KR101150026B1 - 반도체 처리용의 반응관 및 열처리 장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 피처리체를 간격을 두고 적층 상태로 수납하여 감압 하에서 열처리를 실시하기 위한 반도체 처리용의 반응관은 전기 절연성이면서 내열성 재료로 일체적으로 형성된다. 반응관은, 하단부에 피처리체를 반응관에 대하여 로드 및 언로드하기 위한 로드 포트를 갖는 원통형의 측벽과, 측벽 상단부를 막고 또한 측벽의 축 방향과 직교하여 내면이 평면 형상으로 형성된 원형의 천장벽을 구비한다. 천장벽은 외면측의 주연 영역에 측벽을 따라 형성된 환 형상 홈을 갖는다.
피처리체, 감압, 반응관, 천장벽, 로드

Description

반도체 처리용의 반응관 및 열처리 장치{REACTION PIPE AND HEAT PROCESSING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR PROCESS}
본 발명은, 내부를 감압 분위기로 하여 피처리체에 대하여 처리를 행하는 반도체 처리용의 반응관 및 이 반응관을 사용한 열처리 장치에 관한 것이다. 여기서, 반도체 처리란, 반도체 웨이퍼나 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 FPD(Flat Panel Display)용의 글래스 기판 등의 피처리체 상에 반도체층, 절연층, 도전층 등을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 상기 피처리체 상에 반도체 디바이스나, 반도체 디바이스에 접속되는 배선, 전극 등을 포함하는 구조물을 제조하기 위하여 실시되는 다양한 처리를 의미한다.
반도체 제조 장치의 하나인 종형 열처리 장치(종형로)는, 예를 들어 도 12에 도시한 바와 같이, 하부에 배기 포트(105)를 구비한 종형의 석영제의 반응관(101) 내에 다수매의 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 한다)(W)를 선반 형상으로 유지한 웨이퍼 보트(145)를 반입하여 덮개(143a)에 의해 반응관(101) 내를 막고, 히터(102)에 의해 반응관(101) 내를 가열할 때에 처리 가스를 반응관(101) 내로 공급하여 소정의 열처리를 행하도록 구성되어 있다. 가스의 공급 구조는, 여러 타입이 있으나, 이 예에서는 반응관(101)의 외주에 세로로 긴 가스 공급 덕트(106)를 설치하고, 여기로부터 반응관(101)의 관벽에 뚫어 형성한 구멍(107)을 통하여 반응관(101) 내로 가스를 공급하고 있다.
종형 열처리 장치에서 행하여지는 열처리의 하나로서 감압 분위기 하에서 행하여지는 처리가 있는데, 그 예로서는 CVD(Chemical Vapor Deposition)나, ALD(Atomic Layer Deposition), 혹은 어닐 등이 있으며, 이들 열처리 시에 상술한 종형 열처리 장치는 사용되고 있다.
반응관(101)의 내부가 감압되면 반응관(101)의 외부와 내부의 압력차에 의해 반응관(101)에는 내측을 향하는 응력이 발생한다. 그리고 반응관(101) 측벽과 폐쇄 단부벽의 접합부에 응력 집중이 발생하여 집중된 응력이 파괴 응력에 도달하면 반응관이 폭축[반응관(101)이 내외의 압력차에 의해 내측을 향하여 부서지는 것]된다. 이것을 방지하기 위해 종래의 반응관에서는 폐쇄 단부벽을 외측을 향하여 만곡되는 돔 형상으로 하여, 집중되는 응력을 돔 형상의 라운드 코너에 의해 분산하고 있다.
그 때문에 종래의 반응관(101) 내에 있어서 열처리를 행할 경우에는, 도 13에 도시한 바와 같이 돔 형상 내의 공간(103)을 통하여 반응관(101)의 상단부측으로 웨이퍼(W)의 열이 방출되어 웨이퍼(W)의 중앙 부근의 온도가 낮아진다. 또한, 반응관(101)의 측벽으로부터 공급된 처리 가스는, 모두가 신속하게 웨이퍼(W)의 처리 영역(120)으로는 유입되지 않고, 상부 공간(103)으로 일부의 처리 가스가 유입된다. 그런데, 상부 공간(103)은 돔 형상으로 넓기 때문에, 통과하는 처리 가스의 유속이 느려져, 그 결과 상부 공간(103)에 있어서의 처리 가스의 체류 시간이 길어져, 가스의 분해가 처리 영역(120)에 비해 진행되어 버린다. 따라서 웨이퍼 보트(145)에 적재된 웨이퍼(W) 중 상부 공간(103)에 가까운 웨이퍼(W)에 대해서는 분해가 진행된 가스가 웨이퍼(W)의 주연부를 통과하기 때문에 웨이퍼(W)의 주연부의 성막 속도가 빨라져 웨이퍼(W) 상의 면내 균일성이 악화된다. 또한 상부 공간(103)에 가까운 웨이퍼(W)에는 그 주연부를 분해가 진행된 가스가 통과하기 때문에, 당해 부위의 웨이퍼(W)의 평균 막 두께가, 그 하방측 영역의 웨이퍼(W)의 평균 막 두께보다도 커져 웨이퍼(W) 사이에 있어서도 막 두께의 균일성이 악화된다는 문제가 일어날 우려도 있었다.
