立式热处理装置和热处理方法_2

文档序号:8488880阅读:来源:国知局
气体喷嘴(气体喷射器)51a?51c、流路形成构件31的区域12c。也如图2所示,在内管12b上的与该区域12c相对的部位在该内管12b的周向上开口并构成作为排气口的狭缝17。另夕卜,为了方便图示,在图2和图3中示出了所述区域12c,将该区域12c的内部构造表示在图4中。
[0034]上下表面开口的大致圆筒形状的凸缘部18自下方侧分别气密地支承这些外管12a和内管12b。S卩,外管12a的下端部被凸缘部18的上端面气密地支承,内管12b的下端部被突出部18a气密地支承,该突出部18a自凸缘部18的内壁面朝向内侧在整个周向上水平地突出。如图2所示,在外管12a与内管12b之间,沿上下方向延伸的杆19安装于凸缘部18,在该杆19上的与所述的各加热器13a?13e相对应的各高度位置分别设有作为测定部的、由热电偶构成的温度传感器TCa?温度传感器TCe。
[0035]这些温度传感器TCa?温度传感器Tce构成为,经由在杆19的内部引绕的导电路径将各加热器13a?13e所负责的区域中的测定温度传递至后述的控制部100。在图2中,附图标记16是用于支承凸缘部18和所述的加热炉主体14的底板。另外,如图3所示,杆19以例如接近所述区域12c的方式配置,但在图2中,为了示出各加热器13a?13e与温度传感器TCa?温度传感器Tce之间的位置关系,将杆19以在侧方侧与区域12c分开的方式进行了描绘。
[0036]如图2所示,在凸缘部18的侧壁上的与所述的狭缝17相对的部位,以与内管12b与外管12a之间的区域相连通的方式形成有排气口 21。并且,如图2所示,自该排气口 21延伸的排气路径22经由蝶阀等压力调整部23与真空泵24相连接。在凸缘部18的下方侧,以与作为该凸缘部18的下端侧外周部的凸缘面在整个周向上气密地接触的方式设有形成为大致圆板状的盖体25,该盖体25以利用所述舟皿升降机3而与晶圆舟皿11 一起自由升降的方式构成。在图2中,附图标记26是隔热体,附图标记27是马达等旋转机构。另外,在图2中,附图标记28是旋转轴,附图标记21a是排气口。
[0037]接着,详细叙述用于向反应管12内供给处理气体的所述气体喷嘴51。在该例子中,如图4所示,气体喷嘴51配置有3根并分别由石英构成。各气体喷嘴51分别沿着晶圆舟皿11的铅垂方向配置并以沿着反应管12的周向相互分开的方式排列。此处,对于这些3根气体喷嘴51,如图4所示,在该例子中,在自上方侧看反应管12时,沿顺时针方向(向右转)配置有原料气体喷嘴51a、臭氧气体喷嘴51b以及吹扫气体喷嘴51c。
[0038]这些气体喷嘴(气体供给部)51a?气体喷嘴51c分别与原料气体(TDMAH气体)的储存源55a、反应气体(臭氧气体(O3))的储存源55b以及吹扫气体(氮气(N2))的储存源55c相连接。在各气体喷嘴51a?51c的靠狭缝17侧的侧面上的多处,沿着晶圆舟皿11的铅垂方向形成有气体喷射口 52。
[0039]在图3中,附图标记53是阀,附图标记54是流量调整部,构成为,不仅能够对吹扫气体喷嘴51c供给氮气,还能够对其他气体喷嘴51a、51b供给氮气。另外,原料气体的储存源55a构成为,储存有作为高介电常数膜的原料的液体,并能将通过该液体的加热而气化的含金属的有机气体连同作为载气的氮气等一起供给,在此省略了图示。
[0040]并且,在原料气体喷嘴51a的周围设有用于对该原料气体喷嘴51a的温度进行调整的流路形成构件31。流路形成构件31由石英构成并以大致包围原料气体喷嘴51a的方式焊接于该原料气体喷嘴51a。S卩,如图5所示,流路形成构件31包括沿着原料气体喷嘴51a的长度方向延伸的大致箱型的流路主体32、自该流路主体32的上端附近的侧面伸出的供给路径33以及自该流路主体32的下端附近的侧面伸出的排出路径34。
[0041 ] 如图6所示,流路主体32的内部区域构成中空的调温流体流通空间,另外,该流路主体32在将原料气体喷嘴51a的大部分埋入到该内部区域的状态下气密地焊接于该原料气体喷嘴51a。具体而言,在流路主体32的靠晶圆舟皿11侧的侧面上,在自该流路主体32的比上端位置略微靠下的位置起到流路主体32的下端位置为止的范围内,呈狭缝状地形成有开口口径小于在俯视原料气体喷嘴51a时的外形尺寸的开口部。另外,在流路主体32的底面形成有与在俯视原料气体喷嘴51a时的形状大致相同的形状的开口部,所述侧面的开口部和所述底面的开口部相互连通。因而,在将原料气体喷嘴51a自下方侧气密地插入流路主体32时,气体喷射口 52自流路主体32突出,且原料气体喷嘴51a的朝向所述的凸缘部18的弯曲部分位于流路主体32的下方侧。当如此将所述原料气体喷嘴51a和流路主体32相互焊接起来时,能够获得所述图5所示的结构。另外,图6示出了图5的A — A线处的截面。
