JPH0484420A - 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】 ［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］ 従来から、半導体ウェハ製造工程における成膜装置には
、ＣＶＤ装置、エピタキシャル成長装置、酸化膜装置、
拡散装置等に用いられる熱処理装置が多用されている。

熱処理装置は半導体ウェハの大口径化に対応してヒータ
の有効内径が４００ｍをこえるものまで作られるように
なっているが、大口径になる程反応管内の温度制御が難
しい。そのため反応管内の断面方向の温度均一性いわゆ
る断面均熱が良好な縦型炉が多用されている。縦型炉は
、半導体ウェハが収容配置された反応管の外周に均熱管
を設け、さらにその外周にコイルヒータを巻回し、コイ
ルヒータの外周は放熱損失を減らし効率的に加熱が行わ
れるよう断熱材で被覆されている。そして反応管内を７
００〜１２００℃に適宜加熱して供給された反応ガスに
より半導体ウェハの処理を行うものである。加熱処理終
了後、半導体ウェハの温度を下げるために反応管の外周
に例えば空気等の冷却媒体を供給し、温度の急降温が行
えるように冷却装置を備えている。

［発明が解決すべき課題］ しかしながら、上記冷却装置は、例えば空気等の気体を
供給するのであるが、均熱管や断熱材等の熱容量の大き
なものが１０００℃前後に加熱されているため、冷却媒
体として供給される空気は直ちに高温になる。従って多
量の冷却空気を循環させるためには非常に大きな例えば
高さ１ｍ直径３０ｃｍ程の熱交換器が必要であった。熱
処理装置を小型化しようとすると大きな熱交換器は、熱
処理装置の近傍には配置することができず、熱処理装置
から離れた所に設置され、そのため、熱処理装置を冷却
して高温になった冷却媒体を長い配管で熱交換器に導き
処理を行っていた。このため加熱された冷却媒体により
配管が加熱され、この熱い配管が長距離配設され、非常
に危険を伴ったものである。

本発明は上記の欠点を解消するためなされたものであっ
て、危険を伴う配管の高熱状態を廃して、安全であり、
かつ冷却効率のよい熱処理装置を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明の熱処理装置は、ウ
ェハを配置する反応管と、前記反応管を囲繞して設けら
れる発熱体と、冷却媒体を供給する冷却装置とを備えた
熱処理装置において、前記冷却装置は前記発熱体近傍及
び前記発熱体から所定の距離にそれぞれ熱交換器を有す
るものである。

［作用］ 反応管内に配置されるウェハを熱処理する熱処理装置は
、反応管を囲繞する発熱体を備え、発熱体で加熱処理し
た後、反応管内を急冷するための冷却装置とを備える。

冷却装置は、反応管の外周に設けられる冷却媒体の流路
と、この流路の近傍に小型の熱交換器を備え、この小型
の熱交換器により高温の反応管と熱交換して高温に加熱
された冷却媒体を第一次冷却し、その後配管を介して離
れた所に設置される大型熱交換器に導き第二次冷却を行
う。このようにすることで大型の熱交換器に導かれる配
管は危険な程高温にならず、しかも効率よく冷却を行う
ことができる。

［実施例］ 本発明の熱処理装置を縦型熱処理装置に適用した一実施
例を図面を参照して説明する。

第１図に示すように、縦型熱処理装置１は、ウェハ２を
所定の間隔で水平に複数枚例えば１７０枚載置した石英
ボート３が搬入小装置（図示せず）により搬入出される
搬入出口４を設けた反応管５が備えられる。反応管５に
は反応ガス供給系（図示せず）に接続された反応ガス吸
入口６が反応管５の上部に連結され、吸引ファン等から
成る反応ガス排気系（図示せず）に接続された反応ガス
排出ロアが下部に設けられ、石英ボート３上に配置され
たウェハ２に反応ガスが平均に行頁るようになっている
。反応管５の外周には例えば円筒状でＳｉＣからなる均
熱管９が設けられ、この均熱管９の外周にはＦｅＣｒＡ
ｊ１発熱体やＭｏＳｉ２発熱体等の抵抗発熱体からなる
発熱体であるコイルヒータ８が設けられる。コイルヒー
タ８の外周にはさらに断熱材１０が取着される。そして
反応管５及び均熱管９は冷却媒体人口１１から冷却媒体
排気口１２に空気等の冷却媒体１３を通す流路１４を形
成する。この流路１４に冷却媒体１３を供給する冷却装
置１５は第２図に示すように縦型熱処理装置１から熱処
理装置１の熱が届かない所望距離離れた所に設置される
大型熱交換器１６及び縦型熱処理装置１の外装面内に取
着される小型熱交換器１７を有している。

