JPH031066A - 熱処理炉における冷却システム - Google Patents
熱処理炉における冷却システムInfo
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- JPH031066A JPH031066A JP13243589A JP13243589A JPH031066A JP H031066 A JPH031066 A JP H031066A JP 13243589 A JP13243589 A JP 13243589A JP 13243589 A JP13243589 A JP 13243589A JP H031066 A JPH031066 A JP H031066A
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- cooling
- heat treatment
- treatment furnace
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、所定の熱処理炉により半導体ウェーハ等を熱
処理した後、該半導体ウェーハを熱処理炉から搬出する
前に、冷部媒体により熱処理炉と共に半導体ウェーハを
所定の温度まで冷却するようにした熱処理炉における冷
却システムに関するものである。
処理した後、該半導体ウェーハを熱処理炉から搬出する
前に、冷部媒体により熱処理炉と共に半導体ウェーハを
所定の温度まで冷却するようにした熱処理炉における冷
却システムに関するものである。
【従来技術１
この樟の熱処理炉における冷却手段は種々の構成のもの
が知られている。例えば、同一出願人に係る特開昭６３
−１６６２１８号公報に開示されたものが従来例として
周知である。この従来例の冷却手段は、熱処理装置にお
ける反応管の外周面にヒータが配設され、該ヒータが配
設された領域の上下に開口する循環路を設け、該循環路
中にラジェータとブロアーとを設け、該ブロアーはモー
タによって駆動され、該モータの駆動によって前記領域
→ラジェータ→ブロアーと冷部媒体を循環させて所定の
速度で冷却を図るように構成されている。この場合の所
定の冷却速度は、例えば５〜ｂ 半導体ウェーハの品質の面から厳密に管理されなければ
ならない。 【発明が解決しようとする課題１ しかしながら、前記構成を有する従来例の冷却装置は、
実際の冷却駆動においては、一定量の冷却媒体を一方向
から循環し続けると、前記領域における冷却速度がその
温度帯域によって異なってくる。例えば、反応管内部に
おける半導体ウェーハの熱処理温度が１０００〜１２０
０℃であり、これを５℃７ｍ１ｎの冷却速度で７００〜
８００℃に冷却する場合、単純に計算して６０〜８０１
ｎ掛かることになる。ところで、前記冷却において一応
の理論値に基き、その冷却開始時から冷却速度が５℃／
ｗｉｎになるように設定して一定の条件で且つ一定の量
の冷却媒体を流通させても、わずかな冷却速度誤差でも
それが累積し、温度帯域によって途中での冷却速度が例
えば８℃／■ｉｎになったり、更に最終冷却近辺の速度
が例えば１０℃／１ｎになったりして、その冷却速度が
順次早くなる傾向にある。従って、設定された冷却速度
５℃／１ｎの温度誤差が精々±１〜２℃でなければ、良
質な半導体ウェーハが得られないのに３〜５℃の誤差が
生じ、それによって品質的に劣ったものとなるのである
。 そこで、前記従来例においては、冷却速度における温度
誤差が±１〜２℃の範囲になるよう、及び全体的に均一
な冷却が行えるように、モータの駆Ｏ】をオン・オフし
て冷却媒体の流通を断続的に行うことをなしている。即
ち、第３図のグラフに示したように、例えば線ａのよう
に反応管の内部温度１２００℃で所定時間の熱処理を行
った後に、設定された冷却速度５℃／ ｓｉｎで８００
℃まで冷却を行う場合、前記３〜５℃の冷却速度誤差を
解消させるため、モータの駆動を所定時間経過後にオフ
して、冷却媒体の流通を停止トシ、冷却を一時的にスト
ップさせる。そして、その停止時間を理論的に！！′１
棹して定め、その理論値に基ずく時間が経過後に再度モ
ータの駆動をオンさせて、冷却媒体を所定時間流通させ
