衬底处理装置、加热器、存储介质及衬底处理方法

本申请是申请日为2015年2月25日、国际申请号为PCT/JP2015/055366、国家申请号为201580076770.7、发明名称为“衬底处理装置、加热器及半导体器件的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及衬底处理装置、加热器、存储介质及衬底处理方法。

背景技术

在半导体器件(Device)的制造工序中的衬底的热处理中，例如使用纵型衬底处理装置。在纵型衬底处理装置中，将规定张数的衬底层叠并保持于衬底保持件，将衬底保持件装入处理室内，在通过设置于处理室外周的侧部加热器对衬底加热的状态下向处理室内导入处理气体从而进行所要的处理。

作为上述这种纵型衬底处理装置，存在如下技术：在放热量大的处理室的下部设置辅助加热用的面状副加热器从而在短时间内确保处理室整体的温度的恢复和稳定，由此实现衬底的处理时间的缩短。

发明内容

发明要解决的问题

然而，在设置了如上所述的副加热器的情况下，衬底的外周将会被侧部加热器和副加热器这两者的加热器加热。因此，在处理室的温度上升过程中，衬底的温度分布有时变得不均匀，恢复时间(recovery time)(温度稳定时间)有时变长。

本发明的目的在于，提供能够缩短处理炉内的温度稳定时间的技术。

用于解决问题的手段

根据本发明的一个方式，提供一种技术，具有：

保持衬底的衬底保持件，

处理室，对保持于所述衬底保持件的所述衬底进行处理，

第一加热器，从所述处理室外加热所述处理室内，和

第二加热器，以位于所述衬底保持件内的方式设置，并从所述衬底的背面侧加热所述衬底，

所述第二加热器具备，

支柱部，

环状部，其连接于所述支柱部、且形成为直径比所述衬底的直径小的圆弧状，

一对连接部，其将所述环状部的各个的端部连接于所述支柱部，和

在所述环状部的内部设置的发热体。

本发明的技术方案还包括：

(1)一种衬底处理装置，具有：

保持多个晶片的晶片保持件，

处理容器，对保持于所述晶片保持件的所述晶片进行处理，所述处理容器为直立的筒状，

盖部，封堵所述处理容器的下方开口，

第一加热器，从所述处理容器外加热所述处理容器内，

隔热部，与所述晶片保持件分别构成，所述隔热部设于所述处理容器内的所述盖部侧，和

第二加热器，以面向至少一个被保持的所述晶片的方式设置于所述隔热部的上方，并加热所述晶片，

所述第二加热器具有：

贯穿所述盖部及隔热部的中心的支柱部，

环状部，其连接于所述支柱部，沿着中心位于支柱部的延长线上的圆周而形成，

一对连接部，其将所述环状部的各个端部连接于所述支柱部，和

设置于所述环状部的内部的发热体。

(2)上述(1)所述的衬底处理装置中，在所述支柱部的上端形成有凸出部，所述凸出部具有比所述支柱部的直径更大、且为所述环状部的直径的至少2倍以上的直径。

(3)上述(1)所述的衬底处理装置中，所述环状部被设置成与被保持在最下层的所述晶片平行，所述环状部的直径为所述晶片的直径的1/5～3/5。

(4)上述(2)所述的衬底处理装置中，所述连接部具有：

直线部，其从所述凸出部的上端竖立，向水平方向改变方向，与所述环状部的中心线平行地向所述环状部的外周延伸，和

弯曲部，其将所述环状部的各个端部与所述直线部连接。

(5)上述(4)所述的衬底处理装置中，所述发热体是将比以所述环状部的直径形成的圆的圆周长度更长的线材形成为线圈状而构成，在所述支柱部和所述直线部，封入有用于对所述发热体进行供电的一对引线，所述引线在所述支柱部内分别被绝缘管包覆。

(6)上述(4)所述的衬底处理装置中，以贯穿所述支柱部的方式设置温度检测部，所述温度检测部在所述环状部的中央向与所述连接部相反的方向的水平方向延伸、连接于所述环状部的外壁。

