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热处理装置

阅读:1018发布:2020-12-20

IPRDB可以提供热处理装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明的目的在于,防止处理气体侵入载置台下方的空间,在支柱(56)的上端部的内周部分设置支撑载置台(58)的下面的支撑面(62),在支撑面(62)的外侧的支柱(56)的上端部的中间周向部分,形成沿着周向延伸的净化气体槽(64)。在与净化气体槽(64)的外侧的支柱(56)的上端部的外周部分对应的位置,设置狭窄流路(68)。从净化气体供给部件(66)提供给净化气体槽(64)内的净化气体,沿周向扩散到净化气体槽(64)内,从狭窄流路(68)向外侧流出,通过这样的净化气体的流动,可防止处理气体侵入净化气体槽(64)和载置台的下方的空间(S1)中。,下面是热处理装置专利的具体信息内容。

1.一种热处理装置,其特征在于,包括:能够抽真空的处理容器;

从所述处理容器的底部向上方延伸的圆筒状的支柱;

用于载置被处理体的支撑在所述支柱的上端的板状的载置台;

用于加热载置在所述载置台上的被处理体的加热灯;和向所述处理容器内提供处理气体的气体供给部件,在所述圆筒状的支柱的上端部的内周部分,沿着周向形成有与所 述载置台的周边部的下面接触且保持其的支撑面,在所述圆筒状支柱的上端部的中间周向部分,沿着周向形成有用 于流动净化气体的净化气体槽,在所述圆筒状支柱的上端部的外周部分,沿着周向设置有狭窄流 路,其防止所述处理气体侵入所述净化气体槽,且将流入所述净化气 体槽的净化气体向外侧排出,设置用于向所述净化气体槽提供净化气体的净化气体供给部件。

2.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,在划分所述狭窄流路的部件的表面设置曲路槽。

3.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,在所述圆筒状支柱的半径方向外侧隔开间隔地设置有具有按压所 述载置台的周边部的上面的按压部的圆筒状按压部件,通过这样,在 所述按压部件的内周面和所述支柱的外周面之间,形成净化气体排出 流路,从所述狭窄流路排出的净化气体通过它向下方向流动。

4.根据权利要求3所述的热处理装置,其特征在于,所述按压部件由热传导性低的材料构成。

5.根据权利要求3所述的热处理装置,其特征在于,所述按压部件的下端部通过弹性部件固定到所述处理容器的底 部,通过这样,在所述载置台负载向上的力的情况下,所述载置台使 所述弹性部件弹性变形且能够向上方向移动。

6.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,所述支撑面、与所述支撑面接触的所述载置台的周边部的下面, 都进行镜面精加工。

7.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,在所述支柱上设置遮光部件,其用于防止从所述加热灯发射的光 向所述支柱的半径方向外侧泄漏。

8.根据权利要求7所述的热处理装置,其特征在于,所述遮光部件由光反射部件构成。

9.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,还设置用于向所述支柱的内侧的载置台下方的空间提供净化气体 的净化气体供给部件。

10.根据权利要求9所述的热处理装置,其特征在于,在所述圆筒状支柱的半径方向内侧隔开间隔地设置有圆筒状的流 路形成部件,在所述支柱的内周面和所述流路形成部件的外周面之间 形成净化气体流出通路,提供给所述载置台下面侧空间的净化气体通 过其向下方流动,所述净化气体流出通路的下端部,通过净化气体通 路与将所述处理容器内抽真空的真空排气系统连接。

11.根据权利要求10所述的热处理装置,其特征在于,所述流路形成部件由透明的石英构成。

12.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,所述支柱由透明的石英构成。

13.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,所述狭窄流路由所述圆筒状支柱的外周部分的上端面和与所述上 端面相对的所述载置台的下面之间的缝隙所构成,所述圆筒状支柱的上端部的所述中间周向部分的净化气体槽,由 所述圆筒状支柱的上端部的所述外周部分和所述内周部分之间的缝隙 构成。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种对半导体晶片等被处理体进行规定的热处理的热 处理装置。

