JPH04245421A - 熱処理装置 - Google Patents

熱処理装置

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Publication number
JPH04245421A
JPH04245421A JP990391A JP990391A JPH04245421A JP H04245421 A JPH04245421 A JP H04245421A JP 990391 A JP990391 A JP 990391A JP 990391 A JP990391 A JP 990391A JP H04245421 A JPH04245421 A JP H04245421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat treatment
heating furnace
treatment apparatus
processed
inert gas
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.)
Pending
Application number
JP990391A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadayoshi Hasebe
長谷部 忠義
Masayoshi Kogano
古賀野 正佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
Priority to JP990391A priority Critical patent/JPH04245421A/ja
Publication of JPH04245421A publication Critical patent/JPH04245421A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理技術に関し、特
に、半導体装置の製造プロセスにおける半導体ウェハの
熱処理工程に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、株式会社工業調査会、昭和6
0年11月1日発行、「電子材料」1985年11月号
P70〜P75などの文献にも記載されているように、
半導体装置の製造工程においては、半導体ウェハ(以下
、単にウェハと記す)への酸化膜の形成、不純物導入の
ための拡散処理、化学気相成長による薄膜の形成、アニ
ールなどの処理を行うものとして、いわゆる拡散炉形の
熱処理装置が一般に用いられている。
【0003】ところで、このような熱処理装置において
は、ウェハの出し入れに際して高温の加熱炉内へ外気中
の酸素が持ち込まれると、ウェハ表面に性状が不定な自
然酸化膜が形成され、好ましくない。
【0004】このため、従来では、加熱炉を構成する炉
心管の内部を不活性ガスで置換したり、炉心管の入口に
、到来するウェハに不活性ガスを吹きつける配管などを
固定的に配置して、加熱炉内への外気の持ち込みや侵入
を防止しようとする対策が採られていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の従来
技術の場合には、石英治具などに整列状態に収納された
多数のウェハ間に滞留する外気が、不活性ガスによって
置換されている加熱炉内に持ち込まれることを防止でき
ないという問題がある。また、後者の従来技術では、炉
心管の入口を通過する際に、一時的に不活性ガスの吹き
付けが行われるだけなので、やはり、ウェハ間に滞留し
ている外気を完全に排除することは難しいという問題が
ある。
【0006】前述のような加熱炉内への外気の侵入によ
ってウェハに形成される性状の不定な自然酸化膜は、当
該ウェハに形成される半導体装置における回路構造の一
層の微細化に伴って、従来のプロセスでは許容されてい
た程度のものでも、回路特性などに与える悪影響が大き
くなりつつあり、半導体装置の製造プロセスにおける歩
留り向上などの観点から軽視できないものである。
【0007】本発明の目的は、加熱炉内への外気の侵入
に起因する被処理物への自然酸化膜の形成を効果的に防
止することが可能な熱処理技術を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、装置構造の簡略化を
実現することが可能な熱処理技術を提供することにある
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0011】すなわち、本発明になる熱処理装置は、加
熱炉と、複数の被処理物が収容される搬送治具と、この
搬送治具に保持された被処理物の加熱炉に対する搬入お
よび搬出動作を行う搬送機構とを含む熱処理装置であっ
て、搬送治具および搬送機構の少なくとも一方に、被処
理物に対して、随時、不活性ガスを供給する不活性ガス
