CN109256345B - 基板处理装置、基板保持件以及半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基板处理装置、基板保持件以及半导体装置的制造方法，提供能够实现兼顾基板的面内温度偏差的减小和面内温度恢复时间的缩短的技术。一种基板处理装置，其具有保持多张基板及隔热板的基板保持件、收纳上述基板保持件的反应管、以及对保持于上述基板保持件的基板进行加热的加热部，其中，上述基板保持件构成为被划分成保持上述基板的基板处理区域和保持上述隔热板的隔热板区域，在上述隔热板区域的上层部保持反射率比保持于该上层部以外的隔热板区域的隔热板高的隔热板。

Description

基板处理装置、基板保持件以及半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及基板处理装置、基板保持件以及半导体装置的制造方法。
背景技术
作为基板处理装置的一例，已知具有半导体制造装置，进一步地，作为半导体制造装置的一例，已知具有立式装置。立式装置中，进行如下处理：将多个基板以多级地保持于基板保持件的状态搬入处理室内，在对基板进行加热的状态下，向处理室内供给处理气体，在基板上形成膜(例如，参照专利文献1)。
一直以来，在上述的加热处理中，要求减少热预算(热经历)，为了降低急速升温后的基板的面内温度偏差，在基板的下部设置多张板状的隔热件(以下，称为隔热板)，进行反应管的炉口部的隔热。
但是，若隔热板的张数较少，则保持于基板保持件的下方的基板的面内温度偏差加剧，若隔热板的张数较多，则保持于基板保持件的下方的基板的面内温度稳定的面内温度恢复时间变长。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－067766号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供能够实现兼顾基板的面内温度偏差的降低和面内温度恢复时间的缩短的结构。
用于解决课题的方案
根据本发明的一个方案，提供一种基板处理装置，其具有：基板保持件，其保持多张基板及隔热板；反应管，其收纳基板保持件；以及加热部，其对保持于基板保持件的基板进行加热，其中，基板保持件构成为被划分成保持基板的基板处理区域和保持隔热板的隔热板区域，在隔热板区域的上层部保持反射率比保持于该上层部以外的隔热板区域的隔热板高的隔热板。
发明效果
根据本发明，可提供能够实现兼顾基板的面内温度偏差的降低和面内温度恢复时间的缩短的技术。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的基板处理装置的局部剖切主视图。
图2是本发明的一实施方式的基板处理装置的正面剖视图。
图3是表示本发明的一实施方式的基板处理装置的控制器的硬件结构的图。
图4是表示本发明的一实施方式的基板保持件的隔热板区域周边的图。
图5是说明利用本发明的一实施方式的移载装置将基板移载至基板保持件的动作的图。
图6是本发明的一实施方式的基板处理工序的流程图。
图7是表示本发明的一实施方式的基板保持件的隔热板区域周边的变形例的图。
图8是表示本发明的一实施方式的基板保持件的隔热板区域周边的变形例的图。
图9是说明将多张隔热板组合而进行的实验例的图。
图10是表示利用图9的组合分别进行基板处理的情况下的实验结果的图，是表示基板的保持位置与基板面内温度偏差的关系的图。
图11是表示利用图9的组合分别进行基板处理的情况下的实验结果的图，是表示基板的保持位置与基板面内温度恢复时间的关系的图。
图12是表示将多张隔热板组合而构成的隔热板区域且在其它实验例中使用的隔热板区域的图。
图13是表示使用图12所示的隔热部时的时间和基板的温度特性的图。
图中：
1—基板(晶圆)，10—基板处理装置，11—加工处理管(反应管)，14—处理室，31—晶舟(基板保持件)，36、46、66—隔热部，40—加热单元(加热部)，56—发热体，120、122、124、128—隔热板，200—控制器。
具体实施方式
以下，根据附图，对本发明的一实施方式进行说明。
在本实施方式中，如图1及图2所示，本发明的基板处理装置构成为实施IC的制造方法的成膜工序的分批式立式装置。
