JP2513315Y2

JP2513315Y2 - 縦形半導体熱処理装置

Info

Publication number: JP2513315Y2
Application number: JP1986004924U
Authority: JP
Inventors: 秀一宮本
Original assignee: 株式会社デンコ−
Priority date: 1986-01-17
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2001-01-17
Also published as: JPS62160537U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は縦形半導体熱処理装置の改良に関するもので
ある。

［従来の技術］従来から半導体基板への所定物質の拡散処理や厚膜電
子回路基板の焼成等の半導体の熱処理には横形炉が多く
用いられていたが、近時は第２図に示したような縦形炉
も用いられるようになってきた。同図において、１は略
垂直に配置されて上端側が閉じられ下端側が開口された
筒状の炉体、２はこの炉体の内壁に配設されたヒータ、
３はこのヒータ２の内側に間隙を隔てて配設された石英
管で、この石英管３の下端側は開口され、上端側はガス
噴出孔を残して閉じられている。４は炉体１の頂壁を貫
通して石英管３の内部に連通するように該石英管３に連
結されたガス導入管、５は石英管３の下端部に取付けら
れたリング材3aを貫通させて石英管３内に連通するよう
に設けられたガス排出口である。以上により加熱炉Ｆが
構成されている。６は図示しない駆動機構に連結される
支持軸、７は該支持軸６の上端部に水平に固着されたボ
ート支持台、８はボート支持台７上に支持された石英か
らなるボート、Ｗは該ボートに垂直方向に所定の間隔を
おいて設けた複数の棚板上に載置された半導体基板であ
る。９は中央部を貫通する支持軸６の定位置に水平に固
着され、ボート支持台７が石英管３内の定位置に挿入さ
れたとき石英管３の開口端を覆う蓋板である。

上記の構成になる半導体熱処理炉は、支持軸６を駆動
してボート８を石英管３内に挿入した図示位置におい
て、ガス導入管４より所要のガス（又は空気）を石英管
３内に供給して該管内を流下させ、ヒータ２により半導
体基板Ｗを熱処理する。この際、図示しない駆動機構に
よりボート支持台７を回転させることにより、ボート８
上の半導体基板Ｗを炉内で回転させたり、あるいは支持
軸６を適宜に上下動させることにより、半導体基板Ｗを
炉内で上下動させて所要の熱処理を行うことができる。

［考案が解決しようとする問題点］しかしながら、上記のような半導体熱処理炉において
は、熱処理用のガス（又は空気）の流れが半導体基板Ｗ
の側方を流下する形なので、該半導体基板Ｗの面に生成
される物質の膜厚が不均一になりやすい欠点があった。
また、石英管３の頂壁にガス導入管４が接続されている
と、該石英管３の内壁にガスの再冷却等により付着した
生成物のうち頂壁に付着した生成物が、ガスの噴出時に
剥離されて半導体基板Ｗ上に落下して付着し、該半導体
基板Ｗに欠陥が発生するおそれがあった。更に、石英管
３の上部にガス導入管４が接続されていると、該石英管
３を下方に抜き出して付着物の掃除をすることができな
い問題点があった。

本考案の目的は、半導体基板の面に生成される物質の
膜厚分布を均一にすることができ、ガス噴出時に不純物
が半導体基板上に落下するのを防止でき、且つボートを
収容する石英管の掃除を容易に行うことができる縦形半
導体熱処理装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記の問題点を解決するための本考案の構成を、実施
例に対応する第１図を参照して以下に説明する。本考案
は、下端側が開放された炉体１の内壁にヒータ２を備え
た縦形の加熱炉Ｆと、熱処理すべき複数の半導体基板Ｗ
を上下に所定の間隔をおいて重ねて保持するボート８
と、前記加熱炉Ｆと前記ボート８との垂直方向の関係位
置を相対的に変化させて前記ボート８を前記加熱炉Ｆの
下方から該加熱炉Ｆ内に出し入れする駆動機構とを備
え、前記ボート８が挿入された前記加熱炉Ｆ内に所要の
ガス又は空気を供給して炉外に排気するようにした縦形
半導体熱処理装置において、上端側が閉じられ下端側が開口されていて前記炉体１
の内側に配設された外部石英管10と、上端側が閉じられ下端側が開口されていて側壁の一方
に縦方向に複数のガス吸気孔12aを備えて前記外部石英
管10の内側に所定の空隙を隔てて配設され下端側より前
記ボート８が管内に挿入される内部石英管12と、前記内部石英管12内に前記ボート８が挿入された状態
で該内部石英管12の開口部を閉じる蓋板９と、前記両石英管10,12の管壁間に形成されて前記各ガス
吸気孔12aからの排気ガスを前記管壁に沿って流下させ
るガス通路13と、該ガス通路13の下端側に設けられたガス吸出口17と、前記内部石英管12内に挿入された前記ボート８を間に
して該内部石英管12の前記各ガス吸気孔12aが設けられ
た側壁部分に対向するように該内部石英管12内に縦向き
に配設されたガス供給管16とを具備し、該ガス供給管16には前記ボート８上の各半導体基板Ｗ
の面に平行に前記ガス又は空気を流すように所定の間隔
で複数のガス噴出孔16aが並設されているものである。

