JP2015005652A - Thermal treatment device - Google Patents

Thermal treatment device Download PDF

Info

Publication number
JP2015005652A
JP2015005652A JP2013130641A JP2013130641A JP2015005652A JP 2015005652 A JP2015005652 A JP 2015005652A JP 2013130641 A JP2013130641 A JP 2013130641A JP 2013130641 A JP2013130641 A JP 2013130641A JP 2015005652 A JP2015005652 A JP 2015005652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction tube
heated
heat treatment
lamps
treatment apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013130641A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6183692B2 (en
Inventor
慶一郎 浅川
Keiichiro Asakawa
慶一郎 浅川
真也 鍵山
Shinya Kagiyama
真也 鍵山
清水 三郎
Saburo Shimizu
三郎 清水
和男 手塚
Kazuo Tezuka
和男 手塚
小杉 亮治
Ryoji Kosugi
亮治 小杉
勝美 津田
Katsumi Tsuda
勝美 津田
道喜男 中山
Tokio Nakayama
道喜男 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Ulvac Inc
Ulvac Riko Inc
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Ulvac Inc
Ulvac Riko Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Ulvac Inc, Ulvac Riko Inc filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2013130641A priority Critical patent/JP6183692B2/en
Publication of JP2015005652A publication Critical patent/JP2015005652A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6183692B2 publication Critical patent/JP6183692B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal treatment technology which conducts high temperature thermal treatment to a heated body having a large diameter in a clean atmosphere.SOLUTION: A thermal treatment device of the invention includes: a device body 2; a reaction tube 3 into which a reaction gas may be introduced, the reaction tube 3 which is formed into an elongated shape in the device body 2, houses a planar heated body 21, and has light permeability; and light radiation heating means disposed at a position in the device body 2 which is located outside the reaction tube 3 and including lamps which radiates light to the heated body 21 to heat the heated body 21. The reaction tube 3 is made of quartz, and a longitudinal cross sectional shape of the reaction tube 3 is formed into an elliptical shape.

Description

本発明は、例えば炭化珪素基板の熱酸化等の熱処理技術に関する。   The present invention relates to a heat treatment technique such as thermal oxidation of a silicon carbide substrate.

従来、この種の熱処理装置としては、ランプを用いた光照射によって被加熱体を加熱するものが知られている。
一般に光照射による熱処理装置においては、ランプと被加熱体の距離が加熱効率に大きな影響を及ぼし、距離が離れるほど効率は悪化する。
Conventionally, as this type of heat treatment apparatus, an apparatus for heating an object to be heated by light irradiation using a lamp is known.
In general, in a heat treatment apparatus using light irradiation, the distance between a lamp and an object to be heated greatly affects the heating efficiency, and the efficiency decreases as the distance increases.

従来の光照射型の熱処理装置の場合、断面形状が真円の石英管を反応炉として用いていることから、被加熱体の大口径化に伴いランプと被加熱体の距離は長くなり加熱効率が著しく低下するという問題がある。このため、1200℃以上の高温で大口径の半導体基板を反応管内で熱処理することは困難であった。   In the case of conventional light irradiation type heat treatment equipment, a quartz tube having a perfect cross-sectional shape is used as a reaction furnace, so the distance between the lamp and the object to be heated increases as the diameter of the object to be heated increases, and the heating efficiency There is a problem that the remarkably decreases. For this reason, it has been difficult to heat-treat a large-diameter semiconductor substrate at a high temperature of 1200 ° C. or higher in a reaction tube.

また、この種の熱処理装置として、ホットウォール炉(拡散炉)によって加熱を行うものも知られているが、このような従来技術では反応管自体が加熱されて不純物ガスが発生するため、光透過性の反応管を用いて1200℃以上での常用使用は困難であるという問題があった。   Further, as this type of heat treatment apparatus, one that heats by a hot wall furnace (diffusion furnace) is also known. However, in such a conventional technique, the reaction tube itself is heated to generate impurity gas, so that light transmission is performed. There is a problem that regular use at 1200 ° C. or higher using a reaction tube is difficult.

近年、次世代パワー半導体材料として注目される炭化珪素(SiC)は、熱酸化膜形成が可能であることからMOS型のパワーデバイスの実用化が期待されているが、Si半導体に比べて酸化温度が高く、通常1200℃以上の温度を必要とすることから、炭化珪素基板に対して高温で熱処理を行う技術が要望されている。   In recent years, silicon carbide (SiC), which has been attracting attention as a next-generation power semiconductor material, is expected to be used in MOS power devices because it can form a thermal oxide film. Therefore, a technique for performing heat treatment on a silicon carbide substrate at a high temperature is demanded.

