JPS5833083A - 熱処理炉 - Google Patents
熱処理炉Info
- Publication number
- JPS5833083A JPS5833083A JP13154381A JP13154381A JPS5833083A JP S5833083 A JPS5833083 A JP S5833083A JP 13154381 A JP13154381 A JP 13154381A JP 13154381 A JP13154381 A JP 13154381A JP S5833083 A JPS5833083 A JP S5833083A
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- JP
- Japan
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- tube
- furnace
- heat treatment
- heat
- wafer
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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】
本発明は半導体装置の熱処理用として用いる熱処理炉Ｋ
ＩＩＬ、轡に炉熱炉冷プロセスに好適な熱ａｍ炉に調す
るものでるる。
ＩＩＬ、轡に炉熱炉冷プロセスに好適な熱ａｍ炉に調す
るものでるる。
一般に半導体装置の製造工程では半導体ウェーハに拡散
、結晶成最等の熱処ｍを施してシリ、この熱地１１には
＃１図に示すような熱処理炉が使用される。図は従来の
熱処理炉の断面図であシ、筒状に形成した断熱材１の内
側にヒータ２を配設し、かつ仁のヒータ２の内側に扛均
熱管３管配置している。また、この均熱管３の内部には
−ｍｔ−開放しかつ他ｊＩにガス通流口を有するプロセ
スチューブ（石英管）４管配置しており、仁のチューブ
４内には豪処理物でるる半導体ウェーハＷを一端開口４
ａから出し入れできるようにしている。この熱処理炉に
よれば、ヒータ２は通電逼れて発熱したときに均熱管３
を直接加熱し、更にこの均熱管３を介してプロセスチュ
ーブ４を加熱することＫよシチュープ内のウェーハＷｔ
−加熱する。Ｉｔ、この加熱状部は＃熱材”１の断熱作
用によって効果的忙保持−８ｆＬ、比較的に安定した温
度での熱処理全行なう仁とがで専るのである。
、結晶成最等の熱処ｍを施してシリ、この熱地１１には
＃１図に示すような熱処理炉が使用される。図は従来の
熱処理炉の断面図であシ、筒状に形成した断熱材１の内
側にヒータ２を配設し、かつ仁のヒータ２の内側に扛均
熱管３管配置している。また、この均熱管３の内部には
−ｍｔ−開放しかつ他ｊＩにガス通流口を有するプロセ
スチューブ（石英管）４管配置しており、仁のチューブ
４内には豪処理物でるる半導体ウェーハＷを一端開口４
ａから出し入れできるようにしている。この熱処理炉に
よれば、ヒータ２は通電逼れて発熱したときに均熱管３
を直接加熱し、更にこの均熱管３を介してプロセスチュ
ーブ４を加熱することＫよシチュープ内のウェーハＷｔ
−加熱する。Ｉｔ、この加熱状部は＃熱材”１の断熱作
用によって効果的忙保持−８ｆＬ、比較的に安定した温
度での熱処理全行なう仁とがで専るのである。
ところで、この種の熱処理炉ではプロセスチューブ４の
一喝の開口４ａや他港のガス通流口４ｂの存在により、
チューブ内におけるｍ度状１１は第２図のように中央部
ムでは平坦であるｆｆ口部Ｂや炉奥ＳＯでは温度勾配が
生じてｂる。％に炉口５ＢＫおける勾配は著しく、シた
がってこのような温度勾配の箇所を通してウェーハをチ
ューブ内へ入れ或いは出したりすると、ウェーハ表裏面
に著しい温ｆｌｕが生じウェーハにそりや歪が発生する
。近年ではウェーハの大径化が進められているためこの
ような不具合に特に生じ易い。このようなそりや歪に対
してはウェーハの出し入れ速ｆｔ運くする方法が有効で
あるが、通常の処理では数十枚のウェーハをボートロー
ダ等に並列載置して一括処理を行なうようにしているた
め、先頭（チェー１の他端側）のウエーノ１と後尾のウ
ェーハとでは炉に入っている時間（熱影響全うける時間
）が大きく異＆Ｌ各ウェーへの均一処理が行なわれをい
という問題が生じる。
一喝の開口４ａや他港のガス通流口４ｂの存在により、
チューブ内におけるｍ度状１１は第２図のように中央部
ムでは平坦であるｆｆ口部Ｂや炉奥ＳＯでは温度勾配が
生じてｂる。％に炉口５ＢＫおける勾配は著しく、シた
がってこのような温度勾配の箇所を通してウェーハをチ
