JP2000223432A - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JP2000223432A JP2000223432A JP11326593A JP32659399A JP2000223432A JP 2000223432 A JP2000223432 A JP 2000223432A JP 11326593 A JP11326593 A JP 11326593A JP 32659399 A JP32659399 A JP 32659399A JP 2000223432 A JP2000223432 A JP 2000223432A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炉口周辺部への反応副生成物の付着を抑制す
る。また、反応副生成物が付着したとしても、容易に剥
離しないようにする。 【解決手段】 熱処理炉３内の処理領域Ａに被処理体Ｗ
を収容して炉口２を密閉し、被処理体Ｗを所定の処理ガ
ス、処理温度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装
置１の処理領域Ａに導入される処理ガスが炉口２側へ侵
入するのを阻止するために、炉口２側にパージガス導入
部２９を設け、処理領域Ａと炉口２との間に処理ガスの
拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生させる絞
り部３０を設ける。絞り部３０はマニホールド７の内側
に設ける。絞り部３０は保温筒２５との間に隘路３１を
形成する。処理炉３を構成する反応管４は、単管でも二
重管構造でもよい。反応副生成物の付着が想定される炉
口２および排気系１４の内面に反応副生成物の剥離を抑
制する粗面加工を施す。
る。また、反応副生成物が付着したとしても、容易に剥
離しないようにする。 【解決手段】 熱処理炉３内の処理領域Ａに被処理体Ｗ
を収容して炉口２を密閉し、被処理体Ｗを所定の処理ガ
ス、処理温度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装
置１の処理領域Ａに導入される処理ガスが炉口２側へ侵
入するのを阻止するために、炉口２側にパージガス導入
部２９を設け、処理領域Ａと炉口２との間に処理ガスの
拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生させる絞
り部３０を設ける。絞り部３０はマニホールド７の内側
に設ける。絞り部３０は保温筒２５との間に隘路３１を
形成する。処理炉３を構成する反応管４は、単管でも二
重管構造でもよい。反応副生成物の付着が想定される炉
口２および排気系１４の内面に反応副生成物の剥離を抑
制する粗面加工を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいては、被処理体である半導体ウエハにＣＶＤ（化学
気相成長）、拡散、酸化、アニール等の処理を施すため
に、各種の熱処理装置が使用されている。中でも、ＣＶ
Ｄ処理および比較的高圧の減圧下における拡散処理にお
いては、石英製の縦型の反応管の下部に、ガス導入部お
よび排気部とを有する金属製のマニホールドを設け、前
記反応管内の処理領域に保持具であるウエハボートを介
して多段に保持された半導体ウエハを収容して密閉し、
反応管の外側に設けたヒーターにより処理領域を所定の
処理温度に加熱して所定の処理ガスおよび処理圧力の下
で半導体ウエハに所定の熱処理を施すようにした熱処理
装置（縦型熱処理装置ともいう）が一般的に用いられて
いる。
おいては、被処理体である半導体ウエハにＣＶＤ（化学
気相成長）、拡散、酸化、アニール等の処理を施すため
に、各種の熱処理装置が使用されている。中でも、ＣＶ
Ｄ処理および比較的高圧の減圧下における拡散処理にお
いては、石英製の縦型の反応管の下部に、ガス導入部お
よび排気部とを有する金属製のマニホールドを設け、前
記反応管内の処理領域に保持具であるウエハボートを介
して多段に保持された半導体ウエハを収容して密閉し、
反応管の外側に設けたヒーターにより処理領域を所定の
処理温度に加熱して所定の処理ガスおよび処理圧力の下
で半導体ウエハに所定の熱処理を施すようにした熱処理
装置（縦型熱処理装置ともいう）が一般的に用いられて
いる。
【０００３】このような熱処理装置においては、マニホ
ールドがヒーターから離れていること、また、マニホー
ルドと反応管の間をシールするシール部材例えばＯリン
グの耐熱性の問題からマニホールドのシール部材近傍の
冷却を行うことが一般的であること等により、マニホー
ルドの内面が処理温度よりもはるかに低温となる。この
ため、反応管内の処理領域以外の領域であるマニホール
ドの内面に処理ガス成分が接触することにより凝縮し
て、反応副生成物（拡散処理では析出物ともいう。）が
マニホールドの内面に付着し、パーティクルの発生等、
処理に悪影響を及ぼすことになり、そのため定期的な洗
浄が必要であった。また、例えばヒ素等の毒性を有する
処理ガスを使用するプロセスにおいては、その反応副生
成物の存在がオペレーターの健康に悪影響を及ぼしかね
ないので、その対策が必要とされる。
ールドがヒーターから離れていること、また、マニホー
ルドと反応管の間をシールするシール部材例えばＯリン
グの耐熱性の問題からマニホールドのシール部材近傍の
冷却を行うことが一般的であること等により、マニホー
ルドの内面が処理温度よりもはるかに低温となる。この
ため、反応管内の処理領域以外の領域であるマニホール
ドの内面に処理ガス成分が接触することにより凝縮し
て、反応副生成物（拡散処理では析出物ともいう。）が
マニホールドの内面に付着し、パーティクルの発生等、
処理に悪影響を及ぼすことになり、そのため定期的な洗
浄が必要であった。また、例えばヒ素等の毒性を有する
処理ガスを使用するプロセスにおいては、その反応副生
成物の存在がオペレーターの健康に悪影響を及ぼしかね
ないので、その対策が必要とされる。
【０００４】このような問題を解決するために、従来の
熱処理装置においては、マニホールドを外部から加熱す
ることにより、反応副生成物の蒸気圧を上げてやり、昇
華させるという手法が採用されている。
熱処理装置においては、マニホールドを外部から加熱す
ることにより、反応副生成物の蒸気圧を上げてやり、昇
華させるという手法が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記熱
処理装置においては、マニホールドの外側に専用の加熱
ヒーターを取付けるため、装置が複雑化すること、マニ
ホールドの全部位を所望の温度にすることが難しいこ
と、火傷等への安全の配慮が必要であること、電力消費
の増加によるグローバルな意味での環境への影響がある
こと等、いくつかの問題点があった。また、例えばヒ素
系の処理ガスを使用するプロセスにおいては、反応副生
成物であるヒ素の蒸気圧が低いため、前述の加熱手法に
よる付着抑制には大きな効果が得られなかった。なお、
マニホールドの内側に筒状のカバーを設け、カバーとマ
ニホールドの間に環状の排気空間を形成し、カバーの下
側に不活性ガス導入管を設けた縦型熱処理装置が提案さ
れている（特開平１０−２２３５３８号公報）。この縦
型熱処理装置は、マニホールドの内側に反応副生成物が
付着することを防止するのに有効であるが、熱処理領域
を経て流れる処理ガスの下降流の下流側からそれに抗す
る上向きに、不活性ガス導入管から不活性ガスを流さな
ければならないため、不活性ガスの流速を大きくする必
要があり、その結果、不活性ガス流量を多くしなければ
ならないという欠点がある。不活性ガス流量が多いと、
不活性ガスが熱処理領域にある処理ガスに多量に混入し
て熱処理の質に悪影響を与える。
処理装置においては、マニホールドの外側に専用の加熱
ヒーターを取付けるため、装置が複雑化すること、マニ
ホールドの全部位を所望の温度にすることが難しいこ
と、火傷等への安全の配慮が必要であること、電力消費
の増加によるグローバルな意味での環境への影響がある
こと等、いくつかの問題点があった。また、例えばヒ素
系の処理ガスを使用するプロセスにおいては、反応副生
成物であるヒ素の蒸気圧が低いため、前述の加熱手法に
よる付着抑制には大きな効果が得られなかった。なお、
マニホールドの内側に筒状のカバーを設け、カバーとマ
ニホールドの間に環状の排気空間を形成し、カバーの下
側に不活性ガス導入管を設けた縦型熱処理装置が提案さ
れている（特開平１０−２２３５３８号公報）。この縦
型熱処理装置は、マニホールドの内側に反応副生成物が
付着することを防止するのに有効であるが、熱処理領域
を経て流れる処理ガスの下降流の下流側からそれに抗す
る上向きに、不活性ガス導入管から不活性ガスを流さな
ければならないため、不活性ガスの流速を大きくする必
要があり、その結果、不活性ガス流量を多くしなければ
ならないという欠点がある。不活性ガス流量が多いと、
