JP2651601B2 - heating furnace - Google Patents

heating furnace

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JP2651601B2
JP2651601B2 JP63190395A JP19039588A JP2651601B2 JP 2651601 B2 JP2651601 B2 JP 2651601B2 JP 63190395 A JP63190395 A JP 63190395A JP 19039588 A JP19039588 A JP 19039588A JP 2651601 B2 JP2651601 B2 JP 2651601B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、加熱炉に係り、特に半導体ウエハ等に施す
熱拡散やCVD等の熱処理に利用して好適な加熱炉に関す
る。
Description: Object of the Invention (Industrial application field) The present invention relates to a heating furnace, and particularly to a heating furnace suitable for use in heat diffusion such as thermal diffusion applied to semiconductor wafers or CVD. .

(従来の技術) 半導体装置の製造工程において、熱拡散やCVD等の熱
処理の際に加熱炉が使用されている。
(Prior Art) In a semiconductor device manufacturing process, a heating furnace is used for heat treatment such as thermal diffusion or CVD.

このような熱処理に使用されている加熱炉では、半導
体ウエハのロード・アンロード時に炉内の温度変化が生
じ易いので、ウエハボート上に多数の半導体ウエハを配
置し、この半導体ウエハをウエハボートとともに、例え
ば数百ないし千数百度程度に加熱された炉心管内に挿入
して、多数の半導体ウエハに対して同時に熱処理を施す
ように構成されたものが多い。そして、このような操作
によって、上述した炉内温度の変化がそれぞれの半導体
ウエハに与える影響をできるだけ小さくし、半導体ウエ
ハに施す熱処理のスループットの向上を図っている。
In a heating furnace used for such a heat treatment, a temperature change in the furnace is apt to occur during loading and unloading of semiconductor wafers. Therefore, a large number of semiconductor wafers are arranged on a wafer boat, and the semiconductor wafers are placed together with the wafer boat. For example, many semiconductor wafers are configured to be inserted into a furnace tube heated to about several hundreds to several hundreds degrees to simultaneously heat-treat a large number of semiconductor wafers. By such an operation, the influence of the above-mentioned change in the furnace temperature on each semiconductor wafer is minimized, and the throughput of the heat treatment applied to the semiconductor wafer is improved.

このような加熱炉は、炉心管内の温度均一性が要求さ
れる。このため、従来の加熱炉では、石英等からなる炉
心管の周囲に均熱管を配置し、その周囲に加熱用のヒー
タを配置し、ヒータの周囲を覆うように多孔性の断熱材
等からなる断熱材層を配置したものが多い。
Such a heating furnace is required to have uniform temperature in the furnace tube. For this reason, in a conventional heating furnace, a soaking tube is arranged around a furnace tube made of quartz or the like, a heater for heating is arranged around the furnace tube, and a porous heat insulating material or the like is provided so as to cover around the heater. Many have a heat insulating material layer.

すなわち、従来の加熱炉は、熱伝導度の低い断熱材で
ヒータの周囲を覆い、これによって外部への熱放出を減
少させかつ均一化して、炉心管内の温度分布の均一性を
確保しようとするものである。
That is, the conventional heating furnace covers the periphery of the heater with a heat insulating material having a low thermal conductivity, thereby reducing and uniformizing the heat release to the outside, and trying to secure the uniformity of the temperature distribution in the furnace tube. Things.

しかし、例えば半導体ウエハに均一な熱処理を施すに
は、炉内全体にわたって±0.5℃以内程度の温度の均一
性が要求される。しかしながら、従来の加熱炉では、こ
のような高い均一性で炉内温度を設定することはできな
かった。
However, for example, in order to perform uniform heat treatment on a semiconductor wafer, uniformity of temperature within about ± 0.5 ° C. is required throughout the furnace. However, in the conventional heating furnace, it was not possible to set the furnace temperature with such high uniformity.

