JP2012019081A - Substrate treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method and substrate manufacturing method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate treatment apparatus, a semiconductor device manufacturing method and a substrate manufacturing method which can inhibit deterioration of a heating target body.SOLUTION: A substrate treatment apparatus 40 comprises a treatment container 42 capable of being kept in a vacuum state inside for treating a wafer 14, a to-be-heated body 60 provided inside the treatment container 42 so as to surround at least a placing region of the wafer 14, a heat insulation body 66 provided between an inside wall of the treatment container 42 and the to-be-heated body 60 so as to surround the to-be-heated body 60, a first gas supply nozzle 70 and a second gas supply nozzle 80 for supplying the to-be-heated body 60 with gases inside, magnetic coils 62 provided outside the treatment container 42 for inductively heating the to-be-heated body 60 and a protection wall 94 for inhibiting contact of the gases supplied from the first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80 with the to-be-heated body 60.

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate manufacturing method.

シリコンカーバイド（SiC）は、パワーデバイス用素子材料として、特に注目されている。一方で、SiCはシリコン（Si）と比較して、結晶基板や半導体装置（デバイス）等の作製が困難である。   Silicon carbide (SiC) has attracted particular attention as an element material for power devices. On the other hand, compared with silicon (Si), it is difficult to produce a crystal substrate, a semiconductor device (device), or the like.

SiCエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置には、複数枚の基板を板状のサセプタに平面的に配置して1500 〜 1800 ℃に加熱し、成膜に用いる原料ガスを一箇所から反応室内に供給して、基板上にSiCエピタキャル膜を成長させる構成のものがある。   In semiconductor manufacturing equipment for forming SiC epitaxial films, a plurality of substrates are arranged in a plane on a plate-shaped susceptor and heated to 1500 to 1800 ° C, and the source gas used for film formation is fed from one place into the reaction chamber. There is a configuration in which a SiC epitaxial film is grown on a substrate by supplying.

特許文献１には、サセプタに対向する面への原料ガスに起因する堆積物の付着、及び原料ガス対流が発生することによるSiCエピタキシャル成長の不安定化、これらの課題を解決するために、サセプタの基板を保持する面が下方を向くように配置した真空成膜装置及び薄膜形成方法が開示されている。   In Patent Document 1, in order to solve these problems, deposition of deposits caused by the source gas on the surface facing the susceptor and destabilization of SiC epitaxial growth due to the generation of source gas convection There is disclosed a vacuum film forming apparatus and a thin film forming method which are arranged so that a surface for holding a substrate faces downward.

特開２００６−１９６８０７号公報JP 2006-196807 A

しかしながら、誘導加熱方式により被誘導体を加熱する場合、この被誘導体が劣化したり変形したりすることで、発熱量が変化してしまい基板の処理に影響が生じるという問題があった。   However, when the derivative is heated by the induction heating method, there is a problem that the amount of generated heat is changed due to deterioration or deformation of the derivative, thereby affecting the processing of the substrate.

本発明は、被加熱体の劣化を抑制することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び基板の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus, a method for manufacturing a semiconductor device, and a method for manufacturing a substrate that can suppress deterioration of an object to be heated.

本発明の第１の特徴とするところは、内部を真空状態に維持可能であって、内部で基板を処理する処理容器と、前記反応容器内であって、少なくとも前記基板の載置領域を囲むように設けられる被加熱体と、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、前記被加熱体を囲むように設けられる断熱体と、前記被加熱体内にガスを供給するガス供給部と、前記反応容器の外側に設けられ、前記被加熱体を加熱する誘導加熱源と、前記被加熱体内に設けられ、前記ガス供給部から供給されたガスと前記被加熱体との接触を抑制する接触抑制部と、を有する基板処理装置にある。   The first feature of the present invention is that the inside can be maintained in a vacuum state, and a processing container for processing the substrate therein, and the reaction container, at least surrounding the substrate mounting region. A body to be heated, a heat insulator provided between the inner wall of the reaction vessel and the body to be heated and surrounding the body to be heated, and a gas supply for supplying gas into the body to be heated And an induction heating source that is provided outside the reaction vessel and that heats the object to be heated; and a gas that is provided in the object to be heated and is supplied from the gas supply unit to the object to be heated. And a contact suppressor that suppresses the substrate processing apparatus.

本発明の第２の特徴とするところは、被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する半導体装置の製造方法にある。   The second feature of the present invention is that the step of carrying the substrate into the placement region of the substrate surrounded by the object to be heated and the induction heating provided outside the reaction vessel capable of maintaining the inside in a vacuum state A source heating the heated body in the reaction vessel, supplying a gas into the heated body, and processing the device, and in the step of processing the substrate, the reaction A heat insulator provided between the inner wall of the container and the heated body so as to surround the heated body, while suppressing the heat from the heated body from being transmitted to the reaction container, In the method for manufacturing a semiconductor device, the contact between the gas and the object to be heated is suppressed by a contact suppressing portion provided in the heated body.

本発明の第３の特徴とするところは、 被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する基板の製造方法にある。   The third feature of the present invention is that the step of carrying the substrate into the substrate mounting region surrounded by the object to be heated and the induction heating provided outside the reaction vessel capable of maintaining the inside in a vacuum state A source heating the heated body in the reaction vessel, supplying a gas into the heated body, and processing the device, and in the step of processing the substrate, the reaction A heat insulator provided between the inner wall of the container and the heated body so as to surround the heated body, while suppressing the heat from the heated body from being transmitted to the reaction container, In the method for manufacturing a substrate, the contact between the gas and the object to be heated is suppressed by a contact suppressing portion provided in the heated body.

本発明によれば、被加熱体の劣化を抑制することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び基板の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the substrate processing apparatus which can suppress deterioration of a to-be-heated body, the manufacturing method of a semiconductor device, and the manufacturing method of a board | substrate can be provided.

本発明の一実施形態にかかる基板処理装置を示す斜透視図である。It is a perspective view which shows the substrate processing apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる処理炉を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the processing furnace concerning one Embodiment of this invention. 図３（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる処理炉の中心付近の上面断面図である。図３（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかる保護壁の結合部分を示す図である。FIG. 3A is a top sectional view of the vicinity of the center of the processing furnace according to the embodiment of the present invention. FIG.3 (b) is a figure which shows the coupling | bond part of the protective wall concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる処理炉及びその周辺構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the processing furnace concerning one Embodiment of this invention, and its periphery structure. 本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のコントローラを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the controller of the substrate processing apparatus concerning one Embodiment of this invention.

次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０の斜視図を示す。
基板処理装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。基板処理装置１０には、例えばシリコンカーバイド（SiC）からなる基板としてのウエハ１４を収納する基板収容器としてのＦＯＵＰ（（Front Opening Unified Pod）、以下ポッドという）１６が、ウエハキャリアとして使用される。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus 10 is a batch type vertical heat treatment apparatus, and includes a casing 12 in which a main part is disposed. In the substrate processing apparatus 10, for example, a FOUP (Front Opening Unified Pod) (hereinafter referred to as a pod) 16 as a substrate container for storing a wafer 14 as a substrate made of silicon carbide (SiC) is used as a wafer carrier. .

筺体１２の正面側には、ポッドステージ１８が配置されており、このポッドステージ１８にポッド１６が搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚のウエハ１４が収納され、蓋が閉じられた状態でポッドステージ１８にセットされる。   A pod stage 18 is disposed on the front side of the housing 12, and the pod 16 is conveyed to the pod stage 18. For example, 25 wafers 14 are stored in the pod 16 and set on the pod stage 18 with the lid closed.

