TW200534394A - Vertical heat treatment device - Google Patents

Description

200534394 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本务明係關於一-人對多數片之被處理物進行熱處理的直 式熱處理裝置。 【先前技術】 半導體裝置之製造中，為了對被處理物例如半導體晶圓 進行氧化、擴政、CVD (Chemical Vapor Deposition ;化學蒸鑛法） 等之處理，目前使用各種的熱處理裝置。並且，其中之一 已知為可一次對多片之被處理物進行熱處理的直式熱處理 裝置。 此直式熱處理裝置一般包含在下端具有開口部之石英製 的處理容器。在該處理容器内容納固定多片被處理物的固 定具。上述開口部以蓋體密閉，藉由設置於處理容器周圍 之加熱器加熱被處理物，在指定的處理氣體環境下進行指 定的熱處理（參照例如特開2003-25795 8號公報）。 圖10為以往之直式熱處理裝置的主要部分放大剖面圖。 圖10所示之處理容器1〇2不僅下端具有開口部（爐口）1〇3，並 且，下端的外圍具有凸緣104。該凸緣1〇4被金屬製之凸緣 固定器105所支撐。處理容器102之開口端1〇2&(下端）被蓋體 108抵接而閉塞。上述蓋體108為金屬製之例如不鏽鋼製。 於蓋體108，作為密封該蓋體108與處理容器1〇2之開口端 1 〇2a之間的氣密材，介以安裝槽丨6丨安裝有耐熱樹脂製之密 封環160。 【發明内容】 93639.doc 200534394 然而，在上述直式熱處理裝置中，金屬製之蓋體ι〇8的内 面（上面）暴露於處理容器102内。因此，蓋體1〇8之内面會被 具有腐蝕性之處理氣體所腐蝕，造成被處理物的金屬污 此外，上述處理容器102之開 口端102a與蓋體1〇8之間雖 夾有密封環160,然而，處理容器1〇2内抽真空時外氣（外部 的氣體）可能會由密封環160附近被吸入處理容器ι〇2内。在 此情況中’被處理物會被該氣流所污染。 通路⑹。然而，如將蓋體1〇8冷卻過度日寺，蓋體1〇8内面會 易於附著處理氣體之反應副產物。因&，冷媒的溫度管理 (例如水冷的0N/0FF控制）非常困難。此外，蓋體ι〇8外面（下 面)為了防止反應副產物的附著’可裝有加熱蓋體1〇8用的 加熱器164。 更進-步地，由於上述密封環160接觸於高溫的處理容器 102之開口端黯，因此，耐久性易降低。為了抑制密封環 160的财久性降低，可在蓋體⑽之密封_㈣近設置冷媒 本發明為有㈣上料事者，其目的在於提供可解決蓋 體腐蚀之問題的直式熱處理裝置。此外，本發明之目的在 :提供可解決外氣由密封環附近流人之問題的直式熱處理 裝置。更進一步地’本發明之目的在於提供可提高密封環 财久性的直式熱處理裝置。 本發明為_種直式熱處理裝置，其特徵為包含：石英製 之處理容11 ’其係於下端具有開口部；蓋體，其係設於上 述開σ卩下方，為了開闔上述開口部而可升降；固定具， 其係㈣上述蓋體上’可多層地固定複數片的被處理物·， 93639.doc 200534394 及加熱手段，其係設於上述處理容器之周圍；上述蓋體具 有.石英製之内側盍部，其係抵接於上述開口部之下端面； 及金屬製之外側蓋部，其係被覆於該内側蓋部之外圍面； 上述内側蓋部外圍上方部位於比上述開口部下端面之外緣 更内側的位置，上述外側蓋部之内緣上方部上，設有抵接 於上述内側蓋部之外圍上方部之面及上述開口部之下端面 而對此等之間加以密封的密封環。 依本發明，石英製之内側蓋部之外圍上方部之面與處理 容器之開口部之下端面之間有以密封環密封，因此，不僅 可解決蓋體（特別為外側蓋部）腐蝕的問題，並且，可解決由 密封環附近外氣流入的問題。 上述外側蓋部之上述密封環附近，偏好設有為了冷卻該 密封環的冷媒之通路。 在此情況中，可有效地冷卻密封環，有助於提升密封環 的耐久性。 < 此外’上述内側蓋部與±述外侧蓋部之間形成有空間， 上述空間内偏好以不與該内側蓋部接觸方式設置為了加熱 上述内側蓋部的面狀之加熱器。 之摺動所導 在此情況中，可避免内側蓋部與加熱器之間 致之發塵問題。 :外’本發明為一種直式熱處理裝置，其特徵為包含: :夬製之處理容器，其係於下端具有開口#;蓋體，其係 ，於上述開π部下方，》了_上述開口部而可升降；固 定具’其係設於上述蓋體上，可多層地岐複數片的被處 93639.doc 200534394 理物；及加熱手段，其係設於上述處理容器之周圍；上述 蓋體具有：石英製之内側蓋部，其係抵接於上述開口部之 下端面；及金屬製之外側蓋部’其係被覆於該内側蓋部之 外圍面；相互抵接之上述開口部之下端面及上述内側蓋部 之上端面施有鏡面加工。 