JPH02268420A - 炉芯管装置 - 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】 （１１発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、炉芯管装置に関し、特に、炉芯管本体の開口
部の少なくとも一部を不透明石英によって形成すること
によりその開口部に対して配設されたＯリングの熱劣化
を防止してなる炉芯管装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の炉芯管装置としては、全体として透明石
英によって形成された炉芯管本体の開口部に対してＯリ
ングを促設することにより炉芯管本体の開口部とハウジ
ングの炉芯管支持部との間のシールを達成してなるもの
が提案されていた。

［解決すべき問題点コ しかしながら、従来の炉芯管装置では、炉芯管本体が全
体として透明石英によって形成されていたので、ｆｉｌ
高温に維持された均熱領域から光幅射によって熱がその
開口部まで伝達されており開口部に配設された０リング
を比較的短時間の内に劣化せしめてしまう欠点があり、
ひいては（１１）保守コストが増大しかつ運転効率が劣
化せしめられてしまう欠点があった。

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべ（、少な（
とも炉芯管本体の開口部近傍を不透明石英によって形成
することにより均熱領域からの光幅ｑ１を散乱せしめて
炉芯管本体の開口部に配設したＯリングの熱劣化を抑制
してなる炉芯管装置を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、［半導体
ウェー八を熱処理するための透明石英で形成された炉芯
管本体の開口部端面をハウジングの炉芯管支持部によっ
て支持しており、炉芯管本体の開口部とハウジングの炉
芯管支持部との間に０リングを配置してシールを達成し
てなる炉芯管装置において、炉芯管本体の開口部の少な
（とも一部が不透明石英によって形成されてなることを
特徴とする炉芯管装置」 である。

［作用］ 本発明にがかる炉芯管装置は、上述の構成を有するので
、 （ｉ）均熱領域からの光幅射を散乱せしめＯリングに光
幅射によって伝達され る熱を大幅に抑制する作用 をなし、ひいては ｆｉｉｌ　Ｏリングの熱劣化を抑制する作用をなし、結
果的に ［１ｉｉ１保守コス１〜および運転効率を改善する作用 をなず。

［実施例］ 次に、本発明にがかる炉芯管装置について、その好まし
い実施例を挙げ、具体的に説明する。しかしながら、以
下に説明する実施例は、本発明の理解を容易化ないし促
進化するために記載されるものであって、本発明を限定
するために記載されるものではない。換言すれば、以下
に説明される実施例において開示される各部材は、本発
明の精神ならびに技術的範囲に属する全ての設計変更な
らびに均等物置換を含むものである。

第１図は、本発明にがかる炉芯管装置の第】の実施例を
示す断面図であって、特に、開口部２１Ａ周面に形成さ
れた開口補強部２１Ｂの端面において０リング６２によ
りシールをなす場合を示している。

第２図は、本発明にがかる炉芯管装置の第２の実施例を
示す断面図であって、開口部２１Ａの周面に形成された
開口補強部２１Ｂの肩部テーバ面においてＯリング６２
によりシールをなす場合を示している。

第３図は、本発明にがかる炉芯管装置の第３の実施例を
示す断面図であって、特に、主部２１Ｃの開口部外周面
に対して開口部２１Ａが溶接などによって配置されてお
り、かつ開口部２１Ａ周面に形成された開口補強部の端
面においてＯリング６２によりシールをなす場合を示し
ている。

工夏上例叉五五り まず、第１図を参照しつつ、本発明にがかる炉芯管装置
の第１の実施例について、その構成を詳細に説明する。

圧は、縦型熱処理炉であって、半導体ウェーハを熱処理
するための本発明にかかる炉芯管支持部と、炉芯管装置
２０の周囲に適宜の間隔を介して所望により配設されて
おり炉芯管支持部において均熱領域を確保することを容
易化するための均熱管興と、均熱管凹の周囲に配設され
た加熱部材料と、加熱部材４０の周囲に配設された断熱
管５０と、ステンレスなとの適宜の材料で形成されてお
り炉芯管装置２０を炉芯管支持部６１によって保持する
ハウジング６０と、ハウジング６０の炉芯管支持部６１
の下端面に対して直接に当接される炉蓋本体７１を有す
る炉蓋装置７０とを備えている。

