａの図２中の上側の内壁を向いている。換言すると、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの中心Ｃ１から径方向の外側に向かって延びている。吐出方向は、平面視で基板とは重ならないように、基板の反対側を向いている。

また、図示を省略するが、側面視での吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向は、基板の配列方向（上下方向）と直交する向き（水平方向）である。なお、本開示では、側面視での吐出方向は、水平方向に限定されず、斜め上向きでもよいし斜め下向きでもよい。

本実施形態では、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆから吐出された混合ガスは、基板より先にインナチューブ２０４のバッファ部２０４ａの内壁に到達して衝突する（図７～図９参照）。衝突により混合ガスに含まれる複数のガスの分散及び混合が促進される。

また、本実施形態では、平面視で、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向と、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの中心Ｃ１からウエハの中心Ｃ２へ向かう仮想線との間の角度θは、９０度＜θ＜２７０度に設定されている（図７～図９参照）。角度θは、時計回り又は半時計回りのいずれの回り方で測定されてもよい。

本実施形態では、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの中心Ｃ１が、インナチューブ２０４の本体部の仮想の内径より外側に位置し、かつ、角度θが、９０度＜θ＜２７０度に設定されている。角度θの設定によって、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆからバッファ部２０４ａ内へ吐出された混合ガスは、本体部の内壁でなく、バッファ部２０４ａの内壁にのみ向かうように設定されている。すなわち、混合ガスの内壁との衝突によって生じる、第１ガス及び第２ガスの分散及び混合の促進効果を、より確実に得ることができる。一方、角度θが９０度以下、又は、２７０度以上の場合、混合ガスがバッファ部２０４ａの内壁と衝突することで得られる分散及び混合の効果が、９０度＜θ＜２７０度の場合より小さくなる。

なお、インナチューブ２０４のバッファ部２０４ａの内壁とノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆとの隙間は、１ｍｍ程度であることが好ましい。隙間が１ｍｍ程度未満である場合、ノズル内圧を下げることが難しくなる。なお、隙間が１ｍｍ以上であれば、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向は、角度θが９０度＜θ＜２７０度の範囲内であれば、任意に設定できる。また、角度θが９０度＜θ＜２７０度の範囲内であれば、例えば、混合ガスを隣接するノズルに衝突させて分散及び混合を促進してもよい。

図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａ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１２１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１２２が接続されている。

記憶装置１２１ｃ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１２１ｃ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、後述する基板処理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、後述する基板処理における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来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。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ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。

Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ，２４１ｄ、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｆ，２４３ｇ，２４３ｈ，２４３ｄ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、テープヒータ及びポートヒータ２３９、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。

ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ，２４１ｄによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｆ，２４３ｇ，２４３ｈ，２４３ｄの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７、テープヒータ及びポートヒータ２３９の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。

コントローラ１２１は、外部記憶装置１２３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１２３は、例えば、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等を含む。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３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１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３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１２３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。

＜基板処理方法＞
次に、上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成する処理（以下、成膜処理ともいう）のシーケンス例について説明する。ここでは、基板としてのウエハ２００に対して、第１の処理ガス（原料ガス）と第２の処理ガス（反応ガス）とを交互に供給することで、ウエハ２００上に膜を形成する例について説明する。

以下、図４を参照して、ウエハ２００上にシリコンリッチなシリコン窒化膜（以下、ＳｉＮ膜ともいう）を形成する例について説明する。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１２１により制御される。

本実施形態における成膜処理では、処理室２０１内のウエハ２００に対して原料ガスを供給する工程と、処理室２０１内から原料ガス（残留ガス）を除去する工程と、処理室２０１内のウエハ２００に対して反応ガスを供給する工程と、処理室２０１内から反応ガス（残留ガス）を除去する工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数（１回以上）行うことで、ウエハ２００上にＳｉＮ膜を形成する。

本明細書において「ウエハ」という用語は、「ウエハそのもの（ベアウエハ）」の他、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（複合体）」を意味する。同様に「ウエハの表面」という用語は、「ウエハそのものの表面」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。「基板」という用語の解釈も、「ウエハ」と同様である。

（Ｓ９０１：ウエハチャージおよびボートロード）
最初に、装置のスタンバイの状態が解除され、複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）され、そのボート２１７はボートエレベータ１１５によって処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。ボート２１７には、ウエハ２００が上下方向に配列されている。このとき、コントローラ１２１は、ＭＦＣ２４１ａに所定の小流量（例えば５０ｓｃｃｍ以下）を設定し、バルブ２４３ａを開けるように制御する。回転機構２６７から少量のＮ_２ガス（軸パージガス）が流出する。搬入が終わると、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端を気密に閉塞（シール）した状態となる。なお、ウエハチャージする前のスタンバイの状態から（つまり常時）、バルブ２４３ａやバルブ２４３ｇを開とし、パージガスの供給を開始しても良い。軸パージガスは、ウエハチャージ中に外部より巻き込まれるパーティクルが断熱部に付着することを抑制し、パージガスは、空気等の気体がノズル内に逆流することを抑制することができる。

