JPH07335581A - 縦型炉の冷却装置 - Google Patents
縦型炉の冷却装置Info
- Publication number
- JPH07335581A JPH07335581A JP15160994A JP15160994A JPH07335581A JP H07335581 A JPH07335581 A JP H07335581A JP 15160994 A JP15160994 A JP 15160994A JP 15160994 A JP15160994 A JP 15160994A JP H07335581 A JPH07335581 A JP H07335581A
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- JP
- Japan
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- cooling
- gas
- heater
- vertical furnace
- reaction tube
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- Pending
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- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】縦型炉を冷却する場合に、炉内の上下で降温速
度の差が生じることなく急冷でき、ウェーハの位置に拘
らず効果的に且均一に冷却が行える様にするものであ
る。 【構成】反応管１とヒータ２とが成す空間３上部に排気
管４を連通し、該排気管を介して雰囲気ガスを吸引排出
する様にした縦型炉の冷却装置に於いて、前記空間に所
要数の冷却ノズル１９，２０を挿設し、該冷却ノズルに
冷却源２３を接続し、冷却時に前記冷却ノズルより冷却
ガスを流入する様にして急速冷却を可能とし、更にヒー
タに温度調節器を接続してゾーン制御可能にし、反応管
内に熱電対１４，１５，１６，１７を設け、該熱電対を
前記温度調節器１８に接続し、前記冷却ノズルに流量コ
ントローラ２１，２４を設け、冷却状態に応じヒータの
ゾーン制御を行い、或は冷却ガスの流量制御を行い、均
一冷却を可能とする。
度の差が生じることなく急冷でき、ウェーハの位置に拘
らず効果的に且均一に冷却が行える様にするものであ
る。 【構成】反応管１とヒータ２とが成す空間３上部に排気
管４を連通し、該排気管を介して雰囲気ガスを吸引排出
する様にした縦型炉の冷却装置に於いて、前記空間に所
要数の冷却ノズル１９，２０を挿設し、該冷却ノズルに
冷却源２３を接続し、冷却時に前記冷却ノズルより冷却
ガスを流入する様にして急速冷却を可能とし、更にヒー
タに温度調節器を接続してゾーン制御可能にし、反応管
内に熱電対１４，１５，１６，１７を設け、該熱電対を
前記温度調節器１８に接続し、前記冷却ノズルに流量コ
ントローラ２１，２４を設け、冷却状態に応じヒータの
ゾーン制御を行い、或は冷却ガスの流量制御を行い、均
一冷却を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置の縦型
炉、特に縦型炉の冷却装置の改良に関するものである。
炉、特に縦型炉の冷却装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に於いて従来の半導体製造装置の縦
型炉及び該縦型炉が有する冷却装置について説明する。
型炉及び該縦型炉が有する冷却装置について説明する。
【０００３】反応管１はヒータ２の内部に立設され、該
ヒータ２と前記反応管１との間には所要の空間３が形成
され、該空間３の上部には排気管４が連通し、該排気管
４には上流側よりダンパ５、冷却器６、ブロア７が設け
られている。又、前記ヒータ２は軸心方向に所要分割さ
れ、ゾーン制御される構成となっている。
ヒータ２と前記反応管１との間には所要の空間３が形成
され、該空間３の上部には排気管４が連通し、該排気管
４には上流側よりダンパ５、冷却器６、ブロア７が設け
られている。又、前記ヒータ２は軸心方向に所要分割さ
れ、ゾーン制御される構成となっている。
【０００４】前記反応管１にはボート８が装入される様
になっており、該ボート８はキャップ９に立設され、該
キャップ９は図示しないボートエレベータに支持され昇
降可能であり、前記反応管１の下端を閉塞可能となって
いる。
になっており、該ボート８はキャップ９に立設され、該
キャップ９は図示しないボートエレベータに支持され昇
降可能であり、前記反応管１の下端を閉塞可能となって
いる。
【０００５】ウェーハ１０の処理は、前記ボート８にウ
ェーハ１０を水平姿勢で多段に装填し、該ボート８を前
記反応管１内に装入し、前記ヒータ２で反応管１内を所
定の温度に加熱し、反応管１内に反応ガスを導入するこ
とで前記ウェーハ１０表面に薄膜を成膜処理している。
ェーハ１０を水平姿勢で多段に装填し、該ボート８を前
記反応管１内に装入し、前記ヒータ２で反応管１内を所
定の温度に加熱し、反応管１内に反応ガスを導入するこ
とで前記ウェーハ１０表面に薄膜を成膜処理している。
【０００６】図３は縦型炉が均熱管１１を有するもので
ある。尚、図３では図２で示した冷却装置関係について