(7)上述(6)所述的衬底处理装置中，所述温度检测部具有检测所述第二加热器的温度的第一温度传感器，和

检测所述环状部的中央部分的温度的第二温度传感器。

(8)上述(3)所述的衬底处理装置中，进一步具有：

设置于所述晶片保持件的下方的隔热部，

封堵所述处理容器的下方开口、并在上方载置所述隔热部的盖部，和

基体，其贯穿所述隔热部的中央而设置，所述基体为保持所述晶片保持件的圆筒形状，

所述基体以能够相对于盖部旋转的方式被保持、并且所述第二加热器的支柱部贯穿所述基体的内侧且不能旋转地被固定。

(9)上述(8)所述的衬底处理装置中，进一步具有：

多个第一隔热板，所述第一隔热板形成为与所述晶片大致相等外径的圆板形状，载置于所述晶片保持件的比所述第二加热器更靠下层，和

多个第二隔热板，其由辐射率小于所述第一隔热板的部件构成，所述第二隔热板被保持于所述隔热部，

所述第一隔热板构成为吸收来自所述第二加热器的辐射热。

(10)上述(9)所述的衬底处理装置中，所述第二隔热板形成为热容量小于所述第一隔热板的热容量。

(11)上述(8)所述的衬底处理装置中，进一步具有旋转机构，其设置于所述盖部的下方，并经由基体而使所述晶片保持件旋转，

所述旋转机构具有被固定的内轴、和以与所述内轴呈同心圆的方式配置而旋转的外轴，

在所述内轴支承所述第二加热器，在所述外轴支承所述基体。

(12)上述(10)所述的衬底处理装置中，所述第二隔热板的直径形成为小于所述第一隔热板的直径。

(13)上述(11)所述的衬底处理装置中，所述内轴及所述基体是在其中央以使所述第二加热器贯穿的方式形成有贯穿孔的圆柱形状。

(14)上述(1)所述的衬底处理装置中，具有：

向所述处理容器内供给处理气体的处理气体供给部，

控制所述处理气体供给部、所述第一加热器及所述第二加热器的控制部，

当一边向所述处理容器供给所述处理气体一边对所述晶片进行处理时，以不进行利用所述第二加热器的所述晶片的加热的方式进行控制。

(15)一种加热器，其在晶片保持件内从晶片的背面侧以非接触方式对载置于将所述晶片纵向排列加以保持的所述晶片保持件的所述晶片进行加热，

所述加热器具有：

支柱部，

环状部，其形成为直径为所述晶片的直径的1/5～3/5的圆弧状，在所述支柱部的上端，所述环状部与所述晶片平行设置，

一对连接部，其将所述环状部的圆弧的各个端部连接于所述支柱部，和

发热体，其封入于所述环状部，

所述支柱部、环状部和所述连接部由同一材料的圆管状部件构成，所述发热体的引线穿过所述连接部和所述支柱部而从支柱部的下端被引出。

(16)一种半导体器件的制造方法，具有：

将保持有晶片的晶片保持件向处理室内搬入的工序，

在由设置于所述处理室的周围的第一加热器加热所述处理室内的同时，由封入于环状部的发热体从最下层的晶片的背面侧加热所述晶片的工序，其中，所述环状部以与保持在所述晶片保持件的所述最下层的晶片隔开规定间隔并与其平行地相面对的方式设置，所述环状部的直径为所述晶片的直径的1/5～3/5，

向所述处理室供给处理气体，对所述晶片进行处理的工序，及

将所述晶片保持件从处理室内搬出的工序。

发明效果

根据本发明，能够缩短处理炉内的温度稳定时间。

附图说明

图1是本发明的实施方式中合适地使用的衬底处理装置的纵型处理炉的概略构成图，是将处理炉部分以纵剖面图表示的图。

图2是表示本发明的实施方式中合适地使用的衬底处理装置的副加热器及其周边部的前视剖面图。

图3是表示本发明的实施方式中合适地使用的衬底处理装置的副加热器及其周边部的立体图。

图4是本发明的实施方式中合适地使用的衬底处理装置的控制器的概略构成图，是将控制器的控制系统以框图表示的图。

图5是表示用以往的面状加热器加热底部区域整个区域的情况下的温度分布的说明图。

图6是表示改变副加热器的加热位置的情况下的最下层的衬底的面内温度的最大温差的比较的曲线图。

图7是表示改变副加热器的加热位置的情况下的最下层的衬底的面内温度分布的比较的曲线图。

图8是表示利用本发明的实施方式涉及的副加热器来加热衬底的半径的大致中间部的底部区域的情况下的温度分布的说明图。

图9是本发明的实施方式中合适地使用的衬底处理装置的副加热器的俯视图。

图10是本发明的实施方式中合适地使用的衬底处理装置的副加热器的纵剖面图。

具体实施方式

以下，针对本发明的一实施方式，使用图1～3进行说明。

如图1所示，在本实施方式中，衬底处理装置以实施IC的制造方法中的热处理工序的纵型热处理装置(批量式纵型热处理装置)10的形式构成。处理炉12具有作为加热手段(加热机构)的加热器14。加热器14为圆筒形，并被作为保持板的加热器底座(未图示)支承从而垂直地安装。如后文所述，加热器14作为通过热从而使气体活化(激发)的活化机构(激发部)而发挥功能。

在加热器14的内侧，与加热器14呈同心圆状地配设有构成反应容器(处理容器)的反应管16。反应管16由例如石英(SiO

在处理室18内，喷嘴22以贯通反应管16的下部的方式设置。喷嘴22由例如石英或SiC等的耐热性材料构成。喷嘴22连接有气体供给管24a。在气体供给管24a，从上游方向起，依次设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)26a及作为开闭阀的阀28a。在气体供给管24a的比阀28a更靠下游侧，连接有供给非活性气体的气体供给管24b。在气体供给管24b，从上游方向起，依次设置有MFC26b及阀28b。主要由气体供给管24a、MFC26a、阀28a构成作为处理气体供给系统的处理气体供给部。

在反应管16的内壁与晶片2之间的圆环状空间，以从反应管16内壁的下部起沿着上部向晶片2的排列方向上方立起的方式设置喷嘴22。即，在排列晶片2的晶片排列区域的侧方的、水平包围晶片排列区域的区域中，以沿晶片排列区域的方式设置喷嘴22。喷嘴22被构成为L字型的延伸喷嘴，其水平部被设置成贯穿反应管16的下部侧壁，其垂直部被设置成至少从晶片排列区域的一端侧朝向另一端侧竖立。在喷嘴22的侧面设置有供给气体的气体供给孔30。气体供给孔30以朝向反应管16的中心的方式开口，能够朝向晶片2供给气体。气体供给孔30在从反应管16的下部到上部的范围内设置有多个，且分别具有相同的开口面积，并且以相同的开口间距设置。

但是，本实施方式的处理炉12并不限定于上述形态。例如，也可以在反应管16的下方设置支承反应管16的金属制的集流管，并以贯穿集流管的侧壁的方式设置喷嘴。在该情况下，在集流管也可以进一步设置后述的排气管120。在该情况下，也可以将排气管120设置在反应管16的下部，而不是设置在集流管。这样，也可以将处理炉12的炉口部设为金属制，在该金属制的炉口部安装喷嘴等。

在反应管16设置有对处理室18内的气氛进行排气的排气管120。在排气管120，经由检测处理室18内的压力的作为压力检测器(压力检测部)的压力传感器32及作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller)阀34，连接有作为真空排气装置的真空泵36。APC阀34被构成为如下阀：通过在使真空泵36工作的状态下开闭阀，能够进行处理室18内的真空排气及真空排气停止，进而通过在使真空泵36工作的状态下基于由压力传感器32检测到的压力信息来调节阀开度，能够调整处理室18内的压力。主要由排气管120、APC阀34、压力传感器32构成排气系统。也可以考虑将真空泵36包含于排气系统。

