(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被誘導体内で基板を処理する処理室と、
該処理室内で複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を該基板保持体の下方側から支持し前記処理室内のガスと熱交換する第一熱交換部と、
前記処理室内で前記第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられ前記処理室内のガスと熱交換する第二熱交換部と、
前記被誘導体の外側で該被誘導体を誘導加熱する誘導加熱部と、を有する基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記処理室内の基板保持体に保持された基板へ該基板に対し水平方向からガスを供給するガス供給部の下方側となる一部が前記第一熱交換部の水平方向側周縁に配置され、
前記ガス供給部の下方側となる一部を構成するガス流通路が、前記第一熱交換部と水平方向に離間するように配置され、
前記ガス供給部の下方側となる一部であって前記ガス流通路よりも前記第一熱交換部側に前記処理室内のガスと熱交換する流通路熱交換部が設けられ、
前記ガス供給部の上方側となる他部を構成するガス流通路から、前記処理室内の基板保持体に保持された基板へ該基板に対し水平方向からガスを供給する基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第一熱交換部上端の高さ位置よりも前記第二熱交換部上端の高さ位置のほうが低く構成されている基板処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第二熱交換部は、中空筒状に形成されている基板処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記第二熱交換部と前記流路熱交換部とで前記第一熱交換部の水平方向側周縁全域を覆うように構成されている基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記第二熱交換部の水平方向内周径と前記流路熱交換部の前記第一熱交換部側の外周径とが一致している基板処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第二熱交換部の水平方向の厚さは、前記間隙の水平方向の大きさよりも大きく構成されている基板処理装置。
【請求項８】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第二熱交換部は、鉛直方向に複数の区画された空間を成すように複数の熱交換体が積層されて形成されている基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記熱交換体は、断面Ｕの字型に形成されており、下端面に前記空間にある雰囲気を前記空間外へ逃がす貫通孔が形成されている基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第二熱交換部は、前記基板保持体および前記第一熱交換部が、前記処理室内外へ搬入出される際にも前記処理室内に残置される基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第一熱交換部および前記第二熱交換部よりも下方側に前記処理室内のガスを排気する排気口が設けられている基板処理装置。
【請求項１２】
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持した基板保持体を第一熱交換部により支持し被誘導体内の処理室内に搬入する搬入工程と、
誘導加熱部により前記被誘導体を誘導加熱することで加熱し、前記複数枚の基板を処理するとともに、前記第一熱交換部及び該第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられた第二熱交換部が、前記処理室内のガスと熱交換する処理工程と、
前記基板保持体を前記処理室内から搬出する搬出工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
基板を処理する処理室と、
該処理室内の基板を加熱する加熱体と、
前記処理室内で複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を支持し前記処理室内のガスと熱交換する第一熱交換部と、
前記処理室内で前記第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられ前記処理室内のガスと熱交換する第二熱交換部と、を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板保持体（サセプタ）内で基板を処理する処理室を備え、前記サセプタを誘導加熱して鉛直方向に保持した処理室内の複数の基板を加熱するとともに、反応ガスを供給することにより基板処理を行う縦型の基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、基板を保持する基板保持体を下方側から下方断熱材によって支持し、また下方断熱材の水平方向側周縁に内側断熱材を設け、さらに基板保持体の上方に上方断熱部を設けることにより、処理室の全周を断熱材により覆うようにしたものである。これによれば、処理室の全周を断熱材により覆っているため、処理室の断熱効果（保熱効果）が高く、処理室の温度分布の均質化がはかれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０９５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、縦型の基板処理装置の処理室は、反応管とマニホールドとを上下に重ねた反応容器内に形成される。処理室の上方側に位置する反応管は通常石英で構成され、処理室の下方側に位置するマニホールドは通常金属で構成される。マニホールドを構成する各部材の耐熱温度は、基板処理温度よりも低いことが多い。基板処理温度が高いと、処理室内の基板領域からマニホールドへのふく射は強烈である。また、基板処理にはキャリアガスが必要となるため、これによる基板領域からマニホールドへの熱エネルギの輸送も膨大である。従って、基板処理装置の問題のひとつとして、マニホールドの温度上昇が挙げられる。マニホールドを構成する各部材を保護するためには、マニホールドの温度を各部材の耐熱温度以下に保つ必要がある。【０００５】
ところが、上述した特許文献１では、断熱効果はマニホールドへのふく射を有効に防止することは出来るものの、熱輸送については考慮されておらず、ガスは高温のままマニホールドの炉口部に放出される可能性がある。このため、炉口部の各部材の温度を耐熱温度以下に保持することが出来ない場合があり、部材の熱劣化等が生じる可能性がある。【０００６】
本発明の目的は、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが可能な基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、被誘導体内で基板を処理する処理室と、該処理室内で複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、前記処理室内で前記基板保持体を該基板保持体の下方側から支持し前記処理室内のガスと熱交換する第一熱交換部と、前記処理室内で前記第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられ前記処理室内のガスと熱交換する第二熱交換部と、前記被誘導体の外側で該被誘導体を誘導加熱する誘導加熱部とを有する基板処理装置が提供される。【０００８】
本発明の他の態様によれば、複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持した基板保持体が第一熱交換部に支持された被誘導体内の処理室を、誘導加熱部により前記被誘導体を誘導加熱することで加熱し、前記複数枚の基板を処理するとともに、前記第一熱交換部及び該第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられた第二熱交換部が、前記処理室内のガスと熱交換する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に用いられる基板ホルダ部の縦断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉を示す平断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態が適用される基板処理装置を示す斜透視図である。
【図５】本発明の第一の実施形態が適用される基板処理装置のコントローラを示すブロック図である。
【図６】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の縦断面図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に用いられるボートの搬入出を説明する処理炉の縦断面図である。
【図８】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉の下部構造を示す平断面図である。
【図９】本発明の第一の実施の形態に用いられる第二熱交換部の載置部の詳細縦断面図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉の第二熱交換部の載置部の詳細平面図である。
【図１１】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉の第二熱交換部の部分斜視図である。
【図１２】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉の第一熱交換部の部分斜視図である。
【図１３】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の詳細な縦断面図である。
【図１４】本発明の第一の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の縦断面図であって、ボートの下方以外に熱交換部があり、ガス流路が狭い場合の温度分布の計算結果を示す説明図である。
