JP2013051374A - Substrate processing apparatus - Google Patents

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Yasuhiro Inokuchi
泰啓 井ノ口
Yasuo Kunii
泰夫 国井
Takahiro Maeda
孝浩 前田
Akinori Ishii
昭紀 石井
Makoto Hirano
誠 平野
Masamichi Taniuchi
正導 谷内
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique which sufficiently heats a gas supplied to a processing chamber and thereby suppressing deposition failure due to haze and slip.SOLUTION: Characteristics of this invention are, for example, as shown in FIG. 2, providing a gas introduction space 210 between an outer wall 205 of a processing chamber 209 and an inner tube 206 and providing heating bodies 207 for inductively heating in the gas introduction space 210. This structure allows a material gas supplied from a gas supply part 211 to be introduced into the gas introduction space 210 prior to being introduced into the processing chamber 209 and be heated by the heating bodies 207 provided in the gas introduction space 210.

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に、処理室内に原料ガスを供給して基板上に膜を成膜する基板処理装置に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a technique effective when applied to a substrate processing apparatus that supplies a source gas into a processing chamber to form a film on the substrate.

特公平０６−１６４９５号公報（特許文献１）には、シラン系ガスに塩化水素ガス（ＨＣｌ）あるいは塩素ガス（Ｃｌ２）を混合したガスと水素ガス（Ｈ２）とを基板近傍まで別々に分離して供給するホットウォール式のシリコン（Ｓｉ）気相エピタキシャル成長技術が記載されている。 In Japanese Patent Publication No. 06-16495 (Patent Document 1), a gas obtained by mixing hydrogen chloride gas (HCl) or chlorine gas (Cl 2 ) with a silane-based gas and hydrogen gas (H 2 ) are separately supplied to the vicinity of the substrate. A hot wall type silicon (Si) vapor phase epitaxial growth technique to be supplied separately is described.

特公平０６−１６４９５号公報Japanese Patent Publication No. 06-16495

ホットウォール式のＳｉ気相エピタキシャル成長技術では、特許文献１に記載されているように、９００℃〜１２００℃という高温に反応炉を保持した状態でガスを供給する必要がある。この場合、供給するガスを充分に加熱しないと、ヘイズやスリップが発生して成膜不良に至る。しかしながら、特許文献１には、供給するガスを充分に加熱する必要性については言及がない。特に、基板上に膜厚の厚い膜を形成する場合は、供給するガスの流量が大きくなるため、基板処理装置の構造を工夫しないと、供給するガスを充分に加熱することができない場合がある。ここで、スリップとは、供給するガスの温度と基板の温度との温度差によって、基板に線状の傷が形成される現象であり、ヘイズとは、結晶の配向方向にばらつきが生じて、基板の表面が曇る現象である。   In the hot wall type Si vapor phase epitaxial growth technique, as described in Patent Document 1, it is necessary to supply gas in a state where the reaction furnace is held at a high temperature of 900 ° C. to 1200 ° C. In this case, if the supplied gas is not sufficiently heated, haze and slip are generated, leading to film formation failure. However, Patent Document 1 does not mention the necessity of sufficiently heating the supplied gas. In particular, when a thick film is formed on a substrate, the flow rate of the gas to be supplied increases, and thus the supplied gas may not be heated sufficiently unless the structure of the substrate processing apparatus is devised. . Here, slip is a phenomenon in which linear scratches are formed on the substrate due to a temperature difference between the temperature of the gas to be supplied and the temperature of the substrate, and haze is caused by variations in the orientation direction of the crystal, This is a phenomenon in which the surface of the substrate becomes cloudy.

本発明の目的は、処理室へ供給されるガスを充分に加熱することにより、ヘイズやスリップに起因する成膜不良を抑制することができる技術を提供することにある。   The objective of this invention is providing the technique which can suppress the film-forming defect resulting from a haze and a slip by fully heating the gas supplied to a process chamber.

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.

本発明における基板処理装置は、（ａ）基板を処理する処理室と、（ｂ）前記処理室の外壁に設けられた複数の噴出孔と、（ｃ）前記処理室を囲むように設けられたチューブと、（ｄ）前記処理室と前記チューブで挟まれたガス導入空間と、（ｅ）前記ガス導入空間に接触するように設けられた加熱体と、を備える。   A substrate processing apparatus according to the present invention is provided so as to surround (a) a processing chamber for processing a substrate, (b) a plurality of ejection holes provided in an outer wall of the processing chamber, and (c) surround the processing chamber. A tube, (d) a gas introduction space sandwiched between the processing chamber and the tube, and (e) a heating body provided in contact with the gas introduction space.

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とおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

処理室へ供給されるガスを充分に加熱することにより、ヘイズやスリップに起因する成膜不良を抑制することができる。   By sufficiently heating the gas supplied to the treatment chamber, film formation defects due to haze or slip can be suppressed.

本発明の実施の形態１における基板処理装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the substrate processing apparatus in Embodiment 1 of this invention. 実施の形態１における処理炉の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a processing furnace in a first embodiment. 実施の形態１におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an inner region of the outer tube in the first embodiment. 変形例におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the inner side area | region of the outer tube in a modification. 実施の形態１における処理炉周辺の構成を示す図である。2 is a diagram showing a configuration around a processing furnace in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における基板処理装置を制御するコントローラの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a controller that controls the substrate processing apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における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である。FIG. 4 is a timing chart showing a processing sequence of the substrate processing apparatus in the first embodiment. 実施の形態２における処理炉の概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a processing furnace in a second embodiment. 実施の形態２におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an inner region of an outer tube in the second embodiment. 変形例におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the inner side area | region of the outer tube in a modification.

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、それらはお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 embodiments, 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 to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

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。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and 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 shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is not considered that it is clearly apparent in principle. 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、図面をわかりやす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.

（実施の形態１）
＜本実施の形態における基板処理装置の概略構成＞
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、基板の製造方法、半導体装置（ＩＣ等）の製造方法や太陽電池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や太陽電池製造装置として構成されている。以下の説明では、例えば、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（Chemical Vapor Deposition）法による成膜処理、あるいは、酸化処理や拡散処理など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。 (Embodiment 1)
<Schematic configuration of substrate processing apparatus in the present embodiment>
In an embodiment for carrying out the present invention, a substrate processing apparatus, for example, performs various processing steps included in a substrate manufacturing method, a semiconductor device (IC or the like) manufacturing method, or a solar cell manufacturing method. It is comprised as a semiconductor manufacturing apparatus or a solar cell manufacturing apparatus. In the following description, for example, a vertical substrate processing apparatus that performs film formation by epitaxial growth, film formation by CVD (Chemical Vapor Deposition), or oxidation or diffusion on a semiconductor substrate (semiconductor wafer). A case where the technical idea of the present invention is applied 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.

まず、本実施の形態１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、本実施の形態１における基板処理装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１における基板処理装置１０１は、シリコン等からなる複数のウェハ（半導体基板）ＷＦを収納したウェハキャリアとしてのカセット１１０を使用するように構成されており、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの下方にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４が筐体１１１の正面壁１１１ａに設けられている。   First, the substrate processing apparatus in the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment is configured to use a cassette 110 as a wafer carrier containing a plurality of wafers (semiconductor substrates) WF made of silicon or the like. A housing 111 is provided. A front maintenance port 103 serving as an opening provided for maintenance is opened below the front wall 111 a of the housing 111, and a front maintenance door 104 that opens and closes the front maintenance port 103 is a front wall of the housing 111. 111a.

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に開設されており、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によって開閉されるようになっている。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は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウェハＷＦ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に載置されるように構成されている。   A cassette loading / unloading port (substrate container loading / unloading port) 112 is opened at the front maintenance door 104 so as to communicate with the inside and outside of the casing 111. It is opened and closed by an exit opening / closing mechanism 113. A cassette stage (substrate container delivery table) 114 is installed inside the casing 111 of the cassette loading / unloading port 112. The cassette 110 is loaded onto the cassette stage 114 by an in-process transfer device (not shown) and unloaded from the cassette stage 114. The cassette stage 114 is configured so that the wafer WF in the cassette 110 is placed in a vertical posture and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces upward by the in-process transfer device.

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ＷＦを出し入れすることが可能なように配置されている。このカセット棚１０５は、スライドステージ（水平移動機構）１０６上に横行可能なように設置されている。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が設置されており、このバッファ棚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 housing 111, and the cassette shelf 105 stores a plurality of cassettes 110 in a plurality of rows and a plurality of rows. The wafers WF in the cassette 110 are arranged so that they can be taken in and out. The cassette shelf 105 is installed on a slide stage (horizontal movement mechanism) 106 so that it can traverse. Further, a buffer shelf (substrate container storage shelf) 107 is installed above the cassette shelf 105, and the cassette 110 is also stored in the buffer shelf 107.

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を保持したまま昇降することができる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から構成されている。このカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５およびバッファ棚１０７との間で、カセット１１０を搬送することができるようになっている。   A cassette carrying device (substrate container carrying device) 118 is installed between the cassette stage 114 and the cassette shelf 105. The cassette transport device 118 includes a cassette elevator (substrate container lifting mechanism) 118a that can be moved up and down while holding the cassette 110, and a cassette transport mechanism (substrate container transport mechanism) 118b as a transport mechanism. The cassette 110 can be transported between the cassette stage 114, the cassette shelf 105, and the buffer shelf 107 by the continuous operation of the cassette elevator 118a and the cassette transport mechanism 118b.

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が設置されており、ウェハ移載機構１２５は、ウェハＷＦ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で構成されている。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の左側端部に設置されている。これら、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のツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウェハＷＦの載置部として、ボート（基板保持体）ＢＴに対してウェハＷＦを装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。   A wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 125 is installed behind the cassette shelf 105, and the wafer transfer mechanism 125 can rotate or linearly move the wafer WF in the horizontal direction (substrate). (Transfer apparatus) 125a and wafer transfer apparatus elevator (substrate transfer apparatus elevating mechanism) 125b for moving the wafer transfer apparatus 125a up and down. As schematically shown in FIG. 1, the wafer transfer device elevator 125 b is installed at the left end of the housing 111. By continuous operation of the wafer transfer apparatus elevator 125b and the wafer transfer apparatus 125a, the tweezer (substrate holding body) 125c of the wafer transfer apparatus 125a is used as a wafer WF mounting portion with respect to the boat (substrate holding body) BT. The wafer WF is loaded (charged) and unloaded (discharged).

次に、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が設けられており、このクリーンユニット１３４ａは、クリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。また、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂ側と反対側である右側端部には、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。   Next, as shown in FIG. 1, behind the buffer shelf 107, a clean unit 134 a composed of a supply fan and a dustproof filter is provided to supply clean air, which is a cleaned atmosphere, into the substrate processing apparatus 101. The clean unit 134 a is configured to circulate clean air inside the casing 111. In addition, a clean unit (not shown) including a supply fan and a dustproof filter is installed at the right end, which is opposite to the wafer transfer device elevator 125b, so as to supply clean air. The clean air blown out from the clean unit flows through the wafer transfer device 125a and is then sucked into an exhaust device (not shown) and exhausted to the outside of the casing 111.

ウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａの後側には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という。）を維持することが可能な機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ＢＴ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。   On the rear side of the wafer transfer device (substrate transfer device) 125a, a pressure-resistant casing 140 having a confidential performance capable of maintaining a pressure lower than atmospheric pressure (hereinafter referred to as negative pressure) is installed. . The pressure-resistant housing 140 forms a load lock chamber (transfer chamber) 141 that is a load lock type standby chamber having a volume capable of accommodating the boat BT.

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 front wall 140a of the pressure-resistant housing 140, and the wafer loading / unloading port 142 is opened and closed by a gate valve (substrate loading / unloading port opening / closing mechanism) 143. It has become. A gas supply pipe 144 for supplying an inert gas such as nitrogen gas to the load lock chamber 141 and a gas exhaust pipe (for exhausting the load lock chamber 141 to a negative pressure) on a pair of side walls of the pressure-resistant housing 140 (Not shown) are connected to each other.

