專利名稱：立式熱處理裝置及熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱處理裝置，用以對(duì)半導(dǎo)體硅芯片等的基板進(jìn)行熱處理。
背景技術(shù)：
從半導(dǎo)體單晶硅(以下，也有簡(jiǎn)稱為硅的情形)等的單晶錠(單晶棒)切取基板 至制造半導(dǎo)體組件之間，有許多步驟位于基板的加工工序至組件的形成工序之間。這些步 驟之一為熱處理步驟。該熱處理步驟是為了在基板表層形成無缺陷層、通過形成氧析出物 而形成吸雜層(去疵層(gettering))、形成氧化膜、雜質(zhì)擴(kuò)散等目的而進(jìn)行的，是非常重要 的工序。這樣的熱處理步驟中所使用的熱處理爐，例如，作為在氧化或雜質(zhì)擴(kuò)散中所使用 的擴(kuò)散爐(氧化/擴(kuò)散裝置)，目前，隨著基板的大口徑化，主要使用立式熱處理爐，該立式 熱處理爐在水平地保持基板的狀態(tài)下，同時(shí)熱處理多片基板(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在縱 形熱處理爐內(nèi)，通常使用一種熱處理用晶舟，用以保持多片基板。這樣的對(duì)多片基板同時(shí)進(jìn) 行熱處理的熱處理爐被稱為分批式的熱處理裝置。圖3是表示分批式的立式熱處理裝置的一個(gè)例子的概略說明圖。熱處理裝置30 的反應(yīng)室31主要是由反應(yīng)管32及被設(shè)置在反應(yīng)管下方的凸緣體33形成。另外，反應(yīng)管是 耐熱性高的碳化硅(SiC)制成的，而凸緣是石英制成的(由石英制成)。在反應(yīng)室的內(nèi)側(cè) 設(shè)置有熱處理用晶舟34，被保持在該熱處理用晶舟上的多片基板35被設(shè)置于反應(yīng)室周圍 的加熱器36加熱。另外，經(jīng)由氣體導(dǎo)入管38，將由氣體供給管37所供給的環(huán)境氣體，導(dǎo)入 反應(yīng)室內(nèi)，然后從熱處理裝置的上方，使氣體流動(dòng)而通過基板的周圍，之后從氣體排氣管39 排氣至外部。此氣體導(dǎo)入管38的材質(zhì)使用碳化硅。這是因?yàn)樵谑褂檬順?gòu)成時(shí)，若在1250°C 左右的高溫下進(jìn)行熱處理，則氣體導(dǎo)入管會(huì)因?yàn)闊岫冃危瑫?huì)有與熱處理用晶舟34接觸而 破損的問題。因此，在進(jìn)行1250°C以上的高溫?zé)崽幚淼臒崽幚硌b置中，都是使用碳化硅的氣 體導(dǎo)入管。此種氣體導(dǎo)入管38通過連接部40連接進(jìn)氣口部(gas port) 41,而且進(jìn)氣口部與 氣體供給管37連接，該氣體供給管37則與未圖示的氣體供給源連接。另外，因?yàn)檫M(jìn)氣口部 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以碳化硅制造是困難的，所以使用容易制造的石英。此時(shí)，所使用的環(huán)境氣體 會(huì)因熱處理的目的而異，但是主要使用H2、N2、02、Ar等。另外，在雜質(zhì)擴(kuò)散的情況下，將這些 氣體作為載氣來導(dǎo)入雜質(zhì)化合物氣體。但是，在使用如上述的分批式熱處理裝置，在氬(Ar)等的惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行硅 芯片(作為基板)的熱處理的情況下，會(huì)產(chǎn)生在硅芯片上發(fā)生模糊不清(cloudiness)這樣 的問題。專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-289602號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
