JP2020057796A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法および加熱部 - Google Patents

Abstract

【課題】処理炉内の温度安定時間を短縮させる技術を提供する。
【解決手段】処理炉１において、複数枚の基板を保持する基板保持具７と、基板保持具の下方に設けられた断熱部３１と、基板保持具を収納し、基板を処理する処理室６と、処理室の周囲に設置され、処理室内を側部から加熱する第１加熱部２と、処理室内であって、基板保持具と断熱部との間に設けられた第２加熱部３４と、を具備する。第２加熱部は、略環状の発熱部と、発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、発熱部が基板より小さい径の環状領域に収まるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法および加熱部に関するものである。

基板処理装置として、所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置がある。バッチ式の基板処理装置では、所定枚数の基板を基板保持具に保持し、基板保持具を処理室内に搬入し、基板を加熱した状態で処理室内に処理ガスを導入して所要の処理が行われる。

従来、処理室内の基板は、処理室を囲繞するように設けられたヒータにより、側方から加熱される。しかしながら、特に、処理室内下方の基板の中心部が加熱され難く、又、温度が下がり易い。これにより、従来の基板処理装置では、処理室内の昇温に時間が掛かり、リカバリ時間（温度安定時間）が長くなるという問題があった。

特許第３５９８０３２号公報

本発明は処理室内の温度安定時間を短縮させることができる技術を提供するものである。

本発明によれば、
複数枚の基板を保持する基板保持具と、
前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
前記基板保持具を収納し、前記基板を処理する処理室と、
前記処理室の周囲に設置され、前記処理室内を側部から加熱する第１加熱部と、
前記処理室内に設けられる第２加熱部と、を具備し、
前記第２加熱部は、
カージオイド形に形成される発熱部と、
前記発熱部より垂直方向に延伸する延伸部と、を有し、
前記発熱部が前記基板より小さい径の領域に収まるように構成される技術が提供される。

本発明によれば、処理室内の温度安定時間を短縮させることができるという優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施例で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の側断面図である。 本発明の基板処理装置の制御系を示す概略構成図である。 （Ａ）は同等の温度でボトム領域全域を加熱した場合の温度分布のシミュレーション結果を示す図であり、（Ｂ）は同等の出力でボトム領域全域を加熱した場合の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。 本発明の第１の実施例に係るキャップヒータにより基板の半径の略中間部のボトム領域を加熱した場合の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。 キャップヒータの直径を異ならせた際の最下段の基板の面内温度分布の比較を示すグラフである。丸はキャップヒータ３４が設けられる位置を示している。 キャップヒータの直径を異ならせた際の最下段の基板の面内温度の最大温度差の比較を示すグラフである。 キャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。 基板処理装置のボトム領域を示す要部拡大側断面図である。 基板処理装置のボトム領域を示す要部拡大側断面図である。 第１の実施例に係るキャップヒータを示す斜視図である。 第１の実施例に係るキャップヒータを示す上面図である。 第１の実施例に係るキャップヒータを示す側面図である。 第１の実施例に係るキャップヒータを示す正面図である。 本発明の第１の実施例の変形例に係るキャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。 本発明の第２の実施例に係るキャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。 本発明の第２の実施例の変形例に係るキャップヒータ及びその周辺部を示す上面図である。 本発明の第３の実施例に係るキャップヒータを示す上面図である。 本発明の第３の実施例に係るキャップヒータを示す縦断面図である。 本発明の第１の実施例で好適に用いられる基板処理装置の構成を示す概略図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１に示すように、処理炉１は第１加熱部としての円筒形状の側部ヒータ２を有する。側部ヒータ２の内側には、例えば、石英（ＳｉＯ₂）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し、下端が開口した円筒形状である反応管５が、側部ヒータ２と同心に配設されている。

反応管５は処理室６を内部に画成し、処理室６内には基板保持具であるボート７が収納される。ボート７は、基板としてのウェハ８を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持するように構成されている。ボート７は、例えば、石英や炭化珪素等で構成される。

本実施形態では、図１９に示すように、処理室６は、上から領域１、領域２、領域３および領域４の４つの領域に区分される。側部ヒータ２は、各領域に対応するように第１〜第４ヒータに分割されている。領域１の周囲には第１ヒータ２Ａ、領域２の周囲には第２ヒータ２Ｂ、領域３の周囲には第３ヒータ２Ｃ、領域４の上方の周囲には第４ヒータ２Ｄがそれぞれ設置される。処理室６内のうち、ボート７は領域１〜３にわたって収納され、後述する断熱部３１は領域４に収納される。第1ヒータ〜第３ヒータによってボート７が収納される領域（プロダクト領域）を加熱するため、第1ヒータ〜第３ヒータを総称してプロダクト領域を加熱する上部ヒータとしても良い。また、第４ヒータ２Ｄによって断熱部３１が収納される領域（断熱領域）の上方を加熱するため、第４ヒータ２Ｄを、断熱領域を加熱する下部ヒータと称しても良い。

図１に示すように、反応管５の下端部には、反応管５を貫通してガス導入部９が設けられている。ガス導入部９には、反応管５の内壁に添って立設されたガス導入管としてのノズル１２が接続されている。ノズル１２の側面であってウェハ８に面する方向には複数のガス導入孔１６が設けられ、ガス導入孔１６から処理ガスが処理室６に導入される。

ガス導入部９の上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）１４を介して図示しない原料ガス供給源、キャリアガス供給源、反応ガス供給源、不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ１４には、ガス流量制御部１５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となるよう、所望のタイミングにて制御するように構成されている。

反応管５の下端部のガス導入部９と異なる位置には、処理室６内の雰囲気を排気する排気部１７が設けられ、排気部１７には排気管１８が接続されている。排気管１８には、処理室６内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ１９が設置され、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２１を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２２が接続されている。

ＡＰＣバルブ２１および圧力センサ１９には、圧力制御部２３が電気的に接続されており、該圧力制御部２３は圧力センサ１９により検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２１により処理室６の圧力が所望の圧力となるよう、所望のタイミングにてＡＰＣバルブ２１を制御するように構成されている。

