JPH07201760A

JPH07201760A - 熱処理装置

Info

Publication number: JPH07201760A
Application number: JP35289093A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Deguchi; 洋一出口; Kouichi Yomiya; 孝一余宮
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】処理容器内に処理ガスの濃薄域が生ずるのを
防止し、被処理体自体に温度による不均一を生じること
なく、また処理ガスを濃薄なく作用して、処理すること
ができ熱処理装置を提供することにある。【構成】複数の被処理体Ｗを収容ボート９に収容し、
この収納ボート９を処理容器５に設けられた開口部より
処理容器５内に搬入し、前記被処理体Ｗにガス導入手段
１５より処理ガスを供給しつつ熱処理を施す熱処理装置
であって、前記処理容器５の開口部を開閉可能に密閉す
る開閉機構１２と、この開閉機構１２に連結されると共
に前記収容ボート９を載置する載置台２０と、この載置
台２０又は／及び載置台２０の周囲に設けられ、前記被
処理体Ｗの中心軸を中心とする所定の径に沿って複数個
で、かつ均等に配置された排気口３１とを具備し、前記
複数の排気口３１は、同量の排気量でそれぞれ排気され
るよう構成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、縦型ＣＶＤ処理装置の
ような熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被処理体、例えば半導体ウエハを均熱状
態に保ち、被処理体に処理ガスを供給して所定の熱処理
を施して、被処理体の表面に薄膜を形成したり熱拡散を
行ったりする熱処理装置として特開昭５６−９１４１７
号公報が開示されている。

【０００３】この技術は、複数の被処理体を収納するウ
エハホルダーを容器に搬入し、この容器の上部に設けら
れたガスの入口より処理ガスを導入し、容器の下部であ
って、容器の壁に設けられた１つのガス出口より容器内
を排気しながら容器内を所定の圧力に設定しつつ被処理
体を処理するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、処理ガ
スを排気する排気口は、容器の壁に設けられた１つのガ
ス出口で構成されているので、処理ガスはその排気口方
向に流れ込む事になり、ガス排気口の近傍周辺にガスが
集中しガス密度の濃い領域が形成されてしまう。また、
この処理ガスは、被処理体を所定温度に維持されて処理
されるので、同様の温度に加熱されており、ガス密度の
濃い領域が他のガス密度の希薄な領域と比べ温度が高く
なり、容器内に温度のムラが生じてしまうという問題が
あった。また、この温度のムラにより、被処理体の排気
口側が非排気口側に比べ高温化してしまい、被処理体自
体にも温度のムラが生じてしまうという問題があり、こ
のように被処理体自体に温度ムラが生じてしまうと被処
理体を均一に処理することができず、被処理体の歩留り
が低下してしまうという問題が生じていた。

【０００５】本発明の目的は処理容器内に処理ガスの濃
薄域が生ずるのを防止し、被処理体自体に温度による不
均一を生じることなく、また処理ガスを濃薄なく作用し
て、処理することができ熱処理装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の被処理
体を収容ボートに収容し、この収納ボートを処理容器に
設けられた開口部より処理容器内に搬入し、前記被処理
体にガス導入手段より処理ガスを供給しつつ熱処理を施
す熱処理装置であって、前記処理容器の開口部を開閉可
能に密閉する開閉機構と、この開閉機構に連結されると
共に前記収容ボートを載置する載置台と、この載置台又
は／及び載置台の周囲に設けられ、前記被処理体の中心
軸を中心とする所定の径に沿って複数個で、かつ均等に
配置された排気口とを具備し、前記複数の排気口は、同
量の排気量でそれぞれ排気されるよう構成されたもので
ある。

【０００７】

【作用】本発明は、複数の被処理体を収納する収容ボー
トを載置する載置台又は／及び載置台の周囲に設けられ
た、被処理体の中心軸を中心とする所定の径に沿って複
数個で、かつ均等に配置された排気口から、同量の排気
量でそれぞれ排気されるので、被処理体の中心軸線を中
心とする径方向に処理ガスの濃薄が発生するのを防止
し、さらに処理ガスの濃薄に伴う温度の不均一も改善す
ることができる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係る熱処理装置の一実施例
としての縦型のＣＶＤ処理装置を添付図面に基づいて詳
述する。