不活性ガスが熱処理領域にある処理ガスに多量に混入し
て熱処理の質に悪影響を与える。
【０００６】本発明は、前述した課題を解決すべくなさ
れたもので、炉口周辺部への反応副生成物の付着を抑制
することができるのは勿論、不活性ガスの流量を少なく
することができ、不活性ガスが熱処理領域にある処理ガ
スに混入する可能性が低く、熱処理の質に悪影響が及ぶ
ことがない熱処理装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明の目的は、反応副生成物が付着したとして
も、容易に剥離することがない熱処理装置を提供するこ
とにある。
れたもので、炉口周辺部への反応副生成物の付着を抑制
することができるのは勿論、不活性ガスの流量を少なく
することができ、不活性ガスが熱処理領域にある処理ガ
スに混入する可能性が低く、熱処理の質に悪影響が及ぶ
ことがない熱処理装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明の目的は、反応副生成物が付着したとして
も、容易に剥離することがない熱処理装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項１
に係る発明は、熱処理炉内の処理領域に被処理体を収容
して炉口を密閉し、被処理体を所定の処理ガス、処理温
度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置におい
て、前記処理領域に導入される処理ガスが炉口側へ侵入
するのを阻止するために、炉口側にパージガス導入部を
設けると共に、処理領域と炉口との間に処理ガスの拡散
速度よりも速いパージガスの対向流を発生させる絞り部
を設けたことを特徴とする。
に係る発明は、熱処理炉内の処理領域に被処理体を収容
して炉口を密閉し、被処理体を所定の処理ガス、処理温
度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置におい
て、前記処理領域に導入される処理ガスが炉口側へ侵入
するのを阻止するために、炉口側にパージガス導入部を
設けると共に、処理領域と炉口との間に処理ガスの拡散
速度よりも速いパージガスの対向流を発生させる絞り部
を設けたことを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る発明は、熱処理炉内の処理
領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、被処理体を所
定の処理ガス、処理温度および処理圧力の下で熱処理す
る熱処理装置において、前記処理ガスの反応副生成物の
付着が想定される熱処理炉の炉口の内面および排気系の
内面に反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を施した
ことを特徴とする。
領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、被処理体を所
定の処理ガス、処理温度および処理圧力の下で熱処理す
る熱処理装置において、前記処理ガスの反応副生成物の
付着が想定される熱処理炉の炉口の内面および排気系の
内面に反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を施した
ことを特徴とする。
【０００９】請求項３に係る発明は、熱処理炉内の処理
領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、被処理体を所
定の処理ガス、処理温度および処理圧力の下で熱処理す
る熱処理装置において、前記処理領域に導入される処理
ガスが炉口側へ侵入するのを阻止すべく炉口側にパージ
ガス導入部を設けると共に、処理領域と炉口との間に処
理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生
させる絞り部を設け、炉口の内面および排気系の内面に
反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を施したことを
特徴とする。
領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、被処理体を所
定の処理ガス、処理温度および処理圧力の下で熱処理す
る熱処理装置において、前記処理領域に導入される処理
ガスが炉口側へ侵入するのを阻止すべく炉口側にパージ
ガス導入部を設けると共に、処理領域と炉口との間に処
理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生
させる絞り部を設け、炉口の内面および排気系の内面に
反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を施したことを
特徴とする。
【００１０】請求項４に係る発明は、周囲にヒーターを
有する縦型反応管の下端部に、反応管内の処理領域に処
理ガスを導入するガス導入部および排気部を有し炉口を
形成する筒状のマニホールドを設け、その炉口を密閉す
る昇降可能な蓋体上に被処理体を多段に保持した保持具
を保温筒を介して載置し、処理領域に収容した被処理体
を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の下で熱処
理する熱処理装置において、前記マニホールドの炉口側
にパージガス導入部を設け、処理領域と炉口の間に処理
ガスの拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生さ
せる隘路を形成する絞り部を設け、前記マニホールドの
内面および排気部を含む排気系の内面に反応副生成物の
剥離を抑制する粗面加工を施したことを特徴とする。前
記反応管は、上端および下端が開放され内部に処理領域
を形成する内管と、この内管の外側に設けられ上端が閉
塞され下端が開放され内管との間に処理ガスを下方に向
って排気するための環状空間を形成する外管とから構成
されていてもよい（請求項５）。
有する縦型反応管の下端部に、反応管内の処理領域に処
理ガスを導入するガス導入部および排気部を有し炉口を
形成する筒状のマニホールドを設け、その炉口を密閉す
る昇降可能な蓋体上に被処理体を多段に保持した保持具
を保温筒を介して載置し、処理領域に収容した被処理体
を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の下で熱処
理する熱処理装置において、前記マニホールドの炉口側
にパージガス導入部を設け、処理領域と炉口の間に処理
ガスの拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生さ
せる隘路を形成する絞り部を設け、前記マニホールドの
内面および排気部を含む排気系の内面に反応副生成物の
剥離を抑制する粗面加工を施したことを特徴とする。前
記反応管は、上端および下端が開放され内部に処理領域
を形成する内管と、この内管の外側に設けられ上端が閉
塞され下端が開放され内管との間に処理ガスを下方に向
って排気するための環状空間を形成する外管とから構成
されていてもよい（請求項５）。
【００１１】請求項６に係る発明は、周囲にヒーターを
有すると共に上端に排気部を有する縦型反応管の下端部
に、反応管内の処理領域に処理ガスを導入するガス導入
部を有し炉口を形成する筒状のマニホールドを設け、そ
の炉口を密閉する昇降可能な蓋体上に被処理体を多段に
保持した保持具を保温筒を介して載置し、処理領域に収
容した被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理
圧力の下で熱処理する熱処理装置であって、前記マニホ
ールドの炉口側にパージガス導入部を設け、処理領域と
炉口の間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの
対向流を発生させる隘路を形成する絞り部を設けたこと
を特徴とする。前記反応管は、内部に処理領域を形成し
上端に排気部を有する内管と、この内管の外側に設けら
れ外管との間に環状通路を形成する外管とから構成され
ていてもよい（請求項７）。前記マニホールドの内面お
よび排気部を含む排気系の内面には、反応副生成物の剥
離を抑制する粗面加工を施されていることが好ましい
（請求項８）。
有すると共に上端に排気部を有する縦型反応管の下端部
に、反応管内の処理領域に処理ガスを導入するガス導入
部を有し炉口を形成する筒状のマニホールドを設け、そ
の炉口を密閉する昇降可能な蓋体上に被処理体を多段に
保持した保持具を保温筒を介して載置し、処理領域に収
容した被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理
圧力の下で熱処理する熱処理装置であって、前記マニホ
ールドの炉口側にパージガス導入部を設け、処理領域と
