JP3752034B2 - 薄片の処理容器及び熱処理装置 - Google Patents
薄片の処理容器及び熱処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3752034B2 JP3752034B2 JP33809496A JP33809496A JP3752034B2 JP 3752034 B2 JP3752034 B2 JP 3752034B2 JP 33809496 A JP33809496 A JP 33809496A JP 33809496 A JP33809496 A JP 33809496A JP 3752034 B2 JP3752034 B2 JP 3752034B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin piece
- thin
- dome
- container
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハーや液晶基盤等の薄片で面積の大きい処理物の表面酸化、特定元素拡散、表面膜成長、アニール、付着物分解除去、プラズマエッチング等の処理を行うための薄片の処理容器に関し、特に処理雰囲気を特定雰囲気に保つ為に一時的に素早く減圧にすることを必要とする処理に好適に使用される薄片の処理容器に関し、また当該薄片の処理容器を利用して、ウエハーや液晶基盤等の薄片を高速で熱処理するために好適な枚葉式の熱処理装置に関し、さらに当該薄片の処理容器の製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
従来、半導体ウエハーや液晶基盤などの薄片で面積の大きい処理物の表面酸化、特定元素拡散、表面膜成長、アニール、付着物分解除去、プラズマエッチング等の処理は、複数横向きあるいは縦向きに積層して円筒状の容器内で熱処理するバッチ方式の処理装置や、一枚毎又は数枚毎に容器内で処理する枚葉式の装置を用いて行なわれている。
【０００３】
バッチ方式の処理装置を用いる場合、近年の処理物の大型化に伴い、積層薄片の中央部と外周部での加熱源からの熱の加わり方の不均一や処理雰囲気の不均一を発生することが多く、被処理物の歩留まりの低下などを招いていた。
【０００４】
また、枚葉式の装置を用いる場合においては、バッチ処理のような不均一が発生しずらいなどの利点があるが、処理物の大型化に伴い容器も大型化し、加熱、冷却や雰囲気調整（減圧化、置換）等に時間がかかり、薄片の処理のスループットが異常に遅くなるなどの問題があった。特に、雰囲気調整の際の急激な減圧の時に容器が耐えられず、大気圧により破損するなどの問題があった。
【０００５】
この対策として、従来様々な工夫がなされている。その一つは、容器の肉厚化で外圧に耐えるようにしたり、部分的にはちまき状のリブを設けて補強するなどの方策が提案されている（特開平２−２９９２２５号公報）。しかしながら、肉厚を厚くすることやよけいなリブを設けることは容器の熱容量を増し、加熱冷却時間を著しく遅延させ、さらにリブにおいては、リブのある部分と無い部分で輻射熱の透過や吸収が異なり処理物の処理不均一の原因になるという問題があった。
【０００６】
また、一方で円弧状の円筒の一部と内部リブを組み合わせた容器が提案されている（特公平６−９１９３号公報）が、これは、熱容量や温度不均一を押さえる意味で効果的であったが、先の厚肉やはちまき状のリブも同様であるが構造が複雑なため製作が困難で、コストが高い等の問題があった。また、内部構造がリブなどにより複雑な為、ガスの流れが悪く、しかも処理副生成物などが堆積しやすく、洗浄などによる除去にも問題があった。
【０００７】
ちなみに、温度の不均一があると薄片の反りや薄片が結晶物で有った場合のスリップ等の欠陥の原因になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題点に鑑みなされたもので、▲１▼急激な減圧に破損しない、▲２▼熱容量が小さい、▲３▼加熱源からの輻射熱が被処理物の薄片に均一に届く、▲４▼ガスが均一に流れる、▲５▼容器の内部構造が単純で、副生成物の堆積が少なく、洗浄しやすい、▲６▼加工製作等が容易である工業的に優れた薄片の処理容器を提供すること、及び当該処理容器を利用した高スループットが可能な枚葉式の熱処理装置を提供すること、並びに当該処理容器を容易に製作することを可能とした処理容器の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の薄片の処理容器の第 1 の態様は、相対向する一対の略平面形状の主壁と該主壁を接続する側壁とからなる略方形の断面形状を有する容器本体内にセットされた単枚又は２〜５枚の薄片を該容器本体内部の特定の雰囲気にて処理する薄片の処理容器であって、該容器本体が石英ガラスからなり、該一対の主壁の一部が容器本体の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出しドーム状突出部となっており、該薄片が略円形又は略方形をしており、該主壁と該容器本体内にセットされた薄片とが該ドーム状突出部を除いて平行であり、該ドーム状突出部が該薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側にあると共に、該容器本体に薄片の挿入用開口部、薄片の取り出し用開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設け、該薄片の挿入用開口部及び取り出し用開口部の周縁に２つのフランジ部を別々に設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の薄片の処理容器の第２の態様は、相対向する一対の略平面形状の主壁と該主壁を接続する側壁とからなる略方形の断面形状を有する容器本体内にセットされた単枚又は２〜５枚の薄片を該容器本体内部の特定の雰囲気にて処理する薄片の処理容器であって、該容器本体が石英ガラスからなり、該一対の主壁の一部が容器本体の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出しドーム状突出部となっており、該薄片が略円形又は略方形をしており、該主壁と該容器本体内にセットされた薄片とが該ドーム状突出部を除いて平行であり、該ドーム状突出部が該薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側にあると共に、該容器本体に薄片の挿入及び取り出し用の開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設け、該薄片の挿入及び取り出し用の開口部の周縁にフランジ部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
相対向する一対の略平面形状の主壁が有るために、該主壁を通して、加熱源（ランプ等）からの輻射によって、薄片を表裏均等に加熱できる。該主壁の一部がドーム状に突出している部分が有るために、急激な減圧（例えば５分で大気圧→１０-2torr）にしたときにも、ドーム部分が主壁のそりを押さえる補強効果を発揮し破損しない。
【００１２】
前記薄片が、略円形又は略方形をしており、前記主壁と前記容器本体内にセットされた薄片とが前記ドーム状突出部を除いて平行である構成が採用される。
【００１３】
ドーム状の突出部を有する主壁が薄片と平行であるため、主壁（ドーム状部分も含む）を通して、薄片に到達する加熱源（ランプ等）からの輻射が薄片全面に均一にとどき、急激に加熱しても加熱時の温度分布が一定になる（ここでいう急激とは、たとえば常温→１０００℃を２分間で昇温させることをいう）。
【００１４】
前記ドーム状突出部が、前記薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側に有るように構成するのが好ましい。
【００１５】
薄片の平面範囲よりドーム状突出部が広くしかも主壁の平面部分との境界部が外にあるので、主壁の平面部分とドーム状突出部の屈曲する部分が加熱源から見て薄片の表面にかからないためにドーム状突出部と平面部分とが接続する屈曲部分で輻射熱の屈折等によるレンズ効果での部分的な加熱や減衰がないので、薄片が急激な加熱にも均一に加熱される利点がある。
【００１６】
前記容器本体が、石英ガラスからなり、かつ前記主壁の少なくともドーム状突出部の肉厚方向の平均ＯＨ基含有量の最大と最小の偏差の範囲が、Δ５０ｐｐｍ以内であり、かつ肉厚の偏差がΔ１ｍｍ以内であるように設定するのが好適である。
【００１７】
ＯＨ基は、２．７μｍ付近での赤外線の吸収があり、石英ガラス中の輻射の通過に影響する。このため、濃度や肉厚にバラツキがあると吸収される赤外線輻射にもバラツキが発生し、均一な加熱が困難となるため、ＯＨ基及び肉厚のバラツキの幅を上記範囲に限定することにより影響を最小限に出来る。
【００１８】
前記ドーム状突出部の少なくとも前記薄片を覆う範囲のドーム曲率半径がＲ１５０ｍｍより小さくならない。
