JPH0737827A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JPH0737827A JPH0737827A JP19880793A JP19880793A JPH0737827A JP H0737827 A JPH0737827 A JP H0737827A JP 19880793 A JP19880793 A JP 19880793A JP 19880793 A JP19880793 A JP 19880793A JP H0737827 A JPH0737827 A JP H0737827A
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- Japan
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- heat treatment
- wafer
- chamber
- processing chamber
- processed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被処理体をその口径に拘らず均一な温度分布
になるように加熱することができる熱処理装置を提供す
る。 【構成】 この熱処理装置は、被処理体２を水平方向か
ら搬出入する開口部３，４を有する処理室１と、この処
理室１内に設けられ、上記被処理体２を水平に保持して
上下に移動可能な保持部５と、この保持部５に支持され
た被処理体２の上下面に均熱部材７を介して対向するよ
うに上記処理室１の上下部に設けられ、所定温度に制御
された面状加熱体６とを備えている。これにより被処理
体２をその口径に拘らず均一な温度分布になるように、
しかも再現性よくかつ迅速に加熱することが可能とな
る。
になるように加熱することができる熱処理装置を提供す
る。 【構成】 この熱処理装置は、被処理体２を水平方向か
ら搬出入する開口部３，４を有する処理室１と、この処
理室１内に設けられ、上記被処理体２を水平に保持して
上下に移動可能な保持部５と、この保持部５に支持され
た被処理体２の上下面に均熱部材７を介して対向するよ
うに上記処理室１の上下部に設けられ、所定温度に制御
された面状加熱体６とを備えている。これにより被処理
体２をその口径に拘らず均一な温度分布になるように、
しかも再現性よくかつ迅速に加熱することが可能とな
る。
Description
【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】例えば、半導体ウエハの製造において
は、酸化、核酸、ＣＶＤなどの処理を行うために、各種
の熱処理装置が使用されている。その一般的な熱処理装
置は、縦型処理炉内にプロセスチューブを設け、このプ
ロセスチューブの周囲にヒータを設けている。そして、
被処理体であるウエハは、ウエハボートに水平に多段に
保持された状態で上記プロセスチューブ内に装入され、
処理ガス雰囲気内において高温で熱処理されるようにな
っている。
は、酸化、核酸、ＣＶＤなどの処理を行うために、各種
の熱処理装置が使用されている。その一般的な熱処理装
置は、縦型処理炉内にプロセスチューブを設け、このプ
ロセスチューブの周囲にヒータを設けている。そして、
被処理体であるウエハは、ウエハボートに水平に多段に
保持された状態で上記プロセスチューブ内に装入され、
処理ガス雰囲気内において高温で熱処理されるようにな
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
処理装置においては、ウエハが最終的には均一な温度分
布になるものの、装入時にはヒータに近いウエハ周縁部
の温度が高く、ヒータから遠いウエハ中心部の温度が低
くなるため、特にウエハの大口径化に伴い昇温中のウエ
ハ面内の温度差が例えば±５０℃と顕著になり、ウエハ
に反りや結晶欠陥等が生じ易くなる問題がある。
処理装置においては、ウエハが最終的には均一な温度分
布になるものの、装入時にはヒータに近いウエハ周縁部
の温度が高く、ヒータから遠いウエハ中心部の温度が低
くなるため、特にウエハの大口径化に伴い昇温中のウエ
ハ面内の温度差が例えば±５０℃と顕著になり、ウエハ
に反りや結晶欠陥等が生じ易くなる問題がある。
【０００４】そこで、本発明の目的は、被処理体を、そ
の口径に拘らず、昇温中に面内均一な温度分布になるよ
うに熱処理することができる熱処理装置を提供すること
にある。
の口径に拘らず、昇温中に面内均一な温度分布になるよ
うに熱処理することができる熱処理装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の熱処理装置は、被処理体を水平方向から搬出
入する開口部を有し、処理ガス雰囲気を形成する処理室
と、この処理室内に設けられ、上記被処理体を水平に保
持して上下に移動可能な保持部と、この保持部に保持さ
れた被処理体の上下面に均熱部材を介して対向するよう
に上記処理室の上下部に設けられ、所定温度に制御され
た面状加熱体とを備えたことを特徴としている（請求項
１）。
に本発明の熱処理装置は、被処理体を水平方向から搬出
入する開口部を有し、処理ガス雰囲気を形成する処理室
と、この処理室内に設けられ、上記被処理体を水平に保
持して上下に移動可能な保持部と、この保持部に保持さ
れた被処理体の上下面に均熱部材を介して対向するよう
