JP2012069724A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置および基板の処理技術に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing technique.
半導体あるいは太陽電池用のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）による基板処理装置としては、抵抗加熱ヒータを有するホットウォール方式の基板処理装置や、ＲＦ（Radio Frequency）コイルを有するコールドウォール方式の基板処理装置がある。 As a substrate processing apparatus by CVD (Chemical Vapor Deposition) for semiconductors or solar cells, there are a hot wall type substrate processing apparatus having a resistance heater and a cold wall type substrate processing apparatus having an RF (Radio Frequency) coil. .
これらの基板処理装置のうち、ホットウォール方式の基板処理装置は、抵抗加熱ヒータを備え、当該抵抗加熱ヒータにより処理炉（反応容器）の内部全体を処理温度に昇温し、これによりボートに装填したウェハ（基板）を所望の温度に昇温するようにしている（例えば特許文献１参照）。 Among these substrate processing apparatuses, the hot wall type substrate processing apparatus includes a resistance heater, and the resistance heater heats the entire interior of the processing furnace (reaction vessel) to the processing temperature, thereby loading the boat. The heated wafer (substrate) is heated to a desired temperature (see, for example, Patent Document 1).
一方、コールドウォール方式の基板処理装置は、図１７および図１８に示すように、複数のウェハａに対応して複数のカーボン製のサセプタｂを備え、各サセプタｂに各ウェハａをそれぞれ載置した状態のもとで各サセプタｂをボートｃに装填している。そして、ＲＦコイル（図示せず）に高周波電流を供給することで各サセプタｂを誘導加熱し、ひいては各サセプタｂに載置した各ウェハａを所望の温度に昇温するようにしている。ここで、図１７はサセプタに保持されたウェハを説明する上面図を、図１８は図１７のＺ−Ｚ線に沿う断面図をそれぞれ表している。 On the other hand, as shown in FIGS. 17 and 18, the cold wall type substrate processing apparatus includes a plurality of carbon susceptors b corresponding to a plurality of wafers a, and each wafer a is mounted on each susceptor b. Each susceptor b is loaded into the boat c under the condition described above. Each susceptor b is induction-heated by supplying a high-frequency current to an RF coil (not shown), so that each wafer a placed on each susceptor b is heated to a desired temperature. Here, FIG. 17 is a top view for explaining the wafer held by the susceptor, and FIG. 18 is a sectional view taken along the line ZZ of FIG.
しかしながら、上述のホットウォール方式の基板処理装置によれば、サセプタを備えない分、反応容器に収納できるウェハの枚数を増やせるものの、反応容器の内壁等にＣＶＤ膜が成膜されてしまう。したがって、ＣＶＤ膜の剥がれ（異物）に起因する不良品の発生を防止すべく、反応容器の内壁等に付着したＣＶＤ膜を除去するための定期的なメンテナンス処理（エッチング処理等）が必要となり、これが稼働時間の短縮化を招いていた。 However, according to the above-described hot wall type substrate processing apparatus, the number of wafers that can be accommodated in the reaction vessel can be increased by the amount not provided with the susceptor, but a CVD film is formed on the inner wall of the reaction vessel. Therefore, in order to prevent the occurrence of defective products due to the peeling (foreign matter) of the CVD film, a periodic maintenance process (such as an etching process) for removing the CVD film attached to the inner wall of the reaction vessel is necessary. This has led to a reduction in operating time.
一方、上述のコールドウォール方式の基板処理装置によれば、ウェハおよびサセプタにＣＶＤ膜が成膜されるため、処理を終えたウェハおよびサセプタを順次交換して運用することで、反応容器のメンテナンス処理を削減でき、稼働時間の延長化を図ることができる。しかしながら、例えば、ウェハの厚み寸法の２倍の厚み寸法を有するサセプタがウェハの枚数だけ必要となるので、反応容器に収納できるウェハの枚数が少なくなって生産性の低下を招くことになる。つまり、図１８に示すように、サセプタｂの厚み寸法Ｔａが大きい分、厚み寸法Ｔｂの範囲内に収納できるウェハａの枚数が少なくなって生産性が低下する。 On the other hand, according to the above-described cold wall type substrate processing apparatus, a CVD film is formed on the wafer and the susceptor. Can be reduced and the operation time can be extended. However, for example, as many susceptors having a thickness as twice the thickness of the wafer are required, the number of wafers that can be stored in the reaction vessel is reduced, leading to a decrease in productivity. That is, as shown in FIG. 18, as the thickness dimension Ta of the susceptor b is larger, the number of wafers a that can be accommodated within the range of the thickness dimension Tb is reduced and productivity is lowered.
本発明の目的は、反応容器のメンテナンス処理を削減しつつ、反応容器に収納できる基板の枚数を増やすことが可能な基板処理装置および基板の処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can increase the number of substrates that can be accommodated in a reaction container while reducing maintenance processing of the reaction container.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、本発明に係る基板処理装置は、内部で基板を処理する反応容器と、複数枚の前記基板を前記反応容器の延在方向に積載保持する基板保持体と、前記反応容器内の前記基板保持体の外周側で前記基板の積載方向に延在して前記基板の周方向に所定の間隙を成して複数設けられ、前記基板を加熱する被誘導体と、前記被誘導体を誘導加熱する誘導加熱装置とを備えている。 That is, the substrate processing apparatus according to the present invention includes a reaction container that internally processes a substrate, a substrate holder that stacks and holds a plurality of the substrates in the extending direction of the reaction container, and the substrate in the reaction container. A plurality of the outer periphery of the holding body extending in the stacking direction of the substrate and forming a predetermined gap in the circumferential direction of the substrate, and a derivative to heat the substrate and induction to heat the derivative And a heating device.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。 The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、反応容器のメンテナンス処理を削減しつつ、反応容器に収納できる基板の枚数を増やすことが可能となる。 That is, it is possible to increase the number of substrates that can be stored in the reaction container while reducing the maintenance process of the reaction container.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例，詳細，補足説明等の関係にある。 In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, etc. are related.
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数，数値，量，範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 Also, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), particularly when clearly indicated, or when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状，位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., it is substantially the case unless specifically stated otherwise and in principle considered otherwise. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかり易くするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。 In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.
［第１実施の形態］
本発明を実施するための実施の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ等）の製造方法に含まれる様々な処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。以下の説明では、半導体基板（半導体ウェハ）にエピタキシャル成長法による成膜処理，ＣＶＤ法による成膜処理，あるいは酸化処理や拡散処理等を行なう縦型の基板処理装置に本発明の技術的思想を適用した場合について述べる。特に、本実施の形態では、複数の基板を一度に処理するバッチ方式の基板処理装置を対象にして説明する。
[First Embodiment]
In an embodiment for carrying out the present invention, a substrate processing apparatus is configured as a semiconductor manufacturing apparatus that performs various processing steps included in a manufacturing method of a semiconductor device (IC or the like) as an example. In the following description, the technical idea of the present invention is applied to a vertical substrate processing apparatus that performs film formation by epitaxial growth, film formation by CVD, or oxidation or diffusion treatment on a semiconductor substrate (semiconductor wafer). The case will be described. In particular, in this embodiment, a batch-type substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at once will be described.
