JP2726354B2 - Substrate heat treatment equipment - Google Patents

Substrate heat treatment equipment

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JP2726354B2
JP2726354B2 JP7871892A JP7871892A JP2726354B2 JP 2726354 B2 JP2726354 B2 JP 2726354B2 JP 7871892 A JP7871892 A JP 7871892A JP 7871892 A JP7871892 A JP 7871892A JP 2726354 B2 JP2726354 B2 JP 2726354B2
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heat treatment
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板やセラミッ
クス基板といった各種の基板に対して、酸化、アニーリ
ング、CVD(化学気相成長)、あるいは、拡散などの
各種の熱処理を行うために、管軸芯方向の一端側に基板
を保持した基板ボートを挿入する開口を有するとともに
内部にガスを導入するようにした炉芯管と、その炉芯管
の周囲に設けて基板を加熱する加熱手段と、その加熱手
段よりも炉芯管の管軸芯方向の開口側周囲に設けて基板
を冷却する冷却手段と、基板ボートを保持して炉芯管の
管軸芯方向に移送する移送手段と、開口を閉塞する蓋体
とを備えた基板熱処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tube for performing various heat treatments such as oxidation, annealing, CVD (chemical vapor deposition) or diffusion on various substrates such as semiconductor substrates and ceramic substrates. A furnace core tube having an opening for inserting a substrate boat holding a substrate on one end side in the axial direction and introducing a gas into the inside thereof, and heating means provided around the furnace core tube for heating the substrate; Cooling means for cooling the substrate provided around the opening side of the furnace core tube in the tube axis direction than the heating means, transfer means for holding the substrate boat and transferring the substrate boat in the tube axis direction of the furnace core tube, The present invention relates to a substrate heat treatment apparatus provided with a lid for closing an opening.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の従来の基板熱処理装置として
は、実開昭61−92050号公報に記載されているも
のが知られている。この従来例によれば、図11の全体
概略縦断面図に示すように、炉芯管(プロセスチュー
ブ)01の上下方向上方側にプロセスガス導入用のガス
供給口02が、下方側にバスケットステージ03に固定
したバスケット04に保持した基板(半導体ウエハ)0
5…を出し入れするための開口(炉口)06がそれぞれ
形成されている。
2. Description of the Related Art As a conventional substrate heat treatment apparatus of this type, one described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 61-92050 is known. According to this conventional example, as shown in the overall schematic vertical sectional view of FIG. 11, a gas supply port 02 for introducing a process gas is provided above the furnace core tube (process tube) 01 in the vertical direction, and a basket stage is provided below the furnace stage. Substrate (semiconductor wafer) 0 held in basket 04 fixed to 03
Openings (furnace ports) 06 for taking in and out 5... Are formed.

【0003】また、炉芯管01のガス供給口02側に、
周囲に高温室用のヒータ07を備えた高温室08が設け
られている。一方、開口06側に、低温室用のヒータ0
9を備えるとともに冷却用の空気を供給する冷却手段
(図示せず)を備えた低温室010が設けられている。
Further, a gas supply port 02 side of a furnace core tube 01 is provided with:
A high-temperature chamber 08 provided with a heater 07 for the high-temperature chamber is provided therearound. On the other hand, a heater 0 for the low-temperature chamber
9 is provided with a low-temperature chamber 010 having cooling means (not shown) for supplying cooling air.

【0004】以上の構成により、熱処理後において炉芯
管01内から基板05…を取り出すようなときに、炉芯
管01を移動させずに、バスケットステージ03を下降
して、基板05…を低温室010内に位置させ、その状
態で冷却用の空気を供給し、所定の温度まで早期に下降
するように構成されている。
With the above arrangement, when the substrates 05 are taken out of the furnace core tube 01 after the heat treatment, the basket stage 03 is moved down without moving the furnace core tube 01, and the substrates 05 are cooled at a low temperature. It is located in the chamber 010, supplies cooling air in that state, and is configured to drop to a predetermined temperature early.

【0005】なお、熱処理後において炉芯管01内から
基板05…を取り出す前に基板05…を所定の温度まで
早期に下降するのは次の理由による。すなわち、この種
の基板熱処理装置では、熱処理後において炉芯管内から
基板を取り出すときに、例えば、酸化処理の場合に、高
温状態で基板を取り出そうとすると、基板に熱歪みを生
じる問題があり、また、ゲート酸化膜のように薄膜を形
成する場合に、高温状態で基板を取り出すと大気中の空
気を巻き込んで自然酸化膜を発生し、品質が低下する問
題がある。また、Alシンター等の金属シンター処理の
場合に、やはり金属の酸化を防ぐため高温状態から常温
に近い低温状態になるまで、炉芯管内を不活性ガス雰囲
気に維持する必要があり、基板を取り出すことができな
い。ポリシリコンCVD等においても酸化を防ぐため同
様の不都合がある。
The reason why the temperature of the substrate 05 is quickly lowered to a predetermined temperature before the substrate 05 is taken out of the furnace tube 01 after the heat treatment is as follows. That is, in this type of substrate heat treatment apparatus, when removing a substrate from the furnace core tube after the heat treatment, for example, in the case of oxidation treatment, there is a problem in that when the substrate is to be removed in a high temperature state, the substrate is thermally strained. Further, when a thin film is formed like a gate oxide film, if the substrate is taken out in a high temperature state, air in the atmosphere is involved, a natural oxide film is generated, and there is a problem that the quality is deteriorated. Also, in the case of metal sintering such as Al sintering, it is necessary to maintain the inside of the furnace core tube in an inert gas atmosphere from a high temperature state to a low temperature state close to normal temperature in order to prevent metal oxidation, and take out the substrate. Can not do. Polysilicon CVD and the like also have the same disadvantages to prevent oxidation.