（Ｓ９０２：圧力調整）
処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所定の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４４が、フィードバック制御される。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００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。またコントローラ１２１は、ＭＦＣ２３２ｇ、バルブ２４３ｇ及びＡＰＣバルブ２４４を制御することにより、少量のＮ_２ガス（ベントガス）を放出させる。放出されたベントガスや軸パージガスは、排気される。なお、ベントガスは、少なくとも固形副生成物を生じさせる処理ガスが処理室２０１内を流れる間は放出され続けることが望ましく、常時放出してよい。

（Ｓ９０３：温度調整）
また、処理室２０１内のウエハ２００が所定の温度となるように、ヒータ２０７によって処理室２０１内が加熱される。この際、処理室２０１内が所定の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。

（Ｓ９０４：処理ガス供給）
処理室２０１内の温度が予め設定された処理温度に安定すると、以下の原料ガス供給工程、原料ガス排気工程、反応ガス供給工程及び反応ガス排気工程を順次実行する。なおこの間、回転機構２６７により、回転軸２５５を介してボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。

（原料ガス供給工程）
このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対し、原料ガスを供給し、ウエハ２００の最表面上に、第１の層として、シリコン（Ｓｉ）含有層を形成する。具体的には、ガス供給管２３２ａの上流側のバルブ（不図示）を開き、ガス供給管２３２ａ内へ本開示の第１ガスとしての原料ガスを流す。原料ガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整される。

また、ガス供給管２３２ｇの上流側のバルブ（不図示）を開き、ガス供給管２３２ｇ内へ本開示の第２ガスとしてのＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、ＭＦＣ２４１ｇにより流量調整される。原料ガスとＮ_２ガスとが合流部２３３ａで合流し混合することによって、原料ガスを含む混合ガスが生成される。ウエハ２００に供給される混合ガス中に含まれる、原料ガスとＮ_２ガスとの混合度によって、ウエハ２００上に形成されるＳｉ含有層の膜厚や膜質を調整できる。以下、原料ガスとＮ_２ガスとの混合ガスを単に「原料ガス」とも称する。

次に、混合ガスとしての原料ガスをノズル２４９ａの吐出孔２５０ａを介してインナチューブ２０４へ供給する。ここで、原料ガスは、複数の吐出孔２５０ａから、ボート２１７でなくインナチューブ２０４のバッファ部２０４ａの内壁に向かって吐出され、内壁に衝突する。衝突によって、原料ガスは、バッファ部２０４ａ内の上下方向及び水平方向の全体の方向において、分散及び混合が促進される。そして、原料ガスは、ウエハ２００上を横断するクロスフローを形成し、処理室２０１内でボート２１７へ向かって流れ、基板配列領域へ供給される。図２中では、クロスフローは、ウエハ２００中に下向き矢印で例示されている。供給された原料ガスは、基板上で成膜処理に寄与した後、排気孔２０４ｃ、排気空間２０５を介して排気管２３１から排気される。

このとき、コントローラ１２１は、第１圧力を目標圧力とする定圧制御を行う。ただし原料ガス供給の初期では、目標圧力に比べ処理室圧力がかなり低いため、ＡＰＣバルブ２４４は全閉となることがある。しかし、定圧制御外の副排気バルブ（不図示）が開いたままであれば、ここを通ってベントガスや軸パージガスのほぼ全量が真空ポンプ２４６へ排出される。あるいはＡＰＣバルブ２４４が全閉せず常に微小流量流れるように運用してもよい。

（原料ガス排気工程）
第１の層が形成された後、ガス供給管２３２ａの上流側のバルブ（不図示）を閉じ、原料ガスの供給を停止するとともに、ＡＰＣバルブ２４４を全開にする制御を行う。これにより、処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１の層の形成に寄与した後の原料ガスを処理室２０１内から排出する。なお、バルブ２４３ｇを開いたままとして、処理室２０１内へ供給されたＮ_２ガスに、残留ガスをパージさせてもよい。ノズル２４９ａからのパージガスの流量は、排気経路中で低蒸気圧ガスの分圧を飽和蒸気圧よりも下げるように、或いは、インナチューブ２０４内での流速が拡散速度に打ち勝つ速度になるように設定され、通常、少量のベントガスや軸パージガスに比べて格段に大きい。

（反応ガス供給工程）
原料ガス排気が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、ウエハ２００上に形成された第１の層に対して反応ガスを供給する。熱で活性化された反応ガスは、原料ガス供給工程で、ウエハ２００上に形成された第１の層（Ｓｉ含有層）の少なくとも一部と反応し、ＳｉおよびＮを含む第２の層（シリコン窒化層）へと変化（改質）させる。ガス供給管２３２ｆの上流側のバルブ（不図示）及びバルブ２４３ｆの開閉制御を、原料ガス供給工程におけるガス供給管２３２ａの上流側のバルブ（不図示）及びバルブ２４３ａの開閉制御と同様の手順で行う。本開示の第１ガスとしての反応ガス（窒素含有ガス）は、ＭＦＣ２４１ｆにより流量調整される。

また、ガス供給管２３２ｄの上流側のバルブ（不図示）を開き、ガス供給管２３２ｄ内へ本開示の第２ガスとしてのＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、ＭＦＣ２４１ｄにより流量調整される。反応ガスとＮ_２ガスとが合流部２３３ｆで合流し混合することによって、反応ガスを含む混合ガスが生成される。ウエハ２００に供給される混合ガス中に含まれる、反応ガスとＮ_２ガスとの混合度によって、ウエハ２００上に形成されるＳｉ含有層の膜厚や膜質を調整できる。以下、反応ガスとＮ_２ガスとの混合ガスを単に「反応ガス」とも称する。

