JP4269967B2 - 炭化ケイ素質アウターチューブおよび半導体熱処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハの表面に例えばポリシリコン膜や窒化膜等の非酸化膜を形成する低圧ＣＶＤ装置や、半導体ウエハの表面に酸化膜を形成する高温熱処理装置などの半導体熱処理装置で用いられる炭化ケイ素質アウターチューブおよび半導体熱処理装置に関する。
従来、半導体熱処理用の低圧ＣＶＤ装置や高温熱処理炉に用いられるアウターチューブとしては、高純度のものが入手しやすく、耐熱性があり、熱膨張率が小さく発生熱応力が小さい、熱伝導率が小さいので断熱性に優れる等の理由で石英ガラスが一般的に使用されてきた。近年、堆積膜がポリシリコン膜や窒化膜の場合、石英ガラスとの熱膨張率の差により装置内の堆積膜が剥離してウエハーの汚染源となるパーティクルが発生する問題点やさらなる耐熱性の要求から炭化ケイ素質のアウターチューブ（特許文献１、２参照。）が提案されている。
しかし、炭化ケイ素は石英ガラスに比べて熱膨張係数が大きく、熱伝導率も大きいことから、特許文献２の第７図（本件第４図）に示されるように主にＡ、Ｂ、Ｃの３箇所に引張応力や曲げ応力が発生するため壊れやすいという問題がある。さらに、熱伝導率が大きいためにアウターチューブと基台との間に介装されるＯリングが焼き付けしやすく、それによってガスシール性が損なわれやすいという問題もある。
この対策として、熱源からＯリングを物理的に離すため炭化ケイ素質アウターチューブの下面とヒータの最下端との間の距離を２００ｍｍ以上とする方法（以下、対策Ａという）が提案されている（特許文献１参照。）。別の対策として炭化ケイ素質アウターチューブのフランジ部と基台との間にシールリングを介在させると共に、前記フランジ部の前記シールリングよりも内周の部分を基台上に当接支持させる方法（以下、対策Ｂという）も提案されている（特許文献２参照）。
ところが、近年、１回の処理で大量のＳｉウエハを処理したいとの要望も強く、低圧ＣＶＤ装置等の半導体熱処理炉内でのＳｉウエハ処理枚数を増やすため、均熱帯を広くする、すなわちヒータ下端をできるだけ基台に近づける傾向にあり、前記２００ｍｍ以上を確保することが難しくなっている。したがって、対策Ａ以外の方法が要求されるようになってきた。
また、Ｓｉウエハの口径は２００ｍｍから３００ｍｍ以上へと、ますます大口径化し、それにつれてアウターチューブの内直径も３５０ｍｍ以上へと大口径化している。そのため、対策Ｂを採用する場合、アウターチューブのフランジの冷却が不充分となるおそれがあるほか、内周で支持する箇所が線接触で、その接触位置も熱処理温度により変化することからシール圧が不足しガス漏れのおそれもある。
すなわち、対策Ａ、対策Ｂ以外の方法で、大口径化、大処理量化、パーティクル汚染防止等の要求に対応した炭化ケイ素質アウターチューブは提案されていない。
本発明は、大口径化しても耐久性があり、しかも１回の処理量を上げるため均熱ゾーンを広くとれ、しかもパーティクル汚染に効果のある炭化ケイ素質アウターチューブの提供を目的とする。
本発明は、上部が閉塞し、下部が開口し、下部に端部方向に径が拡大するようにテーパ部が形成され、かつ下部外周にフランジ部が設けられた炭化ケイ素質アウターチューブであって、前記アウターチューブの厚さをｔａ（ｍｍ）、前記アウターチューブの内直径をＤ１（ｍｍ）、前記フランジ厚さをｔｃ（ｍｍ）、前記フランジ内直径をＤＦ１（ｍｍ）、前記フランジ外直径をＤＦ２（ｍｍ）、前記テーパ部の高さをＬ１（ｍｍ）、前記テーパ部の広がりをＬ２（ｍｍ）、としたとき、下記１）〜４）を満足することを特徴とする炭化ケイ素質アウターチューブを提供する。
１）ｔａ／Ｄ１の比が０．００６７〜０．０２５、
２）ｔａ×Ｄ１の積が６００〜４０００（ｍｍ２）、
３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）が０．１〜０．７、
４）かつＬ１／Ｌ２が１〜１０。
１）ｔａ／Ｄ１の比が０．００６７〜０．０２５、
