JPH11204442A

JPH11204442A - 枚葉式の熱処理装置

Info

Publication number: JPH11204442A
Application number: JP1640598A
Authority: JP
Inventors: Wataru Okase; 亘大加瀬; Kazuji Aoki; 一二青木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1998-01-12
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】シャワーヘッド部のガス噴射面の温度を均一
化させることができる枚葉式の熱処理装置を提供する。【解決手段】処理容器１８内に収容された被処理体Ｗ
に対して所定の熱処理を施す枚葉式の熱処理装置におい
て、下端に開口部２０を有する真空引き可能になされた
筒体状の処理容器１８と、上端に前記被処理体を載置す
る載置面２８が形成されると共に下端に前記処理容器の
開口部を密閉するフランジ部３２が形成された有天井の
筒体状の載置台２４と、前記処理容器内へ所定の処理ガ
スを導入するために前記載置面に対向して設けられると
共に前記載置面に対向するガス噴射面に温調媒体を流す
シャワー温調媒体通路１１２が形成されたシャワーヘッ
ド部４６と、前記被処理体を加熱するために前記筒体状
の載置台の内部に設けられた加熱手段３８とを備えるよ
うに構成する。これにより、シャワーヘッド部のガス噴
射面の温度を均一化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
表面に熱処理を施すための枚葉式の熱処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造工程にお
いては、被処理体である半導体ウエハやガラス基板等に
成膜やパターンエッチング等を繰り返し行なうことより
所望の素子を得るようになっている。例えば、ウエハ表
面に成膜を施す処理装置には、一度に多数枚のウエハに
成膜処理を施すことができるバッチ式の処理装置と一枚
ずつ処理を行なう枚葉式の処理装置があり、成膜の種類
や製造量等に応じて両装置の使い分けがなされている。

【０００３】また、枚葉式の処理装置としては、例えば
複数枚のウエハの処理期間に亘って常時サセプタを加熱
状態とする抵抗加熱式の装置と、ランプからの熱によっ
て高速昇温が可能なランプ式の装置が知られている。ラ
ンプ式の処理装置は、ランプのオン・オフにより急速昇
降温が可能であるという利点を有するが、ランプは基本
的にはスポット照射であるためにウエハの面内均一加速
が難しいのみならず、ランプの寿命が短いことから頻繁
にランプを交換しなければならず、このためダウンタイ
ムが長くなる等の理由から、抵抗加熱ヒータが主に用い
られる傾向にある。

【０００４】特に、ウエハサイズが、例えば６インチか
ら８インチ、１２インチへと大型化するに従って、ウエ
ハ面内の均一加熱の必要性から抵抗加熱ヒータが主に用
いられる傾向にある。このような抵抗加熱ヒータを用い
た熱処理装置は、例えば特開平９−４５６２４号公報等
に開示されている。これを図６に基づいて簡単に説明す
ると、例えばアルミニウム製の処理容器２内には、例え
ばカーボン製の板状の載置台４がベース６上に設けられ
ており、この載置台４の上面に半導体ウエハＷが載置さ
れる。