は同一であるので省略してある。
ある。尚、図３では図２で示した冷却装置関係について
は同一であるので省略してある。
【０００７】前記反応管１はボート８の装入、引出し
時、或はメンテナンスのクールダウン時にそれぞれ冷却
される。
時、或はメンテナンスのクールダウン時にそれぞれ冷却
される。
【０００８】冷却時には、前記ダンパ５が開となり、前
記ブロア７が駆動されて前記空間３内の雰囲気ガスを吸
引している。前記ダンパ５より吸引された雰囲気ガスは
前記冷却器６により冷却されてブロア７より排気され
る。
記ブロア７が駆動されて前記空間３内の雰囲気ガスを吸
引している。前記ダンパ５より吸引された雰囲気ガスは
前記冷却器６により冷却されてブロア７より排気され
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
製造装置の縦型炉では、前記排気管４で吸引した場合の
ガスの流れは図中矢印で示した様に下方から上方に向か
って流れる。この為、反応管１の下部では温度の低い外
部の空気が流入するので良く冷却され、吸引された空気
は前記空間３を上昇する過程で熱せられるので上部では
冷却されにくいという状態が発生する。
製造装置の縦型炉では、前記排気管４で吸引した場合の
ガスの流れは図中矢印で示した様に下方から上方に向か
って流れる。この為、反応管１の下部では温度の低い外
部の空気が流入するので良く冷却され、吸引された空気
は前記空間３を上昇する過程で熱せられるので上部では
冷却されにくいという状態が発生する。
【００１０】従って、反応管１内に装入されているウェ
ーハ１０でボート８の上部にあるものと下部にあるもの
とでは熱履歴が異なるという結果を生ずる。この為、ウ
ェーハ１０の位置により膜厚分布が均一でなくなり、歩
留まりを下げるという問題があった。
ーハ１０でボート８の上部にあるものと下部にあるもの
とでは熱履歴が異なるという結果を生ずる。この為、ウ
ェーハ１０の位置により膜厚分布が均一でなくなり、歩
留まりを下げるという問題があった。
【００１１】特に、図３で示す均熱管１１を有する縦型
炉では反応管１と均熱管１１間の空間１２をガスが流れ
にくく、反応管１内にあるウェーハ１０に対して冷却効
果が現れにくく、ウェーハの降温速度を上げることがで
きないという問題があった。
炉では反応管１と均熱管１１間の空間１２をガスが流れ
にくく、反応管１内にあるウェーハ１０に対して冷却効
果が現れにくく、ウェーハの降温速度を上げることがで
きないという問題があった。
【００１２】本発明は斯かる実情に鑑み、縦型炉を冷却
する場合に、炉内の上下で降温速度の差が生じることな
く急冷でき、又均熱管が存在する場合でも効果的にウェ
ーハの冷却を行える様にしようとするものである。
する場合に、炉内の上下で降温速度の差が生じることな
く急冷でき、又均熱管が存在する場合でも効果的にウェ
ーハの冷却を行える様にしようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応管とヒー
タとが成す空間上部に排気管を連通し、該排気管を介し
て雰囲気ガスを吸引排出する様にした縦型炉の冷却装置
に於いて、前記空間に所要数の冷却ノズルを挿設し、該
冷却ノズルに冷却源を接続し、冷却時に前記冷却ノズル
より冷却ガスを流入する様構成した縦型炉の冷却装置に
係り、更にヒータに温度調節器を接続してゾーン制御可
能にし、反応管内に熱電対を設け、該熱電対を前記温度
調節器に接続し、前記冷却ノズルに流量コントローラを
設けた縦型炉の冷却装置に係るものである。
タとが成す空間上部に排気管を連通し、該排気管を介し
て雰囲気ガスを吸引排出する様にした縦型炉の冷却装置
に於いて、前記空間に所要数の冷却ノズルを挿設し、該
冷却ノズルに冷却源を接続し、冷却時に前記冷却ノズル
より冷却ガスを流入する様構成した縦型炉の冷却装置に
係り、更にヒータに温度調節器を接続してゾーン制御可
能にし、反応管内に熱電対を設け、該熱電対を前記温度
調節器に接続し、前記冷却ノズルに流量コントローラを
設けた縦型炉の冷却装置に係るものである。
【００１４】
【作用】冷却時に反応管周囲に冷却ガスを流入させるの
で、急速冷却が可能であり、更に熱電対により、冷却状
態を検出しつつ冷却を行うので均一冷却が可能である。
で、急速冷却が可能であり、更に熱電対により、冷却状
態を検出しつつ冷却を行うので均一冷却が可能である。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
説明する。
【００１６】図１中、図２、図３で示したものと同一の
ものには同符号を付してある。
ものには同符号を付してある。
【００１７】反応管１の内壁に沿って支持棒１３を立設
し、該支持棒１３に所要間隔で複数の熱電対１４，１
５，１６，１７を設け、該熱電対１４，１５，１６，１
７は温度調節器１８に接続する。
し、該支持棒１３に所要間隔で複数の熱電対１４，１
５，１６，１７を設け、該熱電対１４，１５，１６，１
７は温度調節器１８に接続する。
【００１８】前記反応管１とヒータ２との空間３、前記
反応管１と均熱管１１との空間にそれぞれ適宜数の外冷
却ノズル１９、適宜数の内冷却ノズル２０を挿設し、前
記外冷却ノズル１９先端を前記空間３の上下方向に適宜
分布させて開口させ、前記内冷却ノズル２０の先端を前
