JP2557105B2 - Vertical heat treatment furnace - Google Patents

Vertical heat treatment furnace

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JP2557105B2
JP2557105B2 JP1110383A JP11038389A JP2557105B2 JP 2557105 B2 JP2557105 B2 JP 2557105B2 JP 1110383 A JP1110383 A JP 1110383A JP 11038389 A JP11038389 A JP 11038389A JP 2557105 B2 JP2557105 B2 JP 2557105B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、縦型熱処理炉に関し、特に半導体ウェーハ
を炉芯管の内部空間から取出すに際してウェーハ熱処理
用治具および支持テーブルの周囲に対して熱輻射防止管
を配置してなる縦型熱処理炉に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Object of the Invention [Industrial field of use] The present invention relates to a vertical heat treatment furnace, and particularly to a wafer heat treatment jig and a support for taking out a semiconductor wafer from an inner space of a furnace core tube. The present invention relates to a vertical heat treatment furnace in which a heat radiation prevention tube is arranged around a table.

[従来の技術] 従来、この種の縦型熱処理炉としては、炉蓋本体に配
置された支持テーブルに対して載置せしめられかつ半導
体ウェーハを保持したウェーハ熱処理用治具を、支持テ
ーブルとともに炉芯管の内部空間に対して挿入し、半導
体ウェーハに対して適宜の熱処理を実行したのち、再び
支持テーブルとともに炉芯管の内部空間から取出してな
るものが提案されていた。
[Prior Art] Conventionally, as this type of vertical heat treatment furnace, a wafer heat treatment jig, which is placed on a support table arranged in a furnace lid main body and holds a semiconductor wafer, is used together with the support table. It has been proposed that the semiconductor wafer is inserted into the inner space of the core tube, an appropriate heat treatment is performed on the semiconductor wafer, and then taken out from the inner space of the furnace core tube together with the support table.

また、この種の縦型熱処理炉としては、炉蓋本体に配
置された支持テーブルに対して載置せしめられかつ半導
体ウェーハを保持したウェーハ熱処理用治具を、支持テ
ーブルとともに炉芯管の内部空間に対して挿入し取出す
に際し、半導体ウェーハの熱履歴を緩和するために、そ
のウェーハ熱処理用治具を内筒管で包囲してなるものも
提案されていた。
Further, as this type of vertical heat treatment furnace, a wafer heat treatment jig, which is placed on a support table arranged in the furnace lid body and holds a semiconductor wafer, is used together with the support table in the inner space of the furnace core tube. In order to alleviate the thermal history of the semiconductor wafer when it is inserted and taken out, a wafer heat treatment jig surrounded by an inner tube has been proposed.

[解決すべき問題点] したがって、従来の縦型熱処理炉では、(i)炉芯管
で内部空間から取出された半導体ウェーハ,ウェーハ熱
処理用治具および支持テーブルのもつ熱によって周囲環
境の温度が押し上げられてしまう欠点があり、特に(i
i)ウェーハ熱処理用治具の周囲に内筒管を配置する場
合、熱容量が一層大きくなるので、周囲環境の温度を更
に押し上げてしまう欠点があり、結果的に(iii)周囲
環境の温度管理が煩雑化する欠点があり、また(iv)周
囲環境に存在する機器などが損傷を受ける欠点があっ
た。
[Problems to be solved] Therefore, in the conventional vertical heat treatment furnace, (i) the temperature of the ambient environment is changed by the heat of the semiconductor wafer, the wafer heat treatment jig, and the support table taken out from the inner space by the furnace core tube. It has the drawback of being pushed up, especially (i
i) When arranging the inner cylindrical tube around the wafer heat treatment jig, the heat capacity is further increased, so that there is a drawback that the temperature of the ambient environment is further increased. As a result, (iii) temperature control of the ambient environment There is a drawback that it becomes complicated, and (iv) there is a drawback that devices existing in the surrounding environment are damaged.

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべく、炉芯
管の内部空間から半導体ウェーハを取出すに際しウェー
ハ熱処理用治具および支持テーブルの周囲に対して熱輻
射防止管を配置してなる縦型熱処理炉を提供せんとする
ものである。
Therefore, in order to eliminate these drawbacks, the present invention provides a vertical type in which a heat radiation prevention tube is arranged around the wafer heat treatment jig and the supporting table when the semiconductor wafer is taken out from the inner space of the furnace core tube. The purpose is to provide a heat treatment furnace.