상술한 문제에 대처하기 위해, 종래 웨이퍼 보트 상에 단열재를 설치하여 상단부측의 웨이퍼(W)로부터 방출되는 열을 억제하는 것이 가능한 열처리 장치가 알려져 있다[일본 특허 출원 공개2004-111715호 공보(특허 문헌1: 단락 번호 0030, 도 1)]. 이 열처리 장치에서는, 단열재에 의해 상부측의 웨이퍼의 온도가 변화되는 것을 방지하는 것이 가능하게 되어 있으나, 상부 공간에 가스가 체류되는 것을 방지할 수는 없기 때문에, 특허 문헌1에서는 웨이퍼 사이의 막 두께의 균일성이 악화되는 문제를 해소하는 것은 곤란하다. 또한 단열재의 길이만큼 보트를 길게 할 필요가 있어, 장치가 대형화되어 버려 단열재에 부착된 반응 생성 성분이 단열재와의 열팽창 수축률의 차이에 의해 단열재로부터 박리되어 파티클이 될 우려가 있는 동시에, 히트 쇼크에 의해 단열재가 파손될 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 폐쇄 단부벽이 평탄하면서 감압되었다고 해도 폭축의 우려가 없는 반응관 및 이 반응관을 사용함으로써 균일성이 높은 열처리를 행할 수 있는 열처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제1 시점은 전기 절연성이면서 내열성 재료로 일체적으로 형성되고, 복수의 피처리체를 간격을 두고 적층 상태로 수납하여 감압 하에서 열처리를 실시하기 위한 반도체 처리용의 반응관으로서, 하단부에 상기 피처리체를 상기 반응관에 대하여 로드 및 언로드하기 위한 로드 포트를 갖는 원통형의 측벽과, 상기 측벽의 상단부를 막고 또한 상기 측벽의 축 방향과 직교하여 내면이 평면 형상으로 형성된 원형의 천장벽과, 상기 천장벽은 외면측의 주연 영역에 상기 측벽을 따라 형성된 환 형상 홈을 갖는 것을 구비한다.
본 발명의 제2 시점은, 반도체 처리용의 열처리 장치로서, 복수의 피처리체를 간격을 두고 적층 상태로 수납하여 감압 하에서 열처리를 실시하기 위한 반응관과, 상기 반응관을 둘러싸도록 설치된 히터와, 상기 반응관 내에서 상기 피처리체를 유지하는 기판 유지구와, 상기 반응관에 접속된 상기 반응관 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급계와, 상기 반응관에 접속된 상기 반응관 내를 진공 배기하기 위한 가스 배기계를 구비하고, 상기 반응관은 전기 절연성이면서 내열성 재료로 일체적으로 형성되고, 하단부에 상기 피처리체를 상기 반응관에 대하여 로드 및 언로 드하기 위한 로드 포트를 갖는 원통형의 측벽과, 상기 측벽의 상단부를 막고 또한 상기 측벽의 축 방향과 직교하여 내면이 평면 형상으로 형성된 원형의 천장벽과, 상기 천장벽은, 외면측의 주연 영역에 상기 측벽을 따라 형성된 환 형상 홈을 갖는 것을 구비한다.
본 발명의 추가의 목적 및 장점은 다음의 기재에서 설명되며, 일부는 그 기재부터 명백해지거나 또는 본 발명의 실시에 의해 학습될 것이다. 본 발명의 목적 및 장점은 여기에서 특별히 지적한 수단 및 이들의 조합에 의해 실현되고 얻어진다.
본 발명에 따른 열처리 장치에 의하면, 폐쇄 단부벽이 평탄하면서 감압되었다고 해도 폭축의 우려가 없는 반응관 및 이 반응관을 사용함으로써 균일성이 높은 열처리를 행할 수 있다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 거의 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복 설명은 필요할 경우에만 행한다.
<제1 실시 형태>
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(1)의 구성을 설명하기 위한 개략 단면도이다. 이 열처리 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어 단열재로 이루어지는 통 형상체(21)와, 통 형상체(21)의 내벽 면을 따라 둘레 방향으로 설치된 히터(22)를 구비하고 있다. 통 형상체(21)의 내측에는, 전기 절연성이면서 내열성 재료, 예를 들어 석영으로 일체적으로 형성된, 대략 원통 형상의 반응관(3)이 설치되어 있다. 이 반응관(3)은, 수평 단면의 형상이 진원 형상으로 되어 있으며, 일단부측(본 실시 형태에서는 하단부측)이 노구(반입구)(41)로서 개방되어 있는 동시에, 타단부측(본 실시 형태에서는 상단부측)은 평면 형상으로 폐색된 폐쇄단부(30)로 되어 있다. 그리고 노구(41)의 주연부에는 플랜지(42)가 형성되어 있고, 이 노구(41)는 보트 엘리베이터(43a)에 의해 승강 가능한 덮개(43)에 의해 개폐된다. 또한 본 실시 형태에서는, 반응관(3)은 석영제이나, 반응관(3)은 다른 전기 절연성이면서 내열성 재료, 예를 들어 Si(실리콘) 또는 SiC(탄화 실리콘)로 형성해도 좋다.
덮개(43) 상에는 다수의 판 형상체(46a)를 격납한 단열 유닛(46)과 회전축(44)이 설치되어 있고, 이 회전축(44)은 덮개(43)를 통하여 보트 엘리베이터(43a)에 설치된 구동부인 모터(M)에 의해 회전한다. 그리고 회전축(44)의 상부에는 기판 유지구인 웨이퍼 보트(45)가 설치되어 있고, 이 웨이퍼 보트(45)에 의해 복수매, 예를 들어 125매의 기판인 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 유지하는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서 이 웨이퍼 보트(45)는, 덮개(43)의 승강에 의해 반응관(3)으로 반입 반출되며, 모터(M)의 회전에 의해 회전축(44)과 함께 회전하게 되어 있어, 복수매의 웨이퍼(W)에 대하여 동시에 열처리를 행하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한 웨이퍼 보트(45)에 유지된 웨이퍼(W)는, 반응관(3) 내로 반입되어 열처 리가 행하여지는 처리 영역(10)에 유지되었을 때에, 웨이퍼(W)의 측부와 반응관(3)의 측벽 내면과의 거리 및 웨이퍼 보트(45)의 천장판(45a)과 폐쇄단부(30)의 내면의 거리가 처리 가스의 유속이 빨라져 각 웨이퍼 상에서 열처리가 균일하게 행하여지도록 가능한 한 좁아지는 위치에서 유지되는 형태로 되어 있다. 또한 후술하는 도 4에 도시한 바와 같이 본 실시 형태에서는 웨이퍼 보트(45)의 천장판(45a)과 폐쇄단부(30)의 내면의 거리(h1)는 웨이퍼(W)의 측부와 반응관(3)의 원통형의 측벽(3a)의 거리(h2)(예를 들어 1O㎜)와 동일하거나, 혹은 그 거리보다 작아지도록 구성되어 있다. 또한 본 실시 형태에서는 거리(h2)는 10㎜로 되어 있으나, 반응관의 형상 등의 요인에 따라 거리(h2)를 10㎜ 내지 35㎜의 범위 내에서 설정해도 된다.