に上記処理室の上下部に設けられ、所定温度に制御され
た面状加熱体とを備えたことを特徴としている（請求項
１）。
【０００６】なお、本発明においては、上記開口部が、
熱遮蔽用ゲートバルブ及び気密遮蔽用ゲートバルブを有
していることが好ましく（請求項２）、また上記面状加
熱体の中央部と周縁部が、それぞれ所定温度に制御され
るように構成されていることが好ましい（請求項３）。
更に、上記処理室には、上記開口部を介して被処理体の
搬出入を行う搬送手段を備えた室が連設され、この室の
上記搬送手段には被処理体を面内均一に冷却する冷却手
段が設けられていることが好ましい（請求項４）。
熱遮蔽用ゲートバルブ及び気密遮蔽用ゲートバルブを有
していることが好ましく（請求項２）、また上記面状加
熱体の中央部と周縁部が、それぞれ所定温度に制御され
るように構成されていることが好ましい（請求項３）。
更に、上記処理室には、上記開口部を介して被処理体の
搬出入を行う搬送手段を備えた室が連設され、この室の
上記搬送手段には被処理体を面内均一に冷却する冷却手
段が設けられていることが好ましい（請求項４）。
【０００７】
【作用】上記構成からなる本発明の熱処理装置によれ
ば、処理室内に水平に保持された被処理体が、その上下
面に対向して設けられると共に所定温度に制御された面
状加熱体により均熱部材を介して加熱されるため、被処
理体をその口径に拘らず昇温中に面内均一な温度分布に
なるように、しかも再現性よくかつ迅速に加熱すること
が可能となる。
ば、処理室内に水平に保持された被処理体が、その上下
面に対向して設けられると共に所定温度に制御された面
状加熱体により均熱部材を介して加熱されるため、被処
理体をその口径に拘らず昇温中に面内均一な温度分布に
なるように、しかも再現性よくかつ迅速に加熱すること
が可能となる。
【０００８】この場合、上下の面状加熱体間に温度差を
与えて処理室内の上下方向に温度勾配を形成し、保持部
により被処理体の面状加熱体に対する位置を調節するこ
とが可能であるため、各種の処理に応じた最適な熱処理
が可能となる。
与えて処理室内の上下方向に温度勾配を形成し、保持部
により被処理体の面状加熱体に対する位置を調節するこ
とが可能であるため、各種の処理に応じた最適な熱処理
が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の好適実施例を添付図面に基
づいて詳述する。図１は本発明の熱処理装置の一実施例
を示す側断面図、図２はその熱処理装置の平断面図、図
３は搬送アームの斜視図、図４は搬出室の拡大側断面図
である。
づいて詳述する。図１は本発明の熱処理装置の一実施例
を示す側断面図、図２はその熱処理装置の平断面図、図
３は搬送アームの斜視図、図４は搬出室の拡大側断面図
である。
【００１０】図１ないし図２に示すように、熱処理装置
（例えばＣＶＤ）の処理炉を構成する耐熱性及び耐食性
を有する例えば石英製の処理室１の両側部には、被処理
体である半導体ウエハ２を水平方向から搬入、搬出する
ための開口部３，４が形成され、上記処理室１内の中央
部には、その搬入側開口部３から搬入されたウエハ２を
水平に載置して保持するための例えば石英製の保持部５
が設けられている。この保持部５に保持されたウエハ２
の上下面に対向して上記処理室１の外側の上部と下部に
は、それぞれ例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳＩ2）
又はカンタル（商品名）等の抵抗発熱体を面状に配置し
てなる面状加熱体６が、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又
は他炭化ケイ素（ＳｉＣ）等からなる重金属汚染防止性
及び均熱性を有する均熱部材７を介して設けられてい
る。
（例えばＣＶＤ）の処理炉を構成する耐熱性及び耐食性
を有する例えば石英製の処理室１の両側部には、被処理
体である半導体ウエハ２を水平方向から搬入、搬出する
ための開口部３，４が形成され、上記処理室１内の中央
部には、その搬入側開口部３から搬入されたウエハ２を
水平に載置して保持するための例えば石英製の保持部５
が設けられている。この保持部５に保持されたウエハ２
の上下面に対向して上記処理室１の外側の上部と下部に
は、それぞれ例えば二ケイ化モリブデン（ＭｏＳＩ2）
又はカンタル（商品名）等の抵抗発熱体を面状に配置し
てなる面状加熱体６が、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又
は他炭化ケイ素（ＳｉＣ）等からなる重金属汚染防止性
及び均熱性を有する均熱部材７を介して設けられてい
る。
【００１１】上記面状加熱体６は、ウエハ２よりも大き
く形成されているが、その大きさが有限であることによ
り生じるウエハ２の中央部に対する周縁部の温度差をな
くすために、周縁部６ｂが中央部６ａから段差をもって
ウエハ２側に接近して形成され、この面状加熱体６に対
応する形状に上記均熱部材７及び上記処理室１の上下部
が形成されている。また、上記面状加熱体６の中央部６
ａと周縁部６ｂは、電気的に独立し、それぞれには温度
センサ８が設けられ、コントローラ９により電力供給部
１０を介してそれぞれ所定の温度に制御されるように構
成されている。上記処理室１の外側は、断熱空間又は石
英ウール等の断熱材１１を介して例えばステンレススチ
