JPH03194923A - 熱処理炉 - Google Patents
熱処理炉Info
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- JPH03194923A JPH03194923A JP1333591A JP33359189A JPH03194923A JP H03194923 A JPH03194923 A JP H03194923A JP 1333591 A JP1333591 A JP 1333591A JP 33359189 A JP33359189 A JP 33359189A JP H03194923 A JPH03194923 A JP H03194923A
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- heat
- furnace
- tube
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
- C30B31/12—Heating of the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
- C30B31/10—Reaction chambers; Selection of materials therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any of groups F27B1/00 - F27B15/00
- F27B17/0016—Chamber type furnaces
- F27B17/0025—Chamber type furnaces specially adapted for treating semiconductor wafers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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
【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、熱処理炉に関する。
（従来の技術）
例えば半導体製造工程においては、被処理体であるウェ
ハを横型炉あるいは縦型炉等の熱処理炉に搬入して熱処
理を行ちでいる。この熱処理炉は、プロセスガスを導入
可能なプロセスチューブと、その周囲に配置される電気
加熱方式のヒータと、さらにこれを覆う断熱材とから構
成されている。
ハを横型炉あるいは縦型炉等の熱処理炉に搬入して熱処
理を行ちでいる。この熱処理炉は、プロセスガスを導入
可能なプロセスチューブと、その周囲に配置される電気
加熱方式のヒータと、さらにこれを覆う断熱材とから構
成されている。
ここで、プロセスチューブにはその長手方向にわたって
多数枚のウェハが配列されるバッチ式であるので、この
ウェハを配置すべき領域を一定温度の均熱ゾーンに確保
する必要がある。すなわち、ウェハの処理の均一性を図
るためには、均熱ゾーンの温度を±０．５℃以内に押え
る必要がある。
多数枚のウェハが配列されるバッチ式であるので、この
ウェハを配置すべき領域を一定温度の均熱ゾーンに確保
する必要がある。すなわち、ウェハの処理の均一性を図
るためには、均熱ゾーンの温度を±０．５℃以内に押え
る必要がある。
このために、従来ではプロセスチューブの長手方向にて
ヒータ制御を複数に分割し、例えば３ゾーン、５ゾーン
等の温度制御方式を採用している。
ヒータ制御を複数に分割し、例えば３ゾーン、５ゾーン
等の温度制御方式を採用している。
この場合、温度分布は第３図に示すように著しく不均一
である。この不均一を改善する手段として上記温度制御
方式に加えて、プロセスチューブとヒータとの間に、Ｓ
ｉＣ等よりなる均熱管を配設したものがある。この技術
としては、特開昭°６０−１４８１２４号公報等多数に
記載されている。
である。この不均一を改善する手段として上記温度制御
方式に加えて、プロセスチューブとヒータとの間に、Ｓ
ｉＣ等よりなる均熱管を配設したものがある。この技術
としては、特開昭°６０−１４８１２４号公報等多数に
記載されている。
（発明が解決しようとする課題）
この種の熱処理炉においては、プロセスチュ−ブの一端
がウェハを搬入出するために炉口として開口しており、
処理時に密閉したとしても、上記炉口部が温度勾配ゾー
ンとなってしまう。すなわち、この領域で炉内の熱が逃
げ温度低下を招くという問題があった。すなわち、第４
図の温度分布に示す通りである。この放出される熱を補
うために、開口端に近い側のヒータの加熱温度を高く設
定しているが、かえってこのためにその中央部側の炉内
温度が変動し、均熱ゾーン長が短くなり、バッチ式処理
においては大量の不良が発生するという問題があった。
がウェハを搬入出するために炉口として開口しており、
処理時に密閉したとしても、上記炉口部が温度勾配ゾー