如图2所示，在反应管16的下方，设置有能够将反应管16的下端开口气密地封闭的作为炉口盖体的密封盖38。密封盖38由例如SUS、不锈钢等金属构成，形成为圆盘状。在密封盖38的上表面设置有与反应管16的下端抵接的作为密封部件的O型圈40。另外，在密封盖38的上表面之中，在比O型圈40更靠内侧的区域设置有保护密封盖38的密封盖板44。密封盖板44例如由石英或SiC等耐热性材料构成，且形成为圆盘状。

密封盖38以从垂直方向下侧抵接于反应管16的下端的方式构成，且以通过垂直地设置在反应管16的外部的、作为升降机构的晶舟升降机46而在垂直方向上升降的方式构成。即，晶舟升降机46构成为通过使密封盖38升降从而能够将晶舟20向处理室18内外搬入及搬出。换言之，晶舟升降机46构成为将晶舟20即晶片2向处理室18内外搬送的搬送装置(搬送机构)。

作为衬底支承具的晶舟20被构成为将多张(例如25～200张)晶片2以水平姿势且彼此中心对齐的状态在垂直方向排列并以多层支承，也就是使多张晶片2隔开间隔地排列。晶舟20由例如石英、SiC等耐热性材料构成。在载置于晶舟20的晶片2之中，在位于最下方的晶片2的下部设置有用于设置后述的副加热器(盖加热器)50的空间。在该空间的下部，例如形成为外径与晶片2的外径大致相等的圆板形状的隔热板48以水平姿势被支承为多层。隔热板48由热容量小、另外辐射率高的材料形成，例如由石英、硅(Si)、SiC等形成。通过以如上所述的方式构成，来自副加热器50的辐射热变得易于吸收，因此能够改善温度恢复时的、晶片2的温度响应性，能够缩短恢复时间。

在反应管16内，设置有作为温度检测器的温度传感器52。通过基于由温度传感器52检测到的温度信息来调整向加热器14的通电情况，从而构成为使处理室18内的温度成为所期望的温度分布。温度传感器52与喷嘴22同样地构成为L字型，沿反应管16的内壁设置。

如图2所示，在密封盖38的与处理室18相反一侧，设置使晶舟20旋转的旋转机构42。晶舟旋转机构42具有形成为上端开口且下端封闭的大致圆筒形的壳体56，壳体56配置为与密封盖38的下表面为同心圆并固定。在壳体56的内部，形成为细长的圆筒形的内轴58配置于垂直方向，并通过壳体56的封闭壁而以固定的方式被支承。在壳体56的内部，以同心圆的方式配置外轴60，所述外轴60为与内轴58的外径相比直径更大的圆筒形，且形成为在中央形成有供副加热器50插入圆筒形的上端的插入孔的中空圆盘形状，且外轴60通过设置在其与内轴58之间的上下一对内侧轴承62、64、和设置在其与壳体56之间的上下一对外侧轴承66、68而能够自由旋转地被支承。

在上侧的内侧轴承62之上设置内侧磁性流体密封70，在上侧的外侧轴承66之上设置外侧磁性流体密封72。在壳体56的封闭壁下表面固定有将外轴58的下端部密封的盖74。在外轴60的外周中的上侧的外侧轴承66与下侧的外侧轴承68之间以同心圆将蜗轮76固定，在蜗轮76，啮合通过电动机78而被旋转驱动的蜗轴80。

在内轴58的内侧，垂直地插入有作为在处理室18内从背面侧对晶片2进行加热的加热部的副加热器50。副加热器50具有垂直延伸的支柱部82和相对于支柱部82而水平设置的发热部84。支柱部82在内轴58的上端位置处通过由耐热树脂形成的支承部122而被支承。另外，支柱部82的下端部在比壳体56的封闭壁下表面更靠下的位置经由O型圈而通过作为真空用接头的支承部124支承。

发热部84形成为与晶片2的外径相比直径更小的大致环状，且在支柱部82的上端处于相对于支柱部82而水平地支承的状态。换言之，发热部84以与晶片2平行的方式被支承。在发热部84的内部，封入有构成(作为形成为线圈(coil)形状的发热体的)电阻发热体146的电阻发热线即加热器裸线88。电阻发热体146例如由Fe-Cr-Al合金、二硅化钼等形成。加热器裸线88的两端部在支柱部82与发热部84的连接部分在垂直方向上向下弯曲从而引入支柱部82的内部。

在外轴60的上表面固定有旋转轴54，其为下端向外的凸缘形状、且为在中心形成有使副加热器50贯穿的贯穿孔的大致圆筒形。在旋转轴54的上端部固定有在中心形成有使副加热器50贯穿的贯穿孔的圆盘形状的基体承接部94。基体承接部94例如由不锈钢等金属形成。在基体承接部94的上表面固定有晶舟基体96，其为下端具有比基体承接部94更大的外径的向外的凸缘形状、且为在中心形成有使副加热器50贯穿的贯穿孔的大致圆筒形。晶舟基体96例如由石英、SiC等耐热性材料形成。对于基体承接部94而言，其表面被晶舟基体96覆盖，因此能够抑制由处理气体带来基体承接部94的腐蚀。对于晶舟基体96而言，凸缘形状与圆筒形的垂直部的连接面以成为曲面的方式形成。通过设为如上所述的构成，能够抑制应力集中在连接面、能够提高晶舟基体96的强度。另外，通过将连接面设为平滑的形状，能够不妨碍处理气体的流动，能够抑制处理气体通过隔热部而滞留。

