JPH1197360A - Vertical heat treatment equipment - Google Patents
Vertical heat treatment equipmentInfo
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- JPH1197360A JPH1197360A JP27525597A JP27525597A JPH1197360A JP H1197360 A JPH1197360 A JP H1197360A JP 27525597 A JP27525597 A JP 27525597A JP 27525597 A JP27525597 A JP 27525597A JP H1197360 A JPH1197360 A JP H1197360A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 断熱構造体の重量およびコストの低減が図る
と共に、熱容量の減少による熱応答性の向上を図る。
【解決手段】 縦型熱処理炉3の下部の炉口2を開閉す
る蓋体20の上部に多数枚の被処理基板Wを上下方向に
所定間隔で支持した基板支持体21を断熱構造体22を
介して載置し、上記被処理基板Wを炉内の均熱領域で熱
処理する縦型熱処理装置において、上記断熱構造体22
が複数本の支柱32と、これら支柱32に上下方向に所
定間隔で設けられた複数枚の反射性を有する遮熱板33
とから構成されている。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To reduce the weight and cost of a heat insulating structure, and to improve the thermal responsiveness by reducing the heat capacity. SOLUTION: A heat insulating structure 22 includes a substrate support 21 which supports a large number of substrates W at predetermined intervals in a vertical direction on an upper portion of a lid 20 which opens and closes a furnace port 2 at a lower portion of a vertical heat treatment furnace 3. In the vertical heat treatment apparatus, wherein the heat treatment is performed on the target substrate W in a soaking region in a furnace, the heat insulating structure 22 is provided.
Are a plurality of columns 32, and a plurality of reflective heat shield plates 33 provided on the columns 32 at predetermined intervals in the vertical direction.
It is composed of
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、縦型熱処理装置に
関する。[0001] The present invention relates to a vertical heat treatment apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、被処
理基板である半導体ウエハに酸化、拡散、CVD、アニ
ールなどの処理を施すために、各種の熱処理装置が使用
されている。このような熱処理装置の一つとして、縦型
熱処理炉の下部の炉口を開閉する蓋体の上部に多数枚の
被処理基板を上下方向に所定間隔で支持した基板支持体
を断熱構造体を介して載置し、上記被処理体を炉内の均
熱領域で熱処理するようにした縦型熱処理装置が知られ
ている。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, various heat treatment apparatuses are used to perform processes such as oxidation, diffusion, CVD, and annealing on a semiconductor wafer as a substrate to be processed. As one of such heat treatment apparatuses, a heat insulating structure includes a substrate support that supports a large number of substrates to be processed at predetermined intervals in a vertical direction on an upper portion of a lid that opens and closes a lower furnace port of a vertical heat treatment furnace. 2. Description of the Related Art There is known a vertical heat treatment apparatus in which a heat treatment is performed on an object to be processed in a soaking region in a furnace.
【0003】この縦型熱処理装置においては、炉内にお
ける均一な熱処理を達成するために、炉口およびその周
囲からの熱の逃げを如何に防止するかが重要な課題とな
っている。そこで、炉口の断熱効果を向上させるため
に、上記断熱構造体を熱線の透過を防止する不透明石英
製の遮熱板により構成した縦型熱処理装置が提案されて
いる(特開平6−208954号公報参照)。具体的に
は、上記断熱構造体は、複数本の支柱と、これら支柱に
上下方向に所定の間隔で設けられた複数枚の不透明石英
製遮熱板とから構成されている。そして、上記遮熱板
は、エッチング防止対策として、不透明石英基板の表面
を透明石英層で被覆した構成が採用されている。[0003] In this vertical heat treatment apparatus, how to prevent heat from escaping from the furnace port and its surroundings is an important issue in order to achieve uniform heat treatment in the furnace. In order to improve the heat insulation effect of the furnace port, there has been proposed a vertical heat treatment apparatus in which the heat insulation structure is formed of a heat shield plate made of opaque quartz for preventing the transmission of heat rays (Japanese Patent Laid-Open No. 6-208954). Gazette). Specifically, the heat insulating structure is composed of a plurality of columns and a plurality of opaque quartz heat shield plates provided on the columns at predetermined intervals in the vertical direction. The heat shield plate employs a configuration in which the surface of an opaque quartz substrate is covered with a transparent quartz layer as a measure for preventing etching.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記縦
型熱処理装置においては、遮熱板が不透明石英基板と、
その両面に積層された透明石英層とからなるため、遮熱
板1枚の厚さが例えば3〜4mmと厚くなる。また、十
分な遮熱効果を得るためには、上記遮熱板が多数枚、例
えば10〜20枚程度必要となる。このため、断熱構造
体の重量の増大およびコストの増大を余儀なくされてい
る。また、断熱構造体の熱容量が大きくなり、熱応答性
が悪いことから、急速昇温および急速降温によるスルー
プットの向上を図る上で限界があった。However, in the above vertical heat treatment apparatus, the heat shield plate is made of an opaque quartz substrate.
Since it is composed of the transparent quartz layers laminated on both sides, the thickness of one heat shield plate is increased to, for example, 3 to 4 mm. Further, in order to obtain a sufficient heat shielding effect, a large number of the above heat shielding plates, for example, about 10 to 20 sheets are required. For this reason, the weight and cost of the heat insulating structure have to be increased. In addition, since the heat capacity of the heat insulating structure is increased and the thermal response is poor, there is a limit in improving the throughput by rapid temperature rise and rapid temperature decrease.
