(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と、この処理室の下方側に通路部を介して設けられ、被処理体の移載を行うための移載室と、前記処理室と移載室との間で移動し、被処理体を保持するための被処理体保持部と、を有し、前記処理室内にて被処理体保持部に保持された被処理体を処理ガスを供給しながら熱処理する装置において、
前記処理室と移載室との間に設けられ、通路を閉じる位置と開く位置との間で移動し、被処理体保持部が処理室内に位置している状態で通路を閉じたときには被処理体保持部の昇降軸の外周面に密接して処理室と移載室との雰囲気を気密に遮断するように分割されているシャッタと、
前記通路部の壁部に通路を囲むように設けられ、上下方向に伸縮自在なシール用のベローズ体と、
このベローズ体を伸縮させる伸縮機構と、を備え、
前記ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの表面に密接して処理室側と移載室側との雰囲気を気密に遮断するように構成したことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
分割されたシャッタの一つは、被処理体保持部が移載室にあるときには通路全体を閉じる位置まで進出することを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】
処理室と、この処理室の側方に通路部を介して設けられ、被処理体の移載を行うための移載室と、前記処理室内の被処理体保持部と移載室との間で被処理体を搬送するための搬送手段と、を有し、前記処理室内にて被処理体保持部に保持された被処理体を処理ガスを供給しながら熱処理する装置において、
前記処理室と移載室との間に設けられ、通路を閉じる位置と開く位置との間で移動するシャッタと、
前記通路部の壁部またはシャッタの一方に通路を囲むように設けられ、横方向に伸縮自在なシール用のベローズ体と、
このベローズ体を伸縮させる伸縮機構と、を備え、
前記ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの表面または通路部の壁部の表面の一方に密接して処理室側と移載室側との雰囲気を気密に遮断するように構成したことを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
ベローズ体を伸縮させる伸縮手段は、ベローズ体の内部空間に気体通路を介して連通し、前記内部空間の気体の圧力を調整する手段を含むものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の熱処理装置。
【請求項５】
ベローズ体の内部空間には、ベローズ体の先端部を伸縮方向に案内する案内機構が設けられている請求項１、２、３または４記載の熱処理装置。
【請求項６】
シャッタは石英により構成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、または５記載の熱処理装置。
【請求項７】
シャッタは、被処理体を加熱する加熱源からの輻射熱を抑制するための光透過抑制部を備えていることを特徴とする請求項６記載の熱処理装置。
【請求項８】
シャッタの温度を調整するための温度調整部を有していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の熱処理装置。
【請求項９】
温度調整部は、シャッタ内に形成された温度調整用の流体の通路と、この通路内に温度調整用の流体を供給させる流体供給部と、を有していることを特徴とする請求項８記載の熱処理装置。
【請求項１０】
シャッタ内に形成された温度調整用の流体の通路はジャケット構造であることを特徴とする請求項９記載の熱処理装置。
【請求項１１】
温度調整部はシャッタにおける処理室側の面及び移載室側の面を夫々独立して温度調整できるように構成されていることを特徴とする請求項８、９または１０記載の熱処理装置。
【請求項１２】
