JPH07297179A

JPH07297179A - 熱処理炉の排気方法および熱処理炉

Info

Publication number: JPH07297179A
Application number: JP9101294A
Authority: JP
Inventors: Kiyoo Fujinaga; 清雄藤永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ウエーハへのパーティクルの付着を防止する
とともに、排気に要する処理時間を短くする。【構成】３つの排気口３をウエーハ７とボート６の接
触部近傍に設けたことにより、反応管１内を真空引きす
る際のウエーハ７表面の気流１０は、ウエーハ７表面と
略平行で、かつウエーハ７の内側からウエーハ７の外側
に向かう方向に発生させることができ、ウエーハ７とボ
ート６との接触部近傍に多数存在するパーティクルは気
流１０とともにウエーハ７の外側に飛散し、ウエーハ７
の内側には飛散しないため、ウエーハ７表面への付着を
防止することができる。また、パーティクル対策として
従来行われてきた２段階に分けてはじめに排気速度を遅
く（スローポンピング）する必要がないため、排気に要
する処理時間を短くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱処理炉の排気方法
および熱処理炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から半導体製造装置は生産性を向上
させるためにスループットの向上と同時に発生するパー
ティクルを低減して歩留りを向上させる努力がなされて
きた。また、微細化が進みルールがサブミクロン以下に
なるとサーマルバジェットの影響による短チャンネル特
性の劣化等が問題となり、特に高温下（８００℃程度）
でウエーハを処理するＳｉＯ₂堆積用の減圧ＣＶＤにお
いて、この問題は深刻である。このため減圧ＣＶＤ等の
熱処理炉においてウエーハを熱処理する際に、ウエーハ
を反応管内に挿入、取り出しする時間および挿入後反応
管内を真空引きするための時間の短縮化が求められてい
る。よって、サブミクロンルール以降、熱処理炉のパー
ティクル低減と処理時間の短縮化の両立がさらに重要な
課題となってきている。

【０００３】従来技術において、熱処理炉はウエーハ面
内およびウエーハ間の膜厚の均一性を最重要視してき
た。その結果、膜厚の均一性向上に関しては、ウエーハ
面上の全領域にプロセスガスが均等に拡散するような反
応管の構成を実現している。一方、パーティクル低減に
関しては、反応管内を排気する際のパーティクルの巻き
上げを防止するスローポンピングが、処理時間の短縮化
に関しては、反応管の熱容量を小さくし温度リカバリー
特性を改善する方法がそれぞれなされてきたにすぎな
い。以下図面を参照しながら、従来の熱処理炉の排気方
法および熱処理炉について説明する。

【０００４】図６はポリシリコン（ｐｏｌｙＳｉ）膜を
堆積する従来の熱処理炉である縦型減圧ＣＶＤの反応管
の概略を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ），
（ｃ），（ｄ）はそれぞれ（ａ）のＡ−Ａ’，Ｂ−
Ｂ’，Ｃ−Ｃ’線における横断面図である。図７は従来
の熱処理炉である縦型減圧ＣＶＤの排気の際のウエーハ
面上での気流の向きを示す図であり、（ａ）はウエーハ
の平面図、（ｂ）はその側面図である。図８は従来の熱
処理炉である縦型減圧ＣＶＤの反応管内の温度および圧
力の変化を処理シーケンスに沿って示したものである。

【０００５】まず、従来の反応管の構成とその機能に関
して図６、図７を用いて説明する。反応管４１は、ウエ
ーハ７面内およびウエーハ７間の膜厚の均一性を向上さ
せるために、ガス導入口４５が反応管４１の外壁４１’
の下部に設けられ、導入されたプロセスガスを外壁４
１’と内壁４１”の間を通しボート４６の上部に導く間
に炉内温度まで加熱し、反応管４１の下部に設けた排気
口４３より排気する構成にしている。この構成によっ
て、反応管４１上部の外壁４１’と内壁４１”の間の全
周からボート４６上部へプロセスガスを導入し、全ウエ
ーハ７に均等にプロセスガスを行き渡らせている。ま
た、加熱用ヒーター（不図示）が反応管４１の周りを覆
い、反応管４１内を６１０℃に保っている。以下、動作
について図８を用いて説明する。