るのである。従って、所定の温度まで冷却する問に、モ
ータの駆動を所定間隔で多数回オン・オフさせて曲線す
で示したような段階的な冷却し、トータルとして理想的
な冷却スロープ線Ｃに近似させて所定の温度まで冷却す
るようにしている。従って、従来例においては、冷却速
度５℃７ ｓｉｎに設定しても実質的にモータのオン・
オフにより冷却媒体の流動を断続的に行い、しかも段階
的な冷却であるため、どうしても品質にバラツキが生じ
ており、これ等を解決しなければならない点に課題を有
している。
が知られている。例えば、同一出願人に係る特開昭６３
−１６６２１８号公報に開示されたものが従来例として
周知である。この従来例の冷却手段は、熱処理装置にお
ける反応管の外周面にヒータが配設され、該ヒータが配
設された領域の上下に開口する循環路を設け、該循環路
中にラジェータとブロアーとを設け、該ブロアーはモー
タによって駆動され、該モータの駆動によって前記領域
→ラジェータ→ブロアーと冷部媒体を循環させて所定の
速度で冷却を図るように構成されている。この場合の所
定の冷却速度は、例えば５〜ｂ 半導体ウェーハの品質の面から厳密に管理されなければ
ならない。 【発明が解決しようとする課題１ しかしながら、前記構成を有する従来例の冷却装置は、
実際の冷却駆動においては、一定量の冷却媒体を一方向
から循環し続けると、前記領域における冷却速度がその
温度帯域によって異なってくる。例えば、反応管内部に
おける半導体ウェーハの熱処理温度が１０００〜１２０
０℃であり、これを５℃７ｍ１ｎの冷却速度で７００〜
８００℃に冷却する場合、単純に計算して６０〜８０１
ｎ掛かることになる。ところで、前記冷却において一応
の理論値に基き、その冷却開始時から冷却速度が５℃／
ｗｉｎになるように設定して一定の条件で且つ一定の量
の冷却媒体を流通させても、わずかな冷却速度誤差でも
それが累積し、温度帯域によって途中での冷却速度が例
えば８℃／■ｉｎになったり、更に最終冷却近辺の速度
が例えば１０℃／１ｎになったりして、その冷却速度が
順次早くなる傾向にある。従って、設定された冷却速度
５℃／１ｎの温度誤差が精々±１〜２℃でなければ、良
質な半導体ウェーハが得られないのに３〜５℃の誤差が
生じ、それによって品質的に劣ったものとなるのである
。 そこで、前記従来例においては、冷却速度における温度
誤差が±１〜２℃の範囲になるよう、及び全体的に均一
な冷却が行えるように、モータの駆Ｏ】をオン・オフし
て冷却媒体の流通を断続的に行うことをなしている。即
ち、第３図のグラフに示したように、例えば線ａのよう
に反応管の内部温度１２００℃で所定時間の熱処理を行
った後に、設定された冷却速度５℃／ ｓｉｎで８００
℃まで冷却を行う場合、前記３〜５℃の冷却速度誤差を
解消させるため、モータの駆動を所定時間経過後にオフ
して、冷却媒体の流通を停止トシ、冷却を一時的にスト
ップさせる。そして、その停止時間を理論的に！！′１
棹して定め、その理論値に基ずく時間が経過後に再度モ
ータの駆動をオンさせて、冷却媒体を所定時間流通させ
るのである。従って、所定の温度まで冷却する問に、モ
ータの駆動を所定間隔で多数回オン・オフさせて曲線す
で示したような段階的な冷却し、トータルとして理想的
な冷却スロープ線Ｃに近似させて所定の温度まで冷却す
るようにしている。従って、従来例においては、冷却速
度５℃７ ｓｉｎに設定しても実質的にモータのオン・
オフにより冷却媒体の流動を断続的に行い、しかも段階
的な冷却であるため、どうしても品質にバラツキが生じ
ており、これ等を解決しなければならない点に課題を有
している。
【課題を解決するための手段１
前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は
、プロセスチューブとヒータとを有する熱処理炉の内部
温度を冷却するため、前記プロセスチューブの外周面に
冷却媒体を循環流入する冷却システムであって、前記冷
却媒体がラジェターからブロアーに循環するように構成
し、該ブロアーの駆動は周波数インバーターによって回
転速度が可変であり、該周波数インバーターを制御する
