CN106409718A

CN106409718A - 立式热处理装置和立式热处理装置的运转方法

Info

Publication number: CN106409718A
Application number: CN201510461147.5A
Authority: CN
Inventors: 本山丰; 福岛讲平; 松永正信; 田吹圭司; 户根川大和
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-02-15

Abstract

本发明提供立式热处理装置和立式热处理装置的运转方法，在将呈搁板状保持有多个基板的保持件输入到反应容器内并向反应容器内供给处理气体而进行成膜处理时，能够提高基板间的膜厚的均匀性。该立式热处理装置构成为包括：气体供给部，其用于向反应容器内供给成膜气体；以及气体分布调整构件，其以分别位于比保持于基板保持件的多个被处理基板的配置区域靠上方的位置和靠下方的位置的方式设置。并且，气体分布调整构件包含设于比基板保持件的顶板靠下方的位置且是比基板保持件的底板靠上方的位置的、分别形成有凹凸的第1板状构件和第2板状构件，第1板状构件具有第1表面积，第2板状构件具有与第1表面积不同的第2表面积。

Description

立式热处理装置和立式热处理装置的运转方法

技术领域

本发明涉及对多个基板一并进行成膜处理的立式热处理装置和立式热处理装置的运转方法。

背景技术

通常，为了制造半导体产品，对由硅基板等构成的半导体晶圆(以下，记载为晶圆)进行ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)等成膜处理。有时利用一次处理多张晶圆的分批式立式热处理装置来进行该成膜处理，在该情况下，将晶圆移载到立式的晶圆舟皿，并将该晶圆呈搁板状多层地支承于晶圆舟皿。将该晶圆舟自能够进行排气的反应容器(反应管)的下方输入(装载)到该反应容器(反应管)内。之后，在将反应容器内维持在气密的状态下，向反应容器内供给各种气体而对晶圆进行所述成膜处理。如专利文献1所示，公知有一种将晶圆载置到所述晶圆舟皿上并对其进行所述CVD的方法。

在所述晶圆舟皿的上部侧和下部侧保持有仿真晶圆，在以被这些仿真晶圆自上下方向夹持的方式保持有多个作为用于制造所述半导体产品的被处理基板的晶圆(为了便于说明，有时记载为产品晶圆)的状态下，如所述那样将晶圆舟皿输入到反应容器内。如此将仿真晶圆连同产品晶圆一起保持在晶圆舟皿上的原因在于，使处理容器内的气体的流动顺畅并提高产品晶圆间的温度的均匀性，而对产品晶圆均匀性较高地进行成膜、在由石英构成的所述晶圆舟皿产生微粒的情况下不使该微粒载置在所述产品晶圆上。与产品晶圆不同，在该仿真晶圆的表面上没有形成用于形成所述半导体产品的各种膜，因此也没有形成用于形成布线的凹凸。以下，有时将该仿真晶圆记载为裸晶圆。

专利文献1：日本特开2008－47785

发明内容

发明要解决的问题

然而，随着半导体产品的精细化的进展而在产品晶圆高密度地形成所述凹凸，由此使所述产品晶圆的表面积逐渐增加。因此，在所述成膜处理时，相对于在所述裸晶圆上消耗的处理气体的消耗量(反应量)而言，在产品晶圆上消耗的气体的消耗量会逐渐地变大。因而，对于分别支承于晶圆舟皿的上层侧、下层侧的产品晶圆，由于在该产品晶圆附近配置处理气体的消耗量较少的裸晶圆，从而向该产品晶圆供给较多的处理气体。但是，对于支承于晶圆舟皿的中层的产品晶圆，由于支承于该产品晶圆的上下的产品晶圆所消耗的处理气体的消耗量较大，因此，对每一张产品晶圆供给的处理气体的供给量相对变少。其结果，有可能在产品晶圆间使由所述处理气体形成的膜厚的偏差变大。

在所述专利文献1的以往的技术中，为了控制该处理气体的分布，将具有与产品晶圆大致相等的表面积的、由硅构成的仿真晶圆搭载在晶圆舟皿上并进行基于CVD的成膜处理。另外，在所述以往的技术中，在成膜后，通过将仿真晶圆浸渍在氟酸溶液中而将所形成的膜去除，从而再利用仿真晶圆。但是，在如此成为需要湿蚀刻的结构时不得不将仿真晶圆自立式热处理装置移载到其他装置中而花费劳力和时间，因此是不利的。

本发明提供如下一种技术：在将呈搁板状保持有多个基板的保持件输入到反应容器内并向反应容器内供给处理气体而进行成膜处理时，能提高基板间的膜厚的均匀性。

用于解决问题的方案

本发明提供一种立式热处理装置，其在立式的反应容器内在将表面形成有凹凸的多个被处理基板保持于基板保持件的状态下利用加热部进行加热而对所述被处理基板进行成膜处理，其特征在于，该立式热处理装置包括：气体供给部，其用于向所述反应容器内供给成膜气体；以及气体分布调整构件，其以分别位于比保持于所述基板保持件的多个所述被处理基板的配置区域靠上方的位置和靠下方的位置的方式设置，所述气体分布调整构件包含第1板状构件和第2板状构件，该第1板状构件和第2板状构件以分别位于上下的方式设于比所述基板保持件的顶板靠下方的位置且是比所述基板保持件的底板靠上方的位置，在该第1板状构件和第2板状构件上分别形成有凹凸，所述第1板状构件具有第1表面积，所述第2板状构件具有与所述第1表面积不同的第2表面积。

发明的效果

采用本发明，将作为气体分布调整构件的第1板状构件和第2板状构件分别设置在比由所述基板保持件保持着的所述多个被处理基板的配置区域靠上方的位置和靠下方的位置。第1板状构件和第2板状构件具有彼此不同的表面积。因而，能够分别精确地调整向基板保持件的上方和下方供给的气体的供给量，由此能够在基板间提高所形成的膜厚的均匀性。此外，在利用石英来构成所述气体分布调整构件的情况下，与利用硅来构成所述气体分布调整构件的情况相比，所述气体分布调整构件不易被供给到反应管内的作为含有氟或氟化合物的氟系气体的清洁气体腐蚀。因而，能够利用该气体对该气体分布调整构件和反应管内进行清洁，因此能够减少装置的运行所花费的劳力和时间。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的立式热处理装置的纵剖侧视图。

图2是所述立式热处理装置的横剖俯视图。

图3是产品晶圆的纵剖侧视图。

图4是所述立式热处理装置的处理的时序图。

图5是表示在第1实施方式中在产品晶圆上进行成膜的情形的说明图。

图6是表示在比较例中在产品晶圆上进行成膜的情形的说明图。

图7是表示经所述立式热处理装置处理过的晶圆间的膜厚分布的图形。

图8是表示在晶圆舟皿上的产品晶圆的配置例的说明图。

图9是第2实施方式的立式热处理装置的纵剖侧视图。

图10是所述立式热处理装置的横剖俯视图。

图11是表示经所述立式热处理装置处理过的晶圆间的膜厚分布的图形。

图12是表示使用第3实施方式的晶圆舟皿进行处理后的晶圆间的膜厚分布的图形。

图13是表示使用第4实施方式的晶圆舟皿进行处理后的晶圆间的膜厚分布的图形。

图14是表示第5实施方式的晶圆舟皿上的各晶圆的配置的说明图。

图15是表示第5实施方式的晶圆舟皿上的各晶圆的另一配置的说明图。

图16是表示第5实施方式的晶圆舟皿上的各晶圆的又一配置的说明图。

图17是表示在第5实施方式中使用的石英晶圆的概略结构的一个例子的说明图。

图18是表示在评价试验中所使用的喷射器的结构的说明图。

图19是表示评价试验的结果的图形。

图20是表示评价试验的结果的图形。

图21是表示评价试验的结果的图形。

具体实施方式

第1实施方式

根据附图说明本发明的第1实施方式。图1和图2是本发明的立式热处理装置1的概略纵剖视图和概略横剖视图。图1和图2的附图标记11是由例如石英形成为立式的圆柱状、成为处理容器的反应管。另外，在该反应管11的下端开口部的周缘部一体地形成有凸缘12，由例如不锈钢形成为圆筒状的歧管2夹着O型密封圈等密封构件21连结于该凸缘12的下表面。

