專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法和襯底制造方法以及襯底處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有處理襯底的工序的半導(dǎo)體器件的制造方法和襯底制造方法以及襯底處理裝置，特別是涉及具有在襯底上形成碳化硅(SiC)膜的工序的、半導(dǎo)體器件的制造方法和襯底的制造方法以及襯底處理裝置。
背景技術(shù)：
碳化硅作為功率器件用元件材料特別引人注目。另一方面，眾所周知，碳化硅與硅
(Si)相比，難以制作結(jié)晶襯底、器件。 以往的形成碳化硅膜的半導(dǎo)體制造裝置，將多張襯底呈平面地配置在板狀基座上，加熱至1500°C 1800°C，從一個部位向反應(yīng)室內(nèi)供給成膜用的原料氣體，使碳化硅膜在襯底上生長。在專利文獻(xiàn)I中，公開了為了解決因朝向與基座相對的面的原料氣體而引起的堆積物的附著、以及產(chǎn)生原料氣體對流而造成的碳化硅膜生長的不穩(wěn)定化的課題而將基座的保持襯底的面朝向下方配置的真空成膜裝置和薄膜形成方法。專利文獻(xiàn)I :日本特開2006-196807號公報

發(fā)明內(nèi)容
可是，在以往的技術(shù)中存在幾個問題點(diǎn)。首先，在處理多張襯底情況下和如圖18所示增大襯底直徑的情況下需要增大基座，由于形成為反應(yīng)室的使用面積增加，此外原料氣體從一個部位被供給的結(jié)構(gòu)，所以反應(yīng)室中的氣體濃度分布不均勻，形成于晶片的膜的厚度變得不均勻，而且碳化硅膜生長時在1500°C 1800°C的高溫進(jìn)行，因此，例如難以控制晶片面內(nèi)的溫度、難以使雜質(zhì)均勻地添加(摻雜、doping)到碳化硅膜中等。本發(fā)明的目的在于，解決上述的問題點(diǎn)，提供一種能夠在襯底上均勻地形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的半導(dǎo)體器件的制造方法和襯底制造方法以及襯底處理裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個技術(shù)方案，提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，是襯底處理裝置中的半導(dǎo)體器件的制造方法，該襯底處理裝置包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底；第I氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；以及第2氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口，設(shè)置上述第I氣體供給口的方向和設(shè)置上述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)上述襯底之前交叉，其中，該半導(dǎo)體器件的制造方法具有以下的工序?qū)⑸鲜龆鄰堃r底搬入至反應(yīng)室內(nèi)的工序；從上述第I氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體，或含硅及氯的氣體，從上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，從上述第I氣體供給口或上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)一步供給雜質(zhì)氣體，在上述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的工序；以及從上述反應(yīng)室搬出上述多張襯底工序。根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案，提供一種襯底處理裝置，包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底；第I氣體供給系統(tǒng)，向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體，或含硅及氯的氣體；第2氣體供給系統(tǒng)，向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體；第3氣體供給系統(tǒng)，向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給雜質(zhì)氣體；第I氣體供給噴嘴，連接于上述第I氣體供給系統(tǒng)，或者連接于上述第I氣體供給系統(tǒng)和上述第3氣體供給系統(tǒng)，并且在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；第2氣體供給噴嘴，連接于上述第2氣體供給系統(tǒng)，或者連接于上述第2氣體供給系統(tǒng)和上述第3氣體供給系統(tǒng)，并且在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口 ；以及控制器，進(jìn)行控制，使得上述第I氣體供給系統(tǒng)從上述第I氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給上述含硅氣體和上述含氯氣體，或者含硅及氯的氣體，上述第2氣體供給系統(tǒng)從上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給上述含碳?xì)怏w和上述還原氣體，上述第3氣體供給系統(tǒng)從上述第I氣體供給口或上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給上述雜質(zhì)氣體,在上述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜，設(shè)置上述第I氣體供給口的方向與設(shè)置上述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)上述襯底之前交叉。根據(jù)本發(fā)明的再一技術(shù)方案，提供一種襯底制造方法，是襯底處理裝置的襯底制 造方法，該襯底處理裝置包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底;第I氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；以及第2氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口，設(shè)置上述第I氣體供給口的方向和設(shè)置上述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)上述襯底之前交叉，其中，該襯底制造方法具有以下的工序?qū)⑸鲜龆鄰堃r底搬入至反應(yīng)室內(nèi)的工序；從上述第I氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體，或含硅及氯的氣體，從上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，從上述第I氣體供給口或上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)一步供給雜質(zhì)氣體，在上述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的工序；以及從上述反應(yīng)室搬出上述多張襯底工序。根據(jù)本發(fā)明，能提供一種能夠在襯底上形成均勻摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的襯底處
理裝置。


[圖I]表示應(yīng)用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體制造裝置10的立體圖。[圖2]表示應(yīng)用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體制造裝置10的側(cè)面剖視圖。[圖3]表示應(yīng)用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體制造裝置10的俯視剖視圖。[圖4]表示構(gòu)成應(yīng)用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體制造裝置10的各部的控制結(jié)構(gòu)。[圖5]表示應(yīng)用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體制造裝置10的處理爐40及其周邊構(gòu)造的概略圖。[圖6]表示應(yīng)用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的俯視圖。[圖7]表示利用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)供給反應(yīng)氣體時的乙烯氣體的濃度分布。[圖8]表示利用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)供給反應(yīng)氣體時的硅氣體和乙烯氣體在檢測線(monitor line)上的濃度分布。[圖9]表示利用本發(fā)明的第I實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)使晶片旋轉(zhuǎn)地成膜時的、(a)膜厚的面內(nèi)分布和(b)膜厚在檢測線上的分布。 [圖10]表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的使第I和第2供給噴嘴交替地配置偶數(shù)根氣體供給噴嘴的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的情況下的氣體流動的計(jì)算結(jié)果的示意圖。[圖11]表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的以第2氣體供給噴嘴為中心地配置有第I氣體供給噴嘴、第2氣體供給噴嘴和奇數(shù)根氣體供給噴嘴的情況下的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的俯視圖。[圖12]表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的使第I和第2供給噴嘴交替地配置偶數(shù)根氣體供給噴嘴的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的情況下成膜時的、膜厚的面內(nèi)分布。[圖13]是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的使第I和第2氣體供給口相對的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的圖，(a)表示使相對的第I和第2氣體供給口的高度位置不同地設(shè)置的情況，(b)表示應(yīng)用了圓筒狀的氣體供給噴嘴的情況，(C)表示應(yīng)用了多邊形狀的氣體供給噴嘴的情況。[圖14]是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的使第I和第2氣體供給口相對的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的圖，(a)表示在使相對的第I和第2氣體供給口的高度位置不同地設(shè)置的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的情況下的氣體流動的計(jì)算結(jié)果的示意圖，(b)表示放大了(a)中的第I乃至第2氣體供給口附近的圖。[圖15]表示在本發(fā)明的第3實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的情況下成膜時的、膜厚的面內(nèi)分布。[圖16]表示比較利用本發(fā)明的第2實(shí)施方式和第3實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)成膜時的檢測線上的C/Si的值的分布的圖。[圖17]表示摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜的C/Si值與n型雜質(zhì)濃度的關(guān)系。[圖18]不意地表不扁平型基座構(gòu)造與襯底的位直關(guān)系。[圖19]表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的使用具有設(shè)有第I和第2氣體供給口的分支管的氣體供給噴嘴的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，(a)是反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的俯視圖，(b)是具有分支管的氣體供給噴嘴的立體圖，(C)是使用了晶片保持架的情況下的舟皿保持的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式[第I實(shí)施方式]接著，基于

