JP2012023073A - Substrate processing device and method for manufacturing substrate - Google Patents

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誠 平野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing device capable of preventing adherence of a product material made by thermal decomposition or gas reaction to the periphery of a processing chamber.SOLUTION: A substrate processing device 202 includes: a plurality of susceptors (members subjected to induction heating) 218; a plurality of wafers 200 placed on the susceptors; a processing chamber 201 formed of an inner tube 230 that performs heat treatment on the wafers 200 by radiation heat from the susceptors 218; an outer tube 205 provided outside the inner tube 230 that surrounds the inner tube 230 with a space SP; a gas supply nozzle 2321 provided in the space SP; and an induction heating unit provided outside the outer tube 205 that performs induction heating on the susceptors 218. On the inner tuber 230, an opening FH is provided on a peripheral side of the wafers 200 placed in the processing chamber 201. In addition, an outlet that flows gas toward the opening FH and the wafers 200 is provided on the gas supply nozzle 2321.

Description

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。   The present invention relates to a substrate processing apparatus and a processing technique thereof, and more particularly to a substrate processing apparatus that supplies a gas into a processing chamber and forms a film on a substrate, and a technique that is effective when applied to the processing technique.

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Hガスと反応ガスとして例えばSiHガスを吹き出すことが記載されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 3-255619 (Patent Document 1), a high frequency current is passed through an RF (Radio Frequency) coil to raise the temperature of a susceptor mounted with a wafer disposed in the center of the processing chamber to heat the wafer. It is described. Further, a supply nozzle having a distribution plate for making the flow of the reaction gas uniform is provided around the susceptor, and a plurality of blow holes are provided at the same horizontal position of the supply nozzle, and H 2 gas and reaction gas are provided from the blow holes. For example, blowing out SiH 4 gas is described.

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。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-50613 (Patent Document 2) describes that a resistance heater is built in a wafer mounting portion of a susceptor provided in a reaction furnace. Further, it is described that an inner tube is provided in the reaction furnace, and a reaction gas supply port is formed on the side wall on the reaction gas supply chamber side and an exhaust port is formed on the side wall on the exhaust chamber side among the pair of opposed side walls of the inner tube. ing. In addition, it is described that the reaction gas supply port and the exhaust port are formed in multiple stages and in the shape of a slit parallel to the wafer mounting surface corresponding to the wafer mounting portion of each stage of the susceptor.

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(SiH、SiHCl、SiHCl、SiCl)とHClガスあるいはCl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。 Japanese Examined Patent Publication No. 6-16495 (Patent Document 3) describes a double-tube reaction tube composed of an outer tube and an inner tube. Further, it is described that the substrate disposed in the inner tube is heated in a resistance heating furnace. Also, a silane-based gas (SiH 4 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 ) and HCl gas or Cl are provided as reaction gases from a nozzle provided in the inner tube and having a plurality of pores opening toward the substrate. It is described that the mixed gas and the hydrogen gas are separately supplied by introducing a mixed gas of two gases and introducing a hydrogen gas from a plurality of pores formed in the inner pipe.

特開平3−255619号公報JP-A-3-255619 特開平10−50613号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-50613 特公平6−16495号公報Japanese Patent Publication No. 6-16495

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。   In a substrate processing process, a substrate processing apparatus that performs a film forming process on a substrate is widely used. In this substrate processing apparatus, for example, a substrate disposed in a processing chamber of the substrate processing apparatus is heated, and a material gas is introduced into the processing chamber, thereby forming a film on the substrate.

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。   However, when the raw material gas reaches a high temperature before reaching the substrate in the processing chamber, there arises a problem that substances generated by thermal decomposition or gas reaction adhere to the periphery of the processing chamber.

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。   If the generated substance adheres to the periphery of the processing chamber, it becomes impossible to stably form a film on the substrate. In addition, due to the generated material adhering to the periphery of the processing chamber, the members around the processing chamber may be destroyed. In addition, the generated substance attached to the periphery of the processing chamber peels off, reaches the processing chamber or the substrate in the processing chamber, and becomes a foreign substance (particle).

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。   This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is to provide the technique which suppresses that the production | generation substance by thermal decomposition and reaction of gas adheres to a processing chamber periphery.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

すなわち、本発明に係る基板処理装置は、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。   That is, the substrate processing apparatus according to the present invention includes an induction heating body, heats the substrate by radiant heat from the induction heating body, processes the processing chamber, an inner tube forming the processing chamber, An outer tube provided outside the inner tube and surrounding the inner tube in a gap, a gas supply nozzle disposed in the gap and an outer side of the outer tube, and induction heating the induction heating body An induction heating device. The inner tube is provided with a circulation port on a peripheral side of a substrate disposed in the processing chamber. Further, the gas supply nozzle is provided with a blowout port for blowing gas toward the flow port and the substrate.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。   The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、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。   That is, it is possible to suppress the product generated by thermal decomposition or gas reaction from adhering to the periphery of the processing chamber.

本発明の実施の形態1における基板処理装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the substrate processing apparatus in Embodiment 1 of this invention. 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。It is a top view which shows the state which has loaded the wafer in the susceptor. 図2のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 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。It is sectional drawing which shows a mode that a wafer is isolate | separated from a susceptor. ボートの全体構造を示す側面図である。It is a side view which shows the whole structure of a boat. 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。It is a top view which shows a mode that the susceptor with which the wafer was mounted in the boat is loaded. 図6のB−B線に沿った拡大断面図である。It is an expanded sectional view along the BB line of FIG. 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。2 is a schematic configuration diagram of a processing furnace of the substrate processing apparatus in the first embodiment and a periphery of the processing furnace. FIG. 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。It is a schematic block diagram which shows the cross section of the horizontal direction of the processing furnace shown in FIG. 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。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a sequence of substrate processing steps in the first embodiment. 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。It is principal part sectional drawing which shows typically the principal part of the processing furnace shown in FIG. 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。It is an expanded sectional view which shows the cross-sectional structure around the 1st area | region of the gas supply nozzle shown in FIG. 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。It is an expanded sectional view which shows the cross-sectional structure of the 2nd area | region periphery of the gas supply nozzle shown in FIG. 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。It is principal part sectional drawing which shows typically the principal part of the processing furnace in Embodiment 2 of this invention which is a modification of the processing furnace processing furnace shown in FIG. 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。It is explanatory drawing which shows the sequence of the process process of the board | substrate in Embodiment 2 which is a modification of the process process of the board | substrate shown in FIG. 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。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a processing furnace in a third embodiment of the present invention which is a modification of the processing furnace shown in FIG. 9. 図16の変形例の概略構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows schematic structure of the modification of FIG. 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。It is an expanded sectional view which shows the modification of the board | substrate holding structure shown in FIG.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, it is substantially the same. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。   In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.

(実施の形態1)
本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。
(Embodiment 1)
In an embodiment for carrying out the present invention, a substrate processing apparatus is configured as a semiconductor manufacturing apparatus that performs various processing steps included in a manufacturing method of a semiconductor device (IC or the like) as an example. In the following description, the present invention is applied to a vertical substrate processing apparatus that performs film formation processing by an epitaxial growth method, film formation processing by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, or oxidation processing or diffusion processing on a semiconductor substrate (semiconductor wafer). The case where the technical idea of is applied will be described. In particular, in this embodiment, a batch-type substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at once will be described.

<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。
<Configuration of substrate processing apparatus>
First, the substrate processing apparatus in the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment is configured to use a cassette 110 as a wafer carrier containing a plurality of wafers (semiconductor substrates) 200 made of silicon or the like. A housing 111 is provided. The casing 111 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape. Hereinafter, although each member which comprises a substrate processing apparatus is demonstrated, the side surface in which the carrying in / out port of the cassette 110 is arrange | positioned among the side surfaces of the housing | casing 111 is demonstrated as a front. The position of each member in the housing 111 will be described with the direction toward the front as the front and the direction away from the front as the rear. A front maintenance port 103 serving as an opening provided for maintenance is opened below the front wall 111 a of the housing 111, and a front maintenance door 104 that opens and closes the front maintenance port 103 is a front wall of the housing 111. 111a.

正面メンテナンス扉104には、カセット搬入搬出口(基板収容器搬入搬出口)112が筐体111の内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口112はフロントシャッタ(基板収容器搬入搬出口開閉機構)113によって開閉されるようになっている。カセット搬入搬出口112の筐体111内側にはカセットステージ(基板収容器受渡し台)114が設置されている。カセット110は、カセットステージ114上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、かつ、カセットステージ114上から搬出されるようになっている。カセットステージ114は、工程内搬送装置によって、カセット110内のウェハ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。   A cassette loading / unloading port (substrate container loading / unloading port) 112 is opened at the front maintenance door 104 so as to communicate between the inside and the outside of the casing 111. The cassette loading / unloading port 112 has a front shutter (substrate container loading / unloading port). It is opened and closed by an exit opening / closing mechanism 113. A cassette stage (substrate container delivery table) 114 is installed inside the casing 111 of the cassette loading / unloading port 112. The cassette 110 is loaded onto the cassette stage 114 by an in-process transfer device (not shown) and unloaded from the cassette stage 114. The cassette stage 114 is configured so that the wafer 200 in the cassette 110 is placed in a vertical posture and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces upward by the in-process transfer device.

筐体111内の前後方向の略中央下部には、カセット棚(基板収容器載置棚)105が設置されており、カセット棚105は複数段および複数列で複数個のカセット110を保管し、カセット110内のウェハ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。   A cassette shelf (substrate container mounting shelf) 105 is installed at a substantially central lower portion in the front-rear direction in the housing 111, and the cassette shelf 105 stores a plurality of cassettes 110 in a plurality of rows and a plurality of rows. It arrange | positions so that the wafer 200 in the cassette 110 can be taken in and out. The cassette shelf 105 is installed on a slide stage (horizontal movement mechanism) 106 so that it can traverse. Further, a buffer shelf (substrate container storage shelf) 107 is installed above the cassette shelf 105, and the cassette 110 is also stored in the buffer shelf 107.

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

カセット棚105の後方には、ウェハ移載機構(基板移載機構)125が設置されている。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。   A wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 125 is installed behind the cassette shelf 105. The wafer transfer mechanism 125 includes a wafer transfer device (substrate transfer device) 125a capable of rotating or linearly moving the wafer 200 in the horizontal direction and a wafer transfer device elevator (substrate transfer device) for raising and lowering the wafer transfer device 125a. Mounting device lifting mechanism) 125b. As schematically shown in FIG. 1, the wafer transfer device elevator 125 b is installed at the left end of the housing 111. Due to the continuous operation of the wafer transfer device elevator 125b and the wafer transfer device 125a, a tweezer (substrate holding body) 125c in the wafer transfer device 125a is a susceptor that functions as a mounting portion for the wafer 200, and The wafer 200 is loaded (charged) and unloaded (discharged) from a susceptor in a susceptor holding mechanism (not shown).

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。   Hereinafter, in the susceptor holding mechanism, a state in which the wafer 200 is loaded on the susceptor and a state in which the wafer 200 is detached are shown. 2 is a top view showing a state in which the wafer 200 is loaded on the susceptor 218, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. First, as shown in FIG. 2, the susceptor 218 has a disc shape, and has a concentric peripheral portion 218 a and a circular central portion 218 b. The disc-shaped wafer 200 is mounted on the central portion 218b of the susceptor 218. That is, the susceptor 218 has a larger disk shape than the wafer 200, and the wafer 200 is included in the central portion 218 b of the susceptor 218. Further, as shown in FIG. 3, the peripheral portion 218a of the susceptor 218 is higher than the central portion 218b of the susceptor 218, and the susceptor 218 has a boundary region between the peripheral portion 218a and the central portion 218b. A stepped portion 218c is formed. That is, the susceptor 218 has a shape in which the central portion 218b is recessed from the peripheral edge portion 218a, and the wafer 200 is mounted in the recessed central portion 218b. In other words, it can be said that the thickness of the central portion 218b of the susceptor 218 is smaller than the thickness of the peripheral portion 218a of the susceptor 218. As shown in FIGS. 2 and 3, a central portion 218 b of the susceptor 218 is provided with a plurality of pin holes PH, and a member MT is embedded in the pin holes PH. The susceptor 218 configured as described above is made of a conductive material (carbon or carbon graphite) whose surface is coated with silicon carbide (SiC). Preferably, the susceptor 218 may coat the surface of the conductive material with a coating material such as silicon carbide (SiC). Thereby, it can suppress that an impurity discharge | releases from an electroconductive material.

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。   The susceptor 218 is preferably formed in a disk shape because it is easy to uniformly heat the wafer 200 in the circumferential direction, but the susceptor 218 may be formed in a plate shape in which the main surface of the susceptor 218 is formed in an ellipse. The main surface may be formed in a polygonal shape. It can be seen that the wafer 200 is loaded on the susceptor 218 as described above.

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。   Next, an example in which the wafer 200 is detached from the susceptor 218 in the susceptor holding mechanism will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the wafer 200 is separated from the susceptor 218. As shown in FIG. 4, the susceptor holding mechanism is provided with a push-up pin PN for pushing up the wafer 200 and a push-up pin elevating mechanism UDU for raising and lowering the push-up pin PN. First, after positioning the push-up pin PN so as to contact the member MT embedded in the pin hole PH formed in the susceptor 218 by the susceptor holding mechanism, the push-up pin PN is moved by the push-up pin lifting mechanism UDU. Raise. Then, as shown in FIG. 4, the wafer 200 is separated from the susceptor 218 together with the member MT embedded in the pin hole PH. In this way, it can be seen that the wafer 200 is detached from the susceptor 218. From this, it can be seen that the wafer 200 can be loaded and unloaded between the tweezer (substrate holder) 125c in the wafer transfer device 125a and the susceptor 218. From the viewpoint of reducing damage to the wafer 200 when the wafer 200 is pushed up, the member MT that is brought into contact with the tip of the push-up pin PN is formed in a flange shape as shown in FIGS. It is desirable that Further, from the viewpoint of suppressing heat dissipation from the pin hole PH, it is desirable to form the member MT in a flange shape and embed it in the pin hole PH.

