JPS60245215A - 縦型炉 - Google Patents
縦型炉Info
- Publication number
- JPS60245215A JPS60245215A JP10197684A JP10197684A JPS60245215A JP S60245215 A JPS60245215 A JP S60245215A JP 10197684 A JP10197684 A JP 10197684A JP 10197684 A JP10197684 A JP 10197684A JP S60245215 A JPS60245215 A JP S60245215A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- core tube
- furnace
- length
- furnace core
- Prior art date
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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】
（ａｌ 産業上の利用分野
本−発明は、縦型炉に係り、特に、半導体装置の主要構
成品である半導体チップを製造するウェハの熱処理に使
用される縦型炉に関す。
成品である半導体チップを製造するウェハの熱処理に使
用される縦型炉に関す。
前記ウェハの熱処理には、例えば、熱酸化膜の形成、化
学気相成長（ＣＶ、Ｄ）による膜の形成、不純物の拡散
などがある。
学気相成長（ＣＶ、Ｄ）による膜の形成、不純物の拡散
などがある。
これらのいずれの場合も、量産に使用される縦型炉には
、被処理体であるウェハを多数個一括して均一に処理出
来ることが要請され、このため、 ′該縦型炉における
ウェハが配置されるセンターゾーンの温度は、加熱状態
で均一であることが望まれる。この要望は、生産量の増
大に伴いウェハが大型化しても変わることがない。
、被処理体であるウェハを多数個一括して均一に処理出
来ることが要請され、このため、 ′該縦型炉における
ウェハが配置されるセンターゾーンの温度は、加熱状態
で均一であることが望まれる。この要望は、生産量の増
大に伴いウェハが大型化しても変わることがない。
（ｂ） 従来の技術
第２図は従来の縦型炉の代表的構成を模式的に示した側
断面図で、図示の縦型炉は、縦方向に配設され下方が開
口している管状の例えば石英ガラスからなる炉芯管ｌ、
炉芯管１の開口を蓋する倒木ば石英ガラスからなるキャ
ップ２、炉芯管１の周囲に配設され炉芯管１を加熱する
ヒータ３．４および５、例えば石英ガラスウールなどの
断熱材料からなリヒーダ３〜５の外側および炉芯管１の
露出部を覆って炉芯管１やヒータ３〜５の放熱を抑える
断熱層６などからなっている。なお、１ａ、１ｂはそれ
ぞれ炉芯管１に具えられ炉芯管ｌ内にガスを通す場合の
ガス導入口、ガス導出口である。
断面図で、図示の縦型炉は、縦方向に配設され下方が開
口している管状の例えば石英ガラスからなる炉芯管ｌ、
炉芯管１の開口を蓋する倒木ば石英ガラスからなるキャ
ップ２、炉芯管１の周囲に配設され炉芯管１を加熱する
ヒータ３．４および５、例えば石英ガラスウールなどの
断熱材料からなリヒーダ３〜５の外側および炉芯管１の
露出部を覆って炉芯管１やヒータ３〜５の放熱を抑える
断熱層６などからなっている。なお、１ａ、１ｂはそれ
ぞれ炉芯管１に具えられ炉芯管ｌ内にガスを通す場合の
ガス導入口、ガス導出口である。
ヒータ３は、炉芯管１におけるウェハＡが挿入配置され
て熱処理されるセンターゾーンａ領域に位置してセンタ
ーゾーンａを加熱し、ヒータ（下ヒータ）４は、センタ
ーゾーンａの下に連なるエンドゾーンｂ領域に位置して
エンドゾーンｂを加熱し、ヒータ（上ヒータ）５は、セ
ンターゾーンａの上に連なるエンドゾーンＣ領域に位置
してエンドゾーンＣを加熱する。なお、ＢはウェハＡを
支持し前記挿入するための支持杆である。
て熱処理されるセンターゾーンａ領域に位置してセンタ
ーゾーンａを加熱し、ヒータ（下ヒータ）４は、センタ
ーゾーンａの下に連なるエンドゾーンｂ領域に位置して
エンドゾーンｂを加熱し、ヒータ（上ヒータ）５は、セ
ンターゾーンａの上に連なるエンドゾーンＣ領域に位置
してエンドゾーンＣを加熱する。なお、ＢはウェハＡを
支持し前記挿入するための支持杆である。
ヒータ４および５の長さく縦方向）は、略同−で、ヒー
タ３の長さの凡そ１／２弱程度であり、これらのヒータ
３〜５は、同一の例えばカンタル線などの発熱線が、炉
芯管１の周囲に、例えば同一間隔で巻かれると言った具
合に略同−の密度で配設されてなっている。
タ３の長さの凡そ１／２弱程度であり、これらのヒータ
３〜５は、同一の例えばカンタル線などの発熱線が、炉
芯管１の周囲に、例えば同一間隔で巻かれると言った具
合に略同−の密度で配設されてなっている。
この構成でなる縦型炉で、ウェハＡを熱処理する場合に
