JPH0210682A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、熱処理装置に関する。

（従来の技術） 従来より、半導体デバイスの製造工程における熱拡散工
程や成膜工程では、熱処理装置が使用されている。

この熱処理装置として例えば横型熱処理装置は、処理室
となる反応管（以下、プロセスチューブ）の外周にＳＩ
Ｃ等の部材からなる均熱管が配設され、さらにその外周
に均熱管に対し同心状に加熱機構が取付けられた構造を
しており、上記プロセスチューブ内に、このプロセスチ
ューブの長手方向に対して一定の配列ピッチで多数収容
された被処理物例えば半導体ウェハを、処理内容に応じ
た反応ガスにより、所定の温度で熱処理する。

ところで、このような熱処理装置では、加熱機構として
、ヒータ素線を巻回したものが用いられており、この加
熱機構により、均熱管を加熱することで、プロセスチュ
ーブ内が所定の処理温度となるように温度制御を行って
いる。

このような熱処理装置では、高温下例えば８００〜１１
００℃で処理する場合、加熱機構のヒータ素線自身が熱
膨張や、軟化によって垂れさがり均熱管と接触するいわ
ゆるヒータ素線の垂れさがり現象が生じる恐れがある。

このようにヒータ素線と均熱管が接触すると、加熱機構
や均熱管が破損したり、大電流のリークによるトランス
の破壊等を招く等大きな装置損害を引き起こすため、従
来の熱処理装置では、加熱機構と均熱管間の絶縁抵抗を
測定することで、加熱機構と均熱管との接触状態を検出
する接触検出器が具備されている。

この測定に際しては、加熱機構の電源を遮断し、均熱管
に取付けられた検査電極とヒータ素線に設けられたヒー
タ素線端子間の絶縁抵抗を測定することで接触状態を求
めていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来の熱処理装置の接触検出器では
、処理中即ち加熱機構通電中は絶縁抵抗の検査ができな
いため、処理中に均熱管と加熱機構との接触が生じた場
合には、これを直ちに検出できず、装置損害が大きくな
ってしまうという問題があった。

また、被処理物を酸化拡散処理した場合等に、均熱管に
取付けられた検査電極の表面に酸化膜等の絶縁膜が形成
される場合があり、また検査電極の取付は不良の発生等
が原因で接触不良が生じる場合もあり、このような接触
不良により検出誤差が生じるという問題もあった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、加熱機構と均熱管との接触状態を迅速かつ正確に
検出する熱処理装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の熱処理装置は、反応容器内に設けられた被処理
体と、上記反応容器外周に設けられた均熱管と、この均
熱管の外周に設けられた加熱機構からなる熱処理装置に
おいて、前記均熱管に設けられた複数の検査体と、この
各検査体と前記加熱機構間の電気的変化を検出する回路
とを具備したことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明は、均熱管に複数の検査電極を取付け、この各検
査電極と加熱機構間の電気的変化の検出例えば夫々に検
査用バイアスをかけて、均熱管を流れた検査用バイアス
の漏れ電流を検出することで、加熱機構と均熱管との接
触状態を検出し、また各検査電極間の抵抗値に基づいて
各検査電極と均熱管との接触状態を検出することで、加
熱機構と均熱管との接触状態を迅速かつ正確に検出する
ことを可能にしたものである。

（実施例） 以下、本発明装置を横型熱処理装置に適用した実施例に
ついて図を参照して説明する。

例えば石英ガラスからなるプロセスチューブ１の外周に
は、ＳｉＣ等の部材からなる均熱管２が周設されており
、さらに均熱管２の外周には均熱管２に対し同心円状に
例えばカンタル線（商品名：カンタルガブリウス社製）
等のヒータ素線３を巻回したヒータ機構４が均熱管２と
所定の間隙例えばｌＯ＋ｅｍを保持して取付けられてい
る。

また、上記プロセスチューブｌ内には、被処理物例えば
半導体ウェハ５がプロセスチューブ１の長手方向に対し
て一定の配列ピッチで多数収容されており、処理に際し
ては図示を省略した反応ガス導入部から処理に応じた反
応ガスをプロセスチューブ内に導入し、上記ヒータ機構
４により均熱管２を介してプロセスチューブ１内を所定
の温度にして処理を行う。

