(57)【要約】【課題】処理室へ供給されるガスを充分に加熱することにより、ヘイズやスリップに起因する成膜不良を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】本発明における特徴は、例えば、図２に示すように、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体２０７を設けている点にある。これにより、ガス供給部２１１から供給される原料ガスは、まず、処理室２０９の内部に導入される前に先立って、ガス導入空間２１０内に導入され、このガス導入空間２１０に設けられている加熱体２０７によって加熱される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板を処理する処理室と、
（ｂ）前記処理室の外壁に設けられた複数の噴出孔と、
（ｃ）前記処理室を囲むように設けられたチューブと、
（ｄ）前記処理室と前記チューブで挟まれたガス導入空間と、
（ｅ）前記ガス導入空間に接触するように設けられた加熱体と、を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記チューブと前記処理室の外壁との間に前記加熱体が配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記チューブ自体が前記加熱体になっていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、処理室内に原料ガスを供給して基板上に膜を成膜する基板処理装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特公平０６−１６４９５号公報（特許文献１）には、シラン系ガスに塩化水素ガス（ＨＣｌ）あるいは塩素ガス（Ｃｌ２）を混合したガスと水素ガス（Ｈ２）とを基板近傍まで別々に分離して供給するホットウォール式のシリコン（Ｓｉ）気相エピタキシャル成長技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平０６−１６４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホットウォール式のＳｉ気相エピタキシャル成長技術では、特許文献１に記載されているように、９００℃〜１２００℃という高温に反応炉を保持した状態でガスを供給する必要がある。この場合、供給するガスを充分に加熱しないと、ヘイズやスリップが発生して成膜不良に至る。しかしながら、特許文献１には、供給するガスを充分に加熱する必要性については言及がない。特に、基板上に膜厚の厚い膜を形成する場合は、供給するガスの流量が大きくなるため、基板処理装置の構造を工夫しないと、供給するガスを充分に加熱することができない場合がある。ここで、スリップとは、供給するガスの温度と基板の温度との温度差によって、基板に線状の傷が形成される現象であり、ヘイズとは、結晶の配向方向にばらつきが生じて、基板の表面が曇る現象である。
【０００５】
本発明の目的は、処理室へ供給されるガスを充分に加熱することにより、ヘイズやスリップに起因する成膜不良を抑制することができる技術を提供することにある。
【０００６】
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】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明における基板処理装置は、（ａ）基板を処理する処理室と、（ｂ）前記処理室の外壁に設けられた複数の噴出孔と、（ｃ）前記処理室を囲むように設けられたチューブと、（ｄ）前記処理室と前記チューブで挟まれたガス導入空間と、（ｅ）前記ガス導入空間に接触するように設けられた加熱体と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
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とおりである。
【００１０】
処理室へ供給されるガスを充分に加熱することにより、ヘイズやスリップに起因する成膜不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における基板処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態１における処理炉の概略構成を示す図である。
【図３】実施の形態１におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。
【図４】変形例におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。
【図５】実施の形態１における処理炉周辺の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１における基板処理装置を制御するコントローラの構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態１における基板処理装置の処理シーケンスを示すタイミングチャート図である。
【図８】実施の形態２における処理炉の概略構成を示す図である。
【図９】実施の形態２におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。
【図１０】変形例におけるアウターチューブの内側領域の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００１７】
（実施の形態１）
＜本実施の形態における基板処理装置の概略構成＞
本発明を実施するための実施の形態において、基板処理装置は、一例として、基板の製造方法、半導体装置（ＩＣ等）の製造方法や太陽電池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や太陽電池製造装置として構成されている。以下の説明では、例えば、半導体基板（半導体ウェハ）にエピタキシャル成長法による成膜処理、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法による成膜処理、あるいは、酸化処理や拡散処理などを行なう縦型の基板処理装置に本発明の技術的思想を適用した場合について述べる。特に、本実施の形態では、複数の基板を一度に処理するバッチ方式の基板処理装置を対象にして説明する。
【００１８】
まず、本実施の形態１における基板処理装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態１における基板処理装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１における基板処理装置１０１は、シリコン等からなる複数のウェハ（半導体基板）ＷＦを収納したウェハキャリアとしてのカセット１１０を使用するように構成されており、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの下方にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４が筐体１１１の正面壁１１１ａに設けられている。
【００１９】
正面メンテナンス扉１０４には、カセット搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が筐体１１１の内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口１１２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。カセット搬入搬出口１１２の筐体１１１内側にはカセットステージ（基板収容器受渡し台）１１４が設置されている。カセット１１０は、カセットステージ１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつ、カセットステージ１１４上から搬出されるようになっている。カセットステージ１１４は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウェハＷＦが垂直姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が上方向を向くように載置されるように構成されている。
【００２０】