ロードロック室１４１上方には、処理炉（反応炉）２００が設けられている。処理炉２００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。   A processing furnace (reaction furnace) 200 is provided above the load lock chamber 141. The lower end portion of the processing furnace 200 is configured to be opened and closed by a furnace port shutter (furnace port gate valve) (furnace port opening / closing mechanism) 147.

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ＢＴ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ＢＴを垂直に支持し、処理炉２００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 boat BT is installed in the load lock chamber 141. A seal cap 219 as a lid is horizontally installed on an arm (not shown) as a connecting tool connected to the boat elevator 115, and the seal cap 219 supports the boat BT vertically, It is comprised so that a lower end part can be obstruct | occluded.

ボートＢＴは複数本の支柱（保持部材）を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１００枚程度）のウェハＷＦをその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持することができるように構成されている。基板処理装置１０１を構成する各部は、コントローラＣＬと電気的に接続されており、コントローラＣＬは、基板処理装置１０１を構成する各部の動作を制御するように構成されている。   The boat BT includes a plurality of columns (holding members), and holds a plurality of wafers WF (for example, about 50 to 100 wafers) horizontally in a state where their centers are aligned in the vertical direction. It is configured to be able to. Each unit configuring the substrate processing apparatus 101 is electrically connected to the controller CL, and the controller CL is configured to control the operation of each unit configuring the substrate processing apparatus 101.

本実施の形態１における基板処理装置１０１は上記のように概略構成されており、以下にその動作について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作は、コントローラＣＬにより制御される。   The substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment is schematically configured as described above, and the operation thereof will be described below. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus 101 is controlled by the controller CL.

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ＷＦは垂直姿勢になっており、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 port 112 is opened by the front shutter 113 before the cassette 110 is supplied to the cassette stage 114. Thereafter, the cassette 110 is loaded from the cassette loading / unloading port 112 and placed on the cassette stage 114. At this time, the wafer WF placed on the cassette stage 114 is in a vertical posture, and is placed so that the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces upward.

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ＷＦ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の後方に右周り縦方向へ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る。そして、カセット１１０は、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 cassette 110 is picked up from the cassette stage 114 by the cassette carrying device 118, the wafer WF in the cassette 110 is in a horizontal posture, and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces the rear of the housing 111. Then, it is rotated 90 ° clockwise around the rear of the casing 111. Subsequently, the cassette 110 is automatically transported to a designated position on the cassette shelf 105 or the buffer shelf 107 by the cassette transport device 118. Then, after the cassette 110 is temporarily stored, it is transferred to the cassette shelf 105 by the cassette carrying device 118 or directly carried to the cassette shelf 105.

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。   Thereafter, the slide stage 106 horizontally moves the cassette shelf 105 and positions the cassette 110 to be transferred so as to face the wafer transfer device 125a.

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、ウェハＷＦはカセット１１０からウェハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウェハ出し入れ口を通じてピックアップされる。そして、ウェハ搬入搬出口１４２を通じてロードロック室１４１に搬入され、ボートＢＴへ移載されて装填（ウェハチャージング）される。ボートＢＴにウェハＷＦを受け渡したウェハ移載装置１２５ａはカセット１１０に戻り、次のウェハＷＦをボートＢＴに装填する。   When the wafer loading / unloading port 142 of the load lock chamber 141 whose interior is previously set to the atmospheric pressure state is opened by the operation of the gate valve 143, the wafer WF is removed from the cassette 110 by the tweezer 125c of the wafer transfer device 125a. Be picked up through. Then, the wafer is loaded into the load lock chamber 141 through the wafer loading / unloading port 142, transferred to the boat BT, and loaded (wafer charging). The wafer transfer device 125a that has transferred the wafer WF to the boat BT returns to the cassette 110, and loads the next wafer WF into the boat BT.

予め指定された枚数のウェハＷＦがボートＢＴ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２００の下端部が炉口シャッタ（炉口ゲートバルブ１４７）によって開放される。続いて、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇し、シールキャップ２１９に支持されたボートＢＴが処理炉２００内へ搬入（ローディング）されて行く。   When a predetermined number of wafers WF are loaded into the boat BT, the wafer loading / unloading port 142 is closed by the gate valve 143. Thereafter, the lower end portion of the processing furnace 200 is opened by the furnace port shutter (furnace port gate valve 147). Subsequently, the seal cap 219 is raised by the boat elevator 115, and the boat BT supported by the seal cap 219 is loaded into the processing furnace 200.

ローディング後は、処理炉２００においてウェハＷＦに任意の処理が実施される。ウェハＷＦの処理後、ボートエレベータ１１５によりボートＢＴが引き出される。さらに、ゲートバルブ１４３が開かれる。その後は、概ね上述した動作と逆の動作により、処理済みのウェハＷＦおよびカセット１１０が筐体１１１の外部へ払い出される。以上のようにして、本実施の形態１における基板処理装置１０１が動作する。   After loading, arbitrary processing is performed on the wafer WF in the processing furnace 200. After the processing of the wafer WF, the boat BT is pulled out by the boat elevator 115. Further, the gate valve 143 is opened. Thereafter, the processed wafer WF and the cassette 110 are paid out to the outside of the casing 111 by an operation generally reverse to the operation described above. As described above, the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment operates.

＜本実施の形態１における処理炉の構成＞
次に、本実施の形態１における処理炉の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態１における処理炉２００の概略構成を示す図である。図２において、本実施の形態１における処理炉２００は、最も外側に筐体２０１を有しており、この筐体２０１の内部にアウターチューブ２０３が配置されている。このアウターチューブ２０３も、例えば、石英などから構成されている。さらに、アウターチューブ２０３の内部には、例えば、石英などから構成される外壁２０５で囲まれた処理室２０９が配置されている。この処理室２０９の内部には、ウェハＷＦを積層配置したボートＢＴが挿入され、この処理室２０９において、ボートＢＴに積層配置したウェハＷＦへの成膜処理が行なわれるようになっている。ボートＢＴはシールキャップ２１９上に配置され、このシールキャップ２１９によって処理室２０９が密閉されるように構成されている。 <Configuration of processing furnace in the first embodiment>
Next, the configuration of the processing furnace in the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the processing furnace 200 according to the first embodiment. In FIG. 2, the processing furnace 200 according to the first embodiment has a casing 201 on the outermost side, and an outer tube 203 is disposed inside the casing 201. The outer tube 203 is also made of, for example, quartz. Further, a processing chamber 209 surrounded by an outer wall 205 made of, for example, quartz is disposed inside the outer tube 203. Inside the processing chamber 209, a boat BT in which the wafers WF are stacked is inserted, and in this processing chamber 209, a film forming process is performed on the wafers WF stacked in the boat BT. The boat BT is disposed on a seal cap 219, and the processing chamber 209 is sealed by the seal cap 219.

処理室２０９の外壁２０５とアウターチューブ２０３の間には、例えば、石英などの耐熱材料から構成されるインナーチューブ２０６が形成されており、このインナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５によって囲まれる同心円領域にガス導入空間２１０が形成される。つまり、本実施の形態１では、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁によって囲まれるようにガス導入空間２１０が設けられている点に特徴点がある。そして、このガス導入空間２１０の内部に、例えば、カーボンからなる円筒形状をした加熱体（被誘導体）２０７が形成されている。言い換えれば、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５で挟まれるように加熱体２０７が配置されている。   An inner tube 206 made of a heat-resistant material such as quartz is formed between the outer wall 205 of the processing chamber 209 and the outer tube 203, for example, and a concentric circle surrounded by the inner tube 206 and the outer wall 205 of the processing chamber 209. A gas introduction space 210 is formed in the region. That is, the first embodiment is characterized in that the gas introduction space 210 is provided so as to be surrounded by the inner tube 206 and the outer wall of the processing chamber 209. A heating body (derivative) 207 having a cylindrical shape made of carbon, for example, is formed in the gas introduction space 210. In other words, the heating body 207 is disposed so as to be sandwiched between the inner tube 206 and the outer wall 205 of the processing chamber 209.

ガス導入空間２１０は、原料ガスを供給するガス供給部２１１と連通しており、このガス供給部２１１から供給される原料ガスは、まず、ガス導入空間２１０に導入されるようになっている。さらに、処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔（ガス噴出孔）２０８が形成されており、ガス導入空間２１０に導入された原料ガスが、これらの複数の噴出孔２０８によって、処理室２０９の内部へ導入されるようになっている。そして、処理室２０９に導入された原料ガスは、ボートＢＴに搭載されたウェハＷＦ上に供給され、これによって、ウェハＷＦに成膜処理が施されるとともに、ウェハＷＦ上に供給された原料ガスの一部は、処理室２０９と連通するように設けられているガス排気部２１２から排出されるように構成されている。   The gas introduction space 210 communicates with a gas supply unit 211 that supplies a source gas, and the source gas supplied from the gas supply unit 211 is first introduced into the gas introduction space 210. Further, a plurality of ejection holes (gas ejection holes) 208 are formed in the outer wall 205 of the processing chamber 209, and the raw material gas introduced into the gas introduction space 210 is processed by the plurality of ejection holes 208 through the processing chamber. 209 is introduced inside. The raw material gas introduced into the processing chamber 209 is supplied onto the wafer WF mounted on the boat BT, whereby the wafer WF is subjected to film formation and the raw material gas supplied onto the wafer WF. A part of the gas is exhausted from a gas exhaust unit 212 provided to communicate with the processing chamber 209.

ガス供給部２１１は、原料ガスを流す上流側にバルブ（図示せず）とガス流量制御装置としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）（図示せず）を介してガス供給源に接続されている。このマスフローコントローラおよびバルブには、ガス流量制御部が電気的に接続されており、このガス流量制御部によって、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。   The gas supply unit 211 is connected to a gas supply source via a valve (not shown) and a mass flow controller (MFC) (not shown) as a gas flow rate control device on the upstream side through which the source gas flows. A gas flow rate control unit is electrically connected to the mass flow controller and the valve, and the gas flow rate control unit controls the gas flow to be supplied at a desired timing so as to be a desired flow rate. It has become.

ガス排気部２１２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バルブ（図示せず）を介して真空ポンプ等の真空排気装置（図示せず）が接続されている。圧力センサおよびＡＰＣバルブには、圧力制御部が電気的に接続されており、圧力制御部は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブの開度を調節することにより、処理室２０９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 vacuum exhaust device (not shown) such as a vacuum pump is provided downstream of the gas exhaust unit 212 via a pressure sensor (not shown) as a pressure detector and an APC valve (not shown) as a pressure regulator. Is connected. A pressure control unit is electrically connected to the pressure sensor and the APC valve, and the pressure control unit adjusts the opening degree of the APC valve based on the pressure detected by the pressure sensor, so that the inside of the processing chamber 209 The pressure is controlled at a desired timing so that the pressure becomes a desired pressure.

また、アウターチューブ２０３の外側には、誘導コイル２０４が巻かれており、本実施の形態１における処理炉２００には、この誘導コイル２０４に高周波電流を印加することにより、加熱体２０７を加熱するための誘導加熱装置（図示せず）を有する。この誘導加熱装置は円筒状に形成されており、誘導加熱部としての誘導コイル２０４と、その他の構成要素として壁体や冷却壁を有している。誘導コイル２０４は高周波電源（図示せず）に接続されており、この高周波電源により、誘導コイル２０４には高周波電流が流れるようになっている。つまり、本実施の形態１では、誘導コイル２０４に高周波電流を流すと、処理炉２００の内部に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界により被誘導体である加熱体２０７に渦電流が発生する。この加熱体２０７は、渦電流によって誘導加熱が起こり昇温され、その後、加熱体２０７からの輻射熱により、処理室２０９の内部が加熱され、結果的に、処理室２０９の内部に配置されているウェハＷＦが加熱されるように構成されている。   In addition, an induction coil 204 is wound around the outer tube 203, and the heating body 207 is heated by applying a high-frequency current to the induction coil 204 in the processing furnace 200 in the first embodiment. An induction heating device (not shown). This induction heating device is formed in a cylindrical shape, and includes an induction coil 204 as an induction heating unit and a wall body and a cooling wall as other components. The induction coil 204 is connected to a high frequency power supply (not shown), and a high frequency current flows through the induction coil 204 by this high frequency power supply. That is, in the first embodiment, when a high-frequency current is passed through the induction coil 204, a high-frequency electromagnetic field is generated inside the processing furnace 200, and an eddy current is generated in the heating body 207 that is a derivative by the high-frequency electromagnetic field. . The heating body 207 is heated by induction heating due to eddy current, and then the inside of the processing chamber 209 is heated by the radiant heat from the heating body 207, and as a result, disposed inside the processing chamber 209. The wafer WF is configured to be heated.

