立式熱處理裝置和立式熱處理裝置的運轉方法與流程

本發明涉及對多個基板一并進行成膜處理的立式熱處理裝置和立式熱處理裝置的運轉方法。

背景技術：

通常，為了制造半導體產品，對由硅基板等構成的半導體晶圓(以下，記載為晶圓)進行ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沉積)、CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積)等成膜處理。有時利用一次處理多張晶圓的分批式立式熱處理裝置來進行該成膜處理，在該情況下，將晶圓移載到立式的晶圓舟皿，并將該晶圓呈擱板狀多層地支承于晶圓舟皿。將該晶圓舟自能夠進行排氣的反應容器(反應管)的下方輸入(裝載)到該反應容器(反應管)內。之后，在將反應容器內維持在氣密的狀態下，向反應容器內供給各種氣體而對晶圓進行所述成膜處理。如專利文獻1所示，公知有一種將晶圓載置到所述晶圓舟皿上并對其進行所述CVD的方法。

在所述晶圓舟皿的上部側和下部側保持有仿真晶圓，在以被這些仿真晶圓自上下方向夾持的方式保持有多個作為用于制造所述半導體產品的被處理基板的晶圓(為了便于說明，有時記載為產品晶圓)的狀態下，如所述那樣將晶圓舟皿輸入到反應容器內。如此將仿真晶圓連同產品晶圓一起保持在晶圓舟皿上的原因在于，使處理容器內的氣體的流動順暢并提高產品晶圓間的溫度的均勻性，而對產品晶圓均勻性較高地進行成膜、在由石英構成的所述晶圓舟皿產生微粒的情況下不使該微粒載置在所述產品晶圓上。與產品晶圓不同，在該仿真晶圓的表面上沒有形成用于形成所述半導體產品的各種膜，因此也沒有形成用于形成布線的凹凸。以下，有時將該仿真晶圓記載為 裸晶圓。

專利文獻1：日本特開2008－47785

技術實現要素：

發明要解決的問題

然而，隨著半導體產品的精細化的進展而在產品晶圓高密度地形成所述凹凸，由此使所述產品晶圓的表面積逐漸增加。因此，在所述成膜處理時，相對于在所述裸晶圓上消耗的處理氣體的消耗量(反應量)而言，在產品晶圓上消耗的氣體的消耗量會逐漸地變大。因而，對于分別支承于晶圓舟皿的上層側、下層側的產品晶圓，由于在該產品晶圓附近配置處理氣體的消耗量較少的裸晶圓，從而向該產品晶圓供給較多的處理氣體。但是，對于支承于晶圓舟皿的中層的產品晶圓，由于支承于該產品晶圓的上下的產品晶圓所消耗的處理氣體的消耗量較大，因此，對每一張產品晶圓供給的處理氣體的供給量相對變少。其結果，有可能在產品晶圓間使由所述處理氣體形成的膜厚的偏差變大。

在所述專利文獻1的以往的技術中，為了控制該處理氣體的分布，將具有與產品晶圓大致相等的表面積的、由硅構成的仿真晶圓搭載在晶圓舟皿上并進行基于CVD的成膜處理。另外，在所述以往的技術中，在成膜后，通過將仿真晶圓浸漬在氟酸溶液中而將所形成的膜去除，從而再利用仿真晶圓。但是，在如此成為需要濕蝕刻的結構時不得不將仿真晶圓自立式熱處理裝置移載到其他裝置中而花費勞力和時間，因此是不利的。

本發明提供如下一種技術：在將呈擱板狀保持有多個基板的保持件輸入到反應容器內并向反應容器內供給處理氣體而進行成膜處理時，能提高基板間的膜厚的均勻性。

用于解決問題的方案

本發明提供一種立式熱處理裝置，其在立式的反應容器內在將表面形成有凹凸的多個被處理基板保持于基板保持件的狀態下利用加熱部進行加熱而對所述被處理基板進行成膜處理，其特征在于，該立式熱處理裝置包括：氣體供給部，其用于向所述反應容器內供給成膜氣體；以及氣體分布調整構件，其以分別位于比保持于所述基板保持件的多個所述被處理基板的配置區域靠上方的位置和靠下方的位置的方式設置，所述氣體分布調整構件包含第1板狀構件和第2板狀構件，該第1板狀構件和第2板狀構件以分別位于上下的方式設于比所述基板保持件的頂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，在該第1板狀構件和第2板狀構件上分別形成有凹凸，所述第1板狀構件具有第1表面積，所述第2板狀構件具有與所述第1表面積不同的第2表面積。

發明的效果

采用本發明，將作為氣體分布調整構件的第1板狀構件和第2板狀構件分別設置在比由所述基板保持件保持著的所述多個被處理基板的配置區域靠上方的位置和靠下方的位置。第1板狀構件和第2板狀構件具有彼此不同的表面積。因而，能夠分別精確地調整向基板保持件的上方和下方供給的氣體的供給量，由此能夠在基板間提高所形成的膜厚的均勻性。此外，在利用石英來構成所述氣體分布調整構件的情況下，與利用硅來構成所述氣體分布調整構件的情況相比，所述氣體分布調整構件不易被供給到反應管內的作為含有氟或氟化合物的氟系氣體的清潔氣體腐蝕。因而，能夠利用該氣體對該氣體分布調整構件和反應管內進行清潔，因此能夠減少裝置的運行所花費的勞力和時間。

附圖說明

圖1是本發明的第1實施方式的立式熱處理裝置的縱剖側視圖。

圖2是所述立式熱處理裝置的橫剖俯視圖。

圖3是產品晶圓的縱剖側視圖。

圖4是所述立式熱處理裝置的處理的時序圖。

圖5是表示在第1實施方式中在產品晶圓上進行成膜的情形的說明圖。

圖6是表示在比較例中在產品晶圓上進行成膜的情形的說明圖。

圖7是表示經所述立式熱處理裝置處理過的晶圓間的膜厚分布的圖形。

圖8是表示在晶圓舟皿上的產品晶圓的配置例的說明圖。

圖9是第2實施方式的立式熱處理裝置的縱剖側視圖。

圖10是所述立式熱處理裝置的橫剖俯視圖。

圖11是表示經所述立式熱處理裝置處理過的晶圓間的膜厚分布的圖形。

圖12是表示使用第3實施方式的晶圓舟皿進行處理后的晶圓間的膜厚分布的圖形。

圖13是表示使用第4實施方式的晶圓舟皿進行處理后的晶圓間的膜厚分布的圖形。

圖14是表示第5實施方式的晶圓舟皿上的各晶圓的配置的說明圖。

圖15是表示第5實施方式的晶圓舟皿上的各晶圓的另一配置的說明圖。

圖16是表示第5實施方式的晶圓舟皿上的各晶圓的又一配置的說明圖。

圖17是表示在第5實施方式中使用的石英晶圓的概略結構的一個例子的說明圖。

圖18是表示在評價試驗中所使用的噴射器的結構的說明圖。

圖19是表示評價試驗的結果的圖形。

圖20是表示評價試驗的結果的圖形。

圖21是表示評價試驗的結果的圖形。

具體實施方式

第1實施方式

根據附圖說明本發明的第1實施方式。圖1和圖2是本發明的立式熱處理裝置1的概略縱剖視圖和概略橫剖視圖。圖1和圖2的附圖標記11是由例如石英形成為立式的圓柱狀、成為處理容器的反應管。另外，在該反應管11的下端開口部的周緣部一體地形成有凸緣12，由例如不銹鋼形成為圓筒狀的歧管2夾著O型密封圈等密封構件21連結于該凸緣12的下表面。

