JP2559403B2 - Vertical processing apparatus and processing method - Google Patents
Vertical processing apparatus and processing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加熱環境下において処理流体によって被処
理物に化学反応を生じさせる処理に適用して特に有効な
技術に関するもので、たとえば、半導体ウエハ(以下、
単にウエアという)の拡散処理あるいはアニール処理等
に利用可能なものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique particularly effective when applied to a treatment in which a treatment fluid causes a chemical reaction in an object to be treated in a heating environment. Wafer (hereinafter,
It can be used for a diffusion process or an anneal process.
ウエハの処理に用いられる縦型構造の処理装置の一例
としては、株式会社工業調査会、昭和59年11月29日発
行、「電子材料1984年別冊、超LSI製造・試験装置ガイ
ドブック」、P60に記載されたものがあり、この文献に
は、反応管を縦置きにした、いわゆる縦型構造の処理装
置について、横型のものと比較した有利な点等が種々説
明されている。As an example of a vertical structure processing apparatus used for processing wafers, the Industrial Research Institute Co., Ltd., issued November 29, 1984, "Electronic Materials 1984 Separate Volume, VLSI Manufacturing and Testing Equipment Guidebook", P60 This document describes various advantages of a processing apparatus having a vertically arranged reaction tube, that is, a so-called vertical type processing apparatus, as compared with a horizontal type processing apparatus.
本発明者は、前記縦型構造の処理装置における熱損失
対策について検討した。以下は公知とされた技術ではな
いが、本発明者によって検討された技術であり、その概
要は次の通りである。The present inventor has examined measures against heat loss in the processing apparatus having the vertical structure. The following is not a publicly known technique, but is a technique examined by the present inventor, and its outline is as follows.
たとえば、拡散装置を例に説明すると、反応管の内部
において所定の熱処理が完了した後に、反応管の炉口が
開かれて治具とともに被処理物であるウエハが外部に取
り出されるが、後続のウエハの処理準備の間、前記炉口
は開かれたままの状態となっている。For example, taking a diffusion device as an example, after a predetermined heat treatment is completed inside the reaction tube, the furnace opening of the reaction tube is opened and the wafer, which is the object to be processed, is taken out together with the jig. During preparation for processing the wafer, the furnace opening remains open.
ところが、前記のように炉口が開かれた状態のまま、
例えば数分間放置されていると、反応管の内部の処理域
の温度は急激に低下し、後続のウエハ処理を行う際に、
再度処理域の温度状態を一定温度にまで高める回復時間
が長時間必要となることが本発明者によって見出され
た。However, as described above, with the furnace opening opened,
For example, if it is left for several minutes, the temperature of the processing area inside the reaction tube drops rapidly, and when performing subsequent wafer processing,
It was found by the present inventor that a recovery time for raising the temperature condition of the processing region to a constant temperature again is required for a long time.
また、前の処理から次の処理にとりかかる時間を十分
にとることのできない特殊な処理プロセスにおいては、
温度の回復時間を持つことなく、規定値よりも低い温度
条件であっても処理を開始しなければならない場合があ
るが、このような場合において、炉口の開かれていた間
の時間、あるいは周囲の温度状態によって処理開始時の
処理域の温度条件は必ずしも一定ではない。にもかかわ
らず、前記のような理由から処理を開始してしまった場
合には、各処理によって温度条件にばらつきを生じるこ
とになり、製品の安定性を確保できない結果となってし
まう。Also, in the special processing process that can not take enough time from the previous processing to the next processing,
It may be necessary to start the process even if the temperature is lower than the specified value without having a temperature recovery time.In such a case, the time during which the furnace opening was opened, or The temperature condition of the processing area at the start of processing is not always constant depending on the ambient temperature state. Nevertheless, if the processing is started for the above reasons, the temperature conditions will vary depending on the processing, and the stability of the product cannot be ensured.
さらに、炉口が開かれた状態が長時間続くと、反応管
の内部に異物が入り込み、後続の処理不良を誘発する可
能性もあることが本発明者によって見出された。Furthermore, the present inventor has found that if the state in which the furnace port is opened continues for a long time, foreign matter may enter the inside of the reaction tube and induce subsequent processing failure.
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は熱処理における作業効率および信頼性を
向上させることのできる技術を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique capable of improving work efficiency and reliability in heat treatment.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。The above and other objects and novel features of the present invention are as follows.