また、従来の加熱炉では、ヒータを大気中に設置して
いるため、対流による熱損失がきわめて多く、エネルギ
ー効率が非常に低いという問題があった。さらに、この
対流による熱損失によって、炉内の温度分布が不均一に
なりやすく、炉体の全長は必要とする均熱長の2倍程度
となってしまい、装置の大型化を招いている。
Further, in the conventional heating furnace, since the heater is installed in the atmosphere, there is a problem that heat loss due to convection is extremely large and energy efficiency is extremely low. Further, due to the heat loss due to the convection, the temperature distribution in the furnace tends to be non-uniform, and the total length of the furnace body is about twice as long as the required soaking length, resulting in an increase in the size of the apparatus.

(発明が解決しようとする課題) 上述したように従来の加熱炉では、炉内温度を高均一
性で保つことができず、また炉体の全長に比べて均熱長
が短いために加熱炉全体が大型化してしまうなどの問題
があった。さらに、断熱効果が不充分なために、エネル
ギー効率が非常に低いという問題もあった。このため、
さらに均熱特性に優れた加熱炉の開発が望まれていた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional heating furnace, the temperature inside the furnace cannot be maintained at a high uniformity, and the uniform heating length is shorter than the entire length of the furnace body. There was a problem that the whole was enlarged. Furthermore, there is a problem that energy efficiency is very low due to insufficient heat insulating effect. For this reason,
Further, development of a heating furnace having excellent soaking properties has been desired.

本発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、加熱時の熱の損失を充分に抑制し、
効率よく、しかも均一に炉内を加熱することを可能にし
た加熱炉を提供することを目的としている。
The present invention has been made to address such problems of the prior art, and sufficiently suppresses heat loss during heating.
An object of the present invention is to provide a heating furnace capable of heating the inside of the furnace efficiently and uniformly.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) すなわち請求項1の発明は、略円筒状の炉心管の周囲
に配置されたヒータと、このヒータの外側に配置された
略円筒状の断熱材層とを備えた加熱炉において、 前記断熱材層を、複数層に分割された構成とし、これ
らの複数層の断熱材層間に、熱反射材からなる反射材層
を、1又は複数層設けたことを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) That is, according to the invention of claim 1, a heater disposed around a substantially cylindrical furnace tube and a substantially cylindrical heat insulating member disposed outside the heater are provided. In the heating furnace provided with a material layer, the heat insulating material layer is configured to be divided into a plurality of layers, and one or more reflecting material layers made of a heat reflecting material are provided between the plurality of heat insulating material layers. It is characterized by that.

また、請求項2の発明は、略円筒状の炉心管を周囲に
配置されたヒータと、このヒータの外側に配置された略
円筒状の断熱材層とを備えた加熱炉において、 前記断熱材層を、複数層に分割された構成とし、これ
らの複数層の断熱材層間に、熱反射材からなる反射材層
を、1又は複数層設けるとともに、前記断熱材層、前記
反射材層、前記ヒータを、真空中に配置したことを特徴
としている。
The invention according to claim 2 is a heating furnace comprising a heater arranged around a substantially cylindrical core tube and a substantially cylindrical heat insulating material layer arranged outside the heater. The layer is configured to be divided into a plurality of layers, and between the plurality of heat insulating material layers, one or more reflecting material layers made of a heat reflecting material are provided, and the heat insulating material layer, the reflecting material layer, It is characterized in that the heater is arranged in a vacuum.