所述歧管2的下端作為輸入輸出口(爐口)而開口，在該開口部22的周緣部一體地形成有凸緣23。在所述歧管2的下方，例如石英制的蓋體25以利用舟皿升降機26能夠在上下方向上對開口部22進行開閉的方式設于凸緣23的下表面，該蓋體25夾著O型密封圈等密封構件24將開口部22氣密地閉塞。在所述蓋體25的中央部，以貫穿所述蓋體25的方式設有旋轉軸27，在旋轉軸27的上端部，借助載物臺39搭載有作為基板保持件的晶圓舟皿3。

在所述歧管2的側壁上，插入地設有L字型的第1原料氣體供給管40，在所述第1原料氣體供給管40的頂端部，如圖2所示，以隔著后述的等離子體產生部60的細長的開口部61的方式配置有兩根由在反應管11內向上方延伸的石英管構成的第1原料氣體供給噴嘴41。在這些第1原料氣體供給噴嘴41、41上，沿著其長度方向空開規定間隔地形成有多個(許多)氣體噴射孔41a，能夠自各氣體噴射孔41a、41a朝向水平方向大致均勻地噴射氣體。另外，所述第1原料氣體供給管40的基端側經由供給設備組42與作為第1原料氣體的硅烷系的氣體例如SiH₂Cl₂(二氯硅烷：DCS)氣體的供給源43相連接。

另外，在所述歧管2的側壁上，插入地設有L字型的第2原料氣體供給管50，在所述第2原料氣體供給管50的頂端部設有由石英構成的第2原料氣體供給噴嘴51，該第2原料氣體供給噴嘴51在反應管11內向上方延伸并在中途彎曲而設置在后述的等離子體產生部60內。在該第2原料氣體供給噴嘴51上，沿著其長度方向空開規定間隔地形成有多個(許多)氣體噴射孔51a，能夠 自各氣體噴射孔51a朝向水平方向大致均勻地噴射氣體。另外，所述第2原料氣體供給管50在基端側分支成兩個，一個第2原料氣體供給管50經由供給設備組52與作為第2原料氣體的氨氣(NH₃)的供給源53相連接，另一個第2原料氣體供給管50經由供給設備組54與氮氣(N₂)的供給源55相連接。

并且，在歧管2的側壁上，插入地設有清潔氣體供給管45的一端。清潔氣體供給管45的另一端分支并經由各個供給設備組46、47分別與F₂(氟)氣體的氣體供給源48、HF(氟化氫)的氣體供給源49相連接。由此，能夠向反應管11內供給作為清潔氣體的、F₂和HF的混合氣體。作為清潔氣體，并不限于使用這樣的以氟氣或氟化氫氣體為主要成分的氣體，例如，也可以使用以其他氟化合物為主要成分的氣體。此外，所述供給設備組42、46、47、52、54各自由閥和流量調整部等構成。

另外，在所述反應管11的側壁的一部分上，沿著其高度方向設有等離子體產生部60。所述等離子體產生部60通過如下方式形成：將所述反應管11的側壁沿著上下方向挖掉規定寬度而形成在上下方向上細長的開口部61，以覆蓋該開口部61的方式將截面為凹部狀的、在上下方向上細長的例如石英制的劃分壁62氣密地焊接接合于反應管11的外壁。由該劃分壁62圍成的區域成為等離子體產生區域PS。

所述開口部61在上下方向上形成得足夠長，以便能夠在高度方向上遍及由晶圓舟皿3保持著的全部的晶圓。另外，在所述劃分壁62的兩側壁的外側面上，以沿著其長度方向(上下方向)彼此相對的方式設有一對細長的等離子體電極63。該等離子體電極63經由供電線路65與等離子體產生用的高頻電源64相連接，能夠通過向所述等離子體電極63施加例如13.56MHz的高頻電壓而產生等離子體。另外，在所述劃分壁62的外側，以覆蓋所述劃分壁62的方式安裝有由例如石英構成的絕緣保護罩66。

另外，為了對反應管11內的氣氛進行真空排氣而在歧管2上開設有排氣 口67。排氣口67與排氣管59相連接，該排氣管59具有構成能夠將反應管11內減壓排氣至期望的真空度的真空排氣部件的真空泵68和由例如蝶閥構成的壓力調整部69。另外，如圖1所示，以包圍反應管11的外周的方式設有作為用于對反應管11和反應管11內的晶圓進行加熱的加熱部件的筒狀體的加熱器28。

另外，所述立式熱處理裝置1包括控制部100。所述控制部100由例如計算機構成，并構成為對舟皿升降機26、加熱器28、供給設備組42、46、47、52、54、高頻電源64、以及壓力調整部69等進行控制。更具體而言，控制部100具有存儲有用于執行在反應管11內進行的后述的一系列的處理的步驟的序列程序的存儲部、用于讀取各程序的命令并向各部分輸出控制信號的部件等。此外，該程序在被存儲到例如硬盤、軟盤、光盤、磁光盤(MO)、存儲卡等存儲介質中的狀態下存儲到控制部100內。

接著，進一步說明所述晶圓舟皿3。晶圓舟皿3由石英構成并具有在成膜處理時互相平行地放置的頂板31和底板32，這些頂板31和底板32分別與沿上下方向延伸的3個支柱33的一端、另一端相連接。在各支柱33上多層地設有支承部34(參照圖2)，構成為能夠在該支承部34上水平地保持晶圓。因而，將晶圓多層地呈擱板狀保持在晶圓舟皿3上。將各支承部34上的支承晶圓的區域記作插槽，在該例子中，設有120個插槽。另外，各插槽以1～120的編號表示，越是靠上層側的插槽，其標注的編號越小。

在該第1實施方式中，在所述插槽中搭載有晶圓10和晶圓71。晶圓10是在背景技術中敘述的用于制造半導體產品的產品晶圓，其由例如硅基板構成。如圖3所示，在晶圓10的表面上形成有用于形成布線的凹凸。在附圖中，附圖標記35是多晶硅膜，附圖標記36是鎢膜。附圖標記37是形成于這些膜35、36的凹部。附圖標記38是利用該立式熱處理裝置1形成的SiN膜(氮化硅膜)。

晶圓71是由石英構成的晶圓(以下，記載為石英晶圓)。石英晶圓71以 俯視時的外形與晶圓10的外形相一致的方式構成，以便能夠將石英晶圓71載置于晶圓舟皿3。為了防止處理時發生破損，石英晶圓71的厚度略大于例如晶圓10的厚度，構成為例如2mm。在圖1的虛線箭頭的頂端所示的虛線的圓內，放大地示出了石英晶圓71的縱剖側面。如在此所示那樣，在石英晶圓71的表面和背面形成有凹凸。通過例如激光加工、機械加工等形成該凹凸。

將晶圓10的表面積除以根據晶圓10的外形尺寸計算出的表面積而得到的每單位區域的表面積稱作S0。利用所述外形尺寸求出的表面積是在不考慮晶圓10的表面的凹部37的情況下將晶圓10的表面作為平坦面而求出的假想的表面積。也就是說，將實際的晶圓10的表面積除以所述假想的表面積而得到的值是所述每單位區域的表面積S0。此處所謂的晶圓的表面積是晶圓的上表面(表面)的面積+下表面(背面)的面積。并且，將石英晶圓71的表面積除以根據該石英晶圓71的外形尺寸計算出的表面積而得到的每單位區域的表面積稱作S。與晶圓10的情況同樣地，利用與石英晶圓71有關的所述外形尺寸求出的表面積是在不考慮形成在石英晶圓71的表面和背面上的凹部的情況下將石英晶圓71的表面和背面作為平坦面而求出的假想的表面積。如后述那樣，為了調整在晶圓舟皿3的上下方向上的氣體分布，將S/S0設定為例如S/S0≥0.06。在該例子中，以成為S/S0＝0.6的方式構成了石英晶圓71。

