JPH07326588A - 基板の熱処理装置 - Google Patents
基板の熱処理装置Info
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Abstract
して炉内へ外気が侵入するのを抑制し、熱処理中におい
てはガス排出部付近にガスの流れの淀み部が生じないよ
うにして炉内からスムーズに排気が行なわれるように
し、熱処理品質の均一性及び再現性を高め、スループッ
トを向上させる。 【構成】 熱処理炉の内周横断面に比べて開口20が広く
なるように内壁面を幅方向全体にわたって段付き面36に
形成し、その段付き面に排気口40を開設する。排気口の
前方を覆うように炉内壁面を開口方向へ突出させて仕切
り壁34を形設し、仕切り壁先端と蓋体22との間に通気路
38が形成されるようにして、排気室35を有するガス排出
部32を構成した。
Description
ル装置やCVD装置などのように、活性又は不活性なガ
スを炉内に導入して基板に対しアニール、酸窒化、成膜
等の熱処理を施す基板の熱処理装置に関し、特に、熱処
理炉内に導入されたガスを排出するためのガス排出部に
関する。
一側面に形成された開口を通して基板を1枚ずつ搬入
し、蓋体によって開口を閉塞した後、熱処理炉内に収容
された基板に対し、熱処理炉内に活性又は不活性なガス
を導入してアニール、酸窒化、成膜、その他の各種熱処
理を施すようにした枚葉式の基板の熱処理装置において
は、熱処理品質の均一性及び再現性を高めるために、ま
た、スループットを高めるためにも、熱処理炉内へ導入
されたガスが炉内において均一な流れとなり淀みなどを
生じることなく炉内からスムーズに排出されるようにす
るとともに、基板の搬出入に際して蓋体を開放したとき
に開口を通して外部から炉内へ外気が流入するのを抑制
する必要がある。
部の構成を示す側面縦断面図である。このランプアニー
ル装置は、石英ガラス等によって扁平状で平面形状が矩
形に形成され、一側面が開口した炉本体10と、ステンレ
ス鋼等の金属材によって加工形成され、炉本体10の開口
側に一体的に付設された付設部12とから熱処理炉が構成
されている。炉本体10には、開口した側と反対の一端側
にガス導入部14が配設されており、炉本体10の熱処理室
16内に基板Wが1枚ずつ収容されるようになっている。
また、付設部12は、熱処理室16に連通した前室18を有
し、一側面に開口20が形成され、その開口20の近傍にガ
ス排出部1が配設されている。付設部12の開口20は、蓋
体22によって開閉自在に閉塞されるようになっており、
蓋体22の内側面側には、図示を省略しているが、基板W
を支持するサセプタ24に連結した連結桿が固着されてい
る。さらに、炉本体10の外方側には、上面炉壁及び下面
炉壁にそれぞれ対向するようにかつ上下で互いに直交す
る方向に、それぞれ複数本の加熱用ランプ26が列設され
ている。また、図示していないが、ガス導入部14のガス
供給口28には、配管を介してマスフローコントローラや
切替えバルブなどを備えたガス制御ユニットが流路接続
されており、そのガス制御ユニットから酸素、アンモニ
ア、窒素、アルゴン、一酸化窒素などの活性又は不活性
なガスが選択的に配管を通してガス導入部14へ供給され
るようになっている。尚、図中の30は、シール用のO−
リングである。
ール装置では、図8に付設部12側の端部の平面横断面図
を、図9に図8のIX−IX矢視端面図をそれぞれ示すよう
に、内壁面に複数個の排気口2を熱処理炉の幅方向に等
配して開設し、それらの排気口2を、排気管3を介し図
示しない排気ポンプに流路接続するようにしてガス排出
部1が構成されている。そして、ガス導入部14を通して
熱処理炉の熱処理室16内へ導入されたガスが、熱処理室