依本發明，被鏡面加工之開口部之下端面及被鏡面^ 之内侧蓋部之上端面相抵接，_，兩面無需使用密封環 便被密封，可解決蓋體（特別為外側蓋部am、 偏好在上述開口部之外圍設有第一凸緣，上述第一凸緣 位於比上述開口部之下端面更上側等位置，上述内側蓋部 之外圍設有第二凸緣’上述第二凸緣位於比上述内側蓋部 之上端面更為下側的位置，上述第一凸緣上介以樹脂製之 平板设有金屬製之凸緣固定器，上述凸緣固定器上設有對 上述第一凸緣與該凸緣固定器間進行密封的第;;密=環、’ 及對上述第二凸緣與該凸緣固定品間進行密封的第二=封 環’由上述第一密封冑、上述第一密封環至上述第二密封 %止之上述凸緣固定器之内側面、上述第二密封環、比上 述第二密封環更為内側之上述第二凸緣的上面、上述第二 凸緣至上述上端面止之上述内側蓋部的外圍面、上述下端 面至上述第一凸緣止之上述開口部的外圍面、及比上述第 -密封環更為内側之上述第_凸緣的下面形成了真空排氣 用之通路。 在此情況中，有助於處理容器與蓋體之間之密封性的提 升，此外’可使來自第一密封環及第二密封環附近之外氣 93639.doc 200534394 被真空排氣。 =外，偏好在上述外側蓋部之t央形成中央開口部，上 上 1 = 口部之下面，固定有為了塞住該中央開口部而使 疋具旋轉的旋轉導人機制之第三凸緣，上述旋轉導 μ幾歡轉軸部由上述第三凸緣之中央部向上方延伸，上 述内側蓋部之中麥卜花；士、士 ^ 、形成有包圍上述轉軸部之輪轂部，在 ::互：接之上述輪轂部之下端面與上述第三凸緣之上面 Β ’设有雙重的第三密封環及第四密封環，上述第三穷封 核上形成有對由上述輪轂部之下端面、該第三凸緣之上 面、第二密封環及第四密封環區隔出來之空間進行真空吸 引之排氣孔。 〃 在此情況中’⑽蓋部之輪㈣與旋轉導人機制之第 凸緣之間的密封性會提升。 、在此，況中，上述排氣孔偏好連接於上述真空排氣用之 通路。精此，不僅易於對雙重之密封環間進行真空吸收， 亚且，易於排出由外側之密封環流入之外氣。 此外，上述凸緣固定器上偏好旋入有抵接於上述第一凸 緣外圍面上而在該凸緣固定器與上述第—凸緣之間形成指 定間隙的樹脂製之複數個擋板元件。 在此情況中，可防止因為石英製之第一凸緣與金屬製之 凸緣固定器接觸所造成的第一凸緣破損。 ^外’本發明為—種直式熱處理裝置，其特徵為包含·· 石英製之處理容器，其係於下端具有開"；蓋體，豆係 設於上述開σ部下方1 了開闔上述開Π部而可升降；固 93639.doc -10- 200534394 凸緣上面之間而固定上述第四凸緣的第二凸緣固 ㈣’糸設於上述蓋體上，可多層地以複數片的被處 “勿’及加熱手段，其係設於上述處理容器之周圍；上述 盍體具有：石英製之内側蓋部，其係抵接於上述開口部之 下端面；及金屬製之外側蓋部，其係被覆於該内側蓋部之 外圍面；上述内側蓋部外圍上方部位於比上述開口部下端 面之外緣更内㈣，上述内側蓋部之外圍下方部設有第四凸 緣，上述外側蓋部設有位於上述開口部下端面與上述第四 器，上 述第二凸緣固定器上設有將上述開口部下端面與該第二凸 緣固定之間密封起來的第五密封環、及將上述第四凸緣上 面與該第二凸緣固定器之間密封起來的第六密封環，上述 第二凸緣固定器内部設有為了冷卻上述第五密封環及第六 密封環的冷媒之通路。 依本發明，内側蓋部之第四凸緣上面與處理容器之開口 部下端面之間會被第二凸緣固定器、第五密封環及第六密 封環所密封，因此，不僅可解決蓋體（特別為外側蓋部）腐蝕 的問題，並且，可解決由密封環附近外氣流入的問題。更 進一步地，由於能夠有效地冷卻密封環，因此，有助於密 封環的耐久性之提升。 偏好在上述内側蓋部上面設置有可儲存水溶液的儲液 部，在上述處理容器内圍面的下方部設置將該處理容器内 圍面發生之會流下來之水溶液引導至上述儲液部的導液 部。 在此情況中，可防止上述水溶液滲入内側蓋部與處理p 93639.doc -11 - 200534394 之表面粗糙、金屬製 該效果在使用氟化氫 之接觸面。藉此’可防止該接觸面上 之凸緣固定器及外側蓋部的腐蝕等。 進行乾式洗淨處理時特別有用。 上【=二例如可《“英製之健液盤來構成。 、、下依Ik附之圖式來詳細說明本發明之實施方式。圖工 為本么明之第一貫施方式之直式熱處理裝置之縱向剖面 圖。圖2為圖1之直式熱處理裝置之主要部分放大剖面圖。

