(57)【要約】【課題】前記した縦型熱処理装置を用いて、加熱処理される場合、ボートとウエーハの裏面との支持部において、ウエーハの裏面に傷がつき、該傷からスリップと呼ばれる結晶欠陥が発生してしまう。【解決手段】図１において、１は縦型反応炉、２は複数の凹凸部を有したヒータ、３はその上端部に設けられたガス吹出し口、４はガス吹出し口３に処理ガスを送るガス供給路、５は反応炉１内のガスを排出するガス排出路、６はボート、７はウエーハ、８はシールキャップ、９はヒータ固定部である。このボート６はシールキャップ８の上に載せられて、縦型反応炉１の下端開口から反応炉１内に出し入れされる。また、ヒータ２は、複数の凹凸部を有し、凹部にウエーハ７が挿入されるように配置される。【効果】ウエーハの面内の温度差を解消することとなり、結果として、面内の温度差によるスリップ発生を解消することができる。【選択図】    図１
2004319695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を基板保持具に保持し収納する反応室と、
前記反応室に収納された基板を加熱する加熱装置とを備えている半導体処理装置において、
前記加熱装置は前記基板を収容できる大きさの凹部を有し、複数の凹凸部を形成していることを特徴とする半導体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板（半導体ウエーハやガラス基板等、以下ウエーハという）を熱処理するための半導体処理装置に係り、特に多数の基板を搭載して反応炉内にて加熱処理されるヒータを備えている半導体処理装置に関する。
【０００２】
近年、半導体デバイスの製造工程では、例えば熱拡散工程やアニール工程で使用される半導体処理装置としては、縦型熱処理装置が主流となっている。この縦型熱処理装置は、複数のシリコン等の基板（以下ウエーハという）を熱処理する反応炉を形成し、反応炉は、基板を保持する基板保持具（以下ボートという）、基板保持具と同心状に内管（以下反応管という）、外管（以下均熱管という）、加熱源としてのヒータを有するものが知られている。
【０００３】
前記した縦型熱処理装置においては、複数枚のウエーハがボートによって長く整列されていた状態で反応管内に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、反応管内に原料ガスが導入されるとともに、ヒータによって内部が加熱されることにより、ウエーハに酸化・拡散・アニール熱処理がされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した縦型熱処理装置を用いて、ウエーハが処理されると、特に高温（特に１１００度以上）に加熱処理される場合、ボートとウエーハの裏面との支持部において、両者の熱膨張率のちがいにより摩擦が生じたりするため、ウエーハの裏面に傷がつき、該傷からスリップと呼ばれる結晶欠陥が発生してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、上記事情を考慮し、高温熱処理時におけるスリップの解消を図れるようにしたヒータを備えた半導体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】
本発明に係る半導体処理装置は、基板を収納する反応室と、前記反応室に収納された基板を加熱する加熱装置とを備えている半導体処理装置において、前記加熱装置は櫛型を成していることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、ヒータが櫛型を成していることにより、ウエーハ１枚１枚において、均等に加熱することができ、昇降温時のウエーハの外周部と中心部との温度差を無くせ、スリップを解消することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。図１は実施形態の半導体処理装置（例えば縦型酸化・拡散・アニール処理装置）の構成を示す概略側面図である。図において、１は縦型反応炉、２は複数の凹凸部を有したヒータ、３はその上端部に設けられたガス吹出し口、４はガス吹出し口３に処理ガスを送るガス供給路、５は反応炉１内のガスを排出するガス排出路、６はボート、７はウエーハ、８はシールキャップ、９はヒータ固定部である。
【０００９】
このボート６はシールキャップ８の上に載せられて、縦型反応炉１の下端開口から反応炉１内に出し入れされる。また、ヒータ２は、複数の凹凸部を有し、凹部にウエーハ７が挿入されるように配置される。
【００１０】
以下に詳しく説明する。このボート６は、図２に示すように複数枚のウエーハ７をそれぞれ垂直に立てた姿勢で水平に並べて保持できるようになっている。このボート６の形状は特に限定されるものではないが、例えば、図３に示すようにボート６の底部６ａ及び側部６ｂは、それぞれが合点６ｃに向けて、ウエーハ７との接する面において傾斜をつけている。この傾斜によりウエーハ７は底部６ａ及び側部６ｂにもたれるようにすることができ、ウエーハ７をより一層安定に保持することができる。また、ウエーハ７を保持するそれぞれのボート６の底部６ａには、ウエーハ７の主面側にガスの排出口１０を有している。
【００１１】
図１に示すようにヒータ２は、同形状の複数の凹凸部を有し、凹部はウエーハ７の大きさ以上の形状でウエーハ７を収容できるように構成する。また、それぞれの凹部の最深面２ａにはウエーハ７の主面側にガスの吹出し口３を有している。ヒータ２の発熱体の材質は例えば金属、セラミック、カーボン、ＳＩＣなどで構成される。さらに、ヒータ２の表面は、例えば材質ＳＩＣ及びＣＶＤコーティング等が施され、ウエーハ７への金属汚染等の対策が施されている。
【００１２】
