JPS62122123A

JPS62122123A - 縦型熱処理装置

Info

Publication number: JPS62122123A
Application number: JP26184885A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Okumura; 勝弥奥村; Shinji Miyazaki; 伸治宮崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-11-21
Filing date: 1985-11-21
Publication date: 1987-06-03
Also published as: JPH0315336B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は、縦型熱処理装置に関し、特に拡散や減圧Ｃｖ
Ｄに適用される縦型熱処理Ｈ置の改良に係わる。

〔発明の技術的背景〕

半導体基板の大口径化に伴い、縦型拡散炉や縦型減圧Ｃ
ＶＤ装璽が開発されている。第５図に示す縦型拡散炉を
例にして従来技術を以下に説明する。

図中の１は、上面が封じられた円筒型の拡散チューブで
あり、該拡散チューブ１の外周には加熱ヒータ２が配設
されている。前記拡散チューブ１の上部側壁には、ガス
排気管３が連結され、かつ開口下部の側壁にはガス供給
管４が連結されている。また、前記拡散チューブ１の開
口下部（出入口）には、キャップ５がＯリング６を介し
て気密かつ着脱自在に取着されている。このキャップ５
の中心には、支持台７の軸８が軸受９及び０リング１０
を介して気密かつ回転自在に挿着されている。前記支持
台８には、被処理基板を保持するための保持具１１が取
付けられている。

上述した第５図図示の縦型拡散炉により被処理基板への
拡散を行なうには、支持台７に複数枚の被処理基板１２
が収納された支持具１１セツトし、加熱ヒータ２により
拡散チューブ１内を所定の温度（例えば８００〜１００
０℃）にまで加熱した後、ガス排気管３より拡散チュー
ブ１内のガスを排気して所定の減圧状態にし、ガス供給
管４より拡散用ガスをチューブ１内に供給して保持具１
１に保持された複数枚の被処理基板１２への拡散を行な
う。

〔背景技術の問題点〕

ところで、前記保持具１１の出し入れは拡散チューブ１
内が８００〜ｉ　ｏｏｏ℃の高温状態で被処理基板１２
が保持されたまま行われる。つまり、ガス供給管４から
Ｎ２ガスを拡散チューブ１内に供給し、拡散チューブ１
内に空気等が購入しないようにして支持台７をキャップ
５と共に上下させて出し入れを行なう。しなしながら、
拡散チューブ１の開口下部である出入口は大きく開いて
いるため、第６図に示すように該出入口より空気１３等
が不可避的に混入してしまう。その結果、被処理基板１
２に対して半導体装置の製造上好ましくない現象、例え
ば界面準位の増加や薄いゲート酸化膜の電気的耐圧劣化
等を発生する。

このような保持具の出し入れによる出入口からの空気等
の混入は、縦型拡散炉の場合のみならず、減圧ＣＶＤ装
置においても同様に起こる。具体的には、多結晶シリコ
ン膜の膜質低下や窒化シリコン膜の被処理基板への付着
強度の低下、更には所望の成膜前に被処理基板表面上に
薄い酸化層が形成される等の問題を引起こす。

〔発明の目的〕

本発明は、被処理基板の出し入れ時において空気等が処
理室内に混入するのを防止した縦型熱処理装置を提供し
ようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、加熱手段を有する処理室と、この処理室の上
部又は下部に開閉可能なゲート弁を介して連結される予
備排気室と、この排気室に設けられた被処理基板を出し
入れするための開閉扉と、前記排気室に連結されたガス
排気管と、前記処理室と予備排気室の間を前記ゲート弁
を通して被処理基板を移動させるための搬送手段とを具
備したことを特徴とするものである。かかる本発明によ
れば、処理室に対してゲート弁を介して上下方向に連結
された予備排気室にて被処理基板の出し入れを行なうこ
とによって、その出し入れ時において空気等が処理苗内
に混入するのを防止した縦型熱処理装置を得ることがで
きる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を縦型拡散炉に適用した例について、第１
図及び第２図を参照して詳細に説明する。