【０００６】まず、フランジ４９上の断熱部４８の上に
置かれたボート４６にウエーハ７をチャージする。つぎ
に、フランジ４９を垂直方向にもち上げることでウエー
ハ７を固定された反応管４１内にロード(a) する。ま
た、反応管４１内の温度はボート４６およびウエーハ７
の挿入と外気の巻き込みにより設定温度の６１０℃から
５７０℃まで低下する。

【０００７】つぎに、反応管４１内を真空引きするため
に、ガス導入口４５につながるバルブ（不図示）を閉
じ、排気口４３より反応管４１内のガスを排気する。そ
の際、反応管４１内のパーティクルが気流５０により巻
き上がるのを抑えるために、排気を２段階に分けて行な
っている。第１段階はスローポンプ(b) で、反応管４１
内の圧力が２０００Ｐａに達する１０分間、徐々にガス
を排気する。第２段階はメインポンプ(c) で２０００Ｐ
ａから１Ｐａ（到達圧力）まで瞬時に排気する。メイン
ポンプ(c) を４０分間行った後、つぎのステップのプロ
セスガス導入(d)に進む。

【０００８】プロセスガス（２０％ＳｉＨ₄／Ｈｅ希
釈）は、ガス導入口４５より一定量（０．８ＳＣＣＭ）
供給され、反応管４１内の圧力が５０Ｐａで一定となる
ように排気口４３への排気量を制御しながら排気され
る。設定したプロセスガス導入(d) の時間が経過し目標
とする膜厚のポリシリコン膜の堆積が終わると、スロー
リーク(e) に移り排気口４３よりガスを排気しながらガ
ス導入口４５よりＮ₂ガスを３ＳＣＣＭ（排気口４３か
らの排気量より多い）供給し徐々に反応管４１内の圧力
を上げて行く。

【０００９】さらに、５０００Ｐａに達した時点で排気
口４３からの排気を止め、反応管４１内の圧力を大気圧
に戻すリーク(f) を行なう。反応管４１内の温度は、ス
ローポンプ(b) 、メインポンプ(c) の間に設定温度の６
１０℃に安定し、アンロード(g) が始まるまで一定に保
たれる。最後に、アンロード(g) によりロード(a) と逆
の動作を行なうことでウエーハ７を取り出す。このと
き、外気が反応管４１内に巻き込まれるため、反応管４
１内の温度が低下する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成によれ
ば、スローポンプ(b) およびメインポンプ(c) の２段階
に分ける排気方法により、反応管４１内の気流５０が乱
流とならないようにすることでパーティクルの巻き上げ
を防いでいる。しかし、このような２段階排気を行って
もパーティクルの巻き上げを完全に防止するのは困難で
ある。図９は従来の縦型減圧ＣＶＤを用いて処理シーケ
ンスの違いによるパーティクルの付着具合を調べる実験
を行った結果を示す図である。図９において、７ａがウ
エーハ７のボートとの接触部であり、ウエーハ７面内の
黒点がパーティクルである。なお、パーティクルのウエ
ーハ７面内分布の測定はレーザー散乱型異物検査装置を
用いて行った。

【００１１】図９-(1)に示すように、ロード(a) とアン
ロード(b) ではパーティクルの付着は少ないが、図９-
(2),(3)に示すように、スローポンプ(b) とメインポン
プ(c)を含む条件においては多数のパーティクルが付着
していることが分かる。また、図９-(3)では、プロセス
ガス導入(d) を行いポリシリコン膜を３３０ｎｍ堆積し
た条件において付着したパーティクルの断面を観察した
ところ、パーティクルは堆積膜の下であった。