所述歧管2的下端作为输入输出口(炉口)而开口，在该开口部22的周缘部一体地形成有凸缘23。在所述歧管2的下方，例如石英制的盖体25以利用舟皿升降机26能够在上下方向上对开口部22进行开闭的方式设于凸缘23的下表面，该盖体25夹着O型密封圈等密封构件24将开口部22气密地闭塞。在所述盖体25的中央部，以贯穿所述盖体25的方式设有旋转轴27，在旋转轴27的上端部，借助载物台39搭载有作为基板保持件的晶圆舟皿3。

在所述歧管2的侧壁上，插入地设有L字型的第1原料气体供给管40，在所述第1原料气体供给管40的顶端部，如图2所示，以隔着后述的等离子体产生部60的细长的开口部61的方式配置有两根由在反应管11内向上方延伸的石英管构成的第1原料气体供给喷嘴41。在这些第1原料气体供给喷嘴41、41上，沿着其长度方向空开规定间隔地形成有多个(许多)气体喷射孔41a，能够自各气体喷射孔41a、41a朝向水平方向大致均匀地喷射气体。另外，所述第1原料气体供给管40的基端侧经由供给设备组42与作为第1原料气体的硅烷系的气体例如SiH₂Cl₂(二氯硅烷：DCS)气体的供给源43相连接。

另外，在所述歧管2的侧壁上，插入地设有L字型的第2原料气体供给管50，在所述第2原料气体供给管50的顶端部设有由石英构成的第2原料气体供给喷嘴51，该第2原料气体供给喷嘴51在反应管11内向上方延伸并在中途弯曲而设置在后述的等离子体产生部60内。在该第2原料气体供给喷嘴51上，沿着其长度方向空开规定间隔地形成有多个(许多)气体喷射孔51a，能够自各气体喷射孔51a朝向水平方向大致均匀地喷射气体。另外，所述第2原料气体供给管50在基端侧分支成两个，一个第2原料气体供给管50经由供给设备组52与作为第2原料气体的氨气(NH₃)的供给源53相连接，另一个第2原料气体供给管50经由供给设备组54与氮气(N₂)的供给源55相连接。

并且，在歧管2的侧壁上，插入地设有清洁气体供给管45的一端。清洁气体供给管45的另一端分支并经由各个供给设备组46、47分别与F₂(氟)气体的气体供给源48、HF(氟化氢)的气体供给源49相连接。由此，能够向反应管11内供给作为清洁气体的、F₂和HF的混合气体。作为清洁气体，并不限于使用这样的以氟气或氟化氢气体为主要成分的气体，例如，也可以使用以其他氟化合物为主要成分的气体。此外，所述供给设备组42、46、47、52、54各自由阀和流量调整部等构成。

另外，在所述反应管11的侧壁的一部分上，沿着其高度方向设有等离子体产生部60。所述等离子体产生部60通过如下方式形成：将所述反应管11的侧壁沿着上下方向挖掉规定宽度而形成在上下方向上细长的开口部61，以覆盖该开口部61的方式将截面为凹部状的、在上下方向上细长的例如石英制的划分壁62气密地焊接接合于反应管11的外壁。由该划分壁62围成的区域成为等离子体产生区域PS。

所述开口部61在上下方向上形成得足够长，以便能够在高度方向上遍及由晶圆舟皿3保持着的全部的晶圆。另外，在所述划分壁62的两侧壁的外侧面上，以沿着其长度方向(上下方向)彼此相对的方式设有一对细长的等离子体电极63。该等离子体电极63经由供电线路65与等离子体产生用的高频电源64相连接，能够通过向所述等离子体电极63施加例如13.56MHz的高频电压而产生等离子体。另外，在所述划分壁62的外侧，以覆盖所述划分壁62的方式安装有由例如石英构成的绝缘保护罩66。

另外，为了对反应管11内的气氛进行真空排气而在歧管2上开设有排气口67。排气口67与排气管59相连接，该排气管59具有构成能够将反应管11内减压排气至期望的真空度的真空排气部件的真空泵68和由例如蝶阀构成的压力调整部69。另外，如图1所示，以包围反应管11的外周的方式设有作为用于对反应管11和反应管11内的晶圆进行加热的加热部件的筒状体的加热器28。

另外，所述立式热处理装置1包括控制部100。所述控制部100由例如计算机构成，并构成为对舟皿升降机26、加热器28、供给设备组42、46、47、52、54、高频电源64、以及压力调整部69等进行控制。更具体而言，控制部100具有存储有用于执行在反应管11内进行的后述的一系列的处理的步骤的序列程序的存储部、用于读取各程序的命令并向各部分输出控制信号的部件等。此外，该程序在被存储到例如硬盘、软盘、光盘、磁光盘(MO)、存储卡等存储介质中的状态下存储到控制部100内。

接着，进一步说明所述晶圆舟皿3。晶圆舟皿3由石英构成并具有在成膜处理时互相平行地放置的顶板31和底板32，这些顶板31和底板32分别与沿上下方向延伸的3个支柱33的一端、另一端相连接。在各支柱33上多层地设有支承部34(参照图2)，构成为能够在该支承部34上水平地保持晶圆。因而，将晶圆多层地呈搁板状保持在晶圆舟皿3上。将各支承部34上的支承晶圆的区域记作插槽，在该例子中，设有120个插槽。另外，各插槽以1～120的编号表示，越是靠上层侧的插槽，其标注的编号越小。

在该第1实施方式中，在所述插槽中搭载有晶圆10和晶圆71。晶圆10是在背景技术中叙述的用于制造半导体产品的产品晶圆，其由例如硅基板构成。如图3所示，在晶圆10的表面上形成有用于形成布线的凹凸。在附图中，附图标记35是多晶硅膜，附图标记36是钨膜。附图标记37是形成于这些膜35、36的凹部。附图标记38是利用该立式热处理装置1形成的SiN膜(氮化硅膜)。

晶圆71是由石英构成的晶圆(以下，记载为石英晶圆)。石英晶圆71以俯视时的外形与晶圆10的外形相一致的方式构成，以便能够将石英晶圆71载置于晶圆舟皿3。为了防止处理时发生破损，石英晶圆71的厚度略大于例如晶圆10的厚度，构成为例如2mm。在图1的虚线箭头的顶端所示的虚线的圆内，放大地示出了石英晶圆71的纵剖侧面。如在此所示那样，在石英晶圆71的表面和背面形成有凹凸。通过例如激光加工、机械加工等形成该凹凸。

将晶圆10的表面积除以根据晶圆10的外形尺寸计算出的表面积而得到的每单位区域的表面积称作S0。利用所述外形尺寸求出的表面积是在不考虑晶圆10的表面的凹部37的情况下将晶圆10的表面作为平坦面而求出的假想的表面积。也就是说，将实际的晶圆10的表面积除以所述假想的表面积而得到的值是所述每单位区域的表面积S0。此处所谓的晶圆的表面积是晶圆的上表面(表面)的面积+下表面(背面)的面积。并且，将石英晶圆71的表面积除以根据该石英晶圆71的外形尺寸计算出的表面积而得到的每单位区域的表面积称作S。与晶圆10的情况同样地，利用与石英晶圆71有关的所述外形尺寸求出的表面积是在不考虑形成在石英晶圆71的表面和背面上的凹部的情况下将石英晶圆71的表面和背面作为平坦面而求出的假想的表面积。如后述那样，为了调整在晶圆舟皿3的上下方向上的气体分布，将S/S0设定为例如S/S0≥0.06。在该例子中，以成为S/S0＝0.6的方式构成了石英晶圆71。