炉口の間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの
対向流を発生させる隘路を形成する絞り部を設けたこと
を特徴とする。前記反応管は、内部に処理領域を形成し
上端に排気部を有する内管と、この内管の外側に設けら
れ外管との間に環状通路を形成する外管とから構成され
ていてもよい（請求項７）。前記マニホールドの内面お
よび排気部を含む排気系の内面には、反応副生成物の剥
離を抑制する粗面加工を施されていることが好ましい
（請求項８）。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基いて詳述する。図１は本発明を縦型熱処理装
置に適用した実施の形態を示す縦断面図、図２は同熱処
理装置の要部拡大断面図、図３はマニホールドの内管支
持部材を示す図で、（ａ）は部分的平面図、（ｂ）は部
分的側面図である。
付図面に基いて詳述する。図１は本発明を縦型熱処理装
置に適用した実施の形態を示す縦断面図、図２は同熱処
理装置の要部拡大断面図、図３はマニホールドの内管支
持部材を示す図で、（ａ）は部分的平面図、（ｂ）は部
分的側面図である。
【００１３】図１において、１は減圧下でのＣＶＤ処理
や拡散処理に適するように構成された縦型熱処理装置
で、この熱処理装置１は下部に炉口２を有する熱処理炉
３を備えている。この熱処理炉３は、処理容器である石
英製の縦型の反応管４と、この反応管４の下端部に設け
られ、反応管４内の処理領域（熱処理炉内の処理領域に
同じ）Ａに処理ガスを導入するガス導入部５と、処理領
域Ａからのガスを排気する排気部６を有する短円筒状の
マニホールド７とを備えている。このマニホールド７の
下部が炉口２を形成している。反応管４は、内管４ａと
外管４ｂの二重管構造になっていることが好ましい。内
管４ａは、上端および下端が開放されている。外管４ｂ
は、上端が閉塞され、下端が開放されている。内管４ａ
と外管４ｂの間には、下方へ向って処理ガスを排気する
環状通路９が形成されている。ガス導入部５から上方へ
向って導入された処理ガスは、処理領域Ａを経由し内管
４ａと外管４ｂの間の環状通路９を経て下方へ向って流
れて排気される。
や拡散処理に適するように構成された縦型熱処理装置
で、この熱処理装置１は下部に炉口２を有する熱処理炉
３を備えている。この熱処理炉３は、処理容器である石
英製の縦型の反応管４と、この反応管４の下端部に設け
られ、反応管４内の処理領域（熱処理炉内の処理領域に
同じ）Ａに処理ガスを導入するガス導入部５と、処理領
域Ａからのガスを排気する排気部６を有する短円筒状の
マニホールド７とを備えている。このマニホールド７の
下部が炉口２を形成している。反応管４は、内管４ａと
外管４ｂの二重管構造になっていることが好ましい。内
管４ａは、上端および下端が開放されている。外管４ｂ
は、上端が閉塞され、下端が開放されている。内管４ａ
と外管４ｂの間には、下方へ向って処理ガスを排気する
環状通路９が形成されている。ガス導入部５から上方へ
向って導入された処理ガスは、処理領域Ａを経由し内管
４ａと外管４ｂの間の環状通路９を経て下方へ向って流
れて排気される。
【００１４】マニホールド７は、耐熱性および耐食性を
有する材料、例えばステンレス鋼により形成されてい
る。ガス導入部５は、Ｌ字状のインジェクタ管からな
り、マニホールド７の後述する内側フランジ部８よりも
下方の側壁を気密に貫通し、処理ガスを反応管４内の処
理領域Ａに、その上端の処理ガス導入口５ａから上向き
流として導入すべく内管４ａの内壁に沿って立上がって
配置されている。前記ガス導入部５は、ガス種に対応し
てマニホールド７の周方向に複数設けられている。な
お、熱処理炉３内を洗浄するクリーニングガスを導入す
るガス導入部（図示省略）は、Ｌ字状のインジェクタ管
ではなく、後述するパージガス導入部と同様に炉口２に
直接ガスを導入するように形成されていることが好まし
い。
有する材料、例えばステンレス鋼により形成されてい
る。ガス導入部５は、Ｌ字状のインジェクタ管からな
り、マニホールド７の後述する内側フランジ部８よりも
下方の側壁を気密に貫通し、処理ガスを反応管４内の処
理領域Ａに、その上端の処理ガス導入口５ａから上向き
流として導入すべく内管４ａの内壁に沿って立上がって
配置されている。前記ガス導入部５は、ガス種に対応し
てマニホールド７の周方向に複数設けられている。な
お、熱処理炉３内を洗浄するクリーニングガスを導入す
るガス導入部（図示省略）は、Ｌ字状のインジェクタ管
ではなく、後述するパージガス導入部と同様に炉口２に
直接ガスを導入するように形成されていることが好まし
い。
【００１５】前記排気部６は、マニホールド７の内側フ
ランジ部８よりも上方の側壁に、内管４ａと外管４ｂと
の間の環状通路９と連通するように設けられている。排
気部６には排気管１０が接続され、この排気管１０に
は、反応管４内の処理領域Ａを所定の処理圧力例えば２
６．６Ｐａ〜９３１００Ｐａ（０．２Ｔｏｒｒ〜７００
Ｔｏｒｒ）に制御可能な圧力制御部として、メインバル
ブ、シャットオフバルブおよび圧力制御バルブの機能を
兼ね備えたコンビネーションバルブ１１、真空ポンプ１
２および除外装置１３が順に設けられている。前記コン
ビネーションバルブ１１等を備えた排気管１０および排
気部６が排気系１４を構成している。この排気系１４に
より処理領域Ａが所定の処理圧力に制御された状態にお
いて、ガス導入部５の先端から噴出された処理ガスが反
応管４の内管４ａ内の処理領域Ａを上昇して所定の熱処
理に供された後、内管４ａと外管４ｂとの間の環状通路
９を下降して排気部６から排気されるようになってい
る。
ランジ部８よりも上方の側壁に、内管４ａと外管４ｂと
の間の環状通路９と連通するように設けられている。排
気部６には排気管１０が接続され、この排気管１０に
は、反応管４内の処理領域Ａを所定の処理圧力例えば２
６．６Ｐａ〜９３１００Ｐａ（０．２Ｔｏｒｒ〜７００
Ｔｏｒｒ）に制御可能な圧力制御部として、メインバル
ブ、シャットオフバルブおよび圧力制御バルブの機能を
兼ね備えたコンビネーションバルブ１１、真空ポンプ１
２および除外装置１３が順に設けられている。前記コン
ビネーションバルブ１１等を備えた排気管１０および排
気部６が排気系１４を構成している。この排気系１４に
より処理領域Ａが所定の処理圧力に制御された状態にお
いて、ガス導入部５の先端から噴出された処理ガスが反
応管４の内管４ａ内の処理領域Ａを上昇して所定の熱処
理に供された後、内管４ａと外管４ｂとの間の環状通路
９を下降して排気部６から排気されるようになってい
る。
【００１６】前記マニホールド７の上端と下端には、フ
ランジ部７ａ，７ｂが一体に形成されており、上端フラ
ンジ部７ａの上面には、外管４ｂの下端フランジ部４ｇ
が載置され、フランジ押え１５により固定されている。
マニホールド７の上端フランジ部７ａと外管４ｂの下端
フランジ部４ｇとの間をシールするために、例えば図２
に示すように、外管４ｂの下端フランジ部４ｇを取り囲
む環状のフランジ押え１５を採用し、このフランジ押え
１５と外管４ｂの下端フランジ部４ｇとの接合部および
フランジ押え１５とマニホールド７の上端フランジ部７
ａとの接合部をシール部材であるＯリング１６，１７で
それぞれシールするように構成されていいる。なお、マ
ニホールド７の上端フランジ部７ａと外管４ｂの下端フ
ランジ部４ｇとの間をシールするために、これらの接合
部にＯリングを直接介在させるようにしてもよい（図示
省略）。
ランジ部７ａ，７ｂが一体に形成されており、上端フラ
ンジ部７ａの上面には、外管４ｂの下端フランジ部４ｇ
が載置され、フランジ押え１５により固定されている。
マニホールド７の上端フランジ部７ａと外管４ｂの下端
フランジ部４ｇとの間をシールするために、例えば図２
に示すように、外管４ｂの下端フランジ部４ｇを取り囲
む環状のフランジ押え１５を採用し、このフランジ押え
１５と外管４ｂの下端フランジ部４ｇとの接合部および
フランジ押え１５とマニホールド７の上端フランジ部７
ａとの接合部をシール部材であるＯリング１６，１７で
それぞれシールするように構成されていいる。なお、マ
ニホールド７の上端フランジ部７ａと外管４ｂの下端フ
ランジ部４ｇとの間をシールするために、これらの接合
部にＯリングを直接介在させるようにしてもよい（図示
省略）。
【００１７】マニホールド７の内側に内管４ａを支持す
るために、マニホールド７の内周部には内側フランジ部
８が形成されていると共に、この内側フランジ部８に内
管４ａの下端部を支持するための内管支持部材１８が設
けられている。この内管支持部材１８は、図２ないし図
３に示すように、耐熱性および耐食性を有する材料例え
ばインコネルによりリング状に形成されており、その外
周に設けた複数の爪部１９と、下端にネジ止めされた押
え板２０により前記マニホールド７の内側フランジ部８
に着脱可能に固定されていることが好ましい。
るために、マニホールド７の内周部には内側フランジ部
８が形成されていると共に、この内側フランジ部８に内
