立式热处理装置及其使用方法

专利名称：立式热处理装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及用于在半导体晶片等被处理基板上实施热处理的半导 体处理用的立式热处理装置和该装置的使用方法。此处所谓的半导体
处理指，通过在半导体晶片或LCD (Liquid Crystal Display:液晶显示 器)等FPD (Flat Panel Display:平面显示器)用的玻璃基板等被处理 基板上，以规定图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，为了在该被 处理基板上制造半导体设备和包括与半导体设备连接的配线、电极等 构件而实施的各种处理。
背景技术：
在构成半导体集成电路的半导体设备的制造中，在被处理基板例 如半导体(例如硅)晶片上，实施成膜、蚀刻、氧化、扩散、改性、 退火、除去自然氧化膜等各种处理。日本特开2000-26973号公报和 US2006/0286817A1中公开了能够一次对多枚半导体晶片实施热处理 的立式(所谓批量式的)热处理装置。在该装置中，首先，将半导体 晶片从晶片盒中移载至立式的晶舟上，并分多级支承。在晶片盒中能 够收容例如25枚晶片，在晶舟上能够载置30 150枚晶片。然后，将
晶舟从处理容器的下方载入其内部，同时将处理容器气密地封闭。接 着，在控制处理气体的流量、处理压力、处理温度等各种处理条件的 状态下，进行规定的热处理。

发明内容
如后所述，本发明的目的在于提供本发明人等发明的立式热处理 装置和该装置的使用方法，能够抑制因加热器的控制系统的过剩反应 操作由于长期使用而在处理容器下部发生微裂纹的现象。
本发明的第一观点是一种立式热处理装置，用于同时对多个被处
理基板实施热处理，其特征在于，包括
立式的处理容器，用于收纳上述被处理基板，上述处理容器在下
端部具有搬送口；
保持具，用于在上述处理容器内以使上述被处理基板相互隔开间 隔并在垂直方向重叠的状态保持上述被处理基板；
气密地开关上述搬送口的盖体；
升降机构，通过使上述盖体在支承上述保持具的状态下升降，经 由上述搬送口向上述处理容器内装载/卸载上述保持具； 气体供给系统，向上述处理容器内供给处理气体； 排气系统，对上述处理容器内进行排气；
加热器，配置于上述处理容器的周围，上述加热器隔着上述处理 容器的侧壁供给热线，由此对上述处理容器内进行加热；和
热缓冲部件，在上述加热器与上述处理容器的下端部一侧之间包 围上述下端部一侧，上述热缓冲部件使上述加热器与上述处理容器内 的被处理基板之间的热线的传递率在上述下端部一侧降低。
本发明的第二观点是一种立式热处理装置，用于同时对多个被处 理基板实施热处理，其特征在于，包括
立式的处理容器，用于收纳上述被处理基板，上述处理容器在垂 直方向的端部具有搬送口；
保持具，用于在上述处理容器内以使上述被处理基板相互隔开间 隔并在垂直方向重叠的状态保持上述被处理基板；
气密地开关上述搬送口的盖体；
升降机构，通过使上述盖体在支承上述保持具的状态下升降，经 由上述搬送口向上述处理容器内装载/卸载上述保持具； 气体供给系统，向上述处理容器内供给处理气体； 排气系统，对上述处理容器内进行排气；
多个加热器，与在上述处理容器内上下排列的多个区域对应，配 置于上述处理容器的周围，上述多个加热器隔着上述处理容器的侧壁 供给热线，由此对上述处理容器内的上述区域进行加热；
多个温度传感器，与上述多个区域对应配置；
控制部，根据上述多个温度传感器的检测数据，单独控制上述多 个加热器的设定温度；和
热缓冲部件，在上述多个加热器内最接近上述搬送口的端部加热 器与上述处理容器之间，包围上述处理容器，上述热缓冲部件使上述 端部加热器与上述处理容器内的被处理基板之间的热线的第二传递率 低于其它的加热器与上述处理容器内的被处理基板之间的热线的第一 传递率。
本发明的第三观点是一种用于同时对多个被处理基板实施热处理 的立式热处理装置的使用方法，其特征在于 上述装置包括
