JP3403181B2 - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents

熱処理装置及び熱処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理体に対して
処理ガスを供給しながら熱処理を行う熱処理装置及び熱
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセスの一つに減圧
ＣＶＤ（Chemical vapor deposition）処理と呼ばれる
方法により被処理体上に成膜を行うものがある。このよ
うな成膜プロセスを行う装置としては例えば図９に示す
ような縦型熱処理装置と呼ばれるものが用いられてい
る。この縦型熱処理装置は被処理体にバッチ式で熱処理
を行うものであり、石英製の内管１１及び外管１２の二
重管からなる円筒状の反応管１０内に、被処理体である
半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗを多数保持させた
ウエハボート１３を下方側から搬入し、この反応管１０
内を排気管１４を介して図示しない真空ポンプにより真
空排気して減圧雰囲気とすると共に処理ガスを導入し、
該反応管１０の側周を囲む図示しないヒータにて加熱を
行うことでウエハＷの成膜処理が行われる。
【０００３】成膜処理が例えば窒化珪素膜の成膜を行う
ものであるとすると、処理ガスとして例えばアンモニア
(ＮＨ3)ガス及びジクロロシラン(ＳｉＨ2Ｃｌ2)が用い
られ、この場合のガス供給系を簡単に説明すると、アン
モニアガスはガス供給源１５ａからガス管１６ａを介し
て、ジクロロシランガスはガス供給源１５ｂからガス管
１６ｂを介して、反応管１０内に夫々供給されるように
なっている。なお外管１２のメンテナンスサイクルを長
くするために、内管１１と外管１２との間にパージガス
である窒素ガスをガス供給源１５ｃからガス管１６ｃを
介して供給するようにしている。Ｖｃ１及びＶｃ２はバ
ルブであり、Ｍｃは流量調節部である。また、ガス管１
６ａには上流側から順にバルブＶａ１、流量調節部Ｍａ
及びバルブＶａ２が、ガス管１６ｂには同様にバルブＶ
ｂ１、流量調節部Ｍｂ及びバルブＶｂ２が、夫々介設さ
れている。
【０００４】ところで上記の処理ガスは有毒であり、成
膜処理終了後に処理済みのウエハＷを反応管１０から直
ちに取り出したのでは、反応管１０及びこれに連通する
処理ガス供給用のガス管１６ａ，１６ｂ内に残る処理ガ
スが外部に流出してしまうおそれがある。このため成膜
処理終了後、既述のガス供給源１５ｃから窒素ガスを置
換ガス（パージガス）としてガス管１６ａ，１６ｂに流
し、残存する処理ガスを窒素ガスと置換できるようにし
ている。
【０００５】具体的には、ガス管１６ｃを流量調節部Ｍ
ｃの上流で分岐路１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの４
本に分岐し、分岐路１７ａ及び１８ａをガス管１６ａの
流量調節部Ｍａを挟む上流側と下流側とに接続し、分岐
路１７ｂ及び１８ｂをガス管１６ｂの流量調節部Ｍｂを
挟む上流側と下流側とに接続する構成としており、分岐
路１７ａにはバルブＶａ３が、分岐路１７ｂにはバルブ
Ｖｂ３が、分岐路１８ａには上流側から順に流量調節部
Ｍｄ及びバルブＶａ４が、分岐路１８ｂには上流側から
順に流量調節部Ｍｅ及びバルブＶｂ４が夫々介設されて
いる。
【０００６】このように処理ガス供給用のガス管１６
ａ，１６ｂに対し、夫々２箇所から窒素ガスの供給を行
うように構成している理由は、処理ガスの流量調整範囲
は小さく、流量調節部Ｍａ，Ｍｂの最大流量は小さいた
めであり、このため分岐路１８ａ，１８ｂを設けて窒素
ガスの流量を確保しているのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】処理ガスを除去する方
法として、本発明者は例えば図１０に示す方法を検討し
ている。先ず成膜プロセスが終了した時刻ｔ１におい
て、ガス管１６ａ及び１６ｂ内への窒素ガスの供給を開
始すると共に、それまでのプロセス圧力１３．３Ｐａ
（０．１ｔｏｒｒ）を０．１３３Ｐａまで減圧すること
で、処理ガスを排気路１４側へ排出する。この減圧によ
り反応管１０内に残る処理ガスの希釈率は、例えば図中
