KR102127130B1 - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 - Google Patents

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타카후미 사사키
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

본 발명은 처리실 내의 승온 시간을 단축하고, 또한 더미 웨이퍼를 없애는 것에 의해 생산성을 향상시킨다.
기판을 보지(保持)하는 기판 보지체를 내부에 수용하는 반응 용기; 상기 반응 용기의 하단의 개구부(開口部)를 폐색(閉塞)하는 덮개부; 및 상기 덮개부를 피복하는 커버부;를 구비하고, 상기 커버부는, 상기 반응 용기 내에 돌출하도록 형성된 중고부(中高部); 및 상기 중고부의 하단에 형성되고 상기 덮개부 및 상기 반응 용기 사이에 배치되는 플랜지부;를 포함하고, 상기 중고부의 내측의 중공(中空) 부분에는 단열부가 설치되고, 상기 단열부와 상기 중고부 사이에는 가열부가 설치되고, 상기 가열부는, 상기 중고부의 천장의 내측에 설치되는 제1 가열부; 및 상기 중고부의 상기 반응 용기측의 측면의 내측에 설치되는 제2 가열부;로 구성되고, 상기 중고부의 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 상기 기판 보지체에 접속되는 회전축이 삽입(揷通)된다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치(디바이스)의 제조 공정에서의 기판의 열처리에서는 예컨대 종형(縱型) 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 종형 기판 처리 장치에서는 소정 매수의 기판을 적재하여 기판 보지구(保持具)에 보지하고, 기판 보지구를 처리실 내에 장입(裝入)하고, 처리실 외주에 설치된 측부 히터에 의해 기판을 가열한 상태에서 처리실 내에 처리 가스를 도입하여 필요한 처리가 수행된다.
전술과 같은 종형 기판 처리 장치로서, 열 방출량이 큰 처리실의 하부에 보조 가열용의 면 형상[面狀] 서브 히터를 설치하여 단시간에 처리실 전체의 온도 회복과 안정을 확보하는 것에 의해 기판 처리 시간의 단축을 도모하는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 1).
1: 일본 특개 2001-15605
하지만 전술한 문헌에 기재된 구성으로는 웨이퍼 영역으로부터 하방(下方)으로의 열 노출이 커서 단열 영역을 길게 잡아야 했으며, 이에 의해 웨이퍼의 매수를 늘리지 못해 생산성을 높이지 못하는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 처리실 내의 승온 시간을 단축하고, 또한 더미 웨이퍼를 없애는 것에 의해 생산성을 높일 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 보지(保持)하는 기판 보지체를 내부에 수용하는 반응 용기; 상기 반응 용기의 하단의 개구부(開口部)를 폐색(閉塞)하는 덮개부; 및 상기 덮개부를 피복하는 커버부;를 구비하고, 상기 커버부는, 상기 반응 용기 내에 돌출하도록 형성된 중고부(中高部); 및 상기 중고부의 하단에 형성되고 상기 덮개부 및 상기 반응 용기 사이에 배치되는 플랜지부;를 포함하고, 상기 중고부의 내측의 중공(中空) 부분에는 단열부가 설치되고, 상기 단열부와 상기 중고부 사이에는 가열부가 설치되고, 상기 가열부는, 상기 중고부의 천장의 내측에 설치되는 제1 가열부; 및 상기 중고부의 상기 반응 용기측의 측면의 내측에 설치되는 제2 가열부;로 구성되고, 상기 중고부의 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 상기 기판 보지체에 접속되는 회전축이 삽입(揷通)되고, 상기 가열부는 상기 중고부의 상기 관통공측의 측면에 설치되는 제3 가열부를 더 구비하는 기술이 제공된다.
본 발명에 따르면, 처리실 내의 승온 시간을 단축하고, 또한 더미 웨이퍼를 없애는 것에 의해 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분을 종단면도(縱斷面圖)로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 노구부(爐口部) 주변을 도시하는 종단면도.
도 3은 도 2에서의 A-A 단면을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 5는 본 발명의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 6은 본 발명의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 7은 본 발명의 변형예를 도시하는 종단면도.
