(57)【要約】【課題】基板保持具に多段に保持された複数の被処理基板に成膜処理を行うにあたり、被処理基板群のうち基板保持具の上部側あるいは下部側に保持された被処理基板の面内における膜厚分布を調整し、且つ被処理基板間における膜厚の均一性を高くすること。【解決手段】縦型の反応容器１１内に成膜ガスを供給するためのガス供給部２４と、基板保持具３において、被処理基板Ｗの配置領域よりも上方または下方に当該配置領域に重なるように設けられ、反応容器１１内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域とを断熱するかあるいは前記配置領域と当該配置領域よりも下方の下方領域とを断熱するための断熱部材Ｒと、断熱部材Ｒの近くの被処理基板Ｗの面内の温度分布を調整するために、当該断熱部材Ｒにおいて当該被処理基板Ｗの中心部に重なる位置に設けられる貫通孔３５と、を備えるように装置を構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型の反応容器内にて複数の被処理基板を基板保持具に棚状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成膜装置において、
前記反応容器内を真空雰囲気とするために排気する排気部と、
前記真空雰囲気とされた反応容器内に成膜ガスを供給するためのガス供給部と、
前記基板保持具において、前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方または下方に当該配置領域に重なるように設けられ、前記反応容器内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域とを断熱するかあるいは前記配置領域と当該配置領域よりも下方の下方領域とを断熱するための第１の断熱部材と、
前記第１の断熱部材の近くに保持される前記被処理基板の面内の温度分布を調整するために、当該第１の断熱部材において当該被処理基板の中心部に重なる位置に設けられる貫通孔と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記第１の断熱部材はリング状に構成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記基板保持具において、前記被処理基板の配置領域と前記第１の断熱部材との間には、当該配置領域と前記上方領域とを断熱するかあるいは当該配置領域と前記下方領域とを断熱するための、前記貫通孔が設けられていない第２の断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第１の断熱部材は前記被処理基板の配置領域の下方に設けられ、
前記ガス供給部は、前記反応容器内において前記配置領域よりも下方の位置に前記成膜ガスを供給することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項５】
縦型の反応容器内にて複数の被処理基板を基板保持具に棚状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成膜装置を用いた成膜方法において、
排気部により前記反応容器内を真空雰囲気とするために排気する工程と、
前記ガス供給部により真空雰囲気とされた前記反応容器内に成膜ガスを供給する工程と、
前記基板保持具において、前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方または下方に当該配置領域に重なるように設けられた断熱部材により、前記反応容器内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域とを断熱するかあるいは前記配置領域と当該配置領域よりも下方の下方領域とを断熱する工程と、
を備え、
前記断熱部材は、当該断熱部材の近くに保持される前記被処理基板の面内の温度分布を調整するために、当該断熱部材において当該被処理基板の中心部に重なる位置に設けられる貫通孔を備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項６】
縦型の反応容器内にて複数の被処理基板を基板保持具に棚状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成膜装置に用いられる断熱部材において、
前記基板保持具において、前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方または下方に当該配置領域に重なるように設けられ、前記反応容器内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域とを断熱するかあるいは前記配置領域と当該配置領域よりも下方の下方領域とを断熱するための断熱部材であって、
当該断熱部材の近くに保持される前記被処理基板の面内の温度分布を調整するために、前記被処理基板の中心部に重なる位置に設けられる貫通孔を備えたことを特徴とする断熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦型の反応容器内にて基板保持具に保持した被処理基板に対して成膜処理を行う技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製品を製造するために、複数枚の被処理基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して一括してＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)などの成膜処理を行うバッチ式の縦型熱処理装置が用いられる場合が有る。その場合、ウエハを縦型の基板保持具であるウエハボートへ移載して棚状に多段に支持させ、縦型熱処理装置を構成すると共に内部が真空雰囲気とされる縦型の反応容器（反応管）内に当該基板保持具を搬入する。そして、反応容器内が加熱された状態で、成膜ガスが供給されて成膜が行われる。
【０００３】
このようにウエハに成膜を行うにあたり、上記の基板保持具においては、上記のように棚状に保持されるウエハ群の上側及び下側に、半導体製品の製造を目的としないダミーウエハが例えば複数枚保持される場合が有る。このダミーウエハによって、基板保持具の上部側、下部側に各々保持されたウエハが、当該基板保持具における基板保持領域の外側に対して各々断熱される。その結果として、当該ウエハの温度を比較的高くし、基板保持具に保持されたウエハ間において形成される膜の膜厚を揃えることができる。なお、特許文献１には、ウエハボートにおけるウエハの載置部をリング部材により構成し、このリング部材によって成膜ガスを消費させることでウエハの周縁部の成膜ガス濃度を調整し、当該ウエハの周縁部の膜厚を厚くする技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２２５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
