JP3108134B2 - 縦型電気炉 - Google Patents
縦型電気炉Info
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- JP3108134B2 JP3108134B2 JP03170422A JP17042291A JP3108134B2 JP 3108134 B2 JP3108134 B2 JP 3108134B2 JP 03170422 A JP03170422 A JP 03170422A JP 17042291 A JP17042291 A JP 17042291A JP 3108134 B2 JP3108134 B2 JP 3108134B2
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- furnace
- electric furnace
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの酸
化、拡散、皮膜生成等の処理に適する縦型電気炉に関す
る。
化、拡散、皮膜生成等の処理に適する縦型電気炉に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程に用いられる
縦型電気炉の一例が実開昭６３−１２１４２９号公報に
開示される。同例は石英等からなり且つ頂部を閉じ下部
を開口させた反応管、反応管まわりの均熱管、均電管と
は離間するがこれを巻回するコイルヒータ、ヒータまわ
りの断熱壁とからなり縦型に配される。これは、縦型電
気炉の基本構成となっている。
縦型電気炉の一例が実開昭６３−１２１４２９号公報に
開示される。同例は石英等からなり且つ頂部を閉じ下部
を開口させた反応管、反応管まわりの均熱管、均電管と
は離間するがこれを巻回するコイルヒータ、ヒータまわ
りの断熱壁とからなり縦型に配される。これは、縦型電
気炉の基本構成となっている。
【０００３】ボートに搭載され且つ反応管内に挿入され
た半導体デバイスとしての、たとえば、シリコンウエハ
ーは、ヒータによる均一昇温、加熱をベースとした皮膜
処理に加えて、冷却空気による反応管内の均一降温が品
質の向上のため要求される。
た半導体デバイスとしての、たとえば、シリコンウエハ
ーは、ヒータによる均一昇温、加熱をベースとした皮膜
処理に加えて、冷却空気による反応管内の均一降温が品
質の向上のため要求される。
【０００４】実際、シリコンウエハー等を縦積した電気
炉では反応管の上、中、下部を急速に、しかも、均一に
降温させることが困難となっている。
炉では反応管の上、中、下部を急速に、しかも、均一に
降温させることが困難となっている。
【０００５】前述した公報は、反応管内の急速、均一降
温のための手段として、ヒータと均熱管との間の空間
に、下部より上部に向け、ブロアからの強制冷却空気を
送る手段を用いる。この手段は、又均熱管の外周面にら
旋状に冷却空気が流れるよう冷却空気流の向きを調整さ
せている。
温のための手段として、ヒータと均熱管との間の空間
に、下部より上部に向け、ブロアからの強制冷却空気を
送る手段を用いる。この手段は、又均熱管の外周面にら
旋状に冷却空気が流れるよう冷却空気流の向きを調整さ
せている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
しかしながら、冷却用空気の使用量が多く、冷却時の温
度分布も均一性に劣り、改善が望まれている。又、ヒー
タの酸化が早く、発熱特性が安定しないという欠点を示
す。
しかしながら、冷却用空気の使用量が多く、冷却時の温
度分布も均一性に劣り、改善が望まれている。又、ヒー
タの酸化が早く、発熱特性が安定しないという欠点を示
す。
【０００７】それ故に、本発明は、前述した従来技術の
不具合を解消させることを解決すべき課題とする。
不具合を解消させることを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前述した課題を
解決するために、縦型の反応管を囲む均熱管と、炉壁ま
わりのコイルヒータと、炉壁まわりに空気予熱路を作る
外筒と、外筒の中央部付近に設けた冷却空気導入口と、
炉の頂壁に設けた複数個の冷却空気入口と、炉の底壁に
設けた冷却空気排出口とを有し、冷却空気入口がコイル
ヒータと均熱管との間に開口し、空気予熱路、冷却空気
入口、空間および冷却空気排出口が連通する縦型電気炉
を提供する。
解決するために、縦型の反応管を囲む均熱管と、炉壁ま
わりのコイルヒータと、炉壁まわりに空気予熱路を作る
外筒と、外筒の中央部付近に設けた冷却空気導入口と、
炉の頂壁に設けた複数個の冷却空気入口と、炉の底壁に
設けた冷却空気排出口とを有し、冷却空気入口がコイル
ヒータと均熱管との間に開口し、空気予熱路、冷却空気
入口、空間および冷却空気排出口が連通する縦型電気炉
を提供する。
【０００９】
【作用】冷却空気は空気予熱路内で予熱され、均熱管外
周へと流出し、炉内の温度差をできる限り小さくしなが
ら降温させる。このため、電気炉を構成する各部材への
サーマルショックは小さい。
周へと流出し、炉内の温度差をできる限り小さくしなが
ら降温させる。このため、電気炉を構成する各部材への
サーマルショックは小さい。
【００１０】
【実施例】縦型電気炉１は、石英からなる反応管２の周
囲に反応管２とは離間した均熱管３を有す。両管２，３
は頂部を閉じ、下部を開口させる。ウエハー等の被処理
物は、下部より反応管２内に縦積みして挿入される。両
管２，３は、断熱材からなる中空環状の炉壁４内に挿入
され、炉壁４の内周面にコイルヒータ５を支持させる。
ヒータ５と均熱管３との間には空間６が作られる。
囲に反応管２とは離間した均熱管３を有す。両管２，３
は頂部を閉じ、下部を開口させる。ウエハー等の被処理
物は、下部より反応管２内に縦積みして挿入される。両
管２，３は、断熱材からなる中空環状の炉壁４内に挿入
され、炉壁４の内周面にコイルヒータ５を支持させる。
ヒータ５と均熱管３との間には空間６が作られる。
【００１１】ヒータ５は粉末合金ヒータ材からなり、そ
の線径（７．５φ以下）を小さくすると共に、ヒータ５
の炉壁４への支持個所を従来より少く１０ケ所とする。
このようなヒータ５への配慮は、熱容量を小さくして急
速均一降温を可能にする。
の線径（７．５φ以下）を小さくすると共に、ヒータ５
の炉壁４への支持個所を従来より少く１０ケ所とする。
このようなヒータ５への配慮は、熱容量を小さくして急
速均一降温を可能にする。
【００１２】炉壁４と一体の頂壁７に冷却空気導入口８
を設ける。空気導入口８は複数個作り、頂壁７内の環状
マニホルド９に連通させる。マニホルド９は、下向きの
開口１０を複数個有する。
を設ける。空気導入口８は複数個作り、頂壁７内の環状
マニホルド９に連通させる。マニホルド９は、下向きの
開口１０を複数個有する。
【００１３】底壁１１に複数個の冷却空気を受ける開口
１２を形成し、この開口１２を環状のマニホルド１３に
連通させる。マニホルド１３は複数個の排出口１４を介
して外部に通じる。
１２を形成し、この開口１２を環状のマニホルド１３に
連通させる。マニホルド１３は複数個の排出口１４を介
して外部に通じる。
【００１４】炉壁４のまわりに空気予熱路１５を作るよ
うに、ステンレス製の外筒１６を配す。空気予熱路１５
は導入口８に通じる。外筒１６の中央部付近に冷却空気
導入口１７を設ける。かくして、導入口１７、空気予熱
路１５、導入口８、マニホルド９、開口１０、空間６、
開口１２、マニホルド１３と排出口１４とからなる冷却
空気の流路が形成され、該流路を介して冷却空気を流し
反応管２内を降温させる。
うに、ステンレス製の外筒１６を配す。空気予熱路１５
は導入口８に通じる。外筒１６の中央部付近に冷却空気
導入口１７を設ける。かくして、導入口１７、空気予熱
路１５、導入口８、マニホルド９、開口１０、空間６、
開口１２、マニホルド１３と排出口１４とからなる冷却
空気の流路が形成され、該流路を介して冷却空気を流し
反応管２内を降温させる。
【００１５】図２に示す例は、ステンレス製の外筒１６
に代えて、炉壁４と同一材質の外筒１６を、この炉壁４
に挿入したものである。炉壁４の外周面には複数個の長
手方向に延在した半円状の溝があり、又、外筒１６の内
周面には、同様の半円状の溝が形成される。両溝が断面
円形の空気予熱路１５を構成する（図３参照）。図１の
例の空気予熱路１５は炉壁４まわりの断面環状である。
に代えて、炉壁４と同一材質の外筒１６を、この炉壁４
に挿入したものである。炉壁４の外周面には複数個の長
手方向に延在した半円状の溝があり、又、外筒１６の内
周面には、同様の半円状の溝が形成される。両溝が断面
円形の空気予熱路１５を構成する（図３参照）。図１の
例の空気予熱路１５は炉壁４まわりの断面環状である。
【００１６】複数個の通気予熱路１５の下部は環状又は
半円状のマニホルドに連通し、このマニホルドを冷却空
気導入口１７´に連通させる。この導入口１７´より入
った冷却通気は、マニホルドより各予熱路１５に入り、
上部の導入口８、開口１０を介して空間６に入り、次い
で、開口１２、マニホルド１３、排出口１４より外部に
放出される。
半円状のマニホルドに連通し、このマニホルドを冷却空
気導入口１７´に連通させる。この導入口１７´より入
った冷却通気は、マニホルドより各予熱路１５に入り、
上部の導入口８、開口１０を介して空間６に入り、次い
で、開口１２、マニホルド１３、排出口１４より外部に
放出される。
【００１７】前述の導入口１７´に加えて、外筒１６の
中央部付近に追加の冷却空気導入口１７を設けるとよ
い。この導入口１７は環状又は半円状のマニホルドを介
して各通気予熱路１５に大気を供給させる。実際、電気
炉の中央部が最高温度を示すので、この部分から冷却空
気を補充するのは、均一な降温工程を得るのに有効であ
る。
中央部付近に追加の冷却空気導入口１７を設けるとよ
い。この導入口１７は環状又は半円状のマニホルドを介
して各通気予熱路１５に大気を供給させる。実際、電気
炉の中央部が最高温度を示すので、この部分から冷却空
気を補充するのは、均一な降温工程を得るのに有効であ
る。
【００１８】
【効果】予熱空気路に入った冷却空気は、予熱されて空
間内に入り、均熱管を介して反応管内を冷却させる。こ
れは反応管に対するサーマルショックを防ぐのに効果的
で、急速冷却にも拘らず、均熱管と反応管に亀裂を作る
ことはない。よって、両管の寿命を長くさせ得る。
間内に入り、均熱管を介して反応管内を冷却させる。こ
れは反応管に対するサーマルショックを防ぐのに効果的
で、急速冷却にも拘らず、均熱管と反応管に亀裂を作る
ことはない。よって、両管の寿命を長くさせ得る。
【図１】本発明の一例の電気炉の縦断面図である。
【図２】本発明の別の例を示す縦断面図である。
【図３】図２の例の横断面図である。
２ 反応管 ３ 均熱管 ４ 炉壁 ５ ヒータ ６ 空間 ８，１７，１７´ 冷却空気導入口 １４ 排出口 １５ 空気予熱炉 １６ 外筒