반응관(3)의 측벽(3a)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 가스 공급 수단의 일부를 이루는 편평한 세로로 긴 상자 형상의 가스 공급 덕트(60)가 반응관(3)의 측벽(3a)의 외면을 따라 설치되어 있다. 가스 공급 덕트(60)의 처리 영역(10)에 대응하는 측벽(3a)의 영역에는 반응관(3) 내로 연통되는 가스 토출 구멍(61)이 형성되어 있다. 그리고 본 실시 형태에서는, 이 가스 공급 덕트(60)와 가스 토출 구멍(61)을 통하여 반응관(3) 내로 처리 가스를 공급하는 형태로 되어 있어, 가스 토출 구멍(61)은 처리 영역(10)의 전역에 빠르게 처리 가스를 공급할 수 있도록 연직 방향으로 대략 일정한 간격으로 복수 개소, 예를 들어 10개소 형성되어 있다. 또한 본 실시 형태에서는 가스 토출 구멍(61)을 세로 1열 배치로 했으나, 복수열, 예를 들어 세로 2열 배치로 해도 된다.
플랜지(42) 내에는 반경 방향으로, 예를 들어 7개의 가스 유로(73)가 형성되어 있고, 각 가스 유로(73) 일단부측은 플랜지(42)의 밑동 부분에서 가스 공급 덕트(60)에 접속되어 있다. 또한 각 가스 유로(73)의 타단부측은, 예를 들어 7개의 가스 공급관(65)과 접속되어 있으며, 이들 가스 공급관(65)은, 예를 들어 각각 서로 다른 가스 공급원에 접속되어 있다. 도 1에서는 일례로서 디클로로실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)의 각 가스원(70, 71)을 예시하고 있다. 가스 공급관은 밸브나 유량 조정부 등을 포함하는 가스 공급 기기군(72)을 구비하고 있다. 또 반응관(3)의 하부에는 배기구를 이루는 배기 포트(5)가 설치되며, 이 배기 포트(5)에는 배기관(53)이 접속되어 있다. 배기관(53)에는, 버터플라이 밸브 등을 갖는 압력 조정부(52) 및 진공 배기 수단인 진공 펌프(51)가 설치되어 있다.
다음에, 반응관(3)의 폐쇄단부(30)의 상세에 대하여 도 3a, 도 3b를 참조하여 설명한다. 또한 도 3b에서는 폐쇄단부(30)의 형상의 특징을 알기 쉽게 도시하기 위해, 일부의 부재가 불가시 상태로 되어 있다. 도 3a, 도 3b에 도시한 바와 같이 폐쇄단부(30)는 폐색면을 구성하는 원형의 천장벽(31)을 구비하고, 이것은 반응관(3)의 타단부를 막고 또한 반응관(3)의 축 방향과 직교하여 내면이 평면 형상으로 형성되어 있다. 천장벽(31)은, 모든 반경 방향 단면에 있어서, 반응관(3)의 축을 중심으로 하여 대칭 형상을 갖고, 바람직하게는 동일한 대칭 형상을 갖는다. 이 천장벽(31)의 상면(외면)의 중앙 영역에 원형 형상의 원형 오목부(32)가 형성되고, 천장벽(31) 상면의 주연 영역에는 반응관(3)의 원통형의 측벽(3a)을 따라 환 형상으로 형성된 환 형상 홈부(34)가 설치되어 있다. 이 때문에 원형 오목부(32)와 환 형상 홈부(34) 사이는 환 형상 볼록부(35)로 되어 있다. 원형 오목부(32)의 측면은 상방 또한 외측으로 경사져 형성되어 있고, 원형 오목부(32)의 종단면 형상은 역사다리꼴 형상으로 되어 있다. 환 형상 홈부(34)의 내측 측면은 상방 또한 내측으로 경사져 형성되어 있다. 환 형상 홈부(34)의 외측 측면은 상방 또한 외측으로 경사져 형성되어 있다. 원형 오목부(32)의 저부의 두께보다, 환 형상 홈부(34)의 저부의 두께가 얇아지도록 형성되어 있다.
환 형상 홈부(34)의 외측 측면은 경사져 있기 때문에, 천장벽(31)의 이 부분[환 형상 홈부(34)의 외측 코너부의 아랫 부분]은 환 형상 홈부(34)의 저부의 두께보다도 큰 두께를 갖고 있다. 천장벽(31)의 외주측의 주연에는 둘레 방향을 따라 환 형상으로 되도록 반응관(3)의 원통형의 측벽(3a)을 연장시켜 수직 방향으로 연장되어 있는 기립부(37)가 형성되어 있다. 이 기립부(37)는 그 단부가 환 형상 볼록부(35)의 상면보다 높아지는 위치까지 연장되어 있으며, 그 단부로부터 천장벽(31)의 중심 방향을 향하여 90도의 각도로 굴곡하여 수평으로 연장되는 상측 가장자리부(38)가 형성되어 있다. 기립부(37)의 상측 가장자리부(38)는 천장벽(31)의 외면측에서 가장 위에 위치한다.