ール製の二重構造のケーシング１２で覆われ、このケー
シング１２には外部への熱的影響を防止するために水冷
等の冷却管１３が内蔵されている。
く形成されているが、その大きさが有限であることによ
り生じるウエハ２の中央部に対する周縁部の温度差をな
くすために、周縁部６ｂが中央部６ａから段差をもって
ウエハ２側に接近して形成され、この面状加熱体６に対
応する形状に上記均熱部材７及び上記処理室１の上下部
が形成されている。また、上記面状加熱体６の中央部６
ａと周縁部６ｂは、電気的に独立し、それぞれには温度
センサ８が設けられ、コントローラ９により電力供給部
１０を介してそれぞれ所定の温度に制御されるように構
成されている。上記処理室１の外側は、断熱空間又は石
英ウール等の断熱材１１を介して例えばステンレススチ
ール製の二重構造のケーシング１２で覆われ、このケー
シング１２には外部への熱的影響を防止するために水冷
等の冷却管１３が内蔵されている。
【００１２】上記処理室１内に処理ガス雰囲気を形成す
るために処理室１内の上部と下部には、中空円環状で内
周に複数の通気孔１４を有する第１の処理ガス供給部１
５と排気部１６が相対向して設けられ、垂直方向のガス
流を形成することができるように構成されている。ま
た、上記処理室１の両側の上記開口部３，４には、これ
らの開口部３，４の周縁部に沿って中空矩形環状で内周
に複数の通気孔１７を有する第２の処理ガス供給部１８
と排気部１９が相対向して設けられ、水平方向のガス流
を形成することができるように構成されている。そし
て、上記垂直方向のガス流と水平方向のガス流は、被処
理体の処理に応じて適宜選択することができるように構
成されている。
るために処理室１内の上部と下部には、中空円環状で内
周に複数の通気孔１４を有する第１の処理ガス供給部１
５と排気部１６が相対向して設けられ、垂直方向のガス
流を形成することができるように構成されている。ま
た、上記処理室１の両側の上記開口部３，４には、これ
らの開口部３，４の周縁部に沿って中空矩形環状で内周
に複数の通気孔１７を有する第２の処理ガス供給部１８
と排気部１９が相対向して設けられ、水平方向のガス流
を形成することができるように構成されている。そし
て、上記垂直方向のガス流と水平方向のガス流は、被処
理体の処理に応じて適宜選択することができるように構
成されている。
【００１３】半導体ウエハ２を上記処理室１内の所望位
置に上下動可能及び回転可能に保持するために、上記保
持部５の下部には例えば石英製の垂直軸２０が一体形成
され、この垂直軸２０の下端部は上記処理室１の下部に
均熱部材７、面状加熱体６、断熱材１１及びケーシング
１２を垂直に貫通するように一体形成された管部２１内
を通って外部のモータ２２に連結され、このモータ２２
には昇降アーム２３ａを介して昇降機構２３が連結され
ている。また、上記ケーシング１２の下部より延出した
スリーブ２１の外周には冷却管２４が設けられると共
に、管部２１内に処理ガス遮断用の例えばＮ2等の不活
性ガスからなるプロテクトガスを供給するためのプロテ
クトガス供給管２５及び排気管２６が連結されている。
更に、管部２１の下端部とモータ２２との間にはモータ
２２の上下動を許容しつつこれらの間をシールするため
のベローズ２７が介設されている。
置に上下動可能及び回転可能に保持するために、上記保
持部５の下部には例えば石英製の垂直軸２０が一体形成
され、この垂直軸２０の下端部は上記処理室１の下部に
均熱部材７、面状加熱体６、断熱材１１及びケーシング
１２を垂直に貫通するように一体形成された管部２１内
を通って外部のモータ２２に連結され、このモータ２２
には昇降アーム２３ａを介して昇降機構２３が連結され
ている。また、上記ケーシング１２の下部より延出した
スリーブ２１の外周には冷却管２４が設けられると共
に、管部２１内に処理ガス遮断用の例えばＮ2等の不活
性ガスからなるプロテクトガスを供給するためのプロテ
クトガス供給管２５及び排気管２６が連結されている。
更に、管部２１の下端部とモータ２２との間にはモータ
２２の上下動を許容しつつこれらの間をシールするため
のベローズ２７が介設されている。
【００１４】一方、上記処理室１には両側の開口部３，
４を介してウエハ２を搬入、搬出するための搬送手段で
ある搬送アーム２８を備えた例えばアルミニウム製等の
搬入室２９と搬出室３０が相対向して連通した状態で設
けられ、その搬入室２９と開口部３との間及び搬出室３
０と開口部４との間には開口部３，４からの輻射熱及び
処理ガスを遮断するための熱遮蔽用ゲートバルブ３１及
び気密遮蔽用ゲートバルブ３２がそれぞれ介設されてい
る。上記熱遮蔽用ゲートバルブ３１は例えばアルミナ或
いは石英系の耐熱性及び耐食性を有する弁体３３と、こ
の弁体３３を開閉移動可能に収容する弁室３４とから主
に構成され、その弁室３４には処理ガス遮断用の不活性
ガスによるガスカーテンを形成するためのガス供給口３
５及び排気口３６が設けられている。また、気密遮蔽用
ゲートバルブ３２は例えば耐食処理が施されたアルミニ
ウム或いはステンレススチール製の弁体３７と、この弁
体３７を開閉移動可能に収容する弁室３８と、この弁室
３８における弁体３７の閉弁位置に設けられたシール部
材であるＯリング３９とから主に構成されている。上記
弁体３３，３７を開閉操作するために各弁体３３，３７
には流体圧シリンダ４０，４０のピストンロッド４０
ａ，４０ａが弁室３４，３８の底部を貫通して連結さ