背景技术

通常,在半导体集成电路的制造工序中,对作为被处理体的半导 体晶片,进行成膜处理、蚀刻处理、氧化扩散处理、退火处理和改性 处理等各种处理。例如,在成膜处理中,在晶片表面堆积多晶硅膜、 SiO2膜、W(钨)膜、WSi(硅化钨)膜、Ti(钛)膜、TiN(氮化钛) 膜、TiSi(硅化钛)膜等。这样的进行成膜处理的热处理装置,例如在 特开平9-237763号公报和特开2001-23966号公报中公开。
这里,关于已有的通常的单枚式热处理装置,参照图7来说明。 图7是表示通常的单枚式热处理装置的构成的图。该热处理装置具有 能够抽真空的处理容器2,在其顶板部设置向处理容器2内导入各种必 要的气体的浇淋头部4。另外,在该处理容器2内,在从容器的底部向 上方延伸的圆筒状支柱6上,支撑薄板状的载置台8,在载置台8的上 面载置半导体晶片W。在处理容器2的下方,设置多个加热灯10。加 热灯10发出的热线(红外线)通过在容器底部设置的透过窗12导入 容器内,加热载置台8,由此加热晶片W。
净化气体供给部件14将作为净化气体的N2气体提供给载置台8 的下方空间。通过这样,防止处理气体侵入载置台8的下方空间,防 止在透过窗12的上面或者载置台8的下面附着不需要的膜。如果在透 过窗12上附着不需要的膜,红外线的透过率就会降低,加热效率会恶 化。另外,如果在载置台8的下面不均匀地附着不需要的膜,由于产 生光吸收率的不均匀,就在载置台8上产生温度分布,结果,晶片温 度的面内均匀性降低。为了避免这样的问题,所述净化气体的提供是 非常重要的。
但是,在所述那样的例如进行成膜处理的情况下,在成膜所使用 的处理气体的扩散速度不够大的情况下,能够充分阻止处理气体侵入 载置台8的下方空间。但是,在使用硅烷气体那样扩散速度非常大的 处理气体的情况下,既使向载置台8的下方空间提供净化气体也没有 关系,具有这种情况,处理气体从一点点缝隙侵入载置台8的下方空 间,在载置台8的下面或者透过窗12的上面附着不需要的膜。
为了避免这种情况,也考虑了大幅增加净化气体的流量。但是, 如果增加净化气体流量,载置台8的下方空间内压力增大。该增大的 压力作用到载置台8的下面全体,具有载置台8上浮而产生载置台的 位置偏差的可能性。另外,在坚固地固定载置台8的情况下,载置台8 本身有可能破坏。此外,由于通过支柱6的上端面和载置台8的下面 之间的缝隙向外侧喷出的净化气体的流速相当地大,所以,载置台8 的周边部局部冷却,晶片W的面内温度的均匀性恶化。由于这样的理 由,净化气体的流量不能大幅增加。

