JPH05206047A - Heat treatment apparatus - Google Patents

Heat treatment apparatus

Info

Publication number
JPH05206047A
JPH05206047A JP4033991A JP3399192A JPH05206047A JP H05206047 A JPH05206047 A JP H05206047A JP 4033991 A JP4033991 A JP 4033991A JP 3399192 A JP3399192 A JP 3399192A JP H05206047 A JPH05206047 A JP H05206047A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction tube
heat
heat treatment
semiconductor wafer
inlet
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
JP4033991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Wataru Okase
亘 大加瀬
Yasushi Yagi
靖司 八木
Satoshi Kawachi
聡 河内
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.)
Tokyo Electron Sagami Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Sagami 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 Tokyo Electron Sagami Ltd filed Critical Tokyo Electron Sagami Ltd
Priority to JP4033991A priority Critical patent/JPH05206047A/en
Publication of JPH05206047A publication Critical patent/JPH05206047A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prevent an abrupt temperature change in a reaction tube from occurring when an object to be treated is brought in and out by the inner thickness of the part of the exit and entrance of the reaction tube in a heat treatment apparatus which is provided with the cylindrical reaction tube having the exit and entrance part on one end, and a heat source arranged to surround this reaction tube. CONSTITUTION:A covering member 5 is open when a semiconductor wafer W ascends and descends. At this juncture, the heat in a reaction tube 1 escapes to the outside. However, the thickness of the reaction tube 1 is made gradually grater from its upper part to the lower part of its exit and entrance portion. In this way, the heat capacity of the exit and entrance portion becomes great, thus controlling the temperature drop to be small in the exit and entrance portion even if the heat in the reaction tube 1 escapes when the covering member 5 is opened. Therefore, the semiconductor wafer W can be thermally treated stably in accordance with a predetermined correct temperature gradient, thus improving the uniformity of the temperature of the inner surface. Hence, it is possible to provide a stable heat treatment for an object to be treated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a heat treatment apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造において
は、半導体ウエハの酸化拡散処理、CVD処理等が行わ
れる。特に、最近においては、0.4μmから0.2μ
mへと半導体デバイスのデザインルールの微細化が進
み、また、半導体ウエハについても8インチから12イ
ンチへと大径化が進み、このような大面積の極薄膜形成
技術に対応すべく急速熱処理装置の開発が緊急の課題と
なっている。
2. Description of the Related Art For example, in the manufacture of semiconductor devices, a semiconductor wafer is subjected to oxidation diffusion processing, CVD processing and the like. Especially recently, 0.4 μm to 0.2 μm
As the design rules of semiconductor devices have become finer and the diameter of semiconductor wafers has increased from 8 inches to 12 inches, rapid thermal processing equipment has been developed to support such ultra-thin film forming technology for large areas. Development is an urgent issue.

【0003】具体的に説明すると、半導体ウエハのプロ
セス処理では、サーマルバジェット(熱履歴)を小さく
することが必須の条件であり、例えば50〜100Åの
ドーピング処理、ゲート酸化膜やキャパシター絶縁膜の
極薄膜形成においては、急速熱処理すなわち短時間で熱
処理を行うことが不可欠である。また、例えばPN接合
を0.1μm以下と浅くして、低抵抗化を図り、任意形
状表面への接合形成を可能にするためには、接合時の膜
劣化や結晶欠陥の発生を防止する必要があるが、PN接
合の活性領域が狭いために急速熱処理を行うことが必要
である。
Specifically, in the process processing of a semiconductor wafer, it is an essential condition to reduce the thermal budget (thermal history). For example, a doping process of 50 to 100 Å, a gate oxide film or a capacitor insulating film In forming a thin film, rapid thermal processing, that is, thermal processing in a short time is essential. Further, for example, in order to reduce the resistance by making the PN junction as shallow as 0.1 μm or less and enable the formation of the junction on the surface of an arbitrary shape, it is necessary to prevent the film deterioration and the occurrence of crystal defects at the time of the junction. However, rapid thermal processing is required because the active region of the PN junction is narrow.

【0004】また、例えばLOCOS酸化膜の形成にお
いては、隣接するLOCOS酸化膜の圧縮応力が熱サイ
クルによる相乗効果で拡大し、表面電位の変動、リーク
電流、耐圧等の信頼性の低減が生じやすいが、これを防
止するためには急速熱処理により熱サイクルを低減する
ことが必要である。また、例えば高誘電体材料を使用し
てキャパシター絶縁膜を形成する場合には、メタルオキ
サイド(Ta2 5 等)、ポリイミド(パッシベーショ
ン膜)等の成膜を可能にするメタル成膜とドーピングが
できる複合プロセス処理が可能なシステムが必要とされ
るに至った。
In addition, for example, in the formation of a LOCOS oxide film, the compressive stress of the adjacent LOCOS oxide film expands due to a synergistic effect due to the thermal cycle, and the reliability of surface potential fluctuation, leak current, breakdown voltage, etc. is likely to decrease. However, in order to prevent this, it is necessary to reduce the thermal cycle by rapid thermal processing. Further, for example, when a capacitor insulating film is formed using a high dielectric material, metal film formation and doping that enable film formation of metal oxide (Ta 2 O 5, etc.), polyimide (passivation film), etc. It has become necessary to develop a system that can handle complex processes.