使S/S0例如为S/S0≥0.06的原因在于，若S/S0小于0.06，则晶圆10过多地消耗气体，而担心难以使用石英晶圆71来对各晶圆10的膜厚进行调整。如图1所示，石英晶圆71被保持在晶圆舟皿3的插槽中的、上端侧和下端侧的多个插槽中。在没有保持石英晶圆71的插槽中保持有晶圆10。因而，晶圆10组以在上下方向上夹于石英晶圆71的方式保持在晶圆舟皿3上。所述石英晶圆71既可以与晶圆10同样地以相对于晶圆舟皿3装卸自如的方式构成，也可以固定于晶圆舟皿3。利用未图示的移载机构将晶圆10移载到晶圆舟皿3。在以相对于晶圆舟皿3装卸自如的方式构成石英晶圆71的情况下，例如，能利用该移载机构与晶圆10同样地移载石英晶圆71。为了易于进行处理，在该例子中，将石英晶圆71固定于晶圆舟皿3。

接着，说明利用立式热处理装置1实施的成膜处理。首先，使如所述那样以在上下方向上夹于石英晶圆71的方式载置有晶圆10组的晶圆舟皿3自被预先设定为规定温度的反应管11的下方上升并将该晶圆舟皿3输入(装载)到该反应管11内，通过利用盖体25将歧管2的下端开口部22关闭，从而将反应管11内密闭。

然后，利用真空泵68对反应管11内进行抽真空，从而使反应管11内成为规定的真空度。接着，使反应管11内的压力为例如665.5Pa(5Torr)，并在高频电源64不工作的状态下自第1原料气体供给喷嘴41向反应管11内分别供给例如3秒钟的、流量为例如1000sccm的DCS气体、流量为例如2000sccm的N₂气体，使DCS气体的分子吸附于由正在旋转的晶圆舟皿3呈搁板状保持着的晶圆10的表面(步骤S1)。

之后，停止供给DCS气体并继续向反应管11内供给N₂气体，并且，使反应管11内的压力为例如120Pa(0.9Torr)而对反应管11内进行N₂吹扫(步骤S2)。接着，使反应管11内的压力为例如54Pa(0.4Torr)，并在高频电源64工作的状态下自第2原料气体供给喷嘴51向反应管11内供给例如20秒钟的、流量为例如5000sccm的NH₃气体、流量为例如2000sccm的N₂气体(步骤S3)。由此，使N自由基、H自由基、NH自由基、NH₂自由基、NH₃自由基等活性种与DCS气体的分子发生反应而生成图3所示的SiN膜38。

然后，停止供给NH₃气体并继续向反应管11内供给N₂气体，并且，使反应管11内的压力为例如106Pa(0.8Torr)并对反应管11内进行N₂吹扫(步骤S4)。图4是表示各气体的供给时刻和使高频电源64工作的时刻的时序图。如该时序图所示，通过重复进行多次例如200次的所述步骤S1～步骤S4，从而使SiN膜38的薄膜在晶圆10的表面上以所谓的一层层地层叠的方式成长而在晶圆10的表面上形成期望厚度的SiN膜38。

使用图5的示意图说明在所述成膜处理中供给DCS气体时的、晶圆10和石英晶圆71的状态。在图中，附图标记70是DCS气体的分子。在晶圆舟皿3的中层，多层地配置有因在其表面上形成有凹凸而表面积较大的晶圆10，供给到晶圆舟皿3的中层的所述分子70被这些晶圆10消耗(吸附)。这样，分子70以在晶圆10间被均匀性较高地分配的方式消耗，从而能够抑制在每一张晶圆10上吸附的分子70的吸附量过量。

并且，与保持于晶圆舟皿3的中层的晶圆10同样地，在保持于晶圆舟皿3的上层和下层的晶圆10的附近也存在表面积构成为较大的晶圆、即石英晶圆71。因而，供给到晶圆舟皿3的上层和下层的所述分子70在晶圆10和石英晶圆71上以被均匀性较高地分配的方式消耗。也就是说，由于石英晶圆71的表面积较大，因此，吸附在石英晶圆71上的分子70的吸附量较多，由此能够抑制将过量的分子70供给到晶圆10，从而能够抑制在每一张晶圆10上吸附的分子70的吸附量过量。

为了与图5进行比较而示出了图6的示意图。该图6示出了如下情形：在所述的配置石英晶圆71的各插槽中，不配置该石英晶圆71，而是配置在背景技术中说明的裸晶圆72并进行处理，在该情况下，分子70吸附于晶圆10。如所述那样，裸晶圆72由例如硅构成，没有在裸晶圆72的表面上形成器件形成用的凹凸，因此，裸晶圆72的表面积较小。在配置该裸晶圆72的情况下，同样地，在晶圆舟皿3的中层，如使用图5说明地那样，向各晶圆10分配分子70而抑制分子70吸附于每一张晶圆10的吸附量。但是，对于保持于晶圆舟皿3的上层和下层的晶圆10，在该晶圆10的附近存在裸晶圆72，由于该裸晶圆72的表面积较小，所以分子70的吸附量较小，因此，没有被裸晶圆72消耗掉的剩余的分子70会吸附在该晶圆10上。

如图5、图6说明地那样，通过将石英晶圆71保持在晶圆舟皿3上，从而抑制分子70过量地吸附在晶圆舟皿的上层侧和下层侧的晶圆10上，结果能在晶圆间均匀性较高地吸附分子70。说明了DCS气体的分子70进行吸附的例子，但通过将石英晶圆71保持在晶圆舟皿3上，也能与所述分子70同样地向各晶圆10间均匀性较高地供给由所述NH₃气体、N₂气体产生的自由基。并且，所供给的自由基会与该分子70发生反应。

在如所述那样重复进行200次的步骤S1～步骤S4而完成工艺之后，将晶圆舟皿3自反应管11输出。在将完成处理后的晶圆10自晶圆舟皿3取出之后，将该晶圆舟皿3再次输入到反应管11中，关闭所述开口部22。对反应管11内进行抽真空而将其设定为规定压力，并将反应管11内的温度设定为例如350℃。然后，向反应管11内供给所述的由F₂和HF构成的清洁气体。由此，对在反应管11内、晶圆舟皿3以及石英晶圆71上形成的SiN膜38进行蚀刻，并将SiN膜38随着排气气流自反应管11去除。然后，停止供给清洁气体，将晶圆舟皿3自反应管11输出。之后，将后续的晶圆10搭载于晶圆舟皿3，根据所述步骤S1～步骤S4对该后续的晶圆10进行成膜处理。

在图7中示出了晶圆10的膜厚与插槽的位置之间的关系的图形。图形的横轴与晶圆10的膜厚相对应，纵轴与插槽的位置相对应。以使图形的纵轴和晶圆舟皿3的高度相对应的方式对晶圆舟皿3标注插槽编号并示出了该插槽编号。虚线所示的图形是根据实验取得的数据，示出了在如利用图6进行说明地那样替代石英晶圆71而将裸晶圆72保持在晶圆舟皿3上并进行成膜处理时的、各插槽的晶圆10的膜厚分布。根据利用图6说明的理由，自舟皿3的中层的插槽起，随着朝向上层和下层的插槽去，晶圆10的膜厚逐渐变大，位于上端部和下端部的插槽的晶圆10与位于中层部的插槽的晶圆10之间的膜厚的差较大。也就是说，插槽间的膜厚的偏差较大。此外，在图7中的晶圆舟皿3上，示出了按照实施方式保持有石英晶圆71的状态，而不是保持有该裸晶圆72。

如利用图1～图5说明地那样，图7的实线的图形是在配置石英晶圆71而进行处理的情况下所设想的图形，其示出了第1实施方式的效果。根据利用图5说明的理由，能够利用石英晶圆71来抑制向晶圆舟皿3的上部侧和下部侧的晶圆10供给过量的气体，因此，如图形所示，能够抑制这些上部侧和下部侧的晶圆10的膜厚变大。其结果，能够在各插槽间提高晶圆10的膜厚的均匀性。