16内を基板Wの表面に沿って流れ、熱処理室16から前室
18内へ流入し、前室18内へ流入したガスが、熱処理炉の
幅方向全体にわたって等配された複数個の排気口2を通
って排出されるようになっている。
ル装置において、ガス排出部1を通しての排気動作は、
蓋体22を開放し前室18の開口20を通して基板を搬出入す
る際にも継続して行なわれ、このため、従来の装置では
以下のような問題点があった。
エハを基板Wとして扱う装置において熱処理炉の開口20
を閉塞した状態で基板Wの熱処理を行なっている最中に
は、ガス導入部14を通して熱処理室16内へ一般に3〜1
0 l/分程度のガスが導入される。そして、開口20を
開放して基板Wの搬出入を行なうときは、熱処理室16内
から熱処理時の使用ガスを完全に排出させるとともに、
熱処理室16内へ開口20を通して外部から外気が流入しな
いようにするために、通常20〜40 l/分程度の窒
素ガス等のパージ用ガスをガス導入部14から熱処理室内
16内へ導入して熱処理室内16内に流すようにしている。
この場合、ガスの流れを均一にして熱処理時の使用ガス
を速やかに完全に排出させるには、ガス排出部1からの
排気を停止させて、開口20からパージ用ガスと一緒に使
用ガスを排出させるようにすることが考えられる。しか
しながら、そのような方法による場合は、ガス排出部1
に接続される配管中に介挿されて排気を停止させるバル
ブの信頼性に現状では問題があるため、熱処理しようと
する基板を炉内へ搬入した後蓋体22によって開口20を閉
塞した時にバルブの動作時間との関係で炉内の圧力上昇
を引き起こす恐れがあり、また、熱処理時の使用ガスが
危険性ガスであるようなときは、作業者を危険にさらす
ことになる。従って、現実には、開口20を開放して基板
Wの搬出入を行なうときも、継続してガス排出部1から
の排気を行なう必要がある。
開口20を開放した状態で、熱処理室16内へ導入され熱処
理室16から前室18内へ流入したガスを排気口2を通して
吸引し排出しようとしたときは、各排気口2の周辺で局
所的に速いガスの流れが発生し、外部から熱処理室16内
へ向かう流れが生じる。この結果、図11に示すように、
外部から排気口2と排気口2との間の空間を通って熱処
理室16内へ外気5が侵入し、熱処理室16内が加熱されて
いる状態では、対流によって熱処理室16の内部まで外気
5が到達する、といったことが起こる。これにより、基
板Wを炉内へ搬入し蓋体22によって開口20を閉塞した後
にも大気成分が炉内に残存し、基板Wを熱処理したとき
に悪影響を及ぼす、といった問題点がある。また、熱処
理前に不活性ガスによるパージの時間を長くして炉内か
ら大気成分を完全に排出する、といった方法を採ること
も考えられるが、その場合には、スループットの低下を
来たしたり、ガス消費量が増大してランニングコストが
上昇する、といった問題点がある。
壁面に開設された排気口2を通して排気が行なわれる
と、図7ないし図9にそれぞれ示したように、排気口2
の形成位置と蓋体22との間にガスの流れの淀み部4が発
生する。この結果、導入ガスの種類を変更しようとする
際に、熱処理室16内におけるガス置換がスムーズに行な
われなくなるため、ガス置換の時間を長くする必要があ
り、スループットが低下する、といった問題点がある。
されたものであり、熱処理炉内へ基板を搬出入する際に
外部から開口を通して炉内へ外気が侵入するのを抑制す
るとともに、熱処理中においてはガス排出部付近にガス
の流れの淀み部を生じることなく炉内からスムーズに排
気が行なわれるようにし、もって、熱処理品質の均一性
及び再現性を高めるとともに、スループットを向上させ
ることができる枚様式の基板の熱処理装置を提供するこ
とを目的とする。