管４ａの下端部を支持するための内管支持部材１８が設
けられている。この内管支持部材１８は、図２ないし図
３に示すように、耐熱性および耐食性を有する材料例え
ばインコネルによりリング状に形成されており、その外
周に設けた複数の爪部１９と、下端にネジ止めされた押
え板２０により前記マニホールド７の内側フランジ部８
に着脱可能に固定されていることが好ましい。
【００１８】前記マニホールド７は、ベースプレート２
１の下部に取付けられており、このベースプレート２１
の上部には、反応管４内の処理領域Ａを所定の熱処理温
度例えば３００〜１１００℃程度に加熱制御可能なヒー
ター２２が設置されている。このヒーター２２は、反応
管４の上方を含む周囲を取り囲むように円筒状に形成さ
れた断熱材と、この断熱材の内周に設けられた抵抗発熱
体とから主に構成されている（図示省略）。
１の下部に取付けられており、このベースプレート２１
の上部には、反応管４内の処理領域Ａを所定の熱処理温
度例えば３００〜１１００℃程度に加熱制御可能なヒー
ター２２が設置されている。このヒーター２２は、反応
管４の上方を含む周囲を取り囲むように円筒状に形成さ
れた断熱材と、この断熱材の内周に設けられた抵抗発熱
体とから主に構成されている（図示省略）。
【００１９】反応管４内の処理領域Ａに複数枚例えば１
５０枚程度の被処理体（被処理基板ともいう）である半
導体ウエハＷを水平状態で上下方向に適宜間隔で多段に
収容保持するために、半導体ウエハＷは保持具であるウ
エハボート２３に保持され、このウエハボート２３は炉
口２を密閉する昇降可能な蓋体２４の上部に断熱体であ
る保温筒２５を介して載置されている。蓋体２４は、耐
熱性および耐食性を有する材料、例えばステンレス鋼に
より形成されている。
５０枚程度の被処理体（被処理基板ともいう）である半
導体ウエハＷを水平状態で上下方向に適宜間隔で多段に
収容保持するために、半導体ウエハＷは保持具であるウ
エハボート２３に保持され、このウエハボート２３は炉
口２を密閉する昇降可能な蓋体２４の上部に断熱体であ
る保温筒２５を介して載置されている。蓋体２４は、耐
熱性および耐食性を有する材料、例えばステンレス鋼に
より形成されている。
【００２０】熱処理炉３の下方には、ローディングエリ
アＥが設けられ、このローディングエリアＥには、蓋体
２４を昇降させて反応管４内へのウエハボート２１およ
び保温筒２５の搬入搬出および炉口２の開閉を行うため
の昇降機構２６が設けられ、この昇降機構２６の昇降ア
ーム２６ａに蓋体２４が取付けられている。マニホール
ド７の下端フランジ部７ｂと蓋体２４との接合部には、
Ｏリング２７が設けられている。マニホールド７の上端
フランジ部７ａおよび下端フランジ部７ｂには、Ｏリン
グ１６，１７，２７の熱劣化を防止すべく冷却する手段
として、冷却水を循環させる冷却水通路２８が設けられ
ている。
アＥが設けられ、このローディングエリアＥには、蓋体
２４を昇降させて反応管４内へのウエハボート２１およ
び保温筒２５の搬入搬出および炉口２の開閉を行うため
の昇降機構２６が設けられ、この昇降機構２６の昇降ア
ーム２６ａに蓋体２４が取付けられている。マニホール
ド７の下端フランジ部７ｂと蓋体２４との接合部には、
Ｏリング２７が設けられている。マニホールド７の上端
フランジ部７ａおよび下端フランジ部７ｂには、Ｏリン
グ１６，１７，２７の熱劣化を防止すべく冷却する手段
として、冷却水を循環させる冷却水通路２８が設けられ
ている。
【００２１】そして、前記処理領域Ａに導入される処理
ガスが炉口２側へ侵入するのを阻止するために、炉口２
側にはパージガスを導入するパージガス導入部２９が設
けられていると共に、処理領域Ａと炉口２の間に処理ガ
スの拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生させ
るための絞り部３０が設けられている。前記パージガス
導入部２９は、マニホールド７の内側フランジ部８より
も下側の側壁に設けられている。パージガスとしては、
不活性ガス例えばアルゴンガスを用いることが好ましい
が、窒素ガス等であってもよい。処理ガスの下向きの拡
散速度よりも速い上向きのパージガスの増速した対向流
を発生させるための熱処理炉内の圧力範囲としては、２
６．６Ｐａ（０．２Ｔｏｒｒ）の分子流領域ではだめ
で、粘性流領域である２６６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）〜大気
圧程度が好ましく、実用的には１３３００Ｐａ〜６６５
００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ〜５００Ｔｏｒｒ）程度が好
ましい。
ガスが炉口２側へ侵入するのを阻止するために、炉口２
側にはパージガスを導入するパージガス導入部２９が設
けられていると共に、処理領域Ａと炉口２の間に処理ガ
スの拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生させ
るための絞り部３０が設けられている。前記パージガス
導入部２９は、マニホールド７の内側フランジ部８より
も下側の側壁に設けられている。パージガスとしては、
不活性ガス例えばアルゴンガスを用いることが好ましい
が、窒素ガス等であってもよい。処理ガスの下向きの拡
散速度よりも速い上向きのパージガスの増速した対向流
を発生させるための熱処理炉内の圧力範囲としては、２
６．６Ｐａ（０．２Ｔｏｒｒ）の分子流領域ではだめ
で、粘性流領域である２６６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）〜大気
圧程度が好ましく、実用的には１３３００Ｐａ〜６６５
００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ〜５００Ｔｏｒｒ）程度が好
ましい。
【００２２】前記絞り部３０は、マニホールド７と保温
筒２５の間にオリフィス状の隘路３１を形成するように
設けられる。絞り部３０は、内管４ａに設けられていて
もよいが、図示例のように内管支持部材１８に設けられ
ていることが好ましい。この内管支持部材１８は、図２
ないし図３に示すように、マニホールド７の内側フラン
ジ部８よりも上方へ立上がっており、内管支持部材１８
の上端部を断面Ｌ字の内向きフランジ状に形成すること
により、保温筒２５に接近した絞り部３０とされてい
る。すなわち、絞り部３０は、マニホールド７の内管支
持部材１８の上端部から径方向内方へ水平に延出した水
平部３０ａと、この水平部３０ａの先端から垂直に立上
がった垂直部３０ｂとを有するように断面Ｌ字状に形成
されていることにより、保温筒２５に接近しており、保
温筒２５との間に隘路３１を形成している。隘路３１の
幅は１〜１５ｍｍ、例えば５ｍｍ程度が好ましい。
筒２５の間にオリフィス状の隘路３１を形成するように
設けられる。絞り部３０は、内管４ａに設けられていて
もよいが、図示例のように内管支持部材１８に設けられ
ていることが好ましい。この内管支持部材１８は、図２
ないし図３に示すように、マニホールド７の内側フラン
ジ部８よりも上方へ立上がっており、内管支持部材１８
の上端部を断面Ｌ字の内向きフランジ状に形成すること
により、保温筒２５に接近した絞り部３０とされてい
る。すなわち、絞り部３０は、マニホールド７の内管支
持部材１８の上端部から径方向内方へ水平に延出した水
平部３０ａと、この水平部３０ａの先端から垂直に立上
がった垂直部３０ｂとを有するように断面Ｌ字状に形成
されていることにより、保温筒２５に接近しており、保
温筒２５との間に隘路３１を形成している。隘路３１の
幅は１〜１５ｍｍ、例えば５ｍｍ程度が好ましい。
【００２３】内管支持部材１８の上端部には、内管４ａ
を位置決め載置するための環状溝３２が前記絞り部３０
と共に形成されている。なお、図３に示すように、絞り
部３０には、ガス導入部（インジェクタ管）５との干渉
を避けるためにこれらと対応した切欠部３３が設けられ
ている。
を位置決め載置するための環状溝３２が前記絞り部３０
と共に形成されている。なお、図３に示すように、絞り
部３０には、ガス導入部（インジェクタ管）５との干渉
を避けるためにこれらと対応した切欠部３３が設けられ
ている。
【００２４】また、前記処理ガスの反応副生成物の付着
が想定される熱処理炉３の炉口２の内面および排気系１
４の内面には、反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工
が施されている（図示省略）。粗面加工を施す領域とし
ては、マニホールド７の内面（内周面）および排気部６
を含む排気系１４の内面であるが、コンビネーションバ
ルブ１１よりも下流は２６．６Ｐａ（０．２Ｔｏｒｒ）
と圧力が低くて反応副生成物が生成され難く、また除外
装置１３が設けられていることから、具体的には、マニ
ホールド７の内側フランジ部８よりも上方の内面、排気
部６の内面および排気部６からコンビネーションバルブ
