JPH07297145A - 熱処理装置 - Google Patents

熱処理装置

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JPH07297145A
JPH07297145A JP4223295A JP4223295A JPH07297145A JP H07297145 A JPH07297145 A JP H07297145A JP 4223295 A JP4223295 A JP 4223295A JP 4223295 A JP4223295 A JP 4223295A JP H07297145 A JPH07297145 A JP H07297145A
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inner cylinder
outer cylinder
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heat treatment
semiconductor wafer
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Osamu Yokogawa
修 横川
Katsuhiko Iwabuchi
勝彦 岩渕
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Tokyo Electron Tohoku Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な処理を効率良く行うことのできる熱処
理装置を提供する。 【構成】 反応容器1が、外筒2及びこの外筒2内に同
心的に収容された内筒3により二重管構造とされ、ベー
スプレート4に外筒を係止する外筒マニホールド5の下
端部に、内筒マニホールド6によって内筒3が係止され
ている。そして、外筒2を装着したまま、内筒3だけを
取り外し、内筒3だけを洗浄することができるように構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関する。
【0002】
【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で使用される熱処理装置とし
て、省スペ―ス化、省エネルギ―化、被処理物である半
導体ウエハの大口径化および自動化への対応が容易であ
ること等の理由から縦型熱処理装置が開発されている。
【0003】このような縦型熱処理装置は、石英等から
なる円筒状の反応容器およびこの周囲を囲繞する如く設
けられたヒ―タ、均熱管、断熱材などから構成された反
応炉本体がほぼ垂直に配設されており、反応容器内に多
数の半導体ウエハを所定の間隔で棚積み収容した石英等
からなるウエハボ―トが配設されている。このウエハボ
―トは、反応炉本体下方の開放部を密閉するキャップ部
上方に塔載されており、このキャップ部とともに昇降機
構によって、反応炉本体内にその下方からロ―ド・アン
ロ―ドされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
縦型熱処理装置においては、不純物等の付着のない良好
な処理を効率良く行えるようにすることが望まれてい
る。
【0005】本発明は、このような従来技術の課題に対
処するためになされたもので、良好な処理を効率良く行
うことのできる熱処理装置を提供することを目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
外筒及びこの外筒内に同心的に収容された内筒により二
重管構造とされ、略垂直に配設された反応容器と、前記
反応容器の外側を囲繞する如く設けられた加熱用ヒ―タ
と、前記反応容器の下端部近傍に設けられた基体に前記
外筒を係止する環状の外筒支持部材と、前記外筒支持部
材の下端部に前記内筒を係止する環状の内筒支持部材
と、前記内筒支持部材の下端に当接されこの部分を気密
封止可能とされた円盤状の蓋体と、前記蓋体のほぼ中心
部を貫通する如く設けられこの貫通部に気密シール機構
が配置された回転軸と、この回転軸の上端に設けられた
タ―ンテ―ブルと、前記回転軸を駆動するモータとを有
する回転機構と、前記タ―ンテ―ブル上に設置され、半
導体ウエハが配置されたウエハボ―トが載置される保温
筒と、前記蓋体を、前記回転機構および保温筒とともに
上下動させ、前記ウエハボ―トを前記反応容器内にロ―
ド・アンロ―ドする昇降機構と、前記外筒支持部材及び
内筒支持部材の外周および下面を囲う如く円筒容器状に
形成され、下側面に前記蓋体の外径より大径の通過口が
設けられたスカベンジャ部本体と、前記通過口をおおよ
そ閉塞するシャッタ部を有するスカベンジャ部と、 前
記内筒内に処理ガスを導入する処理ガス導入管と、前記
外筒の下端部と前記内筒の下端部との間から排気を行う
排気管とを具備したことを特徴とする。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の熱
処理装置において、前記反応容器内を前記加熱用ヒ―タ
によって予め予備加熱し、この予備加熱された前記反応
容器内に前記昇降機構によって前記半導体ウエハが配置
された前記ウエハボ―トをロードして当該半導体ウエハ
に所定の処理を施すよう構成されたことを特徴とする。
【0008】請求項3記載の発明は、請求項1記載の熱
処理装置において、前記反応容器内における前記半導体
ウエハの処理が終了した後、前記反応容器内の水素パー
ジと窒素パージを行って処理ガスを除去し、窒素雰囲気
