JP3230836B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
- C30B31/12—Heating of the reaction chamber
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関し、特
に半導体製造の熱処理装置に係わる。
に半導体製造の熱処理装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体製造工程においては、
半導体ウェハ上に薄膜や酸化膜を積層したり、あるいは
不純物の拡散等を行うのに、ＣＶＤ装置、酸化膜形成装
置、あるいは拡散装置等が用いられる。これらの装置に
は、半導体ウェハを複数枚水平に支持可能な石英ボート
等で支持して、高温加熱した反応容器内に導入される反
応ガスにより処理を行う熱処理装置があり、熱処理装置
は高温、加熱により複数枚同時に迅速に処理が行えるた
めに多用されている。
半導体ウェハ上に薄膜や酸化膜を積層したり、あるいは
不純物の拡散等を行うのに、ＣＶＤ装置、酸化膜形成装
置、あるいは拡散装置等が用いられる。これらの装置に
は、半導体ウェハを複数枚水平に支持可能な石英ボート
等で支持して、高温加熱した反応容器内に導入される反
応ガスにより処理を行う熱処理装置があり、熱処理装置
は高温、加熱により複数枚同時に迅速に処理が行えるた
めに多用されている。
【０００３】しかしながら、近年半導体デバイスの微細
化が進み、また、半導体ウェハも大口径化になり、大面
積上に極薄膜を均一に形成することが要求されている。
熱処理装置は、半導体ウェハを複数枚同時に処理するバ
ッチ処理を行うものであるが、同一の半導体ウェハ内の
中心部と周辺部の不均一や、熱処理装置内に配置される
位置により異なる半導体ウェハ間での処理の不均一が生
じやすく、不均一を除去するため種々の改良がなされて
いる。
化が進み、また、半導体ウェハも大口径化になり、大面
積上に極薄膜を均一に形成することが要求されている。
熱処理装置は、半導体ウェハを複数枚同時に処理するバ
ッチ処理を行うものであるが、同一の半導体ウェハ内の
中心部と周辺部の不均一や、熱処理装置内に配置される
位置により異なる半導体ウェハ間での処理の不均一が生
じやすく、不均一を除去するため種々の改良がなされて
いる。
【０００４】このような熱処理装置は、図６に示すよう
に耐熱材料、例えば石英ガラス等から成る筒状のプロセ
スチューブ１を直立させて設け、このプロセスチューブ
を包囲して内部を９００〜１２００℃以上の高温に加熱
するヒータ２を備える。プロセスチューブ１の下方は開
口部３となっており、半導体ウェハＷを水平に複数枚支
持した耐熱性の石英ボート４が搬入出可能となってい
る。開口部３には、内部を気密に保持するためＯリング
５等を介して蓋体６が設けられる。蓋体６は、スプリン
グを介して上下駆動機構８に接続された支持体９に支持
され、プロセスチューブ１の開口部３の開閉を行うよう
になっている。蓋体上６には保温筒１０が備えられ、保
温筒１０上に載置される半導体ウェハＷを支持した石英
ボート４の全体がプロセスチューブ１の均熱部分に位置
するようにし、半導体ウェハＷが均一温度に加熱されて
均一処理がなされるようにすると共に、蓋体６の外側に
は冷却水の循環路１１を設け、蓋体６を冷却しプロセス
チューブ１の下方に設けられる装置類が加熱されるのを
防止している。また、プロセスチューブ１のヒータ２の
外周は、断熱材１２で包囲してヒータ２の熱が効率よく
プロセスチューブ１を加熱する。
に耐熱材料、例えば石英ガラス等から成る筒状のプロセ
スチューブ１を直立させて設け、このプロセスチューブ
を包囲して内部を９００〜１２００℃以上の高温に加熱
するヒータ２を備える。プロセスチューブ１の下方は開
口部３となっており、半導体ウェハＷを水平に複数枚支
持した耐熱性の石英ボート４が搬入出可能となってい
る。開口部３には、内部を気密に保持するためＯリング
５等を介して蓋体６が設けられる。蓋体６は、スプリン
グを介して上下駆動機構８に接続された支持体９に支持
され、プロセスチューブ１の開口部３の開閉を行うよう
になっている。蓋体上６には保温筒１０が備えられ、保
温筒１０上に載置される半導体ウェハＷを支持した石英
ボート４の全体がプロセスチューブ１の均熱部分に位置
するようにし、半導体ウェハＷが均一温度に加熱されて
均一処理がなされるようにすると共に、蓋体６の外側に