次に、混合ガスとしての反応ガスをノズル２４９ｆの吐出孔２５０ｆを介してインナチューブ２０４へ供給する。ここで、反応ガスは、原料ガスの場合と同様、複数の吐出孔２５０ｆから、ボート２１７でなくインナチューブ２０４のバッファ部２０４ａの内壁に向かって吐出され、内壁に衝突する。衝突によって、反応ガスは、バッファ部２０４ａ内の上下方向及び径方向の全体で分散及び混合が促進される。そして、反応ガスは、ウエハ２００へのクロスフローを形成し、処理室２０１内でボート２１７へ向かって流れ、基板配列領域へ供給される。供給された反応ガスは、基板上で成膜処理に寄与した後、排気孔２０４ｃ、排気空間２０５を介して排気管２３１から排気される。このとき、コントローラ１２１は、第２圧力を目標圧力とする定圧制御を行う。

（反応ガス排気工程）
第２の層が形成された後、ガス供給管２３２ｆの上流側のバルブ（不図示）を閉じ、反応ガスの供給を停止するとともに、目標圧力を０とする定圧制御（つまり全開制御）を行う。これにより、処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第２の層の形成に寄与した後の反応ガスを処理室２０１内から排出する。このとき、原料ガス排気工程と同様に、所定量のＮ_２ガスをパージガスとして処理室２０１内へ供給することができる。

（所定回数実施）
上述した原料ガス供給工程から反応ガス排気工程までの一連のステップを時間的にオーバーラップさせることなく順次行うサイクルを所定回数（ｎ回）行うことにより、ウエハ２００上に、所定組成および所定膜厚のＳｉＮ膜を形成することができる。原料ガス供給工程や反応ガス供給工程で形成される第１及び第２の層の厚さは、必ずしも自己限定的ではなく、その場合、安定した膜質を得るために、ガスに曝露される間のガス濃度や時間は、高い再現性でもって精密に制御される必要がある。なお、反復されるサイクル内で、原料ガス供給工程と原料ガス排気工程、または排気ガス供給工程と排気ガス排気工程を、更に複数回反復して実施してもよい。

（Ｓ９０５：降温）
このステップでは、必要に応じ、成膜処理の間続けられていたステップＳ９０３の温度調整が停止しもしくはより低い温度に設定し直され、処理室２０１内の温度が徐々に下げられる。

（Ｓ９０６：ベント）
処理室２０１内が大気圧になるまで、例えば基板処理装置に設けられたブレイクフィルタ（不図示）から不活性ガスが導入される。コントローラ１２１は、例えば、ＭＦＣ２４１ｇに所定の大流量（例えば２ｓｌｍ以上）を設定し、バルブ２４３ｇを開けるように制御する。大気圧に達すると、ＭＦＣ２４１ｇに所定の小流量（例えば５０ｓｃｃｍ以下）を設定し、もしくはバルブ２４３ｇを閉じるように制御する。なおステップＳ９０５とＳ９０６は、並行して行ったり、開始順序を入れ替えたりしてもよい。

（Ｓ９０７：ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９がゆっくりと下降され、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、マニホールド２０９の下端からインナチューブ２０４の外部に搬出される（ボートアンロード）。処理済のウエハ２００は、図示しない移載機によってボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。

上記の一連の工程によって、本実施形態に係る基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法が構成される。なお、本実施形態では、ノズル２４９ｂから酸素含有ガスの反応ガスが吐出されない場合が例示的に説明されたが、本開示では、これに限定されず、酸素含有ガスの反応ガスを用いた基板処理がおこなわれてよい。

（ノズル内圧と吐出孔の孔径との関係）
本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、原料ガス供給工程及び反応ガス供給工程において、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向を内壁に向け、混合ガスを内壁に衝突させた上で基板に流す。結果、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧を高めなくても、インナチューブ２０４内で混合ガスを適切に混合することが可能になる。すなわち、本実施形態では、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの孔径を拡径することに加え、吐出孔２５０ａ，２５０ｆの吐出方向を調整することによって、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧が下げられている。

ここで、吐出孔の孔径とノズル内圧との関係について、図５及び図６を参照して説明する。例えば、複数の吐出孔が１本のノズルに並んで形成される場合、図５に示すように、ノズルの内圧は上流側から下流側にかけて低下する。図５中の上側には、複数の吐出孔が上下方向に並んで形成された基準ノズルにおいて、上流側から下流側に位置するそれぞれの吐出孔の位置で測定によって得られた一連のノズル内圧の値が、直線状の軌跡Ｘで例示されている。基準ノズル内でのガスの流れは、下側から上側に向かって流れる。また、基準ノズルの孔の形状は、孔を正面から見て円形状である。

また、図５中の下側には、複数の吐出孔が上下方向に並んで形成された比較ノズルにおいて、上流側から下流側に位置するそれぞれの吐出孔の位置で測定によって得られた一連のノズル内圧の値が、直線状の軌跡Ｙで例示されている。比較ノズルの孔の形状は、基準ノズルと同様に、孔を正面から見て円形状であるが、比較ノズルの孔径は、基準ノズルより拡径されている。図５に示すように、比較ノズルの場合、上流側から下流側に位置するすべての吐出孔の位置で、ノズル内圧は、基準ノズルにおいて対応する吐出孔と比べ低下する。

