[发明专利]半导体处理用的反应管和热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及使内部为减压气氛来对被处理体进行处理的半导体处 理用的反应管和使用该反应管的热处理装置。在此，所谓的半导体处 理是指，通过在如半导体晶片或LCD(Liquid Crystal Display：液晶显 示器)那样的FPD(Plat Panel Display：平板显示器)用的玻璃基板等 的被处理体上，按照规定的图案形成半导体层、绝缘层、导电层等， 在该被处理体上制造包括半导体器件或者与半导体器件连接的配线、 电极等的结构物而实施的各种处理。

背景技术

作为半导体制造装置之一的立式热处理装置(立式炉)例如如图 12所示构成为，将搁板状保持多枚半导体晶片(以下称为晶片)的晶 片舟145搬入到在下部具备排气口105的立式的石英制的反应管101 内，通过盖体143a将反应管101内闭塞，在通过加热器102对反应管 101内进行加热时，向反应管101内供给处理气体，进行规定的热处理。 气体的供给结构虽然具备各种类型，但是在该例中，在反应管101的 外周设置纵长的气体供给通道106，并从此经由穿通设置在反应管101 的管壁上的孔107向反应管101内供给气体。

作为利用立式热处理装置进行的热处理之一，具有在减压气氛下 进行的处理，作为该示例具有CVD(Chemical Vapor Deposition，化学 汽相淀积)，ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)或者锻烧等， 在进行这些热处理时，能够使用上述的立式热处理装置。

如果反应管101的内部被减压，则由于在反应管101的外部和内 部的压力差，在反应管101产生朝向内侧的应力。于是，在反应管101 的侧壁与封闭端部的接合部产生应力集中，如果集中的应力达到破坏 应力则反应管会爆缩(由于内外的压力差导致反应管101向内侧破裂)。 为了防止上述情况的发生，在现有技术的反应管中，将封闭端部形成 为向着外侧弯曲的圆穹顶(dome)形状，通过圆穹顶形状的圆角(round corner)对集中的应力进行分散。

因此，在现有技术中的反应管101内进行热处理的情况下，如图 13所示，经由圆穹顶形状内的空间103向反应管101的上端侧放出晶 片W的热，从而晶片W的中央附近的温度降低。另外，从反应管101 的侧壁供给的处理气体并没有全部迅速地流入晶片W的处理区域120， 而是有一部分的处理气体流入上部空间103。但是，由于上部空间103 按照圆穹顶状扩展，所以通过的处理气体的流速变缓慢，其结果上部 空间103中的处理气体的滞留时间变长，气体的分解相比处理区域120 得到促进。因此，对于积载在晶片舟145的晶片W中接近上部空间103 的晶片W来说，由于进行分解后的气体通过晶片W的周边部，所以 晶片W的周边部的成膜速度变快，使晶片W上的面内均匀性恶化。 另外，在接近上部空间103的晶片W上，由于进行分解后的气体通过 晶片W的周边部，所以该部位的晶片W的平均膜厚，相比其下方侧 区域的晶片W的平均膜厚变大，从而存在晶片之间的膜厚的均匀性也 恶化的问题。

为了应对上述问题，在现有技术中已知的热处理装置为，在晶片 舟之上设置隔热件，能够抑制从上端侧的晶片W放出的热量(日本特 开2004-111715号公报(专利文献1：0030段、图1))。在该热处理装 置中，能够通过隔热件防止上部侧的晶片的温度发生变化，但是不能 够防止气体滞留在上部空间，因此，在专利文献1中，难以消除晶片 间的膜厚均匀性恶化的问题。另外，需要将晶片舟延长隔热件的长度 的量，会导致装置大型化，由于附着在隔热件上的反应生成成分与隔 热件的热膨胀收缩系数不同，其有可能从隔热件上剥离从而成为颗粒， 并且由于热冲击也可能导致隔热件破损。

发明内容

本发明的目的在于提供封闭端壁平坦并且即使减压也不会爆缩的 反应管、以及通过使用该反应管能够进行均匀性高的热处理的热处理 装置。

本发明的第一观点提供一种半导体处理用的反应管，其通过电绝 缘性且耐热性材料一体地形成，隔开间隔以层叠状态收纳多个被处理 体，并在减压条件下对上述被处理体实施热处理，该半导体处理用的 反应管包括：圆筒形的侧壁，其在下端具有用于相对于上述反应管装 载及卸载上述被处理体的装载口；和圆形的顶壁，其闭塞上述侧壁的 上端并且与上述侧壁的轴方向正交，内表面形成为平面状，上述顶壁 在外表面侧的周边区域具有沿着上述侧壁形成的环状槽。