反応管５の下端部には、反応管５の下端開口を気密に閉塞可能な保持体としてのベース２４と、炉口蓋体としてのシールキャップ２５が設けられている。シールキャップ２５は、例えば、ステンレス等の金属から形成される。円盤状に形成されているベース２４は、例えば、石英から形成され、シールキャップ２５上に重合するように取付けられている。ベース２４の上面には反応管５の下端と当接するシール部材としてのＯリング２６が設けられる。シールキャップ２５の下側には、ボート７を回転させる回転機構２７が設置されている。回転機構２７の回転軸２８の上端にはボート７の底板２９が固定される。

ボート７の下方には断熱部３１が設けられている。断熱部３１は底板３２が石英製の押え板３３により挾持される構成であり、底板３２が押え板３３間に拘束されることで、断熱部３１の転倒が防止されるようになっている。断熱部３１は、例えば、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円筒状に形成される。

断熱部３１の内部には、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる断熱板（図示せず）が積層されている。内部の断熱板を断熱部３１と称しても良い。第４のヒータは断熱部３１の上方を加熱するように構成される。このような構成により、断熱部３１の上方を加熱し、ボトム領域の温度制御性を確保できる。一方で、断熱部３１の下方は直接的に加熱されない。そのため、側部ヒータ２およびキャップヒータ３４からの熱が、断熱部３１により断熱され、反応管５の下端側である炉口部に伝わり難くすることができる。

断熱部３１の中心部には上下方向全長に亘って孔３０が貫通して形成されている。孔３０には回転軸２８が挿通され、回転軸２８はシールキャップ２５とベース２４を貫通し、ボート７に連結される。回転軸２８の回転によって、ボート７が断熱部３１に対して独立して回転するようになっている。

シールキャップ２５は反応管５の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ３５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これにより、ボート７を処理室６内外に搬入出できるようになっている。

ボート７と断熱部３１との間の空間には、後述する発熱部５１を有する第２加熱部としてのキャップヒータ３４が設けられている。少なくとも、第３ヒータと第４ヒータとの境界の高さ位置以上の高さに発熱部５１が位置するように、キャップヒータ３４が設置される。言い換えれば、少なくとも、プロダクト領域と断熱領域との境界の高さ位置以上の高さに発熱部５１が位置するように、キャップヒータ３４が設置される。このような位置にキャップヒータ３４を設置することにより、プロダクト領域の下部（ボート７のボトムウエハが載置されているボトム領域）を効率的に加熱することが可能となる。

キャップヒータ３４は、保護管としての石英管内に、例えば、抵抗発熱体が気密に封入された構造となっている。キャップヒータ３４の発熱部５１は、平面視において、略環状に形成される。このような構成により、ボトム領域において、例えば、最下段のウェハ８の径方向を環状に加熱することができる。すなわち、最下段のウェハ８の径方向の一部分を重点的に加熱することができる。言い換えれば、最下段のウェハ８の中心領域を加熱することなく、中心領域よりも外方の領域を加熱することができる。尚、キャップヒータ３４は、処理室６を減圧する際の圧力に耐え得る強度があればよい為、保護管の厚さを薄くすることができ、縦方向の厚さを薄くすることができる。

側部ヒータ２と反応管５との間には、第１温度検出器としての第１温度センサ３７が設置されている。又、キャップヒータ３４の保護管表面に接触するように、第２温度検出器としての第２温度センサ３９が設置されている。ここでは、保護管の上面に接触するように設置される（図７参照）。第２温度センサ３９は熱電対等の温度検出器が保護管に収納された構造となっている。

温度制御部３８は、第１温度センサ３７により検出された温度情報に基づき側部ヒータ２への通電具合を調整し、第２温度センサ３９により検出された温度情報に基づきキャップヒータ３４への通電具合を調整することで、処理室６内の温度が所望の温度分布となるよう、所望のタイミングにて側部ヒータ２およびキャップヒータ３４を制御するように構成されている。ガス流量制御部１５、圧力制御部２３、駆動制御部３６、温度制御部３８は基板処理装置全体を制御する主制御部としてのコントローラ４２に電気的に接続されている。

図２に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ４２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４４、記憶装置４５、Ｉ／Ｏポート４６を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ４４、記憶装置４５、Ｉ／Ｏポート４６は、内部バス４７を介してＣＰＵ４３とデータ交換可能なように構成されている。コントローラ４２には、例えばタッチパネル等で構成された入出力装置４８が接続されている。

記憶装置４５は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置４５内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が読出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理における各手順をコントローラ４２に実行させ、所定の結果を得ることができるように組合わされたものであり、プログラムとして機能する。

以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称し、単にプログラムとも言う。本明細書において、プログラムという言葉を用いた場合には、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４３によって読出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

Ｉ／Ｏポート４６は、上述したガス流量制御部１５、圧力制御部２３、駆動制御部３６、温度制御部３８に接続されている。ＣＰＵ４３は、記憶装置４５から制御プログラムを読出して実行すると共に、入出力装置４８からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置４５からレシピを読出すように構成されている。ＣＰＵ４３は、読出したレシピの内容に沿うように、ガス流量制御部１５による各種ガスの流量調整動作、圧力制御部２３による圧力調整動作、排気装置２２の起動及び停止、温度制御部３８による側部ヒータ２及びキャップヒータ３４の温度調整動作、駆動制御部３６によるボート７の回転並びに回転速度調節動作および昇降動作等を制御するように構成されている。

コントローラ４２は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）４９に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置４５や外部記憶装置４９は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置４５単体のみを含む場合、外部記憶装置４９単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置４９を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。

次に、上記構成に係る処理炉１を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウェハ８に酸化、拡散や、成膜等を行う基板処理（以下、成膜処理ともいう）を行う方法について説明する。ここでは、ウェハ８に対して、第１の処理ガス（原料ガス）と第２の処理ガス（反応ガス）とを交互に供給することで、ウェハ８上に膜を形成する例について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ４２により制御される。

所定枚数のウェハ８がボート７に装填（ウェハチャージ）されると、ボート７は、ボートエレベータ３５によって処理室６内に装入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ２５はベース２４、Ｏリング２６を介して反応管５の下端開口（炉口部）を気密に閉塞した状態となる。この際、キャップヒータ３４を所定の温度（第１温度）に加熱維持させていても良い。この場合、第１温度は側部ヒータ２の温度（少なくとも、第４ヒータの温度）よりも低い温度に設定される。