は冷却水の循環路１１を設け、蓋体６を冷却しプロセス
チューブ１の下方に設けられる装置類が加熱されるのを
防止している。また、プロセスチューブ１のヒータ２の
外周は、断熱材１２で包囲してヒータ２の熱が効率よく
プロセスチューブ１を加熱する。
【０００５】このようなプロセスチューブ１内に反応ガ
スを導入するため、反応ガス供給体（図示せず）に接続
された反応ガス導入管１３がプロセスチューブ１の下方
から側壁に添って上部まで設けられ、導入管１３を通過
する間に加熱された反応ガスがプロセスチューブ１の上
部に設けられた供給口１４から供給される。そして、半
導体ウェハＷを処理して生成された反応生成物は、余剰
の反応ガスと共に、図示しない排気装置に接続されたプ
ロセスチューブ１の下方に設けられた排気口１５から排
出されるようになっている。
スを導入するため、反応ガス供給体（図示せず）に接続
された反応ガス導入管１３がプロセスチューブ１の下方
から側壁に添って上部まで設けられ、導入管１３を通過
する間に加熱された反応ガスがプロセスチューブ１の上
部に設けられた供給口１４から供給される。そして、半
導体ウェハＷを処理して生成された反応生成物は、余剰
の反応ガスと共に、図示しない排気装置に接続されたプ
ロセスチューブ１の下方に設けられた排気口１５から排
出されるようになっている。
【０００６】このような熱処理装置において、同一半導
体ウェハＷ内が均一処理されるよう半導体ウェハＷの石
英ボート４を回転させる回転機構が設けられものもあ
る。回転機構１６は、プロセスチューブ１の外部に設け
られるモータＭの軸に接続された軸１８に保温筒１０が
支持されて成る。
体ウェハＷ内が均一処理されるよう半導体ウェハＷの石
英ボート４を回転させる回転機構が設けられものもあ
る。回転機構１６は、プロセスチューブ１の外部に設け
られるモータＭの軸に接続された軸１８に保温筒１０が
支持されて成る。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、このような熱
処理装置において、反応生成物がプロセスチューブの下
方及び蓋体に付着するのは避けられなかった。特に、拡
散装置においてＰｏＣｌ3 等のドーピングガスを用いた
場合、リンとＳｉＯ2 が結合したリンガラスが析出する
のは避けられなかった。これらの付着物は、剥離してプ
ロセスチューブ１内に飛散し、半導体ウェハＷを汚染し
歩留りを低下させてしまう恐れがあった。また、半導体
ウェハＷのプロセスチューブ１への搬入出の際に剥離
し、クリーンルームの汚染源ともなり兼ねなかった。
処理装置において、反応生成物がプロセスチューブの下
方及び蓋体に付着するのは避けられなかった。特に、拡
散装置においてＰｏＣｌ3 等のドーピングガスを用いた
場合、リンとＳｉＯ2 が結合したリンガラスが析出する
のは避けられなかった。これらの付着物は、剥離してプ
ロセスチューブ１内に飛散し、半導体ウェハＷを汚染し
歩留りを低下させてしまう恐れがあった。また、半導体
ウェハＷのプロセスチューブ１への搬入出の際に剥離
し、クリーンルームの汚染源ともなり兼ねなかった。
【０００８】更に、回転機構１６を備えた熱処理装置で
は、蓋体６の開孔１７と軸１８間の回転のための僅かな
間隙間に反応生成物が付着し、最悪の場合、回転時に反
応生成物の剥離による汚染源を発生してしまうこともあ
った。
は、蓋体６の開孔１７と軸１８間の回転のための僅かな
間隙間に反応生成物が付着し、最悪の場合、回転時に反
応生成物の剥離による汚染源を発生してしまうこともあ
った。
【０００９】本発明は上記の改善点を鑑みなされたもの
であって、反応生成物が反応容器の下方や蓋体に付着す
ることがなく、従って付着物が剥離して半導体ウェハの
汚染することがなく、歩留りの向上を図り、熱処理装置
が設定されるクリーンルームの汚染も防止できる熱処理
装置を提供することを目的とする。更に、回転機構を設
けたものであっても、回転時に不快音を発生することが
なく、しかも反応容器から気体がクリーンルーム内に漏
洩しない熱処理装置を提供することを目的とする。
であって、反応生成物が反応容器の下方や蓋体に付着す
ることがなく、従って付着物が剥離して半導体ウェハの
汚染することがなく、歩留りの向上を図り、熱処理装置
が設定されるクリーンルームの汚染も防止できる熱処理
装置を提供することを目的とする。更に、回転機構を設
けたものであっても、回転時に不快音を発生することが
