JPH088202A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理体の移載室と処理室とを備えた熱処理
装置において、処理室から移載室への処理ガスの流入を
軽減して移載室側の金属腐食を抑えること。 【構成】 例えば反応管２により形成された処理室の下
方側に移載室３４を設け、ウエハ保持部３にウエハＷを
保持して移載室３４と処理室との間で昇降する装置の場
合、左右に分割されたシャッタ６Ａ、６Ｂを設け、ウエ
ハ保持部３が移載室３４に位置するときには一方のシャ
ッタ６Ａでウエハ保持部３の通路を塞ぐと共にウエハ保
持部３が処理室内に位置するときにはシャッタ６Ａ、６
Ｂが昇降軸３１に密接する。そしてウエハ保持部３の通
路を囲むようにリング状のベローズ体４を設け、シャッ
タ６Ａ、６Ｂが作動するときにはベローズ体が縮退し、
シャッタ６Ａ（６Ｂ）が通路を塞ぐ位置にあるときには
伸長してこれに密接し、処理室と移載室とを気密に遮断
する。

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】半導体デバイスの製造プロセスの中に、
高温下においてシリコンの表面部を酸化しこれにより酸
化膜（絶縁膜）を得る酸化処理や、不純物層を表面に形
成したシリコン層を加熱し、これにより不純物をシリコ
ン層内に熱拡散する拡散処理などがある。

【０００３】この種の酸化、拡散を行う熱処理装置とし
てバッチ式である縦型熱処理装置が知られているが、例
えばキャパシタ絶縁膜の酸化膜やゲート酸化膜の形成あ
るいは不純物イオンの拡散処理では、極めて薄い膜や浅
い接合を得る場合、膜質、膜厚や拡散深さがサーマルバ
ジェット（熱履歴）の影響を大きく受け、バッチ式の熱
処理装置では、先に反応管内に搬入されたウエハと最後
の方に搬入されたウエハとではサーマルバジェットに大
きな差が生じてしまう。

【０００４】そこで上述の熱処理炉を改良し、反応管内
の設定位置に１枚づつウエハを保持具に載せて搬入した
後急加熱する枚葉式の熱処理装置についても検討が進め
られている。このような枚葉式の熱処理装置について図
１０に示す概略図を参照しながら説明すると、１は処理
室であり、この中でウエハ保持具１１が昇降自在に設け
られている。ウエハ保持具１１には、処理室１の下方側
の移載室１２にて図示しない搬送手段により１枚のウエ
ハＷが載置され、所定位置まで上昇した後加熱部１３に
より所定の熱処理温度まで加熱されると共にガス供給管
１４より処理ガスが供給されて例えば酸化処理される。
１５は排気管である。そして移載室１２に移載された処
理前のウエハＷが加熱源１３よりの輻射熱を直接受ける
ことによる熱履歴の影響を軽減し、また処理済みのウエ
ハについても冷却させるために処理室１と移載室１２と
の間に光遮断バルブであるシャッタ１６が左右両側にて
進退自在に設けられている。なおこのシャッタ１６には
ウエハ保持部１１の昇降軸１７に密接するように半円状
の切り欠きが形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記シャッタ
１６は、移載室１２の上方の通路部１８の壁部との間に
は、摩擦が起きないように隙間が形成されているので、
処理室１内の処理ガスがこの隙間を通って移載室１２側
へ回り込んでしまう。ここで熱処理を行う場合には腐食
性ガスを用いることがあり、例えば酸化処理を行う場合
には腐食性の大きい塩化水素ガスを用いることがある
が、処理室１の下方側は水冷ジャケットを備えた金属製
例えばＳＵＳよりなる筒状体により構成されているので
塩化水素ガスが移載室１２側へ侵入すると、金属部分が
腐食し、メンテナンスを頻繁に行わなければならないと
いう問題がある。