【0006】このため、単位時間当りの処理能力を向上
するうえで、熱処理後において、基板の温度を高速で下
降させる必要がある。さらに、金属シンター等では、配
線の欠陥(金属スパイク、シリコンノジュール)を防ぐ
ため、同様に高温状態から高速で温度を下降させる必要
がある。
Therefore, in order to improve the processing performance per unit time, it is necessary to rapidly lower the temperature of the substrate after the heat treatment. Further, in the case of a metal sinter or the like, it is necessary to similarly decrease the temperature from a high temperature state at a high speed in order to prevent wiring defects (metal spikes, silicon nodules).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
の場合に、低温室010内で基板05…を冷却するため
に下方に移動する途中や低温室010での冷却中に、開
口(炉口)06が開放されており、その開口(炉口)0
6を通じて大気成分が炉芯管01内に侵入し、不測に自
然酸化膜が形成されるなどプロセスの汚染を生じて品質
が低下する問題があった。
By the way, in the case of the above-mentioned conventional example, the opening (furnace opening) is required during the downward movement for cooling the substrates 05 in the low-temperature chamber 010 or during the cooling in the low-temperature chamber 010. ) 06 is open and its opening (furnace port) 0
Atmospheric components invade into the furnace core tube 01 through 6 to cause a contamination of the process such as a natural oxide film being formed unexpectedly, thereby causing a problem of deterioration in quality.

【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、炉芯管を移動させずに基板を冷却する
ときに、炉芯管内への大気成分の侵入を防止できるよう
にすることを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and is intended to prevent the intrusion of atmospheric components into a furnace core tube when cooling a substrate without moving the furnace core tube. The purpose is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の基
板熱処理装置は、上述のような目的を達成するために、
管軸芯方向の一端側に基板を保持した基板ボートを挿入
する開口を有するとともに内部にガスを導入するように
した炉芯管と、その炉芯管の周囲に設けて基板を加熱す
る加熱手段と、その加熱手段よりも炉芯管の管軸芯方向
の開口側周囲に設けて基板を冷却する冷却手段と、基板
ボートを保持して炉芯管の管軸芯方向に移送する移送手
段と、開口を閉塞する蓋体とを備えた基板熱処理装置に
おいて、移送手段を、基板ボートを保持する支柱とそれ
を駆動変位する駆動機構とから構成し、蓋体に、支柱を
挿通して相対移動可能な挿通孔を形成するとともに、蓋
体を開き位置と閉じ位置とに変位する蓋体移送手段を設
け、蓋体が閉じ位置にある状態で移送手段によって基板
ボートを加熱手段による加熱位置と冷却手段による冷却
位置とにわたって変位可能に構成する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate heat treatment apparatus for achieving the above object.
A furnace core tube having an opening for inserting a substrate boat holding a substrate at one end side in the tube axis direction and introducing a gas into the inside thereof, and heating means provided around the furnace core tube to heat the substrate Cooling means provided around the opening side of the furnace core tube in the tube axis direction rather than the heating means to cool the substrate; and transfer means for holding the substrate boat and transferring the substrate boat in the furnace axis direction of the furnace core tube. In a substrate heat treatment apparatus having a lid for closing an opening, the transfer means comprises a support for holding the substrate boat and a drive mechanism for driving and displacing the support, and the support is inserted through the support and relatively moved. In addition to forming a possible insertion hole, a lid transfer means for displacing the lid between an open position and a closed position is provided, and the substrate boat is moved by the transfer means in a state where the lid is in the closed position. By means of cooling position by means Place to be able to make up.

【0010】また、請求項2に係る発明の基板熱処理装
置では、前記冷却手段を、輻射熱吸収用の第1の冷却手
段と、冷却空気供給用の第2の冷却手段とによって構成
する。
Further, in the substrate heat treatment apparatus according to the present invention, the cooling means is constituted by a first cooling means for absorbing radiant heat and a second cooling means for supplying cooling air.