は、センターゾーンａの温度を均一にすることが望まれ
、それを実現する際の、炉芯管ｌ −内の縦方向の温度
分布は、第３図図示のようになる。
は、センターゾーンａの温度を均一にすることが望まれ
、それを実現する際の、炉芯管ｌ −内の縦方向の温度
分布は、第３図図示のようになる。
即ち、ヒータ３のみで加熱した場合には、センターゾー
ンａの上下部の温度が、上下方向の放熱のため中央部の
温度より低くなる―この放熱を相殺するため、ヒータ４
および５が設けられているのであるが、ヒータ４および
５をヒータ３と同じ加熱度合（長さ当たりの加熱量）で
加熱しても、炉芯管１の上下端部の放熱により、前記相
殺は充分になされない。勿論、ヒータ４および５が充分
に長ければ、炉芯管ｌ端部の影響は除去されるが、セン
ターゾーンａの相対的長さが短くなり実用的なものにな
り得なくなる。
ンａの上下部の温度が、上下方向の放熱のため中央部の
温度より低くなる―この放熱を相殺するため、ヒータ４
および５が設けられているのであるが、ヒータ４および
５をヒータ３と同じ加熱度合（長さ当たりの加熱量）で
加熱しても、炉芯管１の上下端部の放熱により、前記相
殺は充分になされない。勿論、ヒータ４および５が充分
に長ければ、炉芯管ｌ端部の影響は除去されるが、セン
ターゾーンａの相対的長さが短くなり実用的なものにな
り得なくなる。
従って、センターゾーンａの温度を均一にするためには
、ヒータ４および５の加熱度合をヒータ３より大きくす
る必要がある。このことから、前記温度分布は、第３図
図示のようになる。
、ヒータ４および５の加熱度合をヒータ３より大きくす
る必要がある。このことから、前記温度分布は、第３図
図示のようになる。
ここで、炉芯管１の開口側の断熱性が反対側より低いこ
とのために、エンドゾーンｂにおける最高温度は、エン
ドゾーンＣにおけるよりも高くなっている。加えて、縦
型炉の特質として、炉芯管１内の熱が炉芯管１内におい
て上方に移動するので、ヒータ４の加熱度合は、他のヒ
ータ３および５に比較して大きくする必要がある。ウェ
ハＡが大型化する即ち炉芯管ｌの口径が大きくなれば、
エンドゾーンｂにおける最高温度は更に高くなり、且つ
前記移動する熱も多くなるので、ヒータ４の加熱度合は
極めて大きくすることが必要となる。
とのために、エンドゾーンｂにおける最高温度は、エン
ドゾーンＣにおけるよりも高くなっている。加えて、縦
型炉の特質として、炉芯管１内の熱が炉芯管１内におい
て上方に移動するので、ヒータ４の加熱度合は、他のヒ
ータ３および５に比較して大きくする必要がある。ウェ
ハＡが大型化する即ち炉芯管ｌの口径が大きくなれば、
エンドゾーンｂにおける最高温度は更に高くなり、且つ
前記移動する熱も多くなるので、ヒータ４の加熱度合は
極めて大きくすることが必要となる。
以上のことから、本構成の縦型炉においては、特に大型
ウェハ用として炉芯管１の口径が大きい場合、ヒータ３
〜５の構成を、ヒータ３または５の加熱度合に合わせて
形成すれば、ヒータ４は過負荷になって該縦型炉の寿命
が短くなり、また、ヒータ４の加熱度合に合わせて形成
すれば、該縦型炉は高価なものになる問題を有し、更に
、ウェハＡのセンターゾーンａに対する出し入れに際し
て、ウェハＡがエンドゾーンｂを通過するために、熱処
理温度が高温である場合には、ウェハＡが劣化すると言
う問題もある。
ウェハ用として炉芯管１の口径が大きい場合、ヒータ３
〜５の構成を、ヒータ３または５の加熱度合に合わせて
形成すれば、ヒータ４は過負荷になって該縦型炉の寿命
が短くなり、また、ヒータ４の加熱度合に合わせて形成
すれば、該縦型炉は高価なものになる問題を有し、更に
、ウェハＡのセンターゾーンａに対する出し入れに際し
て、ウェハＡがエンドゾーンｂを通過するために、熱処
理温度が高温である場合には、ウェハＡが劣化すると言
う問題もある。
なお、縦型炉には、炉芯管の開口が上方になっているも
のもあるが、先に述べた炉芯管の両端における断熱性の
差の影響よりも、炉芯管内の熱の移動の影響の方が大き
いので、下ヒータの事情は多少緩和されるとしても大差
がない。
のもあるが、先に述べた炉芯管の両端における断熱性の
差の影響よりも、炉芯管内の熱の移動の影響の方が大き
いので、下ヒータの事情は多少緩和されるとしても大差
がない。
（Ｃ１発明が解決しようとする問題点
本発明が解決しようとする問題点は、大型ウェハのため
に炉芯管の口径が大きくなった場合、従来のヒータ構成
を有する縦型炉は、寿命が短くなるか、または高価にな
ること、熱処理温度が高温である場合に、ウェハを劣化
させることである。
に炉芯管の口径が大きくなった場合、従来のヒータ構成
を有する縦型炉は、寿命が短くなるか、または高価にな
ること、熱処理温度が高温である場合に、ウェハを劣化
させることである。
（ｄｌ 問題点を解決するための手段
上記藺題点は、センターゾーンの下に連なるエンドゾー
ンを加熱する下ヒータが、該センターゾーンの上に連な
るエンドゾーンを加熱する上ヒータと異ならせると云う