供給手段を備えたものである。
【0012】また、本発明になる熱処理装置は、加熱炉
に対する搬入/搬出方向に整列した状態で搬送治具に収
容された被処理物の整列方向にほぼ平行に配置され、被
処理物に臨む側面に複数のガス吹出口が開設された管体
によって構成される不活性ガス供給手段を備えたもので
ある。
【0013】また、本発明になる熱処理装置は、搬送治
具の内部に穿設され、被処理物に臨む方向に複数のガス
吹出口を開口させたガス通路からなる不活性ガス供給手
段を備えたものである。
【0014】また、本発明になる熱処理装置は、請求項
1,2または3記載の熱処理装置において、加熱炉の軸
が鉛直方向に設定され、搬送機構は、搬送治具に保持さ
れた被処理物をほぼ鉛直方向に上下動させることによっ
て、加熱炉に対する搬入/搬出動作を行うようにしたも
のである。
【0015】また、本発明になる熱処理装置は、請求項
1,2,3または4記載の熱処理装置において、被処理
物および搬送治具が、半導体ウェハおよびボートからな
り、半導体ウェハに対する熱処理、または所望の物質の
拡散処理、または所望の物質からなる薄膜の形成処理を
行うものである。
【0016】
【作用】上記した本発明の熱処理装置によれば、搬送治
具および搬送機構の少なくとも一方に設けられた不活性
ガス供給手段は、搬送治具に保持された被処理物の加熱
炉に対する搬入/搬出に際して、当該被処理物とともに
移動するので、搬入/搬出操作中に継続的に被処理物に
不活性ガスを吹きつけることができ、被処理物の間など
に滞留する外気は加熱炉の内部に持ち込まれる前に確実
に排除される。これにより、加熱炉の内部に侵入する外
気中の酸素などによって被処理物に性状の不定な自然酸
化膜が形成されることを効果的に阻止できる。
【0017】また、外気の侵入に起因する自然酸化膜の
形成を防止するなどの目的で、加熱炉の入口などに、必
要以上に厳格なロードロック機構などを設ける必要がな
くなり、装置構造を簡略化できる。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例である熱処理装置について詳細に説明する。図1は、
本実施例の熱処理装置の構成の一例を模式的に示す斜視
図であり、図2はその横断面図である。
【0019】本実施例の熱処理装置は、軸を鉛直方向に
設定され、開口部を下向きにした加熱炉1と、この加熱
炉1の直下に配置され、図示しない昇降機構などによっ
て上下方向に駆動されるステージ2とを備えている。ス
テージ2の上には、キャップ3が設けられ、さらにキャ
ップ3の上には、石英などの耐熱性の素材からなるボー
ト4が着脱自在に載置されている。
【0020】このボート4は、所望の径の半円周上に互
いに平行に配列された複数のフレーム4aと、このフレ
ーム4aの両端をそれぞれ一体に支持するフランジ部材
4bとで構成されている。個々のフレーム4aの互いに
対向する側面には、長手方向の同位置に、所定のピッチ
で複数の保持溝4cが刻設されており、この保持溝4c
に外周部を嵌合させることによって、複数のウェハ5が
高さ方向に所望のピッチで水平な姿勢で、着脱自在に収
容されている。
【0021】ボート4の下側のフランジ部材4bには、
キャップ3の載置面に嵌合する図示しない位置決めピン
が突設されており、複数のウェハ5を収容したボート4
が、所定の姿勢でキャップ3の上に載置される構造とな
っている。
【0022】この場合、キャップ3に載置されたボート
4の周囲には、一端がキャップ3に支持され、当該キャ
ップ3とともに移動する複数の管体6が、ボート4に平
行に配置されている。個々の管体6の、ボート4に保持
された複数のウェハ5に臨む側面には、長手方向に所望
のピッチで複数のガス吹出口6aが開設されている。
【0023】また、個々の管体6は、ボート4を構成す
る複数のフレーム4aの間からウェハ5を見通す位置に
なるように、フランジ部材4bの前記位置決めピンの位
置が設定されている。
【0024】個々の管体6の支持端は、キャップ3の内
部において、不活性ガス供給管7に連通している。そし
て、外部から当該不活性ガス供給管7に随時供給される
窒素ガスなどの不活性ガス8が、ガス吹出口6aを通じ
て、高さ方向に互いに平行な姿勢で整列されている複数
のウェハ5に対して、側方から噴出供給されるものであ
る。
【0025】なお、特に図示しないが、加熱炉1には、
ウェハ5に対する酸化、拡散、薄膜形成処理の種別など
に応じて、所望の反応ガスや、置換のための不活性ガス
などを供給するガス供給機構や、真空排気機構などが備
えられている。
【0026】以下、本実施例の熱処理装置の作用の一例
について詳細に説明する。
【0027】まず、加熱炉1は、所望の温度に加熱され
ているとともに、内部は、窒素ガスなどの不活性ガスに
よって置換されている。
【0028】一方、加熱炉1の下方に位置するステージ