筺体１２内の正面側であって、ポッドステージ１８に対向する位置には、ポッド搬送装置２０が配置されている。ポッド搬送装置２０の近傍には、ポッド棚２２、ポッドオープナ２４、及び基板枚数検知器２６が配置されている。
ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８、ポッド棚２２及びポッドオープナ２４の間でポッド１６を搬送する。 A pod transfer device 20 is disposed on the front side in the housing 12 and at a position facing the pod stage 18. In the vicinity of the pod transfer device 20, a pod shelf 22, a pod opener 24, and a substrate number detector 26 are arranged.
The pod transfer device 20 transfers the pod 16 between the pod stage 18, the pod shelf 22, and the pod opener 24.

ポッド棚２２はポッドオープナ２４の上方に配置され、ポッド１６を複数個載置した状態で保持するように構成されている。基板枚数検知器２６は、ポッドオープナ２４に隣接して配置される。
ポッドオープナ２４は、ポッド１６の蓋を開くものであり、基板枚数検知器２６は、蓋が開かれたポッド１６内のウエハ１４の枚数を検知する。 The pod shelf 22 is disposed above the pod opener 24 and configured to hold a plurality of pods 16 mounted thereon. The substrate number detector 26 is disposed adjacent to the pod opener 24.
The pod opener 24 opens the lid of the pod 16, and the substrate number detector 26 detects the number of wafers 14 in the pod 16 with the lid opened.

筺体１２内には、基板移載機２８、及び基板支持具としてのボート３８が配置されている。基板移載機２８は、アーム（ツイーザ）３２を有し、図示しない駆動手段により上下回転動作が可能な構造となっている。アーム３２は、例えば５枚のウエハ１４を取り出すことができ、このアーム３２を動かすことにより、ポッドオープナ２４の位置に置かれたポッド１６及びボート３８間にて、ウエハ１４を搬送する。   A substrate transfer device 28 and a boat 38 as a substrate support are disposed in the housing 12. The substrate transfer machine 28 has an arm (tweezer) 32 and has a structure that can be rotated up and down by a driving means (not shown). The arm 32 can take out, for example, five wafers 14. By moving the arm 32, the wafer 14 is transferred between the pod 16 and the boat 38 placed at the position of the pod opener 24.

ボート３８は、例えば炭素含有部材として、カーボンやグラファイト、炭化珪素等の耐熱性（1500 〜 1800 ℃）材料で構成され、複数枚のウエハ１４を水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に多段に保持するように構成されている。   The boat 38 is made of a heat-resistant (1500 to 1800 ° C.) material such as carbon, graphite, or silicon carbide as a carbon-containing member, for example, and a plurality of wafers 14 are in a horizontal posture and aligned in the center. It is configured to be aligned and held in multiple stages in the vertical direction.

筺体１２内の背面側上部には、処理炉４０が配置されている。処理炉４０内に、複数枚のウエハ１４を装填したボート３８が搬入され、熱処理が行われる。   A processing furnace 40 is disposed in the upper part on the back side in the housing 12. A boat 38 loaded with a plurality of wafers 14 is carried into the processing furnace 40 and heat treatment is performed.

次に、基板処理装置１０の処理炉４０について説明する。
図２は、処理炉４０の側面断面図を示す。図３（ａ）は、処理炉４０の中心付近の上面断面図を示し、図３（ｂ）は、保護壁９４の結合部分を示す。 Next, the processing furnace 40 of the substrate processing apparatus 10 will be described.
FIG. 2 shows a side sectional view of the processing furnace 40. FIG. 3A shows a top cross-sectional view near the center of the processing furnace 40, and FIG. 3B shows a joint portion of the protective wall 94.

処理炉４０は、反応管４２を備える。反応管４２は、石英（SiO₂）又はSiC等の耐熱材料で構成され、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。反応管４２の内側の筒中空部には、処理室４４が形成されており、ウエハ１４をボート３８によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。 The processing furnace 40 includes a reaction tube 42. The reaction tube 42 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO ₂ ) or SiC, and is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. A processing chamber 44 is formed in a cylindrical hollow portion inside the reaction tube 42, and is configured to be able to accommodate the wafers 14 in a horizontal posture and in a multi-stage aligned state in the vertical direction by the boat 38.

反応管４２の下方には、この反応管４２と同心円状にマニホールド４６が配設されている。マニホールド４６は、例えば、ステンレス等で構成され、上端及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４６は、反応管４２を支持するように設けられ、これら反応管４２及びマニホールド４６により反応容器が形成される。   A manifold 46 is disposed below the reaction tube 42 concentrically with the reaction tube 42. The manifold 46 is made of, for example, stainless steel and has a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 46 is provided so as to support the reaction tube 42, and a reaction vessel is formed by the reaction tube 42 and the manifold 46.

マニホールド４６の下部は、シールキャップ４８により気密に閉塞されている。シールキャップ４８は、例えばステンレス等の金属で構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ４８には、ボート支持台５０を介してボート３８が立設される。   The lower portion of the manifold 46 is hermetically closed by a seal cap 48. The seal cap 48 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. A boat 38 is erected on the seal cap 48 via a boat support 50.

ボート支持台５０は、例えば炭素含有部材として、カーボンやグラファイト、炭化珪素等の耐熱性材料で構成される円板形状をした断熱部材である。ボート支持台５０が配置されているため、ボート３８に載置されたウエハ１４を加熱する熱が、処理炉４０の下方側に伝わりにくくなるようになっている。   The boat support 50 is a heat insulating member having a disk shape made of a heat resistant material such as carbon, graphite, or silicon carbide as a carbon-containing member. Since the boat support 50 is disposed, heat for heating the wafers 14 placed on the boat 38 is not easily transmitted to the lower side of the processing furnace 40.

ボート３８は、ボート支持台５０に支持された状態で反応管４２のほぼ中央部に配置されている。ボート３８には、バッチ処理される複数のウエハ１４が水平姿勢を保持しながら図２において上下方向に多段に積載されている。   The boat 38 is disposed at a substantially central portion of the reaction tube 42 while being supported by the boat support 50. On the boat 38, a plurality of wafers 14 to be batch-processed are stacked in multiple stages in the vertical direction in FIG.

ボート３８の下方には、処理の均一性を向上するようにこのボート３８を回転させるボート回転機構５２が設けられている。ボート回転機構５２により、ボート支持台５０に保持されたボート３８を回転させる構成となっている。   Below the boat 38, a boat rotation mechanism 52 for rotating the boat 38 is provided so as to improve the uniformity of processing. The boat rotation mechanism 52 rotates the boat 38 held on the boat support 50.

反応管４２の内側には、被加熱体６０が配設されている。被加熱体６０は、上方が閉じられた筒状（有天筒状）であり、処理室４４内に搬送されたウエハ１４（ボート３８）を囲むように設けられている。被加熱体６０は、例えば、炭素含有部材としてカーボンやグラファイト等で構成される。
また、反応管４２の外側には、磁性体からなる磁気コイル６２が配設されている。 An object to be heated 60 is disposed inside the reaction tube 42. The heated body 60 has a cylindrical shape (upper cylinder shape) closed at the top, and is provided so as to surround the wafer 14 (boat 38) transferred into the processing chamber 44. The heated body 60 is made of, for example, carbon or graphite as a carbon-containing member.
A magnetic coil 62 made of a magnetic material is disposed outside the reaction tube 42.

被加熱体６０は、磁気コイル６２に高周波等を印加することにより発生される磁場によって発熱する構成となっている。磁気コイル６２によって被加熱体６０を発熱させることで、処理室４４内が加熱される構成となっている。   The heated body 60 is configured to generate heat by a magnetic field generated by applying a high frequency or the like to the magnetic coil 62. The inside of the processing chamber 44 is heated by causing the heated body 60 to generate heat by the magnetic coil 62.