１１までの排気管１０の内面に粗面加工を施せばよい。
なお、マニホールド７の絞り部３０よりも下方の内面
は、パージガスのパージによって反応副生成物の付着が
抑制されているが、当該内面および蓋体２４の内面にも
粗面加工が施されていてもよい。また、保温筒２５の表
面にも粗面加工を施してもよい。
が想定される熱処理炉３の炉口２の内面および排気系１
４の内面には、反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工
が施されている（図示省略）。粗面加工を施す領域とし
ては、マニホールド７の内面（内周面）および排気部６
を含む排気系１４の内面であるが、コンビネーションバ
ルブ１１よりも下流は２６．６Ｐａ（０．２Ｔｏｒｒ）
と圧力が低くて反応副生成物が生成され難く、また除外
装置１３が設けられていることから、具体的には、マニ
ホールド７の内側フランジ部８よりも上方の内面、排気
部６の内面および排気部６からコンビネーションバルブ
１１までの排気管１０の内面に粗面加工を施せばよい。
なお、マニホールド７の絞り部３０よりも下方の内面
は、パージガスのパージによって反応副生成物の付着が
抑制されているが、当該内面および蓋体２４の内面にも
粗面加工が施されていてもよい。また、保温筒２５の表
面にも粗面加工を施してもよい。
【００２５】粗面加工の方法としては、例えばバフ研
磨、ヘアーライン処理、ブラスト処理、複合電解研磨処
理等が適用可能であるが、中でもブラスト処理が好まし
いことが実験により確認された。実験では、種々の粗面
加工を施した複数のサンプルを作成し、反応副生成物の
剥離時期についての試験を行った。その結果、被加工面
に例えば１５０〜２５０μのガラスビーズを吹き付ける
ことにより、粗度の高い例えば平均粗さが１．３１μｍ
の粗面を形成したものが反応副生成物の剥離を抑制する
効果が高いことが確認された。そして、特にヒ素系のプ
ロセスにおいては、通常のステンレス鋼表面の場合の剥
離時期に対して１０倍以上の延命効果があることが確認
された。
磨、ヘアーライン処理、ブラスト処理、複合電解研磨処
理等が適用可能であるが、中でもブラスト処理が好まし
いことが実験により確認された。実験では、種々の粗面
加工を施した複数のサンプルを作成し、反応副生成物の
剥離時期についての試験を行った。その結果、被加工面
に例えば１５０〜２５０μのガラスビーズを吹き付ける
ことにより、粗度の高い例えば平均粗さが１．３１μｍ
の粗面を形成したものが反応副生成物の剥離を抑制する
効果が高いことが確認された。そして、特にヒ素系のプ
ロセスにおいては、通常のステンレス鋼表面の場合の剥
離時期に対して１０倍以上の延命効果があることが確認
された。
【００２６】また、前記マニホールド７の内側フランジ
部８よりも上方の内周壁面には、例えばＨＣｌ等の強腐
食性を有する処理ガスやクリーニングガスの接触による
腐食を防止するために、石英製の円筒状の保護カバー部
材３４が装着されていることが好ましい。
部８よりも上方の内周壁面には、例えばＨＣｌ等の強腐
食性を有する処理ガスやクリーニングガスの接触による
腐食を防止するために、石英製の円筒状の保護カバー部
材３４が装着されていることが好ましい。
【００２７】次に、以上の構成からなる縦型熱処理装置
の作用について述べる。先ず、ローディングエリアＥに
降下された蓋体２４上に半導体ウエハＷが多段に保持さ
れたウエハボート２３を保温筒２５を介して載置したな
ら、蓋体２４を上昇させて熱処理炉３内の処理領域Ａに
ウエハボート２３を搬入すると共に炉口２を蓋体２４で
密閉する。そして、排気部６からの減圧排気により炉内
を所定の処理圧力例えば２６６００Ｐａ（２００Ｔｏｒ
ｒ）にし、ガス導入部５から処理領域Ａに所定の処理ガ
ス例えばアルシン（ＡｓＨ3）を導入すると共にパージ
ガス導入部２９からパージガス例えばアルゴンガスを導
入し、処理領域Ａをヒーター２２で所定の処理温度に加
熱することにより、半導体ウエハＷに所定の熱処理例え
ば熱拡散処理を施す。この場合、ガス導入部５から処理
ガスを例えば毎分数百ｃｃで導入すると共に、パージガ
ス導入部２９からパージガスを例えば毎分１リットル程
度で導入する。
の作用について述べる。先ず、ローディングエリアＥに
降下された蓋体２４上に半導体ウエハＷが多段に保持さ
れたウエハボート２３を保温筒２５を介して載置したな
ら、蓋体２４を上昇させて熱処理炉３内の処理領域Ａに
ウエハボート２３を搬入すると共に炉口２を蓋体２４で
密閉する。そして、排気部６からの減圧排気により炉内
を所定の処理圧力例えば２６６００Ｐａ（２００Ｔｏｒ
ｒ）にし、ガス導入部５から処理領域Ａに所定の処理ガ
ス例えばアルシン（ＡｓＨ3）を導入すると共にパージ
ガス導入部２９からパージガス例えばアルゴンガスを導
入し、処理領域Ａをヒーター２２で所定の処理温度に加
熱することにより、半導体ウエハＷに所定の熱処理例え
ば熱拡散処理を施す。この場合、ガス導入部５から処理
ガスを例えば毎分数百ｃｃで導入すると共に、パージガ
ス導入部２９からパージガスを例えば毎分１リットル程
度で導入する。
【００２８】この熱処理工程において、処理ガスは、ガ
ス導入部５の先端の処理ガス導入口５ａから反応管４の
内管４ａ内に導入され、内管４ａ内を上昇する過程で処
理領域Ａの半導体ウエハＷの熱処理に供された後、内管
４ａと外管４ｂとの間の環状通路９を下降してマニホー
ルド７の排気部６から排気される。この場合、処理ガス
が処理領域Ａから下方の炉口２側へも拡散しようとする
が、処理領域Ａと炉口２の間には絞り部３０が設けられ
ていると共にこの絞り部３０よりも下方にはパージガス
が導入されているため、絞り部３０によって狭められた
隘路３１をパージガスが処理ガスの拡散速度よりも速い
流速の対向流となって処理領域Ａ側へ流れることによ
り、処理ガスの炉口２側への侵入が阻止ないし抑制され
る。この際、処理ガスは基本的にはガス導入部５の先端
の処理ガス導入口５ａから上向き流として供給されてお
り、この上向き流の上流側から隘路３１を経て上方に向
うパージガス流は、処理ガスの下方への拡散に打ち勝て
さえすればよいので、冒頭に記載した特開平１０−２２
３５３８号公報に記載の縦型熱処理装置に比し、パージ
ガス流の上向き流量は少なくて済み、従って熱処理中に
処理ガスに多量の不活性ガスが混入することがない。
ス導入部５の先端の処理ガス導入口５ａから反応管４の
内管４ａ内に導入され、内管４ａ内を上昇する過程で処
理領域Ａの半導体ウエハＷの熱処理に供された後、内管
４ａと外管４ｂとの間の環状通路９を下降してマニホー
ルド７の排気部６から排気される。この場合、処理ガス
が処理領域Ａから下方の炉口２側へも拡散しようとする
が、処理領域Ａと炉口２の間には絞り部３０が設けられ
ていると共にこの絞り部３０よりも下方にはパージガス
が導入されているため、絞り部３０によって狭められた
隘路３１をパージガスが処理ガスの拡散速度よりも速い
流速の対向流となって処理領域Ａ側へ流れることによ
り、処理ガスの炉口２側への侵入が阻止ないし抑制され
る。この際、処理ガスは基本的にはガス導入部５の先端
の処理ガス導入口５ａから上向き流として供給されてお
り、この上向き流の上流側から隘路３１を経て上方に向
うパージガス流は、処理ガスの下方への拡散に打ち勝て
さえすればよいので、冒頭に記載した特開平１０−２２
３５３８号公報に記載の縦型熱処理装置に比し、パージ
ガス流の上向き流量は少なくて済み、従って熱処理中に
処理ガスに多量の不活性ガスが混入することがない。
【００２９】従って、炉口周辺部には反応副生成物が生
成されないか、生成されたとしても僅少である。これに
より、アンロード時にメンテナンスエリアであるローデ
ィングエリアＥに暴露される恐れのある炉口周辺部への
反応副生成物の付着を解消ないし抑制することができ
る。よって、従来炉口周辺部に加熱ヒーターを使用して
いたプロセスにおいては、加熱ヒーターの削除が可能と
なり、装置の簡素化が図れる。また、加熱ヒーターでも
効果の得られないヒ素系のプロセスにおいては、特に有
効であり、オペレーターの健康を守る有効な対策とな
る。
成されないか、生成されたとしても僅少である。これに
より、アンロード時にメンテナンスエリアであるローデ
ィングエリアＥに暴露される恐れのある炉口周辺部への
反応副生成物の付着を解消ないし抑制することができ
る。よって、従来炉口周辺部に加熱ヒーターを使用して
いたプロセスにおいては、加熱ヒーターの削除が可能と
なり、装置の簡素化が図れる。また、加熱ヒーターでも
効果の得られないヒ素系のプロセスにおいては、特に有
効であり、オペレーターの健康を守る有効な対策とな
る。
【００３０】一方、排気側のマニホールド７の内面およ
び排気部６を含む排気系１４の内面には、処理ガスが接
触するため、反応副生成物が生成され易いが、反応副生
成物の付着が予想されるマニホールド７の内面（具体的
には内側フランジ部８よりも上方の内面）および排気部
６を含む排気系１４の内面（具体的には排気部６の内面