It will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次の通りである。The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、縦置き型の反応管の内部に遮断蓋を取付
け、この遮断蓋は被処理物の出し入れ時においては処理
域の下部の反応管内側部に設けられた脱落防止手段によ
って係止されて前記処理域を封止状態にするとともに、
前記被処理物の処理域への挿入の際に被処理物を保持す
る治具の上部に付勢されて処理域の上方に押し上げられ
る構造とするものである。That is, a shut-off lid is attached to the inside of a vertically-placed reaction tube, and the shut-off lid is locked by drop-out prevention means provided inside the reaction tube at the lower part of the processing area when the object to be treated is taken in and out. In addition to sealing the processing area,
The structure is such that when the object to be processed is inserted into the processing area, it is urged by the upper part of the jig that holds the object to be processed and pushed up above the processing area.
上記した手段によれば、被処理物の出し入れ時におい
て、遮断蓋によって処理域が封止されるため、処理域の
熱放散を抑制することができ、処理域内の規定温度まで
の回復時間を短縮できるとともに、熱放散の影響による
処理開始温度のばらつきを防止でき、信頼性の高い処理
が可能となる。また、外部からの異物の混入による処理
域の汚染も防止できる。According to the above-mentioned means, when the object to be processed is taken in and out, the processing area is sealed by the blocking lid, so that heat dissipation in the processing area can be suppressed and the recovery time to the specified temperature in the processing area is shortened. At the same time, it is possible to prevent variations in the processing start temperature due to the influence of heat dissipation, and it is possible to perform highly reliable processing. Further, it is possible to prevent contamination of the processing area due to mixing of foreign matter from the outside.
〔実施例1〕 第1図(a)および(b)は本発明の一実施例である
拡散装置を用いた処理工程を順次示す説明図である。[Embodiment 1] FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams sequentially showing processing steps using a diffusion device according to an embodiment of the present invention.
本実施例は、被処理物ウエハ2の表面にP形あるいは
N形の所定の拡散層を形成する、いわゆる拡散装置1に
適用したものであり、鉛直方向に長尺状に設置され、上
端がドーム状に閉塞されかつ下端がウエハ2の導出入口
3aとして形成された反応管3を有している。該反応管3
の内部は、処理域Aとして構成され、該処理域Aには反
応管3の外部より処理流体供給管4が導かれており、こ
の処理流体供給管4の開口先端からは処理流体としての
窒素ガス5が前記処理液Aに対して供給されるようにな
っている。一方、反応管3の下方は処理域Aに対して排
気管6が接続されており、処理域Aの内部を必要に応じ
て排気する構造となっている。This embodiment is applied to a so-called diffusion device 1 which forms a predetermined diffusion layer of P-type or N-type on the surface of an object wafer 2 to be processed, and is installed in a vertically long shape with its upper end It is closed in a dome shape, and the lower end of the wafer 2 is a lead-out port
It has a reaction tube 3 formed as 3a. The reaction tube 3
The inside of the chamber is configured as a treatment zone A, and the treatment fluid supply pipe 4 is guided to the treatment zone A from the outside of the reaction pipe 3. From the opening tip of the treatment fluid supply pipe 4, nitrogen as a treatment fluid is introduced. The gas 5 is supplied to the processing liquid A. On the other hand, an exhaust pipe 6 is connected to the processing area A below the reaction tube 3 so that the inside of the processing area A is exhausted as necessary.
ここで、第1図(a)は本装置1による処理状態を示
すものであるが、この処理状態において、前記処理域A
には複数枚のウエハ2が、前記反応管3の幅断面方向と
平行になるようにして所定の間隔を置いて治具7により
保持されている。この治具7は、前記反応管3の導出入
口3aに装着される封止蓋8と一体的に構成されており、
したがって、この封止蓋8を導出入口3aに装着した状態
において、ウエハ2は処理域A内において最適な処理位
置となるようにされている。Here, FIG. 1 (a) shows a processing state by the present apparatus 1. In this processing state, the processing area A is
A plurality of wafers 2 are held by a jig 7 at predetermined intervals so as to be parallel to the width cross-sectional direction of the reaction tube 3. The jig 7 is configured integrally with a sealing lid 8 attached to the outlet 3a of the reaction tube 3,
Therefore, the wafer 2 is set to the optimum processing position in the processing area A when the sealing lid 8 is attached to the lead-out entrance 3a.