特開2009−231341号公報JP 2009-231341 A 特開2010−27757号公報JP 2010-27757 A

本発明は、このような従来の技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、クリーンな雰囲気において大口径の被加熱体に対して高温で熱処理可能な熱処理技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to provide a heat treatment technology capable of heat-treating a heated object having a large diameter at a high temperature in a clean atmosphere. There is.

上記課題を解決するためになされた本発明は、装置本体と、前記装置本体内において、反応ガスを導入可能で細長形状に形成され、平板状の被加熱体を収容する光透過性の反応管と、前記装置本体内で前記反応管の外部に配置され、前記被加熱体に対して光を照射して加熱するランプを有する光照射加熱手段とを有し、前記反応管は、その長手方向についての断面形状が、長円形状に形成されている熱処理装置である。
本発明では、前記光照射加熱手段は、当該反応管の長手方向に延びる棒状のランプを複数有し、当該複数のランプのうち、当該被加熱体を挟むように当該被加熱体の上側及び下側に配置された、複数のランプからなる上側ランプ群及び下側ランプ群が、鉛直方向に関し、各ランプが重ならない位置に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記被加熱体を支持するためのサセプタを有し、当該サセプタの少なくとも表層部分が炭化珪素の光吸収体からなる場合にも効果的である。
本発明では、前記反応管が石英からなる場合にも効果的である。
本発明では、前記反応管内の残留ガスを検出するガス検出器を有する場合にも効果的である。
本発明では、前記反応管及び前記光照射加熱手段を冷却媒体によって冷却する冷却手段を有する場合にも効果的である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. An apparatus main body, and a light-transmitting reaction tube which is formed in an elongated shape capable of introducing a reaction gas in the apparatus main body and accommodates a flat body to be heated. And a light irradiation heating means disposed outside the reaction tube in the apparatus main body and having a lamp for irradiating and heating the object to be heated, the reaction tube having a longitudinal direction thereof Is a heat treatment apparatus in which the cross-sectional shape is formed in an oval shape.
In the present invention, the light irradiation heating means has a plurality of rod-shaped lamps extending in the longitudinal direction of the reaction tube, and among the plurality of lamps, the upper side and the lower side of the heated body so as to sandwich the heated body. It is also effective when the upper lamp group and the lower lamp group, which are arranged on the side and are composed of a plurality of lamps, are arranged at positions where the lamps do not overlap in the vertical direction.
The present invention is also effective when a susceptor for supporting the object to be heated is provided and at least a surface layer portion of the susceptor is made of a silicon carbide light absorber.
The present invention is also effective when the reaction tube is made of quartz.
The present invention is also effective when a gas detector for detecting residual gas in the reaction tube is provided.
The present invention is also effective when the reaction tube and the light irradiation heating means have cooling means for cooling with a cooling medium.

本発明によれば、例えば石英からなる細長形状の反応管の長手方向の断面形状を長円形状にすることにより、被加熱体が大きい場合であっても、反応管の長軸方向に向けて配置した被加熱体に対して加熱手段のランプと被加熱体の距離を従来技術と比べて短く保つことができ、これにより大口径の被加熱体を加熱する際に加熱効率を低下させることがないので、被加熱体に対する高温熱処理が可能になる。
そして、本発明によれば、反応管を直接加熱しないので、不純物ガスの発生をきわめて少なくすることができ、これによりクリーンな雰囲気において熱処理を行うことができる。
According to the present invention, for example, by making the longitudinal cross-sectional shape of an elongated reaction tube made of quartz into an oval shape, even when the object to be heated is large, it is directed toward the long axis direction of the reaction tube. The distance between the lamp of the heating means and the heated body can be kept shorter than that of the prior art with respect to the placed heated body, thereby reducing the heating efficiency when heating the heated body having a large diameter. Therefore, high temperature heat treatment can be performed on the object to be heated.
According to the present invention, since the reaction tube is not directly heated, the generation of impurity gas can be extremely reduced, whereby heat treatment can be performed in a clean atmosphere.

一方、いわゆるコールドウォール方式のランプ加熱では、通常のホットウォール炉と比較し、高温での温度の面内均一性を維持することが困難であるが、本発明において、加熱手段の複数のランプのうち、被加熱体を挟むように被加熱体の上側及び下側に配置された、複数のランプからなる上側ランプ群及び下側ランプ群が、鉛直方向に関し、各ランプが重ならない位置に配置されている場合には、被加熱体に対して光を均一に照射することができるので、被加熱体における温度の面内均一性を維持することが可能になる。   On the other hand, in the case of so-called cold wall type lamp heating, it is difficult to maintain in-plane temperature uniformity at a high temperature as compared with a normal hot wall furnace. Among them, an upper lamp group and a lower lamp group made up of a plurality of lamps arranged above and below the heated body so as to sandwich the heated body are arranged at positions where the lamps do not overlap in the vertical direction. In this case, since the light to be heated can be uniformly irradiated to the object to be heated, the in-plane uniformity of the temperature of the object to be heated can be maintained.

