(57)【要約】      （修正有）【課題】被加熱体の劣化を抑制することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び基板の製造方法を提供する。【解決手段】基板処理装置４０は、内部を真空状態に維持可能であってウエハ１４を処理する処理容器４２と、処理容器４２内であって少なくともウエハ１４の載置領域を囲むように設けられる被加熱体６０と、処理容器４２内壁と被加熱体６０との間であって、被加熱体６０を囲むように設けられる断熱体６６と、被加熱体６０内にガスを供給する第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０と、処理容器４２の外側に設けられ、被加熱体６０を誘導加熱する磁気コイル６２と、被加熱体６０内に設けられ、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０から供給されたガスと被加熱体６０との接触を抑制する保護壁９４と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空状態に維持可能であって、内部で基板を処理する処理容器と、
前記反応容器内であって、少なくとも前記基板の載置領域を囲むように設けられる被加熱体と、
前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、前記被加熱体を囲むように設けられる断熱体と、
前記被加熱体内にガスを供給するガス供給部と、
前記反応容器の外側に設けられ、前記被加熱体を加熱する誘導加熱源と、
前記被加熱体内に設けられ、前記ガス供給部から供給されたガスと前記被加熱体との接触を抑制する接触抑制部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、
内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、
を有し、
前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する
半導体装置の製造方法。
【請求項３】
被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、
内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、
を有し、
前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する
基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンカーバイド（SiC）は、パワーデバイス用素子材料として、特に注目されている。一方で、SiCはシリコン（Si）と比較して、結晶基板や半導体装置（デバイス）等の作製が困難である。
【０００３】
SiCエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置には、複数枚の基板を板状のサセプタに平面的に配置して1500 〜 1800 ℃に加熱し、成膜に用いる原料ガスを一箇所から反応室内に供給して、基板上にSiCエピタキャル膜を成長させる構成のものがある。
【０００４】
特許文献１には、サセプタに対向する面への原料ガスに起因する堆積物の付着、及び原料ガス対流が発生することによるSiCエピタキシャル成長の不安定化、これらの課題を解決するために、サセプタの基板を保持する面が下方を向くように配置した真空成膜装置及び薄膜形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９６８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、誘導加熱方式により被誘導体を加熱する場合、この被誘導体が劣化したり変形したりすることで、発熱量が変化してしまい基板の処理に影響が生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、被加熱体の劣化を抑制することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴とするところは、内部を真空状態に維持可能であって、内部で基板を処理する処理容器と、前記反応容器内であって、少なくとも前記基板の載置領域を囲むように設けられる被加熱体と、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、前記被加熱体を囲むように設けられる断熱体と、前記被加熱体内にガスを供給するガス供給部と、前記反応容器の外側に設けられ、前記被加熱体を加熱する誘導加熱源と、前記被加熱体内に設けられ、前記ガス供給部から供給されたガスと前記被加熱体との接触を抑制する接触抑制部と、を有する基板処理装置にある。
【０００９】
本発明の第２の特徴とするところは、被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する半導体装置の製造方法にある。
【００１０】
