JP3307924B2 - Heat treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
本発明は、熱処理装置に関し、特に被処理体を高温下
で熱処理するための熱処理装置に関する。The present invention relates to a heat treatment apparatus, and more particularly, to a heat treatment apparatus for heat treating an object to be processed at a high temperature.
【0002】[0002]
従来から、半導体ウエハ製造工程の各種薄膜形成装置
のCVD装置、エキタピシャル成長装置や酸化膜形成装
置、あるいはドーピング装置の熱拡散装置等に熱処理装
置が採用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a heat treatment apparatus has been employed in a CVD apparatus of various thin film forming apparatuses in a semiconductor wafer manufacturing process, an epitaxial growth apparatus, an oxide film forming apparatus, or a thermal diffusion apparatus of a doping apparatus.
【0003】 この種の半導体ウエハの各種熱処理に使用される一般
拡散型の熱処理装置は、被処理体である複数の半導体ウ
エハが配置される炉室を形成するプロセスチューブと、
このプロセスチューブの外周に設けられる発熱抵抗体
と、この発熱抵抗体を包囲して設けられる断熱材とを備
えている。A general diffusion type heat treatment apparatus used for various kinds of heat treatment of a semiconductor wafer of this kind includes a process tube for forming a furnace chamber in which a plurality of semiconductor wafers to be processed are arranged;
A heating resistor is provided on the outer periphery of the process tube, and a heat insulating material is provided to surround the heating resistor.
【0004】 この場合、発熱抵抗体としてFeCrAl製等のスパイラル
ヒータが用いられ、炉室内を例えば1200℃程度まで高温
加熱し得るようになっている。In this case, a spiral heater made of FeCrAl or the like is used as a heating resistor, so that the furnace chamber can be heated to a high temperature of, for example, about 1200 ° C.
【0005】 また、断熱材としては、セラミックファイバ等が用い
られ、輻射熱および伝導熱として奪われる熱量を減少さ
せて、効率よく加熱し得るようにしている。[0005] In addition, ceramic fibers or the like are used as the heat insulating material, and the amount of heat taken as radiant heat and conductive heat is reduced so that heating can be performed efficiently.
【0006】[0006]
上記従来の一般拡散型の熱処理装置にあっては、加熱
装置の発熱抵抗体としてFeCrAl製のヒータを用いること
としており、このヒータは許容電流密度がそれ程高くな
いため、炉室内の昇降温速度が例えば1分間で10℃程度
しか得られず、従って高速昇降温処理ができず、処理速
度が遅いという問題があった。In the above-mentioned conventional general diffusion type heat treatment apparatus, a heater made of FeCrAl is used as a heating resistor of the heating apparatus, and since the allowable current density of the heater is not so high, the temperature rise / fall rate in the furnace chamber is reduced. For example, only about 10 ° C. can be obtained in one minute, so that there is a problem that high-speed temperature raising / lowering processing cannot be performed and the processing speed is slow.
【0007】 これに対して、例えば10秒間で500〜1000℃昇降温す
る昇降温速度の速いランプ加熱型の熱処理装置も知られ
ているが、この場合には半導体ウエハの面内温度差が大
きく、半導体ウエハの面内温度差が例えば40℃程度にも
なって、半導体ウエハにスリップ等の結晶欠陥が生じて
しまうこととなるという問題があった。On the other hand, there is also known a lamp heating type heat treatment apparatus which raises and lowers the temperature by 500 to 1000 ° C. in 10 seconds, for example, but in this case, the in-plane temperature difference of the semiconductor wafer is large. In addition, there has been a problem that the in-plane temperature difference of the semiconductor wafer becomes, for example, about 40 ° C., and crystal defects such as slips occur in the semiconductor wafer.
【0008】 また、高温に加熱された発熱抵抗体は熱変形が大き
く、発熱抵抗体と断熱材が接触すると、発熱抵抗体と断
熱材が反応し発熱抵抗体が断線するという問題点があっ
た。[0008] Furthermore, the heating resistor heated to a high temperature has a large thermal deformation, and when the heating resistor and the heat insulating material come into contact with each other, the heating resistor and the heat insulating material react with each other, causing a problem that the heating resistor is disconnected. .
【0009】 そこで本発明は、炉室内の高速昇降温処理を可能にし
て、被処理体の処理速度を高めることができ、熱的反応
により発熱抵抗体が断線することのない熱処理装置を提
供することを、その課題としている。Therefore, the present invention provides a heat treatment apparatus that enables high-speed temperature rise / fall processing in a furnace chamber, can increase the processing speed of an object to be processed, and does not disconnect the heating resistor due to a thermal reaction. That is the challenge.
