JP2009059844A - Heat treatment furnace - Google Patents

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Yoshinori Hayamizu
善範 速水
Masayuki Imai
正幸 今井
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment furnace capable of manufacturing an anneal wafer without degrading productivity and free from cracks on a quartz-made process tube even if a semiconductor substrate is heat-treated in an atmosphere of Ar, hydrogen or their mixture gas. <P>SOLUTION: The heat treatment furnace has the quartz-made process tube for heat-treating at least the semiconductor substrate in an atmosphere of Ar, hydrogen or their mixture gas. The process tube has a process tube body, a gas inlet pipe and a gas exhaust pipe. The heat treatment furnace further includes a detachable cover member fitted from the inside of the body into the gas exhaust pipe. The cover member has a cylinder having an outer diameter smaller than an inner diameter of the gas exhaust pipe and inserted into the gas exhaust pipe, and a flange having an outer diameter extending on one end of the cylinder, which is larger than the inner diameter of the gas exhaust pipe. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、Ar、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で半導体基板(以下、ウエーハということがある。)の熱処理を行なうための石英製プロセスチューブを有する熱処理炉に関する。   The present invention relates to a heat treatment furnace having a quartz process tube for performing heat treatment of a semiconductor substrate (hereinafter also referred to as a wafer) in an atmosphere of Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof.

Ar、水素あるいはこれらの混合ガス雰囲気での熱処理(アニール)は、半導体基板、例えばシリコンウエーハの表面近傍の結晶欠陥を消滅させる工程に用いられている。
この種の熱処理工程が行われる熱処理炉としては、例えば図5に概略を示したような縦型熱処理炉101が知られている。
Heat treatment (annealing) in an atmosphere of Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof is used in a process of eliminating crystal defects near the surface of a semiconductor substrate, for example, a silicon wafer.
As a heat treatment furnace in which this kind of heat treatment process is performed, for example, a vertical heat treatment furnace 101 as schematically shown in FIG. 5 is known.

図5に示したものは一般的な縦型熱処理炉の一例である。この熱処理炉101は、同心状に配置されたヒータ102と、その内側に配置されたSiC均熱管103及び石英製プロセスチューブ104と、熱処理する半導体基板Wを複数枚載置するボート105と、そのボート105を着脱自在に装着する保温筒106と、その下部にあって熱処理時に石英製プロセスチューブ104の下端の炉口部107を塞ぐ蓋体108と、該ボート105、保温筒106及び蓋体108を石英製プロセスチューブ104の内部に向かって上下させる不図示の昇降手段とからなっている。なお、109は均熱帯を示している。   FIG. 5 shows an example of a general vertical heat treatment furnace. The heat treatment furnace 101 includes a heater 102 arranged concentrically, a SiC soaking tube 103 and a quartz process tube 104 arranged inside, a boat 105 on which a plurality of semiconductor substrates W to be heat-treated are placed, A heat insulating cylinder 106 on which the boat 105 is detachably mounted, a lid 108 at the bottom thereof for closing the furnace port 107 at the lower end of the quartz process tube 104 during heat treatment, the boat 105, the heat insulating cylinder 106, and the lid 108 Is composed of elevating means (not shown) that moves up and down toward the inside of the quartz process tube 104. Reference numeral 109 denotes a soaking zone.

ここで、上記の石英製プロセスチューブ104は、ボート105に保持された熱処理する半導体基板Wが挿入されるプロセスチューブ本体110と、該プロセスチューブ本体110の上部に接続するガス導入管111と、プロセスチューブ本体110の下部に接続するガス排気管112とを有している。   Here, the quartz process tube 104 includes a process tube main body 110 into which the semiconductor substrate W to be heat-treated held in the boat 105 is inserted, a gas introduction pipe 111 connected to the upper portion of the process tube main body 110, and a process. A gas exhaust pipe 112 connected to the lower part of the tube main body 110 is provided.

このような熱処理炉101を用いて熱処理を行うにあたっては、熱処理する半導体基板Wをボート105に載置し、昇降手段によってボート105をプロセスチューブ本体110内に挿入し、ヒータ102により半導体基板Wの熱処理を行う。また、この熱処理時には、ガス導入管111からプロセスチューブ本体110内へ、Ar、水素、またはこれらの混合ガスを導入し、一方、このプロセスチューブ本体110内へ導入されたガスを、ガス排気管112を通して系外へと排気する。   In performing heat treatment using such a heat treatment furnace 101, the semiconductor substrate W to be heat-treated is placed on the boat 105, the boat 105 is inserted into the process tube main body 110 by the elevating means, and the semiconductor substrate W is heated by the heater 102. Heat treatment is performed. Further, during this heat treatment, Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof is introduced from the gas introduction pipe 111 into the process tube main body 110, while the gas introduced into the process tube main body 110 is introduced into the gas exhaust pipe 112. Exhaust outside the system.

さて、上記のようにして石英製プロセスチューブを有する熱処理炉を使用し、Arや水素ガスを用いて半導体基板のアニールを行なうと、高温で熱処理するため石英製プロセスチューブの表面が微量にエッチングされる。また、プロセスガスは炉内に入ると温められるが、プロセスチューブ本体の炉口付近は均熱領域から外れるため、炉口付近に到達したガスは冷却される。その際、冷却されたプロセスガスと同時にエッチングされたSixOyも冷却される。   Now, when the heat treatment furnace having the quartz process tube is used as described above and the semiconductor substrate is annealed using Ar or hydrogen gas, the surface of the quartz process tube is etched in a small amount because of heat treatment at a high temperature. The In addition, the process gas is heated when entering the furnace, but the vicinity of the furnace port of the process tube main body is out of the soaking area, so that the gas reaching the vicinity of the furnace port is cooled. At that time, the SixOy etched simultaneously with the cooled process gas is also cooled.