立式的处理容器，用于收纳上述被处理基板，上述处理容器在垂 直方向的端部具有搬送口；
保持具，用于在上述处理容器内以使上述被处理基板相互隔开间 隔并在沿垂直方向重叠的状态保持上述被处理基板；
气密地开关上述搬送口的盖体；
升降机构，通过使上述盖体在支承上述保持具的状态下升降，经 由上述搬送口向上述处理容器内装载/卸载上述保持具； 气体供给系统，向上述处理容器内供给处理气体； 排气系统，对上述处理容器内进行排气；
多个加热器，与在上述处理容器内上下排列的多个区域对应，配 置于上述处理容器的周围，上述多个加热器隔着上述处理容器的侧壁 供给热线，由此对上述处理容器内的上述区域进行加热；
多个温度传感器，与上述多个区域对应配置；和
控制部，根据上述多个温度传感器的检测数据，单独控制上述多 个加热器的设定温度，
上述方法包括以下工序
在上述多个加热器内最接近上述搬送口的端部加热器与上述处理 容器之间，用热缓冲部件包围上述处理容器的工序，上述热缓冲部件 使上述端部加热器与上述处理容器内的被处理基板之间的热线的第二 传递率低于其它的加热器与上述处理容器内的被处理基板之间的热线 的第一传递率；和
根据上述多个温度传感器的检测数据单独控制上述多个加热器的 设定温度，同时利用上述多个加热器对上述处理容器进行加热，在这
种状态下，经由上述搬送口向上述处理容器装载或卸载上述保持具的 工序，使用上述热缓冲部件来缓解装载或卸载上述保持具时上述端部加 热器设定温度的振动现象。
本发明的其他目的和优点将在以下说明中阐明、通过以下说明部 分变得明显、或可通过对本发明的实施而获知。本发明的目的和优点 可通过以下具体指出的手段及组合而实现和获得。


结合在本说明书中且构成其一部分的附图，图解显示了本发明目 前的优选实施例，与以上给出的总体说明和以下给出的优选实施例的 详细说明一起，用于解释本发明的本质。
图1是表示本发明实施方式的立式热处理装置(立式成膜装置) 的截面图。
图2是表示图1所示装置的热缓冲部件的立体图。
图3是表示比较例和实施例的装置中自晶片装载开始的时间与最 下部区域的外部热电偶的检测温度的关系的曲线图。
图4A是表示比较例的装置中自晶片装载开始的时间与对最下部 的区域加热器的供给电力的关系的曲线图。
图4B是表示实施例的装置中自晶片装载开始的时间与对最下部 的区域加热器的供给电力的关系的曲线图。
图5是表示具有单管构造的处理容器的本发明其它实施方式的立 式热处理装置(立式成膜装置)的截面图。
图6是表示用作本发明比较例的立式热处理装置的截面图。
图7是表示装载晶片时图6所示装置的最下部区域的外部热电偶 的温度变化的曲线图。
图8是表示图1所示的装置的主控制部86的大致结构的框图。
具体实施例方式
在本发明的开发过程中，本发明人等对于在上述日本特开 2000-26973号公报和US2006/0286817A1中公开的立式热处理装置中发生的问题进行了研究。结果本发明人等获得了下述发现。
图6是用作本发明比较例的立式热处理装置的截面图。热处理装
置2具有处理容器8，该处理容器8具有由有顶的石英制外管4和在其 内侧设置的石英制的圆筒体状的内管6构成的双重管构造。在外管4 的下端，接合有例如不锈钢制的圆筒体状的歧管10。在内管6内的处 理空间中，收容有能够从其下方装载及卸载的晶舟12。多枚例如150 枚左右的制品晶片W以规定间距支承在晶舟12上。歧管10下端的搬 送口由盖部16封闭而处于密闭状态。在该状态下，进行规定的热处理， 例如CVD (Chemical Vapor Deposition:化学气相积淀)处理。
以包围处理容器8的方式配置有用于从外侧对晶片W进行加热的 圆筒体状的多个加热器14。多个加热器14与上下分割处理容器8内的 处理区域的多个区域例如5个区域对应配置。在处理容器8内沿高度 方向在上述每个区域内配置有进行温度测定的内部热电偶18。同样， 在加热器14中也在每个区域配置外部热电偶20。参照内部和外部热电 偶18、 20的检测值，单独控制多个加热器的设定温度。