手段を講することによって解決される。
ンを加熱する下ヒータが、該センターゾーンの上に連な
るエンドゾーンを加熱する上ヒータと異ならせると云う
手段を講することによって解決される。
本発明の実施においては、下ヒータの長さを、上ヒータ
品長さより長くしたり、下ヒータの長さ当たりの加熱許
容能力を、上ヒータの該能力より大きくしている。
品長さより長くしたり、下ヒータの長さ当たりの加熱許
容能力を、上ヒータの該能力より大きくしている。
（ｅ） 作用
第２図図示の縦型炉において、下ヒータ（ヒータ４）の
長さを従来より長くすれば、センターゾーンａの下部に
対する炉芯管１の下端部の放熱の影響は減少するので、
下ヒータの加熱度合を従来より小さくすることが可能に
なり、同時にエンドゾーンｂにおける最大温度を下げる
ことが可能になる。また、この加熱度合に上ヒータ（ヒ
ータ５）の加熱度合を合わせることにより、上ヒータの
長さは短くなり、下ヒータが長くなっても、センターゾ
ーンａの長さは、短くなることはなく、むしろ長くする
ことが可能になる。かくして、炉芯管１の口径が大きく
なっても、経済的に縦型炉の短寿命化を抑えることが可
能になり、然も、熱処理温度が高温である場合でも、ウ
ェハの劣化を従来に比較して低減させることが可能にな
る。
長さを従来より長くすれば、センターゾーンａの下部に
対する炉芯管１の下端部の放熱の影響は減少するので、
下ヒータの加熱度合を従来より小さくすることが可能に
なり、同時にエンドゾーンｂにおける最大温度を下げる
ことが可能になる。また、この加熱度合に上ヒータ（ヒ
ータ５）の加熱度合を合わせることにより、上ヒータの
長さは短くなり、下ヒータが長くなっても、センターゾ
ーンａの長さは、短くなることはなく、むしろ長くする
ことが可能になる。かくして、炉芯管１の口径が大きく
なっても、経済的に縦型炉の短寿命化を抑えることが可
能になり、然も、熱処理温度が高温である場合でも、ウ
ェハの劣化を従来に比較して低減させることが可能にな
る。
一方、下ヒータの前記加熱許容能力を大きくするのは、
炉芯管１０口径が大きくなった場合に過負荷になって縦
型炉の寿命を支配する下ヒータのみに対して、過負荷を
防ぐ手段を講するもので、やはり経済的に縦型炉の短寿
命化を抑えることが可能である。但し、第３図図示の温
度分布は従来と変わらないので、先のものより低温で熱
処理する場合に適する。
炉芯管１０口径が大きくなった場合に過負荷になって縦
型炉の寿命を支配する下ヒータのみに対して、過負荷を
防ぐ手段を講するもので、やはり経済的に縦型炉の短寿
命化を抑えることが可能である。但し、第３図図示の温
度分布は従来と変わらないので、先のものより低温で熱
処理する場合に適する。
なお、炉芯管の開口が上方になっている縦型炉において
も、上記事情は同様である。
も、上記事情は同様である。
（ｆ） 実施例
以下本発明による実施例を図により説明する。
企図を通じ同一符号は同一対象物を示す。
第１図は本発明による縦型炉の一実施例の構成を模式的
に示した側断面図、第４図は同じく他の実施例の構成を
模式的に示した側断面図、第５図はそれらと第２図図示
の縦型炉の温度分布を比較して示した図である。
に示した側断面図、第４図は同じく他の実施例の構成を
模式的に示した側断面図、第５図はそれらと第２図図示
の縦型炉の温度分布を比較して示した図である。
第１図図示の縦型炉は、第２図図示構成の従来の縦型炉
を改造したもので、従来のヒータ３〜５のそれぞれが、
その長さのみを変更し、発熱線とその配設密度は従来の
ままであるヒータ３ａ〜３ｃに置換されており、その他
は従来と変わらない。なお、この改造に伴い、センター
ゾーンａとエンドゾーンｂおよびＣの各領域は、ヒータ
３ａ〜３Ｃの配列に倣い、従来と異なったものになって
いる。
を改造したもので、従来のヒータ３〜５のそれぞれが、
その長さのみを変更し、発熱線とその配設密度は従来の
ままであるヒータ３ａ〜３ｃに置換されており、その他
は従来と変わらない。なお、この改造に伴い、センター
ゾーンａとエンドゾーンｂおよびＣの各領域は、ヒータ
３ａ〜３Ｃの配列に倣い、従来と異なったものになって
いる。
改造前後の各ヒータの長さおよびセンターゾーンａの温
度を均一にする際の各ヒータの加熱度合の比率は下表の
通りである。
度を均一にする際の各ヒータの加熱度合の比率は下表の
通りである。
改造前 改造後
ヒータの長さ
３．３ａ 約１００ｃｍ 約１０５ｃｍ４．４ａ 約４
０ｃｍ 約５０ｃ＋ａ ５．５ａ 約４０ｃｍ 約２５ｃｍ ヒータの加熱度合比率 ３．３ａ １．０ １．０ ４．４ａ 約１，４ 約１．２ ５．５ａ 約１．１ 約１．２ このように加熱した場合の炉芯管１内の縦方向の温度分
布は第５図図示のようになり、線■は改造前の場合を、
線■は改造後の場合を示している。
０ｃｍ 約５０ｃ＋ａ ５．５ａ 約４０ｃｍ 約２５ｃｍ ヒータの加熱度合比率 ３．３ａ １．０ １．０ ４．４ａ 約１，４ 約１．２ ５．５ａ 約１．１ 約１．２ このように加熱した場合の炉芯管１内の縦方向の温度分
