CN102569126B - 立式热处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对装载在基板保持件上的多张基板供给成膜气体并进行成膜处理的立式热处理装置。上述基板保持件绕倾斜轴线旋转，在各晶圆(W)的容纳位置均设有在沿晶圆(W)的周向相互离开的位置分别支承该晶圆W的周缘部的多个主保持部(33a)和第1及第2辅助保持部(33b)，该第1及第2辅助保持部(33b)设置在相对于这些主保持部(33a)沿晶圆(W)的周向离开的位置且在上述倾斜轴线方向上其高度低于上述主保持部(33a)的上表面，在该晶圆舟皿(11)每旋转1周时，晶圆(W)的姿势在由上述第1保持部及主保持部(33a)支承的姿势与由上述第2保持部及主保持部(33a)支承的姿势之间发生改变。

Description

立式热处理装置
技术领域
本发明涉及一种对呈搁板状装载在基板保持件上的多张基板供给成膜气体并进行成膜处理的立式热处理装置。
背景技术
作为对半导体晶圆(以下称作“晶圆”)进行成膜处理的热处理装置，公知有将多张晶圆呈搁板状装载在作为基板保持件的晶圆舟皿上并输入反应管内、进行成膜处理的立式热处理装置。在设置于该晶圆舟皿的顶板与底板之间的支柱的侧面上形成有槽，各晶圆的周缘部插入这些支柱的槽内而被水平保持。
另一方面，研究了这样的工艺，即：以对于普通的半导体制造工艺的膜厚而言为相当厚的膜，例如以1μm～2μm的膜厚来形成多晶硅膜、掺杂有B(硼)或P(磷)的多晶硅膜的工艺。另外，关于SiO2(氧化硅)膜、SiN(氮化硅)膜或碳(Carbon)膜，也要求以这种厚膜例如(300nm)的膜厚进行成膜。而且，作为形成这种厚膜的开发需求，也研究了向3D存储器的应用，该3D存储器使用了以BICS(Bit-Cost Scalable)闪存技术、TCAT(Terabit Cell Array Transistor)技术等为代表的层叠堆栈(日文：積stack)构造。具体而言，能够列举出将在膜厚为(50nm)的多晶硅膜上形成了膜厚为的氧化硅膜这样的层叠膜层叠了24层的构造、将在膜厚为的氧化硅膜上形成了膜厚为的氮化硅膜这样的层叠膜层叠了24层的构造、以及将在膜厚为的硅膜上形成了膜厚为的SiGe(锗化硅)膜这样的层叠膜层叠了24层的构造等。但是，供给到反应管内的成膜气体蔓延至晶圆的背面侧与槽之间的接触部位，因此当薄膜的膜厚变厚时，跨越该接触部位地形成薄膜，因此例如在从晶圆舟皿中取出(抬起)晶圆时，形成在上述接触部位的薄膜有可能脱落，成为微粒产生的原因。另外，在形成于上述接触部位的薄膜蔓延至晶圆的背面侧的状态下从晶圆舟皿中取出该晶圆时，在之后的工序例如光刻(曝光工序)中有可能导致晶圆未被水平载置，在晶圆的表面上未对准焦点而产生了对准错误。而且，有时由于以跨越上述接触部位的方式形成的薄膜，晶圆粘贴在晶圆舟皿上而一体化、不能从晶圆舟皿中取出成膜后的晶圆。
以往，在形成多晶硅类的薄膜时，公知有在薄膜的成膜中途从反应室中取出放置有晶圆的舟皿、在使晶圆从该舟皿浮起之后再次开始成膜的技术。但是，当在中途中断成膜时，与进行舟皿的取出、再次输入或者处理气氛的调整等相对应地会导致成膜所需的时间变长。
发明内容
采用本发明的一实施方式，提供一种将借助支柱呈搁板状保持有多张基板的基板保持件输入在周围配置有加热部的立式的反应管内、对基板进行成膜处理的立式热处理装置。上述立式热处理装置具有：旋转机构，其用于使上述基板保持件绕相对于铅垂轴线倾斜的倾斜轴线旋转；第1辅助保持部及第2辅助保持部和多个主保持部，在上述基板保持件上的每个基板容纳位置均设置有上述第1辅助保持部及第2辅助保持部和多个主保持部，该多个主保持部用于在沿基板的周向相互离开的位置分别支承该基板的下表面周缘部；该第1辅助保持部及第2辅助保持部位于在基板的周向上相对于这些主保持部离开的位置，并且在上述倾斜轴线方向上该第1辅助保持部及第2辅助保持部的高度低于上述多个主保持部的上表面的高度，上述基板保持件上的各基板利用上述旋转机构每旋转1周时、在由上述第1辅助保持部及上述主保持部支承的姿势与由上述第2辅助保持部及上述主保持部支承的姿势之间改变姿势。