温度調整部は、シャッタの温度を検出する温度センサを有し、温度センサの温度検出値に基づいて温度調整用の流体の流量または圧力を制御し、これによりシャッタの温度を調整するものであることを特徴とする請求項９、１０または１１記載の熱処理装置。
【請求項１３】
流体供給部は、断熱膨張器を含み、この断熱膨張器よりの冷却気体をシャッタ内の通路に供給することを特徴とする請求項９、１０、１１または１２記載の熱処理装置。
【請求項１４】
流体供給部は、温風発生器を含み、この温風発生器よりの温風をシャッタ内の通路に供給することを特徴とする請求項９、１０、１１、１２または１３記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセスの中に、高温下においてシリコンの表面部を酸化しこれにより酸化膜（絶縁膜）を得る酸化処理や、不純物層を表面に形成したシリコン層を加熱し、これにより不純物をシリコン層内に熱拡散する拡散処理などがある。
【０００３】
この種の酸化、拡散を行う熱処理装置としてバッチ式である縦型熱処理装置が知られているが、例えばキャパシタ絶縁膜の酸化膜やゲート酸化膜の形成あるいは不純物イオンの拡散処理では、極めて薄い膜や浅い接合を得る場合、膜質、膜厚や拡散深さがサーマルバジェット（熱履歴）の影響を大きく受け、バッチ式の熱処理装置では、先に反応管内に搬入されたウエハと最後の方に搬入されたウエハとではサーマルバジェットに大きな差が生じてしまう。
【０００４】
そこで上述の熱処理炉を改良し、反応管内の設定位置に１枚づつウエハを保持具に載せて搬入した後急加熱する枚葉式の熱処理装置についても検討が進められている。このような枚葉式の熱処理装置について図１０に示す概略図を参照しながら説明すると、１は処理室であり、この中でウエハ保持具１１が昇降自在に設けられている。ウエハ保持具１１には、処理室１の下方側の移載室１２にて図示しない搬送手段により１枚のウエハＷが載置され、所定位置まで上昇した後加熱部１３により所定の熱処理温度まで加熱されると共にガス供給管１４より処理ガスが供給されて例えば酸化処理される。１５は排気管である。そして移載室１２に移載された処理前のウエハＷが加熱源１３よりの輻射熱を直接受けることによる熱履歴の影響を軽減し、また処理済みのウエハについても冷却させるために処理室１と移載室１２との間に光遮断バルブであるシャッタ１６が左右両側にて進退自在に設けられている。なおこのシャッタ１６にはウエハ保持部１１の昇降軸１７に密接するように半円状の切り欠きが形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記シャッタ１６は、移載室１２の上方の通路部１８の壁部との間には、摩擦が起きないように隙間が形成されているので、処理室１内の処理ガスがこの隙間を通って移載室１２側へ回り込んでしまう。ここで熱処理を行う場合には腐食性ガスを用いることがあり、例えば酸化処理を行う場合には腐食性の大きい塩化水素ガスを用いることがあるが、処理室１の下方側は水冷ジャケットを備えた金属製例えばＳＵＳよりなる筒状体により構成されているので塩化水素ガスが移載室１２側へ侵入すると、金属部分が腐食し、メンテナンスを頻繁に行わなければならないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとになされたものであり、その目的は移載室側の金属部分の腐食を抑えることのできる熱処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、処理室と、この処理室の下方側に通路部を介して設けられ、被処理体の移載を行うための移載室と、前記処理室と移載室との間で移動し、被処理体を保持するための被処理体保持部と、を有し、前記処理室内にて被処理体保持部に保持された被処理体を処理ガスを供給しながら熱処理する装置において、
前記処理室と移載室との間に設けられ、通路を閉じる位置と開く位置との間で移動し、被処理体保持部が処理室内に位置している状態で通路を閉じたときには被処理体保持部の昇降軸の外周面に密接して処理室と移載室との雰囲気を気密に遮断するように分割されているシャッタと、