図中の２１は、庇付円筒体であり、この庇付円筒体２１
の開口上面には後述する保持具を載置する一対の突起部
２２ａ、２２ｂが互いに対向するように庇状に延出され
ている。前記庇付円筒体２１の上面には、上面付円筒体
２３がＯリング２４を介して気密に固定されている。前
記庇付円筒体２１の上部には、上方を処理室２４、下方
を予備排気室２５として区画するための開閉可能なゲー
ト弁２６が設けられている。前記処理室２４となる上面
付円筒体２３のの外周には加熱ヒータ２７が配設されて
いる。前記上面付円筒体２３の上部側壁には処理室排気
管２８が連結され、かつ前記ゲート弁２６の上部付近の
庇付円筒体２１の側壁部分には処理室ガス供給管２９が
連結されている。また、前記ゲート弁２６の下部付近の
庇付円筒体２１の側壁部分には排気室ガス排気管３０が
連結されており、かつ底部付近の庇付円筒体２１の側壁
部分には排気室ガス供給管３１が連結されている。なお
、これら排気管３０及び供給管３１には夫々バルブ３２
．３３が介装されている。

前記排気？２５に対応する庇付円筒体２１の側壁は開口
されており、該開口側壁には保持具を出入れするための
開閉扉３４が０リング３５を介して設けられている。前
記庇付円筒体２１の底部中央には、搬送手段を構成する
支持台３６の軸３７が軸受３８及び０リング３９を介し
て気密かつ回転可能、上下動自在に軸支されている。前
記支持台３６の両端付近、には開口部が互いに対向する
側面側となる一対の切欠部４０ａ、４０ｂが穿設されて
おり、これら切欠部４０ａ、４０ｂには保持具の脚部が
嵌合される。

次に、上記構成の拡散炉の作用を第１図、第２図及び第
３図、第４図を参照して詳細に説明する。

（１）まず、ゲート弁２６を閉じて上部の処理室２４と
下部の予備排気室２５とを仕切った後、加熱ヒータ２７
により処理室２４内の温度を所定温度に設定し、更に処
理室ガス供給管２９より所望のガス、例えばＮ２ガスを
処理室２４内に供給する。つづいて、排気室ガス供給管
３１のバルブ３３を開き、同供給管３１より例えばＮ２
ガスを排気室２５内に供給し、大気圧にした状態にて開
閉［３４を開き、複数枚の被処理基板４１が保持されて
いる保持具４２を予備排気ｖ２５内に入れ、該保持具４
２下端の脚部４３ａ、４３ｂを支持台３６の切欠部４０
ａ、４０ｂに嵌合させる。この後、開閉扉３４及び排気
室ガス供給管３１のバルブ３３を閉じ、ひきつづき排気
室ガス排気管３０のバルブ３２を開き、図示しない油回
転ポンプなどの排気手段によって予備排気室２５内のガ
スを排気管３０を通して１０　’　ｔｏｒｒオーダまで
排気する（第１図及び第２図図示）。

（ｎ）油拡散ポンプによる排気後、バルブ３２を閉じ、
排気室ガス供給管３１のバルブ３３を開け、同供給管３
１よりＮ２ガスを予備排気室２５内に供給して該排気室
２５の圧力を処理室２４内の圧力と同等乃至若干高くす
る。つづいて、ゲート弁２６を開け、軸３７を第１図の
状態から９０°回転させた後、上昇させてその上端の支
持台３６をゲート弁２６及び一対の突起部２２ａ、２２
ｂ間を通して所定温度に加熱された処理室２４内に挿入
する。ひきつづき、軸３７を再度９０”回転させて、支
持台３６の切欠部４０ａ１４０ｂに嵌合された保持具４
２の脚部４３ａ、４３ｂを突起部２２ａ、２２ｂ上に載
置すると共に、軸３７を回転させて支持台３６の切欠部
４０ａ、４０ｂと保持具４２の脚部４３ａ、４３ｂの係
合を解除し、更に軸３７を下降させることにより第３図
及び第４図に示すように被処理基板４１が保持された保
持具４２のみを突起部２２ａ、２２ｂ上に載置し、支持
台３６を予備排気室２５側に戻す。

（ＩＩＩ）被処理基板４１が保持された保持具４２を処
理室２４内に設置した後、ゲート弁２６を閉じ、処理室
ガス排気管２８から処理室２４内のガスを排気すると共
に、処理室ガス供給管から所定の拡散ガスを供給して被
処理基板４１への拡散処理を行なう。

