基板処理装置および基板の製造方法
【課題】熱分解やガスの反応による生成物質が処理室周辺に付着する事を抑制可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置２０２は、複数のサセプタ（被誘導加熱体）２１８と該サセプタ上に載置された複数のウェハ２００を有し、サセプタ２１８からの輻射熱によりウェハ２００を加熱処理する、インナーチューブ２３０から形成される処理室２０１と、インナーチューブ２３０の外側に設けられ、インナーチューブ２３０と間隙ＳＰを成して囲うアウターチューブ２０５と、間隙ＳＰに配置されるガス供給ノズル２３２１と、アウターチューブ２０５の外側に設けられ、サセプタ２１８を誘導加熱する誘導加熱装置と、を備え、インナーチューブ２３０には、処理室２０１に配置されるウェハ２００の周縁側方に開口部ＦＨが設けられている。また、ガス供給ノズル２３２１には、開口部ＦＨおよびウェハ２００に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている。
【解決手段】基板処理装置２０２は、複数のサセプタ（被誘導加熱体）２１８と該サセプタ上に載置された複数のウェハ２００を有し、サセプタ２１８からの輻射熱によりウェハ２００を加熱処理する、インナーチューブ２３０から形成される処理室２０１と、インナーチューブ２３０の外側に設けられ、インナーチューブ２３０と間隙ＳＰを成して囲うアウターチューブ２０５と、間隙ＳＰに配置されるガス供給ノズル２３２１と、アウターチューブ２０５の外側に設けられ、サセプタ２１８を誘導加熱する誘導加熱装置と、を備え、インナーチューブ２３０には、処理室２０１に配置されるウェハ２００の周縁側方に開口部ＦＨが設けられている。また、ガス供給ノズル２３２１には、開口部ＦＨおよびウェハ２００に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置およびその処理技術に関し、処理室内にガスを供給し、基板に成膜する基板処理装置およびその処理技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平３−２５５６１９号公報（特許文献１）には、ＲＦ（Radio Frequency）コイルに高周波電流を流し、処理室内中央部に配設したウエハを搭載したサセプタの温度を上昇させてウエハを加熱することが記載されている。また、このサセプタの周囲に反応ガスの流れを均一にする分配板を備えた供給ノズルを設け、該供給ノズルの同一水平位置に複数の吹き出し孔を設け、該吹き出し孔からＨ２ガスと反応ガスとして例えばＳｉＨ４ガスを吹き出すことが記載されている。
【０００３】
特開平１０−５０６１３号公報（特許文献２）には、反応炉内に設けたサセプタのウエハ搭載部に抵抗加熱ヒータを内蔵させることが記載されている。また、反応炉内に内管を設け、内管の一対の対向側壁のうち反応ガス供給室側の側壁に反応ガス供給口を、排気室側の側壁に排気口をそれぞれ形成することが記載されている。そして、反応ガス供給口と排気口をサセプタ各段のウエハ搭載部に対応して、多段に、かつ、ウエハ搭載面に平行なスリット状に形成することが記載されている。
【０００４】
特公平６−１６４９５号公報（特許文献３）には、外管および内管から成る２重管の反応管が記載されている。また、内管内に配置する基板を、抵抗加熱炉で加熱することが記載されている。また、内管内に設けられ、基板に向って開口している複数の細孔を有するノズルから反応ガスとしてシラン系ガス（ＳｉＨ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４）とＨＣｌガスあるいはＣｌ２ガスとの混合ガスを導入し、内管に形成された複数の細孔から水素ガスを導入することで、前記混合ガスと水素ガスとを別々に供給することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２５５６１９号公報
【特許文献２】特開平１０−５０６１３号公報
【特許文献３】特公平６−１６４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の処理工程においては、基板に成膜処理を施す基板処理装置が広く使用されている。この基板処理装置では、例えば、基板処理装置の処理室内に配置された基板を加熱し、かつ、処理室内に原料ガスを導入することにより、基板上に膜を形成する。
【０００７】
しかし、原料ガスが処理室内の基板に到達する前に高温になると、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着するという問題が生じる。
【０００８】
そして、処理室周辺に生成物質が付着すると、基板上に膜を安定的に形成することができなくなる原因となる。また、処理室周辺に付着した生成物質に起因して、処理室周辺の部材が破壊されてしまう原因となる。また、処理室周辺に付着した生成物質が剥離して、処理室や処理室内の基板に到達し、異物（パーティクル）となる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着することを抑制する技術を提供することにある。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
すなわち、本発明に係る基板処理装置は、被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、該処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、前記間隙に配置されるガス供給ノズルと前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、を備えている。前記インナーチューブには、前記処理室に配置される基板の周縁側方に流通口が設けられている。また、前記ガス供給ノズルには、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１４】
すなわち、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】ウェハをサセプタに装填している状態を示す上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】ウェハをサセプタから分離する様子を示す断面図である。
【図５】ボートの全体構造を示す側面図である。
【図６】ボートにウェハが搭載されたサセプタを装填する様子を示す平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【図８】実施の形態１における基板処理装置の処理炉と、処理炉周辺の概略構成図である。
【図９】図８に示す処理炉の横方向の断面を示す概略構成図である。
【図１０】実施の形態１の基板の処理工程のシーケンスを示す説明図である。
【図１１】図８に示す処理炉の要部を模式的に示す要部断面図である。
【図１２】図１１に示すガス供給ノズルの第一領域周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。
【図１３】図１１に示すガス供給ノズルの第二領域周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。
【図１４】図１１に示す処理炉処理炉の変形例である本発明の実施の形態２における処理炉の要部を模式的に示す要部断面図である。
【図１５】図１０に示す基板の処理工程の変形例である実施の形態２における基板の処理工程のシーケンスを示す説明図である。
【図１６】図９に示す処理炉の変形例である本発明の実施の形態３における処理炉の概略構成を示す横断面図である。
【図１７】図１６の変形例の概略構成を示す横断面図である。
【図１８】図７に示す基板保持構造の変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明を実施するための実施の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ等）の製造方法に含まれる様々な処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。以下の説明では、半導体基板（半導体ウェハ）にエピタキシャル成長法による成膜処理、ＣＶＤ（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。
【００２２】
＜基板処理装置の構成＞
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）２００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は、例えば略直方体形状を成す。以下、基板処理装置を構成する各部材について説明するが、筐体１１１の側面のうち、カセット１１０の搬入搬出口が配置される側面を正面として説明する。また、筐体１１１内における各部材の位置について、正面に向かう方向を前方、正面から遠ざかる方向を後方として説明する。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。
【００２３】
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２００が垂直姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が上方向を向くように載置されるように構成されている。
【００２４】
筐体１１１内の前後方向の略中央下部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、カセット棚１０５は複数段および複数列で複数個のカセット１１０を保管し、カセット１１０内のウェハ２００を出し入れ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。
【００２５】
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。
【００２６】
カセット棚１０５の後方には、ウェハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されている。このウェハ移載機構１２５は、ウェハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウェハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂを備えている。図１に模式的に示すように、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂは、筐体１１１左側端部に設置されている。これらのウェハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウェハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウェハ移載装置１２５ａにあるツイーザ（基板保持体）１２５ｃが、ウェハ２００の載置部として機能するサセプタであって、かつ、図示しないサセプタ保持機構にあるサセプタに対して、ウェハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するようになっている。
【００２７】
以下に、サセプタ保持機構において、ウェハ２００をサセプタに装填している状態と脱装する状態とを示す。図２は、ウェハ２００をサセプタ２１８に装填している状態を示す上面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。まず、図２に示すように、サセプタ２１８は、円盤形状をしており、同心円状の周縁部２１８ａと円形状の中央部２１８ｂとを有している。そして、サセプタ２１８の中央部２１８ｂに円盤状のウェハ２００が搭載されている。つまり、サセプタ２１８は、ウェハ２００よりも大きい円盤状になっており、サセプタ２１８の中央部２１８ｂ内にウェハ２００が内包されるようになっている。さらに、図３に示すように、サセプタ２１８の周縁部２１８ａは、サセプタ２１８の中央部２１８ｂよりも高さが高くなっており、サセプタ２１８には、周縁部２１８ａと中央部２１８ｂとの境界領域に段差部２１８ｃが形成されている。すなわち、サセプタ２１８は、周縁部２１８ａから中央部２１８ｂが窪んだ形状となっており、この窪んだ中央部２１８ｂ内にウェハ２００が搭載されている。言い換えれば、サセプタ２１８の周縁部２１８ａの厚みよりも、サセプタ２１８の中央部２１８ｂの厚みが小さく形成されているということもできる。また、図２および図３に示すように、サセプタ２１８の中央部２１８ｂには、複数のピン孔ＰＨが設けられており、このピン孔ＰＨに部材ＭＴが埋め込まれている。このように構成されているサセプタ２１８は、炭化シリコン（ＳｉＣ）で表面が被覆された導電性材料（カーボンやカーボングラファイト）から形成されている。好ましくは、サセプタ２１８は、導電性材料の表面を炭化シリコン（ＳｉＣ）等のコーティング材で被覆してもよい。これにより、導電性材料から不純物が放出することを抑制することができる。
【００２８】
なお、サセプタ２１８は、ウェハ２００を周方向において均一に加熱しやすいため、円盤形状で形成されているほうが望ましいが、サセプタ２１８の主面が楕円で形成された板形状であっても、サセプタ２１８の主面が多角形で形成された板形状であってもよい。以上のようにして、ウェハ２００がサセプタ２１８に装填されることがわかる。
【００２９】
続いて、サセプタ保持機構において、ウェハ２００をサセプタ２１８から脱装する例について説明する。図４は、ウェハ２００をサセプタ２１８から分離する様子を示す断面図である。図４に示すように、サセプタ保持機構には、ウェハ２００を突き上げるための突き上げピンＰＮと、突き上げピンＰＮを昇降させる突き上げピン昇降機構ＵＤＵが設けられている。まず、サセプタ保持機構により、サセプタ２１８に形成されているピン孔ＰＨに埋め込まれた部材ＭＴに接触するように、突き上げピンＰＮの位置決めを行った後、突き上げピン昇降機構ＵＤＵによって、突き上げピンＰＮを上昇させる。すると、図４に示すように、ピン孔ＰＨに埋め込まれていた部材ＭＴとともにウェハ２００は、サセプタ２１８から分離する。このようにして、ウェハ２００がサセプタ２１８から脱装されることがわかる。このことから、ウェハ移載装置１２５ａにあるツイーザ（基板保持体）１２５ｃと、サセプタ２１８との間でウェハ２００を装填および脱装することができることがわかる。なお、ウェハ２００を突き上げた際に、ウェハ２００に対して与えるダメージを低減する観点から、突き上げピンＰＮの先端に当接させる部材ＭＴは、図３および図４に示すようにフランジ状に形成されていることが望ましい。また、ピン孔ＰＨからの放熱を抑制する観点から、部材ＭＴをフランジ状に形成し、ピン孔ＰＨに埋め込むことが望ましい。
【００３０】
また、本実施の形態１における基板処理装置１０１には、サセプタ保持機構の他に、サセプタ移動機構（図示せず）も備えている。このサセプタ移動機構は、サセプタ保持機構とボート２１７（基板保持具）との間でサセプタ２１８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。
【００３１】
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。
【００３２】
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２１７を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室（移載室）１４１が形成されている。
【００３３】
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。
【００３４】
ロードロック室１４１の上方には、処理炉（反応炉）２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は炉口シャッタ（炉口ゲートバルブ）（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
【００３５】
図１に模式的に示すように、ロードロック室１４１には、ボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（支持体保持体昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５に連結された連結具としてのアーム（図示せず）には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
【００３６】
ボート２１７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）のサセプタ２１８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２４０と電気的に接続されており、コントローラ２４０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。
【００３７】
＜基板処理装置の動作＞
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２４０により制御される。
【００３８】
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２００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。
【００３９】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセットステージ１１４から取り上げられるとともに、カセット１１０内のウェハ２００が水平姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に右周り縦方向へ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、受け渡される。つまり、カセット１１０は、バッファ棚１０７に一時的に保管された後、カセット搬送装置１１８によってカセット棚１０５に移載されるか、あるいは、直接、カセット棚１０５に搬送される。
【００４０】
その後、スライドステージ１０６は、カセット棚１０５を水平移動させ、移載の対象となるカセット１１０をウェハ移載装置１２５ａに対峙するように位置決めする。ウェハ２００は、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。このとき、サセプタ保持機構では、突き上げピン昇降機構ＵＤＵ（図４参照）により突き上げピンＰＮ（図４参照）が上昇される。続いて、ウェハ移載装置１２５ａにより、突き上げピンＰＮ（図４参照）上にウェハ２００が載置される。そして、突き上げピン昇降機構ＵＤＵ（図４参照）により、ウェハ２００が載置された突き上げピンＰＮ（図４参照）を下降させることにより、図３に示すようにウェハ２００がサセプタ２１８上に搭載される。その後、ウェハ移載装置１２５ａはカセット１１０へ戻り、次のウェハ２００をサセプタ保持機構に装填する。
【００４１】
次に、予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室１４１のウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３の動作により開放されると、サセプタ移動機構により、サセプタ保持機構からウェハ２００が載置されたサセプタ２１８（図３参照）が脱装される。そして、サセプタ移動機構により、脱装されたサセプタ２１８（図３参照）は、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２１７へサセプタ２１８が装填される。
【００４２】
ここで、ボート２１７にウェハ２００が搭載されたサセプタ２１８を装填する構成について説明する。図５は、ボート２１７の全体構造を示す側面図である。また、図６は、ボート２１７にウェハ２００が搭載されたサセプタ２１８を装填する様子を示す平面図である。
【００４３】
まず、図５に示すようにボート２１７は、サセプタ２１８を保持する保持体として機能し、ボート２１７は、円盤状の底板２１７ａと、円盤状の天板２１７ｂと、底板２１７ａと天板２１７ｂとを連結する石英からなる３本あるいは４本の支柱ＰＲから構成されている。また、図６に示すように、複数の支柱ＰＲのそれぞれには、ウェハ２００を搭載する支持体としてのサセプタ２１８を保持する保持部ＨＵ１が形成されている。この保持部ＨＵ１は、支柱ＰＲのそれぞれからボート２１７の中心軸側に向けて突き出すように形成されている。
【００４４】
次に、ウェハ２００が搭載されたサセプタ２１８をボート２１７に装填する側面方向から見た構成について説明する。図７は、図６のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。図７に示すように、ボート２１７は、ボート２１７の延在方向（図７の上下方向）に延在する複数の支柱ＰＲと、複数の支柱ＰＲのそれぞれに対して、延在方向に等間隔で設けられた複数の保持部ＨＵ１を有している。そして、この保持部ＨＵ１は、複数の支柱ＰＲで互いに同じ高さに設けられており、互いに同じ高さに設けられた、例えば３つの保持部ＨＵ１でサセプタ２１８の３つの端部を保持している。したがって、３つの保持部ＨＵ１で保持されたサセプタ２１８は、水平状態を維持するように配置される。具体的に、図７に示すように、ボート２１７には、延在方向に所定間隔で配置された保持部ＨＵ１のそれぞれにサセプタ２１８が搭載される。したがって、ボート２１７には、複数のサセプタ２１８が、ボート２１７の延在方向に所定間隔を置いて積層配置されていることになる。このようにサセプタ２１８は、支柱ＰＲとは独立して設けられており、ボート２１７へのサセプタ２１８の装填、および、ボート２１７からのサセプタ２１８の脱装が可能なように構成されている。
【００４５】
サセプタ２１８をボート２１７に充填した後、サセプタ移動機構は、サセプタ保持機構に戻り、次のウェハ２００が載置されたサセプタ２１８（図３参照）をボート２１７に装填する。
【００４６】
予め指定された枚数のサセプタ２１８（図３参照）がボート２１７に装填されると、ウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３によって閉じられる。その後、処理炉２０２の下端部が炉口シャッタ（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２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００４７】
ローディング後は、処理炉２０２においてウェハ２００に任意の処理が実施される。ウェハ２００の処理後、ボートエレベータ１１５によりボート２１７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２００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。
【００４８】
＜処理炉の構成＞
次に、本実施の形態１における基板処理装置１０１の処理炉２０２について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施の形態１における基板処理装置１０１の処理炉２０２と、処理炉２０２周辺の概略構成図であり、縦断面図として示している。また、図９は、図８に示す処理炉の概略構成図であり、横断面図として示している。
【００４９】
図８に示すように、処理炉２０２は高周波電流を印加することにより加熱するための誘導加熱装置２０６を有する。この誘導加熱装置２０６は円筒状に形成されており、誘導加熱部としてのＲＦコイル２０６１と壁体２０６２と冷却壁２０６３により構成されている。ＲＦコイル２０６１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、ＲＦコイル２０６１には高周波電流が流れるようになっている。
【００５０】
壁体２０６２は、ステンレス材等の金属から構成されている。この壁体２０６２は、円筒形状であり、内壁側にＲＦコイル２０６１が設けられている。ＲＦコイル２０６１は、コイル支持部（図示せず）で支持される。コイル支持部は、ＲＦコイル２０６１と壁体２０６２との間において、半径方向に所定の隙間を持って、壁体２０６２に支持される。
【００５１】
壁体２０６２の外壁側には、この壁体２０６２と同心円状に、冷却壁２０６３が設けられている。壁体２０６２の上端には、その中央に開口部２０６６が形成されている。開口部２０６６の下流側には、ダクトが接続されており、このダクトの下流側には冷却装置としてのラジエータ２０６４と、排気装置としてのブロア２０６５が接続されている。
【００５２】
冷却壁２０６３には、内部に冷却媒体として、例えば、冷却水が流通可能なように冷却壁２０６３のほぼ全域に冷却媒体流路が形成されている。冷却壁２０６３には、冷却媒体（図示せず）を供給する冷却媒体供給部と冷却媒体を排出する冷却媒体排出部とが接続されている。冷却媒体供給部から冷却媒体流路に冷却媒体を供給し、冷却媒体排出部から排出することにより、冷却壁２０６３が冷却され、熱伝導により、壁体２０６２および壁体２０６２の内部が冷却される。
【００５３】
ＲＦコイル２０６１の内側には、誘導加熱装置２０６と同心円状に反応容器を構成する反応管としてのアウターチューブ２０５が設けられている。アウターチューブ２０５は、耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材で構成されており、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状をしている。
【００５４】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えば、石英（ＳｉＯ２）若しくはステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状をしている。このマニホールド２０９はアウターチューブ２０５を支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリング３０９が設けられている。このマニホールド２０９が保持体（図示せず）に支持されることにより、アウターチューブ２０５は垂直に据え付けられた状態となっている。このようにアウターチューブ２０５とマニホールド２０９により反応容器が形成される。ここで、マニホールド２０９は、特に、アウターチューブ２０５と別体で設ける場合に限定されず、アウターチューブ２０５と一体として、個別にマニホールド２０９を設けないようにしても良い。
【００５５】
図９に示すように、アウターチューブ２０５の内側には、アウターチューブ２０５と間隙ＳＰを成してインナーチューブ２３０が設けられている。換言すれば、アウターチューブ２０５は、インナーチューブ２３０の外側に、インナーチューブ２３０と間隙ＳＰを介して囲うように設けられている。また、例えば、インナーチューブ２３０は、アウターチューブ２０５と同心筒状に形成されている。インナーチューブ２３０は、処理室２０１を形成する。つまり、インナーチューブ２３０の内側に処理室２０１が形成されている。インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰは、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａおよび上端側の蓋部を囲む、環状の中空空間となっている。インナーチューブ２３０は、耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材で構成されており、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状をしている。
【００５６】
また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、インナーチューブ２３０内の処理室２０１と、インナーチューブ２３０外の間隙ＳＰとを連通する開口部ＦＨが形成されている。この開口部ＦＨは、後述する基板の処理工程において、例えば原料ガスなどの処理ガスを間隙ＳＰ側から処理室２０１内に流通させる流通口である。また、図８に示すようにインナーチューブ２３０の下端は、アウターチューブ２０５の内壁と密着している。例えば、図８に示すように、ガス排気口２３１１の上方において、アウターチューブ２０５の内壁に接合されている。このため、間隙ＳＰと処理室２０１の間は、流通口である開口部ＦＨ以外の領域は、密封されている。
【００５７】
処理室２０１には、半導体基板としてのウェハ２００がボート２１７および被誘導体としてのサセプタ２１８によって、水平姿勢で垂直方向にインナーチューブの長手方向に沿って多段に整列した状態で収納されている。
【００５８】
アウターチューブ２０５とインナーチューブ２３０の間の間隙ＳＰには、処理室２０１内に配置されているそれぞれのウェハ２００に側方からガスを供給するために、石英（ＳｉＯ２）材で形成されたガス供給ノズル２３２１が配置されている。また、アウターチューブ２０５の下方には、処理室２０１内に配置されているそれぞれのウェハ２００を通過したガスを側方から排気する石英（ＳｉＯ２）材で形成された排気部としてのガス排気口２３１１が形成されている。
【００５９】
ガス供給ノズル２３２１は、上端が閉塞し、側壁には、開口部ＦＨを介してウェハ２００に向けてガスを吹き出す、吹出し口としてのガス供給口２３２２が設けられている。ガス供給口２３２２は、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。本実施の形態では、図８に示すようにボート２１７には、複数段のウェハ２００が載置されている。このため、複数のウェハ２００のそれぞれに対して均一にガスを供給することができるように、ガス供給ノズル２３２１には、複数のガス供給口２３２２を形成している。また、複数のガス供給口２３２２は、それぞれ、各段のウェハ２００間の高さ位置に、配置することが好ましい。
【００６０】
アウターチューブ２０５の下方の側壁の外側には、ガス排気口２３１１と連通する排気部としてのガス排気管２３１と、ガス供給ノズル２３２１と連通するガス供給管２３２とが設けられている。ガス供給管２３２は、ガス供給ノズル２３２１にガスを供給するガス供給部である。なお、ガス排気口２３１１およびガス排気管２３１はアウターチューブ２０５の下方の側壁でなくても、例えば、マニホールド２０９の側壁に設けてもよい。ただし、高温の排気ガスが、回転機構２５４などの駆動部付近に廻り込むことを回避する観点からは、本実施の形態のように、アウターチューブ２０５の下方の側壁に設けることが好ましい。また、ガス供給ノズル２３２１とガス供給管２３２の連通部はアウターチューブ２０５の下方の側壁でなくても、例えば、マニホールド２０９の側壁に設けてもよい。
【００６１】
ガス供給管２３２は、上流側で例えば、３つに分かれており、バルブ１７７、１７８、１７９とガス流量制御装置としてのＭＦＣ（Mass Flow Controller）１８３、１８４、１８５を介して第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。ＭＦＣ１８３、１８４、１８５およびバルブ１７７、１７８、１７９には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、このガス流量制御部２３５によって、供給するガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。また、ガス供給管２３２は、上流側でさらに分岐され、バルブ（図示せず）と不活性ガス流量制御装置としてのＭＦＣを介して、不活性ガス供給源（図示せず）に接続される。