【0011】[0011]

【作用】請求項1に係る発明の基板熱処理装置の構成に
よれば、通常の熱処理時には、蓋体移送手段によって蓋
体を閉じ位置に位置させるとともに、駆動機構によっ
て、基板ボートを加熱手段による加熱位置に変位させ、
熱処理後においては、蓋体を閉じ位置に維持させた状態
で、駆動機構によって基板ボートのみを冷却手段による
冷却位置に変位させ、蓋体によって開口を閉じた状態の
炉芯管内で基板を冷却することができる。
According to the structure of the substrate heat treatment apparatus according to the first aspect of the present invention, during normal heat treatment, the cover is moved to the closed position by the cover transfer means, and the substrate boat is heated by the heating means by the drive mechanism. To the position,
After the heat treatment, with the lid kept at the closed position, only the substrate boat is displaced to the cooling position by the cooling means by the drive mechanism, and the substrate is cooled in the furnace tube with the opening closed by the lid. be able to.

【0012】また、請求項2に係る発明の基板熱処理装
置の構成によれば、従来の冷却室の構成と異なり、冷却
速度を向上させることができる。
Further, according to the configuration of the substrate heat treatment apparatus of the second aspect of the invention, the cooling rate can be improved, unlike the conventional cooling chamber configuration.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0014】<第1実施例>図1は、基板熱処理装置の
第1実施例の全体概略縦断面図であり、管軸芯方向が上
下方向を向くように赤外線透過性を有する石英材料によ
って形成された炉芯管1が設けられ、その炉芯管1の管
軸芯方向下端側に開口2が設けられ、この開口2を通じ
て、多数の基板W…を保持した基板ボート3を挿脱でき
るように構成されている。
<First Embodiment> FIG. 1 is an overall schematic vertical sectional view of a first embodiment of a substrate heat treatment apparatus, which is formed of a quartz material having an infrared transmittance so that the tube axis is oriented vertically. The furnace core tube 1 is provided, and an opening 2 is provided at the lower end side of the furnace core tube 1 in the tube axis direction. Through this opening 2, a substrate boat 3 holding a large number of substrates W. Is configured.

【0015】炉芯管1内に中空筒状の筒状体4が設けら
れ、その筒状体4の外周面と炉芯管1の内周面との間に
環状のガス供給路Rが形成されるとともに、炉芯管1の
開口2側にガス導入孔5が設けられ、図示しないパージ
ガスの供給手段とプロセスガス供給手段とが選択的に連
通接続可能に接続され、パージガスとしてのN2 ガスや
Arガスや反応用のプロセスガスを炉芯管1内に導入す
るように構成されている。
A hollow tubular body 4 is provided in the furnace core tube 1, and an annular gas supply path R is formed between the outer peripheral surface of the tubular body 4 and the inner peripheral surface of the furnace core tube 1. together with the gas introducing hole 5 is provided in an opening 2 side of the core tube 1, the supply means and the process gas supply means of the purge gas (not shown) is selectively connecting stub connected, N 2 gas as a purge gas Ar gas or a process gas for reaction is introduced into the furnace tube 1.

【0016】炉芯管1の周囲には、管軸芯方向に短い第
1のヒータ6aと長い第2のヒータ6bと短い第3のヒ
ータ6cとから成る基板Wを加熱する加熱手段としての
ヒーターユニット6が設けられている。
Around the furnace core tube 1, a heater as heating means for heating a substrate W comprising a first heater 6a, a second heater 6b, and a third heater 6c short in the axial direction of the tube core. A unit 6 is provided.

【0017】炉芯管1のヒーターユニット6と開口2と
の間の周囲には、冷却水供給用のパイプ7を埋め込んだ
水冷ジャケット8が設けられ、その給水部9と水タンク
10とが、ポンプ11を介装した給水管12を介して接
続され、一方、排水部13と水タンク10とが、冷却器
14を介装した排水管15を介して接続され、冷却水の
供給によって炉芯管1および基板W…を冷却するように
第1の冷却手段が構成されている。
A water cooling jacket 8 in which a cooling water supply pipe 7 is embedded is provided around the furnace core tube 1 between the heater unit 6 and the opening 2, and a water supply section 9 and a water tank 10 are provided. A drain 11 is connected to a water tank 10 via a water supply pipe 12 with a pump 11 interposed therebetween, and a drainage section 13 and a water tank 10 are connected via a drain pipe 15 with a cooler 14 interposed therebetween. The first cooling means is configured to cool the tube 1 and the substrates W.

【0018】水冷ジャケット8の内面は、黒アルマイト
などの輻射熱吸収材でコーティング処理され、炉芯管1
および基板W…からの熱を効率良く吸収できるように構
成されている。
The inner surface of the water-cooled jacket 8 is coated with a radiant heat absorbing material such as black alumite and the like.
And the substrate W can be efficiently absorbed.

【0019】また、水冷ジャケット8の上方に連ねて、
ヒーターユニット6を覆うようにケーシング16が設け
られるとともに、そのケーシング16の内周面が断熱材
17で被覆され、ケーシング16の上部に排気口18が
付設されるとともに、水冷ジャケット8の下方側に冷却
用の空気を供給する給気口19が付設され、その給気口
19に、吸気ファン20を介装した給気管21が接続さ
れ、冷却用空気の供給によって炉芯管1および基板W…
を冷却するように第2の冷却手段が構成されている。図
示しないが、ヒーターユニット6の上方側および下方側
それぞれに対応する位置に、ケーシング16から一体的
に、ヒーターユニット6の上下を支持するヒーター支持
部材が設けられている。
In addition, the water cooling jacket 8
A casing 16 is provided so as to cover the heater unit 6, an inner peripheral surface of the casing 16 is covered with a heat insulating material 17, an exhaust port 18 is provided at an upper portion of the casing 16, and a lower portion of the water cooling jacket 8 is provided. An air supply port 19 for supplying cooling air is provided, and an air supply pipe 21 provided with an intake fan 20 is connected to the air supply port 19, and the furnace core tube 1 and the substrates W ...
The second cooling means is configured to cool the cooling water. Although not shown, heater support members that support the upper and lower portions of the heater unit 6 are provided integrally with the casing 16 at positions corresponding to the upper side and the lower side of the heater unit 6, respectively.

【0020】前記第1の冷却手段と第2の冷却手段とか
ら成る構成をして、請求項1でいうところの冷却手段と
称する。請求項1に係る発明としては、第1の冷却手段
と第2の冷却手段のいずれか一方のみを備えるものでも
良い。
A structure comprising the first cooling means and the second cooling means is referred to as a cooling means in the first aspect. The invention according to claim 1 may include only one of the first cooling unit and the second cooling unit.

【0021】炉芯管1の開口2の近くに、炉芯管1内に
連通するように排気管22が設けられ、基板W…を保持
した基板ボート3を炉芯管1内に挿入するとともに、開
口2を蓋体23で閉塞した状態でプロセスガスやパージ
ガスをガス導入孔5から流すときに、排気管22から排
出していくように構成されている。排気管22には、図
示しない排気手段が連通接続されている。
An exhaust pipe 22 is provided near the opening 2 of the furnace core tube 1 so as to communicate with the furnace core tube 1. A substrate boat 3 holding substrates W is inserted into the furnace core tube 1. When the process gas or the purge gas flows from the gas introduction hole 5 with the opening 2 closed by the lid 23, the process gas and the purge gas are discharged from the exhaust pipe 22. Exhaust means (not shown) is connected to the exhaust pipe 22.

【0022】基板ボート3は、周方向に間隔を隔てて設
けた基板支持用の石英製で透明の複数の支柱、この実施
例では、例えば3本の支柱3c…の長手方向両端側それ
ぞれに石英製の板体3a,3bを一体的に設けて構成さ
れている。
The substrate boat 3 is made of a plurality of transparent quartz supporting columns for supporting the substrate provided at intervals in the circumferential direction. In this embodiment, for example, three columns 3c. Plate members 3a and 3b are integrally provided.

【0023】支柱3c…それぞれには、長手方向に微小
ピッチで基板挿入溝(図示せず)が形成され、基板Wの
外周縁所要部を挿入して三点で保持できるように構成さ
れている。
Each of the pillars 3c is formed with a substrate insertion groove (not shown) at a minute pitch in the longitudinal direction so that a required portion of the outer peripheral edge of the substrate W can be inserted and held at three points. .

【0024】下方の板体3a側には、支柱24…に断熱
板25…を取り付けた断熱支持部材26が設けられてい
る。更に、断熱支持部材26の下方に支柱27…が一体
的に延設されるとともに、その支柱27…が、蓋体23
に形成された挿通孔28…に相対移動可能に挿通されて
いる。
On the lower plate 3a side, there is provided a heat insulating support member 26 in which heat insulating plates 25 are attached to the columns 24. Further, the pillars 27 are integrally extended below the heat insulating support member 26, and the pillars 27 are
Are formed so as to be relatively movable.

【0025】支柱27…の下端が支持材29に一体的に
取り付けられ、その支持材29が、蓋体23に一体的に
取り付けられた支持ブラケット30に回転可能に取り付
けられた第1のネジ軸31とガイドロッド(図示せず)
とに取り付けられるとともに、支持ブラケット30に設
けられた電動モータ32が第1のネジ軸31に連動連結
され、基板ボート3を蓋体23と相対的に駆動昇降でき
るように移送手段が構成されている。第1のネジ軸31
と、電動モータ32と、第1のネジ軸31に支持材29
を取り付ける構成とから成るものをして駆動機構と称す
る。
The lower ends of the columns 27 are integrally attached to a support member 29, and the support member 29 is rotatably attached to a support bracket 30 integrally attached to the lid 23. 31 and guide rod (not shown)
And an electric motor 32 provided on the support bracket 30 is connected to the first screw shaft 31 in an interlocking manner, and a transfer means is configured so that the substrate boat 3 can be driven up and down relative to the lid 23. I have. First screw shaft 31
, The electric motor 32, and the support member 29 on the first screw shaft 31.
Is referred to as a drive mechanism.

