JP2017022233A - Vertical type thermal treatment apparatus and operational method for vertical type thermal treatment apparatus - Google Patents

Vertical type thermal treatment apparatus and operational method for vertical type thermal treatment apparatus Download PDF

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豊 本山
Yutaka Motoyama
豊 本山
講平 福島
Kohei Fukushima
講平 福島
正信 松永
Masanobu Matsunaga
正信 松永
圭司 田吹
Keiji Tabuki
圭司 田吹
大和 戸根川
Yamato Tonegawa
大和 戸根川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve uniformity of film thickness between substrates when performing deposition processing by carrying a holder holding a plurality of substrates in a shelf state into a reaction vessel and supplying a process gas into a reaction tube.SOLUTION: The apparatus comprises: a gas supply part for supplying a deposition gas into the reaction vessel; and gas distribution adjustment members which are provided to be positioned higher and lower than an arrangement region of the plurality of substrates to be processed held by the substrate holder. The gas distribution adjustment member includes a first tabular member and a second tabular member which are provided lower than a top plate of the substrate holder and higher than a bottom plate of the substrate holder and for each of which ruggedness is formed. The first tabular member has a first surface area, and the second tabular member has a second surface area that is different from the first surface area.SELECTED DRAWING: Figure 14

Description

本発明は、複数の基板に一括して成膜処理を行う縦型熱処理装置及び縦型熱処理装置の運転方法に関する。   The present invention relates to a vertical heat treatment apparatus that performs a film formation process on a plurality of substrates at once and a method for operating the vertical heat treatment apparatus.

一般に、半導体製品を製造するためにはシリコン基板等よりなる半導体ウエハ(以下、ウエハと記載する)に対して、ALD(Atomic Layer Deposition)やCVD(Chemical Vapor Deposition)などの成膜処理が行われる。この成膜処理は、複数枚のウエハを一度に処理するバッチ式の縦型熱処理装置で行われる場合があり、その場合、ウエハを縦型のウエハボートへ移載して、ウエハボートに棚状に多段に支持させる。当該ウエハボートは、排気可能な反応容器(反応管)内にその下方より搬入(ロード)される。この後、反応容器内が気密に維持された状態で、反応容器内に各種のガスが供給され、ウエハに前記成膜処理が行われる。特許文献1に示されるように、前記ウエハボートにウエハを載置して、前記CVDを行う手法が知られている。   In general, in order to manufacture a semiconductor product, a film processing such as ALD (Atomic Layer Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition) is performed on a semiconductor wafer made of a silicon substrate or the like (hereinafter referred to as a wafer). . This film forming process may be performed by a batch type vertical heat treatment apparatus that processes a plurality of wafers at the same time. In this case, the wafers are transferred to a vertical wafer boat, and the wafer boat is rack-shaped. To support in multiple stages. The wafer boat is loaded (loaded) from below into a evacuable reaction vessel (reaction tube). Thereafter, various gases are supplied into the reaction container while the reaction container is kept airtight, and the film formation process is performed on the wafer. As disclosed in Patent Document 1, a technique is known in which a wafer is placed on the wafer boat and the CVD is performed.

前記ウエハボートの上部側及び下部側にはダミーウエハが保持され、これらダミーウエハに上下から挟まれるように前記半導体製品を製造するための被処理基板であるウエハ(説明の便宜上、製品ウエハと記載する場合がある)が多数保持された状態で、上記のようにウエハボートが反応容器内に搬入される。そのように製品ウエハと共にダミーウエハをウエハボートに保持する理由としては、処理容器内のガスの流れをスムーズにすると共に、製品ウエハ間の温度の均一性を高くして、製品ウエハに均一性高く成膜を行うことや、石英からなる前記ウエハボートからパーティクルが発生した場合に、当該パーティクルが前記製品ウエハに載らないようにすることを目的としている。このダミーウエハは製品ウエハと異なり、その表面には前記半導体製品を形成するための各種の膜が形成されておらず、従って配線を形成するための凹凸も形成されていない。以下、このダミーウエハをベアウエハとして記載する場合がある。   Dummy wafers are held on the upper side and the lower side of the wafer boat, and a wafer that is a substrate to be processed for manufacturing the semiconductor product so as to be sandwiched between the dummy wafers from above and below (for convenience of description, described as a product wafer) The wafer boat is loaded into the reaction vessel as described above. The reason why the dummy wafer is held together with the product wafer in the wafer boat is that the gas flow in the processing vessel is made smooth and the temperature uniformity between the product wafers is increased, so that the product wafer is made highly uniform. The object is to prevent the particles from being placed on the product wafer when the film is formed or when particles are generated from the wafer boat made of quartz. Unlike the product wafer, the dummy wafer has no surface on which various films for forming the semiconductor product are formed, and therefore, no unevenness for forming wiring is formed. Hereinafter, this dummy wafer may be described as a bare wafer.

特開2008−47785JP2008-47785

ところで半導体製品の微細化が進み、前記凹凸が製品ウエハに高密度に形成されることで、前記製品ウエハの表面積が次第に増加している。そのため、前記成膜処理時において、前記ベアウエハにおける処理ガスの消費量(反応量)に対して、製品ウエハにおけるガスの消費量が次第に大きくなっている。従って、ウエハボートの上段側、下段側に夫々支持される製品ウエハについては、当該製品ウエハ付近に処理ガスの消費量が少ないベアウエハが配置されることで、比較的多くの処理ガスが供給される。しかし、ウエハボートの中段に支持される製品ウエハについては、その上下に支持される製品ウエハによる処理ガスの消費量が大きいため、1枚あたりの処理ガスの供給量が比較的少なくなる。結果として、製品ウエハ間で、前記処理ガスにより形成される膜厚のばらつきが大きくなってしまうおそれがある。   By the way, miniaturization of a semiconductor product has progressed, and the surface area of the product wafer is gradually increasing as the irregularities are formed on the product wafer at a high density. For this reason, during the film forming process, the gas consumption in the product wafer is gradually increased with respect to the process gas consumption (reaction amount) in the bare wafer. Accordingly, with respect to the product wafers supported on the upper side and the lower side of the wafer boat, a relatively large amount of processing gas is supplied by placing a bare wafer with a low processing gas consumption near the product wafer. . However, for the product wafers supported on the middle stage of the wafer boat, the amount of processing gas consumed by the product wafers supported on the upper and lower sides is large, so that the amount of processing gas supplied per sheet is relatively small. As a result, there may be a large variation in film thickness formed by the processing gas between product wafers.

前記特許文献1の従来技術では、この処理ガスの分布を制御するために、製品ウエハと略等しい表面積を持つシリコンからなるダミーウエハをウエハボートに搭載してCVDによる成膜処理を行っている。また、上記従来技術では、成膜後、ダミーウエハをフッ酸溶液に浸漬して、成膜された膜を除去することで、ダミーウエハを再利用する。しかし、そのようにウエットエッチングが必要な構成とすることは、縦型熱処理装置から別の装置にダミーウエハを移載しなければならず、手間がかかるので不利である。   In the prior art of Patent Document 1, in order to control the distribution of the processing gas, a dummy wafer made of silicon having a surface area substantially equal to that of a product wafer is mounted on a wafer boat and a film forming process is performed by CVD. In the above prior art, after the film formation, the dummy wafer is reused by immersing the dummy wafer in a hydrofluoric acid solution and removing the formed film. However, such a configuration requiring wet etching is disadvantageous because a dummy wafer must be transferred from the vertical heat treatment apparatus to another apparatus, which is troublesome.

本発明は複数の基板を棚状に保持した保持具を反応容器内に搬入し、反応容器内に処理ガスを供給して成膜処理を行うにあたり、基板間での膜厚の均一性を高くする技術を提供する。   The present invention increases the uniformity of film thickness between substrates when carrying a film forming process by carrying a holding gas holding a plurality of substrates into a reaction container and supplying a processing gas into the reaction container. Provide technology to do.

本発明の縦型熱処理装置は、表面に凹凸が形成された複数の被処理基板を縦型の反応容器内にて基板保持具に保持した状態で加熱部により加熱して前記被処理基板に対して成膜処理を行う縦型熱処理装置において、
前記反応容器内に成膜ガスを供給するためのガス供給部と、
前記基板保持具に保持された前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方及び下方に各々位置するように設けられたガス分布調整部材と、を備え、
前記ガス分布調整部材には、前記基板保持具の天板よりも下方、且つ前記基板保持具の底板よりも上方において互いに上下に設けられ、各々凹凸が形成された第1の板状部材と、第2の板状部材とが含まれ、
前記第1の板状部材は第1の表面積を有し、前記第2の板状部材は、前記第1の表面積とは異なる第2の表面積を有する。
In the vertical heat treatment apparatus of the present invention, a plurality of substrates to be processed having irregularities formed on the surface are heated by a heating unit while being held by a substrate holder in a vertical reaction container, and the substrate to be processed is heated. In the vertical heat treatment apparatus that performs the film formation process,
A gas supply unit for supplying a film forming gas into the reaction vessel;
A gas distribution adjusting member provided so as to be positioned above and below the arrangement region of the plurality of substrates to be processed held by the substrate holder,
The gas distribution adjusting member is provided above and below the top plate of the substrate holder and above the bottom plate of the substrate holder. A second plate-like member,
The first plate-like member has a first surface area, and the second plate-like member has a second surface area different from the first surface area.

本発明によれば、前記基板保持具に保持された前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方及び下方に各々位置するようにガス分布調整部材である第1の板状部材と第2の板状部材とが設けられ、第1の板状部材と第2の板状部材とは互いに異なる表面積を備えている。従って、基板保持具の上方及び下方へのガスの供給量を各々きめ細かく調整することができ、それによって、基板間で形成される膜厚の均一性を高くすることができる。なお、前記ガス分布調整部材を石英により構成した場合は、シリコンにより構成した場合に比べて反応管内に供給されるフッ素あるいはフッ素化合物を含むフッ素系ガスであるクリーニングガスによりエッチングされ難い。従って当該ガスにより反応管内と共に当該ガス分布調整部材をクリーニング可能であるため、装置の運用の手間を軽減させることができる。   According to the present invention, the first plate member and the second member which are gas distribution adjusting members are positioned above and below the arrangement region of the plurality of substrates to be processed held by the substrate holder. A plate member is provided, and the first plate member and the second plate member have different surface areas. Accordingly, it is possible to finely adjust the amount of gas supplied to the upper and lower portions of the substrate holder, thereby increasing the uniformity of the film thickness formed between the substrates. When the gas distribution adjusting member is made of quartz, it is less likely to be etched by a cleaning gas which is a fluorine-based gas containing fluorine or a fluorine compound supplied into the reaction tube as compared with a case where the gas distribution adjusting member is made of silicon. Accordingly, since the gas distribution adjusting member can be cleaned together with the inside of the reaction tube by the gas, the labor of operation of the apparatus can be reduced.

本発明の第1の実施形態に係る縦型熱処理装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the vertical heat processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 前記縦型熱処理装置の横断平面図である。It is a cross-sectional top view of the said vertical heat processing apparatus. 製品ウエハの縦断側面図である。It is a vertical side view of a product wafer. 前記縦型熱処理装置の処理のタイミングチャートである。It is a timing chart of processing of the vertical heat treatment apparatus. 第1の実施形態において製品ウエハに成膜される様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that it forms into a film on a product wafer in 1st Embodiment. 比較例において製品ウエハに成膜される様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that it forms into a film on a product wafer in a comparative example. 前記縦型熱処理装置で処理されたウエハ間の膜厚分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the film thickness distribution between the wafers processed with the said vertical heat processing apparatus. ウエハボートにおける製品ウエハの配置例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of arrangement | positioning of the product wafer in a wafer boat. 第2の実施形態に係る縦型熱処理装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the vertical heat processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 前記縦型熱処理装置の横断平面図である。It is a cross-sectional top view of the said vertical heat processing apparatus. 前記縦型熱処理装置で処理されたウエハ間の膜厚分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the film thickness distribution between the wafers processed with the said vertical heat processing apparatus. 第3の実施形態に係るウエハボートを用いて処理されたウエハ間の膜厚分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the film thickness distribution between the wafers processed using the wafer boat which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係るウエハボートを用いて処理されたウエハ間の膜厚分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the film thickness distribution between the wafers processed using the wafer boat which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係るウエハボートにおける各ウエハの配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of each wafer in the wafer boat which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施形態に係るウエハボートにおける各ウエハの他の配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows other arrangement | positioning of each wafer in the wafer boat which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施形態に係るウエハボートにおける各ウエハのさらに他の配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows other arrangement | positioning of each wafer in the wafer boat which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施形態で用いられる石英ウエハの概略構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of schematic structure of the quartz wafer used in 5th Embodiment. 評価試験で用いたインジェクタの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the injector used by the evaluation test. 評価試験の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of an evaluation test. 評価試験の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of an evaluation test. 評価試験の結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the result of an evaluation test.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施の形態について、図面に基づき説明する。図1及び図2は本発明に係る縦型熱処理装置1の概略縦断面図及び概略横断面図である。図1及び図2の11は例えば石英により縦型の円柱状に形成された処理容器をなす反応管である。また、この反応管11の下端開口部の周縁部にはフランジ12が一体に形成されており、このフランジ12の下面には、例えばステンレススチールにより円筒状に形成されたマニホールド2がOリング等のシール部材21を介して連結されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are a schematic longitudinal sectional view and a schematic transverse sectional view of a vertical heat treatment apparatus 1 according to the present invention. Reference numeral 11 in FIGS. 1 and 2 denotes a reaction tube forming a processing vessel formed of, for example, quartz in a vertical cylindrical shape. Further, a flange 12 is integrally formed at the peripheral edge of the lower end opening of the reaction tube 11, and a manifold 2 formed in a cylindrical shape with, for example, stainless steel is formed on the lower surface of the flange 12 such as an O-ring. It is connected via a seal member 21.

前記マニホールド2の下端は、搬入出口(炉口)として開口され、その開口部22の周縁部にはフランジ23が一体に形成されている。前記マニホールド2の下方には、フランジ23の下面にOリング等のシール部材24を介して開口部22を気密に閉塞する、例えば石英製の蓋体25がボートエレベータ26により上下方向に開閉可能に設けられている。前記蓋体25の中央部には回転軸27が貫通して設けられ、その上端部にはステージ39を介して基板保持具であるウエハボート3が搭載されている。   The lower end of the manifold 2 is opened as a loading / unloading port (furnace port), and a flange 23 is formed integrally with a peripheral portion of the opening 22. Below the manifold 2, an opening 22 is hermetically closed on the lower surface of the flange 23 via a seal member 24 such as an O-ring. For example, a lid 25 made of quartz can be opened and closed by a boat elevator 26 in the vertical direction. Is provided. A rotation shaft 27 is provided through the central portion of the lid body 25, and a wafer boat 3 as a substrate holder is mounted on the upper end portion thereof via a stage 39.

前記マニホールド2の側壁には、L字型の第1の原料ガス供給管40が挿入して設けられており、前記第1の原料ガス供給管40の先端部には、図2に示すように反応管11内を上方向へ延びる石英管よりなる2本の第1の原料ガス供給ノズル41が、後述のプラズマ発生部60の細長い開口部61を挟んで配置されている。これら第1の原料ガス供給ノズル41,41には、その長さ方向に沿って複数(多数)のガス吐出孔41aが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス吐出孔41a,41aから水平方向に向けて略均一にガスを吐出できるようになっている。また前記第1の原料ガス供給管40の基端側には、供給機器群42を介して第1の原料ガスであるシラン系のガス例えばSiHCl(ジクロロシラン:DCS)ガスの供給源43が接続されている。 An L-shaped first source gas supply pipe 40 is inserted in the side wall of the manifold 2, and at the tip of the first source gas supply pipe 40, as shown in FIG. Two first source gas supply nozzles 41 made of a quartz tube extending upward in the reaction tube 11 are arranged with an elongated opening 61 of a plasma generation unit 60 described later interposed therebetween. In these first source gas supply nozzles 41, 41, a plurality (a large number) of gas discharge holes 41a are formed at predetermined intervals along the length direction, and the gas discharge holes 41a, 41a Gas can be discharged substantially uniformly in the horizontal direction. Further, a supply source of a silane-based gas, for example, SiH 2 Cl 2 (dichlorosilane: DCS) gas, which is a first source gas, is provided on the base end side of the first source gas supply pipe 40 via a supply device group 42. 43 is connected.