【図１５】比較例に用いられる処理炉の下部構造の縦断面図であって、ボートの下方以外に熱交換部がなく、ガス流路が広い場合の温度分布の計算結果を示す説明図である。
【図１６】本発明の第二の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の縦断面図である。
【図１７】本発明の第二の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の詳細な縦断面図である。
【図１８】本発明の第三の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の縦断面図である。
【図１９】本発明の第四の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の縦断面図である。
【図２０】本発明の第五の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の縦断面図である。
【図２１】本発明の第六の実施形態に用いられる処理炉の下部構造の平断面図である。
【図２２】本発明の第六の実施形態の比較例に用いられる処理炉の下部構造の平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［発明の概要］
既に述べた通り、処理室の全周を断熱材により覆うようにしたものでは、処理室の断熱効果が高いので、ガスは高温のまま処理室下方側に放出されることになる。このため、処理室下方側を構成する各部材の温度を耐熱温度以下に保持するのが困難であった。本発明の実施態様によれば、処理室内で基板保持体を下方側から支持する第一熱交換部と、前記処理室内で前記第一熱交換部の水平方向側周縁に該第一熱交換部と一定の間隙を成して設けられる第二熱交換部とを備え、処理室内のガスを熱交換させる。このように、処理室内のガスを熱交換させることで、高温のガスを冷却して処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが可能となる。
【００１２】
［実施の形態］
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
ここでは、基板として炭化珪素（ＳｉＣ）基板を処理する基板処理装置について述べる。炭化珪素（ＳｉＣ）は珪素（Ｓｉ、シリコン）に比べエネルギバンドギャップが大きいことや、絶縁耐圧が高いことから、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。シリコン（Ｓｉ）のエピタキシャル成長温度が９００℃〜１２００℃であるのに比べ、炭化珪素（ＳｉＣ）は１５００℃〜１８００℃程度と高いことから基板処理装置としての基板処理装置の耐熱構造に技術的な工夫が必要である。
【００１３】
（基板処理装置）
図４は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０の斜視図を示す。この基板処理装置１０は、バッチ式縦型基板処理装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。基板処理装置１０には、例えば、ＳｉＣからなる基板としてのウエハを収納する基板収容器としてのフープ（以下、ポッドという）１６が、ウエハキャリアとして使用される。この筺体１２の正面側には、ポッドステージ１８が配置されており、このポッドステージ１８にポッド１６が搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚のウエハが収納され、蓋が閉じられた状態でポッドステージ１８にセットされる。
【００１４】
筺体１２内の正面側であって、ポッドステージ１８に対向する位置には、ポッド搬送装置２０が配置されている。また、このポッド搬送装置２０の近傍には、ポッド棚２２、ポッドオープナ２４及び基板枚数検知器２６が配置されている。ポッド棚２２はポッドオープナ２４の上方に配置され、ポッド１６を複数個載置した状態で保持するように構成されている。基板枚数検知器２６はポッドオープナ２４に隣接して配置される。ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８とポッド棚２２とポッドオープナ２４との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２４は、ポッド１６の蓋を開けるものであり、基板枚数検知器２６は蓋が開けられたポッド１６内のウエハの枚数を検知する。
【００１５】
筺体１２内には、基板移載機２８、基板保持体としてのボート３０が配置されている。基板移載機２８は、アーム（ツイーザ）３２を有し、図示しない駆動手段により上下回転動作が可能な構造となっている。アーム３２は、例えば５枚のウエハを取り出すことが出来、このアーム３２を動かすことにより、ポッドオープナ２４の位置に置かれたポッド１６及びボート３０間にて、ウエハを搬送する。
【００１６】
筺体１２内の背面側上部には処理炉４０が配置されている。この処理炉４０内に、複数枚のウエハを装填したボート３０が搬入され熱処理が行われる。
【００１７】
（処理炉）
次に、上述した処理炉４０について説明する。
図１は、処理炉４０の縦断面図を示す。なお、図１においては、ガス供給部６０は、カーボン系原料供給ノズル６２、Ｓｉ系原料供給ノズル６１の２つが代表例として図示されている。
【００１８】
処理炉４０は、円筒形状の反応管４２を備える。反応管４２は、石英（ＳｉＯ２）または炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱材料で構成され、上端が閉じ下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管４２の内側の筒中空部には、処理室４４が形成されており、ボート３０によって水平に保持されたウエハが垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。反応管４２は、単管構造でもよく、インナーチューブとアウターチューブとからなる二重管構造でもよい。
【００１９】
ボート３０は、処理室４４内のウエハ１４が熱処理されるウエハ領域（基板領域）４３で、複数枚のウエハを鉛直方向にそれぞれが間隔を成して保持するように構成されている。ウエハは、例えば、一定間隔を隔てて保持するとよい。なお、実施の形態では、ウエハは、ウエハホルダ１５に保持され、ボート３０は、複数枚のウエハホルダ１５を棚状に保持する。ボート３０は、例えば表面をＳｉＣコーティングしたカーボングラファイトや、炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性（１５００〜１８００℃）材料で構成され、夫々がウエハを保持している複数枚のウエハホルダ１５を水平に、かつ互いの中心を揃えた状態で整列させて縦方向に多段に保持するように構成されている。
【００２０】
ウエハホルダ１５は、例えば、図２に示すように、ウエハ１４の結晶成長面（主面ないし表面）が下向きになるように固定されるフェイスダウン方式が採用される。この方式の場合、ウエハホルダ１５は、ＳｉＣコーティングされたカーボングラファイトからなるホルダ上部１５ａとホルダ下部１５ｂとから構成されている。ホルダ上部１５ａは、例えば円板で構成されて、ウエハ１４の結晶成長面と反対側の裏面を覆ってウエハ１４の裏面成膜を防止するようになっている。ホルダ下部１５ｂは、例えば内周が外周より薄く、かつ、円環状に形成され、ウエハ１４を薄くなっている内周で受けて保持する。なお、ボート３０には、その支柱に溝が掘られており、当該溝に、ウエハ１４を保持しているウエハホルダ１５が移載される。
【００２１】
反応管４２の下方には、この反応管４２と同心円状にマニホールド４６が配設されている。マニホールド４６は、例えば、ステンレス等の金属で構成され、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。このマニホールド４６は反応管４２を支持するように設けられている。なお、マニホールド４６と反応管４２との間には、シール部材としてのＯリングが設けられている。このマニホールド４６が図示しない保持体に支持されることにより、反応管４２は垂直に据え付けられた状態となっている。この反応管４２とマニホールド４６により反応容器が形成される。この反応容器内に既述した処理室４４が形成される。
【００２２】
処理炉４０は、基板加熱部として、例えばグラファイトで構成される被誘導体としての被加熱体４８、及び交番磁束発生部としての誘導コイル５０を備える。誘導コイル５０は支持体としてのコイル支持柱５０ａによって支持される。コイル支持柱５０ａは、絶縁体、例えばアルミナなどのセラミック材からなる。被加熱体４８は、処理室４４内に配設されている。被加熱体４８は、ボート３０の上部、ボート３０の外周、およびボート３０の下部を包むように、円筒形状に形成されている。この円筒状の被加熱体４８は、例えば、表面をＳｉＣコーティングしたカーボングラファイトからなる。この被加熱体４８は、反応管４２の外側に設けられた誘導コイル５０により発生される交番磁場によって誘導電流（渦電流）が流れて発熱される構成となっている。被加熱体４８が発熱することにより、処理室４４内のウエハ１４が処理温度に加熱される。なお、誘導コイル５０は、処理室４４内のウエハ領域４３に対応する処理室４４外に配置され、処理室４４内のウエハ領域４３が主に加熱されるようになっている。被加熱体４８の断熱領域４５にある部分は、渦電流が流れず、加熱されないようになっている。ここで、断熱領域４５とは、ふく射の遮断およびガスと部材との熱交換を促進させる領域である。
【００２３】
被加熱体４８の近傍には、処理室４４内の温度を検出する温度検出体としての図示しない温度センサが設けられている。誘導コイル５０及び温度センサには、電気的に温度制御部５２（図５参照）が接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づき誘導コイル５０への通電具合を調節することにより処理室４４内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００２４】
