JPH11152567A - 高圧アニール装置 - Google Patents

高圧アニール装置

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JPH11152567A
JPH11152567A JP31710697A JP31710697A JPH11152567A JP H11152567 A JPH11152567 A JP H11152567A JP 31710697 A JP31710697 A JP 31710697A JP 31710697 A JP31710697 A JP 31710697A JP H11152567 A JPH11152567 A JP H11152567A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーンルームへの汚染を防止するととも
に、圧力装置を小型化し、コストの低減を図る。 【解決手段】 ガラス基板等に成膜したシリコン膜を加
熱して特性を改善するための高圧アニール装置1であっ
て、ステンレス製の上部圧力容器2aと下部圧力容器2
bとから成る外部圧力容器2と、石英製の上部内部容器
3aと下部内部容器3bとから成る内部容器3と、外部
圧力容器2と内部容器3との間に設けた加熱装置4とを
有し、上部圧力容器2aと下部圧力容器2bの接続は、
該容器2a,2bの接続部に設けたフランジ2e,2f
同志を挟持するように外嵌した接続装置5により行い、
上部内部容器3aと下部内部容器3bの接続は、該容器
3a,3bの接続部に設けたフランジ3c,3d同志
を、下部内部容器3bの下部に設けた膨張室6を加圧す
ることにより下部内部容器3bを押し上げ当接して行う
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板等に成
膜したシリコン膜を加熱して特性を改善するための高圧
アニール装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は米国特許第5167716号に記
載の半導体薄膜の製造方法および装置に関するものであ
る。図において、112および113は二重壁で構成さ
れた圧力容器である。95は石英容器であり、115は
石英容器95の底部材である。45は石英容器95内に
設けられた基板を載せるタワーである。石英容器95と
底部材115とは、石英容器95と底部材115のフラ
ンジを重ね合わせるようにして接続している。フランジ
の重ね合わせは底部材115のフランジの下部に閉止材
56を介して設けたアクチュエータ77により行うよう
になっている。118,120はシール材であり、12
4,125はヒータである。127,128は冷却プレ
ートである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した米国特許第5
167716号に記載の半導体薄膜の製造方法および装
置に示された石英容器95のフランジと底部材115の
フランジの接続は、底部材115の下部に設けたアクチ
ュエータにより行われるので、底部材115の下部に複
数本の大きなアクチュエータを設けなければならず、装
置全体が大がかりになり、装置重量も大きくなる。ま
た、半導体薄膜の製造装置は、クリーンな環境に設置さ
れるので、アクチュエータに油圧を用いると、油圧によ
るクリーンルームへの汚染があり、アクチュエータに空
気圧を用いると、必要とする力が大きいため、アクチュ
エータの大型化が避けられない。圧力容器内に接続装置
を設けると圧力容器が大型化し、コストアップになるな
どの問題がある。
【0004】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために創案されたもので、上部内部容器と下部内部容器
の接続をコンパクトな接続装置で行うようにしてクリー
ンルームへの汚染を防止するとともに、圧力容器を小型
化し、コストの低減を図ることができる高圧アニール装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ガラス
基板等に成膜したシリコン膜を加熱して特性を改善する
ための高圧アニール装置であって、ステンレス製の上部
圧力容器と下部圧力容器とから成る外部圧力容器と、石