ンとなってしまう。すなわち、この領域で炉内の熱が逃
げ温度低下を招くという問題があった。すなわち、第４
図の温度分布に示す通りである。この放出される熱を補
うために、開口端に近い側のヒータの加熱温度を高く設
定しているが、かえってこのためにその中央部側の炉内
温度が変動し、均熱ゾーン長が短くなり、バッチ式処理
においては大量の不良が発生するという問題があった。
また、ヒータとプロセスチューブとの間にＳｉＣ等から
成る均熱管を配置したとしても、均熱ゾーンの開口端側
の温度分布のばらつき防止にさほど寄与せず、均熱ゾー
ンの長さが短くなっていた。この均熱管は、均熱ゾーン
長の確保よりも、むしろコンタミネーションの防止に役
立っていた。
成る均熱管を配置したとしても、均熱ゾーンの開口端側
の温度分布のばらつき防止にさほど寄与せず、均熱ゾー
ンの長さが短くなっていた。この均熱管は、均熱ゾーン
長の確保よりも、むしろコンタミネーションの防止に役
立っていた。
すなわち、断熱材、ヒータ等より発生するゴミは、プロ
セスチューブを透過してその内部に混入し、処理の歩留
りの低下の原因となるが、プロセスチューブの外側に均
熱管を配設することにより、ゴミの透過量が減少するか
らである。
セスチューブを透過してその内部に混入し、処理の歩留
りの低下の原因となるが、プロセスチューブの外側に均
熱管を配設することにより、ゴミの透過量が減少するか
らである。
このように、従来の均熱管はヒータから炉の開口端への
熱の逃げを効果的に防止することができなかった。
熱の逃げを効果的に防止することができなかった。
そこで、本発明の目的とするところは、ヒータから炉口
に向けて放出される熱量を抑制することによって、炉内
の温度分布のばらつきを減少し、均熱ゾーン長を長くす
ることができる熱処理炉を提供することにある。
に向けて放出される熱量を抑制することによって、炉内
の温度分布のばらつきを減少し、均熱ゾーン長を長くす
ることができる熱処理炉を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は、周囲にヒータを配設したプロセスチューブに
、被処理体を搬入して熱処理する熱処理炉において、 上記プロセスチューブとヒータとの間であって、少なく
とも上記被処理体を搬入出するための開口端側に、赤外
線を散乱させる部材を配設したものである。
、被処理体を搬入して熱処理する熱処理炉において、 上記プロセスチューブとヒータとの間であって、少なく
とも上記被処理体を搬入出するための開口端側に、赤外
線を散乱させる部材を配設したものである。
（作 用）
熱処理炉のヒータへの設定温度は、例えば６００℃〜１
０００℃前後のものが多く、この温度領域にあっては、
赤外線領域を波長とするエネルギー分布が多くなってい
る。一方、ヒータから炉口への熱放出は、熱の輻射によ
るものであり、結局ヒータより炉口ぺ向う赤外線の輻射
を防止できれば、均熱長を長く確保できる。
０００℃前後のものが多く、この温度領域にあっては、
赤外線領域を波長とするエネルギー分布が多くなってい
る。一方、ヒータから炉口への熱放出は、熱の輻射によ
るものであり、結局ヒータより炉口ぺ向う赤外線の輻射
を防止できれば、均熱長を長く確保できる。
本発明では、この炉口側であって、プロセスチューブと
ヒータとの間に、赤外線を散乱させる部材を配設してい
るので、ヒータより直接炉口ぺ向う赤外線が少なくなり
、均熱ゾーンでの温度分布のばらつきを少なくすること
が可能となる。
ヒータとの間に、赤外線を散乱させる部材を配設してい
るので、ヒータより直接炉口ぺ向う赤外線が少なくなり
、均熱ゾーンでの温度分布のばらつきを少なくすること
が可能となる。
（実施例）
以下、本発明を横型炉に適用した一実施例について図面
を参照して具体的に説明する。
を参照して具体的に説明する。
第１図に模式化して示すように、この横型炉は、石英等
から構成される一端が閉鎖された円筒状のプロセスチュ
ーブ１０を有し、その他端側にはウェハをローディング
、アンローディングする開口部１２が設けられている。
から構成される一端が閉鎖された円筒状のプロセスチュ
ーブ１０を有し、その他端側にはウェハをローディング
、アンローディングする開口部１２が設けられている。
そして、この開口部１２を介して、熱処理すべき図示し
ないウニ／％をソフトランディング方式あるいはカンチ
レノく一方式によって、前記プロセスチューブ１０内に
配設可能である。
ないウニ／％をソフトランディング方式あるいはカンチ
レノく一方式によって、前記プロセスチューブ１０内に
配設可能である。
このプロセスチューブ１０の周囲には、このチューブを
囲ぎようするように例えば電気抵抗加熱式のヒータ１４
が、プロセスチューブ１０の長手方向にわたって配設さ
れる。長い均熱領域を確保するために、３ゾーンあるい
は５ゾ一ン方式により各ゾーン毎に独立した温度制御が
可能となっている。さらに、上記プロセスチューブ１０
及びヒータ１４を覆うように、筒状断熱材１６が形成配