图1所示的基板处理装置10具备被支撑的纵型的作为反应管的加工处理管11，加工处理管11包括彼此配置成同心圆的作为外管的外管12和作为内管的内管13。外管12使用石英(SiO2)而一体成形为上端堵塞且下端开口的圆筒形状。内管13形成为上下两端开口的圆筒形状。内管13的筒中空部形成搬入后述的作为基板保持件的晶舟31的处理室14，内管13的下端开口构成用于放入/取出晶舟31的炉口部15。如后述，晶舟31构成为将多张基板1(以下，也称为晶圆)以较长地排列的状态保持。因此，内管13的内径设定为比所处理的基板1的最大外径(例如，直径300mm)大。
外管12与内管13之间的下端部被构成为大致圆筒形状的作为炉口凸缘部的歧管16气密封闭。为了更换外管12及内管13等，歧管16与外管12及内管13分别装卸自如地安装。歧管16支撑于基板处理装置10的箱体2，从而加工处理管11成为被垂直地安装的状态。以下，在图中，作为加工处理管11，存在省略内管13的情况。
利用外管12与内管13的间隙，排气路17构成为横截面形状为固定宽度的圆形环形状。如图1所示，在歧管16的侧壁的上部连接有排气管18的一端，排气管18为与排气路17的最下端部连通的状态。在排气管18的另一端连接有由压力控制器21控制的排气装置19，在排气管18的中途连接有压力传感器20。压力控制器21构成为，基于来自压力传感器20的测量结果对排气装置19进行反馈控制。
在歧管16的下方以与内管13的炉口部15连通的方式配设有气体导入管22，在气体导入管22连接有原料气体供给装置、反应气体供给装置以及惰性气体供给装置(以下，称为气体供给装置。)23。气体供给装置23构成为由气体流量控制器24控制。从气体导入管22导入至炉口部15的气体在内管13的处理室14内流通，通过排气路17而由排气管18排出。
作为堵塞下端开口的盖体的密封盖25从铅垂方向下侧与歧管16连接。密封盖25形成为与歧管16的外径大致相等的圆盘形状，且构成为，通过设置于箱体2的待机室3的被晶舟罩37保护的晶舟升降机26沿垂直方向升降。晶舟升降机26由马达驱动的丝杠轴装置及波纹管等构成，晶舟升降机26的马达27构成为由驱动控制器28控制。旋转轴30配置于密封盖25的中心线上，且被旋转自如地支撑，旋转轴30构成为利用由驱动控制器28控制的马达29旋转驱动。在旋转轴30的上端垂直地支撑有晶舟31。
晶舟31具备上下一对端板32、33和垂直地架设于它们之间的三个保持部件34。在三个保持部件34沿长边方向等间隔地刻有多个保持槽35。在三个保持部件34，刻于同一级的保持槽35彼此相互对置地开口。晶舟31通过将基板1插入三个保持部件34的同一级的保持槽35间，从而将多张基板1以水平且相互对齐了中心的状态排列而保持。另外，通过向三个保持部件34的同一级的保持槽39间插入隔热板120、122，能够将多张隔热板120、122以水平且相互对齐了中心的状态排列而保持。
也就是，晶舟31构成为划分出从保持多个基板1的端板32到端板38间的基板处理区域和从保持多张隔热板120、122的端板38到端板33间的隔热板区域，而且构成为，隔热板区域配置于基板处理区域的下方。由保持于端板38与端板33之间的隔热板120、122构成隔热部36。
旋转轴30构成为，将晶舟31支撑为从密封盖25的上表面抬起的状态。隔热部36设于炉口部(炉口空间)15，且构成为，对炉口部15进行隔热。
如图2所示，作为加热部的加热单元40呈同心圆地配置于加工处理管11的外侧，且以支撑于箱体2的状态被设置。由此，加热单元40构成为对保持于晶舟31的基板处理区域内的基板1进行加热。加热单元40具备壳体41。壳体41是使用不锈钢(SUS)形成为上端堵塞且下端开口的筒形状，优选为圆筒形状。壳体41的内径及全长设定为比外管12的外径及全长大。
如图2所示，在壳体41内设置有本发明的一实施方式的隔热构造体42。本实施方式的隔热构造体42形成为筒形状，优选为圆筒形状，该圆筒体的侧壁部43形成为多层构造。即，隔热构造体42具备侧壁部43中的配置于外侧的侧壁外层(以下，也称为外层)45和侧壁部中的配置于内侧的侧壁内层(以下，也称为内层)44，且在外层45与内层44之间具备：将侧壁部43在上下方向上隔离成多个区(区域)的分隔部105；以及作为设于该分隔部与相邻的分隔部之间的环状的导管而构成的作为缓冲器部的环状缓冲器106。
另外，如图2所示，在壳体41，在各区设有作为扩散防止部的风挡104。在风挡104设有逆扩散防止体104a，且构成为，通过该逆扩散防止体104a的开闭，经由气体导入路107向缓冲器部106供给冷却空气90。在从未图示的气体源不供给冷却空气90时，该逆扩散防止体104a成为盖，且构成为，内部空间(以下，也称为空间)75的环境气体不会逆流。也可以构成为根据区来变更该逆扩散防止体104a的打开压力。另外，在外层45的外周面与壳体41的内周面之间设有作为吸收金属的热膨胀的垫层的隔热布111。