ューブ内へ入れ或いは出したりすると、ウェーハ表裏面
に著しい温ｆｌｕが生じウェーハにそりや歪が発生する
。近年ではウェーハの大径化が進められているためこの
ような不具合に特に生じ易い。このようなそりや歪に対
してはウェーハの出し入れ速ｆｔ運くする方法が有効で
あるが、通常の処理では数十枚のウェーハをボートロー
ダ等に並列載置して一括処理を行なうようにしているた
め、先頭（チェー１の他端側）のウエーノ１と後尾のウ
ェーハとでは炉に入っている時間（熱影響全うける時間
）が大きく異＆Ｌ各ウェーへの均一処理が行なわれをい
という問題が生じる。
七こで、最近では所謂炉熱炉冷プロセスと称し、所定の
処理温［（１０００〜１２００℃）よりも低一温度（ｓ
ｏｏ〜９００℃）Ｋチューブ内を保った状態でチューブ
内にウェーハを丁みやかに入れ、所定の処理温度に上昇
名せて熱処理完了後せた後に再びチェープ内會降温さゼ
、ウエーノＳ！−すみやかにチェープから取シ出丁プロ
セスが提案されている。仁のプロセスでは、低温状豐で
ウェーハを出し入れするためにウェーハのそりや歪は生
じ難くかつすみやかに出し入れするためにウェーへ関で
の不均一が生ずることもない。
処理温［（１０００〜１２００℃）よりも低一温度（ｓ
ｏｏ〜９００℃）Ｋチューブ内を保った状態でチューブ
内にウェーハを丁みやかに入れ、所定の処理温度に上昇
名せて熱処理完了後せた後に再びチェープ内會降温さゼ
、ウエーノＳ！−すみやかにチェープから取シ出丁プロ
セスが提案されている。仁のプロセスでは、低温状豐で
ウェーハを出し入れするためにウェーハのそりや歪は生
じ難くかつすみやかに出し入れするためにウェーへ関で
の不均一が生ずることもない。
しかし表から、最近の熱処理炉は省エネルギ的な見地か
ら熱の放散を極力防止するように構成してシシ、また８
１０等を材料とする均熱管は七の加工上の理由から肉厚
の低減、換言すれば熱容量の低減化に限界が生じている
こと等から、特にチューブ内の冷却（降温）Ｋは時ｌｖ
ｌがかかり、熱処理後のウェーハの取り出しに要する時
間が長くなってウェーハの処理効率が悪く修るという問
題が生じている。
ら熱の放散を極力防止するように構成してシシ、また８
１０等を材料とする均熱管は七の加工上の理由から肉厚
の低減、換言すれば熱容量の低減化に限界が生じている
こと等から、特にチューブ内の冷却（降温）Ｋは時ｌｖ
ｌがかかり、熱処理後のウェーハの取り出しに要する時
間が長くなってウェーハの処理効率が悪く修るという問
題が生じている。
し友がって本発明の目的は、断熱材と均熱管との間の空
間に冷却用流体の通流口を臨設し、炉の冷却時にこの通
流口を通して前記空間内に冷却流体を過流し得るように
構成することにより、均熱管はもとよシ炉全体の冷却時
間の短縮を図り、これによシウエーハ処理効率の向上を
達成することができる熱処理炉を提供することＰＣＴｏ
る。
間に冷却用流体の通流口を臨設し、炉の冷却時にこの通
流口を通して前記空間内に冷却流体を過流し得るように
構成することにより、均熱管はもとよシ炉全体の冷却時
間の短縮を図り、これによシウエーハ処理効率の向上を
達成することができる熱処理炉を提供することＰＣＴｏ
る。
以下、本発Ｗ１４を図示の実施例によシ説明する。
ａＳＳ（転）、―）は本発明の一実施例の断面図である
。ＷＪにおいて１０は円筒状に形成した断熱材であり、
その内面に沿ってコイル状のヒータ１１を掃目固設して
いる。ヒータ１１は熱処理炉を長さ方向に区分した中央
部ム、炉ロ部Ｂ、炉奥ｓＯＫ夫々対応して設けたコイル
部１１１、ｌｌｂ、ｌｌａから１にり、各コイル部は図
外の電源回路に夫々個別ＫＩＩ続し、独立して温度指示
ができるようＫしている。前記ヒータ１１の内側Ｉ／Ｃ
は８１０等の材料を用いて円筒状に形成した均熱管１２
’に内挿し、その両端部を夫々断熱材料からなる円板状
のキャップ１３．１４に気密に嵌合した上で前記断熱材
１０内に支持している。前記キャップ１３，１４Ｆｉ隋
熱材１００内面に気密に嵌合し、この結果断熱材１０．
均熱管１２、キャップ１３．１４０関には褒状の気密空
間１５が画成されることになる。
。ＷＪにおいて１０は円筒状に形成した断熱材であり、
その内面に沿ってコイル状のヒータ１１を掃目固設して
いる。ヒータ１１は熱処理炉を長さ方向に区分した中央
部ム、炉ロ部Ｂ、炉奥ｓＯＫ夫々対応して設けたコイル
部１１１、ｌｌｂ、ｌｌａから１にり、各コイル部は図
外の電源回路に夫々個別ＫＩＩ続し、独立して温度指示
ができるようＫしている。前記ヒータ１１の内側Ｉ／Ｃ
は８１０等の材料を用いて円筒状に形成した均熱管１２