そして、冷却されると、例えばプロセスチューブ本体内の下部の内壁面やガス排気管にSixOyが付着する。そのSixOyは処理回数が増加するとそれにつれて堆積され厚い膜として成長する。堆積したSixOy膜は、ボートの出し入れ及びプロセス中の昇温降温時には大きなストレスが発生して膜のはがれが起こる。このような現象は、アニール後のウエーハへのパーティクル付着(パーティクル汚染)の増大につながる。特に、プロセスチューブ本体内の下部の内壁面やガス排気管はガスの流れによりSixOyが付着し易い。SixOy膜の堆積を回避するためには、頻繁に石英製プロセスチューブの洗浄を行う必要があり、洗浄後に熱処理炉を再度立ち上げなければならず、アニールウエーハの生産性も低下してしまう。   When cooled, for example, SixOy adheres to the lower inner wall surface and gas exhaust pipe in the process tube body. The SixOy is deposited as the number of treatments increases and grows as a thick film. The deposited SixOy film is subjected to great stress when the boat is taken in and out and the temperature is raised and lowered during the process, and the film peels off. Such a phenomenon leads to an increase in particle adhesion (particle contamination) to the wafer after annealing. In particular, SixOy tends to adhere to the lower inner wall surface and the gas exhaust pipe in the process tube body due to the gas flow. In order to avoid deposition of the SixOy film, it is necessary to frequently clean the quartz process tube. After the cleaning, the heat treatment furnace must be restarted, and the productivity of the annealed wafer is also reduced.

このような問題に対していくつかの技術が提案されている。例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3には、プロセスチューブ本体内の下部の内壁面や保温筒の周囲を円筒状の着脱自在なカバー部材で覆う熱処理炉が開示されている。これらの技術によれば、カバー部材にSixOy膜が過度に堆積した場合にプロセスチューブ本体からカバー部材のみ取り外して洗浄すればよいとされている。このカバー部材の存在によってプロセスチューブ本体の内壁面等に堆積するSixOy膜は大きく低減され、洗浄のための石英製プロセスチューブの着脱作業の頻度を低減させることが可能になり、アニールウエーハの生産効率を向上させることができる。   Several techniques have been proposed for such problems. For example, Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Patent Literature 3 disclose a heat treatment furnace in which a lower inner wall surface in a process tube main body and the periphery of a heat insulating cylinder are covered with a cylindrical removable cover member. According to these techniques, when the SixOy film is excessively deposited on the cover member, only the cover member may be removed from the process tube body and cleaned. Due to the presence of this cover member, the SixOy film deposited on the inner wall surface of the process tube body is greatly reduced, and it becomes possible to reduce the frequency of attaching and detaching the quartz process tube for cleaning, and the efficiency of annealing wafer production. Can be improved.

一方、ガス排気管に対しては、詰まり防止を目的とした技術が提案されている。特許文献4では、ガス排気管内に流出口を有する被覆管をバッファを介して挿入し、バッファには付着防止ガスが導入されるように構成されている。この技術によれば、堆積しやすい副生成物等がガス排気管や被覆管の内側面に付着して堆積するのを防止できる。
また、特許文献5は、排気管系の一部に流出口を有する被覆管をバッファを介して挿入し、被覆管に積極的に副生成物を堆積させ、メンテナンス時に被覆管のみクリーニングするものである。
これらの技術によれば、ガス排気管の内側面にSixOy膜が堆積することを防止できる。
On the other hand, for the gas exhaust pipe, a technique for preventing clogging has been proposed. In Patent Document 4, a cladding tube having an outlet is inserted into a gas exhaust pipe through a buffer, and an adhesion preventing gas is introduced into the buffer. According to this technique, it is possible to prevent by-products and the like that are easily deposited from adhering to and depositing on the inner surface of the gas exhaust pipe and the cladding pipe.
In Patent Document 5, a cladding tube having an outlet is inserted into a part of an exhaust pipe system through a buffer, and byproducts are actively deposited on the cladding tube, and only the cladding tube is cleaned during maintenance. is there.
According to these techniques, it is possible to prevent the SixOy film from being deposited on the inner surface of the gas exhaust pipe.

しかし、上記のような特許文献1−5の熱処理炉により、SixOy膜の堆積を回避するための石英製プロセスチューブの頻繁な洗浄、それによるアニールウエーハの生産性の低下に対しての改善は見られたものの、石英製プロセスチューブ自体の寿命が短い場合があり、問題であった。そして、石英製プロセスチューブの交換頻度の点からアニールウエーハの生産性及びコストに問題が生じていた。   However, the above-described heat treatment furnaces of Patent Documents 1 to 5 show no improvement on the frequent cleaning of the quartz process tube to avoid the deposition of the SixOy film and the resulting decrease in the productivity of the annealed wafer. However, the life of the quartz process tube itself may be short, which is a problem. Further, there has been a problem in the productivity and cost of the annealed wafer in terms of the replacement frequency of the quartz process tube.

特開2001−351873号公報JP 2001-351873 A 特開2003−100763号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-1000076 特開2005−216912号公報JP 2005-216912 A 特開2004−104034号JP 2004-104034 A 特開2005−158994号JP 2005-158994 A

そこで、本発明者らが、熱処理炉の石英製プロセスチューブについて鋭意研究を行ったところ、その寿命が短くなる原因は、クラックの発生にあることを見出した。
ガス排気管の内側面、およびガス排気管が接続する箇所の周辺のプロセスチューブ本体の内壁面(以下、これらをガス排気領域ということがある)では、上述したように、ガスの流れによりSixOyが付着しやすい上、プロセスチューブ本体にガス排気管を溶接している箇所であるから、SixOyが堆積する領域の中では最も強度的に弱い。そして、堆積したSixOy膜によるストレスのためにクラックが生じることを本発明者らは発見した。クラックが生じると、アニールウエーハにおいて、金属汚染が増えたり、ウエーハ表面の面荒れであるヘイズが悪化するため、クラックが発生した石英製プロセスチューブは交換する必要があり、当然生産性も低下する。
上記特許文献1−5の熱処理炉では、ガス排気領域において、カバー部材で覆われていない箇所(特許文献1−3ではガス排気管の内側面、特許文献4−5ではガス排気管付近のプロセスチューブ本体の内壁面)にクラックが発生し、石英製プロセスチューブの寿命が短くなることを本発明者らは見出した。
Then, the present inventors conducted extensive research on the quartz process tube of the heat treatment furnace, and found that the cause of the shortening of the life is the generation of cracks.
On the inner side surface of the gas exhaust pipe and the inner wall surface of the process tube body around the location where the gas exhaust pipe is connected (hereinafter, these may be referred to as a gas exhaust area), as described above, SixOy is caused by the gas flow. In addition to being easily attached, it is the place where the gas exhaust pipe is welded to the process tube main body, so that it is the weakest in the region where SixOy is deposited. The present inventors have found that cracks are generated due to stress caused by the deposited SixOy film. When cracks occur, metal contamination increases in the annealed wafer, or haze, which is a rough surface of the wafer, deteriorates. Therefore, it is necessary to replace the quartz process tube in which cracks have occurred, and naturally the productivity also decreases.
In the heat treatment furnace of Patent Document 1-5, in the gas exhaust region, a portion not covered with a cover member (in Patent Document 1-3, the inner surface of the gas exhaust pipe, and in Patent Document 4-5, a process near the gas exhaust pipe). The present inventors have found that cracks are generated in the inner wall surface of the tube body and the life of the quartz process tube is shortened.

