(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理空間を形成する容器内に収納したウェーハ保持部上に、１又は２枚の半導体ウェーハを直立支持し、直立支持した該半導体ウェーハの直立面を熱処理面として熱処理を行うウェーハ熱処理装置であって、
直立支持した前記半導体ウェーハの前記熱処理空間を形成する石英ガラス製の外側容器を具え、該外側容器の基部の開口周囲に断熱体が配設されるとともに、
前記外側容器の内側に前記半導体ウェーハと前記ウェーハ保持部とを包被して前記半導体ウェーハに対向して多数の開口孔を有した内側容器が配置され、前記多数の開口孔より前記外側容器内の反応ガスを前記半導体ウェーハに導入するように構成されるとともに、
前記内側容器を介して前記半導体ウェーハの前記熱処理面と対峙する前記外側容器の前記半導体ウェーハの前記直立面と直交する垂直断面の形状が、垂直方向に長径を有する長円形状であり、かつ、前記外側容器の前記半導体ウェーハの直立面と平行な垂直断面の形状が、円形状であることを特徴とするウェーハ熱処理装置。
【請求項２】
前記内側容器は、前記ウェーハ保持部を収納する下側支持容器と該下側支持容器に被蓋する上側蓋容器とで構成されるとともに、半導体ウェーハ収納状態で前記外側容器内の熱処理位置と前記外側容器外の半導体ウェーハ交換位置間を昇降可能に構成されたものであることを特徴とする請求項１記載のウェーハ熱処理装置。
【請求項３】
前記内側容器は、内部に収容された、前記ウェーハ保持部上に直立支持した前記半導体ウェーハのウェーハ直立方向に沿う下側延在方向に前記反応ガスの排出通路を有することを特徴とする請求項１若しくは２記載のウェーハ熱処理装置。
【請求項４】
前記断熱体は、不透明石英ガラス板材と石英ガラス発泡体とを交互に積層した多段積層体よりなることを特徴とする請求項１記載のウェーハ熱処理装置。
【請求項５】
前記ウェーハ保持部を支持する直立支持装置は、前記反応容器外の台座に着脱可能に配置されることを特徴とする請求項１記載のウェーハ熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの拡散処理、酸化処理、減圧ＣＶＤなどに使用される半導体ウェーハ熱処理装置に係わり、特にウェーハを直立状に収納する枚葉式の半導体ウェーハの熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より半導体ウェーハの熱処理をする場合、複数枚のウェーハをウェーハボートに積層配設載置して、反応容器内での一括熱処理するバッチ方式が採用されている。この方式では、ウェーハとボートとの接触部分近傍で生じる気流の乱れや、ウェーハを多段積層することで気流に乱れを起し投入ウェーハを均質に処理することは困難であった。
【０００３】
また、ウェーハの口径の大口径化につれ、前記バッチ処理方式では重量負担に対応するボート及び支持部の製作が困難であること、また、大口径化に伴う反応容器の大型化、加熱温度分布やガス分布の均一化、加熱源の無用の増大化につながり、ウェーハの大口径化に対応するのには従来のバッチ方式では対処困難な種々の問題点があった。
【０００４】
さらに、次世代の、６４Ｍ、１Ｇ等の高集積密度化の半導体製造プロセスではサブミクロン単位の精度が要求され、複数枚のウェーハを一括処理するバッチシステムではウェーハの積層位置やガス流の流入側と排出側とはそれぞれ処理条件にバラツキを生じ、また積層されたウェーハ相互間で影響を及ぼし合い、またボートの接触部位よりパーティクル等が発生し、高品質の加工は困難であった。
【０００５】
上記問題解決のため、一枚若しくは２枚のウェーハ毎に熱処理を行なう枚葉式熱処理装置が注目され、種々の提案がなされている。例えば特開平５ー２９１１５４号公報に開示されている熱処理装置においては、サセプタの下方に設けた加熱源によりサセプタ上に水平状に載置したウェーハを、低圧反応ガス雰囲気中で加熱してウェーハ上に成膜するようにしてある。
上記水平状にウェーハを載置する場合は、ウェーハに自重による撓みの発生、反応容器が大型になる、従って加熱源等の動力源も大きくなる。等の問題点がある。
【０００６】
また、特開平１ー２５９５２８号公報には、図１１に示す提案が開示されている。上記提案は図に示すように、高温炉（加熱部）１２０とウェーハ支持装置１３０とよりなる。
