JP3322472B2 - Heat treatment equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、縦型プロセスチューブ
内で被処理体を熱処理するために用いられる熱処理装置
に関する。特に、プロセスチューブ内の処理位置に向け
高速搬入された被処理体に対して面状発熱源を用いて均
一加熱する構造を備えた熱処理装置の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus used for heat treating an object in a vertical process tube. In particular, the present invention relates to a structure of a heat treatment apparatus having a structure for uniformly heating an object to be processed carried in at a high speed toward a processing position in a process tube using a planar heat source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば半導体ウェハ、ＬＣＤ基板などの
製造においては、酸化、拡散、アニール、ＣＶＤなどの
処理を行なうために各種の熱処理装置が使用される。こ
れらの熱処理装置では、例えばプロセスの高精度化を達
成すること、被処理体の面内での温度分布について均一
性を向上させること、また熱処理の効率を高めることな
どが大きな技術課題となっている。2. Description of the Related Art For example, in the production of semiconductor wafers, LCD substrates, etc., various heat treatment apparatuses are used for performing processes such as oxidation, diffusion, annealing, and CVD. In these heat treatment apparatuses, for example, achieving high precision of the process, improving the uniformity of the temperature distribution in the plane of the object to be processed, and improving the efficiency of the heat treatment are major technical issues. I have.
【０００３】一方、近年では、上記課題に加えて、より
微細化が進んだ被処理体を熱処理する際のスループット
の向上が望まれてきている。On the other hand, in recent years, in addition to the above-described problems, it has been desired to improve the throughput when heat-treating a finer object to be processed.
【０００４】そこで、このようなスループットを上げる
ためには、被処理体の高速移動および高速昇降温を行な
う必要がある。いま、このようなスループットを上げる
ための構造を備えた熱処理装置を例示すると、図９に示
す装置がある。この装置では、被処理体を枚葉式にて移
送することで被処理体の処理に要する時間を短縮化して
いる。Therefore, in order to increase the throughput, it is necessary to move the object to be processed at high speed and to raise and lower the temperature at high speed. Now, as an example of a heat treatment apparatus having such a structure for increasing the throughput, there is an apparatus shown in FIG. In this apparatus, the time required for processing the object is reduced by transferring the object in a single-wafer manner.
【０００５】すなわち、図９に示されている熱処理装置
１０は、下端開口を有する円筒状部材で構成された高純
度透明石英製のプロセスチューブ１２を備えている。こ
のプロセスチューブ１２の内部には、外部からプロセス
ガスを供給するために高純度石英製の給気パイプ１４が
設けられている。この給気パイプ１４は、プロセスチュ
ーブ１２内の上端部に開口が位置されており、その途中
が、予熱チャンバー１４Ａに連通されている。予熱チャ
ンバー１４Ａは、プロセスチューブ１２内の高温雰囲気
によって加熱され、蓄熱により、給気パイプ１４を通過
するプロセスガスが予熱される。More specifically, a heat treatment apparatus 10 shown in FIG. 9 includes a process tube 12 made of a high-purity transparent quartz made of a cylindrical member having a lower end opening. An air supply pipe 14 made of high-purity quartz is provided inside the process tube 12 to supply a process gas from the outside. The air supply pipe 14 has an opening located at the upper end in the process tube 12, and the middle thereof communicates with the preheating chamber 14 </ b> A. The preheating chamber 14A is heated by the high-temperature atmosphere in the process tube 12, and the process gas passing through the air supply pipe 14 is preheated by heat storage.
【０００６】また、プロセスチューブ１２の周囲には、
例えばアルミナセラミックス等で構成された断熱材１６
が配置されている。この断熱材１６は、その外周に配置
されているセラミックスウール成形品からなる断熱材１
７の内部に位置している。Further, around the process tube 12,
Insulation material 16 made of, for example, alumina ceramics
Is arranged. The heat insulating material 16 is a heat insulating material 1 made of a ceramic wool molded product disposed on the outer periphery thereof.
7 is located inside.
【０００７】そして、断熱材１７の外周囲には、インナ
ーシェル１８Ａとアウタシェル１８Ｂとで形成された水
冷ジャケット１８が設けられ、熱処理装置内部と外部と
の間で熱隔離が行なわれるようになっている。[0007] A water cooling jacket 18 formed by an inner shell 18A and an outer shell 18B is provided around the outer periphery of the heat insulating material 17, so that thermal insulation is performed between the inside and the outside of the heat treatment apparatus. I have.
【０００８】一方、プロセスチューブ１２の上方には、
被処理体１００の上方に相当する位置に抵抗発熱体から
なる面状発熱源２０が配置されている。そして、この面
状発熱源２０とプロセスチューブ１２との間には均熱部
材２２が配置されている。均熱部材２２は、一例とし
て、汚染の少ない高純度炭化ケイ素（ＳｉＣ）が用いら
れ、面状発熱源２０からの輻射熱を被処理体１００の表
面全域に対して均一に与えるようになっている。なお、
図９には、被処理体１００の面内での温度勾配を適正な
ものとするために、表面および裏面に対向する位置にそ
れぞれ均熱部材２２を配置した例が示されている。On the other hand, above the process tube 12,
At a position corresponding to the upper part of the object to be processed 100, a planar heat source 20 made of a resistance heating element is arranged. A heat equalizing member 22 is disposed between the planar heat source 20 and the process tube 12. As an example, the heat equalizing member 22 is made of high-purity silicon carbide (SiC) with little contamination, and uniformly applies the radiant heat from the planar heat source 20 to the entire surface of the processing target 100. . In addition,
FIG. 9 shows an example in which the heat equalizing members 22 are arranged at positions facing the front surface and the rear surface, respectively, in order to make the temperature gradient in the plane of the processing target object 100 appropriate.
【０００９】一方、プロセスチューブ１２の内部には、
図示しない駆動機構によって昇降自在の被処理体用ホル
ダー３０が設けられている。この被処理体用ホルダー３
０は、図において上端に形成されている載置部に被処理
体１００を載置した状態で、プロセスチューブ１２内の
処理位置と被処理体１００のロード・アンロード位置と
の間で高速移動することができるようになっている。On the other hand, inside the process tube 12,
An object holder 30 that can be raised and lowered by a drive mechanism (not shown) is provided. This object holder 3
Reference numeral 0 denotes a high-speed movement between the processing position in the process tube 12 and the load / unload position of the processing object 100 in a state where the processing object 100 is mounted on the mounting portion formed at the upper end in the drawing. You can do it.
【００１０】このような構造からなる熱処理装置１０に
おいて、プロセスチューブ１２は、面状発熱源２０およ
び均熱部材２２により内部が高温雰囲気下に設定される
とともに給気パイプ１４からプロセスガスを供給され
る。そして、この雰囲気中の処理位置に被処理体１００
が配置されると、被処理体表面へのプロセスガスの接触
により、例えば、熱ＣＶＤ等の処理が実行される。In the heat treatment apparatus 10 having such a structure, the inside of the process tube 12 is set to a high-temperature atmosphere by the planar heating source 20 and the heat equalizing member 22, and the process gas is supplied from the air supply pipe 14. You. The object to be processed 100 is placed at the processing position in this atmosphere.
Is disposed, a process such as thermal CVD is performed by contact of the process gas with the surface of the object to be processed.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところで、高温雰囲気
下において被処理体の表面にプロセスガスを拡散させ、
これにより被処理体表面での反応を行なわせる際には、
被処理体の高速移動および高速昇降温を実行すると次の
ような問題が発生する。By the way, in a high-temperature atmosphere, a process gas is diffused on the surface of the object to be processed,
When performing a reaction on the surface of the workpiece by this,
Executing the high-speed movement and the high-temperature rise / fall of the object to be processed causes the following problems.