前記通路部の壁部に通路を囲むように設けられ、上下方向に伸縮自在なシール用のベローズ体と、
このベローズ体を伸縮させる伸縮手段と、を備え、
前記ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの表面に密接して処理室側と移載室側との雰囲気を気密に遮断するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、分割されたシャッタの一つは、被処理体保持部が移載室にあるときには通路全体を閉じる位置まで進出することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、処理室と、この処理室の側方に通路部を介して設けられ、被処理体の移載を行うための移載室と、前記処理室内の被処理体保持部と移載室との間で被処理体を搬送するための搬送手段と、を有し、前記処理室内にて被処理体保持部に保持された被処理体を処理ガスを供給しながら熱処理する装置において、
前記処理室と移載室との間に設けられ、通路を閉じる位置と開く位置との間で移動するシャッタと、
前記通路部の壁部またはシャッタの一方に通路を囲むように設けられ、横方向に伸縮自在なシール用のベローズ体と、
このベローズ体を伸縮させる伸縮手段と、を備え、
前記ベローズ体が伸長したときに前記シャッタの表面または通路部の壁部の表面の一方に密接して処理室側と移載室側との雰囲気を気密に遮断するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１、２または３記載の発明において、ベローズ体を伸縮させる伸縮手段は、ベローズ体の内部空間に気体通路を介して連通し、前記内部空間の気体の圧力を調整する手段を含むものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４記載の発明において、ベローズ体の内部空間には、ベローズ体の先端部を伸縮方向に案内する案内機構が設けられている。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１、２、３、４、または５記載の発明において、シャッタは石英により構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６記載の発明において、シャッタは、被処理体を加熱する加熱源からの輻射熱を抑制するための光透過抑制部を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７記載の発明において、シャッタの温度を調整するための温度調整部を有していることを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項８記載の発明において、温度調整部は、シャッタ内に形成された温度調整用の流体の通路と、この通路内に温度調整用の流体を供給させる流体供給部と、を有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項９記載の発明において、シャッタ内に形成された温度調整用の流体の通路はジャケット構造であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項８、９または１０記載の発明において、温度調整部はシャッタにおける処理室側の面及び移載室側の面を夫々独立して温度調整できるように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項９、１０または１１記載の発明において、温度調整部は、シャッタの温度を検出する温度センサを有し、温度センサの温度検出値に基づいて温度調整用の流体の流量または圧力を制御し、これによりシャッタの温度を調整するものであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項９、１０、１１または１２記載の発明において、流体供給部は、断熱膨張器を含み、この断熱膨張器よりの冷却気体をシャッタ内の通路に供給することを特徴とする。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項９、１０、１１、１２または１３記載の発明において、流体供給部は、温風発生器を含み、この温風発生器よりの温風をシャッタ内の通路に供給することを特徴とする。
