JPS612322A - 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】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置の製造用として有効な熱処理装置に
関し、特にプロセスチューブを有する熱処理装置に関す
るものである。

〔背景技術〕

半導体装置の製造工程では半導体ウェーハの酸化、不純
物拡散等種々の熱処理工程が必要とされ、これに応じて
熱処理装置としても種々の構成のものが提案されている
。（工業調査会発行電子材料１９８１年１１月号別冊Ｊ
Ｐ８５〜Ｐ８９）、第３図に示す熱処理装置は横型構造
と呼ばれているものであり、プロセスチューブと称され
る石英管１を炉体２内に横置きし、このチューブ１内（
主に中間部）を加熱し得るよう構成すると共に、その先
端細径部３からチューブ１内に反応ガスを導入し得るよ
うに構成している。この場合、熱処理される半導体ウェ
ーハ等の被処理物はチューブ１の大径開口端４からチュ
ーブ内に出入れされ、かつ熱処理時には開口端４に緩く
嵌合したキャップ５によりチューブ内は外気と隔絶する
ようにすることができる。

しかしながら、この構成の熱処理装置では、熱処理時に
炉体２によって加熱されたチー−プ１内のガスは図示矢
印Ａのようにチューブ内を管壁に沿って上昇し、かつ矢
印Ｂのようにチューブ上壁に沿って流れた後に開口端４
におけるキャップ５との隙間から外部に流出し易いとい
う現象が生じる。そして、この現象が発生すると、外気
温度Ｔ０とチューブ内温度Ｔ、との温度差（Ｔ＋＞Ｔｏ
）により外気が開口端４の隙間を通って矢印Ｃのように
チューブ内に流入するという所謂巻込み現象が生じるこ
とになる。

このような巻込現象が発生すると、低温外気の混入によ
りチューブ内の温度分布が不均一になって均一熱処理が
阻害され、また外気中に含まれる塵埃によってチューブ
内が汚染され或いは半導体ウェーハ表面に異物が付着し
て欠陥が発生される等の問題が生じる。

〔発明の目的〕

本発明の目的はプロセスチューブ内への外気の巻込みを
防止し、これによりチューブ内の温度の均一化を図ると
共にチューブ内の汚染や被処理物への異物の付着を防止
することのできる熱処理装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、プロセスチー−プの開口端の周縁に治って環
状の凹部からなるガス停留部を設け、チーーブ内から流
出されようとするガスをこの停留部内に停留させ、この
停留ガスによってチューブ内への外気の巻込みを防止し
、チーープ内温度分布の均一化、チューブ内の汚染およ
び被処理物への異物付着等を防止することができる。

合わせて、前記ガス停留部の周囲に加熱手段を付設して
外気側温度をチューブ開口端温度よりも高くすることに
より、前記外気の巻込防止効果を一層向上することがで
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の全体構成図であり、ＲＦコ
イルや赤外線ランプ等の加熱手段１３を有する炉体１２
内に円筒状のプロセスチューブ１１を横設支持している
。このプロセスチューブ１１は石英等からなり、その一
端は細径に、他端はそのままの径で開口され、夫々細径
部１４と大径開口部（単に開口部と称する）１５を構成
している。

前記細径部１４には反応ガス源１６に連なるガス供給管
１７を接続し、介装したガス制御部１８により所要の反
応ガスをチューブ１１内に導入できる。一方、開口部１
５からは被処理物をチューブ内に出入れでき、ボート等
の治具に搭載した半導体ウェーハ等の被処理物１９を開
口部１５からチューブ１１内の所要位置（略チューブ中
間位置）にセットできる。

前記開口部１５のチューブ開口端２０は、第２図に一部
を拡大して示すようにその円周部を外径方向に突出させ
ることによりその内側に断面が略方形の環状の凹部２１
を形成し、これをガス停留部として構成している。本例
では、このガス停留部２１をチーーブ１１と一体に形成
しているが、別体に形成したものを一体的に固着しても
よい。