また前記マニホールド2の側壁には、L字型の第2の原料ガス供給管50が挿入して設けられており、前記第2の原料ガス供給管50の先端部には、反応管11内を上方向へ延びて途中で屈曲し、後述するプラズマ発生部60内に設置される石英よりなる第2の原料ガス供給ノズル51が設けられている。この第2の原料ガス供給ノズル51には、その長さ方向に沿って複数(多数)のガス吐出孔51aが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス吐出孔51aから水平方向に向けて略均一にガスを吐出できるようになっている。また前記第2の原料ガス供給管50の基端側は二つに分岐されており、一方の第2の原料ガス供給管50には供給機器群52を介して第2の原料ガスであるアンモニア(NH)ガスの供給源53が接続されており、他方の第2の原料ガス供給管50には供給機器群54を介して窒素(N)ガスの供給源55が接続されている。 Further, an L-shaped second source gas supply pipe 50 is inserted in the side wall of the manifold 2, and the reaction tube 11 is formed at the tip of the second source gas supply pipe 50. A second source gas supply nozzle 51 made of quartz is provided that extends upward and bends in the middle and is installed in a plasma generator 60 described later. In the second source gas supply nozzle 51, a plurality of (many) gas discharge holes 51a are formed at predetermined intervals along the length direction thereof, and are directed from the gas discharge holes 51a in the horizontal direction. The gas can be discharged almost uniformly. The base end side of the second source gas supply pipe 50 is branched into two, and one second source gas supply pipe 50 is supplied with ammonia as a second source gas through a supply device group 52. A supply source 53 of (NH 3 ) gas is connected, and a supply source 55 of nitrogen (N 2 ) gas is connected to the other second source gas supply pipe 50 via a supply device group 54.

さらにマニホールド2の側壁には、クリーニングガス供給管45の一端が挿入されて設けられている。クリーニングガス供給管45の他端は分岐し、各々供給機器群46、47を介して、F(フッ素)ガスのガス供給源48、HF(フッ化水素)のガス供給源49に各々接続されている。これによって、反応管11内にクリーニングガスとして、FとHFとの混合ガスを供給することができる。クリーニングガスとしてはこのようなフッ素ガスまたはフッ化水素ガスを主成分とするガスを用いることに限られず、例えば他のフッ素化合物を主成分とするガスを用いてもよい。なお、前記供給機器群42,46、47、52,54のそれぞれはバルブ及び流量調整部等により構成されている。 Furthermore, one end of a cleaning gas supply pipe 45 is inserted in the side wall of the manifold 2. The other end of the cleaning gas supply pipe 45 branches and is connected to a gas supply source 48 of F 2 (fluorine) gas and a gas supply source 49 of HF (hydrogen fluoride) via supply device groups 46 and 47, respectively. ing. As a result, a mixed gas of F 2 and HF can be supplied into the reaction tube 11 as a cleaning gas. The cleaning gas is not limited to using such a fluorine gas or a gas containing hydrogen fluoride gas as a main component. For example, a gas containing another fluorine compound as a main component may be used. Each of the supply device groups 42, 46, 47, 52, 54 includes a valve and a flow rate adjusting unit.

また前記反応管11の側壁の一部には、その高さ方向に沿ってプラズマ発生部60が設けられている。前記プラズマ発生部60は、前記反応管11の側壁を上下方向に沿って所定の幅で削りとることによって上下に細長い開口部61を形成し、この開口部61を覆うようにして断面凹部状になされた上下に細長い例えば石英製の区画壁62を反応管11の外壁に気密に溶接接合することにより構成される。この区画壁62により囲まれる領域がプラズマ発生領域PSとなる。   In addition, a plasma generation unit 60 is provided along a height direction of a part of the side wall of the reaction tube 11. The plasma generation unit 60 forms a vertically elongated opening 61 by scraping the side wall of the reaction tube 11 with a predetermined width along the vertical direction, and forms a recess in a cross section so as to cover the opening 61. The partition wall 62 made of, for example, quartz is vertically and vertically welded and joined to the outer wall of the reaction tube 11. A region surrounded by the partition wall 62 is a plasma generation region PS.

前記開口部61は、ウエハボート3に保持されている全てのウエハを高さ方向においてカバーできるように上下方向に十分長く形成されている。また前記区画壁62の両側壁の外側面には、その長さ方向(上下方向)に沿って互いに対向するようにして細長い一対のプラズマ電極63が設けられている。このプラズマ電極63には、プラズマ発生用の高周波電源64が給電ライン65を介して接続されており、上記プラズマ電極63に例えば13.56MHzの高周波電圧を印加することによりプラズマを発生し得るようになっている。また前記区画壁62の外側には、前記区画壁62を覆うようにして例えば石英よりなる絶縁保護カバー66が取り付けられている。   The opening 61 is formed long enough in the vertical direction so as to cover all the wafers held in the wafer boat 3 in the height direction. A pair of elongated plasma electrodes 63 are provided on the outer side surfaces of both side walls of the partition wall 62 so as to face each other along the length direction (vertical direction). A high frequency power source 64 for generating plasma is connected to the plasma electrode 63 via a power supply line 65 so that plasma can be generated by applying a high frequency voltage of, for example, 13.56 MHz to the plasma electrode 63. It has become. An insulating protective cover 66 made of, for example, quartz is attached outside the partition wall 62 so as to cover the partition wall 62.

またマニホールド2には、反応管11内の雰囲気を真空排気するために排気口67が開口している。排気口67には、反応管11内を所望の真空度に減圧排気可能な真空排気手段をなす真空ポンプ68及び例えばバタフライバルブからなる圧力調整部69を備えた排気管59が接続されている。また図1に示すように反応管11の外周を囲むようにして、反応管11及び反応管11内のウエハを加熱する加熱手段である筒状体のヒータ28が設けられている。   The manifold 2 has an exhaust port 67 for evacuating the atmosphere in the reaction tube 11. Connected to the exhaust port 67 is a vacuum pump 68 serving as a vacuum exhaust means capable of evacuating the inside of the reaction tube 11 to a desired degree of vacuum, and an exhaust pipe 59 including a pressure adjusting unit 69 composed of, for example, a butterfly valve. As shown in FIG. 1, a cylindrical heater 28 is provided so as to surround the outer periphery of the reaction tube 11 and is a heating means for heating the reaction tube 11 and the wafer in the reaction tube 11.

また、上記の縦型熱処理装置1は、制御部100を備えている。前記制御部100は、例えばコンピュータからなり、ボートエレベータ26、ヒータ28、供給機器群42、46、47、52、54、高周波電源64、圧力調整部69等を制御するように構成されている。より具体的には、制御部100は反応管11内で行われる後述する一連の処理のステップを実行するためのシーケンスプログラムを記憶した記憶部、各プログラムの命令を読み出して各部に制御信号を出力する手段等を備えている。なお、このプログラムは例えばハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリーカード等の記憶媒体に格納された状態で制御部100に格納される。   The vertical heat treatment apparatus 1 includes a control unit 100. The control unit 100 includes, for example, a computer, and is configured to control the boat elevator 26, the heater 28, the supply device groups 42, 46, 47, 52, 54, the high frequency power supply 64, the pressure adjustment unit 69, and the like. More specifically, the control unit 100 stores a sequence program for executing a series of processing steps to be described later performed in the reaction tube 11, reads out commands of each program, and outputs a control signal to each unit It has means to do. The program is stored in the control unit 100 while being stored in a storage medium such as a hard disk, a flexible disk, a compact disk, a magnetic optical disk (MO), or a memory card.

続いて、前記ウエハボート3についてさらに説明する。ウエハボート3は石英からなり、成膜処理時に互いに平行に置かれる天板31と底板32とを備え、これら天板31及び底板32は、上下に伸びる3つの支柱33の一端、他端に夫々接続されている。各支柱33には多段に支持部34(図2参照)が設けられ、この支持部34上にウエハを水平に保持できるように構成されている。従って、ウエハボート3にウエハは、多段に棚状に保持される。各支持部34上におけるウエハが支持される領域をスロットと表記し、この例ではスロットが120個設けられる。また、各スロットは1〜120の番号で表され、上段側のスロットほど若い番号が付されている。   Next, the wafer boat 3 will be further described. The wafer boat 3 is made of quartz, and includes a top plate 31 and a bottom plate 32 that are placed in parallel with each other during the film forming process. The top plate 31 and the bottom plate 32 are respectively provided at one end and the other end of three support columns 33 extending vertically. It is connected. Each column 33 is provided with support portions 34 (see FIG. 2) in multiple stages, and is configured so that the wafer can be held horizontally on the support portions 34. Accordingly, the wafers are held on the wafer boat 3 in a shelf shape in multiple stages. An area where the wafer is supported on each support portion 34 is referred to as a slot. In this example, 120 slots are provided. Each slot is represented by a number from 1 to 120, and the upper slot is assigned a smaller number.

この第1の実施形態では、前記スロットにウエハ10とウエハ71とが搭載される。ウエハ10は、背景技術の項目で述べた半導体製品を製造するための製品ウエハであり、例えばシリコン基板により構成されている。図3に示すように、ウエハ10の表面には配線を形成するための凹凸が形成されている。図中、35はポリシリコン膜、36はタングステン膜である。37は、これらの膜35,36に形成された凹部である。38は、この縦型熱処理装置1により成膜されるSiN膜(シリコン窒化膜)である。   In the first embodiment, the wafer 10 and the wafer 71 are mounted in the slot. The wafer 10 is a product wafer for manufacturing a semiconductor product described in the section of the background art, and is constituted by, for example, a silicon substrate. As shown in FIG. 3, irregularities for forming wiring are formed on the surface of the wafer 10. In the figure, 35 is a polysilicon film, and 36 is a tungsten film. Reference numeral 37 denotes a recess formed in these films 35 and 36. Reference numeral 38 denotes a SiN film (silicon nitride film) formed by the vertical heat treatment apparatus 1.

ウエハ71は、石英により構成されるウエハ(以下、石英ウエハと記載する)である。石英ウエハ71は、ウエハボート3に載置できるように平面視その外形が、ウエハ10の外形に一致するように構成される。取り扱い時の破損を防ぐために、石英ウエハ71の厚さは、例えばウエハ10の厚さよりも若干大きく、例えば2mmに構成される。図1の点線の矢印の先に示す点線の円内には、石英ウエハ71の縦断側面を拡大して示している。ここに示されるように、石英ウエハ71の表面及び裏面には凹凸が形成されている。この凹凸は例えばレーザー加工や機械加工などにより形成される。   The wafer 71 is a wafer made of quartz (hereinafter referred to as a quartz wafer). The quartz wafer 71 is configured such that its outer shape in plan view matches the outer shape of the wafer 10 so that it can be placed on the wafer boat 3. In order to prevent breakage during handling, the thickness of the quartz wafer 71 is, for example, slightly larger than the thickness of the wafer 10, for example, 2 mm. The vertical side surface of the quartz wafer 71 is shown in an enlarged manner within the dotted circle shown at the tip of the dotted arrow in FIG. As shown here, unevenness is formed on the front and back surfaces of the quartz wafer 71. This unevenness is formed by, for example, laser processing or machining.

ウエハ10の表面積を、ウエハ10の外形寸法に基づいて計算される表面積で割ることで得られる単位領域あたりの表面積をS0とする。前記外形寸法で求められる表面積とは、ウエハ10の表面の凹部37を考慮せずに、ウエハ10の表面が平坦面であるものとして求められる仮想の表面積である。つまり、実際のウエハ10の表面積を前記仮想の表面積で割った値が、前記単位領域あたりの表面積S0である。ここでいうウエハの表面積とは、ウエハの上面(表面)の面積+下面(裏面)の面積とする。そして、石英ウエハ71の表面積を、当該石英ウエハ71の外形寸法に基づいて計算される表面積で割ることで得られる単位領域あたりの表面積をSとする。石英ウエハ71についての前記外形寸法で求められる表面積とは、ウエハ10の場合と同様に、石英ウエハ71の表面及び裏面に形成された凹部を考慮せずに、石英ウエハ71の表面及び裏面が平坦面であるものとして求められる仮想の表面積である。後述のようにウエハボート3の上下方向におけるガス分布を調整するために、S/S0は例えば0.06≦S/S0となるように設定される。この例ではS/S0=0.6となるように石英ウエハ71が構成されている。   Let S0 be the surface area per unit area obtained by dividing the surface area of the wafer 10 by the surface area calculated based on the external dimensions of the wafer 10. The surface area determined by the outer dimensions is an imaginary surface area that is determined by assuming that the surface of the wafer 10 is a flat surface without considering the concave portion 37 on the surface of the wafer 10. That is, a value obtained by dividing the actual surface area of the wafer 10 by the virtual surface area is the surface area S0 per unit region. The surface area of the wafer here is the area of the upper surface (front surface) of the wafer + the area of the lower surface (back surface). The surface area per unit region obtained by dividing the surface area of the quartz wafer 71 by the surface area calculated based on the external dimensions of the quartz wafer 71 is S. The surface area determined by the external dimensions of the quartz wafer 71 is the same as in the case of the wafer 10, and the surface and the back surface of the quartz wafer 71 are flat without considering the recesses formed on the surface and the back surface of the quartz wafer 71. This is a virtual surface area required to be a surface. In order to adjust the gas distribution in the vertical direction of the wafer boat 3 as described later, S / S0 is set to satisfy 0.06 ≦ S / S0, for example. In this example, the quartz wafer 71 is configured so that S / S0 = 0.6.

S/S0を例えば0.06≦S/S0とするのは、S/S0が0.06より小さいと、ウエハ10で消費されるガスが多くなりすぎて、石英ウエハ71を用いた各ウエハ10の膜厚調整が困難になる懸念があるためである。図1に示すように石英ウエハ71は、ウエハボート3のスロットの内、上端側及び下端側の複数のスロットに保持される。石英ウエハ71が保持されていないスロットには、ウエハ10が保持される。従って、石英ウエハ71に上下から挟まれるように、ウエハ10群がウエハボート3に保持される。前記石英ウエハ71は、ウエハ10と同様にウエハボート3に対して着脱自在に構成してもよいし、固定されていてもよい。ウエハ10は、ウエハボート3に対して図示しない移載機構により移載される。石英ウエハ71をウエハボート3に対して着脱自在に構成する場合には、例えばこの移載機構によりウエハ10と同様に移載される。取り扱いが容易であることから、この例では石英ウエハ71はウエハボート3に固定されているものとする。   For example, S / S0 is set to 0.06 ≦ S / S0. If S / S0 is smaller than 0.06, the gas consumed by the wafer 10 is excessive, and each wafer 10 using the quartz wafer 71 is used. This is because there is a concern that it is difficult to adjust the film thickness. As shown in FIG. 1, the quartz wafer 71 is held in a plurality of slots on the upper end side and the lower end side among the slots of the wafer boat 3. The wafer 10 is held in the slot where the quartz wafer 71 is not held. Accordingly, the group of wafers 10 is held on the wafer boat 3 so as to be sandwiched between the quartz wafers 71 from above and below. The quartz wafer 71 may be configured to be detachable from the wafer boat 3 in the same manner as the wafer 10 or may be fixed. The wafer 10 is transferred to the wafer boat 3 by a transfer mechanism (not shown). When the quartz wafer 71 is configured to be detachable from the wafer boat 3, the quartz wafer 71 is transferred in the same manner as the wafer 10 by this transfer mechanism, for example. In this example, it is assumed that the quartz wafer 71 is fixed to the wafer boat 3 because it is easy to handle.

