JPH083751A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理室の壁形状を改良して、水平に置かれた
被処理体に対して、水平方向から被処理体に向かう最適
なガスの流れを実現して、被処理体の処理の面内均一性
を改善すること。 【構成】 横置きのプロセスチューブ１２内の処理位置
に対して、被処理体Ｗはホルダー２２により昇降されて
搬入出される。チューブ１２は、その上部壁１３Ａが、
被処理体の中心に向かうに従い斜め下方に傾斜してい
る。チューブ１２の下部壁１３Ｃには開口１３Ｄが形成
され、処理時にはシャッター１８により閉鎖される。シ
ャッター１８は、被処理体Ｗの中心に向かうに従い斜め
上方に傾斜している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセスチューブ内で
被処理体を熱処理するために用いられる熱処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体ウェハ、ＬＣＤ基板などの
製造においては、酸化、拡散、アニール、ＣＶＤなどの
処理を行なうために各種の熱処理装置が使用される。こ
れらの熱処理装置においては、プロセスの高精度化を達
成すること、被処理体の面内の温度分布の均一性を向上
させること、また熱処理の効率を高めることなどが大き
な技術課題となっている。

【０００３】上記熱処理装置の一例として、たとえば、
ＣＶＤ装置の場合でいうと、石英製の縦型プロセスチュ
ーブ内に対して昇降自在の支持部材上面に、一枚又は複
数枚の半導体ウエハを載置し、縦型プロセスチューブ内
に搬入出するものである。この半導体ウエハにプロセス
ガスを供給する方式として、水平な半導体ウエハ面の上
方から供給するものと、半導体ウエハ面に水平な横方向
から供給するものとがある。特に、後者の方式は、複数
枚の半導体ウエハを熱処理するバッチ式の場合に採用さ
れている。すなわち、縦型プロセスチューブ内に配置し
た中空棒状のインジェクターの側面に、ガス噴出用の開
口を複数設け、各開口から半導体ウエハの面と平行にガ
スを噴出させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体プロセスはより微細化が進み、これとともに、ウエハ
の口径も８インチ〜１２インチへと、より大口径化が進
んでおり、さらには、ＬＣＤ基板等大型の基板を均一に
効率よく処理する熱処理装置が要求されるようになって
きている。

【０００５】この種の比較的大型の被処理体の面内に
て、処理の面内均一性を確保するファクターは種々指摘
されれている。その一つがプロセスガスと被処理体との
接触であり、例えばＣＶＤであれば膜質又は膜厚が面内
で均一になるように、被処理体上での流れを確保する必
要がある。このためには、水平に置かれた被処理体に対
して、垂直上方よりプロセスガスを供給するよりもむし
ろ、被処理体と平行な水平方向からプロセスガスを供給
することが好ましい。

【０００６】ここで、この種の熱処理装置は、従来の横
型プロセスチューブに代わって、縦型プロセスチューブ
を採用するものが主流となっている。縦型プロセスチュ
ーブを採用すると、被処理体の搬入出時の外気の巻き込
み等が少なくなるなどの利点を有するからである。

【０００７】しかし、縦型プロセスチューブを用いる
と、チューブの内径が比較的小さいことから、水平に置
かれた半導体ウエハに対して水平方向から効率良くプロ
セスガスを供給することには限界がある。すなわち、イ
ンジェクターの開口からウエハ端面までの距離を長く確
保できないことから、たとえインジェクターをチューブ
内に複数本配置位置して、複数方向からガスを水平に供
給したとしても、ウエハ面内でガスを均一に接触させる
ことはできない。

【０００８】そこで、本発明者は、水平なウエハに対し
てプロセスガスを水平に流すためにプロセスチューブを
横置きとして、このチューブに対してウエハを昇降駆動
して処理位置に配置する構造を提案した。

