(57)【要約】【課題】温度分布が均一で、チャンバーが長寿命化された枚葉式熱処理装置を提供する。【解決手段】基板を熱処理する枚葉式熱処理装置であって、基板が投入されて熱処理が行なわれるチャンバー１０と、チャンバー１０の周囲に設けられた加熱体２５と、を有し、チャンバー１０は、お互いに対向する天板１０ｃと底板１０ｄとを備え、天板１０ｃが底板１０ｄと反対側に突出するアーチ形状に形成されている。このことから、天板１０ｃに加熱体２５を配置して天板１０ｃに熱が加わって天板１０ｃが軟化しても、天板１０ｃが自重などの上部の荷重を支え、底板１０ｄ側に垂れ下がることを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を熱処理する枚葉式熱処理装置であって、
前記基板が投入されて熱処理が行なわれるチャンバーと、
前記チャンバーの周囲に設けられた加熱体と、を有し、
前記チャンバーは、お互いに対向する天板と底板とを備え、
前記天板が前記底板と反対側に突出するアーチ形状に形成されていることを特徴とする枚葉式熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の枚葉式熱処理装置において、
前記チャンバーが石英で形成されていることを特徴とする枚葉式熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の枚葉式熱処理装置において、
前記チャンバーと前記加熱体との間に、当該チャンバーを覆う耐熱材料からなる均熱部材が設けられていることを特徴とする枚葉式熱処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の枚葉式熱処理装置において、
前記均熱部材がシリコンカーバイドであることを特徴とする枚葉式熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を一枚ごと熱処理する枚葉式熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置などの製造工程において、シリコン、石英などの基板に熱処理を行う工程がある。これらの処理を行うために酸素ガス、窒素ガスなどを流入したチャンバー内にて熱処理を行う熱処理装置が用いられている。
例えば、シリコン基板に熱酸化膜を作るために、酸素ガスまたは水蒸気を送りながらおよそ１０００℃の高温で加熱することが行われる。また、石英基板の後工程での熱収縮を抑えるための熱処理は窒素ガス雰囲気で１０００℃以上の環境下で行なわれる。このような、高温での熱処理が繰り返して行われることでチャンバーが変形し、チャンバーの寿命が短いという問題がある。
【０００３】
このことを解決するために、例えば、特許文献１に示すように、バッチ式の熱処理装置として縦型のチャンバー（プロセスチューブ）を用いた場合、ドーム状の天板が横方向への変形を抑制するために天板とチューブ本体の接合部付近を他の部位より肉厚に形成したチャンバーが提案されている。
【０００４】
また、近年、製造のスループットを向上させるために枚葉式の横型熱処理装置が用いられるようになってきている。図３は、枚葉式熱処理装置の一例である。
図３（ａ）は熱処理装置のチャンバー部における基板の投入方向に沿った模式断面図であり、図３（ｂ）は基板の投入方向に対して交差する方向である同図（ａ）のＣ−Ｃ断線に沿った模式断面図である。
【０００５】
枚葉式の熱処理装置は、チャンバー１１０と、チャンバー１１０の回りを囲む均熱部材１２０と、均熱部材１２０の上に配置された加熱体１２５と、を有している。チャンバー１１０は石英からなり、図３（ｂ）に示すように対向する側板１１０ａ，１１０ｂと、対向する天板１１０ｃ，底板１１０ｄの２方向に対向する面を有する四方が囲まれた角型の形状である。また、図３（ａ）に示すように、長手方向の一方に基板１３０の投入とガスの流入が行われる基板投入部１１２と、他方にガスの排出が行なわれるガス排出部１１３が設けられている。
【０００６】