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。   In addition to the susceptor holding mechanism, the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment also includes a susceptor moving mechanism (not shown). The susceptor moving mechanism is configured to load (charge) and unload (discharge) the susceptor 218 between the susceptor holding mechanism and the boat 217 (substrate holder).

次に、図1に示すように、バッファ棚107の後方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを基板処理装置101内へ供給するために、供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット134aが設けられており、このクリーンユニット134aは、クリーンエアを筐体111の内部に流通させるように構成されている。また、ウェハ移載装置エレベータ125b側と反対側である右側端部には、クリーンエアを供給するように、供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット(図示せず)が設置されている。そして、このクリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウェハ移載装置125aを流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体111の外部へ排気されるようになっている。   Next, as shown in FIG. 1, behind the buffer shelf 107, a clean unit 134 a composed of a supply fan and a dustproof filter is provided to supply clean air, which is a cleaned atmosphere, into the substrate processing apparatus 101. The clean unit 134 a is configured to circulate clean air inside the casing 111. In addition, a clean unit (not shown) including a supply fan and a dustproof filter is installed at the right end, which is opposite to the wafer transfer device elevator 125b, so as to supply clean air. The clean air blown out from the clean unit flows through the wafer transfer device 125a and is then sucked into an exhaust device (not shown) and exhausted to the outside of the casing 111.

ウェハ移載装置(基板移載装置)125aの後側には、大気圧未満の圧力(以下、負圧という。)を維持することが可能な機密性能を有する耐圧筐体140が設置されている。この耐圧筐体140により、ボート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。   On the rear side of the wafer transfer device (substrate transfer device) 125a, a pressure-resistant casing 140 having a confidential performance capable of maintaining a pressure lower than atmospheric pressure (hereinafter referred to as negative pressure) is installed. . The pressure-resistant housing 140 forms a load lock chamber (transfer chamber) 141 that is a load lock type standby chamber having a capacity capable of accommodating the boat 217.

耐圧筐体140の正面壁140aにはウェハ搬入搬出口(基板搬入搬出口)142が開設されており、ウェハ搬入搬出口142はゲートバルブ(基板搬入搬出口開閉機構)143によって開閉されるようになっている。耐圧筐体140の一対の側壁にはロードロック室141へ窒素ガス等の不活性ガスを給気するためのガス供給管144と、ロードロック室141を負圧に排気するためのガス排気管(図示せず)とがそれぞれ接続されている。   A wafer loading / unloading port (substrate loading / unloading port) 142 is opened on the front wall 140a of the pressure-resistant housing 140, and the wafer loading / unloading port 142 is opened and closed by a gate valve (substrate loading / unloading port opening / closing mechanism) 143. It has become. A gas supply pipe 144 for supplying an inert gas such as nitrogen gas to the load lock chamber 141 and a gas exhaust pipe (for exhausting the load lock chamber 141 to a negative pressure) on a pair of side walls of the pressure-resistant housing 140 (Not shown) are connected to each other.

ロードロック室141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。   A processing furnace (reaction furnace) 202 is provided above the load lock chamber 141. The lower end of the processing furnace 202 is configured to be opened and closed by a furnace port shutter (furnace port gate valve) (furnace port opening / closing mechanism) 147.

図1に模式的に示すように、ロードロック室141には、ボート217を昇降させるためのボートエレベータ(支持体保持体昇降機構)115が設置されている。ボートエレベータ115に連結された連結具としてのアーム(図示せず)には蓋体としてのシールキャップ219が水平に据え付けられており、シールキャップ219はボート217を垂直に支持し、処理炉202の下端部を閉塞可能なように構成されている。   As schematically shown in FIG. 1, a boat elevator (supporting body lifting mechanism) 115 for lifting and lowering the boat 217 is installed in the load lock chamber 141. A seal cap 219 as a lid is horizontally installed on an arm (not shown) as a connecting tool connected to the boat elevator 115, and the seal cap 219 supports the boat 217 vertically. It is comprised so that a lower end part can be obstruct | occluded.

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。   The boat 217 includes a plurality of support columns (holding members), and a plurality of (for example, about 50 to 100) susceptors 218 are horizontally held in a state where their centers are aligned in the vertical direction. It is configured to be able to. Each unit configuring the substrate processing apparatus 101 is electrically connected to the controller 240, and the controller 240 is configured to control the operation of each unit configuring the substrate processing apparatus 101.

<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。
<Operation of substrate processing apparatus>
The substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment is schematically configured as described above, and the operation thereof will be described below. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus 101 is controlled by the controller 240.

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。   As shown in FIG. 1, the cassette loading / unloading port 112 is opened by the front shutter 113 before the cassette 110 is supplied to the cassette stage 114. Thereafter, the cassette 110 is loaded from the cassette loading / unloading port 112 and placed on the cassette stage 114. At this time, the wafer 200 placed on the cassette stage 114 is in a vertical posture, and is placed so that the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces upward.

次に、カセット110は、カセット搬送装置118によって、カセットステージ114から取り上げられるとともに、カセット110内のウェハ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。   Next, the cassette 110 is picked up from the cassette stage 114 by the cassette carrying device 118, the wafer 200 in the cassette 110 is in a horizontal posture, and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces the rear of the housing 111. Then, it is rotated 90 ° clockwise around the rear of the casing 111. Subsequently, the cassette 110 is automatically transported to the designated position on the cassette shelf 105 or the buffer shelf 107 by the cassette transport device 118 and delivered. That is, after the cassette 110 is temporarily stored in the buffer shelf 107, it is transferred to the cassette shelf 105 by the cassette conveying device 118 or directly conveyed to the cassette shelf 105.

その後、スライドステージ106は、カセット棚105を水平移動させ、移載の対象となるカセット110をウェハ移載装置125aに対峙するように位置決めする。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。   Thereafter, the slide stage 106 moves the cassette shelf 105 horizontally and positions the cassette 110 to be transferred so as to face the wafer transfer device 125a. The wafer 200 is picked up from the cassette 110 through the wafer loading / unloading port by the tweezer 125c of the wafer transfer device 125a. At this time, in the susceptor holding mechanism, the push-up pin PN (see FIG. 4) is raised by the push-up pin lifting mechanism UDU (see FIG. 4). Subsequently, the wafer 200 is placed on the push-up pins PN (see FIG. 4) by the wafer transfer device 125a. Then, the push-up pins PN (see FIG. 4) on which the wafer 200 is placed are lowered by the push-up pin lifting mechanism UDU (see FIG. 4), so that the wafer 200 is mounted on the susceptor 218 as shown in FIG. The Thereafter, the wafer transfer device 125a returns to the cassette 110, and loads the next wafer 200 into the susceptor holding mechanism.

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。   Next, when the wafer loading / unloading port 142 of the load lock chamber 141 whose interior is previously set to the atmospheric pressure state is opened by the operation of the gate valve 143, the wafer 200 is placed from the susceptor holding mechanism by the susceptor moving mechanism. The susceptor 218 (see FIG. 3) is removed. The detached susceptor 218 (see FIG. 3) is loaded into the load lock chamber 141 through the wafer loading / unloading port 142 by the susceptor moving mechanism, and the susceptor 218 is loaded into the boat 217.

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。   Here, a configuration in which the susceptor 218 having the wafer 200 mounted on the boat 217 is loaded will be described. FIG. 5 is a side view showing the overall structure of the boat 217. FIG. 6 is a plan view showing a state in which the susceptor 218 on which the wafer 200 is mounted is loaded on the boat 217.

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。   First, as shown in FIG. 5, the boat 217 functions as a holding body that holds the susceptor 218. The boat 217 includes a disc-shaped bottom plate 217a, a disc-shaped top plate 217b, a bottom plate 217a, and a top plate 217b. It consists of three or four struts PR made of connected quartz. As shown in FIG. 6, each of the plurality of pillars PR is formed with a holding portion HU1 that holds a susceptor 218 as a support on which the wafer 200 is mounted. The holding portion HU1 is formed so as to protrude from each of the columns PR toward the central axis of the boat 217.

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。   Next, a configuration of the susceptor 218 on which the wafer 200 is mounted as viewed from the side surface in which the boat 217 is loaded will be described. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along line BB in FIG. As shown in FIG. 7, the boat 217 has a plurality of columns PR extending in the extending direction of the boat 217 (vertical direction in FIG. 7), and the plurality of columns PR are equally spaced in the extending direction. Has a plurality of holding portions HU1. And this holding | maintenance part HU1 is provided in the mutually same height by the some support | pillar PR, and hold | maintains the three edge parts of the susceptor 218 by the three holding | maintenance part HU1 provided in the mutually same height, for example. Yes. Therefore, the susceptor 218 held by the three holding units HU1 is arranged to maintain a horizontal state. Specifically, as shown in FIG. 7, a susceptor 218 is mounted on each of the holding portions HU <b> 1 arranged at a predetermined interval in the extending direction on the boat 217. Therefore, a plurality of susceptors 218 are stacked on the boat 217 at predetermined intervals in the extending direction of the boat 217. As described above, the susceptor 218 is provided independently of the support column PR, and is configured so that the susceptor 218 can be loaded into the boat 217 and can be detached from the boat 217.

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。   After filling the boat 217 with the susceptor 218, the susceptor moving mechanism returns to the susceptor holding mechanism, and loads the susceptor 218 (see FIG. 3) on which the next wafer 200 is placed on the boat 217.

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。   When a predetermined number of susceptors 218 (see FIG. 3) are loaded into the boat 217, the wafer loading / unloading port 142 is closed by the gate valve 143. Thereafter, the lower end portion of the processing furnace 202 is opened by the furnace port shutter (furnace port gate valve 147). Subsequently, the seal cap 219 is raised by the boat elevator 115, and the boat 217 supported by the seal cap 219 is loaded into the processing furnace 202.

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。   After loading, arbitrary processing is performed on the wafer 200 in the processing furnace 202. After the wafer 200 is processed, the boat 217 is pulled out by the boat elevator 115. Further, the gate valve 143 is opened. After that, the processed wafer 200 and the cassette 110 are paid out to the outside of the housing 111 by an operation generally reverse to the operation described above. As described above, the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment operates.

<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。
<Processing furnace configuration>
Next, the processing furnace 202 of the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the processing furnace 202 and the periphery of the processing furnace 202 of the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment, and is shown as a longitudinal sectional view. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the processing furnace shown in FIG. 8 and is shown as a cross-sectional view.

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。   As shown in FIG. 8, the processing furnace 202 has an induction heating device 206 for heating by applying a high-frequency current. The induction heating device 206 is formed in a cylindrical shape, and includes an RF coil 2061 as an induction heating unit, a wall body 2062, and a cooling wall 2063. The RF coil 2061 is connected to a high frequency power source (not shown), and a high frequency current flows through the RF coil 2061 by the high frequency power source.

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。   The wall body 2062 is made of a metal such as a stainless material. The wall body 2062 has a cylindrical shape, and an RF coil 2061 is provided on the inner wall side. The RF coil 2061 is supported by a coil support portion (not shown). The coil support portion is supported by the wall body 2062 with a predetermined gap in the radial direction between the RF coil 2061 and the wall body 2062.

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。   On the outer wall side of the wall body 2062, a cooling wall 2063 is provided concentrically with the wall body 2062. An opening 2066 is formed at the center of the upper end of the wall body 2062. A duct is connected to the downstream side of the opening 2066, and a radiator 2064 as a cooling device and a blower 2065 as an exhaust device are connected to the downstream side of the duct.

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。   In the cooling wall 2063, for example, a cooling medium flow path is formed in almost the entire area of the cooling wall 2063 so that, for example, cooling water can flow as a cooling medium. The cooling wall 2063 is connected to a cooling medium supply unit that supplies a cooling medium (not shown) and a cooling medium discharge unit that discharges the cooling medium. By supplying the cooling medium from the cooling medium supply unit to the cooling medium flow path and discharging from the cooling medium discharge unit, the cooling wall 2063 is cooled, and the walls 2062 and 2062 are cooled by heat conduction. .

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(SiO)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。 Inside the RF coil 2061, an outer tube 205 is provided as a reaction tube constituting a reaction vessel concentrically with the induction heating device 206. The outer tube 205 is made of quartz (SiO 2 ) material as a heat-resistant material, and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened.

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(SiO)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。 A manifold 209 is disposed below the outer tube 205 concentrically with the outer tube 205. The manifold 209 is made of, for example, quartz (SiO 2 ) or stainless steel and has a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 209 is provided to support the outer tube 205. An O-ring 309 as a seal member is provided between the manifold 209 and the outer tube 205. The manifold 209 is supported by a holding body (not shown), so that the outer tube 205 is installed vertically. In this way, a reaction vessel is formed by the outer tube 205 and the manifold 209. Here, the manifold 209 is not particularly limited to the case where the manifold 209 is provided separately from the outer tube 205, and the manifold 209 may not be provided individually as an integral part of the outer tube 205.

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(SiO)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。 As shown in FIG. 9, an inner tube 230 is provided inside the outer tube 205 so as to form a gap SP with the outer tube 205. In other words, the outer tube 205 is provided outside the inner tube 230 so as to surround the inner tube 230 via the gap SP. For example, the inner tube 230 is formed concentrically with the outer tube 205. The inner tube 230 forms the processing chamber 201. That is, the processing chamber 201 is formed inside the inner tube 230. The gap SP between the inner tube 230 and the outer tube 205 is an annular hollow space surrounding the side wall 230a of the inner tube 230 and the lid portion on the upper end side. The inner tube 230 is made of quartz (SiO 2 ) material as a heat resistant material, and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened.