在晶舟基体96的上端，固定有在中心形成有使副加热器50贯穿的贯穿孔的圆盘形状的晶舟板98。对于晶舟板98，在其上表面形成有以同心圆状突出的定位部100。在晶舟板98的上表面固定晶舟20。晶舟20由圆盘形状的顶板102、中空的圆盘形状的底板104(其具有与顶板102相同的外径和与定位部100相比更大的内径)，和在顶板102与底板104之间架设的多根保持部件106构成。晶舟20通过底板104的内径与定位部100而被定位。

在密封盖38的上表面固定对隔热体108进行保持的隔热体保持部110。隔热体保持部110由在中心形成有使晶舟基体96贯穿的贯穿孔的圆盘形状的上板112、中空的圆盘形状的下板114(其具有与上板112相同的外径和比晶舟基体96更大的内径)，和在上板112与下板114之间架设的3根保持柱116构成。在3根保持柱116，多条保持槽在长度方向上等间隔地配设并以彼此相对开口的方式刻设，且形成为外径比晶片2的外径小的圆板形状，例如，石英制的隔热体108分别一张一张地插入，且在分别水平且将彼此中心对齐的状态下排列并保持。

在隔热体108，在半径方向上切设长孔形状的切口部118。切口部118的宽度设定为比晶舟基体96的外径稍大以使得可避开晶舟基体96，且切口部118的长度设定为仅比隔热体108的半径长出其宽度的量。并且，在被插入多个保持槽之间的状态下，各层的隔热体108的切口部118以彼此不重合的方式在轴向上彼此错开。通过像这样各层的隔热体108的切口部118在周向上错开，从而减轻了各层的隔热体108的切口部56的不良影响。由隔热体108和隔热体保持部110形成隔热部。

在载置于晶舟20的最下层区域的隔热板48，也与隔热体108同样地在半径方向上切设有长孔形状的切口部144。切口部144以能够避开副加热器50的支柱部82的方式设定为比支柱部82的外径稍大，另外，形成为比隔热体108的切口部118小。另外，隔热板108与隔热板48相比，形成为热容量更小。通过设为这种构成，与隔热板108相比，隔热板48更能够高效地吸收副加热器50的辐射热，将能够实现恢复温度的缩短。

通过设为上述构成，能够不使隔热体108及副加热器50旋转，而仅使晶舟20旋转。

如图3所示，作为控制部(控制手段)的控制器200被构成为具备CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)212、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)214、存储装置216及I/O端口218的计算机。RAM214、存储装置216、I/O端口218被构成为能够经由内部总线220与CPU212进行数据交换。在控制器200连接有例如构成为触摸面板等的输入输出装置222。

存储装置216由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置216内，以能够读出的方式存储有控制衬底处理装置的动作的控制程序、记载有后述的衬底处理的步骤、条件等的工艺制程等。工艺制程是以能够使控制器210执行后述的衬底处理工序中的各步骤从而得到规定的结果的方式组合而成的，作为程序而发挥功能。以下，作为该工艺制程、控制程序等总称简称为程序。在本说明书中，在使用程序这一术语的情况下，有时仅单独包含工艺制程，有时仅单独包含控制程序，或有时包含这两者。RAM214被构成为暂时保持由CPU212读出的程序、数据等的存储器区域(工作区)。

I/O端口218连接于上述MFC26a、26b、阀28a、28b、压力传感器32、APC阀34、真空泵36、加热器14、副加热器50、温度检测部52、旋转机构42、晶舟升降机46等。

CPU212被构成为，从存储装置216读出并执行控制程序，并且根据来自输入输出装置222的操作命令的输入等来从存储装置216读出工艺制程。CPU212被构成为，以按照读出的工艺制程的内容的方式，控制MFC26a、26b的各种气体的流量调整动作、阀28a、28b的开闭动作、APC阀34的开闭动作及基于压力传感器32的APC阀34的压力调整动作、真空泵36的启动及停止、基于温度传感器52的加热器14及副加热器50的温度调整动作、旋转机构42的晶舟20的旋转及旋转速度调节动作、晶舟升降机46的晶舟20的升降动作等。

控制器210能够通过将存储在外部存储装置(例如，磁带、软盘、硬盘等磁盘、CD、DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器、存储卡等半导体存储器)224中的上述程序安装在计算机中来构成。存储装置216、外部存储装置224被构成为计算机可读取的记录介质。以下，作为它们的总称简称为记录介质。在本说明书中，在使用记录介质这一术语的情况下，有时单独包含存储装置216，有时单独包含外部存储装置224，或有时包含这两者。需要说明的是，程序向计算机的提供也可以不使用外部存储装置224，而使用互联网、专用线路等通信手段来进行。

接下来，说明使用上述的衬底处理装置10，作为半导体器件(器件)的制造工序的一工序，在衬底上形成膜的处理(以下，也称为成膜处理)的顺序例。这里，通过对作为衬底的晶片2、交替供给第一处理气体(原料气体)和第二原料气体(反应气体)，从而在晶片2上形成膜的例子进行说明。

以下，说明作为原料气体使用六氯乙硅烷(Si

在本实施方式中的成膜处理中，将非同时地进行下述工序的循环进行规定次数(1次以上)，从而在晶片2上形成SiN膜：对处理室18内的晶片2供给HCDS气体的工序，从处理室18内除去HCDS气体(残留气体)的工序，对处理室18内的晶片2供给NH

本说明书中，方便起见，有时将上述成膜顺序按以下所示的方式表示。需要说明的是，在以下的变形例、其他实施方式的说明中，也使用同样的表述。

在本说明书中，在使用“晶片”这一术语的情况下，有时指“晶片本身”、“晶片和在其表面形成的规定的层、膜等的层叠体(集合体)”，即有时包含在表面形成的规定的层、膜等而称为晶片。此外，在本说明书中，在使用“晶片的表面”这一术语的情况下，有时指“晶片本身的表面(露出面)”，有时指“在晶片上形成的规定的层、膜等的表面、即作为层叠体的晶片的最外表面”。