処理室６内が所望の圧力となるように排気装置２２によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室６の圧力は、圧力センサ１９で測定され、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ２１がフィードバック制御される。

又、処理室６内のウェハ８が所望の温度となるように、側部ヒータ２およびキャップヒータ３４によって加熱される。この際、処理室６内が所望の温度分布となるように、第１温度センサ３７が検出した温度情報に基づき側部ヒータ２への通電具合がフィードバック制御され、第２温度センサ３９が検出した温度情報に基づきキャップヒータ３４への通電具合がフィードバック制御される。この時、キャップヒータ３４の設定温度を、側部ヒータ２の温度（少なくとも、第４ヒータの温度）以下の温度とする。ここで、処理室６内のボトム領域のウェハ８が所望の温度となった時、キャップヒータ３４による加熱を停止させても良い。

続いて、回転機構２７により、底板２９を介してボート７が回転されることで、処理中ウェハ８が回転される。この時、回転軸２８が孔３０に挿通されているので、断熱部３１に対してボート７のみが回転する。ボート７が回転することにより、略環状のキャップヒータ３４であっても、ボトム領域の環状領域を均一に加熱することが可能となる。

（原料ガス供給工程）
次いで、原料ガス供給源から原料ガスが処理室６内に供給される。原料ガスは、ＭＦＣ１４にて所望の流量となるように制御され、ガス導入部９からノズル１２を流通し、ガス導入孔１６から処理室６内に導入される。

（原料ガス排気工程）
予め設定された原料ガス供給時間が経過すると、原料ガスの処理室６内への供給を停止し、排気装置２２により処理室６内を真空排気する。この時、不活性ガス供給源から不活性ガスを処理室６内に供給しても良い（不活性ガスパージ）。

（反応ガス供給工程）
予め設定された排気時間が経過すると、次に、反応ガス供給源から反応ガスが供給される。ＭＦＣ１４にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス導入部９からノズル１２を流通し、ガス導入孔１６から処理室６内に導入される。

（反応ガス排気工程）
更に予め設定された処理時間が経過すると、反応ガスの処理室６内への供給を停止し、排気装置２２により処理室６内を真空排気する。この時、不活性ガス供給源から不活性ガスを処理室６内に供給しても良い（不活性ガスパージ）。

上述した４つの工程を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回）行うことにより、ウェハ８上に、所定組成および所定膜厚の膜を形成することができる。なお、上述のサイクルは複数回繰り返すのが好ましい。

所定膜厚の膜を形成した後、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、処理室６内が不活性ガスに置換されると共に、処理室６の圧力が常圧に復帰される。その後、ボートエレベータ３５によりシールキャップ２５が降下されて、炉口部が開口されると共に、処理済ウェハ８がボート７に保持された状態で反応管５から搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウェハ８はボート７より取出される（ウェハディスチャージ）。この際、キャップヒータ３４による加熱を停止させる。

尚、一例迄、本実施例の処理炉１にてウェハ８をに酸化膜を形成する際の処理条件として、原料ガスにＤＣＳ（ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ：ジクロロシラン）ガスと、反応ガスにＯ₂ （酸素）ガスと、不活性ガスにＮ₂ （窒素）ガスを用いた場合においては、例えば、下記が例示される。
処理温度（ウェハ温度）：３００℃〜７００℃、
処理圧力（処理室内亜圧力）１Ｐａ〜４０００Ｐａ、
ＤＣＳガス：１００ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍ、
Ｏ₂ガス：１００ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍ、
Ｎ₂ガス：１００ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍ、
それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値に設定することで、成膜処理を適正に進行させることが可能となる。

次に、例えば、ウェハ８の直径を３００ｍｍとした場合の、キャップヒータ３４の径方向の加熱位置と、処理室６下部（ボトム領域）の温度分布との関係について説明する。

図３（Ａ）、（Ｂ）は、ボトム領域の全域を加熱した場合（従来例）の温度分布のシミュレーション結果を示している。ボトム領域の全域を加熱した場合として、キャップヒータ３４を同心多重状に複数、例えば、３つ設けた構成でシミュレーションを行った。

又、図４は、ボトム領域の一部を環状に加熱した場合（本発明）の温度分布のシミュレーション結果を示している。尚、図４では、一例として、加熱位置を処理室６の中心から７０ｍｍの位置、すなわち、キャップヒータ３４の直径を１４０ｍｍとした場合の温度分布を示している。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ボトム領域において、キャップヒータ３４ａ〜３４ｃの温度を同等（６１５℃）とした場合、また、キャップヒータ３４ａ〜３４ｃの出力を同等（１２Ｗ）とした場合のいずれも、ボトム領域の外周側の温度が高く、中心側の温度が低い温度分布を生じ、ウェハ８の面内温度差は最大で約４℃になった。すなわち、ボトム領域全域を加熱する様な構成のヒータの場合、ウェハ８の面内に大きな温度差が生じるため、成膜の面内均一性が悪化してしまうことがある。

これに対し、発明者らは鋭意研究の結果、キャップヒータ３４により、ボトム領域の全域ではなく、図４に示すように、ボトム領域の径方向の一部である環状領域を中心に加熱した場合には、ボトム領域の外周側と中心側とで殆ど温度差がなくなり、ボトム領域の温度分布も緩やかにすることが可能であるという知見を得た。

図５、図６に示すように、キャップヒータ３４による径方向の加熱位置（キャップヒータ３４の半径）を、処理室６の中心から９０ｍｍ、１１０ｍｍとした場合、すなわち、ボトム領域のウェハ８ａの半径の中間部（７５ｍｍ）よりも外周側を加熱した場合には、ボトム領域全域を加熱した場合と比べると、ウェハ８ａの面内温度差は小さくなり、改善している。しかしながら、最下段のウェハ８ａの外周側の温度が高く、中心側の温度が低くなるという温度分布を生じる（図５参照）。又、ウェハ８ａの面内に於ける最大温度差が依然として大きく、面内温度が不均一となっている（図６参照）。これは、ウェハ８ａの中心側に熱源がないため、ウェハ８ａの中心側が加熱され難く、かつ、ウェハ８ａの外周側が側部ヒータ２とキャップヒータ３４とで２重に加熱されたためと考えられる。