上述問題的原因是，從反應(yīng)管與設(shè)置在反應(yīng)管下方的凸緣體之間的間隙所泄漏進(jìn) 來的空氣，從氣體導(dǎo)入管的連接部侵入氣體導(dǎo)入管內(nèi)，并由于該空氣中所含有的氧而在熱 處理中的基板表面上形成氧化膜。針對(duì)此種問題，本發(fā)明人提出一種熱處理裝置，如圖4所示，將氣體導(dǎo)入管50設(shè)為 石英制，將其焊接在形成于反應(yīng)管51或被設(shè)置在反應(yīng)管下方的凸緣體52上的進(jìn)氣口部53 上，來消除連接部，由此，通過防止空氣的侵入來解決基板的模糊不清(氧化膜)的問題，進(jìn) 而通過使用由SiC所構(gòu)成的保護(hù)管M進(jìn)行覆蓋而解決熱所引起的石英制氣體導(dǎo)入管的變 形。但是，如此地將氣體導(dǎo)入管焊接在形成于反應(yīng)管或是被設(shè)置在反應(yīng)管下方的凸緣體上 的進(jìn)氣口部上的情況下，存在當(dāng)操作(處理)反應(yīng)管或凸緣體時(shí)損壞氣體導(dǎo)入管的問題。因此，本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而開發(fā)出來的，提供一種立式熱處理裝置，不會(huì)在 基板上產(chǎn)生模糊不清，能防止氣體導(dǎo)入管的破損且容易地將氣體導(dǎo)入管與氣體供給管連接。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種立式熱處理裝置，至少具備反應(yīng)管；熱處理 用晶舟，其被配置在該反應(yīng)管內(nèi)，用以保持基板；加熱器，其用以加熱所述基板；氣體導(dǎo)入 管，其用以將環(huán)境氣體導(dǎo)入所述反應(yīng)管內(nèi)；氣體供給管，其與所述氣體導(dǎo)入管連接；進(jìn)氣口 部，其形成在所述反應(yīng)管下方所設(shè)置的凸緣體或所述反應(yīng)管上，且被所述氣體導(dǎo)入管插通; 其特征在于，所述氣體導(dǎo)入管與所述氣體供給管的連接是在所述反應(yīng)管外經(jīng)由接頭而進(jìn)行 的，該接頭具有至少配備有凸緣部的金屬制短管，該金屬制短管的凸緣部經(jīng)由0型環(huán)與設(shè) 置于所述進(jìn)氣口部的凸緣部連接，并且，所述氣體導(dǎo)入管插通由所述金屬制短管連接所述 進(jìn)氣口部所形成的貫穿孔，并利用所述接頭來連接所述氣體供給管。如此，本發(fā)明的立式熱處理裝置未將氣體導(dǎo)入管焊接于反應(yīng)管或在反應(yīng)管下方所 設(shè)置的凸緣體上，金屬制短管的凸緣部與進(jìn)氣口部的凸緣部是經(jīng)由0型環(huán)連接，并在由金 屬制短管連接進(jìn)氣口部所形成的貫穿孔中，使氣體導(dǎo)入管插通且通過接頭來連接氣體供給 管。因此，氣體導(dǎo)入管未與反應(yīng)管或凸緣體整體化，能防止在操作反應(yīng)管或凸緣體時(shí)，因不 慎而損壞氣體導(dǎo)入管，且通過經(jīng)由0型環(huán)連接進(jìn)氣口部的凸緣部與金屬制短管的凸緣部的 結(jié)構(gòu)，能容易地將氣體導(dǎo)入管與氣體供給管連接。而且，因?yàn)樵诜磻?yīng)管內(nèi)未具有氣體導(dǎo)入管 與進(jìn)氣口部的連接部，能防止發(fā)生如以往那樣氧混入氣體導(dǎo)入管的情況，而不會(huì)在基板上 產(chǎn)生模糊不清(氧化膜)。