2のキャップ3の上には、所望の熱処理を施すべき複数
のウェハ5が装填されたボート4が載置される。
【0029】次に、キャップ3とともに移動する複数の
管体6のガス吹出口6aを通じて、ボート4に保持され
た状態で移動しつつある複数のウェハ5に対して側方か
ら窒素ガスなどの不活性ガス8を継続的に噴射供給し、
ウェハ5の間に滞留している空気などを確実に排除しな
がら、ステージ2を上昇させ、ボート4に保持されたウ
ェハ5を加熱炉1の内部軸方向に搬入し、キャップ3お
よびステージ2によって、加熱炉1の開口部を閉止して
密閉する。
【0030】このように、搬入動作中に、管体6からウ
ェハ5に供給される不活性ガス8によって複数のウェハ
5の間に滞留する酸素を含む外気が確実に排除され、加
熱炉1の内部に外気中の酸素などが持ち込まれることが
確実に防止される。
【0031】そして、密閉された加熱炉1の内部におい
て所定の温度に加熱されるウェハ5に対して、たとえば
所望のガス雰囲気の下で、酸化膜形成、薄膜形成、拡散
、アニールなどの所望の処理を施す。
【0032】このような所望の処理が完了すると、まず
、加熱炉1の内部を不活性ガスによって置換する。この
時、管体6のガス吹出口6aから不活性ガス8を噴射供
給することによって、ウェハ5の間に滞留している反応
ガスなどが確実に排除され、不活性ガスによる加熱炉1
の内部の置換が短時間に確実に行われる。
【0033】こうして加熱炉1の内部雰囲気を不活性ガ
スによって置換した後、複数の管体6からウェハ5に対
して不活性ガス8を噴出供給しながら、ステージ2を降
下させ、ボート4に保持されている複数のウェハ5を加
熱炉1の外部に搬出する。
【0034】その後、処理済みのウェハ5を保持してい
るボート4を、未処理のウェハ5が装填されている他の
ボート4に交換し、上述の一連の操作を繰り返す。
【0035】このように、本実施例の熱処理装置によれ
ば、加熱炉1に対するウェハ5の搬入/搬出、さらには
、加熱炉1の内部の不活性ガスによる置換操作などが、
管体6から複数のウェハ5に不活性ガス8を供給しつつ
行われるので、搬入時においてウェハ5の間に滞留する
外気が確実に排除され、加熱炉1の内部に酸素を含む外
気が持ち込まれることが防止される。
【0036】これにより、ウェハ5の搬入時に持ち込ま
れた酸素などに起因して、ウェハ5の表面に、目的の処
理のばらつきなどをもたらす、性状の不定な自然酸化膜
が形成されることが確実に防止される。この結果、ウェ
ハ5に対する自然酸化膜の形成防止による処理結果の向
上が実現し、ウェハ5に形成される半導体集積回路の歩
留りが確実に向上する。
【0037】また、搬出時における加熱炉1の内部の不
活性ガスによる置換操作が、迅速かつ確実に行われ、有
害な反応ガスの外部への流出防止や、置換処理の迅速化
を図ることができる。さらに、加熱炉1の開口部などに
、必要以上に厳格な周知のロードロック機構を設ける必
要がなくなり、装置構造を簡略化することができる。
【0038】このためウェハ5の熱処理工程における原
価を削減することができる。
【0039】図3は、本発明の他の実施例である熱処理
装置の構成の一例を模式的に示す斜視図である。この図
3の実施例の場合には、ステージ2に管体6を配置した
ところが、図1の実施例の場合と異なるものである。
【0040】これにより、前述の図1の実施例と同様の
効果が得られるとともに、キャップ3の構造を簡単化で
きるという効果が得られる。
【0041】図4は、本発明のさらに他の実施例を示す
略断面図である。
【0042】この実施例の場合には、複数のウェハ5を
整列状態に保持する複数の保持溝40cが刻設され、両
端をフランジ部材40bによって支持されているボート
40のフレーム40aの内部に、不活性ガス8が流通す
るガス通路60およびガス吹出口60aを穿設し、ボー
ト40に装填された状態の複数のウェハ5の間に、随時
、不活性ガス8を噴射供給する構造となっている。
【0043】これにより、前記図1の実施例と同様の効
果が得られるとともに、装置構造をより簡略化すること
ができ、装置の小形化を容易に実現することができる。
【0044】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
【0045】たとえば、上述の各実施例の説明では、熱
処理装置の一例として、軸を鉛直方向に設定した縦型の
熱処理装置の場合を説明したが、横型の場合であっても
本発明の効果が有効であることは言うまでもない。
【0046】また、不活性ガス供給手段や搬送治具、さ
らには搬送機構の構成としては、前記実施例に例示した
ものに限定されない。
【0047】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0048】すなわち、本発明になる熱処理装置によれ
ば、搬送治具および搬送機構の少なくとも一方に設けら