【０００９】本発明は、その構造のさらなる改良であ
り、被処理体の搬入出を昇降駆動により行うことで従来
の縦型熱処理炉の利点を確保しながら、プロセスチュー
ブ自体の形状を改良することで、被処理体と接触するプ
ロセスガスの流れを改善し、被処理体面内の処理の均一
性を向上させることができる熱処理装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
処理位置に配置された被処理体に向けて、ほぼ水平方向
に沿って処理ガスを流す横長筒状の壁部を有し、前記処
理位置の下方の前記筒状壁部に前記被処理体の搬入出用
の開口を有する処理室と、前記処理位置に配置された前
記被処理体を加熱する熱源と、被処理体を水平状態で支
持して前記処理室内の処理位置に搬送する、前記処理室
に対して昇降可能な被処理体用ホルダーと、を有する熱
処理装置であって、前記処理室は、前記筒状壁部のう
ち、前記処理ガスの上流側に対向する領域であって前記
被処理体の被処理面と対面する側の上部壁が、前記処理
位置に配置された前記被処理体の中心に向かうに従い斜
め下方に傾斜または湾曲していることを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記開口を開閉するシャッターが配置され、閉鎖状
態の前記シャッターが、前記処理ガスの流路形成用の壁
部として兼用されることを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２におい
て、前記シャッターは、前記処理ガスの上流側に対向す
る領域が、前記処理位置に配置された前記被処理体の中
心に向かうに従い斜め上方に傾斜または湾曲しているこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、処理位置に配置さ
れた被処理体に向けて、ほぼ水平方向に沿って処理ガス
を流す横長筒状の壁部を有し、前記処理位置の下方の前
記筒状壁部に前記被処理体の搬入出用の開口を有する処
理室と、前記処理位置に配置された前記被処理体を加熱
する熱源と、被処理体を水平状態で支持して前記処理室
内の処理位置に搬送する、前記処理室に対して昇降可能
な被処理体用ホルダーと、を有する熱処理装置であっ
て、前記処理室は、前記筒状壁部のうち、前記処理ガス
の上流側に対向する領域であって前記被処理体の側縁と
対面する側の両側壁の間の間隔が、前記処理位置に配置
された前記被処理体の中心に向かうに従い短くなること
を特徴とする。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれかにおいて、前記処理室の前記筒状壁部は、前記
処理位置に配置された前記被処理体の中心を通る縦軸を
境にほぼ線対称となる形状であることを特徴とする。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項２または３
において、前記シャツターは、互いに逆方向に開閉駆動
される一対のシャッター部材から構成され、この一対の
シャッター部材は、前記処理位置に配置された前記被処
理体の中心を通る縦軸を境にほぼ線対称となる形状であ
ることを特徴とする。

【００１６】請求項７記載の発明は、請求項２、３又は
６において、前記シャッターは、前記熱源からの輻射熱
線の透過を阻止する材料にて形成されていることを特徴
とする。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明では、被処理体用ホルダー
に水平に支持された被処理体は、ホルダーの上昇によ
り、処理室の下部壁の開口を介して処理室内の所定の処
理位置に配置される。この処理位置に配置された被処理
体に対して、横置き処理室の一端からプロセスガスが供
給され、被処理体中心に向かうに従い斜め下方に傾斜又
は湾曲した上部壁の形状にしたがってプロセスガスが案
内される。加熱された被処理体は、供給案内されたガス
との接触により処理され、特に上部壁によりフレッシュ
なガスが被処理体と接触するので、被処理体の中央部の
処理が促進される。

【００１８】請求項２の発明によれば、被処理体の昇降
に不可欠な開口が、処理時にはシャッターで閉鎖され、
しかもこのシャッターは被処理体に向かう処理ガスの流
路を形成する。

【００１９】請求項３の発明によれば、シャッターは、
請求項１の上部壁と同様に処理ガスを被処理体に向かう
ようにガス流路を形成する。

【００２０】請求項４の発明によれば、被処理体の搬入
出は請求項１の発明と同様にして行われ、処理室の両側
壁の間隔が被処理体の中心に向かうに従い短くなる形状
によって、被処理体上を通過するガス量を増大させる。

【００２１】請求項５及び６の発明では、被処理体の中
心のガス上流側、下流側でほぼ線対称な流れが実現され
る。

【００２２】請求項７の発明によれば、被処理体の加熱
のための輻射熱線が、シャッターにより下方の被処理体
搬入箇所に入射することが阻止される。

【００２３】

【実施例】以下、図１乃至図８に示す実施例によって本
発明の詳細を説明する。

【００２４】図１に示した実施例では、水平方向に沿っ
てプロセスガスを供給し、この供給方向と垂直な方向に
被処理体を搬入出する構造を採用している。この熱処理
装置には、熱処理部１０、被処理体搬入出部５０および
シャッター駆動部６０が設けられている。