第1図(a)において、治具7の上面には石英ガラス
よりなる遮断蓋10が載置されている。この遮断蓋10は、
たとえば複数枚の円板部材10aを一定の間隔を維持しな
がら並列に連結して形成されたものであり、それぞれ対
面した円板部材10aの間の空間が緩衝空間として機能
し、該遮断蓋10を境にして上下方向への熱の流通を抑制
する構造となっている。したがって、第1図(a)の状
態においては、この遮断蓋10によって処理域Aの上方へ
の熱の放散が防止され、処理時における熱効率を高めら
れている。In FIG. 1 (a), a shielding lid 10 made of quartz glass is placed on the upper surface of the jig 7. This blocking lid 10
For example, it is formed by connecting a plurality of disc members 10a in parallel while maintaining a constant interval, and the space between the disc members 10a facing each other functions as a buffer space, and the blocking lid 10 The structure is such that the heat flow in the vertical direction is suppressed at the boundary. Therefore, in the state of FIG. 1 (a), the shutoff lid 10 prevents the heat from being dissipated upward in the processing area A, and the thermal efficiency at the time of processing is improved.
反応管の内部下方、すなわち導出入口3aの内側面に
は、内方に向かって突起部11が設けられており、この部
分の反応管3の内径は、少なくとも前記遮断蓋10の直径
よりも小さい構造となっている。したがって、反応管3
から封止蓋10が取り外されて、治具7が反応管3の下方
外部に降下された場合、第1図(b)に示すように、遮
断蓋10は前記突起部11に係止されて反応管3の内部下端
にとどまって処理域Aを外気と隔絶した状態とする。A projecting portion 11 is provided inwardly on the lower inside of the reaction tube, that is, on the inner surface of the outlet 3a, and the inner diameter of the reaction tube 3 in this portion is at least smaller than the diameter of the blocking lid 10. It has a structure. Therefore, the reaction tube 3
When the sealing lid 10 is removed from the jig and the jig 7 is lowered outside the reaction tube 3, the blocking lid 10 is locked to the protrusion 11 as shown in FIG. 1 (b). It stays at the inner lower end of the reaction tube 3 and keeps the treatment area A isolated from the outside air.
前記反応管3の側部周囲には、加熱手段としてのヒー
ター12が設けられており、前記処理域Aを所定の温度条
件、例えば一般的な拡散温度条件である1000℃前後まで
加熱することができるようにされている。A heater 12 as a heating means is provided around the side portion of the reaction tube 3 to heat the treatment area A to a predetermined temperature condition, for example, a temperature of about 1000 ° C. which is a general diffusion temperature condition. It is made possible.
また、該ヒーター12の周囲および本装置1の上端は、
たとえばセラミックウール等によりなる断熱体13で覆わ
れており、装置外部への熱放散が防止されている。Further, the periphery of the heater 12 and the upper end of the device 1 are
For example, it is covered with a heat insulating body 13 made of ceramic wool or the like to prevent heat dissipation to the outside of the device.
次に、本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、所定枚数のウエハ2が治具7に保持された状態
となり、封止蓋8が反応管3の導出入口3aに装着され
る。この時、遮断蓋10は治具7の上面によって処理域A
の上方に押しやられた状態となる(第1図(a))。First, a predetermined number of wafers 2 are held by the jig 7, and the sealing lid 8 is attached to the outlet 3a of the reaction tube 3. At this time, the shutoff lid 10 is treated by the upper surface of the jig 7 in the processing area A.
Is pushed to the upper side (Fig. 1 (a)).
この状態において、処理流体供給管4より、キャリア
としての窒素ガス5等の不活性ガスが処理域A内に供給
されて、処理域Aが不活性雰囲気で満たされる。一方、
ヒーター12の加熱によって処理域Aが一定条件の温度に
まで高められると、ウエハ2の表面においては、あらか
じめ添加されたリン(P)あるいはホウ素(B)等の不
純物の拡散反応が開始され、ウエハ2の表面領域に所定
のP形層あるいはN形層が形成される。In this state, an inert gas such as nitrogen gas 5 as a carrier is supplied into the processing area A from the processing fluid supply pipe 4, and the processing area A is filled with the inert atmosphere. on the other hand,
When the processing area A is heated to a certain temperature by heating the heater 12, a diffusion reaction of impurities such as phosphorus (P) or boron (B) added in advance on the surface of the wafer 2 is started, A predetermined P-type layer or N-type layer is formed in the surface region of 2.