【００６２】
ガス排気管２３１の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ（図示せず）および圧力調整器としてのＡＰＣ（Automatic Pressure Control）バルブ２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されている。圧力センサおよびＡＰＣバルブ２４２には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。
【００６３】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞するための炉口蓋体として、シールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えば、ステンレス等の金属で構成されており、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング３０１が設けられている。
【００６４】
このシールキャップ２１９には、回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウェハ２００を回転させるように構成されている。
【００６５】
シールキャップ２１９は、処理炉２０２の外側に設けられた昇降機構としての昇降モータ２４８によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。
【００６６】
ボート２１７の下部には、例えば、耐熱性材料としての石英（ＳｉＯ２）で構成される円筒形状の断熱筒２１６が配置されており、この断熱筒２１６により、誘導加熱装置２０６による誘導加熱で生じた熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるように構成されている。この断熱筒２１６は、ボート２１７と別体として設けずに、ボート２１７と一体として設けてもよい。また、断熱筒２１６に代えて、あるいは、断熱筒２１６に加えて、ボート２１７の下部、あるいは断熱筒２１６の下部に複数枚の断熱板を設けるように構成してもよい。
【００６７】
ボート２１７は、処理室２０１内でのウェハ２００上への成膜処理時における膜中への不純物の混入を抑制するために、高純度で汚染物を放出しない材料であることが望ましい。また、ボート２１７の材料として、熱伝導率の高い材料を用いた場合、ボート２１７の下部にある石英製の断熱筒２１６を熱劣化させてしまうため、熱伝導率の低い材料であることが望ましい。また、サセプタ２１８に載置されるウェハ２００へのボート２１７からの熱影響は抑制したほうがよいので、誘導加熱装置２０６により誘導加熱されない材料であることが望ましい。これらの条件を満足するように、ボート２１７の材料として石英材を使用している。
【００６８】
回転機構２５４および昇降モータ２４８には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、駆動制御部２３７は、回転機構２５４および昇降モータ２４８が所望の動作をするように所望のタイミングにて制御するようになっている。
【００６９】
誘導加熱装置２０６には、螺旋状に形成されたＲＦコイル２０６１が上下複数の領域（ゾーン）に分割されて設けられている。例えば、図８に示すように、下方側のゾーンから、ＲＦコイルＬ、ＲＦコイルＣＬ、ＲＦコイルＣ、ＲＦコイルＣＵ、ＲＦコイルＵというように５つのゾーンに区分けして設けられている。これらの５つのゾーンに区分けされたＲＦコイルは独立して制御されるようになっている。
【００７０】
誘導加熱装置２０６の近傍には、処理室２０１内の温度を検出する温度検出体としての放射温度計２６３が、例えば、４箇所に設置されている。この放射温度計２６３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２６３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。
【００７１】
誘導加熱装置２０６および放射温度計２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、放射温度計２６３により検出された温度情報に基づいて、誘導加熱装置２０６への通電状態を調節することができるようになっている。そして、温度制御部２３８によって、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。
【００７２】
また、ブロア２０６５は、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、予め設定された操作レシピに従って、ブロア２０６５の動作を制御するように構成されている。ブロア２０６５が動作することにより、壁体２０６２とアウターチューブ２０５との間隙にある雰囲気を開口部２０６６から排出する。開口部２０６６から雰囲気を排出した後、ラジエータ２０６４を通して冷却し、ブロア２０６５の下流側で設備に排出される。すなわち、温度制御部２３８による制御に基づいて、ブロア２０６５が動作することにより、誘導加熱装置２０６およびアウターチューブ２０５を冷却することができる。
【００７３】
冷却壁２０６３に接続されている冷却媒体供給部と冷却媒体排気部は、冷却壁２０６３への冷却媒体の流量を所望の冷却具合となるように所定のタイミングにてコントローラ２４０にて制御されるように構成されている。なお、冷却壁２０６３を設けたほうが、処理炉２０２外部への放熱を抑制しやすくなり、アウターチューブ２０５がより一層冷却しやすくなるため、より望ましいが、ブロア２０６５の冷却による冷却具合が、所望の冷却具合として制御可能であれば、冷却壁２０６３は設けなくてもよい。
【００７４】
また、壁体２０６２の上端には、開口部２０６６とは別に、爆発放散口と、この爆発放散口を開閉する爆発放散口開閉装置２０６７が設けられている。壁体２０６２内で水素ガスと酸素ガスとが混合して爆発が生じた際、壁体２０６２に所定の大きな圧力が加わることになる。このため、比較的強度の弱い箇所、例えば、壁体２０６２を形成するボルトやネジ、パネル等が破壊や飛散することになり、被害が増大してしまう。この被害を最小限に留めるべく、爆発放散口開閉装置２０６７は、壁体２０６２内で爆発が生じた際の所定の圧力以上で、爆発放散口を開き、内部圧力を放散するように構成されている。
【００７５】
＜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２０２周辺の構成について、図８を参照しながら説明する。予備室としてのロードロック室１４１の外面に下基板２４５が設けられる。下基板２４５には昇降台２４９と嵌合するガイドシャフト２６４および昇降台２４９と螺合するボール螺子２４４が設けられる。下基板２４５に立設したガイドシャフト２６４およびボール螺子２４４の上端に上基板２４７が設けられる。ボール螺子２４４は上基板２４７に設けられた昇降モータ２４８により回転される。ボール螺子２４４が回転することにより昇降台２４９が昇降するように構成されている。
【００７６】
昇降台２４９には中空の昇降シャフト２５０が垂直方向に設置され、昇降台２４９と昇降シャフト２５０の連結部は気密となっている。昇降シャフト２５０は昇降台２４９と共に昇降するようになっている。昇降シャフト２５０はロードロック室１４１の天板２５１を貫通する。昇降シャフト２５０が貫通する天板２５１の貫通穴は昇降シャフト２５０に対して接触することがないように充分な余裕がある。ロードロック室１４１と昇降台２４９との間には昇降シャフト２５０の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてのベローズ２６５がロードロック室１４１を気密に保つために設けられている。ベローズ２６５は昇降台２４９の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ２６５の内径は昇降シャフト２５０の外形に比べ充分に大きく、ベローズ２６５の伸縮で接触することがないように構成されている。
【００７７】
昇降シャフト２５０の下端には昇降基板２５２が水平に固着される。昇降基板２５２の下面にはＯリング等のシール部材を介して駆動部カバー２５３が気密状態で取付けられている。昇降基板２５２と駆動部カバー２５３とで駆動部収納ケース２５６が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース２５６の内部はロードロック室１４１内の雰囲気と隔離される。
【００７８】
また、駆動部収納ケース２５６の内部にはボート２１７の回転機構２５４が設けられており、回転機構２５４の周辺部は、冷却機構２５７により冷却される。また、電力供給ケーブル２５８が昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通って回転機構２５４に導かれて接続されている。そして、冷却機構２５７およびシールキャップ２１９には冷却流路２５９が形成されており、冷却流路２５９には冷却水を供給する冷却水配管２６０が接続され、昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通っている。
【００７９】
昇降モータ２４８を駆動してボール螺子２４４が回転することにより、昇降台２４９および昇降シャフト２５０を介して駆動部収納ケース２５６が昇降する。
【００８０】
駆動部収納ケース２５６が上昇することにより、昇降基板２５２に気密に設けられるシールキャップ２１９が処理炉２０２の開口部である炉口１６１を閉塞し、ウェハ処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース２５６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２１７が降下されて、ウェハ２００を外部に搬出できる状態となる。
【００８１】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、および、温度制御部２３８は、操作部や入出力部を構成し、基板処理装置１０１全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、および、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。以上のようにして、本実施の形態１における基板処理装置１０１の処理炉２０２と、処理炉２０２周辺の構造体が構成されている。
【００８２】
＜基板の処理工程＞
次に、本実施の形態１における基板処理装置を使用した基板の製造方法における、基板の処理工程について、図８および図１０を参照しながら説明する。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２００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（半導体装置の製造方法）について説明する。なお、本実施の形態１では、半導体装置の製造方法を例に取り上げて説明するが、本実施の形態１で開示される基板の製造方法は、半導体装置の製造方法に限定されるものではない。例えば、第１導電型（例えばｐ型）の半導体基板であるウェハ２００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ｎ型）のエピタキシャル成長法を使用してシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を成膜し、ｐｎ接合を形成する、太陽電池の製造方法に適用することもできる。
【００８３】
図１０は、基板の処理工程のシーケンスを示す説明図であり、図１０の破線は処理室２０１内の温度を示しており、図１０の実線は処理室２０１内の圧力を示している。なお、以下の説明において、本実施の形態１における基板処理装置１０１を構成する各部の動作は、コントローラ２４０により制御される。
【００８４】
まず、図８に示す処理室２０１内にボート２１７を搬入する前、処理室２０１はスタンバイ状態となっている（図１０のスタンバイ工程）。スタンバイ状態とは、ボート２１７が処理室２０１の真下にあるロードロック室１４１に配置されて、このボート２１７にウェハ２００が載置された複数枚のサセプタ２１８を装填している状態を指している。
【００８５】
そして、ウェハ２００が載置された複数枚のサセプタ２１８がボート２１７に装填されると、図８に示すように、複数枚のサセプタ２１８を保持したボート２１７は、昇降モータ２４８による昇降台２４９および昇降シャフト２５０の昇降動作により処理室２０１内に搬入（ボートローディング）される（図１０のボートロード工程）。この状態で、シールキャップ２１９はＯリングを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。このとき、処理室２０１の内部の圧力は、例えば、７６０Ｔｏｒｒ（＝７６０×１３３．３Ｐａ）となっている。
【００８６】
続いて、処理室２０１内に不活性ガスとして、例えば、Ｎ２ガスが供給され、処理室２０１を含む処理炉２０２内を不活性ガスで置換される（図１０のＮ２パージ１工程）。なお、不活性ガスは、ガス供給管２３２に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から、ガス供給ノズル２３２１の複数のガス供給口２３２２を介して供給される。
【００８７】
続いて、処理室２０１内が所望の圧力となるように真空排気装置２４６によって排気され、処理室２０１内が減圧される（図１０の真空排気１工程）。
【００８８】
続いて、処理室２０１内の圧力が、圧力センサで測定され、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ（圧力調節器）２４２がフィードバック制御される（図１０の圧力制御工程）。この時、ガス供給管２３２に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、ガス供給ノズル２３２１の複数のガス供給口２３２２を介して供給される。この圧力制御工程によって、処理室２０１の内部の圧力は、１６０００Ｐａ以上、９３３１０Ｐａ以下で選択される処理圧力のうち、一定の圧力に調整される。例えば、２００Ｔｏｒｒ〜７００Ｔｏｒｒ（２００×１３３．３Ｐａ〜７００×１３３．３Ｐａ）となる。なお、処理室２０１内の圧力制御は、この圧力制御工程以降、図１０に示す真空排気２工程まで一定の圧力を維持するように制御する。
【００８９】
そして、ブロア２０６５が動作され、誘導加熱装置２０６とアウターチューブ２０５との間でガス若しくはエアが流通し、アウターチューブ２０５の側壁、ガス供給ノズル２３２１、ガス供給口２３２２、および、ガス排気口２３１１が冷却される。ラジエータ２０６４、冷却壁２０６３には、冷却媒体として冷却水が流通し、壁体２０６２を介して、誘導加熱装置２０６内が冷却される。また、ウェハ２００が所望の温度となるように誘導加熱装置２０６に高周波電流を印加し、サセプタ２１８に誘導電流（渦電流）を生じさせる。
【００９０】
詳しくは、誘導加熱装置２０６にて処理炉２０２内の少なくともボート２１７に保持された複数枚のサセプタ２１８を誘導加熱して、サセプタ２１８に収納されたウェハ２００を加熱する（図１０の昇温工程）。つまり、誘導加熱装置２０６に高周波電流を流すと、処理炉２０２の内部に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界によって、被誘導体であるサセプタ２１８に渦電流が発生する。このサセプタ２１８では、渦電流によって誘導加熱が起こり、サセプタ２１８が加熱される。具体的に、渦電流は、被誘導体であるサセプタ２１８の周縁部で生じ、誘導加熱装置２０６による誘導加熱では、主にサセプタ２１８の周縁部が加熱される。そして、周縁部が加熱されたサセプタ２１８では、輻射熱が発生し、この輻射熱により、サセプタ２１８に搭載されているウェハ２００が加熱される。また、周縁部が加熱されたサセプタ２１８では、熱伝導によってサセプタ２１８の周縁部からサセプタ２１８の中央部へ熱が流れ、サセプタ２１８の全体（周縁部と中央部）が加熱される。このため、サセプタ２１８が加熱されると、サセプタ２１８に搭載されているウェハ２００に熱伝導で熱が伝わり、ウェハ２００が加熱される。
【００９１】
このように本実施の形態１における基板処理装置１０１では、誘導加熱方式でウェハ２００を加熱する方式を採用している。このとき、誘導加熱装置２０６に高周波電流を流すことによって発生する高周波電磁界によって、ウェハ２００を直接誘導加熱しても加熱量が足りないことが多い。したがって、本誘導加熱方式では、効率的に誘導加熱で加熱できるように被誘導体であるサセプタ２１８を使用している。つまり、誘導加熱方式の基板処理装置１０１では、効率的に誘導加熱によって加熱されるようにサセプタ２１８を使用している。そして、このサセプタ２１８を効率的に誘導加熱で加熱処理した後、加熱されたサセプタ２１８上のウェハ２００を、サセプタ２１８からの熱伝導によって加熱しているのである。このことから、サセプタ２１８は、ウェハ２００を搭載する機能を有しているとともに、その重要な機能として、高周波電磁界によって誘導加熱され、ウェハ２００を加熱する加熱源としての機能を有している。
【００９２】
この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように放射温度計２６３が検出した温度情報に基づき誘導加熱装置２０６への通電具合がフィードバック制御される。なお、この際、ブロア２０６５は、アウターチューブ２０５の外壁の温度がウェハ２００上で膜成長させる温度より遥かに低い例えば６００℃以下に冷却されるように予め設定された制御量で制御される。ウェハ２００は、７００℃〜１２００℃内で選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱される。例えば、ウェハ２００は、１１００〜１２００℃に加熱される。また、例えば、原料ガスとしてＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、キャリアガスとして、水素（Ｈ２）を用いる場合には、サセプタ２１８が、１１５０℃以上となるように誘導加熱される。
【００９３】
また、ウェハ２００は、７００℃〜１２００℃内で選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱されるが、その際、いずれの処理温度においても、ブロア２０６５は、アウターチューブ２０５の外壁の温度がウェハ２００上で膜成長させる温度より遥かに低い、例えば６００℃以下に冷却されるように予め設定された制御量にて制御される。
【００９４】
続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転することで、サセプタ２１８、および、このサセプタ２１８に載置されているウェハ２００が回転する。
【００９５】
次に、第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２には、Ｓｉ系およびＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）系の原料ガス（処理ガス）として、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）等と、ドーピングガス（処理ガス）としては、Ｂ２Ｈ６（ジボラン）、ＢＣl３（三塩化ホウ素）、ＰＨ３（ホスフィン）等と、キャリアガス（処理ガス）として、水素（Ｈ２）がそれぞれ封入されている。ウェハ２００の温度が安定したところで、第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２からそれぞれの処理ガスが供給される。そして、所望の流量となるようにＭＦＣ１８３、１８４、１８５の開度が調節された後、バルブ１７７、１７８、１７９が開かれる。これにより、それぞれの処理ガスがガス供給管２３２を流通して、ガス供給ノズル２３２１に流入される。ガス供給ノズル２３２１に流す流量は、一回の基板の処理工程で処理する基板の枚数によって異なるが、例えば、２６．２５ｓｌｍ〜２６２．５ｓｌｍとしている。なお、流量の単位として［ｓｌｍ］を用いているが、この［ｓｌｍ］は標準状態（大気圧：１０１３２５Ｐａ、０℃）で１分間当たりの流量をリットルで表わしている。したがって、標準状態のガスに換算すると、１ｓｌｍは、１．６７×１０−６ｍ３／ｓｅｃとして表わすことができる。以下で、ガスの流量について説明するときは、この［ｓｌｍ］を用いて説明する。
【００９６】
ガス供給ノズル２３２１の流路断面積は、複数あるガス供給口２３２２の開口面積に比べて十分に大きいため、処理室２０１より大きい圧力となり、それぞれのガス供給口２３２２から噴出されるガスが均一な流量、流速で処理室２０１に供給される。例えば、本実施の形態では、ガス供給口２３２２は、開口径がφ１．５ｍｍとしているのに対し、ガス供給ノズル２３２１の主流路（各ガス供給口２３２２に接続される流路）はφ３５ｍｍ以上としている。このように主流路の断面積を十分に大きくすることにより、ガス供給ノズル２３２１を流れる処理ガスの流量を、例えば、１００ｓｌｍ以上に増加させても、ガス供給ノズル２３２１内の圧力損失を低減できるので、複数のガス供給口２３２２から吹き出される処理ガスの流量を均一化することができる。処理室２０１に供給されたガスは、処理室２０１内を通り、ガス排気口２３１１に排出され、その後、ガス排気口２３１１からガス排気管２３１へ排気される。処理ガスは、サセプタ２１８間の間隙を通過する際に上下に隣接するそれぞれのサセプタ２１８から加熱されるとともに、加熱されたウェハ２００と接触し、ウェハ２００の表面上にエピタシャル成長によってシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜が形成される（図１０の成膜工程）。
【００９７】
予め設定された時間が経過すると、処理室２０１の温度を低下させる（図１０の降温）。そして、処理室２０１内が所望の圧力となるように真空排気装置２４６によって排気され、処理室２０１内が減圧される（図１０の真空排気２工程）。続いて、そして、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ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスで置換されると共に、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（図１０のＮ２パージ２工程）。
【００９８】
その後、昇降モータ２４８によりシールキャップ２１９が下降して、マニホールド２０９の下端が開口されると共に、処理済のウェハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からアウターチューブ２０５の外部に搬出（ボートアンローディング）される（図１０のボートアンロード工程）。その後、処理済のウェハ２００は、ボート２１７より取出される（ウェハディスチャージ）。以上のようにして、ウェハ２００上に半導体膜を形成することができる。
【００９９】
＜成膜工程の詳細＞
ここで、図１０に示す成膜の工程において、ガス供給ノズル２３２１を流れるガスの温度が高温に加熱されると、ウェハ２００に到達する前に、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着する。
【０１００】
例えば、塩素原子を化学式に有する化合物を原料ガスに使用して、基板上に膜を形成する場合、原料ガスが熱分解されるとともに重合化（高分子化）が起こり、塩化シランポリマーなどの副生成物が生成される。また、例えば、原料ガスとしてＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、キャリアガスとして、水素（Ｈ２）を用い、これらの混合ガスをガス供給ノズル２３２１から供給する場合、混合ガスの温度が９００°以上になると、ガスの反応による生成物質が形成され、処理炉２０２内のウェハ２００以外の部材に成膜される。つまり、生成物質が、処理室周辺の部材に付着する。
【０１０１】
このような生成物質が、例えば、ガス供給ノズル２３２１に形成された複数のガス供給口２３２２に付着すると、ガス供給口２３２２の開口面積が狭くなるので、ガス供給口２３２２からのガスの供給量が安定しない。このため、各段に配置されるウェハ２００の膜質や膜厚にバラツキが生じる原因となる。また、ガス供給口２３２２に生成物質が厚く堆積すると、ガス供給口２３２２が閉塞してしまう場合もある。この場合、ガス供給ノズル２３２１内の圧力が過加圧となり、ガス供給ノズル２３２１が破壊する原因となる。また、ガス供給口２３２２に生成物質が成膜された状態で、上記した基板の処理工程を繰り返し行うと、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、これに伴って、ガス供給口２３２２が破壊する場合がある。また、ガス供給口２３２２の破壊にまでは至らなくても、付着した生成物質が剥離して処理室２０１や処理室２０１内の基板であるウェハ２００に到達し、異物（パーティクル）となる。
【０１０２】
また、例えば、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも上流側に生成物質が形成されると、ガス供給ノズル２３２１の流路が狭くなるので、この場合にも、ガス供給口２３２２からのガスの供給量が安定しない。このため、各段に配置されるウェハ２００の膜質や膜厚にバラツキが生じる原因となる。また、前記したガス供給口２３２２に生成物質が付着した場合と同様に、ガス供給ノズル２３２１の上流側が閉塞すると、ガス供給ノズル２３２１が破壊する原因となる。また、ガス供給ノズル２３２１の内壁に生成物質が成膜されると、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、ガス供給ノズル２３２１の破壊や、処理室２０１内に異物が生じることとなる。
【０１０３】
そこで、本願発明者は、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着することを抑制する技術について検討を行い、本実施の形態１の構成を見出した。図１１は図８に示す処理炉２０２の要部を模式的に示す要部断面図である。また、図１２は、図１１に示すガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａ周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。また、図１３は図１１に示すガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂ周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。
【０１０４】
まず、本実施の形態１では、前記したように誘導加熱方式を用い、被誘導加熱体であるサセプタ２１８を誘導加熱することにより、被処理基板であるウェハ２００を加熱している。基板の加熱方式には、本実施の形態１のような誘導加熱方式の他、抵抗加熱方式がある。抵抗加熱方式の基板処理装置では、例えば、円筒形の処理炉の外周に沿って抵抗線をコイル状に敷設し、敷設した抵抗線に電流を流すことにより発生するジュール熱で処理炉全体を加熱するように構成されている。このように構成されている抵抗加熱方式の基板処理装置では、処理炉の内部に配置されている基板だけでなく、反応炉自体も加熱される。このため、抵抗加熱方式では、処理炉内のガス供給経路も高温となり、ガス供給経路などを構成する部材に、前記した生成物質が付着しやすい。一方、本実施の形態１では、誘導加熱方式を用いているので、処理室２０１内に配置されたサセプタ２１８およびウェハ２００を誘導加熱しても、処理室２０１を形成するインナーチューブ２３０やガス供給ノズル２３２１、およびアウターチューブ２０５が誘導加熱されない、あるいは、誘導加熱され難い。このため、ガス供給ノズル２３２１内に流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができる。つまり、前記した熱分解やガスの反応による生成物質が、ガス供給ノズル２３２１内で形成されることを抑制することができる。
【０１０５】
しかし、誘導加熱方式を適用した場合であっても、被誘導加熱体であるサセプタ２１８が、例えば、１０００℃を超える高温に誘導加熱されれば、サセプタ２１８から輻射熱が発生する。そして該輻射熱がガス供給ノズル２３２１に到達すると、ガス供給ノズル２３２１の温度が上昇する。この結果、ガス供給ノズル２３２１内で前記した熱分解やガスの反応による生成物質が形成されてしまう。
【０１０６】
そこで、本実施の形態１では、図１１に示すように、処理室２０１内をインナーチューブ２３０で覆い、インナーチューブ２３０の外側にガス供給ノズル２３２１を配置している。詳しくは、ガス供給ノズル２３２１は、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに配置されている。換言すれば、ガス供給ノズル２３２１と処理室２０１の間にはインナーチューブ２３０が配置されている。このため、誘導加熱されたサセプタ２１８から発生する輻射熱を、例えば、石英材から成るインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより減衰させることができる。つまり、本実施の形態１では、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａを、被誘導加熱体であるサセプタ２１８からの輻射熱がガス供給ノズル２３２１に輻射されるのを抑制する輻射抑止部として機能させている。また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａとガス供給ノズル２３２１は、離間して配置されているので、輻射熱を吸収することにより加熱されたインナーチューブ２３０から伝達される熱量を低減することができる。このため、サセプタ２１８で発生する輻射熱によるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制することができる。
【０１０７】
ところで、ガス供給ノズル２３２１は、前記したように、例えば、原料ガス、ドーピングガス、およびキャリアガスの混合ガスである処理ガスを、処理室２０１内に配置された基板であるウェハ２００に供給するために配置されている。このため、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、ガス供給ノズル２３２１から吹き出される処理ガスを処理室２０１に流通させる流通口としての開口部ＦＨが形成されている。本実施の形態１では、ウェハ２００の周縁側方から処理ガスを供給するので、開口部ＦＨは、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の周縁側方に設けられている。また、処理ガスの吹出し口である複数のガス供給口２３２２と開口部ＦＨは、互いに対向するように配置されているので、ガス供給口２３２２から吹出された処理ガスは、流通口としての開口部ＦＨを通過して、処理室２０１内に配置されたウェハ２００に到達する。
