(57)【要約】【課題】横型の熱処理炉を用いて、均一性の優れた熱処理を行う半導体ウェハの熱処理方法およびこれを用いた太陽電池の製造方法を得ること。【解決手段】処理用ボート２に、複数の半導体ウェハ１を互いに平行に立てて搭載する工程と、チューブ３内のインジェクタ５の上方の空間に、複数の半導体ウェハ１の平面がチューブ３の延在方向に対して平行となる向きで処理用ボート２を投入する工程と、インジェクタ５の開口部Ｈから、原料ガスをチューブ３内に連続的に供給するとともに、チューブ３を加熱する工程と、を備える。【選択図】図１
2013138180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に延在し、内側の下部にガス配管が設けられた耐熱性のチューブをプロセスチャンバーとして用い、互いに平行に搭載される複数の半導体ウェハの側面全体を遮蔽する一対の第１の遮蔽板を有する処理用ボートを前記チューブ内に配置し、前記チューブ内に原料ガスを供給しながら前記チューブを加熱することによって、前記処理用ボートに搭載された前記複数の半導体ウェハに熱処理を施す半導体ウェハの熱処理方法であって、
前記処理用ボートに、前記複数の半導体ウェハを互いに平行に立てて搭載する工程と、
前記チューブ内の前記ガス配管の上方の空間に、前記複数の半導体ウェハの平面が前記チューブの延在方向に対して平行となる向きで前記処理用ボートを投入する工程と、
前記ガス配管の開口部から、前記原料ガスを前記チューブ内に連続的に供給するとともに、前記チューブを加熱する工程と、
を備える、半導体ウェハの熱処理方法。
【請求項２】
前記原料ガスを、前記処理用ボートの下方から前記処理用ボート内に連続的に流入させ、前記処理用ボートの上方へ連続的に流出させることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハの熱処理方法。
【請求項３】
前記チューブの内側の上部に排気管が配置されており、
前記処理用ボートの上方に流出した原料ガスを、前記排気管の開口部から連続的に排出することを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェハの熱処理方法。
【請求項４】
水平方向に延在し、内側の上部及び下部にそれぞれ配管が設けられた耐熱性のチューブをプロセスチャンバーとして用い、互いに平行に搭載される複数の半導体ウェハの側面全体を遮蔽する一対の第１の遮蔽板を有する処理用ボートを前記チューブ内に配置し、前記チューブ内に原料ガスを供給しながら前記チューブを加熱することによって、前記処理用ボートに搭載された前記複数の半導体ウェハに熱処理を施す半導体ウェハの熱処理方法であって、
前記処理用ボートに、前記複数の半導体ウェハを互いに平行に立てて搭載する工程と、
前記チューブ内の前記配管同士の間の空間に、前記複数の半導体ウェハの平面が前記チューブの延在方向に対して平行となる向きで前記処理用ボートを投入する工程と、
前記処理用ボートの上部及び下部に配置された前記配管の開口部から、交互に前記原料ガスの流入と排出とを行うとともに、前記チューブを加熱する工程と、
を備える、半導体ウェハの熱処理方法。
【請求項５】
上端が前記処理用ボートに搭載された前記複数の半導体ウェハの上端より２ｍｍ以上高く、下端が前記半導体ウェハの下端より２ｍｍ以上低い前記第１の遮蔽板により、前記複数の半導体ウェハの側面全体を遮蔽することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体ウェハの熱処理方法。
【請求項６】
半導体ウェハに平行な第２の遮蔽板をさらに備える前記処理用ボートを用い、前記複数の半導体ウェハ周囲を遮蔽することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体ウェハの熱処理方法。
【請求項７】
前記第１の遮蔽板は、前記複数の半導体ウェハ側に、各半導体ウェハ間の空間を遮る突起構造を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体ウェハの熱処理方法。
【請求項８】