本発明にかかる炉芯管装置２０は、均熱領域を外れた開
口部２１Ａの少なくとも一部が不透明石英で形成されか
つ開口部２１Ａの外周面に形成された開口補強部２１Ｂ
および均熱領域に存在する主部（すなわち均熱部）　２
１（：が透明石英によって形成されており内部空間に形
成された均熱領域で半導体ウェーハを熱処理するための
炉芯管本体２１と、断熱管５０の外部から炉芯管本体２
１の外周面まで延長されたのち炉芯管本体２１の軸方向
に延長されその頂部から内部空間に対して適宜の処理ガ
スを供給するためのガス供給管２２と、炉芯管本体２１
の開口部２１Ａの近傍に間口されかつ断熱言語の外部へ
延長されており使用済の処理ガスを炉芯管本体２１の内
部空間から外部へ向けてｔＪ卜除するためのガス排出管
２３を包有している。ガス供給管２２およびガス排出管
２３は、ともに、断熱言語の内部に位置する部分がなる
べく多く石英なとの適宜の材料によって形成されている
ことが好ましい。

均熱管３０は、たとλば炭化珪素などによって作成され
ており、炉芯管支持部の均熱領域を確保ないし拡張すべ
く炉芯管支持部のほぼ全長を包囲するように配設されて
いる。

加熱部材４０は、均熱情四の外方に配設されており、炉
芯管支持部の軸方向にそってなるべく大きな均熱領域を
確保するために適宜に配設されている。

断熱管５０は、グラスファイバなとの適宜の材料によっ
て形成されており、炉芯管装置践、均熱管３０および加
熱部材４０を全体として包囲している。

ハウジング６０は、炉芯管装置２０に包有された炉芯管
本体２１の開口部２１Ａ端面および開口補強部２１ＢＧ
Ｒ面を上面によって支持する炉芯管支持部６１と、炉芯
管支持部６１の上面（支持面ともいう）に形成された凹
所（支持溝ともいう）　６１ａに配設され炉芯管本体２
１の開口補強部２１Ｂ端面に当接されることにより炉芯
管本体２１と炉芯管支持部６１の支持面との間のシール
を達成するための０リング６２と、炉芯管支持部６１の
内部に形成されておりＯリング６２の支持溝６１ａをな
るべく包囲するよう形成され０リング６２を冷却するた
めの冷却媒体（たとλば冷却水）を案内する案内通路６
３とを備えている。

炉蓋装置７０は、ハウジング６０に包有された炉芯管支
持部６１の下面に当接されており半導体ウェーハを支持
するための熱処理治具（図示せず）を載置せしめるため
の炉蓋本体７１と、炉蓋本体７１の下面を支持しており
炉蓋本体７１を炉芯管支持部６１の下面（すなわち炉芯
管本体２１の開口部２１Ａ端面）に向けて接近離間せし
める炉蓋移動部材７２と、炉蓋移動部材７２の上面凹所
に対して配設されており炉蓋本体７１が炉芯管支持部６
１の下面に対して当接されるとき緩衝材として機能する
弾性部材７３と、炉蓋移動部材７２の一端部に対して配
設された駆動シャフト７４と、炉蓋本体７１の上面周囲
に形成された配設溝７５に対して配設されておりハウジ
ング四に包有された炉芯管支持部６１の下面に対して当
接され炉芯管支持部６１との間のシールを確保するＯリ
ング７６と、炉蓋本体７１の内部に形成されておりＯリ
ング７６を冷却するための冷却媒体（たとえば冷却水）
を案内する案内通路７７とを備えている。

更に、第１図を参照しつつ、本発明にがかる炉芯管装置
の第１の実施例について、その作用を詳細に説明する。

０リング６２の熱′化　止 断熱管５０の内周面に配設された加熱部材赳は、電源を
接続することにより発熱せしめられる。加熱部材赳によ
って発生された熱は、均熱管興を介して炉芯管本体２１
に与えられる。これにより炉芯管本体２１の主部すなわ
ち均熱部２１Ｃは、所定の温度（たとえば１２００℃）
に維持される。均熱部２１Ｃの熱は、主として光幅射に
よって拡散される。

