JPH0277117A - Heat-treating equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は熱処理装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a heat treatment apparatus.
(従来の技術)
近年、半導体デバイスの製造工程における熱拡散工程や
成膜工程において使用される熱処理装置として、縦型熱
処理装置が開発されている。(Prior Art) In recent years, vertical heat treatment apparatuses have been developed as heat treatment apparatuses used in thermal diffusion processes and film formation processes in semiconductor device manufacturing processes.
縦型熱処理装置は1円筒状の処理容器をその長手方向を
鉛直にして配設し、その内側に処理体例えば半導体ウェ
ハをセットしたボートを挿入してウェハを熱処理する。A vertical heat treatment apparatus has a cylindrical processing container arranged with its longitudinal direction vertical, and a boat containing a processing object, such as a semiconductor wafer, is inserted into the container to heat-process the wafer.
この縦型熱処理は、省スペース化、省エネルギ化を図る
ことができ、被処理体としてのウェハの大径化、及び処
理の自動化への対応が容易であることから多用されつつ
ある。This vertical heat treatment is becoming widely used because it can save space and energy, and it can easily handle larger diameter wafers as objects to be processed and automation of processing.
従来、縦型熱処理装置としては、反応容器の周囲にヒー
タを配置したホットウォール式のものが一般的である。Conventionally, a typical vertical heat treatment apparatus is a hot wall type apparatus in which a heater is arranged around a reaction vessel.
このような熱処理装置により熱処理を行うに際しては、
ウェハボートに所定のピッチで複数のウェハを搭載し、
搭載されたウェハの中心軸が処理容器の中心軸に一致す
るようにしてこのボートを処理容器内の中央部にセット
する。When performing heat treatment using such heat treatment equipment,
Load multiple wafers at a predetermined pitch on a wafer boat,
The boat is set in the center of the processing container so that the center axis of the loaded wafers matches the center axis of the processing container.
そして、処理容器内に、処理内容に応じたガス(例えば
Siエピタキシャル成長を行うのであればSiH□Cう
)を供給し、熱処理の均一化を図るために回転機構によ
りウェハの中心軸を回転中心としてウェハボートを回転
させながら所定温度(例えば1000〜1100℃)で
熱処理を行う。この際に使用済ガスは反応容器に設けら
れた排気口から排出される。Then, a gas depending on the processing content (for example, SiH□C for Si epitaxial growth) is supplied into the processing container, and a rotation mechanism is used to rotate around the central axis of the wafer in order to make the heat treatment uniform. Heat treatment is performed at a predetermined temperature (for example, 1000 to 1100° C.) while rotating the wafer boat. At this time, the spent gas is discharged from an exhaust port provided in the reaction vessel.
(発明が解決しようとする課題)
ところで、このような縦型熱処理装置では、熱効率の向
上1反応ガスの節約1反応容器内のガス排気の容易化、
装置コストの低減を図るため、処理容器の容量をt’s
さくすることが望まれている。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in such a vertical heat treatment apparatus, there are the following objectives: 1) improvement of thermal efficiency, 1) saving of reaction gas, 1) facilitation of gas exhaust inside the reaction vessel,
In order to reduce equipment costs, the capacity of the processing container has been reduced to t's.
It is hoped that this will be reduced.
しかしながら、従来の縦型熱処理装置では、処理容器内
に反応ガスをウェハに向けて吐出させるためのパイプが
挿入される場合があり、また、ウェハボートが処理容器
の中央に配置されていることから、処理容器の低容量化
には一定の限界があり、未だ十分なものが得られていな
いのが現状である・
この発明は、このような従来技術の欠点を解消するため
になされたものであり、その目的は熱効率の向上、反応
ガスの節約、ガス排気の容易化及び装置コストの低減を
十分に達成できる程度に反応容器を小型化することがで
きる熱処理装置を提供することにある。However, in conventional vertical heat processing equipment, a pipe may be inserted into the processing container to discharge reaction gas toward the wafer, and the wafer boat is placed in the center of the processing container. However, there is a certain limit to reducing the capacity of the processing container, and the current situation is that a sufficient one has not yet been obtained.This invention was made to eliminate these drawbacks of the conventional technology. The objective is to provide a heat treatment apparatus in which the size of the reaction vessel can be reduced to a sufficient extent to improve thermal efficiency, save reaction gas, facilitate gas exhaust, and reduce apparatus cost.
(課題を解決するための手段)
本発明は1反応容器と、この反応容器内に設けられた被
処理物群を回転させる回転機構とを有する熱処理装置に
おいて、前記被処理物群の回転軸を前記反応容器の中心
軸に対してオフセット配置したことを特徴とする熱処理
装置を得るものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a heat treatment apparatus having one reaction vessel and a rotation mechanism for rotating a group of objects to be treated provided in the reaction vessel, in which a rotation axis of the group of objects to be treated is rotated. The present invention provides a heat treatment apparatus characterized in that the heat treatment apparatus is arranged offset with respect to the central axis of the reaction vessel.