本発明の第３の特徴とするところは、  被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する基板の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被加熱体の劣化を抑制することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置を示す斜透視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる処理炉を示す側面断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の一実施形態にかかる処理炉の中心付近の上面断面図である。図３（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかる保護壁の結合部分を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる処理炉及びその周辺構造を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態にかか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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１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。
基板処理装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置であり、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、例えばシリコンカーバイド（SiC）からなる基板としてのウエハ１４を収納する基板収容器としてのＦＯＵＰ（（Front Opening Unified Pod）、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。
【００１４】
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１４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。
【００１５】
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。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。
ポッド搬送装置２０は、ポッドステージ１８、ポッド棚２２及びポッドオープナ２４の間でポッド１６を搬送する。
【００１６】
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。
ポッドオープナ２４は、ポッド１６の蓋を開くものであり、基板枚数検知器２６は、蓋が開かれたポッド１６内のウエハ１４の枚数を検知する。
【００１７】
筺体１２内には、基板移載機２８、及び基板支持具としてのボート３８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１４を取り出すことができ、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３８間にて、ウエハ１４を搬送する。
【００１８】
ボート３８は、例えば炭素含有部材として、カーボンやグラファイト、炭化珪素等の耐熱性（1500 〜 1800 ℃）材料で構成され、複数枚のウエハ１４を水平姿勢で、かつ、互いに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。
【００１９】
筺体１２内の背面側上部には、処理炉４０が配置されている。処理炉４０内に、複数枚のウエハ１４を装填したボート３８が搬入され、熱処理が行われる。
【００２０】
次に、基板処理装置１０の処理炉４０について説明する。
図２は、処理炉４０の側面断面図を示す。図３（ａ）は、処理炉４０の中心付近の上面断面図を示し、図３（ｂ）は、保護壁９４の結合部分を示す。
【００２１】
処理炉４０は、反応管４２を備える。反応管４２は、石英（SiO2）又はSiC等の耐熱材料で構成され、上端が閉塞し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、ウエハ１４をボート３８によって水平姿勢で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。
【００２２】
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。マニホールド４６は、反応管４２を支持するように設けられ、これら反応管４２及びマニホールド４６により反応容器が形成される。
【００２３】
マニホールド４６の下部は、シールキャップ４８により気密に閉塞されている。シールキャップ４８は、例えばステンレス等の金属で構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ４８には、ボート支持台５０を介してボート３８が立設される。
【００２４】
ボート支持台５０は、例えば炭素含有部材として、カーボンやグラファイト、炭化珪素等の耐熱性材料で構成される円板形状をした断熱部材である。ボート支持台５０が配置されているため、ボート３８に載置されたウエハ１４を加熱する熱が、処理炉４０の下方側に伝わりにくくなるようになっている。