【００１２】この原因を解析したところ、以下のように
パーティクルがウエーハ７表面に付着することが判明し
た。ボート４６にウエーハ７をチャージする時やボート
４６を反応管４１内に挿入する時に、ウエーハ７とボー
ト４６の接触部が摺動し多数のパーティクルが発生す
る。発生したパーティクルは接触部近傍に溜まる。反応
管４１内を真空引きするために排気口４３よりガスを排
気するが、このときウエーハ７表面の気流５０は、ウエ
ーハ７とボート４６の接触部からウエーハ７の中心へ向
かう方向となる。この気流５０に乗って接触部近傍に多
数溜まったパーティクルがウエーハ７表面に飛散し付着
する。付着したパーティクルの粒径は、１μｍ以下のも
のが大半であり、サブミクロン以下のルールのデバイス
では付着したパーティクルのほとんどがデバイスに致命
的な特性不良をもたらすキラー欠陥となる。また、３つ
の接触部のうちパーティクルの発生が顕著なのは１つの
接触部であった。これはこの接触部の慴動が最も激しい
からであることも判明した。

【００１３】このような気流５０によるパーティクルの
巻き上げは、スローポンプ(b) 時の排気速度をさらに小
さくすれば抑制できる。しかし、排気速度が大きければ
大きな粒径のパーティクルが巻き上げられ、排気速度を
小さくしても巻き上げられるパーティクルの粒径が小さ
くなるにすぎず本質的な解決とならない。ウエーハ７に
付着したパーティクルの粒径が小さくても工程を経るに
つれその大きさを増し、最終的にキラー欠陥となる大き
さまで成長する場合もある。また、排気速度を小さくす
ることはスローポンプ(b) 時間が長くなって余分な熱処
理を受けたりスループットの低下の原因となる。ここで
は、ポリシリコン膜の例を示しているが、ＳｉＯ₂膜堆
積用の減圧ＣＶＤにおいては８００℃程度の高温が必要
となり、この問題はさらに重要となる。

【００１４】以上のように、スローポンプ(b) およびメ
インポンプ(c) の排気時に、ウエーハ７表面における気
流５０が、ウエーハ７とボート４６の接触部からウエー
ハ７の中心へ向かうため、ウエーハ７とボート４６の接
触部に発生したパーティクルをウエーハ７表面に飛散さ
せることとなり、その結果、付着したパーティクルがキ
ラー欠陥を生成し、デバイス歩留りを低下させる。ま
た、スローポンプ(b) 時の排気速度を小さくすれば、あ
る程度パーティクルの巻き込みを防げるが、その分スロ
ーポンプ(b) の時間が長くなり、スループットの低下や
サーマルバジェットの影響によるデバイスの特性不良が
生じ、パーティクルの低減とスループット向上およびサ
ーマルバジェットの影響改善とを実現することは困難で
あった。

【００１５】この発明の目的は、上記問題点を解決する
もので、ウエーハへのパーティクルの付着を防止すると
ともに、排気に要する処理時間を短くすることのできる
熱処理炉の排気方法および熱処理炉を提供することであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の熱処理炉
の排気方法は、周辺部をボートによって保持されたウエ
ーハを反応管内に載置してウエーハ表面に減圧気相成長
法によって薄膜を形成する熱処理炉の排気方法であっ
て、反応管内を真空引きする際に、ウエーハ表面と略平
行で、かつウエーハの内側から外側に向かう方向の気流
を発生させることを特徴とする。

【００１７】請求項２記載の熱処理炉は、周辺部をボー
トによって保持されたウエーハを反応管内に載置して前
記ウエーハ表面に減圧気相成長法によって薄膜を形成す
る熱処理炉であって、反応管内を真空引きする際に、前
記ウエーハ表面と略平行で、かつ前記ウエーハの内側か
ら外側に向かう方向の気流を発生させるようにしたこと
を特徴とする。

【００１８】請求項３記載の熱処理炉は、周辺部をボー
トによって保持されたウエーハを反応管内に載置してウ
エーハ表面に減圧気相成長法によって薄膜を形成する熱
処理炉であって、反応管に内部を真空引きするための排
気口を有し、排気口または排気口に通じる吸込口をウエ
ーハとボートとの接触部近傍に設けたことを特徴とす
る。

