KR100280692B1

KR100280692B1 - 열처리장치 및 열처리방법

Info

Publication number: KR100280692B1
Application number: KR1019940013272A
Authority: KR
Inventors: 도시미쓰 시바카; 도시아키 미야주; 나오야 가네다
Original assignee: 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론주식회사
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 2001-04-02
Also published as: US5478397A; JPH076956A; KR950001955A; JP3073627B2

Abstract

피처리체 수용보트에 수용된 피처리체(예를들면, 반도체웨이퍼)에 처리가스를 공급하여 처리하는 처리용기와, 처리가스를 도입하는 처리가스 도입노즐과, 처리용기의 개구부를 개폐가 가능하도록 밀폐하는 캡부와, 상기 보트를 올려놓는 보온통을 가지며, 이 보온통에 가스도입구와 가스도통로와 가스방출구를 형성한다. 그리고 도입노즐에 의해 도입된 처리가스를 가스도입구로부터 보온통으로 불어 넣어 그 상부의 가스방출구로부터 방사상으로 방출한다. 보온통에 처리가스의 도입기능을 갖게 함으로써 피처리체 수용보트를 회전시키지 않고 막두께의 면내 균일성을 높게 유지할 수 있다.

Description

열처리장치 및 열처리방법

제1도는 본 발명의 열처리장치의 1 실시예의 종단면도.

제2도는 제1도에 나타낸 본 발명의 열처리장치에 사용되는 보온통커버의 측면도.

제3도는 제2도에 나타낸 보온통커버와 스페이서부재의 종단면도.

제4도는 제2도에 나타낸 보온통커버의 내부에 수납된 보온통본체의 종단면도.

제5도는 제4도에 나타낸 보온통본체의 V-V선에서 절단한 우측파단 횡단면도.

제6도는 제2도에 나타낸 보온통과 내부통의 위치관계를 나타낸 설명도.

제7도는 제2도에 나타낸 보온통의 변형예의 종단면도.

제8도는 제7도에 나타낸 보온통의 VIII-VIII선에서 절단한 횡단면도.

제9도는 종래의 열처리장치의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 가열로 4 : 내관

6 : 외관 6A : 천정

8 : 처리용기 10 : 매니홀드부

10A,10B,10C : 플랜지부

16 : 웨이퍼보트(피처리체 수용보트)

20 : 캡부 24 : 승강수단

26 : 아암부 38 : CVD 처리장치

40 : 저항가열히터 42 : 단열재

44 : 케이스 46 : O-링

50 : 처리가스 도입노즐 52 : 배기관

54 : 보온통 56 : 스페이서부재

58 : 보온통커버 60 : 보온통본체

62 : 가스도입구 64 : 가스방출구

66 : 가스도통로 68 : 보온부

70 : 유리섬유 72 : 다리

74,76 : 받이링 78 : 지지기둥

80 : 볼록부 84 : 지지기둥

88 : 통체

본 발명은 종형 CVD 처리장치와 같은 열처리장치 및 열처리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼와 같은 피처리체에 균열상태에서 소정의 열처리를 실시하여, 이 표면에 박막을 형성하거나 열확산을 행하거나 하는 장치로서 열처리장치가 널리 사용되고 있다.

제9도는 종래의 종형 열처리장치의 일예를 나타낸 단면도이다. 여기에서 가열로(2)는 위쪽 및 아래쪽이 개방된 석영제의 내관(4)과, 그 바깥둘레에 소정의 거리만큼 떨어져서 동심형태로 배치되고, 또한 천정(6A)을 가짐과 동시에 아래쪽이 개방된 석영제의 외관(6)으로 이루어진 처리용기(8)를 가지며, 이 바깥둘레에는 도시하지 않은 가열히터가 설치되도록 구성되어 있다.