なく、しかも反応容器から気体がクリーンルーム内に漏
洩しない熱処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の熱処理装置は、被処理体を水平に複数枚支
持する支持体を下方から挿入する開口部を有し導入され
る反応ガスにより被処理体の処理が行われる筒状反応容
器と、筒状反応容器内を気密に保持する開口部の蓋体
と、筒状反応容器を包囲して設けられる加熱部とを備え
た熱処理装置において、蓋体の筒状反応容器内側面を加
熱して反応生成物の付着を防止する加熱装置を設け、蓋
体は、筒状反応容器内で支持体を回転させる回転軸を貫
通する貫通孔と、加熱装置としての加熱ガスの導入口と
を有し、加熱ガスの循環路は、加熱ガスの導入口から貫
通孔と回転軸との間隙を通り、蓋体の筒状反応容器内側
面部分に形成されて成るものである。
め、本発明の熱処理装置は、被処理体を水平に複数枚支
持する支持体を下方から挿入する開口部を有し導入され
る反応ガスにより被処理体の処理が行われる筒状反応容
器と、筒状反応容器内を気密に保持する開口部の蓋体
と、筒状反応容器を包囲して設けられる加熱部とを備え
た熱処理装置において、蓋体の筒状反応容器内側面を加
熱して反応生成物の付着を防止する加熱装置を設け、蓋
体は、筒状反応容器内で支持体を回転させる回転軸を貫
通する貫通孔と、加熱装置としての加熱ガスの導入口と
を有し、加熱ガスの循環路は、加熱ガスの導入口から貫
通孔と回転軸との間隙を通り、蓋体の筒状反応容器内側
面部分に形成されて成るものである。
【００１１】
【作用】この熱処理装置において、外周に加熱部を備え
た筒状の反応容器の下方に設けられる開口部を開閉する
蓋体の反応容器の内側面に加熱装置を設ける。加熱装置
は蓋体に埋設されるヒータであってもよい。また、蓋体
にガスの循環路を設け、ここに加熱ガスを通過させて蓋
体を加熱するようにしもてよい。蓋体が加熱されること
により、反応容器の下方及び蓋体に反応生成物が付着す
ることがないため被処理体の汚染源を発生せず、更に熱
処理装置の設置されるクリーンルームを汚染することも
ない。特に、加熱ガスを通過させる場合、蓋体の開孔と
回転軸間の間隙をガスの循環路にすれば、この間隙に反
応生成物の付着を防止すると共に、反応容器内で発生す
る気体等がこの間隙からクリーンルームに漏洩すること
もない。そのため被処理体が反応生成物により汚染され
ることもなく歩留りを向上させることができ、メンテナ
ンスも頻繁に行う必要もないため効率よく作業を行うこ
とができる。
た筒状の反応容器の下方に設けられる開口部を開閉する
蓋体の反応容器の内側面に加熱装置を設ける。加熱装置
は蓋体に埋設されるヒータであってもよい。また、蓋体
にガスの循環路を設け、ここに加熱ガスを通過させて蓋
体を加熱するようにしもてよい。蓋体が加熱されること
により、反応容器の下方及び蓋体に反応生成物が付着す
ることがないため被処理体の汚染源を発生せず、更に熱
処理装置の設置されるクリーンルームを汚染することも
ない。特に、加熱ガスを通過させる場合、蓋体の開孔と
回転軸間の間隙をガスの循環路にすれば、この間隙に反
応生成物の付着を防止すると共に、反応容器内で発生す
る気体等がこの間隙からクリーンルームに漏洩すること
もない。そのため被処理体が反応生成物により汚染され
ることもなく歩留りを向上させることができ、メンテナ
ンスも頻繁に行う必要もないため効率よく作業を行うこ
とができる。
【００１２】
【実施例】本発明の熱処理装置を半導体ウェハ製造の拡
散装置に適用した一実施例について図面を参照して説明
する。
散装置に適用した一実施例について図面を参照して説明
する。
【００１３】図１に示すように、拡散装置Ｓは耐熱材
料、例えば石英ガラス等から成る筒状反応容器であるプ
ロセスチューブ２１が開口部２３を下方にして直立され
て設けられる。プロセスチューブ２１の外周には、加熱
部であるヒータ２２がプロセスチューブ２１を包囲して
設けられる。ヒータ２２の外周は、断熱材３２で包囲し
ヒータ２２の熱が効率よくプロセスチューブ２１を加熱
するようになっている。プロセスチューブ２１の開口部
２３には、石英等の耐熱材料で形成された蓋体２６が設
けられ、開口部２３を開閉してプロセスチューブ２１内
に半導体ウェハＷを水平にして複数枚支持する石英等の
耐熱材料から成る支持体である石英ボート２４の搬入出
を可能としている。石英ボート２４は、蓋体２６上に設
けられる保温筒３０上に載置され、石英ボート２４全体