成膜气体等的各种处理气体通过歧管10中设置的气体喷嘴15(在 图6中仅表示1根喷嘴，实际上根据气体种类配置有多根)从处理容 器8的下部导入，然后在内管6内高温区域的处理空间进行反应并上 升。然后，处理气体返回下方，在内管6与外管4之间的间隙下降并 从设置于歧管10中的排气口 17向外部排出。
在该热处理期间，半导体晶片保持在规定的处理温度，并且处理 容器内也保持在规定的处理压力。导入处理容器内的处理气体沿着晶 片的排列方向在其周边部上升，同时一部分流入晶片W之间并发生热 分解反应，而在晶片表面堆积成膜。作为一个示例，例如在形成多晶 硅膜的情况下，作为处理气体例如使用甲硅烷等硅垸系气体和氢气。
处理容器8内的温度，例如在空载时，将处理温度保持在低于650 r左右的50(TC左右。开始处理之际，从歧管10下端的搬送口，将处 于载置在晶舟12上的状态下的室温的晶片W载入处理容器8内。
此时，在处理容器8的歧管10的盖部16开放的状态下，晶舟12 从搬送口一点点地上升。因此，为了防止温度下降，分别进行控制使 供给到各区域加热器的功率增加。特别是供给到最下部区域的加热器
的功率，因补充该部分的放热量而急剧增加。
图7是表示装载晶片时图6所示装置的最下部区域的外部热电偶
20的温度变化的曲线图。在图7中，处理容器或者加热器的温度基本 上设定为500'C。如图7所示，在最下部区域的加热器中，由于加热器 的传热方式良好，小幅度地反复进行温度的上升和下降。即，在进行 温度补偿时，发生设定温度的振动现象。因此，特别是在与最下部区 域附近对应的外管4的下部，因上述温度的振动现象，构成外管4的 石英材料频繁地重复进行热伸縮。结果，在该部分产生微裂纹22。
如果产生上述的微裂纹22，就会縮短处理容器8 (外管4)本身的 寿命。且无法利用清洗处理除去侵入该细微的微裂纹22内形成的多余 的薄膜。并且，堆积在该微裂纹22内的薄膜有时会剥落并变成颗粒， 从而使产品合格率降低。
为了解决上述问题，本发明人考虑调整控制温度的PID控制等的 控制系统的控制常数的方法。但是，有经验地调整控制常数以使其最 优化非常困难，因此这种方法并不现实。
下面，参照附图对根据上述发现而构成的本发明的实施方式进行 说明。另外，在以下的说明中，对于具有大致相同功能和构造的构件， 标注相同的符号，并仅在必要的情况下进行重复性说明。
图1是表示本发明实施方式的立式热处理装置(立式成膜装置) 的截面图。图2是表示图1所示装置的热缓冲部件的立体图。此处， 作为热处理，以使用甲硅烷(SiH4)和氢通过CVD法形成多晶硅膜的 处理为例进行说明。
成膜装置30具有筒体状的立式处理容器32。处理容器32具有下 部开口的成型为有顶圆筒体状的透明石英制外管34。在外管34的下端 接合有例如由不锈钢成型为短的圆筒体状的歧管36。在歧管36的下 端，形成有向处理容器32装载/卸载晶舟48的搬送口 38。在外管34 的内侧，呈同心圆状配置有与其隔开微小间隔40配置的透明石英制的 圆筒体状的内管42。由外管34和内管42构成双重管构造的处理容器 32。
为了保持气密性，在外管34的下端部与歧管36的上端部之间设 置有例如O形环等构成的密封部件44。内管42的下端部由从歧管36
的内周壁向内侧设置的支承突起46所支承。
在处理容器32内，收容有沿上下方向隔开间隔地支承多个半导体 晶片W的透明石英制的晶舟48。在本实施方式中，在晶舟48中，能 够以大致相等的间距分多级支承例如50 150枚左右的直径为300mm 的晶片W。另外，晶片W的尺寸以及收容枚数并非限定于此，例如， 对于直径为200mm的晶片也能够适用。
晶舟48通过石英制的保温筒50载置于旋转台52上。旋转台52 支承在旋转轴56上，该旋转轴56贯通开关歧管36下端的搬送口的盖 部54。
在旋转轴56的贯通部设置有例如磁性流体密封部件58，气密地密 封转轴56，同时以可旋转的方式进行支承。在盖部54的周边部和歧管 36的下端部，设置有例如0形环等构成的密封部件60，保持容器内的 密封性。