被加熱体４８と反応管４２の間には、この被加熱体４８からふく射されるふく射熱により反応管４２の温度が上昇するのを防いだり、あるいはこの反応管４２の外側へふく射熱が伝達したりするのを抑制する断熱材、例えばフェルト状カーボンで構成される内側断熱壁５４が設けられている。内側断熱壁５４は、被加熱体４８の上部および外周を包むように設けられ、ボート３０の上部、ボート３０、およびボート３０の下部からの熱が外に逃げないように断熱するようになっている。また、誘導コイル５０の外側には、処理室４４内の熱が外側に伝達するのを抑制するための、例えば水冷構造である外側断熱壁５６が、処理室４４を囲むようにして設けられている。外側断熱壁５６は、例えば、水冷板５６ａと水冷パイプ５６ｂとから構成され、反応管４２を冷却するようになっている。
さらに、外側断熱壁５６の外側には、誘導コイル５０により発生された交番磁界が外側に漏れるのを防止したり、外部への熱の漏洩を防止したりする筐体カバー５８が設けられている。
【００２５】
（ガス供給系）
マニホールド４６には、処理室４４内にガスを流通させるガス流通路としてのガス供給ノズル６１、６２が貫通するようにして設けられている。ガス供給ノズル６１、６２は、ウエハ領域４３に配置されて比較的高い耐熱性が要求されるグラファイト部６１ａ、６２ａと、断熱領域４５に配置されて比較的低い耐熱性で足りる石英部６１ａ、６１ｂとから構成されている。ガス供給ノズル６１、６２は、例えば、筒状に形成されている。マニホールド４６を貫通したガス供給ノズル６１、６２には、それぞれにガスを供給するガス供給管６６、６９が接続されている。
一方のガス供給管６６は、２つに分岐した分岐管６７、分岐管６８にバルブ７２、７３とガス流量制御装置としてのＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７６、７７を介して、例えば図示しないキャリア、炭素（Ｃ）源のガス供給源に、それぞれ接続されている。ガス供給管６９は、２つに分岐した分岐管７０、分岐管７１にバルブ７４、７５とＭＦＣ７８、７９を介して、例えば図示しないキャリア、シリコン（Ｓｉ）源のガス供給源に、それぞれ接続されている。バルブ７２〜７５及び、ＭＦＣ７６〜７９には、ガス流量制御部８０（図５参照）が電気的に接続されており、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するように構成されている。
ガス供給ノズル６０には、ボート３０に支持されたウエハ毎にガスを噴出するための供給孔が設けられている。なお、供給孔は、数枚のウエハ単位で設けるようにすることも出来る。
【００２６】
ガス供給ノズル６１、６２を含む５つのガス供給部１６１〜１６５について詳細に説明する。ガス供給部１６１〜１６５は、単にガス供給部１６０と総称することもある。
図３に示すように、被加熱体４８の内側に、５つのガス供給部１６１〜１６５が配置されている。
ガス供給部１６１は、シリコン（Ｓｉ）源として、ＳｉＨ４（モノシラン）と水素（キャリア）の混合ガスを導入する。あるいは気相中でのシリコン核形成の抑制や結晶の品質向上を狙ってＨＣｌ（塩化水素）を添加したり、Ｃｌ（塩素）を構造中に含むＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、ＳｉＣｌ４（テトラクロロシラン）などの原料を使用したりする場合もある。ガス供給部１６２は、炭素（Ｃ）源として、例えばＣ２Ｈ８（プロパン）やＣ２Ｈ４（エチレン）等の水素炭化物と水素の混合ガスを導入する。ガス供給部１６４は、ｎ型ドープ層を形成するドーパントガスとして、例えば窒素を導入する。ドーパントガスとしては、ｐ型ドープ層を形成するホウ素又はアルミニウム化合物等を用いるようにすることも出来る。
【００２７】
なお、これらのガス供給部１６１、１６２、１６４が導入するガスは、上記に限られず、目的に応じて適宜変更することが出来る。シリコン源としては、上述した以外のシリコン水素化物、シリコン塩化物又はシリコン水素塩化物等、あるいはこれらを水素又はアルゴン等で希釈したものを用いることが出来る。これら、処理室４４内のウエハ１４を処理（エピタキシャル成長）するためのガスを、以下、反応ガスと称す。
【００２８】
また、ガス供給部１６５は、例えばアルゴン等の不活性ガスを導入する。また、ガス供給部１６３は、例えばキャリアドーパントガスとして、例えば窒素、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）等を導入する。
【００２９】
この処理炉４０の構成において、ガス供給部１６１〜１６５から処理室４４内に導入されるガスは、図示しないガス供給源から、対応するガス供給管を通して供給され、ＭＦＣでその流量が調節された後、バルブを介して、処理室４４内に導入され、ガス供給部１６０の供給孔からウエハ１４間に噴出される。
【００３０】
（ガス排気系）
また、図１に示すように、マニホールド４６には、ガス排気口９０ａに接続されたガス排気管８２が貫通するようにして設けられている。ガス排気管８２の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサ及び圧力調整器としてのＡＰＣバルブ８４を介して真空ポンプ等の真空排気装置８６が接続されている。圧力センサ及びＡＰＣバルブ８４には、圧力制御部９８（図５参照）が電気的に接続されており、この圧力制御部９８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８４の開度を調節することにより、処理室４４内の圧力が所望の圧力となるよう、所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３１】
このように、ガス供給部１６０の供給孔から噴出されたガスは、ガス排気口９０ａに向かって流れる際、水平姿勢で縦方向に多段に保持されたウエハ１４間を流れるため、ガスがウエハ１４に対し平行に流れ、ウエハ１４全体が効率的にかつ均一にガスに晒される。
【００３２】
（処理炉の底部構造）
処理炉４０の底部には、この処理炉４０の下端開口を気密に閉塞するための炉口蓋体としてのシールキャップ１０２が設けられている。シールキャップ１０２は、例えばステンレス等の金属よりなり、円板状に形成されている。シールキャップ１０２の上面には、処理炉４０の下端と当接するシール部材としてのＯリングが設けられている。シールキャップ１０２には、回転機構１０４が設けられている。回転機構１０４の回転軸１０６はシールキャップ１０２を貫通してボート３０に接続されており、ウエハ上のエピタキシャル層の層厚が均一となるよう処理中にこのボート３０を回転させることでウエハ１４を回転させるように構成されている。シールキャップ１０２は、処理炉４０の外側に設けられた昇降機構によって垂直方向（矢印）に昇降されるように構成されており、これによりボート３０を処理炉４０に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構１０４及び昇降機構には、駆動制御部１０８（図５参照）が電気的に接続されており、所望の動作をす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。
【００３３】
（制御系）
図５は、基板処理装置１０を構成する各部の制御構成を示す。
温度制御部５２、ガス流量制御部８０、圧力制御部９８、駆動制御部１０８は、操作部及び入出力部を構成し、基板処理装置１０全体を制御する主制御部１５０に電気的に接続されている。これら、温度制御部５２、ガス流量制御部８０、圧力制御部９８、駆動制御部１０８は、コントローラ１５２として構成されている。
【００３４】
［ＳｉＣエピタキシャル層を形成する方法］
次に、上述したように構成された基板処理装置１０を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＳｉＣウエハなどの基板上に、例えばＳｉＣエピタキシャル層を形成する方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は、コントローラ１５２により制御される。
【００３５】
まず、ポッドステージ１８に複数枚のウエハ１４を収容したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置２０によりポッド１６をポッドステージ１８からポッド棚２２へ搬送し、このポッド棚２２にストックする。次に、ポッド搬送装置２０により、ポッド棚２２にストックされたポッド１６をポッドオープナ２４に搬送してセットし、このポッドオープナ２４によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２６によりポッド１６に収容されているウエハ１４の枚数を検知する。
【００３６】
次に、基板移載機２８により、ポッドオープナ２４の位置にあるポッド１６からウエハ１４を取り出し、ボート３０に移載して、複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すようにボート３０に保持する。一括処理するウエハ１４の枚数としては、例えば２５枚〜１００枚である。これにより、量産性を高めることが出来る。
【００３７】
複数枚のウエハ１４がボート３０に装填されると、複数枚のウエハ１４を保持したボート３０は、昇降機構の昇降動作（矢印で示す）により被加熱体４８内の処理室４４へ搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ１０２はＯリングを介してマニホールド４６の下端をシールした状態となる。
【００３８】
処理室４４内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置８６によって真空排気される。この際、処理室４４内の圧力は、圧力センサで測定され、この測定された圧力に基づきガス排気管８２に対応するＡＰＣバルブ８４がフィードバック制御される。また、被加熱体４８の外側から誘導コイル５０により被加熱体４８を誘導加熱することで、処理室４４内が所望の温度となるように加熱される。この際、処理室４４内が所望の温度分布となるように温度センサが検出した温度情報に基づき誘導コイル５０への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構１０４により、ボート３０が回転されることでウエハ１４が回転される。
【００３９】