をプロセスチューブ２１の均熱部分に保持する。
料、例えば石英ガラス等から成る筒状反応容器であるプ
ロセスチューブ２１が開口部２３を下方にして直立され
て設けられる。プロセスチューブ２１の外周には、加熱
部であるヒータ２２がプロセスチューブ２１を包囲して
設けられる。ヒータ２２の外周は、断熱材３２で包囲し
ヒータ２２の熱が効率よくプロセスチューブ２１を加熱
するようになっている。プロセスチューブ２１の開口部
２３には、石英等の耐熱材料で形成された蓋体２６が設
けられ、開口部２３を開閉してプロセスチューブ２１内
に半導体ウェハＷを水平にして複数枚支持する石英等の
耐熱材料から成る支持体である石英ボート２４の搬入出
を可能としている。石英ボート２４は、蓋体２６上に設
けられる保温筒３０上に載置され、石英ボート２４全体
をプロセスチューブ２１の均熱部分に保持する。
【００１４】更に、プロセスチューブ２１の開口部２３
近傍に、反応ガス供給体（図示せず）に連結された反応
ガス導入管３３がプロセスチューブ２１の内壁面に添っ
て設けられ、反応ガス導入管３３の管壁の軸方向に複数
設けられる供給口３４から反応ガスがプロセスチューブ
２１内に供給される。更に、プロセスチューブ２１の下
部には排気装置（図示せず）に接続された排気口２５が
備えられ、半導体ウェハＷを処理して生成される反応生
成物や、余剰の反応ガスを排気し、内部を所望の圧に維
持するようになっている。排気口２５は、複数、例えば
３ケ所設けると、プロセスチューブ２１内に反応ガス流
が均一に形成される。
近傍に、反応ガス供給体（図示せず）に連結された反応
ガス導入管３３がプロセスチューブ２１の内壁面に添っ
て設けられ、反応ガス導入管３３の管壁の軸方向に複数
設けられる供給口３４から反応ガスがプロセスチューブ
２１内に供給される。更に、プロセスチューブ２１の下
部には排気装置（図示せず）に接続された排気口２５が
備えられ、半導体ウェハＷを処理して生成される反応生
成物や、余剰の反応ガスを排気し、内部を所望の圧に維
持するようになっている。排気口２５は、複数、例えば
３ケ所設けると、プロセスチューブ２１内に反応ガス流
が均一に形成される。
【００１５】また、プロセスチューブ２１の開口部２３
を開閉する蓋体２６は、スプリング２７を介して、上下
駆動機構２８に接続される支持体２９により支持され、
上下駆動機構２８により上下動されて、プロセスチュー
ブ２１の開口部２３を開閉すると共に、半導体ウェハＷ
を支持した石英ボート２４を上下動してプロセスチュー
ブ２１内に搬入出するようになっている。更に、蓋体２
６は、円周溝２６ａを有し、円周溝２６ａに連結される
図示しない配管から吸引され、プロセスチューブ２１の
フランジ２１ａにガスシールドされ、内部を気密に保持
する。蓋体２６の外側には、冷却媒体を循環させる循環
路３１を設け、蓋体２６の下方に設置される装置が加熱
されることを防止する。循環路３１はＳＵＳ等で形成す
ると効率よく冷却できる。
を開閉する蓋体２６は、スプリング２７を介して、上下
駆動機構２８に接続される支持体２９により支持され、
上下駆動機構２８により上下動されて、プロセスチュー
ブ２１の開口部２３を開閉すると共に、半導体ウェハＷ
を支持した石英ボート２４を上下動してプロセスチュー
ブ２１内に搬入出するようになっている。更に、蓋体２
６は、円周溝２６ａを有し、円周溝２６ａに連結される
図示しない配管から吸引され、プロセスチューブ２１の
フランジ２１ａにガスシールドされ、内部を気密に保持
する。蓋体２６の外側には、冷却媒体を循環させる循環
路３１を設け、蓋体２６の下方に設置される装置が加熱
されることを防止する。循環路３１はＳＵＳ等で形成す
ると効率よく冷却できる。
【００１６】このような拡散装置Ｓの蓋体２６のプロセ
スチューブ２１の内側面には、加熱装置４０を設ける。
加熱装置４０は、蓋体２６及びプロセスチューブ２１の
下部を保温筒３０とほぼ同温度に加熱するために設けら
れるものである。蓋体２６及びプロセスチューブ２１の
下部を反応生成物の気化温度以上の温度、例えば１００
〜１５０℃に加熱することにより、蓋体２６やプロセス
チューブ２１の下部に反応生成物が付着するのを防止す
ることができる。このような加熱装置４０は図示しない
電力制御装置により、電力を供給して発熱するヒータで
あってもよい。ヒータはＳｉＣ等の発熱体を絶縁物に埋
設して設けたものが好適に用いられる。ＳｉＣは外部か
ら電力等を印加されて発熱するものであり、金属のよう