【０１０８】
ここで、図１１に示すように、ガス供給ノズル２３２１は、複数のガス供給口２３２２が形成された第一領域２３２１ａと、第一領域２３２１ａのガスの上流側に位置する第二領域２３２１ｂとを有している。そして、インナーチューブ２３０の第一領域２３２１ａと対向する領域には、図１２に示すように開口部ＦＨが形成されているが、第二領域２３２１ｂと対向する領域には、図１３に示すようにインナーチューブ２３０に開口部が形成されていない。換言すれば、第二領域２３２１ｂに対向するインナーチューブ２３０の側壁２３０ａは、被誘導加熱体であるサセプタ２１８からの輻射熱がガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂに輻射されるのを抑制する輻射抑止部として機能させている。したがって、第二領域２３２１ｂでは、サセプタ２１８で発生する輻射熱をインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより吸収し、アウターチューブ２０５の側壁２０５ａとの間に設けられた間隙ＳＰに到達する熱量を半分以下とすることができる。例えば、石英材から成るインナーチューブ２３０の側壁２３０ａの厚さを約５ｍｍとした場合、約６０％の輻射熱を遮ることができる。なお、詳細には、インナーチューブ２３０に対する輻射熱の透過率は、輻射熱の波長帯によって異なるが、全波長帯の平均として約６０％の輻射熱を遮ることができる。
【０１０９】
このように、第二領域２３２１ｂにおいて、間隙ＳＰと処理室２０１の間にインナーチューブ２３０の側壁２３０ａを配置することにより、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂの温度上昇を抑制することができる。例えば、サセプタ２１８を１１５０℃以上まで誘導加熱した場合であっても、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂの温度を９００℃未満とすることができる。このため、第二領域２３２１ｂにおいて、前記した生成物質が形成されることを防止ないしは抑制することができる。
【０１１０】
また、第二領域２３２１ｂにおける温度上昇を抑制することにより、第二領域２３２１ｂよりも処理ガスの下流側に位置する第一領域２３２１ａに送られる処理ガスの初期温度を下げることができる。このため、第一領域２３２１ａにおける処理ガスの温度上昇を抑制することができる。このように、第一領域２３２１ａにおける処理ガスの温度上昇を抑制することにより、第一領域２３２１ａにおいて、前記した生成物質が形成されることを抑制することができる。つまり、第一領域２３２１ａに形成された複数のガス供給口２３２２に生成物質が付着することを抑制することができる。
【０１１１】
また、第一領域２３２１ａにおけるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制する観点からは、図１２に示すように、インナーチューブ２３０に形成される流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおけるノズル幅Ｗ２よりも狭くすることが好ましい。例えば、本実施の形態では、第一領域２３２１ａにおけるガス供給ノズル２３２１のノズル幅Ｗ２が３５〜４５ｍｍ程度であるのに対して開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、１．５ｍｍ程度である。つまり、開口部ＦＨは、ガス供給ノズル２３２１よりも小さい幅で形成されていることが好ましい。これにより、図１１に示すサセプタ２１８で発生した輻射熱は、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａに到達する前にインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより減衰させ易くなる。つまり、輻射熱がガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａに到達し難くなる。この結果、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおける、輻射熱による処理ガスの温度上昇を抑制することができる。そして、第一領域２３２１ａにおける処理ガスの温度上昇を抑制することで、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａの内壁や、ガス供給口２３２２に前記した生成物質が付着することを抑制することができる。
【０１１２】
また、第一領域２３２１ａにおけるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制する観点から、図１２に示すように流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの板厚よりも小さく形成することが好ましい。例えば本実施の形態１では、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの板厚Ｔ１は、約５ｍｍとしている。これにより、これにより、図１１に示すサセプタ２１８で発生し、ガス供給ノズル２３２１に向かう輻射熱は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａで減衰され易くなる。
【０１１３】
また、開口部ＦＨの開口幅Ｗ１が、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２の開口幅Ｗ３以下になっていれば、ガス供給口２３２２周辺の温度上昇も抑制することができる。
【０１１４】
ただし、開口部ＦＨの開口幅Ｗ１を狭くすると、ガス供給口２３２２から吹出された処理ガスが、開口部ＦＨを通過し難くなる。そこで、本実施の形態１では、図１１に示すように、流通口としての開口部ＦＨの開口形状は、ガス供給ノズル２３２１の延在方向に沿って長い、スリット状に形成されている。換言すれば、流通口としての開口部ＦＨの開口形状は、幅方向と交差する高さ方向の開口高さＬ１が開口幅Ｗ１（図１２参照）よりも長くなるように、スリット状に形成されている。本実施の形態１では、ガス供給ノズル２３２１に複数のガス供給口２３２２が配列されているが、開口部ＦＨの開口高さＬ１を長くすることで、開口部ＦＨが複数のガス供給口２３２２と対向するように配置されている。このように、開口部ＦＨの開口高さＬ１が長くなるように、スリット状に形成されているので、開口部ＦＨが、ガス供給口２３２２よりも小さい幅で形成されていても、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスを効率よく処理室２０１内に供給し、ウェハ２００に到達させることができる。
【０１１５】
また、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスを効率よく処理室２０１内に供給し、ウェハ２００に到達させる観点から、図１０に示す成膜工程における、処理炉２０２内の圧力分布は、間隙ＳＰ内の圧力が、処理室２０１内の圧力よりも高くなっていることが好ましい。処理室２０１内の圧力が間隙ＳＰ内の圧力よりも低くなっていれば、例えば、開口部ＦＨが、ガス供給口２３２２よりも小さい幅で形成されていても、処理ガスを通過させ易いからである。
【０１１６】
本実施の形態１では、アウターチューブ２０５およびインナーチューブ２３０は、それぞれ有天筒状に形成され、アウターチューブ２０５の内部を減圧維持可能に形成されている。詳しく説明すると、図１１に示すようにアウターチューブ２０５の上端には、側壁２０５ａを気密に密封する蓋部２０５ｂが形成されている。また、インナーチューブ２３０の上端には、側壁２３０ａを気密に密封する蓋部２３０ｂが形成されている。また、アウターチューブ２０５の下方には、排気部としてのガス排気口２３１１が形成されており、排気部としてのガス排気管２３１（図８参照）に接続されている。このガス排気口２３１１およびガス排気管２３１（図８参照）はインナーチューブ２３０内の処理室２０１と連通している。このため、ガス排気口２３１１から処理室２０１内のガスを排気すると、処理室２０１内が減圧される。そして、間隙ＳＰ内と処理室２０１内の圧力差が大きくなると、開口部ＦＨを介して間隙ＳＰ内のガスが処理室２０１内に流入し、間隙ＳＰ内が減圧される。
【０１１７】
また、図８に示すようにガス排気管２３１の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ（図示せず）および圧力調整器としてのＡＰＣバルブ２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されている。圧力センサおよびＡＰＣバルブ２４２には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。
【０１１８】
また、図８に示すように、ガス供給ノズル２３２１と接続されるガス供給管２３２は、上流側で例えば、３つに分かれており、バルブ１７７、１７８、１７９とガス流量制御装置としてのＭＦＣ１８３、１８４、１８５を介して第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。ＭＦＣ１８３、１８４、１８５およびバルブ１７７、１７８、１７９には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、このガス流量制御部２３５によって、ガス供給ノズル２３２１に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。
【０１１９】
このように、処理炉２０２は、アウターチューブ２０５内部の間隙ＳＰ内および処理室２０１内を減圧状態で制御することができるように形成されている。このため、間隙ＳＰと処理室２０１の間のガスの流通を制御し易くすることができる。
【０１２０】
＜本実施の形態１の代表的効果＞
以上、本実施の形態１で説明した技術的思想によれば、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１２１】
（１）本実施の形態１によれば、ガス供給ノズル２３２１の吹出し口としてのガス供給口２３２２から、流通口としての開口部ＦＨ、および被処理対象物である基板としてのウェハ２００へ向けて処理ガスを吹き出すことができる。また、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８からの輻射熱により、ウェハ２００を加熱することができるので、良好な基板の処理が可能となる。
【０１２２】
（２）また、本実施の形態１によれば、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８を基板の加熱源として用いているので、処理室２０１内に配置されたサセプタ２１８を誘導加熱しても、処理室２０１を形成するインナーチューブ２３０やガス供給ノズル２３２１、およびアウターチューブ２０５が誘導加熱されない、あるいは、誘導加熱され難い。このため、ガス供給ノズル２３２１内に流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができる。
【０１２３】
（３）また、本実施の形態１によれば、詳しくは、ガス供給ノズル２３２１は、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに配置されている。このため、誘導加熱されたサセプタ２１８から発生する輻射熱を、例えば、石英材から成るインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより減衰させることができる。このため、サセプタ２１８で発生する輻射熱によるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制することができる。
【０１２４】
（４）特に、本実施の形態１では、ガス供給ノズル２３２１は、複数のガス供給口２３２２が形成された第一領域２３２１ａと、第一領域２３２１ａのガスの上流側に位置する第二領域２３２１ｂとを有している。そして、インナーチューブ２３０の第一領域２３２１ａと対向する領域には、開口部ＦＨが形成されているが、第二領域２３２１ｂと対向する領域には、インナーチューブ２３０に開口部が形成されていない。換言すれば、第二領域２３２１ｂに対向するインナーチューブ２３０の側壁２３０ａは、被誘導加熱体であるサセプタ２１８からの輻射熱がガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂに輻射されるのを抑制する輻射抑止部として機能させている。このため、第二領域２３２１ｂでは、サセプタ２１８で発生する輻射熱をインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより吸収し、間隙ＳＰに到達する輻射熱を低減することができる。
【０１２５】
（５）また、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂにおいて、ガス供給ノズル２３２１内を流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができるので、第二領域２３２１ｂ内で、熱分解やガスの反応により、生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１２６】
（６）また、第二領域２３２１ｂ内で、生成物質が形成されることを抑制することにより、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂにおいて、処理ガスの流通経路が閉塞することを抑制することができる。
【０１２７】
（７）また、前記生成物質が、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂからガス供給口２３２２、および開口部ＦＨを通過して処理室２０１、あるいは処理室２０１内に配置された被処理対象物である基板としてのウェハ２００に到達し、パーティクルとなることを抑制することができる。
【０１２８】
（８）また、本実施の形態１によれば、インナーチューブ２３０に形成される流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおけるノズル幅Ｗ２よりも狭くなっている。このため、被誘電加熱体としてのサセプタ２１８で発生した輻射熱が、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａに到達し難くなる。この結果、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおける、輻射熱による処理ガスの温度上昇を抑制することができる。
【０１２９】
（９）流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの板厚Ｔ１よりも小さく形成している。これにより、これにより、図１１に示すサセプタ２１８で発生し、ガス供給ノズル２３２１に向かう輻射熱は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａで減衰され易くなる。この結果、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおける、輻射熱による処理ガスの温度上昇を抑制することができる。
【０１３０】
（１０）このように、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおいて、ガス供給ノズル２３２１内を流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができるので、第一領域２３２１ａ内で、熱分解やガスの反応により、生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１３１】
（１１）また、第一領域２３２１ａ内で、生成物質が形成されることを抑制することにより、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおいて、処理ガスの流通経路が閉塞することを抑制することができる。
【０１３２】
（１２）また、前記生成物質が、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａから開口部ＦＨを通過して処理室２０１、あるいは処理室２０１内に配置された被処理対象物である基板としてのウェハ２００に到達し、パーティクルとなることを抑制することができる。
【０１３３】
（１３）また、本実施の形態１によれば、流通口としての開口部ＦＨの開口形状は、幅方向と交差する高さ方向の開口高さＬ１が開口幅Ｗ１よりも長くなるように、スリット状に形成されている。このように、開口部ＦＨの開口高さＬ１が長くなるように、スリット状に形成されているので、開口部ＦＨが、ガス供給口２３２２よりも小さい幅で形成されていても、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスを効率よく処理室２０１内に供給し、ウェハ２００に到達させることができる。
【０１３４】
（１４）また、本実施の形態１によれば、アウターチューブ２０５およびインナーチューブ２３０は、それぞれ有天筒状に形成され、アウターチューブ２０５の内部を減圧維持可能に形成されている。このため、間隙ＳＰと処理室２０１の間のガスの流通を制御し易くすることができる。
【０１３５】
（１５）また、本実施の形態１で説明した基板処理装置１０１を基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１３６】
（１６）また、本実施の形態１で説明した基板処理装置１０１を半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１３７】
（１７）また、本実施の形態１で説明した基板処理装置１０１を太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１３８】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、前記実施の形態１で説明した間隙ＳＰに、ガス供給ノズル２３２１とは別にパージガス供給部を配置して、間隙ＳＰ内および処理室２０１内の圧力を制御し易くする実施態様について説明する。
【０１３９】
図１４は、図１１に示す処理炉処理炉の変形例である本実施の形態２における処理炉の要部を模式的に示す要部断面図である。また、図１５は、図１０に示す基板の処理工程の変形例である実施の形態２における基板の処理工程のシーケンスを示す説明図である。
【０１４０】
前記実施の形態１では、アウターチューブ２０５とインナーチューブ２３０の間の間隙ＳＰにガス供給ノズル２３２１を配置して、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から処理室２０１内に配置されたウェハ２００に向かって、処理ガスを吹き出す構成について説明した。また、吹き出された処理ガスは、インナーチューブ２３０に形成された流通口である開口部ＦＨを通過して、処理室２０１内に配置されたウェハ２００に到達することを説明した。
【０１４１】
ここで、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスの一部が、インナーチューブ２３０の開口部ＦＨを通過しなかった場合、間隙ＳＰ内に滞留してしまう場合がある。間隙ＳＰの内側には、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａが配置されるため、前記実施の形態１で説明した、熱分解やガスの反応による生成物質は、間隙ＳＰ内では形成され難くなっている。しかしインナーチューブ２３０は、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８の輻射熱により加熱されるので、処理ガスが滞留すると、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの外側や、間隙ＳＰの底面に、徐々に熱分解やガスの反応による生成物質が形成され、付着する。
【０１４２】
そして、生成物質が、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの外側や、間隙ＳＰの底面に生成物質が成膜された状態で、前記実施の形態１で説明した基板の処理工程を繰り返し行うと、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、これに伴って、インナーチューブ２３０などが破壊する場合がある。
【０１４３】
また、間隙ＳＰ内に滞留した処理ガスが、ウェハ２００上への成膜処理に寄与しないので、処理ガスの使用効率を向上させる観点からも、間隙ＳＰ内に滞留する処理ガスを低減することが好ましい。
【０１４４】
そこで、本願発明者は、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスの一部が、間隙ＳＰ内に滞留することを抑制する技術について検討を行い、本実施の形態２の構成を見出した。なお、前記実施の形態１で説明した技術と、本実施の形態２の技術の相違点は、以下で説明する点であり、その他は前記実施の形態１と同様である。したがって、本実施の形態２では、前記実施の形態１との相違点について説明し、重複する説明は省略する。
【０１４５】
図１４に示す基板処理装置１０１ａと、図１１に示す基板処理装置１０１の相違点は、間隙ＳＰ内に、パージガスを供給するパージガス供給部をさらに設けた点である。また、図１５に示す基板の処理工程と、図１０に示す基板の処理工程の相違点は、成膜工程の前後に、間隙ＳＰ内にパージガスを供給する工程が追加されている点である。
【０１４６】
図１４および図１５を用いて詳細に説明すると、本実施の形態２の基板の製造方法（半導体装置の製造方法、太陽電池の製造方法）の基板の処理工程では、成膜工程（図１５参照）の前に、間隙ＳＰ内に配置したパージガス供給部としてのパージガス供給ノズル２３３１から、パージガスを間隙ＳＰ内に供給する工程（図１５のＨ２パージ１工程）を有している。詳しくは、図１５に示すように、昇温工程の前に、パージガスを供給する。このように、昇温工程の前に、間隙ＳＰ内にパージガスを供給することにより、例えば、直近の基板の処理工程において、間隙ＳＰ内に処理ガスが残留していた場合でも、これをパージガスで置換することができる。このため、間隙ＳＰ内に残留する処理ガスを昇温前に取り除き、前記した熱分解やガスの反応により生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１４７】
ここで、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換する観点から以下の構成が好ましい。
【０１４８】
まず、間隙ＳＰ内全域に亘って、パージガスと置換する観点から、図１４に示すように、パージガス供給部としてのパージガス供給ノズル２３３１は、インナーチューブ２３０の開口部ＦＨが形成された位置の反対側に形成することが好ましい。換言すれば、ガス供給ノズル２３２１とパージガス供給ノズル２３３１は、インナーチューブ２３０を介して反対側に設けられていることが好ましい。インナーチューブ２３０の開口部ＦＨ周辺の間隙ＳＰは、ガス供給ノズル２３２１からガスが吹き出されるので、ガスの対流が発生しやすい。一方、開口部ＦＨの反対側の間隙ＳＰでは、ガスが滞留し易い。したがって、パージガス供給ノズル２３３１を開口部ＦＨが形成された位置の反対側に設けることにより、ガスの滞留を抑制し、間隙ＳＰ内全域に亘って、パージガスを至らせることができる。この結果、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態では、パージガスとして、前記実施の形態１で説明した原料ガス（例えば、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン））よりも比重が軽いＨ２ガスを用いている。このように、原料ガスよりも比重の低いガスをパージガスとして用いる場合には、パージガスを間隙ＳＰの低い位置に供給した方が、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換する。そこで、図１４に示すように、本実施の形態２では、パージガス供給ノズル２３３１の高さは、ガス供給ノズル２３２１の高さよりも低くなっている。また、パージガス供給ノズル２３３１に形成されたパージガス供給口２３３２は、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも低い位置に形成されている。これにより、パージガス供給ノズル２３３１から吹き出されたパージガスとしてのＨ２ガスで、間隙ＳＰの下方に滞留するガスを効率的に上方に運ぶことができる。上方に運びあげられたガスは、開口部ＦＨから処理室２０１内に流入する。これにより、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。なお、本実施の形態２では、パージガス供給ノズル２３３１を配置する構成を例示して説明したが、この構成に限定されない。例えば、パージガス供給ノズル２３３１を設けず、間隙ＳＰと対向するアウターチューブ２０５の側壁２０５ａにおいて、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも低い位置に形成され、間隙ＳＰと接続されたパージガス供給部２３３から、間隙ＳＰ内にパージガスを供給することができる。
【０１５０】
なお、この時、ガス供給ノズル２３２１に接続されるガス供給管２３２からも、パージガスとしてのＨ２ガスを供給することもできる。この場合、間隙ＳＰ内の複数箇所からパージガスを供給することとなるので、間隙ＳＰ内のガスを、より確実にパージガスと置換することができる。
【０１５１】
また、本実施の形態２によれば、間隙ＳＰ内にパージガスを供給するパージガス供給部を設けることで、間隙ＳＰ内の圧力と処理室２０１内の圧力を前記実施の形態１よりも、さらに高精度で制御することができる。詳しくは、パージガス供給ノズル２３３１は、間隙ＳＰと対向するアウターチューブ２０５の側壁２０５ａに形成されたパージガス供給部２３３と接続されている。
【０１５２】
また、パージガス供給部２３３は、上流側にバルブ１８６とガス流量制御装置としてのＭＦＣ（Mass Flow Controller）１８７を介してパージガス供給源１８８に接続されている。ＭＦＣ１８７およびバルブ１８６には、パージガス流量制御部２３５ａが電気的に接続されており、このパージガス流量制御部２３５ａによって、供給するパージガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。また、パージガス供給部２３３は、上流側で分岐され、バルブ（図示せず）と不活性ガス流量制御装置としてのＭＦＣを介して、不活性ガス供給源（図示せず）に接続される。
【０１５３】
つまり、本実施の形態２の基板処理装置１０１ａは、ガス供給ノズル２３２１へ処理ガスを供給するガス供給部としてのガス供給管２３２と、処理室２０１内を排気する排気部としてのガス排気管２３１を有している。そして、ガス供給部のガスの流量を制御するガス流量制御部２３５、排気部の圧力を制御する圧力制御部２３６、およびパージガス供給部２３３のガスの流量を制御するパージガス流量制御部２３５ａを有している。このため、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１の圧力よりも高くなるように、容易に制御することができる。これにより、パージガスによって間隙ＳＰの上方に運ばれたガスを効率的に処理室２０１内に流すことができる。
【０１５４】
図１５に示すＨ２パージ１工程に引き続き、前記実施の形態１で説明した通り、昇温工程を行う。この昇温工程およびこれに続く成膜工程では、図１４に示す、パージガス供給部２３３から、引き続きパージガスとしてのＨ２ガスが供給される。そして、パージガス流量制御部２３５ａおよび圧力制御部２３６がパージガスの流量および排気部の圧力をそれぞれ制御することにより、間隙ＳＰ内の圧力が、処理室２０１内の圧力よりも高い状態で維持される。この状態で、図１５に示す成膜工程として、ガス供給部としてのガス供給管２３２から前記実施の形態で説明した処理ガスを供給する。つまり、成膜工程の前に、間隙ＳＰ内に予めパージガスを供給し、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高い状態で、ガス供給部から処理ガスを供給する。また、成膜工程中も間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高い状態を維持する。
【０１５５】
このように、処理ガスがガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から吹き出す際には、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高くなっているので、処理ガスの一部が間隙ＳＰ内に漏れることを抑制することができる。供給するパージガスの流量は、一回の基板の処理工程で処理する基板の枚数によって異なるが、例えば、２ｓｌｍ〜１０ｓｌｍ程度の流量で供給する。なお、パージガスの流量を４ｓｌｍ以上とすれば、１回の基板の処理工程中において、間隙ＳＰ内に生成物質が付着することをほぼ防止することができる。
【０１５６】
図１５に示す成膜工程が終了し、ウェハ２００上に半導体膜が形成された後は、ガス供給部としてのガス供給管２３２から供給される処理ガスのうち、少なくとも原料ガスおよびドーピングガスの供給を停止する。一方、パージガス供給部２３３からは、引き続きパージガスとしてのＨ２ガスが間隙ＳＰ内に供給される。これにより、間隙ＳＰ内に残留する原料ガスやドーピングガスをパージガスと置換することができるので、引き続き行う降温工程（図１５参照）において、間隙ＳＰ内に生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１５７】
なお、この時、ガス供給ノズル２３２１に接続されるガス供給管２３２からも、パージガスとしてのＨ２ガスを供給することもできる。パージガスとしてのＨ２ガスの供給源は、例えば、図８に示すキャリアガスの供給源である第３のガス供給源１８２を兼用することができる。この場合、間隙ＳＰ内の複数箇所からパージガスを供給することとなるので、間隙ＳＰ内のガスを、より確実にパージガスと置換することができる。
【０１５８】
以降の工程は、前記実施の形態１と同様なので、重複する説明は省略する。なお、本実施の形態２では、ガス供給管２３２に加え、パージガス供給部２３３も有しているので、図１５に示すＮ２パージ１工程およびＮ２パージ２工程では、ガス供給管２３２およびパージガス供給部２３３から処理炉２０２内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給する。
【０１５９】
＜本実施の形態２の代表的効果＞