而且，供给至缓冲器部106的冷却空气90在设于内层44内的气体供给流路108流动，且构成为，从作为含有该气体供给流路108的供给路径的一部分的作为开口部的开口孔110向空间75供给冷却空气90。此外，在图2中省略了气体供给系统及排气系统。
如图1及图2所示，在隔热构造体42的侧壁部43的上端侧，以封闭空间75的方式覆盖有作为顶棚部的顶棚壁部80。在顶棚壁部80呈环状地形成有作为排出空间75的环境气体的排气路径的一部分的排气孔81，排气孔81的上游侧端即下端与内侧空间75连通。排气孔81的下游侧端连接于排气导管82。
如图3所示，作为控制部的控制用计算机即控制器200具有包含CPU(CentralPrecessing Unit：中央处理器)201及存储器202等的计算机主体203、作为通信部的通信IF(Inter face：接口)204、作为存储部的存储装置205、以及作为操作部的显示、输入装置206。也就是，控制器200含有作为一般的计算机的结构部分。
CPU201构成操作部的中枢，执行存储于存储装置205的控制程序，根据来自显示、输入装置206的指示执行记录于存储装置205的配方(例如，工艺用配方)。此外，不言而喻，工艺用配方包含图6所示的后述的步骤S1至步骤S9的温度控制。
另外，作为临时存储部的存储器202是ROM(Read Only Memory：只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory：电可擦可编程只读存储器)、闪存、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等，特别地，RAM作为CPU201的工作区等发挥功能。
通信部204与压力控制器21、气体流量控制器24、驱动控制器28、温度控制器64(也有时将它们总结地称为辅助控制器)电连接。控制器200能够经由该通信部204交换与控制器和各部件的动作相关的数据。在此，辅助控制器是至少具有主体203的结构，也可以是与控制器200相同的结构。
在本发明的实施方式中，举例说明了控制器200，但不限于此，可以使用通常的计算机系统实现。例如，也能够通过从存储有用于执行上述的处理的程序的USB等外部记录介质207向通用计算机安装该程序而执行上述的处理。另外，也可以使用通信线路、通信网络、通信系统等通信IF204。该情况下，例如，也可以在通信网络的留言板公布该程序，将其经由网络叠加于载波而提供。然后，启动这样提供的程序，在OS(Operating System：操作系统)的控制下与其它应用程序同样地执行，从而能够执行上述的处理。
图4是基板处理装置10的隔热部36(隔热板区域)周边的放大图。此外，图4中省略了气体供给系统、排气系统。另外，如图4所示，隔热板120、122在后述的向晶舟31填装基板1的晶圆加载(基板搬入)工序前预先配置于晶舟31的下部，形成隔热板区域。
在晶舟31的隔热板区域保持有反射率不同的多张隔热板120、122。相比隔热板122，隔热板120的反射率更高。只要构成为隔热板120至少设于隔热板区域的最靠上(最上端)即可。另外，根据本实施方式，隔热板120在隔热板区域的最上端设置一张，或者在隔热板区域的上端侧设置多张，从而构成隔热板区域的上层部。
另外，在通过反射率比隔热板122高的多张隔热板形成上层部的情况下，反射率也可以不同，进一步地，也可以构成为隔热板区域的最上端的隔热板的反射率最高，且从最上端向下侧设置的隔热板的反射率逐渐减小。另外，也可以构成为，隔热板区域的最上端的隔热板的反射率最高，且从最上端向下侧设置的多张隔热板的反射率逐渐减小。
如图4所示，优选通过将多张隔热板120配置于在侧面(侧方)配置发热体56的隔热板区域的高温部来构成上层部。另外，也可以通过将隔热板122配置于在侧面(侧方)未配置发热体56的隔热板区域的低温部来构成下层部。换言之，如图4所示，通过在隔热板区域内的基板处理区域侧配置反射率比保持于隔热板区域内的炉口部15侧的隔热板122高的隔热板120，从而形成上层部，并且由多张隔热板122形成下层部。
再换言之，构成为，隔热板区域的上层部是在保持于该上层部的隔热板120的侧面(侧方)配置加热单元40的区域，隔热板区域的下层部是在保持于该下层部的隔热板122的侧面(侧方)不配置加热单元40的区域。即，构成为，隔热板区域的上层部是加热单元40水平地包围保持于上层部的隔热板120的侧面的区域，隔热板区域的下层部是加热单元40未水平地包围保持于下层部的隔热板122的侧面的区域。