【0026】支持ブラケット30に昇降支持アーム33
が一体的に取り付けられ、その昇降支持アーム33が、
第2のネジ軸34とガイドロッド(図示せず)とに取り
付けられるとともに、第2のネジ軸34に第2の電動モ
ータ35が連動連結され、支持ブラケット30と一体的
に蓋体23を駆動昇降できるように蓋体移送手段が構成
されている。
An elevating support arm 33 is attached to the support bracket 30.
Are attached integrally, and the lifting support arm 33 is
Attached to the second screw shaft 34 and a guide rod (not shown), a second electric motor 35 is interlockedly connected to the second screw shaft 34, and drives the lid 23 integrally with the support bracket 30. A lid transfer means is configured to be able to move up and down.

【0027】以上の構成により、支柱27…を支持ブラ
ケット30の最下方位置まで下降するとともに、支持ブ
ラケット30を第2のネジ軸34の最下方位置まで下降
することによって、基板ボート3を炉芯管1外に位置さ
せた状態にできる。
With the above arrangement, the support boat 30 is lowered to the lowermost position of the support bracket 30, and the support bracket 30 is lowered to the lowermost position of the second screw shaft 34. It can be placed outside the tube 1.

【0028】そして、支持ブラケット30を上昇するこ
とによって、蓋体23によって開口2を閉塞し、しかる
後に、支柱27…を支持ブラケット30の最上方位置ま
で上昇することにより、基板ボート3をヒーターユニッ
ト6による加熱位置に位置させて熱処理を行うことがで
きる。
Then, by raising the support bracket 30, the opening 2 is closed by the lid 23, and then the columns 27... Are raised to the uppermost position of the support bracket 30, whereby the substrate boat 3 is heated. 6 and the heat treatment can be performed.

【0029】熱処理を終了した後には、ヒーターユニッ
ト6への通電を停止するとともに支柱27…のみを支持
ブラケット30の最下方位置まで下降することにより、
図2の全体概略縦断面図に示すように、蓋体23によっ
て開口2を閉塞した状態で、基板ボート3を、第1およ
び第2の冷却手段による冷却位置に位置させ、冷却水お
よび冷却用空気それぞれを供給することによって、炉芯
管1および基板W…を高速で冷却することができる。
After the heat treatment is completed, the power supply to the heater unit 6 is stopped, and only the columns 27 are lowered to the lowermost position of the support bracket 30.
As shown in the overall schematic vertical cross-sectional view of FIG. 2, with the opening 2 closed by the lid 23, the substrate boat 3 is positioned at the cooling position by the first and second cooling means, and the cooling water and cooling water By supplying the air, the furnace core tube 1 and the substrates W can be cooled at a high speed.

【0030】従来のものは、高温室に対する冷却が考慮
されていないために、そこから低温室への熱伝達があっ
た。また、低温室はヒータの熱容量が大きく、冷却用の
空気しか送ることができなかった。すなわち、高速冷却
というよりは、低温室は高温室から炉外にゆっくりアン
ロードする(取り出す)際の熱ストレスの低減のための
いわばバッファ的な中間的温度に保たれることを主目的
としていたにすぎなかった。これに比べると、本発明で
は冷却速度が大幅に向上できたのである。
In the prior art, heat was transferred from the high-temperature room to the low-temperature room because cooling was not taken into consideration. In the low-temperature room, the heat capacity of the heater was large, and only the cooling air could be sent. In other words, the main purpose was to maintain the low temperature chamber at a so-called buffer-like intermediate temperature for reducing thermal stress when slowly unloading (removing) from the high temperature chamber to the outside of the furnace, rather than at high speed cooling. It was only. In comparison with this, the cooling rate was greatly improved in the present invention.

【0031】図3は、支柱27…と蓋体23との間での
シール構造の第1変形例を示す要部の一部省略断面図で
あり、蓋体23から下方に、挿通孔28…それぞれを囲
む状態で、基板ボート3を前述した加熱位置から冷却位
置に変位するに足る長さの有底筒状の筒体36が連接さ
れ、各筒体36…それぞれ内に支柱27が嵌入されると
ともに、下端に第1のマグネット37が取り付けられて
いる。
FIG. 3 is a partially omitted cross-sectional view showing a first modification of the sealing structure between the column 27 and the lid 23. In a state surrounding each of them, a bottomed tubular cylinder 36 having a length sufficient to displace the substrate boat 3 from the above-described heating position to the cooling position is connected, and the support pillar 27 is fitted into each of the tubular bodies 36. In addition, a first magnet 37 is attached to the lower end.