因此，在本说明书中，在记载为“对晶片供给规定的气体”的情况下，有时指“对晶片本身的表面(露出面)供给规定的气体”，有时指“对在晶片上形成的层、膜等、即对作为层叠体的晶片的最外表面供给规定的气体”。此外，在本说明书中，在记载为“在晶片上形成规定的层(或膜)”的情况下，有时指“在晶片本身的表面(露出面)上形成规定的层(或膜)”，有时指“在形成于晶片上的层、膜等上、即在作为层叠体的晶片的最外表面上形成规定的层(或膜)”。

此外，在本说明书中，在使用“衬底”这一术语的情况下，也与使用“晶片”这一术语的情况是同义。

(晶片填充及晶舟加载)

多张晶片2被装填(晶片填充)于晶舟20后，晶舟20通过晶舟升降机46而被搬入(晶舟加载)到处理室18内。此时，成为密封盖38经由O型圈40将反应管16的下端气密地封闭(密封)的状态。

(压力调整及温度调整)

以处理室18内、即晶片2存在的空间成为规定的压力(真空度)的方式，通过真空泵36进行真空排气(减压排气)。此时，处理室18内的压力由压力传感器32测定，并基于该测定的压力信息反馈控制APC阀34反馈控制。真空泵36执照在至对晶片2的处理结束为止的期间维持在常时工作的状态。

另外，以处理室18内的晶片2成为规定的温度的方式，通过加热器14及副加热器50加热。此时，以处理室18成为规定的温度分布的方式，基于温度检测部52检测到的温度信息来反馈控制对加热器14的通电情况。另外，基于温度检测部138检测到的温度信息来反馈控制对副加热器50的通电情况。利用加热器14及副加热器50进行的处理室201内的加热至少在直至对晶片2的处理结束的期间持续进行。需要说明的是，此时，根据需要，可使利用副加热器50进行的加热停止。即，可以构成为不实施利用副加热器50的加热、但单独通过加热器14对处理室18内的晶片2进行加热。

另外，开始利用旋转机构42进行的晶舟20及晶片2的旋转。通过旋转机构42，晶舟20经由基体承接部94、晶舟基体96、晶舟板98及底板104而旋转，由此晶片2旋转。此时，隔热体108及副加热器50不旋转。利用旋转机构42进行的晶舟20及晶片2的旋转至少在直至对晶片2进行的处理结束的期间持续进行。

(成膜处理)

若处理室18内的温度稳定在预设的处理温度，则依序执行如下的2个步骤、即步骤1～2。

[步骤1]

在该步骤中，对处理室18内的晶片2供给HCDS气体。

打开阀28a，向气体供给管24a内流入HCDS气体。HCDS气体经MFC26a进行流量调整，经由喷嘴22而向处理室18内供给，从排气管120排气。此时，将会对晶片2供给HCDS气体。此时，同时打开阀28b，向气体供给管24b内流入N

第一层形成后，关闭阀28a，停止HCDS气体的供给。此时，保持APC阀34打开，利用真空泵36将处理室18内真空排气，将残留在处理室18内的未反应或对第一层的形成做出贡献后的HCDS气体从处理室18内排出。此时，保持阀28b打开，维持N

此时，也可以不将残留在处理室18内的气体完全排出、也可以不将处理室18内完全吹扫。若残留在处理室18内的气体是微量的话，在之后进行的步骤2中不会产生不良影响。对于向处理室18内供给的N

[步骤2]

步骤1结束后，对处理室18内的晶片2、即在晶片2上形成的第一层供给NH

在该步骤中，按照与步骤1中的阀28a、28b的开闭控制同样的步骤进行阀28a、28b的开闭控制。NH

第二层形成后，关闭阀28a，停止NH

(规定次数实施)

通过将非同时、即非同步地进行上述2个步骤的循环进行规定次数(n次)，能够在晶片2上形成规定组成及规定膜厚的SiN膜。需要说明的是，上述的循环优选重复多次。即，优选的是，使进行1次上述的循环时形成的第二层(SiN层)的厚度小于规定的膜厚，将上述的循环重复多次，直至通过层叠第二层(SiN层)而形成的SiN膜的膜厚达到规定的膜厚。

作为进行成膜处理时的处理条件，例如，可举出：

处理温度(晶片温度)：250～700℃，

处理压力(处理室内压力)：1～4000Pa，

HCDS气体供给流量：1～2000sccm，

NH

N

通过将各个处理条件设定在各自的范围内的某一值，能够使成膜处理适当地进行。

需要说明的是，在进行成膜处理的期间，控制向副加热器50的通电情况，使副加热器50的设定温度与加热器14或处理室18上方的温度相同、或为其以下的温度。此时，如上所述，可根据需要使利用副加热器50的加热停止。

(吹扫及大气压恢复)

成膜处理完成后，打开阀28b，从气体供给管24b向处理室18内供给N

(晶舟卸载及晶片取出)

利用晶舟升降机46使密封盖38下降，使反应管16的下端开口。然后，处理过的晶片2在被支承于晶舟20的状态下，从反应管16的下端向反应管16的外部搬出(晶舟卸载)。处理过的晶片2从晶舟20被取出(晶片取出)。

接下来，对利用以往的副加热器(形成为面状的副加热器)进行的底部区域的加热进行说明。作为以往的副加热器，使用将加热器三重卷绕为同心圆状的构造进行评价。如图4所示，当通过在表面上形成的副加热器而将底部区域整个区域加热的情况下，会产生底部区域的外周侧的温度高、中心侧的温度低的温度分布，晶片2的面内温差最大约为4℃。即，知晓在加热底部区域整个区域这样的构成的副加热器的情况下，由于在晶片2的面内产生大的温差，因此存在使成膜的面内均匀性(晶片面内膜厚均匀性、晶片面内膜质均匀性)变差、恢复时间变长的可能性。

与此相对，本申请的发明人经深入研究的结果，认为若将副加热器50的形状设为不是加热底部区域整个区域这样的面状、而是加热底部区域的一部分这样的形状的话，能够使在底部区域的外周侧与中心侧几乎没有温差，面内温度分布也会变得平缓。