发明内容

本发明着眼于以上这样的问题,是全部有效解决该问题的创造。 本发明的目的在于,提供一种热处理装置,其能够确实地防止处理气 体侵入载置被处理体的载置台的下方空间。
所述目的通过各权利要求所定义的发明来解决。本发明提供一种 热处理装置,包括:能够抽真空的处理容器;从所述处理容器的底部 向上方延伸的圆筒状的支柱;用于载置被处理体的支撑在所述支柱的 上端的板状的载置台;用于加热载置在载置台上的被处理体的加热灯; 向所述处理容器内提供处理气体的气体供给部件,其特征在于,在所 述圆筒状的支柱上端部的内周部分,沿着圆周方向形成与所述载置台 的周边部的下面接触且保持其的支撑面,在所述圆筒状的支柱的上端 部的中间周部分,沿着周向形成用于流动净化气体的净化气体槽,在 所述圆筒状支柱的上端部的外周部分,沿着圆周方向设置狭窄流路, 其防止所述处理气体侵入所述净化气体槽,且将在所述净化气体槽流 动的净化气体向外侧排出,设置用于向所述净化气体槽提供净化气体 的净化气体供给部件。
如根据本发明,提供给净化气体槽内的净化气体大致均匀地分布 在净化气体槽中,通过狭窄流路向外侧排出。通过狭窄流路导致的挤 压效果,净化气体增加流速从狭窄流路喷出。为此,既使处理气体的 扩散速度增大,也能够防止处理气体通过狭窄流路,侵入净化气体槽 内和载置台下方的空间中。
为了增大防止处理气体侵入的效果,可在划分狭窄流路的部件的 表面设置曲路槽。
在本发明的一个实施方式中,所述狭窄流路是所述圆筒状支柱的 外周部分的上端面和与所述上端面相对的所述载置台的下面之间的缝 隙,圆筒状支柱的上端部的所述中间周部分的净化气体槽,是所述圆 筒状支柱的上端部的所述外周部分和所述内周部分之间的缝隙。这种 情况下,所述曲路槽能够沿着圆周方向设置在所述圆筒状支柱的外周 部分的上端面上。
在所述圆筒状支柱的半径方向外侧能够设置隔开间隔地、具有按 压所述载置台的周边部的上面的按压部的圆筒状按压部件,通过这样, 在所述按压部件的内周面和所述支柱的外周面之间,能够形成净化气 体排出流路,从所述狭窄流路排出的净化气体通过它向下方向流动。 通过设置这样的净化气体排出流路,处理气体难于到达狭窄流路。优 选,所述按压部件由热传导性低的材料构成。
优选,所述按压部件的下端部通过弹性部件固定到所述处理容器 的底部,通过这样,在所述载置台承受向上的力的情况下,所述载置 台使所述弹性部件弹性变形且能够向上方向移动。如通过该固定构造, 既使载置台下方空间的压力比载置台上方的处理空间的压力高,载置 台暂时地位移,由此减少载置台下方空间的压力,能够防止载置台的 破损。
优选,所述支撑面、与所述支撑面接触的所述载置台的周边部的 下面,同时镜面精加工。如果这样,由于两个面密接,既使假如处理 气体侵入净化气体槽中,也能够抑制处理气体侵入载置台下方的空间 中。
在所述支柱上能够设置遮光部件,用于防止从所述加热灯发射的 光向所述支柱的半径方向外侧泄漏。所述遮光部件能够由光反射部件 构成。
优选,还设置用于向所述支柱的内侧的载置台下方的空间提供净 化气体的净化气体供给部件。如果这样,能够更有效地抑制向该空间 侵入处理气体。这种情况下,优选,在所述圆筒状支柱的半径方向内 侧隔开间隔地设置圆筒状的流路形成部件,在所述支柱的内周面和所 述流路形成部件的外周面之间形成净化气体流出通路,提供给所述载 置台下面侧空间的净化气体通过其向下方流动,所述净化气体流出通 路的下端部,通过净化气体通路与将所述处理容器内抽真空的真空排 气系统连接。

附图说明

图1是表示本发明的热处理装置的第一实施方式的构成的截面图。
图2是放大表示图1所示的支柱和其附近的部件的截面图。
图3是图1所示的支柱的扩大平面图。
图4是表示本发明的第二实施方式的、与图2同样的图。
图5是表示本发明的第二实施方式的、与图3同样的图。
图6是用于说明本发明的相关技术的说明图。
图7是概略地表示现有的一般单枚式热处理装置的构成的图。