【００１２】つまり、その問題とは、被処理体の面内均
一性、特に面内での膜厚が不均一に生成されてしまうこ
とである。That is, the problem is that the in-plane uniformity of the object to be processed, in particular, the in-plane film thickness is non-uniformly generated.
【００１３】この原因は明らかでないが、次の理由が推
考される。Although the cause is not clear, the following reason is assumed.
【００１４】すなわち、一般に、プロセスチューブ内に
配置された被処理体を加熱した場合には、被処理体の中
央部と周辺部とで温度が異なる。これは、被処理体の周
辺部において放熱するためである。そこで、高温雰囲気
下にあるプロセスチューブ内の処理位置に向け被処理体
が高速移動された場合には、図１０に示すように、被処
理体の中央部で急激な温度上昇が発生する。このため、
中央部近傍に滞留しているプロセスガスには上昇気流が
発生しやすくなる。That is, generally, when an object to be processed placed in a process tube is heated, the temperature of the central portion of the object to be processed is different from that of the peripheral portion. This is because heat is radiated in the peripheral portion of the object. Therefore, when the object to be processed is moved at a high speed toward the processing position in the process tube in a high-temperature atmosphere, as shown in FIG. 10, a sharp rise in temperature occurs at the center of the object to be processed. For this reason,
The process gas staying in the vicinity of the central portion is likely to generate an updraft.
【００１５】上昇気流は、被処理体の表面近傍に存在す
るプロセスガスに対流を生じさせる結果を招く。特に、
高温となっている被処理体の中央部では、プロセスガス
の上昇が著しくなる。このため、被処理体の中央部近傍
ではプロセスガスの濃度が低下することになり、プロセ
スガスと中央部表面とが接触した場合でも、所定の成膜
厚さを得ることができなくなる。The updraft causes a convection in the process gas existing near the surface of the object. In particular,
At the central portion of the object to be processed, which is at a high temperature, the process gas rises significantly. For this reason, the concentration of the process gas decreases near the center of the object to be processed, and even when the process gas comes into contact with the surface of the center, a predetermined film thickness cannot be obtained.
【００１６】このような成膜厚さに関して、本発明者が
実験した結果は図９に示す通りである。図１１に示す結
果は次の条件の基で得られたものである。FIG. 9 shows the results of experiments conducted by the present inventor on such a film thickness. The results shown in FIG. 11 were obtained under the following conditions.
【００１７】つまり、被処理体として、６インチの半導
体ウエハを用い、プロセスチャンバー内へのプロセスガ
スの流量を［１０ＳＬＭ］とし、プロセスチャンバー内
の温度を［１０００℃］とし、被処理体１００の処理位
置への移動速度を［１００ｍｍ／秒］とした。That is, a 6-inch semiconductor wafer is used as the object to be processed, the flow rate of the process gas into the process chamber is set to [10 SLM], the temperature in the process chamber is set to [1000 ° C.] The moving speed to the processing position was set to [100 mm / sec].
【００１８】この結果から明らかなように、中央部と周
辺部とでは、図中、符号Ｈで示す成膜厚さにおいて、約
５オングストローム程度のばらつきが発生していた。ち
なみに、この場合の被処理体１００の中央部と周辺部と
の間での温度差は、この種、熱処理装置に用いられる熱
電対の誤差範囲であり、具体的には、面内で均一温度が
設定されていると判断できる温度誤差範囲に収る約０．
５〜１．０℃であった。As is apparent from the results, a variation of about 5 angstroms occurred between the central portion and the peripheral portion in the film thickness indicated by the symbol H in the drawing. Incidentally, in this case, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the object 100 is an error range of a thermocouple used in a heat treatment apparatus of this kind. Is within a temperature error range in which it can be determined that is set.
5 to 1.0 ° C.
【００１９】このように、被処理体の面内での温度分布
を略均一にした場合であっても、面内での成膜厚さが著
しく異なってしまうことが明らかになっている。As described above, it has been clarified that even when the temperature distribution in the plane of the object to be processed is made substantially uniform, the thickness of the film formed in the plane is significantly different.
【００２０】そこで、本発明の目的とするところは、上
記従来の熱処理装置における問題に鑑み、被処理体の高
速昇降温および高速移動を行なう場合の面内均一性、特
に、均一な成膜厚さを確保することができる熱処理装置
を提供することにある。In view of the above-mentioned problems in the conventional heat treatment apparatus, it is an object of the present invention to provide uniformity in the surface when the object to be processed is raised and lowered at a high speed and moved at a high speed. An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can ensure the heat treatment.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】前記課題を決するため
に、請求項１記載の発明は、処理位置に配置される被処
理体を加熱する熱源を装備した縦型プロセスチューブを
備えた熱処理装置において、枚葉状態で水平に支持した
被処理体を上記縦型プロセスチューブ内に搬入し、処理
位置に配置する被処理体用ホルダーと、上記縦型プロセ
スチューブ内の処理位置に向け反応ガスを供給するガス
供給手段とを有し、上記縦型プロセスチューブは、アウ
タチューブとインナーチューブとで構成され、上記ガス
供給手段は、上記チューブ間に沿ってプロセスガスを被
処理体の中心上方に導く構造を有し、かつ、上記インナ
ーチューブは、上部にプロセスガスを内部に導入する開
口部を有し、その開口部から筒状側壁に移行する肩部が
湾曲あるいは傾斜面に形成され、上記ガス供給手段は、
上記被処理体のほぼ中心に向かうプロセスガスの流速を
１０ｍｍ／秒以上に設定して供給することを特徴として
いる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus having a vertical process tube equipped with a heat source for heating an object disposed at a processing position. The object to be processed, which is horizontally supported in a single-wafer state, is carried into the vertical process tube, and a holder for the object to be disposed at the processing position and the reaction gas is supplied toward the processing position in the vertical process tube. Gas supply means, and the vertical process tube has an outboard
Gas and an inner tube.
The supply means receives the process gas along the space between the tubes.
It has a structure to guide it above the center of the processing body, and
-The tube is open at the top to introduce the process gas inside.
It has a mouth, and a shoulder that transitions from the opening to the cylindrical side wall is
The gas supply means is formed on a curved or inclined surface ,
It is characterized in that the flow rate of the process gas toward the center of the object is set to 10 mm / sec or more and supplied.
【００２２】[0022]
【００２３】[0023]
【００２４】[0024]
【００２５】請求項２記載の発明は、被処理体を搬入出
するための開口を下端に有し、処理位置に配置される被
処理体を加熱するための面状発熱源が外側上方に配置さ
れている縦型プロセスチューブを備えた熱処理装置にお
いて、枚葉状態で水平に支持した被処理体を上記プロセ
スチューブ内に搬入し、所定の処理位置に配置する被処
理体用ホルダーと、上記プロセスチューブ内の処理位置
に向け反応ガスを供給するガス供給手段とを有し、上記
プロセスチューブ内で、上記プロセスガスの導入側の位
置には、均熱部材若しくは輻射熱透過可能な部材で形成
されていて、上記被処理体に近接して少なくとも上記被
処理体の中央部を覆い得る大きさをもつ整流部材が配置
されていることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided an opening at the lower end for carrying in and out the object to be processed, and a planar heat source for heating the object to be processed disposed at the processing position is disposed outside and above. In a heat treatment apparatus provided with a vertical process tube, the object to be processed, which is horizontally supported in a single-wafer state, is loaded into the process tube, and is disposed at a predetermined processing position. Gas supply means for supplying a reaction gas toward a processing position in the tube, and a position on the introduction side of the process gas in the process tube is formed of a heat equalizing member or a member capable of transmitting radiant heat. In addition, a rectifying member having a size capable of covering at least a central portion of the object to be processed is disposed near the object to be processed.
