(57)【要約】      （修正有）【課題】一度に処理できる基板の枚数を増加させたコールドウォール型の基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】処理炉２０２内に複数のウエハ２００を積載したボート２１７を配置し、該ボート２１７の外周側に、リング状に形成されたリング状プレート３１１をリングボート３１２により支持して、前記ウエハ２００の積載方向に複数並べて配置する。前記リング状プレート３１１を誘導加熱装置２０６で誘導加熱し、その輻射熱により前記ウエハ２００を外周縁全体から加熱する。前記リング状プレート３１１の外周側にガス供給ノズル２３２を配置し、該ガス供給ノズル２３２のガス供給口２３２ａから吐出されたガスを、隣り合う複数の前記リング状プレート３１１の間の隙間部分を通して前記ウエハ２００に供給する。【選択図】図４
2012069831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で基板を処理する反応容器と、
複数枚の前記基板を前記反応容器の延在方向に積載する基板保持体と、
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に並べて複数設けられ、前記基板を加熱するリング状の被誘導体と、
前記複数の被誘導体の外周側から前記反応容器内にガスを供給するガス供給体と、
前記複数の被誘導体を誘導加熱する誘導加熱装置と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記複数の被誘導体のリング内側開口内径が前記基板の外径よりも大きく形成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記複数の被誘導体は、それぞれ前記基板保持体に積載された複数の前記基板の径方向外側に該基板の外周縁に対向して配置されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記複数の被誘導体は、それぞれの上面の少なくとも一部がそれぞれに対向する前記基板の上面よりも高い位置となるように配置されている請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
複数枚の基板を積載した基板保持体を反応容器に搬送する工程と、
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に並べて複数設けられて前記基板を加熱するリング状の被誘導体を誘導加熱装置により誘導加熱するとともに前記複数の被誘導体の外周側から前記反応容器内にガスを供給して前記基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する製造工程においては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等による基板（ウエハ）の成膜処理が行われる。このような成膜処理には、従来から、バッチ式の基板処理装置が用いられている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
バッチ式の基板処理装置としてはコールドウォール型の処理装置がある。コールドウォール型の処理装置では、複数の基板はそれぞれサセプタに搭載され、サセプタとともにボートに多段に積載される。基板が多段に装填されたボートは反応容器内に搬送され、反応容器の外側に配置されたＲＦ（Radio Frequency）コイルによりサセプタが誘導加熱されて基板が所望の処理温度にまで加熱される。基板が処理温度にまで加熱されると反応容器内に反応ガスが供給され、基板が成膜処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４１２０５号公報
【特許文献２】特開２００７−０４８７７１号公報
【特許文献３】特開２００５−２２８９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、サセプタを用いたコールドウォール型の基板処理装置では、基板をサセプタに搭載した状態で基板保持体であるボートに多段に積載するようにしているので、サセプタを用いずに反応容器自体を抵抗加熱ヒータで加熱するようにしたホットウォール型の基板処理装置に比べて、サセプタの厚みの分だけボートに積載される基板のピッチ、つまりボートピッチが大きくなる。そのため、コールドウォール型の基板処理装置では、一度に処理できる基板の枚数が、同等の大きさの反応容器を備えるホットウォール型の基板処理装置に比べて少なくなる。
【０００６】
本発明の目的は、一度に処理できる基板の枚数を増加させたコールドウォール型の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。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
すなわち、本発明に係る基板処理装置は、内部で基板を処理する反応容器と、複数枚の前記基板を前記反応容器の延在方向に積載する基板保持体と、前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に並べて複数設けられ、前記基板を加熱するリング状の被誘導体と、前記複数の被誘導体の外周側から前記反応容器内にガスを供給するガス供給体と、前記複数の被誘導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である。
【００１０】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、複数枚の基板を積載した基板保持体を反応容器に搬送する工程と、前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に並べて複数設けられて前記基板を加熱するリング状の被誘導体を誘導加熱装置により誘導加熱するとともに前記複数の被誘導体の外周側から前記反応容器内にガスを供給して前記基板を処理する工程と、を有する半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【００１２】
すなわち、本発明では、コールドウォール型の構成でありながら基板保持体に積載される複数の基板のボートピッチをホットウォール型の場合と同等に小さくして、一度に処理できる基板の枚数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態である基板処理装置の概要を示す斜視図である。
【図２】ウエハをボートに装填した状態を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１に示す基板処理装置の処理炉内と処理炉周辺の概略を示す断面図である。
【図５】図４の処理炉の内部構造を示す横断面図である。
【図６】図５に示すリング状プレートの詳細を示す斜視図である。
【図７】（ａ）はリング状プレートを支持したリングボートの正面図であり、（ｂ）は同斜視図である。
【図８】リングボートの支柱を分割構造とした変形例を示す断面図である。
【図９】図８における支柱の分割部分を拡大して示す図である。
【図１０】ウエハとガス供給体に対するリング状プレートの配置を示す断面図である。
【図１１】ウエハとリング状プレートとの位置関係を示す断面図である。
【図１２】（ａ）はサセプタ方式で加熱されたウエハの温度分布を比較例として示す図であり、（ｂ）は本発明の基板処理装置により加熱されたウエハの温度分布を示す図である。
【図１３】リングボートの支持構造を示す断面図であってシールキャップがオン前の状態を示す断面図である。
【図１４】リングボートを反応容器内に固定するようにした変形例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態であってウエハの上下に温度分布調整用板材を配置した場合を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す第２の実施の形態においてウエハのピッチをリング状プレートのピッチに一致させた変形例を示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態であってボートに積載された最上段のウエハの上側と最下段のウエハの下側とにサイドダミーサセプタを配置した場合を示す断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態であってリング状プレートを積み上げ式とした場合を示す分解斜視図である。
【図１９】図１８に示す第４の実施の形態におけるウエハとガス供給体に対するリング状プレートの配置を示す断面図である。
【図２０】図１８に示す第４の実施の形態において供給側案内溝と排気側案内溝とをリング状プレートの下面に設けた変形例を示す分解斜視図である。
【図２１】図１８に示す第４の実施の形態において複数段のリング状プレートを一体に形成した変形例を示す分解斜視図である。
【図２２】図１８に示す第４の実施の形態において複数段のウエハに対応した厚みに形成されたリング状プレートに複数段のウエハに対応したガス供給孔、ガス排気孔をスリット形態で設けた変形例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施の形態においては、便宜上、複数の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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、図面を解り易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。
【００１９】
［第１の実施の形態］
本発明を実施するための形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ、太陽電池等）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、基板にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、化学気相成長、化学気相蒸着）法による成膜処理を行う縦型の基板処理装置であって、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。
【００２０】
なお、ＣＶＤ法による成膜処理を行う基板処理装置に限らず、エピタキシャル成長法による成膜処理や酸化処理、拡散処理等を行なう基板処理装置に本発明の技術的思想を適用してもよい。
【００２１】
＜基板処理装置の構成＞
まず、第１の実施の形態における基板処理装置１０１について、図面を参照しながら説明する。以下、基板処理装置１０１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が搬入搬出される側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。
【００２２】