【００２５】
ボート３８は、ボート支持台５０に支持された状態で反応管４２のほぼ中央部に配置されている。ボート３８には、バッチ処理される複数のウエハ１４が水平姿勢を保持しながら図２において上下方向に多段に積載されている。
【００２６】
ボート３８の下方には、処理の均一性を向上するようにこのボート３８を回転させるボート回転機構５２が設けられている。ボート回転機構５２により、ボート支持台５０に保持されたボート３８を回転させる構成となっている。
【００２７】
反応管４２の内側には、被加熱体６０が配設されている。被加熱体６０は、上方が閉じられた筒状（有天筒状）であり、処理室４４内に搬送されたウエハ１４（ボート３８）を囲むように設けられている。被加熱体６０は、例えば、炭素含有部材としてカーボンやグラファイト等で構成される。
また、反応管４２の外側には、磁性体からなる磁気コイル６２が配設されている。
【００２８】
被加熱体６０は、磁気コイル６２に高周波等を印加することにより発生される磁場によって発熱する構成となっている。磁気コイル６２によって被加熱体６０を発熱させることで、処理室４４内が加熱される構成となっている。
【００２９】
被加熱体６０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温度センサ（非図示）が設けられている。磁気コイル６２及び温度センサには、温度制御部６４（図５参照）が電気的に接続されている。
温度制御部６４は、温度センサにより検出された温度情報に基づき磁気コイル６２への通電具合を調節することで、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。
【００３０】
被加熱体６０と反応管４２との間には、断熱材６６が設けられている。断熱材６６は、例えばフェルト状カーボン等で構成され、被加熱体６０の熱が、反応管４２あるいはこの反応管４２の外側へ伝達するのを抑制する。
【００３１】
磁気コイル６２の外側には、冷却部６７が処理室４４を囲むようにして設けられている。冷却部６７は、例えば水冷構造であり、処理室４４内の熱が処理炉４０の外側に伝達するのを抑制する。
なお、冷却部６７は、熱的に、処理炉４０の外側への熱の伝達を抑制する必要がない程度であれば、設けないようにしてもよい。
【００３２】
冷却部６７の外側には、磁気シール６８が設けられ、この磁気シール６８は、磁気コイル６２により発生された磁場が処理炉４０の外側に漏れるのを防止する。
【００３３】
マニホールド４６には、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０それぞれにガスを供給する第１のガス供給管７２及び第２のガス供給管８２が貫通するようにして設けられている。
第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０は、例えば、筒状に形成されている。
【００３４】
第１のガス供給管７２は、上流で複数股（例えば二股）となるようにガス供給管７２ａ、７２ｂに分かれる。ガス供給管７２ａ、７２ｂには、それぞれに設けられたバルブ７４ａ、７４ｂと、ガス流量制御装置としてのＭＦＣ（mass Flow Controller）７６ａ、７６ｂとを介して、ガス供給源(非図示)が接続されている。
【００３５】
第１のガス供給管７２ａは、第１処理ガスとしてのシリコン源として、例えばテトラクロルシラン（SiCl4）等のシリコン塩化物を導入する。
シリコン源としては、シリコン塩化物の他に、モノシラン（SiH4）等のシリコン水素化物や、トリクロルシラン（SiHCl3）やジクロルシラン（SiH2Cl2）等のシリコン水素塩化物等を用いることができる。
ガス供給管７２ｂには、キャリアガスとして、例えばアルゴン（Ar）を導入する。
【００３６】
このように、ガス供給管７２は、第１のガス供給ノズル７０にSiCl4等とH2との混合ガスを供給し、これを第１のガス供給ノズル７０が処理室４４内に導入する。
【００３７】
第２のガス供給管８２は、上流で複数股（例えば二股）となるようにガス供給管８２ａ、８２ｂに分かれる。ガス供給管８２ａ、８２ｂには、それぞれに設けられたバルブ８４ａ、８４ｂと、ＭＦＣ８６ａ、８６ｂとを介して、ガス供給源（非図示）が接続されている。
【００３８】
ガス供給管８２ａは、第２処理ガスとしての炭素源として、例えばプロパン（C3H8）やエチレン（C2H4）等の水素炭化物を導入する。
ガス供給管８２ｂは、キャリアガスとして、例えばH2を導入する。
【００３９】
このように、ガス供給管８２は、第２のガス供給ノズル８０にC3H8等とH2との混合ガスを供給し、これを第２のガス供給ノズル８０が処理室４４内に導入する。
【００４０】
第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０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できる。これら処理室４４内のウエハ１４を処理（成膜）するためのガスを、以下、反応ガスと総称する場合がある。
【００４１】
バルブ７４ａ、７４ｂ、８４ａ、８４ｂ、及び、ＭＦＣ７６ａ、７６ｂ、８６ａ、８６ｂには、ガス流量制御部９０（図５参照）が電気的に接続されている。ガス流量制御部９０は、供給するガスが所望の流量となるよう、これらのバルブ、ＭＦＣを所望のタイミングにて制御する。