さらに、本発明において、被加熱体を支持するためのサセプタの少なくとも表層部分が炭化珪素の光吸収体からなる場合には、光照射による直接加熱が困難な形状の被加熱体に関してもサセプタを介して加熱して熱処理を行うことが可能になる。   Further, in the present invention, when at least the surface layer portion of the susceptor for supporting the object to be heated is made of a silicon carbide light absorber, the object to be heated that is difficult to be directly heated by light irradiation is also interposed through the susceptor. It is possible to perform heat treatment by heating.

さらにまた、本発明において、反応管内の残留ガスを検出するガス検出器を有する場合には、このガス検出器にて得られた結果に基づいて排気を行うことにより、常時クリーンな雰囲気で熱処理を行うことが可能になる。   Furthermore, in the present invention, when a gas detector for detecting the residual gas in the reaction tube is provided, the heat treatment is always performed in a clean atmosphere by exhausting based on the result obtained by the gas detector. It becomes possible to do.

加えて、本発明において、反応管及び加熱ランプを冷却媒体によって冷却する冷却手段を有する場合には、反応管の温度を低く抑えることができるので、反応管の材料として従来使用できなかった石英を使用することができる。   In addition, in the present invention, when the cooling means for cooling the reaction tube and the heating lamp with a cooling medium is provided, the temperature of the reaction tube can be kept low, so that quartz that could not be conventionally used as a material for the reaction tube is used. Can be used.

本発明の実施の形態の熱処理装置の全体構成を示す概略図Schematic which shows the whole structure of the heat processing apparatus of embodiment of this invention 同熱処理装置の内部構成を示す断面図Sectional view showing the internal configuration of the heat treatment apparatus 同熱処理装置の反応管を示す説明図Explanatory drawing showing the reaction tube of the heat treatment equipment 同熱処理装置における上側ランプ群と下側ランプ群の配置を示す説明図Explanatory drawing which shows arrangement | positioning of the upper side lamp group and the lower side lamp group in the heat processing apparatus

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態の熱処理装置の全体構成を示す概略図である。
図1に示すように、本実施の形態の熱処理装置1は、いわゆるコールドウォール方式のもので、例えば金属材料からなる装置本体2内に、光透過性の反応管3が設けられて構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the heat treatment apparatus of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 1 according to the present embodiment is of a so-called cold wall type, and is configured by providing a light-transmissive reaction tube 3 in an apparatus main body 2 made of, for example, a metal material. Yes.

本実施の形態の装置本体2及び反応管3は、それぞれ細長形状に形成され、長手方向(図中X軸方向)がそれぞれ水平方向に向けられている。また、反応管3が装置本体2を貫通するように配置構成されている。
装置本体2内の反応管3の周囲には、後述するように複数のランプを有する加熱手段4が設けられている。
The apparatus main body 2 and the reaction tube 3 of the present embodiment are each formed in an elongated shape, and the longitudinal direction (X-axis direction in the figure) is directed in the horizontal direction. The reaction tube 3 is arranged and configured so as to penetrate the apparatus main body 2.
A heating unit 4 having a plurality of lamps is provided around the reaction tube 3 in the apparatus main body 2 as described later.

一方、装置本体2の例えば上部には、例えばガスからなる冷却媒体(例えば空気)を導入するためのガス導入手段5が設けられ、装置本体2の例えば下部には、この冷却媒体を排出するためのガス排出手段6が設けられている。
そして、これらガス導入手段5及びガス排出手段6により、装置本体2内を冷却媒体で循環させて反応管3及び加熱手段4を冷却する冷却手段7が構成されている。
On the other hand, for example, an upper portion of the apparatus main body 2 is provided with gas introduction means 5 for introducing a cooling medium (for example, air) made of, for example, gas, and for example, a lower portion of the apparatus main body 2 is used to discharge the cooling medium. The gas discharge means 6 is provided.
The gas introduction means 5 and the gas discharge means 6 constitute a cooling means 7 for circulating the inside of the apparatus main body 2 with a cooling medium to cool the reaction tube 3 and the heating means 4.