【００１９】
薄片を覆うドーム状の突出部の曲率半径がＲ１５０ｍｍより大きくすることにより、通過する輻射の通過経路が部分的に増して減衰したり、レンズ効果で収束したりする事が無く均一に加熱できる有利さがある。
【００２０】
前記容器本体に薄片の挿入及び取り出し用の開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設けることにより、本発明の処理容器を用いた熱処理装置への適用が可能となる。該開口部は挿入用開口部と取り出し用開口部とを別々に２個設けてもよいし、挿入用と取り出し用とを兼用として１個の開口部としてもよい。これらの開口部はフランジ部を介して設けるのが好適である。
【００２１】
少なくとも一方のドーム状突出部の頂上部に薄片保持柱挿入口を設けることにより、薄片保持柱を設けた処理装置への適用が可能となる。
【００２２】
本発明の熱処理装置の第１の態様は、単枚又は２〜５枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部とを有する薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入する第１薄片搬送手段と、前記薄片の取り出し用開口部を介して、薄片を該処理容器外へ取り出す第２薄片搬送手段と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２３】
本発明の熱処理装置の第２の態様は、単枚又は２〜５枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部と薄片保持柱挿入口とを有する薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入する第１薄片搬送手段と、前記薄片の取り出し用開口部を介して、薄片を該処理容器外へ取り出す第２薄片搬送手段と、前記薄片保持柱挿入口から容器本体内部に貫通挿入されかつ上端部に薄片保持部を設けた薄片保持柱と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２４】
前記第１薄片搬送手段は、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の挿入用開口部を介して該薄片を該処理容器内へ挿入する構成を有し、かつ前記第２薄片搬送手段が、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の取り出し用開口部を介して該薄片を該処理容器外へ取り出すように構成するのが好ましい。
【００２５】
本発明の熱処理装置の第３の態様は、単枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片の挿入用及び取り出し用の１個の開口部を有する薄片の処理容器と、該薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して薄片を処理容器内へ挿入又は該処理容器外へ取り出す作用をする薄片搬送手段と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２６】
本発明の熱処理装置の第４の態様は、単枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片の挿入用及び取り出し用の１個の開口部と薄片保持柱挿入口とを有する薄片の処理容器と、該薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して薄片を処理容器内へ挿入又は該処理容器外へ取り出す作用をする薄片搬送手段と、前記薄片保持柱挿入口から容器本体内部に貫通挿入されかつ上端部に薄片保持部を設けた薄片保持柱と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２７】
前記薄片搬送手段は、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して該薄片を該処理容器内へ挿入し又は該薄片を該処理容器外へ取り出すことができるように構成されている。
【００２８】
本発明の薄片の処理容器の製造方法は、石英ガラス板の一部をドーム状のカーボン型にて押しながら加熱し、その一部を突出させ一対の主壁を形成する工程と、該一対の主壁の相対向する端部と側壁となる石英ガラス板の端部とを互いに溶接して接続し箱形に組み立てる工程とからなることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一つの実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
図中、１２は本発明に係る薄片の熱処理装置（図６及び図７）で、薄片の処理容器１４を有している。該処理容器１４は、図１及び図２に示すごとく、相対向する一対の略平面形状の主壁１６，１７と、該主壁１６，１７を接続する側壁１８とからなる略方形の断面形状を有する容器本体２０を具備している。
【００３１】
薄片Ｗ（例えば、半導体ウエハーや液晶基盤など）は、該容器本体２０内に単枚又は２〜５枚ずつセットされ、特定の雰囲気にて、表面酸化、特定元素拡散、表面膜成長、アニール、付着物分解除去、プラズマエッチング等の処理がなされる。該薄片Ｗは、通常、略円形又は略方形の形状を有している。
【００３２】
該一対の主壁１６，１７の一部（図示例では中央部）が容器本体２０の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出し、ドーム状突出部１６ａ，１７ａとなり、残りの非突出部は平坦部１６ｂ，１７ｂとなっている。このドーム状突出部１６ａ，１７ａの突出の方向は、図示の例ではいずれも外方、即ち上部ドーム状突出部１６ａは図面上では上方に突出し、下部ドーム状突出部１７ａは図面上では下方に突出している場合を示した。
【００３３】
しかし、このドーム状突出部１６ａ，１７ａの突出方向は外方に限定されるものではなく、両方とも内方に突出してもよく、いずれか一方が外方に残りの他方が内方に突出するように構成することもできる。
【００３４】
該主壁１６，１７と、該容器本体２０内にセットされた薄片Ｗとは、該ドーム状突出部１６ａ，１７ａを除いた部分、即ち平坦部１６ｂ，１７ｂにおいて平行となっている。
【００３５】
該ドーム状突出部１６ａ，１７ａの平面範囲αは、図５によく示されるごとく、該薄片Ｗの平面範囲βよりも大きく、かつ該ドーム状突出部１６ａ，１７ａの外縁部１６ｃ，１７ｃは、該薄片Ｗの平面範囲よりも外側に位置するように構成されている。このような構成とすると、該外縁部１６ｃ，１７ｃ、即ち主壁１６，１７の平面部分１６ｂ，１７ｂとドーム状突出部１６ａ，１７ａの屈曲する部分が後述する加熱手段Ｒから見て薄片Ｗの表面にかからないために該外縁部１６ｃ，１７ｃで輻射熱の屈折等によるレンズ効果での部分的な加熱や減衰がないので、薄片Ｗが急激な加熱にも均一に加熱される利点がある。
【００３６】
該容器本体２０は石英ガラスによって形成されている。そして、該主壁１６，１７の少なくともドーム突出部１６ａ，１７ａの肉厚方向の平均ＯＨ基含有量の最大と最小の偏差の範囲は、Δ５０ｐｐｍ以内とし、かつ肉厚の偏差はΔ１ｍｍ以内となるように設定されている。
【００３７】
該ドーム状突出部１６ａ，１７ａの少なくとも前記薄片Ｗを覆う範囲のドーム曲率半径はＲ１５０ｍｍより小さくならないように形成されている。
【００３８】
２２，２４は一対のフランジ部で、該容器本体２０の相対向する一対の側端部に設けられている。該フランジ部２２，２４には、薄片Ｗの挿入用開口部２６及び取り出し用開口部２８がそれぞれ開穿されている。
【００３９】
３０は第１薄片搬送手段で、該挿入用開口部２６を介して薄片Ｗを処理容器１４の容器本体２０内へ挿入する作用を行なう。該第１薄片搬送手段３０は基板３２を有している。３４，３６は該基板３２から側方に突設された一対の略Ｃ型アームである。
【００４０】
該略Ｃ型アーム３４，３６は、一対のベースアーム３８，４０と該ベースアーム３８，４０の先端部分に相対向して突出する２本のロッド部４２，４２及び４４，４４を有する略Ｃ字状受け部４６，４８とから構成されている。該ロッド部４２，４４の先端部には受け突部４２ａ，４４ａが突設されている。薄片Ｗは、図示したように、受け突部４２ａ，４４ａ上に載置されて搬送される。５０は該一対のベースアーム３８，４０間に横架された補強部材である。
【００４１】
５２は前記薄片Ｗの取り出し用開口部２８を開閉自在に閉塞する蓋体である。５４は第２薄片搬送手段で、該取り出し用開口部２８を介して薄片Ｗを処理容器１４の容器本体２０外へ取り出す作用を行なう。該第２薄片搬送手段５４は前記した第１薄片搬送手段３０と同様の構成を有しているので詳細図を用いての説明は省略する。図示の例では、該取り出し用開口部２８を閉塞する作用は行なわないので、第１薄片搬送手段３０に設けられている基板は第２薄片搬送手段５４には設ける必要はない。
【００４２】