【００２５】熱処理部１０は、例えば半導体ウエハやＬ
ＣＤ等の被処理体Ｗに対して各種の熱処理を行なうため
の部分であり、プロセスガスを水平方向に流すために、
水平方向を長手方向とした筒状壁部からなるプロセスチ
ューブ１２を備えている。このプロセスチューブ１２内
の所定の処理位置に被処理体Ｗが配置され、この被処理
体Ｗを加熱する熱源例えば面状発熱源３０が、被処理体
Ｗの上方に配置されている。

【００２６】このプロセスチューブ１２は透明石英で構
成され、面状発熱源３０からの輻射熱線を、内部に配置
される被処理体Ｗに到達させることができる。

【００２７】プロセスチューブ１２には、プロセスガス
を供給させるための供給部１４および排気部１６が設け
られている。供給部１４は、予熱ボックス１４Ａを有
し、この予熱ボックス１４Ａの前面の複数箇所に設けら
れた開口１４Ｂからプロセスガスを噴出し、図示矢印方
向へ向けてプロセスガスを供給する。プロセスチューブ
１２において、プロセスガスの下流側の端部に位置する
壁部には、供給部１４の開口１４Ｂと対向して、排気口
１６Ａを有する排気部１６が設けられている。供給部１
４の開口１４Ｂから噴射されたプロセスガスは、矢印の
方向に沿って流れ、被処理体Ｗの表面に接触し、その後
に排気部１６から排出される。

【００２８】このプロセスガスを被処理体Ｗに供給案内
するプロセスチューブ１２の壁部構造について説明す
る。プロセスチューブ１２は、処理位置に配置された被
処理体Ｗの中心を通る縦軸を境に、線対称となる形状を
有している。

【００２９】まず、プロセスチューブ１２の上部壁１３
Ａは、プロセスガスの上流側及び下流側で共に、処理位
置に配置された被処理体Ｗの中心に向かうに従い斜め下
方に傾斜している。

【００３０】このような形状を採用する理由は下記の通
りである。被処理体の面内での処理状態例えば成膜状態
を均一化する要件としては、温度分布の均一化に加え、
被処理体とプロセスガスとの接触を均一にすることが必
要条件である。ここで、被処理体の面に平行してプロセ
スガスを供給した場合に、被処理体の中心と周縁とで、
被処理体表面に成膜される膜の厚さが異なることがあっ
た。このような現象が起る理由としては、複数の原因が
考えられるが、主なものとしては、被処理体の中心部で
は、周縁部に比べてに未反応のフレッシュなガスが接触
しにくいこと、等が考えられる。本実施例では、上述し
た上部壁１３Ａの形状により、フレッシュなガスが被処
理体の中心にも充分供給されるようにしたのである。

【００３１】また、図２に示すように、プロセスチュー
ブ１２の両側壁１３Ｂ，１３Ｂは、プロセスガスの上流
側及び下流側で共に、両側壁１３Ｂ，１３Ｂ間の間隔
が、処理位置に配置された被処理体Ｗの中心に向かうに
従い短くなっている。これにより、従来は被処理体の側
方を単に通過していたに過ぎないガスをも、被処理体Ｗ
の処理に寄与させることができる。

【００３２】プロセスチューブ１２の下部壁１３Ｃは、
被処理体Ｗを処理位置に搬入出するための開口１３Ｄを
有している。そして、この開口１３Ｄを開閉するための
シャッター１８が設けられている。シャッター１８は、
水平方向で対をなす構造とされ、互いに逆方向に開閉駆
動される一対のシャッター部材１８Ａ、１８Ｂを有す
る。各シャッター部材１８Ａ，１８Ｂの開閉動作は、シ
リンダ２０の往復駆動力を連結部材１９を介して伝達す
ることで達成される。

【００３３】本実施例では、この一対のシャッター部材
１８Ａ，１８Ｂを、被処理体Ｗにプロセスガスを導入案
内するガイド板として兼用している。この一対のシャッ
ター部材１８Ａ，１８Ｂは、処理位置に配置された被処
理体Ｗの中心を通る縦軸を境に線対称となる形状を有し
ている。すなわち、一対のシャッター部材１８Ａ，１８
Ｂは、プロセスガスの上流側及び下流側で共に、処理位
置に配置された被処理体Ｗの中心に向かうに従い斜め上
方に傾斜している。