また、図６に示すように、複数の吐出孔のそれぞれのガス流量比に関し、比較ノズルにおける上流側と下流側との間の差は、基準ノズルにおける上流側と下流側との間の差より、大きくなる。なお、図６中の軌跡Ｘのガス流量比の値と軌跡Ｙのガス流量比の値とは、いずれも同じ規則で正規化された後の値である。図５及び図６より、単に孔が拡径されたノズルを用いてガスを基板に供給する場合、ノズルの内圧を下げることは可能であるが、上流側の基板と下流側の基板との間で供給ガス量のバラつきが大きくなることが分かる。

供給ガス量のバラつきを低減する方法として、逆にノズルの内圧を高め、下流側に位置する吐出孔が受けるノズル内外の圧力差の影響を小さくする方法が考えられるが、内圧の高まりに伴って、ノズル内でガスが熱分解し易くなる。また、複数のガスが混合された混合ガスを同一のノズルを用いて一度に供給する場合、ノズルの内圧を高めると、ノズル内で複数のガスによる異常な反応が生じ易くなり、結果、インナチューブ内でパーティクルの発生が増加するという問題が生じる。また、複数のガスの異常反応によって、本来の成膜処理に不必要な新たな膜前駆体が生成されるため、基板の面内膜厚の不均一及び各基板間の膜厚の不均一が誘発されるという問題も生じる。

（作用効果）
本実施形態では、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向が、基板を保持するボート２１７でなく、インナチューブ２０４の内壁を向いている。このため、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆから吐出された混合ガスは、基板より先にインナチューブ２０４の内壁に衝突し、衝突により混合ガスに含まれる複数のガスの分散及び混合が促進される。

よって、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧を高めなくても、インナチューブ２０４内で混合ガスが適切に混合される。従って、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧を高めることによって発生するパーティクルを防止できる。また、内壁に衝突した混合ガスは、分散してボート２１７へ向かい基板の面方向に沿って流れ、クロスフローとして基板上で成膜処理に寄与し、排気孔からインナチューブ２０４外へ排気される。

すなわち、混合ガスがインナチューブ２０４内に吐出された時点では基板処理に必要な複数のガスの混合度が達成されていなくても、複数のガスが内壁と衝突することによって複数のガスの混合度が高められる。このため、混合ガスをインナチューブ２０４の内壁に衝突させることなく基板に送り込む場合に比べ、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧を低下させても、衝突後、混合ガスが基板に到達する前に、基板処理に必要な混合度を達成可能である。

また、本実施形態では、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆは、インナチューブ２０４の内壁から離れて設けられているので、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆも内壁と接触しない。このため、混合ガスの通り道が狭くなることで、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧が高まることを防止できる。

このため、本実施形態に係る基板処理装置によれば、処理ガスとして複数のガスが混合された混合ガスを同一のノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆを用いてインナチューブ２０４内の複数の基板に供給する際、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧を低くしつつ、パーティクルの発生を防止し、基板の面内膜厚均一性及び各基板間の膜厚均一性の向上を図ることができる。また、本実施形態に係る基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法によれば、パーティクルの付着が防止され、基板の面内膜厚均一性及び各基板間の膜厚均一性が向上された半導体装置を製造できる。

また、本実施形態では、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向が、基板の配列方向と直交する向き（水平方向）であるため、混合ガスが、上下方向に鉛直に延びるインナチューブ２０４の内壁に対して垂直に衝突し易い。結果、衝突後の混合ガスがインナチューブ２０４内で渦を巻き易く、分散及び混合が更に促進される。

また、本実施形態では、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの単位長さ当たりに吐出されるガス流量が揃うように、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの間隔が、ガスの流れの上流側から下流側へ徐々に狭く設定されている。このため、複数の基板の単位体積当たりに供給される混合ガスの量を揃え易い。

また、本開示では、吐出孔の間隔を調整するパターンとしては、ガスの流れの上流側から下流側へ徐々に狭く設定する場合に限定されず、他の間隔調整パターンも採用できる。例えば、任意の個数からなる吐出孔の群を設定し、設定された吐出孔群の中に含まれる吐出孔間には一定の間隔が形成されると共に、吐出孔群同士の間隔は、ガスの流れの上流側から下流側へ徐々に狭くされてもよい。

また、例えば、複数の基板の配列間隔を一定に設定すると共に、複数の吐出孔の最大の間隔は、基板の一定の配列間隔よりも大きく設定することが可能である。すなわち、基板の配列パターン及び吐出孔の配置パターンが、１枚の基板にそれぞれ１個の吐出孔を対応させる構成に限定されない。換言すると、本開示では、複数の基板の単位体積当たりに供給される混合ガスの量を揃えることができる限り、吐出孔の間隔を調整するパターンとしては、任意のパターンを採用できる。

なお、本開示では、インナチューブ内の基板配列領域におけるそれぞれの基板の単位体積当たりに同量の混合ガスを供給する他の方法として、ノズル内のガスの流れの上流側から下流側へ、孔径を徐々に小さく設定する調整方法が、単独又は組み合わせて採用されてもよい。すなわち、本開示では、複数の吐出孔の孔径の設定及び間隔の設定のうち、少なくとも一方を採用できる。