ドーパントを含んだガスを前記原料ガスとして用いて、請求項１から７のいずれか１項に記載された半導体ウェハの熱処理方法により熱拡散処理を行い、前記複数の半導体ウェハの各々の表面に不純物拡散層を形成して、前記複数の半導体ウェハの各々の内部にｐｎ接合を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項９】
水平方向に延在し、原料ガスを連続的に供給するガス配管が内側の下部に設けられた耐熱性のチューブと、
複数の半導体ウェハを互いに平行に立てて搭載して、前記チューブ内の前記ガス配管の上方の空間に配置される処理用ボートと、
前記チューブを外部から加熱するヒータとを備え、
前記チューブをプロセスチャンバーとして用い、前記処理用ボートに搭載された前記複数の半導体ウェハに熱処理を施す熱処理装置であって、
前記複数の半導体ウェハの側面全体を遮蔽する一対の第１の遮蔽板を有し、
前記処理用ボートは、前記複数の半導体ウェハの平面が前記チューブの延在方向に対して平行となる向きで前記チューブの中に配置されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項１０】
前記第１の遮蔽板の上端は、前記処理用ボートに搭載された前記複数の半導体ウェハの上端より２ｍｍ以上高く、前記第１の遮蔽板の下端は、前記処理用ボートに搭載された前記半導体ウェハの下端より２ｍｍ以上低いことを特徴とする請求項９に記載の熱処理装置。
【請求項１１】
半導体ウェハに平行な第２の遮蔽板をさらに備え、前記複数の半導体ウェハ周囲を遮蔽することを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスを使用して、半導体ウェハへの拡散や酸化を行うための熱処理方法、およびその半導体ウェハの熱処理方法を用いた太陽電池の製造方法並びに熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ用の熱処理炉は、石英製の円筒形チューブをプロセスチャンバーとして、チューブの外周にヒーターを配置したものが用いられている。例えば、所望の不純物をウェハ中に拡散させる熱拡散処理の場合、加熱された石英チューブ内にドーパントを含む原料ガスを連続的に導入することによって、チューブ内に配置された半導体ウェハの表面で不純物拡散を生じさせることができる。こうした手法は開管拡散と呼ばれ、シリコンウェハをセルとする太陽電池の不純物拡散処理でも用いられている。
【０００３】
熱処理炉の形態は、石英チューブの配置方法から縦型炉と横型炉とが存在し、縦型炉は石英チューブ内で半導体ウェハを回転させて処理の均一性を高める工夫がされている。太陽電池の分野では、量産性に優れる横型炉が多く用いられており、全長１０００ｍｍ〜１５００ｍｍの石英チューブを持つ大型の熱処理炉が使用されている。横型炉で半導体ウェハを熱処理する際、半導体ウェハを立てて支持するための処理用ボート（半導体ウェハ単数、あるいは複数枚をチューブの延在方向に対して平行に並べた一つの集合体）が用いられる。
【０００４】
原料ガスの供給方法は、熱処理の均一性に影響する主要な要素であり、ウェハ面内での不純物拡散の均一性を高めるため、ガス流を制御するための整流板や、ガス供給を石英チューブ内で均一に行うためのインジェクタが用いられることがある。インジェクタは、長い石英チューブ内に設置されるガス導入管であり、石英チューブ内に均一にガスを供給するため、複数のガス放出口を有するものである。
【０００５】
熱拡散処理の例として、シリコン（Ｓｉ）の半導体ウェハをｎ型不純物のリン（Ｐ）を拡散させる場合は、三塩化リン（ＰＯＣｌ３）を気化させて窒素ガスや酸素ガスと混合して原料ガスとする。反応式は次の通りである。
２ＰＯＣｌ３＋（３／２）Ｏ２  →  Ｐ２Ｏ５＋３Ｃｌ２  （１）
Ｐ２Ｏ５＋（５／２）Ｓｉ  →  ２Ｐ＋（５／２）ＳｉＯ２       （２）
【０００６】
上記式（１）、（２）の化学反応は８００℃〜１０００℃の炉中で行われる。
【０００７】
酸化処理を行う場合には、原料ガスに酸素ガス、水蒸気などを用いればよい。
【０００８】
