JP2578567Y2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ＬＳＩ若しくは液晶用
膜形成を行う板状体の熱処理装置に係り、特に、前記板
状体を上下に積層配置可能に構成した熱処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数の板状体、例えばＬＳＩ用ウェーハ
を熱処理を行うに当って、縦型熱処理装置が広く使用さ
れてきた。即ち該縦型熱処理装置は、熱処理管の長手軸
が垂直方向に延在配置され、複数の半導体用ウェーハは
保持体により熱処理管内に収納されており、該半導体ウ
エハ間に所定のガスを流しながら、熱処理管の外部に配
置された電気炉或いは赤外線線ランプ等の加熱源により
温度６００〜１２００°Ｃに加熱して熱処理を行うよう
構成されている。かような縦型熱処理装置によると、そ
れまでの水平型熱処理装置に比べ、熱処理管と保持体或
いはボートとの摺動によるパーティクル或いは塵埃の発
生を抑制する事が出来、更に、省スペース等、多くの長
所を有している。

【０００３】しかしながら、量産化の要請によりウェー
ハの処理枚数を増加させるために熱処理管を延伸する
と、長手軸方向の温度分布及び処理ガスの濃度分布が不
均一になりやすいという問題が生じる。そこで例えば、
特開昭６０−１５３１１６号においては、熱処理管５１
内の熱処理室５６に水平段状に複数個のウェーハ５２を
支持部材５４に載置可能に構成し、該支持部材５４を加
熱源５５に対して回転可能に垂下させ、更に、前記熱処
理管５１と支持部材５４の間に均熱管５８を介在させ温
度分布の均一化を図り、しかもウェーハが成長にするに
つれ減少する成長速度を配慮しつつ供給圧力を制御する
事により濃度分布の均一化を図る技術（以下、第１従来
技術という。）を開示している（図４参照）。

【０００４】更に前記従来技術にあっては、図５に示す
とおり、載置治具６５を介してウェーハ５２を支持部材
６４に載置し、前記加熱源５５のＯＮ、ＯＦＦに伴うウ
ェーハ５２の急熱、急冷の防止を図る技術（以下、第２
従来技術という。）をも開示している。

【０００５】しかしながら、前記第１従来技術にあって
は、ウェーハ５２を支持部材５４に形成された溝部ａに
より係止しているために、該溝部ａ付近のガス処理が所
期どおり行われず、最悪の場合使用に耐えず部留りの低
下に繋がっていた。また、前記第１従来技術にあって
は、前記支持部材５４はウェーハ５２の周縁部を数個所
で支持し、特に、熱処理前後の装填・搬出を配慮して、
一般的に半円周に足らない周縁部で支持するために、熱
処理工程によってはウェーハ５２が変形しウェーハ全体
の部留りの低下を誘起していた。

【０００６】それに引き返え、前記第２従来技術にあっ
ては、平な載置治具６５に載置するために、明示的にそ
の効果を示してはいないものの、前者第１従来技術の溝
部ａによるウェーハ５２の部分的な部留り低下の防止、
及び、周縁部数点の支持による変形によるウェーハ５２
全体の部留り低下の防止を、結果として暗示している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
ように被熱処理部材が、更に大径化するにつれ、或いは
被熱処理部材の材質によって、高温下における該被熱処
理部材の自重による変形の問題が顕化した。更に、前記
第１従来技術にあっては、上段ウェーハ裏面に生成した
蒸着物が、下段ウェーハ上面に落下し、いわゆるバック
ドープと称される重大欠陥を誘起し、ウェーハ全体の部
留りを低下させた。また、前記両従来技術にあっては、
往々にして限度以上に密にウェーハを配置し、そのため
処理ガスがウェーハ表面を均一に流れず、いわゆる枚数
障害の欠陥を誘起していた。即ち、処理枚数を増加させ
るべく密に配置可能に形成された他の熱処理工程での支
持部材を流用し、反応条件の違いに深慮を欠いたとき、
前記枚数障害を誘起させていた。

【０００８】本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、Ｌ
ＳＩ若しくは液晶用膜形成を行う板状体の周縁部支持に
よる板状体の変形、及び板状体の不均一な熱処理の防止
を図り、表面上の処理ガスの流れの均一化を図り、以て
前記枚数障害の排除を図り、上段に位置する板状体の裏
面に形成される蒸着物が下段の板状体に落下することを
防止し、以て前記バックドープを排除を図ることを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案はかかる課題を解
決するために、上面に前記板状体を載設可能に形成した
蓋状保持台を上下に積層させて嵌合可能に構成するとと
もに、前記保持台の周壁面（円筒周壁面、角筒周壁面の
いずれをも含む。）に複数の貫通孔を穿孔したことを特
徴とする。又本考案は、上面に前記板状体を載設可能に
形成した蓋状保持台を上下に積層させて嵌合可能に構成
するとともに、前記複数の保持台の内、最下部に位置す
る保持台を均熱領域の熱輻射を遮熱する遮熱体で構成し
たことを特徴とする。前記いずれの考案も前記複数の保
持台の内、最上部に位置する保持台の上面が閉塞面であ
るのが好ましい。