(2)発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明の縦型熱処理炉は、炉蓋本体に載置された支持
テーブル上のウェーハ熱処理用治具に保持した状態で半
導体ウェーハを炉芯管の内部空間に対して熱処理のため
に挿入し熱処理後に取り出す縦型熱処理炉において、一
体的に上下動可能に支持された内筒管およびこの内筒管
の周囲を包囲する熱輻射防止管を具備し、熱処理時にウ
ェーハ処理用治具が上昇するとともに内筒管のよび熱輻
射防止管が上昇して、内筒管はウェーハ熱処理治具の周
囲を包囲した状態で炉芯管の内部空間に配置され、かつ
熱輻射防止管は炉芯管の外部に配置され、炉芯管の内部
空間からのウェーハ処理用治具の取り出し時にウェーハ
熱処理用治具が下降するとともに内筒管および熱輻射防
止管が下降して、内筒管はウェーハ熱処理治具の周囲を
包囲し、かつ熱輻射防止管は内筒管の周囲を包囲するこ
とを特徴とするものである。
(2) Configuration of the Invention [Means for Solving Problems] In the vertical heat treatment furnace of the present invention, a semiconductor wafer is held in a furnace core tube while being held by a wafer heat treatment jig on a support table mounted on a furnace lid body. In a vertical heat treatment furnace which is inserted into the internal space of the machine for heat treatment and is taken out after the heat treatment, an inner cylindrical tube integrally supported to be vertically movable and a heat radiation prevention tube surrounding the inner cylindrical tube are provided. During the heat treatment, the wafer processing jig rises and the inner tube and heat radiation prevention tube rise, and the inner tube is placed inside the furnace core tube so as to surround the wafer heat treatment jig. The heat radiation prevention tube is arranged outside the furnace core tube, and the wafer heat treatment jig descends when the wafer processing jig is taken out of the inner space of the furnace core tube, and the inner tube and the heat radiation prevention tube Is lowered and the inner tube is Surrounds the periphery of the heat treatment jig and heat radiation prevention tube is characterized in that surrounding the periphery of the inner tube.

[作用] 本発明にかかる縦型熱処理炉は、上述の構成を有する
ので、 (i)炉芯管の内部空間から半導体ウェーハを取出すに
際して周囲環境の温度が押し上げられることを抑制する
作用 をなし、ひいては (ii)周囲環境の温度管理を容易化する作用 をなし、また (iii)周囲環境に存在する機器などが高温によって受
ける損傷を抑制する作用 をなす。
[Operation] Since the vertical heat treatment furnace according to the present invention has the above-described configuration, (i) it has an effect of suppressing the temperature of the ambient environment from being raised when the semiconductor wafer is taken out from the inner space of the furnace core tube, As a result, (ii) it has the function of facilitating the temperature control of the surrounding environment, and (iii) it has the function of suppressing the damage to the equipment existing in the surrounding environment due to the high temperature.

[実施例] 次に、本発明にかかる縦型熱処理炉について、その好
ましい実施例を挙げ、具体的に説明する。しかしなが
ら、以下に説明する実施例は、本発明の理解を容易化な
いし促進化するために記載されるものであって、本発明
を限定するために記載されるものではない。換言すれ
ば、以下に説明される実施例において開示される各部材
は、本発明の精神ならびに技術的範囲に属する全ての設
計変更ならびに均等物置換を含むものである。
[Examples] Next, the vertical heat treatment furnace according to the present invention will be specifically described with reference to its preferred examples. However, the examples described below are provided for facilitating or facilitating the understanding of the present invention, and not for limiting the present invention. In other words, each member disclosed in the embodiments described below includes all design changes and equivalent replacements within the spirit and technical scope of the present invention.

第1図は、本発明にかかる縦型熱処理炉の一実施例を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a vertical heat treatment furnace according to the present invention.

第2図ないし第7図は、第1図実施例の一連の動作状
態を順次説明するための断面図である。
2 to 7 are sectional views for sequentially explaining a series of operating states of the embodiment of FIG.

第8図は、第1図実施例の一部を示す部分斜視図であ
って、特に内筒管70Aの内筒管本体71を示している。
FIG. 8 is a partial perspective view showing a part of the embodiment shown in FIG. 1, and particularly shows the inner tube body 71 of the inner tube 70A .

第9図は、第1図実施例の一部を示す部分斜視図であ
って、特に熱輻射防止管70Bを示している。
FIG. 9 is a partial perspective view showing a part of the embodiment shown in FIG. 1, particularly showing the heat radiation prevention tube 70B .