続いて、図示しないガス供給源からガス供給部１６０を代表して説明するガス供給ノズル６１、６２に反応ガスが供給される。所望の流量となるように、ガス供給ノズル６１、６２に対応するＭＦＣ７６〜７９の開度が調節された後、バルブ７２〜７５が開かれ、それぞれの反応ガスがガス供給管６６〜７１を流通して、供給孔から、この処理室４４内に導入される。ガス供給ノズル６１、６２から導入されたガスは、処理室４４内の被加熱体４８の内側を通り、主に、第一熱交換部３５、第二熱交換部３６との間隙３３を通りガス排気管８２を通り排気される。反応ガスは、処理室４４内を通過する際にウエハ１４と接触し、ウエハ１４の表面上にＳｉＣエピタキシャル層を成長させる。
【００４０】
予め設定された時間が経過すると、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、処理室４４内が不活性ガスで置換されると共に、処理室４４内の圧力が常圧に復帰される。
【００４１】
その後、昇降機構によりシールキャップ１０２が下降されて、マニホールド４６の下端が開口されると共に、処理済ウエハ１４がボート３０に保持された状態でマニホールド４６の下端から反応管４２の外部に搬出（ボートアンローディング）され、ボート３０に支持された全てのウエハ１４が冷えるまで、ボート３０を所定位置で待機させる。次に、待機させたボート３０のウエハ１４が所定温度まで冷却されると、基板移載機２８により、ボート３０からウエハ１４を取り出し、ポッドオープナ２４にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。その後、ポッド搬送装置２０により、ウエハ１４が収容されたポッド１６をポッド棚２２、またはポッドステージ１８に搬送する。
このようにして基板処理装置１０の一連の作用が完了する。
【００４２】
（断熱構造物）
ところで、上述したエピタキシャル成長の際、ウエハ領域４３は、エピタキシャル成長温度である１５００〜１８００℃に保たれているが、この非常に高温の領域からの強烈なふく射熱により、マニホールド４６の炉口部４７の温度は上昇してしまう。また、一般に、ＳｉＣのエピタキシャル成長には大量のキャリアガスが必要となるため、これによるウエハ領域４３から炉口部４７への熱エネルギの輸送も膨大となることは前述した通りである。ここで炉口部４７とは、マニホールド４６に形成されている開口部、例えば下端開口部（処理室下部開口部）や、側面のガス排気口９０ａも含まれる。
【００４３】
そこで、本発明の実施の形態では、炉口部４７を耐熱温度以下に保つために、ウエハ領域４３と炉口部４７との間に断熱領域４５を設ける。断熱領域４５に設けられる部材は、１５００〜１８００℃の高温に耐え得るもので構成され（例えば、カーボンなど）、ここでウエハ領域４３からのふく射を遮断すると同時に、高温となったキャリアガスを断熱領域に設けたれた部材と積極的に熱交換させる。これにより、ガスが炉口部４７に到達する前に十分に冷やすことが出来る。
【００４４】
前述のように、ふく射の遮断およびガスと部材との熱交換を促進させるために、本実施の形態では、断熱領域４５に断熱構造物から構成された熱交換系を設けている。次に、この熱交換系について説明する。
【００４５】
（熱交換部）
図１に示すように、ボート３０の下方には、処理室下部のシール部材の温度上昇を抑止する下部断熱手段が設けられている。この下部断熱手段は、第一の熱交換部３５と第二の熱交換部３６とを有する。
ボート３０の下部、例えば直下に第一の熱交換部３５が配置されている。第一の熱交換部３５は、処理室４４内のウエハ領域４３と炉口部４７との間の断熱領域４５で、ボート３０を該ボート３０の下方側から支持し処理室４４内のガスと熱交換して、ガスの熱がマニホールド４６（炉口部４７）に伝わりにくくなるように構成されている。なお、第一の熱交換部３５の下部に、さらに保温筒３４が配置されている。保温筒３４は、例えば、石英で構成された円板形状をした複数枚の断熱部材が積層して配置されており、後述する被誘導体としての被加熱体４８からのふく射熱が処理炉４０の下方側（炉口部４７）に伝わりにくくなるよう構成されている。例えば、保温筒３４は、その内部に円板形状をした複数枚の断熱部材を有し、この複数枚の断熱材で熱ふく射を多段に反射させて熱エネルギを処理室４４内部に保つようになっている。なお、保温筒３４は、グラファイト（Ｃ）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成されてもよいが、既に上部の熱交換部３５、３６にてガスの温度が十分低くなっているので、熱交換部３５、３６に対し断熱性能が高い部材（例えば、石英）を用いることで、耐熱性の低い回転軸等の熱劣化をより効率的に抑制出来る。
【００４６】
また、処理室４４内で第一熱交換部３５の水平方向に、第一熱交換部３５と間隙３３を成して第二の熱交換部３６が設けられている。従って、ガス供給ノズル６１、６２にから導入されたガスは、ウエハ領域４３を通り、第一熱交換部３５と第二熱交換部３６との間隙を通って、排気される。このように第二熱交換部３６を設けることにより、ガス流路が狭くなり、熱交換の効率を向上させることが出来、ガスの熱がマニホールド（炉口部４７）４６に伝わりにくくなるように構成されている。
【００４７】
上述した断熱領域４５に設けられた第一熱交換部３５および第二熱交換部３６は、ガスと第一熱交換部３５および第二熱交換部３６との間で熱の交換を行う熱交換器として機能するが、第一熱交換部３５および第二熱交換部３６を共に断熱部材で構成することで、ウエハ領域４３と炉口部４７とを断熱する断熱部としても機能する。
【００４８】
本実施の形態は、一方では、ウエハ領域４３と炉口部４７とを断熱してウエハ領域４３から出る大量の熱ふく射から炉口部４７を保護する必要がある。断熱効果を高めるためには、断熱効果の高い断熱材を使用したり、断熱部の高さを鉛直方向に大きくしたりすればよい。
他方では、炉口部４７から排出されるガスによって、ウエハ領域４３から炉口部４７へ大量の熱エネルギが輸送されるのを防止する必要がある。熱エネルギの輸送を有効に阻止するためには、ガス流路が狭くなるよう、ガス流路の一部を断熱材で埋めて断熱材とガスとの熱交換をおこなわせて、ガスから熱を奪えばよい。
【００４９】
そのために、第一熱交換部３５、およびこの第一熱交換部３５の水平方向側周縁に第一熱交換部３５と一定の間隙を成して第二熱交換部３６を設けるに際して、ガスと第一熱交換部３５および第二熱交換部３６との熱交換面積は大きく、ガスが通過する流路の断面積は小さくするとよい。
ここで、ウエハ領域４３では、ガスの流れの均一性を向上させるため、ガス流路は広いほうが望ましい。従って、本実施例では、第二熱交換部３６をウエハ領域４３より低い位置に設け、第一熱交換部３５及び第二熱交換部３６が配置される領域におけるガスの流路の水平方向の断面積が、ウエハ領域４３におけるガス流路の水平方向の断面積より小さくなるように設けている。
【００５０】
このように本実施の形態では、被誘導体としての被加熱体４８内でウエハ１４を処理する処理室４４と、処理室４４内で複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体としてのボート３０と、処理室４４内でボート３０を支持し処理室４４内のガスと熱交換する第一熱交換部３５と、処理室４４内で第一熱交換部３５の水平方向に第一熱交換部３５と間隙３３を成して設けられ処理室内のガスと熱交換する第二熱交換部３６と、被加熱体４８の外側で被加熱体４８を誘導加熱する誘導加熱部としての誘導コイル５０とを有する。
【００５１】
このように構成することによって、処理室下方側の熱交換を促進することが出来、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、処理室の水平方向の大きさをウエハより十分大きく構成することが出来るため、生産性が向上するとともに、ウエハの面内及びウエハ間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００５２】
第一熱交換部３５および第二熱交換部３６は、例えば、中実柱状に形成することも出来るが、断熱効果の点から中空筒状に形成することが好ましい。第一熱交換部３５および第二熱交換部３６が中空筒状で形成される場合、中空筒はガスが流入しないような構造が好ましい。また、中空筒は、中空筒内が一つの空間をなすように、区画壁が形成されていないようにすることも出来るが、ふく射熱をより多く遮断する点から、鉛直方向に複数の区画された空間を成すように、中空筒内に複数の区画壁が形成されるようにすることが好ましい。この場合、区画壁を中空筒と一体的に形成して、第一熱交換部３５または第二熱交換部３６を一体的に構成することが可能である。また、第一熱交換部３５または第二熱交換部３６を別体で構成することも可能である。熱交換部を別体で構成する場合、鉛直方向に複数の区画された空間を成すように、複数の熱交換体を積層して第一熱交換部または第二熱交換部を構成することが可能である。熱交換体は、例えば断面四角形状や断面Ｕ字形状ないし断面コ字形状とすることが出来る。
【００５３】
また、第一熱交換部３５または第二熱交換部３６が中実柱状に形成されている場合、中実柱を、複数の熱交換ブロックが鉛直方向に積層されて形成することも可能である。
【００５４】
さらに、第一熱交換部３５および第二熱交換部３６は、１枚の円板または複数枚の円板で構成することも可能である。複数枚の円板で構成する場合、鉛直方向にそれぞれが間隔をなすように複数の円板が鉛直方向に積層されて形成されるように構成するとよい。
【００５５】
第一熱交換部３５と第二熱交換部３６の形状の組合せは、例えばつぎの４通りが考えられる。第一の熱交換部３５および第二の熱交換部３６がともに中空筒状である場合、第一の熱交換部３５が中空筒状または円板状のとき、第二の熱交換部３６が円板状または中空筒状である場合、第一の熱交換部３５および第二の熱交換部３６がともに円板状である場合である。通常は、中空筒状同士、あるいは円板状同士の組合せとする。
【００５６】
（ガス供給部）
図３は、処理室下方側の断熱領域４５の平断面図を示す。第二熱交換部３６は、既に述べたように、処理室４４内で第一熱交換部３５の水平方向に該第一熱交換部３５と間隙３３を成して設けられている。第二熱交換部３６は、リング状のガス流路を埋めるように断面リング状に配置される。図３に示す実施の形態では、被加熱体４８と第一熱交換部３５との間に形成されるリング状のガス流路の一側に５つのガス供給部１６１〜１６５が集中的に配置され、ガス流路の一部を扇状に埋めている。なお、５つのガス供給部１６１〜１６５を単にガス供給部１６０と総称することもある。このように、断熱領域４５にガス供給部１６０が配置されている場合、第二熱交換部３６は、リング状のガス流路の残りの流路を埋めるように断面逆Ｃ字形になるよう配置されることもある。この場合、第二熱交換部３６は、ボート下部の第一熱交換部３５の水平方向側周縁のガス供給部１６０を除く断熱領域４５の全域を覆うように構成されている。