筐体１１１内の前後方向の略中央下部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、カセット棚１０５は複数段および複数列で複数個のカセット１１０を保管し、カセット１１０内のウェハＷＦを出し入れすることが可能なように配置されている。このカセット棚１０５は、スライドステージ（水平移動機構）１０６上に横行可能なように設置されている。また、カセット棚１０５の上方にはバッファ棚（基板収容器保管棚）１０７が設置されており、このバッファ棚１０７にもカセット１１０が保管されるようになっている。
【００２１】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降することができるカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂから構成されている。このカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５およびバッファ棚１０７との間で、カセット１１０を搬送することができるようになっている。
【００２２】
カセット棚１０５の後方には、ウェハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウェハ移載機構１２５は、ウェハＷＦを水平方向に回転ないし直動可能なウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウェハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂで構成されている。図１に模式的に示すように、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂは、筐体１１１の左側端部に設置されている。これら、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウェハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウェハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウェハＷＦの載置部として、ボート（基板保持体）ＢＴに対してウェハＷＦを装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００２３】
次に、図１に示すように、バッファ棚１０７の後方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを基板処理装置１０１内へ供給するために、供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４ａが設けられており、このクリーンユニット１３４ａは、クリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。また、ウェハ移載装置エレベータ１２５ｂ側と反対側である右側端部には、クリーンエアを供給するように、供給ファンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。そして、このクリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウェハ移載装置１２５ａを流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部へ排気されるようになっている。
【００２４】
ウェハ移載装置（基板移載装置）１２５ａの後側には、大気圧未満の圧力（以下、負圧という。）を維持することが可能な機密性能を有する耐圧筐体１４０が設置されている。この耐圧筐体１４０により、ボートＢＴ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。
【００２５】
耐圧筐体１４０の正面壁１４０ａにはウェハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１４２が開設されており、ウェハ搬入搬出口１４２はゲートバルブ（基板搬入搬出口開閉機構）１４３によって開閉されるようになっている。耐圧筐体１４０の一対の側壁にはロードロック室１４１へ窒素ガス等の不活性ガスを給気するためのガス供給管１４４と、ロードロック室１４１を負圧に排気するためのガス排気管（図示せず）とがそれぞれ接続されている。
【００２６】
ロードロック室１４１上方には、処理炉（反応炉）２００が設けられている。処理炉２００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。
【００２７】
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ＢＴを昇降させるためのボートエレベータ（支持体保持体昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５に連結された連結具としてのアーム（図示せず）には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボートＢＴを垂直に支持し、処理炉２００の下端部を閉塞可能なように構成されている。
【００２８】
ボートＢＴは複数本の支柱（保持部材）を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１００枚程度）のウェハＷＦをその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持することができるように構成されている。基板処理装置１０１を構成する各部は、コントローラＣＬと電気的に接続されており、コントローラＣＬは、基板処理装置１０１を構成する各部の動作を制御するように構成されている。
【００２９】
本実施の形態１における基板処理装置１０１は上記のように概略構成されており、以下にその動作について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作は、コントローラＣＬにより制御される。
【００３０】
図１に示すように、カセット１１０がカセットステージ１１４に供給されるのに先立って、カセット搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放される。その後、カセット１１０はカセット搬入搬出口１１２から搬入され、カセットステージ１１４上に載置される。このとき、カセットステージ１１４上に載置されるウェハＷＦは垂直姿勢になっており、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
【００３１】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセットステージ１１４から取り上げられるとともに、カセット１１０内のウェハＷＦが水平姿勢となり、かつ、カセット１１０のウェハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に右周り縦方向へ９０°回転させられる。続いて、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５あるいはバッファ棚１０７の指定された位置へ自動的に搬送される。そして、カセット１１０は、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。
【００３２】
その後、スライドステージ１０６はカセット棚１０５を水平移動させ、移載の対象となるカセット１１０をウェハ移載装置１２５ａに対峙するように位置決めする。
【００３３】
予め内部が大気圧状態とされていたロードロック室１４１のウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３の動作により開放されると、ウェハＷＦはカセット１１０からウェハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウェハ出し入れ口を通じてピックアップされる。そして、ウェハ搬入搬出口１４２を通じてロードロック室１４１に搬入され、ボートＢＴへ移載されて装填（ウェハチャージング）される。ボートＢＴにウェハＷＦを受け渡したウェハ移載装置１２５ａはカセット１１０に戻り、次のウェハＷＦをボートＢＴに装填する。
【００３４】