【０００５】このベース６内には、加熱手段として例え
ば抵抗加熱ヒータ８が埋め込まれており、載置台４を介
してウエハＷを間接的に加熱するようになっている。ま
た、載置台４の上方には、これと平行に対向させて多数
の噴射孔１０を有するシャワーヘッド部１２が設置され
ており、処理容器２内へ処理ガスを導入するようになっ
ている。シャワーヘッド部１２の側壁は、これを冷却す
るための冷媒を流す冷却用冷媒通路１４が設けられてお
り、成膜時にここに不要な膜が付着しないようにしてい
る。熱処理として、例えば成膜処理を行なう時は、ウエ
ハＷを所定のプロセス温度に維持しつつ上記シャワーヘ
ッド部１２より処理ガスを供給して所定のプロセス圧力
を維持することにより行い、これによりウエハ表面に例
えばシリコンやシリコン酸化膜等の所定の材料の成膜を
行なうことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな装置例では、ウエハサイズが小さい場合には、これ
に対応してシャワーヘッド部１２の直径サイズも比較的
小さいことから、ウエハＷに対向するガス噴射面の温度
は、温度分布がなくて略均一に保たれるが、ウエハサイ
ズが８インチ及び１２インチへと大きくなるに従って、
シャワーヘッド部１２のガス噴射面の直径サイズも大き
くなり、そのためガス噴射面の中心部と周辺部との間で
温度差が生じて温度分布が発生する傾向にある。このよ
うにガス噴射面に温度差が生じて温度分布が発生する
と、この温度差がウエハ面の温度に影響を及ぼして熱処
理の不均一が増大し、例えば成膜処理の場合には、膜厚
の面内均一性を劣化させてしまうという問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、シ
ャワーヘッド部のガス噴射面の温度を均一化させること
ができる枚葉式の熱処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、処理容器内に収容された被処理体に対
して所定の熱処理を施す枚葉式の熱処理装置において、
下端に開口部を有する真空引き可能になされた筒体状の
処理容器と、上端に前記被処理体を載置する載置面が形
成されると共に下端に前記処理容器の開口部を密閉する
フランジ部が形成された有天井の筒体状の載置台と、前
記処理容器内へ所定の処理ガスを導入するために前記載
置面に対向して設けられると共に前記載置面に対向する
ガス噴射面に温調媒体を流すシャワー温調媒体通路が形
成されたシャワーヘッド部と、前記被処理体を加熱する
ために前記筒体状の載置台の内部に設けられた加熱手段
とを備えるように構成したものである。

【０００８】これにより、処理容器の下端の開口部は筒
体状の載置台のフランジ部により密閉され、被処理体
は、この載置台の上面の載置面上に直接載置されること
になる。熱処理時には筒体状の載置台の内側の大気圧側
に設置した加熱手段により被処理体は加熱され、載置面
に対向して設けたシャワーヘッド部から処理ガスを処理
容器内に導入して所定の熱処理を行なう。ここでシャワ
ーヘッド部のガス噴射面には、温調媒体を流すためのシ
ャワー温調媒体通路が設けられており、これに温調媒体
を流してガス噴射面の温度を積極的に調整している。こ
のため、シャワーヘッド部の直径サイズが大きくなって
もガス噴射面の温度をその面内方向において略一定に均
一に保つことが可能となる。温調媒体としては、例えば
チラーを用いることができ、熱処理の種類に応じて、こ
のチラーを加熱して供給したり或いは冷却して供給した
りして、加熱と冷却を選択的にできるようにし、ガス噴
射面の温度が所望の温度に均一になるように温調する。

【０００９】また、被処理体を搬出入する搬出入口の近
傍に昇降可能にシャッター部材を設けることにより、被
処理体から周囲を見た時の熱的等方性を補償することが
でき、この点よりも被処理体の面内温度の均一性を更に
向上することができる。特に、処理容器の側壁を温調し
ている場合には、このシャッター部材にも温調媒体通路
を設け、これにチラー等の温調媒体を流すことにより、
熱的に処理容器の側壁と等価にすることができ、容器内
の中心に位置する被処理体に対して熱的に悪影響を与え
ることがない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る枚葉式の熱
処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図
１は本発明に係る枚葉式の熱処理装置を示す断面構成
図、図２は図１に示す載置台の平面図、図３は加熱手段
と均熱板の温度制御を説明するための模式図、図４はシ
ャワーヘッド部を示す水平断面図、図５はシャッター部
材を示す図である。本実施例においては、枚葉式の熱処
理装置としてＣＶＤ（ＣｈｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を例にとって説明する。この
熱処理装置としてのＣＶＤ装置１６は、例えばアルミニ
ウム等により、円筒状或いは箱状に成形された真空引き
可能な処理容器１８を有しており、この処理容器１８の
下端は開放されて開口部２０となり、その周縁部は屈曲
されてフランジ部２２を形成している。