ｔ２に示すように１．０×１０-2まで低下するものの、
処理ガスが排出される速度が低下してくるため、一旦圧
力を元のプロセス圧力まで上げることで窒素ガスと処理
ガスとの分子同士の衝突確率を高め、しかる後一気に減
圧することで処理ガスを排気路１４側へ排出する。しか
し、この時点でも処理ガスの残存濃度はまだ例えば１．
０×１０-4程度であり（ｔ２時点）、このようにして昇
降圧を繰り返すことによりようやく該希釈率が安全基準
値以下の例えば１．０×１０-14（ｔ３時点）まで低下
する。
【０００８】しかし、この方法により処理を実行した場
合、例えば３０分近くもの長い時間がかかる。その理由
の一つは、熱処理装置本体から離れた場所に用力系を設
置し、その中にガス供給ユニットを設けていることによ
り、ガス供給ユニットから熱処理装置本体に至るまでの
渡り配管が長く、この部分に残存している処理ガスを追
い出すのに長い時間がかかるためである。このため、ウ
エハＷの成膜プロセスが終了してから搬出するまで長い
時間がかかり、スループット低下の要因の一つとなって
いた。
【０００９】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は被処理体に対し処理ガスを供
給して熱処理を行う熱処理装置及び熱処理方法におい
て、被処理体の搬入から搬出に至るまでの所用時間を短
縮できる技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱処理装置
は、被処理体を搬入して熱処理するための反応容器と、
この反応容器内に処理ガスを導入するための処理ガス流
路と、前記反応容器近傍に設けられ、前記処理ガス流路
の開閉を行う第１の開閉手段と、前記処理ガス流路とは
別個に設けられ、反応容器内に残った処理ガスと置換す
るための置換ガスを導入する主置換ガス流路と、前記反
応容器内の排気を行う排気路と、該反応容器内の圧力を
調整するための圧力調整手段と、反応容器内の圧力を熱
処理時よりも低くした後、前記第１の開閉手段を閉じた
状態として前記主置換ガス流路を介して置換ガスを反応
容器内へ導入し、且つ圧力調整手段を調整して反応容器
内の圧力を熱処理時よりも高くし、次いで圧力調整手段
を調整して、反応容器内の圧力が熱処理時よりも低くな
るように制御する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】このような構成によれば、熱処理終了後に
処理ガスを排出すべき反応容器と処理ガス流路とを分離
し、先ず例えば反応容器内の処理ガスを排気し、次いで
置換ガス流路から反応容器内に窒素ガスを導入して熱処
理時の圧力よりも高い圧力とした後、再び反応容器内の
排気を行う運用が可能であり、このような運用を行うこ
とで反応容器のガス置換処理を短時間で終わらせること
ができ、速やかに被処理体の搬出工程に移行することが
できる。
【００１２】更に本発明は、上述構成に処理ガス流路に
おける第１の開閉手段よりも上流側から分岐され、反応
容器をバイパスして排気路に接続されるバイパス路と、
このバイパス路を開閉する第２の開閉手段と、前記処理
ガス流路におけるバイパス路の接続部位よりも上流側に
接続され、処理ガス流路内に残る処理ガスと置換するた
めの置換ガスを導入する副置換ガス流路と、この副置換
ガス流路を開閉する第３の開閉手段と、を加えた構成と
してもよい。
【００１３】このように構成することで、例えば反応容
器に対し被処理体の搬入出を行っている間に、処理ガス
流路内のガス置換処理を行うことができるため、スルー
プットが向上する。具体的には、例えば第１の開閉手段
を開いた状態で反応容器内を減圧した場合、処理ガス流
路内も減圧されていて、かなり低い圧力になるため、先
ず第１の開閉手段を閉じ、副置換ガス流路を介して処理
ガス流路内に置換ガスを導入して加圧状態とし、しかる
後、処理ガス流路内をバイパス路を介して排気するよう
に第２、第３の開閉手段を制御することが好ましい。
【００１４】また本発明に係る熱処理方法は、被処理体
を反応容器内に搬入し、該反応容器内に処理ガス流路を
介して処理ガスを導入すると共に、排気路を介して反応
容器の排気を行いながら被処理体に対する熱処理を行う
熱処理工程と、熱処理の終了後、反応容器内の圧力を熱
処理時よりも低くする工程と、その後反応容器の近傍に
設けられた第１の開閉手段により処理ガス流路を閉じた