【０００９】図１に示すように、このＣＶＤ処理装置１
の加熱炉２は上方及び下方が開口された石英製の内管３
と、この外周に所定の距離だけ離間させて同心状に配置
され、天井を有すると共に下方が開口された石英製の外
管４とよりなる処理容器５を有し、この外周には例えば
抵抗加熱ヒータ６が巻回されている。このヒータ６の更
に外周には、断熱材７を介して例えばステンレスよりな
るアウターシェル８が設けられ、全体として加熱炉２を
形成している。そして、前記ヒータ６を制御することに
より、処理容器５内を例えば５００〜１２００℃の範囲
内で適宜設定可能に構成されている。

【００１０】また、前記内管３内には、例えば石英より
なる、被処理体を収容する収容ボートとしてのウエハボ
ート９に上下方向に所定のピッチで多数積層搭載した被
処理体、例えば半導体ウエハＷが挿脱自在に収容されて
いる。そして、前記内管３及び外管４の下端部には、例
えばステンレスよりなる筒体状のマニホールド部１０が
接続されており、このマニホールド部１０の上端部には
環状の上段フランジ部１０Ａが形成されると共にこの前
記上段フランジ部１０Ａには前記外管４のフランジ部４
ＡがＯリング１１を介して気密に載置されている。

【００１１】また、前記マニホールド部１０の中段には
内側へ突出させたリング状の中段フランジ部１０Ｂが形
成されると共にこの中段フランジ部１０Ｂには内管３の
下端部３Ａがインナーチューブ受けリングより僅かに拡
径されて載置されて支持されている。そして、このマニ
ホールド部１０の下端には、外方へ突出させたリング状
の下段フランジ部１０Ｃが形成されており、この下段フ
ランジ部１０Ｃには、開閉手段、例えばステンレス製の
キャップ部１２がＯリング１３を介して前記容器５の開
口部を気密に、開閉可能に設けられている。

【００１２】また、マニホールド部１０には、処理ガス
を容器内へ導入するガス導入手段としての容器内側へ貫
通させた処理ガス導入ノズル１５が設けられ、この導入
ノズル１５の先端は、内管３と外管６との間隙に連通さ
れ、導入された処理ガスは内管３と外管６の、両管の間
隙を上昇し、前記被処理体Ｗの中心軸線Ｏを中心とする
所定の周方向に沿って均等に処理ガスがウエハボート９
の上部近傍より下部方向に導入されるよう構成されてい
る。

【００１３】そして、前記ウエハボート９は、載置台、
例えば断熱性の保温筒２０上に例えば石英製のスペーサ
部材２１を介して載置されると共に、この保温筒２０は
前記マニホールド部１０の処理容器の開口部をＯリング
１３を介して気密可能に封止する、例えばステンレスよ
りなるキャップ部１２上に直接支持固定されている。

【００１４】このキャップ部１２は、エレベータ等より
なる昇降手段２４のアーム部２６の先端に固定されてお
り、これを駆動することにより、ウエハボート９全体を
上下方向へ昇降させてこれを処理容器に対して搬入・搬
出させるようになっている。そして、前記保温筒２０
は、前記半導体ウエハＷの中心軸Ｏ上を中心とする例え
ば石英製で円筒状に形成されており、この保温筒２０内
には、断熱材、例えばグラスウール３０が充填されてい
る。

【００１５】さらに、この保温筒２０には、前記被処理
体Ｗの中心軸Ｏを中心とする所定の径として、例えば保
温筒２０の側壁に、均等配置された複数個の排気口３１
が設けられている。これらの排気口３１は、それぞれ排
気細管３２と接続されており、この排気細管３２は、束
ねられ排気手段３３、例えば真空ポンプに接続される排
気管３４に接続されている。そして、この排気管３４
は、前記複数の排気口３１それぞれから同量の排気を行
なうために、半導体ウエハＷの中心軸Ｏ上に設けられて
いる。

【００１６】このような、それぞれの排気口３１の排気
量を同一にする他の手段としては、各々の排気口３１の
開口径又は開口形を変化させたり、前記排気細管３２の
長さ及び管径を変化させたりして排気系のコンタクタン
スをそれぞれの開口路で同一にして構成するようにして
もよい。

【００１７】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。

【００１８】まず、多数の半導体ウエハＷが所定ピッチ
で収容されたウエハボート９を昇降手段２４により、上
昇させて処理容器５内にロードし、キャップ部１２によ
りマニホールド部１０の開口部を閉じて処理容器５内を
密閉する。そして、処理ガス導入ノズル１５から所定量
の処理ガスを供給し、真空ポンプ３３により複数の排気
口３１から排気管３４を介して容器５内を真空排気し、
この中を所定の圧力、例えば０．５Ｔｏｒｒに設定す
る。更に、加熱ヒータ６により処理容器５内を所定の温
度、例えば８００℃に設定する。

【００１９】ここで、処理ガス導入ノズル１５から導入
された処理ガスは、内管３と外管６の、両管の間隙を上
昇し、ウエハボート９の上部近傍より下部方向Ｘに導入
し、ウエハ保持領域Ｙに流れ込ませる。この処理ガスが
ウエハ保持域を通過する際、半導体ウエハＷは、処理ガ
スと作用し所定の膜を形成する。さらに、処理ガスは、
ウエハ保持領域Ｙの全域を通過し、複数の排気口３１か
ら、排気細管３２及び排気管３４を介して排気手段３３
より排気される。このとき処理容器５内は、排気手段３
３の排気量の制御によって所定の圧力に保たれている。

【００２０】次に、本実施例の効果について説明する。

【００２１】図２のａに示すように、従来装置にあって
は、処理ガス導入ノズル１５から導入された処理ガス
は、１つのガス出口より排気されるので、処理ガスの流
れＸ１が一点に集中されるので処理ガスの濃い領域５０
が発生する。これに対して、本実施例では、図２のｂに
示すように、複数の排気口３１からそれぞれ均等な排気
量で排気されるので半導体ウエハＷの中心軸線Ｏを中心
とする径方向に処理ガスの濃薄が発生することがなく、
さらに処理ガスの濃薄に伴う温度の不均一も改善するこ
とができる。

【００２２】このように、半導体ウエハＷの中心軸線Ｏ
を中心とする径方向に処理ガスの濃薄及び温度の不均一
がないので、半導体ウエハＷ自体に温度による不均一を
生じることなく、また処理ガスを濃薄なく半導体ウエハ
Ｗに作用することができる。また、温度の不均一がない
ので、処理容器５を構成する部材、例えば内管３，外管
４，キャップ１２等及び処理容器５内部材、例えば保温
筒２０，ウエハボート９等に温度が均一にかかるので温
度差による部材自体の損傷（クラック等）又は変形等を
防止することができる。

【００２３】さらに、保温筒２０内に排気細管３２が設
けられたことにより、処理ガスによる高熱が均等に浸透
し、より断熱効果を高めることができ、処理容器内の均
熱域を長くすることができるため、保温筒２０の高さを
短くでき、これによって装置自体の高さを短くすること
が可能となり、装置自体を小型化できる。

【００２４】次に、排気系の他の実施例を説明する。

【００２５】図３のａに示すように保温筒２０の下側に
配置するキャップ部１２に、図３のｂに示すように中心
軸Ｏを中心とする所定の径として、例えば保温筒２０が
載置され載置域２０Ａ以上の径で、均等配置された複数
個の排気口３１が設けられ、排気系路が構成されてい
る。このように構成したことにより、保温筒２０の構造
を複雑にならず、保温筒２０の強度を維持することがで
きる。さらに、保温筒２０への熱ストレスによる負荷を
低減することができる。また、キャップ部１２以外に排
気系路を保温筒２０の周囲に別に配置しても良く、ま
た、前述の排気系を組合せて併用しても良いことは勿論
である。

【００２６】次に、ガス導入手段の他の実施例を説明す
る。

【００２７】図４のａに示すように処理ガスを供給する
処理ガス導入ノズル１５は、半導体ウエハＷの中心軸線
Ｏに配置されて構成されている。このように構成したの
で、処理ガスＸの流れが半導体ウエハＷの中心軸線Ｏを
中心とする径方向に対して均一流すことができ、半導体
ウエハＷに均一に処理ガスを作用することができる。ま
た、図４のｂに示すように処理ガス導入ノズル１５の先
端にガス拡散部５１を設け半導体ウエハＷ側に複数個の
小孔５２を設けて構成することにより、より広範囲かつ
均一に処理ガスを流入することができる。