【００１１】そして、この処理容器１８の開口部２０
は、載置台２４により密閉されている。具体的には、こ
の載置台２４は、耐熱性及び耐腐食性が高く、熱透過性
のある材料、例えば石英により有天井の筒体状に成形さ
れている。この天井部２６の面積は、被処理体としては
半導体ウエハＷの直径と同等か、これ以上の大きさに設
定され、この天井部２６の上面が半導体ウエハＷを載置
するための載置台２８として構成される。この天井部２
６の表面全体は、この下方より入射する輻射熱を均等に
散乱させるように、例えばサンドブラス等により表面粗
化処理が施されている。

【００１２】この載置面２８の周縁部には、その周方向
に沿って等間隔で配置させて例えば石英製の複数の支持
ピン３０（図２参照）が設けられており、これによりウ
エハＷの裏面の周縁部と接触して支持するようになって
いる。図２ではこれらの支持ピン３０は３つ設けられて
いるが、その数量はこれに限定されない。この支持ピン
３０の高さＬ１は０．５〜１．０ｍｍ程度に設定されて
おり、ウエハＷの裏面と載置面２８との間に、熱効率を
劣化させることなく温度の面内均一性を確保するために
僅かな間隙を形成している。この載置台２４の下端部
は、外方へ屈曲されてフランジ部３２が形成されてお
り、このフランジ部３２を上記処理容器１８の開口部２
０のフランジ部２２にＯリング等のシール部材３３を介
して当接させて、その下方よりリング状の止め具３４で
押さえ込み、ボルト３６で気密に締め付け固定してい
る。これにより、処理容器１８内は気密状態になされ
る。

【００１３】そして、大気側へ開放されている載置台２
４の内部には、その天井部２６に接近させて加熱手段と
して面状になされた抵抗加熱ヒータ３８が設けられてい
る。この面状抵抗加熱ヒータ３８は、ウエハ径と同じ
か、それよりも大きな直径を有しており、例えば単位面
積当たりの発熱量が大きな２ケイ化モリブデンを主体と
するカンタル（商品名）を用いることができる。また、
この抵抗加熱ヒータ３８と天井部２６との間、具体的に
はこの抵抗加熱ヒータ３８の上面に、これと略同じサイ
ズの例えばＳｉＣ製の薄い均熱板４０が設けられてお
り、抵抗加熱ヒータ３８により均熱板４０を加熱し、こ
の輻射熱によりウエハＷを加熱し得るようになる。これ
により、ヒータ面における温度分布がこの均熱板４０に
より補償されるので、ウエハＷの面内温度をより均一に
加熱維持することが可能となる。

【００１４】ここで抵抗加熱ヒータ３８と均熱板４０
は、図３に示すよう同心円状に複数、例えば３つのゾー
ン３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ及び４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ
に区切られており、特に、抵抗加熱ヒータ３８は、各ゾ
ーン毎に独立して供給電力を制御できるようになってい
る。また、均熱板４０の各ゾーン４０Ａ、４０Ｂ、４０
Ｃの略中央部には例えば熱電対のような温度検出プロー
ブ４２が設けられ、この出力値に基づいて温度制御部４
４は抵抗加熱ヒータ３８の各ゾーン３８Ａ、３８Ｂ、３
８Ｃへ電力を供給することになる。この場合、放熱量が
中心側と比較して多くなる最外側のゾーン３８Ａには、
より多くの電力が投入される。