(作 用) ヒータの加熱による熱は、熱伝導のみによって外部に
放出されるものではなく、断熱材表面からの輻射によっ
ても外部に放出される。このような輻射による熱の放出
は、一般に空隙が多く熱伝導度の低い断熱材では特に多
い。このことは、たとえば第5図および第6図に示す断
熱材層の熱伝導率とかさ密度との関係を示すグラフから
も明らかである。なお、これらグラフにおける断熱材層
は、セラミックスファイバーで形成したものである。こ
れらのグラフから加熱温度が高くなる程、断熱材層での
輻射による放熱作用が大きくなることもわかる。また、
たとえばアルミニウム薄膜等の熱反射材は、熱伝導度が
高く、熱伝導による熱の放出が多いが、輻射による熱の
放出は極めて少ない。
(Operation) The heat generated by the heater is not released only by heat conduction, but is also released to the outside by radiation from the surface of the heat insulating material. In general, such heat radiation due to radiation is particularly large in a heat insulating material having many voids and low thermal conductivity. This is apparent from the graphs showing the relationship between the thermal conductivity and the bulk density of the heat insulating material layer shown in FIGS. 5 and 6, for example. Note that the heat insulating material layers in these graphs are formed of ceramic fibers. From these graphs, it can also be seen that the higher the heating temperature, the greater the heat radiation effect by radiation in the heat insulating material layer. Also,
For example, a heat reflecting material such as an aluminum thin film has a high thermal conductivity and emits much heat due to heat conduction, but emits very little heat due to radiation.

そこで、本発明の加熱炉では、たとえばヒータの外側
に配置された断熱材層の表面や中間部に熱反射材からな
る反射材層を設け、断熱材層により熱伝導による熱放出
を抑制するとともに、反射材層によって輻射による熱放
出を抑制している。これによって、放熱量を減少させる
ことができ、炉心管内の温度を均一化することが可能に
なるとともに、ヒータの消費電力を極めて少なくし、効
率よく被処置体に熱処理を施すことができる。
Therefore, in the heating furnace of the present invention, for example, a heat-reflecting material layer provided with a heat-reflecting material is provided on the surface or intermediate portion of the heat-insulating material layer disposed outside the heater, and the heat-insulating material layer suppresses heat release due to heat conduction. In addition, the reflective material layer suppresses heat emission due to radiation. As a result, the amount of heat radiation can be reduced, the temperature in the furnace tube can be made uniform, the power consumption of the heater can be extremely reduced, and the object can be efficiently heat-treated.

また、ヒータを真空中に配置することによって、ヒー
タ自身の対流による熱損失がほとんどなくなり、ヒータ
の消費電力を極めて少なくし、効率よく炉心管内の温度
を均一化することが可能になる。このように、ヒータを
真空中に配置する際にも、ヒータの外側に熱反射材から
なる反射材層を設けることによって、輻射効率が高ま
り、さらに加熱効率が向上する。
Further, by disposing the heater in a vacuum, heat loss due to convection of the heater itself is almost eliminated, power consumption of the heater is extremely reduced, and the temperature in the furnace tube can be efficiently made uniform. As described above, even when the heater is placed in a vacuum, the radiation efficiency is increased and the heating efficiency is further improved by providing the reflection material layer made of the heat reflection material outside the heater.

(実施例) 以下、本発明の加熱炉の実施例を図面を参照して説明
する。
(Example) Hereinafter, an example of a heating furnace of the present invention will be described with reference to the drawings.

例えば石英等からなる炉心管1は、外径250〜350mm、
長さ1500〜2000mm程度の円筒状に形成されている。この
炉心管1は、均熱管2内に配置されている。この均熱管
2の外側には、ヒータ線をコイル状に形成した加熱用の
ヒータ3が配置されている。このヒータ3のさらに外側
には、その周囲を覆うように、多孔性の断熱材等からな
る断熱材層4が配置されている。この断熱材としてはセ
ラミックスファイバー等が用いられる。
For example, a furnace tube 1 made of quartz or the like has an outer diameter of 250 to 350 mm,
It is formed in a cylindrical shape with a length of about 1500 to 2000 mm. This furnace tube 1 is arranged in a soaking tube 2. A heating heater 3 having a heater wire formed in a coil shape is disposed outside the heat equalizing tube 2. Further outside the heater 3, a heat insulating material layer 4 made of a porous heat insulating material or the like is disposed so as to cover the periphery thereof. Ceramic fibers or the like are used as the heat insulating material.

