JPH0547686A - 縦型半導体熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉心へ半導体ウェハを出し入れする際の炉心
部内と外部の温度勾配をゆるやかにし、半導体ウェハの
反りやスリップを防止することのできる縦型半導体熱処
理装置を提供することを目的とする。 【構成】 周囲に抵抗加熱ヒータ９が設けられた石英管
５の開口端の下方に、半導体ウェハが多数収納されたボ
ート７を石英管５内の出し入れするボート駆動装置８が
設けられている。石英管５内へボート７を出し入れする
とき、石英管５の開口端を加熱する回転移動自在の補助
加熱ヒータ９を設け、この補助加熱ヒータ９を補助加熱
ヒータ駆動装置10で回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハを熱処理
する縦型半導体熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体ウェハが大口径化し、６イ
ンチ以上のウェハも用いられてさらに大口径化されよう
としている。大口径のウェハを熱処理する場合には、そ
の熱処理装置の炉心管も太くする必要がある。このよう
に炉心管が太くなると、炉心管を横に置く横型熱処理装
置の場合、炉心部が自重により変形するおそれがある。
また、横型熱処理ではダストレベルを低くするため半導
体ウェハを収納したボートを炉心管にソフトランディン
グ装置が必要である。このため、炉心管の自重による変
形が少なく、ソフトランディング装置の不要な縦型熱処
理装置が、大口径の半導体ウェハの処理装置として有望
である。

【０００３】図４に従来の縦型熱処理装靴を示す。基本
的には横型熱処理装置を縦にした構造であり、炉心管で
ある石英管１の周囲に加熱ヒータである抵抗加熱ヒータ
２が設けられている。半導体ウェハを収納したボート３
は、駆動部４により駆動され、石英管１の下端の開口部
から挿入される。抵抗加熱ヒータ２により石英管１が80
0 〜1200℃の高温に加熱され、石英管１の中央付近では
均熱領域で±0.5 ℃以下の範囲で制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】加熱中の石英管２に半
導体ウェハを出し入れする場合に石英管１の開口部を離
れると急激に温度が下降する。熱処理装置に半導体ウェ
ハを収納したボート３を挿入する速度は、半導体ウェハ
の反りやスリップが発生しないようにゆっくりとした速
度でなければならない。この速度はウェハの口径が大き
くなればなるほど遅くする必要がある。

【０００５】また温度勾配が急であればそれだけ出し入
れの速度をゆっくりとしなければならない。温度勾配を
ゆるやかにするには炉心管である石英管を長くすればよ
いが、縦型半導体熱処理装置では、クリーンルームの天
井の高さに限度があるため、石英管をそれほど長くする
ことができない。また長くするとボートの移動時間が長
くなり、ボートの出し入れ時間が長くなってしまう。ま
た温度勾配が急で挿入速度及が遅いと、開口部付近の外
気の影響を受け、ウェハのフラットバンド電圧Ｖfbの変
動等、ウェハ特性が変化するという問題があった。

【０００６】そこで本発明の目的は、炉心部へ半導体ウ
ェハを出し入れする際の炉心部内と外部の温度勾配を緩
やかにし、半導体ウェハの反りやスリップを防止するこ
とのできる縦型半導体熱処理装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】第１の発明で
は、ボート部の移動時に炉心部の開口部を加熱する補助
加熱部を有することを特徴とし、さらに第２の発明では
この補助加熱部を駆動する補助加熱部駆動部とを有する
ことを特徴とする縦型半導体熱処理装置であり、炉心部
の長さを長くすることはなく、ゆるやかな温度勾配を得
ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【０００９】図２において、炉心管である石英管５は、
開口端を下側に設置される。この石英管５の周囲には抵
抗加熱ヒータ６が設けられている。半導体ウェハが多数
収納されたボート７は、石英管５の開口端の下に位置し
ている。このボート７はボート駆動装置８により、上下
に移動できるようになっている。この熱処理装置の特徴
は、ボート上下移動時に開口部を加熱し、２分割された
開閉自在の補助加熱ヒータ９を備えてある点である。こ
の補助加熱ヒータ９は、補助加熱ヒータ駆動装置10によ
り開閉することが可能である。

