JPH09260297A - ウエーハ熱処理用反応容器とウエーハ熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の枚葉式ウエーハ熱処理装置の問題点を
解決してウエーハ表面への輻射熱の熱分布を一様にする
とともに、収納するウエーハの大きさに対し、必要最小
限の大きさを確保できる形状を持つ直立枚葉反応容器と
直立ウエーハボートとを備え、高熱処理を可能としたシ
リコンウエーハの熱処理装置及び放電処理装置を提供す
る。 【解決手段】 直立枚葉反応容器１１とその外側に設け
られた発熱体１２とウエーハ１０を直立状に支持する直
立ウエーハボート２３ａ／２４ａとを主構成要素とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハの
拡散処理、酸化処理、減圧ＣＶＤなどに用いるウエーハ
熱処理用反応容器と該容器を具えた熱処理装置（放電処
理装置も含む）に係わり、特にウエーハを直立状に収納
することにより枚葉処理に対し効率的に機能させるよう
にした反応容器とその熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体ウエーハの熱処理（放電
処理も含む）を行なう場合、複数枚のウエーハをボート
に積層配設載置して、反応容器内で一括熱処理するバッ
チ方式が採用されている。この方式では、ボートとウエ
ーハとの接触部分近傍で生じる気流の乱れや、ウエーハ
を多段積層することでそこを通過する気流が乱れること
で、投入ウエーハを均質に処理することは困難であっ
た。また、ウエーハ口径が大口径化するにつれ、前記バ
ッチ処理方式では重量負担の増大に対応するボート及び
支持部の製作が困難であること、また、大口径化に伴う
反応容器の大型化、加熱温度分布やガス分布の不均一
化、加熱源の無用の増大化につながり、ウエーハの大口
径化に対応するのには従来のバッチ方式では種々問題が
あった。さらに、次世代の、６４Ｍ、１Ｇ等の高集積密
度化の半導体製造プロセスではサブミクロン単位の精度
が要求され、複数枚のウエーハを一括処理するバッチシ
ステムではウエーハの積層位置やガス流の流入側と排出
側とではそれぞれ処理条件にバラツキを生じ、また積層
されたウエーハ相互間で影響を及ぼし合い、またボート
との接触部よりパーティクル等が発生し、高品質の加工
が困難であった。

【０００３】上記問題点を解決するため、一枚のウエー
ハ毎に熱処理を行なう枚葉式熱処理装置が注目され、種
々の提案がなされているが、最近の提案（特開平５ー２
９１１５４号公報に開示）には図１２に示すような枚葉
式熱処理装置がある。その概要を簡単に説明するに、円
筒反応容器１０１内のベース上にサセプタ１０２を配置
し、該サセプタの下側に設けた加熱源１０３と反応容器
１０１の上部に設けたウエーハ加熱用のランプ１０５と
によりサセプタ１０２上に載置したウエーハ１０を低圧
反応ガス雰囲気中で加熱してウエーハ１０上に成膜する
ようにしてある。なお、図において、ウエーハ１０は、
ゲイトバルブ１１１を介して出入口１０８より反応容器
１０１内のサセプタ１０２上に載置するようにしてあ
る。また、ガス導入管１０９により反応ガスを導入し排
気孔１１０より排出するようにしてある。反応容器１０
１の上部にはウエーハ加熱用のランプ１０５が設けら
れ、反応容器１０１の上縁に設けた石英ガラス窓１０６
を介して、ウエーハ１０の表面を加熱照射し、前記サセ
プタ１０２の下部に設けた加熱源１０３とともにウエー
ハ１０を急速加熱し、反応ガスの導入とともに成膜が開
始されるとシャッタ１０７を介してランプ１０５の照射
光を遮断するようにしてある。上記構成から理解される
ように、この場合はウエーハは略水平状にサセプタ１０
２上に載置され、その上下に設けた加熱源によりウエー
ハを高温に加熱するようにしてある。