【００４２】
第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０にはそれぞれ、ボート３８に支持されたウエハ１４ごとにガスを供給するための供給孔７８、８８が設けられている。なお、供給孔７８、８８は、ウエハ数枚ごとに設けるようにしてもよい。
【００４３】
処理室４４内のボート３８が搬入される空間にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部（非図示）を設けるようにしてもよい。クリーニングガス供給部から供給されるクリーニングガスは、ボート３８が搬入される空間を清浄する。クリーニングガスとしては、例えば、三フッ化水素（ClF3）、塩化水素（HCl）、H2、フッ素（F2）、三フッ化窒素（NF3）等を用いることができる。
【００４４】
被加熱体６０と、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０との間には、保護壁９４が設けられている。保護壁９４は、被加熱体６０と軸を同じくする有天筒状であり、この被加熱体６０の内面を覆うように設けられている。
【００４５】
保護壁９４は、所定期間ごとに交換できるように構成されている。また、保護壁９４を取り外した状態で第１のガス供給ノズル７０等から所定のガスを導入することで、被加熱体６０に付着した不純物を除去することができる。
【００４６】
保護壁９４の材質としては、処理室４０内に設けられるため耐熱性が高いものが望ましい。
また、保護壁９４として被加熱体６０よりも抵抗の高い材質を用いることで、電磁誘導によるこの保護壁９４自体の発熱を抑制することができる。よって、保護壁９４が劣化・変形したことによる発熱量の変化は、被加熱体６０の発熱量に対し非常に小さいため、基板の処理への影響を小さくすることができる。
また、保護壁９４として、ガス透過性が低く、被加熱体６０よりも密度の高い材料を用いることで、この保護壁９４より外側へのガスの漏洩を抑制することができる。このため、被加熱体６０が、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０から供給されたガスに晒されることが抑制される。
これらの条件をすべて満たすものとして、例えばＳｉＣ等が挙げられる。
【００４７】
保護壁９４は、被加熱体６０が、クリーニングガス供給部から供給されるクリーニングガスに晒されることを抑制し、この被加熱体６０がエッチング等されるのを防止する。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、保護壁９４は、複数の保護部品（例えば、上部分９４ａと下部分９４ｂ）が結合して組み立てられる構成となっている。つまり、保護壁９４は、上部分９４ａと下部分９４ｂとで分割可能に構成されている。
【００４９】
上部分９４ａ及び下部分９４ｂは、いずれか一方の端の一部が突出し、他方の一部がへこんだ形状となっており、これらが結合（印籠結合）することで上部分９４ａ及び下部分９４ｂが接続される構成となっている。このように、結合部分は、ガスが流れる隙間が生じないような形状に構成されている。
なお、保護壁９４は、分割しない一体物で構成してもよい。
【００５０】
反応管４２の基台９６に、断熱材６６、被加熱体６０、及び保護壁９４が立つようにして設けられている。このように、保護壁９４は、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０から供給されるガスの、その供給される空間の一部を形成している。
なお、保護壁９４により、上記ガスの供給される空間の全てを形成するようにしてもよい。
【００５１】
マニホールド４６には、ガス排気管１０２が貫通するようにして設けられている。ガス排気管１０２の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ１０４、及び圧力調整器としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ１０６を介して真空ポンプ等の真空排気装置１０８が接続されている。
【００５２】
圧力センサ１０４及びＡＰＣバルブ１０６には、圧力制御部１１０（図５参照）が電気的に接続されている。圧力制御部１１０は、圧力センサ１０４により検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ１０６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。
【００５３】
次に、処理炉４０周辺の構成について説明する。
図４は、処理炉４０及びその周辺構造の概略図を示す。
処理炉４０の下方に、シールキャップ４８が設けられ、このシールキャップ４８に、ボート回転機構５２が設けられている。
【００５４】
ボート回転機構５２の回転軸１１２は、シールキャップ４８を貫通してボート３８に接続されており、このボート３８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。
【００５５】