【0005】そして、半導体ウエハの径が8インチから
12インチへと大径化しつつある現状においては、半導
体ウエハの中央部と周辺部との温度差を小さくして均一
に急速熱処理ができ、半導体ウエハに生じやすいスリッ
プ、歪、ソリの低減化を図り、半導体デバイスの製作上
不都合が生じないようにする必要がある。
In the present situation where the diameter of the semiconductor wafer is increasing from 8 inches to 12 inches, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer can be made small and uniform rapid thermal processing can be performed. It is necessary to reduce slips, distortions, and warps that are likely to occur on a wafer so as to avoid inconvenience in manufacturing semiconductor devices.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の縦型の枚葉式熱
処理装置においては、一端に出入口を有し内部に被処理
体が配置される筒状の反応管と、この反応管を取囲むよ
うに配置された加熱源とを備えてなり、半導体ウエハを
出入口から反応管の処理空間に移動させ、反応管の出入
口を蓋部材により塞いだ状態で加熱源により熱処理を行
っている。しかし、反応管の出入口側部分においては、
半導体ウエハの出し入れをする際に蓋部材を開くため、
反応管内部の熱が逃げやすく、そのため反応管の出入口
側部分の温度低下が大きくなり、半導体ウエハの移動中
における面内温度の均一性が悪くなる問題があった。
In a conventional vertical single-wafer heat treatment apparatus, a cylindrical reaction tube having an inlet / outlet at one end and in which an object to be treated is arranged, and the reaction tube is surrounded. The semiconductor wafer is moved from the inlet / outlet to the processing space of the reaction tube, and heat treatment is performed by the heating source in a state where the inlet / outlet of the reaction tube is closed by the lid member. However, at the inlet / outlet side of the reaction tube,
To open the lid member when loading and unloading semiconductor wafers,
There is a problem that heat inside the reaction tube easily escapes, which causes a large decrease in temperature at the inlet / outlet side portion of the reaction tube, resulting in poor uniformity of in-plane temperature during movement of the semiconductor wafer.

【0007】一方、加熱源によって反応管の出入口側部
分の温度が低下しないように制御することもできるが、
蓋部材を開けると反応管の出入口側部分の温度低下が急
激であるため、加熱源による温度制御では却って反応管
の出入口側部分の温度が所定の適正な温度よりも高くな
りすぎ、十分な制御が困難である問題があった。本発明
の目的は、反応管の出入口から被処理体を出し入れする
際に、反応管内の急激な温度変化を防止することがで
き、被処理体を安定に熱処理することができる熱処理装
置を提供することを目的とする。
On the other hand, it is possible to control the temperature of the inlet / outlet side portion of the reaction tube so as not to drop by the heating source.
When the lid member is opened, the temperature of the inlet / outlet side of the reaction tube drops sharply.Therefore, temperature control by the heating source causes the temperature of the inlet / outlet side of the reaction tube to rise above the prescribed appropriate temperature, and sufficient control is required. There was a problem that is difficult. An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of preventing a rapid temperature change in the reaction tube when the object to be treated is taken in and out from the inlet and outlet of the reaction tube, and capable of stably heat treating the object to be treated. The purpose is to

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の熱処理装置は、一端に出入口を有し内部に
被処理体が配置される筒状の反応管と、この反応管を取
囲むように配置された加熱源とを備えてなる熱処理装置
において、反応管の出入口側部分の肉厚を大きくしたこ
とを特徴とする。また、一端に出入口を有し内部に被処
理体が配置される筒状の反応管と、この反応管を取囲む
ように配置された加熱源とを備えてなる熱処理装置にお
いて、反応管の出入口側部分に蓄熱部材を配置したこと
を特徴とする。
In order to achieve the above object, the heat treatment apparatus of the present invention comprises a cylindrical reaction tube having an inlet / outlet at one end and in which an object to be treated is arranged, and this reaction tube. In a heat treatment apparatus provided with a heating source arranged so as to surround it, the thickness of the inlet / outlet side portion of the reaction tube is increased. Further, in a heat treatment apparatus comprising a tubular reaction tube having an inlet / outlet at one end and in which an object to be treated is arranged, and a heating source arranged so as to surround the reaction tube, the inlet / outlet of the reaction tube The heat storage member is arranged in the side portion.