このような拡散処理において、本実施例では、治具7
の上面に位置する遮断蓋10の作用により、処理域Aの上
方への熱放散が有効に遮断されているため、ウエハ2に
対するヒーター12の加熱効率を高く維持することができ
る。このようにして前記反応が一定時間、たとえば一般
的な拡散時間である8〜10時間程度継続されて処理が完
了すると、封止蓋8が外されて治具7とともにウエハ2
が反応管3の外部下方に降下される(第1図(b))。
このとき、治具の上面に載置された遮断蓋10も治具7と
ともに反応管3の内部を降下されるが、該遮断蓋10は導
出入口3aの内側面に設けられた突起部11により反応管3
の内部下端で係止される。このように、ウエハ2を反応
管の外部に取り出した状態では、反応管3の内部の処理
域Aは遮断蓋10により外気から遮断された状態となる。
そのため、該処理域Aからの熱放散が防止され、処理域
Aは一定の高温状態を維持される。このため、治具7に
後続処理のウエハ2を装着して処理域Aの内部に挿入し
た場合にも、規定の温度条件までの温度回復時間が極め
て短時間で足り、後続の処理を効率的に行うことができ
る。In such a diffusion process, the jig 7 is used in this embodiment.
Since the heat dissipation to the upper side of the processing area A is effectively blocked by the action of the blocking lid 10 located on the upper surface of the wafer 2, the heating efficiency of the heater 12 for the wafer 2 can be kept high. In this way, when the reaction is continued for a certain period of time, for example, about 8 to 10 hours which is a general diffusion time and the processing is completed, the sealing lid 8 is removed and the jig 2 and the wafer 2 are removed.
Is dropped below the outside of the reaction tube 3 (FIG. 1 (b)).
At this time, the shutoff lid 10 placed on the upper surface of the jig is also lowered inside the reaction tube 3 together with the jig 7, but the shutoff lid 10 is formed by the protrusion 11 provided on the inner side surface of the outlet 3a. Reaction tube 3
It is locked at the inner lower end of the. In this way, when the wafer 2 is taken out of the reaction tube, the processing area A inside the reaction tube 3 is shut off from the outside air by the shutoff lid 10.
Therefore, heat dissipation from the processing area A is prevented, and the processing area A is maintained at a constant high temperature. Therefore, even when the wafer 2 for the subsequent processing is mounted on the jig 7 and inserted into the processing area A, the temperature recovery time to the specified temperature condition is extremely short and the subsequent processing is efficient. Can be done.
また、ウエハ2の出し入れ時において、処理域Aから
の熱放散を防止できるため、外気等の影響を受けること
なく処理域A内の温度をほぼ一定に保っておくことがで
きる。したがって、後続の処理開始条件を均一化でき、
特に前の処理からそれに続く処理までの待ち時間を十分
にとることのできない短時間処理等においては、処理の
安定性を図ることができる。Further, since heat dissipation from the processing area A can be prevented when the wafer 2 is taken in and out, the temperature in the processing area A can be kept substantially constant without being affected by outside air or the like. Therefore, the subsequent processing start conditions can be made uniform,
In particular, the stability of the process can be achieved in a short-time process or the like in which the waiting time from the previous process to the subsequent process cannot be sufficiently taken.
このことから、本実施例によれば以下の効果を得るこ
とができる。From this, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1).ウエハ2の出し入れ時において、遮断蓋10によ
って反応管3の導出入口3aが閉塞されているため、熱放
散を防止でき、これによって、処理域Aの温度低下を抑
制して後続の処理における規定条件までの温度回復時間
を短縮できる。(1). At the time of loading / unloading the wafer 2, the outlet 3a of the reaction tube 3 is closed by the shutoff lid 10, so that heat dissipation can be prevented, which suppresses the temperature drop in the processing area A and regulates the subsequent processing. The temperature recovery time can be shortened.
(2).前記(1)により、効率的なウエハ処理が可能
となり半導体装置の製造効率を向上させることができ
る。(2). According to the above (1), efficient wafer processing becomes possible and the manufacturing efficiency of the semiconductor device can be improved.
(3).前記(1)により、処理域Aの温度低下を防止
して、後続の処理開始温度を均一化できるため、ウエハ
処理における処理の安定性を図ることができる。(3). According to the above (1), the temperature decrease in the processing area A can be prevented and the subsequent processing start temperature can be made uniform, so that the stability of the processing in the wafer processing can be achieved.