シールキャップ４８は、処理炉４０の外側に設けられた昇降機構としての昇降モータ１１４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３８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。
【００５６】
ボート回転機構５２及び昇降モータ１１４には、駆動制御部１１６（図５参照）が電気的に接続されている。駆動制御部１１６は、ボート回転機構５２及び昇降モータ１１４を所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御する。
【００５７】
予備室としてのロードロック室１２０の外面には、下基板１２２が設けられている。下基板１２２には、昇降台１２４と嵌合するガイドシャフト１２６、及びこの昇降台１２４と螺合するボール螺子１２８が設けられている。
ガイドシャフト１２６及びボール螺子１２８の上端には、上基板１３０が設けられている。
【００５８】
ボール螺子１２８は、上基板１３０に設けられた昇降モータ１１４により回転される。ボール螺子１２８が回転することにより昇降台１２４が昇降するように構成されている。
【００５９】
昇降台１２４には中空の昇降シャフト１３２が垂設され、この昇降台１２４と昇降シャフト１３２との連結部は気密となっている。昇降シャフト１３２は、昇降台１２４とともに昇降するようになっている。昇降シャフト１３２は、ロードロック室１２０の天板１３４を遊貫する。昇降シャフト１３２が貫通する天板１３４の貫通穴は、この昇降シャフト１３２に対して接触することがないよう充分な余裕がある。
【００６０】
ロードロック室１２０と昇降台１２４との間には、昇降シャフト１３２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１３６が、ロードロック室１２０を気密に保つために設けられている。ベローズ１３６は、昇降台１２４の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、このベローズ１３６の内径は昇降シャフト１３２の外形に比べ充分に大きく、ベローズ１３６の伸縮により接触することがないように構成されている。
【００６１】
昇降シャフト１３２の下端には、昇降基板１４０が水平に固着される。昇降基板１４０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１４２が気密に取付けられる。昇降基板１４０と駆動部カバー１４２とで駆動部収納ケース１４４が構成されている。この構成により、駆動部収納ケース１４４内部は、ロードロック室１２０内の雰囲気と隔離される。
【００６２】
駆動部収納ケース１４４の内部に、ボート３８の回転機構５２が設けられ、この回転機構５２の周辺は、冷却機構１４６により、冷却される。
【００６３】
電力供給ケーブル１４８は、昇降シャフト１３２の上端からこの昇降シャフト１３２の中空部を通り回転機構５２に導かれて接続されている。
冷却機構１４６及びシールキャップ４８には、冷却流路１５０が形成されている。冷却水配管１５２は、昇降シャフト１３２の上端からこの昇降シャフト１３２の中空部を通り、冷却流路１５０に導かれて接続されている。
【００６４】
昇降モータ１１４が駆動されボール螺子１２８が回転することで、昇降台１２４及び昇降シャフト１３２を介して駆動部収納ケース１４４が昇降される。
【００６５】
駆動部収納ケース１４４が上昇することにより、昇降基板１４０に気密に設けられているシールキャップ４８が処理炉４０の開口部である炉口１５４を閉塞し、ウエハ処理が可能な状態となる。駆動部収納ケース１４４が下降することにより、シールキャップ４８とともにボート３８が降下され、ウエハ１４を外部に搬出できる状態となる。
【００６６】
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６４、ガス流量制御部９０、圧力制御部１１０、駆動制御部１１６は、基板処理装置１０全体を制御する主制御部１６０に電気的に接続されている。これら温度制御部６４、ガス流量制御部９０、圧力制御部１１０、駆動制御部１１６及び主制御部１６０は、コントローラ１６２として構成されている。
【００６７】
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膜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１６２により制御される。
【００６８】
複数枚のウエハ１４を収容したポッド１６がポッドステージ１８にセットされると、ポッド搬送装置２０により、このポッド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。
【００６９】
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３８に移載する。
【００７０】
複数枚のウエハ１４がボート３８に装填されると、複数枚のウエハ１４を保持したボート３８は、昇降モータ１１４による昇降台１２４及び昇降シャフト１３２の昇降動作により処理室４４内に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ４８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。