誘導加熱装置の近傍には、処理室２０９内の温度を検出する温度検出体としての放射温度計（図示せず）が、例えば、４箇所に設置されている。この放射温度計は、少なくとも一つ設置されていればよいが、複数個の放射温度計を設置することで温度制御性を向上させることができる。   In the vicinity of the induction heating device, radiation thermometers (not shown) as temperature detectors for detecting the temperature in the processing chamber 209 are installed, for example, at four locations. At least one radiation thermometer may be installed, but temperature controllability can be improved by installing a plurality of radiation thermometers.

誘導加熱装置および放射温度計には、電気的に温度制御部が接続されており、放射温度計により検出された温度情報に基づいて、誘導コイル２０４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、温度制御部によって、処理室２０９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 temperature control unit is electrically connected to the induction heating device and the radiation thermometer so that an energization state to the induction coil 204 can be adjusted based on temperature information detected by the radiation thermometer. It has become. Then, the temperature control unit controls the temperature in the processing chamber 209 at a desired timing so as to have a desired temperature distribution.

本実施の形態１における処理炉２００は上記のように構成されており、以下に、その特徴点について説明する。本実施の形態１における特徴は、図２に示すように、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）（サセプタ）２０７を設けている点にある。これにより、ガス供給部２１１から供給される原料ガスは、まず、処理室２０９の内部に導入される前に先立って、ガス導入空間２１０内に導入され、このガス導入空間２１０に設けられている加熱体２０７によって加熱される。そして、本実施の形態１では、加熱体２０７によって予備加熱された原料ガスを処理室２０９の内部へ導入することができるので、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。具体的に、本実施の形態１における処理炉２００においては、まず、原料ガスは、ガス供給部２１１から、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５で挟まれたガス導入空間２１０に導入される。このとき、ガス導入空間２１０においては、誘導コイル２０４に高周波電流を流すことによる誘導加熱によって加熱体２０７が加熱される。そして、この加熱体２０７は、原料ガスが流れるガス導入空間２１０に設けられていることから、原料ガスは、ガス導入空間２１０に設けられている加熱体２０７によって直接加熱される。この結果、原料ガスは加熱される。その後、加熱体２０７で加熱された原料ガスは、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。したがって、本実施の形態１において、処理室２０９の内部に導入される原料ガスは、予め加熱されているので、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができるのである。   The processing furnace 200 according to the first embodiment is configured as described above, and the features thereof will be described below. As shown in FIG. 2, the first embodiment is characterized in that a gas introduction space 210 is provided between an outer wall 205 and an inner tube 206 of a processing chamber 209, and a heating body for induction heating in the gas introduction space 210. (Derivative) (susceptor) 207 is provided. Thus, the raw material gas supplied from the gas supply unit 211 is first introduced into the gas introduction space 210 and provided in the gas introduction space 210 before being introduced into the processing chamber 209. Heated by the heating body 207. In the first embodiment, since the source gas preheated by the heating body 207 can be introduced into the processing chamber 209, the occurrence of haze or slip due to the temperature difference between the source gas and the wafer WF is generated. It is possible to suppress the film formation failure on the wafer WF based on the haze and slip. Specifically, in the processing furnace 200 according to the first embodiment, first, the source gas is introduced from the gas supply unit 211 into the gas introduction space 210 sandwiched between the inner tube 206 and the outer wall 205 of the processing chamber 209. . At this time, in the gas introduction space 210, the heating element 207 is heated by induction heating by flowing a high-frequency current through the induction coil 204. Since the heating body 207 is provided in the gas introduction space 210 through which the source gas flows, the source gas is directly heated by the heating body 207 provided in the gas introduction space 210. As a result, the source gas is heated. Thereafter, the source gas heated by the heating body 207 is introduced into the processing chamber 209 through a plurality of ejection holes 208 provided in the outer wall 205 of the processing chamber 209. Therefore, in the first embodiment, since the source gas introduced into the processing chamber 209 is heated in advance, generation of haze and slip due to a temperature difference between the source gas and the wafer WF is suppressed. Therefore, it is possible to suppress film formation defects on the wafer WF based on the haze and slip.

以下に、本実施の形態１における特徴について、本発明者が検討した検討技術と対比しながら、さらに詳細に説明する。例えば、本発明者が検討した検討技術として、処理炉の内部に設けた円筒形状の加熱体の内側にガスノズルを設け、このガスノズルから原料ガスをウェハ上に供給する構成が考えられる。しかし、この場合、ガスノズル内を通過する原料ガス自体を加熱体で直接加熱することができないため、ガスノズルを通過した原料ガスウェハ上に到達するまでに充分に加熱することができない。したがって、この場合、原料ガスとウェハとの温度差が大きくなり、この温度差に起因したヘイズやスリップの発生が起こりやすくなる。この結果、本発明者が検討した検討技術においては、このヘイズやスリップに基づくウェハ上への成膜不良が顕在化することが懸念される。   Hereinafter, the features of the first embodiment will be described in more detail in comparison with the examination technique studied by the present inventors. For example, as a study technique studied by the present inventors, a configuration is conceivable in which a gas nozzle is provided inside a cylindrical heating body provided inside a processing furnace, and a source gas is supplied from the gas nozzle onto the wafer. However, in this case, since the source gas itself that passes through the gas nozzle cannot be directly heated by the heating body, it cannot be sufficiently heated until it reaches the source gas wafer that has passed through the gas nozzle. Therefore, in this case, the temperature difference between the raw material gas and the wafer becomes large, and haze and slip due to this temperature difference are likely to occur. As a result, in the examination technique studied by the present inventor, there is a concern that a film formation defect on the wafer based on the haze or slip becomes apparent.

これに対し、本実施の形態１では、まず、図２に示すように、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）２０７を設けている（第１特徴点）。この第１特徴点により、本実施の形態１によれば、ガス導入空間２１０内において、加熱体２０７に直接原料ガスが接触するので、効率良く加熱体によって原料ガスを加熱することができる。すなわち、本実施の形態１によれば、上述した第１特徴点により、原料ガスを直接加熱体２０７に接触させることができるので、原料ガスを処理室２０９の内部に導入する前に充分に加熱することができるのである。特に、本実施の形態１において、ガス導入空間２１０は、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間に挟まれており、ガスノズルの内部空間よりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置しているので（第２特徴点）、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。このことから、本実施の形態１によれば、効率良く原料ガスを加熱することができるのである。つまり、本実施の形態１におけるガス導入空間２１０の体積は、ガスノズルの体積よりも遥かに大きいので、ガス導入空間２１０における原料ガスの加熱量は、ガスノズルにおける原料ガスの加熱量に比べて遥かに大きくなる。このことは、本実施の形態１のように、加熱体２０７を設けたガス導入空間２１０に原料ガスを導入して加熱した後、加熱した原料ガスを処理室２０９の内部を導入する構成によれば、断面積の小さなガスノズルによって原料ガスを処理室の内部へ導入する構成に比べて、原料ガスを充分に加熱できることを意味している。これにより、第１特徴点および第２特徴点を備える本実施の形態１の構成によれば、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができるのである。   In contrast, in the first embodiment, first, as shown in FIG. 2, a gas introduction space 210 is provided between the outer wall 205 of the processing chamber 209 and the inner tube 206, and induction heating is performed in the gas introduction space 210. A heating body (a derivative) 207 is provided (first feature point). According to the first feature point, according to the first embodiment, since the source gas directly contacts the heating body 207 in the gas introduction space 210, the source gas can be efficiently heated by the heating body. That is, according to the first embodiment, the source gas can be brought into direct contact with the heating body 207 due to the first feature point described above, so that the source gas is sufficiently heated before being introduced into the processing chamber 209. It can be done. In particular, in the first embodiment, the gas introduction space 210 is sandwiched between the outer wall 205 of the processing chamber 209 and the inner tube 206, and has a cylindrical shape over the gas introduction space 210 that is significantly wider than the internal space of the gas nozzle. Since the heating body 207 is disposed (second characteristic point), the contact area where the heating body 207 and the source gas are in direct contact with each other can be increased. From this, according to this Embodiment 1, source gas can be heated efficiently. That is, since the volume of the gas introduction space 210 in the first embodiment is much larger than the volume of the gas nozzle, the amount of heating of the source gas in the gas introduction space 210 is much larger than the amount of heating of the source gas in the gas nozzle. growing. This is because, as in the first embodiment, the raw material gas is introduced into the gas introduction space 210 provided with the heating body 207 and heated, and then the heated raw material gas is introduced into the processing chamber 209. For example, this means that the source gas can be sufficiently heated as compared with a configuration in which the source gas is introduced into the processing chamber by a gas nozzle having a small cross-sectional area. Thereby, according to the structure of this Embodiment 1 provided with a 1st feature point and a 2nd feature point, generation | occurrence | production of the haze and slip resulting from the temperature difference of source gas and the wafer WF can be suppressed, and this Film formation defects on the wafer WF based on haze and slip can be suppressed.

以上のことをまとめると、まず、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）２０７を設ける第１特徴点により、本実施の形態１によれば、原料ガスを加熱体２０７に直接接触させて加熱することができる。このため、ガスノズルから原料ガスを供給する場合のように間接的にしか原料ガスを加熱できない構成に比べて、効率良く原料ガスを加熱することができる。   In summary, first, a gas introduction space 210 is provided between the outer wall 205 and the inner tube 206 of the processing chamber 209, and a heating body (derivative) 207 for induction heating is provided in the gas introduction space 210. According to the first feature, according to the first embodiment, the source gas can be heated by being brought into direct contact with the heating body 207. For this reason, compared with the structure which can heat source gas only indirectly like the case where source gas is supplied from a gas nozzle, source gas can be heated efficiently.

さらに、ガスノズルの内部空間よりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置するという第２特徴点により、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。この観点からも、原料ガスを充分に加熱することができる。特に、この第２特徴点によれば、ガス導入空間２１０の体積をガスノズルの体積よりも充分に大きくすることができるが、このことは、ガス導入空間２１０を介して処理室２０９の内部へ原料ガスを導入する場合の方が、ガスノズルから処理室の内部へ原料ガスを導入する場合よりも、原料ガスの流速を小さくできることを意味している。つまり、処理室２０９の内部へ同じ流量の原料ガスを導入する場合を考えると、体積の小さなガスノズルを使用する場合には、処理室２０９の内部への原料ガスの流入量を確保するため、体積の小さなガスノズルの内部を流れる原料ガスの流速を速くしなければならない。このため、ガスノズル内での原料ガスの加熱時間が短くなり、充分な原料ガスの加熱を行なうことができなくなる。これに対し、体積の大きなガス導入空間２１０を使用する場合には、原料ガスの流速を小さくしても体積が大きいため、処理室２０９の内部への原料ガスの流入量を確保することができる。この結果、ガス導入空間２１０内における原料ガスの加熱時間が長くなり、原料ガスを充分に加熱することができるのである。   Furthermore, due to the second feature that the cylindrical heating body 207 is disposed over the gas introduction space 210 which is significantly larger than the internal space of the gas nozzle, the contact area where the heating body 207 and the source gas are in direct contact can be increased. it can. Also from this viewpoint, the source gas can be sufficiently heated. In particular, according to the second feature point, the volume of the gas introduction space 210 can be made sufficiently larger than the volume of the gas nozzle. This means that the raw material is introduced into the processing chamber 209 via the gas introduction space 210. When the gas is introduced, the flow rate of the raw material gas can be made smaller than when the raw material gas is introduced into the processing chamber from the gas nozzle. In other words, considering the case of introducing the same flow rate of the raw material gas into the processing chamber 209, when using a gas nozzle having a small volume, the volume of the raw material gas flowing into the processing chamber 209 is ensured. The flow rate of the raw material gas flowing inside the small gas nozzle must be increased. For this reason, the heating time of the source gas in the gas nozzle is shortened, and sufficient heating of the source gas cannot be performed. On the other hand, when the gas introduction space 210 having a large volume is used, since the volume is large even if the flow rate of the raw material gas is reduced, the amount of the raw material gas flowing into the processing chamber 209 can be secured. . As a result, the heating time of the source gas in the gas introduction space 210 becomes longer, and the source gas can be sufficiently heated.