れ、各弁室３４，３８の底部とピストンロッド４０ａ，
４０ａとの間にはその貫通部をシールするためのベロー
ズ４１，４１介設されている。
４を介してウエハ２を搬入、搬出するための搬送手段で
ある搬送アーム２８を備えた例えばアルミニウム製等の
搬入室２９と搬出室３０が相対向して連通した状態で設
けられ、その搬入室２９と開口部３との間及び搬出室３
０と開口部４との間には開口部３，４からの輻射熱及び
処理ガスを遮断するための熱遮蔽用ゲートバルブ３１及
び気密遮蔽用ゲートバルブ３２がそれぞれ介設されてい
る。上記熱遮蔽用ゲートバルブ３１は例えばアルミナ或
いは石英系の耐熱性及び耐食性を有する弁体３３と、こ
の弁体３３を開閉移動可能に収容する弁室３４とから主
に構成され、その弁室３４には処理ガス遮断用の不活性
ガスによるガスカーテンを形成するためのガス供給口３
５及び排気口３６が設けられている。また、気密遮蔽用
ゲートバルブ３２は例えば耐食処理が施されたアルミニ
ウム或いはステンレススチール製の弁体３７と、この弁
体３７を開閉移動可能に収容する弁室３８と、この弁室
３８における弁体３７の閉弁位置に設けられたシール部
材であるＯリング３９とから主に構成されている。上記
弁体３３，３７を開閉操作するために各弁体３３，３７
には流体圧シリンダ４０，４０のピストンロッド４０
ａ，４０ａが弁室３４，３８の底部を貫通して連結さ
れ、各弁室３４，３８の底部とピストンロッド４０ａ，
４０ａとの間にはその貫通部をシールするためのベロー
ズ４１，４１介設されている。
【００１５】上記搬入室２９及び搬出室３０に装備され
た搬送アーム２８は、例えばウエハ２の上面と下面を覆
う上板部４２ａ及び下板部４２ｂを有するアルミニウム
或いはステンレススチール製等の断面コ字状のアーム体
４２と、このアーム体４２を水平方向に移動する手段と
しての流体圧シリンダ４３とから主に構成されている。
この流体圧シリンダ４３のピストンロッド４３ａは搬入
室２９或いは搬出室３０の側部を貫通してアーム体４２
に連結され、搬入室２９或いは搬出室３０の側部とピス
トンロッド４３ａとの間にはその貫通部をシールするた
めのベローズ４４が介設されている。また、上記アーム
体４２の下板部４２ｂの上面には図３に示すようにウエ
ハ２を載置するための複数（図示例では３個）の突起部
４５が設けられると共に、下板部４２ｂには保持部５と
の間でウエハ２の受け渡しを行う際に保持部５との干渉
を避けるための切欠部４６が形成されている。
た搬送アーム２８は、例えばウエハ２の上面と下面を覆
う上板部４２ａ及び下板部４２ｂを有するアルミニウム
或いはステンレススチール製等の断面コ字状のアーム体
４２と、このアーム体４２を水平方向に移動する手段と
しての流体圧シリンダ４３とから主に構成されている。
この流体圧シリンダ４３のピストンロッド４３ａは搬入
室２９或いは搬出室３０の側部を貫通してアーム体４２
に連結され、搬入室２９或いは搬出室３０の側部とピス
トンロッド４３ａとの間にはその貫通部をシールするた
めのベローズ４４が介設されている。また、上記アーム
体４２の下板部４２ｂの上面には図３に示すようにウエ
ハ２を載置するための複数（図示例では３個）の突起部
４５が設けられると共に、下板部４２ｂには保持部５と
の間でウエハ２の受け渡しを行う際に保持部５との干渉
を避けるための切欠部４６が形成されている。
【００１６】上記搬入室２９及び搬出室３０には内部を
不活性ガス雰囲気とするために不活性ガス供給口４７及
び排気口４８がそれぞれ設けられている。なお、搬出室
３０においては、熱処理を終ったウエハ２を面内均一に
冷却する手段として、冷却不活性ガスが上記不活性ガス
供給口４７から供給されるように構成されると共に、図
４に示すように搬出室３０内の下方にはウエハ２の上面
と下面を覆う上板部４２ａ及び下板部４２ｂを有するア
ーム体４２における下板部４２ｂの切欠部４６にこれを
覆うように係合する覆い体４９が流体圧シリンダ５０に
より上下動可能に設けられている。この流体圧シリンダ
５０のピストンロッド５０ａは搬出室３０の底部を貫通
して上記覆い体４９に連結され、この搬出室３０の底部
とピストンロッド５０ａとの間にはその貫通部をシール
するベローズ５１が介設されている。この場合、ウエハ
２の面内均一な冷却効率の向上を図るために、上記アー
ム体４２及び覆い体４９を水冷構造に構成してもよい。
不活性ガス雰囲気とするために不活性ガス供給口４７及
び排気口４８がそれぞれ設けられている。なお、搬出室
３０においては、熱処理を終ったウエハ２を面内均一に
冷却する手段として、冷却不活性ガスが上記不活性ガス
供給口４７から供給されるように構成されると共に、図
４に示すように搬出室３０内の下方にはウエハ２の上面
と下面を覆う上板部４２ａ及び下板部４２ｂを有するア
ーム体４２における下板部４２ｂの切欠部４６にこれを
覆うように係合する覆い体４９が流体圧シリンダ５０に
より上下動可能に設けられている。この流体圧シリンダ
５０のピストンロッド５０ａは搬出室３０の底部を貫通
して上記覆い体４９に連結され、この搬出室３０の底部
とピストンロッド５０ａとの間にはその貫通部をシール
するベローズ５１が介設されている。この場合、ウエハ
２の面内均一な冷却効率の向上を図るために、上記アー
ム体４２及び覆い体４９を水冷構造に構成してもよい。
【００１７】そして、上記搬入室２９及び搬出室３０に