特許文献１には、石英から成るボートに、半導体ウェハの所定枚数毎に石英板を整流板として配置することによって、処理の均一化を図る方法が記載されている。また、特許文献２には、チューブ内に４本のインジェクタ（ガス送出管）を配置し、さらに、ガス放出口（開口部）が半導体ウェハの配置されるピッチに合せて配列した熱処理炉が記載されている。いずれも、半導体ウェハはチューブの延在方向に垂直、すなわち半導体ウェハの表面ないし裏面を構成する平面の鉛直線がチューブの延在方向に沿うように配列している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭６３−９８６２７号公報
【特許文献２】特開２００９−１９４００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように、整流板やインジェクタを用いることによって、半導体ウェハの面内均一性や、個別の半導体ウェハ間の均一性を高めることが可能である。しかしながら、チューブ特許文献１および特許文献２に示された方法を用いても、チューブの一端から原料ガスを排出する必要があることから、複数配置された半導体ウェハを横切る方向に原料ガスの流れが生じる。原料ガスの圧力はほぼ大気圧であり、ガスの流れは粘性流のため、半導体ウェハ外周付近での挙動は複雑である。たとえば、半導体ウェハの外周部近傍に気流の渦を生じさせたり、配列された半導体ウェハ間へのガス流入により、半導体ウェハ間でガスの擾乱を生じやすい。このような状況は、半導体ウェハの処理の不均一を生じさせる原因となる。
【００１１】
一方、半導体ウェハに対する熱拡散量のばらつきはデバイス特性のばらつきを生じさせる。例えば、太陽電池セル用のウェハに不純物を熱拡散させる場合、拡散量が不足するとシート抵抗が大きくなって導通損失が増大し、拡散量が多い場合はウェハ内に欠陥が多く生じてキャリアの再結合による光電変換効率の低下をもたらす。
【００１２】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、横型の熱処理炉を用いて、均一性の優れた熱処理を行う半導体ウェハの熱処理方法、太陽電池の製造方法及び熱処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、水平方向に延在し、内側の下部にガス配管が設けられた耐熱性のチューブをプロセスチャンバーとして用い、互いに平行に搭載される複数の半導体ウェハの側面全体を遮蔽する一対の第１の遮蔽板を有する処理用ボートをチューブ内に配置し、チューブ内に原料ガスを供給しながらチューブを加熱することによって、処理用ボートに搭載された複数の半導体ウェハに熱処理を施す半導体ウェハの熱処理方法であって、処理用ボートに、複数の半導体ウェハを互いに平行に立てて搭載する工程と、チューブ内のガス配管の上方の空間に、複数の半導体ウェハの平面がチューブの延在方向に対して平行となる向きで処理用ボートを投入する工程と、ガス配管の開口部から、原料ガスをチューブ内に連続的に供給するとともに、チューブを加熱する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理用ボートに搭載された半導体ウェハ外周部や半導体ウェハ間におけるガス流の擾乱が抑制され、半導体ウェハに対して均一な熱処理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる熱処理方法で用いる熱処理装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施の形態１の処理用ボートの構成例を示す斜視図である。