また、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０への供給ポイントと、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔の配置位置とを、処理室２０９に対して、１８０度相対する位置に設けることが望ましい。なぜなら、このように構成することにより、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０への供給ポイントと、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔との間の距離を大きくすることができ、これによって、原料ガスの加熱時間を長くすることができるからである。つまり、原料ガスの加熱時間を長くして、原料ガスを充分に加熱する観点から、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０への供給ポイントと、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔の配置位置とを、処理室２０９に対して、１８０度相対する位置に設けることが望ましいのである。   Further, the supply point from the gas supply unit 211 to the gas introduction space 210 and the arrangement positions of the plurality of ejection holes provided in the outer wall 205 of the processing chamber 209 are positioned 180 degrees opposite to the processing chamber 209. It is desirable to provide it. Because of this configuration, the distance between the supply point from the gas supply unit 211 to the gas introduction space 210 and the plurality of ejection holes provided in the outer wall 205 of the processing chamber 209 can be increased. This is because the heating time of the source gas can be lengthened. That is, from the viewpoint of sufficiently heating the source gas by extending the heating time of the source gas, a supply point from the gas supply unit 211 to the gas introduction space 210 and a plurality of jets provided on the outer wall 205 of the processing chamber 209 It is desirable to provide the hole arrangement position at a position that is 180 degrees opposite to the processing chamber 209.

以上のように、本実施の形態１によれば、第１特徴点と第２特徴点の相乗効果によって、原料ガスを処理室２０９の内部に導入する前に充分に加熱することができ、これによって、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができる。この結果、本実施の形態１によれば、ヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。さらには、原料ガスによるウェハＷＦの温度低下も抑制することができるため、温度低下に起因するウェハＷＦ上への成膜速度の低下も効果的に抑制することができる。   As described above, according to the first embodiment, due to the synergistic effect of the first feature point and the second feature point, the source gas can be sufficiently heated before being introduced into the processing chamber 209. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of haze and slip due to the temperature difference between the source gas and the wafer WF. As a result, according to the first embodiment, film formation defects on the wafer WF based on haze and slip can be suppressed. Furthermore, since the temperature decrease of the wafer WF due to the source gas can be suppressed, the decrease in the film formation rate on the wafer WF due to the temperature decrease can also be effectively suppressed.

図３は、アウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図３に示すように、同心円形状をしたアウターチューブ２０３の内側にインナーチューブ２０６が設けられており、この内側に処理室２０９が設けられている。そして、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０が設けられ、このガス導入空間２１０の内部に加熱体２０７が設けられている。処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔２０８が設けられており、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７によって直接加熱された原料ガスは、この複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスは、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。   FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the inner region of the outer tube 203. As shown in FIG. 3, an inner tube 206 is provided inside a concentric outer tube 203, and a processing chamber 209 is provided inside the inner tube 206. A gas introduction space 210 is provided between the outer wall 205 of the processing chamber 209 and the inner tube 206, and a heating body 207 is provided inside the gas introduction space 210. The outer wall 205 of the processing chamber 209 is provided with a plurality of ejection holes 208, and the raw material gas directly heated by the heating body 207 disposed in the gas introduction space 210 is processed from the plurality of ejection holes 208. It is introduced into the chamber 209. Then, it can be seen that the raw material gas introduced into the inside of the processing chamber 209 is supplied onto the wafer WF mounted on the boat and the film forming process is performed.

＜変形例＞
続いて、本実施の形態１の変形例について説明する。例えば、本実施の形態１における処理炉２００を使用してウェハＷＦ上にシリコン（Ｓｉ）からなる半導体膜を形成する場合、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）等が使用され、キャリアガスとして、水素ガス（Ｈ２）が使用される。この水素ガス（Ｈ２）は、原料ガスを流すためのキャリアガスとして機能するとともに、水素（Ｈ２）ガスは、水素還元によってシリコン含有原料ガスの分解を促進する還元ガスとしても機能する。したがって、本実施の形態１のように、処理室２０９内に導入される前に、ガス導入空間２１０に設けられた加熱体２０７で充分に原料ガス（水素ガスも含む）を加熱すると、このガス導入空間２１０においても成膜条件が成立してしまい、ガス導入空間２１０の内部に副生成物が形成される問題が発生する場合がある。そこで、本変形例では、原料ガスと一緒に混合されて供給される水素ガスの一部をガス導入空間２１０とは別に設けられたガスノズルから供給する構成を取っている。この構成によれば、原料ガスの分解を促進する水素ガスの一部が原料ガスと分離して処理室２０９の内部へ供給されるため、ガス導入空間２１０に副生成物が形成されることを低減することができる。つまり、本変形例では、まず、原料ガスと水素ガスの一部をガス導入空間２１０に導入し、ガス導入空間２１０に設けられている加熱体２０７で加熱した後、この原料ガスと水素ガスの一部を処理室２０９の内部に供給する。一方、残りの水素ガスは、ガス導入空間２１０に導入せず、別に設けられたガスノズルから処理室２０９の内部へ供給するのである。これにより、原料ガスと一緒に加熱される水素ガスの量を低減することができるので、ガス導入空間２１０での原料ガスの分解反応を抑制することができ、これによって、ガス導入空間２１０に副生成物が生成されることを抑制することができる。 <Modification>
Subsequently, a modification of the first embodiment will be described. For example, when a semiconductor film made of silicon (Si) is formed on the wafer WF using the processing furnace 200 according to the first embodiment, SiH 2 Cl 2 (dichlorosilane), SiHCl 3 (trichlorosilane) are used as source gases. ), SiCl 4 (silicon tetrachloride) or the like, and hydrogen gas (H 2 ) is used as the carrier gas. The hydrogen gas (H 2 ) functions as a carrier gas for flowing the source gas, and the hydrogen (H 2 ) gas also functions as a reducing gas that promotes decomposition of the silicon-containing source gas by hydrogen reduction. Therefore, when the source gas (including hydrogen gas) is sufficiently heated by the heating body 207 provided in the gas introduction space 210 before being introduced into the processing chamber 209 as in the first embodiment, this gas Film formation conditions are also established in the introduction space 210, and there may be a problem that a by-product is formed inside the gas introduction space 210. Therefore, in this modification, a configuration is adopted in which a part of the hydrogen gas mixed and supplied together with the raw material gas is supplied from a gas nozzle provided separately from the gas introduction space 210. According to this configuration, a part of the hydrogen gas that promotes decomposition of the source gas is separated from the source gas and supplied to the inside of the processing chamber 209, so that a by-product is formed in the gas introduction space 210. Can be reduced. That is, in this modification, first, a part of the source gas and the hydrogen gas are introduced into the gas introduction space 210, heated by the heating body 207 provided in the gas introduction space 210, and then the source gas and the hydrogen gas are mixed. A part is supplied into the processing chamber 209. On the other hand, the remaining hydrogen gas is not introduced into the gas introduction space 210 but is supplied into the processing chamber 209 from a separately provided gas nozzle. As a result, the amount of hydrogen gas heated together with the source gas can be reduced, so that the decomposition reaction of the source gas in the gas introduction space 210 can be suppressed. It can suppress that a product is produced | generated.

図４は、変形例におけるアウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図４に示すように、同心円形状をしたアウターチューブ２０３の内側にインナーチューブ２０６が設けられており、この内側に処理室２０９が設けられている。そして、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０が設けられ、このガス導入空間２１０の内部に加熱体２０７が設けられている。処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔２０８が設けられており、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７によって直接加熱された原料ガスおよび水素ガスの一部は、この複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスおよび水素ガスの一部は、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。さらに、本変形例では、処理室２０９の内部にガスノズル２１３が設けられており、このガスノズル２１３から残りの水素ガスが供給される。したがって、処理室２０９の内部においては、ガス導入空間２１０で加熱された原料ガスと水素ガスの一部と、ガスノズル２１３から供給される残りの水素ガスが混合（ミキシング）されて、ウェハＷＦ上に供給される。この結果、本変形例によれば、原料ガスと一緒に加熱される水素ガスの量を低減することができるので、ガス導入空間２１０での原料ガスの分解反応を抑制することができる。そして、本変形例によれば、処理室２０９内で、ガス導入空間２１０で加熱された原料ガスと水素ガスの一部と、ガスノズル２１３から供給される残りの水素ガスとを混合するため、ウェハＷＦ上への半導体膜の成膜処理を充分に行なうことができる。   FIG. 4 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the inner region of the outer tube 203 in the modification. As shown in FIG. 4, an inner tube 206 is provided inside a concentric outer tube 203, and a processing chamber 209 is provided inside the inner tube 206. A gas introduction space 210 is provided between the outer wall 205 of the processing chamber 209 and the inner tube 206, and a heating body 207 is provided inside the gas introduction space 210. A plurality of ejection holes 208 are provided in the outer wall 205 of the processing chamber 209, and a part of the source gas and the hydrogen gas directly heated by the heating body 207 disposed in the gas introduction space 210 are a plurality of these. Are introduced into the processing chamber 209 from the ejection holes 208. Then, it can be seen that part of the raw material gas and hydrogen gas introduced into the inside of the processing chamber 209 is supplied onto the wafer WF mounted on the boat and the film forming process is performed. Furthermore, in this modification, a gas nozzle 213 is provided inside the processing chamber 209, and the remaining hydrogen gas is supplied from the gas nozzle 213. Therefore, in the processing chamber 209, the raw material gas heated in the gas introduction space 210 and a part of the hydrogen gas are mixed (mixed) with the remaining hydrogen gas supplied from the gas nozzle 213, and are mixed on the wafer WF. Supplied. As a result, according to the present modification, the amount of hydrogen gas heated together with the source gas can be reduced, so that the decomposition reaction of the source gas in the gas introduction space 210 can be suppressed. Then, according to the present modification, in the processing chamber 209, the raw material gas heated in the gas introduction space 210 and a part of the hydrogen gas are mixed with the remaining hydrogen gas supplied from the gas nozzle 213. The semiconductor film can be sufficiently formed on the WF.

ここで、原料ガスを充分に加熱する観点からは、原料ガスとともに、ガス導入空間２１０へ導入される水素ガスの量を多くすることが望ましい。一方、ガス導入空間２１０での副生成物を抑制する観点からは、原料ガスとともに、ガス導入空間２１０へ導入される水素ガスの量を少なくすることが望ましい。実際の成膜工程では、原料ガスを充分に加熱すること、ガス導入空間２１０での副生成物を抑制することをある程度両立させるように、原料ガスとともにガス導入空間２１０へ導入される水素ガスの量と、ガスノズル２１３から供給する残りの水素ガスの量が調整される。   Here, from the viewpoint of sufficiently heating the source gas, it is desirable to increase the amount of hydrogen gas introduced into the gas introduction space 210 together with the source gas. On the other hand, from the viewpoint of suppressing by-products in the gas introduction space 210, it is desirable to reduce the amount of hydrogen gas introduced into the gas introduction space 210 together with the raw material gas. In the actual film-forming process, the hydrogen gas introduced into the gas introduction space 210 together with the source gas is made compatible with heating the source gas sufficiently and suppressing by-products in the gas introduction space 210 to some extent. The amount and the amount of the remaining hydrogen gas supplied from the gas nozzle 213 are adjusted.