【０００６】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は移載室側の金属部分の腐食を
抑えることのできる熱処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、処理
室と、この処理室の下方側に通路部を介して設けられ、
被処理体の移載を行うための移載室と、前記処理室と移
載室との間で移動し、被処理体を保持するための被処理
体保持部と、を有し、前記処理室内にて被処理体保持部
に保持された被処理体を処理ガスを供給しながら熱処理
する装置において、前記処理室と移載室との間に設けら
れ、通路を閉じる位置と開く位置との間で移動し、被処
理体保持部が処理室内に位置している状態で通路を閉じ
たときには被処理体保持部の昇降軸の外周面に密接して
処理室と移載室との雰囲気を気密に遮断するように分割
されているシャッタと、前記通路部の壁部に通路を囲む
ように設けられ、上下方向に伸縮自在なシール用のベロ
ーズ体と、このベローズ体を伸縮させる伸縮手段と、を
備え、前記ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの
表面に密接して処理室側と移載室側との雰囲気を気密に
遮断するように構成したことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、分割されたシャッタの一つは、被処理体保持部
が移載室にあるときには通路全体を閉じる位置まで進出
することを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、処理室と、この処理室
の側方に通路部を介して設けられ、被処理体の移載を行
うための移載室と、前記処理室内の被処理体保持部と移
載室との間で被処理体を搬送するための搬送手段と、を
有し、前記処理室内にて被処理体保持部に保持された被
処理体を処理ガスを供給しながら熱処理する装置におい
て、前記処理室と移載室との間に設けられ、通路を閉じ
る位置と開く位置との間で移動するシャッタと、前記通
路部の壁部またはシャッタの一方に通路を囲むように設
けられ、横方向に伸縮自在なシール用のベローズ体と、
このベローズ体を伸縮させる伸縮手段と、を備え、前記
ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの表面または
通路部の壁部の表面の一方に密接して処理室側と移載室
側との雰囲気を気密に遮断するように構成したことを特
徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載の発明において、ベローズ体を伸縮させる伸縮手段
は、ベローズ体の内部空間に気体通路を介して連通し、
前記内部空間の気体の圧力を調整する手段を含むもので
あることを特徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４記載の発明において、ベローズ体の内部空間には、
ベローズ体の先端部を伸縮方向に案内する案内機構が設
けられている。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１、２、３、
４、または５記載の発明において、シャッタは石英によ
り構成されていることを特徴とする。

【００１３】請求項７の発明は、請求項６記載の発明に
おいて、シャッタは、被処理体を加熱する加熱源からの
輻射熱を抑制するための光透過抑制部を備えていること
を特徴とする。

【００１４】請求項８の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６または７記載の発明において、シャッタの温
度を調整するための温度調整部を有していることを特徴
とする。

【００１５】請求項９の発明は、請求項８記載の発明に
おいて、温度調整部は、シャッタ内に形成された温度調
整用の流体の通路と、この通路内に温度調整用の流体を
供給させる流体供給部と、を有していることを特徴とす
る。

【００１６】請求項１０の発明は、請求項９記載の発明
において、シャッタ内に形成された温度調整用の流体の
通路はジャケット構造であることを特徴とする。

【００１７】請求項１１の発明は、請求項８、９または
１０記載の発明において、温度調整部はシャッタにおけ
る処理室側の面及び移載室側の面を夫々独立して温度調
整できるように構成されていることを特徴とする。

【００１８】請求項１２の発明は、請求項９、１０また
は１１記載の発明において、温度調整部は、シャッタの
温度を検出する温度センサを有し、温度センサの温度検
出値に基づいて温度調整用の流体の流量または圧力を制
御し、これによりシャッタの温度を調整するものである
ことを特徴とする。

【００１９】請求項１３の発明は、請求項９、１０、１
１または１２記載の発明において、流体供給部は、断熱
膨張器を含み、この断熱膨張器よりの冷却気体をシャッ
タ内の通路に供給することを特徴とする。

【００２０】請求項１４の発明は、請求項９、１０、１
１、１２または１３記載の発明において、流体供給部
は、温風発生器を含み、この温風発生器よりの温風をシ
ャッタ内の通路に供給することを特徴とする。

【００２１】

【作用】処理室の下方側の移載室にて被処理体を被処理
体保持部に載せ、被処理体保持部を処理室内まで上昇さ
せる熱処理装置においては、被処理体保持部が処理室内
に位置しているときにはシャッタを閉じ、ベローズ体を
シャッタに密接させることにより処理ガスが移載室に流
れ込まないので、シャッタより下方側の金属部分の腐食
を防止できる。ベローズ体はシャッタが動くときには縮
退してシャッタとの間で擦れないようにしている。また
移載室にて被処理体の移載を行っている間もシャッタを
閉じておく。この場合請求項２の発明のように、分割さ
れたシャッタの一つを通路全体を閉じる位置まで進出さ
せ、ベローズ体を当該シャッタに密接させれば、処理室
内の処理ガスが移載室に流れ込まない。