状態として、処理ガス流路とは別個に設けられた主置換
ガス流路を介して、前記反応容器内に処理ガスと置換す
るための置換ガスを導入し、且つ排気路における圧力調
整手段により反応容器内の圧力を熱処理時よりも高くす
る工程と、しかる後排気路における圧力調整手段により
反応容器内の圧力が熱処理時よりも低くなるように制御
する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る熱処理装置の
実施の形態を示す全体概略図であり、ここでは縦型熱処
理装置を用いた場合を例に説明を行う。本実施の形態
は、図示するように縦型熱処理装置本体をなす反応容器
２の周辺部とその配管系とに大別できるため、ここでは
先ず反応容器２の周辺部について説明を行う。図２はこ
の反応容器２を示す縦断面図であり、図中２１は例えば
石英により構成される反応管である。この反応管２１は
例えば内管２２及び外管２３からなる二重管構造となっ
ており、外管２３は上端を塞いで内管２２と同心円上に
設けられ、その下方側には金属性の筒状体であるマニホ
ールド２４が気密に接続されている。一方の内管２２は
上方側が開口し、外管２３と適宜間隔を形成するように
設けられ、マニホールド２４の内周面に突出して形成さ
れている支持リング２５に支持される構成とされてい
る。
【００１６】内管２２は、ボートエレベータ２６により
マニホールド２４下方側の開口部から搬入されるウエハ
ボート（保持具）２７に棚状に載置される被処理体であ
るウエハＷの熱処理雰囲気を形成するものであり、ボー
トエレベータ２６にはマニホールド２４下方側の開口部
を塞ぐことが可能な蓋体２８が設けられている。また、
反応管２１の周囲にはこれを取り囲むように断熱体２９
ａが設けられており、その内壁面には例えば抵抗加熱体
からなるヒータ２９ｂが備えられ、加熱炉２９を構成し
ている。
【００１７】マニホールド２４における支持リング２５
よりも下方部位の周面には処理ガス、置換ガス等を反応
容器２内に導入するための後述する配管系をなす複数の
ガス導入管（図示の便宜上一つだけ描いてある）が突入
されており、前記ガスを内管２２の内側に供給できるよ
うに、その先端部は上方に屈曲した構成になっている。
この例ではガス導入管は、処理ガス流路をなすガス管
５，６及び置換ガス流路をなすガス管７が相当する。一
方、マニホールド２４における支持リング２５よりも上
方部位の周面には排気ポート３０が形成され、また内管
２２と外管２３との薄膜の付着を防止するため窒素ガス
導入用のガス管４が突入されている。
【００１８】また、排気ポート３０には排気路をなす排
気管３が気密に接続されており、この排気管３の下流側
には圧力調整手段３１を介して真空ポンプ３２が接続さ
れている。圧力調整手段３１は反応容器２内の圧力を測
定する圧力計１０１から得た圧力測定値に応じ、制御部
１００により開度調整を行うように構成されている。な
お図示しないが、制御部１００は圧力調整手段３１の開
閉制御のみならず、本実施の形態において用いられる全
てのバルブについても開閉制御を行うものである。
【００１９】次に図３を参照しながら、上述の内管２２
内側にガスを導入するための複数のガス導入管について
説明すると、ガス導入管は図示するように例えば３本が
設けられており、２本は処理ガス流路をなすガス管５，
６であり、１本は置換ガス流路をなすガス管７である。
ガス管５，６には反応容器２近傍に設けられるバルブユ
ニット５１，６１を介し、各々の先端部５０，６０が内
管２２の内側へと突入されている。バルブユニット５１
は、図１に示すように第１の開閉手段であるバルブ５１
ａと第２の開閉手段であるバルブ５１ｂとを組み合わせ
たものであり、また同様にバルブユニット６１も、第１
の開閉手段であるバルブ６１ａと第２の開閉手段である
バルブ６１ｂとを組み合わせたものである。
【００２０】バルブ５１ａ，６１ａは夫々ガス管５，６
を開閉するものであり、バルブ５１ｂ，６１ｂは、夫々
ガス管５，６における前記バルブ５１ａ，６１ａの直ぐ
上流側から分岐して排気管３に合流するバイパス路５
２，６２を開閉するものである。なおバイパス路５２，
６２は途中で合流し、排気管３の接続点Ｐ１にて接続さ
れている。
【００２１】ここで再び図３に戻り、ガス管７について
説明すると、ガス管７は反応容器２の近傍に設けられる
バルブ７１を介して先端部７０が内管２２の内側へと突
