JPS6173324A - 熱処理装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体基板等（以下、「ウェハ」という）
の被処理基板を、その表裏両面から光照射して熱処理を
行なう熱処理装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にウェハの熱処理プロセスは、イオン注入の後処理
どしてイオン注入層を活性化し均一な組成とするための
熱処理を始め、シリコン膜を安定化させるための熱処理
等、非常に広範囲にわたって利用されている。これらの
熱処理のいずれにおいても、ウェハの表裏面を含む全面
に対して均一な加熱を施す必要があるが、熱処理の迅速
化のため、加熱手段としてハロゲンランプ等の加熱用光
源からの光照射によった場合には、ウェハに対する加熱
光源からの光照射の均一化を正確に行なわなければなら
ない。

ウェハ全面に対する照度分布の均一化を図るための方法
として、例えば特開昭５７−．１４７２３７号公報に開
示されているように、加熱炉内に収容されたウェハを光
源に対して水平方向に移動させ、あるいはウェハを所定
の振幅をもって水平方向に揺動させるようにしたものが
知られている。

又、ウェハ等の被熱処理体を加熱炉内に搬入する前に炉
内を予備加熱しておき、炉内温度が上昇した後に、各被
熱処理体の加熱炉内への搬入を常に所定温度範囲内で行
なうようにして、加熱炉を封止後、炉内温度を上昇させ
てゆき、炉内が所定温度まで上昇した時点で、加熱用光
源を制御するための出力プログラムに基づいてウェハ等
の熱処理を開始する熱処理方法を、本出願人は特願昭５
９−１０５５７１号として出願し、複数枚のウェハ間の
熱処理結果の品質上のむらを解決する方法を提供してい
る。

第４−１図および第４−２は、従来の熱処理装置の概略
構成を示すもので、第４−１図は。

ウェハ（１）をウェハ支持器（２）に載置して熱処理炉
（３）内に搬入し、熱処理炉（３）上下両面に所定距離
を介して対向配置された光源（４）からの光照射によっ
てウェハ（１）を加熱している状態を示す。この状態に
おいて、熱処理炉（３）の−側面の開口部（５）はフラ
ンジ（６）により密封されている。また熱処理炉（３）
内にはガス導入管（７）を介して不活性ガス、例えばＮ
２　ガスが導入され、そしてガス排出管（８）によって
炉（３）外に排気される。尚、＠中（９）は光反射板で
ある。

他方第４−２図は、ウェハ（１）を熱処理炉（３）外へ
搬出した後の状態、もしくは次のウェハ（１）を熱処理
炉（３）内へ搬入する前の状態を示す。この状態におい
て、熱処理炉（３）の−側面の開口部（５）は開放され
ている。そして熱処理装置においては、ウェハ（１）の
搬入・搬出に際して上記２つの状態を繰り返すことにな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の熱処理装置にあっては、ウェハ（１）を熱処理炉
（３）内に搬入したり、炉（３）外に搬出したりするに
際して、第４−２図に示すように、熱処理炉（３）の開
口部（５）が開放されるため、熱処理炉（３）の内部に
外気、及び外気と一緒に不純物が入り込む。この結果、
次のウェハ（１）を熱処理する際に、ウェハ（１）を酸
化させたり。

ウェハ（１）表面を汚染させたりする。特に熱処理炉（
３）の壁面に設けられたガス導入管（７）から炉（３）
内に不活性ガスを注入し、ガス排出管（８）によって炉
（３）外に排気するような場合には、熱処理炉（３）内
部に外気が混入する可能性が大きく、問題となっていた
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、上記問題点を解決するための技術的手段
として、熱処理炉の、ウェハを搬入・搬出するための開
口部側に前室を付設し、この前室の室壁に、前室内に不
活性ガスを導入し噴出させるための気体導入管と、場合
によってはその導入された不活性ガスを前室内から排出
するための気体排出管とを穿設し、さらに熱処理炉内の
気圧を炉外の気圧より高く保つために炉内へ不活性ガス
を導入するようにした。すなわちこの発明に係る熱処理
装置は、被処理も与板を所要の雰囲気下で熱処理する熱
処理炉と、この熱処理炉内に搬入された被処理基板を光
照射により加熱する加熱手段と、被処理基板を前記熱処
理炉内で保持する支持器と、この支持器を前記熱処理炉
内に出し入れする駆動手段とを備えてなる熱処理装置に
おいて、前記熱処理炉の、前記支持器が出し入れされる
開口部側に、１個もしくは複数個の気体導入孔が室壁に
穿設された前室を付設するとともに、前記熱処理炉に。