【００１９】請求項４記載の熱処理炉は、請求項３記載
の熱処理炉において、ボートによって複数のウエーハが
間隔をもって層状に保持されている。請求項５記載の熱
処理炉は、請求項３または４記載の熱処理炉において、
排気口または排気口に通じる吸込口をウエーハの全周に
渡る周辺近傍に設けている。

【００２０】

【作用】この発明の熱処理炉の排気方法および熱処理炉
は、反応管内を真空引きする際に、ウエーハ表面と略平
行で、かつウエーハの内側から外側に向かう方向の気流
を発生させることにより、ウエーハとボートとの接触部
近傍に多数存在するパーティクルは気流とともにウエー
ハの外側に飛散し、ウエーハの内側には飛散しないた
め、ウエーハ表面への付着を防止することができる。ま
た、パーティクル対策として従来行われてきた２段階に
分けてはじめに排気速度を遅くする必要がないため、排
気に要する処理時間を短くすることができる。

【００２１】また、この発明の熱処理炉は、反応管に内
部を真空引きするための排気口を有し、排気口または排
気口に通じる吸込口をウエーハとボートとの接触部近傍
に設けたことにより、反応管内を真空引きする際のウエ
ーハ表面の気流は、ウエーハ表面と略平行で、かつウエ
ーハの内側から外側に向かう方向に発生させることがで
き、ウエーハとボートとの接触部近傍に多数存在するパ
ーティクルは気流とともにウエーハの外側に飛散し、ウ
エーハの内側には飛散しないため、ウエーハ表面への付
着を防止することができる。また、パーティクル対策と
して従来行われてきた２段階に分けてはじめに排気速度
を遅くする必要がないため、排気に要する処理時間を短
くすることができる。

【００２２】さらに、ボートによって複数のウエーハを
間隔をもって層状に保持するようにしたことにより、複
数のウエーハを同時に処理することができる。また、排
気口または排気口に通じる吸込口をウエーハの全周に渡
る周辺近傍に設けたことにより、ウエーハを保持するボ
ートの形状や保持する位置を自由に変更可能であり、ま
た、ウエーハ全周にわたって排気速度を均等に取り易い
ので排気速度をより一層高め真空引きの時間をさらに短
縮することができる。

【００２３】

【実施例】

〔第１の実施例〕まず、この発明の第１の実施例の熱処
理炉の排気方法および熱処理炉について、図面を参照し
ながら説明する。図１はこの発明の第１の実施例の熱処
理炉の反応管の概略を示し、（ａ）はその横断面図、
（ｂ）は縦断面図である。図１において、１は反応管、
３は排気口、５はガス導入口、６はボート、７はウエー
ハ、１０は排気時の気流である。

【００２４】この反応管１はガス導入口５と３つの排気
口３を設けている。反応管１内に、ウエーハ７のほぼ半
周の片側の３箇所をボート６で固定されたウエーハ７が
挿入されている。反応管１に設けられた３つの排気口３
と、ウエーハ７とボート６の３つの接触部との位置関係
は、図１（ａ）に示すように、ウエーハ７の中心と排気
口３を結んだ直線上に接触部が位置する配置となってい
る。３つの接触部には反応管１内にウエーハ７を挿入す
るときに生じたウエーハ７とボート６の慴動により多数
のパーティクルが存在している。また、加熱用のヒータ
ー（不図示）は反応管１の周りを覆い、反応管１内を設
定温度に保っている。

【００２５】このように構成される熱処理炉の動作につ
いて説明する。ウエーハ７を反応管１内に挿入後、ガス
導入口５につながるバルブ（不図示）を閉じ、３つの排
気口３より反応管１内のガスを排気すると、反応管１内
で生じる気流１０は、ウエーハ７表面と平行で、ウエー
ハ７の内側からウエーハ７とボート６の接触部近傍を通
ってウエーハ７の外側の排気口３に向かう。したがっ
て、ウエーハ７とボート６の接触部近傍に多数存在する
パーティクルは、この気流１０と同方向に飛散するた
め、ウエーハ７表面への付着を防止できる。