高温炉１２０は、直方体形状に形成され、複数に分割された平板状ヒータ１２１、石英ガラス製反応管１２２、均熱管１２３、断熱材１２４で構成され、高温炉１２０は下部が解放され、ウェーハ１０が支持装置１３０の溝１３１に載せられ高温炉１２０への出入を行なうようにしてある。なお、図示してないガス供給管により使用目的の応じて所要ガスが上方から下方へ流れるようにしてある。
また、ウェーハ支持装置１３０は、パイプ状の支柱１３３、前記溝１３１を設けた支持部１３２とベース１３４とよりなり、前記溝１３１は２枚以上のウェーハが載置できるように複数個設けてある。
【０００７】
上記図１１に示す枚葉式の熱処理装置においては、ウェーハを直立状に収納する構成であるが、高温炉は直方体の形状により構成されているため、下記問題点がある。
１）、高温炉の形状は直方体であるため、内蔵する反応管、均熱管も同一形状の直方体と考えられ、また、上部は管壁に直角の上底により形成されているため、真空強度が低い。
２）、ウェーハに対する輻射熱の分布及び反応ガス流の分布が均一でない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の事情に鑑み、本発明は、均熱性を維持しつつ而も装置の大型化の抑制やパーティクルの発生を抑え、高い熱遮断性を維持し得るとともに、処理効率が向上する枚葉式のウェーハ熱処理装置の提供を目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱処理空間を形成する容器内に収納したウェーハ保持部上に、１又は２枚の半導体ウェーハを直立支持し、直立支持した該半導体ウェーハの直立面を熱処理面として熱処理を行うウェーハ熱処理装置であって、
直立支持した前記半導体ウェーハの前記熱処理空間を形成する石英ガラス製の外側容器を具え、該外側容器の基部の開口周囲に断熱体が配設されるとともに、
前記外側容器の内側に前記半導体ウェーハと前記ウェーハ保持部とを包被して前記半導体ウェーハに対向して多数の開口孔を有した内側容器が配置され、前記多数の開口孔より前記外側容器内の反応ガスを前記半導体ウェーハに導入するように構成されるとともに、
前記内側容器を介して前記半導体ウェーハの前記熱処理面と対峙する前記外側容器の前記半導体ウェーハの前記直立面と直交する垂直断面の形状が、垂直方向に長径を有する長円形状であり、かつ、前記外側容器の前記半導体ウェーハの直立面と平行な垂直断面の形状が、円形状であることを特徴とする。
【００１０】
かかる発明によれば、半導体ウェーハの収納姿勢は直立タイプであり、前記内側容器を介して前記半導体ウェーハの前記熱処理面と対峙する前記外側容器の前記半導体ウェーハの前記直立面と直交する垂直断面の形状が、垂直方向に長径を有する長円形状であり、かつ、前記外側容器の前記半導体ウェーハの直立面と平行な垂直断面の形状が、円形状（半導体ウェーハの熱処理面と対面する垂直面に対し水平方向の天井高さの低い長円断面形状の扁平空間）としているので、前記外側容器は薄肉を図っても真空強度があり、肉薄の為に軽量化が図れる。
また、半導体ウェーハの熱処理面側の外側容器の半導体ウェーハの熱処理面と対面する垂直面に対し水平方向の天井高さの低い長円断面形状の扁平空間としている為に、その分発熱体を接近させることができ、外側容器の大きさを必要最小限に押さえることができるため、結果として装置の小型化と加熱源等の動力源も小さくする事が出来る。
【００１１】
また、外側容器を半導体ウェーハの熱処理面と対面する垂直面に対し水平方向の天井高さの低い長円断面形状の扁平空間としているので半導体ウェーハ表面への熱分布を均一とすることができるとともに、外側容器内側曲面に沿ってガスの流れが良く、反応ガス流の分布も一様にすることができる。
また、内側容器に多数の放出孔により半導体ウェーハに向かって反応ガスの放出を可能としているので、半導体ウェーハ表面に効率のよい処理を行うことができる。
【００１２】
また、前記内側容器は、前記ウェーハ保持部を収納する下側支持容器と該下側支持容器に被蓋する上側蓋容器とで構成されるとともに、半導体ウェーハ収納状態で前記外側容器内の熱処理位置と前記外側容器外の半導体ウェーハ交換位置間を昇降可能に構成されたものであることも本発明の有効な手段である。