【００２２】処理室の側方から被処理体を搬送手段によ
り被処理体保持部まで搬送する熱処理装置においては、
搬送手段が処理室の外側に位置しているときにはシャッ
タを閉じ、ベローズ体によりシールすることにより、や
はり処理室内の処理ガスが移載室に流れ込まない。シャ
ッタを例えば石英で構成し、不透明ガラスなどを用いて
加熱源からの輻射熱の透過を抑制することで移載室の温
度上昇を防止できる。

【００２３】またシャッタの温度調整部を設けることに
より、シャッタを加熱あるいは冷却できる。従って例え
ば被処理体が処理室内に搬入されているときにはシャッ
タを加熱することにより処理室内の熱容量の変化を小さ
くすることができ、被処理体の温度制御を精度良く行う
ことができると共に、熱処理後にはシャッタを冷却する
ことにより移載室を冷やすことができ、処理済みのウエ
ハの冷却を速やかに行うことができる。この場合シャッ
タの熱処理雰囲気側の面及び移載室側の面を夫々独立に
温度調整できるようにすればシャッタの両面を種々のシ
ーケンスで温度調整でき、装置やプロセスに適した温度
調整モードを設定できる。温度調整を流体を用い、例え
ば断熱膨張器や温風発生器などを用いて予め温度調整し
た流体をシャッタ内に供給することにより急加熱、急冷
却を行うことができる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の実施例の全体構成を示す図で
ある。先ずこの熱処理装置の全体構成を説明すると、２
は下端が開口し、上端が閉塞している例えば石英よりな
る反応管であり、この反応管２により被処理体に対して
熱処理を行う処理室が構成されている。前記反応管２の
周囲及び上面を間隙を介して覆うように例えば炭化ケイ
素（ＳｉＣ）よりなる均熱部材２１が配設され、更にそ
の外側には断熱体２２、及び水冷ジャケット２３ａを備
えた外装部２３が設けられている。また均熱部材２１の
上面と断熱体２２との間には抵抗発熱線よりなる加熱源
２４が配置されている。

【００２５】前記反応管２内にはウエハ保持部３が設け
られており、このウエハ保持部３は昇降軸３１の頂部に
設けられ、昇降軸３１は熱処理装置本体の下端部にてボ
ールネジなどの昇降機構３２により昇降できるように構
成されている。そして昇降軸３１は、内部に回転軸３３
を有しており、モータＭにより回転軸３３が回転し、こ
れによりウエハ保持部３が回転できるようになってい
る。ただし昇降軸３１の外管部分と回転軸３３との間に
は処理ガスが侵入しないように上部にてシール構造が施
されている。反応管２には図示しない処理ガス供給源か
らの処理ガスを被処理体保持部３上のウエハＷに供給す
るように処理ガス供給管２５が設けられると共に反応管
２内を排気する排気管２６が接続されている。

【００２６】反応管２の下端のフランジ部２７は図２に
示すように装置本体の外装部の内面より突出している支
持部４１に、固定用リング４２をボルト４３で押し付け
ることによりパッキン４４を介して押圧固定されてい
る。前記支持部４１の下方側には図１〜図３に示すよう
にベローズ体取り付け部材４５が設けられ、この取り付
け部材４５の下方側に、取り付け部材４５の内周縁と外
周縁とで形成されるリング状に、つまり反応管２のフラ
ンジ部２７の投影形状であるリング状に、上下方向に伸
縮自在なベローズ体４が設けられている。４５ａは補強
部材、Ｂ１〜Ｂ３はボルト、０１〜０３はＯリングであ
り、４６はベローズ体４を保護する例えば石英製の保護
筒である。

【００２７】この実施例では反応管２の上層部が処理室
に相当し、反応管２の下層部、支持部４１及びベローズ
体取り付け部材４５などを含む部分は、処理室と後述の
移載室との間の被処理体保持部３の通路を形成する通路
部に相当するものであり、ベローズ体４は被処理体保持
部３の通路を囲むように設けられていることになる。こ
のベローズ体４の材質としては、例えばアルミニウムや
ステンレスをテフロンコートしたもの、または金属溶接
体あるいは炭化ケイ素（ＳｉＣ）やテフロンなどを用い
ることができる。