被加熱体６０の近傍には、処理室４４内の温度を検出する温度検出体としての温度センサ（非図示）が設けられている。磁気コイル６２及び温度センサには、温度制御部６４（図５参照）が電気的に接続されている。
温度制御部６４は、温度センサにより検出された温度情報に基づき磁気コイル６２への通電具合を調節することで、処理室４４内の温度が所望の温度分布となるよう、所望のタイミングにて制御する。 A temperature sensor (not shown) as a temperature detection body for detecting the temperature in the processing chamber 44 is provided in the vicinity of the heated body 60. A temperature control unit 64 (see FIG. 5) is electrically connected to the magnetic coil 62 and the temperature sensor.
The temperature control unit 64 controls at a desired timing so that the temperature in the processing chamber 44 has a desired temperature distribution by adjusting the power supply to the magnetic coil 62 based on the temperature information detected by the temperature sensor. To do.

被加熱体６０と反応管４２との間には、断熱材６６が設けられている。断熱材６６は、例えばフェルト状カーボン等で構成され、被加熱体６０の熱が、反応管４２あるいはこの反応管４２の外側へ伝達するのを抑制する。   A heat insulating material 66 is provided between the heated body 60 and the reaction tube 42. The heat insulating material 66 is made of, for example, felt-like carbon, and suppresses the heat of the heated body 60 from being transmitted to the reaction tube 42 or the outside of the reaction tube 42.

磁気コイル６２の外側には、冷却部６７が処理室４４を囲むようにして設けられている。冷却部６７は、例えば水冷構造であり、処理室４４内の熱が処理炉４０の外側に伝達するのを抑制する。
なお、冷却部６７は、熱的に、処理炉４０の外側への熱の伝達を抑制する必要がない程度であれば、設けないようにしてもよい。 A cooling unit 67 is provided outside the magnetic coil 62 so as to surround the processing chamber 44. The cooling unit 67 has, for example, a water cooling structure, and suppresses heat in the processing chamber 44 from being transmitted to the outside of the processing furnace 40.
The cooling unit 67 may not be provided as long as it is not necessary to thermally suppress the transfer of heat to the outside of the processing furnace 40.

冷却部６７の外側には、磁気シール６８が設けられ、この磁気シール６８は、磁気コイル６２により発生された磁場が処理炉４０の外側に漏れるのを防止する。   A magnetic seal 68 is provided outside the cooling unit 67, and the magnetic seal 68 prevents the magnetic field generated by the magnetic coil 62 from leaking outside the processing furnace 40.

マニホールド４６には、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０それぞれにガスを供給する第１のガス供給管７２及び第２のガス供給管８２が貫通するようにして設けられている。
第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０は、例えば、筒状に形成されている。 The manifold 46 is provided with a first gas supply pipe 72 and a second gas supply pipe 82 that supply gas to the first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80 respectively. Yes.
The first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80 are formed in a cylindrical shape, for example.

第１のガス供給管７２は、上流で複数股（例えば二股）となるようにガス供給管７２ａ、７２ｂに分かれる。ガス供給管７２ａ、７２ｂには、それぞれに設けられたバルブ７４ａ、７４ｂと、ガス流量制御装置としてのＭＦＣ（mass Flow Controller）７６ａ、７６ｂとを介して、ガス供給源(非図示)が接続されている。   The first gas supply pipe 72 is divided into gas supply pipes 72a and 72b so as to have a plurality of forks (for example, two forks) upstream. A gas supply source (not shown) is connected to the gas supply pipes 72a and 72b via valves 74a and 74b provided to the gas supply pipes 72a and 72b and MFCs (mass flow controllers) 76a and 76b as gas flow control devices, respectively. ing.

第１のガス供給管７２ａは、第１処理ガスとしてのシリコン源として、例えばテトラクロルシラン（SiCl₄）等のシリコン塩化物を導入する。
シリコン源としては、シリコン塩化物の他に、モノシラン（SiH₄）等のシリコン水素化物や、トリクロルシラン（SiHCl₃）やジクロルシラン（SiH₂Cl₂）等のシリコン水素塩化物等を用いることができる。
ガス供給管７２ｂには、キャリアガスとして、例えばアルゴン（Ar）を導入する。 The first gas supply pipe 72a introduces silicon chloride such as tetrachlorosilane (SiCl ₄ ) as a silicon source as the first processing gas.
As a silicon source, in addition to silicon chloride, silicon hydride such as monosilane (SiH ₄ ), silicon hydrogen chloride such as trichlorosilane (SiHCl ₃ ) and dichlorosilane (SiH ₂ Cl ₂ ), and the like can be used. .
For example, argon (Ar) is introduced into the gas supply pipe 72b as a carrier gas.

このように、ガス供給管７２は、第１のガス供給ノズル７０にSiCl₄等とH₂との混合ガスを供給し、これを第１のガス供給ノズル７０が処理室４４内に導入する。 As described above, the gas supply pipe 72 supplies the first gas supply nozzle 70 with a mixed gas of SiCl ₄ or the like and H _2, and the first gas supply nozzle 70 introduces the mixed gas into the processing chamber 44.

第２のガス供給管８２は、上流で複数股（例えば二股）となるようにガス供給管８２ａ、８２ｂに分かれる。ガス供給管８２ａ、８２ｂには、それぞれに設けられたバルブ８４ａ、８４ｂと、ＭＦＣ８６ａ、８６ｂとを介して、ガス供給源（非図示）が接続されている。   The second gas supply pipe 82 is divided into gas supply pipes 82a and 82b so as to have a plurality of forks (for example, two forks) upstream. A gas supply source (not shown) is connected to the gas supply pipes 82a and 82b via valves 84a and 84b and MFCs 86a and 86b, respectively.

ガス供給管８２ａは、第２処理ガスとしての炭素源として、例えばプロパン（C₃H₈）やエチレン（C₂H₄）等の水素炭化物を導入する。
ガス供給管８２ｂは、キャリアガスとして、例えばH₂を導入する。 The gas supply pipe 82a introduces hydrogen carbide such as propane (C ₃ H ₈ ) and ethylene (C ₂ H ₄ ) as a carbon source as the second processing gas.
The gas supply pipe 82b introduces, for example, H ₂ as a carrier gas.

このように、ガス供給管８２は、第２のガス供給ノズル８０にC₃H₈等とH₂との混合ガスを供給し、これを第２のガス供給ノズル８０が処理室４４内に導入する。 As described above, the gas supply pipe 82 supplies the second gas supply nozzle 80 with a mixed gas of C ₃ H _{8 and the} like and H _2, and the second gas supply nozzle 80 introduces the mixed gas into the processing chamber 44. To do.

第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０が導入するガスは、上記に限られず、目的に応じて適宜変更することができる。これら処理室４４内のウエハ１４を処理（成膜）するためのガスを、以下、反応ガスと総称する場合がある。   The gas which the 1st gas supply nozzle 70 and the 2nd gas supply nozzle 80 introduce | transduce is not restricted above, It can change suitably according to the objective. Hereinafter, the gas for processing (film formation) of the wafer 14 in the processing chamber 44 may be collectively referred to as a reaction gas.

バルブ７４ａ、７４ｂ、８４ａ、８４ｂ、及び、ＭＦＣ７６ａ、７６ｂ、８６ａ、８６ｂには、ガス流量制御部９０（図５参照）が電気的に接続されている。ガス流量制御部９０は、供給するガスが所望の流量となるよう、これらのバルブ、ＭＦＣを所望のタイミングにて制御する。   A gas flow rate controller 90 (see FIG. 5) is electrically connected to the valves 74a, 74b, 84a, 84b and the MFCs 76a, 76b, 86a, 86b. The gas flow rate control unit 90 controls these valves and MFC at a desired timing so that the supplied gas has a desired flow rate.