フロントページの続き (72)発明者 河野昭夫 埼玉県熊谷市熊谷810番地 株式会社リ ケン熊谷事業 所内 (56)参考文献 特開 平２−94626（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−298024（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−48022（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−183525（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/22 - 21/268 H01L 21/31 H01L 21/322 - 21/326 H01L 21/365 H01L 21/38 - 21/428 H01L 21/469 H01L 21/86
Claims (4)
- 【請求項１】 縦型の反応管を囲む均熱管と、炉壁まわ
りのコイルヒータと、炉壁まわりに空気予熱路を作る外
筒と、外筒の中央部付近に設けた冷却空気導入口と、炉
の頂壁に設けた複数個の冷却空気入口と、炉の底壁に設
けた冷却空気排出口とを有し、冷却空気入口がコイルヒ
ータと均熱管との間に開口し、空気予熱路、冷却空気入
口、空間および冷却空気排出口が連通する縦型電気炉。 - 【請求項２】 外筒がステンレス製である請求項１の縦
型電気炉。 - 【請求項３】 ヒータを粉末成型ヒータ材より作る請求
項１の縦型電気炉。 - 【請求項４】 炉壁と外筒とが一体であり、断面円形の
複数個の空気予熱路が複数設けられている請求項１の縦
型電気炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03170422A JP3108134B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 縦型電気炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03170422A JP3108134B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 縦型電気炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369215A JPH04369215A (ja) | 1992-12-22 |
| JP3108134B2 true JP3108134B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=15904632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03170422A Expired - Fee Related JP3108134B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 縦型電気炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108134B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013035041A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Arsalan Emami | Heater elements with enhanced cooling |
| KR102468064B1 (ko) | 2021-05-06 | 2022-11-18 | 김영덕 | 적층시 용기의 변형을 방지한 딸기 포장용기 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100932965B1 (ko) * | 2007-02-09 | 2009-12-21 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 단열 구조체, 가열 장치, 가열 시스템, 기판 처리 장치 및반도체 장치의 제조 방법 |
| JP5274696B2 (ja) * | 2012-07-12 | 2013-08-28 | 株式会社日立国際電気 | 断熱構造体、加熱装置、加熱システム、基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
| US11147129B2 (en) | 2016-03-10 | 2021-10-12 | Arsalan Emami | Industrial heater |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP03170422A patent/JP3108134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013035041A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Arsalan Emami | Heater elements with enhanced cooling |
| KR102468064B1 (ko) | 2021-05-06 | 2022-11-18 | 김영덕 | 적층시 용기의 변형을 방지한 딸기 포장용기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04369215A (ja) | 1992-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |