JP2676083B2 - 加熱炉 - Google Patents

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、特に多数の半導体ウエハ等
の熱拡散、CVD法の熱処理に利用して好適な加熱炉に関
する。

（従来の技術） 一般に、加熱炉は、半導体製造工程において熱拡散、
CVD等に利用される。

このような加熱炉では、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配置して、多数の半導体ウエ
ハの熱処理を同時に行うよう構成され、スループットの
向上を図ったものが多い。

したがって、加熱炉では、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
る炉心管の周囲にアウター管が配置され、その周囲には
加熱用のヒータが配置され、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が配置されたものが
多い。

すなわち、従来の加熱炉では、熱伝導度の低い断熱材
でヒータの周囲を覆い、外部への熱放出を減少化、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。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、例えば半導体ウエハの熱処理において
均一な処理を行うためには、±0.5℃以内程度の温度均
一性が要求される。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。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、従来に較べて均熱特性に優れ、被処理物を均一に処
理することのできる加熱炉を提供しようとするものであ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、少なくとも筒状の炉心管と、この
炉心管の周囲に配置されたヒータとを備えた加熱炉にお
いて、 前記ヒータの外側を囲む如く、熱伝導性の良好な物質
からなる円筒状の部材を前記炉心管の長手方向に沿って
配設したことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１記載の加熱炉にお
いて、 前記円筒状の部材が、表面に炭化ケイ素をコーティン
グされたカーボンからなることを特徴とする。

（作 用） 本発明の加熱炉では、炉心管の長手方向に沿って、例
えば表面に炭化ケイ素（SiC）をコーティングされた筒
状のカーボン（Ｃ）等の熱伝導性の良好な物質が配置さ
れている。

したがって、この熱伝導性の良好な物質により、熱が
炉心管の長手方向に速やかに移動し、従来に較べて炉心
管内の温度を均一化することができる。

（実施例） 以下本発明の加熱炉を図面を参照して実施例について
説明する。

例えば石英等からなり直径例えば250〜350mm、長さ15
00〜2000mm程度の円筒状に構成された炉心管１は、その
中央部分を均熱区間1aとされており、炉心管１はこのア
ウター管２内に配置されている。また、アウター管２の
外側には、コイル状に形成された加熱用のヒータ３が配
置されており、均熱区間1a部分のヒータ３の外側には、
熱伝導性の良好な物質として、例えば表面に炭化ケイ素
（SiC）をコーティングされたカーボン（Ｃ）からなる
円筒状部材４が配置されている。

そして、この円筒状部材４の外側には、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５が配置
されており、断熱材層５の外側にはヒータケース６が配
置されている。

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の長手方向に分割された領
域毎に、独立に温度制御されるゾーンコントロールとさ
れている。

また、断熱材層５には、例えば厚さ数十ないし数百ミ
クロン程度のアルミニウム箔等の反射材からなる反射材
層、あるいは1000℃以上の高温となる場合は、白金等か
らなる反射材層を配置してもよい。

上記構成のこの実施例の加熱炉では、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
向あるいは一方向に向くように配置し、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内の均熱区間1aに配
置して、例えば熱拡散、CVD等の熱処理を行う。

ここで、例えば表面に炭化ケイ素をコーティングされ
たカーボンからなる円筒状部材４は、断熱層５に較べ
て、熱伝導率が三桁以上高い。したがって、ヒータ３の
熱は、円筒状部材４により、炉心管１の長手方向に速や
かに伝わって、均熱区間1aの範囲に、均一な温度の領域
を形成する。このため、従来の加熱炉に較べて炉心管１
内の温度を均一化することができる。

なお、円筒状部材の長さについては、均熱区間1aの範
囲のみに限定されるものではない。

さらに、上記実施例では、横型炉について説明した
が、縦型炉にも適用することができることはもちろんで
ある。

［発明の効果］ 上述のように、本発明の加熱炉によれば、従来の加熱
炉に較べて炉心管内の温度を均一化することができ、半
導体ウエハ等の被処理物を均一に処理することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例の加熱炉の要部
を示す断面図である。 １……炉心管、２……アウター管、３……ヒータ、４…
…円筒状部材（熱伝導性の良好な物質）、５……断熱材
層、６……ヒータケース、７……ウエハボート、８……
半導体ウエハ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも筒状の炉心管と、この炉心管の
   周囲に配置されたヒータとを備えた加熱炉において、 前記ヒータの外側を囲む如く、熱伝導性の良好な物質か
   らなる円筒状の部材を前記炉心管の長手方向に沿って配
   設したことを特徴とする加熱炉。
2. 【請求項２】請求項１記載の加熱炉において、 前記円筒状の部材が、表面に炭化ケイ素をコーティング
   されたカーボンからなることを特徴とする加熱炉。