このように構成することにより、半導体ウェーハ収納状態で前記外側容器外へ前記内側容器を移動し、半導体ウェーハを交換することができる。
【００１３】
また、前記内側容器は、内部に収容された、前記ウェーハ保持部上に直立支持した前記半導体ウェーハのウェーハ直立方向に沿う下側延在方向に前記反応ガスの排出通路を有することも本発明の有効な手段である。
このように構成しているので、内側容器に多数の放出孔により半導体ウェーハに向かって放出した反応ガスを、半導体ウェーハ表面で処理した後に、半導体ウェーハ面の延設方向に沿って放出可能であり、半導体ウェーハ表面に効率のよい処理を行うことができる。
【００１４】
また、前記断熱体は、不透明石英ガラス板材と石英ガラス発泡体とを交互に積層した多段積層体より構成することも本発明の有効な手段である。
このように、外側容器の基部の開口周囲に断熱体を配設し、該断熱体を不透明石英ガラス板材と石英ガラス発泡体とを交互に積層した多段積層体より構成することにより、前記外側容器の加熱処理空間内で加熱処理した高温が、前記多段積層体で遮断され、処理空間内の熱降下や均熱性の維持が可能となり、結果として高品質のウエーハ熱処理が出来る。
【００１５】
また、前記ウェーハ保持部を支持する直立支持装置は、前記反応容器外の台座に着脱可能に配置されるように構成することも本発明の有効な手段である。
このように構成することにより、必要に応じて直立支持装置の交換が可能である。
また、直立支持装置の保持手段を複数有する台座５５（図８）を設けることにより４枚以上のウェーハのマルチ処理が可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１７】
図１には本発明の第１実施の形態に係る枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。同図において、平板状発熱体３Ａ，３Ａにより内部を加熱される反応容器１１Ａは、上部に反応ガスを流入するガス流入孔１３Ａを設けた石英ガラスよりなるドーム状のドーム外管（外側容器）１２Ａと、表面に多数のガス放出孔１６Ａａを設けたドーム内管（内側容器）１６Ａとで一体形成体し、２重構造体を構成し、この２重構造体の下部を不透明石英ガラスよりなる不透明フランジ１４Ａをさらに一体的に溶接接合して構成されている。
【００１８】
したがって、枚葉式熱処理に特に要求される耐熱機能性である、高い熱衝撃耐性の保持を可能とするとともに、内臓する直立支持装置２１Ａに収納支持されたウェーハ１０に対して適当圧のもとにガス放出をし、該ウェーハ１０の表面に対して均一なガス分布を形成するようにしてある。
そして、前記反応容器１１Ａはウェーハ１０の熱処理面と対面する左右両面側壁面空間に対しては垂直面に対し水平方向の天井高さの低い扁平空間化しているので、反応容器１１Ａの大きさを必要最小限に押さえることができる。
【００１９】
また、この反応容器１１Ａの下部には積層断熱体２０が一体構成され、この積層断熱体２０は、石英ガラス発泡体１７と不透明石英ガラス板体１８とを交互に積層一体構成してある。
なお、不透明石英ガラスは見かけ密度０．９ｇ／ｃｍ３以上の多孔質石英ガラスで構成し、石英ガラス発泡体は見かけ密度０．１〜０．８ｇ／ｃｍ３で連通気泡率６０％以下の多孔質石英ガラスで構成してある。
【００２０】
また、ウェーハ１０は直立支持装置２１Ａの上部に設けた、前記反応容器内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化された石英ガラス材よりなる支持治具２２Ａに保持され、また、直立支持装置２１Ａにはベース体８Ａが気密嵌合され、該ベース体８Ａは前記反応容器内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化された石英ガラス材より構成されている。
そして、前記ベース体８Ａはその上面にＯリング７を介して反応容器１１Ａ内を気密密閉している。
また、直立支持装置２１Ａは、後述する図８の支持台５０、もしくは５５に支持される。
【００２１】