本發(fā)明的第I實(shí)施方式。圖I是形成本發(fā)明的第I實(shí)施方式的碳化硅外延膜的半導(dǎo)體制造裝置10的一個例子，以立體圖表示。作為該襯底處理裝置的半導(dǎo)體制造裝置10，是批量式立式熱處理裝置，具有用于配置主要部的殼體12。在半導(dǎo)體制造裝置10中，例如，作為用于收納由硅(Si)或碳化硅(SiC)等構(gòu)成的作為襯底的晶片14的襯底收納器，使用前開式晶片傳送盒(以下稱為晶片盒)16作為晶片載體。在該殼體12的正面?zhèn)扰渲糜芯休d置臺18，晶片盒16被輸送到該晶片盒載置臺18。在晶片盒16中例如收納有25張晶片14，在蓋被關(guān)閉的狀態(tài)下放置于晶片盒載置臺18上。在殼體12內(nèi)的正面?zhèn)惹遗c晶片盒載置臺18相對的位置，配置有晶片盒輸送裝置20。此外，在該晶片盒輸送裝置20的附近，配置有晶片盒輸送裝置22、晶片盒開啟器24和襯底張數(shù)檢測器26。晶片盒輸送裝置22被構(gòu)成為，以載置多個晶片盒16的狀態(tài)保持配置于晶片盒開啟器24上方的晶片盒16。襯底張數(shù)檢測器26與晶片盒開啟器24相鄰地配置。晶片盒輸送裝直20在晶片盒載直臺18、晶片盒輸送裝直22和晶片盒開啟器24之間輸送晶片盒16。晶片盒開啟器24是打開晶片盒16的蓋的構(gòu)件，襯底張數(shù)檢測器26檢測打開了蓋的晶片盒16內(nèi)的晶片14的張數(shù)。在殼體12內(nèi)配置有襯底移載機(jī)28、作為襯底支承件的舟皿30。襯底移載機(jī)28具有臂(拾取器)32，成為利用未圖示的驅(qū)動部件能夠上下旋轉(zhuǎn)動作的構(gòu)造。臂32例如能取出5張晶片，通過使該臂32動作，在放置于晶片盒開啟器24的位置的晶片盒16和舟皿30之間輸送晶片14。舟皿30例如由石墨碳、碳化硅等耐熱性材料構(gòu)成，構(gòu)成為使多張晶片14以水平姿勢且以彼此中心對齊的狀態(tài)排列，并沿縱向堆積地保持。另外，在舟皿30的下部配置有例如由石英、碳化硅等耐熱性材料構(gòu)成的圓盤形狀的作為隔熱構(gòu)件的舟皿隔熱部34，被構(gòu)成為來自后述的被加熱體48的熱難以傳遞到處理爐40的下方側(cè)(參照圖2)。在殼體12內(nèi)的背面?zhèn)壬喜颗渲糜刑幚頎t40。裝填有多張晶片14的舟皿30被搬入該處理爐40內(nèi)，進(jìn)行熱處理。圖2和圖3表示形成碳化硅外延膜的半導(dǎo)體制造裝置10的處理爐40的側(cè)面剖視圖和俯視剖視圖。另外，作為代表例，具有至少供給含硅氣體、和含氯氣體的第I氣體供給口 68的氣體供給噴嘴60、具有至少供給例如氫氣作為含碳?xì)怏w和還原氣體和供給例如含有n型雜質(zhì)的摻雜氣體作為摻雜氣體的第2氣體供給口 72的氣體供給噴嘴70、和排氣口90分別各圖示I個。此外，還圖示了向形成反應(yīng)室的反應(yīng)管42與隔熱材料54之間供給惰性氣體的第3氣體供給口 360、第2氣體排出口 390。處理爐40包括形成例如圓筒形狀的反應(yīng)室44的反應(yīng)管42。反應(yīng)管42由石英或碳化硅等耐熱材料構(gòu)成，形成為上端封閉且下端開口的例如圓筒形狀。在反應(yīng)管42的內(nèi)側(cè)的筒中空部形成有反應(yīng)室44，被構(gòu)成為能夠在利用舟皿30使作為由硅或碳化硅等構(gòu)成的襯底的晶片14以水平姿勢且彼此中心對齊的狀態(tài)排列并沿縱向堆積地保持該晶片14的狀態(tài)下進(jìn)行收納。在反應(yīng)管42的下方，與該反應(yīng)管42呈同心圓狀配設(shè)集合管。集合管例如由不銹鋼等構(gòu)成，形成為上端和下端開口的圓筒形狀。該集合管以支承反應(yīng)管42的方式設(shè)置。另外，在該集合管與反應(yīng)管42之間，作為密封構(gòu)件設(shè)有0型密封圈。通過該集合管被支承在未圖示的保持體上，反應(yīng)管42成為垂直安裝的狀態(tài)。由該反應(yīng)管42和集合管形成反應(yīng)容器。處理爐40包括被加熱的被加熱體48。被加熱體48被配設(shè)于反應(yīng)室44內(nèi)，該被加熱體48成為被由設(shè)于反應(yīng)管42外側(cè)的感應(yīng)線圈50產(chǎn)生的磁場加熱的結(jié)構(gòu)。通過被加熱體48發(fā)熱，被加熱體48的內(nèi)側(cè)被加熱。在被加熱體48的附近，作為檢測反應(yīng)室44內(nèi)的溫度的溫度檢測體而設(shè)有未圖示的溫度傳感器。在感應(yīng)線圈50和溫度傳感器上電連接有溫度控制部52，通過基于由溫度傳感器所檢測到的溫度信息，調(diào)節(jié)對感應(yīng)線圈50的通電狀況，從而在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制，使得被加熱體48的內(nèi)側(cè)的溫度成為規(guī)定的溫度分布(參照圖4)。另外，優(yōu)選的是，在反應(yīng)室44內(nèi)的第I和第2氣體供給噴嘴60、70與第I氣體排出口 90之間，且被加熱體48與晶片14之間，設(shè)置構(gòu)造物400為佳。例如，如圖3所示，在相對的位置分別設(shè)置構(gòu)造物400。作為構(gòu)造物400，優(yōu)選的是，由隔熱材料、作為一個例子由碳?xì)值葮?gòu)成時，能夠提高處理爐的耐熱性，或例如能夠抑制因構(gòu)造物400劣化而造成的微
粒產(chǎn)生。
另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置延伸到襯底的排列區(qū)域的第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴，分別向被加熱體48的內(nèi)側(cè)供給有助于膜形成的氣體，在作為襯底的晶片14上形成摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅外延膜，但是不限定于此，例如也可以在襯底的排列區(qū)域之外設(shè)置對第I氣體供給噴嘴或第2氣體供給噴嘴、或者第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴分別供給氣體的第I氣體供給口或第2氣體供給口，向被加熱體48的內(nèi)側(cè)供給有助于膜形成的氣體，在作為襯底的晶片14上形成摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅外延膜。在被加熱體48與反應(yīng)管42之間，例如設(shè)有由難以被感應(yīng)加熱的碳?xì)值葮?gòu)成的隔熱材料54，通過設(shè)置該隔熱材料54，能抑制被加熱體48的熱向反應(yīng)管42或反應(yīng)管42的外側(cè)傳遞。此外，在感應(yīng)線圈50的外側(cè)，以圍繞反應(yīng)室44的方式設(shè)置用于抑制反應(yīng)室44內(nèi)的熱向外側(cè)傳遞的、例如作為水冷構(gòu)造的外側(cè)隔熱壁。另外，在外側(cè)隔熱壁的外側(cè)設(shè)置防止由感應(yīng)線圈50產(chǎn)生的磁場向外側(cè)泄漏的磁屏蔽。如圖2所示，在第I氣體供給口 68以及第2氣體供給口 72、第I氣體排出口 90、或反應(yīng)管42與隔熱材料54之間設(shè)置有第3氣體供給口 360、第2氣體排出口 390，上述第I氣體供給口 68設(shè)置于加熱體48與晶片14之間，至少供給含硅氣體和含氯氣體，在氣體供給噴嘴60上至少設(shè)置一個該第I氣體供給口 68，上述第2氣體供給口 72在與在第I氣體供給噴嘴不同的部位且設(shè)于反應(yīng)室內(nèi)的第2氣體供給噴嘴70上至少設(shè)置一個，至少供給例如氫氣作為含碳?xì)怏w和還原氣體并供給雜質(zhì)氣體例如n型雜質(zhì)氣體。對于上述部件分別詳細(xì)地進(jìn)行說明。 第I氣體供給口 68例如由石墨碳構(gòu)成，設(shè)于加熱體48的內(nèi)側(cè)，所述第I氣體供給口 68至少使作為含硅氣體的例如硅烷(SiH4)氣體、作為含氯氣體的例如氯化氫(HCl)氣體在第I氣體供給噴嘴60中流通并進(jìn)行供給，第I氣體供給噴嘴60以貫穿集合管的方式安裝在集合管上。另外，也可以設(shè)置多根第I氣體供給噴嘴60。氣體供給噴嘴60連接于第I氣體管線222。該第I氣體管線222，例如分別對于硅烷氣體和氯化氫氣體，經(jīng)由作為流量控制器(流量控制部件)的質(zhì)量流控制器(Mass FlowController,以下為MFC。)211a、211b和閥212a、212b，例如連接于硅烷氣體源210a、氯化氫氣體源210b。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如能在反應(yīng)室44內(nèi)控制硅烷氣體、氯化氫氣體各自的供給流量、濃度、分壓。閥212a、212b、MFC211a、211b通過氣體流量控制部78電連接，在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制，使得各自供給的氣體的流量成為規(guī)定流量(參照圖4)，例如由硅烷氣體、氯化氫氣體、各自的氣體源210a、210b、閥212a、212b、MFC211a、211b、氣體管線222、氣體供給噴嘴60、在氣體供給噴嘴60上的至少設(shè)置I個的氣體供給口 68構(gòu)成作為氣體供給系統(tǒng)的第I氣體供給系統(tǒng)。另外，在上述的實(shí)施方式中，作為含氯氣體而例示了 HCl氣體，但是也可以使用氯(Cl2)氣體。此外，對于上述說明了的有助于成膜的氣體，作為載體氣體也可以供給稀有氣體或含氫氣體等。作為稀有氣體，列舉有氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體、氪(Kr)氣體、氙(Xe)氣體等，此外，作為含氫氣體，例示氫氣體。優(yōu)選的是，作為載體氣體，供給稀有氣體為佳。這是因?yàn)?