ただし、吐出孔の間隔を調整する場合のノズルの加工精度の方が、孔径を調整する場合のノズルの加工精度より高い場合が多い。このため、吐出孔の間隔の調整方法を単独で用いる場合の方が、孔径の調整方法を単独で用いる場合より、それぞれの基板の単位体積当たりに供給される混合ガスの量を、より揃え易い。

また、本実施形態では、バッファ部２０４ａ内で混合ガスが衝突することによって、互いに逆方向のガスの流れが生じ易い。このため、混合ガスは、バッファ部２０４ａ内で分散及び混合が更に促進され、幅の広い流れ（クロスフロー）となってボート２１７へ流れていき、膜厚及び膜質が均一な基板を形成する。

また、本実施形態では、ガス供給システムによって、第１供給管と第２供給管とを合流させる合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆと、合流部２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆとノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆとを流体連通させる第３供給管と、を有するガス供給システムが設けられている。このため、第１ガスと第２ガスとを混合した混合ガスを安定的に生成できる。

また、本実施形態では、第３供給管の端部に設けられたポート２３７を加熱するポートヒータ２３９によって、第３供給管内を流れる混合ガスを、より効率的に加熱して基板に供給できる。なお、本開示では、混合ガスを加熱するヒータとしては、ポートヒータ２３９やテープヒータに限定されない。混合ガスが流れる第３供給管の少なくとも一部を基板処理に適した所定の温度以上に加熱する加熱装置が設けられればよく、配置位置や形状は適宜変更できる。

また、本実施形態では、第３供給管の流路面積が、第１供給管と第２供給管の流路面積の合計以上であるので、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの上流側の第３供給管内の内圧が第１供給管及び第２供給管より高くならない。このため、混合ガスが第３供給管を経由してノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆに送り込まれた後、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの内圧の高まりを防止できる。

また、本実施形態では、インナチューブ２０４が基板の配列方向の一端を閉じる端面を備えた天井部を有するので、インナチューブ２０４内の密閉性が高まり、混合ガスの供給効率を向上できる。

また、本実施形態では、吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆの吐出方向と、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの中心Ｃ１からウエハの中心Ｃ２へ向かう仮想線との間の角度θの範囲が９０＜θ＜２７０に設定されることによって、混合ガスが内壁と衝突することで得られる複数のガスの分散及び混合を促進する効果を一層高めることができる。

次に、本開示に係る基板処理装置のインナチューブ及びノズルの他の構成例を、第１～第４変形例を用いて説明する。

＜第１変形例＞
図７に示すように、本開示は、インナチューブ２０４の内壁にバッファ部が設けられなくても成り立つ。また、ノズル２４９ａの本数は、１本であってもよい。第１変形例においても、本実施形態と同様に、ノズル２４９ａの吐出孔２５０ａの吐出方向は、ウエハ２００を保持するボートでなく、インナチューブ２０４の内壁を向いている。このため、吐出孔２５０ａから吐出された混合ガスは、ウエハ２００より先にインナチューブ２０４の内壁に衝突し、衝突により混合ガスに含まれる複数のガスの分散及び混合が促進される。

＜第２変形例＞
また、図２中に例示したバッファ部２０４ａの形状は、平面視で、矩形状の膨らみであったが、本開示では、バッファ部の形状は、適宜変更できる。例えば、図８に示すように、バッファ部２０４ａの形状は、平面視で、１個の半円状の膨らみであってもよい。なお、本開示では、バッファ部の形状は、１個の半円状でなく、平面視で、２個以上の円弧を組み合わせた膨らみであってもよいし、或いは、直線と円弧とを組み合わせて構成されてもよい。

＜第３変形例＞
また、図９中の第３変形例のバッファ部２０４ａの形状は、図２中に例示したバッファ部２０４ａと同様に、平面視で、矩形状の膨らみである。ただし、バッファ部２０４ａ内に配置されるノズル２４９ａの本数は、図２中に例示したノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆと異なり、３本でなく１本である。

＜第４変形例＞
本実施形態では、基板配列領域は、ウエハ２００の配列方向（上下方向）に沿って３個のゾーンに分割されていた。また、それぞれのノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの吐出孔２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆは、３個のゾーンの全体に対してガスを吐出するように、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆの全体にわたって設けられていた。

しかし、第４変形例では、基板配列領域は、ウエハ２００の配列方向（上下方向）に沿って３個のゾーンに分割されていると共に、図１０に示すように、３個のそれぞれのゾーンに対するノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３が個別に設けられている。なお、分割されるゾーンの個数は、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。図１１に示すように、それぞれのノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３の吐出孔２５０ａ１，２５０ａ２，２５０ａ３の吐出方向は、基板が搭載されたボートでなくインナチューブ２０４の内壁に向かい、かつ他のノズルに衝突しないように構成されている。

図１０中の右側に位置し、基板配列領域の中で最も下方のゾーンに対応して設けられたノズル２４９ａ３は、リターンノズルである。なお、本開示では、基板配列領域の中で最も下方のゾーンに対応して設けられるノズルは、リターンノズルに限定されない。また、図１０中の左側のノズル２４９ａ１及び中央のノズル２４９ａ２は、基板配列領域の中で最も下方のゾーン以外のゾーンに対応して設けられている。