以上、本実施の形態２で説明した技術的思想によれば、前記実施の形態１で説明した効果に加え、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１６０】
（１）本実施の形態２によれば、間隙ＳＰ内にパージガスを供給するパージガス供給部を接続することにより、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１６１】
（２）特に、間隙ＳＰ内に残留する、原料ガスをパージガスと置換することにより、間隙ＳＰ内で熱分解やガスの反応による生成物質が形成され、間隙ＳＰを構成するインナーチューブ２３０の側壁２３０ａや間隙ＳＰの底面に付着することを防止ないしは抑制することができる。
【０１６２】
（３）また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａや間隙ＳＰの底面に生成物質が付着することを防止ないしは抑制することにより、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、これに伴って、インナーチューブ２３０などが破壊することを防止ないは抑制することができる。
【０１６３】
（４）また、また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａや間隙ＳＰの底面に生成物質が付着することを防止ないしは抑制することにより、インナーチューブ２３０やアウターチューブ２０５を洗浄したり、交換したりするメンテナンスサイクルを長期化、若しくはメンテナンスフリーにすることができる。
【０１６４】
（５）また、本実施の形態２によれば、間隙ＳＰ内にパージガスを供給するパージガス供給部を接続することにより、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高い状態で制御することが容易になる。
【０１６５】
（６）このため、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から吹き出されたガスが、間隙ＳＰ内に流れることを抑制することができる。また、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から吹き出されたガスを処理室２０１内のウェハ２００に効率的に到達させることができるので、例えば複数のウェハ２００を１回で処理する場合でも、各ウェハ２００の処理の均一性を向上させることができる。
【０１６６】
（７）また、パージガス供給部としてのパージガス供給ノズル２３３１は、インナーチューブ２３０の開口部ＦＨが形成された位置の反対側に形成することで、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１６７】
（８）また、パージガスとして、原料ガスよりも比重が軽いガスを用い、パージガス供給部２３３をガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも低い位置に接続することで、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１６８】
（９）また、本実施の形態２で説明した基板処理装置１０１ａを基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１６９】
（１０）また、本実施の形態２で説明した基板処理装置１０１ａを半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１７０】
（１１）また、本実施の形態２で説明した基板処理装置１０１ａを太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１７１】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、前記実施の形態１で説明した処理ガスを供給するガス供給ノズルを間隙ＳＰ内に複数配置して、基板に形成される膜の膜厚を均一化する実施態様について説明する。
【０１７２】
図１６は、図９に示す処理炉の変形例である本実施の形態３における処理炉の概略構成を示す横断面図である。また、図１７は、図１６の変形例の概略構成を示す横断面図である。
【０１７３】
前記実施の形態１では、アウターチューブ２０５とインナーチューブ２３０の間の間隙ＳＰにガス供給ノズル２３２１を配置して、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から処理室２０１内に配置されたウェハ２００に向かって、処理ガスを吹き出す構成について説明した。また、吹き出された処理ガスは、インナーチューブ２３０に形成された流通口である開口部ＦＨを通過して、処理室２０１内に配置されたウェハ２００に到達することを説明した。
【０１７４】
ここで、ガス供給口２３２２とウェハ２００の間にインナーチューブ２３０の側壁２３０ａを介在させる場合、ウェハ２００とガス供給口２３２２の距離が離れる。例えば、前記実施の形態１で説明した態様では、５０ｍｍ〜６０ｍｍ程度となる。このように、ウェハ２００とガス供給口２３２２の距離が離れると、ガス供給口２３２２から吹き出される処理ガスの流速によっては、ガス供給口２３２２とウェハ２００の間で急激に減速し、複数段に配置されたウェハ２００の間に入る処理ガスの量が低下する。そして処理ガスの量が低下した状態で、前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ウェハ２００の周縁部の膜厚は厚く、周縁部よりも内側の中央部の膜厚は、周縁部よりも薄くなる。つまり、ウェハ２００の中央部が周縁部に対して窪んだ、凹型の膜がウェハ２００上に形成される。一方、ガス供給口２３２２に供給される処理ガスの流量とガス供給口の開口面積を調整することにより、ガス供給口２３２２から吹き出される処理ガスの流速を向上させることができる。例えば、前記実施の形態１で説明したように、開口径がφ１．５ｍｍのガス供給口２３２２のそれぞれに、キャリアガスとしてのＨ２ガスを５ｓｌｍ、原料ガスとしてのＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）ガスを０．２５ｓｌｍの流量で供給すると、マッハ数に換算して、０．５程度、１０００℃の条件下でのＨ２ガスに換算すると１５００ｍ／ｓｅｃ程度の流速で処理ガスを吹き出すことができる。この場合、ウェハ２００の中心部においても数十ｍ／ｓｅｃとすることができ、前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ウェハ２００の中央部の膜厚は厚く、中央部よりも外側の周縁部の膜厚は、中央部よりも薄くなる。つまり、ウェハ２００の周縁部が中央部に対して窪んだ、凸型の膜がウェハ２００上に形成される。このように、１本のガス供給ノズルから処理ガスを供給する場合、凹型、あるいは凸型の膜が形成され易く、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を均一化するには、極めて高精度な流量制御が必要となる。
【０１７５】
そこで、本願発明者は、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化する技術について検討を行い、本実施の形態３の構成を見出した。なお、前記実施の形態１で説明した技術と、本実施の形態３の技術の相違点は、以下で説明する点であり、その他は前記実施の形態１と同様である。したがって、本実施の形態３では、前記実施の形態２との相違点について説明し、重複する説明は省略する。また、本実施の形態３で説明する技術は、前記実施の形態２で説明した技術と組み合わせて適用することもできる。この場合、前記実施の形態２で説明した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。しかし、繰り返しの説明を避けるため、前記実施の形態１で説明した技術の変形例として適用した実施態様を例示的に説明する。
【０１７６】
図１６に示す基板処理装置１０１ｂと、図１１に示す基板処理装置１０１の相違点は、間隙ＳＰ内に、複数のガス供給ノズル２３２１を設けた点である。換言すれば、本実施の形態３の基板処理装置１０１ｂは、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに、第１のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｃと、第２のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｄが配置されている。
【０１７７】
ガス供給ノズル２３２１ｃは、前記実施の形態１で説明したガス供給ノズル２３２１と同様であり、例えば、開口径がφ１．５ｍｍからなるガス供給口２３２２が処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。一方、ガス供給ノズル２３２１ｄは、ガス供給口２３２２が、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心以外の領域、例えば、ウェハ２００の周縁部に向かって形成されている。ガス供給ノズル２３２１ｄのその他の構成は、前記実施の形態１で説明したガス供給ノズル２３２１と同様である。
【０１７８】
また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、複数のガス供給ノズル２３２１にそれぞれ形成されたガス供給口２３２２と対向する領域に、ガス供給口２３２２から吹き出されたガスを処理室２０１内のウェハ２００に向かって供給するための流通口である開口部ＦＨがそれぞれ形成されている。詳しくは、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの、ガス供給ノズル２３２１ｃと対向する領域には、第１の流通口としての開口部ＦＨａが形成されている。また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの、ガス供給ノズル２３２１ｄと対向する領域には、第２の流通口としての開口部ＦＨｂが形成されている。また、開口部ＦＨａは、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。一方、開口部ＦＨｂは、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心以外の領域、例えば、ウェハ２００の周縁部に向かって形成されている。開口部ＦＨａ、ＦＨｂのその他の構成は、前記実施の形態１で説明した開口部ＦＨと同様である。
【０１７９】
そして、各ガス供給ノズル２３２１ｃ、２３２１ｄには、それぞれ同じ流量の処理ガスを供給する。例えば、ガス供給口２３２２のそれぞれに、キャリアガスとしてのＨ２ガスを５ｓｌｍ、原料ガスとしてのＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）ガスを０．２５ｓｌｍの流量で供給する。この状態で前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ガス供給ノズル２３２１ｃのガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスは、ウェハ２００の中央部の膜を厚く形成する。一方、ガス供給ノズル２３２１ｄのガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスは、ウェハ２００周縁部の膜を厚く形成する。この結果、ウェハ２００上に形成される膜全体の厚さとしては、略均一化される。このように図１６に示す本実施の形態３の一例によれば、複数のガス供給ノズル２３２１を配置し、ガス供給口２３２２の向きを調整することにより、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８０】
なお、図１６に示す、開口部ＦＨａ、ＦＨｂを一体化させて、開口幅を広くすることも考えられる。しかし、前記実施の形態１で説明したように、サセプタ２１８で発生した輻射熱を減衰させる観点から、図１６に示すように、開口部ＦＨａ、ＦＨｂをそれぞれ独立して形成することが好ましい。
【０１８１】
次に、図１６に示す実施態様の変形例として、図１７に示す構成について説明する。図１７に示す基板処理装置１０１ｃと、図１１に示す基板処理装置１０１の相違点は、間隙ＳＰ内に、複数のガス供給ノズル２３２１を設けた点である。換言すれば、本実施の形態３の基板処理装置１０１ｃは、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに、第１のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｃと、第２のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｅが配置されている。
【０１８２】
ガス供給ノズル２３２１ｃは、図１６に示すガス供給ノズル２３２１ｃと同様であり、例えば、開口径がφ１．５ｍｍからなるガス供給口２３２２ａが処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。一方、ガス供給ノズル２３２１ｅは、ガス供給口２３２２ｂが、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されているが、開口径（開口幅）がガス供給口２３２２ａよりも広くなっている。ガス供給ノズル２３２１ｅのその他の構成は、前記実施の形態１で説明したガス供給ノズル２３２１と同様である。
【０１８３】
また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、複数のガス供給ノズル２３２１にそれぞれ形成されたガス供給口２３２２と対向する領域に、ガス供給口２３２２から吹き出されたガスを処理室２０１内のウェハ２００に向かって供給するための流通口である開口部ＦＨがそれぞれ形成されている。
【０１８４】
そして、各ガス供給ノズル２３２１ｃ、２３２１ｅには、それぞれ同じ流量の処理ガスを供給する。例えば、ガス供給口２３２２のそれぞれに、キャリアガスとしてのＨ２ガスを５ｓｌｍ、原料ガスとしてのＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）ガスを０．２５ｓｌｍの流量で供給する。この状態で前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ガス供給ノズル２３２１ｃのガス供給口２３２２ａから吹き出された処理ガスは、ウェハ２００の中央部の膜を厚く形成する。一方、ガス供給ノズル２３２１ｅのガス供給口２３２２ｂから吹き出された処理ガスは、ガス供給口２３２２ｂの開口径が広いことにより、ウェハ２００の中央部まで到達せず、ウェハ２００周縁部の膜を厚く形成する。この結果、ウェハ２００上に形成される膜全体の厚さとしては、略均一化される。このように図１７に示す本実施の形態３の別の例によれば、複数のガス供給ノズル２３２１を配置し、それぞれに異なる開口径（開口面積）のガス供給口２３２２ａ、２３２２ｂを形成することにより、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８５】
＜本実施の形態３の代表的効果＞
以上、本実施の形態３で説明した技術的思想によれば、前記実施の形態１で説明した効果に加え、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１８６】
（１）本実施の形態３によれば、間隙ＳＰ内に複数のガス供給ノズル２３２１を配置することで、ガス供給口２３２２とウェハ２００の距離を離しても、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８７】
（２）このため、ガス供給口２３２２とウェハ２００の距離を離すことができるので、サセプタ２１８で発生する輻射熱を減衰させることができるので、ガス供給口２３２２の温度上昇を抑制することができる。
【０１８８】
（３）また、ガス供給ノズルに形成されるガス供給口の向き、あるいは開口径を調整することにより、複数のガス供給ノズル２３２１に同じ流量の処理ガスを供給しても、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８９】
（４）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１９０】
（５）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１９１】
（６）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１９２】
（７）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを、前記実施の形態２で説明した技術と組み合わせて適用することにより、前記実施の形態２で説明した複数の効果のうち、１つ以上の効果をさらに奏する。
【０１９３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は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いうまでもない。
【０１９４】
例えば、前記実施の形態ではエピタキシャル装置を例示して説明したが、ＣＶＤ装置、ＡＬＤ装置、酸化装置、拡散装置、あるいは、アニール装置などその他の基板処理装置においても本発明における技術的思想を適用することができる。
【０１９５】
また、例えば、前記実施の形態２では、ガス供給部であるガス供給管２３２から、パージガスとしてのＨ２ガスを供給する態様について説明したが、これを前記実施の形態１に適用することもできる。この場合、前記実施の形態１で説明した態様において、前記実施の形態２で説明した図１５に示すシーケンスで基板の処理工程を行うことができるので、昇温工程および成膜工程の前に、間隙ＳＰ内の圧力を確実に処理室２０１内の圧力よりも高くし、これを維持することができる。
【０１９６】
また、例えば前記実施の形態１〜前記実施の形態３で説明した実施態様に以下の変形例を適用することができる。
【０１９７】
＜変形例＞
図１８は、図７に示す基板の保持構造の第１の変形例を示す拡大断面図である。前記実施の形態１では、サセプタ２１８を保持する保持部ＨＵ１を、支柱ＰＲから突き出してサセプタ２１８上に配置されたウェハ２００をサセプタ２１８と伴に保持する形態について説明した。しかし基板の保持構造はこれに限定されない。例えば、図１８に示すように、支柱ＰＲのそれぞれに溝ＤＩＴを形成することにより、サセプタ２１８を保持するように構成してもよい。すなわち、支柱ＰＲの延在方向に等間隔で並ぶように複数の溝ＤＩＴを形成する。この溝ＤＩＴは、複数の支柱ＰＲで互いに同じ高さに設けられており、互いに同じ高さに設けられた、例えば３つの溝ＤＩＴでサセプタ２１８の両端を保持するように構成することができる。この場合、３つの溝ＤＩＴで保持されたサセプタ２１８は、水平状態を維持するように配置される。具体的に、図７に示すように、ボート２１７には、延在方向に所定間隔で配置された溝ＤＩＴのそれぞれにサセプタ２１８が搭載されている。したがって、支柱ＰＲに溝ＤＩＴを形成する場合も、複数のサセプタ２１８が、ボート２１７の延在方向に所定間隔を置いて積層配置されるようにボート２１７を構成することができる。
【０１９８】
また、別の変形例として、ウェハ２００をサセプタ２１８にて保持せず、基板保持体としてのボート（図示は省略）に直接ウェハ２００を複数段（多段）に配置して、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８を設けずに、別の形態にて、インナーチューブ２３０内に被誘導加熱体を設けるようにすることもできる。
【０１９９】
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。
【０２００】
〔付記１〕
被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、
該処理室を形成するインナーチューブであって、前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に流通口が設けられるインナーチューブと、
該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、
前記間隙に配置されるガス供給ノズルであって、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す、吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域のガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルと、
前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備える基板処理装置。
【０２０１】
〔付記２〕
前記間隙にパージガスを供給するパージガス供給部をさらに有する付記１記載の基板処理装置。
【０２０２】
〔付記３〕
前記ガス供給ノズルへガスを供給するガス供給部と、
前記インナーチューブ内を排気する排気部と、
該ガス供給部、前記パージガス供給部、および前記排気部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記インナーチューブ内の圧力よりも前記間隙の圧力のほうが高くなるように前記ガス供給部および前記パージガス供給部、前記排気部を制御する付記２記載の基板処理装置。
【０２０３】
〔付記４〕
前記パージガス供給部は、前記流通口が設けられる位置とは、前記インナーチューブを介在させた反対側の前記間隙へ前記パージガスを供給する付記２記載の基板処理装置。
【０２０４】
〔付記５〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する基板の製造方法。
【０２０５】
〔付記６〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、
前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域と、を有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する半導体装置の製造方法。
【０２０６】
〔付記７〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、
前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域と、を有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する太陽電池の製造方法。
【０２０７】
〔付記８〕
前記アウターチューブおよび前記インナーチューブは有天筒状に形成されており、前記アウターチューブは内部を減圧維持可能に形成されている付記１記載の基板処理装置。
【０２０８】
〔付記９〕
前記ガス供給ノズルの前記第二領域に対向する前記インナーチューブの側壁が、前記被誘導加熱体からの輻射熱が前記第二領域に輻射されるのを抑制する輻射抑制部である付記１記載の基板処理装置。
【０２０９】
〔付記１０〕
前記流通口は、前記ガス供給ノズルの延在方向に長いスリット状に形成されており、かつ、前記ガス供給ノズルの第一領域におけるノズル幅より小さい幅で形成されている付記１記載の基板処理装置。
【０２１０】
〔付記１１〕
内部を減圧維持可能な筒状に形成されたアウターチューブと、
前記アウターチューブの内部に前記アウターチューブと間隙を介して同心筒状に設けられるインナーチューブと、
前記インナーチューブの内部に設けられる被誘導加熱体と、
前記インナーチューブの内部で、長手方向に複数段、基板を保持する基板保持体と、
前記アウターチューブの外部に設けられ、少なくとも前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
前記間隙の、下方から少なくとも前記基板保持体に保持された前記基板に対向する位置まで延在し、前記基板に向けてガスを吹出し可能な吹出し口を有するガス供給ノズルと、を有し、
前記インナーチューブには、前記第一ガス供給ノズルの前記吹出し口と対向する位置であって、前記基板保持体に保持された複数の基板の周縁側方の位置に、該吹出し口から前記基板に向けて供給されたガスを流通させる流通口が形成されている基板処理装置。
【０２１１】
〔付記１２〕
前記ガス供給ノズルは前記ガスとしてトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスと水素（Ｈ２）ガスとの混合ガスを供給するよう構成されている付記１記載の基板処理装置。
【０２１２】
〔付記１３〕
前記パージガスは、水素（Ｈ２）ガスである付記２記載の基板処理装置。
【０２１３】
〔付記１４〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を１１５０℃以上に誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスと水素（Ｈ２）ガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達させるとともに、前記被誘導加熱体からの輻射熱を前記インナーチューブの側壁にて遮ることで、前記ガス供給ノズルの前記第二領域が９００℃未満にして、基板を処理する基板の製造方法。
【０２１４】
〔付記１５〕
被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、
該処理室を形成するインナーチューブであって、前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に流通口が設けられるインナーチューブと、
該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、
前記間隙に配置される第１および第２のガス供給ノズルと、
前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備え、
前記第１および第２のガス供給ノズルには、それぞれ、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す、吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域のガスの上流側に位置する第二領域とを有する基板処理装置。
【０２１５】
〔付記１６〕
前記第１のガス供給ノズルは、前記処理室内に配置される前記基板の中心に向かって前記吹出し口が形成され、
前記第２のガス供給ノズルは、前記処理室内に配置される前記基板の中心以外の領域に向かって前記吹出し口が形成される付記１５記載の基板処理装置。
【０２１６】
〔付記１７〕
前記吹出し口のうち、
前記第１のガス供給ノズルには、第１の開口径を有する第１の吹出し口が形成され、
前記第２のガス供給ノズルには、前記第１の開口径よりも大きい第２の開口径を有する第２の吹出し口が形成される、付記１５記載の基板処理装置。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明は、半導体装置や太陽電池などを製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ 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 炉口ゲートバルブ
１６１ 炉口
１７７、１７８、１７９、１８６ バルブ
１８０ 第１のガス供給源
１８１ 第２のガス供給源
１８２ 第３のガス供給源
１８３、１８４、１８５、１８７ ＭＦＣ（Mass Flow Controller）
１８８ パージガス供給源
２００ ウェハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０５ アウターチューブ
２０５ａ 側壁
２０５ｂ 蓋部
２０６ 誘導加熱装置
２０９ マニホールド
２１６ 断熱筒
２１７ ボート
２１７ａ 底板
２１７ｂ 天板
２１８ サセプタ
２１８ａ 周縁部
２１８ｂ 中央部
２１８ｃ 段差部
２１９ シールキャップ
２３０ インナーチューブ
２３０ａ 側壁
２３０ｂ 蓋部
２３１ ガス排気管
２３２ ガス供給管
２３３ パージガス供給部
２３５ ガス流量制御部
２３５ａ パージガス流量制御部
２３６ 圧力制御部
２３７ 駆動制御部
２３８ 温度制御部
２３９ 主制御部
２４０ コントローラ
２４２ ＡＰＣバルブ
２４４ ボール螺子
２４５ 下基板
２４６ 真空排気装置
２４７ 上基板
２４８ 昇降モータ
２４９ 昇降台
２５０ 昇降シャフト
２５１ 天板
２５２ 昇降基板
２５３ 駆動部カバー
２５４ 回転機構
２５５ 回転軸
２５６ 駆動部収納ケース
２５７ 冷却機構
２５８ 電力供給ケーブル
２５９ 冷却流路
２６０ 冷却水配管
２６３ 放射温度計
２６４ ガイドシャフト
２６５ ベローズ
３０１、３０９ Ｏリング
２０６１ ＲＦコイル
２０６２ 壁体
２０６３ 冷却壁
２０６４ ラジエータ
２０６５ ブロア
２０６６ 開口部
２０６７ 爆発放散口開閉装置
２３１１ ガス排気口
２３２１、２３２１ｃ、２３２１ｄ、２３２１ｅ ガス供給ノズル
２３２１ａ 第一領域
２３２１ｂ 第二領域
２３２２、２３２２ａ、２３２２ｂ ガス供給口
２３３１ パージガス供給ノズル
２３３２ パージガス供給口
Ｃ、ＣＬ、ＣＵ、Ｌ、Ｕ ＲＦコイル
ＤＩＴ 溝
ＦＨ、ＦＨａ、ＦＨｂ 開口部
ＨＵ１ 保持部
ＭＴ 部材
ＰＦ パージガス供給部
ＰＨ ピン孔
ＰＮ 突き上げピン
ＰＲ 支柱
ＳＰ 間隙
Ｔ１ 板厚
ＵＤＵ 突き上げピン昇降機構
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 開口幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置およびその処理技術に関し、処理室内にガスを供給し、基板に成膜する基板処理装置およびその処理技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平３−２５５６１９号公報（特許文献１）には、ＲＦ（Radio Frequency）コイルに高周波電流を流し、処理室内中央部に配設したウエハを搭載したサセプタの温度を上昇させてウエハを加熱することが記載されている。また、このサセプタの周囲に反応ガスの流れを均一にする分配板を備えた供給ノズルを設け、該供給ノズルの同一水平位置に複数の吹き出し孔を設け、該吹き出し孔からＨ２ガスと反応ガスとして例えばＳｉＨ４ガスを吹き出すことが記載されている。
【０００３】
特開平１０−５０６１３号公報（特許文献２）には、反応炉内に設けたサセプタのウエハ搭載部に抵抗加熱ヒータを内蔵させることが記載されている。また、反応炉内に内管を設け、内管の一対の対向側壁のうち反応ガス供給室側の側壁に反応ガス供給口を、排気室側の側壁に排気口をそれぞれ形成することが記載されている。そして、反応ガス供給口と排気口をサセプタ各段のウエハ搭載部に対応して、多段に、かつ、ウエハ搭載面に平行なスリット状に形成することが記載されている。
【０００４】