另外，優(yōu)選所述接頭除了所述金屬制短管以外還具備套管及螺帽，所述套管安裝 在所述氣體供給管的前端部，該套管的內(nèi)徑比所述氣體導(dǎo)入管的外徑大，且該套管的外徑 比所述氣體供給管的前端部的外徑大，所述螺帽被所述氣體供給管插通且與所述套管卡 合，在螺帽的另一端的內(nèi)周形成有螺紋，其與所述金屬制短管(已被連接在所述進(jìn)氣口部 的凸緣部)的凸緣部相反側(cè)形成的外周螺紋螺合，并且所述金屬制短管的凸緣部相反側(cè)的 端部經(jīng)由0型環(huán)收容并嵌合所述套管，所述套管收容并嵌合所述氣體導(dǎo)入管，通過將所述 螺帽扭進(jìn)所述金屬制短管，已卡合在該螺帽中的所述套管，經(jīng)由0型環(huán)而壓接在所述金屬 制短管側(cè)，且所述氣體供給管與所述氣體導(dǎo)入管以保持氣密的狀態(tài)而連接。如此，通過將螺帽扭進(jìn)金屬制短管使套管經(jīng)由0型環(huán)壓接在金屬制短管側(cè)，來連 接氣體導(dǎo)入管與氣體供給管，從而氣體導(dǎo)入管與氣體供給管的連接能更容易地進(jìn)行且能提 高連接部的氣密性。
另外，所述進(jìn)氣口部的材質(zhì)是石英，所述氣體導(dǎo)入管的材質(zhì)是石英、碳化硅或硅， 且所述反應(yīng)管的材質(zhì)可以是碳化硅。如此，通過將進(jìn)氣口部的材質(zhì)設(shè)作石英，能容易地進(jìn)行復(fù)雜形狀的進(jìn)氣口部加工， 同時(shí)通過將反應(yīng)管的材質(zhì)設(shè)作碳化硅，即便是在高溫的熱處理中，也能防止反應(yīng)器的變形。 通過將氣體導(dǎo)入管的材質(zhì)設(shè)作石英、碳化硅或硅，加工容易且基板不會(huì)受到金屬等的污染。另外，所述氣體導(dǎo)入管的材質(zhì)是石英，且能被碳化硅制的保護(hù)管覆蓋。如此，氣體導(dǎo)入管的材質(zhì)是石英時(shí)，通過使用碳化硅制的保護(hù)管覆蓋，即便是 1250°C以上的較高溫的熱處理，也能防止氣體導(dǎo)入管因熱而變形。另外，使用此種立式熱處理裝置并在1000 1350°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行硅芯片的 熱處理，能防止在硅芯片產(chǎn)生模糊不清。如上所述，依照本發(fā)明的熱處理裝置，不是將氣體導(dǎo)入管焊接于反應(yīng)管或在反應(yīng) 管下方所設(shè)置的凸緣體，而是經(jīng)由0型環(huán)來連接金屬制短管的凸緣部與進(jìn)氣口部的凸緣 部，并在由金屬制短管連接進(jìn)氣口部所形成的貫穿孔中，插通氣體導(dǎo)入管且利用接頭來連 接氣體供給管，利用此種結(jié)構(gòu)，氣體導(dǎo)入管未與反應(yīng)管或凸緣體整體化，能防止在操作反應(yīng) 管或凸緣體時(shí)，因不慎而損壞氣體導(dǎo)入管。而且，通過進(jìn)氣口部的凸緣部與金屬制短管的凸 緣部是經(jīng)由0型環(huán)連接的結(jié)構(gòu)，能容易地連接氣體導(dǎo)入管與氣體供給管。而且，因?yàn)樵诜磻?yīng) 管內(nèi)未具有氣體導(dǎo)入管與進(jìn)氣口部的連接部，而成為一種能防止氧混入氣體導(dǎo)入管且不會(huì) 在基板上產(chǎn)生模糊不清的熱處理裝置。


