JP2584521B2 - 縦型加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、IC等の製造工程（酸化、拡散工程等）で用
いられる加熱装置の構造に関する。

従来の技術 IC製造工程中のウエハの酸化、拡散等のプロセスに
は、従来の横型炉に代わり、配置効率がよく（すなわ
ち、狭い場所に多数の炉を配置することができる）、空
気のチューブ内への巻き込みの少ない縦型加熱装置が多
く使われるようになっている。

従来の縦型炉では、第３図に示すように、ボート22に
セットされた多数のウエハ20がアクタチューブ12とイン
ナチューブ30の２重のガラスチューブの中で加熱され
る。この加熱の間、インナチューブ30の内部にはプロセ
スガス（反応ガス）が導入される。加熱工程が終了した
後は、ウエハ20の積載されたボート22は炉外へ出され、
自然冷却が行われるのであるが、このとき、ウエハ20が
空気により酸化することを防ぐため、インナチューブ30
がボート22と一緒に下がり、インナチューブ30内には窒
素ガスが導入される。ウエハ20が十分に冷却すると、イ
ンナチューブ30のみがアウタチューブ12の内部まで上昇
し、新しいウエハ20がセットされたポート22がその後に
インナチューブ30の内部に持ち上げられる。このよう
に、インナチューブ30とボート22とは独立の動きをする
ため、それらには各々独立した昇降装置18,32が設けら
れていた。

発明が解決しようとする課題 １本の縦型炉に対して２個の昇降装置を設けること
は、機械的設備を複雑にし、信頼性の低下という問題に
つながる。また、第３図に示すように、インナチューブ
30には加熱時のプロセスガス及び冷却時の窒素ガス導入
のための可撓性のホース34（材質はテフロン等）が取り
付けられているが、インナチューブ30の上下動の回数が
多くなると、このホース34が劣化するという問題があ
る。また、プロセスガスが残留した状態でインナチュー
ブ30が下へ降り、冷却してくると、ホース34内のプロセ
スガスが液化し、ホース34内に滞留するという問題もあ
る。

本発明はこのような問題を解決し、ホースを使用せ
ず、簡略な装置でありながらウエハ等の被加熱材を有効
にシールドすることのできる縦型拡散炉を提供すること
を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明では、被加熱材を加
熱炉の開口部から加熱炉内に装入する形式の縦型加熱装
置において、加熱炉の開口部に筒状の遮蔽管を接続し、
該遮蔽管の側面の一部に被加熱材を出し入れするための
遮蔽管開口部を設けるとともに、該遮蔽管開口部にガス
カーテン用ガス噴出装置を設けたこと、及び被加熱材を
積載したポートが取り付けられた昇降台を設け、前記ポ
ート全体が前記加熱炉内に装入されたとき該昇降台が前
記加熱炉の開口部を塞ぐこと、及び前記被加熱材を前記
加熱炉から取り出して前記遮蔽管内で冷却するとき、ガ
スカーテン用ガス噴出装置によって前記遮蔽管開口部に
ガスカーテンを形成するとともに、前記遮蔽管内に前記
被加熱材の酸化を防ぐガスを供給するガス供給装置を設
けたことを特徴とする。

作 用 まず、被加熱材を縦型炉の開口部から炉内に装入す
る。炉内での加熱が終了すると、被加熱材を加熱装置の
開口部から遮蔽管の内部へ移動させる。被加熱材はここ
で冷却されるのであるが、その間、遮蔽管内部には適当
なガス（例えば、不活性ガスであるN₂ガス）を導入して
加熱時のプロセスガスや酸素等を排除するとともに、遮
蔽管の開口部にはガスカーテンを形成して外部からの酸
素の侵入を防ぐ。被加熱材が十分に冷却されると、その
被加熱材を遮蔽管の開口部から取り出し、次の被加熱材
を遮蔽管内に装入して、そこから炉内へ装入する。