第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０にはそれぞれ、ボート３８に支持されたウエハ１４ごとにガスを供給するための供給孔７８、８８が設けられている。なお、供給孔７８、８８は、ウエハ数枚ごとに設けるようにしてもよい。   The first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80 are respectively provided with supply holes 78 and 88 for supplying gas for each wafer 14 supported by the boat 38. The supply holes 78 and 88 may be provided for every several wafers.

処理室４４内のボート３８が搬入される空間にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部（非図示）を設けるようにしてもよい。クリーニングガス供給部から供給されるクリーニングガスは、ボート３８が搬入される空間を清浄する。クリーニングガスとしては、例えば、三フッ化水素（ClF₃）、塩化水素（HCl）、H₂、フッ素（F₂）、三フッ化窒素（NF₃）等を用いることができる。 A cleaning gas supply unit (not shown) that supplies cleaning gas may be provided in a space in which the boat 38 is carried in the processing chamber 44. The cleaning gas supplied from the cleaning gas supply unit cleans the space into which the boat 38 is carried. As the cleaning gas, for example, hydrogen trifluoride (ClF ₃ ), hydrogen chloride (HCl), H ₂ , fluorine (F ₂ ), nitrogen trifluoride (NF ₃ ), or the like can be used.

被加熱体６０と、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０との間には、保護壁９４が設けられている。保護壁９４は、被加熱体６０と軸を同じくする有天筒状であり、この被加熱体６０の内面を覆うように設けられている。   A protective wall 94 is provided between the heated object 60 and the first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80. The protective wall 94 has a cylindrical shape having the same axis as the heated body 60, and is provided so as to cover the inner surface of the heated body 60.

保護壁９４は、所定期間ごとに交換できるように構成されている。また、保護壁９４を取り外した状態で第１のガス供給ノズル７０等から所定のガスを導入することで、被加熱体６０に付着した不純物を除去することができる。   The protective wall 94 is configured to be exchangeable every predetermined period. Further, by introducing a predetermined gas from the first gas supply nozzle 70 or the like with the protective wall 94 removed, impurities attached to the heated object 60 can be removed.

保護壁９４の材質としては、処理室４０内に設けられるため耐熱性が高いものが望ましい。
また、保護壁９４として被加熱体６０よりも抵抗の高い材質を用いることで、電磁誘導によるこの保護壁９４自体の発熱を抑制することができる。よって、保護壁９４が劣化・変形したことによる発熱量の変化は、被加熱体６０の発熱量に対し非常に小さいため、基板の処理への影響を小さくすることができる。
また、保護壁９４として、ガス透過性が低く、被加熱体６０よりも密度の高い材料を用いることで、この保護壁９４より外側へのガスの漏洩を抑制することができる。このため、被加熱体６０が、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０から供給されたガスに晒されることが抑制される。
これらの条件をすべて満たすものとして、例えばＳｉＣ等が挙げられる。 The material of the protective wall 94 is preferably a material having high heat resistance because it is provided in the processing chamber 40.
Further, by using a material having a higher resistance than the body 60 to be heated as the protective wall 94, heat generation of the protective wall 94 itself due to electromagnetic induction can be suppressed. Therefore, the change in the heat generation amount due to the deterioration / deformation of the protective wall 94 is very small with respect to the heat generation amount of the body 60 to be heated, so that the influence on the processing of the substrate can be reduced.
Further, by using a material having a low gas permeability and a higher density than the heated body 60 as the protective wall 94, it is possible to suppress the leakage of gas to the outside of the protective wall 94. For this reason, it is suppressed that the to-be-heated body 60 is exposed to the gas supplied from the 1st gas supply nozzle 70 and the 2nd gas supply nozzle 80. FIG.
As what satisfy | fills all these conditions, SiC etc. are mentioned, for example.

保護壁９４は、被加熱体６０が、クリーニングガス供給部から供給されるクリーニングガスに晒されることを抑制し、この被加熱体６０がエッチング等されるのを防止する。   The protective wall 94 suppresses the heated body 60 from being exposed to the cleaning gas supplied from the cleaning gas supply unit, and prevents the heated body 60 from being etched.

図３（ｂ）に示すように、保護壁９４は、複数の保護部品（例えば、上部分９４ａと下部分９４ｂ）が結合して組み立てられる構成となっている。つまり、保護壁９４は、上部分９４ａと下部分９４ｂとで分割可能に構成されている。   As shown in FIG. 3B, the protective wall 94 has a structure in which a plurality of protective parts (for example, an upper portion 94a and a lower portion 94b) are assembled and assembled. That is, the protective wall 94 is configured to be divided into an upper portion 94a and a lower portion 94b.

上部分９４ａ及び下部分９４ｂは、いずれか一方の端の一部が突出し、他方の一部がへこんだ形状となっており、これらが結合（印籠結合）することで上部分９４ａ及び下部分９４ｂが接続される構成となっている。このように、結合部分は、ガスが流れる隙間が生じないような形状に構成されている。
なお、保護壁９４は、分割しない一体物で構成してもよい。 The upper part 94a and the lower part 94b have a shape in which a part of one end protrudes and a part of the other part is indented, and the upper part 94a and the lower part 94b are joined by joining (indicating joint). Are connected. Thus, the coupling portion is configured in a shape that does not cause a gap through which gas flows.
Note that the protective wall 94 may be formed as a single piece that is not divided.

反応管４２の基台９６に、断熱材６６、被加熱体６０、及び保護壁９４が立つようにして設けられている。このように、保護壁９４は、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０から供給されるガスの、その供給される空間の一部を形成している。
なお、保護壁９４により、上記ガスの供給される空間の全てを形成するようにしてもよい。 On the base 96 of the reaction tube 42, the heat insulating material 66, the heated body 60, and the protective wall 94 are provided so as to stand. As described above, the protective wall 94 forms part of the space in which the gas supplied from the first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80 is supplied.
Note that the protective wall 94 may form the entire space to which the gas is supplied.

マニホールド４６には、ガス排気管１０２が貫通するようにして設けられている。ガス排気管１０２の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ１０４、及び圧力調整器としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ１０６を介して真空ポンプ等の真空排気装置１０８が接続されている。   The manifold 46 is provided with a gas exhaust pipe 102 extending therethrough. A vacuum exhaust device 108 such as a vacuum pump is connected to the downstream side of the gas exhaust pipe 102 via a pressure sensor 104 as a pressure detector and an APC (Auto Pressure Controller) valve 106 as a pressure regulator.

圧力センサ１０４及びＡＰＣバルブ１０６には、圧力制御部１１０（図５参照）が電気的に接続されている。圧力制御部１１０は、圧力センサ１０４により検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ１０６の開度を調節することにより、処理室４４内の圧力が所望の圧力となるよう、所望のタイミングにて制御する。   A pressure control unit 110 (see FIG. 5) is electrically connected to the pressure sensor 104 and the APC valve 106. The pressure control unit 110 controls the opening of the APC valve 106 based on the pressure detected by the pressure sensor 104 to control the pressure in the processing chamber 44 at a desired timing so as to become a desired pressure. .

次に、処理炉４０周辺の構成について説明する。
図４は、処理炉４０及びその周辺構造の概略図を示す。
処理炉４０の下方に、シールキャップ４８が設けられ、このシールキャップ４８に、ボート回転機構５２が設けられている。 Next, the configuration around the processing furnace 40 will be described.
FIG. 4 shows a schematic diagram of the processing furnace 40 and its peripheral structure.
A seal cap 48 is provided below the processing furnace 40, and a boat rotation mechanism 52 is provided on the seal cap 48.