【0005】本発明は、上記課題を解決すべくなされた
もので、断熱構造体の重量およびコストの低減が図れる
と共に、熱容量の減少による熱応答性の向上が図れ、急
速昇温および急速降温によるスループットの向上が図れ
る縦型熱処理装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can reduce the weight and cost of the heat insulating structure, improve the heat responsiveness by reducing the heat capacity, and increase the temperature by rapidly increasing and decreasing the temperature. It is an object of the present invention to provide a vertical heat treatment apparatus capable of improving throughput.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のうち請求項1記載の縦型熱処理装置は、縦型
熱処理炉の下部の炉口を開閉する蓋体の上部に多数枚の
被処理基板を上下方向に所定間隔で支持した基板支持体
を断熱構造体を介して載置し、上記被処理体を炉内の均
熱領域で熱処理する縦型熱処理装置において、上記断熱
構造体が支柱と、該支柱に上下方向に所定間隔で設けら
れた複数枚の反射性を有する遮熱板とから構成されてい
ることを特徴としている。Means for Solving the Problems To achieve the above object, a vertical heat treatment apparatus according to claim 1 of the present invention comprises a large number of sheets on an upper part of a lid for opening and closing a furnace port at a lower part of the vertical heat treatment furnace. In a vertical heat treatment apparatus, a substrate support supporting the substrates to be processed at predetermined intervals in a vertical direction is placed via a heat insulating structure, and the object to be processed is heat-treated in a soaking region in a furnace. It is characterized in that the body is composed of a support and a plurality of reflective heat shield plates provided on the support at predetermined intervals in the vertical direction.
【0007】請求項2記載の縦型熱処理装置は、上記遮
熱板が反射膜とこの反射膜の表面を被覆する透明石英層
とから形成されていることを特徴としている。A vertical heat treatment apparatus according to a second aspect is characterized in that the heat shield plate is formed of a reflective film and a transparent quartz layer covering the surface of the reflective film.
【0008】請求項3記載の縦型熱処理装置は、上記炉
口の内周面または外周面に反射性を有する円筒状の遮熱
体が設けられていることを特徴としている。A vertical heat treatment apparatus according to a third aspect is characterized in that a cylindrical heat shield having reflectivity is provided on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the furnace port.
【0009】請求項4記載の縦型熱処理装置は、上記蓋
体の上面に反射性を有するカバー材が設けられているこ
とを特徴としている。A vertical heat treatment apparatus according to a fourth aspect is characterized in that a reflective cover material is provided on the upper surface of the lid.
【0010】[0010]
【実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添付図面
に基づいて詳述する。図1は本発明の実施の形態である
縦型熱処理装置を示す断面図、図2は同縦型熱処理装置
の断熱構造体を示す斜視図、図3は同断熱構造体を構成
する遮熱板の側面図、図4は同遮熱板の構造を示す分解
斜視図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a vertical heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a heat insulation structure of the vertical heat treatment apparatus, and FIG. 3 is a heat shield plate constituting the heat insulation structure. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of the heat shield plate.
【0011】図1において、1は被処理基板例えば半導
体ウエハWに例えば減圧CVDによる成膜処理を施すの
に適するように構成された縦型熱処理装置である。この
縦型熱処理装置1は、炉口2を下部に有する縦型熱処理
炉3を備えている。この縦型熱処理炉3は、耐熱性およ
び耐食性を有する材料例えば透明石英からなり、上端部
が閉塞され、下端部が開口された縦長円筒状の反応管4
と、この反応管4の下部開口端に連通接続され、耐熱性
および耐食性を有する材料例えばステンレススチールか
らなり、処理ガス等の供給、排気を行なうガス供給管部
5および排気管部6を側壁に有する円筒状のマニホール
ド7とから主に構成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vertical heat treatment apparatus configured to be suitable for performing a film forming process on a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer W by, for example, low pressure CVD. The vertical heat treatment apparatus 1 includes a vertical heat treatment furnace 3 having a furnace port 2 at a lower portion. This vertical heat treatment furnace 3 is made of a material having heat resistance and corrosion resistance, for example, transparent quartz, and has a vertically long cylindrical reaction tube 4 whose upper end is closed and whose lower end is opened.
And a gas supply pipe part 5 and an exhaust pipe part 6 which are connected to the lower opening end of the reaction tube 4 and which are made of a material having heat resistance and corrosion resistance, for example, stainless steel, and which supply and exhaust processing gas and the like. And a cylindrical manifold 7.
【0012】このマニホールド7は、水平に設けられた
ベースプレート8の下部に取付部材9により取付けられ
ている。ベースプレート8には、上記反応管4を貫通さ
せるための開口部10が設けられている。マニホールド
7の上下の開口端および反応管4の下部開口端は、外向
きのフランジ状に形成されている。マニホールド7の上
部開口端上に反応管4の下部開口端がシール手段例えば
Oリング11を介して載置され、連結部材12により気
密に接続されている。The manifold 7 is attached to a lower portion of a horizontally provided base plate 8 by an attachment member 9. The base plate 8 has an opening 10 through which the reaction tube 4 passes. The upper and lower open ends of the manifold 7 and the lower open end of the reaction tube 4 are formed in outward flange shapes. The lower opening end of the reaction tube 4 is placed on the upper opening end of the manifold 7 via a sealing means, for example, an O-ring 11, and is airtightly connected by a connecting member 12.