附图说明
图1是表示本发明的立式热处理装置的一个例子的纵剖视图。
图2是表示上述立式热处理装置的横剖俯视图。
图3是表示在上述立式热处理装置中进行晶圆的输入输出的输送臂的一个例子的侧视图。
图4是放大表示上述立式热处理装置的一部分的立体图。
图5是表示上述立式热处理装置的基板保持件的横剖俯视图。
图6是放大表示上述基板保持件的一部分的纵剖视图。
图7是表示上述立式热处理装置的作用的纵剖视图。
图8是表示上述立式热处理装置的作用的横剖俯视图。
图9是表示上述立式热处理装置的作用的纵剖视图。
图10是表示上述立式热处理装置的作用的横剖俯视图。
图11是表示上述立式热处理装置的作用的局部放大侧视图。
图12是表示在以往的装置中进行成膜时的情况的侧视图。
图13是表示上述立式热处理装置的其他例子的横剖俯视图。
图14是表示上述立式热处理装置的其他例子的纵剖视图。
图15是表示上述立式热处理装置的其他例子的纵剖视图。
图16是表示上述立式热处理装置的其他例子的纵剖视图。
图17是表示上述立式热处理装置的其他例子的俯视图。
图18是表示上述立式热处理装置的其他例子的纵剖视图。
图19是表示上述立式热处理装置的其他例子的纵剖视图。
具体实施方式
参照图1～图6说明本发明的立式热处理装置的实施方式的一个例子。该立式热处理装置具有用于呈搁板状装载直径尺寸例如为300mm的晶圆W的、例如由石英构成的作为基板保持件的晶圆舟皿11和用于将该晶圆舟皿11容纳于内部并对各晶圆W进行成膜处理的、例如由石英构成的立式的反应管12。在反应管12的外侧，设有在内壁面上遍及整个周向地配置有作为加热部的加热器13的加热炉主体14，反应管12及加热炉主体14的下端部在整个周向上被沿水平方向延伸的底板15支承。
反应管12在该例子中为具有外管12a与容纳于该外管12a的内部的内管12b的双重管构造。外管12a以下面侧开口并且顶面向外侧鼓起的方式形成为大致圆筒形状。内管12b形成为上下面分别开口并且侧面的一端侧沿着该内管12b的长度方向向外侧鼓起，该向外侧鼓起的部分用于容纳后述的成为成膜气体供给部的气体喷射器51。该内管12b的上端部的开口部形成排气口，供给到内管12b内的成膜气体如后所述经由该开口部向内管12b与外管12a之间的区域排出。该外管12a及内管12b被下端面形成为凸缘状并且上下面开口的大致圆筒形状的凸缘部17从下方侧分别气密地支承。即，外管12a被凸缘部17的上端面气密地支承，内管12b被从凸缘部17的内壁面朝向内侧水平突出的突出部17a气密地支承。在图1中，附图标记21a是排气件。
在凸缘部17的侧壁，以与内管12b和外管12a之间的区域连通的方式例如在两处形成有排气口21，在从该排气口21、21合流并延伸出的排气通路22上，经由蝶形阀等压力调整部23连接有真空泵24。该排气口21、21形成在隔着反应管12的内部区域彼此相对的面上，即排气口21、21中的一个例如形成在与气体喷射器51相对的区域，另一个形成在该气体喷射器51的外侧，但是在图2中将其位置分别移到侧方侧地进行了图示。
在凸缘部17的下方侧，设有以外缘部在整个周向上与作为该凸缘部17的下端部的凸缘面气密地接触的方式形成为大致圆板状的盖体25，该盖体25设置在成为作为升降机构的舟皿升降机的一部分的升降台25a上。在该盖体25上，例如在从该盖体25的中央部靠侧方侧的位置形成有沿大致上下方向贯通的贯通口41，在该贯通口41内，气密地插入有沿相对于铅垂轴线倾斜了例如5°的沿倾斜轴线方向延伸的旋转轴28。在该旋转轴28的下端部，连接有用于使该旋转轴28绕上述倾斜轴线旋转的、固定在升降台25a上的电动机等旋转机构27，在旋转轴28的上端部，借助例如形成为大致圆筒状的隔热体26连接有已述的晶圆舟皿11。因而，该晶圆舟皿11构成为在进行成膜处理的期间在旋转机构27的带动下以例如0.01rpm～10rpm绕上述倾斜轴线旋转。