５６は前記容器本体２０に設けられた処理ガス導入部で、図１及び図２に示した例では、上部ドーム状突出部１６ａの頂上部に開口された導入孔に導入管が連設された構造となっている。
【００４３】
５８は該容器本体２０に同様に設けられた処理ガス排出部で、図１及び図２に示した例では、下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に開口された導入孔に導入管が連設された構造となっている。
【００４４】
図１及び図２に示した薄片の処理容器１４は、上部ドーム状突出部１６ａの頂上部に処理ガス導入部５６を設け、下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に処理ガス排出部５８を設けた場合を例示したが、処理ガス導入部５６及び処理ガス排出部５８は必要に応じて所望位置に設けることができる。
【００４５】
例えば、図３の例では、処理ガス排出部５８は図２と同様に設けられているが、処理ガス導入部５６は上部ドーム状突出部１６ａの頂上部には設けられておらず、不図示の適宜位置に設けられているものである。
【００４６】
また、図４及び図５の例では、処理ガス導入部５６及び処理ガス排出部５８のいずれも上部ドーム状突出部１６ａ及び下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に設けられていない。この場合、処理ガス導入部５６及び処理ガス排出部５８のいずれもが、不図示の適宜位置に設けられているものである。
【００４７】
図６及び図７において、Ｒはランプ等の加熱手段で、該処理容器の一対の主壁１６，１７の外側に所定間隔をおいて配置されている。本発明の薄片の熱処理装置１２は、上記した処理容器１４と、第１薄片搬送手段３０と、第２薄片搬送手段５４と、該加熱手段Ｒとから構成される。
【００４８】
上記した熱処理装置１２を用いて薄片Ｗを熱処理する場合の作用について図６にしたがって説明する。まず、薄片取り出し用開口部２８を蓋体５２によって閉塞し、一方、薄片挿入用開口部２８は開放状態としておく。薄片Ｗを第１薄片搬送手段３０の受け部に載置する〔図６（ａ）〕。
【００４９】
該第１薄片搬送手段３０を処理容器１４の容器本体２０内に挿入することによって薄片Ｗが該容器本体２０内に挿入される。薄片Ｗは該受け部上に載置されたまま熱処理を受ける。この熱処理中には処理ガス導入部５６から処理ガスが導入され、また処理ガス排出部５８から当該処理ガスが排出され、必要な処理ガス雰囲気が形成される〔図６（ｂ）〕。
【００５０】
上記熱処理が終了すると、薄片取り出し用開口部２８を閉塞していた蓋体５２を取り外し、該取り出し用開口部２８から第２薄片搬送手段５４を該容器本体２０内に入れて、第１薄片搬送手段３０の受け部上で熱処理された薄片Ｗを該第２薄片搬送手段５４の受け部上に移し変える〔図６（ｃ）〕。
【００５１】
続いて、該第２薄片搬送手段３０を外方に取り出すことにより、薄片Ｗを外部に取り出す。そして、薄片取り出し用開口部２８を蓋体５２によって閉塞する〔図６（ｄ）〕。
【００５２】
上記した熱処理において、ドーム状突出部１６ａ，１７ａを設けた処理容器１２を用いているため、容器の割れを心配することなく短時間で減圧でき、したがって短時間で均一加熱を行なうことができ、薄片Ｗの短時間での均一な連続熱処理を行なうことができる。
【００５３】
なお、図６の例では、薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部を設け、第１及び第２薄片搬送手段を用いて薄片の挿入と取り出しを別々の開口部を介して行う場合を示したが、図７の例と同様に薄片挿入及び取り出し用開口部を一つ設け一つの薄片搬送手段によって薄片の挿入及び取り出しを行うこともできる。
【００５４】
上記した熱処理装置１２による熱処理の例としては、処理容器１４内に薄片Ｗを保持する手段として第１薄片搬送手段３０をそのまま利用した場合を示したが、この場合薄片Ｗは熱処理中、第１薄片搬送手段３０の受け部に載置されたままで不動状態である。
【００５５】
該薄片Ｗの熱処理にあたって、該薄片Ｗを回転させつつ加熱をすれば、その加熱状態はさらに均一化されることとなる。このように薄片Ｗを回転させつつ加熱するには、薄片Ｗを回転可能に保持することのできる薄片保持柱を用いるが、この場合の実施の形態について図７に基づいて説明する。図７において、図６の例と同一又は類似部材については同一の符号を用いる。
【００５６】
図７に示した熱処理装置１３と図６の熱処理装置１２との違いは、薄片の処理容器１５が下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に設けられた薄片保持柱挿入口６０を有していることである。図６の例では、下部ドーム状突出部１７ａの頂上部には処理ガス排出部５８が設けられている。図７の例の場合にも処理ガス排出部５８を設ける必要があるが、図示の例では該薄片保持柱挿入口６０を処理ガス排出部５８として兼用する場合が示されている。該処理ガス排出部５８を該薄片保持柱挿入口６０とは別に設けることも勿論可能である。
【００５７】
６２は薄片保持柱で、該薄片保持柱挿入口６０から該容器本体２０内に挿入貫通せしめられている。該薄片保持柱６２の上端部には、薄片保持部６４が形成されている。該薄片保持柱６２は、回転可能とされており、熱処理時に薄片Ｗを回転させる必要がある場合には回転せしめられる。
【００５８】
該処理容器１５の容器本体２１には薄片挿入用及び取り出し用開口部６６が設けられ、一つの開口部６６によって薄片Ｗの挿入及び取り出しを行なうようになっている。
【００５９】
６８は薄片搬送手段で、図１に示した第１薄片搬送手段３０と同様の構成を有するので、図示による再度の詳細な説明は省略する。該薄片搬送手段６８は、上記開口部６６を介して容器本体２１内へ薄片Ｗを挿入しかつ取り出す作用を行なうものである。なお、図６の例においては、薄片取り出し用開口部２８は熱処理後の薄片Ｗを取り出すために用いられるが、図７の例では、薄片Ｗの取り出しも開口部６６で行なわれるため、図６において用いられた薄片取り出し用開口部２８は閉塞されたままとされている。
【００６０】
上記した熱処理装置１３を用いて薄片Ｗを熱処理する場合の作用について図７にしたがって説明する。薄片挿入及び取り出し用開口部６６は開放状態とされている。薄片Ｗを薄片搬送手段６８の受け部に載置する〔図７（ａ）〕。
【００６１】
該薄片搬送手段６８を処理容器１５の容器本体２１内に挿入することによって薄片Ｗが該容器本体２１内の薄片保持部６４の位置まで挿入される〔図７（ｂ）〕。
【００６２】
該薄片保持柱６２を上方に移動することによって、該薄片Ｗは該薄片搬送手段６８から離れて薄片保持柱６２の上端部の薄片保持部６４上に載置され、該薄片Ｗはその状態で熱処理を受ける。この熱処理中には処理ガス導入部５６から処理ガスが導入され、また薄片保持柱挿入口６０と薄片保持柱６２との間の間隙から当該処理ガスが排出され、必要な処理ガス雰囲気が形成される。さらに、この熱処理中には、該薄片保持柱６２が回転することによって、薄片Ｗも回転してより均一な熱処理を受けることができる〔図７（ｃ）〕。
【００６３】
上記熱処理が終了すると、薄片保持柱６２を下方に移動することによって、熱処理された薄片Ｗは該薄片保持部６４から離れて該薄片搬送手段６８上に再び載置される〔図７（ｄ）〕。
【００６４】
続いて、該薄片搬送手段６８を開口部６６を介して再び外方に取り出すことにより、薄片Ｗを外部に取り出す〔図７（ｅ）〕。
【００６５】
上記した熱処理において、ドーム状突出部１６ａ，１７ａを設けた処理容器１３を用いているため、容器の割れを心配することなく短時間で減圧でき、したがって短時間で均一加熱を行なうことができ、薄片Ｗの短時間での均一な連続熱処理を行なうことができる。図７の場合には、熱処理中、薄片Ｗは回転させられるため、図６の場合に比べてより高い均一加熱が可能となる。
【００６６】
なお、図７の例では、薄片挿入及び取り出し用開口部を一つ設け、一つの薄片搬送手段によって薄片の挿入及び取り出した行う場合を示したが、図６の例と同様に薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部を別々に設け、第１及び第２搬送手段を用いて薄片の挿入と取り出しを別々の開口部を介して行うこともできる。
【００６７】
本発明の薄片の処理容器の製造方法は、石英ガラス板の一部をドーム状のカーボン型に押しながら電気炉などで加熱し、その一部を突出させ一対の主壁１６，１７を形成する工程と、該一対の主壁１６，１７の相対向する端部と、側壁１８となる石英ガラス板の端部とを互いに酸素−水素バーナー等で加熱溶接して接続し、箱形に組み立てる工程とからなり、その製作作業は容易なものである。
【００６８】
これらの工程に加えて、前述した処理容器１４に形成される処理ガス導入部５６、処理ガス排出部５８及び薄片保持柱挿入口６０を設ける工程やフランジ部２２，２４、薄片挿入用開口部２６、薄片取り出し用開口部２８及び薄片挿入及び取り出し用開口部６６を設ける工程を適宜追加実施するものである。