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、半導体基板をAr、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行っても、石英製プロセスチューブにクラックが入ることがなく、アニールウエーハを生産性を落とすことなく製造することができる熱処理炉を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. Even if the semiconductor substrate is heat-treated in an atmosphere of Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof, the quartz process tube is not cracked, and the annealed wafer is obtained. An object of the present invention is to provide a heat treatment furnace that can be manufactured without reducing productivity.

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、半導体基板をAr、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行うための石英製プロセスチューブを有する熱処理炉であって、
前記石英製プロセスチューブは、前記熱処理する半導体基板が挿入されるプロセスチューブ本体と、該プロセスチューブ本体内に前記Ar、水素、またはこれらの混合ガスを導入するためのガス導入管と、導入されたガスを前記プロセスチューブ本体内から排気するためのガス排気管を有し、
前記熱処理炉は、前記プロセスチューブ本体の内側から前記ガス排気管に挿嵌される取り外し可能なカバー部材をさらに具備し、
該カバー部材は、外径が前記ガス排気管の内径より小さく、前記ガス排気管内に挿入される筒部と、該筒部の一端に延びる外径が前記ガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するものであることを特徴とする熱処理炉を提供する(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention is a heat treatment furnace having a quartz process tube for heat-treating at least a semiconductor substrate in an atmosphere of Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof.
The quartz process tube was introduced into the process tube main body into which the semiconductor substrate to be heat-treated was inserted, and a gas introduction tube for introducing the Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof into the process tube main body. A gas exhaust pipe for exhausting gas from the process tube body;
The heat treatment furnace further comprises a removable cover member that is inserted into the gas exhaust pipe from the inside of the process tube body,
The cover member has an outer diameter smaller than the inner diameter of the gas exhaust pipe, a cylindrical portion inserted into the gas exhaust pipe, and a flange portion having an outer diameter extending to one end of the cylindrical portion larger than the inner diameter of the gas exhaust pipe; A heat treatment furnace characterized by comprising: (Claim 1).

このような本発明の熱処理炉であれば、外径がガス排気管の内径より小さく、ガス排気管内に挿入される筒部と、筒部の一端に延びる外径がガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するカバー部材が、プロセスチューブ本体の内側からガス排気管に挿嵌されたものなので、ガスの流れによりSixOyが特に付着しやすく、また強度的にも低い、ガス排気管の内側面、およびガス排気管が接続する箇所の周辺のプロセスチューブ本体の内壁面(ガス排気領域)がカバー部材によって覆われる。これにより、SixOyはカバー部材に付着し、ガス排気領域にSixOyが直接付着するのを防止できるものとなる。
しかも、上記カバー部材は取り外し可能であるため、SixOyが付着したカバー部材だけを洗浄したり交換したりすることが可能である。
In such a heat treatment furnace according to the present invention, the outer diameter is smaller than the inner diameter of the gas exhaust pipe, the cylindrical portion inserted into the gas exhaust pipe, and the outer diameter extending to one end of the cylindrical portion is larger than the inner diameter of the gas exhaust pipe. Since the cover member having the flange portion is inserted into the gas exhaust pipe from the inside of the process tube main body, the inner surface of the gas exhaust pipe is particularly easy to adhere to the SixOy due to the gas flow and low in strength. , And the inner wall surface (gas exhaust region) of the process tube main body around the location where the gas exhaust pipe is connected is covered with the cover member. Thereby, SixOy adheres to the cover member, and it is possible to prevent SixOy from directly adhering to the gas exhaust region.
In addition, since the cover member is removable, it is possible to clean or replace only the cover member to which SixOy is adhered.

したがって、石英製プロセスチューブのガス排気領域において、直接堆積したSixOy膜によるストレスを起因としてクラックが発生するのを防止することができるし、カバー部材は交換できるので、一定期間使用したら別のカバー部材に交換すれば、やはり石英製プロセスチューブにクラックが発生するのを防止でき、石英製プロセスチューブの寿命を従来よりも延ばすことができる。これにより、石英製プロセスチューブの寿命の問題からくる交換の頻度を著しく抑制し、交換等の時間のかかる工程を省略することができ、アニールウエーハの生産性を落とすことなく製造することができる。
また、クラックの発生を防止できることから、アニールウエーハにおいて、金属汚染の増加やヘイズの悪化を極めて抑制でき、高品質のアニールウエーハを得られる。
Therefore, in the gas exhaust region of the quartz process tube, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to the stress caused by the directly deposited SixOy film, and the cover member can be replaced. If it is exchanged, it is possible to prevent cracks from occurring in the quartz process tube and to extend the life of the quartz process tube as compared with the conventional case. Thereby, the frequency of replacement due to the problem of the life of the quartz process tube is remarkably suppressed, and a time-consuming process such as replacement can be omitted, and the annealed wafer can be manufactured without reducing productivity.
In addition, since the occurrence of cracks can be prevented, an increase in metal contamination and haze deterioration can be extremely suppressed in the annealed wafer, and a high-quality annealed wafer can be obtained.

また、取り外し可能なカバー部材であるため、カバー部材のみを洗浄できるし、一定期間ごとに交換すれば、石英製プロセスチューブ自体の洗浄や熱処理炉の再度立ち上げを省略することができるので、この点からもアニールウエーハの生産性の低下を抑制することができるとともに、過度にSixOyが堆積し、SixOy膜のはがれを起因とするパーティクル汚染を容易に防ぐことができるものとなる。しかも、カバー部材は小型で単純形状であるため安価であり、コスト的メリットも大きい。   Also, since it is a removable cover member, only the cover member can be cleaned, and if it is replaced at regular intervals, cleaning of the quartz process tube itself and restarting of the heat treatment furnace can be omitted. In this respect, the productivity of the annealed wafer can be prevented from being lowered, and SixOy is excessively deposited, and particle contamination caused by the peeling of the SixOy film can be easily prevented. Moreover, since the cover member is small and has a simple shape, the cover member is inexpensive and has great cost merit.