【0010】[0010]
本発明は、上記課題を解決するためになしたもので、
その解決手段として本発明の熱処理装置は、 複数の被処理体が配置される炉室を形成するプロセス
チューブと、 前記プロセスチューブの外周側に配置される発熱抵抗
体と、 前記発熱抵抗体を包囲して設けられる断熱材と、 を備える熱処理装置において、 前記発熱抵抗体は、二ケイ化モリブデンにて形成さ
れ、前記断熱材に接触しない状態で前記断熱材に取り付
けられており、 前記断熱材は、表面が二酸化ケイ素に対して不活性の
材料で形成されている、 ことを特徴とする。The present invention has been made to solve the above problems,
As a means for solving the problem, the heat treatment apparatus of the present invention includes a process tube forming a furnace chamber in which a plurality of workpieces are arranged, a heating resistor arranged on an outer peripheral side of the process tube, and surrounding the heating resistor. A heat insulating material, wherein the heat generating resistor is formed of molybdenum disilicide, and is attached to the heat insulating material without being in contact with the heat insulating material. The surface is formed of a material inert to silicon dioxide.
【0011】 上記構成の熱処理装置にあっては、二ケイ化モリブデ
ン製の発熱抵抗体は、許容される表面負荷密度が1200℃
で約20W/cm2と大きい。 そのため電源を入れてから1分間に50〜100℃で炉室内
は加熱される。In the heat treatment apparatus having the above configuration, the heat generating resistor made of molybdenum disilicide has an allowable surface load density of 1200 ° C.
In large as about 20W / cm 2. For this reason, the furnace chamber is heated at 50 to 100 ° C. per minute after the power is turned on.
【0012】 従って、スリップの発生や結晶欠陥を生じさせること
のない昇温速度で、炉室内を高速で昇降温処理できるこ
ととなる。Therefore, the temperature inside the furnace chamber can be raised and lowered at a high rate without causing slips or crystal defects.
【0013】 また、この二ケイ化モリブデン製の発熱抵抗体は、加
熱されると二酸化ケイ素が表面に析出され、発熱抵抗体
の表面保護膜を形成することとなる。Further, when the heating resistor made of molybdenum disilicide is heated, silicon dioxide is deposited on the surface, and forms a surface protection film of the heating resistor.
【0014】 上記二酸化ケイ素は、発熱抵抗体を包囲する断熱材と
反応すると表面保護膜が浸蝕され、二ケイ化モリブデン
製の発熱抵抗体が断線する原因となるが、断熱材の表面
を二酸化ケイ素に対して不活性な材料にて形成している
ため、上記発熱抵抗体が断線するようなことはない。When the silicon dioxide reacts with a heat insulating material surrounding the heat generating resistor, the surface protective film is eroded, causing the heat generating resistor made of molybdenum disilicide to be disconnected. Is formed of a material that is inactive with respect to the above, so that the heating resistor does not break.
【0015】 しかも、断熱材は表面が二酸化ケイ素に対して不活性
な材料にて形成されているため、表面に別部材を取り付
ける場合に比し、容易かつ確実に形成することができ
る。In addition, since the surface of the heat insulating material is formed of a material inert to silicon dioxide, the heat insulating material can be formed more easily and reliably than when a separate member is attached to the surface.
【0016】 また、発熱抵抗体は断熱材に接触しない状態で断熱材
に取り付けられているため、高熱となった発熱抵抗体が
断熱材に接触して反応し、断線するのをより確実に防止
することができる。Further, since the heat generating resistor is attached to the heat insulating material in a state of not contacting the heat insulating material, it is possible to more reliably prevent the heat generating resistor that has become hot from reacting upon contact with the heat insulating material and breaking. can do.
【0017】 この場合、前記断熱材は、ほぼ円筒形状をなしてお
り、 前記発熱抵抗体は、ほぼ円筒形状をなし、前記断熱材
の内周側にほぼ同心に配置され、 前記断熱材がなす円筒形状の内径は、前記発熱抵抗体
がなす円筒形状の外径より大きくすることができる。In this case, the heat insulating material has a substantially cylindrical shape, and the heating resistor has a substantially cylindrical shape, and is disposed substantially concentrically on the inner peripheral side of the heat insulating material, and the heat insulating material forms The inner diameter of the cylindrical shape can be larger than the outer diameter of the cylindrical shape formed by the heating resistor.
