JPH0559837U - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＳＩ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、以てバックドープを排除を図ることを
目的とする。 【構成】 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した事を特徴
とする。

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、ＬＳＩ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】

本考案はかかる技術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した事を特徴とする。 また、本考案は、前記蓋状保持台の上面を閉塞面である事を特徴とする。 また、本考案は、前記保持台の周／壁面上に複数の貫通孔を穿孔したことを特 徴とする。 更に本考案は、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 で形成したことを特徴とする。

【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２ ０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３３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、ＬＳＩ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

Claims (4)

【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した事を特徴とする熱処理
   装置
2. 【請求項２】 前記保持台の上面が閉塞面である請求項
   第１項記載の熱処理装置
3. 【請求項３】 前記保持台の周／壁面上に複数の貫通孔
   を穿孔した請求項第１項記載の熱処理装置
4. 【請求項４】 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形成した請求項第１項記載の熱
   処理装置