JPH0124927Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 考案の技術分野 本考案は高さの縮少が可能な多段式熱処理装置
の構成に関する。

(b) 技術の背景 IC、トランジスタなどの半導体素子は半導体
単結晶から切り出した薄いウエハを基板としこれ
に写真蝕刻技術（ホトリソグラフイ）、化学気相
成長法（CVD）、不純物拡散など各種の処理を施
して形成されている。

ここで酸化被膜の形成或は不純物注入後の熱処
理、またシリコン（Si）半導体素子の場合を例に
とると多結晶Siの形成、燐硅酸ガラス（PSG）の
形成、窒化シリコン（Si₃N₄）の形成、などの工
程は熱処理装置を用いてウエハをバツチ処理して
行われている。

すなわち数多くのSiウエハは石英などからなる
治具に装着した状態で熱処理管の一方より挿入さ
れ、所定の処理が終つた後は再び治具ごと搬出さ
れこの処理が繰返される。

また多数回の処理により熱処理管内が多量の反
応生成物により汚れた場合はこの熱処理管を炉体
よりとり外して新しい熱処理管と交換し化学的に
処理して清浄化する処理がとられている。ここで
熱処理管をとり出す方法として管状炉の入口より
引き抜く方法と管状炉の炉体を上部および下部の
分割線で分割して開いた横方向に取り出す方法と
がある。

本考案は上部および下部の分割線で分割して取
り出す熱処理装置の構成に関するものである。

(c) 従来技術と問題点 第１図は従来の分割炉構成でＡは正面図またＢ
は側面図また第２図は炉体の分割方法を示すもの
でＡは分割前の状態を示す側面図またＢは分割後
の側面図である。半導体素子の生産はウエハを単
位としてバツチ処理が行われているが量産を行う
ためにはCVD、拡散などの熱処理反応の際に多
数のウエハを並列処理する必要があり、また形成
するパターンが微細でありまたパターン精度が厳
しいことから埃の存在が極度に嫌われている。

第１図は３個の熱処理管１の装着が可能な多段
式電気炉の構成例で熱処理管１はヒータを伴う円
筒状の炉体２の中に装着されており同時処理が可
能である。

第２図Ａはこの側面図でヒータ線３は突起４を
もつ碍子５の上に巻回されて発熱部が構成されて
いる。また第１図に示す装置の下部には電源部６
および複数個の加熱領域から構成されている３個
の電気炉の各領域の温度を調節する温度調節器７
が備えられている。また、側面の扉８は開閉でき
ると共に取り外しが可能なように構成されており
熱処理管１の交換の際は扉８を取り外した後第２
図Ｂに示すように炉体２を２分割して中に装着し
てある熱処理管１を取り出している。

なお第１図の装置を用いCVD処理を行う場合
を説明すると次のようになる。

半導体素子の製造工程においては塵埃の存在は
製造歩留りに直接影響するため第１図の装置はク
リーンルーム内に設置され被処理ウエハは図の左
側に設けてあるクリーンベンチより熱処理管１へ
挿入されまた反応ガスはガス供給装置の配管と熱
処理管１とをパツキング９を用いて結合して供給
される。

また熱処理管１の出口側はパツキング９′によ
り排気系と連結されており排気ガススはパイプに
より室外にまで導かれて排出されている。

このように塵埃および不純物汚染を極度に嫌う
製造工程において熱処理管１の交換を考えると、
熱処理管１の両端にあるパツキング９，９′を外
しこれを入口側のクリンベンチ内へ引き抜くこと
はクリンベンチ内を汚染させることから不可能で
あり、一方出口側に引き抜くことも排気系が存在
することから面倒である。

それ故正面の扉８を除き熱処理管１を横に取り
出す方法が汚染が少くまた最も効率がよい。そこ
でこれを行うために従来は第２図Ａ，Ｂに示すよ
うに炉体２を蝶番１０を用いて縦に２分割する構
造がとられている。

なお第２図Ｂにおいて突起４をもつ碍子５に巻
回されているヒータ線の記載は省略してある。

従来はこのように炉体２を２分割した後に突起
４の部分を利用して載置してある熱処理管を外し
ていたが炉体２の直径が大きいためこれを開いた
場合かなりのスペースをとりそのため電気炉の積
層数が限られ、生産規模を規制していた。