在反应管12的下方侧，设有用于相对于晶圆舟皿11进行晶圆W的输入输出的输送臂60。如图3所示，该输送臂60具有大致板状的基座61和在该基座61上相对于晶圆舟皿11进退自如地构成的拾取件62。而且，该输送臂60构成为利用设置在该基座61下方的旋转机构63绕铅垂轴线旋转自如，并且构成为利用借助该旋转机构63的侧方侧的旋转轴64a相连接的作为旋转构件的摆动机构64以上述拾取件62与在晶圆舟皿11中相对于铅垂轴线方向倾斜的各晶圆W达到平行的方式绕水平轴线旋转。在图3中，附图标记65是使该输送臂60、旋转机构63及摆动机构64一体升降的升降机构，附图标记66是使摆动机构64相对于该升降机构65升降的升降构件。另外，在图1中，附图标记29是用于以旋转轴28能够相对于盖体25旋转的方式进行气密地密封的磁性流体等的密封部。另外，在图1中，附图标记θ是晶圆舟皿11相对于铅垂轴线的倾斜角度，在图1中示意性地进行了图示。
接着，详细说明晶圆舟皿11。该晶圆舟皿11构成为在借助已述的旋转轴28绕倾斜轴线每旋转1周时各晶圆W的姿势发生改变、即在旋转1周的期间内各晶圆W相对于晶圆舟皿11倾斜并且之后返回原来的姿势，以这样的方式该晶圆W的周缘部上下移动(晶圆W摆动)。具体而言，如图4～图6所示，晶圆舟皿11包括在晶圆W的外缘侧具有沿周向相互离开并且相互平行地配置的多根例如5根支柱32和以朝向晶圆W的容纳区域侧的方式从各支柱32垂直延伸的大致板状的保持部33。这些保持部33在晶圆舟皿11内在容纳晶圆W的每个高度位置共层叠例如100层～150层，即为了从下方侧支承各晶圆W的周缘部而在各层设有5个保持部33。在晶圆舟皿11内，呈搁板状配置的晶圆W之间的间距(一个保持部33的上表面和位于该保持部33的上方侧与之相对的另一保持部33的上表面之间的尺寸)例如为10.5mm左右。另外，容纳各晶圆W的高度尺寸(保持部33的上表面和位于该保持部33的上方侧与之相对的另一保持部33的下表面之间的离开尺寸)例如为6.5mm左右。
而且，如图6所示，上述5个保持部33中的3个保持部33的上表面的高度位置在上述倾斜轴线方向上比其他保持部33的上表面的高度位置低例如0.1cm左右。若将该高度位置高的保持部33及高度位置低于该保持部33的保持部33分别称作主保持部33a及辅助保持部33b，则如图5及图6所示，在该例子中以隔着晶圆W的中心部彼此相对的方式设有两个主保持部33a、33a。该主保持部33a、33a分别配置为从侧方侧支承晶圆W的在输送臂60的进退方向上的大致中心部，并且以不干扰该输送臂60的进退动作及升降动作的方式设定彼此的离开尺寸。另外，图6是表示沿图5的A-A剖切晶圆舟皿11的纵剖视图。
另外，在比该主保持部33a、33a靠里侧(输送臂60进入晶圆舟皿11的方向)的位置设有1个辅助保持部33b，在比主保持部33a、33a靠跟前侧(输送臂60从晶圆舟皿11后退的方向)的位置以从左右两侧夹着输送臂60的进退区域的方式每侧各配置有一个辅助保持部33b。关于这3个辅助保持部33b，若将比主保持部33a靠里侧的辅助保持部33b称作第1辅助保持部33b、将比主保持部33a靠跟前侧的两个辅助保持部33b分别称作第2辅助保持部33b，则晶圆舟皿11上的各晶圆W如后所述那样在该晶圆舟皿11每旋转1周时在被第1辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承的姿势与被第2辅助保持部33b、33b及主保持部33a、33a支承的姿势之间改变姿势。
如图4及图5所示，第2辅助保持部33b的位于晶圆W的容纳区域侧的各上表面形成为台阶部34，该台阶部34的与晶圆W的侧周面相对的铅垂面部34a以沿着晶圆W的外缘的方式形成为从里侧朝向跟前侧地靠近输送臂60的进退区域。因而，各晶圆W被该台阶部34从背面侧支承，并且位置被铅垂面部34a限制而抑制了向跟前侧落下。从上述倾斜轴线方向观察晶圆舟皿11时的主保持部33a与第2辅助保持部33b之间的离开距离例如分别为30mm左右，以使该第2辅助保持部33b不干扰输送臂60的输送动作、而且已述的铅垂面部34a能够限制晶圆W的位置(能够采取铅垂面部34a相对于晶圆W的输入输出方向形成的角度)。另外，图6一并图示了利用输送臂60欲从下方侧抬起晶圆W的情况及在保持有晶圆W的状态下从晶圆舟皿11后退的情况。另外，如已述的图1所示，在晶圆舟皿11的上端面及下端面上，分别设有大致圆板状的顶板37及底板38，但是在图4等中省略了该部分的图示。