具体实施方式

下面参照附图来详细描述本发明的热处理装置的实施方式。
[第一实施方式]
首先,参照图1~图3来说明本发明的第一实施方式。图1是表示 本发明的热处理装置的第一实施方式的构成的截面图。图2是放大表 示图1所示的支柱和其附近的部件的截面图,图3是图1所示的支柱 的扩大平面图。这里,作为热处理,以通过CVD来成膜多晶硅膜的情 况为例来说明。
热处理装置20具有能够抽真空的、例如铝制成的筒状的处理容器 22。在处理容器22的顶板部,通过O型环等密封部件26气密地设置 例如浇淋头部24,作为用于向处理容器22内导入必要的处理气体的气 体供给部件。在浇淋头24的下面设置多个气体喷射孔28,从这些气体 喷射孔28向处理空间S内提供处理气体。在例示的实施方式中,作为 处理气体,使用硅烷气体(SiH4)、H2气体、N2气体(载气)。
而且,在图1中,浇淋头部24简化记载,所以从图面看,全部处 理气体在浇淋头部24内混合后提供给处理空间S。但是,浇淋头部24 也可以构成为使得适于称为所谓的后混合法的气体供给方法。这种情 况下,浇淋头部24内设置多个分离的室,向各个室导入不同的气体, 这些气体在从浇淋头部24向处理空间S内喷射时开始混合。在本实施 方式中,实际上,与载气一起提供给浇淋头部24的硅烷气体,与氢气 区别地在浇淋头部24内扩散,硅烷气体和氢气向处理空间S喷射后混 合。
在处理容器22的侧壁上,设置在将作为被处理体的半导体晶片W 向处理容器22搬出搬入时开闭的闸阀30。在处理容器22的底壁32 的周边部,形成多个排气口34。这些排气口34分别连接比较大口径的 多个配管36,这些配管36成为插设真空泵的真空排气系统38的一部 分。通过这样,能够大致均匀地对处理容器22内的气氛进行真空排气。 在处理容器22的底壁32的中央部,形成大口径的开口40,在该开口 40通过O型环等密封部件44气密地安装具有充分的耐压性的透过窗 42。透过窗42由例如透明的石英构成。
在透过窗42的下方设置的灯箱46,覆盖透过窗42来设置。在灯 箱46内,设置用于加热晶片W的加热灯部件48。在例示的实施方式 中,加热灯部件48通过在兼作反射板的灯安装台50上安装多个加热 灯52来构成。灯安装台50与马达54的旋转轴连接,加热灯52一边 旋转,一边向晶片W侧照射红外线。
在处理容器22的底壁32上,设置从底壁向上方延伸的圆筒状的 支柱56。支柱56的上端部支撑薄板状的载置台58,在载置台58的上 面载置半导体晶片W。在例示的实施方式中,载置台58由黑色的石墨 制的圆板构成,在其表面进行灰色的SiC涂覆。特别如图2所示那样, 详细地说,在处理容器22的底壁32的上面,安装圆环状的基座板60 使得包围开口40,在该基座板60上立起圆筒状的支柱56。在例示的 实施方式中,基座板60由铝构成,支柱56由透明石英构成。
该圆筒状支柱56具有规定的厚度,例如9.5mm左右的厚度。支柱 56的上端部具有内周部分、外周部分、内周部分和外周部分之间的中 间周向部分。支柱56的上端部的内周部分的高度形成为比外周部分和 中间周向部分还高,内周部分的上端面接触载置台58的周边部的下面, 提供用于支撑载置台58的环状的支撑面62。支撑面62和载置台58 的周边部的下面,同时镜面精加工,由此两个面气密性好且均匀地面 接触。支撑面62的宽度是例如2.7mm左右。
支柱56的上端部的中间周向部分的高度形成为比内周部分和外周 部分还低,由此,在中间周向部分形成由内周部分和外周部分所包围 的环状的净化气体槽64。净化气体槽64的宽度是例如2.2mm左右, 深度是例如2.0mm左右。在净化气体槽64的底面即中间周向部分的上 端面上,沿着圆周方向空开规定的间隔形成多个气体孔64A。这些气 体孔64A连接作为第一净化气体供给部件的净化气体导入通路66。各 个净化气体导入通路66,在支柱56内沿着上下方向延伸,此外,其下 端部贯通基座板60和底壁32,来自未图示的气体源的流量控制过的净 化气体提供给它。作为净化气体,能够使用N2气体或者Ar气体等惰 性气体,在本实施方式中,使用N2气体。