旋转轴56安装于例如被舟升降机等升降机构62所支承的臂62A 的前端。通过升降机构62，晶舟48和盖部54等能够一体升降，向处 理容器32装载/卸载晶舟48。在歧管36的侧部，设置有从外管34与 内管42的间隙40的底部排出处理容器32内的氛围气体的排气口 64。 排气口 64与设置有压力调整阀66和真空泵68等的真空排气系统70 连接。
在歧管36的侧部，设置有用于向内管42内供给各种气体的气体 供给部72。具体而言，气体供给部72包括硅垸系气体供给系统74、 还原气体供给系统76、不活泼气体供给系统78。各气体供给系统74、 76、 78分别具有贯通歧管36侧壁配置的气体喷嘴74A、 76A、 78A。
各气体喷嘴74A、 76A、 78A分别与各自配置有质量流量控制器等 流量控制器74B、 76B、 78B的气体流路74C、 76C、 78C连接。这样 能够分别控制硅垸系气体、还原气体和不活泼气体的流量同时进行供 给。此处，例如使用甲硅烷作为硅垸系气体。使用H2气作为还原气体。 例如使用N2气作为不活泼气体(也在吹扫时使用)。在本实施方式中， 处理容器32的大小为内径450mm左右、高度1400mm左右。
在处理容器32的周围，以将其包围的方式配置有加热机构80。具 体而言，加热机构80具有成型为筒体状的隔热材料壳体82、和在其内
面上与处理容器32的侧面相对配置的加热器阵列84。加热器阵列84 由多个区域加热器84A、 84B、 84C、 84D、 84E构成，这些多个区域 加热器与上下分割处理容器32内的处理区域的多个区域、例如5个区 域对应配置。
与处理容器32的区域对应，在区域加热器84A 84E的附近，分 别配置有作为温度传感器的例如外部热电偶88A 88E。并且，在处理 容器32内配置有用于检测晶片W温度的温度检测机构卯。温度检测 机构90具有石英管94，该石英管94封入与上述每一个区域对应的多 个、即5个内部热电偶92A 92E。石英管94以在外管34与内管42 之间的间隙40内立起的方式设置，由此能够检测出与各区域对应的晶 片温度。
区域加热器84A 84E、外部热电偶88A 88E和内部热电偶 92A 92E与例如由微机等构成的主控制部86连接。主控制部86为了 单独控制区域加热器84A 84E的加热器的设定温度，分别调整对它们 的供给电力。此处，内部热电偶92A 92E的检测数据用于调整区域加 热器84A 84E的设定温度。另一方面，外部热电偶88A 88E的检测 数据用于确认区域加热器84A 84E的操作。
在外管34的下部侧壁与加热机构80之间设置有热缓冲部件98。 热缓冲部件98由具有均匀高度和厚度的圆形环或者圆筒状的管体构 成，以与处理容器32呈同心圆状的方式设置。热缓冲部件98以覆盖 上述5个区域之内最下部的区域与从下面第二个区域的中途的方式设 置在外管34的周围。优选将热缓冲部件98所覆盖的区域设定为能够 覆盖图6中产生微裂纹22的整个区域，但是，如果也考虑对于晶片W 的温度控制性，则也可以仅覆盖最下部区域。
热缓冲部件98使最下部区域加热器84E与处理容器34内的晶片 W之间的热线的第二传递率低于其它的区域加热器84A 84D与处理 容器34内的晶片W之间的热线的第一传递率。此处，第二传递率设 定为第一传递率的10 80%，优选为20 70%。另外，热缓冲部件98 本身的热线的传递率设定为10 80%，优选为20 70%。
由于热缓冲部件98，从最下部的区域加热器84E向与该区域对应 的晶片W传递的热被稍微缓和。热缓冲部件98的高度H1依赖于向处
理容器32内装载晶片时晶舟的上升速度和处理容器32的高度等，在 例如5 50cm左右的范围内，优选为20 40cm左右的范围内。如果 高度Hl增大超过50cm，则由于加热效率大幅度降低，不优选。另外， 在高度Hl小于5cm的情况下，无法发挥设置热缓冲部件98的效果。