使S/S0例如為S/S0≥0.06的原因在于，若S/S0小于0.06，則晶圓10過多地消耗氣體，而擔心難以使用石英晶圓71來對各晶圓10的膜厚進行調整。如圖1所示，石英晶圓71被保持在晶圓舟皿3的插槽中的、上端側和下端側的多個插槽中。在沒有保持石英晶圓71的插槽中保持有晶圓10。因而，晶圓10組以在上下方向上夾于石英晶圓71的方式保持在晶圓舟皿3上。所述石英晶圓71既可以與晶圓10同樣地以相對于晶圓舟皿3裝卸自如的方式構成，也可以固定于晶圓舟皿3。利用未圖示的移載機構將晶圓10移載到晶圓舟皿3。在以相對于晶圓舟皿3裝卸自如的方式構成石英晶圓71的情況下，例如，能利用該 移載機構與晶圓10同樣地移載石英晶圓71。為了易于進行處理，在該例子中，將石英晶圓71固定于晶圓舟皿3。

接著，說明利用立式熱處理裝置1實施的成膜處理。首先，使如所述那樣以在上下方向上夾于石英晶圓71的方式載置有晶圓10組的晶圓舟皿3自被預先設定為規定溫度的反應管11的下方上升并將該晶圓舟皿3輸入(裝載)到該反應管11內，通過利用蓋體25將歧管2的下端開口部22關閉，從而將反應管11內密閉。

然后，利用真空泵68對反應管11內進行抽真空，從而使反應管11內成為規定的真空度。接著，使反應管11內的壓力為例如665.5Pa(5Torr)，并在高頻電源64不工作的狀態下自第1原料氣體供給噴嘴41向反應管11內分別供給例如3秒鐘的、流量為例如1000sccm的DCS氣體、流量為例如2000sccm的N₂氣體，使DCS氣體的分子吸附于由正在旋轉的晶圓舟皿3呈擱板狀保持著的晶圓10的表面(步驟S1)。

之后，停止供給DCS氣體并繼續向反應管11內供給N₂氣體，并且，使反應管11內的壓力為例如120Pa(0.9Torr)而對反應管11內進行N₂吹掃(步驟S2)。接著，使反應管11內的壓力為例如54Pa(0.4Torr)，并在高頻電源64工作的狀態下自第2原料氣體供給噴嘴51向反應管11內供給例如20秒鐘的、流量為例如5000sccm的NH₃氣體、流量為例如2000sccm的N₂氣體(步驟S3)。由此，使N自由基、H自由基、NH自由基、NH₂自由基、NH₃自由基等活性種與DCS氣體的分子發生反應而生成圖3所示的SiN膜38。

然后，停止供給NH₃氣體并繼續向反應管11內供給N₂氣體，并且，使反應管11內的壓力為例如106Pa(0.8Torr)并對反應管11內進行N₂吹掃(步驟S4)。圖4是表示各氣體的供給時刻和使高頻電源64工作的時刻的時序圖。如該時序圖所示，通過重復進行多次例如200次的所述步驟S1～步驟S4，從而使SiN膜38的薄膜在晶圓10的表面上以所謂的一層層地層疊的方式成長而在晶 圓10的表面上形成期望厚度的SiN膜38。

使用圖5的示意圖說明在所述成膜處理中供給DCS氣體時的、晶圓10和石英晶圓71的狀態。在圖中，附圖標記70是DCS氣體的分子。在晶圓舟皿3的中層，多層地配置有因在其表面上形成有凹凸而表面積較大的晶圓10，供給到晶圓舟皿3的中層的所述分子70被這些晶圓10消耗(吸附)。這樣，分子70以在晶圓10間被均勻性較高地分配的方式消耗，從而能夠抑制在每一張晶圓10上吸附的分子70的吸附量過量。

并且，與保持于晶圓舟皿3的中層的晶圓10同樣地，在保持于晶圓舟皿3的上層和下層的晶圓10的附近也存在表面積構成為較大的晶圓、即石英晶圓71。因而，供給到晶圓舟皿3的上層和下層的所述分子70在晶圓10和石英晶圓71上以被均勻性較高地分配的方式消耗。也就是說，由于石英晶圓71的表面積較大，因此，吸附在石英晶圓71上的分子70的吸附量較多，由此能夠抑制將過量的分子70供給到晶圓10，從而能夠抑制在每一張晶圓10上吸附的分子70的吸附量過量。

為了與圖5進行比較而示出了圖6的示意圖。該圖6示出了如下情形：在所述的配置石英晶圓71的各插槽中，不配置該石英晶圓71，而是配置在背景技術中說明的裸晶圓72并進行處理，在該情況下，分子70吸附于晶圓10。如所述那樣，裸晶圓72由例如硅構成，沒有在裸晶圓72的表面上形成器件形成用的凹凸，因此，裸晶圓72的表面積較小。在配置該裸晶圓72的情況下，同樣地，在晶圓舟皿3的中層，如使用圖5說明地那樣，向各晶圓10分配分子70而抑制分子70吸附于每一張晶圓10的吸附量。但是，對于保持于晶圓舟皿3的上層和下層的晶圓10，在該晶圓10的附近存在裸晶圓72，由于該裸晶圓72的表面積較小，所以分子70的吸附量較小，因此，沒有被裸晶圓72消耗掉的剩余的分子70會吸附在該晶圓10上。

如圖5、圖6說明地那樣，通過將石英晶圓71保持在晶圓舟皿3上，從而 抑制分子70過量地吸附在晶圓舟皿的上層側和下層側的晶圓10上，結果能在晶圓間均勻性較高地吸附分子70。說明了DCS氣體的分子70進行吸附的例子，但通過將石英晶圓71保持在晶圓舟皿3上，也能與所述分子70同樣地向各晶圓10間均勻性較高地供給由所述NH₃氣體、N₂氣體產生的自由基。并且，所供給的自由基會與該分子70發生反應。

在如所述那樣重復進行200次的步驟S1～步驟S4而完成工藝之后，將晶圓舟皿3自反應管11輸出。在將完成處理后的晶圓10自晶圓舟皿3取出之后，將該晶圓舟皿3再次輸入到反應管11中，關閉所述開口部22。對反應管11內進行抽真空而將其設定為規定壓力，并將反應管11內的溫度設定為例如350℃。然后，向反應管11內供給所述的由F₂和HF構成的清潔氣體。由此，對在反應管11內、晶圓舟皿3以及石英晶圓71上形成的SiN膜38進行蝕刻，并將SiN膜38隨著排氣氣流自反應管11去除。然后，停止供給清潔氣體，將晶圓舟皿3自反應管11輸出。之后，將后續的晶圓10搭載于晶圓舟皿3，根據所述步驟S1～步驟S4對該后續的晶圓10進行成膜處理。

在圖7中示出了晶圓10的膜厚與插槽的位置之間的關系的圖形。圖形的橫軸與晶圓10的膜厚相對應，縱軸與插槽的位置相對應。以使圖形的縱軸和晶圓舟皿3的高度相對應的方式對晶圓舟皿3標注插槽編號并示出了該插槽編號。虛線所示的圖形是根據實驗取得的數據，示出了在如利用圖6進行說明地那樣替代石英晶圓71而將裸晶圓72保持在晶圓舟皿3上并進行成膜處理時的、各插槽的晶圓10的膜厚分布。根據利用圖6說明的理由，自舟皿3的中層的插槽起，隨著朝向上層和下層的插槽去，晶圓10的膜厚逐漸變大，位于上端部和下端部的插槽的晶圓10與位于中層部的插槽的晶圓10之間的膜厚的差較大。也就是說，插槽間的膜厚的偏差較大。此外，在圖7中的晶圓舟皿3上，示出了按照實施方式保持有石英晶圓71的狀態，而不是保持有該裸晶圓72。