【0013】上記マニホールド7の内側に設けられた内
向きのフランジ部13には、例えば透明石英からなる円
筒状の内管14が起立した状態で取付けられ、この内管
14と外管である反応管4とにより反応管4は二重管構
造とされていることが好ましい。上記ガス供給管部5
は、上記内管14の内側に沿って上方へ処理ガス等を供
給するように設けられ、上記排気管部6は、上記内管1
4と反応管4との間の環状通路15から処理後の排ガス
を排気するように設けられている。A cylindrical inner tube 14 made of, for example, transparent quartz is attached to an inward flange portion 13 provided inside the manifold 7 in an upright state, and the inner tube 14 and the outer tube are reaction tubes. The reaction tube 4 preferably has a double tube structure with the tube 4. The gas supply pipe section 5
Is provided so as to supply a processing gas or the like upward along the inside of the inner pipe 14, and the exhaust pipe section 6 is provided with the inner pipe 1.
The exhaust gas after the treatment is exhausted from an annular passage 15 between the reaction tube 4 and the reaction tube 4.
【0014】上記ガス供給管部5には、処理ガス等の供
給源に通じるガス供給管が接続され、排気管部6には、
排気系に通じる排気管が接続される。排気管には、反応
管4内を所定の減圧雰囲気ないし真空度、例えば大気圧
付近から10-8Torr程度まで減圧排気することがで
きる真空ポンプ等を有する減圧制御装置が設けられてい
る(図示省略)。The gas supply pipe section 5 is connected to a gas supply pipe leading to a supply source of a processing gas or the like, and the exhaust pipe section 6 is connected to a gas supply pipe.
An exhaust pipe leading to the exhaust system is connected. The exhaust pipe is provided with a decompression control device having a vacuum pump or the like capable of depressurizing and exhausting the inside of the reaction tube 4 from a predetermined depressurized atmosphere or a degree of vacuum, for example, from about atmospheric pressure to about 10 -8 Torr (illustrated). Omitted).
【0015】上記反応管4の周囲には、反応管4内を所
定の温度、例えば500〜1200℃に加熱するため
に、ヒータ16が配置されている。このヒータ16は、
ヒータ線(発熱抵抗線)17をコイル状等に形成し、こ
のヒータ線17の外側を断熱材18で覆い、更にこの断
熱材18の外側を冷却ジャケット等のアウターシェル1
9で覆った構造になっている。このヒータ16は、上記
ベースプレート8上に設置されている。A heater 16 is arranged around the reaction tube 4 to heat the inside of the reaction tube 4 to a predetermined temperature, for example, 500 to 1200 ° C. This heater 16
A heater wire (heating resistance wire) 17 is formed in a coil shape or the like, the outside of the heater wire 17 is covered with a heat insulating material 18, and the outside of the heat insulating material 18 is further covered with an outer shell 1 such as a cooling jacket.
It has a structure covered with 9. The heater 16 is provided on the base plate 8.
【0016】縦型熱処理炉3の下方には、炉口2を形成
する上記マニホールド7の下部開口端を開閉する蓋体2
0が設けられている。この蓋体20は、耐熱性および耐
食性を有する材料、例えばステンレススチールにより形
成されている。この蓋体20の上部には、多数枚例えば
150枚程度の半導体ウエハWを上下方向に所定間隔で
支持した基板支持体であるウエハボート21が断熱構造
体(遮熱構造体と称してもよい)22を介して載置され
ており、この断熱構造体22により炉口2の断熱を行う
と共に半導体ウエハWを炉内の均熱領域に位置設定して
熱処理することを可能としている。A lid 2 for opening and closing a lower opening end of the manifold 7 forming the furnace port 2 is provided below the vertical heat treatment furnace 3.
0 is provided. The lid 20 is formed of a material having heat resistance and corrosion resistance, for example, stainless steel. Above the lid 20, a wafer boat 21 which is a substrate support that supports a large number of, for example, about 150, semiconductor wafers W at predetermined intervals in a vertical direction may be referred to as a heat insulating structure (also referred to as a heat shielding structure). The heat insulating structure 22 allows the furnace port 2 to be thermally insulated, and allows the semiconductor wafer W to be positioned in the soaking area in the furnace and to be heat-treated.
【0017】上記蓋体20は、昇降機構23の昇降アー
ム24に取付けられており、この昇降機構23により蓋
体20の開閉と、反応管4に対するウエハボート21の
搬入、搬出が行なわれるようになっている。蓋体20の
上部周縁部には、これを上記マニホールド7の下部開口
端に当接させて炉口2を閉じたときに、密封するための
シール手段例えば0リング25が設けられている。The lid 20 is attached to an elevating arm 24 of an elevating mechanism 23 so that the lid 20 can be opened and closed, and the wafer boat 21 can be carried in and out of the reaction tube 4. Has become. A sealing means, such as an O-ring 25, is provided on the upper peripheral portion of the lid 20 for sealing the furnace port 2 when the lid 20 is brought into contact with the lower opening end of the manifold 7 and the furnace port 2 is closed.