の開口近傍に配設されるガス排出部を、前記熱処理炉の
前記開口の幅方向にわたって当該開口に沿って前記一側
面に臨む排気室を形成して、該排気室に排気口を開設す
るとともに、前記熱処理炉と前記排気室との間の仕切り
壁を、前記開口を閉塞した前記蓋体と当該仕切り壁の先
端との間に幅方向にわたって通気路を形成するように構
成した。上記した蓋体と仕切り壁の先端との間に形成さ
れる通気路は、幅方向全体にわたって連続したスリット
状に形成することが望ましい。
に配設されるガス排出部を、熱処理炉の内周横断面に比
べて開口が広くなるように開口付近の少なくとも上部内
壁面又は下部内壁面を幅方向全体にわたって段付き面に
形成し、その段付き面に排気口を開設するとともに、前
記排気口の前方を覆うように熱処理炉の内壁面を前記開
口の方向へ突出させ、かつ、その突出した先端と開口を
閉塞した蓋体との間に通気路が形成されるように仕切り
壁を形設することにより構成した。
理基板が収容される熱処理室を有する炉本体と、この炉
本体の開口側に一体的に付設され前記熱処理室に連通し
た前室を有する付設部とから構成し、前記付設部に上記
のガス排出部を形設するようにすることができる。
の熱処理装置においては、熱処理炉の開口を開放しその
開口を通して基板の搬出入を行なう場合に、熱処理炉の
一端側のガス導入部から炉内へ導入されて他端側の開口
付近まで流動してきたパージ用ガスは、仕切り壁を迂回
するようにして、排気室、又は段付き面に開設された排
気口に流入し、ガス排出部から排気される。このよう
に、パージ用ガスは、炉内壁面に開設された排気口に直
接流入するのではなく、炉内から仕切り壁を迂回した後
に排気口に流入するので、排気口の周辺では局所的に速
いガスの流れが発生することがあっても、熱処理炉の開
口付近においてはその幅方向全体にわたり均一なガスの
流れとなって、従来の装置のように開口付近で局所的に
速いガスの流れが発生したりすることがない。しかも、
開口周辺の外気は、仕切り壁によって炉内空間とは隔て
られた排気口の方向へ吸引される。従って、外部から炉
内へ向かう流れが生じることはなく、開口を通して炉内
へ外気が侵入するのが抑制される。
ら炉内へ導入され炉内部を流れて開口付近まで流動した
活性又は不活性なガスは、仕切り壁の先端と開口を閉塞
した蓋体の内側面との間に形成された通気路を通った
後、仕切り壁によって炉内空間と隔てられた排気口に流
入するので、炉内空間の末端位置である蓋体付近におい
てガスの流れの淀み部が発生することはない。従って、
導入ガスの種類を変更しようとする際に、ガスの置換が
スムーズに行なわれることになる。
成される通気路を、幅方向全体にわたって連続したスリ
ット状に形成すれば、熱処理中のガスの排出はよりスム
ーズに行なわれ、ガス排出部におけるガスの淀み部の発
生はより顕著に抑制される。また、付設部にガス排出部
を設けることで、炉本体に施す加工は簡易なものでよく
なり、熱処理炉を容易に製作することができる。
を参照しながら説明する。
ール装置に適用した場合の1実施例を示し、図1は、ラ
ンプアニール装置の主要部の構成を示す側面縦断面図で
あり、図2は、その一端側を部分拡大して示す側面縦断
面図、図3は、同じく平面横断面図、図4は、図3のIV
−IV矢視端面図である。これらの図において、上記した
従来のランプアニール装置と共通する構成要素について
は、図7ないし図9で使用した符号と同一符号を付して
あり、その説明を省略する。
ガス排出部の構成が相違する。すなわち、この装置で
は、炉本体10は石英ガラス材により形成され、その開口
側にはステンレス鋼により形成された付設部12が付設さ
れている。付設部12の開口20側には、その開口20の下側
に、その幅方向全体にわたって開口20面から炉本体10側