処理温度の制御は、ヒータ電源６からのヒータ印加電圧
をトランス７で可変することで行われ、高温処理の場合
、プロセスチューブ１内の温度雰囲気を例えば８００〜
１１００℃にする。

ところで、均熱管２の一端部には、この均熱管２とヒー
タ機構４間の絶縁抵抗を検出するための環状の検査電極
８．９が２ｔｇ所に取付けられており、これら各電極８
．９は均熱管２とヒータ索線３との接触状態を検出する
ための接触検出器１０に接続されている。

また、各検査電極８．９およびヒータ素線端子１１間に
は検出用基準電源として、直流の低電圧Ｖｃｃが印加さ
れている。

以下に、上記接触検出器１０の動作について説明する。

尚、接触検出器は検出器電源１２により動作する。

ヒータ素線３が高熱により垂れ現象を生じると、均熱管
２とヒータ素線３間の間隙が挟まり、間隙の絶縁抵抗が
低下する。このときヒータ索線端子１１と各検査電極８
．９間には直流の検査用電圧Ｖｃｃが印加されているた
め、絶縁抵抗の低下にともない均熱管２に漏れ電流Ｉｓ
が流れる。

この漏れ電流Ｉｓは、検査電極８．９を経て接触検出器
１０へと流れ、ここで増幅された後、予め定められた基
準値と比較される。

このとき漏れ電流検出値が基準値よりも大きければ、接
触状態に異常があると判断して異常信号を出力し、該異
常信号によりヒータ電源が遮断される。

ところで、上記接触検出器１０は、均熱管２に取付けら
れた２個の検査電極８．９間の抵抗値も検出しており、
この抵抗値の変化により、検査電極部８．９の酸化膜付
着や取付は不良等による接触不良を自己診断することが
でき、検査電極８．９と均熱管２との接触不良による測
定ミスを防止できる。

検査電極８．９の形状としては、第２図に示すように、
例えばステンレス部材等により例えば幅２０ｔｘｔｘの
環状ベルトに形成し、これを例えば５ｃＩｍ間隔で均熱
管２に捩子止めしてもよいし、また、第３図に示すよう
に、均熱管２の端部に電極取付は台座１２を突設し、こ
の台座１２に穴開は加工して検査電極８．９を取付けて
もよい。

このように、ヒータ電源６と独立した検出用直流電源Ｖ
ｃｃをヒータ素線３と各検査電極８．９間に印加し、こ
のとき均熱管２に流れる漏れ電流Ｉｓにより均熱管２と
ヒータ索線３間の接触状態・を検出する構成とすること
で、ヒータ機構４の動作状態にかかわらず接触状態の検
出ができる。また、検査電極を複数取付けて、これら電
極間の抵抗値を監視することで、各検査電極８．９と均
熱管２との接触状態を自己診断することができ、測定の
信頼性が大幅に向上する。

上記実施例では、均熱管に電極を設けて加熱機構との電
気的変化の接触状態を検出する例について説明したが、
電極のかわりに均熱管または加熱機構の一方に圧電体を
設け、この圧電効果により接触状態を検出してもよい。

いずれにしても、均熱管と加熱機構間の電気的変化を検
出する手段であればよい。

以上説明したように、この実施例によれば、加熱機構の
動作状態にかかわらず常時正確な検出が行え、また検査
電極と均熱管との接触状態を自己診断できるので、測定
の信頼性が大幅に向上する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、加熱機構と均熱
管の接触を迅速に検出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を横型熱処理装置に適用した実施例
の構成を示す図、第２図は第１図の検査電極の取付は例
を示す図、第３図は第２図の検査電極の他の取付は例を
示す図である。 １・・・・・・プロセスチューブ、２・・・・・・均熱
管、３・・・・・・ヒータ素線、４・・・・・・ヒータ
機構、５・・・・・・半導体ウェハ、６・・・・・・ヒ
ータ電源、８．９・・・・・・検査電極、１０・・・・
・・接触検出器、１１・・・・・・ヒータ素線端子。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 反応容器内に設けられた被処理体と、上記反応容器外周
   に設けられた均熱管と、この均熱管の外周に設けられた
   加熱機構からなる熱処理装置において、 前記均熱管に設けられた複数の検査体と、この各検査体
   と前記加熱機構間の電気的変化を検出する回路とを具備
   したことを特徴とする熱処理装置。