また、キャップヒータ３４による径方向の加熱位置を、処理室６の中心から３０ｍｍ、５０ｍｍとした場合、すなわち、ボトム領域のウェハ８ａの半径の中間部よりも中心側を加熱した場合についても、ボトム領域全域を加熱した場合と比べると、ウエハ８ａの面内温度分布の改善はみられるものの、最下段のウェハ８ａ面内は外周側と中心側の温度が高くなる逆凸状の温度分布を生じる。この場合も、ウェハ８ａの面内に於ける最大温度差が依然として大きく、面内温度が不均一となっている。これは、キャップヒータ３４が中心側に寄りすぎることで、ウェハ８ａの半径方向の中間部近傍への加熱が不足したためと考えられる。

一方、キャップヒータ３４による加熱位置を、処理室６の中心から６０ｍｍ以上７７．５ｍｍ以下とした場合、即ち最下段のウェハ８ａの半径方向の略中間部付近を加熱した場合には、最下段のウェハ８ａの外周側と中心側とで殆ど温度差が生じず、緩やかな温度分布となった。

更に、ウェハ８ａの面内に於ける温度差も０．６℃程度となっており、面内温度均一性が向上している。尚、ウェハ８ａ面内に於ける最大温度差が最も小さくなり、面内温度均一性が向上するのは、例えば、キャップヒータ３４による径方向の加熱位置を、処理室６の中心（ウェハ８ａの中心）から７７．５ｍｍとした場合、即ちキャップヒータ３４の直径を１５５ｍｍとし、ボトム領域を加熱した場合となっている。

尚、ボトム領域の全域を加熱した場合に比べ、キャップヒータ３４の直径が６０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下の範囲の環状領域内に収まるようにした場合で面内温度分布の改善が見られる。すなわち、ボトム領域のウェハ８ａの中心を中心点として、ボトム領域の直径６０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下の環状領域内を中心に加熱することにより、面内温度分布を改善させることが可能となる。キャップヒータ３４の直径を６０ｍｍより小さい円形領域の範囲内に収まるようにした場合、又は、１８０ｍｍより大きくした場合、面内の温度差が約２．５℃となり、面内温度分布が悪化し、成膜の面内均一性が損なわれてしまう。

更にキャップヒータ３４の直径を９０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下とすることで、ウェハ８ａ面内の温度差を２℃より小さくすることができ、一層の温度分布の改善が見られた。すなわち、ボトム領域の直径９０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下の環状領域内を加熱することにより、一層の温度分布の改善をすることができる。又、基板処理に於ける面内均一性をより一層向上させるにはウェハ８ａの面内に於ける温度差が０．６℃以内であることが好ましく、キャップヒータ３４の直径を１２０ｍｍ以上１５５ｍｍ以下とするのが好ましい。すなわち、ボトム領域の直径１２０ｍｍ以上１５５ｍｍ以下の環状領域内を積極的に加熱するように、キャップヒータ３４の直径を１２０ｍｍ以上１５５ｍｍ以下の環状領域に収まるようにすることが好ましい。

上記においては、例えば、ウェハの直径を３００ｍｍとして説明したが、ウェハの直径は３００ｍｍに限らず、例えば、１５０ｍｍ、２００ｍｍ及び４５０ｍｍであっても同様の効果を得ることができる。すなわち、ウェハの直径に対し、ボトム領域の１／５以上３／５以下の範囲を積極的に加熱すると、面内温度分布の改善が見られる。つまり、キャップヒータ３４の直径が、ウェハの直径の１／５以上３／５以下の環状領域内に収まるようにすると、面内温度分布の改善が見られる。好適には、ボトム領域の３／１０以上８／１５以下の範囲を積極的に加熱すると、面内温度分布をより改善させることができる。つまり、キャップヒータ３４の直径が、ウェハの直径の３／１０以上８／１５以下の環状領域内に収まるようにすると、面内温度分布をより改善させることができる。より好適には、ボトム領域の２／５以上３１／６０以下の範囲を積極的に加熱すると、面内温度分布を更に改善させることができ、基板処理の均一性を向上させることができる。つまり、キャップヒータ３４の直径を２／５以上３１／６０以下の環状領域内に収まるようにすると、面内温度分布を更に改善させることができ、基板処理の面内均一性を向上させることができる。

上記したように、キャップヒータ３４による径方向の加熱位置を、ボトム領域の外周側から中心側へと移動させる過程で、すなわち、最下段のウェハ８ａの面内温度が外周側で高く中心側で低くなる温度分布と、最下段のウェハ８ａの面内温度が外周側と中心側で高くその間で低くなる逆凸状の温度分布との間で、最下段のウェハ８ａの面内温度が外周側と中心側とで殆ど温度差がない温度分布となる。

装置等により差が存在する可能性はあるが、径方向の加熱位置を外周側から中心側へと変化させた場合に、最下段のウェハ８ａの面内温度分布が均一となる位置が存在する。従って、実験等により最下段のウェハ８ａの面内温度分布が均一となる加熱位置を求め、求めた加熱位置を加熱できるようキャップヒータ３４の直径を求めることで、基板処理の均一性を向上させることができる。

次に、図７〜図１３において第１の実施例に於けるキャップヒータ３４の一例について説明する。図７に示されるように、キャップヒータ３４の上端は略環状の発熱部５１と発熱部５１の両端から外周方向に向って突出するＶ字形の補強部５２を有している。ここでは、発熱部５１は、その一部が開放したリング形状であり、言い換えれば、円弧状（馬蹄形状）に形成される。又、キャップヒータ３４は、図８に示されるように、補強部５２の根本部（外周側端部）で屈曲され、下方に向って垂直に延出する垂下部５３を有している。

断熱部３１の周面には、上下方向全長に亘って第１切欠き部５４が形成されている。第１切欠き部５４に垂下部５３が挿通され、垂下部５３が断熱部３１の周面から突出するのを防止又は略防止するようになっている。又、垂下部５３は、ベース２４及びシールキャップ２５を気密に貫通し、図示しない給電部に接続されており、垂下部５３の貫通部は真空用継手等所定のシール部材によりシールされている。