予め指定された枚数のウェハＷＦがボートＢＴに装填されると、ウェハ搬入搬出口１４２がゲートバルブ１４３によって閉じられる。その後、処理炉２００の下端部が炉口シャッタ（炉口ゲートバルブ１４７）によって開放される。続いて、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇し、シールキャップ２１９に支持されたボートＢＴが処理炉２００内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００３５】
ローディング後は、処理炉２００においてウェハＷＦに任意の処理が実施される。ウェハＷＦの処理後、ボートエレベータ１１５によりボートＢＴが引き出される。さらに、ゲートバルブ１４３が開かれる。その後は、概ね上述した動作と逆の動作により、処理済みのウェハＷＦおよびカセット１１０が筐体１１１の外部へ払い出される。以上のようにして、本実施の形態１における基板処理装置１０１が動作する。
【００３６】
＜本実施の形態１における処理炉の構成＞
次に、本実施の形態１における処理炉の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態１における処理炉２００の概略構成を示す図である。図２において、本実施の形態１における処理炉２００は、最も外側に筐体２０１を有しており、この筐体２０１の内部にアウターチューブ２０３が配置されている。このアウターチューブ２０３も、例えば、石英などから構成されている。さらに、アウターチューブ２０３の内部には、例えば、石英などから構成される外壁２０５で囲まれた処理室２０９が配置されている。この処理室２０９の内部には、ウェハＷＦを積層配置したボートＢＴが挿入され、この処理室２０９において、ボートＢＴに積層配置したウェハＷＦへの成膜処理が行なわれるようになっている。ボートＢＴはシールキャップ２１９上に配置され、このシールキャップ２１９によって処理室２０９が密閉されるように構成されている。
【００３７】
処理室２０９の外壁２０５とアウターチューブ２０３の間には、例えば、石英などの耐熱材料から構成されるインナーチューブ２０６が形成されており、このインナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５によって囲まれる同心円領域にガス導入空間２１０が形成される。つまり、本実施の形態１では、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁によって囲まれるようにガス導入空間２１０が設けられている点に特徴点がある。そして、このガス導入空間２１０の内部に、例えば、カーボンからなる円筒形状をした加熱体（被誘導体）２０７が形成されている。言い換えれば、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５で挟まれるように加熱体２０７が配置されている。
【００３８】
ガス導入空間２１０は、原料ガスを供給するガス供給部２１１と連通しており、このガス供給部２１１から供給される原料ガスは、まず、ガス導入空間２１０に導入されるようになっている。さらに、処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔（ガス噴出孔）２０８が形成されており、ガス導入空間２１０に導入された原料ガスが、これらの複数の噴出孔２０８によって、処理室２０９の内部へ導入されるようになっている。そして、処理室２０９に導入された原料ガスは、ボートＢＴに搭載されたウェハＷＦ上に供給され、これによって、ウェハＷＦに成膜処理が施されるとともに、ウェハＷＦ上に供給された原料ガスの一部は、処理室２０９と連通するように設けられているガス排気部２１２から排出されるように構成されている。
【００３９】
ガス供給部２１１は、原料ガスを流す上流側にバルブ（図示せず）とガス流量制御装置としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）（図示せず）を介してガス供給源に接続されている。このマスフローコントローラおよびバルブには、ガス流量制御部が電気的に接続されており、このガス流量制御部によって、供給するガスの流量が所望の流量となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。
【００４０】
ガス排気部２１２の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ（図示せず）および圧力調整器としてのＡＰＣバルブ（図示せず）を介して真空ポンプ等の真空排気装置（図示せず）が接続されている。圧力センサおよびＡＰＣバルブには、圧力制御部が電気的に接続されており、圧力制御部は、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブの開度を調節することにより、処理室２０９内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するよう構成されている。
【００４１】
また、アウターチューブ２０３の外側には、誘導コイル２０４が巻かれており、本実施の形態１における処理炉２００には、この誘導コイル２０４に高周波電流を印加することにより、加熱体２０７を加熱するための誘導加熱装置（図示せず）を有する。この誘導加熱装置は円筒状に形成されており、誘導加熱部としての誘導コイル２０４と、その他の構成要素として壁体や冷却壁を有している。誘導コイル２０４は高周波電源（図示せず）に接続されており、この高周波電源により、誘導コイル２０４には高周波電流が流れるようになっている。つまり、本実施の形態１では、誘導コイル２０４に高周波電流を流すと、処理炉２００の内部に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界により被誘導体である加熱体２０７に渦電流が発生する。この加熱体２０７は、渦電流によって誘導加熱が起こり昇温され、その後、加熱体２０７からの輻射熱により、処理室２０９の内部が加熱され、結果的に、処理室２０９の内部に配置されているウェハＷＦが加熱されるように構成されている。
【００４２】
誘導加熱装置の近傍には、処理室２０９内の温度を検出する温度検出体としての放射温度計（図示せず）が、例えば、４箇所に設置されている。この放射温度計は、少なくとも一つ設置されていればよいが、複数個の放射温度計を設置することで温度制御性を向上させることができる。
【００４３】
誘導加熱装置および放射温度計には、電気的に温度制御部が接続されており、放射温度計により検出された温度情報に基づいて、誘導コイル２０４への通電状態を調節することができるようになっている。そして、温度制御部によって、処理室２０９内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御されるようになっている。
【００４４】
本実施の形態１における処理炉２００は上記のように構成されており、以下に、その特徴点について説明する。本実施の形態１における特徴は、図２に示すように、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）（サセプタ）２０７を設けている点にある。これにより、ガス供給部２１１から供給される原料ガスは、まず、処理室２０９の内部に導入される前に先立って、ガス導入空間２１０内に導入され、このガス導入空間２１０に設けられている加熱体２０７によって加熱される。そして、本実施の形態１では、加熱体２０７によって予備加熱された原料ガスを処理室２０９の内部へ導入することができるので、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。具体的に、本実施の形態１における処理炉２００においては、まず、原料ガスは、ガス供給部２１１から、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５で挟まれたガス導入空間２１０に導入される。このとき、ガス導入空間２１０においては、誘導コイル２０４に高周波電流を流すことによる誘導加熱によって加熱体２０７が加熱される。そして、この加熱体２０７は、原料ガスが流れるガス導入空間２１０に設けられていることから、原料ガスは、ガス導入空間２１０に設けられている加熱体２０７によって直接加熱される。この結果、原料ガスは加熱される。その後、加熱体２０７で加熱された原料ガスは、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。したがって、本実施の形態１において、処理室２０９の内部に導入される原料ガスは、予め加熱されているので、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができるのである。
【００４５】