此外，热缓冲部件98的厚度Tl根据构成它的材料决定，但例如 在2 6mm的范围内，优选为2 5mm的范围内。如果厚度Tl小于 2mm，则不能发挥设置热缓冲部件98的效果。另外，如果厚度Tl大 于6mm，则与热缓冲部件98对应的部分的晶片W加热时的升温速度 变得非常缓慢。此外，作为热缓冲部件98的材料，可以使用不透明的 不会产生污染的耐热材料，具体而言，可以使用不透明的石英和不透 明的陶瓷材料等。另夕卜，作为这种陶瓷材料，SiC、 A1203、 SiN等与之 对应。
上述的主控制部86除了进行温度控制之外，还控制整个装置的操 作。主控制部86按照预先存储在它所附带的存储部中的成膜处理的处 理方案，例如形成的膜的膜厚和组成来进行后述的成膜处理。在该存 储部中预先存储有作为控制数据的处理气体流量与膜的膜厚及组成的 关系。因此，主控制部86能够根据这些存储的处理方案和控制数据来 控制升降机构62、气体供给部72、排气系统70、加热机构80等。
图8是表示图1所示装置的主控制部86的大致结构的框图。主控 制部86具有CPU210，它与存储部212、输入部214、输出部216等连 接。存储部212中存储有处理程序和处理方案。输入部214包括用于 与使用者对话的输入装置，例如键盘或指示设备以及存储介质的驱动 器等。输出部216输出用于控制处理装置的各仪器的控制信号。图8 还一并表示能够在计算机上装拆的存储介质218。
下述的成膜方法作为用于在处理器上执行的程序指令，通过写入 可计算机读取的存储介质而能够适用于各种半导体处理装置。或者， 这种程序指令通过通信介质进行传送从而能够适用于各种半导体处理 装置。存储介质例如是磁盘(软盘、硬盘(一个例子是包含在存储部 212内的硬盘)等)、光盘(CD、 DVD等)、磁光盘(MO等)、半导 体存储器等。对半导体处理装置的操作进行控制的计算机，通过读取 存储在存储介质中的程序指令并在处理器上运行该指令，从而执行下
述的方法。
下面，对使用图l所示的装置实施的成膜方法进行说明。
首先，在晶片处于卸载的状态下，成膜装置30处于空载状态时， 处理容器32内保持在处理温度以下的温度，例如50(TC左右。开始进 行处理时，将载置有室温的多枚例如100枚晶片W状态的晶舟48从 歧管36下端的搬送口 38向处理容器32内装载。载入晶舟48后，通 过用盖部54封闭歧管36下端的搬送口 38使容器内密闭。
接着，对处理容器32内进行真空排气并保持在规定的处理压力， 同时使晶片温度上升，然后待机直至稳定在成膜处理温度。然后，从 气体供给部72分别供给规定流量的SiH4气体和H2气体，进行成膜处 理。在本实施方式中，由于形成多晶硅膜，所以将处理温度设定为600 "C左右。
在该处理中，利用设置于处理容器32内的内部热电偶92A 92E 检测每个区域的晶片温度。并且，利用设置于各区域加热器84A 84E 中的作为温度传感器的外部热电偶88A 88E检测各加热器温度。根据 这些检测值，主控制部86控制向各区域加热器84A 84E的供给电力， 由此在每个区域内单独控制晶片温度。
在向处理容器32内装载晶舟48时，其上升速度也依赖于处理容 器32的高度和载置于晶舟48中的晶片枚数等，例如为10cm/min 50cm/min左右。如前所述，在装载晶片时，进行温度控制，使处理容 器32内的各区域保持500。C左右。如上所述，晶舟48的上升速度非常 缓慢，各晶片W被一点点地加热并上升。
接近歧管36的搬送口 38的处理容器32的下端部侧，因经常加热 室温的晶片W，所以温度被急剧夺走。因此，为了补偿该被夺走的热 量，最下部的区域加热器48E的功率上升，由此放出大量的热。
在参照图6和图7进行说明的比较例的成膜装置的情况下，由透 明石英构成的外管4和内管6有效地通过热线。因此，对于来自加热 器的放热量的增减，内外的热电偶18、 20敏感地反应， 一边发生温度 的振动现象一边进行温度补偿。
与此相反，在图1的成膜装置30中，在外管34外周的下端部与 包围它的加热机构80的下端部之间配置有不透明的环状或者圆筒状的