【００１０】図２にこの縦型半導体熱処理装置の使用方
法の一具体例を示す。まず、図２の（ａ）に示すよう
に、半導体ウェハをボート７に収納し、石英管５の下に
セットする。次に補助加熱ヒータ９を閉じて、石英管５
の開口部まで近づけてボート７を加熱する。次に図２の
（ｂ）に示すように、ボート７を徐々に上げていくが、
温度勾配がゆるやかなため比較的速く上げることができ
る。ボートが補助加熱ヒータ９に当たる位置に上がる前
に補助加熱ヒータ９を開き、石英管５の開口部から遠ざ
ける。さらに、図２の（ｃ）に示すようにボート13が石
英管５内に入ると、そこで所定時間の熱処理が行われ
る。

【００１１】熱処理が終わり、ボート７を出す場合、ボ
ート７を上げ、ボート７に当たらない位置で補助加熱ヒ
ータ９を閉じ、石英管５の開口部まで近づけてボート７
を加熱するボート７を徐々に下げていくが、温度勾配が
ゆるやかなため比較的速く上げることができる。ボート
７が石英管５からすべて出たら補助加熱ヒータ９を開
き、開口部から遠ざける。

【００１２】図３に補助加熱ヒータを示す。補助加熱ヒ
ータ９は、リングを半分に割った形状の対で、それぞれ
が補助加熱ヒータ駆動装置10で開閉することによりリン
グ形状になったり、分かれたりすることができる。

【００１３】補助加熱ヒータ駆動装置10は、駆動部を密
閉し、駆動部からの発塵が少ない構造にする。また補助
加熱ヒータが閉じて、リング形状になるとき、互いに閉
じて接触せず、わずかなすきまを有する状態にして、ボ
ート７に収納した半導体ウェハにゴミが付着するのを防
止する。

【００１４】補助加熱ヒータは、昇降温が高速で行うこ
とができるように、たとえば赤外線ランプを用いると補
助ヒータの回転時温度を低くすることやボート加熱時の
温度を高速で高くすることができる。また、補助加熱ヒ
ータを石英で囲み高純度ガスを流すことによって開口部
付近の外気の影響を受けにくくすることができる。

【００１５】なお、他の実施例としては熱処理を行う石
英管のウェハ出し入れ側に、補助加熱を行う補助加熱ヒ
ータ部を設け熱処理部と補助加熱部を連続する一体型に
してもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、ボート部の
上下移動時に開口部を加熱する開閉移動自在の補助加熱
ヒータを備えたので、炉心部の長さを長くすることはな
く、ゆるやかな温度勾配が実現でき、ウェハの反りやス
リップの発生が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦型半導体熱処理装置の
断面図である。

【図２】本発明の実施例を示す縦型半導体熱処理装置の
動作説明図である。

【図３】本発明の実施例を示す縦型半導体熱処理装置の
補助加熱ヒータの上面図である。

【図４】従来の縦型半導体熱処理装置の断面図である。

【符号の説明】

１…石英管 ２…抵抗加熱ヒータ ３…ボート ４…ボート駆動装置 ５…石英管 ６…抵抗加熱ヒータ ７…ボート ８…ボート駆動装置 ９…補助加熱ヒータ 10…補助加熱ヒータ駆動装
置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が開口した炉心部と、 この炉心部を加熱する加熱部と、 半導体ウェハを収納し、炉心部の内部へ移動自在のボー
   ト部と、 このボート部を所定速度で移動するボート駆動部と、 前記炉心部の開口側に、炉心部の内部へ出し入れする半
   導体ウェハを加熱する補助加熱部を有する縦型半導体熱
   処理装置。
2. 【請求項２】 補助加熱部を移動する補助加熱部駆動部
   を有する請求項１記載の縦型半導体熱処理装置。