このように、第二熱交換部３６で、ボート下部の第一熱交換部３５の水平方向側周縁のガス供給部１６０を除く全域を覆うように構成されていると、処理室下方側のガス供給部１６０を除く全域において熱交換を促進することが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。なお、ガス供給部１６０自体を第三の熱交換部とすることも可能である。
【００５７】
（熱交換）
上述したような構成により、半導体装置の製造方法の一工程において、複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持したボート３０が第一熱交換部３５に支持された被加熱体４８内の処理室４４を、誘導コイル５０により被加熱体４８を誘導加熱することで加熱し、複数枚のウエハを処理するとともに、第一熱交換部３５及び第一熱交換部３５の水平方向に第一熱交換部３５と間隙を成して設けられた第二熱交換部３６が、処理室４４内のガスと熱交換することになる。
【００５８】
このように、第一熱交換部３５及び第二熱交換部３６が、処理室４４内のガスと熱交換すると、処理室下方側の熱交換を促進することが出来、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出・BR>・驕Bまた、処理室４４の水平方向の大きさをウエハ１４より十分大きく構成することが出来るため、生産性が向上するとともに、ウエハ１４の面内及びウエハ１４間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００５９】
次に、処理室内のガスと熱交換する熱交換部を有する処理炉の下部構造について種々の実施の形態を説明する。
【００６０】
［第一の実施の形態］
図６に、第一の実施の形態による処理炉の下部構造の概要図を、図１３にその詳細斜視断面図をそれぞれ示す。なお、図６において、ウエハホルダ１５は省略し、ウエハホルダに代えてウエハ１４としている。
【００６１】
（中空状熱交換部）
図６に示すように、ボート３０の下部には、第一熱交換部３５および保温筒３４が配置されている。第一熱交換部３５は、中空筒状の熱交換部、例えば断熱部材からなる中心断熱筒３５ａから構成されている。中心断熱筒３５ａの水平方向に中心断熱筒３５ａと間隙３３を成して、第二熱交換部３６が配置されている。第二熱交換部３６は、中空筒状の熱交換部、例えば上から見て逆Ｃ字の形状をした周縁断熱筒３６ａから構成されている（図８、図１０参照）。また、ガス供給部１６０の下方側にも、中心断熱筒３５ａの水平方向に中心断熱筒３５ａと間隙３３ａを成して、第三の熱交換部が配置されている。第三の熱交換部は、中空筒状の熱交換部、例えば流通路断熱筒１６０ｂから構成されている。
このように、中心断熱筒３５ａ、周縁断熱筒３６ａが中空筒状に形成されていると、中心断熱筒３５ａ、周縁断熱筒３６ａの外壁とガスが接触する面積を増加させることが出来、熱交換をより一層促進することが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、中心断熱筒３５ａ、周縁断熱筒３６ａを容易に製作することが出来る。特に、中心断熱筒３５ａ、周縁断熱筒３６ａがカーボン材等で構成される場合には、加工しにくく複雑な形状を製作するのが困難であるが、中空筒状に形成されているため、容易に製作することが出来る。
【００６２】
（熱交換体の積層）
中空筒状の中心断熱筒３５ａ、周縁断熱筒３６ａ、および流通路断熱筒１６０ｂは、実施の形態によっては、鉛直方向に複数の区画された空間を成すように複数の熱交換体が積層されて形成されていることもある。
このように、熱交換部が、複数の熱交換体が積層されて形成されていると、ふく射を遮断し、熱交換部の断熱能力を向上させることが出来る。また、組立てが容易であり、容易に外壁とガスが接触する面積を増加させることが出来、熱交換をより一層促進することが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、熱交換部を容易に製作することが出来る。特に、熱交換体がカーボン材等で構成される場合には、加工しにくく複雑な形状を製作するのが困難であるが、中空筒状に形成されているため、容易に製作することが出来る。
【００６３】
（断面Ｕ字型）
積層することによって周縁断熱筒３６ａを構成する熱交換体は、断面四角形のダクト型とすることも出来るが、本実施の形態では、例えば図１１に示すように、上部が開口した断面Ｕの字型の熱交換体３６ｂとして形成されており、下端面３９に空間３８にある雰囲気を前記空間３８外へ逃がす貫通孔３６ｃが形成されている。断面Ｕ字型の熱交換体３６ｂは、中央部分が下端面３９を構成するように配置され、積層される上段の熱交換体３６ｂの下端面３９が、下段の熱交換体３６ｂの上部開口面を覆うようになっている。
このように、熱交換体３６ｂが構成されていると、例えば、熱交換体内の空間３８にある雰囲気が熱膨張した場合であっても、貫通孔３６ｃから雰囲気が排出されるので、熱交換体内外の圧力差がなくなり、熱交換体３６ｂの破損、亀裂等の発生を抑制することが出来る。また、空間３８にある雰囲気が空間３８外へ出た場合でも貫通孔３６ｃが下端面３９に設けられているので、処理室内へパーティクル、汚染物等を混入させることを抑制することが出来る。
なお、最上段に位置する熱交換体３６ｂは、断面四角形のダクト型で構成し、かつ、上面に貫通孔を設けないようにすると、ガスが熱交換体３６に流入しないため好ましい。
【００６４】
また、中心断熱筒３５ａを構成する熱交換体は、図１２に示すように、例えば有底円筒形の熱交換体３５ｂとして形成することが出来る。有底円筒型に形成された熱交換体３５ｂは、１８０度回転した姿勢、すなわち、底部分が天井面３５ｄを構成するように配置されている。天井面３５ｄに空間４１にある雰囲気を前記空間４１外へ逃がす貫通孔３５ｃが形成されている。有底円筒型の熱交換体３５ｂは、積層される下段の熱交換体３５ｂの天井面３５ｄが、上段の熱交換体３５ｂの下部開口面を覆うようになっている。
なお、最上段に位置する熱交換体３５ｂの天井面３５ｄには、ガスの流入を防止するため貫通孔３５ｃを設けない方が望ましい。
【００６５】
（段差）
ところで、中心断熱筒３５ａの上端の高さ位置と周縁断熱筒３６ａの上端の高さ位置とを同じとすることも可能であるが、図６に示すように、中心断熱筒３５ａの上端の高さ位置よりも周縁断熱筒３６ａの上端の高さ位置のほうが低く構成されているように段差３１を設けるのがよい。このように、中心断熱筒３５ａ上端の高さ位置よりも周縁断熱筒３６ａ上端の高さ位置のほうが低く構成される段差３１を設けると、周縁断熱筒３６ａ上端の上箇所にガスの流通路を確保することが出来るため、最下部にあるウエハ１４にも上部のウエハ１４と同様にガスを供給出来、最下部にあるウエハ１４の膜厚が薄くなるのを抑制することが出来、ボート３０の最下部に載置されたウエハ１４の面内及びウエハ１４間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００６６】
（第三の熱交換部）
図６、図８に示すように、処理室４４内にガス供給部１６０が設けられる。ガス供給部１６０は、処理室４４内のボート３０に保持されたウエハ１４へこのウエハ１４に対し水平方向からガスを供給するようになっている。このガス供給部１６０は、下方側となる一部と、上方側となる他部から構成される。
【００６７】
ガス供給部１６０の下方側となる一部が、中心断熱筒３５ａの水平方向側周縁に配置される。ガス供給部１６０の上方側となる他部が、ボート３０の水平方向側周縁に配置される。ガス供給部１６０は、ガスを流すガス流通路１６０ａと、処理室４４内のガスと熱交換する第三の熱交換部となる流通路熱交換部としての流通路断熱筒１６０ｂとから構成される。ガス流通路１６０ａは、ガス供給部１６０の下方側の一部から上方側の他部に延在して配置される。
【００６８】
ガス供給部１６０の上方側となる他部を構成するガス流通路１６０ａから、処理室４４内のボート３０に保持されたウエハ１４へこのウエハ１４に対し水平方向からガスを供給するようにしている。
【００６９】
ガス供給部１６０の下方側となる一部を構成するガス流通路１６０ａは、中心断熱筒３５ａと水平方向に離間するように配置される。前記流通路断熱筒１６０ｂは、前記ガス供給部１６０の下方側となる一部であって、前記ガス流通路１６０ａよりも中心断熱筒３５ａ側に設けられる。
【００７０】
上述したように、ガス供給部１６０の下方側であってガス流通路１６０ａよりも中心断熱筒３５ａ側に、第三の熱交換部である流通路断熱筒１６０ｂが中心断熱筒３５ａと間隙３３ａを成して設けられ、間隙３３ａを流れる処理室４４内のガスと熱交換するようになっている。
【００７１】
このように、被加熱体４８と中心断熱筒３５ａとの間に形成されるガス流路に、周縁断熱筒３６ａに加えて流通路断熱筒１６０ｂが設けられているので、ガス供給部１６０下方側の熱交換を促進することが出来、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、処理室４４の水平方向の大きさをウエハ１４より十分大きく構成することが出来、ガス供給部１６０からの水平方向のガスの流れスペースを大きくすることが出来るため、ガスの流れを例えば、ガスの混合スペースが確保出来、また、ガスの予備加熱がより一層可能となり、ウエハの面内及びウエハ間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００７２】
特に、ガス流通路１６０ａよりも中心断熱筒３５ａ側に、第三の熱交換部である流通路断熱筒１６０ｂが設けられていると、周縁断熱筒３６ａと流通路断熱筒１６０ｂとで中心断熱筒３５ａの水平方向側周縁全域を覆われる。これにより、処理室下方側全域において熱交換を促進することが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。
【００７３】