【００２６】真空引きが終了すると、従来例と同様、ガ
ス導入口５よりプロセスガスを導入し所定の膜を堆積
後、大気圧に戻し、ウエーハ７を取り出して一連の動作
を終える。この実施例によれば、３つの排気口３をウエ
ーハ７とボート６の接触部近傍に設けたことにより、反
応管１内を真空引きする際のウエーハ７表面の気流１０
は、ウエーハ７表面と略平行で、かつウエーハ７の内側
からウエーハ７の外側に向かう方向に発生させることが
でき、ウエーハ７とボート６との接触部近傍に多数存在
するパーティクルは気流１０とともにウエーハ７の外側
に飛散し、ウエーハ７の内側には飛散しないため、ウエ
ーハ７表面への付着を防止することができる。また、パ
ーティクル対策として従来行われてきた２段階に分けて
はじめに排気速度を遅く（スローポンピング）する必要
がないため、排気に要する処理時間を短くすることがで
きる。なお、排気口３は、図１に示すように、ウエーハ
７とボート６の接触部の近傍とすることが最良である
が、多少ずれていても効果はある。

【００２７】なお、この実施例では、ウエーハ７とボー
ト６の接触部を３箇所としたが、ウエーハ７を保持でき
れば何箇所でも構わない。その場合に、ウエーハ７とボ
ート６の接触部の近傍に、排気口を設けてあればよい。
また、ウエーハ７の枚数は１枚としたが何枚でも構わな
い。〔第２の実施例〕つぎに、この発明の第２の実施例の熱
処理炉の排気方法および熱処理炉について、図面を参照
しながら説明する。

【００２８】図２はこの発明の第２の実施例の熱処理炉
の反応管の概略を示し、（ａ）はその横断面図、（ｂ）
は縦断面図である。図２において、１１は反応管、１３
は排気口１４に通じる吸込口、１５はガス導入口、１６
はボート、２０は排気時の気流である。第１の実施例に
対するこの第２の実施例の主たる特徴は、３つの排気口
３（図１）の代わりに、ウエーハ７の全周に渡る周辺近
傍に、排気口１４に通じる吸込口１３を設けたことであ
る。なお、吸込口１３に通じる排気口１４は反応管１１
の下部中央に設けている。また、ガス導入口１５は反応
管１１の上部に設けている。

【００２９】この実施例によれば、排気口１４に通じる
吸込口１３をウエーハ７の全周に渡る周辺近傍に設けた
ことにより、反応管１１内を真空引きする際のウエーハ
７表面の気流２０は、ウエーハ７表面と略平行で、かつ
ウエーハ７の内側（中央）からウエーハ７の外側に向か
う方向に発生させることができ、第１の実施例と同様、
パーティクルのウエーハ７表面への付着を防止すること
ができるとともに、スローポンピングする必要がないた
め、排気に要する処理時間を短くすることができる。さ
らに、ウエーハ７を保持するボート１６の形状（支持本
数）を自由に変更可能であり、また、ウエーハ７全周に
わたって排気速度を均等に取り易いので排気速度をより
一層高め真空引きの時間をさらに短縮可能となる。

【００３０】なお、この実施例では、１つの吸込口１３
をウエーハ７の全周に渡る周辺近傍に設けたが、例え
ば、吸込口１３をいくつかに区切って数個としてもよ
い。また、ウエーハ７の枚数は１枚としたが何枚でも構
わない。〔第３の実施例〕つぎに、この発明の第３の実施例の熱
処理炉である縦型減圧ＣＶＤの排気方法および熱処理炉
について、図面を参照しながら説明する。