【００１５】図１に戻って、この処理容器１８の天井部
には、載置台２８と対向させて容器内へ処理ガスを導入
するための例えばアルミニウム製の本発明の特徴とする
シャワーヘッド部４６がＯリング等のシール部材４８を
介して気密に設けられる。このシャワーヘッド部４６
は、内部にガス拡散室５０を有しており、これは処理ガ
ス源や流量制御器を介設したガス供給系（図示せず）に
接続されたガス導入口５２に連通されている。このガス
拡散室５０内は、例えば直径が１〜４ｍｍ程度の多数の
ガス拡散孔５４を有する拡散板５６により上下に２段に
仕切られている。尚、この拡散板５６を２段以上設け
て、ガス拡散室５０内を３段以上の複数段に仕切るよう
にしてもよい。また、載置面２８と対向するガス噴射面
５８には、上記ガス拡散室５０へ連通された直径０．５
〜３ｍｍ程度の多数のガス噴射孔６０が設けられてお
り、処理空間に向けて処理ガスを均一に供給できるよう
になっている。

【００１６】そして、このガス噴射面５８には、図４に
も示すように温調冷媒を流すためにシャワー温調媒体通
路６２が設けられている。このシャワー温調媒体通路６
２は、例えば幅が５ｍｍ程度で、高さが８ｍｍ程度にな
されて、ピッチＬ３が例えば１２ｍｍ程度の間隔で多数
本平行に設けられた直線状媒体通路６４とシャワーヘッ
ド部４６の下端周縁部に設けたリング状媒体通路６６よ
りなり、各直線状媒体通路６４の両端は、上記リング状
媒体通路６６に連通されている。直線状媒体通路６４の
一端側が接続されるリング状媒体通路６６の中央部は、
シャワーヘッド部４６の側壁６８に形成された温調媒体
導入通路７０が連結されて、温調媒体を導入し得るよう
になっており、また、これと反対側におけるリング状媒
体通路６６の中央部は、シャワーヘッド部４６の側壁６
８に形成された温調媒体排出通路７２に連結されて、ガ
ス噴射面５８内を流れた温調媒体を系外へ排出し得るよ
うになっている。この温調媒体は循環使用されることに
なる。

【００１７】また、このシャワーヘッド部４６の側壁６
８にも、上記導入通路７０及び排出通路７２に連通させ
て、その周方向に沿ってリング状の側壁用媒体通路７６
が形成されており、シャワーヘッド部４６の側壁６８と
ガス噴射面５８を温度調整できるようになっている。特
に、温調媒体導入通路７０に連結される媒体通路７８に
は、媒体の温度を調整する媒体温調器８０が介設されて
おり、必要に応じて媒体を加熱した状態で供給したり、
或いは冷却した状態で供給したり選択できるようになっ
ている。

【００１８】上記シャワー温調媒体通路６２の形状及び
配列は、単に一例を示したに過ぎず、これに限定されな
い。そして、処理容器１８の側壁の下部には、その周方
向に沿って等間隔で３つのリフター機構８２（図２参
照）が設けられており、これによりウエハＷの裏面周縁
部を保持してこれを載置面２８の上方に昇降できるよう
になっている。具体的には、各リフター機構８２は処理
容器１８の側壁下部に設けたリフター開口８４にウエハ
Ｗの昇降ストローク以上の高さを有する所定の高さのリ
フター容器８６を気密に設け、この中にＬ字状に屈曲さ
せた例えば石英製のリフターアーム８８を収容し、この
先端に同じく石英製のリフター板９０を載置面２８の中
心方向に向けて取り付けている。そして、このリフター
アーム８８の基端部は、リフター容器８６に設けたリフ
ター昇降手段９２により昇降駆動される。このリフター
昇降手段９２は、上記リフター容器８６に対して伸縮可
能になされたベローズ９４を介して取り付けられたリフ
ター昇降ロッド９６を有しており、この先端に上記リフ
ターアーム８８の基端部を連結して気密に昇降可能とし
ている。