다음에, 열처리 장치(1)의 작용에 대하여 설명한다. 우선, 웨이퍼(W)를 125매 웨이퍼 보트(45)에 유지하고, 보트 엘리베이터(43a)를 사용하여 반응관(3) 내로 반입하는 동시에 덮개(43)에 의해 반응관(3)을 밀폐하고, 진공 펌프(51)에 의해 반응관(3) 내를, 예를 들어 27Pa(0.2Torr)로 감압한다. 그리고 히터(22)에 의해, 반 응관(3) 내를 미리 설정한 프로세스 온도, 예를 들어 600℃로 가열한다. 또한 이 프로세스 온도는, 반응관(3) 내의 웨이퍼(W)가 일정한 온도(설정 온도의 1 내지 2％ 이내, 즉 600℃±5℃)로 되도록 제어된다. 단, 예를 들어 반응관(3) 내에 온도 구배가 형성되도록 히터(22)를 조절해도 좋다.
다음에 가스 공급 기기군(72)을 조작하여 가스원(70, 71)으로부터 각각 처리 가스인, 예를 들어 SiH2Cl2 및 NH3 가스 등의 처리 가스를 가스 공급관(65) 및 가스 유로(73)를 통하여 가스 공급 덕트(60)로 도입한다. 이 처리 가스는 가스 공급 덕트(60) 내를 가열되면서 상승하는 동시에, 가스 토출 구멍(61)으로부터 반응관(3) 내로 유입되어 웨이퍼(W)와 반응관(3)의 내벽 사이의 좁은 간극을 하방측을 향하여 흘러가, 이 간극으로부터 웨이퍼(W)의 중심부를 향하여 확산되어 웨이퍼(W)의 표면에 실리콘 질화막을 성막한다. 그 후 미반응의 처리 가스나 부생성물 등을 포함하는 가스는, 반응관(3)의 하부의 배기구(5)로부터 진공 펌프(51)에 의해 배기된다. 상기한 수순에 의해 일련의 성막 처리가 행하여진다.
그리고 열처리 장치(1)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이 천장벽(31)이 평면 형상을 하고 있기 때문에, 웨이퍼 보트(45)의 천장판(45a)과 폐쇄단부(30)의 내면 거리(h1)를 웨이퍼(W)의 측부와 측벽(3a)의 거리(h2)와 동일하거나, 혹은 h1보다 작게 하는 것이 가능해진다. 그 때문에 폐쇄단부(30)와 천장판(45a) 사이를 처리 가스의 유속이 빨라지도록 설정하는 것이 가능해져, 처리 가스가 웨이퍼 보트(45)의 상방에서 체류하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
상술한 열처리는, 감압 분위기 하에서 행하여지기 때문에, 반응관(3)의 외부와 내부에서 압력차가 발생하고, 이 압력차에 의해 반응관(3)의 측벽(3a) 및 천장벽(31)에는 반응관(3)의 내측을 향하는 응력이 발생한다. 이 응력 중 측벽(3a)에 작용하는 응력은 측벽(3a)이 원관으로 되어 있기 때문에, 그 형상에 의해 응력이 분산되어 반응관(3)의 측벽(3a)에 있어서는 응력 집중이 완화된 상태로 되어 있다. 이에 대해 폐쇄단부(30)는 천장벽(31)이 평면 형상으로 되어 있기 때문에, 내측을 향하는 응력이 분산되지 않고, 도 5에 도시하는 화살표 A 방향을 향하는 응력을 받게 된다. 그리고 이 응력에 의해 천장벽(31)이 하방으로 당겨져, 그것에 수반하여 천장벽(31)과 접합되어 있는 측벽(3a)의 상단부에 반응관(3)의 중앙을 향하는 응력이 발생한다.
그러나 본 실시 형태에서는, 환 형상 홈부(34) 아래의 천장벽(31)의 두께(L3)가 천장벽(31)의 다른 부분보다 얇게 되어 있기 때문에, 이 환 형상 홈부(34)에 응력이 집중되며, 이 때문에 측벽(3a) 상단부에 있어서 직경 방향 내측(화살표 B 방향)으로 작용하는 응력, 즉 측벽(3a)의 상단부를 내측으로 끌어 들이고자 하는 응력이 저감된다. 또한 환 형상 홈부(34)에 작용하는 화살표 B 방향의 응력은, 환 형상 홈부(34)의 외측 코너부에서 집중하려고 한다. 그러나, 이 코너부에는 환 형상 홈부(34)의 저부로부터 상방 또한 외측으로 경사지는 면이 형성되어, 이 부분의 두께가 크게 되어 있다. 이 때문에, 코너부에 집중하려는 응력을 분산시켜 환 형상 홈부(34) 내에서 국소적인 응력 집중이 발생하는 것을 방지하고 있다.
또한 비스듬히 하방 또한 외측을 향하여 작용하는 응력은, 환 형상 홈부(34)의 경사면 부근에 어느 정도 집중되기 때문에 이 환 형상 홈부(34)에 연속하여 상방으로 신장되어 있는 기립부(37)와 상측 가장자리부(38)에 의해, 이 경사면 부근에 집중되는 응력을 보다 효과적으로 분산시키는 것이 가능하게 되어 있다. 즉 측벽(3a)에 대하여 외측을 향하여 부풀어 오르듯이 변형되는 응력이 작용하면 측벽(3a)을 연장하여 형성된 기립부(37)는 반응관(3) 내의 중앙부를 향하여 쓰러지듯이 변형한다. 그러면 기립부(37) 및 상측 가장자리부(38)는 원환 형상을 하고 있기 때문에 원환에 외측으로부터 내측을 향하여 균일하게 응력을 작용시킨 경우와 마찬가지의 변형을 함으로써 기립부(37) 및 상측 가장자리부(38)가 이 변형에 반발하고, 이때에 발생하는 반발력에 의해 응력이 분산되어 이에 의해 측벽(3a)의 변형을 억지하는 것이 가능해진다.