(4).ウエハ2の出し入れ時において、導出入口3aが
閉塞されているため、処理域Aへの異物の侵入が防止さ
れ、処理域Aの汚染に起因するウエハ2の処理不良を防
止できる。(4). When the wafer 2 is taken in and out, the lead-in port 3a is closed, so that foreign matter can be prevented from entering the processing area A, and processing defects of the wafer 2 due to contamination of the processing area A can be prevented.
〔実施例2〕 第2図は本発明の他の実施例である水素アニール装置
を示す説明図である。[Embodiment 2] FIG. 2 is an explanatory view showing a hydrogen annealing apparatus which is another embodiment of the present invention.
本実施例は、本発明を水素アニール装置21に適用した
ものであり、前記実施例1と同様に、上端がドーム状に
閉塞され、かつ下端が導出入口22aとして開口された反
応管22を有している。In this embodiment, the present invention is applied to a hydrogen annealing device 21, and like the first embodiment, a reaction tube 22 having an upper end closed in a dome shape and a lower end opened as an outlet 22a is provided. are doing.
前記反応管22の内部は、上方の処理液Aが形成され、
下方に断熱域Bが形成された構造となっており、これら
の各域A,Bにはそれぞれ反応管22の外部より処理流体供
給管4a,4bが接続されて各域A,Bに水素と窒素との混合ガ
ス23aもしくは窒素ガス23bを供給するようになってい
る。Inside the reaction tube 22, the upper processing liquid A is formed,
It has a structure in which an adiabatic zone B is formed below, and processing fluid supply pipes 4a and 4b are connected to the zones A and B from the outside of the reaction tube 22, respectively, and hydrogen is supplied to the zones A and B. A mixed gas 23a with nitrogen or a nitrogen gas 23b is supplied.
ウエハ2は、反応管22の幅断面方向と平行となるよう
にして治具24によって保持されており、この治具24の下
部には、導出入口22aに装着された封止蓋25を貫通して
さらに下方外部に延設される支持棒24aが連結されてい
る。この支持棒24aは、下方外部からの操作によって管
軸方向に移動可能とされており、これともなってウエハ
2は治具24とともに反応管22の内部を移動されるように
なっている。The wafer 2 is held by a jig 24 so as to be parallel to the width cross-sectional direction of the reaction tube 22, and a lower portion of the jig 24 is penetrated by a sealing lid 25 attached to the outlet 22a. Further, a support rod 24a extending further downward is connected. The support rod 24a is movable in the tube axis direction by an operation from below and the wafer 2 is moved in the reaction tube 22 together with the jig 24 accordingly.
本実施例の遮断蓋10は、前記実施例1のものと同様の
構造のものであり、、処理域Aの下部に設けられた突起
部11によって処理域Aから断熱域Bへの脱落を防止され
た状態となっている。なお、前記反応管22の下方外側面
からは排出管26が突設されており、反応管22の内部に供
給される混合ガス23aのうち、処理に寄与しなかった水
素ガス等の可燃性のガス成分が、排出管26の先端におい
て燃焼されるようになっている。The shutoff lid 10 of the present embodiment has the same structure as that of the first embodiment, and the protrusion 11 provided at the lower part of the processing area A prevents the processing area A from falling off to the heat insulating area B. It is in the state of being An exhaust pipe 26 is provided so as to project from the lower outer surface of the reaction tube 22, and among the mixed gas 23a supplied to the inside of the reaction tube 22, a combustible material such as hydrogen gas that has not contributed to the treatment is combustible. The gas component is burned at the tip of the discharge pipe 26.
前記反応管22の処理液Aに対応する部分の側部外方に
は加熱手段としてのヒーター12が前記処理域Aを所定の
温度条件、たとえば数百℃程度とするように設けられて
いる。またこれ以外の反応管22の周囲および上方は、た
とえばセラミックウール等よりなる断熱体13で覆われて
おり、外部への熱放散を防止されている。A heater 12 as a heating means is provided outside the side of the portion of the reaction tube 22 corresponding to the treatment liquid A so as to keep the treatment area A at a predetermined temperature condition, for example, about several hundreds of degrees Celsius. In addition, the periphery and the upper part of the reaction tube 22 other than this are covered with a heat insulator 13 made of, for example, ceramic wool or the like to prevent heat dissipation to the outside.