【0018】 このような構成とすることにより、断熱材がなす円筒
形状の内径が発生抵抗体がなす円筒形状の外径より大き
いため、発熱抵抗体は断熱材に接触せず、したがって、
高熱となった発熱抵抗体が断熱材に接触して反応し、断
線することがない。With such a configuration, the heat generating resistor does not contact the heat insulating material because the inner diameter of the cylindrical shape formed by the heat insulating material is larger than the outer diameter of the cylindrical shape formed by the generating resistor.
The heat-generating resistor which has been heated to high temperature contacts and reacts with the heat insulating material, and does not break.
【0019】 本発明においては、前記断熱材は、ほぼ垂直な内側面
を備え、 前記発熱抵抗体は、前記断熱材内側面に伸縮自在に取
付けられた状態とすることができる。In the present invention, the heat insulating material may have a substantially vertical inner surface, and the heat generating resistor may be attached to the inner surface of the heat insulating material so as to be stretchable.
【0020】 このような構成とすることにより、発熱抵抗体が断熱
材のほぼ垂直な内側面に伸縮自在に取付けられているた
め、発熱抵抗体の熱膨張、収縮による上下方向の長さ変
化を許容することができ、熱膨張や収縮にともなって応
力が発生して断線などが起こることがない。With this configuration, since the heat generating resistor is attached to the heat insulating material so as to be able to expand and contract on the substantially vertical inner surface, a change in the vertical length due to thermal expansion and contraction of the heat generating resistor can be prevented. It can be tolerated, and stress is not generated due to thermal expansion or contraction, and disconnection does not occur.
【0021】 本発明においては、前記発熱抵抗体は、蛇行したひも
状に形成されており、折り曲げ部で吊下げられた状態と
することができる。In the present invention, the heating resistor is formed in a meandering string shape, and can be suspended at a bent portion.
【0022】 このような構成とすることにより、蛇行したひも状の
発熱抵抗体を折り曲げ部で吊下げられて断熱材に取付け
るため、発熱抵抗体は伸縮自在となり、したがって、発
熱抵抗体の熱膨張、収縮による上下方向の長さ変化を許
容することができ、熱膨張や収縮にともなって応力が発
生して断線などが起こることがない。With such a configuration, since the meandering string-shaped heating resistor is hung at the bent portion and attached to the heat insulating material, the heating resistor can expand and contract, and therefore, the thermal expansion of the heating resistor In addition, a change in length in the vertical direction due to contraction can be tolerated, and there is no possibility that stress is generated due to thermal expansion or contraction and disconnection or the like occurs.
【0023】 本発明においては、前記発熱抵抗体は、ステープルに
て前記断熱材に取付けられ、 前記ステープルは、少なくとも表面が二酸化ケイ素に
対して不活性の材料で形成されている、または発熱抵抗
体と同一の材料で形成された状態とすることができる。In the present invention, the heating resistor is attached to the heat insulating material by staples, and the staples are formed at least on a surface of a material inert to silicon dioxide, or And the same material.
【0024】 このような構成とすることにより、発熱抵抗体を断熱
材に取付けるステープルの少なくとも表面を二酸化ケイ
素に対して不活性な材料で形成されているため、二酸化
ケイ素製の発熱抵抗体とステープルとが反応して発熱抵
抗体の表面保護膜が浸食されることがなく、したがっ
て、発熱抵抗体の断線の可能性を低下させることができ
る。With this configuration, since at least the surface of the staple for attaching the heating resistor to the heat insulating material is formed of a material inert to silicon dioxide, the heating resistor made of silicon dioxide and the staple are formed. Does not react and the surface protection film of the heating resistor is not eroded, so that the possibility of disconnection of the heating resistor can be reduced.
【0025】[0025]
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0026】 第1図〜第5図は、本発明の一実施例を示す図であ
る。FIG. 1 to FIG. 5 are diagrams showing an embodiment of the present invention.
【0027】 この実施例は、半導体ウエハの製造に用いる縦形の熱
処理装置を示す。This embodiment shows a vertical heat treatment apparatus used for manufacturing a semiconductor wafer.
【0028】 この熱処理装置は、石英製のプロセスチューブ10が例
えばステンレススチールからなるベースプレート12上に
縦方向に立設支持されており、このプロセスチューブ10
の内側に炉室14が形成されるようになっている。また、
上記プロセスチューブ10はケーシング32内に納められる
ようになっている。In this heat treatment apparatus, a process tube 10 made of quartz is vertically supported on a base plate 12 made of, for example, stainless steel.
A furnace chamber 14 is formed inside the furnace. Also,
The process tube 10 is housed in a casing 32.
【0029】 このプロセスチューブ10によって形成される炉室14内
には、保温筒18に載置されたボート20が挿脱可能となっ
ていて、このボート20に多数枚の被処理体である半導体
ウエハ22が水平に等間隔に配列支持され、図示しない処
理ガス供給源よりガスを供給し半導体ウエハ22に対して
気相成長処理を実行可能となっている。なお、保温筒18
は、フランジキャップ24上に搭載され、このフランジキ
ャップ24は図示せぬエレベータアームに取り付けられて
上下移動し、上記保温筒18及びボート20を上下移動させ
るとともに、上記プロセスチューブ10のボート挿入孔26
を密封しうるようになっている。A boat 20 mounted on a heat retaining tube 18 can be inserted into and removed from a furnace chamber 14 formed by the process tube 10. The wafers 22 are horizontally arranged and supported at equal intervals, and a gas is supplied from a processing gas supply source (not shown) so that a vapor phase growth process can be performed on the semiconductor wafer 22. In addition, heat insulation tube 18
Is mounted on a flange cap 24. The flange cap 24 is attached to an elevator arm (not shown) and moves up and down to move the heat retaining cylinder 18 and the boat 20 up and down.
Can be sealed.
【0030】 上記プロセスチューブ10の外周には発熱抵抗体30が設
けられており、この発熱抵抗体30の外側には発熱抵抗体
30を支持、包囲する断熱材34が設けられている。A heating resistor 30 is provided on the outer periphery of the process tube 10, and a heating resistor 30 is provided outside the heating resistor 30.
A heat insulating material 34 that supports and surrounds 30 is provided.
【0031】 発熱抵抗体30は、上記炉室14内を例えばトップ、セン
ター及びボトムの3ゾーンに分けて、それぞれを好適な
温度条件下で加熱し得るようにトップ側、センター側及
びボトム側のそれぞれの発熱抵抗体30a、30b,30cにて構
成されるような3ゾーン方式をとっている。なお、ゾー
ン分割は3ゾーンに限らず5ゾーンなど適宜必要に応じ
て決めればよい。また、断熱材34も上記トップ、センタ
ー及びボトムの3ゾーンに対応してトップ側、センター
側及びボトム側のそれぞれの断熱部材34a、34b、34cに
て構成されている。The heating resistor 30 divides the inside of the furnace chamber 14 into, for example, three zones, that is, a top, a center, and a bottom, and heats the top, center, and bottom of the furnace chamber 14 under suitable temperature conditions. It employs a three-zone system constituted by the respective heating resistors 30a, 30b, 30c. The zone division is not limited to three zones, but may be determined as needed, such as five zones. Further, the heat insulating material 34 is also constituted by heat insulating members 34a, 34b and 34c on the top side, the center side and the bottom side corresponding to the three zones of the top, center and bottom.
【0032】 さらに、これら断熱部材34a、34b、34cは、円筒状の
もので、半円筒状のものを2個組合せて形成されるよう
になっており、これに対応して上記発熱抵抗体30a、30
b、30cも半円筒状のものを2個組合せるようになってい
る。Further, these heat insulating members 34a, 34b, 34c are cylindrical, and are formed by combining two semi-cylindrical members. , 30
b and 30c are also designed to combine two semi-cylindrical members.
【0033】 発熱抵抗体30a、30b、30cは、二ケイ化モリブデン(M
oSi2)製のものとしている。具体的には、二ケイ化モリ
ブデン(MoSi2)を主成分としたヒーター(カンタル社
製のカンタルスーパー発熱体)が採用できる。この二ケ
イ化モリブデン製の発熱抵抗体30a、30b、30cは、常温
で抵抗値が非常に小さく、高温になると抵抗値が大きく
なる。二ケイ化モリブデンは、従来用いられているFeCr
Al発熱体の最大表面負荷が1200℃において例えば2W/cm2
であるのに対し、20W/cm2と10倍の発熱量であって、強
力なパワー増加が得られ、従来用いられているFeCrAl発
熱体が10℃/分の温度上昇であるのに対し、100℃/分
と温度上昇を急俊にすることができる。The heating resistors 30a, 30b, 30c are made of molybdenum disilicide (M
oSi 2 ). Specifically, a heater mainly composed of molybdenum disilicide (MoSi 2 ) (a Kanthal super heating element manufactured by Kanthal) can be employed. The heating resistors 30a, 30b and 30c made of molybdenum disilicide have a very small resistance at room temperature, and have a large resistance at high temperatures. Molybdenum disilicide is a commonly used FeCr
The maximum surface load of the Al heating element is 2 W / cm 2 at 1200 ° C.
On the other hand, the heating value is 10 times as large as 20 W / cm 2 , a strong power increase is obtained, and the temperature rise of the conventionally used FeCrAl heating element is 10 ° C./min, The temperature rise can be made rapid at 100 ° C / min.
【0034】 また、発熱抵抗体30a、30b、30cは、第3図及び第5
図に示すように、一本の線材を上下部でU字状に折り曲
げて、縦形に連続するミヤンダ状に形成してある。The heating resistors 30a, 30b, and 30c are the same as those shown in FIGS.
As shown in the figure, one wire rod is bent in a U-shape at the upper and lower portions to form a vertically continuous Myanda shape.
【0035】 そして、第3〜第5図に示すように、このミヤンダ状
に形成した発熱抵抗体30a、30b、30cをステープル36に
て上記各断熱部材34a、34b、34cの内側面に取付け保持
させるようになっている。このステープル36は、発熱抵
抗体30a、30b、30cの上部では各々の折曲部の頂部に取
り付けて発熱抵抗体30a、30b、30cを吊下げ支持すると
ともに、発熱抵抗体30a、30b、30cの下部では各々の折
曲部を避けて直線部分を支持して位置を固定するように
しており、このように発熱抵抗体30a、30b、30cの下端
を解放状態にしておくことによって、発熱抵抗体30a、3
0b、30cの熱膨張、収縮による上下方向の長さ変化を許
容できるようにしている。Then, as shown in FIGS. 3 to 5, the heating resistors 30a, 30b, 30c formed in the shape of a mound are attached to and held by the staples 36 on the inner surfaces of the heat insulating members 34a, 34b, 34c. It is made to let. The staple 36 is attached to the top of each bent portion above the heating resistors 30a, 30b, and 30c to suspend and support the heating resistors 30a, 30b, and 30c, as well as the heating resistors 30a, 30b, and 30c. In the lower part, the position is fixed by supporting the linear part avoiding each bent part, and by keeping the lower ends of the heating resistors 30a, 30b, 30c in an open state in this way, the heating resistor 30a, 3
A change in length in the vertical direction due to thermal expansion and contraction of 0b and 30c is allowed.
【0036】 さらに、上記発熱抵抗体30a、30b、30cは、加熱され
ると表面に二酸化ケイ素(SiO2)が析出される発熱抵抗
体30の表面保護膜を形成し、発熱抵抗体30が大気中の酸
素と反応して酸化し、断線することを防止している。上
記発熱抵抗体30a、30b、30cと直接接触する上記ステー
プル36の少なくとも表面を例えば1200℃という高温にお
いても上記二酸化ケイ素に対して不活性な材料にて形成
し、上記の析出した二酸化ケイ素が浸蝕され発熱抵抗体
30がステープル30の接触部で断線しないようにしてい
る。二酸化ケイ素に対して不活性な材料としては、例え
ば、鉄Fe、銅Cu、ニッケルNiなどがある。なお、ステー
プル36全体を二酸化ケイ素に対して不活性な材料あるい
は発熱抵抗体30a、30b、30cと同一の材料で形成するよ
うにしてもよい。Further, the heating resistors 30 a, 30 b, and 30 c form a surface protection film of the heating resistor 30 on which silicon dioxide (SiO 2 ) is deposited when heated, and the heating resistor 30 is exposed to the air. It reacts with the oxygen inside and oxidizes to prevent disconnection. At least the surface of the staple 36 that is in direct contact with the heating resistors 30a, 30b, 30c is formed of a material that is inert to the silicon dioxide even at a high temperature of, for example, 1200 ° C., and the deposited silicon dioxide is eroded. Heating resistor
30 does not break at the contact portion of the staple 30. Examples of materials inert to silicon dioxide include iron Fe, copper Cu, and nickel Ni. The entire staple 36 may be formed of a material inert to silicon dioxide or the same material as the heating resistors 30a, 30b, 30c.
【0037】 また、発熱抵抗体30a、30b、30cは、第5図に示すよ
うに、隣接する境界部分において、各端部の曲折部が交
互に長短の状態になっており、その長短の曲折部が交互
に噛み合い状態で配設されるようになっている。従っ
て、発熱抵抗体30a、30b、30cは、隣接境界部分におい
て隙間なく配設され、その結果トップ、センター、ボト
ムの各ゾーン間の境界部において均一な加熱がなし得る
ようになっている。なお、発熱抵抗体は、トップ、セン
ター、ボトムの各ゾーン内において上下に複数組合せる
ようにしてもよく、その場合には各隣接部分において上
述のように交互に組合せるようにすることでゾーン内を
均一な温度に維持できる。また組合せ状態は上述の例に
限らず、均一な温度に維持できる各種の組合せが可能で
ある。As shown in FIG. 5, the heating resistors 30 a, 30 b, and 30 c have bent portions at their respective ends alternately longer and shorter at an adjacent boundary portion. The parts are alternately arranged in a meshing state. Therefore, the heating resistors 30a, 30b, and 30c are arranged without gaps at the adjacent boundaries, so that uniform heating can be performed at the boundaries between the top, center, and bottom zones. A plurality of heating resistors may be combined vertically in each of the top, center, and bottom zones. In this case, the zones may be alternately combined in each adjacent portion as described above. The inside can be maintained at a uniform temperature. Further, the combination state is not limited to the above example, and various combinations that can maintain a uniform temperature are possible.
【0038】 断熱材34は、各断熱部材34a、34b、34cがセラミック
ファイバにて形成されている。第2図に示すように、こ
れら各断熱部材34a、34b、34cは、発熱抵抗体30a、30
b、30cと反応して腐食しないように、その半径r1が発熱
抵抗体30a、30b、30cの半径r2よりも大きく設定され、
発熱抵抗体30a、30b、30cと接触しないようになってい
る。In the heat insulating material 34, the heat insulating members 34a, 34b and 34c are formed of ceramic fibers. As shown in FIG. 2, these heat insulating members 34a, 34b, 34c
b, so as not to corrode react with 30c, the radius r 1 is the heat generating resistor 30a, 30b, is set larger than the radius r 2 of 30c,
The heating resistors 30a, 30b, and 30c are not in contact with each other.
【0039】 断熱部材34a、34b、34cの表面38を二酸化ケイ素に対
して不活性な材料で形成するようにして、上記発熱抵抗
体30a、30b、30cが加熱された際にたとえ変形して断熱
部材34a、34b、34cと接触しても、発熱抵抗体30a、30
b、30cの表面に形成された二酸化ケイ素膜が浸蝕され断
線することがないようになっている。二酸化ケイ素に対
して不活性な材料としては、上述のように例えば、鉄F
e、銅Cu、ニッケルNiなどがある。この二酸化ケイ素と
不活性な材料からなる表面38の形成は、塗布によるもの
でも、積層によるものでもよく、種々の手段が採用でき
る。The surface 38 of the heat insulating members 34a, 34b, 34c is formed of a material inert to silicon dioxide, so that the heat generating resistors 30a, 30b, 30c are deformed and heat-insulated even when heated. Even if the heating resistors 30a, 30c contact the members 34a, 34b, 34c,
The silicon dioxide film formed on the surfaces of b and 30c is not corroded and disconnected. As the material inert to silicon dioxide, for example, iron F
e, copper Cu, nickel Ni and the like. The surface 38 made of silicon dioxide and an inert material may be formed by coating or lamination, and various means can be adopted.
【0040】 このように、断熱部材34a、34b、34cと、発熱抵抗体3
0a、30b、30cとの非接触構造に加え、断熱部材34a、34
b、34cの表面38を二酸化ケイ素と不活性な材料にて形成
することによって、発熱抵抗体30の表面に形成された二
酸化ケイ素膜の浸食防止を図っている。As described above, the heat insulating members 34 a, 34 b, 34 c and the heating resistor 3
0a, 30b, 30c, in addition to the non-contact structure, heat insulating members 34a, 34c
By forming the surface 38 of b and 34c with silicon dioxide and an inert material, erosion of the silicon dioxide film formed on the surface of the heating resistor 30 is prevented.
【0041】 本実施例では、上述のように、加熱装置28の発熱抵抗
体30a、30b、30cを二ケイ化モリブデン製とすることに
よって、高速昇降温がなし得、バッチ処理で半導体ウエ
ハの処理速度を向上させることが可能となる。In this embodiment, as described above, the heating resistors 30 a, 30 b, and 30 c of the heating device 28 are made of molybdenum disilicide, so that the temperature can be raised and lowered at a high speed. Speed can be improved.
【0042】 発熱抵抗体30a、30b、30cを固定するステープル36の
表面を二酸化ケイ素と不活性の材料にて形成するように
することで、発熱抵抗体30の表面に形成された二酸化ケ
イ素膜の浸食を防止することが可能となる。By forming the surface of the staple 36 for fixing the heating resistors 30a, 30b, and 30c with silicon dioxide and an inert material, the silicon dioxide film formed on the surface of the heating resistor 30 Erosion can be prevented.
【0043】 さらに、断熱部材34a、34b、34cと、発熱抵抗体30a、
30b、30cとの非接触構造に加え、たとえ発熱により発熱
抵抗体30が変形し断熱部材30と接触しても断熱部材34
a、34b、34cの表面38を二酸化ケイ素と不活性な材料に
て形成することによって、断熱部材34a、34b、34cが発
熱抵抗体30a、30b、30cの表面に析出する二酸化ケイ素
と反応して浸食されるのを防止し発熱抵抗体の断線を防
止することが可能となる。Further, the heat insulating members 34 a, 34 b, 34 c and the heating resistor 30 a,
In addition to the non-contact structure with 30b and 30c, even if the heating resistor 30 is deformed due to heat generation and comes into contact with the heat insulating member 30, the heat insulating member 34
By forming the surface 38 of a, 34b, 34c with an inert material with silicon dioxide, the heat insulating members 34a, 34b, 34c react with the silicon dioxide deposited on the surface of the heating resistors 30a, 30b, 30c. It is possible to prevent erosion and disconnection of the heating resistor.
【0044】 なお、上記実施例においては、縦型の熱処理装置につ
いて説明したが、これに限らず横型の熱処理装置にも適
用できるものである。この場合、各発熱抵抗体は、横型
で折返されるものを使用するのがよく、この発熱抵抗体
を断熱部材に固定する場合には、発熱抵抗体の両端部を
固定せずに、中間の直線部分を固定するようにして、左
右方向の伸縮を可能にするとよい。In the above embodiment, the vertical type heat treatment apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a horizontal type heat treatment apparatus. In this case, it is preferable to use each heating resistor that is folded back in a horizontal shape. When fixing this heating resistor to a heat insulating member, both ends of the heating resistor are not fixed and an intermediate portion is provided. It is good to fix a straight line part, and to be able to expand and contract in the left-right direction.
【0045】 以上説明したように、本発明の熱処理装置は、加熱装
置の発熱抵抗体を二ケイ化モリブデンにて形成すること
としたたため、この発熱抵抗体は最大表面負荷が通常の
発熱体の10倍と大きく炉室内は、電源を入れてから急速
に加熱されることとなる。従って、炉室内を高速で昇降
温処理でき、半導体ウエハの処理速度を向上させること
ができることとなるという効果がある。As described above, in the heat treatment apparatus of the present invention, since the heating resistor of the heating device is formed of molybdenum disilicide, this heating resistor has a maximum surface load of a normal heating element. The furnace chamber is heated up ten times, and is rapidly heated after the power is turned on. Accordingly, there is an effect that the temperature in the furnace chamber can be raised and lowered at high speed, and the processing speed of the semiconductor wafer can be improved.
【0046】 また、発熱抵抗体を包囲して設けられる断熱材の表面
を二酸化ケイ素に対して不活性の材料にて形成すること
としたため、上記の発熱抵抗体が加熱されて変形し、た
とえ断熱材と接触したとしてもこの二酸化ケイ素は断熱
材と反応することがなく、従って発熱抵抗体の表面に形
成された二酸化ケイ素膜が浸食されるのを防止すること
ができ、発熱抵抗体の断線を防止できるという効果があ
る。In addition, since the surface of the heat insulating material provided to surround the heating resistor is formed of a material inert to silicon dioxide, the heating resistor is heated and deformed. Even if it comes into contact with the material, this silicon dioxide does not react with the heat insulating material, so that the silicon dioxide film formed on the surface of the heating resistor can be prevented from being eroded, and the disconnection of the heating resistor can be prevented. There is an effect that it can be prevented.
【0047】 さらに、断熱材は表面が二酸化ケイ素に対して不活性
な材料にて形成されているため、表面に別部材を取り付
ける場合に比し、容易かつ確実に形成することができ
る。Further, since the surface of the heat insulating material is formed of a material inert to silicon dioxide, the heat insulating material can be formed more easily and reliably than when a separate member is attached to the surface.