尚、第１切欠き部５４が形成される位置、即ち補強部５２が形成される位置は、ガス排気部１７の上方であり、補強部５２とガス排気部１７とは面方向が一致又は略一致している。

断熱部３１の上面には、発熱部５１との間に所定角度ピッチで複数のスペーサ５５が設けられ、スペーサ５５と発熱部５１との間には間隙が形成されている。スペーサ５５は、石英等の断熱部材により形成され、キャップヒータ３４が経年劣化により変形した際に、発熱部５１が断熱部３１と直接接触するのを防止するようになっている。

又、熱電対等の第２温度センサ３９が、発熱部５１の上面に先端部が接触するように設けられる。第２温度センサ３９は、発熱部５１に設けられた温度測定部材支持部であるサポート部５６により先端部の位置が固定されている。サポート部５６は、発熱部５１と第２温度センサ３９との接触長（接触面積）が大きくなるよう、補強部５２の根本部から９０°変位した位置から、更に所定角度、例えば、５°変位した位置に設けられている。又、第２温度センサ３９と発熱部５１との関係は、平面視において発熱部５１の中心線が形成する仮想円（中心円）に対して、第２温度センサ３９の中心線が接線あるいは略接線となっている。

第２温度センサ３９の基端側は、断熱部３１の周縁部に向って延出し、断熱部３１の周縁部で垂直下方に向って屈曲されている。屈曲部は、断熱部３１の周面に上下方向全長に亘って形成された第２切欠き部５７に挿通され、真空用継手等所定のシール部材を介してベース２４及びシールキャップ２５を気密に貫通し、温度制御部３８に電気的に接続されている。

第２温度センサ３９もキャップヒータ３４の垂下部５３と同様、第２切欠き部５７に挿通されることで、断熱部３１の周面から突出しないようになっている。

次に、図１０〜図１３において、キャップヒータ３４の詳細について説明する。補強部５２のＶ字形の頂角は、例えば、６０°となっている。又、図１０に示されるように、発熱部５１と補強部５２の境界間の距離（Ｖ字形の底辺の長さ）をＤ１とすると、発熱部５１と補強部５２の境界部に掛かる力は、断熱部３１の周面に対する接線方向のモーメントＭ１については距離Ｄ１によって発生する反力が軽減される。又、補強部５２の発熱部５１からの突出距離（発熱部５１の中心円からＶ字形の頂点迄の距離）をＤ２とすると、断熱部３１から離反する方向のモーメント（半径方向のモーメント）Ｍ２については距離Ｄ２によって発生する反力が軽減されるようになっている。

キャップヒータ３４は、断面円形の枠体である石英製の保護部材５８と、保護部材５８内に挿入された導線５９を有し、導線５９は例えばニッケル製の１巻きの導線となっている。導線５９は、発熱部５１と補強部５２の境界部を発熱点として、発熱部５１内で発熱体、例えばコイル状の抵抗発熱体６１を形成しており、抵抗発熱体６１に通電させることで、キャップヒータ３４が発熱するようになっている。

発熱部５１内を挿通された導線５９は、補強部５２内で合流され、束ねられた状態で垂下部５３内に垂下される。更に、導線５９は、補強部５２内でそれぞれ絶縁部材である保護ガラス６２が装着されており、保護ガラス６２により互いに絶縁されている。

保護ガラス６２は、例えば、多数連結された円柱状のセラミックガラスにより構成され、セラミックガラスに導線５９を挿通し、又、連結されたセラミックガラス間の間隔を狭くすることで、束ねられた導線５９間の絶縁性を確保している。

又、垂下部５３内では、束ねられた導線５９のうち、一方のみが保護ガラス６２に挿通されている。尚、垂下部５３の径が充分に確保できる場合には、束ねられた導線５９の両方を保護ガラス６２に挿通してもよい。

垂下部５３の下端は、シリコン等の絶縁部材により形成されたキャップ６３により気密且つ電気的に絶縁された状態で封止される。即ち、抵抗発熱体６１は、電気的に絶縁された状態で、保護部材５８内に気密に封入される。又、導線５９はテフロン（登録商標）等の絶縁部材により被覆された状態で垂下部５３の下端より延出し、図示しない給電部に接続される。