次に、本実施例の作用について説明すると以下の通り
である。Next, the operation of this embodiment will be described below.
まず、所定枚数のウエハ2が治具24に保持された状態
で支持棒24aの操作によって導出入口22aより反応管22の
内部に挿入されて、さらに第2図において二点鎖線で示
す位置に送られる。これにともなって、処理域Aの下部
に位置されていた遮断蓋10は、治具24の上昇移動によ
り、処理域Aの上方に押しやられた状態となる。First, while a predetermined number of wafers 2 are held by the jig 24, they are inserted into the reaction tube 22 through the outlet 22a by operating the support rod 24a, and further transferred to the position shown by the chain double-dashed line in FIG. To be Along with this, the blocking lid 10 located at the lower portion of the processing area A is pushed upward of the processing area A by the upward movement of the jig 24.
次に、封止蓋25が導出入口22aに装着されて反応管22
の内部が封止された状態となると、処理流体供給管4aよ
り水素ガスと窒素ガスとの混合ガス23aが反応管22の内
部に供給され、処理液Aがこれらの流体雰囲気で満たさ
れた状態となる。このとき、ウエハ2の表面においてシ
リコン(Si)とシリコン酸化膜(SiO2)との界面に存在
する不整合結合子に水素ガス中のH基が次々に結合し
て、半導体素子としての電気的特性を安定させる化学的
処理が行われる。このような処理時において、治具24の
上面に載置された遮断蓋10の遮断作用によって処理域A
の上方への熱放散は有効に防止されている。Next, the sealing lid 25 is attached to the outlet 22a, and the reaction tube 22
When the inside of the reactor is sealed, the mixed gas 23a of hydrogen gas and nitrogen gas is supplied from the treatment fluid supply pipe 4a to the inside of the reaction pipe 22, and the treatment liquid A is filled with these fluid atmospheres. Becomes At this time, the H groups in the hydrogen gas are successively bonded to the mismatching connectors existing at the interface between the silicon (Si) and the silicon oxide film (SiO 2 ) on the surface of the wafer 2 and the electrical property as a semiconductor element is increased. A chemical treatment is performed to stabilize the properties. During such processing, the processing area A is cut off by the blocking action of the blocking lid 10 placed on the upper surface of the jig 24.
Dissipation of heat upwards is effectively prevented.
前記の所定時間のアニール処理が完了すると、反応管
22の外部下方より支持棒24aが再び操作されて、治具24
とともにウエハ2が処理域Aから断熱域Bに降下され
る。このとき、治具24の上面に載置されていた遮断蓋10
も、治具24とともに処理域A内を降下するが、処理域A
の下部の突起部11によって、治具24がさらに下方に降下
しても、該遮断蓋10は処理域Aの下端に係止され、これ
により処理域Aと断熱域Bとが遮断蓋10を境に隔成され
た状態となる。したがって、このときには遮断蓋10によ
り処理域Aから断熱域Bへの流体の流出が阻止された状
態となる。また遮断蓋10の熱遮断作用により処理域A内
の温度低下も有効に防止されている。When the annealing treatment for the prescribed time is completed, the reaction tube
The support rod 24a is operated again from below the outside of the jig 22, and the jig 24
At the same time, the wafer 2 is lowered from the processing area A to the heat insulating area B. At this time, the blocking lid 10 placed on the upper surface of the jig 24
Also descends in the processing area A together with the jig 24, but the processing area A
Even if the jig 24 is further lowered by the protrusion 11 at the lower part of the processing area A, the shutoff lid 10 is locked to the lower end of the processing area A, so that the processing area A and the heat insulating area B can act as the shutoff lid 10. It becomes a state of being separated by boundaries. Therefore, at this time, the blocking lid 10 prevents the fluid from flowing out from the processing area A to the heat insulating area B. In addition, the heat blocking action of the blocking lid 10 effectively prevents the temperature drop in the processing area A.