［考案の作用］上記の構成になる縦形半導体熱処理装置においては、
駆動機構によりボート８が駆動されて加熱炉Ｆの下方か
ら内部石英管12内の定位置に挿入される。そして、ボー
ト８に所定の間隔をおいて重ねて保持された複数の半導
体基板Ｗに対して、ガス供給管16の各ガス噴出孔16aよ
り所要のガス又は空気が噴出供給されるとともに、ヒー
タ２による加熱が行われて、所要の熱処理が行われる。
上記の噴出ガスは各半導体基板Ｗの面に沿って平行に流
れて、内部石英管12の各ガス吸出孔12aから排出され、
該内部石英管12と外部石英管10との間のガス通路13を流
下してガス吸出口17より炉外に排出される。

上記のガス流は各半導体基板Ｗの面に一様に作用する
ので、各半導体基板Ｗ面に生成される物質の膜厚分布が
均一になる。

また、内部石英管12の頂壁にはガス噴出口が存在しな
いので、ガスの噴出時に該内部石英管12の頂壁に付着し
ていた生成物が剥離して半導体基板Ｗ上に落下すること
がなくなり、落下不純物による半導体基板Ｗの欠陥発生
を防止することができる。

また、内部石英管12の側壁にガス吸気孔12aを設け、
且つ該内部石英管12と外部石英管10との間のガス通路13
を利用して排気をすると、該ガス通路13の流路断面積が
大きいので、排気を効率よく行わせることができ、且つ
ガス通路の目詰り等の問題も回避することができる。

また、内部石英管12は下方に抜き出すことにより、そ
の掃除を炉の外で容易に行うことができる。更に、この
とき該内部石英管12に設けられているガス吸気孔12aの
掃除も該内部石英管12と一緒に容易に行うことができ、
掃除の作業性を著しく向上させることができる。

また、石英管を外部石英管10と内部石英管12との二重
構造にすると、ヒータ２等からの金属イオンや金属元素
の透過を一層抑制でき、これらが半導体基板Ｗに至るの
を可及的に抑制できる。

これらのため、本考案によれば、半導体製品の歩留り
を著しく向上させることができる。

［実施例］以下、本考案の実施例を第１図を参照して説明する。
なお、第２図の装置と対応する部分には同一符号を付し
て示している。図において、10はヒータ２の内側に間隙
を隔てて配設された外部石英管で、この外部石英管10の
上端側は閉じられ、下端側は開口されている。11は外部
石英管10の下端部と炉体１の下端部とを連結する連結部
材である。12は上端側が閉じられ下端側が開口されてい
て側壁の一方に縦方向に複数のガス吸気孔12aを備えて
外部石英管10の内側に所定の空隙を隔てて配設された内
部石英管である。13は両石英管10,12の管壁間に形成さ
れて、各ガス排気孔12aからの排気ガスを流下させるガ
ス通路である。14は内部石英管12の下端側外周部に取付
けられた結合部材で、この結合部材14は前記の連結部材
11に当接して取付けられている。15は結合部材14を貫通
させて設けられたガス供給口、16は上端側が閉鎖され下
端側の開放端がガス供給口15に連通して、内部石英管12
内に立設されたガス供給管である。このガス供給管16
は、内部石英管12内に挿入されたボート８を間にして、
内部石英管12のガス吸気孔12aが設けられた側壁部分に
対向するように内部石英管12内の片側に立設されてい
る。16aは内部石英管12内に挿入されたボート８上の各
半導体基板Ｗの面に平行に所要のガス又は空気を流すよ
うに、ガス供給管16の長さ方向に所定の間隔で設けられ
た複数のガス噴出孔である。17はガス通路13の下側から
結合部材14を貫通させて設けられたガス吸出口である。
このガス吸出口17は、図示しない吸気装置に連結され
る。

以上のように構成された本実施例の半導体熱処理装置
においては、図示しない駆動機構により支持軸６を駆動
して、ボート８を内部石英管12内の図示の定位置に挿入
する。そして、ガス供給管16の各ガス噴出孔16aよりボ
ート８の各棚板に載置された半導体基板Ｗに所要のガス
又は空気を噴出供給し、ヒータ２により加熱して所要の
熱処理を行う。この場合、噴出ガスは半導体基板Ｗの面
に沿って平行に流れて、内部石英管12のガス吸気孔12a
から排出され、該内部石英管12と外部石英管10との間の
ガス通路13を流下してガス吸出口17より炉外に排出され
る。各半導体基板Ｗの面は上記のガス流の作用を一様に
受けるので、各半導体基板Ｗの面に生成される物質の膜
厚分布が均一になる。特に、内部石英管12の側壁にガス
吸気孔12aを設け、且つ該内部石英管12と外部石英管10
との間のガス通路13を利用して排気をすると、該ガス通
路13の流路断面積が大きいので、排気を効率よく行わせ
ることができ、且つガス通路13の目詰り等の問題も回避
することができる。また、ボート８の各段の半導体基板
Ｗがそれぞれ１枚の場合には、熱処理の過程で一つの半
導体基板Ｗの面側で発生した排気ガスが、他の半導体基
板Ｗの面に接触して悪影響を与えることがない。更に、
内部石英管12の頂壁にはガス噴出口が存在しないので、
ガスの噴出時に該内部石英管12の頂壁に付着していた生
成物が剥離して半導体基板Ｗ上に落下し、該半導体基板
Ｗに欠陥が発生するのを防止できる。また、内部石英管
12は下方に抜き出すことにより、その掃除を炉の外で容
易に行うことができる。更に、このとき該内部石英管12
に設けられているガス吸気孔12aの掃除も該内部石英管1
2と一緒に容易に行うことができ、掃除の作業性を著し
く向上させることができる。