２）ｔａ×Ｄ１の積が６００〜４０００（ｍｍ２）、
３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）が０．１〜０．７、
４）かつＬ１／Ｌ２が１〜１０。
本外管は特定の条件を満足する形状を有するため、本外管を用いた半導体熱処理装置においてヒータ下端と基台の間を近づけることができる。そのため均熱ゾーンが広くなり、本外管を使用した半導体熱処理装置では１回で処理できるウエハの処理量を上げることができる。また、本発明により基台に外管フランジ部を支持するための特別の突起部を設けずに外管の大口径化に対応でき、耐久性に優れる長所を有する。したがって、突起部で当接支持する場合のシール圧不足によるガス漏れや外管フランジ部冷却が不充分となるおそれなどの問題が本外管ではない。さらに、本外管は炭化ケイ素質であることからパーティクル汚染防止にも効果がある。
本発明者らは、従来のアウターチューブ（以下、外管という）を低圧ＣＶＤ装置として使用した場合の応力解析を行った。その結果を図４に示すが、従来の外管を低圧ＣＶＤ装置として使用した場合、図４のＡ、Ｂ、Ｃの位置に主要な応力が発生する。
本発明者らは、さらに解析を進め図４のＡ、Ｂ、Ｃの位置に発生する応力を低減させる対策としてある処置を講ずると、別の箇所の発生応力が増加する、または外管とそれを支持する基台との間に介在するＯリングに熱が流れすぎるという、一種のトレードオフ的な関係にあることを見出した。例えば、前記Ａの位置に発生する応力を下げるためには外管の厚さｔａを肉薄化すればよいが、そうすると機械的強度が不足し、外管の大口径化ができない。逆に機械的強度の点から外管の厚さｔａを肉厚化すると、炭化ケイ素の熱伝導率が高いため外管の下端に熱が流れすぎ、冷却能力を上回ってＯリングが焼けてしまう。
そのため、本発明の外管（以下、本外管という）は、外管の厚さを外管の直径に応じて制限し、外管内の高温部から冷却された下端への伝熱量を一定の範囲とする。以下、本発明の実施の形態の一つによる、本外管を図面を用いて説明する。図１は本外管の縦断面図を、図２は本外管のフランジ部の拡大縦断面図を、それぞれ示す。
本外管７２は、上部が閉塞され、下部が開口され、下部端にテーパ部７２ｄが形成され、かつ下部外周にフランジ７２ｃが設けられた外管であって、外管の厚さをｔａ（ｍｍ）、外管の内直径をＤ１（ｍｍ）、前記フランジ７２ｃの厚さをｔｃ（ｍｍ）、前記フランジ７２ｃの内直径をＤＦ１（ｍｍ）、前記フランジ７２ｃの外直径をＤＦ２（ｍｍ）、前記テーパ部７２ｄの高さをＬ１（ｍｍ）、前記テーパ部の広がりをＬ２（ｍｍ）、としたとき、ｔａ／Ｄ１の比が０．００６７〜０．０２５で、かつ、ｔａ×Ｄ１の積が６００〜４０００（ｍｍ２）である。なお、ｔａ×Ｄ１は外管を輪切りにしたときの断面積に比例することから、ｔａ×Ｄ１は伝熱量に関係する。
ｔａ／Ｄ１の比が０．００６７未満であると機械的強度の面で問題となるおそれがあり、ｔａ／Ｄ１の比が０．０２５を超える場合伝熱量が過大となり過ぎるとともにフランジに対して大きな応力（図４のＡ位置に発生する応力）を与えるおそれがある。ｔａ／Ｄ１の比は、０．０１〜０．０２であると好ましい。
同様に、ｔａ×Ｄ１の積が６００（ｍｍ２）未満であると機械的強度の面で問題となるおそれがあり、ｔａ×Ｄ１の積が４０００（ｍｍ２）を超える場合は伝熱量が過大となり過ぎるおそれがある。ｔａ×Ｄ１の積は、２０００（ｍｍ２）以下であると好ましく、１４００（ｍｍ２）以下であるとさらに好ましい。
本外管７２はフランジ７２ｃを有するが、フランジ７２ｃは使用時においても室温に近い温度であるため使用時に高温となるフランジ以外の本体７２ａ、７２ｂ、７２ｄに対してその膨張を拘束するような役目となり前述した図４のＢ、Ｃの位置に曲げ応力が発生する。この曲げ応力はフランジの厚さをｔｃとすると、外管の厚さｔａとフランジの厚さｔｃとの比ｔｃ／ｔａに比例して大きくなることからあまり大きくできない。