【0048】 また、発熱抵抗体は断熱材に接触しない状態で断熱材
に取り付けられているため、高熱となった発熱抵抗体が
断熱材に接触して反応し、断線するのをより確実に防止
することができる。Further, since the heat generating resistor is attached to the heat insulating material without being in contact with the heat insulating material, it is possible to more reliably prevent the heat generating resistor that has become hot from reacting upon contact with the heat insulating material and disconnection. can do.
【図1】 本発明の一実施例に係る縦形の熱処理装置を示す概略断
面図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a vertical heat treatment apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図2】 第1図の発熱抵抗体及び断熱材部分の横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat generating resistor and a heat insulating material part of FIG.
【図3】 第1図及び第2図に示す発熱抵抗体及び断熱材の部分斜
視図。FIG. 3 is a partial perspective view of the heat generating resistor and the heat insulating material shown in FIGS. 1 and 2;
【図4】 発熱抵抗体及び断熱材の拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a heating resistor and a heat insulating material.
【図5】 発熱抵抗体の配設状態を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing an arrangement state of a heating resistor.
10……プロセスチューブ 14……炉室 22……半導体ウエハ 28……加熱装置 30a、30b、30c……発熱抵抗体 34……断熱材 34a、34b、34c……断熱部材 36……ステープル 38……断熱部材の表面 10 Process tube 14 Furnace chamber 22 Semiconductor wafer 28 Heating device 30a, 30b, 30c Heating resistor 34 Heat insulating material 34a, 34b, 34c Heat insulating member 36 Staple 38 ... the surface of the heat insulating member
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05B 3/14 H05B 3/14 D 3/66 3/66 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F27D 11/02 F27B 17/00 H01L 21/205 H01L 21/31 H05B 3/14 H05B 3/66 H01L 21/324 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H05B 3/14 H05B 3/14 D 3/66 3/66 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F27D 11/02 F27B 17/00 H01L 21/205 H01L 21/31 H05B 3/14 H05B 3/66 H01L 21/324
Claims (5)
るプロセスチューブと、 前記プロセスチューブの外周側に配置される発熱抵抗体
と、 前記発熱抵抗体を包囲して設けられる断熱材と、 を備える熱処理装置において、 前記発熱抵抗体は、二ケイ化モリブデンにて形成され、
前記断熱材に接触しない状態で前記断熱材に取り付けら
れており、 前記断熱材は、表面が二酸化ケイ素に対して不活性の材
料で形成されている、 ことを特徴とする熱処理装置。1. A process tube forming a furnace chamber in which a plurality of workpieces are arranged, a heating resistor arranged on an outer peripheral side of the process tube, and a heat insulating material provided to surround the heating resistor. Wherein the heat generating resistor is formed of molybdenum disilicide,
The heat treatment apparatus, wherein the heat insulation material is attached to the heat insulation material without being in contact with the heat insulation material, and the heat insulation material has a surface formed of a material inert to silicon dioxide.
り、 前記発熱抵抗体は、ほぼ円筒形状をなし、前記断熱材の
内周側にほぼ同心に配置され、 前記断熱材がなす円筒形状の内径は、前記発熱抵抗体が
なす円筒形状の外径より大きい、 ことを特徴とする、請求項1記載の熱処理装置。2. The heat-insulating material has a substantially cylindrical shape, the heat-generating resistor has a substantially cylindrical shape, and is disposed substantially concentrically on the inner peripheral side of the heat-insulating material, and the heat-insulating material forms a cylindrical shape. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein an inner diameter of the shape is larger than an outer diameter of a cylindrical shape formed by the heating resistor.
けられている、 ことを特徴とする、請求項1または請求項2記載の熱処
理装置。3. The heat insulating material has a substantially vertical inner surface, and the heat generating resistor is attached to the inner surface of the heat insulating material so as to be extendable and contractible. 3. The heat treatment apparatus according to 2.
されており、折り曲げ部で吊下げられて断熱材に取付け
られている、 ことを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれかに
記載の熱処理装置。4. The heating resistor according to claim 1, wherein the heating resistor is formed in a meandering string shape, is suspended at a bent portion, and is attached to a heat insulating material. The heat treatment apparatus according to any one of the above.
熱材に取付けられ、 前記ステープルは、少なくとも表面が二酸化ケイ素に対
して不活性の材料で形成されている、または発熱抵抗体
と同一の材料で形成されている、 ことを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれかに
記載の熱処理装置。5. The heating resistor is attached to the heat insulating material by staples, wherein the staples are formed at least on a surface of a material inert to silicon dioxide, or are the same as the heating resistor. The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat treatment apparatus is formed of a material.
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