而且，在图4中，也可以在由隔热板120形成的上层部与由隔热板122形成的下层部之间设置反射率比隔热板120低且反射率比隔热板122高的隔热板，将隔热板区域做成三层构造。
根据本实施方式，加热单元40(或发热体56)以围绕处理室14的方式设置，基板1从侧方被加热。因此，特别地，存在处理室14下方的基板1的中心部难以被加热，或者温度容易下降，处理室14的升温耗费时间，恢复时间(温度稳定时间)变长的倾向，但是通过如上所述地在隔热板区域的上侧部配置反射率较高的隔热板120，能够降低该倾向。
也就是，根据本实施方式，当通过在隔热板区域的上端侧配置反射率较高的隔热板120而形成上层部时，通过隔热板120的放射能减少，能够增加晶舟31的下方且隔热板区域上方的基板1中心部付近的受热量。由此，能够减小因处理室14下方的基板中心部的温度的降低而产生的面内温度偏差。
如图5所示，移载装置125主要包括：作为载置并搬送基板1的支撑部的钳子126；检测移载基板1的位置的探测部300；以及使钳子126和探测部300工作的机构部302。
机构部302作为移载装置125的台座构成为在水平方向上旋转自如。
钳子126装配于将钳子126的移动方向固定的固定部304，固定部304在机构部302上滑动，从而使钳子126移动。另外，通过机构部302在水平方向上旋转，从而使钳子126旋转。钳子126具有例如U字形状，且在垂直方向上等间隔地水平安装有多个(在本实施方式为五个)。
即，移载装置125的固定部304在机构部302上沿前后方向滑动，通过机构部302的旋转，钳子126在水平方向(后述的左右方向)上旋转，通过未图示的移载装置升降机，移载装置125在上下方向上移动。
探测部300是光学探测基板1的位置的传感器，探测到的探测信息作为位置信息存储于存储装置205。另外，向控制器200输入来自显示、输入装置206的动作命令，并且向存储装置205输入并存储由控制器200得到的状态、由驱动控制器28得到的编码值。该编码值是移载装置125及移载装置升降机的驱动电机产生的脉冲数，由此，能够一边检测移载装置125的移动距离(即，钳子126的移动距离)，一边进行动作控制。
控制器200基于存储于存储装置205的位置信息及编码值对驱动控制器28发送动作指示，使移载装置125、移载装置升降机动作。也就是，如图5所示，移载装置125取得晶舟31的基板处理区域的保持槽35的位置信息，且由驱动控制器28控制，以便将基板1移载于晶舟31的基板处理区域。
另外，也可以构成为，例如基于后述的图9所示的与隔热板的种类、位置信息相关的信息和晶舟31的隔热板区域的保持槽35的位置信息，通过移载装置125将隔热板120移载至隔热板区域的上层部，或将隔热板122移载至隔热板区域的下层部。
接下来，使用上述基板处理装置10，作为半导体装置(设备)的制造工序的一工序，对在基板上形成膜的处理(以下，也称为成膜处理)的时序例进行说明。
以下，对使用六氯乙硅烷(Si2Cl6、简称：HCDS)气体作为原料气体，使用氨(NH3)气体作为反应气体，在基板1上形成氮化硅膜(Si3N4膜，以下，称为SiN膜)的例进行说明。此外，在以下的说明中，构成基板处理装置10的各部的动作均由控制器200及辅助控制器控制。
本实施方式的成膜处理中，通过进行预定次数(一次以上)的以下循环而在基板1上形成SiN膜，上述循环非同时地进行：对处理室14的基板1供给HCDS气体的工序；从处理室14去除HCDS气体(残留气体)的工序；对处理室14的基板1供给NH3气体的工序；以及从处理室14去除NH3气体(残留气体)的工序。
另外，在本说明书中，使用“基板”这一术语的情况与使用“晶圆”这一术语的情况意思相同。
(基板搬入：步骤S1)
通过驱动控制器28使移载装置125及移载装置升降机动作，将多张基板1保持并填装(晶圆加载)于晶舟31的基板处理区域。此外，在晶舟31的隔热板区域已经保持并填装有多张隔热板120、122。在本实施例中，在隔热板区域的下层部保持隔热板122，在隔热板区域的上层部保持反射率比下层部的隔热板122高的隔热板120。
然后，通过驱动控制器28使晶舟升降机26动作，将保持有基板1和隔热板120、122的晶舟31装入加工处理管11内，并搬入(晶舟导入)至处理室14。此时，密封盖25成为经由未图示的O形环将内管13的下端气密地封闭(密封)的状态。