英製の上部内部容器と下部内部容器とから成る内部容器
と、外部圧力容器と内部容器との間に設けた加熱装置と
を有し、上部圧力容器と下部圧力容器の接続は、該容器
の接続部に設けたフランジ同志を挟持するように外嵌し
た接続装置により行い、上部内部容器と下部内部容器の
接続は、該容器の接続部に設けたフランジ同志を、下部
内部容器の下部に設けた膨張室を加圧することにより下
部内部容器を押し上げ当接して行うようにした高圧アニ
ール装置が提供される。
【0006】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
接続装置は、上部圧力容器と下部圧力容器の接続部に設
けた外周部に多数の凹凸の歯形部を形成したフランジ
と、該フランジを上下に挟持するように外嵌する断面コ
字状のクランプリングとから成り、該クランプリング内
側の上下の突起部には、フランジの歯形部と同形の多数
の凹凸の歯形部を形成しており、上部圧力容器と下部圧
力容器を接続するときは、クランプリングの凹部にフラ
ンジの凸部を合わせて嵌入した後、クランプリングを回
動して嵌入したフランジの凸部とクランプリングの凹部
の位置をずらすことによって行うようにした。
【0007】次に本発明の作用について説明する。ガラ
ス基板等に成膜したシリコン膜の特性を改善するのに、
シリコン膜を加熱すると同時に、高圧で熱処理される。
シリコン膜は金属などによる汚染を防止するため、石英
製の内部容器内で熱処理される。石英製の内部容器は、
石英製の内部容器だけでは高圧に耐えられないので、圧
力容器内に設けられる。石英製の内部容器内は汚染防止
のため、圧力容器内雰囲気よりわずかに高圧に保持され
ており、そのため上下の内部容器を気密に接続する接続
装置が必要である。上部圧力容器と下部圧力容器の接続
は、この圧力容器の接続部に設けたフランジ同志を挟持
するように外嵌した接続装置により行い、上部内部容器
と下部内部容器の接続は、該容器の接続部に設けたフラ
ンジ同志を、下部内部容器の下部に設けた膨張室を高圧
ガスで加圧することにより下部内部容器を押し上げ当接
して行うので、クリーンルームへの汚染を防止すること
ができ、また、圧力容器を小型化し、コストの低減を図
ることができる。なお、圧力容器のフランジ間にはゴム
製のガスケットが挟持されており、内部容器のフランジ
間には耐熱製のOリングが挟持されていて気密保持を行
う。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について、図面に基づいて説明する。図1は本発明の高
圧アニール装置の側断面図である。図2ないし図4は図
1の一部拡大図で、図2は大気圧時の各容器の接続状況
を示す図、図3は圧力容器加圧時の各容器の接続状況を
示す図、図4は膨張室加圧時の各容器の接続状況を示す
図である。図5は圧力容器の接続装置の一部拡大図であ
る。
【0009】図1において、1は高圧アニール装置であ
る。高圧アニール装置1は、ステンレス製の上部圧力容
器2aと下部圧力容器2bとから成る外部圧力容器2
と、石英製の上部内部容器3aと下部内部容器3bとか
ら成る内部容器3と、外部圧力容器2と内部容器3との
間に設けた加熱装置4とを有し、上部圧力容器2aと下
部圧力容器2bの接続は、該容器2a,2bの接続部に
設けたフランジ2e,2f同志を挟持するように外嵌し
た接続装置5により行い、上部内部容器3aと下部内部
容器3bの接続は、該容器3a,3bの接続部に設けた
フランジ3c,3d同志を、下部内部容器3bの下部に
設けた膨張室6を加圧することにより下部内部容器3b
を押し上げ当接して行うようになっている。
【0010】圧力容器2の上部圧力容器2aは筒状をし
ており、上部圧力容器2aの頂部および下部圧力容器2
bの底部は、半楕円形体鏡板になっている。ガラス基板
等に成膜したシリコン膜の加熱の際、圧力容器2内の圧
力を昇圧する。圧力容器2は、上部圧力容器2aのフラ
ンジ2eの下面と下部圧力容器2bのフランジ2fとの
間に1〜2mmの隙間が発生する。
【0011】上部内部容器3aは、上部圧力容器2a内
に設けられた上部内部容器支持材16と、上部内部容器
固定リング17により固定されている。下部内部容器3
bは、下部圧力容器2b内に設けられた下部内部容器支