れた不活性ガス供給手段は、搬送治具に保持された被処
理物の加熱炉に対する搬入/搬出に際して、当該被処理
物とともに移動するので、搬入/搬出操作中に継続的に
被処理物に不活性ガスを吹きつけることができ、被処理
物の間などに滞留する外気は加熱炉の内部に持ち込まれ
ることなく確実に排除される。これにより、加熱炉の内
部に侵入する外気中の酸素などによって被処理物に性状
の不定な自然酸化膜が形成されることを効果的に阻止で
きる。
【0049】また、外気の侵入に起因する自然酸化膜の
形成を防止するなどの目的で、加熱炉の入口などに、必
要以上に厳格なロードロック機構などを設ける必要がな
くなり、装置構造を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である熱処理装置の構成を模
式的に示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施例である熱処理装置の略断面図
である。
【図3】本発明の他の実施例である熱処理装置の構成を
模式的に示す斜視図である。
【図4】本発明のさらに他の実施例である熱処理装置の
要部の構成の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
1  加熱炉 2  ステージ 3  キャップ 4  ボート 4a  フレーム 4b  フランジ部材 4c  保持溝 5  ウェハ 6  管体 6a  ガス吹出口 7  不活性ガス供給管 8  不活性ガス 40  ボート 40a  フレーム 40b  フランジ部材 40c  保持溝 60  ガス通路 60a  ガス吹出口

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  加熱炉と、複数の被処理物が収容され
    る搬送治具と、この搬送治具に保持された前記被処理物
    の前記加熱炉に対する搬入および搬出動作を行う搬送機
    構とを含む熱処理装置であって、前記搬送治具および搬
    送機構の少なくとも一方に、前記被処理物に対して、随
    時、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備えた
    ことを特徴とする熱処理装置。
  2. 【請求項2】  前記被処理物は、前記加熱炉に対する
    搬入/搬出方向に整列した状態で前記搬送治具に収容さ
    れ、前記不活性ガス供給手段は、前記被処理物の整列方
    向にほぼ平行に配置され、前記被処理物に臨む側面に複
    数のガス吹出口が開設された管体からなることを特徴と
    する請求項1記載の熱処理装置。
  3. 【請求項3】  前記不活性ガス供給手段は、前記搬送
    治具の内部に穿設され、前記被処理物に臨む方向に複数
    のガス吹出口を開口させたガス通路からなることを特徴
    とする請求項1記載の熱処理装置。
  4. 【請求項4】  前記加熱炉の軸が鉛直方向に設定され
    、前記搬送機構は、前記搬送治具に保持された前記被処
    理物をほぼ鉛直方向に上下動させることによって、前記
    加熱炉に対する搬入/搬出動作を行うことを特徴とする
    請求項1,2または3記載の熱処理装置。
  5. 【請求項5】  前記被処理物および前記搬送治具が、
    半導体ウェハおよびボートであり、前記半導体ウェハに
    対する熱処理、または所望の物質の拡散処理、または所
    望の物質からなる薄膜の形成処理を行うことを特徴とす
    る請求項1,2,3または4記載の熱処理装置。
JP990391A 1991-01-30 1991-01-30 熱処理装置 Pending JPH04245421A (ja)

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JP (1) JPH04245421A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270453A (ja) * 1997-03-28 1998-10-09 Koyo Lindberg Ltd 半導体熱処理装置およびこれを用いた半導体基板の昇降温方法
JP2009016832A (ja) * 2007-06-29 2009-01-22 Applied Materials Inc 除去可能なサセプタを伴う熱バッチリアクタ
US11961715B2 (en) 2018-09-12 2024-04-16 Kokusai Electric Corporation Substrate processing apparatus, substrate retainer and method of manufacturing semiconductor device

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