(压力调整及温度调整：步骤S2)
以使处理室14成为预定的压力(真空度)的方式由压力控制器21控制排气装置19。此时，处理室14的压力通过压力传感器20测量，且基于该测量出的压力信息，排气装置19进行反馈控制。排气装置19至少在对基板1的处理结束前的期间维持始终工作的状态。
另外，以使处理室14的基板1成为预定的温度的方式通过加热单元40加热。此时，由温度控制器64以使处理室14成为预定的温度分布的方式基于热电偶65检测到的温度信息对向加热单元40的通电状况进行反馈控制。加热单元40对处理室14的加热至少在对基板1的处理结束前的期间持续进行。
另外，晶舟31及基板1开始通过马达29旋转。具体而言，当通过驱动控制器28使马达29旋转时，晶舟31旋转，基板1随之旋转。由该马达29的旋转引起的晶舟31及基板1的旋转至少在对基板1的处理结束前的期间持续进行。
＜成膜处理＞
当处理室14内的温度稳定为预先设定好的处理温度时，依次执行以下的四个步骤、即步骤S3～S6。
(原料气体供给：步骤S3)
在该步骤中，对处理室14的基板1供给HCDS气体。
在该步骤中，从气体导入管22导入至处理室14的HCDS气体由气体流量控制器24进行流量控制，且在内管13的处理室14流通，经由排气路17从排气管18排出。此时，同时向气体导入管22内流通N2气体。N2气体由气体流量控制器24进行流量调整，与HCDS气体一同向处理室14供给，且从排气管18排出。通过对基板1供给HCDS气体，从而在基板1的最外表面上，作为第一层，例如形成从不足1原子层到多原子层的厚度的含硅(Si)层。
(净化气体供给：步骤S4)
在形成第一层后，停止HCDS气体的供给。此时，通过排气装置19对处理室14进行真空排气，将残留于处理室14的未反应或参与第一层的形成后的HCDS气体从处理室14排出。此时，维持向处理室14供给N2气体。N2气体作为净化气体发挥作用，由此，能够提高从处理室14排出残留于处理室14的气体的效果。
(反应气体供给：步骤S5)
在步骤S4结束后，对处理室14的基板1、即形成于基板1上的第一层供给NH3气体。NH3气体通过加热而被活化，并供给基板1。
在该步骤中，从气体导入管22导入至处理室14的NH3气体由气体流量控制器24进行流量控制，且在内管13的处理室14流通，经由排气路17从排气管18排出。此时，同时向气体导入管22内流通N2气体。N2气体由气体流量控制器24进行流量调整，与NH3气体一同向处理室14供给，且从排气管18排出。此时，成为对基板1供给NH3气体。对基板1供给的NH3气体与在步骤S3形成于基板1上的第一层即含Si层的至少一部分反应。由此，第一层通过非等离子而被热氮化，变换(改性)成第二层即氮化硅层(SiN层)。
(净化气体供给：步骤S6)
在形成了第二层后，停止NH3气体的供给。然后，根据与步骤S4相同的处理顺序，将残留于处理室14的未反应或参与第二层的形成后的NH3气体、反应副生成物从处理室14排出。此时，在即使不完全排出残留于处理室14的气体等也可以这一方面与步骤S4相同。
(实施预定次数：步骤S7)
进行预定次数(n次)非同时地即不是同步地进行上述的四个步骤的循环，从而能够在基板1上形成预定膜厚的SiN膜。此外，优选的是，使进行一次上述的循环时形成的第二层(SiN层)的厚度比预定的膜厚小，在通过层叠第二层(SiN层)而形成的SiN膜的膜厚成为预定的膜厚前，反复进行多次上述的循环。
(净化及恢复大气压：步骤S8)
成膜处理完成后，从气体导入管22向处理室14供给N2气体，且从排气管18排气。N2气体作为净化气体发挥作用。由此，净化处理室14，将残留于处理室14的气体、反应副生成物从处理室14去除(净化)。同时，经由风挡104向气体导入路107供给作为冷却气体的冷却空气90。供给来的冷却空气90在缓冲器部106内临时滞留，且经由气体供给流路108从多个开口孔110吹出至空间75。然后，从开口孔110吹出至空间75的冷却空气90通过排气孔81及排气导管82排出。之后，处理室14的环境气体被置换成惰性气体(惰性气体置换)，处理室14的压力恢复到常压(恢复大气压)。
(基板搬出：步骤S9)
利用驱动控制器28使晶舟升降机26下降，从而密封盖25下降，加工处理管11的下端开口。然后，处理后的基板1在被支撑于晶舟31的状态下从加工处理管11的下端搬出至加工处理管11的外部(晶舟导出)。从晶舟31取出处理后的基板1(晶圆卸载)。