＜基板処理装置の構成＞
まず、第１実施の形態における基板処理装置について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る基板処理装置の概要を示す斜視図を、図２はウェハをボートに装填した状態を示す上面図を、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図をそれぞれ表している。以下、基板処理装置１０１を構成する各部材について説明するが、筐体１１１の側面のうち、カセット１１０が搬入搬出される側を正面として説明する。また、筐体１１１内における各部材の位置について、正面に向かう方向を前方、正面から遠ざかる方向を後方として説明する。
<Configuration of substrate processing apparatus>
First, the substrate processing apparatus in 1st Embodiment is demonstrated, referring drawings. 1 is a perspective view showing an outline of a substrate processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a top view showing a state in which wafers are loaded on a boat, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. Represents. Hereinafter, although each member which comprises the
図１に示すように、基板処理装置１０１は、ウェハキャリアとしてのカセット１１０を備え、カセット１１０にはシリコン等からなる半導体基板としての複数のウェハ（基板）２００が収納されている。基板処理装置１０１の外郭を形成する筐体１１１は、例えば略直方体形状を成し、その内部にはカセット１１０が搬入搬出されるようになっている。筐体１１１の正面壁１１１ａの下方には、基板処理装置１０１をメンテナンスするための開口部として、正面メンテナンス口１０３が開設され、正面メンテナンス口１０３は、筐体１１１の正面壁１１１ａに設けられた正面メンテナンス扉１０４により開閉可能となっている。
As shown in FIG. 1, the
正面メンテナンス扉１０４には、カセット搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が筐体１１１の内外を連通するよう開設されており、カセット搬入搬出口１１２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３により開閉可能となっている。カセット搬入搬出口１１２の筐体１１１内側にはカセットステージ（基板収容器受渡し台）１１４が設置されている。カセット１１０は、カセットステージ１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつ、カセットステージ１１４上から搬出されるようになっている。カセットステージ１１４には、工程内搬送装置により、カセット１１０内のウェハ２００が垂直姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が上方向を向くよう、カセット１１０が載置されるようになっている。
A cassette loading / unloading port (substrate container loading / unloading port) 112 is opened on the
筐体１１１内の前後方向の略中央下部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、カセット棚１０５は、複数段および複数列で複数個のカセット１１０を保管し、カセット１１０内のウェハ２００を出し入れ可能に配置されている。カセット棚１０５は、スライドステージ（水平移動機構）１０６上に横方向に移動可能に設置されている。また、カセット棚１０５の上方にはバッファ棚（基板収容器保管棚）１０７が設置され、バッファ棚１０７にもカセット１１０が保管されるようになっている。
A cassette shelf (substrate container mounting shelf) 105 is installed at a substantially central lower portion in the front-rear direction in the
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持した状態で昇降可能なカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとを備えている。カセットエレベータ１１８ａおよびカセット搬送機構１１８ｂの連続動作により、カセットステージ１１４，カセット棚１０５およびバッファ棚１０７の間で、カセット１１０を搬送できるようになっている。
A cassette carrying device (substrate container carrying device) 118 is installed between the
カセット棚１０５の後方には、ウェハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されている。ウェハ移載機構１２５は、ウェハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウェハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂを備えている。図１に模式的に示すように、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂは、筐体１１１の前方に向かう右側部分に設置されている。これらのウェハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウェハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウェハ移載装置１２５ａに設けたツイーザ（基板保持具）１２５ｃが、ウェハ２００をボート（基板保持体）２１７に対して、装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するようになっている。
A wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 125 is installed behind the
ボート２１７は、図２および図３に示すように３本の支柱（保持部材）ＰＲを備えている。各支柱ＰＲの軸方向一端側および軸方向他端側には、各支柱ＰＲをウェハ２００の周方向に沿って所定間隔で保持する円盤状の天板２１７ａおよび底板２１７ｂ（図４参照）が設けられている。また、各支柱ＰＲのウェハ２００側、つまりボート２１７の中心軸側には、保持部ＨＵが突出して形成され、各保持部ＨＵにはウェハ２００がそれぞれ載置されるようになっている。各保持部ＨＵは、各支柱ＰＲの軸方向に沿って等間隔で複数設けられ、例えば５０枚〜１００枚程度のウェハ２００をその中心を揃えて軸方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持できるようになっている。各保持部ＨＵの各支柱ＰＲの軸方向に沿う間隔は、ウェハ２００の厚み寸法Ｔ１（約1mm）よりも長い距離となるよう設定され、これによりウェハ２００の一側面（図３中上側面）と他の保持部ＨＵとの接触を回避しつつ、ウェハ２００の一側面の全域にガスが行き渡るようにしている。
The
このように本実施の形態においては、サセプタを用いないコールドウォール方式を採用しており、各ウェハ２００をボート２１７の軸方向に間隔を詰めて載置できるようにしている。よって、厚み寸法Ｔ２の範囲内（図１８に示す厚み寸法Ｔｂと略同じ範囲内）により多くのウェハ２００を載置可能となっている。ここで、ボート２１７を形成する各支柱ＰＲ，各保持部ＨＵ，天板２１７ａおよび底板２１７ｂは、それぞれ耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材により所定形状に形成されている。なお、各支柱ＰＲを３本設けたものを例示したが、ウェハ２００をボート２１７の横方向からセット可能であれば、４本以上の支柱ＰＲを設けることもできる。
As described above, in the present embodiment, a cold wall system that does not use a susceptor is employed, and the
図１に示すように、バッファ棚１０７の後方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを基板処理装置１０１内へ供給するために、供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４ａが設けられ、クリーンユニット１３４ａはクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるよう構成されている。また、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂ側とは反対側、つまり筐体１１１の前方に向かう左側部分には、ツイーザ１２５ｃによりピックアップされたウェハ２００にクリーンエアを供給するように、供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。そして、このクリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウェハ移載装置１２５ａ（ウェハ２００）を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部へ排気されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
ウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａの後方には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という）を維持可能な気密性能を有する耐圧筐体１４０が設置されている。この耐圧筐体１４０により、ボート２１７を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室（移載室）１４１が形成されている。
Behind the wafer transfer device (substrate transfer device) 125a, a pressure-
耐圧筐体１４０の正面壁１４０ａにはウェハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１４２が開設されており、ウェハ搬入搬出口１４２はゲートバルブ（基板搬入搬出口開閉機構）１４３によって開閉されるようになっている。耐圧筐体１４０の一対の側壁にはロードロック室１４１へ窒素ガス等の不活性ガスを給気するためのガス供給管１４４と、ロードロック室１４１を負圧に排気するためのガス排気管（図示せず）とがそれぞれ接続されている。
A wafer loading / unloading port (substrate loading / unloading port) 142 is opened on the
ロードロック室１４１の上方には、反応容器としての処理炉（反応炉）２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は炉口シャッタ（炉口ゲートバルブ，炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
Above the
図１に模式的に示すように、ロードロック室１４１には、ボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（支持体保持体昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５に連結された連結具としてのアーム（図示せず）には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
As schematically shown in FIG. 1, a boat elevator (supporting body lifting mechanism) 115 for lifting and lowering the
基板処理装置１０１を構成する各駆動部、つまりアクチュエータ等の電気部品は、図１に示すようにコントローラ２４０と電気的に接続され、コントローラ２４０は、基板処理装置１０１を構成する各駆動部の動作を、所定の制御ロジックに基づき制御するようになっている。
As shown in FIG. 1, each drive unit constituting the
＜基板処理装置の動作＞
基板処理装置１０１は、概ね上述のように構成され、以下、基板処理装置１０１の動作、特にウェハ２００の処理炉２０２への搬入搬出動作について説明する。
<Operation of substrate processing apparatus>
The
図１に示すように、カセット１１０がカセットステージ１１４に供給されるのに先立って、カセット搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放される。その後、カセット１１０はカセット搬入搬出口１１２から筐体１１１内に搬入され、カセットステージ１１４上に載置される。このとき、カセットステージ１１４上に載置されるウェハ２００は垂直姿勢となっており、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