【0018】上記蓋体20の上部には、断熱構造体22
を載置するための受台26が設けられ、この受台26の
周縁部には断熱構造体を係合させてその水平移動を規制
する縁部27が形成されていることが好ましい。また、
上記受台27は、半導体ウエハWを均一に熱処理するた
めに、回転駆動手段によって回転するように構成されて
いることが好ましい。A heat insulating structure 22 is provided above the lid 20.
It is preferable that a receiving base 26 on which the heat-insulating structure is to be mounted is formed with an edge 27 for engaging the heat insulating structure and restricting the horizontal movement thereof. Also,
It is preferable that the pedestal 27 is configured to be rotated by a rotation driving means in order to uniformly heat-treat the semiconductor wafer W.
【0019】上記ウエハボート21は、上下の端板2
8,29間に円板状の半導体ウエハWの周囲を囲む如く
配置された複数本の縦枠30を掛け渡し、これらの縦枠
30には多数枚例えば150枚程度の半導体ウエハWを
水平状態で上下方向(高さ方向)に所定間隔で多段に支
持する溝状の係止部31が設けられている。上記縦枠3
0は、図示しない移載機構により水平方向からウエハW
の移載が可能なように一方が開放された配置構成になっ
ている。なお、上記移載機構は、薄板フォーク状の移載
アームを有し、この移載アーム上に半導体ウエハWを載
せてウエハボート21等に対する移載作業を上記縦型熱
処理炉3の下方のローディングエリアで行うようになっ
ている。The wafer boat 21 includes upper and lower end plates 2.
A plurality of vertical frames 30 arranged so as to surround the circumference of the disk-shaped semiconductor wafer W are bridged between 8, 29, and a large number of, for example, about 150 semiconductor wafers W are placed on the vertical frames 30 in a horizontal state. There is provided a groove-shaped locking portion 31 that is supported in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction (height direction). Vertical frame 3 above
0 denotes a wafer W from a horizontal direction by a transfer mechanism (not shown).
Are open so that one can be transferred. The transfer mechanism has a transfer arm in the form of a thin plate fork. The semiconductor wafer W is mounted on the transfer arm and the transfer operation to the wafer boat 21 and the like is performed by loading the lower part of the vertical heat treatment furnace 3. This is done in the area.
【0020】一方、上記断熱構造体22は、図2にも示
すように複数本例えば3本の支柱32と、これら支柱3
2に上下方向に所定間隔で設けられた複数枚例えば3〜
5枚の反射性を有する遮熱板(反射板と称してもよい)
33とから主に構成されている。上記支柱32は、上記
受台26上に載置される円形の底板34上に立設されて
おり、支柱32の上端部には上記ウエハボート21を載
置するための上板35が水平に設けられている。この上
板35には、上記ウエハボート21の下部端板29底部
に突設した円形の凸部36を嵌合させて位置決めするた
めの円形の開口部37が設けられている。上記支柱3
2、底板34および上板35は、耐熱性および耐食性を
有する材料、例えば透明石英により形成されていること
が好ましい。On the other hand, as shown in FIG. 2, the heat insulating structure 22 includes a plurality of, for example, three
2, a plurality of, for example, three to
Five reflective heat shields (may be referred to as reflectors)
33 mainly. The support column 32 is erected on a circular bottom plate 34 mounted on the receiving table 26, and an upper plate 35 for mounting the wafer boat 21 is horizontally mounted on the upper end of the support column 32. Is provided. The upper plate 35 is provided with a circular opening 37 for fitting and positioning a circular projection 36 projecting from the bottom of the lower end plate 29 of the wafer boat 21. The above support 3
2. It is preferable that the bottom plate 34 and the upper plate 35 are formed of a material having heat resistance and corrosion resistance, for example, transparent quartz.
【0021】上記遮熱板33は、エッチング防止対策、
反射膜による半導体ウエハWの金属汚染防止等のため
に、図3ないし図4に示すように、反射膜38と、この
反射膜38の表面を被覆する透明石英層39,40とか
ら形成されていることが好ましい。この遮熱板33を形
成する一つの方法としては、透明石英層39,40を形
成する円形の一対の透明石英板41,42を用い、その
一方の透明石英板41の片方の面に反射膜38を設け、
この反射膜38をもう一方の透明石英板42との間で挟
み込み、両透明石英板41,42の周縁部を溶接して密
封および一体化する方法がある。The heat shield plate 33 is used to prevent etching.
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, in order to prevent metal contamination of the semiconductor wafer W by the reflective film, as shown in FIGS. 3 and 4, the reflective film 38 and transparent quartz layers 39 and 40 covering the surface of the reflective film 38 are formed. Is preferred. As one method of forming the heat shield plate 33, a pair of circular transparent quartz plates 41 and 42 forming the transparent quartz layers 39 and 40 are used, and a reflection film is formed on one surface of one of the transparent quartz plates 41. 38,
There is a method in which the reflection film 38 is sandwiched between another transparent quartz plate 42 and the peripheral portions of the two transparent quartz plates 41 and 42 are welded to be sealed and integrated.