另外,支柱56的外周部分的上端面比作为内周部分的上端面的支 撑面62稍微低一些,由此,支柱56的外周部分的上端面70和载置台 58的周边部的下面之间,形成非常狭窄的缝隙68。缝隙68的大小L1 是例如几个μm~几十μm左右,缝隙68的径向宽度L2是例如4.6mm 左右。缝隙68提供狭窄流路(下面称为“狭窄流路68”),用于将提 供给净化气体槽部64内的净化气体向外侧流出。狭窄流路68沿着支 柱56的圆周方向环状地延伸。狭窄流路68是通过对支柱56的外周部 分的上端面(70)进行切削或者喷砂处理,由此上端面70的高度比支 撑面62低几个μm~几十μm左右而形成。
在支柱56的外周面,沿着圆周方向大致遍及全部区域地设置遮光 部件72。遮光部件72将来自加热灯52的红外线在这里遮断,不向外 侧泄漏,保护处于遮光部件72的外侧的部件不受热的影响。遮光部件 72能够由黑色或者灰色的陶瓷构成的光吸收性材料所形成。代替之, 也能够使用铝等光反射性材料作为遮光部件72,这种情况下提高了晶 片W的加热效率。
在从支柱56隔开规定的间隔的外侧,设置用于将载置台58按压 向支柱56的圆筒状的按压部件74。按压部件74的整体由热传导性低 的材料、例如石英形成,在其上端部设置环状的按压部74A。按压部 74A的内周面的下面与载置台58的周边部的上面接触,按压载置台58, 由此载置台58固定到支柱56上。
在载置台58的周边部的上面,设置用于放入按压部74A的环状的 台阶76,由此,载置台58的中心侧上面和按压部74A的上面位于相 同的水平面上,所以不会发生处理气体流的扰乱。
在按压部件74的下端部形成环状的凸缘部74B。凸缘部74B通过 沿着其圆周方向等间隔设置的多个螺栓78和安装在螺栓78上的弹性 部件、例如螺旋弹簧80,在利用螺旋弹簧80向下方加力的状态,向上 方可移动地安装到基座板60上。螺栓78和螺旋弹簧80由高耐腐蚀性 材料、例如因科镍合金(Inconel:注册商标)所构成。
在凸缘部74B的下面和基座板60的上面之间,存在小的缝隙。由 此,圆筒状支柱56的外周面和圆筒状按压部件74的内周面之间所形 成的圆筒状缝隙(其宽度L3是例如0.3mm左右),能够用作为净化 气体排出流路82。从所述狭窄流路68流出的净化气体,沿着净化气体 排出流路82向下方向流动,从凸缘部74B的下面和基座板60的上面 之间的缝隙向外侧流出。
另外,贯通处理容器22的底壁32和基座板60,形成作为第二净 化气体供给部件的净化气体导入通路84。通过净化气体导入通路84, 能够将来自未图示的气体源的流量控制的净化气体导入到圆筒状支柱 56的内部的载置台58的下方空间S1中。作为净化气体,能够使用例 如N2气体或者Ar气体等惰性气体,在本实施方式中,使用N2气体。
从支柱56隔开规定的间隔,在内侧,在基座板60上设置圆筒状 的流路形成部件86,通过这样,在流路形成部件86的外周面和位于其 外侧的支柱56的内周面之间,形成圆筒状的净化气体流出通路88。流 路形成部件86的上端和载置台58稍微离开,向载置台58的下方空间 S1内提供的净化气体,从净化气体流出通路88的上端流入其中,向净 化气体流出通路88内流下。流路形成部件86由耐热性材料、例如透 明的石英所形成。净化气体流出通路88的宽度L4是例如1.0mm左右。
在成为净化气体流出通路88的底部的基座板60的上面,沿着周 向大致等间隔地形成多个、在例示的实施方式中4个(参照图3)气体 孔90。气体孔90连接净化气体通路92,该净化气体通路贯通基座板 60和处理容器22的底壁32而连通真空排气系统38的配管36。净化 气体通路92包括:贯通基座板60和底壁32的贯通孔94;由连接该贯 通孔94的出口94A和设置在配管36的侧壁上的开口36A的例如不锈 钢管所构成的外安装管96。外安装管96的长度设定为在配管36内流 动的未反应处理气体既使在外安装管96内向与净化气体的流动方向相 反的方向扩散,也不能侵入载置台58的下方空间S1内这样的充分长 的长度,例如30cm左右以上。而且,外安装管96的长度的合适值也 依赖于外安装管96的内径的大小。
在基座板60的周边部,沿着基座板60的周向形成冷却套管98, 其用于通过流动冷却水等冷却介质冷却基座板60。而且,在按压部件 74的外周侧设置升降机构(未图示),在向载置台58移动晶片W时 保持晶片W的周边部的下面来升降晶片W。
下面,说明热处理装置的操作。
首先,未处理的半导体晶片W通过开放的闸阀30,导入该处理容 器22内,载置在载置台58上。然后,密闭处理容器22内部,之后, 点灯加热灯部件48的加热灯52,向载置台58的下面照射红外线,由 此,将载置在载置台58上面的晶片W升温到规定的处理温度、例如 700℃,维持该温度。