상술한 각 이유에 의해 본 실시 형태의 열처리 장치(1)에서는, 폐쇄단부(30)의 천장벽(31)에 있어서 상면의 주연 영역에 환 형상 홈부(34)를 형성하고 있기 때문에, 반응관(3) 내를 감압했을 때에 천장벽(31)에 대하여 반응관(3)의 축 방향과 교차하는 외측으로부터 내측으로 작용하는 응력이 분산된다. 그리고 환 형상 홈부(34)의 외측 코너부의 두께를 환 형상 홈부(34) 내에 있어서의 다른 부위의 두께보다도 크게 하고 있기 때문에, 환 형상 홈부(34)의 외측 코너부에 가해지는 응력이 분산된다. 그 결과 반응관(3)의 폐쇄단부(30)의 천장벽(31)을 평탄하게 해도 반응관(3) 내를 감압했을 때에 폭축되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 본 실시 형태의 열처리 장치(1)에 따르면, 이 반응관(3)을 사용함으 로써 폐쇄단부(30)가 돔 형상인 경우에 형성되어 있던 불필요한 공간이 없어져, 폐쇄단부(30)와 천장판(45a) 사이를 흐르는 처리 가스의 유속이 빨라져, 웨이퍼 보트(45)의 상방에 처리 가스가 체류되어 처리 가스의 분해가 촉진되는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 이에 의해 특히 상부측의 웨이퍼(W)에 대하여 면내 균일성이 높은 열처리를 행할 수 있어, 웨이퍼 보트(45)에 유지되는 모든 웨이퍼(W)의 면내 균일성을 향상시켜, 각 웨이퍼(W) 사이의 막 두께의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한 장치의 높이를 억제할 수 있다는 효과가 있다.
<제2 실시 형태>
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(11)의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(11)는 폐쇄단부(80)의 중앙부에 대경의 가스 토출구(63)가 형성된 반응관(8)과, 반응관(8)의 정점부까지 신장된 가스 공급 덕트(62)를 갖고 있다. 이러한 열처리 장치(11)에서는, 폐쇄단부(80)의 천장벽(81)을 평탄하게 함으로써 웨이퍼 보트(45)의 천장판(45a)과 천장벽(81)의 간격을 처리 가스의 유속이 빨라지도록 좁게 할 수 있으므로, 가스 토출구(63)로부터 공급된 처리 가스를 처리 영역(10)의 상부에 체류시키지 않고 빠르게 공급하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 제2 실시 형태의 열처리 장치(11)는 제1 실시 형태의 열처리 장치(1)와 동등한 작용?효과를 발휘하는 것을 기대할 수 있고, 또한 웨이퍼(W)에 대한 처리 속도를 향상시키는 것이 가능해진다. 또한 본 실시 형태에서는, 반응관(8)에는 가스 토출구(63)가 하나 형성되어 있으나, 예를 들어 반응관(8)의 측벽(8a)에 가스 공급 덕트(62)와 연통되도록 제1 실시 형태와 마찬가지로 가스 토출 구멍(61)을 형성해도 좋다.
<제3 실시 형태>
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(12)의 구성을 설명하기 위한 개략 단면도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(12)에서는, 상단부가 폐색되고 하단부가 개방되어 있는 석영제의 외관(19)과, 양단부가 개방되어 있는 직관 형상의 석영제의 내관(29)과, 외관(19) 및 내관(29)의 하부측을 지지하는 매니폴드(47)를 구비하고, 반응관(9)은 외관(19) 및 내관(29)으로 이루어지는 이중관 구조로서 구성되어 있다. 매니폴드(47)의 하단부 개구부는 웨이퍼 보트(45)의 반입출구에 상당한다.
매니폴드(47)에는 복수의 가스 도입관이 삽입되어 있으며, 이들 가스 도입관(73, 76)은 내관(20)의 내측에서 수평 방향으로부터 수직 방향으로 굴곡되고, 가스 도입구는 상향으로 되어 있다. 도 7에서는 편의상 2개의 가스 도입관(73, 76)만을 도시하고 있다. 또한 매니폴드(47)에는 외관(19) 및 내관(29) 사이의 간극에 개방되는 배기관(53)이 설치되어 있다. 따라서 가스는 내관(29)의 하부에 공급되어, 내관(29) 내를 상승하고, 또한 외관(19) 및 내관(29) 사이의 간극을 통해 하강하여 배기관(53)으로부터 배기된다. 외관(19)은, 본 발명의 반응관에 상당하고, 폐쇄단부(90) 상부의 천장벽(91)은, 제1 실시 형태의 천장벽(31)과 마찬가지의 구조로 되어 있다.
상술한 구성의 열처리 장치(12)에서는, 반응관(9)의 외관(19)의 폐쇄단부(90)가 제1 실시 형태의 폐쇄단부(30)와 동일 구성을 이루고 있기 때문에, 폐쇄 단부(90)를 평면 형상으로 할 수 있다. 그 때문에 웨이퍼(W)의 처리 영역(10)의 상부 공간을 좁게 할 수 있어, 웨이퍼 보트(45)의 상방까지 상승된 처리 가스가 상부 공간에 체류되는 시간이 짧아, 빠르게 외관(19) 및 내관(29) 사이의 간극으로 유입된다. 따라서 상부 공간으로부터 처리 영역으로의 처리 가스의 재확산을 억제할 수 있으므로, 웨이퍼 보트(45)의 상단부에 가까운 웨이퍼(W)에 대한 열처리가 그것보다 하부측의 웨이퍼(W)에 비해 촉진된다고 하는 문제, 예를 들어 성막 속도가 빨라지는 등의 문제가 억제되어, 웨이퍼(W) 사이의 처리의 균일성을 향상시키는 것을 기대할 수 있다. 또한 웨이퍼 보트(45)의 상단부에 가까운 웨이퍼(W)에 대하여 주연의 성막이 중심부보다도 커진다고 하는 문제가 억제되어, 결과적으로 면내 균일성이 높은 열처리를 행할 수 있다. 또한 종래의 돔 형상의 외관을 사용한 경우에 비해 높이를 낮게 할 수 있다.