まず、第1図ないし第9図を参照しつつ、本発明にか
かる縦型熱処理炉の一実施例について、その構成を詳細
に説明する。
First, the configuration of an embodiment of the vertical heat treatment furnace according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9.

10は、本発明にかかる縦型熱処理炉であって、石英な
どの適宜の材料で形成されており半導体ウェーハ(図示
せず)を熱処理するための炉芯管20と、炉芯管20の周囲
に適宜の間隔を介して所望によって配設されており炉芯
20において均熱領域を確保容易とするための均熱管30
と、均熱管30の周囲に配設された加熱部材40と、加熱部
40の周囲に配設された断熱管50と、炉芯管20を保持す
るためにステンレスなどの適宜の材料で形成されたハウ
ジング60と、石英などの適宜の材料で形成されており炉
芯管20の内部空間に対して挿脱可能な内筒管本体71を有
する内筒管70Aと、内筒管70Aが炉芯管20から取出される
に際して内筒管70Aの周囲に配置され内筒管70Aから輻射
される熱を遮蔽する熱輻射防止管70Bと、石英もしくは
炭化珪素などの高温使用可能な高純度材料によって形成
されており内筒管本体71の開口端部71Aに対して直接に
当接される炉蓋本体81を有する炉蓋80とを備えている。
10 is a vertical heat treatment furnace according to the present invention, a furnace core tube 20 for heat treating semiconductor wafers (not shown) are formed in a suitable material such as quartz, surrounding furnace core tube 20 A soaking tube 30 which is arranged at an appropriate interval through the furnace so as to facilitate ensuring a soaking area in the furnace core tube 20 .
A heating member 40 arranged around the soaking tube 30 , a heat insulating tube 50 arranged around the heating member 40 , and a suitable material such as stainless steel for holding the furnace core tube 20. Housing 60 , an inner cylinder tube 70A having an inner cylinder tube body 71 formed of an appropriate material such as quartz and capable of being inserted into and removed from the inner space of the furnace core tube 20 , and the inner cylinder tube 70A Formed by a heat radiation prevention tube 70B which is arranged around the inner cylindrical tube 70A when it is taken out from the tube 20 and shields heat radiated from the inner cylindrical tube 70A, and a high-purity material such as quartz or silicon carbide that can be used at high temperatures. And a furnace lid 80 having a furnace lid body 81 that directly abuts against the open end portion 71A of the inner cylindrical tube body 71.

炉芯管20は、断熱管50の外部より延長されかつその外
周面にそって軸方向に延長されたのち頂部において内部
空間21に対し開口されており適宜の処理ガスを供給する
ためのガス供給管22と、開口端部21Aの近傍に開口され
かつ断熱管50の外部へ延長されており使用済の処理ガス
を炉芯管20の内部空間から外部へ排除するためのガス排
出管23とを包有している。ガス供給管22およびガス排出
管23は、ともに、断熱管50の内部に位置する部分がなる
べく多く石英などの適宜の材料によって形成されている
ことが好ましい。
The furnace core tube 20 is extended from the outside of the heat insulating tube 50 and is extended in the axial direction along the outer peripheral surface thereof, and is then opened to the internal space 21 at the top portion, and is a gas supply for supplying an appropriate processing gas. A pipe 22 and a gas discharge pipe 23 that is opened in the vicinity of the opening end 21A and is extended to the outside of the heat insulating pipe 50 to remove the used processing gas from the internal space of the furnace core pipe 20 to the outside. I have a package. It is preferable that both the gas supply pipe 22 and the gas discharge pipe 23 are formed of an appropriate material such as quartz as many portions as possible are located inside the heat insulating pipe 50 .

均熱管30、たとえば炭化珪素などによって作成されて
おり、炉芯管20の均熱領域を確保ないし拡張すべく炉芯
20の全長を包囲するように配設されている。
Liner tube 30, have been prepared by, for example, silicon carbide, and is disposed so as to surround the entire length of the furnace core tube 20 to secure to extend the soaking section of a furnace core tube 20.

加熱部材40は、均熱管30の外側に配設されており、炉
芯管20の軸方向にそって均熱領域を確保するために適宜
に配設されている。
The heating member 40 is arranged outside the soaking tube 30 , and is appropriately arranged to secure a soaking region along the axial direction of the furnace core tube 20 .

断熱管50は、グラスファイバなどの適宜の材料によっ
て形成されており、炉芯管20,均熱管30および加熱部材
40を全体として包囲している。
The heat insulating tube 50 is made of an appropriate material such as glass fiber, and has a furnace core tube 20 , a soaking tube 30, and a heating member.
It encloses 40 as a whole.