この断熱材層4は、複数の層、例えば3層構造とされ
ており、最内側の断熱材層4aと中間部の断熱材層4bとの
間、および中間部の断熱材層4bと最外側の断熱材層4cと
の間には、厚さ例えば数十ないし数百ミクロン程度のア
ルミニウム薄膜等の熱反射材からなる反射材層5a、5bが
配置されている。また、1000℃以上の高温となる場合
は、内側の反射材層5aを省くか、あるいは耐熱性に優れ
た白金等の熱反射材によって形成することが好ましい。
この反射材層5a、5bは断熱材層4中にその長手方向に沿
って全域に形成してもよいし、あるいは所定の領域に選
択的に設けてもよい。また、断熱材層4の外側には、ヒ
ータケース6が配置されている。
The heat insulating material layer 4 has a plurality of layers, for example, a three-layer structure, between the innermost heat insulating material layer 4a and the intermediate heat insulating material layer 4b, and between the intermediate heat insulating material layer 4b and the outermost heat insulating material layer 4b. Reflecting material layers 5a and 5b made of a heat reflecting material such as an aluminum thin film having a thickness of, for example, about several tens to several hundreds of microns are arranged between the heat insulating material layers 4c. When the temperature is higher than 1000 ° C., it is preferable to omit the inner reflective material layer 5a or to form the inner reflective material layer 5a with a heat reflective material having excellent heat resistance such as platinum.
The reflecting material layers 5a and 5b may be formed in the heat insulating material layer 4 in the entire area along the longitudinal direction, or may be selectively provided in a predetermined area. A heater case 6 is arranged outside the heat insulating material layer 4.

なお、上記加熱用のヒータ3は、図示しない制御装置
に接続されており、炉心管1の長手方向に3分割された
領域毎に、独立に温度制御される3ゾーンコントロール
とされている。
The heating heater 3 is connected to a control device (not shown), and is a three-zone control in which the temperature is independently controlled for each of three divided regions in the longitudinal direction of the furnace tube 1.

またヒータ3は、ヒータ線の巻き回数を、上記3分割
された領域のセンターゾーンの中央部側で密にし、セン
ターゾーンの両端部側で疎にする構成としてもよい。こ
れによって、さらに均熱ゾーンが長くなる。
Further, the heater 3 may have a configuration in which the number of turns of the heater wire is made dense at the center portion of the center zone of the above-mentioned three divided areas and sparse at both end portions of the center zone. This further lengthens the soaking zone.

上記構成のこの実施例の加熱炉では、まずヒータ3に
よって炉心管1内を例えば数百ないし千数百度程度に加
熱する。そして、例えば石英等からなるウエハボート7
上に、多数の半導体ウエハ8をそれらの主面がそれぞれ
対向するように配置し、この半導体ウエハ8をウエハボ
ート7ともに炉心管1の一端開口からソフトランディン
グ等により炉心管1内に配置して、例えば熱拡散やCVD
等の熱処理を行う。
In the heating furnace of this embodiment having the above-described structure, the inside of the furnace tube 1 is first heated by the heater 3 to, for example, about several hundreds to several hundreds degrees. Then, for example, a wafer boat 7 made of quartz or the like
A large number of semiconductor wafers 8 are arranged on the upper surface thereof such that their main surfaces face each other, and the semiconductor wafers 8 are arranged together with the wafer boat 7 in the furnace tube 1 from one end opening of the furnace tube 1 by soft landing or the like. , For example, thermal diffusion or CVD
And the like.