【００３４】プロセスチューブ１２の上部壁１３Ａと一
対のシャッター部材１８Ａ，１８Ｂが上述した構成であ
るから、プロセスチューブ１２内にてプロセスガスが通
過する領域の高さ方向の寸法は、被処理体Ｗの中央部に
対応する位置の内寸Ｌ１が、その位置以外の箇所の内寸
Ｌ２よりも小さくされている。すなわち、プロセスガス
の通過経路は、被処理体Ｗの中央部に向かうに従って絞
り込まれた形とされている。

【００３５】なお、各シャッター部材１８Ａ，１８Ｂ
は、相対向する先端部に切欠き部（図示せず）が形成さ
れ、シャッター閉鎖時にも被処理体用ホルダー２２のロ
ッド部２２Ｂと干渉しないようになっている。さらに、
各シャッター部材１８Ａ，１８Ｂは、上述したプロセス
ガスの移動案内を円滑に行う観点から、相対向する先端
部同士が、シャッター閉鎖時にオーバーラップするよう
に構成することが好ましい。また、各シャッター部材１
８Ａ，１８Ｂ、好ましくは面状発熱源３０からの輻射熱
線の通過を阻止する材料にて構成することが好ましい。
これにより、シャッター１８が閉じられた場合には、上
方からの輻射熱線が、下方の被処理体搬入出部５０に入
射することが防止される。

【００３６】プロセスチューブ１２およびシャッター１
８の周囲には、例えば、アルミナセラミックス等からな
る断熱材２４が設けられている。この断熱材２４は、例
えば、その外周に配置されているガラスウールあるいは
石綿からなる断熱材２６の内部に設けられている。

【００３７】断熱材２６の外壁面には、インナーシェル
２８Ａとアウタシェル２８Ｂとで形成された水冷ジャケ
ットからなる水冷機構２８が設けられ、熱処理部１０と
外部との間での熱隔離が行なわれている。これによっ
て、熱処理部１０内で高温熱処理を行なっている場合
に、外部での操作の安全を確保することができる。な
お、図１においては、水冷機構として上部側のみが示さ
れているが、シャッター１８の下方にも設けることがで
きる。

【００３８】プロセスチューブ１２の上方に配置された
上部の面状発熱源３０に加えて、シャッター１８の下方
には下部面状発熱源３２が設けられている。これら面状
発熱源３０、３２は、例えば、二硅化モリブデン（Ｍｏ
Ｓｉ2 ）、または、鉄（Ｆｅ）とクロム（Ｃｒ）とアル
ミニューム（Ａｌ）との合金線であるカンタル（商品
名）線等の抵抗発熱体を断熱材２４の内壁面に配置する
ことで構成されている。特に、二硅化モリブデンは、１
８００°Ｃの高温にも充分耐えることができるので、酸
化拡散材料としては好適である。このような面状発熱源
３０、３２は、例えば、二硅化モリブデンの単線からな
る抵抗発熱線を螺旋状に配置して構成することも可能で
ある。さらに、この面状発熱源３０、３２の発熱面は、
被処理体Ｗの外径の２倍以上の外径であることが、熱効
率の点から有効である。

【００３９】プロセスチューブ１２およびシャッター１
８と面状発熱源３０、３２との間には、面状発熱源３
０、３２からの熱を被処理体Ｗに対して均一に与えるた
めの均熱部材３４、３６がそれぞれ配置されている。こ
の均熱部材３４、３６は、例えば、炭化硅素（ＳｉＣ）
等の汚染度が比較的低く耐熱性が良好な材質が選択さ
れ、プロセスチューブ１２およびシャッター１８と、面
状発熱源３０、３２との間の領域、およびプロセスチュ
ーブ１２およびシャッター１８の壁面を囲む領域とにか
けて配置されている。このような均熱部材３４、３６を
設けることにより、面状発熱源３０、３２に発熱ムラが
発生した場合でも、この発熱ムラを解消して熱処理のた
めの温度分布を均一化することができる。

