热处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术是备有在上端具有开口部的加热炉本体、由收容在上述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管、在上述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部、收容在上述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的被处理基板支持部件、和用于加热由上述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件的热处理装置。上述加热部件具有配置在上述反应管周围的第１加热部、配置在上述排气部件连接部周围的第２加热部、配置在上述反应管上方部周围的第３加热部、配置在上述反应管下方部周围的第４加热部、和配置在上述被处理基板支持部件下部的第５加热部。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术特别涉及适用于半导体晶片的热处理的热处理装置。
技术介绍
目前，在半导体制造过程中，具有在作为被处理体的半导体晶片的表面上，叠层薄膜和氧化膜的工序或进行杂质扩散等的工序。在这些工序中，使用了CVD装置、氧化膜形成装置或扩散装置等的热处理装置。在这些热处理装置中，将作为被处理体的多块半导体晶片在垂直方向上，配列并搭载在称为晶片受容器的被处理基板保持部件中，收容在加热到高温的称为处理管的反应管内。而且，将反应气体导入反应管内，进行晶片的热处理(参照日本特开2001-210631号专利公报和日本特开2001-156005号专利公报)。目前使用的纵型热处理装置的例子如图10所示。在图10中，将加热炉本体1001载置在基板1011上。在加热炉本体1001的绝热层的内周面上，设置电阻加热器1007。在加热炉本体1001的内部，设置反应管(处理管)。反应管被上述电阻加热器1007围绕。反应管具有备有上端封闭的外管1003a、和在外管1003a内同心状地设置的内管1003b的二重管构造。为了形成用于处理作为被处理体的晶片的处理环境空间，要气密地保持反应管。外管1003a和内管1003b分别例如由石英构成。外管1003a和内管1003b，在各自的下端，保持由不锈钢等构成的管状的支管1013。支管1013的下端开口部中，可以自由开闭地设置用于气密地封闭该开口的反应管下部盖体1004。可以旋转地将旋转轴1014插入通过上述反应管下部盖体1004的中心部，并且例如用磁流体密封圈1015维持反应管的气密状态不变。旋转轴1014的下端与升降机构1016的旋转机构连接。旋转轴1014的上端固定在转盘1017上。在上述转盘1017的上方，经过保温筒1012，搭载着作为被处理体保持工具的晶片收容器1008(被处理基板支持部件)。在该晶片收容器1008中隔板状整列地载置着作为被处理基板的多块硅晶片W。晶片收容器1008例如是由石英制成的。在上述支管1013的下部，水平地插设用于在反应管内管1003b内导入晶片处理用的气体的单条或多条气体导入管1005。该气体导入管1005，经过未图示的质量流控制器，与未图示的气体供给源连接。又在上述支管1013的上部，以从在反应管外管1003a和反应管内管1003b之间的间隙排出处理气体使反应管内设定在预定的减压环境中的方式，和与未图示的真空泵连接的排气管1006连接。可是，近年来，特别要求提高半导体制造装置的生产量，进行了各种各样的改善。为了不对半导体晶片表面的膜质产生影响地提高上述半导体处理过程的生产量，现实性最高的是缩短预备加热工序和冷却工序的时间。而且，为了缩短这些工序的时间，需要缩短加热时间和冷却时间。因此，需要减少加热炉内的部件的热容量，可以快速地升温和降温。可是，在已有的热处理装置中，因为反应管具有二重管构造，所以是热容量大，不适于急剧加热和急剧冷却的构造。另外，在这种构造的反应管中，均匀地进行加热是困难的，希望改善作为被处理基板的硅晶片的面内温度的均匀性。进一步，还有以下担心，即，当导入该反应管内的反应气体到达原样未反应，温度比较低的反应管内管1003b的顶部时，在该反应管内管顶部发生析出固化，从而产生粒子。因此，存在现有的热处理装置，不能充分达到最近的提高半导体热处理装置的生产量、使被处理基板的加热温度均匀化和防止粒子污染的要求的问题。
技术实现思路
本专利技术是适合于急剧升温和急剧降温的热处理装置，并且本专利技术的目的是提供能够改善硅晶片那样的到被处理体的加热不均匀性的热处理装置。进一步本专利技术的其它目的是实现温度管理容易，并且能够有效地防止产生粒子的热处理装置。本专利技术是以备有在上端具有开口部的加热炉本体；由收容在上述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管；在上述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部；收容在上述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的被处理基板支持部件；和用于加热由上述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件。上述加热部件具有配置在上述反应管周围的第1加热部；配置在上述排气部件连接部周围的第2加热部；配置在上述反应管上方部周围的第3加热部；配置在上述反应管下方部周围的第4加热部；和配置在上述被处理基板支持部件下部的第5加热部为特征的热处理装置。如果根据本专利技术，则通过用热容量小的单管的反应管，可以使被处理基板急剧升温和急剧降温，另一方面能够显著地改善到被处理体的加热不均匀性。