与此同时,从浇淋头部24向处理容器22内的处理空间S中提供 作为处理气体的SiH4气体、H2气体、N2气体。SiH4气体、H2气体进 行热分解反应,由此在晶片W的表面堆积多晶硅膜。由于处理容器22 内抽真空,未反应的各种气体和反应副生成物气体,从载置台58的周 边部向下方大致均匀地流下,通过排气口34流入真空排气系统38的 配管36内,在其中流动向系统外排出。在这样的状况下,如果存在小 的缝隙,扩散系数非常大的SiH4气体、H2气体就通过该缝隙侵入到载 置台58的下方空间S1中,由此,在载置台58的下面和透过窗42的 上面堆积不需要的膜。
但是,在本实施方式中,通过净化气体导入通路84向空间S1内 提供作为净化气体的N2气体,另外,通过净化气体导入通路66向支 柱56的上端部提供作为净化气体的N2气体,所以,能够防止向空间 S1内侵入SiH4气体或H2气体。如图2所示那样,从净化气体导入通 路84向空间S1提供的净化气体,在空间S1内上升,之后如箭头100 所示那样在载置台58的下面附近向下方改变方向,在净化气体流出通 路88内流下。此外,净化气体通过由贯通路径94和外安装管96构成 的净化气体通路92,向抽真空的配管36内流出,与在此流动的从处理 空间S排出的气体一起在配管36内流动,向系统外排出。
此时,在配管36内流动的未反应的SiH4气体或者H2气体具有在 外安装管96、贯通路径94内和净化气体流出通路88内向着与净化气 体的流动方向相反的方向扩散而侵入空间S1内的可能性。但是,配管 36内通过未图示的真空泵强力地抽真空。为此,SiH4气体或者H2气体 几乎不能侵入到净化气体通路92内。另外,外安装管96的长度也为 例如30cm左右充分地长。此外,流路形成部件86形成为与支柱56的 高度大致相同高度的圆筒体状,所以在流路形成部件86的外侧形成的 净化气体流出通路88的上下方向长度也长。为此,既使SiH4气体或 H2气体假如能够侵入净化气体通路92中,也不能到达空间S1内。而 且,通过净化气体导入通路84提供的净化气体的流量是例如1000sccm 左右,但该流量不特别限定。
另外,处理空间S侧内的SiH4气体和H2气体,具有在净化气体流 出通路82内向着与净化气体的流动方向相反的方向扩散,通过支撑面 62和载置台的下面之间的缝隙而侵入载置台58下方空间S1内的可能 性。但是,通过净化气体导入通路66,包括N2气体的净化气体提供给 在支柱56的上端部形成的净化气体槽64内,沿着周向扩散到净化气 体槽64内,通过狭窄流路68向净化气体排出流路82排出,在净化气 体排出流路82内流下,在净化气体排出流路82的下端部,从基座板 60和按压部件74的凸缘部74B之间向排气口34附近流出,然后通过 真空排气系统36向系统外排出。这里,由于狭窄流路68的上下方向 宽度L1为几μm~几十μm左右非常窄,所以从狭窄流路68向外侧 流动的净化气体的流速非常大。为此,能够确实地防止了SiH4气体和 H2气体向着与净化气体的流动方向相反的方向扩散而侵入到空间S1。 此外,按压部件74成形为与支柱56的高度大致相同高度的圆筒体状, 所以在按压部件74的内侧形成的净化气体排出流路82的上下方向长 度也长。为此,能够抑制SiH4气体和H2气体扩散到净化气体排出流路 82的上部。
另外,支柱56的支撑面62和与此面接触的载置台58的下面同时 镜面精加工,所以该两个面沿着周向基本均匀地无缝隙面接触。因此, 既使假如SiH4气体和H2气体通过狭窄流路68侵入到净化气体槽64内, 也能够抑制这些气体侵入载置台58的下方空间S1中。另外,能够防 止向空间S1提供的净化气体从支柱56的支撑面62和与之接触的载置 台58的下面的缝隙局部地泄漏。为此,由净化气体的局部泄漏导致的 载置台58的局部冷却没有发生,能够高度地维持载置台58和晶片W 的面内温度的均匀性。而且,虽然通过净化气体导入通路66提供的净 化气体的流量是例如500~1000sccm左右,但是该流量不特别限定。 而且,既使从支柱56的支撑面62和与之面接触的载置台58的下面之 间,SiH4气体和H2气体侵入到空间S1侧,由于在支撑面62附近具有 向着净化气体流出通路88内的净化气体的气流100,所以,侵入的气 体直接随着气流100排出。