【００１９】また、載置台２４の載置面２８には、上記
リフター板９０の取り付け位置に対応させて、この降下
時に、リフター板９０の先端部を収容して逃がすための
浅い凹部状の逃げ溝部９８が等間隔で３カ所設けられて
おり、リフター板９０が載置面２８と干渉することを防
止している。また、処理容器１８の側壁には、ウエハＷ
を容器に対して搬出入する搬出入口１００が設けられ、
これには開閉可能になされたゲートバルブ１０２を介し
て例えば真空排気可能になされたロードロック室１０４
が連結されている。

【００２０】そして、処理容器１８の側壁には、この搬
出入口１００に臨ませてこの部分を覆うことができるよ
うにシャッター部材１０６が設けられている。具体的に
は、このシャッター部材１０６は、搬出入口１００の容
器側壁に形成した凹部１０８に位置させた所定の厚みの
アルミニウム製のシャッター板１１０を有しており、こ
れを昇降させることにより上記搬出入口１００を覆った
り、開放したりできるようになっている。このシャッタ
ー板１１０は、容器側壁に沿って例えば円弧状に形成さ
れており、容器側壁に対して面一となるようにしてい
る。これによりウエハＷから周囲を見た時に熱的な等方
性が確保できるようになっている。また、図５に示すよ
うにこのシャッター板１１０内には、これに温調媒体を
流すためのシャッター温調媒体通路１１２が形成され
て、この温度調節ができるようになっている。

【００２１】そして、このシャッター板１１０はこれを
所定のストロークだけ昇降させるシャッター昇降機構１
１４に連結される。具体的には、このシャッター昇降機
構１１４は、上端がＬ字状に屈曲された例えばアルミニ
ウム製の２本のシャッター昇降ロッド１１６を有してお
り、シャッター板１１０の両端を上記シャッター昇降ロ
ッド１１６の上端に接続して支持している。このシャッ
ター昇降ロッド１１６は、容器側壁の下部に設けたリフ
ター開口１１８に気密に接続したリフター容器１２０内
を通って下方に貫通して延びており、このリフター容器
１２０の貫通部には、伸縮可能になされたベローズ１２
２が介設されてシャッター昇降ロッド１１６を気密に昇
降可能としている。このシャッター昇降ロッド１１６
は、図示しない昇降手段により昇降される。

【００２２】そして、各シャッター昇降ロッド１１６内
には、媒体通路１２４が形成されており、この媒体通路
１２４を上記シャッター板１１０に設けたシャッター温
調媒体通路１１２と連通させることにより、必要に応じ
て所定の温度に設定された媒体を循環流通させるように
なっている。また、処理容器１８の側壁全体内には、温
調媒体を流すための側部温調媒体通路１２６が形成され
ており、これに温度制御された媒体を流してプロセスに
応じて側壁の温度を高温に或いは低温に維持するように
なっている。更に、この処理容器１８の側壁には、容器
内の雰囲気を排気するための排気口１３０が設けられて
おり、これには真空ポンプ等を介設した図示しない真空
排気系が接続されて容器内を真空引きできるようになっ
ている。

【００２３】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。まず、未処理の半導体ウエハＷ
を図示しない搬送アームによりロードロック室１０４か
ら開放されたゲートバルブ１０２を介して予め真空状態
に維持されている処理容器１８内に搬入し、これを上昇
させている３本のリフター板９０に受け渡す。そして、
搬送アーム（図示せず）を処理容器１８内から退避させ
た後に、リフター昇降手段９２を駆動することによりウ
エハＷの裏面を保持している３本のリフター板９０を同
時に降下させ、この降下に従って、ウエハＷの裏面は載
置面２８上に設けた３つの支持ピン３０に支持されて載
置面２８上に受け渡され、リフター板９０はそのまま降
下して逃げ溝部９８内に退避することになる。この時の
状態が図１に示されている。