<제4 실시 형태>
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(13)의 구성을 설명하기 위한 개략 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 이 열처리 장치(13)는 제3 실시 형태의 변형예이며, 내관(29)의 상부 개방 단부측에, 내관의 중심축을 향하여 수평하게 연장되는 핀(29a)을 설치한 것이다. 또한, 기타 부분에 대해서는, 제3 실시 형태와 동일하므로, 도 8에서는 열처리 장치(13)의 상부만을 도시한다. 이러한 열처리 장치(13)에서는, 폐쇄단부(90)의 천장벽(91)과 핀(29a) 사이를 좁게 하여 그 사이를 흐르는 처리 가스의 유속이 빨라지는 것이 가능해지고, 또한 핀(29a)에 의해 반응관(9)의 상부 공간으로부터 활성 성분이 강하하는 것 을 방지할 수 있다. 그 때문에 제3 실시 형태의 열처리 장치(12)와 비교하여 가일층의 작용?효과를 발휘하는 것을 기대할 수 있다.
<다른 실시 형태>
이상 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했으나, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 다양한 형태로 변경 가능하다. 도 9a 내지 도 9d는, 제1 실시 형태에서 사용한 반응관(3)의 천장벽(31)을 대표하여, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 폐쇄단부(30)의 형상을 도시하는 도면이다. 예를 들어 도 9a에 도시한 바와 같이, 기립부(37)의 상단부를 굴곡시키지 않는 구조이어도 좋다. 이 경우에는 기립부(37)를 굴곡시킨 이점은 얻어지지 않으나, 상면이 평탄한 천장벽에 비해 큰 강도가 얻어지므로 반응관(3)의 폭축을 방지할 수 있다. 또한 도 9b에 도시한 바와 같이, 환 형상 홈부(34)의 외측 코너부를 경사면에 의해 두께를 크게 하는 대신에, 직각으로 해도 좋다. 이 경우에는 외측 코너부의 큰 두께에 의한 이점은 얻어지지 않으나, 환 형상 홈부(34) 및 기립부(37)를 설치한 것에 의한 응력 분산 작용이 얻어져 상면이 평탄한 천장벽에 비해 큰 강도가 얻어지므로 반응관(3)의 폭축을 방지할 수 있다. 또한 도 9b의 구조에서는 기립부(37)를 굴곡시키고 있으나, 굴곡시키지 않아도 좋다.
또한 도 9c에 도시한 바와 같이, 환 형상 홈부(34)의 외측 측면을 단순하게 경사지게 하는 대신에, 계단 형상을 부가하여 경사지게 해도 좋다. 이 경우에도 단순하게 경사지는 측면과 동등한 작용, 효과를 얻을 수 있어, 상면이 평탄한 천장벽에 비해 큰 강도가 얻어지므로 반응관(3)의 폭축을 방지할 수 있다. 상술한 각 실시 형태로부터 천장벽(31)으로부터 측벽(3a)에 작용하는 응력이 문제가 되고 있는 것을 알 수 있으므로, 본 발명의 실시 형태에 있어서는 이 응력을 분산시키는 것이 가능하면 된다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시 형태로서는, 도 9d에 도시한 바와 같이 환 형상 홈부(34)만으로 천장벽(31)을 형성해도, 이 천장벽(31)에 작용하는 응력을 분산시켜 상면이 평탄한 천장벽에 비해 큰 강도를 얻을 수 있다. 이 경우, 환 형상 홈부(34)의 외측 측면을 경사지게 하여, 환 형상 홈부(34)의 외측 코너부 아래의 부분의 두께를 크게 함으로써 강도를 향상시켜, 반응관(3)의 폭축을 더 효과적으로 방지하는 것도 가능해진다.
<실험>
본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실험에 대해서, 도 10a, 도 10b를 참조하여 설명한다.
우선 실시예로서, 제1 실시 형태에 따른 열처리 장치(1)를 사용하여 이하의 프로세스 조건 하에서 웨이퍼에 대하여 처리 가스로서 헥사클로로디실란(Si2Cl6) 가스 85㎖, 암모니아(NH3) 가스 425㎖, 에틸렌(C2H4) 가스 1800㎖를 공급하여 탄소 첨가 실리콘 질화막의 성막 처리를 행하였다. 프로세스 압력은 27Pa(0.2Torr), 처리 온도는 600℃로 설정했다. 또한, 비교예로서, 도 12에 도시하는 종래의 열처리 장치(100)를 사용하여 실시예와 마찬가지의 조건으로 성막 처리를 행하였다. 웨이퍼 보트(45, 145)에는 선택된 5개의 슬롯에 시험용의 웨이퍼(W)를 유지하고, 웨이퍼(W) 마다 탄소 첨가 실리콘 질화막의 평균 막 두께로부터 성막 속도를 구하고, 또한 막 두께에 관한 면내 균일성을 구했다. 또한 실제의 열처리를 행하기 전에 처리 영역(10, 120)의 온도 분포를 측정하여 각 웨이퍼(W)의 온도가 일정해지도록 히터를 조정하고 있다.
도 10a, 도 10b는 이들 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 10a는 종축에 성막 속도, 횡축에 웨이퍼 보트(45) 상의 웨이퍼(W)의 유지 위치(슬롯 위치)를 취한 그래프이며, 슬롯 위치의 1번은 최상단의 슬롯 위치를 나타내고 있다. 도 10b는 종축에 성막의 면내 균일성, 횡축에 도 10a와 마찬가지로 슬롯 위치를 취한 그래프이다. 양 그래프 모두 「●」을 연결하는 선(La, Lc)이 열처리 장치(1)를 사용한 실시예를 나타내고, 「■」을 연결하는 선(Lb, Ld)이 종래의 열처리 장치(100)를 사용한 비교예를 나타낸다. 도 10a, 도 10b에 도시한 바와 같이, 비교예의 경우에는, 웨이퍼 보트(145)의 상부에 가까운 웨이퍼(W)에 대해서는 성막 속도가 그 하방측 웨이퍼(W)에 비해 크게 되어 있으며, 또한 성막의 면내 균일성이 악화되어 있다. 이에 대해 실시예의 경우는, 웨이퍼 보트(45)의 상부에 가까운 웨이퍼(W)를 포함하는 모든 웨이퍼(W)에 있어서, 성막 속도 및 면내 균일성이 일정하며, 따라서 면내 균일성뿐만 아니라 면간 균일성에 대해서도 양호하였다. 따라서 상단부가 돔형의 반응관(101)에 비해 상단부가 평면 형상의 반응관(3)쪽이 균일성이 높은 열처리를 행할 수 있는 것이 뒷받침되고 있다.