以下に、本実施の形態１における特徴について、本発明者が検討した検討技術と対比しながら、さらに詳細に説明する。例えば、本発明者が検討した検討技術として、処理炉の内部に設けた円筒形状の加熱体の内側にガスノズルを設け、このガスノズルから原料ガスをウェハ上に供給する構成が考えられる。しかし、この場合、ガスノズル内を通過する原料ガス自体を加熱体で直接加熱することができないため、ガスノズルを通過した原料ガスウェハ上に到達するまでに充分に加熱することができない。したがって、この場合、原料ガスとウェハとの温度差が大きくなり、この温度差に起因したヘイズやスリップの発生が起こりやすくなる。この結果、本発明者が検討した検討技術においては、このヘイズやスリップに基づくウェハ上への成膜不良が顕在化することが懸念される。
【００４６】
これに対し、本実施の形態１では、まず、図２に示すように、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）２０７を設けている（第１特徴点）。この第１特徴点により、本実施の形態１によれば、ガス導入空間２１０内において、加熱体２０７に直接原料ガスが接触するので、効率良く加熱体によって原料ガスを加熱することができる。すなわち、本実施の形態１によれば、上述した第１特徴点により、原料ガスを直接加熱体２０７に接触させることができるので、原料ガスを処理室２０９の内部に導入する前に充分に加熱することができるのである。特に、本実施の形態１において、ガス導入空間２１０は、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間に挟まれており、ガスノズルの内部空間よりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置しているので（第２特徴点）、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。このことから、本実施の形態１によれば、効率良く原料ガスを加熱することができるのである。つまり、本実施の形態１におけるガス導入空間２１０の体積は、ガスノズルの体積よりも遥かに大きいので、ガス導入空間２１０における原料ガスの加熱量は、ガスノズルにおける原料ガスの加熱量に比べて遥かに大きくなる。このことは、本実施の形態１のように、加熱体２０７を設けたガス導入空間２１０に原料ガスを導入して加熱した後、加熱した原料ガスを処理室２０９の内部を導入する構成によれば、断面積の小さなガスノズルによって原料ガスを処理室の内部へ導入する構成に比べて、原料ガスを充分に加熱できることを意味している。これにより、第１特徴点および第２特徴点を備える本実施の形態１の構成によれば、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができるのである。
【００４７】
以上のことをまとめると、まず、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）２０７を設ける第１特徴点により、本実施の形態１によれば、原料ガスを加熱体２０７に直接接触させて加熱することができる。このため、ガスノズルから原料ガスを供給する場合のように間接的にしか原料ガスを加熱できない構成に比べて、効率良く原料ガスを加熱することができる。
【００４８】
さらに、ガスノズルの内部空間よりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置するという第２特徴点により、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。この観点からも、原料ガスを充分に加熱することができる。特に、この第２特徴点によれば、ガス導入空間２１０の体積をガスノズルの体積よりも充分に大きくすることができるが、このことは、ガス導入空間２１０を介して処理室２０９の内部へ原料ガスを導入する場合の方が、ガスノズルから処理室の内部へ原料ガスを導入する場合よりも、原料ガスの流速を小さくできることを意味している。つまり、処理室２０９の内部へ同じ流量の原料ガスを導入する場合を考えると、体積の小さなガスノズルを使用する場合には、処理室２０９の内部への原料ガスの流入量を確保するため、体積の小さなガスノズルの内部を流れる原料ガスの流速を速くしなければならない。このため、ガスノズル内での原料ガスの加熱時間が短くなり、充分な原料ガスの加熱を行なうことができなくなる。これに対し、体積の大きなガス導入空間２１０を使用する場合には、原料ガスの流速を小さくしても体積が大きいため、処理室２０９の内部への原料ガスの流入量を確保することができる。この結果、ガス導入空間２１０内における原料ガスの加熱時間が長くなり、原料ガスを充分に加熱することができるのである。
【００４９】
また、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０への供給ポイントと、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔の配置位置とを、処理室２０９に対して、１８０度相対する位置に設けることが望ましい。なぜなら、このように構成することにより、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０への供給ポイントと、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔との間の距離を大きくすることができ、これによって、原料ガスの加熱時間を長くすることができるからである。つまり、原料ガスの加熱時間を長くして、原料ガスを充分に加熱する観点から、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０への供給ポイントと、処理室２０９の外壁２０５に設けられた複数の噴出孔の配置位置とを、処理室２０９に対して、１８０度相対する位置に設けることが望ましいのである。
【００５０】
以上のように、本実施の形態１によれば、第１特徴点と第２特徴点の相乗効果によって、原料ガスを処理室２０９の内部に導入する前に充分に加熱することができ、これによって、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができる。この結果、本実施の形態１によれば、ヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。さらには、原料ガスによるウェハＷＦの温度低下も抑制することができるため、温度低下に起因するウェハＷＦ上への成膜速度の低下も効果的に抑制することができる。
【００５１】
図３は、アウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図３に示すように、同心円形状をしたアウターチューブ２０３の内側にインナーチューブ２０６が設けられており、この内側に処理室２０９が設けられている。そして、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０が設けられ、このガス導入空間２１０の内部に加熱体２０７が設けられている。処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔２０８が設けられており、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７によって直接加熱された原料ガスは、この複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスは、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。
【００５２】
＜変形例＞