特公平６−１６４９５号公報（特許文献３）には、外管および内管から成る２重管の反応管が記載されている。また、内管内に配置する基板を、抵抗加熱炉で加熱することが記載されている。また、内管内に設けられ、基板に向って開口している複数の細孔を有するノズルから反応ガスとしてシラン系ガス（ＳｉＨ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４）とＨＣｌガスあるいはＣｌ２ガスとの混合ガスを導入し、内管に形成された複数の細孔から水素ガスを導入することで、前記混合ガスと水素ガスとを別々に供給することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２５５６１９号公報
【特許文献２】特開平１０−５０６１３号公報
【特許文献３】特公平６−１６４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の処理工程においては、基板に成膜処理を施す基板処理装置が広く使用されている。この基板処理装置では、例えば、基板処理装置の処理室内に配置された基板を加熱し、かつ、処理室内に原料ガスを導入することにより、基板上に膜を形成する。
【０００７】
しかし、原料ガスが処理室内の基板に到達する前に高温になると、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着するという問題が生じる。
【０００８】
そして、処理室周辺に生成物質が付着すると、基板上に膜を安定的に形成することができなくなる原因となる。また、処理室周辺に付着した生成物質に起因して、処理室周辺の部材が破壊されてしまう原因となる。また、処理室周辺に付着した生成物質が剥離して、処理室や処理室内の基板に到達し、異物（パーティクル）となる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着することを抑制する技術を提供することにある。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
すなわち、本発明に係る基板処理装置は、被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、該処理室を形成するインナーチューブと、該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、前記間隙に配置されるガス供給ノズルと前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、を備えている。前記インナーチューブには、前記処理室に配置される基板の周縁側方に流通口が設けられている。また、前記ガス供給ノズルには、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１４】
すなわち、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】ウェハをサセプタに装填している状態を示す上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図４】ウェハをサセプタから分離する様子を示す断面図である。
【図５】ボートの全体構造を示す側面図である。
【図６】ボートにウェハが搭載されたサセプタを装填する様子を示す平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【図８】実施の形態１における基板処理装置の処理炉と、処理炉周辺の概略構成図である。
【図９】図８に示す処理炉の横方向の断面を示す概略構成図である。
【図１０】実施の形態１の基板の処理工程のシーケンスを示す説明図である。
【図１１】図８に示す処理炉の要部を模式的に示す要部断面図である。
【図１２】図１１に示すガス供給ノズルの第一領域周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。
【図１３】図１１に示すガス供給ノズルの第二領域周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。
【図１４】図１１に示す処理炉処理炉の変形例である本発明の実施の形態２における処理炉の要部を模式的に示す要部断面図である。
【図１５】図１０に示す基板の処理工程の変形例である実施の形態２における基板の処理工程のシーケンスを示す説明図である。
【図１６】図９に示す処理炉の変形例である本発明の実施の形態３における処理炉の概略構成を示す横断面図である。
【図１７】図１６の変形例の概略構成を示す横断面図である。
【図１８】図７に示す基板保持構造の変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明を実施するための実施の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ等）の製造方法に含まれる様々な処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。以下の説明では、半導体基板（半導体ウェハ）にエピタキシャル成長法による成膜処理、ＣＶＤ（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。
【００２２】
＜基板処理装置の構成＞
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）２００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は、例えば略直方体形状を成す。以下、基板処理装置を構成する各部材について説明するが、筐体１１１の側面のうち、カセット１１０の搬入搬出口が配置される側面を正面として説明する。また、筐体１１１内における各部材の位置について、正面に向かう方向を前方、正面から遠ざかる方向を後方として説明する。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。
【００２３】
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２００が垂直姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が上方向を向くように載置されるように構成されている。
【００２４】
筐体１１１内の前後方向の略中央下部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、カセット棚１０５は複数段および複数列で複数個のカセット１１０を保管し、カセット１１０内のウェハ２００を出し入れ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。
【００２５】
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。
【００２６】
カセット棚１０５の後方には、ウェハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されている。このウェハ移載機構１２５は、ウェハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウェハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂを備えている。図１に模式的に示すように、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂは、筐体１１１左側端部に設置されている。これらのウェハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウェハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウェハ移載装置１２５ａにあるツイーザ（基板保持体）１２５ｃが、ウェハ２００の載置部として機能するサセプタであって、かつ、図示しないサセプタ保持機構にあるサセプタに対して、ウェハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するようになっている。
【００２７】
以下に、サセプタ保持機構において、ウェハ２００をサセプタに装填している状態と脱装する状態とを示す。図２は、ウェハ２００をサセプタ２１８に装填している状態を示す上面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。まず、図２に示すように、サセプタ２１８は、円盤形状をしており、同心円状の周縁部２１８ａと円形状の中央部２１８ｂとを有している。そして、サセプタ２１８の中央部２１８ｂに円盤状のウェハ２００が搭載されている。つまり、サセプタ２１８は、ウェハ２００よりも大きい円盤状になっており、サセプタ２１８の中央部２１８ｂ内にウェハ２００が内包されるようになっている。さらに、図３に示すように、サセプタ２１８の周縁部２１８ａは、サセプタ２１８の中央部２１８ｂよりも高さが高くなっており、サセプタ２１８には、周縁部２１８ａと中央部２１８ｂとの境界領域に段差部２１８ｃが形成されている。すなわち、サセプタ２１８は、周縁部２１８ａから中央部２１８ｂが窪んだ形状となっており、この窪んだ中央部２１８ｂ内にウェハ２００が搭載されている。言い換えれば、サセプタ２１８の周縁部２１８ａの厚みよりも、サセプタ２１８の中央部２１８ｂの厚みが小さく形成されているということもできる。また、図２および図３に示すように、サセプタ２１８の中央部２１８ｂには、複数のピン孔ＰＨが設けられており、このピン孔ＰＨに部材ＭＴが埋め込まれている。このように構成されているサセプタ２１８は、炭化シリコン（ＳｉＣ）で表面が被覆された導電性材料（カーボンやカーボングラファイト）から形成されている。好ましくは、サセプタ２１８は、導電性材料の表面を炭化シリコン（ＳｉＣ）等のコーティング材で被覆してもよい。これにより、導電性材料から不純物が放出することを抑制することができる。
【００２８】
なお、サセプタ２１８は、ウェハ２００を周方向において均一に加熱しやすいため、円盤形状で形成されているほうが望ましいが、サセプタ２１８の主面が楕円で形成された板形状であっても、サセプタ２１８の主面が多角形で形成された板形状であってもよい。以上のようにして、ウェハ２００がサセプタ２１８に装填されることがわかる。
【００２９】
続いて、サセプタ保持機構において、ウェハ２００をサセプタ２１８から脱装する例について説明する。図４は、ウェハ２００をサセプタ２１８から分離する様子を示す断面図である。図４に示すように、サセプタ保持機構には、ウェハ２００を突き上げるための突き上げピンＰＮと、突き上げピンＰＮを昇降させる突き上げピン昇降機構ＵＤＵが設けられている。まず、サセプタ保持機構により、サセプタ２１８に形成されているピン孔ＰＨに埋め込まれた部材ＭＴに接触するように、突き上げピンＰＮの位置決めを行った後、突き上げピン昇降機構ＵＤＵによって、突き上げピンＰＮを上昇させる。すると、図４に示すように、ピン孔ＰＨに埋め込まれていた部材ＭＴとともにウェハ２００は、サセプタ２１８から分離する。このようにして、ウェハ２００がサセプタ２１８から脱装されることがわかる。このことから、ウェハ移載装置１２５ａにあるツイーザ（基板保持体）１２５ｃと、サセプタ２１８との間でウェハ２００を装填および脱装することができることがわかる。なお、ウェハ２００を突き上げた際に、ウェハ２００に対して与えるダメージを低減する観点から、突き上げピンＰＮの先端に当接させる部材ＭＴは、図３および図４に示すようにフランジ状に形成されていることが望ましい。また、ピン孔ＰＨからの放熱を抑制する観点から、部材ＭＴをフランジ状に形成し、ピン孔ＰＨに埋め込むことが望ましい。
【００３０】
また、本実施の形態１における基板処理装置１０１には、サセプタ保持機構の他に、サセプタ移動機構（図示せず）も備えている。このサセプタ移動機構は、サセプタ保持機構とボート２１７（基板保持具）との間でサセプタ２１８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。
【００３１】
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。
【００３２】
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２１７を収容可能な容積を有するロードロック方式の待機室であるロードロック室（移載室）１４１が形成されている。
【００３３】
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。
【００３４】
ロードロック室１４１の上方には、処理炉（反応炉）２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は炉口シャッタ（炉口ゲートバルブ）（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
【００３５】
図１に模式的に示すように、ロードロック室１４１には、ボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（支持体保持体昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５に連結された連結具としてのアーム（図示せず）には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
【００３６】
ボート２１７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）のサセプタ２１８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２４０と電気的に接続されており、コントローラ２４０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。
【００３７】
＜基板処理装置の動作＞
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２４０により制御される。
【００３８】
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２００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。
【００３９】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセットステージ１１４から取り上げられるとともに、カセット１１０内のウェハ２００が水平姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に右周り縦方向へ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、受け渡される。つまり、カセット１１０は、バッファ棚１０７に一時的に保管された後、カセット搬送装置１１８によってカセット棚１０５に移載されるか、あるいは、直接、カセット棚１０５に搬送される。
【００４０】
その後、スライドステージ１０６は、カセット棚１０５を水平移動させ、移載の対象となるカセット１１０をウェハ移載装置１２５ａに対峙するように位置決めする。ウェハ２００は、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。このとき、サセプタ保持機構では、突き上げピン昇降機構ＵＤＵ（図４参照）により突き上げピンＰＮ（図４参照）が上昇される。続いて、ウェハ移載装置１２５ａにより、突き上げピンＰＮ（図４参照）上にウェハ２００が載置される。そして、突き上げピン昇降機構ＵＤＵ（図４参照）により、ウェハ２００が載置された突き上げピンＰＮ（図４参照）を下降させることにより、図３に示すようにウェハ２００がサセプタ２１８上に搭載される。その後、ウェハ移載装置１２５ａはカセット１１０へ戻り、次のウェハ２００をサセプタ保持機構に装填する。
【００４１】
次に、予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室１４１のウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３の動作により開放されると、サセプタ移動機構により、サセプタ保持機構からウェハ２００が載置されたサセプタ２１８（図３参照）が脱装される。そして、サセプタ移動機構により、脱装されたサセプタ２１８（図３参照）は、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２１７へサセプタ２１８が装填される。
【００４２】
ここで、ボート２１７にウェハ２００が搭載されたサセプタ２１８を装填する構成について説明する。図５は、ボート２１７の全体構造を示す側面図である。また、図６は、ボート２１７にウェハ２００が搭載されたサセプタ２１８を装填する様子を示す平面図である。
【００４３】
まず、図５に示すようにボート２１７は、サセプタ２１８を保持する保持体として機能し、ボート２１７は、円盤状の底板２１７ａと、円盤状の天板２１７ｂと、底板２１７ａと天板２１７ｂとを連結する石英からなる３本あるいは４本の支柱ＰＲから構成されている。また、図６に示すように、複数の支柱ＰＲのそれぞれには、ウェハ２００を搭載する支持体としてのサセプタ２１８を保持する保持部ＨＵ１が形成されている。この保持部ＨＵ１は、支柱ＰＲのそれぞれからボート２１７の中心軸側に向けて突き出すように形成されている。
【００４４】
次に、ウェハ２００が搭載されたサセプタ２１８をボート２１７に装填する側面方向から見た構成について説明する。図７は、図６のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。図７に示すように、ボート２１７は、ボート２１７の延在方向（図７の上下方向）に延在する複数の支柱ＰＲと、複数の支柱ＰＲのそれぞれに対して、延在方向に等間隔で設けられた複数の保持部ＨＵ１を有している。そして、この保持部ＨＵ１は、複数の支柱ＰＲで互いに同じ高さに設けられており、互いに同じ高さに設けられた、例えば３つの保持部ＨＵ１でサセプタ２１８の３つの端部を保持している。したがって、３つの保持部ＨＵ１で保持されたサセプタ２１８は、水平状態を維持するように配置される。具体的に、図７に示すように、ボート２１７には、延在方向に所定間隔で配置された保持部ＨＵ１のそれぞれにサセプタ２１８が搭載される。したがって、ボート２１７には、複数のサセプタ２１８が、ボート２１７の延在方向に所定間隔を置いて積層配置されていることになる。このようにサセプタ２１８は、支柱ＰＲとは独立して設けられており、ボート２１７へのサセプタ２１８の装填、および、ボート２１７からのサセプタ２１８の脱装が可能なように構成されている。
【００４５】
サセプタ２１８をボート２１７に充填した後、サセプタ移動機構は、サセプタ保持機構に戻り、次のウェハ２００が載置されたサセプタ２１８（図３参照）をボート２１７に装填する。
【００４６】
予め指定された枚数のサセプタ２１８（図３参照）がボート２１７に装填されると、ウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３によって閉じられる。その後、処理炉２０２の下端部が炉口シャッタ（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２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００４７】
ローディング後は、処理炉２０２においてウェハ２００に任意の処理が実施される。ウェハ２００の処理後、ボートエレベータ１１５によりボート２１７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２００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。
【００４８】
＜処理炉の構成＞
次に、本実施の形態１における基板処理装置１０１の処理炉２０２について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施の形態１における基板処理装置１０１の処理炉２０２と、処理炉２０２周辺の概略構成図であり、縦断面図として示している。また、図９は、図８に示す処理炉の概略構成図であり、横断面図として示している。
【００４９】
図８に示すように、処理炉２０２は高周波電流を印加することにより加熱するための誘導加熱装置２０６を有する。この誘導加熱装置２０６は円筒状に形成されており、誘導加熱部としてのＲＦコイル２０６１と壁体２０６２と冷却壁２０６３により構成されている。ＲＦコイル２０６１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、ＲＦコイル２０６１には高周波電流が流れるようになっている。
【００５０】
壁体２０６２は、ステンレス材等の金属から構成されている。この壁体２０６２は、円筒形状であり、内壁側にＲＦコイル２０６１が設けられている。ＲＦコイル２０６１は、コイル支持部（図示せず）で支持される。コイル支持部は、ＲＦコイル２０６１と壁体２０６２との間において、半径方向に所定の隙間を持って、壁体２０６２に支持される。
【００５１】
壁体２０６２の外壁側には、この壁体２０６２と同心円状に、冷却壁２０６３が設けられている。壁体２０６２の上端には、その中央に開口部２０６６が形成されている。開口部２０６６の下流側には、ダクトが接続されており、このダクトの下流側には冷却装置としてのラジエータ２０６４と、排気装置としてのブロア２０６５が接続されている。
【００５２】
冷却壁２０６３には、内部に冷却媒体として、例えば、冷却水が流通可能なように冷却壁２０６３のほぼ全域に冷却媒体流路が形成されている。冷却壁２０６３には、冷却媒体（図示せず）を供給する冷却媒体供給部と冷却媒体を排出する冷却媒体排出部とが接続されている。冷却媒体供給部から冷却媒体流路に冷却媒体を供給し、冷却媒体排出部から排出することにより、冷却壁２０６３が冷却され、熱伝導により、壁体２０６２および壁体２０６２の内部が冷却される。
【００５３】
ＲＦコイル２０６１の内側には、誘導加熱装置２０６と同心円状に反応容器を構成する反応管としてのアウターチューブ２０５が設けられている。アウターチューブ２０５は、耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材で構成されており、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状をしている。
【００５４】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えば、石英（ＳｉＯ２）若しくはステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状をしている。このマニホールド２０９はアウターチューブ２０５を支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリング３０９が設けられている。このマニホールド２０９が保持体（図示せず）に支持されることにより、アウターチューブ２０５は垂直に据え付けられた状態となっている。このようにアウターチューブ２０５とマニホールド２０９により反応容器が形成される。ここで、マニホールド２０９は、特に、アウターチューブ２０５と別体で設ける場合に限定されず、アウターチューブ２０５と一体として、個別にマニホールド２０９を設けないようにしても良い。
【００５５】
図９に示すように、アウターチューブ２０５の内側には、アウターチューブ２０５と間隙ＳＰを成してインナーチューブ２３０が設けられている。換言すれば、アウターチューブ２０５は、インナーチューブ２３０の外側に、インナーチューブ２３０と間隙ＳＰを介して囲うように設けられている。また、例えば、インナーチューブ２３０は、アウターチューブ２０５と同心筒状に形成されている。インナーチューブ２３０は、処理室２０１を形成する。つまり、インナーチューブ２３０の内側に処理室２０１が形成されている。インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰは、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａおよび上端側の蓋部を囲む、環状の中空空間となっている。インナーチューブ２３０は、耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材で構成されており、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状をしている。
【００５６】
また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、インナーチューブ２３０内の処理室２０１と、インナーチューブ２３０外の間隙ＳＰとを連通する開口部ＦＨが形成されている。この開口部ＦＨは、後述する基板の処理工程において、例えば原料ガスなどの処理ガスを間隙ＳＰ側から処理室２０１内に流通させる流通口である。また、図８に示すようにインナーチューブ２３０の下端は、アウターチューブ２０５の内壁と密着している。例えば、図８に示すように、ガス排気口２３１１の上方において、アウターチューブ２０５の内壁に接合されている。このため、間隙ＳＰと処理室２０１の間は、流通口である開口部ＦＨ以外の領域は、密封されている。
【００５７】
処理室２０１には、半導体基板としてのウェハ２００がボート２１７および被誘導体としてのサセプタ２１８によって、水平姿勢で垂直方向にインナーチューブの長手方向に沿って多段に整列した状態で収納されている。
【００５８】
アウターチューブ２０５とインナーチューブ２３０の間の間隙ＳＰには、処理室２０１内に配置されているそれぞれのウェハ２００に側方からガスを供給するために、石英（ＳｉＯ２）材で形成されたガス供給ノズル２３２１が配置されている。また、アウターチューブ２０５の下方には、処理室２０１内に配置されているそれぞれのウェハ２００を通過したガスを側方から排気する石英（ＳｉＯ２）材で形成された排気部としてのガス排気口２３１１が形成されている。
【００５９】
ガス供給ノズル２３２１は、上端が閉塞し、側壁には、開口部ＦＨを介してウェハ２００に向けてガスを吹き出す、吹出し口としてのガス供給口２３２２が設けられている。ガス供給口２３２２は、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。本実施の形態では、図８に示すようにボート２１７には、複数段のウェハ２００が載置されている。このため、複数のウェハ２００のそれぞれに対して均一にガスを供給することができるように、ガス供給ノズル２３２１には、複数のガス供給口２３２２を形成している。また、複数のガス供給口２３２２は、それぞれ、各段のウェハ２００間の高さ位置に、配置することが好ましい。
【００６０】
アウターチューブ２０５の下方の側壁の外側には、ガス排気口２３１１と連通する排気部としてのガス排気管２３１と、ガス供給ノズル２３２１と連通するガス供給管２３２とが設けられている。ガス供給管２３２は、ガス供給ノズル２３２１にガスを供給するガス供給部である。なお、ガス排気口２３１１およびガス排気管２３１はアウターチューブ２０５の下方の側壁でなくても、例えば、マニホールド２０９の側壁に設けてもよい。ただし、高温の排気ガスが、回転機構２５４などの駆動部付近に廻り込むことを回避する観点からは、本実施の形態のように、アウターチューブ２０５の下方の側壁に設けることが好ましい。また、ガス供給ノズル２３２１とガス供給管２３２の連通部はアウターチューブ２０５の下方の側壁でなくても、例えば、マニホールド２０９の側壁に設けてもよい。
【００６１】
ガス供給管２３２は、上流側で例えば、３つに分かれており、バルブ１７７、１７８、１７９とガス流量制御装置としてのＭＦＣ（Mass Flow Controller）１８３、１８４、１８５を介して第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。ＭＦＣ１８３、１８４、１８５およびバルブ１７７、１７８、１７９には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、このガス流量制御部２３５によって、供給するガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。また、ガス供給管２３２は、上流側でさらに分岐され、バルブ（図示せず）と不活性ガス流量制御装置としてのＭＦＣを介して、不活性ガス供給源（図示せず）に接続される。
【００６２】
ガス排気管２３１の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ（図示せず）および圧力調整器としてのＡＰＣ（Automatic Pressure Control）バルブ２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されている。圧力センサおよびＡＰＣバルブ２４２には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。
【００６３】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞するための炉口蓋体として、シールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えば、ステンレス等の金属で構成されており、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング３０１が設けられている。
【００６４】
このシールキャップ２１９には、回転機構２５４が設けられている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウェハ２００を回転させるように構成されている。
【００６５】
シールキャップ２１９は、処理炉２０２の外側に設けられた昇降機構としての昇降モータ２４８によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。
【００６６】
ボート２１７の下部には、例えば、耐熱性材料としての石英（ＳｉＯ２）で構成される円筒形状の断熱筒２１６が配置されており、この断熱筒２１６により、誘導加熱装置２０６による誘導加熱で生じた熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるように構成されている。この断熱筒２１６は、ボート２１７と別体として設けずに、ボート２１７と一体として設けてもよい。また、断熱筒２１６に代えて、あるいは、断熱筒２１６に加えて、ボート２１７の下部、あるいは断熱筒２１６の下部に複数枚の断熱板を設けるように構成してもよい。
【００６７】
ボート２１７は、処理室２０１内でのウェハ２００上への成膜処理時における膜中への不純物の混入を抑制するために、高純度で汚染物を放出しない材料であることが望ましい。また、ボート２１７の材料として、熱伝導率の高い材料を用いた場合、ボート２１７の下部にある石英製の断熱筒２１６を熱劣化させてしまうため、熱伝導率の低い材料であることが望ましい。また、サセプタ２１８に載置されるウェハ２００へのボート２１７からの熱影響は抑制したほうがよいので、誘導加熱装置２０６により誘導加熱されない材料であることが望ましい。これらの条件を満足するように、ボート２１７の材料として石英材を使用している。