圖1是表示本發(fā)明的立式熱處理裝置的一個(gè)例子的概略說明圖。圖2是表示本發(fā)明的立式熱處理裝置的一個(gè)例子，是在氣體導(dǎo)入管為石英制的情 況下氣體導(dǎo)入管被碳化硅制保護(hù)管覆蓋的概略說明圖。圖3是表示以往的分批式立式熱處理裝置的一個(gè)例子的概略說明圖。圖4是表示將碳化硅制反應(yīng)管連接在進(jìn)氣口部與氣體導(dǎo)入管整體化而成的石英 制凸緣體上，且安裝有碳化硅保護(hù)管而成的立式熱處理裝置的一個(gè)例子的概略說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，更具體地說明本發(fā)明。如上所述，以往，為了提升質(zhì)量等各式各樣的目的，而對(duì)基板進(jìn)行熱處理時(shí)，會(huì)在 基板上產(chǎn)生模糊不清。該原因被認(rèn)為是由于從反應(yīng)管與凸緣體的間隙泄漏進(jìn)來的空氣，從 氣體導(dǎo)入管與進(jìn)氣口部的連接部，侵入氣體導(dǎo)入管內(nèi)，并在熱處理中的基板表面上形成氧 化膜。作為其解決對(duì)策，將氣體導(dǎo)入管設(shè)作石英制，且利用焊接于反應(yīng)管或被設(shè)置在反應(yīng)管 下方的凸緣體上的進(jìn)氣口部，來消除連接部，進(jìn)而安裝碳化硅制的保護(hù)管來防止因熱而產(chǎn) 生變形，從而解決了基板的模糊不清的問題，但是卻會(huì)成為一種長(zhǎng)的氣體導(dǎo)入管被焊接于 進(jìn)氣口部(該進(jìn)氣口部被形成于反應(yīng)管或設(shè)在反應(yīng)管下方的凸緣體上)的結(jié)構(gòu)，而在組裝、 解體熱處理裝置時(shí)，當(dāng)要處理凸緣時(shí)，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生損壞氣體導(dǎo)入管的問題。因此，本發(fā)明人著手開發(fā)一種熱處理裝置，此裝置不會(huì)產(chǎn)生基板的模糊不清，而且 在組裝、解體時(shí)不會(huì)損壞氣體導(dǎo)入管。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)管外，經(jīng)由接頭將氣體導(dǎo)入管與氣體供給管連接，該接頭具有至少配備有凸緣部的金屬制短管，該金屬制短管的凸緣部經(jīng)由0 型環(huán)而與被設(shè)置于進(jìn)氣口部的凸緣部連接，氣體導(dǎo)入管插通由金屬制短管與進(jìn)氣口部連接 所形成的貫穿孔，并利用所述接頭與所述氣體供給管連接，由此能防止氣體導(dǎo)入管的破損， 同時(shí)不會(huì)因泄漏而產(chǎn)生基板模糊不清。以下，參照附圖來說明本發(fā)明的熱處理裝置的實(shí)施方式，但是本發(fā)明并未被限定 于這些實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的熱處理裝置的一個(gè)例子的概略說明圖。有關(guān)本發(fā)明的立式熱 處理裝置，如圖1中的(a)所示，在熱處理裝置1中，反應(yīng)室2由反應(yīng)管3及被設(shè)在反應(yīng)管 下方的凸緣體4形成。另外，在反應(yīng)管的內(nèi)部，配置有熱處理用晶舟5，基板6被保持在此熱 處理用晶舟上。另外，在反應(yīng)室的周圍，設(shè)置有用以加熱基板的加熱器7。在反應(yīng)室設(shè)置有 用以供給環(huán)境氣體的氣體導(dǎo)入管8及用以排氣的氣體排氣管9。另外，在凸緣體與反應(yīng)管是 各自構(gòu)成的情況下，進(jìn)氣口部10形成在凸緣體上，而在反應(yīng)管與凸緣體是整體構(gòu)成的情況 下，進(jìn)氣口部10直接形成在反應(yīng)管上。