JPH07130673A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPH07130673A JPH07130673A JP29428393A JP29428393A JPH07130673A JP H07130673 A JPH07130673 A JP H07130673A JP 29428393 A JP29428393 A JP 29428393A JP 29428393 A JP29428393 A JP 29428393A JP H07130673 A JPH07130673 A JP H07130673A
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- treatment apparatus
- electrode plates
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 重金属汚染を起こすことなく面内均一性を確
保することのできる熱処理装置を提供することにある。 【構成】 反応炉１２内に上記プロセスガスを供給する
供給路３０中に、上記プロセスガスを励起するプラズマ
発生機構５０を配置し、このプラズマ発生機構５０は、
上記供給路３０内部にて高純度材料からなる電極部材５
６を層状に配列したプラズマ発生機構で構成されている
ことを特徴としている。このため、層状に電極部材５６
が配列されていることでプロセスガスが電極部材間に導
入され、ガス分解を比較的短時間に行えることになる。
しかも、プロセスガスの供給通路内にプラズマ生成のた
めの機構が設けられているので、熱損失を生じることが
ない。
保することのできる熱処理装置を提供することにある。 【構成】 反応炉１２内に上記プロセスガスを供給する
供給路３０中に、上記プロセスガスを励起するプラズマ
発生機構５０を配置し、このプラズマ発生機構５０は、
上記供給路３０内部にて高純度材料からなる電極部材５
６を層状に配列したプラズマ発生機構で構成されている
ことを特徴としている。このため、層状に電極部材５６
が配列されていることでプロセスガスが電極部材間に導
入され、ガス分解を比較的短時間に行えることになる。
しかも、プロセスガスの供給通路内にプラズマ生成のた
めの機構が設けられているので、熱損失を生じることが
ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱理装置に関し、特
に、拡散、酸化、アニール、成膜等に用いられる熱処理
装置におけるプロセスガスの供給構造に関する。
に、拡散、酸化、アニール、成膜等に用いられる熱処理
装置におけるプロセスガスの供給構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、減圧処理装置のひとつで
ある熱処理装置では、熱処理部内を真空雰囲気下に設定
したうえで、拡散、酸化、アニールあるいは成膜等の熱
処理が半導体ウェハ等の被処理体に対して行われる。こ
のような真空雰囲気の設定は、大気中の酸素や水分等の
不純物が被処理体上に付着するのを防止するための処置
である。このため、熱処理部の排気系には排気ポンプが
設けられるとともに、排気ポンプと熱処理部との間に接
続されている排気経路にはトラップが配置されている。
このトラップでは、熱処理部からの不純物や反応生成物
を凝着させることで捕集し、排気ポンプ内への熱処理部
からの不純物や反応生成物が取込まれるのを防止するよ
うになっている。
ある熱処理装置では、熱処理部内を真空雰囲気下に設定
したうえで、拡散、酸化、アニールあるいは成膜等の熱
処理が半導体ウェハ等の被処理体に対して行われる。こ
のような真空雰囲気の設定は、大気中の酸素や水分等の
不純物が被処理体上に付着するのを防止するための処置
である。このため、熱処理部の排気系には排気ポンプが
設けられるとともに、排気ポンプと熱処理部との間に接
続されている排気経路にはトラップが配置されている。
このトラップでは、熱処理部からの不純物や反応生成物
を凝着させることで捕集し、排気ポンプ内への熱処理部
からの不純物や反応生成物が取込まれるのを防止するよ
うになっている。
【０００３】図５は、上記した熱処理装置の一例を示す
図であり、同図において熱処理装置１０は、石英からな
る内筒および外筒を備えた二重管構造の反応炉１２を有
し、外筒および内筒はそれぞれステンレス等からなるマ
ニホールド１４によって支持されている。マニホールド
１４は、図示しないベースプレートに固定されている。
反応炉１２の外周近傍には、内部で所望する均熱ゾーン
を加熱するためのヒータ１６が設けられており、このヒ
ータ１６によって、均熱ゾーンが５００〜１２００℃に
設定されるようになっている。
図であり、同図において熱処理装置１０は、石英からな
る内筒および外筒を備えた二重管構造の反応炉１２を有
し、外筒および内筒はそれぞれステンレス等からなるマ
ニホールド１４によって支持されている。マニホールド
１４は、図示しないベースプレートに固定されている。
反応炉１２の外周近傍には、内部で所望する均熱ゾーン
を加熱するためのヒータ１６が設けられており、このヒ
ータ１６によって、均熱ゾーンが５００〜１２００℃に