反応管3の一方の端部には、反応ガスを導入するためのガス供給源8が設けられている。
そして、反応管3内には、支持部材23によって支持されたサセプタ20が設けられ、このサセプタ20上に例えば炭化珪素基板等の被加熱体21が支持されるようになっている。支持部材23は、例えばピン形状の部材24を介してサセプタ20を支持している。
さらに、反応管3の他方の端部のガス排出弁9の後段には、不純物ガス等の残留ガスの濃度を検出するためのガス検出器22が設けられている。
A gas supply source 8 for introducing a reaction gas is provided at one end of the reaction tube 3.
A susceptor 20 supported by a support member 23 is provided in the reaction tube 3, and a heated object 21 such as a silicon carbide substrate is supported on the susceptor 20. The support member 23 supports the susceptor 20 via, for example, a pin-shaped member 24.
Further, a gas detector 22 for detecting the concentration of residual gas such as impurity gas is provided at the rear stage of the gas discharge valve 9 at the other end of the reaction tube 3.

図2は、本実施の形態の熱処理装置の内部構成を示す断面図、図3は、同熱処理装置の反応管を示す説明図である。
本発明においては、反応管3の長手方向についての断面形状が長円形状に形成されているものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the heat treatment apparatus of the present embodiment, and FIG. 3 is an explanatory view showing a reaction tube of the heat treatment apparatus.
In the present invention, the cross-sectional shape in the longitudinal direction of the reaction tube 3 is formed in an oval shape.

本発明において、「長円形状」とは、図2に示す実施の形態のように、対向する水平面部分30、31の両端に円弧面部分32、33を有する形状のほか、焦点を二つ有する楕円形状も含まれる。
一方、本発明の場合、反応管3の材料は特に限定されることはないが、赤外線領域の光に対する光透過率の高さ並びに高純度の石英管の入手の容易さの観点からは、石英からなるものを用いることが好ましい。
In the present invention, the “oval shape” has two focal points in addition to the shape having the arc surface portions 32 and 33 at both ends of the opposing horizontal surface portions 30 and 31 as in the embodiment shown in FIG. An elliptical shape is also included.
On the other hand, in the case of the present invention, the material of the reaction tube 3 is not particularly limited, but from the viewpoint of high light transmittance for light in the infrared region and easy availability of a high-purity quartz tube, It is preferable to use what consists of.

図2に示すように、反応管3の内部には、例えば平板状のサセプタ20が反応管3の長軸方向である水平方向に向けて設けられている。
サセプタ20上には被加熱体21が反応管3の長軸方向である水平方向に向けて支持されるようになっている。この場合、被加熱体21が、反応管3の中央部分に配置されるように構成されている。
As shown in FIG. 2, for example, a flat plate-shaped susceptor 20 is provided in the reaction tube 3 in a horizontal direction that is the major axis direction of the reaction tube 3.
On the susceptor 20, the heated object 21 is supported in the horizontal direction, which is the long axis direction of the reaction tube 3. In this case, the heated body 21 is configured to be disposed in the central portion of the reaction tube 3.

本発明の場合、サセプタ20の材料については特に限定されることはないが、光照射による加熱が困難な被加熱体21に対して加熱を可能にする観点からは、少なくとも表層部分が炭化珪素の光吸収体からなるものを用いることが好ましい。また、サセプタ20と被加熱体21は面接触していることが好ましい。   In the case of the present invention, the material of the susceptor 20 is not particularly limited, but at least the surface layer portion is made of silicon carbide from the viewpoint of enabling heating of the heated object 21 that is difficult to heat by light irradiation. It is preferable to use a light absorber. The susceptor 20 and the heated object 21 are preferably in surface contact.

このようなサセプタ20としては、それ自体が炭化珪素の高純度の単結晶、多結晶又は結晶体の光吸収体からなるもののほか、炭素からなる平板部材の表面にこのような光吸収体からなる被膜が形成されたものを用いることもできる。   Such a susceptor 20 itself is made of a silicon carbide high-purity single crystal, polycrystal or crystalline light absorber, and is made of such a light absorber on the surface of a flat plate member made of carbon. What formed the film can also be used.

一方、本実施の形態の加熱手段4は、反応管3の周囲の近傍に設けられた複数のランプを有している。
加熱手段4のランプは、それぞれ細長棒状に形成され、反応管3の長手方向と平行となるように配置されている。
On the other hand, the heating means 4 of the present embodiment has a plurality of lamps provided in the vicinity of the periphery of the reaction tube 3.
The lamps of the heating means 4 are each formed in the shape of an elongated bar and are arranged so as to be parallel to the longitudinal direction of the reaction tube 3.

ここで、反応管3の上側の水平面部分30の近傍には、水平方向(図中Y軸方向)に配列された例えば6個のランプからなる上側ランプ群40が設けられ、反応管3の下側の水平面部分31の近傍には、水平方向(図中Y軸方向)に配列された例えば7個のランプからなる下側ランプ群41が設けられている。   Here, an upper lamp group 40 composed of, for example, six lamps arranged in the horizontal direction (Y-axis direction in the figure) is provided in the vicinity of the upper horizontal surface portion 30 of the reaction tube 3. In the vicinity of the horizontal surface portion 31 on the side, a lower lamp group 41 composed of, for example, seven lamps arranged in the horizontal direction (Y-axis direction in the figure) is provided.

