JP2002075878A - 縦型熱処理装置 - Google Patents

縦型熱処理装置

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JP2002075878A
JP2002075878A JP2000262434A JP2000262434A JP2002075878A JP 2002075878 A JP2002075878 A JP 2002075878A JP 2000262434 A JP2000262434 A JP 2000262434A JP 2000262434 A JP2000262434 A JP 2000262434A JP 2002075878 A JP2002075878 A JP 2002075878A
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JP
Japan
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heat
heating
heater unit
heat treatment
reaction tube
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Application number
JP2000262434A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Takagaki
哲也 高垣
Eiji Hosaka
英二 保坂
Atsuhiko Suda
敦彦 須田
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Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ヒータユニットの上下からの放熱量を効果的に
補填し、均熱領域を長くし、或は均熱領域を変えること
なく縦型熱処理炉の炉高を低く、シリコンウェーハの大
径化に対応し、スループットの向上を図る。 【解決手段】有天筒状のヒータユニット3内に反応管が
設けられ、該反応管内で被処理基板に対して熱処理を行
う縦型熱処理装置に於いて、前記ヒータユニットが有天
筒状の断熱体8、該断熱体の内周面に設けられた発熱体
9を有し、該発熱体の上側、下側の少なくとも一方に環
状の加熱ランプ15,17を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハ等
の被処理基板に成膜処理、熱拡散等の処理を行う縦型熱
処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6に於いて、縦型熱処理装置の概略を
説明する。
【0003】筐体1に設けられたヒータベース2に有天
筒状のヒータユニット3が立設され、該ヒータユニット
3の内部に上端が閉塞され、下端が開放された反応管4
が同心に設けられている。前記ヒータユニット3、石英
製の反応管4により縦型熱処理炉10が構成される。
【0004】前記反応管4にはボート5がボートエレベ
ータ6によって装入される。該ボートエレベータ6はボ
ート支持台7を昇降可能に支持し、該ボート支持台7は
前記反応管4の開口部を気密に閉塞する。前記ボート支
持台7にはボートキャップ12を介して前記ボート5が
載置される。
【0005】前記ボート5はシリコンウェーハを水平姿
勢で多段に保持し、シリコンウェーハはボート5に支持
された状態で、前記反応管4に装入され成膜等の処理を
受ける。
【0006】前記反応管4内へのボート5の装入は所定
温度に下がった状態で装入され、装入後処理温度迄加熱
される。更に、前記ボート5の引出しは炉外での自然酸
化を防止する為、所定温度迄降温して実施される。
【0007】次に、図7に於いて前記ヒータユニット3
の概略を説明する。
【0008】断熱体8は上端が閉塞された有天筒状をし
ており、該断熱体8の内円筒面全面に発熱体9が設けら
れている。該発熱体9は軸心方向に沿って下方より発熱
分体9L2,9L1,9C ,9U に4分割され、各分体はそ
れぞれ独立して発熱制御される様になっている。又、各
発熱分体は、円筒面に沿って螺旋状に設けた抵抗発熱線
(Fe−Cr−Al合金線:金属発熱線、二桂化モリブ
デン、SiC)、及び該抵抗発熱線を所定のピッチに保
持する保持部材から構成される。
【0009】上記従来のヒータユニット3により反応管
4内を加熱する場合、上方、下方からの放熱があり、前
記発熱分体9L1,9L2,9U は放熱量を補填する様制御
され、反応管4内に均熱領域11が形成され、該均熱領
域11で処理されたシリコンウェーハが製品となる。