【００２８】また、図５に示すように、処理ガス導入ノ
ズル１５は、半導体ウエハＷの中心軸線Ｏ上に配置さ
れ、収納ボート９に保持された半導体ウエハＷに各々対
応して設けられ、構成されている。このように構成した
ことにより、半導体ウエハＷの１枚毎に処理ガスを均等
に作用することができ、均一に処理することができ、ま
たそれぞれの処理ガス導入ノズル１５から吹出す処理ガ
スの量を各々変えることが可能となり、収納ボート９場
所によって処理の遅い半導体ウエハがある場合、処理の
早い場所に比べ、より多くの処理ガスを流すことも可能
となる。これにより、処理の平準化が向上する。

【００２９】また、排気口は、被処理体の中心軸線を中
心とする所定の周方向に沿って、例えば容器側、例えば
マニホールド部１０に均等に設けてもよい。また、前記
実施例にあっては低圧のＣＶＤ装置を例にとって説明し
たが、これに限定されず、常圧のＣＶＤ装置等、処理ガ
スを用いる熱処理装置ならば全て適用し得るのは勿論で
あり、被処理体に半導体ウエハを例に上げたがＬＣＤ基
板等の角張った形状のものでも良いことは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、被処理体の中心軸線を中心と
する径方向に処理ガスの濃薄が発生するのを防止し、さ
らに処理ガスの濃薄に伴う温度の不均一も改善すること
ができので、被処理体自体に温度による不均一を生じる
ことなく、また処理ガスを濃薄なく作用して、処理する
ことができ、被処理体の歩留りを向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱処理装置の一実施例を示す概略
断面図である。

【図２】

【ａ】従来の熱処理装置の作用を説明する概略断面図で
ある。

【ｂ】図１に示す装置の作用を説明する概略断面図であ
る。

【図３】

【ａ】他の排気系の実施例を説明する概略断面図であ
る。

【ｂ】他の排気系の実施例を説明する概略平面図であ
る。

【図４】

【ａ】他のガス導入手段の実施例を説明する概略断面図
である。

【ｂ】他のガス導入手段の実施例を説明する部分断面図
である。

【図５】他のガス導入手段の実施例を説明する部分断面
図である。

【符号の説明】

５処理容器９ウエハボート（被処理体収容ボート）１０マニホールド部１２キャップ部１５ガス導入手段２０保温筒２４昇降手段３１排気口３２排気細管３３排気手段３４排気管Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の被処理体を収容ボートに収容し、
この収納ボートを処理容器に設けられた開口部より処理
容器内に搬入し、前記被処理体にガス導入手段より処理
ガスを供給しつつ熱処理を施す熱処理装置であって、前
記処理容器の開口部を開閉可能に密閉する開閉機構と、
この開閉機構に連結されると共に前記収容ボートを載置
する載置台と、この載置台又は／及び載置台の周囲に設
けられ、前記被処理体の中心軸を中心とする所定の径に
沿って複数個で、かつ均等に配置された排気口とを具備
し、前記複数の排気口は、同量の排気量でそれぞれ排気
されるよう構成されたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】前記載置台は、断熱性の保温筒であるこ
とを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】前記ガス導入手段と前記排気口は前記収
容ボートを挟んでそれぞれ配置されたことを特徴とする
請求項１記載の熱処理装置。
【請求項４】前記ガス導入手段は、前記被処理体の中
心軸線上又は／及び前記被処理体の中心軸線を中心とす
る所定の周方向に沿って均等に設けられたことを特徴と
する請求項１記載の熱処理装置。
【請求項５】前記ガス導入手段は、前記被処理体の中
心軸線上に配置され、前記被処理体に各々対応して設け
られたことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項６】前記排気口は、前記被処理体の中心軸線
を中心とする所定の周方向に沿って前記容器側に均等に
設けられたことを特徴とする請求項１記載の熱処理装
置。