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。   In addition, an opening FH that connects the processing chamber 201 in the inner tube 230 and the gap SP outside the inner tube 230 is formed in the side wall 230 a of the inner tube 230. The opening FH is a distribution port through which a processing gas such as a source gas flows from the gap SP side into the processing chamber 201 in the substrate processing step described later. Further, as shown in FIG. 8, the lower end of the inner tube 230 is in close contact with the inner wall of the outer tube 205. For example, as shown in FIG. 8, it is joined to the inner wall of the outer tube 205 above the gas exhaust port 2311. For this reason, between the gap SP and the processing chamber 201, the region other than the opening FH that is a flow port is sealed.

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。   In the processing chamber 201, wafers 200 as semiconductor substrates are accommodated in a state of being arranged in multiple stages along the longitudinal direction of the inner tube in a vertical position in a horizontal posture by a boat 217 and a susceptor 218 as a derivative.

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(SiO)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(SiO)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。 In the gap SP between the outer tube 205 and the inner tube 230, a gas formed of quartz (SiO 2 ) material is used to supply gas from the side to each wafer 200 disposed in the processing chamber 201. A supply nozzle 2321 is arranged. Further, below the outer tube 205, a gas exhaust port as an exhaust unit formed of a quartz (SiO 2 ) material that exhausts the gas that has passed through each wafer 200 disposed in the processing chamber 201 from the side. 2311 is formed.

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。   The gas supply nozzle 2321 has an upper end closed, and a gas supply port 2322 serving as a blow-out port for blowing gas toward the wafer 200 through the opening FH is provided on the side wall. The gas supply port 2322 is formed toward the center of the wafer 200 disposed in the processing chamber 201. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, a plurality of stages of wafers 200 are placed on the boat 217. Therefore, a plurality of gas supply ports 2322 are formed in the gas supply nozzle 2321 so that the gas can be uniformly supplied to each of the plurality of wafers 200. The plurality of gas supply ports 2322 are preferably arranged at height positions between the wafers 200 at each stage.

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。   A gas exhaust pipe 231 serving as an exhaust part communicating with the gas exhaust port 2311 and a gas supply pipe 232 communicating with the gas supply nozzle 2321 are provided outside the side wall below the outer tube 205. The gas supply pipe 232 is a gas supply unit that supplies gas to the gas supply nozzle 2321. Note that the gas exhaust port 2311 and the gas exhaust pipe 231 may be provided not on the side wall below the outer tube 205 but on the side wall of the manifold 209, for example. However, from the viewpoint of avoiding that hot exhaust gas circulates in the vicinity of the driving unit such as the rotation mechanism 254, it is preferable to provide the exhaust gas on the side wall below the outer tube 205 as in the present embodiment. Further, the communication portion between the gas supply nozzle 2321 and the gas supply pipe 232 may be provided on the side wall of the manifold 209 instead of the side wall below the outer tube 205.

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。   The gas supply pipe 232 is divided into, for example, three on the upstream side, and a first gas supply is provided via valves 177, 178, 179 and MFCs (Mass Flow Controllers) 183, 184, 185 as gas flow control devices. The power source 180, the second gas supply source 181, and the third gas supply source 182 are connected to each other. A gas flow rate control unit 235 is electrically connected to the MFCs 183, 184, 185 and valves 177, 178, 179, and the gas flow rate control unit 235 allows the flow rate of the supplied gas to be a desired flow rate. It is controlled at the timing. The gas supply pipe 232 is further branched on the upstream side, and is connected to an inert gas supply source (not shown) via a valve (not shown) and an MFC as an inert gas flow control device.

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。   A vacuum exhaust device 246 such as a vacuum pump is connected to the downstream side of the gas exhaust pipe 231 via a pressure sensor (not shown) as a pressure detector and an APC (Automatic Pressure Control) valve 242 as a pressure regulator. ing. A pressure control unit 236 is electrically connected to the pressure sensor and the APC valve 242, and the pressure control unit 236 adjusts the opening degree of the APC valve 242 based on the pressure detected by the pressure sensor. Control is performed at a desired timing so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a desired pressure.

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。   A seal cap 219 is provided below the manifold 209 as a furnace port lid for hermetically closing the lower end opening of the manifold 209. The seal cap 219 is made of, for example, a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. On the upper surface of the seal cap 219, an O-ring 301 is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 209.

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。   The seal cap 219 is provided with a rotation mechanism 254. A rotation shaft 255 of the rotation mechanism 254 passes through the seal cap 219 and is connected to the boat 217, and is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217.

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。   The seal cap 219 is configured to be moved up and down in the vertical direction by an elevating motor 248 as an elevating mechanism provided outside the processing furnace 202, so that the boat 217 can be carried into and out of the processing chamber 201. It is possible.

ボート217の下部には、例えば、耐熱性材料としての石英(SiO)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。 A cylindrical heat insulating cylinder 216 made of, for example, quartz (SiO 2 ) as a heat resistant material is disposed at the lower part of the boat 217, and is generated by induction heating by the induction heating device 206 by the heat insulating cylinder 216. Therefore, the heat is not easily transmitted to the manifold 209 side. The heat insulating cylinder 216 may be provided integrally with the boat 217 without being provided separately from the boat 217. Further, instead of the heat insulating cylinder 216 or in addition to the heat insulating cylinder 216, a plurality of heat insulating plates may be provided in the lower part of the boat 217 or the lower part of the heat insulating cylinder 216.

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。   The boat 217 is preferably made of a high-purity material that does not emit contaminants in order to suppress the entry of impurities into the film during the film forming process on the wafer 200 in the processing chamber 201. Further, when a material having a high thermal conductivity is used as the material of the boat 217, the heat insulating cylinder 216 made of quartz at the lower portion of the boat 217 is thermally deteriorated. Therefore, the material having a low thermal conductivity is desirable. . In addition, since it is better to suppress the thermal influence from the boat 217 on the wafers 200 placed on the susceptor 218, it is desirable that the material is not induction heated by the induction heating device 206. Quartz material is used as the material of the boat 217 so as to satisfy these conditions.

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。   A drive control unit 237 is electrically connected to the rotation mechanism 254 and the lifting motor 248, and the drive control unit 237 is controlled at a desired timing so that the rotation mechanism 254 and the lifting motor 248 perform a desired operation. It is supposed to be.

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。   The induction heating device 206 is provided with a spirally formed RF coil 2061 divided into a plurality of upper and lower regions (zones). For example, as shown in FIG. 8, the lower zone is divided into five zones such as an RF coil L, an RF coil CL, an RF coil C, an RF coil CU, and an RF coil U. The RF coils divided into these five zones are controlled independently.

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。   In the vicinity of the induction heating device 206, radiation thermometers 263 as temperature detectors for detecting the temperature in the processing chamber 201 are installed, for example, at four locations. At least one radiation thermometer 263 may be installed, but temperature controllability can be improved by installing a plurality of radiation thermometers 263.

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。   A temperature control unit 238 is electrically connected to the induction heating device 206 and the radiation thermometer 263, and an energization state to the induction heating device 206 is adjusted based on temperature information detected by the radiation thermometer 263. Be able to. Then, the temperature control unit 238 controls the temperature in the processing chamber 201 at a desired timing so as to obtain a desired temperature distribution.

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。   The blower 2065 is electrically connected to the temperature control unit 238. The temperature control unit 238 is configured to control the operation of the blower 2065 in accordance with a preset operation recipe. By operating the blower 2065, the atmosphere in the gap between the wall body 2062 and the outer tube 205 is discharged from the opening 2066. After the atmosphere is discharged from the opening 2066, it is cooled through the radiator 2064 and discharged to the equipment downstream of the blower 2065. That is, the induction heating device 206 and the outer tube 205 can be cooled by operating the blower 2065 based on the control by the temperature control unit 238.

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。   The cooling medium supply unit and the cooling medium exhaust unit connected to the cooling wall 2063 are controlled by the controller 240 at a predetermined timing so that the flow rate of the cooling medium to the cooling wall 2063 becomes a desired cooling condition. It is configured. Note that it is more desirable to provide the cooling wall 2063 because it is easier to suppress heat radiation to the outside of the processing furnace 202 and the outer tube 205 is more easily cooled. However, the cooling condition by cooling the blower 2065 is desired. The cooling wall 2063 may not be provided as long as the cooling state can be controlled.

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。   In addition to the opening 2066, an explosion discharge opening and an explosion discharge opening opening / closing device 2067 that opens and closes the explosion discharge opening are provided at the upper end of the wall body 2062. When hydrogen gas and oxygen gas are mixed in the wall body 2062 and an explosion occurs, a predetermined large pressure is applied to the wall body 2062. For this reason, a part with comparatively weak intensity | strength, for example, the volt | bolt, screw, panel, etc. which form the wall body 2062, will be destroyed or scattered, and damage will increase. In order to minimize this damage, the explosion vent opening / closing device 2067 is configured to open the explosion vent and release the internal pressure above a predetermined pressure when an explosion occurs in the wall body 2062. Yes.

<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。
<Configuration around the processing furnace>
Next, the configuration around the processing furnace 202 in the first embodiment will be described with reference to FIG. A lower substrate 245 is provided on the outer surface of the load lock chamber 141 as a spare chamber. The lower substrate 245 is provided with a guide shaft 264 that fits with the lifting platform 249 and a ball screw 244 that screws with the lifting platform 249. An upper substrate 247 is provided on the upper ends of the guide shaft 264 and the ball screw 244 erected on the lower substrate 245. The ball screw 244 is rotated by an elevating motor 248 provided on the upper substrate 247. The lifting platform 249 is configured to move up and down as the ball screw 244 rotates.

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。   A hollow elevating shaft 250 is installed on the elevating table 249 in the vertical direction, and the connection between the elevating table 249 and the elevating shaft 250 is airtight. The elevating shaft 250 moves up and down together with the elevating table 249. The elevating shaft 250 passes through the top plate 251 of the load lock chamber 141. The through hole of the top plate 251 through which the elevating shaft 250 passes has a sufficient margin so as not to contact the elevating shaft 250. Between the load lock chamber 141 and the lifting platform 249, a bellows 265 as a stretchable hollow elastic body is provided so as to cover the periphery of the lifting shaft 250 in order to keep the load lock chamber 141 airtight. The bellows 265 has a sufficient amount of expansion and contraction that can accommodate the amount of elevation of the lifting platform 249, and the inner diameter of the bellows 265 is sufficiently larger than the outer shape of the lifting shaft 250, so that it does not come into contact with the expansion and contraction of the bellows 265. ing.

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。   A lifting substrate 252 is fixed horizontally to the lower end of the lifting shaft 250. A drive unit cover 253 is attached to the lower surface of the elevating substrate 252 through a seal member such as an O-ring in an airtight state. The elevating board 252 and the drive unit cover 253 constitute a drive unit storage case 256. With this configuration, the inside of the drive unit storage case 256 is isolated from the atmosphere in the load lock chamber 141.

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。   In addition, a rotation mechanism 254 of the boat 217 is provided inside the drive unit storage case 256, and the periphery of the rotation mechanism 254 is cooled by the cooling mechanism 257. The power supply cable 258 is led from the upper end of the lifting shaft 250 through the hollow portion of the lifting shaft 250 to the rotating mechanism 254 and connected thereto. A cooling channel 259 is formed in the cooling mechanism 257 and the seal cap 219, and a cooling water pipe 260 for supplying cooling water is connected to the cooling channel 259. It passes through the hollow part.

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。   By driving the elevating motor 248 and rotating the ball screw 244, the drive unit storage case 256 is raised and lowered via the elevating platform 249 and the elevating shaft 250.

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。   As the drive unit storage case 256 rises, the seal cap 219 provided in an airtight manner on the elevating substrate 252 closes the furnace port 161, which is an opening of the process furnace 202, so that wafer processing is possible. When the drive unit storage case 256 is lowered, the boat 217 is lowered together with the seal cap 219, and the wafer 200 can be carried out to the outside.

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。   The gas flow rate control unit 235, the pressure control unit 236, the drive control unit 237, and the temperature control unit 238 constitute an operation unit and an input / output unit, and are electrically connected to the main control unit 239 that controls the entire substrate processing apparatus 101. It is connected. These gas flow rate control unit 235, pressure control unit 236, drive control unit 237, temperature control unit 238, and main control unit 239 are configured as a controller 240. As described above, the processing furnace 202 of the substrate processing apparatus 101 in the first embodiment and the structure around the processing furnace 202 are configured.

<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。
<Substrate processing process>
Next, substrate processing steps in the substrate manufacturing method using the substrate processing apparatus in the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, as a process of the substrate, a method (semiconductor device manufacturing method) of forming a semiconductor film such as silicon (Si) on a substrate such as the wafer 200 using an epitaxial growth method is used. explain. In the first embodiment, a semiconductor device manufacturing method will be described as an example. However, the substrate manufacturing method disclosed in the first embodiment is not limited to the semiconductor device manufacturing method. . For example, silicon using a second conductivity type (for example, n-type) epitaxial growth method opposite to the first conductivity type on a substrate such as the wafer 200 which is a semiconductor substrate of the first conductivity type (for example, p-type). It can also be applied to a method for manufacturing a solar cell in which a semiconductor film such as (Si) is formed to form a pn junction.

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。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing a sequence of substrate processing steps. The broken line in FIG. 10 indicates the temperature in the processing chamber 201, and the solid line in FIG. 10 indicates the pressure in the processing chamber 201. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment is controlled by the controller 240.