また、反応管3の左側の円弧面部分32の近傍には、この円弧面部分32に沿って配列された例えば6個のランプからなる左側ランプ群42が設けられ、反応管3の右側の円弧面部分33の近傍には、この円弧面部分33に沿って配列された例えば6個のランプからなる右側ランプ群43が設けられている。   Further, in the vicinity of the left arc surface portion 32 of the reaction tube 3, a left lamp group 42 composed of, for example, six lamps arranged along the arc surface portion 32 is provided. In the vicinity of the surface portion 33, a right lamp group 43 including, for example, six lamps arranged along the circular arc surface portion 33 is provided.

本発明の場合、加熱手段4に用いるランプとしては特に限定されることはないが、効率良く加熱するという観点からは、照射する光の波長が200nmから遠赤外領域までの光を含むものを用いることが好ましい。
そして、これら上側ランプ群40、下側ランプ群41、左側ランプ群42、右側ランプ群43の周囲には、それぞれの光を反射するためのリフレクタ10が設けられている。
In the case of the present invention, the lamp used for the heating means 4 is not particularly limited. However, from the viewpoint of efficient heating, a lamp that includes light having a wavelength of 200 nm to a far infrared region is used. It is preferable to use it.
Around the upper lamp group 40, the lower lamp group 41, the left lamp group 42, and the right lamp group 43, a reflector 10 for reflecting each light is provided.

図4は、本実施の形態における上側ランプ群と下側ランプ群の配置を示す説明図である。
図4に示すように、本実施の形態では、上側ランプ群40の6個のランプは、同一のピッチPで配列されている。
また、下側ランプ群41の7個のランプについても、同一のピッチPで配列されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the arrangement of the upper lamp group and the lower lamp group in the present embodiment.
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the six lamps in the upper lamp group 40 are arranged at the same pitch P.
The seven lamps in the lower lamp group 41 are also arranged at the same pitch P.

そして、上側ランプ群40と、下側ランプ群41は、鉛直方向(図中Z軸方向)に関し、各ランプが重ならない位置に配置されている。
本実施の形態では、例えば図4において基準線M、Nで示すように、上側ランプ群40と、下側ランプ群41を、反応管3の長手方向と直交する方向である水平方向(図中Y軸方向)に、ピッチPの半分、すなわち、P/2だけ変位させて配置するようにしている。
The upper lamp group 40 and the lower lamp group 41 are arranged at positions where the lamps do not overlap in the vertical direction (Z-axis direction in the figure).
In the present embodiment, for example, as indicated by reference lines M and N in FIG. 4, the upper lamp group 40 and the lower lamp group 41 are arranged in a horizontal direction (in the figure, a direction orthogonal to the longitudinal direction of the reaction tube 3). In the (Y-axis direction), it is arranged to be displaced by half the pitch P, that is, P / 2.

このような構成を有する本実施の形態において被加熱体21に対して熱処理を行う場合には、反応管3内に被加熱体21を搬入し、サセプタ20上に配置する。
そして、ガス供給源8から反応管3内に反応ガスを導入するとともに、加熱手段4を動作させて被加熱体21に対して光照射を行う。この場合、被加熱体21の温度が1200℃以上になるように光照射を行う。
In the present embodiment having such a configuration, when the object to be heated 21 is heat-treated, the object to be heated 21 is carried into the reaction tube 3 and placed on the susceptor 20.
Then, the reaction gas is introduced into the reaction tube 3 from the gas supply source 8 and the heating means 4 is operated to irradiate the object to be heated 21 with light. In this case, light irradiation is performed so that the temperature of the heated body 21 becomes 1200 ° C. or higher.

その一方、冷却手段7を動作させ、冷却媒体を導入及び排気して反応管3及び加熱手段4の冷却を行う。これにより、反応管3の温度は500℃程度に維持される。
熱処理の際には、ガス検出器22を動作させ、反応管3内の不純物ガス等の残留ガスの濃度を検出する。そして、ガス検出器22において得られた結果に基づいて排気量を制御するようにする。
On the other hand, the cooling means 7 is operated, the cooling medium is introduced and exhausted, and the reaction tube 3 and the heating means 4 are cooled. Thereby, the temperature of the reaction tube 3 is maintained at about 500 degreeC.
During the heat treatment, the gas detector 22 is operated to detect the concentration of residual gas such as impurity gas in the reaction tube 3. Then, the exhaust amount is controlled based on the result obtained in the gas detector 22.