このとき、前記カバー部材は、前記石英製プロセスチューブの石英よりも粘性率の低い石英からなるものであるのが好ましい(請求項2)。
このように、カバー部材が石英製プロセスチューブの石英よりも粘性率の低い石英からなるものであれば、石英製プロセスチューブのカバー部材が挿嵌されているガス排気管の破損をより効果的に防ぐことができるものとなる。
At this time, it is preferable that the cover member is made of quartz having a viscosity lower than that of quartz of the quartz process tube.
In this way, if the cover member is made of quartz having a lower viscosity than the quartz of the quartz process tube, the gas exhaust pipe into which the cover member of the quartz process tube is inserted is more effectively damaged. It can be prevented.

そして、前記カバー部材は、酸水素火炎溶融品または合成石英品とすることができる(請求項3)。
このように、カバー部材が酸水素火炎溶融品または合成石英品であれば、OH基が多く含まれたものとすることができ、粘性率が低い高純度の石英からなるものとなる。
The cover member may be an oxyhydrogen flame molten product or a synthetic quartz product.
Thus, if the cover member is an oxyhydrogen flame melt or a synthetic quartz product, it can be made to contain a large amount of OH groups, and is made of high-purity quartz having a low viscosity.

本発明の熱処理炉であれば、Ar、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で半導体基板の熱処理を行っても、石英製プロセスチューブのガス排気領域にクラックが発生するのを防止でき、それによって石英製プロセスチューブの寿命を延ばすことができる。その結果、生産性を落とすことなく、パーティクル汚染や金属汚染、ヘイズの悪化が抑制された高品質のアニールウエーハを低コストで製造することができる。   With the heat treatment furnace of the present invention, even if the semiconductor substrate is heat-treated in an atmosphere of Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof, cracks can be prevented from occurring in the gas exhaust region of the quartz process tube, thereby The lifetime of the quartz process tube can be extended. As a result, a high-quality annealed wafer in which particle contamination, metal contamination, and haze deterioration are suppressed can be manufactured at low cost without reducing productivity.

以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上述したように、Arや水素、またはこれらの混合ガスを用いて半導体基板のアニールを行なうと、熱処理炉の石英製プロセスチューブの表面が微量にエッチングされ、そのエッチングされたSixOyが下流で冷却され、特には、ガス排気管の内側面およびガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面からなるガス排気領域に付着して堆積する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
As described above, when the semiconductor substrate is annealed using Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof, the surface of the quartz process tube in the heat treatment furnace is slightly etched, and the etched SixOy is cooled downstream. In particular, it adheres to and accumulates on the gas exhaust region composed of the inner side surface of the gas exhaust pipe and the inner wall surface of the process tube main body around the connection portion of the gas exhaust pipe.

そして、このガス排気領域は、石英製プロセスチューブのプロセスチューブ本体にガス排気管を溶接しているため、SixOyが付着する領域の中では最も強度的に弱い。このため、堆積したSixOy膜によるストレスのためにクラックが入り易いことを本発明者らは発見した。ここで、ガス排気領域におけるクラックの発生個所の一例を図6に示す。図6に示すように、ガス排気管112の根元や、プロセスチューブ本体110のガス排気管の接続部周辺にクラックが入る。このようにクラックが発生した場合、アニールウエーハに金属汚染が増えたり、ウエーハ表面のヘイズが悪化するため、クラックが発生した石英製プロセスチューブを交換する必要が生じてしまう。その結果、アニールウエーハの生産性が低下し、コストが高くなる。   This gas exhaust region is weakest in strength among the regions where SixOy adheres because the gas exhaust tube is welded to the process tube body of the quartz process tube. For this reason, the present inventors have found that cracks are likely to occur due to stress caused by the deposited SixOy film. Here, FIG. 6 shows an example of the occurrence of cracks in the gas exhaust region. As shown in FIG. 6, cracks occur at the base of the gas exhaust pipe 112 and around the connection portion of the gas exhaust pipe of the process tube main body 110. When cracks occur in this way, metal contamination increases in the annealed wafer or the haze on the wafer surface deteriorates, so that it becomes necessary to replace the quartz process tube in which the crack has occurred. As a result, the productivity of the annealed wafer decreases and the cost increases.

本発明者らはこれらの問題を見出し、さらに、これらの解決にあたっては、特許文献1−5のように、ガス排気管の内側面のみ、あるいはガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面のみにSixOyの付着を防止するカバー部材を設けるのではなく、これらの双方の領域においてSixOyの付着を同時に防止する必要があると考えた。   The present inventors have found these problems, and furthermore, in solving these problems, as in Patent Document 1-5, only the inner surface of the gas exhaust pipe or the inside of the process tube main body around the connection portion of the gas exhaust pipe is used. Instead of providing a cover member for preventing the adhesion of SixOy only on the wall surface, it was considered necessary to simultaneously prevent the adhesion of SixOy in both of these regions.

そこで、プロセスチューブ本体の内側からガス排気管に挿嵌される取り外し可能なカバー部材であり、外径が前記ガス排気管の内径より小さく、ガス排気管内に挿入される筒部と、該筒部の一端に延びる外径がガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するものであれば、上記筒部によってガス排気管の内側面を覆うことができるとともに、上記フランジ部によってガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面も覆うことができることを本発明者らは見出した。すなわち、特にクラックの発生で問題となる上記の双方の領域で、SixOyの直接の付着を同時に防止することが可能となり、石英製プロセスチューブのクラックの発生を防止できる。
しかも、取り外し可能なものであるので、一定期間使用したらカバー部材だけを洗浄したり、別のものに交換することができる。すなわち、この点からも、石英製プロセスチューブのクラックの発生のみならず、カバー部材自体の破損も防止でき、アニールウエーハの生産性の低下やコスト高を防止できる。
Therefore, a removable cover member that is inserted into the gas exhaust pipe from the inside of the process tube main body, an outer diameter is smaller than an inner diameter of the gas exhaust pipe, and a cylindrical portion that is inserted into the gas exhaust pipe, and the cylindrical portion As long as the outer diameter of the gas exhaust pipe is larger than the inner diameter of the gas exhaust pipe, the inner surface of the gas exhaust pipe can be covered by the cylindrical portion, and the gas exhaust pipe is connected by the flange portion. The present inventors have found that the inner wall surface of the process tube body around the part can also be covered. That is, it is possible to simultaneously prevent direct adhesion of SixOy in both of the above-mentioned regions, which are particularly problematic when cracks occur, and to prevent cracks in the quartz process tube.
Moreover, since it is removable, only the cover member can be washed or replaced with another one after a certain period of use. That is, also from this point, not only the generation of cracks in the quartz process tube but also the breakage of the cover member itself can be prevented, so that the productivity reduction and the cost increase of the annealed wafer can be prevented.