此處，在本發(fā)明中，如圖1中的(b)所示，氣體供給管11在反應(yīng)管3的外面，經(jīng)由 接頭12與氣體導(dǎo)入管8連接。接頭12至少包含金屬制短管14，此短管14具有凸緣部13。 被設(shè)置于進(jìn)氣口部10處的凸緣部15與該金屬制短管的凸緣部13經(jīng)由0型環(huán)16而被連接 在一起，由此，能形成從進(jìn)氣口部10至金屬制短管14大致相同直徑的貫穿孔20。L字形的 氣體導(dǎo)入管8的水平部，插通此貫穿孔20，并經(jīng)由接頭12與氣體供給管11連接。在本發(fā)明的立式熱處理裝置中，不將氣體導(dǎo)入管8焊接在反應(yīng)管3或反應(yīng)管下方 所設(shè)置的凸緣體4上，而經(jīng)由0型環(huán)16來連接進(jìn)氣口部10的凸緣部15與金屬制短管14的 凸緣部13，且氣體導(dǎo)入管8插通貫穿孔20，并利用所述接頭12來與所述氣體供給管11連 接，而該貫穿孔通過將金屬制短管14連接在進(jìn)氣口部10上而形成。因?yàn)槭谴朔N結(jié)構(gòu)，所以 能容易地使氣體導(dǎo)入管11、氣體供給管8及凸緣體14連接，且能安裝或卸下氣體導(dǎo)入管8。 而且，在以往的熱處理裝置中，在安裝反應(yīng)管時(shí)等的情況下，因?yàn)闊o法看見反應(yīng)管內(nèi)部，氣 體導(dǎo)入管與反應(yīng)管接觸，致使氣體導(dǎo)入管破損。但是，在本發(fā)明的立式熱處理裝置中，因?yàn)?能在將反應(yīng)管3安裝在凸緣體4上之后，固定氣體導(dǎo)入管8，所以在裝置的組裝或解體時(shí)，不 會(huì)損壞氣體導(dǎo)入管8。另外，在以往的熱處理裝置中，氣體導(dǎo)入管與進(jìn)氣口部的連接部存在 于反應(yīng)管內(nèi)部，從反應(yīng)管與凸緣體的間隙泄漏進(jìn)來的空氣，會(huì)從連接部侵入氣體導(dǎo)入管內(nèi)， 而在熱處理中的基板表面上產(chǎn)生氧化膜，但是，在本發(fā)明的立式熱處理裝置中，氣體導(dǎo)入管 與氣體供給管的連接部是在反應(yīng)管外面，所以不會(huì)在基板上產(chǎn)生模糊不清。另外，優(yōu)選反應(yīng)管3為耐熱性高的碳化硅(SiC)制，進(jìn)氣口部10為石英制的熱處 理裝置。這樣將反應(yīng)管設(shè)作碳化硅制的理由是因?yàn)槿粼跓崽幚頊囟葹槔?250°C以上的高 溫使用時(shí)，石英制的反應(yīng)管會(huì)有產(chǎn)生變形的可能性，但是在低溫使用時(shí)也可將反應(yīng)管設(shè)作 石英制。此時(shí)，不必特別地設(shè)置凸緣體4，也可以使用石英來將反應(yīng)管與凸緣體構(gòu)成整體。 另外，因?yàn)榘M(jìn)氣口部10的凸緣體4的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以材質(zhì)優(yōu)選設(shè)為石英制，但是未限定 于石英制，也可設(shè)為碳化硅制，也可使用碳化硅來將反應(yīng)管與凸緣體構(gòu)成整體。另外，作為此氣體導(dǎo)入管8的材質(zhì)，可以是石英、碳化硅、硅。但是，使用石英來構(gòu) 成氣體導(dǎo)入管時(shí)，因?yàn)樵诟邷剡M(jìn)行熱處理會(huì)有變形的可能性，如圖2所示，通過使用保護(hù)管 22來覆蓋石英制的氣體導(dǎo)入管21，能防止因熱而造成的變形。此保護(hù)管優(yōu)選由以下任一種材料制造碳化硅、施加了由碳化硅所產(chǎn)生的CVD涂層而成的碳化硅、施加了由碳化硅所產(chǎn) 生的CVD涂層而成的硅、施加了由碳化硅所產(chǎn)生的CVD涂層而成的碳。