成膜後にウエハをエッチング処理するエッチング装置の特性などに対応するために、ウエハの中心部の膜厚に比べて周縁部の膜厚が大きくなるように成膜を行うことが求められる場合が有る。しかし、上記の縦型熱処理装置において基板保持具に保持されたウエハ群に対して下方側から成膜ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）ガスを供給してシリコン（Ｓｉ）膜を形成するにあたり、ウエハボートの下部側に保持された複数枚のウエハについては、中心部の膜厚に対して周縁部の膜厚が小さくなるようにＳｉ膜が成膜されてしまうことが確認された。
【０００６】
これはウエハ群の下方から供給されたＳｉＨ４ガスが、ウエハボートの下部側における複数枚のウエハの周縁部に達した時点では十分に加熱されておらず、当該ウエハの周縁部で十分に分解してＳｉを生じなかったためであると考えられる。後述の評価試験でも示すように、ウエハ群の下側にダミーウエハを搭載せずに処理を行うことで、この面内における膜厚分布を調整することができるが、ダミーウエハを搭載しないとウエハ間での膜厚の均一性が低下してしまう。このようにウエハの面内における膜厚の形状の良さとウエハ間における膜厚の均一性とがトレードオフの関係になってしまっていた。上記の特許文献１にはこのような問題を解決する手法については記載されていない。
【０００７】
このようにウエハＷ間での膜厚のばらつきを抑え、且つウエハの面内における膜厚分布を調整することができる技術が求められていた。なお、ウエハの面内の膜厚分布を調整することについては、上記のようにウエハの中心部と周縁部との間で膜厚の大きさを調整することに限られず、このウエハの面内における膜厚のばらつきを抑えることも含まれる。また、ウエハ間における膜厚の均一性及びウエハの面内における膜厚の均一性については、反応容器内におけるＳｉＨ４ガスなどの成膜ガスの分布が影響する。この成膜ガスの分布を適切にするための技術が求められている。
【０００８】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、基板保持具に棚状に保持された複数の被処理基板に成膜処理を行うにあたり、被処理基板群のうち基板保持具の上部側あるいは下部側に保持された被処理基板の面内における膜厚分布を調整し、且つ被処理基板間における膜厚の均一性を高くすることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の成膜装置は、縦型の反応容器内にて複数の被処理基板を基板保持具に棚状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成膜装置において、
前記反応容器内を真空雰囲気とするために排気する排気部と、
前記真空雰囲気とされた反応容器内に成膜ガスを供給するためのガス供給部と、
前記基板保持具において、前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方または下方に当該配置領域に重なるように設けられ、前記反応容器内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域とを断熱するかあるいは前記配置領域と当該配置領域よりも下方の下方領域とを断熱するための第１の断熱部材と、
前記第１の断熱部材の近くに保持される前記被処理基板の面内の温度分布を調整するために、当該第１の断熱部材において当該被処理基板の中心部に重なる位置に設けられる貫通孔と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の成膜方法は、縦型の反応容器内にて複数の被処理基板を基板保持具に棚状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成膜装置を用いた成膜方法において、
排気部により前記反応容器内を真空雰囲気とするために排気する工程と、
前記ガス供給部により真空雰囲気とされた前記反応容器内に成膜ガスを供給する工程と、
前記基板保持具において、前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方または下方に当該配置領域に重なるように設けられた断熱部材により、前記反応容器内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域とを断熱するかあるいは前記配置領域と当該配置領域よりも下方の下方領域とを断熱する工程と、
を備え、
前記断熱部材は、当該断熱部材の近くに保持される前記被処理基板の面内の温度分布を調整するために、当該断熱部材において当該被処理基板の中心部に重なる位置に設けられる貫通孔を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の断熱部材は、縦型の反応容器内にて複数の被処理基板を基板保持具に棚状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成膜装置に用いられる断熱部材において、
前記基板保持具において、前記複数の被処理基板の配置領域よりも上方または下方に当該配置領域に重なるように設けられ、前記反応容器内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域とを断熱するかあるいは前記配置領域と当該配置領域よりも下方の下方領域とを断熱するための断熱部材であって、
当該断熱部材の近くに保持される前記被処理基板の面内の温度分布を調整するために、前記被処理基板の中心部に重なる位置に設けられる貫通孔を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記基板保持具において、複数の被処理基板の配置領域よりも上方または下方に、当該配置領域に重なるように、反応容器内において前記配置領域と当該配置領域よりも上方の上方領域あるいは下方の下方領域とを断熱するための断熱部材が設けられている。そして、この断熱部材には、被処理基板の中心部に重なる位置に貫通孔が設けられている。従って、当該断熱部材の近くに保持される被処理基板の中心部の放熱量を比較的大きくして当該被処理基板の面内の温度分布を調整することができるため、当該被処理基板の面内の膜厚分布を調整することができる。また、この断熱部材によって当該断熱部材の近くに保持される被処理基板の温度が低下することが抑制されるため、その結果として被処理基板間における膜厚の均一性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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。