続いて、縦型熱処理装置1にて実施される成膜処理について説明する。先ず、上記のように石英ウエハ71に上下を挟まれるようにウエハ10群を載置したウエハボート3を、予め所定の温度に設定された反応管11内に、その下方より上昇させて搬入(ロード)し、蓋体25でマニホールド2の下端開口部22を閉じることにより反応管11内を密閉する。   Subsequently, a film forming process performed in the vertical heat treatment apparatus 1 will be described. First, the wafer boat 3 on which the group of wafers 10 is placed so as to be sandwiched between the quartz wafers 71 as described above is raised into the reaction tube 11 set in advance at a predetermined temperature from below and loaded ( The reaction tube 11 is sealed by closing the lower end opening 22 of the manifold 2 with the lid 25.

そして反応管11内を真空ポンプ68によって真空引きし、反応管11内が所定の真空度となるようにする。次いで反応管11内の圧力を例えば665.5Pa(5Torr)にして、第1の原料ガス供給ノズル41より反応管11内にDCSガス及びN2ガスを夫々例えば1000sccm、2000sccmの流量で例えば3秒間、高周波電源64がオフの状態で供給し、回転しているウエハボート3に棚状に保持されているウエハ10の表面にDCSガスの分子を吸着させる(ステップS1)。   Then, the inside of the reaction tube 11 is evacuated by the vacuum pump 68 so that the inside of the reaction tube 11 has a predetermined degree of vacuum. Next, the pressure in the reaction tube 11 is set to, for example, 665.5 Pa (5 Torr), and DCS gas and N 2 gas are supplied into the reaction tube 11 from the first source gas supply nozzle 41 at a flow rate of, for example, 1000 sccm and 2000 sccm, for 3 seconds, for example. The high frequency power supply 64 is supplied in the off state, and the molecules of the DCS gas are adsorbed on the surface of the wafer 10 held in a shelf shape on the rotating wafer boat 3 (step S1).

その後、DCSガスの供給を止め、反応管11内にはNガスを供給し続けると共に反応管11内の圧力を例えば120Pa(0.9Torr)にして、反応管11内をN2パージする(ステップS2)。次いで、反応管11内の圧力を例えば例えば54Pa(0.4Torr)にして、第2の原料ガス供給ノズル51より反応管11内にNHガス及びNガスを夫々例えば5000sccm、2000sccmの流量で例えば20秒間、高周波電源64がオンの状態で供給する(ステップS3)。これによりNラジカル,Hラジカル,NHラジカル,NHラジカル,NHラジカル等の活性種とDCSガスの分子とが反応して、図3に示したSiN膜38が生成される。 Thereafter, the supply of DCS gas is stopped, the N 2 gas is continuously supplied into the reaction tube 11 and the pressure in the reaction tube 11 is set to 120 Pa (0.9 Torr), for example, to purge the reaction tube 11 with N 2 (step) S2). Next, the pressure in the reaction tube 11 is set to, for example, 54 Pa (0.4 Torr), and NH 3 gas and N 2 gas are supplied into the reaction tube 11 from the second source gas supply nozzle 51 at flow rates of, for example, 5000 sccm and 2000 sccm, respectively. For example, the high-frequency power supply 64 is supplied for 20 seconds with the power on (step S3). As a result, active species such as N radicals, H radicals, NH radicals, NH 2 radicals, and NH 3 radicals react with the molecules of the DCS gas to produce the SiN film 38 shown in FIG.

しかる後、NHガスの供給を止め、反応管11内にはNガスを供給し続けると共に反応管11内の圧力を例えば106Pa(0.8Torr)にして反応管11内をNパージする(ステップS4)。図4は各ガスの供給のタイミングと高周波電源64をオンにするタイミングとを示したタイミングチャートである。このチャートに示すように、上記ステップS1〜ステップS4を複数回例えば200回繰り返すことで、ウエハ10の表面にSiN膜38の薄膜がいわば一層ずつ積層されて成長し、ウエハ10の表面に所望の厚さのSiN膜38が形成される。 Thereafter, the supply of NH 3 gas is stopped, N 2 gas is continuously supplied into the reaction tube 11, and the pressure in the reaction tube 11 is set to 106 Pa (0.8 Torr), for example, and the reaction tube 11 is purged with N 2 . (Step S4). FIG. 4 is a timing chart showing the timing of supplying each gas and the timing of turning on the high frequency power supply 64. As shown in this chart, by repeating the above steps S1 to S4 a plurality of times, for example, 200 times, a thin film of the SiN film 38 is laminated and grown on the surface of the wafer 10 one by one. A SiN film 38 having a thickness is formed.

図5の模式図を用いて、上記の成膜処理中にDCSガスが供給されたときの、ウエハ10及び石英ウエハ71の状態を説明する。図中70はDCSガスの分子である。ウエハボート3の中段では、その表面に凹凸が形成されることで表面積が大きいウエハ10が多段に配置されており、ウエハボート3の中段に供給された前記分子70は、これらのウエハ10に消費(吸着)される。このように分子70が、ウエハ10間で均一性高く分配されるように消費され、ウエハ10の1枚あたりの分子70の吸着量が過剰になることが抑えられる。   The state of the wafer 10 and the quartz wafer 71 when the DCS gas is supplied during the film forming process will be described with reference to the schematic diagram of FIG. In the figure, 70 is a molecule of DCS gas. In the middle stage of the wafer boat 3, the wafers 10 having a large surface area are formed in multiple stages by forming irregularities on the surface thereof, and the molecules 70 supplied to the middle stage of the wafer boat 3 are consumed by these wafers 10. (Adsorption). In this way, the molecules 70 are consumed so as to be distributed with high uniformity among the wafers 10, and the amount of adsorption of the molecules 70 per wafer 10 is suppressed from being excessive.

そして、ウエハボート3の上段及び下段に保持されたウエハ10についても、中段に保持されたウエハ10と同様、その近傍に表面積が大きく構成されたウエハ、つまり石英ウエハ71が存在する。従って、ウエハボート3の上段及び下段に供給された前記分子70が、ウエハ10及び石英ウエハ71において均一性高く分配されるように消費される。つまり、その表面積が大きいために石英ウエハ71における分子70の吸着量が比較的多いので、過剰な分子70がウエハ10に供給されることが抑えられ、ウエハ10の1枚あたりの分子70の吸着量が過剰になることが抑えられる。   As for the wafers 10 held at the upper and lower stages of the wafer boat 3, the wafer 10 having a large surface area, that is, the quartz wafer 71 is present in the vicinity thereof, like the wafer 10 held at the middle stage. Therefore, the molecules 70 supplied to the upper and lower stages of the wafer boat 3 are consumed so as to be distributed with high uniformity between the wafer 10 and the quartz wafer 71. That is, since the surface area is large, the amount of adsorption of the molecules 70 on the quartz wafer 71 is relatively large. Therefore, the supply of excess molecules 70 to the wafer 10 is suppressed, and the adsorption of molecules 70 per wafer 10 is absorbed. An excessive amount is suppressed.

図5との比較のために、図6の模式図を示している。この図6は、既述した石英ウエハ71が配置される各スロットに、当該石英ウエハ71の代わりに背景技術の項目で説明したベアウエハ72を配置して処理を行った場合において、ウエハ10へ分子70が吸着する様子を示している。既述のようにベアウエハ72は例えばシリコンにより構成され、その表面にデバイス形成用の凹凸が形成されていないため表面積が小さい。当該ベアウエハ72を配置した場合でも、ウエハボート3の中段では、図5で説明したように各ウエハ10へ分子70が分配されて1枚あたりのウエハ10への吸着量が抑えられる。しかし、ウエハボート3の上段及び下段に保持されたウエハ10については、その近傍にベアウエハ72が存在し、当該ベアウエハ72はその表面積が小さい故に分子70の吸着量が小さいので、ベアウエハ72で消費しきれない余剰の分子70が当該ウエハ10に吸着してしまう。   For comparison with FIG. 5, the schematic diagram of FIG. 6 is shown. FIG. 6 shows a case where the bare wafer 72 described in the section of the background art is placed in place of the quartz wafer 71 in each slot where the quartz wafer 71 described above is placed and processing is performed. 70 shows how 70 adsorbs. As described above, the bare wafer 72 is made of, for example, silicon and has a small surface area because no irregularities for device formation are formed on the surface thereof. Even when the bare wafer 72 is arranged, in the middle stage of the wafer boat 3, as described with reference to FIG. 5, the molecules 70 are distributed to the wafers 10, and the amount of adsorption to the wafers 10 per sheet is suppressed. However, the wafer 10 held on the upper and lower stages of the wafer boat 3 has a bare wafer 72 in the vicinity thereof, and the bare wafer 72 is consumed by the bare wafer 72 because the adsorption amount of the molecules 70 is small because the surface area is small. Surplus molecules 70 that cannot be absorbed are adsorbed to the wafer 10.

図5、図6で説明したように、石英ウエハ71をウエハボート3に保持することにより、ウエハボートの上段側及び下段側のウエハ10に過剰に分子70が吸着することを抑え、結果としてウエハ間で均一性高く分子70が吸着する。DCSガスの分子70が吸着する例について説明したが、石英ウエハ71をウエハボート3に保持することで、上記のNHガス、Nガスから生じたラジカルも各ウエハ10間に、前記分子70と同様に均一性高く供給される。そして、供給されたラジカルは当該分子70と反応する。 As described with reference to FIGS. 5 and 6, by holding the quartz wafer 71 on the wafer boat 3, it is possible to prevent the molecules 70 from being excessively adsorbed on the upper and lower wafers 10 of the wafer boat. The molecules 70 are adsorbed with high uniformity. The example in which the molecules 70 of the DCS gas are adsorbed has been described. However, by holding the quartz wafer 71 on the wafer boat 3, radicals generated from the NH 3 gas and the N 2 gas also pass between the molecules 70 between the wafers 10. As well as high uniformity. The supplied radical reacts with the molecule 70.

上記のようにステップS1〜S4を200回繰り返してプロセスを終了した後、ウエハボート3が反応管11から搬出される。処理を終えたウエハ10がウエハボート3から取り出された後、当該ウエハボート3が再度反応管11に搬入されて、前記開口部22が閉じられる。反応管11内を真空引きして所定の圧力に設定すると共に、その温度を例えば350℃に設定する。そして、既述したF及びHFからなるクリーニングガスを、反応管11内に供給する。これによって、反応管11内、ウエハボート3及び石英ウエハ71に成膜されたSiN膜38がエッチングされ、排気流に乗って反応管11から除去される。然る後、クリーニングガスの供給を停止し、ウエハボート3が反応管11から搬出される。その後、ウエハボート3には後続のウエハ10が搭載され、上記のステップS1〜S4に従って当該後続のウエハ10に成膜処理が行われる。 As described above, steps S1 to S4 are repeated 200 times to complete the process, and then the wafer boat 3 is unloaded from the reaction tube 11. After the processed wafer 10 is taken out from the wafer boat 3, the wafer boat 3 is loaded again into the reaction tube 11 and the opening 22 is closed. The inside of the reaction tube 11 is evacuated and set to a predetermined pressure, and the temperature is set to 350 ° C., for example. Then, the cleaning gas composed of F 2 and HF described above is supplied into the reaction tube 11. As a result, the SiN film 38 formed on the reaction tube 11, the wafer boat 3 and the quartz wafer 71 is etched and removed from the reaction tube 11 on the exhaust flow. Thereafter, the supply of the cleaning gas is stopped, and the wafer boat 3 is unloaded from the reaction tube 11. Thereafter, the succeeding wafer 10 is mounted on the wafer boat 3, and a film forming process is performed on the succeeding wafer 10 according to the above steps S <b> 1 to S <b> 4.

図7には、ウエハ10の膜厚とスロットの位置との関係を示したグラフを示している。グラフの横軸はウエハ10の膜厚に対応し、縦軸はスロットの位置に対応する。グラフの縦軸とその高さが対応するようにウエハボート3を、スロット番号を付して示している。点線で示すグラフは実験に基づいて取得されたデータであり、図6で説明したように石英ウエハ71の代わりにベアウエハ72をウエハボート3に保持して成膜処理を行った場合における各スロットのウエハ10の膜厚分布を示している。図6で既述した理由により、ボート3の中段のスロットから、上段及び下段のスロットに向かうにつれて次第にウエハ10の膜厚は大きくなっており、上端部及び下端部におけるスロットのウエハ10と、中段部におけるスロットのウエハ10とで膜厚の差が比較的大きい。つまり、スロット間で膜厚のばらつきが大きい。なお、図7中のウエハボート3には、このベアウエハ72ではなく、実施形態に従って石英ウエハ71を保持した状態を示している。   FIG. 7 shows a graph showing the relationship between the film thickness of the wafer 10 and the slot position. The horizontal axis of the graph corresponds to the film thickness of the wafer 10, and the vertical axis corresponds to the slot position. The wafer boat 3 is shown with slot numbers so that the vertical axis of the graph corresponds to its height. A graph indicated by a dotted line is data obtained based on an experiment. As described with reference to FIG. 6, as described in FIG. The film thickness distribution of the wafer 10 is shown. For the reasons described above with reference to FIG. 6, the film thickness of the wafer 10 gradually increases from the middle slot of the boat 3 toward the upper and lower slots. The difference in film thickness between the slot 10 and the wafer 10 is relatively large. That is, there is a large variation in film thickness between slots. Note that the wafer boat 3 in FIG. 7 shows a state in which not the bare wafer 72 but the quartz wafer 71 is held according to the embodiment.

図7の実線のグラフは、図1〜図5で説明したように、石英ウエハ71を配置して処理を行う場合に想定されるグラフであり、第1の実施形態の効果を示す。図5で説明した理由により、石英ウエハ71によってウエハボート3の上部側及び下部側のウエハ10への過剰なガスの供給が抑えられるので、グラフに表示するように、これら上部側及び下部側のウエハ10の膜厚が大きくなることが抑えられる。結果として、各スロット間でウエハ10の膜厚の均一性を高くすることができる。   The solid line graph in FIG. 7 is a graph assumed when the processing is performed with the quartz wafer 71 arranged, as described with reference to FIGS. 1 to 5, and shows the effect of the first embodiment. For the reason described with reference to FIG. 5, the quartz wafer 71 suppresses excessive gas supply to the wafer 10 on the upper side and the lower side of the wafer boat 3, so that the upper and lower sides of the wafer boat 3 are displayed as shown in the graph. An increase in the film thickness of the wafer 10 can be suppressed. As a result, the uniformity of the film thickness of the wafer 10 can be increased between the slots.

また、石英ウエハ71の表面積を大きくするほど、ウエハボート3の上部側及び下部側のウエハ10へのガスの供給を抑えることができると考えられる。図7中の二点鎖線のグラフは、石英ウエハ71の表面積をウエハ10の表面積よりも大きくした場合に想定される膜厚分布のグラフである。ウエハ10の表面積に応じて、適切な膜厚分布となるように石英ウエハ71の表面積が決定される。なお、石英ウエハ71は、ウエハボート3の上部、下部に夫々一枚のみ設けても、既述のようにウエハ10のガス分布を調整することができる。しかし、ウエハ10間の温度分布を制御する観点から、複数枚設けることが好ましい。   Further, it is considered that as the surface area of the quartz wafer 71 is increased, the gas supply to the wafers 10 on the upper side and the lower side of the wafer boat 3 can be suppressed. 7 is a graph of the film thickness distribution assumed when the surface area of the quartz wafer 71 is larger than the surface area of the wafer 10. In accordance with the surface area of the wafer 10, the surface area of the quartz wafer 71 is determined so as to have an appropriate film thickness distribution. Even if only one quartz wafer 71 is provided on each of the upper and lower portions of the wafer boat 3, the gas distribution of the wafer 10 can be adjusted as described above. However, it is preferable to provide a plurality of sheets from the viewpoint of controlling the temperature distribution between the wafers 10.