続いて、本実施の形態１の変形例について説明する。例えば、本実施の形態１における処理炉２００を使用してウェハＷＦ上にシリコン（Ｓｉ）からなる半導体膜を形成する場合、原料ガスとして、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、ＳｉＣｌ４（四塩化ケイ素）等が使用され、キャリアガスとして、水素ガス（Ｈ２）が使用される。この水素ガス（Ｈ２）は、原料ガスを流すためのキャリアガスとして機能するとともに、水素（Ｈ２）ガスは、水素還元によってシリコン含有原料ガスの分解を促進する還元ガスとしても機能する。したがって、本実施の形態１のように、処理室２０９内に導入される前に、ガス導入空間２１０に設けられた加熱体２０７で充分に原料ガス（水素ガスも含む）を加熱すると、このガス導入空間２１０においても成膜条件が成立してしまい、ガス導入空間２１０の内部に副生成物が形成される問題が発生する場合がある。そこで、本変形例では、原料ガスと一緒に混合されて供給される水素ガスの一部をガス導入空間２１０とは別に設けられたガスノズルから供給する構成を取っている。この構成によれば、原料ガスの分解を促進する水素ガスの一部が原料ガスと分離して処理室２０９の内部へ供給されるため、ガス導入空間２１０に副生成物が形成されることを低減することができる。つまり、本変形例では、まず、原料ガスと水素ガスの一部をガス導入空間２１０に導入し、ガス導入空間２１０に設けられている加熱体２０７で加熱した後、この原料ガスと水素ガスの一部を処理室２０９の内部に供給する。一方、残りの水素ガスは、ガス導入空間２１０に導入せず、別に設けられたガスノズルから処理室２０９の内部へ供給するのである。これにより、原料ガスと一緒に加熱される水素ガスの量を低減することができるので、ガス導入空間２１０での原料ガスの分解反応を抑制することができ、これによって、ガス導入空間２１０に副生成物が生成されることを抑制することができる。
【００５３】
図４は、変形例におけるアウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図４に示すように、同心円形状をしたアウターチューブ２０３の内側にインナーチューブ２０６が設けられており、この内側に処理室２０９が設けられている。そして、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０が設けられ、このガス導入空間２１０の内部に加熱体２０７が設けられている。処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔２０８が設けられており、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７によって直接加熱された原料ガスおよび水素ガスの一部は、この複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスおよび水素ガスの一部は、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。さらに、本変形例では、処理室２０９の内部にガスノズル２１３が設けられており、このガスノズル２１３から残りの水素ガスが供給される。したがって、処理室２０９の内部においては、ガス導入空間２１０で加熱された原料ガスと水素ガスの一部と、ガスノズル２１３から供給される残りの水素ガスが混合（ミキシング）されて、ウェハＷＦ上に供給される。この結果、本変形例によれば、原料ガスと一緒に加熱される水素ガスの量を低減することができるので、ガス導入空間２１０での原料ガスの分解反応を抑制することができる。そして、本変形例によれば、処理室２０９内で、ガス導入空間２１０で加熱された原料ガスと水素ガスの一部と、ガスノズル２１３から供給される残りの水素ガスとを混合するため、ウェハＷＦ上への半導体膜の成膜処理を充分に行なうことができる。
【００５４】
ここで、原料ガスを充分に加熱する観点からは、原料ガスとともに、ガス導入空間２１０へ導入される水素ガスの量を多くすることが望ましい。一方、ガス導入空間２１０での副生成物を抑制する観点からは、原料ガスとともに、ガス導入空間２１０へ導入される水素ガスの量を少なくすることが望ましい。実際の成膜工程では、原料ガスを充分に加熱すること、ガス導入空間２１０での副生成物を抑制することをある程度両立させるように、原料ガスとともにガス導入空間２１０へ導入される水素ガスの量と、ガスノズル２１３から供給する残りの水素ガスの量が調整される。
【００５５】
なお、本変形例では、原料ガスおよび水素ガスの一部をガス導入空間２１０に導入するように構成する例について説明したが、本変形例とは逆に、原料ガスおよび水素ガスの一部をガスノズル２１３から供給するように構成し、残りの水素ガスをガス導入空間２１０に導入するように構成してもよい。このとき、重要なのは、流量の多いガスをガス導入空間２１０に導入するということである。例えば、原料ガスの流量がキャリアガスの流量よりも多い場合には、原料ガスおよびキャリアガスの一部をガス導入空間２１０に導入して加熱する方が、処理室２０９に導入されるトータルの原料ガスおよびキャリアガスを充分に加熱することができる。一方、原料ガスの流量がキャリアガスの流量よりも少ない場合には、残りのキャリアガスをガス導入空間２１０に導入して加熱する方が、処理室２０９に導入されるトータルの原料ガスおよびキャリアガスを充分に加熱することができる。
【００５６】
＜本実施の形態１における処理炉周辺の構成＞
続いて、本実施の形態１における処理炉周辺の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態１における処理炉周辺の構成を示す図である。図５において、処理炉２００の下方には、処理炉２００の下端開口部を気密封止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。このシールキャップ２１９は、例えば、ステンレスなどの金属から構成されており、円盤状の形状をしている。シールキャップ２１９の上面には、処理炉２００の下端と当接するシール材としてのＯリング（図示せず）が設けられている。シールキャップ２１９には、回転機構３０１が設けられており、この回転機構３０１の回転軸３０２はシールキャップ２１９を貫通してボートＢＴに接続されている。これにより、回転機構３０１は、回転軸３０２を介してボートＢＴを回転させることで、ボートＢＴに搭載されているウェハ（半導体基板）ＷＦを回転するようになっている。
【００５７】
また、シールキャップ２１９は、処理炉２００の外側に設けられた昇降機構によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによって、シールキャップ２１９上に搭載されたボートＢＴを処理炉２００に対して搬入あるいは搬出することができるようになっている。上述した回転機構３０１および昇降機構を動作させる昇降モータ３０３は、後述する駆動制御部と電気的に接続されており、駆動制御部は、回転機構３０１や昇降モータ３０３が所定動作をするように制御する。
【００５８】
次に、予備室としてのロードロック室１４１の外面に下基板３０４が設けられている。この下基板３０４には、昇降台３０５とスライド自在になっているガイドシャフト３０６および昇降台３０５と螺合するボール螺子３０７が設けられている。そして、下基板３０４に立設したガイドシャフト３０６およびボール螺子３０７の上端には、上基板３０８が設けられている。ボール螺子３０７は、上基板３０８に設けられた昇降モータ３０３によって回転され、ボール螺子３０７が回転することにより、昇降台３０５が昇降するようになっている。
【００５９】
昇降台３０５には中空の昇降シャフト３０９が垂設され、昇降台３０５と昇降シャフト３０９の連結部は気密となっており、この昇降シャフト３０９は昇降台３０５とともに昇降するように構成されている。昇降シャフト３０９は、ロードロック室１４１の天板３１０を遊貫し、昇降シャフト３０９が貫通する天板３１０の貫通孔は、昇降シャフト３０９が天板３１０と接触することがないように充分な隙間が形成されている。
【００６０】
ロードロック室１４１と昇降台３０５との間には、昇降シャフト３０９の周囲を覆うように伸縮性を有する中空伸縮体としてベローズ３１１が設けられており、このベローズ３１１によりロードロック室１４１が気密に保たれるようになっている。このとき、ベローズ３１１は、昇降台３０５の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ３１１の内径は、昇降シャフト３０９の外径に比べて充分に大きく、伸縮の際にベローズ３１１と昇降シャフト３０９が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３０９の下端には、昇降基板３１２が水平に固着され、この昇降基板３１２の下面にはＯリングなどのシール部材を介して駆動部カバー３１３が気密に取り付けられている。昇降基板３１２と駆動部カバー３１３により駆動部収納ケース３１４が構成され、この構成により、駆動部収納ケース３１４の内部は、ロードロック室１４１内の雰囲気と隔離される。
【００６２】
駆動部収納ケース３１４の内部には、ボートＢＴの回転機構３０１が設けられており、この回転機構３０１の周辺は、冷却機構３１５によって冷却されるようになっている。
【００６３】