は大気と不活性ガスの置換を行うためのロードロック室
５２，５３が図２に示すように搬送アーム２８の移動方
向と直角にゲートバルブ５４，５５を介してそれぞれ連
設され、各ロードロック室５２，５３には外部と連絡す
るゲートバルブ５６，５７が設けられると共に、そのゲ
ートバルブ５６，５７を介して外部との間及び上記ゲー
トバルブ５４，５５を介して搬送アーム２８のアーム体
４２との間でウエハ２の受け渡しを行うハンドリング装
置５８，５９が設けられている。
は大気と不活性ガスの置換を行うためのロードロック室
５２，５３が図２に示すように搬送アーム２８の移動方
向と直角にゲートバルブ５４，５５を介してそれぞれ連
設され、各ロードロック室５２，５３には外部と連絡す
るゲートバルブ５６，５７が設けられると共に、そのゲ
ートバルブ５６，５７を介して外部との間及び上記ゲー
トバルブ５４，５５を介して搬送アーム２８のアーム体
４２との間でウエハ２の受け渡しを行うハンドリング装
置５８，５９が設けられている。
【００１８】以上のように構成された熱処理装置の作用
について説明する。先ず、ロードロック室５２を経て搬
入室２９の搬送アーム２８のアーム体４２に受け渡され
たウエハ２は、搬送アーム２８の前進により気密遮蔽用
及び熱遮蔽用のゲートバルブ３２，３１を介して処理室
１内に搬入され、この処理室１内の保持部５上に受け渡
される。この場合、上記保持部５は搬送アーム２８のア
ーム体４２内に突起部４５を介して支持されたウエハ２
の高さよりも低い位置で待機しており、この保持部５上
にアーム体４２が停止すると、保持部５がアーム体４２
の下板部の切欠部４６を上昇してウエハ２をアーム体４
２から受け取る。ウエハ２が保持部５に受け渡される
と、搬送アーム２８が搬入室２９へ後退し、処理室１内
においてウエハ２の熱処理が行われる。
について説明する。先ず、ロードロック室５２を経て搬
入室２９の搬送アーム２８のアーム体４２に受け渡され
たウエハ２は、搬送アーム２８の前進により気密遮蔽用
及び熱遮蔽用のゲートバルブ３２，３１を介して処理室
１内に搬入され、この処理室１内の保持部５上に受け渡
される。この場合、上記保持部５は搬送アーム２８のア
ーム体４２内に突起部４５を介して支持されたウエハ２
の高さよりも低い位置で待機しており、この保持部５上
にアーム体４２が停止すると、保持部５がアーム体４２
の下板部の切欠部４６を上昇してウエハ２をアーム体４
２から受け取る。ウエハ２が保持部５に受け渡される
と、搬送アーム２８が搬入室２９へ後退し、処理室１内
においてウエハ２の熱処理が行われる。
【００１９】この処理室１においては、上下の面状加熱
体６，６がコントローラ９によって予め所定温度（例え
ば１０００℃）に制御されていると共に、第１の処理ガ
ス供給部１５と排気部１６との間或いは第２の処理ガス
供給部１８と排気部１９との間に処理ガスが流されてい
るので、ウエハ２の処理ガスによる熱処理が直ちに開始
される。特に、この熱処理装置によれば、処理室１内に
水平に保持されたウエハ２が、その上面と下面に対向し
て設けられると共に所定温度に制御された面状加熱体６
により均熱部材７を介して加熱されるため、ウエハ２を
その口径に拘らず面内均一な温度分布で再現性よくかつ
迅速に昇温加熱することができる。因み、ウエハ２が１
０００℃に昇温されるまでのウエハ２の面内温度差は、
±３℃以内であり、ウエハ２が１０００℃に昇温された
後のウエハ２の面内温度差は、±０．３℃以内にするこ
とができる。従って、ウエハ２が１２インチの大口径の
ものであってもウエハ２の処理面全体に渡って均一な温
度分布で昇温加熱することができる。
体６，６がコントローラ９によって予め所定温度（例え
ば１０００℃）に制御されていると共に、第１の処理ガ
ス供給部１５と排気部１６との間或いは第２の処理ガス
供給部１８と排気部１９との間に処理ガスが流されてい
るので、ウエハ２の処理ガスによる熱処理が直ちに開始
される。特に、この熱処理装置によれば、処理室１内に
水平に保持されたウエハ２が、その上面と下面に対向し
て設けられると共に所定温度に制御された面状加熱体６
により均熱部材７を介して加熱されるため、ウエハ２を
その口径に拘らず面内均一な温度分布で再現性よくかつ
迅速に昇温加熱することができる。因み、ウエハ２が１
０００℃に昇温されるまでのウエハ２の面内温度差は、
±３℃以内であり、ウエハ２が１０００℃に昇温された
後のウエハ２の面内温度差は、±０．３℃以内にするこ
とができる。従って、ウエハ２が１２インチの大口径の
ものであってもウエハ２の処理面全体に渡って均一な温
度分布で昇温加熱することができる。
【００２０】この場合、上下の面状加熱体６の周縁部６
ｂが中央部６ａよりもウエハ２側に接近して形成され、
しかも中央部６ａと周縁部６ｂが独立して温度制御され
るように構成されているので、その大きさが有限である
ことにより生じるウエハ２の中央部に対する周縁部の温
度差をなくすことができ、ウエハ２の温度分布を容易に
均一にすることができる。また、モータ２２の駆動でウ
エハ２を回転させながら熱処理を行うことにより、ウエ
ハ２の処理面全体に渡って更に均一に熱処理を施すこと
が可能となる。
ｂが中央部６ａよりもウエハ２側に接近して形成され、
しかも中央部６ａと周縁部６ｂが独立して温度制御され
るように構成されているので、その大きさが有限である
ことにより生じるウエハ２の中央部に対する周縁部の温