【００４０】また、一般に、被処理体Ｗの面内において
は、被処理体Ｗの中心部よりも周縁部の方が放熱量が多
くなりがちであり、これによって、被処理体Ｗの面内で
の温度分布が不均一になりやすいが、均熱部材３４、３
６を被処理体Ｗの周縁部に対向させることによって、周
縁部からの放熱による温度低下を効果的に防止でき、被
処理体の面内特性を均一に維持することができる。しか
も、炭化硅素等の耐熱性が良好でかつ、汚染度が低い材
質を用いることによって、プロセスチューブ１２の処理
空間を発熱源から熱的に隔離することができるので、発
熱源が汚染の原因となる重金属を含む材料により構成さ
れている場合であっても、重金属による汚染を有効に防
止することができる。

【００４１】さらに、シャッター１８を、熱線の通過を
阻止する例えば不透明部材で構成すると、面状発熱源３
２からの輻射熱を蓄積することができ、この熱エネルギ
ーを二次的な加熱源として用いることができる。このよ
うに下部面状発熱源３２からの熱輻射を均熱部材３６を
介してシャッター１８の全域に行き渡すことができるの
で、被処理体Ｗの加熱効率をより高めることができる。

【００４２】被処理体Ｗは、被処理体用ホルダー２２に
よって水平状態に保持されるようになっている。この被
処理体用ホルダー２２は、熱処理部１０内において被処
理体Ｗを載置保持した状態で昇降および回転可能な部材
である。そして、この被処理体用ホルダー２２は、上端
に被処理体Ｗを水平に載置する載置部２２Ａが一体化さ
れた石英製の垂直ロッド２２Ｂを有し、このロッド２２
Ｂの下端が回転駆動モータ３９に連結されている。回転
駆動モータ３９は、昇降機構４０の昇降アーム４０Ａに
支持され、昇降機構４２によって昇降することができ
る。

【００４３】また、本実施例の構造では、被処理体の処
理に用いられるプロセスガスが熱処理装置内から外部に
漏洩するのを防止するための構造が設けられている。す
なわち、後述する被処理体搬入出部５０の上方に位置す
る筒状部には、対向する壁部にパージガス導入口４４お
よび排気口４６が設けられており、例えば、Ｎ2 ガス等
のパージガスを流動させてプロセスガスを遮断するよう
になっている。

【００４４】また、被処理体搬入出部５０は、熱処理部
１０の下方に位置する気密室によって構成されており、
主に、大気に体して気密状態を保ちながら被処理体用ホ
ルダー２２との間で被処理体Ｗを搬入出する箇所であ
る。

【００４５】このため、被処理体搬入出部５０は、図３
に示すように、水平方向において被処理体Ｗをはさんで
対向する第１、第２のロードロック室５２、５４と、こ
れらロードロック室５２、５４からの被処理体Ｗをプロ
セスチューブ１２に受渡すための受渡し室５６とが、直
角な位置にそれぞれ配置されている。第１のロードロッ
ク室５２は、第１、第２のゲートバルブ５２Ａ、５２
Ｂ、伸縮・昇降および回転可能な搬送アーム５２Ｃ、ガ
ス導入孔５２Ｄ、ガス排出孔５２Ｅを備えている。同様
に、第２のロードロック室５４は、第１、第２のゲート
バルブ５４Ａ、５４Ｂ、伸縮・昇降および回転可能な搬
送アーム５４Ｃ、ガス導入孔５４Ｄ、ガス排出孔５４Ｅ
をそれぞれ備えている。

【００４６】この被処理体搬入出部５０の近傍には、図
１に示すように、遮熱用シャッター駆動部６０が設けら
れている。この遮熱用シャッター駆動部６０は、遮熱用
シャッター６２を開閉駆動するものである。遮熱用シャ
ッター６２は、少なくとも被処理体搬入出部５０の上方
に配置され、シリンダ等の駆動部材６６により相反する
方向に移動することで開閉するシャッター板６２Ａ、６
２Ｂを備えている。