接着，以下具体说明使晶圆舟皿11绕上述倾斜轴线旋转时的各晶圆W的姿势。如图7及图8所示，在铅垂轴线方向上例如第1辅助保持部33b相比其他主保持部33a及第2辅助保持部33b位于上方时，该晶圆舟皿11上的各晶圆W被该其他主保持部33a及第2辅助保持部33b支承，成为该晶圆W的周缘部从第1辅助保持部33b浮起的状态。
接着，当晶圆舟皿11例如顺时针旋转而第1辅助保持部33b朝向铅垂轴线方向的下方侧移动时，如图9及图10所示，晶圆W的与该第1辅助保持部33b相邻(日文：臨む)的位置的周缘部因重力而以被该第1辅助保持部33b支承的方式倾斜(下落)。因此，晶圆W的被第2辅助保持部33b、33b支承的周缘部向上方侧抬起，各晶圆W成为被主保持部33a、33a支承，并且各自的周缘部从该第1辅助保持部33b及第2辅助保持部33b、33b浮起的姿势。
换言之，当第1辅助保持部33b位于铅垂轴线方向的下方侧时，晶圆W的周缘部与该第1辅助保持部33b相接触，各晶圆W成为被第1辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承的姿势。另外，根据晶圆舟皿11的转速、该晶圆舟皿11的倾斜角度θ、主保持部33a及辅助保持部33b的配置布局等的不同，各晶圆W也有时在各自的周缘部从第2辅助保持部33b、33b离开之后立即与第1辅助保持部33b相接触，有时在第1辅助保持部33b到达下方侧之前晶圆W的周缘部与该第1辅助保持部33b相接触。
接着，当第1辅助保持部33b因晶圆舟皿11的旋转而朝向铅垂轴线方向的上方侧移动时，晶圆W的被该第1辅助保持部33b支承的周缘部向上方抬起。因而，各晶圆W同样地成为被主保持部33a、33a支承并且各自的周缘部从第1辅助保持部33b及第2辅助保持部33b、33b浮起的姿势。然后，当第1辅助保持部33b到达铅垂轴线方向的上方侧时，即当晶圆舟皿11旋转1周并返回图7及图8所示的原来的姿势时，晶圆W的从第2辅助保持部33b、33b浮起的周缘部下降为被该第2辅助保持部33b、33b支承，从而各晶圆W返回原来的姿势。这样，各晶圆W在晶圆舟皿11每旋转1周时，在被第1辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承的姿势与被第2辅助保持部33b、33b及主保持部33a、33a支承的姿势之间改变姿势。即，可以说第1辅助保持部33b及第2辅助保持部33b、33b交替支承晶圆W。另外，图7及图9示意性地较大地图示了已述的倾斜角度θ，而且在图8及图10中，用箭头表示铅垂轴线方向的下方侧，并且对支承着晶圆W的(与晶圆W相接触的)保持部33标注了圆圈标记。
在此，在各晶圆W的姿势因晶圆舟皿11的旋转而发生改变时，主保持部33a、33a在与第1辅助保持部33b一起支承晶圆W时和在与第2辅助保持部33b、33b一起支承晶圆W时与该晶圆W的背面的接触部位发生改变。具体而言，在利用第1辅助保持部33b与主保持部33a、33a支承晶圆W时，主保持部33a、33a例如利用靠第1辅助保持部33b侧的端部支承晶圆W，在利用第2辅助保持部33b、33b与主保持部33a、33a支承晶圆W时，主保持部33a、33a例如利用靠第2辅助保持部33b、33b侧的端部支承晶圆W。因而，各晶圆W在已述的第1辅助保持部33b朝向铅垂方向下方侧时和在第2辅助保持部33b、33b朝向铅垂方向下方侧时与晶圆舟皿11之间的接触部位不同。