【0010】前記ヒータユニット3の発熱分体9L1,9
L2の役割は下方への放熱される熱量を補填するものであ
り、前記発熱分体9U の役割は上方への放熱される熱量
を補填するものとなっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】近年に於いて、シリコ
ンウェーハの大径化は増々進み、シリコンウェーハの大
径化に対応して反応管4、ヒータユニット3の大径化も
進み、ヒータユニット3上端の放熱面積、下端の開口面
積も大きくなり、更に前記反応管4の熱伝導面積も大き
くなっている。この為、前記ヒータユニット3の上端、
下端から又前記反応管4を介して上端、下端からの放熱
量が大きくなっている。
【0012】放熱量が多くなると、前記発熱分体9L1,
9L2,9U からの給熱量を多くしなければならないが、
前記抵抗発熱線の発熱量には限界があり、更に温度を高
くすると発熱体9C との温度干渉により、均熱領域11
への影響が生じ、均熱性を崩すこととなり、結局給熱量
を多くする為には前記発熱分体9L1,9L2,9U の軸心
方向の長さを長くしなければならない。特に、下方への
放熱量が大きい為、発熱分体9U 以上に発熱分体9L1,
9L2を長くしなければならず、又本従来例の様に、下方
の発熱分体を分割し、放熱量を下側のものについて発熱
を多くする等しなければ、下方の発熱分体からの発熱が
前記均熱領域11に影響するという問題も生じる。
【0013】上記従来例では発熱分体9L1,9L2,9U
の長さが長くなり、特に下方の発熱分体9L1,9L2の長
さが長くなる。ところが反応管4の全長は建屋等装置が
収納される空間により制限され、従って前記均熱領域1
1が短くならざるを得ない。該均熱領域11が短くなる
ことで、シリコンウェーハの処理枚数が減少し、スルー
プットが低下することとなる。
【0014】又、前記発熱分体9L1,9L2,9U を長く
した場合は、多くの断熱材を必要とし、断熱材の保温量
が多くなり、ヒータの加熱、冷却に時間が掛かることと
なり、1バッチ当りの処理時間が長くなり、やはりスル
ープットの低下は避けられない。
【0015】本発明は斯かる実情に鑑み、ヒータユニッ
ト3の上下からの放熱量を効果的に補填し、均熱領域を
長くし、或は均熱領域を変えることなく縦型熱処理炉の
炉高を低くし、シリコンウェーハの大径化に対応し、ス
ループットの向上を図るものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、有天筒状のヒ
ータユニット内に反応管が設けられ、該反応管内で被処
理基板に対して熱処理を行う縦型熱処理装置に於いて、
前記ヒータユニットが有天筒状の断熱体、該断熱体の内
周面に設けられた発熱体を有し、該発熱体の上側、下側
の少なくとも一方に環状の加熱ランプを設けた縦型熱処
理装置に係り、又有天筒状のヒータユニット内に反応管
が設けられ、該反応管内で被処理基板に対して熱処理を
行う縦型熱処理装置に於いて、前記ヒータユニットが有
天筒状の断熱体、該断熱体の内周面に設けられた発熱体
を有し、該発熱体と上側、下側の少なくとも一方に環状
の加熱ランプを設け、該加熱ランプの中心位置に加熱ラ
ンプからの熱線をヒータユニット軸心方向に反射する反
射体を設けた縦型熱処理装置に係るものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
【0018】図1は、縦型熱処理炉10のヒータユニッ
ト3部分を示しており、図7で示したものと同等のもの
には同符号を付してある。
【0019】断熱体8は上端が閉塞された有天筒状をし
ており、該断熱体8の内円筒面全面に発熱体9が設けら
れている。該発熱体9は軸心方向に沿って発熱分体9L
,9C ,9U に3分割され、各発熱分体はそれぞれ独
立して発熱制御される様になっている。又、前記各発熱
分体は、円筒面に沿って螺旋状に設けられた抵抗発熱線
及び該抵抗発熱線を所定のピッチに保持する保持部材か
ら構成される。
【0020】前記断熱体8の前記発熱分体9U より上方
の位置に上外周溝13が形成され、前記発熱分体9L よ
り下方の位置に下外周溝14が形成され、前記上外周溝
13に環状に形成された上加熱ランプ15が前記断熱体
8と同心に嵌装され、該上加熱ランプ15の外周側に環
状の反射鏡16が前記上加熱ランプ15と同心に設けら
れている。前記反射鏡16の内面は熱を反射し易い鏡面
若しくは同等の性状を有しており、断面は好ましくは前
記上加熱ランプ15の断面と同心の円弧形状となってい
る。
【0021】前記下外周溝14に環状に形成された下加
熱ランプ17が前記断熱体8と同心に嵌装され、該下加
熱ランプ17の外周側に環状の反射鏡18が前記下加熱