(作 用)
本発明は、熱処理装置における被処理物群の回転軸を反
応容器の中心軸に対してオフセット配置することで、反
応容器の小型化を可能とし、熱効率の向上、反応ガスの
節約、ガス排気効率の向上および装置コスト低減等が図
れる。(Function) The present invention makes it possible to downsize the reaction vessel by arranging the rotational axis of a group of objects to be processed in a heat treatment apparatus offset from the central axis of the reaction vessel, thereby improving thermal efficiency and saving reaction gas. , it is possible to improve gas exhaust efficiency and reduce equipment costs.
(実施例)
以下、本発明装置の一実施例について図面を参照して説
明する。(Example) Hereinafter, an example of the apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、この発明の一実施例に係る縦型熱処理装置を
示す概略構成図である。反応容器例えば処理容器11は
、上端部がドーム状の円筒状をなし、耐熱性物質例えば
石英ガラスで形成されている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vertical heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. The reaction vessel, for example, the processing vessel 11, has a cylindrical shape with a dome-like upper end, and is made of a heat-resistant material, such as quartz glass.
処理容器11の外側には、処理容器11を囲繞するよう
に加熱手段としての円筒状ヒータ12が設けられている
。A cylindrical heater 12 serving as a heating means is provided outside the processing container 11 so as to surround the processing container 11 .
処理容器11内には、被処理物としての複数の半導体ウ
ェハ13を所定のピッチで配列搭載したウェハボート1
4がウェハ13を水平にしてボートニレベート15上に
載置された状態で設けられている。ウェハボート14に
搭載された複数のウェハ13は、後述するように、その
中心軸が処理容器11の中心軸からずれた位置にある。Inside the processing container 11 is a wafer boat 1 on which a plurality of semiconductor wafers 13 as objects to be processed are arranged and mounted at a predetermined pitch.
4 is placed on a boat plate 15 with the wafer 13 held horizontally. The plurality of wafers 13 mounted on the wafer boat 14 have their central axes offset from the central axis of the processing container 11, as will be described later.
処理容器11の周壁下方には排気管20が接続されてお
り、図示しない排気ポンプにより、この排気管20から
処理容器ll内のガスが排気され、その中が減圧下に保
持可能となっている。An exhaust pipe 20 is connected to the lower part of the peripheral wall of the processing container 11, and the gas inside the processing container 11 is exhausted from the exhaust pipe 20 by an exhaust pump (not shown), so that the inside can be maintained under reduced pressure. .
また、ウェハボート14の側方には、処理容器11の底
部近傍から鉛直方向に延長すると共に、ウェハ13に向
けて複数のガス吐出口17が形成された反応ガス吐出管
16が設けられている。このガス吐出管16には、反応
ガス源18から延長するガス供給管2Iが接続されてお
り、このガス供給管2Iにはガス流量調節弁19が設け
られている。そして、流量調節弁19により流量を調節
しつつ1反応ガス源18からガス供給管21及びガス吐
出管16を通ってガス吐出口17から所望の反応ガスが
処理容器11内に供給される。Further, on the side of the wafer boat 14, a reaction gas discharge pipe 16 is provided which extends vertically from near the bottom of the processing container 11 and has a plurality of gas discharge ports 17 formed toward the wafers 13. . A gas supply pipe 2I extending from a reactive gas source 18 is connected to this gas discharge pipe 16, and a gas flow rate control valve 19 is provided on this gas supply pipe 2I. Then, a desired reaction gas is supplied from one reaction gas source 18 into the processing container 11 from the gas discharge port 17 through the gas supply pipe 21 and the gas discharge pipe 16 while adjusting the flow rate by the flow rate control valve 19 .
各ガス吐出口17はボート14に搭載されたウェハ13
の配列ピッチに対応して設けられており、これにより各
吐出口I7から吐出された反応ガスが、各ウェハ13に
有効に供給される。Each gas discharge port 17 is connected to a wafer 13 mounted on a boat 14.
The reactive gas discharged from each discharge port I7 is thereby effectively supplied to each wafer 13.
前述したボートエレベータ15は、図示しない駆動装置
により昇降されるようになっており、モータ及び減速機
を備えた回転機構22により、その中心軸を回転軸とし
て回転されるようになっている。The boat elevator 15 described above is raised and lowered by a drive device (not shown), and is rotated about its central axis by a rotation mechanism 22 including a motor and a speed reducer.
このエレベータ15の回転に伴って、その上に載置され
ているウェハボート14は、ウェハ13の中心軸を回転
軸として回転される。As the elevator 15 rotates, the wafer boat 14 placed thereon is rotated about the central axis of the wafers 13.