【００２４】次に、ゲートバルブ１０２を閉じて、シャ
ッター昇降機構１１４を駆動してシャッター昇降ロッド
１１６を上昇させることによってシャッター板１１０を
上げて、搬出入口１００の内側をこれで覆う。この状態
で、予めプロセス温度に加熱されている、或いはプロセ
ス温度よりもある程度低い温度に加熱されている均熱板
４０に抵抗加熱ヒータ３８から更に熱を加えることによ
って、ウエハＷをプロセス温度まで昇温維持する。そし
て、更に、シャワーヘッド部４６から所定の処理ガス、
例えばシランガスと水素ガス等の成膜用ガスを処理容器
１８内へ供給しつつ内部を真空引きして所定のプロセス
圧力を維持し、熱処理として例えば成膜処理を施す。
尚、プロセス条件として、成膜温度は、ポリシリコンを
成膜する場合には、例えば６２０℃程度、アモルファス
シリコンを成膜する場合には、５８０℃程度であり、プ
ロセス圧力は、例えば５×１０^-3Ｔｏｒｒ程度である。
このプロセス条件は、単に一例を示したに過ぎず、これ
に限定されない。

【００２５】ここで、成膜は、ウエハＷの上面のみなら
ず、処理空間に露出している部材のあらゆる表面に付着
する傾向にあるが、ここではウエハＷの載置台２４とし
ては、処理容器１８の下方を密閉する石英製の蓋体を兼
用させているので、サセプタ等の余分な部材を処理空間
内に晒すことがない。従って、従来装置の場合には、薄
いサセプタを処理容器内に設置したことからこれに偏在
して成膜が付着して形態係数が変化したが、本実施例の
場合にはそのような不都合がなくなり、ウエハの面内温
度を略均一に維持することができる。また、余分な部材
を処理容器１８内から排除したので、その分、真空引き
時における脱ガス量が少なくなり、所定の真空度までの
真空引きを迅速に行なうことができる。また、ウエハＷ
は抵抗加熱ヒータ３８により直接加熱されるのではな
く、ヒータ３８の上に設けた均熱板４０を加熱し、これ
からの輻射熱によりウエハＷを間接的に加熱するように
なっているので、ヒータ３８の面内に熱分布が生じて
も、これを均熱板４０が補償することができる。従っ
て、この点よりも、ウエハの面内温度の均一性を高める
ことができる。

【００２６】また、図３にも示すように均熱板４０は、
例えば同心円状のゾーン４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ毎に抵
抗加熱ヒータ３８の各ゾーン３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃに
より個別に温度制御されるので、例えば中心よりも放熱
量が大きくなる傾向にある外側ゾーン４０Ａにはそれだ
け多くの熱量を投入できるようになって、より細かな温
度制御を行なうことができる。このゾーン数は、３ゾー
ンに限定されず、ウエハサイズが６インチと小さい場合
には２ゾーンにしてもよいし、ウエハサイズが８インチ
或いは１２インチと大きい場合には、図示例のように３
ゾーン或いは更に大きなゾーン数に分けるようにしても
よい。また、上記抵抗加熱ヒータ３８や均熱板４０は、
凹部状の載置台２４の内側である大気側に設けているの
で、このメンテナンス作業においては処理容器１８内の
真空を破る必要がなく、メンテナンス作業を迅速且つ容
易に行なうことが可能となる。

【００２７】更に、ウエハＷは、載置面２８上に３本の
支持ピン３０により僅かな間隙を介して支持されている
ので、加工性が劣る故に平坦性を出し難い石英製の載置
面２８上に直に置く場合と比較して、ウエハに輻射熱が
より均一に当たる傾向となり、この点よりもウエハ温度
の面内均一性を向上させることができる。一方、シャワ
ーヘッド部４６のガス導入口５２から上段のガス拡散室
５０内へ導入された処理ガスは、この中で水平方向に拡
散しながらガス拡散板５６に設けた多数のガス拡散孔５
４を通って下方に流れ、更に下段のガス拡散室５０内へ
流れ込んで拡散しながら多数のガス噴射孔６０から処理
空間に放出されることになる。