図１０中の右側のリターンノズル（ノズル２４９ａ３）の複数の吐出孔２５０ａ３は、リターンノズルのノズル２４９ａ３の右側の棒状部分に設けられている。また、図１０中の左側のノズル２４９ａ１の複数の吐出孔２５０ａ１は、中央のノズル２４９ａ２より上方の部分に局所的に設けられている。また、図１０中の中央のノズル２４９ａ２の複数の吐出孔２５０ａ２は、右側のリターンノズル（ノズル２４９ａ３）より上方の部分に局所的に設けられている。このため、図１０中の３本のノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３から吐出されるそれぞれのガスは、隣り合う他のノズルに衝突しない。

また、図１０及び図１１に示すように、左側のノズル２４９ａ１の吐出孔２５０ａ１と、中央のノズル２４９ａ２の吐出孔２５０ａ２とは、リターンノズル（ノズル２４９ａ３）の上方の空間を通過してインナチューブ２０４の右側の内壁に向かって開口している。

第４変形例においても、平面視で、それぞれの吐出孔２５０ａ１，２５０ａ２，２５０ａ３の吐出方向と、ノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３の中心Ｃ１からウエハ２００の中心Ｃ２へ向かう仮想線との間の角度θを９０度＜θ＜２７０度に設定されている。角度θを９０度＜θ＜２７０度に設定することによって、混合ガスがバッファ部２０４ａの内壁と衝突することで得られる分散及び混合の効果を高めることができる。なお、吐出後の混合ガスの工程を長く確保できる限り、角度θは、９０度＜θ＜２７０度の範囲内で適宜変更できる。

また、第４変形例では、３個のゾーンのそれぞれに対するノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３が個別に設けられているので、ゾーン毎に供給ガス流量を調整できる。

また、第４変形例では、バッファ部２０４ａ内に吐出された混合ガスが、他のノズルに衝突することなく、バッファ部２０４ａの内壁に衝突するため、混合ガスがノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３から基板に至る行程を、バッファ部２０４ａ内で長く形成できる。換言すると、バッファ部２０４ａ内の３本のノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３の設置空間を有効に利用することができる。また、バッファ部２０４ａ内で混合ガスが分散及び混合することによって、基板のスロット位置によらず、複数のガスの加熱処理や混合処理を均一に行うことができる。

また、第４変形例では、リターンノズルによって吐出前の混合ガスが基板に至る前の行程を長く形成できるので、吐出前に、複数のガスの混合度を高め易い。また、吐出孔の吐出方向が基板の中心と反対側であるので、吐出後の混合ガスが基板に至るまでの行程を長く形成できる。このため、吐出後も、複数のガスの混合度を高め易い。

また、第４変形例では、最も下方のゾーン以外のゾーンに対応して設けられたノズルから吐出される混合ガスがリターンノズルの上方を流れることによって、基板に至るまでの行程を長く形成できるので、複数のガスの混合度を高め易い。

また、第４変形例では、複数のゾーンに対して個別に設けられたノズル２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３のそれぞれについて、本実施形態で説明したガス供給システムが個別に設けられてもよい。すなわち、それぞれのゾーンに対し、１組以上のノズル及びガス供給システムが個別に設けられることによって、ゾーン毎に供給ガス流量を調整し易い。また、第４変形例でも、本実施形態と同様に、第３供給管の長さは、対応するノズルから吐出された混合ガスが内壁に衝突した後、基板に供給される際、第１ガスと第２ガスとが均一に混合するのに十分な長さであるように設定できる。

＜その他の実施形態＞
本開示は上記の開示した実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本開示を限定するものであると理解すべきではない。例えば、本実施形態では、混合ガスは、インナチューブ２０４外で予め混合される場合が例示されたが、本開示では、これに限定されず、インナチューブ内で混合されてもよい。また、基板処理装置が用いられる基板処理として、ＣＶＤ法によって成膜処理が行われる場合が例示的に説明されたが、本開示では、これに限定されない。すなわち、複数のガスを予め混合する混合部は、必須ではない。

また、図示されたそれぞれの基板処理装置の構成を部分的に組み合わせて本開示を構成してもよい。本開示は、上記に記載していない様々な実施の形態等を含みうる。

＜本開示の好ましい態様＞
以下、本開示の好ましい態様について付記する。

（付記１）
複数の基板を所定の配列方向に配列させて保持するボートと、
ボートを取り囲むように設置され、基板の配列方向と直交する方向にガスを排気する排気孔が形成されたインナチューブと、
インナチューブ内の温度で互いに反応する基板処理用の複数のガスを予め混合して混合ガスを生成する混合部と、
前記インナチューブの内壁から離れて設けられ、前記基板の前記配列方向に沿って形成された複数の吐出孔から、前記混合部から供給された混合ガスを前記インナチューブ内へ吐出するノズルと、を備え、
前記吐出孔の吐出方向が、前記ボートでなく前記インナチューブの内壁を向いている、基板処理装置が提供される。

（付記２）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記複数の吐出孔の間隔は、前記基板の配列間隔と異なり、
前記吐出孔の吐出方向は、前記基板の配列方向と直交する。

（付記３）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
インナチューブの内壁には、外側へ膨出するバッファ部が形成され、
前記バッファ部内に前記ノズルが配置され、
前記吐出孔の吐出方向は、前記バッファ部の内壁に向かい、
前記バッファ部内へ前記吐出孔から混合ガスが吐出される。