As shown in FIG. 1, the cassette loading / unloading
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセットステージ１１４から取り上げられるとともに、カセット１１０内のウェハ２００が水平姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に向けて９０°回転させられる。続いて、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５あるいはバッファ棚１０７の指定された位置へ自動的に搬送され、受け渡される。つまり、カセット１１０は、バッファ棚１０７に一時的に保管された後、カセット搬送装置１１８によってカセット棚１０５に移載されるか、あるいは、直接、カセット棚１０５に搬送される。
Next, the
その後、スライドステージ１０６は、カセット棚１０５を水平移動させ、移載の対象となるカセット１１０をウェハ移載装置１２５ａに対峙するように位置決めする。ウェハ２００は、ウェハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、カセット１１０からウェハ出し入れ口を通じてピックアップされる。
Thereafter, the
次に、予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室１４１のウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３の動作により開放されると、ツイーザ１２５ｃによりピックアップされたウェハ２００は、ウェハ移載装置１２５ａの動作によってウェハ搬入搬出口１４２を通じてロードロック室１４１内に搬入され、ボート２１７に装填される。その後、ウェハ移載装置１２５ａはカセット１１０へ戻り、ツイーザ１２５ｃにより次のウェハ２００をピックアップする。そして、ウェハ移載装置１２５ａは、当該動作を繰り返すことで次々とウェハ２００をボート２１７に装填していく。これにより、図３に示すように、各ウェハ２００はボート２１７を形成する各保持部ＨＵに保持されてそれぞれ水平状態となる。
Next, when the wafer loading / unloading
次に、予め指定された枚数のウェハ２００がボート２１７に装填されると、ウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３によって閉じられる。その後、処理炉２０２の下端部が炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、ウェハ２００が装填されたボート２１７およびシールキャップ２１９が、ボートエレベータ１１５の動作により上昇し、ボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されるとともに、シールキャップ２１９により処理炉２０２の下端部が閉塞される。
Next, when a predetermined number of
ボート２１７のローディング後は、処理炉２０２内において各ウェハ２００に任意の処理が実施される。各ウェハ２００の処理後は、ボートエレベータ１１５が作動して、シールキャップ２１９により処理炉２０２の下端部が開放されるとともに、ボート２１７が処理炉２０２から引き出される。その後は、概ね上述した動作と逆の動作を辿って、処理済みの各ウェハ２００を収納したカセット１１０が、筐体１１１の外部に取り出される。
After loading the
＜処理炉の構成＞
次に、基板処理装置１０１を形成する処理炉２０２について、図面を参照しながら説明する。図４は第１実施の形態に係る基板処理装置の処理炉内と処理炉周辺の概略を示す断面図を、図５は図４の処理炉における横方向の断面を示す横断面図を、図６は図５のウェハ，ボート，カーボン支柱およびガス供給ノズルを示す斜視図をそれぞれ表している。
<Processing furnace configuration>
Next, the
図４に示すように、処理炉２０２の周囲には、当該処理炉２０２を覆うよう略円筒形状の誘導加熱装置２０６が設けられている。誘導加熱装置２０６は、高周波電流を印加することにより各ウェハ２００を輻射熱により加熱するもので、誘導加熱部としてのＲＦコイル２０６１，壁体２０６２，冷却壁２０６３を備えている。ＲＦコイル２０６１は高周波電源（図示せず）に接続され、この高周波電源により、ＲＦコイル２０６１には高周波電流が流れるようになっている。
As shown in FIG. 4, a substantially cylindrical
壁体２０６２は、ステンレス材等の金属から円筒形状に形成され、その内壁側にはＲＦコイル２０６１が設けられている。ＲＦコイル２０６１は、壁体２０６２の内壁に支持されたコイル支持部（図示せず）により壁体２０６２に支持され、コイル支持部は、ＲＦコイル２０６１と壁体２０６２との間に、壁体２０６２の半径方向に所定の隙間（図示せず）を形成するようになっている。
The
壁体２０６２の外壁側には、壁体２０６２と同心円状に、冷却壁２０６３が設けられている。冷却壁２０６３には、内部に冷却媒体として、例えば、冷却水が流通可能なように冷却壁２０６３の略全域に冷却媒体流路（図示せず）が形成されている。冷却壁２０６３には、冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、冷却媒体を排出する冷却媒体排出部（何れも図示せず）とが接続されている。冷却媒体供給部から冷却媒体流路に冷却媒体を供給し、冷却媒体排出部から冷却媒体を排出することにより、冷却壁２０６３が冷却され、熱伝導により壁体２０６２および壁体２０６２の内部が冷却される。
On the outer wall side of the
壁体２０６２の上端には、その中央に開口部２０６６が形成されている。開口部２０６６の下流側には、ダクト（図示せず）が接続されており、ダクトの下流側には冷却装置としてのラジエータ２０６４と、排気装置としてのブロア２０６５とが接続されている。
An
ＲＦコイル２０６１の内側には、誘導加熱装置２０６と同心円状に処理炉２０２を形成するアウターチューブ（反応管）２０５が設けられている。アウターチューブ２０５は、耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材で形成されており、上端が閉塞し下端が開口した有底円筒形状を成している。
An outer tube (reaction tube) 205 that forms the
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状に処理炉２０２を形成するマニホールド２０９が設けられている。マニホールド２０９は、例えば、石英（ＳｉＯ２）材若しくはステンレス材等から成り、上端および下端が開口した円筒形状を成している。マニホールド２０９は、シール部材としてのＯリング３０９を介してアウターチューブ２０５を支持しており、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間は気密に保持されている。マニホールド２０９が保持体（図示せず）に支持されることにより、アウターチューブ２０５は垂直に据え付けられた状態となっている。なお、マニホールド２０９は、特にアウターチューブ２０５と別体で設ける場合に限定されず、アウターチューブ２０５と一体とし、個別にマニホールド２０９を設けないようにすることもできる。
A manifold 209 that forms a
アウターチューブ２０５内の処理室２０１には、各ウェハ２００を保持したボート２１７が収納され、アウターチューブ２０５の中心軸およびボート２１７の中心軸は一致した状態となっている。アウターチューブ２０５とボート２１７との間には環状の間隙ＳＰが形成され、当該間隙ＳＰには、処理室２０１内に配置した各ウェハ２００に、その側方からガスを供給するためのガス供給ノズル（ガス供給部）２３２１が配置されている。
A
ガス供給ノズル２３２１は、耐熱材料である石英（ＳｉＯ２）材により中空の円筒棒状に形成され、アウターチューブ２０５の軸方向に沿うよう延在している。ガス供給ノズル２３２１の先端側は、アウターチューブ２０５の軸方向に沿って当該アウターチューブ２０５の閉塞側（図中上側）に臨んでいる。ガス供給ノズル２３２１の基端側は、アウターチューブ２０５の軸方向に沿って当該アウターチューブ２０５の開口側（図中下側）に臨んでいる。ガス供給ノズル２３２１の基端側は、マニホールド２０９の内壁側に溶着等によって接続されており、ガス供給ノズル２３２１の基端側には、マニホールド２０９の外壁側に接続されたガス供給管２３２が接続されている。これにより、ガス供給管２３２とガス供給ノズル２３２１とが連通されて、ガス供給管２３２にガスを供給することでガス供給ノズル２３２１内にガスが供給される。
The
ガス供給ノズル２３２１の先端側は閉塞されており、ガス供給ノズル２３２１の側壁には、その軸方向に並ぶようにして複数のガス供給口２３２２が設けられている。各ガス供給口２３２２は、図５および図６の破線矢印に示すように、処理室２０１内に配置した各ウェハ２００の中心に向けてガスを供給可能なように、各ウェハ２００の中心に向けて開口している。各ガス供給口２３２２は、ボート２１７に積載保持された各ウェハ２００間と対向するよう設けられ、これにより各ウェハ２００の表面上にガスを効率良く流通できるようにしている。ここで、ガス供給ノズル２３２１は、各ウェハ２００の表面全域に均一にガスを供給できるように、間隙ＳＰに所定間隔で複数設けることが好ましい。例えば、ガス供給ノズル２３２１を２つ設ける場合には、ウェハ２００の中心を挟んでウェハ２００の径方向で対向するよう配置すれば良く、これにより各ウェハ２００の表面全域に均一にガスを供給できるようになる。
The distal end side of the
図４に示すように、マニホールド２０９には、処理室２０１内に配置した各ウェハ２００を通過したガスを側方から排気するガス排気口２３１１が形成されている。ガス排気口２３１１は、ウェハ２００の中心を挟んでガス供給ノズル２３２１側とは反対側に設けられ、ガス排気口２３１１には、耐熱材料である石英（ＳｉＯ２）材で形成されたガス排気管２３１が接続されている。なお、ガス排気管２３１は、マニホールド２０９の外壁側に溶着等によって接続されている。ただし、ガス排気管２３１は、マニホールド２０９の外壁側に接続しなくとも、アウターチューブ２０５の外壁側に接続するようにしても良い。また、ガス供給ノズル２３２１およびガス供給管２３２においても、マニホールド２０９の内壁側および外壁側にそれぞれ接続しなくとも、アウターチューブ２０５の内壁側および外壁側にそれぞれ接続するようにしても良い。
As shown in FIG. 4, the manifold 209 is formed with a
ガス供給管２３２は、上流側で３つに分岐しており、各バルブ１７７，１７８，１７９およびガス流量制御装置としての各ＭＦＣ（Mass Flow Controller）１８３，１８４，１８５を介して第１のガス供給源１８０，第２のガス供給源１８１，第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。各ＭＦＣ１８３，１８４，１８５および各バルブ１７７，１７８，１７９には、コントローラ２４０のガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、当該ガス流量制御部２３５によって、供給するガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。また、ガス供給管２３２は上流側でさらに分岐され、バルブと不活性ガス流量制御装置としてのＭＦＣを介して、不活性ガス供給源（何れも図示せず）に接続されている。
The
ガス排気管２３１の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ（図示せず）および圧力調整器としてのＡＰＣ（Automatic Pressure Control）バルブ２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されている。圧力センサおよびＡＰＣバルブ２４２には、コントローラ２４０の圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を調節することにより、処理室２０１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よう構成されている。
A
アウターチューブ２０５内の処理室２０１に形成された間隙ＳＰ、つまりボート２１７（各ウェハ２００）の外周側には、各ウェハ２００をその径方向外側から囲うようにして複数のカーボン支柱２３４が配置されている。各カーボン支柱２３４は、ガス供給ノズル２３２１と同様に、各ウェハ２００の積載方向（図中上下方向）に延在しており、図５および図６に示すように、各ウェハ２００およびアウターチューブ２０５に対して非接触の状態となっている。また、各カーボン支柱２３４は、ウェハ２００の周方向に沿って１５本並んで設けられ、ガス供給ノズル２３２１を挟んで所定の間隙を形成している。具体的には、各カーボン支柱２３４は、ウェハ２００を中心に22.5°間隔（等間隔）で設けられ、ガス供給ノズル２３２１に設けた各ガス供給口２３２２は、各カーボン支柱２３４間の間隙と対向するようになっている。ここで、図６においては、ボート２１７およびウェハ２００を明確に表すために、図中手前側の各カーボン支柱２３４を省略している。
A plurality of
各カーボン支柱２３４は、ボート２１７に保持された各ウェハ２００を加熱するものであり、本発明における被誘導体を構成している。各カーボン支柱２３４は、炭化シリコン（ＳｉＣ）等で表面が被覆された導電性材料（カーボンやカーボングラファイト等）により断面が円形の円柱棒状に形成され、表面を被覆することにより各カーボン支柱２３４の母材となる導電性材料からの不純物の放出を抑制している。各カーボン支柱２３４は、図５に示すように、間隙ＳＰにおいて各ウェハ２００の径方向外側に当該各ウェハ２００からの距離が等しくなるようそれぞれ配置され、これにより各ウェハ２００から離れた位置で各ウェハ２００をその周方向から均一に加熱し易くしている。