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。   First, before the boat 217 is carried into the processing chamber 201 shown in FIG. 8, the processing chamber 201 is in a standby state (standby process in FIG. 10). The standby state refers to a state in which the boat 217 is disposed in the load lock chamber 141 directly below the processing chamber 201 and a plurality of susceptors 218 on which the wafers 200 are mounted are loaded on the boat 217. .

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。   When the plurality of susceptors 218 on which the wafers 200 are placed are loaded into the boat 217, as shown in FIG. 8, the boat 217 holding the plurality of susceptors 218 is moved up and down by an elevator 249 by an elevator motor 248. The processing chamber 201 is loaded (boat loading) by the lifting and lowering operation of the lifting shaft 250 (boat loading step in FIG. 10). In this state, the seal cap 219 seals the lower end of the manifold 209 via the O-ring. At this time, the pressure inside the processing chamber 201 is, for example, 760 Torr (= 760 × 133.3 Pa).

続いて、処理室201内に不活性ガスとして、例えば、N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N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。 Subsequently, for example, N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 as an inert gas, and the inside of the processing furnace 202 including the processing chamber 201 is replaced with the inert gas (N 2 purge 1 step in FIG. 10). Note that the inert gas is supplied from an inert gas supply source (not shown) connected to the gas supply pipe 232 through the plurality of gas supply ports 2322 of the gas supply nozzle 2321.

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)。   Subsequently, the processing chamber 201 is evacuated by the evacuation device 246 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired pressure, and the processing chamber 201 is depressurized (step 1 of evacuation in FIG. 10).

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N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。 Subsequently, the pressure in the processing chamber 201 is measured by a pressure sensor, and the APC valve (pressure regulator) 242 is feedback-controlled based on the measured pressure (pressure control step in FIG. 10). At this time, as an inert gas, for example, N 2 gas is supplied from an inert gas supply source (not shown) connected to the gas supply pipe 232 through a plurality of gas supply ports 2322 of the gas supply nozzle 2321. The By this pressure control step, the pressure inside the processing chamber 201 is adjusted to a constant pressure among the processing pressures selected from 16000 Pa to 93310 Pa. For example, 200 Torr to 700 Torr (200 × 133.3 Pa to 700 × 133.3 Pa). Note that the pressure in the processing chamber 201 is controlled so as to maintain a constant pressure from the pressure control step to the vacuum evacuation step 2 shown in FIG.

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。   Then, the blower 2065 is operated so that gas or air flows between the induction heating device 206 and the outer tube 205, and the side wall of the outer tube 205, the gas supply nozzle 2321, the gas supply port 2322, and the gas exhaust port 2311 To be cooled. Cooling water as a cooling medium flows through the radiator 2064 and the cooling wall 2063, and the inside of the induction heating device 206 is cooled through the wall body 2062. Further, a high frequency current is applied to the induction heating device 206 so that the wafer 200 has a desired temperature, and an induced current (eddy current) is generated in the susceptor 218.

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。   Specifically, the induction heating device 206 induction-heats at least a plurality of susceptors 218 held in the boat 217 in the processing furnace 202 to heat the wafers 200 accommodated in the susceptor 218 (temperature raising step in FIG. 10). ). That is, when a high-frequency current is passed through the induction heating device 206, a high-frequency electromagnetic field is generated inside the processing furnace 202, and an eddy current is generated in the susceptor 218 that is a derivative by the high-frequency electromagnetic field. In the susceptor 218, induction heating occurs due to eddy current, and the susceptor 218 is heated. Specifically, the eddy current is generated at the peripheral portion of the susceptor 218 that is a derivative, and the peripheral portion of the susceptor 218 is mainly heated by induction heating by the induction heating device 206. In the susceptor 218 whose peripheral portion is heated, radiant heat is generated, and the wafer 200 mounted on the susceptor 218 is heated by the radiant heat. Further, in the susceptor 218 whose peripheral portion is heated, heat flows from the peripheral portion of the susceptor 218 to the central portion of the susceptor 218 by heat conduction, and the entire susceptor 218 (peripheral portion and central portion) is heated. For this reason, when the susceptor 218 is heated, heat is transferred to the wafer 200 mounted on the susceptor 218 by heat conduction, and the wafer 200 is heated.

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。   As described above, the substrate processing apparatus 101 according to the first embodiment employs a method of heating the wafer 200 by the induction heating method. At this time, the amount of heating is often insufficient even if the wafer 200 is directly induction-heated by the high-frequency electromagnetic field generated by flowing a high-frequency current through the induction heating device 206. Therefore, in this induction heating method, the susceptor 218 which is a derivative is used so that it can be efficiently heated by induction heating. That is, the induction heating type substrate processing apparatus 101 uses the susceptor 218 so as to be efficiently heated by induction heating. Then, after the susceptor 218 is efficiently heat-treated by induction heating, the wafer 200 on the heated susceptor 218 is heated by heat conduction from the susceptor 218. From this, the susceptor 218 has a function of mounting the wafer 200 and, as an important function thereof, has a function as a heating source that is induction-heated by a high-frequency electromagnetic field and heats the wafer 200. .

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SiHCl(トリクロロシラン)、キャリアガスとして、水素(H)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。 At this time, the state of energization to the induction heating device 206 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the radiation thermometer 263 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution. At this time, the blower 2065 is controlled by a preset control amount so that the temperature of the outer wall of the outer tube 205 is cooled to, for example, 600 ° C. or lower, which is much lower than the temperature at which the film is grown on the wafer 200. The wafer 200 is heated at a constant temperature among processing temperatures selected within a range of 700 ° C. to 1200 ° C. For example, the wafer 200 is heated to 1100 to 1200 ° C. Further, for example, when SiHCl 3 (trichlorosilane) is used as the source gas and hydrogen (H 2 ) is used as the carrier gas, the susceptor 218 is induction-heated to 1150 ° C. or higher.

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。   In addition, the wafer 200 is heated at a constant temperature among the processing temperatures selected in the range of 700 ° C. to 1200 ° C. At that time, the blower 2065 has the outer wall of the outer tube 205 at any processing temperature. The temperature is controlled by a preset control amount so that the temperature is much lower than the temperature at which the film is grown on the wafer 200, for example, 600 ° C. or lower.

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。   Subsequently, when the boat 217 is rotated by the rotation mechanism 254, the susceptor 218 and the wafer 200 placed on the susceptor 218 are rotated.

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、SiHCl(ジクロロシラン)、SiHCl(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、B(ジボラン)、BCl(三塩化ホウ素)、PH(ホスフィン)等と、キャリアガス(処理ガス)として、水素(H)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、1.67×10−6/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。 Next, the first gas supply source 180, the second gas supply source 181, and the third gas supply source 182 include SiH 2 Cl as Si-based and SiGe (silicon germanium) -based source gases (processing gases). 2 (dichlorosilane), SiHCl 3 (trichlorosilane), etc., and doping gas (treatment gas), such as B 2 H 6 (diborane), BCl 3 (boron trichloride), PH 3 (phosphine), etc., carrier gas Hydrogen (H 2 ) is enclosed as a (treatment gas). When the temperature of the wafer 200 is stabilized, the respective processing gases are supplied from the first gas supply source 180, the second gas supply source 181, and the third gas supply source 182. Then, after the openings of the MFCs 183, 184, and 185 are adjusted so as to obtain a desired flow rate, the valves 177, 178, and 179 are opened. Accordingly, each processing gas flows through the gas supply pipe 232 and flows into the gas supply nozzle 2321. The flow rate flowing through the gas supply nozzle 2321 varies depending on the number of substrates processed in one substrate processing step, but is, for example, 26.25 slm to 262.5 slm. In addition, although [slm] is used as a unit of flow rate, this [slm] represents the flow rate per minute in the standard state (atmospheric pressure: 101325 Pa, 0 ° C.) in liters. Therefore, 1 slm can be expressed as 1.67 × 10 −6 m 3 / sec in terms of standard state gas. Hereinafter, the gas flow rate will be described using [slm].

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)。   Since the cross-sectional area of the flow path of the gas supply nozzle 2321 is sufficiently larger than the opening area of the plurality of gas supply ports 2322, the pressure is higher than the processing chamber 201, and the gas ejected from each gas supply port 2322 is uniform. It is supplied to the processing chamber 201 at a flow rate and a flow rate. For example, in this embodiment, the gas supply port 2322 has an opening diameter of φ1.5 mm, whereas the main flow path of the gas supply nozzle 2321 (the flow path connected to each gas supply port 2322) is φ35 mm or more. Yes. Thus, by sufficiently increasing the cross-sectional area of the main flow path, the pressure loss in the gas supply nozzle 2321 can be reduced even if the flow rate of the processing gas flowing through the gas supply nozzle 2321 is increased to, for example, 100 slm or more. The flow rate of the processing gas blown from the plurality of gas supply ports 2322 can be made uniform. The gas supplied to the processing chamber 201 passes through the processing chamber 201, is discharged to the gas exhaust port 2311, and is then exhausted from the gas exhaust port 2311 to the gas exhaust pipe 231. When the processing gas passes through the gap between the susceptors 218, the processing gas is heated from each of the susceptors 218 that are vertically adjacent to each other, contacts the heated wafer 200, and is epitaxially grown on the surface of the wafer 200 by silicon (Si). A semiconductor film such as is formed (deposition step in FIG. 10).

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、N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Nパージ2工程)。 When a preset time elapses, the temperature of the processing chamber 201 is decreased (temperature decrease in FIG. 10). Then, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum exhaust device 246 so as to have a desired pressure, and the inside of the processing chamber 201 is depressurized (step 2 of vacuum exhausting in FIG. 10). Subsequently, for example, N 2 gas is supplied as an inert gas from an inert gas supply source (not shown), the inside of the processing chamber 201 is replaced with the inert gas, and the pressure in the processing chamber 201 is increased. Is returned to normal pressure (N 2 purge 2 step in FIG. 10).

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。   Thereafter, the seal cap 219 is lowered by the elevating motor 248, the lower end of the manifold 209 is opened, and the processed wafer 200 is carried out from the lower end of the manifold 209 to the outside of the outer tube 205 while being held by the boat 217. (Boat unloading) is performed (boat unloading step in FIG. 10). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 217 (wafer discharge). As described above, a semiconductor film can be formed on the wafer 200.

<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。
<Details of film formation process>
Here, in the film forming step shown in FIG. 10, when the temperature of the gas flowing through the gas supply nozzle 2321 is heated to a high temperature, a product generated by thermal decomposition or gas reaction is processed before reaching the wafer 200. Attaches around the room.

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SiHCl(トリクロロシラン)、キャリアガスとして、水素(H)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。 For example, when a compound having a chlorine atom in the chemical formula is used as a raw material gas to form a film on a substrate, the raw material gas is thermally decomposed and polymerized (polymerized). A product is produced. Further, for example, when SiHCl 3 (trichlorosilane) is used as the source gas and hydrogen (H 2 ) is used as the carrier gas and these mixed gases are supplied from the gas supply nozzle 2321, the temperature of the mixed gas becomes 900 ° C. or more. A product produced by the reaction of the gas is formed and formed on a member other than the wafer 200 in the processing furnace 202. That is, the generated substance adheres to members around the processing chamber.

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。   For example, when such a generated substance adheres to a plurality of gas supply ports 2322 formed in the gas supply nozzle 2321, the opening area of the gas supply port 2322 becomes narrow, so that the amount of gas supplied from the gas supply port 2322 is reduced. Not stable. For this reason, the film quality and the film thickness of the wafers 200 arranged in each stage become a cause of variation. In addition, when the generated material is deposited thickly in the gas supply port 2322, the gas supply port 2322 may be blocked. In this case, the pressure in the gas supply nozzle 2321 is overpressurized, causing the gas supply nozzle 2321 to break down. In addition, when the above-described substrate processing step is repeatedly performed in a state where the product substance is formed in the gas supply port 2322, the formed product substance is destroyed due to the stress caused by the temperature cycle. The gas supply port 2322 may break down. Further, even if the gas supply port 2322 is not broken, the attached generated material is peeled off and reaches the wafer 200 which is the substrate in the processing chamber 201 or the processing chamber 201 and becomes a foreign substance (particle).

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。   In addition, for example, if a product is formed on the upstream side of the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321, the flow path of the gas supply nozzle 2321 is narrowed. In this case as well, the gas from the gas supply port 2322 The supply amount is not stable. For this reason, the film quality and the film thickness of the wafers 200 arranged in each stage become a cause of variation. Similarly to the case where the generated substance adheres to the gas supply port 2322 described above, if the upstream side of the gas supply nozzle 2321 is blocked, the gas supply nozzle 2321 may be broken. Further, when a product material is formed on the inner wall of the gas supply nozzle 2321, the formed product material is destroyed due to stress caused by the temperature cycle, and the gas supply nozzle 2321 is destroyed or foreign matter is contained in the processing chamber 201. Will occur.

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。   Therefore, the inventor of the present application has studied a technique for suppressing the product generated by thermal decomposition or gas reaction from adhering to the periphery of the processing chamber, and found the configuration of the first embodiment. FIG. 11 is a main part sectional view schematically showing the main part of the processing furnace 202 shown in FIG. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional structure around the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321 shown in FIG. FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional structure around the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321 shown in FIG.

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。   First, in the first embodiment, the wafer 200 that is the substrate to be processed is heated by induction heating the susceptor 218 that is the induction heating body using the induction heating method as described above. The substrate heating method includes a resistance heating method in addition to the induction heating method as in the first embodiment. In a resistance heating type substrate processing apparatus, for example, a resistance wire is laid in a coil shape along the outer periphery of a cylindrical processing furnace, and the entire processing furnace is heated by Joule heat generated by passing a current through the laid resistance wire. Is configured to do. In the resistance heating type substrate processing apparatus configured as described above, not only the substrate disposed inside the processing furnace but also the reaction furnace itself is heated. For this reason, in the resistance heating method, the gas supply path in the processing furnace is also at a high temperature, and the above-described generated substances are likely to adhere to members constituting the gas supply path and the like. On the other hand, in the first embodiment, since the induction heating method is used, even if the susceptor 218 and the wafer 200 arranged in the processing chamber 201 are induction-heated, the inner tube 230 and the gas supply that form the processing chamber 201 are used. The nozzle 2321 and the outer tube 205 are not induction-heated or are difficult to be induction-heated. For this reason, the temperature rise of the processing gas flowing in the gas supply nozzle 2321 can be suppressed. That is, it is possible to suppress the formation of the product generated by the above-described thermal decomposition or gas reaction in the gas supply nozzle 2321.