このようにして、断熱域B内にウエハ2が位置される
と、今度は流体供給管4bより窒素ガス23bの供給が開始
されて、断熱域B内が不活性雰囲気となる。またこの断
熱域Bは、前記処理域Aと装置外部の温度(常温)との
中間温度となるように温度制御されているため、断熱域
Bに位置されたウエハ2は次第に冷却される。このよう
にウエハ2が徐々に冷却されるため、前記のアニール処
理による不整合結合子とH基との結合状態は安定化す
る。In this way, when the wafer 2 is positioned in the heat insulating area B, the supply of the nitrogen gas 23b from the fluid supply pipe 4b is started this time, and the heat insulating area B becomes an inert atmosphere. Further, since the heat insulating area B is temperature-controlled so as to be an intermediate temperature between the processing area A and the temperature outside the apparatus (normal temperature), the wafer 2 located in the heat insulating area B is gradually cooled. Since the wafer 2 is gradually cooled in this manner, the bonding state between the mismatched bond and the H group due to the annealing process is stabilized.
次に、導出入口22aの封止蓋25が開かれて、治具24に
保持されたウエハ2が管外に取り出される。このとき、
断熱域Bは外気に曝されることになるが、この断熱域B
は前記のように不活性雰囲気で満たされ、処理域Aとは
断熱蓋10によって隔てられているため、安全性の高いウ
エハ2の取り出しが可能である。Next, the sealing lid 25 of the outlet 22a is opened, and the wafer 2 held by the jig 24 is taken out of the tube. At this time,
The heat insulating area B is exposed to the outside air, but this heat insulating area B
Is filled with the inert atmosphere as described above and is separated from the processing area A by the heat insulating lid 10, so that the wafer 2 with high safety can be taken out.
このように、本実施例によれば水素アニール装置1に
おいて、処理域Aにおけるアニール処理の後に、ウエハ
2は断熱蓋10によって熱的に遮断された断熱域Bに位置
され、この断熱域Bにおいて徐々に冷却された後に外部
に取り出されるため、急激な温度変化によるウエハ2の
処理不良を防止できる。As described above, in the hydrogen annealing apparatus 1 according to the present embodiment, after the annealing treatment in the processing area A, the wafer 2 is positioned in the heat insulating area B thermally shielded by the heat insulating lid 10, and in the heat insulating area B, Since the wafer 2 is gradually cooled and then taken out, defective processing of the wafer 2 due to a rapid temperature change can be prevented.
またこのとき処理域Aは外気が流入することを防止さ
れて、一定の高温状態を維持される。Further, at this time, the processing area A is prevented from inflowing outside air and is maintained at a constant high temperature.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、遮断蓋10の
構造としては、石英ウール等を真空封印した構造のもの
など、熱遮断効果のあるものならば、いかなるものであ
ってもよい。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor. For example, the blocking lid 10 may have any structure as long as it has a heat blocking effect, such as a structure in which quartz wool is vacuum-sealed.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野である、縦型構造の拡散装置および水
素アニール装置に適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、たとえば酸化装置、CVD
(Chemical Vapour Deposition)装置、さらにはアルゴ
ンアニール装置等にも利用可能である。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a vertical structure diffusion device and a hydrogen annealing device, which are the fields of use thereof, has been described, but the present invention is not limited to this and, for example, an oxidation device. , CVD
(Chemical Vapor Deposition) device, and further can be used for an argon annealing device.
本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。The effect obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、反応管内側部に設けられた脱落防止手段に
よって係止されて反応管内部の処理域を封止状態にする
とともに、被処理物の処理域への挿入の際に被処理物を
保持する治具の上部に付勢されて処理域の上方に押し上
げられる遮断蓋を設けることによって、被処理物の出し
入れ時における処理域の熱放散を防止でき、処理域の規
定温度までの回復時間を短縮できるとともに、後続の処
理開始温度を均一化でき、処理効率および処理の信頼性
を向上させることができる。That is, the processing area inside the reaction tube is locked by the drop-out preventing means provided inside the reaction tube, and holds the object to be processed when the object is inserted into the processing area. By providing a blocking lid that is urged to the top of the jig and pushed up above the processing area, it is possible to prevent heat dissipation in the processing area when putting in and out the object to be processed, and shorten the recovery time to the specified temperature in the processing area. In addition, it is possible to make the subsequent processing start temperature uniform and improve processing efficiency and processing reliability.