【００２８】前記ベローズ体４の外側部分及び内側部分
を夫々外筒部及び内筒部と呼ぶことにすると、外筒部、
内筒部の下端の間にはベローズ体４の底面部をなし、下
面が鏡面に形成された後述のシャッタに密接するための
押圧面部５が設けられている。この押圧面部５は例えば
ステンレスよりなり、その内面には周方向に沿って例え
ば前記通路の中心について１２０度づつ離れた３ヶ所
に、ベローズ体４の伸縮動作が安定するようにガイド棒
５１が上方に突出するよう立設されており、前記取り付
け部材４５の下面からベローズ体４の内部空間に延び出
しているガイド棒受け部５２の中にガイド棒５１がベア
リング部５３を介して上下方向に案内されるようになっ
ている。これらガイド棒５１及びガイド棒受け部５２
は、ベローズ体４を伸縮方向に案内する案内機構をなす
ものである。前記ガイド棒５１の頂部にはストッパ５４
が形成され、ガイド棒受け部５２の中の段部に係止され
てベローズ体４の伸び出しストロークを規制している。

【００２９】前記ベローズ体４の内部空間はベローズ体
４の取り付け部材４５の中に形成された気体通路５５を
介して、外部の圧力調整部５６に連通しており、この圧
力調整部５６によってベローズ体４の内部空間の圧力が
調整されることによりベローズ体４の伸縮が制御され
る。なおガイド棒受け部５２の中の圧力も調整されるよ
うに気体通路５７が形成されている。この実施例では、
気体通路５５、５７及び圧力調整部５６並びに圧力調整
用の気体はベローズ体４の伸縮手段をなすものであり、
前記気体としては空気や窒素ガスなどの不活性ガスが用
いられ、その圧力範囲としては例えば１ｋｇ／ｃｍ² 以
上で１０ｋｇ／ｃｍ² 未満に設定される。

【００３０】また前記押圧面部５と補強部材４５ａとの
間には、例えばガイド棒５１と対応する位置（例えば３
ケ所）に引張りバネ４７が介装されており、ベローズ体
４は内部空間の圧力が高くなったときにこのバネ４７の
復元力に抗して伸長し、圧力が低くなったときにバネ４
７の復元力により縮退することとなる。ただしこのバネ
４７は必ずしも必要とされるものではなく、前記内部空
間を加圧、減圧することだけによりベローズ体４を伸縮
させるようにしてもよい。前記ベローズ体４の下方側に
は、当該ベローズ体４の下面部をなす押圧面部５に密接
して反応管２と後述の移載室との間を気密に遮断するた
めの左右に分割されているシャッタ６Ａ、６Ｂが設けら
れている。これらシャッタ６Ａ、６Ｂは、例えば直方体
に形成され、互いに向き合う縁部には、ウエハ保持部３
の昇降軸３１を左右から挟み込んで昇降軸３１の外周面
に密接するように半円形状の切り欠き６１Ａ、６１Ｂが
形成されている。そして一方のシャッタ６Ａは、ベロー
ズ体４で囲まれるウエハ保持部３の通路全体を塞ぐこと
ができるようにベローズ体４の外形よりも大きく作られ
ている。

【００３１】前記シャッタ６Ａ、６Ｂは、ウエハ保持部
３の通路と、その左右両側に夫々形成された待機室６２
Ａ、６２Ｂとの間を進退するように、待機室６２Ａ、６
２Ｂの側壁を貫通するピストン６３を介して流体シリン
ダ６４により作動される、６５はベローズである。なお
説明の便宜上シャッタ６Ａ、６Ｂに関連する個所の符号
としては同じ符号を付すこととする。前記シャッタ６Ａ
（６Ｂ）は例えば石英により作られており、加熱源２４
からの輻射熱を遮るように光透過抑制部を備えている。
この光透過抑制部としては、透明石英に不透明石英を積
層してなるものであってもよいし、石英における処理室
側の表面に凹凸を形成して乱反射させるものであっても
よく、あるいは石英以外の材質のフィルタを用いて光の
一部の透過を抑制するものであってもよい。なお不透明
石英を用いるにあたっては、結晶粒子の大きさを制御し
て光の透過を調整してもよいし、石英繊維を利用しても
よい。この場合透過率波長域が互いに異なる複数の不透
明石英層を積層してもよい。