또한, 내관(4) 및 외관(6)의 각각의 하단부는, 예를들어 스테인레스 스틸제의 매니홀드부(1O)에 의해 지지되어있다. 이 매니홀드부(1O)에는 처리가스를 도입하기 위한 처리가스 도입노즐(12)이 그 내부로 관통하여 설치됨과 동시에 처리용기(8) 내부를 진공홉입시키기 위한 배기관(14)이 접속되어있다. 처리용기(8) 내부로 도입된 처리가스는 내관(4)의 내부에서 상승하고, 이 내관(4)과 외관(6)의 사이를 낙하하여 용기(8)의 바깥으로 배기관(14)을 통해 배출된다.

그리고, 이 내관(4)의 내부에 예를들면 석영제의 웨이퍼보트(16)의 길이(종) 방향을 따라 적층된 피처리체로서의 다수매의 반도체웨이퍼(W)가 수납되어있다. 이 웨이퍼보트(16)는 내부에 유리섬유가 충전된 원통체형 상의 보온통(18)의 상단에 놓여져 있다.

또한, 매니홀드부(1O)의 하단개구는 예를들면, 스테인레스 스틸제의 원판형상의 캡부(2O)에 의해 O-링(22)을 개재하여 기밀하게 지지되고, 또 개폐가 가능하도록 되어 있다. 이 캡부(2O)는 엘레베이터와 같은 승강수단(24)의 아암부(26)에 설치된 회전축(28)에 자성시일(3O)을 통하여 지지되어 있다. 그리고 상기 회전축(28)의 상단부에는 보온통 받이링(32)이 부착고정되고, 그 위에 보온통(18)이 놓여져 있다. 상기 회전축(28)은 풀리(34)를 통하여 도시하지 않은 모우터측으로 부터의 동력벨트(36)에 의해 회전가능하도록 되어 있다. 그리고 피처리체의 열처리시에는 모우터에 의해 회전축(28)을 회전시킴으로써 웨이퍼보트(16)에 놓여져 있는 웨이퍼(W)는 자전하면서 상승해 오는 처리가스에 쬐여져 웨이퍼 표면에 형성되는 퇴적막의 면내 균일성을 매우 높게 유지하도록 되어 있다.

또, 웨이퍼(W)를 처리용기(8)에 대하여 반입 ·반출하는 경우에는 승강수단(24)을 구동시켜, 캡부(2O), 보온통(18) 및 웨이퍼보트(16)를 일체적으로 승강시켜서 웨이퍼(W)의 처리용기(8)로의 반입 ·반출을 행하도록 되어있다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 구조의 장치에 있어서는, 웨이퍼면에 대한 열처리의 균일성, 특히 웨이퍼보트의 중앙부와 바닥부에 놓인 웨이퍼 처리의 균일성을 확보할 필요가 있기 때문에, 제9도에 나타낸 바와같이 웨이퍼보트(16)를 반드시 처리중에 회전시켜야만 한다. 그 때문에 상기 회전기구를 설치해야 할 뿐만 아니라 열처리가 진공상태에서 행해지기 때문에 회전기구의 축받이로서 회전을 허용하면서 시일성을 확보하는 자성시일(3O)을 사용해야만 하고, 구조가 복잡하여 코스트가 높아진다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 자성시일(3O)에 사용하는 자성유체는 열에 비교적 약하기 때문에, 엘레베이터(24)의 아암부(26)에 수냉관(도시하지 않음) 등을 설치하여 자성시일(3O)을 냉각시켜야만 하고, 이 때문에 그 구조가 더욱 복잡하게 되어 코스트가 높아지는 원인으로 되어 있다.

또, 상기 수냉관 등에 의한 냉각을 위하여 자성시일(3O)을 포함하는 캡부(2O)의 주변부가 주위와 비교하여 비교적 저온으로 되기 때문에, 이 부분에 처리가스의 퇴적물이 부착되기 쉽다. 그 결과 부착된 퇴적물이 떨어져 떠다니고, 반도체 제품의 흠결의 원인으로 되는 파티클이 발생하여 웨이퍼가 오염된다고 하는 문제점도 있었다.