【００３１】図３は第３の実施例のポリシリコン膜を堆
積する縦型減圧ＣＶＤの反応管の概略を示し、（ａ）は
その縦断面図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ
（ａ）のＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’線における横断
面図である。図４は第３の実施例の縦型減圧ＣＶＤの排
気の際のウエーハ面上での気流の向きを示す図であり、
（ａ）はウエーハの平面図、（ｂ）はその側面図であ
る。図５は第３の実施例の縦型減圧ＣＶＤの反応管内の
温度および圧力の変化を処理シーケンスに沿って示した
ものである。図３，図４において、３１は反応管、３２
は反応管３１の内壁３１”に設けた真空排気口３３に通
じるスリット（吸込口）、３４はガス排気口、３５はガ
ス導入口、３６はボート、３８は断熱部、３９はフラン
ジ、４０は排気時の気流である。

【００３２】まず、反応管の構成とその機能に関して図
３、図４を用いて説明する。反応管３１の外壁３１’
に、ガス導入口３５と真空排気口３３およびガス排気口
３４とを設けている。ガス導入口３５とガス排気口３４
は、薄膜形成時に用いられ、ボート３６最下部にチャー
ジされたウエーハ７を含めウエーハ７面内およびウエー
ハ７間の膜厚の均一性を向上させるために、反応管３１
の下部に配置されている。プロセスガスは、ガス導入口
３５から導入され、外壁３１’と内壁３１”の間を上昇
しボート３６の上部に導かれる間に炉内温度まで加熱さ
れる。プロセスガスは、さらに減圧下（５０Ｐａ）にお
いて、ガス排気口３４より排気されることにより全ウエ
ーハ７に均等に行き渡り、膜厚の均一性の向上を達成す
る構成となっている。

【００３３】一方、真空排気口３３は、反応管３１内を
真空引きする際に用いられ、ウエーハ７とボート３６の
接触部の近傍の内壁３１”に設けられたスリット３２に
通じている。スリット３２は、ウエーハ７の中心からウ
エーハ７とボート３６の接触部へ向かって伸ばした直線
上の近傍に位置し、ボート３６の上端から下端にかけて
ボート３６の縦方向長さよりも長く設けている。

【００３４】なお、反応管３１上部の外壁３１’と内壁
３１”の間の領域は、略半周が導入したプロセスガスの
加熱用として用いられ、内壁３１”の上端は開放され、
残りの略半周が反応管３１内の排気用として用いられ、
内壁３１”の上下端は閉じている。また、加熱用ヒータ
ー（不図示）が反応管３１の周りを覆い、反応管３１内
を６１０℃に保っている。

【００３５】以下、動作について図５を用いて説明す
る。まず、フランジ３９上の断熱部３８の上に置かれた
ボート３６にウエーハ７をチャージする。このとき、ウ
エーハ７とボート３６の接触部が慴動しパーティクルが
発生する。つぎに、フランジ３９を垂直方向にもち上げ
ることでウエーハ７を固定された反応管３１内にロード
(a) する。このときにも機構の振動が生じるとウエーハ
７とボート３６の接触部が慴動しパーティクルが発生す
る。また、反応管３１内の温度は、ボート３６およびウ
エーハ７の挿入と外気の巻き込みにより設定温度の６１
０℃から５７０℃まで低下する。

【００３６】つぎのメインポンプ(c) では、反応管３１
内を真空引きするためにガス導入口３５およびガス排気
口３４につながるバルブ（不図示）を閉じ、真空排気口
３３より反応管３１内のガスを排気する。真空排気口３
３は、ウエーハ７とボート３６の接触部近傍に設けられ
たスリット３２に通じているので、ウエーハ７上で発生
する気流４０は、ウエーハ７表面と平行で、ウエーハ７
の内側からウエーハ７とボート３６の接触部近傍を通っ
てウエーハ７の外側のスリット３２に向かう。慴動によ
り発生したパーティクルは、発生した気流４０と同方向
に飛散するため、ウエーハ７表面への付着を防止でき
る。メインポンプ(c) を４０分間行うことで反応管３１
内の圧力が１Ｐａ（到達圧力）に達すると、真空排気口
３３につながるバルブ（不図示）を閉め、つぎのステッ
プのプロセスガス導入(d) に進む。

