JPS60211913A - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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JPS60211913A
JPS60211913A JP6770384A JP6770384A JPS60211913A JP S60211913 A JPS60211913 A JP S60211913A JP 6770384 A JP6770384 A JP 6770384A JP 6770384 A JP6770384 A JP 6770384A JP S60211913 A JPS60211913 A JP S60211913A
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process tube
heater
temperature
heaters
uniform
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哲也 高垣
Hiroshi Maejima
前島 央
Hiroto Nagatomo
長友 宏人
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、処理技術、特に、プロセスチューブ内に収容
した被処理物をヒータで加熱して処理する技術に関し、
たとえば、半導体装置の製造においてウェハ上に酸化膜
を形成する技術に利用して有効な技術に関する。
〔背景技術〕
半導体装置の製造において、ウェハ上に酸化膜を形成す
るには、シリコンを酸化雰囲気中で加熱すればよい。こ
の方法はもっとも簡単で一般的な方法であり、加熱ヒー
タと炉心管、温度コントローラおよび乾燥酸素もしくは
水蒸気が供給できればよい(電子材料1981年別冊、
工業調査会発行、昭和56年11月10日発行P72〜
P76)。
しかし、上述した方法によると、炉心管(以下プロセス
チューブとする)にウェハを搬入する時、炉口側の温度
が低下したり、水素(H2)の燃焼時、炉英側の温度が
上昇したりして均一な温度分布が崩れるという問題点が
あること、が本発明者によって明らかにされた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、プロセスチーブ内の温度分布を均一に
維持することができる処理技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、加熱ヒータ(ヒータ)をプロセスチューブの
長さ方向において複数に分割するとともに、各分割ヒー
タの加熱能力をそれぞれ所望通りに設定でき得るように
構成することにより、被処理物の搬入時やH2の燃焼時
等にも、プロセスチューブ内の温度分布を均一に維持で
きるものである。
〔実施例1〕 第1図は本発明の一実施例である熱処理装置を示す縦断
面図、第2図〜第5図はその作用を説明するための各線
図である。
本実施例において、この熱処理装置はプロセスチー−プ
1を備えており、このプロセスチューブ1は石英ガラス
によりほぼ円筒形状に形成されている。プロセスチュー
ブ1は、被処理物としてのウェハ2を複数枚立脚した状
態で整列させて保持する治具3を収容し得るように構成
されている。
プロセスチューブ1の一端には治具3を出し入れするた
めの炉口4が開設されており、炉口4にはドア5がこれ
を密閉し得るように開閉自在に取り付けられている。炉
口4の近傍にはスカベンジャ6が設けられ、スカベンジ
ャ6はプロセスチューブ1内を排気し得るように構成さ
れている。プロセスチューブ1の他端には酸素(0,)
または窒素(N2 )等の処理ガスを導入するための導
入ロアが開設されている。
プロセスチューブ1の外部にはヒータHがプロセスチュ
ーブ1内全体を加熱し得るように設けられており、ヒー
タHはプロセスチューブ1の長手方向において、第1分
割ヒータ(以下、第1ヒータという。)H1〜第4分割
ヒータ(同様)H4に4分割されている。そして、中間
に位置する第2ヒータH2は他の第1.第3.第4ヒー
タよりも短く構成されている。第1〜第4分割ヒータH
1〜H4はコントローラ8によりその加熱能力をそれぞ
れ所望通りに設定でき得るようになっ”〔いる。
次に作用を説明する。
なお、第2図〜第5図において、(a)はプロセスチュ
ーブ内の温度分布図、(b)は第1〜第4ヒータの加熱
能力度線図である。
まf、プロセスチューブ1は第1〜第4ヒータH1〜H
4により、第2図(a)に示されるように、炉内温度分
布がその中央部において均一な所定温度になるように予
熱される。このとき、第1〜第4ヒータH1〜H4の加
熱能力はコントローラ8により、第2図(b)に示され
るようにほぼ均一に設定される。
ドア5を開放して治具3に保持されたウエノ・2を炉口
4からプロセスチー−プ1内に搬入する直前、第3図(
b)に実線で示されるように、第1ヒータH1と第2ヒ
ータH2の加熱能力は後述するドア5の開放によるプロ
セスチューブ1内の温度降下分、コントローラ80指令
により、第3ヒータH3,第4ヒータH4の加熱能力よ
りも高められる。これにより、プロセスチューブ1内の
温度分布は、第3図(a)に示されるように、炉口4付
近が他の領域よりも高温になった分布状態になる。
なお第3図(a)において、破線Aは、均一に加熱され
た場合の炉口4付近の温度分布を示し、破線Bは、後述