【０００４】また、特開平１ー２５９５２８号公報には
図１１に示す提案が開示されている。上記提案は図に示
すように、本提案に係わる半導体ウエーハの熱処理装置
は、高温炉（加熱部）１２０とウエーハ支持装置１３０
とよりなる。高温炉１２０は、直方体形状に形成され、
複数に分割された平板状ヒータ１２１、石英ガラス製反
応管１２２、均熱管１２３（シリコンカーバイト製）、
断熱材１２４で構成されている。高温炉１２０は下部が
開放され、ウエーハ１０が支持装置１３０の溝１３１に
載せられ高温炉１２０のへの出入を行なうようにしてあ
る。なお、図示してないガス供給管により使用目的に応
じて所要ガスが上方から下方へ流れるようにしてある。
また、ウエーハ支持装置１３０は、パイプ状の支柱１３
３、前記溝１３１を設けた支持部１３２とベース１３４
とよりなり、前記溝１３１は２枚以上のウエーハが載せ
られるように複数個設けてある。

【０００５】上記従来の枚葉式ウエーハ熱処理装置にお
いては下記問題点を内蔵している。即ち、図１２に示す
水平状に載置する場合は、 １）、ウエーハは水平状に載置されているため、ウエー
ハに自重による撓みの発生の問題がある。 ２）、反応容器が大型になる。従って加熱源等の動力源
も大きくなる。

【０００６】また、図１１に示す熱処理装置において
は、ウエーハを直立状に収納する構成であるが、高温炉
は直方体の形状により構成されているため下記問題点が
ある。 １）高温炉の形状は直方体であるため、内蔵する反応
管、均熱管等も同一形状の直方体と考えられ、また上部
は管壁に直角の頂面により形成されているため、真空強
度が弱い。 ２）ウエーハに対する輻射熱の分布及び反応ガス流の分
布が均一でない。 等の問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記従来の枚葉式ウエーハ熱処理装置の問題点を解決して
ウエーハ表面への輻射熱の熱分布及び反応ガス流の分布
も一様にするとともに、収納するウエーハの大きさに対
し、必要最小限の大きさを確保できる形状を持つ直立枚
葉反応容器を提供する事を目的とし、特に、高温熱処理
にも対処でき、高能率、高精度の枚葉式熱処理装置の提
供を目的としたものである。

【０００８】また、本発明の他の目的は、半導体ウエー
ハの拡散やＣＶＤによる成膜は該ウエーハの片面のみに
行なうため、２枚のウエーハの裏面を互いに向き合わせ
並設直立状に収納した場合にも使用し効率の向上を図る
ことの出来る直立枚葉反応容器とその熱処理装置の提供
を目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、半導体ウェーハを収納した
状態で熱処理を行うウエーハ熱処理用反応容器におい
て、ウエーハを収納する反応容器本体を透明石英ガラス
体で形成するとともに、前記反応容器本体をウエーハを
直立状に収納可能に略扁平ドーム状に形成したことを特
徴とする。

【００１０】かかる構成の反応容器によれば、収納熱処
理する直立状ウエーハに対し、必要最小限の大きさを持
ち、その被加熱部の殆どを球状曲面の連続体で形成し
て、石英ガラス体の一体構成にしたもので、大なる真空
強度と高温熱処理にも対応でき、且つ軽量化を可能と
し、また反応ガス流が淀みなくウエーハ表面を均一に流
すことが出来る。

【００１１】又、ウエーハの熱処理面側の反応容器を偏
平化している為に、その分発熱体を接近させることがで
き、結果として装置の小型化と加熱源等の動力源も小さ
くする事が出来る。又前記反応容器の内部表面への輻射
熱の熱分布及び反応ガス流の分布も一様にするととも
に、収納するウエーハの大きさに対し、必要最小限の大
きさを確保できるとともに、高温熱処理にも対処でき、
高能率、高精度の枚葉式のウエーハ熱処理装置を得る事
が出来る。

【００１２】請求項２記載の発明は、半導体ウェーハを
収納した状態で熱処理を行うウエーハ熱処理用反応容器
において、前記反応容器を略偏平ドーム状に形成すると
ともに、前記容器の下側開口側に不透明部位が存在する
ことを特徴とする。

【００１３】かかる発明によれば、反応容器下側開口側
を不透明化した為に加熱処理空間内で加熱処理した高温
が、前記不透明部位で遮断され、容器処理空間内の熱が
容器外に伝搬しようとした場合でも前記不透明部位で阻
止され、処理空間内の熱降下や均熱性の維持が可能とな
り、結果として高品質のウエーハ熱処理が出来る。