在此，也可以在半导体装置(设备)的制造工序的一工序包含在将基板1填装于晶舟31(晶圆加载)前将预定的隔热板填装于晶舟31的工序(准备工序)。
以下，基于图7及图8，对本实施方式的隔热部36的变形例进行说明。
＜变形例1＞
图7是变形例1的隔热部46(隔热板区域)周边的放大图。
变形例1的隔热部46用于想要重视基板面内温度恢复时间的情况。
变形例1的隔热部46由与上述的隔热板120相同的材质(相同的反射率)，且厚度(热容量)比隔热板120小的多张隔热板124构成。也就是，在隔热板区域配置反射率与上述的隔热板120同样高且厚度比上述的隔热板120小的隔热板124。
隔热板124的厚度的合计是上述的实施方式的隔热部36的隔热板120与隔热板122的组合的厚度的合计的一半左右。也就是，能够通过利用反射率弥补隔热板的厚度的影响，使面内温度偏差维持与上述的实施方式的隔热部36相同，并且可以使基板的面内温度恢复时间缩短45％左右。
＜变形例2＞
图8是变形例2的隔热部66(隔热板区域)周边的放大图。
变形例2用于想要重视基板面内温度偏差的情况。
变形例2的隔热部66组合厚度和反射率不同的隔热板来使用。具体而言，在侧面配置发热体56的隔热板区域，通过配置相比在侧面未配置发热体56的隔热板区域的隔热板122，厚度更小且反射率更高的多张隔热板124，从而构成上层部。另外，也可以与图4同样地，在侧面未配置发热体56的隔热板区域，通过配置隔热板122，构成下层部。
也就是，根据本实施方式，使保持于基板处理区域侧的隔热板124的厚度比保持于基板处理区域的相反侧的隔热板122的厚度小，并且使保持于基板处理区域侧的隔热板124的反射率比保持于基板处理区域的相反侧的隔热板122的反射率高，从而能够减少通过隔热板124的放射能，使晶舟31的下方且隔热板区域上方的基板1中心部附近的受热量增加。
另外，根据图8，在隔热板区域中，反射率较高的隔热板124的张数配置为比反射率较低的隔热板122的张数多。另外，在隔热板区域中，厚度较薄的隔热板124的张数配置为比厚度较厚的隔热板122的张数多。
另外，根据图8，配置为，隔热板区域内的保持于基板处理区域侧的隔热板124间的距离比保持于基板处理区域的相反侧的隔热板122间的距离(间隔)窄。
这样，通过使比隔热板122厚度小且反射率高的隔热板区域的隔热板124间的间隔比隔热板122间的间隔小，从而使形成于上层部的隔热板124的张数比隔热板122的张数多，进一步地使基板中心附近的受热量比使用上述的实施方式的隔热部36的情况增加，可以减小基板面内温度偏差以及缩短基板面内温度恢复时间。
以下，在图9～图11中对实验例进行说明，但本发明不由这些实验例限定。
＜实验例＞
如图9所示，在比较例中，作为隔热部，使用13张4mm的隔热板122。另外，在实施例1中，使用图4所示的上述的本实施方式的隔热部36，具体而言，在隔热板区域配设8张4mm的隔热板120形成上层部，在隔热板区域配设5张4mm的隔热板122形成下层部。另外，在实施例2中，使用图7所示的变形例1的隔热部46，在隔热板区域配设13张2mm的隔热板124。另外，在实施例3中，使用图8所示的变形例2的隔热部66，在隔热板区域配设16张2mm的隔热板124形成上层部，在隔热板区域配设5张4mm的隔热板122形成下层部。
图9所示的反射率“大”的隔热板120、124例如构成为反射80％以上的光、热，反射率“中”的隔热板122例如构成为反射40％左右的光、热。
图10是表示使用图9所示的实施例1～实施例3和比较例的隔热部进行上述的基板处理工序的情况下，炉内温度800℃下的基板1的晶舟31的保持位置与基板面内温度偏差的关系的图。如图10所示，可以确认，通过如实施例1和实施例3那样组合使用反射率不同的隔热板，能够将晶舟31下方的基板的面内温度偏差ΔT改善至使用比较例的隔热部的情况下的1/2至1/3。另外，确认了，通过使用实施例2的薄且反射率较高的隔热板，能够将晶舟31下方的基板的面内温度偏差ΔT改善至使用比较例的隔热部的情况下的2/1左右，能够增大基板处理区域。也就是，确认了，能够得到由基板处理区域的间距扩大而带来的成膜均一性的提高等效果。
图11是表示使用图9所示的实施例1～实施例3和比较例的隔热部进行上述的基板处理工序的情况下，将炉内温度升温至800℃后的基板1的晶舟31的保持位置与基板面内温度恢复时间的关系的图。
如图11所示，确认了，通过使用实施例2的薄且反射率较高的隔热板、组合使用实施例1、3的反射率不同的隔热板，配置于晶舟31下方的基板的面内温度恢复时间比使用比较例的隔热部的情况最大缩短45％，缩短处理所需的时间。