持材18と、下部内部容器固定リング19により固定さ
れている。また、下部内部容器3bは、上方に突出する
ように形成されており、上部内部容器3aと下部内部容
器3bを接続するときは、その突出部は、上部内部容器
3a内に挿入されるようになっている。内部容器3は、
圧力容器2の接続と同時に接続するが、内部容器3の上
部内部容器3aのフランジ3cの下面と下部内部容器3
bフランジ3dの上面との間に、図3に示すように、1
〜2mmの隙間Gが発生する。21は耐熱製のOリング
で、上部内部容器3aのフランジ3cの下面と下部内部
容器3bのフランジ3dの上面との間をシールする。
【0012】加熱装置4は、内部容器3の外周を囲むよ
うに設けられている。4aは加熱装置4の頂部に設けら
れた開口である。15はこの開口4aを開閉する蓋で、
蓋開閉装置15aによりロッド15bを介して開閉する
ようになっている。この蓋15は加熱時は閉じており、
放冷するときには対流を活発にするため開放する。
【0013】接続装置5は、上部圧力容器2aと下部圧
力容器2bの接続部に設けた外周部に多数の凹凸の歯形
部を形成したフランジ2e,2fと、このフランジ2
e,2fを上下に挟持するように外嵌する断面コ字状の
クランプリング5aとから成り、このクランプリング5
a内側の上下の突起部5bには、フランジ2e,2fの
歯形部2c,2dと同形の多数の凹凸の歯形部5cを形
成しており、上部圧力容器2aと下部圧力容器2bを接
続するときは、クランプリング5aの凹部にフランジの
凸部を合わせて嵌入した後、クランプリング5aを、図
5に示す矢印方向に回動して嵌入したフランジ2e,2
fの凸部とクランプリング5aの凹部の位置をずらすこ
とによって行うようになっている。
【0014】膨張室6は、下部圧力容器2b内の下部内
部容器3bの下部に設けられている。膨張室6は上方を
開放した円筒状の側壁6aを有しており、膨張室6内に
は上面にプッシャー7aを有する昇降部材7を嵌入して
いる。昇降部材7は下部内部容器3bを支持しており、
膨張室6の底部に設けられた圧力導入部6bから高圧ガ
スを導入して膨張室6を加圧し、下部内部容器3bを押
し上げ、密着して隙間Gをなくすようになっている。7
bは膨張室6の外面に二重に設けられたOリングで、膨
張室側壁6aとの間をシールする。
【0015】8は下部圧力容器2b内に設けた下部内部
容器3bを支持するステージである。9は熱処理室であ
り、10はこの熱処理室9内の、下部内部容器3bの上
面に設けた基板ステージである。基板ステージ10には
複数の基板11が載置されて熱処理される。
【0016】12は圧力容器2の外面に所要の間隔を持
って設けられた水冷ジャケットで、圧力容器2との間に
冷却水流路12aを形成している。13は冷却水配管で
あり、14は排気管である(図1)。20はゴム製のガ
スケットで、上部圧力容器2aのフランジ2eの下面と
下部圧力容器2bのフランジ2fの上面との間をシール
する。
【0017】次に実施形態に基づく作用について説明す
る。ガラス基板等に成膜したシリコン膜の特性を改善す
るのに、シリコン膜を酸化性ガス,還元性ガスまたは不
活性なガスの雰囲気中で加熱すると同時に、高圧で熱処
理される。大気圧中で、圧力容器2の上部圧力容器2a
と下部圧力容器2bを接続すると同時に、内部容器3の
上部内部容器3aと下部内部容器3bも接続する。圧力
容器2内を加圧すると、接続装置(クランプリング)5
には作動用のがたがあるため、上部圧力容器2aのフラ
ンジ2eの下面と下部圧力容器2bのフランジ2fの上
面との間に、1〜2mmのがた分の隙間が発生する。こ
の隙間は縮み代の大きいゴム製のガスケット20の弾性
によりシールされる。一方、この隙間の発生に伴い上部
内部容器3aのフランジ3cの下面と下部内部容器3b
のフランジ3dの上面との間にも1〜2mmの隙間が発
生するが、上部内部容器3aと下部内部容器3bの接続
部は内部容器3が高温となるため、縮み代の大きいゴム
製のガスケットは使用できず、縮み代の小さい耐熱性の
Oリング21しか使用できないのでシールが不能にな
る。内部容器3内はシールがゆるんで内部容器3内に外
部からの不純物が侵入しないように、圧力容器内雰囲気
より1%f/cm2程度の高圧に保持している。そこ
で、上部内部容器3aと下部内部容器3bの接続は、こ
の容器3a,3bの接続部に設けたフランジ3c,3d
同志を、下部内部容器3bの下部に設けた膨張室6を内
部容器3内の圧力により押し下げ力に対抗できる高圧ガ
スで加圧することにより下部内部容器3bを押し上げ当
接して行うようにした。これにより圧力容器2を小型化
し、コストの低減を図ることができる。なお、圧力容器
2内は、図示しない、高圧ガス供給装置からレギュレー
タを介して加圧されるが、この高圧ガス供給装置から別
のレギュレータを介して膨張室6内に導入すれば、高圧
ガス供給装置を別に設ける必要はない。
【0018】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。
【0019】
【発明の効果】上述した本発明の高圧アニール装置によ
れば、下部内部容器の下部に設けた膨張室を高圧ガスで
加圧して下部内部容器を押し上げ、上部内部容器に当接
して接続するので、クリーンルームへの汚染を防止する
ことができ、また、圧力容器を小型化し、コストの低減
を図ることができるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高圧アニール装置の側断面図である。
【図2】図1の一部拡大図で、大気圧時の各容器の接続
状況を示す図である。
【図3】図1の一部拡大図で、圧力容器加圧時の各容器
の接続状況を示す図である。
【図4】図1の一部拡大図で、膨張室加圧時の各容器の
接続状況を示す図である。
【図5】接続装置の一部拡大図である。
【図6】従来の米国特許第5167716号に記載の半
導体薄膜の製造方法および装置の図である。
【符号の説明】
1 高圧アニール装置 2 外部圧力容器 2a 上部圧力容器 2b 下部圧力容器 3 内部容器 3a 上部内部容器 3b 下部内部容器 4 加熱装置 5 接続装置 5a クランプリング 6 膨張室 7 昇降部材 8 内部容器ステージ 9 処理室 10 基板ステージ 11 基板 16 上部内部容器支持材 17 上部内部容器固定リング 18 下部内部容器支持材 19 下部内部容器固定リング 20 ガスケット 21 Oリング G 隙間

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板等に成膜したシリコン膜を加
    熱して特性を改善するための高圧アニール装置であっ
    て、ステンレス製の上部圧力容器と下部圧力容器とから
    成る外部圧力容器と、石英製の上部内部容器と下部内部
    容器とから成る内部容器と、外部圧力容器と内部容器と
    の間に設けた加熱装置とを有し、上部圧力容器と下部圧
    力容器の接続は、該容器の接続部に設けたフランジ同志
    を挟持するように外嵌した接続装置により行い、上部内
    部容器と下部内部容器の接続は、該容器の接続部に設け
    たフランジ同志を、下部内部容器の下部に設けた膨張室
    を加圧することにより下部内部容器を押し上げ当接して
    行うようにしたことを特徴とする高圧アニール装置。
  2. 【請求項2】 前記接続装置は、上部圧力容器と下部圧
    力容器の接続部に設けた外周部に多数の凹凸の歯形部を
    形成したフランジと、該フランジを上下に挟持するよう
    に外嵌する断面コ字状のクランプリングとから成り、該
    クランプリング内側の上下の突起部には、フランジの歯
    形部と同形の多数の凹凸の歯形部を形成しており、上部
    圧力容器と下部圧力容器を接続するときは、クランプリ
    ングの凹部にフランジの凸部を合わせて嵌入した後、ク
    ランプリングを回動して嵌入したフランジの凸部とクラ
    ンプリングの凹部の位置をずらすことによって行うよう
    にした請求項1記載の高圧アニール装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006165304A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 水蒸気アニール装置とこの装置における水蒸気導入方法
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