さらに石英ウエハ71は石英であるため、Siからなるウエハに比べて、上記のフッ素ガスあるいはフッ素化合物からなるガスであるクリーニングガスによる腐食が抑えられる。そのため、上記したように前記成膜処理に繰り返し使用することができる。また、クリーニングを行うためにウエットエッチングを行う装置へ搬送する必要が無いので、装置の運用の手間が抑えられる。   Further, since the quartz wafer 71 is made of quartz, corrosion due to the cleaning gas, which is a gas made of the above-described fluorine gas or fluorine compound, can be suppressed as compared with a wafer made of Si. Therefore, it can be repeatedly used for the film formation process as described above. Moreover, since it is not necessary to carry to the apparatus which performs wet etching in order to perform cleaning, the operation | work effort of an apparatus can be held down.

ところでウエハボート3に比較的少ない枚数のウエハ10を保持して処理を行う場合がある。その場合、例えば図8に示すようにウエハ10を保持して処理を行う。説明すると、ウエハ10を中段のスロットに保持する。図8の例では、番号が35付近〜60付近のスロットに連続してウエハ10を載置している。そして、その上下のスロットに前記石英ウエハ71を各々例えば複数枚保持する。図8に示す例ではウエハ10が保持されるスロットの上下に各々5枚程度の石英ウエハ71が保持されている。   Incidentally, there are cases where a relatively small number of wafers 10 are held in the wafer boat 3 for processing. In that case, for example, as shown in FIG. To explain, the wafer 10 is held in the middle slot. In the example of FIG. 8, the wafers 10 are continuously placed in slots whose numbers are around 35 to 60. Then, for example, a plurality of the quartz wafers 71 are held in the upper and lower slots, respectively. In the example shown in FIG. 8, about five quartz wafers 71 are held above and below the slot where the wafer 10 is held.

この石英ウエハ71群及びウエハ10群を挟み込むように、ウエハボート3の上側の各スロット及び下側の各スロットには、前記ベアウエハ72が保持される。このベアウエハ72は反応管11内でのガスの流れの乱れや、ウエハ10における温度分布の乱れを防ぐために搭載されている。このように1番〜120番のスロットには、ウエハ10、石英ウエハ71及びベアウエハ72のうちのいずれかが保持される。   The bare wafer 72 is held in the upper slots and the lower slots of the wafer boat 3 so as to sandwich the quartz wafer 71 group and the wafer 10 group. The bare wafer 72 is mounted in order to prevent the gas flow in the reaction tube 11 from being disturbed and the temperature distribution in the wafer 10 from being disturbed. As described above, any of the wafer 10, the quartz wafer 71, and the bare wafer 72 is held in the slots 1 to 120.

図8には、図7と同様に膜厚分布を示すグラフも表示している。実線のグラフは、上記のようにウエハボート3に石英ウエハ71を搭載してウエハ10に処理を行った場合に想定されるウエハ10の膜厚分布を示す。点線のグラフは、上記の説明で石英ウエハ71が保持されたスロットについて、石英ウエハ71の代わりにベアウエハ72を保持して処理を行った場合におけるウエハ10の膜厚分布を示す。この図8のグラフに例示するように、少数枚のウエハ10に対して処理を行う場合も石英ウエハ71を上記のようにウエハボート3に搭載することで、図5、図6で説明した理由により、ウエハボート3に搭載されたウエハ10群のうち、上方側のウエハ10及び下方側のウエハ10の膜厚が大きくなることを防ぐことができる。その結果、ウエハ10間での膜厚の均一性を高くすることができる。   FIG. 8 also shows a graph showing the film thickness distribution as in FIG. The solid line graph indicates the film thickness distribution of the wafer 10 assumed when the quartz wafer 71 is mounted on the wafer boat 3 and the wafer 10 is processed as described above. The dotted line graph shows the film thickness distribution of the wafer 10 when the slot in which the quartz wafer 71 is held in the above description is processed by holding the bare wafer 72 instead of the quartz wafer 71. As illustrated in the graph of FIG. 8, even when processing a small number of wafers 10, the quartz wafer 71 is mounted on the wafer boat 3 as described above. Thus, it is possible to prevent the film thickness of the upper wafer 10 and the lower wafer 10 from increasing in the wafer 10 group mounted on the wafer boat 3. As a result, the uniformity of the film thickness between the wafers 10 can be increased.

(第2の実施形態)
図5で説明したように、ウエハボート3に搭載されたウエハ10群よりも上方及び下方に比較的表面積が大きい部材があれば、ウエハ10群において上方側、下方側のガスの供給量を低下させて、ウエハ10間で膜厚分布を調整することができる。従って、このようなガス分布を調整する調整部材としては、石英ウエハ71であることに限られない。図9、図10は、第2の実施形態に係る縦型熱処理装置1の縦断側面図及び横断平面図を夫々示している。第2の実施形態の縦型熱処理装置1は、第1の実施形態1の反応管11の構成について異なっており、他の各部については同様に構成されている。図9、図10では、第1の実施形態で説明した部材の一部を省略している。
(Second Embodiment)
As described with reference to FIG. 5, if there are members having a relatively large surface area above and below the wafer 10 group mounted on the wafer boat 3, the gas supply amount on the upper side and the lower side in the wafer 10 group is reduced. Thus, the film thickness distribution between the wafers 10 can be adjusted. Therefore, the adjustment member for adjusting such a gas distribution is not limited to the quartz wafer 71. 9 and 10 show a vertical side view and a transverse plan view of the vertical heat treatment apparatus 1 according to the second embodiment, respectively. The vertical heat treatment apparatus 1 of the second embodiment is different in the configuration of the reaction tube 11 of the first embodiment, and the other parts are configured in the same manner. 9 and 10, some of the members described in the first embodiment are omitted.

この第2の実施形態の縦型熱処理装置1では、反応管11の天井面と上部側周面を含む上方領域81、反応管11の下方の側周面である下方領域82とについて、その表面積を大きくするために凹凸が形成されている。これら上方領域81及び下方領域82は反応管11の内周面である。前記下方領域82は、反応管11にウエハボート3が収納されたときに、ウエハボート3に載置されたウエハ10群よりも下方の領域を含んでいる。上方領域81及び下方領域82の凹凸は、例えばサンドブラストか、薬液処理により形成されている。サンドブラストで処理した場合、算術平均粗さRaは例えば0.4〜4.0μmであり、薬液処理した場合、算術平均粗さRaは0.3〜4.0μmである。第1の実施形態の石英ウエハ71おいても、このようなサンドブラストや薬液処理によって凹凸の形成を行ってもよい。また、石英ウエハ71と同じく、レーザー加工によって、反応管11に当該凹凸を形成してもよい。   In the vertical heat treatment apparatus 1 of the second embodiment, the surface area of the upper region 81 including the ceiling surface of the reaction tube 11 and the upper peripheral surface, and the lower region 82 that is the lower peripheral surface of the reaction tube 11 is determined. Concavities and convexities are formed to increase the height. These upper region 81 and lower region 82 are the inner peripheral surfaces of the reaction tube 11. The lower region 82 includes a region below the group of wafers 10 placed on the wafer boat 3 when the wafer boat 3 is stored in the reaction tube 11. The unevenness of the upper region 81 and the lower region 82 is formed by, for example, sandblasting or chemical treatment. When processed by sandblasting, the arithmetic average roughness Ra is, for example, 0.4 to 4.0 μm, and when chemical processing is performed, the arithmetic average roughness Ra is 0.3 to 4.0 μm. Even in the quartz wafer 71 of the first embodiment, the unevenness may be formed by such sandblasting or chemical treatment. Further, like the quartz wafer 71, the unevenness may be formed in the reaction tube 11 by laser processing.

このように荒れ(凹凸)が形成されることにより、前記上方領域81及び下方領域82は、第1の実施形態の石英ウエハ71と同様にガスの供給分布を調整する役割を果たす。そのために上方領域81及び下方領域82について、各々の単位領域あたりの表面積をSとすると、ウエハ10の単位領域あたりの表面積S0との関係は、第1の実施形態と同様に例えば0.06≦S/S0となるように前記凹凸が形成される。この上方領域81及び下方領域82の表面積とは、ガスが供給される処理空間に臨む面の表面積である。一例として上方領域81の単位領域あたりの表面積Sについて、さらに具体的に説明しておくと、上方領域81について、前記凹凸が無いものとしてウエハ10の外形に囲まれる領域の面積と同じ面積Aを持つように切り取ったとする。この切り取った箇所について、反応管11内の処理空間に臨む面の表面積をBとすると、前記SはB/Aである。前記表面積Bは、凹凸があるものとして測定される表面積である。下方領域82のSも同様に計算される。   By forming such roughness (unevenness), the upper region 81 and the lower region 82 play a role of adjusting the gas supply distribution in the same manner as the quartz wafer 71 of the first embodiment. Therefore, regarding the upper region 81 and the lower region 82, assuming that the surface area per unit region is S, the relationship with the surface area S0 per unit region of the wafer 10 is, for example, 0.06 ≦ similarly to the first embodiment. The unevenness is formed so as to be S / S0. The surface area of the upper region 81 and the lower region 82 is the surface area of the surface facing the processing space to which the gas is supplied. As an example, the surface area S per unit region of the upper region 81 will be described more specifically. The upper region 81 has the same area A as that of the region surrounded by the outer shape of the wafer 10 as having no irregularities. Suppose you cut it like you have it. When the surface area of the surface facing the processing space in the reaction tube 11 is B, the S is B / A. The surface area B is a surface area measured as having unevenness. S in the lower region 82 is calculated in the same manner.

反応管11の内周側面において、前記上方領域81と下方領域82とに挟まれる領域を中間領域83とする。この中間領域83は、反応管11にウエハボート3が搬入されたときにウエハ10群の外周に位置する。中間領域83には、上記のサンドブラスト及び薬液処理が行われておらず、平滑面として構成されている。つまり、上方領域81、下方領域82に比べて、中間領域83の荒れは小さい。   A region sandwiched between the upper region 81 and the lower region 82 on the inner peripheral side surface of the reaction tube 11 is referred to as an intermediate region 83. The intermediate region 83 is located on the outer periphery of the group of wafers 10 when the wafer boat 3 is loaded into the reaction tube 11. The intermediate region 83 is configured as a smooth surface without being subjected to the above sandblasting and chemical treatment. That is, the roughness of the intermediate region 83 is smaller than that of the upper region 81 and the lower region 82.

この第2の実施形態の縦型熱処理装置1においても、第1の実施形態と同様に成膜処理及びクリーニング処理が行われる。上記のように反応管11の内周面が荒れるように構成されることで、成膜処理時にウエハボート3の上部側及び下部側に供給されたガスが前記上方領域81及び下方領域82で消費される。それによって、第1の実施形態と同様に、ウエハボート3の上部側及び下部側に保持されたウエハ10に過剰にガスが供給されることを防ぐことができる。このように反応管11の上方領域81及び下方領域82が、第1の実施形態の石英ウエハ71と同様の役割を果たすため、この例ではウエハボート3には第1の実施形態と異なり、石英ウエハ71の代わりにベアウエハ72がウエハボート3に対して着脱自在に保持されている。つまり、ベアウエハ72に上下を挟まれるようにウエハ10群が保持されている。クリーニング処理時には、ベアウエハ72は、石英ウエハ71を用いる場合と異なり、ボート3から取り外しておく。   Also in the vertical heat treatment apparatus 1 of the second embodiment, the film forming process and the cleaning process are performed as in the first embodiment. Since the inner peripheral surface of the reaction tube 11 is rough as described above, the gas supplied to the upper side and the lower side of the wafer boat 3 during the film forming process is consumed in the upper region 81 and the lower region 82. Is done. As a result, as in the first embodiment, it is possible to prevent an excessive supply of gas to the wafers 10 held on the upper side and the lower side of the wafer boat 3. Thus, since the upper region 81 and the lower region 82 of the reaction tube 11 play the same role as the quartz wafer 71 of the first embodiment, in this example, the wafer boat 3 is different from the first embodiment in the quartz. Instead of the wafer 71, a bare wafer 72 is detachably held with respect to the wafer boat 3. That is, the group of wafers 10 is held so that the top and bottom are sandwiched between the bare wafers 72. Unlike the case of using the quartz wafer 71, the bare wafer 72 is removed from the boat 3 during the cleaning process.

図11は、図7と同様に各スロットのウエハ10の膜厚分布を示す。図中の点線のグラフは、反応管11に上記の荒れを形成せずに処理を行った場合のウエハ10の膜厚分布を示している。図中の実線のグラフは、上記のように上方領域81及び下方領域82に荒れを形成して処理を行った場合に、想定されるウエハ10間の膜厚分布である。グラフで例示するように、反応管11内に上記の荒れを形成することで、第1の実施形態と同様にボート3に保持されるウエハ10群のうち、上部側のウエハ10と、下部側のウエハ10とに過剰にガスが供給されることを防ぎ、ウエハ10間で膜厚の均一性を高くすることができる。   FIG. 11 shows the film thickness distribution of the wafer 10 in each slot as in FIG. The dotted line graph in the figure shows the film thickness distribution of the wafer 10 when processing is performed without forming the above-described roughness in the reaction tube 11. The solid line graph in the figure is the assumed film thickness distribution between the wafers 10 when processing is performed by forming roughness in the upper region 81 and the lower region 82 as described above. As illustrated in the graph, by forming the roughness in the reaction tube 11, the wafer 10 on the upper side and the lower side of the group of wafers 10 held by the boat 3 as in the first embodiment. It is possible to prevent excessive gas supply to the wafer 10 and to increase the uniformity of the film thickness between the wafers 10.

この反応管11のウエハ10群よりも上部側において荒れを形成する領域は、天井面及び側周面のうちいずれか一方のみであってもよい。また、反応管11においてウエハ10群よりも下方の領域については、側周面に荒れを形成することに限られず、反応管11の底板、即ち蓋体25の表面に荒れを形成してもよい。   The region that forms roughness on the upper side of the wafer 10 group of the reaction tube 11 may be only one of the ceiling surface and the side peripheral surface. Further, the region below the group of wafers 10 in the reaction tube 11 is not limited to the formation of roughness on the side peripheral surface, and the surface of the bottom plate of the reaction tube 11, that is, the lid 25 may be formed. .

(第3の実施形態)
第3の実施形態においては、第1の実施形態と同様の縦型熱処理装置1が用いられ、例えば反応管11の内面には第2の実施形態で説明した荒れが形成されない。その代り、ウエハボート3の天板31及び底板32の表面が、第2の実施形態で説明した反応管11の上方領域81及び下方領域82と同様に荒らされ、その単位領域あたりの表面積S、ウエハ10の単位領域あたりの表面積S0について、例えば0.06≦S/S0とされている。図12は、そのように荒れが形成されたウエハボート3を示している。ウエハボート3には、例えば第2の実施形態と同様に、ウエハ10とベアウエハ72とが搭載されて成膜処理が行われる。成膜処理中においては、前記天板31及び底板32が、第1の実施形態で説明した石英ウエハ71と、第2の実施形態で説明した前記反応管11の上方領域81及び下方領域82と同様の役割を果たし、ウエハ10間での膜厚分布が調整される。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the vertical heat treatment apparatus 1 similar to that in the first embodiment is used, and for example, the roughness described in the second embodiment is not formed on the inner surface of the reaction tube 11. Instead, the surfaces of the top plate 31 and the bottom plate 32 of the wafer boat 3 are roughened in the same manner as the upper region 81 and the lower region 82 of the reaction tube 11 described in the second embodiment, and the surface area S per unit region, The surface area S0 per unit area of the wafer 10 is set to 0.06 ≦ S / S0, for example. FIG. 12 shows the wafer boat 3 in which the roughness is formed as described above. For example, as in the second embodiment, the wafer 10 and the bare wafer 72 are mounted on the wafer boat 3 and a film forming process is performed. During the film forming process, the top plate 31 and the bottom plate 32 include the quartz wafer 71 described in the first embodiment and the upper region 81 and the lower region 82 of the reaction tube 11 described in the second embodiment. Playing the same role, the film thickness distribution between the wafers 10 is adjusted.