および排気部６からコンビネーションバルブ１１までの
排気管１０の内面）に反応副生成物の剥離を抑制する粗
面加工が施されているため、反応副生成物が付着したと
しても、容易に剥離することがない。これにより、パー
ティクルの発生を抑制ないし防止することができるた
め、プロセス的にも、オペレーターの健康のためにも有
功となる。また、従来では、反応副生成物の剥離時期と
の関係で１ラン毎に洗浄が必要とされていたのに対し、
１０ラン毎に洗浄を行えばよく、定期洗浄の間隔を大幅
に延長することができ、処理能力の向上が図れる。
び排気部６を含む排気系１４の内面には、処理ガスが接
触するため、反応副生成物が生成され易いが、反応副生
成物の付着が予想されるマニホールド７の内面（具体的
には内側フランジ部８よりも上方の内面）および排気部
６を含む排気系１４の内面（具体的には排気部６の内面
および排気部６からコンビネーションバルブ１１までの
排気管１０の内面）に反応副生成物の剥離を抑制する粗
面加工が施されているため、反応副生成物が付着したと
しても、容易に剥離することがない。これにより、パー
ティクルの発生を抑制ないし防止することができるた
め、プロセス的にも、オペレーターの健康のためにも有
功となる。また、従来では、反応副生成物の剥離時期と
の関係で１ラン毎に洗浄が必要とされていたのに対し、
１０ラン毎に洗浄を行えばよく、定期洗浄の間隔を大幅
に延長することができ、処理能力の向上が図れる。
【００３１】図４は本発明の熱処理装置の他の実施の形
態を示す。図４において、図１に示したと同じかまたは
均等な部材または部分については同じ符号を付して説明
を省略し、図１と異なる点のみについて以下説明する。
この実施の形態では、反応管４は内管と外管を持つ二重
管構造ではなく、単管構造になっている。反応管４の上
端（頂部）は縮径され、排気部６が設けられ、この排気
部６に排気系１４が接続されている。反応管４の頂部に
排気部６があるために、マニホールド７の側面には排気
部は設けられていない。
態を示す。図４において、図１に示したと同じかまたは
均等な部材または部分については同じ符号を付して説明
を省略し、図１と異なる点のみについて以下説明する。
この実施の形態では、反応管４は内管と外管を持つ二重
管構造ではなく、単管構造になっている。反応管４の上
端（頂部）は縮径され、排気部６が設けられ、この排気
部６に排気系１４が接続されている。反応管４の頂部に
排気部６があるために、マニホールド７の側面には排気
部は設けられていない。
【００３２】また、この実施の形態では、図１に示すマ
ニホールド７の内側に支持される内管支持部材１８は設
けられず、保護カバー部材３４の内側に隣接して筒状の
絞り部３０が取付けられている。絞り部３０の筒部は、
保温筒２５の外周面との間に環状の隘路３１を形成して
いる。絞り部３０は、図１の場合と同様に、パージガス
導入部２９より上方で、しかも処理ガス導入口５ａから
出る処理ガスの上向き流に関して上流側に位置してい
る。この実施の形態は、ガスの排気の態様で図１に示す
実施の形態と異なるだけで、それ以外の基本的作用は図
１に示す実施の形態と同じである。この実施の形態で
は、上向き流として処理領域Ａを経た処理ガスは直接反
応管４上端の排気部６から排気系１４に排気されるた
め、排気のコンダクタンスを向上させることができる。
ニホールド７の内側に支持される内管支持部材１８は設
けられず、保護カバー部材３４の内側に隣接して筒状の
絞り部３０が取付けられている。絞り部３０の筒部は、
保温筒２５の外周面との間に環状の隘路３１を形成して
いる。絞り部３０は、図１の場合と同様に、パージガス
導入部２９より上方で、しかも処理ガス導入口５ａから
出る処理ガスの上向き流に関して上流側に位置してい
る。この実施の形態は、ガスの排気の態様で図１に示す
実施の形態と異なるだけで、それ以外の基本的作用は図
１に示す実施の形態と同じである。この実施の形態で
は、上向き流として処理領域Ａを経た処理ガスは直接反
応管４上端の排気部６から排気系１４に排気されるた
め、排気のコンダクタンスを向上させることができる。
【００３３】図５は本発明の熱処理装置の更に他の実施
の形態を示す。図５において、図１に示したと同じかま
たは均等な部材または部分については同じ符号を付して
説明を省略し、図１と異なる点のみについて以下説明す
る。この実施の形態では、図１に示す実施の形態と同様
に二重管構造を採用していて、内管４ａと外管４ｂとの
間に環状通路９が形成されている。しかし、この環状通
路９は処理ガスの排気のためには使用しない。処理ガス
の排気は、図４に示す実施の形態と同様に内管４ａの頂
部に設けた排気部６から排気系１４によりなされるよう
になっている。
の形態を示す。図５において、図１に示したと同じかま
たは均等な部材または部分については同じ符号を付して
説明を省略し、図１と異なる点のみについて以下説明す
る。この実施の形態では、図１に示す実施の形態と同様
に二重管構造を採用していて、内管４ａと外管４ｂとの
間に環状通路９が形成されている。しかし、この環状通
路９は処理ガスの排気のためには使用しない。処理ガス
の排気は、図４に示す実施の形態と同様に内管４ａの頂
部に設けた排気部６から排気系１４によりなされるよう
になっている。
【００３４】外管４ｂは、内管４ａとほぼ同じ形状で内
管４ａの外側を覆っており、内管４ａとの間に環状通路
９を形成している。この環状通路９の下部に設けた不活
性ガス導入部４０からＮ2のような不活性ガスを環状通
路９内に流して頂部から工場排気系に排気することによ
りに、内管４ａ外部への処理ガスの漏出を防止すると共
に、ヒータ２２から放出される金属成分による半導体ウ
エハの金属汚染を防止している。また、外管４ｂは処理
ガスと直接接しないため洗浄を要せず、処理ガスと直接
接する内管４ａのみを洗浄すればよい。この実施の形態
は、ガスの排気の態様で図１に示す実施の形態と異なる
だけで、それ以外の基本的作用は図１に示す実施の形態
と同じである。
管４ａの外側を覆っており、内管４ａとの間に環状通路
９を形成している。この環状通路９の下部に設けた不活
性ガス導入部４０からＮ2のような不活性ガスを環状通
路９内に流して頂部から工場排気系に排気することによ
りに、内管４ａ外部への処理ガスの漏出を防止すると共
に、ヒータ２２から放出される金属成分による半導体ウ
エハの金属汚染を防止している。また、外管４ｂは処理
ガスと直接接しないため洗浄を要せず、処理ガスと直接
接する内管４ａのみを洗浄すればよい。この実施の形態
は、ガスの排気の態様で図１に示す実施の形態と異なる
だけで、それ以外の基本的作用は図１に示す実施の形態
と同じである。
【００３５】図６は本発明の他の実施の形態を示す。前
記実施の形態では、絞り部３０は内管支持部材１８に一
体的に形成されているが、図６に示す実施の形態では、
絞り部３０は保温筒２５の外周に設けられており、絞り
部３０の筒状垂直部外周面と内管４ａとの間には隘路３
１が形成されている。
記実施の形態では、絞り部３０は内管支持部材１８に一
体的に形成されているが、図６に示す実施の形態では、
絞り部３０は保温筒２５の外周に設けられており、絞り
部３０の筒状垂直部外周面と内管４ａとの間には隘路３
１が形成されている。
【００３６】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の
設計変更等が可能である。本発明は、縦型熱処理装置以
外に例えば枚葉式の熱処理装置や横型熱処理装置にも適
用可能である。また、被処理体としては、半導体ウエハ
以外に例えばガラス基板やＬＣＤ基板等が適用可能であ
る。
述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の
設計変更等が可能である。本発明は、縦型熱処理装置以
外に例えば枚葉式の熱処理装置や横型熱処理装置にも適
用可能である。また、被処理体としては、半導体ウエハ
以外に例えばガラス基板やＬＣＤ基板等が適用可能であ
る。
【００３７】前記実施の形態では、反応副生成物の付着
を抑制する機能（請求項１）および付着した反応副生成
物の剥離を抑制する機能（２）を併有した熱処理装置が
示されているが、本発明に係る熱処理装置としては、反
応副生成物の付着を抑制する機能のみを有するもの、あ
るいは付着した反応副生成物の剥離を抑制する機能のみ
を有するものであってもよい。また、本発明は、ヒ素系
のプロセスに限らず、例えばホスフィン（ＰＨ3）等の
毒性を有する処理ガスを使用するあらゆるプロセスに有
効である。また、絞り部は処理領域と炉口との間であれ
ば、どこに設けられていてもよい。
を抑制する機能（請求項１）および付着した反応副生成
物の剥離を抑制する機能（２）を併有した熱処理装置が
示されているが、本発明に係る熱処理装置としては、反
応副生成物の付着を抑制する機能のみを有するもの、あ
るいは付着した反応副生成物の剥離を抑制する機能のみ
を有するものであってもよい。また、本発明は、ヒ素系