【００２８】この時、シャワーヘッド部４６の側壁６８
に形成された側壁用媒体通路６８には温調媒体が流れ、
また、ガス噴射面５８に形成された図４に示すような直
線状媒体通路６４にも温調媒体が流れ、この側壁６８や
ガス噴射面５８を所定の温度に維持することになる。温
調媒体としては、例えばチラーが用いられ、熱処理とし
て例えばプロセス温度が６００℃程度でポリシリコンや
アモルファスシリコン等を成膜している場合には、媒体
として例えば０〜２５℃程度に冷却したチラーを流し
て、側壁６８及びガス噴射面５８を例えば４０〜６０℃
程度に均一に冷却する。特に、図４に示すように直線状
媒体通路６４はガス噴射面５８の略全面に亘って設けら
れているので、これを上述したような低温に均一に冷却
して維持することができる。

【００２９】従来の装置例にあっては、ガス噴射面に何
ら温調機能を設けていなかったので、特にウエハサイズ
が１２インチ程度に大きくなった場合には、このガス噴
射面に僅かながらに場所によって温度差が生じて温度分
布が発生する場合があり、この温度分布に起因してウエ
ハ上に形成される成膜の膜厚の面内不均一性が劣化する
場合が発生したが、本実施例のように、ガス噴射面５８
を例えば強制的にある程度まで冷却することにより、ガ
ス噴射面５８に温度差がほとんど生ずることがなくな
り、これを略面内均一な温度に維持することができる。
このため、ガス噴射面の温度分布が抑制されるので、大
口径サイズのウエハにも膜厚の均一な成膜を形成するこ
とが可能となる。特に、ウエハサイズが大きい場合に
は、ガス噴射面５８の中心部の温度が高くなり、周縁部
の温度が低くなる傾向にあるが、本実施例の場合には、
中心部と周縁部の温度差をなくしてこれを均一化させる
ことができる。チラーの流量や温度は、冷却すべき温度
に合わせて適宜選択すればよい。

【００３０】また、ここでは冷却されたチラーを流して
ガス噴射面５８を均一に冷却したが、成膜の種類或いは
熱処理の種類によっては、加熱したチラーを流してガス
噴射面を均一に加熱する場合もある。例えばシリコンナ
イトライド膜や表面酸化処理等を行なう場合には、プロ
セス温度が高いことから加熱したチラーをガス噴射面に
流してガス噴射面を均一に加熱することになる。更に、
シャワーヘッド部４６の側壁６８の部分も上述のように
冷却されているので、ここに不要な成膜が付着すること
を防止することができる。

【００３１】一方、シャワーヘッド部４６の冷却と同時
に、処理容器１８の側壁に設けた側部温調媒体通路１２
６及びシャッター部材１０６のシャッター板１１０に設
けたシャッター温調媒体通路１１２（図５参照）にも媒
体として例えば０〜６０℃程度に冷却されたチラーを流
してこれを冷却している。これにより、容器側壁やシャ
ッター板１１０にポリシリコンやアモルファスシリコン
などの不要な成膜が付着することを防止することができ
る。特に、本実施例では、シャッター板１１０は上昇し
て搬出入口１００の側面を覆うようになされており、し
かも、容器側壁とシャッター板１１０の曲面が面一状態
となっているので、ウエハを中心として周囲を見た場合
に熱的等方性が確保されていることになる。従って、搬
出入口１００に臨むウエハ部分が他の部分と比較して温
度が低下することもなく、この点よりもウエハ温度の面
内均一性をより向上させることが可能となる。