도 8은 본 발명의 변형예를 도시하는 종단면도.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한다.
본 실시 형태에서 기판 처리 장치는 반도체 장치(디바이스)의 제조 방법에서의 제조 공정의 일 공정으로서 열처리 등의 기판 처리 공정을 실시하는 종형 기판 처리 장치(2)(이하, 처리 장치라고 부른다.)로서 구성된다. 도 1에 도시하는 바와 같이 처리 장치(2)는 원통 형상의 반응관(10)과, 반응관(10)의 외주에 설치된 가열 수단(가열 기구)으로서의 메인 히터(12)(히터)를 구비한다. 반응관은 예컨대 석영이나 SiC으로 형성된다. 후술하는 반응 용기(11)의 내부에는 기판으로서의 웨이퍼(W)를 처리하는 처리실(14)이 형성된다. 반응관(10)에는 온도 검출기로서의 온도 검출부(16)가 설치된다. 온도 검출부(16)는 반응관(10)의 내벽을 따라 입설(立設)된다.
반응관(10)의 하단의 개구부에는 원통형의 매니폴드(18)가 O링 등의 씰 부재(20)를 개재하여 연결되고, 반응관(10)의 하단을 지지한다. 매니폴드(18)는 예컨대 스텐레스 스틸 등의 금속으로 형성된다. 반응관(10)과 매니폴드(18)에 의해 반응 용기(11)가 구성된다. 반응 용기(11)의 하단의 개구부(노구부)는 원반 형상의 덮개부(22)에 의해 개폐된다. 덮개부(22)는 예컨대 금속으로 형성된다. 덮개부(22)의 상면에는 O링 등의 씰 부재(20)가 설치되고, 또한 덮개부(22)를 피복하도록 커버부(56)가 설치된다. 커버부(56)는 예컨대 석영으로 구성된다. 커버부(56)의 상면에는 O링 등의 씰 부재가 설치되고, 이에 의해 반응 용기(11) 내와 외기(外氣)가 기밀하게 밀봉된다. 노구부의 상세 구성에 대해서는 후술한다.
처리실(14)은 복수 매, 예컨대 25매 내지 150매의 웨이퍼(W)를 수직으로 선반 형상으로 지지하는 기판 보지구로서의 보트(26)를 내부에 수납한다. 보트(26)는 예컨대 석영이나 SiC으로 형성된다. 보트(26)는 덮개부(22) 및 커버부(56)의 공(孔)을 관통하는 회전축(28)에 의해 커버부(56)의 상방(上方)에 지지된다. 덮개부(22)의 회전축(28)이 관통하는 부분에는 예컨대 자성(磁性) 유체 씰이 설치되고, 회전축(28)은 덮개부(22)의 하방에 설치된 회전 기구(30)에 접속된다. 이에 의해 회전축(28)은 반응 용기(11)의 내부를 기밀하게 밀봉한 상태에서 회전 가능하도록 구성된다. 덮개부(22)는 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(32)에 의해 상하 방향으로 구동(驅動)된다. 이에 의해 보트(26) 및 덮개부(22)가 일체적으로 승강되고, 반응 용기(11)에 대하여 보트(26)가 반입출된다.
처리 장치(10)는 기판 처리에 사용되는 가스를 처리실(14) 내에 공급하는 가스 공급 기구(34)를 구비한다. 가스 공급 기구(34)가 공급하는 가스는 성막되는 막의 종류에 따라 바꿀 수 있다. 여기서 가스 공급 기구(34)는 원료 가스 공급부, 반응 가스 공급부 및 불활성 가스 공급부를 포함한다.
원료 가스 공급부는 가스 공급관(36a)을 구비하고, 가스 공급관(36a)에는 상류 방향부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(38a)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(40a)가 설치된다. 가스 공급관(36a)은 매니폴드(18)의 측벽을 관통하는 노즐(44a)에 접속된다. 노즐(44a)은 반응관(10) 내에 상하 방향을 따라 입설되고, 보트(26)에 보지되는 웨이퍼(W)를 향하여 개구되는 복수의 공급공이 형성된다. 노즐(44a)의 공급공을 통해서 웨이퍼(W)에 대하여 원료 가스가 공급된다.
이하, 마찬가지의 구성으로 반응 가스 공급부로부터는 공급관(36b), MFC(38b), 밸브(40b) 및 노즐(44b)을 개재하여 반응 가스가 웨이퍼(W)에 대하여 공급된다. 불활성 가스 공급부로부터는 공급관(36c, 36d), MFC(38c, 38d), 밸브(40c, 40d) 및 노즐(44a, 44b)을 개재하여 웨이퍼(W)에 대하여 불활성 가스가 공급된다.
매니폴드(18)에는 배기관(46)이 설치된다. 배기관(46)에는 처리실(14) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(48) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Automatic Pressure Controller) 밸브(40)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(52)가 접속된다. 이러한 구성에 의해 처리실(14) 내의 압력을 처리에 따른 처리 압력으로 할 수 있다.
다음으로 노구부의 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서는 웨이퍼 처리 영역 하방의 단열 영역에서 단열부(24)를 처리실(14)의 하부에 배치한다. 도 2에 도시하는 바와 같이 커버부(56)는 중고부(56A)와 중고부(56A)의 하단에 형성된 플랜지부(56B)에 의해 구성된다. 커버부(56)는 중고부(56A)가 반응관(10) 내부에 돌출되도록, 즉 처리실(14) 내부에 깊숙이 들어가도록 형성된다. 도 3에 도시하는 바와 같이 커버부(56)는 단면 원형이며, 커버부(56)의 중앙에는 회전축(28)이 관통하는 관통공(56C)이 형성된다.
중고부(56A)의 내측인 중공 부분에는 단열부(24)가 설치된다. 단열부(24)는 예컨대 카본 펠트로 구성된다. 또한 단열부(24)와 중고부(56A) 사이에는 가열 기구로서의 가열부(58)가 설치된다. 가열부(58)는 중고부(56A)의 내측을 피복하도록 설치된다. 가열부(58)는 제1 가열부(58A)와 제2 가열부(58B)와 제3 가열부(58C)로 구성된다. 제1 가열부(58A)는 보트(26) 하방의 웨이퍼(W)를 가열하도록 중고부(56A)의 천장에 면하도록 설치된다. 도 3에 도시하는 바와 같이 제2 가열부(58B)는 반응 용기(11) 하방의 노구부를 가열하도록 중고부(56A)의 측면에 설치된다. 제3 가열부(58C)는 회전축(28)을 가열하도록 중고부(56A)의 관통공(56C)측의 측면에 설치된다.
회전 기구(30), 보트 엘리베이터(32), 가스 공급 기구(34)의 MFC(38a 내지 38d) 및 밸브(40a 내지 40d), APC 밸브(50), 히터(12) 및 가열부(58)에는 이들을 제어하는 컨트롤러(100)가 접속된다. 컨트롤러(100)는 예컨대 CPU를 구비한 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지고, 처리 장치(2)의 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(100)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(102)가 접속된다.
컨트롤러(100)에는 기억 매체로서의 기억부(104)가 접속된다. 기억부(104)에는 처리 장치(10)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 처리 장치(2)의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램(레시피라고도 부른다.)이 판독 가능하도록 격납된다.
기억부(104)는 컨트롤러(100)에 내장된 기억 장치(하드 디스크나 플래시 메모리)이어도 좋고, 가반성(可搬性)의 외부 기록 장치[자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]이어도 좋다. 또한 컴퓨터로의 프로그램 제공은 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다. 프로그램은 필요에 따라 입출력 장치(102)로부터의 지시 등을 통해서 기억부(104)로부터 판독되고, 판독된 레시피를 따른 처리를 컨트롤러(100)가 실행하는 것에 의해 처리 장치(2)는 컨트롤러(100)의 제어 하에서 원하는 처리를 실행한다.
다음으로 전술한 처리 장치(2)를 이용하여 기판 상에 막을 형성하는 처리(성막 처리)에 대해서 설명한다. 여기서는 웨이퍼(W)에 대하여 원료 가스로서 HCDS(Si2Cl6: 헥사클로로디실란) 가스와, 반응 가스로서 O2(산소) 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상에 실리콘산화(SiO2)막을 형성하는 예에 대해서 설명한다. 또한 이하의 설명에서 처리 장치(2)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(100)에 의해 제어된다.
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수 매의 웨이퍼(W)가 보트(26)에 장전(裝塡)(웨이퍼 차지)되면, 보트(26)는 보트 엘리베이터(32)에 의해 처리실(14) 내에 반입(보트 로드)되고, 반응 용기(11)의 개구부는 덮개부(22)에 의해 기밀하게 폐색(밀봉)된 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(14) 내가 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 펌프(52)에 의해 진공 배기(감압배기)된다. 처리실(14) 내의 압력은 압력 센서(48)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(50)가 피드백 제어된다. 또한 처리실(14) 내의 웨이퍼(W)가 소정의 온도가 되도록 히터(12) 및 제1 가열부(58A)에 의해 가열된다. 이때 처리실(14)이 소정의 온도 분포가 되도록 온도 검출부(16)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(12) 및 제1 가열부(58A)로의 통전 상태가 피드백 제어된다. 또한 제2 가열부(58B) 및 제3 가열부(58C)에 의한 가열도 시작된다. 또한 회전 기구(30)에 의한 보트(26) 및 웨이퍼(W)의 회전을 시작한다.
(성막 처리)
[원료 가스 공급 공정]
처리실(14) 내의 온도가 미리 설정된 처리 온도로 안정되면, 처리실(14) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 HCDS 가스를 공급한다. HCDS 가스는 MFC(38a)로 원하는 유량이 되도록 제어되고, 가스 공급관(36a) 및 노즐(44a)을 개재하여 처리실(14) 내에 공급된다.
[원료 가스 배기 공정]
다음으로 HCDS 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(52)에 의해 처리실(14) 내를 진공 배기한다. 이때 불활성 가스 공급부로부터 불활성 가스로서 N2 가스를 처리실(14) 내에 공급해도 좋다(불활성 가스 퍼지).
[반응 가스 공급 공정]
다음으로 처리실(14) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 O2 가스를 공급한다. O2 가스는 MFC(38b)로 원하는 유량이 되도록 제어되고, 가스 공급관(36b) 및 노즐(44b)을 개재하여 처리실(14) 내에 공급된다.
[반응 가스 배기 공정]
다음으로 O2 가스의 공급을 정지하고, 진공 펌프(52)에 의해 처리실(14) 내를 진공 배기한다. 이때 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스를 처리실(14) 내에 공급해도 좋다(불활성 가스 퍼지).
전술한 4개의 공정을 수행하는 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상에 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiO2막을 형성할 수 있다.
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
소정 막 두께의 막을 형성한 후, 불활성 가스 공급부로부터 N2 가스가 공급되고, 처리실(14) 내가 N2 가스로 치환되는 것과 함께 처리실(14)의 압력이 상압으로 복귀된다. 그 후 보트 엘리베이터(32)에 의해 덮개부(22)가 강하되고, 보트(26)가 반응 용기(11)로부터 반출(보트 언로드)된다. 그 후 처리 완료된 웨이퍼(W)는 보트(26)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
웨이퍼(W)에 SiO2막을 형성할 때의 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
처리 온도(웨이퍼 온도): 300℃ 내지 700℃
처리 압력(처리실 내 압력): 1Pa 내지 4,000Pa
HCDS 가스: 100sccm 내지 10,000sccm
O2 가스: 100sccm 내지 10,000sccm
N2 가스: 100sccm 내지 10,000sccm
각각의 처리 조건을 각각의 범위 내의 값으로 설정하는 것에 의해 성막 처리를 적절하게 진행시키는 것이 가능해진다.