热缓冲部件98。在这种情况下，虽然传热效果稍微降低，但是对于内 侧的热电偶92E，感知来自与此对应的区域加热器84E的放热量增减 的敏感度被稍微缓和。这样，能够抑制发生特别是来自最下部的区域 加热器84E的放热量反复发生小幅度上升与下降等振动现象。结果， 能够防止在由石英构成的外管34的下部产生微裂纹。
换言之，在向处理容器32内装载晶片时，特别是来自最下部区域 的区域加热器84E的放热量增加，进行温度补偿。此时，如上所述， 由于热缓冲部件98的作用能够抑制发生放热量的振动现象。结果，构 成外管34的石英材料不会频繁地反复进行热伸縮，能够防止产生微裂 纹。 (实验)
对于装载晶片时最下部区域的温度变化，进行实验以比较具有图1 所示构造的实施例的装置与具有图7所示构造的比较例的装置。在该 实验中，处理容器内的温度设定为50(TC，装载晶片时的上升速度设为 10cm/min。
图3是表示比较例和实施例的装置中自晶片装载开始的时间与最 下部区域的外部热电偶20、 88E的检测温度的关系的曲线图。在图3 中，曲线A表示比较例的装置的温度变化(与图7所示的曲线相同)， 曲线B表示实施例装置的温度变化。图4A是比较例的装置中自晶片 装载开始的时间与向最下部的区域加热器的供给电力的关系的曲线 图。图4B是实施例的装置中自晶片装载开始的时间与向最下部的区域 加热器的供给电力的关系的曲线图。
如图3中的曲线A所示，在比较例的装置的情况下，晶片装载开 始后，直至温度达到稳定，外部热电偶的检测值一边小幅度地反复进 行上升和下降，即一边发生加热器的设定温度的振动， 一边进行温度 补偿。此时，如图4A所示，加热器输入电力在短时间内大幅度振动。
与此相反，如图3中的曲线B所示，在实施例的装置的情况下， 晶片装载开始后，直至温度达到稳定，几乎不会发生外部热电偶的检 测值的振动，即，能够在加热器的设定温度的振动现象被抑制的状态 下进行温度补偿。此时，如图4B所示，加热器的输入电力并不那么大 幅度振动，与图4A所示的情况相比，供给电力处于比较稳定的状态。 再者，如图3中的曲线B所示，在实施例的装置的情况下，由于设置
热缓冲部件98而使热线的传递率下降，因此，加热器输入电力增加，
热电偶的温度稍微增高。
上述实验之后，通过目视来确认比较例的装置以及实施例的装置 的各处理容器。比较例的装置的处理容器的下端部产生大量的微裂纹 而变成毛玻璃状。另一方面，在实施例的装置的处理容器的情况下， 处于保持高透明性的状态。
如上所述，根据本实施方式，在立式处理容器32的石英制外管34 的下部侧壁与包围该外侧的加热机构80之间配置不透明的热缓冲部件 98，向外管下部的传热得到缓和。因此，能够抑制发生反复进行小幅 度的温度上升与下降等振动现象，并且能够防止在处理容器32的下部
产生微裂纹。
再者，在上述实施方式中，处理容器32具有不锈钢制造的歧管36。 但是，既可以由透明石英形成歧管36，也可以不另外设置歧管36，而 是由透明石英一体地形成整个处理容器32。另外，在上述实施方式中， 处理容器32具有由外管34和内管42构成的双重管构造。但是，本发
明对于单管构造的处理容器也同样能够适用。
图5是表示具有单管构造的处理容器的本发明其它实施方式的立 式热处理装置(立式成膜装置)的截面图。在图5所示的装置中，处 理容器32不具有内管42，仅由外管34构成。在处理容器32的顶部形 成有排气口 64。在外管34的下部与加热机构80的下部之间配置有环 状的热缓冲部件98。热缓冲部件98的作用效果与前面的实施方式中所 说明的相同。在这种情况下，也可以采用透明石英形成歧管36，与外 管34—体成型。另外，在该单管构造的处理容器32中，也可以从顶 部供给气体，从处理容器32的下部侧壁排气。
在上述实施方式中，使用甲硅垸作为硅垸系气体。作为硅烷系气 体，也可以取而代之使用乙硅烷和二氯硅烷。而且为了掺杂作为杂质 的磷或硼等，可以使用掺杂气体。在上述实施方式中，作为热处理， 以形成多晶硅膜的处理为例进行例示。代替这种情况，本发明也能够 适用于非晶硅膜、SiCy莫、SiN膜等其它成膜处理。另外，本发明能够 适用于氧化、扩散、改性、退火等其它热处理。另外，被处理基板除