また、カバー部材の交換により、石英製プロセスチューブ自体の洗浄回数、さらには熱処理炉の立ち上げ回数を著しく減らすことができるという点からも、生産性を低下させずにアニールウエーハを製造することができる。
本発明者らはこれらのことを見出し、本発明を完成させた。
In addition, it is possible to manufacture an annealed wafer without reducing productivity because the number of cleanings of the quartz process tube itself and the number of startups of the heat treatment furnace can be significantly reduced by replacing the cover member. it can.
The present inventors found these things and completed the present invention.

以下、本発明の熱処理炉について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は、本発明の熱処理炉の一例を示す概略図である。
熱処理炉1は、同心状に配置されたヒータ2と、その内側に配置されたSiC均熱管3及び石英製プロセスチューブ4と、熱処理する半導体基板Wを複数枚載置するボート5と、そのボート5を着脱自在に装着する保温筒6と、その下部にあって熱処理時に石英製プロセスチューブ4の下端の炉口部7を塞ぐ蓋体8と、該ボート5、保温筒6及び蓋体8を石英製プロセスチューブ4の内部に向かって上下させる不図示の昇降手段とからなっている。また、9は均熱帯を示している。
なお、これらの各部は特に限定されず、例えば従来と同様のものとすることができる。
Hereinafter, the heat treatment furnace of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a heat treatment furnace of the present invention.
The heat treatment furnace 1 includes a heater 2 arranged concentrically, a SiC soaking tube 3 and a quartz process tube 4 arranged inside the boat, a boat 5 on which a plurality of semiconductor substrates W to be heat-treated are placed, and the boat A heat insulating cylinder 6 to which 5 is detachably attached, a lid body 8 at the bottom thereof for closing the furnace port 7 at the lower end of the quartz process tube 4 during heat treatment, the boat 5, the heat insulating cylinder 6 and the lid body 8 It consists of elevating means (not shown) that moves up and down toward the inside of the quartz process tube 4. Moreover, 9 has shown the soaking zone.
These parts are not particularly limited, and can be the same as, for example, the conventional one.

そして、石英製プロセスチューブ4は、ボート5に保持された熱処理する半導体基板Wが挿入されるプロセスチューブ本体10と、該プロセスチューブ本体10の上部に接続しており、Ar、水素、またはこれらの混合ガスを熱処理時にプロセスチューブ本体10内に導入するためのガス導入管11と、プロセスチューブ本体10の下部に接続しており、導入されたガスをプロセスチューブ本体10内から排気するためのガス排気管12とを有している。
このプロセスチューブ本体10、ガス導入管11、ガス排気管12も特に限定されず、従来と同様のものとすることができる。
The quartz process tube 4 is connected to the process tube main body 10 into which the semiconductor substrate W to be heat-treated held in the boat 5 is inserted, and to the upper part of the process tube main body 10, and Ar, hydrogen, or these A gas introduction pipe 11 for introducing the mixed gas into the process tube main body 10 during heat treatment and a gas exhaust for exhausting the introduced gas from the process tube main body 10 are connected to the lower portion of the process tube main body 10. Tube 12.
The process tube main body 10, the gas introduction pipe 11, and the gas exhaust pipe 12 are not particularly limited, and may be the same as the conventional one.

そして、本発明の熱処理炉1は、さらに、プロセスチューブ本体10の内側から取り外し可能なカバー部材13を備えている。ここで、このカバー部材13について詳細に説明する。
図2に、カバー部材13の一例を示す。また、図3に、カバー部材がプロセスチューブ本体10の内側からガス排気管12に挿嵌されている様子を示す。
図2のように、カバー部材13は、まず、筒部14と、その一端に延びるフランジ部15を有する形状となっている。
そして、図2、3に示すように、筒部14の外径14doは、ガス排気管12の内径12diよりも小さくなっている。これにより、カバー部材13をガス排気管12に挿嵌する際、筒部14をガス排気管12内に挿入することができる。
The heat treatment furnace 1 of the present invention further includes a cover member 13 that can be removed from the inside of the process tube body 10. Here, the cover member 13 will be described in detail.
FIG. 2 shows an example of the cover member 13. FIG. 3 shows a state where the cover member is inserted into the gas exhaust pipe 12 from the inside of the process tube main body 10.
As shown in FIG. 2, the cover member 13 first has a shape having a cylindrical portion 14 and a flange portion 15 extending to one end thereof.
As shown in FIGS. 2 and 3, the outer diameter 14 do of the cylindrical portion 14 is smaller than the inner diameter 12 di of the gas exhaust pipe 12. Thereby, when the cover member 13 is inserted into the gas exhaust pipe 12, the cylindrical portion 14 can be inserted into the gas exhaust pipe 12.

一方、フランジ部15は、その外径15doが排気管12の内径12diよりも大きくなっている。すなわち、カバー部材13をガス排気管12に挿嵌する際、フランジ部15はガス排気管12内に挿入されることはなく、ガス排気管12のプロセスチューブ本体10との接続部に引っ掛かるとともに、そのガス排気管12の接続部周辺のプロセスチューブ本体10の内壁面10fを覆うことができる。   On the other hand, the flange portion 15 has an outer diameter 15do larger than the inner diameter 12di of the exhaust pipe 12. That is, when the cover member 13 is inserted into the gas exhaust pipe 12, the flange portion 15 is not inserted into the gas exhaust pipe 12, and is caught by the connection portion of the gas exhaust pipe 12 with the process tube body 10, The inner wall surface 10f of the process tube main body 10 around the connection portion of the gas exhaust pipe 12 can be covered.

なお、カバー部材13の筒部14の長さ14lは特に限定されず、ガス排気管12の径や長さ等に応じて適宜設定することができる。ガス排気管12の内側面12fにおいて、SixOyが付着して堆積しやすい範囲を予め調査しておき、その範囲の内側面12fを覆うことができる程度の長さに設定することができる。   The length 141 of the cylindrical portion 14 of the cover member 13 is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the diameter and length of the gas exhaust pipe 12. On the inner side surface 12f of the gas exhaust pipe 12, a range in which SixOy easily adheres and accumulates is investigated in advance, and can be set to a length that can cover the inner side surface 12f in the range.