【００３２】この側壁やシャッター板１１０の冷却温度
も、不要な成膜が付着しない温度ならば、上記したよう
な冷却温度に限定されないのは勿論である。尚、メンテ
ナンス時のように処理容器１８内を開放する場合には、
各媒体通路に加熱したチラーを流して各部材に空気中の
水分が付着することを防止し、その後の真空引き操作を
迅速に行なうようにする。また、ここでは熱処理として
成膜処理を行なった場合を例にとって説明したが、これ
に限定されず、酸化処理、アニール処理、拡散処理、エ
ッチング処理等にも適用できるのは勿論である。更に、
被処理体としては、半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ
基板やガラス基板等も適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の枚葉式の
熱処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮
することができる。載置台に対向させて設けたシャワー
ヘッド部のガス噴射面にシャワー温調媒体通路を設けて
これに温調媒体を流すことにより積極的に温度調整を行
なうようにしたので、特にガス噴射面の直径サイズが大
きくなった場合にあっても、ガス噴射面内における温度
分布を抑制してこのガス噴射面の温度の面内均一性を大
幅に向上させることができる。従って、ガス噴射面が被
処理体に対して熱的に悪影響を与えることがなくなり、
被処理体に対する熱処理の面内均一性を高めることがで
き、例えば成膜処理の場合には、膜厚の面内均一性を向
上させることができる。また、被処理体を搬出入する搬
出入口の近傍にシャッター部材を設けることによって、
被処理体から周囲を見た時の熱的等方性を確保すること
ができ、この点よりも被処理体温度の面内均一性を向上
させることができる。また、処理容器の側壁を温調する
場合には、このシャッター部材にも温調媒体通路を設け
て温調媒体を流すことにより、被処理体から周囲を見た
時の熱的等方性を一層確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る枚葉式の熱処理装置を示す断面構
成図である。

【図２】図１に示す載置台の平面図である。

【図３】加熱手段と均熱板の温度制御を説明するための
模式図である。

【図４】シャワーヘッド部を示す水平断面図である。

【図５】シャッター部材を示す図である。

【図６】従来の枚葉式の熱処理装置を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１６ＣＶＤ装置（熱処理装置）１８処理容器２０開口部２４載置台２８載置面３０支持ピン３２フランジ部３８抵抗加熱ヒータ（加熱手段）４０均熱板４６シャワーヘッド部６２シャワー温調媒体通路６４直線状媒体通路６６リング状媒体通路８２リフター機構９０リフター板９２リフター昇降手段９８逃げ溝部１００搬出入口１０６シャッター部材１１０シャッター板１１２シャッター温調媒体通路１１４シャッター昇降機構Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理容器内に収容された被処理体に対し
て所定の熱処理を施す枚葉式の熱処理装置において、下
端に開口部を有する真空引き可能になされた筒体状の処
理容器と、上端に前記被処理体を載置する載置面が形成
されると共に下端に前記処理容器の開口部を密閉するフ
ランジ部が形成された有天井の筒体状の載置台と、前記
処理容器内へ所定の処理ガスを導入するために前記載置
面に対向して設けられると共に前記載置面に対向するガ
ス噴射面に温調媒体を流すシャワー温調媒体通路が形成
されたシャワーヘッド部と、前記被処理体を加熱するた
めに前記筒体状の載置台の内部に設けられた加熱手段と
を備えたことを特徴とする枚葉式の熱処理装置。
【請求項２】前記温調媒体は、熱処理の種類に応じて
加熱と冷却とを選択的に行なうことができることを特徴
とする請求項１記載の枚葉式の熱処理装置。
【請求項３】前記処理容器の側壁には、前記被処理体
を搬出入するために開閉可能になされた搬出入口が設け
られると共に、この搬出入口の近傍には昇降可能になさ
れたシャッター部材が設けられることを特徴とする請求
項１または２記載の枚葉式の熱処理装置。
【請求項４】前記処理容器の側壁及び前記シャッター
部材には、温調媒体を流す温調媒体通路が形成されてい
ることを特徴とする請求項３記載の枚葉式の熱処理装
置。