ことにより、冷却媒体の循環流入速度を連続的に調整し
て炉内温度の冷却速度を調整できるようにしたことを特
徴とする熱処理炉における冷却システムを提供するもの
であり、前記冷却媒体が設定された冷却速度に対応して
緩急状態で連続的に循環するので、理想的な冷却スロー
プ線をもって冷却され、処理されるべき半導体ウェーハ
の品質が著しく向上するのである。 【実施例】 次に本発明を図示の実施例により更に詳しく説明すると
、第１図において、１は一般的な縦型の熱処理炉であり
、該熱処理炉はその内部にプロセスチューブ２が配設さ
れ、該プロセスチューブの外周面に均熱管３を介してヒ
ータ４が配設されている。このヒータ４が配設されてい
る部位が加熱領域５になり、この加熱領域を取り囲むよ
うにして断熱層６が設けられ、該断熱層の外側に炉壁７
が囲撓した構成になっている。このような熱処理炉にお
いて、前記プロセスチューブ２を外部から冷却させるた
めに、その外周面、即ち前記加熱領域５に冷却媒体を導
入し流通させる流路８．９を上下に開口させ、これ等流
路に冷却システム１０が接続される。 この場合に、前記熱処理炉１は炉室Ａ側に配設し、前記
冷却システム１０はトランスルームＢ側に配設して両者
を適宜の連結パイプにより接続し、冷却媒体が前記流路
を介して両者間を循環するように構成する。 この冷却システム１０はラジェター１１、バルブ１２、
ブロアー１３、フィルター１４が循環路１５を介して一
連に接続され、前記ブロアー１３には冷却媒体の流通間
を制御するモータ１６が配設され、該モータはその駆動
が周波数インバーター１１により制御されるように構成
されている。そして、周波数インバーター１１はその出
力周波数を適宜設定できる制御部１８を有し、該制御部
を適宜セットするか又は、前記プロセスデユープ２内に
配設した潤度管理用の熱電対等のセンサーを利用して制
御されるように構成されている。 そして、前記熱処理炉１と前記冷却システム１０とは、
炉ＷＡ側において適宜のコネクター１９．２０．２１及
び補助バイア２２等を介して前記流路８．９と前記循環
路１５とを一連にループ状を形成するように接続され、
冷却媒体が閉ループ循環路中を循環するように構成され
ている。尚、冷却媒体としてＮ２等の不活性ガスが使用
される場合には、不活性ガス供給手段３０がフィルタ１
３の千眞の循環路１５に接続される。そして、循環路１
５は常にＮ２等で満たされるように調整される。不活性
ガス供給手段３０ハＯＮ ／’ ＯＦ Ｆ ／＜ ）Ｌ
ｔ７３１、ｌ ｆｆｌ ｉｔ ３２、不活性ガス供給源
３３から構成されることが好ましい。 このように冷却システム１０を構成することにより、実
際に稼動させると、第２図のグラフに示した冷却稼動状
態を示す。即ち、プロセスチューブ２内を例えば線ａの
ような内部温度１２００℃で半導体ウェーハを所定時間
に亘って熱処理を行った後に、冷却速度５℃／１ｎで８
００℃まで冷却を行う場合、モータ１６の駆動を周波数
インバーター１７により制御することにより、ブロアー
１３からの冷却媒体の流量に緩急をつけて調整するので
ある。つまり、使用される周波数インバーター１７は３
〜１２０Ｈｚの間でその周波数が可変であり、前記制御
部１８からの設定された出力信号（ＤＣＯ〜５．０■又
はＯ〜１０ｖ）によってその周波数が調整され、それに
よってモータ１６の回転数が設定される。そして、流通
する冷却媒体の流通■はモータの回転数に比例し、且つ
前記領域５を通過する冷却媒体による冷却は、温度差Ｘ
冷却媒体の密度×体積に基ずくものであり、この関係を
利用して前記周波数インバーター１７による出力をｖ制
御するのである。 このように制御することにより、冷却媒体が途切れるこ
となく連続して流通し、その流通金だけがＩｌＩ ｎさ
れるため、緩やかな下降線、即ち理想的な冷却スロープ
線Ｃを描いて順次冷却され、従来例のような段階的な冷
却にはならないのである。 尚、使用される冷却媒体としては、例えばＮ２等の不活
性ガスが使用される場合は、前述の不活性ガス供給手段
が必要であるが、冷却媒体が大気である場合は必要では
ない。
、プロセスチューブとヒータとを有する熱処理炉の内部
温度を冷却するため、前記プロセスチューブの外周面に