設定されるようになっている。
【０００４】また、マニホールド１４の開口端は蓋部材
１８によって封鎖されるようになっており、蓋部材１８
の中央部には昇降可能でかつ回転可能なボートエレベー
タ２０が配置されている。そして、このボートエレベー
タ２０には、保温筒２２が、さらにその保温筒２２には
複数の被処理体を配列できるボート２４が配置されてい
る。
１８によって封鎖されるようになっており、蓋部材１８
の中央部には昇降可能でかつ回転可能なボートエレベー
タ２０が配置されている。そして、このボートエレベー
タ２０には、保温筒２２が、さらにその保温筒２２には
複数の被処理体を配列できるボート２４が配置されてい
る。
【０００５】一方、マニホールド１４には、内筒内にプ
ロセスガスを供給するための供給パイプ３０が連結され
ている。
ロセスガスを供給するための供給パイプ３０が連結され
ている。
【０００６】このような構造の熱処理装置においては、
排気通路側に設けられている排気ポンプ３２によって熱
処理炉１２内が真空雰囲気下に設定され、かつ、ヒータ
１６によって加熱された状態でプロセスガスが供給され
ることにて被処理体への成膜処理が実行される。なお、
図中、矢印で示す排気ガスの流動方向に沿って、排気通
路３４中には、トラップ手段３６、メインバルブ３８、
バイパス路４０、開閉バルブ４２がそれぞれ配置されて
いる。
排気通路側に設けられている排気ポンプ３２によって熱
処理炉１２内が真空雰囲気下に設定され、かつ、ヒータ
１６によって加熱された状態でプロセスガスが供給され
ることにて被処理体への成膜処理が実行される。なお、
図中、矢印で示す排気ガスの流動方向に沿って、排気通
路３４中には、トラップ手段３６、メインバルブ３８、
バイパス路４０、開閉バルブ４２がそれぞれ配置されて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した熱
処理装置においては、プロセスガスが常温雰囲気のまま
反応炉内に供給される場合がある。
処理装置においては、プロセスガスが常温雰囲気のまま
反応炉内に供給される場合がある。
【０００８】しかし、常温のままでプロセスガスが反応
炉内に供給された場合には、被処理体の成膜に関し、面
内均一性が確保できなくなる虞れがあった。つまり、プ
ロセスガスは、反応炉内に供給される側と排出される側
とで温度が異なり、特に、供給される側では、分解反応
温度に達していないことが多い。したがって、バッチ処
理により被処理体の成膜処理を行う場合には、プロセス
ガスの供給側と排出側とで膜厚が異なるなどの面内均一
性が確保できなくなる。
炉内に供給された場合には、被処理体の成膜に関し、面
内均一性が確保できなくなる虞れがあった。つまり、プ
ロセスガスは、反応炉内に供給される側と排出される側
とで温度が異なり、特に、供給される側では、分解反応
温度に達していないことが多い。したがって、バッチ処
理により被処理体の成膜処理を行う場合には、プロセス
ガスの供給側と排出側とで膜厚が異なるなどの面内均一
性が確保できなくなる。
【０００９】このため、プロセスガスを反応炉内に供給
する前に予熱する構造も提案されている（例えば本願出
願人の先願にかかる特開平５−６８５８号公報）。
する前に予熱する構造も提案されている（例えば本願出
願人の先願にかかる特開平５−６８５８号公報）。
【００１０】上記公報によれば、光照射やプラズマ生成
によりプロセスガスを予熱することができるようになっ
ているが、光照射の場合には、プロセスガスの供給路を
構成している石英管により透過する熱が吸収されて熱量
の低下を来すことがある。またプラズマ生成の場合に
は、プロセスガスの供給路中に金属製の発熱抵抗体を設
置すると重金属汚染が発生する原因となる。しかも、高
周波誘電加熱によって加熱されるものの、加熱領域が短
いと十分な予熱が行えなくなることもある。
によりプロセスガスを予熱することができるようになっ
ているが、光照射の場合には、プロセスガスの供給路を
構成している石英管により透過する熱が吸収されて熱量
の低下を来すことがある。またプラズマ生成の場合に
は、プロセスガスの供給路中に金属製の発熱抵抗体を設
置すると重金属汚染が発生する原因となる。しかも、高
周波誘電加熱によって加熱されるものの、加熱領域が短
いと十分な予熱が行えなくなることもある。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記従来の熱処
理装置における問題に鑑み、重金属汚染を起こすことな
く面内均一性を確保することのできる熱処理装置を提供
することにある。
理装置における問題に鑑み、重金属汚染を起こすことな
く面内均一性を確保することのできる熱処理装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、反応炉内に複数配列された
被処理体を加熱しながらプロセスガスを供給する構造を
備えた熱処理装置において、上記反応炉内に上記プロセ
スガスを供給する供給路中であって、供給路内部にて電
源側と接地側とに交互に接続された高純度材料からなる
電極部材を離間させて配列したプラズマ発生機構を設け
たことを特徴としている。
め、請求項１記載の発明は、反応炉内に複数配列された
被処理体を加熱しながらプロセスガスを供給する構造を
備えた熱処理装置において、上記反応炉内に上記プロセ
スガスを供給する供給路中であって、供給路内部にて電
源側と接地側とに交互に接続された高純度材料からなる
電極部材を離間させて配列したプラズマ発生機構を設け
たことを特徴としている。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、上記電極部材は、上記プラズマガスが酸素を含んで
いる場合、ポリシリコンによって構成されていることを
特徴としている。
て、上記電極部材は、上記プラズマガスが酸素を含んで
いる場合、ポリシリコンによって構成されていることを
特徴としている。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１におい
て、上記電極部材は、上記プラズマガスが酸素を含まな
い場合、ＳｉＣあるいはＣによって構成されていること
を特徴としている。
て、上記電極部材は、上記プラズマガスが酸素を含まな
い場合、ＳｉＣあるいはＣによって構成されていること
を特徴としている。
【００１５】
【作用】本発明では、反応炉に供給されるプロセスガス
は供給路中で分解反応温度まで加熱される。つまり、供
給路内部で、電源側と接地側とに交互に接続された高純
度材料からなる電極部材を離間させて配列したプラズマ
発生機構を通過する間に加熱されて温度を上昇させるこ
とができる。しかも、電源側及び接地側に交互に接続さ
れている電極部材を離間させて配列することで、プラズ
マとの接触機会を多くし、移動速度に対するガス分解効
率を上げることができる。
は供給路中で分解反応温度まで加熱される。つまり、供
給路内部で、電源側と接地側とに交互に接続された高純
度材料からなる電極部材を離間させて配列したプラズマ
発生機構を通過する間に加熱されて温度を上昇させるこ
とができる。しかも、電源側及び接地側に交互に接続さ
れている電極部材を離間させて配列することで、プラズ
マとの接触機会を多くし、移動速度に対するガス分解効
率を上げることができる。
【００１６】
【実施例】以下、図面に示した実施例により本発明の詳
細を説明する。
細を説明する。
【００１７】図１は、本発明実施例による熱処理装置の
全体構成を概略的に示した図であり、同図において、図
５に示したものと同じ構成部品については同符号により
示してある。
全体構成を概略的に示した図であり、同図において、図
５に示したものと同じ構成部品については同符号により
示してある。
【００１８】図１に示す実施例は、図５に示した構成と
比較して、プロセスガスの供給路中にプロセスガスをＲ
Ｆによって励起する機構を設けた点が異なる。
比較して、プロセスガスの供給路中にプロセスガスをＲ
Ｆによって励起する機構を設けた点が異なる。
【００１９】すなわち、プロセスガスの供給路３０に
は、プロセスガスのプラズマ発生機構５０が配置されて
いる。プラズマ発生機構５０は、その構成が図２に示さ
れている。
は、プロセスガスのプラズマ発生機構５０が配置されて
いる。プラズマ発生機構５０は、その構成が図２に示さ
れている。
【００２０】図２において、プラズマ発生機構５０は、
ステンレス製の筒状外殻５２を有し、プラズマガスの流
路に相当する供給通路の内部には、矢印で示すプロセス
ガスの流動方向における最上流位置に配置された平板か
らなる邪魔板５４を除いた位置から順に、上記プロセス
ガスの流動方向に沿って複数の電極板５６が層状に配列
されている。
ステンレス製の筒状外殻５２を有し、プラズマガスの流
路に相当する供給通路の内部には、矢印で示すプロセス
ガスの流動方向における最上流位置に配置された平板か
らなる邪魔板５４を除いた位置から順に、上記プロセス
ガスの流動方向に沿って複数の電極板５６が層状に配列
されている。
【００２１】これら電極板５６はプラズマ生成のための
対向電極を構成するものであり、その支持構造は、図３
および図４に示してある。
対向電極を構成するものであり、その支持構造は、図３
および図４に示してある。
【００２２】すなわち、電極板５６のうち、奇数番目と
偶数番目とは、異なる支持部を備えており、奇数番目の
電極板５６Ａは、ＲＦ電源５８に接続された電極ロッド
６０によって基部が保持され、また偶数番目の電極板５
６Ｂは、接地側に接続された電極ロッド６２によって基
部が支持されている。従って、これら各電極板５６は、
電極ロッド６０、６２によって片持ち梁状に支持されて
交互に配列されている。そして、各電極板５６の先端
は、電極ロッド６０、６２に接触しない位置まで延長さ
れており、これによって、各電極板５６同士で段違い状
に配列されていることになる。このため、電極ロッド６
０、６２には、各電極板５６の位置を規定するための間
座に相当するＳｉＣ製のスペーサ６４（図４参照）が設
けられている。
偶数番目とは、異なる支持部を備えており、奇数番目の
電極板５６Ａは、ＲＦ電源５８に接続された電極ロッド
６０によって基部が保持され、また偶数番目の電極板５
６Ｂは、接地側に接続された電極ロッド６２によって基
部が支持されている。従って、これら各電極板５６は、
電極ロッド６０、６２によって片持ち梁状に支持されて