二圖1所不’直式熱處理裝置i包含可容納多數片例如為 丰=晶圓W之被處理物而進行指定之熱處理的直式之處 理谷益2。此處理容器2由具有耐熱性及耐錄之石英（石英 、、璃）所幵/ A。處理容器2上端形成為圓頂狀，具體而言為 逆漏斗狀’下端作為爐口 3而開口。上述處理容器2的開口 的外圍5又有凸緣4(第一凸緣）。該凸緣4介以凸緣固定器5 而：定於未圖示之基板上。處理容器2之頭部中央上，設有 ^，的排氣&部6。此排氣管部6上連接有可使處理容器2 =至例如11 〇 kgf左右之指定壓力之排氣系統的配管 =述處理容器2之周圍設有可將處理容器2内加熱控制在 旨定溫度例如300至12〇〇°C的圓筒狀之加熱器90。 、處理之下方，有可對處理容器2之爐口（下端開口）3 H闔之蓋體8設置成能夠以未圖示之升降機制進行升 降。：該蓋體8上方，設有能在上下方向上以指定間隔多層 :口疋硬數片例如25片左右之晶圓w的石英製之晶舟(固定 具）9。此晶舟9在下部中央部具有支柱1〇，該支柱1〇被連接 93639.doc -12- 200534394 於設在蓋體8中央部之旋轉導入機制丨丨之轉軸部12。 上述蓋體8之中央部上，有以不會干涉到上述支柱1〇的狀 態，設有作為抑制爐口 3等之放熱之隔熱手段的熱力偶塞 13本μ知♦方式之熱力偶基13主要包含··複數支之腳柱14， 其係立設於蓋體8上；下部加熱器丨5，其係約略水平地設置 在此等腳柱14上端部上，由面狀發熱體所形成；及複數片 之隔熱板16，其係在腳柱14之高度方向上，以指定間隔配 置。 上述蓋體8係如圖2所示般地包含：石英製之内側蓋部 17，其係抵接於上述處理容器2之開口端（開口部下端）2a ; 及金屬製之外側蓋部18,其係被覆於該内側蓋部17之外面。 上述内側蓋部17之外緣上側部位於比上述處理容器2之 開口立而2 a之外緣更内側的位置上。上述内側蓋部1 7之中央 部上，有為了插通上述轉軸部的輪轂部丨9向下延伸。内側 蓋部17之周緣部上有抵接於上述處理容器2之開口端2a的 環狀之抵接面2 0向上突出形成。此外，内側蓋部1 7之外緣 下側部形成有凸緣21 (第二凸緣）。 上述外側蓋部18之中央部上，設有為了使上述晶舟9旋轉 的旋轉導入機制11。此旋轉導入機制丨丨具有：凸緣22(第三 凸緣），其係固定於上述外側蓋部18的下面；及轉軸部12， 其係由该凸緣2 2之中央向上方突出。為了塞住上述外側蓋 部1 8之中央部上形成之開口部23，外側蓋部丨8的下面連接 有旋轉導入機制11之凸緣22。 上述内側蓋部17之輪轂部19之下端部與上述旋轉導入機 93639.doc •13- 200534394 制11之凸緣22之間，設有密封此等之間的密封環24。 外側蓋部1 8的周緣部上形成有環狀的***部25。此*** 部25的内側上面，有上述内側蓋部17之凸緣21介以耐熱樹 脂製之平板26而被載置。此外，上述***部25上有為了固 定内側蓋部1 7之凸緣21的環狀之凸緣固定器27以螺絲28安 裝成可自由拆裝。凸緣固定器27構成了外側蓋部18之一部 分。凸緣固疋器2 7之上端部的内緣設有接觸於上述内側蓋 部17之上端部之外圍面及上述處理容器2之開口端2a之下 面而雄、封此4之間的耐熱樹脂製例如特氟隆（登錄商標）製 之密封環29。上述凸緣固定器27之上端部之内圍面（内緣上 緣部）上，形成有固定上述密封環29的環狀之固定槽3〇。凸 緣固定器27之密封環29附近（例如正下方），設有冷卻該密封 環29的冷媒通路（例如冷卻水通路）3 1。 如圖1及圖2所示，内側蓋部17與外側蓋部18之間，有加 熱内側蓋部17的面狀之加熱器32以不接觸到内側蓋部丨7的 方式設置。具體而言，内側蓋部17與外側蓋部18之間形成 環狀的中空室33，在此中空室33内，加熱器32被支撐在外 側蓋部18的上面。對應於外側蓋部18之上述加熱器32的部 分上，設有冷媒通路34。上述加熱器32乃將電阻發熱線以2 片雲母板由上下夾住後，更進一步地以2片不銹鋼板上下夾 住熱壓接而成。由於加熱器32未接觸於内側蓋部17，因此， 上述内側蓋部會由其背面被以輻射加溫方式加溫而非導 熱加溫方式。A 了提高輻射效率，上述加熱器32的輻射面 施有黑色系或暗色系的表面處理，例如氧化鈦（DO〗）之電 93639.doc -14· 200534394 另-方面，上述處理容器2之凸緣固定器5如圖4所亍，包 含：下部扣環35,其係抵接於處理容器2之凸緣^下面來 支撐處理容器2;中間扣環36’其係載置於下部扣心上， 包覆上述凸緣4之外緣；上部扣環37，其係配置於中、間扣環 36 1住上述凸緣4的上面；及未圖示之螺絲，其係將上部 扣環介以中間扣環36固定於下部扣環35。 上述扣環37被分割成複數個。下部扣環35與凸緣*之間及 上部扣環37與凸緣4之間’分別存在有耐熱樹脂製之平板 38。如圖4及圖5所示，中間扣環36上會有樹脂製或偏好之 财熱樹脂製的複數個擋板元件39在直徑方向上貫通而旋 入，此等複數個擋板元件39係抵接於凸緣4之外緣部而在該