なお、上記の実施例ではガス供給管16は内部石英管12
の下側から該内部石英管12内に立設したが、該ガス供給
管16はガス通路13を立上げて内部石英管12の上部側から
該内部石英管12を貫通させて該内部石英管12内にガスを
供給するようにしてもよい。

［考案の効果］上記のように本考案の縦形半導体熱処理装置によれ
ば、下記のような効果を得ることができる。

（ａ）内部石英管内に挿入されるボートに保持された
複数の半導体基板に対して、その側方のガス供給管に並
設された複数のガス噴出孔から所要のガス又は空気を各
半導体基板の面に平行に流して、内部石英管の側壁に設
けた複数のガス吸出口から排気するようにしたので、上
記のガス又は空気を各半導体基板の面に一様に作用させ
て、各半導体基板の面に生成される物質の膜厚分布を均
一にすることができる。

（ｂ）内部石英管の頂壁にはガス噴出孔が存在しない
ので、ガスの噴出時に該内部石英管の頂壁に付着してい
た生成物が剥離して半導体基板上に落下することがなく
なり、落下不活物による半導体基板の欠陥発生を防止す
ることができる。

（ｃ）内部石英管の側壁にガス吸気孔を設け、且つ該
内部石英管と外部石英管との間のガス通路を利用して排
気すると、該内部石英管内に別のガス排出管を挿入し、
該ガス排出管の側面にガス吸気孔を設けて排気する場合
の該ガス排出管内の流路断面積に比べて、内部石英管と
外部石英管との間の流路断面積の方が著しく大きく、こ
のため排気を効率よく行わせることができ、且つガス排
出管を使用した場合に生ずるようなガス通路の目詰り等
の問題も回避することができる。

（ｄ）内部石英管は下方に抜き出すことにより、その
掃除を炉の外で容易に行うことができる。更に、このと
き該内部石英管に設けられているガス吸気孔の掃除も該
内部石英管と一緒に容易に行うことができ、掃除の作業
性を著しく向上させることができる。

（ｅ）石英管を外部石英管と内部石英管との二重構造
にしているので、ヒータ等からの金属イオンや金属元素
の透過を一層抑制でき、これらが半導体基板に至るのを
可及的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の概要を示す縦断面図、第２図
は従来の縦形半導体熱処理炉の一例の概要を示す縦断面
図である。Ｆ……加熱炉、１……炉体、２……ヒータ、８……ボー
ト、Ｗ……半導体基板、９……蓋板、10……外部石英
管、12……内部石英管、12a……ガス吸気口、13……ガ
ス通路、15……ガス供給口、16……ガス供給管、16a…
…ガス噴出孔、17……ガス吸出口。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】下端側が開放された炉体の内壁にヒータを
備えた縦形の加熱炉と、熱処理すべき複数の半導体基板
を上下に所定の間隔をおいて重ねて保持するボートと、
前記加熱炉と前記ボートとの垂直方向の関係位置を相対
的に変化させて前記ボートを前記加熱炉の下方から該加
熱炉内に出し入れする駆動機構とを備え、前記ボートが
挿入された前記加熱炉内に所要のガス又は空気を供給し
て炉外に排気するようにした縦形半導体熱処理装置にお
いて、上端側が閉じられ下端側が開口されていて前記炉体の内
側に配設された外部石英管と、上端側が閉じられ下端側が開口されていて側壁の一方に
縦方向に複数のガス吸気孔を備えて前記外部石英管の内
側に所定の空隙を隔てて配設され下端側より前記ボート
が管内に挿入される内部石英管と、前記内部石英管内に前記ボートが挿入された状態で該内
部石英管の開口部を閉じる蓋板と、前記両石英管の管壁間に形成されて前記各ガス吸気孔か
らの排気ガスを前記管壁に沿って流下させるガス通路
と、該ガス通路の下端側に設けられたガス吸出口と、前記内部石英管内に挿入された前記ボートを間にして該
内部石英管の前記ガス吸気孔が設けられた側壁部分に対
向するように該内部石英管内に縦向きに配設されたガス
供給管とを具備し、該ガス供給管には前記ボート上の各半導体基板の面に平
行に前記ガス又は空気を流すように所定の間隔で複数の
ガス噴出孔が並設されていることを特徴とする縦形半導
体熱処理装置。