JP5017913B2 - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents
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Description
内管及び外管を含む二重管を備え、内管と外管との間が処理ガスの供給路として構成され、内管の中に予備加熱ヒータが設けられていることを特徴とする。
また他の発明は、反応容器と、この反応容器の長さ方向に沿って複数の基板を配列して保持する基板保持具と、反応容器の周囲に設けられた加熱手段と、を備え、基板保持具を反応容器内に搬入し、処理ガスを反応容器内に供給して基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
反応容器内に設けられ、基板に処理ガスを供給するためのガス供給ノズルを備え、
前記ガス供給ノズルは、内管及び外管を含む二重管を備え、内管と外管との間が処理ガスの供給路として構成され、内管の中に予備加熱ヒータが設けられていることを特徴とする。
ガス供給ノズルは、例えば反応容器内における基板の配置領域に沿って多数のガス供給孔が配列されている。
前記内管は第1部分と第2部分との間で分割されており、第1部分に設けられた前記給電線導出管は第1の部分の基端側において外管の外に引き出され、
第2部分における内管内にも予備加熱ヒータが設けられている。
反応容器の周囲に設けられた加熱手段により反応容器内を加熱する工程と、
反応容器内に設けられたガス供給ノズルから処理ガスを反応容器内に供給する工程と、
ガス供給ノズル内の処理ガスを、ガス供給ノズルに設けた予備加熱ヒータにより加熱する工程と、を含み、
処理ガスは、ガス供給ノズルを構成する内管及び外管の間を通流する間に、内管の中に設けられた予備加熱ヒータにより予備加熱されることを特徴とする。
本発明に係る熱処理装置を縦型熱処理装置に適用した実施の形態について説明する。またこの縦型熱処理装置は本発明の熱処理方法を実施するための装置である。図1において、10は熱処理炉であり、両端が開口している内管1a及び上端が閉塞している外管1bからなる例えば透明石英製の二重管構造の反応管1と、この反応管1の周囲を囲むように設けられる加熱手段例えば抵抗加熱体からなるヒータ(メインヒータ)2と、を備えている。前記ヒータ2は、温度コントローラ21により電力供給部22を介して供給電力を制御することにより発熱量がコントロールされる。なお実際の装置では、ヒータ2は、図示しない断熱材を含む炉本体の内壁に沿って設けられ、反応管1内の熱処理雰囲気を上下に複数分割して各々のゾーンを独立して各温度コントローラにより加熱制御できるように、複数段に分割して構成されているが、図では略解して記載してある。
ここでオゾンガスの供給について詳述すると、オゾンガスはオゾンガスの供給源53から、ガス供給制御機器群52を通じて予め設定された流量で配管51内を流れ、マニホールド11のガス供給ポート50を介してガス供給ノズル5の外管62の延長部分内に入った後、外管62と内管61との間を上昇する。一方、電力供給部66から給電線64aを介して予備加熱ヒータ6(図3参照)に電力が供給され、予備加熱ヒータ6が発熱している。このためオゾンガスはガス供給ノズル5内を上昇する間に予備加熱され、温度検出部7の温度検出値と設定温度とに基づく温度制御により、温度コントローラ65により設定された温度まで昇温し、そして各ガス供給孔54から処理雰囲気内に吹き出してウエハWの表面に供給される。
(第2の実施の形態)
さらに本発明の他の実施の形態について説明する。この実施の形態では、反応容器1内に処理ガスとして例えば金属DPM(ジピバロイヤルメタナト)錯体を溶剤に溶かした材料あるいは室温で液体となる有機金属材料例えばテトラキスジメチルアミドハフニウム(Hf〔N(CH3)2〕4)といった高沸点原料を気化させたガス(原料ガス)を供給している。以下において先の実施の形態と同様の構成にある部分には同じ符号を付し、またその説明を省略する。なお、高沸点原料とは、例えば190℃(常圧)以上の沸点の原料である。
13 排気管
2 ヒータ
21 温度コントローラ
3 ウエハボート
W ウエハ
4 第1のガス供給ノズル
5、5A〜5C 第2のガス供給ノズル
54 ガス供給孔
6 予備加熱ヒータ
61 内管
61a 給電線導出管
62 外管
63 筒状体
64 抵抗発熱線
64a 給電線
65、65A〜65C 温度コントローラ
