CN100505167C - 热处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热处理装置，包括：上端部形成有开口部的加热炉主体；该开口部处设置的加热炉主体用罩盖部件；设置在加热炉主体内壁处的加热组件；收装在加热炉主体内部处、单管构成的反应容器；形成在反应容器上部、贯通所述罩盖部件的排气配管连接部；和设置在排气配管连接部周围、控制排气配管连接部温度的第一温度控制组件，排气配管连接部处连接有排出反应容器内的气体的排气配管，排气配管连接部的端部处和排气配管的端部处都形成有凸缘部，排气配管连接部端部处与排气配管端部处的凸缘部被连接，在排气配管连接部的端部处的凸缘部和排气配管端部处的凸缘部中的至少一个上设置有对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。

Description

热处理装置

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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；在所述加热炉主体的开口部处设置的加热炉主体用罩盖部件；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、贯通所述加热炉主体用罩盖部件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、控制所述排气配管连接部的温度的第一温度控制组件，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所述排气配管端部处的凸缘部被连接，在所述排气配管连接部的端部处的凸缘部和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。。

如果采用本发明，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，在所述排气配管的周围设置有控制所述排气配管周围温度的第二温度控制组件。此时，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，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。

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。

本发明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，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所述排气配管端部处的凸缘部被连接，在所述排气配管连接部的端部处的凸缘部和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，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。

本发明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，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与所述排气配管的连接是，所述排气配管连接部端部处的凸缘部与所述排气配管端部处的凸缘部被连接，在所述排气配管连接部的端部处的凸缘部和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，该方法包括：利用加热组件进行被处理体的热处理的工序；和利用第二温度控制组件将所述排气配管的温度控制在150-300℃的工序。

附图说明

图1是本发明实施方式1的热处理装置的示意性剖面图。

图2是图1中主要部分的放大图。

图3是本发明实施方式2的热处理装置的示意性剖面图。

图4是在先技术中的一种热处理装置的示意性剖面图。

具体实施方式

下面参考附图，对本发明的热处理装置进行说明。

实施方式1

图1是作为本发明实施方式1的热处理装置的示意性剖面图。作为本实施方式的热处理装置，具有：加热炉主体1，配置在加热炉主体1内部处的、作为反应容器的单管结构的基片加工管5，由基片加工管5处延伸形成的排气配管连接部6，以及与排气配管连接部6的端部对接而设置的排气配管7。

作为本实施方式的热处理装置，在加热炉主体1的上侧端部处还设置有开口部。加热炉主体用罩盖部件2盖覆设置在该开口部处。在加热炉主体用罩盖部件2的中央部处也设置有开口部。基片加工管5的上侧端部突起地形成有排气配管接连部6。因此在将基片加工管5配置在加热炉1的内部之后，排气配管连接部6贯穿通过加热炉主体用罩盖部件2上的开口部，加热炉主体用罩盖部件2盖覆设置在加热炉主体1上。根据需要，也可以用可分割为多个的部件组合构成该加热炉主体用罩盖部件2。

在加热炉主体1的壁面内部处设置有电阻加热部件(加热组件)4。可以将加热炉主体1搭载在基座板3上。而且，虽然因电阻加热部件4的不同，加热炉主体1在热处理工艺中有一定差别，但大致加热至300～1100℃。

基片加工管5为由石英玻璃或碳化硅等陶瓷材料制作的单管式反应容器。这种基片加工管5在下侧端部处形成有开口部。由诸如不锈钢材料等制造的歧管部件5a连接在该开口部处。而且，至少一个反应气体导入管9、9’由该歧管部件5a侧方向插入安装。对半导体晶片实施处理用的反应气体由这种反应气体导入管9、9’实施供给。在歧管部件5a的下侧部分处，还通过图中未示出的O形环部件，与反应容器下侧盖体部件10间实施气密性连接。

在这种基片加工管5的内部配置有将多个晶片W沿垂直方向等间距保持在水平状态用的、由石英材料制造的被处理物体载置器11。为了能够防止热量由该被处理物体载置器11的下部逃逸，还可以将这种被处理物体载置器11配置在保温筒型部件12上。这种保温筒型部件12以能够相对于被处理物体载置器11自由转动的方式搭载在旋转工作台13上。旋转工作台13与转动轴14相连接。转动轴14可以在利用磁性流体密封部件15保持在气密状态下，贯穿通过位于反应容器下侧盖体部件10上中央部处的开口部，并且以可自由转动方式轴支于升降机构16。升降机构16以可以沿上下方向自由升降的方式保持着被处理物体载置器11。