また、通常フランジ７２ｃの外周より冷却されることからフランジ７２ｃの外周と内周との温度差により熱応力が発生する。この熱応力は、フランジ７２ｃの内直径をＤＦ１、フランジの外直径をＤＦ２とするとその差（ＤＦ２−ＤＦ１）と外管の内直径Ｄ１との比（ＤＦ２−ＤＦ１）／Ｄ１とともに大きくなると考えれられる。シミュレーションと実物との対比からｔｃ／ｔａと（ＤＦ２−ＤＦ１）／Ｄ１との積（ｔｃ・（ＤＦ２−ＤＦ１））／（ｔａ・Ｄ１）が０．７を超えると前記熱応力で本外管が破損するおそれがある。この積の値が０．６以下であると好ましく、０．５以下であるとさらに好ましい。一方、この積の値が０．１未満であると大口径化したときに機械的強度が不足するおそれがある。０．２以上であると好ましく、０．２５以上であるとさらに好ましい。
熱応力を下げるためにはフランジ７２ｃを小さくする、すなわち、ｔｃや（ＤＦ２−ＤＦ１）を小さくするとよい。しかし、その場合、冷却のための伝熱面積が不足してＯリング焼けが発生するほか、シール部の幅が不足するためシール性の点で問題となるおそれがある。そのため、上記の関係のほかにｔｃ・（ＤＦ２−ＤＦ１）が１５０〜１２００（ｍｍ２）であると好ましい。ｔｃ・（ＤＦ２−ＤＦ１）が２００（ｍｍ２）以上であるとさらに好ましく、２５０（ｍｍ２）以上であると特に好ましい。一方、ｔｃ・（ＤＦ２−ＤＦ１）が１０００（ｍｍ２）以下であるとさらに好ましく、８００（ｍｍ２）以下であると特に好ましい。
また、本外管７２は下部に端部方向に径が拡大するようにテーパ部７２ｄが形成されているため熱伝導に要する実効長さを長くして温度勾配を緩くでき熱応力低減に有効である。テーパ部７２ｄの高さをＬ１（ｍｍ）、フランジ７２ｃとこのテーパ部７２ｄとが交差する広がりをＬ２（ｍｍ）とすると、テーパ部７２ｄの勾配は、Ｌ１／Ｌ２の比で与えられるが、本外管７２のテーパ部７２ｄの勾配は１〜１０である。本外管７２のテーパ部７２ｄの勾配が、２〜８であると好ましく、３〜５であるとさらに好ましい。
本外管７２においてテーパ部７２ｄの内周側の上端および下端に半径２ｍｍ（Ｒ２）以上の丸みを形成すると、応力集中を防止できるため、特に高温用途で本外管を使用する場合に好ましい。テーパ部７２ｄの両端部に半径４ｍｍ（Ｒ４）以上の丸みを形成するとさらに好ましい。また、テーパ部７２ｄの内面の表面粗さＲａを７μｍ以下にすると加工傷による強度低下を防止できるため好ましく、テーパ部７２ｄの内面の表面粗さＲａを３μｍ以下にするとさらに好ましい。より好ましくは、テーパ部７２ｄの両端部にＲ２以上の丸みを形成し、かつテーパ部７２ｄの内面の表面粗さＲａを７μｍ以下にするとよい。
本外管７２は半導体処理用途の炭化ケイ素質であれば特に制限はないが、Ｆｅに代表される不純物濃度が５０質量ｐｐｍ以下の高純度であると好ましく、表面に炭化ケイ素膜がＣＶＤコートされていると、ＨＦ等の酸による繰り返しの洗浄に対しても耐久性が高くなるので、さらに好ましい。
本外管７２の作成法としては特に制限されず、一体品を成形後、焼成等して製作してもよいが、周壁７２ａ、上壁７２ｂ、フランジ部７２ｃのそれぞれの部分を別々に成形・焼成等した後、これらの部分を炭化ケイ素の接着剤等で接合して製作してもよい。
本外管７２を低圧ＣＶＤ装置、高温熱処理炉などの半導体熱処理装置の外管として使用すると、耐久性、生産性などに優れるため好ましい。本外管７２を低圧ＣＶＤ装置に使用した場合を図３に示す。低圧ＣＶＤ装置６０は、金属缶体６１と、その内周に貼られた断熱材６２とからなる炉壁６３を有している。炉壁６３の内周にはヒータ６４が取付けられている。炉壁６３の下面は、基台６５によって閉塞されている。基台６５の中央には、半導体ウエハＷの導出入口をなす開口が設けられ、図示しないリフトによって昇降動作することにより、上記開口を開閉する蓋体６６が設けられている。蓋体６６の上にはウエハＷをのせるためのウエハボート５０が載置されている。また、ウエハボート５０は、端板５１、５２とそれらを連結する支柱５３とからなる。さらに、基台６５にはガスの導入排出口６７が設けられている。