に反応ガスと反応しないため好適に用いられることがで
きる。
スチューブ２１の内側面には、加熱装置４０を設ける。
加熱装置４０は、蓋体２６及びプロセスチューブ２１の
下部を保温筒３０とほぼ同温度に加熱するために設けら
れるものである。蓋体２６及びプロセスチューブ２１の
下部を反応生成物の気化温度以上の温度、例えば１００
〜１５０℃に加熱することにより、蓋体２６やプロセス
チューブ２１の下部に反応生成物が付着するのを防止す
ることができる。このような加熱装置４０は図示しない
電力制御装置により、電力を供給して発熱するヒータで
あってもよい。ヒータはＳｉＣ等の発熱体を絶縁物に埋
設して設けたものが好適に用いられる。ＳｉＣは外部か
ら電力等を印加されて発熱するものであり、金属のよう
に反応ガスと反応しないため好適に用いられることがで
きる。
【００１７】加熱装置４０は、図４に示すように、Ｓｉ
Ｃを蛇行状に設けた加熱体４７を形成して成るものでも
よい。更に、加熱装置として、図５に示すように、Ｓｉ
Ｃを渦巻状に設けた加熱体４８を形成して成るものでも
よい。このような加熱体４７及び４８に外部から電力等
を印加して発熱させることができる。
Ｃを蛇行状に設けた加熱体４７を形成して成るものでも
よい。更に、加熱装置として、図５に示すように、Ｓｉ
Ｃを渦巻状に設けた加熱体４８を形成して成るものでも
よい。このような加熱体４７及び４８に外部から電力等
を印加して発熱させることができる。
【００１８】更に、熱処理装置として半導体ウェハを反
応容器内で回転させる回転機構を備えたものの場合、蓋
体の反応容器内側面に設ける加熱装置として、図２に示
すように、高温ガスの循環路を備えたものであってもよ
い。図２に示す拡散装置Ｓ１は、保温筒３０が回転機構
に接続されたものであり、蓋体２６の外部に設けられた
モータＭの軸に連結された軸３８が、蓋体２６に穿設さ
れた段階的に径が変化する貫通孔４５を貫通して保温筒
３０に接続される。このような拡散装置Ｓ１の蓋体２６
に図示しない循環ガス供給体に接続される循環ガス導入
口４２を設け、軸３８と蓋体２６の貫通孔４５との間隙
４１ａを通って、循環ガスの循環路４１を形成する。循
環ガスの循環路４１は軸に接する間隙４１ａ部分は蓋体
２６に穿設された段階的に径が変化する貫通孔４５に添
って屈曲して設ける。更に、蓋体２６の内側面に加熱ガ
スが広面積で接するよう内側面部分４１ｂもガス循環路
を屈曲して設け、循環ガス排出口４３に導かれるように
なっている。更に、循環ガス排出口４３の上側に設けら
れるプロセスチューブ２１の排気口２５までプロセスチ
ューブ２１内壁間に屈曲した間隙４４を設け、循環ガス
排出口４３から排出されなかった循環ガスがこの間隙４
４を通り、プロセスチューブ２１の排気口２５から排気
されるようにして間隙４４に循環ガスの流れを形成さ
せ、反応生成物が間隙４４から下方に侵入しないように
する。
応容器内で回転させる回転機構を備えたものの場合、蓋
体の反応容器内側面に設ける加熱装置として、図２に示
すように、高温ガスの循環路を備えたものであってもよ
い。図２に示す拡散装置Ｓ１は、保温筒３０が回転機構
に接続されたものであり、蓋体２６の外部に設けられた
モータＭの軸に連結された軸３８が、蓋体２６に穿設さ
れた段階的に径が変化する貫通孔４５を貫通して保温筒
３０に接続される。このような拡散装置Ｓ１の蓋体２６
に図示しない循環ガス供給体に接続される循環ガス導入
口４２を設け、軸３８と蓋体２６の貫通孔４５との間隙
４１ａを通って、循環ガスの循環路４１を形成する。循
環ガスの循環路４１は軸に接する間隙４１ａ部分は蓋体
２６に穿設された段階的に径が変化する貫通孔４５に添
って屈曲して設ける。更に、蓋体２６の内側面に加熱ガ
スが広面積で接するよう内側面部分４１ｂもガス循環路
を屈曲して設け、循環ガス排出口４３に導かれるように
なっている。更に、循環ガス排出口４３の上側に設けら
れるプロセスチューブ２１の排気口２５までプロセスチ
ューブ２１内壁間に屈曲した間隙４４を設け、循環ガス
排出口４３から排出されなかった循環ガスがこの間隙４
４を通り、プロセスチューブ２１の排気口２５から排気
されるようにして間隙４４に循環ガスの流れを形成さ
せ、反応生成物が間隙４４から下方に侵入しないように
する。
【００１９】このような蓋体２６内側面部分４１ｂの循
環ガスの循環路４１を形成するには、軸３８の貫通孔４
５を除いた部分に図３に示すように、上下から径の異な
るリング状の壁４６を有したものを組み合わせてガス循