【００６８】
回転機構２５４および昇降モータ２４８には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、駆動制御部２３７は、回転機構２５４および昇降モータ２４８が所望の動作をするように所望のタイミングにて制御するようになっている。
【００６９】
誘導加熱装置２０６には、螺旋状に形成されたＲＦコイル２０６１が上下複数の領域（ゾーン）に分割されて設けられている。例えば、図８に示すように、下方側のゾーンから、ＲＦコイルＬ、ＲＦコイルＣＬ、ＲＦコイルＣ、ＲＦコイルＣＵ、ＲＦコイルＵというように５つのゾーンに区分けして設けられている。これらの５つのゾーンに区分けされたＲＦコイルは独立して制御されるようになっている。
【００７０】
誘導加熱装置２０６の近傍には、処理室２０１内の温度を検出する温度検出体としての放射温度計２６３が、例えば、４箇所に設置されている。この放射温度計２６３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２６３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。
【００７１】
誘導加熱装置２０６および放射温度計２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、放射温度計２６３により検出された温度情報に基づいて、誘導加熱装置２０６への通電状態を調節することができるようになっている。そして、温度制御部２３８によって、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。
【００７２】
また、ブロア２０６５は、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、予め設定された操作レシピに従って、ブロア２０６５の動作を制御するように構成されている。ブロア２０６５が動作することにより、壁体２０６２とアウターチューブ２０５との間隙にある雰囲気を開口部２０６６から排出する。開口部２０６６から雰囲気を排出した後、ラジエータ２０６４を通して冷却し、ブロア２０６５の下流側で設備に排出される。すなわち、温度制御部２３８による制御に基づいて、ブロア２０６５が動作することにより、誘導加熱装置２０６およびアウターチューブ２０５を冷却することができる。
【００７３】
冷却壁２０６３に接続されている冷却媒体供給部と冷却媒体排気部は、冷却壁２０６３への冷却媒体の流量を所望の冷却具合となるように所定のタイミングにてコントローラ２４０にて制御されるように構成されている。なお、冷却壁２０６３を設けたほうが、処理炉２０２外部への放熱を抑制しやすくなり、アウターチューブ２０５がより一層冷却しやすくなるため、より望ましいが、ブロア２０６５の冷却による冷却具合が、所望の冷却具合として制御可能であれば、冷却壁２０６３は設けなくてもよい。
【００７４】
また、壁体２０６２の上端には、開口部２０６６とは別に、爆発放散口と、この爆発放散口を開閉する爆発放散口開閉装置２０６７が設けられている。壁体２０６２内で水素ガスと酸素ガスとが混合して爆発が生じた際、壁体２０６２に所定の大きな圧力が加わることになる。このため、比較的強度の弱い箇所、例えば、壁体２０６２を形成するボルトやネジ、パネル等が破壊や飛散することになり、被害が増大してしまう。この被害を最小限に留めるべく、爆発放散口開閉装置２０６７は、壁体２０６２内で爆発が生じた際の所定の圧力以上で、爆発放散口を開き、内部圧力を放散するように構成されている。
【００７５】
＜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２０２周辺の構成について、図８を参照しながら説明する。予備室としてのロードロック室１４１の外面に下基板２４５が設けられる。下基板２４５には昇降台２４９と嵌合するガイドシャフト２６４および昇降台２４９と螺合するボール螺子２４４が設けられる。下基板２４５に立設したガイドシャフト２６４およびボール螺子２４４の上端に上基板２４７が設けられる。ボール螺子２４４は上基板２４７に設けられた昇降モータ２４８により回転される。ボール螺子２４４が回転することにより昇降台２４９が昇降するように構成されている。
【００７６】
昇降台２４９には中空の昇降シャフト２５０が垂直方向に設置され、昇降台２４９と昇降シャフト２５０の連結部は気密となっている。昇降シャフト２５０は昇降台２４９と共に昇降するようになっている。昇降シャフト２５０はロードロック室１４１の天板２５１を貫通する。昇降シャフト２５０が貫通する天板２５１の貫通穴は昇降シャフト２５０に対して接触することがないように充分な余裕がある。ロードロック室１４１と昇降台２４９との間には昇降シャフト２５０の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてのベローズ２６５がロードロック室１４１を気密に保つために設けられている。ベローズ２６５は昇降台２４９の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ２６５の内径は昇降シャフト２５０の外形に比べ充分に大きく、ベローズ２６５の伸縮で接触することがないように構成されている。
【００７７】
昇降シャフト２５０の下端には昇降基板２５２が水平に固着される。昇降基板２５２の下面にはＯリング等のシール部材を介して駆動部カバー２５３が気密状態で取付けられている。昇降基板２５２と駆動部カバー２５３とで駆動部収納ケース２５６が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース２５６の内部はロードロック室１４１内の雰囲気と隔離される。
【００７８】
また、駆動部収納ケース２５６の内部にはボート２１７の回転機構２５４が設けられており、回転機構２５４の周辺部は、冷却機構２５７により冷却される。また、電力供給ケーブル２５８が昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通って回転機構２５４に導かれて接続されている。そして、冷却機構２５７およびシールキャップ２１９には冷却流路２５９が形成されており、冷却流路２５９には冷却水を供給する冷却水配管２６０が接続され、昇降シャフト２５０の上端から昇降シャフト２５０の中空部を通っている。
【００７９】
昇降モータ２４８を駆動してボール螺子２４４が回転することにより、昇降台２４９および昇降シャフト２５０を介して駆動部収納ケース２５６が昇降する。
【００８０】
駆動部収納ケース２５６が上昇することにより、昇降基板２５２に気密に設けられるシールキャップ２１９が処理炉２０２の開口部である炉口１６１を閉塞し、ウェハ処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース２５６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２１７が降下されて、ウェハ２００を外部に搬出できる状態となる。
【００８１】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、および、温度制御部２３８は、操作部や入出力部を構成し、基板処理装置１０１全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、および、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。以上のようにして、本実施の形態１における基板処理装置１０１の処理炉２０２と、処理炉２０２周辺の構造体が構成されている。
【００８２】
＜基板の処理工程＞
次に、本実施の形態１における基板処理装置を使用した基板の製造方法における、基板の処理工程について、図８および図１０を参照しながら説明する。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２００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（半導体装置の製造方法）について説明する。なお、本実施の形態１では、半導体装置の製造方法を例に取り上げて説明するが、本実施の形態１で開示される基板の製造方法は、半導体装置の製造方法に限定されるものではない。例えば、第１導電型（例えばｐ型）の半導体基板であるウェハ２００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ｎ型）のエピタキシャル成長法を使用してシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を成膜し、ｐｎ接合を形成する、太陽電池の製造方法に適用することもできる。
【００８３】
図１０は、基板の処理工程のシーケンスを示す説明図であり、図１０の破線は処理室２０１内の温度を示しており、図１０の実線は処理室２０１内の圧力を示している。なお、以下の説明において、本実施の形態１における基板処理装置１０１を構成する各部の動作は、コントローラ２４０により制御される。
【００８４】
まず、図８に示す処理室２０１内にボート２１７を搬入する前、処理室２０１はスタンバイ状態となっている（図１０のスタンバイ工程）。スタンバイ状態とは、ボート２１７が処理室２０１の真下にあるロードロック室１４１に配置されて、このボート２１７にウェハ２００が載置された複数枚のサセプタ２１８を装填している状態を指している。
【００８５】
そして、ウェハ２００が載置された複数枚のサセプタ２１８がボート２１７に装填されると、図８に示すように、複数枚のサセプタ２１８を保持したボート２１７は、昇降モータ２４８による昇降台２４９および昇降シャフト２５０の昇降動作により処理室２０１内に搬入（ボートローディング）される（図１０のボートロード工程）。この状態で、シールキャップ２１９はＯリングを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。このとき、処理室２０１の内部の圧力は、例えば、７６０Ｔｏｒｒ（＝７６０×１３３．３Ｐａ）となっている。
【００８６】
続いて、処理室２０１内に不活性ガスとして、例えば、Ｎ２ガスが供給され、処理室２０１を含む処理炉２０２内を不活性ガスで置換される（図１０のＮ２パージ１工程）。なお、不活性ガスは、ガス供給管２３２に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から、ガス供給ノズル２３２１の複数のガス供給口２３２２を介して供給される。
【００８７】
続いて、処理室２０１内が所望の圧力となるように真空排気装置２４６によって排気され、処理室２０１内が減圧される（図１０の真空排気１工程）。
【００８８】
続いて、処理室２０１内の圧力が、圧力センサで測定され、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ（圧力調節器）２４２がフィードバック制御される（図１０の圧力制御工程）。この時、ガス供給管２３２に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、ガス供給ノズル２３２１の複数のガス供給口２３２２を介して供給される。この圧力制御工程によって、処理室２０１の内部の圧力は、１６０００Ｐａ以上、９３３１０Ｐａ以下で選択される処理圧力のうち、一定の圧力に調整される。例えば、２００Ｔｏｒｒ〜７００Ｔｏｒｒ（２００×１３３．３Ｐａ〜７００×１３３．３Ｐａ）となる。なお、処理室２０１内の圧力制御は、この圧力制御工程以降、図１０に示す真空排気２工程まで一定の圧力を維持するように制御する。
【００８９】
そして、ブロア２０６５が動作され、誘導加熱装置２０６とアウターチューブ２０５との間でガス若しくはエアが流通し、アウターチューブ２０５の側壁、ガス供給ノズル２３２１、ガス供給口２３２２、および、ガス排気口２３１１が冷却される。ラジエータ２０６４、冷却壁２０６３には、冷却媒体として冷却水が流通し、壁体２０６２を介して、誘導加熱装置２０６内が冷却される。また、ウェハ２００が所望の温度となるように誘導加熱装置２０６に高周波電流を印加し、サセプタ２１８に誘導電流（渦電流）を生じさせる。
【００９０】
詳しくは、誘導加熱装置２０６にて処理炉２０２内の少なくともボート２１７に保持された複数枚のサセプタ２１８を誘導加熱して、サセプタ２１８に収納されたウェハ２００を加熱する（図１０の昇温工程）。つまり、誘導加熱装置２０６に高周波電流を流すと、処理炉２０２の内部に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界によって、被誘導体であるサセプタ２１８に渦電流が発生する。このサセプタ２１８では、渦電流によって誘導加熱が起こり、サセプタ２１８が加熱される。具体的に、渦電流は、被誘導体であるサセプタ２１８の周縁部で生じ、誘導加熱装置２０６による誘導加熱では、主にサセプタ２１８の周縁部が加熱される。そして、周縁部が加熱されたサセプタ２１８では、輻射熱が発生し、この輻射熱により、サセプタ２１８に搭載されているウェハ２００が加熱される。また、周縁部が加熱されたサセプタ２１８では、熱伝導によってサセプタ２１８の周縁部からサセプタ２１８の中央部へ熱が流れ、サセプタ２１８の全体（周縁部と中央部）が加熱される。このため、サセプタ２１８が加熱されると、サセプタ２１８に搭載されているウェハ２００に熱伝導で熱が伝わり、ウェハ２００が加熱される。
【００９１】
このように本実施の形態１における基板処理装置１０１では、誘導加熱方式でウェハ２００を加熱する方式を採用している。このとき、誘導加熱装置２０６に高周波電流を流すことによって発生する高周波電磁界によって、ウェハ２００を直接誘導加熱しても加熱量が足りないことが多い。したがって、本誘導加熱方式では、効率的に誘導加熱で加熱できるように被誘導体であるサセプタ２１８を使用している。つまり、誘導加熱方式の基板処理装置１０１では、効率的に誘導加熱によって加熱されるようにサセプタ２１８を使用している。そして、このサセプタ２１８を効率的に誘導加熱で加熱処理した後、加熱されたサセプタ２１８上のウェハ２００を、サセプタ２１８からの熱伝導によって加熱しているのである。このことから、サセプタ２１８は、ウェハ２００を搭載する機能を有しているとともに、その重要な機能として、高周波電磁界によって誘導加熱され、ウェハ２００を加熱する加熱源としての機能を有している。
【００９２】
この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように放射温度計２６３が検出した温度情報に基づき誘導加熱装置２０６への通電具合がフィードバック制御される。なお、この際、ブロア２０６５は、アウターチューブ２０５の外壁の温度がウェハ２００上で膜成長させる温度より遥かに低い例えば６００℃以下に冷却されるように予め設定された制御量で制御される。ウェハ２００は、７００℃〜１２００℃内で選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱される。例えば、ウェハ２００は、１１００〜１２００℃に加熱される。また、例えば、原料ガスとしてＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、キャリアガスとして、水素（Ｈ２）を用いる場合には、サセプタ２１８が、１１５０℃以上となるように誘導加熱される。
【００９３】
また、ウェハ２００は、７００℃〜１２００℃内で選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱されるが、その際、いずれの処理温度においても、ブロア２０６５は、アウターチューブ２０５の外壁の温度がウェハ２００上で膜成長させる温度より遥かに低い、例えば６００℃以下に冷却されるように予め設定された制御量にて制御される。
【００９４】
続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転することで、サセプタ２１８、および、このサセプタ２１８に載置されているウェハ２００が回転する。
【００９５】
次に、第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２には、Ｓｉ系およびＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）系の原料ガス（処理ガス）として、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）等と、ドーピングガス（処理ガス）としては、Ｂ２Ｈ６（ジボラン）、ＢＣl３（三塩化ホウ素）、ＰＨ３（ホスフィン）等と、キャリアガス（処理ガス）として、水素（Ｈ２）がそれぞれ封入されている。ウェハ２００の温度が安定したところで、第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２からそれぞれの処理ガスが供給される。そして、所望の流量となるようにＭＦＣ１８３、１８４、１８５の開度が調節された後、バルブ１７７、１７８、１７９が開かれる。これにより、それぞれの処理ガスがガス供給管２３２を流通して、ガス供給ノズル２３２１に流入される。ガス供給ノズル２３２１に流す流量は、一回の基板の処理工程で処理する基板の枚数によって異なるが、例えば、２６．２５ｓｌｍ〜２６２．５ｓｌｍとしている。なお、流量の単位として［ｓｌｍ］を用いているが、この［ｓｌｍ］は標準状態（大気圧：１０１３２５Ｐａ、０℃）で１分間当たりの流量をリットルで表わしている。したがって、標準状態のガスに換算すると、１ｓｌｍは、１．６７×１０−６ｍ３／ｓｅｃとして表わすことができる。以下で、ガスの流量について説明するときは、この［ｓｌｍ］を用いて説明する。
【００９６】
ガス供給ノズル２３２１の流路断面積は、複数あるガス供給口２３２２の開口面積に比べて十分に大きいため、処理室２０１より大きい圧力となり、それぞれのガス供給口２３２２から噴出されるガスが均一な流量、流速で処理室２０１に供給される。例えば、本実施の形態では、ガス供給口２３２２は、開口径がφ１．５ｍｍとしているのに対し、ガス供給ノズル２３２１の主流路（各ガス供給口２３２２に接続される流路）はφ３５ｍｍ以上としている。このように主流路の断面積を十分に大きくすることにより、ガス供給ノズル２３２１を流れる処理ガスの流量を、例えば、１００ｓｌｍ以上に増加させても、ガス供給ノズル２３２１内の圧力損失を低減できるので、複数のガス供給口２３２２から吹き出される処理ガスの流量を均一化することができる。処理室２０１に供給されたガスは、処理室２０１内を通り、ガス排気口２３１１に排出され、その後、ガス排気口２３１１からガス排気管２３１へ排気される。処理ガスは、サセプタ２１８間の間隙を通過する際に上下に隣接するそれぞれのサセプタ２１８から加熱されるとともに、加熱されたウェハ２００と接触し、ウェハ２００の表面上にエピタシャル成長によってシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜が形成される（図１０の成膜工程）。
【００９７】
予め設定された時間が経過すると、処理室２０１の温度を低下させる（図１０の降温）。そして、処理室２０１内が所望の圧力となるように真空排気装置２４６によって排気され、処理室２０１内が減圧される（図１０の真空排気２工程）。続いて、そして、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ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスで置換されると共に、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（図１０のＮ２パージ２工程）。
【００９８】
その後、昇降モータ２４８によりシールキャップ２１９が下降して、マニホールド２０９の下端が開口されると共に、処理済のウェハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からアウターチューブ２０５の外部に搬出（ボートアンローディング）される（図１０のボートアンロード工程）。その後、処理済のウェハ２００は、ボート２１７より取出される（ウェハディスチャージ）。以上のようにして、ウェハ２００上に半導体膜を形成することができる。
【００９９】
＜成膜工程の詳細＞
ここで、図１０に示す成膜の工程において、ガス供給ノズル２３２１を流れるガスの温度が高温に加熱されると、ウェハ２００に到達する前に、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着する。
【０１００】
例えば、塩素原子を化学式に有する化合物を原料ガスに使用して、基板上に膜を形成する場合、原料ガスが熱分解されるとともに重合化（高分子化）が起こり、塩化シランポリマーなどの副生成物が生成される。また、例えば、原料ガスとしてＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、キャリアガスとして、水素（Ｈ２）を用い、これらの混合ガスをガス供給ノズル２３２１から供給する場合、混合ガスの温度が９００°以上になると、ガスの反応による生成物質が形成され、処理炉２０２内のウェハ２００以外の部材に成膜される。つまり、生成物質が、処理室周辺の部材に付着する。
【０１０１】
このような生成物質が、例えば、ガス供給ノズル２３２１に形成された複数のガス供給口２３２２に付着すると、ガス供給口２３２２の開口面積が狭くなるので、ガス供給口２３２２からのガスの供給量が安定しない。このため、各段に配置されるウェハ２００の膜質や膜厚にバラツキが生じる原因となる。また、ガス供給口２３２２に生成物質が厚く堆積すると、ガス供給口２３２２が閉塞してしまう場合もある。この場合、ガス供給ノズル２３２１内の圧力が過加圧となり、ガス供給ノズル２３２１が破壊する原因となる。また、ガス供給口２３２２に生成物質が成膜された状態で、上記した基板の処理工程を繰り返し行うと、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、これに伴って、ガス供給口２３２２が破壊する場合がある。また、ガス供給口２３２２の破壊にまでは至らなくても、付着した生成物質が剥離して処理室２０１や処理室２０１内の基板であるウェハ２００に到達し、異物（パーティクル）となる。
【０１０２】
また、例えば、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも上流側に生成物質が形成されると、ガス供給ノズル２３２１の流路が狭くなるので、この場合にも、ガス供給口２３２２からのガスの供給量が安定しない。このため、各段に配置されるウェハ２００の膜質や膜厚にバラツキが生じる原因となる。また、前記したガス供給口２３２２に生成物質が付着した場合と同様に、ガス供給ノズル２３２１の上流側が閉塞すると、ガス供給ノズル２３２１が破壊する原因となる。また、ガス供給ノズル２３２１の内壁に生成物質が成膜されると、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、ガス供給ノズル２３２１の破壊や、処理室２０１内に異物が生じることとなる。
【０１０３】
そこで、本願発明者は、熱分解やガスの反応による生成物質が、処理室周辺に付着することを抑制する技術について検討を行い、本実施の形態１の構成を見出した。図１１は図８に示す処理炉２０２の要部を模式的に示す要部断面図である。また、図１２は、図１１に示すガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａ周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。また、図１３は図１１に示すガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂ周辺の横断面構造を示す拡大断面図である。
【０１０４】
まず、本実施の形態１では、前記したように誘導加熱方式を用い、被誘導加熱体であるサセプタ２１８を誘導加熱することにより、被処理基板であるウェハ２００を加熱している。基板の加熱方式には、本実施の形態１のような誘導加熱方式の他、抵抗加熱方式がある。抵抗加熱方式の基板処理装置では、例えば、円筒形の処理炉の外周に沿って抵抗線をコイル状に敷設し、敷設した抵抗線に電流を流すことにより発生するジュール熱で処理炉全体を加熱するように構成されている。このように構成されている抵抗加熱方式の基板処理装置では、処理炉の内部に配置されている基板だけでなく、反応炉自体も加熱される。このため、抵抗加熱方式では、処理炉内のガス供給経路も高温となり、ガス供給経路などを構成する部材に、前記した生成物質が付着しやすい。一方、本実施の形態１では、誘導加熱方式を用いているので、処理室２０１内に配置されたサセプタ２１８およびウェハ２００を誘導加熱しても、処理室２０１を形成するインナーチューブ２３０やガス供給ノズル２３２１、およびアウターチューブ２０５が誘導加熱されない、あるいは、誘導加熱され難い。このため、ガス供給ノズル２３２１内に流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができる。つまり、前記した熱分解やガスの反応による生成物質が、ガス供給ノズル２３２１内で形成されることを抑制することができる。
【０１０５】
しかし、誘導加熱方式を適用した場合であっても、被誘導加熱体であるサセプタ２１８が、例えば、１０００℃を超える高温に誘導加熱されれば、サセプタ２１８から輻射熱が発生する。そして該輻射熱がガス供給ノズル２３２１に到達すると、ガス供給ノズル２３２１の温度が上昇する。この結果、ガス供給ノズル２３２１内で前記した熱分解やガスの反応による生成物質が形成されてしまう。
【０１０６】
そこで、本実施の形態１では、図１１に示すように、処理室２０１内をインナーチューブ２３０で覆い、インナーチューブ２３０の外側にガス供給ノズル２３２１を配置している。詳しくは、ガス供給ノズル２３２１は、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに配置されている。換言すれば、ガス供給ノズル２３２１と処理室２０１の間にはインナーチューブ２３０が配置されている。このため、誘導加熱されたサセプタ２１８から発生する輻射熱を、例えば、石英材から成るインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより減衰させることができる。つまり、本実施の形態１では、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａを、被誘導加熱体であるサセプタ２１８からの輻射熱がガス供給ノズル２３２１に輻射されるのを抑制する輻射抑止部として機能させている。また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａとガス供給ノズル２３２１は、離間して配置されているので、輻射熱を吸収することにより加熱されたインナーチューブ２３０から伝達される熱量を低減することができる。このため、サセプタ２１８で発生する輻射熱によるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制することができる。
【０１０７】
ところで、ガス供給ノズル２３２１は、前記したように、例えば、原料ガス、ドーピングガス、およびキャリアガスの混合ガスである処理ガスを、処理室２０１内に配置された基板であるウェハ２００に供給するために配置されている。このため、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、ガス供給ノズル２３２１から吹き出される処理ガスを処理室２０１に流通させる流通口としての開口部ＦＨが形成されている。本実施の形態１では、ウェハ２００の周縁側方から処理ガスを供給するので、開口部ＦＨは、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の周縁側方に設けられている。また、処理ガスの吹出し口である複数のガス供給口２３２２と開口部ＦＨは、互いに対向するように配置されているので、ガス供給口２３２２から吹出された処理ガスは、流通口としての開口部ＦＨを通過して、処理室２０１内に配置されたウェハ２００に到達する。
【０１０８】
ここで、図１１に示すように、ガス供給ノズル２３２１は、複数のガス供給口２３２２が形成された第一領域２３２１ａと、第一領域２３２１ａのガスの上流側に位置する第二領域２３２１ｂとを有している。そして、インナーチューブ２３０の第一領域２３２１ａと対向する領域には、図１２に示すように開口部ＦＨが形成されているが、第二領域２３２１ｂと対向する領域には、図１３に示すようにインナーチューブ２３０に開口部が形成されていない。換言すれば、第二領域２３２１ｂに対向するインナーチューブ２３０の側壁２３０ａは、被誘導加熱体であるサセプタ２１８からの輻射熱がガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂに輻射されるのを抑制する輻射抑止部として機能させている。したがって、第二領域２３２１ｂでは、サセプタ２１８で発生する輻射熱をインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより吸収し、アウターチューブ２０５の側壁２０５ａとの間に設けられた間隙ＳＰに到達する熱量を半分以下とすることができる。例えば、石英材から成るインナーチューブ２３０の側壁２３０ａの厚さを約５ｍｍとした場合、約６０％の輻射熱を遮ることができる。なお、詳細には、インナーチューブ２３０に対する輻射熱の透過率は、輻射熱の波長帯によって異なるが、全波長帯の平均として約６０％の輻射熱を遮ることができる。
【０１０９】
このように、第二領域２３２１ｂにおいて、間隙ＳＰと処理室２０１の間にインナーチューブ２３０の側壁２３０ａを配置することにより、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂの温度上昇を抑制することができる。例えば、サセプタ２１８を１１５０℃以上まで誘導加熱した場合であっても、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂの温度を９００℃未満とすることができる。このため、第二領域２３２１ｂにおいて、前記した生成物質が形成されることを防止ないしは抑制することができる。
【０１１０】
また、第二領域２３２１ｂにおける温度上昇を抑制することにより、第二領域２３２１ｂよりも処理ガスの下流側に位置する第一領域２３２１ａに送られる処理ガスの初期温度を下げることができる。このため、第一領域２３２１ａにおける処理ガスの温度上昇を抑制することができる。このように、第一領域２３２１ａにおける処理ガスの温度上昇を抑制することにより、第一領域２３２１ａにおいて、前記した生成物質が形成されることを抑制することができる。つまり、第一領域２３２１ａに形成された複数のガス供給口２３２２に生成物質が付着することを抑制することができる。
【０１１１】