凸緣4與中間扣環36間形成指定的間隙例如i酿的間隙S 者。 ” 下部扣環35上設有密封其與凸緣4之間的密封環4〇。下部 扣環35之㈣環4G附近設有為了冷料㈣⑽的冷媒通 路（例如冷卻水通路）41。 此外，圖1中，42為設在虛锶六的，> π μ 处里谷之凸緣4的處理氣體導 入口。圖2中，43為上述下邱士為抑 4卜邛加熱态15之電源線等的*** 口。圖5中，44為定位銷。 依據由上述構造形成之直式熱處理裝置卜其包含：石英 製之處理容器2’其係於下端具有開口部；蓋體8,其係設 方’為了開閨上述開口部而可升降；晶舟 9’其係設於上述蓋體8上，^ 了夕層地固定複數片的被處理 93639.doc -15- 200534394 物；及加熱器90，其係設於處理容器2之周圍；蓋體8具有： 石英製之内側盍部1 7，其係抵接於上述開口部之下端面 2a ;及金屬製之外側蓋部18，其係被覆於該内側蓋部17之 外圍面；内側蓋部1 7的外圍上方部位於比上述開口部的下 端面2a之外緣更内側的位置上，外側蓋部1 $之内緣上方部 上’設有抵接於内侧蓋部17之外圍上方部之面及上述開口 部之下端面2a而對此等之間加以密封的密封環29，内側蓋 部17的外圍上方部之面與處理容器2之開口部之下端面2a 之間以密封環29加以密封，因此，不僅可解決蓋體8(特別 為外側蓋部18)腐蝕的問題，並且，可解決由密封環29附近 之外氣流入之問題。 此外，外側蓋部18的密封環29附近設有為了冷卻該密封 ί衣29的冷媒通路3 1，因此，可有效地冷卻密封環29，有助 於密封環29的耐久性。特別在當冷媒通路31設置在離開處 理容器2内的位置的情況中，將不需要冷媒的溫度管理（例 如水冷的ΟΝ/OFF控制），有助於冷卻系統的簡化。 此外，内側蓋部17與外側蓋部18之間形成有空間，在該 空間内，有為了加熱内側蓋部17的面狀之加熱器32設置成 未接觸到内側蓋部17，因此，#以避免内側蓋則？與加熱 為3 2之間因為摺動導致的發塵之問題。 此外，凸緣固定器5上有抵接於凸緣4之外緣部而在該凸 緣固定器5與凸緣4之間形成指定間隙s的樹脂製之複數個 ,板元件39徑方向上貫通而旋入，因此，可防止由排氣管 部6進行之真空排氣時施加於處理容器2之外力等造成石英 93639.doc 200534394 製之凸緣4與金屬製之凸緣固定器5部分接觸所致之凸緣4 之破損。 圖3為本發明之第二實施方式之直式熱處理裝置之主要 部分放大剖面圖。圖3中，與圖1至圖2的實施方式相同的部 分標有相同的符號。 本實施方式之直式熱處理裝置1中，為了在蓋體8關閉時 使處理容器2之開口端2a與内側蓋部17密合，處理容器2之 開口端2a及内側蓋部17之抵接面20施有鏡面加工（例如，平 坦度：0·1 μηι，面粗度：Ra〇』i μιη)。如圖3所示，上述凸 緣4上介以樹脂製之平板38設有金屬製之凸緣固定器5。該 凸緣固定器5設有密封其與上述凸緣4之間的第一密封環 40，此外，設有密封其與内側蓋部17之間的第二密封環判。 此外，如圖3所示，設有為了對上述凸緣4及内側蓋部17的 外緣的空間區域進行真空排氣的環狀的排氣通路46。具體 而言，由第一密封環40、第一密封環4〇至第二密封環45止 之凸緣固定器5之内側面、第二密封環45、比第二密封環45 更内側的凸緣21的上面、凸緣21至抵接面2〇止之内側蓋部 1 7的外圍面、抵接面20至凸緣4止之開口部之外圍面、比第 一密封環40更内側之凸緣4的下面形成了排氣通路46。凸緣 4上設有連通至上述排氣通路46而向直徑方向外側延伸的 排氣孔72。此排氣孔72上連接有未圖示之真空泵。作為真 空泵，為了得到高真空以乾式泵與渦輪分子泵的組合為佳。 上述内側蓋部17的中央部上，有為了***上述轉軸部i 2 的輪轂部19向下延伸。旋轉導入機制丨丨的凸緣22與内側蓋 93639.doc •17- 200534394 部η的輪穀部19的下端接觸面之間，有密封環…、施（第 三密封環及第四密封環)以同心圓狀雙重設置。旋轉導入機 制U的凸緣22上，設有為了對雙重之密封環24a、24b構成 的空間進行真空吸引的排氣孔47。如圖3所示，此排氣孔47 介以配管做料49而連接於上㈣氣通路^通路微 於内側蓋部17。 