なお、ウェーハの出し入れには、後述するように、前記直立支持装置２１Ａを下降させウェーハを交換し、反応容器体１１Ａの使用時にはＯリング７を介して反応容器内を気密処理可能にしているが、上記したように多段断熱層を介在させているため、Ｏリングの熱的劣化を十分に防止することができる。
【００２２】
図２は本発明の第２実施の形態に係る他の枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。同図において、平板状発熱体３Ｂ，３Ｂにより内部を加熱される反応容器１１Ｂは、上部に反応ガスを流入するガス流入孔１３Ｂを設けた石英ガラスよりなるドーム状のドーム外管（外側容器）１２Ｂと、表面に多数のガス放出孔１６Ｂａを設けたドーム内管（内側容器）１６Ｂとで一体形成体し、２重構造体を構成し、この２重構造体の下部を不透明石英ガラスよりなる不透明フランジ１４Ｂをさらに一体的に溶接接合して構成されている。
【００２３】
したがって、枚葉式熱処理に特に要求される耐熱機能性である、高い熱衝撃耐性の保持を可能とするとともに、内臓する直立支持装置２１Ｂに２枚のウエーハの加熱処理面が外側に位置するように互いに裏面を背中合わせに収納支持されたウェーハ１０、１０に対して適当圧のもとにガス放出をし、該ウェーハ１０、１０の表面に対して均一なガス分布を形成するようにしてある。
そして、前記反応容器１１Ｂはウェーハ１０、１０のウェーハの熱処理面と対面する垂直面に対し水平方向の天井高さの低い長円断面形状の扁平空間としているので、反応容器１１Ｂの大きさを必要最小限に押さえることができる。
【００２４】
また、この反応容器１１Ｂの下部には前記した第１実施の形態同じ構成の積層断熱体２０が一体構成されている。
【００２５】
また、ウェーハ１０、１０は直立支持装置２１Ｂの上部に設けた、前記反応容器内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化された石英ガラス材よりなる支持治具２２Ｂに保持され、また、直立支持装置２１Ｂにはベース体８Ｂが気密嵌合され、該ベース体は前記反応容器内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化された石英ガラス材より構成されている。そして、前記ベース体８Ｂはその上面にＯリング７を介して反応容器１１Ｂ内を気密密閉している。
また、直立支持装置２１Ｂは、後述する図８の支持台５０、もしくは５５に支持される。
【００２６】
なお、ウェーハの出し入れには、後述するように、前記直立支持装置２１Ｂを下降させウェーハを交換し、反応容器体１１Ｂの使用時にはＯリング７を介して反応容器内を気密処理可能にしているが、上記したように多段断熱層を介在させているため、Ｏリングの熱的劣化を十分に防止することができる。
【００２７】
次にかかる実施の形態に基づく熱処理装置のウエーハ装填方法について説明する。
図３は、第１実施の形態に係るウェーハ収納方法を示す説明図である。同図において、前記直立支持装置２１Ａに１枚のウエーハを直立支持させる場合には、前記直立支持装置２１Ａの基端側に図示しない起伏機構が設けられており、反応容器１１Ａの下側開口より前記支持治具２２Ａを抜出した後（（１）→（２））、ほぼ水平方向に傾動（伏設）させ（（２）→（３））、加熱処理後の前記１枚のウエーハ１０を抜出して処理済ウエーハストッカ６２に装填した後、未処理ウエーハを未処理ウエーハ収納ストッカ６３より引出し、前記支持治具２２Ａに装填させた後、起立させ所定の処理を行う。
【００２８】
図４は、第２実施の形態に係る熱処理装置のウエーハ装填方法についての説明図である。同図において、２枚のウエーハ装填方式の場合には、前記支持治具２２Ｂ起立位置の一側に処理済ウエーハストッカ６２と未処理ウエーハ収納ストッカ６３を配置してなる一のウエーハ装填部７０Ａを設け、前記支持治具２２Ｂが不図示の起伏機構を介してウエーハ装填側に向け伏設且つ軸を中心として１８０°回転可能に構成する。
【００２９】
そして前記したように２枚のウエーハを直立支持させた支持治具２２Ｂを反応容器１１Ｂ下側開口より抜出した後（（１）→（２））、一のウエーハ装填部７０Ａ側にほぼ水平方向に傾動（伏設）させ（（２）→（３））、ウェーハ保持スリットに位置する加熱処理後の上側の第１のウエーハ１０１を抜出して処理済ウエーハストッカ６２に装填した後、未処理ウエーハ収納ストッカ６３より未処理ウエーハを引出し、前記ウェーハ保持スリットに装填させる。