基台６５上には、インナーチューブ（以下、内管という）７１と、内管７１の外周を所定の間隙をもって囲む本外管７２の二重管７３が設置されている。本外管７２は、円筒状の周壁７２ａと、この周壁７２ａの上面を閉塞する上壁７２ｂと、周壁７２ａの下端外周に設けられたフランジ部７２ｃとで構成されている。基台６５のフランジ部７２ｃの下面が接する部分には環状の凹部が形成され、この凹部に耐熱性ゴム等からなるＯリング６８あるいはパッキンが介装されていて、フランジ部７２ｃの下面を気密的にシールしている。
なお、基台６５内には、図示しない水冷ジャケットが形成されており、Ｏリング６８の熱損傷を防止するようにしている。また、本外管７２を使用した半導体熱処理装置において、内管７１は低圧ＣＶＤ装置などでは必要であるが、高温熱処理炉のようなものでは不要な場合もある。
本外管７２を使用した半導体熱処理装置において、テーパ部７２ｄの高さＬ１（ｍｍ）は、ヒータ６４の最下端と外管下面との高さＨ（ｍｍ）のほぼ半分とすると、Ｂ部での発生応力を低減できるため好ましい。例えば、Ｈ／４＜Ｌ１＜３・Ｈ／４とするのが好ましく、より好ましくは、Ｈ／３＜Ｌ１＜２・Ｈ／３とする。
本発明の実施例（例１、例２）と比較例（例３、例４）を以下に示す。
［例１］
内直径Ｄ１＝３０７（ｍｍ）、厚さｔａ＝２．５（ｍｍ）、高さ１２００（ｍｍ）、フランジ厚さｔｃ＝８（ｍｍ）、フランジ外径ＤＦ２＝３６０（ｍｍ）、フランジ内径ＤＦ１＝３２３（ｍｍ）、テーパ部高さＬ１＝３４（ｍｍ）、テーパ部広がりＬ２＝８（ｍｍ）、すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．００８１で、２）ｔａ×Ｄ１＝７６８（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝０．３９で、４）かつＬ１／Ｌ２＝４．３の炭化ケイ素質外管７２を作成した。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝２９６（ｍｍ２）であった。また、これと同材質の内径２６０（ｍｍ）、外径２６８（ｍｍ）の内管７１を同時に準備し、二重管７３とした。
内直径Ｄ１＝３０７（ｍｍ）、厚さｔａ＝２．５（ｍｍ）、高さ１２００（ｍｍ）、フランジ厚さｔｃ＝８（ｍｍ）、フランジ外径ＤＦ２＝３６０（ｍｍ）、フランジ内径ＤＦ１＝３２３（ｍｍ）、テーパ部高さＬ１＝３４（ｍｍ）、テーパ部広がりＬ２＝８（ｍｍ）、すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．００８１で、２）ｔａ×Ｄ１＝７６８（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝０．３９で、４）かつＬ１／Ｌ２＝４．３の炭化ケイ素質外管７２を作成した。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝２９６（ｍｍ２）であった。また、これと同材質の内径２６０（ｍｍ）、外径２６８（ｍｍ）の内管７１を同時に準備し、二重管７３とした。
この二重管７３を使用して半導体ウエハＷに対するドープドポリシリコン（Ｄ−Ｐｏｌｙ）ＣＶＤ膜の形成作業を５５０℃にて４０回繰り返したが、ヒータ高さＨが８０ｍｍと特許文献１の２００ｍｍよりも半分以下に低くなったにもかかわらず、特に外管７２にクラック等の異常は観察されなかった。
［例２］
例１において厚さｔａ＝２．５（ｍｍ）の代わりにｔａ＝４．５（ｍｍ）とし、テーパ部７２ｄの両端、すなわち７２ａと７２ｄとの交差する部分、７２ｃと７２ｄとの交差する部分に半径５ｍｍ（Ｒ５）の丸みを形成し、しかも７２ｄの内表面を表面粗さＲａを２．５μｍとした以外は例１と同様に製作した外管７２を用意した。すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．０１５で、２）ｔａ×Ｄ１＝１３８２（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝０．２１で、４）かつＬ１／Ｌ２＝４．３の炭化ケイ素質外管７２を作成した。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝２９６（ｍｍ２）であった。
