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JP2000068260A - 熱処理装置 - Google Patents

熱処理装置

Info

Publication number
JP2000068260A
JP2000068260A JP10236202A JP23620298A JP2000068260A JP 2000068260 A JP2000068260 A JP 2000068260A JP 10236202 A JP10236202 A JP 10236202A JP 23620298 A JP23620298 A JP 23620298A JP 2000068260 A JP2000068260 A JP 2000068260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat treatment
supply system
gas
processing gas
gas supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10236202A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Yamamoto
博之 山本
Yukimasa Saito
幸正 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP10236202A priority Critical patent/JP2000068260A/ja
Publication of JP2000068260A publication Critical patent/JP2000068260A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス供給系の全部位を均一に加熱して処理ガ
スの凝結を十分に防止し、処理ガスの安定供給を可能と
する。 【解決手段】 被処理体Wを収容した熱処理炉1内にガ
ス供給系6により処理ガスを供給して所定の熱処理を行
う熱処理装置において、前記処理ガス供給系6を処理ガ
スの凝結を起こさない所定の温度に保持された恒温槽1
6内に収容してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいては、被処理体である半導体ウエハにCVD(化学
気相成長)、拡散、酸化、アニール等の熱処理を施すた
めに、各種の熱処理装置が使用されている。例えばMO
・CVD(金属酸化物の化学気相成長)等に使用される
熱処理装置においては、図4に示すように、液体材料ま
たは固定材料を気化させて処理ガスを発生させる気化部
8を備えている。そして、この気化部8で発生した処理
ガスをキャリアガス例えば窒素(N2)ガス等の不活性
ガスや原料ガスによりガス供給系6を介して熱処理炉1
に供給し、この熱処理炉1内で半導体ウエハWに所定の
熱処理例えばMO・CVD処理を施すように構成されて
いる。また、前記ガス供給系6は、気化部8と熱処理炉
1を結ぶ配管9およびこの配管9に設けられた弁10等
の部材により構成されている。
【0003】ところで、前記MO・CVD処理等で使用
される処理ガスは、所定の温度を下回ると、凝結が起こ
り、安定供給が困難となる。このため、前記ガス供給系
6の配管9および弁10等の部材に、これらを加熱する
ためのリボン状のヒーター25を巻き付けたり、更にそ
の上から断熱材で覆ったりすることで、処理ガスの凝結
を防止している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記熱
処理装置においては、リボン状のヒーターを巻き付けて
いるだけでは、配管および弁等の部材の全部位を一定の
温度にすることは難しく、弁等の熱容量の大きい部位が
十分に加熱されないなど、局所的に温度低下を生じる場
合がある。この場合、温度の低い部位で処理ガスの凝結
(液化または固化)が起こり易くなり、処理ガスを安定
供給することが困難となる場合があった。また、前記リ
ボン状のヒーターは、加熱温度(150〜200℃程
度)に限界があり、耐久性に劣る欠点がある。
【0005】そこで、本発明は、上述した課題を解決す
べくなされたもので、ガス供給系の全部位を均一に加熱
して処理ガスの凝結を十分に防止することができ、処理
ガスの安定供給が図れる熱処理装置を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項1
に係る発明は、被処理体を収容した熱処理炉内にガス供
給系により処理ガスを供給して所定の熱処理を行う熱処
理装置において、前記処理ガス供給系を処理ガスの凝結
を起こさない所定の温度に保持された恒温槽内に収容し
てなることを特徴とする。
【0007】請求項2に係る発明は、液体材料または固
定材料を気化して処理ガスを生成する気化部と、この気
化部からガス供給系により処理ガスを供給して被処理体
に所定の熱処理を施す熱処理炉とを備えた熱処理装置に
おいて、前記ガス供給系を処理ガスの凝結を起こさない
所定の温度に内部の雰囲気が保持された容器内に収容し
てなることを特徴とする。
【0008】請求項3に係る発明は、請求項2記載の熱
処理装置において、前記容器内に、気化部も収容されて
いることを特徴とする。
【0009】請求項4に係る発明は、請求項2または3
記載の熱処理装置において、前記容器が、内部を断熱す
る断熱材と、内部雰囲気を加熱する加熱部と、温度調節
部と、内部雰囲気を攪拌する攪拌部とを有する恒温槽か
らなることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基いて詳述する。図1は本発明の実施の形態で
ある熱処理装置を概略的に示す図、図2は図1に示され
た恒温槽の概略的断面図、図3は熱処理装置における恒
温槽の設置例を示す斜視図である。
【0011】図1において、1は被処理体である半導体
ウエハWを収容し、処理ガスを供給して例えば850℃
程度の高温下で所定の熱処理例えばMO・CVD処理を
施す縦型でバッチ式の熱処理炉で、この熱処理炉1は上
端が閉塞され下端が開放した縦長円筒状の耐熱性を有す
る例えば石英製の反応管2により構成されている。
【0012】この反応管2は、炉口として開放した下端
開口部が蓋体3で気密に閉塞されることにより、気密性
の高い熱処理炉1を構成するようになっている。前記蓋
体3上には、多数枚例えば150枚程度の半導体ウエハ
Wを水平状態で上下方向に間隔をおいて多段に支持する
基板支持具である例えば石英製のウエハボート4が保温
筒5を介して載置されている。
【0013】蓋体3は、図示しない昇降機構により、熱
処理炉1内へのウエハボート4のロード(搬入)ならび
にアンロード(搬出)および炉口の開閉を行うように構
成されている。また、前記反応管2の周囲には、炉内を
所定の温度例えば300〜1000℃に加熱制御可能な
ヒーターHが設けられている。
【0014】反応管2の下側部には、反応管2内に処理
ガスを供給するガス供給系6と、反応管内2を排気する
排気系7とが接続されている。排気系7には、反応管2
内を例えば最大10-3Torr程度に減圧可能な図示し
ない真空ポンプが設けられている。
【0015】ガス供給系6の上流には、液体材料または
固体材料を気化させて処理ガスを発生させる気化部8が
設けられ、この気化部8で発生した処理ガスをキャリア
ガス例えば窒素(N2)ガス等の不活性ガスや原料ガス
により、気化部8からガス供給系6を介して反応管2内
に供給するように構成されている。
【0016】前記液体材料としては、例えばBSTOプ
ロセスの場合、バリウム(Ba)、ストロンチウム(S
r)およびチタン(Ti)をアルコールに溶かしたもの
が用いられる。前記固体材料としては、例えばルテニウ
ム系プロセスの場合、ルテニウム(Ru)を化学的に含
有した金属粉末が用いられる。気化部8には、液体材料
または固体材料を気化させるべく加熱する加熱手段(ヒ
ーター)が設けられている(図示省略)。
【0017】前記ガス供給系6は、気化部8と熱処理炉
1を結ぶ配管9およびこの配管9に設けられた弁10等
の部材(図示省略)により構成されている。ここで、弁
10としては、例えば手動弁、エアオペレイト弁、ニー
ドル弁等が含まれる。また、部材としては、例えば継
手、フイルタ等が含まれる。前記ガス供給系6は、処理
ガスの凝結を起こさない所定の温度例えば100〜25
0℃程度に内部の雰囲気が保持された容器11内に収容
されている。この容器11内の雰囲気温度としては、例
えばBSTOプロセスの場合は250℃程度、タンタル
プロセスの場合は150℃程度、TEOSプロセスの場
合は100℃程度とされる。
【0018】この容器11は、図2に示すように、内部
を断熱する断熱材12と、内部雰囲気を加熱する加熱部
13と、温度調節部(自動温度調整部)14と、内部雰
囲気を攪拌する攪拌部15とを有する恒温槽16からな
っていることが好ましい。断熱材12で区画された恒温
槽16の内部には、例えばステンレス等の金属板で区画
された加熱室17が設けられ、この加熱室17の両側壁
には、多数の通気孔18が設けられている。
【0019】加熱室17と断熱材12との間には、内部
雰囲気例えば空気が加熱室17を通過するように循環さ
せるための通風路19が設けられ、この通風路19に、
抵抗発熱体からなる前記加熱部13と、電動モータ20
により回転駆動されて雰囲気を攪拌循環させるファンか
らなる前記攪拌部15とが設けられている。そして、前
記加熱室17内に、前記気化部8と熱処理炉1との間の
ガス供給系6を構成する配管9および弁10等の部材が
収容されている。なお、本実施の形態では、恒温槽16
の外部に前記気化部8が設けられている。
【0020】図3は、熱処理装置における恒温槽の設置
例を示す斜視図である。熱処理装置は、外郭を形成する
筐体21を有し、この筐体21の前部に、複数枚例えば
25枚程度の半導体ウエハを収容したキャリア(カセッ
ト)の搬入、搬出を行う搬出入口22が設けられ、筐体
21内の後部上方に熱処理炉1が設置されている。前記
筐体21の一側部には、処理ガス等の供給を行うガスボ
ックス23が設けられ、このガスボックス23内に前記
恒温槽16が設置されている。
【0021】恒温槽16内には、熱容量のある弁10等
の部材の全部を収め、後は直管のみで処理ガスを熱処理
炉1に供給するようにする。なお、恒温槽16と熱処理
炉1との間で露出した直管(配管9の一部)の露出部に
は、リボン状のヒーターが巻き付けられ、断熱材で覆わ
れていることが好ましい。
【0022】以上のように構成された熱処理装置によれ
ば、液体材料または固定材料を気化して処理ガスを生成
する気化部8と、この気化部8からガス供給系6により
処理ガスを供給して半導体ウエハWに所定の熱処理例え
ばMO・CVD処理を施す熱処理炉1とを備えた熱処理
装置において、前記ガス供給系6を処理ガスの凝結を起
こさない所定の温度に内部の雰囲気が保持された容器1
1内に収容してなるため、弁10等の部材を含むガス供
給系6を局所的な温度低下のない状態に均一に加熱する
ことが可能となり、ガス供給系6における処理ガスの凝
結を十分に防止することができ、処理ガスの安定供給が
可能となる。
【0023】すなわち、従来の熱処理装置のようにリボ