【図３】図３は、半導体ウェハを搭載した状態の実施の形態１の処理用ボートを示す斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態２の処理用ボートの構成例を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態３の処理用ボートの外周を囲う遮蔽筒の構造を示す斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態４にかかる熱処理方法で用いる熱処理装置の構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態５にかかる熱処理方法で用いる熱処理装置の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態５にかかる熱処理方法で用いる熱処理装置の構成を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態６の処理用ボートを囲う遮蔽板の構造を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、実施の形態６の処理用ボートを囲う遮蔽板の構造を示す上方図である。
【図１１】図１１は、シリコンウェハの局部的なシート抵抗を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、シリコンウェハ上の測定位置の番号を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる半導体ウェハの熱処理方法、太陽電池の製造方法及び熱処理装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、模式的な記載となっているため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる熱処理方法で用いる熱処理装置の構成を示す模式図である。ヒーター８の内側に、プロセスチャンバーとして用いられるチューブ３が横向きに配置され、チューブ３の内側の下部には原料ガスをチューブ３内に導入するためのガス配管としてのインジェクタ５が設置されている。インジェクタ５は、チューブ３の導入口４に接続されており、原料ガスをチューブ３内部に放出するための開口部として放出口Ｈが設けられている。チューブ３には、処理用ボート２に搭載された複数の半導体ウェハ１がチューブ３の延在方向と平行に投入され、原料ガスが連続的に供給された状態でヒーター８によってチューブ３が加熱されて熱処理が行われる。
【００１８】
半導体ウェハ１は、１台の処理用ボート２内に、互いに平行かつ一定間隔をおいて重なり合うように収納される。処理用ボート２は、半導体ウェハ１の平面がチューブ３の延在方向に対して平行となる向きに投入される。また、処理用ボート２には、立てられた半導体ウェハ１の側面全体、すなわち図１の半導体ウェハ１左右端部の端面側全体を遮蔽する第１の遮蔽板７が設置されている。
【００１９】
導入された原料ガスおよび反応において生じたガスは、チューブ３の端部にある排出口６から排出される。第１の遮蔽板７によって、チューブ３の延在方向と平行に配置された半導体ウェハ１間の空間にチューブ３の延在方向から原料ガスが流入することを制限することができる。
【００２０】
処理用ボート２は、チューブ３内部で図示されていない支持部材に支持されていても良い。ここでは、図１のチューブ３、インジェクタ５、ヒーター８とその周辺を総称して熱処理炉と呼ぶことにする。なお、チューブ３の延在方向は、導入口４から排出口６に向かう方向であり、延在方向に直行する面で切断したチューブ３の断面は略円形になっている。
【００２１】
図１では、放出口Ｈの向きは上向きに形成されているが、穴の向きは適宜変更することができる。放出口Ｈの数、サイズ、形状についても、処理用ボート２のそれぞれに適切に原料ガスが供給されるように適切に設計することができる。複数の半導体ウェハ１に対して均一に原料ガスを供給するため、放出口Ｈに向かい合う位置に、開口部を有する拡散板やロッド状の遮蔽物などを配置して、ガスの流れに広がりを持たせてもよい。
【００２２】
なお、前述のように、半導体ウェハ１の向きは、チューブ３の延在方向に垂直に配置されることが一般的である。これは、ヒーター８による加熱を均一化することにより、半導体ウェハ１の温度に関して個体差の少ない処理を行うことができるためである。しかしながら、こうした一般的な配置では、原料ガスが端部の排出口６に向かって流れるため、原料ガスの流れと半導体ウェハ１が直交する位置関係になる。そのため、半導体ウェハ１端部を原料ガス流が横切る際に、半導体ウェハ１の外周部近傍に気流の渦を生じさせることがあった。