ボート回転機構５２の回転軸１１２は、シールキャップ４８を貫通してボート３８に接続されており、このボート３８を回転させることでウエハ１４を回転させるように構成されている。   The rotation shaft 112 of the boat rotation mechanism 52 is connected to the boat 38 through the seal cap 48, and is configured to rotate the wafer 14 by rotating the boat 38.

シールキャップ４８は、処理炉４０の外側に設けられた昇降機構としての昇降モータ１１４によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート３８を処理炉４０に対し搬入搬出することが可能となっている。   The seal cap 48 is configured to be moved up and down in the vertical direction by an elevating motor 114 as an elevating mechanism provided outside the processing furnace 40, so that the boat 38 can be carried into and out of the processing furnace 40. It is possible.

ボート回転機構５２及び昇降モータ１１４には、駆動制御部１１６（図５参照）が電気的に接続されている。駆動制御部１１６は、ボート回転機構５２及び昇降モータ１１４を所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御する。   A drive control unit 116 (see FIG. 5) is electrically connected to the boat rotation mechanism 52 and the lifting motor 114. The drive control unit 116 controls the boat rotation mechanism 52 and the lifting motor 114 at a desired timing so as to perform a desired operation.

予備室としてのロードロック室１２０の外面には、下基板１２２が設けられている。下基板１２２には、昇降台１２４と嵌合するガイドシャフト１２６、及びこの昇降台１２４と螺合するボール螺子１２８が設けられている。
ガイドシャフト１２６及びボール螺子１２８の上端には、上基板１３０が設けられている。 A lower substrate 122 is provided on the outer surface of the load lock chamber 120 as a spare chamber. The lower substrate 122 is provided with a guide shaft 126 that fits with the lifting platform 124 and a ball screw 128 that is screwed with the lifting platform 124.
An upper substrate 130 is provided at the upper ends of the guide shaft 126 and the ball screw 128.

ボール螺子１２８は、上基板１３０に設けられた昇降モータ１１４により回転される。ボール螺子１２８が回転することにより昇降台１２４が昇降するように構成されている。   The ball screw 128 is rotated by a lift motor 114 provided on the upper substrate 130. The elevating platform 124 is configured to move up and down as the ball screw 128 rotates.

昇降台１２４には中空の昇降シャフト１３２が垂設され、この昇降台１２４と昇降シャフト１３２との連結部は気密となっている。昇降シャフト１３２は、昇降台１２４とともに昇降するようになっている。昇降シャフト１３２は、ロードロック室１２０の天板１３４を遊貫する。昇降シャフト１３２が貫通する天板１３４の貫通穴は、この昇降シャフト１３２に対して接触することがないよう充分な余裕がある。   A hollow elevating shaft 132 is vertically suspended from the elevating platform 124, and the connecting portion between the elevating platform 124 and the elevating shaft 132 is airtight. The elevating shaft 132 moves up and down together with the elevating table 124. The elevating shaft 132 passes through the top plate 134 of the load lock chamber 120. The through hole of the top plate 134 through which the elevating shaft 132 passes has a sufficient margin so as not to contact the elevating shaft 132.

ロードロック室１２０と昇降台１２４との間には、昇降シャフト１３２の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてのベローズ１３６が、ロードロック室１２０を気密に保つために設けられている。ベローズ１３６は、昇降台１２４の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、このベローズ１３６の内径は昇降シャフト１３２の外形に比べ充分に大きく、ベローズ１３６の伸縮により接触することがないように構成されている。   A bellows 136 as a hollow elastic body having elasticity is provided between the load lock chamber 120 and the lift 124 so as to cover the periphery of the lift shaft 132 in order to keep the load lock chamber 120 airtight. . The bellows 136 has a sufficient amount of expansion / contraction that can correspond to the amount of elevation of the lifting platform 124, and the inner diameter of the bellows 136 is sufficiently larger than the outer shape of the lifting / lowering shaft 132 so that it does not come into contact with the expansion / contraction of the bellows 136. It is configured.

昇降シャフト１３２の下端には、昇降基板１４０が水平に固着される。昇降基板１４０の下面には、Ｏリング等のシール部材を介して駆動部カバー１４２が気密に取付けられる。昇降基板１４０と駆動部カバー１４２とで駆動部収納ケース１４４が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース１４４内部は、ロードロック室１２０内の雰囲気と隔離される。   The elevating board 140 is fixed horizontally to the lower end of the elevating shaft 132. A drive unit cover 142 is airtightly attached to the lower surface of the elevating substrate 140 via a seal member such as an O-ring. The elevating board 140 and the drive unit cover 142 constitute a drive unit storage case 144. With this configuration, the inside of the drive unit storage case 144 is isolated from the atmosphere in the load lock chamber 120.

駆動部収納ケース１４４の内部に、ボート３８の回転機構５２が設けられ、この回転機構５２の周辺は、冷却機構１４６により、冷却される。   A rotation mechanism 52 of the boat 38 is provided inside the drive unit storage case 144, and the periphery of the rotation mechanism 52 is cooled by a cooling mechanism 146.

電力供給ケーブル１４８は、昇降シャフト１３２の上端からこの昇降シャフト１３２の中空部を通り回転機構５２に導かれて接続されている。
冷却機構１４６及びシールキャップ４８には、冷却流路１５０が形成されている。冷却水配管１５２は、昇降シャフト１３２の上端からこの昇降シャフト１３２の中空部を通り、冷却流路１５０に導かれて接続されている。 The power supply cable 148 is connected from the upper end of the lifting shaft 132 through the hollow portion of the lifting shaft 132 to the rotating mechanism 52.
A cooling channel 150 is formed in the cooling mechanism 146 and the seal cap 48. The cooling water pipe 152 passes from the upper end of the elevating shaft 132 through the hollow portion of the elevating shaft 132 and is guided and connected to the cooling flow path 150.

昇降モータ１１４が駆動されボール螺子１２８が回転することで、昇降台１２４及び昇降シャフト１３２を介して駆動部収納ケース１４４が昇降される。   When the lifting motor 114 is driven and the ball screw 128 is rotated, the drive unit storage case 144 is lifted and lowered via the lifting platform 124 and the lifting shaft 132.

駆動部収納ケース１４４が上昇することにより、昇降基板１４０に気密に設けられているシールキャップ４８が処理炉４０の開口部である炉口１５４を閉塞し、ウエハ処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース１４４が下降することにより、シールキャップ４８とともにボート３８が降下され、ウエハ１４を外部に搬出できる状態となる。   As the drive unit storage case 144 rises, the seal cap 48 that is airtightly provided on the elevating substrate 140 closes the furnace port 154 that is the opening of the processing furnace 40, and the wafer processing is enabled. When the drive unit storage case 144 is lowered, the boat 38 is lowered together with the seal cap 48, and the wafer 14 can be carried out to the outside.

図５は、基板処理装置１０を構成する各部の制御構成を示す。
温度制御部６４、ガス流量制御部９０、圧力制御部１１０、駆動制御部１１６は、基板処理装置１０全体を制御する主制御部１６０に電気的に接続されている。これら温度制御部６４、ガス流量制御部９０、圧力制御部１１０、駆動制御部１１６及び主制御部１６０は、コントローラ１６２として構成されている。 FIG. 5 shows a control configuration of each part constituting the substrate processing apparatus 10.
The temperature control unit 64, the gas flow rate control unit 90, the pressure control unit 110, and the drive control unit 116 are electrically connected to a main control unit 160 that controls the entire substrate processing apparatus 10. These temperature control unit 64, gas flow rate control unit 90, pressure control unit 110, drive control unit 116, and main control unit 160 are configured as a controller 162.