已述的气体喷射器51例如由石英构成，如图1所示，沿着内管12b的长度方向配置。在该气体喷射器51的侧壁，以面朝晶圆舟皿11侧的方式在上下方向整个范围内在多处形成有气体喷出口52。这些气体喷出口52配置为例如与容纳于晶圆舟皿11内的各晶圆W的高度位置相对应。气体喷射器51的一端侧从已述的凸缘部17的侧壁插入内管12b，另一端侧经由阀53及流量调整部54与储存有成膜气体的气体储存源55相连接。如图2所示，该气体喷射器51横向排列设有多个例如5个，在这5个气体喷射器51中的4个上分别连接有储存有PH3(磷化氢)气体的PH3气体源55a，在这5个气体喷射器51中的余下1个上，为了与该PH3气体一起供给SiH4(硅烷)气体而连接有已述的PH3气体源55a和SiH4气体源55b。
在该立式热处理装置中，设有用于进行装置整体的动作控制的由计算机构成的控制部70，在该控制部70的存储器内存储有用于一边使晶圆舟皿11在反应管12内绕倾斜轴线旋转一边向该反应管12内供给成膜气体来进行成膜处理的程序。该程序从硬盘、光盘、磁光盘、存储卡、软盘等作为存储介质的存储部安装到控制部70内。
接着，说明上述实施方式的作用。首先，使空的晶圆舟皿11向反应管12的下方侧下降，并且以输送臂60的拾取件62相对于该晶圆舟皿11上的各晶圆W平行的方式使该输送臂60倾斜，利用输送臂60将例如150张的晶圆W呈搁板状载置到各保持部33上。即，以晶圆W在倾斜轴线方向上稍微高于主保持部33a的上表面的位置处位于5个保持部33的内部区域的方式，使保持有该晶圆W的输送臂60进入晶圆舟皿11内，之后使输送臂60下降到在倾斜轴线方向上低于这5个保持部33的上表面的位置，将晶圆W载置到该晶圆舟皿11上。这样，使输送臂60后退，并且依次装载晶圆W。接着，将晶圆舟皿11插入反应管12内，使凸缘部17的下表面与盖体25的上表面气密地接触。
接着，利用真空泵24将反应管12内的气氛抽成真空，并且一边以例如0.1rpm使晶圆舟皿11绕倾斜轴线旋转，一边利用加热器13将该晶圆舟皿11上的晶圆W加热为例如530℃左右。接着，一边利用压力调整部23将反应管12内的压力调整为处理压力，一边从气体喷射器51向该反应管12(内管12b)内供给由PH3气体和SiH4气体构成的成膜气体。当各晶圆W的表面与供给到内管12b内的成膜气体相接触时，在该表面上生成含有(掺杂有)P(磷)的多晶硅(多晶体Si)膜。然后，由未反应的成膜气体、通过成膜处理生成的副产物等构成的气体经由内管12b的上端面的开口部朝向该内管12b与外管12a之间的区域流通，从排气口21排出。
此时，由于晶圆舟皿11也被加热器13加热，因此与晶圆W的表面一样，在该晶圆舟皿11的表面上也形成了多晶硅膜，并且欲以跨越晶圆舟皿11与晶圆W之间的接触部位的方式形成多晶硅膜。但是，由于如上所述在晶圆舟皿11每旋转1周时各晶圆W的姿势发生改变，因此多晶硅膜以上述接触部位为边界被隔开为晶圆W侧与晶圆舟皿11侧。即，各晶圆W在晶圆舟皿11上静止时(各晶圆W被第1辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承时或被第2辅助保持部33b、33b及主保持部33a、33a支承时)，即使欲以跨越上述接触部位的方式形成多晶硅膜，也如上所述在第1辅助保持部33b朝向铅垂方向下方侧时和第2辅助保持部33b、33b朝向铅垂方向下方侧时，各晶圆W与晶圆舟皿11之间的接触部位不同。因此，抑制了跨越晶圆舟皿11与晶圆W之间的接触部位进行成膜的情况。
这样，当一边使晶圆舟皿11旋转一边继续向内管12b供给成膜气体时，如图11所示，在抑制了晶圆舟皿11与晶圆W之间的接触部位处的成膜的状态下，已述的多晶硅膜形成为例如1.0μm左右的厚膜。之后，停止供给成膜气体并且使反应管12内的气氛恢复到大气气氛，使晶圆舟皿11下降，并且借助输送臂60取出晶圆W。此时，由于未以跨越上述接触部位的方式形成多晶硅膜，因此晶圆W在对晶圆舟皿11的粘贴受到抑制的状态下被取出。之后，将晶圆舟皿11气密地插入反应管12内，并且从未图示的气体源向反应管12供给例如清洗气体，去除已附着在晶圆舟皿11上的多晶硅膜。
在此，当在成膜过程中未使晶圆舟皿11旋转地形成上述厚膜时，如图12所示，晶圆W由于跨越接触部位形成的厚膜而粘贴在晶圆舟皿11上，无法从晶圆舟皿11中取出，或者形成在该接触部位的薄膜脱落而成为微粒的原因，或者该薄膜附着在晶圆W的背面侧。另外，在图11及图12中，图示了一部分形成在晶圆W、晶圆舟皿11上的多晶硅膜。
采用上述实施方式，晶圆舟皿11构成为绕相对于铅垂轴线倾斜的倾斜轴线旋转自如，并且在该晶圆舟皿11每旋转1周时，晶圆W的姿势在被各主保持部33a、33a及第1辅助保持部33b支承的姿势与被主保持部33a、33a及第2辅助保持部33b、33b支承的姿势之间发生改变。而且，由于在反应管12内一边使晶圆舟皿11旋转一边供给成膜气体而在晶圆W上形成薄膜，因此能够抑制跨越晶圆W与主保持部33a或辅助保持部33b之间的接触部位形成薄膜的情况，从而能够抑制晶圆W粘贴在晶圆舟皿11上。另外，由于能够抑制跨越上述接触部位地形成薄膜的情况，因此能够抑制例如在从晶圆舟皿11中取出晶圆W时该薄膜脱落并成为微粒的情况、或者该薄膜附着在晶圆W的背面而在之后的光刻(曝光)工序中不能水平载置晶圆W而成为对准错误的情况、或者由于该薄膜在晶圆W的背面上形成伤痕的情况。因而，能够在抑制了晶圆W粘贴在晶圆舟皿11上、生成微粒的状态下形成已述的厚膜。
另外，在改变晶圆W的姿势时，由于不需要例如暂时从反应管12中取出晶圆舟皿11这样的作业(成膜处理中断)，因此能够迅速地形成多晶硅膜。
而且，在使晶圆舟皿11倾斜时，由于在各晶圆W的周围配置有支柱32及台阶部34，因此即使该晶圆W欲在晶圆舟皿11上横向滑动，也能够利用这些支柱32及台阶部34来限制晶圆W的位置，从而能够防止晶圆W从晶圆舟皿11上落下。
在形成以上的厚膜时，当欲不使晶圆舟皿11旋转地形成膜厚为例如0.2μm以上的厚膜时，易于产生晶圆W向晶圆舟皿11的粘贴等，因此本发明能够应用于在实施方式中形成0.2μm以上的厚膜的情况。
在以上例子中，在晶圆舟皿11每旋转1周时，各晶圆W在被第1辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承的姿势与被第2辅助保持部33b、33b及主保持部33a、33a支承的姿势之间改变了两次姿势，但是例如也可以增大倾斜角度θ，在晶圆舟皿11每旋转1周时改变3次晶圆W的姿势。即，也可以在第2辅助保持部33b、33b中的靠旋转方向上游侧的第2辅助保持部33b位于铅垂方向下方侧时，利用该第2辅助保持部33b及主保持部33a、33a来支承晶圆W。在该情况下，当两个第2辅助保持部33b、33b到达铅垂方向下方侧时，晶圆W被这两个第2辅助保持部33b、33b及主保持部33a、33a支承，之后当上述靠旋转方向上游侧的第2辅助保持部33b朝向铅垂方向上方侧时，晶圆W被靠旋转方向下游侧的第2辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承。即，在晶圆舟皿11旋转1周的期间，只要晶圆W的姿势至少改变3次即可。
另外，如图13所示，也可以不设置两个第2辅助保持部33b、33b中的一个例如靠旋转方向下游侧的第2辅助保持部33b。在该情况下，也在晶圆舟皿11每旋转1周时，各晶圆W在被第1辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承的姿势与被第2辅助保持部33b及主保持部33a、33a支承的姿势之间改变姿势。而且，呈大致板状形成了各保持部33，但是也可以如图14所示那样，将这些配置有5个的保持部33中的至少一个，形成为大致圆筒形状，并且以用外周面支承晶圆W的方式横向配置。图14示出了主保持部33a、33a形成为圆筒形状的例子，主保持部33a、33a的上表面的高度位置设定为与已述的例子相同。在该情况下，各晶圆W难以保持仅靠这些主保持部33a、33a支承的姿势，因此在第1辅助保持部33b与第2辅助保持部33b之间迅速地进行交接。另外，该图14以第2辅助保持部33b、33b分别朝向晶圆W侧的方式示意性描绘了晶圆舟皿11。后面的图15及图16也一样。