度差をなくすことができ、ウエハ２の温度分布を容易に
均一にすることができる。また、モータ２２の駆動でウ
エハ２を回転させながら熱処理を行うことにより、ウエ
ハ２の処理面全体に渡って更に均一に熱処理を施すこと
が可能となる。
【００２１】この熱処理装置によれば、高速熱処理が可
能となるため、５０〜１００オングストロームのゲート
酸化膜やキャパシター絶縁膜などの極薄膜の形成、０．
１μｍ以下の浅い不純物の拡散など種々の熱処理におい
て優れた効果を発揮する。また、この熱処理装置におい
ては、図５に示すように例えば上部の面状加熱体６の温
度を１０００℃に設定し、下部の面状加熱体６の温度を
８００℃に設定するという具合に、上下の面状加熱体６
間に温度差を与えて処理室１内の上下方向に温度勾配を
形成し、その温度勾配に対して保持部５によりウエハ２
の位置を上下に調節することことにより、ウエハ２を１
０００℃から８００℃までの間の所望の温度に保持して
熱処理を行うことが可能である。更に、この熱処理装置
においては、処理室１の開口部３，４に熱遮蔽用のゲー
トバルブ３１と気密遮蔽用のゲートバルブ３２を二重に
備えているので、開口部３，４からの輻射熱及び処理ガ
スを確実に遮断することができ、搬入室２９或いは搬出
室３０にある処理前或いは処理後のウエハ２に対して熱
的及び化学的影響を及ぼす恐れはない。
能となるため、５０〜１００オングストロームのゲート
酸化膜やキャパシター絶縁膜などの極薄膜の形成、０．
１μｍ以下の浅い不純物の拡散など種々の熱処理におい
て優れた効果を発揮する。また、この熱処理装置におい
ては、図５に示すように例えば上部の面状加熱体６の温
度を１０００℃に設定し、下部の面状加熱体６の温度を
８００℃に設定するという具合に、上下の面状加熱体６
間に温度差を与えて処理室１内の上下方向に温度勾配を
形成し、その温度勾配に対して保持部５によりウエハ２
の位置を上下に調節することことにより、ウエハ２を１
０００℃から８００℃までの間の所望の温度に保持して
熱処理を行うことが可能である。更に、この熱処理装置
においては、処理室１の開口部３，４に熱遮蔽用のゲー
トバルブ３１と気密遮蔽用のゲートバルブ３２を二重に
備えているので、開口部３，４からの輻射熱及び処理ガ
スを確実に遮断することができ、搬入室２９或いは搬出
室３０にある処理前或いは処理後のウエハ２に対して熱
的及び化学的影響を及ぼす恐れはない。
【００２２】このようにしてウエハ２の熱処理が終了す
ると、今度は搬出室３０の搬送アーム２８が気密遮蔽用
及び熱遮蔽用のゲートバルブ３２，３１を介して処理室
１内に前進し、保持部５からウエハ２を受け取って搬出
室３０まで後退する。そして、この搬出室３０でウエハ
２は冷却不活性ガス等により例えば常温まで冷却される
が、この場合、ウエハ２を支持しているアーム体４２の
下板部４２ｂの切欠部４６には覆い体４９が係合されて
ウエハ２の上下が等しい条件になるため、ウエハ２を均
一に冷却することが可能となる。
ると、今度は搬出室３０の搬送アーム２８が気密遮蔽用
及び熱遮蔽用のゲートバルブ３２，３１を介して処理室
１内に前進し、保持部５からウエハ２を受け取って搬出
室３０まで後退する。そして、この搬出室３０でウエハ
２は冷却不活性ガス等により例えば常温まで冷却される
が、この場合、ウエハ２を支持しているアーム体４２の
下板部４２ｂの切欠部４６には覆い体４９が係合されて
ウエハ２の上下が等しい条件になるため、ウエハ２を均
一に冷却することが可能となる。
【００２３】この冷却後、ウエハ２はロードロック室５
３を経て外部に搬出されるが、既に冷却されているの
で、大気に触れても不要な酸化膜の形成等を生じること
はない。また、この熱処理装置においては、処理室１の
前後に搬入室２９と搬出室３０を設けているので、処理
室１で熱処理を行っている間に搬入室２９では次のウエ
ハの準備を行うことができると共に、搬出室３０では熱
処理後のウエハの冷却を行うことができ、処理の効率化
が図れる。
３を経て外部に搬出されるが、既に冷却されているの
で、大気に触れても不要な酸化膜の形成等を生じること
はない。また、この熱処理装置においては、処理室１の
前後に搬入室２９と搬出室３０を設けているので、処理
室１で熱処理を行っている間に搬入室２９では次のウエ
ハの準備を行うことができると共に、搬出室３０では熱
処理後のウエハの冷却を行うことができ、処理の効率化
が図れる。
【００２４】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。例えば、上記実施例では面状加熱体６の
周縁部６ｂがウエハ２側に接近して形成されているが、
その周縁部６ｂが独立して温度制御されるように構成さ
れていれば、面状発熱体６は平板状であってもよい。ま
た、均熱部材７は、例えばその中央部と周縁部を炭化ケ
イ素で形成し、その中央部と周縁部との間の連結部をア
ルミナで形成することにより中央部と周縁部との間の熱
の移動を遮断するようにしてもよい（図示省略）。
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。例えば、上記実施例では面状加熱体６の
周縁部６ｂがウエハ２側に接近して形成されているが、
その周縁部６ｂが独立して温度制御されるように構成さ
れていれば、面状発熱体６は平板状であってもよい。ま
た、均熱部材７は、例えばその中央部と周縁部を炭化ケ