上述のように、本実施例では、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
（ａ）キャップヒータの発熱部をウェハの直径よりも小さい円弧状（馬蹄形状）とし、キャップヒータの保護部材を板厚の小さい石英製としているので、キャップヒータの昇温及び降温が容易であり、リカバリ時間が短縮され、スループットを向上させることができる。
（ｂ）キャップヒータの直径がウェハの直径よりも小さくなっているので、ガス導入孔からガス排気部に向って流れるガスの流れを妨げることがなく、ガスがウェハの表面に均一に供給され、ウェハの面内均一性を向上させることができる。
（ｃ）キャップヒータにより最下段のウェハの周縁部よりも中心側の環状領域を積極的に加熱するようになっているので、最下段のウェハの周縁部が側部ヒータとキャップヒータにより２重に加熱されることが防止され、温度の下がり易いボトム領域を効率的に均一に加熱することができ、ウェハの面内温度均一性を向上させることができる。
（ｄ）キャップヒータは、発熱部から外周側に突出するＶ字形の補強部を有し、補強部の根本から下方に屈曲させて垂下部を形成しているので、別途補強部材を設けることなくキャップヒータの強度の確保が可能であり、部品点数の低減を図ることができる。
（ｅ）補強部がガス排気部の上方に位置しているので、Ｖ字形の補強部によりガスに乱流が生じた場合でも乱流を速やかに排気することができ、乱流の発生が抑制され、ウェハに均一にガスが供給され面内均一性を向上させることができる。
（ｆ）垂下部は断熱部の上下方向全長に亘って形成された第１切欠き部に挿通され、垂下部が断熱部の周面から突出しないようになっているので、垂下部によりガスの流れが妨げられるのを防止することができる。
（ｇ）垂下部内では、束ねられた導線のうち、一方のみが保護ガラスに挿通されるようになっているので、垂下部の内径を小さくすることができ、キャップヒータの省スペース化を図ることができる。
（ｈ）キャップヒータは固定的に設けられ、ボートがキャップヒータに対して独立して回転するようになっているので、キャップヒータを用いる際のウェハの加熱むらが抑制され、ウェハを均一に加熱することができる。
（ｉ）断熱部の上面にスペーサを設けたので、キャップヒータが熱により変形し、垂れ下がった際に断熱部と直接接触することがなく、断熱部に熱を奪われることがなく、キャップヒータの耐久性を向上させることができる。
（ｊ）第２温度センサをキャップヒータの発熱部の上面に接触するように設け、キャップヒータの温度を被加熱体であるウェハ側から計測することができるので、キャップヒータの温度の測定精度が向上し、加熱制御性が向上し、ウェハの面内均一性を向上させることができる。
（ｋ）第２温度センサは、発熱部の、補強部の根本部から９０°変位した位置から更に所定角度変位した位置に設けられたサポート部により固定されるので、第２温度センサと発熱部との接触面積が大きくなり、熱電対を保護する石英管を短時間で加熱することができ、測定誤差を小さくできると共に、第２温度センサを容易に位置合せすることができる。
（ｌ）キャップヒータによる加熱位置を、ウェハの半径の中間又は中間近傍とすることで、処理室内のボトム領域に於ける外周側と中心側の温度差が小さくなり、ボトム領域が効率的に均一に加熱され、ウェハの温度の面内均一性を更に向上させることができる。
（ｍ）キャップヒータにより処理室下部の温度が低下しやすい部分を加熱することにより、均熱長を処理室下方まで伸ばすことができるため、ダミーウェハを削減することができる。すなわち、製品ウェハの処理枚数を増やすことが可能となり、生産性を向上させることができる。

図１４は第１の実施例の変形例を示している。変形例では、キャップヒータ３４と同心に、キャップヒータ３４よりも直径の小さいキャップヒータ３４′を設けている。尚、該キャップヒータ３４′の構造はキャップヒータ３４と同等であるので、説明は省略する。

変形例の場合、第１切欠き部５４の切欠き深さを深くし、キャップヒータ３４の垂下部５３（図８参照）とキャップヒータ３４′の垂下部（図示せず）を共に第１切欠き部５４に挿通させることで、垂下部を断熱部３１の周面から突出させることなく設けることができる。

キャップヒータ３４を環状領域内に複数設け、各キャップヒータ３４を個別に制御可能とすることで、キャップヒータ３４による加熱制御性が更に向上し、より効果的にボトム領域を加熱でき、ウェハ８の面内温度均一性を更に向上させることができる。尚、図１４中では、第２温度センサ３９を１つのみ設けているが、第２温度センサ３９を各キャップヒータ３４に設けることで、より細やかな温度制御が可能となり、加熱制御性を更に向上させることができる。

次に、図１５において、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図１５中、図７中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施例では、キャップヒータ３４は外円部６６ａと内円部６６ｂとが同心多重円状となった２重構造の発熱部６６を有している。又、キャップヒータ３４は、第１切欠き部５４に挿通された垂下部５３（図８参照）が断熱部３１の上面に沿って屈曲され、該断熱部３１の中心に向って延出する延出部６５を有している。

外円部６６ａは、基端側で延出部６５と溶接等により固着されている。又、外円部６６ａと内円部６６ｂは、延出部６５と略対向する位置、すなわち、先端側で溶接等により固着されている。尚、先端側では、外円部６６ａ同士、及び内円部６６ｂ同士は接続されておらず、発熱部６６の先端が離反した状態となっている。即ち、発熱部６６は、外円部６６ａと内円部６６ｂとが１巻きで一体化された２重構造となっている。尚、図示はしないが、第１の実施例と同様、延出部６５と外円部６６ａとの境界部を発熱点として、発熱部６６内にコイル状の抵抗発熱体が封入されている。

第２の実施例においては、発熱部６６が２重となっている。従って、キャップヒータ３４の出力を増加させることができ、処理室６（図１参照）下部のボトム領域をより効果的に加熱することができる。又、キャップヒータ３４は１巻きの導線５９（図１１参照）により作成可能であるので、２重の発熱部６６を有するキャップヒータ３４に対する給電部は１つでよく、制御系が簡略化できると共に、部品点数を削減することができる。

図１６は、本発明の第２の実施例の変形例を示している。変形例では、第２の実施例に於ける延出部６５を、第１の実施例のＶ字形の補強部５２（図７参照）と同形状の補強部６７としている。

補強部６７の根本部で下方に屈曲させ、垂下部（図示せず）を形成させるようにすることで、キャップヒータ３４の断熱部３１の周面に沿う方向、及び断熱部３１から離反する方向に対する強度を向上させることができる。

次に、図１７、図１８において、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図７中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第３の実施例では、平面視において、垂下部５３を発熱部５１の中心に形成している。また、垂下部５３の上方で水平方向に屈曲され、断熱部３１の中心から外方に向って延出する延出部６５を有している。延出部６５は発熱部５１の両端に接続するように一対のＩ字形状に形成されており、垂下部５３の上端にて一本に合流される。第２温度センサ３９は発熱部５１の中心から断熱部３１の上面に沿って延出部６５とは反対方向に水平に屈曲され、発熱部５１の側面に接続するよう形成されている。図１９に示すように、垂下部５３の上端は一対の延出部６５および第２温度センサ３９が合流するため、垂下部５３の下方よりも径が大きくなっている。第２温度センサ３９は、発熱部５１の温度を検出する第１温度センサ３９Ｂとボトム領域の中心付近の温度を検出する第２センサ３９Ｂとを封入している。

発熱部５１は略カージオイド形（心臓形）に形成されている。言い換えれば、発熱部５１はカージオイド形の尖点を分離させた形状に形成されている。第１の実施例と同様に、延出部６５と発熱部５１との境界部を発熱点として、発熱部５１内にコイル状の抵抗発熱体が封入されている。好ましくは、カージオイド形の曲線部分は真円状に形成される。 垂下部５３は孔３０、シールキャップ２５およびベース２４を貫通するように設置される。