ここで、ガス流通路１６０ａをガス供給ノズル６０ａで構成し、このガス供給ノズル６０ａを、ガス供給部１６０の下方側となる一部から上方側となる他部に延在させるのが好ましい。この場合、ガス供給ノズル６０ａの上流側となる一部に複数のガス供給孔を設けて、このガス供給孔から処理室４４内のボート３０に保持されたウエハ１４に対して水平方向にガスを供給するとよい。
【００７４】
また、ガス流通路１６０ａをガス供給ノズル６０ａで構成するのは、ガス供給部１６０の下流側となる一部のみとし、ガス供給部１６０の上流側となる他部を構成するガス流通路１６０ａは、前記ガス供給ノズル６０ａに通じる単なる空間とすることも出来る。この場合、この空間を通して処理室４４内のボート３０に保持されたウエハ１４に対して水平方向にガスを供給するとよい。これらの場合、前記流通路断熱筒１６０ｂはガス供給ノズル６０ａよりも中心断熱筒３５ａ側に設けられたノズル断熱筒６０ｂとすることが出来る。
【００７５】
また、図８に示すように、第二熱交換部（周縁断熱筒３６ａ）の水平方向の内周径ｒ１とノズル断熱筒の水平方向の第一熱交換部側の内周径ｒ２とが一致するように構成されている。このように内周径が一致すると、処理室下方側への伝熱作用が起こる伝熱路（間隙）を、処理室下方側全域で減ずることが出来、処理室下方側全域における熱交換を促進させることが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。
【００７６】
図９、図１０に第一の実施形態における好適な例として、周縁断熱筒３６ａの載置部の詳細図を示す。マニホールド４６の上部フランジ４６ｂに、ガス供給部１６０を除いた逆Ｃ字型のベース４６ａを設置し、そのベース４６ａ上に、断面逆Ｃ字型の周縁断熱筒３６ａを載置する。これにより、ボートダウン時にはシールキャップ１０２が下降し、ボート３０および中心断熱筒３５ａ、保温筒３４が、処理室内外へ搬入出される際にも、マニホールド４６に支持されるマニホールド４６より上方の部材は残るため、図７に示すように、ウエハ搬入出される際にも周縁断熱筒３６ａは炉内（処理室内）に残置される。
【００７７】
このように、周縁断熱筒３６ａは、ボート３０および中心断熱筒３５ａが、処理室内外へ搬入出される際にも処理室内に残置されるので、ボート３０および中心断熱筒３５ａを処理室内外へ搬入出しやすくすることが出来る。また、通常、周縁断熱筒３６ａを処理室内外へ搬入出する際には、処理室４４の水平方向の大きさをさらに大きくしなければならないが、本実施の形態では、周縁断熱筒３６ａが処理室内に残置されるように構成されているので、処理室４４の水平方向の大きさをさらに大きくする必要がなく、デッドスペースの発生を抑制することが出来る。
【００７８】
（第二熱交換部厚さ）
また、図６および図８に示すように、第二熱交換部（周縁断熱筒３６ａ）の水平方向の厚さｔ３６ａは、間隙３３の水平方向の大きさｔ３３よりも大きく構成されているのがよい。このように構成されていると、炉口部４７に通じる処理室下方側への伝熱作用が起こる伝熱路（間隙）を減ずることが出来、処理室下方側における熱交換を促進させることが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。
【００７９】
（排気口位置）
図６に示すように、第一熱交換部（中心断熱筒３５ａ）および第二熱交換部（周縁断熱筒３６ａ）よりも下方側に処理室４４内のガスを排気するガス排気口９０ａが設けられているのがよい。これにより、第一熱交換部（中心断熱筒３５ａ）および第二熱交換部（周縁断熱筒３６ａ）とガスとの熱交換をより確実に促進させることが出来る。
【００８０】
（作用）
以下、上述したような構成の作用について説明する。
半導体装置の製造方法の一工程において、シールキャップ１０２上に固定された、複数枚のＳｉＣウエハ１４を搭載したボート３０を昇降機構により処理室４４にロードし、処理室空間を密閉する。炉内に不活性ガス（例えばＡｒなど）を導入しながらＡＰＣバルブ８４を介して接続された真空排気装置８６により処理室空間を所望の圧力にする。処理室外周部に設けられた誘導コイル５０に高周波電力（例えば１０〜１００ｋＨｚ、１０〜２００ｋＷ）を印加し、円筒状の被加熱体４８に渦電流を発生させ、ジュール熱により所望の処理温度（１５００〜１８００℃）に加熱する。これにより、被加熱体４８より内側に配置されたＳｉＣウエハ１４、ウエハホルダ１５、ボート３０は被加熱体４８より放射されるふく射熱により被加熱体温度と同等に加熱される。
【００８１】
一方、処理室下部開口部周辺においては、シール部材（Ｏリングなど）を熱から守るため、下部断熱手段（第一熱交換部〜断三熱交換部）により温度を低く（２００℃程度）維持している。処理温度（１５００〜１８００℃）に維持されたＳｉＣウエハ１４に対してガス供給ノズル６０よりキャリアガスを混合したＳｉ系原料（図示ではＳｉＣｌ４、その他ＳｉＨ４、ＴＣＳ、ＤＣＳなど）と、カーボン系材料（図示ではＣ３Ｈ８、その他Ｃ２Ｈ４など）を供給しつつ、ＡＰＣバルブ８４にて処理室内を所望の圧力に制御しながらＳｉＣエピタキシャル成長を行う。成長中はウエハ面内の均一性を確保するため回転軸１０６により回転する。
【００８２】
上述したような構成により、半導体装置の製造方法の一工程において、複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持したボート３０が第一熱交換部３５に支持され、被加熱体４８内の処理室４４を、誘導コイル５０により被加熱体４８を誘導加熱することで加熱し、複数枚のウエハを処理するとともに、第一熱交換部３５及び第一熱交換部３５の水平方向に第一熱交換部３５と間隙を成して設けられた第二熱交換部３６が、処理室４４内のガスと熱交換することになる。
【００８３】
第一熱交換部３５及び第二熱交換部３６が、処理室４４内のガスと熱交換すると、処理室下方側へ流入するガスの温度を下げることが出来、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、第二熱交換部３６をウエハ領域４３の下方に設けることで、処理室４４の水平方向の大きさをウエハ１４より十分大きく構成することが出来るため、ウエハ１４の面内及びウエハ１４間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００８４】
（シミュレーション）
ガスの通り道（ガスの流路）を第二熱交換部３６により狭くすることの効果を、シミュレーションによって説明する。
ボート３０下の第一熱交換部３５および保温筒３４以外の断熱材がなく、ガスの流路３７が広い場合の温度分布の計算結果を図１５に、第二熱交換部３６を設け、流路３７（間隙３３）が狭い場合の温度分布の計算結果を図１４にそれぞれ示す。ＳｉＣのエピタキシャル成長温度は１５００℃〜１８００℃であるため、ここでは、ウエハ領域４３の温度を１６００℃とし、処理炉外の温度を室温としている。なお、等温線は、便宜上、１５００℃からとなっている。
【００８５】
図１４、図１５より明らかなように、流路３７が広い場合にはキャリアガスの温度が高温のまま炉口部４７まで到達しており、そのため炉口部４７の温度が５００℃〜１０００℃と非常に高くなってしまう。一方、第二の熱交換部３６によって流路３７を狭くした場合には、キャリアガスと周囲の部材との熱交換が促進されるため、ガスの温度は炉口部４７に到達する前に２００℃〜５００℃と十分に下がっており、炉口部４７の温度を低く保つことが出来る。このように炉口部４７の温度を、Ｏリングの耐熱温度（せいぜい３００℃程度）、磁性流体の耐熱温度（例えば、１００℃程度）以下に保つことが出来るので、Ｏリングおよび磁性流体を保護することが可能となる。これは、以下のように説明することが出来る。
【００８６】
流路３７におけるガスと周囲の部材で交換される熱量は、次の式で表される。
Ｑ＝Ａ１ｈ（Ｔｇ−Ｔｗ）        ・・・（１）
（Ｑ：熱量、Ａ１：熱交換面積、ｈ：熱伝達率、Ｔｇ：ガス温度、Ｔｗ：壁温度）
また、交換された熱量分のガスの温度変化は、次の式で表される。
Ｔｇｎ＋１＝Ｔｗｎ−Ｑ／Ａ２ｕρＣｐ    ・・・（２）
（Ａ２：流路面積、ｕ：流速、ρ：密度、Ｃｐ：比熱）
式（１）より、交換熱量を多くするには、熱交換面積Ａ１（ガスと部材が接触する面積）を大きくする必要がある。さらに、交換された熱量でガスの温度をより大きく下げるためには、流路面積Ａ２（ガスが通る流路３７の断面積）は小さい方がよいことが明らかである。
【００８７】
従って、熱交換面積を大きくするためには、中心断熱筒３５ａの水平方向周縁に円筒状の周縁断熱筒３６ａを配置することで実現することが出来る。また、流路面積を小さくするためには、中心断熱筒３５ａ、周縁断熱筒３６ａ間の間隙３３を出来る限り縮めればよい。
【００８８】
熱交換部を円筒状とするではなく、円板状の断熱板を平行に縦積みした積層構造とする場合は、多数の断熱板で熱ふく射を反射するのでふく射を遮断する効果は大きい。しかし、円板の全周面が熱交換面積となるわけではないので、熱交換面積の観点から見れば円筒状のものと比べてやや劣る。この点でキャリアガスの流量が多くなれば、熱交換面積が大きいだけ円筒状の熱交換部の方が有利となる。実施の形態では、ガスと部材との熱交換のみならず、ふく射の遮断も促進させる必要があるため、円筒状であってもふく射を遮断する効果はある程度保持しておかなければならない。従って、第二の熱交換部を、断面Ｕ字形の熱交換体を複数個積み立てて中空円筒状の周縁断熱筒に構成するという本実施の形態のものがより好ましい。
【００８９】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下に挙げる一つまたはそれ以上の効果を有する。
【００９０】
（１）本実施の形態によれば、被加熱体内でウエハを処理する処理室と、処理室内で複数枚のウエハを鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように処理室下方側から保持するボートと、処理室内でボートを支持し処理室内のガスと熱交換する中心断熱筒と、前記処理室内で前記中心断熱筒の水平方向に中心断熱筒と間隙を成して設けられ処理室内のガスと熱交換する周縁断熱筒と、被加熱体の外側で被加熱体を誘導加熱する誘導コイルとを有する。
【００９１】