次に、上述したように構成された基板処理装置１０を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、SiCウエハなどの基板上に、例えばSiC膜を形成する方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は、コントローラ１６２により制御される。   Next, a method of forming, for example, a SiC film on a substrate such as a SiC wafer as one step of a semiconductor device manufacturing process using the substrate processing apparatus 10 configured as described above will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus 10 is controlled by the controller 162.

複数枚のウエハ１４を収容したポッド１６がポッドステージ１８にセットされると、ポッド搬送装置２０により、このポッド１６をポッドステージ１８からポッド棚２２へ搬送し、このポッド棚２２にストックする。
次に、ポッド搬送装置２０により、ポッド棚２２にストックされたポッド１６をポッドオープナ２４に搬送してセットし、このポッドオープナ２４によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２６によりポッド１６に収容されているウエハ１４の枚数を検知する。 When the pod 16 containing a plurality of wafers 14 is set on the pod stage 18, the pod 16 is transferred from the pod stage 18 to the pod shelf 22 by the pod transfer device 20 and stocked on the pod shelf 22.
Next, the pod 16 stocked on the pod shelf 22 is transported to the pod opener 24 by the pod transport device 20 and set, the lid of the pod 16 is opened by the pod opener 24, and the pod 16 is detected by the substrate number detector 26. The number of wafers 14 accommodated is detected.

基板移載機２８により、ポッドオープナ２４の位置にあるポッド１６からウエハ１４を取り出し、ボート３８に移載する。   The wafer 14 is taken out from the pod 16 at the position of the pod opener 24 by the substrate transfer machine 28 and transferred to the boat 38.

複数枚のウエハ１４がボート３８に装填されると、複数枚のウエハ１４を保持したボート３８は、昇降モータ１１４による昇降台１２４及び昇降シャフト１３２の昇降動作により処理室４４内に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ４８はＯリングを介してマニホールド４６の下端をシールした状態となる。   When a plurality of wafers 14 are loaded on the boat 38, the boat 38 holding the plurality of wafers 14 is loaded into the processing chamber 44 by the lifting / lowering operation of the lifting / lowering platform 124 and the lifting / lowering shaft 132 by the lifting / lowering motor 114 (boat loading). ) In this state, the seal cap 48 seals the lower end of the manifold 46 via the O-ring.

処理室４４内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置１０８によって真空排気される。この際、処理室４４内の圧力は、圧力センサ１０４で測定され、この測定された圧力に基づきガス排気管１０２に対応するＡＰＣバルブ１０６がフィードバック制御される。
この際、不活性ガス供給源（非図示）から例えばアルゴン（Ar）等の不活性ガスを処理室４４内に導入しながら圧力調整を行うようにしてもよい。 The processing chamber 44 is evacuated by the evacuation device 108 so as to have a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 44 is measured by the pressure sensor 104, and the APC valve 106 corresponding to the gas exhaust pipe 102 is feedback-controlled based on the measured pressure.
At this time, the pressure may be adjusted while introducing an inert gas such as argon (Ar) into the processing chamber 44 from an inert gas supply source (not shown).

また、処理室４４内が所望の温度（例えば、1500 〜 1800 ℃）となるように磁気コイル６２に高周波電力（例えば10 〜 1000 kHz、10 〜 200 kW）を印加し被加熱体６０を加熱する。この際、処理室４４内が所望の温度分布となるように温度センサが検出した温度情報に基づき、磁気コイル６２への通電具合がフィードバック制御される。   Further, high-frequency power (for example, 10 to 1000 kHz, 10 to 200 kW) is applied to the magnetic coil 62 so that the inside of the processing chamber 44 has a desired temperature (for example, 1500 to 1800 ° C.), thereby heating the object 60 to be heated. . At this time, the current supply to the magnetic coil 62 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor so that the inside of the processing chamber 44 has a desired temperature distribution.

そして、回転機構５２により、ボート３８が回転されることでウエハ１４が回転される。   Then, the wafer 14 is rotated by rotating the boat 38 by the rotation mechanism 52.

続いて、ガス供給源から、第１のガス供給ノズル７０にSiCl₄、第２のガス供給ノズル８０にC₃H₈が供給される。所望の流量となるように、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０に対応するＭＦＣ７６ａ、７６ｂ、８６ａ、８６ｂの開度が調節された後、バルブ７４ａ、７４ｂ、８４ａ、８４ｂが開かれ、それぞれの反応ガスがガス供給管７２ａ、７２ｂ、８２ａ、８２ｂを流通して、供給孔７８、８８から、処理室４４内に導入される。 Subsequently, SiCl _{4 is} supplied to the first gas supply nozzle 70 and C ₃ H ₈ is supplied to the second gas supply nozzle 80 from the gas supply source. After the openings of the MFCs 76a, 76b, 86a, 86b corresponding to the first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80 are adjusted so as to obtain a desired flow rate, the valves 74a, 74b, 84a, 84b are adjusted. Are opened, and each reaction gas flows through the gas supply pipes 72a, 72b, 82a, 82b and is introduced into the processing chamber 44 from the supply holes 78, 88.

第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０から導入された反応ガスは、処理室４４内の被加熱体６０の内側を通り、ガス排気管１０２から排気される。反応ガスは、処理室４４内を通過する際にウエハ１４と接触し、このウエハ１４の表面上にSiC膜が堆積（デポジション）される。   The reaction gas introduced from the first gas supply nozzle 70 and the second gas supply nozzle 80 passes through the inside of the heated body 60 in the processing chamber 44 and is exhausted from the gas exhaust pipe 102. The reactive gas contacts the wafer 14 when passing through the processing chamber 44, and a SiC film is deposited (deposited) on the surface of the wafer 14.

ウエハ１４への処理が終了すると、処理室４４内へ不活性ガス供給源（非図示）から不活性ガスが供給され、この処理室４４内が不活性ガスで置換されると共に、処理室４４内の圧力が常圧に復帰される。   When the processing on the wafer 14 is completed, an inert gas is supplied into the processing chamber 44 from an inert gas supply source (not shown), and the inside of the processing chamber 44 is replaced with the inert gas. Is restored to normal pressure.

その後、昇降モータ１１４により、シールキャップ４８が下降され、マニホールド４６の下端が開口される。処理済ウエハ１が保持された状態のボート３８をマニホールド４６の下端から反応管４２の外部に搬出（ボートアンローディング）し、このボート３８に支持された全てのウエハ１４が冷えるまで、ボート３８を所定位置で待機させる。   Thereafter, the lift cap 114 lowers the seal cap 48 and opens the lower end of the manifold 46. The boat 38 in a state where the processed wafers 1 are held is unloaded from the lower end of the manifold 46 to the outside of the reaction tube 42 (boat unloading), and the boat 38 is kept until all the wafers 14 supported by the boat 38 are cooled. Wait at a predetermined position.

ボート３８のウエハ１４が所定温度まで冷却されると、基板移載機２８により、このボート３８からウエハ１４を取り出し、ポッドオープナ２４にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。
その後、ポッド搬送装置２０により、ウエハ１４が収容されたポッド１６をポッド棚２２、又はポッドステージ１８に搬送する。このようにして基板処理装置１０の一連の作用が完了する。 When the wafers 14 in the boat 38 are cooled to a predetermined temperature, the wafers 14 are taken out from the boat 38 by the substrate transfer device 28 and transferred to and accommodated in the empty pod 16 set in the pod opener 24.
Thereafter, the pod 16 containing the wafer 14 is transferred to the pod shelf 22 or the pod stage 18 by the pod transfer device 20. In this way, a series of operations of the substrate processing apparatus 10 is completed.