【００４７】前記遮熱用シャッター板６２は、水冷ジャ
ケットが内部に形成された断熱構造のものである。そし
て、シャッター板６２Ａ、６２Ｂは、図４（Ａ）に示す
ように、先端に被処理体用ホルダー２２のロッド２２Ｂ
をはさみ込むことのできる切欠きが形成されている。そ
して、各シャッター板６２Ａ，６２Ｂの対向端は、図４
（Ｂ）に示すように、閉鎖駆動時に互いにオーバラップ
することができるようになっており、オーバラップした
状態で上方からの熱線の通過を遮断するようになってい
る。

【００４８】また、処理後の被処理体Ｗを冷却するため
にも、シャッター６２を兼用することができる。この場
合には、シャッター６２が冷却部を内蔵している。そし
て、熱処理部１０から退避した被処理体用ホルダー２２
の載置部２２Ａを、シャッター６２に極力接近する位置
に配置する。これにより、シャッター６２からの冷気を
被処理体Ｗに接触させて被処理体Ｗを冷却することが可
能である。

【００４９】被処理体Ｗを冷却するために、被処理体搬
入出部５０に配置された被処理体Ｗに向けて冷媒を吐出
するノズル（図示せず）を設けることもできる。この場
合、被処理体用ホルダー２２が熱処理部１０から退避し
て被処理体Ｗをノズルに対向させたときには、上述の回
転駆動モータ３９により、被処理体Ｗを例えば６０ｒｐ
ｍ程度の回転を行なわせるとよい。これにより、被処理
体Ｗをほぼ常温雰囲気で搬出することができる。また、
このとき、昇降機構４２は、被処理体Ｗをノズルに対し
て僅かなストロークを以って上下動させることができる
る。このような昇降機構４４の動作の必要性は、ある位
置に被処理体用ホルダー２２を固定した場合、ノズルか
らの冷却気体の接触が良好に行なわれなくなるからであ
る。なお、被処理体用ホルダー２２の昇降動作の際の気
密性を確保するために、気密室と被処理体用ホルダー３
０との間には、磁性流体を用いたシール構造４６（図１
参照）あるいは図示しないベローズ構造が設けられてい
る。

【００５０】被処理体用ホルダー２２は、上述のモータ
３９により熱処理時に必要な回転数を以って回転するよ
うになっているが、熱処理部１０への搬入時および搬出
時においても、少なくとも１回転以上の回転を行ないな
がら移動する駆動制御が行なわれる。このような搬入出
時での回転は、面状発熱源２０からの輻射熱の供給およ
びプロセスガスとの接触を均一化することにより、熱処
理前後での被処理体Ｗの面内均一性を確保するために実
行される。

【００５１】上述の実施例装置にて被処理体Ｗの熱処理
を行なう場合には、被処理体Ｗが被処理体搬入出部５０
に搬入される。すなわち、この場合を第２のロードロッ
ク室５４を対象として説明すると、例えば、次の方法が
採られる。

【００５２】（１）まず、被処理体Ｗを搬入する場合、
図５に示すように、第２のロードロック室５４内をガス
導入孔５４Ｄおよび排気部５４ＥをＣ介してＮ2 パージ
することにより、予め、大気圧と同圧に設定しておく。
外気とロードロック室５４内とを同圧にすれば、ゲート
バルブ５４Ｂが開いたときに、気体の急激な流れ込みに
よる塵や埃等の浸入飛散を防ぐことができる。次にゲー
トバルブ５４Ｂ（図３参照）を開いて被処理体Ｗがロー
ドロック室５４内に搬入される。その後、ゲートバルブ
５４Ｂが閉じられ、ガス排気孔５４Ｅによって真空引き
が実行される。この場合には、受渡し室５６も同様に、
予め真空引きが行なわれている。さらに、プロセスチュ
ーブ１２、シャッター６２の間の空間も真空引きし、か
つ、Ｎ2パージすることにより、ロードロック室５４と
同圧にしておくことが望ましい。この後、ゲートバルブ
５４Ａを開いて、搬送アーム５４Ｃにより受け渡し室５
６への被処理体Ｗの受け渡しが行われる。この受け渡し
の際には、遮熱用シャッター６２は閉じた状態にある。

【００５３】一方、ロードロック室５４内の搬送アーム
５４Ｃにより、被処理体Ｗが受渡し室５６に搬送される
と、予め、被処理体用ホルダー３０の載置部３０Ａが搬
送アーム５４Ｃの搬送経路上に位置されているので、被
処理体Ｗの受渡しが行なわれる。このときも、シャッタ
ー６２は閉じている。これにより、ロード時での被処理
体搬入出部５０が過熱状態になるのが防止される。