このように周縁断熱筒を中心断熱筒の水平方向に間隙を成して設置することにより、誘導加熱により発生するふく射を遮断し、且つ処理室下方側のガスとの熱交換を促進して、処理室下方側の部材の温度を耐熱温度以下に保つことが出来る。従って、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、周縁断熱筒が、処理室内で中心断熱筒の水平方向に設けられることにより、処理室の水平方向の大きさをウエハより十分大きく構成することが出来、その結果、ガスをウエハ間に確実に供給出来るため、生産性が向上するとともに、ウエハの面内及びウエハ間の熱処理均一性を向上させることが出来る。さらに、処理室下方側からの熱輸送を、熱交換により有効に阻止することが出来るので、大流量のガスを処理室内に流すことが出来るため、高温（例えば１５００℃以上）のプロセスへの対応が容易になる。
【００９２】
（２）また、処理室内のボートに保持されたウエハに対し水平方向からガスを供給するガス供給部の下方側となる一部が中心断熱筒の水平方向側周縁に配置され、ガス供給部の下方側となる一部を構成するガス供給ノズルが、中心断熱筒と水平方向に離間するように配置され、ガス供給部の下方側となる一部であってガス供給ノズルよりも中心断熱筒側に処理室内のガスと熱交換するノズル断熱筒が設けられ、ガス供給部の上方側となる他部を構成するガス供給ノズルから、処理室内のボートに保持されたウエハに対し水平方向からガスを供給するようにしている。
【００９３】
従って、処理室下方側の熱交換を促進することが出来、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、処理室の水平方向の大きさをウエハより十分大きく構成することが出来、ガス供給部からの水平方向のガスの流れスペースを大きくすることが出来るため、ガスの流れを例えば、ガスの混合スペースが確保出来、また、ガスの予備加熱がより一層可能となり、ウエハの面内及びウエハ間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００９４】
（３）また、中心断熱筒上端の高さ位置よりも周縁断熱筒上端の高さ位置のほうが低く構成されている。従って、周縁断熱筒上端の上箇所にガスの流通路を確保することが出来るため、ボートの最下部に載置されたウエハの面内及びウエハ間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００９５】
（４）また、第二熱交換部を筒状に形成すると、筒状の外壁とガスが接触する面積を増加させることが出来、熱交換をより一層促進することが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、第二熱交換部を容易に製作することが出来る。特に、第二熱交換部がカーボン材等で構成される場合には、加工しにくく複雑な形状を製作するのが困難であるが、筒状に形成されているため、容易に製作することが出来る。
また、第二熱交換部を中実筒状とするより中空筒状とすると、熱伝導による炉口部の加熱が小さくなり、望ましい。更には、その中空部に水平に断熱板を設けることでふく射による熱伝達も抑制することが出来る。
【００９６】
（５）本実施の形態の半導体装置の製造方法は、複数枚のウエハを鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持したボートが中心断熱筒に支持された被加熱体内の処理室を、誘導コイルにより被加熱体を誘導加熱することで加熱し、複数枚のウエハを処理するとともに、中心断熱筒及び中心断熱筒の水平方向に中心断熱筒と間隙を成して設けられた周縁断熱筒が、処理室内のガスと熱交換するようになっている。
従って、処理室下方側の熱交換を促進することが出来、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、処理室の水平方向の大きさをウエハより十分大きく構成することが出来るため、生産性が向上するとともに、ウエハの面内及びウエハ間の熱処理均一性を向上させることが出来る。
【００９７】
（６）また、周縁断熱筒とガス供給部とで中心断熱筒の水平方向側周縁全域を覆うように構成されているので、処理室下方側全域において熱交換を促進することが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。
【００９８】
（７）また、周縁断熱筒の水平方向内周径とノズル断熱筒の水平方向中心断熱筒側の外周径とが一致していると、処理室下方側への伝熱作用が起こる伝熱路（間隙）を、処理室下方側全域で減ずることが出来、処理室下方側全域における熱交換を促進させることが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。
【００９９】
（８）また、周縁断熱筒の水平方向の厚さが、間隙の水平方向の大きさよりも大きく構成されていと、処理室下方側への伝熱作用が起こる伝熱路（間隙）を減ずることが出来、処理室下方側における熱交換を促進させることが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。
【０１００】
（９）また、周縁断熱筒が、鉛直方向に複数の区画された空間を成すように複数の熱交換体が積層されて形成されていると、周縁断熱筒の断熱能力を向上させることが出来る。また、組立てが容易であり、容易に外壁とガスが接触する面積を増加させることが出来、熱交換をより一層促進することが出来、より一層、処理室下方側の部材の熱劣化等を抑制することが出来る。また、容易に製作することが出来る。特に、例えば、カーボン材等で構成される場合には、加工しにくく複雑な形状を製作するのが困難であるが、中空筒状に形成されているため、容易に製作することが出来る。
【０１０１】
（１０）また、熱交換体が、断面コの字型に形成されており、空間にある雰囲気を前記空間外へ逃がす貫通孔が下端面に形成されていると、例えば、前記熱交換体内の空間にある雰囲気が熱膨張した場合であっても、貫通孔から雰囲気が排出されるので、周縁断熱筒の破損、亀裂等の発生を抑制することが出来る。また、空間にある雰囲気が空間外へ出た場合でも貫通孔が下端面に設けられているので、処理室内へパーティクル、汚染物等を混入させることを抑制することが出来る。
【０１０２】
（１１）また、周縁断熱筒は、ボートおよび中心断熱筒が、処理室内外へ搬入出される際にも前記処理室内に存置されるので、ボートおよび中心断熱筒を処理室内外へ搬入出しやすくすることが出来る。また、周縁断熱筒が処理室内外へ搬入出する際には、処理室の水平方向の大きさをさらに大きくしなければならないが、処理室内に存置されるように構成されているので、処理室の水平方向の大きさをさらに大きくする必要がなく、デッドスペースの発生を抑制することが出来る。
【０１０３】
［第二の実施の形態］
図１６、図１７に、第一熱交換部および第二熱交換部を構成する熱交換体が断熱板で構成されている第二の実施の形態を示す。すなわち中空筒状の熱交換部、ないし積層される熱交換体の代わりに、板状、例えば断熱板５９を複数枚設置するようにしてある。断熱板５９は、例えば、第一熱交換部にあっては円板状の断熱板５９ａとし、第二熱交換部にあってはリングプレート状の断熱板５９ｂとする。ウエハ領域４３からの高温のふく射を遮断するには、このような断熱板５９の方が、断熱板５９の枚数が多いほど効果が高いので好ましい。もっとも、大流量のプロセスガスが必要となる場合、ふく射だけではなく、ガスによって炉外に運ばれる熱も考慮しなければならない。高温になったガスが炉口部４７に到達するまでに、熱交換部で積極的に熱交換させてやる必要があるが、熱交換部が断熱板５９だと、中空筒状の熱交換部と比べて、ガス流れの主流である炉軸方向の熱交換面積が小さくなり、これによってガスの熱交換が若干低下する。従って、本実施の形態の断熱板５９は、大量熱輸送を優先して阻止するよりも、ふく射遮断を優先する場合に有効である。
【０１０４】
［第三の実施の形態］
図１８に、基板加熱部を、上述した誘導コイルと被誘導体とから成る誘導加熱体に代えて、抵抗加熱体で構成した第三の実施の形態の処理炉を示す。
【０１０５】
図１８に示す処理炉は、図１６に示す処理炉と異なり、被加熱体４８、外側断熱壁５６、誘導コイル５０などの誘導加熱部材を必要としない。図１８に示すように、処理炉は、石英の反応管４２およびマニホールド４６から構成される反応容器内に形成されウエハ１４を処理する処理室４４と、反応管４２の外周に設けられ処理室４４内のウエハ１４を加熱する加熱体としての抵抗加熱ヒータ４８ａ、前記処理室４４内で複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持するボート３０とを有する。
【０１０６】
このように、反応管４２の外部から抵抗加熱によってウエハ１４を加熱するように構成されている処理炉にも、ふく射の遮断およびガスと部材との熱交換を促進させる第一の熱交換部及び第二の熱交換部を適用することが出来る。具体的には、上記のような処理炉に、処理室４４内でボート３０を支持し処理室４４内のガスと熱交換する第一熱交換部としての中心断熱筒３５ａと、処理室４４内で中心断熱筒３５ａの水平方向に中心断熱筒３５ａと間隙３３を成して設けられ処理室４４内のガスと熱交換する第二熱交換部としての周縁断熱筒３６ａとを設けるようにする。
【０１０７】
本実施の形態では、部品点数が多くなる誘導加熱部材を必要とせず、基本的には抵抗加熱ヒータを設けるだけでよいので、処理炉の構成を簡素化出来る。なお、ウエハ１４を反応管４２の外部から加熱しているため、ウエハ１４に対し例えば１５００℃以上の高温処理を行う際には、反応管４２は１５００℃以上の高温に耐えられるような部材、例えばカーボン材で構成するとよい。
【０１０８】
［第四の実施の形態］
図１９に、ガス供給部１６０を変形した第四の実施の形態の処理炉を示す。
本実施の形態が、図６の処理炉と異なる点は、ガス供給部１６０の上方側となる他部を構成するガス流通路が空間で構成され、ガス供給ノズル１６０ａがボート３０の水平方向、すなわちウエハ１４側方まで延在しておらず、ノズル断熱部１６０ｂの上端部にとどまっている点である。処理室内のボート３０に保持されたウエハ１４へウエハ１４に対し水平方向からガスを供給するガス供給部１６０の下方側となる一部が、第一熱交換部としての中心断熱筒３５ａの水平方向側周縁に配置され、ガス供給部の下方側となる一部を構成するガス流通路としてのガス供給ノズル１６０ａが、中心断熱筒３５ａと水平方向に離間するように配置され、ガス供給部の下方側となる一部であってガス供給ノズル１６０ｂよりも第一熱交換部である中心断熱筒３５ａ側に処理室４４内のガスと熱交換する流通路熱交換部としてのノズル断熱筒１６０ｂが設けられている点は、図６に示す実施の形態と同じである。