7 温度検出部
8 白金線
81 電流検出部
Claims (15)
- 反応容器内の基板保持具に保持され、加熱手段により加熱されている基板に対して処理ガスにより熱処理を行う熱処理装置に用いられ、基板に前記処理ガスを供給するために反応容器内に設けられるガス供給ノズルにおいて、
内管及び外管を含む二重管を備え、内管と外管との間が処理ガスの供給路として構成され、内管の中に予備加熱ヒータが設けられていることを特徴とするガス供給ノズル。 - 反応容器と、この反応容器の長さ方向に沿って複数の基板を配列して保持する基板保持具と、反応容器の周囲に設けられた加熱手段と、を備え、基板保持具を反応容器内に搬入し、処理ガスを反応容器内に供給して基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
反応容器内に設けられ、基板に処理ガスを供給するためのガス供給ノズルを備え、
前記ガス供給ノズルは、内管及び外管を含む二重管を備え、内管と外管との間が処理ガスの供給路として構成され、内管の中に予備加熱ヒータが設けられていることを特徴とする熱処理装置。 - ガス供給ノズルは、反応容器内における基板の配置領域に沿って多数のガス供給孔が配列されていることを特徴とする請求項2記載の熱処理装置。
- 二重管は石英からなり、反応容器内において内管が外管の管壁を貫通して外管の外に給電線導出管として引き出され、外管及び給電線導出管は夫々反応容器に形成されたガス供給用ポート及びヒータ用ポートに伸びていることを特徴とする請求項2または3に記載の熱処理装置。
- ガス供給ノズルは、反応容器の長さ方向に伸びる第1部分とこの第1部分の基端側から反応容器の径方向に伸びて反応容器を貫通する第2部分とを含み、
前記内管は第1部分と第2部分との間で分割されており、第1部分に設けられた前記給電線導出管は第1の部分の基端側において外管の外に引き出され、
第2部分における内管内にも予備加熱ヒータが設けられていることを特徴とする請求項4に記載の熱処理装置。 - ガス供給ノズルは基端部が反応容器を貫通してその外部に引き出されており、当該基端部における反応容器を貫通する部分を予備加熱する予備加熱ヒータが設けられていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか一つに記載の熱処理装置。
- 前記加熱手段とは独立して予備加熱ヒータを温度制御する温度制御部を備えていることを特徴とする請求項2ないし6のいずれか一項に記載の熱処理装置。
- ガス供給ノズル内の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出された温度検出値に基づいて予備加熱ヒータの温度を制御する温度制御部を備えたことを特徴とする請求項2ないし7のいずれか一つに記載の熱処理装置。
- 処理ガスは、少なくとも反応容器内にて活性化されることを特徴とする請求項2ないし8のいずれか一つに記載の熱処理装置。
- ガス供給ノズル内の活性種の濃度またはガス供給ノズルのガス供給口付近の活性種の濃度を検出する手段と、この手段の検出結果に基づいて予備加熱ヒータの温度を制御する温度制御部を備えたことを特徴とする請求項9記載の熱処理装置。
- 処理ガスは、液体原料を気化させたものであることを特徴とする請求項2ないし10のいずれか一つに記載の熱処理装置。
- 複数の基板を配列して保持した基板保持具を反応容器内に搬入する工程と、
反応容器の周囲に設けられた加熱手段により反応容器内を加熱する工程と、
反応容器内に設けられたガス供給ノズルから処理ガスを反応容器内に供給する工程と、
ガス供給ノズル内の処理ガスを、ガス供給ノズルに設けた予備加熱ヒータにより加熱する工程と、を含み、
処理ガスは、ガス供給ノズルを構成する内管及び外管の間を通流する間に、内管の中に設けられた予備加熱ヒータにより予備加熱されることを特徴とする熱処理方法。 - ガス供給ノズル内の処理ガスは、反応容器内における基板の配置領域に沿って形成された多数のガス供給孔から処理雰囲気に供給されることを特徴とする請求項12記載の熱処理方法。
- 処理ガスは、活性化されて基板に供給されることを特徴とする請求項12または13に記載の熱処理方法。
- 処理ガスは、液体原料を気化させたものであることを特徴とする請求項12ないし14のいずれか一に記載の熱処理方法。
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