因?yàn)檫@些材料的耐 熱變形性比石英強(qiáng)，能可靠地防止氣體導(dǎo)入管因熱變形而接觸熱處理用晶舟或反應(yīng)管所產(chǎn) 生的故障。另外，若在保護(hù)管的側(cè)面預(yù)先形成有狹縫，保護(hù)管內(nèi)部的CVD涂層更為可靠，所 以是優(yōu)選的。隨后，利用圖1中的(b)，更詳細(xì)地說明接頭，其用以連接氣體導(dǎo)入管與氣體供給 管。圖1中的(b)是將圖1中的(a)的接頭放大而成的，該接頭用以連接氣體導(dǎo)入管與氣
體供給管。本發(fā)明的接頭12具備金屬制短管14、套管17及螺帽18。套管17是金屬制，且焊 接在氣體供給管11的前端，其內(nèi)徑比氣體導(dǎo)入管8的外徑大，且其外徑比氣體供給管11的 前端部的外徑大。螺帽18在一個(gè)端面的中心具有孔，該孔的內(nèi)徑比氣體供給管的外徑大且 比套管的外徑小，且用于被氣體供給管插通而與套管17卡合。在此螺帽18的另一端的內(nèi) 周，形成有螺紋，此螺紋與在金屬制短管14的凸緣部13(連接進(jìn)進(jìn)氣口部10的凸緣部15) 相反側(cè)所形成的外周螺紋螺合。另外，金屬制短管14的內(nèi)徑，比氣體導(dǎo)入管8的外徑大一 些，且金屬制短管14的凸緣部13相反側(cè)的端部的內(nèi)徑，比套管17的外徑大一些，而且在該 直徑變化的階梯部分，安裝有0型環(huán)19。金屬制短管14的凸緣部13相反側(cè)的端部，經(jīng)由0 型環(huán)19收容并嵌合套管17，套管17收容并嵌合氣體導(dǎo)入管8。在本發(fā)明中，在連接氣體導(dǎo) 入管8與氣體供給管11時(shí)，將氣體導(dǎo)入管8從反應(yīng)室側(cè)插通貫穿孔20，該貫穿孔是根據(jù)進(jìn) 氣口部10的凸緣部15與金屬制短管14的凸緣部13經(jīng)由0型環(huán)16而連接起來，且金屬制 短管14連接進(jìn)氣口部10而形成的，并以至少金屬制短管14的前端從0型環(huán)19伸出的方 式來安裝。隨后，將螺帽18扭進(jìn)金屬制短管14，已卡合在螺帽18中的套管17，便會(huì)經(jīng)由0 型環(huán)19而壓接在金屬制短管側(cè)，且氣體供給管與氣體導(dǎo)入管保持氣密而連接。通過此種結(jié)構(gòu)的接頭，氣體導(dǎo)入管與氣體供給管的連接能更容易地進(jìn)行，且利用 經(jīng)由0型環(huán)來連接的結(jié)構(gòu)，能提高連接部的氣密性。另外，接頭并未限定于此種結(jié)構(gòu)，只要 是金屬制短管與氣體導(dǎo)入管能以保持氣密的狀態(tài)而連接，也可采用其它結(jié)構(gòu)。另外，使用上述本發(fā)明的熱處理裝置，并使用硅芯片來作為基板，且在1000 1350°C的溫度范圍進(jìn)行熱處理時(shí)，能防止在硅芯片上產(chǎn)生模糊不清。[實(shí)施例]以下，通過實(shí)施例及比較例來更具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明未限定于這些例子。(實(shí)施例)如圖1所示，立式熱處理裝置設(shè)置有碳化硅制反應(yīng)管與石英制凸緣體(被設(shè)置在 反應(yīng)管下方)，且在凸緣體形成有進(jìn)氣口部，在此立式熱處理裝置中，經(jīng)由0型環(huán)，將由SUS 制直管與SUS制凸緣部所構(gòu)成的金屬制短管的凸緣部與進(jìn)氣口部的凸緣部連接在一起。