冷却媒体を循環流入する冷却システムであって、前記冷
却媒体がラジェターからブロアーに循環するように構成
し、該ブロアーの駆動は周波数インバーターによって回
転速度が可変であり、該周波数インバーターを制御する
ことにより、冷却媒体の循環流入速度を連続的に調整し
て炉内温度の冷却速度を調整できるようにしたことを特
徴とする熱処理炉における冷却システムを提供するもの
であり、前記冷却媒体が設定された冷却速度に対応して
緩急状態で連続的に循環するので、理想的な冷却スロー
プ線をもって冷却され、処理されるべき半導体ウェーハ
の品質が著しく向上するのである。 【実施例】 次に本発明を図示の実施例により更に詳しく説明すると
、第１図において、１は一般的な縦型の熱処理炉であり
、該熱処理炉はその内部にプロセスチューブ２が配設さ
れ、該プロセスチューブの外周面に均熱管３を介してヒ
ータ４が配設されている。このヒータ４が配設されてい
る部位が加熱領域５になり、この加熱領域を取り囲むよ
うにして断熱層６が設けられ、該断熱層の外側に炉壁７
が囲撓した構成になっている。このような熱処理炉にお
いて、前記プロセスチューブ２を外部から冷却させるた
めに、その外周面、即ち前記加熱領域５に冷却媒体を導
入し流通させる流路８．９を上下に開口させ、これ等流
路に冷却システム１０が接続される。 この場合に、前記熱処理炉１は炉室Ａ側に配設し、前記
冷却システム１０はトランスルームＢ側に配設して両者
を適宜の連結パイプにより接続し、冷却媒体が前記流路
を介して両者間を循環するように構成する。 この冷却システム１０はラジェター１１、バルブ１２、
ブロアー１３、フィルター１４が循環路１５を介して一
連に接続され、前記ブロアー１３には冷却媒体の流通間
を制御するモータ１６が配設され、該モータはその駆動
が周波数インバーター１１により制御されるように構成
されている。そして、周波数インバーター１１はその出
力周波数を適宜設定できる制御部１８を有し、該制御部
を適宜セットするか又は、前記プロセスデユープ２内に
配設した潤度管理用の熱電対等のセンサーを利用して制
御されるように構成されている。 そして、前記熱処理炉１と前記冷却システム１０とは、
炉ＷＡ側において適宜のコネクター１９．２０．２１及
び補助バイア２２等を介して前記流路８．９と前記循環
路１５とを一連にループ状を形成するように接続され、
冷却媒体が閉ループ循環路中を循環するように構成され
ている。尚、冷却媒体としてＮ２等の不活性ガスが使用
される場合には、不活性ガス供給手段３０がフィルタ１
３の千眞の循環路１５に接続される。そして、循環路１
５は常にＮ２等で満たされるように調整される。不活性
ガス供給手段３０ハＯＮ ／’ ＯＦ Ｆ ／＜ ）Ｌ
ｔ７３１、ｌ ｆｆｌ ｉｔ ３２、不活性ガス供給源
３３から構成されることが好ましい。 このように冷却システム１０を構成することにより、実
際に稼動させると、第２図のグラフに示した冷却稼動状
態を示す。即ち、プロセスチューブ２内を例えば線ａの
ような内部温度１２００℃で半導体ウェーハを所定時間
に亘って熱処理を行った後に、冷却速度５℃／１ｎで８
００℃まで冷却を行う場合、モータ１６の駆動を周波数
インバーター１７により制御することにより、ブロアー
１３からの冷却媒体の流量に緩急をつけて調整するので
ある。つまり、使用される周波数インバーター１７は３
〜１２０Ｈｚの間でその周波数が可変であり、前記制御
部１８からの設定された出力信号（ＤＣＯ〜５．０■又
はＯ〜１０ｖ）によってその周波数が調整され、それに
よってモータ１６の回転数が設定される。そして、流通
する冷却媒体の流通■はモータの回転数に比例し、且つ
前記領域５を通過する冷却媒体による冷却は、温度差Ｘ
冷却媒体の密度×体積に基ずくものであり、この関係を
利用して前記周波数インバーター１７による出力をｖ制
御するのである。 このように制御することにより、冷却媒体が途切れるこ
となく連続して流通し、その流通金だけがＩｌＩ ｎさ
れるため、緩やかな下降線、即ち理想的な冷却スロープ
線Ｃを描いて順次冷却され、従来例のような段階的な冷