另外，也可以在倾斜轴线方向上相互改变第1辅助保持部33b与第2辅助保持部33b各自的上表面的高度位置。图15示出了在倾斜轴线方向上与第1辅助保持部33b的上表面相比增高了第2辅助保持部33b、33b的上表面的高度位置的例子。而且，主保持部33a、33a也可以在倾斜轴线方向上相互改变彼此的高度位置。
而且，如图16所示，也可以使主保持部33a、33a与第2辅助保持部33b、33b的高度位置在倾斜轴线方向上一致，并且使第1辅助保持部33b的上表面低于上述高度位置。即，也可以使设有多个保持部33中的至少1个保持部33(第1辅助保持部33b)的高度位置低于其他保持部33的高度位置。在该情况下，各晶圆W在被多个保持部33(主保持部33a及第2辅助保持部33b、33b)支承的姿势和被这些保持部33中的例如两个(主保持部33a、33a)与上述第1辅助保持部33b支承的姿势之间改变姿势。
而且，作为这些主保持部33a及辅助保持部33b的布局，优选采用在从两个主保持部33a、33a中的一个主保持部33a观察另一个主保持部33a时、在左右两侧各设有至少1个保持部33、33的布局，在该情况下，这些保持部33、33中的至少一个成为辅助保持部33b。另外，在已述的图1中，以隔着晶圆W的中心部相互相对的方式配置了两个主保持部33a、33a，但是如图17所示，也可以这样，在从这两个主保持部33a、33a中的一个、在该例子中为图17中的左侧的主保持部33a观察晶圆W的中心部时，以相互向左右分开的方式配置两个主保持部33a、33a。
另外，也可以在从各保持部33朝向晶圆W的中心侧延伸的顶端部的上端面上分别形成未图示的突起状的销，利用这些销从背面侧支承晶圆W。在该情况下，左晶圆W的比周缘部靠内周侧例如5cm左右的位置支承晶圆，即使在这种情况下，晶圆W也是本发明所说的在“周缘部”支承的情况。
另外，作为晶圆舟皿11，采用了具有支柱32及从该支柱32垂直延伸的保持部33的结构，但是如图18所示，也可以是在各支柱32的侧方位置形成多个狭缝状的槽、利用该槽从下方侧支承晶圆W的周缘部的结构。在该情况下，这些支柱32以相对于晶圆舟皿11能够输入输出晶圆W的方式避开输送臂60的输送区域地配置。而且，作为反应管12的结构，也可以是将排气口21形成在反应管12的顶面、从下方侧导入成膜气体并且从顶面进行排气的结构。进而，也可以使气体喷射器51及反应管12与晶圆舟皿11一起倾斜。
作为已述的倾斜角度θ，当过小(过于竖直)时，晶圆W的姿势难以发生改变，另一方面当过大(过于向水平方向倾斜)时，装置的占有面积增大，因此根据实施方式，该倾斜角度θ例如为0.5°～20°。另外，作为晶圆舟皿11的转速，当过慢时，会跨越上述接触部位地形成薄膜，另一方面当过快时，晶圆W因惯性而难以改变姿势，因此根据实施方式，该转速为0.01rpm～10rpm。另外，在改变晶圆W的姿势时，关于主保持部33a与辅助保持部33b各自的上表面的高度位置之差，为了使该晶圆W的姿势易于发生改变而且抑制晶圆W在晶圆舟皿11中的横向滑动，优选例如为0.1mm～5mm。关于主保持部33a及辅助保持部33b的各自数量、配置布局，根据已述的倾斜角度θ、晶圆舟皿11的转速进行各种调整，使得在晶圆舟皿11每旋转1周时各晶圆W的姿势发生改变。
另外，在已述的例子中，利用CVD(Chemical VaporDeposition：化学气相沉积)法形成了含有P的多晶硅膜，但是也可以取代P而含有B(硼)或者含有P和B，或者形成不含有这些P、B的多晶硅膜。而且，关于SiO2(氧化硅)膜、SiN(氮化硅)膜或碳(Carbon)膜，也可以形成为膜厚为例如(300nm)左右的厚膜。关于用于这种情况的成膜气体，若列举一个例子，则SiO2膜例如使用硅烷气体及臭氧气体，SiN(氮化硅)膜使用硅烷气体及氨气。另外，碳(Carbon)膜使用含有碳的有机类气体。