図１に示すように、基板処理装置１０１は、ウエハキャリアとしてのカセット１１０を備え、カセット１１０にはシリコン等からなる基板としてのウエハ２００が複数枚収納されている。基板処理装置１０１の筐体１１１は略直方体形状に形成され、その正面壁１１１ａの下方には、基板処理装置１０１をメンテナンスするための開口部として正面メンテナンス口１０３が開設されている。正面メンテナンス口１０３は筐体１１１の正面壁１１１ａに設けられた正面メンテナンス扉１０４により開閉可能となっている。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により開閉可能となっている。
【００２３】
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は工程内搬送装置（図示せず）により筐体１１１内のカセットステージ１１４上に搬入され、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では、カセット１１０は、工程内搬送装置により、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、かつ、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
【００２４】
筐体１１１内の前後方向の略中央下部にはカセット棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されている。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を保管できるようになっており、カセット１１０内のウエハ２００が出し入れ可能に配置されている。カセット棚１０５はスライドステージ（水平移動機構）１０６上に横方向に移動可能に設置されている。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、カセット１１０はバッファ棚１０７にも保管されるようになっている。
【００２５】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間にはカセット搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されている。カセット搬送装置１１８はカセット１１０を保持した状態で昇降可能なカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと、カセット搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとを備えており、カセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂ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の間でカセット１１０を搬送できるようになっている。
【００２６】
カセット棚１０５の後方にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されている。ウエハ移載機構１２５はウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとを備えている。図１に模式的に示すように、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは筐体１１１の前方に向かう右側部分に設置されている。これらウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａに設けたツイーザ（基板保持具）１２５ｃがウエハ２００を基板保持体としてのボート２１７に装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するようになっている。
【００２７】
図２、図３に示すように、ボート２１７は、３本の支柱２１７ａを備えている。各支柱２１７ａの軸方向一端側と他端側には、各支柱２１７ａを所定間隔で保持する天板２１７ｂと底板２１７ｃ（図４参照）が設けられている。また、各支柱２１７ａにはウエハ２００側つまりボート２１７の中心軸側に向けて突出する保持部２１７ｄが設けられ、各保持部２１７ｄに保持されてウエハ２００がボート２１７に搭載されるようになっている。保持部２１７ｄは各支柱２１７ａに軸方向に沿って等間隔で複数設けられており、例えば５０枚〜１００枚程度のウエハ２００が軸方向に所定の間隔を空けて整列した状態でボート２１７に積載される。つまり、多数のウエハ２００が互いに所定の間隔を空けてボート２１７に多段に積載される。
【００２８】
ボート２１７を形成する各支柱２１７ａ、天板２１７ｂ、底板２１７ｃおよび各保持部２１７ｄは、それぞれ耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材により形成されている。なお、図示する場合では、ボート２１７には３本の支柱２１７ａが設けられるが、ウエハ２００をボート２１７の横方向からセット可能であれば、４本以上の支柱２１７ａを設けるようにしてもよい。
【００２９】
図１に示すように、バッファ棚１０７の後方には供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４が設けられ、このクリーンユニット１３４により筐体１１１の内部にクリーンエアが流通されるようなっている。また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側とは反対側、つまり筐体１１１の前方に向かう左側部分にはツイーザ１２５ｃによりピックアップされたウエハ２００に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。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、ウエハ移載装置１２５ａ（ウェハ２００）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。
【００３０】
ウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａの後方には大気圧未満の圧力（以下、負圧という）を維持可能な気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の内部には、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。
【００３１】
耐圧筐体１４０の正面壁１４０ａにはウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１４２が開設されており、ウエハ搬入搬出口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。
【００３２】
ロードロック室１４１の上方には、内部でウエハ２００を処理する反応容器としての処理炉（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。
【００３３】
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に連結されたアーム（図示せず）にはシールキャップ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。
【００３４】
＜基板処理装置の動作＞
基板処理装置１０１は、概ね上述のように構成され、以下、基板処理装置１０１の動作、特にウエハ２００の処理炉２０２への搬入搬出動作について説明する。なお、以下の説明においては、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。
【００３５】
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から筐体１１１内に搬入され、カセットステージ１１４上に載置される。このとき、ウエハ２００は垂直姿勢とされ、カセット１１０のウエハ出し入れ口は上方に向けられている。
【００３６】
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、次いで、カセット１１０内のウエハ２００が水平姿勢となり、かつ、カセット１１０のウエハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に向けて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によりカセット棚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。
【００３７】
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をウエハ移載装置１２５ａに対峙するように位置決めする。ウエハ２００は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによりカセット１１０からウエハ出し入れ口を通じてピックアップされる。
【００３８】
予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室１４１のウエハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３の動作により開放されると、ツイーザ１２５ｃによりピックアップされたウエハ２００がウエハ移載装置１２５ａの動作によってウエハ搬入搬出口１４２を通じてロードロック室１４１内に搬入され、ボート２１７に装填される。ウエハ２００をボート２１７に装填したウエハ移載装置１２５ａはカセット１１０へ戻り、ツイーザ１２５ｃにより次のウエハ２００をピックアップする。そして、ウエハ移載装置１２５ａは、当該動作を繰り返すことで次々とウエハ２００をボート２１７に装填していく。これにより、各ウエハ２００がボート２１７に多段に積載される。
【００３９】
次に、予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、ウエハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３によって閉じられるとともに処理炉２０２の下端部が炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、ウエハ２００が装填されたボート２１７とシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５の動作により上昇し、ボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されるとともに、シールキャップ２１９により処理炉２０２の下端部が閉塞される。なお、ボート２１７が処理炉２０２に収容された状態では、各ウエハ２００の積載方向は処理炉２０２の延在方向と一致する。
【００４０】
ボート２１７が処理炉２０２にローディングされると、処理炉２０２内において各ウエハ２００に任意の処理が実施される。各ウエハ２００の処理が終了すると、ボートエレベータ１１５が下方に向けて作動し、シールキャップ２１９により閉じられていた処理炉２０２の下端部が開放されるとともに、ボート２１７が処理炉２０２から引き出される。その後は、概ね上述した動作と逆の動作を辿って、処理済みのウエハ２００とカセット１１０が筐体１１１の外部に取り出される。
【００４１】
＜処理炉の構成＞
