JPH01302816A - 縦型熱処理装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハ等の被処理基板を加熱して処理
する縦型熱処理装置に関する。

（従来の技術） 従来、半導体ウェハ等の被処理基板を加熱して薄膜形成
、熱拡散等の処理を施す加熱処理装置としては、反応管
をほぼ水平に配設した横型熱処理装置が主に用いられて
いたが、近年は、ウェハ搬入、搬出の容易さの点から反
応管をほぼ垂直に配設した縦型熱処理装置が多く用いら
れるようになってきた。

すなわち、このような縦型熱処理装置では、石英等から
なる円筒状の反応管は、ほぼ垂直に配設されており、石
英等からなるウェハボートに間隔を設けて積層する如く
多数の半導体ウェハを配置して、例えば上下動可能とさ
れた搬送機構によって、反応管内へ下方から半導体ウェ
ハをロード・アンロードするよう構成されている。この
ような縦型熱処理装置では、反応管内壁とウェハボート
とを非接触でロード・アンロードすることが容易に可能
である、占有面積が少ない、処理半導体ウェハの大口径
化が容品である等の利点を有する。

（発明が解決しようとする課題） 上記説明の縦型熱処理装置を用いて成膜を行う場合、膜
の種類によって各種の反応ガスを反応管内に流通させる
が、高温とされた反応管から排気されるガス中の物質が
、その温度低下に伴い排気経路に付着する場合がある。

例えばリンを含む膜の成膜を行う場合、フォスフイン（
ＰＨ３）等のガスを反応管内に流通させるが、この時五
酸化リン（Ｐ２Ｏ３）等が排気経路等に付着する。この
ため、このような付着物を除去するためのメンテナンス
が必要となり、生産性が悪化するという問題がある。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、排気経路に反応管から排気されるガス中の物質が付着
することを防止することができ、従来に比べて生産性の
向上を図ることのできる縦型熱処理装置を提供しようと
するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、ほぼ垂直に配設された筒状の反応管
内に所定のガスを流通させ加熱を行う縦型熱処理装置に
おいて、前記反応管内から排気を行う排気経路に加熱す
る手段を設けたことを特徴とする。

（作　用） 上記構成の本発明の縦型熱処理装置では、排気経路を加
熱する手段によって排気経路を例えば付着物の融点以上
の温度に加熱しておくことにより、排気経路に反応管か
ら排気されるガス中の物質が付着することを防止する。

そして、このガス中の物質は、例えば冷却トラップによ
って捕捉する。

したがって、排気管内に付着した付着物を除去するため
のメンテナンスが不必要となり、従来に較べて生産性の
向上を図ることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

例えば石英等から円筒状に構成された反応管（プロセス
チューブ）１は、ほぼ垂直に配設されており、この反応
管１を囲繞する如く筒状、ヒータ２および図示しない均
熱管、断熱材等が設けられている。また、この反応管１
の上部および下部には、それぞれ所定の反応ガスを導入
・排気するための反応ガス導入管３および排気管４が接
続されており、排気管４には、冷却トラップ５および排
気装置６が介挿されている。そして、排気管４の反応管
１との接続部と冷却トラップ５との間には、この排気管
４内を加熱するための手段例えばテープヒータ等からな
る加熱機構７が配設されている。

また、上記冷却トラップ５は、第２図および第３図に示
すように構成されている。すなわち、例えば石英等から
ほぼ円柱状に形成されたトラップ容器２０には、底部中
央に四部２１が形成されており、その上側周縁部には接
線方向に沿って入口配管２２が、上側中央部には出口配
管２３が接続されている。また、トラップ容器２０の内
部には、円筒状に形成された仕切り板２４が底面との間
に間隔を設けて上側から設けられており、人口配管２２
から流入した気体が図示矢印の如く螺旋状に回転しなが
ら下降し、この後上昇して出口配管２３から導出される
如く構成されている。そして、このトラップ容器２０は
、水冷ジャケット２５内に嵌挿され、その外側および内
側（四部２１）から高能率で冷却可能に構成されている
。

さらに、反応管１の下方には、搬送機構とじて上下動可
能とされたボートエレベータ８が配設されている。この
ボートエレベータ８上には、保温筒９が設けられており
、この保温筒９は、多数の半導体ウェハ１０が間隔を設
けて積層される如く載置されたウェハボート１１を支持
可能に構成されている。そして、このボートエレベータ
８により、ウェハボート１１に載置された半導体ウェハ
１０を反応管１の下部開口から反応管１内にロード・ア
ンロードするよう構成されている。

上記構成のこの実施例の縦型熱処理装置では、ヒータ２
により反応管１内を予め所定温度例えば数百度程度に加
熱しておき、ボートエレベータ８を上昇させてウェハボ
ート１１に載置された半導体ウェハ１０を反応管１内壁
に非接触で反応管１内にロードする。そして、反応ガス
導入管３から反応管１内に所定の反応ガス、例えば、Ｓ
’ｉＨ４，０２、Ｂ２　Ｈ６、ＰＨ３等を導入し、上記
半導体ウェハ１０を加熱処理後排気装置６によって排気
管４から排気することにより成膜を行う。

この時、例えば反応ガスとしてＰＨ３等を使用し、リン
を含む膜の成膜を行う場合は、加熱機構７により排気管
４内を例えば１５０℃程度に加熱するとともに、冷却ト
ラップ５の水冷ジャケット２５に冷却水を循環させてト
ラップ容器２０の冷却を行う。したがって、例えば生成
された五酸化リンは、排気管４内に付着することなく、
冷却トラップ５のトラップ容器２０内に流入し、螺旋状
に回転しながら下降、上昇する際に、遠心力および冷却
の効果によりこのトラップ容器２０内に捕捉される。す
なわち、排気管４の温度は扱うガスの種類によって予め
設定することにより、自動的に最適な温度に設定可能で
ある。

そして、所定時開成膜を行った後、反応ガスの流通を停
止させ、ボートエレベータ８を下降させることによりウ
ェハボート１１に載置された半導体ウェハ１０を反応管
１からアンロードして、半導体ウェハ１０に所定膜厚の
膜を形成する。

すなわち、この実施例の縦型熱処理装置では、排気管４
の反応管１との接続部と冷却トラップ５との間に、例え
ばテープヒータ等からなる加熱機構７が配設されている
ので、この加熱機構７により排気管４内を加熱すること
により、リンを含む膜の成膜を行う際に生成される五酸
化リンの排気管４内への付着を防止することができる。

また、この五酸化リンは、冷却トラップ５によって捕捉
されるので外部に排出されることもなく、捕捉された五
酸化リンは水冷ジャケット２５からトラップ容器２０を
取り外し洗浄することにより簡単に除去することができ
る。したがって、従来のように排気管４内に付着した付
着物を除去するためのメンテナンスを行う必要がなく、
従来に較べて生産性の向上を図ることができる。

なお、上記実施例では、リンを含む膜の成膜を行う場合
について説明したが、その他の物質が排気管４内に付着
する場合についても、例えば排気管４内をその物質の融
点以上の温度に加熱することによって、その付むを防止
することができることはもちろんである。さらに排気系
の加熱手段としてテープヒータを用いた例について説明
したが、加熱手段であれば何れでもよく、例えばランプ
加熱、ヒータ加熱など何れでもよい。

［発明の効果］ 上述のように、本発明の縦型熱処理装置では、排気経路
に反応管から排気されるガス中の物質が付着することを
防止することができ、従来に比べて生産性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦型熱処理装置を示す構成
図、第２図は第１図の冷却トラップの上面図、第３図は
第２図の冷却トラップの縦断面図である。 １・・・・・・反応管、２・・・・・・ヒータ、３・・
・・・・反応ガス導入管、４・・・・・・排気管、５・
・・・・・冷却トラップ、６・・・・・・排気装置、７
・・・・・・加熱機構、８・・・・・・ボートエレベー
タ、９・・・・・・保温筒、１０・・・・・・半導体ウ
エノ１．１１・・・・・・ウェハボー１゜ 出願人　　　　　　チル相撲株式会社 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ垂直に配設された筒状の反応管内に所定のガ
   スを流通させ加熱を行う縦型熱処理装置において、 前記反応管内から排気を行う排気経路に加熱する手段を
   設けたことを特徴とする縦型熱処理装置。