【００１４】請求項３記載の発明によれば、半導体ウェ
ーハを収納した状態で熱処理を行うウエーハ熱処理用反
応容器において、前記反応容器を略偏平ドーム状に形成
するとともに、前記容器の下側開口側に位置するフラン
ジ部を不透明石英ガラスで形成したことを特徴とする。
これにより請求項２記載の発明の効果とともに、フラン
ジのシール部分に高温が伝搬する恐れがなくフランジ下
面側に位置する昇降治具や起伏治具を配した場合その部
分にも熱伝搬が生じる恐れがなく、これらを耐熱治具で
構成する必要がなくなる。

【００１５】請求項４記載の発明は半導体ウェーハを収
納した状態で熱処理を行うウエーハ熱処理用反応容器に
おいて、前記反応容器を略偏平ドーム状に形成するとと
もに、前記容器の所定位置にガス導入部若しくはガス導
出部を設けたことを特徴とする。特に請求項５記載の発
明のように、前記反応容器を略偏平ドーム状に形成する
とともに、前記容器のウエーハ熱処理面と外れた位置に
ガス導入部若しくはガス導出部を設ける事により、効率
よい熱処理が可能となる。

【００１６】請求項６記載の発明によれば、前記反応容
器を略偏平ドーム状に形成するとともに、前記容器の所
定位置に設けたガス導入部と内部に収納されるウエーハ
間にガスガイド体を介在させたことを特徴とする。かか
る発明によれば、前記ガイド体によりウエーハの一部に
集中してガスが当たる事なく、前記ガイド体によりウエ
ーハの熱処理面側に均一にガス分散された後に、ウエー
ハ熱処理面に均等にガスが接触するために高品質な熱処
理が可能となる。

【００１７】請求項７記載の発明は、半導体ウェーハを
１又は２枚直立支持させる石英ガラス製ウエーハ支持治
具と、前記支持治具に支持された半導体ウエーハを包被
し該ウエーハの熱処理空間を形成する石英ガラス製反応
容器とからなり、前記反応容器を略偏平ドーム状に形成
するとともに、前記容器の下側開口側に位置するフラン
ジ若しくは前記ウエーハ支持治具の所定位置に不透明部
位が存在することを特徴とする。かかる構成により請求
項２記載の発明と同様な効果を得る事が出来るとともに
前記反応容器は、収納熱処理する直立状ウエーハに対
し、必要最小限の大きさを持ち、その被加熱部の殆どを
偏平曲面の連続体で形成され、石英ガラス体の一体構成
にしたもので、大なる真空強度と高温熱処理にも対応で
き、且つ軽量化を可能とし、また反応ガス流が淀みなく
ウエーハ表面を均一に流れる。

【００１８】請求項８記載の発明は、半導体ウェーハを
収納した反応容器と該容器内にウエーハを支持させる支
持手段とからなる熱処理装置において、透明石英ガラス
体で形成した反応容器本体をウエーハを直立状に収納可
能に略扁平ドーム状に形成するとともに、前記支持手段
の非熱処理区域側に非透明石英ガラス体を介装したこと
を特徴とする。

【００１９】又請求項１１記載の発明のように、前記支
持手段は、ウエーハを複数箇所で直立状に支持すべく、
支持用溝を備えた複数個の支持部材を一体構成とした上
部構成部材と、該部材を直立状に支持するベース部材と
からなり、上部構成部材を透明石英ガラスで、又ベース
部材を一部を不透明石英ガラス若しくは炭化珪素で構成
してもよい。かかる発明によれば、前記請求項７記載の
作用とともに、支持手段の不透明部位とあいまって支持
手段の基端側に後記する昇降治具や起伏治具を配した場
合その部分にも熱伝搬が生じる恐れがなく、これらを耐
熱治具で構成する必要がなくなる。この場合前記支持手
段が半導体ウェーハを容器内にほぼ直立支持させる支持
手段で構成するのがよく、更に前記支持手段は２枚のウ
エーハを適当間隔を隔てて並設直立状に支持するように
した支持手段で構成するのがよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態を、
図示例と共に説明する。ただし、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、形状、その相対的位置等は特に
特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。図１
は本発明の実施例に係る半導体ウエーハの枚葉式熱処理
装置で、１枚のウエーハを収納した場合の概略の構成を
示す断面図、図２は同熱処理装置において２枚のウエー
ハを収納した場合の概略の構成を示す断面図である。

