JPH0222534B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0222534B2 JPH0222534B2 JP55110579A JP11057980A JPH0222534B2 JP H0222534 B2 JPH0222534 B2 JP H0222534B2 JP 55110579 A JP55110579 A JP 55110579A JP 11057980 A JP11057980 A JP 11057980A JP H0222534 B2 JPH0222534 B2 JP H0222534B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- quartz glass
- reaction tube
- heat
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明はウエハ等の半導体材料を熱処理するた
めの反応管の改良に関する。 一般に、ダイオードやトランジスタ等の半導体
を製造するには、種々の熱処理が施され、中でも
半導体材料としてのシリコンウエハの酸化処理工
程、拡散処理工程は重要である。 ところで、従来、上述したシリコンウエハ等の
半導体材料を熱処理するには、拡散炉と呼ばれる
電気炉内に装填され外周をコイル状発熱体で囲繞
した石英ガラス製反応管を用いて行なつている。
しかしながら、石英ガラスは1050℃付近で歪を生
じ、高温長時間使用すると、熱変形を起こして彎
曲するため、内部に載置すると半導体材料の出し
入れ作業が非常に困難となる問題があつた。ま
た、石英ガラス製反応管自体を高純度化しても、
拡散炉内のナトリウムやカルシウム等のアルカリ
金属やその他の化合物が外周面に付着すると、高
温で使用した場合、失透してボロボロに亀裂して
使用できなくなる。 このようなことから、石英ガラスに代つて珪素
を含む炭化珪素、或いは炭化珪素単体の反応管が
提案されている。しかしながらこれらの反応管は
純度的に石英ガラス製反応管に及ばず、しかも耐
スポーリング性、耐酸化性が劣るという難点もあ
つた。 本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、石英ガラス製反応管本体の超高純度性を保
持しつつ、熱変形、外域不純物による劣化を防止
し、均熱性の良好な熱処理用反応管を提供しよう
とするものである。 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。 図中１は一端に半導体材料の出し入れとガス供
給を兼ねた大径の開口部２ａ、他端にガス排出の
ための小径の開口部２ｂを有する石英ガラス製反
応管本体である。そして、この反応管本体１の加
熱部外域には耐熱製セラミツク管としての高純度
化処理されたカーボン管３が密着して配置され、
更に前記反応管本体１の外周には石英ガラス保護
管４が前記カーボン管３を密接包囲するように取
付けられている。なお、石英ガラス保護管４で包
囲されたカーボン管３の両端部には該保護管４の
内壁面と離間しており、この空間に例えば石英ガ
ラスウールの緩衝部５を介在させることによりカ
ーボン管３を保護管４内に支持固定している。ま
た、前記保護管４内に減圧状態に保持されてい
る。 このような構成によれば、石英ガラス製反応管
本体１内にシリコンウエハを載置した状態で電気
炉内に装填し、シリコンウエハを熱処理する場
合、反応管本体１の加熱部外域には耐熱性の優れ
たカーボン管３が配置され、該カーボン管３が耐
熱性の劣る反応管本体１に対して骨格（フレー
ム）として作用するため、反応管本体１の変形を
防止できる。その結果、反応管本体１内に載置す
るシリコンウエハの出し入れ作業を長期間円滑に
行なうことができる。 また、カーボン管３を包囲し、反応管本体１の
外周に石英ガラス保護管４を取付けることによつ
て、電気炉内のナトリウム、カルシウムなどの不
純物が反応管本体１外周面の加熱帯域に付着する
のを阻止でき、その結果、石英ガラス製反応管本
体１の失透、亀烈発生を防止でき、長寿命化を達
成できる。 更に、カーボン管３を包囲する石英ガラス保護
管４内を減圧にすれば、該カーボン管３の酸化を
防止できると共に、該保護管３と反応管本体１で
形成される空間のガスが熱膨張して圧力上昇し、
破裂するのを防止できる。しかも、カーボン管３
の両端部とこれを包囲する石英ガラス保護管４の
内壁面の間に隙間を形成し、この隙間に石英ガラ
スウールの緩衝部５を設ければ、カーボンと石英
ガラスの間の熱張差による相互の応力発生を吸収
でき、石英ガラス保護管４の破損を防止できる。 更にまた、石英ガラス保護管４で包囲される耐
熱性セラミツク管としてカーボン管３を用いれ
ば、カーボンは石英ガラスの熱伝導度0.003Cal／
cm・sec・℃より格段に大きく、0.22〜0.38Cal／
cm・sec・℃程度であるため、発熱体からの熱を
反応管本体１の軸方向に分散させる役目を果た
し、均熱長を長くできる。その結果、反応管本体
１内のシリコンウエハ等の半導体材料を均一加熱
できる。 次に、本発明の熱処理用反応管の効果を立証す
るための実験例を示す。 石英ガラス製反応管本体１の寸法を内径160mm
φ、全長2300mmとし、この外域に配置されるカー
ボン管３の寸法を内径168mm、外径178mm、全長