イ素で形成し、その中央部と周縁部との間の連結部をア
ルミナで形成することにより中央部と周縁部との間の熱
の移動を遮断するようにしてもよい（図示省略）。
【００２５】上記実施例では、処理室１の両側に開口部
３，４を設けて搬入室２９と搬出室３０をそれぞれ連設
しているが、上記処理室１の一側に共通の開口部を設け
て兼用の搬入・搬出室を連設したものであってもよい。
また、上記実施例では、アーム体４２の下板部４２ｂの
切欠部４６を覆うための覆い体４９が搬出室３０に設け
られているが、アーム体４２に上記切欠部４６を開閉可
能に覆う覆い手段を直接設けるようにしてもよい。更
に、熱処理の終ったウエハ２を面内均一で冷却する手段
としては、ウエハ２の上面と下面を覆う上板部４２ａ及
び下板部４２ｂを有するアーム体４２と、このアーム体
４２の切欠部４６を開閉可能に覆う覆い体４９又は上記
覆い手段と採用し、これらアーム体４２及び覆い体４９
若しくは覆い手段を例えば水冷管等により直接冷却する
構造としたものであってもよい。
３，４を設けて搬入室２９と搬出室３０をそれぞれ連設
しているが、上記処理室１の一側に共通の開口部を設け
て兼用の搬入・搬出室を連設したものであってもよい。
また、上記実施例では、アーム体４２の下板部４２ｂの
切欠部４６を覆うための覆い体４９が搬出室３０に設け
られているが、アーム体４２に上記切欠部４６を開閉可
能に覆う覆い手段を直接設けるようにしてもよい。更
に、熱処理の終ったウエハ２を面内均一で冷却する手段
としては、ウエハ２の上面と下面を覆う上板部４２ａ及
び下板部４２ｂを有するアーム体４２と、このアーム体
４２の切欠部４６を開閉可能に覆う覆い体４９又は上記
覆い手段と採用し、これらアーム体４２及び覆い体４９
若しくは覆い手段を例えば水冷管等により直接冷却する
構造としたものであってもよい。
【００２６】本発明の熱処理装置により処理される被処
理体としては、少なくとも面状形状の被処理体であれば
よく、半導体ウエハ以外にも例えばＬＣＤ等であっても
よい。また、本発明が適用される熱処理としては、ＣＶ
Ｄ以外にも例えば酸化、拡散、アニール等にも適用でき
ることは勿論である。
理体としては、少なくとも面状形状の被処理体であれば
よく、半導体ウエハ以外にも例えばＬＣＤ等であっても
よい。また、本発明が適用される熱処理としては、ＣＶ
Ｄ以外にも例えば酸化、拡散、アニール等にも適用でき
ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果が得られる。
な優れた効果が得られる。
【００２８】１）処理室内に水平に保持された被処理体
が、その上下面に対向して設けられると共に所定温度に
制御された面状加熱体により均熱部材を介して加熱され
るため、被処理体をその口径に拘らず面内均一な温度分
布で再現性よくかつ迅速に加熱することができる。
が、その上下面に対向して設けられると共に所定温度に
制御された面状加熱体により均熱部材を介して加熱され
るため、被処理体をその口径に拘らず面内均一な温度分
布で再現性よくかつ迅速に加熱することができる。
【００２９】２）また、上下の面状加熱体間に温度差を
与えて処理室内の上下方向に温度勾配を形成し、保持部
により被処理体の面状加熱体に対する位置を調節するこ
とが可能であるため、各種の処理に応じた最適な温度で
の熱処理が可能となる。
与えて処理室内の上下方向に温度勾配を形成し、保持部
により被処理体の面状加熱体に対する位置を調節するこ
とが可能であるため、各種の処理に応じた最適な温度で
の熱処理が可能となる。
【図１】本発明の熱処理装置の一実施例を示す側断面図
である。
である。
【図２】図１の熱処理装置の平断面図である。
【図３】搬送アームの斜視図である。
【図４】搬出室の拡大側断面図である。
【図５】処理室内に温度勾配を形成してウエハを所望温
度で昇温加熱する場合を説明する図である。
度で昇温加熱する場合を説明する図である。
１ 処理室 ２ 半導体ウエハ（被処理体） ３，４ 開口部 ５ 保持部 ６ 面状加熱体 ７ 均熱部材 ２８ 搬送アーム（搬送手段） ２９ 搬入室 ３０ 搬出室 ３１ 熱遮蔽用ゲートバルブ ３２ 気密遮蔽用ゲートバルブ
Claims (4)
- 【請求項１】 被処理体を水平方向から搬出入する開口
部を有する処理室と、この処理室内に設けられ、上記被
処理体を水平に保持して上下に移動可能な保持部と、こ
の保持部に保持された被処理体の上下面に均熱部材を介
して対向するように上記処理室の上下部に設けられ、所
定温度に制御された面状加熱体とを備えたことを特徴と
する熱処理装置。 - 【請求項２】 上記開口部が、熱遮蔽用ゲートバルブ及
び気密遮蔽用ゲートバルブを有していることを特徴とす
る請求項１記載の熱処理装置。 - 【請求項３】 上記面状加熱体の中央部と周縁部が、そ
れぞれ別の所定温度に制御されるように構成されている
ことを特徴する請求項１記載の熱処理装置。 - 【請求項４】 上記処理室には、上記開口部を介して被
処理体の搬出入を行う搬送手段を備えた室が連設され、
この室の上記搬送手段には被処理体を面内均一に冷却す
る冷却手段が設けられていることを特徴する請求項１記
載の熱処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19880793A JPH0737827A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 熱処理装置 |