冷却装置１５は、この縦型熱処理装置１の配置されるユ
ーティリティルームがら空気を吸入する吸入ファン１８
が設けられ、吸入ファン１８により吸入された空気は冷
却媒体流入口１１に接続される配管１９を介して流路１
４に供給されるようになっている。

さらに、冷却装置１５は排気ファン２０を備え、流路１
４を通り縦型熱処理装置１を冷却した空気が冷却媒体排
気口１２から小型熱交換器１７、配管２１、及び大型熱
交換器１６を通過して排気ファン２０から排出されるよ
うになっている。

このような冷却装置１５の熱交換器は、第３図に示すよ
うに、小型熱交換器１７及び大型熱交換器１６ともにそ
れぞれ冷却水１７−１．１６−１を循環させるようにな
っており、小型熱交換器１６と大型熱交換器１７間の配
管２１は例えばステンレススチール製のフレキシブル配
管を用いている。

以上のような構成の縦型熱処理装置１の作用を説明する
。

図示しない搬入自装置により石英ポート３に載置された
ウェハ２が搬入出口４から例えば８００℃に温度制御さ
れた反応管５内に挿入されると、コイルヒータ８の通電
量を増加し、発熱量を増大させ例えば１０００℃になる
までの加熱を行う。

コイルヒータ８からの熱は均熱管９により断面均熱を保
ちながら効率的に反応管５の加熱を行う。

そして、反応ガスを反応ガス吸入口６から半導体ウェハ
２の全体に均一に供給され反応ガス排出ロアから吸引さ
れる間にウェハ２に成膜等の処理が所定時間なされる。

処理終了後、反応ガス供給を停止し、コイルヒータ８に
通電を減少もしくは停止し、冷却装置１５を稼動させる
。吸入ファン１８及び排気ファン２０を作動させ空気を
冷却媒体流入口１１から流路１４に供給し、熱処理装置
と熱交換された空気は冷却媒体排気口１２を通り、冷却
水を循環させた小型熱交換器１７に供給される。ここで
冷却媒体排気口１２で例えば５００℃であった空気は４
００℃に降温され第一次冷却がなされる。ここで予備冷
却された空気はフレキシブル配管２１を通るが、予備冷
却されているため、配管２１の危険度は著しく減少され
る。また、フレキシブル配管２１は直径が大きく従って
表面積が大きく、このフレキシブル配管２１を通過中に
も空気は冷却される。そして上記空気は冷却水を循環さ
せた大型熱交換器１６で例えば常温近くまで冷却される
。

以上の説明は本発明の一実施例の説明であって、本発明
は上記の実施例に限定されず、横型熱処理装置であって
も適用できることは言うまでもない。

熱処理装置はウェハに限らず液晶基板を処理する装置に
も適用できる。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように、本発明の熱処理装
置によれば、熱処理装置の冷却装置を小型の熱交換器を
熱処理装置の外装内に設け、大型の熱交換器を熱処理装
置から離れた所に配置したため、大型熱交換器に送風す
る配管が危険な程加熱されず、安全性が確保されると共
に、２段階で冷却を行うため効率的な冷却を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の熱処理装置を適用した一実
施例を示す図、第３図は第１図に示す一実施例の要部を
示す図である。 第１Ｉ］ ］ ・・・・・・縦型熱処理装置（熱処理装置）・・・・・
・ウェハ ・・・・・・コイルヒータ（発熱体） ３・・・・・・冷却媒体 ５・・・・・・冷却装置 ６・・・・・・大型熱交換器 ７・・・・・・小型熱交換器 Ｉ！２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウェハを配置する反応管と、前記反応管を囲繞して設け
   られる発熱体と、冷却媒体を供給する冷却装置とを備え
   た熱処理装置において、前記冷却装置は前記発熱体近傍
   及び前記発熱体から所定の距離にそれぞれ熱交換器を有
   することを特徴とする熱処理装置。