ハウジング60は、炉芯管20の開口端部21Aの外周面に
形成された支持突部24の下面を支持するための炉芯管支
持部61と、断熱管50の外周において後述の熱輻射防止管
70Bを収容するための収容孔62とを包有している。
The housing 60 includes a furnace core tube support portion 61 for supporting the lower surface of the support projections 24 formed on the outer peripheral surface of the opening end portion 21A of the core tube 20, preventing thermal radiation below the outer circumference of the insulating tube 50 tube
It has a housing hole 62 for housing 70B .

内筒管70Aは、炉芯管20の内部空間21に対してその開
口端部21Aより挿入取出可能とされており開口端部71Aの
近傍に対し使用済の処理ガスを排除するためのガス孔71
aが形成されている内筒管本体71と、内筒管本体71の開
口端部71Aの外周面に形成された支持突部72の下面を内
周支持部73Aで支持しておりかつ内筒管本体71を炉芯管2
0の内部空間21に対して挿入しあるいは内部空間21から
取出すための内筒管移動部材73と、内筒管移動部材73の
一端部に対して配設された駆動シャフト74と、駆動シャ
フト74と同様に内筒管移動部材73の一端部に対して配設
された案内シャフト75と、炉芯管20の内部空間21に対し
て内筒管本体71が挿入されたときハウジング60の炉芯管
支持部61の下面との間でシールを確保するために内周支
持部73Aの近傍上面に配設されたOリング76とを包有し
ている。
The inner tube 70A is configured to be insertable into and removable from the open end 21A of the inner space 21 of the furnace core tube 20 , and a gas hole for removing the used processing gas near the open end 71A. 71
The inner cylinder body 71 in which a is formed and the lower surface of the support projection 72 formed on the outer peripheral surface of the opening end portion 71A of the inner cylinder body 71 are supported by the inner peripheral support portion 73A and Replace the tube body 71 with the furnace core tube 2
The inner cylinder tube moving member 73 to be inserted into or removed from the inner space 21 of 0 , the drive shaft 74 arranged at one end of the inner cylinder tube moving member 73, and the drive shaft 74. Similarly to the guide shaft 75 arranged at one end of the inner cylinder tube moving member 73, and the furnace core of the housing 60 when the inner cylinder tube body 71 is inserted into the inner space 21 of the furnace core tube 20. In order to ensure a seal with the lower surface of the tube support portion 61, an O-ring 76 disposed on the upper surface in the vicinity of the inner peripheral support portion 73A is included.

熱輻射防止管70Bは、ステンレス,石英,炭化珪素あ
るいは耐熱プラスチックなどによって形成され、内筒管
移動部材73上に配設されており、内筒管移動部材73によ
って移動されるに際してガス供給管22およびガス排出管
23との間で干渉を生じることを回避するためにスリット
77a,77bが形成されている。
The heat radiation prevention pipe 70B is made of stainless steel, quartz, silicon carbide, heat-resistant plastic, or the like, and is disposed on the inner cylinder pipe moving member 73. When the heat radiation prevention pipe 70B is moved by the inner cylinder pipe moving member 73, the gas supply pipe 22 And gas exhaust pipe
Slit to avoid creating interference with 23
77a and 77b are formed.

炉蓋80は、内筒管本体71の開口端部71Aの下面に対し
て直接に当接される石英もしくは炭化珪素などの高温使
用可能な高純度材料によって形成された炉蓋本体81と、
ステンレスなど適宜の材料で形成されており炉蓋本体81
を保持するための炉蓋保持部材82と、炉蓋保持部材82の
下面を支持しており炉蓋本体81を内筒管本体71の開口端
部71Aに向けて接近離間せしめる炉蓋移動部材83と、炉
蓋移動部材83の上面に対して配設されており炉蓋本体81
が内筒管本体71の開口端部71Aに対して当接されるとき
緩衝材として機能する弾性部材84と、炉蓋移動部材83の
一端部に対して配設された駆動シャフト85と、駆動シャ
フト85と同様に炉蓋移動部材83の一端部に対して配設さ
れた案内シャフト86と、内筒管本体71の開口端部71Aの
下面に炉蓋本体81が当接されたとき炉蓋保持部材82の上
面と内筒管移動部材73の下面との間でシールを確保する
ために炉蓋保持部材82の上面に配設されたOリング87と
を含有している。
The furnace lid 80 is a furnace lid body 81 formed of a high-purity material that can be used at high temperature, such as quartz or silicon carbide, that is in direct contact with the lower surface of the open end portion 71A of the inner tube body 71.
It is made of appropriate material such as stainless steel.
For holding the furnace lid holding member 82, and a furnace lid moving member 83 for supporting the lower surface of the furnace lid holding member 82 and for moving the furnace lid body 81 toward and away from the open end 71A of the inner tube body 71. And the furnace lid main body 81, which is disposed on the upper surface of the furnace lid moving member 83.
An elastic member 84 that functions as a cushioning material when the inner tube body 71 is brought into contact with the open end 71A of the inner tube main body 71, a drive shaft 85 disposed at one end of the furnace lid moving member 83, and a drive member Like the shaft 85, the guide shaft 86 disposed at one end of the furnace lid moving member 83 and the furnace lid body 81 when the furnace lid body 81 abuts on the lower surface of the opening end 71A of the inner tube body 71. It includes an O-ring 87 arranged on the upper surface of the furnace lid holding member 82 for ensuring a seal between the upper surface of the holding member 82 and the lower surface of the inner tube moving member 73.