【００１０】なお、前記蓋状保持台の上面は、必ずしも
閉塞面である必要はなく、蜂の巣状の穴付きであっても
かまわない。また、上下に積層された前記蓋状保持台に
おいて、該保持台に穿孔された貫通孔の大きさは、該保
持台が上下に積層配置される位置によって相違し、例え
ば、下層に配置される該保持台の該貫通孔が、上層に配
置される該貫通孔に比べて大なる場合も、本考案の範囲
に含まれる。更に、前記貫通孔は、例えば、該保持台に
複数段穿孔され、上段列の貫通孔は支持台内部に向って
下向きに、下段列の貫通孔は支持台外部に向って下向き
に穿孔されている等、該貫通孔が何れの側に傾斜してい
ても本考案の範囲に含まれる。更に、前記ウェーハを載
設する前記蓋状保持台の上面が単なる平坦面、ウェーハ
外周形状に合せた凹状面、該凹状面がウェーハの周縁部
のみを支持すべく中央部を更に陥没させた段状凹面等、
何れの形状であっても本考案の範囲に含まれる。

【００１１】

【作用】かかる技術手段によれば、前記蓋状保持台の上
面に前記板状体を載設し、該蓋状支持台を上下に積層さ
せたことにより、該板状体は裏面全体或いは裏面周縁部
で支持されるため、該板状体は熱処理による変形を防止
する事ができる。また、前記蓋状保持台を上下に積層し
たため、該保持台の周面／壁面は、全体として熱処理室
内に設けた緩衝管の役割を果し、加熱源から反応管を伝
わって来る熱衝撃を和らげ、不均一な温度分布を平準化
し、前記板状体に対して好適な加熱環境を設定可能とな
る。また、前記板状体を前記蓋状保持台に載設した事に
より、該板状体は該蓋状保持台を介して熱処理室内への
搬入・搬出が可能となる。

【００１２】更に、本考案は、前記蓋状保持台の上面を
閉塞面とする事により、前記板状体は裏面全体或いは裏
面周縁部で支持されているため、裏面においては膜形成
は不能であり、また、該板状体は前記蓋状保持台内に収
納されているために、上層に位置する板状体による蒸着
物が、下層の板状体に落下する事はなく、いわゆるバッ
クドープ障害は排除可能となる。

【００１３】更に、本考案は、前記蓋状保持台の周面或
いは壁面に貫通孔を穿孔した事により、均一に処理ガス
を該蓋状保持台に導入・流出させる事ができ、該板状体
の表面を均一に膜形成が可能となる。また、貫通孔の大
きさを上下積層される該保持台の位置に応じて変化させ
る事により、また、一個の支持台に複数段列穿孔される
貫通孔に傾斜を与える事により、各板状体毎に処理ガス
の流れを調節可能となり、板状体間のバッチ内変動、及
び各板状体内の変動を抑制した均一な膜形成が可能とな
る。

【００１４】更に、本考案は、最下段の保持台を、例え
ば内部に石英綿その他の断熱材を封入した遮熱体とした
ため、熱処理室内の熱は基台側に伝導・輻射しないよう
遮熱可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載さ
れている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載がない限りは、この考案の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎ
ない。

【００１６】図１は、本考案の実施例に係わる熱処理装
置の全体構成図で、該熱処理装置は、円板状の基台１１
と、該基台１１上に設置され頂端にガス導入口１４を設
けた円筒鐘状の反応容器１２と、該反応容器１２周囲に
囲繞された複数の赤外線ヒータ１８と、該基台１１に設
置された保温筒２３と、該保温筒２３に積層された複数
の蓋状の保持台２１と、該保持台２１最上層に載置され
たキャップ２２から構成されており、そして赤外線ヒー
タ１８を除く各部材はいずれも石英ガラス材で形成され
ている。

【００１７】前記反応容器１２の下側には処理ガスの排
出孔１５を設け、その下流側に吸引ポンプ（不図示）を
連結する事により、ガス導入口１４より反応室１３内に
処理ガスが導入され、前記保持台２１及びキャップ２２
の周面に設けられた複数の貫通孔２４を通過し、該保持
台２１と前記保温筒２３の上面に載置されたウエハ２０
の上表面と接触後、前記排出管１５より排気可能に構成
している。