＜其它实验例＞
以下，根据图12及图13，对其它实施例进行说明。对于装置结构，因为相同，所以省略说明，特别地对晶舟31的隔热板区域(隔热部)进行说明。如图12所示，对A至D四个模式进行温度测量。在此，图中隔热板为9张，但是也可以根据实施例1等设置为13张，不言而喻，不限定于该张数。此外，在隔热部，与上述的实施例不同的点在于使用吸收热、光的黑色的隔热板(黑色隔热板)128。在该其它实施例中，探讨了隔热件的最佳配置、材质、厚度(热容量)。在此，相比隔热板122、124，隔热板128构成为，厚度为1mm～4mm而反射几％～十几％左右的光、热。例如，在室温下，隔热板128的反射率在厚度4mm为2～3％左右，在厚度2mm为约8％，在厚度1mm为约18％。另外，已知隔热板128的热发射率在600℃以上为70％左右，在1000℃以上为80％左右。
如图12所示，作为隔热部，在模式A下，通过(每一张地)交替配置2mm的隔热板124和4mm的黑色隔热板128而形成，在模式B下，在隔热板区域配设多张(在此为4张)4mm的黑色隔热板128，在隔热板区域配设多张(在此为5张)2mm的隔热板124而形成。在模式C下，与上述的实施例2同样地在隔热板区域配设9张2mm的隔热板124，在模式D下，配设9张与上述的比较例同样的隔热板122。
此外，在模式B下，也可以将配设有黑色隔热板128的区域设为上层部，将配设有隔热板124的区域设为下层部。另外，在各模式(模式A～模式D)中，也可以构成为，将在侧面(侧方)配置发热体56的隔热板区域的高温部设为上层部，将在侧面(侧方)未配置发热体56的隔热板区域的低温部设为下层部。
图13表示使用图12所示的模式A至模式D的隔热部，在N2氛围下维持炉内压力400Pa，并且将初始温度设为炉内温度400℃，且将目标温度设为炉内温度740℃时的基板1的温度依赖性的解析结果的例。纵轴是基板温度(℃)，横轴是时间(秒)。在此，基板温度是基板1面内的平均温度。此外，基板1的位置是刻于晶舟31的保持部件34的保持槽35中的相距隔热板区域最近的保持槽35(也称为插槽1)到第五近的保持槽35(插槽5)之间的预定位置，在本实施例中，是刻于晶舟31的保持部件34的保持槽35中的最接近隔热板区域的插槽1。
在图13中，当比较上述的相当于实施例2的模式C和上述的相当于比较例的模式D时，可知，在模式C下，缩小了隔热件的厚度的高反射率隔热件124更能够将炉内温度保持为高温，并且升温时间更快。
然后，在图13中，当比较模式C和从该模式C将高反射率石英的上部分(从隔热板区域的最上部起4张隔热板的部分)变更为使用了辐射热的吸收较高的黑色隔热件的隔热板128的模式B时，可知，在模式B下，因为在隔热板区域的上部效率良好地吸收辐射，所以使基板1的温度更快地成为更高温。也就是，因为通过利用黑色隔热板128，能够在隔热板区域的上部蓄热，难以产生散热，即使在接近基板处理区域的下部部位，也能够效率良好地对基板1进行加热。
而且，在图13中，当比较模式B和在高反射率的隔热件之间夹设有黑色隔热件的模式A的构造时，在模式A下，升温时间和高温保持能力均提高。可知，因为在隔热板区域效率良好地吸收辐射，所以能够使基板1的温度更快地成为更高温。换言之，在模式B的情况下，因为黑色隔热板128仅处于隔热板区域的上部，所以无法抑制隔热板区域的下部的散热。另一方面，在模式A下，通过将隔热板124和黑色隔热板128一张一张地交替配置，从而能够抑制隔热板区域整体的散热。而且，也可以说，就模式A而言，黑色隔热板128的在室温附近反射率低且随着高温而热发射率上升的特性在整个隔热板区域产生效率最良好的影响，因此能够提高升温时间和高温保持能力。
如图13所示，可知，在将隔热板124和黑色隔热板128一张一张地交替配置的模式A下，能够保持在目标温度740℃。而且，关于升温时间，也能够使从初始温度400℃到700℃的升温时间比模式B短。另外，相对于模式C及模式D无法达到基板温度700℃，模式A及模式B达到了基板温度700℃。
因此，根据本实施方式，通过使用能够吸收光、热的辐射的隔热部件(本实施例中，黑色隔热件)128，能够抑制从隔热板区域(炉口部)散热，能够向基板处理区域下部的基板1效率良好地供给热。也就是，通过组合反射率高的隔热板124和黑色隔热件128，能够控制基板1的升温时间及目标温度下的保持时间。