却にはならないのである。 尚、使用される冷却媒体としては、例えばＮ２等の不活
性ガスが使用される場合は、前述の不活性ガス供給手段
が必要であるが、冷却媒体が大気である場合は必要では
ない。
以上説明したように本発明に係る熱処理炉における冷却
システムは、プロセスチューブとヒータとを有する熱処
理炉の内部温度を冷却するため、前記プロセスチューブ
の外周面に冷却媒体を循環流入する冷却システムであっ
て、前記冷却媒体がラジェターからブロアーに循環する
ように構成し、該ブロアーの駆動は周波数インバーター
によって回転速度が可変であり、該周波数インバーター
を制御することにより、冷却媒体の循環流入速度を連続
的に調整して炉内温度の冷却速度を調整できるように構
成したことにより、特に前記ブロアーの駆動を周波数イ
ンバーターによって制御することにより、前記冷却媒体
が設定された冷却速度に対応して緩急状態で連続的に循
環するので、従来例のような段階的な冷却にはならず、
従って理想的な冷却スロープ線をもって均一に冷却され
、処理されるべき半導体ウェーへの品質が著しく向上す
ると云う優れた効果を秦する。
システムは、プロセスチューブとヒータとを有する熱処
理炉の内部温度を冷却するため、前記プロセスチューブ
の外周面に冷却媒体を循環流入する冷却システムであっ
て、前記冷却媒体がラジェターからブロアーに循環する
ように構成し、該ブロアーの駆動は周波数インバーター
によって回転速度が可変であり、該周波数インバーター
を制御することにより、冷却媒体の循環流入速度を連続
的に調整して炉内温度の冷却速度を調整できるように構
成したことにより、特に前記ブロアーの駆動を周波数イ
ンバーターによって制御することにより、前記冷却媒体
が設定された冷却速度に対応して緩急状態で連続的に循
環するので、従来例のような段階的な冷却にはならず、
従って理想的な冷却スロープ線をもって均一に冷却され
、処理されるべき半導体ウェーへの品質が著しく向上す
ると云う優れた効果を秦する。
第１図は本発明に係る熱処理炉における冷却システムを
略示的に示したブロック図、第２図は同冷却システムに
よって冷却した場合の冷却温度勾配を示すグラフ、第３
図は従来例における冷却温度勾配を示すグラフである。 １・・・・・・熱処理炉 ２・・・・・・プロセス
チューブ３・・・・・・均熱管 ４・・・・・・
ヒータ５・・・・・・加熱領域 ６・・・・・・断
熱層７・・・・・・外壁 ８．９・・・・・・
流路１０・・・・・・冷却システム １１・・・・・・
ラジェター１２・・・・・・バルブ １３・・・
・・・ブロアー１４・・・・・・フィルター １５・
・・・・・循環路１６・・・・・・モータ １１・・・・・・周波数インバーター １８・・・・・・ＩＪＩＩＩ部 Ａ・・・・・・炉室 Ｂ・・・・・・トランス
ルーム第２ＦＩ！Ｊ 第３図
略示的に示したブロック図、第２図は同冷却システムに
よって冷却した場合の冷却温度勾配を示すグラフ、第３
図は従来例における冷却温度勾配を示すグラフである。 １・・・・・・熱処理炉 ２・・・・・・プロセス
チューブ３・・・・・・均熱管 ４・・・・・・
ヒータ５・・・・・・加熱領域 ６・・・・・・断
熱層７・・・・・・外壁 ８．９・・・・・・
流路１０・・・・・・冷却システム １１・・・・・・
ラジェター１２・・・・・・バルブ １３・・・
・・・ブロアー１４・・・・・・フィルター １５・
・・・・・循環路１６・・・・・・モータ １１・・・・・・周波数インバーター １８・・・・・・ＩＪＩＩＩ部 Ａ・・・・・・炉室 Ｂ・・・・・・トランス
ルーム第２ＦＩ！Ｊ 第３図
Claims (2)
- （１）プロセスチューブとヒータとを有する熱処理炉の
内部温度を冷却するため、前記プロセスチューブの外周
面に冷却媒体を循環流入する冷却システムであって、前
記冷却媒体がラジエターからブロアーに循環するように
構成し、該ブロアーの駆動は周波数インバーターによっ
て回転速度が可変であり、該周波数インバーターを制御
することにより、冷却媒体の循環流入速度を連続的に調
整して炉内温度の冷却速度を調整できるようにしたこと
を特徴とする熱処理炉における冷却システム。 - （２）冷却媒体は熱処理炉と冷却システムとの閉ループ