置されている。
囲ぎようするように例えば電気抵抗加熱式のヒータ１４
が、プロセスチューブ１０の長手方向にわたって配設さ
れる。長い均熱領域を確保するために、３ゾーンあるい
は５ゾ一ン方式により各ゾーン毎に独立した温度制御が
可能となっている。さらに、上記プロセスチューブ１０
及びヒータ１４を覆うように、筒状断熱材１６が形成配
置されている。
本実施例は、上記断熱材１６に覆われる内部であって、
かつ、プロセスチューブ１０とヒータ１４との間に、ア
ルミナ（Ａ１２０３ ）によって構成された均熱管２０
を配設している。この均熱管２０を構成するアルミナは
焼結体であり、その断面構造はアルミナ粒子を多数ラン
ダム配置したものと考えられる。また、粒子の大きさの
違った構造のものと考えられる。従って、このアルミナ
からなる均熱管２０に赤外線を照射すると、この赤外線
が均熱管２０断面を透過する際には、ランダム配置され
たアルミナ粒子によって様々な方向に向かって散乱され
ることになる。
かつ、プロセスチューブ１０とヒータ１４との間に、ア
ルミナ（Ａ１２０３ ）によって構成された均熱管２０
を配設している。この均熱管２０を構成するアルミナは
焼結体であり、その断面構造はアルミナ粒子を多数ラン
ダム配置したものと考えられる。また、粒子の大きさの
違った構造のものと考えられる。従って、このアルミナ
からなる均熱管２０に赤外線を照射すると、この赤外線
が均熱管２０断面を透過する際には、ランダム配置され
たアルミナ粒子によって様々な方向に向かって散乱され
ることになる。
ここで、ヒータ１４での設定温度としては、そのプロセ
ス温度である６００℃〜１０００℃前後を実現できる温
度に設定されるので、この温度領域では赤外線のエネル
ギー分布が極めて多くなっている。
ス温度である６００℃〜１０００℃前後を実現できる温
度に設定されるので、この温度領域では赤外線のエネル
ギー分布が極めて多くなっている。
従って、開口部１２付近のプロセスチューブ１０内の温
度について着目すると、この近傍のヒタ］４から放出さ
れる熱は、上記のアルミナからなる均熱管２０によって
赤外線が様々な方向に散乱されるので、開口部１２に向
けて直接放出される熱量を従来よりも十分に抑制するこ
とが可能となる。このように、プロセスチューブ１０内
の熱が開口部１２に向けて放出される量を少なくするこ
とにより、プロセスチューブ１０の均熱ゾーンにおける
温度分布のばらつきが少なくなり、この結果均熱ゾーン
長を従来よりも長く確保することが可能となる。
度について着目すると、この近傍のヒタ］４から放出さ
れる熱は、上記のアルミナからなる均熱管２０によって
赤外線が様々な方向に散乱されるので、開口部１２に向
けて直接放出される熱量を従来よりも十分に抑制するこ
とが可能となる。このように、プロセスチューブ１０内
の熱が開口部１２に向けて放出される量を少なくするこ
とにより、プロセスチューブ１０の均熱ゾーンにおける
温度分布のばらつきが少なくなり、この結果均熱ゾーン
長を従来よりも長く確保することが可能となる。
また、プロセスチューブ１ｏの閉鎖された端部側でも、
ヒータ端部であるため放熱が生ずるが、上記均熱管２０
によりこの部分での放熱を抑制することができる。
ヒータ端部であるため放熱が生ずるが、上記均熱管２０
によりこの部分での放熱を抑制することができる。
一方、プロセスチューブ１ｏの開口部１２付近以外の領
域についても、ヒータ１４からプロセスチューブ１０に
向けて放出される熱が、予め均熱管２０によって散乱さ
れるので、この散乱によって均熱ゾーンでのさらなる熱
の均一性を実現することが可能となる。
域についても、ヒータ１４からプロセスチューブ１０に
向けて放出される熱が、予め均熱管２０によって散乱さ
れるので、この散乱によって均熱ゾーンでのさらなる熱
の均一性を実現することが可能となる。
実 験 例
炉長的７７０■■の実験炉を用い、第２図の場合には上
記実施例のようなアルミナ製の均熱管２゜を配置し、か
つ、プロセスチューブの長手方向にわたって熱電対によ
り各位置の温度分布を測定した。第２図に示すように、
この種の熱処理炉で要求される±０．５℃の均一温度、
すなわち温度幅１℃の均熱ゾーンが比較的長く確保でき
ることが確認できた。
記実施例のようなアルミナ製の均熱管２゜を配置し、か
つ、プロセスチューブの長手方向にわたって熱電対によ
り各位置の温度分布を測定した。第２図に示すように、
この種の熱処理炉で要求される±０．５℃の均一温度、
すなわち温度幅１℃の均熱ゾーンが比較的長く確保でき
ることが確認できた。
このように、従来よりも均熱ゾーンが拡大する理由は、
上述したように、プロセスチューブ１０の開口部１２に
向けて放出される赤外線の量が、均熱管２０を配置する
ことによって著しく抑制できることに裏付けられている
。
上述したように、プロセスチューブ１０の開口部１２に
向けて放出される赤外線の量が、均熱管２０を配置する
ことによって著しく抑制できることに裏付けられている