依據由上述構造形成的直式熱處理裝置丨，其包含：石英 製之處理容器2,其係於下端具有開口部；蓋體8，其係設 於上述開口部下方，為了開闔上述開口部而可升降；晶舟 9,其係設於上述蓋體8上，可多層地固定複數片的被處理 物；及加熱器90,其係設於上述處理容器2之周圍；蓋體8 具有：石英製之内側蓋部17，其係抵接於上述開口部之下 端面2a，及金屬製之外側蓋部丨8，其係被覆於該内側蓋部 17之外圍面；相互抵接的上述開口部之下端面。及内側蓋 部17之上端面20施有鏡面加工，被鏡面加工之開口部之下 端面2a與被鏡面加工之内側蓋部17之上端面2〇會抵接，因 此，可解決蓋體8(特別為外側蓋部1 8)腐蝕的問題。此外， 基本上’無需使用密封環便可使兩面密封，因此，無需再 顧及密封環的耐久性的問題、密封環附近之外氣的問題及 密封環的冷卻的問題。 此外’上述開口部之外緣上設有凸緣4，凸緣4位於比上 述開口部之下端面2&更上側的位置上，内側蓋部17的外圍 設有凸緣21，凸緣21位於比内側蓋部17之上端面20更下側 的位置上，凸緣4上介以樹脂製之平板3 8設有金屬製之凸緣 93639.doc -18 - 200534394 固定器5，凸緣固定器5上設有密封凸緣4與該凸緣固定器5 之間的第一密封環40、及密封凸緣2 1與該凸緣固定器5之間 的第二密封環45，由第一密封環40、第一密封環4〇至第二 密封環45止之凸緣固定器5的内側面、第二密封環45、比第 一禮封丨衣4 5更内側之凸緣2 1的上面、凸緣2 1至上述上端面 20止之内側蓋部17的外圍面、由上述下端面以至凸緣4止之 上述開口部之外圍面、比第一密封環4〇更内側之凸緣4之下 面來形成真空排氣用的通路46，因此，可提升處理容器2 與蓋體8之間的密封性，此外，可使源自第一密封環4〇及第 籲 二密封環45附近之外氣被真空排氣。 此外，外側蓋部18的中央上，形成有中央開口部，上述 中央開口部的下面固定有為了封住該中央開口部而轉動晶 舟9的旋轉導入機制丨丨之凸緣22，旋轉導入機制11之轉軸部 12由凸緣22的中央部向上延伸，内側蓋部口的中央上，形 成有包覆轉軸部12的輪轂部19，相互抵接之輪轂部19的下 端面與凸緣22的上面之間，設有雙重的第三密封環％及第 四密封環糾，凸緣22上形成有為了對由輪較部19之下端鲁 面、凸緣22之上面、第三密封環24a及第四密封環爲區隔 出來^空間進行直空吸引的排氣孔47’因此，有助於提高 内側盘部17之輪較部19與旋轉導人機制11之凸緣22間之密 外卜排氣孔47因為連接於真空排氣用的通路46，不僅 可簡易地對雙重的密封環24a、24b間進行真空吸引，並且， 可簡易地對由該雙重之密封環24a、24b發生之外氣進行排 93639.doc -19- 200534394 氣。 圖6為本發明之第三實施方式之直式熱處理裝置之主要 部分放大剖面圖。在本實施方式中，與上述實施方式相同 的°卩刀會仏示相同的符號而省略其說明。 關閉石英製之處理容器2之下方開口端的蓋體8包含··石 央製之内側蓋部17,其係抵接於上述處理容器2之開口端； 及金屬製之外側蓋部1 8，其係包覆該内側蓋部丨7之外面。 内側蓋部17之外圍上側部（外圍上半部）上，形成有比處 理容器2之開口端外圍更凹向内側的環狀凹部5〇。内側蓋部 17之外圍下侧部（外圍下半部）形成有凸緣21。 外側盍部18設有位於上述環狀凹部5〇而固定内側蓋部口 之凸緣21的凸緣固定器27(第二凸緣> 該凸緣固定器27的上 W上5又有接於上述處理容器2之開口端下面的第五密封環 51。此外，該凸緣固定器27的下部上，設有接於上述凸緣 21上面的第六密封環52。上述凸緣固定器”之内部中，設 有為了冷卻第五密封環51及第六密封環52的冷媒通路（例 如冷卻水通路）31。 上述凸緣固疋裔27形成為剖面為約略反L字形（具有錯直 部及水平部）且被覆於凸緣21上之環狀。此凸緣固定器27以 固定内側蓋部17之凸緣21的狀態，可拆裝般地以螺絲以被 安裝固定於外側蓋部18上。凸緣固定器27之水平部的上部 上環狀地开》成有為了固定第五密封環51的第一固定溝槽 5 j。此外，凸緣固定器27的水平部之下部上，環狀地形成 有為了固定第六密封環52的第二固定溝槽54。上述冷媒通 93639.doc •20- 200534394 路31被配置在第一固定 女^ ^人/ 钇與弟二固定溝槽54之間，能 有效地冷卻第五密封環5 丁衣51及弟/、畨封環52。 依據本實施方式之直式埶處壯 …、处里衣置’不僅可解決蓋體 8(特別為外側蓋部1 8)腐蝕 蚀的問喊，亚且可解決密 52之外氣的問題之外， 忐有助於耠升密封環51、52的耐久 性，可使用至爐溫1000。0而不致燒毁。 依據圖6之直式熱處理裝置，減堡處理時之密封環的耐熱 性不會有問題。