次に、基板処理装置１０１を形成する処理炉２０２について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図４に示すように、処理炉２０２は、その外周側を誘導加熱装置２０６により覆われている。誘導加熱装置２０６はＲＦ（Radio Frequency）コイル２０６ａ、壁体（コイルボート）２０６ｂおよび冷却壁２０６ｃを備えている。ＲＦコイル２０６ａは高周波電源（図示せず）に接続され、この高周波電源からの高周波電流が印加可能に構成されている。
【００４３】
壁体２０６ｂはステンレス材等の金属から略円筒形状に形成され、その内壁側（内周面）にＲＦコイル２０６ａが設置されている。ＲＦコイル２０６ａは壁体２０６ｂの内壁に支持されたコイル支持部（図示せず）により壁体２０６ｂに支持されている。コイル支持部により、ＲＦコイル２０６ａと壁体２０６ｂとの間には、壁体２０６ｂの半径方向に所定の隙間（図示せず）が設けられている。
【００４４】
冷却壁２０６ｃは、壁体２０６ｂの外壁側に該壁体２０６ｂと同心円状に設けられている。冷却壁２０６ｃ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２０６ｃの略全域に冷却媒体流路（図示せず）が形成されている。冷却壁２０６ｃには、冷却媒体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（何れも図示せず）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冷却媒体を排出することにより、冷却壁２０６ｃが冷却され、熱伝導により壁体２０６ｂおよび壁体２０６ｂの内部が冷却される。
【００４５】
壁体２０６ｂの上端には、その中央に開口部２０６ｄが形成されている。開口部２０６ｄの下流側には、ダクト（図示せず）が接続されており、ダクトの下流側には冷却装置としてのラジエータ２０７と、排気装置としてのブロア２０８とが接続されている。
【００４６】
ＲＦコイル２０６ａの内側には、誘導加熱装置２０６と同心円状に処理炉２０２を形成するアウターチューブ（反応管）２０５が設けられている。アウターチューブ２０５は、耐熱材料としての石英（ＳｉＯ２）材で形成されており、上端が閉塞し下端が開口した有底円筒形状を成している。
【００４７】
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が設けられている。マニホールド２０９は、例えば、石英（ＳｉＯ２）材若しくはステンレス材等からなり、上端および下端が開口した円筒形状をなしている。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、アウターチューブ２０５とマニホールド２０９の間にはシール部材としてのＯリング３０９が設けられ、アウターチューブ２０５とマニホールド２０９との間は気密に保持されている。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とにより処理炉２０２が形成されている。
【００４８】
なお、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、個別にマニホールド２０９を設けないようにすることもできる。
【００４９】
アウターチューブ２０５内の処理室２０１には、複数のウエハ２００を積載したボート２１７が収納される。このとき、アウターチューブ２０５の中心軸およびボート２１７の中心軸は一致した状態となっている。
【００５０】
アウターチューブ２０５の内部には、処理室２０１内に各ウエハ２００の側方からガス（反応ガス）を供給するために、ガス供給体としての２つのガス供給ノズル２３２が設けられている。ガス供給ノズル２３２は耐熱材料である石英（ＳｉＯ２）材によりパイプ状に形成され、それぞれアウターチューブ２０５の軸方向、つまり処理炉２０２内におけるウエハ２００の積載方向に沿って延在するとともにアウターチューブ２０５の内壁に沿ってボート２１７の外周側に配置されている。また、各ガス供給ノズル２３２は互いに平行であるとともに、図５に示すように、互いに周方向に３０度程度ずれて配置されている。それぞれのガス供給ノズル２３２の先端は処理室２０１に収容されたボート２１７の上端部に臨んでおり、一方、基端はマニホールド２０９の内壁にそれぞれ溶接等により接続されている。マニホールド２０９の外壁側にはガス供給管２３３が接続され、ガス供給ノズル２３２の基端はこのガス供給管２３３に連通している。
【００５１】
ガス供給ノズル２３２の先端は閉塞されており、ガス供給ノズル２３２の側壁には、その軸方向にボート２１７に積載される各ウエハ２００と同一のピッチで等間隔に並べて複数のガス供給口２３２ａが設けられている。各ガス供給口２３２ａは、図５に破線矢印で示すように、処理室２０１の中心部つまり径方向内側に向けて開口しており、処理室２０１に配置された各ウエハ２００の間に向けて該ウエハ２００の外周側から処理炉２０２内にガスを供給するようになっている。
【００５２】
図１０に示すように、各ガス供給口２３２ａは、ボート２１７に積載された各ウエハ２００の間つまり隣り合うウエハ２００の間の隙間部分に対向しており、これにより各ウエハ２００の表面にガスが効率良く流通するようになっている。つまり、ガス供給ノズル２３２には、隣り合うウエハ２００の間の隙間部分に対応した数の複数のガス供給口２３２ａが当該隙間部分と同一のピッチで設けられている。
【００５３】
なお、ガス供給口２３２ａとしては、ウエハ２００の隙間部分に対向する複数を設けるに限らず、ウエハ２００にその外周側から効率よくガスを供給することができれば、ガス供給ノズル２３２の任意の位置に任意の数のガス供給口２３２ａを設けるようにしてもよい。また、ガス供給ノズル２３２も２つ設けるに限らず、任意の数のガス供給ノズル２３２を設けることができる。
【００５４】
図４に示すように、マニホールド２０９には、処理室２０１内のガスを処理炉２０２の外部に排気するためのガス排気口２３１が形成されている。このガス排気口２３１は、マニホールド２０９のウエハ２００の中心を挟んでガス供給ノズル２３２とは反対側の部分であってボート２１７の外周側に設けられている。マニホールド２０９の外壁には溶接等により耐熱材料である石英（ＳｉＯ２）材で形成されたガス排気管２３４が接続され、ガス排気口２３１はこのガス排気管２３４に連通している。
【００５５】
なお、ガス排気管２３４はマニホールド２０９の外壁側に接続しなくとも、アウターチューブ２０５の外壁側に接続するようにしてもよい。また、ガス供給ノズル２３２およびガス供給管２３３においても、マニホールド２０９の内壁側および外壁側にそれぞれ接続しなくとも、アウターチューブ２０５の内壁側および外壁側にそれぞれ接続するようにしてもよい。
【００５６】
ガス供給管２３３は、上流側で３つに分岐しており、各バルブ１７７，１７８，１７９およびガス流量制御装置としての各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および第３のガス供給源１８２にそれぞれ接続されている。各ＭＦＣ１８３，１８４，１８５および各バルブ１７７，１７８，１７９にはコントローラ２４０のガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、当該ガス流量制御部２３５によって処理室２０１に供給され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２３３は上流側でさらに分岐され、バルブ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（何れも図示せず）に接続されている。
【００５７】
ガス排気管２３４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にはコントローラ２４０の圧力制御部２３６が電気的に接続されている。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制御する。
【００５８】
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材料により略円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面とマニホールド２０９の下端との間には、シール部材としてのＯリング３０１が設けられている。シールキャップ２１９には、回転機構２５４の回転軸２５５が貫通しており、回転軸２５５の先端（図中上側端）はボート２１７の底板２１７ｃに固定されている。これにより、回転機構２５４によりボート２１７を回転駆動して、各ウエハ２００を処理室２０１内で回転させることができる。
【００５９】
シールキャップ２１９は、処理炉２０２の外部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。
【００６０】
回転機構２５４および昇降モータ２４８には、コントローラ２４０の駆動制御部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。
【００６１】
ボート２１７の下部には、例えば、耐熱性材料としての石英（ＳｉＯ２）材により略円筒形状に形成された断熱筒２１６が配置され、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回転機構２５４側に伝わり難くなるように構成されている。なお、断熱筒２１６は、ボート２１７と別体として設けずに、ボート２１７の下部に一体に設けてもよい。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。
【００６２】
アウターチューブ２０５（処理室２０１）の内部には、複数のウエハ２００を加熱するために、被誘導体としてのリング状プレート３１１が複数設けられている。
【００６３】
図６に示すように、リング状プレート３１１は、軸心に開口を備えた円板状、つまり円形のリング状に形成されている。リング状プレート３１１のリング内側開口内径つまりその内周面における内径はウエハ２００の外径よりも大きくなっており、また、その厚みはウエハ２００よりも若干厚くなっている。リング状プレート３１１の材質としては、炭化ケイ素（ＳiＣ）で表面が被覆されたカーボンやグラファイト等の導電性材料が用いられる。これにより、リング状プレート３１１は、誘導加熱装置２０６により誘導加熱され、その輻射熱でウエハ２００を加熱することができる。
【００６４】
リング状プレート３１１はボート２１７に装填されるウエハ２００と同数設けられ、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、専用のリングボート３１２にウエハ２００と同等のピッチでウエハ２００の積載方向に並べて積層支持されている。また、リング状プレート３１１はリングボート３１２とともにアウターチューブ２０５（処理室２０１）の内部であってウエハ２００を積載したボート２１７の外周側にウエハ２００と同心状に配置されている。
【００６５】
このように、処理炉２０２内のボート２１７の外周側に配置した複数のリング状プレート３１１を誘導加熱装置２０６で誘導加熱して各ウエハ２００を加熱する構成としたので、基板処理装置１０１をコールドウォール方式としつつ、ボート２１７に積載されるウエハ２００のピッチ（ボートピッチ）をホットウォール型と同等に小さくすることができる。これにより、ボート２１７に積載して処理炉２０２内に収納できるウエハ２００の枚数、つまり一度に処理できるウエハ２００の枚数を増加させて、この基板処理装置１０１の生産性（スループット）を向上させることができる。