【００２１】図３は本発明の実施例に係る半導体ウエー
ハの枚葉式放電処理装置において、１枚のウエーハ１０
を収納した場合の概略の構成を示す断面図で、図４は同
放電処理装置において２枚のウエーハを収納した場合の
概略の構成を示す断面図である。図５は、前記図１及び
図２の処理装置に使用する直立枚葉反応容器の構造を示
す正面図と側面図である。図６は、図３及び図４の放電
処理装置に使用する直立枚葉反応容器の構造を示す正面
図と側面図である。図７は前記処理装置に用いる直立ウ
エーハボートの概略構成図で、（Ａ）は１枚のウエーハ
の３点支持の直立ウエーハボートを示す斜視図、（Ｂ）
は１枚のウエーハを支持する一溝支持部を示す斜視図、
（Ｃ）は２枚のウエーハを支持する２溝支持部を示す斜
視図、（Ｄ）は（Ｂ）又は（Ｃ）の支持部を用いて構成
した１枚ないし２枚のウエーハの４点支持の直立ウエー
ハボートを示す正面図である。

【００２２】さて図１及び図２において、図１は１枚の
ウエーハを収納する場合、図２は同じく２枚のウエーハ
のそれぞれウエーハ処理面を外側に向け収納した場合を
示しているが両者は共通構成である為に、共通して説明
する。図１、図２において、本装置は、直立枚葉反応容
器１１とその外側に設けられた発熱体１２とウエーハ１
０を直立状に支持する直立ウエーハボート２３ａ／２４
ａまたは２３ｂ／２４ｂとを主構成要素として構成して
ある。

【００２３】前記直立枚葉反応容器１１は、図５に示す
ように、熱処理面と対面する正面（Ａ）が略中空円形に
して側面（Ｂ）が断面中空偏平楕円状に形成し、下側開
口よりウエーハが装入可能な偏平下側開口１１３（図１
３（Ｃ）参照）を有する略偏平ドーム状の透明石英ガラ
ス体からなる容器本体１１ｂと、前記偏平下側開口１１
３周囲を囲繞する非透明石英ガラス体からなるフランジ
１１ａを溶接接合し、偏平状曲面を両面に持つフランジ
付き扁平反応容器１１で構成され、フランジ１１ａを泡
入りの非透明石英ガラス体で形成する事により、反応容
器本体１１ｂから前記フランジ１１ａを介して下部への
熱の伝播を防止する構造にしてある。又、前記反応容器
本体１１ｂの加熱処理領域から外れた容器本体１１ｂ上
端とフランジに近接する下端中央部に処理ガス導出部１
１２と処理ガス導入部１１１を設ける。

【００２４】図１３は前記直立枚葉反応容器１１の変形
例で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はフランジ部の拡大図、
（Ｃ）はフランジ下面を示す底面図、（Ｄ）は（Ａ）の
Ｄ−Ｄ線断面図である。本反応容器１１は、熱処理面と
対面する正面（Ａ）が略中空円形にして側面（Ｂ）が断
面中空偏平楕円状に形成し、下側開口１１３よりウエー
ハ１０が装入可能な偏平下側開口１１３（図１３（Ｃ）
参照）を有する略偏平ドーム状の透明石英ガラス体から
なる容器本体１１ｂと、前記偏平下側開口１１３周囲を
囲繞するフランジ１１ａを溶接接合し、偏平状曲面を両
面に持つフランジ付き扁平反応容器１１で構成した点は
図５と同様であるが、本実施例においては、フランジ１
１ａ、１１０をダブルフランジ構造とし、容器本体１１
ｂと接合した上側フランジ１１ａを透明石英ガラスで形
成し、上側フランジ１１ａと当接する下側フランジ１１
０を泡入りの非透明石英ガラス体で形成するとともに、
その間のリング状スリット空隙１１４ａにカーボンシー
ル材等の耐熱シール材を介装する。又、（Ａ）及び
（Ｄ）に示すように、前記反応容器本体１１ｂの加熱処
理領域から外れた容器本体１１ｂ右端と左端に処理ガス
導出部１１２と処理ガス導入部１１１を設けるととも
に、前記ガス導入部１１１（導出部１１２）と内部に収
納されるウエーハ１０間にガスガイド体１１４を介在さ
せ、該ガイド体１１４によりウエーハ１０の一部に集中
してガスが当たる事なく、前記ガイド体１１４によりウ
エーハ１０の熱処理面１０ａ側に均一にガス分散された
後に、ウエーハ熱処理面１０ａに均等にガスが接触する
ように構成する。尚、矢印はガスの流れを示す。