또한, 자성시일(3O)에 사용하는 자성유체가 냉각되어 있는 처리가스와 반응하므로, 그 결과 시일성이 점차 열화(劣化)하여, 자성유체가 자성시일(3O)로부터 누설된다고 하는 문제점도 가지고 있었다. 이 때문에 3~6개월에 1회정도의 보수점검이 필요하였다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여 이것을 유효하게 해결하도록 창안된 것이다. 본 발명의 목적은 보온통에 처리가스의 도입기능을 갖도록 함으로써, 피처리체를 수용하는 웨이퍼보트를 회전시키지 않고 박막의 면내 균일성을 높게 유지할 수 있는 열처리장치 및 열처리방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 열처리장치는, 상기 문제점을 해결하기 위하여, 피처리체 수용보트에 수용된 피처리체에 처리가스를 공급하면서 열처리를 실시하기 위하여 아래쪽이 개구된 처리용기와, 처리가스를 도입하기 위하여 처리용기 안쪽으로 관통시켜 설치된 처리가스 도입노즐과, 처리용기의 상기 개구부를 개폐 가능함과 동시에 승강이 가능하게 이루어진 캡부와, 이 캡에 연결됨과 동시에 상기 피처리체 수용보트가 놓여지는 보온통을 구비하며, 이 보온통은 그 내부에 가스도통로가 형성됨과 동시에 가스도입구가 상기 가스도입노즐의 앞끝단에 접근하여 형성되고, 또 그 상단부에 가스방출구가 형성되도록 구성되어 있다.

본 발명은 이상과 같이 구성한 것이므로, 보온통은 캡부로 직접 부착되어 회전하지 않고, 보온통 내부에 가스도통로가 형성되고 그 가스도입구에는 가스도입노즐을 접근시켜 위치하도록 한다. 이 때문에 가스도입노즐로 유입된 처리가스는 그 주위로 거의 누설하지 않고 가스도입구로부터 보온통 내부로 들어가고, 이 보온통 내부의 가스도통로를 상승하여 방출구에서 그 주변부로 균등하게 유출된다.

따라서, 유출된 처리가스는 보온통의 상단에 놓여 있는 피처리체 수용보트의 주변부를 그 높이방향으로 거의 균등하게 상승하는 것으로 되고, 보트를 회전시키지 않고도 피처리체에 대한 퇴적물 등의 면내 균일성을 높게 유지하는 것이 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 열처리장치의 일실시예를 첨부 도면에 따라 상세하게 설명한다.

제1도에 나타낸 바와 같이, CVD 처리장치(38)의 가열로(2)는 위쪽 및 아래쪽이 개구된 석영제의 내관(4)과, 이 바깥둘레에 소정 거리만큼 떨어져서 동심형태로 배치되고, 또한 천정(6A)을 가짐과 동시에 아래쪽이 개구된 석영제의 외관(6)으로 이루어진 처리용기(8)를 가지며, 그 바깥둘레에는 예를들어 저항가열히터(4O)가 감겨져 있다. 이 히터(4O)의 바깥둘레에는 단열재(42)를 개재하여 예를들면 스테인레스 스틸로 이루어진 케이스(44)가 설치되어 전체적으로 가열로(2)를 구성하고 있다. 그리고 이 히터(4O)를 온도제어함으로써 처리용기(8) 내부를 예를들면 500~1200℃의 온도범위로 적절하게 설정 가능하도록 하고 있다.

이 내관(4)의 내부에 예를들면 석영으로 이루어진 피처리체 수용보트로서의 웨이퍼보트(16)가 수용되고, 그 위에 상하방향으로 소정의 피치로서 다수적층하여 탑재된 피처리체, 예를들면 반도체웨이퍼(W)를 끼우고 빼기가 자유롭도록 수용되어 있다.