【００６６】
図７に示すように、リングボート３１２は３本の支柱３１２ａをリング状の天板３１２ｂと底板３１２ｃとにねじ固定した構造となっている。各支柱３１２ａには径方向内側に向けて開口するとともに軸方向に等間隔に並ぶ複数の保持溝３１２ｄが設けられ、各リング状プレート３１１は外周部において保持溝３１２ｄに係合・保持されることにより、処理炉２０２の延在方向に向けて等間隔に並んでリングボート３１２に支持されている。リングボート３１２へのリング状プレート３１１の取り付け作業は、いずれか一本の支柱３１２ａを取り外した状態で行われる。
【００６７】
なお、リングボート３１２としては、例示した組み立て式のものに限らず、各支柱３１２ａ、天板３１２ｂおよび底板３１２ｃが一体に形成された構成のものでもよい。また、リングボート３１２は、組み立て式とした場合であっても、全ての支柱３１２ａを取り外せる構造に限らず、いずれか１本の支柱３１２ａのみを取り外し可能とし、他の支柱３１２ａを天板３１２ｂ、底板３１２ｃと一体に形成する構成としてもよい。
【００６８】
リングボート３１２は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）材や石英（ＳｉＯ２）材で形成されるのが好ましいが、支柱３１２ａのＲＦコイル２０６ａの領域外にある部分についてはＲＦコイル２０６ａに誘導加熱されにくいので、炭化ケイ素（ＳiＣ）で表面が被覆されたカーボンやグラファイト等を用いて形成するようにしてもよい。
【００６９】
また、熱を考慮した構成として、図８に変形例として示すように、リングボート３１２の支柱３１２ａを軸方向に２つに分割できる分割構造に構成し、分割されたそれぞれの支柱片３１２ａ１，３１２ａ２を別々の材質で形成するようにしてもよい。この場合、分割された支柱片３１２ａ１，３１２ａ２のうち、リング状プレート３１１に近い側の支柱片３１２ａ１は、リング状プレート３１１が１１００℃〜１２００℃程度の高温となるので、その熱に対する耐性を考慮して、炭化ケイ素（ＳｉＣ）材や炭化ケイ素（ＳiＣ）で表面が被覆されたカーボンにより形成されるのが好ましい。一方、分割された支柱片３１２ａ１，３１２ａ２のうち、下部に位置する支柱片３１２ａ２は、高温領域とはならないため、石英（ＳｉＯ２）材や炭化ケイ素（ＳiＣ）で表面が被覆された石英材やカーボンにより形成するようにしてもよい。分割された各支柱片３１２ａ１，３１２ａ２を連結する構造としては、例えば図９に示すように、下側の支柱片３１２ａ２の先端部に形成された凸部を上側の支柱片３１２ａ１の下端部に形成された凹部に係合させる凹凸構造が用いられるが、他の構造により分割・連結する構造であってもよい。
【００７０】
図１０に示すように、リングボート３１２に支持された複数のリング状プレート３１１のピッチはボート２１７に積載されたウエハ２００のピッチと同一に設定されている。また、図１１に示すように、それぞれのリング状プレート３１１は、その厚み方向の中心位置をこれの内周側に対向するウエハ２００の厚み方向の中心位置に一致させて配置されている。つまり、それぞれのリング状プレート３１１は、そのリング内側開口内径がウエハ２００の外径よりも大きく設定されることにより、その内周面において対応するウエハ２００の外周縁に対向するようにウエハ２００つまりボート２１７の径方向外側に配置されている。
【００７１】
なお、リング状プレート３１１の内周面とウエハ２００の外周縁との間には所定の間隔が設けられ、リング状プレート３１１はこれに対向するウエハ２００の外周縁から離間している。
【００７２】
このように、リング状プレート３１１を、その内側開口内径がウエハ２００の外径よりも大きくなるように形成し、ボート２１７に積載されたウエハ２００の径方向外側に対向して配置するようにしたので、リング状プレート３１１により各ウエハ２００をその外周側全体から非接触の状態で加熱することができる。これにより、ウエハ２００の表面全体を均一に加熱することができる。
【００７３】
また、リング状プレート３１１の内周面をこれに対向するウエハ２００の外周縁から離間させるようにしたので、リング状プレート３１１とウエハ２００との摩擦によるパーティクルの発生を抑制することができる。さらに、リング状プレート３１１のボート２１７の外周側への配置を容易にすることもできる。さらに、ウエハ２００の外周縁の部分におけるガスの流れを促進して、ウエハ２００の表面に形成される膜の膜厚面内均一性を高めることができる。
【００７４】
図１０に示すように、ガス供給ノズル２３２に設けられたガス供給口２３２ａは、それぞれ隣り合うウエハ２００の間の隙間部分に対向して開口している。これにより、ガス供給口２３２ａから吐出されたガスは、隣り合うリング状プレート３１１の間の隙間部分を通って対応するウエハ２００の間の隙間部分に供給される。
【００７５】
このように、ガス供給口２３２ａから吐出されたガスは、隣り合うリング状プレート３１１の間の隙間部分を通してウエハ２００に供給されるので、ガス供給口２３２ａから処理室２０１内に供給された冷えたガスを誘導加熱されたリング状プレート３１１により速やかに加熱することができる。つまり、ガス供給口２３２ａから処理室２０１内に供給された冷えたガスを、誘導加熱されたリング状プレート３１１により、ウエハ２００に到達する前に速やかに加熱することができる。これにより、成膜処理時にウエハ２００内におけるスリップの発生を抑制することができる。
【００７６】
前述のように、リング状プレート３１１はその厚みがウエハ２００よりも厚く形成されている。そのため、図１１に示すように、リング状プレート３１１の上面は対応するウエハ２００の上面よりも高い位置に配置され、リング状プレート３１１の下面はウエハ２００の下面よりも低い位置に配置される。つまり、リング状プレート３１１の上面の高さ位置と対応するウエハ２００の上面の高さ位置との差Ｄ１は、リング状プレートの下面の高さ位置と対応するウエハ２００の下面の高さ位置との差Ｄ２と同等となっている。
【００７７】
このように、リング状プレート３１１の上面の少なくとも一部をこれに対向するウエハ２００の上面よりも高い位置に配置するようにしたので、リング状プレート３１１の上面におけるガスの流通路をウエハ２００の上面に対して上方にずらしてウエハ２００の外周縁にガスがぶつかりにくくすることができる。また、リング状プレート３１１の下面の少なくとも一部をこれに対向するウエハ２００の下面よりも低い位置に配置するようにしたので、リング状プレート３１１の下面におけるガスの流通路をウエハ２００の下面に対して下方にずらしてウエハ２００の外周縁にガスがぶつかりにくくすることができる。これにより、ウエハ２００の外周縁部分にガスの乱流が発生することを抑制するとともにウエハ２００の中心部へガスを流通し易くすることができる。また、ガスをリング状プレート３１１により加熱し易くするとともに均一に加熱することができる。
【００７８】
図１２に、ボート２１７に積載されるウエハ２００とリング状プレート３１１のピッチをそれぞれ６ｍｍとし、解析条件を、６％ＴＳＣガス５ｓｌｍ、９４％Ｈ２ガス（単純に比較するためセンターノズルからのみ導入）、ガス供給口２３２ａの穴径φ１．５ｍｍ、壁温１１００℃固定、流入ガス温度８５０℃、圧力８００００Ｐａとした場合の成膜処理時におけるウエハ２００の温度分布の解析結果を示す。
【００７９】
図１２（ａ）は比較例としてサセプタ方式で上記解析条件の下でウエハ２００を加熱した場合の解析結果である。この場合、サセプタの熱伝導によりウエハ２００の中心部にまで低温領域が拡大し、その結果、ウエハ領域に１０８．２℃という大きな温度差が発生している。
【００８０】
これに対して、リング状プレート３１１を用いた本発明の構成では、図１２（ｂ）に示すように、ウエハ２００の表面の温度分布における温度差は１．７℃である。このように、本発明では、サセプタ方式に比べて格段にウエハ２００の加熱均一性が高くなっていることが解る。
【００８１】
リング状プレート３１１の間の隙間部分におけるガスの流れを促進ないし容易にするために、リング状プレート３１１の上面と下面には、それぞれガス流れ促進部としての２本の供給側案内溝３１１ａと１本の排気側案内溝３１１ｂとが設けられている。
【００８２】
図５に示すように、２つの供給側案内溝３１１ａは、それぞれリング状プレート３１１の上面と下面のガス供給口２３２ａの側に設けられている。供給側案内溝３１１ａは、対応するガス供給口２３２ａからウエハ２００の中心部に向けて延びる溝状に形成され、ガス供給口２３２ａとウエハ２００との間における隣り合うリング状プレート３１１の間の隙間部分の流通面積を拡大して、ガス供給口２３２ａから吐出されたガスをウエハ２００に向けて流れ易くする（促進させる）ようになっている。
【００８３】
一方、排気側案内溝３１１ｂは、それぞれリング状プレート３１１の上面と下面のガス排気口２３１の側に設けられている。排気側案内溝３１１ｂは、ウエハ２００の中心側からガス排気口２３１側に向けて延びる溝状に形成され、ウエハ２００とガス排気口２３１との間における隣り合うリング状プレート３１１の間の隙間部分の流通面積を拡大して、ガス供給口２３２ａからウエハ２００に供給されたガスをガス排気口２３１に向けて流れ易くする（促進させる）ようになっている。
【００８４】
これらの案内溝３１１ａ，３１１ｂを設けることにより、ウエハ２００とガス供給口２３２ａ、ガス排気口２３１との間に複数のリング状プレート３１１を設ける構造としても、ガス供給口２３２ａからウエハ２００へ、また、ウエハ２００からガス排気口２３１へとガスを効率よく流すことが可能となる。なお、リング状プレート３１１の下面に設けられる各溝３１１ａ，３１１ｂは、その上面に設けられる各溝３１１ａ，３１１ｂに対して表裏対称の位置に設けられている。
【００８５】
このように、リング状プレート３１１の上下両面に２本の供給側案内溝３１１ａと１本の排気側案内溝３１１ｂとを設けるようにしたので、ガス供給口２３２ａから吐出されたガスのウエハ２００の表面への流れを誘導、促進することができるとともに、ウエハ２００に供給されたガスの排気を誘導、促進することができる。
【００８６】
ウエハ２００の処理時に、リングボート３１２をボート２１７に連結してウエハ２００とともにリング状プレート３１１を回転させるために、ボート２１７の底板２１７ｃには連結台３１３が設けられている。図１３に示すように、連結台３１３は、上端にリング状の支持片を備えた円筒状に形成され、その下端部分においてボート２１７の底板２１７ｃに固定されたベース板３１４を介してボート２１７に支持されている。
【００８７】
これに対して、マニホールド２０９には支持台３１５が設けられている。この支持台３１５は連結台３１３の外径よりも大きな内径を有するリング板状に形成され、その外周部においてマニホールド２０９の内壁に固定されている。
【００８８】
図１３に示すように、シールキャップ２１９がオン前の状態つまりボート２１７が処理室２０１に搬入される前の状態では、リングボート３１２はその底板３１２ｃが支持台３１５上に配置されて、支持台３１５に支持された状態で処理室２０１内に配置されている。このとき、ボート２１７に設けられた連結台３１３はリングボート３１２の底板３１２ｃに対して下方に離れており、リングボート３１２に連結されていない。
【００８９】