，作為含氫氣體，例如將氫氣體作為載體氣體而供給的情況下，由于氫氣的還原效果，含硅氣體在氣體供給噴嘴內(nèi)分解，在氣體供給噴嘴內(nèi)硅膜堆積，成為氣體供給噴嘴內(nèi)或氣體供給口的封閉、微粒產(chǎn)生的主要原因。更優(yōu)選的是，作為載體氣體而供給氬氣為佳。由于氬氣比氦氣體等其他的稀有氣體價格便宜，所以能夠降低運(yùn)用形成碳化硅外延膜的襯底處理裝置時的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。另外，在本實(shí)施方式中供給了含硅氣體和含氯氣體，但是優(yōu)選的是，也可以供給含有硅和氯的氣體，例如，四氯硅烷(SiCl4)氣體、三氯硅烷(SiHCl3)氣體、二氯硅烷(SiH2Cl2)氣體，更優(yōu)選的是，供給四氯硅烷氣體為佳，能夠抑制在氣體供給噴嘴內(nèi)形成膜，能夠抑制氣體的消耗地向反應(yīng)室內(nèi)供給。第2氣體供給口 72例如由石墨碳構(gòu)成，設(shè)于被加熱體48的內(nèi)側(cè)，所述第2氣體供給口 72至少使作為含碳?xì)怏w的例如丙烷(C3H8)氣體和作為還原氣體的含氫氣體、例如氫·(H2)氣體在第2氣體供給噴嘴70中流通并進(jìn)行供給，第2氣體供給噴嘴70以貫穿集合管的方式安裝在集合管上。另外，第2氣體供給噴嘴70也可以設(shè)置多根。第2氣體供給噴嘴70連接于第2氣體管線260。該第2氣體管線260對于作為含碳?xì)怏w的例如丙烷氣體，經(jīng)由MFC211c和閥212c，連接于丙烷氣體源210d，對于作為還原氣體的例如氫氣，經(jīng)由MFC211d和閥212d，連接于氫氣源210d。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如能夠在反應(yīng)室44內(nèi)控制丙烷氣體、氫氣的供給流量、濃度、分壓。閥212c、212d、MFC211c、211d通過氣體流量控制部78電連接，在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制，使得供給的氣體的流量成為規(guī)定的流量(參照圖4)，例如由丙烷氣體、氫氣體的氣體源210c、210d、閥212c、212d、MFC211c、211d、氣體管線260、第2氣體供給噴嘴70、第2氣體供給口 72構(gòu)成作為氣體供給系統(tǒng)的第2氣體供給系統(tǒng)。另外，在本實(shí)施方式中，作為含碳?xì)怏w而例示了丙烷氣體，但是也可以使用乙烯(C2H4)氣體、乙炔(C2H2)氣體等。此外，在本實(shí)施方式中，作為還原氣體而例示了 H2氣體，但是不限于此，也可以供給含有氫的氣體。在這里，在本實(shí)施方式中，經(jīng)由第I氣體供給噴嘴60供給含硅氣體，從第2氣體供給噴嘴70供給作為還原氣體的氫氣。如本實(shí)施方式那樣，為了使晶片14間的均勻性提高，在反應(yīng)室44內(nèi)配設(shè)有氣體供給噴嘴的情況下，若與含硅氣體一起供給還原氣體，則會促進(jìn)含硅氣體的分解，在氣體供給噴嘴內(nèi)硅膜有可能產(chǎn)生堆積。在該情況下，在上游側(cè)產(chǎn)生含硅氣體的消耗，但是通過將含硅氣體和還原氣體分離地供給，能抑制氣體供給噴嘴內(nèi)的堆積以及含娃氣體的消耗。此外，在本實(shí)施方式中，進(jìn)一步經(jīng)由第2氣體供給噴嘴70供給含碳?xì)怏w，并與含硅氣體分離地供給。由此，能抑制在氣體供給噴嘴內(nèi)的SiC膜的堆積，也能抑制氣體供給口被封閉以及由于所形成的膜剝落而引起的微粒、污染物的產(chǎn)生。另外，在通過分離地供給含硅氣體和還原氣體而能夠充分地防止氣體供給噴嘴內(nèi)的堆積的情況下，也可以經(jīng)由相同的氣體供給噴嘴供給含硅氣體和含碳?xì)怏w。由此，由于能夠預(yù)先混合含硅氣體和含碳?xì)怏w，所以能在晶片14上形成均勻的膜。作為至少摻雜n型雜質(zhì)的氣體的n型雜質(zhì)氣體，例如氮(N2)氣體在第2氣體供給噴嘴70中流通，并被供給到反應(yīng)室44內(nèi)。
因此，氮?dú)庠?10f經(jīng)由作為流量控制器(流量控制部件)的MFC211f和閥212f，連接于第2氣體管線260。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能在反應(yīng)室44內(nèi)控制作為n型雜質(zhì)氣體的例如氮?dú)獾墓┙o流量、濃度、分壓。閥212f、MFC211f通過氣體流量控制部78電連接，在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制，使得各自供給的氣體的流量成為規(guī)定流量(參照圖4)，例如由氮?dú)庠?10f、閥212f、MFC211f,氣體管線260、氣體供給噴嘴70、在氣體供給噴嘴70上至少設(shè)置I個的氣體供給口 72構(gòu)成作為氣體供給系統(tǒng)的第3氣體供給系統(tǒng)。此外，在上述的實(shí)施方式中，作為n型雜質(zhì)氣體，例示了氮(N2)氣體，但是不限于此，也可以使用氨(NH3)氣體等含氮?dú)怏w，此外還可以組合這些氣體使用。氮?dú)馐窃跉錃夥罩卸栊缘臍怏w，例如在形成IO15CnT3 IO18CnT3左右的摻雜量的n型摻雜碳化硅膜的情況下容易使用。
另一方面，氨氣是在氣相中容易被分解的含氮?dú)怏w的一個例子，通過使用這樣的氣體或含有氨氣的混合氣體，例如氨氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，能夠控制雜質(zhì)在碳化硅膜中的摻雜量。另外，在本實(shí)施方式中，對使用n型雜質(zhì)氣體，在作為襯底的晶片14上形成摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅外延膜的方法進(jìn)行了說明，然而在形成摻雜有p型雜質(zhì)的碳化硅膜的情況下，優(yōu)選由第I氣體供給噴嘴60供給含硅氣體、含氯氣體和作為含有p型雜質(zhì)的氣體的P型雜質(zhì)氣體。由此，如后述的詳細(xì)說明所示那樣，能形成均勻地?fù)诫s有P型雜質(zhì)的碳化硅外延膜。另外，為了向在舟皿30上以水平姿勢且彼此中心對齊的狀態(tài)排列并沿縱向堆積地保持的作為襯底的多張晶片14中的每張晶片供給氣體，也可以在第I氣體供給噴嘴60和第2供給噴嘴70上，在襯底的排列區(qū)域，針對每張晶片14設(shè)置第I氣體供給口 68和第2氣體供給口 72。由此，能容易控制形成于各晶片14的膜的膜厚的面內(nèi)均勻性和雜質(zhì)濃度的面內(nèi)均勻性。但是，不限于此，也可以分別在第I氣體供給噴嘴60和第2氣體供給噴嘴70上，在襯底的排列區(qū)域，至少設(shè)置I個第I氣體供給口 68、第2氣體供給口 72。此外，也可以分別在第I氣體供給噴嘴、第2氣體供給噴嘴上，在襯底的排列區(qū)域，針對每多張晶片設(shè)置第I氣體供給口 68、第2氣體供給口 72。此外，在本實(shí)施方式中，由第I氣體供給噴嘴60供給含硅氣體和含氯氣體，由第2氣體供給噴嘴70供給含碳?xì)怏w、還原氣體和n型雜質(zhì)氣體，但是不限于此，也可以針對每種氣體設(shè)置氣體供給噴嘴。此外，利用氣體供給源210e調(diào)整對應(yīng)的MFC211e的開度，使得作為惰性氣體的稀有氣體的氬(Ar)氣體成為規(guī)定的流量，之后，閥212e被打開，在氣體供給管240中流通，從第3氣體供給口 360被供給到反應(yīng)室44內(nèi)。從第3氣體供給口 360供給的作為惰性氣體的稀有氣體的氬氣，通過反應(yīng)室44內(nèi)的隔熱材料54與反應(yīng)管42之間，從第2氣體排出口390排出。此外，在本實(shí)施方式中，作為惰性氣體，例示了氬氣，但是不限于此，也可以供給從氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氪(Kr)、氙(Xe)等稀有氣體中選擇的至少I種氣體或從這些稀有氣體組中選擇的2種以上的氣體。
此外,在本實(shí)施方式中，分別將含娃氣體、含碳?xì)怏w、還原氣體、n型雜質(zhì)氣體,從第I氣體供給口或第2氣體供給口供給到被加熱體48的內(nèi)側(cè)，但是例如也可以與作為載體氣體的稀有氣體，例如氬氣一起供給。由此，能將原料氣體均勻地供給到反應(yīng)室內(nèi)。此外，如圖3所示，第I氣體排出口 90被配置成，相對于連接于第I氣體供給口 68的氣體供給噴嘴60和連接于第2氣體供給口 72的氣體供給噴嘴70的位置，位于相對面，在集合管上，被設(shè)置成供連接于第I氣體排出口 90的氣體排氣管230貫穿。在氣體排氣管230的下游側(cè)，經(jīng)由未圖示的作為壓力檢測器的壓力傳感器和作為壓力調(diào)整器的APC(Autc)Pressure Controller,自動壓力控制器，以下為APC)閥214,連接有真空泵等真空排氣裝置220。在壓力傳感器和APC閥214上，電連接有壓力控制部98，該壓力控制部基于由壓力傳感器檢測到的壓力，在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制，從而調(diào)整APC閥214的開度使得處理爐40內(nèi)的壓力成為規(guī)定的壓力(參照圖4)。此外，如圖3所示，第3氣體供給口 360被配置在反應(yīng)管42與隔熱材料54之間，以貫穿集合管的方式安裝。并且，氣體排氣口 390被配置在反應(yīng)管42與隔熱材料54之間， 被配置成相對于第3氣體供給口 360位于相對面，在集合管上，被設(shè)置成供連接于第2氣體排出口 390的氣體排氣管230貫穿。該第3氣體供給口 360供給作為惰性氣體的例如稀有氣體即氬氣，防止作為有助于碳化硅外延膜生長的氣體的例如含硅氣體或含碳?xì)怏w或含氯氣體或它們的混合氣體進(jìn)入反應(yīng)管42和隔熱材料54之間，能夠抑制反應(yīng)管42的內(nèi)壁或隔熱材料54的外壁劣化或副產(chǎn)物附著。被供給到反應(yīng)管42和隔熱材料54之間的惰性氣體在第2氣體排出口 390的氣體排氣管230的下游側(cè)，經(jīng)由未圖示的作為壓力檢測器的壓力傳感器和作為壓力調(diào)整器的APC閥214從真空等的真空排氣裝置220排出。在壓力傳感器和APC閥214上電連接有壓力控制部，該壓力控制部基于由壓力傳感器檢測到的壓力，在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制，從而調(diào)整APC閥214的開度使得反應(yīng)室44內(nèi)的壓力成為規(guī)定的壓力(參照圖4)。接著，說明處理爐40周邊的結(jié)構(gòu)。圖5表示處理爐40及其周邊構(gòu)造的概況圖。在處理爐40的下方，設(shè)有作為用于氣密地封閉該處理爐40的下端開口的作為爐口蓋體的密封蓋102。密封蓋102例如由不銹鋼等金屬構(gòu)成，形成為圓盤狀。在密封蓋102的上表面設(shè)有與處理爐40的下端抵接的作為密封材料的0型密封圈。在密封蓋102上設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)218。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)218的旋轉(zhuǎn)軸106貫穿密封蓋102地連接于舟皿30，通過使該舟皿30旋轉(zhuǎn)，使晶片14旋轉(zhuǎn)。密封蓋102利用作為朝向處理爐40外側(cè)的升降機(jī)構(gòu)的、后述的升降電動機(jī)122沿垂直方向升降，由此，能夠相對于處理爐40搬入搬出舟皿30。在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)218和升降電動機(jī)122上電連接有驅(qū)動控制部108，在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制，使得進(jìn)行規(guī)定的動作(參照圖4)。在作為預(yù)備室的加載互鎖室110的外表面設(shè)有下襯底112。在下襯底112上設(shè)有與升降臺114嵌合的引導(dǎo)軸116和與該升降臺114螺合的滾珠絲杠118。在立設(shè)于下襯底112的引導(dǎo)軸116和滾珠絲杠118的上端設(shè)有上襯底120。滾珠絲杠118通過設(shè)于上襯底120的升降電動機(jī)122旋轉(zhuǎn)。通過滾珠絲杠118旋轉(zhuǎn)，升降臺114升降。在升降臺114上垂直設(shè)置中空的升降軸124，升降臺114和升降軸124的連結(jié)部為氣密。升降軸124與升降臺114 一起升降。升降軸124動配合地貫穿加載互鎖室110的頂板126。升降軸124所貫穿的頂板126的貫穿孔具有相對于該升降軸124不接觸那樣的充分的余量。為了氣密地保持加載互鎖室Iio而在加載互鎖室110與升降臺114之間，以覆蓋升降軸124的周圍的方式設(shè)有作為具有伸縮性的中空伸縮體的波紋管128。波紋管128具有能與升降臺114的升降量對應(yīng)的充分的伸縮量，該波紋管128的內(nèi)徑與升降軸124的外形相比充分大，不會由于波紋管128的伸縮而接觸。在升降軸124的下端水平地固定有升降襯底130。在升降襯底130的下表面上，經(jīng)由0型密封圈等密封構(gòu)件，氣密地安裝有驅(qū)動部罩132。由升降襯底130和驅(qū)動部罩132構(gòu)成驅(qū)動部收納外殼134。通過該結(jié)構(gòu)，驅(qū)動部收納外殼134內(nèi)部與加載互鎖室110內(nèi)的氣