【００３０】
次に、前記支持治具２２Ｂを直立に起立させ且つ１８０°軸中心に回転させた後、前記一のウエーハ装填部７０Ｂ側にほぼ水平方向に傾動（伏設）させ（（３）→（４））、ウェーハ保持スリットに位置する加熱処理後の第２のウエーハ１０２を抜出して処理済ウエーハストッカ６２に装填し、次に未処理ウエーハ収納ストッカ６３より未処理ウエーハを引出し、１８０°反転により上側となったウェーハ保持スリットに装填させる。
前記支持治具２２Ｂに２枚のウエーハを装填させた後、起立させ、反応容器１１Ｂ内にウェーハ１０、１０を収納（（２）→（１））し所定の処理を行う。
【００３１】
かかる実施例によれば、上側ウエーハと下側ウエーハが同一方向位置で挿入する事が出来る為に、加熱処理面を上側に積層配置した一のウエーハストッカのみで加熱処理面が夫々外側に向けて装填する事が出来、結果として装填作業の容易化と自動化が達成し得る。
【００３２】
図５は、第３実施の形態に係る枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。同図において、平板状発熱体３Ｃにより内部を加熱される反応容器２Ｃは、石英ガラスよりなる一体形成体で不透明石英ガラスよりなる不透明フランジ６Ｃに一体的に溶接接合形成され、熱遮断性を前記不透明フランジ６Ｃにより持たせている。そして、前記反応容器２Ｃはウェーハ１０の熱処理面と対面する左右両面側壁面空間に対しては垂直面に対し水平方向の天井高さの低い扁平空間化としているので、反応容器２Ｃの大きさを必要最小限に押さえることができる。
【００３３】
また、反応容器２Ｃ内には、２枚のウエーハ１０，１０の加熱処理面が外側に位置するように互いに裏面を背中合わせに直立収納支持する直立収納部３０Ｃが設けられ、該直立収納部３０Ｃは下部に、前記反応容器２Ｃ内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化した不透明部位の断熱部１９Ｃを設けた直立支持装置２１Ｃが延設されている。該直立支持装置２１Ｃ内には直立収納部３０Ｃ内の反応ガスを吸引する通路２１Ｃａが設けられている。
【００３４】
また、前記断熱部１９Ｃは、さらに、前記反応容器内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化された石英ガラス材よりなるベース体８Ｃに気密嵌合するとともに、該ベース体８Ｃはその上面にＯリング７を介して反応容器２Ｃを気密密閉している。
直立収納部３０Ｃの詳細は後述する。
【００３５】
図６は、第４実施の形態に係る枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。同図において、平板状発熱体３Ｄにより内部を加熱される反応容器２Ｄは、石英ガラスよりなる一体形成体で不透明石英ガラスよりなる不透明フランジ６Ｄに一体的に溶接接合形成され、熱遮断性を前記不透明フランジ６Ｄにより持たせている。そして、前記反応容器２Ｄはウェーハ１０のウェーハの熱処理面と対面する左右両面側壁面空間に対しては垂直面に対し水平方向の天井高さの低い扁平空間化しているので、反応容器２Ｄの大きさを必要最小限に押さえることができる。
【００３６】
また、反応容器２Ｄ内には、ウェーハ１０を直立収納する直立収納部３０Ｄが設けられ、該直立収納部３０Ｄは下部に、前記反応容器２Ｄ内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化した不透明部位の断熱部１９Ｄを設けた直立支持装置２１Ｄが延設されている。該直立支持装置２１Ｄ内には直立収納部３０Ｄ内の反応ガスを吸引する通路２１Ｄａが設けられている。
【００３７】
また、前記断熱部１９Ｄは、さらに、前記反応容器内の熱の外部への伝達を防止するために、泡入若しくは他の手段により不透明化された石英ガラス材よりなるベース体８Ｄに気密嵌合するとともに、該ベース体８Ｄはその上面にＯリング７を介して反応容器２Ｄを気密密閉している。
【００３８】
次に、第３及び第４実施の形態に用いられる直立収納部３０（Ｃ，Ｄ）の構成を説明する。
図７（Ａ）には、中蓋３５と支持容器３１とで構成したウェーハの直立収納部３０の概略の構造を示している。