炉内の気圧を炉外のそれより高く保つために炉内へ不活
性ガスを供給する気体導入手段を配設したことを特徴と
する。

〔作　　用〕

この発明に係る熱処理装置においては、熱処理炉の開口
部側に前室が設けられ、その前室内には不活性ガスが導
入噴出され、そして必要に応じて室外に排気されるので
、前室内の気圧は室外の気圧より高く保たれる。また、
熱処理炉に配設した気体導入手段により熱処理炉内には
不活性ガスが供され、熱処理炉内の気圧は前室の気圧よ
り高く保持されている。また前室に不活性ガスのエアー
カーテンが形成された場合には、熱処理を完了したウェ
ハと次の未処理ウェハを移し換えるために熱処理炉から
ウェハ支持器を抜き出した状態のときでも、開口部を介
して熱処理炉内へ外気が混入することがない。また熱処
理炉へは不活性ガスが導入されて炉内圧が炉外圧より高
く維持され、熱処理炉内への外気の混入が一層妨げられ
る６そして、熱処理が完了したウェハをウェハ支持器に
載置した状態でウェハを熱処理炉内から搬出する場合に
、ウェハが前室を通過する際、気体導入孔から噴き出す
不活性ガスによってウェハが冷却されることとなる。

〔実施例〕

以下、第１図ないし第３図に基づいてこの発明の実施例
について説明する。

第１図は、この発明の１実施例に係る熱処理装置の正面
断面図である。熱処理炉（３）は光透過性相料、例えば
石英ガラスからなり、その−側面には開口部（５）が設
けられ、ウェハ支持器（２）に載置されたウェハ（１）
はその開口部（５）を介して搬入・搬出される。熱処理
炉（３）の他側面は、不活−性ガスの供給管（１１）及
び供給孔（１２）が設けられた壁面（１３）によって密
閉されており、その壁面（１３）の供給管（１１）及び
供給孔（１２）を介して精密にろ過された不活性ガスを
熱処理炉（３）に送り込み、炉内の気圧を炉外の気圧よ
り高く保つ。また熱処理炉（３）の上下両面側にはそれ
ぞれ、所定距離を隔てて光源（４）及び光反射板（９）
が所定個数列設されており、熱処理炉（３）内に搬入さ
れたウェハ（１）の上下両面に光照射してウェハ（１）
に熱処理を施す。そして熱処理炉（３）の開口部（５）
側には、前室（１０）が付設されている。この前室（１
０）には、気体導入孔（１４）及び、場合によっては気
体排出孔（１５）が室壁に穿設されている。前室（１０
）の２つの側面にはそれぞれ開口部（１６）、（１７）
が設けられ、そのうちの１つの開口部（１６）は熱処理
炉（３）の開口部（５）と連通している。それぞれの開
口部（１６）、（１７）には、ウェハ（１）が熱処理炉
（３）に搬入され熱処理が施されている状態において、
ウェハ支持器（２）の駆動杆（１８）に付設されたフラ
ンジ（６）、（１９）が非接触状態で、かつ近接して対
向する。前室（１０）内に気体導入孔（１４）を介して
導入噴射される不活性ガスは、前室（１０）の開口部（
１７）とフランジ（１９）との間から一部室外に漏れ出
るが、外気が逆に前室（１０）内に流入することがない
ように前室（１０）内の気圧を外部気圧より高くしてお
く。尚、必要に応じて気体排出孔（１５）から前室（１
０）内の不活性ガスを排気するようにしてもよい。

この気体排出孔（１５）を前室の室壁に穿設する場合、
気体導入孔（１４）と同一室壁に気体排出孔（１５）を
混在させても良いが、でき得れば図示したように上部室
壁に気体導入孔（１４）、下部室壁に気体排出孔（１５
）を穿設してエアーカーテンを形成することが望ましく
、このことは以下の実施においても同様である。

ウェハ支持器（２）は、第１図に示す実施例では、支持
杆（２０）　、フランジ（６）、駆動杆（１８）及びフ
ランジ（１９）を介して駆動手段（２１）に連設され、
フレーム（２２）及びベース（２３）が搬送手段（２４
）により図面上左右に摺動させられることによって、熱
処理炉（３）及び前室（１０）内に挿し入れられ、また
熱処理炉（３）及び前室（１０）内から外部へ引き出さ
れる。