【００２３】
一方、半導体ウェハ１をチューブ３の延在方向と平行に配置することにより、チューブ３内での原料ガスの流れに対して半導体ウェハ１が概ね平行となる。第１の遮蔽板７によって、チューブ３の延在方向に流れるガスが半導体ウェハ１間に流入するのを防ぐとともに、大型の半導体ウェハ１を用いた場合でも、ウェハ端部で原料ガスの渦が生じることがない。半導体ウェハ１の表面近傍でのガス流が安定することから、一様な反応が生じて、半導体ウェハ１内の均一性に優れた熱処理を行うことができる。
【００２４】
図２は、処理用ボート２の構成例を示す斜視図で、この処理用ボート２は多数の半導体ウェハ１を立てて搭載することが可能なものである。支持部１１は、半導体ウェハ１の下部を支持する部分で、半導体ウェハ１が１枚ずつ嵌って位置が安定するように複数の溝が形成されている。支持部１２は、同様に半導体ウェハ１の上側の側部を支持する部分で、形成されているそれぞれの溝が半導体ウェハ１の両側面を支持することができる。枠部１３は、支持部１１と支持部１２を固定して全体を構成している。第１の遮蔽板７は、支持部１２の外側にあって、処理用ボート２の側面を遮蔽している。第１の遮蔽板７は、枠部１３に溶接されて、完全に固定された状態でもよいが、溝に嵌め込む形で支持されていてもよい。図３は、半導体ウェハ１を搭載した状態の処理用ボート２を示す斜視図である。また、第１の遮蔽板７は、断面が円形のチューブ３内に投入することを考慮して、角部を面取りした形状であっても良い。
【００２５】
上記の処理用ボート２の材質は耐熱性、腐食性の原料ガスに対する耐久性、加工の容易性などの理由から石英を用いることが一般的であり、第１の遮蔽板７についても石英を使用することができる。また、第１の遮蔽板７にはセラミックスなど、８５０℃以上の耐熱性を備える他の材料を用いても良い。
【００２６】
次に、上記の横型熱処理炉と処理用ボート２を用いた、具体的な熱処理プロセスについて述べる。まず、半導体ウェハ１が処理用ボート２上に搭載され、処理用ボート２がチューブ３内のインジェクタ５の上方の空間に投入される。チューブ３は、通常、円筒形の石英チューブが用いられ、円筒の端部にフランジを用いる場合は、フランジが別材料から成っていてもよい。ヒーター８が通電されてチューブ３が８５０℃程度に加熱され、原料ガスがチューブ３内部に導入される。
【００２７】
たとえばシリコンの半導体ウェハ１にリンを拡散する場合、リンの原料ガスは、図示されていないバブラーを用いて作製すればよい。例えば、キャリヤガスとして窒素ガスを用い、バブラーでバブリングを行うことにより、常温で液体の三塩化リンを気化させる。得られたガスに酸素ガスを混合することによって原料ガスが作製され、混合ガスの状態で導入口４から供給される。
【００２８】
インジェクタ５は、チューブ３内で折り返すＵ字構造を有しており、原料ガスは放出口Ｈに到達するまでの間、インジェクタ５内部で加熱される。放出口Ｈから放出された原料ガスは処理用ボート２の下部に到達して、上向きの初速の効果と、放出後さらに加熱されて徐々に温度が上昇する効果によって上方へ移動する。原料ガスは、処理用ボート２の下方から処理用ボート２内に連続的に流入し、処理用ボート２の上方ヘ連続的に流出することから、ほぼ定常的なガス流が生じていると考えることができる。シリコンである半導体ウェハ１の表面で式（１）、式（２）の反応が生じ、生成したリンが半導体ウェハ１内に拡散する。
【００２９】
このとき、第１の遮蔽板７によって、半導体ウェハ１の端部からのガス流入が防止されていることから、処理用ボート２内で隣接する半導体ウェハ１間の空間では、概ね層流に近いガス流が生じている。仮に、第１の遮蔽板７を用いないと、隣接する半導体ウェハ１間の空間にチューブ３の延在方向から原料ガスが流入するため、半導体ウェハ１表面でのガス流が複雑となり、温度やガス流量など、各種条件のわずかな違いにより、拡散量が変動しやすい。
【００３０】
チューブ３内部に導入された原料ガスは、排出口６からチューブ３の外に排出され、図示されていないフィルター等を経由して適宜処理される。