中蓋３５は石英ガラス部材よりなる円筒軸芯方向半割状の容器で、半円筒形状面には後述する係合凹部３１ｃ，３１ｃと係合する係合片３５ｃ，３５ｃ及び縦長スリット３３を複数設けるとともに、半円状側面には多数の子孔３４を設けた構成にしてある。
【００３９】
また、支持容器３１は、石英ガラス部材よりなり、半円筒形状面には前記中蓋３５の係合片３５ｃ，３５ｃと係合する係合凹部３１ｃ，３１ｃ、複数の縦長スリット３３が設けられるとともに、側面には無数の小孔３４を設け、内部の円筒面には図７（Ｂ）に示すウェーハ保持用の２本の傾斜溝３２ａを設けた台座３２を３〜４個設け、２枚のウェーハを幾分傾斜状に並設収納するようにしてある。
尚、この直立収納部３０はウェーハ保持用の台座３２のウェーハ保持用傾斜溝を１本とすることで図６に示す第４実施の形態に適用可能である。
【００４０】
また、円筒を軸芯方向に半割した支持容器３１の底には開口部３１ｄが開設され、該開口部３１ｄを介して反応ガスを排出する通路２１Ｃａ，２１Ｄａ（図５，図６）を設けたベース基部４０が設けられ、該ベース基部４０は、不透明石英ガラス、発泡石英ガラスの単体ないし積層構成した断熱部１９（Ｃ，Ｄ）を有する直立支柱である直立支持装置２１（Ｃ，Ｄ）が延出し、該直立支持装置２１の下方にはキー４１が設けられ、図８に示す支持台５０の装着孔５０ａに着脱可能に構成されている。
【００４１】
また、支持台５５は前記直立支柱を複数装着される装着孔５５ａ〜５５ｄを有し、これら装着孔は内部に前記キー溝を有し前記直立支柱に連設する支持治具２２Ａ，２２Ｂ、もしくは直立収納部３０が並設できる距離離間して設けられ、マルチ枚葉システムを形成するようにしてある。
【００４２】
また、ベース基部４０は、上記熱遮断可能の断熱構造により加熱必要の直立収納部のみの加熱を可能にし、ウェーハ表面の熱分布の均一性保持を可能にしている。
また、前記直立収納部とベース基部とはいったい構成にし高い耐熱衝撃性をもたせて、枚葉熱処理に必要な高速加熱及び高速冷却に対して十分な機械的対応力を持たせるようにしてある。
【００４３】
尚、第３及び第４実施の形態において、必要に応じて第１及び第２実施の形態に用いる多段積層体２０を用いてもよいことは勿論のことである。
また、第３及び第４実施の形態において用いる直立収納部３０は、図７において、円筒を２分割した形状を有しているが、これに限定されるものではなく、表面３５ａ及び３５ｂ、また、３１ａ及び３１ｂは適宜の極率を有して湾曲形状に形成してもよい。
【００４４】
次に、第３実施の形態に係る熱処理装置のウエーハ装填方法についての説明する。
図９において、２枚のウエーハ装填方式の場合には、前記直立支持装置２１Ｃ起立位置の一側に処理済ウエーハストッカ６２と未処理ウエーハ収納ストッカ６３を配置してなる一のウエーハ装填部７０Ａを設け、前記直立支持装置２１Ｃが不図示の起伏機構を介してウエーハ装填側に向け伏設且つ軸を中心として１８０°回転可能に構成する。
【００４５】
そして前記したように２枚のウエーハを直立支持させた直立収納部３０Ｃを反応容器２Ｃ下側開口より抜出した後（（１）→（２））、中蓋３５Ｃを残して支持容器３１Ｃを降下させる（（２）→（３）→（４））。
一のウエーハ装填部７０Ａ側にほぼ水平方向に傾動（伏設）させ（（４）→（５））、ウェーハ保持スリットに位置する加熱処理後の上側の第１のウエーハ１０１を抜出して処理済ウエーハストッカ６２に装填した後、未処理ウエーハ収納ストッカ６３より未処理ウエーハを引出し、前記ウェーハ保持スリットに装填させる。
【００４６】
次に、前記直立収納部３０Ｃを直立に起立させ且つ１８０°軸中心に回転させた後、前記一のウエーハ装填部７０Ｂ側にほぼ水平方向に傾動（伏設）させ（（４）→（６））、ウェーハ保持スリットに位置する加熱処理後の第２のウエーハ１０２を抜出して処理済ウエーハストッカ６２に装填し、次に未処理ウエーハ収納ストッカ６３より未処理ウエーハを引出し、１８０°反転により上側となったウェーハ保持スリットに装填させる。
前記直立収納部３０Ｃに２枚のウエーハを装填させた後、起立させ、反応容器２Ｃ内にウェーハ１０、１０を収納（（２）→（１））し所定の処理を行う。
【００４７】