如利用圖1～圖5說明地那樣，圖7的實線的圖形是在配置石英晶圓71而進行處理的情況下所設想的圖形，其示出了第1實施方式的效果。根據利用圖5說明的理由，能夠利用石英晶圓71來抑制向晶圓舟皿3的上部側和下部側的晶圓10供給過量的氣體，因此，如圖形所示，能夠抑制這些上部側和下部側的晶圓10的膜厚變大。其結果，能夠在各插槽間提高晶圓10的膜厚的均勻性。

另外，能夠想到，將石英晶圓71的表面積設置得越大，越能夠抑制向晶圓舟皿3的上部側和下部側的晶圓10供給氣體。圖7中的雙點劃線的圖形是在使石英晶圓71的表面積大于晶圓10的表面積的情況下所設想的膜厚分布的圖形。根據晶圓10的表面積，以成為適當的膜厚分布的方式來決定石英晶圓71的表面積。此外，即使在晶圓舟皿3的上部、下部分別只設置一張石英晶圓71，也能夠如所述那樣調整晶圓10的氣體分布。但是，從對晶圓10間的溫度分布進行控制的觀點考慮，優選設置多張石英晶圓71。

并且，由于石英晶圓71是石英的，因此，與由Si構成的晶圓相比，能夠抑制作為由所述氟氣或氟化合物構成的氣體的清潔氣體所導致的腐蝕。因此，石英晶圓71能夠如所述那樣重復地用于所述成膜處理。另外，由于不必為了進行清潔而將石英晶圓71輸送至用于進行濕蝕刻的裝置，因此能夠抑制裝置的運行所花費的勞力和時間。

另外，存在將較少張數的晶圓10保持在晶圓舟皿3上并進行處理的情況。在該情況下，例如如圖8所示那樣保持晶圓10并進行處理。具體而言，是將晶圓10保持在中層的插槽中。在圖8的例子中，將晶圓10連續地載置于編號為35附近～60附近的插槽中。然后，在其上下的插槽中分別保持例如多張所述石英晶圓71。在圖8所示的例子中，在保持有晶圓10的插槽的上下分別保持有5張左右的石英晶圓71。

在晶圓舟皿3的上側的各插槽和下側的各插槽中，以夾入該石英晶圓71組和晶圓10組的方式保持有所述裸晶圓72。該裸晶圓72是為了防止氣體在反 應管11內的流動發生紊亂、晶圓10上的溫度分布發生紊亂而搭載的。如此，在1號～120號的插槽中，保持有晶圓10、石英晶圓71以及裸晶圓72中的任一者。

在圖8中，與圖7同樣地也示出了表示膜厚分布的圖形。實線的圖形示出在如所述那樣將石英晶圓71搭載在晶圓舟皿3上并對晶圓10進行處理的情況下所設想的晶圓10的膜厚分布。虛線的圖形示出在使在所述說明中保持有石英晶圓71的插槽不保持石英晶圓71而是保持裸晶圓72并進行處理的情況下的晶圓10的膜厚分布。如該圖8的圖形所例示那樣，在對張數較少的晶圓10進行處理的情況下，通過將石英晶圓71如所述那樣搭載在晶圓舟皿3上，根據在圖5、圖6中說明的理由，也能夠防止搭載在晶圓舟皿3上的晶圓10組中的、上方側的晶圓10和下方側的晶圓10的膜厚變大。其結果，能夠提高晶圓10間的膜厚的均勻性。

第2實施方式

如利用圖5說明地那樣，若在搭載在晶圓舟皿3上的晶圓10組的上方和下方存在表面積大于晶圓10組的表面積的構件，則能夠降低向晶圓10組中的上方側、下方側供給的氣體的供給量，從而能夠調整晶圓10間的膜厚分布。因而，對這樣的氣體分布進行調整的調整構件并不限于石英晶圓71。圖9、圖10分別示出了第2實施方式的立式熱處理裝置1的縱剖側視圖和橫剖俯視圖。第2實施方式的立式熱處理裝置1在反應管11的結構上與第1實施方式的不同，其他各部分與第1實施方式相同。在圖9、圖10中，省略了在第1實施方式中說明的構件中的一部分。

在該第2實施方式的立式熱處理裝置1中，對于包括反應管11的頂面和上部側周面的上方區域81、作為反應管11的下方的側周面的下方區域82，為了增大這兩個區域的表面積而在這兩個區域形成有凹凸。這些上方區域81和下方區域82是反應管11的內周面。所述下方區域82包括在將晶圓舟皿3收納于 反應管11時位于比載置在晶圓舟皿3上的晶圓10組靠下方的位置的區域。上方區域81和下方區域82的凹凸是通過例如噴砂或藥液處理而形成的。在利用噴砂進行處理的情況下，算術平均粗糙度Ra例如為0.4μm～4.0μm，在進行藥液處理的情況下，算術平均粗糙度Ra為0.3μm～4.0μm。在第1實施方式的石英晶圓71上，也可以利用這樣的噴砂、藥液處理來形成凹凸。另外，與石英晶圓71同樣地，也可以利用激光加工而在反應管11上形成該凹凸。

通過如此形成粗糙(凹凸)，所述上方區域81和下方區域82會與第1實施方式的石英晶圓71同樣地發揮調整氣體的供給分布的作用。因此，當將上方區域81和下方區域82各自的每單位區域的表面積稱作S時，與第1實施方式同樣地，以使S與晶圓10的每單位區域的表面積S0之間的關系為例如S/S0≥0.06的方式形成所述凹凸。該上方區域81的表面積和下方區域82的表面積是面對被供給氣體的處理空間的面的表面積。作為一個例子進一步具體地說明上方區域81的每單位區域的表面積S，對于上方區域81，以在沒有所述凹凸的情況下具有與晶圓10的外形所圍成區域的面積相同的面積A的方式進行切取。對于該切取的部位，當將與反應管11內的處理空間相面對的面的表面積稱作B時，所述S為B/A。所述表面積B是在具有凹凸的情況下測定的表面積。能夠同樣地計算下方區域82的S。

將反應管11的內周側面中的被所述上方區域81和下方區域82夾著的區域稱作中間區域83。該中間區域83在將晶圓舟皿3輸入到反應管11時位于晶圓10組的外周。中間區域83構成為平滑面，而不對該中間區域83進行所述噴砂和藥液處理。也就是說，與上方區域81、下方區域82相比，中間區域83的粗糙較小。

在該第2實施方式的立式熱處理裝置1中，也與第1實施方式同樣地進行成膜處理和清潔處理。通過如所述那樣使反應管11的內周面粗糙地構成，從而在成膜處理時供給到晶圓舟皿3的上部側和下部側的氣體被所述上方區域 81和下方區域82消耗。由此，與第1實施方式同樣地，能夠防止將氣體過量地供給至保持于晶圓舟皿3的上部側和下部側的晶圓10。這樣，反應管11的上方區域81和下方區域82發揮與第1實施方式的石英晶圓71相同的作用，因此，在該例子中，與第1實施方式不同，代替石英晶圓71將裸晶圓72以相對于晶圓舟皿3裝卸自如的方式保持在晶圓舟皿3上。也就是說，以被在上下方向上夾于裸晶圓72的方式保持有晶圓10組。在清潔處理時，與使用石英晶圓71的情況不同，預先將裸晶圓72自舟皿3拆下。