環路４１を形成することができる。
環ガスの循環路４１を形成するには、軸３８の貫通孔４
５を除いた部分に図３に示すように、上下から径の異な
るリング状の壁４６を有したものを組み合わせてガス循
環路４１を形成することができる。
【００２０】このような循環路４１は、窒素ガス、アル
ゴンガス等の不活性ガスを加熱して循環させるため、熱
伝導率がよく、高温で反応ガスと反応しないものがよい
ため、ＳｉＣ等で形成する。そして、このような複雑な
形状のものをＳｉＣで形成するには、グラファイトで所
望の形状に形成したものをＣＶＤ装置でその表面にＳｉ
Ｃ膜を形成させる。その後、グラファイトを焼却し、Ｓ
ｉＣの循環路４１を形成することができる。
ゴンガス等の不活性ガスを加熱して循環させるため、熱
伝導率がよく、高温で反応ガスと反応しないものがよい
ため、ＳｉＣ等で形成する。そして、このような複雑な
形状のものをＳｉＣで形成するには、グラファイトで所
望の形状に形成したものをＣＶＤ装置でその表面にＳｉ
Ｃ膜を形成させる。その後、グラファイトを焼却し、Ｓ
ｉＣの循環路４１を形成することができる。
【００２１】以上のような構成の拡散装置Ｓ１を用いて
半導体ウェハＷの処理を行うには、図示しない搬送装置
で未処理の半導体ウェハＷを載置した石英ボート２４を
拡散装置の上下駆動機構２８で下降された蓋体２６上の
保温筒３０上に載置し、上下駆動機構２８を上昇させて
石英ボート２４をプロセスチューブ２１内に搬入させ、
蓋体２６でプロセスチューブ２１の開口部２３を閉成さ
せる。蓋体２６は、円周溝２６ａの空気を図示しない吸
引装置により吸引することにより密閉させる。排気口２
５からプロセスチューブ２１内の空気を吸引すると共
に、ヒータ２２によりプロセスチューブ２１を所望の温
度９００〜１２００℃に加熱する。その後、反応ガスを
反応ガス導入管３３からプロセスチューブ２１内に導入
する。反応ガスは反応ガス導入管３３に穿設された供給
口３４から支持体２９上の半導体ウェハＷに供給され
る。反応ガスはＰｏＣｌ2 、Ｏ2等であり、半導体ウェ
ハＷにリンを拡散させる。そして、図示しない排気装置
により排気口２５から吸引し、余剰の反応ガスと共に反
応生成物を排気する。
半導体ウェハＷの処理を行うには、図示しない搬送装置
で未処理の半導体ウェハＷを載置した石英ボート２４を
拡散装置の上下駆動機構２８で下降された蓋体２６上の
保温筒３０上に載置し、上下駆動機構２８を上昇させて
石英ボート２４をプロセスチューブ２１内に搬入させ、
蓋体２６でプロセスチューブ２１の開口部２３を閉成さ
せる。蓋体２６は、円周溝２６ａの空気を図示しない吸
引装置により吸引することにより密閉させる。排気口２
５からプロセスチューブ２１内の空気を吸引すると共
に、ヒータ２２によりプロセスチューブ２１を所望の温
度９００〜１２００℃に加熱する。その後、反応ガスを
反応ガス導入管３３からプロセスチューブ２１内に導入
する。反応ガスは反応ガス導入管３３に穿設された供給
口３４から支持体２９上の半導体ウェハＷに供給され
る。反応ガスはＰｏＣｌ2 、Ｏ2等であり、半導体ウェ
ハＷにリンを拡散させる。そして、図示しない排気装置
により排気口２５から吸引し、余剰の反応ガスと共に反
応生成物を排気する。
【００２２】この時、蓋体２６に設けた循環ガスの循環
路４１に循環ガス導入口４２からＮ2やＡｒ等の循環ガ
スを供給する。循環ガスは反応生成物の気化温度、例え
ば１００〜１５０℃に加熱され、循環ガス導入口４２か
らモータ軸に接続された軸３８との間隙４１ａを通りＳ
ｉＣで形成された循環路４１の内側面部分４１ｂを通過
して循環ガス排出口４３から排出される。このため、蓋
体２６のプロセスチューブ２１内面部分は１００〜１５
０℃に加熱され、反応生成物が蓋体２６に付着しない。
また、循環ガス排出口４３から排気されない循環ガスは
プロセスチューブ２１の内壁と保温筒３０との間隙４４
を通り排気口２５から排出される。間隙４４は屈曲して
設けられ、プロセスチューブ２１内で生成されたＣ
ｌ2、ＨＣｌ等の反応生成ガスが蓋体２６方向に侵入す
ることがない。更に、蓋体２６と軸３８との間隙４１ａ
は段階的に径が変化し、ここに循環ガスが逆方向に循環
しているため、反応生成ガスが蓋体２６と軸３８間を通
って拡散装置Ｓ１の設置されるクリーンルーム内に漏洩
することはなく、従ってクリーンルームを汚染すること
はない。
路４１に循環ガス導入口４２からＮ2やＡｒ等の循環ガ