布は第５図図示のようになり、線■は改造前の場合を、
線■は改造後の場合を示している。
改造前においては、先に述べたように、エンドゾーンｂ
の最高温度はエンドゾーンＣの最高温度より高かったが
、改造後においては、エンドゾーンｂの最高温度は従来
より低く、エンドゾーンＣの最高温度は従来より高くな
って、両者は略同し温度になっている。
の最高温度はエンドゾーンＣの最高温度より高かったが
、改造後においては、エンドゾーンｂの最高温度は従来
より低く、エンドゾーンＣの最高温度は従来より高くな
って、両者は略同し温度になっている。
第４図図示の縦型炉は、第２図図示構成の従来の縦型炉
のヒータ４のみをヒータ４ｂに置換したもので、ヒータ
４ｂは、ヒータ４に対して、長さが同一、発熱線の太さ
が約１．１倍、その配設密度が約１．２倍である。
のヒータ４のみをヒータ４ｂに置換したもので、ヒータ
４ｂは、ヒータ４に対して、長さが同一、発熱線の太さ
が約１．１倍、その配設密度が約１．２倍である。
かくすることにより、ヒータ４ａの加熱強能力がヒータ
４の約１．３倍になって過負荷になることを防ぐことが
出来、当該縦型炉の短寿命化を抑えることが可能になる
。
４の約１．３倍になって過負荷になることを防ぐことが
出来、当該縦型炉の短寿命化を抑えることが可能になる
。
なお、この縦型炉においては、センターゾーンａおよび
エンドゾーンｂ、ｃの領域は、従来と同様であり、また
、加熱した場合の炉芯管１内の縦方向の温度分布も、第
５図図示の線■のようになって、従来の場合の線■と同
様である。
エンドゾーンｂ、ｃの領域は、従来と同様であり、また
、加熱した場合の炉芯管１内の縦方向の温度分布も、第
５図図示の線■のようになって、従来の場合の線■と同
様である。
（ｇｌ 発明の効果
以上に説明したように、本発明による手段を講すること
により、縦型炉において、大型ウェハのために炉芯管の
口径が大きくなっても、経済的に短寿命化を抑えること
、また、熱処理温度が高温である場合でも、ウェハの劣
化を従来に比較して低減させることを可能にさせる効果
がある。
により、縦型炉において、大型ウェハのために炉芯管の
口径が大きくなっても、経済的に短寿命化を抑えること
、また、熱処理温度が高温である場合でも、ウェハの劣
化を従来に比較して低減させることを可能にさせる効果
がある。
第１図は本発明による縦型炉の一実施例の構成を模式的
に示した側断面図、 第２図は従来の縦型炉の代表的構成を模式的に示した側
断面図、 第３図はその温度分布を示した図、 第４図は同じく他の実施例の構成を模式的に示した側断
面図、 第５図は第１図、第２図および第４図図示の縦゛型炉の
温度分布を比較して示した図である。 図面において、 １は炉芯管、 ｌａはガス導入口、 １ｂはガス導出口、 ２はキヤツジ、 ３．４．５．３ａ、４ａ、５ａ、４ｂはヒータ６は断熱
層、 Ａはウェハ、 Ｂは支持杆、 をそれぞれ示す。
に示した側断面図、 第２図は従来の縦型炉の代表的構成を模式的に示した側
断面図、 第３図はその温度分布を示した図、 第４図は同じく他の実施例の構成を模式的に示した側断
面図、 第５図は第１図、第２図および第４図図示の縦゛型炉の
温度分布を比較して示した図である。 図面において、 １は炉芯管、 ｌａはガス導入口、 １ｂはガス導出口、 ２はキヤツジ、 ３．４．５．３ａ、４ａ、５ａ、４ｂはヒータ６は断熱
層、 Ａはウェハ、 Ｂは支持杆、 をそれぞれ示す。
Claims (3)
- （１） 炉芯管が縦方向に配設され、該炉芯管における
被処理体が配置されるセンターゾーンあ下に連なるエン
ドゾーンを加熱する下ヒータが、該センターゾーンの上
に連なるエンドゾーンを加熱する上ヒータと異なってい
ることを特徴とする縦型炉。 - （２） 前記下ヒータの縦方向の長さが、前記上Ｑ −
タの該長さより長いことを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の縦型炉。 - （３） 前記下ヒータの縦方向の長さ当たりの加熱許容
能力が、前記上ヒータの該能力より大きいことを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の縦型炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197684A JPS60245215A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 縦型炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197684A JPS60245215A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 縦型炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60245215A true JPS60245215A (ja) | 1985-12-05 |