<시뮬레이션>
다음에, 본 발명의 천장벽(31)에 응력을 가했을 때의 천장벽(31)의 강도를 해석하기 위한 시뮬레이션에 대해, 도 11a 내지 도 11c를 참조하여 설명한다.
우선, 제1 실시 형태에서 사용한 도 11c에 도시하는 반응관(3)에 대하여 시뮬레이션을 행하고, 여기서 반응관(3)을 진공 배기하여 내부를 일정한 진공 상태로 하여 반응관(3)의 외부와 내부에서 생기는 압력차에 의해 반응관(3)에 응력을 작용시켜, 천장벽(31)에 어떻게 응력이 작용하는 것인지에 대하여 해석했다. 동일한 시뮬레이션을, 환 형상 홈부(34)의 외측 측면의 경사와 기립부(37)의 상측 가장자리부(38)를 제거한 도 11a에 도시하는 반응관(3)에 대해 행했다. 또한, 마찬가지의 시뮬레이션을, 반응관(3)의 환 형상 홈부(34)의 외측 측면의 경사를 제거하는 한편 환 형상 홈부(34)의 저면의 두께를 두껍게 한 도 11b에 도시하는 반응관(3)에 대하여 행했다.
도 11a에 도시하는 반응관(3)의 경우에는 반응관(3)의 내부를 향하는 응력이 발생하면 환 형상 홈부(34)에 의해 측벽(3a)이 천장벽(31)에 의해 직경 방향 내측으로 당겨지는 힘은 약해져, 측벽(3a)의 변형이 억제되며, 또한 가장 응력이 집중되는 측벽(3a)과 천장벽(31)의 접합부(T1)에서의 응력도 19.84[MPa] 정도로 되므로, 상면이 평탄한 천장벽에 비해 천장벽(31)에서 큰 강도가 얻어져, 반응관(3)의 폭축을 방지할 수 있다. 또한, 도 11b에 도시하는 반응관(3)의 경우에는 환 형상 홈부(34)의 저면의 두께를 두껍게 했으므로 가장 응력이 집중되는 측벽(3a)과 천장벽(31)의 접합부(T2)에서의 응력도 12.55[MPa] 정도로 억제할 수 있다. 또한 환 형상 홈부(34)의 두께를 두껍게 했기 때문에, 도 11a에 도시하는 반응관(3)에 비해 측벽(3a)의 직경 방향 내측으로 당겨지는 힘은 강해지나, 기립부(37)와 상측 가장자리부(38)에 의해 측벽(3a)의 변형을 보다 견고하게 억지할 수 있다. 이 때문에, 도 11b에 도시하는 반응관(3)은, 도 11a에 도시하는 반응관(3)보다 천장벽(31)에서 큰 강도를 얻을 수 있어 보다 효과적으로 반응관(3)의 폭축을 방지할 수 있다.
도 11c에 도시하는 반응관(3)의 경우에는 환 형상 홈부(34)의 저부의 두께를 얇게 하는 한편, 외측 코너부에 경사면을 설치하고 있으므로, 환 형상 홈부(34)에 응력을 집중시키는 동시에, 이 경사면으로 응력을 분산시키는 것이 가능해진다. 가장 응력이 집중되는 측벽(3a)과 천장벽(31)의 접합부(T3)에서의 응력을 4.80[MPa] 정도로 억제할 수 있어, 그 때문에 측벽(3a)의 변형을 보다 견고하게 억지할 수 있다. 이 때문에, 도 11c에 도시하는 반응관(3)은, 도 11a, 도 11b에 도시하는 반응관(3)보다 천장벽(31)에서 큰 강도를 얻을 수 있어, 보다 효과적으로 반응관(3)의 폭축을 방지할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 반응관에 따르면, 폐쇄 단부벽에 있어서 외면측의 주연 영역에 환 형상 홈을 형성하고 있기 때문에, 반응관 내를 감압했을 때에 폐색단부에 대하여 반응관의 축 방향과 교차하는 외측으로부터 내측으로 작용하는 응력이 분산된다. 또한, 환 형상 홈에 있어서의 외측 코너부의 두께를 당해 홈내에 있어서의 다른 부위의 두께보다도 크게 하고 있기 때문에, 당해 홈의 외측 코너부에 가해지는 응력이 분산된다. 그 결과 반응관의 폐쇄단부를 평탄하게 해도 반응관 내를 감압했을 때에 폭축되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 반응관을 사용함으로써 폐색단부가 돔 형상인 경우에 형성되어 있던 불필요한 공간이 없어지므로, 반응관의 폐색단부와 기판의 사이를 흐르는 처리 가스의 유속이 빨라져, 반응관 상부에서 처리 가스의 분해가 그 하방측보다도 지나치게 진행된다고 하는 문제 를 저감시킬 수 있다. 이에 의해 특히 상부측의 기판에 대하여 막 두께에 대한 면내 균일성을 개선할 수 있으며, 또한 상부측의 기판과 그것보다도 하부측의 기판 사이에서의 면간 균일성을 개선할 수 있다. 또한 장치의 높이를 억제할 수 있다는 효과가 있다.
당 분야의 당업자라면, 추가의 장점 및 변경을 이룰 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 광의의 점에서 상술한 설명 및 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부한 특허청구범위와 그의 등가물에 의해 정의된 정신이나 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이 이루어질 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(1)의 구성을 설명하기 위한 개략 단면도.
도 2는 도 1에 도시하는 열처리 장치(1)의 반응관을 도시하는 사시도.
도 3a, 도 3b는 본 실시 형태의 폐쇄단부(30) 형상을 도시하는 사시도 및 단면도.