のプロセスに限らず、例えばホスフィン（ＰＨ3）等の
毒性を有する処理ガスを使用するあらゆるプロセスに有
効である。また、絞り部は処理領域と炉口との間であれ
ば、どこに設けられていてもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上要する本発明によれば、次のような
効果を奏することができる。
効果を奏することができる。
【００３９】（１）請求項１に係る発明によれば、熱処
理炉内の処理領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、
被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の
下で熱処理する熱処理装置において、前記処理領域に導
入される処理ガスが炉口側へ侵入するのを阻止するため
に、炉口側にパージガス導入部を設けると共に、処理領
域と炉口との間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージ
ガスの対向流を発生させる絞り部を設けているため、炉
口周辺部への反応副生成物の付着を抑制することができ
る。しかも、公知技術に比し、パージガスの流量を少な
くて済むので、処理ガスに不活性ガスが混入し難い。従
って、従来炉口周辺部に加熱ヒーターを使用していたプ
ロセスにおいては、ヒーターの削除が可能となり、装置
の簡素化が図れる。また、加熱ヒーターでも効果の得ら
れないヒ素系のプロセスにおいては、特に有効であり、
オペレーターの健康を守る有効な対策となる。
理炉内の処理領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、
被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の
下で熱処理する熱処理装置において、前記処理領域に導
入される処理ガスが炉口側へ侵入するのを阻止するため
に、炉口側にパージガス導入部を設けると共に、処理領
域と炉口との間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージ
ガスの対向流を発生させる絞り部を設けているため、炉
口周辺部への反応副生成物の付着を抑制することができ
る。しかも、公知技術に比し、パージガスの流量を少な
くて済むので、処理ガスに不活性ガスが混入し難い。従
って、従来炉口周辺部に加熱ヒーターを使用していたプ
ロセスにおいては、ヒーターの削除が可能となり、装置
の簡素化が図れる。また、加熱ヒーターでも効果の得ら
れないヒ素系のプロセスにおいては、特に有効であり、
オペレーターの健康を守る有効な対策となる。
【００４０】（２）請求項２に係る発明によれば、熱処
理炉内の処理領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、
被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の
下で熱処理する熱処理装置において、前記処理ガスの反
応副生成物の付着が想定される熱処理炉の炉口の内面お
よび排気系の内面に反応副生成物の剥離を抑制する粗面
加工を施しているため、反応副生成物が付着したとして
も、容易に剥離することがなく、パーティクル発生の問
題を解消することができると共に、定期洗浄の間隔を大
幅に延長することができ、処理能力の向上が図れる。
理炉内の処理領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、
被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の
下で熱処理する熱処理装置において、前記処理ガスの反
応副生成物の付着が想定される熱処理炉の炉口の内面お
よび排気系の内面に反応副生成物の剥離を抑制する粗面
加工を施しているため、反応副生成物が付着したとして
も、容易に剥離することがなく、パーティクル発生の問
題を解消することができると共に、定期洗浄の間隔を大
幅に延長することができ、処理能力の向上が図れる。
【００４１】（３）請求項３に係る発明によれば、熱処
理炉内の処理領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、
被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の
下で熱処理する熱処理装置において、前記処理領域に導
入される処理ガスが炉口側へ侵入するのを阻止すべく炉
口側にパージガス導入部を設けると共に、処理領域と炉
口との間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの
対向流を発生させる絞り部を設け、炉口の内面および排
気系の内面に反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を
施しているため、炉口周辺部への反応副生成物の付着を
抑制することができると共に、反応副生成物が万が一付
着したとしても、容易に剥離することがなく、パーティ
クル発生の問題を解消することができると共に、定期洗
浄の間隔を大幅に延長することができ、処理能力の向上
が図れる。
理炉内の処理領域に被処理体を収容して炉口を密閉し、
被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧力の
下で熱処理する熱処理装置において、前記処理領域に導
入される処理ガスが炉口側へ侵入するのを阻止すべく炉
口側にパージガス導入部を設けると共に、処理領域と炉
口との間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの
対向流を発生させる絞り部を設け、炉口の内面および排
気系の内面に反応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を
施しているため、炉口周辺部への反応副生成物の付着を
抑制することができると共に、反応副生成物が万が一付
着したとしても、容易に剥離することがなく、パーティ
クル発生の問題を解消することができると共に、定期洗
浄の間隔を大幅に延長することができ、処理能力の向上
が図れる。
【００４２】（４）請求項４に係る発明によれば、周囲
にヒーターを有する縦型反応管の下端部に、反応管内の
処理領域に処理ガスを導入するガス導入部および排気部
を有し炉口を形成する筒状のマニホールドを設け、その
炉口を密閉する昇降可能な蓋体上に被処理体を多段に保
持した保持具を保温筒を介して載置し、処理領域に収容
した被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧
力の下で熱処理する熱処理装置において、前記マニホー
ルドの炉口側にパージガス導入部を設け、処理領域と炉
口の間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの対
向流を発生させる隘路を形成する絞り部を設け、前記マ
ニホールドの内面および排気部を含む排気系の内面に反
応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を施しているた
め、アンロード時にメンテナンスエリアであるローディ
ングエリアに暴露される恐れのある炉口周辺部への反応
副生成物の付着を抑制することができると共に、反応副
生成物が万が一付着したとしても、容易に剥離すること
がなく、パーティクル発生の問題を解消することができ
ると共に、定期洗浄の間隔を大幅に延長することがで
き、処理能力の向上が図れる。
にヒーターを有する縦型反応管の下端部に、反応管内の
処理領域に処理ガスを導入するガス導入部および排気部
を有し炉口を形成する筒状のマニホールドを設け、その
炉口を密閉する昇降可能な蓋体上に被処理体を多段に保
持した保持具を保温筒を介して載置し、処理領域に収容
した被処理体を所定の処理ガス、処理温度および処理圧
力の下で熱処理する熱処理装置において、前記マニホー
ルドの炉口側にパージガス導入部を設け、処理領域と炉
口の間に処理ガスの拡散速度よりも速いパージガスの対
向流を発生させる隘路を形成する絞り部を設け、前記マ
ニホールドの内面および排気部を含む排気系の内面に反
応副生成物の剥離を抑制する粗面加工を施しているた
め、アンロード時にメンテナンスエリアであるローディ
ングエリアに暴露される恐れのある炉口周辺部への反応
副生成物の付着を抑制することができると共に、反応副
生成物が万が一付着したとしても、容易に剥離すること
がなく、パーティクル発生の問題を解消することができ
ると共に、定期洗浄の間隔を大幅に延長することがで
き、処理能力の向上が図れる。
【００４３】（５）請求項６に係る発明によれば、周囲
にヒーターを有すると共に上端に排気部を有する縦型反
応管の下端部に、反応管内の処理領域に処理ガスを導入
するガス導入部を有し炉口を形成する筒状のマニホール