また、第一領域２３２１ａにおけるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制する観点からは、図１２に示すように、インナーチューブ２３０に形成される流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおけるノズル幅Ｗ２よりも狭くすることが好ましい。例えば、本実施の形態では、第一領域２３２１ａにおけるガス供給ノズル２３２１のノズル幅Ｗ２が３５〜４５ｍｍ程度であるのに対して開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、１．５ｍｍ程度である。つまり、開口部ＦＨは、ガス供給ノズル２３２１よりも小さい幅で形成されていることが好ましい。これにより、図１１に示すサセプタ２１８で発生した輻射熱は、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａに到達する前にインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより減衰させ易くなる。つまり、輻射熱がガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａに到達し難くなる。この結果、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおける、輻射熱による処理ガスの温度上昇を抑制することができる。そして、第一領域２３２１ａにおける処理ガスの温度上昇を抑制することで、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａの内壁や、ガス供給口２３２２に前記した生成物質が付着することを抑制することができる。
【０１１２】
また、第一領域２３２１ａにおけるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制する観点から、図１２に示すように流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの板厚よりも小さく形成することが好ましい。例えば本実施の形態１では、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの板厚Ｔ１は、約５ｍｍとしている。これにより、これにより、図１１に示すサセプタ２１８で発生し、ガス供給ノズル２３２１に向かう輻射熱は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａで減衰され易くなる。
【０１１３】
また、開口部ＦＨの開口幅Ｗ１が、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２の開口幅Ｗ３以下になっていれば、ガス供給口２３２２周辺の温度上昇も抑制することができる。
【０１１４】
ただし、開口部ＦＨの開口幅Ｗ１を狭くすると、ガス供給口２３２２から吹出された処理ガスが、開口部ＦＨを通過し難くなる。そこで、本実施の形態１では、図１１に示すように、流通口としての開口部ＦＨの開口形状は、ガス供給ノズル２３２１の延在方向に沿って長い、スリット状に形成されている。換言すれば、流通口としての開口部ＦＨの開口形状は、幅方向と交差する高さ方向の開口高さＬ１が開口幅Ｗ１（図１２参照）よりも長くなるように、スリット状に形成されている。本実施の形態１では、ガス供給ノズル２３２１に複数のガス供給口２３２２が配列されているが、開口部ＦＨの開口高さＬ１を長くすることで、開口部ＦＨが複数のガス供給口２３２２と対向するように配置されている。このように、開口部ＦＨの開口高さＬ１が長くなるように、スリット状に形成されているので、開口部ＦＨが、ガス供給口２３２２よりも小さい幅で形成されていても、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスを効率よく処理室２０１内に供給し、ウェハ２００に到達させることができる。
【０１１５】
また、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスを効率よく処理室２０１内に供給し、ウェハ２００に到達させる観点から、図１０に示す成膜工程における、処理炉２０２内の圧力分布は、間隙ＳＰ内の圧力が、処理室２０１内の圧力よりも高くなっていることが好ましい。処理室２０１内の圧力が間隙ＳＰ内の圧力よりも低くなっていれば、例えば、開口部ＦＨが、ガス供給口２３２２よりも小さい幅で形成されていても、処理ガスを通過させ易いからである。
【０１１６】
本実施の形態１では、アウターチューブ２０５およびインナーチューブ２３０は、それぞれ有天筒状に形成され、アウターチューブ２０５の内部を減圧維持可能に形成されている。詳しく説明すると、図１１に示すようにアウターチューブ２０５の上端には、側壁２０５ａを気密に密封する蓋部２０５ｂが形成されている。また、インナーチューブ２３０の上端には、側壁２３０ａを気密に密封する蓋部２３０ｂが形成されている。また、アウターチューブ２０５の下方には、排気部としてのガス排気口２３１１が形成されており、排気部としてのガス排気管２３１（図８参照）に接続されている。このガス排気口２３１１およびガス排気管２３１（図８参照）はインナーチューブ２３０内の処理室２０１と連通している。このため、ガス排気口２３１１から処理室２０１内のガスを排気すると、処理室２０１内が減圧される。そして、間隙ＳＰ内と処理室２０１内の圧力差が大きくなると、開口部ＦＨを介して間隙ＳＰ内のガスが処理室２０１内に流入し、間隙ＳＰ内が減圧される。
【０１１７】
また、図８に示すようにガス排気管２３１の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ（図示せず）および圧力調整器としてのＡＰＣバルブ２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されている。圧力センサおよびＡＰＣバルブ２４２には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。
【０１１８】
また、図８に示すように、ガス供給ノズル２３２１と接続されるガス供給管２３２は、上流側で例えば、３つに分かれており、バルブ１７７、１７８、１７９とガス流量制御装置としてのＭＦＣ１８３、１８４、１８５を介して第１のガス供給源１８０、第２のガス供給源１８１、第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。ＭＦＣ１８３、１８４、１８５およびバルブ１７７、１７８、１７９には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、このガス流量制御部２３５によって、ガス供給ノズル２３２１に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。
【０１１９】
このように、処理炉２０２は、アウターチューブ２０５内部の間隙ＳＰ内および処理室２０１内を減圧状態で制御することができるように形成されている。このため、間隙ＳＰと処理室２０１の間のガスの流通を制御し易くすることができる。
【０１２０】
＜本実施の形態１の代表的効果＞
以上、本実施の形態１で説明した技術的思想によれば、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１２１】
（１）本実施の形態１によれば、ガス供給ノズル２３２１の吹出し口としてのガス供給口２３２２から、流通口としての開口部ＦＨ、および被処理対象物である基板としてのウェハ２００へ向けて処理ガスを吹き出すことができる。また、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８からの輻射熱により、ウェハ２００を加熱することができるので、良好な基板の処理が可能となる。
【０１２２】
（２）また、本実施の形態１によれば、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８を基板の加熱源として用いているので、処理室２０１内に配置されたサセプタ２１８を誘導加熱しても、処理室２０１を形成するインナーチューブ２３０やガス供給ノズル２３２１、およびアウターチューブ２０５が誘導加熱されない、あるいは、誘導加熱され難い。このため、ガス供給ノズル２３２１内に流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができる。
【０１２３】
（３）また、本実施の形態１によれば、詳しくは、ガス供給ノズル２３２１は、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに配置されている。このため、誘導加熱されたサセプタ２１８から発生する輻射熱を、例えば、石英材から成るインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより減衰させることができる。このため、サセプタ２１８で発生する輻射熱によるガス供給ノズル２３２１の温度上昇を抑制することができる。
【０１２４】
（４）特に、本実施の形態１では、ガス供給ノズル２３２１は、複数のガス供給口２３２２が形成された第一領域２３２１ａと、第一領域２３２１ａのガスの上流側に位置する第二領域２３２１ｂとを有している。そして、インナーチューブ２３０の第一領域２３２１ａと対向する領域には、開口部ＦＨが形成されているが、第二領域２３２１ｂと対向する領域には、インナーチューブ２３０に開口部が形成されていない。換言すれば、第二領域２３２１ｂに対向するインナーチューブ２３０の側壁２３０ａは、被誘導加熱体であるサセプタ２１８からの輻射熱がガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂに輻射されるのを抑制する輻射抑止部として機能させている。このため、第二領域２３２１ｂでは、サセプタ２１８で発生する輻射熱をインナーチューブ２３０の側壁２３０ａにより吸収し、間隙ＳＰに到達する輻射熱を低減することができる。
【０１２５】
（５）また、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂにおいて、ガス供給ノズル２３２１内を流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができるので、第二領域２３２１ｂ内で、熱分解やガスの反応により、生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１２６】
（６）また、第二領域２３２１ｂ内で、生成物質が形成されることを抑制することにより、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂにおいて、処理ガスの流通経路が閉塞することを抑制することができる。
【０１２７】
（７）また、前記生成物質が、ガス供給ノズル２３２１の第二領域２３２１ｂからガス供給口２３２２、および開口部ＦＨを通過して処理室２０１、あるいは処理室２０１内に配置された被処理対象物である基板としてのウェハ２００に到達し、パーティクルとなることを抑制することができる。
【０１２８】
（８）また、本実施の形態１によれば、インナーチューブ２３０に形成される流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおけるノズル幅Ｗ２よりも狭くなっている。このため、被誘電加熱体としてのサセプタ２１８で発生した輻射熱が、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａに到達し難くなる。この結果、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおける、輻射熱による処理ガスの温度上昇を抑制することができる。
【０１２９】
（９）流通口としての開口部ＦＨの開口幅Ｗ１は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの板厚Ｔ１よりも小さく形成している。これにより、これにより、図１１に示すサセプタ２１８で発生し、ガス供給ノズル２３２１に向かう輻射熱は、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａで減衰され易くなる。この結果、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおける、輻射熱による処理ガスの温度上昇を抑制することができる。
【０１３０】
（１０）このように、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおいて、ガス供給ノズル２３２１内を流れる処理ガスの温度上昇を抑制することができるので、第一領域２３２１ａ内で、熱分解やガスの反応により、生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１３１】
（１１）また、第一領域２３２１ａ内で、生成物質が形成されることを抑制することにより、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａにおいて、処理ガスの流通経路が閉塞することを抑制することができる。
【０１３２】
（１２）また、前記生成物質が、ガス供給ノズル２３２１の第一領域２３２１ａから開口部ＦＨを通過して処理室２０１、あるいは処理室２０１内に配置された被処理対象物である基板としてのウェハ２００に到達し、パーティクルとなることを抑制することができる。
【０１３３】
（１３）また、本実施の形態１によれば、流通口としての開口部ＦＨの開口形状は、幅方向と交差する高さ方向の開口高さＬ１が開口幅Ｗ１よりも長くなるように、スリット状に形成されている。このように、開口部ＦＨの開口高さＬ１が長くなるように、スリット状に形成されているので、開口部ＦＨが、ガス供給口２３２２よりも小さい幅で形成されていても、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスを効率よく処理室２０１内に供給し、ウェハ２００に到達させることができる。
【０１３４】
（１４）また、本実施の形態１によれば、アウターチューブ２０５およびインナーチューブ２３０は、それぞれ有天筒状に形成され、アウターチューブ２０５の内部を減圧維持可能に形成されている。このため、間隙ＳＰと処理室２０１の間のガスの流通を制御し易くすることができる。
【０１３５】
（１５）また、本実施の形態１で説明した基板処理装置１０１を基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１３６】
（１６）また、本実施の形態１で説明した基板処理装置１０１を半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１３７】
（１７）また、本実施の形態１で説明した基板処理装置１０１を太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１３８】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、前記実施の形態１で説明した間隙ＳＰに、ガス供給ノズル２３２１とは別にパージガス供給部を配置して、間隙ＳＰ内および処理室２０１内の圧力を制御し易くする実施態様について説明する。
【０１３９】
図１４は、図１１に示す処理炉処理炉の変形例である本実施の形態２における処理炉の要部を模式的に示す要部断面図である。また、図１５は、図１０に示す基板の処理工程の変形例である実施の形態２における基板の処理工程のシーケンスを示す説明図である。
【０１４０】
前記実施の形態１では、アウターチューブ２０５とインナーチューブ２３０の間の間隙ＳＰにガス供給ノズル２３２１を配置して、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から処理室２０１内に配置されたウェハ２００に向かって、処理ガスを吹き出す構成について説明した。また、吹き出された処理ガスは、インナーチューブ２３０に形成された流通口である開口部ＦＨを通過して、処理室２０１内に配置されたウェハ２００に到達することを説明した。
【０１４１】
ここで、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスの一部が、インナーチューブ２３０の開口部ＦＨを通過しなかった場合、間隙ＳＰ内に滞留してしまう場合がある。間隙ＳＰの内側には、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａが配置されるため、前記実施の形態１で説明した、熱分解やガスの反応による生成物質は、間隙ＳＰ内では形成され難くなっている。しかしインナーチューブ２３０は、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８の輻射熱により加熱されるので、処理ガスが滞留すると、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの外側や、間隙ＳＰの底面に、徐々に熱分解やガスの反応による生成物質が形成され、付着する。
【０１４２】
そして、生成物質が、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの外側や、間隙ＳＰの底面に生成物質が成膜された状態で、前記実施の形態１で説明した基板の処理工程を繰り返し行うと、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、これに伴って、インナーチューブ２３０などが破壊する場合がある。
【０１４３】
また、間隙ＳＰ内に滞留した処理ガスが、ウェハ２００上への成膜処理に寄与しないので、処理ガスの使用効率を向上させる観点からも、間隙ＳＰ内に滞留する処理ガスを低減することが好ましい。
【０１４４】
そこで、本願発明者は、ガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスの一部が、間隙ＳＰ内に滞留することを抑制する技術について検討を行い、本実施の形態２の構成を見出した。なお、前記実施の形態１で説明した技術と、本実施の形態２の技術の相違点は、以下で説明する点であり、その他は前記実施の形態１と同様である。したがって、本実施の形態２では、前記実施の形態１との相違点について説明し、重複する説明は省略する。
【０１４５】
図１４に示す基板処理装置１０１ａと、図１１に示す基板処理装置１０１の相違点は、間隙ＳＰ内に、パージガスを供給するパージガス供給部をさらに設けた点である。また、図１５に示す基板の処理工程と、図１０に示す基板の処理工程の相違点は、成膜工程の前後に、間隙ＳＰ内にパージガスを供給する工程が追加されている点である。
【０１４６】
図１４および図１５を用いて詳細に説明すると、本実施の形態２の基板の製造方法（半導体装置の製造方法、太陽電池の製造方法）の基板の処理工程では、成膜工程（図１５参照）の前に、間隙ＳＰ内に配置したパージガス供給部としてのパージガス供給ノズル２３３１から、パージガスを間隙ＳＰ内に供給する工程（図１５のＨ２パージ１工程）を有している。詳しくは、図１５に示すように、昇温工程の前に、パージガスを供給する。このように、昇温工程の前に、間隙ＳＰ内にパージガスを供給することにより、例えば、直近の基板の処理工程において、間隙ＳＰ内に処理ガスが残留していた場合でも、これをパージガスで置換することができる。このため、間隙ＳＰ内に残留する処理ガスを昇温前に取り除き、前記した熱分解やガスの反応により生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１４７】
ここで、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換する観点から以下の構成が好ましい。
【０１４８】
まず、間隙ＳＰ内全域に亘って、パージガスと置換する観点から、図１４に示すように、パージガス供給部としてのパージガス供給ノズル２３３１は、インナーチューブ２３０の開口部ＦＨが形成された位置の反対側に形成することが好ましい。換言すれば、ガス供給ノズル２３２１とパージガス供給ノズル２３３１は、インナーチューブ２３０を介して反対側に設けられていることが好ましい。インナーチューブ２３０の開口部ＦＨ周辺の間隙ＳＰは、ガス供給ノズル２３２１からガスが吹き出されるので、ガスの対流が発生しやすい。一方、開口部ＦＨの反対側の間隙ＳＰでは、ガスが滞留し易い。したがって、パージガス供給ノズル２３３１を開口部ＦＨが形成された位置の反対側に設けることにより、ガスの滞留を抑制し、間隙ＳＰ内全域に亘って、パージガスを至らせることができる。この結果、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態では、パージガスとして、前記実施の形態１で説明した原料ガス（例えば、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン））よりも比重が軽いＨ２ガスを用いている。このように、原料ガスよりも比重の低いガスをパージガスとして用いる場合には、パージガスを間隙ＳＰの低い位置に供給した方が、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換する。そこで、図１４に示すように、本実施の形態２では、パージガス供給ノズル２３３１の高さは、ガス供給ノズル２３２１の高さよりも低くなっている。また、パージガス供給ノズル２３３１に形成されたパージガス供給口２３３２は、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも低い位置に形成されている。これにより、パージガス供給ノズル２３３１から吹き出されたパージガスとしてのＨ２ガスで、間隙ＳＰの下方に滞留するガスを効率的に上方に運ぶことができる。上方に運びあげられたガスは、開口部ＦＨから処理室２０１内に流入する。これにより、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。なお、本実施の形態２では、パージガス供給ノズル２３３１を配置する構成を例示して説明したが、この構成に限定されない。例えば、パージガス供給ノズル２３３１を設けず、間隙ＳＰと対向するアウターチューブ２０５の側壁２０５ａにおいて、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも低い位置に形成され、間隙ＳＰと接続されたパージガス供給部２３３から、間隙ＳＰ内にパージガスを供給することができる。
【０１５０】
なお、この時、ガス供給ノズル２３２１に接続されるガス供給管２３２からも、パージガスとしてのＨ２ガスを供給することもできる。この場合、間隙ＳＰ内の複数箇所からパージガスを供給することとなるので、間隙ＳＰ内のガスを、より確実にパージガスと置換することができる。
【０１５１】
また、本実施の形態２によれば、間隙ＳＰ内にパージガスを供給するパージガス供給部を設けることで、間隙ＳＰ内の圧力と処理室２０１内の圧力を前記実施の形態１よりも、さらに高精度で制御することができる。詳しくは、パージガス供給ノズル２３３１は、間隙ＳＰと対向するアウターチューブ２０５の側壁２０５ａに形成されたパージガス供給部２３３と接続されている。
【０１５２】
また、パージガス供給部２３３は、上流側にバルブ１８６とガス流量制御装置としてのＭＦＣ（Mass Flow Controller）１８７を介してパージガス供給源１８８に接続されている。ＭＦＣ１８７およびバルブ１８６には、パージガス流量制御部２３５ａが電気的に接続されており、このパージガス流量制御部２３５ａによって、供給するパージガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。また、パージガス供給部２３３は、上流側で分岐され、バルブ（図示せず）と不活性ガス流量制御装置としてのＭＦＣを介して、不活性ガス供給源（図示せず）に接続される。
【０１５３】
つまり、本実施の形態２の基板処理装置１０１ａは、ガス供給ノズル２３２１へ処理ガスを供給するガス供給部としてのガス供給管２３２と、処理室２０１内を排気する排気部としてのガス排気管２３１を有している。そして、ガス供給部のガスの流量を制御するガス流量制御部２３５、排気部の圧力を制御する圧力制御部２３６、およびパージガス供給部２３３のガスの流量を制御するパージガス流量制御部２３５ａを有している。このため、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１の圧力よりも高くなるように、容易に制御することができる。これにより、パージガスによって間隙ＳＰの上方に運ばれたガスを効率的に処理室２０１内に流すことができる。
【０１５４】
図１５に示すＨ２パージ１工程に引き続き、前記実施の形態１で説明した通り、昇温工程を行う。この昇温工程およびこれに続く成膜工程では、図１４に示す、パージガス供給部２３３から、引き続きパージガスとしてのＨ２ガスが供給される。そして、パージガス流量制御部２３５ａおよび圧力制御部２３６がパージガスの流量および排気部の圧力をそれぞれ制御することにより、間隙ＳＰ内の圧力が、処理室２０１内の圧力よりも高い状態で維持される。この状態で、図１５に示す成膜工程として、ガス供給部としてのガス供給管２３２から前記実施の形態で説明した処理ガスを供給する。つまり、成膜工程の前に、間隙ＳＰ内に予めパージガスを供給し、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高い状態で、ガス供給部から処理ガスを供給する。また、成膜工程中も間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高い状態を維持する。
【０１５５】
このように、処理ガスがガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から吹き出す際には、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高くなっているので、処理ガスの一部が間隙ＳＰ内に漏れることを抑制することができる。供給するパージガスの流量は、一回の基板の処理工程で処理する基板の枚数によって異なるが、例えば、２ｓｌｍ〜１０ｓｌｍ程度の流量で供給する。なお、パージガスの流量を４ｓｌｍ以上とすれば、１回の基板の処理工程中において、間隙ＳＰ内に生成物質が付着することをほぼ防止することができる。
【０１５６】
図１５に示す成膜工程が終了し、ウェハ２００上に半導体膜が形成された後は、ガス供給部としてのガス供給管２３２から供給される処理ガスのうち、少なくとも原料ガスおよびドーピングガスの供給を停止する。一方、パージガス供給部２３３からは、引き続きパージガスとしてのＨ２ガスが間隙ＳＰ内に供給される。これにより、間隙ＳＰ内に残留する原料ガスやドーピングガスをパージガスと置換することができるので、引き続き行う降温工程（図１５参照）において、間隙ＳＰ内に生成物質が形成されることを抑制することができる。
【０１５７】
なお、この時、ガス供給ノズル２３２１に接続されるガス供給管２３２からも、パージガスとしてのＨ２ガスを供給することもできる。パージガスとしてのＨ２ガスの供給源は、例えば、図８に示すキャリアガスの供給源である第３のガス供給源１８２を兼用することができる。この場合、間隙ＳＰ内の複数箇所からパージガスを供給することとなるので、間隙ＳＰ内のガスを、より確実にパージガスと置換することができる。
【０１５８】
以降の工程は、前記実施の形態１と同様なので、重複する説明は省略する。なお、本実施の形態２では、ガス供給管２３２に加え、パージガス供給部２３３も有しているので、図１５に示すＮ２パージ１工程およびＮ２パージ２工程では、ガス供給管２３２およびパージガス供給部２３３から処理炉２０２内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給する。
【０１５９】
＜本実施の形態２の代表的効果＞
以上、本実施の形態２で説明した技術的思想によれば、前記実施の形態１で説明した効果に加え、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１６０】
（１）本実施の形態２によれば、間隙ＳＰ内にパージガスを供給するパージガス供給部を接続することにより、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１６１】
（２）特に、間隙ＳＰ内に残留する、原料ガスをパージガスと置換することにより、間隙ＳＰ内で熱分解やガスの反応による生成物質が形成され、間隙ＳＰを構成するインナーチューブ２３０の側壁２３０ａや間隙ＳＰの底面に付着することを防止ないしは抑制することができる。
【０１６２】
（３）また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａや間隙ＳＰの底面に生成物質が付着することを防止ないしは抑制することにより、温度サイクルに起因するストレスにより、成膜された生成物質が破壊し、これに伴って、インナーチューブ２３０などが破壊することを防止ないは抑制することができる。
【０１６３】
（４）また、また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａや間隙ＳＰの底面に生成物質が付着することを防止ないしは抑制することにより、インナーチューブ２３０やアウターチューブ２０５を洗浄したり、交換したりするメンテナンスサイクルを長期化、若しくはメンテナンスフリーにすることができる。
【０１６４】
（５）また、本実施の形態２によれば、間隙ＳＰ内にパージガスを供給するパージガス供給部を接続することにより、間隙ＳＰ内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高い状態で制御することが容易になる。
【０１６５】
（６）このため、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から吹き出されたガスが、間隙ＳＰ内に流れることを抑制することができる。また、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から吹き出されたガスを処理室２０１内のウェハ２００に効率的に到達させることができるので、例えば複数のウェハ２００を１回で処理する場合でも、各ウェハ２００の処理の均一性を向上させることができる。
【０１６６】
（７）また、パージガス供給部としてのパージガス供給ノズル２３３１は、インナーチューブ２３０の開口部ＦＨが形成された位置の反対側に形成することで、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１６７】
（８）また、パージガスとして、原料ガスよりも比重が軽いガスを用い、パージガス供給部２３３をガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２よりも低い位置に接続することで、間隙ＳＰ内のガスを効率的にパージガスと置換することができる。
【０１６８】
（９）また、本実施の形態２で説明した基板処理装置１０１ａを基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１６９】
（１０）また、本実施の形態２で説明した基板処理装置１０１ａを半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１７０】
（１１）また、本実施の形態２で説明した基板処理装置１０１ａを太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１７１】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、前記実施の形態１で説明した処理ガスを供給するガス供給ノズルを間隙ＳＰ内に複数配置して、基板に形成される膜の膜厚を均一化する実施態様について説明する。