入される構成となっている。これらバルブユニット５
１，６１及びバルブ７１は例えば反応容器２近傍に設け
られる共通の固定部材２０に固定されている。なお、こ
こでは省略するが反応容器２には上述したガス管４〜７
以外にも、例えば内壁に付着した付着物を除去するため
のクリーニングガス導入管等も先端が内管２２の内側に
位置するように突入して設けられる。
【００２２】ところで例えば成膜処理終了後に、このガ
ス管７から反応容器２内に大量の窒素ガスの導入を行う
と、窒素ガスの圧力で反応容器２内のパーティクルが舞
い上がってしまうおそれがある。このため、ガス管７の
先端には例えば特開平２０００−５８５３０号公報に記
載のセラミック多孔質層が覆い被さるように設けられて
おり、セラミック多孔質層の一例としては、例えば図４
に示すようなシリカ多孔質層９を挙げることができる。
このシリカ多孔質層９は図示するように上端を塞がれた
筒状体として構成され、ガス管７の先端と溶接して固着
されており、例えば厚さが１０〜５０ｍｍとして形成さ
れる。
【００２３】次に図１に戻って、既述の配管系即ちガス
管４，５，６，７の基端側について説明を行う。ガス管
４及びガス管７は役割は異なるが、共に反応容器２内に
窒素ガスの供給を行うものであるため、基端側は共にバ
ルブ４ａを介して窒素ガス供給源４ｂへと共通に接続さ
れている。ガス管４におけるバルブ４１とバルブ４ａと
の間には、バルブ４２及び流量調節部４３が介設されて
おり、またガス管７におけるバルブ７１とバルブ４ａと
の間には、バルブ７２及び流量調節部７３が介設されて
いる。
【００２４】ガス管５は例えばアンモニア（ＮＨ3）ガ
スを、ガス管６はジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）ガス
を夫々供給するものであり、ガス管５におけるバルブユ
ニット５１の基端側はバルブ５３、流量調節部５４及び
バルブ５５を介してアンモニアガスのガス供給源５６が
接続されており、ガス管６におけるバルブユニット６１
の基端側はバルブ６３、流量調節部６４及びバルブ６５
を介してジクロロシランガスのガス供給源６６が接続さ
れている。またガス管５及び６には各々に対して、例え
ばガス管４におけるバルブ４ａと流量調節部４４との間
から分岐する副置換ガス流路である分岐路８ａ及び８ｂ
が接続されており、窒素ガス供給源４ｂから窒素ガスを
導入できるようになっている。
【００２５】分岐路８ａの先端はガス管５における流量
調節部５４とバルブ５５との間のＰ２点に接続され、分
岐路８ｂの先端はガス管６における流量調節部６４とバ
ルブ６５との間のＰ３点にて接続されている。また分岐
路８ａには第３の開閉手段に相当するバルブ８１が介設
されており、また分岐路８ｂにも第３の開閉手段に相当
するバルブ８２が介設されている。詳細は作用の項にて
説明するが、これら分岐路８ａ及び８ｂは共に例えば熱
処理プロセスが終了してバルブ５５，６５を閉じた後に
ガス管５，６内に残る処理ガスと窒素ガスとを置換する
ためのものである。
【００２６】次に上述の装置による作用について窒化珪
素膜を成膜する場合を例にとって説明する。例えば１５
０枚のウエハＷが棚状に載置されたウエハボート２７
を、ボートエレベータ２６によりマニホールド２４の下
方側に設けられた開口部から内管２２内へ搬入し、この
開口部を蓋体２８により気密に封止する。次にヒータ２
９ｂにより反応管２１内を例えば７６０℃程度の加熱雰
囲気とする。そして排気流量を調節して反応管２１内の
圧力を例えば１３３×１０-1Ｐａ(１．０×１０-1Ｔｏ
ｒｒ)に調節すると共に、ガス管５及びガス管６より処
理ガスであるアンモニアガス及びジクロロシランガスを
夫々供給し、ウエハＷへの成膜処理が行われる。
【００２７】この成膜プロセスにおけるガスの流れにつ
いて図５に通流状態を実線、非通流状態を点線として表
すこととすると、図示するようにガス管５及び６内には
処理ガスが通流し、ガス管４からは既述のように処理ガ
スの反応により生じる反応生成物が外管２３内壁に付着
することを防ぐために窒素ガスが通流する。一方、ガス
管７では図示するようにバルブ７２を閉じているため窒
素ガスの通流はなく、またバルブ８１及びバルブ８２も
閉じているため、分岐路８ａ及び８ｂにおける各バルブ
８１，８２の下流側にも窒素ガスは通流しない。また成