另外，能够想到，将石英晶圆71的表面积设置得越大，越能够抑制向晶圆舟皿3的上部侧和下部侧的晶圆10供给气体。图7中的双点划线的图形是在使石英晶圆71的表面积大于晶圆10的表面积的情况下所设想的膜厚分布的图形。根据晶圆10的表面积，以成为适当的膜厚分布的方式来决定石英晶圆71的表面积。此外，即使在晶圆舟皿3的上部、下部分别只设置一张石英晶圆71，也能够如所述那样调整晶圆10的气体分布。但是，从对晶圆10间的温度分布进行控制的观点考虑，优选设置多张石英晶圆71。

并且，由于石英晶圆71是石英的，因此，与由Si构成的晶圆相比，能够抑制作为由所述氟气或氟化合物构成的气体的清洁气体所导致的腐蚀。因此，石英晶圆71能够如所述那样重复地用于所述成膜处理。另外，由于不必为了进行清洁而将石英晶圆71输送至用于进行湿蚀刻的装置，因此能够抑制装置的运行所花费的劳力和时间。

另外，存在将较少张数的晶圆10保持在晶圆舟皿3上并进行处理的情况。在该情况下，例如如图8所示那样保持晶圆10并进行处理。具体而言，是将晶圆10保持在中层的插槽中。在图8的例子中，将晶圆10连续地载置于编号为35附近～60附近的插槽中。然后，在其上下的插槽中分别保持例如多张所述石英晶圆71。在图8所示的例子中，在保持有晶圆10的插槽的上下分别保持有5张左右的石英晶圆71。

在晶圆舟皿3的上侧的各插槽和下侧的各插槽中，以夹入该石英晶圆71组和晶圆10组的方式保持有所述裸晶圆72。该裸晶圆72是为了防止气体在反应管11内的流动发生紊乱、晶圆10上的温度分布发生紊乱而搭载的。如此，在1号～120号的插槽中，保持有晶圆10、石英晶圆71以及裸晶圆72中的任一者。

在图8中，与图7同样地也示出了表示膜厚分布的图形。实线的图形示出在如所述那样将石英晶圆71搭载在晶圆舟皿3上并对晶圆10进行处理的情况下所设想的晶圆10的膜厚分布。虚线的图形示出在使在所述说明中保持有石英晶圆71的插槽不保持石英晶圆71而是保持裸晶圆72并进行处理的情况下的晶圆10的膜厚分布。如该图8的图形所例示那样，在对张数较少的晶圆10进行处理的情况下，通过将石英晶圆71如所述那样搭载在晶圆舟皿3上，根据在图5、图6中说明的理由，也能够防止搭载在晶圆舟皿3上的晶圆10组中的、上方侧的晶圆10和下方侧的晶圆10的膜厚变大。其结果，能够提高晶圆10间的膜厚的均匀性。

第2实施方式

如利用图5说明地那样，若在搭载在晶圆舟皿3上的晶圆10组的上方和下方存在表面积大于晶圆10组的表面积的构件，则能够降低向晶圆10组中的上方侧、下方侧供给的气体的供给量，从而能够调整晶圆10间的膜厚分布。因而，对这样的气体分布进行调整的调整构件并不限于石英晶圆71。图9、图10分别示出了第2实施方式的立式热处理装置1的纵剖侧视图和横剖俯视图。第2实施方式的立式热处理装置1在反应管11的结构上与第1实施方式的不同，其他各部分与第1实施方式相同。在图9、图10中，省略了在第1实施方式中说明的构件中的一部分。

在该第2实施方式的立式热处理装置1中，对于包括反应管11的顶面和上部侧周面的上方区域81、作为反应管11的下方的侧周面的下方区域82，为了增大这两个区域的表面积而在这两个区域形成有凹凸。这些上方区域81和下方区域82是反应管11的内周面。所述下方区域82包括在将晶圆舟皿3收纳于反应管11时位于比载置在晶圆舟皿3上的晶圆10组靠下方的位置的区域。上方区域81和下方区域82的凹凸是通过例如喷砂或药液处理而形成的。在利用喷砂进行处理的情况下，算术平均粗糙度Ra例如为0.4μm～4.0μm，在进行药液处理的情况下，算术平均粗糙度Ra为0.3μm～4.0μm。在第1实施方式的石英晶圆71上，也可以利用这样的喷砂、药液处理来形成凹凸。另外，与石英晶圆71同样地，也可以利用激光加工而在反应管11上形成该凹凸。

通过如此形成粗糙(凹凸)，所述上方区域81和下方区域82会与第1实施方式的石英晶圆71同样地发挥调整气体的供给分布的作用。因此，当将上方区域81和下方区域82各自的每单位区域的表面积称作S时，与第1实施方式同样地，以使S与晶圆10的每单位区域的表面积S0之间的关系为例如S/S0≥0.06的方式形成所述凹凸。该上方区域81的表面积和下方区域82的表面积是面对被供给气体的处理空间的面的表面积。作为一个例子进一步具体地说明上方区域81的每单位区域的表面积S，对于上方区域81，以在没有所述凹凸的情况下具有与晶圆10的外形所围成区域的面积相同的面积A的方式进行切取。对于该切取的部位，当将与反应管11内的处理空间相面对的面的表面积称作B时，所述S为B/A。所述表面积B是在具有凹凸的情况下测定的表面积。能够同样地计算下方区域82的S。

将反应管11的内周侧面中的被所述上方区域81和下方区域82夹着的区域称作中间区域83。该中间区域83在将晶圆舟皿3输入到反应管11时位于晶圆10组的外周。中间区域83构成为平滑面，而不对该中间区域83进行所述喷砂和药液处理。也就是说，与上方区域81、下方区域82相比，中间区域83的粗糙较小。

在该第2实施方式的立式热处理装置1中，也与第1实施方式同样地进行成膜处理和清洁处理。通过如所述那样使反应管11的内周面粗糙地构成，从而在成膜处理时供给到晶圆舟皿3的上部侧和下部侧的气体被所述上方区域81和下方区域82消耗。由此，与第1实施方式同样地，能够防止将气体过量地供给至保持于晶圆舟皿3的上部侧和下部侧的晶圆10。这样，反应管11的上方区域81和下方区域82发挥与第1实施方式的石英晶圆71相同的作用，因此，在该例子中，与第1实施方式不同，代替石英晶圆71将裸晶圆72以相对于晶圆舟皿3装卸自如的方式保持在晶圆舟皿3上。也就是说，以被在上下方向上夹于裸晶圆72的方式保持有晶圆10组。在清洁处理时，与使用石英晶圆71的情况不同，预先将裸晶圆72自舟皿3拆下。

图11与图7同样地表示各插槽的晶圆10的膜厚分布。图中的虚线的图形表示在没有在反应管11上形成所述粗糙而进行处理的情况下的晶圆10的膜厚分布。图中的实线的图形是在如所述那样在上方区域81和下方区域82形成粗糙并进行处理的情况下所设想的晶圆10间的膜厚分布。如图形所例示那样，通过在反应管11内形成所述粗糙，与第1实施方式同样地，能够防止将气体过量地供给到由舟皿3保持的晶圆10组中的、上部侧的晶圆10和下部侧的晶圆10，从而能够提高晶圆10间的膜厚的均匀性。

用于在该反应管11的比晶圆10组靠上部侧形成粗糙的区域也可以是顶面和侧周面中的任意一者。另外，并不限于在反应管11的比晶圆10组靠下方的区域的侧周面形成粗糙，也可以在反应管11的底板、即盖体25的表面形成粗糙。

