JP2889649B2

JP2889649B2 - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2889649B2
Application number: JP9339590A
Authority: JP
Inventors: 真高堂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1999-05-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JPH03291917A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は熱処理装置に関する。

（従来の技術）加熱炉の炉口近くに設けられたプロセスチューブのシ
ール部に弾性部材からなるＯリングを用い、このＯリン
グが設けられているフランジ部を水冷し、さらにＯリン
グと当接するプロセスチューブ部分を水冷された別のフ
ランジで被うものとして、実開平１−122064号公報があ
る。

また、Ｏリングが当接するプロセスチューブの内側に
水冷された蓋体の凸部が上記Ｏリングを被う如く構成し
たものとして実開昭62−92635号公報がある。

（発明が解決しようとする課題）前者の文献の技術は、弾性部材からなり通常耐熱が20
0℃であるＯリングの熱を水冷されたフランジで冷却し
ている。しかし例えば1000℃等の高温に加熱する場合Ｏ
リングは熱伝導が悪いため水冷されたフランジ部と接触
するＯリング部分は例えば50℃と低温に保たれるが、加
熱炉から輻射光が石英からなるプロセスチューブを透過
しプロセスチューブと接触する側のＯリング部分は200
℃以上の高温に加熱され、この高温のＯリング部分が溶
けてしまい十分なシール効果を得ることができないの
で、上記Ｏリングシール部を加熱炉から離す必要があり
熱処理装置が大型化するという問題点を有する。

後者の技術はプロセスチューブの内側に水冷された蓋
体の凸部が挿入されているためＯリングの冷却効果は十
分得られるが、プロセスチューブ内に例えば50℃前後に
冷却された上記蓋体の凸部が設置されているため、成膜
処理するためのプロセスガスが上記蓋体の凸部が冷やさ
れる。従って、例えばCVDで成膜するプロセスにおいてS
iH₂Cl₂とNH₃ガスをプロセスチューブに導入すると、上
記蓋体の凸部は温度が低いため剥離しやすい膜が付着
し、成膜厚の増加にともない剥離して浮遊して被処理体
であるウェハに付着し半導体の不良が発生するという問
題点を有する。

この発明は上記点に鑑みなされたもので、容器のシー
ル部に設けられた環状弾性部材が所定以上の温度になる
ことを防止し、また容器内壁に剥離しやすい反応生成分
が付着することを防止することのできる熱処理装置を提
供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明のうち請求項１に係る熱処理装置は、加熱炉内
に所定の圧力に排気される容器を設け、この容器のシー
ル部に環状弾性部材からなるシール部材を設けた熱処理
装置において、上記シール部材へ照射される輻射光を遮
蔽もしくは減少する如く遮熱部材を設け、この遮熱部材
がSiCもしくは石英の表面にSiCをコーティングしたもの
からなることを特徴とする。

請求項２に係る熱処理装置は、加熱炉内に所定の圧力
に排気される容器を設け、この容器のシール部に環状弾
性部材からなるシール部材を設けた熱処理装置におい
て、上記シール部材へ照射される輻射光を遮蔽もしくは
減少する遮熱部材として、加熱炉から照射される輻射光
を反射する被覆部材を上記シール部材の表面にコーティ
ングしてなることを特徴とする。

（作用）請求項１に係る熱処理装置によれば、シール部材へ照
射される輻射光を遮蔽もしくは減少する如く遮熱部材を
設け、この遮熱部材がSiCもしくは石英の表面にSiCをコ
ーティングしたものからなるため、シール部材が所定以
上の温度になって劣化するのを簡単な構造で防止でき、
熱処理装置の大型化を招くことなく十分な真空シール効
果が得られる。

請求項２に係る熱処理装置によれば、シール部材へ照
射される輻射光を遮蔽もしくは減少する遮熱部材とし
て、加熱炉から照射される輻射光を反射する被覆部材を
上記シール部材の表面にコーティングしてなるため、シ
ール部材が所定以上の温度になって劣化するのを簡単な
構造で防止でき、熱処理装置の大型化を招くことなく十
分な真空シール効果が得られる。

（実施例）以下本実施例装置を縦型CVD装置に適用した一実施例
について図面を参照して具体的に説明する。

第１図において、10は加熱炉内に設けられる容器とし
て例示された円筒状で下端が開放された耐熱材料例えば
石英からなるプロセスチューブであり、このプロセスチ
ューブ10の下端部に環状凸部12が設けられ、この環状凸
部12とシール部を形成するフランジ22を有する例えばス
テンレススチールからなるマニホールド20を上記プロセ
スチューブ10の下端に設けている。

このプロセスチューブ10の周囲にはこのチューブ10を
囲繞する如く同軸的に発熱部５を有する筒状ヒータ６例
えば抵抗加熱型ヒータが設けられ、プロセスチューブ10
を所定の熱処理温度、例えば500〜1200℃の範囲で適宜
設定可能としている。

また、シール部を形成する環状弾性部材からなる例え
ばＯリング30は上記マニホールド20の環状溝部24に収容
され、上記プロセスチューブ10の環状凸部12と当接しプ
ロセスチューブ10内を気密に封止可能としている。

上記マニホールド20の一端に処理ガスが供給されるガ
ス導入管25を連結し、他端側に図示しない真空ポンプに
接続される排気管26を設け上記プロセスチューブ10内を
真空排気可能とし、上記フランジ22には水冷部23を設け
ている。

そして上記マニホールド20は耐熱性材料例えば石英か
らなるインナーチューブ14を上記プロセスチューブ10内
に同軸的に挿入保持し、上記Ｏリング30の位置するプロ
セスチューブ10とマニホールド20の内側に輻射光を遮蔽
もしくは減少させる部材で非金属の例えばSiCもしくは
石英の表面にSiCをコーティングしたものからなる高さ2
00mmの環状遮熱部材40を嵌入保持している。