【００２１】
【作用】
処理室の下方側の移載室にて被処理体を被処理体保持部に載せ、被処理体保持部を処理室内まで上昇させる熱処理装置においては、被処理体保持部が処理室内に位置しているときにはシャッタを閉じ、ベローズ体をシャッタに密接させることにより処理ガスが移載室に流れ込まないので、シャッタより下方側の金属部分の腐食を防止できる。ベローズ体はシャッタが動くときには縮退してシャッタとの間で擦れないようにしている。また移載室にて被処理体の移載を行っている間もシャッタを閉じておく。この場合請求項２の発明のように、分割されたシャッタの一つを通路全体を閉じる位置まで進出させ、ベローズ体を当該シャッタに密接させれば、処理室内の処理ガスが移載室に流れ込まない。
【００２２】
処理室の側方から被処理体を搬送手段により被処理体保持部まで搬送する熱処理装置においては、搬送手段が処理室の外側に位置しているときにはシャッタを閉じ、ベローズ体によりシールすることにより、やはり処理室内の処理ガスが移載室に流れ込まない。シャッタを例えば石英で構成し、不透明ガラスなどを用いて加熱源からの輻射熱の透過を抑制することで移載室の温度上昇を防止できる。
【００２３】
またシャッタの温度調整部を設けることにより、シャッタを加熱あるいは冷却できる。従って例えば被処理体が処理室内に搬入されているときにはシャッタを加熱することにより処理室内の熱容量の変化を小さくすることができ、被処理体の温度制御を精度良く行うことができると共に、熱処理後にはシャッタを冷却することにより移載室を冷やすことができ、処理済みのウエハの冷却を速やかに行うことができる。この場合シャッタの熱処理雰囲気側の面及び移載室側の面を夫々独立に温度調整できるようにすればシャッタの両面を種々のシーケンスで温度調整でき、装置やプロセスに適した温度調整モードを設定できる。温度調整を流体を用い、例えば断熱膨張器や温風発生器などを用いて予め温度調整した流体をシャッタ内に供給することにより急加熱、急冷却を行うことができる。
【００２４】
【実施例】
図１は本発明の実施例の全体構成を示す図である。先ずこの熱処理装置の全体構成を説明すると、２は下端が開口し、上端が閉塞している例えば石英よりなる反応管であり、この反応管２により被処理体に対して熱処理を行う処理室が構成されている。前記反応管２の周囲及び上面を間隙を介して覆うように例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）よりなる均熱部材２１が配設され、更にその外側には断熱体２２、及び水冷ジャケット２３ａを備えた外装部２３が設けられている。また均熱部材２１の上面と断熱体２２との間には抵抗発熱線よりなる加熱源２４が配置されている。
【００２５】
前記反応管２内にはウエハ保持部３が設けられており、このウエハ保持部３は昇降軸３１の頂部に設けられ、昇降軸３１は熱処理装置本体の下端部にてボールネジなどの昇降機構３２により昇降できるように構成されている。そして昇降軸３１は、内部に回転軸３３を有しており、モータＭにより回転軸３３が回転し、これによりウエハ保持部３が回転できるようになっている。ただし昇降軸３１の外管部分と回転軸３３との間には処理ガスが侵入しないように上部にてシール構造が施されている。反応管２には図示しない処理ガス供給源からの処理ガスを被処理体保持部３上のウエハＷに供給するように処理ガス供給管２５が設けられると共に反応管２内を排気する排気管２６が接続されている。
【００２６】