第3实施方式

在第3实施方式中，使用与第1实施方式相同的立式热处理装置1，不在例如反应管11的内表面形成在第2实施方式中说明的粗糙。作为替代，在晶圆舟皿3的顶板31和底板32的表面上，与在第2实施方式中说明的反应管11的上方区域81和下方区域82同样地设置粗糙，对于顶板31和底板32的每单位区域的表面积S、晶圆10的每单位区域的表面积S0，例如设为S/S0≥0.06。图12示出了如此形成有粗糙的晶圆舟皿3。在晶圆舟皿3上，例如与第2实施方式同样地，搭载晶圆10和裸晶圆72并进行成膜处理。在成膜处理中，所述顶板31和底板32发挥与在第1实施方式中说明的石英晶圆71和在第2实施方式中说明的所述反应管11的上方区域81和下方区域82相同的作用，能调整晶圆10间的膜厚分布。

具体地说明晶圆舟皿3的顶板31的每单位区域的表面积S，对于顶板31，以在没有所述凹凸的情况下具有与晶圆10的外形所围成的区域的面积相同的面积A的方式进行切取。对于该切取的部位，当将与反应管11内的处理空间相面对的面的表面积称作B时，所述S为B/A。由于顶板31的上表面、下表面均面对所述处理空间，因此所述表面积B是该上表面和下表面的表面积的总和。也同样地计算舟皿3的底板32的每单位区域的表面积S，但由于底板32的下表面被用于支承晶圆舟皿3的载物台39(参照图1)覆盖而没有面对处理空间，因此，所述表面积B为上表面的表面积。

图12的图形与其他图的图形同样地示出了晶圆10的插槽与膜厚之间的关系。虚线的图形是不在所述顶板31和底板32形成粗糙而进行处理的情况下的晶圆10间的膜厚分布。实线的图形是在利用形成有所述粗糙的晶圆舟皿3进行处理时所设想的晶圆10间的膜厚分布。

第4实施方式

在第4实施方式中，使用与第1实施方式相同的立式热处理装置1，晶圆舟皿3也与第1实施方式同样地构成。在第4实施方式中，将晶圆10和裸晶圆76保持在晶圆舟皿3上。裸晶圆76的形状与裸晶圆72的形状同样地构成，但裸晶圆76并不由Si构成，而是由石英构成。在与第1实施方式同样地求出裸晶圆76的每单位区域的表面积S的情况下，与晶圆10的每单位区域的表面积S0之间的关系是S/S0＜1.0。

如图13所示，这些晶圆10、76所搭载的插槽与第2和第3实施方式不同。裸晶圆76与第2、第3实施方式同样地搭载在晶圆舟皿3的上端的多个插槽和下端的多个插槽中，除此之外，裸晶圆76还搭载在晶圆舟皿3的中层中的、编号连续的插槽中。在图13的例子中，在自50号插槽起到60号附近的插槽中连续地搭载有裸晶圆76。在没有配置裸晶圆76的插槽中配置有晶圆10。

在第4实施方式中，也与其他实施方式同样地进行成膜处理和清洁处理。在该成膜处理时中，在舟皿3的中层部搭载有多个裸晶圆76，因此，在该中层部附近，气体的消耗量变少。因而，对载置于与搭载有该裸晶圆76的插槽接近的插槽中的晶圆10供给的气体的供给量变多。

图13的虚线的图形示出了在将裸晶圆76仅搭载于晶圆舟皿3的上层部和下层部并进行成膜处理的情况下的晶圆10的膜厚分布。实线的图形示出了在如所述那样还将裸晶圆76配置于晶圆舟皿的中层部并进行处理的情况下所设想的晶圆10的膜厚分布。在如各图形所示那样将裸晶圆76配置于中层部的情况下，能够如所述那样抑制在该中层部消耗的气体的消耗量，因此，随着自晶圆舟皿3的上层和下层朝向中层去，膜厚会在暂时减少之后增大。通过设成这样的分布，与不将裸晶圆76配置于中层部的情况相比，能够抑制膜厚的偏差。

如所述那样，裸晶圆76是石英的，因此，在所述清洁处理时，与第1实施方式同样地，将裸晶圆76连同晶圆舟皿3一起输入到反应管11中进行清洁。与第1实施方式的石英晶圆71同样地，裸晶圆76既可以固定于晶圆舟皿3，也可以相对于晶圆舟皿3自由装卸。为了充分地改善气体的供给分布，作为被处理基板间板状构件的裸晶圆76，其既可以在晶圆舟皿3的中层连续地设置多张，也可以仅设置1张。

该第4实施方式能与其他实施方式相组合。具体而言，在所述图13中，使搭载于晶圆舟皿3的上端和下端的各多个插槽中的晶圆为裸晶圆76，但在将第4实施方式和第1实施方式组合的情况下，替代该裸晶圆76而搭载例如石英晶圆71并进行处理。另外，将如图13所示那样搭载有各晶圆10、76的晶圆舟皿3输入到第2实施方式所示那样内表面形成有粗糙的反应管11内并进行处理。另外，如在第3实施方式中说明地那样，如图13所示那样将各晶圆10、76配置于在顶板31和底板32上均形成有粗糙的晶圆舟皿3上并进行处理。也就是说，如所述那样在晶圆10间配置有1张或多张裸晶圆76且在所述晶圆10的上方和下方配置有由石英构成的、用于调整气体分布的较大表面积的构件的状态下进行处理。

所述立式热处理装置1以能进行ALD的方式构成，但本发明能够应用于供给气体而进行成膜的分批式处理装置。因而，还能够将本发明应用于进行CVD的立式热处理装置。另外，所述各实施方式能够以互相组合的方式实施。在例如第1实施方式中，也可以如在第2实施方式中说明地那样使用形成有粗糙的反应管11来进行处理。在第1实施方式～第3实施方式中，也可以应用第4实施方式而在晶圆10组与晶圆10组之间配置裸晶圆76。另外，在第2、第3实施方式中，也可以不搭载裸晶圆72，而是搭载裸晶圆76进行处理。

另外，对于晶圆10，考虑有以下情况：按照晶圆10的每个批次进行不同的处理而以图案的线宽、形成有凹凸的膜厚不同的状态将晶圆10搭载在晶圆舟皿3上的情况，即在向立式热处理装置1输送的各批次中晶圆10的表面积不同的情况。在该情况下，对于例如第1实施方式的石英晶圆71，准备多种自舟皿3自由装卸且表面积互不相同的石英晶圆71。并且，也可以是，从该多种石英晶圆71中，根据利用该立式热处理装置1进行处理的晶圆10的批次而对搭载至晶圆舟皿3的石英晶圆71进行选择。由此，能够按照晶圆10的各批次来对供给到晶圆舟皿3的上部侧和下部侧的晶圆10的气体的量进行控制，从而能够在各插槽间使晶圆10的膜厚均匀性更高。

第5实施方式

对于第5实施方式，以其与第1实施方式之间的差异点为中心并参照表示晶圆舟皿3上的各晶圆的配置的图14来说明第5实施方式。在该第5实施方式中，与第1实施方式同样地，在晶圆舟皿3的插槽中的、上端侧的多个插槽和下端侧的多个插槽中配置有石英晶圆71。并且，在没有配置石英晶圆71的插槽中配置有晶圆10并进行成膜处理。但是，作为这些石英晶圆71，使用具有第1表面积的石英晶圆(称作石英晶圆71A)和具有与第1表面积不同的第2表面积的石英晶圆(称作石英晶圆71B)。例如石英晶圆71A、71B以能够相对于晶圆舟皿3装卸自如的方式构成。另外，与第1实施方式的石英晶圆71同样地，当将石英晶圆71的每单位区域的表面积称作S、将晶圆10的每单位区域的表面积称作S0时，石英晶圆71A、71B分别以S/S0≥0.06的方式构成。

在图14中，在各箭头的顶端概略地示出了俯视的石英晶圆71A、71B。例如，石英晶圆71A、71B具有在俯视时彼此相同的外形。也就是说，对于石英晶圆71A、71B，俯视的面积和厚度彼此相同。图14的附图标记70是形成于石英晶圆71A、71B的表面的槽。在石英晶圆71A上形成的槽70的数量多于在石英晶圆71B上形成的槽70的数量，由此，石英晶圆71A的表面积大于石英晶圆71B的表面积。在该例子中，石英晶圆71A具有为外形与石英晶圆71A、71B相同大小的裸晶圆72的表面积的30倍的表面积，石英晶圆71B具有为该裸晶圆72的表面积的10倍的表面积。