【０１７２】
図１６は、図９に示す処理炉の変形例である本実施の形態３における処理炉の概略構成を示す横断面図である。また、図１７は、図１６の変形例の概略構成を示す横断面図である。
【０１７３】
前記実施の形態１では、アウターチューブ２０５とインナーチューブ２３０の間の間隙ＳＰにガス供給ノズル２３２１を配置して、ガス供給ノズル２３２１のガス供給口２３２２から処理室２０１内に配置されたウェハ２００に向かって、処理ガスを吹き出す構成について説明した。また、吹き出された処理ガスは、インナーチューブ２３０に形成された流通口である開口部ＦＨを通過して、処理室２０１内に配置されたウェハ２００に到達することを説明した。
【０１７４】
ここで、ガス供給口２３２２とウェハ２００の間にインナーチューブ２３０の側壁２３０ａを介在させる場合、ウェハ２００とガス供給口２３２２の距離が離れる。例えば、前記実施の形態１で説明した態様では、５０ｍｍ〜６０ｍｍ程度となる。このように、ウェハ２００とガス供給口２３２２の距離が離れると、ガス供給口２３２２から吹き出される処理ガスの流速によっては、ガス供給口２３２２とウェハ２００の間で急激に減速し、複数段に配置されたウェハ２００の間に入る処理ガスの量が低下する。そして処理ガスの量が低下した状態で、前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ウェハ２００の周縁部の膜厚は厚く、周縁部よりも内側の中央部の膜厚は、周縁部よりも薄くなる。つまり、ウェハ２００の中央部が周縁部に対して窪んだ、凹型の膜がウェハ２００上に形成される。一方、ガス供給口２３２２に供給される処理ガスの流量とガス供給口の開口面積を調整することにより、ガス供給口２３２２から吹き出される処理ガスの流速を向上させることができる。例えば、前記実施の形態１で説明したように、開口径がφ１．５ｍｍのガス供給口２３２２のそれぞれに、キャリアガスとしてのＨ２ガスを５ｓｌｍ、原料ガスとしてのＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）ガスを０．２５ｓｌｍの流量で供給すると、マッハ数に換算して、０．５程度、１０００℃の条件下でのＨ２ガスに換算すると１５００ｍ／ｓｅｃ程度の流速で処理ガスを吹き出すことができる。この場合、ウェハ２００の中心部においても数十ｍ／ｓｅｃとすることができ、前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ウェハ２００の中央部の膜厚は厚く、中央部よりも外側の周縁部の膜厚は、中央部よりも薄くなる。つまり、ウェハ２００の周縁部が中央部に対して窪んだ、凸型の膜がウェハ２００上に形成される。このように、１本のガス供給ノズルから処理ガスを供給する場合、凹型、あるいは凸型の膜が形成され易く、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を均一化するには、極めて高精度な流量制御が必要となる。
【０１７５】
そこで、本願発明者は、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化する技術について検討を行い、本実施の形態３の構成を見出した。なお、前記実施の形態１で説明した技術と、本実施の形態３の技術の相違点は、以下で説明する点であり、その他は前記実施の形態１と同様である。したがって、本実施の形態３では、前記実施の形態２との相違点について説明し、重複する説明は省略する。また、本実施の形態３で説明する技術は、前記実施の形態２で説明した技術と組み合わせて適用することもできる。この場合、前記実施の形態２で説明した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。しかし、繰り返しの説明を避けるため、前記実施の形態１で説明した技術の変形例として適用した実施態様を例示的に説明する。
【０１７６】
図１６に示す基板処理装置１０１ｂと、図１１に示す基板処理装置１０１の相違点は、間隙ＳＰ内に、複数のガス供給ノズル２３２１を設けた点である。換言すれば、本実施の形態３の基板処理装置１０１ｂは、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに、第１のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｃと、第２のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｄが配置されている。
【０１７７】
ガス供給ノズル２３２１ｃは、前記実施の形態１で説明したガス供給ノズル２３２１と同様であり、例えば、開口径がφ１．５ｍｍからなるガス供給口２３２２が処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。一方、ガス供給ノズル２３２１ｄは、ガス供給口２３２２が、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心以外の領域、例えば、ウェハ２００の周縁部に向かって形成されている。ガス供給ノズル２３２１ｄのその他の構成は、前記実施の形態１で説明したガス供給ノズル２３２１と同様である。
【０１７８】
また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、複数のガス供給ノズル２３２１にそれぞれ形成されたガス供給口２３２２と対向する領域に、ガス供給口２３２２から吹き出されたガスを処理室２０１内のウェハ２００に向かって供給するための流通口である開口部ＦＨがそれぞれ形成されている。詳しくは、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの、ガス供給ノズル２３２１ｃと対向する領域には、第１の流通口としての開口部ＦＨａが形成されている。また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａの、ガス供給ノズル２３２１ｄと対向する領域には、第２の流通口としての開口部ＦＨｂが形成されている。また、開口部ＦＨａは、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。一方、開口部ＦＨｂは、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心以外の領域、例えば、ウェハ２００の周縁部に向かって形成されている。開口部ＦＨａ、ＦＨｂのその他の構成は、前記実施の形態１で説明した開口部ＦＨと同様である。
【０１７９】
そして、各ガス供給ノズル２３２１ｃ、２３２１ｄには、それぞれ同じ流量の処理ガスを供給する。例えば、ガス供給口２３２２のそれぞれに、キャリアガスとしてのＨ２ガスを５ｓｌｍ、原料ガスとしてのＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）ガスを０．２５ｓｌｍの流量で供給する。この状態で前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ガス供給ノズル２３２１ｃのガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスは、ウェハ２００の中央部の膜を厚く形成する。一方、ガス供給ノズル２３２１ｄのガス供給口２３２２から吹き出された処理ガスは、ウェハ２００周縁部の膜を厚く形成する。この結果、ウェハ２００上に形成される膜全体の厚さとしては、略均一化される。このように図１６に示す本実施の形態３の一例によれば、複数のガス供給ノズル２３２１を配置し、ガス供給口２３２２の向きを調整することにより、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８０】
なお、図１６に示す、開口部ＦＨａ、ＦＨｂを一体化させて、開口幅を広くすることも考えられる。しかし、前記実施の形態１で説明したように、サセプタ２１８で発生した輻射熱を減衰させる観点から、図１６に示すように、開口部ＦＨａ、ＦＨｂをそれぞれ独立して形成することが好ましい。
【０１８１】
次に、図１６に示す実施態様の変形例として、図１７に示す構成について説明する。図１７に示す基板処理装置１０１ｃと、図１１に示す基板処理装置１０１の相違点は、間隙ＳＰ内に、複数のガス供給ノズル２３２１を設けた点である。換言すれば、本実施の形態３の基板処理装置１０１ｃは、インナーチューブ２３０とアウターチューブ２０５の間の間隙ＳＰに、第１のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｃと、第２のガス供給ノズルとしてのガス供給ノズル２３２１ｅが配置されている。
【０１８２】
ガス供給ノズル２３２１ｃは、図１６に示すガス供給ノズル２３２１ｃと同様であり、例えば、開口径がφ１．５ｍｍからなるガス供給口２３２２ａが処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されている。一方、ガス供給ノズル２３２１ｅは、ガス供給口２３２２ｂが、処理室２０１内に配置されるウェハ２００の中心に向かって形成されているが、開口径（開口幅）がガス供給口２３２２ａよりも広くなっている。ガス供給ノズル２３２１ｅのその他の構成は、前記実施の形態１で説明したガス供給ノズル２３２１と同様である。
【０１８３】
また、インナーチューブ２３０の側壁２３０ａには、複数のガス供給ノズル２３２１にそれぞれ形成されたガス供給口２３２２と対向する領域に、ガス供給口２３２２から吹き出されたガスを処理室２０１内のウェハ２００に向かって供給するための流通口である開口部ＦＨがそれぞれ形成されている。
【０１８４】
そして、各ガス供給ノズル２３２１ｃ、２３２１ｅには、それぞれ同じ流量の処理ガスを供給する。例えば、ガス供給口２３２２のそれぞれに、キャリアガスとしてのＨ２ガスを５ｓｌｍ、原料ガスとしてのＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）ガスを０．２５ｓｌｍの流量で供給する。この状態で前記実施の形態１で説明したように、ウェハ２００を回転させながら成膜工程を行うと、ガス供給ノズル２３２１ｃのガス供給口２３２２ａから吹き出された処理ガスは、ウェハ２００の中央部の膜を厚く形成する。一方、ガス供給ノズル２３２１ｅのガス供給口２３２２ｂから吹き出された処理ガスは、ガス供給口２３２２ｂの開口径が広いことにより、ウェハ２００の中央部まで到達せず、ウェハ２００周縁部の膜を厚く形成する。この結果、ウェハ２００上に形成される膜全体の厚さとしては、略均一化される。このように図１７に示す本実施の形態３の別の例によれば、複数のガス供給ノズル２３２１を配置し、それぞれに異なる開口径（開口面積）のガス供給口２３２２ａ、２３２２ｂを形成することにより、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８５】
＜本実施の形態３の代表的効果＞
以上、本実施の形態３で説明した技術的思想によれば、前記実施の形態１で説明した効果に加え、少なくとも、以下に記載する複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１８６】
（１）本実施の形態３によれば、間隙ＳＰ内に複数のガス供給ノズル２３２１を配置することで、ガス供給口２３２２とウェハ２００の距離を離しても、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８７】
（２）このため、ガス供給口２３２２とウェハ２００の距離を離すことができるので、サセプタ２１８で発生する輻射熱を減衰させることができるので、ガス供給口２３２２の温度上昇を抑制することができる。
【０１８８】
（３）また、ガス供給ノズルに形成されるガス供給口の向き、あるいは開口径を調整することにより、複数のガス供給ノズル２３２１に同じ流量の処理ガスを供給しても、ウェハ２００に形成される膜の膜厚を容易に均一化することができる。
【０１８９】
（４）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを基板の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、基板の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１９０】
（５）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを半導体装置の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、半導体装置の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１９１】
（６）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを太陽電池の製造方法における基板の処理工程において用いることにより、太陽電池の製造方法において、上記した複数の効果のうち、１つ以上の効果を奏する。
【０１９２】
（７）また、本実施の形態３で説明した基板処理装置１０１ｂ、１０１ｃを、前記実施の形態２で説明した技術と組み合わせて適用することにより、前記実施の形態２で説明した複数の効果のうち、１つ以上の効果をさらに奏する。
【０１９３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は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いうまでもない。
【０１９４】
例えば、前記実施の形態ではエピタキシャル装置を例示して説明したが、ＣＶＤ装置、ＡＬＤ装置、酸化装置、拡散装置、あるいは、アニール装置などその他の基板処理装置においても本発明における技術的思想を適用することができる。
【０１９５】
また、例えば、前記実施の形態２では、ガス供給部であるガス供給管２３２から、パージガスとしてのＨ２ガスを供給する態様について説明したが、これを前記実施の形態１に適用することもできる。この場合、前記実施の形態１で説明した態様において、前記実施の形態２で説明した図１５に示すシーケンスで基板の処理工程を行うことができるので、昇温工程および成膜工程の前に、間隙ＳＰ内の圧力を確実に処理室２０１内の圧力よりも高くし、これを維持することができる。
【０１９６】
また、例えば前記実施の形態１〜前記実施の形態３で説明した実施態様に以下の変形例を適用することができる。
【０１９７】
＜変形例＞
図１８は、図７に示す基板の保持構造の第１の変形例を示す拡大断面図である。前記実施の形態１では、サセプタ２１８を保持する保持部ＨＵ１を、支柱ＰＲから突き出してサセプタ２１８上に配置されたウェハ２００をサセプタ２１８と伴に保持する形態について説明した。しかし基板の保持構造はこれに限定されない。例えば、図１８に示すように、支柱ＰＲのそれぞれに溝ＤＩＴを形成することにより、サセプタ２１８を保持するように構成してもよい。すなわち、支柱ＰＲの延在方向に等間隔で並ぶように複数の溝ＤＩＴを形成する。この溝ＤＩＴは、複数の支柱ＰＲで互いに同じ高さに設けられており、互いに同じ高さに設けられた、例えば３つの溝ＤＩＴでサセプタ２１８の両端を保持するように構成することができる。この場合、３つの溝ＤＩＴで保持されたサセプタ２１８は、水平状態を維持するように配置される。具体的に、図７に示すように、ボート２１７には、延在方向に所定間隔で配置された溝ＤＩＴのそれぞれにサセプタ２１８が搭載されている。したがって、支柱ＰＲに溝ＤＩＴを形成する場合も、複数のサセプタ２１８が、ボート２１７の延在方向に所定間隔を置いて積層配置されるようにボート２１７を構成することができる。
【０１９８】
また、別の変形例として、ウェハ２００をサセプタ２１８にて保持せず、基板保持体としてのボート（図示は省略）に直接ウェハ２００を複数段（多段）に配置して、被誘導加熱体としてのサセプタ２１８を設けずに、別の形態にて、インナーチューブ２３０内に被誘導加熱体を設けるようにすることもできる。
【０１９９】
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。
【０２００】
〔付記１〕
被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、
該処理室を形成するインナーチューブであって、前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に流通口が設けられるインナーチューブと、
該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、
前記間隙に配置されるガス供給ノズルであって、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す、吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域のガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルと、
前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備える基板処理装置。
【０２０１】
〔付記２〕
前記間隙にパージガスを供給するパージガス供給部をさらに有する付記１記載の基板処理装置。
【０２０２】
〔付記３〕
前記ガス供給ノズルへガスを供給するガス供給部と、
前記インナーチューブ内を排気する排気部と、
該ガス供給部、前記パージガス供給部、および前記排気部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記インナーチューブ内の圧力よりも前記間隙の圧力のほうが高くなるように前記ガス供給部および前記パージガス供給部、前記排気部を制御する付記２記載の基板処理装置。
【０２０３】
〔付記４〕
前記パージガス供給部は、前記流通口が設けられる位置とは、前記インナーチューブを介在させた反対側の前記間隙へ前記パージガスを供給する付記２記載の基板処理装置。
【０２０４】
〔付記５〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する基板の製造方法。
【０２０５】
〔付記６〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、
前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域と、を有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する半導体装置の製造方法。
【０２０６】
〔付記７〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、
前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域と、を有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する太陽電池の製造方法。
【０２０７】
〔付記８〕
前記アウターチューブおよび前記インナーチューブは有天筒状に形成されており、前記アウターチューブは内部を減圧維持可能に形成されている付記１記載の基板処理装置。
【０２０８】
〔付記９〕
前記ガス供給ノズルの前記第二領域に対向する前記インナーチューブの側壁が、前記被誘導加熱体からの輻射熱が前記第二領域に輻射されるのを抑制する輻射抑制部である付記１記載の基板処理装置。
【０２０９】
〔付記１０〕
前記流通口は、前記ガス供給ノズルの延在方向に長いスリット状に形成されており、かつ、前記ガス供給ノズルの第一領域におけるノズル幅より小さい幅で形成されている付記１記載の基板処理装置。
【０２１０】
〔付記１１〕
内部を減圧維持可能な筒状に形成されたアウターチューブと、
前記アウターチューブの内部に前記アウターチューブと間隙を介して同心筒状に設けられるインナーチューブと、
前記インナーチューブの内部に設けられる被誘導加熱体と、
前記インナーチューブの内部で、長手方向に複数段、基板を保持する基板保持体と、
前記アウターチューブの外部に設けられ、少なくとも前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
前記間隙の、下方から少なくとも前記基板保持体に保持された前記基板に対向する位置まで延在し、前記基板に向けてガスを吹出し可能な吹出し口を有するガス供給ノズルと、を有し、
前記インナーチューブには、前記第一ガス供給ノズルの前記吹出し口と対向する位置であって、前記基板保持体に保持された複数の基板の周縁側方の位置に、該吹出し口から前記基板に向けて供給されたガスを流通させる流通口が形成されている基板処理装置。
【０２１１】
〔付記１２〕
前記ガス供給ノズルは前記ガスとしてトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスと水素（Ｈ２）ガスとの混合ガスを供給するよう構成されている付記１記載の基板処理装置。
【０２１２】
〔付記１３〕
前記パージガスは、水素（Ｈ２）ガスである付記２記載の基板処理装置。
【０２１３】
〔付記１４〕
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を１１５０℃以上に誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスと水素（Ｈ２）ガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達させるとともに、前記被誘導加熱体からの輻射熱を前記インナーチューブの側壁にて遮ることで、前記ガス供給ノズルの前記第二領域が９００℃未満にして、基板を処理する基板の製造方法。
【０２１４】
〔付記１５〕
被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、
該処理室を形成するインナーチューブであって、前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に流通口が設けられるインナーチューブと、
該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、
前記間隙に配置される第１および第２のガス供給ノズルと、
前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備え、
前記第１および第２のガス供給ノズルには、それぞれ、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す、吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域のガスの上流側に位置する第二領域とを有する基板処理装置。
【０２１５】
〔付記１６〕
前記第１のガス供給ノズルは、前記処理室内に配置される前記基板の中心に向かって前記吹出し口が形成され、
前記第２のガス供給ノズルは、前記処理室内に配置される前記基板の中心以外の領域に向かって前記吹出し口が形成される付記１５記載の基板処理装置。
【０２１６】
〔付記１７〕
前記吹出し口のうち、
前記第１のガス供給ノズルには、第１の開口径を有する第１の吹出し口が形成され、
前記第２のガス供給ノズルには、前記第１の開口径よりも大きい第２の開口径を有する第２の吹出し口が形成される、付記１５記載の基板処理装置。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明は、半導体装置や太陽電池などを製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ 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 炉口ゲートバルブ
１６１ 炉口
１７７、１７８、１７９、１８６ バルブ
１８０ 第１のガス供給源
１８１ 第２のガス供給源
１８２ 第３のガス供給源
１８３、１８４、１８５、１８７ ＭＦＣ（Mass Flow Controller）
１８８ パージガス供給源
２００ ウェハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０５ アウターチューブ
２０５ａ 側壁
２０５ｂ 蓋部
２０６ 誘導加熱装置
２０９ マニホールド
２１６ 断熱筒
２１７ ボート
２１７ａ 底板
２１７ｂ 天板
２１８ サセプタ
２１８ａ 周縁部
２１８ｂ 中央部
２１８ｃ 段差部
２１９ シールキャップ
２３０ インナーチューブ
２３０ａ 側壁
２３０ｂ 蓋部
２３１ ガス排気管
２３２ ガス供給管
２３３ パージガス供給部
２３５ ガス流量制御部
２３５ａ パージガス流量制御部
２３６ 圧力制御部
２３７ 駆動制御部
２３８ 温度制御部
２３９ 主制御部
２４０ コントローラ
２４２ ＡＰＣバルブ
２４４ ボール螺子
２４５ 下基板
２４６ 真空排気装置
２４７ 上基板
２４８ 昇降モータ
２４９ 昇降台
２５０ 昇降シャフト
２５１ 天板
２５２ 昇降基板
２５３ 駆動部カバー
２５４ 回転機構
２５５ 回転軸
２５６ 駆動部収納ケース
２５７ 冷却機構
２５８ 電力供給ケーブル
２５９ 冷却流路
２６０ 冷却水配管
２６３ 放射温度計
２６４ ガイドシャフト
２６５ ベローズ
３０１、３０９ Ｏリング
２０６１ ＲＦコイル
２０６２ 壁体
２０６３ 冷却壁
２０６４ ラジエータ
２０６５ ブロア
２０６６ 開口部
２０６７ 爆発放散口開閉装置
２３１１ ガス排気口
２３２１、２３２１ｃ、２３２１ｄ、２３２１ｅ ガス供給ノズル
２３２１ａ 第一領域
２３２１ｂ 第二領域
２３２２、２３２２ａ、２３２２ｂ ガス供給口
２３３１ パージガス供給ノズル
２３３２ パージガス供給口
Ｃ、ＣＬ、ＣＵ、Ｌ、Ｕ ＲＦコイル
ＤＩＴ 溝
ＦＨ、ＦＨａ、ＦＨｂ 開口部
ＨＵ１ 保持部
ＭＴ 部材
ＰＦ パージガス供給部
ＰＨ ピン孔
ＰＮ 突き上げピン
ＰＲ 支柱
ＳＰ 間隙
Ｔ１ 板厚
ＵＤＵ 突き上げピン昇降機構
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 開口幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、
該処理室を形成するインナーチューブであって、前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に流通口が設けられるインナーチューブと、
該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、
前記間隙に配置されるガス供給ノズルであって、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す、吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域のガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルと、
前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記間隙にパージガスを供給するパージガス供給部をさらに有する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ガス供給ノズルへガスを供給するガス供給部と、
前記インナーチューブ内を排気する排気部と、
該ガス供給部、前記パージガス供給部、および前記排気部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記インナーチューブ内の圧力よりも前記間隙の圧力のほうが高くなるように前記ガス供給部および前記パージガス供給部、前記排気部を制御する請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記パージガス供給部は、前記流通口が設けられる位置とは、前記インナーチューブを介在させた反対側の前記間隙へ前記パージガスを供給する請求項２記載の基板処理装置。
【請求項５】
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する基板の製造方法。
【請求項１】
被誘導加熱体を有し、該被誘導加熱体からの輻射熱により基板を加熱し、処理する処理室と、
該処理室を形成するインナーチューブであって、前記処理室に配置される前記基板の周縁側方に流通口が設けられるインナーチューブと、
該インナーチューブの外側に設けられ、該インナーチューブと間隙を成して囲うアウターチューブと、
前記間隙に配置されるガス供給ノズルであって、前記流通口および前記基板に向けてガスを吹き出す、吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域のガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルと、
前記アウターチューブの外側に設けられ、前記被誘導加熱体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記間隙にパージガスを供給するパージガス供給部をさらに有する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ガス供給ノズルへガスを供給するガス供給部と、
前記インナーチューブ内を排気する排気部と、
該ガス供給部、前記パージガス供給部、および前記排気部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記インナーチューブ内の圧力よりも前記間隙の圧力のほうが高くなるように前記ガス供給部および前記パージガス供給部、前記排気部を制御する請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記パージガス供給部は、前記流通口が設けられる位置とは、前記インナーチューブを介在させた反対側の前記間隙へ前記パージガスを供給する請求項２記載の基板処理装置。
【請求項５】
アウターチューブの外側に設けられた誘導加熱装置にて、インナーチューブにより形成された処理室に設けられた被誘導加熱体を誘導加熱して基板を加熱し、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の間隙に設けられたガス供給ノズルであって、前記インナーチューブ内の前記基板に向けてガスを吹き出す吹出し口が設けられている第一領域と、該第一領域よりもガスの上流側に位置する第二領域とを有するガス供給ノズルの前記第一領域に設けられた前記吹出し口からガスを吹き出し、
該ガスが前記インナーチューブの前記処理室に配置される基板の周縁側方に設けられた流通口を介して前記基板に到達し、前記基板を処理する基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２３０７３（Ｐ２０１２−２３０７３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７５５８（Ｐ２０１０−１５７５５８）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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