一方、ウエハ２００を処理室２０１に搬送するためにボート２１７を上昇させると、連結台３１３が支持台３１５の内側を通って処理室２０１内を上昇する。リングボート３１２の底板３１２ｃは、その内径側の一部が支持台３１５の内径側にはみ出ており、処理室２０１内を上場した連結台３１３は、リングボート３１２の底板３１２ｃの支持台３１５からはみ出た部分に当接する。そして、シールキャップ２１９がオンされて炉口１６１が閉塞された状態となる位置までボート２１７が上昇すると、リングボート３１２の底板３１２ｃは連結台３１３により支持されて支持台３１５から上方に持ち上げられ、ボート２１７に連結された状態で処理室２０１内に配置される。これにより、ウエハ２００の処理時には、リングボート３１２は連結台３１３によりボート２１７に連結され、ボート２１７とともに回転する。つまり、ウエハ２００の処理時には、ウエハ２００とともにリング状プレート３１１も回転機構２５４に駆動されて処理室２０１内で回転する。ウエハ２００の処理時にリング状プレート３１１を処理室２０１内で回転させることにより、リング状プレート３１１の誘導加熱による加熱を均一化して、より一層ウエハ２００を均一に加熱することができる。
【００９０】
本実施の形態では、リングボート３１２をボート２１７とともに処理室２０１内で回転させる構造としているが、これに限らず、リングボート３１２を処理室２０１内で回転させない構成としてもよい。この場合、例えば図１４に示すように、ボート２１７の底板２１７ｃには連結台３１３は設けられず、マニホールド２０９の内壁には受け台３１６が固定され、この受け台３１６に金属製のリングボート受け３１７が金属製の固定金具３１８により固定される。これにより、リングボート３１２はその底板３１２ｃにおいてリングボート受け３１７に搭載・支持されて処理室２０１内に固定された状態で配置される。
【００９１】
アウターチューブ２０５の内部にはインナーチューブ３２０が配置されている。インナーチューブ３２０は、石英（ＳｉＯ２）材によりアウターチューブ２０５よりも一回り小さな有底円筒形状に形成され、その下端部分においてマニホールド２０９に固定された支持台３１５に支持されている。インナーチューブ３２０はアウターチューブ２０５内に該アウターチューブ２０５と同心状に配置され、ボート２１７に積載された複数のウエハ２００とリングボート３１２に支持された複数のリング状プレート３１１とを覆っている。これに対して、ガス供給ノズル２３２はインナーチューブ３２０の外側に配置されている。つまり、インナーチューブ３２０はリング状プレート３１１とガス供給ノズル２３２との間に配置されている。
【００９２】
図５に示すように、インナーチューブ３２０の各ガス供給ノズル２３２のガス供給口２３２ａに対向する位置にはそれぞれガス流通孔３２０ａが設けられ、ガス供給口２３２ａから吐出されたガスは、このガス流通孔３２０ａを介してウエハ２００に供給されるようになっている。ガス流通孔３２０ａは、それぞれガス供給ノズル２３２に沿って延びる長孔形状（スリット状）に形成され、少なくともボート２１７に積載された各ウエハ２００と対向し、かつガス供給ノズル２３２に設けた全てのガス供給口２３２ａと対向し得る長さに設定されている。
【００９３】
このように、アウターチューブ２０５の内部にインナーチューブ３２０を設けるようにしたので、処理炉２０２内におけるガスの流れをインナーチューブ３２０により規制することができるとともに、リング状プレート３１１の熱のアウターチューブ２０５への伝達つまりアウターチューブ２０５の加熱を抑制することができる。これにより、処理炉２０２内に供給されたガスによるアウターチューブ２０５の内壁への反応生成物の堆積を抑制することができる。
【００９４】
なお、インナーチューブ３２０を設けない構造としてもよい。
【００９５】
ここで、本実施の形態においては、複数設けられるリング状プレート３１１を全て同一の材質、形状で形成するようにしているが、これに限らず、ボート２１７の上端側部分と下端側部分の熱逃げの問題等により生じる各ウエハ２００の温度特性の相違に対応させて、任意のリング状プレート３１１を熱伝導率や電気抵抗が相違する別の材質で形成するようにしてもよい。これにより、ボート２１７の上端側部分と下端側部分の熱逃げ等に応じて各リング状プレート３１１の発熱量を調整して、全てのウエハ２００を均一に加熱することができる。
【００９６】
誘導加熱装置２０６に螺旋状に形成されたＲＦコイル２０６ａは、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４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Ｌ，ＲＦコイルＣＬ，ＲＦコイルＣ，ＲＦコイルＣＵ，ＲＦコイルＵは、それぞれ独立して制御される。
【００９７】
誘導加熱装置２０６を形成するＲＦコイル２０６ａ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。放射温度計２６３は、少なくとも一つ設置すれば良いが、複数個の放射温度計２６３を設置することにより温度制御性を向上させることができる。
【００９８】
誘導加熱装置２０６および各放射温度計２６３には、コントローラ２４０の温度制御部２３８が電気的に接続されており、温度制御部２３８は、各放射温度計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。つまり、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誘導加熱装置２０６への通電状態が制御される。
【００９９】
ブロア２０８には、コントローラ２４０の温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は、予め設定された制御ロジックに従って、ブロア２０８の動作を制御する。具体的には、ブロア２０８を動作させることで、壁体２０６ｂとアウターチューブ２０５との間隙にある雰囲気を開口部２０６ｄから排出する。開口部２０６ｄから雰囲気を排出した後、ラジエータ２０７を通して冷却し、ブロア２０８の下流側で設備に排出する。すなわち、温度制御部２３８による制御に基づいて、ブロア２０８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。
【０１００】
冷却壁２０６ｃ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２０６ｃ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、処理炉２０２の外部への放熱性を向上させてアウターチューブ２０５をより一層冷却し易くするために、冷却壁２０６ｃを設けるのが好ましいが、ブロア２０８の動作によって所望の冷却具合が得られるのであれば、冷却壁２０６ｃは設けなくてもよい。
【０１０１】
壁体２０６ｂの上端には、開口部２０６ｄとは別に、非常時用の圧力開放口（図示せず）と、当該圧力開放口を開閉する圧力開放口開閉装置２０６ｅが設けられている。何らかの原因、例えば、壁体２０６ｂ内において水素ガスと酸素ガスとが混合し、これにより壁体２０６ｂ内が異常に高圧となった場合（非常時）には、その高圧が壁体２０６ｂに作用することになる。そして、比較的強度の弱い箇所、例えば、壁体２０６ｂを形成するボルトやネジ、パネル等が変形したり破損したりする。このように、壁体２０６ｂに高圧が作用して基板処理装置１０１が損傷するのを最小限に抑えるために、圧力開放口開閉装置２０６ｅは、壁体２０６ｂ内が所定圧力以上となった際に圧力開放口を開き、壁体２０６ｂの内部圧力を外部に開放するようになっている。
【０１０２】
＜処理炉周辺の構成＞
続いて、処理炉２０２の周辺の構成について、図４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の外面には、下基板２４５が設けられている。下基板２４５には、昇降台２４９に摺接して昇降台２４９を移動自在に支持するガイドシャフト２６４と、昇降台２４９と螺合するボール螺子２４４とが設けられている。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の上端には、上基板２４７が設けられている。ボール螺子２４４は上基板２４７に設けられた昇降モータ２４８により回転駆動され、ボール螺子２４４が回転することにより昇降台２４９は昇降するようになっている。
【０１０３】
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ととも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を形成する天板２５１を貫通している。昇降シャフト２５０が貫通する天板２５１の貫通穴の大きさは、天板２５１と昇降シャフト２５０とが接触しないよう充分な大きさに設定されている。ロードロック室１４１を形成する天板２５１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してベローズ２６５が設けられている。ベローズ２６５は、伸縮性を有する中空伸縮体（例えば、耐熱ゴム等の弾性体）により形成され、ロードロック室１４１を気密に保持するようになっている。ベローズ２６５は、昇降台２４９の昇降量に対応し得る充分な伸縮量を有し、かつベローズ２６５の内径は昇降シャフト２５０の外径に比べて充分に大きくなっている。これにより、ベローズ２６５の伸縮により、当該ベローズ２６５が昇降シャフト２５０に接触することは無い。
【０１０４】
昇降シャフト２５０の下端には昇降基板２５２が水平に固着されている。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を形成し、これにより駆動部収納ケース２５６の内部とロードロック室１４１内の雰囲気とは隔離されている。
【０１０５】
ボート２１７を処理炉２０２内で回転させるための回転機構２５４は駆動部収納ケース２５６の内部に設けられ、回転機構２５４の周辺部は、冷却機構２５７により冷却されるようになっている。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、それぞれ冷却流路２５９が形成され、各冷却流路２５９には、冷却水（図示せず）を供給する冷却水配管２６０がそれぞれ接続されている。各冷却水配管２６０は、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。
【０１０６】
コントローラ２４０により昇降モータ２４８を回転駆動することでボール螺子２４４が回転し、これにより昇降台２４９および昇降シャフト２５０を介して駆動部収納ケース２５６は昇降する。駆動部収納ケース２５６を上昇させることにより、昇降基板２５２に気密に設けたシールキャップ２１９が処理炉２０２の開口部である炉口１６１を閉塞し、各ウエハ２００の成膜処理が可能な状態となる。一方、駆動部収納ケース２５６を下降させることにより、シールキャップ２１９とともにボート２１７が降下されて、各ウエハ２００を外部に搬出できる状態となる。
【０１０７】
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、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。
【０１０８】
＜基板の処理工程＞
