JP3636378B2 - 半導体製造装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、炉内温度を迅速に低下させることができる半導体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造においては、ガラス等の基板に加熱下で処理を施すことが行われる。例えば、ガラス基板上に薄膜を形成するCVD装置においては、縦型の反応炉に基板を収容して反応ガスを供給しつつ加熱し、基板上に薄膜を気相成長させている。
【0003】
従来の縦型炉は、図5に示すように、発熱体を有した筒状のヒータ1と、ヒータ1の内部に隙間をもって収容された均熱管2と、均熱管2の内部に隙間をもって収容された反応管3と、反応管3内に処理対象の基板5を保持するボート6とを備えている。
ボート6は基板5を水平状態で隙間をもって多段に装填でき、この状態で複数枚の基板5を反応管3内で保持する。ボート6はボートキャップ7を介して図外のエレベータ上に載置されており、このエレベータにより昇降可能となっている。したがって、基板5の反応管3内への装填および反応管3からの取り出しはエレベータの作動により行われる。
【0004】
ヒータ1はその上端の開口を断熱板8で塞がれており、断熱板8には図6に示すように溝9が形成されている。したがって、この溝9によってヒータ1の内部と外部とを連通する通路が形成されており、この通路には開閉可能なダンパー10を備えた放熱管11を介してラジエータ12及び冷却ファン13が接続されている。
【0005】
反応管3に装入した基板5への薄膜の形成は、ヒータ1の発熱体を発熱させて均熱管2を介して反応管3を加熱し、反応管3内に反応ガスを導入するとともに反応管3内を排気して、基板5の表面に薄膜を生成させることにより行われる。
そして、成膜された基板5の取り出しは、ヒータ1による加熱を停止し、ダンパー10を開けるとともに冷却ファン13を作動させてヒータ1内の熱せられた空気を溝9から成る通路及びラジエータ12を介して外部へ放出し、これによって、反応管3内の温度を所定の温度まで低下させた後に、エレベータを作動させてボート6を反応管3から引き出すことにより行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の縦型炉にあっては、図6に示すように、ヒータ1内の放熱を行うための通路は断熱板8を単に切り欠いた溝9で形成されていたことから、溝9の部分では他の部分より断熱板8の厚さが薄くなり、ヒータ1の天井部分での断熱性が部分的に低下してしまっていた。このため、ヒータ1による炉内の加熱効率が低下して基板の加熱処理におけるスループットが低下したり、炉内の断熱状態に斑が生じて均一な加熱温度を実現することが困難な場合があった。
【0007】
また、図5に示すように、溝9から成る放熱用の通路はヒータ1の上端部の隅に開口しているため、ヒータ1内の熱せられた空気が冷却ファン13によって均一に吸い出されず、炉内の冷却効率が低下して基板処理におけるスループットが低下してしまうばかりか、炉内温度の不均一によって熱処理された基板へも悪影響を与えてしまう虞もあった。なお、放熱用の通路をヒータ1の上端の中央部に開口させるようにすれば冷却時の不具合は解決できるが、このようにした場合には、断熱板8に溝9が長く延在して形成されることとなるため、上記の断熱性の低下や斑が更に一層顕著になるという新たな問題が生ずる。
【0008】
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、炉の断熱性の低下や斑の発生を防止しつつ、炉内を効率良く冷却することができる半導体製造装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体製造装置は、処理対象の基板を収容する反応管と、反応管の周囲に隙間をもって設けられた筒状のヒータとを有し、ヒータによって反応管に収容した基板を加熱して処理する半導体製造装置の縦型炉において、通孔が形成された下層側断熱板と、前記通孔に対応する位置から側面まで連続する溝が形成された上層側断熱板とを重ねて成る天板により前記ヒータの上端開口を塞ぎ、当該ヒータの上端に該通孔と該溝とから成る放熱用の通路を形成したことを特徴とする。
【0010】
【作用】
本発明によると、ヒータはその上端開口を下層側断熱板と上層側断熱板とを積層した天板によって塞がれており、ヒータ内の熱せられた空気は下層側断熱板の通孔から上層側断熱板の溝を通って炉外に排出される。
そして、本発明では、ヒータの天井部分の断熱性を低下させる原因となる溝を下層側断熱板が覆う構造となるため、ヒータの天井部分を成す天板全体としては部分的な断熱性の低下が防止される。このように溝による断熱性への影響が防止されるため、溝を比較的長く延在させて下層側断熱板の通孔の位置を天井部分の中央に設定することができ、ヒータ内の熱せられた空気を均一に排気させて、炉内を均一且つ効率良く冷却することができる。
【0011】
【実施例】
本発明の一実施例に係る縦型炉を図面を参照して説明する。なお、前述した従来例と同一部分には図中に同一符号を付して説明する。