この場合に、ボートエレベータ15は、第2図及び第3
図に示すように、処理容器11の中心軸重からガス吐出
管16と反対側へ、ずれmsだけオフセットされた位[
bにその回転軸が位置するように配置されている。この
ようにボート14がオフセット配置されることにより、
処理容器11の容量を小さくすることができる。In this case, the boat elevator 15 is
As shown in the figure, from the center axis load of the processing container 11 to the side opposite to the gas discharge pipe 16, there is a deviation of ms [
It is arranged so that its axis of rotation is located at b. By arranging the boat 14 offset in this way,
The capacity of the processing container 11 can be reduced.
なお、このずれfis−は、ボートが処理容器11の内
壁に接触しないような長さであればよいが、処理容器1
1の内壁から被処理体としてのウェハ13の外周までの
距離が最短部で−F3a+m以上になるように設定され
ることが好ましい。また、ずれmsは処理容器11の内
径の2〜lO%であることが好ましい。Note that this deviation fis- may be of a length such that the boat does not come into contact with the inner wall of the processing container 11;
It is preferable that the distance from the inner wall of wafer 1 to the outer periphery of wafer 13 as an object to be processed is set to be -F3a+m or more at the shortest point. Moreover, it is preferable that the deviation ms is 2 to 10% of the inner diameter of the processing container 11.
このような縦型熱処理装置の具体例として1例えば、6
インチの半導体ウェハを処理する場合には、処理容器1
1の内径rを216m、 ヒータ12の内径Rを268
rrtn、ずれ量上を7.5mm、ウェハの回転軸Σ
から処理容器11の内壁までの最遠長二をiis、sm
、ウェハ回転軸上からヒータ12の内周までの最遠長二
を141.5mn+とした場合に、処理容器11及びヒ
ータ12の内直径を従来よりも151m1程度短くする
ことができる。A specific example of such a vertical heat treatment apparatus is 1, for example, 6
When processing inch-sized semiconductor wafers, processing container 1
The inner diameter r of heater 1 is 216 m, and the inner diameter R of heater 12 is 268 m.
rrtn, 7.5 mm above the deviation amount, wafer rotation axis Σ
The farthest length from the to the inner wall of the processing container 11 is iis, sm
When the farthest length from the wafer rotation axis to the inner periphery of the heater 12 is set to 141.5 m+, the inner diameters of the processing chamber 11 and the heater 12 can be reduced by about 151 m1 compared to the conventional one.
このように半導体ウェハの回転軸と処理容器の中心軸と
がずれていると、加熱や反応ガスの供給が不均一となり
、均一処理が困難であると従来考えられていたが、ウェ
ハを回転させながら熱処理を行うので、このような問題
は生じない。It was previously thought that if the rotation axis of the semiconductor wafer and the center axis of the processing container were misaligned, heating and reaction gas supply would be uneven, making uniform processing difficult. However, since the heat treatment is performed during the process, such problems do not occur.
次に、このような縦型熱処理装置の処理動作の概略につ
いて説明する。Next, an outline of the processing operation of such a vertical heat treatment apparatus will be explained.
先ず、ボートエレベータ15を処理容器11から降下さ
せた状態で、エレベータ15上にウェハ13が所定ピッ
チで搭載されたウェハボート14を載置し、次いでエレ
ベータ15を上昇させてボート14を処理容器II内の
所定位置に設置する。その後1図示しない密閉機構によ
り処理容器11を密閉し、その中を排気して所定の減圧
状態に保持する。First, the boat elevator 15 is lowered from the processing container 11, and the wafer boat 14 on which the wafers 13 are mounted at a predetermined pitch is placed on the elevator 15, and then the elevator 15 is raised to move the boat 14 to the processing container II. Install it at the specified location inside. Thereafter, the processing container 11 is sealed by a sealing mechanism (not shown), and the inside thereof is evacuated to maintain a predetermined reduced pressure state.
この状態で、回転機構22によりウェハ13を回転させ
ながら、反応ガス源18からガス供給管21及びガス吐
出管16を通流させて吐出口17から処理容器ll内に
所望の反応ガスを供給する。この際に、反応ガスの流量
はガス流量調節弁19により供給される。また、ウェハ
13の回転速度は、ウェハの直径や処理内容により異な
るが、例えば6インチのウェハを1000〜1100℃
で5it(□CQ□によりSiエピタキシャル成長させ
る場合には、 10rpm程度で回転させることにより
均一な膜形成を行うことができる。In this state, while rotating the wafer 13 by the rotation mechanism 22, the reaction gas source 18 flows through the gas supply pipe 21 and the gas discharge pipe 16 to supply a desired reaction gas from the discharge port 17 into the processing container 11. . At this time, the flow rate of the reaction gas is supplied by the gas flow rate control valve 19. The rotation speed of the wafer 13 varies depending on the diameter of the wafer and the processing content, but for example, the rotation speed of the wafer 13 is 1000 to 1100°C for a 6-inch wafer.