然而’在使處理容器内由減壓狀態恢復到 常塵時’有時會因為熱傳導物質之增大，使得密封環的上 面’皿度升/皿至比雄、封環的耐熱溫度（卿。c)高數十。〇。為了 防止因為此升溫所致之密封環燒毀或劣化，以使處理容器2 之凸緣4不透明地形成而使源自於加熱器的熱或光難以通 過為佳。 圖7中_ 7F有為了防止第五密封環5 j之燒毀或劣化而在 凸緣4下面之寬度方向（直徑方向）約略中央部至内側部分設 置不透明層（不透明石英層）55的例子。 作為不透明層55，偏好疊層設置出對熱傳導具有效果的 低谂度（氧泡大且低比重）的第一不透明層5 $ a、及對熱幅射 具有效果的高密度（氣泡小、高比重且更白）的第二不透明層 55b。凸緣4之下面藉由熱熔接而貼有環狀的第一不透明層 55a。第一不透明層55a的下面藉由熱溶接貼有環狀的第二 不透明層55b。第一不透明層5化及第二不透明層55b的厚度 分別約4至1〇 mm。為了防止不透明層55暴露於外部，偏好 忒不透明層55以透明石英層56被覆。透明石英層56的厚度 93639.doc -21 - 200534394 為1至2 mm。藉由此透明石英層56，可防止不透明層乃在後 述之常溫HF洗淨處理時受到侵蝕。上述第一不透明層55& 及第二不透明層55b也可上下顛倒。或者，不透明層55也可 僅由第一不透明層或第二不透明層構成。 圖8為本發明之第四實施方式之直式熱處理裝置之主要 部为放大剖面圖。在本實施方式中，與第三實施方式相同 的部分標有相同的符號並省略其說明。 在氮化矽（SiN)的成膜工序後之乾式洗淨處理反覆進行5 次左右後，處理容器内壁的表面粗糙程度會擴大，siN處理 氣體會被此表面粗糙部所吸收，導致晶圓的成長率下降。 為了解決此一問題，有提案以使用氟化氫（HF)之常溫HF洗 淨（4〇OT〇rr、6(TC以下之處理）削除處理容器之包含表面粗 糙部之内壁的乾式洗淨方法。然而，此常溫HF洗淨處理中， 將S务生fee性的水浴液（氟酸）。當此水溶液滲入内側蓋部與 處理容器的接觸面時，恐有導致該接觸面發生表面粗糙、 或金屬製之凸緣固定器及外側蓋部的腐姓之虞。 在此，為了解決此一問題，在内側蓋部的上面會被設置 能夠儲存用有氟化氫（HF)之常溫HF洗淨處理時發生之水溶 液的儲液部60，並在上述處理容器的内圍面下方，設置可 將處理容器2内圍面發生而流下來之水溶液引導至上述儲 液部60的雨蓋狀的導液部70。導液部70與處理容器2一樣為 石央衣’不僅沿者處理裔2之内圍面（圓周方向）形成環狀， 並且’形成向中心方向下降傾斜的雨蓋狀。藉此，防止水 溶液流向内側蓋部17與處理容器2的接觸面80側。導液部7〇 93639.doc -22- 200534394 的基端部(外緣部)-體地固定在處理容器2的内圍面上。向 :側傾斜的導液部7〇的前端部（内緣部）上，為了使水溶液不 S㈣地以㈣㈣’偏好形成面對儲液部60向下垂下 的垂下部71。 广 述儲液# 60也可直接形成在内側蓋部17的上面。然 而士圖所不般地，以作為被載置於内側蓋部丨7上的石英 製之儲液盤61來另行設置為佳。起作用為儲液部60的儲液 盤6!乃被覆於内側蓋部17的上面而形成為環狀，此内圍面 與外圍面上形成有立起的内圍緣部62及外圍緣部〇。 依據極實施方式之直式熱處理裝置1 ,可得到與上述第三 實施方式相同的效果。並且，内側蓋部17之上面設有可儲 存水溶液的儲液部60,處理容器2的内圍面的下方部上設有 將該處理容器2之内圍面上發生而流下來之水溶液引導至 儲液部60的導液部70，因此，可防止上述水溶液滲入内側 蓋部17與處理容器2之接觸面8〇。如此一來，可防止該接觸 面80之表面粗糙、金屬製之凸緣固定器2?及外側蓋部a的 腐蝕等。 圖9為圖8之直式熱處理裝置之變形例之主要部分放大剖 面圖。在此例中，旋轉導入機制丨丨的轉軸部12的上端部上， 設有被覆内例蓋部17之軸孔5 7之開口端的石英製之平台板 58。為了防止上述常溫hf洗淨處理時發生的水溶液由此平 台板58的下面與内側蓋部17的上面間形成的微小間隙滲入 軸孔57内而使旋轉導入機制11之零件等腐蝕，平台板58之 下面及内側蓋部17之上面的至少一方（圖示例中為平台板 93639.doc -23- 200534394 的下面）設有向圓周方向延伸之環狀的溝槽部65a。 上述轉軸部12例如具有鉻鎳鐵合金製之上轂盤i2a及下 單又盤12b。下轂盤12b礙合於旋轉導入機制11之轉軸12c而固 定。下轂盤12b上，有上轂盤12a介以複數支（例如各以3支） 的高度調整螺絲66及固定螺絲67被安裝成可調整高度。 上轂盤12a的上部上，介以圓盤狀之平台板58，載置有晶 舟9之支柱1〇之下部凸緣10a。