【００６９】
本発明の薄片の処理容器１４，１５においては、全て肉厚の薄い石英ガラス部材を使うため、溶接の時の加熱による歪みが発生しにくく、補強材としてリブを用いた従来の薄片の処理容器に比較すればはるかに容易に製作できるものである。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の薄片の処理容器及び熱処理装置によれば、▲１▼減圧が短時間で出来る、▲２▼均一加熱により、薄片の反りや欠陥を押さえ処理の均一化が出来る、▲３▼加熱を短時間に均一に出来る、▲４▼構造が簡単なので、熱容量が小さく、容器に熱吸収される量が小さいので急加熱しても容器内の温度が早く安定する、▲５▼内部に補強リブなどがないのでガスの流れがスムーズであり、薄片全体の均一な処理が出来る、▲６▼短時間で、均一な薄片の連続処理が可能となる、▲７▼構造が簡単であるので副生成物が堆積しにくく、洗浄が容易でメンテナンスもやりやすく、製造も容易である、という優れた効果が達成される。
【００７１】
本発明の処理容器の製造方法は、全て肉厚の薄い石英ガラス部材を使うので、溶接の時の加熱による歪みが発生しにくく、従来のリブを使うものに比較して製作が容易であるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄片の処理容器の一つの実施の形態を第１薄片搬送手段の１例とともに示す斜視説明図である。
【図２】本発明の薄片の処理容器の１例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の薄片の処理容器の他の例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の薄片の処理容器の別の例を示す縦断面図である。
【図５】図４の薄片の処理容器に薄片を挿入し略Ｃ型アーム上に載置した状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の薄片の熱処理装置の１例を用いて薄片の熱処理を行なう場合の作動順を示す構成的説明図である。
【図７】本発明の薄片の熱処理装置の他の例を用いて薄片の熱処理を行なう場合の作動順を示す模式的説明図である。
【符号の説明】
１２，１３ 熱処理装置
１４，１５ 処理容器
１６，１７ 主壁
１６ａ，１７ａ ドーム状突出部
１６ｂ，１７ｂ 平坦部
２０，２１ 容器本体
２２，２４ フランジ部
２６ 挿入用開口部
２８ 開口部
３０ 第１薄片搬送手段
３２ 基板
３４，３６ 略Ｃ型アーム
３８，４０ ベースアーム
４２，４４ ロッド部
４２ａ，４４ａ 受け突部
４６，４８ 略Ｃ字状受け部
５０ 補強部材
５２ 蓋体
５４ 第２薄片搬送手段
５６ 処理ガス導入部
５８ 処理ガス排出部
６０ 薄片保持柱挿入口
６２ 薄片保持柱
６４ 薄片保持部
６６ 開口部
６８ 薄片搬送手段
Ｒ 加熱手段
Ｗ 薄片
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハーや液晶基盤等の薄片で面積の大きい処理物の表面酸化、特定元素拡散、表面膜成長、アニール、付着物分解除去、プラズマエッチング等の処理を行うための薄片の処理容器に関し、特に処理雰囲気を特定雰囲気に保つ為に一時的に素早く減圧にすることを必要とする処理に好適に使用される薄片の処理容器に関し、また当該薄片の処理容器を利用して、ウエハーや液晶基盤等の薄片を高速で熱処理するために好適な枚葉式の熱処理装置に関し、さらに当該薄片の処理容器の製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
従来、半導体ウエハーや液晶基盤などの薄片で面積の大きい処理物の表面酸化、特定元素拡散、表面膜成長、アニール、付着物分解除去、プラズマエッチング等の処理は、複数横向きあるいは縦向きに積層して円筒状の容器内で熱処理するバッチ方式の処理装置や、一枚毎又は数枚毎に容器内で処理する枚葉式の装置を用いて行なわれている。
【０００３】
バッチ方式の処理装置を用いる場合、近年の処理物の大型化に伴い、積層薄片の中央部と外周部での加熱源からの熱の加わり方の不均一や処理雰囲気の不均一を発生することが多く、被処理物の歩留まりの低下などを招いていた。
【０００４】
また、枚葉式の装置を用いる場合においては、バッチ処理のような不均一が発生しずらいなどの利点があるが、処理物の大型化に伴い容器も大型化し、加熱、冷却や雰囲気調整（減圧化、置換）等に時間がかかり、薄片の処理のスループットが異常に遅くなるなどの問題があった。特に、雰囲気調整の際の急激な減圧の時に容器が耐えられず、大気圧により破損するなどの問題があった。
【０００５】
この対策として、従来様々な工夫がなされている。その一つは、容器の肉厚化で外圧に耐えるようにしたり、部分的にはちまき状のリブを設けて補強するなどの方策が提案されている（特開平２−２９９２２５号公報）。しかしながら、肉厚を厚くすることやよけいなリブを設けることは容器の熱容量を増し、加熱冷却時間を著しく遅延させ、さらにリブにおいては、リブのある部分と無い部分で輻射熱の透過や吸収が異なり処理物の処理不均一の原因になるという問題があった。
【０００６】
また、一方で円弧状の円筒の一部と内部リブを組み合わせた容器が提案されている（特公平６−９１９３号公報）が、これは、熱容量や温度不均一を押さえる意味で効果的であったが、先の厚肉やはちまき状のリブも同様であるが構造が複雑なため製作が困難で、コストが高い等の問題があった。また、内部構造がリブなどにより複雑な為、ガスの流れが悪く、しかも処理副生成物などが堆積しやすく、洗浄などによる除去にも問題があった。
【０００７】
ちなみに、温度の不均一があると薄片の反りや薄片が結晶物で有った場合のスリップ等の欠陥の原因になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題点に鑑みなされたもので、▲１▼急激な減圧に破損しない、▲２▼熱容量が小さい、▲３▼加熱源からの輻射熱が被処理物の薄片に均一に届く、▲４▼ガスが均一に流れる、▲５▼容器の内部構造が単純で、副生成物の堆積が少なく、洗浄しやすい、▲６▼加工製作等が容易である工業的に優れた薄片の処理容器を提供すること、及び当該処理容器を利用した高スループットが可能な枚葉式の熱処理装置を提供すること、並びに当該処理容器を容易に製作することを可能とした処理容器の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の薄片の処理容器の第 1 の態様は、相対向する一対の略平面形状の主壁と該主壁を接続する側壁とからなる略方形の断面形状を有する容器本体内にセットされた単枚又は２〜５枚の薄片を該容器本体内部の特定の雰囲気にて処理する薄片の処理容器であって、該容器本体が石英ガラスからなり、該一対の主壁の一部が容器本体の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出しドーム状突出部となっており、該薄片が略円形又は略方形をしており、該主壁と該容器本体内にセットされた薄片とが該ドーム状突出部を除いて平行であり、該ドーム状突出部が該薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側にあると共に、該容器本体に薄片の挿入用開口部、薄片の取り出し用開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設け、該薄片の挿入用開口部及び取り出し用開口部の周縁に２つのフランジ部を別々に設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の薄片の処理容器の第２の態様は、相対向する一対の略平面形状の主壁と該主壁を接続する側壁とからなる略方形の断面形状を有する容器本体内にセットされた単枚又は２〜５枚の薄片を該容器本体内部の特定の雰囲気にて処理する薄片の処理容器であって、該容器本体が石英ガラスからなり、該一対の主壁の一部が容器本体の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出しドーム状突出部となっており、該薄片が略円形又は略方形をしており、該主壁と該容器本体内にセットされた薄片とが該ドーム状突出部を除いて平行であり、該ドーム状突出部が該薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側にあると共に、該容器本体に薄片の挿入及び取り出し用の開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設け、該薄片の挿入及び取り出し用の開口部の周縁にフランジ部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