次に、基板処理装置１０１を使用した半導体装置の製造方法における、基板の処理工程について説明する。本実施の形態では、基板の処理工程の一工程として、ウエハ等の基板上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）反応によりシリコン（Ｓｉ）等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、この方法により製造される半導体装置としては例えば太陽電池があるが、これに限らず、他の半導体装置を製造に本方法を適用してもよい。
【０１０９】
以下の説明においては、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。
【０１１０】
まず、複数のウエハ２００が積載されたボート２１７が昇降モータ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。ボート２１７が処理室２０１内に搬入されるとシールキャップ２１９によりマニホールド２０９の炉口１６１が閉塞される。
【０１１１】
次に、処理室２０１内が所望の圧力となるように真空排気装置２４６によって排気される。この際、処理室２０１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ＡＰＣバルブ２４２がフィードバック制御される。例えば、１３．３ＭＰａ〜０．１Ｍｐａ付近までの圧力のうちの所定の圧力が選択される。
【０１１２】
次に、ブロア２０８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２３２、ガス供給口２３２ａおよびガス排気口２３１が冷却される。ラジエータ２０７と冷却壁２０６ｃには冷却媒体として冷却水が流通し、壁体２０６ｂを介して誘導加熱装置２０６内が冷却される。
【０１１３】
一方、各ウエハ２００を所望の温度にまで加熱するために、誘導加熱装置２０６の各ＲＦコイル２０６ａに高周波電流が印加され、各リング状プレート３１１に誘導電流（渦電流）を生じさせる。つまり、誘導加熱装置２０６の各ＲＦコイル２０６ａに高周波電流を印加することにより、処理炉２０２内のボート２１７の外周側にウエハ２００の積載方向に並べて配置された複数のリング状プレート３１１を誘導加熱し、その輻射熱でボート２１７に積載された複数のウエハ２００を加熱する。このように、本発明の基板処理装置１０１は、誘導加熱により加熱されるリング状プレート３１１の輻射熱によりウエハ２００を加熱するコールドウォール方式となっている。
【０１１４】
各リング状プレート３１１を誘導加熱する際には、各放射温度計２６３により検出された温度情報に基づき、温度制御部２３８により、処理室２０１内が所望の温度分布となるように誘導加熱装置２０６への通電がフィードバック制御される。なお、この際、ブロア２０８は、アウターチューブ２０５の側壁、ガス供給ノズル２３２、ガス供給口２３２ａ、ガス排気口２３１の温度がウエハ２００上で膜成長させる温度よりも遥かに低い、例えば６００℃以下に冷却されるよう予め設定された制御量で制御される。なお、各ウエハ２００は７００℃〜１２００℃の範囲から選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱される。例えば、本実施の形態においては、各ウエハ２００は１１００℃に加熱される。また、各ウエハ２００は、７００℃〜１２００℃の範囲から選択される処理温度のうち、一定の温度で加熱されるが、いずれの処理温度を選択した場合であっても、ブロア２０８は、アウターチューブ２０５の外壁の温度が各ウエハ２００上で膜成長させる温度よりも遥かに低い、例えば６００℃以下に冷却されるよう予め設定された制御量で制御される。
【０１１５】
続いて、回転機構２５４によりボート２１７とリングボート３１２を回転させ、各ウエハ２００とリング状プレート３１１とを処理炉２０２内で回転させる。
【０１１６】
各ガス供給源１８１、１８２、１８３には、処理ガスとして、シリコン含有ガスであって例えばトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスもしくは四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）と、ドーピングガスとしてボロン含有ガスであって例えばジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガスと、キャリアガスとして水素（Ｈ２）がそれぞれ封入されている。各ウエハ２００の温度が安定したところでガス供給源１８１、１８２、１８３からそれぞれのガスが供給される。ガスが所望の流量となるよう各ＭＦＣ１８３、１８４、１８５の開度が調節された後、各バルブ１７７、１７８、１７９が開かれ、それぞれの処理ガスがガス供給管２３３を通ってガス供給ノズル２３２に流入する。ガス供給ノズル２３２の流路断面積は複数あるガス供給口２３２ａの開口面積に比べて十分に大きいのでガス供給ノズル２３２内は処理室２０１よりも高い圧力となりそれぞれのガス供給口２３２ａから均一な流量、流速で処理室２０１内にガスが供給される。このとき、ガスは複数のリング状プレート３１１の外周側から処理室２０１内に供給される。処理室２０１内に供給されたガスは、各リング状プレート３１１と各ウエハ２００間を通過し、ガス排気口２３１からガス排気管２３４に排気される。ガスは、各リング状プレート３１１の間を通過する際に上下に隣接するリング状プレート３１１により加熱されるとともに、リング状プレート３１１により加熱されたウエハ２００に接触し、ウエハ２００の表面上にＣＶＤ反応によりシリコン（Ｓｉ）の半導体膜を形成する。
【０１１７】
処理室２０１内へのガス供給後、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処理室２０１内に窒素等の不活性ガスが供給される。これにより、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【０１１８】
その後、昇降モータ２４８によりシールキャップ２１９を下降させ、マニホールド２０９の下端を開口させるとともに、処理済の各ウエハ２００がボート２１７に積載された状態でマニホールド２０９の下端から処理炉２０２の外部、つまりロードロック室１４１に搬出（ボートアンローディング）される。そして、処理済の各ウエハ２００がボート２１７から取り出される（ウェハディスチャージ）。
【０１１９】
＜第１の実施の形態の代表的効果＞
以上、第１の実施の形態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。
【０１２０】
（１）ウエハ２００を加熱するための複数のリング状プレート３１１をリング状に形成してボート２１７の外周側に配置することにより、処理炉２０２の延在方向に積載可能なウエハ２００の枚数を多くすることができる。これにより、一度に処理できるウエハ２００の枚数を増加させて、この基板処理装置１０１の生産性（スループット）を高めることができる。
【０１２１】
（２）ガス供給口２３２ａから処理室２０１内に供給された冷えたガスを各リング状プレート３１１の間を通すことで速やかに加熱することができ、しかも、アウターチューブ２０５を加熱し過ぎることがなく、また、リング状プレート３１１により各ウエハ２００をその外周側全体から加熱することができるので、ウエハ２００の表面全体を均一に加熱することができる。
【０１２２】
（３）ウエハ２００に到達する前にガスを速やかに加熱することができるので、ウエハ２００内でのスリップの発生を抑制することができる。
【０１２３】
（４）リング状プレート３１１の内側開口内径をウエハ２００の外径よりも大きく形成することにより、処理炉２０２の延在方向に積載可能なウエハ２００の枚数をさらに多くすることができる。これにより、一度に処理できるウエハ２００の枚数を増加させて、この基板処理装置１０１の生産性（スループット）をさらに高めることができる。
【０１２４】
（５）ウエハ２００の積載方向に複数設けられたリング状プレート３１１により複数枚のウエハ２００をその外周縁の全体から非接触の状態で加熱することができるので、ウエハ２００の加熱温度均一性を高めることができる。
【０１２５】
（６）リング状プレート３１１をボート２１７に積載されたウエハ２００の径方向外側に当該ウエハ２００の外周縁に対向させて配置することにより、それぞれのウエハ２００を対応するリング状プレート３１１により効率よく加熱することができ、また、その加熱制御性を高めることができる。
【０１２６】
（７）リング状プレート３１１をボート２１７に積載されたウエハ２００の径方向外側に当該ウエハ２００の外周縁に対向させて配置することにより、ガス供給口２３２ａから処理室２０１内に供給された冷えたガスをウエハ２００に到達する前に各リング状プレート３１１により確実に加熱することができる。
【０１２７】
（８）リング状プレート３１１の上面の少なくとも一部をこれに対向するウエハ２００の上面よりも高い位置に配置することにより、ガスの流通路をウエハ２００の上面から所定距離離して、ウエハ２００の外周縁にガスがぶつかりにくくすることができる。これにより、ガスの乱流の発生を抑制できるとともに、ウエハ２００の中心部へのガスの流通を容易にすることができ、さらに、ガスをリング状プレート３１１により加熱し易くすることができる。
【０１２８】
（９）リング状プレート３１１の上面の少なくとも一部をこれに対向するウエハ２００の上面よりも高い位置に配置することにより、ガスがウエハ２００に到達する前に、リング状プレート３１１により当該ガスを加熱しつつガスの流れを規制することができる。これにより、ウエハ２００の外周縁にガスがぶつかりにくくしてウエハ２００の外周縁部分おけるガスの乱流の発生を抑制し、また、ガスをリング状プレート３１１で加熱し易くすることができる。つまり、ガスを均一に加熱することができる。
【０１２９】
（１０）上記（８）、（９）の効果により、成膜処理によりウエハ２００の上面に形成される膜厚の均一性を高めることができる。
【０１３０】
（１１）リング状プレート３１１の下面の少なくとも一部をこれに対向するウエハ２００の下面よりも低い位置に配置することにより、ガスの流通路をウエハ２００の下面から所定の距離離して、ウエハ２００の外周縁にガスがぶつかりにくくすることができる。これにより、ガスの乱流の発生を抑制できるとともに、ウエハ２００の中心部へのガスの流通を容易にすることができ、さらに、ガスをリング状プレート３１１により加熱し易くすることができる。
【０１３１】
（１２）リング状プレート３１１の下面の少なくとも一部をこれに対向するウエハ２００の下面よりも低い位置に配置することにより、ガスがウエハ２００に到達する前に、リング状プレート３１１により当該ガスを加熱しつつガスの流れを規制することができる。これにより、ウエハ２００の外周縁にガスがぶつかりにくくしてウエハ２００の外周縁部分おけるガスの乱流の発生を抑制し、また、ガスをリング状プレート３１１で加熱し易くすることができる。つまり、ガスを均一に加熱することができる。
【０１３２】
（１３）上記（１１）、（１２）の効果により、成膜処理によりウエハ２００の下面に形成される膜厚の均一性を高めることができる。
【０１３３】
（１４）リング状プレート３１１の上面の少なくとも一部に設けた供給側案内溝３１１ａにより、ウエハ２００の上面へのガスの流れを誘導、促進することができる。
【０１３４】