【００３７】プロセスガス（２０％ＳｉＨ₄／Ｈｅ希
釈）は、ガス導入口３５より一定量（０．８ＳＣＣＭ）
供給され、反応管３１内の圧力が５０Ｐａ一定となるよ
うに、ガス排気口３４への排気量を制御しながら排気さ
れる。設定したプロセスガス導入(d) の時間が経過し目
標とする膜厚のポリシリコン膜の堆積が終わると、スロ
ーリーク(e) に移り、ガス排気口３４よりガスを排気し
ながら、ガス導入口３５よりＮ₂ガスを３ＳＣＣＭ（ガ
ス排気口３４からの排気量より多い）供給し、徐々に反
応管３１内の圧力を上げて行く。

【００３８】さらに、５０００Ｐａに達した時点でガス
排気口３４からの排気を止め、反応管３１内の圧力を大
気圧に戻すリーク(f) を行なう。反応管３１内の温度
は、メインポンプ(c) の間に設定温度の６１０℃に安定
し、アンロード(g) が始まるまで一定に保たれる。最後
に、アンロード(g) によりロード(a) と逆の動作を行な
うことでウエーハ７を取り出す。このとき、外気が反応
管３１内に巻き込まれるため、反応管３１内の温度が低
下する。

【００３９】以上のようにこの第３の実施例では、多数
のウエーハ７の処理が可能であり、反応管３１内を真空
引きする際の各ウエーハ７における表面の気流４０は、
ウエーハ７表面と略平行で、かつウエーハ７の内側から
ウエーハ７の外側に向かう方向に発生させることがで
き、ウエーハ７とボート３６との接触部近傍に多数存在
するパーティクルは気流４０とともにウエーハ７の外側
に飛散し、ウエーハ７の内側には飛散しないため、ウエ
ーハ７表面への付着を防止することができる。また、パ
ーティクル対策として従来行われてきた２段階に分けて
はじめに排気速度を遅く（スローポンピング）する必要
がないため、排気に要する処理時間を短くすることがで
きる。

【００４０】なお、第３の実施例において、熱処理炉を
ポリシリコン膜を堆積する縦型減圧ＣＶＤとしたが、膜
種はＨＴＯ（ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｘ
ｉｄｅ）、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｗ等いずれであっても構わな
い。また、排気口を、反応管３１内の真空引きに用いる
真空排気口３３と、薄膜形成時に用いるガス排気口３４
との２つに分けたが、共用であっても構わない。ウエー
ハ７表面に対してプロセスガスの導入方向を垂直として
いるが、平行であっても構わない。ウエーハ７とボート
３６の接触部近傍の排気通路として、接触部の形に沿っ
て長方形のスリット３２を設けたが、形と数に特に制限
はない。なお、スリット３２は、ウエーハ７とボート３
６の接触部の近傍とすることが最良であるが、多少ずれ
ていても効果はある。

【００４１】以上のように上記第１〜第３の実施例によ
れば、真空引きする際のウエーハ７表面の気流を、ウエ
ーハ７表面と略平行で、ウエーハ７の内側から外側に向
かう方向に発生させることにより、ウエーハ７表面への
パーティクルの付着を防止することができるとともに、
排気に要する処理時間を短くすることができる。その結
果、歩留り向上とスループット向上とサーマルバジエッ
トの影響改善とを実現することができる。

【００４２】なお、この発明の熱処理炉は、縦型、横
型、バッチ処理、枚葉処理のいずれであっても適用でき
るものである。また、反応管内の設定温度および温度シ
ーケンスに関する制約は特にない。

【００４３】

【発明の効果】この発明の熱処理炉の排気方法および熱
処理炉は、反応管内を真空引きする際に、ウエーハ表面
と略平行で、かつウエーハの内側から外側に向かう方向
の気流を発生させることにより、ウエーハとボートとの
接触部近傍に多数存在するパーティクルは気流とともに
ウエーハの外側に飛散し、ウエーハの内側には飛散しな
いため、ウエーハ表面への付着を防止することができ
る。また、パーティクル対策として従来行われてきた２
段階に分けてはじめに排気速度を遅くする必要がないた
め、排気に要する処理時間を短くすることができる。そ
の結果、歩留り向上とスループット向上とサーマルバジ
エットの影響改善とを実現することができる。