相対向する一対の略平面形状の主壁が有るために、該主壁を通して、加熱源（ランプ等）からの輻射によって、薄片を表裏均等に加熱できる。該主壁の一部がドーム状に突出している部分が有るために、急激な減圧（例えば５分で大気圧→１０-2torr）にしたときにも、ドーム部分が主壁のそりを押さえる補強効果を発揮し破損しない。
【００１２】
前記薄片が、略円形又は略方形をしており、前記主壁と前記容器本体内にセットされた薄片とが前記ドーム状突出部を除いて平行である構成が採用される。
【００１３】
ドーム状の突出部を有する主壁が薄片と平行であるため、主壁（ドーム状部分も含む）を通して、薄片に到達する加熱源（ランプ等）からの輻射が薄片全面に均一にとどき、急激に加熱しても加熱時の温度分布が一定になる（ここでいう急激とは、たとえば常温→１０００℃を２分間で昇温させることをいう）。
【００１４】
前記ドーム状突出部が、前記薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側に有るように構成するのが好ましい。
【００１５】
薄片の平面範囲よりドーム状突出部が広くしかも主壁の平面部分との境界部が外にあるので、主壁の平面部分とドーム状突出部の屈曲する部分が加熱源から見て薄片の表面にかからないためにドーム状突出部と平面部分とが接続する屈曲部分で輻射熱の屈折等によるレンズ効果での部分的な加熱や減衰がないので、薄片が急激な加熱にも均一に加熱される利点がある。
【００１６】
前記容器本体が、石英ガラスからなり、かつ前記主壁の少なくともドーム状突出部の肉厚方向の平均ＯＨ基含有量の最大と最小の偏差の範囲が、Δ５０ｐｐｍ以内であり、かつ肉厚の偏差がΔ１ｍｍ以内であるように設定するのが好適である。
【００１７】
ＯＨ基は、２．７μｍ付近での赤外線の吸収があり、石英ガラス中の輻射の通過に影響する。このため、濃度や肉厚にバラツキがあると吸収される赤外線輻射にもバラツキが発生し、均一な加熱が困難となるため、ＯＨ基及び肉厚のバラツキの幅を上記範囲に限定することにより影響を最小限に出来る。
【００１８】
前記ドーム状突出部の少なくとも前記薄片を覆う範囲のドーム曲率半径がＲ１５０ｍｍより小さくならない。
【００１９】
薄片を覆うドーム状の突出部の曲率半径がＲ１５０ｍｍより大きくすることにより、通過する輻射の通過経路が部分的に増して減衰したり、レンズ効果で収束したりする事が無く均一に加熱できる有利さがある。
【００２０】
前記容器本体に薄片の挿入及び取り出し用の開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設けることにより、本発明の処理容器を用いた熱処理装置への適用が可能となる。該開口部は挿入用開口部と取り出し用開口部とを別々に２個設けてもよいし、挿入用と取り出し用とを兼用として１個の開口部としてもよい。これらの開口部はフランジ部を介して設けるのが好適である。
【００２１】
少なくとも一方のドーム状突出部の頂上部に薄片保持柱挿入口を設けることにより、薄片保持柱を設けた処理装置への適用が可能となる。
【００２２】
本発明の熱処理装置の第１の態様は、単枚又は２〜５枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部とを有する薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入する第１薄片搬送手段と、前記薄片の取り出し用開口部を介して、薄片を該処理容器外へ取り出す第２薄片搬送手段と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２３】
本発明の熱処理装置の第２の態様は、単枚又は２〜５枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部と薄片保持柱挿入口とを有する薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入する第１薄片搬送手段と、前記薄片の取り出し用開口部を介して、薄片を該処理容器外へ取り出す第２薄片搬送手段と、前記薄片保持柱挿入口から容器本体内部に貫通挿入されかつ上端部に薄片保持部を設けた薄片保持柱と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２４】
前記第１薄片搬送手段は、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の挿入用開口部を介して該薄片を該処理容器内へ挿入する構成を有し、かつ前記第２薄片搬送手段が、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の取り出し用開口部を介して該薄片を該処理容器外へ取り出すように構成するのが好ましい。
【００２５】
本発明の熱処理装置の第３の態様は、単枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片の挿入用及び取り出し用の１個の開口部を有する薄片の処理容器と、該薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して薄片を処理容器内へ挿入又は該処理容器外へ取り出す作用をする薄片搬送手段と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２６】
本発明の熱処理装置の第４の態様は、単枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、薄片の挿入用及び取り出し用の１個の開口部と薄片保持柱挿入口とを有する薄片の処理容器と、該薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して薄片を処理容器内へ挿入又は該処理容器外へ取り出す作用をする薄片搬送手段と、前記薄片保持柱挿入口から容器本体内部に貫通挿入されかつ上端部に薄片保持部を設けた薄片保持柱と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなる。
【００２７】
前記薄片搬送手段は、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して該薄片を該処理容器内へ挿入し又は該薄片を該処理容器外へ取り出すことができるように構成されている。
【００２８】
本発明の薄片の処理容器の製造方法は、石英ガラス板の一部をドーム状のカーボン型にて押しながら加熱し、その一部を突出させ一対の主壁を形成する工程と、該一対の主壁の相対向する端部と側壁となる石英ガラス板の端部とを互いに溶接して接続し箱形に組み立てる工程とからなることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一つの実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
図中、１２は本発明に係る薄片の熱処理装置（図６及び図７）で、薄片の処理容器１４を有している。該処理容器１４は、図１及び図２に示すごとく、相対向する一対の略平面形状の主壁１６，１７と、該主壁１６，１７を接続する側壁１８とからなる略方形の断面形状を有する容器本体２０を具備している。
【００３１】
薄片Ｗ（例えば、半導体ウエハーや液晶基盤など）は、該容器本体２０内に単枚又は２〜５枚ずつセットされ、特定の雰囲気にて、表面酸化、特定元素拡散、表面膜成長、アニール、付着物分解除去、プラズマエッチング等の処理がなされる。該薄片Ｗは、通常、略円形又は略方形の形状を有している。
【００３２】
該一対の主壁１６，１７の一部（図示例では中央部）が容器本体２０の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出し、ドーム状突出部１６ａ，１７ａとなり、残りの非突出部は平坦部１６ｂ，１７ｂとなっている。このドーム状突出部１６ａ，１７ａの突出の方向は、図示の例ではいずれも外方、即ち上部ドーム状突出部１６ａは図面上では上方に突出し、下部ドーム状突出部１７ａは図面上では下方に突出している場合を示した。
【００３３】
しかし、このドーム状突出部１６ａ，１７ａの突出方向は外方に限定されるものではなく、両方とも内方に突出してもよく、いずれか一方が外方に残りの他方が内方に突出するように構成することもできる。
【００３４】
該主壁１６，１７と、該容器本体２０内にセットされた薄片Ｗとは、該ドーム状突出部１６ａ，１７ａを除いた部分、即ち平坦部１６ｂ，１７ｂにおいて平行となっている。
【００３５】
該ドーム状突出部１６ａ，１７ａの平面範囲αは、図５によく示されるごとく、該薄片Ｗの平面範囲βよりも大きく、かつ該ドーム状突出部１６ａ，１７ａの外縁部１６ｃ，１７ｃは、該薄片Ｗの平面範囲よりも外側に位置するように構成されている。このような構成とすると、該外縁部１６ｃ，１７ｃ、即ち主壁１６，１７の平面部分１６ｂ，１７ｂとドーム状突出部１６ａ，１７ａの屈曲する部分が後述する加熱手段Ｒから見て薄片Ｗの表面にかからないために該外縁部１６ｃ，１７ｃで輻射熱の屈折等によるレンズ効果での部分的な加熱や減衰がないので、薄片Ｗが急激な加熱にも均一に加熱される利点がある。