【００３２】シャッタ６Ａ（６Ｂ）の内部には図５及び
図６に示すように温度調整用の流体の通路が形成されて
いる。即ちシャッタ６Ａ、６Ｂの内部は厚さ方向（上下
方向）に第１領域ＨＡ及び第２領域ＣＡの２段に断熱層
を挟んで分かれており、例えば上側の第１領域ＨＡは加
熱用領域ＨＡ、下側の第２領域ＣＡは冷却用領域ＣＡと
されている。各領域ＨＡ、ＣＡは更に上下２段に通流室
が分かれており、加熱用領域ＨＡは加熱流体が上側の通
流室ＨＡ１から下側の通流室ＨＡ２に流れ、また冷却用
領域ＣＡは冷却流体が下側の通流室ＣＡ１から上側の通
流室ＣＡ２に流れるように構成されている。そして各通
流室ＨＡ１、ＨＡ２、ＣＡ１、ＣＡ２は渦巻状に形成さ
れており、外側から流体が導入されて中心部から抜け、
更に外側に流出するように中心部に通孔が開けられてい
る。

【００３３】前記加熱流体の通流室ＨＡ１、ＨＡ２には
夫々導入管７１ａ、排出管７１ｂが接続されると共に、
冷却流体の通流室ＣＡ１、ＣＡ２には夫々導入管７２
ａ、排出管７２ｂが夫々接続されており、これら導入管
７１ａ（７２ａ）及び排出管７１ｂ（７２ｂ）は接続配
管７１（７２）の中に挿通されている。前記接続配管７
１（７２）は待機室６１Ａ、６１Ｂの側壁の外側でフレ
キシブルチューブ７３（７４）に接続されている。７
５、７６はベローズである。

【００３４】前記導入管７１ａ（７２ａ）、排出管７１
ｂ（７２ｂ）の配管系の一例を図７を参照しながら説明
すると、前記導入管、排出管の組（７１ａ、７１ｂ）及
び（７２ａ、７２ｂ）はバルブＶ１〜Ｖ８により加熱流
体供給部ＨＳ及び冷却流体供給部ＣＳとの間で切り替え
られるように構成されており、シャッタ６Ａ（６Ｂ）の
上半分側の通流室ＨＡ１、ＨＡ２及び下半分側の通流室
ＣＡ１、ＣＡ２には、加熱流体、冷却流体のいずれかを
選択して通流できるようになっている。前記第１領域Ｈ
Ａ、第２領域ＣＡには夫々温度センサＴ１、Ｔ２が取り
付けられており、その温度検出信号はスイッチ部ＳＷに
より加熱流体供給部ＨＳまたは冷却流体供給部ＣＳの一
方に入力され、加熱流体供給部ＨＳ及び冷却流体供給部
ＣＳは、温度センサＴ１、またはＴ２の温度検出信号に
基づいて流体の流量または圧力を制御し、第１領域Ｈ
Ａ、第２領域ＣＡが所定の温度に制御されるように構成
されている。

【００３５】前記加熱流体供給部ＨＳ及び冷却流体供給
部ＣＳとしては夫々例えば温風発生器、及び例えば−６
０℃の冷媒を送り出すことのできる断熱膨張器を用いる
ことができ、これらにより予め温度制御された流体（こ
の例では気体）を用いれば、シャッタ６Ａ（６Ｂ）は熱
容量の大きい材質で作られているが、シャッタ６Ａ、６
Ｂを急加熱、急冷却できる利点がある。なお温度調整用
の流体としては液体であってもよい。この例では加熱流
体供給部ＨＳ、冷却流体供給部ＣＳ、流体の通流室ＨＡ
１、ＨＡ２、ＣＡ１、ＣＡ２及び温度センサＴ１、Ｔ２
などは、シャッタ６Ａ（６Ｂ）の温度を調整する温度調
整部をなすものである。

【００３６】そして図１に戻って説明を進めると、シャ
ッタ６Ａ、６Ｂの下方側にはウエハＷの移載室３４が配
置されている。この移載室３４は、シャッタ６Ａ、６Ｂ
の進退方向を左右方向とすると、移載室３４に対して前
後に配置された図示しないロードロック室（一方が搬入
室、他方が排出室）との間で図示しない搬送アームによ
りゲートバルブＧを介してウエハＷの受け渡しが行われ
る部屋である。