更に、第1図ないし第9図を参照しつつ、本発明にか
かる縦型熱処理炉の一実施例について、その作用を詳細
に説明する。
Further, the operation of one embodiment of the vertical heat treatment furnace according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9.

(半導体ウェーハの挿入動作) 駆動シャフト85および案内シャフト86によって炉蓋移
動部材83を下方へ移動せしめかつ内筒管本体71および熱
輻射防止管70Bを駆動シャフト73および案内シャフト74
によってそれぞれ炉芯管20の内部空間21およびハウジン
60の収容孔62に挿入せしめた状態(第1図参照)で、
熱処理すべき半導体ウェーハ(図示せず)を保持したウ
ェーハ支持部材90を炉蓋本体81上に載置せしめる。すな
わち熱処理すべき半導体ウェーハを保持せしめたウェー
ハ熱処理用治具91を、炉蓋本体81上に配置された支持テ
ーブル92に対して載置せしめる(第2図参照)。
(Semiconductor Wafer Inserting Operation) The furnace lid moving member 83 is moved downward by the drive shaft 85 and the guide shaft 86, and the inner cylindrical tube body 71 and the heat radiation prevention tube 70B are driven by the drive shaft 73 and the guide shaft 74.
In the state of being inserted into the inner space 21 of the furnace core tube 20 and the accommodation hole 62 of the housing 60 (see FIG. 1), respectively,
A wafer supporting member 90 holding a semiconductor wafer (not shown) to be heat-treated is placed on the furnace lid main body 81. That is, the wafer heat treatment jig 91 holding the semiconductor wafer to be heat treated is placed on the support table 92 arranged on the furnace lid body 81 (see FIG. 2).

そののち、駆動シャフト74および案内シャフト75によ
って内筒管移動部材73を矢印A1方向に移動せしめること
により、炉芯管20の内部空間21およびハウジング60の収
容孔の収容孔62からそれぞれ内筒管本体71および熱輻射
防止管70Bを同時に引出し、ウェーハ支持部材90すなわ
ち半導体ウェーハを保持したウェーハ熱処理用治具91お
よび支持テーブル92の周囲に配置せしめる(第3図参
照)。このとき炉芯管20の内部空間21から内筒管本体71
が引出されるに際し熱輻射防止管70Bがその周囲に配置
されていることとなるので、内筒管本体71がもつ熱によ
って周囲環境(たとえばクリーンルーム)の温度が押し
上げられることを抑制することができ、ひいては周囲環
境の温度管理を容易化でき、また周囲環境に存在する機
器などが高温によって受ける損傷を抑制できる。
After that, by moving the inner cylinder tube moving member 73 in the direction of arrow A 1 by the drive shaft 74 and the guide shaft 75, the inner cylinder 21 is inserted from the inner space 21 of the furnace core tube 20 and the accommodation hole 62 of the accommodation hole of the housing 60. The tube body 71 and the heat radiation prevention tube 70B are pulled out at the same time and are arranged around the wafer support member 90, that is, the wafer heat treatment jig 91 holding the semiconductor wafer and the support table 92 (see FIG. 3). At this time, from the inner space 21 of the furnace core tube 20 to the inner tube body 71
Since the heat radiation prevention tube 70B is arranged around the heat radiation prevention tube 70B when it is drawn out, it is possible to prevent the temperature of the ambient environment (for example, a clean room) from being raised by the heat of the inner tube body 71. As a result, temperature control of the surrounding environment can be facilitated, and damage to the devices existing in the surrounding environment due to high temperature can be suppressed.