交互に配列されている。そして、各電極板５６の先端
は、電極ロッド６０、６２に接触しない位置まで延長さ
れており、これによって、各電極板５６同士で段違い状
に配列されていることになる。このため、電極ロッド６
０、６２には、各電極板５６の位置を規定するための間
座に相当するＳｉＣ製のスペーサ６４（図４参照）が設
けられている。
【００２３】また、これら電極板５６は、厚さ方向に貫
通する孔を形成されたリング状部材で構成され、各電極
板５６の孔の中心位置を、図２において縦方向で一致さ
せてある。
通する孔を形成されたリング状部材で構成され、各電極
板５６の孔の中心位置を、図２において縦方向で一致さ
せてある。
【００２４】上記電極板５６の材料に関しては、例え
ば、プロセスガスに酸素を含む場合、ポリシリコンが用
いられ、また、プロセスガスに酸素を含まない場合、Ｓ
ｉＣ、あるいはＣを含む材料が用いられる。いずれの場
合にも、重金属などのコンタミネーションの発生を抑え
る組合せが用いられる。さらに、外殻の内表面には、石
英等の絶縁性および耐熱性の部材による保護層６６（図
２参照）が形成されている。
ば、プロセスガスに酸素を含む場合、ポリシリコンが用
いられ、また、プロセスガスに酸素を含まない場合、Ｓ
ｉＣ、あるいはＣを含む材料が用いられる。いずれの場
合にも、重金属などのコンタミネーションの発生を抑え
る組合せが用いられる。さらに、外殻の内表面には、石
英等の絶縁性および耐熱性の部材による保護層６６（図
２参照）が形成されている。
【００２５】次に作用について説明する。
【００２６】電極ロッド６０に対してＲＦ電源からの給
電が開始されるとともにプロセスガスの供給が開始され
る。
電が開始されるとともにプロセスガスの供給が開始され
る。
【００２７】プロセスガスは、図２において矢印で示す
ように、電極板５６間にプロセスガスが移動することで
プラズマが生成されることになる。
ように、電極板５６間にプロセスガスが移動することで
プラズマが生成されることになる。
【００２８】そして、プラズマを生成することで分解し
たプロセスガスは、孔を通過して反応炉１２内に導入さ
れる。
たプロセスガスは、孔を通過して反応炉１２内に導入さ
れる。
【００２９】また、電極板５６は、奇数番目および偶数
番目のものをそれぞれ単独の電極ロッド６０、６２によ
って保持するようになっているので、相対する電極板間
の電気的絶縁する必要がなく、これによって、構成が比
較的簡単になる。
番目のものをそれぞれ単独の電極ロッド６０、６２によ
って保持するようになっているので、相対する電極板間
の電気的絶縁する必要がなく、これによって、構成が比
較的簡単になる。
【００３０】なお、上記実施例では、電極板を片持ち梁
状に支持した例を示したが、このような支持構造に限ら
ないこと勿論である。
状に支持した例を示したが、このような支持構造に限ら
ないこと勿論である。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、プロセス
ガスの流路中で直接プロセスガスを分解させることがで
きる。このため、外部加熱源を設けた場合の熱損失や、
熱源回り、配管接続部の断熱冷却の必要性がなくなる。
ガスの流路中で直接プロセスガスを分解させることがで
きる。このため、外部加熱源を設けた場合の熱損失や、
熱源回り、配管接続部の断熱冷却の必要性がなくなる。
【００３２】また、本発明によれば、離間した状態で交
互に電極部材を配列してその間にプロセスガスを通過さ
せるようにしたので、プラズマ生成の機会を増やすこと
ができる。このため、プロセスガスの流路中に電極板を
配列するという簡単な構造でありながら、プロセスガス
の予熱経路を増加させたと同じ作用が得られる。
互に電極部材を配列してその間にプロセスガスを通過さ
せるようにしたので、プラズマ生成の機会を増やすこと
ができる。このため、プロセスガスの流路中に電極板を
配列するという簡単な構造でありながら、プロセスガス
の予熱経路を増加させたと同じ作用が得られる。
【図１】本発明実施例による熱処理装置の要部を模式的
に示す配管図である。
に示す配管図である。
【図２】図１に示した熱処理装置に用いられるプラズマ
発生機構の構成を説明するための断面図である。
発生機構の構成を説明するための断面図である。
【図３】図２に示したプラズマ発生機構における電極板
の構成を説明するための概略的な斜視図である。
の構成を説明するための概略的な斜視図である。
【図４】図２に示したプラズマ発生機構の電極板の支持
構造を説明するための一部断面図である。
構造を説明するための一部断面図である。
【図５】減圧処理装置の従来例を示す模式図である。
１０ 熱処理装置 １２ 反応炉 ３０ プロセスガスの供給通路 ５０ プラズマ発生機構 ５６ 電極板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/324 Ｄ Ｐ
Claims (3)
- 【請求項１】 反応炉内に複数配列された被処理体を加
熱しながらプロセスガスを供給する構造を備えた熱処理
装置において、 上記反応炉内に上記プロセスガスを供給する供給路中で
あって、上記供給路内部にて電源側及び接地側とに交互