。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
炉口に向けての熱放出に起因した炉内温度のばらつきは
、特に横型炉の場合に問題となっていたが、プロセスチ
ューブｌＯの軸を垂直方向とした縦型炉の場合にも、本
発明を適用することにより均熱ゾーン長を拡大できる効
果を有する。また、赤外線を散乱できる材質としては、
粒子が多数ランダム配置されたアルミナ等の焼結体であ
って、かつ、粒子の径が大きいものがより好ましいが、
この種の焼結体に限らず他の材質のものであってもよい
。さらに、炉内の温度分布のばらつきは、特にヒータか
ら炉ロヘ向う熱放出に起因するので、少なくとも上記の
ような赤外線を散乱できる材質を、ヒータから炉ロヘ向
う途中に配設するだけでもよい。
、特に横型炉の場合に問題となっていたが、プロセスチ
ューブｌＯの軸を垂直方向とした縦型炉の場合にも、本
発明を適用することにより均熱ゾーン長を拡大できる効
果を有する。また、赤外線を散乱できる材質としては、
粒子が多数ランダム配置されたアルミナ等の焼結体であ
って、かつ、粒子の径が大きいものがより好ましいが、
この種の焼結体に限らず他の材質のものであってもよい
。さらに、炉内の温度分布のばらつきは、特にヒータか
ら炉ロヘ向う熱放出に起因するので、少なくとも上記の
ような赤外線を散乱できる材質を、ヒータから炉ロヘ向
う途中に配設するだけでもよい。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、少なくとも被処理
体の搬入出用の開口部側であって、プロセスチューブと
ヒータとの間に、赤外線を散乱させる部材を配設するこ
とによって、ヒータより開口部に向けて放出される熱量
を抑制することができ、炉内の温度分布のばらつきを抑
制することによって、均熱ゾーン長の拡大を図ることが
できる熱処理炉を提供できる。
体の搬入出用の開口部側であって、プロセスチューブと
ヒータとの間に、赤外線を散乱させる部材を配設するこ
とによって、ヒータより開口部に向けて放出される熱量
を抑制することができ、炉内の温度分布のばらつきを抑
制することによって、均熱ゾーン長の拡大を図ることが
できる熱処理炉を提供できる。
第１図は、本発明を横型炉に適用した一実施例の概略断
面図、 第２図は、本発明を適用した実験炉によって得られる炉
内の温度分布を示す特性図、 第３図、第４図は、それぞれ本発明を適用しない場合の
炉内温度分布を示す特性図である。 １ ０・・・プロセスチューブ、 ２・・・開口部、 １４・・・ヒータ、 ６・・・断熱材、 ２０・・・均熱管。
面図、 第２図は、本発明を適用した実験炉によって得られる炉
内の温度分布を示す特性図、 第３図、第４図は、それぞれ本発明を適用しない場合の
炉内温度分布を示す特性図である。 １ ０・・・プロセスチューブ、 ２・・・開口部、 １４・・・ヒータ、 ６・・・断熱材、 ２０・・・均熱管。
Claims (1)
- （１）周囲にヒータを配設したプロセスチューブに、被
処理体を搬入して熱処理する熱処理炉において、 上記プロセスチューブとヒータとの間であって、少なく
とも上記被処理体を搬入出するための開口端側に、赤外
線を散乱させる部材を配設したことを特徴とする熱処理
炉。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333591A JPH03194923A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 熱処理炉 |
| US07/622,481 US5115118A (en) | 1989-12-22 | 1990-12-05 | Heat-treatment furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333591A JPH03194923A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 熱処理炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194923A true JPH03194923A (ja) | 1991-08-26 |
Family
ID=18267753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1333591A Pending JPH03194923A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 熱処理炉 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5115118A (ja) |