半导体晶片以外，可以为例如玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板。
其他优点和改型对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本 发明的更广泛的实施方式不局限于在此显示和说明的具体细节和代表 性的实施例。因此，可进行不同的改型，而不脱离由所附权利要求及 其等效物所确定的总体发明构思的实质和范围。
权利要求
1.一种立式热处理装置，用于同时对多个被处理基板实施热处理，其特征在于，包括立式的处理容器，用于收纳所述被处理基板，所述处理容器在下端部具有搬送口；保持具，用于在所述处理容器内以使所述被处理基板相互隔开间隔并在垂直方向重叠的状态保持所述被处理基板；气密地开关所述搬送口的盖体；升降机构，通过使所述盖体在支承所述保持具的状态下升降，经由所述搬送口向所述处理容器内装载/卸载所述保持具；气体供给系统，向所述处理容器内供给处理气体；排气系统，对所述处理容器内进行排气；加热器，配置于所述处理容器的周围，所述加热器隔着所述处理容器的侧壁供给热线，由此对所述处理容器内进行加热；和热缓冲部件，在所述加热器与所述处理容器的下端部一侧之间包围所述下端部一侧，所述热缓冲部件使所述加热器与所述处理容器内的被处理基板之间的热线的传递率在所述下端部一侧降低。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括 温度传感器，配置于所述热缓冲部件与所述处理容器内的被处理基板之间；和控制部，根据所述温度传感器的检测数据，控制所述加热器的设 定温度。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述处理容器为圆筒形，所述热缓冲部件以与所述处理容器呈同 心圆状的方式配置。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于 所述热缓冲部件的高度设定在5 50cm的范围内。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于 所述热缓冲部件由不透明石英或者不透明陶瓷材料构成。
6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述热缓冲部件由选自SiC、 A1203、 SiN中的陶瓷材料构成。
7. 如权利要求1所述的装置，其特征在于 所述热缓冲部件具有均匀的高度和厚度。
8. 如权利要求2所述的装置，其特征在于 所述温度传感器配置于所述处理容器内。
9. 如权利要求2所述的装置，其特征在于所述控制部根据所述温度传感器的检测数据，控制对所述加热器 的供给电力。
10. 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述处理容器具备环状的金属制歧管和连接于所述歧管上的透明 石英构成的反应管，所述搬送口由所述歧管规定，所述下端部一侧由 所述反应管规定。
11. 一种立式热处理装置，用于同时对多个被处理基板实施热处理， 其特征在于，包括立式的处理容器，用于收纳所述被处理基板，所述处理容器在垂 直方向的端部具有搬送口；保持具，用于在所述处理容器内以使所述被处理基板相互隔开间 隔并在垂直方向重叠的状态保持所述被处理基板；气密地开关所述搬送口的盖体；升降机构，通过使所述盖体在支承所述保持具的状态下升降，经由所述搬送口向所述处理容器内装载/卸载所述保持具； 气体供给系统，向所述处理容器内供给处理气体； 排气系统，对所述处理容器内进行排气； 多个加热器，与在所述处理容器内上下排列的多个区域对应，配 置于所述处理容器的周围，所述多个加热器隔着所述处理容器的侧壁供给热线，由此对所述处理容器内的所述区域进行加热； 多个温度传感器，与所述多个区域对应配置；控制部，根据所述多个温度传感器的检测数据，单独控制所述多 个加热器的设定温度；和热缓冲部件，在所述多个加热器内最接近所述搬送口的端部加热 器与所述处理容器之间，包围所述处理容器，所述热缓冲部件使所述 端部加热器与所述处理容器内的被处理基板之间的热线的第二传递率 低于其它的加热器与所述处理容器内的被处理基板之间的热线的第一 传递率。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于 所述热缓冲部件由不透明石英或者不透明陶瓷材料构成。