膜プロセス時には、ガスが通流するガス管５，６のいず
れにおいてもバルブユニット５１，６１における分岐路
側のバルブ５１ｂ，６１ｂが閉じられているため、真空
ポンプ３２の吸引力は反応管２１側にのみ及んでおり、
このとき制御部１００は反応容器２内を既述のプロセス
圧力例えば１３３×１０-1Ｐａ(１．０×１０-1Ｔｏｒ
ｒ)に維持するように圧力調整手段３１を調整してい
る。
【００２８】次いで図６〜図８を参照しながら、成膜プ
ロセス終了後に反応容器２及びガス管５及び６内に残る
処理ガスを排出する工程について説明する。図６は反応
容器２における内部圧力の経時変化を示すと共に、処理
ガスの残存濃度を併せて標記した特性図である。ここに
示すようにｔ１時点において成膜プロセスが終了する
と、先ずバルブ５５及び６５を閉じてガス管５，６への
処理ガスの通流を停止する。またバルブ５１ａ及び６１
ａを閉じると共に圧力調整手段３１を全開にすること
で、反応容器２内は急激に減圧状態へと移行する（図７
参照）。このとき反応容器２内の圧力は例えば１３３×
１０-3Ｐａ(１．０×１０-3Ｔｏｒｒ)に維持され、例え
ば処理ガスの希釈率が１．０×１０-2となるｔ２時点ま
でこの状態を継続する。
【００２９】そして処理ガスの希釈率が１．０×１０-2
まで低下すると、こんどは一旦圧力調整手段３１を閉
じ、バルブ７１を開いてガス管７から窒素ガスの導入を
開始し、しかる後置換ガスと反応容器２内に残る処理ガ
スとを置換しながら反応容器２内の圧力を成膜プロセス
以上の圧力まで高める工程に移行する。この工程は、反
応容器２内に窒素ガスを導入すると共に反応容器２内の
圧力を高め、残存する処理ガスと窒素ガスとの分子同士
の衝突確率を高めることが目的であり、後に行う減圧時
においてより多くの処理ガスを排出するために行う工程
である。ここでガス管７からは窒素ガスが反応容器２内
に一気に流れ込むが、ガス管７のガス出口にはシリカ多
孔質層９が設けられているため、窒素ガスは均一に拡散
して反応容器２内のパーティクルを巻き上げることな
く、大流量で導入される。これと同時に圧力調整手段３
１を一旦閉じ、反応容器２内を例えば１３３×１０2Ｐ
ａまで昇圧させる。
【００３０】次いで圧力調整手段３１を制御して、例え
ば処理ガスと置換するのに充分な量の窒素ガスが導入さ
れる時間例えば５分程度前記昇圧した圧力状態を維持し
た後、ｔ３時点において圧力調整手段３１を今度は緩
め、例えば先に行った一回目の減圧時と同じ１３３×１
０-3Ｐａまで反応容器２内を減圧することで処理ガスは
窒素ガスと共に排気側へ向かい、反応容器２内では処理
ガスが排気側に向かうとと共に処理ガスの退いた部位に
は窒素ガスが入り込む。そして処理ガスの希釈率が例え
ば反応容器２を開くことが可能な安全希釈率以下の例え
ば１．０×１０-14程度まで低下した時点で減圧操作を
終了し、圧力調整手段３１を閉じた状態でガス管７から
窒素ガスを反応容器２内に導入して反応容器２内を大気
圧まで戻した後、ウエハボート２７を下降させる。な
お、この減圧状態を維持する時間は例えば５分程度であ
る。
【００３１】ところで反応容器２内に残る処理ガスの希
釈率が安全希釈率以下の例えば１．０×１０-14まで低
下し、該反応容器２内を大気圧に戻し始めると、これに
並行して処理ガス供給用のガス管５，６内に残る処理ガ
スを窒素ガスと置換する作業が開始される。即ち、反応
容器２側ではウエハボート２７の下降及びウエハボート
２７からウエハＷを搬出する工程等を行いながら、同時
にガス管５，６の処理ガスの置換処理が行われる。
【００３２】具体的には図８に示すように、先ず図７の
状態からバルブ７１を閉じて反応容器２への窒素ガスの
供給を停止し、一方でバルブ８１及びバルブ８２を開
き、窒素ガスを分岐路８ａ，８ｂからガス管５，６へと
導入する。このときバルブユニット５１，６１ではバル
ブ５１ａ，５１ｂ及びバルブ６１ａ，６１ｂの両方が閉
じられており、バイパス路５２，６２とガス管５，６と
の間は通流していない。このため、上流側から供給され
てくる窒素ガスの圧力によりガス管５及びガス管６内は
一気に加圧される。そして管内圧力が例えば２気圧まで
加圧された時点でバルブ５１ｂ，６１ｂを開き、ガス管
５，６とバイパス路５２，６２とを連通させ、これによ
り管内に残る処理ガスは窒素ガスと共に排気管３側へ流
入される。この窒素ガス導入による加圧と排気とを繰り