直径比基片加工管5的主体最大直径小的排气配管连接部6从基片加工管5的上端部与基片加工管5一体地延伸形成。排气配管连接部6贯穿通过加热炉主体用罩盖部件2上的开口部，并突出至加热炉主体1的外部处。

排气配管连接部6的突出在加热炉主体用覆盖部件2的上部的部分位于加热装置的加热区域之外所以该部分容易产生温度低下的现象。因此还可以如图2所示，在排气配管连接部6上垂直部分的周围配置有垂直部第一温度控制组件8a，在排气配管连接部6上的水平部分配置有水平部第一温度控制组件8b。采用这种构成形式，还可以按照使排气配管连接部6的周围温度与作为反应容器的基片加工管5的主体温度之间不会产生过大温度差的方式，对排气配管连接部6的周围部分实施加热或保温处理。

下面对需要在排气配管连接部6的周围配置温度控制组件的原因进行说明。在加热处理炉实施处理过程中，诸如反应气体或生成气体等的排出气体在到达排气配管连接部时，如果排气配管连接部处的温度比较低，排出气体便可能会在温度低的排气配管连接部6处产生析出物，从而可能会在排气管连接部6的内部生成出杂质膜。当生成有这种不需要的杂质膜时，这种膜随后会容易地产生剥离。由这种膜剥离时产生的脱落颗粒会对配置在基片加工管5内部处的被处理物体载置器11上的硅晶片产生污染。为了能够避免这一问题，就需要按照使排气配管连接部6处的温度不比基片加工管5的主体温度过度低的方式，在排气配管连接部6的周围配置第一温度控制组件8a、8b。采用这种构成形式，可以防止不需要析出物的生成。

可以采用隔热材料或电阻加热部件构成这种配置在排气配管连接部6附近的第一温度控制组件8a、8b。如果采用电阻加燃部件构成该第一温度控制组件时，可以进一步提高保温效果。

而且，优选使用排气配管连接部6处的温度能够为与晶片处理温度(工艺温度)相同的温度。采用这种构成形式，还可以大幅度提高配置在基片加工管5的上部处的晶片的温度均匀性。而且，对于这种场合，还可以减少保持晶片温度均匀性用的、配置在该晶片载置器11的最上部分处的模拟晶片。因此，采用这种构成形式，还可以进一步降低加热装置的高度。

垂直部第一温度控制组件8a和水平部第一温度控制组件8b也可以形成为一体。

优选是采用由杂质含量比较少的碳线制作的加热部件作为所述电阻加热部件。这种加热部件既可以是能够缠绕在形状复杂的排气配管连接部6处的可扰性加热部件，也可以是预先成型为与排气配管连接部6的形状相适应的加热部件。

而且，可以采用具有由多根碳纤维编织而成的、呈线状加热部件主体以及安装在该加热部件主体两个端部处的金属端子的碳线，制作这种可挠性加热部件。可以将这种构成的可挠性加热部件缠绕设置在位于所述基片加工管5的上部处的排气配管连接部6处。

而且，可以采用将成型为规定形状的所述碳线夹持在两个石英玻璃板间，进而对该石英玻璃实施加热熔融而固定成规定形状的封装型加热部件作为这种预先成型加热部件。通过采用石英玻璃实施封装的加热部件，受到杂质污染的可能性极小，所以特别适合使用在本发明中。

然而不论对于哪一种场合，均需要按照可以避免杂质污染、并且使温度控制组件配置简单的方式，实施装置的整体设计。

正如图1所示，排气配管连接部6可以朝向所述基片加工管5的侧面方向弯曲成大约90角。如果对排气配管连接部6和排气配管7实施连接的部分处的温度比基片加工管5上的主体处温度低，残留在排出气体中的反应气体或生成气体将可能会在该部分处冷却、固化，而形成杂质膜。当这种杂质膜剥离时也会产生脱落颗粒。因此，当该连接部分位于被处理物体载置器的正上方位置时，自所述连接部分处产生的脱落颗粒会直接落在被处理物体载置器上，从而使硅晶片受到污染。因比优选按照即使在排气配管连接部6和排气配管7间的连接部分处产生有脱落颗粒，也不直接落在被处理物体载置器上的方式，使排气配管连接部6呈适当的弯曲形状。