【００３７】次に上述実施例の作用について述べる。先
ずウエハ保持部３を移載室３４内に位置させておき、図
示しない搬送アームにより外部のロードロック室からゲ
ートバルブＧを介して処理前の被処理体であるウエハＷ
をウエハ保持部に移載する。このとき図８（ａ）に示す
ように一方のシャッタ６Ａを通路全体を塞ぐ位置まで進
出させておくと共に、ベローズ体４を伸長させて押圧面
部５とシャッタ６Ａの表面とを気密に面接触させ、反応
管２内と移載室３４とを気密に遮断する。そしてシャッ
タ６Ａの上側半分（図５に示す第１領域ＨＡ）に温風を
通流させて加熱する一方下側半分（図５に示す第２領域
ＣＡ）に冷媒を通流させて冷却する。このようにシャッ
タ６Ａの下面を冷却することにより移載室３４内のウエ
ハＷの熱履歴の影響を少なくすることができる。

【００３８】ウエハＷがウエハ保持部３に保持された後
ベローズ体４を縮退させて図８（ｂ）に示すように押圧
面部５を例えば１ミリ〜１５ミリ程度シャッタ６Ａから
離し、続いて図８（ｃ）に示すようにシャッタ６Ａを後
退させた後ウエハ保持部３を反応管２内の所定位置まで
上昇させる。その後両方のシャッタ６Ａ、６Ｂを進出さ
せて図８（ｄ）に示すように切り欠き６１Ａ、６１Ｂ
（図４参照）により昇降軸３１を挟んで密接させ、次に
図８（ｅ）に示すようにベローズ体４を伸長させて押圧
面部５とシャッタ６Ａ、６Ｂの表面とを気密に面接触さ
せる。そしてウエハＷを所定の温度まで加熱すると共
に、処理ガス供給管２５よりの所定の処理ガス例えばＨ
ＣｌガスとＨ₂ ＯとをウエハＷの表面に供給し、例えば
反応管２内を７６０Ｔｏｒｒに維持してウエハＷの表面
のシリコン層を酸化する。

【００３９】酸化処理が終了した後、ベローズ体４を縮
退させ、シャッタ６Ａ、６Ｂを後退させて通路を開きウ
エハ保持部４を移載室３４まで下降させる。ウエハＷの
熱処理が行われている間シャッタ６Ａ、６Ｂの上半分側
は加熱され、下半分側は冷却されている。その後は一方
のシャッタ６Ａにより同様にして通路を閉じ、処理済み
のウエハＷを外部のロードロック室に移載し、次のウエ
ハＷをウエハ保持部３上に搬入する。

【００４０】このような実施例によれば、シャッタ６Ａ
（６Ｂ）とベローズ体４とにより反応管２内（処理室）
と移載室３４とを気密に遮断しているため、反応管２内
の処理ガスの移載室３４への流入を軽減することがで
き、処理ガスとしてＨＣｌ（塩化水素）ガスなどの腐食
性の強いガスを用いても移載室３４あるいはその下方側
の金属部分、例えば水冷ジャケットの腐食を抑えること
ができ、メンテナンスの頻度が少なくなる。またシャッ
タ６Ａ（６Ｂ）の移動時にはベローズ体４を縮退させて
いるので、シャッタ６Ａ（６Ｂ）とベローズ体４の押圧
面部５とが擦れ合うこともない。

【００４１】そしてシャッタ６Ａ（６Ｂ）により移載室
３４を冷却しているので、既述のように処理前のウエハ
Ｗの熱履歴の影響を少なくすることができる上、処理後
のウエハＷの冷却を早めることができ、スループットが
向上する。一方シャッタ６Ａ（６Ｂ）の上面側を加熱し
ているので、熱処理雰囲気を囲む容器全体の熱容量の変
化を小さくでき、熱処理雰囲気の温度制御性への影響を
軽減できるのでウエハＷの温度制御を高い精度で行うこ
とができる。ただしシャッタ６Ａ（６Ｂ）の上側下側を
必ずしも夫々加熱、冷却することに限定されるものでは
なく、装置やプロセスに応じて種々のシーケンスで温度
調整し、最適な温度調整モードを選定すればよい。

【００４２】以上においてベローズ体４の伸縮手段とし
てはエアーシリンダや例えばボールネジを利用したメカ
ニカルな機構を用いてもよい。ベローズ体４の押圧面部
５のリング幅としては例えば３０〜５０ミリの幅に設定
される。押圧面部５とシャッタ６Ａ（６Ｂ）とのシール
方法としては、どちらか一方または双方に溝を形成して
溝内を負圧にする方法、両方を石英や金属で構成して表
面の擦り合わせによる方法、あるいはＯリングを介装し
てシールする方法などを採用してもよい。