【0032】一方、支持材29に筒体36…を相対移動
可能に挿通する筒体挿通孔38が形成されるとともに、
筒体挿通孔38の内周面に、前記第1のマグネット37
との磁力により基板ボート3を支持する第2のマグネッ
ト39が付設され、蓋体23の挿通孔28…に対して確
実にシールするように構成されている。
On the other hand, a cylindrical body insertion hole 38 is formed in the support member 29 for inserting the cylindrical body 36.
The first magnet 37 is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical insertion hole 38.
A second magnet 39 for supporting the substrate boat 3 by the magnetic force of the above is provided so as to securely seal the insertion holes 28 of the lid 23.

【0033】図4は、支柱27…と蓋体23との間での
シール構造の第2変形例を示す要部の断面図であり、蓋
体23の挿通孔28…それぞれの内周面に、第3のマグ
ネット40と、その磁力によって保持される磁性流体油
41とが設けられ、蓋体23の挿通孔28…に対して良
好にシールするように構成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a second modification of the sealing structure between the column 27 and the lid 23. The inner peripheral surface of each of the insertion holes 28 of the lid 23 is shown in FIG. , A third magnet 40 and a magnetic fluid oil 41 held by the magnetic force are provided, and are configured to seal well with the insertion holes 28 of the lid 23.

【0034】図5は、支柱27…と蓋体23との間での
シール構造の第3変形例を示す要部の断面図であり、蓋
体23の挿通孔28…それぞれの内周面に、上下方向二
段にOーリング42,42が設けられ、蓋体23の挿通
孔28…に対して良好にシールするように構成されてい
る。上記Oーリングに代えてロッドシールを用いても良
い。
FIG. 5 is a sectional view of a main part showing a third modification of the sealing structure between the support column 27 and the lid 23, and the inner peripheral surface of each of the insertion holes 28 of the lid 23. O-rings 42 are provided in two stages in the up-down direction so as to seal the insertion holes 28 of the lid 23 satisfactorily. A rod seal may be used instead of the O-ring.

【0035】<第2実施例>図6は、基板熱処理装置の
第2実施例の要部の断面図であり、ヒーターユニット6
の下方と水冷ジャケット8との間に、ケーシング16の
下端部に、耐熱性材料で形成されるとともに炉芯管1の
外径よりもやや大きい円形開口を有する第1の環状部材
43が取り付けられ、その第1の環状部材43の下方
に、耐熱性材料で形成されるとともに炉芯管1の外径よ
りもやや大きい円形開口を有する第2の環状部材44が
取り付けられ、かつ、第1および第2の環状部材43,
44の内周面と炉芯管1の外周面との間に、断熱性のセ
ラミックスファイバクロス45が介装され、ヒーターユ
ニット6側と水冷ジャケット8側とをシールするように
構成されている。
<Second Embodiment> FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a second embodiment of the substrate heat treatment apparatus.
A first annular member 43 formed of a heat-resistant material and having a circular opening slightly larger than the outer diameter of the furnace core tube 1 is attached to the lower end of the casing 16 between the lower portion of the casing 16 and the water cooling jacket 8. Below the first annular member 43, a second annular member 44 formed of a heat-resistant material and having a circular opening slightly larger than the outer diameter of the furnace core tube 1 is attached. The second annular member 43,
A heat insulating ceramic fiber cloth 45 is interposed between the inner peripheral surface of the furnace core 44 and the outer peripheral surface of the furnace core tube 1 so as to seal the heater unit 6 side and the water cooling jacket 8 side.

【0036】第1の環状部材43には、図7の(a)の
平面図、および、図7の(b)の要部の斜視図それぞれ
に示すように、その円形開口側に周方向に間隔を隔てて
8個の開口46…が形成され、また、第2の環状部材4
4には、前述第1の環状部材43におけるよりも径方向
外方側の位置において、周方向に間隔を隔てて8個の開
口47…が形成されるとともに、その開口47…それぞ
れの径方向内方側に連ねて凹部48が形成され、両開口
46…、47…が凹部48を介して接続されている。
As shown in the plan view of FIG. 7 (a) and the perspective view of the main part of FIG. 7 (b), the first annular member 43 has a circumferential opening on its circular opening side. Eight openings 46 are formed at intervals, and the second annular member 4
4, eight openings 47 are formed at positions radially outward from the first annular member 43 at circumferentially spaced intervals, and each of the openings 47 is formed in a radial direction. A concave portion 48 is formed continuously on the inner side, and both openings 46... 47 are connected via the concave portion 48.

【0037】第1の環状部材43の上面の開口46…よ
りも径方向外方側に、周方向に間隔を隔てて、ヒーター
ユニット6の下部を支持するヒーター支持部材49…が
突設されている。
Heater support members 49 for supporting the lower portion of the heater unit 6 project radially outwardly from the openings 46 on the upper surface of the first annular member 43 at intervals in the circumferential direction. I have.