次いで、駆動シャフト74および案内シャフト75によっ
て内筒管移動部材73を矢印A2方向に移動せしめつつ、駆
動シャフト85および案内シャフト86によって炉蓋移動部
材83を矢印B1方向に移動せしめる(第3図参照)。内筒
管移動部材73および炉蓋移動部材83がともに上方へ移動
することにより、ウェーハ支持部材90すなわち半導体ウ
ェーハを保持したウェーハ熱処理用治具91および支持テ
ーブル92が、内筒管本体71および熱輻射防止管70Bによ
って包囲され内筒管本体71よって保護された状態で、炉
芯管20の内部空間21に対して挿入される。これによりウ
ェーハ支持部材90に保持された半導体ウェーハは、炉芯
20の内部空間21に挿入されるに際して、その中心部温
度θと周辺部温度θとの間に生じる温度差θΔが一
定範囲内に抑制されることとなり、結晶欠陥(いわゆる
“スリップ”)を生じることがない。
Next, the inner shaft moving member 73 is moved in the arrow A 2 direction by the drive shaft 74 and the guide shaft 75, and the furnace lid moving member 83 is moved in the arrow B 1 direction by the drive shaft 85 and the guide shaft 86 (third part). See figure). By moving both the inner tube moving member 73 and the furnace lid moving member 83 upward, the wafer supporting member 90, that is, the wafer heat treatment jig 91 holding the semiconductor wafer and the support table 92, the inner tube tube main body 71 and the heat It is inserted into the internal space 21 of the furnace core tube 20 while being surrounded by the radiation prevention tube 70B and protected by the inner tube body 71. As a result, when the semiconductor wafer held by the wafer supporting member 90 is inserted into the internal space 21 of the furnace core tube 20 , the temperature difference θ Δ generated between the central temperature θ 1 and the peripheral temperature θ 2 is increased. It is suppressed within a certain range, and crystal defects (so-called “slip”) do not occur.

内筒管移動部材73は、最終的に、ハウジング60の炉芯
管支持部61の下面に対してOリング76を介して当接され
る。また炉蓋保持部材82は、最終的に、Oリング87を介
して内筒管移動部材73の下面に対し当接される(第4図
参照)。
The inner tube moving member 73 is finally brought into contact with the lower surface of the furnace core tube support portion 61 of the housing 60 via an O-ring 76. Further, the furnace lid holding member 82 is finally brought into contact with the lower surface of the inner tube moving member 73 via the O-ring 87 (see FIG. 4).

この状態で、ガス供給管22を介して炉芯管20の内部空
間21に対し適宜の処理ガスを矢印C1で示すごとく供給し
つつ、ウェーハ熱処理用治具91に保持せしめた半導体ウ
ェーハ(図示せず)の熱処理を適宜に実行する。
In this state, a semiconductor wafer held by the wafer heat treatment jig 91 while supplying an appropriate processing gas to the inner space 21 of the furnace core tube 20 through the gas supply tube 22 as shown by an arrow C 1 (see FIG. Heat treatment (not shown) is appropriately performed.

使用済の処理ガスは、ウェーハ熱処理用治具91に保持
された半導体ウェーハの周辺から内筒管本体71のガス孔
71aを介して矢印C2で示すごとく排除されたのち、ガス
排出管23を介して炉芯管20の内部空間21から外部へ向け
て排除される。
The used processing gas flows from the periphery of the semiconductor wafer held by the wafer heat treatment jig 91 to the gas holes in the inner cylindrical tube body 71.
After being eliminated via the 71a as indicated by arrow C 2 , it is eliminated via the gas discharge pipe 23 from the internal space 21 of the furnace core tube 20 toward the outside.

(半導体ウェーハの取出動作) ウェーハ熱処理用治具91に保持せしめた半導体ウェー
ハの熱処理が終了したのち、駆動シャフト74および案内
シャフト75によって内筒管移動部材73が矢印A3方向に移
動せしめられ、かつ駆動シャフト85および案内シャフト
86によって炉蓋移動部材83が矢印B2方向に移動せしめら
れる(第5図参照)。
(Semiconductor Wafer Extracting Operation) After the heat treatment of the semiconductor wafer held by the wafer heat treatment jig 91 is completed, the inner tube moving member 73 is moved in the direction of arrow A 3 by the drive shaft 74 and the guide shaft 75, And drive shaft 85 and guide shaft
The furnace lid moving member 83 is moved in the direction of arrow B 2 by 86 (see FIG. 5).