【００２５】直立ウエーハボートの構成は図７に示す。
図７において、本発明の直立ウエーハボート２３ａ／２
４ａ、２３ｂ／２４ｂの概略の構成を示してある。な
お、前述したように、２３ａは１枚のウエーハを３箇所
で支持する１枚３点方式のもを示し、２４ａは１枚のウ
エーハを４箇所で支持する１枚４点方式のもので、２３
ｂは２枚のウエーハを３箇所で支持する２枚３点方式の
もので、２４ｂは２枚のウエーハを４箇所で支持する２
枚４点方式のものを指している。図７の（Ａ）は１枚３
点式の直立ウエーハボート２３ａの斜視図で、３個の１
溝支持部材２０ａ［図７（Ｂ）に図示」と補強骨部材２
８とで上部構造部材を形成し、支柱２１と図１に示すベ
ース２７ａとによりベース部材を形成し、３箇所の溝支
持部材によりウエーハの下半分を支持して傾斜収納を防
止するようにしてある。尚、支柱２１の加熱処理領域か
ら外れたフランジ１１ａ近傍２１１は泡入り不透明状に
形成し、熱処理域外への熱伝搬を防止している。（図１
及び図２参照） 図７（Ｃ）には２溝支持部材２０ｂの斜視図が示され、
ウエーハの周縁部支持用の溝１７が２個平行に設けられ
てある。なお、２枚のウエーハを支持する場合は前記１
溝支持部材２０ａの代わりに設けるようにし、３点式の
場合は３個を使用し、４点式の場合は４個使用し、図７
（Ｄ）に示すように、溝支持部材２０ａ／２０ｂをウエ
ーハの水平中心線部位を支持するようにし、他の溝部材
２０ａ／２０ｂで当該ウエーハの下部周縁部を支持する
ようにし、ウエーハの傾斜収納を確実に防止し、ウエー
ハ処理面への均一な成膜を可能な構造にしてある。図７
（Ｄ）において支柱２１の加熱処理領域から外れたフラ
ンジ１１ａ近傍２１２は不透明の炭化珪素棒を介装し、
熱処理域外への熱伝搬を防止している。

【００２６】図１及び図２に戻り、本装置は前記のよう
に構成された反応容器と直立ウエーハボートの組合せに
より構成したために、偏平曲面の連続体により形成され
た本直立枚葉反応容器は収納する直立ウエーハに対し、
必要最小限の大きさを可能とする無駄のない形態の設計
を可能にし、且つ高真空強度と高耐熱衝撃度を具備させ
ている。そのため、スペース効率も上がり、且つ拡散用
処理熱の輻射を可能にし、且つ内面の連続曲面により反
応ガスの淀みない流れを可能にし、均一な成膜を可能に
している。

【００２７】直立ウエーハボート２３ａ／２４ａまたは
２３ｂ／２４ｂはウエーハ１０を支持した状態で、直立
枚葉反応容器１１のフランジ１１ａに設けた下部開口部
より矢印Ａに示すように下降させ、ウエーハの出し入れ
を可能にしてある。なお、直立ウエーハボートの上昇に
より、該ウエーハボートに接合させたベース２７ａとフ
ランジ１１ａとの間にＯリング１４を押圧して密閉可能
の構成にしてある。また、熱処理時には、反応ガス供給
管１５より非加熱処理域に設けたガス導入部１１２を介
して反応ガスを反応容器１１内に送り、容器下端に設け
たガス導出部１１１を介して排出管１６より排出させ、
所定の減圧下で成膜するようにしてある。