例１において厚さｔａ＝２．５（ｍｍ）の代わりにｔａ＝４．５（ｍｍ）とし、テーパ部７２ｄの両端、すなわち７２ａと７２ｄとの交差する部分、７２ｃと７２ｄとの交差する部分に半径５ｍｍ（Ｒ５）の丸みを形成し、しかも７２ｄの内表面を表面粗さＲａを２．５μｍとした以外は例１と同様に製作した外管７２を用意した。すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．０１５で、２）ｔａ×Ｄ１＝１３８２（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝０．２１で、４）かつＬ１／Ｌ２＝４．３の炭化ケイ素質外管７２を作成した。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝２９６（ｍｍ２）であった。
例１に比べて７００℃を超える温度で使用するとフランジの変形が大きくなり、発生熱応力が上昇するが、上記の丸みの形成と表面粗さの制御で、応力集中を避ける効果が得られる。この外管７２と例１で使用した内管７１を組み合わせた二重管７３を使用して、７８０℃での窒化ケイ素ＣＶＤ膜の形成作業を４０回繰り返したが、Ｏリング６８の焼き付きもなく、外管７２に破損は生じなかった。
［例３］
内直径Ｄ１＝３２４（ｍｍ）、厚さｔａ＝３．５（ｍｍ）、高さ１３００（ｍｍ）、フランジ厚さｔｃ＝１２（ｍｍ）、フランジ外径ＤＦ２＝４１０（ｍｍ）、フランジ内径ＤＦ１＝３２８（ｍｍ）、テーパ部高さＬ１＝２（ｍｍ）、テーパ部広がりＬ２＝２（ｍｍ）、すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．０１１で、２）ｔａ×Ｄ１＝１１３４（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝０．８７で、４）かつＬ１／Ｌ２＝１の炭化ケイ素質外管７２を作成した。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝９８４（ｍｍ２）であった。また、これと同材質の内径２６０（ｍｍ）、外径２６８（ｍｍ）の内管７１を同時に準備し、二重管７３とした。
内直径Ｄ１＝３２４（ｍｍ）、厚さｔａ＝３．５（ｍｍ）、高さ１３００（ｍｍ）、フランジ厚さｔｃ＝１２（ｍｍ）、フランジ外径ＤＦ２＝４１０（ｍｍ）、フランジ内径ＤＦ１＝３２８（ｍｍ）、テーパ部高さＬ１＝２（ｍｍ）、テーパ部広がりＬ２＝２（ｍｍ）、すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．０１１で、２）ｔａ×Ｄ１＝１１３４（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝０．８７で、４）かつＬ１／Ｌ２＝１の炭化ケイ素質外管７２を作成した。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝９８４（ｍｍ２）であった。また、これと同材質の内径２６０（ｍｍ）、外径２６８（ｍｍ）の内管７１を同時に準備し、二重管７３とした。
この二重管７３を使用してヒータ高さＨが８０ｍｍの低圧ＣＶＤ装置において半導体ウエハＷに対するＤ−ＰｏｌｙＣＶＤ膜の形成作業を５５０℃にて実施したが、１回目で外管７２に亀裂が発生した。
［例４］
内直径Ｄ１＝３８６（ｍｍ）、厚さｔａ＝２．５（ｍｍ）、高さ１１００（ｍｍ）、フランジ厚さｔｃ＝２０（ｍｍ）、フランジ外径ＤＦ２＝４７０（ｍｍ）、フランジ内径ＤＦ１＝３９０（ｍｍ）、テーパ部高さＬ１＝２（ｍｍ）、テーパ部広がりＬ２＝２（ｍｍ）、すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．００６５で、２）ｔａ×Ｄ１＝９６５（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝１．６６で、４）かつＬ１／Ｌ２＝１の炭化ケイ素質外管７２を作成する。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝１６００（ｍｍ２）である。