’に内挿し、その両端部を夫々断熱材料からなる円板状
のキャップ１３．１４に気密に嵌合した上で前記断熱材
１０内に支持している。前記キャップ１３，１４Ｆｉ隋
熱材１００内面に気密に嵌合し、この結果断熱材１０．
均熱管１２、キャップ１３．１４０関には褒状の気密空
間１５が画成されることになる。
そして、一方のキャップ１３には軸方向に細管状のノズ
ル１６を貫通さゼて前記空間１５に連通開口し、ノズル
１６の先端を前記中央部ムと炉口部Ｂとの境界位ｆＫ設
定している。また、ノズル１６の外部端には管路１フ會
介して送風器１８ｔ−接続し、空気を前記ノズル１６の
先端から９間１５内に吹き出すようＫしている。一方、
キャップ１４には前記ノズル１６に対向する位置に排気
口１９會開設し、管路ｚＯｔ介して冷却器２１に接続し
ている。そして、前記キャップ１３．１４に＃′ｉ夫々
孔２２．２３を形成し、前記均熱管１２内に内挿した石
英から表るプロセスチューブ２４０大径１１１ ｓ２４
ａと小径他熾部２４’ｂとを貫通支持している。
ル１６を貫通さゼて前記空間１５に連通開口し、ノズル
１６の先端を前記中央部ムと炉口部Ｂとの境界位ｆＫ設
定している。また、ノズル１６の外部端には管路１フ會
介して送風器１８ｔ−接続し、空気を前記ノズル１６の
先端から９間１５内に吹き出すようＫしている。一方、
キャップ１４には前記ノズル１６に対向する位置に排気
口１９會開設し、管路ｚＯｔ介して冷却器２１に接続し
ている。そして、前記キャップ１３．１４に＃′ｉ夫々
孔２２．２３を形成し、前記均熱管１２内に内挿した石
英から表るプロセスチューブ２４０大径１１１ ｓ２４
ａと小径他熾部２４’ｂとを貫通支持している。
ここで、プロセスチ′ユーブ２４内にはポートローダ２
５等ＫｔｌＩＩｃシた牛導体ウェーノーＷを大径一端ｓ
２４＆から出し入れできることはいうまでもない。また
、前記送風器１８／Ｉｉ制御器２６によりコントロール
でき、ウエーノ・の熱処理完了後でつ工−ハをチューブ
内から取９出丁前に作動するようにしている。更Ｋ、冷
却器２１には一般的な熱交換器を使用している。
５等ＫｔｌＩＩｃシた牛導体ウェーノーＷを大径一端ｓ
２４＆から出し入れできることはいうまでもない。また
、前記送風器１８／Ｉｉ制御器２６によりコントロール
でき、ウエーノ・の熱処理完了後でつ工−ハをチューブ
内から取９出丁前に作動するようにしている。更Ｋ、冷
却器２１には一般的な熱交換器を使用している。
以上の構成によれば、ヒータＩＩＫ通電して発熱湯せ、
均熱管１２およびプロセスチューブ２４を先ず熱処理温
度よりも低い温１［（８００〜９００℃）Ｋ加熱する。
均熱管１２およびプロセスチューブ２４を先ず熱処理温
度よりも低い温１［（８００〜９００℃）Ｋ加熱する。
そして、この状態で大径一端部２４ａ側からチェーブ内
にウェーハｗをすみゃかに内挿する。次いでヒータ１１
０温ｆ？上げてチューブ内管所定の処理源ｗ（１０００
〜１２００Ｃ）Ｋ上昇させ、同時にチューブ内に処理ガ
スを通流することにより所定の熱処理が完了される。し
かる後、ヒータ１１への通電を停止させるのと同時に送
風器１８Ｖｒ始動させ常温の空気を管路１７、ノズルｉ
Ｂ″通して空間１５内に送風する。これＫより、均熱管
１２は外周面において空気との間で熱交換が行なわれ、
自身は冷却されてチューブ内は８００〜９００℃の温ｆ
Ｋｔで急速に低下される。
にウェーハｗをすみゃかに内挿する。次いでヒータ１１
０温ｆ？上げてチューブ内管所定の処理源ｗ（１０００
〜１２００Ｃ）Ｋ上昇させ、同時にチューブ内に処理ガ
スを通流することにより所定の熱処理が完了される。し
かる後、ヒータ１１への通電を停止させるのと同時に送
風器１８Ｖｒ始動させ常温の空気を管路１７、ノズルｉ
Ｂ″通して空間１５内に送風する。これＫより、均熱管
１２は外周面において空気との間で熱交換が行なわれ、
自身は冷却されてチューブ内は８００〜９００℃の温ｆ
Ｋｔで急速に低下される。
均熱管１２を冷却した空気は排気口１９１通して炉外に
排気され、管路２０１経て冷却器２１によｐ略常温Ｋま
で降温される。仁のようＫして炉を降温名せた状態でウ
ェーハ全チューブ内から取シ出ぜば、ウェーハは熱の影
響を受けることはない。
排気され、管路２０１経て冷却器２１によｐ略常温Ｋま
で降温される。仁のようＫして炉を降温名せた状態でウ
ェーハ全チューブ内から取シ出ぜば、ウェーハは熱の影
響を受けることはない。
したがって、この熱処理炉によれば、所謂炉熱炉冷プロ
セスによｐウェーハの七シ、歪を防止すると共に各ウェ