この際に、ヒータ3の加熱によって発生した熱は、均
熱管2を通って半導体ウエハ8に伝わる。半導体ウエハ
8の熱処理が施されている間、均熱管2内の熱の一部は
均熱管2、断熱材層4を通って外部に流出しようとす
る。しかし、熱伝導による外部への熱の放出は、断熱材
層4a〜4cによって抑制される。また、これら断熱材層4a
〜4cを通過した一部の熱は、これら断熱層4a〜4cの間に
配置された反射材層5a、5bによって、炉心管1方向に反
射されて断熱材層4a〜4c間における輻射による熱の放出
も抑制される。
At this time, heat generated by heating the heater 3 is transmitted to the semiconductor wafer 8 through the heat equalizing tube 2. During the heat treatment of the semiconductor wafer 8, part of the heat in the heat equalizing tube 2 tends to flow out through the heat equalizing tube 2 and the heat insulating material layer 4 to the outside. However, the release of heat to the outside due to heat conduction is suppressed by the heat insulating material layers 4a to 4c. In addition, these heat insulating material layers 4a
Part of the heat passing through the heat insulating layers 4a to 4c is reflected in the direction of the furnace tube 1 by the reflecting material layers 5a and 5b disposed between the heat insulating layers 4a to 4c, and the heat generated by the radiation between the heat insulating layers 4a to 4c. Release is also suppressed.

したがって、従来の加熱炉に較べて外側へ向けて放出
される熱の量を大幅に減少させることができ、すなわち
ヒータ3の加熱によって発生した熱の大半は、炉心管1
内へ供給できる。これによって、少ない消費電力で効率
よく炉心管1内を均一に加熱することができ、半導体ウ
エハ8に対して均一な熱処理を施すことが可能となる。
Therefore, the amount of heat released outward can be significantly reduced as compared with the conventional heating furnace, that is, most of the heat generated by heating the heater 3 is reduced to the furnace tube 1.
Can be supplied inside. Thereby, the inside of the furnace tube 1 can be efficiently and uniformly heated with low power consumption, and a uniform heat treatment can be performed on the semiconductor wafer 8.

なお、上記実施例では、アルミニウム薄膜により反射
材層5a、5bを形成したが、本発明はかかる実施例に限定
されるものではなく、アルミニウム箔等で形成してもよ
く、反射材はアルミニウム以外のものも使用することが
できる。
In the above embodiment, the reflector layers 5a and 5b are formed of an aluminum thin film. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and may be formed of an aluminum foil or the like. Can also be used.

また、反射材層の配置位置、数等は、どのようにして
もよいことはもちろんである。
In addition, it goes without saying that the arrangement position, the number, and the like of the reflective material layers may be set as desired.

次に、本発明の他の実施例の加熱炉について説明す
る。
Next, a heating furnace according to another embodiment of the present invention will be described.

第3図に示すように、炉心管11は、前述の実施例と同
様に石英等からなり、外径250〜350mm、長さ1500〜2000
mm程度の円筒状に形成されている。この炉心管11には、
炉本体に接続するためのフランジ11aが設置されてい
る。炉本体側は石英等によって形成された円筒容器状の
真空チャンバ12によって外周が構成されており、この真
空チャンバ12の開放口側にフランジ12aが設置されてい
る。炉心管11は真空チャンバ12内に挿入され、フランジ
11aおよび12aによって、真空チャンバ12内が気密となる
ように固定される。すなわち、炉心管11の周囲は、被処
理物の挿入口側を除いて真空チャンバ12によって気密に
覆われている。
As shown in FIG. 3, the furnace tube 11 is made of quartz or the like as in the above-described embodiment, and has an outer diameter of 250 to 350 mm and a length of 1500 to 2000.
It is formed in a cylindrical shape of about mm. In this core tube 11,
A flange 11a for connecting to the furnace body is provided. The outer periphery of the furnace main body side is constituted by a cylindrical chamber-shaped vacuum chamber 12 formed of quartz or the like, and a flange 12a is provided on the open port side of the vacuum chamber 12. The core tube 11 is inserted into the vacuum chamber 12 and
The inside of the vacuum chamber 12 is fixed so as to be airtight by 11a and 12a. That is, the periphery of the furnace tube 11 is airtightly covered with the vacuum chamber 12 except for the insertion port side of the workpiece.