(d) 考案の目的 本考案は多段式電気炉をコンパクトにしつつ多
数の熱処理管を積層し得る構造を提供することを
目的とする。

(e) 考案の構成 本考案の目的は多段式電気炉を構成する炉体が
従来の２分割に代つて３分割が可能な構成をとる
ことにより達成することができる。

本考案では円筒状の熱処理管を囲んで収容し内
壁にヒータを備えて横方向に延びた円筒状の炉体
が上下方向に近接して複数個設置され、該炉体は
上部および下部にそれぞれ横方向に延びて設けら
れた分割線により該横方向に垂直な縦方向の断面
がそれぞれ円弧状となるように二つの部分に分割
されており、分割された一方の炉体の部分の下の
一端には他方の炉体の部分の下の一端が第１の回
転自在手段により回転自在に接続され、一方の炉
体の部分に該熱処理管が載置でき、他方の炉体の
部分は該第１の回転自在手段により回転して開閉
でき、開閉する部分から該熱処理管が取り出しで
きるように構成され、他方の炉体の部分は横方向
に延びて設けられた分割線により該縦方向の断面
が二つの円弧状となるような二つの部分に分割さ
れており、該他方の炉体の部分が分割された二つ
の部分の端部が互いに第２の回転自在手段により
回転自在に接続されてなることを特徴とする。

(f) 考案の実施例 本考案は多段式電気炉において炉体の積層数を
増すことによりウエハの処理数量を増加するもの
である。既述のように電気炉はクリンルーム内に
設置され処理すべきウエハはクリンベンチのよう
な清浄環境から供給されるため装置設置スペース
および高さに制限がありなるべく低く構成する必
要がある。

また量産数を増すためには電気炉の段数を増し
同時処理するウエハの数を増さねばならないが分
割炉の場合は第２図Ｂに示すように下の炉体が接
近して配置してあると、下半分の炉体１１が当た
つてイの寸法だけ突出するので間隔イを少なく
し、熱処理管を作業性よくとり出すためには多段
式電気炉を構成する各炉体間の間隔を充分とる必
要があり、そのため炉体の積層数が決つていた。

本考案は第３図に示すように従来の２分割方式
を３分割方式に改めこの相互を蝶番で結ぶ構成と
することにより炉体相互間の間隔を縮め積層数の
増加を図るものである。すなわち炉体２を上部お
よび下部の分割線で分割する場合左半分の分割位
置は従来と変らないが開閉する方である右半分は
更に蝶番１０を用いて炉体１２と炉体１３とに２
分割する構造とする。

このような構成をとれば第３図Ｂに示すように
炉体２を開いた時の突出寸法はロとなり、熱処理
管の取り出し作業が容易となると共に、炉体間隔
を縮めることができ、そのため炉体数を増すこと
ができる。

（ｇ） 考案の効果 本考案の実施により多段式電気炉の段数増加が
可能となりウエハ処理数の増加が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多段式熱処理装置の構成図でＡは正面
図、Ｂは側面図、第２図は従来の分割炉の炉体構
造を示す側面図でＡは分割前、Ｂは分割後、また
第３図は本考案に係る分割炉の炉体構造を示す側
面図でＡは分割前、Ｂは分割後。 図において、１は熱処理管、２，１１，１２，
１３は炉体、５は碍子、９，９′はパツキング、
１０は蝶番。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円筒状の熱処理管１を囲んで収容し内壁にヒー
   タ３を備えて横方向に延びた円筒状の炉体２が上
   下方向に近接して複数個設置され、 該炉体２は上部および下部にそれぞれ横方向に
   延びて設けられた分割線により該横方向に垂直な
   縦方向の断面がそれぞれ円弧状となるように二つ
   の部分に分割されており、 分割された一方の炉体の部分の下の一端には他
   方の炉体の部分の下の一端が第１の回転自在手段
   により回転自在に接続され、 一方の炉体の部分に該熱処理管１が載置でき、
   他方の炉体の部分は該第１の回転自在手段により
   回転して開閉でき、開閉する部分から該熱処理管
   １が取り出しできるように構成され、 他方の炉体の部分は横方向に延びて設けられた
   分割線により該縦方向の断面が二つの円弧状とな
   るような二つの部分に分割されており、該他方の
   炉体の部分が分割された二つの部分の端部が互い
   に第２の回転自在手段により回転自在に接続され
   てなることを特徴とする熱処理装置。