続いて、電力ケーブル３１６は、昇降シャフト３０９の上端から中空部を通り、回転機構３０１に導かれて接続されている。また、冷却機構３１５およびシールキャップ２１９には、冷却水流路３１７が形成されている。さらに、冷却水配管３１８が昇降シャフト３０９の上端から中空部を通り、冷却水流路３１７に導かれて接続されている。
【００６４】
このように構成されている処理炉周辺構造において、昇降モータ３０３が駆動されて、ボール螺子３０７が回転することにより、昇降台３０５および昇降シャフト３０９を介して駆動部収納ケース３１４を昇降させる。そして、例えば、駆動部収納ケース３１４が上昇することにより、昇降基板３１２に気密に設けられているシールキャップ２１９が処理炉２００の開口部である炉口３１９を閉塞し、ボートＢＴに搭載されたウェハＷＦの成膜処理が可能な状態となる。一方、例えば、駆動部収納ケース３１４が下降することにより、シールキャップ２１９とともにボートＢＴが下降し、ボートＢＴに搭載されているウェハＷＦを外部に搬出できる状態となる。
【００６５】
＜本実施の形態１における基板処理装置の制御部の構成＞
次に、本実施の形態１における基板処理装置１０１の制御部の構成について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態１における基板処理装置１０１を制御するコントローラＣＬの構成を示すブロック図である。図６において、本実施の形態１におけるコントローラＣＬは、主制御部４０１、温度制御部４０２、ガス流量制御部４０３、圧力制御部４０４、および、駆動制御部４０５を有している。そして、主制御部４０１は、温度制御部４０２、ガス流量制御部４０３、圧力制御部４０４、および、駆動制御部４０５と電気的に接続されており、主制御部４０１は、温度制御部４０２、ガス流量制御部４０３、圧力制御部４０４、および、駆動制御部４０５を制御するように構成されている。
【００６６】
温度制御部４０２は、例えば、図２に示す誘導コイル２０４や図示しない温度センサと電気的に接続されている。そして、温度制御部４０２は、温度センサによって検出された温度情報に基づき、誘導コイル２０４への通電具合を調節することで、処理室２０９内の温度が所望の温度分布となるように制御するように構成されている。
【００６７】
ガス流量制御部４０３は、例えば、図２に示すガス供給部２１１に接続されるバルブおよびマスフローコントローラと電気的に接続されており、ガス流量制御部４０３は、それぞれ供給するガスの流量が所定の流量となるようにバルブおよびマスフローコントローラを制御するように構成されている。
【００６８】
圧力制御部４０４は、例えば、図示しない圧力センサおよびＡＰＣバルブと電気的に接続されている。そして、この圧力制御部４０４は、圧力センサによって検出された圧力に基づいて、ＡＰＣバルブの開閉度を調節し、処理室２０９内の圧力が所定圧力となるように制御するように構成されている。
【００６９】
駆動制御部４０５は、例えば、図５に示す回転機構３０１および昇降機構を動作させる昇降モータ３０３と電気的に接続されており、この駆動制御部４０５は、回転機構３０１や昇降モータ３０３が所定動作をするように制御している。
【００７０】
以上のようにして、本実施の形態１における基板処理装置がコントローラＣＬによって制御される。以下では、このコントローラＣＬによる制御のもと、本実施の形態１における基板処理装置によって、半導体基板上にシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を成膜する方法について説明する。
【００７１】
＜本実施の形態１における基板処理装置を使用した半導体装置の製造方法＞
本実施の形態１における基板処理装置１０１は上記のように構成されており、以下に、この基板処理装置１０１を使用した基板の処理工程について、図面を参照しながら説明する。具体的に、本実施の形態１では、基板の処理工程の一工程として、ウェハＷＦなどの基板上に、エピタキシャル成長法を使用してシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を形成する方法について説明する。
【００７２】
なお、本実施の形態１では、半導体装置の製造方法を例に挙げて説明するが、本実施の形態１で開示される基板の処理方法は、半導体装置の製造方法に限定されるものではない。例えば、第１導電型（例えばｎ型）の半導体基板であるウェハＷＦなどの基板上に第１導電型とは反対導電型の第２導電型（例えばｐ型）のシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜をエピタキシャル成長法で形成してｐｎ接合を形成する太陽電池の製造方法にも適用することもできる。
【００７３】
図７は、本実施の形態１における基板処理装置１０１の処理シーケンスを示すタイミングチャート図を表しており、図７の破線は処理室２０９内の温度（℃）を示し、図７の実線は処理室２０９内の圧力（Ｔｏｒｒ）を示している。なお、以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作は、コントローラＣＬにより制御される。
【００７４】
まず、図２に示す処理室２０９内にボートＢＴを搬入する前段階として、処理室２０９はスタンバイ状態となっている（図７のスタンバイ工程）。スタンバイ状態とは、ボートＢＴが処理室２０９の真下にあるロードロック室１４１に配置され、複数枚のウェハＷＦをボートＢＴに装填した状態を指している。
【００７５】
次に、複数枚のウェハＷＦがボートＢＴに装填されると、スタンバイ工程に続いて、昇降モータ３０３の上昇方向への回転駆動（正転駆動）により昇降台３０５および昇降シャフト３０９が上昇動作する。これにより、図２に示すようにボートＢＴは上昇して処理室２０９内に搬入（ボートローディング）される（図７のボートロード工程）。その後、シールキャップ２１９はＯリングを介して天板３１０をシールした状態となる。このとき、処理室２０９内の内部圧力は、例えば、７６０Ｔｏｒｒ（＝７６０×１３３．３Ｐａ）となっている。ここで、ボートロード工程は、本実施の形態１における「基板を処理室内に搬送する工程」を構成している。
【００７６】
ボートロード工程に続いて、処理室２０９内に不活性ガスとして、例えば、Ｎ２（窒素）ガスが供給され、処理炉２００内の処理室２０９を不活性ガスに置換する（図７のパージ１工程）。なお、不活性ガスは、ガス供給部２１１に接続される不活性ガス供給源（図示せず）から処理室２０９の内部へ供給される。
【００７７】
パージ１工程に続いて、処理室２０９内を不活性ガスで満たし、かつ所望の圧力となるように真空排気装置によって排気（真空引き）し、処理室２０９内を減圧する（図７の真空排気１工程）。
【００７８】
真空排気１工程に続いて、処理室２０９内の圧力を圧力センサで測定し、測定した圧力に基づきＡＰＣバルブ（圧力調節器）の開度がフィードバック制御される（図７の圧力制御工程）。このとき、ガス供給部２１１に接続された不活性ガス供給源（図示せず）からは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、処理室２０９の内部へ供給される。この圧力制御工程によって、処理室２０９内の圧力は、１６０００Ｐａ〜９３３１０Ｐａの範囲から選択される処理圧力のうち、一定の処理圧力に調整される。例えば、２００Ｔｏｒｒ〜７００Ｔｏｒｒ（２００×１３３．３Ｐａ〜７００×１３３．３Ｐａ）となる。なお、処理室２０９内の圧力制御は、この圧力制御工程以降、図７に示す真空排気２工程まで一定の処理圧力を維持するように制御する。
【００７９】
そして、ブロア（図示せず）を動作させることで、誘導加熱装置とアウターチューブ２０３との間でガス若しくはエアを流通させ、アウターチューブ２０３の側壁などを冷却する。ラジエータおよび冷却壁には、冷却媒体として冷却水が流通し、壁体を介して誘導加熱装置内が冷却される。また、処理室２０９内の温度を所望の温度とするように誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４には高周波電流が印加され、加熱体２０７に誘導電流（渦電流）を生じさせる。
【００８０】
具体的には、誘導加熱装置により処理炉２００内の少なくとも、加熱体２０７を誘導加熱し、加熱体２０７からの輻射熱によって、処理室２０９内のボートＢＴに保持された各ウェハＷＦを加熱する（図７の昇温工程）。つまり、誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４に高周波電流を流すと、処理炉２００内に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界により被誘導体である加熱体２０７に渦電流が発生する。そして、加熱体２０７は、渦電流によって誘導加熱が起こって昇温され、その後、加熱体２０７からの輻射熱により、処理室２０９内に配置されているウェハＷＦが加熱される。ここでの昇温工程は、本実施の形態１における「基板を処理する工程」を構成している。