Each
なお、各カーボン支柱２３４は、上述のように円柱棒状でなくとも、例えば断面が楕円形形状の棒状や、断面が多角形形状の棒状でも良く、さらには表面に凹凸部を形成して表面積を確保するようにしても良い。ウェハ２００に対向する面の表面積を多く確保することで、誘導加熱を効率良く行うことができ、ひいては省エネルギーにも対応できるようになる。また、処理炉２０２の温度特性等（アウターチューブ２０５内の温度分布等）に応じて、各カーボン支柱２３４の軸方向に沿う太さを異ならせても良い。さらに、各カーボン支柱２３４の間隔は等間隔（22.5°間隔）でなくても良く、例えば、処理炉２０２の温度特性等に応じて、各カーボン支柱２３４を不等ピッチで設けても良い。また、各カーボン支柱２３４の太さや本数は任意であって、これらは必要とされる加熱条件に応じて設定すれば良い。
Each
図４に示すように、各カーボン支柱２３４の基端側（図中下側）は、マニホールド２０９の軸方向に沿う略中間部分に一体に形成された支持フランジ２３４１に、ネジ等の固定具ＦＴにより固定されている。支持フランジ２３４１は、マニホールド２０９の径方向内側のデッドスペースに向けて突出し、円盤状に形成されている。支持フランジ２３４１の一側面（図中上側面）は、アウターチューブ２０５内の処理室２０１に形成された間隙ＳＰと対向している。ここで、支持フランジ２３４１は、マニホールド２０９のガス排気口２３１１よりも下方側、つまり図中ボート２１７側とは反対側に設けられ、これにより支持フランジ２３４１は、各ウェハ２００を通過したガスの障壁とならず、ガス排気口２３１１からのガスの排気をスムーズに行えるようにしている。その一方で、支持フランジ２３４１は、回転機構２５４等へのガスの流通を阻止する障壁としての機能を有し、回転機構２５４が高温のガスに曝されるのを抑制するようにしている。
As shown in FIG. 4, the base end side (lower side in the figure) of each
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞するための炉口蓋体として、シールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えば、ステンレス等の金属材料により略円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面とマニホールド２０９の下端との間には、シール部材としてのＯリング３０１が設けられている。シールキャップ２１９には、回転機構２５４の回転軸２５５が貫通しており、回転軸２５５の軸方向一端側（図中上側）は、ボート２１７に一体回転可能に設けられた断熱筒２１６に接続されている。これにより、回転機構２５４を回転駆動することで回転軸２５５および断熱筒２１６を介してボート２１７が回転し、ひいては各ウェハ２００を処理室２０１内で回転させることができる。
A
シールキャップ２１９は、処理炉２０２の外部に設けられた昇降機構としての昇降モータ２４８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２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。
The
ボート２１７の下部には、例えば、耐熱性材料としての石英（ＳｉＯ２）材により略円筒形状に形成された断熱筒２１６が配置され、この断熱筒２１６により、誘導加熱装置２０６による誘導加熱で生じた熱が回転機構２５４側に伝わり難くなるように構成されている。ただし、断熱筒２１６は、ボート２１７と別体として設けずに、ボート２１７の下部に一体に設けても良い。また、断熱筒２１６に代えて、あるいは、断熱筒２１６に加えて、ボート２１７の下部、あるいは断熱筒２１６の下部に複数枚の断熱板を設けるように構成しても良い。
In the lower part of the
ここで、ボート２１７は、ウェハ２００の成膜処理時における膜中への不純物の混入を抑制するために、高純度で汚染物を放出しない材料で形成するのが好ましい。また、ボート２１７の材料としては、断熱筒２１６の熱劣化を抑制すべく、熱伝導率の低い材料であることが好ましい。さらに、ボート２１７は、ウェハ２００への熱影響を極力抑制するために、誘導加熱装置２０６により誘導加熱されない材料で形成するのが好ましい。そこで、これらの条件を満足するように、本実施の形態においてはボート２１７を石英（ＳｉＯ２）材により形成している。
Here, the
回転機構２５４および昇降モータ２４８には、コントローラ２４０の駆動制御部２３７が電気的に接続されており、駆動制御部２３７は、回転機構２５４および昇降モータ２４８が所望の動作をするように所望のタイミングにて制御するようになっている。
A
誘導加熱装置２０６には、螺旋状に形成されたＲＦコイル２０６１が上下複数の領域（ゾーン）に分割されて設けられている。例えば、図４に示すように、下方側のゾーンから、ＲＦコイルＬ，ＲＦコイルＣＬ，ＲＦコイルＣ，ＲＦコイルＣＵ，ＲＦコイルＵというように５つのゾーンに区分けして設けられている。これらの５つのゾーンに区分けされたＲＦコイルＬ，ＲＦコイルＣＬ，ＲＦコイルＣ，ＲＦコイルＣＵ，ＲＦコイルＵは、それぞれ独立して制御されるようになっている。
The
誘導加熱装置２０６を形成するＲＦコイル２０６１の近傍には、処理室２０１内の温度を検出する温度検出体としての放射温度計２６３が、例えば、４箇所に設置されている。放射温度計２６３は、少なくとも一つ設置すれば良いが、複数個の放射温度計２６３を設置することにより温度制御性を向上させることができる。
In the vicinity of the
誘導加熱装置２０６および各放射温度計２６３には、コントローラ２４０の温度制御部２３８が電気的に接続されており、温度制御部２３８は、各放射温度計２６３により検出された温度情報に基づいて、誘導加熱装置２０６への通電状態を調節することができるようになっている。そして、温度制御部２３８によって、処理室２０１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されるようになっている。
A
ブロア２０６５には、コントローラ２４０の温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、予め設定された制御ロジックに従って、ブロア２０６５の動作を制御するようになっている。具体的には、ブロア２０６５を動作させることで、壁体２０６２とアウターチューブ２０５との間隙にある雰囲気を開口部２０６６から排出する。開口部２０６６から雰囲気を排出した後、ラジエータ２０６４を通して冷却し、ブロア２０６５の下流側で設備に排出する。すなわち、温度制御部２３８による制御に基づいて、ブロア２０６５が動作することにより、誘導加熱装置２０６およびアウターチューブ２０５を冷却することができる。
A
冷却壁２０６３に接続されている冷却媒体供給部と冷却媒体排気部は、冷却壁２０６３への冷却媒体の流量を所望の冷却具合となるように所定のタイミングにてコントローラ２４０にて制御されるように構成されている。なお、処理炉２０２の外部への放熱性を向上させてアウターチューブ２０５をより一層冷却し易くするために、冷却壁２０６３を設けるのが好ましいが、ブロア２０６５の動作によって所望の冷却具合が得られるのであれば、冷却壁２０６３は設けなくても良い。
The cooling medium supply unit and the cooling medium exhaust unit connected to the
壁体２０６２の上端には、開口部２０６６とは別に、非常時用の圧力開放口（図示せず）と、当該圧力開放口を開閉する圧力開放口開閉装置２０６７が設けられている。何らかの原因、例えば、壁体２０６２内において水素ガスと酸素ガスとが混合し、これにより壁体２０６２内が異常に高圧となった場合（非常時）には、その高圧が壁体２０６２に作用することになる。そして、比較的強度の弱い箇所、例えば、壁体２０６２を形成するボルトやネジ，パネル等が変形したり破損したりする。このように、壁体２０６２に高圧が作用して基板処理装置１０１が損傷するのを最小限に抑えるために、圧力開放口開閉装置２０６７は、壁体２０６２内が所定圧力以上となった際に圧力開放口を開き、壁体２０６２の内部圧力を外部に開放するになっている。
In addition to the
＜処理炉周辺の構成＞
続いて、処理炉２０２の周辺の構成について、図４を参照しながら説明する。予備室としてのロードロック室１４１の外面には、下基板２４５が設けられている。下基板２４５には、昇降台２４９に摺接して昇降台２４９を移動自在に支持するガイドシャフト２６４と、昇降台２４９と螺合するボール螺子２４４とが設けられている。下基板２４５に立設したガイドシャフト２６４およびボール螺子２４４の上端には、上基板２４７が設けられている。ボール螺子２４４は上基板２４７に設けられた昇降モータ２４８により回転駆動され、ボール螺子２４４が回転することにより昇降台２４９は昇降するようになっている。
<Configuration around the processing furnace>
Next, the configuration around the
昇降台２４９には、中空の昇降シャフト２５０が垂直方向に設置され、昇降台２４９と昇降シャフト２５０の連結部は気密となっている。昇降シャフト２５０は昇降台２４９とともに昇降するようになっている。昇降シャフト２５０はロードロック室１４１を形成する天板２５１を貫通している。昇降シャフト２５０が貫通する天板２５１の貫通穴の大きさは、天板２５１と昇降シャフト２５０とが接触しないよう充分な大きさに設定されている。ロードロック室１４１を形成する天板２５１と昇降台２４９との間には、昇降シャフト２５０の周囲を覆うようにしてベローズ２６５が設けられている。ベローズ２６５は、伸縮性を有する中空伸縮体（例えば、耐熱ゴム等の弾性体）により形成され、ロードロック室１４１を気密に保持するようになっている。ベローズ２６５は、昇降台２４９の昇降量に対応し得る充分な伸縮量を有し、かつベローズ２６５の内径は昇降シャフト２５０の外径に比べて充分に大きくなっている。これにより、ベローズ２６５の伸縮により、当該ベローズ２６５が昇降シャフト２５０に接触することは無い。
A hollow elevating
昇降シャフト２５０の下端には昇降基板２５２が水平に固着されている。昇降基板２５２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２５３が気密状態で取付けられている。昇降基板２５２と駆動部カバー２５３とで駆動部収納ケース２５６を形成し、これにより駆動部収納ケース２５６の内部とロードロック室１４１内の雰囲気とは隔離されている。
A lifting
駆動部収納ケース２５６の内部には、ボート２１７を処理炉２０２内で回転させるための回転機構２５４が設けられ、回転機構２５４の周辺部は、冷却機構２５７により冷却されるようになっている。また、電力供給ケーブル２５８が昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通って回転機構２５４に導かれて接続されている。そして、冷却機構２５７およびシールキャップ２１９には、それぞれ冷却流路２５９が形成され、各冷却流路２５９には、冷却水（図示せず）を供給する冷却水配管２６０がそれぞれ接続されている。各冷却水配管２６０は、昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通っている。
A
コントローラ２４０により昇降モータ２４８を回転駆動することでボール螺子２４４が回転し、これにより昇降台２４９および昇降シャフト２５０を介して駆動部収納ケース２５６は昇降するようになっている。駆動部収納ケース２５６を上昇させることにより、昇降基板２５２に気密に設けたシールキャップ２１９が処理炉２０２の開口部である炉口１６１を閉塞し、各ウェハ２００の成膜処理が可能な状態となる。一方、駆動部収納ケース２５６を下降させることにより、シールキャップ２１９とともにボート２１７が降下されて、各ウェハ２００を外部に搬出できる状態となる。
The
ガス流量制御部２３５，圧力制御部２３６，駆動制御部２３７，および温度制御部２３８は、操作部や入出力部を構成し、基板処理装置１０１全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５，圧力制御部２３６，駆動制御部２３７，温度制御部２３８，および主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。以上のようにして、基板処理装置１０１の処理炉２０２と、処理炉２０２周辺の構造体が構成されている。
The gas flow
＜基板の処理工程＞
次に、基板処理装置１０１を使用した基板の製造方法における、基板の処理工程について、図４および図７を参照しながら説明する。本実施の形態では、基板の処理工程の一工程として、ウェハ等の基板上に、エピタキシャル成長法を使用してシリコン（Ｓｉ）等の半導体膜を形成する方法（半導体装置の製造方法）について説明する。なお、本実施の形態では、半導体装置の製造方法を例に説明するが、本実施の形態で開示される基板の製造方法は、半導体装置の製造方法に限定されるものではない。例えば、第１導電型（例えばｐ型）の半導体基板であるウェハ等の基板上に、第１導電型とは反対導電型の第２導電型（例えばｎ型）のエピタキシャル成長法を使用してシリコン（Ｓｉ）等の半導体膜を成膜し、ｐｎ接合を形成する太陽電池の製造方法に適用することもできる。
<Substrate processing process>
Next, the substrate processing steps in the substrate manufacturing method using the