で常圧状態とした後、前記昇降機構によって前記半導体
ウエハが配置された前記ウエハボ―トをアンロードする
よう構成されたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明では、外筒支持部材及び内筒支持部材の
外周および下面を囲う如く円筒容器状に形成され、下側
面に蓋体の外径より大径の通過口が設けられたスカベン
ジャ部本体と、通過口をおおよそ閉塞するシャッタ部を
有するスカベンジャ部によって、被処理物がアンロ―ド
された際に、反応炉本体から残余の処理ガスや反応生成
物が被処理物のロ―ド・アンロ―ド位置方向に排出さ
れ、処理後の半導体ウエハに不純物として付着すること
を防止する。
【0010】また、反応容器が、外筒及びこの外筒内に
同心的に収容された内筒により二重管構造とされ、基体
に外筒を係止する環状の外筒支持部材の下端部に、内筒
支持部材により内筒が係止されているので、気密シール
部を有する外筒を装着したまま、内筒だけを取り外し、
内筒だけを洗浄することができる。これによって、洗浄
の度に真空リークチェック等を行うことなく、容易に短
時間で反応容器の洗浄を行うことができ、良好な処理を
効率良く行うことができる。なお、処理ガスは、内筒内
に供給され、内筒と外筒との間から排気されるようにな
っているので、外筒に反応生成物等が付着していても、
この反応生成物が剥離して半導体ウエハ等に付着するこ
とはない。
【0011】
【実施例】以下、本発明装置を縦型熱処理装置に適用し
た実施例について図面を参照して説明する。
【0012】反応容器1は、例えば石英からなる外筒2
と、この外筒2内に同心的に収容された例えば石英から
なる内筒3とから構成された二重管構造となっている。
外筒2はベ―スプレイト4に外筒マニホ―ルド5によっ
て固定されており、内筒3は内筒マニホ―ルド6によっ
て外筒マニホ―ルド5の下端部に固定されている。そし
て、この反応容器1を囲繞する如く加熱用ヒ―タ7、断
熱材8等が設置されて反応炉本体が構成されている。
【0013】この反応容器1の下端部、すなわち内筒マ
ニホ―ルド6の下端部は、ステンレス等からなる円盤状
のキャップ部9により気密封止部材例えばOリング10
を介して密閉されるよう構成されている。
【0014】このキャップ部9のほぼ中心部には、回転
軸11が挿通されており、この回転軸11の周囲はシ―
ル機構例えば磁性流体シ―ルユニット12によって気密
に封止されている。この回転軸11の上端は、タ―ンテ
―ブル13に固定されている。タ―ンテ―ブル13上方
には、反応容器1の内筒3と所定の間隙を保持して断熱
材等が充填された保温筒14が設置されており、保温筒
14上には多数の半導体ウエハ15を所定のピッチで積
層収容した例えば石英からなるウエハボ―ト16が搭載
されている。また、回転軸11の下端は、これらウエハ
ボ―ト16、保温筒14、タ―ンテ―ブル13およびキ
ャップ部9を反応容器1内にロ―ド・アンロ―ドする昇
降機構例えばボ―トエレベ―タ17のア―ム18内に設
置された回転機構例えばモ―タ19に接続されている。
【0015】また、ベ―スプレ―ト4の下面には、反応
容器1を支持している外筒マニホ―ルド5および内筒マ
ニホ―ルド6の外周および下面を囲うように円筒容器状
のスカベンジャ部本体20が設置されている。このスカ
ベンジャ部本体20は、アルミニウム材によって形成さ
れており、その表面には例えば陽極酸化によって形成し
た酸化アルミニウム被膜が形成されている。このスカベ
ンジャ部本体20の側面には図示を省略した排気系に接
続された排気口21が設けられており、またその下面に
は被処理物をロ―ド・アンロ―ドする際のキャップ部の
外径より大径の通過口20aが設けられている。そし
て、この通過口20aが外周に若干の間隙を残して閉塞
されるよう、図示を省略した駆動機構によって開閉自在
とされたシャッタ部22が配置されており、これらスカ
ベンジャ部本体20とシャッタ部22とによってスカベ
ンジャ部が構成されている。このシャッタ部22もスカ
ベンジャ部本体20と同様に、表面に酸化アルミニウム
被膜を有するアルミニウム材によって形成されている。
【0016】反応容器1の下端部には、内筒3内に垂設
されるL字状の処理ガス導入管23が配設されており、
この処理ガス導入管23のガス吐出部はウエハボ―ト1
6側に向けて開口されている。また、反応容器1の外筒
2下端部には、図示を省略した真空ポンプに接続された
排気管24が外筒2と内筒3との間隙から処理ガスを排
出するよう設けられている。
【0017】このような構成の縦型熱処理装置において
は、例えば 800℃程度の予備加熱状態にある反応容器1
の内筒3内に、半導体ウエハ15を収容したウエハボ―
ト16を塔載したタ―ンテ―ブル13をキャップ部9と
ともに、ボ―トエレベ―タ17により挿入し、キャップ
部9によって反応容器1を密閉する。この後、反応容器
1内を所定の真空度例えば10Torr程度に保持しながら処
理ガス導入管23から原料ガス例えば SiH2 Cl2 、HCl
、 H2 を供給して半導体ウエハ15の処理、例えばシ
リコンエピタキシャル成長を行う。
【0018】なお、このように、予め反応容器1内を予
備加熱しておくので、高スループットで効率良く処理を
行うことができる。
【0019】そして、処理を終了した後は、水素パ―ジ
と窒素パ―ジを行って処理ガスを除去し、窒素雰囲気で
常圧状態とした後、ボ―トエレベ―タ17によってウエ
ハボ―ト16を下降させる。ウエハ―ボ―ト16が所定
の位置に到達すると、シャッタ部22が閉じられるとと
もに、スカベンジャ部本体20内の排気が行われ、次の