【図２】前記縦型処理装置に搬入されるウエハボートの側面図である。
【図３】前記ウエハボートに搭載されるダミーウエハの平面図である。
【図４】前記ウエハボートに搭載されるリング板の平面図である。
【図５】成膜処理時における前記ウエハボートの周囲のガスの流れを示す模式図である。
【図６】成膜処理時における前記ウエハボートの周囲のガスの流れを示す模式図である。
【図７】成膜処理時における前記ウエハボートの周囲のガスの流れを示す模式図である。
【図８】前記ウエハボートの側面図である。
【図９】前記ウエハボートの側面図である。
【図１０】リング板以外の断熱部材の平面図である。
【図１１】本発明の第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。
【図１２】前記縦型熱処理装置の横断平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る縦型熱処理装置の縦断側面図である。
【図１４】前記縦型熱処理装置の横断平面図である。
【図１５】評価試験の結果を示すグラフ図である。
【図１６】評価試験の結果を示すグラフ図である。
【図１７】評価試験の結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
本発明の成膜装置の第１の実施形態である縦型熱処理装置１について、図１の縦断側面図を参照しながら説明する。この縦型熱処理装置１は、円形の被処理基板であるウエハＷに成膜ガスとしてＳｉＨ４ガスを供給し、ＣＶＤによってＳｉ膜をウエハＷに形成する。ウエハＷは半導体デバイスが製造される基板であり、例えばシリコンにより構成されている。当該ウエハＷの直径は、例えば３００ｍｍである。また、縦型熱処理装置１は、長手方向が垂直方向に向けられた略円筒状の真空容器である反応容器１１を備えている。反応容器１１は、内管１２と、当該内管１２を覆うとともに内管１２と一定の間隔を有するように形成された有天井の外管１３とから構成された二重管構造を有する。内管１２及び外管１３は、耐熱材料、例えば、石英により形成されている。
【００１５】
外管１３の下方には、筒状に形成されたステンレス鋼（ＳＵＳ）からなるマニホールド１４が配置されている。マニホールド１４は、外管１３の下端と気密に接続されている。また、内管１２は、マニホールド１４の内壁から突出するとともに、マニホールド１４と一体に形成された支持リング１５に支持されている。
【００１６】
マニホールド１４の下方には蓋体１６が配置されており、ボートエレベータ２０により当該蓋体１６は上昇位置と、下降位置との間で昇降自在に構成される。図１では、上昇位置に位置する状態の蓋体１６を示しており、この上昇位置において蓋体１６は、マニホールド１４の下方側の反応容器１１の開口部１７を閉鎖し、当該反応容器１１内を気密にする。蓋体１６の上部には載置部１０が設けられ、この載置部１０上には、基板保持具であるウエハボート３が載置される。このウエハボート３については、後に詳しく説明する。反応容器１１の周囲には、反応容器１１を取り囲むように断熱体１８が設けられ、その内壁面には、例えば、加熱部である抵抗発熱体からなるヒーター１９が設けられており、反応容器１１内を加熱することができる。
【００１７】
マニホールド１４において上記の支持リング１５の下方側には、成膜ガス導入口２１が開口している。この成膜ガス導入口２１は、成膜処理を行うために反応容器１１内に搬入されたウエハボート３の下端よりも下方に位置する。成膜ガス導入口２１には、成膜ガス導入管２２の下流端が接続され、成膜ガス導入管２２の上流端はガス供給機構２３を介して成膜ガスであるＳｉＨ４ガスの供給源２４に接続されている。ガス供給機構２３はバルブやマスフローコントローラを備えており、ガス供給源２４から成膜ガス導入口２１へ供給される成膜ガスであるＳｉＨ４ガスの供給源２４の流量を制御できるように構成されている。
【００１８】
またマニホールド１４には、支持リング１５の上方における側面に排気口２５が開口しており、内管１２で発生した排ガス等は内管１２と外管１３との間に形成された空間を通って当該排気口２５に排気される。排気口２５には排気管２６が気密に接続されている。排気管２６には、その上流側からバルブ２７と、真空ポンプ２８とがこの順に介設されている。バルブ２７の開度が調整されることによって、反応容器１１内の圧力が所望の圧力に制御される。排気管２６、バルブ２７、真空ポンプ２８により、排気部が構成される。
【００１９】
続いてウエハボート３について、図２の概略側面図、図３及び図４の横断平面図も参照しながら、さらに説明する。なお、図３では後述する第２の断熱部材であるダミーウエハＤの上面を、図４では後述する第１の断熱部材であるリング板Ｒの上面を夫々示している。ウエハボート３は石英からなり、互いに対向する円形の天板３１及び円形の底板３２を備えており、これら天板３１及び底板３２は、上下に垂直に伸びる３つの支柱３３の一端、他端に夫々水平に接続されている。支柱３３は、天板３１及び底板３２の周方向に沿って、間隔を空けて設けられている。支柱３３からは平面視、天板３１及び底板３２の中心部に向かうように舌状の支持部３４が伸び出している。
【００２０】
この支持部３４は多段に設けられており、各高さの支持部３４上にウエハＷを水平に保持することができる。従って、ウエハボート３にはウエハＷが、多段に棚状に保持される。各支持部３４上におけるウエハＷを搭載可能な領域をスロットと表記することにすると、このウエハボート３には例えば１５６個のスロットが設けられている。以下の説明では、各スロットについて１〜１５６の番号を付して表す。上段側のスロットほど若い番号が付されるものとする。ただし、各図ではこのスロットの番号については表示していない。支持部３４は上下方向に等間隔で配置されているので、スロットについても等間隔で配置される。
【００２１】
ところで、上記のスロットにはダミーウエハＤまたはリング板Ｒについても水平に搭載することができる。従って、１つのスロットにはウエハＷ、ダミーウエハＤ及びリング板Ｒのうちのいずれかを選択して搭載することができる。この第１の実施形態では、例えばスロット１〜スロット４にはダミーウエハＤが搭載され、スロット５〜スロット１３４にはウエハＷが搭載され、スロット１３５〜スロット１４５にはダミーウエハＤが搭載され、スロット１４７〜スロット１５６にはリング板Ｒが搭載された状態で、ウエハＷに成膜処理を行うものとする。従って、ウエハＷが搭載されるスロット５〜スロット１３４はウエハＷの配置領域として構成される。また、ダミーウエハＤ及びリング板Ｒについて、上記のようにウエハＷと同様にスロットに搭載されることで、ウエハボート３においてウエハＷの配置領域に重なるように設けられていることになる。なお、スロット１４６は、ウエハＷ、ダミーウエハＤ及びリング板Ｒのいずれも搭載されていない状態、即ち、空の状態である。
