热处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种热处理装置，它包括：在上端部形成有开口部的加热炉主体：设置在所述加热炉主体内壁处的加热组件；收装在所述加热炉主体内部处的、由单管构成的反应容器：形成在所述反应容器上部处的排气配管连接部；以及设置在所述排气配管连接部周围位置处的第一温度控制组件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适用于对诸如半导体晶片等被处理物体实施热处理的热处理装置以及热处理方法。
技术介绍
在先技术中的半导体制造工艺包括在作为被处理物体的半导体晶片表面处叠层形成薄膜或氧化膜的工序，或是对杂质实施扩散处理的工序。在这些工序中，需要使用到诸如化学气相沉积(CVD)装置、氧化膜形成装置或扩散装置等热处理装置。在这些热处理装置中，可以将多个作为被处理物体的晶片沿垂直方向成列搭载在被称为晶片载置器的保持器具上，进而收装在可实施高温加热的、被称为基片加工管的反应容器中。而且，可以向反应容器内导入反应气体，以对晶片实施热处理。在先技术中使用的纵型热处理装置的一例如图4所示。如图4所示的加热炉主体1可以搭载在基座板3上。加热炉主体1的隔热层内侧周面处设置有阻抗加热部件4。在加热炉主体1的内部还设置有反应容器(基片加工管)。所述的电阻加热部件4包绕着反应容器。这种反应容器呈双重管构造，具有上端部闭合的外管21以及与外管21呈同心状设置的内管22。为了能够形成对作为被处理物体的晶片实施处理用的氛围空间，反应容器被保持在气密状态下。如果举例来说，可以分别采用石英材料制造外管21和内管22。外管21和内管22以各自的下端保持在由诸如不锈钢材料等制作的歧管部件5a上。在该歧管部件5a的下侧端部开口部处，可自由开闭地设置有对该开口部实施气密性封装用的反应容器下侧盖体部件10。转动轴14可以在通过磁性流体密封部件15将反应容器保持在气密状态的状态下，贯穿通过所述反应容器下侧盖体部件10的中央部。转动轴14的下侧端部与升降机构16中的转动机构相连接。转动轴14的上侧端部固定在旋转工作台13处。在所述旋转工作台13的上方处，还通过保温筒型部件12搭载有作为被处理物体保持器具的晶片载置器11(被处理体载置器)。多个硅晶片W呈列状排列设置在该晶片载置器11上。这种晶片载置器11例如可以由石英材料制造。在所述歧管部件5a的下部处，还沿水平方向插入设置有将晶片处理用气体导入至反应容器内管22的一个或多个气体导入管9、9’。这种气体导入管9、9’可以通过图中未示出的质量流量控制器与图中未示出的气体供给源相连接。而且，在所述歧管部件5a的上部连接有与图中未示出的真空泵相连接的排气管20，以便将处理气体由外管21与内管22间的间隙处排出、将反应容器内部设定在规定的减压环境下。下面对使用这种热处理装置的半导体晶片处理工艺进行说明。如举例来说用这种热处理装置的半导体晶片处理工艺包括对热处理装置实施预加热的工序、装载作为被处理物体的晶片的工序、热处理工序、冷却工序。预加热工序是一种为了在硅晶片装填之后能够快速实施处理作业，而在装填硅晶片之前对热处理装置实施预热的工序。随后通过装载工序将搭载有硅晶片的晶片载置器装填在加热炉内。在实施热处理工序时，可以将反应气体导入至反应容器中，对硅晶片实施热处理(实施规定的处理)。在对硅晶片处理结束之后，停止加热和反应气体的供给操作，利用氮气对残留在反应容器中的反应气体和生成气体实施排出处理，并且对反应容器实施冷却处理(冷却工序)。然而在近年来，对于如何提高半导体制造装置的生产能力方面，几乎没有得到任何改善。为了能够在不对半导体晶片表面的薄膜质量产生不良影响的条件下，提高所述半导体处理作业的生产能力，目前看缩短预加热工序和冷却工序的所需时间是最具有可实现性的。然而，为了能够缩短这些工序的时间，就需要缩短加热时间和冷却时间。因此，需要减少加热炉内各部件的热容量，以便能够实施快速的升温和降温操作。然而，在先技术中的这种热处理装置中其反应容器是呈双重管结构的，所以热容量大，难以实现急速升温和急速降温操作。