真空チャンバ12内には、挿入された炉心管11の外側に
位置するように、タンタルやモリブデン等からなるヒー
タ線をコイル状に形成した加熱用のヒータ13が配置され
ている。このヒータ13のさらに外側には、前述の実施例
と同様に、その周囲を覆うように、多孔性の断熱材等か
らなる断熱材層14a、14b、14cの間に介在された、厚さ
例えば数十ないし数百ミクロン程度のアルミニウム薄膜
等の熱反射材からなる反射材層15a、15bが配置されてい
る。
In the vacuum chamber 12, a heating heater 13 in which a heater wire made of tantalum, molybdenum, or the like is formed in a coil shape is disposed so as to be located outside the inserted core tube 11. Further outside the heater 13, similarly to the above-described embodiment, to cover the periphery thereof, the thickness is interposed between heat insulating layers 14a, 14b, and 14c made of a porous heat insulating material or the like, for example, Reflection material layers 15a and 15b made of a heat reflection material such as an aluminum thin film of about several tens to several hundreds of microns are arranged.

また、炉心管11の底部側および入口側にも同様な反射
材層15a、15bが設けられており、すなわち真空チャンバ
12の内壁は反射材層15a、15bによって覆われている。
Similar reflector layers 15a and 15b are also provided on the bottom side and the inlet side of the furnace tube 11, that is, a vacuum chamber.
The inner wall of 12 is covered by the reflector layers 15a and 15b.

真空チャンバ12には、その側面にヒータ13へ電力を供
給するための電気導入ポート16と排気ポート17が設けら
れている。そして、排気ポート17に接続された図示しな
い排気機構によって、真空チャンバ12と炉心管11の外壁
面とによって形成された真空室18内を所定の圧力、例え
ば数100Torr〜10-10Torr程度となるように排気し、熱処
理中この設定圧力に維持される。
The vacuum chamber 12 is provided on its side with an electricity introduction port 16 and an exhaust port 17 for supplying electric power to the heater 13. The inside of the vacuum chamber 18 formed by the vacuum chamber 12 and the outer wall surface of the furnace tube 11 is set to a predetermined pressure, for example, several hundred Torr to about 10 −10 Torr by an exhaust mechanism (not shown) connected to the exhaust port 17. And maintained at this set pressure during the heat treatment.

反射材層15a、15bを形成する熱反射材としては、アル
ミニウムや白金等に限らず、真空中で使用されるために
酸化による劣化速度が遅いため、モリブデンやタンタ
ル、あるいはステンレス鋼等を用いることも可能であ
る。ただし、反射率の低い素材を使用する際には、表面
に鏡面加工を施して使用することが好ましい。
The heat reflecting material for forming the reflecting material layers 15a and 15b is not limited to aluminum and platinum, but may be molybdenum, tantalum, stainless steel, or the like, since it is used in a vacuum and has a slow deterioration rate due to oxidation. Is also possible. However, when using a material having a low reflectance, it is preferable to use a mirror-finished surface.

上記構成のこの実施例の加熱炉においても、前述の実
施例と同様にして、炉心管11内に多数の半導体ウエハを
配置し、熱拡散やCVD等の熱処理を行う。
Also in the heating furnace of this embodiment having the above-described configuration, a large number of semiconductor wafers are arranged in the furnace tube 11 and heat treatment such as thermal diffusion and CVD is performed in the same manner as in the above-described embodiment.

この際に、ヒータ13の加熱によって発生した熱の一部
は、直接炉心管11内部を輻射加熱する。また、外周側に
輻射された残りの熱は、反射材層15a、15bによって炉心
管11側に反射され、炉心管11内部を輻射加熱する。そし
て、ヒータ13は所定圧力の真空室18内に存在しているた
め、ヒータ13自体の対流による熱損失がほとんどなく、
効率よく炉心管11を加熱することができる。
At this time, part of the heat generated by the heating of the heater 13 directly radiates and heats the inside of the core tube 11. The remaining heat radiated to the outer peripheral side is reflected toward the furnace tube 11 by the reflector layers 15a and 15b, and heats the inside of the furnace tube 11 by radiation. Since the heater 13 exists in the vacuum chamber 18 at a predetermined pressure, there is almost no heat loss due to convection of the heater 13 itself,
The furnace tube 11 can be efficiently heated.