炉蓋移動部材83が当初の位置近傍まで移動されると、
内筒管移動部材72は、ウェーハ熱処理用治具91を支持テ
ーブル92から除去するために、駆動シャフト74および案
内シャフト75によって矢印A4に示すごとく、再び炉芯管
20の開口端部21Aに向けて移動せしめられる(第6図参
照)。
When the furnace lid moving member 83 is moved to near the initial position,
The inner cylinder tube moving member 72 is again driven by the drive shaft 74 and the guide shaft 75 to remove the wafer heat treatment jig 91 from the support table 92, as shown by an arrow A 4.
It is moved toward the open end 21A of 20 (see FIG. 6).

これにより、ウェーハ支持部材90に保持された半導体
ウェーハは、熱処理ののち、炉芯管20の内部空間21から
取出されるに際し、内筒管本体71によって包囲されるの
で、その中心部温度θと周辺部温度θとの間に生じ
る温度差θΔが一定範囲内に抑制されることとなり、結
晶欠陥(いわゆる“スリップ”)を生じることがない。
As a result, the semiconductor wafer held by the wafer support member 90 is surrounded by the inner tube body 71 when it is taken out from the internal space 21 of the furnace core tube 20 after the heat treatment, so that the central temperature θ 1 The temperature difference θ Δ between the peripheral temperature θ 2 and the peripheral temperature θ 2 is suppressed within a certain range, and crystal defects (so-called “slip”) do not occur.

また、ウェーハ支持部材90すなわちウェーハ熱処理用
治具91および支持テーブル92と内筒管本体71とが、熱輻
射防止管70Bによって包囲された状態で、炉芯管20の内
部空間21から取出されるので、周囲環境の温度が上昇す
ることを抑制でき、ひいては周囲環境の温度管理を容易
化でき、また周囲環境に存在する機器などにの受ける損
傷を抑制できる。
Further, the wafer support member 90, that is, the wafer heat treatment jig 91, the support table 92, and the inner tube main body 71 are taken out from the internal space 21 of the furnace core tube 20 in a state of being surrounded by the heat radiation prevention tube 70B . Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the surrounding environment, facilitate the temperature control of the surrounding environment, and suppress damage to devices and the like existing in the surrounding environment.

そののち、内筒管本体71が炉芯管20の内部空間21に挿
入されかつ熱輻射防止管70Bがハウジング60の収容孔62
に収容されることによって、ウェーハ支持部材90すなわ
ちウェーハ熱処理用治具91および支持テーブル92の周面
から除去される(第7図参照)と、熱処理済の半導体ウ
ェーハを保持したウェーハ熱処理用治具91が、炉蓋本体
81上に配置された支持テーブル92から適宜の手段によっ
て除去される(第1図参照)。
After that, the inner tube body 71 is inserted into the internal space 21 of the furnace core tube 20 and the heat radiation prevention tube 70B is inserted into the housing hole 62 of the housing 60.
When the wafer is removed from the wafer supporting member 90, that is, the wafer heat treatment jig 91 and the peripheral surface of the support table 92 (see FIG. 7), the wafer heat treatment jig holds the heat-treated semiconductor wafer. 91 is the furnace lid body
It is removed by suitable means from the support table 92 located on 81 (see FIG. 1).

以下、上述の動作が反復される。 Hereinafter, the above operation is repeated.