替えすガス管５，６における昇降圧は、処理ガス濃度が
一定値に低下するまで繰り返される。
【００３３】上述実施の形態によれば、処理ガス供給用
のガス管５，６の各々の反応容器２近傍位置に第１の開
閉手段であるバルブ５１ａ，６１ａを設けることで、成
膜プロセス終了後に処理ガスを排出すべき空間を分離
し、先ず反応容器２内を減圧状態とし、次いで処理ガス
置換用のガス管７から反応容器２内に窒素ガスを導入し
て熱処理時の圧力よりも高い圧力とした後、再度反応容
器２内を減圧状態とするため、反応容器２のガス置換処
理を短時間で終わらせることができ、速やかにウエハＷ
の搬出工程に移行することができる。この熱処理終了
後、反応容器内の処理ガス濃度が安全基準値以下になる
までの時間は、例えば従来の技術の項で述べた図９に示
す装置を用いたシーケンスでは約２５分かかったが、本
実施の形態におけるシーケンスでは約１５分で終了する
ことができた。
【００３４】そしてウエハＷの移載を行っている間に、
処理ガス流路であるガス管５，６側のガス置換処理を行
う運用としているため、ガス管５，６における置換処理
の時間についてはスループットに影響を与えることがな
く、ガス管５，６の残ガスを除去しておくことにより次
の熱処理を良好に行うことができる。
【００３５】また分離した処理ガス流路側のガス置換処
理においては、置換すべき領域内に置換ガスを大量に導
入して加圧し、短時間で処理ガスと置換ガスとの分子同
士の衝突する確率を高めて、しかる後急激に減圧状態へ
と移行させているため、通常に真空引きをする際に比べ
て処理ガスの置換を短時間で済ませることができる。更
にはこのような昇降圧を繰り返すことがその効果を一層
高めている。
【００３６】更にまた、本実施の形態は熱処理後に先ず
バルブ５１ａ，６１ａを開いたまま真空引きを行い、次
いでバルブ５１ａ，６１ａを閉じると共に置換ガスを反
応容器２内に導入して熱処理時の圧力よりも高くする工
程に移行してもよい。
【００３７】なお、上述実施の形態では反応容器２に二
重管構造のものを用いるようにしたが、本実施の形態で
は例えば単管からなる反応容器を用いた装置にも適用で
きる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明に係る熱処理装置に
よる効果として、反応容器近傍の第１の開閉手段により
反応容器と処理ガス流路とを分離し、反応容器内を熱処
理時の圧力よりも低い圧力にした後、熱処理時の圧力よ
りも高い圧力にしてから排気しているので、反応容器内
のガス置換時間を短縮することができ、スループットの
向上を図れる。一方、処理ガス流路側のガス置換処理
は、反応容器にて基板の移載を行う間に並行して行うこ
とができるため、スループットに影響を与えることがな
い。また処理ガス流路内の残ガスを、当該処理ガス流路
内を加圧した後排気しているので、置換に要する時間を
短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱処理装置の実施の形態を示す全
体構成図である。
【図２】前記実施の形態における反応容器周辺を示す縦
断面図である。
【図３】前記実施の形態における反応容器周辺を示す横
断面図である。
【図４】窒素ガス導入用のガス管先端部を説明する縦断
面図である。
【図５】本実施の形態における作用を説明するための説
明図である。
【図６】本実施の形態において反応容器から処理ガスを
排気するプロセスについて説明するための特性図であ
る。
【図７】本実施における形態の作用を説明するための説
明図である。
【図８】本実施における形態の作用を説明するための説
明図である
【図９】従来発明に係る熱処理装置を示す全体構成図で
ある。
【図１０】従来発明において反応容器から処理ガスを排
気するプロセスについて説明するための特性図である。
【符号の説明】