基于上述研究，本申请的发明人对发热部84的合适的形状进行研究，结果发现了若设为以相对于晶片2的直径而言为1/5～3/5，优选为3/10～8/15，更优选为2/5～31/60的位置为中心进行加热这样的形状的话，能够改善面内温度分布。

图5中，使用300mm晶片对利用副加热器50进行的径向的加热位置进行了评价。如图5所示，当将利用副加热器50进行的径向的加热位置设为从晶片2的中心起30mm以上且小于90mm的情况下，即设为相对于晶片2的直径而言为1/5～3/5的位置的情况下，换言之，设为对与底部区域的晶片2的半径的中间部相比更靠中心侧进行加热的情况下，晶片2的面内温差约为2.3℃，发现与加热底部区域整个区域的情况相比，得以改善。与此相对，当将利用副加热器50的加热位置设为小于30mm的范围或大于180mm的范围的情况下，面内的温差约为2.5℃以上，面内的温差大，因此成膜的均匀性变差。

另外，当将利用副加热器50的径向的加热位置设为从处理室18的中心起45mm以上且小于80mm的情况下，即设为相对于晶片2的直径而言为1/5～3/5的位置的情况下，换言之，设为对与底部区域的晶片2的半径的中间部相比更靠中心侧进行加热的情况下，晶片2的面内温差约为1.3℃，与加热底部区域整个区域的情况相比，得以进一步改善。

此外还发现，当将利用副加热器50的加热位置设为从处理室18的中心起60mm以上且77.5mm以下的情况下，即设为相对于晶片2的直径而言为3/10～8/15的位置的情况下，换言之，设为对最下层的晶片2的半径方向大致中间部附近的情况下，晶片2的面内温差变成约为0.6℃，与加热底部区域整个区域的情况相比，大幅改善了面内温度均匀性。在晶片2的面内温差小于1℃的情况下，能够更进一步提高成膜过程中的面内均匀性。

需要说明的是，晶片2面内的最大温差变得最小、面内温度均匀性提高的情况是：将利用副加热器50的径向的加热位置设为从处理室6的中心起77.5mm的情况，即将副加热器50的直径设为155mm，对底部区域进行加热的情况。

如图6所示，在本实施方式中的、将利用副加热器50的加热位置设为从晶片2的中心起70mm的情况下可知，晶片2的面内的温度分布变得平坦，晶片2在整个表面的范围内被均匀加热，与利用以往的副加热器的晶片2的加热相比，得以改善。

由上述的评价结果，本申请的发明人想到了如下构想：为加热底部区域的一部分，而将发热部84的形状设为环状形状，将环状的直径设为相对于晶片2的直径而言为1/5～3/5，优选为3/10～8/15，更优选为2/5～31/60。此处，所谓环状的直径，是指在俯视中，将彼此面对的2点的发热部84的内径与外径的中点连接的中心线的长度。即，上述的加热位置是表示发热部84的内径与外径的中点所处的位置。

接下来，对本实施方式中的副加热器50的详情进行说明。如图9、10所示，在俯视中，支柱部82以位于发热部84的中央的方式形成，发热部84相对于支柱部82被水平连接并支承。在支柱部82的上端形成凸出部128，该凸出部128具有比支柱部82的下方的截面积、即比支柱部82的截面积大的截面积，凸出部128的上表面连接发热部84。换言之，凸出部128的直径形成为比支柱部82大的直径(管径)。在凸出部128的上表面连接构成发热部84的一对环状部件。凸出部128的截面积至少形成为发热部84的截面积的2倍以上。即，凸出部128的直径(管径)至少形成为发热部84的直径(管径)的2倍以上。通过以这种反式形成凸出部128，能够确保连接于凸出部128的上表面的发热部84的强度。

发热部84为以凸出部128的上表面为起点及终点的环状，且由连接部134及环状部130构成。环状部130为沿具有规定的直径的圆148的圆周的形状，且形成为其一部分被切出缺口而成的圆弧状。连接部134以将环状部的圆弧状的各个端部与凸出部128的上表面连接的方式由一对环状部件构成。即，连接部134行形成为如下弯曲的形状以使得从凸出部128的上表面竖立、方向由垂直方向朝水平方向改变，朝向圆148的外周而与圆148的中心线平行地延伸后，连接环状部130的圆弧状的端部。换言之，连接部134由与圆148的中心线平行的一对直线部，一对曲线部和一对弯曲部132构成，其中所述曲线部以连接凸出部128的上表面和直线部的一端的方式弯曲、并且方向从垂直方向朝向水平方向改变，所述一对弯曲部132将直线部152的另一端与环状部130的圆弧形状的端部连接。另外，一对连接部134空出规定的间隙而相对于中心线线对称地形成。即，发热部84在俯视中相对于中心线呈线对称。

在支柱部82及发热部84的内部封入有加热器裸线88。加热器裸线88至少以直线部152内为发热起点形成线圈状的电阻发热体146。以通过对该电阻发热体146通电，从而副加热器50发热的方式构成。优选的是，可以以弯曲部132与直线部152的边界位置为发热起点。这里，所谓直线部152内，也包含直线部152的端部。即，还包含弯曲部132与直线部152的边界位置。加热器裸线88例如由Fe-Cr-Al合金形成。插入发热部84内的加热器裸线88从凸出部128上方向支柱部82内屈曲，在支柱部82内分别被由例如氧化铝、陶瓷等形成的绝缘部件即绝缘管136包覆。需要说明的是，绝缘管136可以由一根管状构成，也可以由多个串珠状(beads shape)的短管成。在加热器裸线88的两端部，一对供电布线90、90分别通过接头92、92连接。供电布线90从支柱部82的下端开口向外部引出从而连接于电源(未图示)。