また、前記開口端２０の周囲には環状のヒータからなる
加熱手段２２を設け、開口端２０の外気側の部位を加熱
し得るよう構成している。なお、開口端２０にはキャッ
プ２３が緩く嵌着される。

以上の構成によれば、炉体１２によりチューブ１１内を
加熱する一方で反応ガス源１６の反応ガスを細径部１４
からチューブ１１内に供給することにより、チューブ１
１内は所要の温度のガス雰囲気条件に設定される。そし
て、開口端２０からチューブ１１内に被処理物１９を挿
入しキャップ２３をすれば、被処理物は所定の熱処理が
行なわれる。このとき、チューブ１１内において炉体１
２により加熱されたガスは矢印Ａのようにチューブ上壁
に沿って上昇しかつ上壁に溢って矢印Ｂのように開口部
１５側に流れキャップ２３と開口端２０との間の隙間か
ら外気中に流出される。ところが、本例では開口端２０
にガス停留部２１が形成されていることから、流出しよ
うとするガスはこのガス停留部２１内に流入してその内
部に満される。

つまり開口端２０の全周のガス停留部２１内に満される
。このため、開口端２０とキャップ２３との隙間はこの
停留ガスによって満たされ、特に開口端２０の下側にお
いて外気が隙間を通ってチ−ブ１１内に流入する所謂巻
込みを防止することができる。

このとき、同時に加熱手段２２によって開口端２０の外
気側を加熱することにより、開口端２０の外側の温度Ｔ
。をチーープ内部の温度Ｔ、よりも高くでき、これ心よ
り外気と内部ガスとの温度関係を従来と逆転し、前述し
たガス停留部２１による作用と相俟って外気の巻込みを
更に有効に防止することができる。

したがって、この装置では外気の巻込みを有効に防止で
きるので、チーブ１１内の温度を均一に保持することが
でき処理の均一化を図ると共に、外気中に含まれる塵埃
等によるチューブ１１内の汚染や被処理物１９への異物
付着およびこれによる欠陥の発生を有効に防止すること
ができる。

〔効果〕

（１）　　プロセスチー−プの開口端に環状の凹部から
なるガス停留部を形成しているので、チューブ内から流
出しようとするガスをこのガス停留部内に一時的に停留
させて内部を満たすので、特に開口端下部においてこの
停留ガスがチーープ内への外気の流入を阻止して所領巻
込みを防止し、チューブ内における温度を均一に保持し
かつチューブ内の汚染や被処理物への異物付着を防止す
ることができる。

（２）チーープ開口端の外気側に加熱手段を設け、外気
側を高温状態に設定しているので、前記ガス停留部によ
る作用と相俟って外気の巻込みを一層効果的に防止する
ことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、ガス停留部
を構成する凹部の断面形状は三角形、半田形等種々の形
状が利用でき、またスペースに余裕があれば二列、三列
以上に並設してもよい。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造用
の熱処理装置に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、種々の分野における熱処理
技術に適用できろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の全体構成図、第２図は
要部の拡大図、 第３図は従来の一般的な装置の概略構成図である。 １１・・・プロセスチューブ、１２・・炉体、１４・・
・細径部、１５・・・開口部、１６・・・ガス源、１９
・・・被処理物、２０・・・開口端、２１・・・ガス停
留部、２２第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に被処理物をセットした状態でこの内部に反応
   ガスを導入できかつこれを加熱して熱処理を行なう筒状
   のプロセスチューブを備えた熱処理装置において、前記
   チューブの開口端に環状の凹部からなるガス停留部を形
   成したことを特徴とする熱処理装置。 ２、プロセスチューブは円筒状の石英管からなり、その
   開口端に沿う円周部を外径方向に突出してその内側凹部
   をガス停留部として構成してなる特許請求の範囲第１項
   記載の熱処理装置。 ３、ガス停留部の外周位置に開口端部の外気側を加熱す
   る加熱手段を付設してなる特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の熱処理装置。