【００８１】
加熱体２０７を誘導加熱する際、温度制御部４０２は、処理炉２００（処理室２０９）内が所望の温度分布となるように各放射温度計により検出した温度情報を監視し、この温度情報に基づいて誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４への通電具合をフィードバック制御するようにしている。処理炉２００内を昇温することにより、処理室２０９内のボートＢＴに配置されているウェハＷＦの温度も上昇する。例えば、原料ガスとしてＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、キャリアガスとして水素ガス（Ｈ２）を用いる場合には、加熱体２０７の温度が１１５０℃以上となるように誘導加熱する。さらに、各ウェハＷＦ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。
【００８２】
昇温工程に続いて、回転機構３０１を回転駆動してボートＢＴを回転させ、各ウェハＷＦを処理炉２００内で回転させる。その後、各ウェハＷＦの温度が安定したところで、ガス供給部２１１から原料ガス（キャリアガスも含む）を供給する。そして、ガス供給源からの原料ガスの流量が所望の流量となるようにマスフローコントローラの開度が調節された後、バルブが開かれる。これにより、原料ガスがガス供給部２１１からガス導入空間２１０に導入される。すなわち、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５に囲まれたガス導入空間２１０の内部に原料ガスが導入される。このとき、ガス導入空間２１０には、加熱体２０７が配置されており、この加熱体２０７は、誘導加熱により加熱されている。このため、ガス導入空間２１０に導入された原料ガスは、この加熱体２０７に直接接触することにより、効率良く加熱される。特に、本実施の形態１によれば、ガスノズルよりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置しているため、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。この観点からも、本実施の形態１では、ガス導入空間２１０において原料ガスを充分に加熱することができる。
【００８３】
ここで、ガス供給部２１１から供給される原料ガスは、例えば、Ｓｉ系およびＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）系の原料ガスとして、ＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン）、ＳｉＨＣｌ３（トリクロロシラン）、ＳｉＣｌ４（四塩化ケイ素）等、を含み、ドーピングガスとしてＢ２Ｈ６（ジボラン）、ＢＣl３（三塩化ホウ素）、ＰＨ３（ホスフィン）等を含み、キャリアガスとして水素ガス（Ｈ２）を含んでいる。
【００８４】
このようにして、ガス導入空間２１０に配置されている加熱体２０７によって直接的に加熱された原料ガスは、処理室２０９の外壁２０５に設けられている複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ供給される。
【００８５】
処理室２０９の内部に供給された原料ガスは、各ウェハＷＦ間を通過して各ウェハＷＦの表面上に行き渡った後、ガス排気部２１２に到達して排気される。このとき、原料ガスは、予めガス導入空間２１０を通過する際に予備加熱されているため、加熱されているウェハＷＦと原料ガスとの温度差を小さくすることができる。この結果、本実施の形態１によれば、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができる。この結果、本実施の形態１によれば、ヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。さらには、原料ガスによるウェハＷＦの温度低下も抑制することができるため、温度低下に起因するウェハＷＦ上への成膜速度の低下も効果的に抑制することができる。以上のようにして、各ウェハＷＦの表面上で原料ガスの分解に基づくエピタシャル成長により、各ウェハＷＦの表面上にシリコン（Ｓｉ）などの半導体膜を形成することができる（図７の成膜工程）。
【００８６】
成膜工程後、予め設定された時間が経過すると、誘導加熱装置を構成する誘導コイル２０４への高周波電流の印加を停止させる等して、処理室２０９内の温度を低下させる（図７の降温工程）。そして、処理室２０９内の圧力を所望の圧力とするため、真空排気装置を作動させて、処理室２０９内の雰囲気をガス排気部２１２から外部へ排気（真空引き）しつつ、処理室２０９の内部圧力を減圧する（図７の真空排気２工程）。続いて、不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスとして、例えば、Ｎ２ガスを処理室２０９内に供給して処理室２０９内を不活性ガスに置換し、処理室２０９内の圧力を常圧に復帰させる（図７のパージ２工程）。
【００８７】
パージ２工程に続いて、昇降モータ３０３を下降方向に回転駆動（逆転駆動）させることにより、シールキャップ２１９を下降させる。すると、マニホールドの下端側が開口されるとともに、処理済の各ウェハＷＦがボートＢＴに保持された状態で、マニホールドの下端側から処理炉２００の外部、つまり、ロードロック室１４１に向けて搬出（ボートアンローディング）される（図７のボートアンロード工程）。そして、処理済の各ウェハＷＦをボートＢＴから取り出せる状態となる（ウェハディスチャージ）。その後、本実施の形態１における基板処理装置１０１はスタンバイ状態に復帰する。以上のようにして、各ウェハＷＦの表面上に半導体膜を形成することができる。
【００８８】
＜本実施の形態１における効果＞
以上のようにして、本実施の形態１における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。
【００８９】
（１）本実施の形態１によれば、処理室２０９の内部に導入される原料ガスは、ガス導入空間２１０を通過する際に加熱されているので、原料ガスとウェハＷＦとの温度差に起因したヘイズやスリップの発生を抑制することができ、このヘイズやスリップに基づくウェハＷＦ上への成膜不良を抑制することができる。
【００９０】
（２）具体的に、本実施の形態１によれば、まず、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０を設け、このガス導入空間２１０内に誘導加熱するための加熱体（被誘導体）２０７を設ける第１特徴点により、原料ガスを加熱体２０７に直接接触させて直接的に加熱することができる。このため、ガスノズルから原料ガスを供給する場合のように間接的にしか原料ガスを加熱できない構成に比べて、効率良く原料ガスを加熱することができる。
【００９１】
（３）また、本実施の形態１によれば、ガスノズルの内部空間よりも大幅に広いガス導入空間２１０にわたって円筒形状の加熱体２０７を配置するという第２特徴点により、加熱体２０７と原料ガスとが直接接触する接触面積を大きくすることができる。この観点からも、原料ガスを充分に加熱することができる。
【００９２】
（４）さらに、本実施の形態１によれば、処理室２０９の内部に導入される原料ガスは、ガス導入空間２１０を通過する際に加熱されているので、処理室２０９内に配置されている加熱されたウェハＷＦ上に原料ガスが供給された場合、原料ガスの温度とウェハＷＦの温度との差に基づく、ウェハＷＦの温度低下を抑制することができる。この結果、本実施の形態１によれば、ウェハＷＦの温度低下による成膜速度の低下も抑制することができる。
【００９３】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、インナーチューブ２０６と処理室２０９の外壁２０５に挟まれたガス導入空間２１０の内部に加熱体２０７を設ける構成について説明したが、本実施の形態２では、ガス導入空間２１０の一方の面を規定するインナーチューブ２０６自体が加熱体２０７となっている例について説明する。本実施の形態２における処理炉２００の構成は、前記実施の形態１における処理炉２００の構成とほぼ同様の構成をしているため、主に、相違点を中心にして説明する。