図７は基板処理装置の処理シーケンスを示すタイミングチャート図を表しており、図７の破線は処理室２０１内の温度（℃）を示し、図７の実線は処理室２０１内の圧力（Torr）を示している。なお、以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作は、コントローラ２４０により制御される。
FIG. 7 is a timing chart showing the processing sequence of the substrate processing apparatus. The broken line in FIG. 7 indicates the temperature (° C.) in the
まず、図４に示す処理室２０１内にボート２１７を搬入する前段階として、処理室２０１はスタンバイ状態となっている（図７のスタンバイ工程）。スタンバイ状態とは、ボート２１７が処理室２０１の真下にあるロードロック室１４１に配置され、ボート２１７に各ウェハ２００を装填した状態を指している。
First, as a stage before the
各ウェハ２００がボート２１７に装填されると、スタンバイ工程に続いて、昇降モータ２４８の上昇方向への回転駆動（正転駆動）により昇降台２４９および昇降シャフト２５０が上昇動作する。これにより、図４に示すようにボート２１７は上昇して処理室２０１内に搬入、つまりアウターチューブ２０５内に搬送（ボートローディング）される（図７のボートロード工程）。その後、シールキャップ２１９はＯリング３０１を介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。このとき、処理室２０１内の内部圧力は、例えば、760Torr（＝760×133.3Pa）となっている。ここで、ボートロード工程は、本発明における「基板保持体を反応容器に搬送する工程」を構成している。
When each
ボートロード工程に続いて、処理室２０１内に不活性ガスとして、例えば、Ｎ２（窒素）ガスが供給され、処理炉２０２内の処理室２０１を不活性ガスに置換する（図７のパージ１工程）。なお、不活性ガスは、ガス供給管２３２に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から、ガス供給ノズル２３２１の複数のガス供給口２３２２を介して供給される。
Following the boat loading process, for example, N 2 (nitrogen) gas is supplied as an inert gas into the
パージ１工程に続いて、処理室２０１内を不活性ガスで満たし、かつ所望の圧力となるように真空排気装置２４６によって排気（真空引き）し、処理室２０１内を減圧する（図７の真空排気１工程）。
Following the
真空排気１工程に続いて、処理室２０１内の圧力を圧力センサで測定し、測定した圧力に基づいてＡＰＣバルブ（圧力調節器）２４２がフィードバック制御される（図７の圧力制御工程）。この時、ガス供給管２３２に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、ガス供給ノズル２３２１の複数のガス供給口２３２２を介して供給される。この圧力制御工程によって、処理室２０１内の圧力は、16000Pa〜93310Paの範囲から選択される処理圧力のうち、一定の処理圧力に調整される。例えば、200Torr〜700Torr（200×133.3Pa〜700×133.3Pa）となる。なお、処理室２０１内の圧力制御は、この圧力制御工程以降、図７に示す真空排気２工程まで一定の処理圧力を維持するように制御する。
Following the
そして、ブロア２０６５を動作させることで、誘導加熱装置２０６とアウターチューブ２０５との間でガス若しくはエアを流通させ、アウターチューブ２０５の側壁，ガス供給ノズル２３２１，ガス供給口２３２２，およびガス排気口２３１１を冷却する。ラジエータ２０６４および冷却壁２０６３には、冷却媒体として冷却水が流通し、壁体２０６２を介して誘導加熱装置２０６内が冷却される。また、各ウェハ２００を所望の温度とするように誘導加熱装置２０６には高周波電流が印加され、各カーボン支柱２３４に誘導電流（渦電流）を生じさせる。
Then, by operating the
具体的には、誘導加熱装置２０６により処理炉２０２内の少なくとも各カーボン支柱２３４を誘導加熱し、ボート２１７に保持された各ウェハ２００を輻射熱で加熱する（図７の昇温工程）。つまり、誘導加熱装置２０６に高周波電流を流すと、処理炉２０２内に高周波電磁界が発生し、当該高周波電磁界により被誘導体である各カーボン支柱２３４に渦電流が発生する。各カーボン支柱２３４は、渦電流によって誘導加熱が起こり昇温され、その後、各カーボン支柱２３４からの輻射熱により、各ウェハ２００が加熱される。ここで、昇温工程は、本発明における「基板を加熱処理する工程」を構成している。
Specifically, at least each
このように、基板処理装置１０１では、誘導加熱により各ウェハ２００を加熱するコールドウォール方式を採用している。ここで、誘導加熱装置２０６に高周波電流を流すことにより発生する高周波電磁界によって、各ウェハ２００を直接誘導加熱しても加熱量が足りないことが多いため、コールドウォール方式である基板処理装置１０１では、各ウェハ２００を誘導加熱で効率的に加熱できるように、被誘導体であるカーボン支柱２３４を複数設けるようにしている。
As described above, the
各カーボン支柱２３４を誘導加熱する際、温度制御部２３８は、処理室２０１内が所望の温度分布となるように各放射温度計２６３により検出した温度情報を監視し、当該温度情報に基づいて誘導加熱装置２０６への通電具合をフィードバック制御するようにしている。なお、ブロア２０６５の動作は、アウターチューブ２０５の外壁の温度が各ウェハ２００上で膜成長させる温度よりも遥かに低い、例えば600℃以下に冷却されるよう予め設定された制御量で制御される。各ウェハ２００は、700℃〜1200℃の範囲から選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱される。例えば、各ウェハ２００は、1100℃〜1200℃に加熱される。
When induction heating each
また、例えば、原料ガスとしてＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、キャリアガスとして水素（Ｈ２）を用いる場合には、各カーボン支柱２３４を1150℃以上となるように誘導加熱する。さらに、各ウェハ２００は、700℃〜1200℃の範囲から選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱されるが、いずれの処理温度を選択した場合であっても、ブロア２０６５は、アウターチューブ２０５の外壁の温度が各ウェハ２００上で膜成長させる温度よりも遥かに低い、例えば600℃以下に冷却されるよう予め設定された制御量で制御される。
For example, when SiHCl 3 (trichlorosilane) is used as the source gas and hydrogen (H 2 ) is used as the carrier gas, each
昇温工程に続いて、回転機構２５４を回転駆動してボート２１７を回転させ、各ウェハ２００を処理炉２０２内で回転させる。その後、各ウェハ２００の温度が安定したところで、第１のガス供給源１８０，第２のガス供給源１８１，第３のガス供給源１８２からそれぞれガスを供給する。そして、各ガス供給原１８１，１８２，１８３からのガスが所望の流量となるよう各ＭＦＣ１８３，１８４，１８５の開度が調節された後、各バルブ１７７，１７８，１７９が開かれる。これにより、それぞれのガスがガス供給管２３２を通ってガス供給ノズル２３２１に流入する。
Following the temperature raising step, the
ガス供給ノズル２３２１に流すガスの流量は、１回の成膜処理で処理するウェハ２００の枚数によって異なるが、例えば、26.25slm〜262.5slmとしている。なお、流量の単位として［slm］を用いているが、この［slm］は標準状態（大気圧：101325Pa，0℃）で１分間当たりの流量をリットルで表したものである。したがって、標準状態のガスに換算すると、1slmは、1.67×10−６m３/secとして表すことができる。以下、ガスの流量について説明する場合には、この［slm］を用いて説明する。
The flow rate of the gas flowing through the
ここで、第１のガス供給源１８０，第２のガス供給源１８１，第３のガス供給源１８２には、Ｓｉ系およびＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）系の原料ガスとしてＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン），ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン），ＳｉＣｌ４（四塩化ケイ素）等，ドーピングガスとしてＢ２Ｈ６（ジボラン），ＢＣl３（三塩化ホウ素），ＰＨ３（ホスフィン）等，キャリアガスとして水素（Ｈ２）がそれぞれ封入されている。
Here, the first
ガス供給ノズル２３２１の流路断面積は、複数設けたガス供給口２３２２の開口面積に比べて十分に大きいため、ガス供給ノズル２３２１内の圧力は、処理室２０１内の圧力よりも大きい圧力となる。よって、各ガス供給口２３２２から噴出するガスは、各ガス供給口２３２２において略均一な流量／流速で処理室２０１内に供給される。例えば、本実施の形態では、ガス供給口２３２２は開口径をφ1.5mmとし、ガス供給ノズル２３２１の流路径をφ35mmとしている。これにより、ガス供給ノズル２３２１内を流れるガスの圧力損失を抑えて、各ガス供給口２３２２から噴出するガスの流量／流速を略均一化するようにしている。
Since the cross-sectional area of the
処理室２０１内に供給されたガスは、各ウェハ２００間を通過して各ウェハ２００の表面上に行き渡った後、ガス排気口２３１１に到達し、ガス排気口２３１１からガス排気管２３１に排気される。このとき、ガスは各ウェハ２００間を通過する際に各カーボン支柱２３４によって加熱されるとともに、加熱された各ウェハ２００と接触する。これにより、各ウェハ２００の表面上にエピタシャル成長によりシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜が形成される（図７の成膜工程）。
The gas supplied into the
ここで、ガス供給ノズル２３２１は、各カーボン支柱２３４間に配置されているので、各カーボン支柱２３４が各ガス供給口２３２２からのガスの噴出を妨げることは無く（図５参照）、各ウェハ２００の表面上にムラ無くガスを行き渡らせることが可能となっている。また、各カーボン支柱２３４は、各ウェハ２００から離れた位置にそれぞれ配置されているので、各ガス供給口２３２２から各ウェハ２００に向けて噴出されるガスが各カーボン支柱２３４に接触するのを抑えて、各カーボン支柱２３４に半導体膜が形成されるのを抑制している。つまり、各カーボン支柱２３４への半導体膜の形成量は、サセプタ（図１７および図１８参照）への半導体膜の形成量に比して少なく、各ウェハ２００を処理する度に各カーボン支柱２３４をメンテナンス処理する必要は無い。
Here, since the
成膜工程後、予め設定された時間が経過すると、誘導加熱装置２０６への高周波電流の印加を停止させる等して、処理室２０１内の温度を低下させる（図７の降温工程）。そして、処理室２０１内を所望の圧力とすべく真空排気装置２４６を作動させて、処理室２０１内の雰囲気を外部に排気（真空引き）しつつ、処理室２０１内を減圧する（図７の真空排気２工程）。続いて、不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスとして、例えば、Ｎ２ガスを処理室２０１内に供給して処理室２０１内を不活性ガスに置換し、処理室２０１内の圧力を常圧に復帰させる（図７のパージ２工程）。
When a preset time elapses after the film forming process, the temperature in the
パージ２工程に続いて、昇降モータ２４８を下降方向に回転駆動（逆転駆動）させることにより、シールキャップ２１９を下降させる。すると、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済の各ウェハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端から処理炉２０２の外部、つまりロードロック室１４１に向けて搬出（ボートアンローディング）される（図７のボートアンロード工程）。そして、処理済の各ウェハ２００をボート２１７から取り出せる状態となる（ウェハディスチャージ）。その後、基板処理装置１０１はスタンバイ状態に復帰する。以上のようにして、各ウェハ２００の表面上に半導体膜を形成することができる。
Following the
＜第１実施の形態の代表的効果＞
以上、第１実施の形態で説明した技術的思想によれば、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
<Typical effects of the first embodiment>
As described above, according to the technical idea described in the first embodiment, at least one of the plurality of effects described below is produced.