【００２８】この場合は、反応ガスはウエーハ１０のウ
エーハ処理面１０ａにその上部より下部へ向け流れ均一
な成膜が行なわれるようにしてある。なお、直立ウエー
ハボート２３ａは前記したように１枚のウエーハを３箇
所で支持する３点方式のもので、直立ウエーハボート２
４ａは１枚のウエーハを４箇所で支持する４点方式のも
のである。また、２３ｂは２枚のウエーハを３点で支持
し、２４ｂは２枚のウエーハを４点で支持する構造のも
のである。

【００２９】なお、図２においては、直立ウエーハボー
トには２枚のウエーハ１０、１０が互いに裏面を背中合
わせに支持してある。この場合は反応ガスは反応容器１
１の上部よりウエーハ１０、１０のそれぞれのウエーハ
処理面１０ａ、１０ａに添って淀みなく流れを形成し、
均一な成膜を可能にしてある。

【００３０】図３には、本発明のシリコンウエーハの放
電処理装置の１枚のウエーハを直立状に収納処理する場
合の概略の構成を示す図であり。図４は同じく２枚のウ
エーハを収納する場合を示す図である。図に見るよう
に、直立枚葉反応容器３０、または３１と放電電極３３
と直立ウエーハボート２３ａ／２４ａ、２３ｂ／２４ｂ
とを主構成要素としてある。ウエーハの出し入れは、直
立枚葉反応容器３０、３１の下側開口３０３、３１３よ
り行い、ウエーハ１０を支持した前記ウエーハボート２
３ａ／２４ａまたは２３ｂ／２４ｂを矢印Ｂ方向に下降
させウエーハの搬出入を可能にしてある。なお、反応ガ
スは容器下端中央部に設けたガス導入部３０１、３１１
を介して反応ガス供給管１５より反応ガスを反応器１１
内に送り、容器上端中央部に設けたガス導出部３０２、
３１２を介して排出管１６より排出させ、所定の減圧下
で成膜するようにしてある。この場合は、反応ガスはウ
エーハのウエーハ処理面１０ａにその上部より下部へ向
け流れ均一な成膜が行なわれるようにしてある。なお、
直立ウエーハボート２３ａは後記するように１枚のウエ
ーハ１０を３箇所で支持する３点方式のもので、直立ウ
エーハボート２４ａは１枚のウエーハ１０を４箇所で支
持する４点方式のものである。また、２３ｂは２枚のウ
エーハを３点で支持し、２４ｂは２枚のウエーハを４点
で支持する構造である。

【００３１】なお、図３に見るように、直立枚葉反応容
器３０の片面には外部放電電極取り付け用の平坦面３３
ａが収納ウエーハに平行に垂直に設けられ、また、図４
に見るように直立枚葉反応容器３１の両面には外部放電
電極取り付け用の平坦面３３ａ、３３ａが収納ウエーハ
にそれぞれ平行に垂直に設けられ、放電電極よりの放射
線がウエーハウエーハ処理面に均一且つ直角に入射でき
るようにしてある。なお、新たにウエーハ１０を支持し
て直立ウエーハボートを上昇させれば、ウエーハボート
のベース２７ａはＯリング１４を介して直立反応容器の
フランジ３０ａ／３１ａに押圧密閉状態とするるととも
に、反応容器上部より内部に反応ガスを流出させ、下部
の排出管１６により適宜排出させ、外部放電電極３３に
放電電圧を印加すれば、所要の成膜をウエーハウエーハ
処理面１０ａに行なうことが出来る。

【００３２】図６には図３、図４の放電処理装置に使用
する示する直立枚葉反応容器３０、３１の構造を示して
あり、（Ａ）にはその正面図画が示され、（Ｂ）にはウ
エーハ１枚収納の場合に使用する反応容器の側面図が示
され、（Ｃ）には、同じく２枚のウエーハ収納の場合に
使用する反応容器の側面図が示されている。直立枚葉反
応容器３０、３１は、透明石英ガラス体の一体構成より
なる両面に球状連続曲面を持つ扁平ドーム状に構成さ
れ、フランジ３０ａ、３１ａのみ非透明石英ガラス体の
溶接構造とし熱の外部伝播を防止する構造にしてある。
なお、その形状構成は収納ウエーハに対し必要最小限の
大きさを可能にしてある。また、図６の（Ｂ）、（Ｃ）
に示す側面図に見るように反応容器３０、３１の内面は
すべて曲面で形成され、内面の曲面に添って反応ガスを
乱流を形成する事無く流すことができ、均一な成膜形成
を可能とすることができる。又、前記反応容器本体の加
熱処理領域から外れた容器本体上端とフランジに近接す
る下端中央部に処理ガス導入部３０２、３１２と処理ガ
ス導出部３０１、３１１を設ける。