（付記４）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
複数の吐出孔の間隔は、ノズル内のガスの流れの上流側から下流側へ徐々に狭くなる。

（付記５）
付記１に記載の基板処理装置を用いて、
前記ボートに複数の基板を所定の配列方向に配列させる工程と、
前記混合部で混合ガスを生成する工程と、
前記混合ガスをインナチューブへ供給し、複数の前記吐出孔から混合ガスを前記ボートでなくインナチューブの内壁を向かって吐出させて分散及び混合させ、分散及び混合した前記混合ガスを前記ボートへ向かって流して基板上で成膜処理を行う工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。

（付記６）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
インナチューブ内の基板配列領域におけるそれぞれの基板の単位体積当たり同量の混合ガスが供給されるように、複数の吐出孔の孔径又は間隔が設定されている。

（付記７）
付記４に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
複数の基板の配列間隔は、一定であり、
複数の吐出孔の最大の間隔は、基板の一定の配列間隔よりも大きい。

（付記８）
付記６に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
吐出孔の孔径は、ノズル内のガス流れの上流側から下流側へ、徐々に拡大する。

（付記９）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
インナチューブ内の基板配列領域を基板の配列方向に沿って複数のゾーンに分割したとき、それぞれのゾーンに対するノズルが個別に設けられている。

（付記１０）
付記９に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
それぞれのノズルの吐出孔の吐出方向は、ボートでなくインナチューブの内壁に向かい、かつ、他のノズルに衝突しない。

（付記１１）
付記９に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
複数の基板は、上下方向に沿って配列され、
基板配列領域の中で最も下方のゾーンに対応して設けられたノズルは、リターンノズルであり、
リターンノズルの吐出孔の吐出方向は、ウエハの中心と反対側である。

（付記１２）
付記９に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
複数の基板は、上下方向に沿って配列され、
基板配列領域の中で最も下方のゾーン以外のゾーンに対応して設けられたノズルの吐出孔は、最も下方のゾーンに対応して設けられたノズルの上方の空間を通過してインナチューブの内壁に向かって開口する。

（付記１３）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
複数のガスの一つとしての第１ガスの供給源に接続された第１供給管と、
複数のガスの他の一つとしての第２ガスの供給源に接続された第２供給管と、
混合部として第１供給管と第２供給管とを合流させる合流部と、
合流部とノズルとを流体連通させる第３供給管と、を有するガス供給システムを更に備える。

（付記１４）
付記１３に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
第３供給管の少なくとも一部を所定の温度以上に加熱するヒータを有する。

（付記１５）
付記１４に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
第３供給管の合流部と反対側の端部に設けられ、合流した第１ガスと第２ガスを処理炉内に導入するポートと、
ポートを加熱する前記ヒータとしてのポートヒータと、を更に備える。

（付記１６）
付記１３に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
第３供給管の流路面積は、第１供給管と第２供給管の流路面積の合計以上である。

（付記１７）
付記１３に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
インナチューブ内の基板配列領域を基板の配列方向に沿って複数のゾーンに分割したとき、それぞれのゾーンに対するノズルが個別に設けられると共に、それぞれのゾーンに対するガス供給システムが個別に設けられ、
第３供給管は、対応するノズルから供給される際の第１ガスと第２ガスとが均一に混合するのに十分な長さを有する。

（付記１８）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
インナチューブは、基板の配列方向の一端を閉じる端面を有する。

（付記１９）
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
平面視で、吐出孔の吐出方向と、ノズルの中心からウエハの中心へ向かう線との間の角度θは、９０度＜θ＜２７０度である。

２００ ウエハ（基板）
２０４ インナチューブ
２０４ａ バッファ部
２０４ｃ 排気孔
２０７ ヒータ
２１７ ボート
２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｆ ガス供給管（第１供給管）
２３２ｇ，２３２ｈ，２３２ｄ ガス供給管（第２供給管）
２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｆ 合流部
２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｆ ガス供給管（第３供給管）
２３７ ポート
２３９ ポートヒータ
２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｆ ノズル
２４９ａ１，２４９ａ２，２４９ａ３ ノズル
２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｆ 吐出孔
２５０ａ１，２５０ａ２，２５０ａ３ 吐出孔
θ 角度

Claims (18)