例如，上述第1加热部可以由与上述反应管的长边方向平行地配置的多个线状发热元件构成。或者，上述第1加热部可以由与上述反应管的长边方向平行地配置的多个U字状弯曲的发热元件构成。另外，上述第2加热部可以由螺旋状配置的线状发热元件构成。另外，上述第3加热部可以由螺旋状配置的线状发热元件构成，或者，上述第3加热部可以由曲径状配置的线状发热元件构成。另外，上述第4加热部可以由从上述反应管的圆周方向看形成长方形的螺旋状配置的线状发热元件构成。或者，上述第4加热部可以由曲径状配置的线状发热元件构成。另外，上述第5加热部可以由面状发热体构成，或者，上述第5加热部可以由沿上述被处理基板支持部件的下部平面配置的发热元件构成。在以上的说明中，线状发热元件可以是通过将电阻发热体封入陶瓷中空管中构成的。另一方面，上述面状发热体也可以是通过将电阻发热体封入陶瓷中空板状体中构成的。因此，在热处理装置内不发生由发热元件材料引起的杂质污染。这里，上述陶瓷优选石英。此外，优选将上述第2加热部沿水平方向可移动地支持。这时，可以极容易地实施为了热处理装置的组装或维护，将反应管收容到加热炉内的作业或从加热炉内撤出的作业。另外，本专利技术是以备有在上端具有开口部的加热炉本体、由收容在上述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管、在上述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部、收容在上述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的被处理基板支持部件、用于加热由上述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件、和密封上述反应管下部，使上述反应管内部保持气密的反应管下部盖体，上述被处理基板支持部件具有顶板、底板、结合上述顶板和上述底板的多个支柱、在上述底板的中央部分，固定有用于支持该被处理基板支持部件的柱状体、在上述多个支柱上，形成用于支持该被处理基板的槽部为特征的热处理装置。如果根据本专利技术，则能够容易地制造热传导小的被处理激片支持部件。优选，上述柱状体是由石英构成的中空的部件形成的。这时，除了加工更容易外，杂质污染也更少。另外，本专利技术是以备有在上端具有开口部的加热炉本体、由收容在上述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管、在上述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部、收容在上述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的被处理基板支持部件、用于加热由上述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件、密封上述反应管下部，使上述反应管内部保持气密的反应管下部盖体、和通过将多个温度测定元件密封在中空管状体中构成的温度测定部件为特征的热处理装置。如果根据本专利技术，则通过利用由温度测定部件得到的测定结果，可以进行更适合的温度控制。优选，上述中空管状体是石英管。这时，能够避免由温度测定元件引起的杂质污染。上述温度测定部件，例如，可以配置在上述加热部件的近旁。另外，可以将上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理装置，其特征在于，包括：在上端具有开口部的加热炉本体；由收容在所述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管；在所述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部；收容在所述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的 被处理基板支持部件；和用于加热由所述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件，所述加热部件具有：配置在所述反应管周围的第１加热部；配置在所述排气部件连接部周围的第２加热部；配置在所述反应管上方部周 围的第３加热部；配置在所述反应管下方部周围的第４加热部；和配置在所述被处理基板支持部件下部的第５加热部。

【技术特征摘要】
JP 2002-9-24 278046/20021.一种热处理装置，其特征在于，包括在上端具有开口部的加热炉本体；由收容在所述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管；在所述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部；收容在所述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的被处理基板支持部件；和用于加热由所述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件，所述加热部件具有配置在所述反应管周围的第1加热部；配置在所述排气部件连接部周围的第2加热部；配置在所述反应管上方部周围的第3加热部；配置在所述反应管下方部周围的第4加热部；和配置在所述被处理基板支持部件下部的第5加热部。2.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，所述第1加热部由与所述反应管的长边方向平行地配置的多个线状发热元件构成。3.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，所述第1加热部，由与所述反应管的长边方向平行配置的多个U字状弯曲的发热元件构成。