以上述べた本実施の形態によれば、石英からなる細長形状の反応管3の長手方向の断面形状を長円形状にすることにより、被加熱体21が大きい場合であっても、反応管3の長軸方向に向けて配置した被加熱体21に対して加熱手段4のランプと被加熱体21の距離を従来技術と比べて短く保つことができ、これにより大口径の被加熱体21を加熱する際に加熱効率を低下させることがないので、被加熱体21に対する高温熱処理が可能になる。
そして、本実施の形態によれば、反応管3を直接加熱しないので、不純物ガスの発生をきわめて少なくすることができ、これによりクリーンな雰囲気において熱処理を行うことができる。
According to the embodiment described above, even if the heated object 21 is large, the reaction tube 3 is formed by making the cross-sectional shape in the longitudinal direction of the elongated reaction tube 3 made of quartz into an oval shape. The distance between the lamp of the heating means 4 and the object to be heated 21 can be kept shorter than that of the prior art with respect to the object to be heated 21 arranged in the long axis direction. Since heating efficiency is not lowered when heating, high-temperature heat treatment can be performed on the object 21 to be heated.
And according to this Embodiment, since the reaction tube 3 is not heated directly, generation | occurrence | production of impurity gas can be decreased very much and, thereby, heat processing can be performed in a clean atmosphere.

一方、コールドウォール方式のランプ加熱では、通常のホットウォール炉と比較し、高温での温度の面内均一性を維持することが困難であるが、本実施の形態では、加熱手段4の複数のランプのうち、被加熱体21を挟むように被加熱体21の上側及び下側に配置された、複数のランプからなる上側ランプ群40及び下側ランプ群41が、鉛直方向に関し、各ランプが重ならない位置に配置されていることから、被加熱体21に対して光を均一に照射することができるので、被加熱体21における温度の面内均一性を維持することが可能になる。   On the other hand, in the cold wall type lamp heating, it is difficult to maintain in-plane temperature uniformity at a high temperature as compared with a normal hot wall furnace. Among the lamps, an upper lamp group 40 and a lower lamp group 41, which are arranged on the upper side and the lower side of the heated body 21 so as to sandwich the heated body 21, are vertically related. Since it is arranged at a position where it does not overlap, it is possible to uniformly irradiate the heated body 21 with light, so that it is possible to maintain the in-plane uniformity of the temperature of the heated body 21.

さらに、本実施の形態では、被加熱体21を支持するためのサセプタ20の少なくとも表層部分が炭化珪素の光吸収体からなることから、光照射による直接加熱が困難な形状の被加熱体21に関してもサセプタ20を介して加熱して熱処理を行うことが可能になる。   Further, in the present embodiment, since at least the surface layer portion of the susceptor 20 for supporting the heated object 21 is made of a silicon carbide light absorber, the heated object 21 having a shape that is difficult to directly heat by light irradiation. Also, the heat treatment can be performed by heating through the susceptor 20.

さらにまた、本実施の形態では、反応管3内の残留ガスを検出するガス検出器22を有することから、このガス検出器22にて得られた結果に基づいて排気を行うことにより、常時クリーンな雰囲気で熱処理を行うことが可能になる。   Furthermore, in the present embodiment, since the gas detector 22 for detecting the residual gas in the reaction tube 3 is provided, the exhaust gas is exhausted based on the result obtained by the gas detector 22 so that it is always clean. It becomes possible to perform heat treatment in a simple atmosphere.

加えて、本実施の形態では、反応管3及び加熱手段4を冷却媒体によって冷却する冷却手段7を有する場合には、反応管3の温度を低く抑えることができるので、反応管3の材料として従来使用できなかった石英を使用することができる。   In addition, in the present embodiment, when the reaction tube 3 and the heating unit 4 are provided with the cooling unit 7 that cools the reaction tube 3 and the heating unit 4 with a cooling medium, the temperature of the reaction tube 3 can be kept low. Quartz that could not be used conventionally can be used.

なお、本発明は上述した実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態では、被加熱体として炭化珪素基板を加熱する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、Si基板等の熱処理を行う場合にも適用することができる。
ただし、本発明は炭化珪素基板に対して1200℃以上の高温で熱処理を行い酸化膜を形成する場合に最も有効となるものである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
For example, in the above embodiment, the case where a silicon carbide substrate is heated as an object to be heated has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where heat treatment is performed on a Si substrate or the like.
However, the present invention is most effective when the silicon carbide substrate is heat-treated at a high temperature of 1200 ° C. or higher to form an oxide film.

また、上記実施の形態では、被加熱体を水平面方向に配置したが、本発明はこれに限られず、例えば被加熱体を鉛直方向に向けて配置した場合にも適用することができる。
この場合、例えば加熱手段のランプの相対的な位置関係については、上記実施の形態の場合と同一となるように構成することにより本発明の目的を達成することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the to-be-heated body was arrange | positioned in the horizontal surface direction, this invention is not limited to this, For example, it can apply also when arrange | positioning a to-be-heated body in the perpendicular direction.
In this case, for example, the relative positional relationship between the lamps of the heating means is the same as that in the above embodiment, so that the object of the present invention can be achieved.