ウエハボート3の天板31の単位領域あたりの表面積Sについて、具体的に説明しておくと、天板31について、前記凹凸が無いものとしてウエハ10の外形に囲まれる領域の面積と同じ面積Aを持つように切り取ったとする。この切り取った箇所について、反応管11内の処理空間に臨む面の表面積をBとすると、前記SはB/Aである。天板31は、上面、下面共に前記処理空間に臨むため、前記表面積Bは、当該上面及び下面の表面積の合計である。ボート3の底板32の単位領域あたりの表面積Sについても同様に計算されるが、底板32の下面は、ウエハボート3を支持するステージ39(図1参照)に覆われ、処理空間に臨んでいないので、前記表面積Bは上面の表面積となる。   The surface area S per unit area of the top plate 31 of the wafer boat 3 will be described in detail. The top plate 31 has the same area A as the area of the region surrounded by the outer shape of the wafer 10 as having no irregularities. If you cut it to have When the surface area of the surface facing the processing space in the reaction tube 11 is B, the S is B / A. Since the top plate 31 faces both the upper and lower surfaces in the processing space, the surface area B is the sum of the surface areas of the upper and lower surfaces. The surface area S per unit area of the bottom plate 32 of the boat 3 is similarly calculated, but the lower surface of the bottom plate 32 is covered with a stage 39 (see FIG. 1) that supports the wafer boat 3 and does not face the processing space. Therefore, the surface area B is the surface area of the upper surface.

図12のグラフは、他の図のグラフと同様にウエハ10のスロットと膜厚との関係を示している。点線のグラフが上記の天板31及び底板32に荒れを形成せずに処理を行った場合のウエハ10間の膜厚分布である。実線のグラフが前記荒れを形成したウエハボート3で処理を行ったときに想定されるウエハ10間の膜厚分布である。   The graph of FIG. 12 shows the relationship between the slot of the wafer 10 and the film thickness as in the graphs of the other drawings. A dotted line graph shows the film thickness distribution between the wafers 10 when the top plate 31 and the bottom plate 32 are processed without being roughened. A solid line graph is a film thickness distribution between the wafers 10 assumed when the processing is performed by the wafer boat 3 having the roughness.

(第4の実施形態)
第4の実施形態においては、第1の実施形態と同じ縦型熱処理装置1が用いられ、ウエハボート3も第1の実施形態と同様に構成される。第4の実施形態において、ウエハボート3には、ウエハ10及びベアウエハ76が保持される。ベアウエハ76は、形状はベアウエハ72と同様に構成されているが、Siではなく石英により構成されている。第1の実施形態と同様にベアウエハ76について単位領域あたりの表面積Sを求めた場合、ウエハ10の単位領域あたりの表面積S0との関係は、S/S0<1.0となる。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the same vertical heat treatment apparatus 1 as that in the first embodiment is used, and the wafer boat 3 is configured in the same manner as in the first embodiment. In the fourth embodiment, wafers 10 and bare wafers 76 are held on the wafer boat 3. The shape of the bare wafer 76 is the same as that of the bare wafer 72 but is made of quartz instead of Si. When the surface area S per unit region is determined for the bare wafer 76 as in the first embodiment, the relationship with the surface area S0 per unit region of the wafer 10 is S / S0 <1.0.

図13に示すように、これらのウエハ10、76が搭載されるスロットについて、第2及び第3の実施形態と異なっている。ベアウエハ76は、第2及び第3の実施形態と同様に、ウエハボート3の上端の複数のスロット及び下端の複数のスロットに搭載される他、ウエハボート3の中段において番号が連続するスロットに搭載される。図13の例では50番のスロットから60番付近のスロットに連続してベアウエハ76が搭載されている。ベアウエハ76が配置されないスロットには、ウエハ10が配置される。   As shown in FIG. 13, the slots in which the wafers 10 and 76 are mounted are different from those in the second and third embodiments. In the same manner as in the second and third embodiments, the bare wafer 76 is mounted in a plurality of slots at the upper end and a plurality of slots at the lower end of the wafer boat 3, and is mounted in a slot having a consecutive number in the middle stage of the wafer boat 3. Is done. In the example of FIG. 13, the bare wafer 76 is mounted continuously from the 50th slot to the slot near the 60th. The wafer 10 is placed in the slot where the bare wafer 76 is not placed.

第4の実施形態においても、他の実施形態と同様に成膜処理及びクリーニング処理が行われる。この成膜処理時において、ボート3の中段部には複数のベアウエハ76が搭載されているため、当該中段部付近ではガスの消費量が少なくなる。従って、このベアウエハ76が搭載されたスロットに近いスロットに載置されているウエハ10については、ガスの供給量が多くなる。   In the fourth embodiment, the film forming process and the cleaning process are performed as in the other embodiments. During this film forming process, since a plurality of bare wafers 76 are mounted on the middle stage of the boat 3, gas consumption is reduced in the vicinity of the middle stage. Accordingly, the amount of gas supplied to the wafer 10 placed in a slot close to the slot on which the bare wafer 76 is mounted increases.

図13の点線のグラフは、ウエハボート3の上段部及び下段部のみにベアウエハ76を搭載して成膜処理を行った場合のウエハ10の膜厚分布を示している。実線のグラフは、上記のようにウエハボートの中段部にもベアウエハ76を配置して処理を行った場合に想定されるウエハ10の膜厚分布を示している。各グラフに示すように中段部にベアウエハ76を配置した場合は、上記のように当該中段部でのガスの消費量が抑えられるため、ウエハボート3の上段及び下段から中段に向かうにつれて膜厚が一旦減少した後、上昇する。このような分布になることで、中段部にベアウエハ76を配置しない場合に比べて、膜厚のばらつきが抑えられる。   The dotted line graph in FIG. 13 shows the film thickness distribution of the wafer 10 when the bare wafer 76 is mounted only on the upper and lower parts of the wafer boat 3 and the film forming process is performed. The solid line graph shows the film thickness distribution of the wafer 10 that is assumed when the processing is performed with the bare wafer 76 placed in the middle part of the wafer boat as described above. As shown in each graph, when the bare wafer 76 is arranged in the middle stage portion, the gas consumption in the middle stage portion is suppressed as described above, so the film thickness increases from the upper and lower stages of the wafer boat 3 toward the middle stage. After decreasing, it rises. With such a distribution, variations in film thickness can be suppressed as compared with the case where the bare wafer 76 is not disposed in the middle stage.

上記のように、ベアウエハ76は石英であるため前記クリーニング処理時には、第1の実施形態と同じく、ウエハボート3と共に反応管11に搬入されてクリーニングされる。ベアウエハ76も、第1の実施形態の石英ウエハ71と同様に、ウエハボート3に対して固定されていてもよいし、着脱自在としてもよい。ガスの供給分布を十分に改善するために被処理基板間板状部材であるベアウエハ76は、ウエハボート3の中段に複数枚、連続して設けているが、1枚のみ設けてもよい。   As described above, since the bare wafer 76 is made of quartz, it is carried into the reaction tube 11 together with the wafer boat 3 and cleaned during the cleaning process, as in the first embodiment. Similarly to the quartz wafer 71 of the first embodiment, the bare wafer 76 may be fixed to the wafer boat 3 or may be detachable. In order to sufficiently improve the gas supply distribution, a plurality of bare wafers 76 which are plate-like members between the substrates to be processed are provided continuously in the middle stage of the wafer boat 3, but only one may be provided.

この第4の実施形態は、他の実施形態に組み合わされる。具体的には、上記の図13では、ウエハボート3の上端及び下端の各複数のスロットに搭載するウエハをベアウエハ76としているが、第1の実施形態と組み合わされた場合、このベアウエハ76の代わりに例えば石英ウエハ71が搭載されて処理が行われる。また、第2の実施形態で示したように内面が荒らされた反応管11に、図13に示すように各ウエハ10、76が搭載されたウエハボート3が搬入されて、処理が行われる。また、第3の実施形態で説明したように、天板31及び底板32が荒れたウエハボート3に、図13に示すように各ウエハ10、76が配置されて処理が行われる。つまり、上記のようにウエハ10間に1枚あるいは複数枚のベアウエハ76が配置され、且つ前記ウエハ10の上方及び下方に石英により構成された、ガス分布を調整するための比較的表面積が大きい部材が配置された状態で、処理が行われる。   This fourth embodiment is combined with other embodiments. Specifically, in FIG. 13 described above, the wafers loaded in the plurality of slots at the upper and lower ends of the wafer boat 3 are the bare wafers 76. However, when combined with the first embodiment, the bare wafers 76 are replaced. For example, a quartz wafer 71 is mounted and processing is performed. Further, as shown in the second embodiment, the wafer boat 3 loaded with the wafers 10 and 76 is loaded into the reaction tube 11 whose inner surface is roughened as shown in FIG. 13, and processing is performed. Further, as described in the third embodiment, the wafers 10 and 76 are arranged on the wafer boat 3 having the rough top plate 31 and bottom plate 32 as shown in FIG. That is, a member having a relatively large surface area for adjusting the gas distribution, in which one or a plurality of bare wafers 76 are arranged between the wafers 10 as described above, and is composed of quartz above and below the wafers 10. The processing is performed in a state where is arranged.

上記の縦型熱処理装置1は、ALDを行うように構成されているが、本発明はガスを供給して成膜を行うバッチ式の処理装置に適用することができる。従って、CVDを行う縦型熱処理装置にも本発明を適用することができる。また、上記の各実施形態は、互いに組み合わせて実施することができる。例えば第1の実施形態において、第2の実施形態で説明したように荒れを形成した反応管11を用いて処理を行ってもよい。第1〜第3の実施形態において第4の実施形態を適用し、ウエハ10群とウエハ10群との間にベアウエハ76を配置してもよい。また、第2、第3の実施形態において、ベアウエハ72の代わりにベアウエハ76を搭載して処理を行ってもよい。   The vertical heat treatment apparatus 1 is configured to perform ALD, but the present invention can be applied to a batch type processing apparatus that supplies a gas to form a film. Therefore, the present invention can also be applied to a vertical heat treatment apparatus that performs CVD. In addition, the above embodiments can be implemented in combination with each other. For example, in the first embodiment, the processing may be performed using the reaction tube 11 in which roughness is formed as described in the second embodiment. In the first to third embodiments, the fourth embodiment may be applied, and the bare wafer 76 may be disposed between the wafer 10 group and the wafer 10 group. In the second and third embodiments, a process may be performed by mounting a bare wafer 76 instead of the bare wafer 72.

ところでウエハ10について、そのロット毎に異なる処理が行われ、パターンの線幅や、凹凸が形成される膜厚が異なった状態でウエハボート3に搭載される場合、即ち、縦型熱処理装置1に搬送されるロット毎にウエハ10の表面積は異なる場合を考える。その場合、例えば第1の実施形態の石英ウエハ71について、ボート3から着脱自在とし、且つ表面積が互いに異なるものを複数種類用意する。そして、その複数種類の中から当該縦型熱処理装置1にて処理を行うウエハ10のロットに応じて、ウエハボート3に搭載する石英ウエハ71を選択してもよい。それによって、ウエハボート3の上部側及び下部側のウエハ10に供給されるガスの量を、ウエハ10のロット毎に制御することができ、各スロット間でウエハ10の膜厚をより均一性高くすることができる。   By the way, the wafer 10 is processed differently for each lot, and when the wafer 10 is mounted on the wafer boat 3 in a state where the line width of the pattern and the film thickness on which the unevenness is formed are different, that is, in the vertical heat treatment apparatus 1. Consider a case where the surface area of the wafer 10 is different for each lot to be transferred. In this case, for example, a plurality of types of quartz wafers 71 according to the first embodiment that are detachable from the boat 3 and have different surface areas are prepared. Then, a quartz wafer 71 to be mounted on the wafer boat 3 may be selected from the plurality of types according to the lot of the wafers 10 to be processed by the vertical heat treatment apparatus 1. Accordingly, the amount of gas supplied to the wafers 10 on the upper side and the lower side of the wafer boat 3 can be controlled for each lot of the wafers 10, and the film thickness of the wafers 10 can be made more uniform between the slots. can do.

(第5の実施形態)
第5の実施形態について、第1の実施形態との差異点を中心にウエハボート3における各ウエハの配置を示す、図14を参照しながら説明する。この第5の実施形態では、第1の実施形態と同様にウエハボート3のスロットの内、上端側の複数のスロット及び下端側の複数のスロットに、石英ウエハ71が配置される。そして、石英ウエハ71が配置されていないスロットにはウエハ10が配置されて、成膜処理が行われる。ただし、これらの石英ウエハ71として、第1の表面積を有する石英ウエハ(71Aとする)と、第1の表面積とは異なる第2の表面積を有する石英ウエハ(71Bとする)と、が用いられている。例えば石英ウエハ71A、71Bはウエハボート3に着脱自在に構成されている。また、第1の実施形態の石英ウエハ71と同様に、石英ウエハ71の単位領域あたりの表面積S、ウエハ10の単位領域あたりの表面積S0とすると、石英ウエハ71A、71Bは、夫々0.06≦S/S0となるように構成されている。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment will be described with reference to FIG. 14, which shows the arrangement of the wafers in the wafer boat 3 with a focus on differences from the first embodiment. In the fifth embodiment, quartz wafers 71 are arranged in a plurality of slots on the upper end side and a plurality of slots on the lower end side among the slots of the wafer boat 3 as in the first embodiment. Then, the wafer 10 is placed in the slot where the quartz wafer 71 is not placed, and a film forming process is performed. However, as these quartz wafers 71, a quartz wafer (referred to as 71A) having a first surface area and a quartz wafer (referred to as 71B) having a second surface area different from the first surface area are used. Yes. For example, the quartz wafers 71 </ b> A and 71 </ b> B are configured to be detachable from the wafer boat 3. Similarly to the quartz wafer 71 of the first embodiment, assuming that the surface area S per unit area of the quartz wafer 71 and the surface area S0 per unit area of the wafer 10 are 0.06 ≦ the quartz wafers 71A and 71B, respectively. It is configured to be S / S0.

図14では各矢印の先に、平面で見た石英ウエハ71A、71Bを概略的に示している。例えば石英ウエハ71A、71Bは平面で見たときに互いに同じ外形を有する。つまり、石英ウエハ71A、71Bについて、平面視の面積及び厚さは互いに同じである。図14中70は、石英ウエハ71A、71Bの表面に形成された溝である。石英ウエハ71Aには溝70が、石英ウエハ71Bよりも多数形成されており、それによって、石英ウエハ71Aの表面積は、石英ウエハ71Bの表面積に比べて大きい。この例では、外形が石英ウエハ71A、71Bと同じ大きさであるベアウエハ72の表面積と比較すると、石英ウエハ71Aは30倍の表面積を有し、石英ウエハ71Bは10倍の表面積を有している。   In FIG. 14, quartz wafers 71 </ b> A and 71 </ b> B viewed in plan are schematically shown at the tip of each arrow. For example, the quartz wafers 71A and 71B have the same outer shape when viewed in plan. That is, the quartz wafers 71A and 71B have the same area and thickness in plan view. In FIG. 14, reference numeral 70 denotes a groove formed on the surface of the quartz wafers 71A and 71B. The quartz wafer 71A has a larger number of grooves 70 than the quartz wafer 71B, whereby the surface area of the quartz wafer 71A is larger than the surface area of the quartz wafer 71B. In this example, as compared with the surface area of the bare wafer 72 whose outer shape is the same as that of the quartz wafers 71A and 71B, the quartz wafer 71A has a surface area 30 times larger and the quartz wafer 71B has a surface area 10 times larger. .