【0022】上記遮熱板33を形成する他の方法として
は、一方の透明石英層39を形成する円形の透明石英板
41の上面に反射膜38を設け、この反射膜38上に透
明石英を流し込み、この反射膜38を封じ込んで他方の
透明石英層42を形成する方法がある(図示省略)。上
記反射膜38は、塗布、CVD、蒸着等により極めて薄
い膜として設けることができる。反射膜38の両面に設
けられる透明石英層39,40は、エッチングを防止し
得る厚さ例えば0.5mm程度でよいため、遮熱板33
の厚さは1mm程度と薄く形成することができる。As another method of forming the heat shield plate 33, a reflective film 38 is provided on the upper surface of a circular transparent quartz plate 41 on which one transparent quartz layer 39 is formed, and transparent quartz is coated on the reflective film 38. There is a method of casting and sealing the reflective film 38 to form the other transparent quartz layer 42 (not shown). The reflection film 38 can be provided as an extremely thin film by coating, CVD, vapor deposition, or the like. The transparent quartz layers 39 and 40 provided on both surfaces of the reflection film 38 may have a thickness of, for example, about 0.5 mm that can prevent etching.
Can be formed as thin as about 1 mm.
【0023】上記遮熱板33は、底板34と上板35間
の支柱32に水平状態で上下方向に所定間隔で複数枚設
けられる。支柱32に遮熱板33を設ける一つの方法と
しては、遮熱板33に支柱32を通す孔部(図示省略)
を設けておき、この孔部に支柱32を通してから、孔部
と支柱32を溶接して遮熱板を支柱に固定する方法があ
る。支柱32に遮熱板33を設ける他の方法としては、
支柱32をスペーサとして用いるべく複数に分割してお
き、分割された支柱32を介して遮熱板33を積み上げ
て設ける方法がある。何れの方法でも、支柱32に複数
枚の遮熱板33を設けた断熱構造体22を容易に作製す
ることができる。A plurality of the heat shield plates 33 are provided on the column 32 between the bottom plate 34 and the upper plate 35 in a horizontal state at predetermined intervals in the vertical direction. As one method of providing the heat shield plate 33 on the support 32, a hole (not shown) for passing the support 32 through the heat shield 33 is provided.
There is a method of fixing the heat shield plate to the column by welding the column and the column 32 after passing the column 32 through the hole. As another method of providing the heat shield plate 33 on the column 32,
There is a method in which the support 32 is divided into a plurality of parts so as to be used as spacers, and the heat shield plates 33 are stacked and provided via the divided support 32. In any method, the heat insulating structure 22 in which the plurality of heat shield plates 33 are provided on the support 32 can be easily manufactured.
【0024】上記炉口2の周囲を遮熱するために、例え
ば炉口2の内周面であるマニホールド7の内周面には、
反射性を有する円筒状の遮熱体43が設けられているこ
とが好ましい。この遮熱体43は、上記遮熱板33と同
様に、反射膜を両透明石英層間に挟み込んだ構造に形成
されていることが好ましい。なお、炉口2の内周面に遮
熱体43を設ける代り、炉口2の外周面すなわちマニホ
ールド7の外周面に遮熱体43を設けてもよい。上記遮
熱体43は、マニホールド7の内周面から取外し可能
で、洗浄が容易になっていることが好ましい。In order to shield the heat around the furnace port 2, for example, an inner circumferential surface of the manifold 7, which is an inner circumferential surface of the furnace port 2,
It is preferable that a cylindrical heat shield 43 having reflectivity is provided. This heat shield 43 is preferably formed in a structure in which a reflection film is sandwiched between the two transparent quartz layers, similarly to the heat shield plate 33. Instead of providing the heat shield 43 on the inner peripheral surface of the furnace port 2, the heat shield 43 may be provided on the outer peripheral surface of the furnace port 2, that is, on the outer peripheral surface of the manifold 7. It is preferable that the heat shield 43 be removable from the inner peripheral surface of the manifold 7 and facilitate cleaning.
【0025】また、上記炉口2における遮熱効果を更に
高めるために、上記蓋体20の上面には、反射性を有す
るカバー材44が設けられていることが好ましい。この
カバー材44は、上記遮熱板33と同様に、反射膜を両
透明石英層間に挟み込んだ構造に形成されていることが
好ましい。上記カバー材44は、蓋体20の上面から取
外し可能で、洗浄が容易になっていることが好ましい。Further, in order to further enhance the heat shielding effect at the furnace port 2, it is preferable that a reflective cover member 44 is provided on the upper surface of the lid 20. This cover member 44 is preferably formed in a structure in which a reflective film is sandwiched between both transparent quartz layers, similarly to the heat shield plate 33. It is preferable that the cover member 44 can be removed from the upper surface of the lid 20 and is easy to clean.
【0026】以上のように構成された縦型熱処理装置1
においては、先ず昇降機構23により縦型熱処理炉3の
下方のローディングエリアに蓋体20を下降移動させ、
蓋体20上に断熱構造体22を介して載置されたウエハ
ボート21に移載機構により半導体ウエハWを移載す
る。次に、上記蓋体20を上昇移動させて、ウエハボー
ト21および断熱構造体22を炉内に搬入すると共に蓋
体20をマニホールド7の下部開口端に当接させて炉口
2を密閉する。これにより、ウエハボート21が上記断
熱構造体22によって炉内の均熱領域に位置設定され
る。The vertical heat treatment apparatus 1 configured as described above
First, the lid 20 is moved down to the loading area below the vertical heat treatment furnace 3 by the lifting mechanism 23,
The semiconductor wafer W is transferred to the wafer boat 21 placed on the lid 20 via the heat insulating structure 22 by the transfer mechanism. Next, the lid 20 is moved up to carry the wafer boat 21 and the heat insulating structure 22 into the furnace, and the lid 20 is brought into contact with the lower opening end of the manifold 7 to seal the furnace port 2. As a result, the position of the wafer boat 21 is set in the soaking area in the furnace by the heat insulating structure 22.