（１５）リング状プレート３１１の下面の少なくとも一部に設けた供給側案内溝３１１ａにより、ウエハ２００の下面へのガスの流れを誘導、促進することができる。
【０１３５】
（１６）リング状プレート３１１の厚み方向中心位置がウエハ２００の厚み方向の中心位置に一致するので、それぞれのリング状プレート３１１により各ウエハ２００を同条件下で効率よく加熱することができる。
【０１３６】
（１７）リング状プレート３１１の上面の高さ位置とこれに対向するウエハ２００の上面の高さ位置との差Ｄ１と、リング状プレート３１１の下面の高さ位置とこれに対向するウエハ２００の下面の高さ位置との差Ｄ２とが同等であるので、ウエハ２００の上下両面に同等の条件でガスを供給するとともにウエハ２００の上下両面を同等の条件で加熱することができる。これにより、ウエハ２００の上下両面に同等の膜厚の膜を成膜させることができるとともに、その膜厚均一性を同等とすることができる。
【０１３７】
（１８）リング状プレート３１１の内周面はウエハ２００の外周縁と離間しているので、摩擦等によるパーティクルの発生を抑制することができる。また、リング状プレート３１１のボート２１７の外周側への配置を容易にすることができる。さらに、ウエハ２００の外周縁におけるガスの流れを促進させて、より一層ウエハ２００に形成される膜厚の均一性を高めることができる。
【０１３８】
（１９）ボート２１７の外周側にウエハ２００の積載方向に延在してガス供給口２３２ａを備えたガス供給ノズル２３２が設けられ、リング状プレート３１１の上面または下面のガス供給口２３２ａ側にはガス供給口２３２ａ側からウエハ２００に向けてガスを流れ易くする供給側案内溝３１１ａが設けられるので、ガスをウエハ２００の外周側から供給することができるとともに、ウエハ２００の表面へのガスの流れを誘導、促進することができる。
【０１３９】
（２０）ボート２１７の外周側にガスを排気するガス排気口２３１が設けられ、リング状プレート３１１の上面または下面のガス排気口２３１側にはウエハ２００側からガス供給口２３２ａ側に向けてガスを流れ易くする排気側案内溝３１１ｂが設けられるので、ガスの排気を誘導、促進することができる。
【０１４０】
（２１）処理炉２０２内に設けたインナーチューブ３２０により、処理炉２０２内におけるガスの流れを規制することができるとともに、リング状プレート３１１の熱のアウターチューブ２０５への伝達つまりアウターチューブ２０５の加熱を抑制することができる。これにより、処理炉２０２内に供給されたガスによるアウターチューブ２０５の内壁への反応生成物の堆積を抑制することができる。
【０１４１】
（２２）ウエハ２００を加熱するための複数のリング状プレート３１１をリング状に形成してボート２１７の外周側に配置することにより、処理炉２０２の延在方向に積載可能なウエハ２００の枚数を多くすることができる。これにより、一度に処理できるウエハ２００の枚数を増加させて、この基板処理装置１０１の生産性（スループット）を高めて、効率よく半導体装置を製造することができる。
【０１４２】
（２３）ガス供給口２３２ａから処理室２０１内に供給された冷えたガスを各リング状プレート３１１の間を通すことで速やかに加熱することができ、しかも、アウターチューブ２０５を加熱し過ぎることがなく、また、リング状プレート３１１により各ウエハ２００をその外周側全体から加熱することができるので、ウエハ２００の表面全体を均一に加熱させて、良質な半導体装置を製造することができる。
【０１４３】
（２４）ウエハ２００に到達する前にガスを速やかに加熱することができるので、ウエハ２００内でのスリップの発生を抑制して、良質な半導体装置を製造することができる。
【０１４４】
なお、上述した実施形態では、リング状プレート３１１の上面と下面にそれぞれガス流れ促進部としての２本の供給側案内溝３１１ａと１本の排気側案内溝３１１ｂとを設けるように説明したが、これに限らず、例えばリング状プレート３１１の上面のみに設けてもよいし、下面のみに設けてもよい。また、供給側案内溝３１１ａを０本もしくは１本または３本以上としてもよく、さらに、排気側案内溝３１１ｂを０本または２本以上としてもよい。
【０１４５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について、図１５、図１６を用いて詳細に説明する。第２の実施の形態に係る基板処理装置４０１は、第１の実施の形態に対して、隣り合うウエハ２００の間に温度分布調整用板材を配置した点が相違している。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部材に対応する部材には同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４６】
ボート２１７の外周側に配置したリング状プレート３１１の誘導加熱のみではウエハ２００の中央部の加熱が不足し、ウエハ２００内にスリップが発生し、また、ウエハ２００の加熱均一性が低下する場合がある。
【０１４７】
そこで、第２の実施の形態として示す基板処理装置４０１では、ウエハ２００を均一に加熱するために、隣り合うウエハ２００の間に温度分布調整用板材としての補助プレート４０２を配置するようにしている。
【０１４８】
補助プレート４０２は、リング状プレート３１１と同様の材料、つまり炭化ケイ素（ＳiＣ）で表面が被覆されたカーボンやグラファイト等の導電性材料により形成され、加熱体となっている。補助プレート４０２はウエハ２００よりも小径の円板状に形成されるが、その外径はウエハ２００と同径であってもよい。
【０１４９】
図１５に示す場合では、ウエハ２００をボート２１７に１つおき、つまりリング状プレート３１１の２倍のピッチでボート２１７に積載し、その空いたスペースに補助プレート４０２が装填するようにしている。したがって、隣り合うウエハ２００の間に、それぞれ補助プレート４０２が、上下のウエハ２００に対して等しい間隔を空けて配置される。
【０１５０】
ウエハ２００の成膜処理時には、リング状プレート３１１とともに補助プレート４０２もＲＦコイル２０６ａにより誘導加熱され、ウエハ２００はリング状プレート３１１によりその外周側から加熱されるとともに補助プレート４０２によりその中心側からも加熱される。このように、リング状プレート３１１と補助プレート４０２とによりウエハ２００の表面全体が均一に加熱される。
【０１５１】
図１５に示す場合では、ボート２１７に積載できるウエハ２００の枚数が減るので、図１６にように、ウエハ２００をリング状プレート３１１と同一のピッチでボート２１７に積載しつつ、これらのウエハ２００の間に補助プレート４０２を上下のウエハ２００に対して等しい間隔を空けて配置する構成としてもよい。この場合、ウエハ２００の処理枚数は補助プレート４０２を設けない場合と同等である。
【０１５２】
なお、本実施の形態においては、補助プレート４０２はリング状プレート３１１と同様の材質で形成されるが、これに限らず、その材質、厚み、抵抗値等はリング状プレート３１１と同一でなくてもよい。また、補助プレート４０２を、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）板や、炭化ケイ素（ＳiＣ）で表面が被覆された板材で断熱用板として構成するようにしてもよい。さらに、補助プレート４０２の材質、外径、厚み、抵抗値等を変更することにより、補助プレート４０２の発熱量を所望の値に調整するようにしてもよい。
【０１５３】
＜第２の実施の形態の代表的効果＞
隣り合うウエハ２００の間に温度分布調整用板材としての補助プレート４０２を配置したので、リング状プレート３１１と補助プレート４０２とによりウエハ２００の表面全体を均一に加熱することができる。これにより、ウエハ２００の加熱均一性を高めるとともに、ウエハ２００内でのスリップの発生を抑制することができる。
【０１５４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置について、図１７を用いて詳細に説明する。第３の実施の形態に係る基板処理装置５０１は、第１の実施の形態に対して、ボート２１７の上端側と下端側とにサイドダミーサセプタ５０２を設けた点が相違している。なお、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部材に対応する部材には同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１５５】
ボート２１７の上端側部分と下端側部分には熱逃げの問題があり、上端側と下端側との間の部分である中央側部分に対して温度特性が相違する場合がある。そこで、第３の実施の形態として示す基板処理装置５０１では、ボート２１７の上端側部分と下端側部分における熱特性を中央部側部分と同じ熱特性とするために、ボート２１７の上端側と下端側とにそれぞれサイドダミーサセプタ５０２を設けるようにしている。これらのサイドダミーサセプタ５０２は、リング状プレート３１１と同様の材料、つまり炭化ケイ素（ＳiＣ）で表面が被覆されたカーボンやグラファイト等の導電性材料により形成された加熱体となっている。サイドダミーサセプタ５０２はウエハ２００よりも僅かに大径の円板状に形成されているが、その外径や厚みは任意に設定することができる。
【０１５６】
ウエハ２００の成膜処理時には、リング状プレート３１１とともにサイドダミーサセプタ５０２もＲＦコイル２０６ａにより誘導加熱される。したがって、ボート２１７の上端側部分と下端側部分からの熱逃げが抑制され、ボート２１７の上端側部分と下端側部分における熱特性を中央部側部分と同じ熱特性とし、ボート２１７に積載された全てのウエハ２００を均一に加熱し、均一に成膜処理することができる。
【０１５７】
本実施の形態においては、サイドダミーサセプタ５０２をボート２１７の上端側と下端側の両方に設けるようにしているが、各側における温度特性によっては、いずれか一方側に設けるようにしてもよい。また、サイドダミーサセプタ５０２をボート２１７の上端側または下端側に複数枚設けるようにしてもよい。
【０１５８】
さらに、サイドダミーサセプタ５０２はリング状プレート３１１と同様の材質で形成されるが、これに限らず、その材質、厚み、抵抗値等はリング状プレート３１１と同一でなくてもよい。例えば、電気抵抗値の高い材質で形成してもよい。材質、外径、厚み、抵抗値等を変更することにより、サイドダミーサセプタ５０２の発熱量を所望の値に調整するようにしてもよい。
【０１５９】
＜第３の実施の形態の代表的効果＞
ボート２１７の上端側と下端側の少なくともいずれか一方にサイドダミーサセプタ５０２を設けるようにしたので、ボート２１７の上端側部分と下端側部分からの熱逃げを抑制して、ボート２１７に積載された全てのウエハ２００を均一に加熱して、均一に成膜処理することができる。
【０１６０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る基板処理装置について、図１８、１９を用いて詳細に説明する。第４の実施の形態に係る基板処理装置６０１は、第１の実施の形態に対して、複数のリング状プレート３１１を、間隔を空けずに積み上げるようにした点が相違している。なお、第４の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部材に対応する部材には同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１６１】