内直径Ｄ１＝３８６（ｍｍ）、厚さｔａ＝２．５（ｍｍ）、高さ１１００（ｍｍ）、フランジ厚さｔｃ＝２０（ｍｍ）、フランジ外径ＤＦ２＝４７０（ｍｍ）、フランジ内径ＤＦ１＝３９０（ｍｍ）、テーパ部高さＬ１＝２（ｍｍ）、テーパ部広がりＬ２＝２（ｍｍ）、すなわち、１）ｔａ／Ｄ１＝０．００６５で、２）ｔａ×Ｄ１＝９６５（ｍｍ２）で、３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）＝１．６６で、４）かつＬ１／Ｌ２＝１の炭化ケイ素質外管７２を作成する。なお、ｔｃ×（ＤＦ２−ＤＦ１）＝１６００（ｍｍ２）である。
この外管７２を使用してヒータ高さＨが１５０ｍｍの高温熱処理炉において半導体ウエハＷに対する酸化膜の形成作業を１１５０℃にて実施すると、１回目で外管のフランジ７２ｃの外周部から亀裂が発生する。
半導体熱処理用の低圧ＣＶＤ装置や高温熱処理炉に用いられるアウターチューブとして、大口径化しても耐久性があり、しかも１回の処理量を上げるため均熱ゾーンを広くとれ、しかもパーティクル汚染に効果のある炭化ケイ素質アウターチューブを提供できる。
５０：ウエハボート
５１：端板
５２：端板
５３：支柱
６０：低圧ＣＶＤ装置
６１：金属缶体
６２：断熱材
６３：炉壁
６４：ヒータ
６５：基台
６６：蓋体
６７：ガス導入排出管
６８：Ｏリング
７１：インナーチューブ（内管）
７２：アウターチューブ（外管）
７２ａ：周壁
７２ｂ：上壁
７２ｃ：フランジ
７２ｄ：テーパ部
７３：二重管
Ｄ１：外管内直径
ＤＦ１：フランジ内直径
ＤＦ２：フランジ外直径
Ｈ：ヒータ高さ
Ｌ１：テーパ部の高さ
Ｌ２：テーパ部の広がり
ｔａ：周壁７２ａの厚さ
ｔｃ：フランジ７２ｃの厚さ
Ｗ：半導体ウエハ
５１：端板
５２：端板
５３：支柱
６０：低圧ＣＶＤ装置
６１：金属缶体
６２：断熱材
６３：炉壁
６４：ヒータ
６５：基台
６６：蓋体
６７：ガス導入排出管
６８：Ｏリング
７１：インナーチューブ（内管）
７２：アウターチューブ（外管）
７２ａ：周壁
７２ｂ：上壁
７２ｃ：フランジ
７２ｄ：テーパ部
７３：二重管
Ｄ１：外管内直径
ＤＦ１：フランジ内直径
ＤＦ２：フランジ外直径
Ｈ：ヒータ高さ
Ｌ１：テーパ部の高さ
Ｌ２：テーパ部の広がり
ｔａ：周壁７２ａの厚さ
ｔｃ：フランジ７２ｃの厚さ
Ｗ：半導体ウエハ
Claims (5)
- 上部が閉塞し、下部が開口し、下部に端部方向に径が拡大するようにテーパ部が形成され、かつ下部外周にフランジ部が設けられた炭化ケイ素質アウターチューブであって、前記アウターチューブの厚さをｔａ（ｍｍ）、前記アウターチューブの内直径をＤ１（ｍｍ）、前記フランジ厚さをｔｃ（ｍｍ）、前記フランジ内直径をＤＦ１（ｍｍ）、前記フランジ外直径をＤＦ２（ｍｍ）、前記テーパ部の高さをＬ１（ｍｍ）、前記テーパ部の広がりをＬ２（ｍｍ）、としたとき、下記１）〜４）を満足することを特徴とする炭化ケイ素質アウターチューブ。
１）ｔａ／Ｄ１の比が０．００６７〜０．０２５、
２）ｔａ×Ｄ１の積が６００〜４０００（ｍｍ２）、
３）（ＤＦ２−ＤＦ１）×ｔｃ／（Ｄ１×ｔａ）が０．１〜０．７、
４）かつＬ１／Ｌ２が１〜１０。 - 前記テーパ部の内周側の上端および下端に半径２ｍｍ（Ｒ２）以上の丸みを形成する請求項１記載の炭化ケイ素質アウターチューブ。
- 前記テーパ部の内面の表面粗さＲａを７μｍ以下にした請求項１または２記載の炭化ケイ素質アウターチューブ。
- 請求項１〜３のいずれか記載の炭化ケイ素質アウターチューブを使用することを特徴とする半導体熱処理装置。
- テーパ部の高さＬ１（ｍｍ）は、ヒータの最下端とアウターチューブ下面との高さをＨ（ｍｍ）とするとき、Ｈ／４＜Ｌ１＜３・Ｈ／４の関係を満足する請求項４記載の半導体熱処理装置。
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