而且，通过对排气配管连接部6实施弯曲设置的方式，还可以使由对基片加工管5实施加热的电阻加热部件4发射出的热量不会直接照射至形成在排气配管连接部6端部处的凸缘部17a、形成在排气配管7端部处的凸缘部17b以及排气配管7处。因此，可以更容易地对这些部件实施温度控制。从这一角度考虑，排气配管连接部6的端部优选一直延伸至位于基片加工管5的主体侧壁面的延长线附近处。

正如图2所示，形成在排气配管连接部6的端部处的凸缘部17a上对接固定有排气配管7侧的凸缘部17b，以便通过由诸如氟类树脂等合成橡胶材料制作的O形环部件18保持为气密状态。

O形环部件18(合成橡胶材料)的耐热温度通常为300℃左右。因此，当将O形环部件18加热至高温时，O形环部件18的性能会恶化而使气密保持性下降。为了能够防止由于这种原因产生的气密保持性下降，还需要对位于O形环部件18附近位置处的温度实施控制。在本实施方式中，是在凸缘部17b处形成有实施温度控制用的流体通路19，并且使由冷却水构成温度控制流体流入流体通路19。采用这种构成形式，可以对凸缘部17b处的温度实施适当控制。而且还可以如图2所示，沿着位于排气配管7侧的凸缘部17b的侧壁部配置电阻加热部件(第三温度控制组件)8c，从而可以对温度分布实施更精确的控制。

图中未示出的、诸如真空泵等吸取组件连接在位于排气配管连接部6端部处的排气配管7上。采用这种构成形式，可以将基片加工管5内吸成真空状态，同时可以将诸如残留的反应气体或生成气体等由基片加工管内排出。

在本实施方式中，排气配管7的周围设置有第二温度控制组件8d。采用这种构成形式，可以实施更高精度的温度控制。可以采用电气加热部件等作为这种第二温度控制组件8d，以便容易实施控制。可以将排气配管7处的温度控制在150～300℃的范围内。优选是将排气配管7处的温度控制为200℃。采用这种温度控制方式，还可以防止由基片加工管5排出的气体即使在通过排气配管7时，在排气配管7中生成出由不需要的析出物构成的杂质膜。

可以通过与排气配管7相连接的、具有图中未示出的诸如冷却散热部件等的冷却收集部件，对由排气配管7排出的排出气体实施冷却处理。采用这种构成形式，还可以对由基片加工管5排出的排出气体(诸如残留的反应气体或生成气体等)实施固化和收集。这种冷却收集部件优选配置在位于排气配管7另一端部处的凸缘部(图中未示出)与和排气配管7相连接的真空泵(图中未示出)之间。

如上所述，对于作为本实施方式的热处理装置，可以通过对排气配管连接部6处的温度实施控制的第一温度控制组件8a、8b，嵌埋设置在位于排气配管7侧的凸缘部17b处的温度控制用流体流通孔(第三温度控制组件)19，配置在位于排气配管7侧的凸缘部17b的侧壁部处的电阻加热部件(第三温度控制组件)8c，以及沿着排气配管7配置的第二温度控制组件8d，对各部件处的温度实施积极控制。因此，可以防止在这些部件附近处，生成出由不需要的固体析出物构成的杂质膜，进而可以防止由这种杂质产生的脱落颗粒的出现。

而且，为了能够进一步提高控制精度，还可以在各部件的需要部分处配置诸如温度传感器等温度测定组件，从而还可以利用测量出的温度实施温度控制。当然，也可以简单地按照预先设定的温度控制顺序实施温度控制。

(实施方式2)

下面对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式可以对反应容器中的加热组件和温度控制组件实施优化配置，从而可以进一步改善作为被处理物体的、诸如硅晶片等基板热处理温度的面内均匀性，防止由于加热不均匀产生的基板缺陷。

作为本实施方式的热处理装置可以如图3所示。在图3中与图1中相同的构成要素已经用相同的参考标号表示，并且在这儿省略了对它们的详细说明。

正如图3所示，基片加工管5的上侧部分朝向上侧方向，延伸形成为其直径比基片加工管5的直径小的排气配管连接部6。在排气配管连接部6的颈部、即在图3中由参考标号25表示的部分处，还设置有呈螺旋形的加热部件23。螺旋形加热部件23上的端子24在气密状态下从加热炉主体1上引出。采用这种构成形式，还可以利用图中未示出的控制装置，向螺旋形加热部件23供给电力以实施加热。