此下部凸緣i〇a介以定位銷68 及固定螺絲69而定位固定於上轂盤12a的上部。為了使平台 板58相對於内側蓋部17能非接觸地旋轉，平台板“的下面 與内側盍部17的上面之間設有微小的間隙（〇·25 mm左右）。 上述溝槽部65a係為了在微小間隙中途形成空間部來消弭 可阻止水溶液藉由毛細 毛細管現象而設置者。如此一來， 管現象越過微小間隙而滲入。 此外，平台板58的下面及上轂盤12a的上面中之至少一方 (圖示例中為平台板的下面）上，偏好設有為了防止水溶液由 兩面間之間隙滲入的環狀的溝槽部65b。更進一步地，平台 板58的上面及晶舟9之支柱10之下部凸緣1〇a的下面中之至 少-方（圖不例中為平台板的上面）上，偏好設有為了防止水 溶液由兩面間之間隙滲入的環狀的溝槽部Μ。。 上述各溝槽部65a、65b、 65〇5又疋成深度1]：11111左右，寬度

93639.doc -24- 200534394 種的設計變更。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明之第一實施方式之直式熱處 心王衣置之概略 縱向剖面圖。 圖2為圖1之直式熱處理裝置之主要部分放大剖面圖 圖3為本發明之第二實施方式之直式熱處理裝置之主要 部分放大剖面圖。 圖4為圖3之凸緣固定器部分之放大縱向剖面圖。 圖5為圖3之凸緣固定器部分之概略橫向剖面圖。 圖ό為本發明之第三實施方式之直式熱處理裝置之主要 部分放大剖面圖。 圖7為顯示圖6之直式熱處理裝置之變形例之主要部分放 大剖面圖。 圖8為本發明之第四實施方式之直式熱處理裝置之主要 部分剖面圖。 圖9為顯示圖8之直式熱處理裝置之變形例之主要部分放 大剖面圖。 圖10為以往之直式熱處理裝置之主要部分放大剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 直式熱處理裝置 2 處理容器 2a 開口端2a 3 爐口 4 凸緣（第一凸緣） 93639.doc 200534394 5 凸緣固定器 6 排氣管部 7 排氣系統的配管 8 蓋體 9 晶舟（固定具） 10 支柱 11 旋轉導入機制 12 轉軸部 12a 上轂盤 12b 下轂盤 13 熱力偶塞 14 腳柱 15 下部加熱器 16 隔熱板 17 内側蓋部 18 外側蓋部 19 輪轂部 20 抵接面 21 凸緣（第二凸緣） 22 凸緣（第三凸緣） 23 開口部 24 密封環 24a 密封環（第三密封 24b 密封環（第四密封 93639.doc -26- 200534394 25 ***部 26 平板 27 凸緣固定器 28 螺絲 29 密封環 30 固定槽 31 冷媒通路 32 加熱器 33 中空室 35 下部扣環 36 中間扣環 37 上部扣環 38 平板 39 擋板元件 40 密封環、第一密封環 41 冷媒通路 42 處理氣體導入口 43 ***口 44 定位銷 45 第二密封環 46 排氣通路 47 排氣孔 48 配管 49 通路 93639.doc -27- 200534394 50 環狀凹部 51 第五密封環 52 第六密封環 53 第一固定溝槽 54 第二固定溝槽 55 不透明層（不透明石英層） 55a 第一不透明層 55b 第二不透明層 56 透明石英層 57 軸孔 58 平台板 60 儲液部 61 儲液盤 62 内圍緣部 63 外圍緣部 65a 溝槽部 66 高度調整螺絲 67 固定螺絲 68 定位銷 69 固定螺絲 70 導液部 71 垂下部 72 排氣孔 80 接觸面 93639.doc -28- 200534394 90 加熱器 102 處理容器 102^ 開口端 104 凸緣 105 凸緣固定器 108 蓋體 160 密封環 161 安裝槽 163 冷媒通路 164 加熱器 W 半導體晶圓 93639.doc

Claims (1)

1. 200534394 十、申請專利範園： 1 · 一種直式熱處理裝置，其特徵為 包含： 石英製之處理容器’其係在下端具有開口部； 蓋體，其係設於上述開口部下方，供開閨上述開口部 而可升降； 固疋具’其係設於上述蓋體卜 I蓋騷上可多層地固定複數片 的被處理物；及 加熱手段，其係設於上述處理容器之周圍； 上述蓋體具有：石英製之内側蓋部，其係抵接於上述 開口部之下端面；及金屬製之外側蓋部，其係被覆於該 内側蓋部之外圍面； 上述内側蓋部之外圍上方部位於比上述開口部了端面 之外緣更内側的位置； 上述外側蓋部之内圍上方部上，設有抵接於上述内側 蓋部之外圍上方部之面及上述開口部之下端面而密封此 等之間的密封環。 