図14では、下端側の複数のスロットに石英ウエハ71Aが配置され、上端側の複数のスロットに石英ウエハ71Bが配置された状態を示している。このように配置することで、後述の評価試験で示すように上端側及び下端側の複数のスロットに石英ウエハ71Aを配置するよりも、各ウエハ10の膜厚分布の均一性を高くすることができる。これは、仮に石英ウエハ71Bが配置されるスロットにも石英ウエハ71Aが配置されて成膜処理が行われるとした場合、石英ウエハ71Aで多くの処理ガス(成膜ガス)が消費されてしまう。それによって、石英ウエハ71Aから比較的離れたウエハボート3の高さ中央部には処理ガスが行き渡り難くなり、後述の評価試験でも示すように当該高さ中央部のウエハ10の膜厚が低下してしまう。つまり、石英ウエハ71A、71Bを併用することで、各ウエハ10に供給される処理ガスの量をきめ細かく制御し、これらの石英ウエハ71A、71Bの各々から比較的大きく離れたウエハボート3の高さ中央部への処理ガスの供給量が大きく低下することを防いでいる。それによって、ウエハ10間での膜厚の均一性を向上させている。   FIG. 14 shows a state in which the quartz wafer 71A is disposed in the plurality of slots on the lower end side and the quartz wafer 71B is disposed in the plurality of slots on the upper end side. By arranging in this way, the uniformity of the film thickness distribution of each wafer 10 can be made higher than arranging the quartz wafers 71A in a plurality of slots on the upper end side and the lower end side as shown in an evaluation test described later. it can. This is because if the quartz wafer 71A is also placed in the slot where the quartz wafer 71B is placed and a film forming process is performed, a large amount of processing gas (film forming gas) is consumed in the quartz wafer 71A. This makes it difficult for the processing gas to reach the central portion of the wafer boat 3 that is relatively far from the quartz wafer 71A, and the film thickness of the wafer 10 at the central portion of the height decreases as shown in an evaluation test described later. End up. That is, by using the quartz wafers 71A and 71B together, the amount of the processing gas supplied to each wafer 10 is finely controlled, and the height of the wafer boat 3 that is relatively far away from each of the quartz wafers 71A and 71B. This prevents the amount of processing gas supplied to the center from greatly decreasing. Thereby, the uniformity of the film thickness between the wafers 10 is improved.

図14に示す例では、ウエハボート3の下部側に比較的表面積が大きい石英ウエハ71Aが配置され、ウエハボート3の上部側に比較的表面積が小さい石英ウエハ71Bを配置している。このようにウエハボート3の下部側に比較的表面積が大きい石英ウエハ71を配置するのは、図1に示すように当該ウエハボート3が搬入される反応管11の下側、より詳しく述べると例えばウエハボート3よりも下方側に排気口67が開口していることで、ウエハボート3の上部側に比べて下部側における成膜ガスの濃度が高くなりやすいので、ウエハボート3の下部側でより多くの成膜ガスを吸着するためである。このように下部側でより多くの成膜ガスを吸着することで、各ウエハW間の膜厚の均一性をより高くすることができる。ただし、ウエハボート3の下部側に石英ウエハ71Aを、ウエハボート3の上部側に石英ウエハ71Bを夫々配置するようにしてもよく、反応管12の上部側に排気口67が開口する場合、より詳しく述べると例えばウエハボート3よりも上方側に排気口67が開口する場合には、そのような石英ウエハ71A、71Bの配置とすることが有効である。   In the example shown in FIG. 14, a quartz wafer 71 </ b> A having a relatively large surface area is disposed on the lower side of the wafer boat 3, and a quartz wafer 71 </ b> B having a relatively small surface area is disposed on the upper side of the wafer boat 3. The reason why the quartz wafer 71 having a relatively large surface area is arranged on the lower side of the wafer boat 3 is described below in detail below the reaction tube 11 into which the wafer boat 3 is loaded as shown in FIG. Since the exhaust port 67 is opened below the wafer boat 3, the concentration of the film forming gas on the lower side tends to be higher than that on the upper side of the wafer boat 3. This is because a large amount of film forming gas is adsorbed. By adsorbing more film forming gas on the lower side in this way, the film thickness uniformity between the wafers W can be further increased. However, the quartz wafer 71A may be arranged on the lower side of the wafer boat 3 and the quartz wafer 71B may be arranged on the upper side of the wafer boat 3, respectively. When the exhaust port 67 is opened on the upper side of the reaction tube 12, more More specifically, for example, when the exhaust port 67 is opened above the wafer boat 3, it is effective to arrange such quartz wafers 71A and 71B.

また図15に示すように、ウエハボート3においてウエハ10が配置される領域の下側、上側に夫々石英ウエハ71A及び71Bを配置して成膜処理を行ってもよい。図15に示す例では、ウエハボート3の上部側の複数のスロットにおいて、石英ウエハ71Aを上側に、石英ウエハ71Bを下側に夫々配置している。そして、ウエハボート3の下部側のスロットでは石英ウエハ71Aを下側に、石英ウエハ71Bを上側に夫々配置している。このように配置するのは、仮に表面積が大きい石英ウエハ71Aとウエハ10とが近接して配置されると、石英ウエハ71Aに多くの処理ガスが吸着されることで、当該ウエハ10へ供給される処理ガスの量が極めて少なくなってしまい、当該ウエハ10の膜厚が低下してしまうおそれがあるためである。   Further, as shown in FIG. 15, the film forming process may be performed by placing quartz wafers 71 </ b> A and 71 </ b> B on the lower side and the upper side of the region where the wafer 10 is placed in the wafer boat 3. In the example shown in FIG. 15, in a plurality of slots on the upper side of the wafer boat 3, the quartz wafer 71A is disposed on the upper side and the quartz wafer 71B is disposed on the lower side. In the lower slot of the wafer boat 3, the quartz wafer 71A is disposed on the lower side, and the quartz wafer 71B is disposed on the upper side. The reason for this arrangement is that if the quartz wafer 71A having a large surface area and the wafer 10 are arranged close to each other, a large amount of processing gas is adsorbed to the quartz wafer 71A and supplied to the wafer 10. This is because the amount of the processing gas becomes extremely small and the film thickness of the wafer 10 may be reduced.

また、図14に示した配置例では石英ウエハ71Bは、上端部のスロットに配置されているが、図16に示すように、石英ウエハ71Bは上端部のスロットよりも下方のスロットに配置され、石英ウエハ71Bが配置されたスロットの上側及び下側のスロットにウエハ10が配置されるようにしてもよい。石英ウエハ71Aも下端部のスロットに配置されることに限られず、下端部のスロットよりも上側のスロットに配置し、石英ウエハ71Aが配置されたスロットの上側及び下側のスロットにウエハ10が配置されるようにしてもよい。ただし、上記のように石英ウエハ71Aに近接するスロットのウエハ10においては、膜厚の低下が懸念される。そのため、石英ウエハ71Aに近接するウエハ10の数を少なくするという観点から、石英ウエハ71Aは下端部のスロットに配置することが好ましい。また、上記の各配置例では石英ウエハ71A、71Bを各々複数枚配置しているが、石英ウエハ71A及び/または71Bは、1枚のみウエハボート3に配置してもよい。   Further, in the arrangement example shown in FIG. 14, the quartz wafer 71B is arranged in the slot at the upper end, but as shown in FIG. 16, the quartz wafer 71B is arranged in a slot below the slot at the upper end, The wafer 10 may be disposed in the upper and lower slots of the slot in which the quartz wafer 71B is disposed. The quartz wafer 71A is not limited to being placed in the slot at the lower end, but is placed in the slot above the slot at the lower end, and the wafer 10 is placed in the slot above and below the slot where the quartz wafer 71A is placed. You may be made to do. However, as described above, there is a concern that the film thickness of the wafer 10 in the slot adjacent to the quartz wafer 71A may be reduced. Therefore, from the viewpoint of reducing the number of wafers 10 adjacent to the quartz wafer 71A, the quartz wafer 71A is preferably disposed in the slot at the lower end. In each of the above arrangement examples, a plurality of quartz wafers 71A and 71B are arranged, but only one quartz wafer 71A and / or 71B may be arranged on the wafer boat 3.

石英ウエハ71A、石英ウエハ71Bの表面積は上記のように構成されることに限られない。ただし、石英ウエハ71A、71Bの表面積の差が小さく、且つ各石英ウエハ71A、71Bの表面積が比較的大きいと、上記した石英ウエハ71Aのみをウエハボート3に配置する場合のようにウエハボート3の高さ中央部のウエハの膜厚が小さくなってしまう。また石英ウエハ71A、71Bの表面積の差が小さく、且つ各石英ウエハ71A、71Bの表面積が比較的小さいと、ウエハボート3の上部側及び下部側に供給される処理ガスを十分に石英ウエハ71A、71Bに吸着させることができなくなってしまう懸念がある。そこで、例えば0.01≦石英ウエハ71Bの表面積/石英ウエハ71Aの表面積≦0.9となるように、各石英ウエハ71A、71Bが構成される。   The surface areas of the quartz wafer 71A and the quartz wafer 71B are not limited to the above. However, if the difference between the surface areas of the quartz wafers 71A and 71B is small and the surface areas of the quartz wafers 71A and 71B are relatively large, the wafer boat 3 can be disposed as in the case where only the quartz wafer 71A is disposed on the wafer boat 3. The film thickness of the wafer at the center of the height becomes small. Further, when the difference in surface area between the quartz wafers 71A and 71B is small and the surface area of each of the quartz wafers 71A and 71B is relatively small, the processing gas supplied to the upper side and the lower side of the wafer boat 3 is sufficiently supplied to the quartz wafers 71A and 71B. There is a concern that it cannot be adsorbed to 71B. Accordingly, the quartz wafers 71A and 71B are configured so that, for example, 0.01 ≦ surface area of the quartz wafer 71B / surface area of the quartz wafer 71A ≦ 0.9.

ところで、上記したように石英ウエハ71A、71Bは互いに表面積が異なる。ここでいう表面積が異なるとは、製造工程上の誤差によって表面積が異なるということではなく、表面積が異なるように設計及び製造されていることを意味する。上記した例では溝70の数によって石英ウエハ71A、71B間で表面積が異なっているが、溝70の数以外にも例えば溝70の幅や溝70の深さや溝70の長さが異なることによって、石英ウエハ71A、71B間で表面積が異なるようにしてもよい。なお、互いに表面積が異なる3種類以上の石英ウエハ71をウエハボート3に配置して、成膜処理を行ってもよい。   Incidentally, as described above, the quartz wafers 71A and 71B have different surface areas. Here, the different surface areas do not mean that the surface areas are different due to errors in the manufacturing process, but that the surface areas are designed and manufactured to be different. In the above-described example, the surface area is different between the quartz wafers 71A and 71B depending on the number of grooves 70. However, in addition to the number of grooves 70, for example, the width of the groove 70, the depth of the groove 70, and the length of the groove 70 are different. The surface areas of the quartz wafers 71A and 71B may be different. Note that three or more types of quartz wafers 71 having different surface areas may be disposed on the wafer boat 3 to perform the film forming process.

ところで、ウエハボート3の上部側及び下部側で、石英ウエハ71によって、処理ガスをどの程度吸着させれば、ウエハボート3に搭載されたウエハ10間で適正な膜厚分布が得られるかはウエハ10の表面積によって異なる。そこで、例えば比較的表面積が小さい石英ウエハ71Bについては互いに表面積が異なるものを数種類用意しておく。そして、比較的表面積が大きい石英ウエハ71Aについては各成膜処理で使い回し、石英ウエハ71Bについては成膜処理毎に、処理されるウエハ10の表面積に応じて、適切な表面積を持ったものを選択してウエハボート3に搭載して処理を行ってもよい。このように石英ウエハ71Aについては使い回すことで、石英ウエハ71の製造枚数を抑えられるし、石英ウエハ71Bを交換することで、各ウエハ10に供給される処理ガスの量を適正に制御することができる。ウエハ10のパターンの微細化が進んでおり、成膜処理されるウエハ10の表面積は一様とは限られないことから、このような対応とすることは有効である。   Incidentally, how much processing gas is adsorbed by the quartz wafer 71 on the upper side and the lower side of the wafer boat 3 will determine whether an appropriate film thickness distribution can be obtained between the wafers 10 mounted on the wafer boat 3. It depends on the surface area of 10. Therefore, for example, several types of quartz wafers 71B having relatively small surface areas are prepared with different surface areas. A quartz wafer 71A having a relatively large surface area is reused in each film forming process, and a quartz wafer 71B having an appropriate surface area is used for each film forming process according to the surface area of the wafer 10 to be processed. The processing may be performed by selecting and mounting on the wafer boat 3. Thus, by using the quartz wafer 71A, the number of manufactured quartz wafers 71 can be reduced, and by replacing the quartz wafer 71B, the amount of processing gas supplied to each wafer 10 can be controlled appropriately. Can do. Since the miniaturization of the pattern of the wafer 10 is progressing and the surface area of the wafer 10 to be film-formed is not always uniform, it is effective to take such measures.

また、この第5の実施形態についても、既述の各実施形態と組み合わせることができる。従って、例えば石英ウエハ71A、71Bはウエハボート3に対してウエハ10を移載する移載機構(搬送機構)によって搬送されてもよいし、石英ウエハ71A、71Bをウエハボート3に配置した上で、さらに第2の実施形態で説明したように反応管11に凹凸を形成したり、第3の実施形態で説明したようにウエハボート3の天板31及び/または底板32に凹凸を形成したり、第4の実施形態で説明したようにベアウエハ76をウエハボート3に配置することができる。   Also, the fifth embodiment can be combined with the above-described embodiments. Therefore, for example, the quartz wafers 71A and 71B may be transferred by a transfer mechanism (transfer mechanism) for transferring the wafer 10 to the wafer boat 3, or after the quartz wafers 71A and 71B are arranged on the wafer boat 3. Further, as described in the second embodiment, unevenness is formed in the reaction tube 11, and as described in the third embodiment, unevenness is formed in the top plate 31 and / or the bottom plate 32 of the wafer boat 3. As described in the fourth embodiment, the bare wafer 76 can be arranged on the wafer boat 3.

ところで、石英ウエハ71とベアウエハ72の外形が同じであるものとして、石英ウエハ71がベアウエハ72の3倍以上の表面積を持ち、且つ同じ表面積を持つ石英ウエハ71のみを用いて成膜処理を行うと、ウエハボート3の高さ中央のウエハ10に膜厚の低下が起きることが後述の評価試験から推定される。従って、この第5の実施形態は、例えば石英ウエハ71Aがベアウエハ72の3倍以上の表面積を持つ場合に、上記のウエハボート3の高さ中央のウエハ10の膜厚を改善するために特に有効である。石英ウエハ71Bは石英ウエハ71Aよりも小さい表面積を持つように構成するものとする。   By the way, when the quartz wafer 71 and the bare wafer 72 have the same outer shape, the quartz wafer 71 has a surface area three times or more that of the bare wafer 72 and only the quartz wafer 71 having the same surface area is used for film formation. It is estimated from the evaluation test described later that the film thickness is reduced on the wafer 10 at the center of the height of the wafer boat 3. Therefore, this fifth embodiment is particularly effective for improving the film thickness of the wafer 10 at the center of the height of the wafer boat 3 when the quartz wafer 71A has a surface area more than three times that of the bare wafer 72, for example. It is. It is assumed that the quartz wafer 71B has a smaller surface area than the quartz wafer 71A.

ウエハボート3には、各ウエハ10に供給されるガス分布を調整するために石英ウエハ71A、71Bを配置すると記載してきたが、石英ウエハ71A、71Bの代わりに石英以外の材料により構成されたウエハを配置して各ウエハ10に供給されるガス分布を調整してもよい。そのようなウエハは、材料以外は石英ウエハ71A、71Bと同様に構成される。そして、石英以外の材料としては、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム)、SiC(炭化シリコン)あるいはガラス状カーボンである。また、各石英ウエハ71A、71Bとウエハ10との間にベアウエハ76及び/またはウエハ10以外のパターンが形成されたウエハが搭載された状態で成膜処理が行われてもよい。このベアウエハ76及びパターンが形成されたウエハについても石英により構成されることには限られない。   In the wafer boat 3, it has been described that the quartz wafers 71A and 71B are arranged in order to adjust the gas distribution supplied to each wafer 10, but instead of the quartz wafers 71A and 71B, a wafer constituted of a material other than quartz. May be arranged to adjust the gas distribution supplied to each wafer 10. Such a wafer is configured in the same manner as the quartz wafers 71A and 71B except for the material. Examples of materials other than quartz include alumina (aluminum oxide), SiC (silicon carbide), and glassy carbon. Further, the film forming process may be performed in a state where a wafer on which a pattern other than the bare wafer 76 and / or the wafer 10 is formed is mounted between the quartz wafers 71 </ b> A and 71 </ b> B and the wafer 10. The bare wafer 76 and the wafer on which the pattern is formed are not limited to being made of quartz.