电阻发热体146的长度形成为具有与环状部130的直径同一直径的圆148的圆周的长度以上。通过设为上述构成，能够将电阻发热体146的发热起点设定在弯曲部132与连接部134的边界位置，能够弥补未沿圆148的部分的热损失。

在副加热器50，检测底部晶片区域及副加热器50的温度的温度检测部138以贯穿支柱部82的方式设置。对于温度检测部138，其上方向水平方向弯曲，其剖面形成为大致L字状，在其内部封入有2对温度传感器140、142。温度检测部138在凸出部128上方、即环状部的中央向水平方向屈曲，屈曲的水平部分向与连接部134相反的方向的水平方向延伸，并连接于环状部130的外壁。温度检测部138的水平部分以与发热体84平行的方式形成。另外，温度检测部138由管状部件形成，且水平方向的高度位置以在副加热器50的纵剖面视图中成为环状部130的直径的中央位置的高度的方式构成。此处，所谓水平方向的高度位置，是指在垂直反向上剖视温度检测部138时的、水平部分的直径的中心位置。通过设置为温度检测部138接合于环状部130的外壁的构成，能够在不另行设置增强部件的情况下确保副加热器50的强度。

温度传感器140设置为位于环状部130的外壁附近，并检测副加热器50的温度。温度传感器142设置于环状部130的中央附近，并检测由发热部84包围的空间的温度、即发热部84的中央部分的温度。这里，例如，设置为在俯视中位于凸出部128的外径附近。加热器裸线88的断线、异常由控制器210基于温度传感器142的温度检测结果判断。温度传感器140、142插入一根保护管内，在保护管内分别被绝缘管包覆。绝缘管例如由氧化铝形成。需要说明的是，可考虑将温度检测部138包含于副加热器50的构成。

在本实施方式中，能够得到以下所示的一种或多种效果。

(a)通过将副加热器设置于底部晶片的正下，能够缩短底部晶片的低温部的升温耗费的时间，能够缩短恢复时间。

(b)通过设为不使副加热器及隔热体保持部旋转、而仅使晶舟旋转的构造，能够抑制从副加热器及隔热体保持部产生颗粒，能够提高生产率。另外，由于晶舟相对于副加热器而独立旋转，因此能够抑制由副加热器引起的晶片的加热不均，能够均匀地加热晶片。

(c)通过在副加热器之下设置热容量小的隔热体，能够抑制热量从副加热器向隔热体区域的逃逸，能够缩短副加热器及底部晶片的升温耗费的时间。

(d)通过在支柱部的上部形成凸出部，能够将管径的合计大于支柱部的管径的2根石英管用作发热部。即便减小支柱部的管径，也不必减小发热部的石英管的管径，因此不会损失发热部的强度，能够使支柱部变得纤细，能够削减设置面积。另外，通过使支柱部变得纤细，能够使隔热体区域的隔热体的切口部变小，因此能够抑制热对炉口部的影响。

(e)通过设为将对副加热器的温度进行检测的温度检测部贯穿副加热器从而与副加热器一体地设置的构成，能够削减分体设置温度检测部时所需的成本。

(f)由于副加热器的直径小于晶片的直径，因此能够在不妨碍处理炉内的气体的流动的情况下，将气体均匀地供给至晶片的表面，能够提高晶片的成膜均匀性。

(g)通过将利用副加热器的加热位置设置于晶片的半径的中间或中间附近，处理室的底部区域中的外周侧与中心侧的温差变小，底部区域可被高效地加热、能够进一步提高晶片的温度的面内均匀性。

需要说明的是，在上述实施方式中，作为发热体，例示了线圈状的电阻发热体，但作为发热体，当然也可以使用卤灯等灯型加热器。

以上，具体地说明了本发明的实施方式。然而，本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，对作为原料气体使用HCDS气体的例子进行了说明。然而，本发明不限于上述方式。例如，作为原料气体，除HCDS气体以外，还能够使用一氯硅烷(SiH

另外，例如，在上述实施方式中，对作为反应气体使用NH

另外，例如，在上述实施方式中，对作为原料气体使用HCDS气体、作为反应气体使用NH

另外，例如，在上述实施方式中，对形成SiN膜等硅系绝缘膜的例子进行了说明。然而，本发明不限于上述方式。例如，本发明在晶片2上形成包含钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)等金属元素的氧化膜、即金属系膜的情况下，也能够合适地使用。

例如，本发明在晶片2上形成TiN膜、TiO膜、TiON膜、TiOCN膜、TiOC膜、TiCN膜、TiBN膜、TiBCN膜、ZrN膜、ZrO膜、ZrON膜、ZrOCN膜、ZrOC膜、ZrCN膜、ZrBN膜、ZrBCN膜、HfN膜、HfO膜、HfON膜、HfOCN膜、HfOC膜、HfCN膜、HfBN膜、HfBCN膜、TaN膜、TaO膜、TaON膜、TaOCN膜、TaOC膜、TaCN膜、TaBN膜、TaBCN膜、NbN膜、NbO膜、NbON膜、NbOCN膜、NbOC膜、NbCN膜、NbBN膜、NbBCN膜、AlN膜、AlO膜、AlON膜、AlOCN膜、AlOC膜、AlCN膜、AlBN膜、AlBCN膜、MoN膜、MoO膜、MoON膜、MoOCN膜、MoOC膜、MoCN膜、MoBN膜、MoBCN膜、WN膜、WO膜、WON膜、WOCN膜、WOC膜、WCN膜、WBN膜、WBCN膜等的情况下，也能够合适地使用。另外，除此以外，在形成向它们中的任一者中掺杂(添加)其他元素而得到的膜例如TiAlN膜、TaAlN膜、TiAlC膜、TaAlC膜、TiSiN、TiSiC膜等的情况下也能够合适地使用。