例えば、チャンバー１１０が加熱体１２５により加熱され、チャンバー１１０内を窒素ガス雰囲気で一定温度に保持される。熱処理を行う基板１３０は、搬送アーム１３２によりチャンバー１１０内に搬入され、支持ピン１１５の上に置かれて、所定の温度と時間で処理が行なわれる。処理が終わると、搬送アーム１３２により基板１３０が支持ピン１１５から引き上げられてチャンバー１１０の外に搬出される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１０４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような枚葉式の熱処理装置においても、繰り返し、およそ１１００℃の熱がかかることで、天板１１０ｃが自重などにより図３の二点鎖線で示すように、垂れ下がってくる。この天板１１０ｃが垂れ下がることで投入される基板１３０と接近し、基板１３０に加わる温度が均一でなくなり、適切な熱処理ができないという問題がある。また、天板１１０ｃの垂れ下がりが大きくなると基板１３０に接触するという不具合が生ずる。このようにチャンバーの変形が大きくなった場合には、チャンバー１１０を交換する必要があり、チャンバー１１０の長寿命化が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］本適用例にかかる枚葉式熱処理装置は、基板を熱処理する枚葉式熱処理装置であって、前記基板が投入されて熱処理が行なわれるチャンバーと、前記チャンバーの周囲に設けられた加熱体と、を有し、前記チャンバーは、お互いに対向する天板と底板とを備え、前記天板が前記底板と反対側に突出するアーチ形状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、チャンバーの天板が底板と反対側に突出するアーチ形状に形成されているため、天板にかかる自重などの上部の荷重を支えることができる構造である。このように天板がアーチ形状であることから、天板に加熱体を配置して天板に熱が加わって天板が軟化しても、天板が自重などの上部の荷重を支え、底板側に垂れ下がることを防止できる。
このことから、チャンバーにおける天板変形を防止でき、かつチャンバーの四方から加熱体により加熱可能であることから、チャンバー内の熱分布を均一にすることができる。そして、チャンバーが長寿命化された枚葉式熱処理装置を提供することができる。
【００１２】
［適用例２］上記適用例にかかる枚葉式熱処理装置において、前記チャンバーが石英で形成されていることが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、チャンバーが石英で形成されていることから耐熱性の高いチャンバーを得ることができる。
【００１４】
［適用例３］上記適用例にかかる枚葉式熱処理装置において、前記チャンバーと前記加熱体との間に、当該チャンバーを覆う耐熱材料からなる均熱部材が設けられていることが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、チャンバーと加熱体の間に均熱部材を設けていることから、チャンバー内の保温性に優れ、外部の温度変化に対して影響の少ない枚葉式熱処理装置を提供できる。
【００１６】
［適用例４］上記適用例にかかる枚葉式熱処理装置において、前記均熱部材がシリコンカーバイドであることが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、均熱部材がシリコンカーバイドであることから、耐熱性を有し、チャンバーの形状に沿った形状に容易に成形することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
（実施形態）
【００１９】
図１は、本実施形態の枚葉式熱処理装置の構成を示す模式図であり、図１（ａ）は熱処理装置の基板の投入方向に沿った模式断面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う模式断面図である。
【００２０】
枚葉式熱処理装置１は、チャンバー１０と、チャンバー１０の回りを囲む均熱部材２０と、均熱部材２０の上に配置された加熱体２５と、を有している。
チャンバー１０は石英からなり、基板の投入方向（矢印Ｂ方向）に対して交差する方向に沿った模式断面図である図１（ｂ）に示すように、対向する側板１０ａ，１０ｂと、対向する天板１０ｃ，底板１０ｄの２方向に対向する面を有する四方が囲まれた形状である。天板１０ｃは、底板１０ｄとは反対の方向に突出するアーチ形状に形成されている。また、図１（ａ）に示すように、長手方向の一方に基板の投入とガスの流入が行われる基板投入部１２と、他方にガスの排出が行なわれるガス排出部１３が設けられている。基板投入部１２からは矢印Ｂ方向に基板が投入される。
また、チャンバー１０内の底板１０ｄには熱処理を施す基板を支持する支持ピン１５が備えられている。
【００２１】