第１の実施の形態では、各リング状プレート３１１はリングボート３１２により互いに所定の間隔を空けてウエハ２００の積載方向に並べて支持される。これに対して、第４の実施の形態として示す基板処理装置６０１では、リングボート３１２を用いずに、複数のリング状プレート３１１を互いに間隔を空けずにその厚み方向に積み上げて処理炉２０２内に配置するようにしている。この場合、複数のリング状プレート３１１は処理炉２０２内に搬入される前に予めボート２１７の底板２１７ｃまたはシールキャップ２１９等に積み上げられる。
【０１６２】
リング状プレート３１１には、その上面にのみガス流れ促進部としての供給側案内溝３１１ａと排気側案内溝３１１ｂとが設けられ、各リング状プレート３１１が積み上げられると、供給側案内溝３１１ａによりガス供給孔６０２が構成され、排気側案内溝３１１ｂによりガス排気孔６０３が構成されるようになっている。つまり、図１９に示すように、ガス供給口２３２ａから吐出されたガスは、供給側案内溝３１１ａにより形成されたガス供給孔６０２を通ってウエハ２００に供給されるとともに、排気側案内溝３１１ｂにより形成されたガス排気孔６０３を通ってガス排気口２３１に導かれるようになっている。
【０１６３】
本実施の形態で示す積み上げ式の場合においても、リングボート３１２に搭載した場合と同様に、積み上げられたリング状プレート３１１を連結台３１３によりボート２１７に連結可能な構成としてボート２１７とともに回転させる構成とすることができ、または処理炉２０２内の受け台３１６に支持させた固定構造とすることもできる。
【０１６４】
なお、図１８に示す場合では、リング状プレート３１１の上面にガス流れ促進部としての供給側案内溝３１１ａと排気側案内溝３１１ｂとを設けるようにしているが、これに限らず、図２０に示すように、リング状プレート３１１の下面にガス流れ促進部としての供給側案内溝３１１ａと排気側案内溝３１１ｂとを設けるようにしてもよい。また、リング状プレート３１１の上下両面にガス流れ促進部としての供給側案内溝３１１ａと排気側案内溝３１１ｂとを設けるようにしてもよい。
【０１６５】
リング状プレート３１１は、図１８に示すように、１スロットごとに積み上げる構成に限らず、複数枚のリング状プレート３１１を重ねて固定したものを積み上げる構成としてもよい。この場合、図２１に示すように、複数枚のリング状プレート３１１を複数段のウエハ２００に対応した厚みに一体に形成し、これを積み上げるようにしてもよい。リング状プレート３１１を複数段のウエハ２００に対応した厚みに形成した場合には、図２２に示すように、ガス流れ促進部としてのガス供給孔６０２、ガス排気孔６０３を複数段のウエハ２００に対応した長さのスリット形態で設けるようにしてもよい。
【０１６６】
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、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、前記各実施の形態では、基板にＣＶＤ法による成膜処理を行う縦型の基板処理装置を例示して説明したが、エピタキシャル装置、ＡＬＤ装置、酸化装置、拡散装置あるいはアニール装置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。
【０１６７】
また、上述した実施形態では、耐圧筐体１４０が設けられているように説明したが、これに限らず、耐圧筐体１４０を設けないようにしてもよい。
【０１６８】
本発明は少なくとも以下の実施の形態を含む。
【０１６９】
〔付記１〕
内部で基板を処理する反応容器と、
複数枚の前記基板を前記反応容器の延在方向に積載する基板保持体と、
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に並べて複数設けられ、前記基板を加熱するリング状の被誘導体と、
前記複数の被誘導体の外周側から前記反応容器内にガスを供給するガス供給体と、
前記複数の被誘導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。
【０１７０】
〔付記２〕
前記複数の被誘導体のリング内側開口内径が前記基板の外径よりも大きく形成されている付記１記載の基板処理装置。
【０１７１】
〔付記３〕
前記複数の被誘導体は、それぞれ前記基板保持体に積載された複数の前記基板の径方向外側に該基板の外周縁に対向して配置されている付記１記載の基板処理装置。
【０１７２】
〔付記４〕
前記複数の被誘導体は、それぞれの上面の少なくとも一部がそれぞれに対向する前記基板の上面よりも高い位置となるように配置されている付記３記載の基板処理装置。
【０１７３】
〔付記５〕
前記複数の被誘導体は、それぞれの下面の少なくとも一部がそれぞれに対向する前記基板の下面よりも低い位置となるように配置されている付記３記載の基板処理装置。
【０１７４】
〔付記６〕
前記複数の被誘導体は、それぞれの上面の少なくとも一部に前記ガス供給体側から前記基板側に向けてガスを流れ易くするガス流れ促進部を備えている付記４記載の基板処理装置。
【０１７５】
〔付記７〕
前記複数の被誘導体は、それぞれの下面の少なくとも一部に前記ガス供給体側から前記基板側に向けてガスを流れ易くするガス流れ促進部を備えている付記５記載の基板処理装置。
【０１７６】
〔付記８〕
前記被誘導体の厚み方向の中心位置と、該被誘導体に対向する前記基板保持体に積載された前記基板の厚み方向の中心位置とが一致している付記１記載の基板処理装置。
【０１７７】
〔付記９〕
前記被誘導体の上面の高さ位置と該被誘導体に対向する前記基板保持体に積載された前記基板の上面の高さ位置との差と、前記被誘導体の下面の高さ位置と該被誘導体に対向する前記基板保持体に積載された前記基板の下面の高さ位置との差とが同等である付記１記載の基板処理装置。
【０１７８】
〔付記１０〕
前記被誘導体の内周面が、該被誘導体に対向する前記基板保持体に積載された前記基板の外周縁から離間している付記１記載の基板処理装置。
【０１７９】
〔付記１１〕
前記ガス供給体は、前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に延在するとともに前記基板保持体に積載された複数の前記基板に対してガスを供給するガス供給口を備えており、前記複数の被誘導体には、その上面と下面の少なくともいずれか一方の前記ガス供給口側に、該ガス供給口側から前記基板側に向けてガスを流れ易くするガス流れ促進部が設けられている付記１記載の基板処理装置。
【０１８０】
〔付記１２〕
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に配置されて前記反応容器内のガスを排気するガス排気口をさらに有し、前記複数の被誘導体には、その上面と下面の少なくともいずれか一方の前記ガス排気口側に、前記基板側から前記ガス排気口側に向けてガスを流れ易くするガス流れ促進部が設けられている付記１記載の基板処理装置。
【０１８１】
〔付記１３〕
前記ガス供給体は、前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に延在するとともに前記基板保持体に積載された複数の前記基板に対してガスを供給するガス供給口を備えており、該ガス供給体と前記複数の被誘導体との間にはインナーチューブが設けられ、該インナーチューブの前記ガス供給口に対向する部分にはガス流通孔が設けられている付記１記載の基板処理装置。
【０１８２】
〔付記１４〕
隣り合う前記基板の間に該基板と同径または該基板よりも小径の温度分布調整用板材が配置される付記１記載の基板処理装置。
【０１８３】
〔付記１５〕
複数枚の基板を積載した基板保持体を反応容器に搬送する工程と、
前記反応容器内の前記基板保持体の外周側に前記基板の積載方向に並べて複数設けられて前記基板を加熱するリング状の被誘導体を誘導加熱装置により誘導加熱するとともに前記複数の被誘導体の外周側から前記反応容器内にガスを供給して前記基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１８５】
１０１，４１０，５０１，６０１    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    ウエハ移載機構
１２５ａ    ウエハ移載装置
１２５ｂ    ウエハ移載装置エレベータ
１２５ｃ    ツイーザ
１３４    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    ウエハ搬入搬出口
１４３    ゲートバルブ
１４４    ガス供給管
１４７    炉口シャッタ
１６１    炉口
１７７，１７８，１７９    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  ＭＦＣ
２００    ウエハ（基板）
２０１    処理室
２０２    処理炉（反応容器）
２０５    アウターチューブ
２０６    誘導加熱装置
２０６ａ    ＲＦコイル
２０６ｂ    壁体
２０６ｃ    冷却壁
２０６ｄ    開口部
２０６ｅ    圧力開放口開閉装置
２０７    ラジエータ
２０８    ブロア
２０９    マニホールド
２１６    断熱筒
２１７    ボート（基板保持体）
２１７ａ    支柱
２１７ｂ    天板
２１７ｃ    底板
２１７ｄ    保持部
２１９    シールキャップ
２３１    ガス排気口
２３２    ガス供給ノズル（ガス供給体）
２３２ａ    ガス供給口
２３３    ガス供給管
２３４    ガス排気管
２３５    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
３１１    リング状プレート（被誘導体）
３１１ａ    供給側案内溝（ガス流れ促進部）
３１１ｂ    排気側案内溝（ガス流れ促進部）
３１２    リングボート
３１２ａ    支柱
３１２ａ１，３１２ａ２  支柱片
３１２ｂ    天板
３１２ｃ    底板
３１２ｄ    保持溝
３１３    連結台
３１４    ベース板
３１５    支持台
３１６    受け台
３１７    リングボート受け
３１８    固定金具
３２０    インナーチューブ
３２０ａ    ガス流通孔
【図１】
2012069831.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012069831.tif 000007
【図６】
2012069831.tif 000008
【図７】
2012069831.tif 000009
【図８】
2012069831.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2012069831.tif 000012
【図１１】
2012069831.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2012069831.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2012069831.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図１２】
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