1500mmとし、更に石英ガラス保護管４の寸法を外
径182mm、全長1520mmとして熱処理用反応管（重
量490ｇ）を構成し、この反応管本体１内にシリ
コンウエハを載置し1240℃の温度で40時間熱処理
した。こうした熱処理を11回行なつた後の曲り度
合、ツブレ割合、均熱長、及び失透状態を調べた
ところ、下記表の如き結果となつた。なお、曲り
測定は、彎曲部の最大位置での度合より求め、ツ
ブレ割合は管を軸と直角方向に切断した断面にお
ける短軸と長軸の差より求め、均熱長は1240±
0.1℃の範囲内にある領域の長さとして求めた。
また、表中の比較例は石英ガラス製の単一管から
なる従来の反応管を例にしたものである。
めの反応管の改良に関する。 一般に、ダイオードやトランジスタ等の半導体
を製造するには、種々の熱処理が施され、中でも
半導体材料としてのシリコンウエハの酸化処理工
程、拡散処理工程は重要である。 ところで、従来、上述したシリコンウエハ等の
半導体材料を熱処理するには、拡散炉と呼ばれる
電気炉内に装填され外周をコイル状発熱体で囲繞
した石英ガラス製反応管を用いて行なつている。
しかしながら、石英ガラスは1050℃付近で歪を生
じ、高温長時間使用すると、熱変形を起こして彎
曲するため、内部に載置すると半導体材料の出し
入れ作業が非常に困難となる問題があつた。ま
た、石英ガラス製反応管自体を高純度化しても、
拡散炉内のナトリウムやカルシウム等のアルカリ
金属やその他の化合物が外周面に付着すると、高
温で使用した場合、失透してボロボロに亀裂して
使用できなくなる。 このようなことから、石英ガラスに代つて珪素
を含む炭化珪素、或いは炭化珪素単体の反応管が
提案されている。しかしながらこれらの反応管は
純度的に石英ガラス製反応管に及ばず、しかも耐
スポーリング性、耐酸化性が劣るという難点もあ
つた。 本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、石英ガラス製反応管本体の超高純度性を保
持しつつ、熱変形、外域不純物による劣化を防止
し、均熱性の良好な熱処理用反応管を提供しよう
とするものである。 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。 図中１は一端に半導体材料の出し入れとガス供
給を兼ねた大径の開口部２ａ、他端にガス排出の
ための小径の開口部２ｂを有する石英ガラス製反
応管本体である。そして、この反応管本体１の加
熱部外域には耐熱製セラミツク管としての高純度
化処理されたカーボン管３が密着して配置され、
更に前記反応管本体１の外周には石英ガラス保護
管４が前記カーボン管３を密接包囲するように取
付けられている。なお、石英ガラス保護管４で包
囲されたカーボン管３の両端部には該保護管４の
内壁面と離間しており、この空間に例えば石英ガ
ラスウールの緩衝部５を介在させることによりカ
ーボン管３を保護管４内に支持固定している。ま
た、前記保護管４内に減圧状態に保持されてい
る。 このような構成によれば、石英ガラス製反応管
本体１内にシリコンウエハを載置した状態で電気
炉内に装填し、シリコンウエハを熱処理する場
合、反応管本体１の加熱部外域には耐熱性の優れ
たカーボン管３が配置され、該カーボン管３が耐
熱性の劣る反応管本体１に対して骨格（フレー
ム）として作用するため、反応管本体１の変形を
防止できる。その結果、反応管本体１内に載置す
るシリコンウエハの出し入れ作業を長期間円滑に
行なうことができる。 また、カーボン管３を包囲し、反応管本体１の
外周に石英ガラス保護管４を取付けることによつ
て、電気炉内のナトリウム、カルシウムなどの不
純物が反応管本体１外周面の加熱帯域に付着する
のを阻止でき、その結果、石英ガラス製反応管本
体１の失透、亀烈発生を防止でき、長寿命化を達
成できる。 更に、カーボン管３を包囲する石英ガラス保護
管４内を減圧にすれば、該カーボン管３の酸化を
防止できると共に、該保護管３と反応管本体１で
形成される空間のガスが熱膨張して圧力上昇し、
破裂するのを防止できる。しかも、カーボン管３
の両端部とこれを包囲する石英ガラス保護管４の
内壁面の間に隙間を形成し、この隙間に石英ガラ
スウールの緩衝部５を設ければ、カーボンと石英
ガラスの間の熱張差による相互の応力発生を吸収
でき、石英ガラス保護管４の破損を防止できる。 更にまた、石英ガラス保護管４で包囲される耐
熱性セラミツク管としてカーボン管３を用いれ
ば、カーボンは石英ガラスの熱伝導度0.003Cal／
cm・sec・℃より格段に大きく、0.22〜0.38Cal／
cm・sec・℃程度であるため、発熱体からの熱を
反応管本体１の軸方向に分散させる役目を果た
し、均熱長を長くできる。その結果、反応管本体
１内のシリコンウエハ等の半導体材料を均一加熱
できる。 次に、本発明の熱処理用反応管の効果を立証す
るための実験例を示す。 石英ガラス製反応管本体１の寸法を内径160mm
φ、全長2300mmとし、この外域に配置されるカー
ボン管３の寸法を内径168mm、外径178mm、全長
1500mmとし、更に石英ガラス保護管４の寸法を外
径182mm、全長1520mmとして熱処理用反応管（重
量490ｇ）を構成し、この反応管本体１内にシリ
コンウエハを載置し1240℃の温度で40時間熱処理
した。こうした熱処理を11回行なつた後の曲り度
