[發(fā)明專利]立式熱處理裝置及其冷卻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110057683.0
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102191473A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 小林誠
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54;C23C16/52;H01L21/203;H01L21/205;H01L21/22
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發(fā)明涉及立式熱處理裝置及其冷卻方法，特別是涉及能夠高精度地對爐主體和處理容器之間的空間進行冷卻的立式熱處理裝置及其冷卻方法。

背景技術

在半導體裝置的制造中，為了對作為被處理體的半導體晶圓實施氧化、擴散、CVD(Chemical?Vapor?Deposition)等處理，使用各種立式熱處理裝置。而且，該通常的立式熱處理裝置具有熱處理爐，該熱處理爐具有處理容器和爐主體，該處理容器用于收容半導體晶圓而對半導體晶圓實施熱處理，該爐主體以覆蓋該處理容器的周圍的方式設置，該爐主體用于加熱處理容器內(nèi)的晶圓。上述爐主體具有圓筒狀的絕熱件和借助支承體設置在該絕熱件的內(nèi)周面上的發(fā)熱電阻體。

作為上述發(fā)熱電阻體，在例如能夠進行批處理的熱處理裝置的情況下，使用沿著圓筒狀的絕熱件的內(nèi)壁面配置的螺旋狀的加熱元件(也稱為加熱絲、發(fā)熱電阻體)，能夠將爐內(nèi)加熱到例如500～1000℃左右的高溫。而且，作為上述絕熱件，使用例如由陶瓷纖維等構成的絕熱材料燒制成圓筒狀而成的構件，能夠減少作為輻射熱以及導熱而被奪取的熱量，從而有助于高效率的加熱。作為上述支承體，使用例如陶瓷制的構件，以能夠使上述加熱元件熱膨脹以及熱收縮的方式以規(guī)定的間距支承上述加熱元件。

可是，在上述立式熱處理裝置中，開發(fā)有下述方法，即，在以高溫加熱晶圓之后，將爐主體和處理容器之間的空間急速地冷卻，一邊維持對晶圓進行的熱處理的精度一邊謀求熱處理作業(yè)的效率化。

在這樣地對立式熱處理裝置實行急速冷卻方法的情況下，通常還認為，當爐主體和處理容器之間的空間內(nèi)的壓力成為正壓時，自爐主體向外部噴出熱風，損壞爐主體自身以及爐主體的周緣設備。另一方面，通常還認為，當該空間內(nèi)的壓力成為強負壓時，爐主體的絕熱件產(chǎn)生破損，外部氣體卷入到爐主體內(nèi)而使處理容器內(nèi)的溫度分布變得不均勻，局部性地破壞發(fā)熱電阻體。

因而，在對立式熱處理裝置實行急速冷卻方法的情況下，需要將爐主體和處理容器之間的空間內(nèi)的壓力保持為微負壓。但是，實際情況是，目前為止仍未開發(fā)有能夠將該爐主體和處理容器之間的空間內(nèi)的壓力高精度且可靠地保持為微負壓的方法。

專利文獻1：日本特開2002-305189號公報

專利文獻2：日本特開2008-205426號公報

專利文獻3：日本特開2009-081415號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是考慮到上述那樣的點而做成的，其目的在于提供能夠將爐主體和處理容器之間的空間內(nèi)的壓力高精度地調(diào)整成微負壓而進行急速冷卻的立式熱處理裝置及其冷卻方法。

本發(fā)明是一種立式熱處理裝置，其特征在于，該立式熱處理裝置包括：爐主體，在該爐主體的內(nèi)周面上設有加熱部；處理容器，其配置在爐主體內(nèi)，在該處理容器和爐主體之間形成有空間，在該處理容器內(nèi)部收納多個被處理體；多個空氣吹出孔，它們設在爐主體上；空氣供給管路，其與爐主體相連接，該空氣供給管路用于借助多個空氣吹出孔向空間內(nèi)供給冷卻用空氣；空氣排氣管路，其與爐主體相連接，該空氣排氣管路用于自空間內(nèi)排出冷卻用空氣；鼓風機，其配置在空氣供給管路和空氣排氣管路中的至少一方上；空氣供給管路側閥機構以及空氣排氣管路側閥機構，該空氣供給管路側閥機構設在空氣供給管路上，該空氣排氣管路側閥機構設在空氣排氣管路上；壓力檢測系統(tǒng)，其用于檢測爐主體和處理容器之間的空間內(nèi)的壓力；控制部，該控制部基于來自壓力檢測系統(tǒng)的檢測信號控制鼓風機、空氣供給管路側閥機構以及空氣排氣管路側閥機構中的至少一方而使空間內(nèi)的壓力成為微負壓，在該立式熱處理裝置中，壓力檢測系統(tǒng)設置在爐主體和處理容器之間的空間中的、與空氣吹出孔的設置區(qū)域相對應的空間區(qū)域。

本發(fā)明是一種立式熱處理裝置，其特征在于，控制部使空間內(nèi)成為0Pa～-85Pa的微負壓。

本發(fā)明是一種立式熱處理裝置，其特征在于，控制部使空間內(nèi)成為-20Pa～-30Pa的微負壓。

本發(fā)明是一種立式熱處理裝置，其特征在于，空氣供給管路和空氣排氣管路互相連結而構成封閉系統(tǒng)空氣供給/排氣管路，在該封閉系統(tǒng)空氣管路上設有空氣供給以及空氣排氣用的鼓風機。

本發(fā)明是一種立式熱處理裝置，其特征在于，分別獨立地設置空氣供給管路和空氣排氣管路而構成開放系統(tǒng)空氣供給/排氣管路，在該空氣供給管路上設有空氣供給鼓風機，在該空氣排氣管路上設有空氣排氣鼓風機。

本發(fā)明是一種立式熱處理裝置，其特征在于，控制部基于來自壓力檢測系統(tǒng)的檢測信號控制鼓風機的轉速而使空間內(nèi)成為微負壓。