JP3077195B2 - 半導体熱処理用縦型プロセスチューブの構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体熱処理用プロセスチューブの構造に関
し、特に縦型プロセスチューブに関する。

〔従来の技術〕

従来の縦型プロセスチューブは第２図（ａ），（ｂ）
に示すように、単管のプロセスチューブ８であり、反応
ガスはガス導入管７を通ってプロセスチューブ８の外壁
に沿って垂直に上がり、前記プロセスチューブ８の上部
からプロセスチューブ８の内部に置かれた半導体基板に
供給されるというものであり、反応ガス及び未反応の余
剰ガスはプロセスチューブ８に取り付けられた排気配管
６を通って外部に放出される構造になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この従来の縦型プロセスチューブでは、熱処理温度に
比べて室温〜600℃程度の冷たいガスがガス導入管７を
通ってプロセスチューブ８の上部まで送られる。

このとき、ガス導入管側のプロセスチューブ面は、温
度が下がり、半導体基板の温度も局所的に下がるため、
実効的な熱処理量、さらに酸化膜厚が基板内でばらつく
という問題点が発生している。

また、従来技術においては、プロセスチューブの外側
にガス導入管７及び排気配管６が突き出ているため、上
記縦型プロセスチューブは、洗浄を行なう際に横型用プ
ロセスチューブのように回転をさせながら、エッチン
グ，リンス等を行なえなかった。このため、洗浄（エッ
チング＋リンス）に時間がかかり、取り扱いが難しいと
いう問題点があった。

本発明の目的は前記課題を解決した縦得難プロセスチ
ューブの構造を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係る半導体熱処理
用縦型プロセスチューブの構造においては、内部チュー
ブと、外部チューブと、配管ホルダとを有する半導体処
理用縦型プロセスチューブの構造であって、 内部チューブは、上部にガス導入用の穴を有するもの
であり、 外部チューブは、内部チューブの外周側に設置された
ものであり、 内部チューブの外壁又は、外部チューブの内壁には、
熱交換板を有しており、 配管ホルダは、内部チューブと外部チューブとを内外
２重構造に支持するもので、ガス導入用配管および排気
用配管を備えたものである。

〔作用〕

内外２重構造の内部チューブと外部チューブとを配管
ホルダに支持させ、かつチューブに熱交換板を備えた構
造となっている。

内部チューブに熱交換されたガスを導入し、また、配
管ホルダから内外チューブを取り外して洗浄を行なう。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

（実施例１） 第１図（ａ）は、本発明の実施例１を示す縦断面図、
第１図（ｂ）は、同横断面図である。

図において、内部チューブ１は、上部にガス導入用の
穴３を有しており、外部チューブ２は、内部チューブ１
より大径であり、内部チューブ１と外部チューブ２は内
外２重構造に組合されて配管ホルダ５に支持されてい
る。また、配管ホルダ５はガス導入管７と排気配管６と
を有している。さらに、外部チューブ２は、その内周側
に熱交換板４を有している。

チューブ1,2間のすき間が、配管の役目を果たし、ガ
ス導入管７から入ったガスは、内部チューブ１の外壁及
び外部チューブ２の内壁及び熱交換板４から一様に熱を
奪い、半導体基板の熱処理温度に十分達してから穴３を
通って、内部チューブ１内の半導体基板に供給される。
反応ガスは排気配管６を通って外へ排気される。

内部チューブ１及び外部チューブ２は、自重で配管ホ
ルダ５の中に入っている。チューブ1,2と配管ホルダ５
の間には、すき間があるが、ガス導入管７のガス圧を常
圧より高くすることで半導体基板に清浄なガスを供給で
きる。

（実施例２） 第４図は、本発明の実施例２を示す縦断面図である。

実施例１においては、外部チューブ２の内壁に熱交換
板４を有しているが、本実施例では内部チューブ１の外
壁にも取付けている。さらに、配管ホルダ５に不活性ガ
ス導入部９を形成することにより、半導体基板が内部チ
ューブ１に入炉する際の空気巻き込みによる入炉中の酸
化も低減できるという利点がある。

第３図は、従来（○印）及び本発明（●印）の縦型プ
ロセスチューブ（内径200mm）を用いて950℃で、水蒸気
酸化した時の半導体基板直径方向の膜厚分布を示すグラ
フである。従来技術においては、ガス導入管近くの膜厚
が極端に薄くなっているが、本発明により改善されてい
ることが分かる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ガス導入管から入った
冷たいガスが内部チューブの外壁に沿って流れ、熱交換
板により効率的にガス温度を上げているので、従来より
流すガスの量を増やすことができる。また、内部チュー
ブ１内の動径方向の温度分布は同じ円状となり、半導体
基板は面内の熱処理量及び酸化膜厚等が従来縦型プロセ
スチューブより均一になる。

さらに本発明の縦型プロセスチューブにおいては、配
管ホルダがチューブと切り離し可能であり、回転をさせ
ながら、エッチング，リンスが可能となり、洗浄（エッ
チング＋リンス）を容易に行うことができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の実施例１を示す縦断面図、第
１図（ｂ）は、上部からみたときの横断面図、第２図
（ａ）は、従来例を示す縦断面図、第２図（ｂ）は、同
横断面図、第３図は、膜厚分布を示す図、第４図は、本
発明の実施例２を示す縦断面図である。 １……内部チューブ、２……外部チューブ ３……穴、４……熱交換板 ５……配管ホルダ、６……排気配管 ７……ガス導入管

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Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部チューブと、外部チューブと、配管ホ
   ルダとを有する半導体処理用縦型プロセスチューブの構
   造であって、 内部チューブは、上部にガス導入用の穴を有するもので
   あり、 外部チューブは、内部チューブの外周側に設置されたも
   のであり、 内部チューブの外壁又は、外部チューブの内壁には、熱
   交換板を有しており、 配管ホルダは、内部チューブと外部チューブとを内外２
   重構造に支持するもので、ガス導入用配管および排気用
   配管を備えたものであることを特徴とする半導体熱処理
   用縦型プロセスチューブの構造。