【0038】第2の環状部材44の開口47…それぞれ
に、上下方向に揺動可能に、耐熱性材料で形成されたチ
ェッキダンパ50が設けられ、冷却用の空気を供給する
ときには、その供給圧で開きながら、冷却用の空気を供
給しないときには自重で閉じ、ヒーターユニット6側か
らの熱風が水冷ジャケット8側に逃げないように構成さ
れている。
A check damper 50 made of a heat-resistant material is provided at each of the openings 47 of the second annular member 44 so as to be vertically swingable. When the cooling air is not supplied, it is closed by its own weight, so that hot air from the heater unit 6 does not escape to the water cooling jacket 8 side.

【0039】<第3実施例>図8は、基板熱処理装置の
第3実施例の全体概略縦断面図であり、第1実施例と異
なるところは次の通りである。
<Third Embodiment> FIG. 8 is an overall schematic longitudinal sectional view of a third embodiment of the substrate heat treatment apparatus. The difference from the first embodiment is as follows.

【0040】すなわち、炉芯管1の管軸芯方向を水平方
向に向けた横型タイプで構成されており、基板ボート3
が、2本のセラミックス製の蓋体23の挿通孔28に相
対水平移動可能なサポート52(通常2本で構成され
る)によって保持されている。53,53は炉芯管支持
部材を示している。この図8において、図1ないし図5
それぞれにおいて使用した符号と同一の符号は、上記で
説明したものと同一機能および作用をなす同一部材であ
り、その説明を省略する。
In other words, the substrate boat 3 is of a horizontal type in which the core axis direction of the furnace core tube 1 is oriented in the horizontal direction.
Are held in the insertion holes 28 of the two ceramic lids 23 by a support 52 (usually composed of two) that can move relatively horizontally. Reference numerals 53, 53 denote furnace core tube supporting members. In FIG. 8, FIGS.
The same reference numerals as those used above denote the same members having the same functions and functions as those described above, and a description thereof will be omitted.

【0041】<第4実施例>図9は、基板熱処理装置の
第4実施例の要部の一部省略断面図、図10は要部の側
断面図であり、第3実施例の構成に第2実施例に相当す
る構成を付加したものであり、第2実施例と異なるとこ
ろは次の通りである。
<Fourth Embodiment> FIG. 9 is a partially omitted cross-sectional view of a main part of a fourth embodiment of a substrate heat treatment apparatus, and FIG. 10 is a side cross-sectional view of the main part. The configuration corresponding to the second embodiment is added, and the difference from the second embodiment is as follows.

【0042】第1および第2の環状部材43,44それ
ぞれに、上下方向中間位置を外して上下それぞれに偏ら
せて6個の開口46a…,47a…および凹部48a…
が形成され、そして、開口47a…それぞれにおいて、
上側の軸芯周りで揺動可能にチェッキダンパ50が取り
付けられるとともに、下部に、チェッキダンパ50が閉
じ位置から水冷ジャケット8側に揺動することを阻止す
るストッパー54が設けられ、冷却用の空気を供給する
ときには、その供給圧で開きながら、冷却用の空気を供
給しないときには自重で閉じ、ヒーターユニット6側か
らの熱風が水冷ジャケット8側に逃げないように構成さ
れている。この図9および図10において、図1ないし
図5それぞれにおいて使用した符号と同一の符号は、上
記で説明したものと同一機能および作用をなす同一部材
であり、その説明を省略する。
Each of the first and second annular members 43 and 44 is deviated upward and downward by deviating from the middle position in the vertical direction, and is provided with six openings 46a... 47a and concave portions 48a.
Are formed, and in each of the openings 47a.
A check damper 50 is attached so as to be swingable around the upper axis, and a stopper 54 is provided at a lower portion of the check damper 50 to prevent the check damper 50 from swinging from the closed position to the water cooling jacket 8 side. When air is supplied, it is closed by its own weight when air for cooling is not supplied, so that hot air from the heater unit 6 does not escape to the water cooling jacket 8 side. In FIGS. 9 and 10, the same reference numerals as those used in FIGS. 1 to 5 denote the same members having the same functions and functions as those described above, and a description thereof will be omitted.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明の基板熱処理装置によれば、熱処理後における基板の
冷却を、蓋体で閉じた状態の炉芯管内で行うから、大気
成分の侵入による不測の自然酸化膜の形成などといった
プロセスの汚染を回避して品質を向上することができ
る。
As described above, according to the substrate heat treatment apparatus of the first aspect of the present invention, the cooling of the substrate after the heat treatment is performed in the furnace core tube closed with the lid, so that the atmospheric component Process contamination such as unexpected formation of a natural oxide film due to intrusion can be avoided and quality can be improved.

【0044】また、請求項2に係る発明の基板熱処理装
置によれば、冷却速度不足による、例えば、アルミ配線
の欠陥等も回避することができる。
Further, according to the substrate heat treatment apparatus of the second aspect of the present invention, it is possible to avoid, for example, defects in aluminum wiring due to insufficient cooling rate.

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

【図1】本発明に係る基板熱処理装置の第1実施例を加
熱位置にある状態で示す全体概略縦断面図である。
FIG. 1 is an overall schematic longitudinal sectional view showing a first embodiment of a substrate heat treatment apparatus according to the present invention in a heating position.

【図2】冷却位置にある状態で示す全体概略縦断面図で
ある。
FIG. 2 is an overall schematic longitudinal sectional view showing a state in a cooling position.

【図3】支柱と蓋体との間でのシール構造の第1変形例
を示す要部の一部省略断面図である。
FIG. 3 is a partially omitted cross-sectional view of a main part showing a first modification of a seal structure between a column and a lid.

【図4】支柱と蓋体との間でのシール構造の第2変形例
を示す要部の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part showing a second modified example of the seal structure between the column and the lid.

【図5】支柱と蓋体との間でのシール構造の第3変形例
を示す要部の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a third modified example of the seal structure between the column and the lid.

【図6】本発明に係る基板熱処理装置の第2実施例の要
部の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a main part of a second embodiment of the substrate heat treatment apparatus according to the present invention.

【図7】(a)は平面図、(b)は要部の斜視図であ
る。
7A is a plan view, and FIG. 7B is a perspective view of a main part.

【図8】本発明に係る基板熱処理装置の第3実施例の全
体概略縦断面図である。
FIG. 8 is an overall schematic longitudinal sectional view of a third embodiment of the substrate heat treatment apparatus according to the present invention.

【図9】本発明に係る基板熱処理装置の第4実施例の要
部の一部省略断面図である。
FIG. 9 is a partially omitted cross-sectional view of a main part of a fourth embodiment of the substrate heat treatment apparatus according to the present invention.

【図10】要部の側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of a main part.

【図11】基板熱処理装置の従来例を示す全体概略縦断
面図である。
FIG. 11 is an overall schematic vertical sectional view showing a conventional example of a substrate heat treatment apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…炉芯管 2…開口 3…基板ボート 6…加熱手段としてのヒーターユニット 23…蓋体 27…支柱 28…挿通孔 W…基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Furnace core tube 2 ... Opening 3 ... Substrate boat 6 ... Heater unit as a heating means 23 ... Lid 27 ... Column 28 ... Insertion hole W ... Substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/22 511 H01L 21/22 511A 21/31 21/31 F 21/324 21/324 D ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01L 21/22 511 H01L 21/22 511A 21/31 21/31 F 21/324 21/324 D

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 管軸芯方向の一端側に基板を保持した基
板ボートを挿入する開口を有するとともに内部にガスを
導入するようにした炉芯管と、 前記炉芯管の周囲に設けて前記基板を加熱する加熱手段
と、 その加熱手段よりも前記炉芯管の管軸芯方向の前記開口
側周囲に設けて前記基板を冷却する冷却手段と、 前記基板ボートを保持して前記炉芯管の管軸芯方向に移
送する移送手段と、 前記開口を閉塞する蓋体とを備えた基板熱処理装置にお
いて、 前記移送手段を、前記基板ボートを保持する支柱とそれ
を駆動変位する駆動機構とから構成し、 前記蓋体に、前記支柱を挿通して相対移動可能な挿通孔
を形成するとともに、前記蓋体を開き位置と閉じ位置と
に変位する蓋体移送手段を設け、前記蓋体が閉じ位置に
ある状態で前記移送手段によって前記基板ボートを加熱
手段による加熱位置と冷却手段による冷却位置とにわた
って変位可能に構成したことを特徴とする基板熱処理装
置。
1. A furnace core tube having an opening for inserting a substrate boat holding a substrate at one end side in the tube axis direction and introducing a gas into the furnace core tube, wherein the furnace core tube is provided around the furnace core tube. Heating means for heating the substrate, cooling means provided around the opening side of the furnace core tube in the tube axis direction relative to the heating means to cool the substrate, and the furnace core tube holding the substrate boat In a substrate heat treatment apparatus comprising: a transfer means for transferring in the tube axis direction; and a lid for closing the opening, the transfer means comprises a support for holding the substrate boat and a driving mechanism for driving and displacing the support. The cover body is formed with an insertion hole that can be relatively moved by inserting the support post, and a cover body transfer unit that displaces the cover body between an open position and a closed position is provided, and the cover body is closed. In the position Wherein the substrate boat is configured to be displaceable between a heating position by a heating means and a cooling position by a cooling means.
【請求項2】 請求項1の冷却手段が、輻射熱吸収用の
第1の冷却手段と、冷却空気供給用の第2の冷却手段と
によって構成したものである基板熱処理装置。
2. A substrate heat treatment apparatus according to claim 1, wherein said cooling means comprises a first cooling means for absorbing radiant heat and a second cooling means for supplying cooling air.
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