【0009】[0009]

【作用】反応管の出入口側部分の肉厚を大きくしたの
で、当該出入口側部分の熱容量が大きくなり、従って、
反応管の出入口から被処理体を出し入れする際に、反応
管内の急激な温度変化が防止され、被処理体を安定に熱
処理することができる。また、反応管自体の肉厚を変化
させる代わりに、反応管の出入口側部分に蓄熱部材を配
置することにより、上記と同様の作用が発揮される。
Since the wall thickness of the inlet / outlet side portion of the reaction tube is increased, the heat capacity of the inlet / outlet side portion is increased.
When the object to be treated is taken in and out from the inlet / outlet of the reaction tube, a rapid temperature change in the reaction tube is prevented, and the object to be treated can be stably heat-treated. Further, instead of changing the wall thickness of the reaction tube itself, by disposing the heat storage member at the inlet / outlet side portion of the reaction tube, the same effect as described above is exhibited.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。なお、以
下の実施例は被処理体として半導体ウエハを使用した例
であるが、本発明では、半導体ウエハに限定されること
はなく、例えばLCD等のようにその他の被処理体を用
いることもできる。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Although the following embodiments are examples in which a semiconductor wafer is used as the object to be processed, the present invention is not limited to the semiconductor wafer, and other objects to be processed such as LCD may be used. it can.

【0011】〔実施例1〕本実施例では、半導体ウエハ
の酸化拡散装置を構成する場合について説明する。図1
は本実施例に係る熱処理装置の概略図である。Wは被処
理体としての半導体ウエハ、1は反応管、2はウエハ保
持具、3は加熱源、4は断熱材、5は蓋部材、6は移動
手段、71はガス導入管、72はガス排出管である。
[Embodiment 1] In this embodiment, a case of forming an oxidation / diffusion device for a semiconductor wafer will be described. Figure 1
FIG. 3 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to this embodiment. W is a semiconductor wafer as an object to be processed, 1 is a reaction tube, 2 is a wafer holder, 3 is a heating source, 4 is a heat insulating material, 5 is a lid member, 6 is moving means, 71 is a gas introduction tube, and 72 is a gas. It is a discharge pipe.

【0012】反応管1は、耐熱性の高い材料、例えば高
純度石英(SiO2 )等により形成され、下端に出入口
11を有し内部に半導体ウエハWが配置される筒状の形
態を有している。反応管1の肉厚は、上部から下部の出
入口側部分に至るに従って徐々に大きくなっている。例
えば上部壁1Aの肉厚が2.5mm程度、中間壁1Bの
肉厚が3.5mm程度、下部壁1Cの肉厚が5.0mm
程度である。このように出入口側部分に至るほど肉厚が
大きいので、反応管1の出入口側部分の熱容量が増大
し、蓋部材5を開いたときに反応管1の出入口側部分に
おける急激な温度変化が防止される。
The reaction tube 1 is made of a highly heat-resistant material, for example, high-purity quartz (SiO 2 ) or the like, and has a cylindrical shape having an entrance / exit 11 at the lower end and a semiconductor wafer W disposed inside. ing. The wall thickness of the reaction tube 1 gradually increases from the upper portion to the lower inlet / outlet side portion. For example, the upper wall 1A has a thickness of about 2.5 mm, the intermediate wall 1B has a thickness of about 3.5 mm, and the lower wall 1C has a thickness of 5.0 mm.
It is a degree. In this way, since the wall thickness is large toward the inlet / outlet side portion, the heat capacity of the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1 increases, and a rapid temperature change in the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1 is prevented when the lid member 5 is opened. To be done.

【0013】加熱源3は、筒状の形態を有し、反応管1
の外周を取囲むように配置されている。この加熱源3
は、3つの加熱エレメント3A,3B,3Cからなり、
それぞれ別個に温度制御ができるようになっている。加
熱源3は、例えば二ケイ化モリブデン(MoSi2 )、
鉄(Fe)とクロム(Cr)とアルミニウム(Al)の
合金線であるカンタル(商品名)線等の抵抗発熱体によ
り構成することができる。例えば二ケイ化モリブデン
(MoSi2 )は、単線として使用することができ、カ
ンタル線はコイルとして使用することができる。特に、
二ケイ化モリブデン(MoSi2 )は約1800℃の高
温にも十分に耐えることができるので、酸化拡散処理装
置用の材料としては好適である。
The heating source 3 has a cylindrical shape, and the reaction tube 1
Are arranged so as to surround the outer periphery of the. This heating source 3
Consists of three heating elements 3A, 3B, 3C,
The temperature can be controlled separately. The heating source 3 is, for example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ),
It can be constituted by a resistance heating element such as Kanthal (trade name) wire which is an alloy wire of iron (Fe), chromium (Cr) and aluminum (Al). For example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ) can be used as a single wire and Kanthal wire can be used as a coil. In particular,
Since molybdenum disilicide (MoSi 2 ) can sufficiently withstand a high temperature of about 1800 ° C., it is suitable as a material for an oxidation diffusion treatment device.