へ切除形成した排気室35が設けられる。そして、前室18
と排気室35との間に形成される仕切り壁34は、その先端
が開口20面よりも内側すなわち炉本体10側に位置するよ
うに切除形成される。これにより、開口20を蓋体22で閉
塞した状態では、仕切り壁34の先端面と蓋体22の内側面
との間に、熱処理炉の幅方向全体にわたって延びる連続
したスリット状の通気路38が形成されることとなる。
ら見ると、開口20側における下部内壁面は、熱処理炉の
熱処理室16の内周横断面の高さhよりも広くなるよう高
さHの段付き面36に形成されている。そして、排気室35
の下面となる段付き面36には、複数個の排気口40を、熱
処理炉の幅方向に等配して仕切り壁34の下面に対向する
ように開設し、それらの排気口40を、排気管42を介して
図示しない排気ポンプに流路接続することにより、ガス
排出部32が構成されている。
たこのランプアニール装置では、蓋体22を閉塞しての熱
処理中において、ガス導入部14から熱処理室16内へ導入
された活性又は不活性なガスは、熱処理室16内を流れて
前室18内へ流入し、仕切り壁34の先端面と開口20を閉塞
した蓋体22の内側面との間に形成された通気路38を通
り、仕切り壁34の下面、付設部12の下面壁部の凹状端
面、段付き面36及び蓋体22の内側面で囲まれた排気室35
へ流入した後、段付き面36に形成された複数個の排気口
40に流入し、排気管42を通って排気される。このよう
に、熱処理室16内へ導入されたガスは、基板Wが収容さ
れている炉内空間から、その末端位置に形成されかつ熱
処理炉の幅方向全体にわたって連続したスリット状に形
成された通気路38を通って流出し、仕切り壁34によって
炉内空間と隔てられた排気口40を通して排気されるの
で、図2ないし図4に示すように、炉内空間の末端位置
である蓋体22付近においてガスの流れの淀み部が発生す
ることはない。従って、熱処理室16へ導入するガスの種
類を変える際には、ガスの置換がスムーズに行なわれ
る。
開口20を通して基板の搬出入を行なう場合においては、
ガス導入部14から熱処理室内16内へ通常20〜40 l
/分程度の窒素ガス等のパージ用ガスが導入され熱処理
室内16内に流されるが、開口20付近まで流動してきたパ
ージ用ガスは、仕切り壁34の下面、付設部12の下面壁部
の凹状端面及び段付き面36で囲まれた排気室35側へ回り
込み、開口20周辺の外気6と一緒に、段付き面36に開設
された複数個の排気口40に吸引され、排気管42を通って
排気される。従って、炉内空間と仕切り壁34によって下
方に隔てられた排気口40の周辺では、局所的に速いガス
の流れが発生することはあるが、開口20付近では、熱処
理炉の幅方向において均一なガスの流れとなり、局所的
に速いガスの流れが発生したりすることがない。このた
め、従来装置のように、外部から炉内へ向かう速いガス
の流れが生じることはなく、開口20を通して炉内へ外気
が侵入するのが抑制される。
ニール装置に適用した場合について説明したが、この発
明は、ランプアニール装置に限らず、活性又は不活性な
ガスを炉内に導入して基板を枚様式で熱処理する装置、
例えばCVD装置等についても同様に適用し得る。ま
た、上記実施例に示したようなランプアニール装置で
は、熱処理炉が、石英ガラス等によって形成された炉本
体と、ステンレス鋼等の金属材によって加工形成された
付設部とから構成されており、付設部にガス排出部を設
けているので、炉本体に施す加工は簡易なものでよくな
り、熱処理炉を容易に製作することができるが、同一材
料で形成された一体構造の熱処理炉を備え、その熱処理
炉の一端側に開口、段付き面、排気口及び仕切り壁が形
設された構成の装置にも、この発明は適用し得る。さら
に、図示例の装置では、排気室、仕切り壁、段付き面及