【００２６】[0026]
【作用】本発明では、被処理体のほぼ中心に向けて供給
されるプロセスガスの流速が１０ｍｍ／秒以上に設定さ
れている。このため、特に、高速昇降温を設定される被
処理体の中央部では、プロセスガスの噴流によって上昇
気流の発生が抑制されるので、プロセスガスの対流が発
生しないようにされる。したがって、被処理体の中央部
と接触するガスの濃度は低下しない。これにより、被処
理体の中央部での成膜厚さは減少することがない。特
に、このようなプロセスガスの流速は、イプロセスガス
がインジェクタによって被処理体のほぼ中心部に向け誘
導されることで確保することができる。According to the present invention, the flow rate of the process gas supplied substantially toward the center of the object is set to 10 mm / sec or more. For this reason, especially in the central part of the object to be set at a high temperature rising / falling temperature, the generation of the rising gas flow is suppressed by the jet of the process gas, so that the convection of the process gas is prevented from being generated. Therefore, the concentration of the gas in contact with the central portion of the processing object does not decrease. Thus, the film thickness at the central portion of the object to be processed does not decrease. In particular, such a flow velocity of the process gas can be ensured by guiding the i-process gas toward the substantially central portion of the object to be processed by the injector.
【００２７】一方、被処理体のほぼ中心に向けてプロセ
スガスを供給する場合には、被処理体の上方に位置する
面状発熱源が問題になる。つまり、被処理体は、面状発
熱源による直接加熱によって面内の温度を均一化される
ようになっている。このため、面状発熱源の中央部にプ
ロセスガスの供給パイプ等を貫通させることは、被処理
体の面内での温度分布が均一化できなくなる虞れがあ
る。On the other hand, when the process gas is supplied substantially toward the center of the object, a planar heat source located above the object becomes a problem. That is, the in-plane temperature of the object to be processed is made uniform by direct heating by the planar heat source. For this reason, when a process gas supply pipe or the like is passed through the central part of the planar heat source, there is a possibility that the temperature distribution in the plane of the object to be processed cannot be made uniform.
【００２８】そこで、本発明では、インジェクタを用い
たガス供給構造やインジェクタの配置構造、さらには、
プロセスチューブを構成するインナーチューブとアウタ
チューブとによるガスの供給路の構造によって、面状発
熱源の構成を変更することなく、プロセスガスを被処理
体の中心に向けたガスの供給を可能にしている。Therefore, in the present invention, the gas supply structure using the injector, the arrangement structure of the injector, and further,
By the structure of the gas supply path by the inner tube and the outer tube that constitute the process tube, it is possible to supply the process gas to the center of the object without changing the configuration of the planar heat source. I have.
【００２９】また、プロセスチューブ内で被処理体の中
央に向け供給されるプロセスガスは、被処理体の中心に
発生している対流を打消すことが必要である。しかし、
やみくもにプロセスチューブ内にガスを導入しただけで
は、導入時に渦流や乱流が発生してしまい、結果として
対流を打消すことができない場合もある。The process gas supplied to the center of the object in the process tube needs to cancel the convection generated at the center of the object. But,
If the gas is blindly introduced into the process tube, a vortex or a turbulent flow may be generated at the time of introduction, and as a result, convection may not be counteracted.
【００３０】そこで、本発明では、プロセスガスが導入
されるチューブの肩部の形状を特定することで、プロセ
スガスが軸対称で層流状態に維持されて被処理体の中心
に向け供給される。換言すれば、チューブ内に導入され
たプロセスガスは、渦流や乱流が発生することなく、設
定された流速に維持される。また、このようなガスの流
れに対して被処理体が面状発熱源によって均一加熱され
るので、被処理体の面内均一性がさらに改善されること
になる。Therefore, in the present invention, by specifying the shape of the shoulder of the tube into which the process gas is introduced, the process gas is maintained axially symmetric and in a laminar flow state and supplied toward the center of the object to be processed. . In other words, the process gas introduced into the tube is maintained at the set flow rate without eddy or turbulence. In addition, since the object to be processed is uniformly heated by the planar heat source with respect to such a flow of the gas, the in-plane uniformity of the object to be processed is further improved.
【００３１】さらに、本発明では、被処理体の近傍で発
生するガスの対流を起こす上昇気流そのものを消去する
ようになっている。つまり、プロセスガスと接触する被
処理体の面に対向する位置には、整流部材が接近させて
配置してある。特に、この整流部材は、少なくとも被処
理体の中央を覆うことができる大きさをもつ均熱部材あ
るいは輻射熱透過可能な部材で構成されている。このた
め、被処理体の中央では上昇気流の発生が緩和される。
しかも、被処理体は、整流部材によって面内での温度分
布が所定条件に設定されることにもなる。Further, according to the present invention, the updraft itself which causes the convection of the gas generated near the object to be processed is eliminated. That is, the rectifying member is arranged close to the position facing the surface of the object to be processed which comes into contact with the process gas. In particular, the rectifying member is constituted by a heat equalizing member or a member capable of transmitting radiant heat having a size capable of covering at least the center of the object to be processed. For this reason, the generation of the updraft is reduced at the center of the object.
In addition, the temperature distribution in the surface of the object to be processed is set to a predetermined condition by the rectifying member.
【００３２】[0032]
【実施例】以下、図１乃至図８に示す実施例によって本
発明の詳細を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS.
【００３３】図１は、本発明による熱処理装置の要部を
示す図９相当の断面図である。なお、図１において、図
９に示した部材と同じ構成部品については同符号により
示してある。FIG. 1 is a sectional view, corresponding to FIG. 9, showing a main part of a heat treatment apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals.
【００３４】図１に示した実施例では、プロセスガス供
給用のインジェクタとして設けた給気パイプ１４による
プロセスガスの供給方式に特徴がある。すなわち、給気
パイプ１４は、プロセスチューブ１２の内部で複数に分
岐され、分岐されたそれぞれが被処理体１００の中央部
上方に向け延長されている。そして、その端末に形成さ
れた開口が、被処理体１００の表面、特に、ほぼ中心部
に対して垂直に方向付けされている。The embodiment shown in FIG. 1 is characterized by a process gas supply method using an air supply pipe 14 provided as an injector for supplying a process gas. That is, the air supply pipe 14 is branched into a plurality of parts inside the process tube 12, and each of the branched parts is extended toward the upper part of the center of the object 100 to be processed. Then, an opening formed in the terminal is oriented perpendicular to the surface of the object to be processed 100, particularly, substantially to the center.
【００３５】このような給気パイプ１４は、プロセスチ
ューブ内部で複数に分岐されており、分岐されたそれぞ
れの開口が、プロセスチューブ１２の中心を基準として
対称位置に配置されることが望ましい。これによって、
被処理体１００の表面を覆う給気パイプ１４の範囲が一
律になる。このため、被処理体１００を回転させれば、
面状発熱源２０からの直接加熱を阻害することなく均一
加熱を促進することができる。The supply pipe 14 is branched into a plurality of portions inside the process tube, and it is desirable that the respective branched openings are arranged at symmetrical positions with respect to the center of the process tube 12. by this,
The range of the air supply pipe 14 covering the surface of the object 100 is uniform. Therefore, if the object to be processed 100 is rotated,
Uniform heating can be promoted without obstructing direct heating from the planar heat source 20.