【0027】次に、排気管部6からの減圧排気により炉
内を真空置換すると共に、ガス供給管部5からの不活性
ガス例えば窒素(N2)ガスの導入により炉内を窒素ガ
スで置換した後、ヒータ16により半導体ウエハWを所
定の処理温度まで急速に昇温させたなら、ガス供給管部
5から所定の処理ガスを導入しつつ炉内を所定の減圧状
態に維持して成膜処理等の熱処理を行う。この熱処理が
終了したなら、上記半導体ウエハWを例えば室温まで急
速に降温させ、熱処理後の半導体ウエハWを蓋体20の
下降移動によりウエハボート21ごと炉外へ搬出すれば
よい。Next, the inside of the furnace is vacuum-replaced by depressurized exhaust from the exhaust pipe section 6, and the inside of the furnace is replaced by nitrogen gas by introducing an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas from the gas supply pipe section 5. After that, when the semiconductor wafer W is rapidly heated to a predetermined processing temperature by the heater 16, the inside of the furnace is maintained at a predetermined reduced pressure state while introducing a predetermined processing gas from the gas supply pipe section 5 to form a film. Heat treatment such as treatment is performed. When the heat treatment is completed, the temperature of the semiconductor wafer W may be rapidly lowered to, for example, room temperature, and the semiconductor wafer W after the heat treatment may be carried out of the furnace together with the wafer boat 21 by the downward movement of the lid 20.
【0028】上記縦型熱処理装置1によれば、縦型熱処
理炉3の下部の炉口2を開閉する蓋体20の上部に多数
枚の半導体ウエハWを上下方向に所定間隔で支持したウ
エハボート21を断熱構造体22を介して載置し、上記
半導体ウエハWを炉内の均熱領域で熱処理する縦型熱処
理装置において、上記断熱構造体22が複数本の支柱3
2と、これら支柱32に上下方向に所定間隔で設けられ
た複数枚の反射性を有する遮熱板33とから構成されて
いる。これにより、縦型熱処理炉3の炉口2から炉外へ
逃げようとする熱線が断熱構造体22を構成する複数段
の遮熱板33によって炉内側へ反射されて遮熱されるた
め、従来の不透明石英からなる遮熱板と比べて、遮熱板
33の枚数を少なくして遮熱効果を上げることができ
る。According to the vertical heat treatment apparatus 1, a wafer boat supporting a large number of semiconductor wafers W at predetermined intervals in the vertical direction on an upper part of a lid 20 for opening and closing a furnace port 2 at a lower part of a vertical heat treatment furnace 3. In a vertical heat treatment apparatus for mounting the semiconductor wafer W through the heat insulating structure 22 and heat-treating the semiconductor wafer W in the soaking area in the furnace, the heat insulating structure 22 includes a plurality of columns 3.
2 and a plurality of reflective heat shield plates 33 provided at predetermined intervals on the columns 32 in the vertical direction. Accordingly, the heat rays that escape from the furnace port 2 of the vertical heat treatment furnace 3 to the outside of the furnace are reflected toward the inside of the furnace by a plurality of stages of heat shield plates 33 constituting the heat insulating structure 22 and are shielded. Compared to a heat shield plate made of opaque quartz, the number of heat shield plates 33 can be reduced to enhance the heat shield effect.
【0029】従来の縦型熱処理装置の断熱構造体が10
〜20枚の遮熱板を必要としているのに対して、本実施
の形態のそれは3〜5枚の遮熱板33で足りる。従っ
て、断熱構造体22の重量およびコストの低減が図れる
と共に、熱容量の減少による熱応答性の向上が図れ、急
速昇温および急速降温によるスループットの向上が図れ
る。また、遮熱板33の径を縦型熱処理炉3の内管14
が許容する最大限まで大きくできるため、遮熱性の向上
が図れる。The heat insulating structure of the conventional vertical heat treatment apparatus is 10
While up to 20 heat shields are required, 3 to 5 heat shields 33 suffice for this embodiment. Therefore, the weight and cost of the heat insulating structure 22 can be reduced, the thermal response can be improved by reducing the heat capacity, and the throughput can be improved by rapid temperature rise and rapid temperature decrease. Further, the diameter of the heat shield plate 33 is adjusted to the inner pipe 14 of the vertical heat treatment furnace 3.
Can be increased to the maximum allowable, so that the heat insulation can be improved.