1…熱処理装置
2…装置本体
3…反応管
4…加熱手段
7…冷却手段
20…サセプタ
21…被加熱体
22…ガス検出器
30,31…水平面部分
32,33…円弧面部分
40…上側ランプ群
41…下側ランプ群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat processing apparatus 2 ... Apparatus main body 3 ... Reaction tube 4 ... Heating means 7 ... Cooling means 20 ... Susceptor 21 ... Heated object 22 ... Gas detector 30, 31 ... Horizontal surface part 32, 33 ... Arc surface part 40 ... Upper lamp Group 41 ... Lower lamp group

Claims (6)

装置本体と、
前記装置本体内において、反応ガスを導入可能で細長形状に形成され、平板状の被加熱体を収容する光透過性の反応管と、
前記装置本体内で前記反応管の外部に配置され、前記被加熱体に対して光を照射して加熱するランプを有する光照射加熱手段とを有し、
前記反応管は、その長手方向についての断面形状が、長円形状に形成されている熱処理装置。
The device body;
In the apparatus main body, a reaction gas can be introduced and formed into an elongated shape, and a light-transmitting reaction tube that accommodates a plate-shaped object to be heated;
A light irradiation heating means disposed outside the reaction tube in the apparatus main body, and having a lamp for irradiating and heating the object to be heated;
The reaction tube is a heat treatment apparatus in which a cross-sectional shape in the longitudinal direction is formed in an oval shape.
前記光照射加熱手段は、当該反応管の長手方向に延びる棒状のランプを複数有し、当該複数のランプのうち、当該被加熱体を挟むように当該被加熱体の上側及び下側に配置された、複数のランプからなる上側ランプ群及び下側ランプ群が、鉛直方向に関し、各ランプが重ならない位置に配置されている請求項1記載の熱処理装置。   The light irradiation heating means has a plurality of rod-shaped lamps extending in the longitudinal direction of the reaction tube, and is disposed above and below the heated body so as to sandwich the heated body among the plurality of lamps. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the upper lamp group and the lower lamp group made up of a plurality of lamps are arranged at positions where the lamps do not overlap with each other in the vertical direction. 前記被加熱体を支持するためのサセプタを有し、当該サセプタの少なくとも表層部分が炭化珪素の光吸収体からなる請求項1又は2のいずれか1項記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, further comprising a susceptor for supporting the object to be heated, wherein at least a surface layer portion of the susceptor is made of a silicon carbide light absorber. 前記反応管が石英からなる請求項1乃至3のいずれか1項記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the reaction tube is made of quartz. 前記反応管内の残留ガスを検出するガス検出器を有する請求項1乃至4のいずれか1項記載の熱処理装置。   The heat processing apparatus of any one of Claims 1 thru | or 4 which has a gas detector which detects the residual gas in the said reaction tube. 前記反応管及び前記光照射加熱手段を冷却媒体によって冷却する冷却手段を有する請求項1乃至5のいずれか1項記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, further comprising a cooling unit that cools the reaction tube and the light irradiation heating unit with a cooling medium.
JP2013130641A 2013-06-21 2013-06-21 Heat treatment equipment Active JP6183692B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013130641A JP6183692B2 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Heat treatment equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013130641A JP6183692B2 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Heat treatment equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015005652A true JP2015005652A (en) 2015-01-08
JP6183692B2 JP6183692B2 (en) 2017-08-23

Family

ID=52301306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013130641A Active JP6183692B2 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Heat treatment equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6183692B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018032758A (en) * 2016-08-25 2018-03-01 株式会社Screenホールディングス Thermal treatment device
JP2020123602A (en) * 2019-01-29 2020-08-13 株式会社Screenホールディングス Thermal treatment apparatus