ランプ17と同心に設けられている。前記反射鏡18の
内面は前記反射鏡16と同様、熱を反射し易い鏡面若し
くは同等の性状を有しており、断面は好ましくは前記下
加熱ランプ17の断面と同心の円弧形状となっている。
【0022】尚、前記上加熱ランプ15、下加熱ランプ
17はそれぞれ要求される補填熱量に応じてランプ単体
の発熱容量が決定され、又何段(何周)にするかも選択
される。又、ランプは図2(A)に示す様に円状であっ
ても、或は図2(B)に示す様に所要数に分割した円弧
(2等分した半円弧)で円を構成してもよい。
【0023】前記上加熱ランプ15、下加熱ランプ17
は熱量の補填が必要とされると点灯される。熱量の補填
が必要な場合とは、例えば、前記ボート5の装入時、縦
型熱処理炉10の昇温時等、温度設定値と炉内温度との
間に差が生じた場合である。
【0024】尚、前記上加熱ランプ15、下加熱ランプ
17は熱線による加熱であり、加熱時の応答性がよく、
更に反射鏡16、反射鏡18を使用することで、加熱方
向、対象物が特定でき、又局部的な加熱が可能であり、
シリコンウェーハには影響しない様に加熱、熱量の補填
ができる。従ってシリコンウェーハの加熱に寄与しない
ことから、シリコンウェーハの表面膜による吸収熱量を
考慮することなく加熱状態を決定できるので、温度制御
が容易になる。
【0025】更に反射鏡16、反射鏡18により無用な
方向に対する熱の拡散が防止できるので、断熱材を少な
く、或は省略することができる。尚、反射鏡を省略し、
断熱材、熱遮蔽板を設けることもできる。
【0026】前記上加熱ランプ15、下加熱ランプ17
による給熱は他の発熱分体9U 、発熱分体9L と熱干渉
を起さないので、該発熱分体9U 、発熱分体9L とは独
立した熱補填制御が可能となるので、発熱分体9U 、発
熱分体9L の長さを小さくしても、充分に対応が可能で
ある。
【0027】更に、前記上加熱ランプ15、下加熱ラン
プ17は断熱体8の外周側に設けたが、図3に示す様
に、内周側に設けてもよい。ランプを内周側に設けるこ
とで、加熱をより迅速に行うことができる。
【0028】図4は他の実施の形態を示している。
【0029】該他の実施の形態では、上加熱ランプ1
5、下加熱ランプ17をそれぞれ前記断熱体8の内周側
に設け、更に前記上加熱ランプ15の中心位置となる様
断熱体8の天井8aの下面に倒立円錐状の上反射体20
を設け、前記断熱体8が縦型熱処理炉10内に装入され
た状態で、前記下加熱ランプ17の中心位置となる様
に、正立円錐状の下反射体21が設けられる。図4で示
す実施の形態では、該下反射体21が設けられる位置と
しては、前記ボートキャップ12の中心位置となってい
る。
【0030】前記上反射体20は上加熱ランプ15から
の熱線を下方に反射し、前記下反射体21は前記下加熱
ランプ17からの熱線を上方に反射する。前記上反射体
20、下反射体21の反射面は前記反射鏡16、反射鏡
18と同様熱線をもっとも効果的に反射する性状が選択
される。例えば、表面を熱線の波長に合わせ、効果的な
材質でコーティグする等であり、好ましいコーティング
材料の1つとしては金メッキが挙げられる。
【0031】前記上反射体20、下反射体21は熱線を
軸心方向に反射するので、シリコンウェーハの中心部の
加熱が可能となり、シリコンウェーハ面内の温度分布を
小さくでき、昇温した場合のリカバリ時間を短縮でき
る。
【0032】更に、上反射体20、下反射体21の形状
により、シリコンウェーハ中心部のの加熱状態を選択で
きる。例えば円錐形の代りに反射面を球面とする等であ
る。
【0033】尚、上記上反射体20、下反射体21は熱
を反射するものではなく、効果的に吸熱するSi、Si
C等を材質とする吸熱体であってもよい。吸熱、蓄熱す
ることで、2次的な給熱源として作用する。
【0034】尚、発熱体9のヒータユニット3の上方か
らの放熱量は多くないことから、従来通りでも可能であ
る。更に、図5(A)に示す様に、断熱体8の天井8a
内面に抵抗発熱線によるヒータ23を設けてもよく、或
は図5(B)に示す様に加熱ランプ24、反射鏡25を
設けてもよい。
【0035】更に、上加熱ランプ15及び下加熱ランプ
17は放熱量に応じ、複数段設けてもよい。
【0036】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、前記ヒ
ータユニットが有天筒状の断熱体、該断熱体の内周面に
設けられた発熱体を有し、該発熱体と上側、下側の少な
くとも一方に環状の加熱ランプを設けたので、局部的に
被処理基板を加熱することなく熱補填でき、ヒータユニ
ットの上部熱補填部、下部熱補填部の長さが短くなり、
炉内の均熱長が長くなり、被処理基板の処理枚数が増大