圖11與圖7同樣地表示各插槽的晶圓10的膜厚分布。圖中的虛線的圖形表示在沒有在反應管11上形成所述粗糙而進行處理的情況下的晶圓10的膜厚分布。圖中的實線的圖形是在如所述那樣在上方區域81和下方區域82形成粗糙并進行處理的情況下所設想的晶圓10間的膜厚分布。如圖形所例示那樣，通過在反應管11內形成所述粗糙，與第1實施方式同樣地，能夠防止將氣體過量地供給到由舟皿3保持的晶圓10組中的、上部側的晶圓10和下部側的晶圓10，從而能夠提高晶圓10間的膜厚的均勻性。

用于在該反應管11的比晶圓10組靠上部側形成粗糙的區域也可以是頂面和側周面中的任意一者。另外，并不限于在反應管11的比晶圓10組靠下方的區域的側周面形成粗糙，也可以在反應管11的底板、即蓋體25的表面形成粗糙。

第3實施方式

在第3實施方式中，使用與第1實施方式相同的立式熱處理裝置1，不在例如反應管11的內表面形成在第2實施方式中說明的粗糙。作為替代，在晶圓舟皿3的頂板31和底板32的表面上，與在第2實施方式中說明的反應管11的上方區域81和下方區域82同樣地設置粗糙，對于頂板31和底板32的每單位區域的表面積S、晶圓10的每單位區域的表面積S0，例如設為S/S0≥0.06。圖12示出了如此形成有粗糙的晶圓舟皿3。在晶圓舟皿3上，例如與第2實施方式 同樣地，搭載晶圓10和裸晶圓72并進行成膜處理。在成膜處理中，所述頂板31和底板32發揮與在第1實施方式中說明的石英晶圓71和在第2實施方式中說明的所述反應管11的上方區域81和下方區域82相同的作用，能調整晶圓10間的膜厚分布。

具體地說明晶圓舟皿3的頂板31的每單位區域的表面積S，對于頂板31，以在沒有所述凹凸的情況下具有與晶圓10的外形所圍成的區域的面積相同的面積A的方式進行切取。對于該切取的部位，當將與反應管11內的處理空間相面對的面的表面積稱作B時，所述S為B/A。由于頂板31的上表面、下表面均面對所述處理空間，因此所述表面積B是該上表面和下表面的表面積的總和。也同樣地計算舟皿3的底板32的每單位區域的表面積S，但由于底板32的下表面被用于支承晶圓舟皿3的載物臺39(參照圖1)覆蓋而沒有面對處理空間，因此，所述表面積B為上表面的表面積。

圖12的圖形與其他圖的圖形同樣地示出了晶圓10的插槽與膜厚之間的關系。虛線的圖形是不在所述頂板31和底板32形成粗糙而進行處理的情況下的晶圓10間的膜厚分布。實線的圖形是在利用形成有所述粗糙的晶圓舟皿3進行處理時所設想的晶圓10間的膜厚分布。

第4實施方式

在第4實施方式中，使用與第1實施方式相同的立式熱處理裝置1，晶圓舟皿3也與第1實施方式同樣地構成。在第4實施方式中，將晶圓10和裸晶圓76保持在晶圓舟皿3上。裸晶圓76的形狀與裸晶圓72的形狀同樣地構成，但裸晶圓76并不由Si構成，而是由石英構成。在與第1實施方式同樣地求出裸晶圓76的每單位區域的表面積S的情況下，與晶圓10的每單位區域的表面積S0之間的關系是S/S0＜1.0。

如圖13所示，這些晶圓10、76所搭載的插槽與第2和第3實施方式不同。裸晶圓76與第2、第3實施方式同樣地搭載在晶圓舟皿3的上端的多個插槽和 下端的多個插槽中，除此之外，裸晶圓76還搭載在晶圓舟皿3的中層中的、編號連續的插槽中。在圖13的例子中，在自50號插槽起到60號附近的插槽中連續地搭載有裸晶圓76。在沒有配置裸晶圓76的插槽中配置有晶圓10。

在第4實施方式中，也與其他實施方式同樣地進行成膜處理和清潔處理。在該成膜處理時中，在舟皿3的中層部搭載有多個裸晶圓76，因此，在該中層部附近，氣體的消耗量變少。因而，對載置于與搭載有該裸晶圓76的插槽接近的插槽中的晶圓10供給的氣體的供給量變多。

圖13的虛線的圖形示出了在將裸晶圓76僅搭載于晶圓舟皿3的上層部和下層部并進行成膜處理的情況下的晶圓10的膜厚分布。實線的圖形示出了在如所述那樣還將裸晶圓76配置于晶圓舟皿的中層部并進行處理的情況下所設想的晶圓10的膜厚分布。在如各圖形所示那樣將裸晶圓76配置于中層部的情況下，能夠如所述那樣抑制在該中層部消耗的氣體的消耗量，因此，隨著自晶圓舟皿3的上層和下層朝向中層去，膜厚會在暫時減少之后增大。通過設成這樣的分布，與不將裸晶圓76配置于中層部的情況相比，能夠抑制膜厚的偏差。

如所述那樣，裸晶圓76是石英的，因此，在所述清潔處理時，與第1實施方式同樣地，將裸晶圓76連同晶圓舟皿3一起輸入到反應管11中進行清潔。與第1實施方式的石英晶圓71同樣地，裸晶圓76既可以固定于晶圓舟皿3，也可以相對于晶圓舟皿3自由裝卸。為了充分地改善氣體的供給分布，作為被處理基板間板狀構件的裸晶圓76，其既可以在晶圓舟皿3的中層連續地設置多張，也可以僅設置1張。

該第4實施方式能與其他實施方式相組合。具體而言，在所述圖13中，使搭載于晶圓舟皿3的上端和下端的各多個插槽中的晶圓為裸晶圓76，但在將第4實施方式和第1實施方式組合的情況下，替代該裸晶圓76而搭載例如石英晶圓71并進行處理。另外，將如圖13所示那樣搭載有各晶圓10、76的晶圓 舟皿3輸入到第2實施方式所示那樣內表面形成有粗糙的反應管11內并進行處理。另外，如在第3實施方式中說明地那樣，如圖13所示那樣將各晶圓10、76配置于在頂板31和底板32上均形成有粗糙的晶圓舟皿3上并進行處理。也就是說，如所述那樣在晶圓10間配置有1張或多張裸晶圓76且在所述晶圓10的上方和下方配置有由石英構成的、用于調整氣體分布的較大表面積的構件的狀態下進行處理。

所述立式熱處理裝置1以能進行ALD的方式構成，但本發明能夠應用于供給氣體而進行成膜的分批式處理裝置。因而，還能夠將本發明應用于進行CVD的立式熱處理裝置。另外，所述各實施方式能夠以互相組合的方式實施。在例如第1實施方式中，也可以如在第2實施方式中說明地那樣使用形成有粗糙的反應管11來進行處理。在第1實施方式～第3實施方式中，也可以應用第4實施方式而在晶圓10組與晶圓10組之間配置裸晶圓76。另外，在第2、第3實施方式中，也可以不搭載裸晶圓72，而是搭載裸晶圓76進行處理。

另外，對于晶圓10，考慮有以下情況：按照晶圓10的每個批次進行不同的處理而以圖案的線寬、形成有凹凸的膜厚不同的狀態將晶圓10搭載在晶圓舟皿3上的情況，即在向立式熱處理裝置1輸送的各批次中晶圓10的表面積不同的情況。在該情況下，對于例如第1實施方式的石英晶圓71，準備多種自舟皿3自由裝卸且表面積互不相同的石英晶圓71。并且，也可以是，從該多種石英晶圓71中，根據利用該立式熱處理裝置1進行處理的晶圓10的批次而對搭載至晶圓舟皿3的石英晶圓71進行選擇。由此，能夠按照晶圓10的各批次來對供給到晶圓舟皿3的上部側和下部側的晶圓10的氣體的量進行控制，從而能夠在各插槽間使晶圓10的膜厚均勻性更高。