（１）第１実施の形態によれば、処理炉２０２内のボート２１７の外周側に、各ウェハ２００の積載方向に延在し、かつ各ウェハ２００の周方向に所定の間隙を成すよう複数のカーボン支柱２３４を設け、各カーボン支柱２３４を誘導加熱装置２０６で誘導加熱し、各カーボン支柱２３４からの輻射熱で各ウェハ２００を加熱するようにしたので、基板処理装置１０１をコールドウォール方式としつつ、処理炉２０２内に収納できるウェハ２００の枚数を増やすことができる。よって、生産性の向上を図ることができる。
(1) According to the first embodiment, a plurality of the
（２）第１実施の形態によれば、各カーボン支柱２３４の輻射熱により各ウェハ２００を加熱するので、ホットウォール方式の基板処理装置に比して、処理炉２０２の内部全体を処理温度に昇温しなくて済む。したがって、アウターチューブ２０５の内壁等に半導体膜が形成されるのを抑制して、ひいては処理炉２０２のメンテナンス処理を削減でき、基板処理装置１０１の稼働時間の延長化を図ることができる。
(2) According to the first embodiment, since each
（３）第１実施の形態によれば、各ガス供給口２３２２を、ボート２１７に積載保持された各ウェハ２００間と対向するよう設けたので、各ウェハ２００の表面上にガスを効率良く流通させることができ、各ウェハ２００の成膜状態にバラツキが生じるのを抑制できる。
(3) According to the first embodiment, each
（４）第１実施の形態によれば、マニホールド２０９の軸方向に沿う略中間部分に、支持フランジ２３４１を一体に形成し、当該支持フランジ２３４１にネジ等の固定具ＦＴにより各カーボン支柱２３４を固定したので、マニホールド２０９の径方向内側に形成されたデッドスペースを有効利用することができる。したがって、基板処理装置１０１の大型化を抑制することができる。
(4) According to the first embodiment, the
（５）第１実施の形態によれば、各カーボン支柱２３４を、処理炉２０２の軸方向に延在する棒状に形成したので、例えば、各カーボン支柱２３４を押し出し成形等の成形手段により形成することができる。この場合、押し出し成形したままの状態の長尺のカーボン支柱を、必要とされる長さに切断することで、種々の長さのカーボン支柱を容易に準備することができ、種々の大きさの基板処理装置に容易に対応することが可能となる。
(5) According to the first embodiment, each
（６）第１実施の形態によれば、ガス供給ノズル２３２１を、各カーボン支柱２３４間に配置したので、各カーボン支柱２３４が各ガス供給口２３２２からのガスの噴出を妨げることが無い。したがって、各ウェハ２００の表面上にムラ無くガスを行き渡らせることができ、各ウェハ２００の成膜状態にバラツキが生じるのを抑制できる。
(6) According to the first embodiment, since the
（７）第１実施の形態によれば、各カーボン支柱２３４を、各ウェハ２００から離れた位置にそれぞれ配置したので、各ガス供給口２３２２から各ウェハ２００に向けて噴出されるガスが各カーボン支柱２３４に接触するのを抑えることができる。したがって、各カーボン支柱２３４への半導体膜の形成量を、サセプタ（図１７および図１８参照）への半導体膜の形成量に比して少なくでき、各ウェハ２００を成膜処理する度に各カーボン支柱２３４をメンテナンス処理する必要が無い。
(7) According to the first embodiment, since each
（８）第１実施の形態によれば、各カーボン支柱２３４を、各ウェハ２００を加熱するための加熱源として用い、アウターチューブ２０５やガス供給ノズル２３２１等を石英（ＳｉＯ２）材で形成したので、これらは誘導加熱されない、あるいは誘導加熱され難い。したがって、ガス供給ノズル２３２１内を流通するガスの温度上昇を抑えて、ウェハ２００に到達する前のガスの熱分解等を抑制することができる。
(8) According to the first embodiment, each
（９）第１実施の形態で説明した基板処理装置１０１を、基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の処理方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(9) By using the
（１０）第１実施の形態で説明した基板処理装置１０１を、半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(10) By using the
（１１）第１実施の形態で説明した基板処理装置１０１を、太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(11) By using the
［第２実施の形態］
次に、本発明の第２実施の形態に係る基板処理装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第１実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that portions having the same functions as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図８は第２実施の形態に係る基板処理装置の処理炉内と処理炉周辺の概略を示す断面図を、図９は図８の処理炉における横方向の断面を示す横断面図を、図１０は図８の破線円Ｂ部分の拡大断面図を、図１１は図９の破線円Ｃ部分の拡大断面図を、図１２は図９のウェハ，インナーチューブ，ボート，カーボン支柱およびガス供給ノズルを示す斜視図をそれぞれ表している。 FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the inside and the periphery of the processing furnace of the substrate processing apparatus according to the second embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing a cross-section in the horizontal direction in the processing furnace of FIG. 10 is an enlarged sectional view of a broken line circle B portion of FIG. 8, FIG. 11 is an enlarged sectional view of a broken line circle C portion of FIG. 9, and FIG. 12 is a wafer, inner tube, boat, carbon column and gas supply nozzle of FIG. FIG.