【0014】ウエハ保持具2は、半導体ウエハWを保持
するためのものであり、例えば高純度炭化ケイ素(Si
C)等のように耐熱性が優れ、かつ、汚染の少ない材料
により構成することが好ましい。特に、高純度炭化ケイ
素(SiC)は石英(SiO2 )よりも耐熱性が優れて
おり、約1200℃の高温にも十分に耐えることができ
るので、酸化拡散処理装置用の材料として好適なもので
ある。
The wafer holder 2 is for holding the semiconductor wafer W, and is made of, for example, high-purity silicon carbide (Si).
It is preferable to use a material such as C) having excellent heat resistance and little pollution. In particular, high-purity silicon carbide (SiC) has better heat resistance than quartz (SiO 2 ), and can withstand a high temperature of about 1200 ° C. sufficiently, so it is suitable as a material for an oxidation diffusion treatment device. Is.

【0015】移動手段6は、半導体ウエハWの熱処理を
行うときは半導体ウエハWを保持したウエハ保持具2を
反応管1内に上昇させ、熱処理が終了したらウエハ保持
具2を反応管1外に下降させるものである。熱処理を行
うときは、移動手段6によりウエハ保持具2に保持され
た半導体ウエハWが反応管1の上部における処理空間に
急速に上昇させられ、熱処理後は、移動手段6によりウ
エハ保持具2に保持された半導体ウエハWが反応管1の
外部に急速に下降させられる。ウエハ保持具2の移動距
離は例えば300〜600mm程度であり、移動速度は
50mm/sec以上の急速とするのが好ましい。移動
手段6の構成は、特に限定されないが、図1では、モー
タ61と、駆動軸62と、駆動アーム63とにより構成
されている。モータ61は駆動軸62に連結され、この
駆動軸62にはネジが設けられており、このネジを介し
て駆動アーム63の一端と螺合されている。モータ61
が駆動軸62を回転させると、この駆動軸62に設けら
れたネジの作用により駆動アーム63が上昇または下降
移動し、この駆動アーム63の移動に伴ってウエハ保持
具2が上昇または下降移動する。
The moving means 6 raises the wafer holder 2 holding the semiconductor wafer W into the reaction tube 1 when heat-treating the semiconductor wafer W, and moves the wafer holder 2 out of the reaction tube 1 when the heat treatment is completed. It is to lower it. When the heat treatment is performed, the semiconductor wafer W held by the wafer holder 2 is rapidly moved to the processing space above the reaction tube 1 by the moving means 6, and after the heat treatment, the semiconductor wafer W is moved to the wafer holder 2 by the moving means 6. The held semiconductor wafer W is rapidly lowered to the outside of the reaction tube 1. The movement distance of the wafer holder 2 is, for example, about 300 to 600 mm, and it is preferable that the movement speed is as rapid as 50 mm / sec or more. The configuration of the moving unit 6 is not particularly limited, but in FIG. 1, the moving unit 6 includes a motor 61, a drive shaft 62, and a drive arm 63. The motor 61 is connected to a drive shaft 62, and the drive shaft 62 is provided with a screw, and is screwed to one end of the drive arm 63 via the screw. Motor 61
When the drive shaft 62 rotates, the drive arm 63 moves up or down by the action of the screw provided on the drive shaft 62, and the wafer holder 2 moves up or down as the drive arm 63 moves. ..

【0016】半導体ウエハWの熱処理中は、回転機構6
4により半導体ウエハWがその中心を軸として回転移動
されることが好ましい。この回転機構は、例えばモータ
により構成することができる。
During the heat treatment of the semiconductor wafer W, the rotating mechanism 6
It is preferable that the semiconductor wafer W is rotationally moved about the center thereof by 4. This rotating mechanism can be constituted by, for example, a motor.

【0017】断熱材4は、例えばアルミナセラミックス
からなり、加熱源3を取囲むように配置されている。
The heat insulating material 4 is made of alumina ceramics, for example, and is arranged so as to surround the heat source 3.

【0018】反応管1には、ガス導入管71およびガス
排出管72が接続され、これらによりプロセスガスの導
入および排気が行われる。酸化拡散処理時は、ガス導入
管71から反応管1内にプロセスガスを導入し、加熱源
3による輻射熱によって、反応管1の処理空間における
温度を酸化拡散処理に必要な所定温度、例えば950〜
1200℃となるように制御する。半導体ウエハWの昇
降時は、加熱源3による輻射熱によって、反応管1の出
入口側部分の温度を200〜300℃となるように制御
する。
A gas introduction pipe 71 and a gas discharge pipe 72 are connected to the reaction pipe 1, and the process gas is introduced and exhausted by these. During the oxidative diffusion process, a process gas is introduced into the reaction tube 1 from the gas introduction pipe 71, and the temperature in the processing space of the reaction tube 1 is changed to a predetermined temperature, for example, 950 to 950 by the radiant heat from the heating source 3.
The temperature is controlled to 1200 ° C. When the semiconductor wafer W is moved up and down, the temperature of the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1 is controlled to be 200 to 300 ° C. by the radiant heat from the heating source 3.