【００３３】なお、図８には別の構成を持つ直立ウエー
ハボート２６が直立枚葉反応容器１１、３０、３１に収
納されている状況が示してある。この場合は、縦方向に
支持用溝２８ａを持つ直立支持棒２８、２８と横方向の
支持用溝２９ａを持つ直立支持棒２９とベース２７ｂと
より構成してある。上記直立ウエーハボート２６を本発
明のシリコンウエーハの熱処理装置に収納された状態が
図９に、また放電処理装置に収納された状態が図１０に
示してある。 上記図９、図１０に示す場合は、反応ガ
スの供給と排出は直立ウエーハボート２６のベース２７
ｂの下部を介して行なわれるようにし、ウエーハ１０の
出し入れはリフト１８を介して反応容器１１、３０、を
矢印Ｂ方向に上昇させることにより可能にしてある。

【００３４】

【発明の効果】上記構成により、本発明の直立枚葉反応
容器は従来の枚葉反応容器に比較し、必要最小限の大き
さを可能とし、高効率的な熱処理、放電処理を可能にす
る。また、全体がほぼ曲面で形成されているため、真空
強度が強く延いては肉厚を薄く出来軽量化が図れる。内
面の曲面に添いスムーズなガス流を作ることが出来均一
な成膜の形成が可能である。ウエーハボートが３点支持
や４点支持の構成としているため、収納ウエーハの傾斜
を防止してウエーハ上の均一な成膜を可能にする。ま
た、直立枚葉反応容器の両面が使用できる構成のため、
２枚のウエーハを同時に処理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシリコンウエーハの熱処理装置におい
て、１枚のウエーハを収納した場合の概略の構成を示す
断面図である。

【図２】図１において２枚のウエーハを収納した場合の
概略の構成を、示す断面図である。

【図３】本発明のシリコンウエーハの放電処理装置にお
いて、１枚のウエーハを収納した場合の概略の構成を示
す断面図である。

【図４】図３において２枚のウエーハを収納した場合の
概略の構成を、示す断面図である。

【図５】本発明のシリコンウエーハの熱処理装置に使用
する直立枚葉反応容器の構造を示す図で、（Ａ）は正面
図で（Ｂ）は側面図である。

【図６】本発明のシリコンウエーハの放電処理装置に使
用する直立枚葉反応容器の構造を示す図で、（Ａ）は正
面図で（Ｂ）、（Ｃ）は側面図である。

【図７】本発明の直立ウエーハボートの概略の構成を示
す図で、（Ａ）は１枚のウエーハの３点支持の場合を示
す斜視図で、（Ｂ）は１枚のウエーハ支持用の１溝支持
部材を示す斜視図で、（Ｃ）は２枚のウエーハ支持用の
２溝支持部材を示す斜視図で、（Ｄ）は１枚ないし２枚
のウエーハの４点支持を示す正面図である。

【図８】図１、図２、図３、図４の直立枚葉反応容器に
収納された、図７とは別の構成を持つ直立ウエーハボー
トの収納の状況を示す図である。

【図９】図８に示す直立ウエーハボートを本発明のシリ
コンウエーハの熱処理装置に収納した状況を示す図であ
る。

【図１０】図８に示す直立ウエーハボートを本発明のシ
リコンウエーハの放電処理装置に収納した状況を示す図
である。

【図１１】従来の枚葉熱処理装置の概略の構成を示す断
面図である。

【図１２】図１１とは別の構成を示す従来の枚葉熱処理
装置の概略の構成を示す断面図である。

【図１３】図５の直立枚葉反応容器の変形例で、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）はフランジ部の拡大図、（Ｃ）はフラ
ンジ下面を示す底面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線断面
図である。