図８および図９に示すように、第２実施の形態に係る基板処理装置４００は、上述した第１実施の形態に比して、各カーボン支柱２３４とボート２１７との間にインナーチューブ４０１を設けた点、および各カーボン支柱２３４の基端側（図中下側）をインナーチューブ４０１に支持させた点が異なっている。それ以外の基板処理装置４００の構成，動作および各ウェハ２００の成膜工程等については、上述した第１実施の形態と同様である。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
インナーチューブ４０１は、耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材より成り、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ４０１は、処理室２０１内にアウターチューブ２０５と同心円状に設けられ、インナーチューブ４０１の先端側（図中上側）はアウターチューブ２０５の閉塞側に臨み、インナーチューブ４０１の基端側（図中下側）はマニホールド２０９内にまで延在している。インナーチューブ４０１は、各カーボン支柱２３４およびボート２１７に対して非接触の状態で、処理炉２０２の径方向に沿って、ボート２１７と各カーボン支柱２３４およびガス供給ノズル２３２１との間に設けられている。ここで、インナーチューブ４０１は、石英（ＳｉＯ２）材により形成しているので各カーボン支柱２３４からの輻射熱を透過し、これによりインナーチューブ４０１の昇温が抑えられている。したがって、インナーチューブ４０１には半導体膜が形成され難くなっている。なお、インナーチューブ４０１は、その上下端を開口した円筒形状に限定されず、アウターチューブ２０５と同様に、先端側を閉塞して有底筒状に形成することもできる。
The
インナーチューブ４０１の基端側には、図１０に示すように、被誘導体支持部としての支柱固定部４０２が一体に形成されている。支柱固定部４０２は、インナーチューブ４０１の径方向外側に環状に突出して設けられ、インナーチューブ４０１の肉厚よりも厚い肉厚となっている。支柱固定部４０２には、各カーボン支柱２３４の基端側に一体に形成した段差部２３４ａを固定するための複数の固定孔４０３（図示では１つのみ示す）が形成されている。各固定孔４０３は、各カーボン支柱２３４の軸方向への位置決めを行えるよう、各カーボン支柱２３４の段差部２３４ａと同様に段差形状に形成されている。これにより、各カーボン支柱２３４の段差部２３４ａを各固定孔４０３にそれぞれ差し込むことで、各カーボン支柱２３４は処理炉２０２の軸方向に対して位置決めされ、インナーチューブ４０１に確実に支持される。ここで、各固定孔４０３は支柱固定部４０２の周方向に沿って、図５（第１実施の形態）に示した各カーボン支柱２３４の配置関係となるよう、等間隔（22.5°間隔）で１５個設けられている。
On the proximal end side of the
支柱固定部４０２は、マニホールド２０９の支持フランジ２３４１の一側面（図中上側面）に突き当てられて、ネジ等の固定手段（図示せず）により支持フランジ２３４１に固定されている。なお、ネジ等の固定手段は、支柱固定部４０２の周方向に沿う各カーボン支柱２３４間に配置され、これによりネジ等の固定手段と各カーボン支柱２３４とが干渉することを回避している。
The
図８に示すように、インナーチューブ４０１の径方向に沿うガス供給ノズル２３２１側、つまりインナーチューブ４０１の各ガス供給口２３２２と対向する位置には、インナーチューブ４０１の内側の処理室２０１と、インナーチューブ４０１の外側の間隙ＳＰとの間を連通するガス流通孔としての開口部ＦＨが形成されている。開口部ＦＨは、インナーチューブ４０１の軸方向に延在してスリット状に形成され、開口部ＦＨの長さ寸法は、少なくともボート２１７に積載保持された各ウェハ２００と対向し得る長さで、かつガス供給ノズル２３２１に設けた複数のガス供給口２３２２と対向し得る長さに設定されている。また、図１１に示すように、インナーチューブ４０１の周方向に沿う開口部ＦＨの長さ寸法、つまり開口部ＦＨの幅寸法Ｗ１は、ガス供給ノズル２３２１に設けた各ガス供給口２３２２の幅寸法Ｗ２よりも大きい寸法（Ｗ１＞Ｗ２）に設定されている。これにより、各ガス供給口２３２２を開口部ＦＨに確実に対向させて、図９および図１２の破線矢印に示すように、各ガス供給口２３２２から噴出されるガスをインナーチューブ４０１内のボート２１７（各ウェハ２００）に向けて確実に導入できるようにしている。
As shown in FIG. 8, the
＜本実施の形態２の代表的効果＞
以上、第２実施の形態で説明した技術的思想によれば、上述した第１実施の形態で説明した効果に加え、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
<Typical effects of the second embodiment>
As described above, according to the technical idea described in the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, at least one of the plurality of effects described below is achieved. .
（１）第２実施の形態によれば、ガス供給ノズル２３２１に設けた各ガス供給口２３２２から噴出されるガスを、インナーチューブ４０１内の処理室２０１に導入するので、第１実施の形態に比して、実質的に処理炉２０２を小型化したのと同等の効果が得られる。つまり、各ウェハ２００の処理に必要なガスの量を減らすことができ、省エネルギー化や環境性能の向上等を図ることができる。
(1) According to the second embodiment, since the gas ejected from each
（２）第２実施の形態によれば、インナーチューブ４０１の有無で、処理能力の異なる基板処理装置を構築することができ、この場合、インナーチューブ４０１以外の構成部品を共通化して、基板処理装置の製造コストを削減することができる。
(2) According to the second embodiment, it is possible to construct a substrate processing apparatus having different processing capabilities with or without the
（３）第２実施の形態によれば、ガス供給ノズル２３２１に設けた各ガス供給口２３２２から噴出されるガスを、インナーチューブ４０１内の処理室２０１に導入するので、第１実施の形態に比して、ガスが各カーボン支柱２３４に接触するのをより抑えることができる。したがって、各カーボン支柱２３４に半導体膜が形成されるのをより抑制でき、各カーボン支柱２３４のメンテナンス処理を削減することができる。
(3) According to the second embodiment, since the gas ejected from each
（４）第２実施の形態によれば、インナーチューブ４０１を石英（ＳｉＯ２）材により形成したので、インナーチューブ４０１は各カーボン支柱２３４からの輻射熱を透過する。これによりインナーチューブ４０１の昇温を抑制することができ、インナーチューブ４０１に半導体膜が形成されるのを抑えて、インナーチューブ４０１のメンテナンス処理を削減することができる。
(4) According to the second embodiment, since the
（５）第２実施の形態で説明した基板処理装置４００を、基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の処理方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(5) By using the
（６）第２実施の形態で説明した基板処理装置４００を、半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(6) By using the
（７）第２実施の形態で説明した基板処理装置４００を、太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(7) By using the
［第３実施の形態］
次に、本発明の第３実施の形態に係る基板処理装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第２実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that portions having the same functions as those of the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図１３は第３実施の形態に係る基板処理装置の処理炉における横方向の断面を示す横断面図を、図１４は図１３のウェハ，インナーチューブ，ボート，カーボン支柱およびガス供給ノズルを示す斜視図をそれぞれ表している。 13 is a cross-sectional view showing a cross-section in the horizontal direction in the processing furnace of the substrate processing apparatus according to the third embodiment, and FIG. 14 is a perspective view showing the wafer, inner tube, boat, carbon column and gas supply nozzle of FIG. Each figure is shown.
図１３および図１４に示すように、第３実施の形態に係る基板処理装置５００は、上述した第２実施の形態に比して、各カーボン支柱２３４の配置関係のみが異なっている。具体的には、各カーボン支柱２３４を、ガス供給ノズル２３２１を挟んで所定の間隙を有するよう、ウェハ２００の周方向に沿って１０本並べて等間隔（32.7°間隔）で設け、ウェハ２００の径方向に沿うガス供給ノズル２３２１の対向部分、つまりガス排気管２３１（ガス排気口２３１１）に対応する部分に、カーボン支柱２３４を配置しないようにしている。なお、第３実施の形態に係る基板処理装置５００における各カーボン支柱２３４の配置関係は、インナーチューブ４０１を備えない第１実施の形態に係る基板処理装置１０１にも適用することができる。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
＜第３実施の形態の代表的効果＞
以上、第３実施の形態で説明した技術的思想によれば、上述した第１実施の形態および第２実施の形態で説明した効果に加え、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
<Typical effects of the third embodiment>
As described above, according to the technical idea described in the third embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment and the second embodiment described above, at least one of the effects described below is 1 Has more than one effect.
（１）第３実施の形態によれば、ウェハ２００の径方向に沿うガス供給ノズル２３２１の対向部分、つまり各ガス供給口２３２２から噴出されるガスの噴出先において、インナーチューブ４０１に形成される半導体膜が厚くなる等、成膜が著しい場合に、当該部分への輻射熱の伝達を弱めて温度を適温に低下させることができる。これにより、基板処理装置５００のメンテナンス処理をより削減することができる。
(1) According to the third embodiment, the
（２）第３実施の形態で説明した基板処理装置５００を、基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の処理方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(2) By using the
（３）第３実施の形態で説明した基板処理装置５００を、半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(3) By using the
（４）第３実施の形態で説明した基板処理装置５００を、太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(4) By using the
［第４実施の形態］
次に、本発明の第４実施の形態に係る基板処理装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第２実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
[Fourth embodiment]
Next, a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that portions having the same functions as those of the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図１５は第４実施の形態に係る基板処理装置の処理炉における横方向の断面を示す横断面図を、図１６は図１５のウェハ，インナーチューブ，ボート，カーボン支柱およびガス供給ノズルを示す斜視図をそれぞれ表している。 FIG. 15 is a cross-sectional view showing a cross-section in the horizontal direction in the processing furnace of the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment, and FIG. 16 is a perspective view showing the wafer, inner tube, boat, carbon column and gas supply nozzle of FIG. Each figure is shown.
図１５および図１６に示すように、第４実施の形態に係る基板処理装置６００は、上述した第２実施の形態に比して、カーボン支柱の断面を長方形形状として板状に形成した点のみが異なっている。各カーボン支柱（被誘導体）６０１は、対向する一対の幅広面６０２と対向する一対の幅狭面６０３とを備えており、各幅広面６０２のうちの一方は、ウェハ２００の中心に向けられている。各カーボン支柱６０１は、ガス供給ノズル２３２１を挟んで所定の間隙を有するよう、ウェハ２００の周方向に沿って７枚並べて等間隔（45°間隔）で設けられている。なお、カーボン支柱の断面は上述のような長方形形状の板状に限らず、間隙ＳＰの曲率半径に合わせた曲率半径を有する断面が円弧形状の板状に形成することもできる。また、第４実施の形態に係る基板処理装置６００における各カーボン支柱６０１は、インナーチューブ４０１を備えない第１実施の形態に係る基板処理装置１０１にも適用することができる。
As shown in FIGS. 15 and 16, the
＜第４実施の形態の代表的効果＞
以上、第４実施の形態で説明した技術的思想によれば、上述した第１実施の形態および第２実施の形態で説明した効果に加え、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
<Typical effects of the fourth embodiment>
As described above, according to the technical idea described in the fourth embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment and the second embodiment described above, at least one of the effects described below is 1 Has more than one effect.