また、炉心管11自体も真空チャンバ12内に挿入されて
おり、被処理体の挿入口側を除いて外周が真空断熱され
ているために、対流による熱損失が非常に小さく、炉心
管11内部を均一に加熱することが可能となる。したがっ
て、均熱ゾーンを従来の加熱炉に比べて1.5倍程度長く
設定することが可能となり、炉自体を小型化することが
可能になるとともに、消費電力を大幅に減少させること
が可能となる。
Further, the core tube 11 itself is also inserted into the vacuum chamber 12, and since the outer periphery is vacuum insulated except for the insertion port side of the object, heat loss due to convection is extremely small. Can be uniformly heated. Therefore, the soaking zone can be set to be about 1.5 times longer than that of the conventional heating furnace, so that the furnace itself can be reduced in size and the power consumption can be significantly reduced.

また、第4図は上述の実施例の変形例であり、炉本体
を形成する真空チャンバ21そのものによって真空室18が
形成されるように、炉心管11の挿入部21aを有する二重
管構造とされている。
FIG. 4 is a modified example of the above-described embodiment, and has a double tube structure having an insertion portion 21a of the furnace tube 11 so that the vacuum chamber 18 itself is formed by the vacuum chamber 21 forming the furnace body. Have been.

そして、真空チャンバ21内には、前述の実施例と同様
に、ヒータ13および反射材層15a、15bが設けられて、加
熱炉が構成されている。
Further, in the vacuum chamber 21, the heater 13 and the reflective material layers 15a and 15b are provided, as in the above-described embodiment, to constitute a heating furnace.

このように構成した加熱炉においても、前述の実施例
と同様に真空チャンバ21内の真空室18によるヒータ13の
対流による熱損失の防止、および炉心管11の対流による
熱損失の防止が行え、同様な効果が得られる。
Also in the heating furnace configured as described above, it is possible to prevent the heat loss due to the convection of the heater 13 by the vacuum chamber 18 in the vacuum chamber 21 and the heat loss due to the convection of the furnace core tube 11 as in the above-described embodiment. Similar effects can be obtained.

なお、この実施例のように、真空チャンバ21の凹状部
の挿入部21aに炉心管11を配置する際に、真空チャンバ2
1と炉心管11との間に間隙が存在すると、伝熱効率が低
下するため、この間隙には熱伝導率の大きい耐熱性充填
物を介在させることが好ましい。
In addition, as in this embodiment, when the core tube 11 is arranged in the insertion portion 21a of the concave portion of the vacuum chamber 21, the vacuum chamber 2
If there is a gap between the core tube 11 and the furnace tube 11, the heat transfer efficiency is reduced. Therefore, it is preferable to interpose a heat-resistant filler having a high thermal conductivity in this gap.

また、上述の実施例では、炉心管自体も真空チャンバ
によって真空断熱する構成としたが、ヒータのみを真空
中に配置することによっても、ヒータから発生する熱を
効率よく炉心管に伝えることが可能となり、加熱炉の熱
効率を向上させることが可能である。
In the above-described embodiment, the core tube itself is also vacuum-insulated by the vacuum chamber. However, by arranging only the heater in a vacuum, the heat generated from the heater can be efficiently transmitted to the core tube. And the thermal efficiency of the heating furnace can be improved.