【００３６】
該容器本体２０は石英ガラスによって形成されている。そして、該主壁１６，１７の少なくともドーム突出部１６ａ，１７ａの肉厚方向の平均ＯＨ基含有量の最大と最小の偏差の範囲は、Δ５０ｐｐｍ以内とし、かつ肉厚の偏差はΔ１ｍｍ以内となるように設定されている。
【００３７】
該ドーム状突出部１６ａ，１７ａの少なくとも前記薄片Ｗを覆う範囲のドーム曲率半径はＲ１５０ｍｍより小さくならないように形成されている。
【００３８】
２２，２４は一対のフランジ部で、該容器本体２０の相対向する一対の側端部に設けられている。該フランジ部２２，２４には、薄片Ｗの挿入用開口部２６及び取り出し用開口部２８がそれぞれ開穿されている。
【００３９】
３０は第１薄片搬送手段で、該挿入用開口部２６を介して薄片Ｗを処理容器１４の容器本体２０内へ挿入する作用を行なう。該第１薄片搬送手段３０は基板３２を有している。３４，３６は該基板３２から側方に突設された一対の略Ｃ型アームである。
【００４０】
該略Ｃ型アーム３４，３６は、一対のベースアーム３８，４０と該ベースアーム３８，４０の先端部分に相対向して突出する２本のロッド部４２，４２及び４４，４４を有する略Ｃ字状受け部４６，４８とから構成されている。該ロッド部４２，４４の先端部には受け突部４２ａ，４４ａが突設されている。薄片Ｗは、図示したように、受け突部４２ａ，４４ａ上に載置されて搬送される。５０は該一対のベースアーム３８，４０間に横架された補強部材である。
【００４１】
５２は前記薄片Ｗの取り出し用開口部２８を開閉自在に閉塞する蓋体である。５４は第２薄片搬送手段で、該取り出し用開口部２８を介して薄片Ｗを処理容器１４の容器本体２０外へ取り出す作用を行なう。該第２薄片搬送手段５４は前記した第１薄片搬送手段３０と同様の構成を有しているので詳細図を用いての説明は省略する。図示の例では、該取り出し用開口部２８を閉塞する作用は行なわないので、第１薄片搬送手段３０に設けられている基板は第２薄片搬送手段５４には設ける必要はない。
【００４２】
５６は前記容器本体２０に設けられた処理ガス導入部で、図１及び図２に示した例では、上部ドーム状突出部１６ａの頂上部に開口された導入孔に導入管が連設された構造となっている。
【００４３】
５８は該容器本体２０に同様に設けられた処理ガス排出部で、図１及び図２に示した例では、下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に開口された導入孔に導入管が連設された構造となっている。
【００４４】
図１及び図２に示した薄片の処理容器１４は、上部ドーム状突出部１６ａの頂上部に処理ガス導入部５６を設け、下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に処理ガス排出部５８を設けた場合を例示したが、処理ガス導入部５６及び処理ガス排出部５８は必要に応じて所望位置に設けることができる。
【００４５】
例えば、図３の例では、処理ガス排出部５８は図２と同様に設けられているが、処理ガス導入部５６は上部ドーム状突出部１６ａの頂上部には設けられておらず、不図示の適宜位置に設けられているものである。
【００４６】
また、図４及び図５の例では、処理ガス導入部５６及び処理ガス排出部５８のいずれも上部ドーム状突出部１６ａ及び下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に設けられていない。この場合、処理ガス導入部５６及び処理ガス排出部５８のいずれもが、不図示の適宜位置に設けられているものである。
【００４７】
図６及び図７において、Ｒはランプ等の加熱手段で、該処理容器の一対の主壁１６，１７の外側に所定間隔をおいて配置されている。本発明の薄片の熱処理装置１２は、上記した処理容器１４と、第１薄片搬送手段３０と、第２薄片搬送手段５４と、該加熱手段Ｒとから構成される。
【００４８】
上記した熱処理装置１２を用いて薄片Ｗを熱処理する場合の作用について図６にしたがって説明する。まず、薄片取り出し用開口部２８を蓋体５２によって閉塞し、一方、薄片挿入用開口部２８は開放状態としておく。薄片Ｗを第１薄片搬送手段３０の受け部に載置する〔図６（ａ）〕。
【００４９】
該第１薄片搬送手段３０を処理容器１４の容器本体２０内に挿入することによって薄片Ｗが該容器本体２０内に挿入される。薄片Ｗは該受け部上に載置されたまま熱処理を受ける。この熱処理中には処理ガス導入部５６から処理ガスが導入され、また処理ガス排出部５８から当該処理ガスが排出され、必要な処理ガス雰囲気が形成される〔図６（ｂ）〕。
【００５０】
上記熱処理が終了すると、薄片取り出し用開口部２８を閉塞していた蓋体５２を取り外し、該取り出し用開口部２８から第２薄片搬送手段５４を該容器本体２０内に入れて、第１薄片搬送手段３０の受け部上で熱処理された薄片Ｗを該第２薄片搬送手段５４の受け部上に移し変える〔図６（ｃ）〕。
【００５１】
続いて、該第２薄片搬送手段３０を外方に取り出すことにより、薄片Ｗを外部に取り出す。そして、薄片取り出し用開口部２８を蓋体５２によって閉塞する〔図６（ｄ）〕。
【００５２】
上記した熱処理において、ドーム状突出部１６ａ，１７ａを設けた処理容器１２を用いているため、容器の割れを心配することなく短時間で減圧でき、したがって短時間で均一加熱を行なうことができ、薄片Ｗの短時間での均一な連続熱処理を行なうことができる。
【００５３】
なお、図６の例では、薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部を設け、第１及び第２薄片搬送手段を用いて薄片の挿入と取り出しを別々の開口部を介して行う場合を示したが、図７の例と同様に薄片挿入及び取り出し用開口部を一つ設け一つの薄片搬送手段によって薄片の挿入及び取り出しを行うこともできる。
【００５４】
上記した熱処理装置１２による熱処理の例としては、処理容器１４内に薄片Ｗを保持する手段として第１薄片搬送手段３０をそのまま利用した場合を示したが、この場合薄片Ｗは熱処理中、第１薄片搬送手段３０の受け部に載置されたままで不動状態である。
【００５５】
該薄片Ｗの熱処理にあたって、該薄片Ｗを回転させつつ加熱をすれば、その加熱状態はさらに均一化されることとなる。このように薄片Ｗを回転させつつ加熱するには、薄片Ｗを回転可能に保持することのできる薄片保持柱を用いるが、この場合の実施の形態について図７に基づいて説明する。図７において、図６の例と同一又は類似部材については同一の符号を用いる。
【００５６】
図７に示した熱処理装置１３と図６の熱処理装置１２との違いは、薄片の処理容器１５が下部ドーム状突出部１７ａの頂上部に設けられた薄片保持柱挿入口６０を有していることである。図６の例では、下部ドーム状突出部１７ａの頂上部には処理ガス排出部５８が設けられている。図７の例の場合にも処理ガス排出部５８を設ける必要があるが、図示の例では該薄片保持柱挿入口６０を処理ガス排出部５８として兼用する場合が示されている。該処理ガス排出部５８を該薄片保持柱挿入口６０とは別に設けることも勿論可能である。
【００５７】
６２は薄片保持柱で、該薄片保持柱挿入口６０から該容器本体２０内に挿入貫通せしめられている。該薄片保持柱６２の上端部には、薄片保持部６４が形成されている。該薄片保持柱６２は、回転可能とされており、熱処理時に薄片Ｗを回転させる必要がある場合には回転せしめられる。
【００５８】
該処理容器１５の容器本体２１には薄片挿入用及び取り出し用開口部６６が設けられ、一つの開口部６６によって薄片Ｗの挿入及び取り出しを行なうようになっている。
【００５９】
６８は薄片搬送手段で、図１に示した第１薄片搬送手段３０と同様の構成を有するので、図示による再度の詳細な説明は省略する。該薄片搬送手段６８は、上記開口部６６を介して容器本体２１内へ薄片Ｗを挿入しかつ取り出す作用を行なうものである。なお、図６の例においては、薄片取り出し用開口部２８は熱処理後の薄片Ｗを取り出すために用いられるが、図７の例では、薄片Ｗの取り出しも開口部６６で行なわれるため、図６において用いられた薄片取り出し用開口部２８は閉塞されたままとされている。
【００６０】
上記した熱処理装置１３を用いて薄片Ｗを熱処理する場合の作用について図７にしたがって説明する。薄片挿入及び取り出し用開口部６６は開放状態とされている。薄片Ｗを薄片搬送手段６８の受け部に載置する〔図７（ａ）〕。
【００６１】
該薄片搬送手段６８を処理容器１５の容器本体２１内に挿入することによって薄片Ｗが該容器本体２１内の薄片保持部６４の位置まで挿入される〔図７（ｂ）〕。
【００６２】
該薄片保持柱６２を上方に移動することによって、該薄片Ｗは該薄片搬送手段６８から離れて薄片保持柱６２の上端部の薄片保持部６４上に載置され、該薄片Ｗはその状態で熱処理を受ける。この熱処理中には処理ガス導入部５６から処理ガスが導入され、また薄片保持柱挿入口６０と薄片保持柱６２との間の間隙から当該処理ガスが排出され、必要な処理ガス雰囲気が形成される。さらに、この熱処理中には、該薄片保持柱６２が回転することによって、薄片Ｗも回転してより均一な熱処理を受けることができる〔図７（ｃ）〕。