スを供給する。循環ガスは反応生成物の気化温度、例え
ば１００〜１５０℃に加熱され、循環ガス導入口４２か
らモータ軸に接続された軸３８との間隙４１ａを通りＳ
ｉＣで形成された循環路４１の内側面部分４１ｂを通過
して循環ガス排出口４３から排出される。このため、蓋
体２６のプロセスチューブ２１内面部分は１００〜１５
０℃に加熱され、反応生成物が蓋体２６に付着しない。
また、循環ガス排出口４３から排気されない循環ガスは
プロセスチューブ２１の内壁と保温筒３０との間隙４４
を通り排気口２５から排出される。間隙４４は屈曲して
設けられ、プロセスチューブ２１内で生成されたＣ
ｌ2、ＨＣｌ等の反応生成ガスが蓋体２６方向に侵入す
ることがない。更に、蓋体２６と軸３８との間隙４１ａ
は段階的に径が変化し、ここに循環ガスが逆方向に循環
しているため、反応生成ガスが蓋体２６と軸３８間を通
って拡散装置Ｓ１の設置されるクリーンルーム内に漏洩
することはなく、従ってクリーンルームを汚染すること
はない。
【００２３】また、蓋体２６の冷却媒体の循環路３１に
冷却水等を流通させ、蓋体２６の外面を冷却するため、
作業上の不都合もなくまた、外部の装置を破壊すること
もない。
冷却水等を流通させ、蓋体２６の外面を冷却するため、
作業上の不都合もなくまた、外部の装置を破壊すること
もない。
【００２４】半導体ウェハ処理後、一定の冷却時間経過
後に上下駆動機構２８により、蓋体２６を下降させると
共に石英ボート２４を下降させ、処理済の半導体ウェハ
Ｗを搬出させる。
後に上下駆動機構２８により、蓋体２６を下降させると
共に石英ボート２４を下降させ、処理済の半導体ウェハ
Ｗを搬出させる。
【００２５】また、回転機構を有さない拡散装置Ｓにお
いて、半導体ウェハＷの処理を行う場合は、ヒータ４０
により蓋体２６を所望の温度に加熱すれば、反応生成物
が蓋体２６やプロセスチューブ２１の下部に付着するこ
とがない。
いて、半導体ウェハＷの処理を行う場合は、ヒータ４０
により蓋体２６を所望の温度に加熱すれば、反応生成物
が蓋体２６やプロセスチューブ２１の下部に付着するこ
とがない。
【００２６】そのため、蓋体２６には反応生成物の付着
がないため、蓋体等から剥離した付着物が半導体ウェハ
Ｗに付着して、半導体ウェハの歩留りを低下させること
もない。また、半導体ウェハの搬入出時に蓋体等から剥
離した付着物によりクリーンルームを汚染することもな
い。
がないため、蓋体等から剥離した付着物が半導体ウェハ
Ｗに付着して、半導体ウェハの歩留りを低下させること
もない。また、半導体ウェハの搬入出時に蓋体等から剥
離した付着物によりクリーンルームを汚染することもな
い。
【００２７】以上の説明は本発明の一実施例の説明であ
って、本発明はこれに限定されない。即ち、回転機構を
備えない熱処理装置に循環ガスの循環経路を設けても、
また回転機構を備えた熱処理装置にヒータ等を設けても
よい。また、半導体ウェハの処理装置のみでなくＬＳＩ
等の製造装置にも好適に適用できる。
って、本発明はこれに限定されない。即ち、回転機構を
備えない熱処理装置に循環ガスの循環経路を設けても、
また回転機構を備えた熱処理装置にヒータ等を設けても
よい。また、半導体ウェハの処理装置のみでなくＬＳＩ
等の製造装置にも好適に適用できる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の熱処理装置によれば、蓋体の反応容器内側面に加熱
処理装置を設けたため、反応生成物が蓋体や反応容器の
下部に付着しない。そのため、付着物が剥離して被処理
体を汚染することなく、また、装置が設定されるクリー
ンルームを汚染することもない。しかも、回転機構を備
えたものに循環ガスを循環させれば循環ガス流により反
応生成ガスが漏洩することがなく、軸と蓋体間に反応生
成物が付着して回転に支障を来すことがない。メンテナ
ンスも頻繁に行う必要もなく作業効率を向上させ、付着
物による汚染がなく、歩留りを向上させることができ
る。
明の熱処理装置によれば、蓋体の反応容器内側面に加熱
処理装置を設けたため、反応生成物が蓋体や反応容器の
下部に付着しない。そのため、付着物が剥離して被処理
体を汚染することなく、また、装置が設定されるクリー
ンルームを汚染することもない。しかも、回転機構を備
えたものに循環ガスを循環させれば循環ガス流により反
応生成ガスが漏洩することがなく、軸と蓋体間に反応生
成物が付着して回転に支障を来すことがない。メンテナ
ンスも頻繁に行う必要もなく作業効率を向上させ、付着
物による汚染がなく、歩留りを向上させることができ
る。
【図１】本発明の熱処理装置を適用した一実施例の構成
図。
図。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図。
【図３】本発明の他の実施例の要部を示す図。
【図４】本発明の他の実施例の要部を示す図。
【図５】本発明の他の実施例の要部を示す図。
【図６】従来の熱処理装置を示す図。
２１・・・・・・プロセスチューブ（筒状反応容器） ２２・・・・・・ヒータ（加熱部） ２３・・・・・・開口部 ２４・・・・・・石英ボート（支持体） ２６・・・・・・蓋体 ４０・・・・・・ヒータ（加熱装置） ４１・・・・・・循環路 ４７・・・・・・加熱体（加熱装置） ４８・・・・・・加熱体（加熱装置） Ｗ・・・・・・・・・半導体ウェハ（被処理体） Ｓ・・・・・・・・・拡散装置（熱処理装置） Ｓ１・・・・・・・拡散装置（熱処理装置） ３８・・・・・・・回転軸 ４５・・・・・・・貫通孔 ４２・・・・・・・加熱ガスの導入口 ４１ａ・・・・・・・貫通孔と回転軸との間隙
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｅ
Claims (1)
- 【請求項１】被処理体を水平に複数枚支持する支持体を
下方から挿入する開口部を有し導入される反応ガスによ
り前記被処理体の処理が行われる筒状反応容器と、前記
筒状反応容器内を気密に保持する前記開口部の蓋体と、
前記筒状反応容器を包囲して設けられる加熱部とを備え
た熱処理装置において、 前記蓋体の前記筒状反応容器内側面を加熱して反応生成
物の付着を防止する加熱装置を設け、前記蓋体は、前記筒状反応容器内で前記支持体を回転さ
せる回転軸を貫通する貫通孔と、前記加熱装置としての
加熱ガスの導入口とを有し、前記加熱ガスの循環路は、
前記加熱ガスの導入口から前記貫通孔と前記回転軸との
間隙を通り、前記蓋体の前記筒状反応容器内側面部分に
形成されて成る ことを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08897692A JP3230836B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 熱処理装置 |
| US08/044,463 US5329095A (en) | 1992-04-09 | 1993-04-09 | Thermal treatment apparatus utilizing heated lid |
| KR1019930006001A KR100198144B1 (ko) | 1992-04-09 | 1993-04-09 | 열처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08897692A JP3230836B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291158A JPH05291158A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3230836B2 true JP3230836B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=13957835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08897692A Expired - Lifetime JP3230836B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 熱処理装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5329095A (ja) |
| JP (1) | JP3230836B2 (ja) |
| KR (1) | KR100198144B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3125199B2 (ja) * | 1993-03-18 | 2001-01-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 縦型熱処理装置 |
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