第5實施方式

對于第5實施方式，以其與第1實施方式之間的差異點為中心并參照表示晶圓舟皿3上的各晶圓的配置的圖14來說明第5實施方式。在該第5實施方式 中，與第1實施方式同樣地，在晶圓舟皿3的插槽中的、上端側的多個插槽和下端側的多個插槽中配置有石英晶圓71。并且，在沒有配置石英晶圓71的插槽中配置有晶圓10并進行成膜處理。但是，作為這些石英晶圓71，使用具有第1表面積的石英晶圓(稱作石英晶圓71A)和具有與第1表面積不同的第2表面積的石英晶圓(稱作石英晶圓71B)。例如石英晶圓71A、71B以能夠相對于晶圓舟皿3裝卸自如的方式構成。另外，與第1實施方式的石英晶圓71同樣地，當將石英晶圓71的每單位區域的表面積稱作S、將晶圓10的每單位區域的表面積稱作S0時，石英晶圓71A、71B分別以S/S0≥0.06的方式構成。

在圖14中，在各箭頭的頂端概略地示出了俯視的石英晶圓71A、71B。例如，石英晶圓71A、71B具有在俯視時彼此相同的外形。也就是說，對于石英晶圓71A、71B，俯視的面積和厚度彼此相同。圖14的附圖標記70是形成于石英晶圓71A、71B的表面的槽。在石英晶圓71A上形成的槽70的數量多于在石英晶圓71B上形成的槽70的數量，由此，石英晶圓71A的表面積大于石英晶圓71B的表面積。在該例子中，石英晶圓71A具有為外形與石英晶圓71A、71B相同大小的裸晶圓72的表面積的30倍的表面積，石英晶圓71B具有為該裸晶圓72的表面積的10倍的表面積。

在圖14中，示出了在下端側的多個插槽中配置有石英晶圓71A且在上端側的多個插槽配置有石英晶圓71B的狀態。通過如此配置，如后述的評價試驗所示，與將石英晶圓71A配置于上端側和下端側的多個插槽中的情況相比，能夠提高各晶圓10的膜厚分布的均勻性。其原因在于，在假設在欲配置石英晶圓71B的插槽中也配置石英晶圓71A并進行了成膜處理的情況下，會在石英晶圓71A處消耗較多的處理氣體(成膜氣體)。由此，處理氣體難以遍布到晶圓舟皿3的與石英晶圓71A比較分開的高度中央部，也如后述的評價試驗所示，這會使該高度中央部的晶圓10的膜厚降低。也就是說，通過組合使用石英晶圓71A、71B，能夠對向各晶圓10供給的處理氣體的量精確地進行控 制，從而能夠防止向晶圓舟皿3的與這些石英晶圓71A、71B較大程度分開的高度中央部供給的處理氣體的供給量大幅降低。由此，提高了晶圓10間的膜厚的均勻性。

在圖14所示的例子中，在晶圓舟皿3的下部側配置有表面積較大的石英晶圓71A，將表面積較小的石英晶圓71B配置在了晶圓舟皿3的上部側。如此將表面積較大的石英晶圓71配置于晶圓舟皿3的下部側的原因在于，如圖1所示，通過在反應管11的供該晶圓舟皿3輸入的下側、更詳細而言例如比晶圓舟皿3靠下方側的位置開設有排氣口67，從而使晶圓舟皿3的下部側的成膜氣體的濃度易于高于晶圓舟皿3的上部側的成膜氣體的濃度，因此，會在晶圓舟皿3的下部側吸附更多的成膜氣體。通過如此在下部側吸附更多的成膜氣體，能夠進一步提高各晶圓W之間的膜厚的均勻性。但是，也可以是，將石英晶圓71B配置于晶圓舟皿3的下部側且將石英晶圓71A配置于晶圓舟皿3的上部側，在反應管12的上部側開設有排氣口67的情況下，更詳細而言例如在比晶圓舟皿3靠上方側的位置開設有排氣口67的情況下，如此配置石英晶圓71A、71B的做法是有效的。

另外，如圖15所示，也可以是，將石英晶圓71A和石英晶圓71B各自配置于晶圓舟皿3中的配置有晶圓10的區域的下側、上側并進行成膜處理。在圖15所示的例子中，將石英晶圓71A配置于晶圓舟皿3的上部側的多個插槽中的上側的一部分插槽中，將石英晶圓71B配置于晶圓舟皿3的上部側的多個插槽中的下側的一部分插槽中。并且，將石英晶圓71A配置于晶圓舟皿3的下部側的插槽中的下側的一部分插槽中，將石英晶圓71B配置于晶圓舟皿3的下部側的插槽中的上側的一部分插槽中。如此配置的原因在于，當假設表面積較大的石英晶圓71A和晶圓10接近地配置時，由于較多的處理氣體會吸附于石英晶圓71A，因此，向該晶圓10供給的處理氣體的量會變得極少，從而有可能使該晶圓10的膜厚降低。

另外，在圖14所示的配置例中，石英晶圓71B配置于上端部的插槽，但也可以是，如圖16所示，將石英晶圓71B配置于比上端部的插槽靠下方的插槽中并將晶圓10配置于位于配置有石英晶圓71B的插槽的上側的插槽中和位于配置有石英晶圓71B的插槽的下側的插槽中。同樣地，石英晶圓71A也不限于配置于下端部的插槽中，也可以是，將石英晶圓71A配置于比下端部的插槽靠上側的插槽中并將晶圓10配置于位于配置有石英晶圓71A的插槽的上側的插槽中和位于配置有石英晶圓71A的插槽的下側的插槽中。但是，如所述那樣，對于接近石英晶圓71A的插槽中的晶圓10，會擔心膜厚降低。因此，從減少接近石英晶圓71A的晶圓10的數量的觀點考慮，優選將石英晶圓71A配置于下端部的插槽中。另外，在所述各配置例中，分別配置了多張石英晶圓71A、71B，但也可以將僅1張石英晶圓71A和/或僅1張石英晶圓71B配置于晶圓舟皿3。

石英晶圓71A、石英晶圓71B的表面積并不限于如所述那樣構成。但是，若石英晶圓71A、71B的表面積之差較小且各石英晶圓71A、71B的表面積較大，如僅將所述石英晶圓71A配置于晶圓舟皿3的情況那樣位于晶圓舟皿3的高度中央部的晶圓的膜厚會變小。另外，若石英晶圓71A、71B的表面積之差較小且各石英晶圓71A、71B的表面積較小，則擔心不能使供給到晶圓舟皿3的上部側和下部側的處理氣體充分地吸附于石英晶圓71A、71B。因此，以例如成為0.01≤石英晶圓71B的表面積/石英晶圓71A的表面積≤0.9的方式來構成各石英晶圓71A、71B。

另外，如所述那樣，石英晶圓71A、71B的表面積互不相同。在此所說的表面積不同并不指因制造工序上的誤差而使表面積不同，而是指進行設計和制造以使表面積不同。在所述例子中，因槽70的數量的不同，石英晶圓71A、71B彼此的表面積不同，但是，除了槽70的數量以外，也可以通過例如使槽70的寬度、槽70的深度、槽70的長度不同來使石英晶圓71A、71B彼此的表 面積不同。此外，也可以將表面積互不相同的3種以上的石英晶圓71配置于晶圓舟皿3并進行成膜處理。