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。   However, even when the induction heating method is applied, radiant heat is generated from the susceptor 218 if the susceptor 218 as the induction heating body is induction heated to a high temperature exceeding 1000 ° C., for example. When the radiant heat reaches the gas supply nozzle 2321, the temperature of the gas supply nozzle 2321 increases. As a result, a product produced by the above-described thermal decomposition or gas reaction is formed in the gas supply nozzle 2321.

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。   Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 11, the inside of the processing chamber 201 is covered with the inner tube 230, and the gas supply nozzle 2321 is disposed outside the inner tube 230. Specifically, the gas supply nozzle 2321 is disposed in the gap SP between the inner tube 230 and the outer tube 205. In other words, the inner tube 230 is disposed between the gas supply nozzle 2321 and the processing chamber 201. For this reason, the radiant heat which generate | occur | produces from the susceptor 218 heated by induction can be attenuate | damped by the side wall 230a of the inner tube 230 which consists of quartz materials, for example. That is, in the first embodiment, the side wall 230a of the inner tube 230 functions as a radiation suppression unit that suppresses radiation heat from the susceptor 218 that is an induction heating body from being radiated to the gas supply nozzle 2321. Further, since the side wall 230a of the inner tube 230 and the gas supply nozzle 2321 are arranged apart from each other, the amount of heat transmitted from the heated inner tube 230 can be reduced by absorbing radiant heat. For this reason, the temperature rise of the gas supply nozzle 2321 due to the radiant heat generated in the susceptor 218 can be suppressed.

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。   By the way, as described above, the gas supply nozzle 2321 supplies, for example, a processing gas that is a mixed gas of a source gas, a doping gas, and a carrier gas to the wafer 200 that is a substrate disposed in the processing chamber 201. Is arranged. For this reason, an opening FH as a flow port through which the processing gas blown from the gas supply nozzle 2321 flows to the processing chamber 201 is formed in the side wall 230a of the inner tube 230. In the first embodiment, since the processing gas is supplied from the peripheral side of the wafer 200, the opening FH is provided on the peripheral side of the wafer 200 disposed in the processing chamber 201. Further, since the plurality of gas supply ports 2322 and the opening FH, which are process gas blowout ports, are arranged so as to face each other, the process gas blown out from the gas supply port 2322 is opened as a circulation port. It passes through the FH and reaches the wafer 200 disposed in the processing chamber 201.

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。   Here, as shown in FIG. 11, the gas supply nozzle 2321 includes a first region 2321a in which a plurality of gas supply ports 2322 are formed, and a second region 2321b located on the upstream side of the gas in the first region 2321a. Have. In the region facing the first region 2321a of the inner tube 230, an opening FH is formed as shown in FIG. 12, but in the region facing the second region 2321b, as shown in FIG. No opening is formed in the inner tube 230. In other words, the side wall 230a of the inner tube 230 facing the second region 2321b suppresses the radiation heat from the susceptor 218 that is the induction heating body from being radiated to the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321. It functions as a part. Therefore, in the second region 2321b, the radiant heat generated in the susceptor 218 is absorbed by the side wall 230a of the inner tube 230, and the amount of heat reaching the gap SP provided between the side wall 205a of the outer tube 205 is reduced to half or less. Can do. For example, when the thickness of the side wall 230a of the inner tube 230 made of quartz material is about 5 mm, about 60% of radiant heat can be blocked. In detail, although the transmittance | permeability of the radiant heat with respect to the inner tube 230 changes with wavelength bands of radiant heat, about 60% of radiant heat can be interrupted as an average of all the wavelength bands.

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。   Thus, by arranging the side wall 230a of the inner tube 230 between the gap SP and the processing chamber 201 in the second region 2321b, the temperature increase of the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321 can be suppressed. For example, even when the susceptor 218 is induction-heated to 1150 ° C. or higher, the temperature of the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321 can be made lower than 900 ° C. For this reason, it is possible to prevent or suppress the formation of the above-described product substance in the second region 2321b.

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。   In addition, by suppressing the temperature rise in the second region 2321b, the initial temperature of the processing gas sent to the first region 2321a located downstream of the second region 2321b can be reduced. For this reason, the temperature rise of the process gas in the 1st area | region 2321a can be suppressed. Thus, by suppressing the temperature rise of the processing gas in the first region 2321a, it is possible to suppress the formation of the above-described product substance in the first region 2321a. That is, it is possible to suppress the generated substance from adhering to the plurality of gas supply ports 2322 formed in the first region 2321a.

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。   Further, from the viewpoint of suppressing the temperature rise of the gas supply nozzle 2321 in the first region 2321a, as shown in FIG. 12, the opening width W1 of the opening FH as the flow port formed in the inner tube 230 is the gas supply. The nozzle 2321 is preferably narrower than the nozzle width W2 in the first region 2321a. For example, in the present embodiment, the nozzle width W2 of the gas supply nozzle 2321 in the first region 2321a is about 35 to 45 mm, whereas the opening width W1 of the opening FH is about 1.5 mm. That is, the opening FH is preferably formed with a width smaller than that of the gas supply nozzle 2321. Thus, the radiant heat generated by the susceptor 218 shown in FIG. 11 is easily attenuated by the side wall 230a of the inner tube 230 before reaching the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321. That is, it becomes difficult for radiant heat to reach the first region 2321 a of the gas supply nozzle 2321. As a result, the temperature rise of the processing gas due to radiant heat in the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321 can be suppressed. Further, by suppressing the temperature rise of the processing gas in the first region 2321a, it is possible to suppress the above-described generated substances from adhering to the inner wall of the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321 and the gas supply port 2322. .

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。   Further, from the viewpoint of suppressing the temperature increase of the gas supply nozzle 2321 in the first region 2321a, the opening width W1 of the opening FH as a flow port is larger than the plate thickness of the side wall 230a of the inner tube 230 as shown in FIG. It is preferable to form it small. For example, in the first embodiment, the plate thickness T1 of the side wall 230a of the inner tube 230 is about 5 mm. Thereby, the radiant heat generated by the susceptor 218 shown in FIG. 11 and directed to the gas supply nozzle 2321 is easily attenuated by the side wall 230 a of the inner tube 230.

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。   Further, if the opening width W1 of the opening FH is equal to or smaller than the opening width W3 of the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321, a temperature rise around the gas supply port 2322 can be suppressed.

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。   However, when the opening width W1 of the opening FH is narrowed, the processing gas blown from the gas supply port 2322 is difficult to pass through the opening FH. Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 11, the opening shape of the opening FH as the circulation port is formed in a slit shape that is long along the extending direction of the gas supply nozzle 2321. In other words, the opening shape of the opening FH as a circulation port is formed in a slit shape so that the opening height L1 in the height direction intersecting the width direction is longer than the opening width W1 (see FIG. 12). ing. In the first embodiment, a plurality of gas supply ports 2322 are arranged in the gas supply nozzle 2321, but by increasing the opening height L <b> 1 of the opening FH, the opening FH is connected to the plurality of gas supply ports 2322. It arrange | positions so that it may oppose. As described above, since the opening height L1 of the opening FH is formed in a slit shape, even if the opening FH is formed with a width smaller than the gas supply port 2322, the gas supply port The processing gas blown from 2322 can be efficiently supplied into the processing chamber 201 to reach the wafer 200.

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。   Further, from the viewpoint of efficiently supplying the processing gas blown from the gas supply port 2322 into the processing chamber 201 and reaching the wafer 200, the pressure distribution in the processing furnace 202 in the film forming process shown in FIG. It is preferable that the pressure in the SP is higher than the pressure in the processing chamber 201. If the pressure in the processing chamber 201 is lower than the pressure in the gap SP, for example, even if the opening FH is formed with a width smaller than the gas supply port 2322, it is easy to pass the processing gas. is there.

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。   In the first embodiment, the outer tube 205 and the inner tube 230 are each formed in a dome shape, and are formed so that the inside of the outer tube 205 can be maintained under reduced pressure. More specifically, as shown in FIG. 11, a lid 205b that hermetically seals the side wall 205a is formed at the upper end of the outer tube 205. In addition, a lid 230b that hermetically seals the side wall 230a is formed at the upper end of the inner tube 230. Further, a gas exhaust port 2311 as an exhaust part is formed below the outer tube 205, and is connected to a gas exhaust pipe 231 (see FIG. 8) as an exhaust part. The gas exhaust port 2311 and the gas exhaust pipe 231 (see FIG. 8) communicate with the processing chamber 201 in the inner tube 230. For this reason, when the gas in the processing chamber 201 is exhausted from the gas exhaust port 2311, the inside of the processing chamber 201 is decompressed. When the pressure difference between the gap SP and the processing chamber 201 increases, the gas in the gap SP flows into the processing chamber 201 through the opening FH, and the gap SP is depressurized.

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。   Further, as shown in FIG. 8, on the downstream side of the gas exhaust pipe 231, a vacuum exhaust device 246 such as a vacuum pump is provided via a pressure sensor (not shown) as a pressure detector and an APC valve 242 as a pressure regulator. Is connected. A pressure control unit 236 is electrically connected to the pressure sensor and the APC valve 242, and the pressure control unit 236 adjusts the opening degree of the APC valve 242 based on the pressure detected by the pressure sensor. Control is performed at a desired timing so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a desired pressure.

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。   Further, as shown in FIG. 8, the gas supply pipe 232 connected to the gas supply nozzle 2321 is divided into, for example, three on the upstream side, and valves 177, 178, 179 and an MFC 183 as a gas flow rate control device, The first gas supply source 180, the second gas supply source 181 and the third gas supply source 182 are connected to the first gas supply source 180 and the third gas supply source 182, respectively. A gas flow rate control unit 235 is electrically connected to the MFCs 183, 184, 185 and the valves 177, 178, 179. The gas flow rate control unit 235 allows the flow rate of the gas supplied to the gas supply nozzle 2321 to be desired. The flow rate is controlled at a desired timing.

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。   In this manner, the processing furnace 202 is formed so that the inside of the gap SP inside the outer tube 205 and the inside of the processing chamber 201 can be controlled in a reduced pressure state. For this reason, it is possible to easily control the gas flow between the gap SP and the processing chamber 201.

<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。
<Typical effects of the first embodiment>
As described above, according to the technical idea described in the first embodiment, at least one of the plurality of effects described below is achieved.

(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。   (1) According to the first embodiment, from the gas supply port 2322 as the blowout port of the gas supply nozzle 2321 toward the opening FH as the distribution port and the wafer 200 as the substrate that is the object to be processed. Process gas can be blown out. In addition, since the wafer 200 can be heated by radiant heat from the susceptor 218 serving as an induction heating body, it is possible to process a good substrate.

(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。   (2) Further, according to the first embodiment, since the susceptor 218 serving as an induction heating body is used as a substrate heating source, even if the susceptor 218 disposed in the processing chamber 201 is induction-heated, The inner tube 230, the gas supply nozzle 2321, and the outer tube 205 forming the processing chamber 201 are not induction-heated or difficult to be induction-heated. For this reason, the temperature rise of the processing gas flowing in the gas supply nozzle 2321 can be suppressed.

(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。   (3) According to the first embodiment, more specifically, the gas supply nozzle 2321 is disposed in the gap SP between the inner tube 230 and the outer tube 205. For this reason, the radiant heat which generate | occur | produces from the susceptor 218 heated by induction can be attenuate | damped by the side wall 230a of the inner tube 230 which consists of quartz materials, for example. For this reason, the temperature rise of the gas supply nozzle 2321 due to the radiant heat generated in the susceptor 218 can be suppressed.

(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。   (4) In particular, in the first embodiment, the gas supply nozzle 2321 includes a first region 2321a in which a plurality of gas supply ports 2322 are formed, and a second region 2321b located on the upstream side of the gas in the first region 2321a. And have. And although the opening part FH is formed in the area | region facing the 1st area | region 2321a of the inner tube 230, the opening part is not formed in the inner tube 230 in the area | region facing the 2nd area | region 2321b. In other words, the side wall 230a of the inner tube 230 facing the second region 2321b suppresses the radiation heat from the susceptor 218 that is the induction heating body from being radiated to the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321. It functions as a part. For this reason, in the second region 2321b, the radiant heat generated by the susceptor 218 can be absorbed by the side wall 230a of the inner tube 230, and the radiant heat reaching the gap SP can be reduced.

(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。   (5) Further, in the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321, since the temperature rise of the processing gas flowing in the gas supply nozzle 2321 can be suppressed, the thermal decomposition or gas reaction occurs in the second region 2321b. , The formation of the product can be suppressed.

(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。   (6) Further, by suppressing the formation of the product substance in the second region 2321b, it is possible to prevent the processing gas flow path from being blocked in the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321. it can.

(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。   (7) Further, the product substance passes through the gas supply port 2322 and the opening FH from the second region 2321b of the gas supply nozzle 2321 and is disposed in the process chamber 201 or the process chamber 201. It can be suppressed that the particles reach the wafer 200 as a substrate and become particles.