ーハ間での不均一性を防止した熱処理を行ない得るのは
いうまで本なく、これに加えて均熱管やプロセスチュー
ブの冷却を通流空気により急速に行なうことができるの
で熱処理後からウェーハの取９出しまでに必要とされる
時間を短縮し、処理効率の向上を図ることができる０１
１１４図（４）、争）は本発明の他の実施例を示すもの
で、前述した第３図の実施例と同一部分には同一符号を
付して説明は省略する。本実施例の炉は、断熱材１０の
円周一部に＃−径方同の透孔２７を形成すると共和この
透孔２７１管路２８［て送風器１８に遅過接続したもの
でるり、送風器１Ｂの冷却空気をこの透孔２７から空間
１５内に通流するようＫしている。また、透孔２７は炉
の中央部ムと炉口部Ｂとの境界位置く設けている。
セスによｐウェーハの七シ、歪を防止すると共に各ウェ
ーハ間での不均一性を防止した熱処理を行ない得るのは
いうまで本なく、これに加えて均熱管やプロセスチュー
ブの冷却を通流空気により急速に行なうことができるの
で熱処理後からウェーハの取９出しまでに必要とされる
時間を短縮し、処理効率の向上を図ることができる０１
１１４図（４）、争）は本発明の他の実施例を示すもの
で、前述した第３図の実施例と同一部分には同一符号を
付して説明は省略する。本実施例の炉は、断熱材１０の
円周一部に＃−径方同の透孔２７を形成すると共和この
透孔２７１管路２８［て送風器１８に遅過接続したもの
でるり、送風器１Ｂの冷却空気をこの透孔２７から空間
１５内に通流するようＫしている。また、透孔２７は炉
の中央部ムと炉口部Ｂとの境界位置く設けている。
本実施例においても、ウェーハの熱処理後に透孔２７を
通して空間１５内に空気を通流しかつ排気口１９から排
気することにより均熱管１２を冷却し、チェーブ内を急
速に降温してウェーハを取り出丁までの時間の短縮を図
り得るという効果が得られることは言うまでもなり０ ここで、前記各実施例では、９関１５内への空気の過渡
口、即ちノズル１６や透孔２７を中央部ムと炉口部Ｂと
の境界位置和配設しているが、このような配置に丁れば
冷却時に中央部（温度分布の高い部位）を効果的に冷却
することとなり、中央部ム、炉口部Ｂ１炉奥ＳＯの温彦
分布を均一々ものにすることができる。また、送風器１
Ｂは連続的或いは間欠的に作動させるよう和してもよい
。
通して空間１５内に空気を通流しかつ排気口１９から排
気することにより均熱管１２を冷却し、チェーブ内を急
速に降温してウェーハを取り出丁までの時間の短縮を図
り得るという効果が得られることは言うまでもなり０ ここで、前記各実施例では、９関１５内への空気の過渡
口、即ちノズル１６や透孔２７を中央部ムと炉口部Ｂと
の境界位置和配設しているが、このような配置に丁れば
冷却時に中央部（温度分布の高い部位）を効果的に冷却
することとなり、中央部ム、炉口部Ｂ１炉奥ＳＯの温彦
分布を均一々ものにすることができる。また、送風器１
Ｂは連続的或いは間欠的に作動させるよう和してもよい
。
更に、図示は省略するが均熱管の外周面に凹凸面を形成
して外周表面積を大きくすることＫより、通流空気によ
る冷却効率を向上することもできる。
して外周表面積を大きくすることＫより、通流空気によ
る冷却効率を向上することもできる。
以上のように本発明の熱処理炉によれば、Ｗ＃熱材と均
熱管と０間に空間管面成し、この空間内に冷却用の流体
を通流し得るように構成しているの゛で、炉熱炉冷プロ
セスにおける炉の冷却時間の短縮化ｔ−図り、これＫよ
りウェーハ処理効率の向上を達成する仁とができるとい
う効果を奏する。
熱管と０間に空間管面成し、この空間内に冷却用の流体
を通流し得るように構成しているの゛で、炉熱炉冷プロ
セスにおける炉の冷却時間の短縮化ｔ−図り、これＫよ
りウェーハ処理効率の向上を達成する仁とができるとい
う効果を奏する。
１１１１１図は従来の熱処理炉の断面図、第２ＷＪはそ
の温変勾配図、第３図（ト）、―）は本発明０熱処理炉
のＩ＃断面図および体）図のＢ−Ｂ＠９１面図、第４図
■、―）は他の実施例の縦断面図および（Ａ図のＢ−Ｂ
ｌｌｌ１面図でるる。 １ Ｇ−・・断熱材、１１−・・ヒータ、１２・・・均
熱管、１３．１４−・・キャップ、１５・・・空間、１
６・・・ノズル（通流Ｏ）、１Ｂ・・・送風器、１９・
・・排気口（通流口）、２１−・・冷却器、２４・・・
プロセスチューブ、２７・・・透孔（通流口）、Ｗ・・
・ウェーの。
の温変勾配図、第３図（ト）、―）は本発明０熱処理炉
のＩ＃断面図および体）図のＢ−Ｂ＠９１面図、第４図
■、―）は他の実施例の縦断面図および（Ａ図のＢ−Ｂ
ｌｌｌ１面図でるる。 １ Ｇ−・・断熱材、１１−・・ヒータ、１２・・・均