2·如請求項1之直式熱處理裝置，其中 上述外側蓋部之上述密封環附近設有為了冷卻該密封 環的冷媒通路。 3·如請求項1或2之直式熱處理裝置，其中 上述内側蓋部與上述外側蓋部之間，形成有空間； 上述空間内，設置有為了加熱上述内側蓋部而未接觸 於該内側蓋部之面狀加熱器。 93639.doc 200534394 4· 一種直式熱處理裝置，其特徵為 包含： 石英製之處理容器’其係在下端具有開口部； 蓋體，其係設於上述開口部下方，供開闔上述開口部 而可升降； 固定具’其係設於上述蓋體 益版上可多層地固定複數片 的被處理物；及 加熱手段，其係設於上述處理容器之周圍； 上述蓋體具有：石英製之内侧蓋部，其係抵接於上述 開口部之下端面；及金屬製之外側蓋部，其係被覆於該 内側蓋部之外圍面； 相互抵接之上述開口部之下端面及上述内㈣蓋部之上 面施有鏡面加工。 5·如請求項4之直式熱處理裝置，其中 上述開口部之外圍設有第一凸緣； 上述第一凸緣位於比上述開口部之下端面更上側的位 置； 上述内側蓋部之外圍設有第二凸緣； 上述弟一凸緣位於比上述内側蓋部之上端面更下側的 位置； 上述第一凸緣上，介以樹脂製之平板，設有金屬製之 凸緣固定器； 上述凸緣固定器上設有密封上述第一凸緣與該凸緣固 定器之間的第一密封環、及密封上述第二凸緣與該凸緣 93639.doc 200534394 固疋态之間的第二密封環； 由上述第-袷封環、上述第一密封環至上二 環止之上述凸緣mg哭少日丨工 封 ★以緣Uu之内側面、上述第二密封環、比 j述第二密封環更為内側之上述第二凸緣的上面、上述 第凸、彖至上述上端面止之上述内側蓋部的外圍面、上 述下鈿面至上述第一凸緣止之上述開口部的外圍面、及 比上述第-密封環更為内側之上述第—凸緣的下面形成 了真空排氣用之通路。 6·如請求項5之直式熱處理裝置，其中 上述外側蓋部之中央形成有中央開口部； 上述中央開口部，— 下面固疋有使上述固定具旋轉的 疋&入機制之第三凸緣，以塞住該中央開口部； 上述旋轉導入機制之轉軸部由上述第三凸緣之中央部 向上方延伸； 述内側蓋邛之中央上’形成有包覆上述轉軸部之輪 轂部； 在相互抵接的上述輪轂部之下端面與上述第三凸緣之 上面之間二設有雙重的第三密封環及第四密封環； ;述第—凸、，彖，形成有為了對由上述輪毅部之下端 =、該第三凸緣之上n密封環及第四密封環區隔 出之空間進行抽真空的排氣孔。 7 ·如明求項6之直式熱處理裝置，其中 上述排氣孔連接至上述真空排氣用的通路。 8·如凊求項4之直式熱處理裝置，其中 93639.doc 200534394 上述外側蓋部的中央上 央上形成有中央開口部； 处中央開口部的下面 轉導入機制之第H广 動上述固定具的旋 弟—凸緣，以塞住該中央開口部. 上述旋轉導入機制之轉軸部 向上延伸； 上边弟二凸緣的中央部 上述内側盖部的中本μ 轂部； 、 ^有包覆上述轉軸部的輪 相互抵接的上述輪較部之下端面與上述第三凸緣之上 面之間，設有雙重的第三密封環及第四密封發凸緣之上 面，成有為了對由上述輪較部之下端 面、忒苐二凸緣之上面、第三密封環及 隔出來的空間進行抽真空的排氣孔。 4 所區 I如請求項5至8中任何-項之直式熱處理裝置，其中 於上述凸緣固定器，旋入有抵接於上述第一凸 、面而在該凸緣固定器與上述第一凸緣之間 隙的樹脂製之複數個擋板元件。 9疋間 10· 一種直式熱處理裝置，其特徵為 包含： 石英製之處理容器’其係在下端設有開口部. 二其係設於上述開D部下方’供開闔上述開、 加熱手段，其係設於上述處理容器之周圍； 93639.doc 200534394 上述蓋體具有： 開口部之下端面； 内側蓋部之外圍面 石英製之内側蓋部，其係抵接於上述 及金屬製之外侧蓋部，其係被覆於該 上述内側蓋部之外圍上 之外緣更内側的位置； 方部位於比上述開 口部下端面 第四凸緣 上述内側蓋部之外圍下方部設有 面與上述第 二凸緣固定 上述外側蓋部設有位於上述開口部之下端 四凸緣之上面之間而固定上述第四凸緣的第 32： · ， 〇 °又巧在封上述開口部之下 面與該第二凸緣固定器之間的第五密封環、及密封上 第四凸緣之上面與該第二凸緣固定器之間的… 環； ^ 人述第二凸緣固定器内部設有為了冷卻上述第五密封 玉衣及第/、雄、封ί展的冷媒之通路。 、 11. 12. 如請求項10之直式熱處理裝置，其中 上述内側蓋部之上面，設有可容納水溶液的儲液部. 一於上述處理容器之内圍面之下方部，設有將在該處理 容器之内圍面產生而流下之水溶液引導至上述儲液 導液部。 如請求項11之直式熱處理裝置，其中 上述儲液部由石英製之儲液盤所構成。 93639.doc