【００２２】
ダミーウエハＤは半導体デバイスを製造することを目的としない基板であり、ウエハＷと同様の形状に構成されている。従って、図３に示すダミーウエハＤの直径Ｌ１は３００ｍｍである。このダミーウエハＤは、例えばシリコンにより構成されている。続いて、リング板Ｒについて説明する。リング板Ｒは例えば石英によって構成された円環板であり、その厚さＨ１（図２参照）は１ｍｍ〜３ｍｍの円形板である。リング板Ｒは、当該リング板Ｒを厚さ方向に穿孔する円形の貫通孔３５を備えている。この貫通孔３５の中心はリング板Ｒの中心と一致している。図４に示すリング板Ｒの外形Ｌ２は３００ｍｍであり、貫通孔３５の直径Ｌ３は例えば２００ｍｍである。
【００２３】
このようにウエハＷ、ダミーウエハＤ、リング板Ｒは、各々同じ大きさの外形を有しており、各スロットにおいて平面視、互いに同じ位置に搭載される。つまり、これらウエハＷ、ダミーウエハＤ及びリング板Ｒは、互いに重なるようにウエハボート３に支持される。そして、上記のようにリング板Ｒの貫通孔３５が形成されることで、そのようにウエハＷ、ダミーウエハＤ及びリング板Ｒがウエハボート３に支持されるときに当該貫通孔３５は、ウエハＷの中心部及びダミーウエハＤの中心部に重なる。
【００２４】
成膜処理時においては、反応容器１１内がヒーター１９によって加熱される。この加熱時において、既述のようにスロット１３５〜１５６に搭載されるダミーウエハＤ及びリング板Ｒは、ウエハボート３に搭載されるウエハＷ群のうちの下部側の複数枚のウエハＷを、反応容器１１内においてスロット１３５〜１５６よりも下方で比較的温度が低い領域（以下、下方低温領域とする）に対して断熱する役割を有している。つまり、スロット１３４を含む連続した複数のスロットに搭載されたウエハＷが、当該下方低温領域に対して断熱される。なお、スロット１〜４に搭載したダミーウエハＤは、反応容器１１内におけるこれらスロット１〜４の上方領域と、ウエハＷ群のうちの上部側の複数枚のウエハＷとを断熱する。
【００２５】
そして、上記のようにリング板Ｒの中心部が開口していることで、スロット１３５〜１４５のダミーウエハＤ及び上記のウエハＷ群のうちの下部側の複数枚のウエハＷ（以下、配置領域下部側ウエハＷとする）については、中心部よりも周縁部が、下方低温領域に対して比較的大きく断熱される。つまり、これら配置領域下部側ウエハＷ及びダミーウエハＤについては、中心部の放熱量が比較的大きくなる。従って、配置領域下部側ウエハＷの面内の温度分布を、リング板Ｒによって制御することができる。なお、リング板Ｒの直上にウエハＷを配置すると、当該直上に配置されたウエハＷの中心部の放熱が大きくなりすぎる懸念が有る。そこで、既述のようにリング板ＲとウエハＷとの間にダミーウエハＤを配置し、ウエハＷの中心部における過剰な放熱を抑制している。
【００２６】
この縦型熱処理装置１には、コンピュータにより構成された制御部１００が設けられており、制御部１００はプログラムを備えている。このプログラムは、ウエハＷに対して後述の一連の成膜処理を行うことができるように、縦型熱処理装置１の各部に制御信号を出力して、当該各部の動作を制御することができるようにステップ群が組まれている。具体的には、ボートエレベータ２０による蓋体１６の昇降、ヒーター１９の出力（即ちウエハＷの温度）、バルブ２７の開度、ガス供給機構２３によるＳｉＨ４ガスの反応容器１１内への供給流量などが制御されるように、制御信号が出力される。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。
【００２７】
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、ウエハボート３の下部側の縦断側面を示す概略図である図５〜図７を参照しながら説明する。図５〜図７では、上記したウエハボート３に搭載されるウエハＷ群のうちの下部側における配置領域下部側ウエハＷ、ウエハボート３の下部側に搭載されたダミーウエハＤ及びリング板Ｒについて示すと共に、ウエハボート３の下部側の周囲を流れるＳｉＨ４ガスの流れを矢印で示している。なお、図５〜図７ではウエハボート３の支持部３４の表示は省略している。
【００２８】
先ず、ウエハＷ、ダミーウエハＤ及びリング板Ｒが、例えば図示しない搬送機構によってウエハボート３の既述したスロットに各々搬送されて保持される。その後、ウエハボート３が下降位置に位置する蓋体１６上に配置される。そして蓋体１６が上昇位置に向けて上昇し、ウエハボート３が反応容器１１内に搬入され、蓋体１６によって反応容器１１の開口部１７が閉鎖されて、当該反応容器１１内が気密となる。続いて、反応容器１１内が排気されて所定の圧力の真空雰囲気とされると共に、ヒーター１９によって反応容器１１内が所定の温度になるように加熱される。
【００２９】
既述したようにリング板Ｒの形状により、配置領域下部側ウエハＷの周縁部は、リング板Ｒが配置される領域よりも下方における下方低温領域に対する断熱の度合が大きく、配置領域下部側ウエハＷの中心部は、当該下方低温領域に対する断熱の度合が小さい。このような断熱の度合の違いに応じて、配置領域下部側ウエハＷの面内においては周縁部の温度が比較的大きくなるように温度分布が形成される。また、このように断熱が行われることで、配置領域下部側ウエハＷの過度の温度低下が抑制される。
【００３０】
続いて、成膜ガス導入口２１からＳｉＨ４ガスが反応容器１１を構成する内管１２内に供給される。このＳｉＨ４ガスは、内管１２内が上方側から排気される構成とされていることで、当該内管１２内を上方側へ向かいながら加熱され、リング板Ｒの貫通孔３５によって形成される空間に滞留してさらに加熱され（図５）、内管１２内をさらに上方へと向かい、内管１２の上端から内管１２と外管１３との間の隙間に流れて、排気口２５から排気される。
【００３１】
上記のようにリング板Ｒの貫通孔３５の形成空間で加熱されたＳｉＨ４ガスが、配置領域下部側ウエハＷが位置する高さに達し、当該ウエハＷの周縁部から中心部へ向かって流れる。リング板Ｒによって断熱されることで配置領域下部側ウエハＷの周縁部は比較的高い温度に加熱されており、さらにこのように下部側ウエハＷに供給されるまでにＳｉＨ４ガスは比較的高い温度に加熱されていることから、比較的多くのＳｉＨ４ガスが当該ウエハＷの周縁部で分解し、Ｓｉ膜３０が成膜される（図６）。その後も配置領域下部側ウエハＷにＳｉＨ４ガスが供給され続け、そのようにウエハＷの周縁部で比較的多くのＳｉＨ４ガスが分解することによって、周縁部の膜厚が中心部の膜厚に比べて大きく、ウエハＷの表面全体を被覆するようにＳｉ膜３０が成膜される（図７）。