氛隔離。此外，在驅(qū)動部收納外殼134的內(nèi)部設(shè)有舟皿30的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)218，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)218的周邊由冷卻機(jī)構(gòu)136冷卻。電力電纜138從升降軸124的上端通過該升降軸124的中空部，被導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 218并與其連接。此外，在冷卻機(jī)構(gòu)136和密封蓋102上形成有冷卻水流路140。冷卻水配管142從升降軸124的上端通過該升降軸124的中空部，被導(dǎo)入冷卻流道路140并與其連接。通過升降電動機(jī)122被驅(qū)動，滾珠絲杠118旋轉(zhuǎn)，使驅(qū)動部收納外殼134借助升降臺114和升降軸124而升降。通過驅(qū)動部收納外殼134上升，氣密地設(shè)置于升降襯底130的密封蓋102將作為處理爐40的開口部的爐口 144封閉，成為能夠進(jìn)行晶片處理的狀態(tài)。通過驅(qū)動部收納外殼134下降，舟皿30與密封蓋102 —起下降，成為能將晶片14搬出到外部的狀態(tài)。圖4表示構(gòu)成形成碳化硅外延膜的半導(dǎo)體制造裝置10的各部的控制結(jié)構(gòu)。溫度控制部52、氣體流量控制部78、壓力控制部98、驅(qū)動控制部108構(gòu)成操作部和輸入輸出部，電連接于控制半導(dǎo)體制造裝置10整體的主控制部150。這些溫度控制部52、氣體流量控制部78、壓力控制部98、驅(qū)動控制部108構(gòu)成為控制器152。這樣，從第I氣體供給口 68至少供給含硅氣體、含氯氣體和n型雜質(zhì)氣體，從第2氣體供給口 72至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，所供給的氣體相對于由硅或碳化硅構(gòu)成的晶片14平行地流動，并朝向第I排氣口 90流動，所以晶片14整體有效且均勻地暴露在氣體中。接著，使用如上述那樣構(gòu)成的熱處理裝置10，作為半導(dǎo)體器件的制造工序的一個工序，說明在由碳化硅等構(gòu)成的晶片14等襯底上形成摻雜有例如n型雜質(zhì)的碳化硅外延膜的方法。另外，在以下的說明中，構(gòu)成熱處理裝置10的各部的動作，由控制器152控制。首先，在晶片盒載置臺18上放置收容有多張晶片14的晶片盒16時，由晶片盒輸送裝置20將晶片盒16從晶片盒載置臺18向晶片盒輸送裝置20輸送，并儲藏在該晶片盒輸送裝置22中。接著，通過晶片盒輸送裝置20，將儲藏在晶片盒輸送裝置22中的晶片盒16輸送并放置于晶片盒開啟器24上，利用該晶片盒開啟器24打開晶片盒16的蓋，由襯底張數(shù)檢測器26檢測收容于晶片盒16中的晶片14的張數(shù)。接著，利用襯底移載機(jī)28，從位于晶片盒開啟器24的位置的晶片盒16取出晶片14，移載到舟皿30上。在多張晶片14被裝填于舟皿30中時，保持有多張晶片14的舟皿30通過利用升降電動機(jī)122的升降臺114和升降軸124的升降動作而搬入(舟皿裝載,Boat loading)到反應(yīng)室44內(nèi)。在該狀態(tài)下，密封蓋102成為借助O型密封圈密封集合管的下端的狀態(tài)。由真空排氣裝置220進(jìn)行真空排氣，使得反應(yīng)室44內(nèi)成為規(guī)定的壓力(真空度)。此時，反應(yīng)室44內(nèi)的壓力由壓力傳感器測定，基于該測定的壓力，連通于第I氣體排出口 90和第2氣體排出口 390的APC閥214被反饋控制。此外，通過由作為磁場產(chǎn)生部的感應(yīng)線圈50感應(yīng)加熱了的被加熱體48進(jìn)行加熱，使得晶片14和被加熱體48的內(nèi)側(cè)成為規(guī)定的溫度。此時，基于溫度檢測器檢測到的溫度信息，對感應(yīng)線圈50的通電狀況進(jìn)行反饋控制，使得被加熱體48的內(nèi)側(cè)成為規(guī)定的溫度分布。接著，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)218，舟皿30旋轉(zhuǎn)，從而晶片14沿周向旋轉(zhuǎn)。接著，有助于摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅外延膜的生長反應(yīng)的含硅氣體和含氯氣體分別由氣體源210a、210b從氣體供給口 68供給，此外含碳?xì)怏w和作為還原氣體的H2氣體和n型雜質(zhì)氣體由氣體源210c、210d、210f從氣體供給口 72供給，通過外延生長而形成摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜。此時，調(diào)整對應(yīng)的MFC211a、211b的開度使得含硅氣體和含氯氣體成為規(guī)定的流量，之后閥212a、212b被打開，各自的氣體在氣體供給管222、第I氣體供給噴嘴60中流通，從第I氣體供給口 68供給。此外，調(diào)整對應(yīng)的MFC211c、211d、211f的開度使得含碳?xì)怏w和作為還原氣體的H2氣體和n型雜質(zhì)氣體成為規(guī)定的流量，之后閥212c、212d、212f被打開，各自的氣體在氣體供給管260和第2氣體供給噴嘴70中流通，從第2氣體供給口 72供給。從第I氣體供給口 68和第2氣體供給口 72供給的氣體通過反應(yīng)室44內(nèi)的被加熱體48的內(nèi)側(cè)，從氣體排氣口 90通過氣體排氣管230被排出。由第I氣體供給口 68和第2氣體供給口 72供給的氣體在通過被加熱體48的內(nèi)側(cè)時，與由碳化硅等構(gòu)成的晶片14接觸，在晶片14的表面進(jìn)行摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅外延膜的生長。此外，通過氣體供給源210e，調(diào)整對應(yīng)的MFC211e的開度使得作為惰性氣體的稀有氣體的氬氣成為規(guī)定的流量，之后閥212e被打開，在氣體供給管240中流通，從第3氣體供給口 360被供給到反應(yīng)室44內(nèi)。從第3氣體供給口 360供給的作為惰性氣體的稀有氣體的氬氣通過反應(yīng)室44內(nèi)的隔熱材料54與反應(yīng)管42之間，從第2氣體排出口 390排出。如以上那樣，從第I氣體供給噴嘴供給含硅氣體、含氯氣體，從第2氣體供給噴嘴供給含碳?xì)怏w和作為還原氣體的含氫氣體和n型雜質(zhì)氣體，從以與晶片的層疊間隔相同的間隔設(shè)于高度方向的氣體供給口向第I和第2氣體供給噴嘴供給，在由碳化硅(SiC)等構(gòu)成的作為襯底的晶片14上，形成摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜。此外，如圖6所示，在從第I氣體供給口 68和第2氣體供給口 72噴出的氣流朝向交叉那樣的方向時，促進(jìn)氣體的混合。在圖7中表示利用本實(shí)施方式中的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)供給了反應(yīng)氣體時的作為襯底的晶片14上的乙炔(C2H2)氣體的摩爾分?jǐn)?shù)的分布。在圖7中以虛線所示的部分(檢測線)上的、娃氣體和乙炔氣體的濃度分布表不于圖8。如圖7和圖8所示，從第I氣體供給口和第2氣體供給口供給的氣體通過在晶片14表面流動而在晶片14上形成希望的膜，然而，由于在晶片上流動的期間，從第I氣體供給口供給的含硅氣體和含氯氣體，以及從第2氣體供給噴嘴供給的含碳?xì)怏w、作為還原氣體的氫氣和作為n型摻雜氣體的例如氮?dú)獠豁樌鼗旌?，所以在晶?4上，在接近配置有、第I氣體供給噴嘴的部位的區(qū)域，氣相中所含有的硅濃度變高(富含硅)，在接近配置有第2氣體供給噴嘴的部位的區(qū)域，碳濃度變高(富含碳)。圖9表示在第I實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)中，不使晶片旋轉(zhuǎn)而成膜時的(a)所形成的膜的膜厚的面內(nèi)分布，(b)表示在(a)中以虛線所示的檢測線上的膜厚分布。如圖9所示可知，由于在晶片14表面原料氣體的濃度分布產(chǎn)生偏差，所以對所形成的膜的膜厚產(chǎn)生大的影響，晶片14的中央部成為凸的膜厚分布，在半導(dǎo)體器件的制造中，成為導(dǎo)致成品率降低的主要原因。此外，在形成碳化硅膜的工藝中，為了 控制所形成的膜的電阻率，向原料氣體中添加作為n型雜質(zhì)的例如氮等、作為p型雜質(zhì)的例如鋁等，通過將氮、鋁混入膜中，并控制混入到膜中的雜質(zhì)的濃度，由此控制所形成的摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的電阻率等物性值。但是，在如上述那樣的晶片面內(nèi)，在硅和碳的濃度分布產(chǎn)生偏差的情況下，在碳化硅膜中摻雜n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)時成為問題，影響雜質(zhì)的濃度分布。在這里，說明雜質(zhì)被混入碳化硅膜時的機(jī)理。雜質(zhì)被混入碳化硅膜中時，已知雜質(zhì)被混入碳化硅膜的碳側(cè)或硅側(cè)的哪一側(cè)，在摻雜有作為n型雜質(zhì)的例如氮的情況下，通過與吸附于碳化硅膜的硅側(cè)并欲混入碳化硅膜的碳置換，氮被混入碳化娃膜中，形成摻雜有n型雜質(zhì)的碳化娃膜。此外，在摻雜作為p型雜質(zhì)的例如鋁的情況下，通過與吸附于碳化硅膜的碳側(cè)并欲混入碳化娃膜的娃置換，招被混入膜中，形成摻雜有P型雜質(zhì)的碳化娃膜。上述稱之為側(cè)競爭(Side competition)原理。