循環路中を循環させるようにした請求項（１）記載の熱
処理炉における冷却システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13243589A JPH031066A (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 熱処理炉における冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13243589A JPH031066A (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 熱処理炉における冷却システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031066A true JPH031066A (ja) | 1991-01-07 |
Family
ID=15081303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13243589A Pending JPH031066A (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 熱処理炉における冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH031066A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653141A (ja) * | 1992-07-30 | 1994-02-25 | Toshiba Corp | 熱処理成膜装置 |
| WO2003009358A1 (en) * | 2001-07-19 | 2003-01-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thermal treatment apparatus and thermal treatment method |
| JP2004014617A (ja) * | 2002-06-04 | 2004-01-15 | Daikin Ind Ltd | 半導体製造装置 |
| CN103728999A (zh) * | 2012-10-16 | 2014-04-16 | 苏州工业园区新宏博通讯科技有限公司 | 机柜 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63166218A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Deisuko Haitetsuku:Kk | 半導体熱処理装置のウエ−ハ冷却方法 |
| JPS63207968A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-29 | 三菱電機株式会社 | インバ−タ制御による冷蔵庫 |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP13243589A patent/JPH031066A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63166218A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Deisuko Haitetsuku:Kk | 半導体熱処理装置のウエ−ハ冷却方法 |
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| CN103728999A (zh) * | 2012-10-16 | 2014-04-16 | 苏州工业园区新宏博通讯科技有限公司 | 机柜 |
| CN103728999B (zh) * | 2012-10-16 | 2016-04-06 | 苏州新宏博智能科技股份有限公司 | 机柜 |
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