炉芯管本体２１の開口部２１Ａは、このとき少なくとも
一部が不透明石英によって形成されているので、均熱部
２１Ｃ，から輻射された光をその内部に存在する気泡に
よって乱反射する。このため均熱部２１Ｇから輻射され
た光は、開口補強部２１Ｂに対しほとんど伝達されない
。

したがって、本発明によれば、開口補強部２１Ｂに対し
て当接された０リング６２に光幅射によって伝達される
熱を大幅に削減でき、ひいては０リング６２の熱劣化を
十分に防止できる。

１　　ウェーハの熱処理 炉蓋装置７０の炉蓋本体７１には、炉蓋移動部材７２が
駆動シャフト７４によって降下せしめられ半導体ウェー
ハの移載位置に到達すると、適宜の移載装置によって熱
処理すべき半導体ウェーハが載置される。

炉蓋本体７１は、半導体ウェーハが載置されたのち駆動
シャフト７４によって炉蓋移動部材７２が上昇せしめら
れることによりハウジング並に含まれた炉芯管支持部６
１の下面すなわち開口周面に当接される。

この状態で、処理ガスが、ガス供給管２２を介して矢印
Ａ　＋　、　Ａ　２方向に供給され、炉芯管本体２１の
頂部からその内部空間に対し矢印Ａ、で示すごとく供給
される。炉芯管本体２１の内部空間では、加熱部材料に
よる加熱によって半導体ウェーへの熱処理が実行される
。使用済みの処理ガスは、矢印Ｂ、、Ｂ、で示すごと（
ガス排出管２３を介して炉芯管本体２１の開口部２１Ａ
から外部へ排出される。

半導体ウェーハの熱処理が完了すると、炉蓋装置７０の
炉催本体７１は、再び駆動シャフト７４によって炉蓋移
動部材７２を降下せしめることにより、炉芯管本体６１
の下面（すなわち炉芯管本体２１の開口部２１Ａ端面）
から離間され当初の移載位置へ復帰される。炉蓋移動部
材７２が移載位置に到達したのち、適宜の移載装置によ
って炉蓋本体７１の上面から処理済の半導体ウェーハが
除去される。

以下、上述の動作が反復される。

工１主二叉亘廻上 加えて、第２図を参照しつつ、本発明にがかる炉芯管装
置の第２の実施例について、その構成および作用を詳細
に説明する。

第２の実施例では、０リング６２が炉芯管本体２１の開
口補強部２１Ｂの肩部に形成されたテーバ面およびハウ
ジング６０のテーバ面に接触して配設されかつその開口
補強部２１Ｂのテーバ面およびハウジング６０のテーバ
面に対しＯリング６２を押圧する抑圧部材６４がハウジ
ング並および開口補強部２１Ｂの上面に対して配設され
ており、ハウジング銭の内部および押圧部材６４の内部
に対し０リング６２を冷却するための冷却媒体（たとえ
ば冷却水）を案内するための案内通路６３Ａ、　６３Ｂ
を形成してなることを除き、第１の実施例と同一の構成
よび作用を有する。

したがって、ここでは、便宜上、第１の実施例の部材に
対応する部材に対し同一の参照番号を付し、その詳細な
説明を省略する。

ユ１１Ω叉施ヨエ また、第３図を参照しつつ、本発明にかかる炉芯管装置
の第３の実施例について、その構成および作用を詳細に
説明する。

第３の実施例は、開口部２１Ａが主部２１Ｃの開口部外
周面に対して溶接などによって配設される構成を有して
おり、開口部２１Ａ周面に形成された開口補強部２１Ｂ
の端面に配置されたＯリング６２に対する光幅射に伴な
う熱伝達量を第１の実施例に比べ一層削減する作用をな
すことを除き、第１の実施例と同一の構成および作用を
有する。