4.根据权利要求1到3中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第2加热部由螺旋状配置的线状发热元件构成。5.根据权利要求1到4中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第3加热部由螺旋状配置的线状发热元件构成。6.根据权利要求1到4中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第3加热部由曲径状配置的线状发热元件构成。7.根据权利要求1到6中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第4加热部由从所述反应管的圆周方向看形成长方形的螺旋状配置的线状发热元件构成。8.根据权利要求1到6中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第4加热部由曲径状配置的线状发热元件构成。9.根据权利要求1到8中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第5加热部由面状发热体构成。10.根据权利要求1到8中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第5加热部由沿所述被处理基板支持部件的下部平面配置的发热元件构成。11.根据权利要求2和4到8中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述线状发热元件是通过将电阻发热体，封入陶瓷中空管状体中构成的。12.根据权利要求9所述的热处理装置，其特征在于，所述面状发热体是通过将电阻发热体封入陶瓷中空板状体中构成的。13.根据权利要求11或12所述的热处理装置，其特征在于，所述陶瓷是石英。14.根据权利要求1到13中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述第2加热部，可沿水平方向移动地受到支持。15.一种热处理装置，其特征在于，包括在上端具有开口部的加热炉本体；由收容在所述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管；在所述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部；收容在所述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的被处理基板支持部件；用于加热由所述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件；和密封所述反应管下部，使所述反应管内部保持气密的反应管下部盖体；所述被处理基板支持部件具有，顶板；底板；和结合所述顶板和所述底板的多个支柱，在所述底板的中央部分，固定有用于支持该被处理基板支持部件的柱状体，在所述多个支柱上，形成用于支持该被处理基板的槽部。16.根据权利要求15所述的热处理装置，其特征在于，所述柱状体由石英构成的中空的部件构成。17.一种热处理装置，其特征在于，包括在上端具有开口部的加热炉本体；由收容在所述加热炉本体内部的单一的管子构成的反应管；在所述反应管上部窄径状地形成的排气部件连接部；收容在所述加热炉本体内部，用于支持被处理基板的被处理基板支持部件；用于加热由所述被处理基板支持部件支持的被处理基板的加热部件；密封所述反应管下部，使所述反应管内部保持气密的反应管下部盖体；和通过将多个温度测定元件密封在中空管状体中构成的温度测定部件。18.根据权利要求17所述的热处理装置，其特征在于，所述中空管状体是石英管。19.根据权利要求17或18所述的热处理装置，其特征在于，所述温度测定部件配置在所述加热部件的近旁。20.根据权利要求17到19中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，将所述中空管状体从所述反应管下部盖体，可自由旋转地插入该反应管内。21.根据权利要求20所述的热处理装置，其特征在于，将所述中空管状体，对所述反应管下部盖体，可自由旋转并可自由装卸地支持。22.根据权利要求20或21所述的热处理装置，其特征在于，将所述中空管状体，对所述被处理基板支持部件，也可以自由装卸地支持。23.根据权利要求17到22中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述被处理基板支持部件水平地支持多个被处理基板；所述中空管状体的一部分能够位于由所述被处理基板支持部件支持的多个被处理基板的间隙中。24.根据权利要求17到23中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述中空管状体具有形成分支的分支部，多个温度测定元件也被配置在所述分支部中。25.根据权利要求17到22中任何一项所述的热处理装置，其特征在于，所述中空管状体包括沿所述反应管的内部壁面向上方延伸的铅直部；从所述铅直部在所述反应管上方部弯曲的弯曲部；和从所述弯曲部沿水平方向延伸的水平部。26.根据权利要求24所述的热处理装置，其特征在于，所述中空管状体进一步包括从所述铅直部在所述反应管长边方向的中间部分支的分支部；和从所述分支部沿水平方向延伸的第2水平部。27.根据权利要求17或18所述的热处理装置，其特征在于，将所述中空管状体配置在所述加热炉本体和所述反应管之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤孝规，山贺健一，中尾贤，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]