在现有的热处理装置中,如果向载置台下方空间流入大流量的净 化气体,该部分的压力升高,就具有对载置台整体施加大的压力而载 置台破损的担心。但是,在本实施方式中,既使通过净化气体导入通 路66流动大流量的净化气体,承受高压力的仅是划分(分割)狭窄流 路68的微小面积部分,载置台58不会破损。因此,只要载置台58的 温度分布不产生问题,就能够增大从净化气体导入通路66提供的净化 气体的流量。由此,能够更确实地防止SiH4气体和H2气体侵入载置台 58的下方空间S1内。
另外,载置台58的周边部,通过由石英等热传导性低的材料构成 的按压部件74的按压部74A保持,所以,所以从载置台58的周边部 通过按压部74A扩散的热量能够降低。为此,也不会对晶片W的面内 温度均匀性产生坏影响。
另外,在由于意外事故,由处理空间S的压力异常降低或者载置 台58的下方空间S1的压力异常上升而导致对载置台58作用较大的向 上力的情况下,载置台58和固定载置台的按压部件74对抗固定按压 部件74的下端部的螺旋弹簧80的弹簧力,暂时上升。由此能够缓和 空间S1和处理空间S的压力差,所以能够防止载置台58破损。
[第二实施方式]
接着,参照图4和图5来说明本发明的第二实施方式。图4是放 大表示本发明的第二实施方式的支柱和其周边部件的截面图,图5是 第二实施方式的支柱的平面图。在图4和图5中,对于与图1~图3 所示的构成部件相同的构成部件,赋予相同的符号,省略了说明。
在先前说明的第一实施方式中,划分狭窄流路68的支柱56的外 周部分的上端面70(参照图2)是平坦面,但在第二实施方式中,在 上端面70的大致中央部,沿着圆周方向形成环状的曲路槽110。
曲路槽110的深度和宽度分别是2.0mm和1.0mm左右。在图示的 例子中,只设置一个曲路槽110,但是也可以同心圆状地设置多个曲路 槽。通过在狭窄流路68中设置曲路槽110,既使假如在狭窄流路68 的外侧的净化气体流出通路82内SiH4气体和H2气体向着与净化气体 的流动方向相反的方向扩散而进入狭窄流路68内,SiH4气体和H2气 体滞留在曲路槽110内,能够防止扩散到净化气体槽64侧,所以能够 更确实地防止这些气体侵入下面侧空间S1内。
所述实施方式的说明是以作为热处理以成膜多晶硅膜的情况为例 子来进行,但不限于此,本发明也能够适用于进行其它热处理,例如 用于成膜其它膜种的热处理、和氧化扩散处理和改性处理等成膜处理 之外的热处理的热处理装置。另外,通过热处理装置处理的被处理体 也不限于半导体晶片,也可以是LCD基板和玻璃基板等。
相关技术
下面,参照图6来说明本发明的相关技术。为了冷却或者加热热 处理装置的某个部件120,在部件120上设置的介质通路122的现有的 配置如图6(A)所示。介质通路122的出口侧端部从部件120的中央 部向着半径方向外侧直线延伸。另一方面,介质通路120从部件120 的周边部的入口侧端出发逆时针旋转地沿着圆周方向延伸,在出口侧 端部附近改变方向,向着半径方向内侧延伸,再顺时针沿着圆周方向 延伸,在出口侧端部附近改变方向,向着半径方向内侧延伸,再次逆 时针旋转,沿着圆周方向延伸,反复进行直到部件120的中央部。热 介质从部件120的周边部在介质通路122内沿着周向流动且徐徐地流 向中央部,在到达中央部后,向半径方向外侧排出。而且,在相反方 向也流动热介质。
这样的热介质的流动中,热介质最初流动的部分和后面流动的部 分之间,即这里部件120的周边部和中央部之间产生大的温度差,发 生热分布,就不能以将该部件120形成面内温度均匀性好的状态来加 热或者冷却。
为了解决该问题改进的介质通路如图6(B)所示那样。设置在部 件124上的介质通路126,从部件120的周边部的入口侧端出发,漩涡 状逆时针方向旋转延伸到中央部,到达中央部后返回,漩涡状顺时针 方向旋转延伸到周边部。
通过在这样形成的介质通路126中流动热介质(冷却介质或者加 热介质),从周边部向着中央部漩涡状流动的热介质,这次相反地从 中央部向着周边部漩涡状流动。因此,能够以该部件124的面内温度 均匀性高的状态,来冷却或者加热它。
作为部件124,是用于半导体晶片的热处理装置或者等离子处理装 置的部件,必需冷却或者加热的全部部件成为对象,例如浇淋头部或 者处理容器的底部等成为对象部件。
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