【0030】特に、上記遮熱板33が反射膜38とこの
反射膜の表面を被覆する透明石英層39,40とから形
成されているため、金属質の反射膜38による半導体ウ
エハWの金属汚染を防止できることは勿論のこと、遮熱
板33の肉厚を薄くすることができる。従来の遮熱板が
不透明石英基板と、その両面に積層された透明石英層と
からなるため、遮熱板1枚の厚さが例えば3〜4mmと
厚くなっているのに対して、本実施の形態のそれは、1
mm程度と薄くすることができる。従って、断熱構造体
22の重量およびコストの更なる低減が図れると共に、
熱容量の減少による応答性の更なる向上が図れる。In particular, since the heat shield plate 33 is formed of the reflective film 38 and the transparent quartz layers 39 and 40 covering the surface of the reflective film, metal contamination of the semiconductor wafer W by the metallic reflective film 38 is performed. Of course, the thickness of the heat shield plate 33 can be reduced. Since the conventional heat shield plate is composed of an opaque quartz substrate and a transparent quartz layer laminated on both sides thereof, the thickness of one heat shield plate is as thick as 3 to 4 mm, for example. In the form of 1
mm. Therefore, the weight and cost of the heat insulating structure 22 can be further reduced, and
The responsiveness can be further improved by reducing the heat capacity.
【0031】更に、上記マニホールド7の内周面には、
反射性を有する円筒状の遮熱体43が設けられているた
め、炉口周囲からの熱線の逃げを阻止して遮熱性の更な
る向上が図れる。また、マニホールド7の内周面が遮熱
体43で覆われることにより、腐食性を有する処理ガス
の接触によるマニホールド内周面の腐食を防止すること
ができる。また、上記蓋体20の上面には、反射性を有
するカバー材44が設けられているため、炉口2のより
一層の遮熱性の向上が図れると共に、腐食性を有する処
理ガスの接触による蓋体上面の腐食を防止することがで
きる。Further, on the inner peripheral surface of the manifold 7,
Since the cylindrical heat shield 43 having reflectivity is provided, the escape of heat rays from around the furnace port is prevented, so that the heat shield can be further improved. In addition, since the inner peripheral surface of the manifold 7 is covered with the heat shield 43, corrosion of the inner peripheral surface of the manifold due to contact of corrosive processing gas can be prevented. Further, since the cover member 44 having reflectivity is provided on the upper surface of the lid 20, the heat shielding property of the furnace port 2 can be further improved, and the lid by contact of corrosive processing gas can be achieved. Corrosion of the upper surface of the body can be prevented.
【0032】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の設計
変更等が可能である。例えば、上記実施の形態における
縦型熱処理炉は、マニホールドを備えているが、本発明
における縦型熱処理炉は、必ずしもマニホールドを備え
ている必要はない。本発明が適用される縦型熱処理装置
としては、CVD以外に、例えば酸化、拡散、アニール
などの熱処理を行うものであってもよい。また、被処理
基板としては、半導体ウエハ以外に、例えばLCD基板
等が適用可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes and the like can be made within the scope of the present invention. For example, the vertical heat treatment furnace in the above embodiment includes a manifold, but the vertical heat treatment furnace in the present invention does not necessarily need to include a manifold. The vertical heat treatment apparatus to which the present invention is applied may be one that performs heat treatment such as oxidation, diffusion, and annealing in addition to CVD. Further, as the substrate to be processed, for example, an LCD substrate or the like can be applied other than the semiconductor wafer.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果が得られる。In summary, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
【0034】(1)請求項1記載の縦型熱処理装置よれ
ば、縦型熱処理炉の下部の炉口を開閉する蓋体の上部に
多数枚の被処理基板を上下方向に所定間隔で支持した基
板支持体を断熱構造体を介して載置し、上記被処理体を
炉内の均熱領域で熱処理する縦型熱処理装置において、
上記断熱構造体が複数本の支柱と、これら支柱に上下方
向に所定間隔で設けられた複数枚の反射性を有する遮熱
板とから構成されているため、遮熱板の枚数を少なくし
て遮熱効果を上げることができ、断熱構造体の重量およ
びコストの低減が図れると共に、熱容量の減少による熱
応答性の向上が図れ、急速昇温および急速降温によるス
ループットの向上が図れる。(1) According to the vertical heat treatment apparatus of the first aspect, a large number of substrates to be processed are supported at predetermined intervals in the vertical direction on the upper portion of the lid that opens and closes the lower furnace port of the vertical heat treatment furnace. In a vertical heat treatment apparatus in which a substrate support is placed via a heat insulating structure and the object to be processed is heat-treated in a soaking region in a furnace,
Since the heat insulating structure is composed of a plurality of columns and a plurality of reflective heat shield plates provided at predetermined intervals in the columns in the vertical direction, the number of heat shield plates is reduced. The heat shielding effect can be enhanced, the weight and cost of the heat insulating structure can be reduced, the thermal response can be improved by reducing the heat capacity, and the throughput can be improved by rapid temperature rise and rapid temperature decrease.
【0035】(2)請求項2記載の縦型熱処理装置によ
れば、上記遮熱板が反射膜とこの反射膜の表面を被覆す
る透明石英層とから形成されているため、反射膜による
被処理基板の金属汚染を防止できることは勿論のこと、
遮熱板の肉厚を薄くできることにより、断熱構造体の重
量およびコストの更なる低減が図れると共に、熱容量の
減少による応答性の更なる向上が図れる。(2) According to the vertical heat treatment apparatus of the second aspect, since the heat shield plate is formed of the reflective film and the transparent quartz layer covering the surface of the reflective film, the heat shield plate is covered by the reflective film. Of course, it is possible to prevent metal contamination of the processing substrate,
Since the thickness of the heat shield plate can be reduced, the weight and cost of the heat insulating structure can be further reduced, and the responsiveness can be further improved due to the decrease in heat capacity.