可以在排气配管连接部6上的颈部25周围均匀地配置多个螺旋形加热部件23，以便能够对位于晶片载置器11的最上侧的被处理物体W的中心附近部分实施均匀(相对于被处理物体W的中心呈对称形式)的加热处理。位于晶片载置器11的最上侧位置处的被处理物体W的上表面与排气配管连接部6相对设置，即面对着对基片加工管5内的气氛气体排出用的通路。而且在本实施方式中，晶片载置器11的最上位置，是距作为反应容器加热组件的、沿垂直方向延伸的线型加热部件4a比较远，所容易出现温度低下现象的位置。然而，通过配置有螺旋形加热部件23，对位于晶片载置器11的最上侧位置处的被处理物体W的中心附近部实施加热处理的方式，可以消除被处理物体的面内温度不均匀性。

如果举例来说，可以螺旋形加热部件23由诸如石英等具有电气绝缘性和耐热性的材料制作的、成型为管状的管状体，以及配置在该管状体内部的碳线加热部件构成。当然，所使用的材料并不仅限于石英材料，还可以采用具有相同功能的其它材料。

优选将四个螺旋形加热部件23配置在排气配管连接部6的颈部25周围位置处。而且，还可以使多个螺旋形加热部件23中的至少一个呈可移动的配置形式。对于这种场合，还可以防止在实施热处理装置的组合和分解作业时出现障碍。

而且正如图3所示，线型加热部件4a是一种由基片加工管5的外部对被处理物体W实施加热用的加热部件，而且是一种由石英管对碳线周围实施着保护(包围)的线状加热部件。在如图1所示的实施方式1中，配置的是包绕在基片加工管5周围处的、呈螺旋形或圆周形的加热部件，而在本实施方式中，配置的是沿基片加工管5的管轴方向延伸着的线型加热部件4a。这种线型加热部件4a的热容量小，具有优良的动态温度特性，可以实现急速升温和急速降温操作，且容易实施控制。在本实施方式中，以围绕着基片加工管5的方式，配置有多个线型加热部件4a。

而且如图3所示，在基片加工管5的上部处还配置有一个或多个上侧部分加热部件28。在基片加工管5的下部处，以能够对位于晶片载置器11下部处的被处理物体W实施加热的方式配置着一个或多个下侧螺旋形加热部件26。

采用配置有上侧部分加热部件28的构成形式，还可以改善基片加工管上部处的加热均匀性。

采用配置有下侧螺旋形加热部件26的构成形式，还可以防止配置在晶片载置器11下部处的被处理物体W的热量通过基片加工管5的下侧端部产生逃逸。

上侧部分加热部件28和下侧螺旋加热部件26与如上所述的螺旋加热部件23相类似，可以由收装在石英管内的碳线加热部件构成。上侧部分加热部件28和下侧螺旋形加热部件26的形状可以呈圆形，也可以呈椭圆形、扁平圆形等等形状。而且，可以依据对反应容器内部实施的热计算结果，适当地确定上侧部分加热部件28和下侧螺旋形加热部件26的形状或配置数目。

如果采用本实施方式，可以容易地对温度实施控制，并且可以防止产生脱落颗粒。而且，由于线型加热部件4a的热容量比较小，所以本实施方式适用于实施急速升温和急速降温的场合，并且可以大幅度改善诸如硅晶片等被处理物体的加热不均匀性。

(加热方法)

下面对采用所述各实施方式的热处理装置，对作为被处理物体的硅晶片实施加热处理的加热方法进行说明。

首先对整个加热炉实施预热，一直升温至反应温度附近。将多个需要实施热处理的硅晶片W搭载在被处理物体载置器11处。所述载置器11可以设置在由卸载到加热炉主体1外部处用的保温筒型部件12、转动轴14、旋转轴承15和被处理物体用升降机械组件16构成的机械组件处。

将基片加工管5盖覆设置在被处理体载置器11的周围，利用O形环部件(图中未示出)对反应容器下侧盖体部件10和基片加工管5间实施气密性封装。在这一阶段，排气配管7未连接在基片加工管5中的排气配管连接部6处。

随后，打开加热炉主体1的上部开口部，由加热炉主体I的下部将由基片加工管5盖覆着的晶片载置器11装填至规定位置处。按照包绕住由加热炉主体1的上部突出设置着的基片加工管5上排气配管连接部6的方式设置加热炉主体用罩盖部件2。加热炉主体用罩盖部件2优选由隔热材料制作，以防止基片加工管5的热量由上部逃逸。

将位于排气配管连接部6的端部处的凸缘部17a与位于排气配管7的端部处的凸缘部17b实施连接，并且将各温度控制组件8a、8b、8c、8d配置在排气配管连接部6和排气配管7处。将实施温度控制用的流体供给组件与凸缘部17b处的流体流通孔19相连接，完成整个装置的组装作业。