するのでスループットが向上する。
【0037】更に、ランプ加熱であるので、応答性がよ
く、更に加熱源として熱容量が小さいので、昇温速度、
降温速度が大きく、1バッチ当りの処理時間が短くなる
のでスループットが向上する。
【0038】更に又、昇温速度、降温速度が大きいの
で、基板装入時、昇温時のみの加熱で対応でき、ランニ
ングコストが低下する等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す要部断面図である。
【図2】(A)(B)は該実施の形態に使用される加熱
ランプの説明図である。
【図3】該実施の形態の変形例の要部説明図である。
【図4】本発明の他の実施の形態を示す概略断面図であ
る。
【図5】本発明の更に他の実施の形態の要部断面図であ
る。
【図6】縦型熱処理装置の概略を示す説明図である。
【図7】従来例のヒータユニットを示す断面図である。
【符号の説明】
1 筐体 3 ヒータユニット 4 反応管 5 ボート 7 ボート支持台 8 断熱体 9 発熱体 10 縦型熱処理炉 12 ボートキャップ 13 上外周溝 14 下外周溝 15 上加熱ランプ 16 反射鏡 17 下加熱ランプ 18 反射鏡 20 上反射体 21 下反射体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 敦彦 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Fターム(参考) 4K030 CA04 FA10 KA04 KA09 KA23 KA45 5F045 AA03 AA20 AF03 BB08 DP19 DQ05 EK06 EK11 EK22

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有天筒状のヒータユニット内に反応管が
    設けられ、該反応管内で被処理基板に対して熱処理を行
    う縦型熱処理装置に於いて、前記ヒータユニットが有天
    筒状の断熱体、該断熱体の内周面に設けられた発熱体を
    有し、該発熱体の上側、下側の少なくとも一方に環状の
    加熱ランプを設けたことを特徴とする縦型熱処理装置。
  2. 【請求項2】 有天筒状のヒータユニット内に反応管が
    設けられ、該反応管内で被処理基板に対して熱処理を行
    う縦型熱処理装置に於いて、前記ヒータユニットが有天
    筒状の断熱体、該断熱体の内周面に設けられた発熱体を
    有し、該発熱体と上側、下側の少なくとも一方に環状の
    加熱ランプを設け、該加熱ランプの中心位置に加熱ラン
    プからの熱線をヒータユニット軸心方向に反射する反射
    体を設けたことを特徴とする縦型熱処理装置。
JP2000262434A 2000-08-31 2000-08-31 縦型熱処理装置 Pending JP2002075878A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4676567B1 (ja) * 2010-07-20 2011-04-27 三井造船株式会社 半導体基板熱処理装置
JP2015179820A (ja) * 2014-03-18 2015-10-08 ユ−ジーン テクノロジー カンパニー.リミテッド プロセス空間の高さ別に加熱温度が調節可能なヒータを備える基板処理装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4676567B1 (ja) * 2010-07-20 2011-04-27 三井造船株式会社 半導体基板熱処理装置
WO2012011203A1 (ja) * 2010-07-20 2012-01-26 三井造船株式会社 半導体基板熱処理装置
JP2012028368A (ja) * 2010-07-20 2012-02-09 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 半導体基板熱処理装置
CN102484071A (zh) * 2010-07-20 2012-05-30 三井造船株式会社 半导体基板热处理装置
CN102484071B (zh) * 2010-07-20 2013-08-21 三井造船株式会社 半导体基板热处理装置
JP2015179820A (ja) * 2014-03-18 2015-10-08 ユ−ジーン テクノロジー カンパニー.リミテッド プロセス空間の高さ別に加熱温度が調節可能なヒータを備える基板処理装置

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