한편, 내관(4) 및 외관(6)의 하단부에는, 예를들면 스테인레스 스틸로 이루어진 통체형상의 매니홀드부(1O)가 접속되어있다. 이 매니홀드부(1O)의 상단부에는 고리형태의 상단 플랜지부(10A)가 형성됨과 동시에, 이 상단 플랜지부(10A) 상에는 외관(6)의 플렌지부(6B)가 O-링(46)을 개재하여 기밀하게 놓여져 있다.

또, 매니홀드부(1O)의 중간에는 안쪽으로 돌출된 링형상의 중단 플랜지부(1OB)가 형성됨과 동시에 이 중단 플랜지부(10B)에는 내관(4)의 하단부(4A)가 인너튜브 받이링에 의해 약간 직경이 확장되어 놓여져 지지된다. 그리고 이 매니홀드부(1O)의 하단에는 바깥쪽으로 돌출된 링형상의 하단 플랜지부(10C)가 형성되어 있고, 상기 처리용기 개구부에 예를들면 스테인레스 스틸제의 캡부(48)가 O-링(22)을 통하여 밀폐되고, 또 개페가 가능하게 맞닿도록 되어 있다.

또, 매니홀드부(1O)에는 처리가스를 용기 내부로 도입시키기 위하여 용기 안쪽으로 관통된 처리가스 도입노즐(5O)이 설치됨과 동시에, 용기내부를 진공배기하도록 도시하지 않은 진공펌프에 접속된 배기관(52)이 연결되어 있다. 도입노즐(5O)의 앞끝단은 내관(4) 내부의 아래쪽에 위치됨과 동시에, 배기관(52)의 출구는 내관(4)과 외관(6)의 간극으로 연이어 통하고, 도입된 처리가스가 내관(4)의 내부를 상승하여 양 관(4),(6)의 간극을 강하하여 배기관(52)으로 배출되도록 되어있다. 상기 도입노즐(5O)은 1개 또는 복수개가 원주방향을 따라 나란히 설치되어 있고, 형성해야 할 퇴적물에 대응하여 복수종류의 처리가스를 동시에 공급할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 웨이퍼보트(16)는 예를들어 석영으로 이루어진 보온통(54) 상에 석영제의 스페이서부재(56)를 통해 놓여져 있다. 이 보온통(54)은 매니홀드부(1O)의 처리용기 개구부를 0-링(22)을 통하여 기밀가능하도록 밀봉하는 스테인레스 스털로 이루어진 캡부(48) 상에 직접 지지고정되어 있다.

이 캡부(48)는 엘리베이터 등의 승강수단(24)의 아암부(26) 앞끝단에 고정되어 있는 승강수단(24)을 구동시킴으로써, 웨이퍼보트(16) 전체를 상하방향으로 승강시켜 이것을 처리용기(8)에 대하여 반입 ·반출하도록되어 있다.

한편, 보온통(54)은 제2도와 제3도에 나타낸 바와 같이 원통체 형상으로 형성된 석영제의 보온통커버(58)와, 제4도와 제5도에 나타낸 바와 같이 이 보온통커버(58)의 내부에 수용되는 석영제의 보온통본체(6O)에 의해 구성되어 있다.

제2도와 제3도에 나타낸 바와 같이, 상기 보온통커버(58)의 바닥쪽 벽에는 거의 그 개구가 사각형상인 가스도입구(62)가 형성됨과 동시에, 그 상부는 거의 전면이 개방된 가스방출구(64)가 형성되어 있다. 가스도입구(62)에는 제1도에 나타낸 바와 같이 매니홀드부(1O)를 관통하여 설치된 처리가스 도입노즐(5O)의 앞끝단이 웨이퍼보트(16)의 반입 ·반출시에 이것과 간섭하지 않는 범위로 가능한 한 근접하도록 위치되어 있다. 도입노즐(5O)로부터 도입된 처리가스를 가스도입구(62)로부터 보온통본체(6O)의 내부로 가능한 한 많이 넣어지도록 되어 있다.