【００３６】そして、この給気パイプ１４から供給され
るプロセスガスは、プロセスチューブ１２内に位置する
被処理体１００のほぼ中心に向う流速を１０ｍｍ／秒以
上に設定されている。この流速は、給気パイプ１４から
吐出されて被処理体１００の中心部表面に達するガスの
速度をいう。The flow rate of the process gas supplied from the air supply pipe 14 is set to 10 mm / sec or more toward the center of the object 100 located in the process tube 12. This flow velocity refers to the velocity of gas discharged from the air supply pipe 14 and reaching the central surface of the processing target 100.
【００３７】そして、この流速（Ｖ）は、次の式で求め
られる。The flow rate (V) is obtained by the following equation.
【００３８】Ｖ＝Ｑ／Ｓ・（Ｔ１／Ｔ２） 但し、Ｑ：被処理体１００に対して垂直に供給されるプ
ロセスガスの量、Ｓ：プロセスガスの供給部断面積、Ｔ
１：処理温度、Ｔ２：供給前のガス温度（Ｔ１／Ｔ２：
ガスの膨張率）により決定される。V = Q / S · (T1 / T2), where Q is the amount of process gas supplied perpendicular to the object 100, S is the cross-sectional area of the process gas supply section, T
1: processing temperature, T2: gas temperature before supply (T1 / T2:
(Expansion rate of gas).
【００３９】この流速は、被処理体１００の中央部にお
いて発生する上昇気流を打消すための要素であり、供給
されるプロセスガスの量によって設定される。The flow velocity is an element for canceling the upward airflow generated in the central portion of the object 100, and is set according to the amount of the supplied process gas.
【００４０】本実施例は以上のような構成であるから、
プロセスチューブ１２の処理位置に配置されている被処
理体１００のほぼ中心部に向けて、給気パイプ１４の開
口からプロセスガスが供給される。そして、プロセスガ
スは、給気パイプ１４によって、被処理体１００のほぼ
中心部に向け供給される際の流速が１０ｍｍ／秒に設定
される。これにより、給気パイプ１４から供給されるプ
ロセスガスは、被処理体１００の中心部で発生している
上昇気流を打消しながら進行し、被処理体１００の中心
部表面に達する。Since the present embodiment has the above configuration,
The process gas is supplied from an opening of the air supply pipe 14 toward a substantially central portion of the object 100 disposed at the processing position of the process tube 12. Then, the flow rate of the process gas when it is supplied to the substantially central portion of the object 100 through the air supply pipe 14 is set to 10 mm / sec. Thus, the process gas supplied from the air supply pipe 14 travels while canceling the upward airflow generated in the central portion of the processing target 100, and reaches the central portion surface of the processing target 100.
【００４１】ここで、本実施例による熱処理装置によっ
て得られる被処理体１００の面内均一性、特に成膜厚さ
に関して本発明者が計測したところ、図５に示す結果を
得た。Here, when the inventor measured the in-plane uniformity of the object to be processed 100 obtained by the heat treatment apparatus according to the present embodiment, particularly the film thickness, the result shown in FIG. 5 was obtained.
【００４２】図５に示した結果は、Ｑ＝２０ＳＬＭ、Ｓ
＝125.6 （ｃｍ2 ）（供給部の内径＝４０ｃｍ）、Ｔ1
＝１０００℃（絶対温度＝１２７３°Ｆ）、Ｔ2 ＝２０
℃（絶対温度＝２９３°Ｆ）とした場合の結果である。
この各条件からプロセスガスの流速を概算すると、流速
（Ｖ）は、約10.6ｍｍ／ｓとなる。The result shown in FIG. 5 shows that Q = 20 SLM, S
= 125.6 (cm 2 ) (inner diameter of supply unit = 40 cm), T1
= 1000 ° C. (absolute temperature = 1273 ° F.), T2 = 20
° C (absolute temperature = 293 ° F).
When the flow velocity of the process gas is roughly estimated from these conditions, the flow velocity (V) is about 10.6 mm / s.
【００４３】図５に示す結果から、本実施例による熱処
理装置では、中心部および周辺部を含む面内において成
膜厚さの差が殆どないに等しい、約１〜２オングストロ
ーク程度となり、面内での成膜厚さが均一化されたとい
える状態の被処理体１００が得られた。特に、中心部と
周辺部とでは、成膜厚さに関する差が殆どない状態が得
られた。この結果が得られる理由は、被処理体１００の
中心部で発生する上昇気流が、被処理体１００の表面の
中心に向け垂直に供給されるプロセスガスによって打消
されることにあると推考できる。From the results shown in FIG. 5, in the heat treatment apparatus according to the present embodiment, the difference in the film thickness in the plane including the central part and the peripheral part is almost equal to about 1 to 2 angstroms. The target object 100 in a state where the film thickness in the inside can be said to be uniform was obtained. In particular, a state was obtained in which there was almost no difference in the film thickness between the central part and the peripheral part. It can be inferred that the reason for obtaining this result is that the updraft generated at the center of the object 100 is canceled by the process gas supplied perpendicular to the center of the surface of the object 100.
【００４４】また、本発明者は、上記流速に関し、さら
に別の場合についても被処理体面内での成膜厚さを計測
し、図６に示す結果を得た。The inventor measured the film thickness in the surface of the object to be processed in still another case with respect to the flow velocity, and obtained the results shown in FIG.
【００４５】図６に示す結果は、プロセスガスの供給量
を２４ＳＬＭとし、以下、断面積（Ｓ）、処理温度（Ｔ
1 ）、供給前のガス温度（Ｔ2 ）を、図５に示した結果
と同じ条件とした場合の結果である。したがって、この
場合の流速（Ｖ）は、約12.7ｍｍ／ｓとなる。The results shown in FIG. 6 show that the supply amount of the process gas is 24 SLM, and the sectional area (S) and the processing temperature (T
1) The result when the gas temperature before supply (T2) is the same as the result shown in FIG. Therefore, the flow velocity (V) in this case is about 12.7 mm / s.
【００４６】図５と図６とに示した結果の違いは、流速
を増大させた場合の方が、中心部及び周辺部を含めた面
内での成膜厚さのばらつきが少ない点にある。つまり、
図５に示した結果における面内での成膜厚さのばらつき
量に相当する１〜２オングストロームよりも少なくする
ことができる。これは、流速を増大させた方が被処理体
１００の面内での上昇気流を抑止する効果が大きく、プ
ロセスガスの対流をより効果的に防止することができる
ためと考えられる。The difference between the results shown in FIGS. 5 and 6 is that when the flow velocity is increased, the variation in the film thickness in the plane including the central portion and the peripheral portion is smaller. . That is,
It can be made smaller than 1 to 2 angstroms corresponding to the variation amount of the film thickness in the plane in the result shown in FIG. This is presumably because increasing the flow velocity has a greater effect of suppressing the upward airflow in the plane of the object 100, and can more effectively prevent convection of the process gas.
【００４７】したがって、被処理体１００の中心部で
は、上昇気流の発生が抑制されることによってプロセス
ガスの対流が防止されるので、表面に接触するプロセス
ガスの濃度が低下しない。このため、被処理体１００の
表面に接触するプロセスガス中の成分量が確保されるこ
とになり、これによって、面内での成膜厚さを低減させ
ることがない。Therefore, in the central portion of the object 100, convection of the process gas is prevented by suppressing the generation of the updraft, so that the concentration of the process gas in contact with the surface does not decrease. For this reason, the amount of components in the process gas that comes into contact with the surface of the processing object 100 is ensured, and thus, the in-plane film thickness is not reduced.