【００３２】
また、配置領域下部側ウエハＷが位置する高さよりも上方に拡散したＳｉＨ４ガスについては、反応容器１１内を比較的長く流通していることで比較的高い温度に加熱された状態で、配置領域下部側ウエハＷよりも上方の各高さに位置するウエハＷの表面の周縁部に供給され、当該ウエハＷの中心部へ向けて流れる。そのようにウエハＷの表面に供給されるまでに十分に加熱されていることで、当該各ウエハＷの周縁部において比較的多くのＳｉＨ４ガスが分解する結果、これらの各ウエハＷの面内においても周縁部の膜厚が、中心部の膜厚に比べて大きくなるようにＳｉ膜３０が成膜される。このように各ウエハＷの表面にＳｉ膜３０が形成されると、成膜ガス導入口２１からのＳｉＨ４ガスの供給が停止し、蓋体１６が下降して反応容器１１からウエハボート３が搬出された後、図示しない搬送機構によってウエハボート３からウエハＷ、ダミーウエハＤ、リング板Ｒが取り出され、成膜処理が終了する。
【００３３】
この縦型熱処理装置１によれば、ウエハボート３においてウエハＷの配置領域の下方にリング板Ｒが設けられた状態で成膜処理を行っている。リング板Ｒにより、配置領域下部側ウエハＷの面内における温度分布が調整されるため、当該配置領域下部側ウエハＷについて周縁部のＳｉ膜の膜厚を、中心部のＳｉ膜の膜厚よりも大きくすることができる。さらに、当該リング板Ｒにより、配置領域下部側ウエハＷは下方低温領域に対して断熱されるので、当該ウエハＷの面内における各温度が比較的低い温度になってしまうことが抑制される。従って、配置領域下部側ウエハＷのＳｉ膜の膜厚が、ウエハボート３に載置される他のウエハＷのＳｉ膜の膜厚に対して低下することが抑制される。従って、ウエハボート３に載置される各ウエハＷ間におけるＳｉ膜の膜厚の均一性が低下することを抑制することができる。
【００３４】
リング板Ｒについては、既述のように配置領域下部側ウエハＷの面内の温度分布を調整すると共に配置領域下部側ウエハＷを下方低温領域に対して断熱するために、ウエハボート３に搭載されたウエハＷ群の下方に１枚以上、配置されていればよく、上記の配置例に従って配置することには限られない。例えば上記の配置例では１０枚のリング板Ｒを搭載しているが、リング板Ｒの搭載枚数としてはそのように１０枚に限られるものではない。また、複数のリング板Ｒが搭載されるスロットとしては上下に連続するスロットであることに限られず、リング板Ｒが搭載されるスロットの間に１つまたは複数のリング板Ｒが搭載されていないスロットがあってもよい。また、上記の配置例ではダミーウエハＤ群が配置されるスロットと、リング板Ｒ群が配置されるスロットとの間に空のスロットを配置しているが、このような空のスロットを設けなくてもよい。
【００３５】
ウエハＷ及びダミーウエハＤについては、既述の配置例のようにスロットに配置するものとして、リング板Ｒの配置例を具体的に列挙する。例えばスロット１４７、１４９、１５１、１５３、１５５にリング板Ｒを配置し、且つスロット１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６は空とするような配置とすることができる。また、スロット１４６〜１５５にリング板Ｒを配置し、スロット１５６を空とするような配置とすることができる。スロット１４７〜１５１にリング板Ｒを配置し、且つスロット１４６、１５２〜１５６を空とするような配置とすることができる。また、リング板Ｒが搭載される複数のスロットの間にリング板Ｒを搭載しないスロットを設ける場合、当該リング板Ｒを搭載しないスロットについては空としてもよいし、ダミーウエハＤを配置してもよい。従って、例えば図８に示すようにリング板ＲとダミーウエハＤとを交互に配置してもよい。
【００３６】
また、リング板Ｒの貫通孔３５の直径Ｌ３（図４参照）の大きさについては上記の例に限られず、例えば１５０ｍｍであってもよい。また、ウエハボート３において、貫通孔３５の直径Ｌ３が同じ大きさに構成されたリング板Ｒを搭載して成膜処理を行うことには限られない。例えば、図９では上方側のスロットほど、貫通孔３５の径が大きいリング板Ｒを配置した例を示している。また、リング板Ｒについては、例えばその一部が欠けていてもよい。さらに、ウエハＷの中心部の放熱量を周縁部の放熱量に比べて大きくすることができればよいため、断熱部材としては、リング板Ｒの代わりに図１０に示すようにウエハＷの中心部に多数の貫通孔４１が分散して配設された円板４２をウエハボート３に搭載してもよい。ウエハボート３に搭載することができるように、例えば円板４２の直径はウエハＷの直径と同じ大きさに構成されている。また、この円板４２については、その周縁部には貫通孔４１が形成されていないが、周縁部に比べて中心部の開口面積が大きくなれば、リング板Ｒと同様にウエハＷの周縁部に比べてウエハＷの中心部の放熱を大きくすることができるため、当該円板４２の周縁部においても貫通孔４１が形成されていてもよい。
【００３７】
また、上記のリング板Ｒはウエハボート３に対して取り外し自在に構成されているが、ウエハボート３に対して固定されていてもよい。さらに、ウエハＷに温度分布を形成するための断熱部材としては板状にすることに限られず、例えば起立した円筒状に構成してもよい。ただし、そのように円筒状に構成すると当該断熱部材の容積が比較的大きいことにより、反応容器１１内の加熱を開始してから所定の温度に達するまでの時間が比較的大きく、ウエハボート３を反応容器１１に搬入してから成膜処理を開始できるまで時間が遅くなってしまうので、既述のリング板Ｒのように板状に構成することが好ましい
【００３８】
なお、縦型熱処理装置１及び後述する縦型熱処理装置４、６については、蓋体１６の下方に設けられたモーターにより載置部１０が回転することで、ウエハボート３が各ウエハＷの中心を通過する垂直な軸周りに回転する構成であってもよい。また、吐出する成膜ガスについてもＳｉＨ４ガスに限定されず、各種の膜を形成するための成膜ガスを用いることができる。さらに、ＣＶＤにより成膜を行うことに限られず、ＡＬＤ(Atomic Layer Deposition)によって成膜を行うようにしてもよい。その場合には、反応容器１１内に原料ガスと、原料ガスと化学反応する反応ガスと、原料ガス及び反応ガスのうちの一方を供給後、他方を供給する前に反応容器１１内をパージするパージガスとが導入されるようにする。
【００３９】
（第２の実施形態）