因此，存在有近年来提高半导体制造装置产生能力的需求不断提出，却几没有得到响应的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种能够实现急速升温和急速降温的热处理装置，并且提供一种可以改善对诸如硅晶片等被处理物体实施加热的加热不均匀性的热处理装置。本专利技术的另一目的是提供一种温度管理容易且可以防止出现脱落颗粒的热处理装置以及使用该装置的热处理方法。本专利技术提供的一种热处理装置，其特征在于包括在上端部形成有开口部的加热炉主体；设置在所述加热炉主体内壁处的加热组件；收装在所述加热炉主体内部处的、由单管构成的反应容器；形成在所述反应容器上部处的排气配管连接部以及设置在所述排气配管连接部周围位置处的第一温度控制组件。如果采用本专利技术，由于反应容器由单管构成，热容量小，所以可以实现迅速的升温降温操作而且由于可以通过第一温度控制组件对排气配管连接部处的温度实施控制，所以还可以防止在排气配管连接部处出现脱落颗粒。优选，在所述排气配管连接部处连接有排出所述反应容器内部的气氛气体的排气配管，在所述排气配管的周围设置有第二温度控制组件。此时，优选优选，所述第一温度控制装置和所述第二温度控制装置独立地进行控制。优选，在所述排气配管连接部的端部处形成有凸缘部；在所述排气配管的端部处也形成有凸缘部；所述排气配管连接部端部处的凸缘部与位于所述排气配管端部处的凸缘部通过密封组件实施气密性连接。此时优选在位于所述排气配管连接部端部处的凸缘部和位于所述排气配管端部处的凸缘部中的至少一个上设置有对所述凸缘部彼此连接部分处的温度实施控制用的第三温度控制组件。所述第三温度控制组件例如具有位于凸缘部之内的流体流通孔。或者，所述第三温度控制组件例如具有设置在凸缘部附近位置处的控制用加热组件。优选，所述第一温度控制组件、所述第二温度控制组件和所述第三温度控制组件分别实施独立的控制。优选，所述排气配管连接部弯曲，此时，优选所述排气配管连接部以大约90度的角度弯曲。而且，优选，所述排气配管连接部与所述反应容器形成为一体，并且可以从所述反应容器处延伸形成。而且，优选，所述排气配管连接部具有其直径由所述反应容器的上部起逐步缩小的颈部。此时，优选在所述排气配管连接部的颈部附近，设置有辅助加热组件。所述各温度控制组件例如是隔热材料。或者，所述各温度控制组件例如是电阻加热部件。所述各温度控制组件例如具有挠性，或者，所述各温度控制组件是预成形。本专利技术提供一种使用热处理装置对被处理体进行热处理的方法，其特征在于，该热处理装置具有在上端部形成有开口部的加热炉主体；设置在所述加热炉主体内壁处的加热组件；收装在所述加热炉主体内部处的、由单管构成的反应容器；形成在所述反应容器上部处的排气配管连接部；设置在所述排气配管连接部周围位置处的第一温度控制组件；和保持被处理体、配置在所述反应容器内部的被处理体载置器，该方法包括利用加热组件进行被处理体的热处理的工序；和利用第一温度控制组件将所述排气配管连接部处的温度控制为与被处理体的热处理温度为近似同等温度的工序。本专利技术提供一种使用热处理装置对被处理体进行热处理的方法，其特征在于，该热处理装置具有 在上端部形成有开口部的加热炉主体；设置在所述加热炉主体内壁处的加热组件；收装在所述加热炉主体内部处的、由单管构成的反应容器；形成在所述反应容器上部处的排气配管连接部；保持被处理体、配置在所述反应容器内部的被处理体载置器；设置在所述排气配管连接部处、用于排除所述反应容器内部的气氛气体的排气配管；和设置在所述排气配管周围处的第二温度控制组件，该方法包括利用加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理装置，其特征在于，包括：在上端部形成有开口部的加热炉主体；设置在所述加热炉主体内壁处的加热组件；收装在所述加热炉主体内部处的、由单管构成的反应容器；形成在所述反应容器上部处的排气配管连接部；和　 　设置所述排气配管连接部周围位置处的第一温度控制组件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤孝规，牧谷敏幸，长内长荣，泷泽刚，岛津和久，长谷部一秀，山本博之，斋藤幸正，山贺健一，
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]