ところで石英ウエハ71A、71Bは、図1に示すように2つの主面(上面、下面)の両方に表面積を増大させるためにパターン(凹凸)、即ち溝70が形成されていてもよいし、2つの主面のうちのいずれか一つのみにパターンが形成されていてもよい。パターンが形成された主面を凹凸加工面、パターンが形成されていない主面を凹凸非加工面と呼ぶことにする。例えば、石英ウエハ71A、71Bについて夫々、そのように凹凸加工面及び凹凸非加工面を有するように構成した場合、石英ウエハ71A、71Bの凹凸非加工面が移載機構によって支持され、当該凹凸加工面が上を向くように搬送される。そのように搬送されることで、石英ウエハ71A、71Bは、例えばこれら石英ウエハ71A、71Bを格納して縦型熱処理装置1に搬送するキャリアと、ウエハボート3との間で受け渡される。従って、石英ウエハ71A、71Bは凹凸加工面を上面としてウエハボート3に搭載される。   By the way, the quartz wafers 71A and 71B may have a pattern (unevenness), that is, a groove 70 formed on both of two main surfaces (upper surface and lower surface), as shown in FIG. A pattern may be formed on only one of the two main surfaces. The main surface on which the pattern is formed is referred to as an uneven surface, and the main surface on which the pattern is not formed is referred to as an uneven surface. For example, when each of the quartz wafers 71A and 71B is configured to have such an uneven surface and an uneven surface, the uneven surface of the quartz wafers 71A and 71B is supported by the transfer mechanism, and the uneven surface is processed. It is conveyed with the surface facing up. By being transported as such, the quartz wafers 71A and 71B are transferred between the wafer boat 3 and the carrier that stores the quartz wafers 71A and 71B and transports them to the vertical heat treatment apparatus 1, for example. Accordingly, the quartz wafers 71A and 71B are mounted on the wafer boat 3 with the concavo-convex processed surface as the upper surface.

このように凹凸加工面及び凹凸非加工面を備える石英ウエハ71A、71Bが繰り返し使用されてSiN膜が積層されると、凹凸加工面と凹凸非加工面では成膜ガスの吸着量が異なる結果として、凹凸非加工面(下面)に加わるストレスが次第に大きくなり、上面である凹凸加工面の中心部が周縁部よりも高くなるように石英ウエハ71A、71Bが反るおそれがある。そして、このように石英ウエハ71A、71Bが次第に反ることで、移載機構により当該石英ウエハ71A、71B下面を支持して搬送することが困難となる場合が発生することが考えられる。それを防ぐために、図17の概略図に示すように、石英ウエハ71A、71Bの凹凸非加工面には当該凹凸非加工面のストレスを抑えて反りを防止するためのストレス緩和膜77を例えば蒸着により成膜しておくことが好ましい。   As described above, when the quartz wafers 71A and 71B having the uneven surface and the uneven surface are repeatedly used and the SiN film is laminated, as a result of the difference in the amount of film forming gas adsorbed between the uneven surface and the uneven surface. There is a possibility that the stress applied to the uneven surface (lower surface) gradually increases, and the quartz wafers 71A and 71B warp so that the center portion of the uneven surface that is the upper surface is higher than the peripheral portion. Then, it can be considered that when the quartz wafers 71A and 71B are gradually warped in this way, it becomes difficult to support and transport the lower surfaces of the quartz wafers 71A and 71B by the transfer mechanism. In order to prevent this, as shown in the schematic diagram of FIG. 17, for example, a stress relaxation film 77 is deposited on the uneven surface of the quartz wafers 71 </ b> A and 71 </ b> B to suppress warpage by suppressing the stress on the uneven surface. It is preferable to form a film by the above.

このストレス緩和膜77は、酸化シリコン(SiO2)やアモルファスシリコン(α−Si)により構成されており、これらの材料の膜を形成することでストレスを抑えて石英ウエハ71A、71Bの反りを抑えることができるのは、SiN膜の持つ圧縮応力をストレス緩和膜77の持つ引っ張り応力で相殺できるという理由のためであり、このような作用を有する膜であれば、上記した材料以外の材料を用いてもストレス緩和膜77として適用することができる。図中78は、石英ウエハ71A、71Bの凹凸非加工面を支持する移載機構の支持部である。   The stress relaxation film 77 is made of silicon oxide (SiO 2) or amorphous silicon (α-Si), and by forming a film of these materials, stress is suppressed and warpage of the quartz wafers 71A and 71B is suppressed. The reason is that the compressive stress of the SiN film can be offset by the tensile stress of the stress relaxation film 77. If the film has such an action, a material other than the above-described materials can be used. Can also be applied as the stress relaxation film 77. In the figure, reference numeral 78 denotes a support portion of the transfer mechanism that supports the uneven surface of the quartz wafers 71A and 71B.

繰り返し成膜を行うことにより石英ウエハ71A、71Bの表面に形成されるSiN膜の膜厚は増加していくが、例えばストレス緩和膜77をα−Siにより構成した場合、SiN膜の膜厚/α−Si膜≦0.43であるときには石英ウエハ71A、71Bの反りの発生が抑えられると考えられる。SiN膜の膜厚/α−Si膜>0.43となった場合には、石英ウエハ71A、71Bに反りが発生すると考えられるので、石英ウエハ71A、71Bのクリーニングを行うようにする。例えばストレス緩和膜77をSiO2により構成した場合、SiN膜の膜厚/α−Si膜≦1.0であるときには石英ウエハ71A、71Bの反りの発生が抑えられると考えられる。SiN膜の膜厚/SiO2膜>1.0となった場合には、石英ウエハ71A、71Bに反りが発生すると考えられるので、石英ウエハ71A、71Bのクリーニングを行うようにする。従って、ストレス緩和膜77の膜厚は、例えば石英ウエハ71A、71Bを繰り返し使用する回数や、1回の成膜処理で成膜されるSiNの膜厚を考慮して設定され、当該ストレス緩和膜77は成膜処理に用いられる前の石英ウエハ71A、71Bに予め形成される。   By repeatedly forming the film, the film thickness of the SiN film formed on the surfaces of the quartz wafers 71A and 71B increases. For example, when the stress relaxation film 77 is made of α-Si, the film thickness of the SiN film / When α-Si film ≦ 0.43, it is considered that the occurrence of warpage of the quartz wafers 71A and 71B can be suppressed. When the thickness of the SiN film / α-Si film> 0.43, it is considered that the quartz wafers 71A and 71B are warped, so that the quartz wafers 71A and 71B are cleaned. For example, when the stress relaxation film 77 is made of SiO2, it is considered that the occurrence of warpage of the quartz wafers 71A and 71B can be suppressed when the thickness of the SiN film / α-Si film ≦ 1.0. When SiN film thickness / SiO 2 film> 1.0, it is considered that the quartz wafers 71A and 71B are warped, so the quartz wafers 71A and 71B are cleaned. Accordingly, the film thickness of the stress relaxation film 77 is set in consideration of, for example, the number of times the quartz wafers 71A and 71B are repeatedly used and the film thickness of SiN formed by one film formation process. 77 is formed in advance on the quartz wafers 71A and 71B before being used in the film forming process.

(評価試験)
本発明に関連して行われた評価試験について説明する。評価試験1として、背景技術の項目で説明したようにウエハボート3の上端部の複数のスロット及び下端部の複数のスロットにベアウエハ72を搭載し、他のスロットにウエハ10を搭載して縦型熱処理装置で成膜処理を行った。成膜処理後は、各スロットのウエハ10の膜厚について測定した。また、評価試験2として、ベアウエハ72の代わりに試験用のウエハを搭載して処理を行った。この試験用ウエハは、ウエハ10と同じ表面積を有し、材質もウエハ10と同様である。ウエハ10及び試験用ウエハのいずれも、その表面積はベアウエハ72の表面積の3倍である。
(Evaluation test)
An evaluation test conducted in connection with the present invention will be described. As the evaluation test 1, as described in the background art section, the wafer boat 3 is mounted with the bare wafer 72 in the plurality of slots at the upper end and the plurality of slots at the lower end, and the wafer 10 is mounted in the other slot. Film formation processing was performed with a heat treatment apparatus. After the film forming process, the film thickness of the wafer 10 in each slot was measured. Further, as an evaluation test 2, a test wafer was mounted instead of the bare wafer 72 for processing. This test wafer has the same surface area as the wafer 10 and is made of the same material as the wafer 10. The surface area of both the wafer 10 and the test wafer is three times the surface area of the bare wafer 72.

この評価試験に用いる縦型熱処理装置としては、上記の実施形態の装置と略同様に構成された装置を用いたが、DCSガスを供給するインジェクタについては、図18に示したように構成されている。つまり、ボート3の上部側にガス供給する原料ガス供給ノズル41bと、ボート3の下部側にガス供給する第1の原料ガス供給ノズル41cとを設け、これらのノズル41b及び41cから各々DCSガスが供給されるように構成した。   As the vertical heat treatment apparatus used for this evaluation test, an apparatus configured substantially the same as the apparatus of the above-described embodiment was used. However, the injector for supplying DCS gas is configured as shown in FIG. Yes. That is, a source gas supply nozzle 41b for supplying gas to the upper side of the boat 3 and a first source gas supply nozzle 41c for supplying gas to the lower side of the boat 3 are provided, and DCS gas is supplied from these nozzles 41b and 41c, respectively. Configured to be supplied.

図19のグラフは評価試験1,2の結果を示すグラフであり、横軸にスロット番号を示し、縦軸に測定されたウエハ10の膜厚(単位:Å)を示している。また、各評価試験でウエハ10を搭載したスロット間における膜厚の変動範囲を矢印で示している。図19から明らかなように、評価試験1では評価試験2に比べて、上段側及び下段側のスロット、即ちベアウエハ72が搭載されるスロットに近いスロットにおけるウエハ10の膜厚が大きい。そのため、評価試験1については、評価試験2よりもスロット間でのウエハ10の膜厚のばらつきが大きい。それに対して、評価試験2ではこのような上段側及び下段側のスロットにおけるウエハ10の膜厚の上昇が抑えられ、それによってスロット間での膜厚のばらつきが抑えられている。この試験の結果から、各実施形態で説明したように、ウエハ10群配置領域の上方及び下方に表面積が大きい部材を設けることが有効であることが分かる。   The graph of FIG. 19 is a graph showing the results of evaluation tests 1 and 2, wherein the horizontal axis indicates the slot number, and the vertical axis indicates the measured film thickness (unit: Å) of the wafer 10. In addition, the range of film thickness variation between the slots on which the wafer 10 is mounted in each evaluation test is indicated by arrows. As is clear from FIG. 19, in the evaluation test 1, the film thickness of the wafer 10 is larger in the upper and lower slots, that is, the slot near the slot on which the bare wafer 72 is mounted, in comparison with the evaluation test 2. Therefore, in the evaluation test 1, the variation in the film thickness of the wafer 10 between the slots is larger than that in the evaluation test 2. On the other hand, in the evaluation test 2, such an increase in the film thickness of the wafer 10 in the upper and lower slots is suppressed, thereby suppressing variations in film thickness between the slots. From the results of this test, as described in each embodiment, it is understood that it is effective to provide a member having a large surface area above and below the wafer 10 group arrangement region.

続いて評価試験3−1、3−2について説明する。評価試験3−1として、ウエハボート3のスロットに、図1で示すように多数のウエハ10を配置した。そして、ウエハ10が配置されたスロットの下方の複数のスロットには、石英ウエハ71を配置した。この評価試験では、石英ウエハ71の単位領域あたりの表面積S/ウエハ10の単位領域あたりの表面積S0=3/5=0.6とされている。このようにウエハボート3に各ウエハを配置し、発明の実施の形態で説明したように成膜処理を行った。成膜処理後、石英ウエハ71が配置されていたスロットの上方のスロットに配置された20枚のウエハ10の膜厚を測定した。この膜厚測定に用いたウエハ10は、成膜処理時に互いに隣接してウエハボート3に配置されており、その中で最も下方側に配置されていたウエハ10は、石英ウエハ71に隣接して配置されていたウエハである。   Subsequently, evaluation tests 3-1 and 3-2 will be described. As an evaluation test 3-1, a large number of wafers 10 were placed in the slots of the wafer boat 3 as shown in FIG. A quartz wafer 71 was placed in a plurality of slots below the slot in which the wafer 10 was placed. In this evaluation test, the surface area S per unit area of the quartz wafer 71 / the surface area S0 per unit area of the wafer 10 is set to 3/5 = 0.6. In this way, each wafer was placed on the wafer boat 3 and the film forming process was performed as described in the embodiment of the invention. After the film forming process, the film thickness of 20 wafers 10 arranged in the slot above the slot where the quartz wafer 71 was arranged was measured. The wafers 10 used for the film thickness measurement are arranged on the wafer boat 3 adjacent to each other during the film formation process, and the wafer 10 arranged on the lowermost side among them is adjacent to the quartz wafer 71. This is the wafer that was placed.

評価試験3−2として、評価試験3−1で石英ウエハ71を配置したスロットに石英ウエハ71の代わりにベアウエハ72を配置した他は、評価試験3−1と同様に成膜処理を行った。そして、評価試験3−1と同様にベアウエハ72の上方に配置されていた20枚のウエハ10の膜厚を測定した。   As evaluation test 3-2, film formation was performed in the same manner as in evaluation test 3-1, except that a bare wafer 72 was placed instead of the quartz wafer 71 in the slot where the quartz wafer 71 was placed in the evaluation test 3-1. And the film thickness of the 20 wafers 10 arrange | positioned above the bare wafer 72 was measured similarly to the evaluation test 3-1.

図20のグラフは評価試験3−1、3−2の結果を示している。グラフの縦軸は、測定された膜厚(単位:Å)表す。グラフの横軸は、測定に用いられたウエハ10を番号で表しており、測定に用いられたウエハ10のうち最もウエハボート3の上側に配置されたものを1とし、下方に配置されたウエハほど大きな番号を付して示している。グラフに示すように、評価試験3−1では評価試験3−2に比べて、番号が比較的大きいウエハ10の膜厚が、番号が比較的小さいウエハ10の膜厚に対して大きくなることが抑えられている。膜厚の最大値−膜厚の最小値を算出したところ、評価試験3−1では3.40Å、評価試験3−2では7.41Åであり、評価試験3−1における算出値の方が小さかった。   The graph of FIG. 20 shows the results of evaluation tests 3-1, 3-2. The vertical axis of the graph represents the measured film thickness (unit: Å). The horizontal axis of the graph represents the number of wafers 10 used for the measurement. Of the wafers 10 used for the measurement, the wafer 10 placed on the uppermost side of the wafer boat 3 is set to 1, and the wafer placed below is shown. It is shown with a larger number. As shown in the graph, in the evaluation test 3-1, the film thickness of the wafer 10 having a relatively large number may be larger than the film thickness of the wafer 10 having a relatively small number as compared to the evaluation test 3-2. It is suppressed. When the maximum value of the film thickness-the minimum value of the film thickness was calculated, it was 3.40 mm in the evaluation test 3-1, and 7.41 mm in the evaluation test 3-2, and the calculated value in the evaluation test 3-1 was smaller. It was.

このように評価試験3−1では評価試験3−2に比べて、ウエハ10間での膜厚のばらつきが抑えられている。この評価試験3−1、3−2の結果から、ウエハ10が配置されるスロットの上方のスロットに石英ウエハ71を配置した場合も、この石英ウエハ71の付近に配置されたウエハ10の膜厚が大きくなりすぎることを防ぐことができると考えられる。従って、この評価試験3−1、3−2から石英ウエハ71によって、各ウエハ10の膜厚分布を変更できることが示された。第5の実施形態で説明したように、互いに異なる表面積の石英ウエハ71を配置することで、ウエハ10に供給される成膜ガスをより精度高く調整できるため、ウエハ10間の膜厚分布を、より均一化することができると考えられる。   As described above, in the evaluation test 3-1, variation in film thickness among the wafers 10 is suppressed as compared with the evaluation test 3-2. From the results of the evaluation tests 3-1 and 3-2, even when the quartz wafer 71 is placed in the slot above the slot in which the wafer 10 is placed, the film thickness of the wafer 10 placed near the quartz wafer 71. It is thought that it can prevent that becomes too large. Therefore, it was shown from the evaluation tests 3-1 and 3-2 that the film thickness distribution of each wafer 10 can be changed by the quartz wafer 71. As described in the fifth embodiment, by arranging the quartz wafers 71 having different surface areas, the film forming gas supplied to the wafer 10 can be adjusted with higher accuracy. It is thought that it can be made more uniform.