第1図(a)および(b)は本発明の一実施例である拡
散装置を用いた処理工程を順次示す説明図、 第2図は本発明の他の実施例である拡散装置を示す説明
図である。 1……拡散装置、2……ウエハ(被処理物)、3……反
応管、3a……導出入口、4,4a,4b……処理流体供給管、
5……窒素ガス(処理流体)、6……排気管、7……治
具、8……封止蓋、10……遮断蓋、10a……円板部材、1
1……突起部、12……ヒーター、13……断熱体、21……
水素アニール装置、22……反応管、22a……導出入口、2
3a……混合ガス、23b……窒素ガス、24……治具、24a…
…支持棒、25……封止蓋、26……排出管、A……処理
域、B……断熱域。1 (a) and 1 (b) are explanatory views sequentially showing processing steps using a diffusion device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an illustration showing a diffusion device according to another embodiment of the present invention. It is a figure. 1 ... Diffusion device, 2 ... Wafer (object to be processed), 3 ... Reaction tube, 3a ... Outlet port, 4,4a, 4b ... Processing fluid supply tube,
5 ... Nitrogen gas (processing fluid), 6 ... Exhaust pipe, 7 ... Jig, 8 ... Sealing lid, 10 ... Blocking lid, 10a ... Disc member, 1
1 …… Projection, 12 …… Heater, 13 …… Insulator, 21 ……
Hydrogen annealer, 22 ... Reaction tube, 22a ... Outlet port, 2
3a ... mixed gas, 23b ... nitrogen gas, 24 ... jig, 24a ...
… Support rod, 25… Sealing lid, 26… Discharge pipe, A… Treatment area, B… Insulation area.
Claims (4)
とその下部に断熱域と下端に被処理物の導出入口が設け
られている反応管と、前記処理域を加熱する加熱手段
と、前記導出入口をふさぐ封止蓋と、被処理物を保持す
る治具と、前記反応管内の処理域と断熱域を仕切る移動
可能な断熱蓋とを有し、 前記遮断蓋は、前記反応管内への被処理物の出し入れの
とき及び前記治具が前記反応管内の断熱域に存在してい
るときには、前記反応管に設けられた脱落防止手段によ
って前記処理域と断熱域との間に係止されて前記反応管
内の処理域を封止し、前記治具が前記反応管内の処理域
に存在するときには、前記治具によって前記反応管内の
上方へ移動させられるものであることを特徴とする縦型
処理装置。1. A reaction tube which is vertically long and has a treatment zone inside, a heat insulation zone below the treatment zone, and a discharge inlet for a substance to be treated at the lower end, and heating means for heating the treatment zone. A sealing lid that closes the outlet, a jig that holds the object to be treated, and a movable heat-insulating lid that separates the treatment area and the heat-insulating area in the reaction tube. When the object to be processed is put in or taken out of the tube and when the jig is present in the heat insulating area in the reaction tube, a drop-out preventing means provided in the reaction tube is provided between the processing area and the heat insulating area. It is stopped to seal the processing area in the reaction tube, and when the jig is present in the processing area in the reaction tube, it is moved upward in the reaction tube by the jig. Vertical processing device.
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の縦型処理装置。2. The vertical processing apparatus according to claim 1, wherein the shut-off lid in the reaction tube is made of quartz glass.
入口を除く断熱域に対応する前記反応管外部に断熱体が
設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項に記載の縦型処理装置。3. The heating means is a heater, and a heat insulating body is provided outside the reaction tube corresponding to a heat insulating area excluding the lead-out port. Vertical processing device according to paragraph.
記被処理物の載置された前記治具を前記反応管内の断熱
域に挿入するステップと、 前記治具を上方へ移動することにより、前記反応管に設
けられた脱落防止手段によって前記反応管内の断熱域と
前記断熱域の上方にある処理域との間に係止された遮断
蓋を上方に移動するステップと、 前記被処理物を前記処理域において、所定の温度で処理
するステップと、 前記治具を下方へ移動し、前記遮断蓋を前記脱落防止手
段で係止するステップと、 前記治具を前記反応管の下端から取り出すステップとを
有することを特徴とする処理方法。4. A step of placing an object to be processed on a jig, and a step of placing the jig on which the object to be processed is placed in the reaction tube from a lower end of a reaction tube whose upper end is closed and whose lower end is opened. A step of inserting into the heat insulation zone, and by moving the jig upward, between the heat insulation zone in the reaction tube and the treatment zone above the heat insulation zone by the fall prevention means provided in the reaction tube. A step of moving the locked shut-off lid upward, a step of treating the object to be processed at a predetermined temperature in the processing area; a step of moving the jig downward to move the shut-off lid to the drop-off preventing means. And a step of taking out the jig from the lower end of the reaction tube.
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JPS63257220A JPS63257220A (en) | 1988-10-25 |
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1987
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