カージオイド形の尖点まで抵抗発熱体が封入されているため、発熱部５１による環状領域内の加熱部分を増やすことができ、キャップヒータ３４による加熱性能が向上させることができる。これにより、より効果的にボトム領域を加熱でき、ウェハ８の面内温度均一性を更に向上させることができる。また、平面視において発熱部５１の中心位置に設置された垂下部５３によって発熱部５１を支持するため、経年劣化による発熱部５１の垂れや歪みが生じにくい。長期的にキャップヒータ３４を運用することができるため、生産性を向上させることができる。

尚、第１の実施例、第２の実施例および第３実施例では、発熱体として、コイル状の抵抗発熱体を例示しているが、発熱体としてハロゲンランプ等のランプヒータを用いてもよいのは言う迄もない。

上述で例示した酸化膜形成に限らず、窒化膜形成においても本発明は好適に適用可能である。例えば、上述で例示した原料ガスと、反応ガスとして、ＮＨ3 ガスを用いることにより、窒化膜を形成することができる。

更に、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の金属元素を含む金属系薄膜を形成する場合においても、本発明は好適に適用可能である。

（本発明の好ましい態様）
以下、本発明の実施の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
複数枚の基板を保持する基板保持具と、
前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
前記基板を処理する処理室を内部に有する反応管と、
前記反応管の周囲に設けられた第１加熱部と、
前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた第２加熱部と、を具備し、
前記第２加熱部は、
略環状の発熱部と、
前記発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
前記発熱部が前記基板より小さい径の環状領域に収まるように構成される基板処理装置が提供される。

（付記２）
付記１に記載の装置であって、好ましくは、
前記環状領域は前記基板の直径の１／５以上３/５以下である。

（付記３）
付記１または２に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部の表面に温度測定部材が接続される。

（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の装置であって、好ましくは、
前記第１加熱部は、
前記処理室内の前記基板保持具が収納される上部領域を加熱する上部ヒータと、
前記処理室内の前記断熱部が収納される下部領域を加熱する下部ヒータと、を備え、
前記発熱部は、少なくとも前記上部ヒータと前記下部ヒータとの境界の高さ位置以上の高さに設置される。

（付記５）
付記４に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部の温度は、前記下部ヒータの温度以下である。

（付記６）
付記１乃至３に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部は円弧状（馬蹄形状）に形成される。

（付記７）
付記４に記載の装置であって、好ましくは、
前記第２加熱部は、前記発熱部から外周側に向って突出するＶ字形の補強部を有する。

（付記８）
付記３に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部に温度測定部材支持部が設けられ、前記温度測定部材支持部により温度検出器が前記発熱部の上面に接触した状態で支持される。

（付記９）
付記８に記載の装置であって、好ましくは、
前記温度測定部材支持部は、前記発熱部の中心線が形成する仮想円に対して前記温度検出器の中心線が接線又は略接線となる位置に設けられる。

（付記１０）
付記７に記載の装置であって、好ましくは、
前記補強部の根本部と前記垂下部とが接続され、前記垂下部内では１対の発熱体のうち一方のみに絶縁部材が装着される。

（付記１１）
付記８に記載の装置であって、好ましくは、
前記断熱部上面の前記発熱部の下方にスペーサが設けられ、前記スペーサと前記発熱部との間に間隙が形成されている。

（付記１２）
付記１１に記載の装置であって、好ましくは、
前記補強部は前記処理室の排気部の上方に設けられる。

（付記１３）
付記１または２に記載の装置であって、好ましくは、
前記第２加熱部は同心に複数設けられる。

（付記１４）
付記１または２に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部は同心多重円状に設けられた外円部と内円部とを有し、前記外円部が基端側で前記補強部と接続され、前記外円部と前記内円部とが先端側で接続される。

（付記１５）
付記１乃至１４に記載の装置であって、好ましくは、
前記断熱部の周面に上下方向全長に亘って切欠き部が形成され、前記切欠き部に前記垂下部が挿通される。

（付記１６）
付記１または２又に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部はカージオイド形（心臓形）に形成される。

（付記１７）
付記１６に記載の装置であって、好ましくは、
前記垂下部は、平面視において前記発熱部の中心位置に形成される。

（付記１８）
付記２に記載の装置であって、好ましくは、
前記環状領域は前記基板の直径の１／５以上３/５以下である。

（付記１９）
付記１８に記載の装置であって、好ましくは、
前記環状領域は前記基板の直径の３／１０以上８／１５以下である。

（付記２０）
付記１乃至１９に記載の装置であって、好ましくは、
前記発熱部の直径は、最下段の基板の面内温度分布が均一となる位置で加熱できる大きさである。

(付記２１)
本発明の他の態様によれば、
断熱部の上方に設置され、複数の基板を保持する基板保持具を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室の周囲に設けられた第１加熱部および前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた略環状の第２加熱部が前記処理室内を加熱する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理室内を加熱する工程では、前記基板より小さい径の環状領域に収まるように形成された前記第２加熱部の前記発熱部が前記処理室内のボトム領域を加熱する基板処理方法、又は、半導体装置の製造方法が提供される。

(付記２２)
本発明の更に他の態様によれば、
断熱部の上方に設置され、複数の基板を保持する基板保持具を処理室内に搬入する手順と、
前記処理室の周囲に設けられた第１加熱部および前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた略環状の第２加熱部が前記処理室内を加熱する手順と、
前記処理室内に処理ガスを供給する手順と、を有し、
前記処理室内を加熱する手順では、前記基板より小さい径の環状領域に収まるように形成された前記第２加熱部の前記発熱部が前記処理室内のボトム領域を加熱するようにコンピュータに実行させるプログラム、又は、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

（付記２３）
本発明のさらに他の態様によれば、
複数の基板を保持する基板保持具と前記基板保持具の下方に設置された断熱部との間に設置される加熱部であって、
前記加熱部は、
略環状の発熱部と、
前記発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
前記発熱部が前記基板より小さい径の環状領域に収まるように、前記発熱部が構成される加熱部が提供される。