【００４３】またシャッタ６Ａ（６Ｂ）内の温度調整用
の流体の通流室は渦巻き状に限らず、例えばエッチング
などによりハニカム構造としてもよい。このように流体
の道のりを長くしておくことによりシャッタ６Ａ（６
Ｂ）の面内温度均一性が高くなる。なおシャッタ６Ａ
（６Ｂ）に温度調整用の流体を通流させるためには、シ
ャッタ６Ａ（６Ｂ）のピストン内に配管を通してその配
管を利用してもよい。

【００４４】更に本発明は、図９に示すように処理室８
の左右に夫々通路部８１Ａ、８１Ｂを介して移載室８０
Ａ、８０Ｂが配設され、図示しないロードロック室から
一方の移載室８０Ａ内の搬送手段８２ＡにウエハＷを受
け渡し、この搬送手段８２Ａを処理室８内に進入させて
ウエハ保持部８３にウエハＷを受け渡した後熱処理し、
熱処理後のウエハＷを他方の搬送手段８２Ｂに受け渡し
た後他方の移載室８０Ｂ内に搬送し、しかる後に図示し
ないロードロック室にウエハＷを搬出する熱処理装置に
適用してもよい。

【００４５】即ちこの熱処理装置は、搬送手段８２Ａ
（８２Ｂ）の通路を夫々開閉し、既述の実施例と同様に
温度調整部を備えたシャッタ９Ａ、９Ｂと、通路部８１
Ａ、８１Ｂの外方側壁部に通路を囲むように設けられ、
図示しない伸縮手段により横方向に伸縮自在なシール用
のベローズ体９１Ａ、９１Ｂとを備えており、搬送手段
８２Ａ、８２Ｂが移載室８０Ａ、８０Ｂ内に位置してい
るときにはベローズ体９１Ａ、９１Ｂが伸長してシャッ
タ９Ａ、９Ｂの表面に密接し、シャッタ９Ａ、９Ｂの移
動時にはベローズ体９１Ａ、９１Ｂが縮退するように構
成されている。なお８３、９２は流体シリンダ、８４、
９３はピストン、９４は加熱源、９５は外装部である水
冷ジャケット、９６は処理ガス供給管であり、温度調整
用の流体の配管は図示を省略してある。このような実施
例においても処理室８から移載室８０Ａ、８０Ｂの処理
ガスの流入を軽減することができ、金属部分の腐食を抑
えることができる。また図９に示す装置では、シャタ９
Ａ、９Ｂ側にベローズ体９１Ａ、９１Ｂを設けても良
い。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、被処理体を急速に昇温
して熱処理し、その後急速に降温させる熱処理装置にお
いて、処理室と移載室との間にシャッタを介在させると
共にベローズ体によりシャッタと通路部の壁部との間を
気密に遮断しているため、処理室から移載室側への処理
ガスの流入を軽減することができ、移載室側の金属部分
の腐食を抑えることができる。またシャッタの温度を調
整するようにしているため、被処理体の温度を精度良く
制御することができると共に熱処理後の被処理体を速や
かに冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す縦断側面図で
ある。

【図２】ベローズ体の取り付け構造及び内部構造の一例
を示す断面図である。

【図３】ベローズ体及びシャッタの概観を示す斜視図で
ある。

【図４】シャッタを示す平面図である。

【図５】シャッタの内部の流体の通流室を示す断面図で
ある。

【図６】シャッタ及び流体の配管構造を示す横断平面図
である。

【図７】シャッタ内を通流する加熱流体及び冷却流体の
配管系の一例を示す配管図である。

【図８】シャッタ及びベローズ体の動作を説明する動作
説明図である。

【図９】本発明の他の実施例の全体構成を示す縦断側面
図である。

【図１０】従来の枚葉式の熱処理装置を示す概略断面図
である。

【符号の説明】

２ 反応管 ２４ 加熱源 Ｗ 半導体ウエハ ３ ウエハ保持部 ３１ 昇降軸 ４ ベローズ体 ５ 押圧面部 ５１ ガイド棒 ５５ 気体通路 ６Ａ、６Ｂ シャッタ ＨＡ 第１領域（実施例では加熱領域） ＣＡ 第２領域（実施例では冷却領域） ＨＡ１、ＨＡ２ 通流室 ＣＡ１、ＣＡ２ 通流室 ７１ａ、７２ａ 流体の導入管 ７１ｂ、７２ｂ 流体の排出管