ドを設け、その炉口を密閉する昇降可能な蓋体上に被処
理体を多段に保持した保持具を保温筒を介して載置し、
処理領域に収容した被処理体を所定の処理ガス、処理温
度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置であっ
て、前記マニホールドの炉口側にパージガス導入部を設
け、処理領域と炉口の間に処理ガスの拡散速度よりも速
いパージガスの対向流を発生させる隘路を形成する絞り
部を設けているため、アンロード時にメンテナンスエリ
アであるローディングエリアに暴露される恐れのある炉
口周辺部への反応副生成物の付着を抑制することができ
る。
にヒーターを有すると共に上端に排気部を有する縦型反
応管の下端部に、反応管内の処理領域に処理ガスを導入
するガス導入部を有し炉口を形成する筒状のマニホール
ドを設け、その炉口を密閉する昇降可能な蓋体上に被処
理体を多段に保持した保持具を保温筒を介して載置し、
処理領域に収容した被処理体を所定の処理ガス、処理温
度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置であっ
て、前記マニホールドの炉口側にパージガス導入部を設
け、処理領域と炉口の間に処理ガスの拡散速度よりも速
いパージガスの対向流を発生させる隘路を形成する絞り
部を設けているため、アンロード時にメンテナンスエリ
アであるローディングエリアに暴露される恐れのある炉
口周辺部への反応副生成物の付着を抑制することができ
る。
【図１】本発明を縦型熱処理装置に適用した実施の形態
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図２】同熱処理装置の要部拡大断面図である。
【図３】マニホールドの内管支持部材を示す図で、
（ａ）は部分的平面図、（ｂ）は部分的側面図である。
（ａ）は部分的平面図、（ｂ）は部分的側面図である。
【図４】本発明の熱処理装置の他の実施の形態を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明の熱処理装置の更に他の実施の形態を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の要部拡大縦断面図で
ある。
ある。
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） １ 縦型熱処理装置（熱処理装置） ２ 炉口 ３ 熱処理炉 ４ 反応管 ４ａ 内管 ４ｂ 外管 Ａ 処理領域 ５ ガス導入部 ６ 排気部 ７ マニホールド １４ 排気系 ２２ ヒーター ２４ 蓋体 ２９ パージガス導入部 ３０ 絞り部 ３１ 隘路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/22 ５１１ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５１１Ｈ 21/324 21/324 Ｒ
Claims (8)
- 【請求項１】 熱処理炉内の処理領域に被処理体を収容
して炉口を密閉し、被処理体を所定の処理ガス、処理温
度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置におい
て、前記処理領域に導入される処理ガスが炉口側へ侵入
するのを阻止するために、炉口側にパージガス導入部を
設けると共に、処理領域と炉口との間に処理ガスの拡散
速度よりも速いパージガスの対向流を発生させる絞り部
を設けたことを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項２】 熱処理炉内の処理領域に被処理体を収容
して炉口を密閉し、被処理体を所定の処理ガス、処理温
度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置におい
て、前記処理ガスの反応副生成物の付着が想定される熱
処理炉の炉口の内面および排気系の内面に反応副生成物
の剥離を抑制する粗面加工を施したことを特徴とする熱
処理装置。 - 【請求項３】 熱処理炉内の処理領域に被処理体を収容
して炉口を密閉し、被処理体を所定の処理ガス、処理温
度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置におい
て、前記処理領域に導入される処理ガスが炉口側へ侵入
するのを阻止すべく炉口側にパージガス導入部を設ける
と共に、処理領域と炉口との間に処理ガスの拡散速度よ
りも速いパージガスの対向流を発生させる絞り部を設
け、前記処理ガスの反応副生成物の付着が想定される炉
口の内面および排気系の内面に反応副生成物の剥離を抑
制するための粗面加工を施したことを特徴とする熱処理
装置。 - 【請求項４】 周囲にヒーターを有する縦型反応管の下
端部に、反応管内の処理領域に処理ガスを導入するガス
導入部および排気部を有し炉口を形成する筒状のマニホ
ールドを設け、その炉口を密閉する昇降可能な蓋体上に
被処理体を多段に保持した保持具を保温筒を介して載置
し、処理領域に収容した被処理体を所定の処理ガス、処
理温度および処理圧力の下で熱処理する熱処理装置にお
いて、前記マニホールドの炉口側にパージガス導入部を
設け、処理領域と炉口の間に処理ガスの拡散速度よりも
速いパージガスの対向流を発生させる隘路を形成する絞
り部を設け、前記マニホールドの内面および排気部を含
む排気系の内面に反応副生成物の剥離を抑制する粗面加
工を施したことを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項５】 前記反応管は、上端および下端が開放さ
れ内部に処理領域を形成する内管と、この内管の外側に
設けられ上端が閉塞され下端が開放され内管との間に処
理ガスを下方に向って排気するための環状空間を形成す
る外管とから構成されていることを特徴とする請求項４
記載の熱処理装置。 - 【請求項６】 周囲にヒーターを有すると共に上端に排
気部を有する縦型反応管の下端部に、反応管内の処理領
域に処理ガスを導入するガス導入部を有し炉口を形成す
る筒状のマニホールドを設け、その炉口を密閉する昇降
可能な蓋体上に被処理体を多段に保持した保持具を保温
筒を介して載置し、処理領域に収容した被処理体を所定
の処理ガス、処理温度および処理圧力の下で熱処理する
熱処理装置であって、前記マニホールドの炉口側にパー
ジガス導入部を設け、処理領域と炉口の間に処理ガスの
拡散速度よりも速いパージガスの対向流を発生させる隘
路を形成する絞り部を設けたことを特徴とする熱処理装
置。 - 【請求項７】 前記反応管は、内部に処理領域を形成し
上端に排気部を有する内管と、この内管の外側に設けら
れ外管との間に環状通路を形成する外管とから構成され
ていることを特徴とする請求項６記載の熱処理装置。 - 【請求項８】 、前記マニホールドの内面および排気部
を含む排気系の内面には、反応副生成物の剥離を抑制す
る粗面加工が施されていることを特徴とする請求項６ま
たは７記載の熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32659399A JP4015791B2 (ja) | 1998-11-26 | 1999-11-17 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33547198 | 1998-11-26 | ||
| JP10-335471 | 1998-11-26 | ||
| JP32659399A JP4015791B2 (ja) | 1998-11-26 | 1999-11-17 | 熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223432A true JP2000223432A (ja) | 2000-08-11 |
| JP4015791B2 JP4015791B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=26572231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32659399A Expired - Fee Related JP4015791B2 (ja) | 1998-11-26 | 1999-11-17 | 熱処理装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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-
1999
- 1999-11-17 JP JP32659399A patent/JP4015791B2/ja not_active Expired - Fee Related
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