【００６３】
上記熱処理が終了すると、薄片保持柱６２を下方に移動することによって、熱処理された薄片Ｗは該薄片保持部６４から離れて該薄片搬送手段６８上に再び載置される〔図７（ｄ）〕。
【００６４】
続いて、該薄片搬送手段６８を開口部６６を介して再び外方に取り出すことにより、薄片Ｗを外部に取り出す〔図７（ｅ）〕。
【００６５】
上記した熱処理において、ドーム状突出部１６ａ，１７ａを設けた処理容器１３を用いているため、容器の割れを心配することなく短時間で減圧でき、したがって短時間で均一加熱を行なうことができ、薄片Ｗの短時間での均一な連続熱処理を行なうことができる。図７の場合には、熱処理中、薄片Ｗは回転させられるため、図６の場合に比べてより高い均一加熱が可能となる。
【００６６】
なお、図７の例では、薄片挿入及び取り出し用開口部を一つ設け、一つの薄片搬送手段によって薄片の挿入及び取り出した行う場合を示したが、図６の例と同様に薄片挿入用開口部と薄片取り出し用開口部を別々に設け、第１及び第２搬送手段を用いて薄片の挿入と取り出しを別々の開口部を介して行うこともできる。
【００６７】
本発明の薄片の処理容器の製造方法は、石英ガラス板の一部をドーム状のカーボン型に押しながら電気炉などで加熱し、その一部を突出させ一対の主壁１６，１７を形成する工程と、該一対の主壁１６，１７の相対向する端部と、側壁１８となる石英ガラス板の端部とを互いに酸素−水素バーナー等で加熱溶接して接続し、箱形に組み立てる工程とからなり、その製作作業は容易なものである。
【００６８】
これらの工程に加えて、前述した処理容器１４に形成される処理ガス導入部５６、処理ガス排出部５８及び薄片保持柱挿入口６０を設ける工程やフランジ部２２，２４、薄片挿入用開口部２６、薄片取り出し用開口部２８及び薄片挿入及び取り出し用開口部６６を設ける工程を適宜追加実施するものである。
【００６９】
本発明の薄片の処理容器１４，１５においては、全て肉厚の薄い石英ガラス部材を使うため、溶接の時の加熱による歪みが発生しにくく、補強材としてリブを用いた従来の薄片の処理容器に比較すればはるかに容易に製作できるものである。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の薄片の処理容器及び熱処理装置によれば、▲１▼減圧が短時間で出来る、▲２▼均一加熱により、薄片の反りや欠陥を押さえ処理の均一化が出来る、▲３▼加熱を短時間に均一に出来る、▲４▼構造が簡単なので、熱容量が小さく、容器に熱吸収される量が小さいので急加熱しても容器内の温度が早く安定する、▲５▼内部に補強リブなどがないのでガスの流れがスムーズであり、薄片全体の均一な処理が出来る、▲６▼短時間で、均一な薄片の連続処理が可能となる、▲７▼構造が簡単であるので副生成物が堆積しにくく、洗浄が容易でメンテナンスもやりやすく、製造も容易である、という優れた効果が達成される。
【００７１】
本発明の処理容器の製造方法は、全て肉厚の薄い石英ガラス部材を使うので、溶接の時の加熱による歪みが発生しにくく、従来のリブを使うものに比較して製作が容易であるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄片の処理容器の一つの実施の形態を第１薄片搬送手段の１例とともに示す斜視説明図である。
【図２】本発明の薄片の処理容器の１例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の薄片の処理容器の他の例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の薄片の処理容器の別の例を示す縦断面図である。
【図５】図４の薄片の処理容器に薄片を挿入し略Ｃ型アーム上に載置した状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の薄片の熱処理装置の１例を用いて薄片の熱処理を行なう場合の作動順を示す構成的説明図である。
【図７】本発明の薄片の熱処理装置の他の例を用いて薄片の熱処理を行なう場合の作動順を示す模式的説明図である。
【符号の説明】
１２，１３ 熱処理装置
１４，１５ 処理容器
１６，１７ 主壁
１６ａ，１７ａ ドーム状突出部
１６ｂ，１７ｂ 平坦部
２０，２１ 容器本体
２２，２４ フランジ部
２６ 挿入用開口部
２８ 開口部
３０ 第１薄片搬送手段
３２ 基板
３４，３６ 略Ｃ型アーム
３８，４０ ベースアーム
４２，４４ ロッド部
４２ａ，４４ａ 受け突部
４６，４８ 略Ｃ字状受け部
５０ 補強部材
５２ 蓋体
５４ 第２薄片搬送手段
５６ 処理ガス導入部
５８ 処理ガス排出部
６０ 薄片保持柱挿入口
６２ 薄片保持柱
６４ 薄片保持部
６６ 開口部
６８ 薄片搬送手段
Ｒ 加熱手段
Ｗ 薄片
Claims (15)
- 相対向する一対の略平面形状の主壁と該主壁を接続する側壁とからなる略方形の断面形状を有する容器本体内にセットされた単枚又は２〜５枚の薄片を該容器本体内部の特定の雰囲気にて処理する薄片の処理容器であって、該容器本体が石英ガラスからなり、該一対の主壁の一部が容器本体の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出しドーム状突出部となっており、該薄片が略円形又は略方形をしており、該主壁と該容器本体内にセットされた薄片とが該ドーム状突出部を除いて平行であり、該ドーム状突出部が該薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側にあると共に、該容器本体に薄片の挿入用開口部、薄片の取り出し用開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設け、該薄片の挿入用開口部及び取り出し用開口部の周縁に２つのフランジ部を別々に設けたことを特徴とする薄片の処理容器。
- 前記主壁の少なくともドーム状突出部の肉厚方向の平均ＯＨ基含有量の最大と最小の偏差の範囲が、Δ５０ｐｐｍ以内であり、かつ肉厚の偏差がΔ１ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１記載の薄片の処理容器。
- 前記ドーム状突出部の少なくとも前記薄片を覆う範囲のドーム曲率半径がＲ１５０ｍｍより小さくならないことを特徴とする請求項１又は２記載の薄片の処理容器。
- 相対向する一対の略平面形状の主壁と該主壁を接続する側壁とからなる略方形の断面形状を有する容器本体内にセットされた単枚又は２〜５枚の薄片を該容器本体内部の特定の雰囲気にて処理する薄片の処理容器であって、該容器本体が石英ガラスからなり、該一対の主壁の一部が容器本体の内側又は外側に楕円又は円形の略ドーム状に突出しドーム状突出部となっており、該薄片が略円形又は略方形をしており、該主壁と該容器本体内にセットされた薄片とが該ドーム状突出部を除いて平行であり、該ドーム状突出部が該薄片より大きな平面範囲を有し、かつ該ドーム状突出部の外縁部が該薄片の平面範囲より外側にあると共に、該容器本体に薄片の挿入及び取り出し用の開口部、処理ガス導入部及び処理ガス排出部を設け、該薄片の挿入及び取り出し用の開口部の周縁にフランジ部を設けたことを特徴とする薄片の処理容器。
- 前記主壁の少なくともドーム状突出部の肉厚方向の平均ＯＨ基含有量の最大と最小の偏差の範囲が、Δ５０ｐｐｍ以内であり、かつ肉厚の偏差がΔ１ｍｍ以内であることを特徴とする請求項４記載の薄片の処理容器。
- 前記ドーム状突出部の少なくとも前記薄片を覆う範囲のドーム曲率半径がＲ１５０ｍｍより小さくならないことを特徴とする請求項４又は５記載の薄片の処理容器。
- 少なくとも一方のドーム状突出部の頂上部に薄片保持柱挿入口を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか 1 項記載の薄片の処理容器。
- 少なくとも一方のドーム状突出部の頂上部に薄片保持柱挿入口を設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか 1 項記載の薄片の処理容器。
- 単枚又は２〜５枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、請求項１〜３のいずれか 1 項記載の薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入する第１薄片搬送手段と、前記薄片の取り出し用開口部を介して薄片を該処理容器外へ取り出す第２薄片搬送手段と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなることを特徴とする熱処理装置。
- 単枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、請求項７記載の薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入する第１薄片搬送手段と、前記薄片の取り出し用開口部を介して薄片を該処理容器外へ取り出す第２薄片搬送手段と、前記薄片保持柱挿入口から容器本体内部に貫通挿入されかつ上端部に薄片保持部を設けた薄片保持柱と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなることを特徴とする熱処理装置。