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室と、この処理室の下方側に通路部
   を介して設けられ、被処理体の移載を行うための移載室
   と、前記処理室と移載室との間で移動し、被処理体を保
   持するための被処理体保持部と、を有し、前記処理室内
   にて被処理体保持部に保持された被処理体を処理ガスを
   供給しながら熱処理する装置において、 前記処理室と移載室との間に設けられ、通路を閉じる位
   置と開く位置との間で移動し、被処理体保持部が処理室
   内に位置している状態で通路を閉じたときには被処理体
   保持部の昇降軸の外周面に密接して処理室と移載室との
   雰囲気を気密に遮断するように分割されているシャッタ
   と、 前記通路部の壁部に通路を囲むように設けられ、上下方
   向に伸縮自在なシール用のベローズ体と、 このベローズ体を伸縮させる伸縮機構と、を備え、 前記ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの表面に
   密接して処理室側と移載室側との雰囲気を気密に遮断す
   るように構成したことを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 分割されたシャッタの一つは、被処理体
   保持部が移載室にあるときには通路全体を閉じる位置ま
   で進出することを特徴とする請求項１記載の熱処理装
   置。
3. 【請求項３】 処理室と、この処理室の側方に通路部を
   介して設けられ、被処理体の移載を行うための移載室
   と、前記処理室内の被処理体保持部と移載室との間で被
   処理体を搬送するための搬送手段と、を有し、前記処理
   室内にて被処理体保持部に保持された被処理体を処理ガ
   スを供給しながら熱処理する装置において、 前記処理室と移載室との間に設けられ、通路を閉じる位
   置と開く位置との間で移動するシャッタと、 前記通路部の壁部またはシャッタの一方に通路を囲むよ
   うに設けられ、横方向に伸縮自在なシール用のベローズ
   体と、 このベローズ体を伸縮させる伸縮機構と、を備え、 前記ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの表面ま
   たは通路部の壁部の表面の一方に密接して処理室側と移
   載室側との雰囲気を気密に遮断するように構成したこと
   を特徴とする熱処理装置。
4. 【請求項４】 ベローズ体を伸縮させる伸縮手段は、ベ
   ローズ体の内部空間に気体通路を介して連通し、前記内
   部空間の気体の圧力を調整する手段を含むものであるこ
   とを特徴とする請求項１、２または３記載の熱処理装
   置。
5. 【請求項５】 ベローズ体の内部空間には、ベローズ体
   の先端部を伸縮方向に案内する案内機構が設けられてい
   る請求項１、２、３または４記載の熱処理装置。
6. 【請求項６】 シャッタは石英により構成されているこ
   とを特徴とする請求項１、２、３、４、または５記載の
   熱処理装置。
7. 【請求項７】 シャッタは、被処理体を加熱する加熱源
   からの輻射熱を抑制するための光透過抑制部を備えてい
   ることを特徴とする請求項６記載の熱処理装置。
8. 【請求項８】 シャッタの温度を調整するための温度調
   整部を有していることを特徴とする請求項１、２、３、
   ４、５、６または７記載の熱処理装置。
9. 【請求項９】 温度調整部は、シャッタ内に形成された
   温度調整用の流体の通路と、この通路内に温度調整用の
   流体を供給させる流体供給部と、を有していることを特
   徴とする請求項８記載の熱処理装置。
10. 【請求項１０】 シャッタ内に形成された温度調整用の
    流体の通路はジャケット構造であることを特徴とする請
    求項９記載の熱処理装置。
11. 【請求項１１】 温度調整部はシャッタにおける処理室
    側の面及び移載室側の面を夫々独立して温度調整できる
    ように構成されていることを特徴とする請求項８、９ま
    たは１０記載の熱処理装置。
12. 【請求項１２】 温度調整部は、シャッタの温度を検出
    する温度センサを有し、温度センサの温度検出値に基づ
    いて温度調整用の流体の流量または圧力を制御し、これ
    によりシャッタの温度を調整するものであることを特徴
    とする請求項９、１０または１１記載の熱処理装置。
13. 【請求項１３】 流体供給部は、断熱膨張器を含み、こ
    の断熱膨張器よりの冷却気体をシャッタ内の通路に供給
    することを特徴とする請求項９、１０、１１または１２
    記載の熱処理装置。
14. 【請求項１４】 流体供給部は、温風発生器を含み、こ
    の温風発生器よりの温風をシャッタ内の通路に供給する
    ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２または１
    ３記載の熱処理装置。