【００９４】
図８は、本実施の形態２における処理炉２００の概略構成を示す図である。図８において、本実施の形態２の特徴は、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６によって囲まれるようにガス導入空間２１０が設けられており、このガス導入空間２１０の外壁を構成するインナーチューブ２０６自体が加熱体２０７となっている点である。このような構成においても、ガス供給部２１１からガス導入空間２１０に導入された原料ガスは、加熱体２０７として機能するインナーチューブ２０６と直接接触するので、ガス導入空間２１０において効率良く原料ガスを加熱することができる。
【００９５】
特に、本実施の形態２によれば、インナーチューブ２０６の側面だけでなく、インナーチューブ２０６の上面も加熱体２０７として機能させることができるので、原料ガスと直接接触させる表面積を大きくすることができ、この結果、本実施の形態２によれば、ガス導入空間２１０において、原料ガスを充分に加熱することができる。一方、前記実施の形態１では、ガス導入空間２１０の内部に別部品として加熱体２０７が形成されているため、この加熱体２０７の両表面を原料ガスと直接接触させることができるため、前記実施の形態１においても、原料ガスと直接接触させる表面積を大きくすることができ、この結果、前記実施の形態１においても、原料ガスを充分に加熱することができる。つまり、前記実施の形態１では、加熱体２０７の両面を原料ガスに直接接触させる構成を取る一方、本実施の形態２では有天円筒形状のインナーチューブ２０６全体を加熱体２０７として使用できる構成を取ることにより、両方において、原料ガスをガス導入空間２１０で充分に加熱することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態２では、ガス導入空間２１０を規定する一方の面であるインナーチューブ２０６自体を加熱体（被誘導体）２０７とする例について説明したが、本実施の形態２における技術的思想は、これに限らず、例えば、処理室２０９の外壁２０５自体を加熱体２０７とする構成を取ることもできる。この場合、処理室２０９自体を加熱体２０７とできるため、処理室２０９の内部に配置されるウェハＷＦの加熱も充分に行なうことができる。また、ガス導入空間２１０を規定するインナーチューブ２０６および処理室２０９の外壁２０５の両方を加熱体２０７として構成することもできる。この場合、インナーチューブ２０６の表面と、処理室２０９の外壁２０５の表面のいずれも、原料ガスが直接接触して加熱できる表面として使用できるので、さらに、原料ガスを加熱することができる。さらに、前記実施の形態１と本実施の形態２とを組み合わせることにより、原料ガスが直接接触して加熱できる表面を増加させることができるので、原料ガスの加熱効率を向上させることができる。
【００９７】
具体的に、図９は、本実施の形態２におけるアウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図９に示すように、同心円形状をしたアウターチューブ２０３の内側にインナーチューブ２０６が設けられており、この内側に処理室２０９が設けられている。そして、処理室２０９の外壁２０５とインナーチューブ２０６の間にガス導入空間２１０が設けられ、インナーチューブ２０６自体が加熱体２０７になっていることがわかる。そして、処理室２０９の外壁２０５には、複数の噴出孔２０８が設けられており、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７（インナーチューブ２０６自体）によって直接加熱された原料ガスは、この複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスは、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。
【００９８】
＜変形例＞
本実施の形態２の構成においても、前記実施の形態１と同様の変形例を構成することができる。つまり、本実施の形態２においても、原料ガスと一緒に混合されて供給される水素ガスの一部をガス導入空間２１０とは別に設けられたガスノズルから供給する構成を取ることができる。具体的に、図１０は、本変形例におけるアウターチューブ２０３の内側領域の断面構成を示す図である。図１０に示すように、ガス導入空間２１０内に配置されている加熱体２０７によって直接加熱された原料ガスおよび水素ガスの一部は、複数の噴出孔２０８から処理室２０９の内部へ導入される。そして、処理室２０９の内部に導入へ導入された原料ガスおよび水素ガスの一部は、ボートに搭載されたウェハＷＦ上に供給され成膜処理が行なわれることがわかる。さらに、本変形例では、処理室２０９の内部にガスノズル２１３が設けられており、このガスノズル２１３から残りの水素ガスが供給される。したがって、処理室２０９の内部においては、ガス導入空間２１０で加熱された原料ガスと水素ガスの一部と、ガスノズル２１３から供給される残りの水素ガスが混合（ミキシング）されて、ウェハＷＦ上に供給される。この結果、本変形例によれば、原料ガスと一緒に加熱される水素ガスの量を低減することができるので、ガス導入空間２１０での原料ガスの分解反応を抑制することができる。つまり、本変形例によれば、ガス導入空間２１０における副生成物の生成を低減することができる。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１００】
前記実施の形態では、高周波誘導加熱方式によって加熱体を加熱する基板処理装置を例に挙げて説明したが、本発明の技術的思想は、これに限らず、例えば、抵抗加熱方式の基板処理装置や、ランプ加熱方式の基板処理装置などの他の加熱方式の基板処理装置にも幅広く適用することができる。
【０１０１】
また、前記実施の形態では、バッチ式の基板処理装置を例にして説明したが、本発明の技術的思想は、これに限らず、例えば、枚葉式の基板処理装置にも適用することができる。
【０１０２】
さらに、前記実施の形態では、シリコン（Ｓｉ）膜を形成する例について説明したが、シリコン膜に限定されず、様々な種類の膜を形成する基板処理装置に幅広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、半導体装置や太陽電池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】
【０１０４】
１０１  基板処理装置
１０３  正面メンテナンス口
１０４  正面メンテナンス扉
１０５  カセット棚
１０６  スライドステージ
１０７  バッファ棚
１１０  カセット
１１１  筐体
１１１ａ  正面壁
１１２  カセット搬入搬出口
１１３  フロントシャッタ
１１４  カセットステージ
１１５  ボートエレベータ
１１８  カセット搬送装置
１１８ａ  カセットエレベータ
１１８ｂ  カセット搬送機構
１２５  ウェハ移載機構
１２５ａ  ウェハ移載装置
１２５ｂ  ウェハ移載装置エレベータ
１２５ｃ  ツイーザ
１３４ａ  クリーンユニット
１４０  耐圧筐体
１４０ａ  正面壁
１４１  ロードロック室
１４２  ウェハ搬入搬出口
１４３  ゲートバルブ
１４４  ガス供給管
１４７  炉口シャッタ
２００  処理炉
２０１  筐体
２０３  アウターチューブ
２０４  誘導コイル
２０５  外壁
２０６  インナーチューブ
２０７  加熱体
２０８  噴出孔
２０９  処理室
２１０  ガス導入空間
２１１  ガス供給部
２１２  ガス排気部
２１９  シールキャップ
３０１  回転機構
３０２  回転軸
３０３  昇降モータ
３０４  下基板
３０５  昇降台
３０６  ガイドシャフト
３０７  ボール螺子
３０８  上基板
３０９  昇降シャフト
３１０  天板
３１１  ベローズ
３１２  昇降基板
３１３  駆動部カバー
３１４  駆動部収納ケース
３１５  冷却機構
３１６  電力ケーブル
３１７  冷却水流路
３１８  冷却水配管
３１９  炉口
４０１  主制御部
４０２  温度制御部
４０３  ガス流量制御部
４０４  圧力制御部
４０５  駆動制御部
ＢＴ  ボート
ＣＬ  コントローラ
ＷＦ  ウェハ
【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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