如 圖2所示，在如此地根據(jù)連接金屬制短管與進(jìn)氣口部而形成的貫穿孔中，插通預(yù)先安裝有 碳化硅制的保護(hù)管而成的石英制氣體導(dǎo)入管，并將0型環(huán)安裝在從金屬制短管的端部露出 的氣體導(dǎo)入管上，且經(jīng)由此0型環(huán)來嵌合氬氣體供給管，并將螺帽扭進(jìn)金屬制短管，由此， 經(jīng)由0型環(huán)，將已卡合在螺帽中的套管壓接于金屬制短管側(cè)，且以氣體導(dǎo)入管與氣體供給 管保持氣密的方式而連接在一起。在此狀態(tài)下，將氬氣供給至反應(yīng)管內(nèi)，來對(duì)直徑300毫米的硅芯片，以1200°C進(jìn)行1小時(shí)的熱處理。退火后，在使用KLATENC0R公司的SP-I并以DWN 模式的高生產(chǎn)量條件來測(cè)定硅芯片的表面時(shí)，霧度(Haze)值為0. 06ppm，未發(fā)生面粗糙。另 外，即便在裝置維修時(shí)進(jìn)行數(shù)次熱處理夾具的組裝，也不會(huì)損壞氣體導(dǎo)入管。(比較例1)如圖3所示，在碳化硅制反應(yīng)管下方所設(shè)置的石英制凸緣體的進(jìn)氣口部，以將氬 氣供給至反應(yīng)室內(nèi)的方式，在反應(yīng)室內(nèi)連接碳化硅制氣體導(dǎo)入管，來對(duì)直徑300毫米的硅 芯片，以1200°C進(jìn)行1小時(shí)的熱處理。但是，芯片的表面的霧度值為0. 5ppm以上而發(fā)生強(qiáng) 烈的面粗糙。認(rèn)為這是因?yàn)閺奶蓟柚品磻?yīng)管與凸緣體的連接部所泄漏進(jìn)來的空氣，從進(jìn) 氣口部與碳化硅制氣體導(dǎo)入管的連接部，混入氣體導(dǎo)入管內(nèi)的氬氣中。(比較例2)如圖4所示，將碳化硅制反應(yīng)管連接在石英制凸緣體上，該石英制凸緣體是將進(jìn) 氣口部與預(yù)先安裝有碳化硅制的保護(hù)管而成的氣體導(dǎo)入管整體化而成的。一邊將氬氣供給 至反應(yīng)管內(nèi)，一邊對(duì)直徑300毫米的硅芯片以1200°C進(jìn)行1小時(shí)的熱處理，結(jié)果，芯片表面 的霧度值為0. 06ppm,未發(fā)生面粗糙。但是，在裝置維修時(shí)，將反應(yīng)管解開而進(jìn)行維修，隨后， 以使氣體導(dǎo)入管進(jìn)入反應(yīng)管內(nèi)的方式，將反應(yīng)管放下(降下)而進(jìn)行安裝時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)管 接觸氣體導(dǎo)入管而損壞氣體導(dǎo)入管的情形。另外，本發(fā)明未限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式是示例，凡是具有與本發(fā)明的 權(quán)利要求所記載的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)，可達(dá)成相同作用效果的形態(tài)，無論何種形 態(tài)，都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種立式熱處理裝置，至少具備反應(yīng)管；熱處理用晶舟，其被配置在該反應(yīng)管內(nèi)， 用以保持基板；加熱器，其用以加熱所述基板；氣體導(dǎo)入管，其用以將環(huán)境氣體導(dǎo)入所述反 應(yīng)管內(nèi)；氣體供給管，其與所述氣體導(dǎo)入管連接；進(jìn)氣口部，其形成在所述反應(yīng)管下方所設(shè) 置的凸緣體或所述反應(yīng)管上，且被所述氣體導(dǎo)入管插通；其特征在于，所述氣體導(dǎo)入管與所述氣體供給管的連接是在所述反應(yīng)管外經(jīng)由接頭而進(jìn)行的，該接 頭具有至少配備有凸緣部的金屬制短管，該金屬制短管的凸緣部經(jīng)由0型環(huán)與設(shè)置于所述 進(jìn)氣口部的凸緣部連接，并且，所述氣體導(dǎo)入管插通由所述金屬制短管連接所述進(jìn)氣口部 形成的貫穿孔，并利用所述接頭與所述氣體供給管連接。