図４に示すようにヒータ２はウエーハ７側の面に発熱体を位置させ、ボート６にウエーハ７が保持された状態で、ヒータ２に挿入、処理する位置において、ヒータ２はウエーハ７に対向する位置において中心部２ａがウエーハ７と同心円状に形成され、さらに中心部２ａの外側には中間部２ｂが、さらに中間部２ｂの外側には外周部２ｃがウエーハ７と同心円状に形成されている。この中心部２ａ、中間部２ｂ、外周部２ｃはそれぞれ一般的には、ゾーンと呼ばれる。ヒータ２の加熱状態延いてはウエーハ７の加熱状態を図示しない検出手段により検出し、検出した結果を逐次、図示しない温度制御部に送る。温度制御部はフィードバック制御等により、各ゾーンを制御し、ウエーハ７への加熱を制御する。発熱体の周りには断熱材２ｄを有し、加熱時において外部との熱の放出を遮断するとともに、凹凸部を形成させている。
【００１３】
ヒータ２とボート６は気密手段（Ｏリング等）１１により気密に保持される。また、ヒータ２及びガス吹出し口３、及びボート６、ガス排出口１０、気密手段１１にて反応空間１２を成しており、処理時においてはガス吹出し口３とガス排出口１０以外は外部（反応炉外）との接触は無いように形成されている。
【００１４】
次に作用を説明する。ボート６に図１に示すように所定枚数のウエーハ７を垂直に立てた姿勢に並べる。次にウエーハ７を搭載したボート６をシールキャップ８に載せた状態で反応炉１内に装入する。図示しないガスの流量制御手段（以下マスフローコントローラ（ＭＦＣ））に連結されているガス供給路４において不活性ガスを通し、ガス吹出し口３から反応空間１２に吹出させ、反応空間１２を清浄な空間とする。予め所定の温度で制御されたヒータ２を処理設定温度になるよう昇温させる。処理温度で安定したら、図示しないＭＦＣにより処理ガスの流量を調整しながらガスを供給し、ガスとウエーハ７の主面を反応させることにより処理を行う。ガスは排出口１０より、排出され、排出路５を通り図示しない圧力調節器（例えばＡＰＣ）に接続されており、所定の圧力にするよう圧力検出手段により検出し、圧力制御部により制御する。
【００１５】
この場合、ウエーハ７は垂直に立てた状態でボート６の底部６ａと側部６ｂの傾斜により安定に保持されているので、高温熱処理時のおけるウエーハ７の自重の方向がウエーハ７の主面に対し平行方向となり、熱による撓みや支持部との摩擦による傷が生じにくくなり、結果的にウエーハ７のボート６が支持する部分との間に生じるスリップを解消することができる。
【００１６】
さらにヒータ２は複数の凹凸部を有し、凹部にウエーハ７を装入し、ゾーンにおける温度制御するのでウエーハ７の面内の温度差を解消することとなり、結果として、面内の温度差によるスリップ発生を解消することができる。
【００１７】
反応炉１内にて、処理した後は、再びガス供給路４において不活性ガスを通し、ガス吹出し口３から反応空間１２に吹出させ、反応空間１２を清浄な空間に戻し、ボート６を反応炉１から抜き出す。そしてボート６からウエーハ７を順次取出す。
【００１８】
以上のウエーハ７の装填作業や取出し作業は、手作業で行っても良いし、自動装置があれば自動装置を用いて行っても良い。
【００１９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００２０】
例えば、ボートは複数縦方向に多段としても良いし、水平方向多段としても良い。
【００２１】
例えば、反応炉は一つとしたが、複数、クラスタ状の形成しても良い。
【００２２】
例えば、ヒータのゾーンは３つとしたが、制御が良好であれば１つ、２つでも良いし４以上でも良い。また、ヒータの断熱材は上部にて凹凸部を複数接続するようにしていることとしたが、側部でも良い。
【００２３】
例えば、ガスの供給口をヒータ凹凸部の凹部最深部とし、排出口をボートに形成することとしたが、その逆でも良く、その他側部に設けても良い。
【００２４】
前記実施の形態ではバッチ式縦型酸化・拡散・アニール装置に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、横型ホットウオール形酸化・拡散・アニール装置および他の熱処理装置（ｆｕｒｎａｃｅ  ）等の半導体処理装置全般に適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、ヒータは複数の凹凸部を有し、凹部にウエーハを装入し温度制御するのでウエーハの面内の温度差を解消することとなり、結果として、面内の温度差によるスリップ発生を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体処理装置の構成を示す概略側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるボートの立体図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるボートの側面断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるヒータの断面図である。
【符号の説明】
１  反応炉、  ２  ヒータ、  ２ａ  中心部、  ２ｂ  中間部、  ２ｃ  外周部、  ２ｄ  断熱材、  ３  ガス吹出し口、  ４  ガス供給路、  ５  ガス排出路、  ６  ボート、  ６ａ  底部、  ６ｂ  側部、  ６ｃ  合点、  ７  ウエーハ、  ８  シールキャップ、  ９ヒータ固定部、  １０  排出口、  １１  気密手段、  １２  反応空間
【図１】
2004319695.tif 000003
【図２】
2004319695.tif 000004
【図３】
2004319695.tif 000005
【図４】
2004319695.tif 000006