1. 複数の基板を所定の配列方向に配列させて保持するボートを取り囲むように設置され、基板の配列方向と直交する方向にガスを排気する排気孔が形成され、外側へ膨出するバッファ部が内壁に形成されたインナチューブと、
   前記インナチューブの外に設けられ、前記基板に供給されるガスであって前記インナチューブ内の温度で互いに反応し固形副生成物を生じさせるシリコン原料ガスと窒化ガスの少なくとも一方と、不活性ガスを予め混合して混合ガスを生成する複数の混合部と、
   前記バッファ部内に前記インナチューブの内壁から離れて設けられ、前記基板の前記配列方向に沿って形成された複数の吐出孔から、前記複数の混合部からそれぞれ供給された混合ガスを前記インナチューブ内へ吐出する複数のノズルと、を備え、
   前記複数のノズルは、前記インナチューブ内の基板配列領域を基板の配列方向に沿って分割された複数のゾーンにそれぞれ対応して設けられ、前記複数のノズルの少なくとも１つはリターンノズルであり、
   前記吐出孔の吐出方向が、前記ボートでなく前記インナチューブの内壁を向いており、
   前記配列方向は、上下方向であり、
   前記基板配列領域の中で最も下方のゾーン以外のゾーンに対応して設けられた前記ノズルの前記吐出孔は、最も下方のゾーンに対応して設けられた前記ノズルの上方の空間を通過して前記インナチューブの内壁に向かって開口する、
   基板処理装置。
2. 前記複数の吐出孔の間隔は、前記基板の配列間隔と異なり、
   前記吐出孔の吐出方向は、前記基板の配列方向と直交する、
   請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記シリコン原料ガスはハロシランガスである、
   請求項２に記載の基板処理装置。
4. 複数の吐出孔の間隔は、ノズル内のガスの流れの上流側から下流側へ徐々に狭くなる、
   請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記インナチューブ内の前記基板配列領域におけるそれぞれの前記基板の単位体積当たり同量の前記混合ガスが供給されるように、前記複数の吐出孔の孔径又は間隔が設定されている、
   請求項１に記載の基板処理装置。
6. 前記複数の基板の配列間隔は、一定であり、
   前記複数の吐出孔の最大の間隔は、前記基板の一定の配列間隔よりも大きい、
   請求項４に記載の基板処理装置。
7. 前記吐出孔の孔径は、前記ノズル内のガス流れの上流側から下流側へ、徐々に大きくなる、
   請求項５に記載の基板処理装置。
8. それぞれの前記ノズルの吐出孔の吐出方向は、前記ボートでなく前記インナチューブの内壁に向かい、かつ、他のノズルに衝突しない、
   請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記複数の基板は、上下方向に沿って配列され、
   前記リターンノズルは、前記基板配列領域の中で最も下方のゾーンに対応して設けられ、
   前記リターンノズルの前記吐出孔の吐出方向は、前記基板の中心と反対側である、
   請求項１に記載の基板処理装置。
10. 複数の前記ガスの一つとしての第１ガスの供給源に接続された第１供給管と、
    複数の前記ガスの他の一つとしての第２ガスの供給源に接続された第２供給管と、
    前記混合部として第１供給管と第２供給管とを合流させる合流部と、
    前記合流部と前記ノズルとを流体連通させる第３供給管と、を有するガス供給システムを更に備える、
    請求項１に記載の基板処理装置。
11. 前記第３供給管の少なくとも一部を所定の温度以上に加熱するヒータを有する、
    請求項１０に記載の基板処理装置。
12. 前記第３供給管の合流部と反対側の端部に設けられ、合流した前記第１ガスと前記第２ガスとを処理炉内に導入するポートと、
    前記ポートを加熱する前記ヒータとしてのポートヒータと、を更に備える、
    請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 前記第３供給管の流路面積は、前記第１供給管の流路面積と前記第２供給管の流路面積との合計以上である、
    請求項１０に記載の基板処理装置。
14. 前記インナチューブ内の前記基板配列領域を基板の配列方向に沿って複数のゾーンに分割したとき、それぞれのゾーンに対する前記ノズルが個別に設けられると共に、それぞれのゾーンに対するガス供給システムが個別に設けられ、
    前記第３供給管は、対応する前記ノズルから供給される際の前記第１ガスと前記第２ガスとが均一に混合するのに十分な長さを有する、
    請求項１０に記載の基板処理装置。
15. 前記インナチューブは、前記基板の配列方向の一端を閉じる端面を有する、
    請求項１に記載の基板処理装置。
16. 平面視で、前記吐出孔の吐出方向と、前記ノズルの中心から前記基板の中心へ向かう線との間の角度θは、９０度＜θ＜２７０度である、
    請求項１に記載の基板処理装置。
17. 請求項１に記載の基板処理装置を用いて、
    前記ボートに複数の基板を上下方向に配列させる処理と、
    複数の前記混合部で混合ガスを生成する処理と、
    前記複数の混合部から前記混合ガスをそれぞれインナチューブへ供給し、複数の前記吐出孔から前記混合ガスを前記ボートでなくインナチューブの内壁を向かって吐出させると共に、前記基板配列領域の中で最も下方のゾーン以外のゾーンに対応して設けられた前記ノズルの前記吐出孔から前記混合ガスを最も下方のゾーンに対応して設けられた前記ノズルの上方の空間を通過させて前記混合ガスを分散及び混合させ、分散及び混合した前記混合ガスを前記ボートへ向かって流して基板上で成膜する処理と、
    を含む基板処理方法。
18. 請求項１に記載の基板処理装置を用いて、
    前記ボートに複数の基板を上下方向に配列させる工程と、
    複数の前記混合部で混合ガスを生成する工程と、
    前記複数の混合部から前記混合ガスをそれぞれインナチューブへ供給し、複数の前記吐出孔から前記混合ガスを前記ボートでなくインナチューブの内壁を向かって吐出させると共に、前記基板配列領域の中で最も下方のゾーン以外のゾーンに対応して設けられた前記ノズルの前記吐出孔から前記混合ガスを最も下方のゾーンに対応して設けられた前記ノズルの上方の空間を通過させて前記混合ガスを分散及び混合させ、分散及び混合した前記混合ガスを前記ボートへ向かって流して基板上で成膜処理を行う工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。