또, 보온통커버(58)의 외경도 제1도에 나타낸 바와 같이, 이것이 내관(4)의 직경이 확대된 하단부(4A)의 내벽면과 가능한 한 접근할 수 있는 크기로 설정되어 있고, 이들 사이의 간극을 가능한 한 적게함으로써 도입노즐(5O)에서 방출된 처리가스중 가스도입구(62)로 들어가지 않고 누설되는 양을 가능한 한 억제하고 있다. 또 가스방출구 (64)는 가스의 중심축에 중심을 위치시킨 원형형태로 형성되어 있고, 가스방출구(64)의 주위방향에 걸쳐 처리가스를 균등하게 방출하도록 구성되어 있다.

한편, 이 보온통커버(58) 내부에 수용되는 보온통본체(6O)는 제4도와 제5도에 나타낸 바와 같이 중앙부에 가스도통로(66)를 구비한 링형상의 보온부(68)를 가지고 있다. 이 보온부(68) 내부는 석영에 의해 주위전체가 밀폐된 밀폐공간(S)으로 형성되고, 이 공간(S) 내에는 예를들면 단열재로서 유리섬유(7O)가 충전되어 있고, 웨이퍼보트 (16) 쪽의 열이 캡부(48) 쪽으로 가능한 한 전달되지 않도록 구성되어 있다. 또한 이 링형상의 보온부(68)의 하부에는 예를들면 4개의 석영제의 다리부(72)가 주위방향에 같은 간격으로 배치되어 세워 설치되어, 지지기둥으로서 기능하여 전체를 지지하고 있다.

이 다리부(72)의 높이는 보온통커버(58)의 가스도입구(62)의 높이와 동등 또는 그 이상 크게 설정하고, 또 이웃한 다리(72) 사이의 거리도 가스도입관(62)의 폭과 동등 또는 그 이상으로 하여, 도입가스의 유입을 차단하지 않도록 구성되어 있다. 그리고 보온통커버(58)의 가스도입구(62)와 보온통본체(60)의 이웃한 다리부(72)의 공간이 대응하도록 보온통본체(6O)가 보온통커버(58) 내에 설치되고, 이 가스도입구(62)에서 도입된 처리가스를 가스도입로(66) 내부를 상승시키고, 보온통커버(58)의 가스방출구(64)로부터 위쪽으로 방출하도록 되어 있다.

또, 다리부(72)는 4개로 한정되지 않으며, 도입가스를 차단하지 않는 갯수 및 배치라면 어떠한 구성으로 하여도 좋다.

한편, 상기 보온통커버(58)의 상부에 배치되는 스페이서부재(56)는, 제3도에 나타낸 바와 같이 예를들면 전체가 석영으로 구성되고, 웨이퍼보트(16)의 하단부를 받는 링형상의 보트받이링(74)과, 그 아래쪽에 위치된 링형상의 보온통받이링(76)으로 구성되어 있다. 이들 양 링(74),(76)의 사이는 길이가 수cm 정도의 복수개 예를들면 4개의 지지기둥(78)에 의해 연결되어 있다. 또한 보트받이링(74)의 상면에는 웨이퍼보트(16)의 하단부와 걸어맞춤하는 링형상의 걸어맞춤 볼록부 (8O)가 돌출형성되어있다.

따라서, 보온통받이링(76)이 보온통커버(58)의 가스방출구(64)의 둘레가장자리부의 상단에 놓여지면, 이 가스방출구(64)를 위쪽으로 통과한 처리가스는 웨이퍼보트(16)의 반경방향의 바깥쪽으로 균등하게 확산되어 양 링(74),(76) 사이를 흐르고, 그 후 내관(4)의 내부를 상승하여 가게 된다.

여기에서, 제3도에 나타낸 스페이서부재(56)의 보트받이링(74)의 크기, 보온통커버(58)의 크기 및 내관(4)의 크기와의 관계는 제6도에 나타낸다. 즉 보트받이링(74)의 전체 면적은 보온통커버(56)의 개구면적과 동등 또는 그보다 적게 하는 것이 바람직하고, 또 내관(4)의 내벽과 보온통커버(58) 사이의 간극의 단면적은 처리가스 도입노즐(5O)로부터 방출된 처리가스가 보온통(54)으로 들어가지 않고 누설되는 것을 방지하기 위하여 매우 작은 것이 바람직하다.