【００３１】
第１の遮蔽板７は半導体ウェハ１の端部全域をカバーすることが必要であり、上端の高さは、少なくとも半導体ウェハ１の上端より高く、下端は半導体ウェハ１の下端より低いことが望ましい。例えば、１５６ｍｍ×１５６ｍｍサイズの半導体ウェハ１を処理する場合、半導体ウェハ１の上端部より少なくとも２ｍｍ以上高く、半導体ウェハ１の下端より２ｍｍ以上低いことが必要であり、差が大きいほど遮蔽効果が高くなる。実際には、チューブ３の直径は装置の設置面積やコストによる制約があり、実用的には、２ｍｍ〜１０ｍｍ程度の差を持たせることが有効である。
【００３２】
平行配置された半導体ウェハ１の両端に配置された半導体ウェハ１は、通常、ダミーのウェハとして扱われる。これは、最も外側に配置されたウェハの条件が内側に配置されたものと異なるためである。
【００３３】
なお、図１〜図３では、第１の遮蔽板７は処理用ボート２と一体となっているが、処理用ボート２と第１の遮蔽板７を分離して併置したとしても、得られる効果は同様であることは言うまでもない。
【００３４】
横型熱処理炉内において、上記のような構成を持つ処理用ボート２を用いることにより、隣接する半導体ウェハ１間の空間のガス流を安定させて、半導体ウェハ１内の均一性の高い熱処理を行うことが可能となる。
【００３５】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２にかかる処理用ボート２の構成例を示す斜視図である。実施の形態１と比較すると、半導体ウェハ１の搭載部の両端に、半導体ウェハ１と平行な第２の遮蔽板１４を有している点のみが異なっており、その他は実施の形態１と同様である。一対の第１の遮蔽板７と、一対の第２の遮蔽板１４を用いることにより、半導体ウェハ１を囲う周囲四方を遮蔽することができる。この構成を用いることにより、処理用ボート２内を上昇する原料ガス流をより安定化させることができるため、最外に配置された半導体ウェハ１も含めてウェハ内の均一性の高い熱処理を行うことが可能となる。また、第２の遮蔽板１４に赤外線を透過しにくいセラミックス板を用いることによって、ヒーター８によって加熱された半導体ウェハ１の温度の個体差を低減させることができる。
【００３６】
実施の形態３．
図５は、実施の形態３にかかる処理用ボート２の外周を囲う遮蔽筒１５の構造を示す斜視図である。遮蔽筒１５は、実施の形態２の第１の遮蔽板７と第２の遮蔽板１４を一体化したものであり、第１、第２の遮蔽板を有しない処理用ボート２の側面を囲うように被せることで、処理用ボート２の四方を遮蔽することができる。処理用ボート２を遮蔽筒１５で囲むことによって、処理用ボート２内を上昇する原料ガス流を安定化させることができるため、半導体ウェハ１内の均一性の高い熱処理を行うことが可能となる。その他は実施の形態１と同様である。
【００３７】
実施の形態４．
図６は実施の形態４にかかる熱処理方法で用いる熱処理装置の構成を示す図である。処理用ボート２の下方にガス配管としてのインジェクタ５が設けられており、原料ガスを放出するための開口部として放出口Ｈが設けられている。また処理用ボート２の上部には排気管２１が設けられており、原料ガスをチューブ３外部に排出するための開口部として排出口Ｋが設けられている。処理用ボート２の上部及び下部にそれぞれ設けられているインジェクタ５と排気管２１とにより、処理用ボート２内の原料ガス流を安定させて上昇させることができるため、半導体ウェハ１内の均一性の高い熱処理を行うことが可能となる。その他は実施の形態１と同様である。
【００３８】
実施の形態５．