在图14中，示出了在下端侧的多个插槽中配置有石英晶圆71A且在上端侧的多个插槽配置有石英晶圆71B的状态。通过如此配置，如后述的评价试验所示，与将石英晶圆71A配置于上端侧和下端侧的多个插槽中的情况相比，能够提高各晶圆10的膜厚分布的均匀性。其原因在于，在假设在欲配置石英晶圆71B的插槽中也配置石英晶圆71A并进行了成膜处理的情况下，会在石英晶圆71A处消耗较多的处理气体(成膜气体)。由此，处理气体难以遍布到晶圆舟皿3的与石英晶圆71A比较分开的高度中央部，也如后述的评价试验所示，这会使该高度中央部的晶圆10的膜厚降低。也就是说，通过组合使用石英晶圆71A、71B，能够对向各晶圆10供给的处理气体的量精确地进行控制，从而能够防止向晶圆舟皿3的与这些石英晶圆71A、71B较大程度分开的高度中央部供给的处理气体的供给量大幅降低。由此，提高了晶圆10间的膜厚的均匀性。

在图14所示的例子中，在晶圆舟皿3的下部侧配置有表面积较大的石英晶圆71A，将表面积较小的石英晶圆71B配置在了晶圆舟皿3的上部侧。如此将表面积较大的石英晶圆71配置于晶圆舟皿3的下部侧的原因在于，如图1所示，通过在反应管11的供该晶圆舟皿3输入的下侧、更详细而言例如比晶圆舟皿3靠下方侧的位置开设有排气口67，从而使晶圆舟皿3的下部侧的成膜气体的浓度易于高于晶圆舟皿3的上部侧的成膜气体的浓度，因此，会在晶圆舟皿3的下部侧吸附更多的成膜气体。通过如此在下部侧吸附更多的成膜气体，能够进一步提高各晶圆W之间的膜厚的均匀性。但是，也可以是，将石英晶圆71B配置于晶圆舟皿3的下部侧且将石英晶圆71A配置于晶圆舟皿3的上部侧，在反应管12的上部侧开设有排气口67的情况下，更详细而言例如在比晶圆舟皿3靠上方侧的位置开设有排气口67的情况下，如此配置石英晶圆71A、71B的做法是有效的。

另外，如图15所示，也可以是，将石英晶圆71A和石英晶圆71B各自配置于晶圆舟皿3中的配置有晶圆10的区域的下侧、上侧并进行成膜处理。在图15所示的例子中，将石英晶圆71A配置于晶圆舟皿3的上部侧的多个插槽中的上侧的一部分插槽中，将石英晶圆71B配置于晶圆舟皿3的上部侧的多个插槽中的下侧的一部分插槽中。并且，将石英晶圆71A配置于晶圆舟皿3的下部侧的插槽中的下侧的一部分插槽中，将石英晶圆71B配置于晶圆舟皿3的下部侧的插槽中的上侧的一部分插槽中。如此配置的原因在于，当假设表面积较大的石英晶圆71A和晶圆10接近地配置时，由于较多的处理气体会吸附于石英晶圆71A，因此，向该晶圆10供给的处理气体的量会变得极少，从而有可能使该晶圆10的膜厚降低。

另外，在图14所示的配置例中，石英晶圆71B配置于上端部的插槽，但也可以是，如图16所示，将石英晶圆71B配置于比上端部的插槽靠下方的插槽中并将晶圆10配置于位于配置有石英晶圆71B的插槽的上侧的插槽中和位于配置有石英晶圆71B的插槽的下侧的插槽中。同样地，石英晶圆71A也不限于配置于下端部的插槽中，也可以是，将石英晶圆71A配置于比下端部的插槽靠上侧的插槽中并将晶圆10配置于位于配置有石英晶圆71A的插槽的上侧的插槽中和位于配置有石英晶圆71A的插槽的下侧的插槽中。但是，如所述那样，对于接近石英晶圆71A的插槽中的晶圆10，会担心膜厚降低。因此，从减少接近石英晶圆71A的晶圆10的数量的观点考虑，优选将石英晶圆71A配置于下端部的插槽中。另外，在所述各配置例中，分别配置了多张石英晶圆71A、71B，但也可以将仅1张石英晶圆71A和/或仅1张石英晶圆71B配置于晶圆舟皿3。

石英晶圆71A、石英晶圆71B的表面积并不限于如所述那样构成。但是，若石英晶圆71A、71B的表面积之差较小且各石英晶圆71A、71B的表面积较大，如仅将所述石英晶圆71A配置于晶圆舟皿3的情况那样位于晶圆舟皿3的高度中央部的晶圆的膜厚会变小。另外，若石英晶圆71A、71B的表面积之差较小且各石英晶圆71A、71B的表面积较小，则担心不能使供给到晶圆舟皿3的上部侧和下部侧的处理气体充分地吸附于石英晶圆71A、71B。因此，以例如成为0.01≤石英晶圆71B的表面积/石英晶圆71A的表面积≤0.9的方式来构成各石英晶圆71A、71B。

另外，如所述那样，石英晶圆71A、71B的表面积互不相同。在此所说的表面积不同并不指因制造工序上的误差而使表面积不同，而是指进行设计和制造以使表面积不同。在所述例子中，因槽70的数量的不同，石英晶圆71A、71B彼此的表面积不同，但是，除了槽70的数量以外，也可以通过例如使槽70的宽度、槽70的深度、槽70的长度不同来使石英晶圆71A、71B彼此的表面积不同。此外，也可以将表面积互不相同的3种以上的石英晶圆71配置于晶圆舟皿3并进行成膜处理。

另外，对于在晶圆舟皿3的上部侧和下部侧利用石英晶圆71来多大程度吸附处理气体才能在搭载在晶圆舟皿3上的晶圆10间获得恰当的膜厚分布，这因晶圆10的表面积不同而不同。因此，也可以是，例如，预先准备多种表面积较小且表面积互不相同的石英晶圆71B，然后，在各成膜处理中任意使用表面积较大的石英晶圆71A，对于石英晶圆71B，在每次成膜处理中，与所处理的晶圆10的表面积相对应地选择具有适当的表面积的石英晶圆71B并将该石英晶圆71B搭载在晶圆舟皿3上而进行处理。这样，通过任意使用石英晶圆71A，能够抑制石英晶圆71的制造张数，并且通过更换石英晶圆71B，能够对向各晶圆10供给的处理气体的量恰当地进行控制。由于晶圆10的图案的精细化的进展且被成膜处理的晶圆10的表面积并不一定一样，因此如此应对是有效的做法。

另外，该第5实施方式也能够与所述的各实施方式相组合。因而，例如，既能够是，利用用于移载晶圆10的移载机构(输送机构)相对于晶圆舟皿3输送石英晶圆71A、71B，也能够是，在将石英晶圆71A、71B配置于晶圆舟皿3之后，进一步如在第2实施方式中所说明那样在反应管11上形成凹凸、或如在第3实施方式中所说明那样在晶圆舟皿3的顶板31和/或底板32上形成凹凸、或者如在第4实施方式中所说明那样将裸晶圆76配置于晶圆舟皿3。

另外，由后述的评价试验推断出如下内容：在设为石英晶圆71与裸晶圆72的外形相同、仅使用具有裸晶圆72的表面积的3倍以上的表面积且具有相同表面积的石英晶圆71来进行成膜处理时，会使晶圆舟皿3的高度中央的晶圆10的膜厚降低。因而，在例如石英晶圆71A具有裸晶圆72的表面积的3倍以上的表面积的情况下，该第5实施方式对改善所述晶圆舟皿3的高度中央的晶圆10的膜厚尤其有效。石英晶圆71B以具有比石英晶圆71A的表面积小的表面积的方式构成。

记载了为了对向各晶圆10供给的气体的分布进行调整而将石英晶圆71A、71B配置于晶圆舟皿3，但也可以是，替代石英晶圆71A、71B，而配置由石英以外的材料构成的晶圆并对向各晶圆10供给的气体的分布进行调整。对于这样的晶圆，除了材料以外，其与石英晶圆71A、71B同样地构成。并且，作为石英以外的材料，例如是氧化铝、SiC(碳化硅)或玻璃状碳。另外，也可以是，在各石英晶圆71A、71B与晶圆10之间搭载有裸晶圆76和/或除晶圆10以外的形成有图案的晶圆的状态下进行成膜处理。该裸晶圆76和形成有图案的晶圆也并不限于由石英构成。

另外，对于石英晶圆71A、71B，既可以如图1所示那样为了增大表面积而在石英晶圆71A、71B的两个主表面(上表面、下表面)这两个表面上形成有图案(凹凸)、即槽70，也可以仅在石英晶圆71A、71B的两个主表面中的任意一个主表面上形成有图案。将形成有图案的主表面称作凹凸加工面，将未形成有图案的主表面称作凹凸非加工面。例如，在石英晶圆71A、71B分别如此构成为具有凹凸加工面和凹凸非加工面的情况下，利用移载机构来支承石英晶圆71A、71B的凹凸非加工面并以该凹凸加工面朝上的方式输送石英晶圆71A、71B。通过如此输送石英晶圆71A、71B，从而在例如承载件与晶圆舟皿3之间交接石英晶圆71A、71B，该承载件用于存储这些石英晶圆71A、71B并将这些石英晶圆71A、71B输送至立式热处理装置1。因而，将石英晶圆71A、71B以凹凸加工面为上表面搭载在晶圆舟皿3上。

当如此重复使用具有凹凸加工面和凹凸非加工面的石英晶圆71A、71B来层叠SiN膜时，在凹凸加工面和凹凸非加工面，成膜气体的吸附量不同，其结果，作用于凹凸非加工面(下表面)的应力逐渐变大而有可能使石英晶圆71A、71B以作为上表面的凹凸加工面的中心部高于周缘部的方式产生翘曲。并且，能够想到会产生如下情况，即，因石英晶圆71A、71B如此逐渐翘曲而难以利用移载机构来支承该石英晶圆71A、71B的下表面并输送该石英晶圆71A、71B。为了防止该情况，如图17的概略图所示，优选的是，利用例如蒸镀在石英晶圆71A、71B的凹凸非加工面上预先形成应力缓和膜77，该应力缓和膜77用于抑制该凹凸非加工面的应力而防止翘曲。

该应力缓和膜77由氧化硅(SiO₂)、非晶硅(α－Si)构成，通过形成这些材料的膜，能够抑制应力而抑制石英晶圆71A、71B的翘曲，其原因在于，能够利用应力缓和膜77所具有的拉伸应力来抵消SiN膜所具有的压缩应力，作为具有这样的作用的膜，也能够将所述材料以外的材料应用于应力缓和膜77。图中的附图标记78是移载机构的用于支承石英晶圆71A、71B的凹凸非加工面的支承部。

通过重复地进行成膜，从而使形成于石英晶圆71A、71B的表面的SiN膜的膜厚逐渐增加，但是，在例如利用α－Si来构成了应力缓和膜77的情况下，能够想到：在SiN膜的膜厚/α－Si膜≤0.43时能够抑制石英晶圆71A、71B产生翘曲。能够想到：在SiN膜的膜厚/α－Si膜＞0.43时石英晶圆71A、71B会产生翘曲，因此，要对石英晶圆71A、71B进行清洁。在例如应力缓和膜77由SiO₂构成的情况下，能够想到：在SiN膜的膜厚/α－Si膜≤1.0时能够抑制石英晶圆71A、71B产生翘曲。能够想到：在SiN膜的膜厚/SiO₂膜＞1.0时石英晶圆71A、71B会产生翘曲，因此，要对石英晶圆71A、71B进行清洁。因而，例如考虑重复使用石英晶圆71A、71B的次数、在1次成膜处理中所形成的SiN的膜厚来设定应力缓和膜77的膜厚，并在被用于成膜处理之前的石英晶圆71A、71B上预先形成该应力缓和膜77。

评价试验

说明进行的与本发明有关的评价试验。在评价试验1中，如在背景技术中说明地那样，将裸晶圆72搭载于晶圆舟皿3的上端部的多个插槽和下端部的多个插槽中，并将晶圆10搭载于其他插槽中并利用立式热处理装置进行了成膜处理。在成膜处理后，测定了各插槽的晶圆10的膜厚。另外，在评价试验2中，替代裸晶圆72而搭载试验用的晶圆并进行了处理。该试验用晶圆具有与晶圆10相同的表面积，材质也与晶圆10相同。晶圆10和试验用晶圆的表面积均为裸晶圆72的表面积的3倍。

作为在该评价试验中使用的立式热处理装置，使用了与所述实施方式的装置大致同样地构成的装置，但用于供给DCS气体的喷射器如图18所示那样构成。也就是说，构成为，设置用于向舟皿3的上部侧供给气体的原料气体供给喷嘴41b和用于向舟皿3的下部侧供给气体的第1原料气体供给喷嘴41c，自这些喷嘴41b和喷嘴41c分别供给DCS气体。

图19的图形是表示评价试验1、2的结果的图形，横轴表示插槽编号，纵轴表示所测定的晶圆10的膜厚(单位：)。另外，利用箭头示出了在各评价试验中搭载有晶圆10的插槽间的膜厚的变动范围。由图19可知，在评价试验1中，与评价试验2相比，上层侧和下层侧的插槽、即靠近搭载有裸晶圆72的插槽的插槽中的晶圆10的膜厚较大。因此，在评价试验1中，与评价试验2相比，在插槽间晶圆10的膜厚的偏差较大。与此相对，在评价试验2中，能够抑制这样的上层侧和下层侧的插槽中的晶圆10的膜厚的增大，由此，抑制了插槽间的膜厚的偏差。由该试验的结果可知，如在各实施方式中说明地那样，在晶圆10组配置区域的上方和下方分别设置表面积较大的构件的做法是有效的。

接着说明评价试验3－1、3－2。作为评价试验3－1，如图1所示，将多个晶圆10配置于晶圆舟皿3的插槽中。然后，将石英晶圆71配置于配置有晶圆10的插槽的下方的多个插槽中。在该评价试验中，将石英晶圆71的每单位区域的表面积S/晶圆10的每单位区域的表面积S0＝3/5＝0.6。如此将各晶圆配置于晶圆舟皿3，并如在发明的实施方式中所说明那样进行了成膜处理。在成膜处理后，对配置于配置有石英晶圆71的插槽的上方的插槽中的20张晶圆10的膜厚进行了测定。在该膜厚测定中使用的晶圆10在成膜处理时彼此相邻地配置于晶圆舟皿3，其中配置于最下方侧的晶圆10是与石英晶圆71相邻地配置的晶圆。

作为评价试验3－2，替代石英晶圆71而将裸晶圆72配置于在评价试验3－1中配置有石英晶圆71的插槽中，除此以外，与评价试验3－1同样地进行了成膜处理。并且，与评价试验3－1同样地对配置于裸晶圆72的上方的20张晶圆10的膜厚进行了测定。

图20的图形示出了评价试验3－1、3－2的结果。图形的纵轴表示测定出的膜厚(单位：)。图形的横轴是利用编号示出在测定中使用的晶圆10，将在测定中使用的晶圆10中的配置于晶圆舟皿3的最上侧的晶圆10设为1，越是配置于下方的晶圆，对其标注越大的编号来表示。如图形所示，在评价试验3－1中，与评价试验3－2相比，抑制了编号较大的晶圆10的膜厚相对于编号较小的晶圆10的膜厚变大。计算膜厚的最大值－膜厚的最小值，其结果是，在评价试验3－1中，为在评价试验3－2中，为评价试验3－1中的计算出的值较小。