【００４４】また、この発明の熱処理炉は、反応管に内
部を真空引きするための排気口を有し、排気口または排
気口に通じる吸込口をウエーハとボートとの接触部近傍
に設けたことにより、反応管内を真空引きする際のウエ
ーハ表面の気流は、ウエーハ表面と略平行で、かつウエ
ーハの内側から外側に向かう方向に発生させることがで
き、ウエーハとボートとの接触部近傍に多数存在するパ
ーティクルは気流とともにウエーハの外側に飛散し、ウ
エーハの内側には飛散しないため、ウエーハ表面への付
着を防止することができる。また、パーティクル対策と
して従来行われてきた２段階に分けてはじめに排気速度
を遅くする必要がないため、排気に要する処理時間を短
くすることができる。その結果、歩留り向上とスループ
ット向上とサーマルバジエットの影響改善とを実現する
ことができる。

【００４５】さらに、ボートによって複数のウエーハを
間隔をもって層状に保持するようにしたことにより、複
数のウエーハを同時に処理することができる。また、排
気口または排気口に通じる吸込口をウエーハの全周に渡
る周辺近傍に設けたことにより、ウエーハを保持するボ
ートの形状や保持する位置を自由に変更可能であり、ま
た、ウエーハ全周にわたって排気速度を均等に取り易い
ので排気速度をより一層高め真空引きの時間をさらに短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例における熱処理炉の反
応管の概略断面図である。

【図２】この発明の第２の実施例における熱処理炉の反
応管の概略断面図である。

【図３】この発明の第３の実施例における熱処理炉の反
応管の概略断面図である。

【図４】同第３の実施例における熱処理炉の排気方法を
示す図である。

【図５】同第３の実施例における熱処理炉の処理シーケ
ンスを示す図である。

【図６】従来の熱処理炉の反応管の概略断面図である。

【図７】従来の熱処理炉の排気の際のウエーハ面上での
気流の向きを示す図である。

【図８】従来の熱処理炉の処理シーケンスを示す図であ
る。

【図９】従来の熱処理炉である縦型減圧ＣＶＤを用いて
処理シーケンスの違いによるパーティクルの付着具合を
調べる実験を行った結果を示す図である。

【符号の説明】

１，１１，３１反応管３，１４排気口１３吸込口３２スリット（吸込口）３３真空排気口６，１６，３６ボート７ウエーハ１０，２０，４０気流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周辺部をボートによって保持されたウエ
ーハを反応管内に載置して前記ウエーハ表面に減圧気相
成長法によって薄膜を形成する熱処理炉の排気方法であ
って、前記反応管内を真空引きする際に、前記ウエーハ表面と
略平行で、かつ前記ウエーハの内側から外側に向かう方
向の気流を発生させることを特徴とする熱処理炉の排気
方法。
【請求項２】周辺部をボートによって保持されたウエ
ーハを反応管内に載置して前記ウエーハ表面に減圧気相
成長法によって薄膜を形成する熱処理炉であって、前記反応管内を真空引きする際に、前記ウエーハ表面と
略平行で、かつ前記ウエーハの内側から外側に向かう方
向の気流を発生させるようにしたことを特徴とする熱処
理炉。
【請求項３】周辺部をボートによって保持されたウエ
ーハを反応管内に載置して前記ウエーハ表面に減圧気相
成長法によって薄膜を形成する熱処理炉であって、前記反応管に内部を真空引きするための排気口を有し、
前記排気口または前記排気口に通じる吸込口を前記ウエ
ーハと前記ボートとの接触部近傍に設けたことを特徴と
する熱処理炉。
【請求項４】ボートによって複数のウエーハが間隔を
もって層状に保持された請求項３記載の熱処理炉。
【請求項５】排気口または排気口に通じる吸込口をウ
エーハの全周に渡る周辺近傍に設けた請求項３または４
記載の熱処理炉。