성막 처리 시의 가열부(58)의 가열 온도는 제1 가열부(58A)를 처리 온도와 동등한 정도로 하고, 제2 가열부(58B)를 제1 가열부(58A)보다 낮은 온도이자, 노구부에 부생성물이 부착되지 않을 정도의 온도, 예컨대 200℃ 내지 300℃로 한다. 제2 가열부(58B)가 제1 가열부(58A)보다 높은 온도인 경우, 노구부 부근에서 처리 가스가 분해되거나 처리실(14) 내의 온도 균일성이 악화되는 경우가 있다. 제3 가열부(58C)를 제2 가열부(58B)보다 낮은 온도, 예컨대 150℃ 정도로 한다. 제3 가열부(58C)가 제2 가열부(58B)보다 높은 온도인 경우, 회전축(28)에 부생성물이 부착되는 경우가 있다.
<본 실시 형태에 따른 효과>
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 커버부를 인서트 형상[중앙 철 형상(凸狀)]으로 하는 것에 의해, 단열부를 처리실 외부에 설치할 수 있다. 이에 의해 단열부의 재질에 기인하는 웨이퍼의 악영향을 억제할 수 있어 품질을 향상시킬 수 있다. 또한 단열부가 처리실 외부에 있기 때문에, 처리실 내부의 용적을 줄일 수 있고, 감압 및 승압 시간을 단축할 수 있어 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(2) 단열부를 처리실 외부에 설치하는 것에 의해, 단열부의 재질을 임의로 선택할 수 있다. 예컨대 단열재로서 단열 효과가 높은 재질을 선택하는 것에 의해 단열 영역을 짧게 할 수 있고, 프로덕트 영역을 넓힐 수 있다. 이에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 보다 고온의 프로세스에 대응하는 것이 가능해진다. 또한 단열재로서 열용량이 작은 재질을 선택하는 것에 의해, 승온 시의 복구 시간을 짧게 할 수 있어 생산성을 더 높일 수 있다. 단열재를 처리실 내부에 배치하는 경우, 단열재의 재질에 기인하는 오염이 발생하기 때문에 단열재의 재질은 석영이나 SiC 등으로 한정되는 경우가 있다.
(3) 커버부의 내측에 가열부를 설치하는 것에 의해, 메인 히터에 의한 처리실 내의 가열을 보조할 수 있고, 처리실 내의 온도 구배(勾配)를 작게 할 수 있어 프로세스의 안정성을 향상시킬 수 있다.
(4) 커버부 내에 제2 가열부(외측 히터)를 설치하는 것에 의해, 단열 영역의 처리 가스가 접촉하는 벽 표면을 가열하여 표면 온도를 높게 할 수 있고, 부생성물의 부착을 억제할 수 있다. 이에 의해 파티클의 발생을 억제할 수 있고, 메인터넌스 사이클을 길게 할 수 있다. 또한 제2 가열부를 높이 방향으로 복수 구역 분할하는 것에 의해, 임의의 높이를 임의의 온도로 설정할 수 있고, 보다 효과적으로 부생성물의 부착을 억제할 수 있다.
(5) 커버부 내에 제1 가열부(상방 히터)를 설치하는 것에 의해, 처리실 하방의 웨이퍼를 고속으로 승온할 수 있고, 복구 시간을 짧게 할 수 있다. 보트 최하부에는 웨이퍼 영역의 온도를 균일하게 유지하기 위한 더미 웨이퍼를 설치하는 경우가 있지만, 본 실시 형태에 따르면, 제1 가열부에 의한 가열을 바람직하게 제어할 수 있기 때문에 웨이퍼로부터 유출되는 만큼 열을 보완할 수 있어 더미 웨이퍼를 설치할 필요가 없다. 이에 의해 균열 길이를 연장할 수 있기 때문에 웨이퍼 처리 매수를 늘릴 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명했다. 하지만 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.
(변형예 1)
도 4에 도시하는 바와 같이 커버부(56)의 천장의 중앙부가 상방에 돌출되도록 커버부(56)의 천장에 단차(段差)를 설치해도 좋다. 이러한 구성에 의해 처리실(14) 하방의 웨이퍼(W)의 중심 부분을 집중적으로 가열할 수 있기 때문에 처리실(14) 하방의 웨이퍼(W)의 성막 균일성을 향상시킬 수 있다.