另外，對于在晶圓舟皿3的上部側和下部側利用石英晶圓71來多大程度吸附處理氣體才能在搭載在晶圓舟皿3上的晶圓10間獲得恰當的膜厚分布，這因晶圓10的表面積不同而不同。因此，也可以是，例如，預先準備多種表面積較小且表面積互不相同的石英晶圓71B，然后，在各成膜處理中任意使用表面積較大的石英晶圓71A，對于石英晶圓71B，在每次成膜處理中，與所處理的晶圓10的表面積相對應地選擇具有適當的表面積的石英晶圓71B并將該石英晶圓71B搭載在晶圓舟皿3上而進行處理。這樣，通過任意使用石英晶圓71A，能夠抑制石英晶圓71的制造張數，并且通過更換石英晶圓71B，能夠對向各晶圓10供給的處理氣體的量恰當地進行控制。由于晶圓10的圖案的精細化的進展且被成膜處理的晶圓10的表面積并不一定一樣，因此如此應對是有效的做法。

另外，該第5實施方式也能夠與所述的各實施方式相組合。因而，例如，既能夠是，利用用于移載晶圓10的移載機構(輸送機構)相對于晶圓舟皿3輸送石英晶圓71A、71B，也能夠是，在將石英晶圓71A、71B配置于晶圓舟皿3之后，進一步如在第2實施方式中所說明那樣在反應管11上形成凹凸、或如在第3實施方式中所說明那樣在晶圓舟皿3的頂板31和/或底板32上形成凹凸、或者如在第4實施方式中所說明那樣將裸晶圓76配置于晶圓舟皿3。

另外，由后述的評價試驗推斷出如下內容：在設為石英晶圓71與裸晶圓72的外形相同、僅使用具有裸晶圓72的表面積的3倍以上的表面積且具有相同表面積的石英晶圓71來進行成膜處理時，會使晶圓舟皿3的高度中央的晶圓10的膜厚降低。因而，在例如石英晶圓71A具有裸晶圓72的表面積的3倍以上的表面積的情況下，該第5實施方式對改善所述晶圓舟皿3的高度中央的晶圓10的膜厚尤其有效。石英晶圓71B以具有比石英晶圓71A的表面積小的表 面積的方式構成。

記載了為了對向各晶圓10供給的氣體的分布進行調整而將石英晶圓71A、71B配置于晶圓舟皿3，但也可以是，替代石英晶圓71A、71B，而配置由石英以外的材料構成的晶圓并對向各晶圓10供給的氣體的分布進行調整。對于這樣的晶圓，除了材料以外，其與石英晶圓71A、71B同樣地構成。并且，作為石英以外的材料，例如是氧化鋁、SiC(碳化硅)或玻璃狀碳。另外，也可以是，在各石英晶圓71A、71B與晶圓10之間搭載有裸晶圓76和/或除晶圓10以外的形成有圖案的晶圓的狀態下進行成膜處理。該裸晶圓76和形成有圖案的晶圓也并不限于由石英構成。

另外，對于石英晶圓71A、71B，既可以如圖1所示那樣為了增大表面積而在石英晶圓71A、71B的兩個主表面(上表面、下表面)這兩個表面上形成有圖案(凹凸)、即槽70，也可以僅在石英晶圓71A、71B的兩個主表面中的任意一個主表面上形成有圖案。將形成有圖案的主表面稱作凹凸加工面，將未形成有圖案的主表面稱作凹凸非加工面。例如，在石英晶圓71A、71B分別如此構成為具有凹凸加工面和凹凸非加工面的情況下，利用移載機構來支承石英晶圓71A、71B的凹凸非加工面并以該凹凸加工面朝上的方式輸送石英晶圓71A、71B。通過如此輸送石英晶圓71A、71B，從而在例如承載件與晶圓舟皿3之間交接石英晶圓71A、71B，該承載件用于存儲這些石英晶圓71A、71B并將這些石英晶圓71A、71B輸送至立式熱處理裝置1。因而，將石英晶圓71A、71B以凹凸加工面為上表面搭載在晶圓舟皿3上。

當如此重復使用具有凹凸加工面和凹凸非加工面的石英晶圓71A、71B來層疊SiN膜時，在凹凸加工面和凹凸非加工面，成膜氣體的吸附量不同，其結果，作用于凹凸非加工面(下表面)的應力逐漸變大而有可能使石英晶圓71A、71B以作為上表面的凹凸加工面的中心部高于周緣部的方式產生翹曲。并且，能夠想到會產生如下情況，即，因石英晶圓71A、71B如此逐漸 翹曲而難以利用移載機構來支承該石英晶圓71A、71B的下表面并輸送該石英晶圓71A、71B。為了防止該情況，如圖17的概略圖所示，優選的是，利用例如蒸鍍在石英晶圓71A、71B的凹凸非加工面上預先形成應力緩和膜77，該應力緩和膜77用于抑制該凹凸非加工面的應力而防止翹曲。

該應力緩和膜77由氧化硅(SiO₂)、非晶硅(α－Si)構成，通過形成這些材料的膜，能夠抑制應力而抑制石英晶圓71A、71B的翹曲，其原因在于，能夠利用應力緩和膜77所具有的拉伸應力來抵消SiN膜所具有的壓縮應力，作為具有這樣的作用的膜，也能夠將所述材料以外的材料應用于應力緩和膜77。圖中的附圖標記78是移載機構的用于支承石英晶圓71A、71B的凹凸非加工面的支承部。

通過重復地進行成膜，從而使形成于石英晶圓71A、71B的表面的SiN膜的膜厚逐漸增加，但是，在例如利用α－Si來構成了應力緩和膜77的情況下，能夠想到：在SiN膜的膜厚/α－Si膜≤0.43時能夠抑制石英晶圓71A、71B產生翹曲。能夠想到：在SiN膜的膜厚/α－Si膜＞0.43時石英晶圓71A、71B會產生翹曲，因此，要對石英晶圓71A、71B進行清潔。在例如應力緩和膜77由SiO₂構成的情況下，能夠想到：在SiN膜的膜厚/α－Si膜≤1.0時能夠抑制石英晶圓71A、71B產生翹曲。能夠想到：在SiN膜的膜厚/SiO₂膜＞1.0時石英晶圓71A、71B會產生翹曲，因此，要對石英晶圓71A、71B進行清潔。因而，例如考慮重復使用石英晶圓71A、71B的次數、在1次成膜處理中所形成的SiN的膜厚來設定應力緩和膜77的膜厚，并在被用于成膜處理之前的石英晶圓71A、71B上預先形成該應力緩和膜77。

評價試驗

說明進行的與本發明有關的評價試驗。在評價試驗1中，如在背景技術中說明地那樣，將裸晶圓72搭載于晶圓舟皿3的上端部的多個插槽和下端部的多個插槽中，并將晶圓10搭載于其他插槽中并利用立式熱處理裝置進行了 成膜處理。在成膜處理后，測定了各插槽的晶圓10的膜厚。另外，在評價試驗2中，替代裸晶圓72而搭載試驗用的晶圓并進行了處理。該試驗用晶圓具有與晶圓10相同的表面積，材質也與晶圓10相同。晶圓10和試驗用晶圓的表面積均為裸晶圓72的表面積的3倍。

作為在該評價試驗中使用的立式熱處理裝置，使用了與所述實施方式的裝置大致同樣地構成的裝置，但用于供給DCS氣體的噴射器如圖18所示那樣構成。也就是說，構成為，設置用于向舟皿3的上部側供給氣體的原料氣體供給噴嘴41b和用于向舟皿3的下部側供給氣體的第1原料氣體供給噴嘴41c，自這些噴嘴41b和噴嘴41c分別供給DCS氣體。