処理サイクルの待機状態となる。
【0020】なお、このように水素パ―ジと窒素パ―ジ
を行って処理ガスを除去し、窒素雰囲気で常圧状態とし
た後ウエハ―ボ―ト16のアンロードを行うので、処理
ガスが外部に漏洩することを防止することができる。
【0021】このように、スカベンジャ部を酸化アルミ
ニウム被膜を表面に有するアルミニウム材によって形成
することにより、反応炉本体の待機状態において反応容
器内に多少の処理ガスや反応生成物が残存していても、
酸化アルミニウム被膜によって耐食性が大幅に向上して
いるため、ほとんど錆びることがない。従って、錆等の
落下による被処理物の不良発生が防止でき、スカベンジ
ャ部本来の働きを充分に発揮することができる。
【0022】また、反応容器1が、外筒2及びこの外筒
2内に同心的に収容された内筒3により二重管構造とさ
れ、ベースプレート4に外筒を係止する外筒マニホール
ド5の下端部に、内筒マニホールド6によって内筒3が
係止されているので、気密シール部を有する外筒2を装
着したまま、内筒3だけを取り外し、内筒3だけを洗浄
することができる。これによって、洗浄の度に真空リー
クチェック等を行うことなく、容易に短時間で反応容器
1の洗浄を行うことができ、清浄な雰囲気で良好な処理
を効率良く行うことができる。なお、処理ガスは、処理
ガス導入管23によって内筒3内に供給され、排気管2
4により内筒3と外筒2との間から排気されるようにな
っているので、外筒2に反応生成物等が付着していて
も、この反応生成物が剥離して半導体ウエハ15等に付
着することはない。
【0023】さらに、モ―タ19によってタ―ンテ―ブ
ル13上のウエハ―ボ―ト16を回転させながら処理を
行うので、半導体ウエハ15に均一で良好な処理を行う
ことができる。
【0024】なお、上記実施例では、スカベンジャ部を
酸化アルミニウム被膜を表面に有するアルミニウム材に
よって形成した場合について説明したが、上記したスカ
ベンジャ部を、アルミニウム材ではなくステンレス鋼か
ら形成してもよい。この場合、表面にテフロンコ―ティ
ングやニッケルメッキを施すことが好ましい。これによ
って、耐熱性を維持しつつ錆の発生を有効に防止でき、
上述した実施例と同様な効果を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の熱処理装置
によれば、良好な処理を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の縦型熱処理装置の要部を示
す縦断面図
【符号の説明】
1……反応容器、2……外筒、3……内筒、5……外筒
マニホ―ルド、6……内筒マニホ―ルド、7……加熱用
ヒ―タ、9……キャップ部、15……半導体ウエハ、1
6……ウエハボ―ト、17……昇降機構、20……スカ
ベンジャ部本体、22……シャッタ部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外筒及びこの外筒内に同心的に収容され
    た内筒により二重管構造とされ、略垂直に配設された反
    応容器と、 前記反応容器の外側を囲繞する如く設けられた加熱用ヒ
    ―タと、 前記反応容器の下端部近傍に設けられた基体に前記外筒
    を係止する環状の外筒支持部材と、 前記外筒支持部材の下端部に前記内筒を係止する環状の
    内筒支持部材と、 前記内筒支持部材の下端に当接されこの部分を気密封止
    可能とされた円盤状の蓋体と、 前記蓋体のほぼ中心部を貫通する如く設けられこの貫通
    部に気密シール機構が配置された回転軸と、この回転軸
    の上端に設けられたタ―ンテ―ブルと、前記回転軸を駆
    動するモータとを有する回転機構と、 前記タ―ンテ―ブル上に設置され、半導体ウエハが配置
    されたウエハボ―トが載置される保温筒と、 前記蓋体を、前記回転機構および保温筒とともに上下動
    させ、前記ウエハボ―トを前記反応容器内にロ―ド・ア
    ンロ―ドする昇降機構と、 前記外筒支持部材及び内筒支持部材の外周および下面を
    囲う如く円筒容器状に形成され、下側面に前記蓋体の外
    径より大径の通過口が設けられたスカベンジャ部本体
    と、前記通過口をおおよそ閉塞するシャッタ部を有する
    スカベンジャ部と、 前記内筒内に処理ガスを導入する
    処理ガス導入管と、 前記外筒の下端部と前記内筒の下端部との間から排気を
    行う排気管とを具備したことを特徴とする熱処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の熱処理装置において、 前記反応容器内を前記加熱用ヒ―タによって予め予備加
    熱し、この予備加熱された前記反応容器内に前記昇降機
    構によって前記半導体ウエハが配置された前記ウエハボ
    ―トをロードして当該半導体ウエハに所定の処理を施す
    よう構成されたことを特徴とする熱処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の熱処理装置において、 前記反応容器内における前記半導体ウエハの処理が終了
    した後、前記反応容器内の水素パージと窒素パージを行
    って処理ガスを除去し、窒素雰囲気で常圧状態とした
    後、前記昇降機構によって前記半導体ウエハが配置され
    た前記ウエハボ―トをアンロードするよう構成されたこ
    とを特徴とする熱処理装置。
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