随后在通过加热组件4、4a对加热炉主体1实施加热时，利用温度控制组件8a、8b、8c、8d将基片加工管5的排出气体用的排出系统的温度控制在适当范围内，并利用图中未示出的真空泵对加热炉实施真空排气处理。

由反应气体导入口8供给反应气体，开始实施反应(热处理)。

在实施规定时间的反应之后，停止反应气体的供给。随后供给氮气，排出残留在基片加工管内的气体(反应气体和生成气体)。利用真空泵继续实施真空排气处理，停止加热，施加热炉冷却。

通过上述工序，可以完成对硅晶片的处理作业。

在上面的本发明实施方式中，是以硅晶片作为被处理物体为例进行说明的，然而被处理物体并不仅限于硅晶片，还可以为诸如液晶显示(LCD)基板、玻璃基板等等。

(实施例)

下面对本发明的一个具体实施例进行说明。

利用石英玻璃作出图1所示的基片加工管。

利用这种基片加工管将100个硅晶片排列搭载在由石英玻璃制造的晶片载置器，使用作为反应气体的硅烷类气体和氨气，在700℃的反应温度下在硅晶片表面形成70nm厚的氮化硅膜。采用碳线型加热部件对排气配管连接部6实施加热并保温在700℃。

作为比较实例，采用如图4所示的双重管型基片加工管，在相同的条件下实施氮化硅膜的形成作业。

结果表明，作为本发明的实施例，由预加热工序至取出硅晶片总共需要200分钟，而采用比较实例的工序则需要230分钟。

而且，不论是哪一个实例，硅晶片均不会被脱落颗粒污染。而且，即使将硅晶片搭载在晶片载置器的上部，也不会出现加热不均匀的现象。

Claims (18)

1.一种热处理装置，其特征在于，包括：

在上端部形成有开口部的加热炉主体；

在所述加热炉主体的开口部处设置的加热炉主体用罩盖部件；

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、贯通所述加热炉主体用罩盖部件的排气配管连接部；和

设置在所述排气配管连接部周围位置处的、控制所述排气配管连接部的温度的第一温度控制组件，

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，

将所述排气配管连接部端部处的凸缘部与所述排气配管端部处的凸缘部加以连接，

在所述排气配管连接部的端部处的凸缘部和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。

2.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

在所述排气配管的周围设置有控制所述排气配管周围温度的第二温度控制组件。

3.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，

所述第一温度控制组件和所述第二温度控制组件独立地被控制。

4.如权利要求2或3所述的热处理装置，其特征在于，

所述排气配管连接部端部处的凸缘部与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。

5.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

所述第三温度控制组件具有位于凸缘部之内的流体流通孔。

6.如权利要求1或5所述的热处理装置，其特征在于，

所述第三温度控制组件具有设置在凸缘部附近位置处的控制用加热组件。

7.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，

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被独立地控制。

8.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

所述排气配管连接部弯曲。

9.如权利要求8所述的热处理装置，其特征在于，

所述排气配管连接部以90度的角度弯曲。

10.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

所述排气配管连接部与所述反应容器为一体，并且由所述反应容器延伸形成。

11.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

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。

12.如权利要求11所述的热处理装置，其特征在于，

所述排气配管连接部的颈部附近设置有辅助加热组件。

13.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

所述第一温度控制组件是隔热材料。

14.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

所述第一温度控制组件是电阻加热部件。

15.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

所述第一温度控制组件具有挠性。

16.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

所述第一温度控制组件是预先成形。

17.一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；

在所述加热炉主体的开口部处设置的加热炉主体用罩盖部件；

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、贯通所述加热炉主体用罩盖部件的排气配管连接部；

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，

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，

将所述排气配管连接部端部处的凸缘部与所述排气配管端部处的凸缘部加以连接，

在所述排气配管连接部的端部处的凸缘部和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，

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同等温度的工序。

18.一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；

在所述加热炉主体的开口部处设置的加热炉主体用罩盖部件；

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、贯通所述加热炉主体用罩盖部件的排气配管连接部；

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；

与所述排气配管连接部处连接、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，

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与所述排气配管的连接是，将所述排气配管连接部端部处的凸缘部与所述排气配管端部处的凸缘部加以连接，

在所述排气配管连接部的端部处的凸缘部和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，

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

利用第二温度控制组件将所述排气配管的温度控制在150-300℃的工序。

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