（付記２４）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を保持する基板保持具と、該基板保持具の下方に設けられた断熱部と、基板を処理する処理室を画成する反応管と、該反応管の周囲を囲繞する様設けられた第１加熱部と、前記基板保持具と前記断熱部との間に設けられた第２加熱部とを具備し、該第２加熱部は基板よりも径の小さい環状であり、前記処理室下部の径方向の一部を加熱する様構成された基板処理装置が提供される。

（付記２５）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を保持する基板保持具を処理室内に装入する工程と、第１加熱部及び第２加熱部が前記処理室内を加熱する工程と、該処理室内に処理ガスを供給し排気する工程と、前記処理室内から前記基板保持具を装脱する工程とを有し、前記処理室内を加熱する工程では、前記第２加熱部が前記基板保持具の下方から基板の周縁よりも中心側で径方向の一部を環状に加熱する基板処理方法、または、半導体装置の製造方法が提供される。

２ 側部ヒータ
６ 処理室
７ ボート
３１ 断熱部
３４ キャップヒータ
３８ 温度制御部
５１、６６ 発熱部
５３ 垂下部
６１ 抵抗発熱体

Claims (14)

1. 複数枚の基板を保持する基板保持具と、
   前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
   前記基板保持具を収納し、前記基板を処理する処理室と、
   前記処理室の周囲に設置され、前記処理室内を側部から加熱する第１加熱部と、
   前記処理室内に設けられる第２加熱部と、を具備し、
   前記第２加熱部は、
   カージオイド形に形成される発熱部と、
   前記発熱部より垂直方向に延伸する延伸部と、を有し、
   前記発熱部が前記基板より小さい径の領域に収まるように構成される基板処理装置。
2. 前記発熱部内の発熱体は、前記基板の直径の３／１０以上の内径と、前記基板の直径の８／１５以下の外径を有する環状領域に収まるように配置される請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記第２加熱部は、保護管内に発熱体が封入された構造を有し、
   前記発熱体は、コイル状の抵抗発熱体を、一部が開放したリング形状に形成されたものであり、前記カージオイド形の尖点に達するまで配置され、
   前記延伸部は、前記発熱部の前記保護管の両端と接続する請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記第１加熱部は、
   前記処理室内の前記基板保持具が収納される上部領域を加熱する上部ヒータと、
   前記処理室内の前記断熱部が収納される下部領域を加熱する下部ヒータと、を備え、
   前記発熱部の内の前記発熱体が設けられた部分である発熱部は、少なくとも前記上部ヒータと前記下部ヒータとの境界の高さ位置以上の高さに設置され、前記発熱部の温度は、前記下部ヒータの温度以下に設定される請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記延伸部は、平面視において前記発熱部の中心位置に形成される請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記延伸部は、下方に延伸する請求項１又は５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記発熱部は、前記基板保持具に保持された前記基板と前記断熱部との間に設けられ、リング形状の発熱体を有する請求項１乃至３に記載の基板処理装置。
8. 前記第２加熱部は、前記延伸部の上方で水平方向に屈曲され、前記断熱部の中心から外方に向って延出し、前記発熱部の内の前記発熱体が設けられた部分である発熱部の両端に接続するようにＩ字形状に形成された一対の延出部を更に備える請求項２又は３に記載の基板処理装置。
9. 前記第２加熱部は、前記延伸部の上端から一対の延出部とは反対方向に伸びて前記発熱部の側面と接続し、前記発熱部の温度を検出する第１温度センサとボトム領域の中心付近の温度を検出する第２温度センサとを封入する温度検出部を更に備える請求項７に記載の基板処理装置。
10. 複数枚の基板を保持する基板保持具と、
    前記基板保持具の下方に設けられた断熱部と、
    前記基板保持具を収納し、前記基板を処理する処理室と、
    前記処理室の周囲に設置され、前記処理室内を側部から加熱する第１加熱部と、
    前記処理室内に設けられる第２加熱部と、を具備し、
    前記第２加熱部は、
    前記基板保持具に保持された前記基板と前記断熱部との間に設けられ、リング形状の発熱体が設けられる環状部と、
    前記環状部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
    前記発熱体が前記基板より小さい外径の環状領域に収まるように配置される基板処理装置。
11. 断熱部の上方に設置され、複数の基板を保持する基板保持具を処理室内に搬入する工程と、
    前記処理室の周囲に設けられた第１加熱部および前記処理室内に設けられた第２加熱部が、前記処理室内を加熱する工程と、
    前記処理室内で前記基板を処理する工程と、を有し、
    前記処理室内を加熱する工程では、前記第２加熱部が、カージオイド形に形成される発熱部と、前記発熱部より垂直方向に延伸する延伸部と、を有し、前記基板より小さい径の領域に収まるように形成された前記発熱部が、前記処理室内を加熱する半導体装置の製造方法。
12. 断熱部の上方に設置され、複数の基板を保持する基板保持具を処理室内に搬入する工程と、
    前記処理室の周囲に設けられた第１加熱部および前記処理室内に設けられた第２加熱部が、前記処理室内を加熱する工程と、
    前記処理室内で前記基板を処理する工程と、を有し、
    前記処理室内を加熱する工程では、前記第２加熱部が、前記基板保持具に保持された前記基板と前記断熱部との間に設けられリング形状の発熱体が封入される発熱部と、前記発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、前記基板より小さい径の環状領域に収まるように配置された前記発熱体が、前記処理室内を加熱する半導体装置の製造方法。
13. 減圧される基板処理装置内の、基板保持具と断熱部との間に設置される加熱部であって、
    前記加熱部は、
    カージオイド形に形成された保護管内に発熱体が封入されてなる発熱部と、
    前記発熱部と接続し、前記発熱部より垂直方向に延伸する延伸部と、を有し、
    前記発熱体は前記基板より小さい外径の環状領域に収まるように配置される加熱部。
14. 減圧される基板処理装置内の、基板保持具と断熱部との間に設置される加熱部であって、
    前記加熱部は、
    リング形状の保護管内にコイル状の発熱体が封入されてなる発熱部と、
    前記発熱部の前記保護管の両端と接続し、前記発熱部より下方に延伸する垂下部と、を有し、
    前記発熱体は前記基板より小さい径の環状領域に収まるように配置される加熱部。