なお、本発明は上記実施形態に限られず、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０の数や配置、あるいはその組み合わせは、目的に応じて適宜変更することができる。
また、所定期間ごとに交換ができるように保護壁９４を被加熱体６０とは別の部材として構成した。しかし、被加熱体６０自体そのものを交換するのであれば、別の部材として構成しなくとも良い。 The present invention is not limited to the above embodiment, and the number and arrangement of the first gas supply nozzles 70 and the second gas supply nozzles 80 or combinations thereof can be changed as appropriate according to the purpose.
In addition, the protective wall 94 is configured as a member different from the heated body 60 so that it can be replaced every predetermined period. However, if the heated body 60 itself is to be replaced, it does not have to be configured as a separate member.

［本発明の好ましい態様］
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。 [Preferred embodiment of the present invention]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

本発明の一態様によれば、内部を真空状態に維持可能であって、内部で基板を処理する処理容器と、前記反応容器内であって、少なくとも前記基板の載置領域を囲むように設けられる被加熱体と、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、前記被加熱体を囲むように設けられる断熱体と、前記被加熱体内にガスを供給する供給部と、前記反応容器の外側に設けられ、前記被加熱体を加熱する誘導加熱源と、前記被加熱体内に設けられ、前記ガス供給部から供給されたガスと前記被加熱体との接触を抑制する接触抑制部と、を有する基板処理装置が提供される。   According to one embodiment of the present invention, the inside can be maintained in a vacuum state, the processing container for processing the substrate therein, and the reaction container, which is provided so as to surround at least the mounting region of the substrate. An object to be heated, a heat insulator provided between the inner wall of the reaction vessel and the object to be heated and surrounding the object to be heated, a supply unit for supplying gas into the object to be heated, An induction heating source that is provided outside the reaction vessel and heats the object to be heated, and contact suppression that is provided in the object to be heated and suppresses contact between the gas supplied from the gas supply unit and the object to be heated. And a substrate processing apparatus having the unit.

好適には、前記接触抑制部は、前記被加熱体よりも誘導加熱されにくい部材で形成されている。   Suitably, the said contact suppression part is formed with the member which is hard to be induction-heated rather than the said to-be-heated body.

好適には、前記接触抑制部は、炭化珪素（SiC）で形成されている。   Suitably, the said contact suppression part is formed with silicon carbide (SiC).

好適には、前記接触抑制部は、前記被加熱体の内側の面を覆うように設けられている。   Suitably, the said contact suppression part is provided so that the surface inside the said to-be-heated body may be covered.

好適には、前記誘導加熱源は、磁性体で構成され、該誘導加熱源により前記被加熱体を電磁誘導により加熱する。   Preferably, the induction heating source is made of a magnetic material, and the object to be heated is heated by electromagnetic induction by the induction heating source.

好適には、前記ガス供給部が供給するガスは、シリコン含有ガス又は炭素含有ガスの少なくともいずれか一方を含む。   Preferably, the gas supplied by the gas supply unit includes at least one of a silicon-containing gas and a carbon-containing gas.

好適には、前記ガス供給部が供給するガスは、三フッ化水素（ClF₃）、塩化水素（HCl）、H₂、フッ素（F₂）三フッ化窒素（NF₃）の少なくともいずれか１つを含む。 Preferably, the gas supplied by the gas supply unit is at least one of hydrogen trifluoride (ClF ₃ ), hydrogen chloride (HCl), H ₂ , fluorine (F ₂ ) nitrogen trifluoride (NF ₃ ). Including one.

好適には、前記被加熱体及び前記接触抑制部は、少なくとも上方が閉じられた筒状に形成されており、前記接触抑制部は、前記被加熱体と軸を同じくする。   Suitably, the to-be-heated body and the contact suppressing portion are formed in a cylindrical shape closed at least at the top, and the contact suppressing portion has the same axis as the to-be-heated body.

好適には、前記接触抑制部は、少なくとも２以上の保護部品から構成され、前記保護部品は印籠結合により継ぎ合っている。   Suitably, the said contact suppression part is comprised from at least 2 or more protection components, and the said protection components are spliced together by stamping coupling.

本発明の他の態様によれば、被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する半導体装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided an induction heating source provided outside the reaction vessel capable of maintaining the inside in a vacuum state, and a step of carrying the substrate into a placement area of the substrate surrounded by the body to be heated. Heating the object to be heated in the reaction container, supplying gas into the object to be heated, and processing the device, and in the step of processing the substrate, the inner wall of the reaction container And the object to be heated, the heat insulator provided so as to surround the object to be heated, while preventing the heat from the object to be heated from being transferred to the reaction vessel, There is provided a method of manufacturing a semiconductor device that suppresses contact between the gas and the object to be heated by a contact suppressing portion provided on the substrate.

本発明の他の態様によれば、被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する基板の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided an induction heating source provided outside the reaction vessel capable of maintaining the inside in a vacuum state, and a step of carrying the substrate into a placement area of the substrate surrounded by the body to be heated. Heating the object to be heated in the reaction container, supplying gas into the object to be heated, and processing the device, and in the step of processing the substrate, the inner wall of the reaction container And the object to be heated, the heat insulator provided so as to surround the object to be heated, while preventing the heat from the object to be heated from being transferred to the reaction vessel, There is provided a method of manufacturing a substrate that suppresses contact between the gas and the object to be heated by a contact suppressing portion provided on the substrate.

上記本発明の好ましい態様によれば、以下に記載のうち少なくとも１つ以上の作用効果を奏する。   According to the preferable aspect of the present invention, at least one or more of the following effects can be achieved.

断熱体により、被加熱体の熱が処理容器へ伝わるのを抑制しつつ、接触抑制部により、被加熱体とガスとの接触を抑制することができる。
被加熱体の劣化や変形を抑制することができるので、１回の基板処理に対する加熱具合のバラツキの発生を抑制することができるとともに、被加熱体の経時変化に伴う複数回の基板処理に対する加熱グ剤のバラツキを抑制することができる。 The contact suppressor can suppress the contact between the heated body and the gas while suppressing the heat of the heated body from being transmitted to the processing container by the heat insulator.
Deterioration and deformation of the object to be heated can be suppressed, so that it is possible to suppress the occurrence of variations in the heating condition for one substrate processing, and heating for a plurality of times of substrate processing accompanying a change with time of the object to be heated. It is possible to suppress variations in the adhesive.

接触抑制部は、被加熱体よりも誘導加熱されにくい部材で形成されているので、接触抑制部が劣化したとしても基板への加熱具合のばらつきを抑制することができる。   Since the contact suppression unit is formed of a member that is less likely to be induction-heated than the object to be heated, even if the contact suppression unit is deteriorated, it is possible to suppress variation in the heating condition to the substrate.

接触抑制部は、炭化珪素で形成されているので熱変形しにくく、加熱に伴う不純物の放出を抑制することができ、基板に対する不純物付着等の悪影響を抑制することができる。   Since the contact suppressing portion is made of silicon carbide, it is difficult to be thermally deformed, can suppress the release of impurities accompanying heating, and can suppress adverse effects such as adhesion of impurities to the substrate.

接触抑制部は、被加熱体の内側の面を覆うように設けられているので、被加熱体の内側の面全域においてガスとの接触を抑制することができる。   Since the contact suppression part is provided so that the surface inside a to-be-heated body may be covered, contact with gas can be suppressed in the whole surface inside a to-be-heated body.