도 4는 열처리 장치(1)의 처리 가스의 흐름을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 제1 실시 형태의 폐쇄단부(30)의 변형 형태를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(11)의 구성을 설명하기 위한 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(12)의 구성을 설명하기 위한 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 반도체 처리용의 열처리 장치(13)의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 폐쇄단부(30)의 형상을 도시하는 도면.
도 10a, 도 10b는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예를 사용한 실험의 결과를 도시하는 그래프.
도 11a 내지 도 11c는 강도 해석 시뮬레이션에 사용한, 본 발명의 실시 형태에 따른 다른 형상의 천장벽을 도시하는 도면.
도 12는 종래의 열처리 장치를 도시하는 개략 단면도.
도 13은 종래의 열처리 장치(100)의 처리 가스의 흐름을 설명하기 위한 개략도.
<부호의 설명>
3 : 반응관
21 : 통 형상체
22 : 히터
43 : 덮개
44 : 회전축
45 : 웨이퍼 보트
46 : 단열 유닛

Claims (20)

  1. 전기 절연성이면서 내열성 재료로 일체적으로 형성되고, 복수의 피처리체를 간격을 두고 적층 상태로 수납하여 감압 하에서 열처리를 실시하기 위한 반도체 처리용의 반응관에 있어서,
    하단부에 상기 피처리체를 상기 반응관에 대하여 로드 및 언로드하기 위한 로드 포트를 갖는 원통형의 측벽과,
    상기 측벽의 상단부를 막고 또한 상기 측벽이 형성하는 원통 형상의 축 방향과 직교하여 내면이 평면 형상으로 형성된 원형의 천장벽과, 상기 천장벽은 외면측의 주연 영역에 상기 측벽을 따라 형성된 환 형상 홈을 갖는 것을 구비하는, 반도체 처리용의 반응관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 천장벽은 상기 환 형상 홈의 외측 코너부에서 상기 환 형상 홈의 저부보다도 큰 두께를 갖는, 반도체 처리용의 반응관.
  3. 제1항에 있어서, 상기 천장벽은, 상기 주연 영역의 최외부에 상기 측벽을 따라 형성된 환 형상의 기립부를 갖는, 반도체 처리용의 반응관.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기립부의 상측 가장자리부는 내측으로 굴곡되어 있는, 반도체 처리용의 반응관.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기립부의 상측 모서리부는 내측으로 90도 굴곡되어 있는, 반도체 처리용의 반응관.
  6. 제4항에 있어서, 상기 기립부의 상측 가장자리부는, 상기 천장벽의 외면측에서 가장 위에 위치하는, 반도체 처리용의 반응관.
  7. 제2항에 있어서, 상기 환 형상 홈의 외측 측면은 외측이고 또한 상방으로 경사지고, 이에 의해 상기 환 형상 홈의 상기 외측 코너부에서 보다 큰 두께를 제공하는, 반도체 처리용의 반응관.
  8. 제7항에 있어서, 상기 환 형상 홈의 상기 외측 측면은 단차부를 수반하여 경사지는, 반도체 처리용의 반응관.
  9. 제1항에 있어서, 상기 천장벽은 외면측의 중앙 영역에 중앙 오목부를 갖고, 상기 중앙 오목부와 상기 환 형상 홈 사이에 환 형상 볼록부가 형성되는, 반도체 처리용의 반응관.
  10. 제9항에 있어서, 상기 환 형상 홈의 내측 측면은 저면으로부터 내측이고 또한 상방으로 경사지고, 상기 중앙 오목부의 외측 측면은 외측이고 또한 상방으로 경사지는, 반도체 처리용의 반응관.
  11. 복수의 피처리체를 간격을 두고 적층 상태로 수납하여 감압 하에서 열처리를 실시하기 위한 반응관과,
    상기 반응관을 둘러싸도록 설치된 히터와,
    상기 반응관 내에서 상기 피처리체를 유지하는 기판 유지구와,
    상기 반응관에 접속된 상기 반응관 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급계와,
    상기 반응관에 접속된 상기 반응관 내를 진공 배기하기 위한 가스 배기계를 구비하고,
    상기 반응관은, 전기 절연성이면서 내열성 재료로 일체적으로 형성되고,
    하단부에 상기 피처리체를 상기 반응관에 대하여 로드 및 언로드하기 위한 로드 포트를 갖는 원통형의 측벽과,
    상기 측벽의 상단부를 막고 또한 상기 측벽이 형성하는 원통 형상의 축 방향과 직교하여 내면이 평면 형상으로 형성된 원형의 천장벽과, 상기 천장벽은 외면측의 주연 영역에 상기 측벽을 따라 형성된 환 형상 홈을 갖는 것을 구비하는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 천장벽은, 상기 환 형상 홈의 외측 코너부에서 상기 환 형상 홈의 저부보다도 큰 두께를 갖는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 천장벽은 상기 주연 영역의 최외부에 상기 측벽을 따라 형성된 환 형상의 기립부를 갖는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기립부의 상측 가장자리부는 내측으로 굴곡되어 있는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기립부의 상측 모서리부는 내측으로 90도 굴곡되어 있는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 기립부의 상측 가장자리부는 상기 천장벽의 외면측에서 가장 위에 위치하는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 환 형상 홈의 외측 측면은 외측이고 또한 상방으로 경사지고, 이에 의해 상기 환 형상 홈의 상기 외측 코너부에서 보다 큰 두께를 제공하는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 환 형상 홈의 상기 외측 측면은 단차부를 수반하여 경사진, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 천장벽은 외면측의 중앙 영역에 중앙 오목부를 갖고, 상기 중앙 오목부와 상기 환 형상 홈 사이에 환 형상 볼록부가 형성되는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 환 형상 홈의 내측 측면은 저면으로부터 내측이고 또한 상방으로 경사지고, 상기 중앙 오목부의 외측 측면은 외측이고 또한 상방으로 경사지는, 반도체 처리용의 열처리 장치.
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