続いて、成膜装置の第２の実施形態に係る縦型熱処理装置６について、縦型熱処理装置１との差異点を中心に、図１１の縦断側面図を参照しながら説明する。また、図１２は縦型熱処理装置６を構成する反応容器１１のＡ−Ａ′矢視横断平面図であり、当該図１２も適宜参照する。なお、図１２中の矢印は、反応容器１１内のガスの流れを示している。図中５１は、マニホールド１４を水平に貫通するインジェクタであり、その先端部は反応容器１１内にて折れ曲がり、内管１２内を上方へ向かって垂直に伸びる。図中５２は、インジェクタ５１の先端部に設けられる吐出孔であり、水平に開口している。インジェクタ５１の基端部は、マニホールド１４の外部において成膜ガス導入管２２に接続されており、当該インジェクタ５１は、各吐出孔５２からＳｉＨ４ガスを、ウエハボート３の各スロットに向けて吐出する。
【００４０】
縦型熱処理装置６の内管１２の側壁において、ウエハボート３が配置される領域を挟んで上記のインジェクタ５１の先端部と対向する領域には、例えば上下方向に間隔を空けて複数の開口部５３が開口している。つまり、内管１２の高さ方向に沿って貫通孔が設けられている。例えば図１２に示すように、平面で見て当該開口部５３は排気管２６が接続された排気口２５と同じ向きに開口するように形成されている。さらに、内管１２にはその上部側を塞ぐように円形の蓋体６０が設けられている。従って、蓋体６０は内管１２の天井部を構成する。そして、この蓋体６０には当該蓋体６０を厚さ方向に開口した貫通孔が、蓋体排気口６１として設けられている。図１２において、この蓋体排気口６１を鎖線で示している。平面で見て蓋体６０の中心はウエハＷの中心に一致している。そして、内管１２において、ガス供給部を構成するインジェクタ５１が設けられる側を前方側、開口部５３が設けられる側を後方側とすると、この例では蓋体排気口６１は蓋体６０の中心よりも後方側に局所的に開口しており、蓋体６０の直径上を前後方向に沿って伸びるスリット状に形成されている。
【００４１】
また、内管１２と外管１３との間に形成される空間を排気空間６４として示している。インジェクタ５１からＳｉＨ４ガスが吐出されてウエハＷに成膜が行われる間、排気管２６により排気空間６４が排気され、開口部５３及び蓋体排気口６１を介して内管１２内の排気が行われる。このように排気が行われるため、縦型熱処理装置６では反応容器は内管１２であり、外管１３は、反応容器の外側に排気路を形成する排気路形成部材と見ることができる。従って、この縦型熱処理装置６は、縦型の反応容器内にて複数の被処理基板を基板保持具に棚状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成膜装置において、前記真空雰囲気とされた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、前記反応容器の側壁に当該反応容器の高さ方向に沿って設けられた第１の貫通孔と、前記反応容器の天井に設けられた第２の貫通孔と、前記成膜ガスの供給中に前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔から当該成膜ガスを排気する排気部と、を備える成膜装置である。
【００４２】
内管１２の蓋体６０は、上記のようにＳｉＨ４ガスをウエハＷに供給するにあたり、内管１２内の上端部付近のＳｉＨ４ガスの流れが、排気空間６４の排気によって乱されないようにする役割を有する。さらにこの蓋体６０に蓋体排気口６１を設けることで、内管１２内へのＳｉＨ４ガスの供給速度と内管１２内からの排気速度とのバランスを調整することができる。より詳しく述べると、蓋体排気口６１から排気を行うことで、内管１２内の上端部におけるＳｉＨ４ガスの滞留を防ぐことができる。それによって、後述の評価試験で示すように、ウエハボート３の上部側のスロットに搭載された各ウエハＷの膜厚が大きくなりすぎることを防いで、ウエハＷ間での膜厚の均一性を高くし、且つ上部側のスロットに搭載されたウエハＷの面内における膜厚のばらつきが大きくなることを防ぐことができる。
【００４３】
また、蓋体排気口６１を設ける位置や、蓋体排気口６１の個数は上記の例には限られない。例えば蓋体６０の前方側に蓋体排気口６１を設けてもよいが、インジェクタ５１から吐出された成膜ガスがウエハＷに到達する前に排気されることを抑えるために、蓋体排気口６１は上記のように蓋体６０の後方側に設けることが好ましい。また、上記のように蓋体排気口６１を前後方向に沿って形成することで、インジェクタ５１から吐出された成膜ガスが左右方向に広がることで気流が乱れることを防ぎ、ウエハＷの面内の膜厚分布の低下を防ぐことができるため好ましい。なお、蓋体排気口６１としては、上記のようなスリット状に形成することには限られない。例えば蓋体６０の前後方向に沿って複数の比較的小さい孔を蓋体排気口６１として設けてもよい。ところで、内管１２の側壁から排気を行うための開口部５３は、内管１２内の上下方向において成膜ガスを均一性高く排気するために、当該内管１２の上下方向に沿って形成されていればよい。従って、上記のように多数の開口部５３を設ける代りに、例えば内管１２の側壁の上端部から下端部に亘って上下方向に伸びるスリット状の開口部５３を設けてもよい。なお、この縦型熱処理装置６において成膜ガスは、縦型熱処理装置１のように成膜ガス供給部をなす成膜ガス導入口２１により、反応容器１１の下方側から供給してもよい。
【００４４】
ところで縦型熱処理装置６では、例えば第１の実施形態と同様にウエハボート３にはリング板Ｒが搭載されて、上記のようにウエハＷに成膜処理が行われる。従って、この第２の実施形態は第１の実施形態と同様の効果を奏する。しかし、既述した蓋体６０の効果は、ウエハボート３にリング板Ｒが搭載されていない場合であっても奏される。つまり、この縦型熱処理装置６においては、ウエハボート３にリング板Ｒが搭載された状態で成膜処理を行うことで、蓋体６０による作用に加えてこのリング板Ｒの作用によって、より確実にウエハＷ間で膜厚の均一性を高くすることができ、さらにウエハボート３の上部側のウエハＷの面内における膜厚分布を調整することができる。
【００４５】
（第３の実施形態）
続いて、成膜装置の第３の実施形態に係る縦型熱処理装置４について、縦型熱処理装置１との差異点を中心に、図１３の縦断側面図を参照しながら説明する。また、縦型熱処理装置４を構成する反応容器１１の横断平面図である図１４も適宜参照する。この縦型熱処理装置４は反応容器１１内において、横方向に流れるＳｉＨ４ガスの気流を形成して、ウエハＷにＳｉ膜を形成する。この縦型熱処理装置４では内管１２が設けられておらず、縦型熱処理装置１の外管１３に相当する部材により反応容器１１が構成されている。反応容器１１は横断面で見て概ね円形に構成されている。さらに詳しく述べると、当該反応容器１１の側壁の一部は、横断面で見て当該反応容器１１の外方へと膨らみ、縦長のノズル収納空間５０が形成されている。マニホールド１４には成膜ガス導入口２１が設けられる代りに、インジェクタ５１が、当該マニホールド１４を水平に貫通するように設けられている。