なお、本変形例では、原料ガスおよび水素ガスの一部をガス導入空間２１０に導入するように構成する例について説明したが、本変形例とは逆に、原料ガスおよび水素ガスの一部をガスノズル２１３から供給するように構成し、残りの水素ガスをガス導入空間２１０に導入するように構成してもよい。このとき、重要なのは、流量の多いガスをガス導入空間２１０に導入するということである。例えば、原料ガスの流量がキャリアガスの流量よりも多い場合には、原料ガスおよびキャリアガスの一部をガス導入空間２１０に導入して加熱する方が、処理室２０９に導入されるトータルの原料ガスおよびキャリアガスを充分に加熱することができる。一方、原料ガスの流量がキャリアガスの流量よりも少ない場合には、残りのキャリアガスをガス導入空間２１０に導入して加熱する方が、処理室２０９に導入されるトータルの原料ガスおよびキャリアガスを充分に加熱することができる。   In the present modification, an example in which a part of the source gas and the hydrogen gas is introduced into the gas introduction space 210 has been described. However, contrary to the present modification, a part of the source gas and the hydrogen gas is used. It may be configured to be supplied from the gas nozzle 213 and may be configured to introduce the remaining hydrogen gas into the gas introduction space 210. At this time, it is important to introduce a gas having a high flow rate into the gas introduction space 210. For example, when the flow rate of the source gas is higher than the flow rate of the carrier gas, the total source material introduced into the processing chamber 209 is heated by introducing a part of the source gas and the carrier gas into the gas introduction space 210 and heating them. The gas and carrier gas can be sufficiently heated. On the other hand, when the flow rate of the source gas is smaller than the flow rate of the carrier gas, the total source gas and carrier gas introduced into the processing chamber 209 are more preferably introduced by heating the remaining carrier gas into the gas introduction space 210. Can be heated sufficiently.

＜本実施の形態１における処理炉周辺の構成＞
続いて、本実施の形態１における処理炉周辺の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態１における処理炉周辺の構成を示す図である。図５において、処理炉２００の下方には、処理炉２００の下端開口部を気密封止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。このシールキャップ２１９は、例えば、ステンレスなどの金属から構成されており、円盤状の形状をしている。シールキャップ２１９の上面には、処理炉２００の下端と当接するシール材としてのＯリング（図示せず）が設けられている。シールキャップ２１９には、回転機構３０１が設けられており、この回転機構３０１の回転軸３０２はシールキャップ２１９を貫通してボートＢＴに接続されている。これにより、回転機構３０１は、回転軸３０２を介してボートＢＴを回転させることで、ボートＢＴに搭載されているウェハ（半導体基板）ＷＦを回転するようになっている。 <Configuration around processing furnace in Embodiment 1>
Next, the configuration around the processing furnace in the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing a configuration around the processing furnace in the first embodiment. In FIG. 5, a seal cap 219 is provided below the processing furnace 200 as a furnace port lid for hermetically sealing the lower end opening of the processing furnace 200. The seal cap 219 is made of, for example, a metal such as stainless steel and has a disk shape. An O-ring (not shown) is provided on the upper surface of the seal cap 219 as a seal material that contacts the lower end of the processing furnace 200. The seal cap 219 is provided with a rotation mechanism 301, and the rotation shaft 302 of the rotation mechanism 301 passes through the seal cap 219 and is connected to the boat BT. Thereby, the rotation mechanism 301 rotates the wafer BT mounted on the boat BT by rotating the boat BT via the rotation shaft 302.

また、シールキャップ２１９は、処理炉２００の外側に設けられた昇降機構によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによって、シールキャップ２１９上に搭載されたボートＢＴを処理炉２００に対して搬入あるいは搬出することができるようになっている。上述した回転機構３０１および昇降機構を動作させる昇降モータ３０３は、後述する駆動制御部と電気的に接続されており、駆動制御部は、回転機構３０１や昇降モータ３０３が所定動作をするように制御する。   Further, the seal cap 219 is configured to be moved up and down in the vertical direction by an elevating mechanism provided outside the processing furnace 200, whereby the boat BT mounted on the seal cap 219 is transferred to the processing furnace 200. On the other hand, it can be carried in or out. The rotating mechanism 301 and the lifting motor 303 that operates the lifting mechanism described above are electrically connected to a drive control unit described later, and the drive control unit controls the rotating mechanism 301 and the lifting motor 303 to perform a predetermined operation. To do.

次に、予備室としてのロードロック室１４１の外面に下基板３０４が設けられている。この下基板３０４には、昇降台３０５とスライド自在になっているガイドシャフト３０６および昇降台３０５と螺合するボール螺子３０７が設けられている。そして、下基板３０４に立設したガイドシャフト３０６およびボール螺子３０７の上端には、上基板３０８が設けられている。ボール螺子３０７は、上基板３０８に設けられた昇降モータ３０３によって回転され、ボール螺子３０７が回転することにより、昇降台３０５が昇降するようになっている。   Next, a lower substrate 304 is provided on the outer surface of the load lock chamber 141 as a spare chamber. The lower substrate 304 is provided with a guide shaft 306 that is slidable with the lifting platform 305 and a ball screw 307 that is screwed with the lifting platform 305. An upper substrate 308 is provided on the upper ends of the guide shaft 306 and the ball screw 307 erected on the lower substrate 304. The ball screw 307 is rotated by an elevating motor 303 provided on the upper substrate 308. When the ball screw 307 is rotated, the elevating platform 305 is moved up and down.

昇降台３０５には中空の昇降シャフト３０９が垂設され、昇降台３０５と昇降シャフト３０９の連結部は気密となっており、この昇降シャフト３０９は昇降台３０５とともに昇降するように構成されている。昇降シャフト３０９は、ロードロック室１４１の天板３１０を遊貫し、昇降シャフト３０９が貫通する天板３１０の貫通孔は、昇降シャフト３０９が天板３１０と接触することがないように充分な隙間が形成されている。   A hollow elevating shaft 309 is vertically suspended from the elevating platform 305, and a connecting portion between the elevating platform 305 and the elevating shaft 309 is airtight. The elevating shaft 309 is configured to move up and down together with the elevating platform 305. The elevating shaft 309 passes through the top plate 310 of the load lock chamber 141, and the through hole of the top plate 310 through which the elevating shaft 309 penetrates has a sufficient clearance so that the elevating shaft 309 does not contact the top plate 310. Is formed.

ロードロック室１４１と昇降台３０５との間には、昇降シャフト３０９の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてベローズ３１１が設けられており、このベローズ３１１によりロードロック室１４１が気密に保たれるようになっている。このとき、ベローズ３１１は、昇降台３０５の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ３１１の内径は、昇降シャフト３０９の外径に比べて充分に大きく、伸縮の際にベローズ３１１と昇降シャフト３０９が接触することがないように構成されている。   Between the load lock chamber 141 and the lifting platform 305, a bellows 311 is provided as a stretchable hollow elastic body so as to cover the periphery of the lifting shaft 309, and the load lock chamber 141 is hermetically sealed by the bellows 311. It is supposed to be kept. At this time, the bellows 311 has a sufficient amount of expansion / contraction that can correspond to the amount of elevation of the elevator platform 305, and the inner diameter of the bellows 311 is sufficiently larger than the outer diameter of the elevation shaft 309. It is comprised so that the raising / lowering shaft 309 may not contact.

昇降シャフト３０９の下端には、昇降基板３１２が水平に固着され、この昇降基板３１２の下面にはＯリングなどのシール部材を介して駆動部カバー３１３が気密に取り付けられている。昇降基板３１２と駆動部カバー３１３により駆動部収納ケース３１４が構成され、この構成により、駆動部収納ケース３１４の内部は、ロードロック室１４１内の雰囲気と隔離される。   An elevating board 312 is fixed horizontally to the lower end of the elevating shaft 309, and a drive unit cover 313 is airtightly attached to the lower surface of the elevating board 312 via a seal member such as an O-ring. The elevating board 312 and the drive unit cover 313 form a drive unit storage case 314, and the inside of the drive unit storage case 314 is isolated from the atmosphere in the load lock chamber 141 by this configuration.

駆動部収納ケース３１４の内部には、ボートＢＴの回転機構３０１が設けられており、この回転機構３０１の周辺は、冷却機構３１５によって冷却されるようになっている。   A rotation mechanism 301 for the boat BT is provided inside the drive unit storage case 314, and the periphery of the rotation mechanism 301 is cooled by a cooling mechanism 315.

続いて、電力ケーブル３１６は、昇降シャフト３０９の上端から中空部を通り、回転機構３０１に導かれて接続されている。また、冷却機構３１５およびシールキャップ２１９には、冷却水流路３１７が形成されている。さらに、冷却水配管３１８が昇降シャフト３０９の上端から中空部を通り、冷却水流路３１７に導かれて接続されている。   Subsequently, the power cable 316 passes through the hollow portion from the upper end of the elevating shaft 309 and is guided and connected to the rotation mechanism 301. A cooling water flow path 317 is formed in the cooling mechanism 315 and the seal cap 219. Further, the cooling water pipe 318 passes through the hollow portion from the upper end of the elevating shaft 309 and is led to and connected to the cooling water flow path 317.

このように構成されている処理炉周辺構造において、昇降モータ３０３が駆動されて、ボール螺子３０７が回転することにより、昇降台３０５および昇降シャフト３０９を介して駆動部収納ケース３１４を昇降させる。そして、例えば、駆動部収納ケース３１４が上昇することにより、昇降基板３１２に気密に設けられているシールキャップ２１９が処理炉２００の開口部である炉口３１９を閉塞し、ボートＢＴに搭載されたウェハＷＦの成膜処理が可能な状態となる。一方、例えば、駆動部収納ケース３１４が下降することにより、シールキャップ２１９とともにボートＢＴが下降し、ボートＢＴに搭載されているウェハＷＦを外部に搬出できる状態となる。   In the processing furnace peripheral structure configured as described above, the drive motor 303 is driven and the ball screw 307 rotates, whereby the drive unit storage case 314 is moved up and down via the lift platform 305 and the lift shaft 309. Then, for example, when the drive unit storage case 314 is raised, the seal cap 219 provided in an airtight manner on the elevating substrate 312 closes the furnace port 319 which is the opening of the processing furnace 200 and is mounted on the boat BT. The wafer WF can be formed. On the other hand, for example, when the drive unit storage case 314 is lowered, the boat BT is lowered together with the seal cap 219, so that the wafer WF mounted on the boat BT can be carried out to the outside.

＜本実施の形態１における基板処理装置の制御部の構成＞
次に、本実施の形態１における基板処理装置１０１の制御部の構成について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態１における基板処理装置１０１を制御するコントローラＣＬの構成を示すブロック図である。図６において、本実施の形態１におけるコントローラＣＬは、主制御部４０１、温度制御部４０２、ガス流量制御部４０３、圧力制御部４０４、および、駆動制御部４０５を有している。そして、主制御部４０１は、温度制御部４０２、ガス流量制御部４０３、圧力制御部４０４、および、駆動制御部４０５と電気的に接続されており、主制御部４０１は、温度制御部４０２、ガス流量制御部４０３、圧力制御部４０４、および、駆動制御部４０５を制御するように構成されている。 <Configuration of Control Unit of Substrate Processing Apparatus in First Embodiment>
Next, the configuration of the control unit of the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the controller CL that controls the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment. In FIG. 6, the controller CL in the first embodiment includes a main control unit 401, a temperature control unit 402, a gas flow rate control unit 403, a pressure control unit 404, and a drive control unit 405. The main control unit 401 is electrically connected to the temperature control unit 402, the gas flow rate control unit 403, the pressure control unit 404, and the drive control unit 405. The main control unit 401 includes the temperature control unit 402, The gas flow rate control unit 403, the pressure control unit 404, and the drive control unit 405 are configured to be controlled.

温度制御部４０２は、例えば、図２に示す誘導コイル２０４や図示しない温度センサと電気的に接続されている。そして、温度制御部４０２は、温度センサによって検出された温度情報に基づき、誘導コイル２０４への通電具合を調節することで、処理室２０９内の温度が所望の温度分布となるように制御するように構成されている。   The temperature control unit 402 is electrically connected to, for example, the induction coil 204 shown in FIG. 2 or a temperature sensor (not shown). Then, the temperature control unit 402 controls the temperature in the processing chamber 209 to have a desired temperature distribution by adjusting the degree of energization to the induction coil 204 based on the temperature information detected by the temperature sensor. It is configured.