本実施例の縦型反応炉は、図1に示すように、発熱体1aを有した円筒状のヒータ1と、ヒータ1の内部に隙間をもって収容された円筒状の均熱管2と、均熱管2の内部に隙間をもって収容された円筒状の反応管3と、反応管3内に処理対象の基板5を保持するボート6とを備えている。
反応管3は基板5を収容する反応室を画成しており、反応管3にはガス導入管15が連通され、ガス導入管15には図外の反応ガス供給源が接続されている。また、反応管3の下端部には排気管16が接続されており、反応室内の排気を行っている。
【0012】
ヒータ1はその上端の開口を天板17で塞がれており、この天板17は図2に示すように下層側断熱板18と上層側断熱板19とを重ね合わせた構造となっている。
ヒータの上端に当接して設けられる下層側断熱板18には円形の通孔20が形成されており、この通孔20は下層側断熱板18の中央(すなわち、ヒータ1の中心軸上)に位置している。また、下層側断熱板18の上に重ねて設けられる上層側断熱板19には溝21が形成されており、この溝21は通孔20に対応する断熱板19の中央位置から側面まで連続し、溝21の端で断熱板19の側面を切り欠いている。
【0013】
したがって、これら下層側断熱板18と上層側断熱板19とを重ね合わせると通孔20と溝21とが連通し、この結果、これら通孔20と溝21とによって天板17にはヒータ1の内部と外部とを結ぶ通路が形成されている。
そして、この通路には開閉可能なダンパー10を備えた放熱管11を介してラジエータ12及び冷却ファン13が接続されており、この通路を通してヒータ1内の熱せられた空気が排出される。
【0014】
また、ヒータ1を基台22上に支持している円環状のベース23には図3に示すように複数の溝24が切り欠いて形成されており、この基台22にヒータ1の下端が嵌合した状態では、溝24によってヒータ1の内部と外部とを連通する通路が形成されている。
【0015】
反応管4に装入した基板6への薄膜の形成は、従来と同様に、ヒータ1の発熱体1aを発熱させて均熱管2を介して反応管3を加熱し、反応ガス供給管15を介して反応管3内に反応ガスを導入するとともに、排気管16を介して反応管4内を排気して、基板5の表面に薄膜を生成させることにより行われる。
このヒータ1による加熱に際して、ヒータ1の上端開口を塞いでいる天板17は溝21を下層側断熱板18が覆う構造であることから、通孔20をヒータ1の中心軸上に設定するために溝21を比較的長く延在させてあっても、天板17全体としては部分的な断熱性の低下が防止されており、ヒータ1により炉内は均一且つ効率的に加熱される。
【0016】
上記の成膜処理が終了すると、排気管16からの排気を続行した状態でヒータ1による加熱を停止し、反応管3内の熱せられた雰囲気を外部へ排出することにより、反応管3内の温度を低下させる。更にこれと同時に、ダンパー10を開けるとともに冷却ファン13を作動させ、炉外からの空気を溝24からなる吸気用の通路から導入してヒータ1と均熱管2との間の隙間を通して下端から上方へ流し、ヒータ1内の熱せられた空気を通孔20及び溝21から成る放熱用の通路並びにラジエータ12を介して外部へ放出して、ヒータ1内の温度も低下させ、これによっても、反応管3内の温度を低下させる。
【0017】
そして、反応管3内の温度を所定の温度まで低下させた後に、エレベータを作動させてボート6を反応管3から引き出し、成膜された基板5を反応管3から取り出す。
上記した通孔20からの排気による冷却に際して、通孔20はヒータ1の中心軸上に位置していることから、ヒータ1内の熱せられた空気はこの通孔20から均一に排気されるため、炉内は均一且つ効率的に冷却される。このため、反応管3の温度が迅速に低下し、基板5の温度が反応炉から取り出し得る所定温度まで迅速に低下する。
【0018】
図4には本発明の他の一実施例に係る縦型炉を示してある。なお、前述の実施例と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
本実施例は、上端が閉塞された均熱管2に代えて上端が開口した均熱管32を備えた縦型炉に本発明を適用したものであり、均熱管32をその上端が下層側断熱板18の下面に当接させて設け、均熱管32の内部の熱せられた空気を通孔20から炉外へ放出するようにしている。
なお、前述の実施例と同様に、均熱管32の下端部には炉外から空気を導入するための吸気用通路が設けられており、通孔20からの排気に合わせてこの吸気用通路から均熱管32内に炉外から比較的低温な空気が導入される。
【0019】
したがって、本実施例では、前述の実施例を同様な効果を奏するに加え、温度を低下させる対象である基板5に近い空間(すなわち、反応管3と均熱管2との隙間)から熱せられた空気を放出できるので、より一層効率的に基板5を冷却することができる。
【0020】
なお、上記した各実施例では均熱管2を備えた縦型炉を示したが、本発明は均熱管を有しない縦型炉に適用してもよく、上記した各実施例と同様な効果を得ることができる。
また、上記した各実施例では円筒状のヒータ1を示したが、本発明では、これに限らず、種々な断面形状の筒型ヒータに適用することができる。また、下層側断熱板18及び上層側断熱板19の形状も、上記の実施例のように円板状に限られず、ヒータ1の上端開口を塞げるように、ヒータの断面形状に応じて種々に設定される。