- 前記第１薄片搬送手段が、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の挿入用開口部を介して該薄片を該処理容器内へ挿入する構成を有し、かつ前記第２薄片搬送手段が、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の取り出し用開口部を介して該薄片を該処理容器外へ取り出す構成を有することを特徴とする請求項９又は１０記載の熱処理装置。
- 単枚又は２〜５枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、請求項４〜６のいずれか 1 項記載の薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入又は該処理容器外へ取り出す作用をする薄片搬送手段と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなることを特徴とする熱処理装置。
- 単枚又は２〜５枚の略円形又は方形の薄片を特定の雰囲気にて熱処理する熱処理装置であって、請求項８記載の薄片の処理容器と、前記薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して薄片を該処理容器内へ挿入又は該処理容器外へ取り出す作用をする薄片搬送手段と、前記薄片保持柱挿入口から容器本体内部に貫通挿入されかつ上端部に薄片保持部を設けた薄片保持柱と、該処理容器の一対の主壁の外側に配置された加熱手段と、からなることを特徴とする熱処理装置。
- 前記薄片搬送手段が、一端に開口を有する略Ｃ型アームを有し、該アーム又はアームから突出した受け部上に薄片を載置し、前記薄片の挿入用及び取り出し用開口部を介して該薄片を該処理容器内へ挿入し又は該薄片を該処理容器外へ取り出す構成を有することを特徴とする請求項１２又は１３記載の熱処理装置。
- 石英ガラス板の一部をドーム状のカーボン型にて押しながら加熱し、その一部を突出させ一対の主壁を形成する工程と、該一対の主壁の相対向する端部と、側壁となる石英ガラス板の端部とを互いに溶接して接続し、箱形に組み立てる工程とからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の薄片の処理容器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33809496A JP3752034B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 薄片の処理容器及び熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33809496A JP3752034B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 薄片の処理容器及び熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10178005A JPH10178005A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3752034B2 true JP3752034B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=18314857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33809496A Expired - Fee Related JP3752034B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 薄片の処理容器及び熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3752034B2 (ja) |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP33809496A patent/JP3752034B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10178005A (ja) | 1998-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6949143B1 (en) | Dual substrate loadlock process equipment | |
| KR0155158B1 (ko) | 종형 처리 장치 및 처리방법 | |
| US20060245852A1 (en) | Load lock apparatus, load lock section, substrate processing system and substrate processing method | |
| TWI462185B (zh) | 基板處理裝置，基板支持具及半導體裝置之製造方法 | |
| JP4369866B2 (ja) | 基板処理装置及び処理方法 | |
| JPH06260430A (ja) | プレートヒータ及びその製法 | |
| JPH11124675A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3752034B2 (ja) | 薄片の処理容器及び熱処理装置 | |
| JPS60173852A (ja) | ウエ−ハ処理用基板ホルダ | |
| JP3099101B2 (ja) | 熱処理装置 | |
| JP4876337B2 (ja) | 処理システム | |
| KR20140058270A (ko) | 배치식 기판처리장치 | |
| WO2012036043A1 (ja) | 真空処理装置 | |
| JP2003013206A (ja) | 斜め蒸着装置および斜め蒸着方法 | |
| JPH07183222A (ja) | 熱処理装置及び熱処理方法 | |
| JPS60125371A (ja) | 真空内基板加熱装置 | |
| JPH01179309A (ja) | 加熱法 | |
| JP2963145B2 (ja) | Ｃｖｄ膜の形成方法及び形成装置 | |
| JP3754846B2 (ja) | 半導体ウェハの熱処理法 | |
| JPS62219915A (ja) | 半導体基板の処理装置 | |
| JPS62214177A (ja) | 気相反応装置 | |
| JP2000012480A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP2003100650A (ja) | 均熱化部材とその製造方法並びに基板熱処理装置 | |
| JP2010242152A (ja) | 真空装置及びサセプタのセット | |
| JPS6220347A (ja) | 処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050909 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051107 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051205 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081216 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091216 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091216 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101216 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101216 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111216 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111216 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121216 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131216 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |