JP2851055B2 - 炉芯管装置 - Google Patents

炉芯管装置

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JP2851055B2 JP9043789A JP9043789A JP2851055B2 JP 2851055 B2 JP2851055 B2 JP 2851055B2 JP 9043789 A JP9043789 A JP 9043789A JP 9043789 A JP9043789 A JP 9043789A JP 2851055 B2 JP2851055 B2 JP 2851055B2
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【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、炉芯管装置に関し、特に、炉芯管本体の開
口部の少なくとも一部を不透明石英によって形成するこ
とによりその開口部に対して配設されたOリングの熱劣
化を防止してなる炉芯管装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、この種の炉芯管装置としては、全体として透明
石英によって形成された炉芯管本体の開口部に対してO
リングを配設することにより炉芯管本体の開口部とハウ
ジングの炉芯管支持部との間のシールを達成してなるも
のが提案されていた。
[解決すべき問題点] しかしながら、従来の炉芯管装置では、炉芯管本体が
全体として透明石英によって形成されていたので、
(i)高温に維持された均熱領域から光輻射によって熱
がその開口部まで伝達されており開口部に配設されたO
リングを比較的短時間の内に劣化せしめてしまう欠点が
あり、ひいては(ii)保守コストが増大しかつ運転効率
が劣化せしめられてしまう欠点があった。
そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべく、少な
くとも炉芯管本体の開口部近傍を不透明石英によって形
成することにより均熱領域からの光輻射を散乱せしめて
炉芯管本体の開口部に配設したOリングの熱劣化を抑制
してなる炉芯管装置を提供せんとするものである。
(2)発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明の炉芯管装置は、半導体ウェーハを熱処理する
ための炉芯管本体の開口部とハウジングの炉芯管支持部
との間にOリングを配置してシールした状態で炉芯管本
体を支持する炉芯管装置において、前記炉芯管本体は、
均熱領域に存在する主部が透明石英で形成され、均熱領
域を外れた開口部が不透明石英で形成され、かつ開口部
の外周面に形成された開口補強部が透明石英で形成され
ており、該炉芯管本体の開口補強部とハウジングの炉芯
管支持部との間に前記Oリングが配置されることを特徴
とする。
[作用] 本発明にかかる炉芯管装置は、上述の構成を有するの
で、 (i)均熱領域からの光輻射を散乱せしめOリングに光
輻射によって伝達される熱を御幅に抑制する作用 をなし、ひいては (ii)Oリングの熱劣化を抑制する作用をなし、結果的
に (iii)保守コストおよび運転効率を改善する作用 をなす。
[実施例] 次に、本発明にかかる炉芯管装置について、その好ま
し実施例を挙げ、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。
第1図は、本発明にかかる炉芯管装置の第1の実施例
を示す断面図であって、特に、開口部21A周面に形成さ
れた開口補強部21Bの端面においてOリング62によりシ
ールをなす場合を示している。
第2図は、本発明にかかる炉芯管装置の第2の実施例
を示す断面図であって、開口部21Aの周面に形成された
開口補強部21Bの肩部テーパ面においてOリング62によ
りシールをなす場合を示している。
第3図は、本発明にかかる炉芯管装置の第3の実施例
を示す断面図であって、特に、主部21Cの開口部外周面
に対して開口部21Aが溶接などによって配置されてお
り、かつ開口部21A周面に形成された開口補強部の端面
においてOリング62によりシールをなす場合を示してい
る。
(第1の実施例) まず、第1図を参照しつつ、本発明にかかる炉芯管装
置の第1の実施例について、その構成を詳細に説明す
る。
10は、縦型熱処理炉であって、半導体ウェーハを熱処
理するための本発明にかかる炉芯管装置20と、炉芯管装
20の周囲に適宜の間隔を介して所望により設定されて
おり炉芯管装置20において均熱領域を確保することを容
易化するための均熱管30と、均熱管30の周囲に配設され
た加熱部材40と、加熱部材40の周囲に配設された断熱管
50と、ステンレスなど適宜の材料で形成されており炉芯
管装置20を炉芯管支持部61によって保持するハウジング
60と、ハウジング60の炉芯管支持部61の下端面に対して
直接に当接される炉蓋本体71を有する炉蓋装置70とを備
えている。
本発明にかかる炉芯管装置20は、均熱領域を外れた開
口部21Aの少なくとも一部が不透明石英で形成されかつ
開口部21Aの外周面に形成された開口補強部21Bおよび均
熱領域に存在する主部(すなわち均熱部)21Cが透明石
英によって形成されており内部空間に形成された均熱領
域で半導体ウェーハを熱処理するための炉芯管本体21
と、断熱管50の外部から炉芯管本体21の外周面まで延長
されたのち炉芯管本体21の軸方向に延長されたその頂部
から内部空間に対して適宜の処理ガスを供給するための
ガス供給管22と、炉芯管本体21の開口部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
理ガスを炉芯管本体21の内部空間から外部へ向けて排除
するためのガス排出管23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。
均熱管30は、たとえば炭化珪素などによって作成され
ており、炉芯管装置20に均熱領域を確保ないし拡張すべ
く炉芯管装置20のほぼ全長を包囲するように配設されて
いる。
加熱部材40は、均熱管30の外方に配設されており、炉
芯管装置20の軸方向にそってなるべく大きな均熱領域を
確保するために適宜に配設されている。
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、炉芯管装置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。
ハウジング60は、炉芯管装置20に包有された炉芯管本
体21の開口部21A端面および開口補強部21B端面を上面に
よって支持する炉芯管支持部61と、炉芯管支持部61の上
面(支持面ともいう)に形成された凹所(支持溝ともい
う)61aに配設され炉芯管本体21の開口補強21B端面に当
接されることにより炉芯管本体21と炉芯管支持部61の支
持面との間のシールを達成するためのOリング62と、炉
芯管支持部61の内部に形成されておりOリング62に支持
溝61aをなるべく包囲するよう形成されOリング62を冷
却するための冷却媒体(たとえば冷却水)を案内する案
内通路63とを備えている。
炉蓋装置70は、ハウジング60に包有された炉芯管支持
部61の下面に当接されており半導体ウェーハを支持する
ための熱処理治具(図示せず)を載置せしめるための炉
蓋本体71と、炉蓋本体71の下面を支持しており炉蓋本体
71を炉芯管支持部61の下面(すなわち炉芯管本体21の開
口部21A端面)に向けて接近離間せしめる炉蓋移動部材7
2と、炉蓋移動部材72の上面凹所に対して配設されてお
り炉蓋本体71が炉芯管支持部61の下面に対して当接され
るとき緩衝材として機能する弾性部材73と、炉蓋移動部
材72の一端部に対して配設された駆動シャフト74と、炉
蓋本体71の上面周囲に形成された配設溝75に対して配設
されておりハウジング60に包有された炉芯管支持部61の
下面に対して当接され炉芯管支持部61との管のシールを
確保するOリング76と、炉蓋本体71の内部に形成されて
おりOリング76を冷却するための冷却媒体(たとえば冷
却水)を案内する案内通路77とを備えている。
更に、第1図を参照しつつ、本発明にかかる炉芯管装
置の第1の実施例について、その作用を詳細に説明す
る。
(Oリング62の熱劣化防止) 断熱管50の内周面に配設された加熱部材40は、電源を
接続することにより発熱せしめられる。加熱部材40によ
って発生された熱は、均熱管30を介して炉芯管本体21に
与えられる。これにより炉芯管本体21の主部すなわち均
熱部21Cは、所定の温度(たとえば1200℃)に維持され
る。均熱部21Cの熱は、主として光輻射によって拡散さ
れる。
炉芯管本体21の開口部21Aは、このとき少なくとも一
部が不透明石英によって形成されているので、均熱部21
Cから輻射された光をその内部に存在する気泡によって
乱反射する、このため均熱部21Cから輻射された光は、
開口補強部21Bに対しほとんど伝達されない。
したがって、本発明によれば、開口補強部21Bに対し
て当接されたOリング62に光輻射によって伝達される熱
を大幅に削減でき、ひいてはOリング62の熱劣化を十分
に防止できる。
(半導体ウェーハの熱処理) 炉蓋装置70炉蓋本体71には、炉蓋移動部材72が駆動シ
ャフト72によって降下せしめられ半導体ウェーハの移動
位置に到達すると、適宜の移動装置によって熱処理すべ
き半導体ウェーハが載置される。
炉蓋本体71は、半導体ウェーハが載置されたのち駆動
シャフト74によって炉蓋移動部材72が上昇せしめられる
ことによりハウジング60に含まれた炉芯管支持部61の下
面すなわち開口周面に当接される。
この状態で、処理ガスが、ガス供給管22を介して矢印
A1,A2方向に供給され、炉芯管本体21の頂部からその内
部空間に対し矢印A3で示すごとく供給される。炉芯管本
体21の内部空間では、加熱部材40による加熱によって半
導体ウェーハの熱処理が実行される。使用済みの処理ガ
スは、矢印B1,B2で示すごとくガス排出管23を介して炉
芯管本体21の開口部21Aから外部へ排出される。
半導体ウェーハの熱処理が完了すると、炉蓋装置70
炉蓋本体71は、再び駆動シャフト74によって炉蓋移動部
材72を降下せしめることにより、炉芯管本体61の下面
(すなわち炉芯管本体21の開口部21A端面)から離間さ
れ当初の移載位置へ復帰される。炉蓋移動部材72が移動
位置に到達したのち、適宜の移載装置によって炉蓋本体
71の上面から処理済の半導体ウェーハが除去される。
以下、上述の動作が反復される。
(第2の実施例) 加えて、第2図を参照しつつ、本発明にかかる炉芯管
装置の第2の実施例について、その構成および作用を詳
細に説明する。
第2の実施例では、Oリング62が炉芯管本体21の開口
補強部21Bに肩部に形成されたテーパ面およびハウジン
60のテーパ面に接触して配設されかつその開口補強部
21Bのテーパ面およびハウジング60のテーパ面に対して
Oリング62を押圧する押圧部材64がハウジング60および
開口補強部21Bの上面に対し配設されており、ハウジン
60の内部および押圧部材64の内部に対しOリング62を
冷却するための冷却媒体(たとえば冷却水)を案内する
ための案内通路63A,63Bを形成してなることを除き、第
1の実施例と同一の構成および作用を有する。
したがって、ここでは、便宜上、第1の実施例の部材
に対応する部材に対し同一の参照番号を付し、その詳細
な説明を省略する。
(第3の実施例) また、第3図を参照しつつ、本発明にかかる炉芯装置
の第3の実施例について、その構成および作用を詳細に
説明する。
第3の実施例は、開口部21Aが主部21Cの開口部外周面
に対して溶接などによって配設される構成を有してお
り、開口部21A周面に形成された開口補強部21Bの端面に
配置されたOリング62に対する光輻射を伴なう熱伝達量
を第1の実施例に比べ一層削減する作用をなすことを除
き、第1の実施例と同一の構成および作用を有する。
したがって、ここでは、便宜上、第1の実施例の部材
に対応する部材に対し同一の参照番号を付し、その詳細
な説明を省略する。
(具体例) 最後に、本発明にかかる炉芯管装置の理解を一層深め
るために、第1の実施例にそいつつ、具体的な数値を挙
げ説明する。
(実施例) 内径が250mmで高さが1000mmである炉芯管本体の開口
部をその端面から70mmまでを不透明石英によって形成
し、かつその均熱部および開口補強部を透明石英によっ
て形成した炉芯管装置を用いて、炉芯管本体の内部空間
を外部空間との管の差圧を100mmH2Oとしたのち、運転を
開始し、均熱部の温度を1200℃に維持した。
運転開始から10時間経過時点において、炉芯管本体の
内部空間と外部空間との間の差圧を測定したところ、10
0mmH2Oに維持されていた。
(比較例) 炉芯管本体の全体を透明石英で形成して、実施例を反
復したところ、運転開始から2時間経過時点において、
炉芯管本体の内部空間と外部空間との管の差圧が0mmH2O
となった。
上述した実施例と比較例とを比較すれば明らかなよう
に、本発明によれば、Oリングの熱劣化を防止できる。
なお、上述においては、縦型熱処理炉に使用される炉
芯管装置について主として説明したが、本発明は、これ
に限定されるものではなく、横型熱処理炉に使用される
炉芯管装置についても適用できる。
また、開口補強部21Bが透明石英によって形成される
ものとして説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、開口補強部21Bを不透明石英で形成する場
合も包摂している。ただしこの場合は、開口補強部21B
は、シールを確保するためにアニール処理を必要があ
る。
(3)発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる炉芯管装置
は、 (i)均熱領域からの光輻射を散乱せしめることがで
き、Oリングに光輻射によって伝達される熱を大幅に抑
制できる効果 を有し、ひいては (ii)Oリングの熱劣化を抑制できる効果 を有し、結果的に (iii)保守コストおよび運転効果を改善できる効果 を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる炉芯管装置の第1の実施例を示
す断面図、第2図は本発明にかかる炉芯管装置の第2の
実施例を示す断面図、第3図は本発明にかかる炉芯管装
置の第3の実施例を示す断面図である。10 ……縦型熱処理炉20 ……炉芯管装置 21……炉芯管本体 21A……開口部 21B……開口補強部 21C……均熱部 22……ガス供給管 23……ガス排出管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 61a……配設溝 62……Oリング 63,63A,63B……案内通路 64……押圧部材70 ……炉蓋装置 71……炉蓋本体 72……炉蓋移動部材 73……弾性部材 74……駆動シャフト 75……配設溝 76……Oリング 77……通水路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/22 H01L 21/205 H01L 21/31

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ウェーハを熱処理するための炉芯管
    本体の開口部とハウジングの炉芯管支持部との間にOリ
    ングを配置してシールした状態で炉芯管本体を支持する
    炉芯管装置において、前記炉芯管本体は、均熱領域に存
    在する主部が透明石英で形成され、均熱領域を外れた開
    口部が不透明石英で形成され、かつ開口部の外周面に形
    成された開口補強部が透明石英で形成されており、該炉
    芯管本体の開口補強部とハウジングの炉芯管支持部との
    間に前記Oリングが配置されることを特徴とする炉芯間
    装置。
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