するドア5開放による均一加熱時の温度降下を示す。
ウェハ2を搬入すべくドア5を開放すると、プロセスチ
ーブ1内の高温雰囲気が炉口4から逃げ、均一に加熱し
た場合には第4図(a)に破線で示すように、プロセス
チューブ1内の温度が炉口4から中央部付近に至るまで
降下する。
しかしながら、第3図(a)に示されているように、炉
口4付近が予めドア5開放によるプロセスチューブ1内
の温度降下分、高温になっていること、さらにウェハ2
を搬入している間の温度降下が中央部まで至るのを防止
するため、搬入中、第4図(b)に示されるように、第
1ヒータH1と第2ヒータH2はコントローラ80指令
により加熱能力を高められ続ける。これにより、プロセ
スチューブ1内の温度分布は、第4図(a)に示される
ように、ほぼ均一な分布状態になる。
治具3がプロセスチー−ブ1内のほぼ中央に位置決めさ
れ、ドア5が閉じられると、第5図(b)に示されるよ
うに、第1〜第4ヒータH1〜H4はその加熱能力をほ
ぼ等しく制御される。これにより、第5図(a)に示さ
れるように、プロセスチューブ1内の温度分布はほぼ均
一な分布状態に維持される。この状態において、導入ロ
アからO7またはN2等の処理ガスがプロセスチューブ
1内に導入される。このとき、プロセスチューブ1内の
温度分布が均一になっているため、治具3上のウニ62
拝金体および各ウェハ2全面にわたって均一な成膜処理
が行われることになる。
〔実施例2〕 第6図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第7図〜
第10図はその作用を説明するための各線図である。
本実施例が前記実施例と異なる点は、第3ヒータH3が
他の第1.第2.第4ヒータH1,H2゜H4よりも短
く構成された点と、導入ロアから水素(H7)およびO
lが導入されるように構成されている点にある。
本実施例において、プロセスチューブ1内の中央部にウ
ェハ3を保持した治具3が位置決めされると、第7図(
b)に示されるように、第1〜第4ヒータH1〜H4は
加熱能力をコントローラ8によりほぼ均一に制御される
。これにより、プロセスチューブ1内の温度分布は、第
7図(a)に示されるように、はぼ均一な状態に維持さ
れる。
その後、導入ロアからH210□が導入される前に、コ
ントローラ80指令により第3ヒータH3および第4ヒ
ータH4の加熱能力が後述するHt10□導入時の燃焼
によるプロセスチューブ1内の温度上昇分、低められる
。このとき、第3ヒータH3よりも第4ヒータH4の方
が能力を一層低められる。これにより、プロセスチュー
ブ1内の温度分布は、第8図(b)に示されるように、
導入ロア付近の温度が低下した分布状態となる。
なお、第8図(a)において、破線Cは、均一に加熱さ
れた場合の導入ロア付近の温度分布を示し、破線りは、
後述するH 2102導入時の、燃焼による均一加熱時
の温度上昇を示す。
導入ロアからH,10□が導入されると、燃焼が始まる
ため、プロセスチューブ1内が均一に加熱されている場
合この燃焼により、第9図(a)に破線で示すように、
プロセスチューブ1内の温度が導入ロアから中央部付近
まで上昇する。この温度分布の不均衡により、酸化膜の
膜厚や膜質等が、治具3上のウニ62拝金体および各ウ
ェハ2全面にわたって不均一になってしまう。
しかしながら、第8図(a)に示されているように、導
入ロア付近がH2102導入時の、燃焼による温度上昇
分、低温になっていること、さらにH2が燃焼している
間の温度上昇が中央部にまで至るのを防止するため、燃
焼中、第9図(b)に示されるように、第3ヒータH3
と第4ヒータH4はコントローラ8により加熱能力を適
当な割合で低下され続ける。これにより、プロセスチュ
ーブ1内の温度分布は、第9図(a)に示されるように
、はぼ均一な分布状態になる。
燃焼が終了すると、第10図(b)に示されるように、
第1〜第4ヒータH1〜H4はその加熱能力をほぼ等し
く設定される。これにより、第10図(a)に示される
ように、プロセスチューブ1内の温度分布はほぼ均一な
分布状態に維持される。
〔実施例3〕 第11図は、本発明の他の実施例として、前記実施例1
と実施例2を組合わせた装置を示す。本実施例は、ヒー
タを5つに分割し、その加熱能力をそれぞれ所望通りに
設定でき得るようにしたことを特徴とする。
本実施例において、この熱処理装置はプロセスチューブ
1を備えており、このプロセスチューブ1は石英ガラス
によりほぼ円筒形状に形成されている。プロセスチュー
ブ1は、被処理物としてのウェハ2を複数枚立脚した状
態で整列させて保持する治具3を収容し得るように構成
されている。
プロセスチューブ1の一端には治具3を出し入れするだ
めの炉口4が開設されており、炉口4にはドア5がこれ
を密閉し得るように開閉自在に取り付けられている。炉
口4の近傍にはスカベンジャ6が設けられ、スカベンジ
ャ6はプロセスチ−ブ1内を排気し得るように構成され
ている。プロセスチーブの他端には、導入ロアが設けら
れ、導入ロアからは水素(H2)および02が導入され
るように構成されている。
プロセスチューブ1の外部にはヒータHがプロセスチュ
ーブ1内全体を加熱し得るように設げられており、ヒー
タHはプロセスチューブ1の長手方向において、第1分
割ヒータ(以下、第1ヒータという。)H1〜1〜第5
ヒータ(同様)H5に5分割されている。そして、第2