【００４６】
インジェクタ５１の先端部は反応容器１１内にて折れ曲がり、上記のノズル収納空間５０を上方へ向かって垂直に伸びる。そのように上方に伸びるインジェクタ５１の先端部には、ウエハボート３に水平に向かうように多数の吐出孔５２が、上下方向に間隔を空けて開口している。そして、上記の成膜ガス導入管２２の下流端は、成膜ガス導入口２１に接続される代わりにマニホールド１４の外部において、インジェクタ５１の基端に接続されており、上記の吐出孔５２からＳｉＨ４ガスを、ウエハボート３の各スロットに向けて吐出することができる。
【００４７】
反応容器１１の側壁において、ウエハボート３が配置される領域を挟んで上記のインジェクタ５１の先端部と対向する領域には、上下方向に間隔を空けて複数の開口部５３が形成されている。この開口部５３を反応容器１１の外側から覆うようにカバー５４が設けられている。従って、このカバー５４も反応容器の側壁の一部をなす部材であるが、説明の便宜上、反応容器１１と区別して示している。当該カバー５４は、反応容器１１の外周に、横断面で見て反応容器１１の周に沿って伸びる空間５５を形成する。排気管２６の上流端は、このカバー５４においてウエハボート３よりも下方位置且つ開口部５３が形成される領域よりも下方位置に接続されており、当該空間５５を排気する。また、図１４に示すように排気管２６は反応容器１１の周方向において、開口部５３に比べてインジェクタ５１に近い位置に接続されているが、図１３では図示の便宜上、排気管２６はインジェクタ５１の反対側に接続されるように示している。成膜処理中は、この空間５５の排気とインジェクタ５１からのＳｉＨ４ガスの吐出とが並行して行われ、反応容器１１内を横方向に流れるＳｉＨ４ガスの気流を形成することができる。図１４の矢印は、この気流を示している。
【００４８】
そして、ウエハボート３には上方側から下方側に向けて、リング板Ｒ群、ダミーウエハＤ群、ウエハＷ群、ダミーウエハＤ群、リング板Ｒ群がこの順で搭載される。このようにウエハボート３に搭載されるダミーウエハＤ群のうち、上方側に搭載されたもの、下方側に搭載されたものを夫々上方側ダミーウエハＤ群、下方側ダミーウエハＤ群とする。また、上記のようにウエハボート３に搭載されるリング板Ｒ群のうち上方側に搭載されたもの、下方側に搭載されたものを夫々下方側リング板Ｒ群、下方側リング板Ｒ群とする。
【００４９】
下方側リング板Ｒ群、下方側ダミーウエハＤ群は、第１の実施形態のウエハボート３の下部側に搭載した各リング板Ｒ及び各ダミーウエハＤと同様に、ウエハＷ群のうちの下部側のウエハＷを下方低温領域に対して断熱することで、当該下部側のウエハＷの温度を比較的高くする。そして、下方側リング板Ｒ群については、上記の下部側のウエハＷの面内の放熱量を調整し、当該面内の温度分布を調整することで、形成されるＳｉ膜の膜厚分布を調整する。
【００５０】
上方側リング板Ｒ群、上方側ダミーウエハＤ群は、ウエハＷ群のうちの上部側のウエハＷを、反応容器１１内におけるスロット１よりも上方側の領域に対して断熱して、その温度を調整する。さらに上方側リング板Ｒ群については、当該上部側のウエハＷの面内における放熱量を調整し、当該面内の温度分布を調整することで、当該配置領域上部側ウエハＷに形成されるＳｉ膜の膜厚分布を調整する。
【００５１】
このようにウエハＷ群の上方側、下方側にリング板Ｒを配置することで、ウエハＷ群のうちの上部側のウエハＷ及び下部側のウエハＷを、ウエハＷの配置領域よりも上方領域及び下方領域に対して断熱して、当該上部側のウエハＷ及び下部側のウエハＷの温度を調整することができ、ウエハＷ間で膜厚の均一性を高くすることができる。また、上部側のウエハＷ及び下部側のウエハＷについて、中心部と周縁部との間で膜厚分布を調整することができる。
【００５２】
この第３の実施形態において、リング板Ｒ群については、上部側のウエハＷ及び下部側のウエハＷのうちのいずれか一方のみの膜厚分布を調整するために、上方側リング板Ｒ群及び下方側リング板Ｒ群のうちの一方のみを設けてもよい。また、既述の各実施形態では、ウエハＷの面内において中心部の膜厚を周縁部の膜厚に比べて大きくするためにリング板Ｒを用いるものとしているが、そのような目的でリング板Ｒを用いることには限られず、中心部の膜厚と周縁部の膜厚とを互いに揃えるためにリング板Ｒを用いてもよい。また、使用する成膜ガスの種類によっては、リング板Ｒを用いることで周縁部の膜厚が中心部の膜厚に比べて大きくなることが考えられるが、そのような膜厚分布を形成するためにリング板Ｒを用いてもよい。なお、本発明の構成は、既述した各実施形態に限られるものではなく、各実施形態については適宜変更したり、組み合わせたりすることができる。
【００５３】
（評価試験１）
以下、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、第１の実施形態の縦型熱処理装置１を用いてウエハＷに成膜処理を行った。ウエハＷ、ダミーウエハＤ、リング板Ｒについては第１の実施形態で説明したスロットに各々搭載した。つまり、スロット５〜１３４にウエハＷを、スロット１〜４、１３５〜１４５にはダミーウエハＤを、スロット１４７〜１５６にはリング板Ｒを搭載した状態で成膜処理を行った。そして、成膜処理後の各ウエハＷについて、面内における各部の膜厚を測定し、平均値及び標準偏差について算出した。また、比較試験１として、ウエハボート３において、スロット１４７〜１５６にリング板Ｒを搭載せず、スロット１４４にダミーウエハＤを搭載しないことを除いては、評価試験１と同様の条件で成膜処理を行った。そして、成膜処理後の各ウエハＷについて面内における各部の膜厚を測定し、平均値及び標準偏差について算出した。
【００５４】
図１５のグラフは、評価試験１の結果、比較試験１の結果を各々示している。グラフの横軸はスロットの番号を示している。グラフの縦軸はウエハＷの面内における膜厚の平均値（単位：Å）と、ウエハＷの面内における膜厚の標準偏差（単位：Å）とを示している。グラフ中、評価試験１については、黒塗りの四角のプロットで膜厚の平均値を、黒塗りの三角のプロットで膜厚の標準偏差を夫々示している。グラフ中、比較試験１については、白抜きの四角のプロットで膜厚の平均値を、白抜きの三角のプロットで膜厚の標準偏差を夫々示している。グラフに示されるように、評価試験１及び比較試験１にて、互いに同じスロットに搭載されていたウエハＷについては標準偏差が略同じである。そして、ウエハボート３の下端部に搭載されていたウエハＷの膜厚の平均値について、評価試験１の値は比較試験１の値よりも大きい。
【００５５】