[0042]从晶圆舟皿11看,所述的供给路径33和排出路径34分别形成于流路主体32的左右的侧面,所述的供给路径33和排出路径34的安装于流路主体32的安装面分别构成供给口 33a和排出口 34a。如图3所示,供给路径33和排出路径34的与流路主体32相反的一侧的端部与原料气体喷嘴51a、其他气体喷嘴51b、51c同样地气密地贯穿凸缘部18。即,这些供给路径33和排出路径34的所述端部自流路主体32沿水平方向伸出,并朝向下方侧呈直角弯曲,而经由凸缘部18分别与配置于反应管12的外侧的恒温器(日文:夭歹一)等调温机构35相连接。使利用设于该调温机构35的冷却机构和加热机构而调整至任意的温度例如95°C的调温流体、在该例子中为氮气在流路主体32的内部循环。
[0043]在该立式热处理装置中,设有用于对整个装置动作进行控制的由计算机构成的控制部100,在该控制部100的存储器内存储有用于进行后述的成膜处理的程序。该程序从硬盘、光盘、磁光盘、存储卡、软盘等作为存储介质的存储部101安装到控制部100内。
[0044]接下来,说明所述实施方式的作用。在本发明中,如后所述那样,在对晶圆W进行成膜处理时,在将晶圆舟皿11气密地输入到反应管12内之后,谋求原料气体喷嘴51a的恒温化(冷却),首先说明如此地对原料气体喷嘴51a进行冷却的原因。如在所述的【背景技术】中说明地那样,在立式热处理装置中,在将各晶圆W在反应管12的下方侧载置在晶圆舟皿11上之后,将晶圆舟皿11气密地收纳于反应管12内并进行热处理。若热处理结束,则使晶圆舟皿11再次下降而将处理完成后的晶圆W调换为未处理的晶圆W,如此依次地对多张晶圆W连续地进行成膜处理。因而,为了尽量地减少随着反应管12内的升温和降温而产生的时间浪费,在热处理结束后(在相对于晶圆舟皿11进行晶圆W的调换时),也维持加热器13a?加热器13e的输出,使得反应管12内为对晶圆W进行热处理的处理温度。
[0045]此处,当在使各加热器13a?13e的设定温度一致的情况下将晶圆舟皿11输入到反应管12内时,相比晶圆舟皿11的上端侧的区域,在晶圆舟皿11的下端侧的区域晶圆W的温度变低。即,在使晶圆舟皿11上升期间,反应管12的炉口(下端的开口部)处于向常温气氛的输入输出区域2开口的状态,并向该输入输出区域2散热。另外,在完成将晶圆舟皿11输入到反应管12时,装载在该晶圆舟皿11中的多张晶圆W中的、上端位置的晶圆W在沿铅垂方向在反应管12内移动的期间已经被以某种程度加热。另一方面,下端位置的晶圆W没有在反应管12内那样长距离地移动,因此其温度低于所述上端位置的晶圆W的温度。另外,如所述那样,与利用例如臂4来输送晶圆W的输送速度相比,利用舟皿升降机3使晶圆舟皿11升降的升降速度极为缓慢。因此,若在完成晶圆舟皿11的输入时维持使各加热器13a?13e的设定温度一致的状态,则在该晶圆舟皿11中,晶圆W的加热温度在上下方向上产生偏差。并且,若在完成输入晶圆舟皿11之后设置待机时间直到消除这样的温度偏差(直到使晶圆W的加热温度一致),则会导致生产率的降低。
[0046]因此,在立式热处理装置中,在完成将晶圆舟皿11输入之后,使各晶圆W的温度迅速地一致。具体而言,使各加热器13a?13e中的例如自下侧起的两层加热器13d、13e的设定温度比其他加热器13a?13c的设定温度高例如25°C。之后,使加热器13d、13e的设定温度与其他加热器13a?13c的设定温度一致,以便不使下层侧的晶圆W的加热温度变得过高。
[0047]然而,在进行这样的温度控制时,虽然能够谋求使晶圆W的加热温度在上下方向上迅速地均匀化,但却不得不频繁地更换原料气体喷嘴51a。即,为了尽量不使原料气体中含有的有机物等杂质混入到薄膜中,将反应管12内的各晶圆W的加热温度设定在该原料气体的热分解温度附近或超过热分解温度的温度。在为所述TDMAH气体的情况下,热分解温度为280°C左右,反应管12内的加热温度为280°C?300°C。因而,若将最下层加热器13d、13e的设定温度设定为超过其他加热器13a?13c的设定温度的温度,则在位于最下层的区域的原料气体喷嘴51a内,原料气体容易热分解。并且,当原料气体在原料气体喷嘴51a内热分解时,附着物会附着在该原料气体喷嘴51a的内壁上,因此,该附着物在剥离时会成为微粒,并会容易将该原料气体喷嘴51a内堵塞。另一方面,若设置待机时间直到使原料气体喷嘴51a内的温度降低至原料气体的热分解以下的温度并在之后开始供给原料气体,则与所述待机时间相应地会导致生产率降低。
[0048]因此,在本发明中,在对以上说明的各加热器13a?13e进行温度控制时,对原料气体喷嘴51a进行冷却。以下,参照图7详细叙述这样的温度加热器13a?温度加热器13e的温度控制和原料气体喷嘴51a的冷却的具体的顺序、以及晶圆W的成膜处理。
[0049]使得现在在所述输入输出区域2中、在晶圆舟皿11上移载有
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1