【００１８】前記反応容器１２は、赤外線の吸収を低く
抑えた透明石英ガラス材を用いて円筒鐘状に形成され、
基台１１と接触する開口部側には耐圧シール状に形成さ
れており、反応室１３内を密封空間となすとともに、不
図示の昇降部材を利用して前記反応室１３を開放可能に
構成する。

【００１９】図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、夫々本
考案の実施例に係わる保持台、キャップ及び保温筒の斜
視図で、前記保持台２１及びキャップ２２は、所定の均
熱性を得るために気泡を含む半透明石英ガラス材を用い
て下端部が開放された円筒蓋状にするとともに、保持台
２１及びキャップ２２の周面に所定の傾斜角を有する多
数の貫通孔２４を穿孔し、該貫通孔２４を通じて処理ガ
スが保持台２１及びキャップ２２内に進入・排出可能に
形成される。前記保持台２１及び保温筒２３の上面の閉
塞面上は、前記ウエハ２０の外径及び厚さに相当するシ
ンクが刻設されており、該ウエハ２０をシンク内に載設
したとき、容易に移動せずしかも該ウエハ上面が処理ガ
ス接触可能に形成されている。

【００２０】前記保温筒２３は石英綿２６その他の断熱
材を封入し、反応室１３内の熱が基台１１側に逃げない
ように構成している。また、前記保温筒２３及び保持台
２１の上面縁部には嵌合溝２５が、また、前記キャップ
２２及び保持台２１の蓋状下端部には該嵌合溝２５と嵌
合すべく嵌合縁が設けられており、該保温筒２３上に保
持台２１を積層載設し、最上層に該キャップ２２を載設
可能に形成している。

【００２１】図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、夫々本
考案の他の実施例に係わる保持台、キャップ及び保温筒
の斜視図で、該保持台３１、キャップ３２及び保温筒３
３は、前記ウエハ２０の代りにガラス基板３０の熱処理
に用いられる部材で、該ガラス基板３０が方形状である
ため、該各部材も方形状に形成されている以外は、前記
該保持台２１、キャップ２２及び保温筒２３に相当する
ものである。

【００２２】

【考案の効果】以上記載のごとく本考案によれば、ＬＳ
Ｉ若しくは液晶用膜形成を行う板状体の周縁部の点支持
を避け、周縁部或いは全面に支持する事により、板状体
の変形を防止し、また板状体の熱処理を均一化を図る事
ができ、更に、板状体を蓋状保持台を介して熱処理室内
への搬入・搬出を図る事ができる。また、上段に位置す
る板状体の裏面に形成される蒸着物が下段の板状体に落
下することを防止し、以て前記バックドープを排除を図
る事ができる。更に、該保持台に板状体を個別に収納す
る事により、表面上の処理ガスの流れの均一化を図り、
以て前記枚数障害の排除を図る事ができる。等の種々の
著効を有する。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係わる熱処理装置の全体断面
図

【図２】図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、夫々本考案
の実施例に係わる保持台、キャップ及び保温筒の斜視図

【図３】図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、夫々本考案
の他の実施例に係わる保持台、キャップ及び保温筒の斜
視図

【図４】従来技術による熱処理装置の全体構成図

【図５】従来技術による熱処理装置の他の支持部材の正
面図

【符号の説明】

２０ ３０ 板状体 ２１ ３１ 保持台 ２
４ 貫通孔 ２３ ３３ 保温筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/324 H01L 21/22 511 H01L 21/205

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＳＩ若しくは液晶用膜形成を行う板状
   体を上下に積層配置可能とした熱処理装置において上面
   に前記板状体を載設可能に形成した蓋状保持台を上下に
   積層させて嵌合可能に構成するとともに、前記保持台の
   周壁面に複数の貫通孔を穿孔したことを特徴とする熱処
   理装置
2. 【請求項２】 ＬＳＩ若しくは液晶用膜形成を行う板状
   体を上下に積層配置可能とした熱処理装置において上面
   に前記板状体を載設可能に形成した蓋状保持台を上下に
   積層させて嵌合可能に構成するとともに、前記複数の保
   持台の内、最下部に位置する保持台を均熱領域の熱輻射
   を遮熱する遮熱体で構成したことを特徴とする熱処理装
   置
3. 【請求項３】 前記複数の保持台の内、最上部に位置す
   る保持台の上面が閉塞面である請求項１若しくは２記載
   の熱処理装置