そして、カバー部材13のフランジ部15の外径15doの大きさも特に限定されず、ガス排気管12の接続部周辺のプロセスチューブ本体10の内壁面10fにおいて、SixOyが付着して堆積しやすい範囲を予め調査しておき、その範囲の内壁面10fを覆うことができる程度の大きさに設定することができる。   The size of the outer diameter 15do of the flange portion 15 of the cover member 13 is not particularly limited, and a range in which SixOy is likely to adhere and deposit on the inner wall surface 10f of the process tube body 10 around the connection portion of the gas exhaust pipe 12 is provided. It is possible to set the size so as to be able to cover the inner wall surface 10f in that range after investigation in advance.

また、カバー部材13の材質等は特に限定されないが、例えば、石英製プロセスチューブ4の石英よりも粘性率の低い石英からなるものとするのが好ましい。
カバー部材が樹脂製の場合は耐熱性がなく、不純物が揮発してしまう可能性がある。また、CVD−SiCは純度及び耐熱性の観点からは使用可能性があるが、熱膨張率が石英よりも大きいため、石英製のガス排気管が破損する恐れがある。一方、高純度の石英で、上記のように粘性率の低いものであれば、使用中にガス排気管12が破損するのを防ぐことができる。そして、粘性率の低い石英材としては、OH基が多く含まれた酸水素火炎溶融品や合成石英品を使用することが出来る。
当然これらに限定されるものではなく、その都度適切なものを用意することができる。
The material of the cover member 13 is not particularly limited, but is preferably made of, for example, quartz having a lower viscosity than the quartz of the quartz process tube 4.
When the cover member is made of resin, it is not heat resistant and impurities may volatilize. Further, CVD-SiC may be used from the viewpoints of purity and heat resistance, but since the coefficient of thermal expansion is larger than that of quartz, there is a possibility that the gas exhaust pipe made of quartz may be damaged. On the other hand, if the high-purity quartz has a low viscosity as described above, the gas exhaust pipe 12 can be prevented from being damaged during use. As the quartz material having a low viscosity, an oxyhydrogen flame melted product or a synthetic quartz product containing a large amount of OH groups can be used.
Of course, it is not limited to these, and an appropriate thing can be prepared each time.

上記のようなカバー部材13を具備した本発明の熱処理炉1では、このカバー部材13をガス排気管12に挿嵌することができ、石英製プロセスチューブ4の、熱処理時にSixOyが特に付着して堆積するガス排気領域、すなわちガス排気管12付近のプロセスチューブ本体10の内壁面10f、およびガス排気管12の内側面12fの双方の部分を同時に覆うことが可能である。   In the heat treatment furnace 1 of the present invention provided with the cover member 13 as described above, the cover member 13 can be inserted into the gas exhaust pipe 12, and SixOy is particularly attached to the quartz process tube 4 during the heat treatment. The gas exhaust region to be deposited, that is, both the inner wall surface 10f of the process tube body 10 near the gas exhaust pipe 12 and the inner surface 12f of the gas exhaust pipe 12 can be covered simultaneously.

図4は、本発明の熱処理炉1においてカバー部材13にSixOyが堆積している様子を示した説明図であるが、熱処理時に下流側で冷却されたSixOyがガス排気領域付近に流れてきても、ガス排気領域をカバー部材13が覆っているため、SixOyはカバー部材13の表面上に付着し、ガス排気領域において直接プロセスチューブ本体10の内壁面やガス排気管12の内側面に付着するのを効果的に防ぐことができる。
しかも、カバー部材13は取り外し可能なものであるため、一定期間使用してSixOyが堆積してきたら別のものと交換したり、洗浄したりすることができる。
FIG. 4 is an explanatory view showing a state where SixOy is deposited on the cover member 13 in the heat treatment furnace 1 of the present invention. Even if the SixOy cooled on the downstream side during the heat treatment flows near the gas exhaust region. Since the gas exhaust region is covered by the cover member 13, SixOy adheres to the surface of the cover member 13 and directly adheres to the inner wall surface of the process tube body 10 and the inner surface of the gas exhaust pipe 12 in the gas exhaust region. Can be effectively prevented.
In addition, since the cover member 13 is removable, it can be used for a certain period of time and replaced with another one or cleaned after the SixOy has accumulated.

したがって、本発明の熱処理炉1であれば、堆積したSixOy膜によって、石英製プロセスチューブ4のガス排気領域にクラックが発生するのを未然に防ぐことができる。これにより、石英製プロセスチューブ4の寿命を延ばすことができ、その交換等に費やす時間を省略することが可能になる。その結果、生産性を落とすことなくアニールウエーハを低コストで製造することができる。
また、クラックを防ぐことができることから、アニールウエーハにおいて金属汚染が増加したり、ヘイズが悪化するのを抑制することができ、高品質のアニールウエーハを得ることができる。
Therefore, with the heat treatment furnace 1 of the present invention, it is possible to prevent cracks from occurring in the gas exhaust region of the quartz process tube 4 due to the deposited SixOy film. As a result, the life of the quartz process tube 4 can be extended, and the time spent for the replacement or the like can be omitted. As a result, an annealed wafer can be manufactured at low cost without reducing productivity.
In addition, since cracks can be prevented, it is possible to prevent metal contamination from increasing in the annealed wafer and to prevent haze deterioration, and a high-quality annealed wafer can be obtained.

なお、取り外し可能なカバー部材13を一定期間ごとに交換あるいは洗浄すれば、カバー部材13に堆積したSixOy膜を系外へと簡単に除去でき、アニールウエーハのパーティクル汚染を防止できるとともに、石英製プロセスチューブ4自体の洗浄等を行う頻度を著しく抑えることが可能である。したがって、この点からもアニールウエーハの生産性が低下するのを抑制することができる。   If the removable cover member 13 is replaced or cleaned at regular intervals, the SixOy film deposited on the cover member 13 can be easily removed out of the system, particle contamination of the annealed wafer can be prevented, and the quartz process can be prevented. The frequency of cleaning the tube 4 itself can be remarkably suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the productivity of the annealed wafer also from this point.