| JPH0554690B2 JPH0554690B2 (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=14314892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10197684A Granted JPS60245215A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 縦型炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60245215A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62245624A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-26 | Hitachi Ltd | 縦型処理装置 |
| JPS63232422A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの熱処理装置 |
| JPS6437034U (ja) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | ||
| JPS6471119A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-16 | Hitachi Ltd | Thermal treatment equipment for semiconductor wafer |
| JPH01236615A (ja) * | 1987-11-21 | 1989-09-21 | Tel Sagami Ltd | 縦型熱処理装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443650U (ja) * | 1977-08-31 | 1979-03-26 | ||
| JPS57117782A (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-22 | Kokusai Electric Co Ltd | Circular electric furnace |
| JPS5833831A (ja) * | 1981-08-24 | 1983-02-28 | Hitachi Ltd | 熱処理炉 |
| JPS58135633A (ja) * | 1982-02-08 | 1983-08-12 | Hitachi Ltd | シリコン・エピタキシヤル成長方法 |
| JPS58145697A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-30 | Olympus Optical Co Ltd | エピタキシヤルシリコン製造装置 |
-
1984
- 1984-05-21 JP JP10197684A patent/JPS60245215A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443650U (ja) * | 1977-08-31 | 1979-03-26 | ||
| JPS57117782A (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-22 | Kokusai Electric Co Ltd | Circular electric furnace |
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| JPS63232422A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの熱処理装置 |
| JPS6437034U (ja) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | ||
| JPS6471119A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-16 | Hitachi Ltd | Thermal treatment equipment for semiconductor wafer |
| JPH01236615A (ja) * | 1987-11-21 | 1989-09-21 | Tel Sagami Ltd | 縦型熱処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0554690B2 (ja) | 1993-08-13 |
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