び排気口を熱処理炉の下面壁部に形成するようにしてい
るが、それらを上面壁部或いは上面壁部と下面壁部との
両方、さらには全周壁部に形成するようにしてもよい。
また、図示例の装置では、段付き面に複数個の排気口を
熱処理炉の幅方向に等配して開設するようにしている
が、それに代えて、熱処理炉の幅方向に延びるスリット
状の排気口を開設するようにしてもよい。
の先端との間に形成される通気路を、幅方向全体にわた
って連続したスリット状に形成しているが、必ずしも連
続したスリット状でなくてもよく、例えば図6に示すよ
うに不連続なスリット状のものであってもよい。
かつ作用するので、この発明に係る基板の熱処理装置を
使用すれば、熱処理炉の一側面の開口を開放した状態で
その開口を通して熱処理炉内へ基板を搬出入する際に、
外部から開口を通して炉内へ外気が侵入するのが抑制さ
れ、また、熱処理中においては、ガス排出部付近にガス
の流れの淀み部が生じることがなく炉内からの排気がス
ムーズに行なわれるため、基板の熱処理品質の均一性及
び再現性を高めるとともに、スループットを向上させる
ことができる。
の1実施例を示し、ランプアニール装置の主要部の構成
を示す側面縦断面図である。
側面縦断面図である。
側面縦断面図であって、蓋体を開放し開口を通して基板
の搬出入を行なうときの状態を示した図である。
る。
す側面縦断面図である。
平面横断面図である。
側面縦断面図であって、蓋体を開放し開口を通して基板
の搬出入を行なうときの状態を示した図である。
形成される通気路 40 排気口 42 排気管
Claims (4)
- 【請求項1】 全体が扁平状をなし、一側面に蓋体によ
って開閉自在に閉塞される開口が形成され、被処理基板
を1枚ずつ収容する熱処理炉を有し、 前記開口に対向する一端側にガス導入部が配設され、他
端側の、前記開口の近傍にガス排出部が配設された基板
の熱処理装置において、 前記ガス排出部には、 前記熱処理炉の前記開口の幅方向にわたって当該開口に
沿って前記一側面に臨む排気室を形成して、該排気室に
排気口を開設するとともに、 前記熱処理炉と前記排気室との間の仕切り壁を、前記開
口を閉塞した前記蓋体と当該仕切り壁の先端との間に幅
方向にわたって通気路を形成するように構成したことを
特徴とする基板の熱処理装置。 - 【請求項2】 仕切り壁を、熱処理炉の開口を閉塞した
蓋体と当該仕切り壁の先端との間に幅方向全体にわたっ
て連続したスリット状の通気路を形成するように構成し
た請求項1記載の基板の熱処理装置。 - 【請求項3】 全体が扁平状をなし、一側面に蓋体によ
って開閉自在に閉塞される開口が形成され、被処理基板
を1枚ずつ収容する熱処理炉を有し、 前記開口に対向する一端側にガス導入部が配設され、他
端側の、前記開口の近傍にガス排出部が配設された基板
の熱処理装置において、 前記ガス排出部を、 前記熱処理炉の内周横断面に比べて前記開口が広くなる
ように開口付近の少なくとも上部内壁面又は下部内壁面
を幅方向全体にわたって段付き面に形成し、その段付き
面に排気口を開設するとともに、 前記排気口の前方を覆うように熱処理炉の内壁面を前記
開口の方向へ突出させ、かつ、その突出した先端と開口
を閉塞した蓋体との間に通気路が形成されるように仕切
り壁を形設して構成したことを特徴とする基板の熱処理
装置。 - 【請求項4】 熱処理炉が、一側面が開口し被熱処理基
板が収容される熱処理室を有する炉本体と、この炉本体
の開口側に一体的に付設され前記熱処理室に連通した前
室を有する付設部とから構成され、前記付設部に前記ガ
ス排出部が形設された請求項1ないし請求項3の何れか
に記載の基板の熱処理装置。
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