したがって、ここでは、便宜上、第１の実施例の部材に
対応する部材に対し同一の参照番号を付し、その詳細な
説明を省略する。

ユ且体拠り 最後に、本発明にがかる炉芯管装置の理解を一層深める
ために、第１の実施例にそいつつ、具体的な数値を挙げ
説明する。

ユ災血丞り 内径が２５０１１ＩＩｌｌで高さが１０００ｍｍである
炉芯管本体の開口部をその端面から７０ｍｍまでを不透
明石英によって形成し、かつその均熱部および開口補強
部を透明石英によって形成した炉芯管装置を用いて、炉
芯管本体の内部空間を外部空間との間の差圧をｌｏＯｍ
ｍＨｔＯとしたのち、運転を開始し、均熱部の温度を１
２００℃に維持した。

＼ 運転開始から１０時間経過時点において、炉芯管本体の
内部空間と外部空間との間の差圧を測定したところ、１
００　ｍｄ＊０に維持されていた。

工上較五り 炉芯管本体の全体を透明石英で形成して、実施例を反復
したところ、運転開始から２時間経過時点において、炉
芯管本体の内部空間と外部空間との間の差圧がＯｍｍＨ
ａＯとなった。

上述した実施例と比較例とを比較すれば明らかなように
、本発明によれば、Ｏリングの熱劣化を防止できる。

なお、上述においては、縦型熱処理炉に使用される炉芯
管装置について主として説明したが、本発明は、これに
限定されるものではなく、横型熱処理炉に使用される炉
芯管装置についても適用できる。

また、開口補強部２１Ｂが透明石英によって形成される
ものとして説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、開口補強部２１Ｂを不透明石英で形成する
場合も包摂している。ただしこの場合は、開口補強部２
１Ｂは、シールを確保するためにアニール処理する必要
がある。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にがかる炉芯管装置は
、 （ｉｌ均熱領域からの光幅射を散乱せ しめることができ、Ｏリングに 光幅射によって伝達される熱を 大幅に抑制できる効果 を有し、 ひいては （ｉｉ）　Ｏリングの熱劣化を抑制できる効果 を有し、結果的に ｆｉｉｉ）保守コストおよび運転効率を改善できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にがかる炉芯管装置の第１の実施例を示
す断面図、第２図は本発明にがかる炉芯管装置の第２の
実施例を示す断面図、第３図は本発明にがかる炉芯管装
置の第３の実施例を示す断面図である。 皿・・・・・・・・・・・・・・・・縦型熱処理炉２０
・・・・・・・・・・・・・・・・・炉芯管装置２１・
・・・・・・・・・・・・・・・炉芯管本体２１Ａ・・
・・・・・・・開口部 ２１Ｂ・・・・・・・・・　・開口補強部２１Ｃ・・・
・・・・・・・均熱部 ２２・・・・・・・・・・・・・・ガス供給管２３・・
・・・・・・・・・・・・ガス排出管３０・・・・・・
・・・・・・・・・・・・均熱管４０・・・・・・・・
・・・・・・・・加熱部材５０・・・・・・・・・・・
・・・・・・断熱管６０・・・・・・・・・・・・・・
・ハウジング６１・・・・・・・・・・・・・・・・炉
芯管支持部６１ａ・・・・・・・・・・・配設溝 ６２・・・・・・・・・・・・・・０リング６３、６３
＾、６３Ｂ・・・・・・案内通路６４・・・・・・・・
　・・・・・・押圧部材７０・　・・・・・・・・・・
・・・炉蓋装置７１・・・・・・・・・・・・・・炉蓋
本体７２・・・・　・・・・・・炉蓋移動部材７３　　
・・・・・　・・・・・弾性部材７４・・・・・・・・
　・・・・・駆動シャフト７５・・・・・・・・・・・
・・・・配設溝７６・・・・・・・・・・・・・・０リ
ング７７・　・・・・・・・・・・・・・通水路特許出
願人　東芝セラミックス株式会社代理人　　　　弁理士
　　工　藤　　　隆　夫粥 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ウェーハを熱処理するための透明石英で形成され
   た炉芯管本体の開口部端面をハウジングの炉芯管支持部
   によって支持しており、炉芯管本体の開口部とハウジン
   グの炉芯管支持部との間にＯリングを配置してシールを
   達成してなる炉芯管装置において、炉芯管本体の開口部
   の少なくとも一部が不透明石英によって形成されてなる
   ことを特徴とする炉芯管装置。