【００７１】
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１０８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１０４で測定され、この測定された圧力に基づきガス排気管１０２に対応するＡＰＣバルブ１０６がフィードバック制御される。
この際、不活性ガス供給源（非図示）から例えばアルゴン（Ar）等の不活性ガスを処理室４４内に導入しながら圧力調整を行うようにしてもよい。
【００７２】
また、処理室４４内が所望の温度（例えば、1500 〜 1800 ℃）となるように磁気コイル６２に高周波電力（例えば10 〜 1000 kHz、10 〜 200 kW）を印加し被加熱体６０を加熱する。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、磁気コイル６２への通電具合がフィードバック制御される。
【００７３】
そして、回転機構５２により、ボート３８が回転されることでウエハ１４が回転される。
【００７４】
続いて、ガス供給源から、第１のガス供給ノズル７０にSiCl4、第２のガス供給ノズル８０にC3H8が供給される。所望の流量となるように、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０に対応するＭＦＣ７６ａ、７６ｂ、８６ａ、８６ｂの開度が調節された後、バルブ７４ａ、７４ｂ、８４ａ、８４ｂが開かれ、それぞれの反応ガスがガス供給管７２ａ、７２ｂ、８２ａ、８２ｂを流通して、供給孔７８、８８から、処理室４４内に導入される。
【００７５】
第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０から導入された反応ガスは、処理室４４内の被加熱体６０の内側を通り、ガス排気管１０２から排気される。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、このウエハ１４の表面上にSiC膜が堆積（デポジション）される。
【００７６】
ウエハ１４への処理が終了すると、処理室４４内へ不活性ガス供給源（非図示）から不活性ガスが供給され、この処理室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。
【００７７】
その後、昇降モータ１１４により、シールキャップ４８が下降され、マニホールド４６の下端が開口される。処理済ウエハ１が保持された状態のボート３８をマニホールド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）し、このボート３８に支持された全てのウエハ１４が冷えるまで、ボート３８を所定位置で待機させる。
【００７８】
ボート３８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、このボート３８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、又はポッドステージ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。
【００７９】
なお、本発明は上記実施形態に限られず、第１のガス供給ノズル７０及び第２のガス供給ノズル８０の数や配置、あるいはその組み合わせは、目的に応じて適宜変更することができる。
また、所定期間ごとに交換ができるように保護壁９４を被加熱体６０とは別の部材として構成した。しかし、被加熱体６０自体そのものを交換するのであれば、別の部材として構成しなくとも良い。
【００８０】
［本発明の好ましい態様］
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００８１】
本発明の一態様によれば、内部を真空状態に維持可能であって、内部で基板を処理する処理容器と、前記反応容器内であって、少なくとも前記基板の載置領域を囲むように設けられる被加熱体と、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、前記被加熱体を囲むように設けられる断熱体と、前記被加熱体内にガスを供給する供給部と、前記反応容器の外側に設けられ、前記被加熱体を加熱する誘導加熱源と、前記被加熱体内に設けられ、前記ガス供給部から供給されたガスと前記被加熱体との接触を抑制する接触抑制部と、を有する基板処理装置が提供される。
【００８２】
好適には、前記接触抑制部は、前記被加熱体よりも誘導加熱されにくい部材で形成されている。
【００８３】
好適には、前記接触抑制部は、炭化珪素（SiC）で形成されている。
【００８４】
好適には、前記接触抑制部は、前記被加熱体の内側の面を覆うように設けられている。
【００８５】
好適には、前記誘導加熱源は、磁性体で構成され、該誘導加熱源により前記被加熱体を電磁誘導により加熱する。
【００８６】
好適には、前記ガス供給部が供給するガスは、シリコン含有ガス又は炭素含有ガスの少なくともいずれか一方を含む。
【００８７】
好適には、前記ガス供給部が供給するガスは、三フッ化水素（ClF3）、塩化水素（HCl）、H2、フッ素（F2）三フッ化窒素（NF3）の少なくともいずれか１つを含む。
【００８８】