在這里，例如在摻雜作為n型雜質(zhì)的例如氮時，在形成C/Si的值的摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜的面內(nèi)分布產(chǎn)生偏差的情況下，該C/Si的值是同晶片14的表面接觸的有助于成膜的氣體所含有的碳的分布濃度與硅的濃度分布之比，在膜的面內(nèi)分布中C/Si的值大的部分，即與硅相比碳的濃度相對高的情況下，由于氣相中的氮原料(例如，N2, N原子)的濃度相對變小，在碳化硅膜面中，與氮的吸附物質(zhì)即碳的吸附物質(zhì)置換的概率變小，被混入碳化硅膜中的氮的數(shù)量變少。即，可知在C/Si的值大的部分，n型雜質(zhì)難以摻雜。此外，在摻雜作為P型雜質(zhì)的例如鋁的情況下，成為與摻雜n型雜質(zhì)的情況相反的傾向。圖17表示有助于成膜的氣體的主要成分即含碳?xì)怏w的濃度分布與含硅氣體的濃度分布之比C/Si的值和碳化硅膜中所摻雜的n型摻雜原子的關(guān)系(SiC半導(dǎo)體的基礎(chǔ)和應(yīng)用，作者奧村元、兒島一聰、福田憲官，出版社ED研究社、27頁，摘自圖4. 5)。由此可知，在原料氣體中的C/Si的值變大的情況下，妨礙在碳化硅膜中摻雜n型雜質(zhì)。通過以上可知，在晶片14的面內(nèi)分布中，為了使摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜中的氮濃度均勻，優(yōu)選形成于晶片14的碳化硅膜的各部分中的C/Si的值的偏差小?？芍跒榱诵纬蓳诫s有n型雜質(zhì)的碳化硅膜而供給作為n型雜質(zhì)氣體的例如氮(N2)氣體時，或?yàn)榱诵纬蓳诫s有p型雜質(zhì)的碳化硅膜而供給作為P型雜質(zhì)氣體的例如三甲基鋁氣體時，需要下功夫研究供給這些雜質(zhì)氣體的方法。發(fā)明人考慮到上述的情況，本發(fā)明是在形成摻雜有n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)的碳化硅膜時，涉及n型雜質(zhì)氣體或p型雜質(zhì)氣體的供給方法的發(fā)明。例如在摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜的情況下，由供給含碳?xì)怏w的第2氣體供給噴嘴一起供給含碳?xì)怏w和n型雜質(zhì)氣體例如氮?dú)怏w。由此，在晶片14上，對C/Si的值大的部分，即碳濃度相對大的部分，積極地供給氮?dú)?，成為氮濃度高的狀態(tài)，促進(jìn)氮向碳側(cè)的置換，由此在晶片14上，能使與C/Si的值小的部分的相對氮濃度分布均勻。由此，實(shí)現(xiàn)提高形成于晶片14上的摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜中的n型雜質(zhì)的濃度分布的面內(nèi)均勻性。另一方面,在摻雜有P型雜質(zhì)的碳化娃的情況下，通過供給含娃氣體的第I氣體供給噴嘴，與含硅氣體一起供給P型雜質(zhì)氣體，例如三甲基鋁氣體。由此，在晶片14中，對C/Si的值小的部分，即，硅濃度相對大的部分，積極地供給三甲基鋁氣體，成為鋁濃度高的狀態(tài)，促進(jìn)鋁向硅側(cè)的置換，由此在晶片14中，能使與C/Si的值大的部分的相對鋁濃度分布均勻。由此，謀求提高形成于晶片14上的摻雜有p型雜質(zhì)的碳化硅膜中的p型雜質(zhì)的濃度分布的面內(nèi)均勻性。碳化硅外延膜的生長在經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時間后，停止上述的氣體的供給，從未圖示的惰性氣體供給源供給惰性氣體，反應(yīng)室44內(nèi)被惰性氣體置換，并且被加熱體48的內(nèi)側(cè) 的壓力恢復(fù)為常壓。之后，密封蓋102利用升降電動機(jī)122而下降，集合管的下端開口，并且已處理的晶片14在被保持于舟皿30的狀態(tài)下從集合管的下端搬出到反應(yīng)管42的外部(舟皿卸載)，使舟皿30在規(guī)定位置待機(jī)直到支承于舟皿30上的所有的晶片14變冷。接著，在待機(jī)的舟皿30的晶片14被冷卻到規(guī)定溫度時，利用襯底移載機(jī)28，將晶片14從舟皿30取出，輸送并收容于放置于晶片盒開啟器24上的空的晶片盒16中。之后，利用晶片盒輸送裝置20，將收容有晶片14的晶片盒16輸送到晶片盒輸送裝置22或晶片盒載置臺18。這樣一來，半導(dǎo)體制造裝置10的一系列作用完成。由此，抑制氣體供給噴嘴內(nèi)的堆積膜的生長，并通過在被加熱體48的內(nèi)側(cè)，從氣體供給噴嘴供給的含硅氣體、含碳?xì)怏w、含氯氣體、作為還原氣體的氫氣和雜質(zhì)氣體發(fā)生反應(yīng)，使由碳化硅等構(gòu)成的多張晶片14以水平姿勢且彼此中心對齊的狀態(tài)排列并沿縱向堆積地保持的情況下，能夠進(jìn)行摻雜有雜質(zhì)的碳化硅外延膜的生長。此外，優(yōu)選第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴以第I和第2氣體供給口 68、72分別朝向晶片14中心能夠噴出氣體的方式配置，并交替地設(shè)置第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴較佳。由此，抑制供給氣體的不均，更進(jìn)一步提高膜厚面內(nèi)均勻性。此外，在本實(shí)施方式中，第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴是圓筒形狀，然而不限于此，也可以是方筒形狀、多邊形的形狀，優(yōu)選氣體供給噴嘴的形狀為其一部分沿著被加熱體的內(nèi)周面那樣的形狀較佳。由此，能抑制在氣體供給噴嘴與被加熱體之間的間隙中形成膜，能降低因該形成的膜而造成的微粒產(chǎn)生的可能性。另外，在本實(shí)施方式中，作為惰性氣體而優(yōu)選使用稀有氣體的氬氣，但是不限于此,也可以使用氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氪(Kr)氣體、氙(Xe)氣體。根據(jù)本實(shí)施方式，發(fā)揮以下所示的效果中的至少I個以上的效果。(I)構(gòu)成所形成的碳化硅膜的硅與碳之比在碳化硅膜的面內(nèi)分布中產(chǎn)生了偏差的情況下，在摻雜雜質(zhì)時，通過與含有要同雜質(zhì)置換的元素的反應(yīng)氣體一起供給雜質(zhì)氣體，能提高形成在晶片上的摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的雜質(zhì)濃度的均勻性。(2)在形成摻雜有p型雜質(zhì)的碳化硅膜時，從第I氣體供給噴嘴向反應(yīng)室44內(nèi)至少供給含硅氣體、含氯氣體和p型雜質(zhì)氣體,從第2氣體供給噴嘴向反應(yīng)室44內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，能提高形成在晶片上的摻雜有P型雜質(zhì)的碳化硅膜中的P型雜質(zhì)的濃度的面內(nèi)均勻性。(3)在形成摻雜有n型雜質(zhì)原子的碳化硅膜時，從第I氣體供給噴嘴向反應(yīng)室44內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體,從第2氣體供給噴嘴向反應(yīng)室44內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w、還原氣體和n型雜質(zhì)氣體，能提高形成在晶片上的摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜中的n型雜質(zhì)的濃度的面內(nèi)均勻性。(4)根據(jù)(I) (3)，能夠從不同的氣體供給噴嘴向反應(yīng)室44內(nèi)分別供給含硅氣體和含碳?xì)怏w，所以能抑制在氣體供給噴嘴內(nèi)的碳化硅膜的形成。(5)根據(jù)(4)，能抑制由堆積的碳化硅膜造成的噴嘴內(nèi)的堵塞。(6)根據(jù)(4)，能抑制因堆積的碳化硅膜而造成的微粒的產(chǎn)生。(7)根據(jù)⑴ (3)，從不同的氣體供給噴嘴向反應(yīng)室44內(nèi)分別供給含硅氣體和 還原氣體，所以能抑制在氣體供給噴嘴內(nèi)的含硅氣體的分解。(8)根據(jù)(7)，能抑制在氣體供給噴嘴內(nèi)的含硅氣體的消耗。(9)根據(jù)(7),能抑制在含娃氣體的氣體供給噴嘴內(nèi)的娃膜的堆積。(10)根據(jù)(7)，能抑制因堆積的硅膜而造成的微粒的產(chǎn)生。(11)根據(jù)上述的效果，能對一次處理的襯底進(jìn)行摻雜有雜質(zhì)的碳化硅外延膜的生長。[第2實(shí)施方式]接著，說明第2實(shí)施方式。在第I實(shí)施方式中，通過設(shè)置第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴，抑制在噴嘴內(nèi)的堆積膜的生長，并在反應(yīng)室44內(nèi)進(jìn)行了面內(nèi)分布良好的摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的生長，然而在第2實(shí)施方式中，為了在反應(yīng)室44內(nèi)效率更高地進(jìn)行碳化硅外延膜的生長，研究了第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴設(shè)置的數(shù)量、布局。圖10和圖11表不以提聞形成的慘雜有雜質(zhì)的碳化娃I旲的雜質(zhì)的慘雜量的面內(nèi)均勻性為目的，將多根氣體供給噴嘴相對于作為襯底的例如由碳化硅等構(gòu)成的晶片14配置在圓周方向上的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖10表示將第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴交替地配置了偶數(shù)根氣體供給噴嘴的情況下的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖11表示以I個第2氣體供給噴嘴為中心，將第I氣體供給噴嘴、第2氣體供給噴嘴、第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴交替地配置了奇數(shù)根氣體供給噴嘴的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的俯視圖的一個例子。圖12表示在圖10的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)中，成膜時所形成的碳化硅膜的膜厚的面內(nèi)分布。如圖12所示。根據(jù)本實(shí)施方式，通過在被加熱體48的內(nèi)側(cè)分別配置多根第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴，效率高地混合從第I氣體供給噴嘴供給的含硅氣體和從第2氣體供給噴嘴供給的含碳?xì)怏w，因此，能夠提高所形成的碳化硅膜的膜厚均勻性。由此，提高所形成的碳化硅膜的膜厚的面內(nèi)均勻性，并且碳化硅膜面內(nèi)的C/Si的值的偏差變小，因此，即使在添加雜質(zhì)氣體而形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜時，能容易均勻地?fù)诫s雜質(zhì)，能提高摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜中的雜質(zhì)濃度的面內(nèi)均勻性。通過在第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴上，以與晶片的層疊間隔相同的間隔在高度方向上設(shè)置I個以上的第I氣體供給口和第2氣體供給口，因?yàn)槟軌驅(qū)σ运阶藙萸冶舜酥行膶R的狀態(tài)排列并堆積地保持的多張晶片14效率高地供給氣體，所以能提高形成在多張晶片14上的碳化硅的膜厚的面間均勻性，能提高形成在多張晶片上的摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的膜厚的面間均勻性。