ン状のヒーターでパーツを直接加熱するのではなく、パ
ーツ類が収まっている雰囲気を加熱することで、局所的
な温度低下のない安定した加熱を実現でき、処理ガスの
凝結を十分に防止できる。これにより、熱処理炉1への
処理ガスの安定供給が可能となり、熱処理の再現性およ
び品質の向上が図れる。また、前記容器11が、内部を
断熱する断熱材12と、内部雰囲気を加熱する加熱部1
3と、温度調節部14と、内部雰囲気を攪拌する攪拌部
15とを有する恒温槽16からなるため、ガス供給系6
の全部位を容易に一定の温度に加熱することができる。
【0024】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の
設計変更等が可能である。例えば、前記実施の形態で
は、気化部を恒温槽の外部に設けた例が示されている
が、気化部は恒温槽内に収容されていてもよい。これに
よれば、気化部を恒温槽により加熱することができるの
で、気化部に専用の加熱手段を設ける必要がなくなり、
構造の簡素化が図れる。
【0025】本発明は、気化部を備えた熱処理装置に好
適に適用されるが、気化部を備えていない熱処理装置に
も勿論適用可能である。熱処理炉としては、枚葉式であ
ってもよく、横型であってもよい。被処理体としては、
半導体ウエハ以外に、例えばガラス基板やLCD基板等
であってもよい。
【0026】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な効果を奏することができる。
【0027】(1)請求項1に係る発明によれば、被処
理体を収容した熱処理炉内にガス供給系により処理ガス
を供給して所定の熱処理を行う熱処理装置において、前
記処理ガス供給系を処理ガスの凝結を起こさない所定の
温度に保持された恒温槽内に収容してなるため、ガス供
給系を局所的な温度低下のない状態に均一に加熱するこ
とができ、ガス供給系における処理ガスの凝結を十分に
防止でき、処理ガスの安定供給が可能となる。
【0028】(2)請求項2に係る発明によれば、液体
材料または固定材料を気化して処理ガスを生成する気化
部と、この気化部からガス供給系により処理ガスを供給
して被処理体に所定の熱処理を施す熱処理炉とを備えた
熱処理装置において、前記ガス供給系を処理ガスの凝結
を起こさない所定の温度に内部の雰囲気が保持された容
器内に収容してなるため、ガス供給系を局所的な温度低
下のない状態に均一に加熱することができ、気化部を備
えた熱処理装置のガス供給系における処理ガスの凝結を
十分に防止でき、処理ガスの安定供給が可能となる。
【0029】(3)請求項3に係る発明によれば、前記
容器内に、気化部も収容されているため、気化部に専用
の加熱手段を設ける必要がなくなり、構造の簡素化が図
れる。
【0030】(4)請求項4に係る発明によれば、前記
容器が、内部を断熱する断熱材と、内部雰囲気を加熱す
る加熱部と、温度調節部と、内部雰囲気を攪拌する攪拌
部とを有する恒温槽からなるため、ガス供給系の全部位
を容易に一定の温度に加熱することが可能となり、ガス
供給系を局所的な温度低下のない状態に均一に加熱する
ことができ、処理ガスの凝結を十分に防止でき、処理ガ
スの安定供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である熱処理装置を概略的
に示す図である。
【図2】図1に示された恒温槽の概略的断面図である。
【図3】熱処理装置における恒温槽の設置例を示す斜視
図である。
【図4】従来の熱処理装置の一例を概略的に示す図であ
る。
【符号の説明】
1 熱処理炉 W 半導体ウエハ(被処理体) 6 ガス供給系 8 気化部 11 容器 12 断熱材 13 加熱部 14 温度調節部 15 攪拌部 16 恒温槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA11 CA04 EA01 GA02 KA25 KA41 KA45 LA15 5F045 AA04 AD12 AE15 DP19 EC09 EE02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理体を収容した熱処理炉内にガス供
    給系により処理ガスを供給して所定の熱処理を行う熱処
    理装置において、前記処理ガス供給系を処理ガスの凝結
    を起こさない所定の温度に保持された恒温槽内に収容し
    てなることを特徴とする熱処理装置。
  2. 【請求項2】 液体材料または固定材料を気化して処理
    ガスを生成する気化部と、この気化部からガス供給系に
    より処理ガスを供給して被処理体に所定の熱処理を施す
    熱処理炉とを備えた熱処理装置において、前記ガス供給
    系を処理ガスの凝結を起こさない所定の温度に内部の雰
    囲気が保持された容器内に収容してなることを特徴とす
    る熱処理装置。
  3. 【請求項3】 前記容器内に、気化部も収容されている
    ことを特徴とする請求項2記載の熱処理装置。
  4. 【請求項4】 前記容器が、内部を断熱する断熱材と、
    内部雰囲気を加熱する加熱部と、温度調節部と、内部雰
    囲気を攪拌する攪拌部とを有する恒温槽からなることを
    特徴とする請求項2または3記載の熱処理装置。
JP10236202A 1998-08-24 1998-08-24 熱処理装置 Pending JP2000068260A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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