【００５４】（２）被処理体Ｗの受渡しが完了すると、
被処理体用ホルダー２２が回転駆動モータ３９により回
転される。そして、図６に示すように、遮熱用シャッタ
ー６２が開放されることにより、面状発熱源２０からの
輻射熱が直接被処理体Ｗの表面に照射されて一次的な予
備加熱が行われる状態となる。この場合の被処理体Ｗの
温度は、面状発熱源２０からの距離が比較的遠いことが
原因してさほど急激な上昇はなく、面内での均一な温度
上昇が得られる。

【００５５】（３）遮熱用シャッター６２が開放されて
いる段階で、被処理体用ホルダー２２は、上昇して処理
位置に向け移動する。ホルダー２２の通過後は、図７に
示すように、シャッター６２が閉じられ、上方からの輻
射熱による被処理体搬入出部５０内の温度が上昇するの
が防止される。そして、処理位置に被処理体用ホルダー
２２が達すると、昇降駆動装置４２の上昇動作が停止さ
れる。

【００５６】（４）次いで、図８に示すように、整流用
シャッター１８が閉じられ、熱処理部１０を構成する空
間部の形状として、被処理体Ｗの中心部に向けプロセス
ガスを集約することができる形状が設定される。

【００５７】これにより、プロセスガスは、供給部１４
から供給した後に、熱処理部１０の形状にしたがって、
その通過経路の高さ方向及び幅方向で、被処理体Ｗ、特
にその中心部に向け案内され、被処理体Ｗの表面と接触
する。これにより、プロセスチューブ１２内を流れるプ
ロセスガスは、そのプロセスチューブ１２及びシャッタ
ー１８の形状にしたがって、被処理体Ｗの中央部での接
触量が従来よりも多く確保される。このため、特に被処
理体の中央位置でのガスの希薄化が抑制され、被処理体
面内での膜質及び膜厚の均一化が達成される。なお、プ
ロセスガスは、主に被処理体Ｗの表面側に接触させられ
ることが多いので、シャッター１８と被処理体Ｗの裏面
との間の隙間に対して、被処理対Ｗの表面と上部壁１３
Ａとの間の隙間よりも小さくし、被処理体Ｗの裏面側の
中心部に集約しようとするプロセスガスを表面側に迂回
させて、なるべく被処理体Ｗの表面側での中心部に向け
集約させるようにすることも可能である。これにより、
被処理体Ｗの表面における中心部でのプロセスガスと被
処理体表面との接触量を多くすることができる。

【００５８】なお、プロセスガスは、被処理体Ｗが処理
位置に達した時点で供給されるのでなく、被処理体Ｗが
処理位置に達する以前から供給することもできる。この
場合、プロセスガスは、被処理体搬入で部５０の上方で
導入されているパージガスによって下方への移動が遮断
されるので、被処理体搬入部５０内へのプロセスガスの
侵入が阻止される。

【００５９】本発明が対象とする被処理体は、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基板等であってもよい。さらに
本発明が適用される熱処理装置としては、ＣＶＤ処理装
置だけでなく、たとえば、酸化、拡散、アニール等に適
用される装置を対象とすることができる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、昇降移動によ
り被処理体を処理位置に搬入出して縦型熱処理装置の利
点を確保したまま、処理室の上部壁によりフレッシュな
処理ガスを被処理体の中心部に効果的に導き、被処理体
面内の処理の均一性を改善できる。

【００６１】請求項２の発明によれば、被処理体の昇降
に不可欠な開口が、処理時にはシャッターで閉鎖され
て、しかもシャッターによって処理ガスの流路を形成で
きる。

【００６２】請求項３の発明によれば、上部壁と同様
に、シャッターによって処理ガスを被処理体に向かうよ
うにガス流路を形成できる。

【００６３】請求項４の発明によれば、昇降移動により
被処理体を処理位置に搬入出して縦型熱処理装置の利点
を確保したまま、処理室の両側壁の間隔が被処理体の中
心に向かうに従い短くなる形状によって、被処理体上を
通過するガス量を増大させることができる。

【００６４】請求項５及び６の発明によれば、被処理体
の中心を境とするガス上流側、下流側でほぼ線対称な流
れが実現される。

【００６５】請求項７の発明によれば、輻射熱線がシャ
ッターにより下方の被処理体搬入箇所に入射することが
阻止され、被処理体の搬入出箇所が過度に加熱されるこ
とが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる熱処理装置の一実施例を説明す
るための熱処理装置の要部構成を示す断面図である。

【図２】図１中、符号Ａで示す方向の断面図である。

【図３】図１に示した熱処理装置における被処理体搬入
出部の構造を説明するための平面視的な模式図である。

【図４】図１に示した熱処理装置におけるシャッターの
構造を示す平面視的な模式図であり、（Ａ）は開放され
た時を、（Ｂ）は閉じられた時の状態を示している。

【図５】図１に示した熱処理装置の一態様を説明するた
めの断面図である。

【図６】図１に示した熱処理装置の他の態様を説明する
ための断面図である。

【図７】図１に示した熱処理装置の別の態様を説明する
ための断面図である。

【図８】図１に示した熱処理装置のさらに別の態様を説
明するための断面図である。

【符号の説明】

１０ 熱処理部 １２ プロセスチューブ １３Ａ 上部壁 １３Ｂ 側壁 １３Ｃ 下部壁 １３Ｄ 開口 １８ シャッター １８Ａ、１８Ｂ 一対のシャッター部材 ２２ 被処理体用ホルダー ３０、３２ 熱源

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理位置に配置された被処理体に向け
   て、ほぼ水平方向に沿って処理ガスを流す横長筒状の壁
   部を有し、前記処理位置の下方の前記筒状壁部に前記被
   処理体の搬入出用の開口を有する処理室と、 前記処理位置に配置された前記被処理体を加熱する熱源
   と、 被処理体を水平状態で支持して前記処理室内の処理位置
   に搬送する、前記処理室に対して昇降可能な被処理体用
   ホルダーと、 を有し、 前記処理室は、前記筒状壁部のうち、前記処理ガスの上
   流側に対向する領域であって前記被処理体の被処理面と
   対面する側の上部壁が、前記処理位置に配置された前記
   被処理体の中心に向かうに従い斜め下方に傾斜または湾
   曲していることを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記開口を開閉するシャッターが配置され、閉鎖状態の
   前記シャッターが、前記処理ガスの流路形成用の壁部と
   して兼用されることを特徴とする熱処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記シャッターは、前記処理ガスの上流側に対向する領
   域が、前記処理位置に配置された前記被処理体の中心に
   向かうに従い斜め上方に傾斜または湾曲していることを
   特徴とする熱処理装置。
4. 【請求項４】 処理位置に配置された被処理体に向け
   て、ほぼ水平方向に沿って処理ガスを流す横長筒状の壁
   部を有し、前記処理位置の下方の前記筒状壁部に前記被
   処理体の搬入出用の開口を有する処理室と、 前記処理位置に配置された前記被処理体を加熱する熱源
   と、 被処理体を水平状態で支持して前記処理室内の処理位置
   に搬送する、前記処理室に対して昇降可能な被処理体用
   ホルダーと、 を有し、 前記処理室は、前記筒状壁部のうち、前記処理ガスの上
   流側に対向する領域であって前記被処理体の側縁と対面
   する側の両側壁の間の間隔が、前記処理位置に配置され
   た前記被処理体の中心に向かうに従い短くなることを特
   徴とする熱処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかにおいて、 前記処理室の前記筒状壁部は、前記処理位置に配置され
   た前記被処理体の中心を通る縦軸を境にほぼ線対称とな
   る形状であることを特徴とする熱処理装置。
6. 【請求項６】 請求項２または３において、 前記シャツターは、互いに逆方向に開閉駆動される一対
   のシャッター部材から構成され、この一対のシャッター
   部材は、前記処理位置に配置された前記被処理体の中心
   を通る縦軸を境にほぼ線対称となる形状であることを特
   徴とする熱処理装置。
7. 【請求項７】 請求項２、３又は６において、 前記シャッターは、前記熱源からの輻射熱線の透過を阻
   止する材料にて形成されていることを特徴とする熱処理
   装置。