一方、従来の熱処理炉では、たとえ特許文献1等のようにガス排気領域の一部をカバー部材で覆い、一定期間ごとにカバー部材を洗浄しても、特に、カバー部材で覆われていないガス排気領域の他の部分では、直接SixOyが付着してしまい、クラックが発生して石英製プロセスチューブの寿命を縮めてしまう。すなわち、石英製プロセスチューブの交換頻度が増し、生産性およびコストが悪化する。アニールウエーハにおいてもパーティクル汚染、金属汚染、ヘイズの悪化が生じてしまう。   On the other hand, in the conventional heat treatment furnace, even if a part of the gas exhaust region is covered with a cover member and the cover member is cleaned at regular intervals, as in Patent Document 1, etc., the gas that is not covered with the cover member in particular. In other parts of the exhaust region, SixOy directly adheres, cracks are generated, and the life of the quartz process tube is shortened. That is, the replacement frequency of the quartz process tube is increased, and the productivity and cost are deteriorated. Even in the annealed wafer, particle contamination, metal contamination, and haze deterioration occur.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
(実施例1)
図1−3に示すカバー部材13をガス排気管に挿嵌した本発明の熱処理炉で直径12インチ(300mm)、p型、1〜30Ωcmの半導体基板を熱処理する。熱処理条件は1200℃、60minのArアニールである。
ここで、使用するカバー部材の材質は、合成石英製であり、各部の大きさについて述べると、筒部の外径が1.8cmのものであり、フランジ部の外径が6.0cmのものである。また、この筒部が挿入されるガス排気管の内径は2.0cmであり、筒部の長さは6.0cmである。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to this.
(Example 1)
A 12-inch (300 mm) diameter, p-type, 1-30 Ωcm semiconductor substrate is heat-treated in the heat treatment furnace of the present invention in which the cover member 13 shown in FIG. The heat treatment condition is Ar annealing at 1200 ° C. for 60 minutes.
Here, the material of the cover member used is made of synthetic quartz, and the size of each part will be described. The outer diameter of the cylinder part is 1.8 cm, and the outer diameter of the flange part is 6.0 cm. It is. Further, the inner diameter of the gas exhaust pipe into which the cylinder part is inserted is 2.0 cm, and the length of the cylinder part is 6.0 cm.

そして、熱処理後、石英製プロセスチューブのガス排気領域におけるクラックの発生の有無、堆積するSixOy膜の状態を調べた。カバー部材13を60回処理毎に交換しつつ、上記の各処理を合計300回繰り返す。これを20本のプロセスチューブについて行った。   After the heat treatment, the presence or absence of cracks in the gas exhaust region of the quartz process tube and the state of the deposited SixOy film were examined. The above processes are repeated a total of 300 times while the cover member 13 is replaced every 60 times. This was done for 20 process tubes.

実施例1の結果、いずれのプロセスチューブにおいてもクラックは生じなかった。
また、ガス排気領域についてのSixOy膜の調査では、いずれのプロセスチューブにおいても、ガス排気管の内側面や、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面において、直接的に、SixOy膜が厚く形成されている箇所は特に見られず、そのはがれも観察されなかった。
As a result of Example 1, no crack occurred in any of the process tubes.
Further, in the investigation of the SixOy film in the gas exhaust region, in any process tube, the SixOy film is directly formed on the inner surface of the gas exhaust pipe or the inner wall surface of the process tube main body around the connection portion of the gas exhaust pipe. In particular, no thick spots were observed, and no peeling was observed.

(比較例1)
図5に示すような、カバー部材を具備しない従来の熱処理炉を用いることと、カバー部材の交換がないこと以外は実施例1と同様にして熱処理を行う。
この処理を18本のプロセスチューブについて行った結果、2本のプロセスチューブでクラックが発生していた。クラックの発生箇所は、1本ではガス排気管の内側面であり、もう1本ではガス排気管付近のプロセスチューブ本体の内壁面であった。
(Comparative Example 1)
The heat treatment is performed in the same manner as in Example 1 except that a conventional heat treatment furnace without a cover member as shown in FIG. 5 is used and that the cover member is not replaced.
As a result of performing this process on 18 process tubes, cracks were generated in 2 process tubes. One crack was generated on the inner surface of the gas exhaust pipe, and the other was the inner wall surface of the process tube main body near the gas exhaust pipe.

(比較例2)
円筒形のカバー部材(高さ34cm)を備え、これをプロセスチューブ本体内に挿入し、均熱帯以外の領域をカバーした。このように、プロセスチューブ本体下部の内壁面のみを覆う熱処理炉を用いること以外は、実施例1と同様にして熱処理を行い、プロセスチューブ10本を評価した。
その結果、10本中1本のプロセスチューブのガス排気管の内側面にクラックが発生した。
(Comparative Example 2)
A cylindrical cover member (height 34 cm) was provided, and this was inserted into the process tube body to cover the area other than the soaking zone. Thus, heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that a heat treatment furnace covering only the inner wall surface of the lower part of the process tube main body was used, and 10 process tubes were evaluated.
As a result, cracks occurred on the inner surface of the gas exhaust pipe of one of the 10 process tubes.

(比較例3)
円筒形のカバー部材(長さ6.0cm)を備え、これをガス排気管内に挿入し、ガス排気管の内側面のみを覆う熱処理炉を用いること以外は、実施例1と同様にして熱処理を行い、プロセスチューブ7本を評価した。
その結果、7本中1本のプロセスチューブにおいて、ガス排気管付近のプロセスチューブ本体の内壁面にクラックが発生した。
(Comparative Example 3)
Heat treatment is performed in the same manner as in Example 1 except that a cylindrical cover member (length: 6.0 cm) is provided, which is inserted into the gas exhaust pipe, and a heat treatment furnace that covers only the inner surface of the gas exhaust pipe is used. And 7 process tubes were evaluated.
As a result, in one of the seven process tubes, a crack occurred on the inner wall surface of the process tube main body near the gas exhaust pipe.