(변형예 2)
도 5에 도시하는 바와 같이 제1 가열부(58A)를 내측 가열부(58A1)와 외측 가열부(58A2)로 분할해도 좋다. 또한 제1 가열부(58A)를 면 형상의 가열부가 아니라 환 형상의 가열부로 해도 좋다. 외측 가열부(58A2)의 높이를 내측 가열부(58A1)의 높이보다 낮게 하거나, 내측 가열부(58A1)의 온도를 외측 가열부(58A2)의 온도보다 높게 하는 것에 의해 처리실(14) 하방의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 제1 가열부(58A)를 반지름 방향으로 복수 구역 분할하는 것에 의해 웨이퍼 영역 최하부의 면내 온도 분포를 조정할 수 있다.
(변형예 3)
도 6에 도시하는 바와 같이 커버부(56)의 천장을 일부 경사지게 형성해도 좋다. 또한 도 7에 도시하는 바와 같이 커버부(56)의 천장을 전면 경사지도록 중심으로부터 지름 방향 외향을 향하여 사선으로 내려가도록 형성해도 좋다. 이러한 구성에 의해 웨이퍼에 가하는 열량을 조정할 수 있다.
(변형예 4)
도 8에 도시하는 바와 같이 단열부(24) 내를 냉각하도록 냉각 통로를 설치하고, 냉각 통로에 냉매를 흘리도록 구성된 냉각부(60)를 설치해도 좋다. 강온 시에는 냉각 통로에 냉매를 흘리는 것에 의해 단열부(24)를 급속히 냉각할 수 있어 강온 시간을 단축할 수 있다. 냉매로서는 예컨대 물이나 공기를 흘릴 수 있다.
또한 전술한 실시 형태나 변형예는 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이상과 같이 단열부를 처리실 외부에 배치하는 것에 의해 단열재의 재질 선택이 자유로워지고, 또한 가열 및 냉각 기구를 설치할 수 있게 되어 승온 및 강온 시의 응답성이나 정상 시의 단열성, 제어성 등을 향상시키는 것이 가능해진다.
처리실 내의 승온 시간을 단축하고, 또한 더미 웨이퍼를 없애는 것에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다.
2: 처리 장치 24: 단열부
56: 커버부 58: 가열부

Claims (13)

  1. 기판을 보지(保持)하는 기판 보지체를 내부에 수용하는 반응 용기;
    상기 반응 용기의 하단의 개구부(開口部)를 폐색(閉塞)하는 덮개부; 및
    상기 덮개부를 피복하는 커버부;
    를 구비하고,
    상기 커버부는,
    상기 반응 용기 내에 돌출하도록 형성된 중고부(中高部); 및
    상기 중고부의 하단에 형성되고 상기 덮개부 및 상기 반응 용기 사이에 배치되는 플랜지부;
    를 포함하고,
    상기 중고부의 내측의 중공(中空) 부분에는 단열부가 설치되고, 상기 단열부와 상기 중고부 사이에는 가열부가 설치되고,
    상기 가열부는,
    상기 중고부의 천장의 내측에 설치되는 제1 가열부; 및
    상기 중고부의 상기 반응 용기측의 측면의 내측에 설치되는 제2 가열부;
    로 구성되고,
    상기 중고부의 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 상기 기판 보지체에 접속되는 회전축이 삽입(揷通)되고, 상기 가열부는 상기 중고부의 상기 관통공측의 측면에 설치되는 제3 가열부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가열부의 가열 온도는 상기 제2 가열부의 가열 온도보다 높고,
    상기 제3 가열부의 가열 온도는 상기 제2 가열부의 가열 온도보다 낮은 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중고부의 천장은 적어도 일부분이 경사로 이루어지는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중고부의 천장은 전면(全面)이 경사로 이루어지는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중고부의 천장은 단차가 설치되는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가열부는 내측 가열부와 외측 가열부로 분할되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내측 가열부와 상기 외측 가열부는 각각 환 형상[環狀]의 가열부인 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단열부 내부에 상기 단열부를 냉각하는 냉각부를 설치하는 기판 처리 장치.