进而，在使用本发明的装置形成厚膜时，也可以将该厚膜应用于使用了以BICS(Bit-Cost Scalable)闪存技术、TCAT(Terabit Cell Array Transistor)技术等为代表的层叠堆栈构造的3D存储器。具体而言，能够列举出将在膜厚为例如(50nm)的多晶硅膜上形成了膜厚为例如的氧化硅膜这样的层叠膜层叠了多层例如24层的构造、将在膜厚为例如的氧化硅膜上形成了膜厚为例如的氮化硅膜这样的层叠膜层叠了多层例如24层的构造、以及将在膜厚为例如的硅膜上形成了膜厚为例如的SiGe(锗化硅)膜这样的层叠膜层叠了多层例如24层的构造等。作为形成锗化硅膜时的成膜气体，例如能够使用硅烷气体及锗烷(Si4Ge)气体。另外，在取代CVD法而使用使处理气体以原子层或分子层的方式吸附于晶圆W的表面、接着使该处理气体氧化而形成反应产物的ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法来形成例如氧化硅膜的情况下，也可以应用本发明。
而且，在使晶圆舟皿11绕倾斜轴线旋转时，使旋转轴28相对于反应管12倾斜，但是也可以以沿着反应管12的长度方向的方式配置旋转轴28，即以分别沿铅垂方向延伸的方式配置反应管12及晶圆舟皿11，连同整个装置使这些反应管12及晶圆舟皿11一体倾斜。图19示出了这种例子，以从下方侧抬起构成立式热处理装置的外壳体的壳体101的底面的一端侧的方式，在该底面的下方侧设有上端面利用起重器等升降自如地构成的升降机构100。而且，借助该升降机构100，晶圆舟皿11绕倾斜轴线旋转。
在本发明中，呈搁板状保持多张基板的基板保持件构成为绕相对于铅垂轴线倾斜的倾斜轴线旋转自如，并且在基板保持件每旋转1周时各基板的姿势发生改变。而且，由于在反应管内一边使基板保持件旋转一边供给成膜气体而在基板上形成薄膜，因此能够抑制跨越基板与基板保持件之间的接触部位地形成薄膜的情况，从而能够抑制微粒的产生及基板向基板保持件的粘贴。
本申请基于由2010年10月29日提交的日本专利申请特愿2010-244452号的优先权的利益。因此，主张该优先权的利益。上述日本申请的全部内容作为参考文献编入本申请。

Claims (3)

1.一种立式热处理装置，其将借助支柱呈搁板状保持有多张基板的基板保持件输入到立式的反应管内，对基板进行成膜处理，在该反应管周围配置有加热部，其特征在于，
该立式热处理装置具有：
旋转机构，其用于使上述基板保持件绕相对于铅垂轴线倾斜的倾斜轴线旋转；
输送臂，其用于沿基板输入输出方向前进以将上述基板载置到上述基板保持件上，以及用于沿上述基板输入输出方向后退以将上述基板从上述基板保持件取出；
至少一个第1辅助保持部及至少一个第2辅助保持部和多个主保持部，在上述基板保持件上的每个基板容纳位置均设置有上述第1辅助保持部及第2辅助保持部和多个主保持部，
该多个主保持部用于在沿基板的周向相互离开的位置分别支承该基板的下表面周缘部；
该第1辅助保持部及第2辅助保持部位于在基板的周向上相对于这些主保持部离开的位置，并且在上述倾斜轴线方向上该第1辅助保持部及第2辅助保持部的上表面的高度低于上述多个主保持部的上表面的高度，
其中，上述多个主保持部被配置为从侧方侧支承上述基板的在上述输送臂的进退方向上的中心部，上述第1辅助保持部和上述第2辅助保持部分别被配置在比上述主保持部靠上述输送臂的前进侧和后退侧的位置处，以使得上述基板保持件上的各基板在上述旋转机构的带动下每旋转1周时、在由上述第1辅助保持部及上述主保持部支承的姿势与由上述第2辅助保持部及上述主保持部支承的姿势之间改变姿势。
2.根据权利要求1所述的立式热处理装置，其特征在于，
该立式热处理装置还具有控制部，该控制部被配置为输出控制信号，使得一边使上述基板保持件绕上述倾斜轴线旋转，一边向上述反应管内供给成膜气体而对基板进行成膜处理。
3.根据权利要求2所述的立式热处理装置，其特征在于，
上述控制部被配置为输出控制信号使得形成在基板上的薄膜的膜厚为0.2μm以上。
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