JPH029118A - 縦型熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハ等の被処理基板を加熱して処理
する縦型熱処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に、縦型熱処理装置は、半導体ウェハ等の彼処理括
板を加熱して薄膜形成、熱拡散等の処理を施す装置とし
て広く使用されている。

このような縦型熱処理装置では、石英からなる円筒状の
反応管は、ほぼ垂直に配設されており、その下側端部に
は、被処理物例えば半導体ウェハをロード・アンロード
するための開口が形成されている。また、上記反応管の
外側には、例えば炭化ケイ素等からなる均熱管、ヒータ
、断熱材が配設されており、反応管内を例えば数百度な
いし十数百度程度に加熱可能に構成されている。

そして、円柱状に形成され、下側端部に石英からなるフ
ランジ部を有する保温筒上に、多数の１４導体ウェハが
配置されたウェハボートを載置して、例えば上ド動可能
とされた搬送機構によって、反応管内へ下方から半導体
ウェハをロード・アンロドして所望の処理を行っている
。

上述のように、縦型熱処理装置では、耐熱性が高く、安
定な物質である石英からなる部材が多（使用されている
。また、このような石英からなる部材同士のシール部、
例えば反応管の下側開口を閉塞するためのシール部にお
いては、石英製反応管下側端部と保温筒下側の石英製フ
ランジ部上面を互いに当接させて気密的状態を保持する
よう（■成されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記説明の従来の縦型熱処理装置では、例えば反応管開
口部を閉塞するためのシール部等が、石英製部材を互い
に当接させて気密的状態を保持するよう構成されている
ので、これらの当接部位の平坦性を上げる必要が有る。

しかしながら、このような工作精度には限界が有り、例
えば半導体ウェハの８インチ対応可能な大口径化に伴っ
て反応管径も大口径化された場合、上述のようなシール
部の気密性を確保することは困難になり、例えば外気の
混入が生じたり、反応ガスの漏洩が発生したりする可能
性が生じる。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、従来に較べて気密性を向上させることができ、良好な
処理を行うことのできる縦型熱処理装置を提供しようと
するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、石英製部材を互いに当接させて気密
的状態を保持するシール部を有し、ほぼ垂直に立設され
た筒状の反応管内に被処理物を配置して加熱処理する縦
型熱処理装置において、前記シール部に、設けられ柔軟
な部材からなるＯリングと、このＯリングを冷却する如
く設けられた冷却機構とを配設したことを特徴とする。

（作　用） 本発明の縦型熱処理装置では、シール部に、柔軟な部材
からなる０リング、例えばパイトン７０（商品名、大日
本シール社製）等フッ素ゴム等からなるＯリングを配置
することにより、シール部の気密性を向上させる。しか
しながら、上記フッ素ゴムは、通常耐熱温度が二百数十
℃程度であり、これにに−ｔ　して反応管内の温度は、
数百℃ないし千数百℃程度となる。そこで、このシール
部に上記Ｏリングを冷却する機構配置して、このＯリン
グが変質することを防止する。

（実施例） 以下本発明装置を８インチ対応縦型熱処理装置に適用し
た実施例を図面を参照して説明する。

石英からなる直径例えば２０ｃａ＋の円筒状の反応管（
プロセスチューブ）１は、ほぼ垂直に配設されている。

また、この反応管１の下側端部には被処理物をロード・
アンロードするための開口２が形成されており、この開
口２には、外側に突出する如く外径例えば２９ｃｍのフ
ランジ部３が形成されている。さらに、この反応管１の
上部には、所定の反応ガスを導入するための内径例えば
ｔ、ＯＣ＋＋＋の反応ガス導入配管４が接続されており
、反応管１の下部には、内径例えば１．５ｃｎ＋の排気
配管５が接続されている。

また、上記反応管１の周囲には、例えば炭化ケイ素等か
らなる外径例えば２５．５ｃＩ１１厚さ例えば０．３５
ｃｇの均熱管６が配設されており、均熱管６の周囲には
、均熱管６外側面と間隔を設けてコイル状に形成された
ヒータ７が巻回され、このヒータ７の外側には、断熱材
層８が配設されている。なお、上記ヒータ７は、図示し
ない電力供給機構に接続されており、上部、中央部、下
部の３ゾーンによって独立に温度制御可能に構成されて
いる。