【0021】
また、下層側断熱板18に形成される通孔20は複数形成するようにしてもよく、通孔20の形状も円形以外の形状としてもよい。更に、通孔20は必ず下層側断熱板18の中央に設けなくともよく、例えば、下層側断熱板18と中心を同じくして複数の通孔を円環状や放射状に配設するようにしてもよい。なお、下層側断熱板18の中央のように、ヒータ1の中心軸に対して対象な位置に通孔を形成すれば、ヒータ内の均一な冷却を実現することができるが、本発明では、通孔20を中央からずれた隅の位置に設けたとしても、下層側断熱板18と上層側断熱板19との積層構造により部分的な断熱性の低下による弊害を防止することができるので、通孔20を下層側断熱板18の中央からずれた位置に設けることも可能である。
【0022】
また、上層側断熱板19に形成される溝21は通孔20に連通すればよいので、も通孔20に数や位置に応じて種々に変更されるものであり、形成する数も1つに限らず状況に応じて複数形成することもできる。
また、基台23の溝24から成る吸気用の通路のように、冷却時にヒータ1の内部に炉外から空気を導入する通路は種々な態様で形成することができ、要は、通孔20からの排気に合わせて外部から空気を導入できる通路がどのような態様にしても存在すればよい。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、通孔が形成された下層側断熱板と溝が形成された上層側断熱板とを重ねて成る天板によりヒータの上端開口を塞ぎ、ヒータの上端に通孔と溝とから成る放熱用の通路を形成したため、ヒータの天井部分を成す天板全体としては部分的な断熱性の低下が防止されて、炉内を均一且つ効率的に加熱することができるとともに、溝を比較的長く延在させて下層側断熱板の通孔の位置をヒータの天井部分の中央に設定することが可能となり、ヒータ内の熱せられた空気を均一に排気させて、炉内を均一且つ効率良く冷却することができる。このため、縦型炉による基板の処理能率が向上し、スループットが向上する。
また、ヒータの天板を下層側断熱板と上層側断熱板との積層構造としたため、ヒータの天井部分に放熱用の通路を容易に形成することができ、上記の効果を奏する縦型炉を低コスト且つ容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る縦型炉を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る天板を示す分解斜視図である。
【図3】本発明の一実施例に係るヒータ支持部を示す分解斜視図である。
【図4】本発明の他の一実施例に係る縦型炉を示す断面図である。
【図5】従来の縦型炉を示す断面図である。
【図6】従来の天板を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ヒータ
3 反応管
5 基板
17 天板
18 下層側断熱板
19 上層側断熱板
20 通孔
21 溝
Claims (1)
- 処理対象の基板を収容する反応管と、反応管の周囲に隙間をもって設けられた筒状のヒータとを有し、ヒータによって反応管に収容した基板を加熱して処理する半導体製造装置において、通孔が形成された下層側断熱板と、前記通孔に対応する位置から側面まで連続する溝が形成された上層側断熱板とを重ねて成る天板により前記ヒータの上端開口を塞ぎ、当該ヒータの上端に該通孔と該溝とから成る放熱用の通路を形成したことを特徴とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21039494A JP3636378B2 (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21039494A JP3636378B2 (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 半導体製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0855811A JPH0855811A (ja) | 1996-02-27 |
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Family
ID=16588605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21039494A Expired - Lifetime JP3636378B2 (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
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-
1994
- 1994-08-10 JP JP21039494A patent/JP3636378B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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