【0019】蓋部材5は、酸化拡散処理時に反応管1の
出入口11を塞いで気密に維持するためのものであり、
半導体ウエハWを反応管1内に出し入れするたびごとに
開かれる。
The lid member 5 is for closing the inlet / outlet 11 of the reaction tube 1 during the oxidation diffusion process to maintain airtightness,
The semiconductor wafer W is opened each time it is taken in and out of the reaction tube 1.

【0020】本実施例の熱処理装置によれば、半導体ウ
エハWの昇降時には、蓋部材5を開くので、反応管1内
の熱が外部に逃げるようになる。しかし、反応管1の肉
厚は、上部から下部の出入口側部分に至るに従って徐々
に大きくなっているので、出入口側部分の熱容量が大き
く、蓋部材5を開けた際に反応管1内の熱の逃げがあっ
ても当該出入口側部分の温度低下は小さく抑制され、半
導体ウエハWを所定の適正な温度勾配に従って安定に熱
処理することができ、面内温度の均一性が向上する。
According to the heat treatment apparatus of this embodiment, the lid member 5 is opened when the semiconductor wafer W is moved up and down, so that the heat in the reaction tube 1 escapes to the outside. However, since the wall thickness of the reaction tube 1 gradually increases from the upper portion to the lower inlet / outlet side portion, the heat capacity of the inlet / outlet side portion is large, and the heat inside the reaction tube 1 when the lid member 5 is opened. Even if there is an escape, the temperature drop at the inlet / outlet side portion is suppressed to a small level, the semiconductor wafer W can be stably heat-treated in accordance with a predetermined appropriate temperature gradient, and the in-plane temperature uniformity is improved.

【0021】〔実施例2〕図2は本実施例に係る熱処理
装置の概略図であり、実施例1と同様に半導体ウエハの
酸化拡散装置を構成する場合の実施例である。本実施例
では、反応管1の肉厚を実施例1のように無段階で徐々
に大きくするのではなくて、3段階にわたり大きくした
以外は実施例1と同様である。このように反応管1の肉
厚は、段階的に大きくしてもよく、この場合にも実施例
1と同様の作用効果が発揮される。本実施例では3段階
にわたり肉厚を大きくしているが、段数は特に限定され
ず、何段であってもよい。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to the present embodiment, which is an embodiment in the case where an oxidation / diffusion apparatus for a semiconductor wafer is constructed as in Embodiment 1. This example is the same as Example 1 except that the wall thickness of the reaction tube 1 is not increased steplessly as in Example 1 but is increased in three steps. As described above, the wall thickness of the reaction tube 1 may be increased stepwise, and in this case, the same operational effect as that of the first embodiment is exhibited. In this embodiment, the wall thickness is increased in three steps, but the number of steps is not particularly limited and may be any number.

【0022】〔実施例3〕図3は本実施例に係る熱処理
装置の概略図であり、実施例1と同様に半導体ウエハの
酸化拡散装置を構成する場合の実施例である。本実施例
では、反応管1の上部にも加熱源31を設け、この加熱
源31と反応管1との間に均熱部材33を設けた以外は
実施例1と同様である。この加熱源31は、反応管1内
の処理空間に位置された半導体ウエハWの処理面に対向
するよう断熱材4の上部内壁に固定配置されている。こ
の加熱源31は、面状の形態を有しており、例えば二ケ
イ化モリブデン(MoSi2 )、鉄(Fe)とクロム
(Cr)とアルミニウム(Al)の合金線であるカンタ
ル(商品名)線等の抵抗発熱体を面状に配置することに
より構成することができる。例えば二ケイ化モリブデン
(MoSi2 )は、単線として使用することができ、カ
ンタル線はコイルとして使用することができる。特に、
二ケイ化モリブデン(MoSi2 )は約1800℃の高
温にも十分に耐えることができるので、酸化拡散処理装
置用の材料としては好適である。
[Embodiment 3] FIG. 3 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to the present embodiment, which is an embodiment in the case where an oxidation / diffusion apparatus for a semiconductor wafer is constructed as in Embodiment 1. The present embodiment is the same as the first embodiment except that a heating source 31 is also provided above the reaction tube 1 and a soaking member 33 is provided between the heating source 31 and the reaction tube 1. The heating source 31 is fixedly arranged on the upper inner wall of the heat insulating material 4 so as to face the processing surface of the semiconductor wafer W located in the processing space in the reaction tube 1. The heating source 31 has a planar form, and is, for example, Kanthal (trade name) which is an alloy wire of molybdenum disilicide (MoSi 2 ), iron (Fe), chromium (Cr), and aluminum (Al). It can be configured by arranging resistance heating elements such as wires in a plane. For example, molybdenum disilicide (MoSi 2 ) can be used as a single wire and Kanthal wire can be used as a coil. In particular,
Since molybdenum disilicide (MoSi 2 ) can sufficiently withstand a high temperature of about 1800 ° C., it is suitable as a material for an oxidation diffusion treatment device.

【0023】加熱源31の発熱面は、半導体ウエハWの
処理面と同様の形態、すなわち円形状であることが好ま
しい。また、加熱源31の外径は半導体ウエハWの外径
の2倍以上であることが好ましい。加熱源31の発熱面
は、半導体ウエハWと平行に配置されることが好まし
い。加熱源31の発熱面は、全体が一様な平面であって
もよいし、周辺部が半導体ウエハWに接近する方向に湾
曲していてもよい。
The heating surface of the heating source 31 preferably has the same shape as the processing surface of the semiconductor wafer W, that is, a circular shape. Further, the outer diameter of the heating source 31 is preferably twice or more the outer diameter of the semiconductor wafer W. The heating surface of the heating source 31 is preferably arranged parallel to the semiconductor wafer W. The heat generation surface of the heat source 31 may be a flat surface as a whole, or the peripheral portion may be curved in a direction approaching the semiconductor wafer W.

【0024】均熱部材33は、加熱源31からの輻射熱
を半導体ウエハWの処理面に垂直に向かうようにするも
のである。この均熱部材33は、例えば高純度炭化ケイ
素(SiC)等のように汚染の少ない材料により構成す
ることが好ましい。また、この均熱部材33は、加熱源
31が汚染の原因となる重金属を含む材料により構成さ
れている場合に、当該重金属による汚染を有効に防止す
る役割をも果たす。
The heat equalizing member 33 directs the radiant heat from the heating source 31 perpendicularly to the processing surface of the semiconductor wafer W. It is preferable that the heat equalizing member 33 is made of a material with less pollution such as high-purity silicon carbide (SiC). Further, the heat equalizing member 33 also plays a role of effectively preventing contamination by the heavy metal when the heating source 31 is made of a material containing a heavy metal that causes contamination.

【0025】本実施例の熱処理装置によれば、上部の加
熱源31からの輻射熱は半導体ウエハWに吸収されて熱
処理に寄与し、特に、半導体ウエハWの熱処理中におけ
る面内温度の均一性を高める効果を発揮する。また、半
導体ウエハWが反応管1の下方にあるときは、上部の加
熱源31からの輻射熱が反応管1の出入口側部分にも当
たっており、これにより加熱されるが、半導体ウエハW
が上昇して反応管1の上部の処理空間に位置されると上
部の加熱源31からの輻射熱は半導体ウエハWにほとん
ど吸収されて、反応管1の出入口側部分にはほとんど到
達せず、当該出入口側部分の温度低下を招きやすい。し
かし、反応管1の出入口側部分の肉厚が大きくて熱容量
が増大しているので、当該温度低下が小さく抑制され、
従って、当該出入口側部分が加熱エレメント3Cにより
過剰制御された場合の過熱の問題が生ずるおそれがな
い。
According to the heat treatment apparatus of this embodiment, the radiant heat from the upper heating source 31 is absorbed by the semiconductor wafer W and contributes to the heat treatment, and in particular, the in-plane temperature uniformity during the heat treatment of the semiconductor wafer W is improved. Exerts the effect of enhancing. Further, when the semiconductor wafer W is below the reaction tube 1, the radiant heat from the upper heating source 31 also hits the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1 and is heated by the semiconductor wafer W.
Is raised and positioned in the processing space above the reaction tube 1, the radiant heat from the upper heating source 31 is almost absorbed by the semiconductor wafer W, and hardly reaches the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1. The temperature at the entrance / exit side tends to decrease. However, since the thickness of the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1 is large and the heat capacity is increased, the temperature decrease is suppressed to a small level,
Therefore, there is no risk of overheating when the inlet / outlet side portion is over-controlled by the heating element 3C.

【0026】〔実施例4〕図4は本実施例に係る熱処理
装置の概略図であり、実施例1と同様に半導体ウエハの
酸化拡散装置を構成する場合の実施例である。本実施例
では、ウエハ保持具2にも加熱源32を設けた以外は、
実施例3と同様の構成である。この加熱源32は、ウエ
ハ保持具2の上昇時に当該ウエハ保持具2をあらかじめ
加熱しておくものであり、蓋部材5により反応管1を閉
じた後、反応管1内の温度が安定するまでの時間を短縮
する役割を果たす。
[Embodiment 4] FIG. 4 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to the present embodiment, which is an embodiment in the case of configuring an oxidation / diffusion apparatus for a semiconductor wafer as in Embodiment 1. In this embodiment, except that the wafer holder 2 is also provided with the heating source 32,
The configuration is the same as that of the third embodiment. The heating source 32 preheats the wafer holder 2 when the wafer holder 2 is raised, and after the reaction tube 1 is closed by the lid member 5 until the temperature inside the reaction tube 1 becomes stable. Play a role in shortening the time.

【0027】〔実施例5〕図5は本実施例に係る熱処理
装置の概略図であり、半導体ウエハのCVD装置を構成
する場合の実施例である。本実施例では、図1の実施例
において、ガス導入管およびガス排出管の構成をCVD
装置に適合するように変更し、さらに内管およびマニホ
ールドを設けたほかは実施例1と同様の構成である。8
1A,81Bはガス導入管、82はガス排出管、83は
内管、84はマニホールドである。反応管1の肉厚は、
上部から下部の出入口側部分に至るに従って徐々に大き
くなっている。また、内管83の肉厚も上部から下部の
出入口側部分に至るに従って徐々に大きくなっている。
CVDにおいては、半導体ウエハWの温度は、熱処理
中、すなわち処理空間では400〜800℃、昇降時、
すなわち出入口側部分内では100〜200℃である。
本実施例によれば、実施例1と同様の作用効果が発揮さ
れる。
[Embodiment 5] FIG. 5 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to this embodiment, which is an embodiment in the case of configuring a CVD apparatus for semiconductor wafers. In this embodiment, the structure of the gas introduction pipe and the gas discharge pipe in the embodiment of FIG.
The structure is the same as that of the first embodiment except that the inner tube and the manifold are provided so as to be changed to fit the apparatus. 8
1A and 81B are gas introduction pipes, 82 is a gas discharge pipe, 83 is an inner pipe, and 84 is a manifold. The thickness of the reaction tube 1 is
It gradually increases from the upper part to the lower entrance side part. Further, the wall thickness of the inner pipe 83 gradually increases from the upper portion to the lower inlet / outlet side portion.
In CVD, the temperature of the semiconductor wafer W is 400 to 800 ° C. during the heat treatment, that is, in the processing space, and when the temperature is raised or lowered.
That is, it is 100 to 200 ° C. in the entrance side portion.
According to this embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment are exhibited.

【0028】〔実施例6〕図6は本実施例に係る熱処理
装置の概略図であり、半導体ウエハの酸化拡散装置を構
成する場合の実施例であって、請求項2に対応する実施
例である。本実施例は、反応管1の肉厚を均一とし、反
応管1の出入口側部分に例えば高純度石英(SiO2
よりなる蓄熱部材9を配置した以外は、実施例1と同様
の構成である。このように、反応管1の肉厚は均一であ
っても、反応管1の出入口側部分に蓄熱部材9を付加す
ることによって、反応管1の出入口側部分の温度変化を
小さく抑制することができる。
[Embodiment 6] FIG. 6 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to the present embodiment, which is an embodiment in the case of forming an oxidation / diffusion device for a semiconductor wafer, and is an embodiment corresponding to claim 2. is there. In this embodiment, the wall thickness of the reaction tube 1 is made uniform, and, for example, high-purity quartz (SiO 2 ) is provided at the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1.
The structure is the same as that of the first embodiment except that the heat storage member 9 made of As described above, even if the thickness of the reaction tube 1 is uniform, by adding the heat storage member 9 to the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1, it is possible to suppress the temperature change in the inlet / outlet side portion of the reaction tube 1 to be small. it can.

【0029】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明の熱処理装置は、常圧のプロセス、減圧プロ
セス、真空プロセスのいずれにも適用することができ
る。また、酸化拡散、CVDのほか、アニール等の各種
の熱処理に適用することができる。また、被処理体とし
ては、半導体ウエハに限定されず、LCD等のその他の
面状の被処理体であってもよい。
Although the present invention has been described above based on the embodiments, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to any of a normal pressure process, a reduced pressure process and a vacuum process. Further, it can be applied to various heat treatments such as annealing in addition to oxidation diffusion and CVD. The object to be processed is not limited to the semiconductor wafer, and may be another planar object such as an LCD.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の熱処理装置によれば、反応管の
出入口から被処理体を出し入れする際に、反応管内の急
激な温度変化を防止することができ、被処理体を安定に
熱処理することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the heat treatment apparatus of the present invention, it is possible to prevent a rapid temperature change in the reaction tube when the object to be treated is taken in and out of the inlet and outlet of the reaction tube, and to heat treat the object to be treated stably. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る熱処理装置の概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2に係る熱処理装置の概略断面
図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3に係る熱処理装置の概略断面
図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4に係る熱処理装置の概略断面
図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例5に係る熱処理装置の概略断面
図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例6に係る熱処理装置の概略断面
図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a heat treatment apparatus according to Example 6 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W 半導体ウエハ 1 反応管 11 出入口 1A 上部壁 1B 中間壁 1C 下部壁 2 ウエハ保持具 3 加熱源 3A,3B,3C 加熱エレメント 31 加熱源 32 加熱源 33 均熱部材 4 断熱材 5 蓋部材 6 移動手段 61 モータ 62 駆動軸 63 駆動アー
ム 64 回転機構 71 ガス導入
管 72 ガス排出管 81A,81B
ガス導入管 82 ガス排出管 83 内管 84 マニホールド
W semiconductor wafer 1 reaction tube 11 entrance / exit 1A upper wall 1B intermediate wall 1C lower wall 2 wafer holder 3 heating source 3A, 3B, 3C heating element 31 heating source 32 heating source 33 heat equalizing member 4 heat insulating material 5 lid member 6 moving means 61 motor 62 drive shaft 63 drive arm 64 rotation mechanism 71 gas introduction pipe 72 gas discharge pipe 81A, 81B
Gas introduction pipe 82 Gas discharge pipe 83 Inner pipe 84 Manifold

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端に出入口を有し内部に被処理体が配
置される筒状の反応管と、この反応管を取囲むように配
置された加熱源とを備えてなる熱処理装置において、 反応管の出入口側部分の肉厚を大きくしたことを特徴と
する熱処理装置。
1. A heat treatment apparatus comprising a tubular reaction tube having an inlet and outlet at one end and in which an object to be treated is arranged, and a heating source arranged so as to surround the reaction tube. A heat treatment apparatus characterized in that the wall thickness of the inlet / outlet side of the pipe is increased.
【請求項2】 一端に出入口を有し内部に被処理体が配
置される筒状の反応管と、この反応管を取囲むように配
置された加熱源とを備えてなる熱処理装置において、 反応管の出入口側部分に蓄熱部材を配置したことを特徴
とする熱処理装置。
2. A heat treatment apparatus comprising a cylindrical reaction tube having an inlet / outlet at one end and in which an object to be treated is arranged, and a heating source arranged so as to surround the reaction tube. A heat treatment apparatus, wherein a heat storage member is arranged at a portion on the inlet / outlet side of the pipe.
JP4033991A 1992-01-27 1992-01-27 Heat treatment apparatus Pending JPH05206047A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4033991A JPH05206047A (en) 1992-01-27 1992-01-27 Heat treatment apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4033991A JPH05206047A (en) 1992-01-27 1992-01-27 Heat treatment apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05206047A true JPH05206047A (en) 1993-08-13

Family

ID=12401952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4033991A Pending JPH05206047A (en) 1992-01-27 1992-01-27 Heat treatment apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05206047A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130036968A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Kunihiko Suzuki Film-forming apparatus and method
KR101420126B1 (en) * 2011-06-21 2014-07-16 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Film growth apparatus and film growth method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0248012U (en) * 1988-09-22 1990-04-03
JPH0327409U (en) * 1989-07-25 1991-03-19
JPH0414011U (en) * 1990-05-29 1992-02-04

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0248012U (en) * 1988-09-22 1990-04-03
JPH0327409U (en) * 1989-07-25 1991-03-19
JPH0414011U (en) * 1990-05-29 1992-02-04

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101420126B1 (en) * 2011-06-21 2014-07-16 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Film growth apparatus and film growth method
US9598792B2 (en) 2011-06-21 2017-03-21 Nuflare Technology, Inc. Film-forming apparatus and film-forming method
US20130036968A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Kunihiko Suzuki Film-forming apparatus and method
US9194056B2 (en) * 2011-08-08 2015-11-24 Nuflare Technology, Inc. Film-forming apparatus and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3504784B2 (en) Heat treatment method
JP3348936B2 (en) Vertical heat treatment equipment
JP3474258B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
WO2003041139A1 (en) Thermal treating apparatus
JPH08250444A (en) Heat-treating device
JPH05121342A (en) Heat treatment apparatus
JP2002299329A (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method and cleaning method
JP2000182979A (en) Support for object to be treated
JP3138304B2 (en) Heat treatment equipment
JPH05206047A (en) Heat treatment apparatus
JPH05206043A (en) Heat treatment method
JP3126455B2 (en) Heat treatment equipment
JP3179806B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP3182532B2 (en) Heat treatment equipment
JP3451097B2 (en) Heat treatment equipment
JP3497317B2 (en) Semiconductor heat treatment method and apparatus used therefor
JP3151022B2 (en) Heat treatment equipment
JP3119706B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP3507548B2 (en) Heat treatment method
JPH1092754A (en) Method and device for single wafer heat treatment
JP2001291710A (en) Heat treatment device and method
JPH05299369A (en) Heat-treating device
JP3240187B2 (en) Heat treatment method and vertical heat treatment apparatus used therefor
JP3553512B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JPH0547688A (en) Heat treatment device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020702