実施例 第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例である縦型
加熱装置の断面図である。加熱炉10の内部には第３図に
示した従来型の加熱装置のアウタチューブに相当する１
本のチューブ12が配置され、その下部には石英製の円柱
状の遮蔽管14が気密に固定（ただし、取り出しは可能）
されている。遮蔽管14には、第２図に示すように、その
側面に開口部16が設けられており、その開口部16の周囲
には、多数のガス噴射孔17を有する導管19が設けられて
いる。本実施例では、第３図に示す従来型とは異なり、
インナチューブ30は使用せず、また、その昇降装置32も
設けられていない。当然、インナチューブ30へガスを送
るためのホース34も不必要である。

この縦型加熱装置を用いてウエハ20の拡散加熱を行う
ときの手順を次に説明する。まず、第１図（ｂ）に示す
ように、ボート昇降装置18によりボート22を遮蔽管14の
内部まで降ろし、開口部16から取り出して多数のウエハ
20を載せる。ウエハ20を積載したボート22を開口部16か
ら遮蔽管14の内部に装入し、昇降棒24と一体となった昇
降台25の上に載せる。昇降装置18によりボート22をチュ
ーブ12内まで上昇し、加熱炉10による加熱を開始する。
このとき、チューブ12の下部は昇降台24によって塞がれ
ている。加熱工程中、チューブ12の下方のガス導入口15
からはプロセスガスが導入される。

拡散加熱が終了すると、加熱炉10への通電が停止さ
れ、昇降装置18によりボート22が遮蔽管14の方へ降ろさ
れて、ウエハ20の自然冷却が行われる。このとき、遮蔽
管14の上部のガス導入口28からは窒素ガスが管内に導入
され、ウエハ20の冷却時の酸化を防止する。また、遮蔽
管14の開口部16周辺の噴射孔17からも窒素ガスが噴出さ
れ、開口部16に窒素ガスによるガスカーテン21を形成し
て遮蔽管内への空気の侵入を防止する。こうしてウエハ
20が空気に触れても問題のない温度まで冷却されると、
遮蔽管14内及び開口部16への窒素ガスの噴出が停止さ
れ、開口部16からボート22が取り出される。

このようにして、本実施例では、インナチューブ30を
用いることなく、ウエハ20の加熱・冷却を各々必要な雰
囲気で行うことができ、高品質の拡散加熱を行うことが
できる。そして、インナチューブ30を使用しないことに
より、その昇降装置32が不必要となり、加熱装置周辺の
機械装置が簡単となる。また、上下動するインナチュー
ブ30に追随するための可撓性ホース34も不要であり、そ
のためのメンテナンスも省くことができる。

発明の効果 以上説明した通り、本発明によれば、被加熱材を縦型
炉の炉内へ装入するための昇降装置のみで十分であり、
インナチューブやその昇降装置を必要としない。従っ
て、設備が簡単となり、配置効率が良くなるとともに、
信頼性も向上する。また、上下動するインナチューブが
無いため、可撓性のホースも不要であり、従来のような
ホースの寿命による取り替えやプロセスガスの液化等を
心配する必要がなく、メンテナンスが簡単となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例である縦型拡散炉の断面図であ
り、（ａ）はウエハ及びボートが加熱炉内へ上昇して加
熱されている状態、（ｂ）はウエハ及びボートが遮蔽管
内へ降ろされて冷却されている状態を示す。第２図は遮
蔽管の斜視図である。第３図は従来の縦型炉の断面図で
ある。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱材を加熱炉の開口部から加熱炉内に
   装入する形式の縦型加熱装置において、加熱炉の開口部
   に筒状の遮蔽管を接続し、該遮蔽管の側面の一部に被加
   熱材を出し入れするための遮蔽管開口部を設けるととも
   に、該遮蔽管開口部にガスカーテン用ガス噴出装置を設
   けたこと、及び被加熱材を積載したポートが取り付けら
   れた昇降台を設け、前記ボート全体が前記加熱炉内に装
   入されたとき該昇降台が前記加熱炉の開口部を塞ぐこ
   と、及び前記被加熱材を前記加熱炉から取り出して前記
   遮蔽管内で冷却するとき、ガスカーテン用ガス噴出装置
   によって前記遮蔽管開口部にガスカーテンを形成すると
   ともに、前記遮蔽管内に前記被加熱材を酸化を防ぐガス
   を供給するガス供給装置を設けたことを特徴とする縦型
   加熱装置。