反応管２の下端のフランジ部２７は図２に示すように装置本体の外装部の内面より突出している支持部４１に、固定用リング４２をボルト４３で押し付けることによりパッキン４４を介して押圧固定されている。前記支持部４１の下方側には図１〜図３に示すようにベローズ体取り付け部材４５が設けられ、この取り付け部材４５の下方側に、取り付け部材４５の内周縁と外周縁とで形成されるリング状に、つまり反応管２のフランジ部２７の投影形状であるリング状に、上下方向に伸縮自在なベローズ体４が設けられている。４５ａは補強部材、Ｂ１〜Ｂ３はボルト、０１〜０３はＯリングであり、４６はベローズ体４を保護する例えば石英製の保護筒である。
【００２７】
この実施例では反応管２の上層部が処理室に相当し、反応管２の下層部、支持部４１及びベローズ体取り付け部材４５などを含む部分は、処理室と後述の移載室との間の被処理体保持部３の通路を形成する通路部に相当するものであり、ベローズ体４は被処理体保持部３の通路を囲むように設けられていることになる。このベローズ体４の材質としては、例えばアルミニウムやステンレスをテフロンコートしたもの、または金属溶接体あるいは炭化ケイ素（ＳｉＣ）やテフロンなどを用いることができる。
【００２８】
前記ベローズ体４の外側部分及び内側部分を夫々外筒部及び内筒部と呼ぶことにすると、外筒部、内筒部の下端の間にはベローズ体４の底面部をなし、下面が鏡面に形成された後述のシャッタに密接するための押圧面部５が設けられている。この押圧面部５は例えばステンレスよりなり、その内面には周方向に沿って例えば前記通路の中心について１２０度づつ離れた３ヶ所に、ベローズ体４の伸縮動作が安定するようにガイド棒５１が上方に突出するよう立設されており、前記取り付け部材４５の下面からベローズ体４の内部空間に延び出しているガイド棒受け部５２の中にガイド棒５１がベアリング部５３を介して上下方向に案内されるようになっている。これらガイド棒５１及びガイド棒受け部５２は、ベローズ体４を伸縮方向に案内する案内機構をなすものである。前記ガイド棒５１の頂部にはストッパ５４が形成され、ガイド棒受け部５２の中の段部に係止されてベローズ体４の伸び出しストロークを規制している。
【００２９】
前記ベローズ体４の内部空間はベローズ体４の取り付け部材４５の中に形成された気体通路５５を介して、外部の圧力調整部５６に連通しており、この圧力調整部５６によってベローズ体４の内部空間の圧力が調整されることによりベローズ体４の伸縮が制御される。なおガイド棒受け部５２の中の圧力も調整されるように気体通路５７が形成されている。この実施例では、気体通路５５、５７及び圧力調整部５６並びに圧力調整用の気体はベローズ体４の伸縮手段をなすものであり、前記気体としては空気や窒素ガスなどの不活性ガスが用いられ、その圧力範囲としては例えば１ｋｇ／ｃｍ2 以上で１０ｋｇ／ｃｍ2 未満に設定される。
【００３０】
また前記押圧面部５と補強部材４５ａとの間には、例えばガイド棒５１と対応する位置（例えば３ケ所）に引張りバネ４７が介装されており、ベローズ体４は内部空間の圧力が高くなったときにこのバネ４７の復元力に抗して伸長し、圧力が低くなったときにバネ４７の復元力により縮退することとなる。ただしこのバネ４７は必ずしも必要とされるものではなく、前記内部空間を加圧、減圧することだけによりベローズ体４を伸縮させるようにしてもよい。前記ベローズ体４の下方側には、当該ベローズ体４の下面部をなす押圧面部５に密接して反応管２と後述の移載室との間を気密に遮断するための左右に分割されているシャッタ６Ａ、６Ｂが設けられている。これらシャッタ６Ａ、６Ｂは、例えば直方体に形成され、互いに向き合う縁部には、ウエハ保持部３の昇降軸３１を左右から挟み込んで昇降軸３１の外周面に密接するように半円形状の切り欠き６１Ａ、６１Ｂが形成されている。そして一方のシャッタ６Ａは、ベローズ体４で囲まれるウエハ保持部３の通路全体を塞ぐことができるようにベローズ体４の外形よりも大きく作られている。
【００３１】