根据本实施方式，构成为，基板保持件被划分为保持基板的基板处理区域和保持隔热板的隔热板区域，在隔热板区域适当组合并保持反射率较大的隔热板和吸收光的黑色隔热板。特别地，构成为在隔热板区域交替保持反射率较大的隔热板和吸收光的黑色隔热板，因此能够精度良好地控制处理基板的直至目标温度的升温时间及目标温度的保持。
另外，根据本实施方式，通过使用能够吸收光、热的辐射的黑色隔热件128，能够抑制从隔热板区域(炉口部)散热，能够向基板处理区域下部的基板1效率良好地供给热，能够改善直至目标温度(例如740℃)的到达时间(升温时间)。而且，通过适当组合黑色隔热板128的随着成为高温而热发射率变大的特性和反射率较大的隔热板，能够维持目标温度(例如，740℃)下的保持时间。
以上，具体地说明了本发明的实施方式。但是，本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种变更。
例如，为了抑制隔热板区域的热经历，有时刻意地降低隔热件区域的温度。该情况下，通过刻意提高隔热板的热容量或者选择反射率差的材料，能够进行隔热件区域的温度控制。
例如，在上述的实施方式中，对在晶舟31的基板处理区域载置基板1，在晶舟31的隔热板区域载置多张隔热板120～124的结构进行了说明，但不限于此，也可以应用于在晶舟31的下方与晶舟31分体地设置保持隔热板120～124的隔热板保持件的结构。
另外，在上述的实施方式中，对形成SiN膜的例进行了说明，但膜种类不特别受限定。例如，能够应用于氧化硅膜(SiO膜)、金属氧化膜等的氧化膜等的各种膜种类。
另外，在上述的实施方式中，对基板处理装置进行了说明，但是，能够应用于所有半导体制造装置。另外，不限于半导体制造装置，也能够应用于类似LCD(Liquid CeystalDisplay：液晶显示)装置的处理玻璃基板的装置。

Claims (7)

1.一种基板处理装置，其具有：基板保持件，其保持多张基板及隔热板；反应管，其收纳上述基板保持件；以及加热部，其对保持于上述基板保持件的基板进行加热，
上述基板处理装置的特征在于，
上述基板保持件构成为被划分成保持上述基板的基板处理区域和保持上述隔热板的隔热板区域，在上述隔热板区域的上层部保持反射率比保持于该上层部以外的隔热板区域的隔热板高的隔热板，
上述基板保持件构成为在上述隔热板区域的上层部具有厚度比保持于该上层部以外的上述隔热板区域的隔热板小的隔热板，
在上述基板保持件的上述隔热板区域中，将厚度小的隔热板的张数设置得比厚度大的隔热板的张数多。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板保持件构成为使上述隔热板区域内的保持于上述基板处理区域侧的隔热板的反射率比保持于与上述基板处理区域侧相反的一侧的隔热板的反射率高。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板保持件构成为使保持于上述隔热板区域的上层部的隔热板的隔热板间的距离比保持于该上层部以外的上述隔热板区域的隔热板的隔热板间的距离窄。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述隔热板区域的上层部是在上述隔热板的侧面配置上述加热部的区域，
上述隔热板区域的下层部是在上述隔热板的侧面未配置上述加热部的区域。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板保持件的上述厚度小的隔热板的反射率大，且上述厚度大的隔热板是黑色隔热板。
6.一种基板保持件，其特征在于，构成为，
由保持基板的基板处理区域和保持多个隔热板的隔热板区域构成，
在上述隔热板区域的上层部保持反射率比保持于该上层部以外的隔热板区域的隔热板高且厚度小的隔热板，
在上述隔热板区域，将厚度小的隔热板的张数设置得比厚度大的隔热板的张数多。
7.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：
将多张基板保持于基板保持件的工序，其中上述基板保持件构成为被划分成保持基板的基板处理区域和保持多个隔热板的隔热板区域，且在上述隔热板区域的上层部保持反射率比保持于该上层部以外的隔热板区域的隔热板高且厚度小的隔热板，在上述隔热板区域，将厚度小的隔热板的张数设置得比厚度大的隔热板的张数多；
将保持有上述多张基板的上述基板保持件装入反应管内的工序；以及
边加热上述反应管内的上述基板边处理上述基板的工序。
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