好適には、前記被加熱体及び前記接触抑制部は、少なくとも上方が閉じられた筒状に形成されており、前記接触抑制部は、前記被加熱体と軸を同じくする。
【００８９】
好適には、前記接触抑制部は、少なくとも２以上の保護部品から構成され、前記保護部品は印籠結合により継ぎ合っている。
【００９０】
本発明の他の態様によれば、被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する半導体装置の製造方法が提供される。
【００９１】
本発明の他の態様によれば、被加熱体で囲われた基板の載置領域に基板を搬入する工程と、内部を真空状態に維持可能な反応容器の外側に設けられた誘導加熱源が、前記反応容器内にある前記被加熱体を加熱し、前記被加熱体内にガスを供給し、前記器案を処理する工程と、を有し、前記基板を処理する工程では、前記反応容器内壁と前記被加熱体との間であって、該被加熱体を囲むように設けられた断熱体で、前記被加熱体からの熱が前記反応容器へ伝わるのを抑制しつつ、前記被加熱体内に設けられた接触抑制部により前記ガスと前記被加熱体との接触を抑制する基板の製造方法が提供される。
【００９２】
上記本発明の好ましい態様によれば、以下に記載のうち少なくとも１つ以上の作用効果を奏する。
【００９３】
断熱体により、被加熱体の熱が処理容器へ伝わるのを抑制しつつ、接触抑制部により、被加熱体とガスとの接触を抑制することができる。
被加熱体の劣化や変形を抑制することができるので、１回の基板処理に対する加熱具合のバラツキの発生を抑制することができるとともに、被加熱体の経時変化に伴う複数回の基板処理に対する加熱グ剤のバラツキを抑制することができる。
【００９４】
接触抑制部は、被加熱体よりも誘導加熱されにくい部材で形成されているので、接触抑制部が劣化したとしても基板への加熱具合のばらつきを抑制することができる。
【００９５】
接触抑制部は、炭化珪素で形成されているので熱変形しにくく、加熱に伴う不純物の放出を抑制することができ、基板に対する不純物付着等の悪影響を抑制することができる。
【００９６】
接触抑制部は、被加熱体の内側の面を覆うように設けられているので、被加熱体の内側の面全域においてガスとの接触を抑制することができる。
【００９７】
誘導加熱源が磁性体で構成されているので、本構成を有さない場合と比較して、被加熱体を効率よく加熱することができる。
【００９８】
被加熱体が、劣化や変形するのを抑制することができる。
【００９９】
被加熱体が、エッチングされるのを防止することができる。
【０１００】
被加熱体及び接触抑制部は、少なくとも上方が閉じられた筒状に形成されており、接触抑制部は、被加熱体と軸を同じくするので、接触抑制部の外側へのガスの漏出及び被加熱体の内壁への不純物の付着を抑制でき、さらに、被加熱体の外側へのガスの漏出及び処理容器の内壁への不純物の付着を抑制することができる。
【０１０１】
接触抑制部は、少なくとも２以上の保護部品から構成されているので、本構成を有さない場合と比較して、容易に製作することができる。
また、保護部品は、印籠結合により継ぎ合っているので、結合箇所からの接触抑制部の外側へのガスの漏出及び被加熱体の内壁への不純物の付着を抑制できる。
【０１０２】
断熱体により、被加熱体の熱が処理容器に伝わるのを抑制しつつ、接触抑制部により、被加熱体とガスとの接触を抑制することができるので、所望の半導体装置の製造が実現可能となる。
被加熱体の劣化や変形を抑制することができるので、１回の基板処理に対する加熱具合のバラツキの発生を抑制することができるとともに、被加熱体の経時変化に伴う複数回の基板処理に対する加熱グ剤のばらつきを抑制することができるので、所望の半導体装置の製造が実現可能となる。
【０１０３】
断熱体により、被加熱体の熱が処理容器に伝わるのを抑制しつつ、接触抑制部により、被加熱体とガスとの接触を抑制することができるので、所望の基板の製造が実現可能となる。
被加熱体の劣化や変形を抑制することができるので、１回の基板処理に対する加熱具合のバラツキの発生を抑制することができるとともに、被加熱体の経時変化に伴う複数回の基板処理に対する加熱グ剤のばらつきを抑制することができるので、所望の基板の製造が実現可能となる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０    基板処理装置
１４    ウエハ
１６    ポッド
１８    ポッドステージ
２８    基板移載機
３８    ボート
４０    処理炉
４２    反応管
４４    処理室
４６    マニホールド
５２    ボート回転機構
６０    被加熱体
６２    磁気コイル
６４    温度制御部
６６    断熱材
６７    冷却部
６８    磁気シール
７０    第１のガス供給ノズル
７２    第１のガス供給管
８０    第２のガス供給ノズル
８２    第２のガス供給管
９０    ガス流量制御部
９４    保護壁
９６    基台
１０２    ガス排気管
１０４    圧力センサ
１０８    真空排気装置
１１０    圧力制御部
１６０    主制御部
１６２    コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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