合、ツブレ割合、均熱長、及び失透状態を調べた
ところ、下記表の如き結果となつた。なお、曲り
測定は、彎曲部の最大位置での度合より求め、ツ
ブレ割合は管を軸と直角方向に切断した断面にお
ける短軸と長軸の差より求め、均熱長は1240±
0.1℃の範囲内にある領域の長さとして求めた。
また、表中の比較例は石英ガラス製の単一管から
なる従来の反応管を例にしたものである。
【表】
なお、本発明に係る熱処理用反応管は上記実施
例の如く耐熱性セラミツク管としてカーボン管を
用いる形態に限定されず、高純度のアルミナ管、
炭化珪素管、金属シリコン管、窒化珪素管等で形
成してもよい。 本発明に係る熱処理用反応管は上記実施例の如
く半導体材料の熱処理に利用する場合に限らず、
他の材料の熱処理にも同様に適用できる。 以上詳述した如く、本発明によれば石英ガラス
製反応管本体の超高純度性を保持しつつ、その短
所である熱変形、外域不純物による劣化を防止
し、更に均熱性を向上した高寿命、高性能の熱処
理用反応管を提供できるものである。
例の如く耐熱性セラミツク管としてカーボン管を
用いる形態に限定されず、高純度のアルミナ管、
炭化珪素管、金属シリコン管、窒化珪素管等で形
成してもよい。 本発明に係る熱処理用反応管は上記実施例の如
く半導体材料の熱処理に利用する場合に限らず、
他の材料の熱処理にも同様に適用できる。 以上詳述した如く、本発明によれば石英ガラス
製反応管本体の超高純度性を保持しつつ、その短
所である熱変形、外域不純物による劣化を防止
し、更に均熱性を向上した高寿命、高性能の熱処
理用反応管を提供できるものである。
図は本発明の一実施例を示す熱処理用反応管の
断面図である。 １……石英ガラス製反応管本体、３……カーボ
ン管（耐熱性セラミツク管）、４……石英ガラス
保護管、５……石英ガラスウールの緩衝部。
断面図である。 １……石英ガラス製反応管本体、３……カーボ
ン管（耐熱性セラミツク管）、４……石英ガラス
保護管、５……石英ガラスウールの緩衝部。
Claims (1)
- １ 熱処理すべき半導体材料が装填される石英ガ
ラス製の加熱部外周面に耐熱性セラミツク管を密
着して配置し、かつ前記本体の外周面に石英ガラ
ス保護管の両端部を前記セラミツク管を減圧状態
で密接包囲するように取付けた事を特徴とする熱
処理用反応管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11057980A JPS5735336A (en) | 1980-08-12 | 1980-08-12 | Reaction tube for heat treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11057980A JPS5735336A (en) | 1980-08-12 | 1980-08-12 | Reaction tube for heat treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5735336A JPS5735336A (en) | 1982-02-25 |
| JPH0222534B2 true JPH0222534B2 (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=14539408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11057980A Granted JPS5735336A (en) | 1980-08-12 | 1980-08-12 | Reaction tube for heat treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5735336A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102408539A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-04-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种形状记忆聚氨酯及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252435U (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-16 |
-
1980
- 1980-08-12 JP JP11057980A patent/JPS5735336A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102408539A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-04-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种形状记忆聚氨酯及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5735336A (en) | 1982-02-25 |
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