（１）第４実施の形態によれば、各カーボン支柱６０１の各ウェハ２００の中心に向けられる部分の表面積、つまり幅広面６０２の表面積を多く確保することができるので、誘導加熱を効率良く行うことができる。これにより、少ない電気エネルギーで各ウェハ２００を適温に昇温させることができ、省エネルギーに対応することが可能となる。
(1) According to the fourth embodiment, it is possible to secure a large surface area of the portion directed to the center of each
（２）第４実施の形態で説明した基板処理装置６００を、基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の処理方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(2) By using the
（３）第４実施の形態で説明した基板処理装置６００を、半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(3) By using the
（４）第４実施の形態で説明した基板処理装置６００を、太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上述した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
(4) By using the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態ではエピタキシャル装置を例示して説明したが、ＣＶＤ装置，ＡＬＤ装置，酸化装置，拡散装置，あるいはアニール装置等、その他の基板処理装置においても本発明における技術的思想を適用することができる。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in the above embodiments, the epitaxial apparatus has been described as an example. However, the technical idea of the present invention can be applied to other substrate processing apparatuses such as a CVD apparatus, an ALD apparatus, an oxidation apparatus, a diffusion apparatus, or an annealing apparatus. can do.
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。 The present invention includes at least the following embodiments.
〔付記１〕
内部で基板を処理する反応容器と、
複数枚の前記基板を前記反応容器の延在方向に積載保持する基板保持体と、
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側で前記基板の積載方向に延在して前記基板の周方向に所定の間隙を成して複数設けられ、前記基板を加熱する被誘導体と、
前記被誘導体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備える基板処理装置。
[Appendix 1]
A reaction vessel for processing the substrate inside;
A substrate holder for stacking and holding a plurality of the substrates in the extending direction of the reaction container;
A plurality of derivatives extending in the stacking direction of the substrate on the outer peripheral side of the substrate holder in the reaction vessel and having a predetermined gap in the circumferential direction of the substrate, and heating the substrate;
An induction heating device for induction heating the derivative;
A substrate processing apparatus comprising:
〔付記２〕
基板を積載保持した基板保持体を反応容器に搬送する工程と、
誘導加熱装置にて前記反応容器内の前記基板保持体の外周側で前記基板の積載方向に延在して前記基板の周方向に所定の間隙を成して複数設けられた被誘導体を誘導加熱し、前記基板を加熱処理する工程と、
を有する基板の処理方法。
[Appendix 2]
A step of transporting a substrate holder on which a substrate is loaded and held to the reaction vessel;
Inductive heating is performed on a plurality of derivatives to be provided with a predetermined gap extending in the circumferential direction of the substrate extending in the stacking direction of the substrate on the outer peripheral side of the substrate holder in the reaction vessel with an induction heating device. And heat-treating the substrate;
A method for processing a substrate comprising:
〔付記３〕
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側で前記基板の積載方向に延在し前記基板保持体に保持された前記基板に対してガスを供給するガス供給口を有するガス供給部をさらに備え、前記ガス供給口は前記複数の被誘導体間の前記所定の間隙と対向するように配置される付記１記載の基板処理装置。
[Appendix 3]
The apparatus further includes a gas supply unit having a gas supply port that extends in the stacking direction of the substrate on the outer peripheral side of the substrate holder in the reaction vessel and supplies gas to the substrate held by the substrate holder. The substrate processing apparatus according to
〔付記４〕
前記反応容器内の前記基板保持体と、前記ガス供給部および前記被誘導体との間には、インナーチューブが設けられ、前記インナーチューブの前記ガス供給口に対向する位置にはガス流通孔が設けられる付記３記載の基板処理装置。
[Appendix 4]
An inner tube is provided between the substrate holder in the reaction vessel, the gas supply unit, and the derivative, and a gas flow hole is provided at a position facing the gas supply port of the inner tube. 4. The substrate processing apparatus according to appendix 3.
〔付記５〕
前記インナーチューブには、前記被誘導体を支持する被誘導体支持部が設けられ、前記被誘導体は前記被誘導体支持部に支持されている付記４記載の基板処理装置。
[Appendix 5]
The substrate processing apparatus according to appendix 4, wherein the inner tube is provided with a derivative support portion for supporting the derivative, and the derivative is supported by the derivative support portion.
〔付記６〕
前記被誘導体は棒状に形成されている付記１記載の基板処理装置。
[Appendix 6]
The substrate processing apparatus according to
〔付記７〕
前記被誘導体は板状に形成されている付記１記載の基板処理装置。
[Appendix 7]
The substrate processing apparatus according to
本発明は、半導体装置や太陽電池などを製造する製造業に幅広く利用することができる。 The present invention can be widely used in manufacturing industries for manufacturing semiconductor devices and solar cells.
１０１，４００，５００，６００ 基板処理装置
１０３ 正面メンテナンス口
１０４ 正面メンテナンス扉
１０５ カセット棚
１０６ スライドステージ
１０７ バッファ棚
１１０ カセット
１１１ 筐体
１１１ａ 正面壁
１１２ カセット搬入搬出口
１１３ フロントシャッタ
１１４ カセットステージ
１１５ ボートエレベータ
１１８ カセット搬送装置
１１８ａ カセットエレベータ
１１８ｂ カセット搬送機構
１２５ ウェハ移載機構
１２５ａ ウェハ移載装置
１２５ｂ ウェハ移載装置エレベータ
１２５ｃ ツイーザ
１３４ａ クリーンユニット
１４０ 耐圧筐体
１４０ａ 正面壁
１４１ ロードロック室
１４２ ウェハ搬入搬出口
１４３ ゲートバルブ
１４４ ガス供給管
１４７ 炉口シャッタ
１６１ 炉口
１７７，１７８，１７９ バルブ
１８０ 第１のガス供給源
１８１ 第２のガス供給源
１８２ 第３のガス供給源
１８３，１８４，１８５ ＭＦＣ
２００ ウェハ（基板）
２０１ 処理室
２０２ 処理炉（反応容器）
２０５ アウターチューブ（処理炉）
２０６ 誘導加熱装置
２０９ マニホールド（処理炉）
２１６ 断熱筒
２１７ ボート（基板保持体）
２１７ａ 天板
２１７ｂ 底板
２１９ シールキャップ
２３１ ガス排気管
２３２ ガス供給管
２３４，６０１ カーボン支柱（被誘導体）
２３４ａ 段差部
２３５ ガス流量制御部
２３６ 圧力制御部
２３７ 駆動制御部
２３８ 温度制御部
２３９ 主制御部
２４０ コントローラ
２４２ ＡＰＣバルブ
２４４ ボール螺子
２４５ 下基板
２４６ 真空排気装置
２４７ 上基板
２４８ 昇降モータ
２４９ 昇降台
２５０ 昇降シャフト
２５１ 天板
２５２ 昇降基板
２５３ 駆動部カバー
２５４ 回転機構
２５５ 回転軸
２５６ 駆動部収納ケース
２５７ 冷却機構
２５８ 電力供給ケーブル
２５９ 冷却流路
２６０ 冷却水配管
２６３ 放射温度計
２６４ ガイドシャフト
２６５ ベローズ
３０１，３０９ Ｏリング
４０１ インナーチューブ
４０２ 支柱固定部（被誘導体支持部）
４０３ 固定孔
６０２ 幅広面
６０３ 幅狭面
２０６１ ＲＦコイル
２０６２ 壁体
２０６３ 冷却壁
２０６４ ラジエータ
２０６５ ブロア
２０６６ 開口部
２０６７ 圧力開放口開閉装置
２３１１ ガス排気口
２３２１ ガス供給ノズル（ガス供給部）
２３２２ ガス供給口
２３４１ 支持フランジ
ＦＨ 開口部（ガス流通孔）
ＨＵ 保持部
ＰＲ 支柱
ＳＰ 間隙
101, 400, 500, 600
200 wafer (substrate)
201
205 Outer tube (processing furnace)
206
216
234a Stepped
403
2322
HU holding part PR strut SP gap
Claims (2)
複数枚の前記基板を前記反応容器の延在方向に積載保持する基板保持体と、
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側で前記基板の積載方向に延在して前記基板の周方向に所定の間隙を成して複数設けられ、前記基板を加熱する被誘導体と、
前記被誘導体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備える基板処理装置。 A reaction vessel for processing the substrate inside;
A substrate holder for stacking and holding a plurality of the substrates in the extending direction of the reaction container;
A plurality of derivatives extending in the stacking direction of the substrate on the outer peripheral side of the substrate holder in the reaction vessel and having a predetermined gap in the circumferential direction of the substrate, and heating the substrate;
An induction heating device for induction heating the derivative;
A substrate processing apparatus comprising:
誘導加熱装置にて前記反応容器内の前記基板保持体の外周側で前記基板の積載方向に延在して前記基板の周方向に所定の間隙を成して複数設けられた被誘導体を誘導加熱し、前記基板を加熱処理する工程と、
を有する基板の処理方法。 A step of transporting a substrate holder on which a substrate is loaded and held to the reaction vessel;
Inductive heating is performed on a plurality of derivatives to be provided with a predetermined gap extending in the circumferential direction of the substrate extending in the stacking direction of the substrate on the outer peripheral side of the substrate holder in the reaction vessel with an induction heating device. And heat-treating the substrate;
A method for processing a substrate comprising:
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109411388A (en) * | 2017-08-17 | 2019-03-01 | 三星电子株式会社 | Substrate-treating apparatus and its clean method |
| CN112768385A (en) * | 2015-02-25 | 2021-05-07 | 株式会社国际电气 | Substrate processing apparatus, heater, storage medium, and substrate processing method |
-
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- 2010-09-24 JP JP2010213150A patent/JP2012069724A/en active Pending
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