【0036】(3)請求項3記載の縦型熱処理装置によ
れば、上記炉口の内周面または外周面に反射性を有する
円筒状の遮熱体が設けられているため、炉口周囲の遮熱
性の更なる向上が図れる。(3) According to the vertical heat treatment apparatus according to the third aspect, since a cylindrical heat shield having reflectivity is provided on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the furnace port, the vicinity of the furnace port is provided. Can further improve the heat insulation.
【0037】(4)請求項4記載の縦型熱処理装置によ
れば、上記蓋体の上面に反射性を有するカバー材が設け
られているため、炉口におけるより層の遮熱性の向上が
図れる。(4) According to the vertical heat treatment apparatus of the fourth aspect, since the cover material having reflectivity is provided on the upper surface of the lid, the heat insulation of the layer at the furnace port can be improved. .
【図1】本発明の実施の形態である縦型熱処理装置を示
す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a vertical heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】同縦型熱処理装置における断熱構造体を示す斜
視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a heat insulating structure in the vertical heat treatment apparatus.
【図3】同断熱構造体を構成する遮熱板の側面図であ
る。FIG. 3 is a side view of a heat shield plate constituting the heat insulating structure.
【図4】同遮熱板の構造を示す分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of the heat shield plate.
1 縦型熱処理装置 W 半導体ウエハ(被処理基板) 2 炉口 3 縦型熱処理炉 20 蓋体 21 ウエハボート(基板支持体) 22 断熱構造体 32 支柱 33 遮熱板 38 反射膜 39,40 透明石英層 43 遮熱体 44 カバー材 REFERENCE SIGNS LIST 1 vertical heat treatment apparatus W semiconductor wafer (substrate to be processed) 2 furnace port 3 vertical heat treatment furnace 20 lid 21 wafer boat (substrate support) 22 heat insulating structure 32 support 33 heat shield plate 38 reflective film 39, 40 transparent quartz Layer 43 Heat shield 44 Cover material
Claims (4)
体の上部に多数枚の被処理基板を上下方向に所定間隔で
支持した基板支持体を断熱構造体を介して載置し、上記
被処理体を炉内の均熱領域で熱処理する縦型熱処理装置
において、上記断熱構造体が複数本の支柱と、これら支
柱に上下方向に所定間隔で設けられた複数枚の反射性を
有する遮熱板とから構成されていることを特徴とする縦
型熱処理装置。A substrate support supporting a large number of substrates to be processed at predetermined intervals in a vertical direction is placed on an upper portion of a lid for opening and closing a furnace port at a lower portion of a vertical heat treatment furnace via a heat insulating structure. In a vertical heat treatment apparatus for heat-treating the object to be treated in a soaking region in a furnace, the heat-insulating structure has a plurality of columns, and a plurality of reflective members provided at predetermined intervals on the columns at predetermined intervals. A vertical heat treatment apparatus, comprising:
を被覆する透明石英層とから形成されていることを特徴
とする請求項1記載の縦型熱処理装置。2. The vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein said heat shield plate is formed of a reflective film and a transparent quartz layer covering a surface of said reflective film.
性を有する円筒状の遮熱体が設けられていることを特徴
とする請求項1記載の縦型熱処理装置。3. The vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein a cylindrical heat shield having reflectivity is provided on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the furnace port.
ー材が設けられていることを特徴とする請求項1記載の
縦型熱処理装置。4. The vertical heat treatment apparatus according to claim 1, wherein a cover material having reflectivity is provided on an upper surface of the lid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27525597A JPH1197360A (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Vertical heat treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27525597A JPH1197360A (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Vertical heat treatment equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197360A true JPH1197360A (en) | 1999-04-09 |
Family
ID=17552872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27525597A Pending JPH1197360A (en) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | Vertical heat treatment equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197360A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009302547A (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Asm Internatl Nv | Semiconductor processing apparatus having improved thermal characteristic and method of providing the processing apparatus |
| CN113808967A (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 光洋热系统股份有限公司 | Heat treatment device |
| KR20230069174A (en) | 2020-12-28 | 2023-05-18 | 가부시키가이샤 후루야긴조쿠 | silica heat reflector |
| KR20240091098A (en) | 2021-12-09 | 2024-06-21 | 가부시키가이샤 후루야긴조쿠 | heat reflector |
| US12456636B2 (en) | 2019-06-27 | 2025-10-28 | Kokusai Electric Corporation | Heat insulation structure, substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and substrate processing method |
| KR20260003176A (en) | 2023-06-06 | 2026-01-06 | 가부시키가이샤 후루야긴조쿠 | Silica heat reflector and its manufacturing method |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP27525597A patent/JPH1197360A/en active Pending
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| JP2021197448A (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-27 | 光洋サーモシステム株式会社 | Thermal treatment device |
| KR20230069174A (en) | 2020-12-28 | 2023-05-18 | 가부시키가이샤 후루야긴조쿠 | silica heat reflector |
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| KR20260003176A (en) | 2023-06-06 | 2026-01-06 | 가부시키가이샤 후루야긴조쿠 | Silica heat reflector and its manufacturing method |
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