前記シャッタ６Ａ、６Ｂは、ウエハ保持部３の通路と、その左右両側に夫々形成された待機室６２Ａ、６２Ｂとの間を進退するように、待機室６２Ａ、６２Ｂの側壁を貫通するピストン６３を介して流体シリンダ６４により作動される、６５はベローズである。なお説明の便宜上シャッタ６Ａ、６Ｂに関連する個所の符号としては同じ符号を付すこととする。前記シャッタ６Ａ（６Ｂ）は例えば石英により作られており、加熱源２４からの輻射熱を遮るように光透過抑制部を備えている。この光透過抑制部としては、透明石英に不透明石英を積層してなるものであってもよいし、石英における処理室側の表面に凹凸を形成して乱反射させるものであってもよく、あるいは石英以外の材質のフィルタを用いて光の一部の透過を抑制するものであってもよい。なお不透明石英を用いるにあたっては、結晶粒子の大きさを制御して光の透過を調整してもよいし、石英繊維を利用してもよい。この場合透過率波長域が互いに異なる複数の不透明石英層を積層してもよい。
【００３２】
シャッタ６Ａ（６Ｂ）の内部には図５及び図６に示すように温度調整用の流体の通路が形成されている。即ちシャッタ６Ａ、６Ｂの内部は厚さ方向（上下方向）に第１領域ＨＡ及び第２領域ＣＡの２段に断熱層を挟んで分かれており、例えば上側の第１領域ＨＡは加熱用領域ＨＡ、下側の第２領域ＣＡは冷却用領域ＣＡとされている。各領域ＨＡ、ＣＡは更に上下２段に通流室が分かれており、加熱用領域ＨＡは加熱流体が上側の通流室ＨＡ１から下側の通流室ＨＡ２に流れ、また冷却用領域ＣＡは冷却流体が下側の通流室ＣＡ１から上側の通流室ＣＡ２に流れるように構成されている。そして各通流室ＨＡ１、ＨＡ２、ＣＡ１、ＣＡ２は渦巻状に形成されており、外側から流体が導入されて中心部から抜け、更に外側に流出するように中心部に通孔が開けられている。
【００３３】
前記加熱流体の通流室ＨＡ１、ＨＡ２には夫々導入管７１ａ、排出管７１ｂが接続されると共に、冷却流体の通流室ＣＡ１、ＣＡ２には夫々導入管７２ａ、排出管７２ｂが夫々接続されており、これら導入管７１ａ（７２ａ）及び排出管７１ｂ（７２ｂ）は接続配管７１（７２）の中に挿通されている。前記接続配管７１（７２）は待機室６１Ａ、６１Ｂの側壁の外側でフレキシブルチューブ７３（７４）に接続されている。７５、７６はベローズである。
【００３４】
前記導入管７１ａ（７２ａ）、排出管７１ｂ（７２ｂ）の配管系の一例を図７を参照しながら説明すると、前記導入管、排出管の組（７１ａ、７１ｂ）及び（７２ａ、７２ｂ）はバルブＶ１〜Ｖ８により加熱流体供給部ＨＳ及び冷却流体供給部ＣＳとの間で切り替えられるように構成されており、シャッタ６Ａ（６Ｂ）の上半分側の通流室ＨＡ１、ＨＡ２及び下半分側の通流室ＣＡ１、ＣＡ２には、加熱流体、冷却流体のいずれかを選択して通流できるようになっている。前記第１領域ＨＡ、第２領域ＣＡには夫々温度センサＴ１、Ｔ２が取り付けられており、その温度検出信号はスイッチ部ＳＷにより加熱流体供給部ＨＳまたは冷却流体供給部ＣＳの一方に入力され、加熱流体供給部ＨＳ及び冷却流体供給部ＣＳは、温度センサＴ１、またはＴ２の温度検出信号に基づいて流体の流量または圧力を制御し、第１領域ＨＡ、第２領域ＣＡが所定の温度に制御されるように構成されている。
【００３５】
前記加熱流体供給部ＨＳ及び冷却流体供給部ＣＳとしては夫々例えば温風発生器、及び例えば−６０℃の冷媒を送り出すことのできる断熱膨張器を用いることができ、これらにより予め温度制御された流体（この例では気体）を用いれば、シャッタ６Ａ（６Ｂ）は熱容量の大きい材質で作られているが、シャッタ６Ａ、６Ｂを急加熱、急冷却できる利点がある。なお温度調整用の流体としては液体であってもよい。この例では加熱流体供給部ＨＳ、冷却流体供給部ＣＳ、流体の通流室ＨＡ１、ＨＡ２、ＣＡ１、ＣＡ２及び温度センサＴ１、Ｔ２などは、シャッタ６Ａ（６Ｂ）の温度を調整する温度調整部をなすものである。
【００３６】
そして図１に戻って説明を進めると、シャッタ６Ａ、６Ｂの下方側にはウエハＷの移載室３４が配置されている。この移載室３４は、シャッタ６Ａ、６Ｂの進退方向を左右方向とすると、移載室３４に対して前後に配置された図示しないロードロック室（一方が搬入室、他方が排出室）との間で図示しない搬送アームによりゲートバルブＧを介してウエハＷの受け渡しが行われる部屋である。
【００３７】
次に上述実施例の作用について述べる。先ずウエハ保持部３を移載室３４内に位置させておき、図示しない搬送アームにより外部のロードロック室からゲートバルブＧを介して処理前の被処理体であるウエハＷをウエハ保持部に移載する。このとき図８（ａ）に示すように一方のシャッタ６Ａを通路全体を塞ぐ位置まで進出させておくと共に、ベローズ体４を伸長させて押圧面部５とシャッタ６Ａの表面とを気密に面接触させ、反応管２内と移載室３４とを気密に遮断する。そしてシャッタ６Ａの上側半分（図５に示す第１領域ＨＡ）に温風を通流させて加熱する一方下側半分（図５に示す第２領域ＣＡ）に冷媒を通流させて冷却する。このようにシャッタ６Ａの下面を冷却することにより移載室３４内のウエハＷの熱履歴の影響を少なくすることができる。
【００３８】
ウエハＷがウエハ保持部３に保持された後ベローズ体４を縮退させて図８（ｂ）に示すように押圧面部５を例えば１ミリ〜１５ミリ程度シャッタ６Ａから離し、続いて図８（ｃ）に示すようにシャッタ６Ａを後退させた後ウエハ保持部３を反応管２内の所定位置まで上昇させる。その後両方のシャッタ６Ａ、６Ｂを進出させて図８（ｄ）に示すように切り欠き６１Ａ、６１Ｂ（図４参照）により昇降軸３１を挟んで密接させ、次に図８（ｅ）に示すようにベローズ体４を伸長させて押圧面部５とシャッタ６Ａ、６Ｂの表面とを気密に面接触させる。そしてウエハＷを所定の温度まで加熱すると共に、処理ガス供給管２５よりの所定の処理ガス例えばＨＣｌガスとＨ2 ＯとをウエハＷの表面に供給し、例えば反応管２内を７６０Ｔｏｒｒに維持してウエハＷの表面のシリコン層を酸化する。
【００３９】
酸化処理が終了した後、ベローズ体４を縮退させ、シャッタ６Ａ、６Ｂを後退させて通路を開きウエハ保持部４を移載室３４まで下降させる。ウエハＷの熱処理が行われている間シャッタ６Ａ、６Ｂの上半分側は加熱され、下半分側は冷却されている。その後は一方のシャッタ６Ａにより同様にして通路を閉じ、処理済みのウエハＷを外部のロードロック室に移載し、次のウエハＷをウエハ保持部３上に搬入する。
【００４０】
このような実施例によれば、シャッタ６Ａ（６Ｂ）とベローズ体４とにより反応管２内（処理室）と移載室３４とを気密に遮断しているため、反応管２内の処理ガスの移載室３４への流入を軽減することができ、処理ガスとしてＨＣｌ（塩化水素）ガスなどの腐食性の強いガスを用いても移載室３４あるいはその下方側の金属部分、例えば水冷ジャケットの腐食を抑えることができ、メンテナンスの頻度が少なくなる。またシャッタ６Ａ（６Ｂ）の移動時にはベローズ体４を縮退させているので、シャッタ６Ａ（６Ｂ）とベローズ体４の押圧面部５とが擦れ合うこともない。
【００４１】
そしてシャッタ６Ａ（６Ｂ）により移載室３４を冷却しているので、既述のように処理前のウエハＷの熱履歴の影響を少なくすることができる上、処理後のウエハＷの冷却を早めることができ、スループットが向上する。一方シャッタ６Ａ（６Ｂ）の上面側を加熱しているので、熱処理雰囲気を囲む容器全体の熱容量の変化を小さくでき、熱処理雰囲気の温度制御性への影響を軽減できるのでウエハＷの温度制御を高い精度で行うことができる。ただしシャッタ６Ａ（６Ｂ）の上側下側を必ずしも夫々加熱、冷却することに限定されるものではなく、装置やプロセスに応じて種々のシーケンスで温度調整し、最適な温度調整モードを選定すればよい。
【００４２】
以上においてベローズ体４の伸縮手段としてはエアーシリンダや例えばボールネジを利用したメカニカルな機構を用いてもよい。ベローズ体４の押圧面部５のリング幅としては例えば３０〜５０ミリの幅に設定される。押圧面部５とシャッタ６Ａ（６Ｂ）とのシール方法としては、どちらか一方または双方に溝を形成して溝内を負圧にする方法、両方を石英や金属で構成して表面の擦り合わせによる方法、あるいはＯリングを介装してシールする方法などを採用してもよい。
【００４３】
またシャッタ６Ａ（６Ｂ）内の温度調整用の流体の通流室は渦巻き状に限らず、例えばエッチングなどによりハニカム構造としてもよい。このように流体の道のりを長くしておくことによりシャッタ６Ａ（６Ｂ）の面内温度均一性が高くなる。なおシャッタ６Ａ（６Ｂ）に温度調整用の流体を通流させるためには、シャッタ６Ａ（６Ｂ）のピストン内に配管を通してその配管を利用してもよい。