또한, 상술한 바와 같이 누설되는 처리가스의 양을 억제하기 위하여 가스도입구(62)의 면적(S2)은, 제2도에 나타낸 바와 같이 가스도입구(62)의 높이 및 폭을 각각 X 및 Y로 하고, 제6도에 나타낸 바와 같이 보온통커버(58)와 내관(4) 사이의 거리를 Z로 하여 하기식과 같이 설정하는 것이 바람직하다.

S2(2X + Y) × Z

즉, 가스도입구(62)의 면적(S2)은, 이 주위와 내관(4) 사이에 형성되는 간극의 단면적과 동등하거나 또는 그 보다 크게 한다.

또, 처리가스 도입노즐(5O)이 복수 예를들면 2종류 필요한 것이므로 2개를 나란하게 설치하는 경우에는, 이들 2개의 노즐사이의 거리보다 가스도입구(62)의 폭(Y)을 크게 설정하여, 효율적으로 보온통(54) 내부로 처리가스를 불어넣도록 한다.

다음에, 이상과 같이 구성된 본 발명의 열처리장치의 실시예의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 제1도에 나타낸 바와 같이 다수의 반도체웨이퍼(W)가 상하방향에 소정피치로 수용된 웨이퍼보트(16)를 승강수단(24)에 의해 상승시켜 처리용기(8) 내부로 로드하고, 캡부(48)에 의해 매니홀드부 (1O)의 개구부를 닫아 처리용기(8) 내부를 밀폐한다.

그리고, 도시하지 않은 진공펌프에 의해 배기관(52)을 통하여 용기 내부를 진공배기하고, 이 속을 소정의 압력 예를들면 O.5Torr로 설정한다. 또한 가열히터 (4O)에 의해 처리용기(8) 내부를 소정의 온도 예를들어 800℃로 설정한다.

이어서, 처리가스 도입노즐(5O)로부터 소정량의 처리가스를 처리용기(8) 내부로 공급한다. 처리가스 도입노즐(5O)로부터 도입된 처리가스는 상기 노즐의 앞끝단에 위치한 보온통커버(58)의 가스도입구(62)를 통하여 보온통(54) 내부로 들어가고, 보온통본체(6O)의 가스도통로 (66)를 상승한다. 그리고 이 가스도통로(66)를 통과한 처리가스는 보온통커버(58)의 상부에 설치된 방출구(64)로부터 위쪽으로 방출되어 스페이서부재(56)의 보트받이링(74)과 보온통받이링(76)의 사이를 반경반향의 바깥으로, 즉 방사상으로 수평방향으로 흐르게 하고, 또한 이것을 통과한 처리가스는 보트받이링(74)의 바깥둘레와 안둘레의 간극을 통하여 그대로 상승되어 웨이퍼 영역으로 흘러 들어오게 된다. 웨이퍼 전역을 통과한 처리가스는 처리용기(8)의 청정부(6A)까지 흐르고, 그 후 내관(4)과 외관(6)의 간극을 홀러내려 배기관(52)으로부터 시스템 외부로 배출된다.

본 실시예에 있어서는, 웨이퍼 처리중에 있어서 종래 장치와 달리 웨이퍼보트(16)가 회전되지 않고 고정되어 있으나, 가스방출구(64)로부터 그 반경방향에서 방사상으로 균등하게 처리가스가 흐르기 때문에, 웨이퍼보트(16) 내부의 웨이퍼(W)에는 그 원주방향에서 처리가스가 균등하게 흐르게 된다. 그 결과 종래장치와 같이 웨이퍼를 회전시키지 않아도 퇴적물 둥의 면내 균일성을 높게 유지할 수 있도록 된다.