【０１０９】
従って、本実施の形態では、ガス供給部１６０の下方側となる一部を構成するガス供給ノズル１６０ａの先端から、処理室４４内のボート３０に保持されたウエハ１４へウエハ１４に対し水平方向からガスが供給される。このように、処理室４４内のウエハ側方まで延在させたガス供給ノズルに代えて、ガス供給ノズル１６０ａをノズル断熱部１６０ｂの上端部にとどまらせて下方側からガスを供給するようにした本実施の形態では、多数枚積層されたウエハ１４にガスを均一に供給する際、処理室４４内ウエハ側方まで延在させてガス供給の上方側からガスを供給する場合と比べて、ウエハ間へのガスの流れを制御するのが難しくなるものの、ガス供給ノズルの閉塞などのリスクは小さくなるというメリットがある。
【０１１０】
［第五の実施の形態］
図２０に、中空筒状の周縁断熱筒３６ａ内の空間を中実にした第二の熱交換部を備えた第四の実施の形態の処理炉を示す。
本実施の形態では、周縁断熱筒３６ａ内の空間を中実にするために、周縁断熱筒３６ａ内に断熱材、例えば断熱フェルト１０１を充填してある。この場合、周縁断熱筒３６ａに石英が使用出来ないような高温場では、石英に代えて例えばカーボンなどの部材を用いたとき、カーボンは石英と異なり溶接などによって周縁断熱筒３６ａ内部の断熱フェルト１０１を封じ込めることが出来ない。このため、本実施の形態によれば、断熱フェルト１０１からの脱ガスがプロセスに影響を及ぼしたり、パーティクルの原因となったり、プロセスガスによって断熱フェルト１０１が劣化して断熱性能が経時的に低下する等の問題があるものの、中空のものと比べて断熱効果が高まるというメリットがある。
【０１１１】
［第六の実施の形態］
図２１に、ウエハ１４、１４間へのガスの流れを規制する規制部８５を備えた第六の実施の形態の処理炉の平断面図を示す。規制部８５は、耐熱部材、例えば石英からなる薄板状の一対の板材から構成され、ボート３０に向かって左右に設けられる。一対の規制部８５は、各一端が円弧状に並んだ複数のガス供給ノズル６１ａ〜６５ａの両端の被加熱体４８の内周側に配置される。被加熱体４８の内周側から径方向内方へ延び、ボート３０に近接した位置で互いに開くような方向に折り曲げられる。さらにボート３０の外周に沿ってボート３０の一部を包み込むように延在して、その他端がボートの裏側位置に来るようにする。規制部８５は例えば第二熱交換部３６の上に載置する。ボート３０を囲む一対の規制部８５は、ガス供給ノズル６０ａから出たガスの水平方向および鉛直方向の流れを制御する。規制部８５による水平方向の制御では効率的にウエハ面内にガスが供給され、鉛直方向の制御ではウエハ面間に均一にガスを供給されてウエハ面間のエピタキシャル層の均一性が改善される。
【０１１２】
なお、図２２に示す比較例は、図２１に示す規制部８５を備えておらず、ガス供給ノズル６１ａ〜６５ａからウエハ１４側に向けてガスを供給するように構成されている。
【０１１３】
本実施の形態では、ウエハ１４、１４間へのガスの流れを規制する規制部８５を設けているので、規制部を設けていない比較例に比して、積層したウエハ１４、１４間に、ウエハ面に対してより平行にガスを流すことが出来、ウエハ面内およびウエハ間の熱処理均一性を向上出来る。
【０１１４】
（その他）
このほかにも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論であり、次のような変形実施が可能である。
【０１１５】
例えば、ボート下およびその周囲の断熱領域４５に、耐熱性が高く、熱伝導率の低い中空の構造物、例えばグラッシーカーボンなどを一個または複数個積み立てて設置する。
【０１１６】
または、ボート下以外の断熱領域の断熱構造物を、炉口部４７の金属製のマニホールド４６に載せ、マニホールド４６を冷却水で冷やすことにより、ガスが炉口部４７に到達するまでに十分に冷えるように構成する。
【０１１７】
さらに、断熱領域４５のガス流れを制御し、断熱部（断熱構造物）と被加熱体４８の間にガスを誘導し、冷却されたマニホールド４６でよりガスが冷えるように断熱構造物を構成する。
【０１１８】
［付記］
以下、本発明の好ましい形態を付記する。
【０１１９】
本発明の一実施の態様によれば、
被誘導体内で基板を処理する処理室と、
該処理室内で複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を該基板保持体の下方側から支持し前記処理室内のガスと熱交換する第一熱交換部と、
前記処理室内で前記第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられ前記処理室内のガスと熱交換する第二熱交換部と、
前記被誘導体の外側で該被誘導体を誘導加熱する誘導加熱部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０１２０】
好ましくは、
前記処理室内の基板保持体に保持された基板へ該基板に対し水平方向からガスを供給するガス供給部の下方側となる一部が前記第一熱交換部の水平方向側周縁に配置され、
前記ガス供給部の下方側となる一部を構成するガス流通路が、前記第一熱交換部と水平方向に離間するように配置され、
前記ガス供給部の下方側となる一部であって前記ガス流通路よりも前記第一熱交換部側に前記処理室内のガスと熱交換する流通路熱交換部が設けられ、
前記ガス供給部の上方側となる他部を構成するガス流通路から、前記処理室内の基板保持体に保持された基板へ該基板に対し水平方向からガスを供給する。
【０１２１】
また好ましくは、
前記第一熱交換部上端の高さ位置よりも前記第二熱交換部上端の高さ位置のほうが低く構成されている。
【０１２２】
また好ましくは、
前記第二熱交換部は、中空筒状に形成されている。
【０１２３】
また好ましくは、
前記第二熱交換部と前記流路熱交換部とで前記第一熱交換部の水平方向側周縁全域を覆うように構成されている。
【０１２４】
また好ましくは、
前記第二熱交換部の水平方向内周径と前記流路熱交換部の前記第一熱交換部側の外周径とが一致している。
【０１２５】
また好ましくは、
前記第二熱交換部の水平方向の厚さは、前記間隙の水平方向の大きさよりも大きく構成されている。
【０１２６】
また好ましくは、
前記第二熱交換部は、鉛直方向に複数の区画された空間を成すように複数の熱交換体が積層されて形成されている。
【０１２７】
また好ましくは、
前記熱交換体は、断面Ｕの字型に形成されており、下端面に前記空間にある雰囲気を前記空間外へ逃がす貫通孔が形成されている。
【０１２８】
また好ましくは、
前記第二熱交換部は、前記基板保持体および前記第一熱交換部が、前記処理室内外へ搬入出される際にも前記処理室内に残置される。
【０１２９】
また好ましくは、
前記第一熱交換部および前記第二熱交換部よりも下方側に前記処理室内のガスを排気する排気口が設けられている。
【０１３０】
本発明の他の態様によれば、
複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持した基板保持体を第一熱交換部により支持し被誘導体内の処理室内に搬入する搬入工程と、
誘導加熱部により前記被誘導体を誘導加熱することで加熱し、前記複数枚の基板を処理するとともに、前記第一熱交換部及び該第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられた第二熱交換部が、前記処理室内のガスと熱交換する処理工程と、
前記基板保持体を前記処理室内から搬出する搬出工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１３１】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
該処理室内の基板を加熱する加熱体と、
前記処理室内で複数枚の基板を鉛直方向にそれぞれが間隔を成すように保持する基板保持体と、
前記処理室内で前記基板保持体を支持し前記処理室内のガスと熱交換する第一熱交換部と、
前記処理室内で前記第一熱交換部の水平方向に該第一熱交換部と間隙を成して設けられ前記処理室内のガスと熱交換する第二熱交換部と、を有する基板処理装置が提供される。
【符号の説明】
【０１３２】
１０    基板処理装置
１４    ウエハ（基板）
１５  ウエハホルダ
３０    ボート（基板保持体）
３４    保温筒
３５  第一熱交換部
３６  第二熱交換部
４０    処理炉
４２    反応管
４３  基板領域（ウエハ領域）
４４    処理室
４５  断熱領域
４６    マニホールド
４７  炉口部
４８  被加熱体（被誘導体）
５０    誘導コイル（誘導加熱部）
６０    ガス供給ノズル
６０ａ  ガス供給ノズル
６０ｂ  ノズル熱交換部
６１    ガス供給ノズル
６２    ガス供給ノズル
８５  規制部
９０ａ  ガス排気口
１０２  シールキャップ
１０４  回転機構
１０６  回転軸
１６０  ガス供給部
【図１】
0005405667.tif 000002
【図２】
0005405667.tif 000003
【図３】
0005405667.tif 000004
【図４】
0005405667.tif 000005
【図５】
0005405667.tif 000006
【図６】
0005405667.tif 000007
【図７】
0005405667.tif 000008
【図８】
0005405667.tif 000009
【図９】
0005405667.tif 000010
【図１０】
0005405667.tif 000011
【図１１】
0005405667.tif 000012
【図１２】
0005405667.tif 000013
【図１３】
0005405667.tif 000014
【図１４】
0005405667.tif 000015
【図１５】
0005405667.tif 000016
【図１６】
0005405667.tif 000017
【図１７】
0005405667.tif 000018
【図１８】
0005405667.tif 000019
【図１９】
0005405667.tif 000020
【図２０】
0005405667.tif 000021
【図２１】
0005405667.tif 000022
【図２２】
0005405667.tif 000023