热处理装置和热处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术的热处理装置包括：将被处理体被运入和运出的反应容器；用于将处理气体导入所述反应容器内的处理气体导入部；与所述处理气体导入部分别设置，用于将置换气体导入所述反应容器内的置换气体导入部；以及用于排出所述反应容器内的气体的排气部。控制部连接到所述处理气体导入部、所述置换气体导入部和所述排气部。控制部控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低，接着控制所述处理气体导入部和所述置换气体导入部，停止所述处理气体的导入，将置换气体导入所述反应容器内，同时控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时高，接着控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对被处理体供给处理气体同时进行热处理的。
技术介绍
在半导体器件的一个处理工序中，有根据被称为减压CVD(Chemical vapor deposition)处理的方法，在被处理体上进行成膜的处理。作为进行这样的成膜处理的装置，例如使用图9所示的立式热处理装置。该立式热处理装置对被处理体以批量方式进行热处理。具体地说，立式热处理装置包括石英制的内管11和外管12的双重管构成的圆筒状的反应管10。将保持多个被处理体的半导体晶片(以下称为晶片)W的晶片载置部件13从反应管10的下方侧运入反应管10内。反应管10内经由排气管14由未图示的真空泵进行真空排气，形成减压环境。另一方面，在反应管10内导入处理气体。未图示的加热器包围反应管10的侧周边。通过该加热器的加热来进行晶片W的成膜处理。在成膜处理例如是氮化硅膜的成膜处理情况下，作为处理气体，例如使用氨(NH3)气和二氯硅烷(SiH2Cl2)。下面简单说明这种情况下的气体供给系统。氨气从气体供给源15a经由气管16a供给到反应管10内，而二氯硅烷气从气体供给源15b经由气管16b供给到反应管10内。再有，为了延长外管12的维修周期，在内管11和外管12之间，将作为排放气体的氮气从气体供给源15c经由气管16c供给。Vc1和Vc2是阀门，Mc是流量调节部。在气管16a中，从上流侧起依次插入设置阀门Va1、流量调节部Ma和阀门Va2。在气管16b中，同样插入设置阀门Vb1、流量调节部Mb和阀门Vb2。可是，上述处理气体是有害的。因此，在成膜处理结束后处理过的晶片W直接从反应管10取出时，反应管10内和与其连通的处理气体供给用的气管16a、16b内残留的有害的处理气体有流出到外部的危险。因此，在成膜处理结束后，将氮气从气体供给源15c作为置换气体(排放气体)流入气管16a、16b，可用氮气置换残存的处理气体。具体地说，气管16c在流量调节部Mc的上流分支成四条分支路径17a、17b、18a、18b。分支路径17a和18a连接到相对于气管16a的流量调节部Ma的上流侧和下流侧，分支路径17b和18b连接到相对于气管16b的流量调节部Mb的上流侧和下流侧。在分支路径17a中，设置阀门Va3，在分支路径17b中，设置阀门Vb3，在分支路径18a中从上流侧起依次插入设置流量调节部Md和阀门Va4，在分支路径18b中从上流侧起依次插入设置流量调节部Me和阀门Vb4。如以上那样，对于处理气体供给用的气管16a、16b，分别通过两个线路进行氮气的供给。其理由在于，处理气体的流量调整范围小，流量调节部Ma、Mb的最大流量小。即，分支路径18a、18b设置用于确保氮气的流量。作为除去处理气体的方法，专利技术人例如研究了图10所示的方法。首先，在成膜处理结束的时刻t1，停止向气管16a和16b的全部气体供给。由此，处理气体向排气路径14侧排出，以使至此的13.3Pa(0.1torr)的处理压力减压至0.133Pa。但是，处理气体排出的速度缓慢地下降。因此，为了将反应管10内的压力临时上升到原来的处理压力，提高氮气分子和处理气体分子的碰撞概率，开始向气管16a和16b供给氮气(t2时刻)。由此，反应管10内残留的处理气体的稀释率下降至1.0×10-2。然后，处理气体向排气路径14侧排出(t3时刻)，以一气地减压。然后，如果再次开始向气管16a和16b供给氮气(t4时刻)，则处理气体的残存浓度变为1.0×10-4左右。通过重复进行这样的升降压，反应管10内的处理气体的稀释率下降到安全基准值以下的例如1.0×10-14。但是，在这样的稀释处理中，例如需要近30分钟的较长时间。这是因为要在从热处理装置本体分离的场所设置能耗系统(用力系)，在其中设置气体供给单元。即，从气体供给单元至热处理装置本体的过渡配管长，所以为了去除残存于该部分中的处理气体，需要花费较长时间。由此，从晶片W的成膜处理结束至运出晶片W花费较长时间，成为生产率下降的主要原因之一。
技术实现思路
本专利技术是基于这种情况的专利技术，其目的在于，在对被处理体供给处理气体来进行热处理的中，提供可以缩短从被处理体的运入至运出的所用时间的技术。本专利技术提供一种热处理装置，其特征在于包括将被处理体被运入和运出的反应容器；用于将处理气体导入所述反应容器内的处理气体导入部；与所述处理气体导入部分别设置，用于将置换气体导入所述反应容器内的置换气体导入部；用于排出所述反应容器内的气体的排气部；以及控制部，其与所述处理气体导入部、所述置换气体导入部和所述排气部连接，控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低，接着控制所述处理气体导入部和所述置换气体导入部，停止所述处理气体的导入，将置换气体导入所述反应容器内，同时控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时高，接着控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低。根据这样的特征，可以在短时间内结束反应容器的气体置换处理，可以迅速地转移到被处理体的运出工序。所述处理气体导入部优选包括处理气体流路，其用于将处理气体导入所述反应容器内；以及第1开闭部件，其设置在所述反应容器的附近，进行所述处理气体流路的开闭；所述控制部可控制所述第1开闭部件。