(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。   (8) Further, according to the first embodiment, the opening width W1 of the opening FH as the flow port formed in the inner tube 230 is narrower than the nozzle width W2 in the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321. It has become. For this reason, the radiant heat generated by the susceptor 218 serving as a dielectric heating body hardly reaches the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321. As a result, the temperature rise of the processing gas due to radiant heat in the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321 can be suppressed.

(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。   (9) The opening width W1 of the opening FH as a circulation port is formed smaller than the plate thickness T1 of the side wall 230a of the inner tube 230. Thereby, the radiant heat generated by the susceptor 218 shown in FIG. 11 and directed to the gas supply nozzle 2321 is easily attenuated by the side wall 230 a of the inner tube 230. As a result, the temperature rise of the processing gas due to radiant heat in the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321 can be suppressed.

(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。   (10) In this way, in the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321, the temperature rise of the processing gas flowing in the gas supply nozzle 2321 can be suppressed, and therefore, in the first region 2321a, pyrolysis and gas By the reaction, formation of a product substance can be suppressed.

(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。   (11) Further, by suppressing the formation of the product substance in the first region 2321a, it is possible to prevent the processing gas flow path from being blocked in the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321. it can.

(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。   (12) Further, the product substance passes through the opening FH from the first region 2321a of the gas supply nozzle 2321, and the wafer as a substrate which is a processing target disposed in the processing chamber 201 or the processing chamber 201. Reaching 200 and becoming particles.

(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。   (13) Further, according to the first embodiment, the opening shape of the opening FH as the circulation port is such that the opening height L1 in the height direction intersecting the width direction is longer than the opening width W1. It is formed in a slit shape. As described above, since the opening height L1 of the opening FH is formed in a slit shape, even if the opening FH is formed with a width smaller than the gas supply port 2322, the gas supply port The processing gas blown from 2322 can be efficiently supplied into the processing chamber 201 to reach the wafer 200.

(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。   (14) Further, according to the first embodiment, the outer tube 205 and the inner tube 230 are each formed in the shape of a ceiling, and are formed so that the inside of the outer tube 205 can be maintained under reduced pressure. For this reason, it is possible to easily control the gas flow between the gap SP and the processing chamber 201.

(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。   (15) Further, by using the substrate processing apparatus 101 described in the first embodiment in the substrate processing step in the substrate manufacturing method, in the substrate manufacturing method, one or more of the plurality of effects described above can be used. There is an effect.

(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。   (16) Further, by using the substrate processing apparatus 101 described in the first embodiment in the substrate processing step in the semiconductor device manufacturing method, one of the above-described effects can be obtained in the semiconductor device manufacturing method. There are the above effects.

(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。   (17) Further, by using the substrate processing apparatus 101 described in the first embodiment in the substrate processing step in the solar cell manufacturing method, one of the plurality of effects described above in the solar cell manufacturing method. There are the above effects.

(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。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a purge gas supply unit is arranged in the gap SP described in the first embodiment in addition to the gas supply nozzle 2321 so that the pressure in the gap SP and in the processing chamber 201 can be easily controlled. An aspect is demonstrated.

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。   FIG. 14 is a main part cross-sectional view schematically showing a main part of the processing furnace in the second embodiment which is a modification of the processing furnace processing furnace shown in FIG. 11. FIG. 15 is an explanatory diagram showing a sequence of substrate processing steps in the second embodiment which is a modification of the substrate processing steps shown in FIG.

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。   In the first embodiment, the gas supply nozzle 2321 is disposed in the gap SP between the outer tube 205 and the inner tube 230, and the wafer 200 disposed in the processing chamber 201 from the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321. The configuration for blowing out the processing gas has been described. Further, it has been described that the blown processing gas passes through the opening FH, which is a circulation port formed in the inner tube 230, and reaches the wafer 200 disposed in the processing chamber 201.

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。   Here, when a part of the processing gas blown out from the gas supply port 2322 does not pass through the opening FH of the inner tube 230, it may stay in the gap SP. Since the side wall 230a of the inner tube 230 is arranged inside the gap SP, the product produced by thermal decomposition or gas reaction described in the first embodiment is hardly formed in the gap SP. However, since the inner tube 230 is heated by the radiant heat of the susceptor 218 as the induction heating body, if the processing gas is retained, the inner tube 230 is gradually decomposed or decomposed on the outside of the side wall 230a of the inner tube 230 or the bottom surface of the gap SP. The product resulting from the reaction is formed and adheres.

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。   Then, when the substrate processing step described in the first embodiment is repeatedly performed in a state where the generated material is formed on the outside of the side wall 230a of the inner tube 230 or the bottom surface of the gap SP, the temperature cycle is performed. Due to the stress caused by the film, the formed product may be destroyed, and the inner tube 230 may be destroyed accordingly.

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。   Further, since the processing gas staying in the gap SP does not contribute to the film forming process on the wafer 200, the processing gas staying in the gap SP can be reduced from the viewpoint of improving the use efficiency of the processing gas. preferable.

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。   Therefore, the inventor of the present application has studied a technique for suppressing a part of the processing gas blown from the gas supply port 2322 from staying in the gap SP, and found the configuration of the second embodiment. The difference between the technique described in the first embodiment and the technique of the second embodiment is the point described below, and the other points are the same as in the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, differences from the first embodiment will be described, and a duplicate description will be omitted.

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。   The difference between the substrate processing apparatus 101a shown in FIG. 14 and the substrate processing apparatus 101 shown in FIG. 11 is that a purge gas supply unit for supplying a purge gas is further provided in the gap SP. Further, the difference between the substrate processing step shown in FIG. 15 and the substrate processing step shown in FIG. 10 is that a step of supplying a purge gas into the gap SP is added before and after the film forming step.

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H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。 14 and FIG. 15, the film forming process (see FIG. 15) is performed in the substrate processing process of the substrate manufacturing method (semiconductor device manufacturing method, solar cell manufacturing method) of the second embodiment. ) Has a step of supplying purge gas into the gap SP from a purge gas supply nozzle 2331 as a purge gas supply unit arranged in the gap SP (H 2 purge 1 step in FIG. 15). Specifically, as shown in FIG. 15, the purge gas is supplied before the temperature raising step. In this way, by supplying the purge gas into the gap SP before the temperature raising step, for example, even if the processing gas remains in the gap SP in the most recent substrate processing step, this is purged with the purge gas. Can be replaced. For this reason, the processing gas remaining in the gap SP can be removed before the temperature rises, and the formation of a product substance due to the above-described thermal decomposition or gas reaction can be suppressed.

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。   Here, the following configuration is preferable from the viewpoint of efficiently replacing the gas in the gap SP with the purge gas.

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。   First, from the viewpoint of replacing the purge gas over the entire area of the gap SP, as shown in FIG. 14, the purge gas supply nozzle 2331 as the purge gas supply unit is opposite to the position where the opening FH of the inner tube 230 is formed. It is preferable to form. In other words, the gas supply nozzle 2321 and the purge gas supply nozzle 2331 are preferably provided on the opposite sides via the inner tube 230. Since gas is blown out from the gas supply nozzle 2321 in the gap SP around the opening FH of the inner tube 230, gas convection is likely to occur. On the other hand, gas tends to stay in the gap SP on the opposite side of the opening FH. Therefore, by providing the purge gas supply nozzle 2331 on the opposite side of the position where the opening FH is formed, it is possible to suppress gas retention and to bring the purge gas over the entire area in the gap SP. As a result, the gas in the gap SP can be efficiently replaced with the purge gas.

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、SiHCl(トリクロロシラン))よりも比重が軽いH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H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。 In the present embodiment, H 2 gas having a specific gravity lower than that of the source gas described in the first embodiment (for example, SiHCl 3 (trichlorosilane)) is used as the purge gas. As described above, when a gas having a specific gravity lower than that of the source gas is used as the purge gas, the gas in the gap SP is efficiently replaced with the purge gas when the purge gas is supplied to a position where the gap SP is low. Therefore, as shown in FIG. 14, in the second embodiment, the height of the purge gas supply nozzle 2331 is lower than the height of the gas supply nozzle 2321. The purge gas supply port 2332 formed in the purge gas supply nozzle 2331 is formed at a position lower than the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321. Accordingly, the gas staying below the gap SP with the H 2 gas as the purge gas blown from the purge gas supply nozzle 2331 can be efficiently conveyed upward. The gas carried upward flows into the processing chamber 201 from the opening FH. Thereby, the gas in the gap SP can be efficiently replaced with the purge gas. In the second embodiment, the configuration in which the purge gas supply nozzle 2331 is disposed has been described as an example. However, the configuration is not limited to this configuration. For example, the purge gas supply unit 233 which is not provided with the purge gas supply nozzle 2331 and is formed at a position lower than the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321 on the side wall 205a of the outer tube 205 facing the gap SP and connected to the gap SP. Therefore, the purge gas can be supplied into the gap SP.

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H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。 At this time, H 2 gas as the purge gas can also be supplied from the gas supply pipe 232 connected to the gas supply nozzle 2321. In this case, since the purge gas is supplied from a plurality of positions in the gap SP, the gas in the gap SP can be more reliably replaced with the purge gas.

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。   Further, according to the second embodiment, by providing the purge gas supply unit that supplies the purge gas in the gap SP, the pressure in the gap SP and the pressure in the processing chamber 201 are higher than those in the first embodiment. It can be controlled with accuracy. Specifically, the purge gas supply nozzle 2331 is connected to a purge gas supply unit 233 formed on the side wall 205a of the outer tube 205 facing the gap SP.

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。   The purge gas supply unit 233 is connected to a purge gas supply source 188 via a valve 186 and an MFC (Mass Flow Controller) 187 as a gas flow rate control device on the upstream side. A purge gas flow rate control unit 235a is electrically connected to the MFC 187 and the valve 186, and the purge gas flow rate control unit 235a is controlled at a desired timing so that the flow rate of the purge gas to be supplied becomes a desired flow rate. It has become. The purge gas supply unit 233 is branched upstream, and is connected to an inert gas supply source (not shown) via a valve (not shown) and an MFC as an inert gas flow control device.

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。   That is, the substrate processing apparatus 101a according to the second embodiment includes a gas supply pipe 232 as a gas supply section that supplies a processing gas to the gas supply nozzle 2321 and a gas exhaust pipe 231 as an exhaust section that exhausts the inside of the processing chamber 201. have. The gas flow control unit 235 controls the gas flow rate of the gas supply unit, the pressure control unit 236 controls the pressure of the exhaust unit, and the purge gas flow rate control unit 235a controls the gas flow rate of the purge gas supply unit 233. ing. For this reason, it can be easily controlled so that the pressure in the gap SP is higher than the pressure in the processing chamber 201. As a result, the gas carried by the purge gas above the gap SP can efficiently flow into the processing chamber 201.

図15に示すH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H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。 Subsequent to the H 2 purge 1 step shown in FIG. 15, the temperature raising step is performed as described in the first embodiment. In the temperature raising step and the subsequent film formation step, H 2 gas as the purge gas is continuously supplied from the purge gas supply unit 233 shown in FIG. The purge gas flow rate control unit 235a and the pressure control unit 236 control the purge gas flow rate and the exhaust unit pressure, respectively, so that the pressure in the gap SP is maintained higher than the pressure in the processing chamber 201. In this state, as the film forming process shown in FIG. 15, the processing gas described in the above embodiment is supplied from the gas supply pipe 232 as a gas supply unit. That is, before the film forming process, the purge gas is supplied in advance into the gap SP, and the processing gas is supplied from the gas supply unit in a state where the pressure in the gap SP is higher than the pressure in the processing chamber 201. Further, the pressure in the gap SP is maintained higher than the pressure in the processing chamber 201 even during the film forming process.

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。   Thus, when the processing gas is blown out from the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321, the pressure in the gap SP is higher than the pressure in the processing chamber 201. Leaking into the inside can be suppressed. The flow rate of the purge gas to be supplied varies depending on the number of substrates processed in one substrate processing step, but is supplied at a flow rate of about 2 slm to 10 slm, for example. If the flow rate of the purge gas is 4 slm or more, it is possible to substantially prevent the generated substance from adhering in the gap SP during one substrate processing step.

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H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。 After the film formation step shown in FIG. 15 is completed and the semiconductor film is formed on the wafer 200, at least the supply of the source gas and the doping gas among the processing gases supplied from the gas supply pipe 232 as the gas supply unit. To stop. On the other hand, the purge gas supply unit 233 continues to supply H 2 gas as the purge gas into the gap SP. As a result, the source gas and the doping gas remaining in the gap SP can be replaced with the purge gas, so that the formation of a product substance in the gap SP is suppressed in the subsequent temperature lowering step (see FIG. 15). Can do.

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Hガスを供給することもできる。パージガスとしてのH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。 At this time, H 2 gas as the purge gas can also be supplied from the gas supply pipe 232 connected to the gas supply nozzle 2321. The supply source of the H 2 gas as the purge gas can also be used as the third gas supply source 182 that is the supply source of the carrier gas shown in FIG. 8, for example. In this case, since the purge gas is supplied from a plurality of positions in the gap SP, the gas in the gap SP can be more reliably replaced with the purge gas.

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Nパージ1工程およびN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Nガスを供給する。 Subsequent steps are the same as those in the first embodiment, and a duplicate description is omitted. In the second embodiment, since the purge gas supply unit 233 is provided in addition to the gas supply pipe 232, in the N 2 purge 1 process and the N 2 purge 2 process shown in FIG. N 2 gas as an inert gas is supplied from the supply unit 233 into the processing furnace 202.

<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。
<Typical effects of the second embodiment>
As described above, according to the technical idea described in the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, at least one of the plurality of effects described below is produced.

(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。   (1) According to the second embodiment, by connecting the purge gas supply unit that supplies the purge gas into the gap SP, the gas in the gap SP can be efficiently replaced with the purge gas.