記空間１２の上下方向に適宜分布させて開口させる。前
記外冷却ノズル１９は第１流量コントローラ２１、第１
エアバルブ２２を介して窒素ガス等の冷却源２３に接続
する。又、前記内冷却ノズル２０は第２流量コントロー
ラ２４、第２エアバルブ２５を介して冷却源２３に接続
する。
反応管１と均熱管１１との空間にそれぞれ適宜数の外冷
却ノズル１９、適宜数の内冷却ノズル２０を挿設し、前
記外冷却ノズル１９先端を前記空間３の上下方向に適宜
分布させて開口させ、前記内冷却ノズル２０の先端を前
記空間１２の上下方向に適宜分布させて開口させる。前
記外冷却ノズル１９は第１流量コントローラ２１、第１
エアバルブ２２を介して窒素ガス等の冷却源２３に接続
する。又、前記内冷却ノズル２０は第２流量コントロー
ラ２４、第２エアバルブ２５を介して冷却源２３に接続
する。
【００１９】前記ヒータ２にはサイリスタ２６を介して
電源を接続し、前記サイリスタ２６はヒータ２のゾーン
毎に電力を供給する構成となっている。前記温度調節器
１８には前記ヒータ２のゾーン毎の加熱設定温度が入力
されており、前記熱電対１４，１５，１６，１７からの
検出結果と設定温度とを比較し、加熱状態が設定温度と
なる様、温度制御信号を前記サイリスタ２６に入力す
る。
電源を接続し、前記サイリスタ２６はヒータ２のゾーン
毎に電力を供給する構成となっている。前記温度調節器
１８には前記ヒータ２のゾーン毎の加熱設定温度が入力
されており、前記熱電対１４，１５，１６，１７からの
検出結果と設定温度とを比較し、加熱状態が設定温度と
なる様、温度制御信号を前記サイリスタ２６に入力す
る。
【００２０】以下、作用を説明する。
【００２１】冷却時には前記ダンパ５を開き前記ブロア
７を駆動すると共に、前記第１エアバルブ２２、第２エ
アバルブ２５を開き前記外冷却ノズル１９、内冷却ノズ
ル２０より前記空間３、空間１２に冷却ガスを流入させ
る。前記空間３、空間１２に前記外冷却ノズル１９、内
冷却ノズル２０から分散して冷却ガスが流入するので、
前記ヒータ２内部が均一に冷却される。
７を駆動すると共に、前記第１エアバルブ２２、第２エ
アバルブ２５を開き前記外冷却ノズル１９、内冷却ノズ
ル２０より前記空間３、空間１２に冷却ガスを流入させ
る。前記空間３、空間１２に前記外冷却ノズル１９、内
冷却ノズル２０から分散して冷却ガスが流入するので、
前記ヒータ２内部が均一に冷却される。
【００２２】前記外冷却ノズル１９、内冷却ノズル２０
から流入するガス流量は、前記第１流量コントローラ２
１、第２流量コントローラ２４により調整し、経験的に
基づき前記第１流量コントローラ２１、第２流量コント
ローラ２４を設定してもよく、或は冷却状態に応じ制御
器（図示せず）により調整する様にしてもよい。
から流入するガス流量は、前記第１流量コントローラ２
１、第２流量コントローラ２４により調整し、経験的に
基づき前記第１流量コントローラ２１、第２流量コント
ローラ２４を設定してもよく、或は冷却状態に応じ制御
器（図示せず）により調整する様にしてもよい。
【００２３】前記外冷却ノズル１９、内冷却ノズル２０
から流入する冷却ガスの流量を調整することで所望の冷
却速度を得ることができ、更に前記流入する冷却ガスの
流量を時間と共に調整することで降温速度を一定にする
ことができる。
から流入する冷却ガスの流量を調整することで所望の冷
却速度を得ることができ、更に前記流入する冷却ガスの
流量を時間と共に調整することで降温速度を一定にする
ことができる。
【００２４】又、前記熱電対１４，１５，１６，１７に
よって温度を検出し、前記温度調節器１８によりヒータ
のゾーン制御を行うことができるので、ウェーハの位置
による熱履歴の差が生ずるのを防止でき、更に外部から
の冷却ガスの流れに起因する細かい外乱の影響を抑制で
きる。
よって温度を検出し、前記温度調節器１８によりヒータ
のゾーン制御を行うことができるので、ウェーハの位置
による熱履歴の差が生ずるのを防止でき、更に外部から
の冷却ガスの流れに起因する細かい外乱の影響を抑制で
きる。
【００２５】尚、冷却ガスは窒素ガスの他に、アルゴン
ガス等の不活性ガス、或は空気であってもよい。
ガス等の不活性ガス、或は空気であってもよい。
【００２６】図４は、従来の縦型炉の冷却装置による冷
却曲線Ａと、本実施例の冷却曲線Ｂを示しており、降温
速度は従来が２．０℃／min であるのに対して本実施例
では４．４℃／min 〜５℃／min となり、大幅に速度が
増しており、更に降温速度のバラツキも従来に比して極
めて小さくなっている。
却曲線Ａと、本実施例の冷却曲線Ｂを示しており、降温
速度は従来が２．０℃／min であるのに対して本実施例
では４．４℃／min 〜５℃／min となり、大幅に速度が
増しており、更に降温速度のバラツキも従来に比して極
めて小さくなっている。
【００２７】尚、上記実施例では均熱管１１がある場合
の縦型炉の冷却装置について説明したが、均熱管１１が
ない場合でも同様に実施でき、更に実験等で適正な冷却
ノズルの数、分布状態、流量等を求めることで、冷却ガ
スの流入流量等を固定でき、前記熱電対は省略すること
が可能である。
の縦型炉の冷却装置について説明したが、均熱管１１が
ない場合でも同様に実施でき、更に実験等で適正な冷却
ノズルの数、分布状態、流量等を求めることで、冷却ガ