When epitaxially growing Si using 5 IT (□CQ□), a uniform film can be formed by rotating at about 10 rpm.
そして、ヒータ12に電流を通電することにより、処理
容器11内のウェハ13を熱処理する。Then, by applying current to the heater 12, the wafer 13 in the processing container 11 is heat-treated.
以上説明したように、ウェハボート14にセットされた
ウェハ13の中心軸が処理容器11の中心軸に対してオ
フセットされているので、処理容器11を小型化するこ
とができる。また、これに伴ってヒータ12その他周辺
機器をも小型化することができ、装置コストを低減させ
ることができる。さらに、処理容器11の容量が小さく
なることにより1反応ガスの均一性、排気効率を向上さ
せることができ、これによりむしろ処理の均一性を向上
させることができる。As explained above, since the center axis of the wafers 13 set on the wafer boat 14 is offset from the center axis of the processing container 11, the processing container 11 can be downsized. Additionally, the heater 12 and other peripheral devices can also be downsized, and the cost of the device can be reduced. Furthermore, by reducing the capacity of the processing container 11, the uniformity of one reaction gas and the exhaust efficiency can be improved, and thereby the uniformity of the processing can be improved.
なお、この発明は上記実施例に限定されることなく種々
変形可能である。例えば、上記実施例では、ウェハのS
iエピタキシャル成長処理について説明したが、 これ
に限らず、CVD、熱拡散等、他の処理に適用すること
もできる。また、被処理物として半導体ウェハを例にと
って説明したが、これに限らずLCD基板等、他のもの
にも適用することができる。Note that this invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways. For example, in the above embodiment, the wafer S
Although the i-epitaxial growth process has been described, the present invention is not limited to this, and can be applied to other processes such as CVD and thermal diffusion. Further, although the description has been given using a semiconductor wafer as an example of the object to be processed, the present invention is not limited to this and can be applied to other objects such as an LCD substrate.
また、反応ガスを供給するために、ガス吐出管を用いた
が、単に処理容器にガス導入口を設けたものであっても
適用することができ・る。Further, although a gas discharge pipe is used to supply the reaction gas, it is also possible to simply provide a gas inlet in the processing container.
以上説明したように、本発明の熱処理装置によれば1反
応容器の小型化を可能とし、しいては装置小型化による
コスト低減、処理の均一性向上を図ることができる。As explained above, according to the heat treatment apparatus of the present invention, it is possible to reduce the size of one reaction vessel, thereby reducing the cost and improving the uniformity of the treatment by reducing the size of the apparatus.
第1図は本発明による一実施例の縦型熱処理装置の構成
を示す図、第2図及び第3図は第1図熱処理装置の反応
容器内におけるボート配置位置を説明するための図であ
る。
1・・・反応容器 13・・・ウェハ14・・・
ボート 16・・・ガス吐出管22・・・回転
機構FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a vertical heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the boat arrangement position in the reaction vessel of the heat treatment apparatus shown in FIG. 1. . 1... Reaction container 13... Wafer 14...
Boat 16... Gas discharge pipe 22... Rotating mechanism
Claims (1)
回転させる回転機構とを有する熱処理装置において、前
記被処理物群の回転軸を前記反応容器の中心軸に対して
オフセット配置したことを特徴とする熱処理装置。In a heat treatment apparatus having a reaction container and a rotation mechanism for rotating a group of objects to be processed provided in the reaction container, a rotation axis of the group of objects to be processed is arranged offset with respect to a central axis of the reaction container. A heat treatment device featuring:
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16023988 | 1988-06-27 | ||
JP63-160239 | 1988-12-09 |
Publications (1)
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JPH0277117A true JPH0277117A (en) | 1990-03-16 |
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ID=15710712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1164849A Pending JPH0277117A (en) | 1988-06-27 | 1989-06-27 | Heat-treating equipment |
Country Status (2)
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JP (1) | JPH0277117A (en) |
KR (1) | KR0155154B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61212014A (en) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Tokyo Erekutoron Kk | Semiconductor wafer processing device using chemical vapor deposition method |
JPS6386424A (en) * | 1986-09-29 | 1988-04-16 | Nec Corp | Vapor growth device |
JPS63126230A (en) * | 1986-11-17 | 1988-05-30 | Hitachi Ltd | Processor |
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1989
- 1989-06-24 KR KR1019890008762A patent/KR0155154B1/en not_active IP Right Cessation
- 1989-06-27 JP JP1164849A patent/JPH0277117A/en active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR0155154B1 (en) | 1998-12-01 |
KR900000984A (en) | 1990-01-31 |
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