圖19的圖形是表示評價試驗1、2的結果的圖形，橫軸表示插槽編號，縱軸表示所測定的晶圓10的膜厚(單位：)。另外，利用箭頭示出了在各評價試驗中搭載有晶圓10的插槽間的膜厚的變動范圍。由圖19可知，在評價試驗1中，與評價試驗2相比，上層側和下層側的插槽、即靠近搭載有裸晶圓72的插槽的插槽中的晶圓10的膜厚較大。因此，在評價試驗1中，與評價試驗2相比，在插槽間晶圓10的膜厚的偏差較大。與此相對，在評價試驗2中，能夠抑制這樣的上層側和下層側的插槽中的晶圓10的膜厚的增大，由此，抑制了插槽間的膜厚的偏差。由該試驗的結果可知，如在各實施方式中說明地那樣，在晶圓10組配置區域的上方和下方分別設置表面積較大的構件的做法是有效的。

接著說明評價試驗3－1、3－2。作為評價試驗3－1，如圖1所示，將多個晶圓10配置于晶圓舟皿3的插槽中。然后，將石英晶圓71配置于配置有晶圓10的插槽的下方的多個插槽中。在該評價試驗中，將石英晶圓71的每單位區域的表面積S/晶圓10的每單位區域的表面積S0＝3/5＝0.6。如此將各晶圓配置于晶圓舟皿3，并如在發明的實施方式中所說明那樣進行了成膜處理。在成膜處理后，對配置于配置有石英晶圓71的插槽的上方的插槽中的20張晶 圓10的膜厚進行了測定。在該膜厚測定中使用的晶圓10在成膜處理時彼此相鄰地配置于晶圓舟皿3，其中配置于最下方側的晶圓10是與石英晶圓71相鄰地配置的晶圓。

作為評價試驗3－2，替代石英晶圓71而將裸晶圓72配置于在評價試驗3－1中配置有石英晶圓71的插槽中，除此以外，與評價試驗3－1同樣地進行了成膜處理。并且，與評價試驗3－1同樣地對配置于裸晶圓72的上方的20張晶圓10的膜厚進行了測定。

圖20的圖形示出了評價試驗3－1、3－2的結果。圖形的縱軸表示測定出的膜厚(單位：)。圖形的橫軸是利用編號示出在測定中使用的晶圓10，將在測定中使用的晶圓10中的配置于晶圓舟皿3的最上側的晶圓10設為1，越是配置于下方的晶圓，對其標注越大的編號來表示。如圖形所示，在評價試驗3－1中，與評價試驗3－2相比，抑制了編號較大的晶圓10的膜厚相對于編號較小的晶圓10的膜厚變大。計算膜厚的最大值－膜厚的最小值，其結果是，在評價試驗3－1中，為在評價試驗3－2中，為評價試驗3－1中的計算出的值較小。

這樣，在評價試驗3－1中，與評價試驗3－2相比，抑制了晶圓10間的膜厚的偏差。能夠由該評價試驗3－1、3－2的結果想到，在將石英晶圓71配置于配置有晶圓10的插槽的上方的插槽中的情況下，也能夠防止配置于該石英晶圓71的附近的晶圓10的膜厚變得過大。因而，該評價試驗3－1、3－2示出了如下內容：能夠利用石英晶圓71來改變各晶圓10的膜厚分布。如利用第5實施方式說明那樣，能夠想到，通過配置彼此不同的表面積的石英晶圓71，能夠更高精度地調整向晶圓10供給的成膜氣體，從而能夠使晶圓10間的膜厚分布更均勻化。

評價試驗4

作為評價試驗4，如在第1實施方式中所說明那樣，將在表面形成有圖案 的硅晶圓配置于晶圓舟皿3的上側的多個插槽和下側的多個插槽中且將晶圓10配置于沒有配置硅晶圓的插槽中，并進行了成膜處理。然后，對形成在各插槽的晶圓10上的膜厚進行了測定。與外形相同的裸晶圓72相比，分別準備了表面積為裸晶圓72的表面積的30倍、10倍、5倍、3倍的硅晶圓，并在每次成膜處理中使用了具有不同的表面積的硅晶圓。但是，在為了進行1次成膜處理而配置于各插槽中的硅晶圓彼此具有相同的表面積。

將使用了具有裸晶圓72的表面積的30倍的表面積的硅晶圓(以下，記載為30倍硅晶圓)的成膜處理作為評價試驗4－1，將使用了具有裸晶圓72的表面積的10倍的表面積的硅晶圓(以下，記載為10倍硅晶圓)的成膜處理作為評價試驗4－2，將使用了具有裸晶圓72的表面積的5倍的表面積的硅晶圓(以下，記載為5倍硅晶圓)的成膜處理作為評價試驗4－3，將使用了具有裸晶圓72的表面積的3倍的表面積的硅晶圓(以下，記載為3倍硅晶圓)的成膜處理作為評價試驗4－4。

圖21的圖形是表示評價試驗4的結果的圖形。圖形的橫軸的數字表示搭載有晶圓10的插槽的編號，縱軸表示測定出的膜厚。在圖21的圖形中，利用實線、虛線、單點劃線、雙點劃線來分別表示在評價試驗4－1、4－2、4－3、4－4中測定出的各晶圓10的膜厚(單位：)。觀察圖21的圖形可知，在各評價試驗4－1～評價試驗4－4中，搭載在晶圓舟皿3上的高度中央部的60號插槽和其附近的編號的插槽中的晶圓10的膜厚遠低于搭載于其他插槽中的晶圓10的膜厚。尤其在使用了30倍硅晶圓的評價試驗4－1中，晶圓舟皿3的中央部的插槽中的晶圓10的膜厚與其他插槽中的晶圓10的膜厚之差較大。也就是說，確認了如下內容：當僅配置具有彼此相同表面積的硅晶圓時，存在不能充分地改善晶圓10間的膜厚分布的情況。能夠想到，在配置非硅晶圓的其他材料的晶圓、例如所述石英晶圓71的情況下，也會是相同的實驗結果。

評價試驗5

作為評價試驗5－1，與評價試驗4－1同樣地進行了成膜處理。在該評價試驗5－1中，將30倍硅晶圓分別配置于配置有晶圓10的插槽組的上方的兩個插槽中和配置有晶圓10的插槽組的下方的7個插槽中。另外，作為評價試驗5－2，將10倍硅晶圓配置于配置有晶圓10的插槽組的上方的5個插槽中并將30倍石英晶圓71配置于配置有晶圓10的插槽組的下方的7個插槽中，除此以外，進行了與評價試驗5－1相同的成膜處理。在評價試驗5－1、5－2中，均在成膜處理后對各晶圓10的膜厚進行了測定，并計算出了膜厚最大的晶圓10的膜厚與膜厚最小的晶圓10的膜厚之間的差分值。

在評價試驗5－1中，所述差分值為在評價試驗5－2中，所述差分值為也就是說，與評價試驗5－1相比，在評價試驗5－2中，抑制了晶圓10間的膜厚的偏差。因而，根據該評價試驗5確認了本發明的效果。此外，能夠想到：在該評價試驗5中，即使在配置了非硅晶圓的其他材料的晶圓、例如所述石英晶圓71的情況下，也會是相同的實驗結果。

附圖標記說明

W、晶圓；1、立式熱處理裝置；10、控制部；11、反應管；28、加熱器；3、晶圓舟皿；60、等離子體產生部；68、真空泵；71、71A、71B、石英晶圓；72、裸晶圓；100、控制部。