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5130146U (en) * 1974-05-30 1976-03-04
JPS59158954A (en) * 1983-03-02 1984-09-08 Ushio Inc Light irradiation heating device
JPS61129817A (en) * 1984-11-28 1986-06-17 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor manufacturing apparatus
JPS61198735A (en) * 1985-02-28 1986-09-03 Fujitsu Ltd Flash-lamp annealing device
JPS63200526A (en) * 1987-02-17 1988-08-18 Shinetsu Sekiei Kk Reaction tube for reduced pressure thermal treatment device
JPS647519A (en) * 1987-06-30 1989-01-11 Oki Electric Ind Co Ltd Annealing device
JPH0410410A (en) * 1990-02-02 1992-01-14 Sharp Corp Thin film processing equipment
JPH05114571A (en) * 1991-03-26 1993-05-07 Siemens Ag Quick heat-treating method for semiconductor wafer by irradiation
JPH1012563A (en) * 1996-06-21 1998-01-16 Toshiba Ceramics Co Ltd Member for heat treatment of high-purity cvd-sic semiconductor and its manufacture
JPH1022229A (en) * 1996-07-04 1998-01-23 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Heat treatment device for substrate
JP2001085336A (en) * 1999-09-10 2001-03-30 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate treatment apparatus and substrate treatment method
JP2004014555A (en) * 2002-06-03 2004-01-15 Nec Kyushu Ltd Lamp anneal device
JP2004349479A (en) * 2003-05-22 2004-12-09 Koyo Thermo System Kk Heat treatment device for processing wafers piece by piece
JP2008117892A (en) * 2006-11-02 2008-05-22 Toshiba Corp Semiconductor manufacturing device and manufacturing method of semiconductor device

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5130146U (en) * 1974-05-30 1976-03-04
JPS59158954A (en) * 1983-03-02 1984-09-08 Ushio Inc Light irradiation heating device
JPS61129817A (en) * 1984-11-28 1986-06-17 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor manufacturing apparatus
JPS61198735A (en) * 1985-02-28 1986-09-03 Fujitsu Ltd Flash-lamp annealing device
JPS63200526A (en) * 1987-02-17 1988-08-18 Shinetsu Sekiei Kk Reaction tube for reduced pressure thermal treatment device
JPS647519A (en) * 1987-06-30 1989-01-11 Oki Electric Ind Co Ltd Annealing device
JPH0410410A (en) * 1990-02-02 1992-01-14 Sharp Corp Thin film processing equipment
JPH05114571A (en) * 1991-03-26 1993-05-07 Siemens Ag Quick heat-treating method for semiconductor wafer by irradiation
JPH1012563A (en) * 1996-06-21 1998-01-16 Toshiba Ceramics Co Ltd Member for heat treatment of high-purity cvd-sic semiconductor and its manufacture
JPH1022229A (en) * 1996-07-04 1998-01-23 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Heat treatment device for substrate
JP2001085336A (en) * 1999-09-10 2001-03-30 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate treatment apparatus and substrate treatment method
JP2004014555A (en) * 2002-06-03 2004-01-15 Nec Kyushu Ltd Lamp anneal device
JP2004349479A (en) * 2003-05-22 2004-12-09 Koyo Thermo System Kk Heat treatment device for processing wafers piece by piece
JP2008117892A (en) * 2006-11-02 2008-05-22 Toshiba Corp Semiconductor manufacturing device and manufacturing method of semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018032758A (en) * 2016-08-25 2018-03-01 株式会社Screenホールディングス Thermal treatment device
WO2018037630A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 株式会社Screenホールディングス Heat treatment device
JP2020123602A (en) * 2019-01-29 2020-08-13 株式会社Screenホールディングス Thermal treatment apparatus
JP7338977B2 (en) 2019-01-29 2023-09-05 株式会社Screenホールディングス Gas detection method and heat treatment device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6183692B2 (en) 2017-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI703639B (en) Lamps for heating of semiconductor substrates
TWI660431B (en) Heat treatment method
US9330949B2 (en) Heat treatment apparatus for heating substrate by irradiating substrate with flash of light
TWI688040B (en) Support cylinder for thermal processing chamber
US9351341B2 (en) Heat treatment apparatus for heating substrate by irradiating substrate with flash of light
US20170243771A1 (en) Light-irradiation heat treatment apparatus
JP5338723B2 (en) Heating device
TW201504470A (en) Structure for improved gas activation for cross-flow type thermal CVD chamber
TW201338077A (en) Heating lamp having base to facilitate reduced air flow about the heating lamp
JP6183692B2 (en) Heat treatment equipment
TWI638390B (en) Heat treatment apparatus
TWI793283B (en) Support plate for localized heating in thermal processing systems
JP5964630B2 (en) Heat treatment equipment
TWI696221B (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP2008053401A (en) Lamp heating device
JP2009117237A (en) Filament lamp, and light irradiation type heat treatment device
JP5545090B2 (en) Wafer support jig, shaft member, and heat treatment method for silicon wafer
JPS61129834A (en) Heat treatment apparatus
TWI776859B (en) Rotor cover
JP3789366B2 (en) Heat treatment equipment
JP5104405B2 (en) Semiconductor manufacturing equipment
JP5449645B2 (en) A method of manufacturing a silicon plate for heat treatment.
JP3443779B2 (en) Heat treatment equipment for semiconductor substrates
JP3609380B2 (en) Heat treatment equipment
JP2016186389A (en) Firing furnace

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160606

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170414

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170414

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170713

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6183692

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250