この評価試験１の結果から、ウエハボート３の下端部のスロットにリング板Ｒを搭載することによって、各ウエハＷの面内における膜厚のばらつきの程度を大きく変えることなく、リング板Ｒ付近に搭載されるウエハＷについては膜厚の平均値を上昇させることができることが確認された。また、ウエハボート３の下端部のスロットに搭載されていたウエハＷについて、評価試験１では周縁部の膜厚が中心部の膜厚よりも大きく、比較試験１では周縁部の膜厚が中心部の膜厚よりも小さいことが確認された。従って、リング板Ｒを搭載することで、当該リング板Ｒ付近に搭載されるウエハＷの膜厚分布を変更することができることが確認された。
【００５６】
（評価試験２）
評価試験２−１として、縦型熱処理装置１を用いてウエハＷに成膜処理を行った。この評価試験２−１では、スロット１３５〜１５６にはダミーウエハＤを搭載し、それ以外のスロットには第１の実施形態と同様にウエハＷ及びダミーウエハＤを搭載して成膜処理を行った。そして、成膜処理後の各ウエハＷについて面内における各部の膜厚を測定し、平均値及び標準偏差について算出した。また評価試験２−２として、スロット１３５〜１５６を空の状態とした他は、評価試験２−１と同様に成膜処理を行った。そして、成膜処理後の各ウエハＷについて、面内における各部の膜厚を測定し、平均値及び標準偏差について算出した。
【００５７】
図１６のグラフは、評価試験２−１、２−２の結果を示している。グラフの横軸はスロットの番号を示している。グラフの縦軸はウエハＷの面内における膜厚の平均値（単位：ｎｍ）と、ウエハＷの面内における膜厚の標準偏差（単位：Å）とを示している。このグラフ中、評価試験２−１については、黒塗りの四角のプロットで膜厚の平均値を、黒塗りの丸のプロットで膜厚の標準偏差を夫々示している。評価試験２−２については、白抜きの四角のプロットで膜厚の平均値を、白抜きの丸のプロットで膜厚の標準偏差を夫々示している。
【００５８】
評価試験２−１と評価試験２−２との間で、同じスロットのウエハＷの標準偏差については大きな差は無い。そして、スロット１３４のウエハＷについて、評価試験２−１ではウエハＷの周縁部に比べて中心部の膜厚が大きくなってしまっていたが、評価試験２−２では、ウエハＷの中心部に比べて周縁部の膜厚が大きいことが確認された。しかし、グラフに示すように、スロット１３４のウエハＷについて、評価試験２−２の膜厚の平均値は、評価試験２−１の膜厚の平均値よりも比較的大きく低下してしまっている。
【００５９】
評価試験２−２ではウエハＷ群の下方にダミーウエハＤが設けられていないため、ウエハＷ群の下方に比較的大きな空間が形成されており、当該空間で比較的高い温度になるように加熱されたＳｉＨ４ガスが、ウエハＷ群の下部側のウエハＷに供給され、当該ウエハＷの周縁部でＳｉを比較的多く生じた。それによって、Ｓｉ膜の膜厚分布が、上記のような膜厚分布になったと考えられる。しかし、評価試験２−２では、ウエハＷ群の下部側のウエハＷがダミーウエハＤによって、断熱されないため、上記のように膜厚の平均値が比較的低い値になっている。つまり、リング板Ｒを設けずにダミーウエハＤのウエハボート３への搭載及び非搭載を切り替えると、発明が解決する課題の項目でも述べたようにウエハの面内における膜厚の形状の良さと、ウエハ間における膜厚の均一性の向上の両立を図ることが困難である。このような問題を解決するために、本発明がなされている。
【００６０】
（評価試験３）
評価試験３として、第２の実施形態の縦型熱処理装置６を用いてウエハＷに成膜処理を行った。反応容器１１の上部、中央部、下部に各々１５００ｓｃｃｍで成膜ガスが供給されるように設定し、成膜処理中における反応容器１１内の圧力は０．４５Ｔｏｒｒ（６０Ｐａ）に設定した。成膜処理後は、各ウエハＷの膜厚と、各ウエハＷの面内における膜厚の均一性とについて測定した。この膜厚の均一性については、±（膜厚の最大値−膜厚の最小値）／（膜厚の平均値）×１００／２（単位：±％）を膜のヘイズ（Ｈａｚｅ  単位：ｐｐｍ）で除した値を算出しており、この算出値の単位は％である。そして、この算出値が小さいほど、ウエハＷの面内において膜厚の均一性が高いことを示す。また、比較試験３として、蓋体６０に蓋体排気口６１が設けられていない縦型熱処理装置６を用いて処理を行ったことを除いては、評価試験３と同様の条件で成膜処理を行い、評価試験３と同様にウエハＷに形成された膜についての測定を行った。
【００６１】
図１７は、スロット５、５７、１３５の各ウエハＷについての結果を示したグラフであり、棒グラフによりウエハＷの膜厚を、グラフ中のプロットによりウエハＷの面内における膜厚の均一性を夫々示している。棒グラフより、評価試験３では比較試験３に比べて、ウエハＷ間における膜厚の均一性が高いことが分かる。また、ウエハＷの面内における膜厚の均一性の値について、比較試験３では、スロット１３５のウエハＷに比べてスロット５７のウエハＷは高く、スロット５のウエハＷはさらに高い。しかし、評価試験３では、各スロットのウエハＷ間で大きな差は見られず、比較試験３のスロット１３５のウエハＷについての値と略同じ値となっている。具体的に、比較試験３ではスロット５のウエハＷの膜厚均一性は０．５３％、評価試験３のスロット３のウエハＷの膜厚均一性は０．３３％である。このように評価試験３の結果から、蓋体６０に蓋体排気口６１を設けることで、ウエハＷ間における膜厚の均一性を高くし、且つウエハボート３の上部側のスロットのウエハＷの面内における膜厚の均一性を高くすることができることが確認された。
【符号の説明】
【００６２】
Ｄ                      ダミーウエハ
Ｒ                      リング板
Ｗ                      ウエハ
１                      縦型熱処理装置
１１                    反応容器
１２                    内管
１９                    ヒーター
２１                    ガス供給口
２７                    バルブ
２４                    ガス供給源
２８                    真空ポンプ
３                      ウエハボート
３５                    貫通孔
５３                    開口部
６０                    蓋体
６１                    蓋体排気口
【図１】
2018107255.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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