Ｗ ウエハ ２ 反応容器 ２１ 内管 ２２ 外管 ２４ マニホールド ３ 排気管 ３１ 圧力調整手段 ３２ 真空ポンプ ４，５，６，７ ガス管 ４１，７１ バルブ ５１，６１ バルブユニット ５１ａ，６１ａ バルブ（第１の開閉手段） ５１ｂ，６１ｂ バルブ（第２の開閉手段） ５２，６２ バイパス路 ５７，６７ 圧力計 ８ａ，８ｂ 分岐路 ８１，８２ バルブ（第３の開閉手段） １００ 制御部 １０１ 圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−58543（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−74104（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−193021（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−264474（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−34251（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−186167（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/31 C23C 16/455 F27D 7/06 F27D 19/00 H01L 21/205

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被処理体を搬入して熱処理するための反
    応容器と、 この反応容器内に処理ガスを導入するための処理ガス流
    路と、 前記反応容器近傍に設けられ、前記処理ガス流路の開閉
    を行う第１の開閉手段と、 前記処理ガス流路とは別個に設けられ、反応容器内に残
    った処理ガスと置換するための置換ガスを導入する主置
    換ガス流路と、 前記反応容器内の排気を行う排気路と、 該反応容器内の圧力を調整するための圧力調整手段と、 反応容器内の圧力を熱処理時よりも低くした後、前記第
    １の開閉手段を閉じた状態として前記主置換ガス流路を
    介して置換ガスを反応容器内へ導入し、且つ圧力調整手
    段を調整して反応容器内の圧力を熱処理時よりも高く
    し、次いで圧力調整手段を調整して、反応容器内の圧力
    が熱処理時よりも低くなるように制御する手段と、を備
    えたことを特徴とする熱処理装置。
  2. 【請求項２】 処理ガス流路における第１の開閉手段よ
    りも上流側から分岐され、反応容器をバイパスして排気
    路に接続されるバイパス路と、 このバイパス路を開閉する第２の開閉手段と、 前記処理ガス流路におけるバイパス路の接続部位よりも
    上流側に接続され、処理ガス流路内に残る処理ガスと置
    換するための置換ガスを導入する副置換ガス流路と、 この副置換ガス流路を開閉する第３の開閉手段と、を備
    えたことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
  3. 【請求項３】 第１の開閉手段を閉じた後、副置換ガス
    流路を介して処理ガス流路内に置換ガスを導入して加圧
    状態とし、しかる後、処理ガス流路内をバイパス路を介
    して排気するように第２、第３の開閉手段を制御する手
    段を備えたことを特徴とする請求項２記載の熱処理装
    置。
  4. 【請求項４】 被処理体を反応容器内に搬入し、該反応
    容器内に処理ガス流路を介して処理ガスを導入すると共
    に、排気路を介して反応容器の排気を行いながら被処理
    体に対する熱処理を行う熱処理工程と、 熱処理の終了後、反応容器内の圧力を熱処理時よりも低
    くする工程と、その後反応容器の近傍に設けられた第１
    の開閉手段により処理ガス流路を閉じた状態として、処
    理ガス流路とは別個に設けられた主置換ガス流路を介し
    て、前記反応容器内に処理ガスと置換するための置換ガ
    スを導入し、且つ排気路における圧力調整手段により反
    応容器内の圧力を熱処理時よりも高くする工程と、 しかる後、排気路における圧力調整手段により反応容器
    内の圧力が熱処理時よりも低くなるように制御する工程
    と、を含むことを特徴とする熱処理方法。
  5. 【請求項５】 第１の開閉手段を閉じた後、第１の開閉
    手段の上流側の処理ガス流路内に置換ガスを導入して加
    圧する工程と、しかる後当該処理ガス流路内をバイパス
    流路を介して排気路から排気する工程と、を含むことを
    特徴とする請求項４記載の熱処理方法。
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