スの流入流量等を固定でき、前記熱電対は省略すること
が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、以下の
優れた効果を発揮する。
優れた効果を発揮する。
【００２９】 降温速度を大きくできるので総合的な
処理時間を短縮でき生産性が向上する。
処理時間を短縮でき生産性が向上する。
【００３０】 等温急冷が可能であり、ウェーハの上
下方向の位置の相違による熱履歴の差がなく、歩留まり
が向上する。
下方向の位置の相違による熱履歴の差がなく、歩留まり
が向上する。
【００３１】 メンテナンス時のクールダウンの時間
が短縮し、作業能率が向上する。
が短縮し、作業能率が向上する。
【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。
【図２】従来例を示す説明図である。
【図３】他の従来例を示す説明図である。
【図４】縦型炉の急冷時の冷却特性を示す線図である。
１ 反応管 ２ ヒータ ３ 空間 ４ 排気管 ５ ダンパ ６ 冷却器 ７ ブロア １８ 温度調節器 １９ 外冷却ノズル ２０ 内冷却ノズル
Claims (2)
- 【請求項１】 反応管とヒータとが成す空間上部に排気
管を連通し、該排気管を介して雰囲気ガスを吸引排出す
る様にした縦型炉の冷却装置に於いて、前記空間に所要
数の冷却ノズルを挿設し、該冷却ノズルに冷却源を接続
し、冷却時に前記冷却ノズルより冷却ガスを流入する様
構成したことを特徴とする縦型炉の冷却装置。 - 【請求項２】 ヒータに温度調節器を接続してゾーン制
御可能にし、反応管内に熱電対を設け、該熱電対を前記
温度調節器に接続し、前記冷却ノズルに流量コントロー
ラを設けた請求項１の縦型炉の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15160994A JPH07335581A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 縦型炉の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15160994A JPH07335581A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 縦型炉の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335581A true JPH07335581A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15522281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15160994A Pending JPH07335581A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 縦型炉の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07335581A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020057754A (ko) * | 2001-01-06 | 2002-07-12 | 윤종용 | 반도체 제조 장치용 온도 제어 장치 및 방법 |
| JP2011127830A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Ulvac Japan Ltd | 熱処理炉 |
| JP2024003678A (ja) * | 2022-06-27 | 2024-01-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、および熱処理装置の温度調整方法 |
| CN120351735A (zh) * | 2025-05-06 | 2025-07-22 | 北京和崎精密科技有限公司 | 一种用于快速降温的风道结构炉体 |
-
1994
- 1994-06-09 JP JP15160994A patent/JPH07335581A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020057754A (ko) * | 2001-01-06 | 2002-07-12 | 윤종용 | 반도체 제조 장치용 온도 제어 장치 및 방법 |
| JP2011127830A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Ulvac Japan Ltd | 熱処理炉 |
| JP2024003678A (ja) * | 2022-06-27 | 2024-01-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、および熱処理装置の温度調整方法 |
| CN120351735A (zh) * | 2025-05-06 | 2025-07-22 | 北京和崎精密科技有限公司 | 一种用于快速降温的风道结构炉体 |
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