[発明の効果] 以上説明したように本発明の加熱炉によれば、ヒータ
から発生する熱を効率よく炉心管に伝えることが可能と
なり、これによって均熱特性が向上し、半導体ウエハ等
の被処理物を均一に熱処理することが可能になる。ま
た、均熱長を長く設定することができるため、炉の小型
化が可能になるとともに消費電力を大幅に削減すること
が可能となり、経済的な加熱炉が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the heating furnace of the present invention, it is possible to efficiently transmit the heat generated from the heater to the furnace tube, thereby improving the soaking characteristics and covering the semiconductor wafer or the like. It is possible to uniformly heat-treat the processed material. Further, since the soaking length can be set long, the furnace can be downsized and the power consumption can be greatly reduced, so that an economic heating furnace can be obtained.

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

第1図は本発明の一実施例の加熱炉を示す断面図、第2
図は第1図に示す加熱炉の要部を拡大して示す縦断面
図、第3図は本発明の他の実施例の加熱炉を示す縦断面
図、第4図は第3図に示す加熱炉の変形例を示す縦断面
図、第5図および第6図は断熱材層の熱伝導率とかさ密
度との関係を示す特性図である。 1、11……炉心管、2……均熱管、3、13……ヒータ、
4a〜4c、14a〜14c……断熱材層、5a、5b、15a、15b……
反射材層、6……ヒータケース、7……ウエハポート、
8……半導体ウエハ、12、21……真空チャンバ、17……
排気ポート、18……真空室。
FIG. 1 is a sectional view showing a heating furnace according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a main part of the heating furnace shown in FIG. 1, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a heating furnace according to another embodiment of the present invention, and FIG. FIGS. 5 and 6 are longitudinal sectional views showing a modification of the heating furnace, and are characteristic diagrams showing the relationship between the thermal conductivity and the bulk density of the heat insulating material layer. 1, 11 ... core tube, 2 ... heat equalizing tube, 3, 13 ... heater,
4a to 4c, 14a to 14c ... heat insulation material layers, 5a, 5b, 15a, 15b ...
Reflective material layer, 6 heater case, 7 wafer port,
8 ... Semiconductor wafer, 12, 21 ... Vacuum chamber, 17 ...
Exhaust port, 18 Vacuum chamber.

フロントページの続き (72)発明者 岩田 輝夫 東京都新宿区西新宿1丁目26番2号 東 京エレクトロン株式会社内 (56)参考文献 実開 昭49−131307(JP,U) 実開 昭58−47013(JP,U)Continuation of the front page (72) Inventor Teruo Iwata 1-26-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Tokyo Electron Limited (56) References Japanese Utility Model Sho 49-131307 (JP, U) Japanese Utility Model Sho 58- 47013 (JP, U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】略円筒状の炉心管の周囲に配置されたヒー
タと、このヒータの外側に配置された略円筒状の断熱材
層とを備えた加熱炉において、 前記断熱材層を、複数層に分割された構成とし、これら
の複数層の断熱材層間に、熱反射材からなる反射材層
を、1又は複数層設けたことを特徴とする加熱炉。
1. A heating furnace comprising: a heater disposed around a substantially cylindrical furnace tube; and a substantially cylindrical heat insulating material layer disposed outside the heater, wherein the heat insulating material layer comprises a plurality of heat insulating layers. A heating furnace, wherein the heating furnace is divided into layers and one or more reflecting material layers made of a heat reflecting material are provided between the plurality of heat insulating material layers.
【請求項2】略円筒状の炉心管の周囲に配置されたヒー
タと、このヒータの外側に配置された略円筒状の断熱材
層とを備えた加熱炉において、 前記断熱材層を、複数層に分割された構成とし、これら
の複数層の断熱材層間に、熱反射材からなる反射材層
を、1又は複数層設けるとともに、前記断熱材層、前記
反射材層、前記ヒータを、真空中に配置したことを特徴
とする加熱炉。
2. A heating furnace comprising: a heater disposed around a substantially cylindrical furnace core tube; and a substantially cylindrical heat insulating material layer disposed outside the heater. The heat insulating material layer, the reflecting material layer, and the heater are provided with one or more reflecting material layers made of a heat reflecting material between the plurality of heat insulating material layers. A heating furnace, which is disposed inside.
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