此外，如圖11所示，優(yōu)選由多根第I和第2氣體供給噴嘴構(gòu)成，并在兩端設(shè)置第2氣體供給噴嘴較佳。由此，利用從第2氣體供給噴嘴供給的還原氣體，例如氫氣，含硅氣體、含碳?xì)怏w和含雜質(zhì)氣體被引導(dǎo)而在晶片14上流動，所以在晶片14上容易進(jìn)行成膜，此外，能抑制除了在晶片14上以外例如在被加熱體48等上成膜，因?yàn)樵诰?4以外不形成碳化硅膜等，所以能抑制因此而引起的微粒的產(chǎn)生。根據(jù)本實(shí)施方式，除了在第I實(shí)施方式中說明的效果以外，還發(fā)揮以下所示的效果中的至少I個以上的效果。(I)通過形成設(shè)置有多根第I和第2氣體供給噴嘴的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，能高效率地混合 所供給的含硅氣體和含碳?xì)怏w。(2)根據(jù)(I)，因?yàn)楹铓怏w和含碳?xì)怏w混合的部位增加，所以能提高所形成的摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的膜厚的面內(nèi)均勻性。(3)根據(jù)(1)，由于所形成的膜的C/Si的值的面內(nèi)分布變得均勻，所以能提高雜質(zhì)的面內(nèi)均勻性。(4)在(I)中，在被加熱體48的內(nèi)側(cè)交替地排列設(shè)置多根第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴時，通過在兩端設(shè)置第2氣體供給噴嘴，能夠效率高地向晶片供給含硅氣體、含碳?xì)怏w和含雜質(zhì)氣體。(5)在⑷中，能抑制在晶片以外的反應(yīng)室內(nèi)形成月吳。(6)在⑷中，能抑制因在晶片以外的反應(yīng)室內(nèi)所形成的膜而引起的微粒的產(chǎn)生。[第3實(shí)施方式]接著，說明第3實(shí)施方式。在第3實(shí)施方式中，為了效率高地混合并供給從第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴供給的含硅氣體和含碳?xì)怏w，對設(shè)置第I氣體供給口和第2氣體供給口的位置進(jìn)行了研究。如圖13(a) (C)所示，表示用于在從第I氣體供給噴嘴供給的含硅氣體和從第2氣體供給噴嘴供給的含碳?xì)怏w到達(dá)晶片14之前效率高地混合，之后向晶片供給的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)的例子。圖13(a)表示使相對的第I和第2氣體供給口的高度位置不同地設(shè)置的情況，圖13(b)表示應(yīng)用了圓筒狀的氣體供給噴嘴的情況，圖13(c)表示應(yīng)用了多邊形狀的氣體供給噴嘴的情況。如圖13(a)所示，優(yōu)選使相對的第I氣體供給口和第2氣體供給口的高度不同地
設(shè)置較佳。圖14表示在本實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)中，在使第I氣體供給口的高度位置與第2氣體供給口的高度位置不同地設(shè)置的情況下的、反應(yīng)氣體的流動計(jì)算結(jié)果。由此，如圖14所示，因?yàn)閺牡贗氣體供給口供給的含硅氣體和含氯氣體與從第2氣體供給口供給的含碳?xì)怏w和作為還原氣體的例如氫氣體、n型含雜質(zhì)氣體在第I氣體供給噴嘴與第2氣體供給噴嘴之間容易形成漩渦狀的氣流，所以能促進(jìn)上述氣體的混合，通過使該混合的氣體流向晶片，能提聞形成在晶片上的慘雜有n型雜質(zhì)的碳化娃I旲的I旲厚的膜厚均勻性，能均勻地?fù)诫sn型雜質(zhì)。另外，如上述那樣，作為使第I氣體供給口和第2氣體供給口的設(shè)置高度不同地設(shè)置的理由，可預(yù)測例如在使第I氣體供給口和第2氣體供給口的高度為相同的高度設(shè)置的情況下，由于在任一氣體供給口附近進(jìn)行反應(yīng)，在任一氣體供給口例如形成碳化硅膜。由此，可以舉出下述可能性在第I氣體供給噴嘴或第2氣體供給噴嘴或該兩者的氣體供給口形成膜而造成的堵塞、因所形成的膜而引起的微粒產(chǎn)生。此外，優(yōu)選如圖13(c)所示那樣將應(yīng)用的氣體供給噴嘴形成為多邊形狀的氣體供給噴嘴較佳。如圖13(b)所示，在例如應(yīng)用了圓筒狀的氣體供給噴嘴的情況下，在被加熱體48的內(nèi)壁與氣體供給噴嘴之間具有間隙，有含硅氣體、含碳?xì)怏w等有助于成膜的氣體(原料氣體)從該間隙泄漏，無法促進(jìn)充分的混合的可能性，有從間隙泄漏的所混合的原料氣體反應(yīng)并在晶片以外的反應(yīng)室內(nèi)的一部分例如形成碳化硅膜等膜的可能性，由此有可能導(dǎo)致微粒產(chǎn)生的問題。另外，在圖13(c)中，作為多邊形狀的氣體供給噴嘴的一個例子而說明了五邊形 狀的氣體供給噴嘴，但是不限于此，優(yōu)選氣體供給噴嘴的形狀為，相對于筒狀的被加熱體48的內(nèi)壁，氣體供給噴嘴的一部分具有沿著內(nèi)壁那樣的形狀較佳，例如，在被加熱體48為圓筒形狀的情況下，氣體供給噴嘴形狀的一部分也可以是具有圓弧的形狀。由此，因?yàn)槟軌驕p少反應(yīng)氣體進(jìn)入到被加熱體48與氣體供給噴嘴之間，所以能夠在從第I氣體供給口 68和第2氣體供給口 72供給的反應(yīng)氣體混合了之后效率高地向襯底供給。此外，由此，能夠抑制在被加熱體48與氣體供給噴嘴之間形成膜，能降低因所形成的膜而引起的微粒產(chǎn)生的可能性。圖15表不在本實(shí)施方式的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)中,成膜時所形成的碳化娃膜的C/Si的值的面內(nèi)分布。如圖15所示可知，形成在晶片14上的碳化硅膜是C/Si的偏差小的膜，在形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜時，能均勻地?fù)诫s雜質(zhì)。圖16表示在第2實(shí)施方式中所示的氣體供給噴嘴的結(jié)構(gòu)中的檢測線上的C/Si比和在第3實(shí)施方式中所示的氣體供給噴嘴的結(jié)構(gòu)中的檢測線上的C/Si比。如從圖16也可知那樣，可知與第2實(shí)施方式的氣體供給噴嘴結(jié)構(gòu)相比，第3實(shí)施方式的氣體供給噴嘴結(jié)構(gòu)的C/Si比均勻。根據(jù)本實(shí)施方式，除了在第I實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式中說明的效果之外，還發(fā)揮以下所示的效果中的至少I個以上的效果。(I)通過設(shè)置相對的第I氣體供給口和第2氣體供給口，能夠在到達(dá)晶片之前促進(jìn)了氣體的混合，之后向晶片供給。(2)在(I)中，通過使第I氣體供給口和第2氣體供給口的高度不同地設(shè)置，因?yàn)槟茉诘贗氣體供給噴嘴與第2氣體供給噴嘴的間隙中容易形成漩渦狀的氣流，所以能在到達(dá)晶片之前促進(jìn)了氣體的混合，之后向晶片供給。(3)在(2)中，通過相對于晶片的層疊方向，在層疊方向上交替地設(shè)置第I氣體供給口和第2氣體供給口，因?yàn)槟苋菀仔矢叩匦纬射鰷u狀的氣流，所以能在到達(dá)晶片之前促進(jìn)了氣體的混合，之后向晶片供給。(4)在(I)中，通過將氣體供給噴嘴的形狀形成為沿著被加熱體的內(nèi)壁那樣的形狀，能抑制反應(yīng)氣體進(jìn)入到被加熱體與噴嘴之間的間隙中。(5)在(4)中，抑制因進(jìn)入的反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)而形成的膜成為微粒產(chǎn)生的主要原因。
[第4實(shí)施方式]接著，說明第4實(shí)施方式。在第4實(shí)施方式中，為了效率高地混合并供給從第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴供給的含硅氣體和含碳?xì)怏w，研究了氣體供給噴嘴的結(jié)構(gòu)。如圖19所示，在本實(shí)施方式中，在作為襯底的晶片14的排列區(qū)域上延伸的第I氣體供給噴嘴60，在向與晶片14的表面平行的方向、且是向第2氣體供給口 70的方向延伸并分支的第I分支噴嘴上設(shè)置I個以上第I氣體供給口 68，從該第I氣體供給口 68供給含硅氣體和含氯氣體，在設(shè)于與第I氣體供給噴嘴不同的位置并在晶片14的排列區(qū)域上延伸的第2氣體供給噴嘴70上，在向與晶片14的表面平行的方向、且是向第I氣體供給口 60的 方向延伸并分支的第2分支噴嘴上設(shè)置I個以上第2氣體供給口 72，從該第2氣體供給口72供給含碳?xì)怏w和作為n型雜質(zhì)氣體的例如氮?dú)怏w和作為還原氣體的例如氫氣體，在晶片14上形成摻雜有n型雜質(zhì)的碳化硅膜。如圖19(a)所示，由于能夠?qū)?4沿平行方向供給氣體，所以形成在晶片14上的碳化硅膜的膜厚均勻地形成，此外，能均勻地?fù)诫s作為雜質(zhì)的氮。特別是通過經(jīng)由如圖19(b)所示那樣的第I分支管、第2分支管供給，也能減輕支承晶片14的舟皿柱30a的影響。具體地說明如下。晶片14由多個舟皿柱30a支承，為了面內(nèi)膜厚的均勻化而旋轉(zhuǎn)。于是，舟皿柱30a通過氣體供給口的前方。在該情況下，氣體供給被舟皿柱30a妨礙，但是通過如圖19那樣相對于晶片14沿并列方向設(shè)置多個氣體供給口，能實(shí)現(xiàn)大范圍或密集地氣體供給，作為結(jié)果，能減小舟皿柱的影響。此外，為了減小舟皿柱30a的影響，還可以如圖19(c)所示那樣使用晶片保持架300將晶片14與舟皿柱30a分離。晶片保持架300具有圓環(huán)狀的第I晶片保持架300a，晶片14被保持于第I晶片保持架300a。由此，能使晶片14與舟皿柱30a的距離分離開晶片保持架300a的量，能減小舟皿柱30a的影響。此外，在本方式中采用成膜的所謂面朝下方式，形成由第I晶片保持架300a覆蓋晶片14的上表面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)。通過這樣覆蓋晶片14的上表面，能抑制從上部落下來的微粒的影響，并且通過使第I晶片保持架300a與晶片14的上表面?zhèn)冉佑|而能抑制向與成膜面相反側(cè)的背面?zhèn)鹊某赡ぁ４送?，?yōu)選能交替地配置第I分支噴嘴和第2分支噴嘴地設(shè)置為佳。由此，能夠使從第I氣體供給噴嘴供給的含硅氣體和含氯氣體與從第2氣體供給噴嘴供給的含碳?xì)怏w、作為n型的雜質(zhì)原子的氮?dú)怏w和作為還原氣體的氫氣體的濃度分布在檢測線上(與氣體流動垂直的方向)均勻化。此外，優(yōu)選一對第I分支噴嘴和第2分支噴嘴配置于在高度方向上并列的晶片14的各自之間。由此，能使相對于各晶片14的條件相同，能提聞晶片間的均勻性。另外，在該情況下，優(yōu)選晶片14的成膜面靠近第I氣體供給口 68和第2氣體供給口 70中的、供給含娃氣體的第I氣體供給口 68。在摻雜有雜質(zhì)的碳化娃膜的形成中,碳與娃之比(C/Si)是重要的。特別是在碳的濃度高的情況下，會使膜質(zhì)劣化。因而，為了形成容易成為富含硅的環(huán)境，優(yōu)選使供給含硅氣體的第I氣體供給口 68比供給含碳原子氣體的第2氣體供給口 72靠近晶片14的成膜面。因此，在本實(shí)施方式中，在晶片14之間的空間中，從上方依次排列第I分支噴嘴、第2分支噴嘴。此外，如圖19所示，在采用從相對于晶片沿平行方向延伸的第I分支噴嘴、第2分支噴嘴供給氣體的結(jié)構(gòu)的情況下，通過控制從第I分支噴嘴供給的氣體和從第2分支噴嘴供給的氣體的混合部位，能夠使與圖19(a)所示的檢測線垂直的方向(氣體流動方向)上的晶片14的成膜面中的C/Si比均勻化。