評価試験4
評価試験4として第1の実施形態で説明したように、ウエハボート3の上側の複数のスロット及び下側の複数のスロットに表面にパターンが形成されたシリコンウエハを配置すると共に、シリコンウエハが配置されていないスロットにはウエハ10を配置し、成膜処理を行った。そして、各スロットのウエハ10に形成される膜厚を測定した。シリコンウエハは、外形が同じベアウエハ72と比較すると、その表面積が30倍、10倍、5倍、3倍であるものを夫々用意し、成膜処理毎に異なる表面積を持つシリコンウエハを用いた。ただし、1回の成膜処理を行うために各スロットに配置されたシリコンウエハは、互いに同じ表面積を有するものとする。
Evaluation test 4
As described in the first embodiment as the evaluation test 4, a silicon wafer having a pattern formed on the surface is arranged in the plurality of upper slots and the plurality of lower slots of the wafer boat 3, and the silicon wafer is arranged. A wafer 10 was placed in a slot that was not formed, and a film forming process was performed. And the film thickness formed in the wafer 10 of each slot was measured. Silicon wafers having a surface area of 30 times, 10 times, 5 times, and 3 times that of the bare wafer 72 having the same outer shape were prepared, and silicon wafers having different surface areas were used for each film forming process. However, it is assumed that the silicon wafers arranged in each slot for performing one film formation process have the same surface area.

ベアウエハ72の30倍の表面積を持つシリコンウエハ(以下、30倍シリコンウエハと記載)を用いた成膜処理を評価試験4−1、ベアウエハ72の10倍の表面積を持つシリコンウエハ(以下、10倍シリコンウエハと記載)を用いた成膜処理を評価試験4−2、ベアウエハ72の5倍の表面積を持つシリコンウエハ(以下、5倍シリコンウエハと記載)を用いた成膜処理を評価試験4−3、ベアウエハ72の3倍の表面積を持つシリコンウエハ(以下、3倍シリコンウエハと記載)を用いた成膜処理を評価試験4−4とする。   A film forming process using a silicon wafer having a surface area 30 times that of the bare wafer 72 (hereinafter referred to as “30 times silicon wafer”) is evaluated in Test 4-1, a silicon wafer having a surface area 10 times that of the bare wafer 72 (hereinafter referred to as 10 times). Film formation process using a silicon wafer) is evaluated test 4-2, and film formation process using a silicon wafer having a surface area five times that of the bare wafer 72 (hereinafter referred to as 5 times silicon wafer) is evaluated test 4- 3. A film forming process using a silicon wafer having a surface area three times that of the bare wafer 72 (hereinafter referred to as a triple silicon wafer) is referred to as an evaluation test 4-4.

図21のグラフは、評価試験4の結果を示したグラフである。グラフの横軸の数字はウエハ10が搭載されていたスロットの番号を、縦軸は測定された膜厚を夫々示している。図21のグラフ中、実線、点線、一点鎖線、二点鎖線で、夫々評価試験4−1、4−2、4−3、4−4で測定された各ウエハ10の膜厚(単位:Å)を表している。図21のグラフを見て、各評価試験4−1〜4−4において、ウエハボート3の高さ中央部の60番及びその付近の番号のスロットに搭載されていたウエハ10の膜厚が、他のスロットに搭載されたウエハ10の膜厚に対して大きく低下していることが分かる。特に30倍シリコンウエハを用いた評価試験4−1では、ウエハボート3の中央部のスロットにおけるウエハ10の膜厚と、他のスロットにおけるウエハ10の膜厚との差が大きい。つまり、互いに同じ表面積を持つシリコンウエハのみを配置すると、ウエハ10間の膜厚分布を十分に改善できない場合があることが確認された。シリコンウエハではない他の材料のウエハ、例えば上記の石英ウエハ71を配置した場合も同様の実験結果になると考えられる。   The graph of FIG. 21 is a graph showing the results of the evaluation test 4. The numbers on the horizontal axis of the graph indicate the slot numbers on which the wafers 10 are mounted, and the vertical axis indicates the measured film thickness. In the graph of FIG. 21, the film thickness (unit: Å) of each wafer 10 measured in the evaluation tests 4-1, 4-2, 4-3, and 4-4 with a solid line, a dotted line, a one-dot chain line, and a two-dot chain line, respectively. ). 21, in each of the evaluation tests 4-1 to 4-4, the film thickness of the wafer 10 mounted in the slot of the number 60 in the center of the height of the wafer boat 3 and the number in the vicinity thereof is as follows. It can be seen that the film thickness of the wafer 10 mounted in another slot is greatly reduced. In particular, in the evaluation test 4-1 using a 30-times silicon wafer, the difference between the film thickness of the wafer 10 in the central slot of the wafer boat 3 and the film thickness of the wafer 10 in the other slots is large. That is, it was confirmed that if only silicon wafers having the same surface area are arranged, the film thickness distribution between the wafers 10 may not be improved sufficiently. It is considered that the same experimental result is obtained when a wafer made of a material other than a silicon wafer, for example, the above-described quartz wafer 71 is disposed.

評価試験5
評価試験5−1として、評価試験4−1と同様に成膜処理を行った。この評価試験5−1では、ウエハ10が配置されたスロット群の上方の2つのスロットと、下方の7つのスロットとに、30倍シリコンウエハを夫々配置した。また、評価試験5−2として、ウエハ10が配置されたスロット群の上方の5つのスロットに10倍シリコンウエハを配置し、ウエハ10が配置されたスロット群の下方の7つのスロットに30倍石英ウエハ71を配置したことを除いて、評価試験5−1と同様の成膜処理を行った。評価試験5−1、5−2共に、成膜処理後は各ウエハ10の膜厚を測定し、最も膜厚が大きいウエハ10の膜厚と、最も膜厚が小さいウエハ10の膜厚との差分値を算出した。
Evaluation test 5
As evaluation test 5-1, film formation was performed in the same manner as evaluation test 4-1. In this evaluation test 5-1, a 30-fold silicon wafer was placed in the upper two slots of the slot group in which the wafer 10 was placed and the lower seven slots. As evaluation test 5-2, a 10-fold silicon wafer is placed in the five slots above the slot group where the wafer 10 is placed, and a 30-fold quartz is placed in the seven slots below the slot group where the wafer 10 is placed. Except that the wafer 71 was disposed, a film formation process similar to that in the evaluation test 5-1 was performed. In each of the evaluation tests 5-1 and 5-2, the film thickness of each wafer 10 is measured after the film formation process, and the film thickness of the wafer 10 having the largest film thickness and the film thickness of the wafer 10 having the smallest film thickness are measured. The difference value was calculated.

上記の差分値は、評価試験5−1では6.99Å、評価試験5−2では5.67Åであった。つまり、評価試験5−2の方が、ウエハ10間での膜厚差のばらつきが抑えられている。従って、この評価試験5から本発明の効果が確認された。なお、この評価試験5においても、シリコンウエハではない他の材料のウエハ、例えば上記の石英ウエハ71を配置した場合であっても、同様の実験結果になると考えられる。   The difference value was 6.99 mm in the evaluation test 5-1, and 5.67 mm in the evaluation test 5-2. That is, in the evaluation test 5-2, variation in film thickness difference between the wafers 10 is suppressed. Therefore, from this evaluation test 5, the effect of the present invention was confirmed. In this evaluation test 5 as well, it is considered that the same experimental result is obtained even when a wafer of another material that is not a silicon wafer, for example, the above-described quartz wafer 71 is disposed.

W ウエハ
1 縦型熱処理装置
10 制御部
11 反応管
28 ヒータ
3 ウエハボート
60 プラズマ発生部
68 真空ポンプ
71、71A、71B 石英ウエハ
72 ベアウエハ
100 制御部
W Wafer 1 Vertical heat treatment apparatus 10 Controller 11 Reaction tube 28 Heater 3 Wafer boat 60 Plasma generator 68 Vacuum pumps 71, 71A, 71B Quartz wafer 72 Bare wafer 100 Controller

Claims (17)

表面に凹凸が形成された複数の被処理基板を縦型の反応容器内にて基板保持具に保持した状態で加熱部により加熱して前記被処理基板に対して成膜処理を行う縦型熱処理装置において、
前記反応容器内に成膜ガスを供給するためのガス供給部と、
前記基板保持具に保持された前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方及び下方に各々位置するように設けられたガス分布調整部材と、を備え、
前記ガス分布調整部材には、前記基板保持具の天板よりも下方、且つ前記基板保持具の底板よりも上方において互いに上下に設けられ、各々凹凸が形成された第1の板状部材と、第2の板状部材とが含まれ、
前記第1の板状部材は第1の表面積を有し、前記第2の板状部材は、前記第1の表面積とは異なる第2の表面積を有する縦型熱処理装置。
Vertical heat treatment in which a plurality of substrates to be processed having irregularities formed on the surface are heated by a heating unit while being held by a substrate holder in a vertical reaction vessel to perform film formation on the substrate to be processed In the device
A gas supply unit for supplying a film forming gas into the reaction vessel;
A gas distribution adjusting member provided so as to be positioned above and below the arrangement region of the plurality of substrates to be processed held by the substrate holder,
The gas distribution adjusting member is provided above and below the top plate of the substrate holder and above the bottom plate of the substrate holder. A second plate-like member,
The vertical heat treatment apparatus, wherein the first plate-shaped member has a first surface area, and the second plate-shaped member has a second surface area different from the first surface area.
前記ガス分布調整部材は石英により構成されている請求項1記載の縦型熱処理装置。 The vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the gas distribution adjusting member is made of quartz. 0.01≦前記第2の表面積/前記第1の表面積≦0.9である請求項1または2記載の縦型熱処理装置。 The vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein 0.01 ≦ the second surface area / the first surface area ≦ 0.9. 前記被処理基板の配置領域よりも上方及び下方のうちのいずれか一方に前記第1の板状部材が、他方に前記第2の板状部材が夫々設けられる請求項1ないし3のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置。 4. The device according to claim 1, wherein the first plate-like member is provided on one of the upper side and the lower side of the arrangement region of the substrate to be processed, and the second plate-like member is provided on the other side. 5. Vertical heat treatment apparatus described in 1. 前記第1の板状部材及び第2の板状部材は、前記被処理基板を搬送する搬送機構により搬送可能である請求項1ないし4のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置。   The vertical heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the first plate-like member and the second plate-like member can be transported by a transport mechanism that transports the substrate to be processed. 前記第1の板状部材及び第2の板状部材のうちの少なくとも一方の板状部材において、2つの主面のうち一方の主面に前記凹凸が形成され、他方の主面には板状部材の反り防止用の膜が形成されている請求項1ないし5のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置。   In at least one plate-like member of the first plate-like member and the second plate-like member, the unevenness is formed on one main surface of two main surfaces, and the plate shape is formed on the other main surface. 6. The vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein a film for preventing warping of the member is formed. 前記ガス分布調整部材は、凹凸が形成された前記基板保持具の天板を含む請求項1ないし6のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置。   The vertical heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the gas distribution adjusting member includes a top plate of the substrate holder on which irregularities are formed. 前記ガス分布調整部材は、凹凸が形成された前記反応容器の天井部を含む請求項1ないし7のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置。   The vertical heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the gas distribution adjusting member includes a ceiling portion of the reaction vessel in which irregularities are formed. 前記ガス分布調整部材は、凹凸が形成された前記基板保持具の底板を含む請求項1ないし8のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置。   The vertical heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the gas distribution adjusting member includes a bottom plate of the substrate holder on which irregularities are formed. 前記ガス分布調整部材は、前記複数の被処理基板の配置領域よりも下方に設けられた前記反応容器の内壁部を含む請求項1ないし9のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置。   The vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the gas distribution adjusting member includes an inner wall portion of the reaction vessel provided below an arrangement region of the plurality of substrates to be processed. 表面に凹凸が形成された複数の被処理基板を縦型の反応容器内にて基板保持具に保持した状態で加熱部により加熱して前記被処理基板に対して成膜処理を行う縦型熱処理装置の運転方法において、
前記基板保持具に保持された前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方及び下方に各々ガス分布調整部材が位置する状態で、ガス供給部により前記反応容器内に成膜ガスを供給する工程を備え、
前記ガス分布調整部材には、前記基板保持具の天板よりも下方、且つ前記基板保持具の底板よりも上方において互いに上下に設けられ、各々凹凸が形成された第1の板状部材と、第2の板状部材とが含まれ、
前記第1の板状部材は第1の表面積を有し、前記第2の板状部材は、前記第1の表面積とは異なる第2の表面積を有する縦型熱処理装置の運転方法。
Vertical heat treatment in which a plurality of substrates to be processed having irregularities formed on the surface are heated by a heating unit while being held by a substrate holder in a vertical reaction vessel to perform film formation on the substrate to be processed In the operation method of the device,
Supplying a film forming gas into the reaction container by a gas supply unit in a state where the gas distribution adjusting members are positioned above and below the arrangement region of the plurality of substrates to be processed held by the substrate holder, respectively. With
The gas distribution adjusting member is provided above and below the top plate of the substrate holder and above the bottom plate of the substrate holder. A second plate-like member,
The operation method of the vertical heat treatment apparatus, wherein the first plate-like member has a first surface area, and the second plate-like member has a second surface area different from the first surface area.
前記ガス分布調整部材は石英により構成されている請求項11記載の縦型熱処理装置の運転方法。   The operation method of a vertical heat treatment apparatus according to claim 11, wherein the gas distribution adjusting member is made of quartz. 0.01≦前記第2の表面積/前記第1の表面積≦0.9である請求項11または12記載の縦型熱処理装置の運転方法。 The operating method of the vertical heat treatment apparatus according to claim 11 or 12, wherein 0.01 ≦ the second surface area / the first surface area ≦ 0.9. 前記被処理基板の配置領域よりも上方及び下方のうちのいずれか一方に前記第1の板状部材が、他方に前記第2の板状部材が夫々設けられる請求項11ないし13のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置の運転方法。 The first plate-like member is provided on any one of the upper side and the lower side of the arrangement region of the substrate to be processed, and the second plate-like member is provided on the other side, respectively. The operation method of the vertical heat treatment apparatus described in 1. 前記第1の板状部材及び第2の板状部材のうちの少なくとも一方の板状部材において、2つの主面のうち一方の主面に前記凹凸が形成され、他方の主面には板状部材の反り防止用の膜が形成されている請求項11ないし14のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置の運転方法。   In at least one plate-like member of the first plate-like member and the second plate-like member, the unevenness is formed on one main surface of two main surfaces, and the plate shape is formed on the other main surface. The method for operating a vertical heat treatment apparatus according to any one of claims 11 to 14, wherein a film for preventing warping of the member is formed. 前記ガス分布調整部材は、前記反応容器の天井部を含む請求項11ないし15のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置の運転方法。   The operating method of the vertical heat treatment apparatus according to any one of claims 11 to 15, wherein the gas distribution adjusting member includes a ceiling portion of the reaction vessel. 前記ガス分布調整部材は、前記複数の被処理基板の配置領域よりも下方に設けられた前記反応容器の内壁部を含む請求項11ないし16のいずれか一つに記載の縦型熱処理装置の運転方法。   The operation of the vertical heat treatment apparatus according to any one of claims 11 to 16, wherein the gas distribution adjusting member includes an inner wall portion of the reaction vessel provided below an arrangement region of the plurality of substrates to be processed. Method.
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