(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。   (2) In particular, by replacing the raw material gas remaining in the gap SP with the purge gas, a product generated by thermal decomposition or gas reaction is formed in the gap SP, and the side wall 230a of the inner tube 230 constituting the gap SP. It is possible to prevent or suppress adhesion to the bottom surface of the gap SP.

(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。   (3) Further, by preventing or suppressing the generation material from adhering to the side wall 230a of the inner tube 230 or the bottom surface of the gap SP, the formed material is destroyed due to stress caused by the temperature cycle. As a result, the inner tube 230 and the like can be prevented from being destroyed.

(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。   (4) In addition, maintenance that cleans or replaces the inner tube 230 or the outer tube 205 by preventing or suppressing the generated material from adhering to the side wall 230a of the inner tube 230 or the bottom surface of the gap SP. The cycle can be extended or maintenance free.

(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。   (5) Further, according to the second embodiment, the purge gas supply unit that supplies the purge gas into the gap SP is connected to control the pressure in the gap SP higher than the pressure in the processing chamber 201. It becomes easy.

(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。   (6) Therefore, it is possible to suppress the gas blown from the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321 from flowing into the gap SP. Further, since the gas blown out from the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321 can be efficiently reached the wafer 200 in the processing chamber 201, for example, even when processing a plurality of wafers 200 at one time, The uniformity of processing of the wafer 200 can be improved.

(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。   (7) Further, the purge gas supply nozzle 2331 as the purge gas supply unit is formed on the opposite side of the position where the opening FH of the inner tube 230 is formed, thereby efficiently replacing the gas in the gap SP with the purge gas. be able to.

(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。   (8) In addition, a gas having a lighter specific gravity than the source gas is used as the purge gas, and the purge gas supply unit 233 is connected to a position lower than the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321 so that the gas in the gap SP can be efficiently used. Thus, it can be replaced with a purge gas.

(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。   (9) Further, by using the substrate processing apparatus 101a described in the second embodiment in the substrate processing step in the substrate manufacturing method, in the substrate manufacturing method, one or more of the plurality of effects described above can be used. There is an effect.

(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。   (10) Further, by using the substrate processing apparatus 101a described in the second embodiment in the substrate processing step in the semiconductor device manufacturing method, one of the above-described effects can be obtained in the semiconductor device manufacturing method. There are the above effects.

(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。   (11) Further, by using the substrate processing apparatus 101a described in the second embodiment in the substrate processing step in the solar cell manufacturing method, one of the plurality of effects described above in the solar cell manufacturing method. There are the above effects.

(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。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a description will be given of an embodiment in which a plurality of gas supply nozzles for supplying the processing gas described in the first embodiment are arranged in the gap SP to make the film thickness formed on the substrate uniform. To do.

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。   FIG. 16 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the processing furnace in the third embodiment which is a modification of the processing furnace shown in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a modification of FIG.

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。   In the first embodiment, the gas supply nozzle 2321 is disposed in the gap SP between the outer tube 205 and the inner tube 230, and the wafer 200 disposed in the processing chamber 201 from the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321. The configuration for blowing out the processing gas has been described. Further, it has been described that the blown processing gas passes through the opening FH, which is a circulation port formed in the inner tube 230, and reaches the wafer 200 disposed in the processing chamber 201.

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Hガスを5slm、原料ガスとしてのSiHCl(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H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。 Here, when the side wall 230 a of the inner tube 230 is interposed between the gas supply port 2322 and the wafer 200, the distance between the wafer 200 and the gas supply port 2322 is increased. For example, in the aspect described in the first embodiment, the length is about 50 mm to 60 mm. As described above, when the distance between the wafer 200 and the gas supply port 2322 is increased, depending on the flow rate of the processing gas blown out from the gas supply port 2322, the gas is rapidly decelerated between the gas supply port 2322 and the wafer 200. The amount of processing gas entering between the arranged wafers 200 is reduced. When the film formation process is performed while rotating the wafer 200 in the state where the amount of the processing gas is reduced, as described in the first embodiment, the film thickness of the peripheral portion of the wafer 200 is thicker than that of the peripheral portion. The film thickness of the inner central part is thinner than the peripheral part. That is, a concave film in which the central portion of the wafer 200 is recessed with respect to the peripheral portion is formed on the wafer 200. On the other hand, by adjusting the flow rate of the processing gas supplied to the gas supply port 2322 and the opening area of the gas supply port, the flow rate of the processing gas blown from the gas supply port 2322 can be improved. For example, as described in the first embodiment, 5 slm of H 2 gas as a carrier gas and SiHCl 3 (trichlorosilane) gas as a source gas are respectively supplied to the gas supply ports 2322 having an opening diameter of φ1.5 mm. is supplied at a flow rate of 0.25Slm, in terms of Mach number, it is possible to blow out 0.5 approximately, 1000 in terms of H 2 gas under the conditions of ° C. 1500 m / sec approximately at a flow rate of the process gas. In this case, the central portion of the wafer 200 can be set to several tens of m / sec. As described in the first embodiment, when the film forming process is performed while rotating the wafer 200, the central portion of the wafer 200 is obtained. The film thickness of the peripheral part outside the center part is thinner than the center part. That is, a convex film in which the peripheral edge of the wafer 200 is recessed with respect to the center is formed on the wafer 200. As described above, when the processing gas is supplied from one gas supply nozzle, a concave or convex film is easily formed. In order to make the film thickness formed on the wafer 200 uniform, the film thickness is extremely high. Flow control is required.

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。   Therefore, the inventor of the present application has studied a technique for easily equalizing the thickness of the film formed on the wafer 200 and found the configuration of the third embodiment. The difference between the technique described in the first embodiment and the technique of the third embodiment is as described below, and the other points are the same as in the first embodiment. Therefore, in the third embodiment, differences from the second embodiment will be described, and a duplicate description will be omitted. Further, the technique described in the third embodiment can be applied in combination with the technique described in the second embodiment. In this case, one or more effects are achieved among the plurality of effects described in the second embodiment. However, in order to avoid repeated description, an embodiment applied as a modification of the technique described in the first embodiment will be described as an example.

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。   A difference between the substrate processing apparatus 101b shown in FIG. 16 and the substrate processing apparatus 101 shown in FIG. 11 is that a plurality of gas supply nozzles 2321 are provided in the gap SP. In other words, the substrate processing apparatus 101b according to the third embodiment has a gas supply nozzle 2321c as a first gas supply nozzle and a second gas supply nozzle in the gap SP between the inner tube 230 and the outer tube 205. A gas supply nozzle 2321d is arranged.

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。   The gas supply nozzle 2321c is the same as the gas supply nozzle 2321 described in the first embodiment, and for example, the center of the wafer 200 in which the gas supply port 2322 having an opening diameter of φ1.5 mm is disposed in the processing chamber 201. It is formed toward. On the other hand, the gas supply nozzle 2321 d has a gas supply port 2322 formed in a region other than the center of the wafer 200 disposed in the processing chamber 201, for example, toward the peripheral edge of the wafer 200. Other configurations of the gas supply nozzle 2321d are the same as those of the gas supply nozzle 2321 described in the first embodiment.

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。   In addition, on the side wall 230a of the inner tube 230, the gas blown from the gas supply port 2322 is applied to the wafer 200 in the processing chamber 201 in a region facing the gas supply ports 2322 respectively formed in the plurality of gas supply nozzles 2321. Openings FH, which are circulation ports for supplying the liquid, are formed. Specifically, an opening FHa as a first circulation port is formed in a region of the side wall 230a of the inner tube 230 facing the gas supply nozzle 2321c. Further, an opening FHb as a second circulation port is formed in a region of the side wall 230a of the inner tube 230 facing the gas supply nozzle 2321d. The opening FHa is formed toward the center of the wafer 200 disposed in the processing chamber 201. On the other hand, the opening FHb is formed toward a region other than the center of the wafer 200 disposed in the processing chamber 201, for example, toward the peripheral edge of the wafer 200. Other configurations of the openings FHa and FHb are the same as those of the opening FH described in the first embodiment.

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Hガスを5slm、原料ガスとしてのSiHCl(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。 Then, the processing gas having the same flow rate is supplied to each of the gas supply nozzles 2321c and 2321d. For example, H 2 gas as a carrier gas is supplied to each gas supply port 2322 at a flow rate of 5 slm and SiHCl 3 (trichlorosilane) gas as a source gas is supplied at a flow rate of 0.25 slm. In this state, as described in the first embodiment, when the film formation process is performed while rotating the wafer 200, the processing gas blown from the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321c is transferred to the central portion of the wafer 200. A film is formed thick. On the other hand, the processing gas blown from the gas supply port 2322 of the gas supply nozzle 2321d forms a thick film on the peripheral edge of the wafer 200. As a result, the thickness of the entire film formed on the wafer 200 is made substantially uniform. As described above, according to the example of the third embodiment shown in FIG. 16, a plurality of gas supply nozzles 2321 are arranged, and the film thickness of the film formed on the wafer 200 is adjusted by adjusting the direction of the gas supply ports 2322. Can be easily made uniform.

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。   Note that it is also possible to increase the opening width by integrating the openings FHa and FHb shown in FIG. However, as described in the first embodiment, from the viewpoint of attenuating the radiant heat generated in the susceptor 218, it is preferable to form the openings FHa and FHb independently as shown in FIG.

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。   Next, a configuration shown in FIG. 17 will be described as a modification of the embodiment shown in FIG. The difference between the substrate processing apparatus 101c shown in FIG. 17 and the substrate processing apparatus 101 shown in FIG. 11 is that a plurality of gas supply nozzles 2321 are provided in the gap SP. In other words, the substrate processing apparatus 101c according to the third embodiment has a gas supply nozzle 2321c as a first gas supply nozzle and a second gas supply nozzle in the gap SP between the inner tube 230 and the outer tube 205. A gas supply nozzle 2321e is arranged.

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。   The gas supply nozzle 2321c is the same as the gas supply nozzle 2321c shown in FIG. 16, for example, a gas supply port 2322a having an opening diameter of φ1.5 mm is formed toward the center of the wafer 200 arranged in the processing chamber 201. Has been. On the other hand, in the gas supply nozzle 2321e, the gas supply port 2322b is formed toward the center of the wafer 200 disposed in the processing chamber 201, but the opening diameter (opening width) is wider than the gas supply port 2322a. ing. Other configurations of the gas supply nozzle 2321e are the same as those of the gas supply nozzle 2321 described in the first embodiment.

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。   In addition, on the side wall 230a of the inner tube 230, gas blown from the gas supply port 2322 is applied to the wafer 200 in the processing chamber 201 in a region facing the gas supply ports 2322 formed in the plurality of gas supply nozzles 2321, respectively. Openings FH, which are circulation ports for supplying the liquid, are formed.

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Hガスを5slm、原料ガスとしてのSiHCl(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。 Then, each gas supply nozzle 2321c, 2321e is supplied with a processing gas having the same flow rate. For example, H 2 gas as a carrier gas is supplied to each gas supply port 2322 at a flow rate of 5 slm and SiHCl 3 (trichlorosilane) gas as a source gas is supplied at a flow rate of 0.25 slm. In this state, as described in the first embodiment, when the film formation process is performed while rotating the wafer 200, the processing gas blown from the gas supply port 2322a of the gas supply nozzle 2321c is in the central portion of the wafer 200. A film is formed thick. On the other hand, the processing gas blown from the gas supply port 2322b of the gas supply nozzle 2321e does not reach the center portion of the wafer 200 due to the wide opening diameter of the gas supply port 2322b, and the film on the peripheral portion of the wafer 200 is formed thick. To do. As a result, the thickness of the entire film formed on the wafer 200 is made substantially uniform. As described above, according to another example of the third embodiment shown in FIG. 17, a plurality of gas supply nozzles 2321 are arranged, and gas supply ports 2322a and 2322b having different opening diameters (opening areas) are respectively formed. Thus, the film thickness of the film formed on the wafer 200 can be easily made uniform.

<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。
<Typical effects of the third embodiment>
As described above, according to the technical idea described in the third embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, at least one of the plurality of effects described below is achieved.

(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。   (1) According to the third embodiment, by disposing a plurality of gas supply nozzles 2321 in the gap SP, the film formed on the wafer 200 can be formed even if the distance between the gas supply port 2322 and the wafer 200 is increased. The film thickness can be made uniform easily.

(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。   (2) For this reason, since the distance between the gas supply port 2322 and the wafer 200 can be increased, the radiant heat generated by the susceptor 218 can be attenuated, so that an increase in the temperature of the gas supply port 2322 can be suppressed.

(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。   (3) Even if the processing gas having the same flow rate is supplied to the plurality of gas supply nozzles 2321 by adjusting the direction or opening diameter of the gas supply ports formed in the gas supply nozzles, they are formed on the wafer 200. It is possible to easily make the film thickness uniform.

(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。   (4) Further, by using the substrate processing apparatuses 101b and 101c described in the third embodiment in the substrate processing step in the substrate manufacturing method, one of the above-described effects can be obtained in the substrate manufacturing method. There are the above effects.

(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。   (5) Further, by using the substrate processing apparatuses 101b and 101c described in the third embodiment in the substrate processing step in the semiconductor device manufacturing method, among the above-described effects, Has one or more effects.

(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。   (6) Moreover, by using the substrate processing apparatuses 101b and 101c described in the third embodiment in the substrate processing step in the solar cell manufacturing method, in the solar cell manufacturing method, among the plurality of effects described above, Has one or more effects.

(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。   (7) Further, by applying the substrate processing apparatuses 101b and 101c described in the third embodiment in combination with the technique described in the second embodiment, the plurality of effects described in the second embodiment can be achieved. Among them, one or more effects are further exhibited.

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。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

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。   For example, although the epitaxial apparatus has been described as an example in the above embodiment, the technical idea of the present invention is applied to other substrate processing apparatuses such as a CVD apparatus, an ALD apparatus, an oxidation apparatus, a diffusion apparatus, or an annealing apparatus. be able to.