さらに、上記反応管１の下部には、被処理物例えばウェ
ハボート９上に多数載置された半導体ウェハ１０を反応
管１内にロード・アンロードする機構として、上下動可
能とされたボートエレベータ１１が配設されている。す
なわち、このボートエレベータ１１には、下部に石英か
らなるフランジ部１２を有する直径例えば１９ｃ＋ａ、
厚さ例えば２８ｃｍの保温筒１３が配設されており、こ
の保温筒１３上にウェハボート９を載置して、このウェ
ハボート９を反応管１内の所定高さまで挿入配置すると
ともに、保温筒１３のフランジ部１２を反応管１のフラ
ンジ部３に当接させることにより、反応管１の開口２を
気密的に閉塞するよう構成されている。

そして、第２図にも示すように、この実施例の縦型熱処
理装置では、上記反応管１のフランジ部３と保温筒１３
のフランジ部１２とによって構成されるシール部に、０
リング１４と、この０リング１４を熱処理温度から保護
するため冷却機構として、例えば冷却水循環用配管１５
が設けられている。

すなわち、０リング１４は、反応管１のフランジ部３の
下側あるいは保温筒１３のフランジ部１２の上側のどち
らか、例えば保温筒１３のフランジ部１２の上側に埋設
されている。そして、この０リング１４は、柔軟でかつ
耐熱性の高い物質例えばパイトン７０（商品名、大日本
シール社製）等のフッ素ゴム等から構成されている。ま
た、このＯリング１４を冷却するための冷却水循環用配
管１５は、０リング１４の近傍、例えば反応管１のフラ
ンジ部３上側または保温筒１３のフランジ部１２の下側
に設けられている。

上記構成のこの実施例の縦型熱処理装置では、ヒータ７
により、予め反応管１内を所定の処理温度例えば数百℃
ないし千数百℃に加熱しておき、下部開口２からボート
エレベータ１１により、ウェハボート９上に複数載置さ
れた半導体ウエノ１１０をロードする。そして、反応ガ
ス導入配管４および排気配管５により、反応管１内に所
定の反応ガス、例えばＳ　Ｉ　Ｈ４，０２、Ｂ　２　Ｈ
ｓ　、Ｐ　Ｈ３等を流通させて成膜あるいは熱拡散等の
処理を行う。

この時、反応管１のフランジ部３と保温筒１３のフラン
ジ部１２とによって構成されるシール部には、０１Ｊン
グ１４が配置されているので、例えば反応管１の径を大
口径化した場合であっても、このシール部の気密性を十
分確保することができ、例えば反応管１内に外気が混入
したり、反応ガスが外部に流出することを防止すること
ができる。

また、このＯリング１４は、耐熱温度が例えば、２２０
〜２３０℃であるが、冷却水循環用配管１５によって冷
却されているので、熱処理温度により変質等を起こすこ
ともない。

なお、例えば半導体ウェハ１０にリンを含む膜を形成す
る場合等は、五酸化リンが形成されて各部に付若するこ
とがある。このため、冷却水循環用配管１５による冷却
は、必要以上に温度を低下させることなく、シール部近
傍の温度が例えば五酸化リンの融点以上の温度で、０リ
ング１４の耐熱温度以下の温度となるよう設定すること
が好ましい。０リング１４の形状は、断面円形、断面方
形状何れでもよい。断面円形状Ｏリング１４の場合フラ
ンジ当接位置に四部や凸部でラフ位置決め手段を設ける
とさらによい。

［発明の効果］ 上述のように、本発明の縦型熱処理装置では、従来に較
べて気密性を向上させることができ、良好な処理を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦型熱処理装置を示す構成
図、第２図は第１図の縦型熱処理装置の要部を示す縦断
面図である。 １・・・・・・反応管、２・・・・・・開口、３・・・
・・・フランジ部、４・・・・・・反応ガス導入配管、
５・・・・・・排気配管、６・・・・・・均熱管、７・
・・・・・ヒータ、８・・・・・・断熱材層、９・・・
・・・ウェハボート、１０・・・・・・半導体ウェハ、
１１・・・・・・ボートエレベータ、１２・・・・・・
フランジ部、１３・・・・・・保温筒、１４・・・・・
・０リング、１５・・・・・・冷却水循環用配管。 出願人　　　　　　チル相模株式会社 代理人　弁理士　　須　山　佐　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）石英製部材を互いに当接させて気密的状態を保持
   するシール部を有し、ほぼ垂直に立設された筒状の反応
   管内に被処理物を配置して加熱処理する縦型熱処理装置
   において、 前記シール部に、設けられ柔軟な部材からなるＯリング
   と、このＯリングを冷却する如く設けられた冷却機構と
   を配設したことを特徴とする縦型熱処理装置。