均熱部材２０はシリコンカーバイドなどの耐熱材料で形成され、チャンバー１０の外周を覆っている。そして、均熱部材２０の回りにカーボンヒータなどの加熱体２５が配置されている。加熱体２５は、チャンバー１０の側板１０ａ，１０ｂ、天板１０ｃ、底板１０ｄの四方から加熱できるように配置されている。
また、図示しないが枚葉式熱処理装置１には、基板投入部１２から基板を搬入・搬出する搬送アームおよび加熱体２５を温度制御する制御装置が備えられている。
【００２２】
このような枚葉式熱処理装置１における基板の熱処理は以下の手順で行われる。図２は基板の熱処理を説明する説明図である。ここでは、石英基板の後工程での熱収縮を抑えるための熱処理を例にとって説明する。
チャンバー１０内には窒素ガスが流入され、加熱体２５の加熱によりチャンバー１０内が所定温度になると図２（ａ）に示すように、搬送アーム３２に載置された石英基板３０が、チャンバー１０内に搬入される。なお、チャンバー内の温度は１０００℃〜１１００℃に保たれている。
次に、図２（ｂ）に示すように、石英基板３０が支持ピン１５の上に置かれ、約５分〜６分間、放置されて熱処理が施される。
そして、熱処理が終了すると図２（ｃ）に示すように、石英基板３０が支持ピン１５から搬送アーム３２に受け渡されてチャンバー１０から外に搬出される。
このように一枚ごとの石英基板３０に熱処理が施され、チャンバー１０には高温の熱が繰り返して加わることになる。
【００２３】
以上、本実施形態の枚葉式熱処理装置１は、チャンバー１０の天板１０ｃが底板１０ｄと反対側に突出するアーチ形状に形成されている。このため、天板１０ｃにかかる自重などの上部の荷重をアーチ形状の天板１０ｃで支えることができる構造となっている。このように天板１０ｃがアーチ形状であることから、天板１０ｃに加熱体２５を配置して天板１０ｃに熱が加わって天板１０ｃが軟化しても、天板１０ｃが自重などの上部の荷重を支え、底板１０ｄ側に垂れ下がることを防止できる。
このことから、チャンバー１０における天板１０ｃの変形を防止でき、かつチャンバー１０の四方から加熱体２５により加熱可能であることから、チャンバー１０内の熱分布を均一にすることができる。そして、チャンバー１０が長寿命化された枚葉式熱処理装置１を提供することができる。
特にシリコン基板に比べて高温の熱処理が必要な石英基板の熱処理に本実施形態の枚葉式熱処理装置１を用いることで、チャンバー１０が長寿命となり有効である。
【００２４】
また、本実施形態の枚葉式熱処理装置１において、チャンバー１０が石英で形成されていることから耐熱性の高いチャンバーを得ることができる。
さらに、チャンバー１０と加熱体２５の間に耐熱材料からなる均熱部材２０を設けていることから、チャンバー内の保温性に優れ、外部の温度変化に対して影響の少ない枚葉式熱処理装置１を提供できる。
また、均熱部材２０がシリコンカーバイドであることから、耐熱性を有し、チャンバー１０の形状に沿った形状に容易に成形することが可能である。
【００２５】
なお、本実施形態では石英基板の後工程での熱収縮を抑えるための熱処理を例にとって説明したが、シリコン基板への熱酸化膜の作成においても利用が可能である。例えば、チャンバー内に酸素ガスを流入させ、シリコン基板を投入しておよそ１０００℃に所定の時間放置することで熱酸化膜の作成ができる。このような、高温のかかる基板の熱処理においても、本発明を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の枚葉式熱処理装置の構成を示す模式図であり、（ａ）は熱処理装置の基板の投入方向に沿った模式断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断線に沿う模式断面図。
【図２】基板の熱処理を説明する説明図。
【図３】従来の枚葉式熱処理装置の構成を示す模式図であり、（ａ）は熱処理装置の基板の投入方向に沿った模式断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ断線に沿う模式断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１…枚葉式熱処理装置、１０…チャンバー、１０ａ，１０ｂ…側板、１０ｃ…天板、１０ｄ…底板、１２…基板投入部、１３…ガス排出部、１５…支持ピン、２０…均熱部材、２５…加熱体、３０…石英基板、３２…搬送アーム。
【図１】
2009188089.tif 000003
【図２】
2009188089.tif 000004
【図３】
2009188089.tif 000005