第２図はこの発明の別の実施例を示すもので、ウェハ支
持器（２）を揺動自在としてウェハ（１）全面に対する
照度分布の均一化を図った装置である。フランジ（６）
、（１９）が付設された駆動杆（１８）は、第１図実施
例と同様にフレーム（２２’）に固設されている。一方
、ウェハ支持器（２）に連設した駆動杆（２０）は、フ
ランジ（６）、　（１９）を貫通し、フレーム（２２’
　）に配設された軸受に往復摺動自在に軸止され、揺動
手段（２５）に固定されており、二の揺動手段（２５）
を共通ベース（２３’　）上面に沿って往復動させるこ
とによりウェハ支持器（２）に載置されたウェハ（１）
を水平方向に揺動させる。そしてフレーム（２２’　）
及び揺動手段（２５）の共通ベース（２３’　）を搬送
手段（２４）によって図面上左右に摺動させ、ウェハ支
持器（２）を熱処理炉（３）及び前室（１０）に出し入
れする。

第３図は、この発明のさらに別の実施例を示す要部断面
図であり、第２図実施例と同じくウェハ支持器（２）を
揺動させるものである。この装置においては、ウェハ支
持器（２）に駆動杆（１ｇ’）が連設され、駆動杆（１
ｇ’　）には断面コの字形のフランジ（６）、　（１９
）が付設され、駆動杆（１ｇ’）はフレーム（２２’　
）に配設された軸受に往復活動自在に軸支され、端部が
揺動手段（２５）に固定されている。そして揺動手段（
２５）を共通ベース（２３’　）上面に沿って往復動さ
せることによりウェハ支持器（２）に載置されたウェハ
（１）を水平方向に揺動させるのであるが、同時に駆動
杆（１８’）に固定されているフランジ（６）、　（１
９）も開口部（５）、（１６Ｌ　（１７）に遊嵌した状
態で、水平方向に往復動する。熱処理炉（３）及び前室
（１０）に対しウェハ支持器（２）を出し入れするのは
、第２図実施例と同様に行なわれる。

〔効　　果〕

この発明は以上のような構成を有するので、次のような
諸効果を奏する。

ｉ）　外気圧より前室内の気圧、前室内の気圧より熱処
理炉内の気圧が高くなるように構成されているため、熱
処理中は勿論のこと、熱処理炉内に未処理ウェハを搬入
し、炉外に処理済みウェハを搬出する際にも、外気、不
純物が熱処理炉内に入り込むことがないため、熱処理炉
内でウェハが酸化されたり。

ウェハ表面が汚染されたりするといったことが起こらず
、製品の品質を高く維持することができる。

ｉｉ）　　熱処理が完了したウェハを熱処理炉から炉外
へ搬出する際に、前室内に噴き出している不活性ガスに
よってウェハが冷却されるため、次工程に移るまでの時
間が短縮でき、生産効率が向上する。

１ｉｉ）　　前室がエアーカーテンの役目を果たし、熱
処理炉内の熱風が熱処理中、作業室内に漏れ出すことが
なく、作業が安全に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例である熱処理装置の正面
断面図、第２図は、この発明の別の実施例を示す正面断
面図、第３図は、この発明のさらに別の実施例を示す要
部断面図であり、第４−１図、第４−２図は、従来の熱
処理装置の構成を示す正面断面図である。 １・・ウェハ　　　　　　２・・・ウェハ支持器３・・
・熱処理炉　　　　　４・・・光源５・・・開口部　　
　　　　６．１９・・・フランジ１０・・・前室　　　
　　　　１１・・・不活性ガス供給管１２・・不活性ガ
ス供給孔　１４・・・気体導入孔１５・・・気体排出孔
　　　　１６．１７・・・開口部１８・・・駆動杆　　
　　　　２０・・・支持杆２１・・・駆動手段 代理人　弁理士　間　宮　武　雄 第１図 と４ 第２図 第３図 第４−１図 じ 第４−２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理基板を所要の雰囲気下で熱処理する熱処理炉
   と、この熱処理炉内に搬入された被処理基板を光照射に
   より加熱する加熱手段と、被処理基板を前記熱処理炉内
   で保持する支持器と、この支持器を前記熱処理炉内に出
   し入れする駆動手段とを備えてなる熱処理装置において
   、前記熱処理炉の、前記支持器が出し入れされる開口部
   側に、１個もしくは複数個の気体導入孔が穿設された前
   室を付設するとともに、前記熱処理炉に、炉内の気圧を
   炉外のそれより高く保つために炉内へ不活性ガスを供給
   する気体導入手段を配設したことを特徴とする熱処理装
   置。 ２、前室には１個もしくは複数個の気体排出孔が穿設さ
   れた特許請求の範囲第１項記載の熱処理装置。 ３、熱処理時、支持器の駆動杆に、熱処理炉及び前室の
   各開口部に近接して対向するフランジを、それぞれ付設
   した特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱処理装置
   。 ４、熱処理炉に配設される気体導入手段を、前室の付設
   面側と対向する面側に配置した特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の熱処理装置。