【００４４】
更に本発明は、図９に示すように処理室８の左右に夫々通路部８１Ａ、８１Ｂを介して移載室８０Ａ、８０Ｂが配設され、図示しないロードロック室から一方の移載室８０Ａ内の搬送手段８２ＡにウエハＷを受け渡し、この搬送手段８２Ａを処理室８内に進入させてウエハ保持部８３にウエハＷを受け渡した後熱処理し、熱処理後のウエハＷを他方の搬送手段８２Ｂに受け渡した後他方の移載室８０Ｂ内に搬送し、しかる後に図示しないロードロック室にウエハＷを搬出する熱処理装置に適用してもよい。
【００４５】
即ちこの熱処理装置は、搬送手段８２Ａ（８２Ｂ）の通路を夫々開閉し、既述の実施例と同様に温度調整部を備えたシャッタ９Ａ、９Ｂと、通路部８１Ａ、８１Ｂの外方側壁部に通路を囲むように設けられ、図示しない伸縮手段により横方向に伸縮自在なシール用のベローズ体９１Ａ、９１Ｂとを備えており、搬送手段８２Ａ、８２Ｂが移載室８０Ａ、８０Ｂ内に位置しているときにはベローズ体９１Ａ、９１Ｂが伸長してシャッタ９Ａ、９Ｂの表面に密接し、シャッタ９Ａ、９Ｂの移動時にはベローズ体９１Ａ、９１Ｂが縮退するように構成されている。なお８３、９２は流体シリンダ、８４、９３はピストン、９４は加熱源、９５は外装部である水冷ジャケット、９６は処理ガス供給管であり、温度調整用の流体の配管は図示を省略してある。このような実施例においても処理室８から移載室８０Ａ、８０Ｂの処理ガスの流入を軽減することができ、金属部分の腐食を抑えることができる。また図９に示す装置では、シャタ９Ａ、９Ｂ側にベローズ体９１Ａ、９１Ｂを設けても良い。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、被処理体を急速に昇温して熱処理し、その後急速に降温させる熱処理装置において、処理室と移載室との間にシャッタを介在させると共にベローズ体によりシャッタと通路部の壁部との間を気密に遮断しているため、処理室から移載室側への処理ガスの流入を軽減することができ、移載室側の金属部分の腐食を抑えることができる。またシャッタの温度を調整するようにしているため、被処理体の温度を精度良く制御することができると共に熱処理後の被処理体を速やかに冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体構成を示す縦断側面図である。
【図２】ベローズ体の取り付け構造及び内部構造の一例を示す断面図である。
【図３】ベローズ体及びシャッタの概観を示す斜視図である。
【図４】シャッタを示す平面図である。
【図５】シャッタの内部の流体の通流室を示す断面図である。
【図６】シャッタ及び流体の配管構造を示す横断平面図である。
【図７】シャッタ内を通流する加熱流体及び冷却流体の配管系の一例を示す配管図である。
【図８】シャッタ及びベローズ体の動作を説明する動作説明図である。
【図９】本発明の他の実施例の全体構成を示す縦断側面図である。
【図１０】従来の枚葉式の熱処理装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２          反応管
２４        加熱源
Ｗ          半導体ウエハ
３          ウエハ保持部
３１        昇降軸
４          ベローズ体
５          押圧面部
５１        ガイド棒
５５        気体通路
６Ａ、６Ｂ  シャッタ
ＨＡ        第１領域（実施例では加熱領域）
ＣＡ        第２領域（実施例では冷却領域）
ＨＡ１、ＨＡ２    通流室
ＣＡ１、ＣＡ２    通流室
７１ａ、７２ａ    流体の導入管
７１ｂ、７２ｂ    流体の排出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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