【符号の説明】

１０ ウエーハ １１、３０、３１ 直立枚葉反応容器 １２、３２ 発熱体 １７ 支持溝 ２０ａ、２０ｂ ウエーハ支持部材 ２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ ウエーハボート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 賞治 山形県天童市大字清池字藤段1357番３ 株 式会社山形信越石英内 (72)発明者 鈴木 重治 山形県南陽市元中山353番地

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハを収納した状態で熱処理
   を行うウエーハ熱処理用反応容器において、 ウエーハを収納する反応容器本体を透明石英ガラス体で
   形成するとともに、前記反応容器本体をウエーハを直立
   状に収納可能に略扁平ドーム状に形成したことを特徴と
   するウエーハ熱処理用反応容器。
2. 【請求項２】 半導体ウェーハを収納した状態で熱処理
   を行うウエーハ熱処理用反応容器において、 前記反応容器を略偏平ドーム状に形成するとともに、前
   記容器の下側開口側に不透明部位が存在することを特徴
   とするウエーハ熱処理用反応容器。
3. 【請求項３】 半導体ウェーハを収納した状態で熱処理
   を行うウエーハ熱処理用反応容器において、 前記反応容器を略偏平ドーム状に形成するとともに、前
   記容器の下側開口側に位置するフランジ部を不透明石英
   ガラスで形成したことを特徴とするウエーハ熱処理用反
   応容器。
4. 【請求項４】 半導体ウェーハを収納した状態で熱処理
   を行うウエーハ熱処理用反応容器において、 前記反応容器を略偏平ドーム状に形成するとともに、前
   記容器の所定位置にガス導入部若しくはガス導出部を設
   けたことを特徴とするウエーハ熱処理用反応容器。
5. 【請求項５】 半導体ウェーハを収納した状態で熱処理
   を行うウエーハ熱処理用反応容器において、 前記反応容器を略偏平ドーム状に形成するとともに、前
   記容器のウエーハ熱処理面と外れた位置にガス導入部若
   しくはガス導出部を設けたことを特徴とするウエーハ熱
   処理用反応容器。
6. 【請求項６】 半導体ウェーハを収納した状態で熱処理
   を行うウエーハ熱処理用反応容器において、 前記反応容器を略偏平ドーム状に形成するとともに、前
   記容器の所定位置に設けたガス導入部と内部に収納され
   るウエーハ間にガスガイド体を介在させたことを特徴と
   するウエーハ熱処理用反応容器。
7. 【請求項７】 半導体ウェーハを１又は２枚直立支持さ
   せる石英ガラス製ウエーハ支持治具と、前記支持治具に
   支持された半導体ウエーハを包被し該ウエーハの熱処理
   空間を形成する石英ガラス製反応容器とからなり、 前記反応容器を略偏平ドーム状に形成するとともに、前
   記容器の下側開口側に位置するフランジ若しくは前記ウ
   エーハ支持治具の所定位置に不透明部位が存在すること
   を特徴とするウエーハ熱処理装置。
8. 【請求項８】 半導体ウェーハを収納した反応容器と該
   容器内にウエーハを支持させる支持手段とからなる熱処
   理装置において、 透明石英ガラス体で形成した反応容器本体をウエーハを
   直立状に収納可能に略扁平ドーム状に形成するととも
   に、前記支持手段の非熱処理区域側に非透明石英ガラス
   体を介装したことを特徴とする熱処理装置。
9. 【請求項９】 前記支持手段が半導体ウェーハを容器内
   にほぼ直立支持させる支持手段である請求項７若しくは
   ８記載の熱処理装置。
10. 【請求項１０】 前記支持手段は２枚のウエーハを適当
    間隔を隔てて並設直立状に支持するようにした支持手段
    である請求項９記載の熱処理装置。
11. 【請求項１１】 前記支持手段は、ウエーハを複数箇所
    で直立状に支持すべく、支持用溝を備えた複数個の支持
    部材を一体構成とした上部構成部材と、該部材を直立状
    に支持するベース部材とからなり、上部構成部材を透明
    石英ガラスで、又ベース部材を一部を不透明石英ガラス
    若しくは炭化珪素で構成した請求項９記載のシリコンウ
    エーハの熱処理装置。