(3)発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる縦型熱処理
炉は、 (i)炉芯管の内部空間から半導体ウェーハを取出すに
際して周囲環境の温度が押し上げられることを抑制でき
る効果 を有し、ひいては (ii)周囲環境の温度管理を容易化できる効果 を有し、また (iii)周囲環境に存在する機器などが高温によって受
ける損傷を抑制できる効果 を有する。
(3) Effects of the Invention As is clear from the above, the vertical heat treatment furnace according to the present invention has the effect of (i) suppressing the temperature of the surrounding environment from being raised when the semiconductor wafer is taken out from the inner space of the furnace core tube. As a result, (ii) it has the effect of facilitating temperature control of the surrounding environment, and (iii) has the effect of suppressing damage to equipment and other devices present in the surrounding environment due to high temperatures.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明にかかる縦型熱処理炉の一実施例を示す
断面図、第2図ないし第7図は第1図実施例の一連の動
作状態を順次説明するための断面図、第8図および第9
図は第1図実施例の一部を示す部分斜視図である。10 ……縦型熱処理炉20 ……炉芯管 21……内部空間 21A……開口端部 22……ガス供給管 23……ガス排出管 24……支持突部30 ……均熱管40 ……加熱部材50 ……断熱管60 ……ハウジング 61……炉芯管支持部 62……収容孔70A ……内筒部 71……内筒管本体 71A……開口端部 72……支持突部 73……内筒管移動部材 73A……内周支持部 74……駆動シャフト 75……案内シャフト 76……Oリング70B ……熱輻射防止管 77a,77b……スリット80 ……炉蓋 81……炉蓋本体 82……炉蓋保持部材 83……炉蓋移動部材 84……弾性部材 85……駆動シャフト 86……案内シャフト 87……Oリング90 ……ウェーハ支持部材 91……ウェーハ熱処理用治具 92……支持テーブル
1 is a sectional view showing an embodiment of a vertical heat treatment furnace according to the present invention, and FIGS. 2 to 7 are sectional views for sequentially explaining a series of operating states of the embodiment of FIG. 1, 8 Figure and No. 9
The drawing is a partial perspective view showing a part of the embodiment shown in FIG. 10 …… Vertical heat treatment furnace 20 …… Furnace core tube 21 …… Internal space 21A …… Opening end 22 …… Gas supply pipe 23 …… Gas discharge pipe 24 …… Support protrusion 30 …… Soaking tube 40 …… Heating member 50 …… Insulation tube 60 …… Housing 61 …… Reactor core tube support section 62 …… Accommodation hole 70A …… Inner tube section 71 …… Inner tube body 71A …… Opening end 72 …… Support projection 73 …… Inner tube moving member 73A …… Inner peripheral support 74 …… Drive shaft 75 …… Guide shaft 76 …… O ring 70B …… Heat radiation prevention tube 77a, 77b …… Slit 80 …… Furnace cover 81 …… Furnace lid main body 82 …… Furnace lid holding member 83 …… Furnace lid moving member 84 …… Elastic member 85 …… Drive shaft 86 …… Guide shaft 87 …… O ring 90 …… Wafer support member 91 …… Wafer heat treatment cure Tool 92 …… Supporting table

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】炉蓋本体に載置された支持テーブル上のウ
ェーハ熱処理用治具に保持した状態で半導体ウェーハを
炉芯管の内部空間に対して熱処理のために挿入し熱処理
後に取り出す縦型熱処理炉において、 一体的に上下動可能に支持された内筒管およびこの内筒
管の周囲を包囲する熱輻射防止管を具備し、 熱処理時にウェーハ熱処理用治具が上昇するとともに内
筒管および熱輻射防止管が上昇して、内筒管はウェーハ
熱処理治具の周囲を包囲した状態で炉芯管での内部空間
に配置され、かつ熱輻射防止管は炉芯管の外部に配置さ
れ、 炉芯管の内部空間からのウェーハ処理用治具の取り出し
時にウェーハ熱処理用治具が下降するとともに内筒管お
よび熱輻射防止管が下降して、内筒管はウェーハ熱処理
治具の周囲を包囲し、かつ熱輻射防止管は内筒管の周囲
を包囲する ことを特徴とする縦型熱処理炉。
1. A vertical type in which a semiconductor wafer is inserted into the internal space of a furnace core tube for heat treatment while being held by a wafer heat treatment jig on a support table mounted on the furnace lid main body, and is taken out after the heat treatment. The heat treatment furnace is equipped with an inner tube that is integrally supported so that it can move up and down, and a heat radiation prevention tube that surrounds the circumference of this inner tube. The heat radiation prevention tube rises, the inner cylindrical tube is arranged in the inner space of the furnace core tube in a state of surrounding the periphery of the wafer heat treatment jig, and the heat radiation prevention tube is arranged outside the furnace core tube, When taking out the wafer processing jig from the inner space of the furnace core tube, the wafer heat treatment jig descends and the inner tube and the heat radiation prevention tube descend, so that the inner tube surrounds the wafer heat treatment jig. And heat radiation prevention tube Vertical heat treatment furnace, characterized in that surrounding the periphery of the inner tube.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6120318A (en) * 1984-07-06 1986-01-29 Toshiba Corp Vertical diffusion furnace
JPS6319817A (en) * 1986-07-11 1988-01-27 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor manufacture equipment
JPS6366928A (en) * 1986-09-08 1988-03-25 Toshiba Corp Thermal treatment equipment
JPS6373620A (en) * 1986-09-17 1988-04-04 Mitsubishi Electric Corp High temperature processing apparatus

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