또, 보온통커버(58)의 외벽과 내관(4)의 내벽 사이는 가능한 한 접근하여 있으므로, 가스도입구(62)로 들어가지 않고 누설되는 처리가스의 양을 매우 적게 할 수 있어, 퇴적물 둥의 면내 균일성을 손상시키지 않는다. 즉 보온통(54)의 바깥쪽을 돌아 들어오는 처리가스는 매우 적어지게 된다.

또, 폴리실리콘막이나 TEOS막을 형성하는 경우에는, 통상 1종류의 처리가스밖에 사용하지 않으므로 문제는 없으나, 예를들어 SiN(실리콘나이트라이드)를 형성하는 경우와 같이, 디클로로실란과 암모니아의 2종류의 처리가스를 동시에 사용하는 경우에는, 2개의 처리가스 도입노즐(5O)을 사용하게 된다. 이 경우에는 2개의 도입노즐(5O)을 수평방향으로 나란하게 설치하고, 또한 양 노즐의 앞끝단을 가스도입구(62)에 위치하도록 배치한다. 따라서 이 경우에도 2개의 도입노즐(5O)로부터 방출된 양 처리가스를 효율적으로 보온통(54) 내부에 불어 넣을수 있다.

실제로 8인치 웨이퍼를 100매, 더미웨이퍼를 넣어 전부 127 매의 웨이퍼를 처리하여 SiN을 이들의 표면에 퇴적시킨 바, 막두께의 면내 균일성은 다음과 같았다.

즉, 웨이퍼보트의 위쪽으로부터 11매째의 웨이퍼의 면내 균일성은 ±2.1%, 36매째는 ±1.9%, 중앙 즉 61매째는 ±1.9%, 86매째는 ±1.7%, 바닥 즉 111매째는 ±2.1%로서, 종래의 웨이퍼 회전식의 장치에 의해 얻어진 경우와 동일한 양호한 면내 균일을 확보할 수 있었다.

이와 같이 처리중에 있어서 웨이퍼보트(16)를 회전시킬 필요가 없으므로, 종래에 필요하였던 회전기구나 자성시일 둥이 불필요하게 되어, 장치 자체를 간단히 할 수 있다.

또, 자성시일을 사용하지 않고 끝낼 수 있으므로 자성유체의 열화에 의해 누설되지 않도록 할 수 있다.

또, 자성유체를 보호하기 위한 수냉기구를 설치하지 않으므로 캡부(48)를 냉각시키지 않고 끝낼 수 있어, 그 결과 이 부분에 있어서의 퇴적물의 발생을 억제할 수 있고, 파티클을 방지할 수 있어, 오염되는 일이없다.

또, 상기 실시예에 있어서의 보온통(54)은 커버를 설치한 커버타입의 보온통을 예로 들어 설명하였다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 제7도 및 제8도에 나타낸 바와 같이 복수의 링형상의 석영판 (82)을, 서로간에 지지기둥(84)을 통하여 같은 피치로 적층하여 형성한, 이른바 핀타입보온통(54)으로 할 수도 있다. 이 경우에는 최하 끝단에 위치하는 2매의 석영판 사이의 일부를 가스도입구(62)로 하여 형성하고, 각 링형상의 석영판(82)의 중앙부에 통체형상의 석영제의 통체(88)를 설치하여, 이 내부를 가스도통로(66)로서 구성한다. 그리고 이 통체(88)의 일부로서 가스도입구(62)에 대응하는 부분을 절취하여 개구부(86)를 형성하여 둔다.

이 경우에도 가스도입구(62)로부터 도입된 처리가스는 개구부(86)를 통하여 가스도통로(66)의 내부로 들어가 상승하고, 그 상단의 가스방출구(64)로부터 그 반경반향 바깥쪽에 방사상으로 균둥하게 흘러가, 상기한 실시예와 동일한 작용효과를 발휘할 수 있다. 또 이 통체 (88)를 설치하지 않도록 구성하여도 좋다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 저압의 CVD장치를 예로들어 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고, 상압의 CVD장치 등, 보온통을 사용하는 열처리장치라면 모두 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 열처리장치에 의하면, 다음과 같은 우수한 작용효과를 발휘할 수 있다.