かかる実施例によれば、上側ウエーハと下側ウエーハが同一方向位置で挿入する事が出来る為に、加熱処理面を上側に積層配置した一のウエーハストッカのみで加熱処理面が夫々外側に向けて装填する事が出来、結果として装填作業の容易化と自動化が達成し得る。
【００４８】
次に、第４実施の形態に係るウェーハ収納方法を説明する。図１０において、前記直立支持装置２１Ｄに１枚のウエーハを直立支持させる場合には、前記直立支持装置２１Ｄの基端側に図示しない起伏機構が設けられており、反応容器２Ｄの下側開口より前記直立収納部３０Ｄを抜出した後（（１）→（２））、中蓋３５Ｄをのこして支持容器３１Ｄを降下させ（（２）→（３））、ほぼ水平方向に傾動（伏設）させ（（３）→（４））、加熱処理後の前記１枚のウエーハ１０を抜出して処理済ウエーハストッカ６２に装填した後、未処理ウエーハを未処理ウエーハ収納ストッカ６３より引出し、前記支持容器３１Ｄに装填させた後、起立させ（（４）→（３））、反応容器２Ｄにウェーハ１０を収納して（（２）→（１））、所定の処理を行う。
【００４９】
尚、本実施の形態においては、反応容器の下部に開口部を設け、ウエーハ支持治具を配置してウェーハを起立して熱処理を行っているが、反応容器の上部に開口部を有し、ウエーハ支持治具を前記上部の開口部に配置するとともにウェーハを吊り下げ保持してもよいことは勿論である。
【００５０】
以上詳述したように、本実施の形態によると、反応容器内のウェーハの収納姿勢は、重力方向にウェーハ面が直立するタイプであり、ウェーハに自重による撓みの発生を極力防止でき、ウェーハ表面への熱分布を均一と反応ガスの淀みない流れを可能とし、熱処理による半導体特性のバラツキを極力防止できるとともに、ウェーハを水平載置した場合の撓みによるウェーハ保持機構に余裕をとり反応容器が大型化することもなく、収納ウェーハの熱処理面と対面する左右両面側壁面空間に対しては垂直面に対し水平方向の天井高さの低い扁平空間化し、前記外側容器は薄肉を図っても真空強度があり、肉薄の為に軽量化が図れ、反応容器の大きさを必要最小限に押さえる構成とし、ウェーハの大口径化に対応し、次世代の６４Ｍ、１Ｇ等の高集積密度化に対処することができる。
【００５１】
また、ウエーハの熱処理面側の外側容器を偏平化している為に、その分発熱体を接近させることができ、外側容器の大きさを必要最小限に押さえることができるため、結果として装置の小型化と加熱源等の動力源も小さくする事が出来る。
また、外側容器をウェーハの熱処理面と対面する左右両面側壁面空間に対しては垂直面に対し水平方向の天井高さの低い扁平空間化しているのでウェーハ表面への熱分布を均一とすることができるとともに、外側容器内側曲面に沿ってガスの流れが良く、反応ガス流の分布も一様にすることができる。
また、内側容器に多数の放出孔によりウェーハに向かって反応ガスの放出を可能としているので、ウェーハ表面に効率のよい処理を行うことができる。
【００５２】
また、前記内側容器を、ウェーハを保持する支持容器と該支持容器に被蓋する中蓋容器とで構成されるとともに、ウェーハ収納状態で前記外側容器内の熱処理位置と容器外のウェーハ交換位置間を昇降可能に構成した場合は、ウェーハ収納状態で前記外側容器外へ前記内側容器を移動し、ウェーハを交換することができる。
【００５３】
また、前記内側容器を、包被するウェーハ面のほぼ延設方向に反応ガスの排出通路を設けて構成しているので、内側容器に多数の放出孔によりウェーハに向かって放出した反応ガスを、ウェーハ表面で処理した後に、ウェーハ面の延設方向に沿って放出可能であり、ウェーハ表面に効率のよい処理を行うことができる。
【００５４】
また、前記断熱体は、不透明石英ガラス板材と石英ガラス発泡体とを交互に積層した多段積層体より構成しているので、外側容器の基部の開口周囲に断熱体を配設し、該断熱体を不透明石英ガラス板材と石英ガラス発泡体とを交互に積層した多段積層体より構成することにより、前記外側容器の加熱処理空間内で加熱処理した高温が、前記多段積層体で遮断され、処理空間内の熱降下や均熱性の維持が可能となり、結果として高品質のウエーハ熱処理が出来る。
【００５５】
また、前記ウェーハ保持部を支持する直立支持装置は、前記反応容器外の台座に着脱可能に配置されるように構成しているので、必要に応じて直立支持装置の交換が可能である。
また、直立支持装置の保持手段を複数有する台座５５を設けることにより４枚以上のウェーハのマルチ処理が可能である。