在形成金属系膜的情况下，作为原料气体，例如可使用四氯化钛(TiCl

例如，能够利用以下所示的成膜顺序，在晶片2上形成TiN膜、TiO膜、TiON膜、TiCN膜、TiAlC膜、TiAlN、TiSiN膜等。

需要说明的是，能够适当改变各气体流过的顺序。在进行上述成膜的情况下，也能通过与上述实施方式相同的处理条件进行成膜，并获得与上述实施方式同样的效果。

即，本发明能够适用于形成包含半导体元素、金属元素等规定元素的膜的情况。

另外，在上述实施方式中，对在晶片2上堆积膜的例子进行了说明。但是，本发明不限于上述方式。例如，在对晶片2、在晶片2上形成的膜等进行氧化处理、扩散处理、退火处理、蚀刻处理等处理的情况下，也能合适的适用。

另外，上述实施方式、变形例能够适当组合使用。此时的处理条件能够设为例如与上述实施方式、变形例相同的处理条件。

(附记)

另外，本发明包含以下的实施方式。

(附记1)

根据本发明的一个方式，提供一种衬底处理装置，具有：

保持衬底的衬底保持件，

处理炉，对保持于所述衬底保持件的所述衬底进行处理，

第一加热器，从所述处理室外加热所述处理室内，和

第二加热器，以位于所述衬底保持件内的方式设置，并从所述衬底的背面侧加热所述衬底，

所述第二加热器具有

形成为直径比所述衬底的直径小的发热部，

将所述发热部水平地支承的支柱部，和

在所述支柱部的上端形成、且具有比所述支柱部的管径大的管径的凸出部，

所述发热部形成为以所述凸出部的上表面为起点及终点的环状。

(附记2)

附记1中记载的装置，优选地，

所述支柱部在俯视中设置于所述环状的中央。

(附记3)

附记2中记载的装置，优选地，

所述发热部具有

形成为直径比所述衬底的直径小的圆弧状的环状部，和

将所述环状部的圆弧的各个端部与所述凸出部连接的一对连接部，

所述环状部与所述凸出部的一部中封入发热体。

(附记4)

附记3中记载的装置，优选地，

所述一对连接部形成为空出规定的间隙、相对于中心线呈线对称。

(附记5)

附记3或4中记载的装置，优选地，所述连接部具有

直线部，其从所述凸出部的上端竖立，向水平方向改变方向，与所述环状部的中心线平行地向所述环状部的外周延伸，和

弯曲部，其将所述环状部的圆弧状的各个端部与所述直线部连接，

在所述直线部与所述弯曲部的边界形成所述发热体的发热起点。

(附记6)

附记1至5中的任一项记载的装置，优选地，

以贯穿所述支柱部的方式，设置剖面为大致L字形状的温度检测部。

(附记7)

附记6中记载的装置，优选地，

所述温度检测部的L字形状的水平部分形成为与所述发热部平行。

(附记8)

附记7中记载的装置，优选地，

所述温度检测部的L字形状的水平部分沿所述环状部的中心线而向与所述连接部相反的方向上延伸、接合于所述环状部的外壁。

(附记9)

附记3至8中的任一项记载的装置，优选地，

所述发热部为线圈形状。

(附记10)

附记1至9中的任一项记载的装置，优选地，进一步具有

载置于所述衬底保持件的比所述第二加热器更靠下层的第一隔热板，

所述第一隔热板由相对于所述第二加热器而言热容量小、辐射率高的材料形成。

(附记11)

附记10中记载的装置，优选地，进一步具有

设置于所述衬底保持件的下方的隔热部，

所述隔热部保持多张第二隔热板，所述第二隔热板由与所述第一隔热板不同的材料形成。

(附记12)

附记11中记载的装置，优选地，

所述第一隔热板由石英形成。

(附记13)

根据本发明的其他方式，提供一种加热器，其以位于保持衬底的衬底保持件内的方式设置，并从所述衬底的背面侧加热所述衬底，具有

形成为直径比所述衬底的直径小的发热部，

将所述发热部水平地支承的支柱部，和

在所述支柱部的上端形成、且具有比所述支柱部的管径大的管径的凸出部，

所述发热部形成为以所述凸出部的上表面为起点及终点的环状。

(附记14)

根据本发明进一步的其他方式，提供一种半导体器件的制造方法，或衬底处理方法，具有：

将保持有衬底的衬底保持件向处理室内搬入的工序，

在由设置于所述处理室外的第一加热器加热所述处理室内的同时，由第二加热器从所述衬底的背面侧加热所述衬底的工序，其中，所述第二加热器以位于所述衬底保持件内的方式设置，并且具有形成为直径比所述衬底的直径小的发热部，将所述发热部水平地支承的支柱部，和在所述支柱部的上端形成、且具有比所述支柱部的管径大的管径的凸出部，所述发热部形成为以所述凸出部的上表面为起点及终点的环状，

向所述处理室供给处理气体，对所述衬底进行处理工序，及

将所述衬底保持件从处理室内搬出的工序。

(附记15)

根据本发明进一步的其他方式，提供一种程序或记录有该程序的计算机可读取的记录介质，所述程序使计算机执行以下步骤：

将保持有衬底的衬底保持件向处理室内搬入的步骤，

在由设置于所述处理室外的第一加热器加热所述处理室内的同时，由第二加热器从所述衬底的背面侧加热所述衬底的步骤，其中，所述第二加热器以位于所述衬底保持件内的方式设置，并且具有形成为直径比所述衬底的直径小的发热部，将所述发热部水平地支承的支柱部，和在所述支柱部的上端形成、且具有比所述支柱部的管径大的管径的凸出部，所述发热部形成为以所述凸出部的上表面为起点及终点的环状，

向所述处理室供给处理气体，对所述衬底进行处理步骤，及

将所述衬底保持件从处理室内搬出的步骤。

产业上的可利用性

能够缩短处理炉内的温度稳定时间。

附图标记说明

2晶片 14加热器 20晶舟 42旋转机构 50副加热器 110隔热体保持部 138温度检测部。