보온통을 통하여 처리가스를 도입하도록 한 것이므로, 피처리체 수용보트를 회전시키지 않고 피처리체에 대한 막두께의 면내 균일성을 높게 유지할 수 있다.

따라서, 종래에 필요하였던 보트의 회전기구나 자성시일 둥이 불필요해지므로, 구조를 단순하게 할 수 있어, 대폭적인 코스트의 삭감을 도모할 수 있다.

또한, 자성시일에 불필요하기 때문에, 자성유체의 열화에 의한 누설의 발생도 없앨 수 있다.

또, 자성유체의 냉각수단도 필요하지 않으므로, 캡부에 퇴적물이 형성되지 않게 되고, 따라서 이것에 따른 파티클의 발생도 억제할 수 있다.

Claims

피처리체를 수용하는 피처리체 수용보트와, 상기 피처리체 수용보트를 수납하여 처리가스를 공급하면서 열처리를 실시하도록 이루어진 내관과 이것과 동심적으로 소정의 간극을 두고 설치된 외관으로 이루어지고, 아래쪽 개구부를 가지는 처리용기와, 처리가스를 도입하기 위하여 상기 처리용기의 안쪽으로 향해 관통하여 설치된 처리가스 도입노즐과, 상기 처리용기의 상기 개구부를 개폐가 가능하도록 밀폐함과 동시에 승강이 가능하게 된 캡과, 상기 캡에 연결됨과 동시에 상기 피처리체 수용보트를 올려놓는 보온통을 구비하고, 상기 보온통은 그 내부에 가스도통로가 형성됨과 동시에 가스도입구가 상기 처리가스 도입노즐의 앞끝단으로 접근하여 개구되고, 그 상단부에 가스방출구가 개구되어 있는 열처리장치.
제1항에 있어서, 상기 가스방출구가 상기 보온통의 주위방향을 따라 균등하게 개구되어 있는 열처리장치.
제1항에 있어서, 상기 보온통이 가스방출구를 갖는 보온통커버와 보온통 커버와 이보온통커버의 내부에 수용된 보온통본체로 구성되는 열처리장치.
제1항에 있어서, 상기 보온통의 상단면에 링형상 보트 받이링과 이것에 복수개의 지지기둥을 통하여 연결된 링형상 보온통 받이링으로 이루어진 스페이서 부재를 설치한 열처리장치.
제3항에 있어서, 상기 보온통본체가 중앙부에 가스도통로를 구비한 링형상 보온부와 이 링형상 보온부의 하부에 복수의 다리부를 구비한 열처리장치.
제3항에 있어서 상기 보온통이 수평으로 소정의 간극을 두고 설치된 복수의 링형상 석영판과 그 링형상 석영판을 서로 연결하는 복수의 지지기둥으로 이루어지고, 최하단에 위치하는 링형상 석영판에는 가스도입구가 형성되어 있는 열처리장치.
피처리체를 피처리체 수용보트에 수용하는 공정과, 내관과, 이것에 동심적으로 소정의 간극을 두고 설치된 외관으로 이루어지고, 아래쪽 개구부를 가지는 처리용기 내부에 상기 수용보트를 수납하는 공정과, 상기 수용보트를 올려놓은 캡에 의해 상기 처리용기의 상기 개구부를 밀폐하는 공정과, 상기 처리용기의 안쪽으로 향해 관통하도록 설치된 처리가스 도입노즐을 통하여 상기 처리용기 내부로 처리가스를 도입하는 공정과, 상기 캡상에 설치되어 보온통 내부에 형성된 가스도입 분배통로를 통하여 상기 노즐로부터 도입된 처리가스를 상기 처리용기의 위쪽으로 공급하는 공정과, 상기 처리 가스의 도입과 함께 상기 처리용기를 가열하면서 상기 피처리체를 열처리하는 공정을 구비한 열처리방법.