【００５６】
又、前記支持治具と一体化するベース体も非透明石英ガラス材で形成され延出部位の一部として機能するように構成しているので、これによりフランジのシール部分に高温が伝搬する恐れがなく、前記支持治具の不透明部位とあいまって支持治具基端側にウェーハ交換用の昇降治具を配した場合その部分にも熱伝搬が生じる恐れがなく、これらを耐熱治具で構成する必要がなくなる。
【００５７】
【発明の効果】
以上記載した如く、本発明は、均熱性を維持しつつ而も装置の大型化の抑制やパーティクルの発生を抑え、高い熱遮断性を維持し得る枚葉式熱処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施の形態に係る枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】  本発明の第２実施の形態に係る他の枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】  第１実施の形態に係るウェーハ収納方法を示す説明図である。
【図４】  第２実施の形態に係るウェーハ収納方法を示す説明図である。
【図５】  本発明の第３実施の形態に係る枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】  本発明の第４実施の形態に係る枚葉式熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】  第３及び第４実施の形態に用いるウェーハ保持手段を説明する構成図である。
【図８】  ウェーハ保持手段の支持台を示す構成図である。
【図９】  第３実施の形態に係るウェーハ収納方法を示す説明図である。
【図１０】  第４実施の形態に係るウェーハ収納方法を示す説明図である。
【図１１】  従来の枚葉式熱処理装置の概略の構成を示す図である。
【符号の説明】
１                  枚葉式熱処理装置（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）
２                  反応容器（２Ｃ，２Ｄ）
３                  平板状発熱体（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）
８                  ベース体（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ）
１０                半導体ウェーハ
１１                反応容器（１１Ａ，１１Ｂ）
１２Ａ，１２Ｂ      外側ドーム（外側容器）
１４                不透明フランジ
１６Ａ，１６Ｂ      内側ドーム（内側容器）
１７                石英ガラス発泡体
１８                不透明石英ガラス体
１９                断熱部（１９Ｃ，１９Ｄ）
２０                積層断熱体
２１                直立支持装置（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）
２２                支持治具（２２Ａ，２２Ｂ）
３０                直立収納部
３１                支持容器
３２                ウェーハ支持台（３２Ｃ，３２Ｄ）
３３                スリット
３４                小孔
３５                中蓋
４０                ベース基部
４１                キー
５０、５５          支持台
【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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【図１１】
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