2.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的立式熱處理裝置，其特征在于，所述接頭除了所述金屬制短管以外還具備套管與螺帽，所述套管安裝在所述氣體供給管的前端部，該套管的內(nèi)徑比所述氣體導(dǎo)入管的外徑 大，且該套管的外徑比所述氣體供給管的前端部的外徑大，所述螺帽被所述氣體供給管插通且與所述套管卡合，在螺帽的另一端的內(nèi)周形成有螺 紋，其與已被連接在所述進(jìn)氣口部的凸緣部上的所述金屬制短管的凸緣部相反側(cè)形成的外 周螺紋螺合，并且所述金屬制短管的凸緣部的相反側(cè)的端部經(jīng)由0型環(huán)收容并嵌合所述套 管，所述套管收容并嵌合所述氣體導(dǎo)入管，通過將所述螺帽扭進(jìn)所述金屬制短管，已卡合在 該螺帽中的所述套管，經(jīng)由0型環(huán)壓接在所述金屬制短管側(cè)，且所述氣體供給管與所述氣 體導(dǎo)入管以保持氣密的狀態(tài)而連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的立式熱處理裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣口部的材質(zhì)是石英，所述氣體導(dǎo)入管的材質(zhì)是石英、碳化硅或硅，且所述反應(yīng) 管的材質(zhì)是碳化硅。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的立式熱處理裝置，其特征在于，所述氣體導(dǎo)入管的 材質(zhì)是石英，且被碳化硅制的保護(hù)管覆蓋。
5.一種熱處理方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的立式熱處理裝置，在1000 1350°C的溫度范圍 內(nèi)，進(jìn)行硅芯片的熱處理。
全文摘要
本發(fā)明是一種立式熱處理裝置，至少具備反應(yīng)管；用以保持基板的熱處理用晶舟；用以加熱基板的加熱器；用以將環(huán)境氣體導(dǎo)入反應(yīng)管內(nèi)的氣體導(dǎo)入管；與氣體導(dǎo)入管連接的氣體供給管；形成在反應(yīng)管下方所設(shè)置的凸緣體或反應(yīng)管上且被氣體導(dǎo)入管插通的進(jìn)氣口部；其特征在于氣體導(dǎo)入管與氣體供給管的連接是在反應(yīng)管外經(jīng)由接頭而進(jìn)行的，該接頭具有至少配備有凸緣部的金屬制短管，該金屬制短管的凸緣部經(jīng)由O型環(huán)與設(shè)置于進(jìn)氣口部的凸緣部連接，由此連接形成的貫穿孔，其被氣體導(dǎo)入管插通，并利用接頭來連接氣體供給管。由此，能提供一種不會(huì)在基板上產(chǎn)生模糊不清，能防止氣體導(dǎo)入管的破損且能容易地將氣體導(dǎo)入管與氣體供給管連接的立式熱處理裝置。
文檔編號(hào)H01L21/31GK102124547SQ20098013152
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者小林武史 申請(qǐng)人:信越半導(dǎo)體股份有限公司