図７及び図８は、実施の形態５にかかる熱処理方法で用いる熱処理装置の構成を示す図である。チューブ３の内側の上部及び下部にそれぞれ配管２２ａと配管２２ｂとが設けられており、原料ガスを排出・放出するための開口部として開口Ｌが設けられている。処理用ボート２は、チューブ３内の配管２２ａ、２２ｂ同士の間の空間に、半導体ウェハ１の平面がチューブ３の延在方向に対して平行となる向きで投入される。これらの配管２２ａ及び配管２２ｂは、図７、図８のように原料ガスの排出と放出を交互に行うことで、半導体ウェハ１に接していない新しい原料ガスが上下から交互にチューブ３内に供給される。すなわち、配管２２ｂの開口Ｌから原料ガスを放出して下方から処理用ボート２内に原料ガスを流入させるとともに、処理用ボート２から上方へ流出した原料ガスを配管２２ａの開口Ｌからチューブ３の外に排出する状態と、配管２２ａの開口Ｌから原料ガスを放出して上方から処理用ボート２内に原料ガスを流入させるとともに、処理用ボート２から下方へ流出した原料ガスを配管２２ｂの開口Ｌからチューブ３の外に排出する状態とを交互に取らせることで、処理用ボート２内の上方で反応済みの原料ガスの割合が高まることを防ぎ、原料ガス内にある不純物の量を、チューブ３内での位置によらず均一にすることができる。そのため、実施の形態４よりもさらに均一性の高い処理を行うことが可能となる。その他は実施の形態１と同様である。
【００３９】
実施の形態６．
図９は実施の形態６にかかる処理用ボートの第１の遮蔽板３１の構造を示す斜視図である。また、図１０は実施の形態６にかかる処理用ボートの第１の遮蔽板３１の上方図である。第１の遮蔽板３１は実施の形態１における第１の遮蔽板７を加工したものである。処理用ボートに平行におかれた半導体ウェハ１と同じ間隔でフィン３２（凸部）を設けており、処理用ボート内における半導体ウェハ１の端部による原料ガスの周り込みを低減することができる。すなわち、第１の遮蔽板３１は、半導体ウェハ１側に、各半導体ウェハ１間の空間を遮る突起構造としてのフィン３２を備える。実施の形態１と比較した場合、原料ガスの周り込み減少により、処理用ボート内の半導体ウェハ１と隣接している半導体ウェハ１との間で、均一性の高い熱処理を行うことが可能となる。その他は実施の形態１と同様である。
【００４０】
実施の形態７．
本発明にかかる太陽電池セルの製造方法の実施の形態について説明する。太陽電池のセルを製造するには、例えば、ホウ素（Ｂ）が添加されたｐ型シリコンウェハに対して、上記第１〜第６の実施の形態のいずれかの熱処理方法を用いてリンを拡散し、ウェハ表面にｎ型層を形成すればよい。これによって、ｐ型シリコンウェハの内部にｐｎ接合が形成され、内蔵電位差を発生させることができる。光起電力によって生じた電流を取り出すため、ｎ型層上に複数の細線電極を、ウェハ裏面全体に裏面電極を形成する。ｎ型層の上には反射防止層などを形成して、光利用効率を高めることが一般的である。太陽電池として使用するには、複数のセルをガラス基板上に配列して電気配線を行い、ＥＶＡ樹脂などで封止を行えばよい。
【実施例】
【００４１】
処理用ボート２に設けた第１の遮蔽板７の効果を検証するため、第１の遮蔽板７の有無を除いて同じ条件で処理を行い、半導体ウェハ１内のシート抵抗の分布を計測した。１５６ｍｍ×１５６ｍｍサイズで角部は１６ｍｍ±２ｍｍの面取りのされた単結晶シリコンウェハを半導体ウェハ１として用い、実施の形態１の方法にしたがってリン拡散処理を行った。第１の遮蔽板７の寸法は、１６０ｍｍ×１６０ｍｍで、角部の面取りは２０ｍｍとした。
【００４２】
図１１は、拡散処理後に半導体ウェハ１の局部的なシート抵抗を４端子法で測定した結果を示すグラフである。図１２は、半導体ウェハ１上の測定位置の番号を示す模式図である。図１１の結果から、遮蔽板７を用いることで、半導体ウェハ１内のばらつきが改善され、均一性の高い拡散処理がなされたことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる半導体ウェハの熱処理方法、太陽電池の製造方法及び熱処理装置は、半導体ウェハの表面に均一に熱処理を施すことができる点で有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  半導体ウェハ、２  処理用ボート、３  チューブ、５  インジェクタ、６  排出口、７，３１  第１の遮蔽板、８  ヒーター、１４  第２の遮蔽板、１５  遮蔽筒、２１  排気管、２２ａ，２２ｂ  配管、３２  フィン。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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