所述排气部优选包括排气路径，其用于排出所述反应容器内的气体；以及压力调整部件，其设置在所述排气路径中，调整所述排气路径的开闭，从而调整所述反应容器内的压力，所述控制部可控制所述压力调整部件。这种情况下，热处理装置优选还包括旁通路径，其相对于所述处理气体流路的所述第1开闭部件的上流侧部分和所述排气路径迂回连接于所述反应容器；以及第2开闭部件，其进行所述旁通路径的开闭。这种情况下，优选在相对于所述处理气体流路的所述旁通路径的连接部的上流侧部分，设置用于将置换气体导入所述处理气体流路内的副置换气体导入部。优选是所述副置换气体导入部包括副置换气体流路，其用于将置换气体导入所述处理气体流路；以及第3开闭部件，其进行所述副置换气体流路的开闭。优选是所述控制部还连接到所述第2开闭部件和所述第3开闭部件，控制所述第1开闭部件和所述第3开闭部件，停止所述处理气体的导入，将置换气体导入所述处理气体流路内，使该处理气体流路内为升压状态，接着控制所述第2开闭部件，通过所述旁通路径来排出所述处理气体流路内的气体。根据这样的特征，例如在对反应容器进行被处理体的运入运出期间，可以进行处理气体流路内的气体置换处理。因此，提高生产率。本专利技术提供一种热处理方法，其使用热处理装置对被处理体进行热处理，该热处理装置包括将被处理体被运入和运出的反应容器；用于将处理气体导入所述反应容器内的处理气体导入部；与所述处理气体导入部分别设置，用于将置换气体导入所述反应容器内的置换气体导入部；以及用于排出所述反应容器内的气体的排气部，该热处理方法的特征在于包括第1减压工序，其在热处理结束后实施，控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低；升压工序，其在第1减压工序后实施，控制所述处理气体导入部和所述置换气体导入部，停止所述处理气体的导入，将置换气体导入所述反应容器内，同时控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时高；以及第2减压工序，其在所述升压工序后实施，控制所述排气部，使所述反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理装置，其特征在于，包括：　　　　将被处理体运入和运出的反应容器；　　　　用于将处理气体导入所述反应容器内的处理气体导入部；　　　　与所述处理气体导入部分别设置，用于将置换气体导入所述反应容器内的置换气体导入部；　　　　用于排出所述反应容器内的气体的排气部；以及　　　　控制部，其与所述处理气体导入部、所述置换气体导入部和所述排气部连接，控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低，接着控制所述处理气体导入部和所述置换气体导入部，停止所述处理气体的导入，将置换气体导入所述反应容器内，同时控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时高，接着控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低。

【技术特征摘要】
JP 2001-3-30 98044/011.一种热处理装置，其特征在于，包括将被处理体运入和运出的反应容器；用于将处理气体导入所述反应容器内的处理气体导入部；与所述处理气体导入部分别设置，用于将置换气体导入所述反应容器内的置换气体导入部；用于排出所述反应容器内的气体的排气部；以及控制部，其与所述处理气体导入部、所述置换气体导入部和所述排气部连接，控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低，接着控制所述处理气体导入部和所述置换气体导入部，停止所述处理气体的导入，将置换气体导入所述反应容器内，同时控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时高，接着控制所述排气部，使所述反应容器内的压力比热处理时低。2.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，所述处理气体导入部包括用于将处理气体导入所述反应容器内的处理气体流路；以及设置在所述反应容器的附近，对所述处理气体流路进行开闭的第1开闭部件，所述控制部可控制所述第1开闭部件。3.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，所述排气部包括用于排出所述反应容器内的气体的排气路径；以及设置在所述排气路径中，调整所述排气路径的开闭，从而调整所述反应容器内的压力的压力调整部件，所述控制部可控制所述压力调整部件。4.如权利要求3所述的热处理装置，其特征在于，包括旁通路径，其相对于所述处理气体流路的所述第1开闭部件的上流侧部分和所述排气路径迂回连接于所述反应容器；以及对所述旁通路径进行开闭的第2开闭部件。5.如权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，在相对于所述处理气体流路的所述旁通路径的连接部的上流侧部分，设置用于将置换气体导入所述处理气体流路内的副置换气体导入部。6.如权利要求5所述的热处理装置，其特征在于，所述副置换气体导入部包括用于将置换气体导入所述处理气体流路的副置换气体流路；以及对所述副置换气体流路进行开闭的第3开闭部件。7.如权利要求6所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部还与所述第2开闭部件和所述第3开闭部件连接，控制所述第1开闭部件和所述第3开闭部件，停止所述处理气体的导入，将置换气体导入所述处理气体流路内，使该处理气体流路内为升压状态，接着控制所述第2开闭部件，通过所述旁通路径来排出所述处理气体流路内的气体。8.一种热处...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈部庸之，
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]