ヒータH2および第4ヒータH4は他の第1.第3.第
5ヒータよりも短く構成されている。第1〜第5分割ヒ
ータH1〜H5はコントローラ8によりその加熱能力を
それぞれ所望通りに設定でき得るようになっている。
次に作用を説明する。
つまり、ドア5を開放して治具3に保持されたウェハ2
を炉口4がらプロセスチューブ1内に搬入する前、実施
例−と同様に第1ヒータH1と第2ヒータH2の加熱能
力を、ドア5の開放によるプロセスチーブ1内の温度降
下分、コントローラ80指令により、高められており、
さらに、ウェハ2を搬入している間の温度降下が中央部
まで至るのを防止するため、搬入中も第1ヒータH1と
第2ヒータH2はコントローラ8の指令により加熱能力
を高められ続ける。これにより、プロセスチューブ1内
の温度分布は、はぼ均一な分布状態になる。
また、実施例2と同様に、導入ロアから、H210、が
導入される前に、コントローラ8の指令により第4ヒー
タH4および第5ヒータH5の加熱能力がHz10!導
入、燃焼によるプロセスチューブ1内の温度上昇分、低
められる。このとき、第4ヒータH4よりも第5ヒータ
H5の方が能力を一層低められる。さらに、H6が燃焼
している間の温度上昇が中央部にまで至るのを防止する
ため、燃焼中、第4ヒータH4と第5ヒータH5はコン
トローラ8により加熱能力を適当な割合で低下され続け
る。これにより、プロセスチューブ1内の温度分布は、
はぼ均一な分布状況になる。
上述した作用によれば、被処理物の搬入時や、処理ガス
の燃焼時等のように温度分布の不均衡が発生するような
場合においても、加熱温度を調整することができるため
、プロセスチューブ内の温度分布を均一に保て、被処理
物に対する処理を均一に行なうことができる。
〔効果〕
(1) ヒータをプロセスチューブの長さ方向において
複数に分割するとともに、各分割ヒータの加熱能力を所
望温度に設定でき得るように構成することにより、被処
理物の搬入時や処理ガスの燃焼時等のように温度分布の
不均衡が発生する場合において加熱温度を調整すること
ができるため、プロセスチューブ内の温度分布を常に均
一に維持することができる。
(2)温度分布を均一に維持することにより、被処理物
に対する処理を均一化することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハに酸化膜を形
成する熱処理装置に適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、たとえば、拡散炉、C
VD装置等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図(a
)、(b)〜第5図(a) 、 (b)はその作用を説
明するための各線図、 第6図は本発明の他の実施例を示す縦断面図。 第7図(a)、(b)〜第10図(a) 、 (b)は
その作用を説明するための各線図、 第11図は本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。 1・・・プロセスチューブ、2・・・ウェハ、3川治具
、4・・・炉口、5・・・ドア、6・・・スカベンジャ
、7・・・導入口、8・・・コントローラ、H1〜H5
・・・分割ヒータ。 第 1 図 第 2 図 手続補正書(方式) 59829 %式% 発明の名称 処理装置 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (5101株式会肚 日 立 製 作 所代 
理 人 図面 に補正する。 第 2 図 第 3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被処理物を収容するプロセスチューブ外部のヒータ
    がプロセスチューブ内を加熱するように設けられている
    処理装置において、前記ヒータがプロセスチューブの長
    さ方向において複数に分割され、各分割ヒータが加熱能
    力をそれぞれ所望通りに設定でき得るように構成されて
    いることを特徴とする処理装置。 2、各分割ヒータのうち中間部に位置する分割ヒータが
    、短くなっていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の処理装置。
JP59067703A 1984-04-06 1984-04-06 処理装置 Expired - Lifetime JPH0783000B2 (ja)

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JP59067703A JPH0783000B2 (ja) 1984-04-06 1984-04-06 処理装置

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JP8163278A Division JP2659926B2 (ja) 1996-06-24 1996-06-24 処理装置

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JPS60211913A true JPS60211913A (ja) 1985-10-24
JPH0783000B2 JPH0783000B2 (ja) 1995-09-06

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