| JP (1) | JPH03194923A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6252202B1 (en) | 1998-02-10 | 2001-06-26 | Jeneric/Pentron, Inc. | Furnace for heat treatment of dental materials |
| ITTO980545A1 (it) * | 1998-06-25 | 1999-12-25 | Italtecnogas S R L | Gruppo riscaldatore a combustibile gassoso |
| US6198075B1 (en) * | 1998-11-25 | 2001-03-06 | Yield Engineering Systems, Inc. | Rapid heating and cooling vacuum oven |
| WO2006047657A2 (en) * | 2004-10-25 | 2006-05-04 | Nalpeiron | System and method of authenticating licensed computer programs |
| US8487220B2 (en) * | 2009-11-18 | 2013-07-16 | Daniel F. Serrago | Vacuum oven |
| US9759487B2 (en) | 2011-03-02 | 2017-09-12 | Ivoclar Vivadent Ag | Dental firing or press furnace |
| ES2528005T3 (es) * | 2011-03-02 | 2015-02-03 | Ivoclar Vivadent Ag | Horno dental de cocción o de prensado |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3626154A (en) * | 1970-02-05 | 1971-12-07 | Massachusetts Inst Technology | Transparent furnace |
| US3678889A (en) * | 1970-02-06 | 1972-07-25 | Tokyo Shibaura Electric Co | Reflector assembly for reflecting the vapors of high temperature volatile materials |
| US3972682A (en) * | 1975-10-06 | 1976-08-03 | Envirotech Corporation | Pyrolysis furnace |
| US4412812A (en) * | 1981-12-28 | 1983-11-01 | Mostek Corporation | Vertical semiconductor furnace |
| US4699084A (en) * | 1982-12-23 | 1987-10-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Apparatus for producing high quality epitaxially grown semiconductors |
| DE3539981C1 (de) * | 1985-11-11 | 1987-06-11 | Telog Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Halbleitermaterialien |
| US4849608A (en) * | 1987-02-14 | 1989-07-18 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Apparatus for heat-treating wafers |
| KR960001160B1 (ko) * | 1987-07-31 | 1996-01-19 | 도오교오 에레구토론 가부시끼가이샤 | 가열로(加熱爐) |
| KR890008922A (ko) * | 1987-11-21 | 1989-07-13 | 후세 노보루 | 열처리 장치 |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP1333591A patent/JPH03194923A/ja active Pending
-
1990
- 1990-12-05 US US07/622,481 patent/US5115118A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5115118A (en) | 1992-05-19 |
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