上記プロセスチューブ10には被処理体として多数枚の
ウェハ15を所定の間隔を設けて水平に収納する石英製ボ
ード16を設け、このボート16は石英製の保持台17に載置
し、この保持台17を蓋体32上に載置し、この蓋体32は昇
降機構34により上下移動することができ、ウェハ15をプ
ロセスチューブ10内の所定の均熱領域に搬入搬出するよ
うにしている。次に前記実施例装置の作用について説明
する。

ガス導入管25から所定量の処理ガスを供給し、排気管
26を図示しない真空ポンプにより真空排気し、プロセス
チューブ10内を所定の圧力例えば0.5Torrにする。

ヒータ６により加熱を行いプロセスチューブ10内を所
定の温度例えば1000℃になるようにする。

熱の伝達には、伝導、対流、輻射の３要素があるが、
一般の工業炉においては600℃以上は輻射によって主に
熱の伝達が行われることは広く知られている。

又、石英からなるプロセスチューブ10、インナーチュ
ーブ14、保持台17はヒータ６から照射される領域の波長
において、輻射光はほとんど透過してしまう。

しかし上記遮熱部材40はヒータ６からの輻射光を遮閉
吸収し約500℃の温度になる。

従ってＯリング30はヒータ６からの直接の輻射光によ
り加熱されることはないが、上記加熱された遮熱部材40
から発生する輻射光とプロセスチューブ10からの熱伝導
により加熱されるが200℃以上の温度になることはな
い。

上記遮熱部材40は水冷されたマニホールド20に設けら
れており水冷部23の水冷流量や水温をコントロールする
ことにより、遮熱部材40の温度をコントロールするこ
と、およびＯリング30の冷却を合せて行うことができ
る。このようにしてＯリング30を所定の200℃以下の温
度に保つとともに、遮熱部材40の温度も剥離しやすい膜
が付着しないような例えば120℃以上に保つことができ
る。

また、上記水冷部23による水冷効果はＯリング30の冷
却だけでなくマニホールド20全体を冷却するので、この
マニホールド20に剥離しやすい不用な反応生成物が付着
しない120℃以上の温度で、マニホールド20に使用して
いるステンレススチールが処理ガスであるSiH₂Cl₂によ
り腐食されにくい300℃以下の温度範囲にするように、
上記水冷部23の水冷流量や水温をコントロールすること
が望ましい。

また他の実施例として第２図に示すようなものがあ
る。前記第１図の実施例と同一部分には同一番号を付し
説明を省略する。

プロセスチューブ10の外周側面にシール部を形成する
Ｏリング30を設け、このＯリング30にヒータ６から照射
される輻射光を減少する如く遮熱部材40を設けてもよ
い。

また他の実施例として第３図に示すようなものがあ
る。前記第１図の実施例と同一部分には同一番号を付し
説明を省略する。

プロセスチューブ10の開口端は上記遮熱部材40と同じ
材料からなる遮熱部材11と気密に接続され一体に構成さ
れている。従って上記遮熱部材11によりヒータ６から照
射される輻射光を減少することができる。

また第４図の如くＯリング30の周囲に熱伝導率が高
く、輻射光を反射する被覆部材31例えば金や銀やアルミ
ニウム等をコーティングしてもよい。

上記の如き部材31は熱伝導率が高いためマニホールド
20を冷却すれば容易にＯリング30全体を冷却することが
できるし、また上記の如き部材31はヒータ６の輻射光を
反射するためＯリング30は従来の如く加熱されることが
ないので遮熱部材40を設けると同等もしくはそれ以上の
効果を得ることができる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば実施例ではインナーチューブを用いた２重管構
造としたが１重管や３重管構造でもよい。

また遮熱部材の長さは、環状弾性部材が加熱部からの
輻射光により直接照射されなければどのような長さとし
てもよい。遮熱部材の形状は円筒形に限らずプロセスチ
ューブの形状に合せて実質上の遮熱効果が得られればど
のような形状でもよい。

また、本発明は縦型炉に限らず横型炉にも適用できる
し、CVD装置に限らず酸化、拡散装置やその他熱処理装
置にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のうち請求項１に係る熱
処理装置によれば、シール部材へ照射される輻射光を遮
蔽もしくは減少する如く遮熱部材を設け、この遮熱部材
がSiCもしくは石英の表面にSiCをコーティングしたもの
からなるため、シール部材が所定以上の温度になって劣
化するのを簡単な構造で防止でき、熱処理装置の大型化
を招くことなく十分な真空シール効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を縦型熱処理装置に適用した一実施例の
説明図、第２図、第３図は他の実施例の説明図、第４図
は被覆部材で表面コーティングされたＯリングの説明図
である。６…ヒータ、10…プロセスチューブ 15…ウェハ、16…ボート 20…マニホールド、23…水冷却 30…Ｏリング、40…遮熱部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱炉内に所定の圧力に排気される容器を
設け、この容器のシール部に環状弾性部材からなるシー
ル部材を設けた熱処理装置において、上記シール部材へ
照射される輻射光を遮蔽もしくは減少する遮熱部材を設
け、この遮熱部材がSiCもしくは石英の表面にSiCをコー
ティングしたものからなることを特徴とする熱処理装
置。
【請求項２】加熱炉内に所定の圧力に排気される容器を
設け、この容器のシール部に環状弾性部材からなるシー
ル部材を設けた熱処理装置において、上記シール部材へ
照射される輻射光を遮蔽もしくは減少する遮熱部材とし
て、加熱炉から照射される輻射光を反射する被覆部材を
上記シール部材の表面にコーティングしてなることを特
徴とする熱処理装置。