熱管、１３．１４−・・キャップ、１５・・・空間、１
６・・・ノズル（通流Ｏ）、１Ｂ・・・送風器、１９・
・・排気口（通流口）、２１−・・冷却器、２４・・・
プロセスチューブ、２７・・・透孔（通流口）、Ｗ・・
・ウェーの。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、筒状の断熱材の内部に筒状の均熱管を内装し、更Ｉ
ＩＣ仁の均熱管の内部にプロセスチューブ管内挿してな
る熱処理炉にかいて、前記断熱材と均熱管との閤に空間
を画成すると共和、仁の空間には冷却用流体の通流口を
臨設して前記空間内に冷却用流体を通流し得るように構
成したこと’ｉｓ徴とする熱処理炉。 λ 空間内べ冷却用流体を流入させる備の通流口ｔ１炉
の中央部と炉口部との境界位置に配設してなる特許請求
の範囲第１項記載の熱処理炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13154381A JPS5833083A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13154381A JPS5833083A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 熱処理炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833083A true JPS5833083A (ja) | 1983-02-26 |
Family
ID=15060530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13154381A Pending JPS5833083A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | 熱処理炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833083A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163931U (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-17 | ||
| 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 |
| JPS63121429U (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-05 | ||
| JP2003100764A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 熱処理炉 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5359937A (en) * | 1976-11-11 | 1978-05-30 | Kokusai Electric Co Ltd | Furnace temperature controller |
-
1981
- 1981-08-24 JP JP13154381A patent/JPS5833083A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5359937A (en) * | 1976-11-11 | 1978-05-30 | Kokusai Electric Co Ltd | Furnace temperature controller |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163931U (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-17 | ||
| 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 |
| JPS63121429U (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-05 | ||
| JP2003100764A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 熱処理炉 |
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