这样，在评价试验3－1中，与评价试验3－2相比，抑制了晶圆10间的膜厚的偏差。能够由该评价试验3－1、3－2的结果想到，在将石英晶圆71配置于配置有晶圆10的插槽的上方的插槽中的情况下，也能够防止配置于该石英晶圆71的附近的晶圆10的膜厚变得过大。因而，该评价试验3－1、3－2示出了如下内容：能够利用石英晶圆71来改变各晶圆10的膜厚分布。如利用第5实施方式说明那样，能够想到，通过配置彼此不同的表面积的石英晶圆71，能够更高精度地调整向晶圆10供给的成膜气体，从而能够使晶圆10间的膜厚分布更均匀化。

评价试验4

作为评价试验4，如在第1实施方式中所说明那样，将在表面形成有图案的硅晶圆配置于晶圆舟皿3的上侧的多个插槽和下侧的多个插槽中且将晶圆10配置于没有配置硅晶圆的插槽中，并进行了成膜处理。然后，对形成在各插槽的晶圆10上的膜厚进行了测定。与外形相同的裸晶圆72相比，分别准备了表面积为裸晶圆72的表面积的30倍、10倍、5倍、3倍的硅晶圆，并在每次成膜处理中使用了具有不同的表面积的硅晶圆。但是，在为了进行1次成膜处理而配置于各插槽中的硅晶圆彼此具有相同的表面积。

将使用了具有裸晶圆72的表面积的30倍的表面积的硅晶圆(以下，记载为30倍硅晶圆)的成膜处理作为评价试验4－1，将使用了具有裸晶圆72的表面积的10倍的表面积的硅晶圆(以下，记载为10倍硅晶圆)的成膜处理作为评价试验4－2，将使用了具有裸晶圆72的表面积的5倍的表面积的硅晶圆(以下，记载为5倍硅晶圆)的成膜处理作为评价试验4－3，将使用了具有裸晶圆72的表面积的3倍的表面积的硅晶圆(以下，记载为3倍硅晶圆)的成膜处理作为评价试验4－4。

图21的图形是表示评价试验4的结果的图形。图形的横轴的数字表示搭载有晶圆10的插槽的编号，纵轴表示测定出的膜厚。在图21的图形中，利用实线、虚线、单点划线、双点划线来分别表示在评价试验4－1、4－2、4－3、4－4中测定出的各晶圆10的膜厚(单位：)。观察图21的图形可知，在各评价试验4－1～评价试验4－4中，搭载在晶圆舟皿3上的高度中央部的60号插槽和其附近的编号的插槽中的晶圆10的膜厚远低于搭载于其他插槽中的晶圆10的膜厚。尤其在使用了30倍硅晶圆的评价试验4－1中，晶圆舟皿3的中央部的插槽中的晶圆10的膜厚与其他插槽中的晶圆10的膜厚之差较大。也就是说，确认了如下内容：当仅配置具有彼此相同表面积的硅晶圆时，存在不能充分地改善晶圆10间的膜厚分布的情况。能够想到，在配置非硅晶圆的其他材料的晶圆、例如所述石英晶圆71的情况下，也会是相同的实验结果。

评价试验5

作为评价试验5－1，与评价试验4－1同样地进行了成膜处理。在该评价试验5－1中，将30倍硅晶圆分别配置于配置有晶圆10的插槽组的上方的两个插槽中和配置有晶圆10的插槽组的下方的7个插槽中。另外，作为评价试验5－2，将10倍硅晶圆配置于配置有晶圆10的插槽组的上方的5个插槽中并将30倍石英晶圆71配置于配置有晶圆10的插槽组的下方的7个插槽中，除此以外，进行了与评价试验5－1相同的成膜处理。在评价试验5－1、5－2中，均在成膜处理后对各晶圆10的膜厚进行了测定，并计算出了膜厚最大的晶圆10的膜厚与膜厚最小的晶圆10的膜厚之间的差分值。

在评价试验5－1中，所述差分值为在评价试验5－2中，所述差分值为也就是说，与评价试验5－1相比，在评价试验5－2中，抑制了晶圆10间的膜厚的偏差。因而，根据该评价试验5确认了本发明的效果。此外，能够想到：在该评价试验5中，即使在配置了非硅晶圆的其他材料的晶圆、例如所述石英晶圆71的情况下，也会是相同的实验结果。

附图标记说明

W、晶圆；1、立式热处理装置；10、控制部；11、反应管；28、加热器；3、晶圆舟皿；60、等离子体产生部；68、真空泵；71、71A、71B、石英晶圆；72、裸晶圆；100、控制部。

Claims

1.一种立式热处理装置，其在立式的反应容器内在将表面形成有凹凸的多个被处理基板保持于基板保持件的状态下利用加热部进行加热而对所述被处理基板进行成膜处理，其特征在于，

该立式热处理装置包括：

气体供给部，其用于向所述反应容器内供给成膜气体；以及

气体分布调整构件，其以分别位于比保持于所述基板保持件的多个所述被处理基板的配置区域靠上方的位置和靠下方的位置的方式设置，

所述气体分布调整构件包含第1板状构件和第2板状构件，该第1板状构件和第2板状构件以分别位于上下的方式设于比所述基板保持件的顶板靠下方的位置且是比所述基板保持件的底板靠上方的位置，在该第1板状构件和第2板状构件上分别形成有凹凸，

所述第1板状构件具有第1表面积，所述第2板状构件具有与所述第1表面积不同的第2表面积。

2.根据权利要求1所述的立式热处理装置，其特征在于，

所述气体分布调整构件由石英构成。

3.根据权利要求1或2所述的立式热处理装置，其特征在于，

0.01≤所述第2表面积/所述第1表面积≤0.9。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，

在比所述被处理基板的配置区域靠上方的区域和靠下方的区域中的任意一个区域中设有所述第1板状构件，在比所述被处理基板的配置区域靠上方的区域和靠下方的区域中的另一个区域中设有所述第2板状构件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，

能够利用用于输送所述被处理基板的输送机构来输送所述第1板状构件和所述第2板状构件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，

在所述第1板状构件和所述第2板状构件中的至少一个板状构件中，在两个主表面中的一个主表面上形成有所述凹凸，在另一个主表面上形成有用于防止板状构件的翘曲的膜。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，

所述气体分布调整构件包含所述基板保持件的形成有凹凸的顶板。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，

所述气体分布调整构件包含所述反应容器的形成有凹凸的顶部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，

所述气体分布调整构件包含所述基板保持件的形成有凹凸的底板。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的立式热处理装置，其特征在于，

所述气体分布调整构件包含所述反应容器的内壁部的设于比所述多个被处理基板的配置区域靠下方的位置的部分。

11.一种立式热处理装置的运转方法，在该运转方法中，在立式的反应容器内在将表面形成有凹凸的多个被处理基板保持于基板保持件的状态下利用加热部进行加热而对所述被处理基板进行成膜处理，其特征在于，

该运转方法包括如下工序：在气体分布调整构件分别位于比由所述基板保持件保持着的所述多个被处理基板的配置区域靠上方的位置和靠下方的位置的状态下，利用气体供给部向所述反应容器内供给成膜气体，

12.根据权利要求11所述的立式热处理装置的运转方法，其特征在于，

所述气体分布调整构件由石英构成。

13.根据权利要求11或12所述的立式热处理装置的运转方法，其特征在于，

0.01≤所述第2表面积/所述第1表面积≤0.9。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的立式热处理装置的运转方法，其特征在于，

15.根据权利要求11至14中任一项所述的立式热处理装置的运转方法，其特征在于，

16.根据权利要求11至15中任一项所述的立式热处理装置的运转方法，其特征在于，

所述气体分布调整构件包含所述反应容器的顶部。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的立式热处理装置的运转方法，其特征在于，