このように、本発明の熱処理炉1のように、取り外し可能なカバー部材13を具備するものであれば、SixOyが付着しやすいガス排気領域である、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面、およびプロセスチューブ本体近くのガス排気管の内側面の双方を覆うことができ、熱処理回数が増えても、SixOyがガス排気領域に直接付着するのを効果的に防止することができるし、カバー部材13の交換によって堆積したSixOy膜を系外へと除去できる。その結果、クラックが発生しやすい石英製プロセスチューブのガス排気領域において、クラックが発生することもなく、熱処理炉の寿命を延ばすことができる。したがって、生産性およびコストの大幅な改善をすることができる。   As described above, the process tube main body around the connection portion of the gas exhaust pipe, which is a gas exhaust region to which SixOy easily adheres, as long as it has the removable cover member 13 like the heat treatment furnace 1 of the present invention. Both the inner wall surface and the inner side surface of the gas exhaust pipe near the process tube main body can be covered, and even if the number of heat treatments is increased, it is possible to effectively prevent SixOy from directly adhering to the gas exhaust region. Then, the SixOy film deposited by replacing the cover member 13 can be removed out of the system. As a result, cracks do not occur in the gas exhaust region of the quartz process tube where cracks are likely to occur, and the life of the heat treatment furnace can be extended. Therefore, significant improvement in productivity and cost can be achieved.

一方、カバー部材を備えていない比較例1、カバー部材を備えるものの、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面のみを覆う比較例2、ガス排気管の内側面のみを覆う比較例3では、熱処理の回数を増やすと、ガス排気領域のカバー部材で覆われていない箇所ではSixOy膜の付着、はがれ、さらにはクラックが発生した。
これらより、本発明の熱処理炉1のように、ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面、およびプロセスチューブ本体近くのガス排気管の内側面の双方を同時に覆うことが重要であることが判る。
On the other hand, Comparative Example 1 that does not include a cover member, Comparative Example 2 that includes a cover member, but covers only the inner wall surface of the process tube body around the connection portion of the gas exhaust pipe, and Comparative Example that covers only the inner surface of the gas exhaust pipe In No. 3, when the number of heat treatments was increased, the SixOy film adhered and peeled, and cracks occurred in the portions not covered with the cover member in the gas exhaust region.
Accordingly, it is important to simultaneously cover both the inner wall surface of the process tube body around the connection portion of the gas exhaust pipe and the inner surface of the gas exhaust pipe near the process tube body as in the heat treatment furnace 1 of the present invention. I understand that.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

本発明の熱処理炉の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the heat processing furnace of this invention. 本発明の熱処理炉に具備されるカバー部材の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the cover member comprised in the heat processing furnace of this invention. カバー部材がガス排気管に挿嵌されている様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the cover member is inserted by the gas exhaust pipe. 本発明の熱処理炉においてカバー部材にSixOyが堆積している様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that SixOy has accumulated on the cover member in the heat processing furnace of this invention. 従来の縦型の熱処理炉の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the conventional vertical heat processing furnace. 従来の熱処理炉においてガス排気領域でクラックが発生している様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the crack has generate | occur | produced in the gas exhaust_gas | exhaustion area | region in the conventional heat processing furnace.

符号の説明Explanation of symbols

1…本発明における熱処理炉、 2…ヒータ、 3…SiC均熱管、
4…石英製プロセスチューブ、 5…ボート、 6…保温筒、 7…炉口部、
8…蓋体、 9…均熱帯、 10…プロセスチューブ本体、
10f…ガス排気管の接続部周辺のプロセスチューブ本体の内壁面、
11…ガス導入管、 12…ガス排気管、 12di…ガス排気管の内径、
12f…ガス排気管の内側面、
13…カバー部材、 14…筒部、 14do…筒部の外径、
14l…筒部の長さ、 15…フランジ部、 15do…フランジ部の外径、
W…半導体基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat processing furnace in this invention, 2 ... Heater, 3 ... SiC soaking tube,
4 ... Process tube made of quartz, 5 ... Boat, 6 ... Insulation tube, 7 ... Furnace port,
8 ... Lid, 9 ... Soaking, 10 ... Process tube body,
10f ... Inner wall surface of the process tube body around the connection part of the gas exhaust pipe,
11 ... Gas introduction pipe, 12 ... Gas exhaust pipe, 12di ... Inner diameter of gas exhaust pipe,
12f ... the inner surface of the gas exhaust pipe,
13 ... cover member, 14 ... cylinder part, 14do ... outer diameter of cylinder part,
14l ... length of the cylinder part, 15 ... flange part, 15do ... outer diameter of the flange part,
W: Semiconductor substrate.

Claims (3)

少なくとも、半導体基板をAr、水素、またはこれらの混合ガス雰囲気中で熱処理を行うための石英製プロセスチューブを有する熱処理炉であって、
前記石英製プロセスチューブは、前記熱処理する半導体基板が挿入されるプロセスチューブ本体と、該プロセスチューブ本体内に前記Ar、水素、またはこれらの混合ガスを導入するためのガス導入管と、導入されたガスを前記プロセスチューブ本体内から排気するためのガス排気管を有し、
前記熱処理炉は、前記プロセスチューブ本体の内側から前記ガス排気管に挿嵌される取り外し可能なカバー部材をさらに具備し、
該カバー部材は、外径が前記ガス排気管の内径より小さく、前記ガス排気管内に挿入される筒部と、該筒部の一端に延びる外径が前記ガス排気管の内径より大きいフランジ部とを有するものであることを特徴とする熱処理炉。
At least a heat treatment furnace having a quartz process tube for heat treating a semiconductor substrate in an atmosphere of Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof,
The quartz process tube was introduced into the process tube main body into which the semiconductor substrate to be heat-treated was inserted, and a gas introduction tube for introducing the Ar, hydrogen, or a mixed gas thereof into the process tube main body. A gas exhaust pipe for exhausting gas from the process tube body;
The heat treatment furnace further comprises a removable cover member that is inserted into the gas exhaust pipe from the inside of the process tube main body,
The cover member has an outer diameter smaller than the inner diameter of the gas exhaust pipe, a cylindrical portion inserted into the gas exhaust pipe, and a flange portion having an outer diameter extending to one end of the cylindrical portion larger than the inner diameter of the gas exhaust pipe; A heat treatment furnace characterized by comprising:
前記カバー部材は、前記石英製プロセスチューブの石英よりも粘性率の低い石英からなるものであることを特徴とする請求項1に記載の熱処理炉。   The heat treatment furnace according to claim 1, wherein the cover member is made of quartz having a lower viscosity than the quartz of the quartz process tube. 前記カバー部材は、酸水素火炎溶融品または合成石英品であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱処理炉。   The heat treatment furnace according to claim 1, wherein the cover member is an oxyhydrogen flame molten product or a synthetic quartz product.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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