ガス流量制御部４０３は、例えば、図２に示すガス供給部２１１に接続されるバルブおよびマスフローコントローラと電気的に接続されており、ガス流量制御部４０３は、それぞれ供給するガスの流量が所定の流量となるようにバルブおよびマスフローコントローラを制御するように構成されている。   The gas flow rate control unit 403 is electrically connected to, for example, a valve and a mass flow controller connected to the gas supply unit 211 shown in FIG. 2, and the gas flow rate control unit 403 has a predetermined flow rate of supplied gas. The valve and the mass flow controller are configured to control the flow rate.

圧力制御部４０４は、例えば、図示しない圧力センサおよびＡＰＣバルブと電気的に接続されている。そして、この圧力制御部４０４は、圧力センサによって検出された圧力に基づいて、ＡＰＣバルブの開閉度を調節し、処理室２０９内の圧力が所定圧力となるように制御するように構成されている。   For example, the pressure control unit 404 is electrically connected to a pressure sensor and an APC valve (not shown). The pressure control unit 404 is configured to adjust the opening / closing degree of the APC valve based on the pressure detected by the pressure sensor so as to control the pressure in the processing chamber 209 to be a predetermined pressure. .

駆動制御部４０５は、例えば、図５に示す回転機構３０１および昇降機構を動作させる昇降モータ３０３と電気的に接続されており、この駆動制御部４０５は、回転機構３０１や昇降モータ３０３が所定動作をするように制御している。   The drive control unit 405 is electrically connected to, for example, the rotation mechanism 301 and the lifting motor 303 that operates the lifting mechanism shown in FIG. 5. The drive control unit 405 is configured so that the rotation mechanism 301 and the lifting motor 303 operate in a predetermined manner. It is controlled to do.

以上のようにして、本実施の形態１における基板処理装置がコントローラＣＬによって制御される。以下では、このコントローラＣＬによる制御のもと、本実施の形態１における基板処理装置によって、半導体基板上にシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を成膜する方法について説明する。   As described above, the substrate processing apparatus according to the first embodiment is controlled by the controller CL. Hereinafter, a method of forming a semiconductor film such as silicon (Si) on the semiconductor substrate by the substrate processing apparatus according to the first embodiment under the control of the controller CL will be described.

＜本実施の形態１における基板処理装置を使用した半導体装置の製造方法＞
本実施の形態１における基板処理装置１０１は上記のように構成されており、以下に、この基板処理装置１０１を使用した基板の処理工程について、図面を参照しながら説明する。具体的に、本実施の形態１では、基板の処理工程の一工程として、ウェハＷＦなどの基板上に、エピタキシャル成長法を使用してシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を形成する方法について説明する。 <Method of Manufacturing Semiconductor Device Using Substrate Processing Apparatus in First Embodiment>
The substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment is configured as described above. Hereinafter, a substrate processing process using the substrate processing apparatus 101 will be described with reference to the drawings. Specifically, in the first embodiment, a method for forming a semiconductor film such as silicon (Si) on a substrate such as a wafer WF using an epitaxial growth method will be described as one step of the substrate processing step.

なお、本実施の形態１では、半導体装置の製造方法を例に挙げて説明するが、本実施の形態１で開示される基板の処理方法は、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ｎ型）の半導体基板であるウェハＷＦなどの基板上に第１導電型とは反対導電型の第２導電型（例えばｐ型）のシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜をエピタキシャル成長法で形成してｐｎ接合を形成する太陽電池の製造方法にも適用することもできる。   Note that in this first embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device will be described as an example. However, the substrate processing method disclosed in this first embodiment is not limited to the method for manufacturing a semiconductor device. . For example, a semiconductor such as silicon (Si) of a second conductivity type (for example, p-type) opposite to the first conductivity type on a substrate such as a wafer WF that is a first conductivity type (for example, n-type) semiconductor substrate. The present invention can also be applied to a method for manufacturing a solar cell in which a film is formed by an epitaxial growth method to form a pn junction.

図７は、本実施の形態１における基板処理装置１０１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２０９内の温度（℃）を示し、図７の実線は処理室２０９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ＣＬにより制御される。   FIG. 7 is a timing chart showing the processing sequence of the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment. The broken line in FIG. 7 shows the temperature (° C.) in the processing chamber 209, and the solid line in FIG. The pressure (Torr) in the chamber 209 is shown. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus 101 is controlled by the controller CL.

まず、図２に示す処理室２０９内にボートＢＴを搬入する前段階として、処理室２０９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ＢＴが処理室２０９の真下にあるロードロック室１４１に配置され、複数枚のウェハＷＦをボートＢＴに装填した状態を指している。   First, as a stage before the boat BT is carried into the processing chamber 209 shown in FIG. 2, the processing chamber 209 is in a standby state (standby process in FIG. 7). The standby state refers to a state in which the boat BT is disposed in the load lock chamber 141 directly below the processing chamber 209 and a plurality of wafers WF are loaded in the boat BT.

次に、複数枚のウェハＷＦがボートＢＴに装填されると、スタンバイ工程に続いて、昇降モータ３０３の上昇方向への回転駆動（正転駆動）により昇降台３０５および昇降シャフト３０９が上昇動作する。これにより、図２に示すようにボートＢＴは上昇して処理室２０９内に搬入（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リングを介して天板３１０をシールした状態となる。このとき、処理室２０９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、本実施の形態１における「基板を処理室内に搬送する工程」を構成している。   Next, when a plurality of wafers WF are loaded into the boat BT, following the standby process, the lifting platform 305 and the lifting shaft 309 are lifted by rotational driving (forward rotation) of the lifting motor 303 in the lifting direction. . As a result, as shown in FIG. 2, the boat BT is raised and loaded into the processing chamber 209 (boat loading process in FIG. 7). Thereafter, the seal cap 219 seals the top plate 310 via the O-ring. At this time, the internal pressure in the processing chamber 209 is, for example, 760 Torr (= 760 × 133.3 Pa). Here, the boat loading step constitutes the “step of transporting the substrate into the processing chamber” in the first embodiment.

ボートロード工程に続いて、処理室２０９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２００内の処理室２０９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、ガス供給部２１１に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から処理室２０９の内部へ供給される。 Following the boat loading process, for example, N 2 (nitrogen) gas is supplied as an inert gas into the processing chamber 209, and the processing chamber 209 in the processing furnace 200 is replaced with an inert gas (Purge 1 in FIG. 7). Process). Note that the inert gas is supplied into the processing chamber 209 from an inert gas supply source (not shown) connected to the gas supply unit 211.

パージ１工程に続いて、処理室２０９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によって排気（真空引き）し、処理室２０９内を減圧する（図７の真空排気１工程）。   Subsequent to the purge 1 step, the inside of the processing chamber 209 is filled with an inert gas and evacuated (evacuated) by a vacuum exhaust device so that a desired pressure is obtained, and the inside of the processing chamber 209 is depressurized (the vacuum exhaust in FIG. 7). 1 step).

真空排気１工程に続いて、処理室２０９内の圧力を圧力センサで測定し、測定した圧力に基づきＡＰＣバルブ（圧力調節器）の開度がフィードバック制御される（図７の圧力制御工程）。このとき、ガス供給部２１１に接続された不活性ガス供給源（図示せず）からは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、処理室２０９の内部へ供給される。この圧力制御工程によって、処理室２０９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２０９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 vacuum evacuation step 1, the pressure in the processing chamber 209 is measured by a pressure sensor, and the opening degree of the APC valve (pressure regulator) is feedback-controlled based on the measured pressure (pressure control step in FIG. 7). At this time, for example, N 2 gas is supplied as an inert gas from the inert gas supply source (not shown) connected to the gas supply unit 211 into the processing chamber 209. By this pressure control step, the pressure in the processing chamber 209 is adjusted to a constant processing pressure among processing pressures selected from the range of 16000 Pa to 93310 Pa. For example, 200 Torr to 700 Torr (200 × 133.3 Pa to 700 × 133.3 Pa). Note that the pressure in the processing chamber 209 is controlled so as to maintain a constant processing pressure from the pressure control step to the vacuum evacuation step 2 shown in FIG.

そして、ブロア（図示せず）を動作させることで、誘導加熱装置とアウターチューブ２０３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２０３の側壁などを冷却する。ラジエータおよび冷却壁には、冷却媒体として冷却水が流通し、壁体を介して誘導加熱装置内が冷却される。また、処理室２０９内の温度を所望の温度とするように誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４には高周波電流が印加され、加熱体２０７に誘導電流（渦電流）を生じさせる。   Then, by operating a blower (not shown), gas or air is circulated between the induction heating device and the outer tube 203 to cool the side wall of the outer tube 203 and the like. Cooling water as a cooling medium flows through the radiator and the cooling wall, and the inside of the induction heating device is cooled through the wall body. Further, a high frequency current is applied to the induction coil 204 constituting the induction heating device so that the temperature in the processing chamber 209 is a desired temperature, and an induction current (eddy current) is generated in the heating body 207.

具体的には、誘導加熱装置により処理炉２００内の少なくとも、加熱体２０７を誘導加熱し、加熱体２０７からの輻射熱によって、処理室２０９内のボートＢＴに保持された各ウェハＷＦを加熱する（図７の昇温工程）。つまり、誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４に高周波電流を流すと、処理炉２００内に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界により被誘導体である加熱体２０７に渦電流が発生する。そして、加熱体２０７は、渦電流によって誘導加熱が起こって昇温され、その後、加熱体２０７からの輻射熱により、処理室２０９内に配置されているウェハＷＦが加熱される。ここでの昇温工程は、本実施の形態１における「基板を処理する工程」を構成している。   Specifically, at least the heating body 207 in the processing furnace 200 is induction-heated by the induction heating apparatus, and each wafer WF held in the boat BT in the processing chamber 209 is heated by radiant heat from the heating body 207 ( FIG. 7 shows the temperature raising step). That is, when a high-frequency current is passed through the induction coil 204 constituting the induction heating device, a high-frequency electromagnetic field is generated in the processing furnace 200, and an eddy current is generated in the heating body 207 as a derivative by the high-frequency electromagnetic field. The heating body 207 is heated by induction heating due to eddy current, and then the wafer WF disposed in the processing chamber 209 is heated by the radiant heat from the heating body 207. The temperature raising step here constitutes the “step for processing the substrate” in the first embodiment.

加熱体２０７を誘導加熱する際、温度制御部４０２は、処理炉２００（処理室２０９）内が所望の温度分布となるように各放射温度計により検出した温度情報を監視し、この温度情報に基づいて誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４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。処理炉２００内を昇温することにより、処理室２０９内のボートＢＴに配置されているウェハＷＦの温度も上昇する。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ガス（Ｈ２）を用いる場合には、加熱体２０７の温度が１１５０℃以上となるように誘導加熱する。さらに、各ウェハＷＦ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。 When the heating body 207 is induction-heated, the temperature control unit 402 monitors temperature information detected by each radiation thermometer so that the inside of the processing furnace 200 (processing chamber 209) has a desired temperature distribution. Based on this, feedback control is performed on the state of energization to the induction coil 204 constituting the induction heating device. By increasing the temperature in the processing furnace 200, the temperature of the wafer WF disposed in the boat BT in the processing chamber 209 also increases. For example, when SiHCl 3 (trichlorosilane) is used as the source gas and hydrogen gas (H 2 ) is used as the carrier gas, induction heating is performed so that the temperature of the heating body 207 becomes 1150 ° C. or higher. Further, each wafer WF is heated at a constant temperature among processing temperatures selected from a range of 700 ° C. to 1200 ° C.

昇温工程に続いて、回転機構３０１を回転駆動してボートＢＴを回転させ、各ウェハＷＦを処理炉２００内で回転させる。その後、各ウェハＷＦの温度が安定したところで、ガス供給部２１１から原料ガス（キャリアガスも含む）を供給する。そして、ガス供給源からの原料ガスの流量が所望の流量となるようにマスフローコントローラの開度が調節された後、バルブが開かれる。これにより、原料ガスがガス供給部２１１からガス導入空間２１０に導入される。すなわち、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５に囲まれたガス導入空間２１０の内部に原料ガスが導入される。このとき、ガス導入空間２１０には、加熱体２０７が配置されており、この加熱体２０７は、誘導加熱により加熱されている。このため、ガス導入空間２１０に導入された原料ガスは、この加熱体２０７に直接接触することにより、効率良く加熱される。特に、本実施の形態１によれば、ガスノズルよりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置しているため、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。この観点からも、本実施の形態１では、ガス導入空間２１０において原料ガスを充分に加熱することができる。   Following the temperature raising step, the rotation mechanism 301 is rotated to rotate the boat BT, and each wafer WF is rotated in the processing furnace 200. Thereafter, when the temperature of each wafer WF is stabilized, a source gas (including a carrier gas) is supplied from the gas supply unit 211. Then, after the opening degree of the mass flow controller is adjusted so that the flow rate of the source gas from the gas supply source becomes a desired flow rate, the valve is opened. As a result, the source gas is introduced from the gas supply unit 211 into the gas introduction space 210. That is, the source gas is introduced into the gas introduction space 210 surrounded by the inner tube 206 and the outer wall 205 of the processing chamber 209. At this time, a heating body 207 is disposed in the gas introduction space 210, and the heating body 207 is heated by induction heating. For this reason, the raw material gas introduced into the gas introduction space 210 is efficiently heated by directly contacting the heating body 207. In particular, according to the first embodiment, since the cylindrical heating body 207 is arranged over the gas introduction space 210 that is significantly wider than the gas nozzle, the contact area between the heating body 207 and the source gas is increased. can do. Also from this viewpoint, in the first embodiment, the source gas can be sufficiently heated in the gas introduction space 210.

ここで、ガス供給部２１１から供給される原料ガスは、例えば、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、を含み、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）等を含み、キャリアガスとして水素ガス（Ｈ２）を含んでいる。 Here, the source gas supplied from the gas supply unit 211 is, for example, SiH 2 Cl 2 (dichlorosilane), SiHCl 3 (trichlorosilane), SiCl 4 (SiCl 2 (dichlorosilane), SiSi (silicon germanium) source gas. Silicon tetrachloride), etc., B 2 H 6 (diborane), BCl 3 (boron trichloride), PH 3 (phosphine), etc. as the doping gas, and hydrogen gas (H 2 ) as the carrier gas. .

このようにして、ガス導入空間２１０に配置されている加熱体２０７によって直接的に加熱された原料ガスは、処理室２０９の外壁２０５に設けられている複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ供給される。   In this way, the raw material gas directly heated by the heating body 207 arranged in the gas introduction space 210 passes through the plurality of ejection holes 208 provided in the outer wall 205 of the processing chamber 209 to the inside of the processing chamber 209. Supplied to.

処理室２０９の内部に供給された原料ガスは、各ウェハＷＦ間を通過して各ウェハＷＦの表面上に行き渡った後、ガス排気部２１２に到達して排気される。このとき、原料ガスは、予めガス導入空間２１０を通過する際に予備加熱されているため、加熱されているウェハＷＦと原料ガスとの温度差を小さくすることができる。この結果、本実施の形態１によれば、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができる。この結果、本実施の形態１によれば、ヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。さらには、原料ガスによるウェハＷＦの温度低下も抑制することができるため、温度低下に起因するウェハＷＦ上への成膜速度の低下も効果的に抑制することができる。以上のようにして、各ウェハＷＦの表面上で原料ガスの分解に基づくエピタシャル成長により、各ウェハＷＦの表面上にシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を形成することができる（図７の成膜工程）。   The source gas supplied into the processing chamber 209 passes between the wafers WF and reaches the surface of each wafer WF, and then reaches the gas exhaust unit 212 and is exhausted. At this time, since the source gas is preliminarily heated when passing through the gas introduction space 210 in advance, the temperature difference between the heated wafer WF and the source gas can be reduced. As a result, according to the first embodiment, it is possible to suppress the occurrence of haze and slip due to the temperature difference between the source gas and the wafer WF. As a result, according to the first embodiment, film formation defects on the wafer WF based on haze and slip can be suppressed. Furthermore, since the temperature decrease of the wafer WF due to the source gas can be suppressed, the decrease in the film formation rate on the wafer WF due to the temperature decrease can also be effectively suppressed. As described above, a semiconductor film such as silicon (Si) can be formed on the surface of each wafer WF by epitaxial growth based on decomposition of the source gas on the surface of each wafer WF (deposition of FIG. 7). Process).

成膜工程後、予め設定された時間が経過すると、誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４への高周波電流の印加を停止させる等して、処理室２０９内の温度を低下させる（図７の降温工程）。そして、処理室２０９内の圧力を所望の圧力とするため、真空排気装置を作動させて、処理室２０９内の雰囲気をガス排気部２１２から外部へ排気（真空引き）しつつ、処理室２０９の内部圧力を減圧する（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２０９内に供給して処理室２０９内を不活性ガスに置換し、処理室２０９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 processing chamber 209 is lowered by stopping the application of the high-frequency current to the induction coil 204 constituting the induction heating device (the temperature drop in FIG. 7). Process). Then, in order to set the pressure in the processing chamber 209 to a desired pressure, the vacuum exhaust device is operated to exhaust (evacuate) the atmosphere in the processing chamber 209 from the gas exhaust unit 212 to the outside. The internal pressure is reduced (two evacuation steps in FIG. 7). Subsequently, as an inert gas from an inert gas supply source (not shown), for example, N 2 gas is supplied into the processing chamber 209 to replace the inside of the processing chamber 209 with the inert gas. The pressure is returned to normal pressure (purge 2 step in FIG. 7).

パージ２工程に続いて、昇降モータ３０３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、マニホールドの下端側が開口されるとともに、処理済の各ウェハＷＦがボートＢＴに保持された状態で、マニホールドの下端側から処理炉２００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ＷＦをボートＢＴ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、本実施の形態１における基板処理装置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ＷＦの表面上に半導体膜を形成することができる。   Following the purge 2 step, the elevating motor 303 is rotationally driven (reversely driven) in the downward direction to lower the seal cap 219. Then, the lower end side of the manifold is opened, and the processed wafers WF are held in the boat BT, and are transferred from the lower end side of the manifold toward the outside of the processing furnace 200, that is, toward the load lock chamber 141 (boat Unloading) (boat unloading step in FIG. 7). Then, each processed wafer WF can be taken out from the boat BT (wafer discharge). Thereafter, the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment returns to the standby state. As described above, a semiconductor film can be formed on the surface of each wafer WF.

＜本実施の形態１における効果＞
以上のようにして、本実施の形態１における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。 <Effect in the first embodiment>
As described above, according to the technical idea of the first embodiment, at least one of the plurality of effects described below is produced.

（１）本実施の形態１によれば、処理室２０９の内部に導入される原料ガスは、ガス導入空間２１０を通過する際に加熱されているので、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。   (1) According to the first embodiment, since the source gas introduced into the processing chamber 209 is heated when passing through the gas introduction space 210, the temperature difference between the source gas and the wafer WF is increased. Occurrence of the haze and slip caused can be suppressed, and film formation defects on the wafer WF based on the haze and slip can be suppressed.

（２）具体的に、本実施の形態１によれば、まず、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）２０７を設ける第１特徴点により、原料ガスを加熱体２０７に直接接触させて直接的に加熱することができる。このため、ガスノズルから原料ガスを供給する場合のように間接的にしか原料ガスを加熱できない構成に比べて、効率良く原料ガスを加熱することができる。   (2) Specifically, according to the first embodiment, first, a gas introduction space 210 is provided between the outer wall 205 and the inner tube 206 of the processing chamber 209, and induction heating is performed in the gas introduction space 210. Due to the first feature point in which the heating body (derivative) 207 is provided, the source gas can be directly heated by being brought into contact with the heating body 207. For this reason, compared with the structure which can heat source gas only indirectly like the case where source gas is supplied from a gas nozzle, source gas can be heated efficiently.

（３）また、本実施の形態１によれば、ガスノズルの内部空間よりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置するという第２特徴点により、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。この観点からも、原料ガスを充分に加熱することができる。   (3) Further, according to the first embodiment, the heating body 207 and the source gas are provided by the second feature that the cylindrical heating body 207 is arranged over the gas introduction space 210 that is significantly wider than the internal space of the gas nozzle. It is possible to increase the contact area in which they are in direct contact. Also from this viewpoint, the source gas can be sufficiently heated.

（４）さらに、本実施の形態１によれば、処理室２０９の内部に導入される原料ガスは、ガス導入空間２１０を通過する際に加熱されているので、処理室２０９内に配置されている加熱されたウェハＷＦ上に原料ガスが供給された場合、原料ガスの温度とウェハＷＦの温度との差に基づく、ウェハＷＦの温度低下を抑制することができる。この結果、本実施の形態１によれば、ウェハＷＦの温度低下による成膜速度の低下も抑制することができる。   (4) Furthermore, according to the first embodiment, since the source gas introduced into the processing chamber 209 is heated when passing through the gas introduction space 210, it is disposed in the processing chamber 209. When the source gas is supplied onto the heated wafer WF, the temperature decrease of the wafer WF based on the difference between the temperature of the source gas and the temperature of the wafer WF can be suppressed. As a result, according to the first embodiment, it is possible to suppress a decrease in the deposition rate due to a decrease in the temperature of the wafer WF.

（実施の形態２）
前記実施の形態１では、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５に挟まれたガス導入空間２１０の内部に加熱体２０７を設ける構成について説明したが、本実施の形態２では、ガス導入空間２１０の一方の面を規定するインナーチューブ２０６自体が加熱体２０７となっている例について説明する。本実施の形態２における処理炉２００の構成は、前記実施の形態１における処理炉２００の構成とほぼ同様の構成をしているため、主に、相違点を中心にして説明する。 (Embodiment 2)
In the first embodiment, the configuration in which the heating body 207 is provided in the gas introduction space 210 sandwiched between the inner tube 206 and the outer wall 205 of the processing chamber 209 has been described. In the second embodiment, the gas introduction space 210 is provided. An example in which the inner tube 206 itself that defines one surface of this is a heating body 207 will be described. Since the configuration of the processing furnace 200 in the second embodiment is substantially the same as the configuration of the processing furnace 200 in the first embodiment, the description will mainly focus on the differences.

図８は、本実施の形態２における処理炉２００の概略構成を示す図である。図８において、本実施の形態２の特徴は、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６によって囲まれるようにガス導入空間２１０が設けられており、このガス導入空間２１０の外壁を構成するインナーチューブ２０６自体が加熱体２０７となっている点である。このような構成においても、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０に導入された原料ガスは、加熱体２０７として機能するインナーチューブ２０６と直接接触するので、ガス導入空間２１０において効率良く原料ガスを加熱することができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of the processing furnace 200 according to the second embodiment. In FIG. 8, the feature of the second embodiment is that a gas introduction space 210 is provided so as to be surrounded by the outer wall 205 and the inner tube 206 of the processing chamber 209, and the inner tube constituting the outer wall of the gas introduction space 210. 206 itself is a heating body 207. Even in such a configuration, the source gas introduced into the gas introduction space 210 from the gas supply unit 211 is in direct contact with the inner tube 206 functioning as the heating body 207, so that the source gas is efficiently heated in the gas introduction space 210. can do.

特に、本実施の形態２によれば、インナーチューブ２０６の側面だけでなく、インナーチューブ２０６の上面も加熱体２０７として機能させることができるので、原料ガスと直接接触させる表面積を大きくすることができ、この結果、本実施の形態２によれば、ガス導入空間２１０において、原料ガスを充分に加熱することができる。一方、前記実施の形態１では、ガス導入空間２１０の内部に別部品として加熱体２０７が形成されているため、この加熱体２０７の両表面を原料ガスと直接接触させることができるため、前記実施の形態１においても、原料ガスと直接接触させる表面積を大きくすることができ、この結果、前記実施の形態１においても、原料ガスを充分に加熱することができる。つまり、前記実施の形態１では、加熱体２０７の両面を原料ガスに直接接触させる構成を取る一方、本実施の形態２では有天円筒形状のインナーチューブ２０６全体を加熱体２０７として使用できる構成を取ることにより、両方において、原料ガスをガス導入空間２１０で充分に加熱することができる。   In particular, according to the second embodiment, not only the side surface of the inner tube 206 but also the upper surface of the inner tube 206 can function as the heating body 207, so that the surface area directly brought into contact with the source gas can be increased. As a result, according to the second embodiment, the source gas can be sufficiently heated in the gas introduction space 210. On the other hand, in the first embodiment, since the heating body 207 is formed as a separate part in the gas introduction space 210, both surfaces of the heating body 207 can be brought into direct contact with the source gas. Also in the first embodiment, the surface area that is brought into direct contact with the source gas can be increased. As a result, also in the first embodiment, the source gas can be sufficiently heated. That is, the first embodiment has a configuration in which both surfaces of the heating body 207 are in direct contact with the source gas, while the second embodiment has a configuration in which the entire inner tube 206 having a celestial cylindrical shape can be used as the heating body 207. In both cases, the source gas can be sufficiently heated in the gas introduction space 210 in both cases.

なお、本実施の形態２では、ガス導入空間２１０を規定する一方の面であるインナーチューブ２０６自体を加熱体（被誘導体）２０７とする例について説明したが、本実施の形態２における技術的思想は、これに限らず、例えば、処理室２０９の外壁２０５自体を加熱体２０７とする構成を取ることもできる。この場合、処理室２０９自体を加熱体２０７とできるため、処理室２０９の内部に配置されるウェハＷＦの加熱も充分に行なうことができる。また、ガス導入空間２１０を規定するインナーチューブ２０６および処理室２０９の外壁２０５の両方を加熱体２０７として構成することもできる。この場合、インナーチューブ２０６の表面と、処理室２０９の外壁２０５の表面のいずれも、原料ガスが直接接触して加熱できる表面として使用できるので、さらに、原料ガスを加熱することができる。さらに、前記実施の形態１と本実施の形態２とを組み合わせることにより、原料ガスが直接接触して加熱できる表面を増加させることができるので、原料ガスの加熱効率を向上させることができる。   In the second embodiment, the example in which the inner tube 206 itself, which is one surface defining the gas introduction space 210, is a heating body (derivative) 207 has been described. However, the technical idea in the second embodiment is described. For example, the outer wall 205 of the processing chamber 209 itself may be a heating body 207. In this case, since the processing chamber 209 itself can be used as the heating body 207, the wafer WF disposed inside the processing chamber 209 can be sufficiently heated. Further, both the inner tube 206 defining the gas introduction space 210 and the outer wall 205 of the processing chamber 209 can be configured as the heating body 207. In this case, since both the surface of the inner tube 206 and the surface of the outer wall 205 of the processing chamber 209 can be used as surfaces that can be heated by direct contact with the source gas, the source gas can be further heated. Furthermore, by combining the first embodiment and the second embodiment, the surface that can be heated by direct contact with the source gas can be increased, so that the heating efficiency of the source gas can be improved.

具体的に、図９は、本実施の形態２におけるアウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図９に示すように、同心円形状をしたアウターチューブ２０３の内側にインナーチューブ２０６が設けられており、この内側に処理室２０９が設けられている。そして、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０が設けられ、インナーチューブ２０６自体が加熱体２０７になっていることがわかる。そして、処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔２０８が設けられており、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７（インナーチューブ２０６自体）によって直接加熱された原料ガスは、この複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスは、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。   Specifically, FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the inner region of the outer tube 203 in the second embodiment. As shown in FIG. 9, an inner tube 206 is provided inside a concentric outer tube 203, and a processing chamber 209 is provided inside the inner tube 206. Further, it can be seen that a gas introduction space 210 is provided between the outer wall 205 of the processing chamber 209 and the inner tube 206, and the inner tube 206 itself is a heating body 207. The outer wall 205 of the processing chamber 209 is provided with a plurality of ejection holes 208, and the source gas directly heated by the heating body 207 (inner tube 206 itself) disposed in the gas introduction space 210 is The plurality of ejection holes 208 are introduced into the processing chamber 209. Then, it can be seen that the raw material gas introduced into the inside of the processing chamber 209 is supplied onto the wafer WF mounted on the boat and the film forming process is performed.

＜変形例＞
本実施の形態２の構成においても、前記実施の形態１と同様の変形例を構成することができる。つまり、本実施の形態２においても、原料ガスと一緒に混合されて供給される水素ガスの一部をガス導入空間２１０とは別に設けられたガスノズルから供給する構成を取ることができる。具体的に、図１０は、本変形例におけるアウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図１０に示すように、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７によって直接加熱された原料ガスおよび水素ガスの一部は、複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスおよび水素ガスの一部は、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。さらに、本変形例では、処理室２０９の内部にガスノズル２１３が設けられており、このガスノズル２１３から残りの水素ガスが供給される。したがって、処理室２０９の内部においては、ガス導入空間２１０で加熱された原料ガスと水素ガスの一部と、ガスノズル２１３から供給される残りの水素ガスが混合（ミキシング）されて、ウェハＷＦ上に供給される。この結果、本変形例によれば、原料ガスと一緒に加熱される水素ガスの量を低減することができるので、ガス導入空間２１０での原料ガスの分解反応を抑制することができる。つまり、本変形例によれば、ガス導入空間２１０における副生成物の生成を低減することができる。 <Modification>
Also in the configuration of the second embodiment, a modification similar to that of the first embodiment can be configured. In other words, the second embodiment can also be configured to supply a part of the hydrogen gas mixed and supplied together with the source gas from a gas nozzle provided separately from the gas introduction space 210. Specifically, FIG. 10 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the inner region of the outer tube 203 in the present modification. As shown in FIG. 10, part of the source gas and hydrogen gas heated directly by the heating body 207 disposed in the gas introduction space 210 is introduced into the processing chamber 209 from the plurality of ejection holes 208. . Then, it can be seen that part of the raw material gas and hydrogen gas introduced into the inside of the processing chamber 209 is supplied onto the wafer WF mounted on the boat and the film forming process is performed. Furthermore, in this modification, a gas nozzle 213 is provided inside the processing chamber 209, and the remaining hydrogen gas is supplied from the gas nozzle 213. Therefore, in the processing chamber 209, the raw material gas heated in the gas introduction space 210 and a part of the hydrogen gas are mixed (mixed) with the remaining hydrogen gas supplied from the gas nozzle 213, and are mixed on the wafer WF. Supplied. As a result, according to the present modification, the amount of hydrogen gas heated together with the source gas can be reduced, so that the decomposition reaction of the source gas in the gas introduction space 210 can be suppressed. That is, according to this modification, the production of by-products in the gas introduction space 210 can be reduced.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

前記実施の形態では、高周波誘導加熱方式によって加熱体を加熱する基板処理装置を例に挙げて説明したが、本発明の技術的思想は、これに限らず、例えば、抵抗加熱方式の基板処理装置や、ランプ加熱方式の基板処理装置などの他の加熱方式の基板処理装置にも幅広く適用することができる。   In the above-described embodiment, the substrate processing apparatus that heats the heating body by the high frequency induction heating method has been described as an example. However, the technical idea of the present invention is not limited to this, for example, a resistance heating method substrate processing apparatus. It can also be widely applied to other heating type substrate processing apparatuses such as a lamp heating type substrate processing apparatus.

また、前記実施の形態では、バッチ式の基板処理装置を例にして説明したが、本発明の技術的思想は、これに限らず、例えば、枚葉式の基板処理装置にも適用することができる。   In the above embodiment, the batch type substrate processing apparatus has been described as an example. However, the technical idea of the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a single wafer type substrate processing apparatus. it can.

さらに、前記実施の形態では、シリコン（Ｓｉ）膜を形成する例について説明したが、シリコン膜に限定されず、様々な種類の膜を形成する基板処理装置に幅広く適用することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which a silicon (Si) film is formed has been described. However, the present invention is not limited to a silicon film, and can be widely applied to substrate processing apparatuses that form various types of films.

本発明は、半導体装置や太陽電池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 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
２００ 処理炉
２０１ 筐体
２０３ アウターチューブ
２０４ 誘導コイル
２０５ 外壁
２０６ インナーチューブ
２０７ 加熱体
２０８ 噴出孔
２０９ 処理室
２１０ ガス導入空間
２１１ ガス供給部
２１２ ガス排気部
２１９ シールキャップ
３０１ 回転機構
３０２ 回転軸
３０３ 昇降モータ
３０４ 下基板
３０５ 昇降台
３０６ ガイドシャフト
３０７ ボール螺子
３０８ 上基板
３０９ 昇降シャフト
３１０ 天板
３１１ ベローズ
３１２ 昇降基板
３１３ 駆動部カバー
３１４ 駆動部収納ケース
３１５ 冷却機構
３１６ 電力ケーブル
３１７ 冷却水流路
３１８ 冷却水配管
３１９ 炉口
４０１ 主制御部
４０２ 温度制御部
４０３ ガス流量制御部
４０４ 圧力制御部
４０５ 駆動制御部
ＢＴ ボート
ＣＬ コントローラ
ＷＦ ウェハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate processing apparatus 103 Front maintenance port 104 Front maintenance door 105 Cassette shelf 106 Slide stage 107 Buffer shelf 110 Cassette 111 Case 111a Front wall 112 Cassette loading / unloading port 113 Front shutter 114 Cassette stage 115 Boat elevator 118 Cassette transfer device 118a Cassette elevator 118b Cassette transfer mechanism 125 Wafer transfer mechanism 125a Wafer transfer device 125b Wafer transfer device elevator 125c Tweezer 134a Clean unit 140 Pressure-resistant housing 140a Front wall 141 Load lock chamber 142 Wafer loading / unloading port 143 Gate valve 144 Gas supply pipe 147 Furnace Mouth shutter 200 Processing furnace 201 Housing 203 Outer tube 204 Inductive coil 205 Wall 206 Inner tube 207 Heating body 208 Ejection hole 209 Processing chamber 210 Gas introduction space 211 Gas supply section 212 Gas exhaust section 219 Seal cap 301 Rotating mechanism 302 Rotating shaft 303 Lifting motor 304 Lower substrate 305 Lifting table 306 Guide shaft 307 Ball screw 308 Upper substrate 309 Elevating shaft 310 Top plate 311 Bellows 312 Elevating substrate 313 Driving unit cover 314 Driving unit storage case 315 Cooling mechanism 316 Power cable 317 Cooling water flow path 318 Cooling water piping 319 Furnace port 401 Main control unit 402 Temperature control unit 403 Gas flow rate Control unit 404 Pressure control unit 405 Drive control unit BT boat CL controller WF Wafer

Claims (3)

（ａ）基板を処理する処理室と、
（ｂ）前記処理室の外壁に設けられた複数の噴出孔と、
（ｃ）前記処理室を囲むように設けられたチューブと、
（ｄ）前記処理室と前記チューブで挟まれたガス導入空間と、
（ｅ）前記ガス導入空間に接触するように設けられた加熱体と、を備えることを特徴とする基板処理装置。 (A) a processing chamber for processing a substrate;
(B) a plurality of ejection holes provided in the outer wall of the processing chamber;
(C) a tube provided to surround the processing chamber;
(D) a gas introduction space sandwiched between the processing chamber and the tube;
(E) A substrate processing apparatus, comprising: a heating body provided in contact with the gas introduction space. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記チューブと前記処理室の外壁との間に前記加熱体が配置されていることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the heating body is disposed between the tube and an outer wall of the processing chamber. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記チューブ自体が前記加熱体になっていることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the tube itself is the heating body.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015084375A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 光洋サーモシステム株式会社 Heat treatment apparatus
JP2017135398A (en) * 2017-03-21 2017-08-03 光洋サーモシステム株式会社 Thermal treatment apparatus
JP2017175142A (en) * 2017-04-28 2017-09-28 光洋サーモシステム株式会社 Heat treatment apparatus
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