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H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。 Further, for example, in the second embodiment, the aspect in which the H 2 gas as the purge gas is supplied from the gas supply pipe 232 that is the gas supply unit has been described, but this can also be applied to the first embodiment. . In this case, in the aspect described in the first embodiment, since the substrate processing step can be performed in the sequence shown in FIG. 15 described in the second embodiment, before the temperature raising step and the film forming step, The pressure in the gap SP can be reliably made higher than the pressure in the processing chamber 201 and maintained.

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。   In addition, for example, the following modifications can be applied to the embodiments described in the first to third embodiments.

<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。
<Modification>
18 is an enlarged cross-sectional view showing a first modification of the substrate holding structure shown in FIG. In the first embodiment, the configuration has been described in which the holding unit HU1 that holds the susceptor 218 protrudes from the column PR and the wafer 200 disposed on the susceptor 218 is held together with the susceptor 218. However, the substrate holding structure is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18, the susceptor 218 may be held by forming a groove DIT in each of the columns PR. That is, a plurality of grooves DIT are formed so as to be arranged at equal intervals in the extending direction of the support pillars PR. The grooves DIT are provided at the same height by the plurality of support columns PR, and can be configured such that, for example, three grooves DIT provided at the same height hold both ends of the susceptor 218. In this case, the susceptor 218 held by the three grooves DIT is arranged so as to maintain a horizontal state. Specifically, as shown in FIG. 7, a susceptor 218 is mounted on the boat 217 in each of the grooves DIT arranged at predetermined intervals in the extending direction. Therefore, even when the groove DIT is formed in the support column PR, the boat 217 can be configured such that the plurality of susceptors 218 are stacked and arranged at a predetermined interval in the extending direction of the boat 217.

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。   As another modified example, the wafer 200 is not held by the susceptor 218 but is directly arranged in a plurality of stages (multiple stages) on a boat (not shown) as a substrate holder so as to be an induction heating body. The induction heating body may be provided in the inner tube 230 in another form without providing the susceptor 218.

本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。   The present invention includes at least the following embodiments.

〔付記1〕
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。
[Appendix 1]
A processing chamber having an induction heating body, heating the substrate by radiant heat from the induction heating body, and processing the substrate;
An inner tube forming the processing chamber, wherein an inner tube is provided with a circulation port on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber;
An outer tube provided outside the inner tube and surrounding the inner tube with a gap;
A gas supply nozzle disposed in the gap, which is located on the upstream side of the gas in the first region provided with a blow-out port that blows out gas toward the flow port and the substrate. A gas supply nozzle having a second region;
An induction heating device that is provided outside the outer tube and induction-heats the induction heating body;
A substrate processing apparatus comprising:

〔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。
[Appendix 2]
The substrate processing apparatus according to appendix 1, further comprising a purge gas supply unit that supplies a purge gas to the gap.

〔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。
[Appendix 3]
A gas supply unit for supplying gas to the gas supply nozzle;
An exhaust section for exhausting the inner tube;
A control unit for controlling the gas supply unit, the purge gas supply unit, and the exhaust unit;
The substrate processing apparatus according to appendix 2, wherein the control unit controls the gas supply unit, the purge gas supply unit, and the exhaust unit so that the pressure in the gap is higher than the pressure in the inner tube.

〔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。
[Appendix 4]
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the purge gas supply unit supplies the purge gas to the gap on a side opposite to the position where the flow port is provided.

〔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。
[Appendix 5]
In an induction heating device provided outside the outer tube, the induction heating body provided in the processing chamber formed by the inner tube is induction heated to heat the substrate,
A gas supply nozzle provided in a gap between the outer tube and the inner tube, wherein the first region is provided with a blowout port for blowing gas toward the substrate in the inner tube; A gas is blown out from the outlet provided in the first region of the gas supply nozzle having a second region located on the upstream side of the gas from one region;
A method of manufacturing a substrate, wherein the gas reaches the substrate via a flow port provided on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber of the inner tube, and processes the substrate.

〔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。
[Appendix 6]
In an induction heating device provided outside the outer tube, the induction heating body provided in the processing chamber formed by the inner tube is induction heated to heat the substrate,
A gas supply nozzle provided in a gap between the outer tube and the inner tube,
The gas supply nozzle having a first region provided with a blow-out port for blowing gas toward the substrate in the inner tube, and a second region located upstream of the gas from the first region. Gas is blown out from the outlet provided in the first region,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the gas reaches the substrate via a flow port provided on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber of the inner tube and processes the substrate.

〔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。
[Appendix 7]
In an induction heating device provided outside the outer tube, the induction heating body provided in the processing chamber formed by the inner tube is induction heated to heat the substrate,
A gas supply nozzle provided in a gap between the outer tube and the inner tube,
The gas supply nozzle having a first region provided with a blow-out port for blowing gas toward the substrate in the inner tube, and a second region located upstream of the gas from the first region. Gas is blown out from the outlet provided in the first region,
A method of manufacturing a solar cell, wherein the gas reaches the substrate through a flow port provided on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber of the inner tube and processes the substrate.

〔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。
[Appendix 8]
The substrate processing apparatus according to appendix 1, wherein the outer tube and the inner tube are formed in a cylindrical shape, and the outer tube is formed so that the inside can be maintained under reduced pressure.

〔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。
[Appendix 9]
The substrate according to claim 1, wherein a side wall of the inner tube facing the second region of the gas supply nozzle is a radiation suppressing unit that suppresses radiation heat from the induction heating body from being radiated to the second region. Processing equipment.

〔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。
[Appendix 10]
The substrate processing according to appendix 1, wherein the flow port is formed in a slit shape that is long in the extending direction of the gas supply nozzle, and is formed with a width smaller than the nozzle width in the first region of the gas supply nozzle. apparatus.

〔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。
[Appendix 11]
An outer tube formed in a cylindrical shape capable of maintaining a reduced pressure inside,
An inner tube provided concentrically within the outer tube via a gap with the outer tube;
An induction heating body provided inside the inner tube;
Inside the inner tube, a plurality of stages in the longitudinal direction, a substrate holder for holding the substrate,
An induction heating device that is provided outside the outer tube and induction-heats at least the induction heating body;
A gas supply nozzle that extends from below the gap to a position facing at least the substrate held by the substrate holder and has a blowout port capable of blowing gas toward the substrate;
The inner tube is located at a position facing the outlet of the first gas supply nozzle and on the peripheral side of the plurality of substrates held by the substrate holder, from the outlet to the substrate. The substrate processing apparatus in which the distribution port which distribute | circulates the gas supplied toward is formed.

〔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(SiHCl)ガスと水素(H)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。
[Appendix 12]
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas supply nozzle is configured to supply a mixed gas of trichlorosilane (SiHCl 3 ) gas and hydrogen (H 2 ) gas as the gas.

〔付記13〕
前記パージガスは、水素(H)ガスである付記2記載の基板処理装置。
[Appendix 13]
The substrate processing apparatus according to appendix 2, wherein the purge gas is hydrogen (H 2 ) gas.

〔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(SiHCl)ガスと水素(H)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。
[Appendix 14]
An induction heating device provided outside the outer tube is used to heat the substrate by induction heating the induction heating body provided in the processing chamber formed by the inner tube to 1150 ° C. or higher,
A gas supply nozzle provided in a gap between the outer tube and the inner tube, wherein the first region is provided with a blowout port for blowing gas toward the substrate in the inner tube; Trichlorosilane (SiHCl 3 ) gas and hydrogen (H 2 ) gas are blown out from the outlet provided in the first region of the gas supply nozzle having a second region located on the upstream side of the gas from one region,
The gas reaches the substrate through a circulation port provided on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber of the inner tube, and radiant heat from the induction heating body is transferred to a side wall of the inner tube. The substrate manufacturing method of processing a substrate by setting the second region of the gas supply nozzle to less than 900 ° C.

〔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。
[Appendix 15]
A processing chamber having an induction heating body, heating the substrate by radiant heat from the induction heating body, and processing the substrate;
An inner tube forming the processing chamber, wherein an inner tube is provided with a circulation port on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber;
An outer tube provided outside the inner tube and surrounding the inner tube with a gap;
First and second gas supply nozzles disposed in the gap;
An induction heating device that is provided outside the outer tube and induction-heats the induction heating body;
With
The first and second gas supply nozzles respectively have a first region provided with a blow-out port for blowing gas toward the flow port and the substrate, and upstream of the gas in the first region. A substrate processing apparatus having a second region located.

〔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。
[Appendix 16]
The first gas supply nozzle is formed with the outlet port toward the center of the substrate disposed in the processing chamber,
The substrate processing apparatus according to supplementary note 15, wherein the second gas supply nozzle has the blowing port formed toward a region other than the center of the substrate disposed in the processing chamber.

〔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。
[Appendix 17]
Of the outlets,
The first gas supply nozzle is formed with a first outlet having a first opening diameter,
The substrate processing apparatus according to appendix 15, wherein the second gas supply nozzle is formed with a second outlet having a second opening diameter larger than the first opening diameter.

本発明は、半導体装置や太陽電池などを製造する製造業に幅広く利用することができる。   The present invention can be widely used in manufacturing industries for manufacturing semiconductor devices and solar cells.

101、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
101, 101a, 101b, 101c Substrate processing apparatus 103 Front maintenance port 104 Front maintenance door 105 Cassette shelf 106 Slide stage 107 Buffer shelf 110 Cassette 111 Housing 111a Front wall 112 Cassette loading / unloading port 113 Front shutter 114 Cassette stage 115 Boat elevator 118 Cassette transfer device 118a Cassette elevator 118b Cassette transfer mechanism 125 Wafer transfer mechanism 125a Wafer transfer device 125b Wafer transfer device elevator 125c Tweezer 134a Clean unit 140 Pressure-resistant housing 140a Front wall 141 Load lock chamber 142 Wafer loading / unloading port 143 Gate valve 144 Gas supply pipe 147 Furnace port gate valve 161 Furnace port 177, 178, 179, 186 Valve 180 First Gas supply source 181 Second gas supply source 182 Third gas supply source 183, 184, 185, 187 MFC (Mass Flow Controller)
188 Purge gas supply source 200 Wafer 201 Processing chamber 202 Processing furnace 205 Outer tube 205a Side wall 205b Lid 206 Induction heating device 209 Manifold 216 Heat insulation cylinder 217 Boat 217a Bottom plate 217b Top plate 218 Susceptor 218a Peripheral portion 218b Central portion 218c Stepped portion 219 Seal cap 230 Inner tube 230a Side wall 230b Lid 231 Gas exhaust pipe 232 Gas supply pipe 233 Purge gas supply part 235 Gas flow rate control part 235a Purge gas flow rate control part 236 Pressure control part 237 Drive control part 238 Temperature control part 239 Main control part 240 Controller 242 APC Valve 244 Ball screw 245 Lower substrate 246 Vacuum exhaust device 247 Upper substrate 248 Lifting motor 249 Lifting platform 250 Lifting shaft 251 Top plate 252 Lifting substrate 53 Drive unit cover 254 Rotation mechanism 255 Rotating shaft 256 Drive unit storage case 257 Cooling mechanism 258 Power supply cable 259 Cooling flow path 260 Cooling water pipe 263 Radiation thermometer 264 Guide shaft 265 Bellows 301, 309 O-ring 2061 RF coil 2062 Wall body 2063 Cooling wall 2064 Radiator 2065 Blower 2066 Opening 2067 Explosion vent opening / closing device 2311 Gas exhaust 2323, 2321c, 2321d, 2321e Gas supply nozzle 2321a First region 2321b Second region 2322, 2322a, 2322b Gas supply port 2331 Purge gas supply nozzle 2332 Purge gas supply port C, CL, CU, L, U RF coil DIT Groove FH, FHa, FHb Opening HU1 Holding part MT Member PF Purge gas supply part PH Pin hole PN Thrust pin PR Column SP Gap T1 Thickness UDU Thrust pin lift mechanism W1, W2, W3 Opening width

Claims (5)

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。
A processing chamber having an induction heating body, heating the substrate by radiant heat from the induction heating body, and processing the substrate;
An inner tube forming the processing chamber, wherein an inner tube is provided with a circulation port on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber;
An outer tube provided outside the inner tube and surrounding the inner tube with a gap;
A gas supply nozzle disposed in the gap, which is located on the upstream side of the gas in the first region provided with a blow-out port that blows out gas toward the flow port and the substrate. A gas supply nozzle having a second region;
An induction heating device that is provided outside the outer tube and induction-heats the induction heating body;
A substrate processing apparatus comprising:
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。   The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a purge gas supply unit that supplies a purge gas to the gap. 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。
A gas supply unit for supplying gas to the gas supply nozzle;
An exhaust section for exhausting the inner tube;
A control unit for controlling the gas supply unit, the purge gas supply unit, and the exhaust unit;
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the control unit controls the gas supply unit, the purge gas supply unit, and the exhaust unit so that a pressure in the gap is higher than a pressure in the inner tube.
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。   The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the purge gas supply unit supplies the purge gas to the gap on the opposite side of the position where the flow port is provided with the inner tube interposed therebetween. 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。
In an induction heating device provided outside the outer tube, the induction heating body provided in the processing chamber formed by the inner tube is induction heated to heat the substrate,
A gas supply nozzle provided in a gap between the outer tube and the inner tube, wherein the first region is provided with a blowout port for blowing gas toward the substrate in the inner tube; A gas is blown out from the outlet provided in the first region of the gas supply nozzle having a second region located on the upstream side of the gas from one region;
A method for manufacturing a substrate, wherein the gas reaches the substrate through a flow port provided on a peripheral side of the substrate disposed in the processing chamber of the inner tube and processes the substrate.
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