JP3118760B2 - 熱処理装置 - Google Patents
熱処理装置Info
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- JP3118760B2 JP3118760B2 JP03089339A JP8933991A JP3118760B2 JP 3118760 B2 JP3118760 B2 JP 3118760B2 JP 03089339 A JP03089339 A JP 03089339A JP 8933991 A JP8933991 A JP 8933991A JP 3118760 B2 JP3118760 B2 JP 3118760B2
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- Japan
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩの高集積度化に伴って、例
えば４MDRAMの最小設計幅が１μm以下にもなり、またゲ
ート酸化膜の膜厚も200Å以下になってきている。特
に、16MDRAMのゲート酸化膜は、100Å以下と更に薄膜化
の傾向となっている。このように膜厚が薄くなると、半
導体ウエハ上での膜厚の面内均一性の要求に対応するの
が極めて困難となる。
えば４MDRAMの最小設計幅が１μm以下にもなり、またゲ
ート酸化膜の膜厚も200Å以下になってきている。特
に、16MDRAMのゲート酸化膜は、100Å以下と更に薄膜化
の傾向となっている。このように膜厚が薄くなると、半
導体ウエハ上での膜厚の面内均一性の要求に対応するの
が極めて困難となる。
【０００３】この面内均一性に応えるためには、半導体
ウエハ上の処理条件を均一にすることが必要であり、特
に温度条件を均一にすることが極めて重要事項といえ
る。通常、縦型熱処理炉は、横型熱処理炉に比較して処
理炉の軸方向の温度勾配を少なくでき、半導体ウエハの
面内温度均一性が良好なことから、微細加工される高密
度化素子の製造に有利であるため、最近では縦型熱処理
炉が採用される傾向にある。
ウエハ上の処理条件を均一にすることが必要であり、特
に温度条件を均一にすることが極めて重要事項といえ
る。通常、縦型熱処理炉は、横型熱処理炉に比較して処
理炉の軸方向の温度勾配を少なくでき、半導体ウエハの
面内温度均一性が良好なことから、微細加工される高密
度化素子の製造に有利であるため、最近では縦型熱処理
炉が採用される傾向にある。
【０００４】従来の縦型熱処理炉において、例えば、半
導体ウエハを酸化炉や拡散炉の反応チューブ内に搬入し
て加熱処理を行なう場合、縦方向に所定間隔をおいて多
数枚のウエハを搭載した処理用ボートを搬出搬入機構を
介して反応チューブ内に搬入し、このチューブ内に処理
ガスを供給して加熱処理を実施するようにしている。
導体ウエハを酸化炉や拡散炉の反応チューブ内に搬入し
て加熱処理を行なう場合、縦方向に所定間隔をおいて多
数枚のウエハを搭載した処理用ボートを搬出搬入機構を
介して反応チューブ内に搬入し、このチューブ内に処理
ガスを供給して加熱処理を実施するようにしている。
【０００５】この反応チューブ内は通常、900〜1200℃
程度まで加熱されるため、反応チューブをベースプレー
トに取り付ける場合、反応チューブを保持する水冷フラ
ンジ部を介して反応チューブに取り付け、反応チューブ
における高温度の熱が直接ベースプレートに伝わらない
ようにしている。また、反応チューブとこの外周囲に設
けたヒータとの間隙部分に空気の出入が行われヒータ内
部温度を低下させることのないように反応チューブとヒ
ータとの間の下方位置に環状の断熱材を設けて外部との
伝熱を遮断するようにしている。
程度まで加熱されるため、反応チューブをベースプレー
トに取り付ける場合、反応チューブを保持する水冷フラ
ンジ部を介して反応チューブに取り付け、反応チューブ
における高温度の熱が直接ベースプレートに伝わらない
ようにしている。また、反応チューブとこの外周囲に設
けたヒータとの間隙部分に空気の出入が行われヒータ内
部温度を低下させることのないように反応チューブとヒ
ータとの間の下方位置に環状の断熱材を設けて外部との
伝熱を遮断するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の熱処理装置には、水冷フランジに取り付けられ
た反応チューブ部分の温度は、200〜300℃程度にまで下
がっているが、この部分より外部に熱が放散されるた
め、反応チューブ内の温度が低下してバッチ処理する半
導体ウエハが不均一な温度条件に置かれるばかりでなく
反応チューブ内のガス流入部近傍の温度分布も低下し断
面均熱が不均一になり、そのためチューブ開口部付近内
の断面均熱性が低下し、その結果半導体ウエハの面内の
温度分布が不均一になり、バッチ処理する被処理体にま
すます熱処理を均一に行うことができず、被処理体の歩
留りを低下させる等の問題点がある。
この種の熱処理装置には、水冷フランジに取り付けられ
た反応チューブ部分の温度は、200〜300℃程度にまで下
がっているが、この部分より外部に熱が放散されるた
め、反応チューブ内の温度が低下してバッチ処理する半
導体ウエハが不均一な温度条件に置かれるばかりでなく
反応チューブ内のガス流入部近傍の温度分布も低下し断
面均熱が不均一になり、そのためチューブ開口部付近内
の断面均熱性が低下し、その結果半導体ウエハの面内の
温度分布が不均一になり、バッチ処理する被処理体にま
すます熱処理を均一に行うことができず、被処理体の歩
留りを低下させる等の問題点がある。
【０００７】本発明は上記した従来の課題を解決するた
めに開発したものであり、反応チューブ内の処理温度を
均一にすることにより被処理体の断面均熱性を向上さ
せ、被処理体の歩留りを向上させることを目的としたも
のである。
めに開発したものであり、反応チューブ内の処理温度を
均一にすることにより被処理体の断面均熱性を向上さ
せ、被処理体の歩留りを向上させることを目的としたも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、複数枚の被処理体を収容した反応チュー
ブ内に処理ガスを導入して熱処理を行なう熱処理装置に
おいて、上記反応チューブの下方位置に設けた水冷フラ
ンジ部の下部に処理ガス導入口とガス排気口を設け、こ
のガス導入口とガス排気口が位置する反応チューブの外
周面にリング状の断熱材を巻装し、この断熱材に形成し
た取付溝を介してガス導入口とガス排気口を密に収容し
て水冷フランジ部の配設位置周辺での放熱を防ぐように
した熱処理装置である。
め、本発明は、複数枚の被処理体を収容した反応チュー
ブ内に処理ガスを導入して熱処理を行なう熱処理装置に
おいて、上記反応チューブの下方位置に設けた水冷フラ
ンジ部の下部に処理ガス導入口とガス排気口を設け、こ
のガス導入口とガス排気口が位置する反応チューブの外
周面にリング状の断熱材を巻装し、この断熱材に形成し
た取付溝を介してガス導入口とガス排気口を密に収容し
て水冷フランジ部の配設位置周辺での放熱を防ぐように
した熱処理装置である。
【０００９】
【作 用】従って、本発明によると、複数枚の被処理体
を収容した反応チューブ内に処理ガスを導入すると共
に、ヒータにより熱処理を実施すると、反応チューブ内
は高温度に加熱されて内部の被処理体が熱処理され、こ
の場合、反応チューブの下方位置に設けた処理ガス導入
口の近傍位置に断熱材を充填させたので、この部分より
内部の熱が放出して温度が低下することなく、所定の断
面均熱状態の温度に維持され、反応チューブの径方向へ
の拡散が行なわれ、断面均熱が確保される。
を収容した反応チューブ内に処理ガスを導入すると共
に、ヒータにより熱処理を実施すると、反応チューブ内
は高温度に加熱されて内部の被処理体が熱処理され、こ
の場合、反応チューブの下方位置に設けた処理ガス導入
口の近傍位置に断熱材を充填させたので、この部分より
内部の熱が放出して温度が低下することなく、所定の断
面均熱状態の温度に維持され、反応チューブの径方向へ
の拡散が行なわれ、断面均熱が確保される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明における熱処理装置の実施例を
図面を参照して説明する。図１及び図３において、反応
チューブ１は、石英ガラスにより円筒状に形成され、そ
の軸方向を垂直方向とすることにより縦型熱処理部を構
成している。この反応チューブ１の外周壁に対し間隙を
設け、石英ガラス製円筒状のアウターチューブ２を同軸
的に配設し、この間隙内と連通させてガス導入口３を設
けられている。
図面を参照して説明する。図１及び図３において、反応
チューブ１は、石英ガラスにより円筒状に形成され、そ
の軸方向を垂直方向とすることにより縦型熱処理部を構
成している。この反応チューブ１の外周壁に対し間隙を
設け、石英ガラス製円筒状のアウターチューブ２を同軸
的に配設し、この間隙内と連通させてガス導入口３を設
けられている。
【００１１】反応チューブ１の下端部外周位置にリング
状の水冷フランジ部４が設けられ、この水冷フランジ部
４は、ベースプレート５に取付けられるように構成され
上記反応チューブ１の熱がベースプレート５部分に伝熱
しないように構成されている。そして、反応チューブ１
の外周囲には円筒状の例えば抵抗加熱のヒータ６を設
け、反応チューブ１内を、例えば、900〜1200℃の所望
温度に適宜設定可能に構成され、酸化や拡散処理を実施
するように構成されている。
状の水冷フランジ部４が設けられ、この水冷フランジ部
４は、ベースプレート５に取付けられるように構成され
上記反応チューブ１の熱がベースプレート５部分に伝熱
しないように構成されている。そして、反応チューブ１
の外周囲には円筒状の例えば抵抗加熱のヒータ６を設
け、反応チューブ１内を、例えば、900〜1200℃の所望
温度に適宜設定可能に構成され、酸化や拡散処理を実施
するように構成されている。
【００１２】上記の反応チューブ１は下端が開口し、多
数の被処理体例えば170枚の半導体ウエハ７を水平状態
で縦方向に所定間隔例えば4.7mm間隔で離間して、搭載
したボート８を搬出入できるように垂直に支持されてい
る。このボート８は、保温筒９によって垂直に支持さ
れ、保温筒９をボートエレベータ１０に支持し、このボ
ートエレベータ１０を上下駆動することによりボート８
の搬出入を可能とし、ボートエレベータ１０のフランジ
１０ａで反応チューブ１の下端開口部を密閉するように
構成されている。また、反応チューブ１の下端部側部よ
り処理ガスを排気するためのガス排気口１１が接続され
ている。図中、１２は反応チューブ１の周囲の熱を外部
に集熱して排気するためのスカベンジャであり、このス
カベンジャ１２は図示しない排気装置により、常時排気
されるように構成されている。
数の被処理体例えば170枚の半導体ウエハ７を水平状態
で縦方向に所定間隔例えば4.7mm間隔で離間して、搭載
したボート８を搬出入できるように垂直に支持されてい
る。このボート８は、保温筒９によって垂直に支持さ
れ、保温筒９をボートエレベータ１０に支持し、このボ
ートエレベータ１０を上下駆動することによりボート８
の搬出入を可能とし、ボートエレベータ１０のフランジ
１０ａで反応チューブ１の下端開口部を密閉するように
構成されている。また、反応チューブ１の下端部側部よ
り処理ガスを排気するためのガス排気口１１が接続され
ている。図中、１２は反応チューブ１の周囲の熱を外部
に集熱して排気するためのスカベンジャであり、このス
カベンジャ１２は図示しない排気装置により、常時排気
されるように構成されている。
【００１３】反応チューブ１の下方位置で、水冷フラン
ジ部４の配設位置に、図２に示すように、反応チューブ
１の外周面にリング状にアルミナ繊維を巻装して断熱材
１３を設けている。このリング状の断熱材１３には、ガ
ス導入口３とガス排気口１１を収容するための取付溝１
５を形成している。
ジ部４の配設位置に、図２に示すように、反応チューブ
１の外周面にリング状にアルミナ繊維を巻装して断熱材
１３を設けている。このリング状の断熱材１３には、ガ
ス導入口３とガス排気口１１を収容するための取付溝１
５を形成している。
【００１４】上記の断熱材１３は、硬質状の耐火ブロッ
ク或はシリカブロックまたは石英ウール或はブランケッ
ト等の素材によって形成し、外周面をガラスクロス等で
被覆して塵埃が飛散しないように構成されている。ま
た、この断熱材１３は、上記のように装着する以外に、
反応チューブ１とヒータ６との間隙に設けた断熱部材１
４と一体に設けるようにしても良いし、また上記した素
材を紐状に形成してこの紐状の断熱材を反応チューブ１
に層状に巻装するようにしても良い。
ク或はシリカブロックまたは石英ウール或はブランケッ
ト等の素材によって形成し、外周面をガラスクロス等で
被覆して塵埃が飛散しないように構成されている。ま
た、この断熱材１３は、上記のように装着する以外に、
反応チューブ１とヒータ６との間隙に設けた断熱部材１
４と一体に設けるようにしても良いし、また上記した素
材を紐状に形成してこの紐状の断熱材を反応チューブ１
に層状に巻装するようにしても良い。
【００１５】次に上記実施例の作用を説明する。例えば
半導体ウエハ７に酸化膜を形成する場合について説明す
ると、ボート８の所定位置にウエハ７を搭載し、反応チ
ューブ１内に搬入されると、チューブ１はヒータ６によ
り設定温度に加熱される。そして、反応チューブ１の外
周壁に対し間隙を設けてアウターチューブ２を同軸的に
配設し、この間隙内にガス導入口３に導入された処理ガ
スは、反応チューブ１とアウターチューブ２内に均一に
層流状態で上昇して均一に流れるため、処理ガスは、反
応チューブ１内への導入後に下降流を生じることなく処
理ガスが十分に径方向に拡散して均一に下降することに
なり、ウエハ７の面内のいずれの位置でも処理ガス温度
がほぼ同一となり、ウエハ７の面内均一性が向上する。
半導体ウエハ７に酸化膜を形成する場合について説明す
ると、ボート８の所定位置にウエハ７を搭載し、反応チ
ューブ１内に搬入されると、チューブ１はヒータ６によ
り設定温度に加熱される。そして、反応チューブ１の外
周壁に対し間隙を設けてアウターチューブ２を同軸的に
配設し、この間隙内にガス導入口３に導入された処理ガ
スは、反応チューブ１とアウターチューブ２内に均一に
層流状態で上昇して均一に流れるため、処理ガスは、反
応チューブ１内への導入後に下降流を生じることなく処
理ガスが十分に径方向に拡散して均一に下降することに
なり、ウエハ７の面内のいずれの位置でも処理ガス温度
がほぼ同一となり、ウエハ７の面内均一性が向上する。
【００１６】この場合、水冷フランジ部４の位置に断熱
材１３が装着されているので、反応チューブ１内の下方
部分の温度がチューブ１の外部に伝熱することがなく、
反応チューブ１内の処理ガス温度がほぼ同一となり、ウ
エハ７の成膜面内均一性を確保することができる。
材１３が装着されているので、反応チューブ１内の下方
部分の温度がチューブ１の外部に伝熱することがなく、
反応チューブ１内の処理ガス温度がほぼ同一となり、ウ
エハ７の成膜面内均一性を確保することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によると次のような優れた効果がある。即ち、反応チュ
ーブの下方位置に設けた処理ガス導入口の近傍位置に断
熱材を充填させたので、反応チューブ内の加熱温度が外
部に放散されることなく処理ガスを反応チューブ内に導
入することにより断面均熱性を向上させ、被処理体の歩
留りを向上させることができる。また、水冷フランジ部
の配設位置に断熱材が装着され、しかも、ガス導入口と
ガス排気口以外は、断熱材で密に反応チューブの外周面
に巻装されているので、反応チューブ内の下方部分の温
度が外部に伝熱されることなく、反応チューブ内の処理
ガス温度が均一に保持される等の効果がある。
によると次のような優れた効果がある。即ち、反応チュ
ーブの下方位置に設けた処理ガス導入口の近傍位置に断
熱材を充填させたので、反応チューブ内の加熱温度が外
部に放散されることなく処理ガスを反応チューブ内に導
入することにより断面均熱性を向上させ、被処理体の歩
留りを向上させることができる。また、水冷フランジ部
の配設位置に断熱材が装着され、しかも、ガス導入口と
ガス排気口以外は、断熱材で密に反応チューブの外周面
に巻装されているので、反応チューブ内の下方部分の温
度が外部に伝熱されることなく、反応チューブ内の処理
ガス温度が均一に保持される等の効果がある。
【図１】本発明における熱処理装置の１実施例を示す縦
断面説明図である。
断面説明図である。
【図２】図１における断熱材の拡大斜視図である。
【図３】図１における水冷フランジ部の拡大断面図であ
る。
る。
１ 反応チューブ ３ ガス導入口 ４ 水冷フランジ部 ６ ヒータ ７ 被処理体 １１ ガス排気口 １３ 断熱材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/22 - 21/24 H01L 21/31 H01L 21/365 H01L 21/38 - 21/40 H01L 21/469 H01L 21/86
Claims (1)
- 【請求項１】 複数枚の被処理体を収容した反応チュー
ブ内に処理ガスを導入して熱処理を行なう熱処理装置に
おいて、上記反応チューブの下方位置に設けた水冷フラ
ンジ部の下部に処理ガス導入口とガス排気口を設け、こ
のガス導入口とガス排気口が位置する反応チューブの外
周面にリング状の断熱材を巻装し、この断熱材に形成し
た取付溝を介してガス導入口とガス排気口を密に収容し
て水冷フランジ部の配設位置周辺での放熱を防ぐように
したことを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03089339A JP3118760B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03089339A JP3118760B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04302417A JPH04302417A (ja) | 1992-10-26 |
| JP3118760B2 true JP3118760B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=13967939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03089339A Expired - Lifetime JP3118760B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3118760B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4523225B2 (ja) * | 2002-09-24 | 2010-08-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP03089339A patent/JP3118760B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04302417A (ja) | 1992-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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