【００４８】このような実施例によれば、インジェクタ
を構成する給気パイプ１４によってプロセスガスの流速
を設定することができるので、被処理体１００のほぼ中
心部に向け正確な流速を確保することができる。換言す
れば、補処理体１００の周辺でプロセスガスが滞るよう
な事態が防止されるので、被処理体１００の中心部での
上昇気流の発生を確実に阻止することができる。しか
も、給気パイプ１４は、プロセスチューブの中心を基準
として対称位置に配置されているので、面状発熱源１４
に対する給気パイプ１４の位置が常に同じ関係とされ
る。このため、被処理体１００を回転させるだけで、面
状発熱源１４からの被処理体１００に対する直接加熱を
阻害しないで面内での温度分布を一様化することができ
る。According to such an embodiment, the flow rate of the process gas can be set by the air supply pipe 14 constituting the injector, so that an accurate flow rate can be ensured toward substantially the center of the object 100 to be processed. Can be. In other words, a situation in which the process gas is stagnant around the auxiliary processing body 100 is prevented, so that the generation of an upward airflow at the center of the processing object 100 can be reliably prevented. Moreover, since the air supply pipes 14 are arranged symmetrically with respect to the center of the process tube,
Is always in the same relationship. For this reason, the temperature distribution in the plane can be uniformed by merely rotating the object 100 without hindering the direct heating of the object 100 from the planar heat source 14.
【００４９】ところで、上記実施例において、給気パイ
プ１４は、その開口が被処理体１００の上方で表面に対
して垂直に方向付けされているが、要は、被処理体１０
０の表面に対して上記流速を以てプロセスガスが垂直に
供給されること、および被処理体１００の中心部にプロ
セスガスが導入されることを満足すれば、上記実施例の
構造に限らない。In the above-described embodiment, the opening of the air supply pipe 14 is oriented vertically to the surface above the object to be processed 100.
The structure is not limited to the structure of the above-described embodiment as long as the process gas is supplied perpendicularly to the surface of the object 0 at the above flow rate and the process gas is introduced into the central portion of the processing object 100.
【００５０】図２は、給気パイプ１４からの被処理体１
００へのプロセスガスの導入構造に関する変形例を示し
ている。すなわち、給気パイプ１４は、プロセスチュー
ブ１２の内部で下方から上方に向けプロセスガスを導く
ことができる状態に配置され、開口がプロセスチューブ
１２の上端に向けられている。FIG. 2 shows the processing target 1 from the air supply pipe 14.
14 shows a modified example relating to a structure for introducing a process gas into the process gas 00. That is, the air supply pipe 14 is arranged so as to be able to guide the process gas upward from below inside the process tube 12, and the opening is directed to the upper end of the process tube 12.
【００５１】一方、プロセスチューブ１２の上壁におけ
る中心部には、被処理体１００の表面中心部に向け突と
されたガイド部１２Ａが設けられている。このガイド部
１２Ａは、プロセスガスに乱流を生じさせないようにす
ることができる曲率を設定されている。On the other hand, at the center of the upper wall of the process tube 12, there is provided a guide 12A projecting toward the center of the surface of the object 100 to be processed. The guide portion 12A is set to have a curvature that can prevent turbulence in the process gas.
【００５２】この構造では、給気パイプ１４から吐出さ
れたプロセスガスがプロセスチューブ１２の上壁内面を
伝わってガイド部１２Ａに達すると、流動方向が切り換
えられて被処理体１００の中心部に対し垂直な方向に案
内される。当然のことではあるが、この場合のプロセス
ガスの流速は、１０ｍｍ／ｓ以上に設定されている。し
たがって、被処理体１００の中心部にプロセスガスが導
入されるので、その部分に発生する上昇気流が打消され
ることになる。In this structure, when the process gas discharged from the air supply pipe 14 travels along the inner surface of the upper wall of the process tube 12 and reaches the guide portion 12A, the flow direction is switched and the flow direction is switched with respect to the central portion of the workpiece 100. Guided in a vertical direction. Needless to say, the flow rate of the process gas in this case is set to 10 mm / s or more. Therefore, since the process gas is introduced into the central portion of the object 100, the upward airflow generated in that portion is canceled.
【００５３】次に、図３において本発明の別実施例を説
明する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００５４】図３に示した実施例は、被処理体１００に
向け導入されるプロセスガスの流速を変化させないため
の構造をプロセスチューブ側に備えたことを特徴として
いる。The embodiment shown in FIG. 3 is characterized in that a structure for preventing the flow velocity of the process gas introduced toward the object 100 from being changed is provided on the process tube side.
【００５５】すなわち、本実施例に用いられるプロセス
チューブは、図２に示した構造と同じ構造のアウタチュ
ーブ（便宜上、符号１２０とする）と、このチューブ１
２の内部に配置されているインナーチューブ４０とで構
成されている。そして、インナーチューブ４０は、アウ
タチューブ１２０と同様に、高純度石英が用いられてい
る。That is, the process tube used in this embodiment is an outer tube having the same structure as that shown in FIG.
2 and an inner tube 40 disposed inside. The inner tube 40 is made of high-purity quartz, like the outer tube 120.
【００５６】インナーチューブ４０の上端には、開口４
０Ａが形成されている。この開口４０Ａは、アウタチュ
ーブ１２０の上面中央部に設けられたガイド部１２０Ａ
に対向している。また、インナーチューブ４０の下端
は、アウタチューブ１２０の排気口１９よりも上方で開
口している。The upper end of the inner tube 40 has an opening 4
0A is formed. The opening 40 </ b> A is provided at a guide portion 120 </ b> A provided at the center of the upper surface of the outer tube 120.
Facing. Further, the lower end of the inner tube 40 is opened above the exhaust port 19 of the outer tube 120.
【００５７】このような構造のプロセスチューブに対す
るプロセスガスの供給には、アウタチューブ１２０とイ
ンナーチューブ４０との間で面状発熱源２０からの直接
加熱を阻害しない位置に開口を配置されている給気パイ
プ１４が用いられる。このため、両チューブ間に供給さ
れたプロセスガスは、給気パイプ１４からインナーチュ
ーブ４０の開口４０Ａから内部に導入されるようになっ
ている。For supplying the process gas to the process tube having such a structure, an opening is provided between the outer tube 120 and the inner tube 40 at a position where the direct heating from the planar heat source 20 is not hindered. An air pipe 14 is used. For this reason, the process gas supplied between the two tubes is introduced from the air supply pipe 14 into the inner tube 40 through the opening 40A.
【００５８】一方、インナーチューブ４０において、開
口４０Ａから側壁に移行する肩部４０Ｂは、湾曲面ある
いは傾斜面に形成されている。肩部４０Ｂは、その形状
により、開口４０Ａから導入されるプロセスガスの流路
形状を急激に拡大変化させないようになっている。On the other hand, in the inner tube 40, a shoulder 40B that transitions from the opening 40A to the side wall is formed as a curved surface or an inclined surface. Due to the shape of the shoulder portion 40B, the shape of the flow path of the process gas introduced from the opening 40A is not suddenly enlarged and changed.
【００５９】本実施例は以上のような構成であるから、
給気パイプ１４から供給されたプロセスガスは、プロセ
スチューブ１２のガイド部１２Ａによってインナーチュ
ーブ４０の開口部４０Ａに向け案内される。この場合に
インナーチューブ４０の開口４０Ａに向け案内されるプ
ロセスガスは、開口４０Ａから導入されて被処理体１０
０に供給されるときの流速が１０ｍｍ／秒以上に設定さ
れていること勿論である。Since the present embodiment has the above configuration,
The process gas supplied from the air supply pipe 14 is guided toward the opening 40 </ b> A of the inner tube 40 by the guide 12 </ b> A of the process tube 12. In this case, the process gas guided toward the opening 40A of the inner tube 40 is introduced from the opening 40A and
Needless to say, the flow rate when supplied to 0 is set to 10 mm / sec or more.
【００６０】そして、インナーチューブ４０の内部に導
入されたプロセスガスは、肩部４０Ｂの形状によって整
流される。したがって、プロセスガスは、肩部４０Ｂを
伝って流動することにより、急激な流路形状の拡大変化
に遭遇することなく徐々に流動方向が拡大される。これ
により、プロセスガスは、流路形状が急激に拡大した場
合に起こりがちな断面変形部での渦流や乱流を生じるこ
ともなく被処理体１００の中心部に向け進行することが
できる。したがって、被処理体１００の中心部で発生す
る上昇気流が、渦流や乱流による速度変化を起こしてい
ないプロセスガスによって打消されるので、被処理体１
００の中心部付近では、対流の発生が防止される。ま
た、インナーチューブ４０内に導入されたプロセスガス
は、下端開口からプロセスチューブ１２に設けられた排
気口１９を介して外部に排出される。Then, the process gas introduced into the inner tube 40 is rectified by the shape of the shoulder 40B. Therefore, the flow direction of the process gas is gradually expanded by flowing along the shoulder 40B without encountering a sudden change in the flow path shape. Thus, the process gas can proceed toward the center of the processing object 100 without generating a vortex or a turbulent flow in the cross-sectional deformation portion, which is likely to occur when the flow path shape is rapidly expanded. Therefore, the updraft generated in the central portion of the processing object 100 is canceled by the process gas that does not cause a speed change due to the vortex or the turbulent flow.
Near the center of 00, the occurrence of convection is prevented. Further, the process gas introduced into the inner tube 40 is discharged from the lower end opening to the outside via the exhaust port 19 provided in the process tube 12.
【００６１】このような実施例によれば、プロセスガス
が、給気パイプ１４によってアウタチューブ１２０とイ
ンナーチューブ４０との間を流れる際の流速が確保され
る。しかも、この流速を確保されてインナーチューブ４
０内に導入されるプロセスガスは、インナーチューブ４
０の肩部４０Ｂの形状構造により、軸対称に流れ、渦流
や乱流を生じることがない。したがって、被処理体１０
０の中心部に向け整流されたプロセスガスは、上記流速
を維持されることにより、被処理体１００の中心部に発
生する上昇気流を確実に阻止することができる。According to such an embodiment, the flow velocity when the process gas flows between the outer tube 120 and the inner tube 40 by the air supply pipe 14 is ensured. In addition, this flow rate is secured and the inner tube 4
Process gas introduced into the inner tube 4
Due to the shape and structure of the zero shoulder 40B, the flow is axially symmetric and no eddy or turbulence occurs. Therefore, the object to be processed 10
The process gas rectified toward the central portion of the target object 100 can reliably prevent the upward airflow generated at the central portion of the processing target object 100 by maintaining the above-described flow rate.
【００６２】また、本実施例によれば、アウタチューブ
１２０とインナーチューブ４０との間に位置する開口を
有する給気パイプ１４は、面状発熱源２０から被処理体
１００に対する直接加熱を阻害しないので、被処理体１
００の面内での温度分布を均一化することができる。Further, according to the present embodiment, the air supply pipe 14 having an opening located between the outer tube 120 and the inner tube 40 does not hinder direct heating of the object 100 from the planar heat source 20. So the object 1
The temperature distribution in the plane of 00 can be made uniform.
【００６３】次に本発明の別実施例について図４により
説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００６４】図４に示した実施例は、被処理体１００の
近傍で発生する上昇気流を直接抑えることができる構造
を備えたこと特徴としている。The embodiment shown in FIG. 4 is characterized in that it has a structure capable of directly suppressing the upward airflow generated near the object 100 to be processed.
【００６５】すなわち、本実施例に用いられるプロセス
チューブは、図３に示した構造と同じ構造である。一
方、プロセスチューブ１２の内部には、図３に示した実
施例と同様にインナーチューブ４０が配置されている。
そして、インナーチューブ４０の内部には、被処理体１
００に対するプロセスガスの導入側である被処理体１０
０の上方に、整流部材５０が配置されている。この整流
部材５０は、高純度石英によって形成された平板部材で
あり、被処理体１００との間で２０ｍｍ以下、好ましく
は１０ｍｍ以下の間隔（図４中、符号Ｌで示す間隔）に
相当する位置に配置されている。また、整流部材５０
は、被処理体１００の中心部を覆うことができる大きさ
に形成されている。したがって、整流部材５０は、被処
理体１００の中心部から発生する上昇気流を規制するこ
とができる。That is, the process tube used in this embodiment has the same structure as that shown in FIG. On the other hand, an inner tube 40 is arranged inside the process tube 12 as in the embodiment shown in FIG.
The object 1 to be processed is placed inside the inner tube 40.
To-be-processed object 10 which is a process gas introduction side with respect to 00
The flow regulating member 50 is disposed above the zero. The rectifying member 50 is a flat plate member formed of high-purity quartz, and has a position corresponding to an interval of 20 mm or less, preferably 10 mm or less (interval indicated by a symbol L in FIG. 4) between the rectifying member 50 and the object 100. Are located in The rectifying member 50
Is formed in a size that can cover the central portion of the object to be processed 100. Therefore, the rectifying member 50 can regulate the upward airflow generated from the central portion of the processing target 100.
【００６６】本実施例は以上のような構成であるから、
インナーチューブ４０の開口から導入されるプロセスガ
スは、被処理体１００の中心部で発生している上昇気流
の影響を受けない。つまり、被処理体１００の中心部で
発生している上昇気流は、整流部材５０によって上昇を
遮られるので、導入されるプロセスガスの流れを乱すこ
とがない。Since the present embodiment has the above configuration,
The process gas introduced from the opening of the inner tube 40 is not affected by the updraft generated at the center of the object 100. In other words, the rising airflow generated at the center of the processing target 100 is blocked from rising by the rectifying member 50, so that the flow of the introduced process gas is not disturbed.
【００６７】一方、被処理体１００の中心部では、透明
体からなる整流部材５０が配置されているだけであるの
で、面状発熱源２０による被処理体１００の直接加熱を
阻害することがない。したがって、この部分での温度が
周辺部に比べて高くなっていることを利用して、プロセ
スガスの供給律速ではなく反応律速を主な反応要因とし
て整流部材５０の裏面に回り込んだプロセスガスによる
成膜が行なわれる。On the other hand, in the central portion of the object 100, only the rectifying member 50 made of a transparent material is disposed, so that the direct heating of the object 100 by the planar heat source 20 is not hindered. . Therefore, taking advantage of the fact that the temperature in this portion is higher than that in the peripheral portion, the process gas is not controlled by the supply of the process gas, but by the process gas that has flowed to the back surface of the rectifying member 50 with the reaction as the main reaction factor. Film formation is performed.
【００６８】本実施例によれば、整流部材５０が、被処
理体１００の中心部に対向していても、透明部材である
ので、面状発熱源２０からの直接加熱を阻害することが
ない。したがって、被処理体１００の面内での温度勾配
を悪化させることがない。しかも、整流部材５０によっ
て被処理体１００の上面で発生する上昇気流を抑止する
ことができるので、インナーチューブの内部に導入され
るプロセスガスの流れに拘らず、被処理体１００の中心
部で発生する対流を防止することができる。このため、
インナーチューブ４０の形状として、プロセスガスの対
流を防止するための形状設定が必要ないので、インナー
チューブの構造を簡単な形状とすることができる。According to the present embodiment, even if the rectifying member 50 is opposed to the center of the object 100, it is a transparent member, so that direct heating from the planar heat source 20 is not hindered. . Therefore, the temperature gradient in the plane of the object 100 is not deteriorated. In addition, the rising airflow generated on the upper surface of the processing object 100 can be suppressed by the rectifying member 50, so that the airflow is generated at the central portion of the processing object 100 regardless of the flow of the process gas introduced into the inner tube. Convection can be prevented. For this reason,
Since the shape of the inner tube 40 does not need to be set to prevent convection of the process gas, the structure of the inner tube can be made simple.
【００６９】なお、上記した整流部材５０は、面状発熱
源２０からの直接加熱を阻害しないものであればよいの
で、例えば、透明石英に代えて、焼結によって内部が多
孔質に構成されている炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の均熱部
材を用いることも可能である。このような材質を用いる
と、整流部材５０の内部で僅かながらではあるが、プロ
セスガスを通過させることができる。このため、被処理
体１００の面内に直接対応する範囲では、単にプロセス
ガスを遮断するのでなく、整流されたプロセスガスを供
給することができる。したがって、被処理体１００の面
内でのプロセスガスとの接触状態を均等化することがで
きる。The rectifying member 50 only needs to be one which does not hinder direct heating from the planar heat source 20. For example, instead of transparent quartz, the inside is made porous by sintering. It is also possible to use a heat equalizing member such as silicon carbide (SiC). When such a material is used, a small amount of the process gas can be passed inside the flow regulating member 50. For this reason, in a range directly corresponding to the surface of the processing object 100, a rectified process gas can be supplied instead of simply shutting off the process gas. Therefore, the state of contact with the process gas in the plane of the object 100 can be equalized.
【００７０】なお、整流部材５０は、少なくとも被処理
体１００の中心部を覆い得る大きさをもつものであるの
で、たとえば、被処理体１００の面内全域を覆うことの
できる大きさを設定することも可能である。The rectifying member 50 has a size that can cover at least the central portion of the object 100, and is set to a size that can cover the entire in-plane area of the object 100, for example. It is also possible.
【００７１】ところで、このような整流部材５０に加え
て、熱処理部内での対流を防止する構造を採用すること
も可能である。Incidentally, in addition to the rectifying member 50, it is also possible to adopt a structure for preventing convection in the heat treatment section.
【００７２】つまり、この場合の構造の一例としては、
図７に示すように、被処理体１００の周辺近傍に対向す
る遮蔽部材６０が被処理体用ホルダー３０の移動方向に
沿って複数配列した構造がある。この構造では、処理位
置に配置された被処理体１００の上面と一致する水平線
上およびその下面にそれぞれ遮蔽部材６０が配置されて
いる。That is, as an example of the structure in this case,
As shown in FIG. 7, there is a structure in which a plurality of shielding members 60 facing the vicinity of the periphery of the target object 100 are arranged along the moving direction of the target object holder 30. In this structure, the shielding members 60 are arranged on a horizontal line that coincides with the upper surface of the object 100 disposed at the processing position and on the lower surface thereof.
【００７３】また、図８に示した構造は、上記遮蔽部材
６０が、図７に示した場合と同様に、処理位置に配置さ
れた被処理体１００に対応して配置されている構造に加
えて、被処理体１００が、処理位置に移動する途中の位
置で、被処理体１００の裏側にも複数の遮蔽部材６０Ａ
が配置されている。The structure shown in FIG. 8 is different from the structure shown in FIG. 7 in that the shielding member 60 is arranged corresponding to the object 100 arranged at the processing position. The plurality of shielding members 60A are also provided on the back side of the object 100 at a position where the object 100 is moving to the processing position.
Is arranged.
【００７４】このような遮蔽部材６０、６０Ａは、熱処
理部内でプロセスガスを密封するとともに被処理体１０
０が移動する際の気流の発生を防止する。つまり、被処
理体１００が移動するときには、これに接近している給
気パイプ１４との間に気体の巻き込みが発生して気流が
生じやすくなる。このため、被処理体１００の周辺部で
の放熱が促進されるばかりでなく、熱処理部内のプロセ
スガス、特に、被処理体１００の中心に向け流れようと
するプロセスガスに乱流が発生しやすくなる。そこで、
上記した遮蔽部材６０、６０Ａを配置することにより、
被処理体１００が移動するときは勿論、処理位置に配置
された場合でも、気流の影響を被処理体１００の表面に
及ぼさないようにすることができる。つまり、被処理体
の中心部で発生しがちな上昇気流が、プロセスガスの噴
流によって打消されるので、被処理体の中心部で発生す
るプロセスガスの対流を防止することができる。このた
め、被処理体中心部でのプロセスガスの濃度を低下させ
ることがないので、被処理体の中心部での成膜厚さを減
少させることがない。しかも、上昇気流を打ち消すため
に導入されるプロセスガスは、インジェクタによって所
定流速を確保されるので、確実に対流を防止することが
できる。The shielding members 60, 60A seal the process gas in the heat treatment section and provide the object 10 to be processed.
Occurrence of airflow when 0 moves is prevented. In other words, when the processing target 100 moves, the entrainment of gas occurs between the processing target 100 and the air supply pipe 14 approaching the processing target 100, so that an air current is easily generated. For this reason, not only heat radiation in the peripheral portion of the processing target 100 is promoted, but also turbulence is likely to be generated in the process gas in the heat treatment unit, particularly, the process gas flowing toward the center of the processing target 100. Become. Therefore,
By arranging the above-mentioned shielding members 60 and 60A,
It is possible to prevent the air flow from affecting the surface of the processing target 100 even when the processing target 100 is moved, and even when the processing target is disposed at the processing position. In other words, the upward airflow that tends to be generated in the central portion of the processing target is canceled by the jet of the process gas, so that the convection of the process gas generated in the central portion of the processing target can be prevented. Therefore, the process gas concentration at the center of the object is not reduced, and the film thickness at the center of the object is not reduced. In addition, since the process gas introduced to cancel the upward airflow has a predetermined flow rate ensured by the injector, convection can be reliably prevented.
【００７５】また、本発明の実施例によれば、上記流速
が設定されたプロセスガスを被処理体の中心部に向ける
場合、被処理体を加熱するために向けてある面状発熱源
の構造を変更することがない。しかも、面状発熱源によ
る被処理体の直接加熱を阻害しないようにインジェクタ
の配置を構成しているので、被処理体の面内での温度分
布を変化させることがない。Further, according to the embodiment of the present invention, when the process gas having the above-mentioned flow velocity is directed to the central portion of the object to be processed, the structure of the planar heat source directed to heat the object to be processed is provided. Never change. Moreover, since the injectors are arranged so as not to hinder the direct heating of the object by the planar heat source, the temperature distribution in the surface of the object is not changed.