以下，將與圖19(a)所示的檢測線垂直的方向的成膜面上的線作為第2檢測線，具體地說明。首先，暫時將含硅原子氣體和含碳原子氣體的比率(C/Si)設(shè)為0.5，開始供給。在到達(dá)晶片14之前完全地混合含硅原子氣體和含碳原子氣體的情況下，若不考慮氣體消耗，則第2檢測線上的C/Si是0. 5，為恒定。可是，若將氣體消耗考慮進(jìn)去，則由于含硅原子氣體和含碳原子氣體相同地被消耗，所以混合比率在距離氣體供給噴嘴較近側(cè)和較遠(yuǎn)側(cè)發(fā)生變化。例如，在以含硅原子氣體為100，以含碳原子氣體50為供給時,隨著遠(yuǎn)離氣體供給口，含娃原子氣體和含碳原子氣體相同地被消耗而減少。在這里是極端的例子，在含硅原子氣體被消耗到60時，含碳原子氣體被消耗到10。此 時的C/Si是10/60 = 0. 17，在距離氣體供給噴嘴較近側(cè)和較遠(yuǎn)側(cè)C/Si比改變。另一方面，當(dāng)控制成在含硅原子氣體和含碳原子氣體到達(dá)晶片14之前未完全地混合，而在第2檢測線上使其逐漸混合時，能夠使距離氣體供給噴嘴的較近側(cè)和較遠(yuǎn)側(cè)的Si/C均勻，能實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)濃度的均勻化。以下說明上述內(nèi)容。首先，如本實(shí)施方式那樣，在平行地供給2種氣體的情況下，由于各自的氣體的擴(kuò)散，產(chǎn)生2種氣體的混合。因而，在從接近第2檢測線的第I分支噴嘴供給的氣流中逐漸產(chǎn)生從第2分支噴嘴供給的氣體的擴(kuò)散。因此，若不考慮中途的氣體消耗，則從第2檢測線上的第2分支噴嘴供給的氣體的濃度越遠(yuǎn)離分支噴嘴越高。另一方面，在考慮氣體消耗的情況下，為了使C/Si的值均勻化，相對于第2檢測線上的含硅原子氣體的減少，只要使含碳原子氣體的減少變小即可。因而，若通過擴(kuò)散，從第2分支噴嘴供給的含碳原子氣體逐漸擴(kuò)散到從第I分支噴嘴供給的含硅原子氣體的氣體流中，則在第2檢測線上，含碳原子氣體通過擴(kuò)散而逐漸補(bǔ)充，相對于含硅原子氣體的減少，能使含碳原子氣體的減少變小。這樣，為了使從第2分支噴嘴供給的氣體逐漸擴(kuò)散到從第I分支噴嘴供給的氣流中，只要使從第I氣體供給口 68供給的氣流的流速成為在從第2氣體供給口 72供給的氣體通過晶片14的成膜面的期間逐漸擴(kuò)散那樣的速度即可。另外，一般而言，若氣流的流速快，則成為其他的氣體難以擴(kuò)散的狀態(tài)，因此，只要控制從第I氣體供給口供給的氣體的流速即可。作為控制從第I氣體供給口 68供給的氣流的流速的方法，例如列舉有增大含硅元素氣體的載體氣體的流量，或減小第I氣體供給口 68的大小。此外，關(guān)于在含硅原子氣體和含碳原子氣體到達(dá)晶片14之前不混合這一點(diǎn)，在使用圖19(c)所示那樣的晶片保持架300時，發(fā)揮進(jìn)一步的效果。即，若含硅原子氣體和含碳原子氣體在到達(dá)晶片14前被混合，則在晶片保持架300上形成SiC膜。形成SiC膜造成原料氣體被消耗，原料氣體的效率變差。另一方面，在晶片14上混合開始的情況下，由于在晶片保持架300上不成膜，所以不會產(chǎn)生原料氣體的消耗。因而，原料氣體的使用效率提高，即，能提高成膜率，使生產(chǎn)率提高。另外，如圖19所示，氣體供給口設(shè)置了多個孔狀的氣體供給口，但是不限于此，也可以是狹縫形狀。根據(jù)本實(shí)施方式，除了在第I實(shí)施方式至第3實(shí)施方式中所說明的效果之外，還發(fā)揮以下所示的效果中的至少I個以上的效果。(I)通過設(shè)于氣體供給噴嘴的分支管，將第I氣體供給口和第2氣體供給口沿高度方向排列，能夠促進(jìn)氣體在到達(dá)晶片之前的混合，之后向晶片供給。(2)在(I)中，通過密集地配置設(shè)于分支管的氣體供給口，能減輕舟皿柱的影響。(3)在(I)中，通過將第I氣體供給口配置于接近晶片的成膜面的一側(cè)，能實(shí)現(xiàn)摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的均勻化。(4)在(I)中，通過使氣體供給噴嘴的形狀形成為沿著被加熱體的內(nèi)壁那樣的形狀，能抑制反應(yīng)氣體進(jìn)入到被加熱體與噴嘴之間的間隙中。另外，本發(fā)明說明了碳化硅外延膜生長，但是也能適用于其他的外延膜和CVD膜
坐寸o[附記]以下，附記本實(shí)施方式的優(yōu)選方式。[附記I]一種半導(dǎo)體器件的制造方法，是襯底處理裝置中的半導(dǎo)體 器件的制造方法，該襯底處理裝置包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底;第I氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；以及第2氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口，設(shè)置上述第I氣體供給口的方向和設(shè)置上述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)上述襯底之前交叉，其中，該半導(dǎo)體器件的制造方法具有以下的工序?qū)⑸鲜龆鄰堃r底搬入至反應(yīng)室內(nèi)；從上述第I氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體，或含硅及氯的氣體，從上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，從上述第I氣體供給口或上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)一步供給雜質(zhì)氣體，在上述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜；以及從上述反應(yīng)室搬出上述多張襯底。[附記2]一種襯底處理裝置，包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底；第I氣體供給系統(tǒng)，向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體，或含硅及氯的氣體；第2氣體供給系統(tǒng)，向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體；第3氣體供給系統(tǒng)，向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給雜質(zhì)氣體；第I氣體供給噴嘴，連接于上述第I氣體供給系統(tǒng)，或者連接于上述第I氣體供給系統(tǒng)和上述第3氣體供給系統(tǒng)，并且在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；第2氣體供給噴嘴，連接于上述第2氣體供給系統(tǒng)，或者連接于上述第2氣體供給系統(tǒng)和上述第3氣體供給系統(tǒng)，并且在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口 ；以及控制器，進(jìn)行控制，使得上述第I氣體供給系統(tǒng)從上述第I氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給上述含硅氣體和上述含氯氣體，或者含硅及氯的氣體，上述第2氣體供給系統(tǒng)從上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給上述含碳?xì)怏w和上述還原氣體，上述第3氣體供給系統(tǒng)從上述第I氣體供給口或上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給上述雜質(zhì)氣體，在上述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化娃膜，設(shè)置上述第I氣體供給口的方向與設(shè)置上述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)上述襯底之前交叉。[附記3]一種襯底制造方法，是襯底處理裝置的襯底制造方法，該襯底處理裝置包括:反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底；第I氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；以及第2氣體供給噴嘴，在用于層疊上述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口，設(shè)置上述第I氣體供給口的方向和設(shè)置上述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)上述襯底之前交叉，其中，該襯底制造方法具有以下的工序?qū)⑸鲜龆鄰堃r底搬入至反應(yīng)室內(nèi)的工序；從上述第I氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體，或含硅及氯的氣體，從上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，從上述第I氣體供給口或上述第2氣體供給口向上述反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)一步供給雜質(zhì)氣體，在上述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的工序；以及從上述反應(yīng)室搬出上述多張襯底的工序。[附記4]根據(jù)附記I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，還向第I氣體供給噴嘴供給稀有氣體。[附記5]根據(jù)附記4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，向第I氣體供給噴嘴供給氬氣。[附記6]根據(jù)附記I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴的形狀是以沿著被加熱體的內(nèi)周的方式彎曲的形狀。[附記7]根據(jù)附記6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，第I氣體供給噴嘴和第2氣體供給噴嘴是圓筒形。[附記8]根據(jù)附記6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，第I氣體供給噴嘴和上述第2氣體供給噴嘴是多邊形。[附記9]根據(jù)附記6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，第I氣體供給噴嘴和上述第2氣體供給噴嘴的一部分是具有圓弧的形狀。[附記10]根據(jù)附記I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，第I氣體供給口沿設(shè)置第2氣體供給噴嘴的方向設(shè)置，第2氣體供給口沿設(shè)置第I氣體供給噴嘴的方向設(shè)置。[附記11]根據(jù)附記10所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，第I氣體供給口和第2氣體供給口分別設(shè)于相對的位置。[附記12]
根據(jù)附記10所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，分別使第I氣體供給口的高度位置與第2氣體供給口的高度位置不同地設(shè)置。[附記13]根據(jù)附記10所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，使第I氣體供給口的高度位置和第2氣體供給口的高度位置在晶片14半徑方向的位置上相同，在晶片14上下方向的位置(高度)上不同地設(shè)置。[附記14]根據(jù)附記I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，具有設(shè)于反應(yīng)室的外側(cè)且進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱的磁場產(chǎn)生部。[附記15]根據(jù)附記I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，在形成反應(yīng)室的反應(yīng)管與被加熱體之間設(shè)置隔熱材料。[附記16] 根據(jù)附記I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，上述第I氣體供給噴嘴具有設(shè)有上述第I氣體供給口并沿與上述襯底的表面平行的方向延伸的多個第I分支管，上述第2氣體供給噴嘴具有設(shè)有上述第2氣體供給口并沿與上述襯底的表面平行的方向延伸的多個第2分支管，上述多個第I分支管和上述多個第2分支管沿上述多張襯底的層疊方向排列地配置。符號說明
10半導(dǎo)體制造裝置12 殼體14晶片16晶片盒30 舟孤40 處理爐
42 外管(Outer tube)
44反應(yīng)室48 基座50磁線圈
60含硅原子氣體供給噴嘴68 供給孔70第2氣體供給口90第I氣體排出口150 主控制部 152控制器360第3氣體供給口390第2氣體排出口
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，是襯底處理裝置中的半導(dǎo)體器件的制造方法，該襯底處理裝置包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底；第I氣體供給噴嘴，在用于層疊所述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；以及第2氣體供給噴嘴，在用于層疊所述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口，設(shè)置所述第I氣體供給口的方向和設(shè)置所述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)所述襯底之前交叉，該半導(dǎo)體器件的制造方法具有以下的工序 將所述多張襯底搬入至反應(yīng)室內(nèi)的工序； 從所述第I氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體、或含硅及氯的氣體，從所述第2氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，從所述第I氣體供給口或所述第2氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)一步供給雜質(zhì)氣體，在所述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的工序；以及 從所述反應(yīng)室搬出所述多張襯底的工序。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，從所述第I氣體供給噴嘴供給稀有氣體。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，從所述第I氣體供給噴嘴供給氬氣。
4.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第I氣體供給噴嘴和上述第2氣體供給噴嘴的形狀是以沿著被加熱體的內(nèi)周的方式彎曲的形狀。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第I氣體供給噴嘴和所述第2氣體供給噴嘴是圓筒形。
6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第I氣體供給噴嘴和所述第2氣體供給噴嘴是多邊形。
7.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第I氣體供給噴嘴和所述第2氣體供給噴嘴的一部分是具有圓弧的形狀。
8.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第I氣體供給口沿設(shè)置所述第2氣體供給噴嘴的方向設(shè)置，所述第2氣體供給口沿設(shè)置所述第I氣體供給噴嘴的方向設(shè)置。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第I氣體供給口和所述第2氣體供給口分別設(shè)于相對的位置。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，分別使所述第I氣體供給口的高度位置和所述第2氣體供給口的高度位置不同地設(shè)置。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，使所述第I氣體供給口的高度位置和所述第2氣體供給口的高度位置在所述襯底的半徑方向的位置上相同，在所述襯底的上下方向的位置上不同地設(shè)置。
12.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，具有設(shè)于所述反應(yīng)室的外側(cè)且進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱的磁場產(chǎn)生部。
13.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，在形成所述反應(yīng)室的反應(yīng)管與所述被加熱體之間設(shè)置隔熱材料。
14.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，所述第I氣體供給噴嘴具有設(shè)有所述第I氣體供給口并沿與所述襯底的表面平行的方向延伸的多個第I分支管，所述第2氣體供給噴嘴具有設(shè)有所述第2氣體供給口并沿與所述襯底的表面平行的方向延伸的多個第2分支管，所述多個第I分支管和所述多個第2分支管沿所述多張襯底的層疊方向排列地配置。
15.一種襯底處理裝置，包括 反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底； 第I氣體供給系統(tǒng)，向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體、或含硅及氯的氣體； 第2氣體供給系統(tǒng)，向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體； 第3氣體供給系統(tǒng)，向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給雜質(zhì)氣體； 第I氣體供給噴嘴，連接于所述第I氣體供給系統(tǒng)，或者連接于所述第I氣體供給系統(tǒng)和所述第3氣體供給系統(tǒng)，并且在用于層疊所述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ； 第2氣體供給噴嘴，連接于所述第2氣體供給系統(tǒng)，或者連接于所述第2氣體供給系統(tǒng)和所述第3氣體供給系統(tǒng)，并且在用于層疊所述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口 ；以及 控制器，進(jìn)行控制，使得所述第I氣體供給系統(tǒng)從所述第I氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給所述含硅氣體和所述含氯氣體、或者含硅及氯的氣體，所述第2氣體供給系統(tǒng)從所述第2氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給所述含碳?xì)怏w和所述還原氣體，所述第3氣體供給系統(tǒng)從所述第I氣體供給口或所述第2氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給所述雜質(zhì)氣體，在所述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化娃膜， 設(shè)置所述第I氣體供給口的方向與設(shè)置所述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)所述襯底之前交叉。
16.一種襯底制造方法，是襯底處理裝置的襯底制造方法，該襯底處理裝置包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底；第I氣體供給噴嘴，在用于層疊所述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第I氣體供給口 ；以及第2氣體供給噴嘴，在用于層疊所述多張襯底的區(qū)域上具有I個以上的第2氣體供給口，設(shè)置所述第I氣體供給口的方向和設(shè)置所述第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)所述襯底之前交叉，其中，該襯底制造方法具有以下的工序 將所述多張襯底搬入至反應(yīng)室內(nèi)的工序； 從所述第I氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體、或含硅及氯的氣體，從所述第2氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，從所述第I氣體供給口或所述第2氣體供給口向所述反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)一步供給雜質(zhì)氣體，在所述襯底上形成摻雜有雜質(zhì)的碳化硅膜的工序；以及 從所述反應(yīng)室搬出所述多張襯底的工序。
全文摘要
本發(fā)明通過提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法而解決問題，該半導(dǎo)體器件的制造方法是襯底處理裝置的半導(dǎo)體器件的制造方法，該襯底處理裝置包括反應(yīng)室，以規(guī)定的間隔層疊多張襯底；第1氣體供給噴嘴，在用于層疊多張襯底的區(qū)域上具有1個以上的第1氣體供給口；以及第2氣體供給噴嘴，在用于層疊多張襯底的區(qū)域上具有1個以上的第2氣體供給口，第1氣體供給口的方向和第2氣體供給口的方向被設(shè)置成在到達(dá)襯底之前交叉，其中，該半導(dǎo)體器件的制造方法具有以下的工序?qū)⒁r底搬入至反應(yīng)室內(nèi)的工序；從第1氣體供給口向反應(yīng)室內(nèi)至少供給含硅氣體和含氯氣體、或含硅及氯的氣體，從第2氣體供給口向反應(yīng)室內(nèi)至少供給含碳?xì)怏w和還原氣體，從第1氣體供給口或第2氣體供給口向反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)一步供給雜質(zhì)氣體，在襯底上形成膜的工序；以及從反應(yīng)室搬出襯底的工序。
文檔編號C23C16/42GK102763193SQ20118000995
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者中嶋定夫, 今井義則, 佐佐木隆史, 栗林幸永 申請人:株式會社日立國際電氣