| US08/276,848 US5592581A (en) | 1993-07-19 | 1994-07-18 | Heat treatment apparatus |
| KR1019940017369A KR100347162B1 (ko) | 1993-07-19 | 1994-07-19 | 열처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19880793A JPH0737827A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737827A true JPH0737827A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16397241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19880793A Pending JPH0737827A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737827A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002520811A (ja) * | 1998-07-03 | 2002-07-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ処理用２重スリット弁ドア |
| JP2003536253A (ja) * | 2000-06-08 | 2003-12-02 | ウエファーマスターズ， インコーポレイテッド | 欠陥のない迅速熱処理を提供するシステム及び方法 |
| WO2005093122A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Tohoku Seiki Industries, Ltd. | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 |
| JP2008251627A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置、処理方法、および記憶媒体 |
| JP2009507997A (ja) * | 2005-08-17 | 2009-02-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体膜堆積特徴をコントロールするための方法および装置 |
| JP2014063794A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Shimadzu Corp | 半導体製造装置 |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP19880793A patent/JPH0737827A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002520811A (ja) * | 1998-07-03 | 2002-07-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ処理用２重スリット弁ドア |
| JP4713737B2 (ja) * | 1998-07-03 | 2011-06-29 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ処理用２重スリット弁ドア |
| JP2003536253A (ja) * | 2000-06-08 | 2003-12-02 | ウエファーマスターズ， インコーポレイテッド | 欠陥のない迅速熱処理を提供するシステム及び方法 |
| WO2005093122A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Tohoku Seiki Industries, Ltd. | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 |
| JP2009507997A (ja) * | 2005-08-17 | 2009-02-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体膜堆積特徴をコントロールするための方法および装置 |
| US8991332B2 (en) | 2005-08-17 | 2015-03-31 | Applied Materials, Inc. | Apparatus to control semiconductor film deposition characteristics |
| JP2008251627A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置、処理方法、および記憶媒体 |
| JP2014063794A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Shimadzu Corp | 半導体製造装置 |
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