に接続されている高純度材料からなる電極部材を離間さ
せて配列したプラズマ発生機構を設けたことを特徴とす
る熱処理装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記電極部材は、上記プラズマガスが酸素を含んでいる
場合、ポリシリコンによって構成されていることを特徴
とする熱処理装置。 - 【請求項３】 請求項１において、 上記電極部材は、上記プラズマガスが酸素を含まない場
合、ＳｉＣあるいはＣによって構成されていることを特
徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29428393A JP3154883B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29428393A JP3154883B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130673A true JPH07130673A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3154883B2 JP3154883B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17805703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29428393A Expired - Fee Related JP3154883B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154883B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09115836A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-05-02 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 薄膜蒸着装置 |
| US7900580B2 (en) | 2002-04-05 | 2011-03-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and reaction container |
| CN102931050A (zh) * | 2011-08-10 | 2013-02-13 | 中国科学院微电子研究所 | 一种新型的常压等离子体自由基清洗喷枪进气方式 |
| TWI642330B (zh) * | 2016-07-21 | 2018-11-21 | 日商國際電氣股份有限公司 | 電漿生成裝置、基板處理裝置及半導體裝置之製造方法 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP29428393A patent/JP3154883B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09115836A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-05-02 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 薄膜蒸着装置 |
| US5948167A (en) * | 1995-09-29 | 1999-09-07 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Thin film deposition apparatus |
| US7900580B2 (en) | 2002-04-05 | 2011-03-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and reaction container |
| US8047158B2 (en) | 2002-04-05 | 2011-11-01 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and reaction container |
| US8261692B2 (en) | 2002-04-05 | 2012-09-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and reaction container |
| CN102931050A (zh) * | 2011-08-10 | 2013-02-13 | 中国科学院微电子研究所 | 一种新型的常压等离子体自由基清洗喷枪进气方式 |
| TWI642330B (zh) * | 2016-07-21 | 2018-11-21 | 日商國際電氣股份有限公司 | 電漿生成裝置、基板處理裝置及半導體裝置之製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3154883B2 (ja) | 2001-04-09 |
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