  12. 반응 용기 내에 기판을 보지하는 기판 보지체를 수용하고, 상기 반응 용기의 하단의 개구부를 커버부에 의해 피복된 덮개부로 폐색하는 공정; 및
    상기 반응 용기 내에서 상기 기판을 처리하는 공정;
    을 구비하고,
    상기 기판을 처리하는 공정에서는,
    상기 반응 용기 내에 돌출하도록 형성되고 그 내측의 중공 부분에 단열부가 설치된 중고부 및 상기 중고부의 하단에 형성되고 상기 덮개부 및 상기 개구부 사이에 배치되는 플랜지부를 포함하는 상기 커버부의 상기 단열부와 상기 중고부 사이에 설치된 가열부에 의해 상기 반응 용기 내가 가열되고,
    상기 가열부는, 상기 중고부의 천장의 내측에 설치되는 제1 가열부 및 상기 중고부의 상기 반응 용기 측의 측면의 내측에 설치되는 제2 가열부로 구성되고,
    상기 중고부의 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 상기 기판 보지체에 접속되는 회전축이 삽입되고, 상기 가열부는 상기 중고부의 상기 관통공측의 측면에 설치되는 제3 가열부를 더 구비하는 것인 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 보지하는 기판 보지체를 수용하고, 상기 반응 용기의 하단의 개구부를 커버부에 의해 피복된 덮개부로 폐색하는 순서; 및
    상기 반응 용기 내에서 상기 기판을 처리하는 순서;
    를 구비하는 컴퓨터에 의해 상기 기판 처리 장치에 실행시키는 기록 매체에 기록된 프로그램으로서,
    상기 기판을 처리하는 순서에서는,
    상기 반응 용기 내에 돌출하도록 형성되고 그 내측의 중공 부분에 단열부가 설치된 중고부 및 상기 중고부의 하단에 형성되고 상기 덮개부 및 상기 개구부 사이에 배치되는 플랜지부를 포함하는 상기 커버부의 상기 단열부와 상기 중고부 사이에 설치된 가열부에 의해 상기 반응 용기 내가 가열되고,
    상기 가열부는, 상기 중고부의 천장의 내측에 설치되는 제1 가열부 및 상기 중고부의 상기 반응 용기 측의 측면의 내측에 설치되는 제2 가열부로 구성되고,
    상기 중고부의 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 상기 기판 보지체에 접속되는 회전축이 삽입되고, 상기 가열부는 상기 중고부의 상기 관통공측의 측면에 설치되는 제3 가열부를 더 구비하는 것인 기록 매체에 기록된 프로그램.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6890114B2 (ja) 2018-12-05 2021-06-18 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP2024027928A (ja) 2022-08-19 2024-03-01 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007180331A (ja) 2005-12-28 2007-07-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱処理装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2756566B2 (ja) * 1987-11-21 1998-05-25 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
DE8801785U1 (ko) * 1988-02-11 1988-11-10 Soehlbrand, Heinrich, Dr. Dipl.-Chem., 8027 Neuried, De
JPH0286123A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Toshiba Corp 半導体熱処理装置
JPH02218117A (ja) * 1989-02-17 1990-08-30 Tel Sagami Ltd 熱処理装置
JP2001015605A (ja) 1999-06-30 2001-01-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路の設計方法
JP3598032B2 (ja) * 1999-11-30 2004-12-08 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置及び熱処理方法並びに保温ユニット
JP4483040B2 (ja) * 2000-07-03 2010-06-16 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP3863786B2 (ja) * 2002-01-24 2006-12-27 株式会社日立国際電気 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
EP1540258A1 (en) * 2002-07-15 2005-06-15 Aviza Technology, Inc. Variable heater element for low to high temperature ranges
US9018567B2 (en) * 2011-07-13 2015-04-28 Asm International N.V. Wafer processing apparatus with heated, rotating substrate support

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007180331A (ja) 2005-12-28 2007-07-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱処理装置

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