13. 如权利要求11所述的装置，其特征在于 所述热缓冲部件由选自SiC、 A1203、 SiN中的陶瓷材料构成。
14. 如权利要求11所述的装置，其特征在于在所述多个温度传感器内与所述端部加热器相对应的端部温度传 感器配置于所述热缓冲部件与所述处理容器内的被处理基板之间。
15. 如权利要求11所述的装置，其特征在于所述控制部根据所述多个温度传感器的检测数据，单独控制对所 述多个加热器的供给电力。
16. 如权利要求11所述的装置，其特征在于所述搬送口形成于所述处理容器的下端部。
17. 如权利要求16所述的装置，其特征在于所述处理容器具备环状的金属制歧管和连接于所述歧管上的透明 石英构成的反应管，所述搬送口由所述歧管规定，所述端部加热器配 置于所述反应管的下端部一侧的周围。
18. 如权利要求11所述的装置，其特征在于 所述热缓冲部件的热线传递率为10 80%。
19. 如权利要求11所述的装置，其特征在于所述第二传递率是所述第一传递率的10 80%。
20.—种用于同时对多个被处理基板实施热处理的立式热处理装置的使用方法，其特征在于 所述装置包括立式的处理容器，用于收纳所述被处理基板，所述处理容器在垂直方向的端部具有搬送口；保持具，用于在所述处理容器内以使所述被处理基板相互隔开间 隔并在垂直方向重叠的状态保持所述被处理基板；气密地开关所述搬送口的盖体；升降机构，通过使所述盖体在支承所述保持具的状态下升降，经 由所述搬送口向所述处理容器内装载/卸载所述保持具； 气体供给系统，向所述处理容器内供给处理气体； 排气系统，对所述处理容器内进行排气；多个加热器，与在所述处理容器内上下排列的多个区域对应，配 置于所述处理容器的周围，所述多个加热器隔着所述处理容器的侧壁 供给热线，由此对所述处理容器内的所述区域进行加热；多个温度传感器，与所述多个区域对应配置；和控制部，根据所述多个温度传感器的检测数据，单独控制所述多 个加热器的设定温度，所述方法包括以下工序在所述多个加热器内最接近所述搬送口的端部加热器与所述处理 容器之间，用热缓冲部件包围所述处理容器的工序，所述热缓冲部件 使所述端部加热器与所述处理容器内的被处理基板之间的热线的第二 传递率低于其它的加热器与所述处理容器内的被处理基板之间的热线 的第一传递率；和根据所述多个温度传感器的检测数据单独控制所述多个加热器的 设定温度，同时利用所述多个加热器对所述处理容器进行加热，在这 种状态下，经由所述搬送口向所述处理容器装载或卸载所述保持具的 工序，使用所述热缓冲部件来缓解装载或卸载所述保持具时所述端部加 热器设定温度的振动现象。
全文摘要
本发明提供一种用于同时对多个被处理基板实施热处理的立式热处理装置，包括立式的处理容器，用于收纳被处理基板，处理容器在下端部具有搬送口；保持具，用于在处理容器内以使被处理基板相互隔开间隔并在垂直方向重叠的状态保持被处理基板；和加热器，配置于处理容器的周围，加热器隔着处理容器的侧壁供给热线，由此对处理容器内进行加热。在加热器与处理容器下端部一侧之间，以包围下端部一侧的方式配置有热缓冲部件。热缓冲部件使加热器与处理容器内的被处理基板之间的热线的传递率在下端部一侧降低。
文档编号H01L21/31GK101101859SQ200710128118
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月6日 优先权日2006年7月7日
发明者宫崎伸治, 藤田义幸, 远藤笃史 申请人:东京毅力科创株式会社