（ＥＶ　）拡散処理が終了した後、ゲート弁２６を開け
て再度、軸３７を上昇させ、支持台３８の切欠部４０ａ
、４０ｂを保持具４２の脚部４３ａ１４３ｂに係合させ
、処理室２４内の保持具４２を予備排気室２５内に戻す
。つづいて、ゲート弁２６を閉じ、開閉扉３４を開き、
拡散処理された被処理基板４１が複数枚保持された保持
具４２を扉３４から外部に取出すことにより、拡散処理
の操作を完了する。

従って、処理室２４に対して排気管３０等を付設した予
備排気室２５をゲート弁２６を介して配置することによ
って、処理室２４内に空気等が混入することなく、予備
排気室２５の庇付円筒体２１に設けた開閉扉３４より被
処理基板４１が複数枚保持された保持具４２を出入れで
きる。その結果、処理室２４内への空気等の混入に伴う
被処理基板４１への界面単位の増大や薄いゲート酸化膜
の電気的耐圧劣化等を防止でき、高信頼性の拡散処理を
行なうことができる。

また、支持台３６を回転及び上下動自在とし、かつ該支
持台３６の両端付近に切欠部４０ａ、４０ｂを設け、こ
の切欠部４０ａ、４０ｂに被処理基板４１が保持された
保持具４２の脚部４３ａ１４３ｂを係合させる構造にす
れば、該保持具４２そのものを予備排気室２５及び処理
室２４間を移動させることができると共に、開゛閉扉３
４からの出入れが可能となり、被処理基板への一散処理
能力を著しく向上できる。

なお、上記実施例では処理室での拡散処理時にゲート弁
を閉じ、処理室と予備排気室とを仕切った状態で行なっ
たが、ゲート弁を開いたまま拡散処理を行なってもよい
。この場合、支持台を予備排気室内に戻さなくてもよい
。

上記実施例のようにゲート弁を閉じて拡散処理を行なう
場合、予備排気室内に２台以上の支持台を配置する構造
とし、処理室内で保持具の被処理基板を拡散処理してい
る間、予備排気室内にて拡散処理済の被処理基板が保持
された保持具の取出し及び拡散前の被処理基板が保持さ
れた保持具の挿入を同排気室を排気して行なうようにし
てもよい。このような構成によれば、実施例に比べて一
層被処理基板への拡散処理能力を向上できる。

上記実施例では、予備排気室を処理室の下部に設けたが
、同排気室を処理室の上部に設けることも可能である。

上記実施例では、縦型拡散炉に適用した場合について説
明したが、縦型減圧ＣＶＤ装置に適用しても略同様な手
順で処理室への空気等の混入を招くことなく保持具の出
入れを行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば被処理基板の出し入
れ時において空気等が処理室内に混入するのを防止でき
、ひいては信頼性及び量産性の高い拡散処理や膜形成が
可能な縦型熱処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦型拡散炉の断面図、
第２図は第１図のＩｆ−Ｉ線に沿う断面図、第３図は第
１図の拡゛散炉の作用を説明するための断面図、第４図
は第３図のＩＶ　−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は従来
の縦型拡散炉を示す断面図、第６図は第５図の拡散炉の
問題点を説明するための断面図である。２１・・・・庇付円筒体、２２ａ、２２ｂ・・・突起部
、２３・・・上面付円筒体、２４・・・処理室、２５・
・・予備排気室、２６・・・ゲート弁、２７・・・加熱
ヒータ、３０・・・排気室排気管、３４・・・開閉扉、
３６・・・支持台、４０ａ、４０ｂ・・・切欠部、４１
・・・被処理基板、４２・・・保持具、４３ａ、４３ｂ
・・・脚部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、加熱手段を有する処理室と、この処理室の上部
又は下部に開閉可能なゲート弁を介して連結される予備
排気室と、この排気室に設けられた被処理基板を出し入
れするための開閉扉と、前記排気室に連結されたガス排
気管と、前記処理室と予備排気室の間を前記ゲート弁を
通して被処理基板を移動させるための搬送手段とを具備
したことを特徴とする縦型熱処理装置。
（２）、処理室に排気管と反応ガス供給管とを連結し、
該処理室を減圧下で膜形成を行なう成膜室とし使用する
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の縦型熱処理装置
。