誘導加熱源が磁性体で構成されているので、本構成を有さない場合と比較して、被加熱体を効率よく加熱することができる。   Since the induction heating source is made of a magnetic material, the object to be heated can be efficiently heated as compared with the case where the induction heating source is not provided.

被加熱体が、劣化や変形するのを抑制することができる。   It can suppress that a to-be-heated body deteriorates or deform | transforms.

被加熱体が、エッチングされるのを防止することができる。   It is possible to prevent the heated body from being etched.

被加熱体及び接触抑制部は、少なくとも上方が閉じられた筒状に形成されており、接触抑制部は、被加熱体と軸を同じくするので、接触抑制部の外側へのガスの漏出及び被加熱体の内壁への不純物の付着を抑制でき、さらに、被加熱体の外側へのガスの漏出及び処理容器の内壁への不純物の付着を抑制することができる。   The heated object and the contact suppressing part are formed in a cylindrical shape with at least the upper part closed, and the contact suppressing part has the same axis as the heated object. The adhesion of impurities to the inner wall of the heating body can be suppressed, and further, the leakage of gas to the outside of the heated body and the adhesion of impurities to the inner wall of the processing container can be suppressed.

接触抑制部は、少なくとも２以上の保護部品から構成されているので、本構成を有さない場合と比較して、容易に製作することができる。
また、保護部品は、印籠結合により継ぎ合っているので、結合箇所からの接触抑制部の外側へのガスの漏出及び被加熱体の内壁への不純物の付着を抑制できる。 Since the contact suppression part is comprised from the at least 2 or more protection components, compared with the case where it does not have this structure, it can manufacture easily.
Further, since the protective parts are joined together by the stamping joint, it is possible to suppress the leakage of gas from the joint portion to the outside of the contact suppressing portion and the adhesion of impurities to the inner wall of the heated object.

断熱体により、被加熱体の熱が処理容器に伝わるのを抑制しつつ、接触抑制部により、被加熱体とガスとの接触を抑制することができるので、所望の半導体装置の製造が実現可能となる。
被加熱体の劣化や変形を抑制することができるので、１回の基板処理に対する加熱具合のバラツキの発生を抑制することができるとともに、被加熱体の経時変化に伴う複数回の基板処理に対する加熱グ剤のばらつきを抑制することができるので、所望の半導体装置の製造が実現可能となる。 The heat insulator can suppress the heat of the heated body from being transmitted to the processing container, and the contact suppression unit can suppress the contact between the heated body and the gas, so that a desired semiconductor device can be manufactured. It becomes.
Deterioration and deformation of the object to be heated can be suppressed, so that it is possible to suppress the occurrence of variations in the heating condition for one substrate processing, and heating for a plurality of times of substrate processing accompanying a change with time of the object to be heated. Since the dispersion of the adhesive can be suppressed, a desired semiconductor device can be manufactured.

断熱体により、被加熱体の熱が処理容器に伝わるのを抑制しつつ、接触抑制部により、被加熱体とガスとの接触を抑制することができるので、所望の基板の製造が実現可能となる。
被加熱体の劣化や変形を抑制することができるので、１回の基板処理に対する加熱具合のバラツキの発生を抑制することができるとともに、被加熱体の経時変化に伴う複数回の基板処理に対する加熱グ剤のばらつきを抑制することができるので、所望の基板の製造が実現可能となる。 Since it is possible to suppress the contact between the heated body and the gas by the contact suppressing portion while suppressing the heat of the heated body from being transmitted to the processing container by the heat insulator, it is possible to realize the production of a desired substrate. Become.
Deterioration and deformation of the object to be heated can be suppressed, so that it is possible to suppress the occurrence of variations in the heating condition for one substrate processing, and heating for a plurality of times of substrate processing accompanying a change with time of the object to be heated. Since the dispersion of the adhesive can be suppressed, it is possible to manufacture a desired substrate.

１０ 基板処理装置
１４ ウエハ
１６ ポッド
１８ ポッドステージ
２８ 基板移載機
３８ ボート
４０ 処理炉
４２ 反応管
４４ 処理室
４６ マニホールド
５２ ボート回転機構
６０ 被加熱体
６２ 磁気コイル
６４ 温度制御部
６６ 断熱材
６７ 冷却部
６８ 磁気シール
７０ 第１のガス供給ノズル
７２ 第１のガス供給管
８０ 第２のガス供給ノズル
８２ 第２のガス供給管
９０ ガス流量制御部
９４ 保護壁
９６ 基台
１０２ ガス排気管
１０４ 圧力センサ
１０８ 真空排気装置
１１０ 圧力制御部
１６０ 主制御部
１６２ コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate processing apparatus 14 Wafer 16 Pod 18 Pod stage 28 Substrate transfer machine 38 Boat 40 Processing furnace 42 Reaction tube 44 Processing chamber 46 Manifold 52 Boat rotation mechanism 60 Heated object 62 Magnetic coil 64 Temperature control part 66 Heat insulating material 67 Cooling part 68 Magnetic seal 70 First gas supply nozzle 72 First gas supply pipe 80 Second gas supply nozzle 82 Second gas supply pipe 90 Gas flow rate controller 94 Protective wall 96 Base 102 Gas exhaust pipe 104 Pressure sensor 108 Vacuum exhaust device 110 Pressure controller 160 Main controller 162 Controller

Claims (3)

内部を真空状態に維持可能であって、内部で基板を処理する処理容器と、
前記反応容器内であって、少なくとも前記基板の載置領域を囲むように設けられる被加熱体と、
前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、前記被加熱体を囲むように設けられる断熱体と、
前記被加熱体内にガスを供給するガス供給部と、
前記反応容器の外側に設けられ、前記被加熱体を加熱する誘導加熱源と、
前記被加熱体内に設けられ、前記ガス供給部から供給されたガスと前記被加熱体との接触を抑制する接触抑制部と、
を有する基板処理装置。 A processing container capable of maintaining the inside in a vacuum state and processing a substrate therein;
A heated object provided in the reaction vessel so as to surround at least the mounting region of the substrate;
A heat insulator provided between the inner wall of the reaction vessel and the body to be heated and surrounding the body to be heated;
A gas supply unit for supplying gas into the body to be heated;
An induction heating source that is provided outside the reaction vessel and heats the object to be heated;
A contact suppression unit provided in the heated body, for suppressing contact between the gas supplied from the gas supply unit and the heated body;
A substrate processing apparatus. 被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、
内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、
を有し、
前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する
半導体装置の製造方法。 A step of carrying the substrate into the placement area of the substrate surrounded by the heated body;
An induction heating source provided outside the reaction vessel capable of maintaining the inside in a vacuum state heats the heated body in the reaction vessel, supplies gas into the heated body, and processes the device And a process of
Have
In the step of processing the substrate, a heat insulator provided between the inner wall of the reaction vessel and the heated body so as to surround the heated body, and heat from the heated body is transferred to the reaction vessel. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein contact between the gas and the heated body is suppressed by a contact suppressing portion provided in the heated body while suppressing transmission to the heated body. 被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、
内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、
を有し、
前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する
基板の製造方法。 A step of carrying the substrate into the placement area of the substrate surrounded by the heated body;
An induction heating source provided outside the reaction vessel capable of maintaining the inside in a vacuum state heats the heated body in the reaction vessel, supplies gas into the heated body, and processes the device And a process of
Have
In the step of processing the substrate, a heat insulator provided between the inner wall of the reaction vessel and the heated body so as to surround the heated body, and heat from the heated body is transferred to the reaction vessel. A method for manufacturing a substrate, wherein contact between the gas and the heated body is suppressed by a contact suppressing portion provided in the heated body while suppressing transmission to the heated body.

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