【００７６】また本発明の実施例によれば、プロセスチ
ューブを二層構造とし、そのチューブ間にプロセスガス
を通過させて供給する場合に場合においても、インナー
チューブの肩部の形状により、インジェクタから供給さ
れるプロセスガスの流速を変化させないようにすること
ができる。しかも、このインジェクタが面状発熱源から
の直接加熱を阻害しない構成とされているので、被処理
体からの上昇気流を阻止するとともに、被処理体の面内
温度分布を変化させることがない。According to the embodiment of the present invention, even in the case where the process tube has a two-layer structure and the process gas is supplied between the tubes, the shape of the shoulder portion of the inner tube allows the process tube to be separated from the injector. It is possible to keep the flow rate of the supplied process gas unchanged. In addition, since the injector is configured not to hinder direct heating from the planar heat source, it prevents an upward airflow from the target object and does not change the in-plane temperature distribution of the target object.
【００７７】[0077]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、同じ面内
温度分布を設定した状況下で、面内均一性、特に、成膜
厚さを均一化することができる。As described above, according to the present invention, in-plane uniformity, in particular, film thickness can be made uniform under the same in-plane temperature distribution.
【００７８】さらに、本発明によれば、整流部材を設け
ることにより、被処理体から発生しようとする上昇気流
を直接防止することが可能になる。Further, according to the present invention, by providing the rectifying member, it becomes possible to directly prevent an upward airflow from occurring from the object to be processed.
【００７９】しかも、整流部材を均熱部材あるいは輻射
熱透過可能な部材とした場合には、面状発熱源からの直
接加熱を阻害することがないので、被処理体の面内での
温度分布を均一化することが可能になる。Furthermore, when the rectifying member is a heat equalizing member or a member capable of transmitting radiant heat, direct heating from the planar heat source is not hindered, so that the temperature distribution in the plane of the object is reduced. It is possible to make them uniform.
【図１】本発明にかかる熱処理装置の一実施例を説明す
るための熱処理装置の要部構成を示す局部的な断面図で
ある。FIG. 1 is a local cross-sectional view showing a configuration of a main part of a heat treatment apparatus for explaining one embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention.
【図２】図１に示した熱処理装置に用いられるプロセス
チューブの構造の変形例を示す局部的な断面図である。FIG. 2 is a local cross-sectional view showing a modification of the structure of the process tube used in the heat treatment apparatus shown in FIG.
【図３】本発明にかかる熱処理装置の他の実施例を説明
するための熱処理装置の局部的な断面図である。FIG. 3 is a local cross-sectional view of a heat treatment apparatus for describing another embodiment of the heat treatment apparatus according to the present invention.
【図４】本発明にかかる熱処理装置の別実施例を説明す
るための熱処理装置の局部的な断面図である。FIG. 4 is a local sectional view of a heat treatment apparatus for explaining another embodiment of the heat treatment apparatus according to the present invention.
【図５】図１に示した実施例による熱処理装置によって
得られる被処理体の面内特性について説明するための線
図である。FIG. 5 is a diagram for describing in-plane characteristics of an object to be processed obtained by the heat treatment apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1;
【図６】図１に示した実施例による熱処理装置によって
得られる被処理体の面内特性に関し、プロセスガスの流
速を変更した場合の面内特性について説明するための線
図である。FIG. 6 is a diagram for explaining in-plane characteristics of the object to be processed obtained by the heat treatment apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1 when the flow rate of the process gas is changed.
【図７】本発明にかかる熱処理装置に用いられる対流防
止構造の変形例を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a modification of the convection preventing structure used in the heat treatment apparatus according to the present invention.
【図８】本発明にかかる熱処理装置に用いられる対流防
止構造のさらに変形例を説明すうための模式図である。FIG. 8 is a schematic view for explaining a further modification of the convection preventing structure used in the heat treatment apparatus according to the present invention.
【図９】熱処理装置の一例を説明するための局部的な断
面図である。FIG. 9 is a local sectional view for explaining an example of a heat treatment apparatus.
【図１０】図７に示した熱処理装置における問題点を説
明するための模式図である。FIG. 10 is a schematic view for explaining a problem in the heat treatment apparatus shown in FIG. 7;
【図１１】図７に示した熱処理装置によって得られる被
処理体の面内特性を説明するための線図である。FIG. 11 is a diagram for explaining in-plane characteristics of an object to be processed obtained by the heat treatment apparatus shown in FIG. 7;
１０ 熱処理位置 １２ プロセスチューブ １２Ａ ガイド部 １４ ガス供給手段をなす給気パイプ １４Ａ 予熱部 ３０ 被処理体用ホルダー ４０ インナーチューブ ４０Ａ 開口部 ４０Ｂ 肩部 ５０ 整流部材 １００ 被処理体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat treatment position 12 Process tube 12A Guide part 14 Air supply pipe which forms gas supply means 14A Preheating part 30 Workpiece holder 40 Inner tube 40A Opening 40B Shoulder part 50 Straightening member 100 Workpiece
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/22 511 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/22 511
Claims (2)
る熱源を装備した縦型プロセスチューブを備えた熱処理
装置において、 枚葉状態で水平に支持した被処理体を上記縦型プロセス
チューブ内に搬入し、処理位置に配置する被処理体用ホ
ルダーと、 上記縦型プロセスチューブ内の処理位置に向け反応ガス
を供給するガス供給手段とを有し、上記縦型プロセスチューブは、アウタチューブとインナ
ーチューブとで構成され、 上記ガス供給手段は、上記チューブ間に沿ってプロセス
ガスを被処理体の中心上方に導く構造を有し、かつ、上
記インナーチューブは、上部にプロセスガスを内部に導
入する開口部を有し、その開口部から筒状側壁に移行す
る肩部が湾曲あるいは傾斜面に形成され、 上記ガス供給手段は、上記被処理体のほぼ中心に向かう
プロセスガスの流速を１０ｍｍ／秒以上に設定して供給
することを特徴とする熱処理装置。1. A heat treatment apparatus provided with a vertical process tube provided with a heat source for heating an object to be processed disposed at a processing position, wherein the object to be processed horizontally supported in a single wafer state is placed in the vertical process tube. And a gas supply means for supplying a reaction gas toward the processing position in the vertical process tube, and the vertical process tube has an outer tube and Inner
And the gas supply means is a process along the tubes.
It has a structure to guide the gas above the center of the object, and
The inner tube has a process gas inside at the top.
Into the cylindrical side wall from the opening.
A heat treatment apparatus , wherein the gas supply means sets and supplies the flow rate of the process gas toward the center of the object to be processed to 10 mm / sec or more.
に有し、処理位置に配置される被処理体を加熱するため
の面状発熱源が外側上方に配置されている縦型プロセス
チューブを備えた熱処理装置において、 枚葉状態で水平に支持した被処理体を上記プロセスチュ
ーブ内に搬入し、所定の処理位置に配置する被処理体用
ホルダーと、 上記プロセスチューブ内の処理位置に向け反応ガスを供
給するガス供給手段とを有し、 上記プロセスチューブ内で、上記プロセスガスの導入側
の位置には、均熱部材若しくは輻射熱透過可能な部材で
形成されていて、上記被処理体に近接して少なくとも上
記被処理体の中央部を覆い得る大きさをもつ整流部材が
配置されていることを特徴とする熱処理装置。2. A vertical process having an opening at a lower end for loading and unloading an object to be processed, and a planar heat source for heating an object to be processed disposed at a processing position is disposed at an upper outside. In a heat treatment apparatus provided with a tube, an object to be processed horizontally supported in a single wafer state is carried into the process tube, and a holder for the object to be disposed at a predetermined processing position; A gas supply means for supplying a reaction gas to the processing object, wherein a position of the process gas introduction side in the process tube is formed of a heat equalizing member or a member capable of transmitting radiant heat. A heat treatment apparatus, wherein a rectifying member having a size capable of covering at least a central portion of the object to be processed is disposed in close proximity to the heat treatment apparatus.
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